[发明专利]键合Si衬底及其制备方法及制备Si/3C-SiC异质结构和3C-SiC薄膜的方法

权利要求书

1.一种键合Si衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)对Si衬底A的表面进行刻蚀，形成周期化的沟道结构；

(2)在Si衬底B表面下25-35μm深度处注入H⁺，形成H⁺注入层；

(3)将Si衬底A和Si衬底B的表面进行键合；

(4)对键合之后的Si衬底进行加热退火处理，使Si衬底B从H⁺注入层处剥离，将Si衬底B的上层硅膜转移到衬底A片上，B片剩余的部分能够继续作为支撑片循环使用；

(5)对键合片进行二次退火处理，以使键合界面形成稳定的化学键；

(6)对键合片上表面进行抛光处理，即可得到键合Si衬底。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述刻蚀为等离子体刻蚀；所述周期化的沟道结构的沟道宽度为400-2000μm，台阶宽度为80-400μm，沟道深度为30-45μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，注入H⁺的能量大小为120-170Kev，注入剂量为4×10¹⁶/cm²～6×10¹⁶/cm²。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述键合为将衬底A与衬底B在室温下键合在一起。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述加热退火的温度为400℃～600℃，时间为5-10min。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述二次退火在氮气保护下进行，二次退火的温度为1100℃，时间为1h。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的制备方法制备得到的键合Si衬底。

8.一种利用权利要求7所述的键合Si衬底制备Si/3C-SiC异质结构的方法，其特征在于，在1125℃碳化，然后通入碳源、硅源、H₂，在1210℃温度，10kPa压力下在键合Si衬底的表面生长3C-SiC异质结构外延，得到Si/3C-SiC异质结构。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碳源、硅源、H₂的流量分别为10ml/min、20ml/min、30L/min，C/Si原子比为1.5：1；所述碳源、硅源分别为C₃H₈、SiH₄。

10.一种3C-SiC薄膜的制备方法，其特征在于，将利用权利要求8或9所述的方法制备的Si/3C-SiC异质结构在腐蚀液中腐蚀5-8min，清洗后，即可得到剥离的3C-SiC薄膜；所述腐蚀液选自HF、HNO₃、CH₃COOH中的任意一种或多种的组合。