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CN115398597A - 用于转移或操纵层的可移除结构以及使用所述可移除结构来转移层的方法 - Google Patents

用于转移或操纵层的可移除结构以及使用所述可移除结构来转移层的方法 Download PDF

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CN115398597A
CN115398597A CN202180025499.XA CN202180025499A CN115398597A CN 115398597 A CN115398597 A CN 115398597A CN 202180025499 A CN202180025499 A CN 202180025499A CN 115398597 A CN115398597 A CN 115398597A
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CN
China
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interface
detachable structure
assembly
substrate
working layer
Prior art date
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Application number
CN202180025499.XA
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F-X·达尔拉斯
V·拉里
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Soitec SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Soitec SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
Application filed by Soitec SA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Soitec SA
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Abstract

本发明涉及一种可移除结构(100)，其包括：‑至少两个界面，组装界面(30)和优先分离界面(1)，‑受体衬底(20)，‑供体衬底(10)，该供体衬底包括待转移的有用层(3)，该有用层被设置在初始衬底(2)上，该优先分离界面(1)位于所述有用层(3)与初始衬底(2)之间，并且该组装界面(30)位于所述有用层(3)与受体衬底(20)之间。该可移除结构(100)的特征在于：该组装界面(30)具有组装中断区(31)，该组装中断区包括存在于受体衬底(20)中或有用层(3)中的至少一个空腔(31a)，该组装中断区(31)位于可移除结构(100)的外围区域中。

Description

用于转移或操纵层的可移除结构以及使用所述可移除结构来 转移层的方法
技术领域
本发明涉及用于微电子学、光学、微系统等方面的应用的转移薄层的领域。本发明特别涉及可以被用于转移或搬运(handle)薄层的可拆开(detachable)结构。
背景技术
许多应用(特别是在微电子学、光学或微系统领域中)需要被设置在特定衬底(薄的、柔性的、金属的、绝缘的等衬底)上的薄层(可能包含元件)。这些特定衬底并不总是与用于制造薄层的工艺和/或用于向所述层添加元件的工艺兼容。
因此，能够将薄层(包含或不包含元件)从与上面提及的工艺兼容的初始衬底转移至拥有目标应用所需特性的特定目标衬底是有利的。
存在几种将在初始衬底上生成的薄层转移至目标衬底的工艺。
一些转移工艺包括将薄层(被设置在初始衬底上)附接至目标衬底，然后机械地和/或化学地去除初始衬底，从而将薄层转移至目标衬底。这种方法的主要缺点是与初始衬底的损失相关的成本以及在转移期间易于负面影响薄层质量的有限的机械和化学处理。
其它工艺基于通过使存在于薄层与初始衬底之间的层或弱化界面经受机械应力或者通过对其施加化学处理而将薄层与初始衬底分离；在执行分离操作时，将已经预先附接至目标衬底的薄层转移至目标衬底。文献FR2748851、FR2823599或FR2823596所描述的工艺的情况就特别如此；可拆开结构通常被描述为具有层或弱化界面，其中，分离可以以这样的方式来执行，即，释放薄的表面层并将其转移到目标衬底上。
与这些方法相关联的一个困难是，由于将机械应力和/或化学侵蚀精确定位到所述弱化界面或层的潜在困难，因此，有时可能在除了弱化界面或层之外的其它界面或层处出现分离。衬底边缘的几何形状的可变性、被用于施加机械应力的方法或者被用于分离的化学蚀刻溶液可能导致分离在除了弱化界面之外的其它界面处开始，即使该其它界面具有优于弱化界面的机械完整性。
为了解决该问题，有人想到，局部地、特别是在衬底的边缘处增强除了弱化界面之外的其它界面的机械完整性和/或更进一步降低所述弱化界面的完整性。然而，这些措施并不总是能够防止在不是预期的界面处开始分离。
文献FR2995446涉及包括至少两个界面(包括预期发生分离的弱化界面)的可拆开结构。该文献提供了当分离在其它界面处开始时，用于将分离前端朝着弱化界面重定向的解决方案。
本发明的主题
本发明涵盖了一种替代解决方案，其有助于将分离定位到可拆开结构的弱化界面中。本发明的一个主题是，提供一种包括至少两个界面的可拆开结构，其中一个界面是弱化界面或有利拆开(favoured-detachment)界面。所述可拆开结构被用于转移或搬运层。
发明内容
本发明涉及一种被用于转移或搬运层的可拆开结构，该可拆开结构包括：
-至少两个界面，组装界面(assembly interface)和有利拆开界面，
-受体(receiver)衬底，
-供体(donor)衬底，该供体衬底包括待转移的工作层，该工作层被设置在初始衬底上，该有利拆开界面位于所述工作层与初始衬底之间，并且该组装界面位于所述工作层与受体衬底之间。
可拆开结构的特别之处在于，组装界面具有组装中断区，该组装中断区包括存在于受体衬底或工作层中的至少一个空腔，在所述至少一个空腔存在于所述工作层中的情况下，空腔的深度严格小于工作层的厚度。组装中断区位于可拆开结构的外围区域中，并且当出于转移或搬运工作层的目的而在组装界面中引发分离波时，允许修改该分离波的波前的头部处的应力场。
通过组装中断区的(至少一个)空腔对应力场的修改允许分离波从组装界面朝着有利拆开界面偏转，从而允许将工作层挪动到受体衬底上。
根据本发明的有利特征，单独或按任何可行的组合来采取：
·组装中断区沿着可拆开结构的周边在小于或等于20mm的长度上延伸；
·组装中断区位于距可拆开结构的边缘不到10mm处；
·该(至少一个)空腔具有介于几微米到几毫米之间、优选为介于20微米到1mm之间的横向尺寸；
·该(至少一个)空腔的深度介于0.5微米到几十微米(通常为50微米)之间；
·该(至少一个)空腔在平行于组装界面的平面中，具有正方形、矩形、三角形、梯形或圆形的周边。
·该(至少一个)空腔的周边的至少一个直线段平行于可拆开结构的可拆开边缘或者平行于可拆开结构的拆开边缘的切线；
·该(至少一个)空腔的周边的具有最大横向尺寸的直线段平行于可拆开结构的拆开边缘或者平行于可拆开结构的拆开边缘的切线；
·该组装中断区包括多个空腔，这些空腔间隔开的距离介于1微米到1mm之间，通常介于几微米到几百微米之间；
·组装中断区中的空腔之间的接触区的百分比小于80％，甚或小于50％；
·空腔沿着直线对齐或者沿着曲线对齐，该曲线的凸度指向可拆开结构的中心；
·组装中断区位于距可拆开结构的边缘不到8mm处，甚或不到3mm处；
·工作层的厚度介于几百纳米到几百微米之间，通常介于200nm到200微米之间；
·有利拆开界面具有第一界面表面能，组装界面具有第二界面表面能，并且有利拆开界面与组装界面之间的界面表面能差值大于或等于1000mJ/m2；
·有利拆开界面是使用具有第一结合能(bonding energy)的分子粘附的结合界面，并且组装界面是使用具有第二结合能的分子粘附的结合界面，第一结合能小于第二结合能；
·有利拆开界面与组装界面之间的结合能差值至少约为1000mJ/m2。
本发明还涉及一种将工作层从供体衬底转移至受体衬底的方法，该方法包括以下步骤：
a)提供如上文所描述的可拆开结构，
b)向可拆开结构的拆开边缘施加机械应力，所述拆开边缘尽可能靠近组装中断区定位，并且机械应力能够在组装界面处或者在有利拆开界面处引发分离波，
c)如果分离波的引发发生在组装界面处，则当分离波穿过组装中断区时，该分离波偏转到有利拆开界面中，
d)在有利拆开界面处传播分离波，以导致可拆开结构的完全分离。
根据本发明的有利特征，单独或按任何可行的组合来采取：
·机械应力是以这样的方式来施加的，即，分离波的传播方向垂直于组装中断区中的(至少一个)空腔的周边的至少一个直线段；
·机械应力是以这样的方式来施加的，即，分离波的传播方向垂直于(至少一个)空腔的周边的具有最大横向尺寸的直线段；
·机械应力是通过在受体衬底的边缘与供体衬底的边缘之间插入斜面刃工具(bevel-edged tool)来施加的；
·步骤a)包括：
ο提供包括被设置在初始衬底上的工作层的供体衬底，有利拆开界面位于所述工作层与所述初始衬底之间，
ο提供受体衬底，
ο在受体衬底或者工作层的外围区域中，创建开口到属于受体衬底的待组装面上或者开口到属于工作层的待组装面上的至少一个空腔，
ο将工作层和受体衬底在它们相应的待组装面处进行组装。
附图说明
参照附图，根据下面的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：
-图1a和图1b分别描绘了根据本发明的可拆开结构的截面视图和平面图；在平面图中，为了更好地理解空腔的分布和位置而使空腔可见，尽管它们应该被隐藏，这是因为它们位于工作层与受体衬底之间。
-图2a、图2b以及图2c分别描绘了根据本发明的可拆开结构的截面视图和两个平面图；在平面图中，为了更好地理解空腔的分布和位置而使空腔可见，尽管它们应该被隐藏，这是因为它们位于工作层与受体衬底之间。
-图3a至图3g示出了根据本发明的转移方法的步骤；
-图4a描绘了在施加机械应力的步骤的过程期间可拆开结构的平面图，该步骤是根据本发明的转移方法中的步骤；图4b描绘了在根据本发明的转移方法结束时工作层移动到受体衬底上的、在组装中断区中和周围放大的照片。
具体实施方式
在描述章节中，与图中相同的标号可以被用于相同性质的要素。
附图是图解表示，为了便于阅读，没有按比例绘制。特别地，层沿着z轴的厚度相对于沿着x轴和y轴的横向尺寸不成比例。
本发明涉及一种可拆开结构100，该可拆开结构包括至少两个界面，组装界面30和有利拆开界面1。在图1a中，两个界面在平行于平面(x、y)的平面中延伸。
可拆开结构是指这样的结构100，即，该结构旨在被机械地加压以便在有利拆开界面1处引发所希望的分离；由于第二界面(组装界面30)的存在，因此，分离波在两个界面1、30中同时传播。
可拆开结构100包括供体衬底10，该供体衬底包括待转移的工作层3，该工作层被设置在初始衬底2上；有利拆开界面1位于工作层3与初始衬底2之间。
举例来说，工作层3可以由半导体材料(诸如硅、碳化硅、锗、III-V族化合物等)和/或由绝缘材料(特别是压电材料)(诸如钽酸锂或铌酸锂)形成。当然，该列表不是穷举的，可能希望从供体衬底10转移至受体衬底20的薄层形式的任何材料都可以构成工作层3。
工作层3还可以包括多个不同材料的膜，和/或功能性结构(例如，空腔)，特别是在其面对受体结构的面30上，和/或可以全部或部分地包括微电子元件。当然，期望各种膜或元件的堆叠之间的粘附性强于有利拆开界面1的完整性，该有利拆开界面1的特性稍后将详细说明。通常，工作层3的特性取决于预期的应用和所需的功能。
工作层3的厚度介于几百纳米到几百微米之间，例如，介于200纳米到200微米之间，或者优选地介于1微米到50微米之间。
初始衬底2有利地由为搬运工作层3提供良好的机械支撑的低成本材料形成。尽管可以设想其它材料，但是由于硅与任何微电子生产线的兼容性，因此硅通常是所选择的材料。
初始衬底2例如可以采用具有100mm到450mm的直径和介于250微米到850微米之间的厚度的晶圆的形式。当然，初始衬底2可以另选地采用其它形式(例如，方形)。
可拆开结构100还包括被组装在供体衬底10上的受体衬底20：组装界面30位于受体衬底20与工作层3之间。
受体衬底20可以由绝缘、半导体或导电材料制成，并且可以是实心的或者包括多个层或功能性表面结构(例如，空腔)，或者也可以完全或部分地包括有源或无源元件。受体衬底20的特性主要取决于预期的应用和希望的功能。
类似于初始衬底2，受体衬底20例如可以采用具有100mm到450mm的直径和介于250微米到850微米之间的厚度的晶圆的形式。
根据本发明的可拆开结构100旨在在有利拆开界面1处进行分离，以使工作层3可以从供体衬底10转移到受体衬底20上。
通常，有利拆开界面1的机械完整性因此比组装界面30的机械完整性差，甚或差很多，在包括两个界面的可拆开结构中的情况惯常如此。优选地，目标是使两个界面1、30之间在机械完整性方面或界面表面能方面具有至少约为1000mJ/m2的差异。
根据一个有利实施方式，有利拆开界面1是使用具有第一结合能E1的分子粘附的结合界面。组装界面30则可以是使用具有第二结合能E2的分子粘附、热压结合或者某一其它技术的直接结合界面，第一结合能E1小于第二结合能E2。
众所周知，第一结合能E1与第二结合能E2之间的差值可以通过管理待结合面的表面粗糙度、为了实现分子粘附结合而接触的材料、在结合之前施加至该面的化学处理(湿法清洁或等离子体活化)等来获得。可以将诸如氧化硅、氮化硅的材料淀积在待结合面上(以便形成有利拆开界面1或组装界面30)，并且可以以调整所述面的分子粘附结合的所得界面表面能的方式来处理(清洁、抛光、通过等离子体活化、蚀刻等)这些材料。
有利地，如先前所陈述的，两个界面1、30之间的结合能差值(E2-E1)被选择成至少约为1000mJ/m2。举例来说，第一结合能E1可以约为2000mJ/m2，而第二结合能E2可以大于3000mJ/m2。可以回想到，众所周知，结合能可以特别地通过Maszara刀片测量技术来进行评估。
根据本发明的可拆开结构100的特别之处在于，组装界面30具有组装中断区31，该组装中断区包括存在于受体衬底20或工作层3中的至少一个空腔31a。组装中断区31对应于组装界面中断的区域，即，在那里，受体衬底20与工作层3之间不存在接触。
组装中断区31位于可拆开结构100的外围区域中。作为优选，组装中断区31位于距所述结构100的边缘100a不到10mm处。有利地，组装中断区31位于距可拆开结构的边缘100a不到8mm处，甚或不到5mm处或者甚至不到3mm处。
对于由组装微电子级的两个晶圆10、20而形成的可拆开结构100，常见的是具有未结合的外围排除区100b，其与所述晶圆的边缘几何形状(倒角)或者与存在于两个晶圆之一上的工作层3的边缘几何形状连接；该排除区100b很少超过1mm至2mm。在存在该排除区100b的情况下，组装中断区31相对于所述排除区100b朝着可拆开结构100的内部沿径向偏移，因为根据定义，其需要中断使受体衬底20与工作层3接触的组装界面30。例如，组装中断区可以被定位于距排除区100b 0.5mm、1mm或2mm处。
有利地，组装中断区31是高度局部化的，也就是说，它不是在外围区域中沿着可拆开结构100的整个周边延伸，而是仅在几百微米(通常为200微米)到几十毫米(通常为50mm至100mm)的长度内延伸，例如介于1mm到20mm之间，优选为介于5mm到15mm之间。这提供了限制其对工作层3的可用表面积的影响的优点。
如先前提及，组装中断区31包括被形成在受体衬底20(如图1a所例示)中或工作层3(如图2a所例示)中的至少一个空腔31a。应注意，在将(至少一个)空腔31a形成在工作层3中的情况下，该空腔的深度例如可以在工作层3的厚度的5％到95％之间改变，该深度当然绝不会超过所述层3的厚度。
有利地，组装中断区31包括多个空腔31a。
空腔31a例如可以以介于1微米到1mm之间的距离间隔开，该距离通常介于几微米到几百微米之间，例如，500微米。这些空腔可以在直线上对齐或者在平行于组装界面30的平面(x、y)中弯曲的线上对齐。所述直线优选地平行于可拆开结构100的边缘100a或者平行于所述边缘100a的切线T(图1b和图2c)。所述曲线可以具有朝向可拆开结构100的中心的凸曲率；换句话说，如在图2b的示例中可以看到的，所述曲线遵循与可拆开结构100的边缘100a的曲率相反的曲率。
在下文中将提及空腔31a，应意识到，所列出的特征可以应用于构成组装中断区31的所有空腔31a，如果该组装中断区包括多个空腔的话。
有利地，空腔31a具有介于几微米到几毫米之间、通常介于20微米到1mm之间的横向尺寸。而且，空腔的深度可以介于0.5微米到几十微米(通常达到20微米、50微米)甚或多达100微米之间；例如，空腔31a可以具有3微米的深度。
在组装中断区31包括多个空腔31a时，受体衬底20与工作层3之间的接触区的百分比(即，组装中断区31中的空腔31a之间的接触区的百分比)优选为小于80％，甚或小于50％。
组装中断区31的(至少一个)空腔31a在平行于组装界面30的平面(x、y)中可以具有正方形、矩形、三角形、梯形或圆形的周边。
作为优选，空腔31a的周边的至少一个直线段平行于可拆开结构100的拆开边缘100a’或者平行于可拆开结构100的拆开边缘100a’的切线T。
根据另一优选方面，空腔31a的周边的具有最大横向尺寸的直线段平行于可拆开结构100的拆开边缘100a’或者平行于可拆开结构100的拆开边缘100a’的切线T。例如，对于空腔为矩形的情况来说，空腔31a在平面(x、y)中的长边将平行于切线T延伸。
另外，当空腔31a的形状不对称时，存在相对于拆开边缘100a’(或其切线T)来定向空腔31a的图案、或者更具体地相对于分离波的传播方向来定向空腔31a的图案的优选方向，如将参照根据本发明的转移方法描述的。似乎更有利的是，分离波最后穿过最大尺寸的区段。在图2c的示例中，如果组装中断区31中的空腔31a具有三角形周边，那么因此有利的是，这些空腔以三角形的顶点指向拆开边缘100a’的方式来进行定位。
本发明还涉及将工作层3从供体衬底10转移至受体衬底20的方法。
该方法首先包括提供如上文所描述的可拆开结构100的步骤a)。
根据一个实施方式，步骤a)包括以下子步骤a1)至a4)。
首先，步骤a1)在于，提供包括被设置在初始衬底2上的工作层3的供体衬底10，有利拆开界面1位于所述工作层3与所述初始衬底2之间(图3a)。
供体衬底10的工作层3可以使用任何已知的层转移技术来制造，例如：
-在结合后进行基于研磨、抛光、化学蚀刻以及清洁技术的机械/化学薄化；在该情况下，工作层3源自被结合到初始衬底上然后减薄的工作衬底。
-使用Smart
Figure BDA0003869359920000081
方法来转移通常厚度小于2微米的薄层；在该情况下，工作层3同样源自注入有较轻物质的工作衬底，其被结合至初始衬底，然后沿着由注入限定的埋置脆弱平面分离。
-使用Smart
Figure BDA0003869359920000082
方法，随后是旨在加厚所转移的工作层的外延生长或淀积步骤。
在这些不同技术中提及的结合导致创建有利拆开界面1。因此，有必要调整结合参数(接触的材料、待结合表面的粗糙度，待结合表面的清洁操作和化学活化处理等)，以便在供体衬底10可能经历热处理之后获得处于希望范围内的第一结合能(或第一界面表面能)E1。在将工作层3转移到受体衬底20上之前，当淀积膜时、和/或当形成功能性结构时、和/或当在工作层3上或中创建了所有或一些元件时，情况特别如此。
作为优选，第一结合能(或第一界面表面能)E1介于1000mJ/m2到3000mJ/m2之间。如先前提及，有利的是，目的是至少在有利拆开界面1(能量E1)与组装界面30之间实现1000mJ/m2的能量差值，该组装界面30将在方法的随后步骤a4)中形成。
该方法的步骤a2)在于，提供受体衬底20，该受体衬底的特性取决于预期的应用和所希望的功能，如先前提及的(图3b)。
下一步骤a3)涉及，分别在受体衬底20或者工作层3的外围区域中，形成开口到属于受体衬底20的待组装面20c(图3c的(i))上的、或者开口到属于工作层3的待组装面3c(图3c的(ii))上的一个或更多个空腔31a。在将供体衬底10组装到受体衬底20上时，该(至少一个)空腔31a将使得能够创建组装中断区31。
组装中断区31位于供体衬底10或受体衬底20的外围区域的距边缘不到10mm处。有利地，组装中断区31甚至位于距所述衬底的边缘不到8mm处、不到5mm处、甚或不到3mm处。
组装中断区31优选为高度局部化的，也就是说，它不是在外围区域中沿着供体衬底10或受体衬底20的整个周边延伸，而是仅在几百微米到几十毫米的长度内延伸。
可以使用常规的光刻和蚀刻技术来执行空腔31a。如先前提及，各个空腔31a优选地具有介于几微米到几毫米之间的横向尺寸、介于0.5微米到几十微米之间的深度、以及在平面(x、y)中变化的形状。
最后，步骤a4)包括：将工作层3和受体衬底20在它们相应的待组装面3c、20c处进行组装，以便形成可拆开结构100(图3d的(i)和(ii))。
众所周知，这两个衬底的组装可以通过使用分子粘附的直接结合、通过金属结合或者通过粘合剂结合来执行，这取决于预期的应用和所述结合技术的兼容性。
步骤a4)可以涉及，在使衬底10、20接触之前，进行清洁、粘附促进层的淀积、表面活化或其它表面制备的程序。步骤a4)可以涉及，在衬底10、20已经接触之后，根据接合的类型以及被组装的构成衬底10、20的材料的性质，在更高或更低的温度下进行热处理，以固结组装界面30。
在该步骤a4)结束时所形成的组装界面30的结合能E2大于有利拆开界面1的结合能E1。特别地，结合能E2与结合能E1之间的差值约为1000mJ/m2甚或更高。
在步骤a)结束时，刚刚描述了其一个特定实施方式，根据本发明的方法包括步骤b)，该步骤在于，向可拆开结构100的拆开边缘100a’施加机械应力(图3e的(i)和(ii))。
拆开边缘100a’尽可能靠近组装中断区31定位，并且机械应力能够在组装界面30中或者在有利拆开界面1中引发分离波。举例来说，可以通过在所组装的供体衬底10与受体衬底20两者的边缘之间插入斜面刃(bevel-edge)40来施加机械应力。另选地，可以通过在这些边缘之间注入液体或气态流体，或者通过任何其它合适的技术来施加该机械应力。
通常，传播波的方向处于平面(x、y)中并且垂直于拆开边缘100a’或者垂直于拆开边缘100a’的切线T。
如先前提及，由于供体衬底10和受体衬底20的边缘几何形状，因此，可拆开结构100具有外围排除区是常见的。应注意，为了简单起见，在图3a至图3g中未描绘该排除区。
当施加机械应力时(例如通过插入斜面刃40)，分离波41可以在组装界面30处开始，而不管有利拆开界面1的较低机械完整性。组装界面30中的分离波41的这种开始特别是由排除区的存在来促进的，该排除区提供对所述界面30的直接进入。
出于该理由，根据本发明的方法接着进行步骤c)，在步骤c)期间，如果分离波41已经在组装界面30处引发，则当分离波41穿过组装中断区31时，该分离波偏转到有利拆开界面1中(图3f的(i)和(ii))。有效地，组装中断区31的空腔31a允许修改分离波41的波前的头部处的应力场，从而促使该分离波朝着最低能量界面偏转，在此示例中朝着有利拆开界面1偏转。
有利的是，机械应力是以这样的方式来施加的，即，分离波41的传播方向(平行于图中的轴y)垂直于组装中断区31中的空腔(或多个空腔)31a的周边的至少一个直线段(图4a)。
根据另一有利实施方式，机械应力是以这样的方式来施加的，即，分离波41的传播方向垂直于空腔31a的周边的具有最大横向尺寸的直线段。例如当空腔(或多个空腔)31a具有矩形形状时，可能会遇到这种场景。矩形的最长尺寸(长度)优选地以与分离波41的传播方向垂直的这种方式来定向。
如先前提及，在空腔31a为三角形的情况下，三角形的顶点指向拆开边缘100a’也是有利的；换句话说，优选地，在拆开边缘100a’处引发的分离波最后穿过三角形的底边(图4a)。
应注意，当在步骤b)中在有利拆开界面1中直接引发分离波41时，所述波在组装中断区31处通过时不修改其位置：在穿过中断区31之后，分离波41继续沿着有利拆开界面1传播。
该转移方法接下来包括步骤d)：在有利拆开界面1处传播分离波，以导致可拆开结构100的完全分离(图3g的(i)和图3g的(ii))。
一旦分离波41已经偏转到正确的界面中，该分离波就容易地沿着具有较低机械完整性的有利拆开界面1传播，要么自发地传播(如果被施加以引发分离波41的机械应力足以引起分离波传播)，要么借助连续地保持或间歇地施加的机械应力。
图4b示出了从根据本发明的可拆开结构100转移到受体衬底20(由硅制成)上的工作层3(由硅制成)的俯视图的照片。特别地，该照片围绕被形成在受体衬底20中的组装中断区31放大。可以看到，在组装中断区31上游的组装界面30(氧化物SiO2/硅型的直接结合)与组装中断区31下游的有利拆开界面(SiO2/SiO2型的直接结合)之间的分离波的偏转。在空腔31a的下游，工作层3被转移到受体衬底20上。在图4b的示例中，形成组装中断区31的八个空腔31a的形状是方形的，具有500微米×500微米的横向尺寸和3微米的深度。它们位于距边缘约3mm处。
被应用于根据本发明的可拆开结构100的转移方法允许分离波41从可拆开结构100的组装界面30朝着有利拆开界面有效地偏转。因此，可以使被转移到受体衬底20上的工作层3的表面积最大化，并且转移高质量的工作层3。
当然，本发明不限于所描述的实施方式，并且在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其应用实现方式变体。
尽管可拆开结构100的优选实施方式描述了基于使用分子粘附的直接结合的有利拆开界面1，但是本发明同样适用于其它类型的界面。
例如，有利拆开界面1可以由埋置脆弱平面构成，该埋置脆弱平面是通过注入轻物质、形成多孔材料层(例如，多孔硅)或者形成多层淀积物(其中一个界面具有低能量(举例来说，如申请FR3082997所描述的))而获得的。关于该最后的选项，例如，该多层可以涉及在贵金属(Au、Pt、Ag等)层上的氧化硅或氮化硅层，这些层之间的界面具有低界面表面能。
一般而言，只要可拆开结构100包括两个界面1、30，这两个界面在界面表面能上表现出足够的差值，特别是大于或等于1000mJ/m2的能量差值，本方法即可适用。

Claims (20)

1.一种被用于转移或搬运层的可拆开结构(100)，所述可拆开结构包括：
-至少两个界面，即，组装界面(30)和有利拆开界面(1)，
-受体衬底(20)，
-供体衬底(10)，所述供体衬底包括待转移的工作层(3)，所述工作层被设置在初始衬底(2)上，
所述有利拆开界面(1)位于所述工作层(3)与所述初始衬底(2)之间，并且所述组装界面(30)位于所述工作层(3)与所述受体衬底(20)之间，
所述可拆开结构(100)的特征在于：
-所述组装界面(30)具有组装中断区(31)，所述组装中断区包括存在于所述受体衬底(20)中或所述工作层(3)中的至少一个空腔(31a)，在所述至少一个空腔存在于所述工作层中的情况下，所述空腔(31a)的深度严格小于所述工作层(3)的厚度，
-所述组装中断区(31)位于所述可拆开结构(100)的外围区域中，并且当出于转移或搬运所述工作层(3)的目的而在所述组装界面(30)中引发分离波(41)时，允许修改所述分离波的波前的头部处的应力场。
2.根据权利要求1所述的可拆开结构(100)，其中，所述组装中断区(31)位于距所述可拆开结构(100)的边缘不到10mm处。
3.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述组装中断区沿着所述可拆开结构的周边在小于或等于20mm的长度上延伸。
4.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述(至少一个)空腔(31a)的深度介于0.5微米到50微米之间。
5.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述(至少一个)空腔(31a)在平行于所述组装界面的平面中具有正方形、矩形、三角形、梯形或圆形的周边。
6.根据权利要求5所述的可拆开结构(100)，其中，所述(至少一个)空腔(31a)的周边的至少一个直线段平行于所述可拆开结构(100)的拆开边缘(100a’)或者平行于所述可拆开结构(100)的拆开边缘(100a’)的切线(T)。
7.根据权利要求5所述的可拆开结构(100)，其中，所述(至少一个)空腔(31a)的周边的具有最大横向尺寸的直线段平行于所述可拆开结构(100)的拆开边缘(100a’)或者平行于所述可拆开结构(100)的拆开边缘(100a’)的切线(T)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述组装中断区(31)包括多个空腔(31a)，并且间隔开介于1微米到1mm之间的距离。
9.根据权利要求8所述的可拆开结构(100)，其中，所述组装中断区(31)的所述空腔(31a)之间的接触区的百分比小于80％，甚或小于50％。
10.根据权利要求8和9中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述空腔(31a)沿着直线对齐或者沿着曲线对齐，所述曲线的凸度指向所述可拆开结构(100)的中心。
11.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述组装中断区(31)位于距所述可拆开结构(100)的边缘不到8mm处，甚或不到3mm处。
12.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述工作层(3)的厚度介于200nm到200微米之间。
13.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中：
-所述有利拆开界面(1)具有第一界面表面能(E1)，
-所述组装界面(30)具有第二界面表面能(E2)，
-所述有利拆开界面(1)与所述组装界面(30)之间的界面表面能差值大于或等于1000mJ/m2。
14.根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，其中，所述有利拆开界面(1)是使用具有第一结合能(E1)的分子粘附的结合界面，并且所述组装界面(30)是使用具有第二结合能(E2)的分子粘附的结合界面，所述第一结合能(E1)小于所述第二结合能(E2)。
15.根据权利要求14所述的可拆开结构(100)，其中，所述有利拆开界面(1)与所述组装界面(30)之间的结合能差值至少约为1000mJ/m2。
16.一种将工作层(3)从供体衬底(10)转移至受体衬底(20)的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供根据前述权利要求中的一项所述的可拆开结构(100)，
b)向所述可拆开结构(100)的拆开边缘(100a’)施加机械应力，所述拆开边缘(100a’)尽可能靠近所述组装中断区(31)定位，并且所述机械应力能够在所述组装界面(30)处或者在所述有利拆开界面(1)处引发分离波(41)，
c)如果所述分离波(41)的引发发生在所述组装界面(30)处，则当所述分离波(41)穿过所述组装中断区(31)时，所述分离波(41)偏转到所述有利拆开界面(1)中，
d)在所述有利拆开界面(1)处传播所述分离波(41)，以导致所述可拆开结构(100)的完全分离。
17.根据权利要求16所述的转移方法，其中，所述机械应力是以这样的方式来施加的，即，所述分离波(41)的传播方向垂直于所述组装中断区(31)的所述(至少一个)空腔(31a)的周边的至少一个直线段。
18.根据权利要求16和17中的一项所述的转移方法，其中，所述机械应力是以这样的方式来施加的，即，所述分离波(41)的传播方向垂直于所述(至少一个)空腔(31a)的周边的具有最大横向尺寸的直线段。
19.根据权利要求16、17和18中的一项所述的转移方法，其中，所述机械应力是通过在所述受体衬底(20)的边缘与所述供体衬底(10)的边缘之间插入斜面刃工具(40)来施加的。
20.根据权利要求16、17、18和19中的一项所述的转移方法，其中，步骤a)包括：
-提供包括被设置在所述初始衬底(2)上的所述工作层(3)的所述供体衬底(10)，所述有利拆开界面(1)位于所述工作层(3)与所述初始衬底(2)之间，
-提供受体衬底(20)，
-在所述受体衬底(20)或者所述工作层(3)的外围区域中，创建开口到属于所述受体衬底(20)的待组装面(20c)上或者开口到属于所述工作层(3)的待组装面(3c)上的至少一个空腔(31a)，
-将所述工作层(3)和所述受体衬底(20)在它们相应的待组装面(3c、20c)处进行组装。
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