[发明专利]用于薄膜转移的方法

权利要求书

1.一种用于薄膜转移的方法，包括：

a)向用于提供薄膜的由半导体材料构成的第一衬底注入粒子从而在衬底表面下方形成粒子富集层的步骤；

b)将已注入粒子的第一衬底与用于接受薄膜的第二衬底键合在一起，形成键合片的步骤，其中第一衬底与第二衬底的键合通过氢键形成来实现；

c)对键合片施加压力和在加压的条件下对键合片进行热处理的步骤，其中施加在键合片上的压强在1.1个大气压到500个大气压之间，并且对键合片施加压力是通过对键合片周围的气体加压来实现的；

d)通过减压操作来引发第一衬底的粒子富集层至第一衬底表面之间的薄层从第一衬底裂开而转移至第二衬底的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，所述第一衬底的材料选自：硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、磷化铟(InP)、碳化硅(SiC)，或者所述第一衬底是由硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、磷化铟(InP)、碳化硅(SiC)中的两种或多种材料以薄膜或者层状结构或者其他方式组合在一起的复合衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤a)之前或步骤b)之前向第一衬底表面提供覆盖薄膜的步骤，所述覆盖薄膜也被转移至第二衬底。

4.根据权利要求3所述的方法，所述覆盖薄膜是氧化物膜或其他绝缘薄膜。

5.根据权利要求1所述的方法，在步骤c)中，施加在键合片上的压强在2个大气压到100个大气压之间。

6.根据权利要求1所述的方法，在步骤c)中，施加在键合片上的压强在2个大气压到20个大气压之间。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中步骤d)中所转移的薄层厚度在0.01微米至100微米之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤d)中所转移的薄层厚度在0.02微米至20微米之间。

9.根据权利要求7所述的方法，其中步骤d)中所转移的薄层厚度在0.05微米至2微米之间。

10.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中向第一衬底注入的粒子选自：氢离子以及氢同位素的离子、稀有气体产生的离子以及它们的同位素的离子、水蒸气产生的离子和氢化合物产生的离子。

11.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述步骤c)中热处理的温度在200℃到800℃之间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述步骤c)中热处理的温度在350℃到600℃之间。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述步骤c)中热处理的温度在400℃到550℃之间。

14.根据权利要求1所述的方法，所述加压处理与热处理同时、先后或者交替进行。

15.根据权利要求14所述的方法，所述加压处理和热处理过程交替进行并循环多次。

16.根据权利要求1-4任一项所述的方法，还包括在步骤b)之前向第二衬底表面提供覆盖薄膜的步骤。

17.根据权利要求3所述的方法，所述覆盖薄膜上或第一衬底上形成有预先加工的图案。

18.根据权利要求16所述的方法，所述覆盖薄膜上或第二衬底上形成有预先加工的图案。

19.一种用于制造绝缘层上硅(SOI)晶圆的方法，包括以下步骤：

a)提供第一硅衬底；

b)在第一硅衬底表面上形成绝缘薄膜；

c)向第一硅衬底注入粒子从而在衬底表面下方形成粒子富集层；

d)将已注入粒子的第一衬底与第二衬底键合在一起，形成键合片，其中第一衬底与第二衬底的键合通过氢键形成来实现；

e)对键合片施加压力并且在加压的条件下对键合片进行热处理，其中施加在键合片上的压强在1.1个大气压到500个大气压之间，并且对键合片施加压力是通过对键合片周围的气体加压来实现的；

f)通过减压操作引发第一衬底的粒子富集层上方的硅层和绝缘薄膜构成的薄层从第一衬底裂开而转移至第二衬底。