发明名称 集成复杂过渡金属氧化物之装置及其制造方法
摘要 一种用以制造复杂过渡金属氧化物(CTMO)/半导体或电介质基体集成装置的方法,包括有将CTMO薄膜生长程序与CTM薄膜/半导体或电介质基体集成程序分离开。再将CTMO薄膜自其原始基体上移转至要制成该装置的最终基体上。CTMO薄膜是在选定成能够提供具有所需特性和厚度之CTMO薄膜的成长条件下成长在原始基体上的。在所使用的原始基体、所使用的成长方法或是所需要的成长条件上并没有任何的限制。接着再将此CTMO薄膜结合至半导体基体或电介质基体上,并将其原始基体去除掉,而能提供做为一种集成的电子、光子或MEMS装置的基材。在第一个实施例中,其可以使用完全和半导体处理方式完全相容的技术来制造单石式集成的CTMO/半导体装置。
申请公布号 TW344094 申请公布日期 1998.11.01
申请号 TW086104733 申请日期 1997.04.12
申请人 发明人
分类号 H01L21/02 主分类号 H01L21/02
代理机构 代理人
主权项 1.一种制造集成装置的方法,包含有下列步骤:在可提供集成装置之制造上所需之薄膜特性的必要条件下,在一原始基体上形成一层复杂过渡金属氧化物薄膜;在选定成能避免移转基体成份劣化的条件下将该薄膜设置至移转基体上;以及将该原始基体去除掉。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中该形成的步骤进一步包含有在高于摄氏500度的温度下将该复杂过渡金属氧化物薄膜形成在该原始基体上。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有在低于摄氏500度的温度下将该薄膜设置至该移转基体上。4.根据申请专利范围第1项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有将会在低于摄氏200度的温度下掺杂成合金的多层金属层设置在该层薄膜与该移转基体之间。5.根据申请专利范围第1项之方法,其中在该原始基体上形成该层薄膜的步骤进一步包含有在该薄膜与该原始基体之间形成一个弱的结合部。6.根据申请专利范围第5项之方法,其中该形成弱结合部的步骤进一步包含有调整该薄膜形成在该原始基体上之大气的氧化效果,以在该结合部上形成差排位置,以及其中该将原始基体移除的步骤进一步包含有将该层薄膜自该原始基体上剥离。7.根据申请专利范围第5项之方法,其中该形成弱结合部的步骤进一步包含有在将该薄膜形成在该原始基体上之步骤之前在该原始基体上形成一层弱机械强度的牺牲层。8.根据申请专利范围第5项之方法,其中该去除原始基体的步骤进一步包含有一个自包括有研磨、研光和将该原有基体自该复杂过渡金属氧化物薄膜上蚀刻掉等方法族群中选出来的步骤。9.根据申请专利范围第1项之方法,进一步包含有在该原始基体去除掉后将该层薄膜加以抛光的步骤。10.根据申请专利范围第1项之方法,其中该形成的步骤进一步包含有一个自包括有以金属为基材的沉积法、物理蒸镀法、化学蒸镀法和自溶液中长出薄膜法等的方法族群中选出的步骤。11.根据申请专利范围第10项之方法,其中该以金属为基材的沉积法进一步包含有液相晶膜术。12.根据申请专利范围第10项之方法,其中该物理蒸镀法进一步包含有脉冲雷射剥落沉积法或喷镀法。13.根据申请专利范围第10项之方法,其中该化学蒸镀法进一步包含有金属-有机物化学蒸镀法。14.根据申请专利范围第10项之方法,其中该自溶液长出薄膜的方法进一步包含有溶胶凝胶、旋转喷镀、电镀或热液晶膜术。15.根据申请专利范围第1项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有一个自包括有共熔合金结合法、固态互扩散合金法、以黏着剂黏着、以凡得瓦力结合和阳极结合法将该薄膜结合至该移转基体上等的方法族群中选出的步骤。16.根据申请专利范围第1项之方法,其中该集成装置是一种集成的单晶钇铁石榴石顺通器。17.根据申请专利范围第17项之方法,其中该形成的步骤进一步包含有在一个晶格相匹配的钆镓石榴石(GGG)原始基体上形成至少一层单晶钇铁石榴石(YIG)薄膜。18.根据申请专利范围第17项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有将该YIG薄膜设置在一个金属化矽移转基体上。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有在将该层薄膜设置至该移转基体上之前在该YIG薄膜上沉积出一层铜层接地平面。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中该设置的步骤进一步包含有在该接地平面上沉积出一层钛-钨障壁层。21.根据申请专利范围第18项之方法,进一步包含有在将该层薄膜设置至该移转基体上之前在该层薄膜和该移转基体之每一者上沉积出金和铟层。22.根据申请专利范围第1项之方法,其中该形成的步骤进一步包含有自该位在原始基体上的复杂过渡金属氧化物步薄膜上形成多个复杂过渡金属氧化物副组件薄膜,而后再将该等副组件薄膜设置至该移转基体上。23.根据申请专利范围第22项之方法,其中将该等副组件薄膜设置至该移转基体上的步骤进一步包含有将该等副组件薄膜的第一部份设置至该移转基体上,以及将该副组件薄膜的第二部份设置在一个第二移转基体上。24.一种制造集成装置的方法,包含有下列步骤:提供一种原始基体;在该原始基体上设置一层复杂过渡金属氧化物薄膜;将该位在原始基体上的复杂过渡金属氧化物薄膜加以开设纹路、蚀刻和金属化处理;提供一个宿主基体;将该复杂过渡金属氧化物薄膜和该原始基体结合至该宿主基体上;将该原始基体自该复杂过渡金属氧化物薄膜上去除掉;将该位在宿主基体上的复杂过渡金属氧化物薄膜加以开设纹路、蚀刻和金属化处理;提供一个自包括有半导体、电介质、塑胶和陶瓷材料等族群中选出之移转基体;在该移转基体和该复杂过渡金属氧化物之间设置一层结合层,而与之相接触;以及去除掉该宿主基体。25.一种制造集成装置的方法,包含有下列步骤:提供一种原始基体;在该原始基体上设置一层复杂过渡金属氧化物薄膜;提供一个自包括有半导体、电介质、塑胶和陶瓷材料等族群中选出之移转基体;在该移转基体和该复杂过渡金属氧化物之间设置一层结合层,而与之相接触;以及去除掉该原始基体。26.根据申请专利范围第25项之方法,其中该设置结合层的步骤进一步包含有设置在低于摄氏200度的温度下会掺杂形成合金的多层金属层。27.根据申请专利范围第25项之方法,其中该在原始基体上设置复杂过渡金属氧化物薄膜的步骤进一步包含有在该复杂过渡金属氧化物薄膜和该原始基体之间形成一个弱结合部。28.根据申请专利范围第25项之方法,进一步包含有在该原始基体去除掉后将该复杂过渡金属氧化物薄膜加以抛光的步骤。29.根据申请专利范围第25项之方法,进一步包含有在该原始基体去除掉后将该复杂过渡金属氧化物薄膜和该移转基体加以金属化的步骤。30.根据申请专利范围第25项之方法,其中该设置复杂过渡金属氧化物薄膜的步骤进一步包含有在设置该结合层之前,将该薄膜分开成多个副组件薄膜。31.根据申请专利范围第30项之方法,其中该等副组件的第一部份系是和该结合层相接触。32.根据申请专利范围第25项之方法,其中该设置结合层的步骤进一步包含有将设在该移转基体和该复杂过渡金属氧化物薄膜之一者或二者上的结合层加以开设纹路。33.一种集成装置,包含有:一个基体,系自包括有半导体和电介质的族群中选出的;一个复杂过渡金属氧化物元件;一层结合层,设在该基体和该元件之间;以及集成电路组件,设置在靠近于该基体和该元件的位置处,其中该集成电路组件在复杂过渡金属氧化物元件的成长环境中会劣化。34.根据申请专利范围第33项之装置,其中该集成电路组件包括有一个金属化层,设置在该复杂过渡金属氧化物元件和该基体上,以形成一个单石式的集成装置。35.根据申请专利范围第33项之装置,其中该电介质基体是玻璃。36.根据申请专利范围第33项之装置,其中该结合层是铟-金合金。37.根据申请专利范围第33项之装置,其中该元件进一步包含有一个高导电性接地平面,设置在靠近该结合层之处。38.根据申请专利范围第33项之装置,其中该结合层进一步包含有一障壁层,设置在靠近该元件处。39.根据申请专利范围第38项之装置,其中该障壁层是由钛-钨构成的。40.根据申请专利范围第33项之装置,其中该结合层是黏着剂。41.根据申请专利范围第33项之装置,其中该元件是由单一层复杂过渡金属氧化物薄膜所构成的。42.根据申请专利范围第33项之装置,其中该元件是由多层复杂过渡金属氧化物薄膜所构成的,其每一者均具有独特的组成成份。43.根据申请专利范围第42项之装置,其中该元件进一步包含有多层金属化层。44.根据申请专利范围第33项之装置,其中该复杂过渡金属氧化物元件进一步包含有多个复杂过渡金属氧化物副组件。45.根据申请专利范围第33项之装置,其中该结合成为多层花纹状的结合层。46.一种单石式集成的复杂过渡金属氧化物/半导体装置,包含有:一个半导体基体和相关的电路,系在半导体装置的制造条件下制造的;一层结合材料,设置在该半导体基体的第一表面上;以及一层复杂过渡金属氧化物薄膜,设置在该层结合材料上,其中该结合材料层可在一个低于该基体和相关电路劣化之温度以下的温度下,将该复杂过渡金属氧化物薄膜结合至该该半导体基体上,以及其中该复杂过渡金属氧化物薄膜是在结合至该半导体基体上之前,在制造出一层适合于该装置之制造的薄膜所必须的条件下,形成在远离该基体和该结合材料层之处所形成的。47.根据申请专利范围第46项之装置,其中该复杂过渡金属氧化物薄膜是自包括有亚铁磁性、铁电性及超导性材料的族群中选出的。48.根据申请专利范围第46项之装置,其中该装置是一个单石式微波集成电路。49.根据申请专利范围第48项之装置,其中该单石式微波集成电路是一种不可逆式被动微波装置。50.根据申请专利范围第46项之装置,其中该复杂过渡金属氧化物是一种单晶复杂过渡金属氧化物薄膜。51.根据申请专利范围第46项之装置,其中该复杂过渡金属氧化物是一种多晶复杂过渡金属氧化物薄膜。52.根据申请专利范围第46项之装置,其中该装置是一种非伏电性记忆元件。53.一种单石式集成的金属间合金/半导体装置,包含有:一个半导体基体;一层结合材料,设置在该半导体基体的第一表面上;以及一层金属间合金薄膜,设置在该层结合材料上,其中该结合材料层可在一个低于该半导体基体劣化之温度以下的温度下,将该金属间合金薄膜结合至该该半导体基体上,以及其中该金属间合金薄膜是在结合至该半导体基体上之前,在制造出一层适合于该装置之制造的薄膜所必须的条件下,形成在远离该基体和该结合材料层之处所形成的。54.根据申请专利范围第53项之装置,其中该金属间合金薄膜是自包括有内含有稀土族三元或四元硼化物材料的族群中选出的。55.根据申请专利范围第53项之装置,其中该结合材料层是花纹式的。56.根据申请专利范围第53项之装置,其中该金属间合金薄膜是在设置至该层结合材料上之前分隔成多个副组件的。57.一种设置在多成份移转基体上的单石式集成自偏压顺通器,包含有:一个移转基体;多个隔离开的结合层垫,设置在该移转基体上;以及一层复杂过渡金属氧化物(CTMO)薄膜副组件,设置在该等多个结合层垫和该移转基体上。58.根据申请专利范围第57项之顺通器,其中该移转基体进一步包含有:一个半导体晶圆;一个接地平面金属化部;以及多个低损耗电介质充填区域。59.根据申请专利范围第57项之顺通器,其中该CTMO薄膜副组件进一步包含有一个设有纹路且蚀刻过的c轴方向六铁酸盐薄膜副组件,设置在一个宿主基体上。60.根据申请专利范围第57项之顺通器,其中该CTMO薄膜副组件进一步包含有一个表面金属化层。61.根据申请专利范围第60项之顺通器,其中该等多个结合层垫是导电性的,且可提供该移转基体与该表面金属化层间的电隔离关系。62.一种形成单石式集成自偏压顺通器的方法,包含有下列步骤:提供一个半导体晶圆基体;将该半导体基体开设纹路,以形成至少一个该基体的高突起矽台座部位;在该纹路半导体基体上设置一层微波接地平面金属化层;在该接地金属化部位上除了上述的该台座部位以外的区域上提供低损耗电介质充填材料;形成多个隔离的结合层垫,系分隔开以在该接地平面金属化部位和设置在该充填材料上的导电组件之间提供电隔离关系;在一宿主基体上形成一c轴方向的六铁酸盐CTMO薄膜;在该CTMO薄膜上开设纹路并蚀刻之,以在该宿主基体上形成多个CTMO薄膜副组件;将该等多个CTMO薄膜副组件中的至少一个结合至该基体上的至少一个台座部位上;将该宿主基体自该至少一个CTMO薄膜副组件上去除掉;以及在该至少一个CTMO薄膜组件和不具有该CTMO薄膜位于其旁边的该充填材料上设置一层装置顶面金属化层。图式简单说明:第一图显示出根据本发明来利用设置在相对侧表面上的结合层将一片位在原始基体上的CTMO薄膜贴附至移转晶圆上。第二图显示出结合在一起之第一图中的CTMO薄膜/原始基体和移转晶圆的剖面图。第三图显示出去除原始基体后的第二图的剖面图。第四图显示出在CTMO薄膜顶层金属化后的第二图的剖面图。第五图显示出在CTMO薄膜上开设纹路和蚀刻后,然后沉积出顶层金属化覆盖层以形成单石式集成装置后的第二图的剖面图。第六图显示出由本文中范例1所述之制程所制造之集成单晶钇铁石榴石CTMO/金属化矽顺通器所用的散射参数数据。第七图A-第七图F显示出一种使用二移转步骤方法来制造集成CTMO薄膜/移转晶圆装置的范例性制程。第八图显示出一个设有以二移转步骤方法制造之花纹式结合层的自偏压单石顺通器。
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