[發明專利]具有空腔結構的半導體襯底及其制備方法

在審

• 申請號: 202010849584.5
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111952239A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 俞文杰;劉強
• 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: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/764;H01L27/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 佟婷婷

1.一種具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括步驟：

提供第一基底及第二基底；

對所述第一基底進行離子注入，以于所述第一基底中形成預設剝離層，所述預設剝離層與需要形成的空腔結構之間具有預設距離，所述預設距離依據所述空腔結構設定，其中，所述設定方式包括所述預設距離大于所述空腔結構的空腔特征尺寸的1/8；

所述空腔特征尺寸的定義方式包括：定義所述空腔結構上方平行于所述空腔結構表面的二維平面；在所述二維平面內，所述空腔結構上方具有若干選定點；對于每一所述選定點，具有經過所述選定點的若干條直線；每一條所述直線與所述空腔結構的邊緣之間具有至少兩個接觸點，選擇經過所述選定點的所述直線延伸的兩個方向分別與所述選定點近鄰的第一接觸點及第二接觸點，所述第一接觸點與所述第二接觸點之間的距離定義為空腔尺寸；基于經過每一所述選定點的若干所述直線得到最小的所述空腔尺寸；基于所述空腔結構上方的若干所述選定點，選取所有所述空腔尺寸中的最大值，獲得所述空腔特征尺寸；

將所述第一基底進行所述離子注入的一側及所述第二基底進行鍵合，得到初始鍵合結構，所述初始鍵合結構包括具有所述空腔結構的圖形化介質層，且所述圖形化介質層與所述預設剝離層之間具有間距；以及

沿所述預設剝離層剝離所述第一基底，使所述第一基底的一部分轉移到所述圖形化介質層上，以在所述圖形化介質層上形成轉移襯底膜層，得到具有空腔結構的半導體襯底。

2.根據權利要求1所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，所述第一基底包括第一半導體襯底，所述預設剝離層形成在所述第一半導體襯底中，所述第二基底包括第二半導體襯底及形成在所述第二半導體襯底上的所述圖形化介質層，其中，所述第一基底進行所述離子注入的一側及所述第二基底的所述圖形化介質層相鍵合。

3.根據權利要求2所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，進行所述離子注入之前還包括步驟：于所述第一半導體襯底表面形成犧牲介質層，自形成有所述犧牲介質層的一側進行所述離子注入，且在完成所述離子注入之后去除所述犧牲介質層。

4.根據權利要求2所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，所述第二半導體襯底與所述圖形化介質層之間還形成有隔離層，所述空腔結構顯露所述隔離層。

5.根據權利要求1所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，所述第一基底包括第一半導體襯底及形成在所述第一半導體襯底上的所述圖形化介質層，所述預設剝離層形成在所述第一半導體襯底中，所述第二基底包括第二半導體襯底，其中，所述第一基底的所述圖形化介質層與所述第二基底相鍵合。

6.根據權利要求5所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，形成所述第一基底的步驟包括：提供所述第一半導體襯底；于所述第一半導體襯底上形成犧牲介質層；自形成有所述犧牲介質層的一側對所述第一半導體襯底進行所述離子注入；圖形化所述犧牲介質層，以得到具有所述空腔結構的所述圖形化介質層。

7.根據權利要求5所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，所述第二基底還包括形成在所述第二半導體襯底上的隔離層，所述隔離層與所述第一基底的所述圖形化介質層相鍵合，且所述圖形化介質層中的所述空腔結構顯露所述隔離層。

8.根據權利要求1所述的具有空腔結構的半導體襯底的制備方法，其特征在于，進行所述離子注入形成所述預設剝離層的步驟包括：對所述第一基底進行第一離子注入，以在所述第一基底中形成初始剝離層；在所述初始剝離層的位置進行第二離子注入，以形成所述預設剝離層，其中，所述第一離子注入的注入粒子包括含B雜質，所述第二離子注入的注入粒子包括H離子、He離子中的至少一種。