The present invention discloses an epitaxial layer transfer method based on Gold Tin double-sided eutectic bonding. The method comprises the following steps: 1 cleaning preparation of epitaxial layer, a first adhesion layer, a bonding layer; step 2: preparation of adhesive layer, a barrier layer, a bonding layer in the silicon substrate; step 3: Double Gold Tin eutectic bonding; step 4: peel the growth substrate, obtained after transfer epitaxial layer of silicon substrate material. The structure of Gold Tin double sided eutectic bonding is improved, and the bonding effect is improved. Meanwhile, the surface Au layer protects the Sn from being oxidized. Ti acts as a blocking layer to prevent Sn from diffusing and pass through the barrier layer to destroy the bonding structure. The preparation method of the invention reduces the bonding layer voids through the formation of reliable gold tin alloy, improves the bonding quality, avoids the failure of bonding, and realizes the lossless transfer of the epitaxial layer to the silicon substrate. It is beneficial to give full play to the ideal semiconductor characteristics, and to prepare a large-scale, fully functional microelectronic and optoelectronic integrated device.
【技术实现步骤摘要】
基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法
本专利技术属于光电
,特别涉及基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法。
技术介绍
氮化物薄膜材料GaN、AlN由于其优越的物理化学性质被广泛应用于电子电力器件和光电领域中。目前单晶氮化物薄膜主要通过异质外延的方法在Si、蓝宝石等衬底上制备。而针对不同的器件,生长衬底往往不能满足其应用的要求,将生长衬底上的外延层转移到Si衬底上,利用其优越的电性能,可与电子电路集成的特性,能够发挥理想的半导体特性,制备成大规模、功能齐全的光电子集成器件。因此针对外延层与所需硅衬底之间的低温键合方法尤为重要。锡系的合金熔点低,易加工,是常用的键合材料。其中又以结合强度高、不易断裂、浸润性好、其他电热性能出色的金锡合金焊料在MEMS器件的封装中使用最多,相对低的加工温度能够为器件提供很好的密封环境。而Au80Sn20的焊料一直是众多光电器件、微电子器件和敏感器件封装的首选。富金(Au重量比含量大于50%)金锡焊料使用温度高于共熔点,不需要施加很高的键合压力,相对比较硬,难以释放结构应力;而富锡(Au重量比含量小于50%)金锡焊料偏软,更容易被氧化,需要同Au层在室温下的固溶来阻止Sn的氧化。出于节省金用量以降低成本,但同时保持键合效果的考虑,需要提出一种可靠的低温下富锡金锡键合的方法来转移外延层。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法,采用该方法可实现外延材料到合适硅衬底的无损转移,发挥理想的半导体特性,制备成大规模、功能齐全的微电子和光电子集成器件。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案。基于金锡双面共 ...
【技术保护点】
基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:清洗处理外延层,制备第一粘附层、键合层;外延层设置在生长衬底上,在所述外延层上依次蒸发Ti、Au、Sn、Au,其中Ti层为粘附层,Au/Sn/Au层的金属叠层为键合层;步骤2:在转移硅衬底上依次蒸发Cr、Pt、Ti、Au、Sn、Au,其中Cr层为第二粘附层,Pt/Ti层为阻挡层,Au/Sn/Au层为键合层;步骤3:利用等离子体清洁和氮气枪吹扫过的生长衬底表面的键合层和转移硅衬底表面的键合层,并且使生长衬底表面的键合层和转移硅衬底表面的键合层贴紧,送入键合机夹具,使生产衬底上的键合层与转移硅衬底上的键合层完成键合;步骤4:剥离生长衬底,得到转移后的外延层硅衬底材料。
【技术特征摘要】
1.基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:清洗处理外延层,制备第一粘附层、键合层;外延层设置在生长衬底上,在所述外延层上依次蒸发Ti、Au、Sn、Au,其中Ti层为粘附层,Au/Sn/Au层的金属叠层为键合层;步骤2:在转移硅衬底上依次蒸发Cr、Pt、Ti、Au、Sn、Au,其中Cr层为第二粘附层,Pt/Ti层为阻挡层,Au/Sn/Au层为键合层;步骤3:利用等离子体清洁和氮气枪吹扫过的生长衬底表面的键合层和转移硅衬底表面的键合层,并且使生长衬底表面的键合层和转移硅衬底表面的键合层贴紧,送入键合机夹具,使生产衬底上的键合层与转移硅衬底上的键合层完成键合;步骤4:剥离生长衬底,得到转移后的外延层硅衬底材料。2.根据权利要求1中基于金锡双面共晶键合的外延层转移方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李国强,李洁,
申请(专利权)人:佛山市艾佛光通科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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