[发明专利]一种制备单面氧化超薄硅片的装置及方法

说明书

本发明涉及一种制备单面氧化超薄硅片的装置及方法。本发明包括：第一基板、第二基板和密封件，所述第二基板设有镂空部分，所述第一基板与第二基板可互相连接与拆卸；待减薄的硅片的两面通过密封件固定于第一基板与第二基板之间，所述待减薄的硅片需保留氧化层的一面朝向金属基板，所述待减薄的硅片待除去氧化层的表面暴露于所述镂空部分。本发明提供了一种制备单面氧化超薄硅片的装置和方法，能够有效的对硅片一侧氧化层进行保护，并且提供充足的应力释放空间，避免硅片在加工过程中由于受力不均被破坏，能够简单、低成本的实现单面氧化超薄硅片的制备。

技术领域

本发明涉及硅片制备技术领域，尤其是指一种制备单面氧化超薄硅片的装置及方法。

背景技术

硅是最重要的半导体材料之一，具有优异的电学和光电性能，已经被广泛用于制造电子元器件、集成电路、光电探测器等各种器件。目前，光电子器件发展的一个重要趋势是具备柔性、便携特点的光电子器件，传统单晶硅材料及器件由于硅晶圆的刚性和脆性，难以用于柔性光电子器件。而之前的研究表明，通过减小硅晶圆厚度，能够使材料获得较好的柔性，从而用于制备柔性可弯曲器件。由于场效应晶体管(FET)等电子器件需要在单面具有致密氧化层的硅片上进行制备，因此获得具有单面氧化的超薄硅片对于制备电子器件非常重要。但现有技术对于获得具有单面氧化的超薄硅片有如下缺陷：

传统的磨削、抛光等机械加工工艺能够减小硅晶圆厚度，但由于在加工过程中会对硅片产生机械作用力，需要硅片具有一定的强度而不会被破坏，这就使得其加工能够得到最小硅片厚度约为100微米。当硅片厚度小于100微米，由于强度太低，在加工过程中会被破坏；

近年来发展的湿法刻蚀工艺能够将硅片进一步减薄，在溶液中通过强碱溶液的化学腐蚀作用，能够使硅片减薄，利用这种方法已经能够获得厚度几微米至数十微米的超薄硅片。然而，能够对硅片进行腐蚀的强酸强碱溶液也能够对氧化硅进行腐蚀，因此，利用这种方法无法得到单面氧化的超薄硅片；

过去，为了从双面氧化硅片得到单面氧化硅片，可以通过旋涂或沉积光刻胶等高分子材料保护硅片一侧氧化层然后对另外一侧氧化层进行腐蚀去除，这种方法能够在几分钟的腐蚀时间内去除一侧氧化层，然后将光刻胶等高分子材料洗去即可得到单面氧化的硅片。但这种方法仍然难以得到单面氧化的超薄硅片，因为超薄硅片的腐蚀往往需要在加热的强碱溶液中腐蚀一小时以上，起保护作用的高分子材料也会被腐蚀或剥落，难以对单面氧化层进行有效保护。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中难以得到单面氧化的超薄硅片、无法对单侧氧化层进行有效保护、或者加工过程会造成超薄硅片被破坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备单面氧化超薄硅片的装置，包括：第一基板、第二基板和密封件，所述第二基板设有镂空部分，所述第一基板与第二基板可互相连接与拆卸；待减薄的硅片的两面通过密封件固定于第一基板与第二基板之间，所述待减薄的硅片需保留氧化层的一面朝向金属基板，所述待减薄的硅片待除去氧化层的表面暴露于所述镂空部分。

在本发明的一个实施例中，所述第一基板、第二基板均为金属材质，所述金属材质包括不锈钢、铁、铜的一种。

在本发明的一个实施例中，所述密封件为高分子密封垫片，所述高分子密封垫片的材质包括硅橡胶、PDMS、聚丙烯的一种。

在本发明的一个实施例中，所述第一基板的外形为圆形薄板，所述第二基板的外形为圆环形薄板，所述密封件的外形为圆环形薄板。

在本发明的一个实施例中，所述第一基板、第二基板均开设有螺纹孔，所述第一基板与第二基板通过螺丝连接与拆卸。

本发明还提供一种制备单面氧化超薄硅片的方法，包括如下步骤：