发明名称 单晶半导体材料之自立型基板之制造方法
摘要 本发明系关于一种制造单晶半导体材料之自立型基板的制造方法。本发明之特征为以下步骤包含:-传递一薄核化层(5、5’)于一支撑物(7)上,藉由于该两者间产生一可移除接合介面(9)而达成;-藉由于该薄核化层上(5、5’)的磊晶而生长一意图包含该基板的材料之微晶层(10),直到其得到足够自立之一厚度同时保有该接合介面(9)的该可移除特征为止;将该厚层材料(10)与该支撑材料(7)的该热扩散系数选择为彼此不同,以致使当将该组件冷却时,由该支撑材料(7)与该厚层(10)之不同热扩散所引起的该应力,导致该核化层(5、5’)与该单晶厚层(10)自位于该可移除接合介面层(9)之水平(level)的该支撑物(7)处移除。
申请公布号 TWI259221 申请公布日期 2006.08.01
申请号 TW092101401 申请日期 2003.01.22
申请人 斯欧埃技术公司 发明人 葛布诺;吕费柏;马卡罗
分类号 C30B25/02;H01L21/205 主分类号 C30B25/02
代理机构 代理人 黄庆源 台北市大安区敦化南路1段245号8楼
主权项 1.一种制造单晶半导体材料之自立型基板(10)的方 法,其特征在于包含以下步骤: 传递一薄核化层(5、5')于一支撑物(7)上,藉由于该 两者间产生一可移除接合介面(9)而达成; 藉由于该薄核化层上(5、5')的磊晶而生长一意图 包含该基板的材料之微晶层(10),直到其得到足够 自立之一厚度同时保有该接合介面(9)的该可移除 特征为止; 将该厚层材料(10)与该支撑材料(7)的该热扩散系数 选择为彼此不同,以一差値决定为该磊晶生长温度 以及外部机械应力之一可能施加的一函数,以致使 当将该组件冷却时,自该磊晶生长温度开始,由该 支撑材料(7)与该厚层(10)之不同热扩散所引起的该 应力,假如必要的话,合并以该外部机械应力之施 加,其系会导致该核化层(5、5')与该单晶厚层(10)自 位于该可移除接合介面(9)之水平的该支撑物(7)处 移除。 2.如申请专利范围第1项的方法,其中藉由磊晶之厚 层(10)的沈积,其系至少部份地藉着氢化物蒸汽相 磊晶(HVPE)来实施。 3.如申请专利范围第1项或第2项的方法,其中将该 薄核化层(5、5')藉由分子黏结的直接接合而施加 到该支撑物(7)上,该可移除接合介面(9)系包含在该 薄核化层(5、5')与该支撑物(7)之间的接触表面。 4.如申请专利范围第1项或第2项的方法,其中在传 递薄核化层(5、5')于该支撑物(7)之前,将一第一中 间接合层(8、8')施加于该薄核化层(5、5')及该支撑 物(7)之两者的至少其中一者上,该可移除接合介面 (9)包含一方面该第一中间接合层(8、8')与另一方 面第二中间接合层(8'、8)或该薄核化层(5,5'),或该 支称层(7)之间的接触表面。 5.如申请专利范围第4项的方法,其中至少其中之一 中间接合层(8、8')系为二氧化矽(SiO2)层。 6.如申请专利范围第4项或第5项的方法,其中至少 一中间接合层(8、8')系为氮化矽(Si3N4)层。 7.如申请专利范围第1或2项的方法,其中接合介面(9 )为可移除,其系藉由使于该接合介面(9)处接触之 两面(2,80;80',70)之至少其中一面的粗糙度增加的处 理而达成。 8.如申请专利范围第7项的方法,其中增加表面粗糙 度之处理系藉由化学侵蚀或者蚀刻来实施。 9.如申请专利范围第1或2项的方法,其中接合介面(9 )为可移除,其乃藉由使于该接合介面(9)处接触之 两面(2,80;80',70)之至少其中一面之水媒减少的处理 而达成。 10.如申请专利范围第1或2项的方法,其中接合介面( 9)为可移除,其乃藉由使用热预算的热处理来降低 于接合介面(9)处接触之两表面(2,80;80',70)之间的接 合能量而达成。 11.如申请专利范围第1或2项的方法,其中包含,在该 厚层(10)之该磊晶生长之前,藉由磊晶而将一细(fine )核化层(12)生长于该核化薄层(5,5')上。 12.如申请专利范围第11项的方法,其中该细核化层( 12)系藉由金属有机化学蒸汽沈积(MOCVD)磊晶或者藉 由分子束磊晶(MBE)来产生。 13.如申请专利范围第1或2项的方法,其中从施以喷 射流体、刀片或裁切器(guillotine)之使用,而选择在 移除时所施加的外部机械应力。 14.如申请专利范围第1或2项的方法,其中包含将与 意图形成自立型基板之厚层(10)维持整体性之核化 层(5,5')加以移除的步骤。 15.如申请专利范围第1或2项的方法,其中在传递该 薄核化层(5,5')到该支撑物(7)上之前,将该核化层(5, 5')藉由植入(3)原子种类于源极基板(1)内部、邻近 一定义深度处而形成,此方式系用在该深度上界定 ,自该源极基板(1)剩下部份分离该核化层(5,5')之脆 层(4)。 16.如申请专利范围第1或2项的方法,其中该支撑物( 7)系为一单晶或多晶,其系从碳化矽、矽、蓝宝石 、氮化镓或者氮化铝选出。 17.如申请专利范围第1或2项的方法,其中包含该自 立型基板(10)的单晶材料系为一宽带间隔材料。 18.如申请专利范围第17项的方法,其中该宽带间隔 材料系为氮化镓(GaN)。 19.如申请专利范围第17项的方法,其中该宽带间隔 材料系为氮化铝(AlN)。 20.如申请专利范围第1或2项的方法,其中该薄核化 层(5,5')系使用从氮化镓、矽、碳化矽、蓝宝石、 钻石或者氮化铝选出的单晶材料来实施。 21.如申请专利范围第1或2项的方法,其中该厚层(10) 系以钻石来实施,而且该核化层(5,5')以钻石、矽或 碳化矽来实施。 图式简单说明: -图1至图6系为显示根据本发明与它们的变化而来 说明本发明不同系列之连续阶段的表示。
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