[发明专利]制造包括衬底和沉积在衬底的一个表面上的层的结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造用于电子学、光学、光电子学或光伏学的结 构的方法，该结构包括衬底，以及通过将材料沉积在衬底的一面上而 形成的层。

背景技术

技术的发展显示，可以利用合适的技术，例如PECVD(“等离子 增强化学气相沉积”的首字母缩写)，来选择衬底的面以将薄层沉积在 所选的面上。然而，这一过程很复杂，可能引入金属杂质，并且沉积 层可能分层。

采用非选择性技术使得在衬底的两面上都进行沉积。然后可以消 除沉积在不希望的表面上的层。为达此目的，可以将例如想要保存的 层键合到其他材料上，从而保护该层，然后进行刻蚀，从而消除位于 非保护面上的层。然而，根据该层的性质(特别是，如果该层为SiN，AlN 或钻石)，撤销该层有时十分困难，而且相比于衬底的材料是非选择性 的。

也可以采用RIE刻蚀(“反应离子刻蚀”的首字母缩写)，其相关描 述记载于“Silicon Processing for the VLSI Era，Vol.1：Process Technology”(VLSI时代的硅工艺，第1卷，工艺技术)，作者是Stanley Wolf和Richard N.Taube，Lattice Press，第二版(1999年11月1日)， ISBN-10：0961672161，章节“14，Dry Etching for VLSI”(用于VLSI的 干刻蚀)。这种利用等离子辅助的干刻蚀可将选择的表面清除而无需保 护其他表面，但是其效果取决与要清除的材料。此外这种相当困难的 技术需要采用剧毒气体和污染物，例如NF₃或SF₆。因此这需要特殊的 操作条件，特别是特殊的封闭。

该问题的一个具体示例出现在，在SopSiC(“硅多晶碳化硅”， Silicon on Polycrystalline SiC的首字母缩写)或SiCopSiC(“碳化硅多 晶碳化硅”，Silicon Carbide On Polycrystalline SiC的首字母缩写)衬底 的背面上形成多晶硅层时。

SopSiC衬底主要对红外线辐射透明，不可能通过该衬底的背面对 其充分加热以在前表面达到适于实现分子束外延生长(MBE)的温度。

沉积在背面上的多晶硅层吸收红外线辐射，可将该层加热到高温 从而能够通过传导加热SopSiC衬底，以得到实现外延生长所需的温度。

这方面，可以参考出版物，US 5,296,385，US2004/0152312，EP 0 449 524，WO 2006/082467和FR 07 54172。

目前，实现的方法在于在不选择SopSiC衬底的表面的情况下沉积 多晶硅，也即是，在SopSiC衬底的两个表面上都沉积多晶硅，然后进 行刻蚀以消除在不需要的表面上形成的层。

参见图1A，通过在单晶硅衬底520上注入来形成界定了层500的 脆化区510。

参见图1B，利用SiO₂的键合层300，通过将单晶硅衬底520键合 到多晶SiC支撑400(也记作p-SiC)上，以及通过将层500传递到支 撑400上，而形成了指定为SopSiC的结构100。

参见图1C，通过在水蒸气气氛中在大约800到1200℃下进行的 退火，来加固结构100的键合，这有利于通过硅和SiC的热氧化，即 通过消耗层400和500的表面上的硅，在结构100的两个表面上都形 成SiO₂层110和120。

参见图1D，接下来不区分先前获得的结构的表面，进行多晶硅(也 记作p-Si)层200的沉积。为达此目的，可在620℃的温度下采用LPCVD 技术(低压化学气相沉积)。

参见图1E，通过RIE刻蚀将位于单晶硅层500一侧的p-Si层200 从SopSiC结构去除。

参见图1F，通过HF溶液的作用将位于单晶硅层500一侧的SiO₂的层110从SopSiC结构去除，其中HF溶液选择性地溶解SiO₂并保持 硅完整。

最后，清洁单晶硅的层500的表面，以备将其用于通过MBE的外 延生长。

可以理解，该方法包括大量步骤，并采用复杂而昂贵的技术来执 行以实现选择性刻蚀。