【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及绝缘体上硅晶圆，尤其是涉及一种新型绝缘体上硅晶圆及其制备方法。
技术介绍
1、现有的射频电路结构如图1所示。当背栅施加偏置电压时，射频电路中有源区侧的陷阱富集层(trl)与对trl掺杂形成的背栅区存在较大的背栅漏电电流，严重影响了背栅调控能力。
2、此外，用于射频电路制备的soi(silicon-on-insulator，绝缘体上硅)是在顶层硅和背衬底之间通过淀积工艺生长一层埋氧化层(box)，然而淀积工艺生长的sio2具有台阶覆盖能力差、表面平整度低、产出率慢等缺点。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型绝缘体上硅晶圆及其制备方法，该新型绝缘体上硅晶圆具有更低的背栅漏电能力。
2、本专利技术提供一种新型绝缘体上硅晶圆的制备方法，包括如下步骤：
3、s1：在硅晶圆上制备trl或多孔硅并注氢，形成注氢硅晶圆；
4、s2：在衬底上生长sio2作为box2，将注氢硅晶圆翻转与box2低温键合；
5、s3：高温剥离后在trl或多孔硅上生长sio2作为box1；
6、s4：向硅晶圆中注氢，随后翻转与box1低温键合，高温剥离后形成soi，制得新型绝缘体上硅晶圆。
7、在一实施方式中，步骤s1包括：通过低压化学气相沉积(lpcvd)方式在硅晶圆上生长多晶硅作为trl，随后注氢，形成注氢硅晶圆。
8、具体地，lpcvd时的温度为6
9、在另一实施方式中，步骤s1包括：先向硅晶圆中注氢，随后在注氢后的硅晶圆上生长单晶硅，再采用电解法将单晶硅电解成多孔硅，形成注氢硅晶圆。
10、具体地，采用cvd外延工艺生长单晶硅；cvd外延工艺包括：先使硅晶圆中的si在200-500℃下与h2汽化生成气态sih4，再使气态sih4与氧气在550-650℃下发生化学反应生成单晶硅与h2，单晶硅淀积在硅晶圆表面。
11、电解所采用的电解液由质量浓度为40％的氢氟酸和质量浓度为40％的二甲基甲酰胺组成，氢氟酸与二甲基甲酰胺的体积比为1：(1.5-2.5)；电解包括：在室温且不借助光照的环境下施加偏置电压，使电流密度达到60-70ma/cm2。腐蚀时间越长，孔径越大、深度越大，可根据实际需要合理设置。
12、此外，步骤s1中，注氢时的注氢剂量为6×1016-9×1016离子/cm2，注氢能量为10-80kev，注氢深度为0.2-0.8μm；注氢能量与注氢深度近似呈线性关系，注氢能量与注氢深度之间的关系如图4所示。
13、步骤s2中，可以采用常规方式生长sio2，例如淀积工艺等，沉积工艺包括：先使衬底中的si在500-900℃下与h2反应生成气态sih4，再使气态sih4与氧气在500-900℃下反应生成sio2并淀积在衬底表面。
14、优选地，采用热氧化法生长sio2，在立式氧化炉中进行热氧化，热氧化温度为700-1000℃；热氧化是使衬底暴露在立式氧化炉的富氧环境中，衬底中的si在高温下热氧化生成sio2。在热氧化温度为700℃时，热氧化时间与氧化层厚度关系如图5所示。
15、此外，步骤s2中，低温键合前先对硅晶圆和衬底进行亲水处理；亲水处理是将硅晶圆和衬底浸泡在水中，硅晶圆和衬底表面吸附的水破坏了硅晶圆表面的si-o-si键并与水形成oh键；亲水处理后，形成有oh键的硅晶圆和衬底在120-150℃的键合温度下发生聚合反应形成键合。
16、步骤s3中，高温剥离温度为500-600℃，高温剥离后留下trl或多孔硅；随后，可以采用上述淀积工艺或热氧化法在trl或多孔硅上生长sio2。
17、步骤s4中，注氢时的注氢剂量为6×1016-9×1016离子/cm2，注氢能量为10-80kev，注氢深度为0.2-0.8μm。
18、低温键合前先对硅晶圆和衬底进行上述亲水处理；亲水处理后，在120-150℃下进行低温键合；低温键合后，在500-600℃下进行高温剥离，注氢后高温下使键合后的上层注氢硅晶圆中的氢离子富集处起泡，使起泡上方区域剥离。
19、本专利技术还提供一种新型绝缘体上硅晶圆，按照上述制备方法制得。
20、具体地，新型绝缘体上硅晶圆包括衬底，在衬底上设置box2，在box2上设置trl或多孔硅，在trl或多孔硅上设置box1，在box1上设置soi。
21、本专利技术提供了一种新型绝缘体上硅晶圆，该低衬底漏电的新型rfsoi晶圆结构具有更低的背栅漏电能力；此外，本专利技术的制备方法还可以通过热氧化法制备box1和box2，进而形成具有较少界面陷阱电荷和较少固定电荷的界面，使键合表面更加光滑、平整、均匀。
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1.一种新型绝缘体上硅晶圆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：通过LPCVD在硅晶圆上生长多晶硅作为TRL，随后注氢，形成注氢硅晶圆。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，LPCVD时的温度为600-650℃，时间为20-60min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：先向硅晶圆中注氢，随后在注氢后的硅晶圆上生长单晶硅，再采用电解法将单晶硅电解成多孔硅，形成注氢硅晶圆。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用CVD外延工艺生长单晶硅；CVD外延工艺包括：先使硅晶圆中的Si在200-500℃下与H2汽化生成气态SiH4，再使气态SiH4与氧气在550-650℃下发生化学反应生成单晶硅与H2，单晶硅淀积在硅晶圆表面。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，电解所采用的电解液由质量浓度为40％的氢氟酸和质量浓度为40％的二甲基甲酰胺组成，氢氟酸与二甲基甲酰胺的体积比为1：(1.5-2.5)；电解包括：在室温且
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，注氢时的注氢剂量为6×1016-9×1016离子/cm2，注氢能量为10-80kev，注氢深度为0.2-0.8μm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用热氧化法生长SiO2，在立式氧化炉中进行热氧化，热氧化温度为700-1000℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，低温键合前先对硅晶圆和衬底进行亲水处理，低温键合温度为120-150℃；高温剥离温度为500-600℃。
10.一种新型绝缘体上硅晶圆，其特征在于，按照权利要求1-9任一所述的制备方法制得，新型绝缘体上硅晶圆包括衬底，在衬底上设置BOX2，在BOX2上设置TRL或多孔硅，在TRL或多孔硅上设置BOX1，在BOX1上设置SOI。
...【技术特征摘要】
1.一种新型绝缘体上硅晶圆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：通过lpcvd在硅晶圆上生长多晶硅作为trl，随后注氢，形成注氢硅晶圆。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，lpcvd时的温度为600-650℃，时间为20-60min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：先向硅晶圆中注氢，随后在注氢后的硅晶圆上生长单晶硅，再采用电解法将单晶硅电解成多孔硅，形成注氢硅晶圆。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用cvd外延工艺生长单晶硅；cvd外延工艺包括：先使硅晶圆中的si在200-500℃下与h2汽化生成气态sih4，再使气态sih4与氧气在550-650℃下发生化学反应生成单晶硅与h2，单晶硅淀积在硅晶圆表面。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，电解所采用的电解液由质量浓度为40％的氢氟酸和质量浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凡宇，李博，张铁馨，黄杨，陈思远，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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