[发明专利]制备双层SOI材料的方法

说明书

本申请提供了一种制备双层SOI材料的方法，所述方法包括如下步骤：提供一第一衬底；在所述第一衬底的表面注入起泡离子；提供一第二衬底，将所述第一衬底注入起泡离子的表面与第二衬底进行键合；剥离远离所述第二衬底的部分第一衬底得到单层SOI材料；提供一第三衬底；在所述第三衬底的表面注入起泡离子；将所述第三衬底注入起泡离子的表面与所述单层SOI材料进行键合；剥离远离所述单层SOI材料的部分第三衬底得到双层SOI材料。通过本方法可以得到均匀性良好的双层SOI材料。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种制备双层SOI材料的方法。

背景技术

绝缘体上硅(Silicon On Insulator，SOI)是一种广泛应用的新一代硅基材料，无论在低压、低功耗电路，还是微机械传感器、光电集成等方面，都具有重要应用。

目前SOI硅片的制作技术主要有注氧隔离(Separate by IMplant Oxygen，SIMOX)技术、硅片键合和背面腐蚀(Bond Etch SOI，BESOI)技术。SIMOX技术是通过向硅片中注入氧离子，控制注入剂量和能量，改变二氧化硅绝缘埋层和顶层硅的厚度。BESOI技术是将两个硅片至少其中一个氧化后，贴合在一起实现键合，然后对背面进行研磨、刻蚀和化学机械抛光减薄厚度。通过BESOI技术可以获得质量较好的埋氧层和顶层硅，可以调节埋氧层的厚度，制备成本低廉。

基于当前的市场发展，已经不满足于单层SOI材料，对双层SOI材料也提出了需求。因此需要寻找一种双层SOI材料的制备方法，既可以满足市场需求，又能保证双层SOI材料的总良率。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是，提供一种制备双层SOI材料的方法，可以得到均匀性良好的双层SOI材料。

为了解决上述问题，以下提供一种制备双层SOI材料的方法，包括如下步骤：提供一第一衬底；在所述第一衬底的表面注入起泡离子；提供一第二衬底，将所述第一衬底注入起泡离子的表面与第二衬底进行键合；剥离远离所述第二衬底的部分第一衬底得到单层SOI材料；提供一第三衬底；在所述第三衬底的表面注入起泡离子；将所述第三衬底注入起泡离子的表面与所述单层SOI材料进行键合；剥离远离所述单层SOI材料的部分第三衬底得到双层SOI材料。

在一些实施例中，所述第一衬底、第二衬底和第三衬底为单晶硅衬底。

在一些实施例中，在第一衬底注入起泡离子前，进一步包括在所述第一衬底的表面形成氧化层的步骤。

在一些实施例中，在所述第一衬底表面形成氧化层的方法为热氧化法和化学气相沉积法中的任意一种。

在一些实施例中，在第三衬底注入起泡离子前，进一步包括在所述第三衬底的表面形成氧化层的步骤。

在一些实施例中，在所述第三衬底表面形成氧化层的方法为热氧化法和化学气相沉积法中的任意一种。

在一些实施例中，所述起泡离子选自于氢和氦中的一种或其组合。

在一些实施例中，所述第二衬底与第一衬底键合的表面为光面或者有氧化层中的任意一种。

在一些实施例中，通过化学机械研磨工艺对所述单层SOI材料和双层SOI材料进行抛光。

在一些实施例中，所述第三衬底与所述单层SOI材料通过等离子体处理和真空键合进行贴合。

上述技术方案，基于注入起泡离子表面键合得到的单层SOI材料基础上，对第三衬底进行注入起泡离子并与所述单层SOI材料进行键合，可以得到均匀性良好的双层SOI材料。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。