本发明涉及半导体制造领域,具体涉及一种复合衬底的制备方法,用于利用脆性衬底制造半导体器件。
背景技术:
现有技术中,inp或ge衬底属于脆性衬底,容易产生碎裂,在制备半导体器件过程由于其特点,造成制备过程中良率过低,而由于晶格失配直接进行异质外延,会造成外延层产生过多的缺陷。将上述脆性衬底与si、sic、蓝宝石或玻璃等硬性衬底形成复合衬底,克服了脆性衬底易碎裂的问题。提出一种工艺简单,可靠性高的复合衬底制造方法变得重要。
技术实现要素:
基于解决上述问题,本发明提供了一种复合衬底的制备方法,其特征在于,所述复合衬底由硬质衬底1和脆性衬底2通过键合形成;所述硬质衬底1为由si、sic、蓝宝石或玻璃构成,所述脆性衬底2由inp或ge构成;所述方法包括:步骤1)在硬性衬底上1刻蚀形成凹部,形成具有凹部的硬性衬底1’,在脆性衬底2上刻蚀形成凸部,形成具有凸部的脆性衬底2’,所述凹部的形状与脆性衬底凸部的形状相同;步骤2)分别对硬性衬底凹部内的和脆性衬底凸部的键合面进行抛光;步骤3)对所述键合面进行清洗,去除键合面进行清洗,去除键合面表面的杂质;步骤4)在键合面上涂布键合用的液体,将硬性衬底的凹部与脆性衬底的凸部对准,并将硬性衬底与脆性衬底贴合;步骤5)在惰性气体气氛中在100-150℃退火240-480分钟,再在300-400℃退火40-180分钟,获得键合结构3;步骤6)对已经键合的脆性衬底进行离子注入4形成缺陷层,所述离子注入4的离子为h、he或h与he的组合;步骤7)对进行离子注入后的已键合的衬底进行加热,从50℃加热到350℃,升温速率为每10℃/小时;步骤8)到350℃时保温直到脆性衬底从所述缺陷层5剥离,将脆性衬底的一部分保留在硬性衬底上,所述脆性衬底具有断裂面6;步骤9)对脆性衬底的断裂面进行抛光,获得具有光滑表面7的复合衬底。
本发明还提供了一种复合衬底。
根据本发明的实施例,所述惰性气体为氮气、氖气或氩气。
根据本发明的实施例,所述硬性衬底刻蚀形成凹部的方法为干法刻蚀,对凹部内的键合面的抛光为化学机械抛光。
根据本发明的实施例,所述脆性衬底的边缘进行刻蚀形成凸部,刻蚀的方法为干法刻蚀,对凸部的键合面的抛光为化学机械抛光。
根据本发明的实施例,所述离子注入的剂量为1×1017/cm2~5×1018/cm2。
根据本发明的实施例,所述离子注入的深度与由形成复合衬底中脆性衬底层的厚度决定。
根据本发明的实施例,所述方法用于太阳能电池、光电探测器、hemt器件的制造过程中。
本发明的优点如下:
(1)本发明能够提高脆性衬底在半导体制造工艺中的强度,提高器件的良率;
(2)本发明提出复合衬底的制备方法的工艺简单,能够提高生产效率;
(3)本发明提供的复合衬底能够用于太阳能电池、光电探测器、hemt器件的制造过程中,提高上述器件的质量。
附图说明
图1为复合衬底的制备方法制备工艺图;
图2为复合衬底的制备方法制备步骤流程图。
具体实施方式
第一实施例
参见图1和图2,复合衬底的制备方法,所述复合衬底由硬质衬底1和脆性衬底2通过键合形成;所述硬质衬底1为由si、sic、蓝宝石或玻璃构成,所述脆性衬底2由inp或ge构成;所述方法包括:步骤1)在硬性衬底上1刻蚀形成凹部,形成具有凹部的硬性衬底1’,在脆性衬底2上刻蚀形成凸部,形成具有凸部的脆性衬底2’,所述凹部的形状与脆性衬底凸部的形状相同;步骤2)分别对硬性衬底凹部内的和脆性衬底凸部的键合面进行抛光;步骤3)对所述键合面进行清洗,去除键合面进行清洗,去除键合面表面的杂质;步骤4)在键合面上涂布键合用的液体,将硬性衬底的凹部与脆性衬底的凸部对准,并将硬性衬底与脆性衬底贴合;步骤5)在惰性气体气氛中在100-150℃退火240-480分钟,再在300-400℃退火40-180分钟,惰性气体为氮气、氖气或氩气;步骤6)对已经键合的脆性衬底进行离子注入4形成缺陷层,所述离子注入4的离子为h、he或h与he的组合,离子注入4的剂量为1×1017/cm2~5×1018/cm2,离子注入4的深度与由形成复合衬底中脆性衬底层的厚度决定;步骤7)对进行离子注入后的已键合的衬底进行加热,从50℃加热到350℃,升温速率为每10℃/小时;步骤8)到350℃时保温直到脆性衬底从所述缺陷层5剥离,将脆性衬底的一部分保留在硬性衬底上,所述脆性衬底具有断裂面6;步骤9)对脆性衬底的断裂面进行抛光,获得具有光滑表面7的复合衬底,将脆性衬底未保留在复合衬底上的一部分进行回收继续使用。
其中所述硬性衬底刻蚀形成凹部的方法优选干法刻蚀,对凹部内的键合面的抛光优选化学机械抛光。脆性衬底的边缘进行刻蚀形成凸部,刻蚀的方法优选干法刻蚀,对凸部的键合面的抛光优选化学机械抛光。
第二实施例
根据第一实施例制备的复合衬底,用于太阳能电池、光电探测器、hemt器件的制造过程中。在复合衬底上进行同质外延inp或ge,形成上述器件,上述器件的的缺陷少,质量好。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。