KR20010049308A - 복합부재의 분리방법 및 박막제작방법 - Google Patents
복합부재의 분리방법 및 박막제작방법 Download PDFInfo
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Abstract
분리층에 있어 고정위치에서 균열을 일으키기 위하여, 복합부재의 분리방법은, 복합부재내부에 분리층을 형성하는 공정, 상기 분리층내부에 면내응력에 의해 분리를 일으키지 않을 정도로 해당 면내응력이 집중적으로 발생되는 응력집중부층을 형성하는 공정 및 상기 면내응력을 확대시켜 상기 응력집중부층내에 균열을 일으킴으로써 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 복합부재의 분리(분할)방법 및 박막의 제작방법에 관한 것으로, 특히, 본 발명은, 태양전지나 반도체웨이퍼에 사용되는 박막을 제작하는 데 바람직한 프로세스의 기술분야에 속한다.
절연체상에 단결정반도체층을 형성하는 것을, 소위 SOI, 즉, 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator) 또는 세미콘덕터-온-인슐레이터(semiconductor-on-insulator)라 칭한다. 이에 대해서는, SOI수법을 채용하는 디바이스가 실리콘집적회로를 제작하기 위한 통상의 벌크실리콘기판에 의해서는 실현될 수 없는 다수의 우위점을 지니므로, 많은 연구가 행해져 왔다. 구체적으로는, SOI수법의 채용은, 이하의 이점이 있고, 즉, SOI수법은 이하의 점에서 우수하다.
[1] 유전체분리가 용이하여 고집적화가 가능함.
[2] 우수한 내방사선성을 보증함.
[3] 부유용량이 적어, 성능의 고속화가 가능함.
[4] 웰(well)공정을 생략가능함.
[5] 래치업(latch-up)을 방지가능함.
[6] 박막화에 의해 완전결핍형 전계효과트랜지스터의 형성이 가능함.
SOI실리콘웨이퍼를 제조하는 방법중에서, 일본국 공개특허공보 평5-21338호 또는 미국 특허공보 제 5,371,037호에는, 다공질층상에 비단결정 반도체층을 형성하고, 이 반도체층을, 절연층을 통해서 지지기판으로 이전시키는 방법이 개시되어 있는 바, 이 방법은, SOI층이 양호한 층두께균일성을 지니고, SOI층의 결정결함밀도를 용이하게 낮은 레벨로 제어할 수 있으며, SOI층은 양호한 표면평활성을 지니고, 그 제작시 특별히 설계된 값비싼 장치를 필요로 하지 않고, 동일한 장치를 이용해서 수nm 내지 약 10㎛의 광범위한 범위의 층두께를 지닌 SOI를 제작할 수 있다고 하는 이점의 면에서 매우 우수하다.
또, 일본국 공개특허공보 평7-302889호 또는 미국 특허공보 제 5,856,229호에 개시된 방법은, 제 1기판상에 형성된 다공질층상에 비다공질 단결정반도체층을 형성하고, 이 비다공질 단결정층을 제 2기판에 접합시킨 후, 제 1기판과 제 2기판을 파손시키는 일없이 제 2기판으로부터 제 1기판을 다공질층에서 분리하고, 다음에, 이 분리된 제 1기판의 표면을 평활화하고, 그위에 재차 다공질층을 형성함으로써, 제 1기판을 복수회 재사용할 수 있는 방법이다. 따라서, 이 방법은, 제조비를 크게 저감할 수 있고, 또한, 그 제조공정도 단순하다고 하는 이점을 지닌다.
제 1기판과 제 2기판의 양 기판을 파손시키는 일없이 접합기판과 같은 복합부재를 분리하는 방법으로서는, 접합면에 대해서 수직인 방향으로 복합부재를 잡아당기는 방법, 접합면에 대해서 평행하게 전단응력을 인가하는 방법(즉, 접합면에 대해서 평행인 면에서 서로에 대해서 반대방향으로 각각의 기판을 이동시키는 방법 또는 상기 반대방향으로 각각의 기판을 회전시키는 방법), 접합기판에 대해서 수직인 방향으로 압력을 인가하는 방법, 분리층에 대해서 초음파 등의 진동에너지를 인가하는 방법, 접합면에 대해서 평행하게 접합기판(복합부재)의 측면으로부터 분리층에 분리부재(즉, 나이프 등의 날카로운 블레이드)를 삽입하는 방법, 기판의 팽창에너지를 이용해서 분리층으로서 작용하는 다공질층에 침입시키는 방법, 복합부재의 측면으로부터 분리층으로서 작용하는 다공질층을 열적으로 산화시켜 분리층의 체적팽창을 일으킴으로써 복합부재를 분리하는 방법, 접합기판(복합부재)의 측면으로부터 분리층으로서 작용하는 다공질층을 선택적으로 에칭하여 복합부재를 분리하는 방법 및 분리층으로서 이온주입에 의해 형성된 미소공동을 형성가능한 층을 이용해서 레이저광에 의한 조사에 의해 가열해서 복합부재를 분리하는 방법을 이용할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 실리콘웨이퍼 등의 비다공질 기판의 표면을, 양극화성액의 불화수소산의 농도를 변화시키거나 양극화성전류를 변화시키면서 2단계로 양극화성처리하여 복수의 다공질층을 형성하고, 이 다공질층을 산소의 건식분위기중에서 400℃에서 1시간 열처리하여 해당 다공질층의 구멍표면에 약 1nm두께의 실리콘산화층을 형성한다. 이 다공질층의 층표면상에, CVD(chemical vapor deposition)에 의해 에피택셜성장을 행하여 비다공질층을 형성하고, 이 비다공질층의 표면을 산화시키고, 그 후, 이 비다공질층을 별도로 준비한 실리콘웨이퍼에 접합시킨다. 얻어진 접합웨이퍼(복합부재)를 2부분으로 분리하기 위하여, 그 접합웨이퍼의 측면에 쐐기를 삽입하면, 비교적 낮은 기계적 강도를 지닌 다공질층이 균열을 일으켜 해당 접합웨이퍼가 분리되게 된다.
그러나, 복합부재의 분리시에, 분리층이 높은 기계적 강도를 지닐 경우, 복합부재는 완전히 분리되기 전에 파손되는 경향이 있다. 한편, 분리층이 낮은 기계적 강도를 지닐 경우에는, 미립자(particles)가 발생하는 경향이 있다.
적절한 기계적 강도를 지니는 분리층을 형성할 수 있었다고 하더라도, 분리층은, 분리시에 균열되는 분리층의 위치에 대한 재현성을 지니지 못할 경우가 있다. 이러한 경우에, 미립자가 발생되거나, 분리부재 또는 박막의 후속처리에 대한 조건이 균일하게 될 수 없고, 그 결과, 예를 들면, 제조비증가를 초래한다.
본 발명의 제 1목적은, 분리층이 항상 고정위치에서 균열을 일으킬 수 있는 복합부재의 분리(분할)방법 및 이러한 방법에000 의해 박막을 제작하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 2목적은, 파손가능성 및 미립자의 발생비율은 저감할 수 있어, 분리후의 처리조건을 용이하게 설정할 수 있는 복합부재의 분리방법 및 이러한 방법에 의해 박막을 제작하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면,
복합부재내부에 분리층을 형성하는 공정;
상기 분리층내부에, 면내응력에 의해 분리를 일으키지 않을 정도로 해당 면내응력이 집중적으로 발생되는 응력집중부층(stress riser layer)을 형성하는 공정; 및
상기 면내응력을 확대시켜 상기 응력집중부층내에 균열을 일으키는 공정을 구비한 것을 특징으로 복합부재의 분리방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 또,
제 1기판의 표면상에 두께가 적어도 1㎛인 다공질층을 형성하는 공정;
상기 다공질층의 구멍내벽면을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정;
상기 다공질층의 하부에 상기 산화막이 남도록 해당 다공질층의 층표면으로부터 적어도 1㎛의 깊이로 상기 구멍내벽면상에 형성된 산화막을 제거하는 공정;
상기 다공질층의 표면상에 비다공질층을 형성하는 공정;
상기 비다공질층을 제 2기판에 접합시켜 내부적으로 분리층을 지닌 복합부재를 형성하는 공정; 및
상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 또한,
제 1기판의 표면상에 제 1다공질층과 상기 제 1다공질층보다도 높은 다공도를 지닌 제 2다공질층을 형성하는 공정;
상기 제 2다공질층을 산화시켜 해당 제 2다공질층을 비정질화시키는 공정;
상기 제 1다공질층의 층표면상에 비다공질층을 형성하는 공정;
상기 비다공질층을 제 2기판에 접합시켜 내부적으로 분리층을 지닌 복합부재를 형성하는 공정; 및
상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 또한,
내부적으로 분리층을 지닌 복합부재에 온도차를 발생시키는 공정; 및
상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 또한,
내부적으로 분리층을 지닌 복합부재를 준비하는 공정;
상기 복합부재를 구부리는 공정; 및
상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 또한, 상기 분리방법중 어느 한 방법에 의해 박막을 제작하는 것을 특징으로 하는 박막제작방법이 제공된다.
본 발명은, 분리층에 있어 고정위치에 응력을 집중시킬 수 있는 한, 해당 응력이 집중된 위치를 따라 분리를 진행한다고 하는 지견에 의거한 것이다. 예를 들면, 미소공동을 함유하는 층, 예를 들면, 다공도가 서로 다른 2개의 다공질층을 분리층으로서 형성한다. 다음에, 이들 2개의 다공질층사이의 계면에 소정의 면내응력을 집중적으로 발생시켜 응력집중부층(응력집중층)을 형성한다. 그 후, 항복응력(분리층을 균열시키기에 충분히 높은 응력)을 초과할 때까지 면내응력이 증가되도록 분리에너지를 외부에서 인가하면, 상기 계면(즉, 고다공도의 다공질층내의 응력집중부층)을 따라 균열이나 파열이 일어난다. 이와 같이 해서, 분리층에 있어서 균열되는 위치가 안정적으로 될 수 있으므로, 나머지 분리층의 두께가 항상 균일하게 되어, 노출된 표면(분리면)의 불균일도 제어할 수 있게 된다. 따라서, 후속공정에 있어, 동일한 처리조건하에 각종 처리를 행할 수 있어, 미립자가 발생하는 일이 거의 없게 된다.
각종 방식으로 구현되는 본 발명의 분리방법은, 분리층의 제한된 부분에 균열을 국한시키는 복합부재분리방법과, 이러한 방법에 의한 박막제작방법을 제공할 수 있다.
도 1(a), 도 1(b), 도 1(c), 도 1(d) 및 도 1(e)는, 본 발명에 의한 분리방법 및 박막제작방법을 설명하는 모식적 단면도
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 사용되는 분리층을 지닌 기판의 2개의 X선회절요동곡선을 표시한 그래프
도 3(a) 및 도 3(b)는 분리층에 있어서 균열을 일으키는 상태를 표시한 모식적 단면도
도 4는 라만분광법에 의해 측정된 본 발명에서 사용된 다공질층에 있어서의 내부응력의 깊이프로필의 일례를 표시한 그래프
도 5(a) 및 도 5 (b)는 본 발명에 의한 박막의 제조공정에 있어서 다공질층의 X선회절요동곡선의 예를 표시한 그래프
도 6은 본 발명의 분리방법의 일례를 표시한 모식적 단면도
도 7(a), 도 7(b) 및 도 7(c)는 본 발명에 사용된 분리층형성공정을 표시한 모식적 단면도
도 8은 본 발명에 사용된 분리층을 지닌 기판의 X선회절요동곡선의 일례를 표시한 그래프
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명에 사용된 다른 분리층형성공정을 표시한 모식적 단면도
도 10(a), 도 10(b), 도 10(c) 및 도 10(d)는 본 발명에 의한 복합부재분리방법을 표시한 모식적 단면도
도 11(a), 도 11(b), 도 11(c) 및 도 11(d)는 본 발명에 의한 복합부재를 분리하는 다른 방법을 표시한 모식적 단면도
도 12(a), 도 12(b), 도 12(c) 및 도 12(d)는 본 발명에 의한 복합부재를 분리하는 또 다른 방법을 표시한 모식적 단면도
도 13(a), 도 13(b), 도 13(c) 도 13(d), 도 13(e), 도 13(f) 및 도 13(g)는 본 발명에 의한 분리방법 및 박막제작방법을 설명하는 모식적 단면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1: 복합부재 11: 제 1기판
12: 분리층(다공질층)
12A: 제 1분리층(저다공도의 다공질층)
12B: 제 2분리층(고다공도의 다공질층)
12C, 12D: 다공질 반도체층 12E: 다공질의 비정질층
12F: 다공질층 13: 비다공질층(박막)
14: 제 2기판 15: 절연층
16: 응력집중부층 20: 균열
40: 쐐기 41: 간극
50: 구멍 51, 51A: 산화막
203: 유체 301: [111]면 p+형 실리콘웨이퍼
301: 저다공도의 다공질층 302: 고다공도의 다공질층
303: 다공질층 304: p형 박막단결정 실리콘층
305: n+형 실리콘층 306: 반사방지층
307: 격자전극 310: 박리롤러
312: 스테인레스강시트 이면전극 313: 도전성 접착제
314: 인출전극 315: 웨이퍼
IF: 계면
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태예에 대해 첨부도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.
(실시형태예 1)
도 1(a) 내지 도 1(e)는, 본 발명의 일실시형태예에 의한 복합부재분리방법과, 이 방법을 이용하는 박막제작방법을 표시한 모식도이다.
도 1(a)에 표시한 바와 같이, 실리콘웨이퍼 등의 제 1기판(11)을 준비하고, 그 표면에 다공질 단결정 실리콘층 등의 분리층(12)을 형성한다.
이어서, 다공질층을 후술하는 바와 같이 처리해서, 균열을 일으키고자 하는 위치에 집중적으로 응력이 발생하도록 함으로써 응력집중부층(16)을 형성한다.
면내응력이 발생되는 다공질층의 표면층상에, 비다공질 단결정 실리콘층 등의 비다공질층(박막)(13)을 형성한다(도 1(b)).
별도로 준비한 실리콘웨이퍼 등의 제 2기판(14)에, 필요에 따라, 실리콘산화층 등의 절연층(15)을 개재해서, 상기 비다공질층(13)을 접합시켜, 다층구조체로 이루어진 복합부재(1)를 얻는다(도 1(c) 참조).
다층구조체(복합부재)(1)에 분리에너지를 외부에서 인가하여 내부에 발생된 면내응력을 확대시킨다. 이 분리에너지는, 분리층의 항복응력을 초과할 정도로 충분한 에너지이다. 따라서, 이 응력이 집중적으로 발생된 위치, 즉 응력집중부층(16)에서 분리층이 균열을 일으키므로, 복합부재는 2부분으로 분리된다(도 1(d) 참조).
이와 같이 해서 제 1기판(11)상에 형성된 비다공질층(13)이 제 2기판(14)상으로 이전된다. 도 1(e)는 잔류하는 다공질층(12)이 제거된 후의 비다공질층의 상태를 표시한 것이다.
이와 같이 해서, 박막, 즉, 비다공질층(13)을 제작할 수 있다. 이 방법은, 비다공질층(13)을 지지하는 기판(14)의 재료에 대해 염려할 필요가 없다, 따라서, 예를 들면, 절연층(15)상의 이 비다공질층(13)을 SOI층으로서 사용할 수 있다.
응력집중부층(16)은, 기준피크로부터 벗어난 동시에 피크간 거리가 0.01도이상인 적어도 2개의 X선회절피크를 표시하는 층을 이용해서 형성해도 된다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에서 사용하는 응력집중부층(16)을 지닌 분리층(12)의 X선회절요동곡선의 전형적인 예를 표시한 것이다.
곡선 (12A)는 다공도가 서로 상이한 2개의 다공질층을 형성하여 이들을 산화시킨 경우 관찰되는 X선회절요동곡선이다. 참조부호 (2)는 기준피크이다. 기준피크(2)로부터 벗어난 피크(3A) 및 (3B)는, 각각 저다공도의 다공질층에 기인한 피크 및 고다공도의 다공질층에 기인한 피크이다. 이들 피크(3A)와 (3B)간의 거리(피크각도차)는, 각 다공질층의 다공도와 두께, 산화공정의 온도와 시간 등을 개별적으로 제어함으로써 관리할 수 있다.
곡선(12B)는 다공도가 서로 상이한 2개의 다공질층을 형성하여 이들을 산화시킨 후, 약 1,000℃에서 열처리한 경우 관찰되는 X선회절요동곡선이다.
각각의 다공질층에 기인한 피크(3A) 및 (3B)는, 기준피크(2)로부터 양의 방향으로 벗어나 있다.
어느 경우에 있어서도, 각 다공질층에 대한 다공도, 두께, 산화조건 및 열처리조건을 제어하여, 피크(3A) 및 (3B)간의 거리를 0.01도이상이 되도록 할 수 있다.
이와 같이 해서 응력을 집중적으로 발생시키기 위해서, 응력집중부층은 하기에 설명하는 어떠한 방법에 의해서 형성해도 된다.
이들중 한 가지 방법은, 적어도 1㎛의 두께를 지닌 다공질층을 형성한 후, 다공질층의 구멍내벽면을 산화시켜 산화막을 형성하고, 다공질층의 하부에만 산화막이 남도록 그 구멍내벽면상에 형성된 산화막을 해당 다공질층의 층표면으로부터 적어도 1㎛의 깊이로 제거하는 방법이다. 다른 방법은, 다공질층의 구멍내벽면에 형성된 산화막이 해당 다공질층의 두께방향으로 다른 구조를 지니도록 하는 방법이다.
이하, 균열을 일으키는 위치를 안정화시켜야 하는 중요성에 대해 설명한다.
도 3(a) 및 도 3(b)는, 각각, 응력을 집중적으로 발생시키지 않고 분리시킨 경우에 균열된 분리층의 상태(CE) 및 응력을 집중적으로 발생시킨 후 분리시킨 경우에 균열된 분리층의 상태(PI)를 표시한 모식도이다.
이들 도면은, 기계적 강도가 서로 상이한 2층으로 이루어진 2층의 분리층을 지닌 복합부재를 해당 2층사이의 계면에서 분리시킨 상태를 표시한 것이다.
응력을 집중적으로 발생시키지 않은 경우(CE), 분리에너지의 인가시, 비교적 기계적 강도가 낮은 제 2분리층(12B)에 응력이 분산되어 균열(20)이 랜덤하게 전개된다. 따라서, 분리후 노출된 표면이 제 2분리층(12B)의 층두께에 상당하는 높이의 차를 지닌 불균일을 보여, 해당 분리층이 미립자로 붕괴되어 버리는 부분도 있게 된다.
한편, 분리층에 분리를 일으키지 않을 정도로 응력을 집중적으로 발생시킨 경우(PI), 응력이 확대될 때 제 1분리층(12A)과 제 2분리층(12B)사이의 계면에 근접한 제한된 부분을 통해서 균열이 전개되어, 분리후 노출된 양 면이 평탄한 면을 지닌다.
응력이 분리층에 집중되는 지의 여부를, 예를 들면 공지의 라만분광법에 의해 확인해서 성분원소간에 응력이 어떻게 발생되는지를 조사할 수 있다.
도 4는 응력이 집중적으로 발생되도록 처리한 복합부재에 있어서의 응력분포를 라만분광법에 의해 그 단면으로부터 측정한 경우 얻어진 결과를 표시한 것이다. 이 분광법에서 사용한 샘플로서의 복합부재는, 실리콘웨이퍼(제 1기판)를 2가지 양극화성조건하에 순차 양극화성처리하여 그 표면에 2층구조의 다공질 실리콘층을 형성하고, 이 다공질 실리콘층의 구멍내벽면을 산화시킨 후, 해당 다공질층의 표면상에 CVD에 의해 비다공질 단결정실리콘을 에피택셜성장시키고, 이 단결정실리콘층의 표면상에 산화막을 형성하고, 이 산화막을 지닌 단결정실리콘층과 별도로 준비한 다른 실리콘웨이퍼(제 2기판)를 접합시킴으로써 얻어진 복합부재이다.
도 4의 가로좌표상에, 제 1다공질층과 제 2다공질층사이의 계면을 기준으로 할 경우, 2㎛ 내지 5.5㎛의 깊이에서 관찰되는 라만이동(즉, 시프트)이 작은 변화를 보이고, 제 2다공질층과 제 1기판사이의 응력이 작게 보인다. 한편, -3㎛ 내지 1㎛의 깊이에서 관찰되는 라만이동은 제 2다공질층에서는 -0.27㎝-1내지 -0.26㎝-1, 제 1다공질층에서는 -0.12㎝-1내지 -0.11㎝-1이다. 보다 구체적으로는, 라만이동은 저다공도영역(제 1다공질층)과 고다공도영역(제 2다공질층)사이의 계면 및 그 근방에서 -0.14 내지 -0.16㎝-1만큼 달라, -0.1㎝-1이상의 차가 있다. 이 사실로부터, 이 계면에서 응력이 집중적으로 발생되는 것을 알 수 있다. 라만분광법은 높은 해상도를 지니는 바, 0㎛깊이에서의 라만이동은 음의 방향쪽상에서 더 커지게 된다. 이 경우, 제 2다공질층에서 응력이 집중되는 부분의 두께는 약 1㎛로, 제 1 또는 2제 2다공질층의 두께보다도 적다.
더욱 상세한 분석에 의하면, 이러한 분리층의 내부에서의 응력은 복합부재의 제조공정에 따라 달라질 수 있는 것으로 드러났다.
도 5(a)는 분리층으로서 다공도가 상이한 2층구조를 지닌 다공질 단결정실리콘을 사용하는 SOI기판을 제작하는 방법에 있어서의 각 공정에서 다공질 단결정층의 격자공간을 그의 (004)면방향으로 변화시킨 상태를 표시한 X선회절에 의해 측정한 예를 표시한 것이다. 0도에서의 피크는, (004)면 비다공질 단결정실리콘에 기인한 피크(기준피크)이다. 이러한 변화는 다공질 단결정실리콘의 내부에서 작용하는 응력에 상당한다.
도 5(a)에서의 참조부호 (31)은, 다공질층형성직후의 곡선을 표시한다. 다공질 단결정층에서의 격자변형(왜곡)은, 제 1기판상에 다공도가 상이한 2층구조를 지닌 다공질 단결정실리콘을 형성하는 것만으로는 변하지 않는다. 그 이유는, -0.01 내지 -0.02도부근의 피크가 다공질 단결정층에 기인하지만 기준피크로부터 벗어나는 피크는 그것뿐이기 때문이다.
참조부호 (32)는, 열산화직후의 곡선을 표시한다. 기준피크로부터 벗어난 2개의 피크가 나타난다. 피크(30A)는 저다공도를 지닌 제 1다공질층에 기인한 것이고, 피크(30B)는 고다공도를 지닌 제 2다공질층에 기인한 것이다. 열산화는 2층의 내부응력의 차를 발생하는 것을 알 수 있다. 이 차는 계면에 대한 응력의 집중을 일으킨다. 이 경우, 인장(팽창)력이 부여되는 것을 알 수 있다.
피크(30A)에 대응하는 응력은 -2.25×109dyne/㎠(-2.25×108Pa)정도이고, 피크(30B)에 대응하는 응력은 -3.44×109dyne/㎠(-3.44×108Pa)정도이다.
참조부호 (33)은 에피택셜성장직후의 곡선을 표시한다. 비다공질 단결정층의 에피택셜성장시, 변형은, 크게 변화되어 압축(수축)응력으로 된다. 그러나, 피크(30A) 및 (30B)가 존재하므로, 다공도가 상이한 층의 격자변형의 차는 여전히 존재한다. 이 변화는, 에피택셜성장시 기판전체의 가열에 의해 초래된다. 다음에, 피크(30A)에 대응하는 응력은 1.42×109dyne/㎠(1.42×108Pa)정도이고, 피크(30B)에 대응하는 응력은 2.05×109dyne/㎠(2.05×108Pa)정도이다.
이 원인은 완전히 밝혀지지는 않았지만, 어느 경우에 있어서나 표면적이 큰 다공질층이 보다 큰 변화를 보이는 사실에 기인하는 것으로 추정된다.
참조부호 (34)는 에피택셜층의 표면을 또 산화시켜 산화막을 형성한 직후의 곡선을 표시한다. 곡선(33)의 피크와의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 변형은 그다지 변화하지 않는다. 이 단계에서 0.05도부근의 피크(30A)는 1.35×109dyne/㎠(1.35×108Pa)의 면내응력에 상당한다. 본 발명에 있어서, 이 단계에서의 면내응력은 1×107dyne/㎠(1×106Pa)이상일 필요가 있다.
피크(30B)에 대응하는 응력은 1.90×109dyne/㎠(1.90×108Pa)정도까지 변화한다.
에피택셜성장이나 에피택셜층의 표면산화처리시에 설정된 온도보다도 높은 온도에서 또 행한 열처리는, 응력에 큰 변화를 일으켜 상기 조건을 충족시키지 못할 가능성을 초래한다. 따라서, 에피택셜층의 산화후, 열처리는 더이상 1,100℃이상에서 행하지 않는 것이 바람직하고, 더이상 1,000℃이상에서도 행하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
참조부호 (35)는 이 산화막을 지닌 에피택셜층을 별도로 준비한 제 2실리콘웨이퍼에 접합시키고 분리층을 분리시킨 직후 제 2실리콘웨이퍼쪽상의 제 1다공질층의 곡선을 표시한다. 응력은, 1.31×108dyne/㎠(1.31×107Pa)정도로 된다.
참조부호 (36)은 분리직후 제 1웨이퍼쪽상의 제 2다공질층의 곡선을 표시한다. 응력은, 2.88×108dyne/㎠(2.88×107Pa)정도로 된다.
분리후, 각 다공질층의 변형이 해제되어, X선회절피크의 이동이 분리전의 것보다도 매우 적은 것을 알 수 있다.
이상의 내용으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 본 발명의 분리층의 내부에서의 라만분광피크이동량이 적어도 -0.1㎝-1만큼 다른 복수의 영역을 분리층에 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 응력이 집중되는 범위(즉, 응력집중부층의 두께)는, 바람직하게는 2㎛이하, 더욱 바람직하게는 1㎛이하, 더더욱 바람직하게는 0.1㎛이하의 층두께의 층영역내로 설정한다. 이것은, 라만분광피크이동의 피크의 1/4폭을 측정함으로써 확인할 수 있다.
면내응력의 크기는 X선회절피크이동량으로부터 계산에 의해 구할 수 있는 것도 공지되어 있다.
다공질 실리콘층의 층표면에 수직인 방향의 평면거리를 dz로, 비다공질 단결정실리콘웨이퍼의 표면에 수직인 방향의 평면거리를 do, 다공질 실리콘의 회절각도(피크각도)를 θ1, 비다공질 단결정실리콘웨이퍼의 회절각도를 θ0로 표시할 경우, 다음 식 [1]:
dz = do[1-(θ1-θ0)/tanθ0] ... [1]
을 만족시킨다.
또, 다공질 실리콘층의 응력을 σ, 다공질 실리콘층의 영률을 E, 다공질 실리콘층의 포이즌의 비(Poisson's ratio)를 ν, 다공질 실리콘층의 면내격자거리를 dxy로 표시할 경우, 다음 식 [2]:
σ = E·[(dxy-dz)/{2νdxy+(1-ν)dz}] ...[2]
를 만족시킨다.
다음에, 비다공질 단결정실리콘의 영률을 E로서 사용하고, dxy=do, ν=0.278-0.348p(p는 다공도)로 설정할 경우, 응력 σ는 X선회절요동곡선중에 회절각 θ1로부터 구할 수 있다.
도 5(b)는 실리콘웨이퍼의 표면상에 다공도가 약 20%인 제 1다공질층을 형성한 후, 다공도가 상이한 제 2다공질층을 형성하고 나서, 저온산화후, 제 1다공질층상에 비다공질 단결정실리콘층을 형성하고 그 표면을 산화시켜 얻어진 6개의 샘플의 X선회절요동곡선을 표시한 것이다.
제 2다공질층의 다공도에 따라, 제 2다공질층의 응력이 변하고, 제 1다공질층의 회절각도와 제 2다공질층의 회절각도와의 차가 변화하는 것을 알 수 있다. 또, 그 후 행해진 열처리에 의해 회절각도의 차의 변화가 발생하는 것도 알 수 있다.
본 발명에 있어서는, 회절각도의 차는, 응력의 차의 절대치가 4×108dyne/㎠(4×107Pa)이상이 되도록, 바람직하게는, 0.01도이상, 더욱 바람직하게는 0.01도 내지 0.02도로 설정하면 된다.
또한, 복수의 다공질층의 형성후 열산화에 의해 얻어진 다공질층은 각각 -1×109내지 -5×109dyne/㎠(-1×108내지 -5×108Pa)의 응력을 지니도록 하면 된다.
다음에, 최상부의 다공질층상에 비다공질층을 형성한 후의 복수의 다공질층은, 각각 1×109dyne/㎠(1×108Pa)이상의 응력을 지니도록 하면 된다.
응력을 집중적으로 발생시킨 후 해당 응력을 확대시키기 위해서는, 종래기술에서 설명한 바와 마찬가지의 분리방법을 이용해도 된다. 특히, 복합부재를 구성하는 2매의 기판을 고체나 유체의 쐐기작용에 의해 강제로 떨어지게 해서 응력을 확대시켜 해당 복합부재를 분할하는 것이 바람직하다. 이외에도, 다공질층내로 침입하는 액체나 기판의 팽창에너지를 사용하는 방법이나, 측면으로부터 다공질층을 우선적으로 산화시켜 해당 다공질층에 용적팽창을 일으켜 분리를 행하는 방법도 채용할 수있다.
도 6은 필요한 외력을 쐐기에 의해 인가하여 면내응력을 확대시켜 분리를 행하는 상태를 도식적으로 표시한 것이다.
제 1기판(11)과 제 2기판(14)의 모서리를 미리 경사지게 해서, 복합부재의 측면의 안쪽을 오목한 모양으로 형성한다. 여기에 금속이나 플라스틱으로 이루어진 분리수단으로서의 쐐기(40)를 삽입하여, 제 1기판(11)의 단부와 제 2기판(14)의 단부가 서로 멀어지는 방향으로 힘을 인가한다. 이것에 의해, 분리층(12A), (12B)사이의 계면에 집중적으로 발생된 면내응력이 확대된다. 일단 계면에서 항복응력을 초과하면, 균열이 전개되기 시작하여, 도면에 표시한 바와 같이, 제 1기판과 제 2기판이 그들의 단부에서 서로 멀어지게 된다. 그 직후, 응력집중부층(16)을 따라 복합부재의 중간을 향해(도면의 오른쪽 방향을 향해) 균열이 전개되어, 최종적으로 복합부재가 2부분으로 분할된다. 실제로, 균열은 계면에 근접한 분리층(12B)의 제한된 부분에서 전개된다.
액체제트 또는 기체제트 등의 유체쐐기를 사용할 경우, 해당 유체는 간극(41)에도 들어가 넓은 영역에 대해 작용하므로, 복합부재는 매우 양호한 수율로 분리될 수 있고, 또한, 분리면도 깨끗해진다. 또, 고체쐐기를 사용해서 도 6에 표시한 바와 같이 균열을 전개시키고, 그 후, 유체쐐기를 사용해서 균열을 확장시켜 복합부재를 완전히 분리시키는 것도 가능하다.
복합부재가 원반형상일 경우에는, 복합부재를 그 중앙에서 축방향으로 유지하는 동시에 회전시키면서 그 측면으로부터 유체쐐기를 삽입하여, 원반의 주변부로부터 중앙을 향해서 분리시키는 것도 바람직하다.
(실시형태예 2)
다공질층으로서 다공도가 서로 상이한 복수의 다공질층을 형성하는 일없이, 다공질층의 구멍내벽면상에 산화막을 형성하는 방법을 고안하여, 다공질층의 내부에 면내응력을 집중시키는 것이 가능하도록 해도 된다. 도 7(a) 내지 도 7(e)는 본 실시형태예에 의한 분리층의 형성을 설명하기 위하여, 실제로는 복잡한 형상을 지닌 1개의 구멍 및 그 근방의 상태를 표시한 모식적 단면도이다.
기판(11)의 표면을 일정조건하에 양극화성처리하여 적어도 1㎛, 바람직하게는 적어도 2㎛의 두께를 지닌 하나의 다공질층(12)을 형성한다(도 7(a) 참조). 그 후, 다공질층을 열산화시켜 구멍(50)의 내벽면상에 산화막(51)을 형성한다(도 7(b) 참조). 이어서, 산화된 다공질층(12)을 비교적 장시간 불화수소를 함유하는 용액중에 침지하여, 층표면상에 형성된 산화막(51A)뿐만 아니라 적어도 1㎛, 바람직하게는 적어도 2㎛깊이 아래쪽에 놓여 있는 구멍내벽면상에 형성된 산화막(51)도 제거한다. 예를 들면, 10㎛두께의 다공질층(12)이 형성되어 있는 경우, 그 후, 그 구멍내벽면을 산화시키고 나서, 그 구멍내벽면을 층표면으로부터 2㎛깊이의 위치까지 제거함으로써, 그 구멍내벽면상에 산화막을 지닌 8㎛두께의 다공질 반도체층(12C)과, 그 구멍내벽면상에 산화막을 지니지 않는 2㎛두께의 다공질 반도체층(12D)을 형성한다(도 7(c) 참조).
그 후, 필요에 따라, 수소를 함유하는 환원성 분위기중에서의 열처리(수소베이킹)를 행하고 나서, 에피택셜성장을 행함으로써, 8㎛두께의 다공질 반도체층과 2㎛두께의 다공질 반도체층사이의 계면(IF)과 그 근방에 응력을 집중적으로 발생시킨다.
이 경우, 다공질층(12C), (12D)의 다공도와 두께, 그리고 구멍내벽면의 산화막의 두께를 제어하여, 도 8에 표시한 바와 같이 X선회절요동곡선이 기준피크(2)로부터 벗어난 2개의 피크(3A), (3C)를 지니는 동시에 이들사이의 거리가 0.01도이상이 되도록 한다. 여기서, 피크(3C)는 산화막이 제거된 다공질층(12D)에 기인된 것이다.
그 후, 실시형태예 1과 마찬가지로 접합 및 분리를 행하여, 다공질층(12C)과 다공질층(12D)사이의 계면(IF)에 놓여있는 응력집중부층을 따라 복합부재에 균열을 일으켜, 해당 복합부재를 2부분으로 분리시킨다.
이와 같이 해서, 기판상에 비다공질 단결정반도체로 이루어진 박막이 얻어진다.
(실시형태예 3)
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 실시형태예에 의한 분리층의 형성을 설명하기 위하여, 실제로는 훨씬 복잡한 형상을 지닌 2개의 구멍 및 그 근방의 상태를 표시한 모식적 단면도이다.
실시형태예 1과 마찬가지로 기판(11)의 표면상에 저다공도의 다공질층(12A)과 고다공도의 다공질층(12B)을 형성한다(도 9(a) 참조).
다공질층(12B)의 구멍벽이 모두 실리콘산화물(비정질(amorphous)체)로 변화될 때까지 다공질층을 열산화처리한다. 여기서, 저다공도의 다공질층(12A)의 구멍벽은 고다공도의 다공질층(12B)의 구멍벽보다도 큰 두께를 지니므로, 구멍벽의 안쪽(53)은 단결정반도체로서 남는다. 이와 같이 해서, 구멍내벽면상에 산화막(51)을 지닌 다공질 단결정반도체로 이루어진 다공질층(12F)과 다공질의 비정질층(12E)이 형성된다(도 9(b) 참조).
그 후, 실시형태예 1 및 2에서와 마찬가지로, 비다공질 단결정 반도체층을 에피택셜성장시키고, 접합 및 분리를 행한다. 다공질층(12E)과 (12F)사이의 계면(IF)에 응력집중부층이 형성되므로, 복합부재는 이 계면을 따라 균열을 일으켜 2부분으로 분리된다.
이와 같이 해서, 기판상에 비다공질 단결정반도체로 이루어진 박막이 얻어진다.
따라서, 다공질층의 구멍내벽면상에 형성되는 산화막이 다공질층의 층두께방향으로 상이한 구조를 지니도록 하는 방법, 특히, 다공질층을 다공도가 상이한 복수의 층으로서 형성하고, 이들 층을 산화시킬 경우, 고온산화 또는 장시간산화를 행하는 방법을 이용해도 된다. 이것에 의해, 다공질층은, 고다공도의 층이 실질적으로 전체층에서 산화되어 비정질화되는 한편, 저다공도의 층은 그 내벽면상에서 산화되어, 그 내벽면자체는 단결정성을 유지하는 상태로 되게 된다. 즉, 저다공도의 층은 산화막을 지니는 다공질 단결정반도체층으로 되고, 고다공도의 층은 다공질의 비정질 절연층으로 된다.
이와 같이 해서, 다공질층의 산화막의 구조가 다른 경우, 2개의 층사이에 매우 큰 변형을 발생시킬 수 있으므로, 분리가 용이하게 행해질 수 있다. 이것은, 다공도가 너무 낮아 응력이 집중되지 않아서 분리시키기 어려운 다공질층의 경우, 본 발명에 의하면 해당 다공질층내에서도 균열을 일으킬 수 있다는 것을 의미한다.
(실시형태예 4)
본 실시형태예는 복합부재를 제작한 후 응력을 집중적으로 발생시키는 공정을 포함한다. 이 공정이외의 공정은 실시형태예 1 내지 3의 것에 대응한다.
도 10(a) 내지 도 10(d)는 본 실시형태예에 의한 분리방법을 설명하는 모식도이다.
먼저, 실리콘웨이퍼 등의 제 1기판(11)을 준비하고, 그 표면상에 다공질 단결정실리콘층 등의 분리층(12)을 형성한다(도 10(a) 참조).
분리층(12)의 층표면상에, 비다공질 단결정실리콘층 등의 비다공질층(박막)(13)을 형성한다(도 10(b) 참조).
상기 비다공질층(13)을 별도로 준비한 제 2기판(14)에 접합시켜 다층구조체로 이루어진 복합부재를 얻는다(도 10(c) 참조). 이 복합부재를 처리하여 응력을 집중적으로 발생시킨다. 이 때, 예를 들면, 복합부재를 구성하는 제 1기판(11)과 제 2기판(14)을 가열 및/또는 냉각시켜 서로 온도차를 지니게 해서, 분리층의 상부쪽과 하부쪽상의 층영역간에 온도차를 발생시키는 방법에 의해 면내응력을 집중적으로 발생시켜도 된다. 도 10(c)는 기판(11)을 히팅(201)에 의해 가열하고, 기판(14)을 쿨링(200)에 의해 냉각시키는 상태를 표시한 것이다.
다음에, 다층구조체(복합부재)에 분리에너지(202)를 외부에서 인가하여 발생되는 면내응력을 확대시킨다. 이 분리에너지는 분리층의 항복응력을 초과할 정도로 충분히 큰 에너지이다. 그러므로, 복합부재는 응력이 집중적으로 발생되는 위치에 놓여있는 응력집중부층(16)에서 균열을 일으켜 2부분으로 분리되게 된다(도 10(d) 참조).
이와 같이 해서 제 1기판(11)상에 형성된 비다공질층(13)은 제 2기판(14)상으로 이전된다.
응력을 집중적으로 발생시키지 않고 복합부재를 분리시킬 경우에는, 분리층의 강도를 고정밀도로 제어하지 않으면 안된다. 분리층이 너무 높은 기계적 강도를 지닐 경우, 기판이 파손되거나, 혹은 분리층이외의 부분에서 파손이 일어날 수 있다. 또한, 분리층이 기계적 강도가 너무 낮게 형성된 경우에는, 접합전에 분리영역이 파손되게 된다. 이러한 경우, 분리층은, 양극화성이나 이온주입에 의한 분리층의 형성공정에서, 또는 가열, 산화 및 에피택셜성장 등의 후속공정에서 부분적으로 파손됨으로써, 접합을 행하는 것이 불가능해지거나 미립자에 의해 처리조립체를 오염시키게 될 수 있다.
종래, 복합부재를 분리층에서 균열을 일으키도록 분리시킬 경우, 다공질층을 사용하고, 그 다공도는 분리가 용이하게 되도록 그 부분에서의 높은 기계적 강도를 낮게 하고 있다. 그러나, 분리를 용이하게 하기 위해 기계적 강도를 낮추면, 분리전의 공정에서도 다공질층의 파손을 일으킬 수 있다. 설사 분리공정전에 파손이 일어나지 않더라도, 분리시에 다공질층의 여러 위치에서 균열이 일어나서 전개되어 분리면이 매우 불균일하게 된다. 이러한 불균일은 이러한 방법을 적용하는 일부 용도에 있어서 실용시에 커다란 장해로 될 수 있다.
본 발명을 SOI기판의 제작에 적용할 경우, 다공질층에는, 분리후 가능한 한 균일한 층두께분포를 지니게 할 필요가 있다. 이 목적을 위해서, 다공도가 서로 상이한 수개의 층으로 이루어진 다층구조로 다공질층을 형성하여, 이들중 다공도가 가장 높아 기계적 강도가 가장 낮은 층에만 균열을 일으킬 수 있도록 하는 방법도 채용할 수 있다. 그러나, 이러한 방법에 있어서, 분리면의 평활화를 얻기 위해 고다공도의 층에만 균열을 일으키기 위해서는, 그 층의 두께를 매우 작게 해야 할 필요가 있다. 하지만, 얇고 면내균일성이 양호한 분리층을 형성하는 것은 용이하지 않다.
본 실시형태예의 경우, 다공질층은 균일한 다공도를 지니지만, 다공도가 서로 상이한 복수의 층을 이용하면, 그들의 계면 및 그 근방에 응력을 더욱 확실히 집중시킬 수가 있다.
기타 공정, 복합부재의 구성재료, 응력값 등에 대해서는, 실시형태예 1과 마찬가지의 것을 적용할 수 있다.
(실시형태예 5)
본 실시형태예는 복합부재를 제작한 후 응력을 집중적으로 발생시키는 공정을 포함한다. 이 공정이외의 공정은 실시형태예 1 내지 3의 것에 대응한다.
도 11(a) 내지 도 11(d)는 본 실시형태예에 의한 분리방법을 설명하는 모식도이다.
먼저, 실리콘웨이퍼 등의 제 1기판(11)을 준비하고, 그 표면상에 다공질 단결정실리콘층 등의 분리층(12)을 형성한다(도 11(a) 참조).
분리층(12)의 층표면상에, 비다공질 단결정실리콘층 등의 비다공질층(박막)(13)을 형성한다(도 11(b) 참조).
상기 비다공질층(13)을 별도로 준비한 제 2기판(14)에 접합시켜 다층구조체로 이루어진 복합부재를 얻는다(도 11(c) 참조). 이 복합부재를 처리하여 응력을 집중적으로 발생시킨다. 예를 들면, 복합부재를 구성하는 제 1기판 및/또는 제 2기판과 분리층사이에 온도차를 발생시킨다.
다음에, 도 11(d)에 표시한 바와 같이, 양 기판(11), (14)을 냉각시키면서 다층구조체의 측면에 대해 가열된 유체(203)를 외부에서 분사하여, 도 10에 표시한 경우처럼 분리에너지(202)를 인가시킨다. 발생된 면내응력은 확대시킨다. 이 분리에너지는 분리층의 항복응력을 초과할 정도로 충분히 큰 에너지이다. 그러므로, 복합부재는 응력이 집중적으로 발생되는 위치에 놓여있는 응력집중부층(16)에서 균열을 일으켜 2부분으로 분리되게 된다.
이와 같이 해서 제 1기판(11)상에 형성된 비다공질층(13)이 제 2기판(14)상으로 이전된다.
본 실시형태예의 경우, 다공질층은 균일한 다공도를 지니지만, 다공도가 서로 상이한 복수의 층을 이용하면, 그들의 계면 및 그 근방에 응력을 더욱 확실히 집중시킬 수가 있다.
기타 공정, 복합부재의 구성재료, 응력값 등에 대해서는, 실시형태예 1과 마찬가지의 것을 적용할 수 있다.
(실시형태예 6)
본 실시형태예는 복합부재를 제작한 후 응력을 집중적으로 발생시키는 공정을 포함한다. 이 공정이외의 공정은 실시형태예 1 내지 3의 것에 대응한다.
도 12(a) 내지 도 12(d)는 본 실시형태예에 의한 분리방법을 설명하는 모식도이다.
먼저, 실리콘웨이퍼 등의 제 1기판(11)을 준비하고, 그 표면상에 다공질 단결정실리콘층 등의 분리층(12)을 형성한다(도 12(a) 참조).
분리층(12)의 층표면상에, 비다공질 단결정실리콘층 등의 비다공질층(박막)(13)을 형성한다(도 12(b) 참조).
상기 비다공질층(13)을 별도로 준비한 제 2기판(14)에 접합시켜 다층구조체로 이루어진 복합부재를 얻는다(도 12(c) 참조). 이 복합부재를 구부려서 응력을 집중적으로 발생시킨다.
다음에, 다층구조체의 측면에 대해 유체(203)를 외부에서 분사하여, 분리에너지(202)를 인가시켜, 발생되는 면내응력을 확대시킨다. 이 분리에너지(202)는 분리층의 항복응력을 초과할 정도로 충분히 큰 에너지이다. 그러므로, 복합부재는 응력이 집중적으로 발생되는 위치에 놓여있는 응력집중부층(16)에서 균열을 일으켜 2부분으로 분리되게 된다(도 12(d) 참조).
도 12(d)에 표시한 바와 같이, 복합부재는, 오목면을 지닌 지지대상에 지지하면서 구부린다. 또는, 복합부재는 개구부를 지닌 지지대에 흡착시키면서 구부려도 된다.
이와 같이 해서 제 1기판(11)상에 형성된 비다공질층(13)이 제 2기판(14)상으로 이전된다.
본 실시형태예의 경우, 다공질층은 균일한 다공도를 지니지만, 다공도가 서로 상이한 복수의 층을 이용하면, 그들의 계면 및 그 근방에 응력을 더욱 확실히 집중시킬 수가 있다.
기타 공정, 복합부재의 구성재료, 응력값 등에 대해서는, 실시형태예 1과 마찬가지의 것을 적용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 제 1기판(11)으로서는, 전술한 실리콘웨이퍼이외에도, 실리콘-게르마늄, 비소화갈륨 또는 비소화갈륨알루미늄 등의 반도체의 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 분리층(12)으로서는, 미소공동을 지닌 층, 구체적으로는, 폐쇄셀 및/또는 개방셀을 지닌 다공질층을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 다공질층은, 불활성 기체 등의 이온을 웨이퍼에 주입하고 열처리함으로써 형성해도 된다. 바람직하게는, 양극화성처리하여 비다공질 반도체웨이퍼를 다공질화함으로써 형성해도 된다.
이미 설명한 바와 같이, 다공질층은 단일층이어도 된다. 또, 양극화성조건을 변화시킴으로써 다공도가 서로 상이한 복수의 층을 형성하는 것도 바람직하다. 여기서, 복수로 형성된 층은, 서로 상이한 두께를 지니도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 다공도를 변화시키기 위해서는, 양극화성액중의 HF(불화수소)농도를 변화시키거나, 흐르는 전류를 변화시키는 방법이 바람직하다. 또한, 분리층으로서 이온주입층을 사용해도 되고, 이온량이 상이한 적어도 2개의 층을 형성해서, 그들의 계면에 집중되는 응력을 이용해도 된다.
본 발명에서 사용되는 비다공질층(13)으로서는, 특히 제한없이 목적으로 하는 박막이면 된다. 반도체디바이스를 형성하고자 할 경우에는, 실리콘, 실리콘게르마늄, 탄화실리콘, 게르마늄, 비소화갈륨 또는 비소화갈륨알루미늄 등의 반도체의 단일 층 또는 복수의 층이어도 된다. SOI층으로서 사용되는 박막을 형성하고자 할 경우에는, 기상, 액상 또는 고상에피택셩성장에 의해 형성된 단결정을 이용한다. 또, 필요에 따라, 비다공질층의 표면상에 절연층을 형성해도 된다.
본 발명에서 사용하는 제 2기판(14)으로서는, 제 1기판과 마찬가지 기판이어도 되고, 또는 유리, 석영유리, 수지 혹은 금속 등의 시트형상이나 원반형상의 탄성 또는 비탄성 재료이어도 된다.
이하, 본 발명을 주어진 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
비저항이 0.01Ω·㎝인 p형의 제 1단결정 실리콘웨이퍼를 HF용액중에 있어서 2단계 양극화성처리하여 2층의 다공질층을 형성하였다. 양극화성조건은 다음과 같았다:
-제 1단계-
전류밀도: 7mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 5분
제 1다공질 실리콘층의 두께: 4.5㎛
-제 2단계-
전류밀도: 30mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 10초
제 2다공질 실리콘층의 두께: 0.2㎛.
다공질 층을 지닌 웨이퍼를 산소분위기중에서 600℃에서 2시간 열산화처리하였다. 이 산화결과, 다공질 실리콘의 구멍내벽면은 열산화막으로 덮였다. 또, 이 다공질 실리콘층의 표면을 불화수소산으로 처리하여, 해당 다공질 실리콘층의 구멍내벽면의 산화막만을, 해당 다공질층의 표면으로부터 약 2㎛깊이까지 제거하는 동시에, 약 2㎛깊이보다도 깊은 영역의 구멍내벽면의 산화막은 남겨두었다. 그 후, 얻어진 웨이퍼를 CVD반응기로 옮겼다.
상기 웨이퍼의 온도를 950℃까지 상승시키고 나서, 소스가스가 흐르기 전에수소가스만을 흐르도록 하면서 프리베이킹하여 열처리하여, 다공질층의 층표면상에 존재하는 구멍을 봉합시켰다.
다음에, 상기 다공질층상에 CVD법에 의해 단결정실리콘을 0.3㎛두께로 에피택셜성장시켰다. 그 성장조건은 다음과 같았다:
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180 ℓ/min
가스압력: 80 Torr(약 1.06×104Pa)
온도: 950 ℃
성장속도: 0.3 ㎛/min
이와 같이 에피택셜 성장된 단결정실리콘층의 표면에 열산화를 행하여 절연층으로서 두께 100nm의 실리콘산화막을 또 형성하였다. 이 단계까지의 공정을 통해 얻어진 샘플의 X선회절요동곡선은, 도 2(b)에 있어서의 곡선(12B)중의 피크(3A), (3B)와 아울러서 도 8의 피크(3C)를 지녔다.
상기 실리콘산화막의 표면과 별도로 준비한 제 2실리콘웨이퍼의 표면을 서로 대면시켜 접촉시키고 나서 1,100℃에서 60분간 열처리하여 접합시켰다.
이와 같이 해서 얻어진 복합부재에, 그 측면으로부터 쐐기를 삽입시킨 바, 다공도가 높은 다공질층과 다공도가 낮은 다공질층사이의 계면근방에 있어서 고다공도를 지닌 다공질층에 형성된 파열에 의해 약 300nm의 불균일로 평탄하게 분리되었다. 이와 같이 해서 분리된 웨이퍼의 분리면은 다공질층으로 덮여 있었으므로, 단결정 실리콘층은 쐐기에 의해 초래된 흠집으로부터 보호되었다.
그 결과, 제 1실리콘웨이퍼표면상에 원래 형성되어 있었던 SiO2층, 에피택셜실리콘층, 저다공도의 다공질층 및 고다공도의 다공질 실리콘층의 일부가 제 2웨이퍼쪽으로 이전되었다. 또, 제 1웨이퍼상에는, 고다공도의 다공질 실리콘층만이 남아 있었다.
그 후, 제 2기판상에 이전된 다공질 실리콘층을, HF농도가 49중량%인 불화수소산과 H2O2농도가 30중량%인 과산화수소수와 물과의 혼합액에서 교반하면서 선택적으로 에칭하였다.
이와 같이 해서, 실리콘산화막상에 0.2㎛두께의 단결정 실리콘층을 형성하는 것이 가능하였다.
이와 같이 해서 형성된 단결정 실리콘층의 층두께를 면내의 전체영역에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 층두께의 균일성은 201nm ±3nm였다.
투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, 실리콘층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아, 양호한 결정성이 유지되고 있었다.
또, 상기 실리콘층(박막)에 대해서 대기압하 수소분위기중에 있어서 1,100℃에서 열처리를 실시하여 표면평활화처리를 행하였다. 그 표면조도를 원자력현미경으로 평가한 바, 50㎛평방영역에서의 평균제곱조도는 약 0.2nm였으며, 이것은 통상 시판되고 있는 실리콘웨이퍼와 거의 동등하였다.
또, 제 1기판쪽에 남아 있는 다공질 실리콘을, HF농도가 49중량%인 불화수소산과 H2O2농도가 30중량%인 과산화수소수와 물과의 혼합액에서 교반하면서 선택적으로 에칭하였다.
그 후, 얻어진 제 1웨이퍼에 수소어닐링 또는 표면연마 등의 표면처리를 실시함으로써, 제 1웨이퍼 또는 제 2웨이퍼로서 재이용하는 것이 가능하였다.
(실시예 2)
비저항이 0.01Ω·㎝인 p형의 제 1단결정 실리콘웨이퍼를 HF용액중에 있어서 양극화성처리하였다. 양극화성조건은 다음과 같았다:
전류밀도: 7mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11분
다공질 실리콘층의 두께: 12㎛
이와 같이 처리된 웨이퍼를 산소분위기중에서 400℃에서 1시간 산화처리한 후, 또 800℃에서 10분간 습식산화처리하였다. 이 산화결과, 다공질 실리콘의 구멍내벽면은 열산화막으로 덮였다. 또, 이 다공질 실리콘층의 표면을 불화수소산으로 처리하여, 다공질 실리콘층의 구멍내벽면의 산화막만을, 해당 다공질층의 표면으로부터 약 2㎛깊이까지 제거하였다. 이와 같이 해서, 2㎛깊이보다도 깊은 부분의 구멍내벽면의 산화막만이 남게 되었다.
다음에, 수소베이킹을 행한 후, 상기 다공질 실리콘층상에 CVD법에 의해 단결정실리콘을 0.3㎛두께로 에피택셜성장시켰다. 그 성장조건은 다음과 같았다:
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180 ℓ/min
가스압력: 80 Torr(약 1.06×104Pa)
온도: 950 ℃
성장속도: 0.3 ㎛/min
이 에피택셜 실리콘층의 표면에 열산화를 행하여 절연층으로서 두께 200nm의 실리콘산화막을 또 형성하였다. 이 단계까지의 공정을 통해 얻어진 샘플의 X선회절요동곡선은, 도 8에 표시한 것과 마찬가지의 피크를 지녔다.
상기 실리콘산화막의 표면과 별도로 준비한 제 2실리콘웨이퍼의 표면을 서로 대면시켜 접촉시키고 나서 1,100℃에서 60분간 열처리하여 접합시켰다.
이와 같이 해서 얻어진 접합기판(복합부재)을 워터제트에 의해 분리시킨 바, 구멍내벽면의 산화막이 제거된 영역과 산화막이 남아 있는 영역과의 계면근방에 있어서 매우 평활하게 분리되었다.
그 결과, 제 1실리콘웨이퍼표면상에 원래 형성되어 있었던 실리콘산화막, 에피택셜 실리콘층 및 다공질 실리콘층의 일부가 제 2웨이퍼쪽으로 이전되었다. 또, 제 1웨이퍼상에는, 다공질 실리콘만이 남아 있었다.
그 후, 제 2기판상에 이전된 다공질 실리콘층을, HF농도가 49중량%인 불화수소산과 H2O2농도가 30중량%인 과산화수소수와 물과의 혼합액에서 교반하면서 선택적으로 에칭하였다. 단결정실리콘은 에칭되지 않고 남아 있었다.
이와 같이 해서, 실리콘산화막상에 0.2㎛두께의 단결정 실리콘으로 이루어진 박막을 형성하는 것이 가능하였다.
이 박막에 대해서 수소분위기중에 있어서 1,100℃에서 열처리를 실시하였다.
(실시예 3)
비저항이 0.01Ω·㎝인 p형의 제 1단결정 실리콘웨이퍼를 HF용액중에 있어서 2단계 양극화성처리하여 2층의 다공질층을 형성하였다. 양극화성조건은 다음과 같았다:
-제 1단계-
전류밀도: 7mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 5분
제 1다공질 실리콘층의 두께: 4.5㎛
-제 2단계-
전류밀도: 30mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 10초
제 2다공질 실리콘층의 두께: 0.2㎛.
이와 같이 처리된 기판에 대해 다공질 실리콘의 구멍내벽면을 열산화시키는 일없이 그 다공질 실리콘층의 수소베이킹을 실시하였다. 그 후, 상기 다공질층상에 CVD법에 의해 단결정실리콘을 0.3㎛두께로 에피택셜성장시켰다. 그 성장조건은 다음과 같았다:
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180 ℓ/min
가스압력: 80 Torr(약 1.06×104Pa)
온도: 950 ℃
성장속도: 0.3 ㎛/min
이 에피택셜 실리콘층의 층표면에 열산화를 행하여 절연층으로서 두께 100nm의 실리콘산화막을 또 형성하였다.
다음에, 상기 실리콘산화막의 표면을 플라즈마반응기속에서 질소플라즈마에 노출시켜 표면을 활성화시켰다. 이 표면과 별도로 준비한 제 2실리콘웨이퍼의 표면을 서로 대면시켜 접촉시키고 나서 600℃에서 3시간 열처리하여 접합시켰다.
이와 같이 해서 얻어진 복합부재를 웨이퍼크기보다도 약간 작은 원형 구멍을 지닌 분리스테이지에 흡착시켜 해당 웨이퍼를 구부림으로써 응력을 집중시켰다. 이 상태에서, 실시예 2에서처럼 도 12(d)에 표시한 방법과 마찬가지로, 해당 접합웨이퍼(복합부재)의 측면에 대해 워터제트를 인가하여 해당 응력을 확대시킨 바, 다공도가 높은 다공질층과 다공도가 낮은 다공질층사이의 계면에 있어서 약 500nm의 불균일로 평탄하게 분리되었다.
그 결과, 제 1실리콘웨이퍼표면상에 원래 형성되어 있었던 실리콘산화막, 에피택셜 실리콘층 및 다공질 실리콘층의 일부가 제 2웨이퍼쪽으로 이전되었다. 또, 제 1웨이퍼상에는, 고다공도의 다공질 실리콘만이 남아 있었다.
그 후, 제 2기판상에 이전된 다공질 실리콘층을, HF농도가 49중량%인 불화수소산과 H2O2농도가 30중량%인 과산화수소수와 물과의 혼합액에서 교반하면서 선택적으로 에칭하였다. 단결정실리콘은 에칭되지 않고 남아 있었으므로, 실리콘산화막상에 0.2㎛두께의 단결정 실리콘박막을 형성하는 것이 가능하였다.
이 박막에 대해서 수소분위기중에 있어서 1,100℃에서 1시간 또 열처리를 실시하여 그 표면을 평활화시켰다.
(실시예 4)
비저항이 0.01Ω·㎝인 p형의 제 1단결정 실리콘웨이퍼를 HF용액중에 있어서 2단계 양극화성처리하여 2층의 다공질층을 형성하였다. 양극화성조건은 다음과 같았다:
-제 1단계-
전류밀도: 7mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 5분
제 1다공질 실리콘층의 두께: 4.5㎛
-제 2단계-
전류밀도: 30mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 10초
제 2다공질 실리콘층의 두께: 0.2㎛.
이와 같이 처리된 기판에 대해 다공질 실리콘의 구멍내벽면을 열산화시키는 일없이 그 다공질 실리콘층의 수소베이킹을 실시하였다. 그 후, 상기 다공질층상에 CVD법에 의해 단결정실리콘을 0.3㎛두께로 에피택셜성장시켰다. 그 성장조건은 다음과 같았다:
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180 ℓ/min
가스압력: 80 Torr(약 1.06×104Pa)
온도: 950 ℃
성장속도: 0.3 ㎛/min
이 에피택셜 실리콘층의 표면에 열산화를 행하여 절연층으로서 두께 100nm의 실리콘산화막을 또 형성하였다.
다음에, 상기 실리콘산화막의 표면을 플라즈마반응기속에서 질소플라즈마에 노출시켜 표면을 활성화시켰다. 이 표면과 별도로 준비한 제 2실리콘웨이퍼의 표면을 서로 대면시켜 접촉시키고 나서 600℃에서 3시간 열처리하여 접합시켰다.
이와 같이 해서 형성된 접합기판(복합부재)을 양 측면으로부터 그 중앙에서 축방향으로 지지해서, 웨이퍼중앙을 회전중심으로 해서 회전시키면서 기판의 측면에 워터제트를 인가하였다. 여기서, 제 1웨이퍼표면쪽과 제 2웨이퍼표면쪽, 즉, 복합부재의 양 면상에 0℃의 물을 부어 냉각시키고, 이와 동시에 98℃의 온도로 가열한 뜨거운 순수를 그 측면에 분사하였다. 이것에 의해 워터제트가 분사된 부분과 워터제트가 분사된 부분이외의 부분사이의 복합부재에 온도차로 인한 변형이 발생되어, 다공도가 높은 다공질층과 다공도가 낮은 다공질층사이의 계면근방에 있어서 약 500nm의 불균일로 평탄하게 분리되었다.
그 결과, 제 1실리콘웨이퍼표면상에 원래 형성되어 있었던 실리콘산화막, 에피택셜 실리콘층 및 다공질 실리콘층의 일부가 제 2웨이퍼쪽으로 이전되었다. 또, 제 1웨이퍼상에는, 고다공도의 다공질 실리콘만이 남아 있었다.
그 후, 제 2기판상에 이전된 다공질 실리콘층을, HF농도가 49중량%인 불화수소산과 H2O2농도가 30중량%인 과산화수소수와 물과의 혼합액에서 교반하면서 선택적으로 에칭하였다. 단결정실리콘은 에칭되지 않고 남아 있었으므로, 실리콘산화막상에 0.2㎛두께의 단결정 실리콘박막을 형성하는 것이 가능하였다.
이 박막에 대해서 수소분위기중에 있어서 1,100℃에서 1시간 또 열처리를 실시하여 그 표면을 평활화시켰다.
(실시예 5)
박막결정실리콘 광기전성 디바이스의 제작예가 도 13(a) 내지 도 13(g)에 표시되어 있다.
제 1기판으로서, [111]면 p+형 실리콘웨이퍼(301)를 준비하였다. 이 웨이퍼를 불화수소산과 이소프로필알콜과의 혼합용액중에 침지해서, 이 웨이퍼(301)를 양전극으로서, 백금판을 음전극으로서 설정하여 양극화성을 행하여, 고다공도의 다공질층(302)과 저다공도의 다공질층(303)으로 이루어진 분리층을 형성하였다(도 13(a) 및 도 13(b) 참조).
실시예 1과 마찬가지 조건하에 다공질층을 형성하였다.
다공질층이 형성된 표면상의 실리콘웨이퍼의 격자변형을 라만분광법에 의해 분석한 바, 다공질층(302)의 내부에 강한 (인장)응력이 가해진 것으로 확인되었다.
다공질층(303)의 표면상에, 액상성장장치중에서 에피택셜 성장에 의해 약 30㎛두께의 p형 박막단결정 실리콘층(304)을 형성하였다. 상기 액상성장장치는, 석영유리밀폐반응기에 설치된 석영유리제의 도가니내에서 금속인듐이 소망의 온도로 가열 용융될 수 있도록 설정되어 있었다. 먼저, p형 다결정실리콘이 인듐으로 포화될 때까지 950℃로 유지된 액체인듐에 해당 실리콘을 용해시켜 용융물을 얻었다. 이어서, 다공질층이 형성된 실리콘웨이퍼를 상기 용융물에 침지하고, 해당 용융물을 -1℃/분의 속도로 냉각하였다. 이 냉각에 의해, 상기 용융물에 완전히 용해되지 않은 실리콘이 다공질층(303)의 표면상에 퇴적되기 시작해서, p형 실리콘층(304)이 에피택셜성장되었다. 이와 같이 해서 형성된 p형 박막단결정 실리콘층(304)의 표면상에, 주석에 인이 도핑된 n+형 실리콘을 용해시켜 제조한 용융물을 사용하는 액상성장장치를 이용해서, 약 0.2㎛두께의 n+형 실리콘층(305)을 또 에피택셜성장시켰다(도 13(c) 참조).
이 층(305)의 표면상에, 반사방지층(306)으로서 약 70nm두께의 실리콘질화층을 스퍼터링에 의해 형성하였다. 이 표면상에 또 통공을 형성하고, 스크린인쇄후 베이킹에 의해 빗살형상의 격자전극(307)을 형성하였다(도 13(d) 참조).
이어서, 제 2기판으로서, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA)를 지닌 격자전극상에 0.2mm두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)막을 접합시켰다. 이 시트부재의 담부를 직경 100mm의 박리롤러(310)에 고정하고 그 가장자리쪽으로부터 감아올린 바, 응력이 집중된 다공질층(302)과 (303)사이의 계면을 따라 다공질층(302)에 균열을 발생하여, 웨이퍼(301)로부터 박막결정 광기전성 디바이스(311)가 박리되었다. 이 디바이스의 이면상에, 구리를 주성분으로 하는 도전성 접착제(313)로 스테인레스강 시트이면전극(312)을 접착시켰다. 여기서, PET막에는 미리 작은 구멍을 형성하고, 이 구멍을 도전성 접착제로 충전하여 인출전극(314)을 형성하여 격자전극에의 전기전도를 확실히 하였다(도 13(f) 참조). 이 상태에서, AM 1.5로 조정한 솔라시뮬레이터로 그의 변환효율을 측정한 바, 변환효율은 15%인 것으로 판명되었다.
디바이스(311)가 박리된 웨이퍼(315)를 1%수산화나트륨수용액중에 침지하여 그 표면상에 잔류하는 잔류다공질층을 제거하였다. 본 발명의 방법에 있어서는, 다공질층(302)이 얇아 그 잔류물을 제거하는 데 걸리는 에칭시간이 짧았다. 또한, 웨이퍼(301)의 표면은 에칭후 완전한 거울면으로 되었다(도 13(g) 참조). 이 웨이퍼(301)를 사용해서, 상기 공정을 반복하면, 상기한 것과 동일한 변환효율을 지닌 광기전성 디바이스를 제작할 수 있고, 웨이퍼는 반복해서 사용할 수 있다.
(실시예 6)
제 1기판으로서의 [111]면 p+형 실리콘웨이퍼를 준비하고, 이하의 조건하에 2단계양극화성처리하여 2층의 다공질층을 형성하였다:
-제 1단계-
전류밀도: 7mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 5분
제 1다공질 실리콘층의 두께: 4.5㎛
-제 2단계-
전류밀도: 30mA·㎝-2
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 10초
제 2다공질 실리콘층의 두께: 0.2㎛.
이와 같이 해서 표면에 다공질층이 형성된 웨이퍼에 대해 실시예 5에서와 마찬가지 방법으로 처리하여 액상에피택셜성장에 의해 약 30㎛두께의 p형 박막단결정실리콘층과 약 0.2㎛두께의 n+형 실리콘층을 형성하였다.
알레컴사(Alecom Products Co.)로부터 시판되고 있는 일시접착성 접착제 크리스탈본드 555를 이용해서, 상기 n형 실리콘층에 PET막을 접착시켰다.
2층의 다공질층의 계면에 응력을 집중적으로 발생시키기 위해서, 상기 웨이퍼를 위에 설치되어 있는 홀더를 가열하여 해당 웨이퍼의 이면을 50℃까지 가열함과 동시에 PET막표면에 -50℃의 냉기를 분사하였다.
PET막에 접착되어 있는 p형 및 n형 실리콘층을, 해당 PET막을 롤러로 감아올리면서 박리하였다.
p형 및 n형 실리콘층상에 놓여 있는, 상기 박리결과 노출된 다공질층의 표면을 별도로 준비한 스테인레스강 기판에 구리를 주성분으로 하는 도전성 접착제에 의해 접착시키고 나서, 100℃에서 일시적인 베이킹을 행하였다. 이것을 약 100℃온수에 침지하여 상기 일시 접착성 접착제를 용융시켜, 실리콘층으로부터 PET막을 박리시켰다.
도전성 접착제를 300℃에서 베이킹하여 경화시킴으로써 스테인레스강 기판과 실리콘층과의 접착강도를 향상시켰다.
PET막의 박리결과 노출된 p형 실리콘층의 표면상에 반사방지층과 격자전극을 형성함으로써, 박막광기전성 디바이스를 얻었다.
이상, 본 발명에 의하면, 분리층에 있어서 균열되는 위치가 안정적으로 될 수 있으므로, 나머지 분리층의 두께가 항상 균일하게 되어, 노출된 표면(분리면)의 불균일도 제어할 수 있다. 그러므로, 후속공정에 있어, 동일한 처리조건하에 각종 처리를 행할 수 있어, 미립자가 발생하는 일이 거의 없게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 분리층이 항상 고정위치에서 균열을 일으킬 수 있는 복합부재의 분리(분할)방법 및 이러한 방법을 이용한 박막제작방법을 제공하는 것이 가능하고, 또한, 파손가능성 및 미립자의 발생비율은 저감할 수 있어, 분리후의 처리조건을 용이하게 설정할 수 있는 복합부재의 분리방법 및 이러한 방법을 이용한 박막제작방법을 제공하는 것이 가능하다.
Claims (25)
- 복합부재내부에 분리층을 형성하는 공정;상기 분리층내부에, 면내응력에 의해 분리를 일으키지 않을 정도로 해당 면내응력이 집중적으로 발생되는 응력집중부층을 형성하는 공정; 및상기 면내응력을 확대시켜 상기 응력집중부층내에 균열을 일으키는 공정을 구비한 것을 특징으로 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 상기 분리층이 기준피크로부터 벗어난 동시에 피크간거리가 0.01도이상인 적어도 2개의 X선회절피크를 표시하도록 해당 분리층내에 형성되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층내의 면내응력이 1×107dyne/㎠이상인 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 상기 분리층내에, 해당 분리층의 내부에서의 라만분광피크이동량이 서로 -0.1㎝-1이상 다른 복수의 영역을 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 분리층은, 기준피크로부터 벗어난 동시에 피크간거리가 0.01도이상인 적어도 2개의 X선회절피크를 표시하고, 상기 면내응력이 1×107dyne/㎠이상인 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 분리층은 미소공동을 지닌 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 미소공동을 지닌 분리층은 양극화성에 의해 형성된 다공질층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리층은 다공도가 서로 다른 복수의 다공질층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리층은 다공도가 서로 다른 복수의 다공질층으로 이루어지고, 상기 응력집중부층은 상기 복수의 다공질층중에서 고다공도의 다공질층내에 형성되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층의 두께는 2㎛이하인 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층의 두께는 0.1㎛이하인 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 면내응력은, 상기 복합부재를 분리시키도록 해당 복합부재의 측면에 형성된 오목부 또는 좁은 간극에 대해서 유체를 분사함으로써 확대되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 상기 면내응력은, 상기 복합부재를 분리시키도록 해당 복합부재의 측면에 형성된 오목부 또는 좁은 간극에 대해서 쐐기를 삽입함으로써 확대되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 면내응력은, 상기 복합부재를 분리시키도록 해당 복합부재에 대해서 진동에너지를 인가함으로써 확대되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 두께가 1㎛이상인 다공질층을 형성하고, 그 후, 상기 다공질층의 구멍내벽면을 산화시켜 산화막을 형성하고, 상기 다공질층의 하부에만 산화막이 남도록 해당 다공질층의 층표면으로부터 1㎛이상의 깊이로 상기 구멍내벽면상에 형성된 산화막을 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 상기 분리층의 상부쪽과 하부쪽상의 층영역사이에 온도차를 발생시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 상기 복합부재를 구부림으로써 형성되고, 그 상태에서, 상기 복합부재가 분리되는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층은, 구멍내벽면상에 산화막이 형성된 다공질층이며, 상기 산화막은 상기 다공질층의 층두께방향으로 다른 구조를 지니는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 응력집중부층이 형성된 후 상기 분리층이 균열될 때까지 1,100℃이상에서의 가열을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 분리층은 구멍내벽면에 산화막을 지닌 적어도 1개의 다공질층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1기판의 표면상에 두께가 1㎛이상인 다공질층을 형성하는 공정;상기 다공질층의 구멍내벽면을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정;상기 다공질층의 하부에 상기 산화막이 남도록 해당 다공질층의 층표면으로부터 1㎛이상의 깊이로 상기 구멍내벽면상에 형성된 산화막을 제거하는 공정;상기 다공질층의 표면상에 비다공질층을 형성하는 공정;상기 비다공질층을 제 2기판에 접합시켜 내부적으로 분리층을 지닌 복합부재를 형성하는 공정; 및상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1기판의 표면상에 제 1다공질층과 상기 제 1다공질층보다도 높은 다공도를 지닌 제 2다공질층을 형성하는 공정;상기 제 1 및 제 2다공질을 상기 제 1다공질층의 구멍내벽면상에 산화막을 형성하는 동시에 상기 제 2다공질층을 비정질화시키는 공정;상기 제 1다공질층의 층표면상에 비다공질층을 형성하는 공정;상기 비다공질층을 제 2기판에 접합시켜 내부적으로 분리층을 지닌 복합부재를 형성하는 공정; 및상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 분리층을 지닌 복합부재를 준비하는 공정;상기 복합부재를 구부리는 공정; 및상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 분리층을 지닌 복합부재를 준비하는 공정;상기 복합부재를 분리시키기 위해 상기 분리층에 온도차를 발생시키는 공정; 및상기 분리층에 균열을 일으켜 상기 복합부재를 분리시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 복합부재의 분리방법.
- 제 1항 또는 제 20항 내지 제 23항중 어느 한 항에 따른 분리방법에 의해 박막을 제작하는 것을 특징으로 하는 박막제작방법.
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