用于制造堆叠结构的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造包括接收衬底和表面膜的堆叠结构的方法，包括以下步骤：a)提供各自具有正面和背面的载体衬底和初始衬底，b)穿过衬底中的任一个的正面注入轻离子，在载体衬底或在初始衬底中形成掩埋弱化平面，c)经由各自正面接合载体衬底和初始衬底，d)从背面机械和/或化学减薄初始衬底以形成施主衬底，施主衬底包括源自初始衬底并设置在载体衬底上的施主层，并且掩埋弱化平面存在于载体衬底中或施主层中，施主衬底具有在施主层侧上的正面和在载体衬底侧的背面，e)提供具有正面和背面的接收衬底，f)经由各自正面接合施主衬底和接收衬底，g)沿掩埋弱化平面分离从而形成包括接收衬底和包含全部或部分施主层的表面膜的堆叠结构。结构。结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造堆叠结构的方法


[0001]本专利技术的潜在应用是在微电子、微系统、光电子、光子学和RF滤波器领域中。本专利技术涉及一种用于制造包括设置在功能化衬底上的表面膜的堆叠结构的方法。

技术介绍

[0002]在微电子领域中，特别是在MEMS(微型机电系统)领域中，通常有用的是将厚膜(例如具有大于5微米的厚度)转移到先前已经经历结构化步骤的衬底上以集成各种功能。该功能化衬底可例如具有腔体和/或纳米或微电子器件。具体地，目标厚膜可以由半导体、绝缘或压电材料制成，或者根据目标应用表现出其它物理性质。
[0003]为了转移厚膜，已知做法是将施主衬底(将从施主衬底取出膜)接合到功能化衬底，然后从施主衬底的自由背面机械和/或化学减薄施主衬底。该方案的一个缺点源于以下事实：机械和化学处理是限制性的，并且易于劣化转移过程中膜和/或功能化衬底的质量。具体地讲，当功能化衬底包含腔体时，膜可表现出朝向腔体的裂纹或剥离区域，以及厚度的不均匀性；当功能化衬底包含微电子组件时，膜有时表现出与下层组件的图案和拓扑结构相关的厚度不均匀性，和/或所述组件可能经历劣化。
[0004]本身公知的方法特别适合于将特征为“薄”(即厚度通常小于1.5微米)的膜转移到接收衬底上，无论是功能化的或其它方式。然而，利用传统的离子注入设备，不能直接实现从几微米到几十微米的厚膜转移。
[0005]其它工艺基于通过对存在于施主衬底中的弱化界面施加机械应力或化学处理进行脱离。施主衬底然后可表征为“可脱离衬底”，因为其包括位于将来的膜和施主衬底的其余部分之间的所述弱化界面，所述弱化界面将是脱离即分离的部位。
[0006]这特别是文献FR2748851、FR2823599、FR2823596或WO2019110886中描述的工艺的情况。这些方案的一个限制可能主要源于以下事实：通过将刀片插入所附接的初始衬底与目标衬底之间，通过使它们经受显著的拉伸应力和/或通过将它们长时间浸没在化学溶液中而进行的脱离步骤易于不利地影响膜的质量。此外，由于难以精确局部化机械应力和/或对弱化界面的化学侵蚀，脱离有时可能发生在弱化界面之外的界面或层处。
[0007]基于通过激光在界面处分离(激光剥离)的其它工艺需要将透明衬底用于功能化衬底或施主衬底，这限制了应用领域。
[0008]本专利技术的主题
[0009]本专利技术涉及现有技术的另选解决方案，并且旨在完全或部分地克服上述缺点。本专利技术涉及一种用于制造包括设置在功能化衬底上的表面膜的堆叠结构的方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术涉及一种用于制造包括接收衬底和表面膜的堆叠结构的方法。所述方法包括以下步骤：
[0011]a)提供各自具有正面和背面的载体衬底和初始衬底，
[0012]b)通过穿过所述衬底中的任一个的正面注入轻离子，在所述载体衬底中或在所述初始衬底中形成掩埋弱化平面，
[0013]c)经由所述载体衬底和所述初始衬底各自的正面接合所述载体衬底和所述初始衬底，
[0014]d)对所述初始衬底经由其背面机械地和/或化学地减薄，以形成施主衬底，所述施主衬底包括源自所述初始衬底并设置在所述载体衬底上的施主层，并且所述掩埋弱化平面存在于所述载体衬底中或所述施主层中，所述施主衬底具有在所述施主层侧的正面和在所述载体衬底侧的背面，
[0015]e)提供具有正面和背面接收衬底，
[0016]f)经由所述施主衬底和所述接收衬底各自的正面接合所述施主衬底和所述接收衬底，
[0017]g)沿着所述掩埋弱化平面分离，从而形成包括所述接收衬底和所述表面膜的所述堆叠结构，所述表面膜包含所述施主层的全部或一部分。
[0018]根据本专利技术的其他有利和非限制性特征，单独或以任何技术上可行的组合：
[0019]·
在接合步骤f)之前在所述施主衬底的所述正面和/或在所述接收衬底的所述正面形成至少一个功能化层的步骤，所述堆叠结构则包括所述接收衬底、所述表面膜和夹在所述接收衬底和所述表面膜之间的所述功能化层；
[0020]·
所述功能化层包括多个微米或纳米结构区域和/或多个腔体和/或多个微米或纳米电子部件；
[0021]·
所述部件选自晶体管、MEMS、传感器、谐振器、成像器、致动器、射频滤波器、二极管和激光器；
[0022]·
所述腔体具有在1微米至几百微米之间的横向尺寸、以及0.1微米至几十微米的量级的深度；
[0023]·
所述掩埋弱化平面在所述载体衬底中形成；
[0024]·
在步骤g)完成时转移的所述表面膜包括源自所述载体衬底的转移薄层；
[0025]·
通过化学蚀刻除去所述转移薄层；
[0026]·
所述掩埋弱化平面在所述初始衬底中形成；
[0027]·
并且在分离步骤g)之后执行化学机械抛光、化学蚀刻和/或清洁的步骤，以至少部分地恢复所述表面膜的表面质量；
[0028]·
所述表面膜由选自硅、锗、碳化硅、III
‑
V化合物的至少一种半导体材料形成，和/或由选自蓝宝石、金刚石的至少一种绝缘材料形成，和/或由选自钽酸锂、铌酸锂的至少一种压电材料形成；
[0029]·
所述接收衬底由至少一种半导体和/或绝缘和/或金属、单晶、多晶或非晶材料形成；
[0030]·
所述接收衬底具有几十微米至1000微米之间的厚度。
附图说明
[0031]从以下参照附图给出的本专利技术的详细描述中，本专利技术的其他特征和优点将变得明显，在附图中：
[0032]‑
图1a、图1b和图1c示出了使用根据本专利技术的制造方法获得的堆叠结构的示例；
[0033]‑
图2a至图2g示出了根据本专利技术第一实施方式的用于制造堆叠结构的方法的步骤；
[0034]‑
图3a至图3g示出了根据本专利技术第二实施方式的用于制造堆叠结构的方法的步骤；
[0035]‑
图4a和图4b示出了根据本专利技术的制造方法的第一实施方式的变型例；
[0036]‑
图5a和图5b示出了根据本专利技术的制造方法的第二实施方式的变型例。
具体实施方式
[0037]在说明书中，附图中相同的附图标记可以用于相同类型的元件。附图是示意性表示，为了便于阅读，没有按比例绘制。特别地，沿z轴的层的厚度相对于沿x轴和y轴的横向尺寸不成比例；并且在图中没有考虑层相对于彼此的相对厚度。
[0038]由根据本专利技术的制造方法制造的堆叠结构100包括接收衬底70和表面膜60'、60"，如图1a到图1c中所示出。
[0039]接收衬底70具有正面70a和背面70b(图2e和图3e)并且有利地呈晶片(wafer)形式，其直径大于100mm，例如150mm、200mm、300mm或甚至450mm。其厚度通常在几十微米至1000微米之间，例如在100微米至800微米之间。其可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造包括接收衬底(70)和表面膜(60'、60")的堆叠结构(100)的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供各自具有正面(30a、40a)和背面(30b、40b)的载体衬底(30)和初始衬底(40)，b)通过穿过所述衬底中的任一个的正面(30a、40a)注入轻离子，在所述载体衬底(30)中或在所述初始衬底(40)中形成掩埋弱化平面(32、42)，c)经由所述载体衬底(30)和所述初始衬底(40)各自的正面(30a、40a)接合所述载体衬底(30)和所述初始衬底(40)，d)对所述初始衬底(40)经由其背面(40b)机械地和/或化学地减薄，以形成施主衬底(60)，所述施主衬底(60)包括源自所述初始衬底(40)并设置在所述载体衬底(30)上的施主层(45)，并且所述掩埋弱化平面(32、42)存在于所述载体衬底(30)中或所述施主层(45)中，所述施主衬底(60)具有在所述施主层(45)侧的正面(60a)和在所述载体衬底(30)侧的背面(30b)，e)提供具有正面(70a)和背面(70b)的接收衬底(70)，f)经由所述施主衬底(60)和所述接收衬底(70)各自的正面(60a、70a)接合所述施主衬底(60)和所述接收衬底(70)，g)沿着所述掩埋弱化平面(32、42)分离，从而形成包括所述接收衬底(70)和所述表面膜(60'、60")的所述堆叠结构(100)，所述表面膜包含所述施主层(45)的全部或一部分。2.根据前一权利要求所述的制造方法，所述方法包括：在接合步骤f)之前在所述施主衬底(60)的所述正面(60a)和/或在所述接收衬底(70)的所述正面(70a)形成至少一个功能化层(75、75')的步骤，所述堆叠结构(100)包括所述接收衬底(70)、所述表面膜(60'、60")和夹在所述接收衬底(70)和所述表面膜(60'、60")之间的所述功能化层(75、75')。3.根据前一权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：