[發明專利]異質薄膜結構的制備方法

有效

• 申請號: 201811035898.0
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN110880920B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 歐欣;鄢有泉;黃凱;李忠旭;游天桂;王曦
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/56
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

1.一種異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）提供第一襯底，所述第一襯底具有相對的第一表面及第二表面；

2）自所述第一表面對所述第一襯底進行第一離子注入，以在所述第一襯底中形成第一缺陷層，自所述第二表面對所述第一襯底進行第二離子注入，以在所述第一襯底中形成第二缺陷層，所述第一缺陷層與所述第二缺陷層之間具有間距，且所述第一缺陷層靠近所述第一表面遠離所述第二表面，所述第二缺陷層靠近所述第二表面遠離所述第一表面；

3）提供第二襯底及第三襯底，所述第二襯底具有第一鍵合面，所述第三襯底具有第二鍵合面，并將所述第一鍵合面與所述第一襯底的所述第一表面進行鍵合，將所述第二鍵合面與所述第一襯底的所述第二表面進行鍵合；以及

4）沿所述第一缺陷層剝離所述第一襯底，使得所述第一襯底的一部分轉移至所述第二襯底上，以在所述第二襯底上形成第一剝離層，并沿所述第二缺陷層剝離所述第一襯底，使得所述第一襯底的一部分轉移至所述第三襯底上，以在所述第三襯底上形成第二剝離層，獲得由鍵合的所述第二襯底和所述第一剝離層構成的第一異質薄膜結構，以及由鍵合的所述第三襯底和所述第二剝離層構成的第二異質薄膜結構；

其中，所述第二襯底與所述第三襯底的材料相同且與所述第一襯底材料不同；所述第二襯底包括第一硅基襯底，所述第一硅基襯底包括第一支撐硅層及形成于所述第一支撐硅層表面的第一中間層，且所述第一中間層遠離所述第一支撐硅層一側的表面構成所述第一鍵合面；所述第三襯底包括第二硅基襯底，所述第二硅基襯底包括第二支撐硅層及形成于所述第二支撐硅層表面的第二中間層，且所述第二中間層遠離所述第二支撐硅層一側的表面構成所述第二鍵合面。

2.根據權利要求1所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟2）中，所述第一缺陷層的深度與所述第二缺陷層的深度概呈相同，步驟3）中，所述第一襯底與所述第二襯底和所述第三襯底具有不同的膨脹系數。

3.根據權利要求1所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟2）中，進行所述第一離子注入的方式包括氫離子單一離子注入、氦離子單一離子注入以及氫離子和氦離子共同離子注入中的任意一種；進行所述第二離子注入的方式包括氫離子單一離子注入、氦離子單一離子注入以及氫離子和氦離子共同離子注入中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟3）中，將所述第一鍵合面與所述第一表面以及將所述第二鍵合面與所述第二表面進行鍵合的步驟包括：

3-1）對所述第一表面、所述第二表面、所述第一鍵合面以及所述第二鍵合面中的至少一者依次采用兆聲水及去離子水進行第一次沖洗并烘干；

3-2）對所述第一表面、所述第二表面、所述第一鍵合面以及所述第二鍵合面中的至少一者進行等離子體表面活化處理；

3-3）對進行所述活化處理的表面依次采用兆聲水及去離子水進行第二次沖洗并烘干；

3-4）將所述第一鍵合面與所述第一表面、所述第二鍵合面與所述第二表面進行鍵合。

5.根據權利要求4所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟3-1）中，進行所述第一次沖洗之前還包括步驟：對所述第一表面、所述第二表面、所述第一鍵合面以及所述第二鍵合面中的至少一者進行RCA標準清洗；步驟3-4）中，進行所述鍵合的鍵合溫度介于室溫至150℃之間。

6.根據權利要求1所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟4）中，通過退火處理的方式使所述第一襯底中的所述第一缺陷層與所述第二缺陷層同時剝離。

7.根據權利要求6所述的異質薄膜結構的制備方法，其特征在于，步驟3）與步驟4）之間還包括步驟：對步驟3）得到的結構進行預退火處理。