[发明专利]一种设置在基底上的薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种设置在基底上的薄膜及其制备方法，本发明设置在基底上的薄膜包括基底层和薄膜层，薄膜层的厚度为10~30×103纳米，基底层材料和薄膜层材料的热膨胀系数不同；制备方法为先制备在同种材料基底上的薄膜层，薄膜层和同种材料基底之间有一层牺牲层，然后将薄膜层键合到目标基底上，再将牺牲层去除，最终得到目标基底上的薄膜层；本发明的薄膜为基底材料和薄膜材料的膨胀系数差别较大时，形成的膜厚均匀，缺陷密度低的薄膜层，薄膜的厚度达到纳米级；通过在不同材料上制备的薄膜，能实现各种材料生产工艺和生产线的兼容，可以将基底材料的半导体器件和薄膜器件进行集成，提高薄膜材料的可加工性能，进而生产出性能优良的新型器件。

主权项

一种设置在基底上的薄膜，其特征在于：包括基底层和薄膜层，薄膜层的厚度为10~30×103纳米；基底层材料和薄膜层材料的热膨胀系数不同；所述设置在基底上的薄膜按照以下步骤得到：（1）取两片相同的原始基底，分别为第一原始基底和第二原始基底，对第一原始基底采用离子注入法处理，将离子注入第一原始基底中，从而将第一原始基底从上到下分为薄膜层、分离层和余质层，注入离子分布在分离层内；在第二原始基底上沉积一层无机硅材料，得到原始基底层和牺牲层；所述的无机硅材料为二氧化硅、多晶硅或氮化硅中的一种；所述离子为氢离子或氦离子；（2）采用晶片键合法对步骤（1）处理后的第一原始基底和第二原始基底进行键合，得到一种具有五层结构的键合体，从下而上依次为原始基底层、牺牲层、薄膜层、分离层和余质层；（3）在温度50~500℃，压力0.1~30MPa，氧气或氮气氛围下对步骤（2）的键合体加热0.5~50小时，使得薄膜层和余质层分离，得到三层结构体，从上而下依次为原始基底层、牺牲层和薄膜层；对三层结构体进行退火，然后将薄膜层的表面进行抛光处理，待用；（4）取目标基底与步骤（3）经过抛光处理后的薄膜层相接触，用晶片键合法进行键合，得到一种四层结构的键合体，从下而上依次为目标基底层、薄膜层、牺牲层、原始基底层；对所得的键合体进行退火处理；退火温度为30~250℃，退火环境为0.1~30MPa的氧气或氮气氛围；（5）将步骤（4）处理后的键合体中的牺牲层用腐蚀溶液或干法腐蚀工艺去除，或者将步骤（4）处理后的键合体中的原始基底层用研磨法去除后再用腐蚀溶液或干法腐蚀工艺去除牺牲层，得到目标基底上的薄膜，对目标基底上的薄膜采用化学机械抛光法将薄膜抛光至目标厚度10~30×103纳米，得到设置在基底上的薄膜；所述的腐蚀溶液为氢氟酸、氢氧化钾溶液、HF+NH4F、HF+H2O2，其中氢氟酸和氢氧化钾溶液的质量浓度为10~100%、HF和NH4F的质量比为1:100~100:1，HF和H2O2的质量比为1:100~100:1。