用於製備多層式晶體結構的方法

2023-10-17 17:06:39 1

專利名稱：用於製備多層式晶體結構的方法
技術領域：
本發明一般而言涉及多層式晶體結構的製備方法。
背景技術：
包括諸如矽鍺或藍寶石層的具有器件質量表面的器件層和具有與器件層的材料不同的晶格結構的矽襯底的多層式結構被用於各種不同目的。這些多層式結構典型包括具有不同熱膨脹係數的多個材料層。然而，在製造這樣的結構期間，在多層式結構被加熱時，不同的熱膨脹率在多層式結構中可產生極大的應力，這會使器件層或襯底破裂。這一點嚴重限制了這些不同類的對在製造期間可被暴露到的最大溫度。包括接合到襯底的器件質量層(device quality layer)的多層式結構可以多種方式製造。例如，在一種方法中，可以通過直接層轉移而形成多層式結構。在該方法中，注入的晶片被直接接合到襯底，經受低溫退火，並進行熱和/或機械劈裂(cleave)以在襯底表面上產生薄但卻粗糙的層。該粗糙層然後必須被平滑化。可以在相對低的溫度下使用化學機械拋光步驟實現某種程度的平滑化。然而，化學機械拋光通常不適合於獲得當前技術狀態的多層式結構所需的均勻性，因而是不希望的。還可以使用熱方法來減薄和平滑化晶片表面；然而，雖然熱方法容易實現膜目標厚度、均勻性以及平滑度，但卻需要晶片被加熱到高溫，因此這會因上述應力而損害膜的結晶性。可以製造或製備這樣的多層式結構並解決平滑化問題的另一方法包括將絕緣體上矽晶片接合到異類襯底並對二者進行低溫接合強化退火(參見例如D. V. Singh, L. Shi, K.ff. Guarni, P. M. Mooney, S. J. Koester 和 A. Grill 白勺「Electronic Materialslol. 32, no. 11,Pg. 1339,2003)。然後，可以將處理晶片(handle wafer)研磨或向下蝕刻到BOX層，並通過氫氟酸蝕刻去除BOX層。暴露的矽層表面從而具有與初始絕緣體上矽晶片相同的厚度，並且最終暴露的表面具有與經拋光的表面相似的粗糙度而不需要化學機械拋光或熱步驟。然而，以該方式製備的多層式結構並非沒有問題。例如，由於整個處理晶片必須被研磨或蝕刻掉，該方法變得費時且昂貴。

發明內容
因而，簡要地，本發明涉及一種用於製備多層式晶體結構的方法。所述方法包括將選自氫、氦及其組合的離子注入到供體(donor)結構中。所述供體結構包括中心軸和器件層，所述器件層具有與所述中心軸大致垂直的注入表面和器件表面以及沿軸方向從所述器件層的所述注入表面延伸到所述器件表面的平均厚度t。所述供體結構還包括處理層以及中間層，所述中間層沿所述供體結構的所述中心軸位於所述器件表面與所述處理層之間。所述離子通過所述注入表面而在所述供體結構中被注入到注入深度Dl以在注入的供體結構中形成損傷層，所述注入深度Dl大於所述器件層的厚度t，所述損傷層大致垂直於所述軸並位於所述中間層中和/或所述處理層中。所述方法還包括將所述注入的供體結構接合到第二結構以形成接合結構；沿所述損傷層劈裂所述供體結構以形成包括所述第二結構、所述器件層以及殘留材料(residual material)的多層式晶體結構,所述殘留材料至少包括所述中間層的一部分和可選地所述處理層的一部分；以及從所述多層式晶體結構去除所述殘留材料。
在另一方面，本發明涉及一種用於製備多層式微電子器件的方法。所述方法包括提供微電子器件並將所述微電子器件接合到通過上述方法形成的所述多層式晶體結構。
本發明的其他目的和特徵將在下文中部分地明顯且被部分地指出。


圖1A為供體結構10的截面示意圖，該供體結構10包括器件層14、處理層20以及中間層22。處理層20中的虛線24表示存在於其中的損傷層24。
圖1B為在與IA的供體結構接合之前的第二結構26的截面示意圖。
圖2為通過使供體結構(圖1A中示例)的器件層14的表面與第二結構26 (圖1B 中示例)的表面接觸而產生的接合結構30的截面示意圖。
圖3為示例了沿處理層20中的損傷層24的接合結構30的分離和由此的器件層 14、中間層22以及可選地存在於其上的處理層20的殘留部分(residual portion)40向第二結構26的轉移的截面示意圖。
圖4為本發明的多層式晶體結構42的截面示意圖。
在附圖中，對應參考標號指示對應的部分。
具體實施方式
根據本發明，發現了用於製造多層式晶體結構的改善的方法。更具體而言，發現了使用層轉移和化學蝕刻技術提供用於更有效地製造多層式晶體結構的改善的方法。根據本發明，供體結構可以為通常至少包括器件層、處理晶片以及設置在器件層與處理晶片之間的中間層的任何結構。有利地，供體結構的處理晶片可以被反覆利用多次。為了本文中示例的目的，供體結構為絕緣體上矽結構。
應注意，在本發明的示例性實施例中用於供體結構的絕緣體上矽結構是通過公知方法形成的。這樣的方法包括例如通過如下的SOI形成氧注入(Simox)、將半導體晶片接合到氧化的處理層(handle)並研磨/蝕刻掉半導體晶片的一部分(BES0I)、或在序列號為 2007/0041566和2007/0117350的美國專利申請公開中描述的接合和層轉移技術，通過引用將其整個內容併入到本文中以用於所有目的。優選地，本發明的方法利用晶片接合和層轉移技術製備供體結構。因此，本發明將在這些技術的上下文中被更詳細地闡明。然而，應理解，這是為了示例的目的，不應被視為限制性的。還應理解，在本發明的實施中，這些技術可以適當地使用本領域中公知的各種裝置和工藝條件實施，並且在某些情況下，可以被略去或與其他技術和條件組合而不背離本發明的範圍。
1.多層式晶體結構的形成
本發明的多層式晶體結構可以通過如下步驟製備將離子注入到包括器件層、 處理層和中間層的供體結構中，將供體結構接合到第二結構以形成接合結構(bonded structure)，從保持接合到第二結構的器件層劈裂處理層的全部或一部分和可選的中間層的一部分，以及可選地從器件層蝕刻剩餘的處理層和/或中間層的一部分或全部，由此暴露器件層。在一個實施例中，第一結構(本文中稱為「供體結構」)為SOI結構，第二結構為藍寶石晶片。
供體結構提供用於最終的多層式晶體結構的器件層。下文中，其他襯底將稱為「第二結構」。第二結構可以由藍寶石、石英晶體、碳化矽、矽或玻璃構成。在一個替代實施例中， 在將供體結構接合到第二結構之前，在供體結構和第二結構中的至少一者上設置一定量的接合層。
A.供體結構
現在參考圖1A，供體結構10包括中心軸12和器件層14，其中器件層14包括注入表面16和器件表面18。注入表面16和器件表面18通常垂直於中心軸12。平均厚度t沿軸方向從器件層14的注入表面16延伸到器件表面18。供體結構10還包括處理層20和中間層22，該中間層22沿供體結構10的中心軸12位於器件表面18和處理層20之間。
器件層包括適用於微電子或光伏器件的製造的任何材料。器件層典型包括選自矽、碳化矽、藍寶石、鍺、矽鍺、氮化鎵、氮化鋁或其任何組合的材料。在一個優選實施例中， 器件層包括娃。
通常，器件層具有適合於製造微電子和光伏器件的平均厚度t ;然而，器件層可以具有大於典型使用的厚度的厚度而不背離本發明的範圍。通常，器件層具有至少約20nm，典型地至少約90nm的平均厚度t，並可以具有從約20nm到約50 0nm的厚度t。
中間層可以為能夠附接到器件層和處理層二者並可由離子注入滲透的任何材料。 典型地，中間層為介電層並包括選自二氧化矽和氮化矽的材料。通常，中間層具有至少約 IOnm,典型地至少約50nm的平均厚度。
處理層可以為可在其上沉積中間層的任何材料。在本發明的一些實施例中，將離子注入到處理層中。在這樣的實施例中，處理層包括適合於離子注入的材料並能夠通過本領域公知的離子注入和層離(delamination)技術而被劈裂。典型地，處理層包括選自矽、 碳化矽、藍寶石、鍺、矽鍺、氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、砷化銦鎵或其任何組合的材料。
通常，處理層可以具有能夠提供充分的結構完整性以允許層離中間層的至少一部分和器件層以及可選地處理層的一部分的任何厚度而不背離本發明的範圍。通常，處理層可以具有至少約100微米，典型地至少約200微米的平均厚度，並可以具有從約100到約 900微米，或甚至從約500到約800微米的厚度。
在一些實施例中，供體晶片10可以還包括在將離子注入到供體結構10之前或之後和/或在將供體結構10接合到第二結構26之前在注入表面16上形成的接合層，例如， 氧化層、沉積的氧化物、TE0S、CVD氮化物或有機粘合劑。替代地或附加地，可以在接合之前在第二結構上形成接合層。接合層的施加提供了供體結構10與第二結構26之間的接合界面，以防止在將供體結構10與第二結構26直接接合期間出現的界面間隙的形成。雖然並不需要，但當存在時，接合層可以具有至少IOnm的平均厚度，並可以具有至少約I微米、至少約3微米或更大的平均厚度。
應注意，可使用本領域中公知的技術形成供體結構。例如，可以使用層轉移方法、 背側蝕刻方法或SIMOX方法形成供體結構。
還應注意，上述範圍和最小厚度值對於本發明並不十分關鍵，只要該厚度足以通過任何上述方法進行器件層到第二結構的轉移即可。
重新參考圖1A，通過注入表面16將諸如氫和/或氦的離子注入在基本上均勻的深度處。在示例性實施例中，離子被注入通過注入表面16並進入到處理層20至注入深度 D1，其中D1大於器件層和中間層的組合厚度。然而，在另一實施例中，離子可以被注入通過注入表面16並進入到中間層12中，使得離子不到達處理層。應該注意，在其中在注入發生之前接合層被沉積在注入表面上的實施例中，可以增加注入深度D1以將接合層的增加的厚度考慮進去。離子注入在其中注入了離子的層中限定了損傷層。在示例性實施例中，如圖1A所示，離子注入在處理層20中限定了損傷層24。
通常，離子被注入到這樣的平均深度，該平均深度足以確保在隨後的接合和劈裂工藝後器件層14的令人滿意的轉移。優選地，注入深度被最小化以減小隨器件層轉移的處理層20和/或中間層的量。通常，依賴於器件層和中間層的厚度，離子被注入到在注入表面之下的至少約200埃，或甚至至少約I微米的深度。在一些實施例中，離子可以被注入到至少約20nm,典型地至少約90nm、至少約250nm或甚至至少約500nm的深度。然而,應該注意，在不背離本發明的範圍的情況下，可以使用更大的注入深度，這是因為這些更大的注入深度僅僅增加了在劈裂之後為了顯露出器件層而必須去除的中間層和/或處理層的量。這樣，可以優選將離子注入到從約200埃到約I微米或甚至從約20nm到約500nm的深度。
可以使用本領域公知 的手段實現離子注入。例如，可以根據序列號為6，790，747 的美國專利的方法的方式實現注入，通過引用將其全部內容併入到本文中。在一些實施例中，可以使用例如至少約IOkeV,至少約20keV,至少約80kev或至少約120kev的能量以至少約IxlO16離子/cm2，至少約2xl016離子/cm2，至少約IxlO17離子/cm2，或甚至至少約2xl017 離子/cm2的劑量注入氫。典型地，注入的氫的濃度可以為從約2xl016離子/cm2到約6xl016 離子/cm2。應注意，氫可以作為H2+或作為H+注入而不背離本發明的範圍。
在其他實施例中，可以使用例如至少約IOkeV,至少約20keV，或至少約30keV，至少約50keV,至少約80keV,或甚至至少約120keV的能量以至少約5xl015離子/cm2,至少約 IxlO16離子/cm2，至少約5xl016離子/cm2，或甚至至少約IxlO17離子/cm2的劑量注入氦。典型地，注入的氦的濃度可以為從約IxlO16離子/cm2到約3xl016離子/cm2。
在其他實施例中，注入氫和氦二者。應注意，組合注入氫和氦二者可以同時進行， 或依次進行，在氦之前注入氫，或在氫之前注入氦。優選地，依次注入氫和氦，其中首先使用至少約IOkeV,至少約20keV,或至少約30keV,至少約50keV,至少約80keV,或甚至至少約 120keV的能量以至少約5xl015離子/cm2,至少約IxlO16離子/cm2,至少約5xl016離子/cm2, 或甚至至少約IxlO17離子/cm2的劑量注入氦，然後使用至少約IOkeV,至少約20keV，或至少約30keV,至少約50keV,至少約80keV或甚至至少約120kev的能量以至少約5xl015離子 /cm2，至少約IxlO16離子/cm2，至少約5xl016離子/cm2，或甚至至少約IxlO17離子/cm2的劑量在與氦基本上相同的深度處注入氫。在一個實施例中，例如，使用約36keV將約IxlO16He+ 離子/cm2注入到供體結構中，之後，以約48keV將約O. 5xl016H2+離子/cm2或以約24keV將約IxlO16H+離子/cm2注入到供體結構中。進行離子向供體結構中的注入所需的能量的具體的量依賴於所選擇的離子的類型和形式，離子被注入通過和進入的材料的結晶結構和所希望的注入深度。應注意，可以在適合於這樣的注入的任何溫度下進行注入。然而，典型地， 可以在室溫下進行注入。還應注意，對於這一點，所提及的注入溫度為全局溫度，並且由於離子注入的性質，可能在離子束的實際位置處出現局部溫度尖峰。
在進行注入之後，可以對供體結構10進行熱處理以開始在損傷層24處形成劈裂面。例如，可以在從約150°C到約375°C的溫度下對供體結構進行持續I小時到約100小時的時長的熱處理。在備選實施例中，如下面所描述的，該熱處理可以與在將供體結構10接合到第二結構26之後進行的熱處理組合以同時強化供體結構10與第二結構26之間的接合併開始在損傷層24處形成劈裂面。
B.處理晶片結構
現在參考圖1B，第二結構26包括具有接合表面28的單一 晶片或多層式晶片。在示例性實施例中，如圖1B所示，第二結構26為單一晶片。第二結構26可以包括選自藍寶石、石英晶體、玻璃、碳化矽、矽、氮化鎵、氮化鋁、氮化鎵鋁或其任何組合的材料。在一個優選實施例中，第二結構26包括藍寶石晶片。
C.晶片接合和器件層的轉移
一旦製備或選擇了供體結構10和第二結構26，形成最終的多層式晶體結構包括將供體結構10的器件層14轉移到第二結構26上。一般而言，通過如下步驟實現該轉移 使器件層14的注入表面16與第二結構26的接合表面28接觸以形成具有在這兩個表面之間的接合界面32的單一的接合結構30，然後沿著沿損傷層24形成的劈裂面而劈裂或分離該接合結構。
在接合之前，可以使用本領域公知的技術，注入表面16和/或接合表面28可以可選地經歷清潔、短時(brief)蝕刻和/或平坦化來製備用於接合的這些表面。不受特定理論的限制，通常認為在接合之前的兩個表面的質量將對所產生的接合界面的質量或強度具有直接影響。
替代地或附加地，為了進一步調節注入表面16和/或接合表面28，可以在將供體結構接合到第二結構之前在注入表面和/或接合表面上形成接合層。應注意，當在供體結構上形成接合層時，在注入步驟之前或之後，進行這樣的形成。接合層可以包括適合於將供體結構接合到第二結構的任何材料，包括例如，諸如二氧化矽的氧化物層、氮化矽、諸如 TEOS的沉積的氧化物以及接合粘合劑。不受特定理論的限制，接合層的包含提供了供體接合10與第二結構26之間的接合截面以防止形成在供體結構10和第二結構26的直接接合期間會出現的界面間隙。熱氧化物生長溫度的範圍可以從至少約800°C到約1100°C，以及接合層的厚度的範圍典型為從約IOnm到約200nm。接合層的生長氣氛典型地包括用於幹氧化的氧氣、氮氣、氬氣和/或其混合物和用於溼氧化的水蒸氣。典型地在低溫下(即，從約 400°C到約600°C)沉積CVD沉積的氧化物。此外，可以在室溫或稍高的溫度下以至少I微米的厚度施加某些接合粘合劑，然後在到約200°C的溫度下烘烤或固化。
表面的粗糙度為定量測量表面質量的一種方式，其中較低表面粗糙度值對應於較高質量表面。因此，器件層14的注入表面16和/或第二結構26的接合表面28可以經歷處理以降低表面粗糙度。例如，在一個實施例中，表面粗糙度小於約5埃。該降低的RMS值可通過清潔和/或平坦化在接合之前實現。可以根據諸如親水表面製備工藝的溼化學清潔過程來進行清潔。一種常用的親水表面製備工藝為RCA SCl清潔工藝，其中使表面與約60°C 的包含氫氧化銨、過氧化氫以及水(比率為例如1:4:20)的溶液接觸約10分鐘，之後用去離子水清洗並旋轉乾燥。可以使用化學機械拋光(CMP)技術進行平坦化。此外，可以在溼法清潔工藝之前、之後或替代溼法清潔工藝，對表面中的一個或兩個進行等離子體激活以增大所產生的接合強度。等離子體環境可以包括例如氧、氨、氬、氮、乙硼烷(diboran)或膦。 在一個優選實施例中，等離子體激活環境選自氮、氧及其組合。
現在參考圖2，通過將器件層14的注入表面16和第二結構26的接合表面28設置到一起而形成接合界面32，將供體結構10接合到第二結構26。一般而言，可使用本領域公知的實質上任何技術實現晶片接合，只要用以實現接合界面的形成的能量足以確保在隨後的處理(例如，通過劈裂或分離的層轉移)期間保持接合界面的完整性。然而，典型地， 通過使器件層的表面和第二結構在室溫下接觸，之後以足以產生具有大於約500mJ/m2、約 750mJ/m2、約1000mJ/m2或更高的接合強度的接合界面的時長進行低溫退火，來實現晶片接合。為了實現這樣的接合強度值，典型地在至少約200 V、300 V、400 V或甚至500 V的溫度下持續至少約5分鐘、30分鐘、60分鐘或甚至300分鐘的時長進行加熱。如上所述，在一個實施例中，與在上述接合之前對供體結構的熱處理組合地或替代該熱處理，進行該低溫熱退火。在其中在接合之前沒有對供體結構10進行熱退火的實施例中，接合結構30的低溫熱退火有利於接合界面的強化以及沿損傷層24的劈裂面的形成。
現在參考圖3，在已經形成接合界面32之後，使所產生的接合結構30經歷足以誘導沿處理層20內的損傷層24的開裂(fracture)的條件。一般而言，可以使用本領域公知的技術，例如通過機械或熱劈裂，來實現該開裂。然而，典型地，通過在升高的溫度下持續誘導開裂的時長對結合結構進行退火來實現開裂。例如，退火溫度可以為至少約200°C，至少約250°C或更高。在一些實施例中，該退火甚至可以在至少約350°C、450°C、550°C、65(rC或甚至750°C的溫度下，典型地在從約200°C到約750°C、更典型從約200°C到約400°C的溫度下進行。然而，應注意，由於所包括的各種材料(例如，矽和藍寶石)的不同熱膨脹係數，歸因於供體材料和處理層之間的熱失配，通常優選在較低的溫度下進行上述退火。因此，可以優選使用從約200°C到約300°C的退火溫度進行退火。以至少約5分鐘、30分鐘、60分鐘或甚至30分鐘的時長進行該退火。較高的退火溫度將需要較短的退火時間，反之亦然。可以在環境或惰性氣氛(例如，氬或氮)中，進行該退火步驟。
在一個優選實施例中，分離(B卩，使該結構沿處理層20內的損傷層24開裂)包括單獨地或與退火處理組合地施加機械力。施加這樣的機械力的實際手段對於本發明並不關鍵；即，可以採用施加在半導體結構中誘導分離的機械力的任何公知方法，只要可以避免對器件層的實質損傷即可。
再次參考圖3，在分離後形成兩個結構(34和36)。如果沿處理層20中的損傷層 24發生接合結構30的分離並且劈裂面不與接合界面32相符而是存在於處理層20中，則處理層的一部分為這兩個結構的部分(即，處理層的一部分與中間層22和器件層14 一起被轉移)。在示例性實施例中，結構34包括處理層20的某部分38。結構36包括第二結構26、 器件層14、中間層22以及在其表面上的處理層20的殘留部分40。在其中離子被注入到使損傷層完全形成在中間層內的深度的替代實施例中，結構34包括整個處理層和可選的中間層的一部分，且結構36包括第二結構26、器件層14以及中間層22的全部或一部分。
當存在時，處理層20的殘留部分40具有厚度(T)，該厚度(T)近似等價於離子被注入到處理層20中的深度。因此，該厚度(T)典型地大於約10nm。例如，在一些情況下，殘留層可以可選地為至少約20nm、50nm、75nm、100nm、200nm厚或更大。優選地，厚度(T)足以避免在分離後對器件層14的損傷；例如，在一個優選實施例中，殘留部分的厚度在約20nm到約200nm之間。2.在層轉移之後完成多層式晶體結構
A.殘留處理層的去除
根據本發明並參考圖3和4，在已經將器件層14、中間層22的至少一部分以及可選地處理層20的殘留部分40轉移到第二結構26以形成接合結構30之後，對接合結構30 進行附加處理以製造具有用於在其上的器件製造的希望的特徵的多層式晶體結構。例如， 如果存在處理層20的殘留部分40，可以對接合結構30進行一個或多個處理步驟以去除該殘留部分以及中間層22。雖然可以使用本領域的基本上任何公知技術，優選通過蝕刻去除殘留部分40和中間層22。可以根據包括處理層20的殘留部分40的組成、中間層22的組成以及蝕刻劑的選擇性的各種因素來選擇蝕刻組成。在一個實施例中，通過使用包括ΝΗ40Η、 H2O2以及H2O的蝕刻劑的溼法蝕刻工藝去除處理層20的整個殘留部分40和基本上整個中間層22。該蝕刻劑為本領域的技術人員所公知並通常稱為「SCI」溶液。這樣的蝕刻工藝典型地在從約50°C到約80°C的溫度下進行，這樣的蝕刻的時長依賴於要去除的層的厚度、 SCl組成的確切組成以及進行該蝕刻的溫度。在另一實施例中，可以使用KOH溶液去除處理層，並可以使用HF溶液去除中間層。有利地，HF溶液將去除中間層而不使器件層表面粗糙化。在另一實施例中，使用SCl溶液去除處理層並使用HF溶液去除中間層。
如圖4所示，最終的多層式晶體結構42包括第二結構26和器件層14。在一個優選實施例中，最終的多層式晶體結構42包括具有接合到其的矽層的藍寶石層。
3.多層式晶體結構
根據本發明製備的多層式晶體結構可以具有從約300 μ m到約800 μ m的範圍的基本上均勻的厚度。優選地，在這些或其他實施例中，器件層具有從約20nm到約200nm的厚度，且第二結構具有從約300 μ m到約800 μ m的厚度。
根據本發明製造的多層式晶體結構可被用於各種技術。例如，本發明的多層式晶體結構適用於製造包括微電子器件和本發明的多層式晶體結構的多層式微電子器件。合適的微電子器件包括但不限於電晶體和天線結構。
權利要求
1.一種用於製備多層式晶體結構的方法，所述方法包括將選自氫、氦及其組合的離子注入到供體結構中，其中所述供體結構包括中心軸、器件層、處理層以及中間層，所述器件層具有與所述中心軸大致垂直的注入表面和器件表面以及沿軸方向從所述器件層的所述注入表面延伸到所述器件表面的平均厚度t，所述中間層沿所述供體結構的所述中心軸位於所述器件表面與所述處理層之間，其中所述離子通過所述注入表面而被注入到所述供體結構中至注入深度Dl以在注入的供體結構中形成損傷層，所述注入深度Dl大於所述器件層的厚度t，所述損傷層大致垂直於所述軸並位於所述中間層中和/或所述處理層中；將所述注入的供體結構接合到第二結構以形成接合結構；沿所述損傷層劈裂所述供體結構以形成包括所述第二結構、所述器件層以及殘留材料的多層式晶體結構，所述殘留材料至少包括所述中間層的一部分和可選地所述處理層的一部分；以及從所述多層式晶體結構去除所述殘留材料。
2.根據權利要求1的方法，其中，使用至少約IOkeV的注入能量注入所述離子。
3.根據權利要求1的方法，其中，使用至少約SOkeV的注入能量注入所述離子。
4.根據權利要求1的方法，其中，使用高至120keV的注入能量注入所述離子。
5.根據權利要求1的方法，其中，至少約IxlO16離子/cm2被注入到所述供體結構中。
6.根據權利要求1的方法，其中，至少約2xl016離子/cm2被注入到所述供體結構中。
7.根據權利要求1的方法，其中，至少約IxlO17離子/cm2被注入到所述供體結構中。
8.根據權利要求1的方法，其中，至少約2xl017離子/cm2被注入到所述供體結構中。
9.根據權利要求1的方法，還包括熱處理所述注入的供體結構以開始劈裂面的形成。
10.根據權利要求9的方法，其中，熱處理所述注入的供體結構包括將所述注入的供體結構加熱到從約150°C到約300°C的溫度，持續時長為從約I小時到約100小時。
11.根據權利要求1的方法，其中，將所述注入的供體結構接合到第二結構包括熱處理所述接合結構以強化所述供體結構與所述第二結構之間的接合以及形成所述損傷層。
12.根據權利要求11的方法，其中，熱處理所述接合結構包括對所述接合結構進行低溫熱退火。
13.根據權利要求11的方法，其中，所述低溫熱退火包括將所述多層式結構加熱到從約150°C到約600°C的溫度，持續時長為從約I分鐘到約100小時。
14.根據權利要求1的方法，其中，所述器件層包括選自矽、碳化矽、藍寶石、鍺、矽鍺、 氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、砷化銦鎵或其任何組合的材料。
15.根據權利要求1的方法，其中，所述中間層是介電層。
16.根據權利要求15的方法,其中,所述中間層包括選自二氧化娃和氮化娃的材料。
17.根據權利要求1的方法，其中，所述處理層包括可分裂的材料。
18.根據權利要求17的方法，其中，所述處理層包括選自矽、碳化矽、藍寶石、鍺、矽鍺、 氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、砷化銦鎵或其任何組合的材料。
19.根據權利要求1的方法，其中，所述第二結構選自藍寶石、石英晶體、玻璃、碳化矽、 矽、氮化鎵、氮化鋁、氮化鎵鋁、砷化鎵、砷化銦鎵或其任何組合。
20.根據權利要求1的方法，其中，注入所述供體結構包括將選自氦和氫的原子注入通過所述供體結構的所述器件層並進入到所述中間層中。
21.根據權利要求1的方法，其中，所述離子被注入到至少約200埃的深度Dl。
22.根據權利要求1的方法，其中，所述離子被注入到在所述注入表面之下的從約200 埃到約I微米的深度Dl。
23.根據權利要求1的方法，其中，所述離子被注入到在所述器件層之下的從約20nm 到約500nm的深度Dl。
24.根據權利要求1的方法，其中，所述第二結構包括選自藍寶石的材料。
25.根據權利要求1的方法，其中，所述第二結構包括多層式襯底。
26.根據權利要求1的方法，其中，所述方法還包括在將所述供體結構接合到所述第二結構之前在所述第二結構和所述器件層中的至少一者上沉積或生長接合層。
全文摘要
本發明一般而言涉及用於製造多層式晶體結構的方法。所述方法包括將離子注入到供體結構中，將經注入的供體結構接合到第二結構以形成接合結構，劈裂所述接合結構，以及從完成的多層式晶體結構去除所述供體結構的任何殘留部分。
文檔編號H01L21/18GK103026460SQ201080064913
公開日2013年4月3日 申請日期2010年12月22日 優先權日2009年12月30日
發明者D·A·維特, J·L·利伯特 申請人:Memc電子材料有限公司