[发明专利]一种图形SOI硅片的制备方法

说明书

本发明提供一种图形SOI硅片的制备方法，所述制备方法包括：步骤(1)：选取厚膜SOI硅片与图形片；步骤(2)：对所述图形片进行表面处理并氧化；步骤(3)：将所述厚膜SOI硅片和所述氧化后的图形片进行键合和退火处理，得键合片；步骤(4)：将所述键合片的边缘进行倒角；步骤(5)：使用机械减薄将所述键合片的顶层硅减薄到预定厚度；步骤(6)：使用四甲基氢氧化铵将所述键合片的顶层氧化层上的硅层腐蚀干净；步骤(7)：使用氢氟酸去净顶层氧化层，然后使用SC1/SC2清洗，即得。本发明的图形SOI硅片的制备方法，可以抑制硅片内缺陷的生长、增强整体键合片的键合力。

技术领域

本发明总体说来涉及硅片技术领域，更具体地讲，涉及一种图形SOI硅片的制备方法。

背景技术

绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator，SOI)是一种具有独特的“Si/绝缘层/Si”三层结构的新型硅基半导体材料，它通过绝缘埋层(通常为二氧化硅SiO₂)实现了器件和衬底的全介质隔离，具有寄生电容小、运行速度快、漏电小和功耗低等优点；同时，其消除了闩锁效应，抑制了衬底的脉冲电流的干扰，减少了软错误的发生。因此，绝缘衬底上的硅得到了广泛地应用。

现有的制造图形(Cavity)SOI的方法，通常采用键合方式来实现，即，在两硅片之中，至少在其中一方形成氧化膜，并在室温下将两硅片贴合，形成键合体；接着加以退火，使键合面牢固；然后，利用磨抛将顶层硅片去除到所要求的膜厚。目前，这种制造方法虽然简单且便于量产，但是得到的绝缘衬底上的硅的表面应力较差，会造成后续加工中良率较低的问题，从而导致器件存在失效风险，亟待改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极小应力的图形SOI硅片的制备方法，可以抑制硅片内缺陷的生长、增强整体键合片的键合力。

本发明提供一种图形SOI硅片的制备方法，包括：步骤(1)：选取厚膜SOI硅片和图形片；步骤(2)：对所述图形片进行表面处理并氧化；步骤(3)：将所述厚膜SOI硅片和所述氧化后的图形片进行键合和退火处理，得键合片；步骤(4)：将所述键合片的边缘进行倒角；步骤(5)：使用机械减薄将所述键合片的顶层硅减薄到预定厚度；步骤(6)：使用四甲基氢氧化铵将所述键合片的顶层氧化层上的硅层腐蚀干净；步骤(7)：使用氢氟酸去净顶层氧化层，然后使用SC1/SC2清洗，即得。

可选地，所述步骤(2)中的表面处理为使用SC1/SC2进行湿法清洗。

可选地，所述步骤(2)中的氧化为采用干氧湿氧混合氧化。

可选地，所述步骤(3)中的键合的条件为常温键合，等离子激活时间为0s～60s。

可选地，所述步骤(3)中的退火的条件为高温退火，退火温度为700℃～900℃，退火时间为1h～8h。

可选地，所述步骤(4)中的倒角为两步倒角；其中，第一步倒角使用砂轮目数为600目～1000目，第二步倒角使用砂轮目数为1000目～2000目。

可选地，所述步骤(5)中的机械减薄为两步机械减薄；其中，第一步减薄砂轮目数为600目～1000目；第二步减薄砂轮目数为6000目～10000目。

可选地，所述步骤(5)中的预定厚度为所述顶层硅的表面硅层剩余15μm～100μm。

可选地，所述步骤(6)中的四甲基氢氧化铵的浓度为5％～25％，腐蚀的工艺温度为60℃～90℃。