硅锗界面热应力的控制及晶圆级GeOI的制备

• 作者: 伊艾伦 周民 张润春 林家杰 欧欣 游天桂 鄢有泉 黄凯
• 来源期刊: 半导体技术
• 学科: 工学
• 关键词: 绝缘体上锗(GeOI) 异质集成 智能剥离 晶圆键合 热应力
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 半导体材料
• 页码范围: 689-696
• 页数: 8页
• 分类号: TN304.11|TN304.055
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2018.09.009

摘要

智能剥离技术是制备绝缘体上锗(GeOI)衬底的常用方法.然而,由于锗与硅之间的热膨胀系数相差较大,硅锗键合界面较大的热应力可能导致键合对裂片或者解键合.通过对硅锗异质键合对的热应力问题进行理论分析,建立了硅锗双平板热应力模型.提出4种抑制热应力的实验方案,并得出优化退火条件是解决热应力问题最有效的办法.采用智能剥离技术在优化退火条件下成功制备了4英寸(1英寸=2.54 cm)晶圆级GeOI衬底,转移的锗薄膜厚度偏差小于2％,均方根表面粗糙度低至0.42 nm,喇曼光谱显示转移的锗薄膜内残余应力较小,制备的GeOI衬底可以为后续高迁移率器件制备或硅基Ⅲ-Ⅴ族异质集成提供材料平台.