[发明专利]一种基于层转移的晶硅薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

1）提供一单晶硅衬底，于所述单晶硅衬底表面形成用于制作周期性棒阵列的掩膜，然后采用化学湿法刻蚀或干法刻蚀工艺于所述单晶硅衬底上形成周期性的硅棒阵列；

2）于所述单晶硅衬底表面及硅棒阵列表面形成硅外延生长的阻挡层；

3）采用选择性刻蚀工艺去除所述硅棒阵列顶部的阻挡层，暴露所述硅棒阵列顶部的硅，形成硅核阵列；

4）以所述硅核阵列作为外延生长的籽晶或者成核位置，采用化学气相沉积法于所述硅棒阵列顶部位置形成连续的硅膜；

5）剥离所述硅膜，将其转移至一预设基底。

2.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中，采用紫外曝光微纳工艺形成所述用于制作周期性棒阵列的掩膜。

3.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）采用金或银作为催化剂，HF及H₂O₂的组合溶液作为腐蚀液进行所述的化学湿法刻蚀。

4.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的干法刻蚀工艺为感应耦合等离子体刻蚀工艺。

5.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：所述阻挡层为SiO₂层或Si₃N₄层。

6.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3）包括以下步骤：

3-1）于所述硅棒阵列中填充光刻胶，露出所述硅棒阵列顶部的阻挡层；

3-2）采用等离子体刻蚀将所述硅棒阵列顶部的阻挡层去除，露出所述硅棒阵列顶部的硅；

3-3）去除所述光刻胶。

7.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4）中，以三氯氢硅作为硅源，H₂作为还原气体，于衬底温度900～1100℃下形成连续的硅膜。

8.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤5）采用KOH溶液选择性刻蚀剥离所述硅膜。

9.根据权利要求1所述的基于层转移的晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：还包括在所述硅膜剥离后，将所述硅棒阵列经清洗及还原处理后进行重复使用的步骤。