图 1.22 基于多晶硅的介质隔离技术
硅-硅直接键合的介质隔离技术克服了基于多晶硅的介质隔离技术的缺点，得到了迅速的发展和应用。硅-硅直接键合介质隔离技术主要工艺为：（1）一个硅片进行热氧化，与另外一个衬底硅片进行键合，形成SOI结构；（2）键合SOI结构的硅片减薄到要求的厚度，腐蚀出要求的V型槽；（3）氧化硅片的表面，在氧化层上淀积一层多晶硅把V型槽填平；（4）减薄和抛光，在V型槽隔离的硅岛上制造半导体器件，如图1.23所示[38]。
图1.23 键合V型槽介质隔离技术
图 1.24 多晶硅键合介质隔离技术
但是，与图1.22相比较，这种介质隔离技术的硅片表面的隔离墙比较宽，硅片的利用率低。为了解决这个问题，把键合和传统的基于厚多晶硅的介质隔离技术结合起来形成了多晶硅键合技术，如图1.24所示[39]。其技术特点是利用了薄的多晶硅与硅片键合，减小了隔离墙的宽度，又大大减小了多晶硅淀积的高温时间。由于多晶硅层比较薄，所以减小了热消耗、应力和热阻，所制造的器件性能稳定。对于600V的高压IC，经过12小时高速老化实验（150℃，反向偏压为375V）发现，键合介质隔离材料制造的器件没有一个失效，传统介质隔离器件的失效率为0.02%。
图1.25 深槽介质隔离技术
深槽键合隔离技术也是一种重要的基于键合技术的介质隔离技术，如图1.25所示[40]。深槽键合隔离技术主要工艺是：（1）键合形成SOI结构；（2）刻蚀出所需要的深槽；（3）氧化使槽壁形成绝缘氧化层，并用多晶硅填充刻蚀的深槽；（4）去掉硅片表面的多晶硅和氧化层，并生长一层氧化层。根据现在的深槽技术，SOI上面的硅层厚度限制在~40μm。由于采用了很窄的深槽氧化技术，隔离宽度W更小，所以深槽键合隔离技术可以实现更高的器件封装密度。这项技术与体硅工艺兼容，已经实现了模拟CMOS IC的商业化生产，被认为是最有前途的介质隔离方法。表1.2给出了以上三种主流介质隔离技术的比较。
表1.2 基于键合技术的三种主流介质隔离技术的比较
| 技术 V型槽 多晶硅键合 深槽 |
| 隔离宽度 ~57µm（400V） ~5µm ~3µm SOI厚度 可达硅片厚度 可达硅片厚度 <40µm 加工可靠性 好 好 非常好 |
