DE69838970T2

DE69838970T2 - Selektiver Transferprozess einer Mikrostruktur, geformt auf Initialsubstrat, auf ein Finalsubstrat

Info

Publication number: DE69838970T2
Application number: DE69838970T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Joly; Gerard Nicolas; Michel Bruel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: FR2771852B1; EP0923123B1; JP4163310B2; EP0923123A2; EP0923123A3; FR2771852A1; DE69838970D1; JPH11317577A; US6159323A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für den selektiven Transfer einer auf einem sogenannten Initialsubstrat ausgebildeten Mikrostruktur auf ein sogenanntes Finalsubstrat.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter Mikrostruktur jede Baukomponente oder jedes Baukomponentensystem elektronischer, mechanischer oder optischer Art, ausgebildet auf dem Initialsubstrat mittels Techniken der Materialbearbeitung, -abscheidung und -formung aus der Mikroelektronik oder der Mikromechanik.
Insbesondere ermöglicht die Erfindung den Transfer elektronischer Baukomponenten, die passive oder aktive Komponenten sein können, etwa Chips.
Der erfindungskonforme Komponententransfer ist bei den Anwendungen besonders vorteilhaft, wo verschiedene Komponenten einer Vorrichtung auf Substraten aus unterschiedlichen Materialien realisiert werden müssen, und bei den Anwendungen, wo man eine bestimmte Anzahl von Komponenten einer Vorrichtung vor ihrem Zusammenbau getrennt herstellen möchte.
Zum Beispiel kann die Erfindung bei der Übertragung von Laserresonatoren angewendet werden, die separat auf einem Siliciumsubstrat hergestellt werden.
Auf einem anderen Gebiet kann die Erfindung auch bei der Übertragung von Steuerschaltungskomponenten eines LCD-Bildschirms auf eine Glasplatte angewendet werden.
Stand der Technik
Die bekannten Techniken für den Transfer einer Baukomponente von einem Initialsubstrat auf ein Finalsubstrat benutzen im Allgemeinen ein sogenanntes Zwischensubstrat, dessen Funktion im Wesentlichen darin besteht, der Komponente während des Transfers einen festen mechanischen Halt zu geben.
Die hauptsächlichen Probleme bei der Durchführung von Komponententransfers sind mit der Trennung der Komponente von dem Initialsubstrat aber auch mit der Trennung von dem Zwischensubstrat verbunden.
Generell ist die bei der Trennung von den Initialsubstrat oder dem Zwischensubstrat angewendete Technik die sogenannte Lift-off-Technik. Um diese Technik anzuwenden, verwendet man Substrate, die einen massiven Basisteil, eine dünne Opferzwischenschicht aus einem Material, das auf chemischem Wege selektiv abgeätzt werden kann, und eine Oberschicht umfassen, in der die Komponenten ausgebildet werden oder auf die die Komponenten übertragen werden.
Bei einem Transfer der Komponenten erfolgt die Trennung der die Komponenten umfassenden Oberflächenschicht von dem massiven Basisteil ohne Komponenten indem man die Opferzwischenschicht chemisch angreift, um sie zu eliminieren. Die Eliminierung dieser Schicht ermöglicht, die Komponenten der Oberflächenschicht mittels Lift-off frei zu machen.
Diese Technik hat eine bestimmte Anzahl von Schwierigkeiten und Beschränkungen.
Eine erste Schwierigkeit ist verbunden mit der Kontaktherstellung der Zwischenschicht mit einem generell flüssigen chemischen Ätzmittel. Da nämlich die Zwischenschicht dünn ist und sich zwischen dem Basisteil und der Oberflächenschicht befindet, ist die Wirkung des Ätzmittels nicht sehr effizient. Diese Schwierigkeit erhöht sich mit der Größe der zu transferierenden Komponente, das heißt mit der Ausdehnung der Opferzwischenschicht.
Außerdem zwingt die Notwendigkeit, eine selektive Ätzung der Zwischenschicht durchzuführen, ohne die zu transferierende Komponente zu verändern, besondere Materialien zu verwenden, deren Verarbeitung nicht immer kompatibel ist mit den Anforderungen einer Serienproduktion.
Zum Stand der Technik kann man die Dokumente (1) und (2) konsultieren, deren Referenzen am Ende der vorliegenden Beschreibung angegeben sind.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren für den selektiven Transfer einer auf einem sogenannten Initialsubstrat ausgebildeten Mikrostruktur auf ein sogenanntes Finalsubstrat vorzuschlagen, das die oben genannten Schwierigkeiten und Beschränkungen nicht aufweist.
Eine Aufgabe besteht insbesondere darin, ein Verfahren vorzuschlagen, das weder ein Abätzen einer Opferzwischenschicht noch eine Lift-off-Operation erfordert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das den selektiven Transfer eines Bereichs oder mehrerer Bereiche eines Substrats auf ein Finalsubstrat vorschlägt, die bestimmte Mikrostrukturen umfassen.
Eine Aufgabe besteht auch darin, ein schnelles, kostengünstiges und im Rahmen einer Serienherstellung industriell anwendbares Transferverfahren vorzuschlagen.
Um diese Aufgaben zu erfüllen, hat die Erfindung noch genauer ein Verfahren zum Transfer wenigstens einer in einem Initialsubstrat genannten Substrat ausgebildeten Mikrostruktur auf ein Finalsubstrat genanntes Substrat zum Gegenstand, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Präparieren des Initialsubstrats, um eine reversible Vereinigung, mit einer Initialbindungskraft, des Initialsubstrats mit einem Zwischensubstrat genannten Substrat zu ermöglichen,
b) Vereinigen des Initialsubstrats mit dem Zwischensubstrat, wobei die Mikrostruktur dem Zwischensubstrat zugekehrt ist,
c) Bilden von wenigstens einer Bindungsmaterialschicht über wenigstens einen selektierten Bereich des die Mikrostruktur enthaltenden Initialsubstrats und/oder über einen Aufnahmebereich des Finalsubstrats, wobei das Bindungsmaterial eine Bindungsfähigkeit hat, die durch eine geeignete Behandlung erhöht werden kann,
d) Kontakt herstellen zwischen dem genannten selektierten Bereich des Initialsubstrats und dem Aufnahmebereich des Finalsubstrats,
e) Behandeln der Bindungsmaterialschicht in einer dem selektierten Bereich des Initialsubstrats entsprechenden, die Mikrostruktur enthaltenden Zone, um in dieser Zone die Bindungskraft auf einen Wert zu erhöhen, der höher ist als derjenige der Initialbindungskraft, um eine Fixierung des genannten selektierten Bereichs des Initialsubstrats auf dem Aufnahmebereich des Finalsubstrats zu realisieren,
f) Lösen des selektierten Bereichs des die Mikrostruktur enthaltenden Initialsubstrats von dem Zwischensubstrat.

Wie weiter oben erwähnt, kann die in dem Substrat ausgebildete Mikrostruktur eine oder mehrere elektronische, optische oder mechanische Komponenten umfassen.
Diese Struktur kann an der Oberfläche des Substrats durch Materialabscheidung und -formung realisiert werden. Sie kann auch in der Dicke des Substrats realisiert werden, in Form von dotierten Bereichen und vergrabenen Komponenten. Die Struktur kann auch durch eine Kombination von Komponenten gebildet werden, nämlich Komponenten, die in der Tiefe des Substrats ausgebildet sind, und Komponenten wie etwa Kontaktelementen, die an der Oberfläche des Substrats ausgebildet sind.
Es zeigt sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren keine Lift-off-Operation umfasst, die ein Abätzen einer vergrabenen Schicht erforderlich machen würde.
Zudem, dank der Erfindung und insbesondere des Schritts e) zur selektiven Behandlung einer oder mehrerer Bereiche des Substrats, ist es möglich, selektive Transfers zu realisieren, die nur diese Bereiche betreffen.
Die kombinierte Aktion des Präparierens des Initialsubstrats – um seine Verbindung mit dem Zwischensubstrat umkehrbar zu machen –, und des lokalen Verstärkens der Bindungen zwischen der zu transferierenden Struktur und dem Finalsubstrat, ermöglicht, diese Struktur selektiv loszulösen.
Die Trennung kann insbesondere durch realisiert werden, dass man den Bereich des Initialsubstrats, der die Mikrostruktur umfasst, von dem Zwischensubstrat löst.
Nach einem speziellen Aspekt der Erfindung kann die Vorbereitung der Oberfläche des Initialsubstrats die Erzeugung einer kontrollierten Rauheit der genannten Oberfläche des Substrats umfassen, um die Umkehrbarkeit der Verbindung zu begünstigen.
Die Rauheit bewirkt eine Reduzierung der Kontaktfläche zwischen dem Initialsubstrat und dem Zwischensubstrat.
Die zum Beispiel durch Klebung mit oder ohne Materialzugabe realisierte Verbindung verfügt also über relativ schwache Bindungskräfte, die beim Loslösen der Mikrostruktur überwunden werden können.
Insbesondere wird die Rauheit so gewählt, dass nach der Behandlung in Schritt 3) die Bindungskraft zwischen dem Initialsubstrat und der Zwischensubstrat kleiner ist als die Bindungskraft zwischen dem selektierten Bereich des Initialsubstrats und dem Finalsubstrat.
Nach einer Variante kann die Präparierung der Oberfläche des Initialsubstrats – um eine umkehrbare Bindung zu ermöglichen – auch die Bildung wenigstens eines Anrisses bzw. einer Reißstelle in dem Initialsubstrat umfassen.
Der Anriss oder die Reißstelle kann insbesondere durch Ionenimplantation mit zum Beispiel Wasserstoffionen in einem Teil des Initialsubstrats realisiert werden, der mit dem Zwischensubstrat verbunden werden soll. Die in das Initialsubstrat implantierten Wasserstoffionen erzeugen eine Brüchigkeitszone, längs der die Loslösung des die Mikrostruktur enthaltenden selektierten Bereichs des Initialsubstrats stattfinden kann.
In diesem Fall ist die Initialbindungskraft als die Kraft zu verstehen, die überwunden werden muss, um die Loslösung längs der Brüchigkeitszone zu bewirken.
Nach wieder einer anderen Variante kann die Präparierung der Oberfläche des Initialsubstrats, um eine umkehrbare Verbindung zu ermöglichen, an der Oberfläche des Substrats die Bildung einer Schicht umfassen, Reißschicht genannt, die eine erste Dicke in einer Zone aufweist, die wenigstens einem Bereich des Initialsubstrats gegenüberliegt, der eine Mikrostruktur umfasst, und in einer den selektierten Bereich umgebenden Zone eine zweite Dicke aufweist, die größer ist als die erste Dicke, in einer Zone, die einem Bereich des Initialsubstrats ohne Mikrostruktur gegenüberliegt.
Die Bildung der Reißschicht kann das Abscheiden – auf der Oberfläche des Substrats – einer Schicht aus einem Material umfasst, das in Bezug auf das Substrat selektiv geätzt werden kann. Diese Schicht wird dann selektive partiell abgeätzt, um sie in wenigstens einer dem selektierten Bereich des Substrats entsprechenden Zone dünner zu machen. Dieses Ätzen bereitet keine besonderen Schwierigkeiten, denn die zu ätzende Materialschicht ist an der Oberfläche des Initialsubstrats frei zugänglich.
Diese besondere Ausführung der Erfindung wird in der Folge der Beschreibung detaillierter beschrieben.
Nach einem anderen speziellen Aspekt der Erfindung kann man das Initialsubstrat vor dem Schritt c) dünner machen.
Das Dünnermachen kann durch chemisches oder mechanisches Ätzen realisiert werden.
Es kann auch durch Spaltung längs einer in das Initialsubstrat implantierten Spaltungsschicht erfolgen.
Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist es möglich, außerdem vor dem Schritt d) wenigstens einen Schwächungsgraben des Initialsubstrats auszubilden, der den genannten die Mikrostruktur umfassenden Bereich des Substrats umgibt. Vorzugsweise sind die Schwächungsgräben und die die erste Dicke aufweisende Zone der Reißschicht so angeordnet, dass sie sich wenigstens teilweise decken.
Dank der Gräben ist es möglich, den Bereich des Initialsubstrats, der die Mikrostruktur enthält, leichter von dem Zwischensubstrat zu lösen. Es ist zudem möglich, diesen Bereich des Substrats leichter von dem restlichen Teil des Initialsubstrats zu lösen, der nicht von dem Transfer betroffen ist und mit dem Zwischensubstrat verbunden bleibt.
Die Behandlung der Bindungsmaterialschicht in Schritt e) des Verfahrens kann die Anwendung einer Strahlung in dem Bereich des Substrats umfassen, der die Mikrostruktur enthält.
In Abhängigkeit von dem gewählten Bindungsmaterial kann die Strahlung so angepasst werden, dass sie ein Vernetzen oder Schmelzen des Bindungsmaterials bewirkt und so, eventuell nach einer Abkühlzeit, zu einer stärkeren Bindung führt. Dieser Aspekt wird weiter unten detaillierter beschrieben.
Nach einem besonderen Aspekt der Erfindung kann man ein transparentes Zwischensubstrat verwenden und die Bestrahlung durch das transparente Substrat hindurch in dem Bereich des Substrats anwenden, der die Mikrostruktur enthält und die Bindungsmaterialschicht.
Man kann auch ein transparentes Finalsubstrat verwenden, und die Bestrahlung durch das transparente Finalsubstrat hindurch in dem Bereich des Substrats anwenden, der die Mikrostruktur enthält und die Bindungsmaterialschicht.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für den Transfer von Strukturen mit einer Dicke unter 10 μm, deren Ausdehnung in der Ebene der Substratoberfläche aber von einigen μm² bis zu einigen mm² gehen kann.
Je nach Ausdehnung der Struktur kann die zur Behandlung des Bindungsmaterial angewendete Strahlung auf punktförmige Weise oder als Abtastung erfolgen.
Vorteilhafterweise, insbesondere wenn das Zwischensubstrat oder Finalsubstrat transparent ist, kann man auf dem Finalsubstrat und dem Zwischensubstrat Sichtmarkierungen vorsehen, die eine genaue Ausrichtung der Substrate in Schritt d) des Verfahrens ermöglichen.
Eine solche Maßnahme ermöglicht insbesondere einen automatischen Zusammenbau durch eine entsprechende Maschine.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die sich auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen bezieht. Diese Beschreibung rein beispielhaft und nicht einschränkend.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die 1 ist eine schematisch Schnittansicht eines Initialsubstrats, ausgestattet mit einer Mikrostruktur und verbunden mit einem Zwischensubstrat.
Die 2 ist eine schematisch Schnittansicht des Substrats der 1, präpariert für eine Verbindung mit einem Finalsubstrat.
Die 3 ist eine schematisch Schnittansicht des Substrats der 2 bei der Verbindung eines selektierten Bereichs dieses Substrats mit dem Finalsubstrat.
Die 4 ist eine schematisch Schnittansicht, welche die Loslösung des selektierten Bereichs von dem Zwischensubstrat darstellt.
Die 5 ist eine schematisch Schnittansicht, welche den selektierten Bereich, verbunden mit dem Finalsubstrat, und die Realisierung eines in dem genannten selektierten Bereich befindlichen Kontaktelements der Mikrostruktur darstellt.
Detaillierte Darstellung von Realisierungsarten der Erfindung
Die nachfolgende Beschreibung betrifft speziell den Fall des Transfers einer einzigen Mikrostruktur. Jedoch kann der erfindungsgemäße Transfer selbstverständlich simultan mit mehreren solchen Mikrostrukturen stattfinden.
Die 1 zeigt ein Initialsubstrat 10, zum Beispiel aus Silicium, in dem eine Mikrostruktur ausgebildet ist. In dem beschriebenen Beispiel umfasst die Mikrostruktur eine elektronische Schaltung 12, ausgebildet in dem Substrat 10, und Kontaktelemente 12a, ausgebildet an der Oberfläche 14 des Substrats 10. Der die Mikrostruktur enthaltende Teil des Substrats ist mit der Referenz 16 bezeichnet. Dieser Bereich wird in der Folge des Textes Transferbereich genannt.
Auf der Oberfläche 14 des Substrats ist eine Schicht 18 ausgebildet, Reißschicht genannt. Es handelt sich zum Beispiel um eine Siliciumdioxid- oder Polymerschicht. Die Dicke dieser Schicht wird ausreichend groß gewählt, um gegenüber dem Transferbereich 16 des Substrats eine Vertiefung 19 zu ermöglichen. Die Vertiefung wird durch lokale Abätzung der Reißschicht 18 realisiert und ermöglicht, in dieser Schicht zwei Zonen zu definieren. Eine verdünnte Zone 20 mit einer ersten Dicke, im Wesentlichen dem Transferbereich 16 gegenüberliegend, und eine Zone 22 mit einer zweiten, größeren Dicke außerhalb des Transferbereichs. Man sieht, dass die verdünnte Zone vorzugsweise etwas größer ist als die Transferzone.
Das Initialsubstrat 10 ist mittels der dickeren Zone 22 der Reißschicht 18 mit einem Zwischensubstrat 24 verbunden.
Aufgrund der Vertiefung 19 ist die Initialbindungskraft zwischen dem ersten Substrat und dem Zwischensubstrat gering.
Die Vertiefung 19 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Reißschicht 18 sich in dem Bereich der Vertiefung 19 nicht in Richtung Zwischensubstrat durchbiegt und nicht an diesem festklebt.
Die 2 zeigt einen späteren Schritt des Verfahrens, in dem das Initialsubstrat 10 dünner gemacht wird. Das Dünnermachen wird gestoppt, wenn das Substrat noch ausreichend dick ist, um das Bauteil 12 aufzunehmen zu können.
Das Dünnermachen kann durch Honen, Schleifen, Abätzen mit oder ohne Sperrschicht oder auch durch Spalten erfolgen.
Im Falle einer Verdünnung durch Spaltung wird eine gasförmige Ionenschicht, Spaltungsschicht genannt, in der 1 schematisch dargestellt und mit 11 bezeichnet, vorher in das Initialsubstrat implantiert. Auf diese Weise ermöglicht eine Wärmebehandlung aufgrund eines kristallinen Rearrangements eine Spaltung des Substrats längs dieser Schicht.
Zusätzlich zu der Verdünnung werden Gräben 26 in das Initialsubstrat 10 geätzt, ausgehend von der durch die Verdünnung erhaltenen freien Oberfläche 28.
Die Gräben 26, die sich über die Gesamtheit oder einen Teil der Dicke des restlichen Initialsubstrats erstrecken, ermöglichen, in diesem Substrat den Bereich 16 abzugrenzen, der die elektronische Komponente enthält, die transferiert werden soll. Sie befinden sich wenigstens teilweise in Höhe der in der Reißschicht 18 ausgebildeten Vertiefung 19.
Insbesondere bilden die Gräben eine Zone geringerer Festigkeit des Initialsubstrats. Wie die 2 zeigt, ist auf der freien Oberfläche 28 des Initialsubstrats lokal eine Schicht 30 aus Verbindungsmaterial abgeschieden, im Wesentlichen im Transferbereich 16.
Das Verbindungsmaterial ist ein Material, dessen Verbindungsfähigkeit durch eine entsprechende Behandlung erhöht werden kann.
Es handelt sich zum Beispiel um ein mit UV-Strahlung härtbares Polymer. In dem beschriebenen Beispiel ist das Verbindungsmaterial ein schmelzbares Material wie Sn, Pb, Sn-Pb usw. Wenn ein solches Material durch eine entsprechende Strahlung erhitzt wird, schmilzt es und ermöglicht – nach Abkühlung – eine sehr starke Verbindung zu erhalten.
Nach einer vorteilhaften Anwendungsmöglichkeit der Erfindung kann das Verbindungsmaterial elektrisch leitfähig gewählt werden, um elektrische Verbindungen zwischen der Komponente 12 des Transferbereichs 16 und Komponenten des Finalsubstrats herzustellen. In einem solchen Fall kann das Verbindungsmaterial durch eine Legierung durch eine leitfähige schmelzbare Legierung, wie oben erwähnt, oder durch einen leitfähigen Klebstoff gebildet werden.
Das Verbindungsmaterial kann auf der gesamten Oberfläche des Transferbereichs oder nur auf selektierten Teilen ausgebildet sein, um eine oder mehrere unabhängige elektrische Verbindungen mit dem Finalsubstrat herzustellen.
Anzumerken ist, dass die Verbindungsmaterialschicht auch auf der Gesamtheit oder einem Teil eines Aufnahmebereichs des Finalsubstrats ausgebildet sein kann.
Die 3 zeigt einen späteren Schritt, während dem ein Aufnahmebereich 16' eines Finalsubstrats 32 mit dem Transferbereich 16 des die Komponente 12 enthaltenden Initialsubstrats in Kontakt gebracht wird.
Man sieht in dieser Figur, dass sowohl der Transferbereich 16 und der Aufnahmebereich 16' mit einer Verbindungsmaterialschicht 30 versehen sein kann.
Durch das transparente Zwischensubstrat 24 hindurch wird der Transferbereich einer Strahlung 34, etwa einer IR-Strahlung, ausgesetzt. Diese Strahlung 34 ermöglicht, das schmelzbare Verbindungsmaterial der Schicht 30 schmelzen zu lassen, was ermöglicht, den Transferbereich 16 auf dem Finalsubstrat 32 festzuschweißen. Die maximale Verbindungskraft erhält man nach der Abkühlung des Transferbereichs und des schmelzbaren Materials.
Bei einer Variante, bei der das Verbindungsmaterial ein durch UV-Strahlung härtbares Polymer ist, werden vorteilhafterweise transparente Zwischensubstrate verwendet.
Man kann anmerken, dass die Anwendung der Strahlung auf das Verbindungsmaterial auch durch das Finalsubstrat 32 hindurch erfolgen kann, das je nach verwendetem Verbindungsmaterialtyp transparent oder nicht-transparent gewählt wird.
Nach dem Befestigen des die Komponente 12 enthaltenden Transferbereichs 16 auf dem Finalsubstrat 32 kann die Trennung dieses Bereichs von dem Zwischensubstrat stattfinden.
Diese Trennung ist in der 4 dargestellt. Es werden Zugkräfte 36, 38 und eventuell Scherkräfte auf das Substrat 32 und auf das Zwischensubstrat ausgeübt.
Da die Verbindungskraft der Verbindungsmaterialschicht 30 in dem Transferbereich 16 erhöht worden ist, bleibt dieser Bereich auf dem Finalsubstrat befestigt.
Hingegen reißen die Böden der Gräben 26 des Initialsubstrats. Dadurch wird der die Komponente 12 enthaltende Bereich 16 des Initialsubstrats nicht nur von dem Zwischensubstrat sondern auch von dem Rest des Initialsubstrats 10 befreit.
Die 5 veranschaulicht Bearbeitungsschritte, die auf den Transfer der Mikrostruktur folgen.
Eine Isolierschicht 40 wird auf der Mikrostruktur und auf dem Finalsubstrat abgeschieden. Dann werden metallische Leiterbahnen wie etwa die in 5 dargestellte Leitung 42 ausgebildet, um die Kontaktelemente 12a der Komponente 12 mit anderen, nicht dargestellten Komponenten des Zielsubstrats zu verbinden.
Somit kann die Komponente 12 durch Leiterbahnen und/oder mittels Verbindungsmaterial 30, wie oben erwähnt, elektrisch mit Komponenten des Finalsubstrats 32 verbunden werden.
ZITIERTE DOKUMENTE

(1) US-A-5 258 325
(2) "Alignable Epitaxial Liftoff of GaAs Materials with Selective Deposition Using Polyimide Diaphragms" von C. Camperi-Ginestet et al. IEEE transactions Photonics Technologie Letters, Vol. 3, Nr. 12. Dezember 1991, Seiten 1123–1126.

IN DER BESCHREIBUNG GENANNTE REFERENZEN
Diese Liste der durch den Anmelder genannten Referenzen dient nur dazu, dem Leser zu helfen und ist nicht Teil der europäischen Patentschrift. Obwohl sie mit einem Höchstmaß an Sorgfalt erstellt worden ist, können Fehler oder Weglassungen nicht ausgeschlossen werden und das EPA lehnt in dieser Hinsicht jede Verantwortung ab.
In der Beschreibung genannte Patentschriften

• US 5258325 A

In der Beschreibung genannte Nichtpatentliteratur

• C. CAMPERI-GINESTET et al. Alignable Epitaxial Liftoff of GaAs Materials with Selective Deposition Using Polyimide Diaphragms. IEEE transactions Photonics Technologie Letters, Dezember 1991, Vol. 3(12), Seiten 1123–1126.

Claims

Verfahren zum Transfer wenigstens einer in einem Initialsubstrat genannten Substrat (10) ausgebildeten Mikrostruktur (12) auf ein Finalsubstrat genanntes Substrat (32), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Präparieren des Initialsubstrats, um eine reversible Vereinigung, mit einer Initialbindungskraft, des Initialsubstrats (10) mit einem Zwischensubstrat genannten Substrat (24) zu ermöglichen, b) Vereinigen des Initialsubstrats (10) mit dem Zwischensubstrat (24), wobei die Mikrostruktur dem Zwischensubstrat zugekehrt ist, c) Bilden von wenigstens einer Bindungsmaterialschicht (30) über wenigstens einen selektierten Bereich (16) des die Mikrostruktur enthaltenden Initialsubstrats und/oder über einen Aufnahmebereich (16') des Finalsubstrats, wobei das Bindungsmaterial eine Bindungsfähigkeit hat, die durch eine geeignete Behandlung erhöht werden kann, d) Kontakt herstellen zwischen dem genannten selektierten Bereich (16) des Initialsubstrats und dem Aufnahmebereich des Finalsubstrats, e) Behandeln der Bindungsmaterialschicht in einer dem selektierten Bereich (16) des Initialsubstrats entsprechenden, die Mikrostruktur enthaltenden Zone, um in dieser Zone die Bindungskraft auf einen Wert zu erhöhen, der höher ist als derjenige der Initialbindungskraft, um eine Fixierung des genannten selektierten Bereichs (16) des Initialsubstrats auf dem Aufnahmebereich (16') des Finalsubstrats (32) zu realisieren, f) Lösen des selektierten Bereichs (16) des die Mikrostruktur enthaltenden Initialsubstrats von dem Zwischensubstrat (24).
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem man vor dem Schritt c) das Initialsubstrat (10) dünner macht.
Transferverfahren nach Anspruch 2, bei dem das Dünnermachen des Initialsubstrats (10) durch chemisches und/oder mechanisches Ätzen erfolgt.
Transferverfahren nach Anspruch 2, bei dem das Dünnermachen des Initialsubstrats (10) durch Spaltung gemäß einer vorhergehend in das Initialsubstrat (10) integrierten Spaltungsschicht (11) erfolgt.
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Präparation des Initialsubstrats zur Ermöglichung einer reversiblen Vereinigung das Bilden einer kontrollierten Rauhigkeit an der Oberfläche des Substrats (10) umfasst.
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Präparation des Initialsubstrats zur Ermöglichung einer reversiblen Vereinigung das Bilden wenigstens eines Anrisses bzw. einer Reißstelle in dem Initialsubstrat umfasst.
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Präparation des Initialsubstrats zur Ermöglichung einer reversiblen Vereinigung das Bilden einer Reißschicht genannten Schicht (18) an der Oberfläche (14) des Substrats (10) umfasst, wobei die Reißschicht eine erste Dicke in einer Zone aufweist, die dem selektierten Bereich (16) des eine Mikrostruktur (12) enthaltenden Initialsubstrats gegenüberliegt, und in einer den selektierten Bereich (16) umgebenden Zone eine zweite Dicke aufweist, die größer ist als die erste Dicke.
Transferverfahren nach Anspruch 7, bei dem die Bildung der Reißschicht (18) das Abscheiden – auf der Oberfläche (14) des Substrats (10) – einer Schicht aus einem Material umfasst, das in Bezug auf das Substrat selektiv geätzt werden kann, und das selektive partielle Ätzen dieser Schicht umfasst, um sie in wenigstens einer dem selektierten Bereich (16) des Substrats entsprechenden Zone dünner zu machen.
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem man außerdem vor dem Schritt d) wenigstens einen Rand (26) zur Schwächung des Initialsubstrats (10) realisiert, der den die Mikrostruktur (12) enthaltenden Bereich (16) des Substrats umgibt.
Transferverfahren nach den Ansprüchen 7 und 9, bei dem die Schwächungsgräben (26) und die die erste Dicke aufweisende Zone der Reißschicht (18) so angeordnet sind, dass sie sich wenigstens teilweise decken.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bindungsmaterial der Bindungsschicht (30) ein Material ist, das ausgewählt wird unter den schmelzbaren Materialien und den Materialien, die eine Bindungskraft aufweisen, die erhöht werden kann, wenn sie einer geeigneten Strahlung ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man auf dem Finalsubstrat, beziehungsweise dem Zwischensubstrat, Markierungen ausbildet, die durch das Zwischensubstrat beziehungsweise das transparente Finalsubstrat hindurch sichtbar sind, wobei diese Markierungen zur Ausrichtung von Zwischen- und Finalsubstrat vor der Kontaktherstellung des Schritts d) dienen.
Transferverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es vervollständigt wird durch elektrische Operationen zur Zusammenschaltung der Mikrostruktur (12) mit vorhergehend auf dem Finalsubstrat (32) ausgebildeten Komponenten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während des Schritts e) die Behandlung der Bindungsmaterialschicht die Anwendung einer Bestrahlung in dem selektierten Bereich (16) des die Mikrostruktur enthaltenden Substrats umfasst.
Transferverfahren nach Anspruch 14, bei dem man ein transparentes Zwischensubstrat (24) verwendet und die Strahlung auf den selektierten Bereich (16) des die Mikrostruktur (12) enthaltenden Initialsubstrats anwendet, durch das transparente Substrat hindurch.
Transferverfahren nach Anspruch 15, bei dem man ein transparentes Finalsubstrat (32) verwendet und die Strahlung auf den selektierten Bereich (16) des die Mikrostruktur (12) enthaltenden Initialsubstrats anwendet, durch das Finalsubstrat (32) hindurch.
Transferverfahren nach Anspruch 1, bei dem man ein elektrisch leitfähiges Bindungsmaterial (30) benutzt, um wenigstens eine elektrische Verbindung zwischen dem genannten selektierten Bereich (16) und dem Finalsubstrat (32) zu bilden.