[發(fā)明專(zhuān)利]改善剝脫襯底的表面質(zhì)量的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410074514.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104037059A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·W·比德?tīng)?/a>;K·E·福格爾;P·A·勞羅;D·K·薩達(dá)那
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/302
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及襯底制造方法和由其制造的襯底。更具體地，本發(fā)明涉及在可控剝脫工藝期間改善襯底表面質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)

例如，如可以制造成薄膜形式的光伏和電光器件，其具有相對(duì)于體對(duì)應(yīng)物的三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)。第一，因?yàn)槭褂酶俚牟牧希∧て骷p少器件制造中的材料成本。第二，低器件重量是激發(fā)寬范圍薄膜應(yīng)用的工業(yè)級(jí)努力的明確優(yōu)點(diǎn)。第三，如果尺寸足夠小，在其薄膜形式中器件會(huì)表現(xiàn)出機(jī)械撓性。另外，如果從可以重復(fù)使用的襯底去除器件層，可以實(shí)現(xiàn)附加的制造成本降低。

（i）從體材料（即，半導(dǎo)體）制造薄膜襯底并且（ii)通過(guò)從在其上繼續(xù)形成器件的下面的體襯底去除器件層形成薄膜器件層的努力正在進(jìn)行。最新進(jìn)展，參見(jiàn)，例如Bedell等人的稱(chēng)為“受控剝脫技術(shù)”的新穎層轉(zhuǎn)移方法的U.S.專(zhuān)利申請(qǐng)No.2010/0311250A1，已經(jīng)允許通過(guò)從基礎(chǔ)襯底去除表面層進(jìn)行低成本、薄膜、高質(zhì)量襯底的制造。通過(guò)此受控剝脫技術(shù)去除的薄膜襯底層可以用于1）增加傳統(tǒng)光伏技術(shù)每瓦特成本值（the?cost?per?Watt?value）或者2）允許制造撓性的并且可以用于制造新產(chǎn)品的新穎的、高效率光伏、電子和光電材料。

盡管能夠制造薄膜襯底，但仍需要一種在受控剝脫之后改善基礎(chǔ)襯底的可循環(huán)利用性以及改善剝脫表面的表面質(zhì)量的方法。

發(fā)明內(nèi)容

在進(jìn)行受控剝脫工藝之前在基礎(chǔ)襯底和支撐結(jié)構(gòu)之間形成順從（compliant）材料。通過(guò)將順從材料設(shè)置在基礎(chǔ)襯底和支撐結(jié)構(gòu)之間，可以減少表面擾動(dòng)（顆粒、晶片制品（artifact）等）對(duì)剝脫模式斷裂的局域效果。因此，本公開(kāi)的方法導(dǎo)致剝脫材料層和剩余基礎(chǔ)襯底的表面質(zhì)量的改善。另外，本公開(kāi)的方法還能減少劈裂制品（cleaving?artifact）的密度。

本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于從基礎(chǔ)襯底去除材料層的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)的方法包括在基礎(chǔ)襯底的第一表面頂上形成應(yīng)力源層。然后，將與所述基礎(chǔ)襯底的所述第一表面相對(duì)的所述基礎(chǔ)襯底的第二表面固定到支撐結(jié)構(gòu)上，其中在所述基礎(chǔ)襯底的所述第二表面和所述支撐結(jié)構(gòu)之間形成插入的順從層；下一步，通過(guò)剝脫去除基礎(chǔ)襯底的材料層。根據(jù)本公開(kāi)，從基礎(chǔ)襯底去除的材料層被至少附著到應(yīng)力源層。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在基礎(chǔ)襯底的第一表面頂上形成金屬應(yīng)力源層。下一步，將與所述基礎(chǔ)襯底的所述第一表面相對(duì)的所述基礎(chǔ)襯底的第二表面固定到支撐結(jié)構(gòu)，其中在所述基礎(chǔ)襯底的所述第二表面和所述支撐結(jié)構(gòu)之間形成插入的順從層。然后，在金屬應(yīng)力源層頂上形成處理襯底。下一步，通過(guò)剝脫去除基礎(chǔ)襯底的材料層。根據(jù)此實(shí)施例，材料層被至少附著到應(yīng)力源層，并且剝脫包括從頂部金屬應(yīng)力源層拉或者剝離處理襯底。

附圖說(shuō)明

圖1A示出了（通過(guò)截面圖）可以在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中應(yīng)用的具有最上表面和最下表面的基礎(chǔ)襯底的示意圖。

圖1B示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的同樣包括在基礎(chǔ)襯底的邊緣處的邊緣排斥（exclusion）材料的如圖1A示出的基礎(chǔ)襯底的示意圖。

圖2示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在基礎(chǔ)襯底的最上表面上形成含金屬粘接層之后的圖1A的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在含金屬粘接層的表面上形成應(yīng)力源層之后的圖2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出了（通過(guò)截面圖）用插入基礎(chǔ)襯底的最下表面和支撐結(jié)構(gòu)之間的順從層將基礎(chǔ)襯底的最下表面固定到支撐結(jié)構(gòu)之后的圖3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在應(yīng)力源層的表面上形成處理襯底之后的圖4的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6A示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在進(jìn)行剝脫工藝之后的圖5的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6B示出了（通過(guò)截面圖）根據(jù)其中使用了圖1B中示出的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實(shí)施例的在進(jìn)行剝脫工藝之后形成的另一個(gè)結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7A示出了使用現(xiàn)有剝脫工藝從4英寸Ge晶片（175μm）剝脫的17μm厚的GaAs/Ge層的圖像，其中在Ge晶片的最下表面和真空卡盤(pán)的表面之間沒(méi)有形成順從（compliant）層。

圖7B示出了使用剝脫工藝從4英寸Ge晶片（175μm）剝脫的17μm厚的GaAs/Ge層的圖像，其中在Ge晶片的最下表面和真空卡盤(pán)的表面之間形成順從層。

具體實(shí)施方式