(57)【要約】  本発明は、互いに直接結合している少なくとも２つの結晶性材料層を備えるハイブリッド基板の製造方法に関する。この方法は、ドナー基板に少なくとも１種類の原子種および／またはイオン種を注入して、活性層とその残余部との間に界面を形成する脆弱ゾーンを形成するステップと、ドナー基板とレシーバ基板の表面に、水素および／またはアルゴン雰囲気の下、９００℃〜１２００℃で少なくとも３０秒間の熱処理を施すステップと、上記表面を互いに結合するステップと、上記残余部を分離するステップとを備え、上記種の性質、注入ドーズ量および注入エネルギは、これらの種によってドナー基板内に誘発される欠陥が、その後にドナー基板の残余部を分離することを可能にするが、上記熱処理中に、その後の結合を阻止し、もしくはドナー基板の表面を変形させる程には発達しないように、選択される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
「ドナー」基板と称される結晶性基板によってもたらされ、「活性」層と称される材料層を含み、互いに直接結合している少なくとも２つの結晶性材料層を備えるハイブリッド基板の製造方法であって、以下の連続したステップ、すなわち
前記ドナー基板に、少なくとも１種類の原子種および／またはイオン種を注入して、前記ドナー基板の前記活性層とその残余部との間に界面を形成する脆弱ゾーン（１２）を形成する工程を実行するステップと、
前記ドナー基板の面のうちの「表」面と称される一方の面と、「レシーバ」基板と称される結晶性基板の面のうちの「表」面と称される一方の面とに、前記表面を疎水化するために、「結合前準備」熱処理と称される熱処理を、水素および／またはアルゴンを含む気相雰囲気中、８００℃〜１２００℃の温度で少なくとも３０秒間施すステップと、
前記表面を互いに直接結合するステップと、
前記２枚の基板間に強い結合を得る条件の下、前記２枚の基板の熱処理を行うステップと、
純粋に機械的な作用によって、前記脆弱ゾーンに沿って前記残余部を分離するステップとを備え、
前記原子種および／またはイオン種の性質、注入ドーズ量および注入エネルギが、これらの種によって前記ドナー基板内に誘発される欠陥が、その後に前記ドナー基板の前記残余部を分離することを可能にするが、前記結合前準備の熱処理中に、その後の前記結合を阻止し、もしくは前記ドナー基板の前記表面を変形させる程には成長しないように、選択される、ハイブリッド基板の製造方法。
【請求項２】
前記結合前準備処理が、アルゴンのみを含む気相雰囲気中で行われる、請求項１に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項３】
前記結合前準備処理が、水素のみを含む気相雰囲気中で行われる、請求項１に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項４】
前記結合前準備処理が、急速加熱アニーリング（ＲＴＰ）炉内で行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項５】
前記２枚の基板の結合を強化するための前記熱処理が、１１００℃以上の温度で少なくとも２時間の長時間熱処理によって行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項６】
前記脆弱ゾーンを形成するために注入される前記種が、水素、ヘリウム、フッ素、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項７】
前記ドナー基板の前記活性層が、シリコン、（１１０）シリコン、（１００）シリコン、シリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム、炭化ケイ素およびガリウム窒化物から選択される材料で構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【請求項８】
前記レシーバ基板が、少なくとも部分的には、シリコン、（１１０）シリコン、（１００）シリコンおよび炭化ケイ素から選択される材料で構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハイブリッド基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接結合によって互いに結合している少なくとも２つの結晶性材料層を備えるハイブリッド基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの基板は、光学、電子工学または光電子工学の分野で使用することができ、これらの用語には、一般に、マイクロエレクトロニクス、ナノエレクトロニクス、オプトナノエレクトロニクスおよび構成部品の技術も含まれる。
【０００３】
上記２つの材料層の性質は同じであっても異なっていてもよく、用語「性質」は、材料の化学的性質にも、それら材料の物理化学的特性および／またはそれら材料の結晶配向にも、その範囲が及ぶ。
【０００４】
２つの層または２枚の基板の用語「直接結合」とは、接着剤層のような中間層がない分子結合を意味する。
【０００５】
ハイブリッド基板には、頭字語ＤＳＢ（ｄｉｒｅｃｔ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｂｏｎｄｉｎｇ、直接シリコン結合）で当業者によく知られている基板がある。このような基板は、中間層を形成せずに、特に埋め込み酸化物層を形成せずに、異なる結晶配向のシリコンで形成されたレシーバ基板に直接結合されたシリコン活性層を備える。したがって、（１００）結晶配向を有するシリコンの支持体に直接結合された（１１０）結晶配向を有するシリコン層を備える基板、またはそれが逆になっている基板を製造することが可能である。
【０００６】
レシーバ基板が炭化ケイ素（ＳｉＣ）で形成されている場合には、頭字語ＳｏｐＳｉＣ（シリコン−オン−多結晶ＳｉＣ）で当業者に知られるハイブリッド基板を作製することが可能である。
【０００７】
このようなハイブリッド基板は、高性能マイクロ電子回路の製造に有用である。
【０００８】
Ｃ．Ｙ．Ｓｕｎｇによる論文「Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｂｏｎｄｅｄ（ＤＳＢ）  Ｍｉｘｅｄ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｂｕｌｋ  ＣＭＯＳ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２００６  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｙｏｋｏｈａｍａ，２００６，ｐｐ．１６０−１６１は、このような基板の作製の例を挙げており、この例は、薄化が後続する結合によって、（１００）シリコンレシーバ基板上に（１１０）シリコンドナー基板の層を転写させる例である。この論文には、そのような基板の作製においては互いに結合している２つの層の間に何の絶縁層も必要ないことが記されている。
【０００９】
上記論文はまた、最終的な構造にＳｉＯ２絶縁層が存在しないことは、親水性よりも疎水型の結合前準備のほうが好ましいことを意味することに言及している。
【００１０】
この理由は、親水結合には、互いに密着させようとする層の表面準備の間に薄いシリコン酸化物層を形成することが含まれ、最終構造において埋め込まれるこの酸化物層は、たとえば非常に高温な最終アニール工程によりその後取り除かなければならず、それによりこの場合製造方法が複雑になるからである。
【００１１】
しかしながら、水素終端結合を伴う疎水結合は、これら水素終端結合が結合に悪影響を及ぼす粒子を引き付けるため、実施がはるかに困難である。
【００１２】
ドナー基板から半導体材料の薄層を得る方法も、米国特許第６０２０２５２号から公知である。この方法は、希ガスまたは水素イオンを所定の温度および所定の注入ドーズ量でドナー基板に注入して、その中に脆弱ゾーンを形成し、その後、その脆弱な面の両側で上記基板が２つの部分に分離するのに十分な高温で熱処理を行うことである。
【００１３】
上記文献に記載されている内容によれば、脆弱ゾーンを得るために十分な量の微小空洞が基板内に形成されるように、ただし、後段の熱処理のみで分離を実現するには不十分な量となるように、温度および注入ドーズ量が選択される。分離には、機械的な力を追加的に加えることが必要となる。
【００１４】
しかしながら、この文献は、優れた直接結合を可能にする表面準備とは明確には関連していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解決すること、特に、中間層を用いる結合を必要とせず、またドナー基板とレシーバ基板との間の結合が高品質の疎水性結合で行われる、層転写によって得られるハイブリッド基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的のために、本発明は、「ドナー」基板と称される結晶性基板によってもたらされ、「活性」層と称される材料層を含み、互いに直接結合している少なくとも２つの結晶性材料層を備えるハイブリッド基板の製造方法に関する。
【００１７】
本発明によれば、この方法は、以下の連続したステップ、すなわち、
上記ドナー基板に、少なくとも１種類の原子種および／またはイオン種を注入して、ドナー基板の活性層とその残余部との間に界面を形成する脆弱ゾーンを形成する工程を実行するステップと、
ドナー基板の面のうちの「表」面と称される一方の面と、「レシーバ」基板と称される結晶性基板の面のうちの「表」面と称される一方の面とに、上記表面を疎水化するために、「結合前準備」熱処理と称される熱処理を、水素および／またはアルゴンを含む気相雰囲気中、８００℃〜１２００℃の温度で少なくとも３０秒間施すステップと、
上記表面を互いに直接結合するステップと、
それら２枚の基板間に強い結合を得る条件の下、２枚の基板の熱処理を行うステップと、
純粋に機械的な作用によって、脆弱ゾーンに沿って上記残余部を分離するステップとを備え、
上記原子種および／またはイオン種の性質、注入ドーズ量および注入エネルギが、これらの種によってドナー基板内に誘発される欠陥が、その後にドナー基板の残余部を分離することを可能にするが、結合前準備の熱処理中に、その後の結合を阻止し、もしくはドナー基板の表面を変形させる程には成長しないように、選択される。
【００１８】
本発明のその他の有利で限定されるものではない特徴によれば、以下を個別に、または組み合わせて取り入れられる。
・上記結合前準備処理が、アルゴンのみを含む気相雰囲気中で行われる。
・上記結合前準備処理が、水素のみを含む気相雰囲気中で行われる。
・上記結合前準備処理が、急速加熱アニーリング（ＲＴＰ）炉内で行われる。
・２枚の基板の結合を強化するための熱処理が、１１００℃以上の温度で少なくとも２時間の長い熱処理によって行われる。
・脆弱ゾーンを形成するために注入される種が、水素、ヘリウム、フッ素、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから選択される。
・ドナー基板の活性層が、シリコン（Ｓｉ）、（１１０）シリコン、（１００）シリコン、シリコン−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）およびガリウム窒化物（ＧａＮ）から選択される材料で構成される。
・レシーバ基板が、少なくとも部分的には、シリコン（Ｓｉ）、（１１０）シリコン、（１００）シリコンおよび炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選択される材料で構成される。
【００１９】
本発明の他の特徴および利点は、これから添付の図面を参照して行う本発明の説明から明らかとなる。添付の図面は、限定を意味するものではなく、本発明の実施可能な一実施形態を示すためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【図２】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【図３】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【図４】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【図５】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【図６】本発明による製造方法における連続したステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ここで、本方法の様々なステップのシーケンスについて簡単に説明する。
【００２２】
図１に見られるように、「ドナー」基板１は、それぞれ「表」面および「裏」面と称される２つの対向面１０、１１を備える。
【００２３】
図２に示すように、その後ドナー基板１に、内部に脆弱ゾーン１２が形成されるように原子またはイオンの種を注入することができ、この脆弱ゾーン１２は、「活性」層１３と称される層１３とこの基板の残余部１４との間の境界を形成する。
【００２４】
この注入は、好ましくは、基板１の表面１０上に堆積させた、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である犠牲絶縁層３を介して行われる。
【００２５】
図３に示すように、この絶縁層３をその後取り除かれる。
【００２６】
ドナー基板１および「レシーバ」基板２には、その後「結合前準備」処理が施されるが、この処理については後ほど詳しく説明する（図４参照）。
【００２７】
「レシーバ」基板２は、それぞれ「表」面および「裏」面と称される２つの対向面２０、２１を備える。
【００２８】
次に、レシーバ基板２の表面２０を、直接結合によってドナー基板１の表面１０に貼り付ける（図５参照）。
【００２９】
結合界面には参照番号４を付している。
【００３０】
結合を強化するための処理の後、図６に示すようにドナー基板１の残余部１４が分離されて、活性層１３がレシーバ基板２上へ転写されると共に、参照番号５が付されたハイブリッド基板が得られる。
【００３１】
これら様々なステップについて、これからより詳細に説明する。
【００３２】
ドナー基板１およびレシーバ基板２は、半導体材料で構成されていても、されていなくてもよい。
【００３３】
一般に、ドナー基板１を構成する材料は、原子種および／またはイオン種の注入処理、その後の熱アニール処理工程によって、その中に高濃度分布の空洞を形成することが可能な結晶性材料から選択される。
【００３４】
一例として、ドナー基板１を構成する材料は、シリコン（Ｓｉ）、（１１０）シリコン、（１００）シリコン、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および窒化ケイ素（ＧａＮ）から選択されてもよい。
【００３５】
レシーバ基板２は、任意の結晶性または非結晶性の材料、たとえば、シリコン（Ｓｉ）、（１１０）シリコン、（１００）シリコンまたは炭化ケイ素（ＳｉＣ）で構成され、好ましくは単結晶シリコンまたは多結晶炭化ケイ素だが、多結晶シリコンであってもよい。半導体または絶縁体の材料であってもよい。
【００３６】
本発明の２つの特定の用途として、ドナー基板１およびレシーバ基板２が、シリコン、好ましくは単結晶シリコンで作られ且つ異なる結晶配向（たとえば（１００）、（１１０）または（１１１））を有するＤＳＢ型基板を形成する用途と、あるいは、ドナー基板１がシリコン（好ましくは単結晶シリコン）で作られ、レシーバ基板２が多結晶炭化ケイ素で作られたＳｏｐＳｉＣ型基板の形成する用途とがある。
【００３７】
ドナー基板およびレシーバ基板が多層基板であってもよいことに留意されたい。しかしながら、この場合、基板１、２の表面１０、２０を構成する層の材料が上記仕様に合っていることが必要である。
【００３８】
原子種および／またはイオン種を注入するステップは、注入する種、それらのドーズ量およびそれらの注入エネルギを、これらの種によってドナー基板１内に誘発される欠陥が、その後に残余部１４を分離する（図６参照）ことを可能にするが、図４に示す結合前準備の熱処理中に、結合されるべき表面１０を変形させたり、図５に示されるその後の結合を阻止したりする程には成長しないように、選択することによって実行される。
【００３９】
注入することができる種の例としては、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）、フッ素（Ｆ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）と言うことができる。
【００４０】
これらの種は、シリコン基板１への注入に特に適している。
【００４１】
これらの種、それらのドーズ量およびそれらの注入エネルギの選択は、標準的なやり方で注入した材料がアニールした際に通常生じる表面泡立ちの現象を回避するように行われる。
【００４２】
一般に、同時注入（ｃｏ−ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を行うことも可能であり、基板の表面には異なる種が連続して衝突する。たとえば、最初にヘリウムの注入、その後にＨ＋イオンの注入を利用するのが好ましい。
【００４３】
同様に、これら種の性質、それらのドーズ量およびそれらの注入エネルギは、注入した種の泡立ちが制限されるように選択する。
【００４４】
したがって、単一注入であろうと同時注入であろうと、上記種の注入エネルギは２０ｋｅＶ〜５００ｋｅＶの間で選択され、上記種のドーズ量は１×１０１４ａｔ／ｃｍ２〜１×１０１７ａｔ／ｃｍ２の間で選択される。
【００４５】
一例として、ヘリウム原子は、約３０〜２００ｋｅＶのエネルギで、且つ、５×１０１６〜１×１０１７ａｔ／ｃｍ２の範囲内のドーズ量で、基板に注入される。アルゴン原子の場合には、加えられるエネルギは約２００〜５００ｋｅＶであり、注入ドーズ量は１×１０１６〜５×１０１６ａｔ／ｃｍ２である。
【００４６】
同時注入の場合には、たとえば、フッ素と同時注入する水素、またはヘリウムと同時注入する水素を用いることが可能である。
【００４７】
水素／フッ素同時注入の場合、水素は、２０〜５０ｋｅＶのエネルギ、１×１０１５〜５×１０１６Ｈ＋／ｃｍ２のドーズ量で注入し、一方、フッ素は、１５０〜２００ｋｅＶのエネルギ、１×１０１４〜１×１０１６Ｆ＋／ｃｍ２の注入ドーズ量で注入する。
【００４８】
水素／ヘリウム同時注入の場合、ヘリウムは、７０〜９０ｋｅＶのエネルギ、１×１０１６〜６×１０１６Ｈｅ＋／ｃｍ２のドーズ量で注入し、一方、水素は、７０〜９０ｋｅＶのエネルギ、１×１０１５〜６×１０１５Ｈ＋／ｃｍ２の注入ドーズ量で注入する。
【００４９】
注入に関して、読者はＳｍａｒｔ  Ｃｕｔ（商標）プロセスについての文献を参照することができる。
【００５０】
好ましくは、図２に示すように、注入は表面１０を介して行われる。
【００５１】
また好ましくは、これらの注入はすべて犠牲酸化物層３を介して行われる。この酸化物層３は、熱的に形成することができ（たとえば、シリコン基板の場合にはＳｉＯ２）、または、大気圧での化学気相堆積（ＣＶＤ）や低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）といった当業者にとって周知の堆積技術によって堆積させることもできる。ここでは、これらの技術については詳細には説明しない。
【００５２】
酸化物層３は自然酸化物であってもよい。
【００５３】
その後、犠牲酸化物層３は、上記注入の後に取り除かれ、たとえば、希釈フッ化水素酸（ＨＦ）溶液に基板１を浸すことによって、またはフッ化水素酸蒸気の雰囲気中に基板１を配置することによって取り除かれる。
【００５４】
犠牲酸化物層を取り除いた後、好ましくは、表面１０を汚染粒子から保護するために、ＲＣＡ型洗浄作業を行う。
【００５５】
ＲＣＡ洗浄（ＲＣＡ−ｃｌｅａｎ）と呼ばれる化学浴を用いる処理とは、表面１０を、
・水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と脱イオン水との混合物を含むＳＣ１（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｌｅａｎ  １）として知られる溶液の第１の浴、および
・塩酸（ＨＣｌ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と脱イオン水との混合物を含むＳＣ２（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｌｅａｎ  ２）として知られる溶液の第２の浴
で連続して処理することである。
【００５６】
図４に示す結合前準備処理とは、結合しようとする面１０、２０の少なくとも一方に、水素および／またはアルゴンを含むが酸素を含まない気相雰囲気中で、８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を施すことである。
【００５７】
したがって、気相雰囲気は、水素のみ、またはアルゴンのみ、もしくはこれら２種の気体の混合物を、または酸素を除く別の気体と組み合わせた水素、アルゴンもしくはこれら２種の気体の混合物を含むように選択される。
【００５８】
この処理の継続時間は少なくとも３０秒であるが、好ましくは数分を超えない。
【００５９】
水素および／またはアルゴンの作用は、このように処理された面上に、場合より存在する自然酸化物を取り除くこと、これらの表面を水素原子によって不動態化すること、また表面粗さを極めて小さくすることである。
【００６０】
この結合前準備処理には、処理した表面を疎水化する作用もある。この作用は、水滴接触角を測定し、８０°の値が得られたことによって実証された。この値は、「ＨＦ−ｌａｓｔ」タイプの処理後に得られる値、典型的には７０°、よりもはるかに大きい（Ｙ．Ｂｅｃｋｌｕｎｄ、Ｋａｒｉｎ  ＨｅｒｍａｓｓｏｎおよびＬ．Ｓｍｉｔｈによる論文、“Ｂｏｎｄ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｔｏ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ”，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，Ｖｏｌ．１３９８、Ｎｏ．８、１９９２を参照のこと）。
【００６１】
この処理の利点は、いずれの種も処理した表面に吸着されないことである。脱離すると、水素原子は非常に小さく、対向する表面１０、２０間に共有結合を形成することが可能となるため、界面に捕捉された状態が維持されなくなり材料中に拡散し、脱ガス欠陥が生じない。
【００６２】
加えて、この処理は、上記ＨＦ−ｌａｓｔ処理の例とは異なり乾式である。たとえば、この処理は乾燥を必要としないため、実現がより単純である。
【００６３】
最後に、この結合前準備処理には、注入したイオン、たとえばＨｅ＋イオンを、捕捉し、生じ広がる微小空洞内において安定化させる作用がある。これにより、微小空洞が合体し、微小空洞を含むゾーン内の注入材料が脆化する。しかしながら、注入条件は、上記合体現象により残余部１４から層１３が分離されないように選択される。
【００６４】
この結合前準備処理は、制御された雰囲気中で、たとえば、単一ウエハＲＴＰ（急速加熱処理）炉またはエピタキシャル成長炉内における高温アニール用チャンバ内で行うことができる。
【００６５】
基板をバッチで処理する従来の炉の使用を考えてもよい。
【００６６】
上記処理後、環境大気圧による汚染の危険性を最小限に抑えるように、表面１０、２０は非常に素早く結合されなければならない。この結合ステップを図５に示す。
【００６７】
好ましくは、不活性ガス、典型的にはアルゴンまたは窒素のみを含む制御された雰囲気を有するチャンバ内に、処理した基板を格納することも可能である。このような処理により、ホールド時間、すなわち、ドナー基板１とレシーバ基板２とを互いに結合させるまでの時間を延長させることが可能となる。
【００６８】
結合前準備処理を受けた表面は、上記ＨＦ−ｌａｓｔプロセスによって調製した表面よりも反応性がはるかに低いこともわかった。これにより、これら表面の粒子による汚染が低減する。したがって産業化が平易となる。
【００６９】
図５に示す直接結合ステップは、ドナー基板１およびレシーバ基板２のそれぞれの表面１０、２０を互いに密着させること、すなわち、分子付着による結合に該当する。
【００７０】
この結合ステップの後、結合を強化するための処理を、長い熱処理の形で、すなわち、１１００℃以上の温度で少なくとも２時間行う。
【００７１】
図６に示すように、その後残余部１４からのドナー基板１の分離が行われる。
【００７２】
この分離は純粋に機械的なものある。
【００７３】
「純粋に」機械的な分離は、機械的作用によって、たとえば、基板の片側から脆弱ゾーン１２に沿ってブレードなどの工具を走らせることによって、またはこの点にエアジェットもしくはウォータジェットを適用することによって始まる。
【００７４】
このタイプの純粋に機械的な分離を行っている間、分離を容易にするために構造体を回転させてもよい。
【００７５】
以下では、本発明を実施する手順に関する２つの実施例を示す。
【実施例１】
【００７６】
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層で覆われた（１１０）Ｓｉシリコン基板に、１×１０１７Ｈｅ＋／ｃｍ２をわずかに下回るドーズ量および５０ｋｅＶの注入エネルギでヘリウムイオン（Ｈｅ＋）注入を施した。
【００７７】
その後、形成された酸化ケイ素ＳｉＯ２を、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液中の処理によって取り除き、次いで上記ＲＣＡ−クリーン型の洗浄を行った。
【００７８】
その後このシリコンのドナー基板と、やはりシリコンであるが（１００）結晶配向のシリコンで形成されたレシーバ基板とに、水素およびアルゴンを含む気相雰囲気中で、温度１０５０℃でおよそ４分間の結合前準備処理を施した。
【００７９】
その後、これら２枚の基板１、２を、それら基板のそれぞれの表面で互いに結合し、この結合を強化するために、１１００℃で２時間の熱処理を施した。
【００８０】
最後に、純粋に機械的にブレードを入れることによって、残余部からドナー基板を分離した。
【００８１】
このようにして、シリコン／シリコンＤＳＢ型の基板を得ることができた。
【００８２】
この製品はしたがって、将来的な構成部品の製造にとって必要な非常に高品質な結合界面を有していた。
【実施例２】
【００８３】
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層で覆われた（１００）Ｓｉシリコン基板に、水素／フッ素同時注入を施した。フッ素は、１×１０１５Ｆｅ＋／ｃｍ２のドーズ量および１８０ｋｅＶの注入エネルギで注入し、一方、水素は、４×１０１６Ｈ＋／ｃｍ２のドーズ量および３０ｋｅＶの注入エネルギで注入した。
【００８４】
その後、形成された酸化ケイ素ＳｉＯ２を、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液中の処理によって取り除き、次いで上記ＲＣＡ−クリーン型の洗浄を行った。
【００８５】
その後、このシリコンのドナー基板と、多結晶炭化ケイ素（ｐＳｉＣ）で作製されたレシーバ基板とに、水素を含む気相雰囲気中で、温度８００℃で約５分間の結合前準備処理を施した。
【００８６】
これら２枚の基板１、２を、それら基板のそれぞれの表面で互いに結合し、この結合を強化するために、１０００℃で３時間の熱処理を施した。
【００８７】
最後に、純粋に機械的に流体ジェットを注入することによって、残余部からドナー基板を分離した。
【００８８】
このようにして、非常に高品質の結合界面を有するＳｏｐＳｉＣ（シリコン  オン  多結晶炭化ケイ素）型の基板を得ることができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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