[发明专利]一种多层SOI材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种多层SOI材料及其制备方法，属于半导体材料制备技术领域。该材料为多层SOI堆叠结构，该堆叠结构的顶层表面与底层表面为硅片，中间部分为硅片与BOX层交替排布方式。制备过程中，通过CMP的方法去除氧化片的应力，使多层SOI的键合可以堆叠上去。表面是氧化片的用HF进行1‑5min表面处理，并且等离子激活处理；表面是硅片的用浓H₂SO₄进行1‑5min表面处理。这样处理完再进行常温键合，可以用小于500℃的温度低温退火，并且得到非常好的键合质量，边缘在后续减薄过程中损失会小于0.5mm。整个键合过程都是在低温完成的，使多层SOI的器件层没有经过高温不会产生缺陷。

主权项

1.一种多层SOI材料的制备方法，其特征在于：该材料为多层SOI堆叠结构，其中：该堆叠结构的顶层表面与底层表面为硅片，中间部分为硅片与BOX层交替排布方式；所述多层SOI材料的制备方法，包括如下步骤：(1)选取6寸或8寸的硅片，减薄到所需厚度后，在其一侧或双侧表面上进行氧化，制备带有二氧化硅氧化层的硅片；(2)将步骤(1)制备的带有氧化层的硅片先进行CMP去应力处理，然后用DHF进行1‑5min表面处理，再进行等离子激活处理；(3)准备一个SOI片，其顶层硅和衬底硅的电阻率和晶向根据需求选取，BOX层根据需求选择；(4)对步骤(3)中SOI片用浓H2SO4进行表面处理；(5)键合：将步骤(2)处理后的带有氧化层的硅片和步骤(4)处理后的SOI片在常温下键合，然后进行300℃‑500℃条件下退火，即获得2层结构的SOI材料；(6)将键合后的两层SOI材料进行减薄，减薄后用浓H2SO4进行表面处理；取步骤(3)中的SOI片进行氧化，在其表面上制备二氧化硅氧化层，然后对该氧化层先进行CMP去应力处理，然后用DHF进行1‑5min表面处理，再进行等离子激活处理；将浓H2SO4处理后的两层SOI材料与制备有氧化层的SOI片在常温下键合，然后进行300℃‑500℃条件下低温退火；(7)重复步骤(6)的工艺过程，直至获得所需层数的SOI材料。