[发明专利]减薄器件层的方法以及衬底的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，尤其涉及一种减薄器件层的方法以及衬底的制备方法。

背景技术

以SOI（Silicon On Insulator，绝缘体上的硅）材料为代表的带有绝缘埋层的半导体衬底材料正越来越成为业界关注的重点。传统的键合SOI材料的生产工艺是在支撑衬底（Handle Wafer）上热生长氧化层，再与另一片器件衬底（Device Wafer）正面键合加固，最后对器件衬底进行减薄，形成SOI材料。

现有技术的缺点在于，支撑衬底受硅片加工技术限制，很难做到400μm以下的厚度，并且支撑衬底与器件衬底的减薄及平坦化成为技术关键瓶颈，往往器件衬底减薄形成的顶层半导体层的均匀性最佳只能做到±0.5μm的水平，且良率较低，无法突破±0.3μm。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种减薄器件层的方法以及衬底的制备方法，可以提高顶层半导体层的厚度均匀性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种减薄器件层的方法，包括如下步骤：提供一复合衬底，所述复合衬底包括支撑层、支撑层表面的绝缘埋层以及绝缘埋层表面的器件层；采用热氧化法在器件层和支撑层表面形成相同厚度的第一和第二热氧化层；采用单面研磨法减薄器件层表面的第一热氧化层至预定厚度；同时减薄器件层和支撑层表面的第一和第二热氧化层，至器件层表面的第一热氧化层全部被除去，而支撑层表面保留有减薄后的第二热氧化层。

可选的，所述支撑层和器件层的材料均为单晶硅，所述第一和第二热氧化层的材料均为氧化硅。

可选的，所述单面研磨进一步是采用化学机械抛光工艺。

可选的，所述同时减薄器件层和支撑层表面的第一和第二热氧化层的步骤，进一步是通过腐蚀液同时腐蚀第一和第二热氧化层，至器件层表面的第一热氧化层恰好全部被除去时停止。

可选的，所述同时减薄器件层和支撑层表面的第一和第二热氧化层的步骤，进一步是通过双面研磨法同时研磨第一和第二热氧化层，至器件层表面的第一热氧化层恰好全部被除去时停止。所述双面研磨进一步是采用化学机械抛光工艺。

本发明进一步提供了一种衬底的制备方法，包括如下步骤：提供一支撑衬底和一器件衬底；在支撑衬底和/或器件衬底表面形成绝缘埋层；以绝缘埋层为中间层，将器件衬底和支撑衬底键合在一起，形成复合衬底，所述支撑衬底为复合衬底的支撑层；减薄器件衬底，形成复合衬底的器件层；采用热氧化法在支撑层和器件层表面形成相同厚度的第一和第二热氧化层；采用单面研磨法减薄器件层表面的第一热氧化层至预定厚度；同时减薄器件层和支撑层表面的第一和第二热氧化层，至器件层表面的第一热氧化层全部被除去，而支撑层表面保留有减薄后的第二热氧化层；减薄器件层。

可选的，所述减薄器件层的步骤，进一步是采用化学机械抛光工艺。

本发明的优点在于，仅采用了一步热氧化工艺，同时在衬底的正面和背面生长热氧化层，既达到了降低器件层厚度的目的，又同时在支撑层表面形成了用来调节厚度的第二热氧化层，并且通过预先减薄器件层表面的第一热氧化层的方法，使得在第一热氧化层被完全去除后，仍然保留有部分第二热氧化层。

附图说明

附图1所示是本发明所述的减薄器件层的方法具体实施方式的实施步骤示意图；

附图2A至附图2D所示是附图1所述方法的工艺示意图；

附图3所示是本发明所述衬底的制备方法具体实施方式的实施步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的减薄器件层的方法以及衬底的制备方法的具体实施方式做详细说明。

首先给出本发明所述的减薄器件层的方法的具体实施方式。

附图1所示是本具体实施方式的实施步骤示意图，包括：步骤S10，提供一复合衬底，所述复合衬底包括支撑层、支撑层表面的绝缘埋层以及绝缘埋层表面的器件层；步骤S11，采用热氧化法在器件层和支撑层表面形成相同厚度的第一和第二热氧化层；步骤S12，采用单面研磨法减薄器件层表面的第一热氧化层至预定厚度；步骤S13，同时减薄器件层和支撑层表面的第一和第二热氧化层，至器件层表面的第一热氧化层全部被除去，而支撑层表面保留有减薄后的第二热氧化层。

附图2A至附图2D所示是上述方法的工艺示意图。