[发明专利]一种超高质量SOI基键合Ge薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种超高质量SOI基键合Ge薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将Ge片和SOI片分别进行表面处理后，用涂胶机甩干，然后放入磁控溅射系统中，待溅射室本底真空度小于1×10^-4 Pa时，向溅射室内充入纯度为5N的Ar气，使溅射室内气压达0.3 Pa；

2）室温下，在Ge片和SOI片上溅射一层厚2 nm的a-Ge薄膜；

3）将溅射完a-Ge薄膜的Ge片和SOI片迅速取出，将两者在大气中以溅射有a-Ge薄膜的一侧进行贴合；

4）将步骤3）获得的Ge/SOI贴合片放入管式退火炉中，于300℃低温热退火20 h，以实现高强度Ge/SOI的键合；

5）对获得的Ge/SOI键合片采用H₃PO₄/H₂O₂/H₂O溶液对键合的Ge片进行初步腐蚀，使Ge薄膜厚度降至20 μm；

6）将步骤5）经初步腐蚀后的Ge/SOI键合片采用化学机械抛光进行进一步减薄抛光，直至Ge薄膜厚度为1 μm，制得所述超高质量SOI基键合Ge薄膜；

步骤5）所述H₃PO₄/H₂O₂/H₂O溶液是将H₃PO₄、H₂O₂、H₂O按体积比1:6:3混合制成；

步骤6）所述化学机械抛光是采用体积比为1:3:0.2的compol-80/H₂O/H₂O₂溶液作为抛光液。

2. 根据权利要求1所述的一种超高质量SOI基键合Ge薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中Ge片的表面处理方法为：先将Ge片用丙酮、乙醇和去离子水分别依次超声清洗10~15min，以去除基底表面吸附的颗粒物和有机物，再用体积比为1:20的HF/H₂O溶液浸泡2~4min，去离子水冲洗10~15次。

3.根据权利要求1所述的一种超高质量SOI基键合Ge薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中SOI片的表面处理步骤为：

a）将SOI片用丙酮、乙醇和去离子水分别依次超声清洗10~15 min，以去除基底表面吸附的颗粒物和有机物；

b）将步骤a）清洗后的SOI片先用体积比为4:1的H₂SO₄/H₂O₂溶液煮沸10~15 min，去离子水冲洗10~15次，再用体积比为1:20的HF/H₂O溶液浸泡2~4 min，去离子水冲洗10~15次；

c）将步骤b）处理后的SOI片先用体积比为1:1:4的NH₄OH/H₂O₂/H₂O溶液煮沸10~15 min，去离子水冲洗10~15次，再用体积比为1:20的HF/H₂O溶液浸泡2~4min，去离子水冲洗10~15次；

d）将步骤c）处理后的SOI片用体积比为1:1:4的HCl/H₂O₂/H₂O溶液煮沸10~15 min，去离子水冲洗10~15次；

e）将步骤d）处理后的SOI片用体积比为1:20的HF/H₂O溶液浸泡2~4 min，去离子水冲洗10~15次。