[发明专利]低翘曲度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，尤其涉及一种低翘曲度的半导体衬底的制备方法。

背景技术

在SOI晶片制作过程中，器件层表面的氧化层需要被腐蚀掉。在腐蚀氧化层的过程中会将支撑衬底背面绝缘层同时去除导致硅片翘曲度较大。如图1A所示，支撑衬底100的第一表面具有器件层110及位于器件层110上方的氧化层120，支撑衬底100与第一表面相对的第二表面具有绝缘层130，当采用腐蚀的方法去除氧化层120时，由于腐蚀液溅射或流动，则会使得绝缘层130会同时被腐蚀去除，导致半导体衬底翘曲度较大。附图1B所示是现有技术中键合SOI晶片的透射电镜图，从附图1B中可以看出，去除氧化层120后，半导体衬底倾斜角度较大，则说明半导体衬底翘曲度较大。翘曲度较大可能会导致半导体衬底在加工过程中元件失效、产生碎片等情况发生，造成良率损失。因此，用户需要一种低翘曲度的半导体衬底。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种低翘曲度的半导体衬底的制备方法。该方法能够降低晶片的翘曲度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种低翘曲度的半导体衬底的制备方法，包括如下步骤：提供第一衬底及第二衬底，所述第一衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有第一绝缘层，所述第二表面上设置有第二绝缘层，所述第二衬底包括支撑层、支撑层表面的氧化层以及氧化层表面的器件层；以器件层及第一绝缘层为中间层，将第一衬底与第二衬底键合在一起；在所述第二绝缘层表面粘贴形成一保护层，所述第二绝缘层和保护层的作用在于调整所述半导体衬底的翘曲度。

进一步，所述保护层为蓝膜，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料各自独立地选自于氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅的任意一种。

所述键合步骤后，进一步包括一对键合后的衬底实施退火的步骤。

所述键合步骤后，进一步包括一对第二衬底进行减薄的步骤，以去除所述支撑层。

所述减薄步骤之后，进一步包括一腐蚀步骤，以去除所述氧化层。

所述减薄采用的方法选自于机械研磨、化学机械抛光中的一种或两种。

所述键合步骤后，进一步包括一对第二衬底及第一绝缘层实施倒角的步骤。

本发明的优点在于，在衬底的第二绝缘层表面粘贴一保护层，所述保护层能够防止第二绝缘层被腐蚀，从而能有效地降低晶片的翘曲度。

附图说明

附图1A所示是现有技术中制备SOI晶片腐蚀去除氧化层的工艺示意图；

附图1B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至附图3E所示是本发明具体实施方式的实施工艺示意图；

附图4所示是本发明方法制备的半导体衬底的透射电镜图；

附图5所示为本发明方法制备的半导体衬底与现有技术中的常规方法制备的半导体衬底的翘曲度的对比。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的低翘曲度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，提供第一衬底及第二衬底，所述第一衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有第一绝缘层，所述第二表面上设置有第二绝缘层，所述第二衬底包括支撑层、支撑层表面的氧化层以及氧化层表面的器件层；步骤S22，以器件层及第一绝缘层为中间层，将第一衬底与第二衬底键合在一起；步骤S23，对键合后的衬底实施退火；步骤S24，对第二衬底进行减薄，以去除所述支撑层；步骤S25，在所述第二绝缘层上粘贴形成一保护层，所述第二绝缘层和保护层的作用在于调整所述半导体衬底的翘曲度；步骤S26，对衬底实施腐蚀步骤，以去除所述氧化层。

附图3A所示，参考步骤S21，提供第一衬底310及第二衬底320，所述第一衬底310具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有第一绝缘层330，所述第二表面上设置有第二绝缘层380，所述第二衬底320包括支撑层340、支撑层340表面的氧化层350以及氧化层350表面的器件层360。

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。