[发明专利]一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法

权利要求书

1.一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤：

S1，提供具有注入面的碳化硅单晶晶片；

S2，从所述注入面向碳化硅单晶晶片进行氢离子注入，使得注入离子到达预设深度并在预设深度处形成注入缺陷层，该注入缺陷层的上方形成碳化硅单晶薄膜；

S3，将所述注入面与一硅支撑衬底键合，得到包括碳化硅单晶晶片和硅支撑衬底的第一复合结构；

S4，对第一复合结构进行退火处理，使得第一复合结构沿着注入缺陷层剥离，得到第二复合结构，其中，注入缺陷层形成损伤层，第二复合结构包括损伤层、碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底；

S5，对第二复合结构进行表面处理以除去损伤层，得到包括碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底的硅基异质集成碳化硅薄膜结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢离子注入的能量为20keV-2MeV，剂量为1×10¹⁶cm^-2-1×10¹⁷cm^-2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预设深度为100nm-2μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅支撑衬底的厚度为200μm-1mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在硅支撑衬底上生长一层介质层，对所述注入面和所述介质层进行等离子激活处理后将所述注入面与所述介质层键合。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述介质层为氧化硅、氧化铝、或氮化硅中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，键合温度介于20℃和800℃之间。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在真空、氮气、氩气或氢气的环境下进行退火处理以使得碳化硅单晶薄膜通过退火处理被转移到硅支撑衬底上。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述表面处理以去除损伤层的方法为高温退火、化学机械抛光、反应离子刻蚀、离子束刻蚀、或离子束掠入射抛光中的至少一种。