[發明專利]復合基板的制造方法和復合基板

在審

• 申請號: 201580066099.8
• 申請日: 2015-10-22
• 公開（公告）號: CN107004573A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 秋山昌次
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/265;H01L27/12
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及一種復合基板的制造方法，具體涉及復合基板的制造方法，通過該制造方法可以高質量和低成本制造納米碳膜，以及通過所述制造方法制造的復合基板。

背景技術

近年來，以石墨烯、富勒烯和碳納米管為代表的納米碳作為電子裝置的新型材料備受關注。例如，由于石墨烯具有極高的遷移率(據稱是硅的遷移率的100倍)、比鋼鐵的耐久性更高等，石墨烯作為下一代電子裝置的平臺(platform)的研究已經取得進展。

作為納米碳的形成方法，已經提出一些建議，例如，例示升華法。有一種方法是高溫下在惰性氣體中處理單晶碳化硅(SiC)以使碳化硅中的硅(Si)蒸發，殘留碳(C)形成石墨烯(JP 2007-335532A(專利文獻1))。該方法是作為可從單晶碳化硅晶片(直徑：最大6英寸)獲得石墨烯晶片的方法，近年來引起了廣泛的關注。此外，對于富勒烯和碳納米管，也可以通過使用單晶碳化硅作為平臺基板形成高質量的膜。

然而，通過使用非常昂貴的單晶碳化硅晶片存在成本增加的問題。具體地，半絕緣單晶碳化硅晶片的價格，對于電子裝置用途是重要的，即使是1個直徑約為3英寸的晶片，也大約數十萬日元，因此，半絕緣單晶碳化硅晶片具有廣泛使用太貴的缺點。

涉及本發明的現有技術的實例包括WO 2014/061337(專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2007-335532號公報

專利文獻2：國際公開2014/061337號

發明內容

發明要解決的問題

本發明鑒于上述情況而完成，目的在于提供一種復合基板的制造方法，通過該制造方法可以低成本制作無缺陷的納米碳膜，以及通過所述制造方法制造的復合基板。

用于解決問題的方案

為了解決這個問題，本發明人發明了以下方法。具體地，由于轉化為石墨烯的單晶碳化硅層通常具有數層原子的厚度就足夠，因此，不需要厚的碳化硅層，單晶碳化硅薄膜通過將單晶碳化硅的薄膜轉印到支持晶片(support wafer,handle wafer))得到。具體地，將預先注入氫離子的單晶碳化硅晶片與支持晶片貼合以得到充分的接合強度，然后在離子注入界面進行剝離。此時，單晶碳化硅基板和操作基板的貼合面分別被平滑化以改善貼合的密合強度。通過這種方式，可以從一個單晶碳化硅晶片轉印多個單晶碳化硅薄膜，極大提高了成本優勢。

即，本發明提供下述復合基板的制造方法和復合基板。

[1]一種復合基板的制造方法，包含：從單晶碳化硅基板的表面注入離子，形成離子注入區域；將所述單晶碳化硅基板的注入離子的面(以下稱為“離子注入面”)和操作基板的主面貼合，和在所述離子注入區域將所述單晶碳化硅基板剝離，將單晶碳化硅薄膜轉印到所述操作基板，其中所述單晶碳化硅基板的待貼合面和所述操作基板的待貼合面各自具有表面粗糙度RMS為1.00nm以下。

[2]根據[1]所述的復合基板的制造方法，其中所述操作基板由具有耐熱溫度為1,100℃以上的耐熱材料(單晶碳化硅除外)形成。

[3]根據[1]或[2]所述的復合基板的制造方法，其中所述操作基板由非晶碳化硅或多晶碳化硅形成。

[4]根據[1]～[3]中任一項所述的復合基板的制造方法，包含在所述單晶碳化硅基板的離子注入面和/或所述操作基板的主面上形成由選自氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、硅和碳化硅中的至少1種材料形成的薄膜；和研磨所述薄膜，從而將所述薄膜的表面的表面粗糙度RMS調整至1.00nm以下。

[5]根據[1]～[3]中任一項所述的復合基板的制造方法，包含在所述單晶碳化硅基板的離子注入面和/或所述操作基板的主面上形成由選自Ti、Au、Ag、Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Zr、Mo、Ta和W中的至少1種金屬材料形成的薄膜；和將所述薄膜的表面的表面粗糙度RMS調整至1.00nm以下。

[6]根據[1]～[5]中任一項所述的復合基板的制造方法，包含對所述碳化硅基板的待貼合面和/或所述操作基板的待貼合面實施表面活化處理，并進行貼合。

[7]根據[6]所述的復合基板的制造方法，其中所述表面活化處理為等離子體活化處理、真空離子束處理或臭氧水中的浸漬處理。

[8]根據[1]～[7]中任一項所述的復合基板的制造方法，包含將所述單晶碳化硅基板和所述操作基板貼合，對所述離子注入區域施加物理沖擊，從而剝離所述單晶硅碳化硅基板。