CN115298028A - 载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法 - Google Patents

载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115298028A
CN115298028A CN202080099589.9A CN202080099589A CN115298028A CN 115298028 A CN115298028 A CN 115298028A CN 202080099589 A CN202080099589 A CN 202080099589A CN 115298028 A CN115298028 A CN 115298028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
substrate
transfer
carrier substrate
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080099589.9A
Other languages
English (en)
Inventor
J·伯格格拉夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EV Group E Thallner GmbH
Original Assignee
EV Group E Thallner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EV Group E Thallner GmbH filed Critical EV Group E Thallner GmbH
Publication of CN115298028A publication Critical patent/CN115298028A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • B32B37/025—Transfer laminating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0005—Separation of the coating from the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/01—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes on temporary substrates, e.g. substrates subsequently removed by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/025—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的载体基底和一种用于制造载体基底的方法以及一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法。

Description

载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载 体基底转移到产品基底上的方法
技术领域
本发明描述了一种载体基底、一种用于制造载体基底的方法以及一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法。转移层、尤其是石墨烯层在此首先布置在载体基底上，尤其是转移层在载体基底的层上产生或培育，并且利用转移方法转移到产品基底上。
背景技术
在现有技术中，已经存在层转移工艺(英文：layer transfer processes)。这些工艺用于将非常薄的层、尤其是具有在微米或甚至纳米范围内的厚度的这种层从一个基底转移到另一个基底上。这些层中的许多层只能在特定的第一表面上产生，其但是不应同时为后期的功能构件的一部分。因此，必须将层从第一表面转移到第二表面上。
半导体行业中最公知的层转移工艺之一是SmartCut™工艺。在这个工艺中，离子、尤其是氢离子被射入到第一单晶基底中。氢离子的穿透深度可以由动能调节并且仅为几纳米。氢离子保留在第一基底中，直到基底与第二氧化基底键合。在此之后，热工艺确保氢原子组合成水分子，并且沿着氢离子聚集的面发生第一单晶基底的分离。获得三层结构，在该三层结构中，氧化物被包夹在两种其它材料(通常是硅)之间。第一基底的经转移的层在此非常薄并且首先是单晶。处于其下面的氧化物层则对具有高切换频率的构件、尤其是晶体管产生积极影响。
自数年来在该行业中试图大面积地制造石墨烯。在现有技术中，存在多种用于制造石墨烯的方法。石墨烯片已经可以在工业的吨量级下进行制造。然而，这些石墨烯片对半导体工业来说不太重要，因为它们太小，并且主要通过湿法化学工艺产生，尤其是在溶液中而不是在基底表面上产生。力求要么在晶片级上，即在晶片的整个面上，要么但是有针对性地在晶片已经存在的拓扑结构上制造石墨烯层。然而，在晶片级上制造石墨烯层似乎是最有希望的。
在此最大的问题在于，成本高效、快速、大面积且无缺陷地制造石墨烯层或其它敏感的要转移的层。经验表明，石墨烯层的大面积的培育优选在金属表面、尤其是单晶的金属表面上进行。
然而，问题在于，在其上应大面积培育石墨烯的表面在极少数情况下相应于如下表面，石墨烯应在所述表面上结构化和施加。因此，石墨烯必须从第一表面(制造表面)转移到第二表面(使用表面)上。在转移时，通常使用剥离介质、尤其是激光，所述剥离介质的影响、尤其是电磁辐射可能会破坏或损坏转移层或石墨烯层。
发明内容
因此，本发明的任务是呈现一种载体基底、一种用于制造载体基底的方法以及一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法，它们至少部分地消除、尤其是完全消除现有技术中所列的缺点。尤其是，本发明的任务是呈现一种改进的载体基底和载体基底制造方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法。此外，本发明的任务尤其是呈现一种载体基底和一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的转移方法，其中，转移层不会被破坏或损坏，尤其是不会被电磁辐射破坏或损坏。
当前任务借助从属权利要求的特征来解决。本发明的有利的扩展方案在属权利要求中给出。从说明书、权利要求书和/或附图中给出的至少两个特征的所有组合也落在本发明的范围内。在给出的值范围的情况下，处于所提及的界限内的值也应视为限值，并且能够以任意组合要求保护。
在本文的进一步行文中，转移层或待转移的层、尤其是以石墨烯层的形式的待转移的层理解为载体基底的这样的层，该层应被转移到产品基底上。尤其是，转移层在载体基底的保护层或生长层上培育。因此，保护层和生长层在下文中同义使用。
然而，生长层和保护层可以是两个不同的层。生长层在此与转移层接触，从而保护层位于生长层和载体基本基底之间。在本文的进一步行文中，为了简单起见，假设生长层和保护层是相同的。这种状态在经济上也更有意义，因为在这种状态下，仅须沉积一层，并且由此使工艺成本保持较低。
因此，本发明涉及一种用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的载体基底，所述载体基底至少具有呈以下顺序的以下层：
-载体基本基底，
-保护层，以及
-转移层，
其中，转移层在保护层上培育。
载体基底至少具有呈上述顺序的上述层。然而，也可以设想，在上述层之间和/或在上述层上布置有另外的支承在中间的层、尤其是具有特定功能的另外的支承在中间的层。尤其是，保护层可以例如由多个单个的层组成，所述层分别保护转移层。保护层在此作用为用于保护转移层的屏障，尤其是用于保护转移层免受如下影响，所述影响为了转移而起作用并且可能损坏或破坏转移层。为了将转移层从载体基底转移到产品基底上，尤其是在保护层和转移层之间的区域中降低附着特性，其中，保护层遮护要转移的层。通过载体基底的这种层结构，转移层的转移可以有利地简单且高效地执行，其中，转移层不会受到损坏，因为所述转移层受保护层保护。此外，通过保护层作为用于转移层的屏障和生长层的双重功能，实现工业规模上的更成本适宜的制造。
此外，本发明涉及一种用于制造用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的载体基底的方法，所述载体基底尤其是根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底，所述方法包括以下步骤：
i)提供载体基本基底，
ii)在所述载体基本基底上施加保护层，
iii)在所述保护层上培育转移层，尤其是石墨烯层。
用于制造载体基底的方法设置成，在保护层上培育转移层。保护层一方面可以在转移层的转移时用于保护转移层，并且也可以用作转移层的产生或培育的位置。因此，保护层具有双重功能，从而在制造中可以节省附加的层。此外，通过具有保护层的载体基底，可以在不损害转移层的情况下进行后续的转移。因此，有利地实现了：简单地将转移层的产生或培育的位置与产品基底上的使用分离。
此外，本发明涉及一种用于将转移层从所述载体基底和/或根据用于制造载体基底的方法制造的载体基底转移到产品基底上的方法，其中，
-使所述载体基底与所述产品基底接触，从而所述转移层面向所述产品基底，并且
-其中，使至少一个剥离介质作用到所述载体基底上，从而使所述转移层与所述保护层一起从所述载体基本基底脱离。
因此，用于转移转移层的方法有利地允许将转移层从一个表面简单且高效地转移到另一个表面上，尤其是从制造表面简单且高效地转移到使用表面上。所述脱离通过所述至少一个剥离介质、尤其是呈激光形式、优选呈红外激光形式的剥离介质的作用来实现，其中，保护层保护转移层免受所述至少一个剥离介质的影响或遮护转移层不受影响，由此就不损坏转移层。在此，尤其是设置成，将转移层与保护层一起从载体基底脱离，并且随后移除保护层。载体基底与产品基底接触，从而有利地在接触的面之间可以不再发生相对运动。在接触之前，将载体基底和产品基底相对彼此对准，尤其是通过相应的基底保持件对准而相对彼此对准。为了对准，尤其是将安置在载体基底和/或产品基底上的对准标记用于尽可能精确的对准。因此，有利地简单且高效地实现转移层到产品基底上的转移。特别有利地，转移层不由于剥离介质的作用而损坏或不破坏。在此，先前在载体基底上执行了转移层的产生或培育。因此，现在可以有利地将转移层从其在载体基底上、尤其是在保护层上产生或培育的位置处脱离并且布置在产品基底上。
在载体基底的一个优选的实施方式中设置成，转移层是石墨烯层。石墨烯层在此布置在保护层上，并且由保护层保护。由于设置成将构造用于转移石墨烯层的载体基底在转移时与保护层一起从载体基本基底剥离并且因此将石墨烯层从载体基底分离，因此用于剥离的介质、尤其是呈电磁辐射形式的介质可以不损坏或破坏石墨烯层。因此，载体基底对于石墨烯层的转移是预定的。载体基底有利地实现了大量石墨烯层的简单且高效制造和转移，而不是像迄今为止那样仅在实验室规模上进行。一个特别的优点在于，石墨烯层作为转移层在保护层上培育。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述保护层的粗糙度、尤其是在面向所述转移层的表面上的粗糙度小于100μm，优选小于10μm，还优选小于1μm，最优选小于100nm，所有中最优选小于10nm。由此，可使生长层的粗糙度保持尽可能低，尤其是这样才实现转移层的产生或培育。特别薄的转移层、尤其是石墨烯层必须在非常平坦的、纯净的表面上培育。因此，转移层在这样的层上产生，转移层也受该层保护以免受到在转移时作用的剥离介质的影响。优选地，在培育转移层之前，对保护层在其制造时进行再结晶，从而附加地简化或改进转移层、尤其是石墨烯层的培育。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述转移层具有布置在所述载体基本基底和所述保护层之间的至少一个脱离层。脱离层可以有利地预设转移层在载体基本基底处的脱离的准确位置。此外，沿着脱离层的脱离可以有利地简单且高效地进行。此外，通过脱离层的设计，还可以有利地在载体基本基底和保护层之间预设必要的粘附力。尤其是，可以通过脱离层的设计来设置成，转移层的脱离应在哪些影响下实现。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述转移层能够通过作用到所述脱离层和/或脱离区域上的剥离介质与所述保护层一起从所述载体基本基底脱离。所述一个或多个剥离介质在应执行剥离过程时作用到载体基底上。在此，脱离层或脱离区域和脱离介质相互协调。脱离层在此是自身的由材料组成的层，而脱离区域通过在载体基本基底和保护层之间的接触面设置。脱离区域中的脱离可以例如通过引入到所接触的表面区域中材料的伸展来进行。因此，脱离区域并不构成载体基底的自身的层，然而尤其是满足相同的功能。当剥离介质作用到脱离区域或脱离层上时，尤其是脱离层的附着特性或进行接触的保护层和载体基底的附着特性发生变化，从而保护层可以与转移层一起从载体基本基底脱离。因此，可以特别简单且高效地执行转移层从载体基底到产品基底上的转移。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述保护层由带有针对碳的可溶解性的材料组成。如果保护层是带有针对碳的尤其是高的可溶解性的材料，则转移层、尤其是由石墨烯组成的转移层可以通过加热和冷却在保护层上产生或培育。在此，碳沉积在保护层的表面上，并且在载体基底上制造转移层。通过载体基底的特别的且有利的层结构，从现在起可以简单且高效地将所产生的转移层转移到产品基底上。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述保护层对于电磁辐射不可穿透地构造。如果使用电磁辐射、例如激光来用于剥离脱离层或降低脱离层的附着特性，则保护层可以吸收辐射，并且因此防止损坏或破坏转移层。在该实施方式中，载体基本基底优选对于电磁辐射是至少部分可穿透的。例如，载体基本基底由玻璃，优选蓝宝石玻璃组成。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，在所述转移层的背离所述保护层的一侧上布置有接触层、尤其是由介电材料、优选氧化硅组成的接触层。这种接触层在转移到产品基底上时实现更简单且安全的接触。此外，通过将介电材料，例如氧化硅用于接触层，可以防止在产品基底中发生短路，或仅在期望的部位处允许在产品基底和转移层之间的导电。另外的接触层也可以布置在产品基底上。产品基底的接触层和所述另外的接触层优选由相同的材料组成，并且实现在载体基底和产品基底之间的特别简单的接触。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，所述保护层是单晶的金属层，优选由镍组成。有利地，在单晶的材料上进行转移层的产生或培育。当使用单晶的金属层时，可以有利地在保护层上培育转移层。同时，单晶的金属层也适用于相对于电磁剥离介质(例如激光)的影响保护转移层。所有中最优选地，保护层由镍组成，因为石墨烯层可以在这种镍基层上特别好地产生或培育。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，在保护层上产生转移层。根据该实施方式，要转移的层直接在保护层上产生。因此，有利地，转移层直接布置在保护层上，从而转移层直接由保护层相对于从保护层的另一侧作用的影响进行保护。载体基底的特别的层结构使得转移层能够简单且高效地从载体基底转移到产品基底上。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，保护层同时构造为用于转移层的生长层，从而转移层能够在保护层上培育。在该实施方式中，保护层满足两个功能。第一功能是保护层的保护功能，这尤其是意味着：保护层保护转移层免受剥离介质的影响。第二功能实现转移层在保护层上的培育，所述保护层在这种情况下同时可以用作生长层。以这种方式，有利的是，仅需要一个层来保护和产生转移层、尤其是石墨烯层。也可以设想，保护层由多个层构成。面向脱离层的一个或多个层在此构造为保护层。背离脱离层的一个或多个层实现转移层的产生。因此，保护层的双重功能通过两个或更多层实现，其中，保护层由至少两个层组成。然而，优选地，一个层形成保护层，其同时实现保护功能和转移层的产生。
在载体基底的另一个优选的实施方式中设置成，转移层能够通过作用到脱离层或脱离区域上的至少一个剥离介质与保护层一起从载体基本基底脱离。剥离介质(优选呈激光形式的剥离介质)作用到脱离层上，从而降低脱离层的附着特性，并且转移层能够与保护层一起从载体基底脱离。剥离介质在此优选作用到脱离层上。通过保护层减少、优选防止由剥离介质引起的另外的影响。保护层在此对于转移层优选地作用为相对于由剥离介质引起的影响的屏障。以这种方式，可以有利地执行转移层的剥离，而不损坏转移层。
在用于制造载体基底的方法的一个优选的实施方式中设置成，在步骤iii)中在培育所述转移层之前将所述保护层再结晶。在优选具有非常低的粗糙度的保护层上，因此还可以更好地满足其作为生长层的功能。转移层、尤其是石墨烯层在保护层上的培育因此得到简化或改进。
在用于制造载体基底的方法的一个优选的实施方式中设置成，在步骤ii)中在施加所述保护层之前，以脱离层对所述载体基本基底进行覆层，从而将所述保护层施加在所述脱离层上。以这种方式，在所产生的转移层的后期的转移中，可以有利地简单地执行脱离。此外，可以通过施加脱离层来有利地预设脱离的位置。
在用于制造载体基底的方法的一个优选的实施方式中设置成，在所述转移层上在背离所述保护层的一侧上沉积接触层。接触层有利地简化了在转移层转移时执行的键合过程。此外，接触层也可以用于更好地接触到产品基底处。此外，借助功能化的接触层、例如借助导电区域，可以实现在特定的预设的区域中与转移层的接触。
在用于制造载体基底的方法的一个优选的实施方式中设置成，保护层同时构造为用于在保护层上培育转移层的生长层，并且在保护层上培育转移层。因此，保护层有利地满足保护功能并且实现在保护层上产生转移层。因此，有利的是，仅使用一个层。然而，也可以设想，保护层由两个或更多层构建。面向脱离层的多个层或面向脱离层的一个层则构造成用于相对于剥离介质的影响进行保护。所述另外的一个层或多个层作为生长层实现转移层的产生。然而优选地，保护层由具有双重功能的层构成。以这种方式，用于制造载体基底的方法可有利地简单且高效地实现。
在用于制造载体基底的方法的一个优选的实施方式中设置成，在转移层上沉积接触层。接触层优选由介电材料组成，特别优选由氧化硅组成。由此可以防止之后在产品基底中发生短路。此外，载体基底与产品基底的接触可以特别简单且安全地执行。
在用于转移转移层的方法的一个优选的实施方式中设置成，所述载体基底经由施加在所述转移层处的接触层与所述产品基底接触，或者所述载体基底经由施加在所述转移层处的接触层与所述产品基底的施加在所述产品基本基底上的另外的接触层接触。因此，产品基底具有另外的接触层。接触层优选由介电材料，特别优选由氧化硅组成。如果转移层上的载体基底也具有接触层，则载体基底的接触层和产品基底的所述另外的接触层特别优选由相同材料组成。因此，在转移时进行的接触可以特别简单且高效地进行。此外，通过接触层防止短路。
在用于转移转移层的方法的另一个优选的实施方式中设置成，将转移层与产品基底键合或将布置在转移层上的接触层与产物基底键合。转移层与产品基底键合，由此完成转移。
键合过程优选被划分为预键合和随后的持久键合。在预键合中，在两个基底之间产生相对弱的理论上在不破坏的情况下可再次脱离的连接，该连接优选基于表面效应。尤其是，在这种情况下，亲水表面是有利的。之后的持久键合的特征在于在预键合中产生的连接的增强。优选地，通过提高的温度实现持久键合。但是，温度应尽可能低，以减少或优选完全防止在转移层处或在可能存在的设备部件处的可能的损坏。因此，在持久键合时的温度优选低于300℃，优选低于200℃，还更优选低于100℃，最优选低于50℃，所有中最优选为室温。这些预键合和持久键合对于本领域技术人员已知。
保护层尤其是在转移层和产品基底的键合之前、期间或之后从转移层脱离。通过所述方法，无缺陷、大面积的且敏感的转移层的转移可以特别简单且高效地进行。特别优选地，将石墨烯层转移到产品基底上。先前功能性的构件可已经集成到产品基底本身中，尤其是可存在覆镀通孔(Durchkontaktierung,有时也称为金属化通孔)，从而仅在这些区域中可在产品基底和转移层之间实现有针对性的且期望的导电性。
在下文中，术语生长层用于保护层。由于在绝大多数情况下保护层构造用于保护以及用于产生或培育转移层，因此术语生长层和保护层在下文中称为生长层。然而，这并不意味着没有保护功能的仅一个单个的生长层，相反地生长层是如下保护层，在该保护层上可以培育或产生转移层。
本发明构思的一个特别的方面包括提出一种方法，借助该方法可以执行要转移的单个的层或石墨烯层的培育或产生，从载体基底的制造表面到产品基底的使用表面上的转移和剥离。作为基础的构思在此在于，制造以限定的顺序由载体基本基底、脱离层、生长层、石墨烯层(转移层)和优选介电层组成的层系统，从而可以毫无问题地执行层转移。
本发明的另一方面设置成，在载体基底上产生非常特别的层结构，该层结构的各单个的层实现不同的功能任务。尤其是，脱离层用于将石墨烯层与载体基底分离。生长层或保护层用于培育并且同时也用于保护转移层或石墨烯层。
可在其上制造要转移的层或石墨烯的载体基本基底一般与产品基本基底不同，在产品基本基底上应使用要转移的层或石墨烯。由此，转移层的制造的工艺或石墨烯培育与转移层的使用或石墨烯使用的位置分离。这种敏感的转移层或石墨烯层的产生相应地是灵活且成本高效的。
载体基底和用于转移转移层的方法基本上可以用于转移任意类型的要转移的层或转移层。然而，石墨烯层的转移示例性地被描述为转移层，因为这种单原子层的转移必须满足特别前提并且在工业中迄今还不能以这种方式实现。
然而，根据本发明的方法绝不限于石墨烯层的转移。例如，转移层也可以是另外的碳基的、尤其是单原子的层。
转移层优选至少由以下材料类别或材料中的一种组成。
• 2D层材料，尤其是
○ 石墨烯
○ 石墨炔
○ 硼烯
○ 锗烯
○ 硅烯
○ Si2BN
○ 镓烯
○ 锡烯
○ 铅烯
○ 磷烯
○ 锑烯
○ 铋烯
• 2D超晶体
• 化合物
○ 石墨烷
○ 硼氮烯
○ 硼碳氮化物
○ 锗烷
○ 磷化锗
○ 过渡金属硫族化合物
○ Mxenes
• 具有不同元素组成的层材料，尤其是
○ MoS2、WS2、MoSe2、hBN、Ti4N3、Ti4AlN3
• 范德瓦尔异质结构，尤其是
○ MoS2-G；MoS2-hBN、MoS2-hBN-G
• 金属，尤其是
○ Cu、Ag、Au、Al、Fe、Ni、Co、Pt、W、Cr、Pb、Ti、Ta、Zn、Sn
• 半导体，尤其是
○ Ge、Si、Alpha-Sn、B、Se、Te，
• 化合物半导体，尤其是
○ GaAs、GaN、InP、InxGa1-xN、InSb、InAs、GaSb、AlN、InN、GaP、BeTe、ZnO、CuInGaSe2、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、Hg(1-x)Cd(x)Te、BeSe、HgS、AlxGa1-xAs、GaS、GaSe、GaTe、InS、InSe、InTe、CuInSe2、CuInGaS2、SiC、SiGe
• 陶瓷
• 聚合物
• 其它材料
○ SiO2
○ Si3N4
○ MnO2
○ TBAXH(1.07-x)Ti1.73O4*H2O
○ CoO2-
○ TBAxH(1-x)Ca2Nb3O10
○ Bi2SrTa2O9
○ Cs4W11O36 2-
○ Ni(OH)5/3DS1/3
○ Eu(OH)2.5(DS)0.5
○ Co2/3Fe1/3(OH)2 1/3+
○ [Cu2Br(IN2)]n]
最优选地，转移层是由石墨烯组成的层。
用于转移转移层的方法尤其是需要产品基底和载体基底。产品基底和载体基底通常由产品基本基底和载体基本基底组成。通常，在产品基本基底和/或载体基本基底上可以沉积多个层。
产品基本基底和载体基本基底基本上可以由每种任意材料组成，但优选属于以下材料类别之一：
1.半导体材料，尤其是
　　1.1Ge、Si、Alpha-Sn、B、Se、Te，
2.金属，尤其是
　　2.1Cu、Ag、Au、Al、Fe、Ni、Co、Pt、W、Cr、Pb、Ti、Ta、Zn、Sn，
3.化合物半导体，尤其是
　　3.1GaAs、GaN、InP、InxGa1-xN、InSb、InAs、GaSb、AIN、InN、GaP、BeTe、ZnO、CuInGaSe2、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、Hg(1-x)Cd(x)Te、BeSe、HgS、AlxGa1-xAs、GaS、GaSe、GaTe、InS、InSe、InTe、CuInSe2、CuInS2、CuInGaS2、SiC、SiGe，
4.玻璃，尤其是
　　4.1.金属玻璃
　　4.2.非金属玻璃，尤其是
　　　　4.2.1有机非金属玻璃
　　　　4.2.2无机非金属玻璃，尤其是
　　　　　　4.2.2.1非氧化玻璃，尤其是
　　　　　　　　4.2.2.1.1卤化物玻璃
　　　　　　　　4.2.2.1.2硫系化合物玻璃
　　　　　　4.2.2.2氧化玻璃，尤其是
　　　　　　　　4.2.2.2.1磷酸盐玻璃
　　　　　　　　4.2.2.2.2硅酸盐玻璃，尤其是
　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.1铝硅酸盐玻璃
　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.2铅硅酸盐玻璃
　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.3碱硅酸盐玻璃，尤其是
　　　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.3.1碱土碱性硅酸盐玻璃
　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.4硼硅酸盐玻璃
　　　　　　　　　　4.2.2.2.2.5石英玻璃
　　　　　　　　4.2.2.2.3硼酸盐玻璃，尤其是
　　　　　　　　　　4.2.2.2.3.1碱硼酸盐玻璃
　　4.3.被称为玻璃但不是玻璃的材料
　　　　4.3.1蓝宝石玻璃。
下面将更详细地描述基底。
产品基底
在第一实施方式中，产品基底仅由产品基本基底组成。因此，产品基底不具有覆层。没有层的产品基本基底可以尤其是用作用于被转移的石墨烯层的初始层，其然后应作为导引层结构化。在此之后，可以将另外的基底键合至该导引层。也可设想配备单个的芯片。最优选的产品基本基底是晶片，尤其是硅晶片。
在第二实施方式中，一个层位于产品基本基底上，该层在下文中称为接触层。接触层优选为介电层，最优选为氧化硅层。该层被称为接触层，因为该层与要转移的转移层、尤其是石墨烯层接触，或者在之后的工艺步骤中与沉积在其上的层接触。接触层优选为介电层，最优选为氧化物，所有中最优选为氧化硅。氧化物可以在热的情况下产生，或者可以在氧气气氛中自然生长。这种介电层可使转移层或石墨烯层的转移工艺变得容易或对于所力求的最终结果可能是需要的。
在第三实施方式中，先前在产品基本基底中已制造好功能性的单元，尤其是微芯片、存储器、MEM、LED等。在一个完全特别优选的扩展的实施方式中，在制造了(尤其是功能性的)单元之后以接触层对产品基本基底进行覆层。然后在进一步的工艺步骤中，在功能性的单元的接触部上方(尤其是光刻地)打开介电接触层。然后在进一步的工艺步骤中，由此产生的开口可以利用导电体(尤其是金属)填充。这些覆镀通孔在半导体行业中称为TSV(英文：through silicon vias,即硅通孔)。由此，接触层变为混合层。覆镀通孔构成电气区域，包围所述电气区域的介电层构成介电区域。然后在之后的工艺步骤中，将转移层或石墨烯层转移到接触层上，并且因此经由TSV在石墨烯和功能性的单元之间建立接触。也可以设想，省却接触层，并且仅使用带有功能性的单元的产品基本基底，以便将转移层转移到该产品基本基底上。
通过接触层实现了：选择带有一定特性的材料，产品基底本身不具有所述特性。例如，硅是一种本征半导体，并且因此即使在室温下也具有(即使有也)仅非常低的传导率。在许多情况下，转移层或石墨烯层转移到的表面应该是介电的，以防止在转移层的石墨烯材料被结构化之后发生短路。由于硅可以利用已知的方法氧化，因此氧化硅是用于介电层的优选材料。
在所提及的产品基底之一上，则可以借助所述方法转移转移层，例如石墨烯层，在此之后可以对转移层对进行结构化。尤其是，转移层如此结构化，使得功能性的单元的这些传导接触部(尤其是经由TSV)相应地连接。
优选地，产品基本基底为晶片，特别优选为硅晶片。
载体基底
载体基底至少包括载体基本基底、生长层和布置在其上的转移层，尤其是先前产生的石墨烯层。在载体基底上，层以特定顺序施覆。所提及的层需要以所提及的顺序施加。然而，可以设想，在所提及的层之间还有另外的层，所述另外的层尤其是用于其它目的。尤其是，可在载体基本基底和保护层之间布置脱离层。
在第一实施方式中，载体基底包括至少一个载体基本基底、沉积在载体基本基底上的脱离层、在脱离层上产生的生长层以及布置在生长层上的、尤其是呈在生长层上产生的石墨烯层形式的转移层。
第一层是脱离层，其任务在于，在剥离工艺中可以将载体基本基底从其它层分离。
第二层是生长层，在该生长层上布置转移层或应产生或培育石墨烯层。生长层基本上可以具有每种任意的形态和晶粒结构，但优选是单晶的。生长层优选为金属层，在一个完全特别优选的实施方式中为带有针对碳的可溶解性的金属层。针对碳的可溶解性优选应该随温度下降而降低，从而实现析出，尤其是在生长层的表面处的析出。
生长层或保护层的一个特别优选的有利的特征在于，所述生长层或保护层作用为针对要应用的剥离方法的屏障。所述生长层或保护层防止或至少减少影响的通过，这些影响虽然对于在脱离层处的剥离过程是需要的，但这些影响不应作用到转移层或石墨烯层上。所述影响包括温度输入，但尤其是电磁辐射、尤其是激光辐射的影响。因此，生长层不仅作用为石墨烯培育的位置，而且作用为在石墨烯层与剥离工艺位置之间的屏障，所述剥离工艺在脱离层处发生。保护层的特征尤其是在于，所述保护层关于所使用的剥离方法如此设计，使得一方面可以进行转移层的产生，但该转移层同时通过保护层来保护以免受对剥离方法的过强的影响。
保护层或生长层此外具有尽可能低的粗糙度。粗糙度要么作为平均粗糙度、平方粗糙度给出要么作为平均粗糙深度给出。针对平均粗糙度、平方粗糙度和平均粗糙深度的所求取的值通常对于相同的测量路径或测量面有所不同，但处于相同的数量级范围内。因此，针对粗糙度的以下数值范围要么可以理解为针对平均粗糙度、平方粗糙度的值要么可以理解为针对平均粗糙深度的值。生长层的粗糙度在此小于100μm，优选小于10μm，更优选小于1μm，最优选小于100nm，所有中最优选小于10nm。
脱离层的粗糙度也尽可能低，尤其是以便使在脱离层上形成的生长层的粗糙度尽可能低。脱离层的粗糙度在此小于100μm，优选小于10μm，更优选小于1μm，最优选小于100nm，所有中最优选小于10nm。脱离层基本上可以由任意材料组成，所述材料借助所提及的剥离方法导致从生长层分离。然而，优选地，脱离层不是聚合物，因为聚合物在根据本发明的工艺中将对所使用的设备造成不必要的、不期望的污染。因此，脱离层优选由金属、合金或半导体材料组成。为了完整起见，列出了可以用作脱离层的最重要的材料类别。
1.半导体材料，尤其是
1.1 Ge、Si、Alpha-Sn、B、Se、Te，
2.金属，尤其是
2.1 Cu、Ag、Au、Al、Fe、Ni、Co、Pt、W、Cr、Pb、Ti、Ta、Zn、Sn，
3.化合物半导体，尤其是
3.1 GaAs、GaN、InP、InxGa1-xN、InSb、InAs、GaSb、AIN、InN、GaP、BeTe、ZnO、CuInGaSe2、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、Hg(1-x)Cd(x)Te、BeSe、HgS、AlxGa1-xAs、GaS、GaSe、GaTe、InS、InSe、InTe、CuInSe2、CuInS2、CuInGaS2、SiC、SiGe，
4.聚合物
4.1.碳基聚合物
4.2.硅基聚合物
脱离层所有中最优选由外延产生的GaN层组成。GaN层在此在载体基底、尤其是蓝宝石基底上外延产生。通过使用非常薄的GaN层，可以省却污染的聚合物层。
在另一个实施方式中，脱离层构造为脱离区域，从而当在生长层和/或载体基底中植入离子、优选氢离子时，省却了脱离层，所述离子在热应力的情况下导致生长层和/或载体基底受损伤。该工艺在半导体行业中作为SmartCut™工艺已知。因此，带有引入的离子的脱离区域承担脱离层的功能。
如果脱离方法是使用电磁辐射、尤其是激光的方法，则可以已经通过保护层的厚度防止或至少减少电磁辐射向转移层的传输。在这种情况下，保护层比1nm厚，优选比100nm厚，更优选比1μm厚，最优选比100μm厚，所有中最优选比1mm厚。
如果剥离方法是一种使用热量的方法，则可以使用由具有尽可能低的导热性的材料组成的保护层，以便至少延迟热传输，直到剥离工艺结束。导热率处于0.1W/(m*K)和5000W/(m*K)之间，优选处于1W/(m*K)和2500W/(m*K)之间，更优选处于10W/(m*K)和1000W/(m*K)之间，最优选处于100W/(m*K)和450W/(m*K)之间。
第三层是转移层或要转移的石墨烯层，其通过任意工艺产生、放置或沉积。
在第二实施方式中，在石墨烯层上还沉积至少一个另外的层，尤其是接触层。接触层优选由与产品基底的接触层相同的材料或非常相似的材料组成，如果产品基底也具有接触层的话。因此，接触层优选也是氧化物，特别优选氧化硅。尤其是，将氧化物作为最后一层施加在石墨烯层上的优点是：现在可以借助熔融键合将载体基底键合至产品基底。在这种情况下，产品基底优选也具有氧化物层。由此使得在两个基底之间建立连接变得特别简单。
接触层优选是亲水。针对疏水性或亲水性的量度是接触角，该接触角在测试液滴(尤其是水)与待测表面之间构造。亲水表面将液滴弄平，因为在液体和表面之间的粘附力强于液体的粘聚力，并且因此形成低的接触角。疏水表面导致液滴形成更加球形的外形，因为液体的粘聚力强于在液体和表面之间的粘附力。接触角小于90°，优选小于45°，更优选小于30°，最优选小于10°，所有中最优选小于5°。亲水的接触层尤其是适用于更好的且更简单的转移。
载体基本基底优选由具有针对所使用的剥离方法的尽可能最佳的特性的材料组成。如果剥离工艺应通过热量执行，则具有高导热率的材料适合最快地将热量输送到脱离层。导热率处于0.1W/(m*K)和5000W/(m*K)之间，优选处于1W/(m*K)和2500W/(m*K)之间，更优选处于10W/(m*K)和1000W/(m*K)之间，最优选处于100W/(m*K)和450W/(m*K)。
下面说明用于转移石墨烯层的工艺。
工艺
载体基底制造工艺
在用于载体基底的制造工艺的第一工艺步骤中，以脱离层(英文：release layer)对载体基本基底进行覆层。
在用于载体基底的制造工艺的第二工艺步骤中，将生长层施加、尤其是沉积在脱离层上。生长层优选是单晶的。在(尤其是聚合物的)脱离层上制造单晶生长层几乎是不可能的。因此，在一个特别的实施方式中，生长层不是通过沉积工艺在脱离层上产生，而是通过另外的层转移工艺转移到脱离层上。在此，可设想SmartCut™工艺。用于层转移的任意其它工艺也是适合的。
在用于载体基底的制造工艺的第三工艺步骤中，在生长层上布置或产生转移层。所述转移层优选为石墨烯层，所述石墨烯层被产生或培育。石墨烯层的培育在此可以通过现有技术中的任意已知方法进行。
例如，可以设想，碳原子在较高温度下溶解在所产生的生长层中，并且在进一步的中间步骤中一直冷却该系统，直到低于碳在材料中的可溶解性。由此，析出碳，尤其是也在表面处析出碳，并且可构造石墨烯层。
在另一个实施方式中，碳不位于生长层中，而是通过相应的沉积工艺从外部供应给生长层。例如，可设想使用分子束外延、PVD或CVD工艺等。
在第三工艺步骤的扩展中，在转移层或石墨烯层上沉积另外的层，所述另外的层尤其是用于优化在之后的工艺步骤中的接触。因此，该层称为接触层。该接触层尤其是氧化物层并且优选由与产品基底的接触层相同的材料组成。
层转移工艺
下面详细描述层转移工艺。
在第一工艺步骤中，使载体基底相对于产品基底对准。对准在此以机械和/或光学方式进行。优选地，使用自身的对准设备，根据对准标记将载体基底和产品基底相对彼此对准。
在第二工艺步骤中，使载体基底相对于产品基底接触。所述接触在此要么可以立即在整个面上进行要么可以通过点接触部进行。优选地，使用熔融键合设备。
在第三工艺步骤中，借助剥离方法、尤其是借助激光将载体基本基底沿着脱离层从生长层脱离。在此，生长层作用为相对于石墨烯层的屏障。生长层优选如此设计，使得所使用的剥离方法、尤其是激光不损伤、尤其是不破坏转移层或石墨烯层。由此，使得层结构成为与现有技术相比的新特征。下文更详细描述各个可能的剥离方法。
剥离方法
在优选的第一剥离方法中，使用电磁辐射、尤其是激光。载体基本基底对于电磁辐射是至少部分透明的，而脱离层优选是最大地起吸收作用的。生长层也关于电磁辐射是起吸收作用的，从而所述生长层尤其是阻止未被脱离层吸收的光子穿透处于下游的转移层或石墨烯层。
脱离层优选具有针对水的高的可溶解性。相应地，使用微波源用于通过容性加热水来局部引入热量是另一种可设想的用于剥离的可行方案。
在不太优选的第二剥离方法中，以电场和/或磁场加载脱离层。然后，脱离层则如此设计，使得当超过特定的电场强度和/或磁场强度时，发生物理效应以使脱离层脱离或至少减少脱离层与生长层和/或第一基底的粘附。
在最不优选的第三剥离方法中使用热量。热源在此优选位于载体基本基底的侧上。优选地，在产品基本基底的侧上存在散热器，尤其是主动冷却装置。优选地，将热量输送直至脱离层，以便在那在载体基底或脱离层和生长层之间引起分离。优选地，转移层或石墨烯层的热负荷最小。相应地，在这种情况下，生长层应该如此设计，使得生长层是不良的热导体，并且在理想情况下也是不良的蓄热器。该实施方式不太优选，因为通过产生升高的温度，层系统的不同层发生热膨胀。通常，每个层都具有不同的热膨胀系数。如果脱离层应是基于聚合物的，虽然可以通过融合来降低热应力，但层系统的其它层非常容易受到热应力的影响。
在第四工艺步骤中，可以对生长层不同地处理。
在第四工艺步骤的第一变型中，生长层被简单地移除，从而露出转移层或石墨烯层。可以通过化学和/或物理工艺进行移除。如果转移层或石墨烯层必须在层转移之后才须进行结构化，则生长层的移除尤其是必要的。
在第四工艺步骤的第二变型中，生长层通过多个工艺步骤结构化，以便用作用于处于其之下的转移层或石墨烯层的蚀刻掩模。在转移层或石墨烯层的蚀刻之后，现在结构化的蚀刻层可以被完全移除，因为现在不再需要生长层作为蚀刻掩模。
在第四工艺步骤的第三变型中，生长层本身作为功能层留在转移层或石墨烯层之上，并且如有必要进行结构化。然而，由于生长层在绝大多数情况下是导电体、即导电的(尤其是金属的)层，该导电的层使可能的结构化的转移层或石墨烯层在尤其整个面上短路，因此在大多数情况下将所述导电的层移除。
在另一个实施方式中，剥离方法是简单的机械分离。两个基底在此如此固定，使得在对两个基底中的至少一个基底进行加载时，在脱离层和生长层之间产生应力，优选拉伸应力，从而将脱离层从生长层分离。当然，更有利的是，在转移层和生长层之间进行分离。在这种情况下，可以完全省却脱离层。此外，在进一步的工艺步骤中，生长层不必从转移层移除。然而，在转移层和生长层之间的粘附通常是非常强的，因此这种优选情况几乎不会发生。用于将两个基底彼此分离的要施加的力优选小面积地施加、尤其是点状地施加、尤其是施加在基底的外周的至少一个点处。力在此大于0.01N，优选大于0.1N，更优选大于1N，最优选大于10N，所有中最优选大于100N。如果在脱离层中产生理论断裂部位，则机械分离可能特别容易发生。理论断裂部位可以利用刀片，尤其是剃须刀刀片、线材或将流体挤压到脱离层上的喷嘴来产生。
然而，电磁辐射用于剥离是特别优选的。尤其是，使用激光作为剥离介质是优选的用于剥离的方法。在这种情况下，对于所使用的电磁辐射，载体基底应具有尽可能高的透明度(更准确地说透射率)。优选地，载体基底为玻璃基底，所有中最优选为蓝宝石基底。透明度应通过透射度来描述，该透射度说明透射辐射和辐照辐射的比率。然而，透射度与透射体的厚度有关，并且因此不是材料特定的特性。因此，透射度的值关于单位长度1cm来给出。所述材料关于所选择的厚度具有1cm，并且对于相应选择的波长尤其是具有大于10%，优选大于20%，更优选大于50%，最优选大于75%，所有中最优选大于99%的透射度。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节由下面对优选的实施例的描述以及借助附图来得到。在此示意性地：
图1示出根据本发明的载体基底的第一实施方式，
图2示出载体基底的第二实施方式，
图3示出产品基底的第一实施方式，
图4示出产品基底的第二实施方式，
图5示出产品基底的第三实施方式，
图6a示出根据本发明的第一方法的第一工艺步骤，
图6b示出根据本发明的第一方法的第二工艺步骤，
图6c示出根据本发明的第一方法的第三工艺步骤，
图6d示出根据本发明的第一方法的第四工艺步骤。
具体实施方式
在附图中，相同构件或具有相同功能性的构件用相同的附图标记标明。
在这些附图中完全省却了对不必要的构件、尤其是基底保持件的呈现，因为这些构件对于描述该工艺不是必需的。附图以及这些图示的细节不是按正确比例的。通过不按正确比例的图示提高了附图的可理解性。尤其是，下面以石墨烯层6的形式示例性描述的转移层6绘制得很厚，尽管转移层在此只是一个单原子层。此外，在附图中将保护层5或生长层5描绘为一层。这是优选实施方式，在该实施方式中，保护层5除了保护之外也构造为生长层5。在任何情况下都设置有保护层5。然而，也可以设想，在保护层5上布置有附加的生长层，以便产生转移层6。然而，优选的是具有保护功能性的层，该层也适用于产生或培育转移层6。
图1示出第一实施方式中的带有已制成的层系统的载体基底1。该层系统包括已施加在载体基本基底3上的脱离层4。生长层5或保护层5位于脱离层4上。生长层5优选本身通过层转移工艺转移到脱离层4上或通过物理或化学沉积工艺直接沉积在脱离层4上。在生长层5上产生转移层6或石墨烯层6。载体基本基底3、脱离层4、生长层5和尤其是石墨烯层6的厚度不按正确比例示出。尤其是，作为单原子层的石墨烯层6必须薄得多地示出，尤其是仅作为单个的线条示出。但是，为了改进的呈现，省却了按正确比例的呈现。
图2示出第二实施方式中的带有已制成的层系统的载体基底1'。载体基底1'在转移层6或石墨烯层6上仍具有被沉积或转移的接触层8。
图3示出第一实施方式中的产品基底2。尤其是，产品基底2仅由产品基本基底7组成。
图4示出第二实施方式中的产品基底2'。产品基底2'包括产品基本基底7和沉积或转移在产品基本基底上的接触层8。接触层8优选为介电层，所有中最优选为氧化硅层。
图5示出第三实施方式中的产品基底2''。产品基底2''包括产品基本基底7'。在产品基本基底7'中，已经制造好(尤其是功能性的)构件9。优选地，在产品基本基底7'上沉积有接触层8'。接触层8'优选具有导电的覆镀通孔10，所述覆镀通孔10应将(尤其是功能性的)构件9与要转移的转移层或石墨烯层(未绘制)连接。在没有接触层8'的情况下，也可以设想该实施方式。在这种情况下，覆镀通孔10也将被省去，并且被转移的转移层或石墨烯层(未绘制)将直接接触(尤其是功能性的)构件9(未绘制)的接触部位。接触层8'优选又为介电层，所有中最优选为氧化硅层。
以下的图6a至6d示出用于示例性地借助载体基底2'和产品基底2'转移转移层的第一方法或工艺。然而，该工艺可以通过每个任意载体基底-产品基底组合来执行，尤其是也可以通过未明确示出的载体基底和/或产品基底来执行，只要存在由脱离层4、生长层5和待转移的转移层6或石墨烯层6(尤其是以该顺序)组成的层系统。
此外，在以下的图中，产品基底2'在上侧处示出，而载体基底1'在下侧处示出。也可以设想，载体基底1'位于上侧处，而产品基底1'位于下侧处。为了清晰起见，省却对基底保持件、键合和对准装置的呈现。
图6a示出用于转移转移层的第一方法或第一工艺的第一工艺步骤，在该第一工艺步骤中，使由产品基本基底7和接触层8组成的产品基底2'相对于载体基底1对准。接触层8优选为氧化物，所有中最优选为氧化硅。载体基底1包括载体基本基底3、脱离层4、生长层5和要转移的转移层6或石墨烯层6。石墨烯层6如何在生长层5上产生或转移对于理解所述工艺并不相关并且因此不更详细描述。所述对准可以机械地和/或光学地进行。在光学对准中，尤其是对准标记(未绘制)位于产品基底2'和载体基底1上。
图6b示出第一工艺的第二工艺步骤，在该第二工艺步骤中，在载体基底1和产品基底2'之间发生接触。在该图中并未示出接触如何准确发生，因为这与工艺无关。然而，优选地，接触通过如下装置进行，在该装置将两个基底1、2'中的至少一个基底弯曲。因此，接触工艺优选借助熔融键合设备进行。在该工艺的一个完全特别优选的实施方式中，使(尤其是上部的)产品基底2'弯曲，而将(尤其是下部的)载体基底1全面积地固定。
图6c示出第一工艺的第三工艺步骤。通过剥离介质11加载脱离层4。优选地，剥离介质11是激光。剥离介质优选经由载体基本基底3作用到脱离层4上。在此，生长层5作用为保护层，该保护层用于处于其后方的石墨烯层6。由于石墨烯层6是单原子层，因此石墨烯层6可以通过带有高强度的剥离介质11破坏。生长层5(该生长层优选也用于产生石墨烯层6)因此用作保护遮护部。因此，生长层5必须如此设计，使得分别使用的剥离介质11在剥离过程中被尽可能好地阻挡，或由剥离介质11引起的对转移层6的影响至少非常大地减小。如果剥离介质11是激光，则生长层5应具有针对激光11的光子的尽可能低的透射率。例如，如果剥离介质11是通过热源引入的热量，则生长层5应具有尽可能低的导热率，以使到石墨烯层6的热输送变得困难。
对于本领域技术人员清楚的是，在脱离层4和生长层5之间可以存在任意数量的其它层，所述其它层可以完成保护转移层6的特别任务。因此，可以设想在脱离层4和生长层5之间插入另外的层，该另外的层可以极好地吸收剥离介质11的激光辐射或热量。然而，为了简单起见，将此特性合并到在一单个的生长层5中，以便既不使描述也不使图示复杂化。尤其是，有利的是，优选用于培育石墨烯层6的生长层5同时也用作其针对所应用的剥离介质11的保护层。由此可以执行非常成本高效的工艺，因为不需要沉积另外的昂贵的层。另一个优点在于，生长层5特别优选是金属层，所有中最优选是镍层。众所周知，金属是很好的红外吸收器。最优选的剥离介质11是激光，优选红外激光。在这种特定情况下，金属的生长层11由于其固体特性而因此可以同时用作生长层5和保护层。如果剥离介质11是热源，由于相对高的导热率，金属的生长层5当然更确切地说是次优的。在这种情况下，优选在生长层5和脱离层4之间插入另外的层，尤其是具有低导热率的这种层。
图6d示出第一工艺的第四工艺步骤的第一变型，其中，也被转移的生长层5(不再绘制)已经被移除。因此，在产品基底2e上获得转移层6或石墨烯层6，其呈现该工艺的最终产品。产品基底2e、尤其是被转移的石墨烯层6然后可以在进一步的工艺步骤中被进一步处理。这两个已经提到的针对生长层5的使用的其它变型在此不再通过图像示出，因为不能从其中得出关于实际方法的另外的结论。
附图标记列表
1 载体基底
2,2',2'',2e 产品基底
3 载体基本基底
4 脱离层
5 生长层、保护层
6 转移层、石墨烯层
7,7' 产品基本基底
8,8' 接触层
9 功能性的单元
10 覆镀通孔
11 剥离介质。

Claims (15)

1.一种用于将转移层(6)从载体基底(1)转移到产品基底(2,2',2'',2e)上的载体基底(1)，所述载体基底至少具有呈以下顺序的以下层：
-载体基本基底(3)，
-保护层(5)，以及
-转移层(6)，
其特征在于，所述转移层(6)在所述保护层(5)上培育。
2.根据权利要求1所述的载体基底(1)，其中，所述转移层(6)是石墨烯层(6)。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，所述保护层(5)的粗糙度、尤其是在面向所述转移层(6)的表面上的粗糙度小于100μm，优选小于10μm，还优选小于1μm，最优选小于100nm，所有中最优选小于10nm。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，所述转移层(6)具有布置在所述载体基本基底(3)和所述保护层(5)之间的至少一个脱离层(4)。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，所述转移层(6)能够通过作用到所述脱离层(4)和/或脱离区域上的剥离介质(11)与所述保护层(5)一起从所述载体基本基底(3)脱离。
6.根据前述权利要求中至少一项所述载体基底(1)，其中，所述保护层(5)由带有针对碳的可溶解性的材料组成。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，所述保护层(5)对于电磁辐射不可穿透地构造。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，在所述转移层(6)的背离所述保护层(5)的一侧上布置有接触层(8,8')、尤其是由介电材料、优选氧化硅组成的接触层。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底(1)，其中，所述保护层(5)是单晶的金属层，优选由镍组成。
10.一种用于制造用于将转移层(6)从载体基底(1)转移到产品基底(2,2',2'',2e)上的载体基底(1)的方法，所述载体基底尤其是根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底，所述方法具有以下步骤：
i)提供载体基本基底(3)，
ii)在所述载体基本基底(3)上施加保护层(5)，
iii)在所述保护层(5)上培育转移层(6)，尤其是石墨烯层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤iii)中在培育所述转移层(6)之前将所述保护层(5)再结晶。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，在步骤ii)中在施加所述保护层(5)之前，以脱离层(4)对所述载体基本基底(3)进行覆层，从而将所述保护层(5)施加在所述脱离层(4)上。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，在所述转移层(6)上在背离所述保护层(5)的一侧上沉积接触层(8,8')。
14. 一种用于将转移层(6)从载体基底(1)转移到产品基底(2,2',2'',2e)上的方法，所述载体基底是根据前述权利要求中至少一项所述的载体基底和/或根据前述权利要求中至少一项所述的方法制造，其中，
-使所述载体基底(1)与所述产品基底(2,2',2'',2e)接触，从而所述转移层(6)面向所述产品基底(2,2',2'',2e)，并且
-其中，使至少一个剥离介质(11)作用到所述载体基底(1)上，从而使所述转移层(6)与所述保护层(5)一起从载体基本基底(3)脱离。
15.根据权利要求14所述的用于将转移层(6)转移的方法，其中，所述载体基底(1)经由施加在所述转移层(6)处的接触层(8,8')与所述产品基底(2,2',2'',2e)接触，或者所述载体基底(1)经由施加在所述转移层(6)处的接触层(8,8')与所述产品基底(2,2',2'',2e)的施加在所述产品基本基底(7,7')上的另外的接触层(8,8')接触。
CN202080099589.9A 2020-04-20 2020-04-20 载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法 Pending CN115298028A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2020/061027 WO2021213625A1 (de) 2020-04-20 2020-04-20 Trägersubstrat, verfahren zur herstellung eines trägersubstrates sowie verfahren zur übertragung einer übertragungsschicht von einem trägersubstrat auf ein produktsubstrat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115298028A true CN115298028A (zh) 2022-11-04

Family

ID=70391126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080099589.9A Pending CN115298028A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230347637A1 (zh)
EP (2) EP4317520A2 (zh)
JP (1) JP2023533637A (zh)
KR (1) KR20230007321A (zh)
CN (1) CN115298028A (zh)
TW (1) TW202232666A (zh)
WO (1) WO2021213625A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023179868A1 (de) * 2022-03-25 2023-09-28 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und substratsystem zum trennen von trägersubstraten
WO2023232264A1 (de) * 2022-06-03 2023-12-07 Ev Group E. Thallner Gmbh Mehrschichtsystem aus dünnen schichten zum temporärbonden

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602006021014D1 (de) * 2005-06-07 2011-05-12 Fujifilm Corp Struktur enthaltender funktionaler film und verfahren zur herstellung eines funktionalen films
US20110014457A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Nathaniel J Quitoriano Graphene Layer With An Engineered Stress Supported On A Substrate
CN107206544A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 西尔特克特拉有限责任公司 透明的并且高度稳定的显示屏保护件
WO2018087420A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-17 Nanovate Oy A system and a method for producing continuous and monolithic graphene
EP3367423B1 (en) * 2017-02-28 2020-04-29 Graphenea, S.A. Method for obtaining multilayer graphene

Also Published As

Publication number Publication date
EP4139129A1 (de) 2023-03-01
EP4317520A2 (de) 2024-02-07
US20230347637A1 (en) 2023-11-02
KR20230007321A (ko) 2023-01-12
EP4139129B1 (de) 2024-01-24
WO2021213625A1 (de) 2021-10-28
JP2023533637A (ja) 2023-08-04
TW202232666A (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8304324B2 (en) Low-temperature wafer bonding of semiconductors to metals
US7358152B2 (en) Wafer bonding of thinned electronic materials and circuits to high performance substrate
US8420506B2 (en) Process for cleaving a substrate
US7713369B2 (en) Detachable substrate or detachable structure and method for the production thereof
US8664086B2 (en) Semiconductor wafer, semiconductor thin film, and method for manufacturing semiconductor thin film devices
JP6028280B2 (ja) 半導体構造又は半導体素子を製造する方法
CN115298028A (zh) 载体基底、用于制造载体基底的方法以及用于将转移层从载体基底转移到产品基底上的方法
US20140374924A1 (en) Heterogeneous Integration Process Incorporating Layer Transfer in Epitaxy Level Packaging
KR102158960B1 (ko) 접촉면의 본딩을 위한 방법
WO2014020390A1 (en) Methods for fabrication of semiconductor structures using laser lift-off process, and related semiconductor structures
US6110393A (en) Epoxy bond and stop etch fabrication method
US7176554B2 (en) Methods for producing a semiconductor entity
EP3418424A1 (en) Compound semiconductor substrate, pellicle film, and method for manufacturing compound semiconductor substrate
US20160211136A1 (en) Methods and structures for forming microstrip transmission lines on thin silicon carbide on insulator (sicoi) wafers
KR20230005822A (ko) 전사 층 전사 방법 및 디바이스
EP2642515B1 (en) Semiconductor element and method of manufacturing the same
WO2016073460A1 (en) Solid-state wafer bonding of functional materials on substrates and self-aligned contacts
KR101376903B1 (ko) 솔더 포일을 이용한 웨이퍼 레벨 접합 방법
WO2014030040A1 (en) Methods of forming semiconductor structures and devices including graphene, and related structures and devices
US11881406B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor wafer
CN116686066A (zh) 用于制造包括包含聚集体的界面区域的半导体结构的方法
CN115579323A (zh) 一种金刚石衬底GaN器件通孔的制备方法
Avramescu et al. Epitaxial layer transfer using thin film Sn soldering, suitable for hybrid integration in a coplanar technology
CN108701648A (zh) 用于在薄绝缘体上碳化硅(SiCOI)晶片上形成微带传输线的方法和结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination