层转移工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种层转移工艺。用于转移有用层(40)的工艺包括下列步骤：a)提供施主衬底(10)，所述施主衬底包括中间层(30)、承载衬底(20)和有用层(40)，中间层(30)适于变软；b)提供受主衬底(50)；c)组装受主衬底(50)和施主衬底(10)；以及d)对受主衬底(50)和施主衬底(10)进行热处理，该热处理在高于第一温度的第二温度下进行，所述工艺的特征在于，中间层(30)不含易于放气的物质，而且，形成了附加层(60)，所述附加层(60)包括适于在步骤d)中扩散到中间层(30)中并在中间层中形成弱化区(31)的化学物质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将有用层转移至受主衬底的工艺。
技术介绍
现有技术已知且在法国专利FR2860249中描述的一种用于将有用层转移至受主衬底的工艺包括下列步骤：a)提供施主衬底1，该施主衬底包括位于承载衬底2与有用层4之间的中间层3，中间层3适于在第一温度下变软；b)提供受主衬底5；c)组装受主衬底5和施主衬底1；以及d)在步骤c)后对受主衬底5和施主衬底1进行热处理，该热处理在高于第一温度的第二温度下进行。中间层3可以是包括玻璃材料的层。中间层3通常包括选自下述材料中的至少一种材料：硅酸磷玻璃(PSG)和硼磷硅玻璃(BPSG)。中间层3以第一温度(一般被称为其玻璃化转变温度)为特征，中间层3在第一温度下变软并且能够弹性变形。步骤d)在高于玻璃化转变温度的第二温度下进行，在步骤d)中，在中间层3中形成了微气泡或微腔。在步骤d)中形成的微气泡和微腔源于中间层3中存在的化学物质。所述化学物质在步骤d)转变为气体。因为中间层3和有用层4被夹在承载衬底2与受主衬底5之间，所以转变为气体的化学物质被限制在中间层3中。因此，转变为气体的化学物质通过奥斯瓦尔德熟化(Oswaldripening)机制而聚积，使得中间层3变成多孔的，从而形成弱化区。于是在中间层3上施加力即足以将承载衬底2与在组装步骤c)中形成的结构分开，并从而将有用层4转移至受主衬底5。但是，该工艺并不令人满意。具体而言，在组装步骤c)之前，不能对施主衬底1进行包括(易于在中间层3中产生弱化区的)温度升高的加工步骤。这可能会产生有用层4在转移之前性能退化的后果。进行这样的热退火步骤尤其是为了通过软化中间层3来使得在有用层4中预先存在的应力得到松弛。作为示例，有用层4可以是GaN层。因此，本专利技术的一个目标是提供能够保留有用层4的完整性的工艺。
技术实现思路
本专利技术的目标在于解决上述问题，并且提供一种用于将有用层转移至受主衬底的工艺，该工艺包括下列步骤：a)提供施主衬底，所述施主衬底包括位于承载衬底与有用层之间的中间层，中间层适于在第一温度下变软；b)提供受主衬底；c)组装受主衬底和施主衬底，使得有用层和中间层被夹在承载衬底与受主衬底之间；以及d)在步骤c)之后对受主衬底和施主衬底进行热处理，该热处理在高于第一温度的第二温度下进行，所述工艺的特征在于，中间层不含易于放气的物质，所述工艺的特征还在于，形成了附加层，所述附加层包括适于在步骤d)中扩散到中间层中并在中间层中形成弱化区的化学物质。从而，中间层不含易于放气的物质，有用层不会在步骤a)中性能退化。另外，通过形成附加层，仍然能够形成弱化区。此外，本专利技术提供替换现有技术提出的方法的用于形成弱化层的方法。根据一个实施方案，在步骤d)之后，沿弱化区进行分离步骤e)，从而将有用层转移至受主衬底。根据一个实施方案，附加层被夹在中间层与承载衬底之间。根据一个实施方案，在步骤a)中，将附加层置于有用层的自由表面上。根据一个实施方案，附加层形成在受主衬底上。根据一个实施方案，有用层包括由凹槽分开的多个区域，所述凹槽延伸贯穿有用层的厚度。这使得在有用层被夹在中间层与附加层之间的情况下，包含在附加层中的化学物质能够更容易地向中间层扩散。根据一个实施方案，中间层包括玻璃。根据一个实施方案，所述玻璃包括选自下列材料中的至少一种材料：硅酸磷玻璃和硼磷硅玻璃。根据一个实施方案，包含在附加层中的化学物质包括选自下列元素中的至少一种元素：氢、氮、氦和氩。根据一个实施方案，附加层是含氢的二氧化硅。根据一个实施方案，承载衬底包括选自下列材料中的至少一种材料：硅、锗、碳化硅和蓝宝石。根据一个实施方案，有用层包括选自下列材料中的至少一种材料：GaN和InxGa1-xN。根据一个实施方案，受主衬底包括下列材料中的至少一种材料：硅、锗、碳化硅和蓝宝石。附图说明通过下面的本专利技术的一个具体的且非限制性的实施方案的描述，本专利技术将得到更好的理解，该描述是参考所附附图给出的，在附图中：-图1是根据本专利技术的一个实施方案的施主衬底的示意性截面图；-图2a、图2b和图2c是根据本专利技术的一个实施方案的施主衬底的示意图；-图3a、图3b、图3c和图3d是根据本专利技术的各个实施方案的示意性截面图；-图4是根据本专利技术的一个实施方案的组装步骤的示意视图；以及-图5是根据本专利技术的一个实施方案的热处理步骤d)的示意视图。具体实施方式对于各个实施的方法，出于简化描述的目的，对于相同的元素或提供相同功能的元素使用了相同的附图标记。步骤a)包括提供施主衬底10。如图1所示，施主衬底10从其背面到其正面可以包括承载衬底20、中间层30以及有用层40。承载衬底20可以包括选自下列材料中的至少一种材料：硅、锗、碳化硅以及蓝宝石。中间层30是适于在被加热至高于第一温度的温度时弹性变形的层。表述“弹性变形”应当被理解为是指，使得中间层30软化并易于蠕变的变形。于是中间层30可以是能够在第一温度(也称为其玻璃化转变温度)下进行玻璃化转变的玻璃。术语“玻璃”应当被理解为是指，在低于玻璃化转变温度的任何温度下保持为固态、而在高于玻璃化转变温度的任何温度下粘性逐渐减小的材料。中间层30可以包括选自下述材料中的至少一种材料：硅酸磷玻璃(PSG)和硼磷硅玻璃(BPSG)。第一温度可以包括在300℃与1000℃之间，并且一般是600℃。在施主衬底10的制造期间，中间层30可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术形成在承载衬底20上。例如，中间层30可以包括通过涉及到例如前驱体正硅酸乙酯(TEOS)的PECVD方法形成的硼磷硅玻璃。沉积温度可以是400℃。因此，中间层30的厚度可以包括在200nm与5μm之间，例如是1μm。另外，第一温度可以包括在300℃与1000℃之间优选地，中间层30不含在其形成后易于放气的物质。然而，在其形成期间，中间层30可以包含易于放气的物质。因此，在施主衬底10的制造期间，可以对中间层30进行包括温度上升的致密化热处理，以使得所述中间层30致密。所述中间层30的热处理在中间层包含易于放气的物质时尤其有益。对于硅酸磷玻璃或硼磷硅玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将有用层(40)转移至受主衬底(50)的工艺，所述工艺包括下列步骤：a)提供施主衬底(10)，所述施主衬底包括位于承载衬底(20)与有用层(40)之间的中间层(30)，中间层(30)适于在第一温度下变软；b)提供受主衬底(50)；c)组装受主衬底(50)和施主衬底(10)，使得有用层(40)和中间层(30)被夹在承载衬底(20)与受主衬底(50)之间；以及d)在步骤c)之后对受主衬底(50)和施主衬底(10)进行热处理，该热处理在高于第一温度的第二温度下进行，所述工艺的特征在于，中间层(30)不含易于放气的物质，所述工艺的特征还在于，形成了附加层(60)，所述附加层(60)包括适于在步骤d)中扩散到中间层(30)中并在中间层中形成弱化区(31)的化学物质。

【技术特征摘要】
2014.12.04 FR 14028001.一种用于将有用层(40)转移至受主衬底(50)的工艺，所述
工艺包括下列步骤：
a)提供施主衬底(10)，所述施主衬底包括位于承载衬底(20)
与有用层(40)之间的中间层(30)，中间层(30)适于在第一温度
下变软；
b)提供受主衬底(50)；
c)组装受主衬底(50)和施主衬底(10)，使得有用层(40)和
中间层(30)被夹在承载衬底(20)与受主衬底(50)之间；以及
d)在步骤c)之后对受主衬底(50)和施主衬底(10)进行热处
理，该热处理在高于第一温度的第二温度下进行，
所述工艺的特征在于，中间层(30)不含易于放气的物质，所述
工艺的特征还在于，形成了附加层(60)，所述附加层(60)包括适
于在步骤d)中扩散到中间层(30)中并在中间层中形成弱化区(31)
的化学物质。
2.根据权利要求1所述的用于将有用层(40)转移至受主衬底(50)
的工艺，其中，在步骤d)之后，沿弱化区(31)进行分离步骤e)，
从而将有用层(40)转移至受主衬底(50)。
3.根据权利要求1或2所述的用于将有用层(40)转移至受主衬
底(50)的工艺，其中，附加层(60)被夹在中间层(30)与承载衬
底(20)之间。
4.根据权利要求1或2所述的用于将有用层(40)转移至受主衬
底(50)的工艺，其中，在步骤a)中，将附加层(60)置于有用层(40)
的自由表面上。
5.根据权利要求1或2所述的用于将有用层(40)转移至受主衬
底(50)的工艺，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·雷诺，M·勒孔特，
申请(专利权)人：SOITEC公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR