[发明专利]一种离子注入厚膜SOI晶片材料的制备方法

摘要

一种离子注入厚膜SOI晶片材料的制备方法，其步骤为：清洗硅片；在硅片中形成富氧层；在一定气氛、温度和时间下进行退火，形成SiO₂埋层，顶部的非晶硅层变成多晶硅；在一定气氛、温度和时间内将顶部的多晶硅层完全氧化，得注氧片；平整注氧片的绝缘埋层表面，清洗；将注氧片与硅片，或所述注氧片与注氧片，或所述注氧片与氧化片在一定温度、真空度下键合，退火，形成“Si－SiO₂－Si”三层结构，得键合SOI材料；减薄，使硅膜厚度达到顶层硅厚度要求，抛光，清洗，即得。本发明可精确控制SiO₂埋层的厚度、增厚绝缘埋层、提高绝缘埋层质量及界面平坦度，制得的材料可满足特种SOI器件制作的需要。

主权项

1、一种离子注入厚膜SOI晶片材料的制备方法，其特征是，该方法的步骤为：(1)按照已有半导体标准清洗工艺清洗硅片；(2)采用常温氧离子注入工艺在上述清洗后的硅片中形成富氧层；(3)在1280℃～1350℃温度、0.5％～10％氧含量(体积百分比)的Ar/O2 或N2/O2混合气氛中退火5～8小时，形成SiO2埋层，顶部的非晶硅层变成多晶硅；(4)降温到900℃～1200℃，将所述混合气氛中的氧含量增大至5％～30％，以SiO2埋层为阻挡层，将顶部的多晶硅层完全氧化而形成绝缘埋层，氧化时间1～10小时，绝缘埋层厚度在0.2um～2.5um，即得注氧片；(5)利用磨抛设备平整注氧片的绝缘埋层表面，清洗，使注氧片表面粗糙度和化学性质满足键合的要求；(6)将满足键合要求的注氧片与硅片，或所述注氧片与注氧片，或所述注氧片与氧化片键合，退火，形成Si-SiO2-Si三层结构，得键合SOI材料；键合温度为200℃～450℃，真空度为1～5×10-3mbar，键合时间为10～40分钟；退火温度为200℃～1100℃，退火时间为2～5小时；(7)将键合SOI材料减薄，使硅膜厚度达到顶层硅厚度要求，抛光，清洗，得厚膜SOI晶片材料。