[發明專利]一種多層單晶硅薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810075920.8
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN110085510B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黨啟森
• 申請（專利權）人: 沈陽硅基科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：依次按照下述要求制備多層單晶硅薄膜：

①首先，取兩片硅片Si-1，Si-2進行常規濕法清洗清潔表面，再在真空度＜1Torr的真空條件下采用等離子激活技術對表面進行5s-20s的處理以增強鍵合時預鍵合力，進行預鍵合；

②將完成預鍵合的硅片，從室溫以5-10℃/min的速率升至200-300℃的恒定溫度，在此溫度下維持6-10小時退火；

③對此鍵合片通過粗磨+精磨+拋光的處理方式對Si-2進行厚度上的減薄達到所需厚度要求；要求頂層Si-2剩余2-100um；

④將步驟③得到的SOI硅片視為整體Si-1，取一片新硅片Si-3視為Si-2重復步驟①-③的操作，得到Si-1/Si-2/Si-3的多層SOI硅片；

⑤重復步驟④操作，得到所需層數的多層SOI硅片(Si-1/Si-2/…/Si-n)。

2.按照權利要求1所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：所述多層單晶硅薄膜的制備方法中，對硅片的厚度進行減薄處理以達到要求的方法具體是：先粗磨再精磨再化學機械拋光。

3.按照權利要求2所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：

采用等離子激活技術處理硅片表面以增強鍵合時預鍵合力和最終形成的鍵合力，取兩片經過清洗預處理后的待鍵合硅片，將其準備鍵合的表面對準，在真空環境下進行預鍵合動作。

4.按照權利要求2所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：采用等離子激活技術處理硅片表面以增強鍵合時預鍵合力之前，對硅片表面進行濕法清洗，常規清洗順序為：使用化學液SC1清洗→使用H₂O洗→使用化學液SC2清洗→使用H₂O洗；其中所用化學液SC1的成分及配比為：NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:5:40；化學液SC2的成分及配比為：HCl:H₂O＝1:2:20；H₂O為DI water。

5.按照權利要求1-4其中之一所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：將由兩塊硅片鍵合后的整體視為一個整體，再取一個硅片，并分別對其二者表面進行濕法清洗，然后等離子激活；之后將二者待鍵合表面相對，在真空環境下進行預鍵合；將預鍵合后的前述鍵合片在200-300℃的溫度下進行6-10小時的退火將兩片硅片徹底鍵合在一起；通過粗磨+精磨+化學機械拋光的處理方式進行厚度上的減薄，使其達到所需厚度的薄膜。

6.按照權利要求5所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：

多層單晶硅薄膜的硅片層數為2-30層；

2個單晶硅片、鍵合層；其中：單晶硅片滿足下述要求：單晶硅片滿足：平整度TTV1um，SFQR0.3um，表面粗糙度Rms0.5nm，厚度450um-750um，電阻率：0.01-1000ohm·cm。

7.按照權利要求6所述多層單晶硅薄膜的制備方法，其特征在于：

多層單晶硅薄膜的硅片層數為2-5層；

2個單晶硅片、鍵合層；其中：單晶硅片滿足下述要求：硅片類型：P型或N型，相鄰兩層電阻率不同或摻雜類型不同。