JP2020057810A - 基板をボンディングする装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a) 構造体において実現可能な活性層の個数。これは、上で説明した問題に起因して今日2つないし最大で3つの層に制限される。
b) 最適な波長領域についての個々の層の最適化。今日、実践的に可能でないのは、波長領域およびこれに付随した光を電気エネルギに変換するための変換特性について、完全に自由に個々の層を最適化することである。なぜならば格子構造の互換性についてつねに妥協しなければならないからである。
c) より好都合な材料の使用。所定の波長に対して望ましいと考えられるのは、例えばケイ素またはゲルマニウムを使用することである。なぜならばこれらの材料により、効率とコストとの間の理想的な妥協が可能になるからである。しかしながらこれらの材料は使用できないことが多い。なぜならば格子構造が、セルに使用される他の複数の構造体と十分に互換性を有してないからである。
(1) プラズマチャンバ内で還元性ガスを用いて、所期のように変化させた酸化物層を有する複数の基板を作製し、
(2) これらの基板を真空環境において、特に高真空環境においてボンディングモジュールに搬送し、
(3) これら基板をボンディングモジュールにおいて互いにボンディングできるようにする装置および方法が記載されている。
・ デポジット中および/またはデポジット後に酸化物の化学量論比を変化させること、および/または、
・ 所望の新しい酸化物層厚さまで、既存の酸化物層の所定の量を取り去ること、または、
・ 酸化物層を完全に除去すること、および/または
・ 酸化物層を非晶質化すること
と理解される。
・ 窒素酸化物、および/または、
・ 一酸化炭素、および/または、
・ メタン、および/または、
・ 水素、および/または、
・ 酢酸蒸気、および/または、
・ クエン酸蒸気
である。
・ キセノン、および/または、
・ アルゴン、および/または、
・ ヘリウム、および/または、
・ 窒素、および/または、
・ 二酸化炭素
が使用される。
・ 高速である、
・ 種々異なる多くの基板材料および酸化物タイプに対して汎用的に使用可能である、
・ プロセス結果が再現性を有する、
・ 表面の汚染を阻止する高真空においてプロセスを実行することにより、生産物の品質が高い、
・ 環境負荷が小さい、
・ コスト的に有利である、
・ 廃棄処理しなければならない廃棄生産物がない、
・ 打ち込みに起因して基板表面が理想的には全く損傷しないか、もしくは、わずかだけ損傷するか、または、少なくとも正確に位置調整可能な損傷が基板に生じる。
・ 導電性、光学的に透過なボンディング境界面ないしは接続層、
・ 極めて薄く、頑強かつ長時間安定なボンディング境界面または(複数の)層、
・ 温度耐性のあるボンディング境界面ないしは(複数の)層、
・ 高効率(製造が高速かつコスト的に有利である)
である。
・ ドーピングされた酸化亜鉛、特にアルミニウムがドーピングされた酸化亜鉛(英語:"Aluminium doped Zinc Oxide",略して"AZO")、ガリウムがドーピングされた酸化亜鉛(英語:"Gallium doped Zinc Oxide",略して"GZO"),
・ フッ素がドーピングされた酸化亜鉛(英語:"Fluorine Tin Oxide"、略して"FTO")、および、
・ アンチモン酸化すず(英語:"Antimony Tin Oxide",略して"ATO")が使用される。基本的には、酸化可能であり、かつ、特に所望の特性、特に導電性および光学的な透過性を備えた、対応するドーピングを有する任意の材料を使用することができる。
・ MO CVD,有機金属分子線デポジット、
・ 噴霧熱分解、パルスレーザ堆積法(PLD)または
・ スパッタリング
を用いて被着されるのである。
Claims (12)
- 第1基板(1)のボンディング面と、第2基板(14)のボンディング面との間の導電性直接接合を形成する装置において、
当該装置は、
・ 周囲に対して気密に閉鎖可能でありかつ真空化可能な作業空間(22)を有しており、
・ 前記作業空間(22)には、
a) 複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つを変化させる少なくとも1つのプラズマチャンバ(4)、および、複数の前記ボンディング面をボンディングする少なくとも1つのボンディングチャンバ(5)、および/または、
b) 複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つを変化させ、かつ、複数の前記ボンディング面をボンディングする少なくとも1つのコンビネーション型ボンディングプラズマチャンバ(20)
が含まれている、
ことを特徴とする装置。 - 前記作業空間(22)内の前記第1基板および前記第2基板を移動する、特に、前記作業空間(22)に殊に気密に接続されている、基板用の貯蔵部(8)からモジュールグループ(3)の複数のモジュールに移動する移動装置(6)を有する、
請求項1に記載の装置。 - 前記プラズマチャンバ(4)または前記ボンディングプラズマチャンバ(20)には、複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つに設けられた酸化物層(2)を変化させる還元性ガスが供給可能である、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記プラズマチャンバ(4)または前記ボンディングプラズマチャンバ(20)は、交流電圧を供給可能な上側電極(10)および交流電圧を供給可能な下側電極(9)を有しており、
前記上側電極(10)と前記下側電極(9)との間に、1000eV未満の、特に500eV未満の、有利には250eV未満の、基板表面に衝突するイオンのイオンエネルギを印加可能である、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の装置。 - 前記下側電極(9)に印加される交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する交流電圧を前記上側電極(10)に供給可能である、
請求項4に記載の装置。 - 特に前記作業空間(22)にドッキングされるまたは当該作業空間(22)内に配置され、かつ、前記変化の間にボンディング層の状態または状態変化を検出する照射源検出システムを有する、
請求項1から5までのいずれか1項に記載の装置。 - 周囲に対して気密に閉鎖可能でありかつ真空化することが可能な作業空間(22)内で、第1基板(1)のボンディング面と、第2基板(14)のボンディング面との間に導電性直接接合を形成する方法において、
a) プラズマチャンバ(4)において複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つを変化させ、引き続いてボンディングチャンバ(5)内で前記第2基板(14)の前記ボンディング面とボンディングし、かつ/または、
b) 複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つをボンディングプラズマチャンバ(20)内で変化させ、引き続いて当該ボンディングプラズマチャンバ(20)内で前記第2基板(14)の前記ボンディング面とボンディングする、
ことを特徴とする方法。 - a) 複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つのボンディング面上の酸化物層(2)を変化させ、および/または、
b) 複数の前記ボンディング面のうちの少なくとも1つのボンディング面の酸化物層(2)の一部分を少なくとも部分的に、特に完全に取り去ることにより、
前記変化を行う、
請求項7に記載の方法。 - 前記変化のため、以下に示す還元性ガスのうちの1つまたは複数を前記プラズマチャンバ(4)に導入する、すなわち、
・ 水素、
・ 窒素酸化物、
・ 一酸化炭素、
・ メタン
を導入する、
請求項7または8に記載の方法。 - 前記還元性ガスと、以下に示す不活性ガスのうちの1つまたは複数とを混合する、すなわち、
・ キセノン、
・ アルゴン、
・ ヘリウム、
・ 窒素、
・ 二酸化炭素
を混合する、
請求項9に記載の方法。 - 前記ボンディング層に、1000eV未満の、特に500eV未満の、有利には250eV未満のイオンエネルギを供給し、
当該イオンエネルギは、前記プラズマチャンバ(4)および/または前記ボンディングプラズマチャンバ(20)の上側電極(10)と下側電極(9)との間に印加される、
請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記下側電極(9)に印加される交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する交流電圧を前記上側電極(10)に供給する、
請求項11に記載の方法。
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