KR100529742B1 - Manufacturing method of a thin film on a substrate - Google Patents

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KR100529742B1 KR10-2001-0004281A KR20010004281A KR100529742B1 KR 100529742 B1 KR100529742 B1 KR 100529742B1 KR 20010004281 A KR20010004281 A KR 20010004281A KR 100529742 B1 KR100529742 B1 KR 100529742B1
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Abstract

본 발명은 공급 기판으로부터 박막을 분리하여 수요 기판으로 이전할 수 있는 박막 이전 방법을 제공한다. 본 발명은 우선적으로 이온주입된 표면 아래에 이온 분리층을 형성하기 위해 공급 기판내에 이온들을 주입하는 이온주입 공정을 수행하고, 이어서 공급 기판을 수요 기판에 결합시키는 웨이퍼 본딩 방법을 수행한다. 그 결과인 결합 구조물은 고에너지 이온 활성화 활동을 하게 되어, 거기서 주입된 이온들은 벽개를 충전하는 기공성 입자들로 결합되어 분리막으로 되며, 웨이퍼 본딩 공정에서 수요 기판으로 이전된다. 본 발명의 일부로서, 냉각장치가 고에너지 이온 활성화로부터 발생된 열 전류를 제거시킬 수 있기 때문에 다른 물질들로 이루어진 결합 구조물이 상이한 열팽창계수에 기인한 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.The present invention provides a thin film transfer method that can separate a thin film from a supply substrate and transfer it to a demand substrate. The present invention first performs an ion implantation process in which ions are implanted into a supply substrate to form an ion separation layer under the ion implanted surface, followed by a wafer bonding method that couples the supply substrate to the demand substrate. The resulting binding structure undergoes high energy ion activation activity, where the implanted ions are combined into pore-filled particles to fill the cleavage into a separator and transferred to the demand substrate in the wafer bonding process. As part of the present invention, the cooling device can eliminate the thermal current generated from high energy ion activation, thereby preventing the bonding structure made of different materials from being damaged by heat due to different coefficients of thermal expansion.

Description

기판상의 박막 제조 방법{Manufacturing method of a thin film on a substrate}Manufacturing method of a thin film on a substrate

본 발명은 반도체 박막 이전 방법을 제공한다. 보다 구체적으로는, 막에서 낮은 결함밀도를 가지며, VLSI 표준의 두께 및 평탄도를 갖는 서브마이크론 두께의 웨이퍼와 동일한 면적을 갖는 박막을 유사하지 않은 물질상으로 이전하는 층 이전방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for transferring a semiconductor thin film. More specifically, it relates to a layer transfer method for transferring a thin film having the same area as a submicron thick wafer having a low defect density in the film and having the thickness and flatness of the VLSI standard onto a dissimilar material.

접착제없이 웨이퍼들의 표면상에 실리콘 원자들을 본딩함으로써 두개의 실리콘 웨이퍼를 결합하는 것으로 설명되는 웨이퍼 본딩기술은 1985년도 IEEE에서 주최한 IEDM 회의에서 제이.비.라스키(J.B.Lasky)씨에 의해 공개되었다. 상기 기술은 어떠한 접착제없이 아주 다른 격자상수를 갖는 두개의 단결정 웨이퍼들을 결점없이 결합시킬 수 있으며, 그 결과물인 결합면의 결합력도 기판처럼 강력하다. 이러한 이유 때문에, 상기 기술은 현대의 전기 재료 및 광전자 재료에 있어서 오염되지 않는 결합면을 위한 엄격한 표준을 만족시킨다. 전술한 장점들로 인하여, 웨이퍼 본딩기술은 그것이 개시된 이후 더욱 주의를 끌어왔다.Wafer bonding technology, described as bonding two silicon wafers by bonding silicon atoms on the surface of the wafers without adhesive, was published by JBLasky at the IEDM Conference organized by the IEEE in 1985. . The technique can flawlessly combine two single crystal wafers with very different lattice constants without any adhesive, and the resulting bonding force is as strong as the substrate. For this reason, the technique satisfies stringent standards for uncontaminated bonding surfaces in modern electrical and optoelectronic materials. Because of the advantages described above, wafer bonding techniques have attracted even more attention since it was disclosed.

그 뒤로 1988년에 탄성 역학의 원리를 활용하여 더블유.마스자라(W.Maszara)씨가 그 결합력을 측정하기 위한 삽입 방법을 도입하였다. 삽입 방법은 두 결합된 웨이퍼의 결합의 품질을 검사하기 위한 간단하고도 빠른 방법이다. 또한, 마스자라씨는 SOI(Silicon On Insulator) 구조물을 형성하기 위해, 이산화실리콘과 같은 절연체상에 서브마이크론 두께의 실리콘을 제작하기 위하여 식각저지층으로서 고농도의 P+형 실리콘층을 사용하였다. 이것은 웨이퍼 본딩기술의 응용분야를 향상된 전기 재료, 광전자 재료 및 마이크로전자-기계 시스템(microelectro-mechanical systems;MEMS)으로 확장시켰다. 그러나, 웨이퍼 본딩기술은 식각 후 웨이퍼의 표면상에 식각저지막이 존재하거나 식각저지막의 서로 다른 위치에서 식각의 불균일성으로 전체 두께 편차(total thickness variation;TTV)와 관련된 문제를 유발한다는 몇가지 단점을 여전히 갖고 있다. 게다가, 상기 공정은 단지 많은 공급 기판들이 소요된다는 것 만이 아니라, 너무 많은 시간이 요구되어지고, 버려진 폐수에 기인하여 주변 환경오염의 문제를 유발할 수도 있다. 그때, SIMOX(Separation by Implantation Oxygen)방법이 또한 SOI 구조물을 제작하는 데 있어서 활발하게 개발되었다. SIMOX 방법에 의해 형성된 박막은 완벽한 두께 균일성을 갖기 때문에 웨이퍼 본딩기술은 그 전체 두께 편차(TTV)값이 개선될 수 없다면 SOI 웨이퍼 제작 분야에서 그 리더로서의 지위를 잃게 될 것이다.Later, in 1988, using the principles of elastic mechanics, W. Maszara introduced an insertion method to measure the bonding force. The insertion method is a simple and fast method for checking the quality of the bonding of two bonded wafers. In order to form a silicon on insulator (SOI) structure, Maszarara used a high concentration P + type silicon layer as an etch stop layer to fabricate submicron-thick silicon on an insulator such as silicon dioxide. This has extended the application of wafer bonding technology to advanced electrical materials, optoelectronic materials and microelectro-mechanical systems (MEMS). However, the wafer bonding technique still has some disadvantages such as the presence of an etch stop layer on the surface of the wafer after etching or causing problems related to the total thickness variation (TTV) due to the unevenness of the etch at different positions of the etch stop layer. have. In addition, the process not only requires a large number of supply substrates, but also requires too much time and may cause problems of environmental pollution due to the wastewater which is thrown away. At that time, the Separation by Implantation Oxygen (SIMOX) method was also actively developed in the fabrication of SOI structures. Since the thin film formed by the SIMOX method has perfect thickness uniformity, wafer bonding technology will lose its leadership in SOI wafer fabrication if its total thickness variation (TTV) value cannot be improved.

1994년 말에 엠.브루엘(M.Bruel)씨는 소위 스마트-컷(Smart-Cut)공정이라 불리는 새로운 박막 이전기술의 개발을 성공하였다고 발표하였다. 스마트-컷 공정의 접급식에 의해서도 SIMOX 방법에서와 같이 SOI 구조물의 두께를 얻을 수 있다. 미합중국 특허 제5,374,564호의 청구항들에 따르면, 우선 이온주입공정이 수행되어 수소 이온들 또는 VIII족의 가스 이온들이 높은 도즈량으로 공급 기판(Supply substrate)에 주입되고, 상기 공급 기판이 수요 기판(Demand substrate)에 결합된다. 이어서 열처리 공정이 이온주입층에서 이러한 가스들의 이온들을 수집하기 위해 수행되며, 마이크로-버블(Micro-bubble)을 형성시키게 된다. 온도가 계속적으로 증가되면 마이크로-버블들이 결합되어 형성된 버블들의 압력이 증가되고, 공급 기판으로부터 이온주입된 박막이 분리되어 수요 기판상으로 이전되며, 수요 기판상에 박막이 형성된다. 균일한 박막의 두께, 낮은 결함 밀도, 폐기 물질의 없음, 무해한 방출 수소 및 공급 기판이 재사용될 수 있다는 점 등의 장점들 때문에, 박막 이전기술이 웨이퍼 본딩방법과 함께 빠르게 발전되었다.In late 1994, M. Bruel announced that he had succeeded in developing a new thin film transfer technology called the Smart-Cut process. The smart-cut process can also be used to obtain the thickness of the SOI structure as in the SIMOX method. According to the claims of US Pat. No. 5,374,564, an ion implantation process is first performed to inject hydrogen ions or gas ions of group VIII into a supply substrate at a high dose, and the supply substrate is a demand substrate. ) Is combined. A heat treatment process is then performed to collect the ions of these gases in the ion implantation layer, forming a micro-bubble. As the temperature continues to increase, the pressure of the bubbles formed by the combination of the micro-bubbles increases, the thin film implanted from the supply substrate is separated and transferred onto the demand substrate, and a thin film is formed on the demand substrate. Due to the advantages of uniform thin film thickness, low defect density, no waste material, harmless releasing hydrogen and feed substrate can be reused, thin film transfer technology has rapidly developed along with wafer bonding methods.

그러나 상기 스마트-컷 공정도 열처리 공정으로부터 발생된 열적 스트레스, 층 분리전에 낮은 온도에서 충분히 강한 결합력에 도달하는 시간에 기인한 낮은 제조효율 등과 같은 단점이 있다. 스마트-컷 공정의 열처리는 버블들을 형성하기 위해 수집되어야 할 이온주입된 수소 이온들을 활성화시키기 위한 열원에 의해 수행되기 때문에 이온 분리층은 버블들의 팽창으로 인하여 분리되어지고, 이어서 박막 이전이 달성된다. 상기 열처리가 수행될 때, 열이 먼저 결합된 기판의 표면으로 전달되어 표면의 온도를 상승시키고, 이어서 열이 웨이퍼의 표면과 내부 사이의 온도차이에 기인하여 기판의 내부로 전달된다. 그 결과 다음의 5가지 단점들을 초래한다.However, the smart-cut process also has disadvantages such as thermal stress generated from the heat treatment process, low manufacturing efficiency due to the time to reach a sufficiently strong bonding force at low temperature before layer separation. Since the heat treatment of the smart-cut process is performed by a heat source for activating the implanted hydrogen ions to be collected to form the bubbles, the ion separation layer is separated due to the expansion of the bubbles, and then the thin film transfer is achieved. When the heat treatment is performed, heat is first transferred to the surface of the bonded substrate to raise the temperature of the surface, and then heat is transferred to the interior of the substrate due to the temperature difference between the surface and the interior of the wafer. The result is the following five disadvantages.

1. 저온 결합기술에 따르면, 초기 결합된 웨이퍼 쌍은 결합력을 증진시키기 위해 오랜 어닐링 시간을 요한다. 즉, 결합력이 웨이퍼들을 분리하기 위한 힘을 형성하기 위해 버블들을 수집하기에 충분할 정도로 강해지기 전에, 온도는 수소 이온들이 별개의 버블들을 발생시키는 온도인 450℃ 이하로 제어되어야 한다. 상기 초기 결합된 웨이퍼 쌍은 어닐링 공정을 수행하기 위해 450 ℃이하로 제어되어야 하기 때문에 어닐링 시간이 너무 길고, 그리하여 생산량이 감소된다.1. According to the low temperature bonding technique, the initially bonded wafer pairs require a long annealing time to enhance the bonding force. That is, before the bonding force becomes strong enough to collect the bubbles to form the force to separate the wafers, the temperature must be controlled below 450 ° C., which is the temperature at which hydrogen ions generate separate bubbles. The annealing time is too long because the initially coupled wafer pair must be controlled below 450 ° C. to perform the annealing process, thereby reducing the yield.

2. 기판은 기판의 온도를 균일하게 상승시키기 위해 전체적으로 가열되어야 한다. 기대되는 결과를 얻기 위해, 종래기술에서 가열온도는 약 500 ℃ 이상이었다. 그러나, 기판들이 유사하지 않은 물질로 되어 있으면, 비유사 물질간에 열팽창 계수가 다르기 때문에 큰 열적 스트레스가 결합 구조를 파괴할 수도 있으며, 나아가 결합 물질들을 파괴하기 위한 층 이전에 앞서 결합구조에 크랙이 발생할 수도 있다.2. The substrate must be heated throughout to uniformly raise the temperature of the substrate. In order to obtain the expected results, the heating temperature in the prior art was about 500 ° C. or more. However, if the substrates are made of dissimilar materials, large thermal stresses can destroy the bonding structure because of the different coefficients of thermal expansion between the dissimilar materials, further causing cracks in the bonding structure prior to the layer to destroy the bonding materials. It may be.

3.순간적인 열량이 뷸균등하게 전달되어, 기판 내의 각 위치에서의 순간 온도가 불균등하다. 이것은 박막 분리의 시간 및 위치를 변화시키며, 내부적인 스트레스는 이전하는 접촉면의 과립화를 초래하고, 심지어 많은 틈새를 유발한다.3. Instantaneous calories are transmitted unevenly, so that the instantaneous temperature at each position in the substrate is uneven. This changes the time and location of the thin film separation, and internal stresses result in granulation of the transferring contact surface and even cause many gaps.

4. 열 에너지를 카이네틱 에너지로 전환시키는 어닐링 공정의 열효율은 매우 낮아서, 열원의 많은 에너지가 소비되기 때문에 고온에서 유지하는 데 따른 제조단가가 증가한다.4. The thermal efficiency of the annealing process, which converts thermal energy into kinetic energy, is very low, which increases the manufacturing cost of maintaining it at high temperatures because much energy of the heat source is consumed.

5. Al2O3 또는 LaAlO3와 같은 일부 물질에 대해서는 스마트-컷 공정은 박막을 분리하기 위한 충분한 마이크로-버블을 형성할 수 없다.5. For some materials, such as Al 2 O 3 or LaAlO 3 , the smart-cut process may not form enough micro-bubbles to separate the thin films.

본 발명은 충돌 빈도를 높이기 위해 고주파의 교류 전계 또는 전자계에 의해 이온주입된 이온 또는 분자들을 직접 여기시킨다. 따라서, 마이크로-버블들이 발생하고 급격히 팽창하여 박막을 공급 기판으로부터 수요 기판으로 이전시킨다. 본 발명은 비용을 감소시킬 수 있으며, 생산성을 증가시키고, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다는 것이 증명되었다.The present invention directly excites ions or molecules implanted by a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field in order to increase the collision frequency. Thus, micro-bubbles arise and rapidly expand to transfer the thin film from the supply substrate to the demand substrate. It has been demonstrated that the present invention can reduce costs, increase productivity and improve product quality.

본 발명의 목적은, 웨이퍼의 크기와 동일한 이전 면적을 가지며, 서브-마이크론급의 두께를 가지며, 전체 두께가 VLSI급이며, 낮은 결함밀도를 갖는 동종 또는 이종 물질 구조에서 기판상의 박막에 대한 박막 이전 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to transfer a thin film to a thin film on a substrate in a homogeneous or heterogeneous material structure having a transfer area equal to the size of the wafer, a sub-micron thickness, a total thickness of VLSI, and a low defect density. To provide a way.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 이온들 또는 분자 이온들을 공급 기판으로 이온주입하기 위한 이온주입 공정이 수행되어, 공급 기판내에 이온 분리층을 형성한다. 이어서 결합 구조물을 형성하기 위하여 공급 기판상에 수요 기판을 결합시키는 웨이퍼 본딩 공정이 수행된다. 이어서, 이온 활성화 공정을 수행하기 위해 상기 결합 구조물을 고주파의 교류 전계 또는 고주파의 교류 전자계 속으로 위치시킨다. 이온주입된 이온들, 분자성 이온들 또는 상기 결합된 구조에서 이온들과 기판과의 반응에 의해 발생된 반응물의 카이네틱 에너지를 증가시키는 마이크로파, 라디오 주파수 또는 유도결합장을 사용함에 따라, 박막이 공급 기판의 이온주입된 평면을 따라 표면으로부터 상기 수요 기판의 표면으로 이전된다.In a preferred embodiment according to the present invention for achieving the object of the present invention, an ion implantation process for ion implantation of ions or molecular ions into the supply substrate is performed to form an ion separation layer in the supply substrate. Subsequently, a wafer bonding process is performed to bond the demand substrate onto the supply substrate to form a bond structure. The coupling structure is then placed into a high frequency alternating electric field or a high frequency alternating electromagnetic field to perform an ion activation process. By using microwave, radio frequency or inductively coupled fields which increase the kinetic energy of the implanted ions, molecular ions or reactants generated by the reaction of ions with the substrate in the bonded structure, It is transferred from the surface along the ion implanted plane of the supply substrate to the surface of the demand substrate.

유전체 손실 공급 기판의 층 이전를 위해, 본 발명은 단계적 도입의 이온주입을 수행한다. 먼저, 본 발명은 결정 틈새(fissure)를 형성하기 위해 고온에서 이온주입을 하고, 이어서 이온주입된 이온들의 확산 손실을 방지하기 위해 상기 결정 틈새 속으로 저온에서 이온주입을 하며, 이온의 도즈는 분리층을 형성하기 위해 마이크로-버블을 형성하기에 충분히 한다. 다음으로, 고주파 교류 전계 또는 전자계에 의해 이온 활성화를 수행하여 유도 에너지를 형성하고, 이러한 주입된 이온들의 카이네틱 에너지를 증가시켜서 가스 분자들로 수집시켜 크랙을 형성하여, 박막 분리를 종료한다. 이와 같이 함으로써, 전체 주입된 이온의 도즈가 감소될 수 있으며, 비용도 절감되며, 박막 내의 결함 밀도도 향상된다.For layer transfer of the dielectric loss supply substrate, the present invention performs ion implantation in staged introduction. First, the present invention is ion implanted at a high temperature to form a crystal gap, and then ion implanted at a low temperature into the crystal gap to prevent diffusion loss of the ion implanted ions, the ion dose is separated Sufficient to form a micro-bubble to form a layer. Next, ion activation is performed by a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field to form induced energy, and the kinetic energy of these implanted ions is increased to collect gas molecules to form cracks, thereby completing thin film separation. By doing this, the dose of the total implanted ions can be reduced, the cost is reduced, and the defect density in the thin film is also improved.

이외에도, 본 발명은 박막 절단 공정에도 적용될 수 있다. 먼저, 이온 주입공정을 수행하여 박막 내에 하나 이상의 이온 분리층을 형성한다. 이어서, 상기 박막에 대하여 고주파의 교류 전계 또는 전자계를 조사하여 주입된 이온들을 가스 분자로 수집하며, 분리층이 상기 박막을 분리하기 위해 형성된다. 이어서 상기 박막 절단이 완료된다.In addition, the present invention can be applied to a thin film cutting process. First, an ion implantation process is performed to form one or more ion separation layers in the thin film. Subsequently, the thin film is irradiated with a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field to collect the injected ions as gas molecules, and a separation layer is formed to separate the thin film. Subsequently, the thin film cutting is completed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 층 이전 방법의 공정에 대한 개략도들이다. 본 발명은 공급 기판(10)으로부터 박막(12)을 분리하여 수요 기판(14)으로 이전하는 방법을 제공한다.1 to 5 are schematic views of the process of the layer transfer method according to the invention. The present invention provides a method of separating the thin film 12 from the supply substrate 10 and transferring it to the demand substrate 14.

도 1에서 보여 지듯이, 이온 주입은 이온 분리층(20)을 형성하기 위해 공급 기판의 표면(18)속으로 수직하게 이온들 또는 분자성 이온들을 주입하기 위해 수행된다. 이온 분리층(20)은 공급 기판(10)의 두 영역을 형성한다. 하나는 상기 공급 기판(10) 내에 주입된 이온들 또는 분자성 이온들(16)에 의해 한정되는 박막(12)이고, 다른 하나는 잔류 기판(22)으로 정의되는 상기 박막 없는 공급 기판(10)의 나머지 부분의 영역이다. 박막(12)의 깊이는 이온주입 에너지량에 의해 결정되기 때문에, 이전되는 박막(12)의 두께는 정확하게 한정될 수 있다. 이온주입 공정은 이온주입기에 의한 표준 이온주입 공정 또는 플라즈마 이온주입 이머션 공정 또는 각 공정 단계에 대하여 다른 온도에서 수행되는 단계적 주입(phase-in) 이온주입 공정에 의해 수행될 수 있으며, 이온주입 공정에 사용된 이온들은 수소이온, 산소이온, 질소이온, 플루오라인이온, 클로오라인이온, 헬륨이온 또는 네온이온 들을 포함하며, 또한 이온주입 공정에 사용된 이온들은 분자성 이온들을 포함한다.As shown in FIG. 1, ion implantation is performed to implant ions or molecular ions perpendicularly into the surface 18 of the feed substrate to form the ion separation layer 20. The ion separation layer 20 forms two regions of the supply substrate 10. One is a thin film 12 defined by ions or molecular ions 16 implanted into the supply substrate 10 and the other is the thin film free supply substrate 10 defined as a residual substrate 22. The rest of the area. Since the depth of the thin film 12 is determined by the amount of ion implantation energy, the thickness of the thin film 12 to be transferred can be accurately defined. The ion implantation process may be performed by a standard ion implantation process by an ion implanter, a plasma ion implantation process, or a phase-in ion implantation process performed at different temperatures for each process step. Ions used include hydrogen ions, oxygen ions, nitrogen ions, fluorine ions, chlorine ions, helium ions or neon ions, and the ions used in the ion implantation process include molecular ions.

이온주입을 수행하는 목적은 일정량의 이온들 또는 분자성 이온들(16)을 공급 기판(10)의 표면 속으로 주입하는 것이며, 이어서 주입된 이온들 또는 분자성 이온들(16)이 공급 기판(10)내의 원자들과 충돌하여 원자와 이웃 원자들간의 결합이 끊어지고, 심지어 과거의 결합을 대신하여 원자와 이웃 원자들간에 새로운 약한 결합을 형성하여, 층 내에서 초기 격자구조가 파괴된다. 그리고 주입된 이온들 및 분자성 이온들(16)이 공급 기판(10) 내에서 이온 분리층(20)내의 원자들과 반응할 수도 있으며, 이온 분리층(20)내의 격자 구조의 파괴를 가속화하는 침식을 초래할 수 있다. 이외에도, 공급 기판(10) 내의 이온 분리층(20)에 주입된 이온들 또는 분자성 이온들(16)이 활성화된 시드와 같이 여기상태로 되고, 단일 원자들 속으로 들어가 충돌하지 않은 나머지 도즈의 이온들 또는 분자성 이온들(16)은 격자 갭 속으로 박히게 되고, 용적 변형 스트레스가 발생되어 이온 분리층(20)을 스트레스 집중영역으로 만든다. 그 내에 주입된 이온들과 함께 격자의 결합력이 낮아지고, 공급 기판(10)의 분리층(20) 주변 영역의 기계적 성질이 수소 격화 효과(hydrogen embitterment effect)처럼 약화된다.The purpose of performing the ion implantation is to inject a certain amount of ions or molecular ions 16 into the surface of the supply substrate 10, and then the implanted ions or molecular ions 16 are transferred to the supply substrate ( It collides with atoms in 10 and breaks the bond between atoms and neighboring atoms, and even forms new weak bonds between atoms and neighboring atoms in place of past bonds, destroying the initial lattice structure in the layer. And implanted ions and molecular ions 16 may react with atoms in the ion separation layer 20 in the supply substrate 10, accelerating the destruction of the lattice structure in the ion separation layer 20. May cause erosion. In addition, the ions or molecular ions 16 implanted in the ion separation layer 20 in the supply substrate 10 are excited like an activated seed and enter into single atoms and do not collide with each other. Ions or molecular ions 16 are embedded into the lattice gap and volumetric strain stress is generated to make the ion separation layer 20 a stress concentration region. Along with the ions implanted therein, the bonding force of the lattice is lowered, and the mechanical properties of the region around the separation layer 20 of the supply substrate 10 are weakened like the hydrogen embitterment effect.

도 2에서 보여지듯이, 웨이퍼 본딩기술이, 두 기판(10)(14)을 결합된 구조로 하기 위해 공급기판(10)과 수요 기판(14)에 충분한 결합력을 제공하기 위해 플라즈마 처리와 함께 수행된다. 상기 웨이퍼 본딩기술은 직접 본딩 공정, 양극 본딩 공정, 저온 본딩 공정, 진공 본딩 공정 또는 플라즈마 본딩 공정등일 수 있다.As shown in FIG. 2, wafer bonding techniques are performed with plasma treatment to provide sufficient bonding force to the supply substrate 10 and the demand substrate 14 to form the two substrates 10 and 14 in a combined structure. . The wafer bonding technology may be a direct bonding process, an anode bonding process, a low temperature bonding process, a vacuum bonding process, or a plasma bonding process.

도 3에서 보여지듯이, 상기 결합된 구조는 고주파 교류 전계 또는 고주파 교류 전자계(24)에 의해 조사된다. 주입된 이온들 또는 분자성 이온(16) 또는 충돌에 의해 발생된 이온이 약한 결합으로 공급 기판(10)의 원자들과 쌍을 이룰 것이다. 고주파 교류 전계 또는 전자계에 의해 유도되어 음으로 분극화된 원자 결합쌍은 이온 분리층(20) 주변의 원자들의 진동을 급격히 증가시켜 원자들간의 결합을 파괴한다. 이어서, 이러한 원자들은 서로 결합하여 다시 가스 분자를 형성하고, 가스 분자들로 충전된 일정한 결정 틈새로 된다.As shown in FIG. 3, the combined structure is irradiated by a high frequency alternating current field or a high frequency alternating current electromagnetic field 24. The implanted ions or molecular ions 16 or ions generated by the collision will pair with the atoms of the supply substrate 10 in a weak bond. The negatively polarized atomic bond pairs induced by a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field rapidly increase the vibration of atoms around the ion separation layer 20 to break the bonds between atoms. These atoms then combine with each other to form gas molecules, resulting in a constant crystal gap filled with gas molecules.

게다가, 공급 기판(10)상의 도핑된 원자들로부터 초래된 캐리어들(전자들 또는 홀들)은 고주파 교류 전계 또는 전자계에서 유도전류를 형성한다. 공급 기판의 높은 저항 때문에, 매우 풍부한 열 에너지가 높은 유도전류에 의해 형성되며, 상기 캐리어들에 의해 상기 틈새속으로 통과되고, 직접 비탄성 충돌을 통하여 근처의 가스 분자들에 전달되어 가스 분자들의 카이네틱 에너지를 높히고, 충돌 주파수를 증가시켜, 결과적으로 가스 체적이 급격히 팽창한다. 도 4에서 보여 지듯이, 체적 팽창에 기인한 스트레스 하에서 이온 분리층(20) 내에 틈새가 만들어지게 되고, 매우 짧은 간격 동안에 팁을 따라 팽창한다. 이러한 과정으로 박막(12)이 공급 기판의 잔류 기판(22)으로부터 분리되어 수요 기판(14)으로 이전된다.In addition, carriers (electrons or holes) resulting from the doped atoms on the supply substrate 10 form an induced current in the high frequency alternating field or the electromagnetic field. Because of the high resistance of the feed substrate, very abundant thermal energy is formed by the high induced current, passed into the gap by the carriers, and is transferred to nearby gas molecules through direct inelastic collisions, thereby causing the kinetic of the gas molecules. It increases the tick energy and increases the collision frequency, resulting in a rapid expansion of the gas volume. As shown in FIG. 4, a gap is created in the ion separation layer 20 under stress due to volume expansion and expands along the tip for a very short interval. In this manner, the thin film 12 is separated from the remaining substrate 22 of the supply substrate and transferred to the demand substrate 14.

도 5에서 보여지듯이, 잔류 기판(22) 또는 수요 기판(14)에서 발생된 과잉의 열 에너지는 바람직하지 않기 때문에, 본 발명은 결합 구조물의 온도를 400 ℃이하(공급 기판(10) 및 수요 기판(14)의 재질의 종류에 의존)로 유지하기 위하여 고주파 교류 전계 또는 전자계(24)에 의해 발생된 과잉의 열을 흡수하는 냉각기(26)를 더 구비한다. 상기 냉각기는 많은 량의 열을 흡수할 수 있기 때문에 본 발명의 적용 영역을 넓힐 수 있게 해준다.As shown in FIG. 5, since the excess thermal energy generated in the residual substrate 22 or the demand substrate 14 is not desirable, the present invention provides the temperature of the bonded structure below 400 ° C. (the supply substrate 10 and the demand substrate). And a cooler 26 for absorbing excess heat generated by the high frequency alternating current electric field or the electromagnetic field 24 in order to maintain it depending on the type of material of (14). The cooler can absorb large amounts of heat and thus broaden the application area of the present invention.

고주파 교류 전계 또는 전자계에 의해 발생된 고에너지 이온 활성화 효과는 전기적 결합 효과를 초래하여 주입된 이온들과 공급 기판의 원자들 간의 결합을 약화시켜서, 결정 내에 틈새를 빠르게 형성시키게 하고, 이러한 주입된 이온들을 이 틈새 속으로 이동시켜 가스 분자들로 농축시킨다. 이 고에너지 이온 활성화 효과는 또한 반도체 물질 내에 전자 또는 홀과 같은 캐리어들 가운에 강한 유도 전류를 유도하여, 결과적으로 짧은 시간내 많은 량의 에너지를 형성하게 한다. 게다가, 이온 분리층과 그 결과적인 결정 틈새에서 활성종으로서의 주입된 이온들 또는 분자성 이온들은 이러한 빠르게 이동하는 캐리어들을 끌어당겨 스킨효과(Skin Effect)를 일으킨다. 스킨효과 하에서는 유인된 캐리어들은 이온 분리층내에서 이동하며, 이어서 이온 분리층내에서 이들 캐리어와 분자들간의 비탄성 충돌을 통하여 고주파 교류 전계 또는 전자계로부터 흡수된 에너지를 이들 분자들로 이전시킨다.The high energy ion activation effect generated by the high frequency alternating electric field or the electromagnetic field results in an electrical coupling effect, weakening the bond between the implanted ions and the atoms of the supply substrate, thereby rapidly forming a gap in the crystal, and the implanted ions Are moved into this gap and concentrated into gas molecules. This high energy ion activation effect also induces a strong induced current in carriers such as electrons or holes in the semiconductor material, resulting in the formation of large amounts of energy in a short time. In addition, implanted ions or molecular ions as active species in the ion separation layer and the resulting crystal gaps attract these rapidly moving carriers to cause a skin effect. Under the skin effect, the attracted carriers move in the ion separation layer and then transfer the energy absorbed from the high frequency alternating electric field or the electromagnetic field to these molecules through inelastic collisions between these carriers and the molecules in the ion separation layer.

고주파 교류 전계 또는 전자계에 의한 분자의 카이네틱 에너지를 여기시키는 방법과 함께, 외부로부터 기판 내로 전달되는 열에너지에 의존함이 없이 전기적 유도에 기인하여 기판 자체의 캐리어에 에너지가 발생된 고온에서 주입되고, 이어서 저온에서 보다 많은 이온들이 틈새 속으로 주입되어 그들이 확산을 통하여 빠져나가는 것이 방지된다. 이와 같은 방법에 의해, 마이크로-버블들이 충분한 이온 농도의 분리층을 발생시킬 수 있도록 형성되며, 본 발명에서 필요한 이온의 량은 종래기술에서 보다 적다. 결론적으로, 박막 분리가 저비용과 박막 내에 낮은 결함밀도를 가지고 달성된다.With the method of exciting the kinetic energy of molecules by high frequency alternating electric field or electromagnetic field, it is injected at high temperature where energy is generated in the carrier of the substrate itself due to electrical induction without depending on the thermal energy transferred from the outside into the substrate At low temperatures, more ions are then injected into the crevices to prevent them from escaping through diffusion. By this method, the micro-bubbles are formed to generate a separation layer of sufficient ion concentration, and the amount of ions required in the present invention is less than in the prior art. In conclusion, thin film separation is achieved with low cost and low defect density in the thin film.

간단히 말하면, 본 발명은 3 가지 다른 동작 방법들을 포함한다. 공급 기판(10)의 표면에 발포제를 형성하는 것이 아니라 결정 틈새를 형성하기 위해 고온에서 공급 기판(10) 속으로 이온들을 주입한다. 이어서, 후속되는 어닐링 공정에서 마이크로-버블의 발생을 위해 저온에서 보다 많은 이온들을 충분히 많이 부가하고, 공급 기판(10)을 수요 기판(14)과 함께 결합한다. 파쇄 역학의 원리에 따르면, 공급 기판(10)으로부터 이온 분리층(20)을 찢는 데 필요한 힘의 크기는, 크랙이 틈새의 팁을 따라 팽창하면 감소될 것이다. 따라서, 고주파 교류 전계 또는 전자계가 상기 결합 구조물에 조사되면 공급 기판(10) 내에서 주입된 이온들 또는 분자성 이온들(16)은 가열 공정 동안에 유도된 열이 상기 결합 구조물을 파괴하기 전에 박막(12)을 분리하기 위한 가스 팽창에 기인하여 충분히 높은 스트레스를 유발한다.In short, the present invention encompasses three different methods of operation. Rather than forming a blowing agent on the surface of the supply substrate 10, ions are implanted into the supply substrate 10 at a high temperature to form a crystal gap. Subsequently, in the subsequent annealing process, more ions are added sufficiently at low temperatures for the generation of micro-bubbles, and the supply substrate 10 is joined with the demand substrate 14. According to the principles of fracture mechanics, the amount of force required to tear the ion separation layer 20 from the supply substrate 10 will decrease as the crack expands along the tip of the gap. Therefore, when a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field is irradiated to the bonding structure, the ions or molecular ions 16 implanted in the supply substrate 10 may be separated from the thin film before the heat induced during the heating process destroys the bonding structure. 12) causing a sufficiently high stress due to the gas expansion to separate.

이온 주입으로부터 이온 분리층(20)을 형성한 후, 공급 기판(10)은 결정 틈새를 형성하기 위해 예열된다. 공급 기판(10)내에서 이온 분리층(20)이 높은 스트레스의 임계 상태에서 분리를 위한 준비가 되고, 공급 기판(10)이 수요 기판(14)에 결합됨에 따라 상기 결합 구조물이 고주파 교류 전계 또는 전자계(24) 속으로 투입되면, 여기서 결합 구조물은 에너지를 흡수하고, 따라서 주입된 이온들은 팽창력을 갖게 된다. 팽창력이 전성(malleability) 임계값을 초과하면, 이온 분리층(20)을 찢어내어 박막(12)이 분리된다.After forming the ion separation layer 20 from the ion implantation, the supply substrate 10 is preheated to form a crystal gap. In the supply substrate 10, the ion separation layer 20 is ready for separation in a critical state of high stress, and as the supply substrate 10 is bonded to the demand substrate 14, the bonding structure is connected to a high frequency alternating electric field or Once introduced into the electromagnetic field 24, the bonding structure absorbs energy and thus the implanted ions have an expanding force. If the expansion force exceeds the malleability threshold, the ion separation layer 20 is torn off and the thin film 12 is separated.

세번째 방법에서는, 고농도로 도핑된 원자들을 갖는 층이 에너지 전달을 위하여 국부적으로 고농도의 캐리어를 얻기 위해 만들어진다. 캐리어들은 마이크로파의 조사하에서 에너지를 흡수하기 때문에 캐리어의 농도는 흡수 및 전달될 에너지량을 결정하며, 이경우 고농도의 캐리어로부터 이익을 얻은 주입된 이온들 또는 분자성 이온들(16)은 매우 짧은 시간 간격 동안에 많은 량의 에너지를 흡수하고, 온도가 상승함에 따라 커다란 열적 스트레스의 발생에 앞서 층 이전을 위한 결정 틈새를 형성한다.In a third method, a layer with heavily doped atoms is made to obtain a locally high concentration of carrier for energy transfer. Since the carriers absorb energy under irradiation of microwaves, the concentration of the carrier determines the amount of energy to be absorbed and delivered, in which case the implanted ions or molecular ions 16 that benefit from the high concentration of carriers are in very short time intervals. It absorbs large amounts of energy during the process, and as the temperature rises, it forms a crystal gap for layer transfer prior to the generation of large thermal stresses.

첫번째 방법에서는, 결정 틈새를 형성하기 위하여 고온에서 공급 기판 속으로 이온들이 주입되고, 이어서 보다 많은 이온들이 틈새 속으로 주입된다. 주입된 이온 또는 분자성 이온들은 고주파 전계 또는 전자계를 흡수하고, 팽창에 따라 박막을 분리한다. 상기 방법은 또한 지시 기판으로부터 박막을 이전하는 데 효율적이다. 그러나, 고주파 전계 또는 전자계의 에너지를 발생시킬 수 있는 캐리어들은 지시 기판에서는 발생되지 않으며, 대신에 가스 분자성 이온들이 이러한 캐리어들의 사명을 수행할 것이다. 세번째 방법에서, 고농도 도핑층이 이온주입, 분자빔 에피택셜 성장 및 액상 에피택셜 성장 또는 기상 에피택셜 성장을 통해 형성된다. 도핑된 이온들의 농도는 결합된 비유사 물질 구조물이 온도의 상승에 기인하여 파괴되는 문제점을 피하기 위해 선택적으로 에너지를 흡수 및 전달할 수 있도록 모니터된다.In the first method, ions are implanted into the feed substrate at high temperature to form a crystal gap, and then more ions are implanted into the gap. The implanted ions or molecular ions absorb high frequency or electromagnetic fields and separate the thin film as they expand. The method is also efficient for transferring thin films from the indicator substrate. However, carriers that can generate energy in high frequency or electromagnetic fields are not generated on the indicator substrate, but instead gaseous ions will perform the mission of these carriers. In a third method, a highly doped layer is formed through ion implantation, molecular beam epitaxial growth and liquid phase epitaxial growth or vapor phase epitaxial growth. The concentration of doped ions is monitored to selectively absorb and transfer energy to avoid the problem that the bonded dissimilar material structure is destroyed due to an increase in temperature.

본 발명에서는, 온도의 상승은 종래기술에서 가열이 그의 주요 전략이었지만, 본 발명의 중심 기술은 아니고 박막 분리공정의 부산물이다. 나아가, 온도 상승은 다른 물질의 기판으로부터 만들어진 박막을 이전하는 데 있어서 좋지 않다. 본 발명은 이온 분리층에서 박막을 이전하는 데 영향을 끼치지 않고, 결합 구조물의 열적 스트레스를 감소시킴이 없이 과잉의 열을 제거하기 위한 냉각기를 제공한다.In the present invention, the temperature rise is not the central technique of the present invention, but heating is a by-product of the thin film separation process, although heating in the prior art is its main strategy. Furthermore, temperature rise is not good for transferring thin films made from substrates of other materials. The present invention provides a cooler for removing excess heat without affecting the transfer of the thin film in the ion separation layer and without reducing the thermal stress of the bonding structure.

본 발명은 주입된 이온들 또는 분자성 이온들의 카이네틱 에너지를 여기시키기 위하여 마이크로파, 라디오 주파수 또는 유도결합 전계 등과 같은 고주파 교류 전계 또는 전자계를 이용함으로써 필요한 에너지를 형성한다. 이에 반하여, 종래 기술에서는 주입된 에너지를 여기시키는 데 필요한 에너지는 가열을 통하여 간접적으로 얻는다. 본 발명은 온도를 상승시키는 데 에너지를 소비하지 않기 위하여 에너지를 효율적으로 전달할 수 있다. 그리고 각 층을 균일하고 동시에 여기시킴으로써 여기된 에너지가 층 위로 균일하게 분포되어 생산물의 품질을 향상시킨다. 이외에도, 고주파수 교류 전계 또는 전자계에 의한 에너지의 여기 방법은 제조시간을 단축시키고, 제조 공정을 보다 깨끗한 스테이지에서 수행하며, 종래 방법에 비하여 보다 편리한 동작을 하게 한다.The present invention forms the necessary energy by using a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field such as microwave, radio frequency or inductively coupled electric field to excite the kinetic energy of the implanted ions or molecular ions. In contrast, in the prior art, the energy required to excite the injected energy is obtained indirectly through heating. The present invention can efficiently transfer energy in order not to spend energy raising the temperature. By exciting each layer uniformly and simultaneously, the excited energy is evenly distributed over the layers to improve the quality of the product. In addition, the excitation method of energy by the high frequency alternating electric field or the electromagnetic field shortens the manufacturing time, performs the manufacturing process at a cleaner stage, and makes the operation more convenient than the conventional method.

나아가, 본 발명은 박막 절단 공정에도 적용될 수 있으며, 여기에서 하나 이상의 이온 분리층들이 이온주입공정으로 형성될 수 있다. 그리고 이어서 고주파수 교류 전계 또는 전자계의 조사, 주입된 이온들의 가스 분자로의 농축을 통하여 박막 절단 공정을 종료하기 위해 제거된 분리막으로 되어진다.Furthermore, the present invention can be applied to a thin film cutting process, in which one or more ion separation layers can be formed by an ion implantation process. Subsequently, the separation membrane is removed to terminate the thin film cutting process by irradiating a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field and concentrating the injected ions into gas molecules.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 도 8 내지 도 10은 본 발명에서 제공된 방법으로 절단된 박막의 설명도들이다. 도 8에서 보여지듯이, 본 발명은 박막(30)내에서 박막(30)의 표면에 평행한 이온 분리층(32)을 형성하기 위한 이온 주입을 수행한다. 이어서, 고주파수 교류 전계 또는 전자계가 박막(30)에 조사되어 주입된 이온들을 가스 분자들로 농축시키고 가스 분자들에 의해 형성된 틈새를 충전시켜 분리층으로 만든다. 상기 분리층은 분리막(30)을 박막(30)과 동일한 절단 표면영역을 갖는 두개의 박막(34 및 36)으로 분리시킨다.8 to 10, FIGS. 8 to 10 are explanatory diagrams of a thin film cut by the method provided by the present invention. As shown in FIG. 8, the present invention performs ion implantation to form an ion separation layer 32 parallel to the surface of the thin film 30 in the thin film 30. Subsequently, a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field is irradiated to the thin film 30 to concentrate the implanted ions into gas molecules and fill the gap formed by the gas molecules to form a separation layer. The separating layer separates the separator 30 into two thin films 34 and 36 having the same cut surface area as the thin film 30.

도 9에서 보여지듯이, 박막(40)은 박막(40)에 수직한 복수개의 이온 분리층(42)을 형성하기 위하여 여러 에너지를 갖는 복수개의 이온들을 박막(40) 속으로 주입함으로써 먼저 수직적으로 절단된다. 환언하면, 각 이온 분리층(42)은 다른 깊이로 복수개의 이온 주입선에 의해 박막(42)내의 소정 영역내에 형성된 수직층이다. 이어서, 고주파수 교류 전계 또는 전자계의 조사하에서, 이온 분리층내의 주입된 이온들은 가스 분자로 농축되고, 박막(40)을 복수개의 박막층(44)으로 절단시킨다. 도 10에서 또한 이온 분리층(52)이 박막(50)을 복수개의 보다 작은 박막(56)으로 절단하기위해 박막(50) 내에 십자형으로 형성될 수도 있다. As shown in FIG. 9, the thin film 40 is first cut vertically by injecting a plurality of ions having various energies into the thin film 40 to form a plurality of ion separation layers 42 perpendicular to the thin film 40. do. In other words, each ion separation layer 42 is a vertical layer formed in a predetermined region in the thin film 42 by a plurality of ion implantation lines at different depths. Subsequently, under the irradiation of a high frequency alternating electric field or an electromagnetic field, the implanted ions in the ion separation layer are concentrated into gas molecules, and the thin film 40 is cut into the plurality of thin film layers 44. In FIG. 10 also an ion separation layer 52 may be formed crosswise within the thin film 50 to cut the thin film 50 into a plurality of smaller thin films 56.

이하에서, 본 발명에 대한 몇가지 바람직한 샘플 동작이 본 발명의 제조방법 및 특성을 더 설명하기 위해 제공된다.In the following, some preferred sample operations for the present invention are provided to further illustrate the manufacturing method and properties of the present invention.

제1 실시예는 이온 분리층내에서 주입된 이온들 또는 이온성 분자들의 카이네틱 에너지가 층 이전을 달성하기 위해 전자계 조사, 본 경우에는 마이크로파 조사로 여기된다는 것을 보여준다.The first embodiment shows that the kinetic energy of ions or ionic molecules implanted in the ion separation layer is excited by electromagnetic field irradiation, in this case microwave irradiation, to achieve layer transfer.

제1 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 공급 기판의 표면은 1500Å 두께의 실리콘 나이트라이드(Si3N4)와 실리콘 나이트라이드 아래에 500Å 두께의 실리콘 다이옥사이드로 덮혀있다. 200 KeV 에너지를 갖는 3.5 x 1016 atoms/cm2의 수소이온들이 기판속으로 주입되어있다. 수요 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 상기 두 기판은 먼저 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합되고, 결합된 쌍은 설정된 마이크로파 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받는다. 이어서, 0.75㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 실리콘 나이트라이드 절연층을 갖는 SOI 웨이퍼가 된다.In the first embodiment, the supply substrate is a p-type, one side polished, 15-25 ohm-cm wafer with a (100) plane. The surface of the feed substrate was covered with 1500 ns thick silicon nitride (Si 3 N 4 ) and 500 ns thick silicon dioxide underneath silicon nitride. Hydrogen ions of 3.5 x 10 16 atoms / cm 2 with 200 KeV energy are injected into the substrate. The demand substrate is a p-type, polished one side, 15-25 ohm-cm wafer with (100) plane. The two substrates are first joined by a low temperature wafer bonding method, the combined pairs are placed in a set microwave and subjected to irradiation of 2.45 GMz for 5 minutes. A 0.75 μm thick silicon thin film is then separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to become an SOI wafer with a silicon nitride insulating layer.

제2 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 공급 기판의 표면은 1500Å 두께의 실리콘 나이트라이드(Si3N4)와 실리콘 나이트라이드층 아래에 500Å 두께의 실리콘 다이옥사이드로 덮혀있다. 200 KeV 에너지를 갖는 3.5 x 1016 atoms/cm2의 수소이온들이 공급 기판속으로 주입되어있다. 수요 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 상기 두 기판은 먼저 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합되고, 결합된 쌍은 냉각기로 400℃ 이하의 조사 온도로 유지되도록 설정된 마이크로파 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받는다. 이어서, 0.75㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 실리콘 나이트라이드 절연층을 갖는 SOI 웨이퍼가 된다.In a second embodiment, the supply substrate is a p-type, one side polished, 15-25 ohm-cm wafer with a (100) plane. The surface of the feed substrate was covered with 1500 ns thick silicon nitride (Si 3 N 4 ) and 500 ns thick silicon dioxide under the silicon nitride layer. Hydrogen ions of 3.5 x 10 16 atoms / cm 2 with 200 KeV energy are injected into the feed substrate. The demand substrate is a p-type, polished one side, 15-25 ohm-cm wafer with (100) plane. The two substrates are first joined by a low temperature wafer bonding method, and the combined pairs are placed in a microwave set to maintain an irradiation temperature of 400 ° C. or lower with a cooler and subjected to irradiation of 2.45 GMz for 5 minutes. A 0.75 μm thick silicon thin film is then separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to become an SOI wafer with a silicon nitride insulating layer.

제3 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 수소분자 이온이 두번 이온주입되었다. 첫번째 이온주입에서는, 1.5 x 1016 atoms/cm2의 수소분자 이온이 550℃ 에서 200 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 두번째 이온주입에서는, 4 x 1016 atoms/cm2의 수소분자 이온이 상온에서 200 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 유리 웨이퍼이다. 상기 두 웨이퍼는 먼저 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 설정된 마이크로파 오븐 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받았다. 이어서, 0.75㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 주몸체가 유리 기판인 SOI 웨이퍼가 된다.In a third embodiment, the feed substrate is a p-type, one side polished, 15-25 ohm-cm wafer with (100) plane. Hydrogen molecule ions were implanted twice. In the first ion implantation, 1.5 x 10 16 atoms / cm 2 of hydrogen molecule ions were implanted into the substrate at an energy of 200 KeV at 550 ° C. In the second ion implantation, 4 x 10 16 atoms / cm 2 of hydrogen molecule ions were implanted into the substrate at an energy of 200 KeV at room temperature. The demand substrate is a glass wafer with one side polished. The two wafers were first combined into a bonded structure by a low temperature wafer bonding method, and the bonded structure was placed in a set microwave oven and irradiated with 2.45 GMz for 5 minutes. Subsequently, a 0.75 μm thick silicon thin film is separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to form an SOI wafer whose main body is a glass substrate.

제4 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 웨이퍼이다. 3.5 x 1016 atoms/cm2의 수소분자 이온이 200 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 유리 웨이퍼이다. 공급 기판을 고온의 퍼니스 속에 넣은 후 15분 동안 550℃로 가열하여, 발포제가 발생되는 임계 상태에 도달될 때까지 주입된 이온에 의해 발생된 내부 압력을 이온 분리층에 적용할 수 있도록 한다. 이어서 두 웨이퍼가 저온 웨이퍼 본딩 방법으로 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 마이크로파 오븐 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받았다. 이어서, 0.75㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 주몸체가 유리 기판인 SOI 웨이퍼가 된다.In a fourth embodiment, the supply substrate is a p-type, one-side polished, 15-25 ohm-cm wafer with a (100) plane. Hydrogen molecular ions of 3.5 x 10 16 atoms / cm 2 were ion implanted into the substrate with an energy of 200 KeV. The demand substrate is a glass wafer with one side polished. The feed substrate is placed in a hot furnace and then heated to 550 ° C. for 15 minutes to allow the internal pressure generated by the implanted ions to be applied to the ion separation layer until the critical state at which the blowing agent is reached is reached. The two wafers were then combined into a bond structure by low temperature wafer bonding, and the bonded structure was placed in a microwave oven and irradiated with 2.45 GMz for 5 minutes. Subsequently, a 0.75 μm thick silicon thin film is separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to form an SOI wafer whose main body is a glass substrate.

제5 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 0.10 내지 0.25 ohm-cm 실리콘 웨이퍼이다. 3.5 x 1016 atoms/cm2의 수소분자 이온이 200 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 유리 웨이퍼이다. 두 웨이퍼는 저온 웨이퍼 본딩 방법으로 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 마이크로파 오븐 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받는다. 이어서, 0.75㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 주몸체가 유리 기판인 SOI 웨이퍼가 된다.In a fifth embodiment, the supply substrate is a p-type, 0.10 to 0.25 ohm-cm silicon wafer with one side polished and (100) plane. Hydrogen molecular ions of 3.5 x 10 16 atoms / cm 2 were ion implanted into the substrate with an energy of 200 KeV. The demand substrate is a glass wafer with one side polished. The two wafers are combined into a bonded structure by low temperature wafer bonding, which is placed in a microwave oven and irradiated with 2.45 GMz for 5 minutes. Subsequently, a 0.75 μm thick silicon thin film is separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to form an SOI wafer whose main body is a glass substrate.

제6 실시예에서, 공급 기판은 p형이며, 일면이 연마되었으며, (100)면을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 실리콘 웨이퍼이다. 수소 이온주입이 두번 수행되었다. 첫번째 이온주입에서는, 1 x 1016 atoms/cm2의 B+이 180 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 두번째 이온주입에서는, 5 x 1016 atoms/cm2의 수소분자 이온이 이온주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 유리 웨이퍼이다. 상기 두 웨이퍼는 상온에서 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 마이크로파 오븐 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받았다. 이어서, 0.35㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 주몸체가 유리 기판인 SOI 웨이퍼가 된다.In a sixth embodiment, the supply substrate is a p-type, one side polished, 15-25 ohm-cm silicon wafer with a (100) plane. Hydrogen ion implantation was performed twice. In the first ion implantation, 1 x 10 + B of 16 atoms / cm 2 was ion-implanted into the substrate at a 180 KeV energy. In the second ion implantation, 5 x 10 16 atoms / cm 2 of hydrogen molecule ions were implanted. The demand substrate is a glass wafer with one side polished. The two wafers were combined into a bonded structure by a low temperature wafer bonding method at room temperature, and the bonded structure was placed in a microwave oven and irradiated with 2.45 GMz for 5 minutes. Subsequently, a 0.35 탆 thick silicon thin film is separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to form an SOI wafer whose main body is a glass substrate.

제7 실시예에서, 공급 기판은 (100)면의 p형이며, 1.5㎛ 두께의 붕소 및 게르마늄이 도핑된 에피택셜층(B/Ge: 2.0 x 1020 / 2.0 x 10 21 cm3) 및 최상층을 덮는 0.35 ㎛ 두께의 실리콘 에피택셜층을 갖는 15 내지 25 ohm-cm 실리콘 웨이퍼이다. 5 x 1016 atoms/cm2의 수소이온이 120 KeV의 에너지로 기판 속으로 이온주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 유리 웨이퍼이다. 상기 두 웨이퍼는 상온에서 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 설정된 마이크로파 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받았다. 이어서, 0.3㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 주몸체가 유리 기판인 SOI 웨이퍼가 된다.In a seventh embodiment, the supply substrate is a p-type of (100) plane, an epitaxial layer (B / Ge: 2.0 × 10 20 / 2.0 × 10 21 cm 3 ) and a top layer doped with 1.5 μm thick boron and germanium 15-25 ohm-cm silicon wafer with a 0.35 μm thick silicon epitaxial layer overlying the layer. 5 x 10 16 atoms / cm 2 of hydrogen ions were implanted into the substrate with an energy of 120 KeV. The demand substrate is a glass wafer with one side polished. The two wafers were combined into a bonded structure by a low temperature wafer bonding method at room temperature, and the bonded structure was placed in a set microwave and subjected to irradiation of 2.45 GMz for 5 minutes. Subsequently, a 0.3 µm thick silicon thin film is separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to form an SOI wafer whose main body is a glass substrate.

제8 실시예에서, 공급 기판은 (0001)면의 사파이어(Al2O3) 웨이퍼이며, 양면이 연마되었다. 수소분자 이온이 두 단계로 이온주입된다. 첫번째 이온주입에서는, 3 x 1016 atoms/cm2의 수소이온이 200 KeV의 에너지로 650℃로 기판 속으로 이온주입되고, 이어지는 두번째 이온주입에서는 상온에서 3 x 1016 /cm2의 수소분자 이온이 200 KeV의 에너지로 주입되었다. 수요 기판은 한 면이 연마된 (100)면을 갖는 P형 실리콘 웨이퍼이다. 상기 두 웨이퍼는 저온 웨이퍼 본딩방법에 의해 결합 구조물로 결합되고, 결합된 구조물은 마이크로파 오븐 속에 놓이며, 5분동안 2.45 GMz의 조사를 받았다. 이어서, 0.6㎛ 두께의 실리콘 박막이 공급 기판으로부터 분리되고, 수요 기판으로 이전되어 산화알루미늄 박막으로 덮힌 실리콘 기판이 된다.In the eighth embodiment, the supply substrate was a (0001) faced sapphire (Al 2 O 3 ) wafer, and both sides were polished. Hydrogen molecule ions are implanted in two stages. In the first ion implantation, 3 x 10 16 atoms / cm 2 hydrogen ions are implanted into the substrate at 650 ° C with an energy of 200 KeV, followed by 3 x 10 16 / cm 2 hydrogen molecule ions at room temperature. This was injected at an energy of 200 KeV. The demand substrate is a P-type silicon wafer having a (100) surface polished on one side. The two wafers were combined into a bonded structure by a low temperature wafer bonding method, and the bonded structure was placed in a microwave oven and irradiated with 2.45 GMz for 5 minutes. A 0.6 μm thick silicon thin film is then separated from the supply substrate and transferred to the demand substrate to become a silicon substrate covered with an aluminum oxide thin film.

마이크로파는 그 파장이 적외선의 파장과 라디오파의 파장 사이인 1 cm 내지 1 m의 범위를 갖는 일종의 전자기파 발생기이며, 1 cm 내지 25 cm의 범위에서 레이더 송신이 일어나며, 이 범위 외에서는 전자 통신이 일어난다. 이러한 전자 통신파들과의 간섭을 피하기 위하여 마이크로파의 파장은 12.2cm(2.45GMz)와 33.3cm(900MHz) 사이에서 설정된다. 마이크로파는 전계 또는 전자계의 편차를 유발하며, 그 물체를 균일하게 통과한다. 마이크로파에 의해 형성된 고주파수 교류 전자계 내에서 양극은 물체내에서 극성 분자들의 음극을 자화시키고, 고주파수 교류 전자계의 변화에 따라 극성 분자들의 양극을 자화시키는 음극으로 변형시키고, 극성분자들의 교류 방향을 초래하여 축 주위로 진동 및 회전하게 한다. 마이크로파에 기인한 극성 분자들의 분극화는 극성 분자들을 고주파수(2.45GHz)로 발진시키고, 그 운동에너지를 증가시키고, 이웃하는 분자들을 함께 진동시킴으로써 서로 마찰에 의해 마찰열을 발생시키고 온도를 증가시킨다. 비록 마이크로파의 투과성은 단지 2.5 cm 내지 3.5 cm에 불과하지만, 오늘날 반도체 웨이퍼 시장에서 충분한 두께이다.Microwave is a kind of electromagnetic wave generator whose range is between 1 cm and 1 m whose wavelength is between the wavelength of infrared ray and the wavelength of radio wave, and the radar transmission occurs in the range of 1 cm to 25 cm, and the electronic communication takes place outside this range. . To avoid interference with these electronic communication waves, the wavelength of the microwave is set between 12.2 cm (2.45 GMz) and 33.3 cm (900 MHz). Microwaves cause variations in electric or electromagnetic fields and pass evenly through the object. In the high frequency alternating electromagnetic field formed by microwaves, the anode magnetizes the cathode of the polar molecules in the object, transforms it into a cathode which magnetizes the anode of the polar molecules with the change of the high frequency alternating electromagnetic field, and causes the alternating direction of the polar molecules to cause the axis Vibrate and rotate around. The polarization of polar molecules due to microwaves causes the friction molecules to oscillate at high frequencies (2.45 GHz), increase their kinetic energy, and vibrate neighboring molecules together to generate frictional heat by friction with each other and increase temperature. Although the microwave transmittance is only 2.5 cm to 3.5 cm, it is of sufficient thickness in the semiconductor wafer market today.

따라서, 주입된 이온들 또는 분자성 이온들은 이온 분리층 내에서 기판의 원자들과 결합하고, 그 결과에 의한 쌍극자는 고주파수 교류 전자계 방향의 변화에 반응하여 마이크로파의 에너지를 카이네틱 에너지로 전환시킨다. 그러나, 이 방법에 비해서, 원자들이 일정한 저항을 갖는 물질을 생산하도록 N형 또는 P형 캐리어를 형성하기 위해 공급 기판내에 도핑되는 다른 방법이 있다. 그 선택적인 전계 또는 전자계 방향과 함께 전자계 유도를 유발하는 마이크로파로 상기 공급 기판을 조사함으로써, 공급 기판 내의 캐리어들은 강한 유도 전류를 발생시킨다. 상기 공급 기판이 반도체 물질로 만들어졌기 때문에, 이것은 고 저항을 가지며, 그리고 저항열을 통하여 그와 함께 수반되는 유도 전류와 함께 에너지를 발생시킨다. 이 에너지는 비탄성 충돌을 통하여 주입된 이온들 또는 분자 이온들에 의해 형성된 분자들에 전달되어 분자들의 카이네틱 에너지를 상승시킨다. 이와 같이 하여, 주입된 이온들 또는 분자 이온들의 카이네틱 에너지를 간접적으로 여기시킴에 있어 상기 결합 구조물을 가열하기 위한 종래의 열처리는 필요하지 않게 된다.Thus, the implanted ions or molecular ions combine with atoms of the substrate in the ion separation layer, and the resulting dipole converts the energy of the microwave into kinetic energy in response to a change in the direction of the high frequency alternating electromagnetic field. . However, compared to this method, there is another method where the atoms are doped in the supply substrate to form an N-type or P-type carrier so as to produce a material having a constant resistance. By irradiating the supply substrate with microwaves that cause electromagnetic induction along with its optional electric or electromagnetic direction, the carriers in the supply substrate generate a strong induced current. Since the supply substrate is made of a semiconductor material, it has a high resistance and generates energy along with the induced current accompanying it through the heat of resistance. This energy is transferred to molecules formed by implanted ions or molecular ions through inelastic collisions to elevate the kinetic energy of the molecules. In this way, indirect excitation of the kinetic energy of the implanted ions or molecular ions does not require conventional heat treatment to heat the bonding structure.

본 방법에서는, RCA 세정방법 등과 같은 표면 세정처리로 얻어진 물분자 화합물 또는 산소 플라즈마 공정으로 얻어진 산소 이온 클러스터와 같은 표면의 극성 분자 클러스터들이 결합 구조물의 결합계면에서 원자의 반응성을 증가시키기 위해 두 기판의 표면 원자들을 활성화시키고, 이들은 충분히 큰 결합력을 확보하기 위한 결합 구조물의 결합 에너지를 증가시키기 위해 서로간에 화학적 결합을 형성하기 위해 반응한다. 결합 에너지의 증가는 공급 기판으로 하여금 박막이 공급 기판으로부터 분리되기 전에 조사 공정 동안에 버블의 형성에 의해 떨어지는 것을 방지해준다.In this method, polar molecular clusters on the surface, such as water molecule compounds obtained by surface cleaning treatment such as RCA cleaning method or oxygen ion cluster obtained by oxygen plasma process, are used to increase the reactivity of atoms at the bonding interface of the bonding structure. The surface atoms are activated, and they react to form chemical bonds with each other to increase the binding energy of the bonding structure to secure a sufficiently large bonding force. The increase in binding energy prevents the supply substrate from falling off by the formation of bubbles during the irradiation process before the thin film is separated from the supply substrate.

더구나, 본 발명에서, 주입된 이온들 또는 분자성 이온들의 카이네틱 에너지는 인근 원자간의 결합을 파괴하기 위해 증가된다. 대신에, 주입된 이온들은 다른 탈출된 이온들과 결합하고 그리고 가스 분자들을 형성하여 틈새내에 가스 막으로 된다. 이것은 마이크로파의 에너지를 흡수하는 것뿐만이 아니라, 기판의 캐리어와 비탄성 충돌에 의해서, 주입된 이온들 또는 분자성 이온들의 카이네틱 에너지가 증가된다. 캐리어들은 전자기적 유도에 의해 아주 풍부히 그리고 비탄성 충돌을 통하여 에너지를 발생시키며, 그것을 가스 분자간의 충돌율을 증가시키는 분자 카이네틱 에너지로 전달되고, 기판으로부터 박막을 분리시키는 데 충분한 압력을 유발하게 한다. 실리콘 나이트라이드와 실리콘 나이트라이드의 결합에 관하여 1999년 발행된 최근의 논문에 따르면, 부식방법(corrosion method)으로 박막을 제조함에 있어서, 요구를 만족시키는 결합력을 얻기 위해서는 실리콘 나이트라이드층은 화학적 연마공정을 통하여 수행해야 하며, 1100℃ 에서 어닐링 공정이 후속되어야 한다. 전술한 제1 실시예는 표면의 극성 분자 클러스터의 전자기적 유도를 통하여 박막을 생산하고, 본 발명의 우수성을 증명하고 있다.Moreover, in the present invention, the kinetic energy of the implanted ions or molecular ions is increased to break the bond between neighboring atoms. Instead, the implanted ions combine with other escaped ions and form gas molecules into the gas film within the gap. This not only absorbs the energy of the microwave but also increases the kinetic energy of the implanted ions or molecular ions by inelastic collision with the carrier of the substrate. Carriers generate energy very abundantly and by inelastic collisions by electromagnetic induction and transfer them to molecular kinetic energy which increases the collision rate between gas molecules, causing sufficient pressure to separate the thin film from the substrate. . According to a recent paper published in 1999 on the combination of silicon nitride and silicon nitride, in order to obtain a bonding force that satisfies the requirements in producing thin films by the corrosion method, the silicon nitride layer is chemically polished. Through an annealing process at 1100 ° C. The first embodiment described above produces a thin film through electromagnetic induction of polar molecular clusters on the surface, and demonstrates the superiority of the present invention.

마이크로파는 그 자체 열을 발생하지 않는 일종의 전자기파이며, 실리콘 기판은 마이크로파에 대해 투명체이기 때문에 열을 발생시키기 위해 더 이상의 마이크로파를 흡수하지 않는다. 그것은 마이크로파가 주입된 이온들 또는 분자성 이온들과 유도적으로 반응함으로써, 분자들 내의 카이네틱 에너지를 여기시켜서 이러한 여기된 분자들 사이의 결합을 파괴하고 기판의 원자들이 파괴되는 교류 전자계라는 것을 의미한다. 주입된 이온들 또는 분자성 이온들은 또한 기판 내의 여기된 전자들 또는 홀들과 비탄성적으로 충돌하며, 전자기적 유도로부터 발생된 에너지를 흡수하고, 그들의 카이네틱 에너지를 증가시키고, 자유 분자 이온들을 가스 분자들로 농축시키며, 틈새의 부피를 팽창시킨다. 전자 또는 홀 전류로부터 발생된 열은 본 발명에서 고안된 냉각기에 의해 제거될 수 있다. 그래서, 본 발명은 주입된 이온의 카이네틱 에너지를 증가시키기 위하여 기판에 열을 가해야 하는 종래기술에 비하여 우수하다는 것이 명백하다. 본 발명의 제2 실시예는 박막을 분리하기 위해 이 방법을 사용한다.Microwaves are a kind of electromagnetic waves that do not generate heat on their own, and because silicon substrates are transparent to microwaves, they do not absorb any more microwaves to generate heat. It is an alternating electromagnetic field in which microwaves react inductively with implanted ions or molecular ions to excite the kinetic energy in the molecules, breaking the bonds between these excited molecules and destroying atoms in the substrate. it means. Implanted ions or molecular ions also inelastically collide with excited electrons or holes in the substrate, absorb energy generated from electromagnetic induction, increase their kinetic energy, and gas free molecular ions Concentrate into molecules and expand the volume of the gap. Heat generated from electron or hole current can be removed by the cooler designed in the present invention. Thus, it is evident that the present invention is superior to the prior art, where heat is applied to the substrate in order to increase the kinetic energy of the implanted ions. The second embodiment of the present invention uses this method to separate thin films.

나머지 층에서 열 효과를 감소시키기 위하여 서로 다른 물질로 두 기판을 결합시킨 실시예에서는, 이온들이 고온에서 주입되어 결정 틈새를 형성하고, 이어서 보다 많은 도즈의 이온들이 저온에서 주입된다. 상기 공급 기판이 수요 기판과 결합되고, 공급 기판 내의 주입된 이온들 또는 분자성 이온들은 마이크로파의 조사하에서 공급기판으로부터 박막을 분리하기에 충분한 에너지를 제공한다. 이 방법은 전술한 제3 실시예에서 적용된다.In an embodiment in which two substrates are combined with different materials to reduce the thermal effect in the remaining layers, ions are implanted at high temperatures to form crystal gaps, followed by implantation of more doses at lower temperatures. The supply substrate is combined with the demand substrate, and the implanted ions or molecular ions in the supply substrate provide sufficient energy to separate the thin film from the supply substrate under irradiation of microwaves. This method is applied in the third embodiment described above.

다른 물질로 된 두 기판을 결합하는 실시예에서는, 나머지 층에 열 효과를 감소시키는 데 선택적인 방법이 사용된다. 이온들이 공급 기판에 주입된 후, 이온 분리층이 형성되고, 가열 공정이 공급 기판에 적용되며, 따라서 그 주입된 이온들 또는 분자성 이온들이 결정 틈새를 형성하고, 따라서 공급 기판의 표면이 임계 분리 상태로 된다. 이어서, 이것이 수요 기판과 결합되고, 그 결과인 결합 구조물은 마이크로파에 의해 조사되고, 분리되기에 충분한 에너지를 흡수하여 박막을 전달한다. 이 방법은 제4 실시예에서 사용되었다.In embodiments of combining two substrates of different materials, an alternative method is used to reduce the thermal effect on the remaining layers. After the ions are implanted into the supply substrate, an ion separation layer is formed, and a heating process is applied to the supply substrate, so that the implanted ions or molecular ions form a crystal gap, and thus the surface of the supply substrate is critically separated. It is in a state. This is then combined with the demand substrate, and the resulting bonding structure is irradiated with microwaves and absorbs enough energy to separate and deliver the thin film. This method was used in the fourth embodiment.

다른 물질로 된 두 기판을 결합하는 실시예에서, 나머지 층에 열 효과를 감소시키기 위해 다른 방법이 적용되며, 다른 량의 에너지를 전달하기 위하여 다른 량의 원자들을 도핑함으로써 캐리어들의 농도를 변화시켰다. 이 방법에서는, 대량의 원자들이 공급 기판내의 이온 분리층 내에 일정 깊이로 주입되었다. 공급 기판이 마이크로파에 의해 조사됨에 따라 캐리어는 에너지를 흡수하고, 캐리어의 농도에 의존하여 다른 량으로 에너지를 전달한다. 따라서, 주입된 이온들 또는 분자성 이온들이 흡수되고, 고농도의 캐리어, 단시간내에 대량의 에너지 때문에 결정 틈새를 만들고, 나머지 층에서 캐리어들이 흡수되고, 낮은 농도의 캐리어와 많은 량의 에너지 때문에 박막 이전시 열 효과를 감소시키기 위해 온도의 상승을 느리게 한다. 이 방법은 제5, 제6 및 제7 실시예에서 적용되었다. In the embodiment of combining two substrates of different materials, different methods are applied to reduce the thermal effect on the remaining layers, and the concentration of carriers was varied by doping different amounts of atoms to deliver different amounts of energy. In this method, a large amount of atoms were implanted at a constant depth into the ion separation layer in the feed substrate. As the feed substrate is irradiated with microwaves the carrier absorbs energy and delivers energy in different amounts depending on the concentration of the carrier. Thus, implanted ions or molecular ions are absorbed, high concentrations of carriers, creating crystal gaps due to large amounts of energy in a short time, carriers are absorbed in the remaining layers, and due to low concentrations of carriers and large amounts of energy Slow down the temperature rise to reduce the thermal effect. This method was applied in the fifth, sixth and seventh embodiments.

공급 기판으로서 절연기판을 부속시키는 실시예에서는, 이온들이 버블의 형성없이 이온 분리층 내에 결정 틈새를 형성하기 위해 고온에서 주입된다. 낮은 온도에서, 제2 도즈의 이온이 주입되고, 결정 틈새를 포화시킨다. 이어서, 열, 전자기적 주파수 또는 고에너지 광원이 틈새내의 이온들을 여기시키기 위해 사용되며, 이어서 가스 분자들로 결합시킨다. 에너지가 여기된 이온들로부터 가스 분자들로 전달되고, 박막을 분리하기 위하여 이온 분리층 내의 압력을 증가시킨다. 제8 실시예는 박막을 분리시키기 위해 본 방법을 사용한다.In an embodiment in which an insulating substrate is attached as the supply substrate, ions are implanted at a high temperature to form a crystal gap in the ion separation layer without forming bubbles. At low temperatures, ions of the second dose are implanted and saturate the crystal gaps. Subsequently, a heat, electromagnetic frequency or high energy light source is used to excite the ions in the gap and then combine into gas molecules. Energy is transferred from excited ions to gas molecules, increasing the pressure in the ion separation layer to separate the thin film. The eighth embodiment uses the present method to separate thin films.

본 발명에 따르면, 충돌 빈도를 높이기 위해 고주파의 교류 전계 또는 전자계에 의해 이온주입된 이온 또는 분자들을 직접 여기시키기 때문에, 마이크로-버블들이 발생하고 급격히 팽창하여 박막을 공급 기판으로부터 수요 기판으로 이전시킬 수 있어, 비용을 감소시킬 수 있으며, 생산성을 증가시키고, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다는 것이 증명되었다.According to the present invention, micro-bubbles are generated and rapidly expand to transfer thin films from the supply substrate to the demand substrate because they directly excite ions or molecules implanted by high frequency alternating or electromagnetic fields in order to increase the collision frequency. It has been proven that it can reduce costs, increase productivity, and improve product quality.

본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 가르침 내에서 수많은 변형이나 대안적인 장치들이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 개시내용은 단지 첨부된 특허청구범위의 경계만으로 제한되도록 해석되어서는 아니될 것이다.Those skilled in the art will readily appreciate that numerous modifications or alternative arrangements may be made within the teachings of the present invention. Accordingly, the foregoing disclosure should not be construed as limited only to the scope of the appended claims.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 층 이전 방법의 과정을 나타내는 개략도들이다.1 to 5 are schematic diagrams showing the process of the layer transfer method according to the present invention.

도 6 및 도 7은 각기 본 발명 및 종래 기술에서 공급된 에너지를 나타내는 개략도들이다.6 and 7 are schematic diagrams showing the energy supplied in the present invention and the prior art, respectively.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 박막 절단 방법의 과정을 나타내는 개략도들이다.8 to 10 are schematic views showing the process of the thin film cutting method according to the present invention.

Claims (38)

공급 기판을 준비하는 단계;Preparing a supply substrate; 상기 공급 기판 내에서 이온들이 주입된 상기 공급 기판의 일정 영역인 박막과, 상기 박막이 없는 상기 공급 기판의 나머지 영역인 잔류 기판과를 정의하는 이온 분리층을 형성하기 위하여 상기 공급 기판 내에 이온주입 공정을 수행하는 단계;An ion implantation process is formed in the supply substrate to form an ion separation layer defining a thin film, which is a region of the supply substrate, into which the ions are implanted, and a remaining substrate, which is a remaining region of the supply substrate, without the thin film. Performing; 상기 공급 기판 상에 수요 기판을 결합하기 위하여 웨이퍼 본딩공정을 수행하여 결합 구조물을 형성하는 단계; 및 Forming a bonding structure by performing a wafer bonding process to bond the demand substrate onto the supply substrate; And 상기 박막을 상기 공급 기판의 표면으로부터 상기 수요 기판의 표면으로 이전하는 단계를 포함하는 박막 이전 방법에 있어서, A method of transferring a thin film comprising transferring the thin film from the surface of the supply substrate to the surface of the demand substrate. 상기 박막을 상기 수요 기판의 표면으로 이전하는 단계에서는, 상기 잔류 기판으로부터 상기 박막을 분리하기 위해, 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계를 사용하는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.In the step of transferring the thin film to the surface of the demand substrate, a high frequency alternating electric field or a high frequency alternating electromagnetic field is used to separate the thin film from the residual substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 이온 분리층을 형성한 후 수행되는 예열 공정을 더 포함하며, 상기 예열 공정은 상기 주입된 이온들 또는 분자성 이온들을 중합시키고 그리고 결정 틈새를 만들기 위해 사용되며, 상기 공급 기판의 표면에 대한 결과적인 스트레스가 상기 공급 기판 내에 버블들을 형성하게 하는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the method further comprises a preheating process performed after forming the ion separation layer, wherein the preheating process is used to polymerize the implanted ions or molecular ions and to create a crystal gap, And the resulting stress on the surface of the supply substrate causes bubbles to form in the supply substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 이온주입 공정은 표준 이온주입 공정, 플라즈마 이머젼 이온주입 공정 또는 각 공정 단계에 대해 다른 온도에서 수행되는 단계적 주입 이온주입 공정인 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the ion implantation process is a standard ion implantation process, a plasma immersion ion implantation process, or a staged implantation implantation process performed at different temperatures for each process step. 제 1 항에 있어서, 상기 이온주입 공정에서 사용된 이온들은 수소이온, 산소이온, 질소이온, 플루오라인이온, 클로라인이온, 헬륨이온 또는 네온이온들을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the ions used in the ion implantation process include hydrogen ions, oxygen ions, nitrogen ions, fluorine ions, chlorine ions, helium ions, or neon ions. 제 1 항에 있어서, 상기 이온주입 공정에서 사용된 이온들은 이온들 또는 분자성 이온들인 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the ions used in the ion implantation process are ions or molecular ions. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 본딩공정은 직접 본딩공정, 양극 본딩공정, 저온 본딩공정, 진공 본딩공정 또는 플라즈마 증진 본딩공정인 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the wafer bonding process is a direct bonding process, an anode bonding process, a low temperature bonding process, a vacuum bonding process, or a plasma enhanced bonding process. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 본딩공정은 상기 수요 기판에 대한 상기 공급 기판의 결합을 위한 충분한 결합력을 제공하기 위해 상기 공급 기판의 표면상에 수행되는 이온화 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The thin film transfer method of claim 1, wherein the wafer bonding process further comprises an ionization process performed on a surface of the supply substrate to provide sufficient bonding force for bonding the supply substrate to the demand substrate. Way. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계는 마이크로파 발생장치, 라디오 주파수 발생장치, 유도결합 장치, 자외선 조사장치, 또는 주입된 이온들, 분자성 이온들 또는 결합 구조물에서 기판과 이온들 사이의 반응에 의해 발생된 반응물들의 카이네틱 에너지를 증가시키는 다른 조사장치인 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the high frequency alternating current field or high frequency alternating current field is a microwave generator, a radio frequency generator, an inductive coupling device, an ultraviolet irradiator, or implanted ions, molecular ions, or a bonded structure in a substrate. And another irradiation apparatus for increasing the kinetic energy of reactants generated by the reaction therebetween. 제 8 항에 있어서, 마이크로파 발생장치는 고주파수 교류 전자계를 발생시키기 위해 사용되며, 마이크로파의 주파수는 2.45 MHz 및 900 MHz 사이이며, 상기 마이크로파 발생장치는 고정 주파수 또는 가변 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.9. The thin film transfer apparatus of claim 8, wherein the microwave generator is used to generate a high frequency alternating electromagnetic field, and the frequency of the microwave is between 2.45 MHz and 900 MHz, and the microwave generator has a fixed frequency or a variable frequency. Way. 제 9 항에 있어서, 상기 결합 구조물은 1분 이상 마이크로파 방사에 노출되는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.10. The method of claim 9, wherein the bonding structure is exposed to microwave radiation for at least one minute. 제 8 항에 있어서, 상기 주입된 이온들, 분자성 이온들 또는 상기 결합 구조물에서 상기 이온들과 기판 사이의 반응에 의해 발생된 반응물의 카이네틱 에너지는 상기 결합 구조물의 온도에 의해서가 아니라 직접 여기에 의해 증가되는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The kinetic energy of a reactant generated by the implanted ions, molecular ions or reaction between the ions and the substrate in the bonding structure is not directly by the temperature of the bonding structure, but directly by the temperature of the bonding structure. Thin film transfer method, characterized by increased by the excitation. 제 11 항에 있어서, 마이크로파 발생장치는 고주파수 교류 전자계를 발생시키기 위해 사용되며, 마이크로파의 주파수는 2.45 MHz 및 900 MHz 사이이며, 상기 마이크로파 발생장치는 고정 주파수 또는 가변 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.12. The method of claim 11, wherein the microwave generator is used to generate a high frequency alternating electromagnetic field, and the frequency of the microwave is between 2.45 MHz and 900 MHz, wherein the microwave generator has a fixed frequency or a variable frequency. Way. 제 12 항에 있어서, 상기 결합 구조물은 1분 이상 마이크로파 방사에 노출되는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.13. The method of claim 12, wherein the bonding structure is exposed to microwave radiation for at least one minute. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계는 마이크로파 발생장치, 라디오 주파수 발생장치, 유도결합 장치, 또는 상기 결합 구조물 내의 캐리어로부터 유도 전류를 발생시키는 다른 장치인 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the high frequency alternating current field or the high frequency alternating current field is a microwave generator, a radio frequency generator, an inductive coupling device, or another device for generating induced current from a carrier in the coupling structure. . 제 1 항에 있어서, 상기 공급 기판은 도핑층을 더 포함하며, 상기 도핑층은 여러가지 캐리어 농도층을 형성하기 위해 사용되며, 상기 여러가지 캐리어 농도층은 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계에 노출될 때 원하는 유도 에너지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.The method of claim 1, wherein the supply substrate further comprises a doping layer, wherein the doping layer is used to form various carrier concentration layers, wherein the various carrier concentration layers are desired when exposed to a high frequency alternating electric field or a high frequency alternating electromagnetic field. A method for transferring a thin film, characterized in that it generates an induced energy. 제 11 항에 있어서, 상기 공급 기판내의 상기 도핑층은 이온주입 공정, 분자빔 에피택시(MBE) 성장 공정, 액상 에피택시(LPE) 성장 공정 또는 기상 에피택시(VPE) 성장 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.12. The method of claim 11, wherein the doped layer in the supply substrate is formed by an ion implantation process, a molecular beam epitaxy (MBE) growth process, a liquid phase epitaxy (LPE) growth process, or a vapor phase epitaxy (VPE) growth process. Characterized in the thin film transfer method. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 구조물은 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계에 노출될 때, 냉각장치가 상기 결합 구조물을 400℃ 이하의 온도로 유지시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 박막 이전 방법.2. The method of claim 1, wherein the coupling structure is used to maintain the coupling structure at a temperature of 400 [deg.] C. or lower when exposed to a high frequency alternating current field or a high frequency alternating current electromagnetic field. 공급 기판을 준비하는 단계;Preparing a supply substrate; 상기 공급 기판 내에서 이온들이 주입된 상기 공급 기판의 일정 영역인 박막과, 상기 박막이 없는 상기 공급 기판의 나머지 영역인 잔류 기판과를 정의하는 이온 분리층을 형성하기 위하여 상기 공급 기판 내에 이온주입 공정을 수행하는 단계;An ion implantation process is formed in the supply substrate to form an ion separation layer defining a thin film which is a predetermined region of the supply substrate into which ions are implanted in the supply substrate and a remaining substrate which is a remaining region of the supply substrate without the thin film. Performing; 상기 공급 기판 상에 수요 기판을 결합하기 위하여 웨이퍼 본딩공정을 수행하여 결합 구조물을 형성하는 단계; 및Forming a bonding structure by performing a wafer bonding process to bond the demand substrate onto the supply substrate; And 상기 공급 기판의 표면으로부터 상기 박막을 상기 수요 기판의 표면상으로 이전하는 단계;를 포함하는 층 이전 방법에 있어서,Transferring the thin film from the surface of the supply substrate onto the surface of the demand substrate; 상기 박막을 상기 수요기판의 표면상으로 이전하는 단계는, 상기 박막과 상기 잔류 기판을 분리하기 위해 상기 주입된 이온들 또는 분자성 이온들을 여기시키기 위해 이온 여기장치를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.Transferring the thin film onto the surface of the demand substrate is performed using an ion excitation device to excite the implanted ions or molecular ions to separate the thin film from the residual substrate. Floor transfer method. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 Al2O3, SrTiO3, LaAlO3, SiO2 또는 절연 옥사이드 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the supply substrate is comprised of Al 2 O 3 , SrTiO 3 , LaAlO 3 , SiO 2, or an insulating oxide substrate. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 Si, Ge, SiGe, 반도체 또는 II-VI 또는 III-V 화합물 반도체 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the supply substrate consists of a Si, Ge, SiGe, semiconductor or II-VI or III-V compound semiconductor substrate. 제 18 항에 있어서, 상기 이온주입 공정은 단계적 주입 이온주입 공정이며, 상기 공정은 적어도 두개의 다른 온도를 이용하여 상기 공급 기판 속으로 이온들을 주입하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the ion implantation process is a staged implantation ion implantation process, wherein the process is used to implant ions into the supply substrate using at least two different temperatures. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 실리콘으로 만들어졌으며, 상기 이온주입 공정은 500℃ 와 800℃ 사이의 온도에서 8 x 1016/cm2 이하의 도핑 도즈로 수행된 이온화된 수소 원자(H+) 주입을 포함하며, 상기 이온주입 공정은 150℃ 이하의 온도에서 2 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 원자(H+) 주입 또는 150℃ 이하의 온도에서 1 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자(H2 +) 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.The method of claim 18, wherein said supply substrates are made of silicon, and the ion implantation process at a temperature between 500 ℃ and 800 ℃ 8 x 10 16 / cm 2 the ionized hydrogen atoms carried by the doping dose below the (H + ), Wherein the ion implantation process comprises ionized hydrogen atom (H + ) implantation performed with an implant dose of at least 2 x 10 16 / cm 2 at a temperature of 150 ° C. or less, or 1 × 10 16 at a temperature of 150 ° C. or less. A layer transfer method comprising ionized hydrogen molecule (H 2 + ) implantation performed with an implantation dose of / cm 2 or greater. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 실리콘으로 만들어졌으며, 상기 이온주입 공정은 500℃ 내지 700℃ 온도에서 4 x 1016/cm2 이하의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자 이온(H2 +) 주입을 포함하며, 상기 이온주입 공정은 150℃ 이하의 온도에서 2 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 원자 이온(H+ ) 주입 또는 150℃ 이하의 온도에서 1 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자(H2 +) 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.The method of claim 18, wherein said supply substrates are made of silicon, and the ion implantation process is the ionized hydrogen molecular ion carried out at 500 ℃ to 700 ℃ temperature of injection dose of 4 x 10 16 / cm 2 or less (H 2 + Implantation, wherein the ion implantation process comprises ionized hydrogen atom ion (H + ) implantation performed at an implantation dose of at least 2 x 10 16 / cm 2 at a temperature of 150 ° C. or less, or 1 × 10 at a temperature of 150 ° C. or less. the ionized hydrogen molecules performed in 16 / cm 2 or more injected dose (H 2 +) layer prior method comprising the injection. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 사파이어(Al2O3)로 만들어졌으며, 상기 이온주입 공정은 550℃ 내지 800℃ 사이의 온도에서 4 x 1017/cm2 이하의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 원자(H+) 주입을 포함하며, 상기 이온주입 공정은 200℃ 이하의 온도에서 6 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 다른 이온화된 수소 원자(H+) 주입 또는 200℃ 이하의 온도에서 3 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자(H2 +) 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the supply substrate is made of sapphire (Al 2 O 3 ), the ion implantation process is ionization performed with an implant dose of 4 x 10 17 / cm 2 or less at a temperature between 550 ℃ and 800 ℃ Hydrogen ion (H + ) implantation, the ion implantation process being carried out with another ionized hydrogen atom (H + ) implantation carried out with an implant dose of at least 6 x 10 16 / cm 2 at a temperature An ionized hydrogen molecule (H 2 + ) implantation carried out with an implantation dose of at least 3 x 10 16 / cm 2 at a temperature of 2 . 제 18 항에 있어서, 상기 공급 기판은 사파이어(Al2O3)로 만들어졌으며, 상기 이온주입 공정은 550℃ 내지 800℃ 사이의 온도에서 7 x 1016/cm2 이하의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자(H2 +) 주입을 포함하며, 상기 이온주입 공정은 200℃ 이하의 온도에서 6 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 원자(H+ ) 주입 또는 200℃ 이하의 온도에서 3 x 1016/cm2 이상의 주입 도즈로 수행된 이온화된 수소 분자(H2 +) 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.The method of claim 18, wherein the supply substrate is made of sapphire (Al 2 O 3 ), and the ion implantation process is ionized with an implant dose of 7 × 10 16 / cm 2 or less at a temperature between 550 ° C. and 800 ° C. 19. the hydrogen molecules (H 2 +) and including implantation, the ion implantation process at a temperature not higher than 200 ℃ 6 x 10 16 / cm 2 or more of the ionized hydrogen atoms carried out in the injection dose (H +) injection or 200 ℃ below An ionized hydrogen molecule (H 2 + ) implantation carried out with an implantation dose of at least 3 x 10 16 / cm 2 at a temperature of 2 . 제 18 항에 있어서, 상기 이온 여기장치는 마이크로파 발생장치, 라디오 주파수 발생장치, 또는 유도결합 장치인 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the ion excitation device is a microwave generator, a radio frequency generator, or an inductive coupling device. 제 18 항에 있어서, 상기 이온 여기장치는 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the ion excitation device generates a high frequency alternating current field or a high frequency alternating current electromagnetic field. 제 18 항에 있어서, 상기 이온 여기장치는 자외선 방사, x-선 또는 레이져광을 발생시키는 고에너지 발광빔 여기장치인 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the ion excitation device is a high energy light beam excitation device that generates ultraviolet radiation, x-rays or laser light. 제 18 항에 있어서, 상기 이온 여기장치는 가열장치인 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.19. The method of claim 18, wherein the ion excitation device is a heater. 제 29 항에 있어서, 어닐링 공정이 상기 가열장치를 사용하여 상기 결합 구조물에 대하여 수행되고, 상기 어닐링 공정의 온도는 최고 이온주입 온도와 최소 이온주입 온도 사이인 것을 특징으로 하는 층 이전 방법.30. The method of claim 29, wherein an annealing process is performed on the bonding structure using the heating apparatus, wherein the temperature of the annealing process is between the highest and minimum ion implantation temperatures. 박막 내에 적어도 하나의 이온 분리층을 형성하기 위해 이온주입 공정을 수행하는 단계; 및Performing an ion implantation process to form at least one ion separation layer in the thin film; And 분리층을 형성하기 위하여, 상기 박막을 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계에 노출시키고, 이어서 상기 박막을 분리시키는 단계를 포함하는 박막 절단 방법.Exposing the thin film to a high frequency alternating current field or a high frequency alternating current electromagnetic field to form a separation layer, and then separating the thin film. 제 31 항에 있어서, 상기 박막은 Al2O3, SrTiO3, LaAlO3, SiO 2 또는 절연 옥사이드 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31, wherein the thin film is made of Al 2 O 3 , SrTiO 3 , LaAlO 3 , SiO 2, or an insulating oxide substrate. 제 31 항에 있어서, 상기 박막은 Si, Ge, SiGe, 반도체 또는 II-VI 또는 III-V 화합물 반도체 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31, wherein the thin film is formed of Si, Ge, SiGe, semiconductor, or II-VI or III-V compound semiconductor substrate. 제 31 항에 있어서, 상기 이온 분리층은 상기 박막의 수평 표면에 평행한 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31 wherein the ion separation layer is parallel to the horizontal surface of the thin film. 제 31 항에 있어서, 상기 이온 분리층은 상기 박막의 수평 표면에 수직한 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31 wherein the ion separation layer is perpendicular to the horizontal surface of the thin film. 제 31 항에 있어서, 상기 이온주입 공정은 표준 이온주입 공정, 플라즈마 이머젼 이온주입 공정 또는 각 공정 단계에 대해 다른 온도에서 수행되는 단계적 주입 이온주입 공정인 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31, wherein the ion implantation process is a standard ion implantation process, a plasma immersion ion implantation process or a staged implantation implantation process performed at different temperatures for each process step. 제 31 항에 있어서, 상기 이온주입 공정에서 사용된 이온들은 수소이온, 산소이온, 질소이온, 플루오라인이온, 클로라인이온, 헬륨이온 또는 네온이온 또는 이러한 가스들의 분자성 이온들을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31, wherein the ions used in the ion implantation process comprise hydrogen ions, oxygen ions, nitrogen ions, fluorine ions, chlorine ions, helium ions or neon ions or molecular ions of these gases. Thin film cutting method. 제 31 항에 있어서, 상기 고주파수 교류 전계 또는 고주파수 교류 전자계는 마이크로파계, 라디오 주파수계 또는 유도결합계인 것을 특징으로 하는 박막 절단 방법.32. The method of claim 31, wherein the high frequency alternating current field or high frequency alternating current field is a microwave, radio frequency, or inductively coupled system.
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