[发明专利]一种晶向旋转键合晶片的制备方法

权利要求书

1.一种晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、取两片具有主参考面的，相同晶向的体硅晶片，在其中一片体硅晶片上生长固定组分的SiGe层，然后在SiGe层上继续外延生长Si膜层形成器件片，另一片体硅晶片作为支撑片待用；

步骤二、将器件片和支撑片的表面都进行疏水处理；

步骤三、将疏水处理后的器件片的Si膜层表面与支撑片键合形成键合片，键合时使器件片与支撑片的主参考面错开；

步骤四、利用研磨技术从背面研磨键合片中器件片的体硅晶片部分，然后进行第一选择性腐蚀去除器件片的全部体硅晶片部分，到SiGe层停止，再进行第二选择性腐蚀去除SiGe层，留下Si膜层，从而形成晶向旋转键合硅晶片。

2.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤一中的两片体硅晶片具有相同的直径尺寸。

3.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤一中生长的SiGe层的Ge组分大于或等于20％，小于100％。

4.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤一中生长的SiGe层的厚度小于应变临界厚度。

5.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤二的疏水处理方法为在HF溶液中清洗，或者在H₂气氛下高温退火。

6.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤三中，在键合前，对支撑片和器件片进行等离子处理，或者对支撑片和器件片进行化学机械抛光。

7.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤三中，在键合后，对键合片进行热处理，以加强键合强度。

8.根据权利要求7所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：热处理时的保护气体含有O₂气氛。

9.根据权利要求7所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：热处理温度为200-400摄氏度。

10.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤四中，研磨键合片直至器件片的体硅晶片部分剩余厚度小于等于10微米。

11.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤四中，利用TMAH化学腐蚀液对键合片进行第一选择性腐蚀，去除器件片的全部体硅晶片部分，并使腐蚀在SiGe层与器件片的体硅晶片部分的界面处停止。

12.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤四中，第二选择性腐蚀去除SiGe层时，采用H₂O₂与HF的混合液作为腐蚀液，使腐蚀在SiGe层与外延的Si膜层界面处停止。

13.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤四之后，对晶向旋转键合硅晶片的Si膜层进行外延，从而使Si膜层增厚。

14.根据权利要求1所述的晶向旋转键合晶片的制备方法，其特征在于：步骤四之后，对晶向旋转键合硅晶片的Si膜层进行热氧化，并且用HF腐蚀热氧化形成的SiO₂，从而将Si膜层减薄。