分離層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于從施主襯底分離層至受主襯底的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 顯示在圖1中并且描述在美國專利申請第US2007/0249140 (Al)號的用于從施主 襯底1分離待分離層2的已知的現(xiàn)有技術(shù)，是一種從施主襯底1分離待分離的層2的方法， 包含下述步驟：
[0003]a0)在高于750°C的溫度中，沉積金屬層3至施主襯底1上，
[0004] b0)將施主襯底1和金屬層3的組合冷卻至室溫，因為熱膨脹系數(shù)的差別，所述冷 卻引起金屬層3的壓縮或拉伸變形，層3的所述變形在施主襯底1中產(chǎn)生壓應力或拉應力。 該應力在斷裂面4引起斷裂，所述斷裂面4界定了待分離層2,所述應力導致待分離層2從 施主襯底1在斷裂面4上的分離。
[0005] 在步驟a0)之后，冷卻步驟b0)施加至由金屬層3覆蓋的施主襯底1。所述冷卻導 致施主襯底1中劈裂應力（cleavingstress)的出現(xiàn),該劈裂應力關(guān)聯(lián)于金屬層3和施主 襯底1之間熱膨脹系數(shù)差別。
[0006] 然而，金屬層3在施主襯底1上的沉積有污染待分離的層2的風險，這會影響通過 該層制造的設(shè)備的工作。
[0007] 而且，待分離層2的厚度依賴于由金屬層3產(chǎn)生的劈裂應力。這導致待分離層2 的可能厚度范圍必須由可使用的金屬的特性限制。
[0008] 此外，涉及到太低的熱膨脹系數(shù)差別的分離方法，所需的工藝溫度會太高。
[0009] 因此本發(fā)明提供一種從施主襯底1分離待分離層2的方法，而沒有污染施主襯底 1的材料的風險，從而使得斷裂與熱膨脹系數(shù)的差別無關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明目標在于糾正一些或全部上述缺點，并且涉及一種從施主襯底分離待分離 層的方法，該方法包含下述步驟：
[0011] a)組合施主襯底和多孔襯底，使得多孔襯底和待分離層包括接觸表面，多孔襯底 包括孔和微晶，
[0012] b)向所述組合施加處理，該處理為至少對包含在多孔襯底中的微晶的表面的化學 改性，該化學改性適合于產(chǎn)生微晶的體積變化，所述體積變化產(chǎn)生多孔襯底的基本上平行 于接觸表面的壓縮或拉伸變形，多孔襯底的所述壓縮或拉伸變形在施主襯底中產(chǎn)生拉應力 或壓應力，所述拉應力或壓應力大于施主襯底在基本上平行于接觸表面并且界定待分離層 的斷裂面上的機械強度，所述應力導致待分離層從施主襯底沿著斷裂面的分離。
[0013] 多孔襯底是指包含孔和微晶的微結(jié)構(gòu)材料的襯底?？自诓牧系奈⒕еg構(gòu)成空 隙。材料的孔隙率定義為材料內(nèi)未被占據(jù)的體積（孔）分數(shù)。
[0014] 斷裂面是指包括在施主襯底之內(nèi)的平面，其基本上平行于施主襯底的面，并且界 定待從施主襯底轉(zhuǎn)移的層。
[0015] 相應地，至少微晶表面的化學改性使微晶所組成的材料轉(zhuǎn)變成具有更大體積的材 料。這導致多孔襯底體積的修改，并且因此導致多孔襯底的變形。多孔襯底的壓縮或拉伸 變形使應力能夠產(chǎn)生在界定待轉(zhuǎn)移層的斷裂面的平面。所述應力通過調(diào)整從而大于施主襯 底的機械強度，斷裂發(fā)生在斷裂面的平面。
[0016] 而且，通過多孔襯底的孔隙率、厚度或其組合之前的應力，能夠調(diào)整由多孔襯底產(chǎn) 生的應力的水平。那么一種給定的多孔材料使待轉(zhuǎn)移層的厚度可以在一個寬的范圍內(nèi)。
[0017] 此外，斷裂與施主襯底和多孔襯底的熱膨脹系數(shù)之間的差別無關(guān)。
[0018] 在一個實施方案中，所述處理是熱處理。
[0019] 相應地，熱處理能夠通過至少微晶表面的化學改性產(chǎn)生多孔襯底的變形。所述變 形本質(zhì)上關(guān)聯(lián)于多孔襯底的微晶的體積的變化，并且包括能夠在施主襯底中啟動斷裂的應 力。
[0020] 而且，并沒有考慮熱膨脹系數(shù)之間的差別以產(chǎn)生斷裂，并且施主襯底和多孔襯底 可以具有相同的化學組成并且因此具有相同的熱膨脹系數(shù)。
[0021] 在一個實施方案中，熱處理是熱氧化處理。
[0022] 相應地，這種熱處理使多孔襯底能夠拉伸變形。
[0023] 施加至多孔硅，該處理尤其使微晶能夠氧化并且增加體積。
[0024] 而且，微晶的氧化速度使多孔襯底的變形能夠調(diào)節(jié)。
[0025] 在一個實施方案中，所述處理通過化學溶液在低于KKTC的溫度中的作用執(zhí)行。
[0026] 相應地，多孔襯底的拉伸或壓縮變形能夠沒有損壞待轉(zhuǎn)移層的風險地實現(xiàn)。
[0027] 當問題是轉(zhuǎn)移包括因為溫度升高的影響而易于擴散的種類及/或包含微電子器 件的待轉(zhuǎn)移層時，所述化學處理尤其地特別有益。
[0028] 在一個實施方案中，化學溶液包括氫氟酸并且多孔襯底包括至少一種選自下組的 材料：硅、碳化硅、硅鍺。
[0029] -個實施方案包括在步驟a)之前執(zhí)行的步驟a'），其在于使多孔襯底拉伸或壓縮 變形。
[0030] 相應地，在組合步驟a)之前執(zhí)行多孔襯底的變形使多孔襯底具有在步驟b)過程 中更大幅度地變形的潛能。得到的斷裂面的應力于是更大。
[0031] 在一個實施方案中，施主襯底和多孔襯底具有相同的化學組成。
[0032] 相應地，斷裂不會被熱膨脹系數(shù)的差別擾亂。
[0033] 而且，考慮具有相同化學組成的材料的事實限制了污染問題。
[0034] 在一個實施方案中，在步驟a)之前，電介質(zhì)層形成在多孔襯底上。
[0035] 相應地，在待分離層的分離之后，得到絕緣體上硅類型的結(jié)構(gòu)。
[0036] 在一個實施方案中，施主襯底和多孔襯底具有相同的化學組成。
[0037] 而且，施主襯底和多孔襯底可以是相同的種類。例如，多孔襯底和施主襯底都是硅 襯底。相應地，不存在金屬污染的風險。
[0038] 此外，斷裂不受施主襯底和多孔襯底的熱膨脹系數(shù)的差別的影響。
[0039] -個實施方案包括在步驟a)之前執(zhí)行步驟a"），其在于弱化斷裂面。
[0040] 相應地，在于在結(jié)構(gòu)的組合之前弱化斷裂面的步驟a"）使得斷裂面，并且因此層 的厚度，能夠得到更好地控制和更好的位置。
[0041] 此外，斷裂面的弱化使得能夠考慮在步驟b)過程中多孔襯底更小的變形。
[0042] 在一個實施方案中，步驟a"）順序地包括：
[0043] _原子種類在施主襯底的斷裂