[發明專利]帶有空腔的襯底的制備方法

有效

• 申請號: 201310175296.6
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103258778A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 葉斐;馬乾志;王中黨;陳國興;張晨臏
• 申請（專利權）人: 上海新傲科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;B81C3/00;B81C1/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 孫佳胤;翟羽

技術領域

本發明涉及半導體襯底制造領域，尤其涉及一種帶有空腔的襯底的制備方法。

背景技術

鍵合及背面減薄（BESOI）技術是目前最成熟并商業化的SOI技術。該技術是將兩片氧化后的硅片分別作為支撐襯底和器件襯底鍵合在一起，隨后在高于1000℃的溫度下加固2小時以上，然后采用研磨、拋光等方式將器件襯底減薄到SOI器件所需要的厚度，即得到最終的鍵合SOI晶片。BESOI技術具有工藝簡單、成本低等優點，因此受到業界的重視。

帶有空腔的SOI材料（Cavity-SOI）作為一種新型的SOI材料，與普通的SOI材料相比，其支撐體在鍵合前通過光刻及刻蝕工藝開出了特定的孔洞，且這些孔洞在表面形成特定的圖形分布。MEMS?技術的發展，在壓力傳感器，陀螺儀等MEMS?應用上越來越多的應用Cavtiy?SOI材料。在制備Cavity-SOI材料的過程中，由于這些孔洞的存在，使得支撐體上鍵合部分的接觸面積大為減小，且特有的空腔結構，將直接影響后續的加工過程，孔洞上方的器件層由于沒有支撐，頂層硅厚度越薄，在機械研磨過程中越容易被機械應力損傷而產生破損的情況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種帶有空腔的襯底的制備方法，能夠降低制備過程中的碎片率。

為了解決上述問題，本發明提供了一種帶有空腔的襯底的制備方法，包括如下步驟：提供支撐襯底和器件襯底，所述支撐襯底用于鍵合的表面內具有凹槽；將支撐襯底和器件襯底鍵合在一起；向器件襯底的中心方向研磨鍵合后的器件襯底邊緣，至去除器件襯底邊緣的懸空部分；研磨減薄器件襯底至預定厚度。

可選的，所述研磨步驟中，器件襯底邊緣的去除量范圍是0.5mm~2mm。

可選的，所述鍵合步驟在真空環境下進行。

可選的，所述支撐襯底和器件襯底的材料為單晶硅。

可選的，所述器件襯底內進一步包含腐蝕停止層。

可選的，所述支撐襯底和器件襯底具有不同的電阻率。

本發明的優點在于，在研磨減薄之前首先去除邊緣懸空部分，防止當減薄到某一厚度之后，器件襯底的邊緣懸空處由于沒有鍵合界面的加固保護作用，會因無法承受應力作用而發生碎裂，從而降低了在研磨的過程中發生碎邊的幾率。

附圖說明

附圖1所示是本發明具體實施方式所述方法的實施步驟示意圖。

附圖2A至附圖2F所示是上述方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提供的一種帶有空腔的襯底的制備方法的具體實施方式做詳細說明。

附圖1所示是本具體實施方式所述方法的實施步驟示意圖，包括：步驟S101，提供支撐襯底和器件襯底：步驟S102，在所述支撐襯底用于鍵合的表面內形成凹槽；步驟S103，在所述支撐襯底的表面形成氧化層，所述氧化層進一步覆蓋所述凹槽的內壁；步驟S110，將支撐襯底和器件襯底鍵合在一起；步驟S120，向襯底的中心方向研磨鍵合后的器件襯底邊緣，至去除器件襯底邊緣的懸空部分；步驟S130，研磨減薄器件襯底至預定厚度。

附圖2A至附圖2F所示是上述方法的工藝流程圖。

附圖2A所示，參考步驟S101，提供支撐襯底200和器件襯底210。本具體實施方式中，支撐襯底200和器件襯底210的材料為單晶硅，在其他的具體實施方式中，上述兩個襯底的材料可以選自于任何一種常見的半導體襯底材料。支撐襯底200和器件襯底210可以具有不同的電阻率。

附圖2B所示，參考步驟S102，在所述支撐襯底200用于鍵合的表面內形成凹槽201。本具體實施方式以4個凹槽201舉例，在其他的具體實施方式中，可以進一步包含更多或者更少的凹槽201。形成凹槽可以采用光刻和腐蝕的方法，所述腐蝕可以是干法腐蝕或者濕法腐蝕。

附圖2C所示，參考步驟S103，在所述支撐襯底200的表面形成氧化層220，所述氧化層220進一步覆蓋所述凹槽201的內壁。形成氧化層220的方法可以是化學氣相沉積工藝等，對于支撐襯底200材料為單晶硅的情況下，氧化層220也可以是采用熱氧化工藝形成的氧化硅。上述兩種工藝都可以同時在支撐襯底200的表面以及凹槽201的內壁處形成氧化層220。若不希望在凹槽中形成氧化層220，也可以再通過選擇性腐蝕的方法除去凹槽201內壁的氧化層220（此工藝步驟未圖示）。

上述步驟實施完畢后，形成鍵合的表面內具有由凹槽201形成空腔的支撐襯底200。氧化層220是可選層，可以根據后續器件工藝對襯底結構的需要決定添加或者省略。