[发明专利]一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法

摘要

本发明提供一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，包括步骤1）于第一衬底表面外延一掺杂的单晶薄膜；2）外延一顶层半导体材料；3）沉积绝缘层；4）从所述绝缘层表面将剥离离子注入至所述单晶薄膜下方的第一衬底预设深度的位置；5）提供第二衬底，并键合所述第二衬底及所述绝缘层；6）进行退火处理，使所述单晶薄膜吸附所述剥离离子，最终使所述第一衬底与所述顶层半导体材料从该单晶薄膜处分离。本发明通过控制超薄单晶薄膜的离子掺杂控制其对注入离子的吸附作用，可以采用非常低的剂量注入便可实现智能剥离，而且剥离裂纹发生在超薄层处，裂纹很小，可获得高质量的绝缘体上半导体材料。

主权项

一种低剂量注入制备绝缘体上半导体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1)提供第一衬底，于所述第一衬底表面外延一掺杂的单晶薄膜；2)于所述单晶薄膜表面外延一顶层半导体材料；3)于所述顶层半导体材料表面沉积绝缘层；4)从所述绝缘层表面将剥离离子注入至所述单晶薄膜下方的第一衬底预设深度的位置；5)提供第二衬底，并键合所述第二衬底及所述绝缘层；6)进行退火处理，使所述单晶薄膜吸附位于所述第一衬底预设深度处的所述剥离离子，最终使所述第一衬底与所述顶层半导体材料从该单晶薄膜处分离；其中，步骤4)中，所述剥离离子的注入剂量为2E16/cm2～3E16/cm2，所述预设深度为单晶薄膜下方20nm～40nm；步骤6)中，退火的气氛为O2，所述退火处理包括步骤：首先，于300℃进行第一次保温，保温时间为120min，以加强所述绝缘层及所述第二衬底的键合强度；然后，于600℃进行第二次保温，保温时间为30min，以使所述单晶薄膜吸附所述第一衬底中的剥离离子，并使所述剥离离子逐渐聚集后产生大量的气泡，最终使所述单晶薄膜断裂，实现所述第一衬底与所述顶层半导体材料的剥离。