【技术实现步骤摘要】
一种多材料共平面的异质集成结构及其制备方法
本专利技术属于半导体集成电路制造领域，涉及一种多材料共平面的异质集成结构及其制备方法。
技术介绍
以硅(Si)为基础的集成电路的集成度一直遵循着摩尔(Moore)定律发展，但随着Si基集成电路的线宽尺寸进入纳米量级，由于量子效应所带来的限制将使Si基集成电路不可避免的进入物理极限，摩尔定律的发展遇到瓶颈，单一材料已经不能满足半导体技术的快速发展。多材料的异质集成技术将不同材料集成到同一衬底上，从而可以利用不同材料的优势来制备不同种类的器件，实现多种功能器件的高密度集成。目前，异质集成技术主要集中于两种材料之间的集成，其集成方式通常通过不同材料层之间的堆叠来实现，不同层之间的堆叠导致单位面积芯片上的发热量增加，从而影响芯片的性能，因此通过材料层堆叠制备异质集成芯片的方法需要对芯片的散热通路进行严格的设计，且异质结构之间的互连工艺与设计复杂。通过在平面内集成可以有效减小芯片单位面积上的发热，并且异质结构之间的互连可以采用传统CMOS工艺中多层金属互连的方式，因而可以简化工艺和设...
【技术保护点】
1.一种多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：提供一转移基板，对所述转移基板进行离子注入，以在所述转移基板的预设深度处形成缺陷层，所述转移基板位于所述缺陷层上方的部分作为转移层；/nS2：图案化所述转移层及所述缺陷层；/nS3：将所述转移基板与一衬底键合，其中，所述转移层面向所述衬底；/nS4：将所述转移基板从所述缺陷层处剥离，以将图案化的所述转移层转移到所述衬底表面；/nS5：重复所述步骤S1～S4至少一次，以得到位于同一所述衬底表面的至少两种不同材料的所述转移层。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供一转移基板，对所述转移基板进行离子注入，以在所述转移基板的预设深度处形成缺陷层，所述转移基板位于所述缺陷层上方的部分作为转移层；
S2：图案化所述转移层及所述缺陷层；
S3：将所述转移基板与一衬底键合，其中，所述转移层面向所述衬底；
S4：将所述转移基板从所述缺陷层处剥离，以将图案化的所述转移层转移到所述衬底表面；
S5：重复所述步骤S1～S4至少一次，以得到位于同一所述衬底表面的至少两种不同材料的所述转移层。
2.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：不同材料的所述转移层之间具有预设宽度的间隙。
3.根据权利要求2所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：还包括形成介质层于所述间隙中，并进行平坦化处理，使不同材料的所述转移层与所述介质层的顶面齐平的步骤。
4.根据权利要求3所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：所述介质层的材料包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：所述平坦化处理包括机械研磨、化学机械抛光中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：在所述平坦化处理后，进一步采用低能离子辐照法进行选区平坦化。
7.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：不同材料的所述转移层的图形相互嵌套。
8.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：所述衬底表面设有绝缘层，将所述转移基板与所述衬底键合时，所述转移层与所述绝缘层接触。
9.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：于所述步骤S4中，通过退火使所述缺陷层中产生裂纹以实现所述剥离。
10.根据权利要求9所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：前序提供的所述转移基板剥离所需的退火温度低于或等于后续提供的所述转移基板剥离所需的退火温度。
11.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：于所述步骤S1中，离子注入深度范围是200nm～1500nm。
12.根据权利要求1所述的多材料共平面的异质集成结构的制备方法，其特征在于：于所述步骤S2中，通过刻蚀图案化所述转移层及所述缺陷层，刻蚀深度大于或等于所述转移层与所述缺陷层的总厚度。
技术研发人员：欧欣，陈阳，黄凯，李忠旭，赵晓蒙，
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
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