CN1322575C - 将至少一个元件从初始载体到最终载体的选择传递方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从一初始载体向一最终的载体选择传递薄片的方法,每个薄片包括至少一个元件,该元件由微电子和/或者光电子和/或者声音和/或者机械装置构成,这些元件在一初始载体表面层中实施,该方法包括如下步骤:a)将该传递载体固定在该初始载体的表面层上;b)除去初始载体的不对应该表面层的部分;c)通过沿该表面层的厚度进行切割,侧向限定这些薄片,使得这些可以被切断的区域受到该切割;d)保持待传递的一个或者多个薄片,在这些可以切断的相应的区域中通过施加能量使它们分开;e)将从步骤d)分离的一些薄片或者多个薄片转移并且固定到该最终载体上。
Description
技术领域
本发明涉及一个或者多个元件的选择传递,可以是一般称为薄片的从一个生产载体朝向一个接收载体传递。
特别地本发明涉及部分地或者完全完工的半导体芯片从其初始基片到新的基片的传递,其中该初始基片上半导体芯片被制造,该新的基片本身可以被微电子的技术处理。
本发明特别允许传递已经被电气检测的芯片,例如从其最初的基片朝向处理过的或者未处理的半导体材料的载体,朝向玻璃的透明材料载体,朝向塑料的刚性或者柔韧的载体,或者朝向陶瓷材料的载体传递面积为1平方毫米-1平方厘米的芯片。本发明还允许例如将诸如垂直腔表面发射激光器或者VCSEL(用于表示垂直腔表面发射激光器)或者一些小的III-V半导体块从它们的初始基片传递到一些硅片上,这些硅片被根据微电子技术准备,以便获得一些在硅上的III-V半导体元件。
本发明还可以用于将可能被电气检测和变薄的电子电路,通过粘和转移到塑料卡片上以便实施芯片卡。
现有技术
存在有许多允许将一些半导体芯片或者芯片组向一接收载体传递。参照称为“外延生长剥离”的技术,有机或者矿物粘和(分子附着)和称作“flip-chip”的技术。与前两个方法相反,后面的技术不允许控制一些单个的小尺寸和非常薄的元件。
矿物粘和或者分子附着技术公知用于多种材料。该分子附着包括两种不同的粘和:亲水粘和和疏水粘和。在亲水粘和情况下,该粘和是因为-OH功能团与一个结构的表面的相互作用而向在氧化硅情况中的形成Si-O-Si键和进化。与这种相互作用相关的力是强大的。在环境温度下达100mJ/m2的结和能,在400℃下烧烤30分钟后达500mJ/m2。在疏水粘和的情况下,该粘和是由于功能团-H或者-F与该结构的表面的相互作用从而向在硅粘和情况下的Si-Si键和发展。该粘和能比亲水粘和的粘和能小,为500-600℃数量级的温度。该粘和能以便整体上由W.P.Maszara等人,在J.Appl.Phys.64(10),15novembre 1988,pages 4943-2950中的文章“Bonding of siliconwafers for silicon-on-insulator”中披露的薄片法所确定。
粘和能的控制可以允许实施可逆的分子附着,其中正如文件FRA2781925中披露的那样,在该传递载体上这些元件的粘和能可以较小,并且待移开的这些元件可以被处理以便它们在该接纳载体上比在该允许选择转移在n个元件中的一个元件的传递载体具有更强的粘和能。在这个文件中,该粘和能在待传递的元件和传递载体之间比在这些元件和该接纳载体之间更小。然而,当在这些元件和接纳载体间粘和时,获得的能量是在环境温度下的粘和能,因此该能量根据表面处理和所用材料在0-200mJ/m2之间。在待转移元件和传递载体之间的粘和能因此必须小于200mJ/m2在该文件中描述的该方法不允许转移被以高于200mJ/m2的能量结实地粘结在该传递载体上的元件。
文件FRA2796491披露了将在一传递载体上的单个受控的芯片传递到一最终的载体上,其中在该传递载体上预先粘和有这些受控的芯片。这些芯片因为一些通过该传递载体开有的并且完全贯通的开口被单个地在该传递载体上控制。一种机械的(例如借助一冲头)作用,化学作用或者气动作用,尤其是它们的组和,允许了将一芯片从该传递载体上分离并且粘和到该接纳载体上。该方法可以用于将一芯片弱粘和到该传递载体上和强粘和在该接纳载体上。该方法需要使用一特定的传递载体,该传递载体受条件控制以便可以选择每个待传递的元件。另外,该方法与用作“拾起和放置”的设备的微电子标准设备不兼容。
文件USA6027958和WOA9802921披露了将被处理的精细的元件转移到SOI(绝缘硅片)基片上,以便增加集成度并且使这些元件不易碎。首先,这些元件通过微电子的常规技术被实现,然后使它们通过金属沉积彼此连接。根据这个方法,这些待传递的元件通过一粘和材料被粘和到一传递载体上,在该传递载体上已经沉积了一化学阻止层。该初始基片被除去以便露出该阻止层。这些元件然后在一接纳载体上被集体连接。然后除去传递载体。
这个方法允许将薄层元件组件向一接纳载体转移。这些元件没有被单独的传递。因此涉及了一种集体的方法。在这个传递方法中,整体地并且通过允许控制这些元件的厚的载体保持这些元件。因为一些厚的基片(初始基片,传递载体,接纳载体),所以从没有单个的元件可以与其它元件分开,其中这些厚的基片一直与这些元件接触。这个方法因此不允许选择地传递薄层元件。
称作“外延生长剥离”技术允许单个地传递一元件。一个第一步骤包括通过外延生长实现一些待传递的元件(在简单传递情况中见美国专利N°4883561)。这些外延生长的层可以反向(在双传递情况中见美国专利N°5401983)。在形成构成元件的层的组和之前,一牺牲层被外延生长在该生长基片上。这些薄片由光刻技术限定。在这些薄片上沉积一树脂,以便约束它们并且赋予它们一凹形结构以便该下蚀刻溶液的更新并且排出腐蚀残留物。该牺牲层然后通过湿法被化学腐蚀。因为由外缘生长的层构成的薄膜被该树脂约束,该树脂被一点一点地弯曲,因此允许腐蚀液进入到在该薄膜和基片之间形成的孔隙中。当该腐蚀结束时,该薄膜可以被真空钳子钳子回收,以便转移到一目标载体上(见美国专利N°4883561)或者转移到一传递载体上(见美国专利N°5401983)。在转移之后,化学除去该树脂,然后这些被转移到该接纳基片上的薄片在压力下被热处理,以便除去困在界面中的气体。
在这个技术中,该牺牲层是一外延生长层,因此称为“外延生长剥离”。这些元件可以被单独地或者集体地传递到一传递载体上并且通过一些van der Waals力在一接纳载体上连接,然后在去除该传递载体时被加热。这个技术具有的主要优势在于回收该初始载体。然而因为对该牺牲层的侧向下蚀刻,从而限制了待传递的芯片的尺寸。在E.YABLONOVITCH等人的文章,Appl.Phys.Lett.56(24),1990,第2419页提到一最大尺寸2cm*4cm和一些相当长的化学腐蚀时间。在一些小的侧向尺寸(小于1cm)的情况中,该最大的速度为0.3mm/h。另外,因为这个腐蚀速度取决于用于排出该腐蚀残留物的待转移的元件的弯曲,所以该腐蚀速度限制了这些可以被传递的元件的厚度为4.5微米(见K.H.CALHOUN等人的文章,IEEE Photon.Technol.Lett.1993年2月)。
从多年之前“剥离”技术就是公知的(见美国专利N°3943003)。该技术包括在一基片上沉积厚的光敏树脂,在期望沉积一通常是金属的材料的位置处暴晒和开口该树脂。通过一种冷沉积方法(通常为喷洒)将该材料沉积在该基片的所有的表面上。被沉积的材料事实上仅仅粘和到树脂开口的位置。该树脂然后被溶解在一溶剂(例如丙酮)中并且只有该材料的粘和部分继续存在。
在文件EPA1041620中提出了其它的方法。它们允许将薄的芯片转移到一宿主载体上。这些方法以对这些芯片的单个的处理为基础。这些芯片一个一个地粘结在一传递载体上,被单个地变薄,然后转移在一宿主载体上。没有包括用于变薄的集体处理和然后从该基片起进行的单个传递。
发明内容
本发明的目标是从一初始载体开始直到最终的载体的薄片的选择传递(即一元件或者一组元件),这些薄片优选实施为均匀的薄层或者不均匀的薄层,该初始载体可以是一生产载体。本发明特别允许传递可以由任何半导体材料实施的电子芯片。可以涉及一个或者多个VCSEL类型的激光器,可以涉及一个或者多个空腔光电检测器,或者涉及光电检测器和激光器的组和。还可以涉及一个或者多个电子元件,涉及用于芯片卡的电路,涉及平面屏幕控制晶体管或者TFT(“薄膜晶体管”),涉及记忆装置或者涉及元件组和,该元件组和具有上述中的光电子,电子或者机械性能。
本发明允许将一包括一个或者多个在一生产基片(例如GaAs或者InP制成)上被实施和电气检测的VCSEL类型的激光器的芯片向一在硅上实施的读取和寻址的电路传递。在另一种应用中,本发明允许将光电子元件传递到一接纳载体上,该接纳载体只有一种光学功能,例如是一玻璃,一波导管等。本发明还允许将包含一电子电路的半导体元件转移到一接纳载体上,该接纳载体用于控制由电子电路例如芯片卡实现的功能。该转移具有多个优势,其中的主要优势在于可以将一种电子功能或者光学功能或者光电子功能或者机械功能集成在一基片上,在该基片上没有通过外延生长、沉积或者任何其它的微电子使用的实施方法以必须的品质实现该功能。
已经证明具有晶格参数差别很大(百分之几)的元件的外延生长不可以这样一种品质实施,该品质避免了由于出现结构缺陷导致的这些元件的电性能和光学性能的降低。在其它领域,已经证明不可以用微电子的方法在这些塑料载体上实现这些元件,首先因为这些塑料载体不能抵抗所使用的温度,还因为这些塑料载体在性能上不符和半导体工业的进入步骤(英语为“前端处理”)的清洁度的标准。
另外,本发明通过使用分子附着的连接允许将一薄的元件连接到一载体上,其中该分子附着与“前端处理”兼容,这允许在用一些方法转移该元件之后处理该元件,这些方法的温度例如可以升高。因此,例如在该元件和载体之间可以恢复外延生长或者实现连接。
薄片的转移还允许除去在基片之间的一些直径的差别,在这些基片上实施这些元件。与完整的平板的转移相比这特别允许了限制离开材料的损失,在该完整的平板中只有某些被传递的区域用于实现一些元件。
所生产的元件的薄片的传递优势在于可以将一电气检测的电路转移并且因此仅仅转移好的元件。
另外,薄片的转移具有如下优势,即降低垂直尺寸,减少这些元件的重量,另外还使它们较不易碎。但是薄层或者薄膜的转移因为它们的较小的尺寸而较困难,该较小的尺寸使得很难控制这些薄层或者薄膜。为了易于进行该控制,最好使用一用作加强装置的传递载体,以便操纵这些薄膜并且避免这些薄膜在应力作用下而变形,尤其是避免该薄膜破碎。加强装置是指所有的有机载体或者矿物载体,该载体的刚度避免预切割区域的断裂,允许保持该芯片组件并且避免待传递的薄片和元件的破碎和/或者断裂和/或者碎裂。该加强装置例如可以是一单晶硅片(001),该单晶硅片具有至少200微米的厚度。该加强装置还可以是玻璃的或者其它透明材料的,例如在可见光、红外线或者紫外线中是透明的。特别地这样可以使在该载体上的芯片对齐。这还控制对该粘和层的处理(例如在紫外线下可变硬的粘胶)。
用于将这些薄片转移的加强装置可以是一目前在微电子中使用的载体(单晶基片或者多晶基片,玻璃等)或者其它诸如对紫外线敏感的塑料薄膜、双面薄膜、可取下来的薄膜。Teflon薄膜等的载体。可以涉及这些不同载体的组和,该组和允许了最好地使用它们中的每一种的性质。
该加强装置必须可以在一些集体步骤时控制待传递的芯片组件。还必须可选择地释放在所有准备的元件之中的一元件。因此在整个或者部分待传递的元件的层中并且在整个或者部分的加强装置上进行预切割。因此,保持该组件的集成的区域被保护并且可以有选择地通过局部施加机械和/或者热和/或者化学能来分开待传递的元件。
本发明的目标还在于提供一种低成本的元件传递方法。
本发明的目标在于一种从初始载体向一最终载体选择传递薄片的方法,每个薄片包括至少一个构成微电子装置和/或者光电子装置和/或者声学装置和/或者机械装置的元件,这些元件被实施在初始基片的表面层中,该方法包括扩如下步骤:
a)将传递载体固定在初始基片的表面层上;
b)去除该初始基片的不相当于表面层的部分;
c)步骤b)之前或之后,通过沿该表面层的厚度进行切割将这些薄片侧向限定在由传递载体和表面层构成的组件上,该切割使得这些可以断裂的区域继续存在;
d)夹持一个或者多个待传递的薄片并且通过在相应的可以断裂的区域加入能量使它们分开,该能量的加入导致这些区域的断裂;
e)将在步骤d)中被分开的该薄片或者多个薄片转移到或者固定到该最终载体上。
构成元件是指至少一个材料层,该材料层可以在传递之前或者之后被处理或者就这样被使用。该材料可以在半导体材料(Si,SiC,GaAs,InP,GaN,HgCdTe),一些压电材料(LiNbO3,LiTaO3),热电的材料,铁电材料,磁性材料和甚至绝缘材料中选择。
如果该表面层还包括一覆盖所述的元件的粘和层,则步骤a)可以包括将传递基片固定在该粘和层上。该粘和层可以是一双面粘和薄膜或者由选自一种粘胶的材料构成,该粘胶包括例如聚和物类型(例如聚酰亚胺,BCB(苯并环丁烯),弹性体或者光敏树脂),蜂蜡,氧化硅(例如SOG类型或者PECVD类型或者热类型)和硅。如果该粘和层覆盖这些元件,则该粘和层可以是一沉积的并且光滑的层。
在步骤a)中,该固定可以通过分子附着实施,这个分子附着可以通过热处理被加强。
在步骤b)中,不相当于该表面层的初始载体的部分的去除可以通过一个或者多个方法实现,这些方法选自:机械修整,研磨,化学干法或者湿法腐蚀,沿一易碎的层断裂。
在步骤c)中,该切割可以通过化学干法或者湿法蚀刻、锯切、超声波、裂解或者激光束进行。
在步骤d)中,通过机械方法、毛细方法、静电方法或者最好是气动方法(例如抽吸方法)和/或者化学方法实现夹持。
在步骤e)中,能量的加入是机械能和/或者热能和/或者化学能的加入。该分开可以结和对该或者这些待传递的薄片压紧和抽吸作用来进行。
最好在步骤e)中,通过分子附着或者粘和获得该固定。该粘和可以通过粘胶、一种环氧树脂或者反应或者不反应的金属层进行。
在步骤e)之后,对应于被转移的该薄片或者被转移的多个薄片的传递载体的部分可以至少被部分地去除。该去除可以通过一个或者多个方法实施,这些方法选自:“剥离”技术,该粘和层的化学腐蚀或者选择腐蚀,沿一易碎层施加机械力和断裂。该易碎层是通过建立微孔和/或者诸如微气泡获得的,其中该微气泡是通过离子注入或者例如引入多孔埋入层或者任何其它允许将该初始载体的表面层分离的方法而获得的。
在该步骤c)之前可能在该传递载体上加入一些装置,这些装置允许将该传递载体在步骤c)期间保持刚性。在步骤c)之后,这些允许加强该传递载体的装置被至少部分除去。
这些装置可以是机械可变形的,所产生的变形有利于可以断裂的区域的断裂。这些装置也可以是塑料薄膜。
该表面层可以包括不相当于该表面层的初始载体的部分相邻的至少一个阻止层。这个阻止层还可以被去除。
在步骤a)之前,一微电子装置和/或者光电子装置和/或者声学装置和/或者机械装置的所述的构成元件可以被检测以便决定其工作状态。
在步骤a)中,该传递载体的固定可以通过在表面层上沉积一材料层而获得,该材料层构成传递载体。
在步骤c)中,从该表面层起和/或者从传递载体起进行切割。
在将该薄片或者多个薄片固定在该最终的载体上之前,可以进行表面的准备,以便增加该固定(清扫,去除牺牲层,研磨…)。当固定在该最终载体上时,通过使用在薄片和载体上的预定的标记或者最好通过使用由透明材料制成的传递载体,该薄片还可以在该载体上对齐。
在步骤e)之后,可以设置一步骤,该步骤使一有源或者无源的微电子装置和/或者光电子装置和/或者传感器的所述的构成元件暴露。
如果该初始载体使SOI类型,即由连续支撑一氧化硅的层和一硅层的硅基片构成,在该硅层中实施了所述的元件,该氧化硅层用作阻止层。
附图说明
阅读随后的说明书,借助示范的非限定性实施例以及附图将理解本发明并且显现出本发明的其它优势和特殊性,附图包括:
图1A-1J是示出实施本发明的选择传递的方法的第一实施例的横截面视图;
图2A-2I是示出实施本发明的选择传递的方法的第二实施例的横截面视图;
图3A-3I是示出实施本发明的选择传递的方法的第三实施例的横截面视图;
具体实施方式
总体上说,本发明用于一些通过微电子和/或者光电子技术整体或者部分地在一些基片上实施的元件。这些元件可能被实施在一个或者多个化学阻止层上。这些元件可能受到在起初始载体上的电检测。
在具有结实的表面拓扑结构情况下,通过沉积一种材料然后进行机械化学抛光或者通过用足够的抛光材料填充一些区域可以实现表面的抛光,其中该足够的抛光材料不是一定需要随后的抛光。如果该填充材料层足够厚和刚性,则该材料层也可以确保一种加强的功能并且构成了该传递载体。另外,该材料层在需要时保证了粘和的功能。
可以使用不同的技术来将该传递载体固定在该初始载体上:分子附着,粘胶,环氧树脂等。当待接触的表面被抛光时该分子附着是特别适和的。可以使用一粘和层来将该表面层固定在该传递载体上。可以用如下的一种材料:双面粘和薄膜,一些聚和物类型的粘胶(聚酰亚胺,BCB,环氧类型或者光敏类型的树脂),一些蜂蜡,玻璃,一些SOG平坦化类型的氧化硅,这些材料可被沉积和加热。
通过一种“取放”的传统技术或者任何其它的技术可以夹持这些薄片,其中通过其它的技术保持该薄片并且局部地供给一种能量以便导致待传递的薄片断裂。最好用一种工具控制该薄片,该工具允许完全通过施加压力抽吸该薄片,以便将该薄片与其它薄片分开。该工具然后可以将分开的薄片放置在该最终载体上。
最好,该传递栽体是一种使用在微电子上的基片,该基片成本低,例如是单晶硅或者多晶硅,玻璃,蓝宝石,…
这些元件可以实施在一初始载体上,该初始载体包括多个阻止层。使用多个阻止层有利地抛光由化学腐蚀该初始载体而获得的表面。使用多个阻止层还可以允许去除一些微粒,这些微粒是由待传递的薄片的垂直脆化和可能由该传递载体导致的。
本发明的第一实施例由图1A-1J表示,这些图为部分截面视图。
图1A示出了一基片10,例如该基片10由GaAs构成,用作初始载体并且在该基片10上根据普通技术人员公知的技术实施了一些半导体芯片11(例如:光电子元件或者微电子元件)。这些芯片11通过至少一个例如由AlxGa(1-x)As构成的阻止层12与其余的初始载体分开。该阻止层导致了较好的均匀传递,因为该阻止层构成了一阻止层和一湿法或者干法的化学蚀刻的对面的一牺牲层。
正如图1B所示,包括一些芯片11的基片10表面被抛光以便允许在一传递载体上的粘和。该操作是通过沉积或者铺设一层可以是粘胶、环氧树脂或者诸如玻璃的矿物材料的层13获得的。该层13的平坦化可能是必须的。阻止层12,这些元件或者半导体芯片11和层13构成该初始载体的表面层。
在图1C中,传递载体14被粘和在该层13的自由表面上。如果该层13是一环氧树脂层,则该环氧树脂层然后被聚和。如果该层13是一矿物层,则热处理可以提高传递载体14的附着能量。
图1D示出该初始载体10,更精确地说不与该表面层对应的初始载体的部分已经被去除。通过一传统方法或者传统方法的组和进行该去除,传统方法包括:机械修整,抛光,干法或者湿法的化学腐蚀。该基片在实施该元件之前可以通过离子或者多种类型的气体的离子注入在深度上被脆化。该薄层与基片的分离然后可通过施加机械能(见文件FRA2748851)而获得。
正如图1E所示,一加强片15固定在该传递载体14的自由表面上。该片15可以是一切割载体。这些待传递的薄片然后被一些沟槽17垂直预切割。一待传递的薄片16包括至少一个芯片11。完全在层12和13中但是部分地在该传递载体14中进行这些薄片的预切割。该预切割使得一些可以在该传递载体14中断裂的区域继续存在。该预切割可以通过化学蚀刻、通过一环形锯、一盘片锯,一线锯或者通过超声波进行。根据本申请,该装置可以在转移到该最终载体上之前或者之后结束。
该阻止层12的自由表面被化学处理以便去除微粒和污物,这些微粒和污物可能在进行前面的操作时出现并且导致该表面不适和分子附着。如果设置了多个阻止层,则这些层中的一个或者多个可以通过干法或者湿法或者甚至通过机械化学抛光而被去除,以便同时去除表面上出现的污物。另外,因为该加强片15(见图1E)不必须与这些化学处理兼容,所以该片15可以正好在实施了一些沟槽17之后被去除,如图1F所示,其中化学处理必须处理一个表面以便允许该表面的分子附着。
待转移的薄片16然后被选择地拾取(见图1G和1H),在压力作用下、或者抽吸作用下、或者一连串的压力和抽吸作用下、或者在一连串的压力和释放压力的作用下、或者在一连串的抽吸和释放抽吸的作用下,这些断裂区域断裂。最好通过一工具18的突然的压力实现断裂,其中该工具18可以控制该待传递的芯片,例如该工具是适应芯片的尺寸的无负荷夹具。
然后将该抽取的薄片16通过分子附着固定在一最终载体19上,如图1I所示。该最终载体19可以进行微电子表面的准备,例如亲水类型的化学清理或者机械化学抛光,以便该薄片16的分子附着。
该层13的材料然后被下蚀刻除去,因此将与该薄片剩余部分一起被传递的传递载体部分分开。该传递载体部分还可以通过锯切而被除去,该层13的材料可以被化学腐蚀去除。获得了图1J示出的结构。
本发明的第二实施例由图2A-2I表示,这些图是部分截面视图。
图2A示出一基片20,该基片20用作初始载体。该载体20是包括二氧化硅层22和硅的薄层的基片SOI,该二氧化硅层22用作化学阻止层,在该硅的薄层中已经根据普通技术人员公知的技术实施了一些半导体芯片21。该二氧化硅层22和硅的薄层构成初始载体的表面层。
在这个实施例中,芯片21(例如:微电子装置,晶体管TFT寻址电路)可以选择地传递。芯片21的自由表面然后与传递载体24相连,如图2B所示。该传递载体24被粘结在芯片21的自由表面上,而没有附加层。
通过选自下面的切割方法:机械切割,激光切割,部分裂解,实施缺陷,裂解启动,在该初始载体20包括该二氧化硅层22和薄层中并且部分地在该传递载体24中实施一些沟槽,以便使断裂区域在该传递载体24中继续存在。这些沟槽27限定了一些薄片26,每个薄片包括一芯片。如图2C所示。
初始载体20的实心部分然后被去除,如图2D所示。该去除可以通过传统方法或者传统方法的组和进行。示范性地该传统方法列举如下:机械修整,抛光,干法或者湿法化学腐蚀。在第二实施例中,可以只使用该修整,因为每个薄片的转移表面不需要抛光以便粘和。
待转移的薄片26被选择性地拾取(见图2E和2F),在第一实施例中引用的方法中的一个使这些断裂区域断裂。最好,通过一工具28的压力实现断裂,该工具允许控制待传递的薄片,例如真空夹具。
所选取的薄片26然后借助于一粘胶块粘和在接纳载体或者最终载体29上。如图2G所示。该最终载体29可以是一种有机材料。该最终载体涉及一卡片,该卡片用于接纳一电子电路以便实现一芯片卡。可以选择粘胶,使得粘胶可以借助于溶剂而被除去(例如商用蜂蜡和丙酮)
仍然存在的传递载体24的部分与转移在该最终载体29上的芯片21一起被第一实施例中引用的方法中的一个所除去。获得了如图2H所示的结构。
然后在被转移的芯片21上实施技术完善,如图2I所示,例如通过微电子的公知技术实施机械接触202和203。
本发明的第三实施例由图3A-3E表示,这些附图是部分截面视图。
图3A示出一用作初始载体的基片30。该基片30涉及一GaAs基片,在该基片上根据普通技术人员公知的技术实施一些半导体芯片。至少一个阻止层32,例如由AlxGa(1-x)As构成的阻止层32将半导体芯片与基片30分开。这个阻止层(或者可能是这些阻止层)提供了这样的优势:非常好的均匀传递,因为该传递构成了一个阻止层和干法或者湿法化学蚀刻的对面的牺牲层。
这些半导体芯片,在这个实施例中,由一些基本元件31和一些用附图标记34成组表示的互补的元件构成。因此可以说该阻止层和这些基本元件31构成了初始载体表面层,而互补元件的组件34用作传递载体。
图3B示出该初始载体被传统方法或者传统方法的组和去除。可以列举如下传统方法:例如机械修整,抛光,干法或者湿法化学腐蚀。
待转移的薄片然后被上述的实施例中的方法中的一个预切割。图3C示出从该结构的每个自由表面开始进行切割。一些沟槽37和337分别对齐,限定出一些薄片36,这些薄片36包括一个或者多个基本元件31。在每个沟槽37和337的直线之间继续存在一个断裂区域。
这些待转移的薄片36被选择性地拾取(见图3D),通过第一实施例中的方法中的一个断裂那些断裂区域。最好通过一工具38的突然的压力进行断裂,该工具38允许控制待传递的薄片,例如一真空夹具。
所选出的薄片36然后通过分子附着被粘和在接纳载体上或者最终载体39上,并且收起该工具38。进入图3E所示。最终载体39可以受到一些微电子的表面准备,以便提高在该载体上该薄片36的分子附着。
Claims (26)
1.选择地将薄片从一初始载体向一最终的载体传递的方法,每个薄片包括一微电子或光电子或声学的或机械的装置的至少一个构成元件,这些元件实施在该初始载体的一个表面层中,该方法包括如下步骤:
a)将一传递载体固定在该初始载体的表面层上,
b)去除不相当于该表面层的初始载体的部分,
c)步骤b)之前或之后,在由传递载体和表面层构成的组件上,通过沿该表面层的厚度进行的垂直切割来侧向限定一些薄片,该切割至少在该表面层中进行以便使得所述的组件的一些可以断裂的区域继续存在,
d)夹持一个或者多个待传递的薄片并且通过施加在所述组件的相应的能够断裂的区域中的能量使它们分离,其中能量的施加导致这些区域的断裂,
e)传递并且固定在步骤d)中分离的该薄片或者多个薄片在该最终载体上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该表面层还包括一粘和层,该粘和层覆盖所述的元件,步骤a)包括在粘和层上固定该传递载体。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,该粘和层是一双面附着薄膜或者是由下面的一种材料制成:一种粘胶,一种蜂蜡,一些二氧化硅氧化物和一些硅。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,该粘胶是选自下面的粘胶:聚酰亚胺、苯并环丁烯、环氧或光敏的树脂。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,粘和层覆盖所述的元件,该粘和层是一沉积和抛光的层。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤a)中,通过分子附着进行固定。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,通过分子附着的固定被一热处理加强。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,通过下面的一个或者多个方法使与表面层不相当于的初始载体的部分被去除,这些方法包括:机械修整,抛光,干法或者湿法化学腐蚀,沿易碎层的断裂。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤c)中,通过干法或者湿法化学蚀刻,通过锯切,通过超声波,通过裂解或者通过激光束进行切割。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤d)中,通过一种技术进行夹持,该技术包括一些机械装置,毛细装置,一些静电装置,一些气动或化学装置。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤d)中,施加的能量是机械或热或化学能。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤d)中,通过在该或者这些待传递的薄片上的压力和抽吸组和作用实现分离。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤e)中,通过分子附着或者粘和获得固定。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在步骤e)中,通过一粘胶,一环氧树脂或者一反应或者不反应的金属层进行的粘和来获得该固定。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤e)之后,对应该被转移的薄片或者多个被转移的薄片的传递载体的部分被至少部分地去除。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,通过一个或者多个下面的方法:剥离技术,化学腐蚀或者粘和层的选择的腐蚀,施加机械力和沿一易碎层的断裂实现所述的至少部分地去除该传递载体的部分。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤c)之前,在该传递载体上加入一些加强片,这些加强片允许在步骤c)期间保留该传递载体的刚度。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤c)之后,加强该传递载体的加强片被至少部分去除。
19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该表面层包括至少一个阻止层,该阻止层与不相当于该表面层的初始载体的部分相邻。
20.根据权利要求1所示的方法,其特征在于,在步骤a)之前,一微电子或光电子或声学或机械的装置的所述的构成元件被检测,以便确定其工作状态。
21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤a)中,通过在该表面层上沉积一材料层获得该传递载体的固定,该材料层构成了该传递载体。
22.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤c)中,从该表面层起或从该传递载体起进行切割。
23.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将该薄片或者多个薄片固定在该最终载体上之前,薄片或最终载体上进行表面准备,以便加强薄片的分子附着。
24.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤e)之后,设置一步骤,该步骤暴露构成有源或者无源微电子装置或光电子装置或传感器的所述构成元件。
25.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该初始载体为绝缘硅片类型,即由一硅基片构成,该硅基片相继支撑一氧化硅层和一硅层,在该硅层中实施所述的元件,该氧化硅层用作阻止层。
26.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当该薄片固定在该最终载体上时,通过使用一些在薄片和最终载体上预先建立的标记或者通过使用一透明材料制成的传递载体,该薄片在该最终载体上被对齐。
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