(57)【要約】本発明は、基板上で緩和または擬似緩和層を形成する方法に関し、その緩和層（２’）は半導体材料から選ばれた材料とし、その方法が以下のステップ、すなわち：（ａ）ドナー基板（１）の上で、少なくとも半導体材料の中から選ばれた材料から成る弾性的に歪む層（２）を成長させるステップと；（ｂ）歪み層（２）の上、または受け入れ基板（７）の上で、粘性温度から粘性をおびた材料で作製されるガラス質層（４）を形成するステップと；（ｃ）受け入れ基板（７）を、ガラス質層（４）を介して歪み層（２）に接合するステップと；（ｄ）ドナー基板（１）の一部分を除去し、受け入れ基板（２）と、ガラス質層（４）と、歪み層（２）と、結果的に表面層（１Ｂ）を形成することとなるドナー基板（１）の除去されない部分とを備える構造を形成するステップと；（ｅ）粘性温度に近いか、それを上回る温度で構造を熱処理するステップとを含むことを特徴とする。本発明はさらに、基板上で緩和または擬似緩和層を形成する方法の中で得られる構造に関する。
2006519488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に緩和または擬似緩和層を形成する方法であって、前記緩和層（２’）は半導体材料から選ばれた材料とし、その方法が以下のステップ、すなわち：
（ａ）ドナー基板（１）の上で、少なくとも半導体材料から選ばれた材料から成る弾性的に歪む層（２）を成長させるステップと；
（ｂ）前記歪み層（２）の上、または受け入れ基板（７）の上で、粘性温度から粘性を帯びる材料で作製されたガラス質層（４）を形成するステップと；
（ｃ）前記ガラス質層（４）を介し前記受け入れ基板（７）を前記歪み層（２）に接合するステップと；
（ｄ）前記ドナー基板（１）の一部分を除去するステップであって、前記受け入れ基板（７）と、前記ガラス質層（４）と、前記歪み層（２）と、結果的に表面層（１Ｂ）を形成することとなる前記ドナー基板（１）の除去されない部分とを備える構造を形成するステップと；
（ｅ）粘性温度に近いか、それを上回る温度で前記構造を熱処理するステップと、を含むことを特徴とする、緩和または擬似緩和層を形成する方法。
【請求項２】
ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）とを、前記歪み層（２）の材料の内少なくとも１種の実質的な拡散より前、前記歪み層の汚染より前、および前記歪み層（２）の表面が制御できないほど反応的になる前に行うことを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｄ）より後に、前記表面層（１Ｂ）の少なくとも一部分を第２の粘性温度から粘性を帯びる材料に変換し、その結果第２のガラス質層（８）を形成する被制御処理をさらに含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｅ）を、前記第２のガラス質層（８）の形成の最中もしくはその後に続けて行うことを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｅ）より後に、前記第２のガラス質層（８）を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項６】
半導体材料から選ばれた材料の前記構造の上での最終結晶成長ステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項または請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ガラス質層（４）を前記受け入れ基板（７）の上で形成すること、および本方法がステップ（ｃ）より前に、厚みが前記歪み層（２）の厚みに満たない薄層を前記歪み層（２）の上で形成するステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）が以下の２つの連続する操作、すなわち：
（ｂ１）前記歪み層の上で半導体材料層を成長させる操作；
（ｂ２）ステップ（ｂ１）で形成した層の少なくとも一部分を、粘性温度から粘性を帯びる材料に変換し、その結果前記ガラス質層を形成する被制御処理を実行する操作を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｃ）より前に、前記受け入れ基板（７）の上で接合層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記接合層がＳｉＯ２であることを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（ｄ）の材料除去を、前記ドナー基板（７）内にある脆化エリアにおける、表面層（１Ｂ）の厚みに近い深さにてエネルギーを供給することによる分離によって実質的に達成することを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ）より前に、前記ドナー基板（７）の中に原子種を注入することによって前記脆化エリアを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ａ）より前に、ドナー基板（７）を形成するステップをさらに含むことを特徴とし、前記ステップは以下の操作、すなわち：
・結晶性保持基板（１Ａ）の上で有孔層（６）を形成する操作と；
・前記有孔層（６）の上で結晶層（１Ｂ）を成長させる操作と、を含み；
その全体［保持基板（１Ａ）＼有孔層（６）＼結晶層（１Ｂ）］が前記ドナー基板（１）に当り、前記有孔層（６）が前記ドナー基板（１）内の脆化エリアにあたる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（ｄ）の材料除去が選択的化学エッチングを含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（ｂ）で形成する前記ガラス質層（４）が電気的に絶縁することを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）で形成する前記ガラス質層（４）がＳｉＯ２であることを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項１７】
・前記ドナー基板（１）がＳｉであること；および
・前記歪み層（２）がＳｉ１−ｘＧｅｘであることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
・前記ドナー基板（１）がＳｉバルク保持基板（１−１）と、ＳｉからＳｉ１−ｚＧｅｚにかけて格子パラメータを適合するバッファ構造（１−２、１−３）とを備えること；
・前記歪み層（２）がＳｉ歪み層（２−１）とｘ＞ｚのＳｉ１−ｘＧｅｘ歪み層（２−２）とを備えることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
・ステップ（ｂ１）で成長させる層がＳｉであること；
・ステップ（ｂ２）で施す被制御処理が、ステップ（ｂ１）で形成した前記層のＳｉの少なくとも一部分をＳｉＯ２に変換し、その結果前記ＳｉＯ２ガラス質層（４）を形成する被制御熱酸化処理であることを特徴とする、請求項８、請求項１６、及び請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記被制御処理が、前記表面層（１Ｂ）におけるＳｉの少なくとも一部分をＳｉＯ２に変換し、その結果前記第２のＳｉＯ２ガラス質層を形成する被制御熱酸化処理であることを特徴とする、請求項３を組み合わせた先行する３つの請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｅ）より後に、フッ化水素酸に基づく化学処理により前記第２のガラス質層（８）を除去するステップをさらに含むことを特徴とする、先行する請求項に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｅ）が熱処理を含むことを特徴とする、先行する４つの請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記第２のガラス質層（８）の除去より後の前記構造上での成長に用いる材料がＳｉであることを特徴とする、先行する５つの請求項のいずれかを組み合わせた、請求項６に記載の方法。
【請求項２４】
ステップ（ｂ）で形成するガラス質層（４）が電気的に絶縁すること、および形成された前記構造が絶縁体上半導体構造であることを特徴とし、その半導電性の厚みがステップ（ｅ）で緩和または擬似緩和された歪み層（４）を備える、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
コンポーネント製造のための準備をするステップ、及び前記歪み層において、あるいはその上（１１）で任意にエピタキシ成長した層（４）においてコンポーネントを製造するステップの少なくとも一方をさらに含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば絶縁体上半導体構造等、電子工学、光学、または光電子工学用の最終的構造を形成するための基板上での緩和または擬似緩和層の形成に関し、その緩和層は半導体材料から選ばれた材料で作製する。
【０００２】
本発明は特に、緩和層の上での、そして緩和層を通じての、歪み層の形成を含む。
【０００３】
例えば上記の点について、緩和または擬似緩和ＳｉＧｅ層によって歪むＳｉの層は、緩和Ｓｉ層の中に存在する電荷担体移動度より大きい、１００％程度の電荷担体移動度等、興味深い性質を実現することがある。
【０００４】
本明細書においては、層を構成する結晶性材料がその公称格子パラメータに概ね等しい格子パラメータを、すなわちそのバルク平衡形状での材料の格子パラメータに概ね等しい格子パラメータを有する場合、当該の層は「緩和している」と称する。
【０００５】
本明細書においては逆に、層を構成する結晶性材料がエピタキシ等の結晶成長時に引張または圧縮で弾性的に歪み、そのためにかかる格子パラメータが当該の材料の公称格子パラメータから大幅に異なることを余儀なくされる場合、当該の層は「歪んでいる」と称する。
【発明の背景】
【０００６】
特に以下のステップを含む方法を適用することにより、基板上で緩和層を形成する方法が知られている：
（１）ドナー基板上での半導体材料の薄層のエピタキシ；
（２）薄層における受け入れ基板の接合；
（３）ドナー基板の一部の除去。
【０００７】
上記の方法によって絶縁体上半導体構造を作製してもよく、この場合、その半導体部分は前記緩和薄層を少なくとも部分的には具備または構成し、絶縁体部分は通例、ステップ（１）とステップ（２）との間の中間ステップで形成する。
【０００８】
薄層の製造は：
・ステップ（１）の適用時；または
・その後の処理時に達成してもよい。
【０００９】
第１の場合において、保持基板とバッファ層とから成るドナー基板を用いる方法が知られており、そのバッファ層は塑性変形を閉じ込めるため、その上でエピタキシ成長する薄層は、いかなる歪みからでも緩和される。かかる方法は、例えば特許文献US2002/0072130及びWO99/53539に記載されている。
【００１０】
ただし、バッファ層の製造には往々にして時間と費用がかかる。
【００１１】
第２の場合において、ドナー基板はバッファ層を具備せず、そこでステップ（１）はドナー基板によって歪むこととなる薄層の成長を含む。
【００１２】
よって、例えばＳｉＧｅ層は、Ｓｉ基板の上で直に、ＳｉＧｅ層が全域において歪むような厚みの上で、成長するであろう。
【００１３】
特にB.Hollanderらの文献、“Strain relaxation of pseudomorphic Si1-xGex/Si〔100〕 heterostructures after hydrogen or helium ion implantation for virtual substrate  fabrication（仮想基板製造のための水素／ヘリウムイオン注入後の擬似形態Si1-xGex/Si〔100）ヘテロ構造のひずみ緩和）”〔Nuclear and Instruments and Methods in Physics  Research B175-177〔2001〕357-367〕に記載の、第１のＳｉＧｅ層緩和技術では、ステップ（２）を施す前に、Ｓｉ基板において所定の深さで水素またはヘリウムイオンを注入することによってＳｉＧｅ層を緩和する。
【００１４】
ただし、かかる第１の技術で通常得られる緩和率は依然として他の技術に比べてやや低い。
【００１５】
第２の技術の研究は、特にHobartらによる文献“Compliant Substrates：A comparative  study of the relaxation mechanisms of strained films bonded to high and low viscosity（準拠基板：高・低粘度で接合されたひずみ膜の緩和メカニズムの比較研究）”（Journal  of Electronic Materials, vol.29, No.7, 2000）に開示されている。
【００１６】
ステップ（３）でドナー基板を除去した後は、ステップ（２）でＢＰＳＧガラスに接合した歪みＳｉＧｅの層を緩和または擬似緩和するため、熱処理を施す。
【００１７】
よって熱処理の時には、熱処理の温度で粘性をおびたガラスの層を介して歪み層が緩和するように見える。
【００１８】
ただし後者の技術は、ＳｉＧｅ薄層が露出している場合にＳｉＧｅ薄層の緩和をともなう。
【００１９】
ところで、熱処理中（ルームＲＴＡ処理、犠牲酸化、リカバリーアニーリング等）にそのようなＳｉＧｅ層を気体大気にさらすこと（露出）は、同層の品質にとってひどく不利なものに終わることがあり、その際同層に含まれるＧｅは外側へ著しく拡散することがあり（ひいては層の分解を招くことがあり）、さらに同層は外来の汚染物質によって汚染することがある。
【００２０】
しかも、かかるＳｉＧｅ層は表面上にあり、そのために、仕上げ処理（研磨、平滑化、酸化、洗浄等）等の処理を受けることもある。
【００２１】
ところで、ＳｉＧｅのためのそれらの処理は、Ｓｉ向けの処理ほどには十分に極められていない。
【００２２】
そして、ＳｉＧｅを扱う際の制御の欠如が、今度は、所望の構造を作製するに当り、更なる困難を招く。
【発明の開示】
【００２３】
本発明は、基板上で緩和または擬似緩和層を形成する方法を提供することによってそれらの困難を克服することを試みるものであり、その緩和層は半導体材料から選ばれた材料とし、その方法は以下のステップ、すなわち：
（ａ）ドナー基板の上で、半導体材料から選ばれた材料から成る弾性的に歪む層を成長させるステップと；
（ｂ）歪み層の上、または受け入れ基板の上で、粘性温度から粘性をおびた材料で作製されるガラス質層を形成するステップと；
（ｃ）受け入れ基板を、ガラス質層を介して歪み層に接合するステップと；
（ｄ）ドナー基板の一部分を除去するステップであって、受け入れ基板と、ガラス質層と、歪み層と、結果的に表面層を形成することとなるドナー基板の除去されない部分とを備える構造を形成するステップと；
（ｅ）粘性温度に近いか、それを上回る温度で構造を熱処理するステップと、を含む。
【００２４】
このほかに、基板上で緩和または擬似緩和層を形成する方法には、次のような特徴がある：
−ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）とは、歪み層の材料の内少なくとも１種が実質的に拡散する前に、ストレスを受ける層が汚染する前、およびストレスを受ける層の表面が制御できないほど反応的になる前に実行する；
−ステップ（ｄ）の後に被制御処理を施すことで、表面層の少なくとも一部分を第２の粘性温度から粘性を帯びる材料に変換し、その結果第２のガラス質層を形成する；
−ステップ（ｅ）は、第２のガラス質層の形成の最中もしくはその後に続けて実行する；
−ステップ（ｅ）の後には第２のガラス質層を除去するためのステップを施す；
−本方法はさらに、半導体材料から選ばれた材料の構造の上に施す最終結晶成長ステップを含む；
−受け入れ基板の上ではガラス質層を形成し、また本方法は、ステップ（ｃ）より前に、厚みが歪み層の厚みに満たない薄層を歪み層の上で形成するステップをさらに含み；
−ステップ（ｂ）は以下の２つの連続する操作、すなわち：
（ｂ１）歪み層の上で半導電性層を成長させる操作と；
（ｂ２）ステップ（ｂ１）で形成した層の少なくとも一部分を、粘性温度から粘性を帯びる材料に変換するための被制御処理を実行し、その結果ガラス質層を形成する操作と、を含む；
−ステップ（ｃ）より前に、受け入れ基板の上で接合層を形成するステップ；
−接合層はＳｉＯ２である；
−ステップ（ｄ）の材料除去は、ドナー基板内にある脆化エリアにおける、表面層の厚みに近い深さにてエネルギーを供給することによる分離によって実質的に達成する；
−ステップ（ｃ）より前に、ドナー基板の中に原子種を注入することによって脆化エリアを形成するステップ；
−ステップ（ａ）より前に、ドナー基板を形成するステップであって、かかるステップは以下の操作、すなわち：
・結晶性支持基板の上で有孔層を形成する操作、
・有孔層の上で結晶層を成長させる操作を含み；
その全体［支持基板／有孔層／結晶層］は前記ドナー基板に当り、有孔層はドナー基板内の脆化エリアにあたる。
−ステップ（ｄ）の材料除去は選択的化学エッチングを含む；
−ステップ（ｂ）で形成するガラス質層は電気的に絶縁する；
−ステップ（ｂ）で形成するガラス質層はＳｉＯ２である；
−ドナー基板はＳｉであり、歪み層はＳｉ１−ｘＧｅｘである；
−ドナー基板はＳｉバルク保持基板と、Ｓｉの格子パラメータをＳｉ１−ｘＧｅｘに適合するバッファ構造とを備え、また歪み層はＳｉ歪み層とｚ＞ｘのＳｉ１−ｚＧｅｚ歪み層と、を備える； 
−ステップ（ｂ１）で成長させる層はＳｉであり、ステップ（ｂ２）で施す被制御処理は、ステップ（ｂ１）で形成した層のＳｉの少なくとも一部分をＳｉＯ２に変換し、その結果ＳｉＯ２ガラス質層を形成する被制御熱酸化処理である；
−前記被制御処理は、表面層におけるＳｉの少なくとも一部分をＳｉＯ２に変換し、その結果第２のＳｉＯ２ガラス質層を形成する被制御熱酸化処理である；
−本方法はさらに、ステップ（ｅ）より後に、フッ化水素酸に基づく化学処理によって第２のガラス質層を除去するステップを含む；
−ステップ（ｅ）は熱処理を含む；
−第２のガラス質層の除去より後の構造の上での成長に用いる材料はＳｉである；
−ステップ（ｂ）で形成するガラス質層は電気的に絶縁し、また形成される構造は絶縁体上半導体構造であり、その半導電性の厚みはステップ（ｅ）で緩和または擬似緩和された歪み層を備える；
−本方法はさらに、コンポーネント製造のための準備をするステップ、及び歪み層において、その上で任意にエピタキシ成長した層においてコンポーネントを製造するステップの少なくとも一方を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の他の態様、目的、及び利点は、添付の図面を参照する、非制限的な例示としての、本発明の好適な方法の応用についての下記の説明を読むことにより、さらに明白となるであろう。
【００２６】
本発明の第１の課題は、基板上に緩和または擬似緩和有用層を形成することである。
【００２７】
本発明の第２の課題は、緩和または擬似緩和有用層の上で歪み材料の有用層を形成することである。
【００２８】
本発明による「有用層」とは、本発明による方法を適用した後の処理中に電子工学、光学、または光電子工学用コンポーネントを受け入れることを意図する層である。
【００２９】
本発明の第３の課題は、本発明による方法の適用で終始、そして特に熱処理中に、緩和または擬似緩和すべき層を、それを内包する構造をとりまく大気から保護することで、それを構成する材料の１つ以上の原子種が拡散可能となるのを防ぐことである。
【００３０】
本発明の第４の課題は、作製中に緩和または擬似緩和すべき層の品質を損なうことなく、所望の構造に対し様々な表面仕上げ技術を適用できるようにすることである。
【００３１】
第４の課題は特に、緩和または擬似緩和すべき層がＳｉ１−ｘＧｅｘであって、さらに通常はＳｉ構造または層上で適用される、構造上での様々の処理技術の使用が望まれる特定の場合において達成すべきものである。
【００３２】
本発明による方法は、前記の主要ステップ（１）、（２）及び（３）を含む。
【００３３】
本発明による好適な方法を、図１ａ−１ｉを参照して説明する。
【００３４】
本発明によるソースウェハ１０を、図１ａを参照して示す。
【００３５】
ウェハ１０は、ドナー基板１と歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ層２から成る。
【００３６】
ドナー基板１の第１の構成において後者は全面的に、第１の格子パラメータを備える単結晶Ｓｉから成る。有利には、ここではかかるドナー基板１をチョクラルスキー成長で作製する。
【００３７】
ドナー基板１の第２の構成において後者は、歪み層２との界面を呈し、その歪み層２との界面にて第１の格子パラメータを有する、上位Ｓｉ層（図１で図示せず）を備える擬似基板である。
【００３８】
有利には、上位層の第１の格子パラメータはＳｉの公称格子パラメータであるから、後者は緩和状態にある。
【００３９】
上位層はさらに十分に大きな厚みを有するため、上を覆う歪み層２にその格子パラメータを課すことができ、後者がドナー基板１の上位層の結晶構造に大きく影響することはない。
【００４０】
選択するドナー基板１の構成がいずれのものであれ、後者は、転位等の構造的欠陥の密度が低い結晶構造を備える。
【００４１】
歪み層２は、好ましくは単一のＳｉ１−ｘＧｅｘ厚みからのみ成る。
【００４２】
かかる歪み層２におけるＧｅ濃度は、好ましくは１０％より高い、すなわち０．１０より大きいｘ値である。
【００４３】
Ｇｅの格子パラメータはＳｉより約４．２％大きいため、かかる歪み層２を形成するために選ばれる材料は、第１の格子パラメータよりもかなり大きな第２の公称格子パラメータを有する。
【００４４】
形成された歪み層２はその際ドナー基板１による圧縮で弾性的に歪む、すなわち歪み層２は歪むことによりその構成材料の第２の格子パラメータを大きく下回る格子パラメータを持ち、そのため、第１の格子パラメータに近い格子パラメータを有する。
【００４５】
好ましくは、歪み層２はさらに、概ね一定の原子組成を有する。
【００４６】
有利には、歪み層２は、例えばＬＰＤ、ＣＶＤ、及びＭＢＥ（それぞれ液相沈着法、化学蒸着法、分子線エピタキシ法の略語）技術等、公知の技術を用いて、エピタキシ等の結晶成長によりドナー基板１上で形成する。
【００４７】
例えば、点欠陥や転位等の延在する欠陥等、極端に多くの結晶学的欠陥を伴わずにそのような歪み層２を得るには、ドナー基板１と歪み層（その保持基板１との界面付近）とを形成する結晶材料として、それぞれの第１及び第２の公称格子パラメータ間の差が十分に小さくなるものを選択することが有利である。
【００４８】
例えば、かかる格子パラメータ差は典型的には約０．５％と約１．５％との間であるが、それより大きな値でもよい。
【００４９】
例えば、ｘ＝０．３のＳｉ１−ｘＧｅｘは、Ｓｉより約１．１５％大きい公称格子パラメータを有する。
【００５０】
他方、歪み層２の厚みが概ね一定であれば、概ね一定の固有の性質を獲得できるか、先々の受け入れ基板５との接合（図１に示す）を助長するか、あるいはその両方であるために好ましい。
【００５１】
歪み層２の緩和を防ぐため、または塑性タイプの内部欠陥の出現を防ぐため、後者の厚みはさらに、弾性歪みの臨界厚みを下回るべきである。
【００５２】
かかる臨界弾性歪み厚みは主に、歪み層２のために選ばれる材料と、ドナー基板との前記格子パラメータ差とに依存する。
【００５３】
ただしそれは、それが形成された際の温度等の成長パラメータ、エピタキシ成長が行われたところの核形成部位、あるいは使用する成長技術（例えばＣＶＤまたはＭＢＥ）等にも依存する。
【００５４】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層の臨界厚み値については、Friedrich Schafflerによる文献“High-mobility Si and Ge structures（高移動度Ｓｉ・Ｇｅ構造）”（“Semiconductor  Science Technology” 12〔1997〕1515-1549）を参照されたい。
【００５５】
他の材料について、当業者であれば、ドナー基板１上で形成する歪み層２のために選ばれる材料の臨界弾性厚みの値を判断するに当り、今日の技術を参照できよう。
【００５６】
よって、ｘが０．１０と０．３０との間であるＳｉ１−ｘＧｅｘは、特に成長パラメータを適合することにより、２００Åと２０００Åとの間、好ましくは２００Åと５００Åとの間の典型的厚みを有する。
【００５７】
したがって、形成された歪み層２は、その成長基板１のそれにほぼ近い格子パラメータを持ち、圧縮において内部弾性歪みを呈する。
【００５８】
図１ｃを参照すると、ガラス質層４の第１の実施形態により、歪み層２の上でガラス質層４が形成されている。
【００５９】
ガラス質層４を構成する材料は、粘性温度ＴＧから粘性を帯びるものとする。
【００６０】
有利には、ガラス質層４の材料は以下の材料、すなわちＢＰＳＧ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮの内の１つとする。
【００６１】
ＳｉＯｘＮｙのガラス質層４を形成する場合は、かかる材料の窒素組成と実質的に相関関係にある粘性温度ＴＧを変えるため、ｙの値を有利に変更してもよい。
【００６２】
よって、その上の成長組成とともに、ガラス質層４のＴＧを、典型的にはＳｉＯ２のそれ程度のＴＧ（１１５０℃前後で変動することがある）とＳｉ３Ｎ４のそれ程度のＴＧ（１５００℃より高い）との間で変更することが可能となる。
【００６３】
その結果、ｙを変えることによって大きなＴＧ範囲をカバーできよう。
【００６４】
ガラス質層４のＴＧ値は、基本的にガラス質層の材料に依存する場合、それが形成されたときの条件によって変動することもある。
【００６５】
ある有利な展開においては、ＴＧを“任意に”選択するため、ガラス質層４を形成するための条件を制御可能に適合してもよい。
【００６６】
したがって、温度、持続期間、適用量、気体大気のポテンシャル等、沈着パラメータは変更してもよい。
【００６７】
その結果、ＴＧを減少させる性質を持ち得るホウ素や燐等、ガラス化大気中に含まれる主気体要素にドーピング要素を加えてもよい。
【００６８】
歪み層２は：
−歪み層２に含まれるゲルマニウムが大気中に拡散できる前；及び
−歪み層２がかなり汚染する前；及び
−歪み層２の表面が制御できないほど反応的になる前に；
ガラス質層４で覆うことが重要であり、その全体がＲＴＡタイプのアニーリング処理や犠牲酸化処理等、高温での熱処理を受ける場合は特に重要である。
【００６９】
ガラス質層４の好適な実施形態においては、以下のステップを歪み層２に施す：
（ｂ１）図１ｂを参照し、歪み層２の上で半導体材料層３を成長させるステップ；その後
（ｂ２）図１ｃを参照し、ステップ（ｂ１）で形成した層の少なくとも一部分を粘性温度から粘性を帯びる材料に変換し、その結果ガラス質層４を形成する被制御処理を施すステップ。
【００７０】
有利には、層３のために選ぶ材料は、歪み層２の歪みを変えないようにするため、Ｓｉである。
【００７１】
形成された層３の厚みは、典型的には約５Åと約５０００Åとの間、より具体的には約１００Åと約１０００Åとの間である。
【００７２】
上で説明したのと同じ理由につき、ステップ（ｂ１）での層３の結晶成長は、好ましくはＧｅの拡散より前に、すなわち：
・歪み層２を形成するための温度が保たれる場合には歪み層２の形成の直後に；または
・歪み層２形成の直後に生じる室温への温度低下の後に続く温度上昇の直後、に施す。
【００７３】
層３を成長させる好適な方法は、歪み層２の成長に次ぐ原位置成長である。
【００７４】
ステップ（ｂ１）で用いる成長技術は、エピタキシ、ＬＰＤ、ＣＶＤ、またはＭＢＥ等の技術でもよい。
【００７５】
ガラス質層４は、所定の組成を有する大気の下での熱処理によって作製してもよい。
【００７６】
よって、Ｓｉ層３をＳｉＯ２ガラス質層４に変換するため、ステップ（ｂ２）ではＳｉ層３に被制御熱酸化処理を施してもよい。
【００７７】
後者のステップの最中には、形成される酸化物の厚みを制御するため、および層２及び３間の界面付近で酸化を停止させるために、酸化処理のパラメータ（温度、持続期間、酸素濃度、酸化大気の他の気体等）を正確に適用することが大切である。
【００７８】
そのような熱酸化のためには、好ましくは乾燥酸素や蒸気大気が、１ａｔｍ以上の圧力にて使われてもよい。
【００７９】
その際好ましくは、表面層３の酸化を制御するため、酸化の持続期間は変更されてもよい。
【００８０】
ただし、時間パラメータとの組み合わせで、または時間パラメータとは別に、他の１つまたは複数のパラメータを変更することにより、かかる制御を達成してもよい。
【００８１】
ＳｉＧｅ層上のかかるＳｉＯ２ガラス質層４の本実施形態については、特に特許文献US6352942で詳細を参照されたい。
【００８２】
ガラス質層４の第２の実施形態により、また図１ｂ及び１ｃによってそれぞれ参照される前記２つのステップ（ｂ１）及び（ｂ２）の代替として、歪み層２上で原子種を沈着する方法により原子種の沈着を施す。
【００８３】
第１の場合においては、粘性材料から成る原子種が直接的に沈着されよう。
【００８４】
よって、例えばＳｉＯ２ガラス質層４を形成するため、ＳｉＯ２分子を沈着してもよい。
【００８５】
第２の場合においては、以下の操作が施されてもよい。
・アモルフォスＳｉ層を形成するためのアモルフォスＳｉ原子種の沈着；また
・かかるアモルフォスＳｉ層の熱酸化、それによりＳｉＯ２ガラス質層４を形成する。
【００８６】
かかる沈着のいずれの場合を選択しても、原子種の沈着はＧｅの拡散より前、歪み層２の汚染と不制御の表面再活性化より前に実行すべきであり、その間歪み層２が高温で保たれるのであれば、なおさらそのようにすべきである。
【００８７】
図１ｄ、１ｅ、及び１ｆを参照し、歪み層２とガラス質層４とを、受け入れ基板７上に移すため、ドナー基板１から取り上げるステップを示す。
【００８８】
この目的のため、本発明による方法は２つの連続する主要ステップから成る技術を適用する：
・受け入れ基板７とガラス質層４との接合；
・ドナー基板１の一部分の除去。
【００８９】
図１ｉを参照すると、前記接合が施されている。
【００９０】
接合に先立ち、接合すべき２つの表面の少なくとも一方で接合層を形成する任意のステップを施してもよく、かかる接合層は室温かそれより高い温度で接合性質を有する。
【００９１】
よって例えば、接合すべき他方の表面がＳｉＯ２かＳｉである場合は特に、ＳｉＯ２層を形成することで接合品質を改善できよう。
【００９２】
その際、かかるＳｉＯ２接合層は、ＳｉＯ２原子種を沈着することによって、あるいは後者の表面がＳｉであれば、接合すべき表面の熱酸化によって、有利に作製される。
【００９３】
接合すべき表面をできるだけ滑らかに、および清潔にするため、接合に先立ち、接合すべき表面を準備するステップを有利に施す。
【００９４】
弱化学エッチング、ＲＣＡ処理、オゾン化槽、水洗い等、接合すべき表面を洗浄するために相応しい化学処理を施してもよい。
【００９５】
研磨、研削、ＣＭＰ（化学的機械的平坦化法）、原子種ボンバード等、機械的または機械化学的処理を施してもよい。
【００９６】
かかる接合操作は、接合すべき表面を互いに接触させることによって実行する。
【００９７】
その接合結合は、好ましくは、接合すべき表面の親水性を利用する分子的性質のものとする。
【００９８】
接合すべき表面の親水性を与えるため、または強化するため、例えば脱イオン水を使った水洗い等、槽における接合すべき両構造の予備浸漬を施してもよい。
【００９９】
接合結合を強化することにより、例えば共有結合や、その他の結合等の接合結合の性質を変えることにより、接合された全体のアニーリングをさらに施してもよい。
【０１００】
よって、もしもガラス質層がＳｉＯ２であって、特に受け入れ基板７への接合に先立って、予めＳｉＯ２接合層が形成されている場合、アニーリングによって接合結合を強化できよう。
【０１０１】
接合技術に関する詳細については、Q.Y.Tong、U.Gosele、及びWileyによる文献“Semiconductor Wafer Bonding（半導体ウェハボンディング）”（Science and technology， Interscience Technology）を参照されたい。
【０１０２】
全体を接合した後、本発明により好適な材料の除去を施すが、それはドナー基板１の中にある脆化エリア６にてエネルギーを供給することにより、ドナー基板１の一部分を引き離すことを含む。
【０１０３】
図１ｄ及び１ｅを参照すると、かかる脆化エリア６は接合表面に概ね平行なエリアであり、ドナー基板１の下位部分１ａとドナー基板１の上位部分１ｂとの間で結合脆性を呈し、よってそれらの脆弱結合は、熱エネルギーや機械的エネルギー等のエネルギーが供給された時に壊れることがある。
【０１０４】
脆化エリア６の第１の実施形態によると、スマートカット(R)と呼ばれる技術を適用するが、それは第１に、脆化エリア６におけるドナー基板１への原子種の注入を含む。
【０１０５】
注入する種は、水素、ヘリウム、それら両種の混合、またはその他の軽量種でよい。
【０１０６】
注入は、好ましくは接合の直前に行う。
【０１０７】
注入エネルギーの選択に当っては、ガラス質層４の表面を通じて注入される種が、ガラス質層４の厚み、歪み層２の厚み、および受け入れ基板１の上位部分１ｂの所定の厚みを横断するよう選択する。
【０１０８】
ドナー基板１への注入は、好ましくは、ドナー基板からの分離ステップ中に歪み層２が損害を被らないようにするため、十分に深くする。
【０１０９】
よって、ドナー基板における注入深さは、典型的には約１０００Åである。
【０１１０】
脆化エリア６における結合の脆性は主に適用量の選択によって得られ、その適用量は典型的には１０１６ｃｍ−２と１０１７ｃｍ−２との間、より具体的には約２．１０１６ｃｍ−２と７．１０１６ｃｍ−２との間である。
【０１１１】
その際、脆化エリア６での分離は、通常、機械的エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方を供給することによって実行する。
【０１１２】
スマートカット(R)に関する詳細については、J.-P.Colingeによる文献、“Silicon-On-Insulator Technology：Materials to VLSI（シリコン−オン−インシュレータ：ＶＬＳＩの材料）, 2nd edition”、Kluwer Academic Publishers編、５０及び５１ページを参照されたい。
【０１１３】
脆化エリア６の第２の実施形態によると、特に特許文献EP0849788に記載された技術を適用する。
【０１１４】
ここで、脆化層６は、歪み層２を形成する前、およびドナー基板１の形成中に作製する。
【０１１５】
脆化層の作製は、以下の主要操作を含む：
・Ｓｉ保持基板１Ａ上での有孔層の形成；
・有孔層上でのＳｉ層１Ｂの成長。
【０１１６】
その際、全体／保持基板１Ａ／有孔層／Ｓｉ層１Ｂ／がドナー基板１を形成し、その際、有孔層はドナー基板１の脆化エリア６を形成する。
【０１１７】
熱及び機械的エネルギーの少なくとも一方を供給する等、有孔脆化エリア６でのエネルギーの供給は、層１Ｂからの保持基板１Ａの分離を招く。
【０１１８】
よって、上記２つの非限定的実施形態の内の１つに従って達成する、脆化エリア６で材料を除去する、本発明による好適な技術は、ドナー基板１の大部分を１つの塊として、速やかに除去することを可能にする。
【０１１９】
それはまた、別の方法で、例えば本発明による方法で、ドナー基板１の除去された部分１Ａを再使用する可能性を提供する。
【０１２０】
除去された部分１Ａの上、およびドナー基板及び他の層の少なくとも一方の別の任意部分の上で、歪み層２の再形成を、好ましくは除去された部分の表面を研磨した後で施してもよい。
【０１２１】
図１ｆを参照すると、ドナー基板１の除去された部分１Ａから残りの部分１Ｂを引き離した後、仕上げ材料の除去を施し、残りの部分１Ｂを除去できるようにしている。
【０１２２】
かかる部分１Ｂを除去するため、および積層を完成するため（接合界面の強化、バンプの除去、欠陥の硬化等）、研磨、研削、ＣＭＰ平坦化法、ＲＴＡ熱アニーリング、犠牲酸化、化学エッチング等の仕上げ技術を、単独もしくは組み合わせて施してもよい。
【０１２３】
有利には、少なくともステップの終わりには、仕上げ材料の除去で、選択的化学エッチングを、機械的手段と組み合わせて、あるいは単独で施す。
【０１２４】
よって、ＫＯＨ、ＮＨ４ＯＨ（水酸化アンモニウム）、ＴＭＡＨ、ＥＤＰ、またはＨＮＯ３を主成分とする溶液、あるいはＨＮＯ３、ＨＮＯ２、Ｈ２Ｏ２、ＨＦ、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２ＳＯ２、ＣＨ３ＣＯＯＨ、Ｈ２Ｏ２、及びＨ２Ｏ等の物質を混合する現在研究中の溶液（特許文献WO99/53539、９ページで説明）を、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ層２に対して選択的にＳｉ部分１Ｂをエッチングするため有利に用いてもよい。
【０１２５】
接合ステップの後には、分離を伴わない、また脆化エリアを伴わない、本発明による更なる材料除去技術を、ドナー基板１の部分を除去するために施してもよい。
【０１２６】
それは、化学エッチング及び機械的エッチングの少なくとも一方を施す。
【０１２７】
例えば、エッチバックタイプの方法により、ドナー基板１から除去すべき材料に任意の選択的エッチングを施してもよい。
【０１２８】
かかる技術では、ドナー基板１を後ろから、すなわちドナー基板１の空いた面から、エッチングする。
【０１２９】
除去すべき材料に相応しいエッチング溶液を適用するウエットエッチングを施してもよい。
【０１３０】
プラズマまたはスプレーエッチング等、材料を除去するためドライエッチングを施してもよい。
【０１３１】
エッチング（一回または複数回）はさらに、化学的なもの、電気化学的なもの、または光化学的なものに限ってもよい。
【０１３２】
エッチング（一回または複数回）の前または後で、粉砕、研磨、機械的エッチング、または原子種の噴霧等、ドナー基板の機械的研削を行ってもよい。
【０１３３】
エッチング（一回または複数回）には、ＣＭＰ法での機械的研削剤の作用を任意に組み合わせた研磨等、機械的研削を伴ってもよい。
【０１３４】
ドナー基板１から材料を除去する前記の技術はいずれも、本明細書においては例として提示されているが、それらは決して限定的ではなく、本発明は、本発明による方法によりドナー基板１から材料を除去できるあらゆる種類の技術に及ぶ。
【０１３５】
図１ｆを参照すると、ドナー基板１の部分１Ｂは除去後に保存される。
【０１３６】
それには歪み層２を埋め込まれた状態で残す効果があり、よって、外部の大気から保護する効果があり、以下に本方法の適用に当って定めた前記第１の課題を達成する。
【０１３７】
すでに説明した技術、あるいは他の公知の技術から選ばれる材料除去技術がいかなるものであれ、任意に選択的化学エッチング、ＣＭＰ研磨、熱処理、原子種を用いたボンバード、または他の何らかの平滑化技術等、ドナー基板１の残りの部分１Ｂのための表面仕上げステップを有利に施す。
【０１３８】
よって、スマートカット(R)タイプの材料除去ステップを施した後には、以下の処理の内の１つ等の、平滑化技術を好ましくは使用する：
・約２００Å乃至約８００Åの厚みを得るための研磨；
・Ａｒ／Ｈ２ＲＴＡ高速アニーリングと、その後に続く約２００Å乃至約８００Åの厚みを得るための研磨；
・１回の高速ＲＴＡアニーリング；
・Ａｒ／Ｈ２オーブンアニーリング。
【０１３９】
（ドナー基板１の残りの部分１Ｂの）Ｓｉ表面に対して施されるそれらの仕上げ処理は特に、本発明の枠組内で実行する。
【０１４０】
実際には、それらの技術はＳｉＧｅ向けとしては未だに極められていないため、ＳｉＧｅ歪み層２が露出していた場合、かかる歪み層２を劣化させることなくこれらの技術を適用するのは困難だったであろう。
【０１４１】
Ｓｉ表面層１Ｂがあることにより、分離の後に得られる構造の表面を効率良く平滑化することができる。
【０１４２】
図１ｆを参照すると、材料除去の後には、受け入れ基板７と、ガラス質層４と、歪み層２と、Ｓｉ表面層１Ｂ（ドナー基板１の残りの部分に相当）とを備える構造が得られる。
【０１４３】
よって歪み層２は、上を覆う表面層１Ｂと下に横たわるガラス質層４とによって外部から実質的に保護される。
【０１４４】
代替の方法によると、表面層１Ｂは現状のまま保存される。
【０１４５】
しかし、図１ｇを参照すると、第２の粘性温度から粘性を帯びる材料から成る第２のガラス質層８の形成を構造の表面にて有利に適用し、その結果これを形成する。
【０１４６】
第２のガラス質層８のために選ばれる材料は、例えば以下の材料、すなわちＳｉＯ２、ＢＰＳＧ、ＳｉＯｘＮｙの内の１つでもよい。
【０１４７】
かかる第２のガラス質層８は、好ましくは相応しい被制御処理により、表面層１Ｂをガラス質層４に変換することによって形成する。
【０１４８】
よって、第２のガラス質層８は、所定の組成を有する大気の下での熱処理によって作製してもよい。
【０１４９】
よって、Ｓｉ表面層８をＳｉＯ２ガラス質層８に変換するため、Ｓｉ表面層８に被制御熱酸化処理を施してもよい。
【０１５０】
後者のステップの最中には、形成される酸化物の厚みを制御し、さらに層２及び１Ｂ間の界面付近で酸化を停止させるため、酸化処理のパラメータ（温度、持続期間、酸素濃度、酸化大気の他の気体等）を正確に適用することが大切である。
【０１５１】
そのような熱酸化のためには、好ましくは乾燥酸素や蒸気大気が、１ａｔｍ以上の圧力にて、約５００℃と約１０５０℃との間の温度にて、使われるであろう。
【０１５２】
その際、好ましくは表面層８の酸化を制御するため、酸化の持続期間は変更されるであろう。
【０１５３】
ただし、時間パラメータとの組み合わせで、または時間パラメータとは別に、他の１つまたは複数のパラメータを変更することにより、かかる制御を達成してもよい。
【０１５４】
常に図１ｇを参照すると、粘性温度に近いか、それを上回る温度での熱処理が、その際に施される。
【０１５５】
かかる熱処理の主たる目的は、歪み層２において歪みを緩和することである。
【０１５６】
実際、ガラス質層４の粘性温度ＴＧより高いか、それに近い温度での熱処理は、後者の層の粘性を引き起こすであろうし、それは、歪み層がそのガラス質層４との界面で緩和することを許し、その内部歪みの少なくとも一部分の減圧を引き起こすであろう。
【０１５７】
よって、ガラス質層４が熱酸化によって形成されるＳｉＯ２であれば、所定の期間にわたって持続する、最低で約１０５０℃、好ましくは最低で約１２００℃の熱処理により、歪み層２の緩和または擬似緩和が生じるであろう。
【０１５８】
熱処理は、通例数秒から数時間の間で持続する。
【０１５９】
今日の技術とは違い、かかる歪み層２の緩和は、特にＧｅの拡散を防ぐことにより、歪み層２を外界に接触させずに達成される。
【０１６０】
したがって、歪み層２は緩和層２’になる。
【０１６１】
歪み層２の緩和に加え、構造に対する別の熱処理効果を求めてもよい。
【０１６２】
熱処理を施す際の第２に求める目的は、さらに、受け入れ基板７とガラス質層４との間の接合を強化するアニーリングの達成であってもよい。
【０１６３】
実際、熱処理のために選ばれる温度はガラス質層４の粘性温度より高いかその前後であるため、一時的に粘性を帯びた後者から、受け入れ基板７との特段のより強い接着結合が生じることもある。
【０１６４】
よって、ＳｉＯ２ガラス質層４と、ＳｉＯ２接合層が上に施された受け入れ基板との接合の例を再び引き、両接触層の粘性から特段に強い共有結合を生じるであろう。
【０１６５】
第３に求める目的は、熱酸化により第２のＳｉＯ２ガラス質層８を形成するため、前記の熱処理を施すことである。
【０１６６】
実際、かかるガラス質層８は、歪み層２を緩和する熱処理とは別の同じ熱処理の最中もしくはそれに続けて、オーブンの中に酸素を同時に射出することにより形成するか、もしくはある熱処理は他の熱処理の後に続きまたはヒートサイクル中に形成する。
【０１６７】
最後に、全体／ガラス質層８／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ  ２’／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造２０が得られる。
【０１６８】
それにより、層２’の緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘは、隣接する両ガラス質層４及び８によって外部から保護される。
【０１６９】
その際、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’を露出するには、例えば相応しい化学処理により、ガラス質層８を除去すれば十分である。
【０１７０】
よって、ガラス質層８がＳｉＯ２の場合、ガラス質層８からＳｉＯ２を除去するため、構造２０をフッ化水素酸ＨＦによって有利に処理できよう。
【０１７１】
図１ｈを参照すると、／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ２’／ガラス質層４／受け入れ基板７から成る構造３０が最後に得られる。
【０１７２】
かかる構造３０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、ＳＧＯＩ構造（絶縁体上シリコンゲルマニウム）である。
【０１７３】
その際、かかる構造の緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’は、表面粗さが別の結晶性材料の成長と両立する表面を有する。
【０１７４】
表面の性質を改善するため、Ｓｉ１−ｘＧｅｘにとって相応しい、研磨等の軽微な表面処理を任意に施してもよい。
【０１７５】
図１ｉを参照すると、本発明の任意のステップにおいて、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’の上での成長Ｓｉ層を、それを構成する材料の歪み臨界厚みを大きく下回る厚みによって適用し、そのため、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’によって歪むことになる。
【０１７６】
最後に、歪みＳｉ／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ２’／ガラス質層４／受け入れ基板７から成る構造がその際に得られる。
【０１７７】
かかる構造４０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、Ｓｉ／ＳＧＯＩ構造である。
【０１７８】
図２ａ−２ｉ、図３ａ−３ｉ、及び図４ａ−４ｉを参照し、かかる方法の代案を提示する。
【０１７９】
図２ａ−２ｉを参照、またより具体的には図２ｇを参照すると、かかる方法は、表面層１Ｂを第２のガラス質層８に変換するステップを除き、図１ａ−１ｉを参照して説明したものと全般的には同じであり、ここでは表面層１Ｂ全体が変換されないよう、そのステップを施す。
【０１８０】
よって、そこには、第２のガラス質層８と歪み層２との間に挿入されたＳｉ表面層１Ｂの部分が残り、中間層９が形成される。
【０１８１】
図２ｈを参照すると、中間層９は、歪み層２を緩和するための熱処理の後に保存される。
【０１８２】
中間層９は、歪み臨界厚みに満たない厚みによって有利に保存されるため、それは後ほど緩和層２’によって歪む。
【０１８３】
図２ｉを参照すると、図２ｉのそれと概ね同じ歪みＳｉ層１１を形成するため、中間層９上でＳｉ層の成長を再開してもよい。
【０１８４】
適用すべき結晶成長の品質を改善するため、本明細書ですでに説明した技術の１つによる成長表面のための平滑化ステップを、シリコンの成長に対し事前に施してもよい。
【０１８５】
歪み層２の歪みを緩和するための熱処理を、Ｓｉ中へのＧｅ拡散が始まる、それぞれ標準の温度より高く標準の持続期間より長い温度と持続期間とで実行する特定の展開においては、歪み層２に含まれるＧｅが中間層９の中に拡散することがある。
【０１８６】
そのため、歪みＳｉＧｅ層２の緩和は、歪みＳｉ層１１のエピタキシを再開する前に施すのが好ましい。
【０１８７】
ただし、それとは別のある種の場合においては、この拡散効果が適切に制御されるのであれば、それが希求されることもある。
【０１８８】
よって、Ｇｅ種が両層２及び９の全体を通じて均一に分散し、Ｇｅ濃度が概ね均一化された独特のＳｉ１−ｘＧｅｘ層を形成するよう拡散を制御してもよい。
【０１８９】
後者の点についての説明は、特に特許文献US5461243、第３段、第４８から５８行に見出される。
【０１９０】
図３ａ−３ｉ、より具体的には図３ｃを参照すると、かかる方法は、層３をガラス質層４に変換するステップを除き、図１ａ−１ｉを参照して説明したものと全般的には同じであり、ここではそのステップを、層３全体が変換されないように施す。
【０１９１】
よってそこには、ガラス質層４と歪み層２との間に挿入されたＳｉ層３の部分が残り、挿入層５を形成する。
【０１９２】
かかる挿入層５は、１０ｎｍ前後の、いずれの場合も歪み層２のそれを大きく下回る典型的な厚みを有するように作製する。
【０１９３】
歪み層２の歪みを緩和するための熱処理の際、後者は粘性をおびたガラス質層４の粘性を利用することによりその内部弾性歪みエネルギーを減らそうとするであろうし、さらに挿入層５は上を覆う歪み層２に対し相対的に小さい厚みを有するため、歪み層２はその緩和要求を挿入層５に課すであろう。
【０１９４】
その結果、歪み層２により、挿入層５は、少なくとも部分的には歪みを被ることを余儀なくされる。
【０１９５】
その際、歪み層２は、少なくとも部分的には緩和層２’になる。
【０１９６】
その際、緩和挿入層５は歪み挿入層８’になる。
【０１９７】
後者の点についての説明は、特に特許文献US5461243、第３段、第２８から４２行に見い出される。
【０１９８】
図３ｈを参照すると、かかる歪み挿入層５’は、歪み層２を緩和するための熱処理の後に保存される。
【０１９９】
その際形成される構造は、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ／歪みＳｉガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造である。
【０２００】
かかる構造３０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、ＳＧ／ＳＯＩ構造である。
【０２０１】
その際、／歪みＳｉ／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造を最終的に得るため、例えばＨＦ：Ｈ２Ｏ２：ＣＨ３ＣＯＯＨ（選択性約１：１０００）に基づく選択的化学エッチングにより、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’を任意に除去することは可能である。
【０２０２】
かかる構造は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、歪みＳＯＩ構造である。
【０２０３】
この化学エッチングを施す代わりに、図３ｉを参照し、緩和層２’上でのＳｉ層成長を再開することが可能であり、図３ｉのそれと概ね同じ歪みＳｉ層１１を形成する。
【０２０４】
その際形成される構造は、歪みＳｉ／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ／歪みＳｉ／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造４０である。
【０２０５】
かかる構造４０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、Ｓｉ／ＳＧ／ＳＯＩ構造である。
【０２０６】
歪み層２の歪みを緩和するための熱処理を、Ｓｉ中へのＧｅ拡散が始まる、それぞれ標準の温度より高く標準の持続期間より長い温度と持続期間とで実行する特定の展開においては、歪み層２に含まれるＧｅが歪み挿入層５’の中に拡散することがある。
【０２０７】
そのため、歪みＳｉＧｅ層２の緩和は、歪みＳｉ層１１のエピタキシを再開する前に施すのが好ましい。
【０２０８】
ただし、それとは別のある種の場合においては、かかる拡散効果が適切に制御されるのであれば、希求されることもある。
【０２０９】
よって、Ｇｅ種が両層２及び５の全体を通じて均一に分散し、Ｇｅ濃度が概ね均一化された独特のＳｉ１−ｘＧｅｘ層を形成するよう拡散を制御してもよい。
【０２１０】
後者の点についての説明は、特に特許文献US461243、第３段、第４８から５８行に見出される。
【０２１１】
図４ａから４ｉ、より具体的には図４ｃ及び４ｇを参照すると、かかる方法は図１ａ−１ｉを参照しつつ説明したものと全般的には同じであるが、例外として：
・層３をガラス質層４に変換するステップは異なり、ここでは同ステップを、層３全体が変換されないように施す；
・表面層１Ｂを第２のガラス質層８に変換するステップは異なり、ここでは同ステップを、表面層１Ｂが変換されないよう施す。
【０２１２】
事実、この方法は、挿入層５（図３ｃ参照）を形成する、図３ｃを参照しつつ説明したものと同一のステップと、中間層９（図２ｇ参照）を形成する、図２ｇを参照しつつ説明したものと同一のステップとを含む。
【０２１３】
したがって、層５及び９の両方を形成する手段、ならびにそれら構造の発達の可能性と最終的構造へのそれらの作用は、図２ａ−２ｉと図３ａ−３ｉとを参照しつつ説明した方法におけるものと概ね同じである。
【０２１４】
図５ａ−５ｈ、より具体的には図５ｂ及び５ｄを参照すると、方法は図１ａ−１ｉを参照しつつ説明したものと全般的に同じであるが、例外として：
−ステップ５ｂを参照し、歪み層２上のエピタキシ成長Ｓｉ層３は極めて薄い層であり、その厚みは、典型的には１００乃至３００Åと、歪み層２のそれを大きく下回り；
−図５ｄを参照すると、ガラス質層４は、受け入れ基板７の上で形成される。
【０２１５】
よって、Ｓｉ層３により次のことが可能となるであろう：
−上を覆うＳｉＧｅ歪み層２を、Ｇｅ拡散、外来の汚染、そしてその表面の不制御の再活性化から保護すること；
−十分に極められていないＳｉＧｅ向けの表面仕上げ手段に対し、完全に極められた表面仕上げ手段をＳｉに適用すること、尚それらの仕上げ技術（本明細書で既述）は、特に受け入れ基板７との良好な接合をもたらす。
【０２１６】
図５ｄを参照すると、接合の前には、ガラス質層４の第１の実施形態により、受け入れ基板７の上でガラス質層４が形成される。
【０２１７】
ガラス質層４を形成する材料は、粘性温度ＴＧから粘性を帯びるものとする。
【０２１８】
有利には、ガラス質層４の材料は、以下の材料、すなわちＢＰＳＧ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮの内の１つとする。
【０２１９】
受け入れ基板上でガラス質層４を形成するこの第１の実施形態は、本明細書で（図１ｃを参照して）上述した歪み層２上でガラス質層４を形成する第１の実施形態と同様に適用する。
【０２２０】
したがって、例えば、受け入れ基板７のＳｉ表面の酸化からＳｉＯ２ガラス質層４を形成する。
【０２２１】
ガラス質層４の形成、およびガラス質層４と歪み層２との接合は、Ｇｅの拡散より前、歪み層２の表面の汚染と不制御の再活性化より前に実行すべきであり、その間歪み層２で高温が保たれるのであれば、尚更そのようにすべきである。
【０２２２】
受け入れ基板上ガラス質層４の第２の実施形態によると、受け入れ基板７上で原子種を沈着する手段により原子種の沈着を施す。
【０２２３】
第１の場合においては、ＳｉＯ２等のガラス質材料から成る原子種を直接的に沈着するであろう。
【０２２４】
第２の場合においては、以下の操作を施してもよい：
・アモルフォスＳｉ層を形成するためのアモルフォスＳｉ原子種の沈着；その後
・かかるアモルフォスＳｉ層の熱酸化、それによりＳｉＯ２ガラス質層４を形成する。
【０２２５】
かかる沈着のいずれの場合を選択しても、原子種の沈着はＧｅの拡散より前、歪み層２の表面の汚染と不制御の再活性化より前に実行すべきであり、その間歪み層２で高温が保たれるのであれば、尚更そのようにすべきである。
【０２２６】
図５ｅ、５ｆ、５ｇ、及び５ｈを参照すると、図３ｆ、３ｆ、３ｈ、及び３ｉを参照しつつ説明したものと同じ条件および同じ構成とが見られ、それにより、本方法において基準となる層５は、基準となる層３になる。
【０２２７】
具体的に換言すると、緩和のための熱処理中に：
−歪み層２はその際少なくとも部分的には緩和層２になる；
−挿入層３はその際歪み挿入層３’になる。
【０２２８】
図５ｇを参照すると、その際形成される構造は、／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ／歪みＳｉ／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造である。
【０２２９】
かかる構造３０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、ＳＧ／ＳＯＩ構造である。
【０２３０】
その際、／歪みＳｉ／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造を最終的に得るため、例えばＨＦ：Ｈ２Ｏ２：ＣＨ３ＣＯＯＨ（選択性約１：１０００）に基づく選択的化学エッチングにより、緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２’を任意に除去してもよい。
【０２３１】
かかる構造は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、歪みＳＯＩ構造である。
【０２３２】
かかる化学エッチングを施す代わりに、図５ｈを参照し、緩和層２’上でのＳｉ層成長を再開することが可能であり、図５ｈのそれと概ね同じ歪みＳｉ層１１を形成する。
【０２３３】
その際形成される構造は、歪みＳｉ／緩和Ｓｉ１−ｘＧｅｘ／歪みＳｉ／ガラス質層４／受け入れ基板７／から成る構造４０である。
【０２３４】
かかる構造４０は、ガラス質層４が電気的に絶縁する場合、例えばＳｉＯ２ガラス質層４等である場合、Ｓｉ／ＳＧ／ＳＯＩ構造である。
【０２３５】
歪み層２の歪みを緩和するための熱処理を、Ｓｉ中へのＧｅ拡散が始まる、それぞれ標準の温度より高く標準の持続期間より長い温度と持続期間とで実行する特定の展開においては、歪み層２に含まれるＧｅが歪み挿入層３’の中に拡散することがある。
【０２３６】
そのため、歪みＳｉＧｅ層２の緩和は、歪みＳｉ層１１のエピタキシを再開する前に施すのが好ましい。
【０２３７】
ただし、それとは別のある種の場合においては、この拡散効果が適切に制御されるのであれば、希求されることもある。
【０２３８】
よって、Ｇｅ種が両層２及び５の全体を通じて均一に分散し、Ｇｅ濃度が概ね均一化された独特のＳｉ１−ｘＧｅｘ層を形成するよう拡散を制御してもよい。
【０２３９】
後者の点についての説明は、特に特許文献US5461243、第３段、第４８から５８行に見いだされる。
【０２４０】
図６ａ−６ｈを参照、またより具体的には図６ｆを参照すると、方法は、表面層１Ｂを第２のガラス質層８に変換するステップを除き、図５ａ−５ｈを参照して説明したものと全般的には同じであり、ここではそのステップを、表面層１Ｂ全体が変換されないよう施す。
【０２４１】
よってそこには、第２のガラス質層８と歪み層２との間に挿入されたＳｉ表面層１Ｂの部分が残り、中間層９を形成する。
【０２４２】
図６ｇを参照すると、かかる中間層９は、歪み層２を緩和するための熱処理の後に保存される。
【０２４３】
かかる中間層９は、歪み臨界厚みに満たない厚みによって有利に保存するため、それは後ほど緩和層２’によって歪む。
【０２４４】
図６ｈを参照すると、図５ｈのそれと概ね同じ歪みＳｉ層１１を形成するため、中間層９上でＳｉ層の成長を再開することは可能である。
【０２４５】
適用すべき結晶成長の品質を改善するため、本明細書ですでに説明した技術の１つによる成長表面のための平滑化ステップを、シリコンの成長に対し事前に施してもよい。
【０２４６】
歪み層２の歪みを緩和するための熱処理を、Ｓｉ中へのＧｅ拡散が始まる、それぞれ標準の温度より高く標準の持続期間より長い温度と持続期間とで実行する特定の展開においては、歪み層２に含まれるＧｅが中間層９の中、あるいは挿入層３の中に拡散することもある。
【０２４７】
そのため、歪みＳｉＧｅ層２の緩和は、歪みＳｉ層１１のエピタキシを再開する前に施すのが好ましい。
【０２４８】
ただし、それとは別のある種の場合においては、かかる拡散効果が、適切に制御されるのであれば、希求されることもある。
【０２４９】
よって、Ｇｅ種が両層２、３及び９の全体を通じて均一に分散し、Ｇｅ濃度が概ね均一化された独特のＳｉ１−ｘＧｅｘ層を形成するよう拡散を制御してもよい。
【０２５０】
後者の点についての説明は、特に特許文献US5461243、第３段、第４８から５８行に見いだされる。
【０２５１】
本発明による上記６つの好適な方法のいずれかにより、またはそれと同等のものにより、コンポーネントを作製するステップを統合してよく、あるいは本発明による方法の後に続けてもよい。
【０２５２】
よって、コンポーネントを作製するための準備ステップを、本方法の最中に、図１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇ、５ｆ、または６ｆを参照し、その構造の歪みＳｉＧｅ層２にて、図１ｈ、２ｈ、３ｈ、４ｈ、５ｇ、または６ｇを参照し、そのＳＧＯＩ構造の緩和または擬似緩和ＳｉＧｅ層２’にて、あるいは図１ｉ、２ｉ、３ｉ、４ｉ、５ｈ、または６ｈを参照し、そのＳｉ／ＳＧＯＩ構造の歪みＳｉ層１１において施してもよい。
【０２５３】
好ましくは、それらの準備ステップは構造内に常に存在するガラス質層８によって達成されるであろうし、後者は、下に横たわる層、特にいずれもＳｉＧｅである歪み層２または緩和層２’を保護する。
【０２５４】
例えば、リソグラフィ、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング、またはパターンマスキングを伴うその他のエッチング技術等より、ガラス質層８を通じて層内でパターンをエッチングする局所的処理を行ってもよい。
【０２５５】
ある特定の場合においては、後ほど緩和熱処理を施す際の歪み層２の程よい緩和に寄与するため、アイランド等のパターンをＳｉＧｅ歪み層２の中にエッチングする。
【０２５６】
歪みＳｉ層１１において（または緩和ＳｉＧｅ層２’が歪みＳｉ層１１によって覆われない場合は緩和ＳｉＧｅ層２’において）は特に、トランジスタ等のコンポーネントを作製するための１つまたは複数のステップを、好ましくはＴＧに満たない温度（緩和層２’と歪み層１１の歪み比を変えないため）で施してもよい。
【０２５７】
本発明による特定の方法においては、歪みＳｉＧｅ層２を緩和するための熱処理の最中もしくはその後に続けてコンポーネントを作製するステップを施す。
【０２５８】
本発明による特定の方法においては、コンポーネントを作製するステップの最中もしくは、その後に続けて歪みＳｉ層のエピタキシステップを施す。
【０２５９】
脆化区域６の形成とガラス質層４の形成より前のソースウェハ１０を表す図７を参照し、図１ａ乃至１ｉ、２ａ乃至２ｉ、３ａ乃至３ｉ、４ａ乃至４ｉ、５ａ乃至５ｈ、及び６ａ乃至６ｈを参照し、先に詳述した様々な例とは異なる本発明の実施形態を、ドナー基板１と歪み層２とを構成する材料の選択に沿って、以下に提示する。
【０２６０】
実際、先に述べた別の例とは対照的に、ここでのドナー基板１は、Ｓｉの保持基板１−１と、ＳｉＧｅのバッファ層１−２とＳｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３とから成るバッファ構造とで構成される。
【０２６１】
保持基板１−１は、好ましくは単一結晶のバルク構造をとる。
【０２６２】
バッファ層１−２は例えば、バッファ層１−２内部のＧｅの全組成が、保持基板１−２との界面での０％からＳｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３との界面でのＧｅ１００ｚ％にかけて、段階的に発展する積層で構成できる。
【０２６３】
バッファ層１−２とは対照的に、上位層１−３は、その厚みの中で一定のＧｅ組成を有する。
【０２６４】
上位層１−３は、下に重なる層に対してその格子パラメータを割り当てるに当り、十分に重要な厚みを有する。
【０２６５】
さらに、Ｓｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３は、緩和構造を有する。
【０２６６】
よって、バッファ構造（バッファ層１−２と上位層から成る）は、次のことを可能にする：
・Ｓｉの保持基板１−１と上位層１−３のＳｉ１−ｚＧｅｚの公称格子パラメータとの間での格子パラメータの適合；
・結晶欠陥の閉じ込め、その際、上位層１−３の表面では、欠陥が皆無となるか僅少となる。
【０２６７】
ドナー基板１の上では、ＣＶＤ技術等（ＰＥＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ  ．．．）のエピタキシ技術によって、歪み層２を形成する。
【０２６８】
まずは、歪みＳｉ層２−１がその弾性歪みの緩和を開始する臨界厚みに満たない厚みによって、歪みＳｉ層２−１をドナー基板１の上に形成する。
【０２６９】
次に、先のＳｉ歪み層２−１の上でＳｉ１−ｘＧｅｘ歪み層２−２を形成し、弾性歪みの緩和が始まるＳｉ１−ｘＧｅｘの臨界厚みに満たない厚みを与える。
【０２７０】
ＳｉとＳｉ１−ｘＧｅｘのそれぞれの臨界厚みの情報は、例えばFriedrich Schafflerの“High mobility Si and Ge structures（高移動度Ｓｉ・Ｇｅ構造）”（”Semiconductor science technology” 12 〔1997〕1515-1549）から見出すことができる。
【０２７１】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２−２におけるＧｅのｘ組成は、上位層１−３におけるＧｅのｚ組成より大きい。
【０２７２】
ここで、歪み層２がＳｉ歪み層２−１とＳｉ１−ｘＧｅｘ層２−２とを含み、さらにドナー基板１が保持基板１−１とバッファ層１−２とＳｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３とを備えると考えれば、絶縁体上半導体構造３０または４０を製造する各種実施形態の先行の例（先行の図を参照し提示）は、図７のソースウェハ１０から容易に置き換えることができ、脆化区域６は上位層１−３かバッファ層１−２において形成する。
【０２７３】
表面仕上げステップ（例えば研磨、化学エッチング、酸化、アニーリング、その他仕上げ手段）の後、その際に得られる絶縁体上半導体構造（図示せず）は、受け入れ基板７、ガラス質層４、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ歪み層２−２、Ｓｉ歪み層２−１、およびＳｉ１−ｚＧｅｚ上位層１−３の残りの部分を連続的に備える。
【０２７４】
そして、以前に形成したガラス質層４の粘性温度に近いか、それを上回る温度での熱処理を処理する。
【０２７５】
その際、かかる熱処理によって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層２−２は、少なくとも部分的には緩和される。
【０２７６】
その際、緩和されたＳｉ１−ｘＧｅｘ層２−２は最上位Ｓｉ歪み層２−１とＳｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３の残りの部分とに対し弾性制約を課す。
【０２７７】
（Ｓｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３によって、以前に歪んだ）Ｓｉ歪み層２−１における弾性制約はその際、Ｇｅのｘ組成がｚ組成より重要であるという事実によって増す。
【０２７８】
よって、半導体部分での格子パラメータがＳｉ１−ｘＧｅｘ材料のそのバルク構成でのそれに近いか等しい絶縁体上半導体構造が得られる。
【０２７９】
Ｓｉ１−ｚＧｅｚの上位層１−３の残りの部分を除去する任意の付加的ステップは、例えば、ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：ＣＨ３ＣＯＯＨ（ＳｉＧｅとＳｉとの間の選択性約１：１０００）等のエッチ剤を利用する選択的化学エッチングにより処理する。
【０２８０】
先行技術とは対照的に、この絶縁体上半導体構造は、パラメータをＳｉ１−ｘＧｅｘに適合するバッファ構造を備えるソースウェハから得るのではなく、パラメータをＳｉ１−ｚＧｅｚ（ｚ＜ｘ）に適合するバッファ構造から得る。
【０２８１】
ところで、格子パラメータをＳｉ１−ｘＧｅｘに適合するバッファ構造は、格子パラメータをＳｉ１−ｚＧｅｚに適合するバッファ構造より厚く、より多くの積層を備え、その結果製造に当り、より多くの時間と費用がかかる。
【０２８２】
本発明の実施形態によるこの方法は、後者の先行技術に比較し、技術的及び経済的な改善を提供する。
【０２８３】
本発明の中で述べた様々な技術は、本明細書においては例として示しているが、決して限定的ではなく、本発明は、本発明による方法を応用できるあらゆる種類の技術に及ぶ。
【０２８４】
ＳｉＧｅまたはＳｉＧｅＣ層のエピタキシ、あるいは歪みＳｉまたはＳｉＣ層のエピタキシ、あるいは多層構造を形成するためのＳｉＧｅまたはＳｉＧｅＣ層の、交互に歪みＳｉまたはＳｉＣ層の連続するエピタキシ等、最終構造（図１ｈ、１ｉ、２ｈ、２ｉ、３ｈ、３ｉ、４ｈ、４ｉ、５ｇ、５ｈ、６ｇ、６ｈを参照して取り上げた構造３０または４０）の上には、１つまたは幾つかのエピタキシを施してもよい。
【０２８５】
最終構造が完成した時点で、例えばアニーリングを含む仕上げ処理を任意に施してもよい。
【０２８６】
本発明は、ＳｉＧｅ歪み層２に限定されず、ＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩタイプの別種の材料や他の半導体材料での歪み層２形成にも及ぶ。
【０２８７】
本明細書に記載した半導体層においては、該当の層におけるカーボン濃度が５０％以下、もしくは、より具体的には濃度が５％以下のカーボン等、他の構成要素を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２８８】
【図１】図１ａ−１ｉは、本発明による第１の方法の様々なステップを示す図。
【図２】図２ａ−２ｉは、本発明による第２の方法の様々なステップを示す図。
【図３】図３ａ−３ｉは、本発明による第３の方法の様々なステップを示す図。
【図４】図４ａ−４ｉは、本発明による第４の方法の様々なステップを示す図。
【図５】図５ａ−５ｉは、本発明による第５の方法の様々なステップを示す図。
【図６】図６ａ−６ｉは、本発明による第６の方法の様々なステップを示す図。
【図７】遷移すべき層をＳｉＧｅのバッファ構造上で成長させる、ソースウェハの例を示す図。
【符号の説明】
【０２８９】
２’  緩和層
４  ガラス質層
７  受け入れ基板
８  表面層（第２のガラス質層）
２０  構造
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【図７】
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【国際調査報告】
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2006519488.tif 000011
2006519488.tif 000012
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