使用应力源层部分的剥脱方法技术

本发明专利技术涉及使用应力源层部分的剥脱方法。提供了一种使用位于基础衬底的最上表面上的一部分但不是全部上的至少一个应力源层部分剥脱基础衬底的局部区域的方法。该方法包括提供具有均匀厚度和跨过整个基础衬底的平面最上表面的基础衬底。在基础衬底的最上表面的至少一部分但不是全部上形成具有形状的至少一个应力源层部分。执行剥脱，其从基础衬底去除材料层部分，并提供剩余的基础衬底部分。材料层部分具有至少一个应力源层部分的形状，而剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口，该开口与至少一个应力源层的形状相关。

【技术实现步骤摘要】
使用应力源层部分的剥脱方法
本公开涉及半导体制造，更具体地，涉及剥脱方法，即，使用在基础衬底顶上形成的至少一个应力源（stressor）层部分从基础衬底去除材料层部分。
技术介绍
可被做成薄膜形式的器件相比其体（bulk）的对应物具有3个明显的优势。首先，由于使用较少的材料，薄膜器件改善了与器件制造相关的材料成本。第二，低器件重量是绝对的优势，其激发了用于大范围薄膜应用的工业级努力。第三，如果尺寸足够小，薄膜形式的器件可展示机械挠性。而且，如果从可被重复利用的衬底去除器件层，可实现额外的制造成本减少。正在进行这样的努力：（i）用体材料（即半导体）产生薄膜衬底，以及（ii）通过从底部体衬底去除器件层而形成薄膜器件层，在衬底上形成器件层。这样的应用所要求的受控表面层去除已使用已知为剥脱的处理被成功证实；参见Bedell等人的美国专利申请公开号2010/0311250。剥脱包括在衬底上沉积应力源层、将可选的处理（handle）衬底放置应力源层上以及在衬底/应力源层界面之下诱导开裂及其传播。在室温执行的这个处理从基础衬底的整个表面去除薄层。对于薄，是指层厚度典型地小于100微米，更典型地是层厚度小于50微米。
技术实现思路
本公开提供了一种剥脱方法，即，使用位于基础衬底的最上表面的部分，而不是全部上的至少一个应力源层部分去除基础衬底的局部区域。本公开的方法可被用来生成构图的薄膜，即材料层部分，具有来自基础衬底的选定区域的任意形状，同时剩余的基础衬底现在在其中含有至少一个开口，其形状模拟已从其去除的至少一个材料层部分的任意形状。在本公开的一个方面，提供了一种提供构图的薄膜的方法。本公开的方法包括提供具有均匀厚度以及跨过整个基础衬底的平面最上表面的基础衬底。随后在基础衬底的最上表面的至少一部分而不是全部上形成具有形状的至少一个应力源层部分。随后执行剥脱，其从基础衬底去除材料层部分并提供剩余的基础衬底部分。材料层部分具有至少一个应力源层部分的形状，而剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口。在剩余基础衬底内的开口与至少一个应力源层部分的形状相关。在一个实施例中提供了一种方法，其包括提供具有均匀厚度和跨过整个基础衬底的平面最上表面的基础衬底。随后形成具有暴露了基础衬底的最上表面的一部分的至少一个开口的构图的掩模。接下来，在基础衬底的暴露部分上形成具有形状的至少一个应力源层部分。随后执行剥脱，其中材料层部分从基础衬底剥脱，其中材料层部分具有至少一个应力源层部分的形状，且其中剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口，其与至少一个应力源层的形状相关。在另一个实施例中，提供了一种方法，其包括提供具有均匀厚度和跨过整个基础衬底的平面最上表面的基础衬底。随后在基础衬底的最上表面的一部分上形成应力源层部分，而最上表面的其他部分是裸露的。随后执行剥脱，其中材料层部分从基础衬底剥脱，其中材料层部分具有至少一个应力源层部分的形状，且其中剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口，其与至少一个应力源层的形状相关。附图说明图1是示出可被用在本公开的一个实施例中的基础衬底的图示表示（通过横截面图）。图2是示出在基础衬底的最上表面的顶上形成构图的掩模后图1的结构的图示表示（通过横截面图）。图3是示出在基础衬底的最上表面的暴露部分上形成可选的含金属的粘合层部分后图2的结构的图示表示（通过横截面图）。图4是示出在每个可选的含金属的粘合层部分的暴露的最上表面上形成应力源层部分后图3的结构的图示表示（通过横截面图）。图5是示出在应力源层部分上形成可选的处理衬底后图4的结构的图示表示（通过横截面图）。图6是示出剥脱后图5的结构的图示表示（通过横截面图）。图7是示出在基础衬底的最上表面上形成可选的含金属的粘合层的均厚层后图1的结构的图示表示（通过横截面图）。图8是示出在可选的含金属的粘合层的最上表面上形成应力源层的均厚层后图7的结构的图示表示（通过横截面图）。图9是示出在至少将应力源层构图为应力源层部分后图8的结构的图示表示（通过横截面图）。图10是示出在应力源层部分上形成可选的处理衬底后图9的结构的图示表示（通过横截面图）。图11是示出在剥脱后图10的结构的图示表示（通过横截面图）。具体实施方式现在将参考以下讨论和本申请的附图详细描述公开了一种使用构图的应力源层部分从基础衬底剥脱材料层区域的方法的本公开。注意提供本申请的附图仅是为了描述的目的，因此附图不是按比例绘制的。在附图和以下描述中，类似的元件由类似的参考标号表示。为了此后的描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”及其衍生物应当与部件、层和/或元件有关，如在本申请的附图中所定向的。在以下描述中，阐述了大量的特定细节，诸如特定结构、部件、材料、尺寸、处理步骤和工艺，以便提供对本公开的完整理解。但是本领域普通技术人员将理解本公开可用不具有这些特定细节的可行的替代处理选项来实践。在其他例子中，没有详细描述已知结构或处理步骤以便避免使本公开的各种实施例变得模糊。如上所述，本公开提供了一种使用位于基础衬底的最上表面的一部分但不是全部上的至少一个应力源层部分剥脱基础衬底的局部区域的方法。剥脱是材料去除过程，其中具有精心调节的特性（即，应力水平和应力源层厚度）的应力源层在基础衬底顶上形成，由此可在基础衬底中生成断裂表面，其中发生开裂产生和传播。与现有技术的剥脱处理不同，该剥脱技术典型地从基础衬底的整个表面去除材料层，本公开提供了一种局部剥脱处理，其中局部区域，即基础衬底的材料层部分，被去除。一旦去除基础衬底的局部部分，基础衬底的剩余部分被构图，这样在其中形成开口。特别地，本公开提供了一种方法，其包括提供具有均匀厚度的基础衬底和跨过整个基础衬底的平面最上表面。随后在基础衬底的最上表面的至少一部分但不是全部上形成具有形状的至少一个应力源层部分。执行剥脱，其从基础衬底去除材料层部分，并提供剩余基础衬底部分。材料层部分具有至少一个应力源层部分的形状，而剩余衬底部分在其中具有至少一个开口，其与至少一个应力源层部分的形状相关。本公开的方法可被用于大量应用，包括例如可伸展的电子设备，诸如可折叠且可佩戴的电子和光伏装置、用于健康监控和医学领域应用的可伸展设备、用于人机交互的电子皮肤，以及用于灵活且更简单的成像系统的弯曲表面上的焦平面阵列。之前的用于可伸展设备的单晶半导体带使用包括蚀刻的工艺从绝缘体上半导体（SOI）晶片生成。但是，这样的现有方法的材料和处理成本较高，且由此不适于低成本的电子应用。使用现有技术处理形成的薄膜的厚度也受到限制，并阻止了现有技术被用于特定的应用，诸如例如光伏单元制造。本公开的方法也可降低典型地使用用于构图基础衬底的现有技术方法是观察的削片（chipping）。而且，本公开的方法可在特定应用中选择性地去除基础衬底的部分，诸如制造微机电系统（MEMs）或生成测试样本（诸如在基础衬底的选定区域中的透射电子显微镜（TEM））。首先参考图1，示出了具有最上表面12的基础衬底10，其可被用在本公开的一个实施例中。如图所示，基础衬底10具有跨过基础衬底的整个长度的均匀的厚度，且基础衬底的最上表面12跨过基础衬底的整个长度是平面的。以其他方式表示，在本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供半导体结构的方法，包括：?提供具有均匀厚度和跨过整个基础衬底的平面最上表面的基础衬底；?在所述基础衬底的所述最上表面的至少一部分但不是全部上形成具有形状的至少一个应力源层部分；?从所述基础衬底剥脱材料层部分，其中所述材料层部分具有所述至少一个应力源层部分的所述形状，且其中剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口，所述至少一个开口与所述至少一个应力源层的所述形状相关。

【技术特征摘要】
2012.05.25 US 13/481,0621.一种提供半导体结构的方法，包括：提供具有均匀厚度和平面最上表面的基础衬底，所述平面最上表面跨过整个所述基础衬底；在所述基础衬底的所述最上表面的至少一部分但不是全部上形成具有形状的至少一个应力源层部分；从所述基础衬底剥脱材料层部分，其中所述材料层部分具有所述至少一个应力源层部分的所述形状，且其中剩余的基础衬底部分具有位于其中的至少一个开口，所述至少一个开口与所述至少一个应力源层的所述形状相关，其中所述基础衬底具有比所述至少一个应力源层部分的断裂韧度更低的断裂韧度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础衬底包括半导体材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础衬底包括玻璃或陶瓷。4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述应力源层部分包括：在所述基础衬底的所述最上表面上形成掩模材料的均厚层；在所述掩模材料的所述均厚层中形成开口，其暴露所述基础衬底的所述最上表面的至少一部分；选择具有比所述基础衬底更高的断裂韧度的应力源材料；以及在所述基础衬底的暴露的最上表面上形成所述应力源材料。5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述应力源层部分包括：在所述基础衬底的整个所述最上表面顶上提供应力源材料的均厚层；以及通过光刻和蚀刻构图所述应力源材料的均厚层。6.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述至少一个应力源层部分之下形成含金属的粘合层部分以及镀敷种子层部分中的至少一个。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述应力源层部分包括金属、聚合物或其任意组合。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述应力源层部分至少包括所述聚合物，且所述聚合物是剥脱诱导带层。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述剥脱是在室温或低于室温的温度下执行。10.根据权利要求1所述的方法，还包括在剥脱前在所述应力源层部分顶上形成处理衬底。11.一种提供半导体结构的方法，包括：提供具有均匀厚度和平面最上表面的基础衬底，所述平面最上表面跨过整个所述基础衬底；形成具有至少一个开口的构图的掩模，所述开口暴露所述基础衬底的所述最上表面的一部分；在所述基础衬底的暴露部分上形成具有形状的至少一个应力源层部分；以及从所述基础衬底剥脱材料层部分，其中所述材料层部分具有所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·W·比德尔，K·E·福格尔，P·A·劳罗，李宁，D·K·萨达那，I·阿尔霍默迪，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，阿卜杜勒阿齐兹国王科技城，
类型：发明
国别省市：