[发明专利]一种半导体产品用绝缘层结构及其制备方法

说明书

一种半导体产品用绝缘层结构，器件衬底(1)、支撑衬底(2)二者均为硅片；薄膜层(3)在器件衬底(1)和/或支撑衬底(2)上布置；薄膜层(3)为下述几种之一：二氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层、多晶硅层以及非晶硅层；器件衬底(1)和/或支撑衬底(2)二者之一和另一通过至少布置在其中之一上的薄膜层(3)键合在一起共同构成一个整体形成多层SOI结构。本发明还涉及半导体产品用绝缘层结构的制备方法。本发明所形成的特殊绝缘层结构具有多样性，解决了现有SOI器件自发热严重、高温退火引起的SOI翘曲变化严重、射频特性差等问题，其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

技术领域：

本发明涉及半导体材料制备技术领域，特别提供了一种利用键合工艺形成的半导体产品用绝缘层结构及其制备方法。

背景技术：

现有技术中，由于SOI(Silicon On Insulator，绝缘层上的硅)结构的独特优越性，基于此结构的器件将在本质上减小结电容和漏电流，提高开关速度，降低功耗，实现高速、低功耗运行，其性能明显优于体硅器件和电路。目前SOI器件的应用已经逐步从军事、航天和工业扩展到数据处理、通讯和消费类电子等领域。作为下一代硅基集成电路技术，SOI技术广泛应用于微电子的大多数领域，同时还在光电子、MEMS等其他领域得到应用。正是由于上述优点和广泛应用，使其成为研究热点。SOI技术被誉为“21世纪的硅集成电路技术”。

尽管SOI材料可成功应用于高速、低功耗的消费性IC产品中，但它也存在局限性：

(1)在高温高功率器件中的应用(汽车、家用电器以及电力设施等)还是存在局限。主要问题之一是自发热效应，即由绝缘层SiO₂热传导性较差(其热传导率只有硅的近1％)引起器件过热失效问题；

(2)传统的SOI，由于寄生电容以及漏电流的原因，高频下电路性能表现不佳，即使提高衬底电阻率也很难达到较好的射频性能。

因此，人们期望获得一种技术效果优良的半导体产品用绝缘层结构及其制备方法。

发明内容：

本发明目的是提供一种技术效果优良的半导体产品用绝缘层结构及其制备方法。

本发明一种半导体产品用绝缘层结构，其特征在于：其构成如下：器件衬底1、支撑衬底2、薄膜层3；其中：器件衬底1、支撑衬底2二者均为硅片；薄膜层3在器件衬底1和/或支撑衬底2上布置；薄膜层3为下述几种之一：二氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层、多晶硅层以及非晶硅层；

器件衬底1和/或支撑衬底2二者之一和另一通过至少布置在其中之一上的薄膜层3键合在一起共同构成一个整体形成多层SOI结构(即：绝缘衬底上的硅结构)。

所述半导体产品用绝缘层结构，优选要求保护的内容如下：

器件衬底1、支撑衬底2二者至少其中之一的薄膜层3上还布置有至少一层中间层4，中间层4为下述几种之一或其某种组合：二氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层、多晶硅层以及非晶硅层；

器件衬底1和/或支撑衬底2二者至少其中之一的薄膜层3上布置有中间层4；器件衬底1和支撑衬底2二者通过至少布置在其中之一上的薄膜层3和中间层4键合在一起共同构成一个整体形成多层SOI结构。

所述半导体产品用绝缘层结构满足下述要求之一或其组合：

其一，作为器件衬底1或/和支撑衬底2使用的硅片电阻率为0.1-10000ohm.cm，

其二，当薄膜层3或中间层4为二氧化硅层时其厚度为0-5um，作为薄膜层3或中间层4的下述层状结构的单层厚度为0.01-10um：氮氧化硅层、氮化硅层、多晶硅层、非晶硅层；

其三，硅片直径为以下三种之一：150mm、200mm、300mm；