DE112011100445T5

DE112011100445T5 - Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht

Info

Publication number: DE112011100445T5
Application number: DE112011100445T
Authority: DE
Inventors: Stephen Bedell; Devendra Sadana; Keith Fogel; James Vichiconti; Jee Hwan Kim; Daniel Inns
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2013-04-04
Also published as: US7935612B1; GB2489830B; CN102741980A; TWI497742B; WO2011095473A1; GB201206801D0; TW201143123A; GB2489830A; CN102741980B

Abstract

Ein Verfahren für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht beinhaltet das Bilden einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht auf einem Volumen-Silicium-Substrat; das Bilden einer oberen Silicium(Si)-Schicht über der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; das Wasserstoffpassivieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; das Verbinden der oberen Si-Schicht mit einem alternativen Substrat; und das Fortpflanzen einer Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat. Ein System für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht beinhaltet ein Volumen-Silicium-Substrat; eine auf dem Volumen-Silicium-Substrat gebildete, mit Bor dotierte SiGe-Schicht, so dass sich die mit Bor dotierte SiGe-Schicht unter einer oberen Silicium(Si)-Schicht befindet, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sich nach Wasserstoffpassivieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht eine Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat fortpflanzt; und ein alternatives, mit der oberen Si-Schicht verbundenes Substrat.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Photovoltaikzellen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf den Schichttransfer einer dünnen Siliciumschicht.
Hintergrund der Erfindung
Da die Nachfrage nach alternativen Energieformen steigt, werden höhere Anforderungen an den Umwandlungswirkungsgrad der Photovoltaikzellen wie z. B. Solarzellen gestellt. Gleichzeitig wird erwartet, dass die Kosten solcher Zellen sinken. Bei der auf Silicium (Si) basierenden Solarzellentechnologie steht der Kompromiss zwischen den Kosten der Zellenherstellung und dem Umwandlungswirkungsgrad in direktem Zusammenhang mit der Qualität des Siliciums, das für die Herstellung der Solarzelle verwendet wird. Zellen aus Einkristall(SC)-Silicium weisen einen relativ hohen Wirkungsgrad, aber auch hohe Kosten auf. Um eine auf Einkristall-Silicium basierende Solarzelle zu bilden, kann durch einen als Schichttransfer bezeichneten Prozess eine Schicht dünnes (< 50 Mikrometer oder μm) Silicium auf einem alternativen Substrat wie Glas, Keramik oder Metall gebildet werden. Jedoch kann ein erfolgreicher Schichttransfer einer Einkristall-Siliciumschicht die Nutzung relativ teurer Anlagen und Techniken erfordern.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht beinhaltet das Bilden einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht auf einem Volumen-Silicium-Substrat; Bilden einer oberen Silicium(Si)-Schicht über der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; Verbinden der oberen Si-Schicht mit einem alternativen Substrat; und Fortpflanzen einer Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht beinhaltet ein Volumen-Silicium-Substrat; eine auf dem Volumen-Silicium-Substrat gebildete, mit Bor dotierte SiGe-Schicht, so dass sich die mit Bor dotierte SiGe-Schicht unter einer oberen Silicium(Si)-Schicht befindet, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sich nach Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht eine Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat fortpflanzt; und ein alternatives, mit der oberen Si-Schicht verbundenes Substrat.
Zusätzliche Merkmale werden durch die Techniken der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verwirklicht. Andere Ausführungsformen werden hier im Einzelnen beschrieben und werden als Teil der Ansprüche betrachtet. Zum besseren Verständnis der Merkmale der beispielhaften Ausführungsform siehe Beschreibung und Zeichnungen.
Unter einem ersten Aspekt betrachtet, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht bereit, wobei das Verfahren umfasst: das Bilden einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht auf einem Volumen-Silicium-Substrat; das Bilden einer oberen Silicium(Si)-Schicht über der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; das Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; das Verbinden der oberen Si-Schicht mit einem alternativen Substrat; und das Fortpflanzen einer Bruchsstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei eine Dotierkonzentration von Bor (B) in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht größer als ca. 10^19 B/cm³ ist.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht zwischen ca. 10% und ca. 40% Germanium (Ge) umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht eine graduelle Konzentration von Ge umfasst, so dass die Ge-Konzentration so ausgebildet ist, dass sie eine Bruchstellenfortpflanzung zur Grenzfläche enthält.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei eine Borkonzentration in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht nicht gleichmäßig ist.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei das alternative Substrat eines oder mehrere von Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei das Wasserstoffpassivieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht das Einschließen von Wasserstoff an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei das Wasserstoffpassivieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht das Einschließen von Wasserstoff an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und der oberen Si-Schicht umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei das Fortpflanzen einer Bruchstelle an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat zusätzliches Beaufschlagen mit Wasserstoff umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei die obere Si-Schicht eine Einkristall-Siliciumschicht umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wobei die obere Si-Schicht eine oder mehrere einer elektrisch dotierten Zone oder einer elektrischen Bauelement-Struktur umfasst.
Unter einem zweiten Aspekt betrachtet, stellt die vorliegende Erfindung ein System für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht bereit, wobei das System umfasst: ein Volumen-Silicium-Substrat; eine auf dem Volumen-Silicium-Substrat gebildete, mit Bor dotierte SiGe-Schicht, so dass sich die mit Bor dotierte SiGe-Schicht unter einer oberen Silicium(Si)-Schicht befindet, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sich nach dem Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht eine Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat fortpflanzt; und ein alternatives, mit der oberen Si-Schicht verbundenes Substrat.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei eine Dotierkonzentration von Bor (B) in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht größer als ca. 10^19 B/cm³ ist.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht zwischen ca. 10% und 40% Germanium (Ge) umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht eine graduelle Konzentration von Ge umfasst, so dass die Ge-Konzentration so ausgebildet ist, dass sie eine Bruchstellenfortpflanzung zur Grenzfläche enthält.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei das alternative Substrat eines oder mehrere von Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sie während des Wasserstoffpassivierens Wasserstoff an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat einschließt.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei sich die Bruchstelle an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat durch zusätzliches Beaufschlagen mit Wasserstoff fortpflanzt.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei die obere Si-Schicht eine Einkristall-Siliciumschicht umfasst.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, wobei die obere Si-Schicht eine oder mehrere einer elektrisch dotierten Zone oder einer elektrischen Bauelement-Struktur umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nur anhand eines Beispiels beschrieben, Bezug nehmend auf die Begleitzeichnungen, wobei:
1 eine Ausführungsform eines Verfahrens für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Ausführungsform einer auf einem Volumen-Silicium-Substrat gebildeten, mit Bor dotierten SiGe-Schicht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Ausführungsform einer auf einem Volumen-Silicium-Substrat gebildeten, mit Bor dotierten SiGe-Schicht nach dem Verbinden eines alternativen Substrats mit einer oberen Siliciumschicht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Ausführungsform einer Bruchstelle, der sich an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat fortpflanzt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es werden Ausführungsformen von Systemen und Verfahren für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium (SiGe)-Schicht bereitgestellt, wobei die beispielhaften Ausführungsformen nachfolgend im Detail erörtert werden. Das Hinzufügen von Bor (B) zur SiGe-Schicht ermöglicht es, dass eine dünne obere Siliciumschicht, die eine Einkristall-Siliciumschicht umfassen kann, unter Verwendung relativ preiswerter Prozessschritte und -anlagen von einem Volumen-Silicium-Substrat auf ein alternatives Substrat wie Glas, Keramik, Kunststoff oder Metall übertragen werden kann. Die mit Bor dotierte SiGe-Schicht wird wasserstoffpassiviert, um die mechanische Bruchstellenfortpflanzung in der dotierten SiGe-Schicht zu erleichtern. Die Bordotierung der SiGe-Schicht verbessert deutlich die Effizienz, mit der der Wasserstoff an der Grenzfläche zwischen dem dotierten SiGe und dem Volumen-Silicium-Substrat eingeschlossen wird; diese erhöhte Effizienz des Einschließens von Wasserstoff ermöglicht eine erfolgreiche Bruchstellenfortpflanzung an der Grenzfläche und den Schichttransfer des Einkristall-Siliciums auf ein alternatives Substrat.
Die Borkonzentration in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht kann größer als ca. 10^19 B/cm³ sein. Das mit Bor dotierte SiGe kann vom Volumensilicium an der SiGe/Volumensilicium-Grenzfläche durch Brechen entlang der Grenzfläche getrennt werden. Die mit Bor dotierte SiGe-Schicht kann vollständig gedehnt und unter Anwendung jedes geeigneten Verfahrens aufgewachsen werden, insbesondere der schnellen thermischen Gasphasenabscheidung (RTCVD), des epitaktischen Aufwachsens, der Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder des reinen Aufdampfens (oder jeder physikalische Gasphasenabscheidung oder PVD), gefolgt von festphasenepitaktischem Wachstum (SPE).
1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 100 für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht. 1 wird unter Bezugnahme auf 2–4 erörtert. Bei Block 101, wie bei Wafer 200 der 2 dargestellt, wird eine mit Bor dotierte SiGe-Schicht 202 in einem Volumen-Silicium-Substrat 201 unterhalb einer oberen Siliciumschicht 203 gebildet. Die obere Siliciumschicht 203 kann bei manchen Ausführungsformen weniger als ca. 50 μm dick sein und kann bei manchen Ausführungsformen eine Einkristallschicht umfassen. Die obere Siliciumschicht 203 kann ferner zusätzliche Schichten, Materialien und/oder Bauelemente umfassen, die bei manchen Ausführungsformen P-N-Diodenstrukturen einschließen, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Die Grenzfläche 204 trennt die SiGe-Schicht 202 und das Volumen-Silicium-Substrat 201.
Das Dotieren der SiGe-Schicht 202 kann während der Bildung der SiGe-Schicht 202 unter Verwendung gasförmiger, B enthaltender Quellen wie Diboran, unter Verwendung fester und/oder flüssiger Quellen wie B-dotiertes Si oder Ge während des Aufdampfens oder unter Verwendung von B-Metall in einer Knudsen-Zelle während der MBE erreicht werden. Das Dotieren kann auch erreicht werden, nachdem eine SiGe-Schicht unter Verwendung von Ionenimplantationstechniken oder B-Diffusionstechniken (wie Aufschleudern von B-dotiertem Glas und Tempern) gebildet wird. Der Ge-Gehalt der SiGe-Schicht 202 kann zwischen 5 und 50 Atomprozent betragen, und bei manchen Ausführungsformen zwischen 10 und 40 Atomprozent. Die Dicke der SiGe-Schicht 202 kann zwischen 1 und 1000 nm betragen, und bei manchen Ausführungsformen zwischen 5 und 100 nm. Der Ge-Gehalt der mit Bor dotierten SiGe-Schicht 202 kann bei manchen Ausführungsformen innerhalb der SiGe-Schicht nicht konstant sein.
Die Borkonzentration in der dotierten SiGe-Schicht kann größer als ca. 10^19 B/cm³ sein. Die Borkonzentration kann bei manchen Ausführungsformen innerhalb der mit Bor dotierten SiGe-Schicht 202 nicht konstant sein; sie kann linear graduell sein oder an einer Grenzfläche einen Spitzenwert aufweisen, um die Bruchstellenfortpflanzung an der Grenzfläche zu fördern. Die B-dotierte SiGe-Schicht 202, kann bei manchen Ausführungsformen Kohlenstoff (C) enthalten, um die Menge oder Verteilung der Spannung innerhalb der SiGe-Schicht zu steuern; der C-Gehalt kann bei oder unter 3% liegen.
Der Bildung der dotierten SiGe-Schicht 202 kann bei manchen Ausführungsformen die Bildung einer optionalen Pufferschicht vorausgehen. Die Pufferschicht, die zwischen dem Volumen-Si 201 und der dotierten SiGe-Schicht 202 angeordnet sein kann, kann Si, mit Kohlenstoff dotiertes Si (Si:C) oder undotiertes SiGe umfassen. Die optionale Pufferschicht ermöglicht die Wiedergewinnung des Volumen-Si 201 nach dem Schichttransfer der oberen Siliciumschicht 203 durch Anwendung kontrollierter selektiver Ätztechniken, die eine Wiederverwendung des Si-Substrats ermöglichen.
Bei Block 102 ist die mit Bor dotierte SiGe-Schicht 301 wasserstoffpassiviert. Das Wasserstoffpassivieren kann durchgeführt werden, indem der Wafer 200 bei einer Temperatur über 100°C atomarem Wasserstoff ausgesetzt wird. Der atomare Wasserstoff kann Gleichstrom(GS)- oder Hochfrequenz(HF)-Plasma oder energiereiche Ionen umfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann das Wasserstoffpassivieren durch 30minütiges Aussetzen gegenüber 1000 W HF-Wasserstoffplasma bei 250°C durchgeführt werden. Der Wasserstoff wird an der Grenzfläche 204 eingeschlossen. Das Bor in der dotierten SiGe-Schicht 202 erhöht die Menge des Wasserstoffs, der während des Wasserstoffpassivierens der mit Bor dotierten SiGe-Schicht 202 an der Grenzfläche 204 eingeschlossen wird. Der Wasserstoff kann auch durch elektrochemische Mittel, die bei manchen Ausführungsformen katalytische Oberflächenschichten wie Platin (Pt) verwenden können, in die SiGe-Schicht 202 eingebaut werden.
Wie in 3 dargestellt, ist bei Block 103 die obere Siliciumschicht 203 mit einem alternativen Substrat 301 verbunden. Das Verbinden kann durch jedes geeignete Verfahren durchgeführt werden, einschließlich des anodischen, hydrophilen oder thermokompressiven Verbindens. Das alternative Substrat 301 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, jedes geeignete Material umfassen, Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff oder eine Kombination daraus. Das alternative Substrat 301 kann so gewählt. werden, das es einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) aufweist, der gleich dem WAK von Silicium ist, oder kann so gewählt werden, dass der WAK des alternativen Substrats 301 nach dem Verbinden und Abkühlen eine vorbestimmte Restspannung im alternativen Substrat 301 ergibt.
Wie in 4 dargestellt, wird bei Block 104 das Volumen-Silicium-Substrat 201 von der oberen Siliciumschicht 203 durch Fortpflanzen einer Bruchstelle an der Grenzfläche 204 getrennt, wodurch sich eine Bruchstelle 401 ergibt. Der an der Grenzfläche 204 eingeschlossene Wasserstoff fördert die Bruchstellenfortpflanzung an der Grenzfläche 204 durch Schwächen der lokalen Atombindung. Eine asymmetrische Ge-Konzentration in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht 202 kann dazu verwendet werden, um die Bruchstelle auf die Grenzfläche 204 zu beschränken; oder umgekehrt kann der Ge-Gehalt (und wahlweise die B-Konzentration) rückläufig graduell werden, um die Bruchstelle an der Grenzfläche zwischen der SiGe-Schicht 202 und der oberen Si-Schicht 203 zu fördern. Die Bruchstelle und die Trennung können durch Anwenden einer äußeren Kraft, durch eine innere Kraft aufgrund der Restspannung, die sich durch unterschiedliche WAK zwischen dem Volumensilicium 201 und dem alternativen Substrat 301 ergibt, oder durch zusätzliche, unter Verwendung von Plasma oder Säure erfolgendes Beaufschlagen mit Wasserstoff durchgeführt werden. Nachdem die obere Siliciumschicht 203 durch die Bruchstelle 401 vom Volumensilicium getrennt ist, kann die obere Siliciumschicht 203 zum Bilden einer Solarzelle mit hohem Wirkungsgrad verwendet werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine SiGe-Schicht mit 24atomprozentiger Ge-Konzentration, die unter Anwendung einer bei reduziertem Druck erfolgenden schnellen thermischen Gasphasenabscheidung (RTCVD) auf Einzelwafer bis zu einer Dicke von ca. 20 nm aufgewachsen wird, mit einer auf der SiGe-Schicht aufgewachsenen 70 nm dicken Si-Deckschicht bedeckt. Die SiGe-Schicht kann während des Aufwachsens mit Bor mit einer Konzentration von ca. 2 × 10^20 B/cm^3 dotiert werden. Zu Vergleichszwecken werden eine Struktur, die die oben beschriebene SiGe-Schicht umfasst, und eine zweite Struktur, die eine undotierte SiGe-Schicht derselben Abmessungen umfasst, bei 250°C über einen Zeitraum von 30 Minuten einem HF-Wasserstoffplasma ausgesetzt, und beide Strukturen werden anschließend bei einer Verbindungstemperatur von ca. 350°C anodisch mit Glassubstraten verbunden. Die Struktur, die die B-dotierte SiGe-Schicht umfasst, zeigt einen relativ großen Flächentransfer der SiGe- und der oberen Si-Schicht nach Einfügen der Bruchstelle zwischen dem Glassubstrat und des die Schicht enthaltenden Si-Substrats, während die Struktur, die die undotierte SiGe-Schicht umfasst, nicht erfolgreich in einer Weise bricht, die einen großflächigen Schichttransfer entlang der SiGe-Grenzfläche ermöglicht. Durch Hinzufügen eines höheren Ge-Gehalts, längere Exposition gegenüber H oder anderer Bruchstellenstrategien gelang es ebenfalls nicht, einen großflächigen Schichttransfer zu erzeugen, wenn das SiGe undotiert war.
Die technischen Wirkungen und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen beinhalten einen relativ preiswerten Schichttransfer einer Einkristall-Siliciumschicht auf ein Substrat.
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck, besondere Ausführungsformen zu beschreiben, und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein”, „eine” und „der, die, das” auch. die Pluralformen einschließen, sofern es der Kontext nicht anders angibt. Es ist ferner anzumerken, dass die Ausdrücke „umfasst” und/oder „umfassend”, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines/r oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritte plus der Funktionselemente in den nachstehenden Ansprüchen sollen jede Struktur, jedes Material oder jede Handlung für die Durchführung der Funktion in Verbindung mit anderen beanspruchten Elementen, wie im Besonderen beansprucht, einschließen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt, soll aber nicht erschöpfend oder auf die Erfindung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen werden für den normalen Fachmann offensichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und die praktische Anwendung am besten zu beschreiben, und um andere Fachleute zu befähigen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen nachzuvollziehen, die für den besonders betrachteten Gebrauch geeignet sind.

Claims

Verfahren für den Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht, wobei das Verfahren aufweist: Bilden einer mit Bor dotierten SiGe-Schicht auf einem Volumen-Siliciumsubstrat; Bilden einer oberen Silicium(Si)-Schicht über der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht; Verbinden der oberen Si-Schicht mit einem anderen Substrat; und Fortpflanzen einer Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Ssubstrat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Dotierkonzentration von Bor (B) in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht größer als ca. 10^19 B/cm³ ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht zwischen ca. 10% und ca. 40% Germanium (Ge) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht eine graduelle Konzentration von Ge aufweist, so dass die Ge-Konzentration so ausgebildet ist, dass sie eine Bruchstellenfortpflanzung zur Grenzfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Borkonzentration in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht nicht gleichmäßig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das alternative Substrat eines oder mehrere von Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht ein Einschließen von Wasserstoff an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht ein Einschließen von Wasserstoff an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und der oberen Si-Schicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fortpflanzen einer Bruchstelle an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat zusätzliches Beaufschlagen mit Wasserstoff aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die obere Si-Schicht eine Einkristall-Siliciumschicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die obere Si-Schicht eine oder mehrere einer elektrisch dotierten Zone oder einer elektrischen Bauelement-Struktur aufweist.
System für einen Schichttransfer unter Verwendung einer mit Bor dotierten Silicium-Germanium(SiGe)-Schicht, wobei das System aufweist: ein Volumen-Siliciumsubstrat; eine auf dem Volumen-Silicium-Substrat gebildete, mit Bor dotierte SiGe-Schicht, so dass sich die mit Bor dotierte SiGe-Schicht unter einer oberen Silicium(Si)-Schicht befindet, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sich nach Hydrieren der mit Bor dotierten SiGe-Schicht eine Bruchstelle an einer Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat fortpflanzt; und ein alternatives, mit der oberen Si-Schicht verbundenes Substrat.
System nach Anspruch 12, wobei eine Dotierkonzentration von Bor (B) in der mit Bor dotierten SiGe-Schicht größer als ca. 10^19 B/cm³ ist.
System nach Anspruch 12, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht zwischen ca. 10% und 40% Germanium (Ge) aufweist.
System nach Anspruch 12, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht eine graduelle Konzentration von Ge aufweist, so dass die Ge-Konzentration so ausgebildet ist, dass sie eine Bruchstellenfortpflanzung zur Grenzfläche aufweist.
System nach Anspruch 12, wobei das alternative Substrat eines oder mehrere von Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff aufweist.
System nach Anspruch 12, wobei die mit Bor dotierte SiGe-Schicht so ausgebildet ist, dass sie während des Wasserstoffpassivierens Wasserstoff an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium-Substrat einschließt.
System nach Anspruch 12, wobei sich die Bruchstelle an der Grenzfläche zwischen der mit Bor dotierten SiGe-Schicht und dem Volumen-Silicium durch zusätzliches Beaufschlagung mit Wasserstoff fortpflanzt.
System nach Anspruch 12, wobei die obere Si-Schicht eine Einkristall-Siliciumschicht umfasst.
System nach Anspruch 12, wobei die obere Si-Schicht eine oder mehrere einer elektrisch dotierten Zone oder einer elektrischen Bauelement-Struktur umfasst.