E為大約5X KT6K'石英的CTE為大約6X KT7K'如果在室溫下或甚至在后 續(xù)的溫度升高期間施主襯底2和支撐襯底3各自的CTE差異超過10%，則應(yīng)力被產(chǎn)生在施 主襯底2和/或支撐襯底3中。根據(jù)這些應(yīng)力的大小，這些應(yīng)力可能導(dǎo)致缺陷的出現(xiàn)或甚 至導(dǎo)致襯底2、3的剝離。
[0049] 圖1中示出的轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：
[0050] (b)在施主襯底2中形成脆性區(qū)4,以在施主襯底2中脆性區(qū)4的兩側(cè)界定第一部 分1和第二部分20,第一部分1致力于形成將被轉(zhuǎn)印至支撐襯底3的層1。
[0051] 在步驟（b)中，通過注入諸如氫和/或氦的物種形成脆性區(qū)4。可以只注入諸如氫 的單一物種，也可以順序注入諸如氫和氦的許多物種。注入?yún)?shù)，主要是劑量和能量，根據(jù) 該物種和施主襯底2的性質(zhì)來設(shè)定。
[0052] 圖1中示出的轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：
[0053] (c)在施主襯底2的第一部分1和支撐襯底3之間形成所謂的結(jié)合層5,結(jié)合層5 具有預(yù)設(shè)厚度E。結(jié)合層5可以為電介質(zhì)層，優(yōu)選由二氧化硅或氮化物制成。結(jié)合層可以被 形成在施主襯底2的第一部分1和/或支撐襯底3上，例如通過熱氧化或沉積。在施主襯 底2由硅制成的情況下，結(jié)合層5優(yōu)選二氧化硅。因此，結(jié)合層5可以被制造在支撐襯底3 上，由此代替或補(bǔ)充形成在施主襯底2上的結(jié)合層5。
[0054] 執(zhí)行步驟（b)和（c)的次序可以顛倒。當(dāng)在步驟（c)中通過熱氧化形成結(jié)合層5 時，步驟（b)在步驟（c)之后執(zhí)行。這是因?yàn)橥ㄟ^這種方式形成結(jié)合層5所需的熱預(yù)算很 高，并且可能導(dǎo)致在脆性區(qū)4中的施主襯底2過早破裂。要指出的是，通過熱氧化形成結(jié)合 層5允許獲得極好的界面質(zhì)量。
[0055] 相反，當(dāng)在步驟（c)中通過沉積形成結(jié)合層5時，例如通過低溫（大約250°C )化 學(xué)氣相沉積（CVD)，那么熱預(yù)算足夠低，以免在脆性區(qū)4中施主襯底2破裂，并且步驟（b)可 以在步驟（c)之前執(zhí)行。
[0056] 圖1中示出的轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：
[0057] (d)將施主襯底2組裝到支撐襯底3。步驟（d)可以通過分子鍵結(jié)合執(zhí)行。
[0058] 圖1中示出的轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：
[0059] (e)在給定的功率密度下，將脆性區(qū)4的部分40暴露給電磁輻射6 (由實(shí)線箭頭表 示）暴露時間。電磁輻射6位于選擇的光譜區(qū)，從而在所述光譜區(qū)中，支撐襯底3、結(jié)合層5 和施主襯底2分別為透明、透明和吸收的。在施主襯底2中吸收的電磁輻射6由波浪線60 表不。
[0060] 通過非限制示例，如果考慮到結(jié)構(gòu)中：
[0061] 施主襯底2由硅制成；
[0062] 結(jié)合層5由二氧化硅制成；并且
[0063] 支撐襯底3由藍(lán)寶石制成，
[0064] 則第一適合光譜區(qū)覆蓋以下波長范圍：0. 3 μ m-0. 5 μ m。假如制成施主襯底2的硅 為高摻雜，第二適合光譜區(qū)覆蓋以下波長范圍：1. 5 μ m-2. 5 μ m。硅可以為高p摻雜，例如具 有高于5X IO18個原子/cm 3的硼濃度。娃可以為高η摻雜，例如具有高于5X 10 18個原子/ cm3的砷或磷濃度。在支撐襯底3由石英制成時，也可以使用這些第一和第二光譜區(qū)。
[0065] 脆性區(qū)4的部分40暴露給電磁輻射6的時間長度根據(jù)結(jié)合層5的厚度E而選擇， 以使在暴露時間期間支撐襯底3的溫度保持在低于閾值，在高于閾值時，缺陷易于出現(xiàn)在 包括支撐襯底3、結(jié)合層5和施主襯底2的結(jié)構(gòu)中。此外，暴露時間根據(jù)功率密度來選擇，以 激活使脆性區(qū)4變?nèi)醯膭恿?。例如，電磁輻?可以為電磁脈沖，每個電磁脈沖的長度遵循 以下關(guān)系：其中D為結(jié)合層5的熱擴(kuò)散系數(shù)，τ為一個電磁脈沖的長度，并且e 為結(jié)合層5的厚度；τ優(yōu)選在IOns和10 μ s之間，并且e優(yōu)選低于10 μ m。選擇電磁脈沖 的占空比和周期的數(shù)目，以激活使脆性區(qū)4變?nèi)醯膭恿?。通過非限制示例，如果考慮到結(jié)構(gòu) 中：
[0066] -施主襯底2由硅制成；
[0067] -結(jié)合層5由二氧化硅制成且厚度基本上等于2 μπι ;并且
[0068] -支撐襯底3由藍(lán)寶石制成，
[0069] -則電磁脈沖由激光器釋放，具有1.8J.HT2的能量，τ = 1μ8,并且吸收系數(shù)為 10000cm 1O
[0070] 二氧化硅結(jié)合層5的熱導(dǎo)率為大約I. 4W. πΓ1. Γ1，然而硅施主襯底2的熱導(dǎo)率為大 約 148W. m、K 1O
[0071] 因此，彳兩足以下關(guān)系：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于轉(zhuǎn)印層（1)的工藝，所述工藝包括以下步驟： (a) 提供由分別具有第一熱膨脹系數(shù)和第二熱膨脹系數(shù)的材料制成的施主襯底（2)和 支撐襯底（3); (b) 在所述施主襯底（2)中形成脆性區(qū)（4)，以在所述施主襯底（2)中在所述脆性區(qū) (4) 的兩側(cè)界定第一部分（1)和第二部分（2)，所述第一部分（1)旨在形成將被轉(zhuǎn)印至所述 支撐襯底的所述層（1); (c) 在所述施主襯底（2)的所述第一部分（1)和所述支撐襯底（3)之間形成所謂的結(jié) 合層（5)，所述結(jié)合層（5)具有預(yù)設(shè)厚度；以及 (d) 將所述施主襯底（2)組裝到所述支撐襯底（3)，所述轉(zhuǎn)印工藝的特征在于，所述轉(zhuǎn) 印工藝包括以下步驟： (e) 在給定功率密度下，將所述脆性區(qū)（4)的部分（40)連續(xù)地暴露給電磁輻射（6)達(dá) 暴露時間，所述電磁輻射（6)位于選擇的光譜區(qū)，使得在所選擇的光譜區(qū)中，所述支撐襯底 (3)、所述結(jié)合層（5)和所述施主襯底（2)分別是透明、透明和吸收的，所述暴露時間根據(jù)所 述結(jié)合層（5)的所述厚度（E)來選擇，使得在所述暴露時間期間，所述支撐襯底（3)的溫度 保持低于閾值（T0)，在高于該閾值時，缺陷易于出現(xiàn)在包括所述支撐襯底（3)、所述結(jié)合層 (5) 和所述施主襯底（2)的結(jié)構(gòu)中，所述暴露時間根據(jù)所述功率密度來選擇，以激活使所述 脆性區(qū)（4)變?nèi)醯膭恿Α?br>2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，所述暴露時間根據(jù)所述結(jié)合層（5)的 所述厚度（E)來選擇，使得所述結(jié)合層（5)中的熱擴(kuò)散長度小于或等于所述結(jié)合層（5)的 所述厚度（E)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，所述電磁輻射（6)為 電磁脈沖，并且，每個電磁脈沖的長度遵守以下關(guān)系：
：其中D為所述結(jié)合層的熱 擴(kuò)散系數(shù)，t為一個電磁脈沖的長度，并且e為所述結(jié)合層的厚度，t優(yōu)選在l〇ns和10ys 之間，并且e優(yōu)選低于10ym。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，使用發(fā)射所述電磁輻射 的至少一個激光器執(zhí)行步驟（e)，所述激光器被移動，以連續(xù)暴露所述脆性區(qū)（4)的所述部 分（40)〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，所述施主襯底（2)具 有熱導(dǎo)率，并且，所述結(jié)合層（5)的熱導(dǎo)率低于所述施主襯底（2)的熱導(dǎo)率，所述結(jié)合層（5) 的熱導(dǎo)率優(yōu)選遵守以下關(guān)系
；其中〇a為所述結(jié)合層（5)的熱導(dǎo)率，并且〇 SD為 所述施主襯底（2)的熱導(dǎo)率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，在低于閾值的溫度下執(zhí) 行步驟（d)，在高于該閾值時，缺陷易于出現(xiàn)在包括所述支撐襯底（3)、所述結(jié)合層（5)和所 述施主襯底（2)的結(jié)構(gòu)中，所述溫度優(yōu)選低于300°C，并且甚至更優(yōu)選低于200°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，選擇執(zhí)行步驟（d)的溫度，使得所述 支撐襯底（3)和所述結(jié)合層（5)展示出具有結(jié)合能量的界面（50)，以使它們能夠被可逆地 組裝，所述溫度優(yōu)選低于250°C，并且甚至更優(yōu)選低于150°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，所述轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟： -在步驟（e)之后，將所述支撐襯底（3)從所述結(jié)合層（5)分離； _提供所謂的最終支撐襯底； -通過所述結(jié)合層（5)，將所述施主襯底（2)組裝至所述最終支撐襯底；以及 -使所述脆性區(qū)（4)中的所述施主襯底（2)破裂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，根據(jù)所述功率密度選擇 所述暴露時間，使得所述脆性區(qū)（4)中的所述施主襯底（2)破裂。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，制成所述施主襯底 (2) 的材料為半導(dǎo)體，優(yōu)選選自包括硅、鍺、硅鍺、和諸如氮化鎵、砷化鎵和磷化銦的III-V 族材料的組。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，制成所述支撐襯底 (3) 的材料選自包括硅、石英、硅石、藍(lán)寶石、金剛石和玻璃的組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，所述結(jié)合層（5)為電 介質(zhì)層，優(yōu)選由二氧化硅或氮化物制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中的一個所述的轉(zhuǎn)印工藝，其特征在于，通過注入諸如氫和/ 或氦的物種在步驟（b)中形成所述脆性區(qū)（4)。
【專利摘要】該轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：(a)提供施主襯底(2)和支撐襯底(3)；(b)在所述施主襯底(2)中形成脆性區(qū)(4)；(c)在所述施主襯底(2)的第一部分(1)和所述支撐襯底(3)之間形成所謂的結(jié)合層(5)；以及(d)將所述施主襯底(2)組裝至所述支撐襯底(3)，并且，值得注意的是，該轉(zhuǎn)印工藝包括以下步驟：(e)在給定功率密度下，將所述脆性區(qū)(4)的部分(40)連續(xù)地暴露給電磁輻射(6)達(dá)暴露時間，所述暴露時間根據(jù)所述結(jié)合層的厚度(E)來選擇，使得所述支撐襯底(3)從所述施主襯底(2)的第一部分(1)熱去耦，所述暴露時間根據(jù)所述功率密度來選擇，以激活使所述脆性區(qū)(4)變?nèi)醯膭恿Α?br>【IPC分類】H01L21-762
【公開號】CN104584203
【申請?zhí)枴緾N201380033314
【發(fā)明人】M·布魯爾
【申請人】索泰克公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年6月14日
【公告號】EP2865004A1, US20150187638, WO2014001869A1