[发明专利]用于半导体基板的剥落

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请案要求2009年6月9日申请的美国临时申请第61/185,247号的优先权。本申请案也涉及代理人案号YOR920100056US1、YOR920100058US1、YOR920100060US1及FIS920100006US1，其各转让给国际商业机器公司(International Business Machines Corporation，IBM)并于同日申请作为本申请案，其全文以引用的方式并入本文中。 

技术领域

本发明针对使用应力诱发性基板剥落（spalling）的半导体基板工艺。 

背景技术

基于半导体的太阳能电池其大部分成本可能在于生产在其上建立该太阳能电池的半导体基板层的成本。除了与基板材料分离和提纯相关的能源成本外，存在相当高的关于该基板材料锭的生长的成本。为形成基板层，该基板锭可用锯切割以将该层自锭分离。在该切割的过程中，该半导体基板材料的一部分可能会因为锯口而损失。 

发明内容

在一方面，一种自半导体基板锭剥落层的方法包含在该半导体基板锭上形成金属层，其中在该金属层内的拉伸应力被配置为造成该锭内的开裂；并且在该开裂处自该锭上移除该层。 

在一方面，一种自半导体基板锭剥落层的系统包含形成金属层 在该半导体基板锭上，其中在该金属层内的拉伸应力被配置为造成该锭内的开裂，并且其中该层被配置为在该开裂处自该锭移除。 

额外特征通过本示范性实施例的技术而实现。其它实施例在此处详细描述并视为申请专利范围的一部分。为更能理解该示范性实施例的特征，参考实施方式及图标。 

附图说明

现在参考附图，其中相同的部件在各附图中被相同地编号： 

图1说明了用于剥落半导体基板锭的方法的实施例。 

图2说明具有籽晶层的半导体基板锭的实施例。 

图3说明具有粘着层的半导体基板锭的实施例。 

图4说明在半导体基板锭上形成受应力金属层的系统的实施例。 

图5说明具有受应力金属层的半导体基板锭的实施例。 

图6说明半导体基板锭的剥落层的实施例。 

图7说明半导体基板锭的剥落层的实施例的俯视图。 

具体实施方式

本发明通过以下详细讨论的示范性实施例提供剥落半导体基板的系统及方法的实施例。 

受拉伸应力的金属层或金属合金层可形成于半导体材料锭的表面上，以通过称为剥落的工艺以诱发在该锭内的开裂。具有受控厚度的半导体基板层可在无切口损失的情况下于该开裂处自该锭分离。受应力的金属层可由电镀或无电极电镀形成。可使用剥落以成本有效地形成用于任意半导体制造应用中的半导体基板层，例如用于光伏(photovoltaic，PV)电池的相对薄的半导体基板晶圆，或是用于混频信号、射频或是微机电(MEMS)应用的相对厚的绝缘层上半导体。 

图1说明剥落半导体基板锭的方法100的实施例。参照图2至图7讨论图1。在某些实施例中，包含锭的半导体材料可包含锗(Ge)或单晶或多晶硅(Si)，并且可为n型或是p型。对n型半导体材料，块101是可选的。在块101，以在即将被剥落的半导体材料锭201的表面上形成籽晶层202来预先处理该锭的表面，如图2所示。由于直接在p型材料上电镀是困难的（这是因为当p型锭201受到相对于电镀液的负偏压时可能形成表面耗尽层），因此该籽晶层202为p型半导体材料(其中空穴是多数载流子)的锭201所必需的。该籽晶层202可包含单层或多层，且可包含任何适当的材料。在一些实施例中，该籽晶层202可包含钯(Pd)，其可通过浸泡在包含钯溶液的浴槽里以涂敷到锭201。在其它实施例中，其中该锭201包含硅，该籽晶层202的形成可包含在锭201上形成钛(Ti)层，且在该钛层上形成银(Ag)层。该钛与银层可以都小于约20奈米(nm)厚。钛可在低温下对硅形成良好粘着接合，且银表面在电镀期间抗氧化。该籽晶层202可以任何适当的方法形成，包含但不局限于无电极电镀、蒸发、溅射、化学表面制备、物理汽相沉积（PVD）或是化学汽相沉积(CVD)。在一些实施例中该籽晶层202可以在形成后进行退火处理。