[发明专利]一种多层单晶硅薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：依次按照下述要求制备多层单晶硅薄膜：

①首先，取两片硅片Si-1，Si-2进行常规湿法清洗清洁表面，再在真空度＜1Torr的真空条件下采用等离子激活技术对表面进行5s-20s的处理以增强键合时预键合力，进行预键合；

②将完成预键合的硅片，从室温以5-10℃/min的速率升至200-300℃的恒定温度，在此温度下维持6-10小时退火；

③对此键合片通过粗磨+精磨+抛光的处理方式对Si-2进行厚度上的减薄达到所需厚度要求；要求顶层Si-2剩余2-100um；

④将步骤③得到的SOI硅片视为整体Si-1，取一片新硅片Si-3视为Si-2重复步骤①-③的操作，得到Si-1/Si-2/Si-3的多层SOI硅片；

⑤重复步骤④操作，得到所需层数的多层SOI硅片(Si-1/Si-2/…/Si-n)。

2.按照权利要求1所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：所述多层单晶硅薄膜的制备方法中，对硅片的厚度进行减薄处理以达到要求的方法具体是：先粗磨再精磨再化学机械抛光。

3.按照权利要求2所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：

采用等离子激活技术处理硅片表面以增强键合时预键合力和最终形成的键合力，取两片经过清洗预处理后的待键合硅片，将其准备键合的表面对准，在真空环境下进行预键合动作。

4.按照权利要求2所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：采用等离子激活技术处理硅片表面以增强键合时预键合力之前，对硅片表面进行湿法清洗，常规清洗顺序为：使用化学液SC1清洗→使用H₂O洗→使用化学液SC2清洗→使用H₂O洗；其中所用化学液SC1的成分及配比为：NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:5:40；化学液SC2的成分及配比为：HCl:H₂O＝1:2:20；H₂O为DI water。

5.按照权利要求1-4其中之一所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：将由两块硅片键合后的整体视为一个整体，再取一个硅片，并分别对其二者表面进行湿法清洗，然后等离子激活；之后将二者待键合表面相对，在真空环境下进行预键合；将预键合后的前述键合片在200-300℃的温度下进行6-10小时的退火将两片硅片彻底键合在一起；通过粗磨+精磨+化学机械抛光的处理方式进行厚度上的减薄，使其达到所需厚度的薄膜。

6.按照权利要求5所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：

多层单晶硅薄膜的硅片层数为2-30层；

2个单晶硅片、键合层；其中：单晶硅片满足下述要求：单晶硅片满足：平整度TTV1um，SFQR0.3um，表面粗糙度Rms0.5nm，厚度450um-750um，电阻率：0.01-1000ohm·cm。

7.按照权利要求6所述多层单晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：

多层单晶硅薄膜的硅片层数为2-5层；

2个单晶硅片、键合层；其中：单晶硅片满足下述要求：硅片类型：P型或N型，相邻两层电阻率不同或掺杂类型不同。