一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法，包括步骤：提供具有注入面的碳化硅单晶晶片；从注入面向碳化硅单晶晶片进行氢离子注入形成注入缺陷层，该注入缺陷层的上方形成碳化硅单晶薄膜；将注入面与一硅支撑衬底键合，得到包括碳化硅单晶晶片和硅支撑衬底的第一复合结构；对第一复合结构进行退火处理，使得第一复合结构沿着注入缺陷层剥离，得到第二复合结构，其中，注入缺陷层形成损伤层，第二复合结构包括损伤层、碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底；对第二复合结构进行表面处理以除去损伤层，得到包括碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底的硅基异质集成碳化硅薄膜结构。本发明专利技术的制备方法得到的集成薄膜结构不存在结晶质量差的问题。

A Fabrication Method of Silicon-based Heterogeneous Integrated Silicon Carbide Film Structure

The invention relates to a preparation method of silicon-based hetero-integrated silicon carbide film structure, including steps: providing silicon carbide single crystal wafers with implantation surface; forming implantation defect layer by hydrogen ion implantation from implanted silicon carbide single crystal wafers, forming silicon carbide single crystal film above the implantation defect layer; bonding the implantation surface with a silicon support substrate to obtain silicon carbide single crystal including silicon carbide single crystal. First composite structure of wafer and Silicon-Supported substrate; annealing treatment of the first composite structure to strip the first composite structure along the implanted defect layer to obtain the second composite structure, in which the defect layer is injected to form a damage layer, and the second composite structure includes the damage layer, silicon carbide single crystal film and Silicon-Supported substrate; surface treatment of the second composite structure to remove the damage layer The structure of silicon-based hetero-integrated silicon carbide films including silicon carbide single crystal films and Silicon-Supported substrates was obtained. The integrated film structure obtained by the preparation method of the present invention does not have the problem of poor crystallization quality.

【技术实现步骤摘要】
一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法
本专利技术涉及信息功能材料的制备，更具体地涉及一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法。
技术介绍
SiC是一种宽禁带半导体材料，禁带宽度为2.3-3.4eV，在高温环境中仍然具有稳定的电学性能。SiC的努氏硬度达到2480kg/mm2，杨氏模量达到700GPa，具有出色的机械性能。此外，SiC材料化学性质稳定，可以工作在具有强腐蚀性的环境中，是高温，高压等严酷条件下微机电系统(MEMS)的器件的理想材料。此外，考虑到SiC的光学特性，SiC是集成光学，非线性和光机械器件的理想材料。与其他材料相比，SiC结合了高折射率(n＝2.6)，宽禁带，高二阶和三阶非线性系数。高折射率实现了光学模式的高限制，在色散领域将带来更大的灵活性。宽带隙使得在大功率下的光吸收损失最小化，高二阶和三阶使得SiC在非线性光学应用中具有出色的性能。SiC材料具有200多种晶型，其中应用最多的是3C-SiC，4H-SiC和6H-SiC。3C-SiC薄膜主要是利用常压化学气相沉积(APCVD)和减压化学气相沉积(RPCVD)的方法，在Si衬底表面沉积SiC薄膜。用这种方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤：S1，提供具有注入面的碳化硅单晶晶片；S2，从所述注入面向碳化硅单晶晶片进行氢离子注入，使得注入离子到达预设深度并在预设深度处形成注入缺陷层，该注入缺陷层的上方形成碳化硅单晶薄膜；S3，将所述注入面与一硅支撑衬底键合，得到包括碳化硅单晶晶片和硅支撑衬底的第一复合结构；S4，对第一复合结构进行退火处理，使得第一复合结构沿着注入缺陷层剥离，得到第二复合结构，其中，注入缺陷层形成损伤层，第二复合结构包括损伤层、碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底；S5，对第二复合结构进行表面处理以除去损伤层，得到包括碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底的硅基...

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质集成碳化硅薄膜结构的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤：S1，提供具有注入面的碳化硅单晶晶片；S2，从所述注入面向碳化硅单晶晶片进行氢离子注入，使得注入离子到达预设深度并在预设深度处形成注入缺陷层，该注入缺陷层的上方形成碳化硅单晶薄膜；S3，将所述注入面与一硅支撑衬底键合，得到包括碳化硅单晶晶片和硅支撑衬底的第一复合结构；S4，对第一复合结构进行退火处理，使得第一复合结构沿着注入缺陷层剥离，得到第二复合结构，其中，注入缺陷层形成损伤层，第二复合结构包括损伤层、碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底；S5，对第二复合结构进行表面处理以除去损伤层，得到包括碳化硅单晶薄膜和硅支撑衬底的硅基异质集成碳化硅薄膜结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢离子注入的能量为20keV-2MeV，剂量为1×1016cm-2-1×1017cm-2。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，伊艾伦，游天桂，黄凯，王曦，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31