[發明專利]邊緣光滑的半導體襯底的制備方法

無效

• 申請號: 201310590117.5
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103560105A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 葉斐;陳國興;陳猛
• 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;H01L21/304;H01L21/3105
• 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

本發明涉及絕緣體上硅襯底的制備方法，尤其涉及一種邊緣光滑的半導體襯底的制備方法。

背景技術

現有的鍵合SOI晶片的做法是：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，然后對鍵合后的襯底采用研磨等方式制造倒角，最后采用研磨、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。在制造倒角時，所述氧化層，例如，二氧化硅層，也被研磨制造出倒角，則研磨時產生的氧化層材料碎屑容易殘留在襯底邊緣，殘留的氧化層材料碎屑無法通過正常清洗工藝去除。附圖1所示是現有技術中鍵合SOI晶片的透射電鏡圖，氧化層材料為二氧化硅，從附圖1中虛線區域可以看出，在邊緣區域殘留有二氧化硅。殘留的二氧化硅可能會導致用戶在加工生產過程中發生顆粒增加、晶圓碎片的情況，造成產品良率下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種邊緣光滑的半導體襯底的制備方法，該方法能夠顯著降低絕緣層材料碎屑在襯底邊緣的殘留。

為了解決上述問題，本發明提供了一種邊緣光滑的半導體襯底的制備方法，包括如下步驟：提供一第一襯底及第二襯底，；在第一襯底和/或第二襯底的表面形成絕緣層；以絕緣層為中間層，將第一襯底與第二襯底鍵合在一起；對鍵合后的第一襯底及絕緣層實施倒角處理；對倒角處理后的第一襯底及絕緣層實施邊緣拋光。

進一步，在第一襯底和/或第二襯底的表面形成絕緣層之前，包括一對第一襯底及第二襯底進行修正的步驟，以減小第一襯底及第二襯底厚度偏差。

進一步，鍵合步驟后，包括一對鍵合后襯底實施退火的步驟。

進一步，所述倒角處理采用的方法選自于機械研磨、腐蝕中的一種或多種。

進一步，倒角步驟后，包括一對第一襯底減薄的步驟，所述減薄方法選自于機械研磨、腐蝕、化學機械研磨中的一種或多種。

進一步，邊緣拋光步驟后，包括一對第一襯底表面拋光的步驟。

進一步，所述第一襯底的表面進一步制作有器件層。

本發明的優點在于，對實施倒角步驟后的第一襯底及絕緣層進行邊緣拋光處理，顯著降低倒角步驟帶來的絕緣層材料碎屑在襯底邊緣區域的殘留，提高產品良率。

附圖說明

附圖1所示是現有技術中鍵合SOI晶片的透射電鏡圖；

附圖2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3Ａ～附圖３G所示是本發明具體實施方式所述方法的工藝流程圖；

附圖４所示是本發明具體實施方式所述邊緣拋光裝置的結構示意圖；

附圖5所示是根據本發明方法制備的鍵合SOI晶片的透射電鏡圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提供的邊緣光滑的半導體襯底的制備方法的具體實施方式做詳細說明。

圖2所示是本發明具體實施方式所述方法的實施步驟示意圖，包括如下步驟：步驟S21，提供一第一襯底及第二襯底；步驟S22，在第一襯底和/或第二襯底的表面形成絕緣層；步驟S23，以絕緣層為中間層，將第一襯底與第二襯底鍵合在一起；步驟S24，對鍵合后的襯底實施退火；步驟S25，對鍵合后的第一襯底及絕緣層實施倒角處理；步驟S26，對第一襯底減薄；步驟S27，對倒角處理后的第一襯底及絕緣層實施邊緣拋光；步驟S28，對第一襯底表面實施拋光。

附圖3A所示，參考步驟S21，提供一第一襯底310及第二襯底320。在所述第一襯底310的表面還可以進一步制作有外延的器件層330。所述第一襯底310及第二襯底320可以是輕摻雜也可以是重摻雜Si襯底，可以是p型也可以是n型摻雜襯底，摻雜劑可以是B、P、As也可以是別的雜質元素。尤其是第二襯底320作為最終形成的半導體襯底的支撐襯底使用，其選擇材料范圍更為廣泛，甚至于不限于是半導體襯底。

所述外延可以是同質外延也可以是異質外延，為了獲得更高的晶體質量，優選為同質外延。例如在單晶硅的第一襯底表面外延單晶硅的器件層330。進一步，對于單晶硅材料的器件層330而言，如果需要在其表面形成熱氧化的二氧化硅絕緣層，還要進一步考慮二氧化硅工藝對器件層330的減薄效應，此時，器件層330的厚度應當略大于絕緣層表面的頂層半導體層的目標厚度。

進一步，作為可選步驟，在第二襯底320和/或第一襯底310的表面形成絕緣層之前，包括一對第一襯底310及第二襯底320進行修正的步驟，以減小第一襯底310及第二襯底320厚度偏差。所述修正的方法選自于研磨或拋光中的一種或兩者結合。