[發明專利]陶瓷體上硅襯底的制備方法

有效

• 申請號: 201710940454.0
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107731731B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李瑾;冒薇;王豐梅;楊靜;趙書平
• 申請（專利權）人: 蘇州研材微納科技有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L27/12
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 張濤

本發明涉及一種制備方法，尤其是一種陶瓷體上硅襯底的制備方法，屬于陶瓷體上硅的技術領域。按照本發明提供的技術方案，所述陶瓷體上硅襯底的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：步驟1、提供所需的第一硅襯底以及第二硅襯底，并對所述第一硅襯底、第二硅襯底進行所述清洗；步驟2、在第一硅襯底上均勻涂覆陶瓷埋材層，所述陶瓷埋材層包括聚硅氮烷；步驟3、將第二硅襯底鍵合在上述第一硅襯底上，第二硅襯底通過陶瓷埋材層與第一硅襯底間隔；步驟4、對上述陶瓷埋材層進行陶瓷化工藝，以得到位于第一硅襯底與第二硅襯底之間的陶瓷體絕緣埋層。本發明能有效制備得到陶瓷體上硅襯底，工藝步驟簡單，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種制備方法，尤其是一種陶瓷體上硅襯底的制備方法，屬于陶瓷體上硅的技術領域。

背景技術

陶瓷體上硅(SOC)指的是陶瓷絕緣層上的硅，是一種具有獨特的“Si/陶瓷層/Si”三層結構的新型硅基半導體材料，陶瓷體上硅可以通過陶瓷絕緣埋層實現器件和襯底的全介質隔離，陶瓷體上硅(SOC)材料及利用陶瓷體上硅制備的器件與體硅相比具有以下優點：1)、較為陡直的亞閾值斜率；2)、具有更低的功耗。由于減少了寄生電容，降低了漏電，SOC器件功耗可減小35-70％； 3)、消除了閂鎖效應；4)、較高的跨導和電流驅動能力；5)、優良的抗輻射照效應，抗單粒子效應和抗短溝道效應。這些特性都決定SOC技術將是研發高速，低功耗，高可靠性以及高集成度的深亞微米超大規模集成電路和超高速集成電路的重要技術。SOC在高性能超大規模集成電路，高速存貯設備，低功耗電路，高溫傳感器，軍用抗輻照器件，移動通訊系統，光電子集成器件以及MEMS等領域具有極廣闊的應用前景。

隨著航空航天、能源、國防和軍事工業技術的發展，在發動機控制、油氣井的井下探測、導彈制導等應用中，對可在800℃甚至1000℃以上高溫下可靠工作的微電子集成電路的需求日益增長。SOC MEMS電路具有優良的耐高溫特性，生產工藝與體硅MEMS電路兼容，是目前適于800℃～1300℃溫區可靠工作的集成電路的唯一選擇。SOC器件之所以具有極佳的耐高溫優良特性，其原因主要是：1)、陶瓷絕緣埋層是采用硅基聚合物合成，交聯固化成為納米網絡結構，最終經過高溫裂解成先進陶瓷，具備耐高溫，耐腐蝕，耐磨等特點，能夠在超高溫度腐蝕環境下穩定使用。2)、SOC材料有陶瓷埋層，沒有器件到襯底的電流通道，所以該器件完全消除了高溫激發的閂鎖效應，故可勝任800℃以上的工作環境；3)、由于SOC器件結面積很小，在相同尺寸條件下，其漏電流比體硅器件的漏電流低3個數量級，可避免高溫度下的器件導通；4)、SOC全耗盡器件的耗盡層寬度就是頂層硅膜的厚度，它在一定溫度下是不變的，SOC器件閥值電壓溫度的變化只與費米能級有關，所以它對溫度的敏感性比體硅器件小2～3倍。

目前，制備絕緣體上硅(SOI)襯底的方法主要有智能剝離(Smart CutTM)，注入氧分離(separation by implanted)和鍵合凹蝕(bonding and etchback)的方法。但尚沒有制備SOC的方法，因此提供一種工藝可靠，并能夠有效保證SOC 器件可靠性的襯底材料及其制備方法實屬必要。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種陶瓷體上硅襯底的制備方法，其能有效制備得到陶瓷體上硅襯底，工藝步驟簡單，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述陶瓷體上硅襯底的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

步驟1、提供所需的第一硅襯底以及第二硅襯底，并對所述第一硅襯底、第二硅襯底進行所述清洗；

步驟2、在第一硅襯底上均勻涂覆陶瓷埋材層，所述陶瓷埋材層包括聚硅氮烷；

步驟3、將第二硅襯底鍵合在上述第一硅襯底上，第二硅襯底通過陶瓷埋材層與第一硅襯底間隔；

步驟4、對上述陶瓷埋材層進行陶瓷化工藝，以得到位于第一硅襯底與第二硅襯底之間的陶瓷體絕緣埋層。