一种硅基碳化硅薄膜材料制备方法技术

本发明专利技术涉及信息功能材料制备领域，特别涉及一种硅基碳化硅薄膜材料制备方法，包括：将第一碳化硅晶圆和第二碳化硅晶圆键合形成第一键合结构；对所述第一键合结构进行退火处理，沿所述第一碳化硅晶圆的缺陷层剥离部分所述第一碳化硅晶圆；在第一碳化硅晶圆上外延生长第一纯度的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层表面形成有第三键合介质层；将所述第一键合结构和硅衬底键合形成第二键合结构；面向所述第二碳化硅晶圆切割至所述第一键合介质层，去除所述第二碳化硅晶圆和所述第一碳化硅晶圆，暴露所述碳化硅外延层，得到硅基碳化硅薄膜材料。本发明专利技术解决了碳化硅薄膜制备技术中单晶质量差、无法通过传统薄膜沉积异质外延、薄膜均匀性差的技术问题。匀性差的技术问题。匀性差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基碳化硅薄膜材料制备方法


[0001]本专利技术涉及信息功能材料制备领域，特别涉及一种硅基碳化硅薄膜材料制备方法。

技术介绍

[0002]作为第三代半导体中的代表性材料，碳化硅结合了宽带隙、高物理强度、高热导率，高抗腐蚀性、高熔点、高光学二阶三阶非线性系数、宽透光窗口、广域缺陷发光窗口等多方面的优异特性于一身，是集成光学、非线性和光机械器件的理想材料。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，高二阶和三阶使得碳化硅在非线性光学应用中具有出色的性能，因此，高质量的高纯碳化硅薄膜和低折射率层的集成材料结构是大规模集成光量子学的理想平台。
[0003]碳化硅材料具有200多种晶型，其中应用最多的是3C
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SiC，4H
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SiC和6H
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SiC。3C
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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，在硅衬底表面沉积碳化硅薄膜。用这种方法制备的3C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基碳化硅薄膜材料制备方法，其特征在于，包括：获取第一碳化硅晶圆，所述第一碳化硅晶圆的第一表面形成有第一键合介质层，面向所述第一表面对所述第一碳化硅晶圆进行离子注入，在所述第一碳化硅晶圆内形成缺陷层；获取第二碳化硅晶圆，所述第二碳化硅晶圆的第一表面形成有第二键合介质层，将所述第一碳化硅晶圆和所述第二碳化硅晶圆通过所述第一键合介质层第一键合介质层与所述第二键合介质层键合形成第一键合结构；对所述第一键合结构进行退火处理，沿所述缺陷层剥离部分所述第一碳化硅晶圆；在退火后的所述第一键合结构的所述第一碳化硅晶圆上外延生长第一纯度的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层表面形成有第三键合介质层；获取硅衬底，所述硅衬底的第一表面形成有第四键合介质层，将退火后的所述第一键合结构和所述硅衬底通过所述第三键合介质层和所述第四键合介质层键合形成第二键合结构；面向所述第二碳化硅晶圆切割至所述第一键合介质层第一键合介质层，去除所述第二碳化硅晶圆和所述第一碳化硅晶圆，暴露所述碳化硅外延层，得到硅基碳化硅薄膜材料。2.根据权利要求1所述的硅基碳化硅薄膜材料制备方法，其特征在于，所述第一键合介质层、所述第二键合介质层、所述第三键合介质层及所述第四键合介质层的厚度为0～5μm，形成所述第一键合介质层、所述第二键合介质层、所述第三键合介质层及所述第四键合介质层的方法包括气相沉积法或热氧化法，其中所述热氧化法的热氧化温度为1000℃～1150℃，热氧化时间0～24小时。3.根据权利要求1所述的硅基碳化硅薄膜材料制备方法，其特征在于，所述离子注入的离子包括氢离子或氦离子，所述离子的注入剂量为1
×
10
15
cm
‑2～1
×
10
18
cm
‑2，注入能量为20keV～2MeV。4.根据权利要求1所述的硅基碳化硅薄膜材料制备方法，其特征在于，所述方法还包括：在形成所述第一键合结构之前，对所述第一键合介质层与所述第二键合介质层进行等离子体激活，所述等离子体激活中所采用的气体包括氮气、氩气或氧气；在形成所述第二键合结构之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，伊艾伦，王成立，
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：