[发明专利]掺杂离子形成具有薄膜的基板结构制造方法及其基板结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有薄膜的基板结构制造方法，特别是涉及一种利用掺杂离子制造具有薄膜的基板结构的方法。 

背景技术

如美国专利第5,374,564号所揭露的制造半导体材料薄膜的方法，其是在原始基板中植入高剂量离子如氢或惰性气体等气体离子以产生一气体离子层，然后将原始基板与目标基板键合成一体后，再藉由加热处理使气体离子在气体离子层中聚合，并产生许多的微气泡(microbubbles)。微气泡会逐渐连成一片，进而使部份的原始基板上下分离，而被分离的原始基板即被转移至目标基板上，藉此在目标基板上形成薄膜。 

然而，利用离子布植技术将气体离子植入原始基板时，由于离子布植装置是以一定能量使气体离子撞击原始基板，以使得气体离子得以植入原始基板中。因此在植入气体离子的过程中，容易使原始基板的晶格结构受损，也就是说被转移至目标基板上薄膜的晶格结构也容易受到损伤，进而降低了薄膜的品质。此外，在薄膜上制作半导体元件时，因为薄膜的晶格结构受到损伤，所以也无法制作出具有良好特性的半导体元件。 

因此，如何改善植入离子的方法，进而避免薄膜的晶格结构受到损伤是目前所要努力的目标。 

由此可见，上述现有的利用离子布植技术制造半导体材料薄膜的方法在制造方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法及产品又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的具有薄膜的基板结构制造方法及其基板结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。 

有鉴于上述现有的利用离子布植技术制造半导体材料薄膜的方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业 知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的具有薄膜的基板结构制造方法，能够改进一般现有的利用离子布植技术制造半导体材料薄膜的方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的利用离子布植技术制造半导体材料薄膜的方法存在的缺陷，而提供一种新的具有薄膜的基板结构制造方法，所要解决的技术问题是使其具有避免薄膜在植入氢离子的过程中受到损伤的功效，非常适于实用。 

本发明的另一目的在于，克服现有的利用离子布植技术制造半导体材料薄膜的方法存在的缺陷，而提供一种新的具有薄膜的基板结构制造方法，所要解决的技术问题是使其中脆化层可阻隔原始基板中用以吸附氢离子的掺杂元素扩散至元件层，并具有防止掺杂元素破坏元件层的晶格结构的功效，从而更加适于实用。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有薄膜的基板结构制造方法，其包括以下步骤：提供一目标基板；提供一原始基板，其含有具有吸附氢离子功效的一掺杂元素；形成一脆化层于该原始基板上，其中该脆化层为一含锗元素层；形成一元件层于该脆化层上；掺杂氢离子，将其添入该脆化层；键合该元件层及该目标基板；以及分离该元件层及该原始基板，其是藉由输入一能量处理使该脆化层碎裂进行分离。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的目标基板为一硅基板、一蓝宝石基板、一玻璃基板、一石英基板或一三五族材料基板。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的目标基板的一拟键合表面是形成有一绝缘层或多数层绝缘层。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的绝缘层为一氧化硅层、一氮化硅层、一氮氧化硅层、一氮碳化硅层、一低介电系数电介质层、一钻石层、一类钻石碳层、一氢氧化硅碳层或一二氧化铪层。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的掺杂元素为硼原子、碳原子、镓原子或其组合物。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的掺杂元素的浓度是大于等于10¹⁴/cm³。 

前述的具有薄膜的基板结构制造方法，其中所述的原始基板的材质为第四族材料、四四族材料、三五族材料或二六族材料。