(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル成長のための基板の作成方法であって、
補助基板（７）の上に、前記補助基板（７）と格子整合していない緩和されたエピタキシャルベース層（５）を得るステップと、
前記エピタキシャルベース層（５，５２）の少なくとも一部をキャリア基板（１０）上に移し、ベース基板（１７）を形成するステップと、
前記エピタキシャルベース層（５，５２）の材料を前記キャリア基板（１０）上でさらに成長させるステップとを含み、
前記ベース基板（１７）が、前記移すステップの後に熱処理され、
前記キャリア基板（１０）上にさらに成長した前記エピタキシャルベース層（５２０）の材料の少なくとも一部が、当該層（５２０）の上で成長される少なくとも１つの第２のエピタキシャル層（１１，１１１）の少なくとも一部と共に別の基板（１２）に移される、ことを特徴とする基板の作製方法。
【請求項２】
緩和エピタキシャルベース層（５）が前記補助基板（７）上で０．１μｍ〜５μｍの厚さ（ｔ０）に成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エピタキシャルベース層（５，５２）の少なくとも一部を前記キャリア基板（１０）上に移すステップが、
原子種（８）を前記ベースエピタキシャル層（５）に注入し、予め脆弱化された領域（９）を形成するステップと、
注入が行われた前記エピタキシャル層（５）を前記キャリア基板（１０）と接合させるステップと、
接合された構造物を予め脆弱化された前記領域（９）にて分離させるステップとを用いて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリア基板（１０）が、シリコン、二酸化シリコン、溶融シリカ、酸化シリコン、ゲルマニウム、窒化ガリウム、リン化インジウム及び砒化ガリウムから成る群の少なくとも１つから選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記エピタキシャルベース層（５，５２）の面（１３）が前記移すステップの後に、エピタキシーのために前処理されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記エピタキシャルベース層（５，５２）のさらに成長した材料が、前記補助基板（７）上に得られた前記エピタキシャルベース層（５）よりも小さい転位密度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記エピタキシャルベース層の移された部分が、前記補助基板（７）上で成長された前記エピタキシャルベース層（５）の転位密度よりも小さい転位密度を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記エピタキシャルベース層（５，５２）の少なくとも一部が、前記キャリア基板（１０）上で、０．１μｍ〜５μｍの厚さ（ｔ２）にさらに成長されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
さらに成長した前記エピタキシャルベース層がシリコンゲルマニウムから作られていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記第２エピタキシャル層（１１）がシリコン製であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記第２エピタキシャル層（１１）が１０ナノメータ〜２０ナノメータの厚さ（ｔｓ）を有して形成されることを特徴とする請求項１又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記エピタキシャルベース層（５）の材料からのさらなるエピタキシャル層（５２１）が前記第２エピタキシャル層（１１）上で成長されることを特徴とする請求項１又は１０に記載の方法。
【請求項１３】
エピタキシャルベース層（５２０，５２１）と少なくとも１つの第２エピタキシャル層（１１）とを交互に有する周期構造（１６）が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル成長のための基板の作製方法に関し、この方法は、補助基板上に緩和されたエピタキシャルベース層を得ることを含む。
【背景技術】
【０００２】
上記のタイプの方法は米国特許第６，０９３，８０３号に記載されており、この方法において、ＧｅＳｉ層が、ＧｅＳｉ層と異なる格子定数を有するシリコン基板上でエピタキシャル成長する。最初に、傾斜（グレーデッド）バッファＧｅＳｉ層をシリコン基板上で形成する。傾斜バッファＧｅＳｉ層は、シリコン基板と、傾斜バッファＧｅＳｉ層上に形成される緩和されたＧｅＳｉ層との間の格子適合体として働く。この方法は高品質のエピタキシャルＧｅＳｉ層をもたらすが、困難で非常に時間を要し、ＧｅＳｉ層の生成コストを高くする。このため、これらの層は、優れた電子特性を有するにも関わらず、非常に特別な場合にのみ用いられることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、望ましい格子パラメータを有する材料が、異なる格子パラメータを有する別の材料の上で、より効率的に、熱力学的及び結晶学的に高い安定性を有してエピタキシャル成長することを可能にする基板を作製することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、上記のタイプの方法であって、さらに、エピタキシャルベース層の少なくとも一部をキャリア基板上に移してベース基板を形成することと；エピタキシャルベース層の材料をキャリア基板上でさらに成長させることとを含む方法により達成される。
【０００５】
前記移す（移転）ステップにおいて、エピタキシャル層の少なくとも一部が補助基板から分離され、キャリア基板上に配置される。驚くことに、移転中、及び移転後、エピタキシャルベース層は、補助基板上にある場合と同様の良好な結晶品質及び熱力学的安定性を維持する。通常は、困難で時間を要する補助基板上での材料成長が、エピタキシャルベース層の移転可能な材料の厚さが得られるまで行われなくてはならない。しかし、エピタキシャルベース層のさらなる成長は、キャリア基板上で簡単に行われることができる。キャリア基板は、複雑で非常にコスト高な補助基板と比較して、より簡単でより一般的な構造を有することができる。したがって、エピタキシャル層が補助基板上で成長する場合に得られる高品質と同等の品質の、より厚いエピタキシャルベース層を、キャリア基板上で、効率も高めて成長させることが可能である。
【０００６】
本発明の変型例に従えば、緩和されたエピタキシャルベース層は補助基板と格子不整合であってよい。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態において、エピタキシャルベース層は、補助基板上で約０．１μｍ〜５μｍの厚さを有してエピタキシャル成長される。この、より薄い厚さは、驚くことに、キャリア基板への適切且つ熱力学的に安定な移転に十分な厚さである。
【０００８】
本発明のさらなる例に従えば、エピタキシャルベース層がキャリア基板上に、以下のステップを用いて移される。これらのステップは、原子種をベースエピタキシャル層に注入し、予め脆弱化された領域を形成するステップと；注入が行われたエピタキシャル層をキャリア基板と接合させるステップと；接合された構造物を予め脆弱化された領域にて分離させるステップである。注入ステップは、予め脆弱化された領域が、正確且つ効率的に形成されることを可能にする。接合ステップは、分離が行われてもエピタキシャルベース層の少なくとも一部がキャリア基板に付着されているように、エピタキシャル成長層とキャリア基板との良好な付着をもたらす。
【０００９】
キャリア基板を、シリコン、二酸化シリコン、溶融シリカ、酸化シリコン、ゲルマニウム、窒化ガリウム、リン化インジウム及び砒化ガリウムから成る群の少なくとも１つから選択することがさらに有利である。こうして、これらの材料の特性を、結晶学的及び熱力学的に安定なヘテロエピタキシャル構造におけるエピタキシャルベース層の非常に特定的な電子特性と組み合わせることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態に従えば、ベース基板は移転ステップ後に熱処理される。この方法は、エピタキシャルベース層とキャリア基板から成る材料複合体を安定化させることができ、且つ／又は、移転ステップ中に生じることのある欠陥を低減することができる。熱処理は、エピタキシャルベース層をキャリア基板上でさらに成長させる前及び／又は後に施されることができる。
【００１１】
本発明のさらなる例において、エピタキシャルベース層の面は、移転ステップ後にエピタキシーのために調製される。これにより、次に行われる、移されたエピタキシャルベース層上でのエピタキシャル成長を容易にし、且つ促進することを補助できる。エピタキシーのための調製は、例えば、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、化学的に、又は平坦化により行われることができる。
【００１２】
エピタキシャル層のさらに成長した材料が、補助基板上で得られるエピタキシャルベース層よりも小さい転移密度を有することが、さらに有利である。これが、さらに成長した材料を次に用いるために、より好適にする。
【００１３】
本発明のさらなる態様に従えば、エピタキシャルベース層の移された部分は、補助基板上で成長したエピタキシャルベース層よりも小さい転移密度を有する。このように、移されたエピタキシャルベース層の質は改良されており、さらなる処理に非常に好適である。
【００１４】
本発明の別の有利な実施形態に従えば、エピタキシャルベース層はキャリア基板上で約０．１μｍ〜５μｍの厚さにさらに成長される。この方法により得られた増大した厚さは、さらに成長したエピタキシャルベース層の分離に特に好ましく、さらに成長したエピタキシャルベース層の少なくとも一部を別の基板に移すことを可能にする。
【００１５】
本発明のさらなる例は、さらに成長したエピタキシャルベース層がシリコンゲルマニウムから作られていることを提示する。この材料の成長により、良好な品質を得ることができる。
【００１６】
本発明の特定の実施形態に従えば、キャリア基板上でさらに成長したエピタキシャルベース層の材料の少なくとも一部が別の基板に移され、さらなる組合せ（combined）構造を形成する。こうして、前記エピタキシャルベース層の一部が分離され、別の基板に付着されることができる。このステップを用いることにより、良質のエピタキシャルベース層を得ることができ、これらのベース層を望ましい基板に付着させて、さらなる組合せ構造を形成することができる。
【００１７】
本発明の変型例に従えば、さらに成長した層の少なくとも一部を、前記さらに成長した層の残りの部分をキャリア基板上に残して別の基板に移すことを繰り返すことができる。この繰り返しにより、高品質のエピタキシャルベース層の増殖を良好に行うことができる。さらに成長した層を次に用いて、その一部を分離させ、分離させた部分を他の構造物に付着させることが可能である。望ましければ、分離は、ベースエピタキシャル層に種を注入し、予め脆弱化された領域を形成し、次いで、注入が行われたエピタキシャルベース層を接合し、最後に、接合構造物を予め脆弱化された領域にて分離することにより行われることができる。
【００１８】
本発明の変型例は、移転が、さらに成長した層の残りの部分の再生及び／又は平坦化後に繰り返されることができることを提示している。これは、さらに成長した層を、後に別の基板に付着させるための良好な表面をもたらす。
【００１９】
本発明の有利な変型例において、少なくとも１つの第２エピタキシャル層が、キャリア基板上にさらに成長したエピタキシャルベース層の上で成長される。この方法は、第２エピタキシャル層を同一のキャリア基板上で、ベースエピタキシャル層の材料特性でない材料特性を有し、且つ比較的高い結晶品質を有して成長させるために用いられることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の好ましい実施形態において、少なくとも１つの第２エピタキシャル層はシリコン製である。こうして、エピタキシャルベース層上に高品質の歪みシリコン層を創成することが可能であり、これは、高品質歪みシリコンの非常に優れた電子特性により、幾つかの電子デバイスに好適に用いられることができる。
【００２１】
本発明の特に好ましい実施形態において、少なくとも１つの第２エピタキシャル層は、約１０ナノメータ〜２０ナノメータの厚さを有して形成される。これにより、第２エピタキシャル層における非常に高度な歪みが形成されることができ、これは第２エピタキシャル層のキャリア移動度を増大させることができる。
【００２２】
本発明の別の有利な例において、ベースエピタキシャル層の材料からのさらなるエピタキシャル層が、第２エピタキシャル層上で成長する。こうして、第２エピタキシャル層は、同一の材料特性を有する２つのエピタキシャル層の間に挟まれることができる。したがって、第２エピタキシャル層はベースエピタキシャル層の端部を画定し、これは、第２エピタキシャル層を、特に、エピタキシャルベース層の少なくとも一部をキャリア基板から別の基板に移すためのエッチングストップとして用いることを可能にする。
【００２３】
本発明の別の有利な変型例において、エピタキシャルベース層と少なくとも１つの第２エピタキシャル層とを交互に有する周期構造が形成される。この方法は、ベースエピタキシャル層の少なくとも一部を別の基板に移すことを繰り返すために特に好適な構造をもたらし、一方、第２エピタキシャル層は、ベースエピタキシャル層の少なくとも一部を画定して移すことを補助し、又は、第２エピタキシャル層は、ベースエピタキシャル層の少なくとも一部と共に、他の基板に移されることができる。
【００２４】
エピタキシャルベース層の材料の少なくとも一部が第２エピタキシャル層の少なくとも一部と共に他の基板に移されることがさらに有利である。こうして、エピタキシャルベース層の良好な材料特性を他の基板に移すことができるだけでなく、第２エピタキシャル層の非常に優れた材料特性及び電子特性を他の基板にて用いることができる。
【００２５】
本発明の別の好ましい変型例において、さらなる組合せ構造物の表面が仕上処理される。この方法により、得られた構造物の表面特性は、組合せ構造物がさらなる多様な処理ステップのために非常に良好に調製されるように高められることができる。
【００２６】
本発明の特定の実施形態は、添付図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ソース基板を概略的に示す。
【図２】図１のソース基板上での傾斜バッファ層の形成を概略的に示す。
【図３】図２に示した構造の緩和層の形成を示す。
【図４】図３の構造物に行われる注入ステップを概略的に示し、このステップは、本発明に従う移転ステップの部分的段階である。
【図５】図４の構造物をキャリア基板に接合するステップを概略的に示し、このステップは、本発明に従う移転ステップの部分的段階である。
【図６】図５の構造物を分割するステップを概略的に示し、このステップは、本発明に従う移動ステップの部分的段階である。
【図７】本発明に従う、図６の分割されたベース基板におけるさらなる成長を概略的に示す。
【図８】図７の構造物上での第２の層の成長を概略的に示す。
【図９】図８の構造に基づいた周期構造の形成を概略的に示す。
【図１０】図９の構造物に行われる注入ステップを概略的に示す。
【図１１】別の基板に移された、図１０の構造物の分割された部分を概略的に示す。
【図１２】図１１の構造物のエッチングステップ後を概略的に示す。
【図１３】図９の構造物に行われる別の注入ステップを概略的に示す。
【図１４】別の基板に移された、図１３の構造物の分割された部分を概略的に示す。
【図１５】図１４の構造物のエッチングステップ後を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の開始材料として用いられる、面２を有するソース基板１を概略的に示す。ソース基板１は、示されている実施形態においてはウェハであるが、他の実施形態においては半導体業界で入手可能な任意の種類の基板、例えば、チップ又は材料複合体でもよい。第１基板１は既に構造化されていても、又は、図１に示されているように未だ構造化されていなくてもよい。ソース基板１は、単結晶質材料、例えば、単結晶シリコン、ゲルマニウム、ＧｅＳｉ、又はＡiii-Ｂｖ半導体から作られる。示された実施形態において、ソース基板１は単結晶シリコンから作られている。
【００２９】
図２は、図１に示したソース基板１の面２上に傾斜（グレーデッド）バッファ層３を形成する様子を概略的に示す。傾斜バッファ層３は、ソース基板１上でエピタキシャル成長し、且つ、ソース基板１の格子定数と異なる格子定数を有する材料から成る。
【００３０】
示された実施形態において、傾斜バッファ層３はＧｅＳｉから成り、層３のゲルマニウム含有量は、矢印Ａにより示されているように、ソース基板１の側から徐々に増大されている。傾斜バッファＧｅＳｉ層３は、所定の厚さｔ０を有して成長し、面４を有する。別の実施形態において、ソース基板１はゲルマニウムから成り、傾斜バッファ層３はＧｅＳｉから成り、層３のゲルマニウム含有量は、ソース基板１の側から徐々に減少する。
【００３１】
本発明の別の例において、バッファ層３の材料は、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ，Ｓｉ１−ｘ−ｙＧｅｘＣｙ,Ｓｉ１−ｙＣｙ，ＧａＡＳ，ＩｎＰ,ＧａＮ,ＧａＰ又はその他のＡｉｉｉ−Ｂｖ材料から作られる。
【００３２】
バッファ層３は、ソース基板１と、傾斜バッファ層３上に形成されることになるエピタキシャル層５との間の格子適合層として働く。
【００３３】
いわゆる「コンプライアント」（“compliant”）基板を、本発明のための開始材料として、バッファ層３を有するソース基板１の代わりに用いることも可能である。コンプライアント基板は、所定の深さにて注入領域を有し、注入領域より上の基板層の、バルク基板に対するずれ作用を許容する。こうして、注入された基板上で成長する層の格子定数と、基板の格子定数との差異が吸収されることができる。
【００３４】
本発明のさらなる例において、注入後の熱処理により緩和層を得ることができる。これは、米国特許６，４６４，７８０  Ｂ１に記載されており、この特許の開示の全てを援用して本文の記載の一部とする。この特許は、適合しない格子を有する基板上に単結晶層を生成することを提示している。単結晶層が、格子不整合単結晶基板の面上に堆積され、次いで、欠陥の多い埋め込み層が前記単結晶質基板中に形成される。これは、イオン注入（例えばハロゲン）による、前記単結晶質層におけるスレッド（ねじきり型）（threading）転位の発達を防止する。欠陥の多い層は、前記単結晶基板中の、前記面の可能な限り近くに、前記面を乱すことなく見つけられる。次いで、前記単結晶層は緩和され、スレッド歪みの形成が抑制される。層の格子パラメータは、元の格子構造に近付く。
【００３５】
図２に示された構造、又はコンプライアント基板を、以下の処理ステップのための補助基板７として用いる。
【００３６】
図３は、図２に示した構造の傾斜バッファ層３の面４上に、緩和されたエピタキシャルＧｅＳｉ層５を形成する様子を概略的に示す。エピタキシャル層５は、高結晶品質を有して厚さt０まで成長し、この厚さは、後のステップにおいて層５の少なくとも一部を分離可能にするように十分に厚い。
【００３７】
別の可能な実施形態（図示せず）において、エピタキシャル層５は、格子アダプタとして働くコンプライアント基板上で成長される。
【００３８】
図１〜３に示されたプロセスは、高い熱力学的安定性及び結晶学的安定性を有する緩和層５を上部に有するヘテロエピタキシャル構造をもたらす。このような結果を得るために、上記のステップは非常に慎重に行われなければならず、緩和層５を生成するための比較的長い処理時間を必要とする。
【００３９】
図１〜３に示されたステップ、又は、エピタキシャル層５がコンプライアント基板上で成長されるステップは、エピタキシャル層５の初期エピタキシャル成長を含む。エピタキシャル層５の作成に関し、バッファ層３上、又は、コンプライアント基板上での成長を記載するが、エピタキシャルの形成はこれらの作成方法に限定されず、他の任意の利用可能な方法を用いて行うことができる。エピタキシャル層５は、以下の処理ステップにおいてエピタキシャルベース層５として機能する。
【００４０】
図４は、図３に示した補助基板７上で行われる注入ステップを概略的に示す。注入ステップは、本発明の移転ステップの部分的な段階を示し、高品質に成長したエピタキシャルベース層５の少なくとも一部を、複雑化した補助基板７から一般的なキャリア基板１０上に移すために用いられる。
【００４１】
原子種８、例えば水素イオン及び／又はヘリウムイオンが、エピタキシャルベース層５の面６を通して注入され、エピタキシャルベース層５の所定の深さｄに、予め脆弱化された領域９を形成する、深さｄは、エピタキシャルベース層５にあっても、又は、エピタキシャルベース層５とバッファ層３との境界面にあってもよい。
【００４２】
本発明の変型例において、酸化物層がイオン注入の前に形成され得る。
【００４３】
図５は、移転ステップの部分的段階に従う接合（bonding）ステップを示す。このステップにおいて、図４に示した構造が、キャリア基板１０に、注入面６にて接合される。キャリア基板１０は、シリコン、二酸化シリコン、溶融シリカ、酸化シリコン、ゲルマニウム、窒化ガリウム、リン化インジウム又は砒化ガリウムなどの材料から作られることができる。こうして、予め脆弱化された領域９は、キャリア基板１０とイオン注入された補助基板７との接合境界面の付近に配置される。
【００４４】
図６は、図５に示した構造物を、予め脆弱化された領域９にて２つの部分に分離させる分離ステップの最初を概略的に示す。２つの部分の一方が、キャリア基板１０とエピタキシャルベース層５の少なくとも一部５２とから成るベース基板１７を形成している。図６は、構造物を２つの部分に分けて示している。
【００４５】
予め脆弱化された領域がエピタキシャルベース層５とバッファ層３との境界面にて形成される本発明の別の実施形態においては、構造物はこの境界面にて２つの部分に分離される。このやり方では、エピタキシャルベース層の全体をキャリア基板１０に移すことができる。
【００４６】
当業者は、図３〜５に示した技術以外の任意の利用可能な技術を用いて、エピタキシャルベース層５の少なくとも一部をキャリア基板１０上に移すことができることを理解されたい。
【００４７】
分離後はベース基板１７の面１３の粗さが増大している。したがって、面１３の粗さを改善し、及び／又は、エピタキシャルベース層部５２とキャリア基板１０との接合力を増大するために、ベース基板１７に熱処理を、いわゆる安定化プロセスにおいて施すことができる。熱処理は、さらに、ミスフィット転位の拡張の完全な防止、又は、ミスフィット転位（ずれ）密度もしくはその他の結晶欠陥の低減に役立つ。なぜなら、ベース基板１７は、傾斜バッファ層のような不安定な構造を含まないからである。
【００４８】
熱処理は、また、次に行われるエピタキシャル成長のために好適な面特性を得ることも目的としている。面１３の表面処理は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）プロセス、ＣＭＰ接触研磨、ドライもしくはウェット化学エッチング、及び／又は、高速熱アニール（ＲＴＡ）もしくは高速熱酸化（ＲＴＯ）を含むアニールステップにより行われることができる。面１３は、さらに、物理的に、例えばイオン衝撃により、又は上記の方法の組合せにより処理されることができる。
【００４９】
面１３の仕上処理は、好ましくは、図６に示された層移転後に行われるが、同様に、熱処理などの安定化プロセス後にも行われることができ、又は、これらの安定化プロセスと組み合わせることもできる。仕上処理の適切なステップの順序は、用いられる技術及び材料に依存する。さらなる実施形態においては、面１３の表面処理ステップは省略されることができる。
【００５０】
図７は、図６に示した構造上物でのさらなるエピタキシャル成長を示す。このステップにおいて、分割ステップ後に厚さｔ１を有した図６のエピタキシャルベース層部５２が、約０．１μｍ〜５μｍの厚さｔ２までエピタキシャル成長し、これにより、図７に示されているように、キャリア基板１０上に厚いエピタキシャル層５２０が形成される。
【００５１】
驚くことに、さらに成長した、増大した厚さｔ２を有するこのエピタキシャルベース層部５２０は、補助基板７上で成長した元のエピタキシャルベース層５と同様の、良好な高度の結晶品質及び熱力学的安定性を有する。さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０は、補助基板７上で成長したエピタキシャルベース層５よりも転位密度が小さい。そしてまた、エピタキシャルベース層の移転された部分は、補助基板７上で成長したエピタキシャルベース層５よりも小さい転位密度を有する。
【００５２】
図示実施形態において、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０は、ＧｅＳｉ層５の濃度と同一のＧｅ濃度を有する。より大きい厚さｔ２は、さらなる層移動の繰り返しを、成長したエピタキシャルベース層部５２０から開始するために好ましい。
【００５３】
図７に示した構造は、さらに成長した層５２０の一部をさらに分離させ、この分離させた部分を別の基板に移動させてさらなる組合せ構造を形成するために用いられることができる。このようにして、また、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０の少なくとも一部を次々に移すことにより、図７に示した構造を多数作成することができる。こうして、さらに成長した層５２０の少なくとも一部を別の基板に移すことの繰り返しが可能である。前記さらに成長した層５２０の残りの部分は、その少なくとも一部を、幾つかの基板１２に移すために用いられることができる。例えば、図４に関して記載した、エピタキシャル層５のための方法を用いて、層５の部分５２を、部分５２をさらなるキャリア基板１０に接合し、それを、図４〜６に記載した方法で分離させることにより移すことができる。
【００５４】
さらなる成長層５２０の第１の部分を移すならば、表面は、さらなる成長層５２０の残りの部分５２０が移される前に再生及び／又は平坦化される。
【００５５】
図８は、さらなる成長層５２０上での第２のエピタキシャル層１１の成長を概略的に示す。示された実施形態において、第２のエピタキシャル層１１はシリコンから成り、約１０ナノメータ〜２０ナノメータの厚さｔｓを有する。第２エピタキシャル層１１の格子定数と、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０との格子定数が異なることにより、第２エピタキシャル層１１は層５２０上で、ある程度の歪みを有して成長できる。したがって、示された実施形態において、歪みシリコン層１１が高品質のＧｅＳｉ層５２０上に形成される。
【００５６】
図９は、さらなるエピタキシャル層５２１を第２エピタキシャル層１１上に続けて成長させる様子を概略的に示す。さらなるエピタキシャル層５２１は、第２エピタキシャル層１１より下の、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０と同一の材料から成る。これにより、周期構造１６がキャリア基板１０上に形成され、構造１６において、第２エピタキシャル層１１が、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０とさらなるエピタキシャル層５２１の間に挟まれる。示された実施形態において、薄い歪みシリコン層１１が緩和ＧｅＳｉ層５２０と５２１の間に挟まれ、歪み層１１は、非常に低い欠陥密度を有して弾性的に歪む。
【００５７】
図示されていないが、周期構造１６は、ベースエピタキシャル層５２０，５２１及び第２エピタキシャル層１１を繰り返し配置することにより、図９に示した層よりかなり多数の層を含むことができる。このような構造を用いて、１つ、２つ、又はそれより多くの周期の各々が別の基板に移され得る。こうして、さらなる多くの組合せ構造を生成することができ、これらの構造は全て、最初に成長したベースエピタキシャル層５の品質と同等の非常に高い結晶度を有する。したがって、移転の繰り返しは、エピタキシャルベース層及び／又は第２エピタキシャル層１１の、様々な基板上でのクローニングを可能にする。
【００５８】
図１０は、図９に示された構造物に行われる注入ステップを概略的に示す。種１８、例えば水素イオン又はヘリウムイオンを、さらなるエピタキシャル層５２１の面２２、層５２１、及び第２エピタキシャル層１１を通して、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０の所定の深さｄまで注入する。注入された種は、この位置に、後に行われる構造物の分離のラインを画成する、予め脆弱化された領域１９を形成する。
【００５９】
次のステップは、図５及び６と類似である。第１に、図１０に示された、イオン注入された構造物を、注入面２２にて別の基板１２と接合させる。他方の基板１２は、例えば、シリコン、二酸化シリコン、又は砒化ガリウムから成るが、半導体業界で入手可能な他の任意の材料から作られることができる。
【００６０】
次いで、図１０に示した構造物と他方の基板１２とから成る接合された構造を、予め脆弱化された領域１９に沿って分離し、２つの部分に分ける。
【００６１】
図１１は、前記２つの部分の一方を示し、この部分は、他方の基板１２と、さらなるエピタキシャル層５２１と、第２エピタキシャル層１１と、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０１の少なくとも一部とから成る。
【００６２】
図１２は、エピタキシャルベース層５２０の残りの部分５２０１をエッチング処理するエッチングステップ後の、図１１に示した構造物に対応する組合せ構造物２０を示す。エッチングステップにおいて、第２エピタキシャル層１１は、第２エピタキシャル層１１の面１４にてエッチングを停止させるエッチングストップ層として働く。エッチングステップは、他方の基板１２と、非常に高度な結晶品質及び熱力学的安定性を有するさらなるエピタキシャル層５２１と、示された実施形態において高度の結晶品質を有する薄い歪みシリコン層である第２エピタキシャル層１１とからなる構造をもたらす。
【００６３】
図１３は、図９に示された構造上に行われる注入ステップのさらなる実施形態を概略的に示す。種２８、例えば水素イオン及び／又はヘリウムイオンを、さらなるエピタキシャル層５２１の面２２及びさらなるエピタキシャル層５２１を通して第２エピタキシャル層１１の所定の深さｄまで注入し、この位置に、予め脆弱化された領域２９を形成する。前記予め脆弱化された領域２９を分離させるための次のステップは、図５及び６に示したステップと類似である。
【００６４】
最初に、図１３に示した構造物を別の基板１２と接合させる。基板１２は、例えば、シリコン、二酸化シリコン又は砒化ガリウムから成るが、半導体業界で入手可能な他の任意の材料から作られることができる。接合境界面は、先の注入面２２にある。次いで、接合された構造物を予め脆弱化された領域２９にて分離し、２つの部分に分ける。
【００６５】
図１４は、これらの部分の一方を示し、この部分は、他方の基板１２、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０、及び、先の第２層１１の残りの部分１１１から成る。
【００６６】
図１５は、図１４の構造物の、先の第２エピタキシャル層１１の残りの部分１１１を除去するエッチングステップ後の構造を示し、このステップにおいて、さらに成長したエピタキシャルベース層部５２０と層１１１との境界面がエッチングストップとして用いられる。図１５に示されている構造物は、粗さが増大した面１５を有する組合せ構造物２１である。
【００６７】
面１５の粗さは、図示されていない最終仕上げステップにおいて低減されることができる。最終的な表面処理のために、面１５は、ＣＭＰプロセス又はＣＭＰ接触研磨、又は、図１３の仕上処理に関して先に記載したその他の化学的もしくは物理的処理により平坦化されることができる。
【図１】
0004733201.tif 000002
【図２】
0004733201.tif 000003
【図３】
0004733201.tif 000004
【図４】
0004733201.tif 000005
【図５】
0004733201.tif 000006
【図６】
0004733201.tif 000007
【図７】
0004733201.tif 000008
【図８】
0004733201.tif 000009
【図９】
0004733201.tif 000010
【図１０】
0004733201.tif 000011
【図１１】
0004733201.tif 000012
【図１２】
0004733201.tif 000013
【図１３】
0004733201.tif 000014
【図１４】
0004733201.tif 000015
【図１５】
0004733201.tif 000016