[發明專利]一種降低SOI硅片應力的制備方法

在審

• 申請號: 201911028059.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110739217A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王新
• 申請（專利權）人: 沈陽硅基科技有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/762
• 代理公司: 11340 北京天奇智新知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍濤

1.一種降低SOI硅片應力的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

在氫氣、氧氣氛圍里，以850～1150℃的溫度對第一硅片進行氧化，得到所述具有氧化層的第一硅片；

將所述具有氧化層的第一硅片注入氫離子，注入深度為500～10000A；注入后依次使用3:1～5:1的濃硫酸和雙氧水混合液、SC1和SC2清洗1～60min，得所述注入后的第一硅片；

對所述注入后的第一硅片進行第一低溫退火處理，然后使用SC1、SC2清洗1～60min，得到處理后的第一硅片；其中，所述第一低溫退火處理的條件為：采用氮氣保護，氣體流量5～20L/min，退火溫度100～400℃，退火時間0.5～5h；

使用SC1、SC2對第二硅片清洗1～60min，然后將清洗后的第二硅片與所述處理后的第一硅片在常溫下進行鍵合以及第二低溫退火處理，得到鍵合片；其中，所述鍵合的條件為：離子激活時間為0～30s；所述第二低溫退火處理的條件為：100～350℃，氮氣流量為1～10L/min，退火時間0.5～5h；

對所述鍵合片進行裂片，得到SOI；

采用化學機械拋光去除500～2000A的所述SOI的膜厚，得到彎曲度值小于10的SOI。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一硅片與所述第二硅片的尺寸相同。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第二硅片為任意電阻率和晶向的硅片。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第二硅片為氧化片或光片。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述裂片過程為：將所述鍵合片放入微波裂片機內，所述鍵合片在所述微波裂片機的腔室中升溫到100～200℃，保溫10～30min；開啟所述微波裂片機的微波磁控頭進行裂片，時間為1～10min，裂片后得到所述SOI。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化溫度為1050℃，所述注入深度為6000A，濃硫酸和雙氧水混合液的體積比為3:1；

所述第一低溫退火處理的條件為：采用氮氣保護，氣體流量15L/min，退火溫度200℃，退火時間3h；

所述鍵合的條件為：離子激活時間為20s；所述第二低溫退火處理的條件為：300℃，氮氣流量為5L/min，退火時間3h；

采用化學機械拋光去除1000A的所述SOI的膜厚。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化溫度為900℃，所述注入深度為1000A，濃硫酸和雙氧水混合液的體積比為4:1；

所述第一低溫退火處理的條件為：采用氮氣保護，氣體流量5L/min，退火溫度350℃，退火時間1.5h；

所述鍵合的條件為：離子激活時間為10s；所述第二低溫退火處理的條件為：150℃，氮氣流量為3L/min，退火時間1h；

采用化學機械拋光去除600A的所述SOI的膜厚。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化溫度為1100℃，所述注入深度為8000A，濃硫酸和雙氧水混合液的體積比為5:1；

所述第一低溫退火處理的條件為：采用氮氣保護，氣體流量10L/min，退火溫度350℃，退火時間2h；

所述鍵合的條件為：離子激活時間為30s；所述第二低溫退火處理的條件為：200℃，氮氣流量為9L/min，退火時間4h；

采用化學機械拋光去除1500A的所述SOI的膜厚。