[发明专利]绝缘体上硅及其制备工艺

权利要求书

1.一种绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，包含如下步骤：

在硅片上注入能与硅反应生成腐蚀阻挡材料的离子；

将含有注入离子的硅片退火，并形成含有绝缘层、表面硅层、腐蚀阻挡层和衬底硅层的结构，其中绝缘层和衬底硅层位于硅片的外侧，表面硅层与绝缘层相邻，腐蚀阻挡层与衬底硅层相邻；

在半导体晶片上形成第二绝缘层；

将硅片和半导体晶片键合，其中硅片上的绝缘层和半导体晶片上的第二绝缘层相接触；

加固键合后的硅片和半导体晶片；

去除衬底硅层；

去除腐蚀阻挡层。

2.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的能与硅反应生成腐蚀阻挡材料的离子为氮离子或者氧离子。

3.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的绝缘层为退火含有注入离子的硅片后对其进行绝缘化处理形成的第一绝缘层，所述的表面硅层为退火含有注入离子的硅片并对其进行绝缘化处理后位于第一绝缘层和腐蚀阻挡层之间的第一表面硅层。

4.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的表面硅层包括第一表面硅层和第二表面硅层，所述第二表面硅层是通过在第一表面硅层上外延生长硅形成的；所述的绝缘层为第三绝缘层，是通过绝缘化处理第二表面硅层形成的。

5.根据权利要求4所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述第二表面硅层为同质外延层；所述第三绝缘层为二氧化硅层或者氮化硅层。

6.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的半导体晶片为硅或者锗或者砷化镓。

7.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的第二绝缘层为二氧化硅层或者氮化硅层。

8.根据权利要求3所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的第二绝缘层与第一绝缘层的材料相同。

9.根据权利要求4所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的第二绝缘层与第三绝缘层的材料相同。

10.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的去除衬底硅层的工艺为先减薄衬底硅层、再腐蚀去除减薄后的衬底硅层。

11.根据权利要求1所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，去除腐蚀阻挡层后还包括抛光表面硅层的步骤。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入能量在10KeV到500KeV间，离子注入剂量在1E15/cm²到1E19/cm²间。

13.根据权利要求12所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入能量在30KeV到250KeV间，离子注入剂量在5E16/cm²到2E18/cm²间。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入时的温度为0℃到700℃。

15.根据权利要求14所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入时的温度为10℃到550℃。

16.根据权利要求1至11中任一项所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入的深度为50nm到1000nm。

17.根据权利要求16所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，离子注入的深度为100nm到500nm。

18.根据权利要求1至11中任一项所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的退火温度为600℃到1500℃。

19.根据权利要求18所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的退火温度为1100℃到1350℃。

20.根据权利要求18或者19所述的绝缘体上硅的制备工艺，其特征在于，所述的退火工艺中，升温速率为0.5℃/分钟至10℃/分钟，退火后的降温速率为0.5℃/分钟至10℃/分钟。