JP4846363B2 - 薄層除去後のバッファ層を有するウエハの再利用 - Google Patents
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Description
1.上部層の欠陥密度を低減させ、
2.二つの結晶構造の異なる格子定数を合わせる。
(1)剥離される有用層は付加層4の一部分である。
(2)剥離される有用層は上部層(図1には示されない)の一部分であり、この上部層は、例えば、バッファ構造Iを表面処理した後にエピタキシャル成長によりバッファ構造I上に既に形成されているものでもよい。
それら二つの材料が異なる、又は、
それら二つの材料が、少なくとも一つの原子を除いて、ほぼ同等な原子を含む、又は、
それら二つの材料がほぼ同等であるが、一つの材料の少なくとも一つの原子が他の材料の同じ原子の原子濃度と大きく異なる原子濃度を有する、又は、
それら二つの材料が異なる多孔密度を有する。
(a)少なくとも浮き彫り部分7a、7bを備える剥離後層7の一部分を除去、又は、
(b)剥離後層7全体を除去、又は、
(c)剥離後層7全体、そして、バッファ層2の一部分を除去する。
物質除去モード(a)が用いられ且つこのモードにおいて付加層4の如何なる部分をも剥離しなかった場合は元のバッファ構造I全体。
又は、物質除去モード(a)が用いられ且つこのモードにおいて付加層4の一部分を剥離した場合はバッファ層2と付加層4の一部分。
又は、物質除去モード(b)が用いられた場合はバッファ層2。
又は、物質除去モード(c)が用いられた場合はバッファ層2の一部分。
−保護層3近傍で、且つ、保護層3に対して、剥離された有用層の側に位置する領域の材料に対する選択的機械的アタック。
保護層3近傍の領域で、且つ、保護層3に対し、既に剥離された有用層の側に位置する材料を選択的に除去し、保護層3はエッチング停止層を形成する。
それら二つの材料が異なる、又は、
それら二つの材料が、少なくとも一つの原子を除いて、ほぼ同等な原子を含む、又は、
それら二つの材料がほぼ同等であるが、一つの材料の少なくとも一つの原子が他の材料の同じ原子の原子濃度と大きく異なる原子濃度を有する、又は、
それら二つの材料が異なる多孔密度を有する。
この発明における繰り返し方法
繰り返し剥離方法を行う前に、上記の、基板上に薄い層を形成する一つ又はそれ以上の技術と共にこの発明のドナーウエハ10の形成方法を実施することができる。
基板1の組成に含まれる少なくとも一つの原子、そして、
基板1内に全く又はほとんど含まれず、バッファ層2の厚み内で濃度が徐々に変化する少なくとも一つの原子である。
最初の三例は、Siで成る基板1と、SiGeで成るバッファ層2と、そして、SiとSiGeで成る他の層とを備えるドナーウエハ10に関する。
保護層3がSiGeより成る場合は、上部Si部分がS1タイプ溶液を用いて選択的にエッチングされる。
保護層3がSiGeより成る場合は、上部Si部分がS1タイプ溶液を用いて選択的にエッチングされ、且つ又は、
剥離後層7が除去された後に、保護層3がS2タイプ溶液を用いて選択的にエッチングされる。
Claims (19)
- 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記バッファ構造は、剥離前にバッファ層と付加層とを有し、
前記保護層は前記付加層内に在ることを特徴とすることを特徴とする再利用方法。 - 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記保護層は前記バッファ構造内に在ることを特徴とする再利用方法。 - 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記バッファ構造は、剥離前にバッファ層と付加層とを有し、
前記バッファ構造は欠陥を含みうる厚さを有し、且つ又は、前記基板の表面格子定数と異なる表面格子定数を有し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記保護層は前記バッファ層内に在ることを特徴とする再利用方法。 - 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記バッファ構造は、剥離前にバッファ層と付加層とを有し、
前記バッファ構造は欠陥を含みうる厚さを有し、且つ又は、前記基板の表面格子定数と異なる表面格子定数を有し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記保護層は前記付加層内に在ることを特徴とする再利用方法。 - 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記保護層が前記バッファ構造内に存在しており、
前記保護層がドープされていることを特徴とする再利用方法。 - 複数の半導体材料から選ばれた材料の少なくとも一つの有用層が剥離された後のドナーウエハを再利用する方法であって、前記ドナーウエハは、連続して、基板と、バッファ構造と、そして、剥離前に有用層と、を備え、前記方法は、前記剥離が起きた前記ドナーウエハの側部で物質を除去する工程を備え、前記バッファ構造の複数の表面のうち一つは前記基板の格子定数と同一の第1の格子定数を持っており、他の一つの表面は前記有用層の格子定数と同一の第2の格子定数を持っており、物質除去後に、前記バッファ構造の少なくとも一部分が残り、該バッファ構造の少なくとも一部分が次の有用層の剥離のためのバッファ構造として再利用され、前記ドナーウエハから物質を除去した後、該物質の除去が行われた前記ドナーウエハの側部に、前記ドナーウエハを再生するための層を形成し、
前記ドナーウエハ内にさらに保護層が存在し、少なくとも前記バッファ構造の一部分が前記保護層の下部に在り、物質除去手段の前記保護層の材料に対するエッチングパワーが二つの近隣領域の内の少なくとも一つの材料に対するエッチングパワーと異なり、選択的に物質除去が行えるように、前記保護層の材料が複数の結晶材料から選ばれ、
前記保護層が前記バッファ構造上に存在しており、
前記保護層がドープされていることを特徴とする再利用方法。 - 前記物質除去工程は化学エッチング工程を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の再利用方法。
- 前記ドナーウエハからの物質除去工程は選択化学エッチング工程を備えることを特徴とする請求項7に記載の再利用方法。
- 前記エッチングされる材料とエッチングを停止する停止材料との間のエッチング選択比が、決められたエッチング化学種を用い、そして、
前記二つの材料が異なる、又は、
前記二つの材料の一つがドープされる、又は、
前記二つの材料は同じであるが、一つの材料の少なくとも一つの原子の濃度が他の材料の同じ原子の濃度と異なる、又は、
前記二つの材料が異なる多孔密度を有するという事実から得られることを特徴とする請求項8に記載の再利用方法。 - 前記物質除去工程は前記剥離後に残る前記バッファ構造の一部分を除去する工程を備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の再利用方法。
- 前記物質除去工程は前記剥離後に残る前記付加層の少なくとも一部分を除去する工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の再利用方法。
- 前記物質除去工程は前記バッファ構造の一部分を除去する工程を備えることを特徴とする請求項1又は9に記載の再利用方法。
- 剥離前に、前記ドナーウエハは、前記剥離される有用層を有する上部層を備え、そして、剥離後に、前記物質除去工程は残存する上部層を除去する工程を備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の再利用方法。
- 前記上部層は、
(a)SiGeおよび歪んだシリコンからなる組から選択された材料と、
(b)AsGaおよびゲルマニウムからなる組から選択された材料と、
(c)III−V族元素のInPまたは他の合金と、
を有することを特徴とする請求項13に記載の再利用方法。 - (a)前記基板はシリコンを含んでおり、前記バッファ構造は厚さとともにゲルマニウムの濃度が高くなるSiGeバッファ層と、前記バッファ層上の緩和SiGe層と、を有し、
(b)前記基板はAsGaを含んでおり、前記バッファ構造はバッファ層を有し、このバッファ層は、3つ以上のIII−V族元素の合金を含み、この合金を構成する元素は、III族とV族からなる組から選択される少なくとも二つのさらなる元素の可能な組合せから選択され、前記二つのさらなる元素は前記バッファ層の厚さに応じて徐々に変化する濃度を持っており、
(c)前記ドナーウエハは、炭素濃度が約50%以下の炭素を含む、少なくとも一つの層を有することを特徴とする請求項1に記載の再利用方法。 - 前記保護層の上部領域の材料を選択的に除去し、前記保護層はこの物質除去に対して停止層となることを特徴とする請求項6に記載の再利用方法。
- 前記保護層の材料を選択的に除去し、前記保護層の下部領域が前記物質除去に対して停止層となることを特徴とする請求項16に記載の再利用方法。
- 選択化学機械平坦化が実施できるように前記保護層の機械的アタックが選択化学エッチングと組み合わさって行われることを特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の再利用方法。
- 前記保護層が該保護層の下部層により伸縮自在に歪むことを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載のドナーウエハ。
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