[发明专利]一种高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除方法

说明书

本发明公开了一种高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除方法，器件中包括高掺杂衬底层、低掺杂外延层、器件层和保护层，其特征在于，包括步骤：1)在高掺杂衬底层的上表面覆盖低掺杂外延层；2)在低掺杂外延层的上表面制备器件，形成器件层；3)在器件层的上表面覆盖保护层；4)将步骤3)中得到的圆片进行倒置后，对高掺杂衬底层进行机械减薄；5)使用1#Si腐蚀液对步骤4)中减薄后的高掺杂衬底层进行湿法腐蚀，直至高掺杂衬底层全部去除；6)使用2#Si腐蚀液对步骤5)中裸露出的低掺杂外延层进行湿法腐蚀，直至低掺杂外延层的厚度为1～100μm。

技术领域

本发明涉及柔性半导体技术领域，具体是一种高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除方法。

背景技术

柔性半导体器件凭借其可延展、可弯曲、低成本、低功耗等突出优势而存在广阔的应用前景，如曲面显示、智能标签、小型计算芯片、可穿戴设备等。这些器件需要由柔性材料制成。体硅硬而脆，但是当其经过硅微机械加工，厚度薄至几十甚至几各微米后，在有机柔性材料的保护下，就依然能够表现出很好的柔韧可弯曲性能。

硅微机械加工技术广泛应用于各种半导体器件的加工领域，它包含了常规减薄，化学机械抛光，干法刻蚀，湿法腐蚀等方法。其中，常规减薄和化学机械抛光两项技术分别拥有极高的SI定量去除效率和优秀的SI取出后表观粗糙度控制能力，但与此同时也都存在着对被加工衬底片的机械损伤，这种机械损伤在宏观和微观上都广泛存在，从而限制了其在柔性半导体制造技术中的深入应用。

对于柔性半导体制造技术来说，为了去除不同掺杂浓度的SI的同时又保证极薄的器件层免受各种机械损伤，干法刻蚀和湿法腐蚀等SI的去除方法就显得尤为关键。

SI干法刻蚀方法由于技术原因，只能局限于SI图形的刻蚀，无法广泛满足对于光片整面SI的刻蚀需求。

而常规的SI湿法腐蚀方法由于腐蚀液的使用限制以及均匀性和选择比偏低而无法广泛应用。例如，用于SI腐蚀的有机腐蚀液通常含有剧毒不便于操作；用于SI腐蚀的碱性腐蚀液腐蚀速率偏低且其中含有大量金属离子存在；用于SI腐蚀的HNO₃-HF-HAC腐蚀液对不同掺杂浓度的SI腐蚀速率差异太大，无法用于低掺杂SI材料的腐蚀工艺等等。

因此，现有技术中亟需一种新的可以实现高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种高掺杂Si衬底器件底层SI定量去除方法，器件中包括高掺杂衬底层、低掺杂外延层、器件层和保护层，其特征在于，包括步骤：

1)在高掺杂衬底层的上表面覆盖低掺杂外延层。

2)在低掺杂外延层的上表面制备器件，形成器件层。

3)在器件层的上表面覆盖保护层。

4)将步骤3)中得到的圆片进行倒置后，对高掺杂衬底层进行机械减薄。

5)使用1#Si腐蚀液对步骤4)中减薄后的高掺杂衬底层进行湿法腐蚀，直至高掺杂衬底层全部去除。

6)使用2#Si腐蚀液对步骤5)中裸露出的低掺杂外延层进行湿法腐蚀，直至低掺杂外延层的厚度为1～100μm。

进一步，所述低掺杂外延层的厚度为10～120μm。

进一步，所述保护层包括有机覆盖物或键合Si。所述有机覆盖物包括蓝膜或光刻胶。

进一步，所述步骤4)中减薄后的高掺杂衬底层的厚度小于120μm。

进一步，所述器件层的厚度为2～10μm。