KR20110019366A - 분리-향상 종을 사용하는 전자 디바이스 형성 방법 - Google Patents

분리-향상 종을 사용하는 전자 디바이스 형성 방법 Download PDF

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KR20110019366A
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semiconductor
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KR1020107027227A
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레오 매튜
드하르메시 제워라니
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애스트로와트, 인코포레이티드
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Abstract

전자 디바이스 형성 방법은 반도체 재료를 포함하는 기판의 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 측면으로부터 소정 거리에서 기판 내에 분리-향상 종을 도입하는 단계와, 기판으로부터 반도체층 및 금속층을 분리하는 단계를 포함하고, 반도체층은 기판의 부분이다. 특정 실시예에서, 분리-향상 종은 금속층 내에 혼입되고 기판 내로 이동될 수 있고, 특정 실시예에서, 분리-향상 종은 기판 내에 주입될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 양 기술 모두가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 이중 프로세스가 수행될 수 있다.

Description

분리-향상 종을 사용하는 전자 디바이스 형성 방법{METHOD OF FORMING AN ELECTRONIC DEVICE USING A SEPARATION-ENHANCING SPECIES}
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스, 특히 기판으로부터 분리되어 있는 층 상에 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
다양한 성장 프로세스를 사용하여 두꺼워져 있는 기판 또는 기판 상에 전사되어 있는 반도체 층의 사용은 실리콘-온-절연체(SOI) 기술과 같은 기술에 사용되고 있다. 층의 전사는 벽개(cleaving) 평면의 혼입, 이질 기판(foreign substrate)으로의 접합 및 표면층의 분리 프로세스를 포함한다. 벽개 평면의 혼입은 이온 주입 또는 다공성 층의 형성의 프로세스를 사용하여 수행된다. 이질 기판으로의 접합은 극히 평활한 표면 상의 반데르발스 힘(Van der Waals force), 적합한 기판을 사용하는 공정 접합(eutectic bonding), 또는 적합한 재료, 상승된 온도 및 상승된 압력을 사용하는 열 압축 접합을 포함한다. 분리는 이온 주입 중에 형성된 기포 및 균열의 어닐링을 포함한다. 디바이스의 형성시에, 이온 주입 및 평활한 표면의 형성과 같은 프로세스의 사이클 시간 및 고가의 비용이 제공된다.
본 발명은 디바이스의 형성시에 이온 주입 및 평활한 표면의 형성과 같은 프로세스의 사이클 시간 및 고가의 비용이 소모된다는 문제점을 해결하기 위해 제공된다.
전자 디바이스 형성 방법은 반도체 재료를 포함하는 기판의 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 방법은 측면으로부터 소정 거리에서 기판 내에 분리-향상 종을 도입하는 단계와, 기판으로부터 반도체층 및 금속층을 분리하는 단계를 포함하고, 상기 반도체층은 기판의 부분이다. 특정 실시예에서, 분리-향상 종은 금속층 내에 혼입되고 기판 내로 이동될 수 있고, 특정 실시예에서, 분리-향상 종은 기판 내에 주입될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 양 기술 모두가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 이중 프로세스가 수행될 수 있다.
실시예가 예로서 도시되고 첨부 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판을 포함하는 작업편의 부분의 단면도.
도 2는 금속 함유 필름의 형성 후의 도 1의 작업편의 단면도.
도 3은 도전성 필름의 형성 후의 도 2의 작업편의 단면도.
도 4는 어닐링 프로세스 후의 도 3의 작업편의 단면도.
도 5는 분리 프로세스 후의 도 4의 작업편의 단면도.
도 6은 실질적으로 완성된 반도체 디바이스의 단면도.
도 7은 대안 실시예에 따른 반도체층의 분리를 지원하기 위한 공동의 형성 후의 작업편의 부분의 단면도.
도 8은 다른 대안 실시예에 따른 작업편의 주표면에 인접한 복수의 공동의 형성 후의 작업편의 부분의 단면도.
도 9는 반도체층이 기판의 대향 측면들로부터 분리된 후의 도 8의 작업편의 단면도.
도 10은 잉곳 형태의 기판, 도핑된 영역 및 도전층을 포함하는 작업편의 부분의 단면도.
도 11은 반도체층, 도핑된 영역, 도전층의 조합이 기판으로부터 분리된 후의 도 10의 작업편의 단면도.
당 기술 분야의 숙련자는 도면의 요소가 간단화 및 명료화를 위해 도시되어 있고, 반드시 실제 축적대로 도시되어 있지는 않다는 것을 이해한다. 예를 들어, 도면의 요소의 일부의 치수는 본 발명의 실시예의 이해를 향상시키는 것을 돕도록 다른 요소에 대해 과장되어 있을 수 있다.
이하의 설명은 도면과 함께 본 명세서에 개시된 교시의 이해를 지원하기 위해 제공된다. 이하의 설명은 교시의 특정 구현예 및 실시예에 초점을 맞출 것이다. 이 초점화는 교시를 설명하는 것을 지원하도록 제공되고, 교시의 범주 또는 적용 가능성에 대한 한정으로서 해석되어서는 안된다. 그러나, 다른 교시가 이 출원에 명백히 이용될 수 있다.
이하에 설명되는 실시예의 상세에 접근하기 전에, 몇몇 용어가 정의되거나 명료화된다. 원소의 주기율표 내의 칼럼에 대응하는 족 번호들은 화학 및 물리학의 CRC 핸드북(CRC Handbook of Chemistry and Physics), 제 81 판(2000-2001년)에서 알 수 있는 바와 같은 "새로운 명명법" 규약을 사용한다.
용어 "금속" 및 그 임의의 변형은 (1) 1족 내지 12족 중 임의의 것 내에 또는 (2) 13족 내지 15족 내에 있는 원소, 원자 번호 13(Al), 50(Sn) 및 83(Bi)에 의해 규정된 라인을 따라 그리고 그 아래에 있는 원소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 재료를 칭하는 것으로 의도된다. 금속은 실리콘 또는 게르마늄을 포함하지 않는다. 그러나, 금속 실리사이드는 금속 재료라는 것을 주목하라.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 변형은 비배제적인 포함을 커버하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 특징들의 리스트를 포함하는 방법, 물품 또는 장치는 반드시 이들 특징들에만 한정되는 것은 아니고, 명시적으로 열거되지 않거나 이러한 방법, 물품 또는 장치에 고유적인 다른 특징들을 포함할 수 있다. 또한, 명시적으로 반대로 언급되지 않으면, "또는"은 '배제적인 또는'이 아니라 '포함적인 또는'을 칭한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 이하의 것, 즉 A가 참이고(또는 존재함) B가 거짓이다(또는 존재하지 않음), A가 거짓이고(또는 존재하지 않음) B가 참이다(또는 존재함), A 및 B의 모두가 참이다(또는 존재함) 중 임의의 하나에 의해 만족된다.
또한, 단수 형태의 표현은 본 명세서에 설명된 요소들 및 구성 요소들을 설명하는데 이용된다. 이는 단지 편의상 본 발명의 범주의 일반적인 개념을 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 다르게 의미되는 것이 명백하지 않으면, 하나 또는 적어도 하나 및 단수를 포함하고 또한 복수를 포함하거나 그 반대도 마찬가지인 것으로 숙독되어야 한다. 예를 들어, 단일의 품목이 본 명세서에 설명될 때, 하나 초과의 품목이 단일의 품목 대신에 사용될 수도 있다. 유사하게, 하나 초과의 품목이 본 명세서에 설명되는 경우, 단일의 품목이 이 하나 초과의 품목을 대체할 수도 있다.
또한, 명세서 및 청구범위에서 용어 "전방", "후방", "상부", "저부", "위에", "아래에" 등은 존재한다면, 설명적인 목적으로 사용되고, 반드시 영구적인 상대 위치를 설명하기 위한 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어는 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예가 예를 들어 본 명세서에 도시되거나 다른 방식으로 설명된 것들 이외의 다른 배향으로 작동 가능하도록 적절한 상황 하에서 상호 교환 가능하다는 것이 이해된다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법 및 예는 단지 예시적인 것이고 한정이 되도록 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에 설명되지 않은 정도로, 특정 재료 및 처리 동작에 관한 다수의 상세는 통상적이고, 반도체 및 전자 분야 내의 교과서 및 다른 소스에서 발견될 수 있다.
전자 디바이스를 형성하는 방법은 반도체 재료를 포함하는 기판의 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이 방법은 측면으로부터 소정 거리에서 기판 내에 분리-향상 종(separation-enhancing species)을 도입하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이 방법은 기판으로부터 반도체층 및 금속층을 분리하는 것을 추가로 포함할 수 있고, 반도체층은 기판의 부분이다. 실시예에서, 분리-향상 종은 그 형성 중에 금속층 내에 혼입되고 어닐링 중에 기판 내로 이동될 수 있다. 다른 실시예에서, 분리-향상 종은 기판 내에 주입될 수 있다. 실시예들 중 하나 또는 모두를 사용하는 작업편의 가열 또는 냉각 중에, 응력이 분리-향상 종 부근에 발생하여 반도체층이 기판으로부터 분리되게 하거나 기판으로부터 반도체층의 분리를 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 분리는 분리-향상 종을 사용하지 않는 기계적 인열 작업에 비교하여 더 재현적으로 이루어질 수 있다. 이하의 설명은 특정 수치값 및 구성을 포함하는 다수의 상세를 제공하지만, 당 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서에 설명된 실시예가 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 기판(102)을 포함하는 작업편(100)을 도시한다. 기판은 14족 원소(실리콘, 게르마늄 또는 탄소), 14족 원소의 임의의 조합(실리콘 게르마늄, 탄소 도핑된 실리콘 등), 또는 13족-15족 반도체(갈륨 비소, 갈륨 니트라이드, 인듐 포스파이드, 갈륨 인듐 비소 등)를 포함하는 반도체 기판일 수 있다. 기판(102)은 실질적으로 단결정질, 비정질 또는 다결정질 반도체 기판을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 재료의 다양한 조합이 기판을 형성할 수 있다. 특정 실시예에서, 기판은 적어도 대략 50 미크론 또는 적어도 대략 200 미크론의 두께를 가질 수 있다. 두께에는 이론적인 상한이 없지만, 기판은 대략 5 미터 이하 또는 대략 0.1 미터 이하일 수 있다. 대안 실시예에 설명되는 바와 같이, 잉곳 처리가 실질적으로 직사각형 시트를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 2는 기판(102) 위에 도핑된 영역(204) 및 금속 함유 필름(206)의 형성 후의 작업편(100)을 도시한다. 도핑된 영역(204)은 기판(102)과 비교하여 반대 전도도형의 도펀트를 포함하여, pn 접합이 형성된다. 도핑된 영역(204)은 n형 또는 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 도핑된 영역(204)은 기상 노 도핑(gas-phase furnace doping), 스핀-온 도펀트, 도핑된 층의 증착 또는 성장[도핑된 글래스, 도핑된 반도체층(비정질, 다결정질, 실질적으로 단결정질)] 또는 이온 주입에 의해 형성될 수 있다. 어닐링 또는 도펀트 구동이 필요하다면 또는 요구된다면 수행될 수 있다. 실시예에서, 도핑된 영역(204)의 최고 농도는 적어도 대략 1017, 1018 또는 1019 atoms/cm3이다. 실시예에서, 도핑된 영역(204)의 접합 깊이는 적어도 대략 0.01 미크론 또는 적어도 대략 0.1 미크론이고, 다른 실시예에서 도핑된 영역(204)의 접합 깊이는 대략 5 미크론 이하 또는 대략 1 미크론 이하이다. 다른 실시예에서, 도핑된 영역(204)은 전술된 것과는 다른 도펀트 농도 또는 접합 깊이를 가질 수 있다. 도펀트 영역(204)을 위한 도펀트 소스가 기판(102) 위에 형성된 층을 포함하면, 층은 도핑된 영역(204)이 형성된 후에 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도핑된 실리콘층은 기판(102) 위에 형성되어 잔류할 수 있다. 이 특정 실시예에서, 도핑된 영역(204)은 원리적으로 도핑된 실리콘층 내에 놓일 수 있다. 다른 실시예에서, 도핑된 영역(204)은 사용되지 않을 수 있다.
도전층이 기판(102) 및 존재한다면 도핑된 영역(204) 위에 형성된다. 도전층은 금속층을 포함할 수 있고, 그 내부에 하나 이상의 필름을 가질 수 있다. 예를 들어, 금속층은 금속 함유 필름(206)을 포함할 수 있다. 금속 함유 필름(206)은 접착 필름, 배리어 필름, 시드 필름, 다른 적합한 필름 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 접착 필름은 내화 금속(티타늄, 탄탈, 텅스텐 등)을 포함할 수 있고, 배리어 필름은 금속 니트라이드(TiN, TaN, WN 등) 또는 금속 반도체 니트라이드(TaSiN, WSiN 등)를 포함할 수 있다. 시드 필름은 천이 금속 또는 천이 금속 합금을 포함할 수 있고, 특정 실시예에서 시드 필름은 티타늄, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 구리, 은 또는 금을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 재료가 접착 필름, 배리어 필름, 시드 필름 또는 이들의 임의의 조합 내에 사용될 수 있다. 금속 함유 필름(206)은 물리적 기상 증착(증발 또는 스퍼터링과 같은 PVD), 화학적 기상 증착(CVD), 원자층 증착(ALD), 전기 화학, 다른 적합한 방법, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 함유 필름(206)은 작업편(100) 위에 금속 필름을 형성하고 금속 실리사이드를 형성하기 위해 금속 필름을 반응시킴으로써 도핑된 영역(204)에 접합될 수 있다. 실시예에서, 금속 함유 필름(206)은 적어도 대략 1 nm 또는 적어도 대략 10 nm의 두께를 가질 수 있고, 다른 실시예에서 금속 함유 필름(206)은 대략 10 미크론 이하 또는 대략 0.1 미크론 이하의 두께를 가질 수 있다.
도전성 필름(308)이 도 3에 도시된 바와 같이 작업편(100) 위에 형성된다. 금속층(309)은 금속 함유 필름(306) 및 도전성 필름(308)을 포함한다. 특정 실시예에서, 금속층(309) 또는 도전성 필름(308)은 자체로 이후에 형성되는 반도체층에 충분한 기계적 지지를 제공하도록 하는 두께를 가질 수 있고, 반도체층은 기판(102)의 부분으로부터 형성된다. 도전성 필름(308)은 실질적으로 더 두꺼울 수 있고, 금속 함유 필름(206)에 비교할 때 비교적 더 높은 컨덕턴스를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 도전성 필름(308)은 금속 함유 필름(206)보다 적어도 대략 11배, 대략 50배 또는 대략 500배 두껍다.
도전성 필름(308)은 금속 함유 필름(206)에 대해 전술된 금속 또는 금속 합금 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 도전성 필름(308)은 주석, 니켈, 크롬, 구리, 은, 금 또는 이들의 조합을 포함한다. 금속 함유 필름(206)과 유사하게, 도전성 필름(308)은 단일 필름 또는 복수의 필름을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 도전성 필름(308)은 본질적으로 금으로 이루어질 수 있고, 다른 실시예에서 도전성 필름(308)은 후속의 접합 작업 중에 납땜을 향상시키는 것을 보조하기 위해 비교적 얇은 인듐 주석 합금을 갖는 대부분 구리일 수 있다. 재료의 다른 조합이 도전성 필름(308)의 조성이 특정 용례에 적합되도록 사용될 수 있다. 도전성 필름(308)은 PVD, CVD, ALD, 전기 화학, 다른 적합한 방법 또는 이들의 임의의 조합에 의해 형성될 수 있다. 도전성 필름(308) 및 금속 함유 필름(206)은 동일한 조성 또는 상이한 조성을 포함할 수 있고, 동일한 기술 또는 상이한 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 실시예에서, 도전성 필름(308)은 적어도 대략 10 미크론 또는 적어도 대략 30 미크론의 두께를 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 도전성 필름(308)은 대략 2 mm 이하 또는 대략 100 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 도전성 필름(308)은 도 3에 도시된 바와 같이 형성시에 분리-향상 종(307)이 도전성 필름(308) 내에 혼입되도록 형성될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 분리-향상 종(307)은 기판(102)의 잔여부로부터 반도체층의 형태로 기판의 부분을 분리하는 것을 도울 수 있다. 특정 실시예에서, 분리-향상 종(307)은 수소이다. 도전성 필름(308)이 도금(즉, 전해 도금 또는 무전해 도금)과 같은 전기 화학 프로세스를 사용하여 형성될 때, 수소는 산성 용액과 같은 도금욕으로부터 도전성 필름(308)으로부터 혼입될 수 있다. PVD, CVD 또는 ALD 프로세스가 사용될 때, 수소는 유기 금속 전구체, 수증기, 수소 함유 플라즈마 또는 이들의 임의의 조합과 같은 수소 함유 가스로부터 도래할 수 있다.
도 4는 분리-향상 종(307)이 금속층(309)으로부터 작업편(100)의 기판(102) 내로 위치(409)로 확산되고, 운반되거나 다른 방식으로 이동된 후의 작업편(100)을 도시한다. 분리-향상 종(307)의 이동은 기판(102)의 잔여부로부터의 기판(102)의 부분인, 금속층(309), 도핑된 영역(204) 및 반도체층의 조합을 분리하는 것을 지원할 수 있다. 분리-향상 종(307)은 어닐링 프로세스에 의해 이동될 수 있다. 어닐링 프로세스는 작업편(100) 내에 요구되는 균일성 및 결함 레벨에 기초하여 제어될 수 있다. 어닐링 온도는 적어도 부분적으로는 작업편(100)의 층 및 기판(102)의 조성에 따라 결정될 수 있다. 실시예에서, 어닐링은 적어도 대략 25℃ 또는 적어도 대략 100℃의 온도에서 수행되고, 다른 실시예에서 어닐링은 대략 700℃ 이하 또는 대략 500℃ 이하의 온도에서 수행된다. 실시예에서, 어닐링은 적어도 대략 1초 또는 적어도 대략 1시간의 시간 동안 수행되고, 다른 실시예에서, 어닐링은 대략 20시간 이하 또는 대략 6시간 이하 온도에서 수행된다.
어닐링의 온도 및 시간은 형성되는 반도체 디바이스를 위한 특정 용례에 의존할 수 있다. 반도체층의 두께는 적어도 부분적으로는 기판(102)의 조성 및 광전 전지, 발광 디바이스, 방사선 검출기 등과 같은 특정 전자 용례에 기초할 수 있다. 실시예에서, 반도체층은 적어도 대략 1 미크론 또는 적어도 대략 20 미크론의 두께를 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 반도체층은 대략 100 미크론 이하 또는 대략 50 미크론 이하의 두께를 가질 수 있다. 반도체층 두께가 증가함에 따라, 어닐링 온도, 어닐링 시간 또는 어닐링 온도 및 시간의 조합이 증가할 수 있고, 역으로 반도체층 두께가 감소함에 따라, 어닐링 온도, 어닐링 시간 또는 어닐링 온도 및 시간의 조합이 감소할 수 있다.
금속 함유 필름(206)이 배리어 필름을 포함할 수 있더라도, 이러한 배리어 필름은 도전성 필름(308)으로부터의 금속 재료가 기판(102)에 진입하는 가능성을 감소시키는 것을 돕는다는 것을 주목하라. 그러나, 분리-향상 종(307)은 배리어 필름을 통해 확산되거나 다른 방식으로 이동될 수 있다. 따라서, 배리어 필름은 효과적으로 분리-향상 종(307)에 대한 배리어가 아니라 도전성 필름(308) 내의 금속 재료에 대한 배리어이다.
어닐링 후의 가열 또는 냉각 중에, 도 5에 도시된 바와 같이, 응력이 기판(102) 내에 형성되고, 금속층(309), 도핑된 영역(204) 및 기판(102)의 부분인 반도체층(510)의 조합을 기판(102)의 잔여부로부터 분리하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 도 4의 위치(409)는 분리가 발생할 수 있는 취약점을 표현한다. 분리는 가열 또는 냉각 중에 또는 그 후에 발생할 수 있다. 예를 들어, 기계 작업이 분리를 돕는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 분리는 분리가 수행되어야 하는 위치 또는 그 부근의 위치에서 기판(102)을 벽개하거나 파단함으로써 발생할 수 있다. 웨지, 와이어 또는 톱이 기계적 분리를 지원하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 페이스트는 작업편 위에 기계적으로 도포될 수 있고, 강화된 또는 취급 기판이 금속 페이스트에 부착되어 분리 작업을 지원하는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 분리는 박리 작업과 유사할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체층(510)은 금속층(309)을 포함하는 작업편의 부분에 접합되어 유지된다. 반도체층(510), 금속층(309) 및 도핑된 영역(204)의 조합은 이제 추가의 처리를 위해 기계적으로 취급되기에 충분히 두껍다.
다른 실시예에서, 분리-향상 종(307)은 전기장에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 수소가 양으로 하전되면, 기판으로부터의 충분히 강한 음전하, 도전성 필름(308) 상의 양전하 또는 양자 모두가 도전성 필름(308)으로부터 기판(102) 내로 수소를 이동시키는데 사용될 수 있다. 전술된 바와 같은 어닐링 및 분리 프로세스가 수행될 수 있다.
도 6은 패터닝된 상호 접속층(612)이 형성된 후의 반도체 디바이스(600)를 도시한다. 상호 접속층(612)은 통상의 또는 독점 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 반도체 디바이스(600)는 하나 이상의 광전 전지로서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 반도체 디바이스(600)는 더 처리되고 싱귤레이션(singulation)되어 발광 디바이스를 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 반도체층(510)의 표면 상의 추가의 층(미도시)의 추가의 증착 후에 금속 상호 접속층(612)이 형성될 수 있다. 이들 추가의 층은 산화물, 니트라이드, 에피택셜층 또는 비에피택셜층 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 반도체 디바이스(600) 또는 반도체 디바이스(600)와 유사하거나 상이한 복수의 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 반도체 디바이스들 중 하나 이상을 포함하는 태양광 패널일 수 있고, 반도체 디바이스는 광전 디바이스이다. 다른 실시예에서, 전자 디바이스는 반도체 디바이스들 중 하나 이상을 포함하는 디스플레이일 수 있고, 반도체 디바이스는 발광 디바이스이다. 또 다른 실시예에서, 전자 디바이스는 반도체 디바이스들 중 하나 이상을 포함하는 방사선 검출기일 수 있고, 반도체 디바이스는 방사선 센서이다. 전자 디바이스는 상이한 유형의 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 방 내의 주위광 레벨에 기초하여 디스플레이의 강도를 조정하기 위한 제어 논리를 포함하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 이 특정 전자 디바이스에서, 발광 디바이스 및 방사선 센서의 모두가 사용될 수 있다. 이 명세서를 숙독한 후에, 당 기술 분야의 숙련자들은 다수의 상이한 구성이 광범위한 용례를 성취하기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이전의 실시예에서, 분리-향상 종은 그 형성 중에 금속층(309) 내에 혼입될 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 분리-향상 종이 사용되어 이온 주입을 사용하여 금속층(309) 또는 기판(102) 내에 도입될 수 있다. 이온 주입은 전술된 실시예들과 비교할 때 이후에 형성된 반도체층의 두께에 대한 더 양호한 제어를 허용할 수 있다.
도 7은 수소, 헬륨, 붕소, 실리콘, 불소 또는 염소와 같은 분리-향상 종이 기판(102) 내에 주입되어 있는 다른 실시예의 작업편(700)을 도시한다. 이들 종에 한정되는 것은 아니지만, 비교적 경량의 종은 비교적 더 중량의 종(예를 들어, 게르마늄 또는 비소)이 사용되는 경우보다 비교적 멀리 기판(102) 내에 종이 주입될 수 있게 한다. 따라서, 기판(102)에 대한 손상이 적을 수 있다. 특정 종이 선택된 후에, 주입 에너지가 원하는 투영된 범위를 성취하기 위해 결정된다. 투영된 범위는 기판(102)의 대향 측면에 비교할 때 도핑된 영역(204)에 인접한 기판(102)의 측면에 더 근접하게 놓일 수 있다. 특정 실시예에서, 투영된 범위는 후속의 분리시에 형성될 수 있는 반도체층의 원하는 두께와 실질적으로 동일하다. 주입물의 투여량은 적어도 대략 1015 ions/cm2, 대략 1016 ions/cm2 또는 그 이상일 수 있다.
다른 실시예에서, 이온 주입은 이후에 형성된 금속층으로부터 다른 분리-향상 종을 제거하는 결함 부위를 생성하여, 금속층으로부터 기판(102) 내로의 다른 분리-향상 종의 이동을 지원할 수 있다. 전기 화학 프로세스 및 주입에 의해 혼입된 분리-향상 종의 조합은 이온 주입 중에 더 낮은 투여량이 사용될 수 있게 한다. 예를 들어, 조합은 대략 1 내지 2의 크기 정도만큼 주입 중에 투여량을 감소시킬 수 있다.
도 8 및 도 9는 반도체층의 분리 방법이 기판(102)의 대향 측면들을 따라 실시되는 다른 실시예의 작업편(800)을 도시한다. 전술된 프로세스 중 임의의 것이 이 방법에 사용될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 실시예는 특정의 비한정적인 실시예를 포함한다. 이 명세서를 숙독한 후에, 당 기술 분야의 숙련자들은 다른 실시예가 본 명세서에 설명된 개념으로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 8에 도시된 바와 같은 실시예에서, 도핑된 영역(204, 804)이 기판(102)의 대향 측면들을 따라 형성된다. 도핑된 영역(204, 804)은 도 2의 도핑된 영역(204)에 대해 전술된 바와 같은 임의의 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 도핑된 영역(204, 804)은 동일한 도펀트 또는 상이한 도펀트를 가질 수 있고, 이들의 대응하는 측면들로부터 동일한 접합 깊이 또는 상이한 접합 깊이를 가질 수 있고, 동일한 형성 기술 또는 상이한 형성 기술로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 또는 상이한 시간에 형성될 수도 있다. 분리-향상 종은 위치(703, 803)에 형성될 수 있다. 영역(703, 803)에서의 분리-향상 종은 도 7의 영역(703)에서 분리-향상 종에 대해 전술된 바와 같은 임의의 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 영역(703, 803)에서의 분리-향상 종은 동일한 분리-향상 종 또는 상이한 분리-향상 종을 가질 수 있고, 영역(703, 803)은 이들의 대응하는 측면들로부터 동일한 거리 또는 상이한 거리에 있을 수 있고, 동일한 형성 기술 또는 상이한 형성 기술로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 또는 상이한 시간에 형성될 수 있다.
도 9는 추가의 처리 후의 작업편(800)을 도시한다. 금속층(308, 908)이 작업편의 대향하는 노출된 측면들을 따라 형성된다. 금속층(308, 908)은 도 2 및 도 3의 금속층(308)에 대해 전술된 바와 같은 임의의 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 금속층(308, 908)은 동일한 필름 및 조성 또는 상이한 필름 또는 상이한 조성을 가질 수 있고, 동일한 두께 또는 상이한 두께를 가질 수 있고, 동일한 또는 상이한 형성 기술 또는 상이한 형성 기술로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 또는 상이한 시간에 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 분리-향상 종은 예를 들어 도금과 같은 동일한 전기 화학 프로세스 중에 금속층(308, 908) 내로 혼입될 수 있다. 작업편은 전술된 바와 같이 어닐링되고 냉각될 수 있으며, 반도체층(510, 910)이 기판(102)으로부터 제거될 수 있게 한다. 필요하다면 또는 원한다면, 임의의 전술된 기계 작업이 기판(102)으로부터 반도체층(510, 910) 또는 양 층들을 분리하는 것을 지원하는데 사용될 수 있다. 반도체층(510, 910)은 동일한 또는 상이한 두께를 가질 수 있다. 반도체층(510, 910)에 인접하여 패터닝된 상호 접속된 층을 형성하는 것과 같은 후속의 처리가 실질적으로 완성된 반도체 디바이스를 형성하기 위해 수행될 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시되고 전술된 실시예에서와 같은 이중 처리 실시예는 하나 이상의 처리 작업이 동시에 수행될 수 있게 하고, 따라서 설비 처리량을 증가시킬 수 있다. 동일한 유형 또는 상이한 유형의 반도체 디바이스가 기판(102)의 대향 측면들을 따라 형성될 수 있다.
전술된 실시예는 웨이퍼 형태인 기판을 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 잉곳 형태일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같은 특정 실시예에서, 기판(1002)은 실질적으로 원통형일 수 있다. 이러한 기판은 초크랄스키(Czochralski) 성장 기술을 사용하여 성장된 보울(boule)로 제조되고 원하는 형상으로 가공될 수 있다. 잉곳은 대략 50 mm 내지 대략 300 mm 또는 심지어 그 이상의 직경을 가질 수 있다. 잉곳의 길이는 직경보다 클 수 있고, 대략 150 mm 내지 대략 5 m의 범위일 수 있다. 기판(1002)은 기판(102)에 대해 전술된 재료 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 작업편(100)은, 전술된 바와 같이, 임의의 재료들을 포함할 수 있고, 임의의 두께를 가질 수 있고, 각각 도핑된 영역(204), 금속 함유 필름(206) 및 도전성 필름(308)과 관련하여 전술된 바와 같은 기술들 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있는 도핑된 영역(1004), 금속 함유 필름(1006) 및 도전성 필름(1008)을 추가로 포함할 수 있다. 분리-향상 종(미도시)은 이온 주입 작업 중에, 도전성 필름(308)의 형성 중에 또는 양자 모두 중에 작업편 내에 도입될 수 있다. 이 명세서를 숙독한 후에, 당 기술 분야의 숙련자들은 작업편(1000)의 영역 또는 필름 중 하나 이상이 요구되지 않고 사용되지 않을 수도 있고, 도시되지는 않았지만 전술된 바와 같은 다른 영역 또는 필름이 사용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도전성 필름(1008)은 분리가 더 즉시 시작될 수 있는 취약한 위치를 제공하기 위해 스코어링되고, 천공되거나 절단될 수 있다. 다음, 작업편(1000)은 전술된 바와 같이 어닐링 조건을 사용하여 어닐링된다. 어닐링 후의 가열 또는 냉각 중에, 도 11에 도시된 바와 같이, 응력이 기판(1002) 내에 형성되고 도전성 필름(1008), 금속 함유 필름(1006), 도핑된 영역(1004) 및 기판(1002)의 분리된 부분인 반도체층(1110)의 조합을 기판(1002)의 잔여부로부터 분리하는 것을 도울 수 있다. 최종 작업편(1100)은 반도체 디바이스를 형성하도록 더 처리될 수 있다. 이 특정 실시예에서, 반도체 디바이스는 원형 디스크와는 대조적으로, 직사각형 시트의 형태일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기판은 실질적으로 직사각형일 수 있고, 에지 한정(edge-defined) 성장 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예는 분리-향상 종이 기판 내에 도입될 수 있게 하여, 기판으로부터 제거될 반도체 재료의 표면층의 더 즉시의 분리를 허용한다. 기계 작업이 분리를 위해 수행될 필요가 없고, 또는 기계 작업이 사용되면, 이러한 작업은 분리-향상 종이 없이 수행된 기계적 인열 작업에 비교할 때만큼 공격적이거나 손상적일 필요가 없을 것이다. 또한, 분리-향상 기술의 사용은 반도체 디바이스로부터 반도체 디바이스로 반도체층의 두께의 재현성을 향상시킬 수 있다. 이온 주입은 반도체 디바이스로부터 반도체 디바이스로 수 미크론을 갖고 투영된 범위가 제어되도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 금속층으로부터 기판 내로의 분리-향상 종의 이동과 같이 분리-향상 종이 주입되지 않더라도, 분리-향상 종이 없는 기계적 인열 작업보다 양호하다. 또한, 반도체층의 최종 표면(분리된 구역을 따른)은 분리-향상 기술의 사용이 없는 기계적 인열 작업에 비교할 때 분리-향상 기술이 수행될 때 더 평활할 수 있다.
따라서, 이 명세서를 숙독한 후에, 당 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서에 설명된 방법이 예를 들어 기계적 인열 작업 중에, 사용될 개별 기판 또는 핸들에 대한 요구 없이 지지체로서 금속층을 갖는 반도체 디바이스를 형성하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 분리-향상 종 중 하나가 금속층으로부터 기판 내로 이동하는 수소를 포함할 때, 분리 작업은 실리콘과 같은 다른 분리-향상 종을 주입함으로써, 또는 다공성 반도체층과 같은 취성층을 형성함으로써 더 향상될 수 있다. 특정 실시예에서, 다공성 실리콘은 기판 내에 불소 또는 염소를 주입함으로써 성취될 수도 있다.
다수의 상이한 양태 및 실시예가 가능하다. 이들 양태 및 실시예의 일부가 이하에 설명된다. 이 명세서를 숙독한 후에, 당 기술 분야의 숙련자들은 이들 양태 및 실시예가 단지 예시적이고 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제 1 양태에서, 방법은 반도체 기판의 제 1 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 반도체 기판은 적어도 하나의 도핑된 접합부를 갖는다. 방법은 반도체 기판 위에 있는 금속층 내에 수소를 혼입하는 단계 및 어닐링 프로세스에 의해 금속층으로부터 반도체 기판 내로 수소를 이동시키는 단계를 또한 포함할 수 있다. 방법은 반도체 기판으로부터 반도체층 및 금속층을 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
제 1 양태의 실시예에서, 반도체 기판은 수소 주입 영역을 포함하고, 금속층으로부터 반도체 기판 내로 수소를 이동시키는 단계가 반도체 기판으로부터 반도체층을 분리하는데 사용된다. 특정 실시예에서, 반도체 기판은 복수의 수소 주입 영역을 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 반도체 기판의 제 2 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 금속층은 물리적 기상 증착, 원자층 증착, 화학적 기상 증착 또는 이들의 임의의 조합에 의해 형성된다. 다른 실시예에서, 금속층은 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 구리, 주석, 니켈 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 금속층을 형성하는 단계는 반도체 기판 위에 금속 페이스트를 기계적으로 도포하는 단계를 추가로 포함한다.
제 1 양태의 다른 실시예에서, 반도체 기판은 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 갈륨 니트라이드, 인듐 포스파이드 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 반도체 기판은 갈륨 비소이다. 다른 실시예에서, 방법은 광전 전지를 형성하기 위해 분리된 반도체층에 접점을 추가하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 발광 디바이스를 형성하기 위해 분리된 반도체층에 접점을 추가하는 단계를 추가로 포함한다.
제 2 양태에서, 방법은 투영된 범위에 대응하는 반도체 기판 내에 종을 주입하는 단계를 포함할 수 있고, 반도체 기판은 적어도 하나의 도핑된 접합부를 갖고, 종은 수소, 헬륨 또는 붕소를 포함한다. 방법은 반도체 기판의 제 1 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 방법은 종을 주입한 후에 반도체 기판으로부터 반도체층 및 금속층을 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
제 2 양태의 실시예에서, 종을 주입하는 단계는 복수의 수소 주입 영역을 형성한다. 다른 실시예에서, 금속층은 물리적 기상 증착, 원자층 증착, 화학적 기상 증착, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 형성된다. 또 다른 실시예에서, 금속층은 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 구리, 주석, 니켈 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 실시예에서, 금속층을 형성하는 단계는 반도체 위에 금속 페이스트를 기계적으로 도포하는 단계를 추가로 포함한다.
제 2 양태의 다른 실시예에서, 반도체 기판은 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 갈륨 니트라이드, 인듐 포스파이드 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 반도체 기판의 제 2 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 금속층을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 광전 전지를 형성하기 위해 분리된 반도체층에 접점을 추가하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 발광 디바이스를 형성하기 위해 분리된 반도체층에 접점을 추가하는 단계를 추가로 포함한다.
제 3 양태에서, 전자 디바이스를 형성하는 방법은 반도체 재료를 포함하는 기판의 제 1 측면 위에 제 1 전기 화학 프로세스 프로세스에 의해 제 1 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제 1 측면으로부터 제 1 거리에서 기판 내에 제 1 분리-향상 종을 도입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 방법은 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 제 1 반도체층은 기판의 제 1 부분이다.
제 3 양태의 실시예에서, 기판은 실질적으로 단결정질 반도체 기판이다. 다른 실시예에서, 기판은 주로 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 갈륨 니트라이드, 인듐 포스파이드 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 기판과는 반대의 전도도 유형을 갖는 도펀트로 기판의 부분을 도핑하는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 제 1 금속층을 형성하기 전에 기판 위에 도핑된 반도체층을 증착하는 단계를 추가로 포함하고, 도핑된 반도체층은 기판과는 반대의 전도도 유형을 갖는다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 제 1 금속층은 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 구리, 주석, 니켈 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계는 제 1 전기 화학 프로세스를 시작하기 전에 접착 필름, 배리어 필름 또는 양자 모두를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계는 제 1 전기 화학 프로세스를 시작하기 전에 기판 위에 시드 필름을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계는 물리적 기상 증착, 원자층 증착, 화학적 기상 증착 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 수행된다. 또 다른 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계는 수소 함유 가스를 사용하여 수행된다. 다른 실시예에서, 제 1 전기 화학 프로세스는 도금을 포함한다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 제 1 분리-향상 종을 혼입하는 단계는 제 1 금속층 내에 수소를 혼입하는 단계, 및 제 1 금속층으로부터 기판 내로 수소를 이동시키는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계는 수소의 소스로서 산성 용액을 사용하여 수행된다. 다른 특정 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계 및 제 1 금속층 내에 수소를 혼입하는 단계는 특정 시간 기간 동안 실질적으로 동시에 발생한다. 또 다른 실시예에서, 금속층을 형성하는 단계는 반도체 위에 금속 페이스트를 기계적으로 도포하는 단계를 추가로 포함한다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 수소 도입 단계는 제 1 측면보다 제 1 거리에 근접한 투영된 범위에 대응하는 에너지에서 분리-향상 종을 주입하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 투영된 범위는 실질적으로 제 1 거리에 동일하다. 또 다른 실시예에서, 분리-향상 종은 수소, 헬륨, 붕소, 실리콘, 불소 또는 염소를 포함한다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 방법은 기판 및 제 1 금속층을 어닐링하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 분리하는 단계는 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 기계적으로 분리하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 기계적으로 분리하는 단계는 웨지, 와이어 또는 톱을 사용하여 수행된다. 또 다른 실시예에서, 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 분리하는 단계는 기판의 제 1 측면으로부터 실질적으로 제 1 거리에서 기판을 파단하거나 벽개하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 분리한 후에, 제 1 금속층은 제 1 반도체층보다 두껍다. 또 다른 실시예에서, 기판으로부터 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 분리하고, 제 1 금속층은 제 1 반도체층보다 적어도 대략 11배 두껍다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 제 1 금속층이 제 1 반도체층에 충분한 기계적 지지를 자체 제공하도록 하는 두께로 제 1 금속층을 형성한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 기판으로부터 분리한 후에 제 1 반도체층에 접점을 추가하는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제 1 반도체층은 대략 1 미크론 내지 대략 100 미크론의 범위의 두께를 갖는다. 다른 실시예에서, 전자 디바이스는 광전 전지, 발광 디바이스 또는 방사선 검출기를 포함하고, 이들 각각은 제 1 반도체층 및 제 1 금속층을 포함한다.
제 3 양태의 다른 실시예에서, 방법은 제 1 측면에 대향하는 기판의 제 2 측면 위에 제 2 전기 화학 프로세스에 의해 제 2 금속층을 형성하는 단계, 제 2 측면으로부터 제 2 거리에서 기판 내에 제 2 분리-향상 종을 도입하는 단계, 및 기판으로부터 기판의 제 2 부분인 제 2 반도체층 및 제 2 금속층을 분리하는 단계를 추가로 포함한다. 특정 실시예에서, 제 1 금속층을 형성하는 단계 및 제 2 금속층을 형성하는 단계는 제 1 시간 기간 동안 실질적으로 동시에 수행되고, 제 1 분리-향상 종을 도입하는 단계와 제 2 분리-향상 종을 도입하는 단계는 제 2 시간 기간 동안 실질적으로 동시에 수행된다. 다른 특정 실시예에서, 제 1 반도체층과 제 1 금속층의 조합은 제 1 반도체 디바이스 유형이고, 제 2 반도체층과 제 2 금속층의 조합은 제 1 반도체 디바이스 유형이고, 제 1 반도체층의 두께는 제 2 반도체층의 두께와 실질적으로 동일하다. 또 다른 특정 실시예에서, 제 1 반도체층과 제 1 금속층의 조합은 제 1 반도체 디바이스 유형이고, 제 2 반도체층과 제 2 금속층의 조합은 제 2 반도체 디바이스 유형이고, 제 1 반도체층의 두께는 제 2 반도체층의 두께와는 상이하다.
일반적인 설명 또는 예에서 전술된 모든 동작이 요구되는 것은 아니고, 특정 동작의 부분이 요구되지 않을 수도 있고, 하나 이상의 다른 동작이 설명된 것들에 추가하여 수행될 수도 있다는 것을 주목하라. 또한, 동작이 열거되는 순서는 반드시 이들이 수행되는 순서대로인 것은 아니다.
이점, 다른 장점 및 문제의 해결책이 특정 실시예와 관련하여 전술되었다. 그러나, 이점, 장점, 문제의 해결책 및 임의의 이점, 장점 또는 해결책이 발생하거나 더 표명되게 할 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구범위의 임계적인, 필요한 또는 본질적인 특징으로서 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 설명된 실시예의 설명 및 도시는 다양한 실시예의 구조의 일반적인 이해를 제공하도록 의도된 것이다. 설명 및 도시는 본 명세서에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 요소 및 특징의 모두의 철저하고 포괄적인 설명으로서 기능하도록 의도된 것은 아니다. 개별 실시예들은 또한 단일의 실시예에서 조합하여 제공될 수 있고, 역으로 간략화를 위해 단일 실시예의 개념에서 설명된 다양한 특징들이 또한 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 범위로 언급된 값들의 참조는 이 범위 내의 각각의 및 모든 값을 포함한다. 다수의 다른 실시예가 이 명세서를 숙독한 후에만 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 수 있다. 다른 실시예가 이 개시 내용으로부터 사용되고 유도될 수 있어, 구조적인 치환, 논리적인 치환 또는 다른 변경이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시 내용은 한정적인 것보다는 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.
100: 작업편 102: 기판
204: 도핑된 영역 206: 금속 함유 필름
306: 금속 함유 필름 307: 분리-향상 종
308: 도전성 필름 309: 금속층
510: 반도체층 600: 반도체 디바이스
612: 금속 상호 접속층 700: 작업편
1000: 작업편 1002: 기판
1008: 도전성 필름 1110: 반도체층

Claims (15)

  1. 전자 디바이스 형성 방법으로서,
    반도체 재료를 포함하는 기판의 제 1 측면 위에 제 1 전기 화학 프로세스에 의해 제 1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 측면으로부터 제 1 거리에 상기 기판 내로 제 1 분리-향상 종(separation-enhancing species)을 도입하는 단계; 및
    상기 기판으로부터 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 반도체층은 상기 기판의 제 1 부분인 전자 디바이스 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 금속층을 형성하는 단계는 수소 함유 가스를 사용하여 수행되는 전자 디바이스 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기 화학 프로세스는 도금을 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리-향상 종은 수소, 헬륨, 붕소, 실리콘, 불소 또는 염소를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 분리-향상 종을 도입하는 단계는,
    상기 제 1 금속층 내에 수소를 혼입하는 단계; 및
    상기 제 1 금속층으로부터 상기 기판 내로 수소를 이동시키는 단계를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 및 상기 제 1 금속층을 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 금속층을 형성하는 단계는 상기 제 1 전기 화학 프로세스를 시작하기 전에 접착 필름, 배리어 필름, 시드 필름 또는 이들의 임의의 조합을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 금속층이 상기 제 1 반도체층에 대한 충분한 기계적 지지를 자체 제공하는 두께로, 상기 제 1 금속층을 형성하는 전자 디바이스 형성 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판으로부터 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리하는 단계는 상기 기판으로부터 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 기계적으로 분리하는 단계를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판으로부터 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리한 후에, 상기 제 1 금속층은 상기 제 1 반도체층보다 두꺼운 전자 디바이스 형성 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 포함하는 광전 전지, 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 포함하는 발광 디바이스, 또는 상기 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 포함하는 방사선 검출기를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 제 2 측면 위에 제 2 전기 화학 프로세스에 의해 제 2 금속층을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 측면은 상기 제 1 측면에 대향하는, 상기 제 2 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 측면으로부터 제 2 거리에서 상기 기판 내에 제 2 분리-향상 종을 도입하는 단계; 및
    상기 기판으로부터 제 2 반도체층 및 제 2 금속층을 분리하는 단계로서, 상기 제 2 반도체층은 상기 기판의 제 2 부분인, 상기 분리하는 단계를 추가로 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  13. 전자 디바이스 형성 방법으로서,
    반도체 재료를 포함하는 기판의 제 1 측면 위에 제 1 전기 화학 프로세스에 의해 제 1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 측면으로부터 제 1 거리에서 상기 기판 내에 제 1 분리-향상 종을 도입하는 단계; 및
    상기 기판으로부터 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 반도체층은 상기 기판의 제 1 부분인 전자 디바이스 형성 방법.
  14. 전자 디바이스 형성 방법으로서,
    반도체 기판의 제 1 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 제 1 금속층을 형성하는 단계로서, 상기 반도체 기판은 적어도 하나의 도핑된 접합부를 갖는, 상기 제 1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 반도체 기판 위에 놓인 상기 제 1 금속층 내에 수소를 혼입하는 단계;
    어닐링 프로세스에 의해 수소를 상기 제 1 금속층으로부터 상기 반도체 기판 내로 이동시키는 단계; 및
    상기 반도체 기판으로부터 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리하는 단계를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
  15. 전자 디바이스 형성 방법으로서,
    투영된 범위에 대응하는 반도체 기판 내에 종을 주입하는 단계로서, 상기 반도체 기판은 적어도 하나의 도핑된 접합부를 가지며, 상기 종은 수소, 헬륨 또는 붕소를 포함하는, 상기 종을 주입하는 단계;
    반도체 기판의 제 1 측면 위에 전기 화학 프로세스에 의해 제 1 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 종을 주입한 후에 상기 반도체 기판으로부터 제 1 반도체층 및 상기 제 1 금속층을 분리하는 단계를 포함하는 전자 디바이스 형성 방법.
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