[发明专利]具有散热结构的SOI晶圆及其制备方法

权利要求书

1.一种具有散热结构的SOI晶圆，其特征在于，所述SOI晶圆依次包括：体硅晶圆、埋氧层及硅器件层；

所述埋氧层及所述硅器件层中形成有贯穿所述埋氧层及部分厚度的所述硅器件层的沟槽，其中，所述沟槽贯穿所述硅器件层的面向所述埋氧层的一面但不贯穿所述硅器件层的远离所述埋氧层的一面，所述沟槽不延伸至所述体硅晶圆中，所述沟槽中填充有高热导率材料，所述高热导率材料采用散热胶固定；

所述硅器件层包括至少一个有源区，所述高热导率材料围绕在所述有源区外周；

其中，所述高热导率材料为碳纳米管，所述碳纳米管在所述沟槽中沿所述沟槽的长度方向设置或沿所述沟槽的宽度方向设置或沿所述沟槽的深度方向设置；或者，所述高热导率材料为二硫化钼，所述二硫化钼在所述沟槽中沿所述沟槽的深度方向呈层状依次层叠，且相邻两层之间通过范德瓦尔斯力结合。

2.根据权利要求1所述的具有散热结构的SOI晶圆，其特征在于：所述有源区与所述高热导率材料之间形成有环绕所述有源区的浅沟槽隔离。

3.根据权利要求1所述的具有散热结构的SOI晶圆，其特征在于：所述体硅晶圆为P型掺杂或N型掺杂，掺杂浓度介于10¹⁴cm^-3～10¹⁶cm^-3之间。

4.一种具有散热结构的SOI晶圆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供硅器件晶圆，并于所述硅器件晶圆上形成埋氧层；

以所述埋氧层作为保护层，采用轻离子注入工艺，于所述硅器件晶圆的预设深度形成缺陷分离层；

依次刻蚀所述埋氧层及所述缺陷分离层上的部分厚度的所述硅器件晶圆，形成沟槽，其中，所述沟槽贯穿所述硅器件晶圆的面向所述埋氧层的一面但不贯穿所述硅器件晶圆的远离所述埋氧层的一面；

于所述沟槽中填充高热导率材料，并采用散热胶固定；

将填充有所述高热导率材料的所述硅器件晶圆倒置，并与提供的体硅晶圆键合；

基于所述缺陷分离层将所述硅器件晶圆减薄，保留在所述埋氧层上的部分所述硅器件晶圆形成为硅器件层，其中，所述硅器件层包括至少一个有源区，所述高热导率材料围绕在所述有源区外周；

其中，所述高热导率材料为碳纳米管，所述碳纳米管在所述沟槽中沿所述沟槽的长度方向设置或沿所述沟槽的宽度方向设置或沿所述沟槽的深度方向设置；或者，所述高热导率材料为二硫化钼，所述二硫化钼在所述沟槽中沿所述沟槽的深度方向呈层状依次层叠，且相邻两层之间通过范德瓦尔斯力结合。

5.根据权利要求4所述的具有散热结构的SOI晶圆的制备方法，其特征在于：采用湿法氧化工艺形成所述埋氧层。

6.根据权利要求4所述的具有散热结构的SOI晶圆的制备方法，其特征在于：所述轻离子注入工艺中采用的轻离子为氢离子。

7.根据权利要求4所述的具有散热结构的SOI晶圆的制备方法，其特征在于：将所述硅器件晶圆与所述体硅晶圆键合前还包括对所述埋氧层表面进行平坦化和清洁的步骤；形成所述硅器件层后还包括对所述硅器件层进行抛光的步骤及对体硅晶圆进行减薄的步骤。