[发明专利]硅基复合衬底的加工方法

说明书

本发明提出了一种硅基复合衬底的加工方法，包括：获取硅片；在所述硅片上外延生长预设膜厚的第一缓冲层；其中，在所述第一缓冲层外延生长过程中，控制生长环境的温度变化速率小于等于10℃/min。根据本发明的硅基复合衬底的加工方法，通过控制第一缓冲层的预设膜厚，有利于降低硅基复合衬底的平整度。而且，在硅基外延生长第一缓冲层时，通过控制温度变化速率小于等于10℃/min，进一步降低了硅基复合衬底的平整度，从而提高了硅基复合衬底的加工质量。而且，有利于降低后续器件工艺的难度，使得大面阵器件工艺的实现成为可能。

技术领域

本发明涉及芯片加工技术领域，尤其涉及一种硅基复合衬底的加工方法。

背景技术

高质量的碲镉汞(HgCdTe)薄膜材料是制备高性能碲镉汞红外焦平面探测器的基础，传统HgCdTe薄膜主要以碲锌镉(CdZnTe)单晶材料为衬底，采用液相外延(LPE)或分子束外延(MBE)等方法进行HgCdTe薄膜材料的制备。随着第三代HgCdTe红外焦平面技术向着大规模、高性能、双多色方向发展，传统CdZnTe基HgCdTe材料由于CdZnTe体晶生长困难，难以获得大面积晶体材料。CdZnTe衬底机械强度较低、晶体均匀性较差、衬底杂质多、价格昂贵等缺点日益显现，逐渐成为制约HgCdTe红外探测技术发展的瓶颈。与传统的CdZnTe相比，Si基HgCdTe薄膜具有以下几个优点：更大的可用面积；更低的材料成本；与Si读出电路的热应力自动匹配；较高的机械强度和平整度；更高的热导率。

Si基衬底与Si读出电路天然热匹配可以有效解决大面积衬底的获得和探测器芯片高低温冲击可靠性问题，但是分子束外延方法外延Si基HgCdTe材料存在一个较大的困难，由于Si材料和HgCdTe之间存在着较大的晶格失配(19.3％)，外延过程中不可避免地引入大量的穿越位错，比CdZnTe基HgCdTe材料高不止一个数量级，因此，必须在Si表面外延合适的缓冲层，减小晶格失配。通常的方法是在Si片表面外延CdTe缓冲层形成复合衬底。

目前外延的Si基CdTe材料在外延HgCdTe材料后，经过划片，制备小面阵(<640×512)的器件时，表面平整度复合要求，对器件工艺中光刻、倒装互联等工艺几乎没有影响。

但是在进行大面阵器件制备时，外延材料不再进行划片，采用晶圆流片法，直接在外延完成的Si基材料上进行器件工艺。暴露出现有外延材料平整度过大的问题，给器件工艺造成巨大的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是降低硅基复合衬底的平整度，本发明提出一种硅基复合衬底的加工方法。

根据本发明实施例的硅基复合衬底的加工方法，包括：

获取硅片；

在所述硅片上外延生长预设膜厚的第一缓冲层；

其中，在所述第一缓冲层外延生长过程中，控制生长环境的温度变化速率小于等于10℃/min。

根据本发明实施例的硅基复合衬底的加工方法，通过控制第一缓冲层的预设膜厚，有利于降低硅基复合衬底的平整度。而且，在硅基外延生长第一缓冲层时，通过控制温度变化速率小于等于10℃/min，进一步降低了硅基复合衬底的平整度，从而提高了硅基复合衬底的加工质量。而且，有利于降低后续器件工艺的难度，使得大面阵器件工艺的实现成为可能。

根据本发明的一些实施例，所述在所述硅片上外延生长预设膜厚的第一缓冲层，包括：

获取预设形状的原料锭；

加热蒸发所述原料锭，以在所述硅片上外延生长所述第一缓冲层；

当所述第一缓冲层的生长时间达到时间阈值时，完成所述第一缓冲层的生长。

在本发明的一些实施例中，采用预设形状的坩埚加工形成预设形状的所述原料锭。