[发明专利]用于衬底的表面处理的方法和设备

权利要求书

1.一种用于衬底的至少主要地结晶的衬底表面的表面处理的方法，该方法包括：

使一种或多种气体、一种或多种气体混合物、或其组合离子化以利用没有金属粒子的离子束形成粒子，所述气体选自包括Ar、He、Ne、Kr、H₂、N₂、CO和CO₂的组，所述气体混合物选自包括合成气体FG、合成气体RRG和合成气体NFG的组，合成气体FG由大于或等于50%的氩气与余额的氢气构成，合成气体RRG由大于或等于50%的氢气与余额的氩气构成，合成气体NFG由大于或等于50%的氩气与余额的氮气构成；

在不沉积材料的情况下使所述衬底表面非晶化以形成用于在所述衬底的衬底表面处接合的非晶层，所述非晶层通过使所述粒子与所述衬底表面碰撞来产生，所述非晶层具有厚度d＞0nm；

在所述衬底表面的非晶化期间从所述衬底表面去除氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述非晶化直至所述非晶层的厚度d＜100nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述非晶化被执行，使得所述衬底表面的平均粗糙度减小。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述衬底表面的平均粗糙度减小到小于10nm的平均粗糙度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子被加速。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子的动能在1eV与1000keV之间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子的电流密度在0.1 mA/cm²与1000 mA/cm²之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述非晶化在处理室中被执行，所述处理室在所述非晶化之前被抽空。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述处理室在所述非晶化之前被抽空到小于1bar的压力。

10.根据权利要求1所述的方法，其中去除氧化物包括纯化所述衬底表面。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述纯化通过所述粒子与所述衬底表面的碰撞来产生。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述粒子被加速。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述粒子的动能在1eV与1000keV之间。

14.一种用于将根据权利要求1的方法所处理的第一衬底与根据权利要求1的方法所处理的第二衬底接合的方法。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述接合期间和/或之后执行热处理。

16.一种用于衬底的衬底表面的表面处理的设备，该设备包括：

被配置成接纳所述衬底的处理室；

用于使一种或多种气体、一种或多种气体混合物、或其组合离子化以形成具有没有金属的粒子的离子束的离子室，所述气体选自包括Ar、He、Ne、Kr、H₂、N₂、CO和CO₂的组，所述气体混合物选自包括合成气体FG、合成气体RRG和合成气体NFG的组，合成气体FG由大于或等于50%的氩气与余额的氢气构成，合成气体RRG由大于或等于50%的氢气与余额的氩气构成，合成气体NFG由大于或等于50%的氩气与余额的氮气构成；

用于通过使所述粒子与所述衬底表面碰撞在不沉积材料的情况下使所述衬底表面非晶化以在所述衬底表面处形成非晶层的装置，所述非晶层具有厚度d＞0nm；以及

用于在所述衬底表面的非晶化期间从所述衬底表面去除氧化物的装置。