[发明专利]外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法

权利要求书

1.一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法至少包括如下步骤：

提供一母衬底；

于所述母衬底上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜；

基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面形成阵列排布的若干个凸起结构；

通过热氧化方法并基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层；

去除所述抗热氧化掩膜，于每个凸起结构的顶部对应形成外突型籽晶，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。

2.根据权利要求1所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，于所述母衬底上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜，具体方法为：

于所述母衬底上形成抗热氧化薄膜；

根据所需籽晶阵列图形，通过紫外曝光微纳工艺和反应离子束刻蚀工艺对所述抗热氧化薄膜进行图形化，以形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜。

3.根据权利要求2所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，所述抗热氧化薄膜的材料为Si₃N₄。

4.根据权利要求2所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，所述抗热氧化薄膜的厚度为70nm～150nm。

5.根据权利要求1所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，所述母衬底为任意晶体取向的单晶硅衬底，基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面形成阵列排布的若干个凸起结构，具体方法为：

在所述母衬底为Si(100)衬底时，基于所述抗热氧化掩膜，通过碱液湿法刻蚀工艺对所述母衬底表面进行各向异性刻蚀，以形成阵列排布的若干个金字塔状凸起结构；

在所述母衬底为Si(110)衬底或Si(111)衬底时，基于所述抗热氧化掩膜，通过反应离子束刻蚀工艺对所述母衬底表面进行刻蚀，以形成阵列排布的若干个锥状凸起结构。

6.根据权利要求1所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，通过热氧化方法并基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层，具体方法为：

在温度为900℃～950℃的条件下，通过干燥的纯氧使所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面被热氧化，从而形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层，同时使所述凸起结构顶部表面基于其上覆盖的抗热氧化掩膜而避免被氧化。

7.根据权利要求6所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，所述外延阻挡层的厚度为50nm～200nm。

8.根据权利要求1所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其特征在于，去除所述抗热氧化掩膜，于每个凸起结构的顶部对应形成外突型籽晶，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，具体方法为：

通过酸液湿法刻蚀工艺选择性去除所述凸起结构顶部的抗热氧化掩膜，以暴露所述凸起结构的顶部，使每个凸起结构被暴露的顶部作为一个外突型籽晶，同时使每个凸起结构被所述外延阻挡层包覆的部分作为所述外突型籽晶的支撑部，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。