專利名稱：在已經(jīng)移去薄層之后對包括緩沖層的晶片的再循環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在施主晶片的再循環(huán)，所述施主晶片在從施主晶片向接收襯底轉移薄半導體層之后包括緩沖層。
術語“緩沖層”一般指的是第一結晶結構如襯底和第二結晶結構之間的過渡層，第二結晶結構具有修改材料性能如結構上的或化學計量的性能或原子表面復合性能的主要功能。
在緩沖層的特殊情況下，后者可以使得獲得第二結晶結構，其晶格參數(shù)基本上于襯底的晶格參數(shù)不同。
為此，緩沖層的成分可以隨著厚度逐漸變化，緩沖層的成分的逐漸變化則直接與其晶格參數(shù)的逐漸變化相關。
緩沖層還可以具有更復雜的形式，如成分以可變速度變化、符號反向的速度或者成分不連續(xù)跳躍，可以利用用于含有缺陷的恒定成分層來完成。
然后提到由變形(緩沖)層或變形實施例構成，如變形外延。
在緩沖層上制造的一層或疊層可以從施主晶片移去，以便轉移到接收襯底上，從而制造特殊結構。
轉移形成在緩沖層上的薄層的主要應用之一涉及應變硅層的形成。
如果在界面處的層的晶格參數(shù)分別大于或小于其標稱晶格參數(shù)，那么一層由在拉伸中或在壓縮中“應變”的材料構成。
相反，如果后者基本上接近其標稱晶格參數(shù)，則就說一層由“松弛”材料構成，標稱晶格參數(shù)是平衡的其大量的材料的晶格參數(shù)。
當一層由在拉伸應變的硅構成時，有些性能如材料的電子遷移率明顯提高。
其它材料，如SiGe也可以進行基本上相同的移去處理。
特別地通過被稱為Smart-cut并且對本領域技術人員來說是公知的工藝可將這些層向接收襯底上轉移，然后可以制造結構，如SOI(絕緣體上半導體)結構。
例如，從松弛SiGe上移去一層之后，則獲得的結構可以作為用于生長硅的支撐。
由于SiGe的標稱晶格參數(shù)(取決于鍺含量)大于硅的標稱晶格參數(shù)，因此在獲得的SGOI(絕緣體上硅鍺)假襯底上生長硅使得可以提供拉伸應變的硅層。
作為示例，這種工藝的例子在由L.J.Huang等人發(fā)表的IBM文獻(“SiGe-On-Insulator prepared by wafer bonding and layer transfer forhigh-performance field-effect transistors”，Applied PhysicsLetters，26/02/2001，vol.78，No.9)中有介紹，其中提出了一種制造Si/SGOI結構的方法。
這種工藝的其它例子在文獻US2002/007481中有記載。
變形生長的其它一個用也是可行的，特別是利用III-V族的半導體。
這樣，使用GaAs基或InP基技術可以通常地制造晶體管。
在電子性能方面，InP具有比GaAs好的實質優(yōu)點，特別是，InP層和InGaAs或InAlAs層的組合可以提高電子遷移率。
然而，面對GaAs技術，使用InP技術的銷售部件的能力受到限制，特別是在體襯底的成本、可用性、機械脆性性和尺寸(InP的最大直徑通常為4英寸，而GaAs的最大直徑為6英寸)方面。
參照接收襯底發(fā)現(xiàn)了解決這個問題的方案，通過在GaAs襯底上的緩沖層的變形外延移去和獲得InP層。
某些移去工藝，如“回刻蝕”型的工藝，將導致在移去期間襯底的其余部分和緩沖層被損壞。
在一些其它移去工藝中，如Smart-cutT藝，襯底可以再循環(huán)，但是緩沖層損失了。
然而，變形制造技術很復雜。
因此優(yōu)化和制造這種緩沖層可能包括冗長的、困難的和昂貴的操作。
此外，由于成分變化導致的內部應變可能引起出現(xiàn)高比例的結晶缺陷，如位錯和點缺陷。
特別通過增加晶格參數(shù)在其上變化的厚度，可以使這些內部應變以及產(chǎn)生的缺陷最小化。
主要原因是通常制造的緩沖層很厚，典型厚度在一到幾微米范圍內。
然而，經(jīng)濟和技術上的限制限制了緩沖層的一些實質性能，如其厚度或某些結構復雜性。
由于所有這些原因，應該希望在襯底的每次再循環(huán)之后完全避免形成緩沖層。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，本發(fā)明意圖通過提供以下方法來實現(xiàn)這個目的，該方法是在已經(jīng)移去選自半導體材料的至少一層有用層之后再循環(huán)施主晶片的方法，該施主晶片依次包括襯底、緩沖結構和在移去之前的有用層，該方法包括在進行移去的施主晶片一側上除去物質，其特征在于在除去物質之后，保留至少一部分緩沖結構，然后這個至少一部分的緩沖結構可以再用作下一次有用層移去工藝中的緩沖結構。
在根據(jù)本發(fā)明的再循環(huán)方法的優(yōu)選方案中，在施主晶片中還保護層，從而至少一部分緩沖結構位于其下；保護層的材料選自結晶材料，從而用于除去物質的裝置具有刻蝕能量，這個刻蝕能量對于保護層的材料和對于兩個相鄰區(qū)的至少一個的材料來說是基本上不同的，因此能夠進行選擇除去物質的操作。
根據(jù)第二方案，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)施主晶片的方法，以意圖通過移去法制造提供有用層并且能夠在移去之后根據(jù)所述優(yōu)選的再循環(huán)方法而再循環(huán)有用層，其特征在于還包括以下步驟-在襯底上形成緩沖層結構的第一部分；-用選自結晶材料的材料在緩沖結構的第一部分上形成保護層；-在保護層上形成緩沖結構的第二部分，使其在保護層附近的晶格參數(shù)基本上與保護層附近的緩沖結構的第一部分的晶格參數(shù)相同。
根據(jù)第三方案，本發(fā)明提供一種為了轉移有用層到接收襯底上而移去施主晶片上的有用層的方法，其特征在于該方法包括(a)將施主晶片粘接到接收襯底上；(b)從施主晶片上分離粘接到接收襯底上的有用層，(c)根據(jù)所述再循環(huán)方法對施主晶片進行再循環(huán)。
根據(jù)第四方案，本發(fā)明提供一種從施主晶片周期性地移去有用層的方法，其特征在于包括移去有用層的幾個步驟，這些步驟的每個步驟都適合于前述移去方法。
根據(jù)本發(fā)明的第五方案，本發(fā)明提供一種所述周期性地移去的方法或所述移去方法在制造包括接收襯底和有用層的結構上的應用，該有用層包括至少一種下列材料SiGe、Si、屬于III-V族的合金，其成分分別選自可能的(Al，Ga，In)-(N，P，As)組合物。
根據(jù)第六方案，本發(fā)明提供一種適合于根據(jù)本發(fā)明的所述方法的施主晶片。
在閱讀了下面操作本發(fā)明優(yōu)選方法的詳細說明的基礎上使本發(fā)明的其它方案、目的和優(yōu)點更清楚明了，其中下述優(yōu)選方法是通過非限制性例子給出的并參照了附圖，其中

圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術的施主晶片。
圖2表示移去之后的施主晶片。
圖3表示第一再循環(huán)步驟之后的施主晶片。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的第一施主晶片。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的第二施主晶片。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的第三施主晶片。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的各個步驟，依次包括從施主晶片移去薄層和在移去之后的施主晶片再循環(huán)。
本發(fā)明的主要目的在于在已經(jīng)從晶片移去至少一個有用層從而將這個有用層集成到半導體結構中之后，對晶片進行再循環(huán)，該晶片包括緩沖結構(即，用作緩沖層的任何結構)，該再循環(huán)步驟包括至少部分地恢復緩沖結構，從而使其在下一移去步驟中被再使用。
因此所述再循環(huán)操作必須包括不損害至少部分緩沖結構的合適處理。
實際上，緩沖結構通常包含結晶缺陷，如位錯，當在其上輸送能量時這些結晶缺陷可能按照重要方式擴展和增加尺寸，這種能量可以從熱處理、化學處理或機械處理來提供。
例如，如果在350℃、450℃或550℃的溫度下加熱SiGe的緩沖結構，則結構狀態(tài)相對于選擇的溫度而改變(例如參見Re等人發(fā)布的文獻“Structural characterisation and stability of Sil-xGe/Si(100)heterostructures grown by molecular beam epitaxy”，在Crystal Growth的Journal中，vol.227-228，第749-755頁，2001年7月)。隨著溫度升高，通過使它們在滑面中松弛、堆疊缺陷或其它結構松弛類型，緩沖結構將趨于減少其內部應力。在與要形成的有用層的界面處這將帶來很多未來的難度。因此保持這些內部應力被限制在緩沖結構中是很重要的。
則在循環(huán)必須按照一定方式利用合適的再循環(huán)裝置來進行，以便防止和限制緩沖結構內部的這些晶體應力的延伸，這些晶體應力的延伸將損害其性能并由此損傷形成在其上的有用層的性能。
有利地，緩沖結構具有結晶結構，這種結晶結構基本上被松弛和/或在其上表面沒有明顯數(shù)量的結構缺陷。
“緩沖層”是在本文獻中在前面已經(jīng)一般性地限定過的。
有利地，緩沖層被包含于緩沖結構中并具有下列兩種功能中的至少之一1、在上層中減小缺陷密度；2、與具有不同晶格參數(shù)的兩個結晶結構的晶格參數(shù)是匹配的。
關于緩沖層的第二功能，緩沖層是兩種結構之間的中間層，并且在其表面之一的周圍，它具有基本上與第一結構相同的第一晶格參數(shù)，在其另一表面周圍，它具有基本上與第二結構相同的第二晶格參數(shù)。
在本文獻的其余部分中，所述的緩沖層或結構一般將與這后種緩沖層相適應。
然而，本發(fā)明還涉及以最一般方式在這個篇文獻中限定的任何緩沖層或任何緩沖結構。
此外，下面將介紹根據(jù)本發(fā)明的方法的例子，包括通過移去有用層而再循環(huán)施主晶片，施主晶片開始包括支撐襯底和緩沖結構。
關于圖1，被包含于公知現(xiàn)有技術中的施主晶片10(通過移去的薄層的施主)由支撐襯底1和緩沖結構I構成。
這種施主晶片10在本發(fā)明的應用在于從緩沖結構I的部分4和/或形成在緩沖結構I表面上的覆蓋層的至少一部分移去有用層(圖1中未示出)，以便將其集成到如SOI結構等的結構中。
施主晶片10的支撐襯底1包括至少一個半導體層，該至少一個半導體層在與緩沖結構I的界面處具有第一晶格參數(shù)。
在特殊結構中，支撐襯底1由具有第一晶格參數(shù)的一個半導體構成。
在緩沖結構I的第一配置中，緩沖結構由緩沖層2構成。
在這種情況下，位于支撐襯底1上的緩沖層2可以使得在其表面上存在基本上不同于襯底1的第一晶格參數(shù)的第二晶格參數(shù)，因此在同一施主晶片10中具有兩層1和4，這兩層分別具有不同的晶格參數(shù)。
此外，緩沖層2可以使得在有些應用中對于覆蓋層來說可以防止覆蓋層含有高缺陷密度和/或經(jīng)受明顯的應力。
此外，緩沖層2可以使得在有些應用中對于覆蓋層來說可以具有良好的表面條件。
一般情況下，緩沖層2的晶格參數(shù)隨著厚度而逐漸變化，以便在兩個晶格參數(shù)之間建立過渡。
這種層一般被稱為變形層(metamorphic layer)。
晶格參數(shù)的這種逐漸變化可以連續(xù)地在緩沖層2的厚度內部產(chǎn)生。
或者，可以在“級”中進行，每級是具有不同于下面級的基本恒定晶格參數(shù)的薄層，以便一級一級地直接改變晶格參數(shù)。
還可以具有更復雜的形式，如隨著可變比率、符號反向的比率或成分中的不連續(xù)跳躍的成分變化。
通過從襯底1開始按照逐漸方式增加其中的至少一種原子元素的濃度，可以有利地發(fā)現(xiàn)緩沖層2中的晶格參數(shù)的變化，其中所述至少一種原子元素不包含于襯底1中。
因此，例如，在由一元材料構成的襯底1上制造的緩沖層2可以由二元、三元、四元或更高的材料構成。
因此，例如，在由二元材料構成的襯底1上制造的緩沖層2可以由三元、四元或更高的材料構成。
通過在支撐襯底1上生長，例如通過外延法，使用公知的技術如CVD和MBE技術(這分別是“化學汽相淀積”和“分子束外延”的簡稱)，可以有利地制造緩沖層2。
一般情況下，緩沖層2可以通過任何其他公知方法制造，以便獲得例如由各種原子元素的合金構成的緩沖層2。
修整緩沖層2下面的襯底1表面的次要步驟例如通過CMP拋光，可在緩沖層2的制造之前進行。
在緩沖結構I的第二結構中，并參照圖1，緩沖結構I由緩沖層2(基本上與第一結構的相同)和附加層4構成。
附加層4可以位于襯底1和緩沖層1之間，或者在緩沖層1上，如圖1所示。
在第一種特殊情況下，附加層4可以構成第二緩沖層，如可以限制缺陷的緩沖層，由此提高了在緩沖結構I上制造的層的結晶度質量。
這種附加層4由優(yōu)選具有恒定材料成分的半導體構成。
要制造的這種緩沖層4的厚度和成分的選擇對于實現(xiàn)這種性能是特別重要的關鍵所在。
這樣，例如，外延生長層中的結構缺陷通常在這層的厚度內部逐漸減少。
在第二種特殊情況下，附加層4位于緩沖層1上并用作緩沖層2的上層。
這樣，可以固定第二晶格參數(shù)。
在第三種特殊情況下，附加層4位于緩沖層1上并在將要在施主晶片上進行的移去操作中起作用，如在其水平面上進行的移去操作。
附加層還可具有幾種功能，如選自這些后三種特殊情況的功能。
在有利的配置中，附加層4位于緩沖層2上并具有不同于襯底1的第一晶格參數(shù)的第二晶格參數(shù)。
在這后種配置的特殊情況下，附加層4由通過緩沖層2松弛的材料構成，并具有第二晶格參數(shù)。
例如利用CVD或MBE的外延生長，通過在緩沖層2上生長，可以有利地制造附加層4。
在第一實施例中，附加層4的生長原位地直接與下面的緩沖層2的形成連續(xù)進行，在這種情況下后者有利地通過層生長來形成。
在第二實施例中，附加層4的生長是在例如通過CMP拋光、熱處理或其它平滑技術修整下面的緩沖層2的表面的次要步驟之后進行的，從而緩沖層2中包含的位錯和其他缺陷不會傳播，不會增加尺寸和不會增加任何滑面、堆疊缺陷或可能降低由此形成的最終緩沖結構I的質量的其他缺陷。
根據(jù)下面的主要方式執(zhí)行從施主晶片10移去有用層的操作(1)將要移去的有用層是附加層4的一部分。
(2)將要移去的有用層是預先形成在緩沖結構I上的覆蓋層(圖1中未示出)的一部分，所述覆蓋層例如是通過外延生長形成，之前可能是通過修整緩沖結構I的表面。
施主晶片10則用作用于生長覆蓋層的襯底。
覆蓋層可以包括一個或多個薄層，這取決于所希望使用的移去方式。
此外，有利地，覆蓋層具有基本上與緩沖結構I的自由面的松弛材料的晶格參數(shù)相同的晶格參數(shù)，如相同材料的層，或者具有在拉伸或壓縮中應變的所有或部分其晶體結構的其它材料，或者這兩種類型的材料的組合。
在施主晶片10的特殊實施例中，一個或多個中間層插在緩沖結構I和覆蓋層之間。這種情況下，這個或這些中間層不被除去。
(3)要移去的有用層是附加層4的一部分和覆蓋層(按照基本上與第二種移去方式中所述的方式相同的方式形成的)。
無論選擇哪種移去方式，和參照圖2，移去之后和在大多數(shù)情況下，突起部分7a和/或粗糙部分7b出現(xiàn)在剩余施主晶片10的移去表面上。
“起伏不平”的這個移去表面屬于位于緩沖層2上方的移去后層7。
這個移去層后7由所有的或部分層4構成，可能是一個或多個中間層和可能是覆蓋層的一部分，這取決于選自三種前述移去方式的移去方式。
出現(xiàn)在移去層后7表面上的起伏不平的部分7a和7b主要取決于移去方式和在移去操作期間使用的技術。
·這樣，例如，在工業(yè)上目前使用的移去方式是移去不是位于施主晶片10的整個表面上的有用層，而是只移去施主晶片10的部分表面(一般主要是中心部分)上的有用層，在施主晶片10的表面上留下突起部分，如參照標記7a所表示的。這些突起部分一般是整體的，并且位于施主晶片10的表面的周邊上，所有突起部分在商業(yè)上被公知為“移去環(huán)(taking-offring)”。
·這樣，例如，公知的移去技術如我們在將來和以后在本文獻中研究的那些技術，如前面已經(jīng)提到的Smart-cut技術，有時產(chǎn)生表面粗糙度，如移去表面上的參考標記7b所表示的。
一旦進行移去操作，為了恢復施主晶片10，進行根據(jù)本發(fā)明的再循環(huán)操作。
一般，再循環(huán)操作包括兩個步驟·除去物質；·恢復施主晶片10的至少一部分。
根據(jù)本發(fā)明的再循環(huán)的第一步驟是至少除去起伏不平的7a和7b(圖2中未示出)。
執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的這個除去物質操作，以便在除去之后，留下緩沖結構I的至少一部分，這部分能在新的有用層的后來移去操作期間被再利用。
在除去物質之后，再循環(huán)緩沖結構I的其余部分，這與現(xiàn)有技術公知的在循環(huán)不一樣。
在再循環(huán)的并涉及所述移去的第二方式(2)的第一種特殊情況下，有利地選擇覆蓋層的厚度，從而在移去操作之后，覆蓋層的其余部分(后移去層7)通過用于除去物質的標準機械手段除去，如拋光裝置或CMP，而不從安全緩沖結構I除去物質，由此保持整個緩沖結構I。
在再循環(huán)期間通過標準機械手段如拋光等除去的材料的厚度通常為2微米左右，即使目前發(fā)展成功地達到了1微米左右。
在再循環(huán)的和涉及所述第二種移去方式(2)的第二種特殊情況下，有利地選擇覆蓋層和附加層4的厚度，從而在移去操作之后，覆蓋層的其余部分(移去后層7)和至少一部分附加層4可以通過用于除去物質的標準機械手段而除去，例如拋光裝置或CMP，而不需要從安全緩沖層2除去物質，由此保持整個緩沖層2。對于再循環(huán)的另一種特殊情況，除去物質操作有利地包括使用用于化學地侵蝕材料的手段，如化學刻蝕。
刻蝕可以是單獨的化學、電化學、光-電化學或者任何其它等效刻蝕，如在化學機械拋光期間使用的刻蝕。
在有利的刻蝕方式中，進行選擇刻蝕。
這樣，特別是，可以使用適合于進行要從再循環(huán)的材料上除去材料的選擇刻蝕的刻蝕流體(就是說氣體或溶液)，這兩種材料屬于相鄰層，從而要被再循環(huán)的材料里形成刻蝕停止層，由此有效地移去要除去的部分，同時保護要再循環(huán)的層不受化學刻蝕。
這兩種材料之間的選擇性的性能可以例如在下列情況的至少之一下獲得-兩種材料是不同的；或者-兩種材料含有除了至少一種原子元素以外基本相同的原子元素；或者-兩種材料基本上是相同的，但是一種材料中的至少一種原子元素具有基本上不同于另一中材料中的相同原子元素的原子濃度；或者-兩種材料具有不同的孔隙密度。
例如，這是公知的，當用含有如KOH(氫氧化鉀，選擇率大約為1∶100)、NH4OH(氫氧化銨，選擇率大約為1∶100)或TMAH(氫氧化四甲基銨)等化合物的溶液刻蝕Si時，SiGe用作停止層。
例如，這是公知的，當SiGe具有大于或等于25％的鍺濃度時，在用含有如TMAH等化合物刻蝕具有小于或等于20％的鍺濃度的SiGe時它用作停止層。
例如，這是公知的，如果用摻雜元素以選擇濃度適當?shù)貙i進行摻雜，如用大于2×1019cm-3的濃度摻雜硼，在用含有如EDP(乙二胺-焦兒茶酚混合物)、KOH或N2H2(肼)的化合物的溶液刻蝕未摻雜的Si材料時它用作停止層。
例如，這是公知的，利用含有如KOH或HF+H2O2的化合物的溶液，通過相對于非多孔晶體Si的選擇刻蝕，刻蝕多孔Si。
因此可以相對于緩沖層2選擇地刻蝕附加層4和/或相對于附加層4或可能的中間層刻蝕可能的覆蓋層。
通過化學手段除去物質的操作還可以伴隨著使用用于侵蝕物質的機械手段或其它手段來進行。
特別是，可以利用選擇化學刻蝕液進行CMP拋光。
這種化學刻蝕也可以在通過侵蝕物質的機械手段如拋光、研磨、侵蝕或通過其它手段除去物質之前或之后進行。
一般情況下，除去物質可包括使用能除去物質的侵蝕物質的任何其它手段，同時不完全移去和損傷緩沖結構I的至少一部分。
因此采用下面物質除去方式之一(a)除去至少包括起伏不平的7a和7b的移去后層7的部分；或者(b)除去所有的移去后層7；或者(c)除去所有移去后層7和部分緩沖層2。
如果移去后層7包括一部分原始的覆蓋層，則物質除去方式(a)優(yōu)選包括完全移去這個覆蓋層部分。
參見圖3，在物質除去之后操作保留下來的原始緩沖結構的一部分用I’表示。
它包括-當采用物質除去方式(a)時和當物質除去方式不包括移去附加層4的任何部分時的整個原始緩沖結構I；或-當采用物質除去方式(a)時和物質除去方式包括移去附加層4的一部分時的緩沖層2和部分附加層4；或-當采用物質除去方式(b)時的緩沖層2；或-當采用物質除去方式(c)時的緩沖層2的一部分。
第二再循環(huán)步驟包括在涉及物質除去操作的第一再循環(huán)步驟之后，重新形成在第一步驟期間移去的層的至少一些層。
首先，在某些情況下，優(yōu)選修整施主晶片10的表面，其中在第一再循環(huán)步驟期間進行了物質除去操作，以便除去可能在物質除去期間出現(xiàn)的任何粗糙物。
為此，例如，將使用CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術，使緩沖結構I中包含的位錯和其他缺陷不能傳播，不能增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或能降低緩沖結構I的質量的其它缺陷。
第二再循環(huán)步驟包括當在第一再循環(huán)步驟期間除去了原始緩沖結構I的一部分時，從剩余的緩沖結構I’恢復緩沖結構I。
有利地，緩沖結構I的恢復是這樣的一旦形成了，恢復的緩沖結構基本上與原始緩沖結構I相同。
然而，在特殊實施例中，可以稍微改變某些制造參數(shù)，以便獲得稍微不同于原始緩沖結構的緩沖結構I。例如，將稍微改變材料中的某些化合物的濃度。
在第一再循環(huán)步驟期間切掉原始緩沖層2的一部分時，恢復緩沖結構I包括重新形成緩沖層2的被除去部分。
在第一再循環(huán)步驟期間切掉原始附加層4的所有或部分時，恢復緩沖結構I包括重新形成所有或部分附加層4。
在這種情況下，可以制造具有基本上與原始附加層的厚度相同或者基本上不同于原始附加層的厚度的附加層4。
一旦恢復了緩沖結構I，可以在其上方形成覆蓋層，該覆蓋層將至少部分地包括將要被除去的新的有用層，并且可能在緩沖結構I和覆蓋層之間有一個或多個中間層。
可能在這個第二再循環(huán)步驟期間形成的層有利地通過在它們的各個下面層上進行層生長而制造，例如通過CVD或MBE外延生長。
在第一種情況下，這些層的至少之一直接原位地與下面的生長支撐的形成連續(xù)地形成，在這種情況下下面的生長支撐也是有利地通過層生長形成的。
在第二種情況下，例如通過CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術，在修整下面的生長支撐的表面的次要步驟之后，生長這些層的至少之一，使得緩沖結構I中所包含的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
這樣，利用除由本領域技術人員所希望的和進行的修改方式之外，最終獲得了基本上與原始相同的施主晶片10，就是說，圖1所示的施主晶片10。
通過這種方式獲得的施主晶片10包括至少一部分原始緩沖結構I，因此包括至少一部分原始緩沖層2，這使得避免其完全、冗長和昂貴的再形成，如在公知再循環(huán)方法中的情況那樣。
在該文獻的其余部分介紹了根據(jù)前述再循環(huán)方法的特殊操作方式而可再循環(huán)的施主晶片10，在匹配的再循環(huán)期間它們?yōu)橹辽僖徊糠志彌_結構I提供特別有效的保護。
如圖4、5和6所示，施主晶片10各包括襯底1和緩沖結構I，與圖1所示的施主晶片10相同。
這些施主晶片10的每個還包括保護層3，保護層3位于緩沖結構I的與襯底1的界面相同的一側上的部分上。
如在本發(fā)明中限定的那樣，保護層3由選自晶體材料的材料如半導體構成，以便在再循環(huán)期間使用的物質除去處理的至少一種處理期間保護層3具有保護其下面的并包括至少一部分緩沖結構I的一部分施主晶片10的主要功能。
有利地，保護層3是通過例如利用CVD或MBE外延生長法在下面生長支撐上進行層生長而制造的。
在這種配置中，并且在第一種情況下，保護層3的生長是原位地直接與其下面的層的生長連續(xù)進行的，在這種情況下其下面的層也是有利地通過層生長而形成的。
在第二種情況下，例如通過CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術，在修整保護層下面的層的表面的次要步驟之后，生長保護層3，使得緩沖結構I中所包含的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
選擇保護層3的材料，使得存在用于除去物質的至少一種手段，所述物質具有侵蝕形成保護層3的材料的能力，而形成保護層3的材料與相鄰于保護層3的兩個區(qū)的至少一個區(qū)的材料基本上不同。
并由此能夠進行選擇物質除去的操作。
在保護層3上進行的選擇物質除去操作是下列選擇物質除去方式中的至少一種-相對于保護層3，選擇除去與保護層3相鄰的區(qū)域中和位于已經(jīng)被移去的有用層的一側上的材料，保護層3形成物質除去操作的停止層；-選擇除去保護層3的材料，作為形成使物質除去操作停止的保護層3，該區(qū)域與保護層3相鄰并位于襯底1一側上。
還可以在選擇物質除去的一個特殊操作中，組合用于相同保護層3的兩種選擇物質除去方式的連續(xù)操作。
這樣，選擇性地除去了保護層3上方的層以及然后是保護層3。
不管在第一再循環(huán)步驟期間操作地選擇用于選擇性物質除去方式，并趨于除去位于被移去有用層的一側上的施主晶片10的一部分，有一個停止物質除去操作的層(在第一選擇物質除去的情況下是保護層3，或者在第二選擇物質除去的情況下在與保護層3相同的襯底1的相同側上設置的保護層3的相鄰區(qū))。
這樣，停止層用作物質侵蝕的阻擋器，并且利用相同方式，保護保護層3下面的部件的材料(它包括至少一部分緩沖結構I)。
在有些情況下，希望保護層3基本上不干擾相鄰層的結晶結構，特別是，不干擾要形成的下層的晶體生長，在大多數(shù)情況下其晶格參數(shù)基本上與保護層3下面的部件的晶格參數(shù)相適應。
在保護層3位于緩沖結構I中時(如圖4所示)，最后這一點特別重要。
這個結果是根據(jù)保護層3的幾個實施例來實現(xiàn)的，如下所述在保護層3的第一實施例中，即使這兩種材料的標稱晶格參數(shù)基本上與保護層3的晶格參數(shù)不同，限制保護層3使其晶格參數(shù)基本上相同于與其相鄰的區(qū)域的晶格參數(shù)。
因此要使這個操作成功就必須滿足兩個主要條件·保護層3和其下面的區(qū)域的各個標稱參數(shù)沒有彼此太不相同的值，以便避免保護層3中出現(xiàn)缺陷(如位錯或局部應變)；·保護層3必須充分薄，以便防止層的厚度中的應變的漸進地松弛和/或產(chǎn)生缺陷。為此，由應變結晶材料構成的這種保護半導體層3的厚度必須小于本領域公知的臨界厚度，尤其是取決于形成它的材料、與其相鄰的層的材料和用于制造應變層的技術。因而通常遇到的臨界厚度小于或等于幾百埃。
在Friedrich Schaffler的“High-Mobility Si and Ge structures”(“Semiconductor Science Technology”12(1997)1515-1549)中可以發(fā)現(xiàn)“標準臨界厚度”的一些例子。
在保護層3的第二實施例中，為保護層3選擇材料，該材料具有與形成與其相鄰的區(qū)域的材料的標稱晶格參數(shù)基本接近的標稱晶格參數(shù)。
這樣，與第一實施例不同，在這種情況下松弛保護層3的晶體結構。
為此，而且也是為了滿足在第一在循環(huán)步驟期間操作的物質除去過程中的選擇率的標準，例如，將為保護層3選擇材料，其至少一種構成元素不同于與其相鄰的材料的構成元素，同時保持晶格參數(shù)與相鄰區(qū)的晶格參數(shù)接近，因此這種構成元素是決定相對于上述相鄰層的選擇率的主要元素。
在特殊情況下，在選擇物質除去操作中包含的構成相鄰區(qū)的材料中沒有發(fā)現(xiàn)保護層3的材料的構成元素，因此這兩種材料完全是不同的。
在另一種特殊情況下，相對于選擇物質除去包括的相鄰區(qū)，保護層3的每個不同構成元素可以是附加元素或從上述相鄰區(qū)沒有的元素。
例如，可以摻雜具有與相鄰區(qū)的晶格參數(shù)基本上相同的晶格參數(shù)的保護層3，以便基本上不干擾摻雜之后的這個晶格參數(shù)。
如果保護層3由與相鄰區(qū)相同并包含在選擇物質除去中的材料構成，則這種摻雜元素是將確定選擇能力的元素。
然而，在摻雜保護層3的情況下，如果希望不出現(xiàn)缺陷，如位錯、特別是螺旋型缺陷，在有些情況下保護層3的厚度必須保持小于一定臨界厚度，這是本領域技術人員公知的。
在保護層3的第三實施例中，預先制造的層的表面被制成多孔的，以便形成多孔層。
這個多孔化可以通過陽極化處理、通過注入原子物質或者通過任何其它多孔化技術來進行，例如在文獻EP0849788A2中所述的。
在至少一種相鄰材料可以進行由合適的侵蝕手段確定的選擇物質侵蝕時，這種多孔材料層可以制造保護層3。
這個保護層3優(yōu)選處于兩個相鄰層之間，就是說，在其表面已經(jīng)被多孔化的層和形成在多孔材料層上的層之間，這兩個相鄰層具有基本上各自相同的材料。
由于孔隙率基本上不會干擾這兩個相鄰層的晶體結構，因此這種保護層3基本上不干擾施主晶片10的晶體結構。
這樣，為保護層3獲得了晶體結構，它與及其相鄰的區(qū)域的晶體結構非常接近或甚至基本相同，因此保護層3不干擾周圍結構的結晶學。
然而，在其它情況下，可以具有對周圍結構的晶格參數(shù)有一些影響的保護層，在這些特殊情況下，保護層3能使相鄰層呈現(xiàn)的完全或相對應變或松弛狀態(tài)被看作是下游應用的最小益處。
可以在保護層3上進行幾種選擇物質除去技術的操作。
第一種選擇物質除去技術是給保護層3施加摩擦力，以便移去要被除去的物質的至少一部分。
這些摩擦力例如可以通過拋光板來施加，并且可以與研磨作用和/或化學作用結合。
形成保護層3的材料選自結晶材料，從而提供一種具有機械侵蝕能力的機械物質侵蝕方法，其中所述機械侵蝕能力對于形成保護層3的材料和對于形成與保護層3相鄰的兩個區(qū)域的至少一個區(qū)域的材料來說是基本上不同的，因此能執(zhí)行至少一種選擇機械侵蝕方法。
因此選擇機械侵蝕方法是下列機械侵蝕方法之一-與保護層3相鄰并相對于保護層3位于已經(jīng)被移去的有用層的一側上的區(qū)域的材料的選擇機械侵蝕。
這樣保護層3的材料具有基本上比位于其上的區(qū)域中的大的承受機械侵蝕的性能。
為此，例如可以按照適合于為除去覆蓋區(qū)而選擇的機械侵蝕方法的方式而相對于覆蓋層使保護層3硬化。
這樣，例如，具有在5％和50％之間的典型C濃度的碳酸鹽化的硅比未碳酸鹽化的硅更硬。
-保護層3的材料的選擇機械侵蝕，該區(qū)域與保護層3相鄰并相對于形成刻蝕停止層的保護層3位于襯底1的相同側。
保護層3的材料具有基本上比其上的區(qū)域中的小的承受機械侵蝕、尤其是腐蝕的性能。
例如，可以按照適合于為除去保護層3而選擇的物質除去技術的方式相對于下層使保護層3軟化。
第二種選擇物質除去技術是化學刻蝕要除去的物質。
可以利用適合于要除去的材料的刻蝕液來進行濕刻蝕操作。
為了除去物質，還可以進行干刻蝕操作，如等離子體刻蝕或濺射。
此外，刻蝕可以是單獨的化學、電化學或光-電化學處理。
形成保護層3的材料選自結晶材料，從而提供一種具有刻蝕形成保護層3的材料的能力的刻蝕流體(氣體或液體)，其中形成保護層3的材料基本上不同于與保護層3相鄰的兩個區(qū)域的至少一個區(qū)域的材料，并且能進行至少一種選擇刻蝕方法。
選擇刻蝕方法是下列刻蝕方法之一-相對于保護層3，選擇刻蝕與保護層3相鄰并位于已經(jīng)移去的有用層的一側上的區(qū)域的材料，保護層3形成刻蝕停止層；-選擇刻蝕保護層3的材料，該區(qū)域與保護層3相鄰并相對于形成刻蝕停止層的保護層3位于襯底1的相同側上。
無論在再循環(huán)期間要進行的并趨于除去位于已移去的有用層的相同側上的施主晶片10的部分的選擇刻蝕方法哪種方法，都存在一個刻蝕停止層(在第一刻蝕方法的情況下是保護層3，或者在第二種選擇刻蝕方法的情況下是位于與保護層3相同的襯底的一側上的與保護層3相鄰的區(qū)域)。
這樣，停止層用作化學刻蝕的阻擋器，并且利用相同方式保護保護層3下面的部件的材料(包括至少一部分緩沖結構I)。
如上所述，可以通過以下事實來獲得選擇率以用于除去保護層3的材料和相鄰區(qū)域的材料之間的選擇刻蝕法所包含的的物質-兩種材料不同；或者-兩種材料含有基本上相同的原子元素，除了這是一種原子元素之外；或-兩種材料基本上是相同的，但是一種材料中的至少一種原子元素具有基本上不同于另一種材料中的相同原子元素的原子濃度的原子濃度；或者-兩種材料具有不同的孔隙密度。
參照圖4，保護層3位于緩沖結構I內，因此施主晶片10包括由下列四個連續(xù)層構成的結構支撐襯底1、緩沖結構I的下部分2’、保護層3和緩沖結構I的上部粉4’。
這里，保護層3可以保護緩沖結構I的下部分2’。
根據(jù)本發(fā)明的再循環(huán)這種施主晶片10包括在第一步驟期間，移去位于與保護層3相同的緩沖結構I的上部分4’的一側上的所有部分。
在保護層3中，選擇物質除去方式是下列選擇物質除去方式的至少之一-從與保護層3相鄰的部分4’的區(qū)域除去材料，保護層3形成使除去物質操作停止的層。
-從保護層3除去材料，與保護層3相鄰的部分2’的區(qū)域形成使物質除去操作停止的層。
不管在再循環(huán)期間將要操作的和趨于除去與保護層3相鄰的部分4’的選擇物質除去方式如何，存在使物質除去操作停止的層(在第一種選擇物質除去方式的情況下是保護層3，或者在第二種選擇物質除去方式的情況下是與保護層3相鄰的部分2’的區(qū)域)，由此用作物質侵蝕或刻蝕的阻擋器，并利用相同方式保護緩沖結構I的下部分2’的材料。
因而基本上不干擾緩沖結構I的結晶結構，這種保護層3必須具有與緩沖結構I相鄰的區(qū)域的結晶結構基本相同的其自身的結晶結構，因此必須根據(jù)實施例進行制造，這使得可以獲得這種材料性能，如前面已經(jīng)介紹過的三個實施例之一。
所述的除去位于緩沖結構I的下部分2’上的物質之后，再循環(huán)有利地包括產(chǎn)生緩沖結構I的新的上部分4’，并且可以在除去緩沖結構I的新的上部分4’的位置上產(chǎn)生新的保護層3(在上述第二種選擇物質除去方式期間或通過適合于除去這層3的處理)。
這些層3和4’可以原位地生長或者在修整將要在其上進行生長的施主晶片10的表面的次要步驟之后進行生長，例如通過CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術，從而使得緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
因此在再循環(huán)期間保存緩沖結構I的下部分2’，這不是利用現(xiàn)有技術方法的情況。
在施主晶片10的特別和有利的結構中，緩沖結構I的下部分2’是緩沖層，緩沖結構I的上部分4’是緩沖層的附加層，如圖1中所示和前述的緩沖層2和附加層4。
這種特殊結構具有保護緩沖層2’、即緩沖結構I的一部分的優(yōu)點，這層是制造起來一般是最難的、最長的和最昂貴的。
由于附加層4’通常是通過外延生長并與固定參數(shù)(如要外延生長的元素的濃度、溫度、壓力、氣氛、生長速度和比率等)結合而形成的，并且它本身是在從施主晶片10移去層的步驟期間被移去的物質，不需要在再循環(huán)期間用保護層3保護這個附加層4’。
然而，在施主晶片10的另一特殊結構中，保護層3可以位于附加層4’內，以便保護其至少一部分。
并且在另一特殊結構中，保護層3形成在緩沖層2’內，以便只保護其一部分，例如最難以制造的部分。
參見圖5，根據(jù)本發(fā)明的第二施主晶片10主要不同于圖2所示的施主晶片10的地方在于保護層3不再位于緩沖結構I中，而是直接位于緩沖結構I上。
此外，覆蓋層5位于保護層3上，其中在是施主晶片10轉移一層時將移去至少一部分有用層。
這個覆蓋層5的成分和結晶結構將根據(jù)在轉移后結構中所希望獲得的物理、電氣和/或機械性能來選擇。
這個覆蓋層5的材料例如可以在緩沖結構I的與保護層3相鄰的部分中具有基本上與緩沖結構I相同的標稱晶格參數(shù)，以便保存基本上松弛的結構。
這個覆蓋層5的材料還可以在緩沖結構I的與保護層3相鄰的部分中具有例如基本上不同于緩沖結構的標稱晶格參數(shù)，并且具有充分小的厚度，從而必須在緩沖結構I的與保護層3相鄰的部分中保持緩沖結構I的晶格常數(shù)，由此被應變。
還可以例如選擇這個覆蓋層5的材料，以便具有在應變結構和松弛結構之間的中間結構。
在有利配置中，例如利用CVD或MBE外延生長法通過層生長來制造覆蓋層5。
在這種結構中，并且在第一種情況下，在原位直接延續(xù)緩沖結構I的上部分的形成生長覆蓋層5，在這種情況中，緩沖結構I的上部分有利地也通過層生長形成。
在第二種情況下，在例如通過CMP、熱處理或其它平滑化技術修整下面的緩沖結構I的上表面的表面的次要步驟之后進行覆蓋層5的生長，使得緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
關于保護層3，在這種情況下其作用是保護基本上所有下面的緩沖結構I和襯底1使其不受到第一再循環(huán)步驟期間進行的物質除去操作的影響。
已經(jīng)在覆蓋層5中從其移去有用層之后，這種施主晶片10的再循環(huán)包括在第一步驟期間，移去位于與保護層3相同的覆蓋層5的一側上的基本上所有部分。
在保護層3上，選擇物質除去方式是下列選擇物質除去方式的至少之一-除去與保護層3相鄰的覆蓋層5的材料，保護層3形成使除去物質操作停止的層；-除去保護層3的材料，與保護層3相鄰的緩沖結構I的區(qū)域形成使物質除去操作停止的層。
不管在再循環(huán)期間將要操作的和趨于除去其余覆蓋層5的選擇物質除去方式如何，都存在使物質除去操作停止的層(在第一種選擇物質除去方式的情況下是保護層3，或者在第二種選擇物質除去方式的情況下是與保護層3相鄰的緩沖結構I的上部分的區(qū)域)，由此用作物刻蝕或侵蝕的阻擋器，并利用相同方式保護緩沖結構I的材料。
此外，如果保護層3基本上不干擾直接位于下面的緩沖結構I的結晶結構，并且不干擾上部覆蓋層5的晶體生長是有利的，以便保持緩沖結構I的結構對正在生長的覆蓋層5的結構的影響，因此根據(jù)前述三個實施例之一有利地進行制造。
除去覆蓋緩沖結構I的物質之后，再循環(huán)有利地包括形成新的覆蓋層5，并且可以形成新的保護層3，其中保護層3已經(jīng)除去(在上述第二種選擇物質除去方式期間或者通過適合于除去這個層3的處理)這些層5和3可以原位地或者在例如利用CVD拋光、熱處理或其它平滑化技術修整將在其上進行生長的施主晶片10的表面的次要步驟之后進行生長，從而在緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
參照圖6，根據(jù)本發(fā)明的第三施主晶片10主要不同于圖3所示的施主晶片10的地方在于在緩沖結構I和保護層3之間有中間層8。
這個中間層8的成分和結晶結構將作為希望獲得的物理、電氣和/或機械性能的函數(shù)來選擇。
中間層8的材料例如可以在其與其界面相鄰的部分中具有基本上與緩沖結構I相同的標稱晶格參數(shù)，以便保存基本上松弛的結構。在這種情況下，中間層8是緩沖結構I的延伸部分，它可以例如進一步增強覆蓋層5的生長表面的結晶剛性。
這個中間層8的材料還可以在其與其界面相鄰的部分中具有例如基本上不同于緩沖結構I的標稱晶格參數(shù)，并且具有足夠小的厚度，以便必須在其與保護層3相鄰的部分中保持緩沖結構I的晶格常數(shù)，由此被應變。
在有利的結構中，例如利用CVD或MBE外延生長法通過層生長來制造中間層8或覆蓋層5。
在這種配置中，并且在第一種情況下，上述層的生長是原位地、直接地與下層的形成連續(xù)進行，在這種情況下下層還有利地通過層生長來形成。
在第二種情況下，在例如通過CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術修整下層的上表面的表面的次要步驟之后進行上述層的生長，使得緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
關于保護層3，在這種情況下其作用是保護基本上整個下面的中間層8，整個緩沖結構I和襯底1使其不受到第一再循環(huán)步驟期間進行的物質除去操作的影響。
在保護層3上，選擇物質除去方式是下列選擇物質除去方式的至少之一-除去與保護層3相鄰的覆蓋層5的材料，保護層3形成使除去物質操作停止的層；-除去保護層3的材料，與保護層3相鄰的中間層8的區(qū)域形成使物質除去操作停止的層。
不管在再循環(huán)期間將要操作的和趨于除去其余覆蓋層5的選擇物質除去方式如何，都存在使物質除去操作停止的層(在第一種選擇物質除去方式的情況下是保護層3，或者在第二種選擇物質除去方式的情況下是與保護層3相鄰的中間層8的區(qū)域)，由此用作物質刻蝕或侵蝕的阻擋器，并利用相同方式保護緩沖結構I的材料。
此外，保護層3基本上不干擾直接位于下面的中間層8的結晶結構，并且不干擾上部覆蓋層5的晶體生長是有利的，以便保持中間層8的結構對正在生長的覆蓋層5的結構的影響，因此必須根據(jù)前述三個在所述除去覆蓋中間層8的物質之后，再循環(huán)有利地包括形成新的覆蓋層5，并且可形成新的保護層3，其中保護層已經(jīng)除去(在上述第二種選擇物質除去方式期間或者通過適合于除去這個層3的處理)這些層5和3可以原位地或者在例如利用CVD拋光、熱處理或其它平滑化技術修整將在其上進行生長的施主晶片10的表面的次要步驟之后進行生長，從而在緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
參照圖7a-7f，其中示出了從包括保護層3的施主晶片10除去薄層和再循環(huán)該施主晶片10的方法的各個步驟，該方法使用具有基本上與參照圖4所述的相同的層結構的施主晶片10，并且因此參照圖7a，施主晶片10包括襯底1和其中含有保護層3的緩沖結構I。
在我們將要研究的例子中，保護層3移去緩沖結構I中的緩沖層2和附加層4。
在根據(jù)本發(fā)明的這個示意方法中，已經(jīng)在附加層4上方添加了覆蓋層5。
將在這個方法期間進行的除去操作將涉及移去附加層4和覆蓋層5的一部分。
利用相同的方式和在施主晶片10的其它配置中，可以存在幾個覆蓋層，并且移去操作將涉及這些覆蓋層和可能涉及附件層4的一部分，或者可以沒有覆蓋層，則移去操作將只涉及附加層4的一部分。
此外，通常必須具有相當薄的保護層3如前面已經(jīng)介紹過的，太厚的保護層3可能影響緩沖結構I的結晶性能，如產(chǎn)生缺陷，例如位錯，或使晶格參數(shù)改變。
為此，保護層3的厚度必須小于臨界厚度，在這種情況下在該臨界厚度以外將獲得不希望的效果。
這四個層2、3、4和5有利地利用例如CVD和MBE、通過根據(jù)公知技術的外延生長法來形成。
在第一種情況下，這四層中的至少一層原位地、直接地與下面的生長支撐的形成連續(xù)地生長，在這種情況下生長支撐也是有利地通過層生長來形成的。
在第二種情況下，這四層中的至少一層是在例如利用CMP拋光、熱處理或其它平滑化技術修整下面生長支撐的表面的次要步驟之后進行生長的，使得在緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
圖7b和7c中示出了移去薄層的方法。
本發(fā)明的第一優(yōu)選移去步驟包括在附加層4中形成脆性區(qū)，以便進行后面的分離處理，由此分開所希望的層。
可操作從而產(chǎn)生這種脆性區(qū)的幾種技術如下第一種技術，被稱為Smart-cut，這是本領域技術人員公知的(其說明可以在覆蓋用于還原晶片技術的大量文章中找到)，包括在其第一步驟中，為了通過這種方式產(chǎn)生脆性區(qū)，而用特殊能量注入原子物質(如氫離子)。
第二種技術是通過產(chǎn)生至少一個多孔層而形成脆性區(qū)，如在文獻EP-A-0849788中所述的。
在根據(jù)本發(fā)明的這個示意方法中，根據(jù)這兩種技術之一有利地形成的脆性區(qū)被形成在覆蓋層5和附加層4之間或者在附加層4中。
在覆蓋層5足夠厚的位置上，可以在其中形成脆性區(qū)。特別是，這是覆蓋層5由堆疊層構成的情況。
參見圖7b，涉及移去薄層的第二步驟是將接收襯底6加到覆蓋層5的表面上。
接收襯底6形成機械支撐，它是足夠剛性的以便支撐將要從施主晶片10移去的覆蓋層5，并且保護它不受來自外部的任何機械應變的影響。
這個接收襯底6例如可以由硅或石英或其它類型的材料構成。
通過將接收襯底6設置成與覆蓋層5緊密接觸和將覆蓋層5粘接在接收襯底6上而固定接收襯底6，其中在襯底6和覆蓋層5之間有利地進行分子粘接。
這種粘接技術與變形例一起特別在由Q.Y.Tong、U.Gosele和Wiley發(fā)表的題目為“Semiconductor Wafer Bonding”的文獻(Science andtechnology，Interscience Technology)中有介紹。
如果需要的話，粘接可以伴隨著要粘接的各個表面的合適的預處理和/或供應熱能和/或供應附加粘接劑。
因此，例如，在粘接期間或剛剛粘接之后施加的熱處理可以可能使被粘接的接點變硬。
該粘接還可以通過插入覆蓋層5和接收襯底6之間的粘接層如二氧化硅來控制，這種粘接層具有特別高的分子粘接能力。
有利地，形成接收襯底6的粘接面的材料和/或可能形成的粘接層的材料是電絕緣的，以便由移去層制造SOI結構，然后SOI結構的半導體層成為被轉移的具有或沒有部分附加層4的覆蓋層5。
一旦粘接了接收襯底6，通過分離它而在預先形成的脆性區(qū)上移去施主晶片10的一部分。
在所述第一種技術(Smart-cut)的情況下，在第二步驟中，對注入?yún)^(qū)(形成脆性區(qū))進行熱和/或機械處理，或者其它供給能量，以便在脆性區(qū)將其分離。
在所述第二種技術的情況下，對脆性層進行機械處理或其它供給能量，以便在脆性層將其分離。
根據(jù)這兩種技術之一在脆性區(qū)進行分離使得可以移去大部分晶片10，以便獲得包括可能的其余的緩沖結構I、覆蓋層5、任何粘接層和接收襯底6的結構。
然后例如利用化學機械拋光CMP、刻蝕或至少熱處理，有利地進行對在移去層上形成的結構表面進行修整的步驟，以便移去任何表面粗糙物、 厚度不均勻性和/或不希望的層。
移去后層7在移去之后形成保留在保護層3上方的部件，整個晶片形成用于再循環(huán)而將要被運送的施主晶片10’，以便在其它層移去期間被再使用。
再循環(huán)步驟示于圖7d、7e和7f中。
參見圖7d，第一再循環(huán)步驟對應實質上除去所有移去后層7和可能地除去保護層3。
機械和化學機械侵蝕或合適的處理可以并且首先操作，以便除去移去后層7的附加層4的其余部分，如通過研磨、拋光、CMP、化學刻蝕、熱處理和平滑化技術所進行的侵蝕，以使緩沖結構I中所限定的位錯和其它缺陷不傳播、不增加尺寸和不產(chǎn)生任何滑面、堆疊缺陷或者可能使緩沖結構I的質量下降的其它缺陷。
對于這些材料刻蝕或侵蝕技術的幾種技術可以組合或者先后進行，例如依次進行化學刻蝕和CMP的侵蝕。
在所有情況下，第一再循環(huán)步驟包括使用上述選擇物質除去方式中的至少一種方式。
參見圖7e和7f，第二再循環(huán)步驟對應利用附加層4’和覆蓋層5’的各個形成而進行的層的恢復，使其與移去之前存在的基本上相同。
此外，恢復步驟包括在除去保護層3的位置上形成保護層3。
通過根據(jù)基本上與上述技術之一相同的技術來形成層，而有利地恢復這些層。
所獲得的施主晶片10的層4’和5’不必與施主晶片10的層4和5相同，對于圖7d中所示的施主晶片來說可以用作其它類型層的襯底。
在根據(jù)本發(fā)明的前面已經(jīng)介紹過的示意方法中，移去步驟涉及附加層4的一部分和覆蓋層5。
并列地，這個例子可以適用于只涉及部分附加層4(施主晶片10沒有覆蓋層5)的移去。
并列地，這個例子可以適用于只涉及部分覆蓋層5的移去，再循環(huán)則包括除去其余部分的覆蓋層5。
在根據(jù)本發(fā)明的前面已經(jīng)介紹過的示意方法中，保護層3位于緩沖層2和附加層4之間。
顯然，這個例子可以適用于保護層3位于緩沖層2中或附加層4中的情況。
一般情況下，這個例子延伸到保護層3位于緩沖結構I中的情況。
使用圖2所示的施主晶片10參照圖7a-7f對根據(jù)本發(fā)明的方法的說明可以很容易地轉換到在如下所示的施主晶片10-圖5，通過在緩沖結構I和覆蓋層5之間設置保護層3，而不是在緩沖結構I中設置保護層3，然后該層在覆蓋層5上被移去，用于再循環(huán)的物質移去終止于相對于保護層3的覆蓋層5的選擇刻蝕和/或相對于緩沖結構I的保護層3的選擇刻蝕；-圖6，通過將中間層8設置在緩沖結構I和保護層3之間而給施主晶片10增加中間層8，該層在覆蓋層5上被移去，用于再循環(huán)的物質除去終止于相對于保護層3的覆蓋層5的選擇刻蝕和/或相對于中間層8的保護層3的選擇刻蝕。
根據(jù)本發(fā)明再循環(huán)施主晶片10之后，可以再次進行移去有用層的方法的操作。
這樣，在本發(fā)明的有利情況下，通過先后重復進行以下方法而進行根據(jù)本發(fā)明的從施主晶片10移去有用層的循環(huán)方法·移去方式；和·根據(jù)本發(fā)明的再循環(huán)方法。
在執(zhí)行循環(huán)移去方法的操作之前，可以利用如上所述的在襯底上制造薄層的一種或多種技術執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的制造施主晶片10的方法。
在本文獻的其余部分中，我們提出包括緩沖結構I的施主晶片10的結構的例子，并能根據(jù)本發(fā)明的方法來操作。
特別是，我們將提出能有利地在這種施主晶片中被使用的材料。
如我們看到的那樣，在大多數(shù)情況下，形成在襯底1上的具有第一晶格參數(shù)的緩沖結構I具有在其自由面上具有第二晶格參數(shù)的主要功能。
這種緩沖結構I則包括緩沖層2，緩沖層2可以形成晶格參數(shù)的匹配。
通常用于獲得具有這種性能的緩沖層2的這種技術是具有由幾種原子元素構成的緩沖層2，所述原子元素包括·位于襯底1的成分中的至少一種原子元素；和·在襯底1中沒有或幾乎沒有的至少一種原子元素，它具有在緩沖層2的厚度內逐漸改變的濃度。
這種元素在緩沖層2中的漸進濃度將是緩沖層2中的晶格參數(shù)以變形方式逐漸改變的主要原因。
這樣，在這種結構中，緩沖層2將主要是合金。
用于襯底1和用于緩沖層2的成分所選擇的原子元素可以是IV型的，如Si或Ge。
例如，在這種情況下，可以具有由Si構成的襯底1和由SiGe構成的緩沖層2，其中Ge的濃度隨著厚度在與襯底1的界面處的接近于0的值和緩沖層2另一表面上的特定值之間逐漸變化。
在另一種情況下，襯底1和緩沖層2的成分可以包括III-V型的原子元素的對，如可能的(Al，Ga，In)-(N，P，As)組合。
例如，在這種情況下，可以具有由AsGa構成的襯底1和包括As和/或Ga與至少一種其它元素的緩沖層2，緩沖層的者元素隨著厚度在與襯底1的界面處的接近于0的值和緩沖層2另一表面上的特定值之間逐漸變化。
襯底1和緩沖層2的成分可包括II-V型的一對原子元素，如可能的(Zn，Cd)-(S，Se，Te)合組。
下面，我們提供這種結構的一些例子
頭三個例子特別涉及的施主晶片10包括由Si構成的襯底1和由SiGe構成的緩沖層2以及Si和SiGe的其它層。
這些晶片10在移去應變的SiGe和/或Si的層以便制造SGOI、SOI或Si/SGOI結構的情況下特別有用。
在這種情況下，使用的刻蝕液的類型根據(jù)要刻蝕的材料(Si或SiGe)而不同。這樣，能刻蝕這些材料的刻蝕液將分成類，給每一類賦予在下面所列舉的標識符·S1用于Si的相對于SiGe的選擇刻蝕液，如包括下列化合物中的至少一種的溶液KOH、NH4OH(氫氧化銨)、TMAH、EDP或HNO3，或者目前正在研究的與試劑的組合的溶液，如HNO3、HNO2H2O2HF、H2SO4、H2SO2、CH3COOH、H2O2和H2O，如在文獻WO99/53539第9頁所述的。
·S2用于SiGe的相對于Si的刻蝕液，如包括HF∶H2O2∶CH3COOH(選擇率大約為1∶1000)或HNA(氟化氫-硝酸-乙酸溶液)的溶液。
·Sc1相對于Ge濃度大約等于或大于25％的SiGe的用于Ge的濃度基本上小于或等于20％的SiGe的選擇刻蝕液，如包括TMAH或KOH的溶液。
·Sd1用于未摻雜Si的相對于用硼摻雜的Si的選擇刻蝕液，所述摻雜的硼的濃度優(yōu)選大于2×1019cm-3，如包括EDP(乙二胺-焦兒茶酚混合物)、KOH或N2H2(肼)的溶液。
例1再循環(huán)之后，施主晶片10包括-由Si構成的襯底1；-具有緩沖層2和附加層4由SiGe構成的緩沖結構I；-由Si構成或由SiGe構成的移去后層7，在移去覆蓋層的一部分之后移去后層形成覆蓋層5的其余部分。
緩沖層2優(yōu)選具有從與襯底1的界面處逐漸增加的Ge濃度，以便使SiGe晶格參數(shù)如上所述那樣變化。
厚度通常在1和3微米之間，以便獲得在表面上的良好的結構松弛，和限制涉及晶格參數(shù)的差異的缺陷，從而掩蓋缺陷。
附加層4由基本上通過緩沖層2松弛的SiGe構成，其中Ge濃度有利地是均勻的并且在它們的界面處基本上等于緩沖層2的Ge濃度。
松弛SiGe層4內的硅中的鍺濃度通常在15％和30％之間。
在30％的這個極限表示目前技術的典型極限，但是在將來的幾年中可以改變。
附加層4的厚度可以根據(jù)情況而很大地變化，通常厚度在0.5和1微米之間。
在移去后層7由Si構成的情況下，利用S1-型刻蝕液可以有利地進行Si相對于由SiGe構成的附加層4選擇刻蝕移去后層7，以便移去它。
在移去層后7由SiGe構成的情況下，其中-移去層后7中的Ge濃度基本上小于或等于20％，和-附加層4中的Ge濃度大約等于或大于25％，利用Sc1-型刻蝕液進行相對于附加SiGe層4對移去后層的選擇刻蝕，以便移去它。
在所有情況下，利用在保護層3上的刻蝕停止，由此通過化學手段完全除去最后一部分移去后層7，而保護層3由此形成停止層，保護了所希望保存的下層。
例2再循環(huán)之后，施主晶片10基本上與例1中的相同，除了在晶片10內存在保護層3之外。
保護層3由以下部分構成-應變Si；或-SiGe；或-摻雜硼的Si。
回憶在保護層3由應變Si構成的情況下，這里保護層3的厚度必須不能超過臨界厚度。
這樣，例如，對于插在具有基本上等于20％的Ge濃度的兩個SiGe層之間的由應變Si構成的保護層3，臨界厚度通常等于大約20納米。
在第一種情況下，保護層3位于兩個SiGe層之間。
這尤其是保護層3位于緩沖結構I的兩層之間；或位于緩沖結構I和由SiGe構成的移去后層7之間；或者位于由SiGe構成的后移去層中的情況。
因此可以根據(jù)保護層3的材料而進行幾種刻蝕
-如果保護層3由應變Si構成用S2-型溶液選擇地刻蝕由SiGe構成的覆蓋部分；和/或在已經(jīng)除去移去后層7之后，用S1-型溶液選擇刻蝕保護層3。
-如果保護層3由SiGe構成，其中Ge濃度大約等于或大于25％，和如果覆蓋層具有基本上小于或等于20％的Ge濃度用Sc1-型溶液選擇刻蝕覆蓋層SiGe部分。
-如果保護層3由SiGe構成，其中Ge濃度基本上小于或等于20％，和如果下層具有大約等于或大于25％的Ge濃度已經(jīng)除去移去后層7之后，用Sc1-型溶液選擇刻蝕保護層3。
在第二種情況下，保護層3位于下面的SiGe層和上面的Si層之間。
這尤其是保護層3位于緩沖結構I和移去后層7之間；或SiGe中間層8和移去層后7之間；或位于SiGe層和Si層之間的移去后層7中的情況。
然后可以根據(jù)保護層3的材料而進行幾種類型的刻蝕操作；-如果保護層3由摻雜硼的Si構成用Sd1-型溶液選擇刻蝕上部的Si部分；如果保護層3由SiGe構成用S1-型溶液選擇刻蝕上部Si部分。
-如果保護層3由Ge濃度基本上小于或等于20％的SiGe構成和如果下層具有大約等于或大于25％的Ge濃度已經(jīng)除去移去后層7之后，用Sc1-型溶液選擇刻蝕保護層3。
在第三種情況下，保護層3位于兩個Si層之間。
這尤其是保護層3位于Si中間層和移去后層7之間；或者位于移去后層7中的情況。
然后可以根據(jù)保護層3的材料而進行幾種類型的刻蝕操作；-如果保護層3由摻雜硼的Si構成用Sd1-型溶液選擇刻蝕上部Si部分；-如果保護層3由SiGe構成用S1-型溶液選擇刻蝕上部Si部分；和/或已經(jīng)除去后移去層7之后，利用S2-型溶液選擇刻蝕保護層3。
例3再循環(huán)之后，施主晶片10包括
-Si襯底1；-具有SiGe緩沖層2和附加Ge層4的緩沖結構I；-在移去部分覆蓋層5之后形成覆蓋層5的其余部分的移去后AsGa層7；-放在移去后層7中的保護AlGaAs層3。
緩沖層2優(yōu)選具有從與襯底1的界面處逐漸增加的Ge濃度，以便使晶格參數(shù)在Si襯底1的晶格參數(shù)和附加Ge層4的晶格參數(shù)之間變化。
為此，在緩沖層2中，Ge濃度從大約0增加到大約100％，或者精確地在98％左右，用于完全符合兩種材料的理論晶格。
在第一種情況下，利用選擇刻蝕液，如包括檸檬酸(C6H8O7)和pH值在約6和7之間的過氧化氫的溶液(選擇系數(shù)通常為20)，進行移去后層7的選擇化學刻蝕，使得基本上移去所有其余的移去后層7，這里保護層3用作刻蝕停止層。
在第二種情況下，除去保護層3上面的部分移去后層7之后，并且對于保護層3中的鋁濃度大于20％，利用選擇刻蝕液，如包括稀釋的氫氟酸(大約9％和48％之間)的溶液(選擇系數(shù)通常在350和10000之間)，進行保護層3的選擇化學刻蝕，使得基本上移去所有保護層3，這里下面的移去后層7用作刻蝕停止層。
在第三種情況下，可以彼此先后進行兩種選擇刻蝕，以便除去至少一部分移去后層7和除去保護層3。
由此保存了和完全再循環(huán)緩沖結構I。
例4再循環(huán)之后，施主晶片10包括-襯底1，它包括在其與緩沖結構I的界面處的至少一個AsGa部分；-由III-V族材料構成的緩沖結構I的至少一部分；-移去后層7，它包括在移去部分覆蓋層5之后構成其余覆蓋層5的III-V族材料。
這種緩沖結構I的主要優(yōu)點是使覆蓋層5的材料的晶格參數(shù)(其標稱值大約為5.87埃)與AsGa的晶格參數(shù)(其標稱值大約為5.65埃)匹配。
在體III-V族材料中，和通過比較體InP與體AsGa，后者是較便宜的、在半導體市場上更廣泛地獲得的、機械脆性小的材料，這種材料是用于與后表面接觸的技術而公知的，并且其尺寸可以達到高值(通常為6英寸，而體InP的尺寸為4英寸)。
因此這里看到了由這種施主晶片10提供的所有優(yōu)點這是因為可以制造將要以特殊質量和特殊性能轉移的III-V族材料的有源層，例如可以接近于在制造大量的后種材料時發(fā)現(xiàn)的性能。
在移去之前的施主晶片10的特殊配置中，移去之前的覆蓋層5包括將要被移去的InP。
由于體InP具有一般限于4英寸的尺寸，因此施主晶片10例如提供制造6英寸的InP層的方案。
用于制造這種覆蓋層5的緩沖結構I需要通常大于一微米的厚度，并且這個厚度將向著更厚方向變化，尤其是如果它在根據(jù)本發(fā)明被再循環(huán)的話。
此外，通常用于制造這種緩沖結構I的外延生長技術是特別難的和昂貴的，因此在移去有用層之后能夠至少部分地恢復它是有利的。
有利地，緩沖結構I包括由InGaAs構成的緩沖層2，其In濃度在0和大約53％之間變化。
緩沖結構I還可以包括由III-V族材料構成的附加層4，如InGaAs或InAlAs，并具有基本上恒定的原子元素濃度。
在特殊移去情況下，為了將其轉移到接收襯底上，將移去InP覆蓋層5和部分附加層4。
這樣，可以從存在于兩種移去材料之間的任何電氣或電子性能得到益處。
這是如下情況，例如，如果被移去的部分附加層4由InGaAs或InAlAs構成后者材料和InP之間的電子帶不連續(xù)性在被移去層中產(chǎn)生提高的電子遷移率。
施主晶片10的其它配置也是可行的，包括其它III-V族化合物，如InAlAs等。
這種層移去的典型應用是HEMT或HBT(“High-Electron MobilityTransistor”和“Heterjunction Bipolar Transistor”)制造。
在第一再循環(huán)步驟期間將有利地使用適合于相對于其它III-V族材料除去有些III-V族材料的化學刻蝕液，這種刻蝕液是可以選擇的。
這樣，例如，為了除去InP移去后層7而不除去下部InGaAs層，將利用包括濃HCl的溶液有利地進行InP的選擇刻蝕。
例5再循環(huán)之后，施主晶片10包括-襯底1，它包括在與緩沖結構I的界面處的AsGa；-緩沖結構I，它包括在其與移去后層7的界面處的InGaAs；-在移去部分覆蓋層5之后形成覆蓋層5的其余部分的InP移去后層7；-位于移去后層7和緩沖結構I之間；或者位于移去后層7中的由InxGa1-xAsyP1-y構成的保護層3。
這種類型的施主晶片10(沒有保護層3)已經(jīng)在例4中介紹過了。
在第一種情況下，利用選擇刻蝕液，如包括HF的溶液，進行移去后層7的選擇化學刻蝕，使得基本上移去所有其余的后移去層7，這里保護層3用作刻蝕停止層。
在第二種情況下，除去保護層3上面的部分移去后層7之后，利用選擇刻蝕液，如包括CeIVH2SO4的溶液，進行保護層3的選擇化學刻蝕，從而可以基本上移去所有保護層3，這里位于保護層3下面的層用作刻蝕停止層。
在第三種情況下，可以彼此先后進行兩種選擇刻蝕，以便除去至少一部分移去后層7和除去保護層3。
由此保存緩沖結構I和將其完全再循環(huán)。
例6再循環(huán)之后，施主晶片10包括-襯底1，它包括在與緩沖結構I的界面處的AsGa；-包括InGaAs的緩沖結構I；-位于InGaAs上或中的InP保護層3。
在第一種情況下，利用選擇刻蝕液，如包括CeIVH2SO4的溶液，進行保護層3上面的InGaAs的選擇化學刻蝕，從而基本上移去保護層3上面的所有這種材料，這里保護層3用作刻蝕停止層。
在第二種情況下，除去保護層3上面的InGaAs之后，利用選擇刻蝕液，如包括HF的溶液，進行保護層3的選擇化學刻蝕，從而可以基本上移去所有保護層3，這里位于保護層3下面的層用作刻蝕停止層。
在第三種情況下，可以彼此先后進行兩種選擇刻蝕，以便除去至少一部分InGaAs和除去保護層3。
在本文獻中所提出的半導體層中，可以給其添加其它成分，如碳，其中在所述層中碳濃度基本上小于或等于50％，或者更特別是，碳濃度小于或等于5％。
最后，本發(fā)明不限于由在上述例子中所提到的材料構成的緩沖結構I、中間層8或覆蓋層5，而是可以延伸到IV-IV、III-V、II-VI型的合金的其它類型。
應該指出的是這些合金可以是二元、三元、四元或更高度的。
本發(fā)明不限于具有使具有各自不同晶格參數(shù)的兩個相鄰結構之間的晶格參數(shù)匹配的主要功能的可再循環(huán)的緩沖層2或緩沖結構I，而是可以涉及在本文獻中以最一般方式限定的并根據(jù)本發(fā)明可以被再循環(huán)的任何緩沖層2或緩沖結構I。
在移去操作之后最終獲得的結構不限于SGOI、SOI、Si/SGOI結構，或者是用于HEMT和HBT晶體管的結構。
權利要求
1.一種在已經(jīng)移去至少一個有用層之后再循環(huán)施主晶片(10)的方法，其中所述有用層的材料由選自半導體材料的材料，該施主晶片(10)依次包括襯底(1)、緩沖結構(I)和移去之前的有用層，該方法包括在進行所述移去操作的所述施主晶片(10)的一側上除去物質，其特征在于除去物質之后，至少一部分緩沖結構(I)保留下來，然后這個至少一部分緩沖結構(I’)被再用作后來有用層移去操作的緩沖結構(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的再循環(huán)方法，其特征在于移去之前，所述緩沖結構(I)包括緩沖層(2)和附加層(4)，該附加層(4)具有-足以限制缺陷的厚度；和/或-基本上不同于襯底1的晶格參數(shù)的晶格參數(shù)。
3.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于除去物質包括除去在移去之后保留下來的部分緩沖結構(I)。
4.根據(jù)權利要求2的再循環(huán)方法，其特征在于除去物質包括除去在移去之后留下來的至少部分附加層(4)。
5.根據(jù)權利要求1或4的再循環(huán)方法，其特征在于除去物質包括除去緩沖層(2)的一部分。
6.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于在移去之前，施主晶片(10)包括覆蓋層(5)，該覆蓋層(5)包括將要被移去的有用層，并且在移去之后，除去物質包括除去剩余的覆蓋層(5)。
7.根據(jù)權利要求6的再循環(huán)方法，其特征在于已經(jīng)選擇覆蓋層(5)的厚度，使得在移去之后，可以在除去物質期間在這個覆蓋層(5)上進行用于除去物質的標準機械手段，如拋光手段，而不從緩沖結構(I)上除去物質。
8.根據(jù)權利要求2和6的再循環(huán)方法，其特征在于已經(jīng)選擇覆蓋層(5)的厚度和附加層(4)的厚度，使得在移去之后，可以在除去物質期間在這個覆蓋層(5)上和這個附加層(4)上進行用于除去物質的標準機械手段，如拋光手段，而不從緩沖層(2)上除去物質。
9.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于除去物質包括化學刻蝕。
10.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于從施主晶片(10)除去物質的操作包括選擇化學刻蝕。
11.根據(jù)權利要求2的再循環(huán)方法，其特征在于從施主晶片(10)除去物質的操作包括相對于緩沖層(2)選擇化學刻蝕被包含于至少一部分附加層(4)中的材料。
12.根據(jù)權利要求6的再循環(huán)方法，其特征在于從施主晶片(10)除去物質的操作包括相對于緩沖結構(I)選擇化學刻蝕被包含于剩余覆蓋層(5)中的第一材料。
13.根據(jù)權利要求12的再循環(huán)方法，其特征在于施主晶片(10)包括-Si襯底(1)；-包括Si1-xGex緩沖層(2)和被所述緩沖層(2)松弛的Si1-yGey層(4)的緩沖結構(I)，其中Si1-xGex緩沖層(2)的Ge濃度x隨著厚度在0和y值之間變化。
14.根據(jù)權利要求13與權利要求6-8之一組合的再循環(huán)方法，其特征在于覆蓋層(5)包括SiGe和/或應變硅。
15.根據(jù)權利要求13與權利要求6-8之一組合的再循環(huán)方法，其特征在于y＝1，并且覆蓋層(5)包括AsGe和/或Ge。
16.根據(jù)權利要求1的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)還存在于施主晶片(10)中，從而至少一部分緩沖結構(I)位于其下；保護層(3)的材料選自結晶材料，從而用于除去物質的手段具有刻蝕能力，其刻蝕能力對于保護層(3)的材料和對于兩個相鄰區(qū)的至少之一的材料來說基本上是不同的，因此可以執(zhí)行選擇除去物質的操作。
17.根據(jù)權利要求16的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)的材料的標稱晶格參數(shù)基本上不同于其下層的晶格參數(shù)；并且保護層(3)足夠薄以便主要被下層彈性應變。
18.根據(jù)權利要求16和17之一的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)處于緩沖結構(I)中。
19.根據(jù)權利要求16或17和權利要求2的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)處于緩沖層(2)中。
20.根據(jù)權利要求16或17和權利要求2的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)位于緩沖層(2)和附加層(4)之間。
21.根據(jù)權利要求16或17和權利要求2的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)位于附加層(4)中。
22.根據(jù)權利要求16和17之一的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)位于緩沖結構(I)之上。
23.根據(jù)權利要求22的再循環(huán)方法，其特征在于對保護層(3)上面的區(qū)域的材料進行選擇除去操作，因此保護層(3)是這個除去物質操作的停止層。
24.根據(jù)權利要求22和23之一的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)的材料的選擇除去操作，保護層(3)下面的區(qū)域是除去物質操作的停止層。
25.根據(jù)權利要求23和24之一的再循環(huán)方法，其特征在于在保護層(3)上或其附近進行的選擇物質除去操作包括選擇機械侵蝕；保護層(3)的材料選自結晶材料，使得機械手段對于保護層(3)的材料和對于兩個相鄰區(qū)的至少一個區(qū)域的材料來說具有基本上不同的侵蝕能力，并由此能執(zhí)行選擇機械侵蝕操作。
26.根據(jù)權利要求25的再循環(huán)方法，其特征在于選擇機械侵蝕是拋光，并且可以與研磨劑的作用和/或化學刻蝕相結合。
27.根據(jù)權利要求23和24之一的再循環(huán)方法，其特征在于在保護層(3)上或其附近進行的選擇物質除去操作包括選擇化學刻蝕；保護層(3)的材料選自結晶材料，使得一種刻蝕流體對于保護層(3)的材料和對于兩個相鄰區(qū)的至少一個區(qū)域的材料來說具有基本上不同的刻蝕能力，并由此能執(zhí)行選擇刻蝕操作。
28.根據(jù)權利要求27的再循環(huán)方法，其特征在于保護層(3)的機械侵蝕與選擇化學刻蝕相結合進行，以便執(zhí)行選擇化學-機械平面化。
29.根據(jù)權利要求28或權利要求10一12之一的再循環(huán)方法，其特征在于通過采用確定的刻蝕化學物質和通過以下事實來獲得被刻蝕材料和使刻蝕操作“停止”的停止材料之間的刻蝕選擇率-兩種材料是不同的；或-兩種材料之一被摻雜；或-兩種材料基本上是相同，但是一種材料中的至少一種原子元素的原子濃度基本上不同于另一種材料中的相同原子元素的原子濃度；或-兩種材料具有不同的孔隙密度。
30.根據(jù)權利要求29的再循環(huán)方法，其特征在于被刻蝕材料和停止材料一起是下列雙材料組之一
31.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于還包括在從施主晶片(10)除去物質的步驟之后修整施主晶片(10)的表面的步驟。
32.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于還包括在從施主晶片(10)除去物質的步驟之后，在執(zhí)行除去物質操作的施主晶片(10)的一側上形成層的步驟，從而再生施主晶片(10)。
33.根據(jù)權利要求32和權利要求4和5之一的再循環(huán)方法，其特征在于形成層的步驟包括在緩沖結構(I’)的剩余部分上方形成新的緩沖結構(I)的操作。
34.根據(jù)權利要求32和33之一和權利要求6-8之一的再循環(huán)方法，其特征在于形成層的步驟包括在施主晶片(10)上形成覆蓋層(5)的操作，以便形成后來將被移去的至少一個新的有用層。
35.根據(jù)權利要求32，33和34之一的再循環(huán)方法，其特征在于形成層的步驟包括在施主晶片(10)中形成根據(jù)權利要求16的新的保護層(3)的操作。
36.根據(jù)權利要求32，33，34和35的再循環(huán)方法，其特征在于在通過晶體生長法形成層的步驟期間形成層。
37.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于施主晶片(10)包括至少一層，該至少一層還包括其濃度基本上小于或等于50％的碳。
38.根據(jù)前述權利要求之一的再循環(huán)方法，其特征在于施主晶片(10)包括至少一層，該至少一層還包括其濃度基本上小于或等于5％的碳。
39.一種通過移去而趨于提供有用層的制造施主晶片(10)的方法，該施主晶片(10)在移去之后可以根據(jù)權利要求16至28之一的再循環(huán)方法被再循環(huán)，其特征在于它包括以下步驟-在襯底(1)上形成緩沖結構(I)的第一部分(2’)；-利用選自結晶材料的材料，在緩沖結構(I)的第一部分(2’)上形成保護層(3)；-在保護層(3)上形成緩沖結構(I)的第二部分(4’)，使第二部分(4’)在保護層(3)附近的晶格參數(shù)基本上與保護層(3)附近的緩沖結構(I)的第一部分(2’)的晶格參數(shù)相同。
40.根據(jù)權利要求39所述的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于緩沖結構包括-緩沖層(2)；和-附加層(4)，其厚度足以限制缺陷；其特征在于保護層(3)形成在-緩沖層(2)中，在其形成期間，或-緩沖層(2)和附加層(4)之間，或-附加層(4)中，在其形成期間。
41.根據(jù)權利要求39或40的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于還包括在緩沖結構(I)上形成覆蓋層(5)，以便形成至少一個有用層。
42.一種通過移去而趨于提供有用層的制造施主晶片(10)的方法，該施主晶片(10)在移去之后可以根據(jù)權利要求16-28之一的再循環(huán)方法被再循環(huán)，其特征在于它包括以下步驟-在襯底(1)上形成緩沖結構(I)；-利用選自結晶材料的材料，在緩沖結構(I)上形成保護層(3)；-在保護層(3)上形成覆蓋層(5)。
43.根據(jù)權利要求39，40，41和42之一的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于在其形成期間控制保護層(3)的厚度，以便形成的保護層(3)足夠薄，以至于被其下層基本上彈性應變。
44.根據(jù)權利要求39，40，41，42和43之一的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于保護層(3)的形成是晶體生長。
45.根據(jù)權利要求44的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于還包括進行保護層(3)的摻雜操作，使其成為除去其上層材料的停止層。
46.根據(jù)權利要求44的制造施主晶片(10)的方法，其特征在于還包括使保護層(3)多孔化的操作，使其下層成為其除去的停止層。
47.一種為了轉移到接收襯底(6)上而移去施主晶片(10)上的有用層的方法，其特征在于包括(a)將施主晶片(10)粘接到接收襯底(6)上；(b)從施主晶片(10)上分離被粘接到接收襯底(6)的施主晶片(10)；(c)利用根據(jù)權利要求1-38之一所述的再循環(huán)方法對施主晶片進行再循環(huán)。
48.根據(jù)權利要求47的移去有用層的方法，其特征在于它包括在步驟(a)之前，形成粘接層的步驟。
49.根據(jù)權利要求46，47和48之一的移去有用層方法，其特征在于-它還包括在步驟(a)之前，在預定深度通過與緩沖結構(I)相鄰的施主晶片(10)的表面注入原子物質的步驟，以便在這個深度上形成脆性區(qū)；并且-步驟(b)是通過給施主晶片(10)供應能量來操作的，以便在脆性區(qū)水平上分離包括接收襯底(6)和有用層的結構。
50.根據(jù)權利要求48的方法，其特征在于-它還包括在步驟(a)之前，在施主晶片(10)中通過多孔化處理而形成層的步驟，然后生長一層(這層在步驟(b)的分離之后將成為有用層)，多孔化層在緩沖結構(I)內部或上方形成脆性區(qū)；和-步驟(b)是通過給施主晶片(10)供應能量來操作的，以便在脆性區(qū)水平上分離包括接收襯底(6)和有用層的結構。
51.根據(jù)權利要求47-50之一的方法，其特征在于在步驟(b)期間被分離的有用層包括一部分緩沖結構(I)。
52.一種從施主晶片(10)循環(huán)地移去有用層的方法，其特征在于包括移去有用層的幾個步驟，這些步驟的每個都符合根據(jù)權利要求47-51之一的移去方法。
53.根據(jù)權利要求52的循環(huán)地移去的方法或根據(jù)權利要求47-51之一的移去方法在用于制造包括接收襯底(6)和有用層的結構上的應用，該有用層包括下列材料中的至少一種SiGe、Si、屬于III-V族的合金，其成分分別選自可能的(Al，Ga，In)-(N，P，As)組合。
54.根據(jù)權利要求52的循環(huán)地移去的方法或根據(jù)權利要求47-51之一的移去方法在用于制造絕緣體上半導體結構上的應用，所述結構包括接收襯底(6)和有用層。
55.一種通過移去操作已經(jīng)輸送了有用層和能夠根據(jù)權利要求1-38之一的再循環(huán)方法被再循環(huán)的施主晶片(10)，其特征在于施主晶片(10)依次包括襯底(1)和緩沖結構(I)的剩余部分。
56.一種根據(jù)權利要求16-28之一的再循環(huán)方法可以被再循環(huán)的施主晶片(10)，其特征在于保護層(3)位于緩沖結構(I)中。
57.根據(jù)權利要求56的施主晶片(10)，其特征在于在移去之前，緩沖結構(I)包括緩沖層(2)和附加層(4)，附加層(4)具有-足以限制缺陷的厚度；和/或-基本上不同于襯底1的表面晶格參數(shù)；并且保護層(3)位于-緩沖層(2)中；或-緩沖層(2)和附加層(4)之間；或-附加層(4)中。
58.一種利用根據(jù)權利要求16-28之一的再循環(huán)方法可以再循環(huán)的施主晶片(10)，其特征在于保護層(3)位于緩沖結構(I)之上。
59.根據(jù)權利要求56，57和58之一的施主晶片(10)，其特征在于還包括在緩沖結構(I)上的覆蓋層(5)，以便包括至少一個有用層。
60.根據(jù)權利要求56，57，58和59之一的施主晶片(10)，其特征在于保護層(3)被其下層基本上彈性應變。
61.根據(jù)權利要求56，57，58，59和60之一的施主晶片(10)，其特征在于保護層(3)被摻雜。
62.根據(jù)權利要求56，57，58，59，60和61之一的施主晶片(10)，其特征在于保護層(3)由多孔材料構成。
全文摘要
提供一種在移去至少一個有用層之后再循環(huán)施主晶片(10)的方法，該施主晶片(10)依次包括襯底(1)、緩沖結構(I)和移去之前的有用層。該方法包括在進行移去操作的一側上除去涉及施主晶片(10)的一部分的物質，從而在除去物質之后，保留至少一部分緩沖結構(I)，它能在后來的有用層移去操作期間被再用作至少一部分緩沖結構(I)。本發(fā)明還涉及一種制造能根據(jù)本發(fā)明被再循環(huán)的施主晶片(10)的方法；從可以根據(jù)本發(fā)明再循環(huán)的施主晶片(10)移去薄層的方法；能根據(jù)本發(fā)明被再循環(huán)的施主晶片(10)。
文檔編號H01L21/02GK1685496SQ03822785
公開日2005年10月19日 申請日期2003年8月26日 優(yōu)先權日2002年8月26日
發(fā)明者B·吉瑟倫, C·奧涅特, B·奧斯特諾德, Y-M·勒瓦揚, T·赤津 申請人:S.O.I.Tec 絕緣體上硅技術公司