发明内容:
本发明是考虑了传统方法中存在的问题,而开发出来的一种SOI
晶片的制造方法,本发明的目的在于提供一种制造工艺,以便在不需
要高温热处理的条件下,提高物理性能和表面粗糙度的均匀性。
考虑了上述存在的问题而开发出来的,有关SOI晶片制造方法,
其特点在于设有如下的各个工艺。即:
工艺(100),是准备工艺,在该工艺中要备好具有设计厚度的硅晶
片(SW);
工艺(110),在该工艺中,要在硅晶片(SW)表面上利用ALE工
艺或ALCVD,ALD,ASCVD,ALVCD等的工艺形成绝缘层;
工艺(120),把形成有绝缘膜层的硅晶片(SW)和另一个硅晶片
(SW2)用多种方法进行粘接;
工艺(130),在该工艺中,将对粘接的硅晶片(SW,SW2)以多种
方法进行切削加工;
工艺(140),在该工艺中,将对切削加工的硅晶片粘接体(SW,SW2)
表面进行抛光。
本发明的有益效果是,利用上述工艺的SOI晶片制造方法,由于
利用氧化铝Al2O3、二氧化钛TiO2、氧化钽Ta2O3等来代替二氧化硅SiO2,
因而可以在低1/3的加工温度下进行加工,不但可以节俭向工艺投入的
费用,而且还能使物理特性的变化也很小。另外,本发明的SOI晶片
制造方法,同传统的二氧化硅相比,对漏电具有1000倍以上的绝缘性
能,因而具有提高电气性能和加工性能的优点。补充说明的一点是,
由于器件的破坏电压提高的很高,因而不但能增长寿命,还由于能以
原子层厚度为单位来进行厚度调整,又能去提高适应器件特性的设计
要求。
附图说明:
下面参照附图,就本发明SOI晶片制造方法的基本构成概念和方
法进行详细说明。
图1是按本发明提出的SOI晶片的制造方法制造的晶片,依次按制
造工艺示出的侧视图。
图2是按本发明提出的SOI晶片的制造方法制造出的晶片部分侧视
图。
图3是用来说明本发明提出的SOI晶片的制造方法的工艺流程图。
图4是示出传统的用来形成二氧化硅(SiO2)绝缘层的工艺一例。
图面主要部分的符号说明
SW、SW2:硅单晶片
AL:氧化铝绝缘层
具体实施方式:
图1是对按本发明提出的SOI晶片制造方法来制造的晶片,依次按
制造工艺示出的一个侧视图;图2是按本发明提出的SOI晶片的制造方
法制造出的晶片部分侧视图;图3是用来说明本发明提出的SOI晶片制
造方法的工艺流程图;图4是示出一例用传统的方法形成二氧化硅绝缘
层的工艺。本发明的SOI晶片制造方法,基本上不利用传统的绝缘膜成
分二氧化硅(SiO2),而是去利用一种在后道工艺中,适应性和加工性
都良好的氧化铝(Al2O3)系列,二氧化钛(TiO2)系列,氧化钽(Ta2O3)
系列,使其能去适应多种切削方法和粘接方法。
另外就本发明的构成来说,它能去适应Smart Cut方法之外,还
能去适应BE,SIMOX等的多种加工方法。
本发明将利用氧化铝(Al2O3)来代替传统的用CVD方法形成的氧
化绝缘膜二氧化硅(SiO2)。其氧化方式也跟传统的方法不同,特点就
是采用ALE等的晶体生长方式。
氧化铝(Al2O3)由于其延展性好,容易薄膜化;另外,化学反应
性强,容易形成氧化膜,因而耐腐蚀性能特别好。
另外,电气性能也良好,热传导率和电导率分别约为二氧化硅的
1/2和12/3。
本发明中提到的另外的绝缘膜材料有二氧化钛(TiO2)和氧化钽
(Ta2O3);它们的物理性能几乎同氧化铝相同或者更好。
同ALE方式一样,能被利用的方式有ALCVD方法。该方法是能以原
子层的厚度来调节薄膜化的一种工艺,被认为是利用原子层的化学吸
附和排斥来蒸敷薄膜的一种方法。
除此之外,还有ALD,ASCVD,ALVCD等方法。
尤其ALE最佳。该方法的优点在于能利用欲想蒸敷的原料,去依
次注入含有原料的化合物,并在欲想蒸敷的衬底上,诱导出表面饱和
反应,借以在大面积上形成极为精细的杂质膜层;另外,还能精密地
去控制膜层的厚度。
利用本发明的SOI晶片制造方法,来形成的Al2O3绝缘膜层,可在
比形成SiO2所需的1000℃要低的700℃温度下,形成并结晶;现已判
明,如此形成的绝缘膜层同二氧化硅(SiO2)结构相比,它在厚度处的
漏电流要低1000倍以上。
另外,因氧化铝(Al2O3)自身的耐蚀性,器件的破坏电压变得很
高,进而寿命变长;形成的膜厚能以原子层的水平加以调整,因而能
去提供一种易于调整器件特性的SOI晶片。
下面详细地去说明本发明的实例。在这里,它只是个实例而已;
本发明的目的和思想是可以用变相的方法和用复合工艺来构成;这些
构成,当然都将包括在本发明的技术范围之内。
[实例]
工艺(100):备好具有设计厚度的硅晶片(SW)。
工艺(110):在备好的硅晶片(SW)上,利用ALE工艺或ALCVD,
ALD,ASCVD等工艺,去形成氧化铝绝缘膜层(Al2O3)(AL)。
工艺(120):将把形成有氧化铝绝缘层(Al2O3)(AL)的硅晶片
SW和另一硅晶片SW2,以单面去粘接或用其他方法进行粘接。
工艺(130):将把粘接好的硅晶片(SW,SW2),用Smart Cut等
多种方法进行切削加工。(130)
工艺(140):将对切削加工好的硅晶片(SW,SW2)粘接体的表面
进行抛光,使其表面光滑。
工艺(150):将获一个能投放到后道光掩膜、蚀刻等工艺所需的
硅晶片(SW,SW2)成品。