[发明专利]基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜的方法

说明书

本发明公开一种基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜方法，该方法步骤包括：在绝缘体上硅晶圆上光刻显影方形沟槽阵列及微孔阵列图形，ICP刻蚀顶层硅至埋氧层，放入缓冲氧化物腐蚀液中腐蚀埋氧层，取出腐蚀完埋氧层的绝缘体上硅在去离子水中轻轻抖动，顶层单晶硅纳米薄膜脱离衬底漂在水面，多次转印清洗，转印至目标衬底。该发明方法一次可以获得几十片边长为5毫米及以上单晶硅纳米薄膜方块，该单晶硅纳米薄膜方块质量与体硅相同，同时由于厚度减薄至几十甚至几百纳米，具有一定的柔性。该发明方法可以将传统固态体硅电子器件技术与柔性电子器件技术结合，二者优势互补，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及半导体薄膜材料制备技术领域，具体涉及一种基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜的方法。

背景技术

以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。当前硅基半导体产品是电子领域技术最为成熟的产业，硅基半导体产品性能优异，价格低廉。单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。

柔性电子是一种技术的通称，是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延展性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但组成柔性电子器件的性能相对于传统的电子器件来说，存在不足，功能表现不如传统电子器件优异。对于传统电子器件应用最为广泛的硅基电子器件来说，基于体硅制备的电子器件虽然性能优异，但无法做到柔性化，从而限制了很多硅基电子器件的应用领域。硅减薄到纳米尺度后具有柔性特征，但目前硅纳米薄膜的制备，根据需求有不同的制备方法，物理气相沉积法、分子束外延法，化学气相沉积法等，但这些方法有的成本高，有的只能制备多晶硅纳米薄膜，而基于多晶硅制备的器件性能远不如基于单晶硅制备的器件性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜的方法，该方法能够获得大尺寸纳米厚度的单晶硅，使单晶硅展现出柔性特征，把性能优异的硅基电子器件引入柔性电子领域，具体工艺步骤如下：

一种基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜的方法,通过如下步骤完成：

S1：在绝缘体上硅表面光刻显影图形；

S2：将光刻显影后的顶层硅刻蚀至埋氧层处；

S3：绝缘体上硅放入腐蚀液中腐蚀埋氧层；

S4：从腐蚀液中取出绝缘体上硅放入水中抖动，使顶层硅脱离衬底漂于水面，得到单晶硅纳米薄膜。

进一步地，所述方形沟槽边长为5mm～10mm，所述沟槽阵列为5*5方形阵列，所述方形微孔边长为3～10um。

进一步地，所述顶层硅厚度为100nm～300nm。

进一步地，所述腐蚀液为电子级6:1缓冲氧化物刻蚀液。

进一步地，所述绝缘体上硅埋氧层厚度为1000nm～3000nm。

本发明的有益效果如下：

本发明提出的基于绝缘体上硅大批量获得大尺寸单晶硅纳米膜的方法，可以一次获得多片大尺寸纳米级厚度的单晶硅纳米薄膜，产率高，并且单晶硅在减薄到纳米级厚度之后，可弯曲半径变得非常小，表现出柔性特征，结合传统的单晶硅器件制备工艺，可以将硅基器件优异的性能与柔性电子技术相结合，大大提高硅基电子器件的应用领域。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的光刻图案示意图。

图3是本发明的实物结果图。