[发明专利]硅基/铁电单晶材料低温晶圆键合及薄膜化加工方法

权利要求书

1.硅基/铁电单晶材料低温晶圆键合及薄膜化加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

化学机械抛光原始基板与目标基板；

第一次清洗上述原始基板与目标基板；

在上述原始基板上磁控溅射Ti/Pt/Ti电极层；

在上述原始基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积氧化层；

化学机械抛光原始基板表面氧化层；

第二次清洗上述原始基板；

在上述原始基板和目标基板上进行第一次等离子体活化；

第三次清洗上述原始基板与目标基板；

在上述原始基板和目标基板上进行第二次等离子体活化；

采用甲醇浸泡上述原始基板与目标基板，并采用N₂吹干；

在空气中预键合，然后施加一定压力并低温退火，完成键合并形成键合晶圆；

对上述键合晶圆进行减薄、抛光、退火及清洗，完成上述键合晶圆的薄膜化；

键合温度100～120℃条件下。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述原始基板为单晶铌酸锂，所述原始基板的厚度大于等于300μm且小于等于500μm；所述原始基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积SiO₂层厚度大于等于500nm且小于等于2μm；所述目标基板为生长了氧化层的硅片，所述目标基板的厚度大于等于300μm且小于等于500μm，所述氧化层的厚度大于等于300nm且小于等于700nm。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在上述的第一次清洗上述原始基板与目标基板中，包括：采用RCA3#清洗液和RCA1#清洗液清洗上述原始基板与目标基板；所述RCA3#清洗液为，H₂SO₄∶H₂O₂＝3∶1，所述RCA1#清洗液为，NH₃·H₂O∶H₂O₂∶H₂O＝1∶2∶7～1∶3∶7。

4.根据权利要求1至3任一项所述的加工方法，其特征在于，

在上述的第二次清洗上述原始基板中，包括：采用标准清洗和采用RCA1#清洗液清洗上述原始基板；

在上述的第三次清洗上述原始基板与目标基板中，包括：采用RCA1#清洗液清洗上述原始基板与目标基板。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，上述的标准清洗流程包括：依次采用丙酮清洗，异丙醇清洗，乙醇清洗以及去离子水清洗。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，

在上述的原始基板和目标基板上进行第一次等离子体活化中，包括：采用Ar等离子体活化；

在上述的在上述原始基板和目标基板上进行第二次等离子体活化中，包括：采用O₂等离子活化。

7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在上述的在空气中预键合，然后施加一定压力并低温退火，完成键合并形成键合晶圆中，包括：将上述目标基板与原始基板在空气中进行预键合；然后在晶圆键合系统中抽真空至10^-5Pa，键合压力3000～5000N，退火5h，完成键合并形成键合晶圆。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在上述的对上述键合晶圆进行减薄、抛光、退火及清洗，完成上述键合晶圆的薄膜化中，包括：将上述键合晶圆进行CMP减薄与标准清洗；将上述键合晶圆进行IBE减薄与标准清洗；将上述键合晶圆进行抛光与标准清洗；将上述键合晶圆进行退火与标准清洗。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，在上述的对上述键合晶圆进行减薄、抛光、退火及清洗，完成上述键合晶圆的薄膜化中，包括：将上述键合晶圆经CMP减薄至20～30μm，经IBE减薄至1～3μm，并用机械减薄抛光系统抛光至500nm～800nm，最终250℃退火4h。