[发明专利]一种二氧化硅及其低温制备方法

说明书

本发明提供了一种二氧化硅及其低温制备方法。本发明的二氧化硅的低温制备方法，包括如下步骤：1)将基底置于反应室加热；2)向反应室通入反应气体，通过等离子体增强化学气相沉积法在所述基底上进行沉积得到二氧化硅薄膜；其中，所述反应气体包括硅源、硅源载气和氧源；所述等离子体增强化学气相沉积法的沉积温度为120‑180℃。本发明的低温制备方法，降低了工艺控制难度，沉积的二氧化硅薄膜具有更好的沉积速率和更好的均匀性，膜层性质更稳定，具有更好的应力稳定性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种二氧化硅及其低温制备方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。芯片厚度对器件性能产生重要影响，如薄芯片就具有很多优势，提高散热效率、机械性能与电性能，减小封装体积，减轻重量等。

在高度集成化的半导体发展的趋势下，半导体技术向三维方向发展。多层集成电路芯片堆叠键合，通过穿透硅通孔(TSV)三维互联实现多层之间的电信号互联，实现了更小的芯片面积、更短的芯片间互联，从而减少延时。

半导体器件的背面工艺一般包括衬底减薄、通孔刻蚀、背面金属化等步骤，当圆片的衬底减薄至150μm甚至更薄时，很容易发生碎片，并且由于应力的原因圆片会发生弯曲变形，无法操作，因此需要在减薄之前与玻璃片等载片临时键合，以临时载片为依托进行后续工艺制作。晶圆级临时键合技术方案主要是使用临时键合胶(热塑性聚合物)，涂布在晶圆和衬底上，通过一定的压力，温度，真空，进行热压键合。在晶圆级TSV封装中，针对玻璃和硅临时键合形成的堆叠产品，在后制程中需对产品表面沉积二氧化硅作为介质层和绝缘层。

但是，现有的PECVD(等离子增强化学气象沉积)工艺中多采用高温(温度≥400℃)工艺制备二氧化硅薄膜，对产品临时键合层造成损伤分层，产生鼓泡、爆硅、膜层应力变化问题，严重者可导致产品报废，对于后端工艺制程无法正常作业。

CN113707536A公开了一种晶圆的背封工艺，包括：S1)将晶圆置于反应腔室内加热；S2)在反应腔室内向晶圆背面通入硅源气体与氧源气体，同时向晶圆正面通入保护性气体；所述保护性气体的流量大于硅源气体与氧源气体的流量；S3)待通入气体稳定后，在晶圆背面加载射频功率使气体反应在晶圆背面沉积二氧化硅。与现有技术相比，本发明直接在晶圆背面生长二氧化硅，并在生长二氧化硅的同时向晶圆正面通入保护性气体以防治正面有二氧化硅的沉积，还可通过调节保护性气体的流量调节晶圆背面边缘二氧化硅的覆盖范围，从而使该背封工艺不需要正面工艺且不会有正面的任何接触或者损伤。

CN108493105B公开了一种二氧化硅薄膜及其制备方法，包括：提供一基底；将所述基底置于反应腔室内，向所述反应腔室通入反应气体；以及通过等离子体增强化学气相沉积法在所述基底上进行沉积得到二氧化硅薄膜；其中，所述反应气体包括硅源和氧源，所述硅源的通入流量为1500标准毫升/分钟-2000标准毫升/分钟，所述氧源的通入流量为1200标准毫升/分钟-2000标准毫升/分钟，所述等离子体增强化学气相沉积法中的沉积温度为250℃-350℃，射频的高频功率为200W-450W。该方法具有沉积速率快、沉积温度低的优点，同时，采用该制备方法得到的二氧化硅薄膜的本征应力为-120MPa～-40MPa。但是，该发明的制备方法采用硅烷为硅源，并且沉积温度相对较高，且制得的二氧化硅薄膜的膜层性质及应力稳定性应力有待提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种二氧化硅及其低温制备方法，本发明的低温制备方法，降低了工艺控制难度，沉积的二氧化硅薄膜具有更好的沉积速率和更好的均匀性，膜层性质更稳定，具有更好的应力稳定性。

本发明的目的之一在于提供一种二氧化硅的低温制备方法，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种二氧化硅的低温制备方法，包括如下步骤：

1)将基底置于反应室加热；