[发明专利]一种生长低翘曲半导体衬底晶片的方法

权利要求书

1.一种生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)沉积介质层：在衬底晶片的背面和正面沉积第一介质层和第二介质层，第一介质层和第二介质层的刚度高于衬底晶片的刚度，第一介质层和第二介质层的热膨胀系数分别是α₁、α₂，第一介质层和第二介质层的厚度分别是T₁、T₂，第一介质层和第二介质层满足α₁×T₁＝α₂×T₂；

S2)高温退火：将步骤S1)的衬底晶片进行高温退火处理、并缓慢降至室温；高温退火处理为隔绝空气条件，温度500-1500℃，时间5-30min，高温退火结束后，缓慢降至室温，降温速率＜40℃/min；

S3)去除第二介质层并磨抛清洗：将步骤S2)的衬底晶片正面沉积的第二介质层去除、并磨抛清洗；

S4)衬底晶片进行外延生长：将步骤S3)背面沉积有第一介质层的衬底晶片进行外延生长；

S5)去除第一介质层并磨抛清洗：将步骤S4)的衬底晶片背面沉积的第一介质层去除、并磨抛清洗，得到低翘曲度的衬底晶片。

2.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的材料均包括钨、钼、钽、铌、钒、铬、钛、锆、稀土金属及其合金和非金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物、硫化物或以上任意两种或两种以上的材料组合。

3.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的沉积方法包括磁控溅射、电化学沉积、物理气相沉积或化学气相沉积。

4.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，所述第一介质层和第二介质层的热膨胀系数和厚度均相同，所述第一介质层和第二介质层为同一种材料。

5.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，所述步骤S3)去除第二介质层的方法包括等离子刻蚀、化学试剂刻蚀的湿法或干法刻蚀工艺，磨抛清洗工艺为先机械研磨，再化学机械抛光CMP，然后进行清洗去除衬底晶片正面的有机和无机物杂质，经过上述去除和磨抛清洗工艺后，得到平整光滑洁净的衬底晶片正面。

6.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，所述步骤S5)去除第一介质层的方法包括等离子刻蚀、化学试剂刻蚀的湿法或干法刻蚀工艺，磨抛清洗工艺为先机械研磨，再化学机械抛光CMP，磨抛过程中，衬底晶片上表面被打蜡保护，磨抛结束后进行清洗去除衬底晶片表面和背面的有机和无机物杂质。

7.根据权利要求1所述的生长低翘曲半导体衬底晶片的方法，其特征在于，步骤S4)所述的外延生长的反应气体源为甲烷、三氯氢硅、氮气，载气为氢气，流量80scl-100scl，生长温度为1000-1600℃，生长速率为50-60um/h，碳硅比为1，压力70-100mbar。