[發(fā)明專利]一種異質(zhì)襯底薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111026103.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN113808985A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴家赟;王飛;黃旼;潘斌;孔月嬋;朱健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所
• 主分類號(hào): H01L21/68
• 分類號(hào): H01L21/68;H01L23/544
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發(fā)明公開了一種異質(zhì)襯底薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法，通過兩次背面套刻和標(biāo)記轉(zhuǎn)移，解決了異質(zhì)襯底集成薄膜材料的便捷有效的對(duì)準(zhǔn)問題；通過兩次背面套刻，將轉(zhuǎn)移的薄膜材料和目標(biāo)襯底器件納入到同一對(duì)準(zhǔn)參照系中，為后續(xù)基于標(biāo)準(zhǔn)微電子工藝的異質(zhì)集成技術(shù)奠定基礎(chǔ)，有助于進(jìn)一步提升異質(zhì)集成精度和集成密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

不同材料和不同結(jié)構(gòu)的器件具有各自獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，將這些材料通過鍵合等技術(shù)手段集成到同一襯底上后，能夠融合發(fā)揮不同材料器件的性能優(yōu)勢(shì)，獲得更好的綜合性能。為了實(shí)現(xiàn)更高密度的集成和更高精度的互連，其中一種技術(shù)手段是將GaAs、InP、GaN、SiC、LiNbO₃等功能薄膜鍵合轉(zhuǎn)移到某一目標(biāo)襯底，然后進(jìn)行集成器件電路等結(jié)構(gòu)的制備。然而，InP、GaAs等薄膜材料材料在可見光下并不透明，此外不同摻雜也使得部分材料在紅外光下不透明，導(dǎo)致目標(biāo)襯底上的標(biāo)記無法被直接檢測(cè)和使用。

針對(duì)這一問題，需要開發(fā)一種異質(zhì)襯底薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法，來解決異質(zhì)襯底集成不同半導(dǎo)體材料器件的高精度對(duì)準(zhǔn)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)提到的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種異質(zhì)襯底薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法，解決轉(zhuǎn)移集成到其他襯底的異質(zhì)材料薄膜上的結(jié)構(gòu)與目標(biāo)襯底上原有器件結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種異質(zhì)襯底薄膜轉(zhuǎn)移對(duì)準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

（1）在目標(biāo)襯底正面完成器件電路的制備和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A陣列的制備；

（2）在目標(biāo)襯底背面，通過雙面套刻完成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記B陣列的制備，其中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記B與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A相互匹配；

（3）將待轉(zhuǎn)移薄膜材料從原始襯底剝離轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底正面；

（4）在轉(zhuǎn)移至目標(biāo)襯底上的薄膜材料正面，利用目標(biāo)襯底背面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記B，通過雙面套刻，定位出目標(biāo)襯底正面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A位置，并刻蝕掉該位置的薄膜材料，暴露出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A陣列；

（5）利用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A陣列，通過標(biāo)準(zhǔn)微電子工藝進(jìn)行半導(dǎo)體器件流片以及與目標(biāo)襯底器件結(jié)構(gòu)的異質(zhì)互連。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述目標(biāo)襯底的材質(zhì)包括但不限于InP、GaAs、GaN、Si、SiC或金剛石。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，其特征在于，所述目標(biāo)襯底采用標(biāo)準(zhǔn)晶圓或者長(zhǎng)度不超過5cm的小片。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，在目標(biāo)襯底正面制備的器件電路包括Si CMOS、SiPIN、Si BJT、InP HBT、GaAs HBT、GaN HEMT、SiC MOS、Ga₂O₃ MOS和LiNbO₃ SAW中的一種及其相應(yīng)的匹配傳輸電路。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，在目標(biāo)襯底正面制備的器件電路的最小重復(fù)單元尺寸范圍為100μm到20000μm。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A的形狀為條形、十字形或米字形，尺寸范圍為50μm×50μm至1000μm×1000μm，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A陣列的間距在目標(biāo)襯底正面制備的器件電路的最小重復(fù)單元的尺寸相同。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記B的形狀為條形、十字形或米字形，尺寸范圍為50μm×50μm至1000μm×1000μm，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記B陣列的間距與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記A陣列的間距一致。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述待轉(zhuǎn)移薄膜材料包括但不限于Si、InP、GaAs、GaN、SiC、Ga₂O₃或LiNbO₃。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，轉(zhuǎn)移后的薄膜材料的厚度范圍為50nm至20μm。