生产透明SOI片的方法技术

提供一种能够防止片损坏和剥落的生产透明SOI片的方法。所述用于生产透明SOI片方法包括以下步骤：将用作供体片的硅片的表面与透明的处理片的表面键合在一起以获得键合片；在150至300℃的第一温度对键合片进行热处理，作为第一热处理；通过从被热处理后的键合片的硅片侧向键合的表面和未键合的周围表面之间的边界照射可见光激光，同时在入射光和硅片的径向方向之间保持60至90°的角度来切割键合片的未键合部分；对未键合的部分被切割后的键合片的硅片进行研磨、抛光或蚀刻以形成硅膜；以及在比第一温度高的300至500℃的第二温度对形成有硅膜的键合片进行热处理，作为第二热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种能够防止片损坏和剥落的生产透明SOI片的方法。所述用于生产透明SOI片方法包括以下步骤：将用作供体片的硅片的表面与透明的处理片的表面键合在一起以获得键合片；在150至300℃的第一温度对键合片进行热处理，作为第一热处理；通过从被热处理后的键合片的硅片侧向键合的表面和未键合的周围表面之间的边界照射可见光激光，同时在入射光和硅片的径向方向之间保持60至90°的角度来切割键合片的未键合部分；对未键合的部分被切割后的键合片的硅片进行研磨、抛光或蚀刻以形成硅膜；以及在比第一温度高的300至500℃的第二温度对形成有硅膜的键合片进行热处理，作为第二热处理。【专利说明】生产透明SOI片的方法
本专利技术涉及生产透明SOI (Silicon-On-1nsulator,绝缘体上的娃)片的方法。
技术介绍
SOI片已经广泛用于减小寄生电容和使器件高速化。在SOI片中，包括透明绝缘片的 SOQ (SiIicon-On-Quartz,石英上的娃)和 SOS (Silicon-On-Sapphire,蓝宝石上的娃)片已经作为处理片而受到关注。SOQ片有望应用于利用石英的高透明度的光电子器件或者利用石英的低介电损耗的高频器件。SOS片有望应用于牵涉到发热的高频器件，因为由蓝宝石制成的处理片不仅具有高透明度和低介电损耗，而且还具有石英所不具备的高导热性。在处理片上形成硅膜的方法已经被开发，并且包括:在r平面蓝宝石上异质外延生长硅层的方法；以及在玻璃上生长非单晶硅，然后通过激光退火等增强洁净度以获得CG(Continuous Grain,连续晶粒)娃的方法。然而,为了在处理片上形成高质量的单晶娃膜，理想地，通过将体硅片键合到处理片并且将该硅片的一部分分离以转移到处理片上的方法来形成硅膜。当转移的硅膜很薄时(例如，小于500nm)，则可以通过氢离子注入方法来分离并转移硅膜(专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献1:W02009/116664A
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，当转移的硅膜很厚时(例如，大于I μ m)，除了传统的键合和背蚀刻方法以夕卜，没有其他方法。为了较深地注入离子，需要增加离子注入期间的加速电压。然而，以增加的加速电压注入离子具有损坏硅膜表面的风险。键合和背蚀刻方法是在将键合的两个片(供体片和处理片)键合在一起并进行热处理以增强键合强度之后，研磨或抛光供体片的背面以使供体片变薄，从而形成期望厚度的硅膜的方法。对于两个片的键合，在距离片周缘几毫米的区域内片不能被键合(边缘排斥)。这是因为作为片经过所谓倒角处理的结果，片的边缘是圆的。图6是示出在简单的薄膜形成工艺中出现剥落(chipping)的示意图。两个片(供体片102和处理片101)键合(图6 (A))，然后被热处理。当供体片102被研磨或抛光到几微米的厚度时(图6(B))，由于供体片的周缘的截面102a的角度α尖锐而频繁出现称为剥落的破损102b (图6 (O)0为了防止这一点，如图1中所示，本专利技术人已经发现一种预先机械刮掉周缘(图1 (A))或者利用化学品等去除周缘(图1 (B))的方法。然而，由于以下原因，在热膨胀系数不同的片之间不能采用该方法。在供体片和处理片的热膨胀系数显著不同的SOQ片和SOS片的情况下，当硅片键合到石英(玻璃)或蓝宝石，然后被热处理时，键合的片由于热膨胀系数不同而损坏。因此在片键合阶段难以进行充分的热处理。如果在只进行不充分的热处理的该阶段机械或化学地去除片的周缘，则甚至不应当被去除的部分也由于键合强度不足而最终被去除。本专利技术是鉴于上述情况做出的，并且提供一种生产透明SOA片的方法，从而防止片损坏和剥落。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术人发现一种利用SOQ片和SOS片对可见光透明的方法。本专利技术的一方面提供一种生产透明SOI片的方法，该方法包括以下步骤:将用作供体片的硅片的表面与透明的处理片的表面键合在一起以获得键合片；在150至300°C的第一温度对所述键合片进行热处理，作为第一热处理；通过从被热处理后的键合片的硅片侧向键合的表面和未键合的周围表面之间的边界照射可见光激光，同时在所述激光的入射光和所述娃片的径向方向之间保持60至90°的角度来切割所述键合片的未键合部分；对所述未键合的部分被切割后的所述键合片的硅片进行研磨、抛光或蚀刻以形成硅膜；以及在比所述第一温度高的300至500°C的第二温度对形成有所述硅膜的所述键合片进行热处理，作为第二热处理。专利技术效果利用根据本专利技术的生产透明SOI片的方法可以防止片损坏和剥落。【专利附图】【附图说明】图1是示出SOI片的薄膜形成工艺的示意图。图2是示出用于生产透明SOI片的方法的步骤实例的示意图。图3是键合片的俯视图。图4是实例3中获得的透明SOI片的周缘的放大照片。图5是比较例2中获得的透明SOI片的周缘的放大照片。图6是示出在简单的膜形成工艺中发生的剥落的示意图。【具体实施方式】在本专利技术中使用的透明处理片优选由石英、玻璃和蓝宝石中的任一种材料制成。在下述键合步骤之前，优选对该透明处理片进行清洗，如RCA清洗。在本专利技术中使用的供体片包括单晶娃片，如作为通过切克劳斯基(Cz ο chr a I sk i )方法生产的可商业上获得的片的供体片。可以根据使用本专利技术的方法生产的透明SOI片的器件的设计值和作用、所产生的器件的显示区域等，适当选择供体片的电学特征，如导电类型和相对电阻率、晶体取向和晶体尺寸。可以根据稍后描述的硅膜的期望厚度适当选择硅片的厚度，并且硅片的厚度没有具体限制。例如，具有550至650 μ m厚度的6英寸硅片和具有650至750 μ m厚度的8英寸片可容易获得并且也容易处理。优选地，硅片的周缘部分被倒角，或者优选地，硅片的直径比透明处理片的直径大。在此情况下，键合片具有从片周缘向内几毫米的未键合部分(边缘排斥区域)。倒角方法可以包括C倒角和R倒角。下面参照图2和图3描述根据本专利技术的生产透明SOI片的方法。然而，不应当理解为本专利技术局限于此。第一实施例图2是示出生产透明SOI片的方法的实施例的示意图。如图2 (A)中所示，提供透明处理片11和作为供体片的硅片12。接下来，如图2(B)中所示，硅片12的表面12s和透明处理片11的表面Ils键合在一起以获得键合片13。任选地，可以使用在表面12s或所有表面上形成有氧化膜的硅片作为供体片。可以通过常用的热氧化方法形成该氧化膜。典型地，通过在氧气氛或水蒸气气氛中在常压下的800至1100°C进行热处理获得该氧化膜。该氧化膜的厚度优选为50至500nm。当该氧化膜太薄时，可能难以控制该氧化膜的厚度。当该氧化膜太厚时，形成该氧化膜可能用时太长。在表面12s和表面Ils的键合步骤之前，可以对硅片12的表面和透明处理片11的表面二者或之一进行表面活化处理的步骤。该表面活化处理可有助于键合之后在键合片的键合表面之间立刻具有较高的键合强度。优选地，该表面活化处理是从包括臭氧水处理、UV臭氧处理、离子束处理和等离子体处理的组中选择至少一个处理。例如，在等离子体处理中，将经过清洗如RCA清洗的硅片和/或透明处理片置于腔中。然后，在将减压等离子体气体引入该腔中之后，将该硅片和/或透明处理片暴露于大约IO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产透明SOI片的方法，该方法包括以下步骤：将用作供体片的硅片的表面与透明的处理片的表面键合在一起以获得键合片；在150至300℃的第一温度对所述键合片进行热处理，作为第一热处理；通过从被热处理后的键合片的硅片侧向键合的表面和未键合的周围表面之间的边界照射可见光激光，同时在所述激光的入射光和所述硅片的径向方向之间保持60至90°的角度来切割所述键合片的未键合部分；对所述未键合的部分被切割后的所述键合片的硅片进行研磨、抛光或蚀刻以形成硅膜；以及在比所述第一温度高的300至500℃的第二温度对形成有所述硅膜的所述键合片进行热处理，作为第二热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山昌次，永田和寿，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP