发明名称 半导体材料薄膜或薄层及该薄膜或薄层之制造方法
摘要 本发明之内容系一薄层内缺陷密度低之半导体材料薄膜或薄层及一具有矽薄层、低表面粗度、缺陷密度及厚度变化之矽绝缘体晶圆。本发明之另一内容系一种用以制造半导体材料薄膜或薄层之方法,其中包括: a)半导体材料表面上若干结构之制造,该等结构包括:周期性重现、具有预定几何形状之凹陷, b)该表面结构化材料之热处理,直至材料表面封闭层下方形成一包括周期性重现孔穴之薄层为止, c)表面封闭层沿孔穴薄层自半导体材料其余部分之分离。
申请公布号 TW575910 申请公布日期 2004.02.11
申请号 TW091114122 申请日期 2002.06.27
申请人 瓦克矽电子公司 发明人 布莱恩 墨尔菲;莱因霍尔德 瓦利希;吕帝格 西谋奇;维尔弗里德 安孟;杰谋斯 毛尔兰
分类号 H01L21/20 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 甯育丰 台北市大安区仁爱路四段三三七号三楼C(百利大厦)
主权项 1.一种用以制造半导体材料薄膜或薄层之方法,其中包括:a)半导体材料表面上若干结构之制造,该等结构包括:周期性重现、具有预定几何形状之凹陷,b)该表面结构化材料之热处理,直至材料表面封闭层下方形成一包括周期性重现孔穴之薄层为止,c)表面封闭层沿孔穴薄层自半导体材料其余部分之分离。2.如申请专利范围第1项之方法,其中半导体材料系选自一个族群,该族群包括:矽、矽-锗、砷化镓、碳化矽及磷化铟。3.如申请专利范围第2项之方法,其中半导体材料系矽。4.如申请专利范围第2或3项之方法,其中半导体材料系单晶体。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该等凹陷系孔洞或沟渠。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该等凹陷系横断面实质上呈圆形或正方形之孔洞,所有孔洞之几何形状相同且以孔洞间距离恒常不变之规律图案加以配置。7.如申请专利范围第1或2项之方法,其中凹陷几何形状尺寸之选择系随待制薄膜或薄层预期厚度之变化而定。8.如申请专利范围第1或2项之方法,其中凹陷几何形状尺寸及凹陷间距离系经适当选择,俾步骤b)内热处理过程中,在凹陷所形成个别孔穴层上方可形成一封闭表面,但个别孔穴不熔合在一起形成较大孔穴。9.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤b)内,热处理系在一可防止半导体材料上形成氧化物层之环境中实施。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该环境中含有氢及/或氩。11.如申请专利范围第1或2项之方法,其中步骤b)内之热处理系在大气压或减压之情况下实施。12.如申请专利范围第1或2项之方法,其中步骤b)内之热处理系在200℃至1500℃温度下实施,历时3秒钟至6小时。13.如申请专利范围第1或2项之方法,其中步骤b)内热处理之条件系经适当选择,俾出现在半导体材料内之结晶起因洼陷系同时加以退火。14.如申请专利范围第1或2项之方法,其中步骤b)内之热处理系与表面之低能离子撞击相结合。15.如申请专利范围第1项之方法,其中其下方业已依照步骤a)及b)制得一孔穴薄层之表面,在该层依照步骤c)自半导体材料其余部分分离之前,系与一载体材料之表面相连接。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该方法系依照适当之方式陆续至少实施两次,以致本身具有半导体材料层之载体材料系经再度用作载体材料,俾第一层上再另外涂上一层或两层。17.如申请专利范围第15项之方法,其中该载体材料系选自一个族群,该族群包括:矽、矽-锗、碳化矽、砷化镓、石英、塑胶、玻璃及陶瓷。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该载体材料系矽。19.如申请专利范围第17或18项之方法,其中该载体材料之表面具有一电绝缘层。20.如申请专利范围第1项之方法,其中实施步骤c)内之分离作用系藉助于机械、化学或热处理或该等方法之结合。21.如申请专利范围第20项之方法,其中步骤c)内之热处理导致步骤b)内所制孔穴之熔合及分离作用。22.如申请专利范围第21项之方法,其中步骤c)内之热处理系在温度800至1370℃及大气压或减压之情况下实施,历时3秒钟至4小时。23.如申请专利范围第20项之方法,其中机械处理系选自一个族群,该族群包括:施加剪力、流体喷洒处理及用超音波或百万音波之音波处理。24.如申请专利范围第1或2项之方法,其中在半导体材料层制成之后,该层厚度之减低系藉助于选自一个族群之措施,该族群包括抛光、气相或液体蚀刻及表面之氧化及随后还原。25.如申请专利范围第1项之方法,其中在半导体材料层制成之后,藉抛光或热处理将该层表面施以光滑处理。26.如申请专利范围第25项之方法,其中为光滑表面所用之热处理系在一含有氢及/或氩之环境中实施。27.如申请专利范围第1或2项之方法,其中该半导体材料系呈晶圆形式。28.如申请专利范围第15或16项之方法,其中该载体材料系呈晶圆形式。29.如申请专利范围第15或16项之方法,其中相互连接基片之表面及载体材料之表面具有相同之几何形状尺寸。图式简单说明:第一图系图示本发明制造半导体材料薄膜或薄层之程序。第二图所示系本发明方法适合具体实施例之顺序,其中薄膜或薄层系经传送至一载体材料上。第三图所示系曾施以本发明步骤a)及b)之矽晶圆断面扫描电子显微镜影像。第四图所示系第三图所示矽晶圆经施以分离步骤c)后之扫描电子显微镜影像。
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