[发明专利]制备用于结合的表面的氧等离子体转化方法

权利要求书

1.一种对半导体晶片的不可结合表面进行制备的方法，使得所述不可结合表面与另一种基材进行结合，该方法包括以下步骤：

得到具有结合表面的半导体晶片，所述结合表面不能与另一种基材发生结合；

用氧等离子体对半导体晶片的结合表面进行处理，对所述半导体晶片的结合表面进行氧化，并将半导体晶片的表面区域转化为氧化物层，所述氧化物层是亲水性且可以与另一种基材结合。

2.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：

在所述对半导体晶片的结合表面进行处理的步骤之前，将离子通过结合表面注入到半导体晶片中，在给体晶片中形成弱化区域并将半导体剥离层限定在所述弱化区域和结合表面之间的半导体晶片中，该注入步骤污染了给体晶片的结合表面的表面区域；

其特征在于，所述对半导体晶片的结合表面进行处理的步骤至少将给体晶片的结合表面的被污染表面区域转化为牺牲氧化物层；

从给体晶片的结合表面剥除牺牲氧化物层，从而去除给体晶片的结合表面的被污染表面区域，并暴露出半导体晶片的清洁结合表面；以及

用氧等离子体对半导体晶片的清洁结合表面进行处理，对所述半导体晶片的结合表面进行氧化，并将半导体晶片的表面区域转化为氧化物结合层，所述氧化物结合层是亲水性且可以与另一种基材结合。

3.如权利要求2所述的方法，该方法还包括：

得到具有结合表面的绝缘支撑基材；

使得半导体晶片的结合层与支撑基材的结合表面发生接触；

使得所述结合层与支撑基材结合；以及

从半导体晶片的余下部分分离剥离层，留下与支撑基材结合的剥离层。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述支撑基材是玻璃基材。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述给体晶片是Ge晶片。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体晶片的表面在其上具有由阻隔材料形成的阻隔层，该阻隔材料不可与另一种基材结合，所述阻隔层形成半导体晶片的结合表面；以及

所述用氧等离子体对半导体晶片的结合表面进行处理的步骤，将阻隔层的靠近表面区域转化为氧化物层，所述氧化物层是亲水性的并可与另一种基材发生结合，同时阻隔层的余下部分仍是未氧化的阻隔材料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻隔层由Si_xN_y和SiN_xO_y中的一种形成。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对半导体晶片的结合表面进行处理的步骤将阻隔层的表面区域转化为厚度约为2nm至约150nm，约5nm至约50nm，约2nm至约20nm，约5nm至约10nm或者约5nm，并且表面粗糙度小于0.3nm RMS的SiO₂层。

9.如权利要求7所述的方法，该方法还包括：

得到具有结合表面的玻璃基材；

使得阻隔层上的氧化物层与玻璃基材的结合表面接触；

使得所述氧化物层与玻璃基材结合；以及

从半导体晶片的余下部分分离剥离层，使得剥离层通过氧化物层与支撑基材结合，阻隔层的余下部分位于剥离层和氧化物层之间。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阻隔层由Si₃N₄形成。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述玻璃基材是氧化物玻璃或者氧化物玻璃-陶瓷基材；以及

所述使得剥离层与玻璃基材结合的步骤还包括以下步骤：向玻璃基材和半导体晶片施加电压电势，将提升的温度和电压维持一段时间，该时间足以使得氧化物玻璃或者氧化物玻璃-陶瓷中的正离子以远离半导体晶片的方向在玻璃基材中移动，从而所述玻璃基材包含(i)与剥离层相邻的第一玻璃层和(ii)与第一玻璃层相邻的第二玻璃层，所述第一玻璃层中基本不存在改性剂正离子，所述第二玻璃层具有浓度提高的改性剂正离子。