一种双面注入得到SOI的方法技术

一种双面注入得到SOI的方法，其依次按照下述要求进行操作：①对硅片氧化，之后在硅片正面或/和背面注入氢离子H+；②注入后的硅片与下述结构同时键合、裂片，同时得到两片SOI：2片硅片、2片氧化片，1片硅片和1片氧化片；③得到两片不同规格的SOI或两片相同规格的SOI；不同规格的SOI的区别是：顶硅厚度不同，厚度范围是：1‑1000nm；衬底片的电阻率/含氧/碳量不同。本发明专利技术有效减少了硅片正面注入带来的损伤，使H

A Method of Obtaining SOI by Double-sided Injection

【技术实现步骤摘要】
一种双面注入得到SOI的方法
：本专利技术涉及半导体材料制备
，特别提供了一种双面注入得到SOI的方法。
技术介绍
：现有技术中，随着65纳米工艺的成熟,英特尔公司65纳米生产线步入大批量生产阶段。除英特尔外,美国德州仪器、韩国三星、日本东芝等世界上重要的半导体厂商的65纳米生产线也纷纷投产。45纳米处在研发阶段,如英特尔己有两座12英寸厂开始试产,2010年进入量产。集成电路发展到目前极大规模的纳米技术时代,要进一步提高芯片的集成度和运行速度,现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限,在进一步减小集成电路的特征尺寸方面遇到了严峻的挑战,必须在材料和工艺上有新的重大突破。目前在材料方面,重点开发应变硅,SOI,GeSi,低k及高k介质材料等。业界公认,SOI技术与应变硅技术,成为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的两大解决方案,是维持Moore定律走势的两大利器。早在20世纪50年代初，美国贝尔实验室就开始研究用离子束轰击技术来改善半导体的特性。1954年，Shockley提出采用离子注入技术能够制造半导体器件。1961年，第一个实用离子注入器件—Si粒子探测器诞生。从此应用离子注入技术陆续制成了不同类型的半导体器件，目前已经成为特大规模集成电路,太阳能光伏市场，显示市场和LED市场中不可缺少的工艺。由于大规模电路制造工艺需要采用的离子注入次数逐年增加(如64Mbit为20次，256Mbit为30次)，注入离子种类和能量、剂量范围逐渐扩宽。最低能量需1keV以下，高能端大于3MeV，注入离子的种类有：H、B、P、As、In、Sb、Si、Ge、N、F、O、C等，最高注入剂量1E17/cm2，最低剂量接近1E11/cm2。人们期望获得一种技术效果优良的双面注入得到SOI的方法。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种技术效果优良的双面注入得到SOI的方法。本专利技术提供了一种双面注入得到SOI的方法，其特征在于：其依次按照下述要求进行操作：①硅片氧化，之后在硅片正面或/和背面注入氢离子H+，获得带有H+注入层的键合片；②注入后的硅片与下述结构同时键合、裂片，同时得到两片SOI：2片硅片、2片氧化片，1片硅片和1片氧化片；③到两片不同规格的SOI(顶硅厚度不同：1-1000nm，衬底片的电阻率/含氧/碳量不同)或两片相同规格的SOI。2、按照权利要求1所述双面注入得到SOI的方法，其特征在于：所述双面注入得到SOI的方法，优选要求保护的记述内容是：硅片氧化后在硅片正面或/和背面都注入氢离子的要求是：注入能量为10-200kev；注入正面深度在10-2000nm之间，背面深度在10-2000nm之间。对硅片进行氧化后获得二氧化硅氧化层的厚度为0-6μm。将待用硅片正背面分别与氧化硅片进行键合的要求是：10-10000N，恒温时间完成后进行低温退火，温度：100-450℃，时间：1-10小时；之后进行微波裂片，温度要求低于500℃，时间要求少于30min。本专利技术相关的其他
技术实现思路
补充说明如下：所述硅片原材料的电阻率和晶向根据实际需求选择。所述氧化工艺步骤具体为：将所述硅片原材料的一侧表面上进行氧化，获得带有氧化层的硅片。进行清洗去除表面污染物，然后使用测试设备测试该带有氧化层的硅片表面颗粒情况、氧化层的厚度及其他各项参数，选择符合要求的硅片。所述H+双面注入工艺步奏具体为：首先，将带有氧化层或者光片的硅片正面进行H+注入，根据产品需求，注入过程控制一定的注入电压，从而确定注入深度在10-2000nm之间；其次，同一硅片进行背面注入，根据产品需求，注入深度可在10-2000nm之间。所述键合工艺步骤具体为：再准备两个硅片(氧化片或光片)，其电阻率和晶向根据需求选取，进行表面清洗去除表面自然氧化层及表层污染物后，使用测试设备测试硅片表面颗粒情况。将符合要求的两片硅片依次与注入正背面的硅片进行键合，使用一定的激活时间(0S-1000S)，所得到的键合片进行100-350℃的低温退火，即获得带有H+注入的键合片。所述裂片过程为：键合片放入裂片机内，使用沈阳硅基科技公司正常裂片工艺程序进行裂片，裂片后即可得到两片优良的不同或相同SOI产品。本专利技术的设计原理及有益效果说明如下：1、本专利技术对硅片进行氧化、注入(双面注入)、键合工艺及低温退火工艺，得到键合的硅片，之后使用微波裂片技术对键合片进行裂片，形成两片SOI结构。2、相比于传统注入技术，本专利技术注入后，首先硅片正面先进行注入，背面再次进行注入，硅片注入过程中有温度产生，此过程硅片正面注入后相当于多进行了1次高温过程，减少了硅片正面注入带来的损伤，使H+分布更均匀，裂片后SOI表面颗粒较好，0.8粒径颗粒可以少于30ea/pcs；裂片后同时得到另外一片SOI，3、本专利技术采用注入双面流程适合工业化生产，可批量产出，提高生产效率。相对于现有技术而言，本专利技术具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。附图说明：图1为常规的注入得到SOI的方法原理示意简图；图2为本专利技术所述双面注入得到SOI的方法原理示意简图。具体实施方式：实施例11、取一片8寸P型硅片，其晶向选择可以是<100>或<111>，电阻率选择为重掺杂到高阻。2、硅片上制备氧化层(二氧化硅)：将步骤1中硅片一侧表面上进行氧化(或两片均可氧化，按实际工艺条件来做)，获得带有氧化层的硅片(二氧化硅作为SOI的BOX层)，氧化采用常规工艺，制备的氧化层(氧化硅)厚度为>0-3000nm；制备的带有氧化层的硅片依次采用SC1、SC2清洗，去除硅片表面污染物，然后使用测试设备测试硅片表面颗粒情况、使用测试设备测试氧化硅的厚度及其他各项参数(比如氧化硅层的颗粒，电学参数)，选择符合要求的硅片用于步骤。3、将带有氧化层的硅片或者光片进行双面注入，按照产品需求注入一定深度。4、选择两片8寸硅片(barewafer)or氧化片，其电阻率和晶向根据需求选取，依次进行DHF、SC1、SC2表面清洗，去除表面自然氧化层及表层可能存在的污染物，使用测试设备测试硅片表面颗粒情况，选择符合要求的硅片备用。5、键合工艺：将步骤3中注入氢离子的硅片和步骤4中符合要求的硅片进行键合，使用一定的激活时间；然后进行低温退火，一定退火时间，退火温度在100-350℃之间控制，退火后获得即获得带有H+注入的键合片。6、对键合片进行微波裂片：采用沈阳硅基科技公司的微波裂片技术，选择所需裂片工艺程序对H+的键合片进行裂片。同时得到两片SOI，1片0.8粒径颗粒少于30ea/pcs，一片正常水准(Overloaded)。7、通过步骤6得到一片优质的8寸SOI和一片正常SOI片，经过注入的硅片裂片后按照公司规定进行回收。实施例2一种双面注入得到SOI的方法，其依次按照下述要求进行操作：①硅片氧化，之后在硅片正面或/和背面注入氢离子H+，获得带有H+注入层的键合片；②注入后的硅片与下述结构同时键合、裂片，同时得到两片SOI：2片硅片、2片氧化片，1片硅片和1片氧化片；③到两片不同规格的SOI(顶硅厚度不同：1-1000nm，衬底片的电阻率/含氧/碳量不同)或两片相同规格的SOI。所述双面注入得到SOI的方法，还满足下述补充要求内容：硅片氧化后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面注入得到SOI的方法，其特征在于：其依次按照下述要求进行操作：①对硅片氧化，之后在硅片正面或/和背面注入氢离子H+；②注入后的硅片与下述结构同时键合、裂片，同时得到两片SOI：2片硅片、2片氧化片，1片硅片和1片氧化片；③得到两片不同规格的SOI或两片相同规格的SOI；不同规格的SOI的区别是：顶硅厚度不同，厚度范围是：1‑1000nm；衬底片的电阻率/含氧/碳量不同。

【技术特征摘要】
1.一种双面注入得到SOI的方法，其特征在于：其依次按照下述要求进行操作：①对硅片氧化，之后在硅片正面或/和背面注入氢离子H+；②注入后的硅片与下述结构同时键合、裂片，同时得到两片SOI：2片硅片、2片氧化片，1片硅片和1片氧化片；③得到两片不同规格的SOI或两片相同规格的SOI；不同规格的SOI的区别是：顶硅厚度不同，厚度范围是：1-1000nm；衬底片的电阻率/含氧/碳量不同。2.按照权利要求1所述双面注入得到SOI的方法，其特征在于：硅片氧化后在硅片正面或/和背面都注入氢离子的要求是：注入能量为10-200kev；注入正面深度在10-2000nm之间，背面深度在10-2000nm之间。3.按照权利要求1或2所述双面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：沈阳硅基科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21