JP2004179630A - 異物種を含有するドナーウエハを転写することによる基板の製造方法および関連するドナーウエハ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】InPからなるドナーウェハ20の表面にプラズマ蒸着を行って酸化物などからなる結合層21を形成した後、原子種注入を行って脆化ゾーン22を形成し、表面に熱酸化結合層11を備えたシリコン支持体10と、結合層21,11を介して結合し、次いで、アニール処理を施して脆化面に沿ってInP膜を破断させて除去し、残存した脆化層22をエッチングまたは研磨で薄層化し、最後に、FeおよびPからなる混合ガス中、900℃で熱処理してFeを拡散させて、半絶縁性InP薄膜を形成する。
【選択図】図1A
Description
・サイズ:一部の基板は標準工業サイズで入手しえないため、より大きな直径の支持体またはスティフナー上へ薄層を転写する方法を行うことが可能である。特に、4インチ径InP膜は、6インチ標準マイクロエレクトロニクス組立て設備と適合するように、6インチ径支持体上へ転写することができる;
・脆性:あるバルク基板(例えばInP)の脆性のために、組立ておよび取扱い中に基板および部材を壊し、そのため生産コストをかなり増すことがある。スティフナーが構造体(例えば、SiまたはGaAs支持体上の薄InP層)へ強度を付与しうるならば、層転写法は有利に用いることができる;
・コスト:層転写法を用いて、非常に薄い層(数十ナノメーター厚)を安価な強化基板上へ転写することができれば、ある基板の高コストも正当化されるであろう;ドナーウエハをリサイクルした後で、その操作が繰り返される(否定的);
・コンプライアント効果:この用語は、特に寸法に関して、薄層のある適合性を表わしている。この点において、エピタキシャル成長には、基板アセンブリーおよびエピタキシャル層の格子パラメーターと熱膨張率とで良い調和を要することが知られている。例えば、バルクGaAs基板では、最大格子不調和率が約1%を超えてはならず、そうでなければ積重ね欠陥がエピタキシャル層で生じてしまう。もちろん、格子パラメーター間で高い不調和を許容しながら、変形によりエピタキシャル成長物質の特徴と自ら調和しうるほど十分に薄いエピタキシャルシード層を有する多層構造をもたらす技術が、最近開発されている。
・異物種を実質的に含まないドナーウエハのゾーン中へ原子種を注入して、結合面の下に脆化ゾーンを形成させ、ここで、脆化ゾーンおよび結合面が、転写される薄層の境界を定めており、
・ドナーウエハをその結合面のレベルで支持体へ結合させ、
・脆化ゾーンの領域で開裂を生じさせて、支持体および薄層を含んでなる基板を得るために、応力を加える
ステップを順次行なうことからなり、注入前または破断後における、薄層の厚さ中へ、薄層の性質、特にその電気的または光学的性質を変えるために適した異物種を拡散させるステップを更に含んでなることで特徴付けられる。
・異物種を拡散させるステップが破断後に行われる;
・異物種を拡散させるステップが注入前に行われる;
・異物種を拡散させるステップが、注入深さよりも浅い深さのところまで行われる;
・その方法は、開裂後に、異物種が不足した移写層の部分を取り除くために適した薄化ステップを含んでいる;
・その方法は、結合前に、ドナーウエハ上および/または支持体上に結合層を作製するステップを更に含んでいる;
・結合層は最終基板で埋込み絶縁体を形成する;
・ドナーウエハの物質はIII‐V半導体材料である;
・異物種が、拡散により材料を半絶縁性にさせる種類を含む;
・材料は燐化インジウムである;
・異物種は、鉄およびロジウムからなる群より選択される;
・異物種には、水銀またはカドミウムのようなシャロー(shallow)アクセプターとチタンまたはクロムのようなシャロードナーとの組合せを含む;
・注入種は、水素イオンおよび希ガスイオンから選択される少くとも1つの種を含んでなる;
・支持体物質は、薄層の物質よりも機械的に強くなるように選択される;
・その方法には、基板の薄層で行われるエピタキシャル成長ステップを含んでいる;
・エピタキシャル成長物質の格子は、薄層の物質と調和しない。
・ウエハの物質はIII‐V半導体材料であり、上記異物種はウエハの材料を半絶縁性にしうる;
・III‐V半導体材料は燐化インジウムである;
・異物種は、鉄およびロジウムからなる群より選択される。
・Feが拡散したInPの薄膜;
・任意の非晶質結合層(SiO2、Si3N4など);
・支持体、例えば単結晶、多結晶Siなど
を有する構造体を生産しうる。
Claims (20)
- ドナーウエハから転写された薄結晶層を支持体上に含んでなり、該薄層がその性質を変えるための1以上の異物種を含有している、基板の生産方法であって、
異物種(24)を実質的に含まないドナーウエハ(20)のゾーン中へ原子種を注入して、結合面の下に脆化ゾーン(22)を形成させ、ここで、脆化ゾーンおよび結合面が、転写される薄層(23)の境界を定めており、
ドナーウエハ(20)をその結合面のレベルで支持体(10)へ結合させ、そして
脆化ゾーン(22)の領域で開裂を生じさせて、支持体(10)および薄層(23)を含んでなる基板を得るために、応力を加える
ステップを順次行うことからなり、注入前または破断後に、薄層(23)の厚さ中へ、薄層の性質、特にその電気的または光学的性質を変えるために適した異物種(24)を拡散させるステップを更に含んでなることで特徴付けられる方法。 - 異物種を拡散させるステップが開裂後に行われる、請求項1に記載の方法。
- 異物種を拡散させるステップが注入前に行われる、請求項1に記載の方法。
- 異物種を拡散させるステップが、注入深さよりも浅い深さのところまで行われる、請求項3に記載の方法。
- 開裂後に、異物種が不足した移写層の部分を除去しうる薄化ステップを含んでなる、請求項4に記載の方法。
- 結合前に、ドナーウエハ上および/または支持体上に結合層を作製するステップを更に含んでいる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 結合層が最終基板で埋込み絶縁体を形成している、請求項6に記載の方法。
- ドナーウエハの物質がIII‐V半導体材料である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 異物種に、拡散により材料を半絶縁性にしうる種類を含む、請求項8に記載の方法。
- 材料が燐化インジウムである、請求項9に記載の方法。
- 異物種が、鉄およびロジウムからなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
- 異物種が、水銀またはカドミウムのようなシャローアクセプターと、チタンまたはクロムのようなシャロードナーとの組合せを含む、請求項10に記載の方法。
- 注入種が、水素イオンおよび希ガスイオンから選択される、少くとも1つの種を含んでなる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 支持体物質が、薄層の物質よりも機械的に強くなるように選択される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 基板の薄層で行われる、後のエピタキシャル成長ステップを含んでいる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- エピタキシャル成長物質の格子が、薄層の物質と調和しない、請求項15に記載の方法。
- マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロニクスまたはオプティクス用の基板を組み立てるための支持体上に、ウエハから除去された既定厚の半導体物質の薄層を転写する方法を行うための、少くとも1層の結晶物質を含んでなるドナーウエハ(20)であって、
該ウエハが、該除去側に、該既定厚よりも浅い深さ(25)のところで、該ドナーウエハの物質の性質を変えうる少くとも1つの拡散異物種(24)を含んでなることで特徴付けられるウエハ。 - ウエハの物質がIII‐V半導体材料であり、異物種がウエハの材料を半絶縁性にしうる、請求項17に記載のウエハ。
- III‐V半導体材料が燐化インジウムである、請求項18に記載のウエハ。
- 異物種が、鉄およびロジウムからなる群より選択される、請求項19に記載のウエハ。
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