[发明专利]厚度可控的晶圆级硅基超薄柔性电子器件制备方法在审
| 申请号： | 202110381198.2 | 申请日： | 2021-04-09 |
| 公开（公告）号： | CN115206887A | 公开（公告）日： | 2022-10-18 |
| 发明（设计）人： | 陈仙;张培健;洪敏;廖希异;王妍;邱盛 | 申请（专利权）人： | 中国电子科技集团公司第二十四研究所;中电科技集团重庆声光电有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/84 | 分类号： | H01L21/84;H01L27/12 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 李铁 |
| 地址： | 400060 *** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 厚度 可控 晶圆级硅基 超薄 柔性 电子器件 制备 方法 | ||
本发明提供一种厚度可控的晶圆级硅基超薄柔性电子器件制备方法，该制备方法包括步骤：制备Si/SiO2/Si复合结构衬底，并调节控制顶层硅层的厚度；在Si/SiO2/Si复合结构衬底上制备柔性电子器件层；利用化学腐蚀工艺去除Si/SiO2/Si复合结构衬底中的底层硅层。本发明通过控制Si/SiO2/Si复合结构中顶层硅层的厚度来控制柔性电子器件的总厚度，并利用腐蚀液体对Si与SiO2不同的腐蚀速率实现底层硅层的完全去除，从而制备出厚度可控、背面无微缺陷的硅基超薄柔性晶圆；采用普通硅片进行加工，成本较低，且兼容标准COMS工艺，适合硅基超薄柔性电子器件的大规模批量制备；采用化学腐蚀方法去除底层硅层，可有效避免常规机械减薄工艺产生的微缺陷残留，有效提升了硅基超薄柔性电子器件的可靠性。
技术领域
本发明涉及柔性电子芯片制造技术领域，尤其是涉及一种厚度可控的晶圆级硅基超薄柔性电子器件制备方法。
背景技术
柔性电子是一种新兴的电子技术，以其独特的柔性、延展性，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛的应用前景。硅基柔性电子可满足高性能柔性电子系统要求，硅基柔性芯片技术是实现高性能柔性电子芯片与微系统技术的关键。
然而，现有硅基柔性电子芯片制造过程多采用机械减薄的方法直接将硅晶圆或单个芯片减薄到25μm及以下，制备成品率不高，且随着减薄厚度降低成品率进一步降低；同时减薄过程中会在芯片背面引入微缺陷，使得芯片工作过程中出现失效。这种方法制备硅基柔性芯片的成品率较低，且存在可靠性问题，不利于硅基柔性芯片的大规模制备。
因此，目前亟需一种能有效提升硅基柔性芯片成品率和可靠性的薄柔性电子器件制备方法。
发明内容
鉴于以上所述技术的缺点，本发明的目的在于提供一种厚度可控的晶圆级硅基超薄柔性电子器件制备工艺，用于解决上述技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种厚度可控的晶圆级硅基超薄柔性电子器件制备方法，包括步骤：
制备Si/SiO2/Si复合结构衬底，并调节控制所述Si/SiO2/Si复合结构衬底中顶层硅层的厚度；
在所述Si/SiO2/Si复合结构衬底上制备柔性电子器件层；
利用化学腐蚀工艺去除所述Si/SiO2/Si复合结构衬底中的底层硅层。
可选地，制备所述Si/SiO2/Si复合结构衬底，并调节控制所述Si/SiO2/Si复合结构衬底中顶层硅层的厚度的步骤包括：
提供第一硅片，并对所述第一硅片的表面进行氧化，得到SiO2/Si结构；
提供第二硅片，并沿着所述SiO2/Si结构中的氧化硅层将所述第二硅片与所述SiO2/Si结构键合在一起，得到所述Si/SiO2/Si复合结构衬底；
对所述第二硅片进行研磨与抛光，控制所述第二硅片的厚度。
可选地，所述第二硅片的厚度为1μm-20μm，即所述Si/SiO2/Si复合结构衬底中顶层硅层的厚度为1μm-20μm。
可选地，制备所述Si/SiO2/Si复合结构衬底，并调节控制所述Si/SiO2/Si复合结构衬底中顶层硅层的厚度的步骤包括：
提供第一硅片，并对所述第一硅片的表面进行氧化，得到第一SiO2/Si结构；
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
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H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
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