[实用新型]一种制备晶圆级异质集成衬底的设备

说明书

本实用新型提供了一种制备晶圆级异质集成衬底的设备，包括：用于键合晶圆的键合腔；用于对所述晶圆进行温度调整的退火腔；用于在所述键合腔与所述退火腔之间传送所述晶圆的晶圆传送装置，其连接所述键合腔与所述退火腔。本实用新型通过对键合晶圆进行温度控制，解决了不同材质晶圆间较大的热适配问题；通过弹性缓冲构件使对晶圆所施加的键合压力更平稳；在不破坏设备腔内真空的前提下实现大量离子注入的单晶晶圆薄膜的剥离与转移，制备得到晶圆级单晶薄膜，极大地提高了异质晶圆键合集成的质量与效率。

技术领域

本实用新型涉及晶圆键合领域，特别是涉及一种制备晶圆级异质集成衬底的设备。

背景技术

键合技术能使两个固体接触得足够紧密，使得它们能够牢固地结合在一起。固体自身原子、分子之间的内聚力以及两个固体之间分子、原子之间的结合力是所有键合技术的基本。当前，键合技术已经成为微电子、光电子器件制作的重要手段，是微电子领域的重要研究方向。

单晶薄膜的制备一般可通过离子注入剥离、分子束外延、化学气相沉积、蒸镀或溅射等方法实现。其中，对于适用于半导体产业的晶圆级单晶薄膜，例如SOI，主要通过离子注入剥离键合后的晶圆，以得到绝缘体上的硅单晶薄膜。现今对各种不同功能材料的需求使得异质材料的集成也尤为重要，例如单晶氮化镓、磷化铟、碳化硅等半导体薄膜材料以及单晶压电薄膜材料。

然而，对于异质材料的键合剥离，晶圆材料间不同的性质将导致极大的热适配或晶格适配问题。如何通过合适的键合温度或键合压强来得到稳定而紧密的键合晶圆是后续退火剥离制备单晶薄膜的关键。

因此，有必要提出一种新的制备晶圆级异质集成衬底的设备，解决上述问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种制备晶圆级异质集成衬底的设备，用于解决现有技术中异质晶圆键合的键合效率和键合质量不佳的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供了一种制备晶圆级异质集成衬底的设备，其特征在于，包括：

用于键合晶圆的键合腔；

用于对所述晶圆进行温度调整的退火腔；

用于在所述键合腔与所述退火腔之间传送所述晶圆的晶圆传送装置，其连接所述键合腔与所述退火腔。

作为本实用新型的一种可选方案，还包括用于承载所述键合腔与所述退火腔的框架。

作为本实用新型的一种可选方案，所述键合腔和所述退火腔连接于抽真空装置。

作为本实用新型的一种可选方案，所述键合腔的内部设有用于承载所述晶圆的晶圆载体构件，所述晶圆载体构件包括上晶圆载体构件和下晶圆载体构件。

作为本实用新型的一种可选方案，所述晶圆载体构件中设有加热装置和温度控制装置。

作为本实用新型的一种可选方案，所述晶圆载体构件中用于承载所述晶圆的表面设有晶圆对准装置。

作为本实用新型的一种可选方案，所述键合腔还包括用于提供键合压应力的弹性缓冲构件。

作为本实用新型的一种可选方案，所述弹性缓冲构件包括波纹管。

作为本实用新型的一种可选方案，所述退火腔中设有多个在垂直方向叠置的晶圆放置位。

作为本实用新型的一种可选方案，所述晶圆传送装置包括机械手臂。

如上所述，本实用新型提供了一种制备晶圆级异质集成衬底的设备，具有以下有益效果：