[發(fā)明專利]基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610301899.X
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105789189B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞文杰;費(fèi)璐;劉強(qiáng);劉暢;文嬌;王翼澤;王曦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

1.一種基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括步驟：

步驟1)，制備絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次層疊的底層硅、絕緣層及頂層硅，所述絕緣層的下部于對應(yīng)于制備射頻電感元件的位置具有至少直至所述底層硅的凹槽；

步驟2)，通過掩膜光刻于與所述凹槽的對應(yīng)位置定義器件區(qū)域，并刻蝕去除器件區(qū)域的頂層硅，露出下方所述絕緣層的上部表面；

步驟3)，基于CMOS工藝在器件區(qū)域制備射頻電感元件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述凹槽內(nèi)的底層硅中具有預(yù)設(shè)深度的空槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于，步驟1)制備絕緣體上硅襯底包括：

步驟1-1)，提供第一硅襯底，于所述第一硅襯底表面形成第一絕緣層；

步驟1-2)，基于所述第一絕緣層對所述第一硅襯底進(jìn)行剝離離子注入，于所述硅襯底中定義剝離界面；

步驟1-3)，提供第二硅襯底，于所述第二硅襯底表面形成第二絕緣層；

步驟1-4)，于所述第二絕緣層表面形成掩膜層，并于對應(yīng)于射頻電感元件的位置形成刻蝕窗口；

步驟1-5)，基于刻蝕窗口刻蝕所述第二絕緣層，形成貫穿至所述第二硅襯底的凹槽；

步驟1-6)，在凹槽內(nèi)的第二硅襯底中刻蝕出預(yù)設(shè)深度的空槽；

步驟1-7)，鍵合所述第一絕緣層及所述第二絕緣層；

步驟1-8)，進(jìn)行退火工藝使所述第一硅襯底從剝離界面處剝離，與所述第一絕緣層結(jié)合的部分作為絕緣體上硅襯底的硅頂層；

步驟1-9)，進(jìn)行高溫退火，以加強(qiáng)所述第一絕緣層及所述第二絕緣層的鍵合強(qiáng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1-1)中，采用熱氧化工藝于所述第一硅襯底表面形成二氧化硅層，作為第一絕緣層；步驟1-3)中，采用熱氧化工藝于所述第二硅襯底表面形成二氧化硅層，作為第二絕緣層。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：所述第二絕緣層的厚度為不小于50nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1-2)中，所述剝離離子為H離子或He離子，所述剝離離子于所述第一硅襯底的注入深度為20～2000nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1-7)在鍵合前還包括對所述第一硅襯底及第二硅襯底進(jìn)行清洗的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1-8)中，退火工藝的氣氛為N₂氣氛，退火工藝的溫度范圍為400～500℃，以使所述第一硅襯底從剝離界面處剝離。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟1-8)中，還包括對所述頂層硅表面進(jìn)行CMP拋光的步驟。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：步驟3)包括：

步驟3-1)，于所述器件區(qū)域制作下金屬電極；

步驟3-2)，于所述器件區(qū)域形成介質(zhì)臺面結(jié)構(gòu)；

步驟3-3)，于所述介質(zhì)臺面結(jié)構(gòu)中刻蝕出電極通孔；

步驟3-4)，于所述介質(zhì)臺面結(jié)構(gòu)表面制作電感線圈，并藉由所述電極通孔實(shí)現(xiàn)與下金屬電極的電性連接。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅襯底的射頻電感元件的制備方法，其特征在于：所述射頻電感元件應(yīng)用于巴倫電路、濾波器、振蕩器及調(diào)諧器中的一種或兩種以上。