DE10025746A1 - Production of a solid body substrate used in the silicon switching circuits comprises a cylindrical solid body and cutting out substrate plates in the direction of the cylinder axis, and laterally joining several substrate plates - Google Patents

Production of a solid body substrate used in the silicon switching circuits comprises a cylindrical solid body and cutting out substrate plates in the direction of the cylinder axis, and laterally joining several substrate plates

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DE10025746A1 DE2000125746 DE10025746A DE10025746A1 DE 10025746 A1 DE10025746 A1 DE 10025746A1 DE 2000125746 DE2000125746 DE 2000125746 DE 10025746 A DE10025746 A DE 10025746A DE 10025746 A1 DE10025746 A1 DE 10025746A1
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Abstract

Production of a solid body substrate comprises preparing a cylindrical solid body and cutting out substrate plates (1, 2) in the direction of the cylinder axis; and laterally joining several substrate plates. An Independent claim is also included for a process for the production of a crystalline solid body layer comprising forming a solid body substrate as above; producing a crystalline solid body layer on the surface of the substrate; removing the crystalline solid body layer from the substrate; and carrying out the previous two steps. Preferred Features: The substrate is a silicon substrate and has crystallographic (100)-orientation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörpersubstrats und ein Verfahren zur Herstellung einer kristallinen Festkörperschicht durch epitaktisches Aufwachsen auf das Festkörpersubstrat. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf die Herstellung von großflächigen Halblei­ tersubstraten wie Siliziumsubstraten, die als Muttersubstrate verwendet werden können, um auf ihnen durch epitaktische Wachstumsverfahren kristalline Siliziumschichten abzuscheiden und nach der Abscheidung abzutrennen und gegebenenfalls auf andere Festkörpersubstrate zu bonden.The invention relates to a method for producing a Solid state substrate and a method for producing a crystalline solid layer by epitaxial growth on the solid substrate. The invention relates in particular on the production of large-scale semi-lead ter substrates such as silicon substrates, which act as mother substrates can be used to epitaxially on them Growth process to deposit crystalline silicon layers and separate after the deposition and if necessary to bond other solid substrates.

Heutige Siliziumschaltkreise sind in einer relativ dicken einkristallinen Scheibe hergestellt. Hierbei wird für die Schaltungen nur eine dünne, einige Mikrometer dicke Schicht in der Nähe der Oberfläche elektronisch genutzt. Die restli­ che Dicke der einkristallinen Siliziumscheibe verwendet man lediglich aus mechanischen Gründen. Oftmals ist das verblei­ bende Volumen der Siliziumscheibe sogar als hinderlich anzu­ sehen. So verwendet zum Beispiel die SOI (Silicon on Insula­ tors)-Technologie eine Isolatorschicht zwischen elektronisch aktiver Schicht und mechanisch notwendigem Siliziumträger. Auf diese Weise wird entweder die Strahlenresistenz der elek­ tronisch aktiven Schicht erhöht oder aber störende kapazitive Effekte des Siliziumträgers in der Funktionsweise von Schal­ tungen werden reduziert.Today's silicon circuits are relatively thick single-crystal disc manufactured. This is for the Circuits just a thin, a few microns thick layer used electronically near the surface. The rest che thickness of the single-crystal silicon wafer is used only for mechanical reasons. This is often the case volume of the silicon wafer can even be regarded as a hindrance see. For example, SOI (Silicon on Insula tors) technology an insulator layer between electronic active layer and mechanically necessary silicon carrier. In this way, either the radiation resistance of the elec tronic active layer increased or disruptive capacitive Effects of the silicon carrier in the functioning of scarf efforts are reduced.

Die Herstellung von Siliziumkristallen erfolgt mit der soge­ nannten Volumenkristallzucht. Sie umfaßt üblicherweise vier Schritte:
The production of silicon crystals takes place with the so-called bulk crystal growing. It usually consists of four steps:

  • 1. Herstellung von metallurgischem Silizium;1. Manufacture of metallurgical silicon;
  • 2. Siemens-Prozeß (Hydrochlorieren, fraktinierte Destillati­ on) → Trichlorsilan, SiHCl3;2. Siemens process (hydrochlorination, fractionated distillation) → trichlorosilane, SiHCl 3 ;
  • 3. Herstellen polykristallinen Siliziums; 3. Manufacture polycrystalline silicon;  
  • 4. Herstellen der Einkristalle durch Ziehen aus der Schmelze (Czochralski-Verfahren, CZ) oder Zonenziehen (Float Zone, FZ)4. Manufacture of the single crystals by pulling them out of the melt (Czochralski method, CZ) or zone pulling (float zone, FZ)

Zur Zeit ist die Zucht von Volumenkristallen auf maximal 12 Zoll begrenzt. Als Folge davon sind auch Scheiben von Sili­ zium, die aus solchen Stäben geschnitten werden, in ihrem Durchmesser auf 12 Zoll begrenzt. Die Kreisform der Scheibe ist durch die Form des Stabes vorgegeben. Oft erfolgen nach der Herstellung der kreisförmigen Scheiben noch weitere Epi­ taxieschritte, bevor eine Schaltung auf der Siliziumscheibe hergestellt wird.The growth of bulk crystals is currently at a maximum of 12 Inches limited. As a result, there are also discs from Sili zium cut from such sticks in their Diameter limited to 12 inches. The circular shape of the disc is determined by the shape of the rod. Often done after the production of the circular discs still more epi taxi steps before a circuit on the silicon wafer will be produced.

In der Halbleitertechnologie ist der Durchmesser der Scheiben und Stäbe in der Vergangenheit immer mehr gewachsen. Der Vor­ teil von größeren Scheiben liegt darin, daß bei größerem Durchmesser in einem Prozeßschritt mehr Bauelemente herge­ stellt werden können. Größere Flachen erbringen also Kosten­ vorteile. Daher wird auch bei der konventionellen Technologie der Herstellung einkristalliner Halbleiterscheiben die Schei­ bengröße in Zukunft weiter zunehmen.In the semiconductor technology is the diameter of the disks and staffs have grown more and more in the past. The before Part of larger panes is that larger ones Diameter in one process step more components can be put. Larger areas therefore cost money benefits. Therefore, also with the conventional technology the manufacture of single-crystalline semiconductor wafers size will continue to increase in the future.

Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Halbleiter- Volumenkristallen sind jedoch sehr aufwendig, energie- und kostenintensiv, weil das im Ausgangszustand metallurgische Silizium in dem obigen Schritt 2. erst in die Gasphase (Trichlorsilan, SiHCl3) überführt wird, anschließend im Schritt 3. wieder zu polykristallinem Silizium verfestigt wird, um schließlich im Schritt 4. geschmolzen und als Ein­ kristall aus der Schmelze gezogen zu werden.However, the conventional methods for producing semiconductor bulk crystals are very complex, energy-intensive and cost-intensive because the metallurgical silicon in the initial state in step 2 above. is first converted into the gas phase (trichlorosilane, SiHCl 3 ), then in step 3 . solidified again to polycrystalline silicon, finally in step 4 . to be melted and pulled out of the melt as a single crystal.

Außerdem ist bei den herkömmlichen Verfahren der Materialver­ brauch extrem hoch, da ein großer Dickenanteil der Halblei­ terscheibe lediglich Stabilitätszwecken dient und für elek­ tronische Bauelemente nicht genutzt werden kann.In addition, the material ver need extremely high, because a large part of the thickness of the half lead only serves for stability purposes and for elec tronic components can not be used.

Es sind daher verschiedene Verfahren entwickelt geworden, um unter geringem Materialeinsatz ein- oder polykristalline, dünne, bauelementfähige Halbleiterschichten auf einem Substrat aufzuwachsen und durch einen Transferprozeß auf ein an­ deres Substrat zu übertragen.Various methods have therefore been developed to single or polycrystalline with little use of material, thin, component-capable semiconductor layers on a substrate  to grow up and through a transfer process to an to transfer their substrate.

In der EP 0 797 258 ist beispielsweise das sogenannte ELTRAN- Verfahren (Epitaxial Layer TRANsfer) beschrieben, bei welchem poröses Siliziummaterial zum Einsatz kommt. Bei diesem Ver­ fahren wird zunächst in der Oberfläche eines ersten Silizium­ wafers durch anodisches Ätzen eine poröse Schicht erzeugt. Durch thermisches Ausheilen wird anschließend in der porösen Siliziumschicht durch Zusammenwachsen von Poren in einer be­ stimmten Tiefe eine Trenn- oder Spaltschicht erzeugt. Gleich­ zeitig wird die Oberfläche der porösen Siliziumschicht rekri­ stallisiert, so daß auf dieser eine kristalline Silizium­ schicht epitaktisch aufgewachsen werden kann. Auf diese epi­ taktische Schicht kann dann beispielsweise ein zweiter Sili­ ziumwafer aufgebondet werden, der an der Trennschicht des po­ rösen Siliziums abgetrennt werden kann.For example, EP 0 797 258 describes the so-called ELTRAN Process (epitaxial layer TRANsfer) described in which porous silicon material is used. With this ver First we drive in the surface of a first silicon wafers creates a porous layer by anodic etching. By thermal healing is then in the porous Silicon layer by growing together of pores in a be certain depth creates a separation or gap layer. Soon the surface of the porous silicon layer becomes recurrent installed so that on this a crystalline silicon layer can be grown epitaxially. On this epi tactical layer can then, for example, a second sili Ziumwafer are bonded to the interface of the po red silicon can be separated.

Während bei dem vorgenannten Verfahren die poröse Silizium­ schicht als Opferschicht verwendet, beschreibt die EP 0 993 029 ein Verfahren, bei welchem die poröse Schicht vor oder nach ihrem Ablösen von dem Muttersubstrat mindestens teil­ weise rekristallisiert wird und selbst als bauelementfähige Schicht verwendet werden kann.While in the aforementioned process the porous silicon EP 0 993 029 describes the layer used as the sacrificial layer a method in which the porous layer before or after detaching them from the mother substrate at least in part is recrystallized and even as a component capable Layer can be used.

Bei dem sogenannten Smart-Cut-Prozeß, wie beispielsweise be­ schrieben in der US-PS-5,714,395, werden in einen Halblei­ terwafer Ionen derart implantiert, daß sich in einer bestimm­ ten, durch die Implantationsparameter vorgegebenen Tiefe des Halbleiterwafers Mikroeinschlüsse ausbilden. Dann wird ein zweiter Halbleiterwafer auf die Oberfläche des ersten Halb­ leiterwafers gebondet. Durch anschließendes thermisches Aus­ heilen wachsen die Mikroeinschlüsse in dem ersten Halbleiter­ wafer zu einer Trenn- oder Spaltfläche zusammen. An dieser Trennfläche kann dann der zweite Halbleiterwafer und die an­ gebondete Schicht des ersten Halbleiterwafers leicht abge­ trennt werden.In the so-called smart cut process, such as be written in U.S. Patent No. 5,714,395, are in a half lead Terwafer ions implanted in such a way that in a certain th, the depth of the predetermined by the implantation parameters Form semiconductor wafers micro-inclusions. Then one second semiconductor wafer on the surface of the first half conductor wafers bonded. By subsequent thermal off heal the micro-inclusions grow in the first semiconductor wafers to form a separation or gap surface. At this The separating surface can then be the second semiconductor wafer and the bonded layer of the first semiconductor wafer slightly abge be separated.

Bei diesen Verfahren kann das jeweils verwendete Halbleiter- Ausgangssubstrat, das sogenannte Muttersubstrat, mehrfach verwendet werden, um eine Vielzahl von epitaktisch aufgewach­ senen einkristallinen Halbleiterschichten unter geringem Ma­ terialeinsatz zu erzeugen. Diese bekannten Verfahren haben jedoch alle den Nachteil, daß das Flächenmaß der zu ihrer Durchführung verwendeten Substrate nicht über eine durch die Art der Herstellung der Substrate bedingte Größe hinausgeht. So ist man beispielsweise bei Verwendung von Siliziumsubstra­ ten auf die bereits erwähnten 12 Zoll Waferdurchmesser be­ schränkt, während bei III-V-Halbleitern wie GaAs wesentlich geringere Waferdurchmesser erreichbar sind.With these methods, the semiconductor used in each case Starting substrate, the so-called mother substrate, multiple times  used to wake up a variety of epitaxially monocrystalline semiconductor layers to a small extent to generate material. Have these known methods however, all have the disadvantage that the area dimension of their Carried out substrates not used by one The type of manufacture of the substrates depends on the size. One is, for example, when using silicon substrate on the 12 inch wafer diameters already mentioned limits, while essential in III-V semiconductors such as GaAs smaller wafer diameters can be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörpersubstrats anzu­ geben, mit welchem ein - verglichen mit der konventionellen Volumenkristallherstellung - größeres Flächenmaß des Festkör­ persubstrats erreichbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung besteht darin, ein solchermaßen hergestell­ tes Festkörpersubstrat als Muttersubstrat zur wiederholten Herstellung und Abtrennung epitaktisch aufgewachsener Fest­ körperschichten zu verwenden.The present invention is therefore based on the object to disclose a method of manufacturing a solid substrate give which one - compared to the conventional one Volume crystal production - larger area of the solid persubstrats is reachable. Another task of the present The present invention is such a manufactured t solid substrate as a mother substrate for repeated Production and separation of an epitaxially grown festival to use body layers.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Pa­ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.These tasks are characterized by the characteristics of the independent Pa claims resolved. Advantageous further developments are in specified in the subclaims.

Die vorliegende Erfindung beschreibt somit in einem ersten Aspekt zwei prinzipiell voneinander unabhängige Verfahren, die es gestatten, großflächige Festkörper-, insbesondere Halbleiterkristalle herzustellen, die in ihrer Ausdehnung nicht mehr durch die physikalisch/technologischen Grenzen bei der Herstellung einkristalliner, defektfreier Stäbe begrenzt sind. Diese beiden Verfahren sind:
In a first aspect, the present invention thus describes two processes which are in principle independent of one another and which allow large-area solid-state, in particular semiconductor, crystals to be produced which are no longer limited in their extent by the physical / technological limits in the production of single-crystal, defect-free rods. These two processes are:

  • A) Bereitstellen eines zylindrischen Festkörpereinkristalls und Aussägen mindestens einer Substratplatte in Richtung der Zylinderachse;A) Providing a cylindrical solid-state single crystal and sawing out at least one substrate plate in the direction the cylinder axis;
  • B) Laterales Zusammenfügen mehrerer Festkörper-Substratplat­ ten, die gegebenenfalls durch Verfahrensschritt A. herge­ stellt wurden.B) Lateral joining of several solid-state substrate plates ten, optionally by method step A. were put.

Beide Verfahren alleine und/oder ihre Kombination führen da­ zu, daß im Ergebnis großflächige Festkörpersubstrate vor­ liegen, die eine größere Oberfläche haben, als solche, die bisher durch Verwenden herkömmlicher Volumenkristalle möglich waren.Both methods alone and / or their combination lead there to that in the result large-area solid substrates before which have a larger surface area than those which previously possible by using conventional bulk crystals were.

Nach dem ersten Aspekt der Erfindung stehen somit grundsätz­ lich drei verschiedene Verfahrensvarianten zur Verfügung.According to the first aspect of the invention there are fundamental principles three different process variants are available.

Zum einen kann das Verfahren A. alleine verwendet werden, in­ dem z. B. aus einem durch das Czochralskiverfahren gezogenen Siliziumeinkristall in Wachstumsrichtung eine rechteckförmige Substratplatte ausgesägt wird. Diese weist bereits eine grö­ ßere Fläche als die üblicherweise quer zur Wachstumsrichtung ausgesägten Scheiben auf, so daß schon durch das Verfahren A. alleine die obige Aufgabe gelöst wird.On the one hand, method A. can be used alone, in the z. B. from a drawn by the Czochralski process Silicon single crystal in the growth direction a rectangular Substrate plate is sawn out. This already shows a size larger area than that usually across the growth direction sawn-out slices, so that the process A. the above task is solved alone.

Es kann aber auch das Verfahren A. mit dem Verfahren B. kom­ biniert werden, indem beispielsweise die aus einem gezogenen Siliziumstab ausgesägten rechteckförmigen Substratplatten la­ teral aneinandergefügt werden, oder indem aus verschiedenen gezogenen Siliziumstäben ausgesägte Substratplatten lateral aneinandergefügt werden.However, method A. can also be combined with method B. be binated by, for example, the one drawn Silicon bar sawed out rectangular substrate plates la terally joined together, or by combining different pulled silicon rods laterally sawn out substrate plates be joined together.

Schließlich kann auch das Verfahren B. alleine zur Anwendung kommen, indem nämlich anderweitig als durch Aussägen aus ei­ nem Stab hergestellte Substratplatten lateral aneinanderge­ fügt werden. Beispielsweise können zunächst mehrere kreis­ runde Siliziumscheiben auf konventionelle Weise hergestellt und anschließend derart präpariert werden, daß sie lateral aneinandergefügt werden können.Finally, method B can also be used alone come by other than by sawing from egg Substrate plates made with a rod are laterally juxtaposed be added. For example, you can start with several circles round silicon wafers manufactured in a conventional manner and then be prepared so that they are lateral can be joined together.

Bezüglich des Verfahrensschrittes B. sind je nach den Anfor­ derungen an die Defektfreiheit verschiedene Arten des latera­ len Zusammenfügens der Substratplatten mit unterschiedlichem technologischem Aufwand denkbar. Im einfachsten Fall können zwei zusammenzufügende Substratplatten an ihren geraden Kan­ ten aneinandergelegt und durch Wärmeeinwirkung, etwa einen Ofen, eine Halogenlampe oder einen Laserstrahl zusammenge­ schmolzen werden. Ein etwas aufwendigeres Verfahren sieht dagegen vor, die Substratplatten in einem geringen Abstand von­ einander anzuordnen und in die zwischen ihnen bestehende Lüc­ ke weiteres Substratplattenmaterial durch ein Wachstums­ verfahren epitaktisch aufzubringen, so daß zwischen den Sub­ stratplatten eine Verbindung mit möglichst geringer Verset­ zungsdichte entsteht. Weiterhin kann zusätzlich vorgesehen sein, die Kanten der Substratplatten in geeigneter Weise vor­ her zu präparieren, etwa um für ein anschließendes epitakti­ sches Wachstum geeignete kristallographische Wachstumsbedin­ gungen zu schaffen. Die Kanten können z. B. angeschrägt wer­ den, so daß die angeschrägten Flanken eine (111)-Orientierung aufweisen, die für ein anschließendes epitaktisches Wachstum günstig sind.With regard to process step B., different types of latera len assembly of the substrate plates with different technological effort are conceivable depending on the requirements for defect-free. In the simplest case, two substrate plates to be joined can be placed against one another at their straight edges and melted together by the action of heat, for example an oven, a halogen lamp or a laser beam. A somewhat more complex method, on the other hand, provides to arrange the substrate plates at a short distance from one another and to epitaxially apply further substrate plate material into the gap between them by means of a growth process, so that a connection with the lowest possible offset density arises between the substrate plates. Furthermore, provision can additionally be made to prepare the edges of the substrate plates in a suitable manner, for example in order to create suitable crystallographic growth conditions for subsequent epitaxial growth. The edges can e.g. B. beveled who, so that the beveled flanks have a ( 111 ) orientation, which are favorable for subsequent epitaxial growth.

Falls ein epitaktisches Zusammenwachsen einzelner Substrat­ platten durch Aufwachsen weiteren Substratplattenmaterials oder anderen Materials vorgesehen ist, so kann hierfür ein konventionelles und kostengünstiges Verfahren wie LPE (Flüs­ sigphasenepitaxie) oder CVD (chemische Gasphasenabscheidung) angewandt werden.If an epitaxial coalescence of individual substrates plates by growing further substrate plate material or other material is provided, can be used for this conventional and inexpensive process such as LPE (Flüs sigphase epitaxy) or CVD (chemical vapor deposition) be applied.

Die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellten Fest­ körpersubstrate können selbst zur Herstellung elektronischer Bauelemente verwendet werden. Es kann jedoch gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung auch vorgesehen sein, die Fest­ körpersubstrate als Muttersubstrate zur ein- oder mehrfachen Herstellung kristalliner Festkörperschichten zu verwenden. In diesem Fall wird das wie oben beschrieben hergestellte Fest­ körpersubstrat dafür verwendet, um nach den folgenden Verfah­ rensschritten mindestens eine kristalline Festkörperschicht mit herzustellen:
The solid substrates produced according to the first aspect of the invention can even be used for the production of electronic components. However, it can also be provided according to a second aspect of the invention to use the solid substrates as mother substrates for single or multiple production of crystalline solid layers. In this case, the solid substrate produced as described above is used to produce at least one crystalline solid layer using the following process steps:

  • a) Herstellen eines Festkörper-Muttersubstrats mit den Ver­ fahren A. und/oder B. wie beschrieben;a) Manufacture of a solid mother substrate with the Ver drive A. and / or B. as described;
  • b) Erzeugen einer kristallinen Festkörperschicht an der Ober­ fläche des Muttersubstrats;b) creating a crystalline solid layer on the top area of the mother substrate;
  • c) Abtrennen der kristallinen Festkörperschicht von dem Mut­ tersubstrat;c) separating the crystalline solid layer from the courage ter substrate;
  • d) gegebenenfalls erneutes Durchführen der Verfahrensschritte b. und c.d) if necessary, performing the process steps again b. and c.

Dieser zweite Aspekt beinhaltet somit verschiedene an sich im Stand der Technik im wesentlichen bekannte Schichterzeugungs-, Ablöse- und Transferverfahren und/oder epitaktische Techni­ ken, die dazu dienen können, diese Festkörperschichten zu du­ plizieren, multiplizieren oder aber aufzuteilen.This second aspect thus contains different ones in itself State of the art essentially known layer generation, Transfer and transfer procedures and / or epitaxial techni that can serve to solidify these solid layers multiply, multiply or divide.

Bei diesen Multiplikationstechniken können die ursprünglich mit den Verfahren A. und/oder B. hergestellten Festkörpersub­ strate als wiederverwendbare Muttersubstrate dienen. Da diese Muttersubstrate im Vergleich mit üblichen Halbleiterwafern relativ große Flächen aufweisen, können auf ihnen entspre­ chend große kristalline Halbleiterschichten erzeugt werden.With these multiplication techniques, the originally solid sub produced with the methods A. and / or B. strate serve as reusable mother substrates. This one Mother substrates compared to conventional semiconductor wafers have relatively large areas can correspond to them accordingly large crystalline semiconductor layers are produced.

Jedes im Stand der Technik bekannte Verfahren ist hierfür im Prinzip anwendbar. Es kann Schichtmaterial mit einem Wachs­ tumsverfahren epitaktisch aufgewachsen werden. Dies ist je­ doch nicht zwingend notwendig. Es kann beispielsweise auch das bereits in der Beschreibungseinleitung genannte, in der EP 0 993 029 beschriebene Verfahren zum Einsatz kommen, bei welchem die poröse Schicht vor oder nach ihrem Ablösen von dem Muttersubstrat mindestens teilweise rekristallisiert wird und selbst als bauelementfähige Schicht verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren wird dementsprechend im Verfah­ rensschritt b. an der Oberfläche des Muttersubstrats eine po­ röse Schicht erzeugt, wobei diese poröse Schicht aus zwei Schichten unterschiedlicher Porosität besteht, von denen die untere Schicht die höhere Porosität aufweist, und im Verfah­ rensschritt b. ferner eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, durch die die obere poröse Schicht mindestens teilweise re­ kristallisiert wird und die obere poröse Schicht mindestens teilweise in eine Trennschicht umgewandelt wird, und an­ schließend die rekristallisierte Festkörperschicht, gegebe­ nenfalls nach Bonden eines weiteren Festkörpersubstrats auf die Festkörperschicht, im Verfahrensschritt c. an der Trenn­ schicht, gegebenenfalls unter weiterer Wärmeeinwirkung, von dem Muttersubstrat abgelöst wird.Every method known in the prior art is for this purpose Principle applicable. It can be layer material with a wax growing up epitaxially. This is ever but not absolutely necessary. For example, it can also that already mentioned in the introduction to the description, in the Methods described in EP 0 993 029 are used in which the porous layer before or after its removal from the mother substrate is at least partially recrystallized and can even be used as a component-capable layer can. Accordingly, this procedure is followed in the procedure Step b. a po on the surface of the mother substrate generated rous layer, this porous layer of two There are layers of different porosity, of which the lower layer has the higher porosity, and in the process Step b. a heat treatment is also carried out, through which the upper porous layer at least partially re is crystallized and the upper porous layer at least is partially converted into a separation layer, and on closing the recrystallized solid layer, given if necessary, after bonding another solid-state substrate the solid layer, in process step c. at the parting layer, possibly with further heat, from the mother substrate is detached.

Es kann auch das ebenfalls in der Beschreibungseinleitung ge­ nannte, in der EP 0 797 258 beschriebene ELTRAN-Verfahren eingesetzt werden, bei welchem ebenfalls poröses Siliziumma­ terial zum Einsatz kommt. Bei diesem Verfahren wird im Ver­ fahrensschritt b. die Oberfläche des Muttersubstrats derart präpariert, daß an ihrer Oberfläche eine poröse Schicht er­ zeugt wird, anschließend wird eine kristalline Festkörper­ schicht epitaktisch auf die poröse Schicht aufgewachsen, und anschließend wird die kristalline Festkörperschicht, gegebe­ nenfalls nach Bonden eines weiteren Festkörpersubstrats auf die Festkörperschicht, im Verfahrensschritt c. durch Auflösen der porösen Schicht, gegebenenfalls unter Temperatureinwir­ kung, von dem Muttersubstrat abgelöst.It can also ge in the introduction to the description called ELTRAN method described in EP 0 797 258  are used, in which also porous silicon material material is used. In this method, Ver step b. the surface of the mother substrate in such a way prepares that he has a porous layer on its surface is produced, then a crystalline solid layer epitaxially grown on the porous layer, and then the crystalline solid layer is added if necessary, after bonding another solid-state substrate the solid layer, in process step c. by dissolving the porous layer, optionally under the influence of temperature kung, detached from the mother substrate.

Dieses Verfahren kann auch noch dahingehend modifiziert wer­ den, daß das Muttersubstrat eine definierte kristallographi­ sche Orientierung aufweist und im Verfahrensschritt b. die Oberfläche des Muttersubstrats ferner derart präpariert wird, daß in ihr vor Erzeugung der porösen Schicht eine Texturie­ rung erzeugt wird und im Verfahrensschritt c. eine auf diese Weise erzeugte waffelförmige kristalline Festkörperschicht von dem Muttersubstrat abgetrennt wird. Falls das Muttersub­ strat dabei ein Siliziumsubstrat ist, so wird vorzugsweise eine kristallographische (100)-Orientierung eingestellt. Die­ ses Verfahren ist als Ψ-Prozeß bekannt und in der Publika­ tion von Brendel et al. in Appl. Phys. A 67, 151 (1998) be­ schrieben.This process can also be modified to the extent that the mother substrate has a defined crystallographic orientation and in process step b. the surface of the mother substrate is further prepared in such a way that a texturing is generated in it before the porous layer is generated and in process step c. a wafer-shaped crystalline solid layer produced in this way is separated from the mother substrate. If the mother substrate is a silicon substrate, then a crystallographic ( 100 ) orientation is preferably set. This method is known as the Ψ process and in the publication by Brendel et al. in Appl. Phys. A 67, 151 ( 1998 ).

Als weiteres denkbares Verfahren kann das in der US-PS-5, 714,395 beschriebene Smart-Cut-Verfahren verwendet werden, bei welchem im Verfahrensschritt b. die Oberfläche des Mut­ tersubstrats derart präpariert wird, daß eine oberflächennahe Schicht mit Ionen implantiert wird, auf das implantierte Mut­ tersubstrat ein weiteres Festkörpersubstrat gebondet wird und durch einen Temperaturbehandlungsschritt die oberflächennahe implantierte Schicht von dem Muttersubstrat abgetrennt wird. Bei Verwendung eines Siliziumsubstrats können beispielsweise Wasserstoffionen implantiert werden.As a further conceivable method, that described in US Pat. No. 5, 714,395 described smart cut method can be used in which in process step b. the surface of courage substrate is prepared in such a way that a near-surface Layer with ions is implanted on the implanted courage another solid-state substrate is bonded and through a temperature treatment step near the surface implanted layer is separated from the mother substrate. For example, when using a silicon substrate Hydrogen ions are implanted.

Schließlich kann das sogenannte Epi-lift-Verfahren verwendet werden, das in der Publikation von K. J. Weber et al. in Proc. 26th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (IEEE, Picataway, 1997), S. 107. Bei diesem Verfahre weist das Mutter­ substrat eine definierte kristallographische Orientierung auf und auf seiner Oberfläche ist eine Deckschicht, insbesondere eine Oxidschicht, aufgebracht und im Verfahrensschritt b. wird die Oberfläche dadurch präpariert, daß entlang vorgege­ bener Linien, insbesondere in Form einer Netzstruktur, die Deckschicht entfernt wird, so daß bei dem nachfolgenden epi­ taktischen Aufwachsen die kristalline Halbleiterschicht be­ vorzugt in den deckschichtfreien Bereichen auf der freigeleg­ ten Festkörperoberfläche des Muttersubstrats aufwächst. Wenn dabei als Muttersubstrat ein Siliziumsubstrat verwendet wird, so weist dieses vorzugsweise die kristallographische Orien­ tierung (100) auf.Finally, the so-called epi-lift method can be used, which is described in the publication by KJ Weber et al. in proc. 26 th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (IEEE, Picataway, 1997), p. 107. In this process, the mother substrate has a defined crystallographic orientation and a cover layer, in particular an oxide layer, is applied to its surface and in process step b. the surface is prepared by removing the cover layer along predetermined lines, in particular in the form of a network structure, so that during the subsequent epitaxial growth, the crystalline semiconductor layer preferably grows in the cover layer-free areas on the exposed solid surface of the mother substrate. If a silicon substrate is used as the mother substrate, this preferably has the crystallographic orientation ( 100 ).

Die nach einem der vorgenannten Verfahren oder nach einem an­ deren Verfahren erzeugten und abgetrennten kristallinen Fest­ körperschichten können nach Durchführung des Verfahrens­ schritts c. je nach Anwendungszweck auf ein beliebiges Fest­ körpersubstrat, beispielsweise auf ein (Hochtemperatur-) Glassubstrat, ein (Hochtemperatur-)Keramiksubstrat oder ge­ eignete Plastiksubstrate aufgebracht werden. Im Falle von kristallinen Siliziumschichten können diese auch in vorteil­ hafter Weise auf polykristallinen Siliziumsubstraten aufge­ bracht werden, da hier die Gefahr von Verunreinigungen sei­ tens des Substrats sehr gering ist und die thermischen Eigen­ schaften der kristallinen Siliziumschicht und des Substrats am besten aufeinander abgestimmt sind.According to one of the aforementioned methods or according to one their process produced and separated crystalline solid Body layers can be done after performing the procedure step c. depending on the application to any festival body substrate, for example on a (high temperature) Glass substrate, a (high temperature) ceramic substrate or ge suitable plastic substrates are applied. In case of Crystalline silicon layers can also be advantageous on polycrystalline silicon substrates be brought, since here is the risk of contamination tens of the substrate is very low and the thermal properties the crystalline silicon layer and the substrate are best coordinated.

Das Prinzip der Erfindung ist universell und prinzipiell auf alle Arten von Festkörpern anwendbar, eignet sich jedoch ins­ besondere für Halbleiter, und hierbei natürlich insbesondere für Silizium oder III-V-Halbleiter wie GaAs, GaN oder InP. Es sind jedoch auch Anwendungen bei Nicht-Halbleitern denkbar, insbesondere bei (Hochtemperatur)-Supraleitern oder anderen keramischen Materialien mit kristallinem Gefüge. Auch auf Diamant könnte die Erfindung vorteilhaft angewandt werden.The principle of the invention is universal and principally based on all types of solids can be used, but is suitable especially for semiconductors, and of course in particular for silicon or III-V semiconductors such as GaAs, GaN or InP. It However, applications with non-semiconductors are also conceivable, especially with (high temperature) superconductors or others ceramic materials with a crystalline structure. On too Diamond, the invention could be used to advantage.

Zusammenfassend sind somit als die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren anzuführen:
In summary, the most important advantages of the method according to the invention are:

  • - es sind großflächige Festkörper-, insbesondere Halbleiter­ scheiben und -schichten herstellbar;- There are large solid, especially semiconductors discs and layers can be produced;
  • - Vermeiden der Volumenkristallzucht;- avoid bulk crystal growing;
  • - die hergestellten Festkörpersubstrate sind nicht auf eine Kreisform eingeschränkt;- The solid substrates produced are not on one Limited circular shape;
  • - die dünnen kristallinen Festkörperschichten können mit ei­ nem beliebigen bekannten Verfahren (Eitran, SIMOX, poröses Si, quasi-monokristallines Si im Falle von Silizium als Fest­ körpermaterial) abgeschält werden;- The thin crystalline solid layers can with egg any known method (Eitran, SIMOX, porous Si, quasi-monocrystalline Si in the case of silicon as a solid body material) are peeled off;
  • - Umgehen des polykristallinen Si und des Aufschmelzens bei der konventionellen Si-Herstellung- Bypassing polycrystalline Si and melting conventional Si production
  • - Scheibenförmiges Si direkt hergestellt durch Epitaxie auf kristalliner Siliziumfläche.- Disc-shaped Si produced directly by epitaxy crystalline silicon surface.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zei­ gen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described in Connection with the drawing figures explained in more detail. It shows gene:

Fig. 1a konventionelles Zersägen eines gewachsenen Halbleiter­ stabes; Fig. 1a conventional sawing of a grown semiconductor rod;

Fig. 1b erfindungsgemäßes Zersägen eines gewachsenen Halblei­ terstabes in Wachstumsrichtung des Kristalls; FIG. 1b inventive cutting a grown semiconducting terstabes in the growth direction of the crystal;

Fig. 2a Substratplatten vor dem Zusammenfügen zu einer größe­ ren Platte; Fig. 2a substrate plates before assembling a size ren plate;

Fig. 2b nach epitaktischem Wachstum zusammengefügte Substrat­ platten; Fig. 2b plates assembled after epitaxial growth;

Fig. 3a Substratplatten mit abgeschrägten Kanten ((111)-Orien­ tierung); Fig. 3a substrate plates with chamfered edges (( 111 ) -orientation);

Fig. 3b nach epitaktischem Wachstum zusammengefügte Substrat­ platten; FIG. 3b plates by epitaxial growth bonded substrate;

Fig. 3c zusammengefügte Substratplatten nach Planarisierung. Fig. 3c assembled substrate plates after planarization.

In den Fig. 1a und 1b ist jeweils ein zylindrischer Halb­ leitereinkristall dargestellt. Dieser Stab wird üblicherweise quer zur Wachstumsrichtung, also der Zylinderachse zersägt. Wie in Fig. 1a dargestellt ist, erhält man auf diese Weise kreisrunde Scheiben (wafer), deren maximaler Durchmesser durch die physikalischen und technologischen Grenzen bei der Herstellung der Stäbe derzeit auf 12 Zoll bei Silizium be­ grenzt ist. Bei der Herstellung von GaAs und anderen Halblei­ ter ist der maximale erzielbare Durchmesser erheblich niedri­ ger.In FIGS. 1a and 1b, a cylindrical half is shown single crystal respectively. This rod is usually sawn across the direction of growth, i.e. the cylinder axis. As shown in Fig. 1a, circular wafers are obtained in this way, the maximum diameter of which is currently limited to 12 inches by silicon due to the physical and technological limits in the manufacture of the rods. When manufacturing GaAs and other semiconductors, the maximum achievable diameter is considerably lower.

Die kreisrunde Form der Halbleiterwafer rührt davon her, daß sie aus ebenso kreisrunden Stäben geschnitten sind, die ent­ weder durch das Czochralski (CZ) oder das float-zone (FZ)- Verfahren hergestellt werden. Zwangsläufig ist dadurch der maximale Durchmesser jeder Scheibe auf den Durchmesser des Stabes begrenzt. Wenn man den Stab im Gegensatz zum bisheri­ gen Verfahren nicht mehr quer zur Wachstumsrichtung, sondern, wie in Fig. 1b gezeigt, in Wachstumsrichtung schneidet, dann erhält man nicht runde, sondern rechteckige Halbleiterschei­ ben, bei denen zumindest eine Kante eine größere Länge hat, als es dem Durchmesser des Stabes entspricht. Diese Kante ist allein durch die Länge des Stabes begrenzt. Die in Längsrich­ tung des Stabes geschnittenen Halbleiterplatten können entwe­ der direkt zur Herstellung von Bauelementen verwendet werden, durch das Verfahren B. lateral zu noch größeren Substratplat­ ten verbunden werden und/oder durch die Verfahrensschritte a. bis d. für die mehrfache Erzeugung kristalliner Halbleiter­ schichten verwendet werden.The circular shape of the semiconductor wafers stems from the fact that they are cut from equally circular rods which are produced either by the Czochralski (CZ) or the float zone (FZ) process. As a result, the maximum diameter of each disc is limited to the diameter of the rod. If, in contrast to the previous method, the rod is no longer cut transversely to the direction of growth but, as shown in FIG. than it corresponds to the diameter of the rod. This edge is limited only by the length of the bar. The semiconductor plates cut in the longitudinal direction of the rod can either be used directly for the production of components, connected laterally by the method B. to form even larger substrate plates and / or by the method steps a. to d. layers are used for the multiple generation of crystalline semiconductor.

Ein derartiges Verfahren zum lateralen Zusammenfügen ist bei­ spielhaft anhand der Fig. 2a-2c dargestellt. In Fig. 2a sind zwei durch eine Lücke 4 getrennte Substratplatten 1 und 2 auf einem als Unterlage dienenden Träger 3 angeordnet. Die Substratplatten 1 und 2 sollen zu einer größeren Substrat­ platte verbunden werden. Dazu wird die Lücke 4 zum Beispiel durch laterale Epitaxie oder aber durch Verschmelzen (z. B. mit Hilfe einer Halogenlampe oder eines Lasers) der Substrat­ platten 1 und 2 aufgefüllt. Im Falle der Epitaxie können die Substratplatten 1 und 2 auf der Oberfläche so präpariert sein, daß Epitaxie vorwiegend in der Lücke stattfindet, wie weiter unten noch beispielhaft erläutert werden wird. Bei der Epitaxie wachsen dann die Substratplatten 1 und 2 schließlich zusammen. Das Verbinden durch Epitaxie kann mit Hilfe eines gleichen oder verschiedenen Materials wie die Substratplatten 1 und 2 stattfinden. Such a method for lateral joining is shown in an exemplary manner with reference to FIGS . 2a-2c. In FIG. 2a, two substrate plates 1 and 2 separated by a gap 4 are arranged on a carrier 3 serving as a base. The substrate plates 1 and 2 are to be connected to a larger substrate plate. For this purpose, the gap 4 is filled, for example by lateral epitaxy or else by fusing (for example with the aid of a halogen lamp or a laser) of the substrate plates 1 and 2 . In the case of epitaxy, the substrate plates 1 and 2 can be prepared on the surface such that epitaxy takes place predominantly in the gap, as will be explained below by way of example. In the case of epitaxy, the substrate plates 1 and 2 then finally grow together. Epitaxial bonding can take place using the same or different material as the substrate plates 1 and 2 .

Fig. 2b zeigt den Idealfall von perfekt durch Auffüllen der Lücke 4 zusammengefügten Teilen 1 und 2. An die Stelle der Lücke 4 ist der Abschnitt 5 getreten. Im Falle des Zusammen­ fügens durch laterale Epitaxie kann der Abschnitt 5 aus dem gleichen Material wie die Substratplatten 1 und 2 bestehen. In diesem Falle erhält man dann eine zusammenhängende Sub­ stratplatte 6, bestehend aus den kleineren Substratplatten 1, 2 und dem Abschnitt 5, die eine größere Oberfläche als die einzelnen Substratplatten 1 und 2 aufweist. Insbesondere kön­ nen durch einen solchen Prozess großflächige Substrate von Halbleitern (zum Beispiel Silizium) hergestellt werden. FIG. 2b shows the ideal case of perfect by filling the gap 4 assembled parts 1 and 2. Section 5 has taken the place of gap 4 . In the case of joining by lateral epitaxy, the section 5 can consist of the same material as the substrate plates 1 and 2 . In this case, a continuous sub stratplatte 6 is obtained , consisting of the smaller substrate plates 1 , 2 and section 5 , which has a larger surface area than the individual substrate plates 1 and 2 . In particular, such a process can be used to produce large-area substrates of semiconductors (for example silicon).

In den Fig. 3a-3c ist eine weitere Ausführungsvariante des lateralen Zusammenfügens dargestellt, bei der - wie oben angedeutet - die Substratplatten an ihren Kanten so präpa­ riert werden, daß die Epitaxie überwiegend in der Lücke 4 stattfindet. Es werden zunächst zwei Silizium-Substratplatten 1 und 2, wie in Fig. 2a gezeigt, an ihren gegenüberliegenden, zusammenzufügenden Kanten angeschrägt, so daß die angeschräg­ ten Kanten eine kristallographische Orientierung (111) auf­ weisen. Dann werden die Substratplatten 1 und 2 auf einem ge­ eigneten Träger 3 aneinandergelegt, so daß zwischen den ange­ schrägten Kanten eine Lücke 4 entsteht. In dieser Lücke 4 wird dann selektiv durch Flüssigphasenepitaxie oder CVD Sili­ zium auf den Kanten aufgewachsen (Fig. 3b). In einem letzten Verfahrensschritt wird die entstandene Struktur beispiels­ weise mittels chemisch-mechanischem Polieren zurückpoliert bzw. planarisiert.In FIGS. 3a-3c a further variant of the lateral joining is shown, in which - the substrate plates are sequentially numbered so präpa at their edges, that the epitaxy takes place predominantly in the gap 4 - as indicated above. There are first two silicon substrate plates 1 and 2 , as shown in Fig. 2a, chamfered at their opposite edges to be joined, so that the chamfered edges have a crystallographic orientation ( 111 ). Then the substrate plates 1 and 2 are placed together on a suitable carrier 3 , so that a gap 4 is formed between the beveled edges. In this gap 4 is then selectively grown on the edges by liquid phase epitaxy or CVD silicon ( Fig. 3b). In a last process step, the resulting structure is polished back or planarized, for example, by means of chemical mechanical polishing.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung eines Festkörpersubstrats mit den folgenden Verfahrensschritten, die einzeln oder in Kombi­ nation durchgeführt werden
  • A) Bereitstellen eines zylindrischen Festkörpereinkristalls und Aussägen mindestens einer Substratplatte in Richtung der Zylinderachse;
  • B) Laterales Zusammenfügen mehrerer Festkörper-Substratplat­ ten, die gegebenenfalls durch Verfahrensschritt A. herge­ stellt wurden.
1. A method for producing a solid substrate with the following process steps, which are carried out individually or in combi nation
  • A) providing a cylindrical solid-state single crystal and sawing out at least one substrate plate in the direction of the cylinder axis;
  • B) Lateral joining of several solid substrate plates, which were optionally produced by process step A.
2. Verfahren zur Herstellung mindestens einer kristallinen Festkörperschicht mit den folgenden Verfahrensschritten.
  • a) Herstellen eines Festkörper-Muttersubstrats nach Anspruch 1;
  • b) Erzeugen einer kristallinen Festkörperschicht an der Ober­ fläche des Muttersubstrats;
  • c) Abtrennen der kristallinen Festkörperschicht von dem Mut­ tersubstrat;
  • d) gegebenenfalls erneutes Durchführen der Verfahrensschritte b. und c.
2. A process for producing at least one crystalline solid layer with the following process steps.
  • a) producing a solid mother substrate according to claim 1;
  • b) producing a crystalline solid layer on the upper surface of the mother substrate;
  • c) separating the crystalline solid layer from the mother substrate;
  • d) if necessary, performing the process steps again b. and c.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Verfahrensschritt B. zwei Randabschnitte zweier Fest­ körper-Substratplatten präpariert und/oder relativ zuein­ ander positioniert werden, und
anschließend ein die Randabschnitte verbindendes Material aufgebracht wird.
3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that
in process step B. two edge sections of two solid substrate plates are prepared and / or positioned relative to one another, and
then a material connecting the edge sections is applied.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Randabschnitte derart präpariert und/oder relativ zu­ einander positioniert werden, daß zwischen ihnen eine Lüc­ ke (4) besteht, und
das die Randabschnitte verbindende Material in die Lücke (4) eingebracht wird.
4. The method according to claim 3, characterized in that
the edge sections are prepared and / or positioned relative to one another such that there is a gap between them ( 4 ), and
the material connecting the edge sections is introduced into the gap ( 4 ).
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Festkörpermaterial, insbesondere das Festkörpermate­ rial des Substrats und/oder das der epitaktisch aufgewach­ senen kristallinen Festkörperschicht auf die Randabschnit­ te und/oder die gegebenenfalls zwischen ihnen bestehende Lücke (4) epitaktisch aufgewachsen wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a solid material, in particular the solid material rial of the substrate and / or that of the epitaxially grown crystalline solid layer te on the Randabschnit te and / or the gap between them ( 4 ) possibly epitaxially grown becomes. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Randabschnitte dadurch präpariert werden, daß sie un­ ter Bildung kristallographisch günstiger Wachstumsbedin­ gungen abgeschrägt werden, wobei
die Lücke (4) durch den Zwischenraum zwischen den gegen­ überliegenden abgeschrägten Flächen gebildet wird.
6. The method according to claim 4, characterized in that
the edge sections are prepared by chamfering them to form crystallographically favorable growth conditions, whereby
the gap ( 4 ) is formed by the space between the opposite beveled surfaces.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörpermaterial Silizium ist und die abgeschrägten Fläche die kristallographische Orientierung (111) aufwei­ sen.7. The method according to claim 6, characterized in that the solid material is silicon and the beveled surface has the crystallographic orientation ( 111 ). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils zwei Festkörper-Substratplatten (1, 2) dadurch zu­ sammengefügt werden, daß sie an zwei Randabschnitten oder Kanten direkt oder mit Abstand aneinandergelegt werden, und
durch Wärmeeinwirkung die Randabschnitte aneinanderge­ schmolzen werden.
8. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that
two solid-state substrate plates ( 1 , 2 ) are joined together in that they are placed directly or at a distance at two edge sections or edges, and
the edge sections are melted together by the action of heat.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Verfahrensschritt b. an der Oberfläche des Muttersub­ strats eine poröse Schicht erzeugt wird, wobei
die poröse Schicht aus zwei Schichten unterschiedlicher Porosität besteht, von denen die untere Schicht die höhere Porosität aufweist, und
im Verfahrensschritt b. ferner eine Wärmebehandlung durch­ geführt wird, durch die die obere poröse Schicht mindestens teilweise rekristallisiert wird und die obere poröse Schicht mindestens teilweise in eine Trennschicht umgewan­ delt wird, und
anschließend die rekristallisierte Festkörperschicht, ge­ gebenenfalls nach Bonden eines weiteren Festkörpersub­ strats auf die Festkörperschicht, im Verfahrensschritt c. an der Trennschicht, gegebenenfalls unter weiterer Wärme­ einwirkung, von dem Muttersubstrat abgelöst wird.
9. The method according to claim 2, characterized in that
in process step b. a porous layer is produced on the surface of the mother substrate, wherein
the porous layer consists of two layers of different porosity, of which the lower layer has the higher porosity, and
in process step b. a heat treatment is also carried out, through which the upper porous layer is at least partially recrystallized and the upper porous layer is at least partially converted into a separation layer, and
then the recrystallized solid layer, ge optionally after bonding a further solid substrate to the solid layer, in process step c. on the separating layer, possibly under further heat, is detached from the mother substrate.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Verfahrensschritt b. die Oberfläche des Muttersubstrats derart präpariert wird, daß an ihrer Oberfläche eine po­ röse Schicht erzeugt wird,
anschließend eine kristalline Festkörperschicht epitak­ tisch auf die poröse Schicht aufgewachsen wird, und
anschließend die kristalline Festkörperschicht, gegebenen­ falls nach Bonden eines weiteren Festkörpersubstrats auf die Festkörperschicht, im Verfahrensschritt c. durch Auf­ lösen der porösen Schicht, gegebenenfalls unter Tempera­ tureinwirkung, von dem Muttersubstrat abgelöst wird.
10. The method according to claim 2, characterized in that
in process step b. the surface of the mother substrate is prepared such that a porous layer is produced on its surface,
then a crystalline solid layer is epitaxially grown on the porous layer, and
then the crystalline solid layer, optionally after bonding a further solid substrate to the solid layer, in process step c. by dissolving the porous layer, possibly under the action of temperature, is detached from the mother substrate.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Muttersubstrat eine definierte kristallographische Orientierung aufweist, und
im Verfahrensschritt b. die Oberfläche des Muttersubstrats ferner derart präpariert wird, daß in ihr vor Erzeugung der porösen Schicht eine Texturierung erzeugt wird, und
im Verfahrensschritt c. eine waffelförmige kristalline Festkörperschicht von dem Muttersubstrat abgetrennt wird.
11. The method according to claim 10, characterized in that
the mother substrate has a defined crystallographic orientation, and
in process step b. the surface of the mother substrate is further prepared in such a way that texturing is produced in it before the porous layer is produced, and
in step c. a waffle-shaped crystalline solid layer is separated from the mother substrate.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Muttersubstrat ein Siliziumsubstrat ist und eine kri­ stallographische (100)-Orientierung aufweist.12. The method according to claim 11, characterized in that the mother substrate is a silicon substrate and has a crystallographic ( 100 ) orientation. 13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Verfahrensschritt b. die Oberfläche des Muttersubstrats derart präpariert wird, daß eine oberflächennahe Schicht mit Ionen implantiert wird,
auf das implantierte Muttersubstrat ein weiteres Festkör­ persubstrat gebondet wird, und
durch einen Temperaturbehandlungsschritt die oberflächen­ nahe implantierte Schicht von dem Muttersubstrat abge­ trennt wird.
13. The method according to claim 2, characterized in that
in process step b. the surface of the mother substrate is prepared in such a way that a layer close to the surface is implanted with ions,
another solid-state substrate is bonded onto the implanted mother substrate, and
the surface-implanted layer is separated from the mother substrate by a temperature treatment step.
14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Muttersubstrat eine definierte kristallographische Orientierung aufweist und auf seiner Oberfläche eine Deck­ schicht, insbesondere eine Oxidschicht, aufgebracht ist, und
im Verfahrensschritt b. die Oberfläche dadurch präpariert wird, daß entlang vorgegebener Linien, insbesondere in Form einer Netzstruktur, die Deckschicht entfernt wird, so daß bei dem nachfolgenden epitaktischen Aufwachsen die kristalline Halbleiterschicht bevorzugt in den deck­ schichtfreien Bereichen auf der freigelegten Festkörper­ oberfläche des Muttersubstrats aufwächst.
14. The method according to claim 2, characterized in that
the mother substrate has a defined crystallographic orientation and a cover layer, in particular an oxide layer, is applied to its surface, and
in process step b. the surface is prepared by removing the cover layer along predetermined lines, in particular in the form of a network structure, so that during the subsequent epitaxial growth, the crystalline semiconductor layer preferably grows in the cover layer-free areas on the exposed solid surface of the mother substrate.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Muttersubstrat ein Siliziumsubstrat mit kristallogra­ phischer (100)-Orientierung ist.15. The method according to claim 14, characterized in that the mother substrate is a silicon substrate with crystallographic ( 100 ) orientation. 16. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Festkörperschicht, insbesondere eine Sili­ ziumschicht, nach Verfahrensschritt c. auf ein Festkörper­ substrat, insbesondere auf ein polykristallines Silizium- Festkörpersubstrat aufgebracht wird.16. The method according to claim 2, characterized in that the crystalline solid layer, in particular a sili zium layer, after process step c. on a solid substrate, especially on a polycrystalline silicon Solid-state substrate is applied. 17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörpersubstrat und/oder der Festkörpereinkristall und/oder die Festkörper-Substratplatten und/oder die kristalline Festkörperschicht aus einem Halbleitermaterial, insbesondere aus Silizium oder einem III-V-Halbleitermate­ rial wie GaAs, GaN oder InP hergestellt sind.17. The method according to one or more of the preceding An claims, characterized in that the solid substrate and / or the solid single crystal and / or the solid substrate plates and / or the crystalline  Solid layer made of a semiconductor material, in particular from silicon or a III-V semiconductor mat rial such as GaAs, GaN or InP are made. 18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörpersubstrat und/oder der Festkörpereinkristall und/oder die Festkörper-Substratplatten und/oder die kri­ stalline Festkörperschicht aus einem supraleitenden Mate­ rial hergestellt sind.18. The method according to one or more of the preceding An claims, characterized in that the solid substrate and / or the solid single crystal and / or the solid-state substrate plates and / or the kri stalline solid layer made of a superconducting mate are made. 19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörpersubstrat und/oder der Festkörpereinkristall und/oder die Festkörper-Substratplatten und/oder die kri­ stalline Festkörperschicht aus Diamant hergestellt sind.19. The method according to one or more of the preceding An claims, characterized in that the solid substrate and / or the solid single crystal and / or the solid-state substrate plates and / or the kri stalline solid layer are made of diamond.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63301525A (en) * 1987-06-01 1988-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacture of bso wafer
EP0506146A2 (en) * 1980-04-10 1992-09-30 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing sheets of crystalline material
EP0589464A1 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Sumitomo Electric Industries, Limited Epitaxial growth of diamond from vapor phase
DE29500745U1 (en) * 1994-01-27 1995-04-20 Trw Inc., Redondo Beach, Calif. Multiform crystal and device for its production
JPH09143000A (en) * 1995-11-28 1997-06-03 Kyocera Corp Joining method of oxide superconductor
DE19803013A1 (en) * 1998-01-27 1999-08-05 Bosch Gmbh Robert Epitaxial layer transfer to an alternative substrate e.g. of glass, plastic or ceramic
DE19841430A1 (en) * 1998-09-10 2000-05-25 Inst Physikalische Elektronik Process for the production of crystalline semiconductor layers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0506146A2 (en) * 1980-04-10 1992-09-30 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing sheets of crystalline material
JPS63301525A (en) * 1987-06-01 1988-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacture of bso wafer
EP0589464A1 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Sumitomo Electric Industries, Limited Epitaxial growth of diamond from vapor phase
DE29500745U1 (en) * 1994-01-27 1995-04-20 Trw Inc., Redondo Beach, Calif. Multiform crystal and device for its production
JPH09143000A (en) * 1995-11-28 1997-06-03 Kyocera Corp Joining method of oxide superconductor
DE19803013A1 (en) * 1998-01-27 1999-08-05 Bosch Gmbh Robert Epitaxial layer transfer to an alternative substrate e.g. of glass, plastic or ceramic
DE19841430A1 (en) * 1998-09-10 2000-05-25 Inst Physikalische Elektronik Process for the production of crystalline semiconductor layers

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