[发明专利]一种带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法

说明书

一种内部带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其以单晶硅片为原料，依次进行下述操作以便制备得到具有内部空腔结构的SOI产品：空腔制备、SOI产品的制备；其中：空腔制备具体要求依次进行下述操作：光刻、BOSH干法硅刻蚀、湿制程去胶、湿制程清洗；SOI产品的制备要求是依次进行下述操作：低温等离子键合、高温退火、倒角、机械研磨抛光。本发明将光刻工艺与干法刻蚀工艺相结合的方式制备出了带有特定空腔结构的衬底单晶硅片，丰富了未来SOI的生产多样性。相对于现有技术而言，本发明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和应用技术领域，特别提供了一种带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法。

背景技术：

现有技术中，SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅)技术是在顶层硅和硅衬底间用二氧化硅薄膜(埋层氧化层)进行隔离，从而能更有效地消除各种体寄生效应，大大提高CMOS器件的性能。采用SOI材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势，因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。

具有基体晶片、埋氧化层及器件层这样的结构的SOI晶片，通常多半通过贴合法来制造。该贴合方法是在两片硅晶片中的至少一方的表面，形成硅氧化膜后，隔着该氧化膜来密接两片晶片，并结合热处理来提高结合力，随后，镜面研磨其中一方的晶片，来获得所需求的SOI晶片。

MEMS的应用始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其表面的压敏电阻走线，这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括电容感应移动质量加速计，用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。

近年来对MEMS关注的提高部分来自于表面微加工技术，主要方向是把牺牲层(结构制作时使其它层分开的材料)在最后一步溶解，生成悬浮式薄移动谐振结构。很多MEMS应用要求与传统的电子制造不同，如包含更多步骤、背面工艺、特殊金属和非常奇特的材料以及晶圆键合等等。确实，许多场合尤其是在生物和医疗领域，都不把硅片作为基底使用，很多地方选用玻璃和塑料，出于降低成本原因经常用塑料制成一次性医疗器械。提高集成度的一个主要途径是通过表面微加工方法，在微电子裸片顶部的保留区域进行MEMS结构后处理。但是必须考虑温度对前面已制造完成的微电子部分的破坏，所以对单片集成来讲，在低温下进行MEMS制造是一个关键。如果根据尺寸来定义MEMS，指一般制作在硅片上并带有机械功能的器件，虽然它不是专用的。更多要做的事情是在工艺技术上，进行改进和提高。人们期望获得一种内部带有空腔结构的SOI产品的制备方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种技术效果更优的带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，实现SOI片中的结构形成，本发明所述技术方法不仅能够制备带有内部结构的SOI片，还可以依照客户需求对最终形成的结构进行进行调整因此可以获得具有内部结构多样性的SOI产品。

本发明提供了一种带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：其以单晶硅片为原料，依次进行下述操作以便制备得到具有内部空腔结构的SOI产品：内部空腔的制备、SOI的加工(SOI最终产品的制备)；本发明所述制备方法相关产品多样，可能涉及硅片，氧化片、氮化硅等类型产品，均可实施此工艺；其中：

空腔制备具体要求依次进行下述操作：光刻(曝光+显影；技术细节对应权利要求1和4)、BOSH干法硅刻蚀、湿制程去胶、湿制程清洗；