[发明专利]应用于非制冷红外焦平面的硅锗薄膜平行转移方法

摘要

本发明公开了一种应用于非制冷红外焦平面的硅锗薄膜平行转移方法，包括清洗晶圆，对晶圆进行涂胶和前烘，用夹具固定晶圆形成晶圆对，对晶圆对进行热压键合，去除SI支撑层和BOX层等步骤，本发明无需考虑敏感材料沉积条件与CMOS晶圆的工艺兼容性问题，可以使用沉积温度在600℃以上的硅锗/硅量子阱材料，拓展了非制冷红外焦平面可使用的敏感材料范围；免去了对晶圆键合面的抛光工艺，平行转移后的材料黏附的也更好，更适应于大规模生产；本发明直接以键合胶作为牺牲层存在，无论是键合胶的涂布工艺还是去除工艺都更为简单，牺牲层的厚度也更加灵活可控。

主权项

一种应用于非制冷红外焦平面的硅锗薄膜平行转移方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按1比5的比例混合25%的NH3溶液和去离子水，沸腾后，按1比6的比例加入H2O2，然后将SOI晶圆[2]和CMOS晶圆[3]在溶液中浸没10分钟，并用氮气吹干，然后置于烘箱中，在150‑200℃下，烘烤15‑30分钟；步骤二：将SOI晶圆[2]和CMOS晶圆[3]置于甩胶机上，在SOI晶圆[2]和CMOS晶圆[3]的背面旋转涂布键合胶，形成SOI晶圆键合胶层[15]和CMOS晶圆键合胶层[16]，单层键合胶的厚度在0.5‑2μm之间；步骤三：将SOI晶圆[2]和CMOS晶圆[3]置于加热板上，在一定温度下前烘一定时间，以去除溶剂，前烘的温度和时间由胶的型号决定；步骤四：将涂覆了键合胶的SOI晶圆[2]和CMOS晶圆[3]的SOI晶圆键合胶层[15]和CMOS晶圆键合胶层[16]相对，并固定在键合夹具[1]上形成晶圆对，晶圆间用垫片[4]隔离开；然后将夹具连同晶圆移入键合机的真空操作室[11]内上压板[8]和下压板[9]之间，将夹具固定在夹具固定装置[7]上，关闭真空操作室[11]，抽真空至1*10‑4Torr以下；步骤五：移除晶圆间的垫片[4]，通过键合机的压力传输装置[5]对晶圆施加3.5‑4.0*105Pa的压强；步骤六：通过上下压板上的加热盘[10]加热晶圆对，平缓升温到110‑200℃，持续30‑60分钟，之后通过上下压板上的制冷盘[6]降温，平缓降温至50℃；步骤七：压力传输装置[5]停止施加键合压力，真空操作室[11]通气，打开操作室[11]，取出晶圆对，移除键合夹具[1]，获得键合好的晶圆对；步骤八：用氮气吹洗晶圆对，然后将晶圆对移入ICP深硅刻蚀机中，去除SOI晶圆的硅支撑层[12]；步骤九：将除去硅支撑层的晶圆对浸没入BHF溶液中，去除SOI晶圆上的BOX层[13]，取出晶圆对，完成硅锗薄膜的平行转移。