申请/专利权人：厦门大学

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117790289A

主分类号：H01L21/18

分类号：H01L21/18;H01L21/683

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：一种提高SiInGaAs键合界面热稳定性的键合方法。采用MOCVD在Si衬底上外延单晶In1‑xGaxAs缓冲层，通过低温键合获得Si基InGaAs薄膜，最后通过高温退火修复薄膜晶体质量及键合界面，实现具有高质量及超高热稳定性的Si基InGaAs薄膜制备。通过在Si衬底上外延生长In1‑xGaxAs作为键合中间层，将键合界面由InGaAs、Si异质界面转变为InGaAs、In1‑xGaxAs界面，缓解异质键合界面在高温下由于异质材料之间的热失配产生的巨大应力，因此键合界面的稳定性得到提升。制备的Si基InGaAs薄膜在高温下的稳定性较高，外延缓冲层有效的缓解异质材料之间热失配产生的应力。

主权项：1.一种提高SiInGaAs键合界面热稳定性的键合方法，其特征在于包括以下步骤：1InP衬底用丙酮、乙醇和去离子水依次超声清洗，以去除表面有机污染；2将步骤1清洗后的InP衬底用稀释的HF溶液中浸泡并冲洗以去除表面氧化层；3将步骤2清洗后的InP衬底采用MOCVD生长InGaAs材料；4将步骤3外延生长后的InGaAs材料用丙酮、乙醇和去离子水依次超声清洗，以去除表面有机污染；5将步骤4超声清洗后的InGaAs材料用稀释的HF溶液中浸泡并冲洗以去除表面氧化层；6将4°Si片先用H2SO4和H2O2的混合溶液煮沸并冲洗，再用稀释的HF溶液中浸泡并冲洗；7将步骤6冲洗后的4°Si片先用NH4OH、H2O2和H2O的混合溶液煮沸并冲洗，再用稀释的HF溶液中浸泡并冲洗；8将步骤7冲洗后的4°Si片先用HCl、H2O2和H2O的混合溶液煮沸并冲洗，再用稀释的HF溶液中浸泡并冲洗；9将步骤8清洗后的4°Si片采用MOCVD生长In1-xGaxAs中间层，用于键合应力释放缓冲层；10将步骤9生长后的SiIn1-xGaxAs材料利用手动化学机械抛光至表面粗糙度低于0.5nm；11将步骤10抛光后的SiIn1-xGaxAs材料用丙酮、乙醇和去离子水依次超声以去除表面有机物污染；12将步骤11冲洗后的SiIn1-xGaxAs材料和步骤5冲洗后的InGaAs材料采用Ar+活化表面后在室温下进行贴合；13将步骤12贴合后的SiIn1-xGaxAsInGaAsInP片采用管式炉进行低温热退火以增加键合强度；14将步骤13退火后的SiIn1-xGaxAsInGaAsInP片置于HCl︰H2O混合溶液中去除InP衬底，获得SiIn1-xGaxAsInGaAs材料，即Si基InGaAs薄膜；15将步骤14剥离的Si基InGaAs薄膜采用管式炉进行500℃@1h退火以提高键合界面的成键密度；16将步骤15修复后的Si基InGaAs薄膜采用管式炉进行650℃的高温退火以验证键合界面的热稳定性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 厦门大学 一种提高Si/InGaAs键合界面热稳定性的键合方法

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