DE102012209891A1 - Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat - Google Patents

Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat Download PDF

Info

Publication number
DE102012209891A1
DE102012209891A1 DE102012209891A DE102012209891A DE102012209891A1 DE 102012209891 A1 DE102012209891 A1 DE 102012209891A1 DE 102012209891 A DE102012209891 A DE 102012209891A DE 102012209891 A DE102012209891 A DE 102012209891A DE 102012209891 A1 DE102012209891 A1 DE 102012209891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
crack propagation
semiconductor element
base substrate
propagation layer
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.)
Granted
Application number
DE102012209891A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102012209891B4 (de
Inventor
Stephen W. Bedell
Cheng-Wei Cheng
Devendra K. Sadana
Kuen-Ting Shiu
Norma E. Sosa Cortes
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.)
GlobalFoundries Inc
Original Assignee
International Business Machines Corp
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 International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE102012209891A1 publication Critical patent/DE102012209891A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102012209891B4 publication Critical patent/DE102012209891B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/7806—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate
    • H01L21/7813—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate leaving a reusable substrate, e.g. epitaxial lift off
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1892—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof methods involving the use of temporary, removable substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1892—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof methods involving the use of temporary, removable substrates
    • H01L31/1896—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof methods involving the use of temporary, removable substrates for thin-film semiconductors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Entfernen einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat wird bereitgestellt, das das Bereitstellen einer Rissausbreitungsschicht auf einer oberen Fläche eines Grundsubstrats beinhaltet. Eine Halbleiterelementschicht mit mindestens einem Halbleiterelement wird auf der Rissausbreitungsschicht gebildet. Als Nächstes werden Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht geätzt, um einen Riss in der Rissausbreitungsschicht auszulösen. Die geätzte Rissausbreitungsschicht wird anschließend gespalten, um einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht und der oberen Fläche des Grundsubstrats einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht bereitzustellen. Der gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht entfernt und der andere gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der oberen Fläche des Grundsubstrats entfernt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Herstellung eines Halbleiterelements und insbesondere auf Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat, wobei das Grundsubstrat nach der Entfernung der Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat eine ebene Oberfläche aufweist und daher wiederverwendet werden kann.
  • Bauelemente, die in Dünnfilmform hergestellt werden können, zeichnen sich durch drei eindeutige Vorteile gegenüber ihren massiven Gegenstücken aus. Erstens verbessern Dünnfilmelemente die mit der Herstellung von Bauelementen verbundenen Materialkosten, da weniger Material verbraucht wird. Zweitens ist das geringe Gewicht des Bauelements ein eindeutiger Vorteil, der die branchenweiten Bemühungen um ein breites Spektrum an Dünnfilmanwendungen antreibt. Drittens, wenn die Abmessungen klein genug sind, können die Bauelemente in ihrer Dünnfilmform eine mechanische Flexibilität aufweisen. Wenn eine Elementschicht darüber hinaus von einem wiederverwendbaren Substrat entfernt wird, kann eine weitere Verringerung der Herstellungskosten erreicht werden.
  • Es gibt Bemühungen, um (i) Dünnfilmsubstrate aus massiven Materialzen (d. h. Halbleitern) herzustellen und (ii) Dünnfilmelementschichten zu bilden, indem die Elementschichten von den darunterliegenden massiven Substraten, auf denen sie gebildet wurden, entfernt werden. Die für solche Anwendungen erforderliche gesteuerte Entfernung der Oberflächenschicht wurde erfolgreich unter Verwendung eines als Absplittern (spalling) bekannten Prozesses gezeigt; vgl. US-Patentanmeldung Nr. 2010/0311250 von Bedell et al. Absplittern beinhaltet das Abscheiden einer Verspannungsschicht (stressor layer) auf einem Grundsubstrat, das Aufbringen eines optionalen Handhabungssubstrats (handle substrate) auf der Verspannungsschicht und das Erzeugen eines Risses sowie dessen Ausbreitung unter der Grundsubstrat/Verspannungsverbindung. Mit diesem bei Raumtemperatur durchgeführten Prozess wird eine dünne Schicht des Grundsubstrats unter der Verspannungsschicht entfernt. Dünn bedeutet, dass die Dicke der Schicht typischerweise weniger als 100 Mikron beträgt, wobei eine Schichtdicke von unter 50 Mikron noch typischer ist.
  • Die Tiefe, in der sich der Riss ausbreitet, hängt von der Dicke der Verspannungsschicht, der Zugspannung in der Verspannungsschicht und der Bruchzähigkeit des Grundsubstrats ab, das zum Abblättern (Absplittern) gebracht wird. Den Beginn des Prozesses zum Lösen der Schicht (Auslösen und Ausbreiten des Risses) zu steuern, ist jedoch nicht einfach. Hinzu kommt, dass die abgesplitterte Oberfläche gewöhnlich nicht eben ist und das Grundsubstrat daher nicht wiederverwendet werden kann, womit sich die Herstellungskosten erhöhen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern der Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat bereitgestellt, das das Bereitstellen einer Rissausbreitungsschicht auf einer oberen Fläche eines Grundsubstrats beinhaltet. Eine Halbleiterelementschicht mit mindestens einem Halbleiterelement wird auf der Rissausbreitungsschicht gebildet. Als Nächstes werden Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht geätzt, um einen Riss in der Rissausbreitungsschicht auszulösen. Die geätzte Rissausbreitungsschicht wird anschließend gespalten, um einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht und der oberen Fläche des Grundsubstrats einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht bereitzustellen. Der gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht entfernt und der andere gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der oberen Fläche des Grundsubstrats entfernt.
  • In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern der Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat bereitgestellt, das das Bereitstellen einer Opferstruktur auf einer oberen Fläche eines Grundsubstrats beinhaltet. Die Opferstruktur umfasst von unten nach oben eine erste Einschlussschicht, eine Rissausbreitungsschicht und eine zweite Einschlussschicht. Eine Halbleiterelementschicht mit mindestens einem Halbleiterelement wird auf der zweiten Einschlussschicht der Opferstruktur gebildet. Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht werden anschließend geätzt, um einen Riss in der Rissausbreitungsschicht der Opferstruktur auszulösen. Danach wird die geätzte Rissausbreitungsschicht gespalten, um einer Oberfläche der zweiten Einschlussschicht, die sich auf einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht befindet, einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht sowie einer Oberfläche der ersten Einschlussschicht, die sich auf der oberen Fläche des Grundsubstrats befindet, einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht bereitzustellen. Der gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der Oberfläche der zweiten Einschlussschicht, die sich auf der Oberfläche der Halbleiterelementschicht befindet, entfernt und der andere gespaltene Abschnitt der Rissausbreitungsschicht wird von der Oberfläche der ersten Einschlussschicht, die sich auf der oberen Fläche des Grundsubstrats befindet, entfernt. Als Nächstes wird die erste Einschlussschicht von der oberen Fläche des Grundsubstrats entfernt und die zweite Einschlussschicht wird von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht entfernt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die ein Ausgangsgrundsubstrat veranschaulicht, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
  • 2 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die das Grundsubstrat von 1 nach dem Bilden einer Rissausbreitungsschicht auf einer oberen Fläche des Grundsubstrats veranschaulicht.
  • 3 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 2 nach dem Bilden einer Halbleiterelementschicht auf einer oberen Fläche der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht.
  • 4 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 3 nach dem Bilden einer Verspannungsschicht auf einer oberen Fläche der Halbleiterelementschicht veranschaulicht.
  • 5 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 4 nach dem Bilden einer Kunststofffolie auf der Verspannungsschicht veranschaulicht.
  • 6 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 5 nach dem Ätzen der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, um die Rissbildung in der Rissausbreitungsschicht auszulösen.
  • 7 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 6 nach dem Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, um die Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat zu trennen.
  • 8 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 7 nach dem Entfernen von Abschnitten der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, die auf dem Grundsubstrat und der Halbleitelementschicht bleiben.
  • 9 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die das Grundsubstrat von 1 nach dem Bilden einer ersten Einschlussschicht auf einer oberen Fläche des Grundsubstrats gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • 10 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 9 nach dem Bilden einer Rissausbreitungsschicht auf einer oberen Fläche der ersten Einschlussschicht veranschaulicht.
  • 11 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 10 nach dem Bilden einer zweiten Einschlussschicht auf einer oberen Fläche der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht.
  • 12 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 11 nach dem Bilden einer Halbleiterelementschicht auf einer oberen Fläche der zweiten Einschlussschicht veranschaulicht.
  • 13 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 12 nach dem Bilden einer Verspannungsschicht auf einer oberen Fläche der Halbleiterelementschicht veranschaulicht.
  • 14 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 13 nach dem Bilden einer Kunststofffolie auf der Verspannungsschicht veranschaulicht.
  • 15 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 14 nach dem Ätzen der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, um eine Rissbildung in der Rissausbreitungsschicht auszulösen.
  • 16 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 15 nach dem Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, um die Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat zu trennen.
  • 17 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 16 nach dem Entfernen der gespaltenen Abschnitte der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, die auf dem Grundsubstrat und der Halbleiterelementschicht bleiben.
  • 18 ist eine bildliche Darstellung (durch eine Schnittdarstellung), die die Struktur von 17 nach dem Entfernen der ersten Einschlussschicht von dem Grundsubstrat und nach dem Entfernen der zweiten Einschlussschicht von der Halbleiterelementschicht veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Offenbarung, die sich auf Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat bezieht, wobei das Grundsubstrat nach der Entfernung der Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat eine ebene Oberfläche aufweist und damit wiederverwendet werden kann, wird nun mit Verweis auf die folgende Erörterung sowie die Zeichnungen, die der vorliegenden Anmeldung beiliegen, ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt werden und als solche nicht maßstabsgetreu sind.
  • In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, wie beispielsweise besondere Strukturen, Komponenten, Materialien, Abmessungen, Bearbeitungsschritte und Techniken, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Für den Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Offenbarung mit möglichen alternativen Prozessoptionen ohne diese spezifischen Einzelheiten umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden bekannte Strukturen oder Bearbeitungsschritte nicht im Einzelnen beschrieben, um zu vermeiden, dass die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unklar sind.
  • Wenn darauf hingewiesen wird, dass sich ein Element als eine Schicht, ein Bereich oder ein Substrat ”auf” oder ”über” einem anderen Element befindet, bedeutet dies, dass es sich direkt auf dem anderen Element befinden kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn dagegen darauf hingewiesen wird, dass sich ein Element ”direkt auf” oder ”direkt über” einem anderen Element befindet, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Wenn ferner darauf hingewiesen wird, dass sich ein Element ”unter” einem anderen Element oder ”darunter” befindet, bedeutet dies, dass es sich direkt unter dem anderen Element oder direkt darunter befinden kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn dagegen darauf hingewiesen wird, dass sich ein Element ”direkt unter” einem anderen Element oder ”direkt darunter” befindet, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden.
  • Es wird zuerst auf die 1 bis 8 verwiesen, die eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. In der in den 1 bis 8 veranschaulichten Ausführungsform befindet sich eine Rissausbreitungsschicht zwischen einer Halbleiterelementschicht und einem Grundsubstrat. Die Rissausbreitungsschicht kann geätzt werden, um eine Rissbildung in der Rissausbreitungsschicht auszulösen. Die geätzte Rissausbreitungsschicht kann anschließend gespalten werden und danach können die gespaltenen Abschnitte der geätzten Ausbreitungsschicht, die sich auf der Halbleiterelementschicht und dem Grundsubstrat befinden, durch Ätzen entfernt werden. Sobald der gespaltene Abschnitt der geätzten Ausbreitungsschicht von der Oberfläche des Grundsubstrats entfernt wurde, kann das Grundsubstrat, das eine im Wesentlichen ebene, flache Oberfläche aufweist, wiederverwendet werden, da Auslösung und Ausbreitung des Risses in der Rissausbreitungsschicht und nicht im Grundsubstrat stattgefunden haben.
  • Mit Bezug zuerst auf 1 ist ein Grundsubstrat 10 mit einer oberen Fläche 11 veranschaulicht, das in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Das in der vorliegenden Offenbarung verwendete Grundsubstrat 10 kann aus einem Halbleitermaterial, Glas, Keramik oder einem anderen Material bestehen, dessen Bruchzähigkeit höher ist als diejenige der Rissausbreitungsschicht, die anschließend gebildet wird.
  • Die Bruchzähigkeit ist eine Eigenschaft, die die Fähigkeit eines Materials mit einem Riss beschreibt, einem Bruch standzuhalten. Die Bruchzähigkeit wird als KIc angegeben. Das tiefgestellte Zeichen Ic bezeichnet die Öffnung eines Modus-I-Risses unter einer normalen Zugspannung senkrecht zum Riss, und c bedeutet, dass es sich um einen kritischen Wert handelt. Die Modus-I-Bruchzähigkeit ist normalerweise der wichtigste Wert, da ein Bruch im Absplitterungsmodus gewöhnlich an einer Stelle im Substrat auftritt, wo die Modus-II-Spannung (Scherung) null ist und Modus-III-Spannung (Reißen) im Lastfall allgemein nicht gegeben ist. Die Bruchzähigkeit ist eine quantitative Möglichkeit, die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Sprödbruch bei einem vorhandenen Riss auszudrücken.
  • Wenn das Grundsubstrat 10 aus einem Halbleitermaterial besteht, kann es sich bei dem Halbleitermaterial um Si, Ge, SiGe, SiGeC, SiC, Ge-Legierungen, GaSb, GaP, GaAs, InAs, InP und alle anderen III-V- oder II-VI-Halbleiterverbindungen handeln, ohne darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen ist das Grundsubstrat 10 ein massives Halbleitermaterial. In anderen Ausführungsformen kann das Grundsubstrat 10 aus einem Halbleitermaterial mit Schichten bestehen, wie zum Beispiel einem Halbleiter-auf-Isolator oder einem Halbleiter auf einem Polymersubstrat. Zu veranschaulichten Beispielen von Halbleiter-auf-Isolator-Substraten, die als Grundsubstrat 10 verwendet werden können, gehören Silicium-auf-Isolatoren und Silicium-Germanium-auf-Isolatoren.
  • Wenn das Grundsubstrat 10 aus einem Halbleitermaterial besteht, kann das Halbleitermaterial dotiert oder undotiert sein oder dotierte Bereiche und undotierte Bereiche umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann das Halbleitermaterial, das als das Grundsubstrat 10 verwendet werden kann, einkristallin sein (d. h. ein Material, bei dem das Kristallgitter des gesamten Stücks bis zu den Rändern des Stücks durchgehend und ununterbrochen ist, ohne Korngrenzen). In einer anderen Ausführungsform kann das Halbleitermaterial, das als das Grundsubstrat 10 verwendet werden kann, polykristallin sein (d. h. ein Material, das aus vielen Kristalliten unterschiedlicher Größe und Ausrichtung bestehen kann; die Änderung in der Ausrichtung kann zufällig sein (Zufallsstruktur genannt) oder gelenkt, möglicherweise aufgrund von Wachstums- und Bearbeitungsbedingungen). In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Halbleitermaterial, das als das Grundsubstrat 10 verwendet werden kann, amorph sein (z. B. ein nicht-kristallines Material, dem die Fernordnungseigenschaft eines Kristalls fehlt). Das Halbleitermaterial, das als das Grundsubstrat 10 verwendet werden kann, ist gewöhnlich ein einkristallines Material.
  • Wenn das Grundsubstrat 10 aus Glas besteht, kann es sich um ein Glas auf SiO2-Basis handeln, das undotiert oder mit einem entsprechenden Dotiermittel dotiert sein kann. Zu Beispielen von Glas auf SiO2-Basis, das als das Grundsubstrat 10 verwendet werden kann, gehören undotiertes Silikatglas, Borsilikatglas, Phosphorsilikatglas, Fluorsilikatglas und Borphosphorsilikatglas.
  • Wenn das Grundsubstrat 10 aus einem keramischen Material besteht, handelt es sich bei dem Keramikmaterial um einen anorganischen, nicht-metallischen Feststoff, wie zum Beispiel um ein Oxid, einschließlich Aluminiumoxid, Berylliumoxid, Ceroxid und Zirconiumdioxid, ohne darauf beschränkt zu sein, um ein Nicht-Oxid, einschließlich ein Carbid, ein Borid, ein Nitrid oder ein Silicid, ohne darauf beschränkt zu sein, oder um einen Verbundwerkstoff, der Kombinationen von Oxiden und Nicht-Oxiden umfasst.
  • In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die obere Fläche 11 des Grundsubstrats 10 vor einer weiteren Bearbeitung gereinigt werden, um Oberflächenoxide und/oder andere Verunreinigungen davon zu entfernen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die obere Fläche 11 des Grundsubstrats 10 gereinigt werden, indem auf das Grundsubstrat 10 ein Lösungsmittel aufgetragen wird, wie zum Beispiel Aceton und Isopropanol, die Verunreinigungen und/oder Oberflächenoxide von der oberen Fläche 11 des Grundsubstrats 10 entfernen können.
  • Mit Bezug auf 2 ist die Struktur von 1 nach dem Bilden einer Rissausbreitungsschicht 12 auf einer oberen Fläche 11 des Grundsubstrats 10 veranschaulicht. Die Rissausbreitungsschicht 12 ist ein Opfermaterial, das in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, um den Ort zu steuern, an dem das Auslösen und anschließende Ausbreiten des Risses auftritt. Die Rissausbreitungsschicht 12 beinhaltet ein Material mit einer Bruchzähigkeit, die geringer als diejenige des darunterliegenden Grundsubstrats 10 und geringer als diejenige der darüberliegenden Halbleiterelementschicht 14 ist, die anschließend gebildet wird. Zu Beispielen von Materialien, die für die Rissausbreitungsschicht 12 verwendet werden können, gehören ein Halbleitermaterial wie zum Beispiel Si, Ge, SiGe, AlAs und GaAs, ohne darauf beschränkt zu sein. In einer Ausführungsform besteht die Rissausbreitungsschicht 12 aus Germanium. In einer anderen Ausführungsform besteht die Rissausbreitungsschicht 12 aus einer III-V-Halbleiterverbindung wie beispielsweise AlAs.
  • Die Rissausbreitungsschicht 12 kann unter Verwendung von Techniken gebildet werden, die Fachleuten bekannt sind. In einer Ausführungsform kann die Rissausbreitungsschicht 12 durch einen physikalischen Abscheidungsprozess oder einen Aufwachsabscheidungsprozess gebildet werden, bei dem ein Halbleitervorläuferstoff verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Rissausbreitungsschicht 12 durch einen epitaktischen Aufwachsprozess gebildet werden. Wenn ein epitaktischer Aufwachsprozess angewendet wird und wenn die obere Fläche des Grundsubstrats 10 aus einem Halbleitermaterial besteht, wird die Rissausbreitungsschicht 12 epitaktisch mit der darunterliegenden Oberfläche des Grundsubstrats 10 ausgerichtet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Rissausbreitungsschicht 12 durch einen Schichtübertragungsprozess gebildet werden.
  • Die Rissausbreitungsschicht 12, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, weist eine Dicke zwischen 0,01 μm und 10 μm auf, wobei eine Dicke zwischen 1 μm und 3 μm typischer ist. Andere Dicken über und/oder unter dem vorstehend erwähnten Dickebereich können ebenfalls für die Rissausbreitungsschicht 12 verwendet werden.
  • Mit Bezug auf 3 ist die Struktur von 2 nach dem Bilden einer Halbleiterelementschicht 14 auf einer oberen Fläche der Rissausbreitungsschicht 12 veranschaulicht. Die in der vorliegenden Offenbarung verwendete Halbleiterelementschicht 14 besteht aus einem Halbleitermaterial, zu dem Si, Ge, SiGe, SiGeC, SiC, Ge-Legierungen, GaSb, GaP, GaAs, InAs, InP und alle anderen III-V- oder II-VI-Halbleiterverbindungen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen ist die Halbleiterelementschicht 14 ein massives Halbleitermaterial. In anderen Ausführungsformen kann die Halbleiterelementschicht 14 aus einem Halbleitermaterial mit Schichten bestehen, wie zum Beispiel einem Halbleiter-auf-Isolator oder einem Halbleiter auf einem Polymersubstrat. Zu veranschaulichten Beispielen von Halbleiter-auf-Isolator-Substraten, die als Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden können, gehören Silicium-auf-Isolatoren und Silicium-Germanium-auf-Isolatoren.
  • In einigen Ausführungsformen besteht die Halbleiterelementschicht 14 aus einem gleichen Halbleitermaterial wie das Grundsubstrat 10. In einer anderen Ausführungsform bestehen die Halbleiterelementschicht 14 und das Grundsubstrat 10 aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien. In noch einer weiteren Ausführungsform besteht die Halbleiterelementschicht 14 aus einem Halbleitermaterial und das Grundsubstrat 10 besteht aus einem Nichthalbleitermaterial wie beispielsweise Glas oder Keramik.
  • Das Halbleitermaterial der Halbleiterelementschicht 14 kann dotiert oder undatiert sein oder dotierte Bereiche und undotierte Bereiche umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann das Halbleitermaterial, das als die Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden kann, einkristallin sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Halbleitermaterial, das als die Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden kann, polykristallin sein. In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Halbleitermaterial, das als die Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden kann, amorph sein. Das Halbleitermaterial, das als die Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden kann, ist gewöhnlich ein einkristallines Material.
  • Die Halbleiterelementschicht 14 kann auf einer oberen Fläche der Rissausbreitungsschicht 12 unter Verwendung von Techniken gebildet werden, die Fachleuten bekannt sind. In einer Ausführungsform kann die Halbleiterelementschicht 14 durch einen physikalischen Abscheidungsprozess oder einen Aufwachsabscheidungsprozess, bei dem ein Halbleitervorläuferstoff verwendet wird, auf der Rissausbreitungsschicht 12 gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Halbleiterelementschicht 14 durch einen epitaktischen Aufwachsprozess gebildet werden. Wenn ein epitaktischer Aufwachsprozess angewendet wird, wird die Halbleiterelementschicht 14 epitaktisch mit der darunterliegenden Oberfläche der Rissausbreitungsschicht 12 ausgerichtet. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Halbleiterelementschicht 14 unter Verwendung eines Schichtübertragungsprozesses auf der Rissausbreitungsschicht 12 gebildet werden.
  • Die Halbleiterelementschicht 14 kann bearbeitet werden, um mindestens ein Halbleiterelement zu umfassen, zu der ein Transistor, ein Kondensator, eine Diode, ein BiCMOS, ein Widerstand, eine Komponente einer Fotovoltaikzelle, eine Komponente einer Solarzelle usw. gehören, ohne darauf beschränkt zu sein. In einer Ausführungsform kann das mindestens eine Halbleiterelement nach dem Bilden der Hableiterelementschicht 14 auf der Halbleiterelementschicht 14 gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform kann das mindestens eine Halbleiterelement vor dem Bilden der Halbleiterelementschicht 14 auf der Rissausbreitungsschicht 12 gebildet werden.
  • Die in der vorliegenden Offenbarung verwendete Dicke der Halbleiterelementschicht 14 kann je nach Art des darauf aufzubringenden Elements variieren. In einer Ausführungsform weist die Halbleiterelementschicht 14 eine Dicke zwischen 3 nm und 1.000 nm auf. In einer anderen Ausführungsform weist die Halbleiterelementschicht 14 eine Dicke zwischen 5 nm und 100 nm auf. Andere Dicken über und/oder unter den vorstehend genannten Bereichen können ebenfalls für die Halbleiterelementschicht 14 verwendet werden.
  • Mit Bezug nunmehr auf 4 ist die Struktur von 3 nach dem Bilden einer Verspannungsschicht 16 auf einer oberen Fläche der Halbleiterelementschicht 14 veranschaulicht. Die in der vorliegenden Offenbarung verwendete Verspannungsschicht 16 umfasst ein beliebiges Material, das sich beim Aufbringen auf die Halbleiterelementschicht 14 unter Zugspannung befindet. Zu veranschaulichenden Beispielen solcher Materialien, die sich beim Aufbringen auf die Halbleiterelementschicht 14 unter Zugspannung befinden, gehören ein Metall, ein Polymer oder eine Kombination davon, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Verspannungsschicht 16 kann aus einer einzelnen Verspannungsschicht bestehen, oder es kann eine mehrschichtige Verspannungsstruktur, zu der mindestens zwei Schichten von unterschiedlichem Verspannungsmaterial gehören, verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform ist die Verspannungsschicht 16 ein Metall, und das Metall wird auf einer oberen Fläche der Halbleiterelementschicht 14 gebildet. Wenn ein Metall als die Verspannungsschicht 16 verwendet wird, kann das Metall zum Beispiel Ni, Cr, Fe oder W umfassen. Legierungen dieser Metalle können ebenfalls verwendet werden. In einer Ausführungsform besteht die Verspannungsschicht 16 aus mindestens einer Schicht aus Ni.
  • In Ausführungsformen, in denen eine Metallverspannungsschicht verwendet wird, kann eine metallhaltige Haftschicht zwischen der Metallverspannungsschicht und der Halbleiterelementschicht 16 gebildet werden. Zu Beispielen von metallhaltigen Haftschichten, die verwendet werden können, gehören Ti/W, Ti, Cr, Ni oder eine Kombination davon, ohne darauf beschränkt zu sein. Die metallhaltige Haftschicht kann aus einer einzelnen Schicht bestehen oder sie kann eine Mehrschichtstruktur umfassen, die aus mindestens zwei Schichten von unterschiedlichen Metallhaftmaterialien besteht. Die metallhaltige Haftschicht kann unter Verwendung von Abscheidungstechniken gebildet werden, die Fachleuten bekannt sind. Die metallhaltige Haftschicht kann zum Beispiel durch Sputtern, chemische Gasphasenabscheidung, plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung, chemische Lösungsabscheidung, physikalische Gasphasenabscheidung und Metallüberzug gebildet werden. Wenn Sputter-Abscheidung verwendet wird, kann der Sputter-Abscheidungsprozess weiterhin einen In-Situ-Sputter-Reinigungsprozess vor der Abscheidung beinhalten. Wird eine metallhaltige Haftschicht verwendet, weist diese typischerweise eine Dicke zwischen 5 nm und 200 nm auf, wobei eine Dicke zwischen 100 nm und 150 nm typischer ist. Andere Dicken für die metallhaltige Haftschicht, die unter und/oder über den vorstehend genannten Dickebereichen liegen, können in der vorliegenden Offenbarung ebenfalls verwendet werden.
  • Wenn ein Polymer als die Verspannungsschicht 16 verwendet wird, ist das Polymer ein großes Makromolekül, das aus sich wiederholenden strukturellen Einheiten besteht. Diese Untereinheiten sind gewöhnlich durch kovalente chemische Bindungen miteinander verbunden. Zu veranschaulichenden Beispielen von Polymeren, die als die Verspannungsschicht 16 verwendet werden können, gehören Polyimide, Polyester, Polyolefine, Polyacrylate, Polyurethan, Polyvinylacetat und Polyvinylchlorid, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Polymer eine absplitterungsverursachende Bandschicht enthalten. Wenn eine absplitterungsverursachende Bandschicht als die Verspannungsschicht 16 verwendet wird, beinhaltet die absplitterungsverursachende Bandschicht ein beliebiges druckempfindliches Band, das bei der Temperatur, unter der das Band gebildet wird, flexibel, welch und spannungsfrei ist, und das bei der Temperatur, unter der das Spalten stattfindet, jedoch stark, biegsam und spannbar ist. Unter ”druckempfindlichem Band” ist ein Klebeband zu verstehen, das durch Anwenden von Druck haftet, ohne dass Lösungsmittel, Wärme oder Wasser zur Aktivierung benötigt wird. Das druckempfindliche Band, das in der vorliegenden Offenbarung als Verspannungsschicht 16 verwendet wird, umfasst gewöhnlich mindestens eine Haftschicht und eine Grundschicht. Zu den Materialien für die Haftschicht und die Grundschicht des druckempfindlichen Bandes gehören Polymermaterialien wie zum Beispiel Acryle, Polyester, Olefine und Vinyle, mit oder ohne geeignete Weichmacher. Weichmacher sind Zusätze, die die Formbarkeit des Polymermaterials, zu dem sie hinzugefügt werden, verbessern. Das absplitterungsverursachende Band kann unter Verwendung bekannter Techniken gebildet werden oder es kann von einem bekannten Hersteller von Klebeband erworben werden. Zu einigen Beispielen von absplitterungsverursachenden Bändern, die in der vorliegenden Offenbarung als Verspannungsschicht 16 verwendet werden können, gehören zum Beispiel Nitto Denko 3193MS thermisch lösbares Band, Kapton KPT-1 und verschiedene CLEAR-170-Produkte von Biotech (Acrylklebstoff, Vinylbasis).
  • Wenn die Verspannungsschicht 16 ein Metall oder Polymer ist, kann die Verspannungsschicht 16 unter Verwendung von Fachleuten bekannten Abscheidungstechniken gebildet werden, zu denen zum Beispiel Tauchbeschichtung, Schleuderbeschichtung, Pinselbeschichtung, Sputtern, chemische Gasphasenabscheidung, plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung, chemische Lösungsabscheidung, physikalische Gasphasenabscheidung und Metallüberzug gehören. Wenn die Verspannungsschicht 16 ein absplitterungsverursachendes Band ist, kann das absplitterungsverursachende Band von Hand oder durch mechanische Mittel an der Struktur befestigt werden.
  • Wenn die Verspannungsschicht 16 metallischer Art ist, weist sie typischerweise eine Dicke zwischen 3 μm und 50 μm auf, wobei eine Dicke zwischen 4 μm und 7 μm typischer ist. Andere Dicken für eine metallische Verspannungsschicht, die unter und/oder über den vorstehend genannten Dickebereichen liegen, können in der vorliegenden Offenbarung ebenfalls verwendet werden.
  • Wenn die Verspannungsschicht 16 aus Polymer ist, weist sie typischerweise eine Dicke zwischen 10 μm und 200 μm auf, wobei eine Dicke zwischen 50 μm und 100 μm typischer ist. Andere Dicken für eine Verspannungsschicht aus Polymer, die unter und/oder über den vorstehend genannten Dickebereichen liegen, können in der vorliegenden Offenbarung ebenfalls verwendet werden.
  • Mit Bezug auf 5 ist die Struktur von 4 nach dem Bilden einer Kunststofffolie 18 auf der Verspannungsschicht 16 veranschaulicht. Die Kunststofffolie 18, die in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, umfasst einen synthetischen oder halbsynthetischen organischen Film, der aus mindestens einem Polymer mit hoher Molekularmasse besteht. In einer Ausführungsform besteht die Kunststofffolie 18 aus einem thermoplastischen Polymer. Ein thermoplastisches Polymer ist ein Kunststoff, dessen Zusammensetzung sich bei Erwärmung nicht chemisch verändert. Zu Beispielen von thermoplastischen Polymeren, die als die Kunststofffolie 18 verwendet werden können, gehören Polyethylen, Polypropylen, Polystyren und Polyvinylchlorid, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • In einer anderen Ausführungsform kann die Kunststofffolie 18 aus einem wärmehärtenden Polymer bestehen. Ein wärmehärtendes Polymer ist ein Polymer, das einmal schmelzen und eine Form annehmen kann; nach der Verfestigung bleibt es fest. Das heißt, dass wärmehärtendes Polymer ein Material ist, das nicht mehr veränderbar aushärtet. Zu den Beispielen von wärmehärtenden Polymeren, die als die Kunststofffolie 18 verwendet werden können, gehören Polyimide, Acrylpolymere und Epoxidharze, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Die Kunststofffolie 18 kann von Hand oder durch mechanische Mittel auf die obere Fläche der Verspannungsschicht 16 aufgebracht werden. Die Kunststofffolie 18, die verwendet werden kann, weist typischerweise eine Dicke zwischen 1 mil (tausendstel Zoll) und 100 mils auf, wobei eine Dicke zwischen 10 mils und 50 mils typischer ist.
  • Mit Bezug auf 6 ist die Struktur von 5 nach dem Ätzen der Rissausbreitungsschicht 12 veranschaulicht, um die Rissbildung in der Rissausbreitungsschicht 12 auszulösen. In
  • 6 wird die Bezugsziffer 12 verwendet, um die geätzte Rissausbreitungsschicht zu kennzeichnen, während die Bezugsziffer 15 verwendet wird, um einen Riss zu kennzeichnen, der in der anfänglichen Rissausbreitungsschicht 12 gebildet wird. Das Ätzen der Rissausbreitungsschicht 12 wird durch Kontakt der in 5 dargestellten offen liegenden Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 mit einem Ätzmittel durchgeführt, das Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 relativ zu den anderen Elementen der in 5 dargestellten Struktur selektiv entfernt. Wenn in einer Ausführungsform Germanium als die Rissausbreitungsschicht 12 verwendet wird, kann ein Ätzmittel aus H2O2 verwendet werden, um die Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 zu ätzen.
  • In einer Ausführungsform kann das Ätzen der Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 erreicht werden, indem mindestens ein Teil oder die ganze in 5 dargestellte Struktur in ein Ätzbad getaucht wird. In einer anderen Ausführungsform kann das Ätzen der Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 durchgeführt werden, indem das Ätzmittel mit einem Prozess wie beispielsweise Pinselbeschichtung direkt auf die Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 aufgetragen wird.
  • In einer Ausführungsform kann das Ätzen der Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 bei Raumtemperatur (d. h. einer Temperatur zwischen 15°C bis 40°C) durchgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Ätzen der Endabschnitte der Rissausbreitungsschicht 12 bei einer Temperatur von einer Raumtemperatur bis zu 150°C durchgeführt werden.
  • Mit Bezug auf 7 ist die Struktur von 6 nach dem Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht 12' veranschaulicht, um die Halbleiterelementschicht 14 von dem Grundsubstrat 10 zu trennen. In 7 kennzeichnet die Bezugsziffer 20 einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht, der auf einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht 14 bleibt, während die Bezugsziffer 22 einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht kennzeichnet, der auf der oberen Fläche des Grundsubstrats 10 bleibt.
  • Das Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht 12' wird erzielt, indem der darauf gebildete Riss 15 verwendet wird und indem der Riss durch Absplittern weiter ausgebreitet wird.
  • Der Spaltschritt wird gewöhnlich bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur durchgeführt, die niedriger als die Raumtemperatur ist. In einer Ausführungsform wird das Spalten bei einer Temperatur zwischen 20°C und 40°C durchgeführt. In einer anderen Ausführungsform kann das Spalten bei einer Temperatur von 77 K oder niedriger durchgeführt werden. Wenn eine Temperatur verwendet wird, die niedriger als die Raumtemperatur ist, kann der Spaltprozess bei einer niedrigeren Temperatur als der Raumtemperatur durchgeführt werden, indem die Struktur unter Verwendung eines Kühlmittels auf eine Temperatur unter der Raumtemperatur abgekühlt wird. Ein Abkühlen kann zum Beispiel erreicht werden, indem die Struktur in ein flüssiges Stickstoffbad, ein flüssiges Heliumbad, ein Eisbad, ein Trockeneisbad, ein überkritisches Fluidbad oder eine kälteerzeugende Umgebungsflüssigkeit oder ein kälteerzeugendes Umgebungsgas gebracht wird. Wenn das Spalten bei einer Temperatur durchgeführt wird, die niedriger als die Raumtemperatur ist, werden die gespaltenen Strukturen wieder auf die Raumtemperatur zurückgebracht, indem den gespaltenen Strukturen dadurch, dass sie bei Raumtemperatur stehen bleiben können, die Möglichkeit gegeben wird, sich langsam auf Raumtemperatur zu erwärmen. Die gespaltenen Strukturen können alternativ unter Verwendung eines Heizmittels auf Raumtemperatur erwärmt werden. Die Dicke der gespaltenen Abschnitte der Rissausbreitungsschicht, die auf dem Grundsubstrat 10 und der Halbleiterelementschicht 14 bleiben, kann je nach Ort des Anfangsrisses variieren.
  • Mit Bezug auf 8 ist die Struktur von 7 nach dem Entfernen von Abschnitten der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, die auf dem Grundsubstrat 10 und der Halbleiterelementschicht 14 bleiben. Insbesondere veranschaulicht 8 die Struktur, die nach dem Entfernen des gespaltenen Abschnitts 20 der Rissausbreitungsschicht von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht 14 und dem Entfernen des anderen gespaltenen Abschnitts 22 der Rissausbreitungsschicht von der oberen Fläche des Grundsubstrats 10 gebildet wird. Das Entfernen der gespaltenen Abschnitte der Rissausbreitungsschicht von der Halbleiterelementschicht 14 und dem Grundsubstrat 10 kann durch einen Ätzprozess durchgeführt werden, der die gespaltenen Abschnitte (20, 22) der Rissausbreitungsschicht selektiv von den jeweiligen Oberflächen der Halbleiterelementschicht 14 und des Grundsubstrats 10 entfernt. In einer Ausführungsform kann der Ätzprozess das gleiche Ätzmittel beinhalten, das zum Bilden des Risses in der anfänglichen Rissausbreitungsschicht 12 verwendet wurde. Wenn zum Beispiel Germanium als die Rissausbreitungsschicht 12 verwendet wird, kann ein Ätzmittel aus H2O2 verwendet werden, um die gespaltenen Abschnitte (20, 22) der Rissausbreitungsschicht von den jeweiligen Oberflächen der Halbleiterelementschicht 14 und des Grundsubstrats 10 zu entfernen.
  • Nach dem Entfernen der gespaltenen Abschnitte (20, 22) der Rissausbreitungsschicht von den jeweiligen Oberflächen der Halbleiterelementschicht 14 und des Grundsubstrats 10 kann die Struktur einschließlich der Halbleiterelementschicht 14 weiterhin unter Verwendung von bekannten Techniken bearbeitet werden. Die Struktur einschließlich der Halbleiterelementschicht 14 kann zum Beispiel auf ein Handhabungssubstrat (z. B. Halbleitersubstrat, Glas und/oder Metallblech) übertragen werden, und anschließend können die Kunststofffolie 18 und die Verspannungsschicht 16 davon entfernt werden. Alternativ können die Kunststofffolie 18 und die Verspannungsschicht 16 vor der Übertragung der Halbleiterelementschicht 14 auf das Handhabungssubstrat entfernt werden.
  • Nachdem der gespaltene Abschnitt 22 der Rissausbreitungsschicht von der oberen Fläche des Grundsubstrats 10 entfernt wurde, kann das in 8 dargestellte Grundsubstrat wie gewünscht erneut verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das in 8 dargestellte Grundsubstrat 10 eine ebene, flache Oberfläche hat, da Auslösen und Ausbreiten des Risses in der Rissausbreitungsschicht 12 und nicht im Grundsubstrat stattgefunden haben. Dies steht in Gegensatz zum herkömmlichen Absplittern, das in der US-Patentanmeldung Nr. 2010/0311250 von Bedell et al. offengelegt ist.
  • Die ebene, flache Oberfläche des in 8 dargestellten Grundsubstrats 10 weist eine Oberflächenrauheit auf, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die der oberen Fläche 11 des in 1 dargestellten Grundsubstrats 10. Die obere Fläche 11 des in 1 dargestellten Grundsubstrats 10 weist gewöhnlich eine Oberflächenrauheit zwischen 0,1 nm und 2 nm auf, während die Oberflächenrauheit der oberen Fläche des in 8 gezeigten Grundsubstrats 10 die gleiche diejenige der oberen Fläche 11 des in 1 gezeigten Grundsubstrats 10 ist oder um 10% oder weniger von dieser abweicht.
  • Es wird nunmehr auf die 9 bis 18 verwiesen, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Die Ausführungsform, die in den 9 bis 18 veranschaulicht ist, ähnelt der in den 1 bis 8 dargestellten, mit der Ausnahme, dass sich die Rissausbreitungsschicht zwischen einer oberen und einer unteren Einschlussschicht befindet. Die Einschlussschichten sind vorhanden, um ein Mittel zu bieten, mit dem besser gesteuert werden kann, wo Rissbildung und -ausbreitung in der Rissausbreitungsschicht stattfinden. Dieses Verfahren der vorliegenden Offenbarung stellt ferner ein Mittel bereit, bei dem das Grundsubstrat wiederverwendet werden kann, nachdem die Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat entfernt wurde. Das heißt, nachdem die Halbleiterelementschicht von dem Grundsubstrat entfernt wurde, weist das Grundsubstrat eine flache, ebene Oberfläche mit einer wie vorstehend beschriebenen Oberflächenrauheit auf.
  • Mit Bezug nunmehr auf 9 ist das Grundsubstrat 10 von 1 nach dem Bilden einer ersten Einschlussschicht 24 auf der oberen Fläche 11 des Grundsubstrats 12 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Grundsubstrat 10 beinhaltet eines der vorstehend genannten Materialien. Die erste Einschlussschicht 24 besteht aus einem Material mit einer Bruchzähigkeit, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht 12 ist, die anschließend gebildet wird. In einer Ausführungsform weist die erste Einschlussschicht 24 eine Bruchzähigkeit auf, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht 12, aber geringer als diejenige des Grundsubstrats 10 ist. In einer anderen Ausführungsform weist die erste Einschlussschicht 24 eine Bruchzähigkeit auf, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht 12 und höher als diejenige des Grundsubstrats 10 ist. In noch einer anderen Ausführungsform weist die erste Einschlussschicht 24 eine Bruchzähigkeit auf, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht 12, aber gleich hoch wie diejenige des Grundsubstrats 10 ist.
  • In einer Ausführungsform kann die erste Einschlussschicht 24 aus einem Halbleitermaterial wie beispielsweise einer III-V-Halbleiterverbindung wie zum Beispiel AlAs bestehen. AlAs- und verwandte III-V-Halbleiterverbindungen tragen dazu bei, eine Interdiffusion von Stoffen zwischen dem Grundsubstrat 10 und der Halbleiterelementschicht 14, die anschließend gebildet wird, zu verhindern.
  • Die erste Einschlussschicht 24 kann unter Verwendung von Techniken gebildet werden, die Fachleuten bekannt sind. In einer Ausführungsform kann die erste Einschlussschicht 24 durch einen physikalischen Abscheidungsprozess oder einen Aufwachsabscheidungsprozess gebildet werden, bei dem ein Halbleitervorläuferstoff verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform kann die erste Einschlussschicht 24 durch einen epitaktischen Aufwachsprozess gebildet werden. Wenn ein epitaktischer Aufwachsprozess angewendet wird und wenn die obere Fläche des Grundsubstrats 10 aus einem Halbleitermaterial besteht, wird die erste Einschlussschicht 24 epitaktisch mit der darunterliegenden Oberfläche des Grundsubstrats 10 ausgerichtet. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die erste Einschlussschicht 24 durch einen Schichtübertragungsprozess gebildet werden.
  • Die erste Einschlussschicht 24, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, weist eine Dicke zwischen 0,01 μm und 0,5 μm auf, wobei eine Dicke zwischen 0,02 μm und 0,1 μm typischer ist. Andere Dicken über und/oder unter dem vorstehend erwähnten Dickebereich können ebenfalls für die erste Einschlussschicht 24 verwendet werden.
  • Mit Bezug auf 10 ist die Struktur von 9 nach dem Bilden einer Rissausbreitungsschicht 12 auf einer oberen Fläche der ersten Einschlussschicht 24 veranschaulicht. Die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Rissausbreitungsschicht 12 weist eine Bruchzähigkeit auf, die geringer ist als diejenige des Grundsubstrats 10, der ersten Einschlussschicht 24, der zweiten Einschlussschicht 26, die anschließend gebildet wird, und der Halbleiterelementschicht 14, die anschließend ebenfalls gebildet wird.
  • In einer Ausführungsform besteht die erste Einschlussschicht 24 aus einem Halbleitermaterial. Wenn in einer solchen Ausführungsform die erste Einschlussschicht 24 aus AlAs besteht, kann die Rissausbreitungsschicht 12 aus Germanium bestehen.
  • Mit Bezug auf 11 ist die Struktur von 10 nach dem Bilden einer zweiten Einschlussschicht 26 auf einer oberen Fläche der Rissausbreitungsschicht 12 veranschaulicht. Die in der vorliegenden Offenbarung verwendete zweite Einschlussschicht 26 kann eines der für die erste Einschlussschicht 24 vorstehend genannten Materialien beinhalten. Wie die erste Einschlussschicht 24 besteht die zweite Einschlussschicht 26 aus einem Material mit einer Bruchzähigkeit, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht 12 ist. In einer Ausführungsform bestehen die erste und zweite Einschlussschicht aus dem gleichen Material, beispielsweise aus AlAs. In einer anderen Ausführungsform bestehen die erste und zweite Einschlussschicht (24, 26) aus unterschiedlichen Materialien.
  • In dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bildet die Kombination der Schichten 24, 12 und 26 eine Opferstruktur, die verwendet wird, um die Rissauslösung und -ausbreitung auf die Rissausbreitungsschicht 12 zu beschränken.
  • Mit Bezug auf 12 ist die Struktur von 11 nach dem Bilden einer Halbleiterelementschicht 14 auf einer oberen Fläche der zweiten Einschlussschicht 24 veranschaulicht. Die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Halbleiterelementschicht 14 ist die gleiche wie sie im Zusammenhang mit der in 3 gezeigten vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde.
  • Mit Bezug auf 13 ist die Struktur von 12 nach dem Bilden einer Verspannungsschicht 16 auf einer oberen Fläche der Halbleiterelementschicht 14 veranschaulicht. Die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Verspannungsschicht 16 ist die gleiche wie sie im Zusammenhang mit der in 4 gezeigten vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde.
  • Mit Bezug auf 14 ist die Struktur von 13 nach dem Bilden einer Kunststofffolie 18 auf der Verspannungsschicht 16 veranschaulicht. Die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Kunststofffolie 18 ist die gleiche wie sie im Zusammenhang mit der in 5 gezeigten vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde.
  • Mit Bezug auf 15 ist die Struktur von 14 nach dem Ätzen der Rissausbreitungsschicht 12 veranschaulicht, um eine Rissbildung in der Rissausbreitungsschicht auszulösen. Das in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Ätzen zum Auslösen der Rissbildung ist das gleiche wie es im Zusammenhang mit der in 6 dargestellten vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde.
  • Mit Bezug auf 16 ist die Struktur von 15 nach dem Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht 12' veranschaulicht, um die Halbleiterelementschicht 14 von dem Grundsubstrat 10 zu trennen. Das in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendete Spalten des Grundsubstrats 10 von der Halbleiterelementschicht 14 ist das gleiche wie es im Zusammenhang mit der in 7 dargestellten vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde.
  • Mit Bezug auf 17 ist die Struktur von 16 nach dem Entfernen der gespaltenen Abschnitte der Rissausbreitungsschicht veranschaulicht, die auf dem Grundsubstrat 10 und der Halbleiterelementschicht 14 bleiben. Das heißt, 17 veranschaulicht die Struktur von 16 nach dem Entfernen der gespaltenen Abschnitte (20, 22) der Rissausbreitungsschicht von den jeweiligen Oberflächen der zweiten Einschlussschicht 26 und der ersten Einschlussschicht 24. Das Entfernen der gespaltenen Abschnitte (20, 22) der Rissausbreitungsschicht kann unter Verwendung eines Ätzprozesses wie vorstehend für die in 8 der vorliegenden Offenbarung beschriebene Ausführungsform durchgeführt werden.
  • Mit Bezug auf 18 ist die Struktur von 17 nach dem Entfernen der ersten Einschlussschicht 24 von dem Grundsubstrat 10 und nach dem Entfernen der zweiten Einschlussschicht 26 von der Halbleiterelementschicht 14 veranschaulicht. Das Entfernen der ersten und zweiten Einschlussschicht (24, 26) von der Halbleiterelementschicht 14 und dem Grundsubstrat 10 kann durch einen Ätzprozess durchgeführt werden, der die Einschlussschichten selektiv von den jeweiligen Oberflächen der Halbleiterelementschicht 14 und des Grundsubstrats 10 entfernt. In einer Ausführungsform kann der Ätzprozess HF als ein Ätzmittel beinhalten.
  • Nach dem Entfernen der Einschlussschichten von den jeweiligen Oberflächen der Halbleiterelementschicht 14 und des Grundsubstrats 10 kann die Struktur einschließlich der Halbleiterelementschicht 14 weiterhin unter Verwendung von bekannten Techniken bearbeitet werden. Die Struktur einschließlich der Halbleiterelementschicht 14 kann zum Beispiel auf ein Handhabungssubstrat (z. B. Halbleitersubstrat, Glas und/oder Metallblech) übertragen werden, und anschließend können die Kunststofffolie 18 und die Verspannungsschicht 16 davon entfernt werden. Alternativ können die Kunststofffolie 18 und die Verspannungsschicht 16 vor der Übertragung der Halbleiterelementschicht 14 auf das Handhabungssubstrat entfernt werden.
  • Nachdem die erste Einschlussschicht 24 von der oberen Fläche des Grundsubstrats 10 entfernt wurde, kann das in 18 dargestellte Grundsubstrat 10 wie gewünscht erneut verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das in 18 dargestellte Grundsubstrat 10 eine ebene, flache Oberfläche hat, da Auslösen und Ausbreiten des Risses in der Rissausbreitungsschicht 12 und nicht im Grundsubstrat stattgefunden haben. Dies steht in Gegensatz zum herkömmlichen Absplittern, das in der US-Patentanmeldung Nr. 2010/0311250 von Bedell et al. offengelegt ist.
  • Während die vorliegende Offenbarung insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, versteht sich für Fachleute, dass das Obengenannte und andere Änderungen an Formen und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung soll daher nicht auf die beschriebenen und veranschaulichten genauen Formen und Einzelheiten beschränkt sein, sondern in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Entfernen einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Rissausbreitungsschicht auf einer oberen Fläche eines Grundsubstrats; Bilden einer Halbleiterelementschicht mit mindestens einem Halbleiterelement auf der Rissausbreitungsschicht; Ätzen von Endabschnitten der Rissausbreitungsschicht, um einen Riss in der Rissausbreitungsschicht auszulösen; Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht, um einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht und der oberen Fläche des Grundsubstrats einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht bereitzustellen; und Entfernen des gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht und des anderen gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht von der oberen Fläche des Grundsubstrats.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei des Bereitstellen der Rissausbreitungsschicht das Auswählen eines Materials beinhaltet, das eine Bruchzähigkeit aufweist, die geringer als diejenige des Grundsubstrats und geringer als diejenige der Halbleiterelementschicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Material der Rissausbreitungsschicht aus einem Halbleitermaterial besteht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Halbleitermaterial aus Germanium oder AlAs besteht.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Grundsubstrat ein Halbleitermaterial, Glas oder Keramik ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Halbleiterelementschicht mindestens ein darauf gebildetes Halbleiterelement umfasst, wobei das mindestens eine Halbleiterelement vor oder nach dem Bilden der Halbleiterelementschicht gebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen der Verspannungsschicht das Auswählen unter einer Verspannungsschicht aus Metall oder einer Verspannungsschicht aus Polymer umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Bilden einer Kunststofffolie auf der Verspannungsschicht umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ätzen in einem Bad mit mindestens einem Ätzmittel durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Spalten bei einer Temperatur durchgeführt wird, die niedriger als die Raumtemperatur oder gleich wie die Raumtemperatur ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Entfernen des gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht und des anderen gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht einen Ätzprozess umfasst.
  12. Verfahren zum Entfernen einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Opferstruktur auf einer oberen Fläche eines Grundsubstrats, wobei die Opferstruktur von unten nach oben eine erste Einschlussschicht, eine Rissausbreitungsschicht und eine zweite Einschlussschicht umfasst; Bilden einer Halbleiterelementschicht mit mindestens einem Halbleiterelement auf der zweiten Einschlussschicht der Opferstruktur; Ätzen von Endabschnitten der Rissausbreitungsschicht, um einen Riss in der Rissausbreitungsschicht der Opferstruktur auszulösen; Spalten der geätzten Rissausbreitungsschicht, um einer Oberfläche der zweiten Einschlussschicht, die sich auf einer Oberfläche der Halbleiterelementschicht befindet, einen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht sowie einer Oberfläche der ersten Einschlussschicht, die sich auf der oberen Fläche des Grundsubstrats befindet, einen anderen gespaltenen Abschnitt der Rissausbreitungsschicht bereitzustellen; Entfernen des gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht von der Oberfläche der zweiten Einschlussschicht, die sich auf der Oberfläche der Halbleiterelementschicht befindet, und des anderen gespaltenen Abschnitts der Rissausbreitungsschicht von der Oberfläche der ersten Einschlussschicht, die sich auf der oberen Fläche des Grundsubstrats befindet; und Entfernen der ersten Einschlussschicht von der oberen Fläche des Grundsubstrats und Entfernen der zweiten Einschlussschicht von der Oberfläche der Halbleiterelementschicht.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bereitstellen der Opferstruktur das Auswählen von ersten und zweiten Einschlussmaterialen beinhaltet, die eine Bruchzähigkeit aufweisen, die höher als diejenige der Rissausbreitungsschicht ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die erste und zweite Einschlussschicht aus AlAs bestehen.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Halbleiterelementschicht mindestens ein darauf gebildetes Halbleiterelement umfasst, wobei das mindestens eine Halbleiterelement vor oder nach dem Bilden der Halbleiterelementschicht gebildet wird, und/oder wobei das Bereitstellen der Verspannungsschicht das Auswählen unter einer Verspannungsschicht aus Metall oder einer Verspannungsschicht aus Polymer umfasst, das vorzugsweise weiterhin das Bilden einer Kunststofffolie auf der Verspannungsschicht umfasst, wobei vorzugsweise das Spalten bei einer Temperatur durchgeführt wird, die niedriger als die Raumtemperatur oder gleich wie die Raumtemperatur ist.
DE102012209891.7A 2011-06-15 2012-06-13 Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat Expired - Fee Related DE102012209891B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/161,260 2011-06-15
US13/161,260 US9040392B2 (en) 2011-06-15 2011-06-15 Method for controlled removal of a semiconductor device layer from a base substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012209891A1 true DE102012209891A1 (de) 2012-12-20
DE102012209891B4 DE102012209891B4 (de) 2018-12-13

Family

ID=46208941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012209891.7A Expired - Fee Related DE102012209891B4 (de) 2011-06-15 2012-06-13 Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9040392B2 (de)
CN (1) CN102832177B (de)
DE (1) DE102012209891B4 (de)
GB (1) GB2491930B (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8518807B1 (en) * 2012-06-22 2013-08-27 International Business Machines Corporation Radiation hardened SOI structure and method of making same
US9040432B2 (en) * 2013-02-22 2015-05-26 International Business Machines Corporation Method for facilitating crack initiation during controlled substrate spalling
KR20160048142A (ko) * 2013-08-26 2016-05-03 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간 에피택셜 리프트오프와 스폴링의 조합을 통한 박막 리프트오프
DE102013020693A1 (de) * 2013-12-04 2015-06-11 Siltectra Gmbh Verfahren zum Erzeugen großflächiger Festkörperschichten
US9058990B1 (en) * 2013-12-19 2015-06-16 International Business Machines Corporation Controlled spalling of group III nitrides containing an embedded spall releasing plane
US9245747B2 (en) * 2014-05-01 2016-01-26 International Business Machines Corporation Engineered base substrates for releasing III-V epitaxy through spalling
US9799792B2 (en) * 2015-01-14 2017-10-24 International Business Machines Corporation Substrate-free thin-film flexible photovoltaic device and fabrication method
US9865769B2 (en) * 2015-03-23 2018-01-09 International Business Machines Corporation Back contact LED through spalling
US10460948B2 (en) * 2015-09-04 2019-10-29 International Business Machines Corporation Stress assisted wet and dry epitaxial lift off
US9570295B1 (en) 2016-01-29 2017-02-14 International Business Machines Corporation Protective capping layer for spalled gallium nitride
FI129855B (en) * 2019-10-08 2022-09-30 Jani Oksanen METHOD AND STRUCTURE FOR MANUFACTURING THIN FILMS
US11695089B2 (en) * 2019-12-31 2023-07-04 Industrial Technology Research Institute Solar cell modules

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445965A (en) * 1980-12-01 1984-05-01 Carnegie-Mellon University Method for making thin film cadmium telluride and related semiconductors for solar cells
DE3787119T2 (de) * 1986-05-20 1993-12-23 Nippon Chemicon Elektrolytischer Kondensator des Wickeltyps.
JP3360919B2 (ja) 1993-06-11 2003-01-07 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法，及び薄膜太陽電池
JP3381443B2 (ja) * 1995-02-02 2003-02-24 ソニー株式会社 基体から半導体層を分離する方法、半導体素子の製造方法およびｓｏｉ基板の製造方法
BR9710325A (pt) * 1996-07-16 2000-01-11 Raychem Corp Sistema de proteção de circuito.
EP0849788B1 (de) * 1996-12-18 2004-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Vefahren zum Herstellen eines Halbleiterartikels unter Verwendung eines Substrates mit einer porösen Halbleiterschicht
EP0926709A3 (de) * 1997-12-26 2000-08-30 Canon Kabushiki Kaisha Herstellungsmethode einer SOI Struktur
JP3619058B2 (ja) * 1998-06-18 2005-02-09 キヤノン株式会社 半導体薄膜の製造方法
JP4771510B2 (ja) 2004-06-23 2011-09-14 キヤノン株式会社 半導体層の製造方法及び基板の製造方法
EP1863100A1 (de) * 2006-05-30 2007-12-05 INTERUNIVERSITAIR MICROELEKTRONICA CENTRUM vzw (IMEC) Verfahren zur Herstellung von dünnen Substraten
US20100047959A1 (en) 2006-08-07 2010-02-25 Emcore Solar Power, Inc. Epitaxial Lift Off on Film Mounted Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
CA2692126A1 (en) 2007-07-03 2009-01-08 Microlink Devices, Inc. Methods for fabricating thin film iii-v compound solar cell
MX2010004896A (es) 2007-11-02 2010-07-29 Harvard College Produccion de capas de estado solido independientes mediante procesamiento termico de sustratos con un polimero.
US8802477B2 (en) 2009-06-09 2014-08-12 International Business Machines Corporation Heterojunction III-V photovoltaic cell fabrication
CA2789391A1 (en) 2009-09-10 2011-06-03 The Regents Of The University Of Michigan Methods of preparing flexible photovoltaic devices using epitaxial liftoff, and preserving the integrity of growth substrates used in epitaxial growth

Also Published As

Publication number Publication date
CN102832177A (zh) 2012-12-19
US9040392B2 (en) 2015-05-26
CN102832177B (zh) 2015-02-25
GB201206430D0 (en) 2012-05-30
GB2491930B (en) 2013-10-02
DE102012209891B4 (de) 2018-12-13
US20130005119A1 (en) 2013-01-03
US20120322244A1 (en) 2012-12-20
GB2491930A (en) 2012-12-19
US9059073B2 (en) 2015-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012209891B4 (de) Verfahren für eine gesteuerte Entfernung einer Halbleiterelementschicht von einem Grundsubstrat
DE102012209708B4 (de) Verfahren zur gesteuerten Schichtübertragung
DE102012210227B4 (de) Abblätterungsverfahren mit Randausschluss zur Verbesserung der Substrat-Wiederverwendbarkeit
DE112011100105B4 (de) Abspaltung für ein halbleitersubstrat
DE112012002305T5 (de) Verfahren für ein spontanes Spalling von Material bei niedriger Temperatur
DE102019114131A1 (de) Feldeffekttransistor unter verwendung von übergangsmetall-dichalcogenid und verfahren zu dessen herstellung
DE102012209706B4 (de) Verfahren zur Herstellung von zwei Bauelement-Wafern aus einem einzelnen Basissubstrat durch Anwendung eines gesteuerten Abspaltprozesses
DE102013209513B4 (de) Abtrennen unter Verwendung von Teilbereichen einer Stressorschicht
DE102014116231A1 (de) Gesteuertes Abspalten von Gruppe-III-Nitriden, die eine eingebettete Abspalt-Ablösungsebene enthalten
EP3551373A1 (de) Verfahren zum dünnen von mit bauteilen versehenen festkörperschichten
DE102013208429A1 (de) Oberflächenmorphologieerzeugung und Übertragung mittels Abtrennen
EP1681711A1 (de) Halbleiterscheibe mit Silicium-Germanium-Schicht und Verfahren zu deren Herstellung
DE112010001477B4 (de) Verfahren zum Anpassen des Gitterparameters einer Keimschicht aus verspanntem Material
DE102012213649B4 (de) Mechanische Ablösung von Dünnschichten
US20140251548A1 (en) Method for improving surface quality of spalled substrates
EP1852901B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schichtenstruktur
DE102017010284A1 (de) Verfahren zum Dünnen von mit Bauteilen versehenen Festkörperschichten
EP3587617B1 (de) Verfahren zum herstellen eines mikrosystems mit einer dünnschicht aus bleizirkonattitanat
EP3078055B1 (de) Verfahren zum erzeugen grossflächiger festkörperschichten
DE102016014821A1 (de) Verfahren zum Dünnen von mit Bauteilen versehenen Festkörperschichten
US20160204078A1 (en) Bonding process using temperature controlled curvature change
DE10102315B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen und Zwischenprodukt bei diesen Verfahren
US9324566B1 (en) Controlled spalling using a reactive material stack
DE102014223603B4 (de) Halbleiterscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE102016205000A1 (de) Spalling unter Verwendung einer auflösbaren Ablöse-Schicht

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE GBR, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE GBR, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP., US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, US

Effective date: 20120911

Owner name: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP., US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, NEW YORK, US

Effective date: 20130205

Owner name: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, A, US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, NEW YORK, N.Y., US

Effective date: 20130205

Owner name: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, A, US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, N.Y., US

Effective date: 20120911

Owner name: GLOBALFOUNDRIES US 2 LLC (N.D.GES.DES STAATES , US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, NEW YORK, N.Y., US

Effective date: 20130205

Owner name: GLOBALFOUNDRIES US 2 LLC (N.D.GES.DES STAATES , US

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, N.Y., US

Effective date: 20120911

Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, N.Y., US

Effective date: 20120911

Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, NEW YORK, N.Y., US

Effective date: 20130205

R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE GBR, DE

Effective date: 20120911

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE GBR, DE

Effective date: 20130205

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PART GMBB, DE

Effective date: 20130205

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PART GMBB, DE

Effective date: 20120911

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Effective date: 20130205

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Effective date: 20120911

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, NY, US

Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, N.Y., US

R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

Free format text: FORMER OWNER: GLOBALFOUNDRIES US 2 LLC (N.D.GES.DES STAATES DELAWARE), HOPEWELL JUNCTION, N.Y., US

R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee