[发明专利]一种多层单晶硅薄膜的制备方法

说明书

一种多层单晶硅薄膜的制备方法，依次按照下述要求制备多层单晶硅薄膜：①首先，取两片表面洁净的单晶硅片采用等离子激活技术处理硅片表面后，进行预键合；②将键合后的硅片，传送至在200‑300℃的温度退火炉内进行6‑10小时的退火，既防止了过渡区的产生又将此两片硅片完成彻底键合，③将退火后的键合片进行减薄处理以达到需求的目标厚度；④将减薄处理后的SOI片，重新按照一片单晶硅片与另一片单晶硅片再次进行①‑③的操作，得到多层单晶硅薄膜。本发明采用等离子激活技术处理过的硅片键合时预键合力大，退火后键合效果优良；各层界面无明显电阻过渡区；可以对各层单晶硅的厚度进行有效控制；其综合技术效果良好；具有较为巨大的经济价值和社会价值。

技术领域

本发明涉及多层单晶硅薄膜的制备技术领域，特别提供了一种多层单晶硅薄膜的制备方法。

背景技术

现有技术中，申请号为201510460906.6和201510481429.1的中国专利申请文件披露了多层单晶硅薄膜的制备方法；但是其操作较为复杂，其技术效果仍不理想。仍有很多亟待解决的技术问题，例如：多层单晶硅薄膜产品的各层之间仍然存在较明显的电阻过渡区。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的多层单晶硅薄膜。

发明内容

本发明的目是提供一种技术效果优良的多层单晶硅薄膜。

本发明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，再在真空条件下(真空度＜1Torr)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，此温度下既防止过渡区的产生又可将两片硅片彻底键合在一起；

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)。

附带说明：①在多层单晶硅薄膜的制备过程中，最高温度为300℃，在此温度下得到的多层SOI硅片界面不存在明显的过渡区；②所选硅片无特定要求，一般相邻的两层存在电阻率差异或掺杂类型差异，例如：Si-1为重掺片，Si-2为轻掺片。或Si-1为P型硅片，Si-2为N型硅片；③通过粗磨精磨抛光的方式进行顶层的减薄，能够使厚度被控制在2-100um；通常在Si-1上采用外延生长的方式不容易得到较厚的Si薄膜，而此方式能够较容易地停止在70um/60um/50um。

所述多层单晶硅薄膜的制备方法，优选要求保护的技术内容还有：

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；所用设备为Disco 公司型号为8761的磨抛一体机，该设备是一台磨、抛一体机，该设备具有在线测量工具，可以停止在所需厚度(2-100um)。

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(低真空)进行预键合动作