[发明专利]通过光束分离可移除复合结构的方法

说明书

本发明涉及一种通过光束分离可移除复合结构的方法，所述方法包括：供应可移除复合结构(100)，其依次包括：衬底(1)；光吸收层(2)，其由适于至少部分地吸收光束的材料制成，所述衬底对所述光束基本上透明；牺牲层(3)，其适于在施加高于解离温度的温度下解离，由与光吸收层(2)的材料不同的材料制成；至少一个待分离层(4)；施加穿过衬底(1)的光束，所述光束至少部分地由光吸收层(2)吸收，以加热所述光吸收层；通过来自光吸收层(2)的热传导将牺牲层(3)加热至高于或等于解离温度的温度；在所述加热的作用下使牺牲层(3)解离。

技术领域

本发明涉及一种能够通过施加光束而拆除的复合结构，以及用于分离这种结构的方法。

背景技术

在微电子学、光学和光电子学领域中，已知的实践是制造包括有用层和衬底的可拆除复合结构，所述结构旨在随后被处理以将有用层与衬底分离。

例如，当衬底是用于通过有用层的外延而形成的生长衬底时，以及然后需要将有用层与衬底分离以单独使用或将其转移至最终载体时，就是这种情况。

为此，在结构内的有用层和衬底之间布置有牺牲层，所述牺牲层旨在在分离处理期间至少部分地分解。

以术语“激光剥离”(laser lift-off，LLO)已知一种特别的分离技术，其中使用光束来分解牺牲层。该技术利用了形成结构的材料在光吸收和耐热性方面的差异。因此，衬底对于所述光束基本上透明，而牺牲层强烈地吸收所述光束。因此，当通过施加穿过衬底的光束来照射复合结构时，牺牲层被充分加热，然后在温度超过给定温度(称为解离温度)时解离。由此获得的一方面是有用层，另一方面是可以重复使用(例如以形成新的复合结构)的衬底。

该方法的一个缺点是，由于待分离层和牺牲层之间邻近，因此待分离层也可以通过来自牺牲层的热传导而升高至高温。待分离层的这种加热可能导致其某些性能的下降，特别是在衬底与待分离层具有基本上不同的热膨胀系数的情况下。

文献WO 2015/019018描述了一种可拆除复合结构，其中，在牺牲层和待分离层之间插入热阻挡层。所述热阻挡层对于光束基本上透明，从而不会被加热，并且足够厚以在暴露于光束的持续时间内将待分离层保持在低于确定阈值的温度下。

然而，对于待分离层和/或最终载体的某些材料(如果合适的话)，这种热阻挡层可能不行。

因此，例如，在待分离层包括铁磁材料(如CoFeB/MgO)的堆叠的情况下，原子的相互扩散从约400℃至600℃的温度开始发生。在待分离层由石墨烯制成的情况下，电性能的下降从600℃的温度开始发生。在待分离层由辉钼矿(MoS₂)制成的情况下，杂交的改性以及与其他材料的反应可以从约450℃至600℃的温度开始发生。在待分离层由相变合金(如GeSbTe)制成的情况下，从约600℃开始发生熔融并转变为非晶相。

同样，取决于待分离层将要转移到的最终载体的组成，所述载体可能受到为了使牺牲层解离而施加的热预算的影响。因此，例如，如果最终载体包括含有铜的电子线路，则铜线的挤出可以从400℃开始进行。在最终载体由聚合物材料(例如塑性材料)制成的情况下，它可以从200℃开始分解。

在这种情况下，为了在低温下进行分离，一种可能的技术是通过蚀刻而从待分离层的背面去除衬底，以这样的方式使得所述衬底不能被循环用于另一用途。

当最终载体对温度敏感时，基于LLO技术的另一种可能的方法是将待分离层转移至临时衬底，所述临时衬底不易受到用于使牺牲层解离的热预算的影响，然后将待分离层转移至最终载体。然而，此方法比LLO方法花费的时间更长，并且更昂贵，因为此方法需要将感兴趣的层转移两次。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，并且特别地设计一种包括牺牲层的可拆除复合结构，所述牺牲层能够通过施加有限的通过吸收光束而产生的热预算(通常对应于低于500℃的温度)来解离。