專利名稱：薄膜以及該薄膜的制造方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種薄膜以及制造該薄膜的方法，尤其是涉及一種能夠在上面或其中形成有一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件(例如微電子器件)的薄膜(例如半導(dǎo)體)。
背景技術(shù)：
薄膜材料例如半導(dǎo)體是很多現(xiàn)在的小型產(chǎn)品的主要成分。這些日常器件例如基于集成電路、光電等。目前一直試圖對這些產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，以便提高性能和可靠性，同時(shí)減小與該產(chǎn)品的制造相關(guān)的材料和人工成本。
在很多半導(dǎo)體和其它薄膜器件的處理中的主要目的是形成非常小尺寸(例如大約幾微米)的薄膜。薄器件將有利于結(jié)構(gòu)目標(biāo)(例如更小和更輕重量的產(chǎn)品)和性能目標(biāo)(例如速度和可靠性)。例如，便攜式電子產(chǎn)品、太陽能電池、DRAM以及其它很多系統(tǒng)都將得益于更薄的半導(dǎo)體器件。而且，例如很多器件采用多個(gè)層疊的半導(dǎo)體器件，從而形成三維電路。一種這樣的三維系統(tǒng)在Sadeg.M.Faris的美國專利No.5786629中介紹，該專利文獻(xiàn)的標(biāo)題是“3-D PackagingUsing Massive Fillo-Leaf Technology”，它被本文參引。
因此，需要改進(jìn)薄膜自身。實(shí)際上，已經(jīng)進(jìn)行了很多努力來提高基于薄膜的器件的處理和可靠性，同時(shí)減小它的厚度。應(yīng)當(dāng)知道，還希望使基板層和薄膜器件層分開。而且，因?yàn)橛糜谛纬杀∧せ?例如半導(dǎo)體)的大部分材料都相對較貴，因此希望材料的浪費(fèi)減至最小。不過，很多普通薄膜基板處理方法很浪費(fèi)材料，如下面所述。
某些器件例如光電器件只需要使用薄膜(即沒有基板)。在其它普通器件中，上面有微電子或其它有用構(gòu)件的薄膜半導(dǎo)體基板支承在基板(例如Si)上。該薄膜基板例如可以利用外延生長技術(shù)來生長。不過，通過該技術(shù)很難形成均勻的膜。而且，當(dāng)基板材料不同時(shí)，層生長極其麻煩。因此，很希望能將薄半導(dǎo)體器件層轉(zhuǎn)移至異質(zhì)基板上。
用于形成薄膜器件的普通制造方法包括在基板上形成電路或其它有用元件(例如電子、光學(xué)和光電元件)。在處理過程中，基板需要提供機(jī)械支承和熱穩(wěn)定性。因此，處理基板必須足夠厚，以便承受苛刻的處理環(huán)境(包括高壓和高溫，并暴露在化學(xué)藥品和能量中)。因此，在尋找可行薄膜器件時(shí)，需要進(jìn)一步處理。
在足夠厚(以便承受處理)的基板形成電路或其它構(gòu)件之后進(jìn)行的一個(gè)處理是通過機(jī)械方法減小基板的厚度。這些機(jī)械方法例如切割或研磨將浪費(fèi)大量的材料和人工。切割或研磨的材料通常不能進(jìn)行回收，或者即使它可以回收，該材料也必須在重新使用之前進(jìn)行進(jìn)一步處理。而且，變薄的基板通常進(jìn)行拋光或其它處理，以便使表面光滑。其它技術(shù)包括在器件制造之前在基板上形成蝕刻阻止層。不過，在選擇蝕刻步驟之前，基板通常還進(jìn)行研磨或其它機(jī)械去除，該選擇蝕刻步驟將總體蝕刻基板至蝕刻阻止層。所有這些技術(shù)都導(dǎo)致浪費(fèi)時(shí)間和材料，還需要考慮質(zhì)量控制。
形成薄膜器件的另一技術(shù)利用離子植入方法。通常使用離子植入是形成半導(dǎo)體材料薄層。該方法例如在EP01045448和WO00/024059中所述，這兩篇專利文獻(xiàn)的標(biāo)題都是“Method of Producing SOI Waferby Hydrogen Ion Implanting Separation Method and SOI Wafer Producedby the Method”，這兩篇文獻(xiàn)都被本文參引。特別是，離子例如氫離子或氦離子植入氧化硅晶片的頂表面中。離子植入該頂表面一定深度。然后，薄層可以從主體硅基板上剝離，這通常進(jìn)行高溫(大于大于500℃)處理。該薄層再支承在絕緣體層和基板上，并可以在該薄層上形成微電子或其它構(gòu)件。不過，微電子元件必須在剝離薄層之后形成，因?yàn)殡x子植入對微電子元件有不利影響。特別是，薄層可能翹曲，器件可能由于離子植入而損壞，或者該器件可能在剝離過程中損壞。
Bruel等的WO98/33209(標(biāo)題為“Method For Obtaining A ThinFilm，In Particular Semiconductor，Comprising A Protected Ion Zone AndInvolving An Ion Implantation”)公開了一種方法，用于提供包括金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)的薄膜。通常，MOS晶體管形成于半導(dǎo)體基板的表面上。晶體管的區(qū)域被屏蔽，且周圍區(qū)域進(jìn)行離子植入，以便確定預(yù)計(jì)的斷裂線(即在該處，由于離子植入步驟形成微氣泡)。為了分離上面有晶體管的薄膜，裂紋在微氣泡附近的預(yù)計(jì)斷裂線開始形成，并穿過在晶體管下面的晶體平面(即，在該處沒有微氣泡)傳播。盡管可以利用WO98/33209的技術(shù)形成上面具有晶體管的薄膜，但是該晶體管在裂紋傳播時(shí)受到不希望的應(yīng)力，因?yàn)榛宀牧系木罱Y(jié)構(gòu)必須在鄰近晶體管處斷裂。
Aspar等的美國專利No.6103597(標(biāo)題為“Method Of Obtaining AThin Film Of Semiconductor Material”)教導(dǎo)了使其中具有微電子或其它構(gòu)件的薄膜基板受到離子轟擊。因此，氣體微氣泡形成于一定深度處，這確定了薄膜的厚度。不過，可以形成于基板上的多種微電子和其它構(gòu)件需要進(jìn)行隨后的退火步驟，以便修復(fù)元件所受到的損害或其它缺陷。然后，薄膜層可通過熱處理而從底層基板材料上分離，該熱處理使得沿微氣泡線進(jìn)行斷裂。
Sakaguchi等的美國專利No.6221738(標(biāo)題是“Substrate AndProduction Method Thereof”)和No.6100166(標(biāo)題為“Process ForProducing Semiconductor Article”)教導(dǎo)了將基板粘接到多孔半導(dǎo)體層上，這兩篇文獻(xiàn)被本文參引。粘接在多孔層上將使機(jī)械強(qiáng)度更弱，從而便于通過施加外部力而除去。美國專利No.6100166教導(dǎo)了層可以利用沿剝離方向的力除去。不過，這兩篇參考文獻(xiàn)都公開了在層之間的整個(gè)界面上使用較弱的多孔分離機(jī)構(gòu)。這可能損害形成于多孔半導(dǎo)體材料上的中間結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體器件的總體機(jī)械整體性。
Henley等的美國專利No.6184111(標(biāo)題為“Pre-SemiconductorProcess Implant And Post-Process Film Separation”)公開了在硅晶片表面下面選定深度處使用預(yù)加應(yīng)力層。器件形成于該預(yù)加應(yīng)力層上面。植入通常在相同的能量水平下以橫過晶片直徑的變化劑量來進(jìn)行。并開始進(jìn)行控制裂紋傳播，以便分離在預(yù)加應(yīng)力層上面的層，包括在該層上的任何器件。應(yīng)當(dāng)知道，形成預(yù)加應(yīng)力層的處理可能損害形成于該層上的器件，因此，通常需要進(jìn)行隨后的退火。因此，普通的離子植入和層離的缺點(diǎn)是，上面包括微電子或其它構(gòu)件的薄膜將不能在薄半導(dǎo)體沒有翹曲或其它損害的情況下進(jìn)行離子植入。
因此，考慮到現(xiàn)有薄膜處理的缺陷，希望提供一種多層基板，其中，器件層在允許處理微電子或其它構(gòu)件的狀態(tài)下布置在支承層上，從而使其中或其上形成有構(gòu)件的器件層將很容易從支承層上取下。
還希望提供一種通過處理在器件層上的構(gòu)件而制造具有微電子或其它構(gòu)件的薄膜的方法，其中，該器件層布置在支承層上，這樣，該器件層可以通過剝離或其它普通方法而取下。
此外，還希望向用戶提供一種多層基板，它有在器件層上的器件區(qū)域，這樣，用戶可以處理其中或其上的微電子或其它構(gòu)件，并隨后通過剝離或其它普通方法來取下該器件層。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種低成本的柔性薄膜器件，例如半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多層基板，其中，器件層以如下狀態(tài)設(shè)置在一支承層上，即允許處理布置成可由用戶選擇的圖形的微電子或其它構(gòu)件。
另外，本發(fā)明的目的是提供一種多層基板，其中，器件層在允許處理布置成各種圖形的微電子或其它構(gòu)件的狀態(tài)下設(shè)置在支承層上，從而使其中或其上形成有構(gòu)件的器件層可在不會損害或減小損害形成于器件層上的構(gòu)件的情況下從支承層上剝離。
本發(fā)明的還一目的是提供一種多層基板，其中，器件層在允許處理布置成各種圖形的微電子或其它構(gòu)件的狀態(tài)下布置在支承層上，從而使其中或其上形成有構(gòu)件的器件層可以從支承層上剝離或以其它容易方式取下，其中，該支承層可以重新用作在隨后操作中的支承層、用作器件層或用作源材料以便生成另外的器件層。
本發(fā)明的另外目的是提供一種多層基板，其中，器件層布置在支承層上，并能夠在惡劣的化學(xué)和/或物理(即溫度和/或壓力)處理(例如半導(dǎo)體器件處理)狀態(tài)下對微電子或其它構(gòu)件進(jìn)行處理。
本發(fā)明的另一目的是提供一種通過處理在器件層上的構(gòu)件來制造具有微電子或其它構(gòu)件的薄膜的方法，其中，該器件層布置在支承層上，這樣，該器件層可以通過剝離或其它普通方法而取下。
此外，本發(fā)明的目的是向用戶提供一種多層基板，它有在器件層上的器件區(qū)域，這樣，用戶可以處理在器件層中或上面的任何有用構(gòu)件或器件，且包括形成于其中或其上的有用構(gòu)件的薄器件層可以很容易取下。
發(fā)明簡介通過本發(fā)明的多種方法和器件，可以克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它問題和缺陷，并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。多層基板通常包括第一層，該第一層適于有形成于其中或其上的構(gòu)件，且該第一層選擇地粘附或粘接到第二層上。形成多層基板的方法通常包括選擇地將第一基板粘附在第二基板上。
在一個(gè)實(shí)施例中，多層基板包括第一層，該第一層選擇地粘附或粘接在第二層上。該選擇粘接通常包括一個(gè)或多個(gè)較強(qiáng)粘接區(qū)域以及一個(gè)或多個(gè)較弱粘接區(qū)域。構(gòu)件例如可以由最終用戶來形成于該一個(gè)或多個(gè)較弱粘接區(qū)域中或該區(qū)域上，該多層基板供給該最終用戶。因此，用戶可以在形成構(gòu)件的同時(shí)保持第一基板層的整體性，該構(gòu)件通常必須在惡劣操作條件下形成。因?yàn)榈诙佑糜谔峁┲С泻蜔岱€(wěn)定性，因此第一層可以非常薄(例如需要時(shí)小于1微米)。隨后，第一層例如可以提供剝離或其它普通方法而很容易地從第二層上取下。因?yàn)闃?gòu)件形成于第一層的較弱粘接區(qū)域內(nèi)或該區(qū)域上，因此它們在取下過程中受到的影響很小，優(yōu)選是根本沒有影響，這樣，幾乎不需要或者不需要隨后對構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)或處理。
通過下面的詳細(xì)說明和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚和了解本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本文所述的層狀結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意圖；圖2-13表示了用于選擇粘接圖1中的層結(jié)構(gòu)的各種處理技術(shù)；圖14-20表示了用于圖1的結(jié)構(gòu)的各種粘接幾何形狀；以及圖21-32表示了各種脫膠技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，圖中表示了選擇粘接的多層基板100。該多層基板100包括層1，該層1具有暴露表面1B和選擇粘接到層2的表面2A上的表面1A。層2還包括相對表面2B。通常為了形成選擇粘接的多層基板100，對層1、層2或者層1和2進(jìn)行處理，以便確定較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6，并隨后進(jìn)行粘接，其中，較弱粘接區(qū)域5處于允許處理有用器件和構(gòu)件的狀態(tài)。
通常，層1和2相容。也就是，層1和2構(gòu)成熱、機(jī)械和/或結(jié)晶特征相容。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，層1和2是相同材料。當(dāng)然，也可以采用不同材料，但是優(yōu)選是選擇為可相容。
層1的一個(gè)或更多區(qū)域確定為用作可以在其中或其上形成一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件例如微電子元件的基板區(qū)域。這些區(qū)域可以為任意合適圖形，如本文進(jìn)一步介紹。然后，可以對層1的選擇區(qū)域進(jìn)行處理，以便粘接性減至最小，從而形成較弱粘接區(qū)域5。也可選擇，層2的相應(yīng)區(qū)域可以進(jìn)行處理(與層1的處理相結(jié)合，或者代替對層1的處理)，以便使粘接性減至最小。另外的可選方案包括處理層1和/或?qū)?的、與選定形成構(gòu)件的區(qū)域不同的區(qū)域，以便提高在較強(qiáng)粘接區(qū)域6處的粘接強(qiáng)度。
在處理了層1和/或?qū)?之后，該層可以進(jìn)行對齊和粘接。粘接可以通過任意合適方法進(jìn)行，如本文進(jìn)一步介紹。此外，對齊可以是機(jī)械對齊、光學(xué)對齊，或者它們的組合。應(yīng)當(dāng)知道，該階段的對齊并不是很關(guān)鍵，因?yàn)橥ǔ＿€沒有在層1上形成構(gòu)件。不過，當(dāng)層1和2都進(jìn)行處理時(shí)，將需要對齊，以便使選定區(qū)域的變化最小。
多層基板100可以使用戶對在層1中或?qū)?上的任意合適構(gòu)件進(jìn)行處理。因此，多層基板100形成為這樣，即，用戶可以使用普通制造技術(shù)或隨各種相關(guān)技術(shù)發(fā)展而成為已知的其它技術(shù)來對構(gòu)件或器件進(jìn)行處理。某些制造技術(shù)使基板處于極端狀態(tài)，例如高溫、高壓、惡劣化學(xué)藥品、或它們的組合。因此，優(yōu)選是多層基板100形成為能承受這些狀態(tài)。
有用的構(gòu)件或器件可以形成于區(qū)域3中或區(qū)域3上，該區(qū)域3局部或基本與較弱粘接區(qū)域5交疊。因此，局部或基本與較強(qiáng)粘接區(qū)域6交疊的區(qū)域4通常在其中或其上并沒有構(gòu)件。當(dāng)用戶在多層基板100的層1中或該層1上形成有用器件之后，層1可以隨后進(jìn)行脫膠。脫膠可以通過任意已知技術(shù)進(jìn)行，例如剝離，而不需要使有用器件受到直接的有害脫層處理。因?yàn)橛杏闷骷ǔ２⒉恍纬捎趨^(qū)域4中或區(qū)域4上，這些區(qū)域可能受到脫膠處理，例如離子植入，因此不會損害形成于區(qū)域3中或區(qū)域3上的構(gòu)件。
為了形成較弱粘接區(qū)域5，表面1A、2A或表面1A和2A可以在較弱粘接區(qū)域5的位置進(jìn)行處理，以便形成基本不粘接或較弱粘接。也可選擇，較弱粘接區(qū)域5可以保持不處理，而較強(qiáng)粘接區(qū)域6進(jìn)行處理，以便引起較強(qiáng)粘接性。區(qū)域4局部或基本與較強(qiáng)粘接區(qū)域6交疊。為了形成較強(qiáng)粘接區(qū)域4，表面1A、2A或表面1A和2A可以在較強(qiáng)粘接區(qū)域6的位置進(jìn)行處理。也可選擇，較強(qiáng)粘接區(qū)域6可以保持不處理，而較弱粘接區(qū)域5進(jìn)行處理，以便引起較弱粘接性。而且，兩個(gè)區(qū)域5和6可以通過不同處理技術(shù)來處理，其中，該處理可以在性質(zhì)或量上不同。
在較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6中的一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)行了處理之后。層1和2粘接在一起，以便形成基本成一體的多層基板100。因此，當(dāng)形成后，多層基板100可以由最終用戶在惡劣環(huán)境下進(jìn)行處理，以便在其中或它上面形成構(gòu)件或器件，特別是在層1的區(qū)域3中或該區(qū)域3上。
措辭“較弱粘接性”或“較弱粘接”通常是指在層或?qū)拥牟糠种g的粘接可以很容易克服，例如通過脫膠技術(shù)例如剝離；通過其它機(jī)械分離、熱、光、壓力；或者通過包括至少一種前述脫膠技術(shù)的組合。這些脫膠技術(shù)使層1和2的缺陷或損害最小，特別是在較弱粘接區(qū)域5附近。
較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6中的一個(gè)或兩個(gè)的處理可以通過各種方法來實(shí)現(xiàn)。處理的重要方面是使較弱粘接區(qū)域5比較強(qiáng)粘接區(qū)域6更容易脫膠(在隨后的脫膠步驟中，如本文中進(jìn)一步介紹)。這能夠在脫膠過程中減小或防止對區(qū)域3的損害，該區(qū)域3上可以包括有用構(gòu)件。而且，包括較強(qiáng)粘接區(qū)域6提供了多層基板100的機(jī)械整體性，特別是在構(gòu)件處理過程中。因此，層1在與其中或其上的有用構(gòu)件一起取下后的處理可以減少或消除。
較強(qiáng)粘接區(qū)域與較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度比(SB/WB)通常大于1。根據(jù)較強(qiáng)粘接區(qū)域和較弱粘接區(qū)域的特殊結(jié)構(gòu)以及較強(qiáng)粘接區(qū)域和較弱粘接區(qū)域的相對面積，SB/WB的值可以接近無限。也就是，當(dāng)較強(qiáng)粘接區(qū)域的大小和強(qiáng)度足以保持在處理過程中的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性時(shí)，較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度可以接近零。不過，比例SB/WB可以有較大變化，因?yàn)檩^強(qiáng)粘接強(qiáng)度(在普通硅或硅衍生物例如SiO2晶片中)可以從大約500毫焦耳每平方米(mj/m2)至超過5000mj/m2，如現(xiàn)有技術(shù)所述(例如見Q.Y.Tong，U.Goesle，Semiconductor Wafer Bonding，Sceience and Technology，pp.104-118，John Wiley and Sons，New York，NY 1999，該文獻(xiàn)被本文參引)。不過，根據(jù)材料、將使用的構(gòu)件(如果知道)、選擇的粘接和脫膠技術(shù)、較強(qiáng)粘接面積與較弱粘接面積的比例、在晶片上的較強(qiáng)粘接和較弱粘接的形狀或圖形等，較弱粘接區(qū)域甚至可以變化更大。例如，當(dāng)離子植入用作使層脫膠的步驟時(shí)，有用的較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度可以與較強(qiáng)粘接區(qū)域在離子植入之后和/或植入?yún)^(qū)域發(fā)展了微氣泡之后的粘接強(qiáng)度相當(dāng)。因此，根據(jù)選定的脫膠技術(shù)以及可能選擇形成于較弱粘接區(qū)域中的有用構(gòu)件或器件，粘接強(qiáng)度SB/WB的比例通常大于1，優(yōu)選是大于2、5、10或更高。
較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6中的一個(gè)或兩個(gè)的特殊處理通常根據(jù)所選材料進(jìn)行。而且，層1和2的粘接技術(shù)的選擇可以至少部分根據(jù)所選定的處理技術(shù)。此外，隨后的脫膠也可以根據(jù)各種因素，例如處理技術(shù)、粘接方法、材料、有用構(gòu)件的類型或存在、或者包括前述因素的至少一種的組合。在某些實(shí)施例中，處理、粘接和隨后的脫膠(即，脫膠可以由最終用戶進(jìn)行，該最終用戶在區(qū)域3中形成有用構(gòu)件，或者也可選擇，作為在更高水平器件中的中間部件)的選定組合使得不需要利用裂紋傳播來使層1從層2上剝下，或者利用機(jī)械削薄來除去層2，優(yōu)選是，不需要進(jìn)行裂紋傳播和機(jī)械削薄。因此，底層基板可以在進(jìn)行很少處理或不進(jìn)行處理的情況下重新使用，因?yàn)楦鶕?jù)普通技術(shù)，裂紋傳播或機(jī)械削薄將損害層2，從而使它基本不能使用，除非進(jìn)一步進(jìn)行重要處理。
一種處理技術(shù)可以依靠在較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6之間的表面粗糙度變化。表面粗糙度可以在表面1A(圖4)、表面2A(圖5)或表面1A和2A上變化。通常，與較強(qiáng)粘接區(qū)域6相比，較弱粘接區(qū)域5有更高的表面表面粗糙度7(圖4和5)。在半導(dǎo)體材料中，例如較弱粘接區(qū)域5的表面粗糙度可以大于大約0.5納米(nm)，較強(qiáng)粘接區(qū)域4可以有較低的表面粗糙度，通常小于大約0.5nm。在另一實(shí)例中，較弱粘接區(qū)域5的表面粗糙度可以大于大約1納米，較強(qiáng)粘接區(qū)域4可以有較低的表面粗糙度，通常小于大約1nm。在還一實(shí)例中，較弱粘接區(qū)域5的表面粗糙度可以大于大約5納米，較強(qiáng)粘接區(qū)域4可以有較低的表面粗糙度，通常小于大約5nm。表面粗糙度可以通過蝕刻(例如在KOH或HF溶液中)或沉積處理(例如，低壓化學(xué)蒸氣沉積(LPCVD)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)蒸氣沉積(PECVD))。與表面粗糙度相關(guān)的粘接強(qiáng)度例如在Gui等的“Selective Wafer Bondingby Surface Roughness Control”，Journal of The Electrochemical Society，148(4)G225-G228(2001)中更充分介紹，該文獻(xiàn)為本文參引。
在類似方式中(其中，類似位置區(qū)域以與圖4和5中類似的參考標(biāo)號表示)，多孔區(qū)域7可以形成于較弱粘接區(qū)域5上，而較強(qiáng)粘接區(qū)域6可以保持不處理。因此，層1在較弱粘接區(qū)域5的位置處由于多孔性質(zhì)而稍微粘接在層2上。在表面1A(圖4)、表面2A(圖5)或表面1A和2A上的孔隙度可以變化。通常，與較強(qiáng)粘接區(qū)域6相比，較弱粘接區(qū)域5在多孔區(qū)域7(圖4和5)處有較高的孔隙度。
另一處理技術(shù)可以依靠對較弱粘接區(qū)域5(在表面1A(圖4)、表面2A(圖5)或表面1A和2A上)的選擇蝕刻，隨后在蝕刻區(qū)域中沉積光致抗蝕劑或其它含碳材料(例如包括基于聚合物的可分解材料)。再有，類似位置的區(qū)域以與圖4和5中相同的參考標(biāo)號表示。當(dāng)粘接層1和2時(shí)(這時(shí)優(yōu)選是溫度足以使載體材料分解)，較弱粘接區(qū)域5包括其中的多孔碳材料，因此，與在層1和2之間在較強(qiáng)粘接區(qū)域6處的粘接相比，在層1和2之間在較弱粘接區(qū)域5處的粘接非常弱。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，根據(jù)情況，分解材料應(yīng)當(dāng)選擇為不會出氣、弄臟或以其它方式污染基板層1或2或者形成于區(qū)域3中或區(qū)域3上的有用構(gòu)件。
還一處理技術(shù)可以利用輻射來獲得較強(qiáng)粘接區(qū)域6和/或較弱粘接區(qū)域5。在該技術(shù)中，層1和/或2用中子、離子、粒子束、或它們的組合來照射，以便根據(jù)需要獲得較強(qiáng)和/或較弱粘接性。例如，粒子如He+、H+或其它合適離子或粒子、電磁能、或激光射束可以照射在較強(qiáng)粘接區(qū)域6上(在表面1A(圖10)、表面2A(圖11)或表面1A和2A上)。應(yīng)當(dāng)知道，該照射方法與用于層離的離子植入不同，通常在劑量和/或植入能量上小得多(例如，大約為用于層離的劑量的1/100至1/1000數(shù)量級)。
另外的處理技術(shù)包括在表面1A、2A、或者1A和2A上使用包含固體組分和可分解組份的泥漿。固體組分例如可以是鋁、氧化硅(SiO(x))、其它固體金屬或金屬氧化物、或者其它可以減小層1和2的粘接的材料?？煞纸饨M份例如可以是聚乙烯醇(PVA)、或者其它合適的可分解聚合物。通常，泥漿8施加在在表面1A(圖2)、表面2A(圖3)或表面1A和2A上的較弱粘接區(qū)域5中。隨后，層1和/或2可以加熱，優(yōu)選是在惰性氣體環(huán)境中，以便使該聚合物分解。因此，多孔結(jié)構(gòu)(包括泥漿的固體組份)保留在較弱粘接區(qū)域5中，且在粘接時(shí)，層1和2不會在較弱粘接區(qū)域5處粘接。
還一處理技術(shù)涉及蝕刻較弱粘接區(qū)域5的表面。在該蝕刻步驟中，柱狀物9確定在表面1A(圖8)、表面2A(圖9)或表面1A和2A上的較弱粘接區(qū)域5中。該柱狀物可以通過選擇性蝕刻而確定，從而留下柱狀物。該柱狀物的形狀可以為三角形、棱錐形、正方形、半球形、或者其它合適形狀。也可選擇，該柱狀物可以生長或沉積于蝕刻區(qū)域。因?yàn)橛糜诓牧险辰拥恼辰游恢幂^小，在較弱粘接區(qū)域5處的總體粘接強(qiáng)度大大低于在較強(qiáng)粘接區(qū)域6處的粘接。
還一處理技術(shù)涉及包括空隙區(qū)域10，該空隙區(qū)域10例如通過蝕刻、機(jī)械加工形成，或者(根據(jù)所使用的材料)形成于層1(圖12)、2(圖13)中的較弱粘接區(qū)域5處。因此，當(dāng)?shù)谝粚?粘接到第二層2上時(shí)，與較強(qiáng)粘接區(qū)域6相比，空隙區(qū)域10將使粘接性減小，這將有助于隨后的脫膠。
另一處理技術(shù)涉及使用在表面1A(圖2)、表面2A(圖3)或表面1A和2A的較弱粘接區(qū)域5中的一個(gè)或多個(gè)金屬區(qū)域8。例如，包括但不局限于Cu、Au、Pt或它們的組合的金屬或合金可以沉積在較弱粘接區(qū)域5上。當(dāng)粘接層1和2時(shí)，較弱粘接區(qū)域?qū)⑦M(jìn)行較弱粘接。較強(qiáng)粘接區(qū)域可以保持不處理(其中，粘接強(qiáng)度差提供了較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6所需的較強(qiáng)粘接性與較弱粘接性的比例)，或者可以如上面或下面所述進(jìn)行處理，以便提高較強(qiáng)粘接性。
還一處理技術(shù)涉及在在表面1A(圖10)、表面2A(圖11)或表面1A和2A上的較強(qiáng)粘接區(qū)域6使用一種或多種粘接促進(jìn)劑11。合適的粘接促進(jìn)劑包括但不局限于TiO(x)、氧化鉭、或者其它粘接促進(jìn)劑。也可選擇，粘接促進(jìn)劑可以用于基本全部表面1A和/或2A上，其中，金屬材料布置在較弱粘接區(qū)域5處并在粘接促進(jìn)劑和表面1A或2A之間(根據(jù)粘接促進(jìn)劑的位置)。因此，在粘接時(shí)，金屬材料將防止在較弱粘接區(qū)域5進(jìn)行較強(qiáng)粘接，而保持在較強(qiáng)粘接區(qū)域6中的粘接促進(jìn)劑將提高較強(qiáng)粘接性。
另一處理技術(shù)涉及提供不同區(qū)域的憎水性和/或親水性。例如，親水性區(qū)域特別用于較強(qiáng)粘接區(qū)域6，因?yàn)椴牧侠绻杩梢栽谑覝叵伦匀徽辰?。還已知在室溫和升高溫度時(shí)的憎水性和親水性粘接技術(shù)，例如在Q.Y.Tong，U.Goesle，Semiconductor Wafer Bonding，Science andTechnology，PP.49-135，John Wiley和Sons，New York，NY 1999中所述，該文獻(xiàn)被本文參引。
還一處理技術(shù)涉及進(jìn)行可選擇照射的一個(gè)或多個(gè)脫落層。例如，一個(gè)或多個(gè)脫落層可以布置在表面1A和/或2A上。沒有照射時(shí)，該脫落層起到粘接劑的作用。當(dāng)在較弱粘接區(qū)域5中進(jìn)行照射時(shí)，例如紫外線照射，粘接特征將減小。有用構(gòu)件可以形成于較弱粘接區(qū)域5中和該較弱粘接區(qū)域上，隨后的紫外線照射步驟或其它脫膠技術(shù)可以用于在較強(qiáng)粘接區(qū)域6中分離層1和2。
另外的處理技術(shù)包括通過熱處理植入離子12(圖6和7)，以便能夠在表面1A(圖6)、表面2A(圖7)或表面1A和2A上的較弱區(qū)域3中形成大量微氣泡13。因此，當(dāng)層1和2粘接時(shí)，較弱粘接區(qū)域5的粘接小于較強(qiáng)粘接區(qū)域6，從而有助于隨后在較弱粘接區(qū)域5中進(jìn)行層1和2的脫膠。
另一處理技術(shù)包括離子植入步驟，且隨后進(jìn)行蝕刻步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，在基本整個(gè)表面1B中進(jìn)行離子植入。隨后，較弱粘接區(qū)域5可以選擇地蝕刻。該方法介紹為選擇蝕刻以除去缺陷，如Simpson等的“Implantation Induced Selective Chemical Etching of IndiumPhosphide”，Electrochemical and Solid-state Letters，(3)G26-G27中所述，該文獻(xiàn)被本文參引。
還一處理技術(shù)利用選擇布置在較弱粘接區(qū)域5和/或較弱粘接區(qū)域6中的、具有輻射吸收和/或反射特征的一層或多層，它們可以基于一定的波長范圍。例如，選擇布置在較強(qiáng)粘接區(qū)域6的一層或多層可以具有通過在某一輻射波長照射下的粘接特性，這樣，該層在較強(qiáng)粘接區(qū)域6處吸收輻射并粘接層1和2。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，也可以使用附加處理技術(shù)以及包括至少一種前述處理技術(shù)的組合。不過，所采用的任何處理的關(guān)鍵特征是能夠形成一個(gè)或多個(gè)較弱粘接區(qū)域以及一個(gè)或多個(gè)較強(qiáng)粘接區(qū)域，從而使SB/WB粘接強(qiáng)度比例大于1。
在層1和2的交界面處的較弱粘接區(qū)域5和較強(qiáng)粘接區(qū)域6的幾何形狀可以根據(jù)各種因素而變化，這些因素包括但不局限于形成于區(qū)域3上或區(qū)域3中的有用構(gòu)件的類型、選擇脫膠/粘接的類型、選擇的處理技術(shù)、以及其它因素。區(qū)域5、6可以為同心(圖14、16和18)、條形(圖15)、輻射形(圖17)、方格形(圖20)、方格形和環(huán)形的組合(圖19)、或者它們的任意組合。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以選擇任何幾何形狀。而且，較弱粘接區(qū)域面積與較強(qiáng)粘接區(qū)域面積的比例可以變化。通常，該比例提供充分粘接(即在較強(qiáng)粘接區(qū)域6處)，以便不會損害多層結(jié)構(gòu)100的整體性，尤其是在構(gòu)件處理過程中。優(yōu)選是，該比例也使用于構(gòu)件處理的有用區(qū)域(即較弱粘接區(qū)域5)最大。
如上所述，在較弱粘接區(qū)域5和/或較強(qiáng)粘接區(qū)域6的位置處對一個(gè)或兩個(gè)表面1A和2A進(jìn)行處理之后，層1和2粘接在一起，以便形成基本整體的多層基板100。層1和2可以通過各種技術(shù)和/或物理現(xiàn)象而粘接在一起，該技術(shù)和/或物理現(xiàn)象包括但不局限于共晶、熔合、陽極化、真空、范德華氏、化學(xué)粘接、憎水性現(xiàn)象、親水性現(xiàn)象、氫鍵連接、庫侖力、毛細(xì)作用力、非常短范圍的力、或者包括前述粘接技術(shù)和/或物理現(xiàn)象的至少一種的組合。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然知道，粘接技術(shù)和/或物理現(xiàn)象可能部分取決于所采用的一種或多種處理技術(shù)、形成的有用構(gòu)件的類型或存在該有用構(gòu)件、預(yù)期脫膠方法、或者其它因素。
因此，多層基板100可以提供給最終用戶。該最終用戶可以隨后在區(qū)域3中或區(qū)域3上形成一個(gè)或多個(gè)有用構(gòu)件(未示出)，該區(qū)域3基本或部分與在表面1A和2A的交界面處的較弱粘接區(qū)域5交疊。有用構(gòu)件可以包括一個(gè)或多個(gè)有源或無源元件、器件、設(shè)備、工具、槽道、或其它有用構(gòu)件，或者包括至少一個(gè)前述有用構(gòu)件的組合。例如，有用構(gòu)件可以包括集成電路或太陽能電池。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以形成各種基于微技術(shù)和納米技術(shù)的器件。
在一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件形成于層1的一個(gè)或多個(gè)選定區(qū)域3上之后，層1可以通過多種方法進(jìn)行脫膠。應(yīng)當(dāng)知道，因?yàn)闃?gòu)件形成于區(qū)域4中或區(qū)域4上，該區(qū)域4局部或基本與較弱粘接區(qū)域5交疊，因此，可以進(jìn)行層1的脫膠，同時(shí)減小或消除通常由于脫膠而對構(gòu)件的損害，例如構(gòu)件故障或變形。
脫膠可以通過多種已知技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。通常，脫膠可以至少部分取決于處理技術(shù)、粘接技術(shù)、材料、有用構(gòu)件的類型或存在、或者其它因素。
總體參考圖21-32，脫膠技術(shù)可以基于離子或粒子植入以便在特定深度形成微氣泡，該深度通常等于層1的厚度。離子或粒子可以從氧、氫、氦或其它粒子14中得出。植入后可以進(jìn)行強(qiáng)電磁輻射、加熱、光照(例如紅外線或紫外線)、加壓、或者包括至少一種前述方案的組合，以便使離子或粒子形成微氣泡15，并最終使層1和2膨脹和層離。植入和選擇的加熱、光照和/或加壓之后，可以進(jìn)行機(jī)械分離步驟(圖23、26、29、32)，例如沿垂直于層1和2的平面的方向、平行于層1和2的平面的方向、與層1和2的平面成另一角度的方向、沿剝離方向(在圖23、26、29、32中以虛線表示)、或者它們的組合。用于分離薄膜的離子植入例如在Cheung等的美國專利No.6027988中更詳細(xì)介紹，該專利No.6027988的標(biāo)題為“Method OfSeparation Films From Bulk Substrates By Plasma Immersion IonImplantation”，該專利文獻(xiàn)被本文參引。
特別參考圖21-23和24-26，在層1和2之間的交界面可以選擇地植入，特別是在較強(qiáng)粘接區(qū)域6中形成微氣泡17。這樣，在區(qū)域3(其中或其上形成有一個(gè)或多個(gè)有用構(gòu)件)中的粒子植入減至最小，從而減小使區(qū)域3中的一個(gè)或多個(gè)有用構(gòu)件產(chǎn)生可修復(fù)或不可修復(fù)的損害的可能性。選擇植入可以通過選定粒子束掃描較強(qiáng)粘接區(qū)域4(圖24-26)或掩蔽區(qū)域3(圖21-23)來實(shí)現(xiàn)。選定粒子束掃描涉及結(jié)構(gòu)100和/或用于引導(dǎo)將植入的離子或粒子的器件的機(jī)械操作。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，各種器件和技術(shù)可以用于執(zhí)行選定掃描，包括但不局限于聚焦離子束和電磁射束。而且，各種屏蔽材料和技術(shù)也為本領(lǐng)域公知。
參考圖27-29，植入可以基本在整個(gè)表面1B和2B上進(jìn)行。在合適高度的植入取決于目標(biāo)和植入材料以及植入的合適深度。因此，當(dāng)層2比層1厚得多時(shí)，通過表面2B植入可能并不實(shí)際；不過，當(dāng)層2是適合植入的厚度時(shí)(例如在可行植入能量內(nèi))，優(yōu)選是通過該表面2B植入。這可以減小或消除使區(qū)域3中的一個(gè)或多個(gè)有用構(gòu)件產(chǎn)生可修復(fù)或不可修復(fù)的損害的可能性。
在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖18和30-32，較強(qiáng)粘接區(qū)域6形成于層1和2之間的交界面的外周上。因此，為了使層1從層2上脫膠，例如可以通過區(qū)域4植入離子18，以便在層1和2的交界面上形成微氣泡。優(yōu)選是使用選定掃描，其中，結(jié)構(gòu)100可以旋轉(zhuǎn)(由箭頭200表示)，掃描器件21可以旋轉(zhuǎn)(由箭頭22表示)，或者兩者組合。在該實(shí)施例中，還一優(yōu)點(diǎn)是最終用戶可以柔性選擇形成于其中或其上的有用構(gòu)件。較強(qiáng)粘接區(qū)域6的尺寸(即寬度)將適于保持多層基板100的機(jī)械和熱整體性。優(yōu)選是，較強(qiáng)粘接區(qū)域6的尺寸可以減至最小，從而使用于構(gòu)件處理的較弱粘接區(qū)域5的面積最大。例如，較強(qiáng)粘接區(qū)域6在八(8)英寸晶片中大約為一(1)微米。
而且，層1從層2上的脫膠可以通過其它普通方法開始，例如蝕刻(平行于表面)，以便形成通過較強(qiáng)粘接區(qū)域6的蝕刻。在該實(shí)施例中，處理技術(shù)特別相容，例如，較強(qiáng)粘接區(qū)域6利用氧化物層處理，該氧化物層有比主體材料(即層1和2)高得多的蝕刻選擇性。優(yōu)選是，較弱粘接區(qū)域5并不需要進(jìn)行蝕刻，以便在較弱粘接區(qū)域5的位置處使層1從層2上脫膠，因?yàn)檫x擇的處理或缺失將防止在將層1粘接到層2上的步驟中形成粘接。
也可選擇，裂縫傳播可以用于開始層1從層2上的脫膠。再有，優(yōu)選是脫膠只需要在較強(qiáng)粘接區(qū)域6的位置處進(jìn)行，因?yàn)樵谳^弱粘接區(qū)域5的粘接有限。而且，脫膠可以通過蝕刻(垂直于表面)開始，如普通公知，優(yōu)選是限制于區(qū)域4的位置(即局部或基本與較強(qiáng)粘接區(qū)域6交疊)。
層1和2可以為相同或不同材料，并可以包括這樣的材料，該材料包括但不局限于塑料(例如聚碳酸酯)、金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、單晶、非晶、生物(例如基于DNA的膜)、或者包括至少一種前述材料的組合。例如，特定類型的材料包括硅(例如單晶、多晶、非晶、多晶硅以及衍生物如Si3N4、SiC、SiO2)、GaAs、InP、CdSe、CdTe、SiGe、GaAsP、GaN、SiC、GaAlAs、InAs、AlGaSb、InGaAs、ZnS、AlN、TiN、其它IIIA-VA族的材料、族IIB材料、族VIA材料、藍(lán)寶石、石英(水晶或玻璃)、金剛石、硅石和/或基于硅酸鹽的材料，或者包括至少一種前述材料的任意組合。當(dāng)然，其它類型的材料處理也可以有利于本文所述處理，并提供合適組分的多層基板100。優(yōu)選是，特別適于本文所述方法的材料包括半導(dǎo)體材料(例如硅)作為層1，且半導(dǎo)體材料(例如硅)作為層2，其它組合包括但不局限于半導(dǎo)體(層1)或玻璃(層2)；半導(dǎo)體(層1)在碳化硅(層2)上；半導(dǎo)體(層1)在藍(lán)寶石(層2)上；GaN(層1)在藍(lán)寶石(層2)上；GaN(層1)在玻璃(層2)上；；GaN(層1)在碳化硅(層2)上；塑料(層1)在塑料(層2)上，其中，層1和2可以為相同或不同塑料；以及塑料(層1)在玻璃(層2)上。
層1和2可以由來自于不同的源，包括晶片或沉積形成薄膜和/或基板結(jié)構(gòu)的流體材料。當(dāng)開始材料為晶片形式時(shí)，普通處理可以用于得到層1和/或2。例如，層2可以包括晶片，層1可以包括相同或不同晶片的一部分。構(gòu)成層1的晶片部分可以來自于機(jī)械削薄(例如機(jī)械研磨、切割、拋光；化學(xué)-機(jī)械拋光；拋光停止；或者包括前述至少一種的組合)、裂縫傳播、離子植入且隨后進(jìn)行機(jī)械分離(例如裂縫傳播、，垂直于結(jié)構(gòu)100的平面、平行于結(jié)構(gòu)100的平面、沿剝離方向、或者它們的組合)、離子植入且隨后進(jìn)行較弱、光照和/或加壓(引起層分裂)、化學(xué)蝕刻等。而且，層1和2的任意一個(gè)或兩個(gè)可以進(jìn)行沉積或生長，例如通過化學(xué)蒸氣沉積、外延生長方法等。
本發(fā)明方法和形成的多層基板或由該多層基板派生出的薄膜的重要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件形成于區(qū)域3中或區(qū)域3上，該區(qū)域3局部或基本與較弱粘接區(qū)域5交疊。這大大減小或消除當(dāng)層1從層2上取下時(shí)損害有用構(gòu)件的可能性。脫膠步驟通常需要侵入(例如通過離子植入)、施力、或者使層1和層2脫膠所需的其它技術(shù)。因?yàn)樵谔囟▽?shí)施例中，構(gòu)件在區(qū)域3中或區(qū)域3上，該區(qū)域3并不需要局部侵入、施力或其它處理步驟，這些處理步驟可能引起構(gòu)件的可修復(fù)或不可修復(fù)的損害，層1和由此得到的構(gòu)件可以取下，同時(shí)不需要隨后進(jìn)行處理以修復(fù)構(gòu)件。局部或基本與較強(qiáng)粘接區(qū)域6交疊的區(qū)域4上通常并沒有構(gòu)件，由此，這些區(qū)域4可以在不會損害構(gòu)件的情況下受到侵入或力作用。
層1可以取下作為自支承膜或支承膜。例如，手柄通常用于安裝在層1上，這樣，層1可以從層2上取下，并由該手柄支承。通常，該手柄可以用于隨后將膜或膜部分(例如有一個(gè)或多個(gè)有用構(gòu)件)布置在預(yù)定基板、其它處理膜上，或者也可選擇保持在該手柄上。
本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，構(gòu)成層2的材料可以重新使用或再循環(huán)。例如，單個(gè)晶片可以用于通過任意已知方法得出層1。所得到的層1可以選擇地粘接到上述保持部分上。當(dāng)薄膜脫膠時(shí)，利用層2的剩余部分重復(fù)該處理，以便厚度用作下一個(gè)層1的薄膜。這可以重復(fù)進(jìn)行，直到層2的剩余部分不再能夠或?qū)嶋H上能夠用于得到用于層1的薄膜。
盡管已經(jīng)表示和說明了優(yōu)選實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化和替換。因此，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的說明是解釋和非限定性的。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)，包括第一層，該第一層選擇地粘接到第二層上，其中，該選擇粘接包括在第一層和第二層的交界面處的至少一個(gè)較強(qiáng)粘接區(qū)域以及至少一個(gè)較弱粘接區(qū)域；其中，第一層的、在較弱粘接區(qū)域處的表面處于能在其中或其上形成有用器件的狀態(tài)，且在較強(qiáng)粘接區(qū)域處的粘接強(qiáng)度與在較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度之間的粘接強(qiáng)度比例為大于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層和第二層處于能夠通過使較強(qiáng)粘接區(qū)域脫膠而分離的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中該較弱粘接區(qū)域處于能夠與較強(qiáng)粘接區(qū)域所需相比通過更少程度的脫膠而分離的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括在較弱粘接區(qū)域中的有用構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中第一層從以下一組的材料中選擇塑料、金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、單晶、非晶、非晶體、生物、或者包括至少一種前述材料的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中第一層從以下一組的材料中選擇單晶硅、多晶硅、非晶硅、多晶硅、Si3N4、SiC、SiO2、GaAs、GaN、InP、CdSe、CdTe、SiGe、GaAsP、GaAlAs、InAs、AlGaSb、InGaAs、ZnS、AlN、TiN、藍(lán)寶石、水晶石英、石英玻璃、金剛石、硅石、基于硅酸鹽的材料，或者包括至少一種前述材料的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中第二層從以下一組的材料中選擇塑料、金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、單晶、非晶、非晶體、生物、或者包括至少一種前述材料的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中第二層從以下一組的材料中選擇單晶硅、多晶硅、非晶硅、多晶硅、Si3N4、SiC、SiO2、GaAs、GaN、InP、CdSe、CdTe、SiGe、GaAsP、GaAlAs、InAs、AlGaSb、InGaAs、ZnS、AlN、TiN、藍(lán)寶石、水晶石英、石英玻璃、金剛石、硅石、基于硅酸鹽的材料，或者包括至少一種前述材料的任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層包括半導(dǎo)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層包括硅，而第二層包括硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層包括硅，而第二層包括玻璃。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層包括硅，而第二層包括石英。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中在較強(qiáng)粘接區(qū)域處的粘接強(qiáng)度與在較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度之間的粘接強(qiáng)度比例為大于2。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中在較強(qiáng)粘接區(qū)域處的粘接強(qiáng)度與在較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度之間的粘接強(qiáng)度比例為大于5。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中在較強(qiáng)粘接區(qū)域處的粘接強(qiáng)度與在較弱粘接區(qū)域的粘接強(qiáng)度之間的粘接強(qiáng)度比例為大于10。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一層在第一層和第二層之間的交界面的外周處選擇粘接到第二層上。
17.一種制造微型器件或納米器件的方法，包括提供通過如權(quán)利要求1所述的層狀結(jié)構(gòu)；以及處理在第一層內(nèi)或第一層上的、在較弱粘接區(qū)域中的微型器件或納米器件的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括使第一層從第二層上脫膠，其中，脫膠對微型器件或納米器件的損害減小。
19.一種制造層狀結(jié)構(gòu)的方法，包括提供第一層和第二層；處理第一層的、第二層的、或者第一層和第二層的一定區(qū)域，以便獲得較弱粘接性；以及粘接該第一和第二層。
20.一種制造層狀結(jié)構(gòu)的方法，包括提供第一層和第二層；處理第一層的、第二層的、或者第一層和第二層的一定區(qū)域，以便獲得較強(qiáng)粘接性；以及粘接該第一和第二層。
21.一種制造層狀結(jié)構(gòu)的方法，包括選擇地將第一層粘附在第二層上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第一層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較弱粘接。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第二層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較弱粘接。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第一層和第二層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較弱粘接。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第一層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較強(qiáng)粘接。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第二層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較強(qiáng)粘接。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該選擇粘附包括處理第一層和第二層的選定部分，以便獲得第一層和第二層的較強(qiáng)粘接。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，與在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域相比，該較弱粘接區(qū)域具有更大的表面粗糙度。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域，該較強(qiáng)粘接區(qū)域通過粘接劑材料或處理步驟來處理，且較弱粘接區(qū)域保持在第一層和第二層之間的交界面處，該較弱粘接區(qū)域并不通過粘接劑材料或處理步驟來處理。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域，該較強(qiáng)粘接區(qū)域通過粘接劑材料或處理步驟來處理，且較弱粘接區(qū)域保持在第一層和第二層之間的交界面處，與較強(qiáng)粘接區(qū)域相比，該較弱粘接區(qū)域的粘接處理程度更小。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，與在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域相比，該較弱粘接區(qū)域有更大的孔隙度。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域有多個(gè)柱狀物。
33.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域有多孔碳材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域，該較強(qiáng)粘接區(qū)域進(jìn)行照射以便提高粘接。
35.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域有多孔固體材料，該多孔固體材料來自于包括固體材料和可分解組分的泥漿。
36.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域有空隙。
37.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域有金屬，該第一層和第二層包括半導(dǎo)體、絕緣體、或者半導(dǎo)體和絕緣體的組合。
38.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域，該較強(qiáng)粘接區(qū)域有親水性特征。
39.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較強(qiáng)粘接區(qū)域，該較強(qiáng)粘接區(qū)域有粘接劑，該交界面通過光照而層離。
40.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面處的較弱粘接區(qū)域，該較弱粘接區(qū)域在第一層和第二層的交界面處有植入的離子或粒子。
41.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括從以下一組中選定的粘接技術(shù)共晶、熔合、陽極、真空、范德華氏、化學(xué)粘接、憎水性現(xiàn)象、親水性現(xiàn)象、氫鍵連接、庫侖力、毛細(xì)作用力、非常短范圍的力、或者包括前述粘接技術(shù)的至少一種的組合。
42.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇粘附包括提供在第一層和第二層之間的交界面的外周處的較強(qiáng)粘接區(qū)域。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，還包括通過選擇掃描較強(qiáng)粘接區(qū)域而使第一層從第二層上脫膠。
44.一種半導(dǎo)體器件，包括第一半導(dǎo)體基板，該第一半導(dǎo)體基板中或該第一半導(dǎo)體基板上有有用構(gòu)件，該第一半導(dǎo)體基板選擇粘附在第二支承基板上。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體器件，其中在其中或其上有有用構(gòu)件的第一半導(dǎo)體基板從第二支承基板上取下。
全文摘要
層狀結(jié)構(gòu)通常包括第一層，該第一層適于有形成于其中或其上的有用元件，且該第一層旋轉(zhuǎn)粘附或粘接在第二層上。用于形成層狀結(jié)構(gòu)的方法通常包括將第一基板選擇粘附到第二基板上。
文檔編號H01L21/02GK1533359SQ02814379
公開日2004年9月29日 申請日期2002年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者薩迪克·M·法里斯, 薩迪克 M 法里斯 申請人:瑞威歐公司