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CN105140107A - 带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法 - Google Patents

带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，包括如下步骤：提供支撑衬底；在所述支撑衬底表面形成多晶层作为电荷陷阱；在所述多晶层表面形成覆盖层，所述覆盖层为非晶绝缘材料；抛光所述覆盖层的表面；以被抛光的表面作为键合面，与一器件衬底键合。本发明的优点在于，采用了非晶绝缘的覆盖层作为键合表面，避免了直接对多晶层实施抛光和键合，降低了抛光和键合的难度。

Description

带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体材料领域，尤其涉及一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法。
背景技术
现有技术中典型的带有绝缘埋层的衬底结构包括三层，依次是支撑层，支撑层表面的绝缘层，以及绝缘层表面的器件层。
如果将上述衬底用在射频领域，则对衬底的电学性质提出了更为苛刻的要求。射频信号在器件层中的传输会在支撑层中形成寄生电路，因而受到来自于支撑层的串扰。而且随着频率的升高，串扰的作用越来越明显。目前解决该问题的方式是使用高阻的衬底作为支撑层，高阻的支撑层能提高寄生电路的阻抗，降低串扰的效果。但是上述高阻的衬底却带来了表面寄生现象。通常情况下，绝缘层是二氧化硅，支撑层是轻掺的硅。但是在支撑层靠近绝缘层一侧的表面区域，受器件层中射频信号所产生的电场的影响，会形成一层较薄的反型层和累积层。因此，在支撑层和器件层之间会形成寄生电容。寄生电容会致使器件电路信号的损失。并且，支撑层靠近绝缘层一侧的表面区域的反型层仍然可以允许载流子流动，从而削弱了支撑层的高阻特性。
因此，提供一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，满足射频器件对衬底的电学性质的要求，是现有技术亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，能够降低制造成本。
为了解决上述问题，本发明提供了一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，包括如下步骤：提供支撑衬底；在所述支撑衬底表面形成多晶层作为电荷陷阱；在所述多晶层表面形成覆盖层，所述覆盖层为非晶绝缘材料；抛光所述覆盖层的表面；以被抛光的表面作为键合面，与一器件衬底键合。
可选的，所述覆盖层的材料选自于氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅中的一种。
可选的，所述器件衬底用于键合的表面上具有绝缘层，并通过所述绝缘层与所述覆盖层的被抛光表面进行键合；所述绝缘层与覆盖层的材料相同。
可选的，在形成覆盖层之前，进一步包括抛光所述多晶层的步骤。
本发明的优点在于，采用了非晶绝缘的覆盖层作为键合表面，避免了直接对多晶层实施抛光和键合，降低了抛光和键合的难度。
附图说明
附图1所示是本发明提供的具体实施方式的实施步骤示意图
附图2A至附图2D所示是本发明提供的具体实施方式的工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法的具体实施方式做详细说明。
附图1所示是本具体实施方式的实施步骤示意图，包括：步骤S10，提供支撑衬底；步骤S11，在所述支撑衬底表面形成多晶层作为电荷陷阱；步骤S12，在所述多晶层表面形成覆盖层；步骤S13，抛光所述覆盖层的表面；步骤S14，以被抛光的表面作为键合面，与一器件衬底键合。
附图2A至附图2D所示是本具体实施方式的工艺示意图。
附图2A所示，并参考步骤S10，提供支撑衬底200。所述支撑衬底200可以是非掺杂的高阻衬底，也可以是具有掺杂元素的非高阻衬底。对于射频器件的应用，优选为高阻衬底。所述支撑衬底200的材料可以是单晶硅，也可以是其他常见的半导体材料。
附图2B所示，并参考步骤S11，在所述支撑衬底200表面形成多晶层210作为电荷陷阱。所谓电荷陷阱是能够通过晶体内部的缺陷来俘获载流子，达到阻碍电荷流动的结构。多晶材料中大量的悬键可以起到电荷陷阱的作用。多晶材料可以通过外延方式获得。其厚度范围例如可以是0.8μm～2.5μm。
在上述步骤实施完毕后，一种具体实施方式是抛光所述多晶层210的表面。该步骤降低多晶层210表面的粗糙度，其目的在于可以降低后续覆盖层的厚度。因此抛光多晶层210所需的时间远远小于以满足键合表面的要求而进行的抛光所需的时间。如果多晶层210表面的起伏越大，则越需要生长厚的覆盖层才能够满足抛光的要求。如果覆盖层的厚度不够，则会在抛光覆盖层的过程中暴露出多晶层210的表面，导致覆盖层失效。
附图2C所示，并参考步骤S12，在所述多晶层210表面形成覆盖层220。所述覆盖层220采用非晶绝缘材料。多晶层210的表面要用于键合。而直接将多晶层210的表面用于键合的问题在于多晶材料内部具有短程有序的晶格结构，导致其表面粗糙度较大，因此不适于键合。如果进行抛光，则多晶层210内部的晶格也会使抛光工艺较难获得平整表面。而非晶材料则可以克服上述缺陷。又由于后续需要制作绝缘埋层，因此本步骤采用绝缘材料，可以直接与后续绝缘埋层键合，而不会影响到多晶层210的电荷陷阱的特性。本具体实施方式中，所述覆盖层220的材料选自于氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅中的一种。
参考步骤S13，抛光所述覆盖层220的表面。如上面所述，由于覆盖层220是采用非晶材料，因此较容易获得满足键合要求的平整表面。
附图2D所示，并参考步骤S14，以被抛光的表面作为键合面，与一器件衬底290键合。由于已经采用非晶绝缘材料的覆盖层220，因此可以直接将其作为最终衬底的绝缘层。但为了使键合更为顺利，也可以使所述器件衬底290的用于键合的表面上也具有绝缘层(未图示)，并通过所述绝缘层与所述覆盖层220的被抛光表面进行键合。在一种实施方式中，将所述绝缘层与覆盖层220采用相同的材料，同种材料的键合更为容易形成牢固的键合面。
在键合后为了获得符合厚度要求的器件层，可以选择腐蚀的方法对器件衬底290进行减薄。也可以采用键合后剥离的方法实施减薄。剥离可以采用预先注入气泡离子，再采用热剥离或者机械剥离的方法；或者预先形成热应力层，再利用热膨胀系数的差别进行剥离。
上述方法中采用了非晶绝缘的覆盖层220作为键合表面，避免了直接对多晶层210实施抛光和键合，降低了抛光和键合的难度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供支撑衬底；
在所述支撑衬底表面形成多晶层作为电荷陷阱；
在所述多晶层表面形成覆盖层，所述覆盖层为非晶绝缘材料；
抛光所述覆盖层的表面；
以被抛光的表面作为键合面，与一器件衬底键合。
2.根据权利要求1所述的带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，其特征在于，所述覆盖层的材料选自于氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅中的一种。
3.根据权利要求1所述的带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，其特征在于，所述器件衬底用于键合的表面上具有绝缘层，并通过所述绝缘层与所述覆盖层的被抛光表面进行键合。
4.根据权利要求3所述的带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，其特征在于，所述绝缘层与覆盖层的材料相同。
5.根据权利要求1所述的带有电荷陷阱和绝缘埋层衬底的制备方法，其特征在于，在形成覆盖层之前，进一步包括抛光所述多晶层的步骤。
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