本发明专利技术在一个实施例中提供了一种载具，该载具包括具有由前侧沟槽划分的隔离的正电极区域和隔离的负电极区域的顶部半导体层，该前侧沟槽贯穿顶部半导体层至少至位于顶部半导体层和底部半导体层之间的基底绝缘层。一介质层覆盖载具的顶部的暴露表面。贯穿底部半导体层至少至绝缘层的背侧沟槽形成与前侧正电极区域和负电极区域对应的隔离的背侧区域。位于底部半导体层上且耦接至正电极区域和负电极区域的背侧触点允许了前侧电极区域的充电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及用于光伏太阳能电池、半导体微电子集成电路、微电子机械系统(MEMS)、光电器件(如发光二极管、激光器、光检测器)、磁数据存储器件的薄衬底处理领域，更具体地，涉及用于固定、支撑、加工、传送、存储以及处理薄衬底或晶片的可移动的和可传送的单晶片和批量静电载具的装置、制造和应用方法及系统。
技术介绍
薄和超薄半导体衬底(如厚度处于零点几微米至100微米范围内的半导体晶片或箔)在包括但不限于高性能半导体微电子、片上系统(SOC)、绝缘体上硅(SOI)、MEMS、动力电子设备、柔性1C、光伏电池以及光电子的许多应用中非常有利。另外，晶体(单晶体和多晶体两者)娃(c_Si )晶片在生广娃基光伏太阳能电池中得到广泛使用，主要由于较高的效率及与完善的硅微电子工业基础和供应链的协同效应。主流c-Si晶片太阳能电池工业的趋势已在尺寸上将晶片厚度减小为200微米以下，以减少每瓦太阳能电池额定峰值功率使用的硅材料的量(以克为单位)，因而减少太阳能光伏功率模块的总制造成本。例如，领先的单晶硅圆片太阳能电池预计到2012年在尺寸上将晶片厚度从140微米至200微米的当前晶片厚度减小为大约120微米的晶片厚度。使用小于100微米(um)的c_Si箔(如处于几微米至50微米以下的厚度范围的箔)制作低成本高效率太阳能电池的技术也得到了发展。此外，薄半导体衬底或箔是制作用于构建集成光伏(BIPV)产品的部分透明的C-Si太阳能电池所必需的。然而，薄C-Si太阳能电池通常比其它单独的薄半导体或MEMS器件(芯片)大的多太阳能电池为200厘米以上至500厘米而半导体微电子和MEMS芯片为不足I厘米至几厘米。典型的娃太阳能电池大小为210mmx210mm、156mmxl56mm以及125mmxl25_的正方形(或近似正方形)。当厚度减小，尤其减小到比150微米小得多时，半导体晶片(如单晶硅晶片)相当脆弱并由于压力、微裂以及边缘损坏而容易破碎。此外，因为薄晶片的机械刚度减小，使其变得更加柔软，并表现得更像柔性的薄箔片。结果是，在被设计为处理和加工常规宽度(例如150微米至1000微米)的晶片的正常自动化半导体微电子或光伏工艺设备和晶圆厂中加工和处理这些薄晶片是相当困难且存在问题的(涉及机械成品率)。为了使用现有市场上可买到的用于薄晶片加工和处理的晶片处理设备和晶圆厂自动化解决方案，可移动夹头或载具已发展为在加工和处理期间适当地支撑和固定薄晶片和衬底。使用这些载具，薄晶片和载具的结合可以做成临时的或永久的。许多当前薄晶片结合技术太昂贵且太麻烦(例如，结合和分离步骤花费的时间长且使用的材料和/或进行的工艺昂贵)而不能用于低成本太阳能电池的大量生产。当前可移动静电载具(MESC)已发展为利用两个电极之间的静电力来固定薄晶片。通常，存在两种类型的MESCs :单极(单极)型和双极型。图IA (现有技术)和图IB (现有技术)分别为单极MESC和双极MESC的当前设计的截面示意图。单极MESCs由嵌入介质材料中的电极层组成，示出的为电极沿着MESC的整个横向平面延伸。在这种配置中，待夹紧的薄晶片形成电容器的第二电极，这表示该薄晶片表面不得不进行电接触，以充电/夹紧和放电/去夹紧。如图IA所示，单极MESClO包括位于薄介质层14下方的金属(或导电材料)基板12。金属(或导电材料)基板相对于安置在薄介质层的顶部的薄晶片16保持处于高电压，以产生将薄晶片夹紧至该薄介质层的静电力。换句话说，当施加高电压以激活所述夹紧动作且当MESC放电时，薄晶片用作两个电容器电极的一个，另一个是基板。单极MESCs常由与薄晶片相同的材料制成，以在热处理期间消除或使热膨胀系数(CTE)不匹配最小化。这种单极MESC的优点是其简易性，然而在薄晶片前表面涂覆介质层或厚的非导电增强层时，由于不存在进入薄晶片的导电路径，因而难以为了将薄晶片从 MESC上分开而使电容器放电(尤其，如果该薄晶片在硅太阳能电池中经过诸如PECVD氮化硅钝化/ARC层的沉积等介质沉积工艺)。当前双极MESCs由在介质材料中植入且横向绝缘的两个电极构成。与单极MESC相比，因为电容器在两个电极或多对电极之间形成，所以薄晶片不需要为了充电和放电而电接触。这种双极MESC通常由金属电极和聚合物介质层制成；因此，就薄晶片热处理和湿化学处理能力来说，存在局限性。如图IB所示，双极MESC20具有位于介质层24下面且在MESC本身中嵌入的极性相反的两个电极(负电极22和正电极28)。该双极MESC设计依赖在两个电极之间生成的电场，以适当地固定薄晶片26。当使用双极MESC时，在夹接和去夹接期间，薄晶片不需要电接触。当前双极可移动静电载具常由金属电极和聚合物介质层制成，因为MESCs的整体性能由于以下事项而受到限制(I)金属和聚合物的存在将薄晶片处理温度限制为典型地少于300°C，这表示当前MESCs不能可靠地用于远高于300°C的晶片处理；(2)薄晶片和处理设备会被MESC结构材料所污染，尤其当处于升高了的温度中进行处理时；(3)MESC结构材料(金属和聚合物)与薄半导体晶片之间的热(TCE)不匹配可以引起薄晶片的弯曲或甚至是破损(和/或微裂的形成);(4)MESC结构材料(金属和聚合物)可能与通常使用的干和湿化学蚀刻和沉积处理化学不相容；(5)可移动静电载具的总使用寿命会受到聚合物介质材料的介质质量所影响，尤其在潮湿环境中；以及(6)由于MESC电容器介质的充电，将薄晶片从MESC去夹紧可能会是困难的且花费很长的时间(尤其，在高温处理之后)。
技术实现思路
根据公开的主题，本专利技术提供用于制造用于薄晶片处理的双极可移动静电载具的创新结构和方法。本专利技术在一个实施例中提供了一种载具，该载具包括具有由前侧沟槽划分的隔离的正电极区域和负电极区域的顶部半导体层，该前侧沟槽贯穿顶部半导体层至少至置于顶部半导体层与底部半导体层之间的基底的绝缘层。一介质层覆盖载具的顶部暴露的表面。贯穿底部半导体层至少至绝缘层的后侧沟槽构成与前侧正电极区域和负电极区域对应的隔离的后侧区域。置于底部半导体层上且耦接至正电极区域和负电极区域的背侧触点允许了前侧电极区域的充电。从本文提供的说明来看，本专利技术所公开的主题以及其附加新颖特征将是明显的。该说明书摘要的意图不是所要求保护的主体的全面说明，而是提供所述主题的功能性的简短概述。依据对以下附图和详细说明的检查，本文提供的其它系统、方法、特征以及优点对本领域技术人员而言将变得明显。本说明书中所包括的所有额外系统、方法、特征以及优点都落入所附权利要求书的保护范围内。附图说明 为了更加完整的理解本专利技术的主题及其优点，请参考附图并结合以下说明，其中类似的附图标记指示类似的特征，并且其中图IA (现有技术)和图IB (现有技术)为单极MESC和双极MESC的当前设计的截面示意图；图2A和图2B分别为根据所公开主题的双极MESC设计的实施例的顶部示意图和底部不意图；图3A为图2A和图2B重叠在一起以示出前侧特征和后侧特征的对准的示意图；图3B、图3C以及图3D为图2A、图2B以及图3A的MESC的剖视图；图4为制造工艺流程以及图5A至图5F示出用于形成图2和图3的双极MESC的关键制造步骤之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·穆斯利赫，D·X·王，
申请(专利权)人：速力斯公司，
类型：发明
国别省市：
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