[发明专利]用于制造复合衬底的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及通过接合两个衬底来制造复合衬底的工艺，其中在接合 之前形成一接合层，所述接合层的结构基于在该复合衬底内要获得的期 望接合能而可改变(scalable)。

背景技术

在很多微电子、光电子以及电子应用中，控制通过接合两个衬底而 制成的复合衬底中的接合能是有利的。

当要对复合衬底进行脱接(debond)时，尤其需要对接合能的控制。 在本文的背景中，复合衬底的脱接应理解为在不损坏衬底的情况下使已 接合的衬底分离。

例如，能够从衬底分离开半导体层，以便于最终将其转移到另一支 撑体上是令人感兴趣的，所述半导体层包含或者不包含全部或者部分电 子部件。

为此，接合能应当足够低，以允许对复合衬底进行脱接而不损坏其 中一个衬底或者全部两个衬底。

另一方面，经常需要使接合能足够高，以避免已接合的衬底在期望 的脱接时刻之前分离。

一种尤其有利的应用在于，使用能够从绝缘体上移除的绝缘体上半 导体(SeOI)型衬底。这种SeOI衬底依次包括所谓的中间衬底、绝缘层 以及半导体层。从绝缘体上的移除使得半导体层能够释放且中间衬底能 够重复使用。

已经研发了各种方法来将半导体层转移到最终支撑体上并且最后回 收(recover)所述中间衬底。

文献WO 02/084722因此描述了通过将一个晶片的一面与另一晶片 的一面接合在一起来创建分界面的工艺，所述工艺包括预处理这两个面 中的至少一个，以控制所述分界面的机械强度等级的步骤。

这种处理致力于控制所述面中至少一个面的粗糙度和/或亲水性，其 效果是减小可脱接分界面的接合能，并且由此使得能够便于进行移除。

事实上，从微观尺度来看，如现有技术中所实践的，粗糙化造成表 面孔穴。因此，实际的接触表面积比接合分界面的面积小，这使得能够 减小接合能。然而，粗糙化技术具有孔穴在处理面上的分布是随机且非 均匀的缺点。此外，这些孔穴的形状和尺寸(深度和面积)不是恒定的。

结果是，该工艺不能获得预定的可再现接合能。

此外，该处理应用于衬底的整个表面，并且不能以不同方式处理分 界面的特定区域。

在文献WO 02/084721中详述的另一种技术提出了创建具有不同机 械强度的多个区域的分界面。该文献提供了至少一个第一区域，所述第 一区域具有可靠的机械强度等级，被具有更高机械强度等级的至少一个 第二周边区域包围，从而防止脱层(delamination)的风险；具体来说， 这种分界面可以是具有可靠机械强度的分片(parcel)的形式，所述分片 被具有更高机械强度的区域包围，每个分片对应一部件。

因此，应该理解，该工艺使得能够创建如下分界面，所述分界面具 有根据分片而相区别的接合能，但是由此限定的所述分片持续具有相当 大的尺寸(从1微米到数毫米)，结果是在移除操作期间存在破裂的风险。

因此，上述处理是不精确的，因为它们不能以足够小的尺度控制接合 分界面的表面条件，因此也不能以足够小的尺度控制该分界面的接合能。

此外，它们要求完全一致和平坦的分界面以实现最佳接合。

FR 2783235中公布了另一种通过控制接合能来提供可脱接的衬底的 方法。该方法在所述衬底之一的表面上形成孔穴，使得衬底仅在所述孔 穴之间的区域中接合。通过对孔穴总表面的控制来控制所述接合能。然 而，这种方法不允许在孔穴之间的区域中获得高接合能，因为接触的材 料是具有相对低接合能的材料，诸如硅。因此，该方法提供了具有有限 接合能的复合衬底——在某些情况下所述接合能可能过低。

发明内容

本发明的目的在于克服这些缺点，并且提出一种复合衬底，其接合 能是可改变和可再生的，由此例如一方面确保具有高接合能等级的接合， 而另一方面确保能够在没有任何破裂风险的情况下实施脱接操作。

本发明的致力于提供一种使得能够获得如下复合衬底的工艺，所述 复合衬底在接合分界面处的接合能具有可以基于所述衬底的后续使用而 选择性调整的值(所述调整针对数值和所述分界面上的分布)。

这种工艺使得能够获得一系列一定程度上容易脱接的衬底，即能够 通过添加相对低等级或高等级的能量而脱接。