[发明专利]一种均匀性厚膜SOI硅片的制备方法

说明书

一种均匀性厚膜SOI硅片的制备方法，步骤如下：①选取SOI硅片；②边缘处理；③去除表面损伤层，得到低缺陷的TMSOI；④湿法清洗；⑤HCl化学刻蚀，获得高质量薄膜SOI硅片；⑥沉积所要的薄膜；⑦冷却。相对于现有技术而言，本发明中的SOI均匀性3％，具有较好均匀性，同时可以去除TM‑SOI工艺后SOI顶层硅表面的损伤层及粗糙现象，制备高质量的厚膜SOI，其制备过程较为简单，技术效果优良。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

技术领域：

本发明涉及厚膜SOI硅片应用技术领域，特别提供了一种均匀性厚膜SOI硅片的制备方法。

背景技术：

SOI是一种具有独特的“Si/绝缘层/Si”三层结构的新型硅基半导体材料。它通过绝缘埋层(通常为SiO2)实现了器件和衬底的全介质隔离，具有寄生电容小，运行速度快，漏电小，功耗低的优点，同时，其消除了闩锁效应，抑制了衬底的脉冲电流的干扰，减少了软错误的发生。因此，SOI(绝缘衬底上的硅)得到了广泛地应用。

作为制造厚膜SOI的方法，通常采用键合方式来实现，即在两硅片之中，至少在其中一方形成氧化膜，并在室温下将两硅片贴合，形成键合体。接着加以退火，使键合面牢固。然后利用磨抛将顶层硅片去除到所要求的膜厚。这种工艺方法简单，便于量产。但是膜厚均匀性差，只能做到10％。而汽车电子以及功率器件对于膜厚均匀性要求较高，这就限制了这种制备方法的使用领域，其技术效果亟待改善。

发明内容：

本发明的目的是提供一种技术效果优良的均匀性厚膜SOI硅片的制备方法。

本发明提供了一种均匀性厚膜SOI硅片的制备方法，其特征在于：依次按照下述要求进行操作：

①选取TMSOI形成的SOI硅片；

②除净TMSOI的边缘以确保后续的工艺生长为单晶Si；

③将表面损伤层全部去除，得到低缺陷的TMSOI；

④使用湿法清洗对薄膜SOI的表层置换以去除表面杂质；

⑤通过HCl化学刻蚀除去表面缺陷，同时减小其粗糙度，改善均匀性，获得高质量薄膜SOI硅片；具体步骤如下：

a、将TMSOI硅片装入密封反应室；

b、反应室中通入氢气，1000～1200℃下加热10～60秒，原位去除硅片表面自然氧化层及其杂质；其中氢气流量为10～100升/分钟；

c、反应室通入无水HCl与氢气的混合气氛中，刻蚀其表面的硅层；

d、关闭无水HCL，反应室中继续通入氢气，除去反应室中的杂质及残余HCl后，冷却至沉积温度；

⑥通入氢气和硅沉积化学源以及掺杂源的混合气氛，沉积所要的薄膜；

⑦关闭硅沉积化学源以及掺杂源的混合气氛，持续吹入氢气去除硅淀积化学源和掺杂源后，冷却；得到顶层硅膜厚为1-20μm且均匀性良好的SOI硅片。

本发明所述均匀性厚膜SOI硅片的制备方法，还有下述优选技术要求：

步骤⑤的小步骤c中，通过HCl化学刻蚀除去表面缺陷，同时减小其粗糙度，改善均匀性，获得高质量薄膜SOI硅片的具体要求是：刻蚀温度：800-1200℃，压力为1-760torr，时间：5-120秒，无水HCL流量为0.01～20升/分钟，氢气流量为10～100升/分钟。

步骤⑥中通入氢气和硅沉积化学源以及掺杂源的混合气氛，沉积所要的薄膜的具体要求是：沉积温度为900-1250℃，沉积时压力为1-760torr，氢气流量为10～100升/分钟。