[发明专利]边缘光滑的半导体衬底的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘体上硅衬底的制备方法，尤其涉及一种边缘光滑的半导体衬底的制备方法。

背景技术

现有的键合SOI晶片的做法是：将两片氧化后的硅片分别作为支撑衬底和器件衬底键合在一起，随后在高于1000℃的温度下加固2小时以上，然后对键合后的衬底采用研磨等方式制造倒角，最后采用研磨、抛光等方式将器件衬底减薄到SOI器件所需要的厚度，即得到最终的键合SOI晶片。在制造倒角时，所述氧化层，例如，二氧化硅层，也被研磨制造出倒角，则研磨时产生的氧化层材料碎屑容易残留在衬底边缘，残留的氧化层材料碎屑无法通过正常清洗工艺去除。附图1所示是现有技术中键合SOI晶片的透射电镜图，氧化层材料为二氧化硅，从附图1中虚线区域可以看出，在边缘区域残留有二氧化硅。残留的二氧化硅可能会导致用户在加工生产过程中发生颗粒增加、晶圆碎片的情况，造成产品良率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种边缘光滑的半导体衬底的制备方法，该方法能够显著降低绝缘层材料碎屑在衬底边缘的残留。

为了解决上述问题，本发明提供了一种边缘光滑的半导体衬底的制备方法，包括如下步骤：提供一第一衬底及第二衬底，；在第一衬底和/或第二衬底的表面形成绝缘层；以绝缘层为中间层，将第一衬底与第二衬底键合在一起；对键合后的第一衬底及绝缘层实施倒角处理；对倒角处理后的第一衬底及绝缘层实施边缘抛光。

进一步，在第一衬底和/或第二衬底的表面形成绝缘层之前，包括一对第一衬底及第二衬底进行修正的步骤，以减小第一衬底及第二衬底厚度偏差。

进一步，键合步骤后，包括一对键合后衬底实施退火的步骤。

进一步，所述倒角处理采用的方法选自于机械研磨、腐蚀中的一种或多种。

进一步，倒角步骤后，包括一对第一衬底减薄的步骤，所述减薄方法选自于机械研磨、腐蚀、化学机械研磨中的一种或多种。

进一步，边缘抛光步骤后，包括一对第一衬底表面抛光的步骤。

进一步，所述第一衬底的表面进一步制作有器件层。

本发明的优点在于，对实施倒角步骤后的第一衬底及绝缘层进行边缘抛光处理，显著降低倒角步骤带来的绝缘层材料碎屑在衬底边缘区域的残留，提高产品良率。

附图说明

附图1所示是现有技术中键合SOI晶片的透射电镜图；

附图2所示是本发明具体实施方式所述方法的实施步骤示意图；

附图3Ａ～附图３G所示是本发明具体实施方式所述方法的工艺流程图；

附图４所示是本发明具体实施方式所述边缘抛光装置的结构示意图；

附图5所示是根据本发明方法制备的键合SOI晶片的透射电镜图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的边缘光滑的半导体衬底的制备方法的具体实施方式做详细说明。

图2所示是本发明具体实施方式所述方法的实施步骤示意图，包括如下步骤：步骤S21，提供一第一衬底及第二衬底；步骤S22，在第一衬底和/或第二衬底的表面形成绝缘层；步骤S23，以绝缘层为中间层，将第一衬底与第二衬底键合在一起；步骤S24，对键合后的衬底实施退火；步骤S25，对键合后的第一衬底及绝缘层实施倒角处理；步骤S26，对第一衬底减薄；步骤S27，对倒角处理后的第一衬底及绝缘层实施边缘抛光；步骤S28，对第一衬底表面实施抛光。

附图3A所示，参考步骤S21，提供一第一衬底310及第二衬底320。在所述第一衬底310的表面还可以进一步制作有外延的器件层330。所述第一衬底310及第二衬底320可以是轻掺杂也可以是重掺杂Si衬底，可以是p型也可以是n型掺杂衬底，掺杂剂可以是B、P、As也可以是别的杂质元素。尤其是第二衬底320作为最终形成的半导体衬底的支撑衬底使用，其选择材料范围更为广泛，甚至于不限于是半导体衬底。

所述外延可以是同质外延也可以是异质外延，为了获得更高的晶体质量，优选为同质外延。例如在单晶硅的第一衬底表面外延单晶硅的器件层330。进一步，对于单晶硅材料的器件层330而言，如果需要在其表面形成热氧化的二氧化硅绝缘层，还要进一步考虑二氧化硅工艺对器件层330的减薄效应，此时，器件层330的厚度应当略大于绝缘层表面的顶层半导体层的目标厚度。

进一步，作为可选步骤，在第二衬底320和/或第一衬底310的表面形成绝缘层之前，包括一对第一衬底310及第二衬底320进行修正的步骤，以减小第一衬底310及第二衬底320厚度偏差。所述修正的方法选自于研磨或抛光中的一种或两者结合。