使由半导体材料制成的晶片变薄的方法技术

本发明专利技术涉及一种从半导体材料的晶片（１），获得用于在其一个表面上支撑至少一电子部件和／或电路的由所述材料制成的自支撑薄膜的方法，所述晶片包括支撑有或设计用于支撑至少一电子部件和／或电路（３）的第一面（２），以及后面（４′），所述方法的特征在于其包括下列步骤：ａ）从其后面（４，４′）将原子核素注入所述晶片（１）的内部，以便获得一弱化区（５），该弱化区（５）确定出从所述前面（２）延伸到所述弱化区（５）的前面部分（６）和由晶片（１）的剩余部分形成的后面部分（７）的界线；ｂ）去除所述后面部分（７），前面部分（６）；需要时在所述前面部分（６）上重复步骤ａ）和ｂ），直到所述前面部分具有用于构成自支撑薄层的所需厚度为止。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种获得支撑或用于支撑至少一个电子部件和/或电路的半导体材料的自支撑(self-supported)薄层的方法。
技术介绍
在电子、光学、光电子或传感器的某些领域中，技术进步已经促使制造商制作越来越薄的具有电子部件和电路的层。在智能卡的特定领域中，需要卡变得越来越薄，从而柔软，因为那样它们将更耐变形。换句话说，在变形一定时，薄层越柔软，产生大尺寸的电路的可能性越大。在某些射频型应用中，将由绝缘层覆硅(SOI)型衬底构成的晶片的正面上带有的集成电路与天线耦合以便产生无接触检测。例子之一是能验证一个远离收发机站的人通过的汽车或地铁票。使用SOI型衬底的优点在于由位于其表面上的元件消耗的功率远小于由在硅层上制作的元件所消耗的功率。因此，对相等的功率来说，获得操作范围方面的增加。通过将由在绝缘层覆硅衬底上产生的部件提供的优点与使用尽可能薄的活性层结合，可以获得具有增强的灵敏度以及大大地提高对于外部应力的机械耐受力的产品——诸如票。目前，嵌入(即将芯片固定在充当支撑的塑料卡)前薄膜的厚度为一百微米的量级。用来获得这一厚度范围的技术在于，在衬底的后面，即与支撑电子部件的面相对的面上执行薄化操作。这种薄化通过使用研磨机(研磨)的机械磨损和/或通过使用酸的化学侵蚀(公知的一种技术为绕转蚀刻——spin-etching)执行。由此获得在80微米(μm)和120μm之间的范围内的厚度的薄层。这种技术允许大批量生产。已经进行过各种尝试来获得具有低于100μm的最终厚度的薄层。然而，制造商碰到了有关成品率的问题，因为获得了大量有缺陷的零件，特别是由于晶片的缺口(notch)和裂开(cleavage)而产生的有缺陷的零件。智能卡是电子设备方面的领域中成本必须尽可能低的一个领域，因为这一事实，百分之几或甚至百分之零点几的生产率损失也是不能容忍的。然而，因为智能卡的在可预见的未来的发展，期望生产具有接近30μm的厚度，并且可支撑电子部件和/或电路的自支撑薄层或薄晶片。现有技术公开了制造具有接近几十微米的厚度的自支撑层的已知方法。欧洲专利EP-A-0 849 788描述了一种制作半导体产品的方法，其中使单晶硅衬底的表面变为多孔的，然后具有所需厚度的活性层的非多孔硅层在该多孔层上外延生长。从而获得在两个非多孔硅层之间埋入的、多孔的、且由此弱化(weakened)的层。然后可以处理活性表面硅层以便在其上沉积另外的层，例如掺杂层，然后将粘合膜施加到该叠层上。最后，在剥掉粘合膜并在多孔层处破坏叠层，以及随后进行该多孔层的残余物的后续消除之后，就可以在能自支撑的活性硅层上产生电子部件。不幸的是，这种方法面临与在多孔层上形成的晶体硅层的质量和产生多孔硅层有关的问题。生产过程需要不常见的设备并引入金属污染的可能性。另外，这种方法必须在生产电子部件之前制作特殊的衬底，这意味着部件生产方法必须有较大的改变。这样，由于成本的原因，这通常是不期望的。基于对本领域的技术人员来说非常了解的商标名为“Smartcut”的已知的方法的用于获得薄层的技术也是公知的。用于获得薄层的所有这些技术包含将原子核素(atomic species)注入衬底或晶片的正面，即承载有或打算承载电子部件的面中。法国专利文献FR-A-2 747 506公开了一种在制作电子部件后，在衬底的正面注入生成气体微泡(gas microbubble)的离子。然而，通过构成电子部件的电子活性层的注入离子可能产生使得这些部件不可用的缺陷。FA-A-2 758 907要求保护通过屏蔽敏感活性区，然后产生弱化的不连续区来克服上述问题。然而，该方法仍然难以实现。最后，FR-A-2 748 851提出了电子部件功能失常的上述问题的另一解决方案。在此公开的方法包括在衬底的正面上制作电子部件之前，在相同面上执行离子注入，然后仅执行随后的薄层的分离。然而，这种方法要求在产生电子部件之前，生产特殊的衬底，这可能意味着必须显著地改变部件制作方法。由于成本原因，这通常是不期望的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述问题和携带具有电子部件和/或电路的自支撑层，即，低于30μm厚的层。为此，本专利技术涉及产生支撑或用于支撑在其一个面上的至少一个电子部件和/或电路的半导体材料的自支撑薄层的方法，从所述半导体材料的晶片来看，所述晶片具有被称为“正面”的支撑或用于支撑至少一个电子部件和/或电路的第一面，以及被称为“后面”的相对面。根据本专利技术，该方法包括由下述组成的步骤 a)从晶片的后面将原子核素(atomic species)注入其内部，以便获得弱化区，和由晶片的剩余部分形成的后面部分；b)将所述后面部分与所述前面部分分离，以便使所述晶片变薄；以及c)如果需要的话，在所述前面部分的后面上重复步骤a)和b)，直到所述前面部分具有用于构成自支撑薄层的所需厚度为止。本专利技术的特征使得其可以以通过现有技术难以获得的高成品率获得薄层，而不必象通常在现有技术的情况那样改变电子部件制作方法或生产特制的晶片。本专利技术的其他有利但非限制性的单独或结合的特征如下●在任何第一注入步骤a)之前，该方法包括通过在所述后面上执行的机械和/或化学薄化方法，使所述晶片变薄；●包括在任何第一注入步骤之前，在所述晶片的前面上产生至少一个电子部件和/或电路。●通过应用热处理和/或应用外部机械应力，来执行分离后面部分的步骤。●通过吹动喷射流体来执行分离后面部分的步骤。●通过擦洗来执行分离后面部分的步骤。●通过在所述晶片的后面施加刚性元件，然后对所述刚性元件应用热处理和/或外部机械应力来执行分离后面部分的步骤。●通过沉积来施加刚性元件。●刚性元件是氧化硅层。●刚性元件是刚性板。●刚性板由单晶或多晶硅形成，或由玻璃形成。●刚性元件是柔性薄膜。●刚性元件是粘合薄膜。●刚性元件是蜡层。●在分离后面部分的步骤之前，将刚性元件施加到晶片的前面上，以及在获得自支撑薄层后，去除所述刚性元件。●晶片是由硅形成的。●晶片是绝缘层覆硅晶片。●晶片由从锗、硅和锗的合金(Si-Ge)、碳化硅、砷化镓、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)或氮化铝(AlN)中选择的材料产生。附图说明本专利技术的其他特性和优点通过以非限定性的示例性例子的形式给出的本专利技术的下述三个优选实现的描述将变得显而易见。参考附图做出这一描述，其中图1至6是示例说明本专利技术的方法的第一实现的不同连续步骤的图；图7至12是示例说明本专利技术的方法的第二实现的不同连续步骤的图；图13至17是示例说明本专利技术的方法的第三实现的连续步骤的图；图18至21是示例说明该方法的变型的连续步骤的图。具体实施例方式应注意到，在所描述的本专利技术的方法的三种实现中，前两个步骤(对第一实现，分别在图1和2中示例说明，对第二实现，分别在图7和8中示例说明，以及对第三实现，分别在图13和14中示例说明)是相同的。因此，仅在对第一实现的描述中详细地描述它们。图1表示具有支撑或用于支撑至少一个电子部件和/或电路3的被称为“正面”的第一平面2，以及被称为“后面”的第二相对平面4的晶片1。术语“电子部件和/或电路”是指在电子、光学、光电子或传感器领域中，以及更广泛的是在与半导体有关的应用的领域中，为了产生部件、电路和装置而制备的任何全部或部分产生的结构或结构性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由半导体材料的晶片（１）产生支撑或用于支撑在其一个面上的至少一个电子部件和／或电路（３）的所述半导体材料的自支撑薄层（６）的方法，所述晶片（１）具有支撑或用于支撑至少一个电子部件和／或电路（３）的被称为“前面”的第一面（２），以及被称为“后面”的相对面（４），其特征在于，该方法包括下列步骤：ａ）从其后面（４，４′）将原子核素注入所述晶片（１）的内部，以便获得一弱化区（５），该弱化区（５）定义出从所述弱化区（５）的所述前面（２）延伸的前面部分（６）和由晶片（１）的剩 余部分形成的后面部分（７）；　ｂ）将所述后面部分（７）从所述前面部分（６）分离，以便使晶片（１）变薄；以及ｃ）如果必要，则在所述前面部分（６）的后面（４″）上重复步骤ａ）和ｂ），直到所述前面部分具有用于构成自支撑薄层（６）的 所需厚度为止。

【技术特征摘要】
FR 2001-8-14 01/108131.一种由半导体材料的晶片(1)产生支撑或用于支撑在其一个面上的至少一个电子部件和/或电路(3)的所述半导体材料的自支撑薄层(6)的方法，所述晶片(1)具有支撑或用于支撑至少一个电子部件和/或电路(3)的被称为“前面”的第一面(2)，以及被称为“后面”的相对面(4)，其特征在于，该方法包括下列步骤a)从其后面(4，4′)将原子核素注入所述晶片(1)的内部，以便获得一弱化区(5)，该弱化区(5)定义出从所述弱化区(5)的所述前面(2)延伸的前面部分(6)和由晶片(1)的剩余部分形成的后面部分(7)；b)将所述后面部分(7)从所述前面部分(6)分离，以便使晶片(1)变薄；以及c)如果必要，则在所述前面部分(6)的后面(4″)上重复步骤a)和b)，直到所述前面部分具有用于构成自支撑薄层(6)的所需厚度为止。2.如权利要求1所述的产生薄层的方法，其特征在于，在任何第一注入步骤a)之前，该方法还包括通过在后面(4)上执行的机械和/或化学薄化方法，使所述晶片(1)变薄。3.如权利要求1或2所述的产生薄层的方法，其特征在于，在任何第一注入步骤之前，该方法还包括在所述晶片(1)的前面(2)上产生至少一个电子部件和/或电路(3)。4.如权利要求1所述的产生薄层的方法，其特征在于，分离后面部分(7)的步骤，通过施加热处理和/或施加外部机械应力来执行。5.如权利要求1所述的产生薄层的方法，其特征在于，分离后面部分(7)的步骤通过吹送喷射流来执行。6.如权利要求1所述的产生薄层的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维耶雷萨克，卡洛斯马聚尔，布鲁诺吉瑟兰，
申请(专利权)人：硅绝缘技术公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]