阅读说明：本技术 Soi的制造方法 (Method for manufacturing SOI ) 是由 石文 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种SOI的制造方法包括：氧化第一硅片或第二硅片,以在第一硅片或第二硅片上形成氧化层；将氢离子分为多次注入至第一硅片或第二硅片内；将第二硅片与第一硅片相贴合,并键合第一硅片和第二硅片,以得到键合片；将键合片退火,退火温度为第一温度,退火时长为第一时长；将键合片裂片；抛光裂片后的键合片至预设厚度,以得到SOI。本发明所提供的SOI的制造方法,在将键合片裂片后,SOI的表面更加光滑,进而减小机械抛光时抛光量,使得抛光后的SOI的膜后更加均匀。由于减小机械抛光时抛光量,节省了抛光时间,提升了SOI的生产效率。(The invention provides a manufacturing method of kinds of SOI, which comprises the steps of oxidizing a th silicon wafer or a second silicon wafer to form an oxide layer on a th silicon wafer or the second silicon wafer, injecting hydrogen ions into the th silicon wafer or the second silicon wafer for multiple times, attaching the second silicon wafer to a th silicon wafer, bonding a th silicon wafer and the second silicon wafer to obtain a bonded wafer, annealing the bonded wafer at th temperature for th time, splitting the bonded wafer, polishing the split bonded wafer to a preset thickness, and obtaining the SOI.)

SOI的制造方法

技术领域

本发明涉及SOI技术领域，具体而言，涉及一种SOI的制造方法。

背景技术

目前，随着硅材料加工技术的不断发展，人们对晶片的加工质量已越来越重视。

在相关技术中，制造SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅)时，需要通过微波裂解键合片，裂解后得到的SOI表面粗糙，表层上有氢离子注入造成的损伤层，所以必须对SOI表面进行机械抛光，但抛光量大，膜厚的均匀性较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种SOI的制造方法。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种SOI的制造方法包括：氧化第一硅片或第二硅片，以在第一硅片或第二硅片上形成氧化层；将氢离子分为多次注入至第一硅片或第二硅片内；将第二硅片与第一硅片相贴合，并键合第一硅片和第二硅片，以得到键合片；将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；将键合片裂片；抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

本发明所提供的SOI的制造方法，在第一硅片或第二硅片氧化后，分为多次将氢离子注入至第一硅片或第二硅片内，使得氢离子在第一硅片或第二硅片内的分布更加均匀，在将键合片裂片后，SOI的表面更加光滑，进而减小机械抛光时抛光量，使得抛光后的SOI的膜后更加均匀。由于减小机械抛光时抛光量，节省了抛光时间，提升了SOI的生产效率。分多次将氢离子注入到第一硅片或第二硅片内，降低了单次注入氢离子的能量与剂量，减少了第一硅片或第二硅片表面的颗粒，提高了第一硅片或第二硅片的洁净度，减少了SOI内的缺陷，进而提高SOI的质量。由于减少了SOI内的缺陷，提升了SOI的成品合格率，进而降低了SOI的生产成本。

另外，本发明提供的上述技术方案中的SOI的制造方法还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，将氢离子分为多次注入至第一硅片或第二硅片内时，多次注入的能量依次减小，多次注入的剂量依次减小。

在该技术方案中，将多次注入的能量和剂量依次减小，使得注入至第一硅片或第二硅片内部的氢离子更加均匀，进一步提升SOI的质量。

在上述任一技术方案中，优选地，将氢离子分为多次注入至第一硅片或第二硅片内包括：将氢离子第一次注入至第一硅片或第二硅片内；将氢离子第二次注入至第一硅片或第二硅片内；将氢离子第三次注入至第一硅片或第二硅片内。

在该技术方案中，将氢离子分三次注入至第一硅片或第二硅片内，有效地提升了第一硅片或第二硅片内氢离子的均匀性，进而提升了裂片后的SOI的表面质量，减小机械抛光时抛光量，使得抛光后的SOI的膜后更加均匀。并且提高了第一硅片或第二硅片的洁净度，减少了SOI内的缺陷，进而提高SOI的质量。

在上述任一技术方案中，优选地，将氢离子第一次注入至第一硅片或第二硅片内时，注入能量大于等于10Kev，并且小于等于500Kev，注入剂量大于等于e¹⁵，并且小于等于e¹⁸。

在该技术方案中，氢离子第一次注入时，注入能量大于等于10Kev(千电子伏特)至500Kev，注入剂量大于等于e¹⁵至e¹⁸，第二次注入和第三次注入的能量和剂量需小于第一次注入的能量和剂量。

在上述任一技术方案中，优选地，第一温度大于等于100℃，并且小于等于350℃；第一时长大于等于0.5h，并且小于等于5h。

在该技术方案中，在100℃至350℃之间退火0.5h至5h为低温退火。

在上述任一技术方案中，优选地，将键合片裂片包括：将键合片放入裂片机的腔室内；将腔室内的温度升高至第三温度，并持续第三时长；控制微波磁控头对键合片进行裂片。

在上述任一技术方案中，优选地，第三温度大于等于100℃，并且小于等于200℃；第三时长大于等于10min，并且小于等于30min。

优选地，裂片时长为10min。

优选地，第二硅片与第一硅片键合时，激活时间为0至200s。

优选地，控制微波磁控头对键合片进行裂片时，微波磁控头的微波功率范围为0至5000W。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的第一硅片氧化后的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的将氢离子注入至第一硅片后的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的键合片的结构示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的裂片后的结构示意图；

图6示出了根据本发明的另一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

图7示出了根据本发明的再一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

图8示出了根据本发明的再一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

图9示出了根据本发明的再一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

图10示出了根据本发明的再一个实施例的SOI的制造方法的流程图；

其中，图2至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1第一硅片，2氧化层，3氢离子，4第二硅片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图10描述根据本发明一些实施例所述SOI的制造方法。

在本发明第一方面实施例中，如图1所示，本发明提供了一种SOI的制造方法包括：

步骤102，如图2所示，氧化第一硅片1，以在第一硅片1上形成氧化层2；

步骤104，如图3所示，将氢离子3分为多次注入至第一硅片1内；

步骤106，如图4所示，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤108，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤110，如图5所示，将键合片裂片；

步骤112，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

在该实施例中，第一硅片1氧化后，分为多次将氢离子3注入至第一硅片1内，使得氢离子3在第一硅片1内的分布更加均匀，在将键合片裂片后，SOI的表面更加光滑，进而减小机械抛光时抛光量，使得抛光后的SOI的膜后更加均匀。由于减小机械抛光时抛光量，节省了抛光时间，提升了SOI的生产效率。分多次将氢离子3注入到第一硅片1内，降低了单次注入氢离子3的能量与剂量，减少了第一硅片1表面的颗粒，提高了第一硅片1的洁净度，减少了SOI内的缺陷，进而提高SOI的质量。由于减少了SOI内的缺陷，提升了SOI的成品合格率，进而降低了SOI的生产成本。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，SOI的制造方法包括：

步骤202，氧化第二硅片4，以在第二硅片4上形成氧化层2；

步骤204，将氢离子3分为多次注入至第一硅片1内；

步骤206，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤208，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤210，将键合片裂片；

步骤212，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，SOI的制造方法包括：

步骤302，氧化第一硅片1，以在第一硅片1上形成氧化层2；

步骤304，将氢离子3分为多次注入至第二硅片4内；

步骤306，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤308，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤310，将键合片裂片；

步骤312，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，SOI的制造方法包括：

步骤402，氧化第二硅片4，以在第二硅片4上形成氧化层2；

步骤404，将氢离子3分为多次注入至第二硅片4内；

步骤406，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤408，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤410，将键合片裂片；

步骤412，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

优选地，注入源为氢或氢氦或者气体，要求离子注入的设备能够确保注入层布满均匀的氢离子3。

在本发明的一个实施例中，优选地，将氢离子3分为多次注入至第一硅片1内时，多次注入的能量依次减小，多次注入的剂量依次减小。

在该实施例中，将多次注入的能量和剂量依次减小，使得注入至第一硅片1内部的氢离子3更加均匀，进一步提升SOI的质量。

在本发明的一个实施例中，如图9所示，SOI的制造方法包括：

步骤502，氧化第一硅片1，以在第一硅片1上形成氧化层2；

步骤504，将氢离子3第一次注入至第一硅片1内；

步骤506，将氢离子3第二次注入至第一硅片1内；

步骤508，将氢离子3第三次注入至第一硅片1内；

步骤510，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤512，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤514，将键合片裂片；

步骤516，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

在该实施例中，将氢离子3分三次注入至第一硅片1内，有效地提升了第一硅片1内氢离子3的均匀性，进而提升了裂片后的SOI的表面质量，减小机械抛光时抛光量，使得抛光后的SOI的膜后更加均匀。并且提高了第一硅片1的洁净度，减少了SOI内的缺陷，进而提高SOI的质量。

优选地，将氢离子3分两次或四次注入至第一硅片1内。

在本发明的一个实施例中，优选地，将氢离子3第一次注入至第一硅片1内时，注入能量大于等于10Kev，并且小于等于500Kev，注入剂量大于等于e¹⁵，并且小于等于e¹⁸。

在该实施例中，氢离子3第一次注入时，注入能量大于等于10Kev(千电子伏特)至500Kev，注入剂量大于等于e¹⁵至e¹⁸，第二次注入和第三次注入的能量和剂量需小于第一次注入的能量和剂量。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一温度大于等于100℃，并且小于等于350℃；第一时长大于等于0.5h，并且小于等于5h。

在该实施例中，在100℃至350℃之间退火0.5h至5h为低温退火。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，SOI的制造方法包括：

步骤602，氧化第一硅片1，以在第一硅片1上形成氧化层2；

步骤604，将氢离子3分为多次注入至第一硅片1内；

步骤606，将第二硅片4与第一硅片1相贴合，并键合第一硅片1和第二硅片4，以得到键合片；

步骤608，将键合片退火，退火温度为第一温度，退火时长为第一时长；

步骤610，将键合片放入裂片机的腔室内；

步骤612，将腔室内的温度升高至第三温度，并持续第三时长；

步骤614，控制微波磁控头对键合片进行裂片；

步骤616，抛光裂片后的键合片至预设厚度，以得到SOI。

在本发明的一个实施例中，优选地，第三温度大于等于100℃，并且小于等于200℃；第三时长大于等于10min，并且小于等于30min。

优选地，裂片时长为10min。

优选地，第二硅片4与第一硅片1键合时，激活时间为0至200s。

优选地，控制微波磁控头对键合片进行裂片时，微波磁控头的微波功率范围为0至5000W。

本发明所提供的SOI的制造方法与传统的SOI的制造方法相比，如图表一和表二所示，使用本发明所提供的SOI的制造方法制造出的SOI表面的颗粒数明显减少，均匀性显著改善。其中，表一为通过本发明所提供的SOI的制造方法制造出的SOI表面的颗粒数和均匀性，表二为通过传统的SOI的制造方法制造出的SOI表面的颗粒数和均匀性。

片号	0.8颗粒	均匀性
			1#	5	1.1％
2#	3	0.9％
			3#	1	1.1％
4#	4	1.0％
			5#	3	0.8％
6#	6	0.9％
			7#	4	1.0％
8#	1	1.1％
			9#	4	0.9％
10#	4	0.9％

表一

片号	0.8颗粒	均匀性
			1#	25	3.5％
2#	31	3.4％
			3#	28	3.6％
4#	36	3.8％
			5#	24	4.0％
6#	42	3.2％
			7#	34	3.5％
8#	29	3.7％
			9#	31	3.6％
10#	37	3.9％

表二

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。