專利名稱：利用受控傳播的膜層轉移的制作方法
利用受控傳播的膜層轉移
背景技術：
有史以來，人類都是依賴于“太陽”來得到幾乎所有有用形式的能量。這樣的能量 來自石油、輻射體、木材以及各種形式的熱能。僅舉一個例子，人類嚴重依賴于諸如煤和天 然氣這樣的石油資源來滿足各種需要。遺憾地是，石油資源已逐漸變得耗盡并且產生了一 些其它問題。作為代替品，部分地，太陽能已經被提出用于減少對石油資源的依賴。僅舉一 個例子，太陽能可從通常由硅制成的“太陽能電池”得到。當硅太陽能電池暴露于來自太陽的太陽輻射時產生電力。輻射與硅原子相互作用 并形成電子和空穴，它們遷移至硅本體中的P摻雜區和η摻雜區，并在摻雜區之間產生電壓 差和電流。太陽能電池已經集成有匯集元件來提高效率。舉例來說，太陽輻射利用可引導 此輻射到有源光伏材料的一個或更多個部分的匯集元件來積累和聚集。盡管有效，但是這 些太陽能電池仍然有許多限制。僅舉個例子，太陽能電池常常依賴于諸如硅的初始材料。這樣的硅一般由多晶 硅和/或單晶硅材料制成。根據單個晶粒的尺寸和結晶度，多晶硅材料也可稱為多晶 (multicrystalline)、微晶(microcrystalline)或者納米晶(nanocrystalline)。這些材 料此后將都被稱為“多晶硅”，與不具有許多個隨機晶向和許多個晶界的單晶(單晶體)材 料相反。無定形硅不是通常用于晶片化的太陽能電池的硅形式，這是因為它的在小于幾微 米的厚度上的低的載流子壽命。太陽能電池材料通常難以制造。多晶硅電池常常通過制造多晶硅板形成。盡管這 些板可以用成本有效的方式使用結晶爐形成，但是它們不具有優化用于高效太陽能電池的 特性。尤其是，多晶硅板在捕獲太陽能和將捕獲的太陽能轉換成可用的電能方面未表現出 最高的可能效率。比較而言，單晶硅(C-Si)具有對于高等級太陽能電池合適的特性。然而，這樣的 單晶硅制造昂貴，并且也很難以高效率和成本有效的方式用于太陽能應用。此外，多晶硅和單晶硅材料在傳統的制造單晶硅襯底過程中都會遇到材料損失， 在該過程中使用鋸切工藝來從原始生長的單晶硅錠物理分離薄單晶硅層。例如，內徑(ID) 鋸切工藝或線鋸切工藝從澆鑄(cast)或生長的晶錠(boule)上消除了 40%之多甚至達到 60%的初始材料，并將材料單顆化(singulate)為晶片形式工件(factor)。這是高度無效 率的制備供太陽能電池應用的薄的多晶硅或單晶硅板的方法。為了克服使用硅材料的這些缺點，已經提出了薄膜太陽能電池。薄膜太陽能電池 通常由于使用較少的硅材料或者替代材料而不那么昂貴，但是它們的無定形或多晶結構沒 有更昂貴的由單晶硅襯底制造的體硅電池有效。從上述可以看出，非常需要以低成本高產率制造合適的高質量單晶硅片的技術。

發明內容
可以通過提供具有表面區和位于表面區之下預定深度處的解理區(cleave region)的半導體襯底來形成材料膜。在從該襯底解理該膜的工藝過程中，解理區的剪切被嚴密地控制。根據某些實施例，面內剪切分量(in-plane shearcomponent) (KII)在一定的 膜厚度處被保持在零附近，以使傳播的解理面保持在期望的深度內。在一個實施例中，接近 零的KII分量是通過經由暴露于電子束輻射來隔熱加熱硅而實現的，這能夠給予熱學地產 生的力和力矩來實現期望的KII條件。根據其他實施例，利用能量控制方法通過注入和可 選的外部能量來引導斷裂(fracture)傳播而有目的地將KII分量保持在高水平。在一個 這樣的實施例中，通過暴露于諸如激光或電子束的輻射來加熱硅而實現高KII分量，其通 過依賴于深度的解理能量控制給予熱梯度以在硅中在精確定義的深度處實現受控傳播。本發明實施例一般涉及用于形成厚膜的層轉移技術。更具體地，本發明提供了用 于太陽能電池的低注入或甚至無注入的厚膜的層轉移的方法及器件。僅舉例來說，其被應 用來沿著單晶硅襯底的晶面解理厚膜。但是將認識到，本發明具有更廣闊的應用范圍。通過實現本發明可獲得許多益處。在優選實施例中，可選擇具有在{111}或{110} 晶面中表面平面的單晶硅錠襯底。如此，用于生成解理區的離子注入工藝大多數被消除或 被限制，以利用部分周邊區域形成解理發起區。這基本上簡化了層轉移工藝，減少了系統能 量成本并增加了產率。
在某些實施例中，該工藝被劃分為(i)使用較高注入劑量(發起劑量)在硅錠襯 底的相對小的區域(發起區)中發起斷裂的發起過程，和(ii)使所發起的裂縫尖端(crack tip)延伸貫穿剩余的硅錠襯底以釋放厚膜(傳播區)的傳播過程。由于傳播過程必須使 發起區延伸貫穿要被釋放的厚膜的大部分表面區，因此，該過程應該用小的注入劑量可靠 地操作，并且或許不用任何劑量。這被稱為傳播劑量，并且因此該過程需要的總劑量將是發 起和傳播劑量的加權面積平均值。例如，如果發起區是總面積的并且使用6X1016cm_2 的氫，而傳播區使用1 X IO16CnT2的氫，那么總有效劑量是0. 01 * 6 X 1016cnT2+0. 99 * lX1016cm_2或1.05X1016Cm_2。減少或消除傳播劑量對于該解理過程的總劑量需求將具有 第一位的影響。降低劑量反過來又依賴于(i)優化注入的氫的效果以使其解理引導作用 (action)最大化，和(ii)通過在裂縫尖端處產生恰當的應力強度條件來優化解理過程，以 使解理前端(cleave front)保持在期望深度內而不使膜破裂或裂縫。根據本發明的實施 例針對優化解理傳播過程中的力學結構。在一個實施例中，可通過輻射利用線性加速器產生的具有受控劑量的高能離子粒 子以圖案化的注入生成解理發起區。在某些實施例中，本發明利用力加載(force loading) (經適當的熱處理工藝和/或機械力產生的)提供機械力矩加載(moment loading)，以產 生應力梯度，使得能夠形成基本零剪切區而不論力學結構的自然趨勢，從而產生混合模式 加載。其他實施例使用純熱加載(僅加熱或結合差別冷卻)，以產生期望的將控制傳播 的條件。利用本發明的實施例，可制造具有范圍從幾十微米到幾百微米厚度的高質量厚膜 晶體材料，切口損失(kerf loss)基本上比可能使用的傳統技術的低。所得到的單晶硅厚 膜尤其適合用于高效率(20%或更高)的光伏電池。一些實施例可使用現有的制造工藝系 統和技術，并且可以利用某些用于制造供各種半導體器件應用的薄的晶片/襯底的新開發 的技術。在下面說明中可以發現關于本發明多種實施例的更多細節。


圖1是示出根據本發明實施例的通過圖案化注入高能粒子形成解理發起區的簡 圖。圖2示出一般的傳播情況的簡化示意圖。圖3和圖3A示出氫層應力分布模型。 圖4示出可用的熱加載結構的簡化矩陣，其中P、M僅出現在特定加載條件下。圖5示出可用作熱加載應用的時間尺度(time scale)的函數的解理范疇 (cleaving regimes)的圖。圖6A示出用于使解理面區域內絕對溫度升高的熱浸(heat soak)的概念。圖6B示出用于產生膜-襯底溫度差的熱脈沖的概念。圖7示出最大電子深度對能量(CSDA范圍，S卩，硅的電子范圍)的曲線。圖8示出硅中電子束體積式能量沉積分布的蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真，例如 硅中的電子束體積式加熱分布的蒙特卡洛仿真。圖9示出仿真的實現KII受控傳播解理的電子束分布。圖10示出使用隔熱電子束KII受控停播的應力強度和能量結果。 圖11示出了利用電子束的能量-應力沉積分布。
具體實施例方式本發明的具體實施例提供了用于太陽能電池的厚膜的層轉移的方法和器件。僅作 為示例，它被應用來沿單晶硅襯底的晶面解理厚膜。但將認識到，本發明有更廣泛的應用 性。例如，可以使其它的材料，諸如鍺、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、或碳化硅(SiC)，經受 解理工藝，以釋放用于太陽能、光電或半導體應用的材料膜。如背景技術部分中所論述的，基于硅生長的太陽能電池依賴于降低晶片化 (wafering)切損成本的瓶頸。傳統鋸切或采用近來報道的呈現適用于太陽能電池的厚膜的 晶片化技術(如多線鋸切、火花切割、激光切割或等離子切割)可能由于一個或更多個下述 問題而呈現出有限的有用性高切損、慢的切割速度以及缺乏可制造性。一種解決方案是使用高能離子束在襯底表面之下期望深度處生成解理區，然后進 行從剩余襯底釋放膜厚的層轉移工藝。然而，僅使用注入的離子燁生成容易解理的解理區 可能需要高的離子劑量和擴展的注入面積。而且，這樣依靠注入的離子會導致較高的表面 粗糙度、由于高的離子劑量和低產率的增加的成本、以及潛在的較低成品率和膜質量。根據 實施例，可以利用本發明的方法和結構來克服這些及其他的限制。根據本發明特定實施例，可以利用在解理過程中嚴密控制剪切條件的解理工藝完 成材料膜的解理而基本上減少了離子注入或者可能根本不需注入。在一個實施例中，可通 過提供具有表面區、周邊區和在該表面區之下預定深度處的解理區的半導體襯底來形成材 料膜。出于本專利申請的目的，術語“解理區”并不必然表示已接受輻射或注入的離子的區 域，而是表示可以在應用輻射和/或注入的離子之后與襯底分離的區域。解理發起區可定義在周邊區的一部分內以及解理區附近。解理發起區可通過使該 區域經受熱、化學、電和/或機械加工以使在發起區內該膜的一部分剝落(spall)或釋放而 形成。
在一個實施例中，發起解理是通過使解理發起區經受局部化的熱處理而完成的， 使得解理前端可以在該區內發起并傳播到劑量較低的發起區周邊，且不會促進進一步傳 播。替代地，傳播區域由局部化的能量本身控制。然后一般的膜釋放工藝可以繼續使發起 膜從現有的解理前端傳播穿過剩余的襯底。圖1是示出根據本發明實施例的半導體襯底側視圖的簡圖，該半導體襯底具有在 表面區之下預定深度處的解理區。本圖僅是舉例，其在此不應不當地限制權利要求的范圍。 本領域普通技術人員將認識到許多變化、替代以及修改。 如圖1所示，提供具有表面區1702和周邊區1704的半導體襯底1700。此外，提 供解理區1706。該解理區本質上是位于表面區1702之下預定深度d處的虛擬的平面或者 層，并用于限定要從半導體襯底1700分離的厚膜1720的厚度。在一個實施例中，半導體 襯底具有基本上大于深度h的厚度。在一個具體實施例中，半導體襯底是用在光伏太陽能 電池中的單晶硅材料。在一特定實施例中，硅襯底具有表面平面，該表面平面通常被選擇 為接近于{111}或{110}晶面(可能存在一定的低于大約1°的小誤切角度)。在一特定 實施例中，所限定的解理區與表面區基本上平行。由于解理行為在能量上沿著{111}面然 后是{110}面比在傳統的{100}面中更容易，因此可能期望將要解理的材料定向以使要解 理的表面與較低表面能量結晶學解理面一致。對用于選擇硅晶錠的特定方向以用于切片 或解理的技術的更具體的描述可在共同受讓的、于2008年5月7日由Francois J. Henley 提交的、名稱為 “METHOD AND DEVICE FORSLICING A SHAPED SILICON INGOT USING LAYER TRANSFER”(代理人卷號No :US)的、美國臨時專利申請No. 61/051344中找 至IJ，在此將其引入作為參考。圖1還示出了根據本發明實施例通過圖案注入高能粒子的解理發起區的形成。該 圖僅作為舉例，在此其不應不當地限制權利要求的范圍。本領域普通技術人員將認識到許 多變化、替代以及修改。如圖1所示，部分周邊區1704與表面區1702內的預定圖案區(在圖1的截面圖 中未直接示出)相關聯。在一個實施例中，周邊區的所選擇的部分位于解理區1706的邊緣 附近區域內。然后，利用高能粒子加速器，將表面區1702的圖案化區域暴露于高能離子束 1740，例如能量水平為IMeV或更高的H+離子。加速器的選擇范圍可以從線性加速器(靜 電或RF驅動型)或其它非線性型如回旋加速器。由于圖案化的注入是期望的，因此優選具 有有限的束尺寸的粒子束的掃描。取決于熱、機械、成本以及其他考慮，該掃描可以是電磁 的、靜電的或機械的。在一個實施例中，圖案化的發起區的面積被限制在總襯底表面面積的 1-3% (例如，對于125mmX 125mm大小的襯底為2-5cm2或更小)，從而很好地控制了離子粒 子劑量，最小化了系統能量成本并增強了厚膜解理工藝的產率。將高能離子注入到表面區之下，以到達解理區1706的附近區域內的區域。離子的 穿透深度取決于能量水平，并且可以被控制于決定解理區深度h的期望值。通過以離子化 的形式轉移動能到晶格(電子制動(electronicbraking))，以及由于移動原子導致少量的 原子損傷(核阻止)，晶格內注入的離子慢下來。在最后階段(大約全程的2-5%內)，離子基本上更多地與晶格在核阻止下相互 作用，并形成具有相對高的應力和損壞的晶格鍵的薄的區域來限定解理發起區1708。如所示，形成的解理發起區1708是從周邊區1704的一部分向解理區1706內延伸的小的平面區 域。由于該圖案化的注入是通過在比表面區總面積的1-3%小的面積內輻射離子粒子來進 行的，因此發起劑量可以比傳播劑量高。這允許平均面積劑量被保持為低以用于增加產 率。當然，可以有許多的替代、變化和修改。受控傳播方法 本發明的某些實施例尋求修改解理結構以減少、消除或控制在傳播的解理破裂的 尖端處的剪切模式II應力強度因子(KII)。當解理行為沿著表面1702下期望的深度可靠 地進行時，該工藝一般將被稱為受控傳播。可以利用兩種受控傳播形式來在材料1700內可靠地傳播解理，以從襯底釋放厚 度為h的膜，并避免解理失敗。第一種受控傳播形式被稱作“KII受控傳播”，而第二種受控 傳播形式被稱作“能量受控傳播”。兩種形式都可以將解理面的傳播控制在期望深度處以釋 放厚度為h的膜。然而，這些受控傳播形式使用不同的方法和途徑完成這一目標。設計解理途徑的關鍵考慮是避免其中膜裂縫或破裂這樣不希望的解理失敗。解理 失敗實質上被限定為解理面的不希望的分支(branching)，通常導致斷裂的膜。因此，避免 解理面的不希望的分支是解理技術設計中的考慮。已發現的影響不希望的分支的其他因素 例如包括晶向以及注入劑量和深度及溫度分布。已經發現其他的影響是重要的。例如，對于單晶硅，在解理面附近區域內注入的并 且用于產生解理應力的熱能將受這樣的事實的影響，所述事實即，注入的解理面具有基本 比未注入的單晶硅低的熱導率。該較低熱導率是氫注入損傷的結果，并且將趨于改變溫度 分布，繼而將改變解理應力。KII受控傳播第一種受控傳播形式是KII受控傳播，并且其被限定為與處于零或接近零處的 KII同時地實現閾值解理傳播能G’(在下面定義)。基于線性彈性斷裂力學(LEFM)的基本 原理，其中傳播解理前端改變方向以便實現和保持KII = 0，該條件將允許傳播解理面處在 期望的深度處。當深度上的小的變化產生層級和符號(level and sign)的恢復性KII剪 切以便幫助使解理面轉向期望的深度時，出現穩定的KII控制。盡管條件KII = 0經常被考慮作為實現穩定的解理傳播的理想條件，但存在特定 的KII范圍，在該范圍內解理將沿著結晶解理面。因此，在條件允許將KII維持在零附近有 限的范圍內的情況下，解理行為可以期望地繼續沿著解理面。能量受控傳播第二種受控傳播形式是能量受控傳播，其特征為深度控制，其中傳播解理面所需 的閾值能量改變使得在期望深度之下，傳播受高的KII因子支持，但在能量上不能被支撐。 通過注入的氫層的解理是能量受控解理的一個例子。在通過氫解理面的純解理情況中，如果解理遠離注入深度進行，則傳播將停止，這 是由于解理面向表面偏離將降低可用于傳播的能量。結果，通過強的能量深度依賴來抵消 強的向表面傳播的趨勢。受控傳播方程的推導下面的討論針對可以支配根據發明實施例的解理的一般性的線性彈性斷裂力學 (LEFM)方程。本分析假設大面積的片材(tile)，其中膜比硅片材(silicon tile)的剩余部分薄得多。圖2中示出了發起工藝之后的力學結構。具體地，厚度為h的厚膜被部分地從具 有厚度H的硅錠襯底的其余部分上釋放。由于該襯底相對于被解理的材料大得多的尺寸， 因此，h << H，且將理解片材力矩和力M2、P2和M3、P3將是非常小的。因此，裂縫尖端處所 見到的應力強度源由作為耦合至部分釋放的厚膜的力矩和力的M1和P1主導。本發明實施例的基本設想是氫解理面。氫解理面(H面)通過應力和 層弱化效應 影響解理行為。具體地，H面可用作處于高劑量的發起層以及在劑量較低時用作引導或傳 播層。H層行為在這兩個劑量范疇下是不同的。基于射程末端(end-of-range，E0R)氫注入層的解理行為的一個效果是減小了解 理面周圍的斷裂強度。該斷裂強度的減小可以由鍵損傷和由氫的存在本身引起的應力所導 致。這些考慮都可以降低在解理期間生成新表面所需的能量。在解理期間生成新表面所需的能量此后被稱作表面能(Y)。在未注入的單晶硅 中，對于{111}晶向，表面能約為1.2J/H12，不過硅中的斷裂剛度(toughness)有時被報告 為4-6J/m2并且包括諸如晶格俘獲等效應以給出用以產生新表面的有效能量。對于下面的 對處于{111}晶向的硅的分析，將假設每表面的表面能為1. 2J/m2(總共2. 4J/m2)。相反，沿著注入的解理面的修改的表面能(Y’)的值可以基本上較低的，或許 低5或更大的倍數。根據下面的關系式，有效解理面的表面能值Y’與未注入的表面能 (Y)相關(1) Y ‘ = αΗ2*γ其中αΗ是在0和1之間的因子，其用于量化由于氫脆變 (embrittlement)所導致的解理能減小。該α H項考慮了要得出所有應力和鍵損傷效果的 準確表達所必要的所有效應。α Η是被試驗確定為解理能、劑量、注入熱學條件以及注入后 熱學條件的函數。由于解理能是線性彈性斷裂力學中的基礎參數，因此注入劑量和能量之間的關系 允許對解理行為的精確預測和建模。解理處理期間生成了兩個表面。因此，解理能釋放速率(G’)如下所示與表面能相 關(2)G' = 2*y ‘ = 2* α Η2* γ取決于脆變因子(αΗ)，在解理面內G’可以從約2.4J/m2到基本更少變化。例如， 在涉及50um厚的單晶硅膜的試驗中，由劑量為2-8X IO16CnT2的H注入形成的解理面中的裂 縫示出，對于H劑量比約4-6 X IO16CnT2高的情況，存在如通過雙懸臂梁力學結構所測量的解 理能1)的可測量的降低。對于具有較低氫劑量(小于約4X IO16CnT2)的解理面，已經試驗地確定α Η2 1。 利用本質上具有本征(intrinsic)解理能值的解理能，處在較低劑量的解理引導因此主要 由注入的氫壓應力分布主導，其有助于通過能量控制原理使解理前端沿著解理面傳播。已經開發了一系列閉式方程來研究解理行為。這些方程的發展假設由解理發起導 致的起始裂縫出現在襯底中的深度(h)處，由此限定解理的膜的厚度。在許多例子中，h = 50um，但在方程中可以為任何膜厚。該模型假設分離的膜長度(被命名為c或者有時命名 為L)為幾毫米到幾厘米。幾何圖形是二維的，意味著寬度w不隨解理沿著直線的發生而變 化。裂縫開啟力(crack opening force)模式(KI)和面內剪切力模式(KII)是對于 對解理工藝過程建模是重要的參數。將期望如果使用解理結構的已知斷裂能，則所得到的引起裂縫擴展和傳播的條件與硅或者任何其它材料相配。例如，已知當G’超過2* γ'時 在單晶硅中出現斷裂條件，對于未注入的層約為2. 4J/m2。斷裂傳播的閾值限定如下(權利要求
一種從襯底解理材料膜的方法，該方法包括提供具有面的襯底以及位于該正面之下一深度處的應力層；在該應力層的鄰近區域內發起解理；施加外部能量來以受控的方式來利用該應力層傳播解理，其中在該應力層之上的傳播受KII因子的支持，但是在能量方面不能被支持，使得該應力層用作對在該深度之下傳播的阻擋物。
2.根據權利要求1的方法，其中解理是在該深度的約5%位置處發起的。
3.根據權利要求1的方法，其中解理是在該深度的約10%位置處發起的。
4.根據權利要求1的方法，進一步包括通過注入粒子形成該應力層。
5.根據權利要求4的方法，其中該粒子包括氫或氦。
6.根據權利要求1的方法，進一步包括通過沉積形成該應力層。
7.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是以兩個步驟施加的熱能。
8.根據權利要求7的方法，其中第一步驟包括用于升高該應力層內的絕對溫度的熱 浸，而第二步驟包括用于升高該應力層之上的材料與該襯底之間的溫度差的熱脈沖。
9.根據權利要求8的方法，其中熱浸和熱脈沖步驟的施加時序根據該膜的熱時間常數 確定。
10.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是以單個步驟施加的熱能。
11.根據權利要求10的方法，其中該外部熱能的施加時序根據該膜的聲學時間常數確定。
12.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是在比襯底厚度的一半更深的點處施加 的熱能，以產生使該膜從該襯底分離的負的力P和正的力矩M。
13.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是作為電子束、光子或電磁能施加的熱能。
14.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是作為作用于該膜上的力矩M和力P施加 的機械能。
15.根據權利要求14的方法，其中該機械能是利用該膜的超聲激發施加的施加能量。
16.根據權利要求14的方法，其中該機械能是通過利用在該膜和該襯底之間插入的楔 形物或線的推動而施加的。
17.根據權利要求14的方法，其中該機械能是通過利用從上面對該正面的真空吸取或 靜電吸引的牽拉而施加的。
18.根據權利要求1的方法，其中該外部能量是給予到裂縫尖端附近的該膜和襯底區 域上的熱能和機械能的組合。
19.一種從襯底解理材料膜的方法，該方法包括 提供具有正面的襯底；在襯底中的一深度處發起解理來釋放上面的膜；以及施加外部能量來以受控的方式傳播該解理，使得KII因子沿該深度保持為零或大約為零。
20.根據權利要求19的方法，其中該外部能量被施加到該正面，以隔熱地加熱該膜并 產生導致該膜分離的正的力(P)和正的力矩(M)。
21.根據權利要求19的方法，其中該熱能是作為電子束、光子或電磁能施加的。
22.根據權利要求19的方法，其中該熱能是作為對除該膜之外的部分襯底的熱沉施加 的熱能，以產生導致該膜分離的正的力(P)和正的力矩(M)。
23.根據權利要求19的方法，進一步包括通過向該正面注入粒子在該深度處形成應力層。
24.根據權利要求23的方法，其中所述粒子包括氫或氦。
25.根據權利要求19的方法，其中附加的外部能量是作為機械能施加的，所述機械能 被作為施加到該膜上的力矩M和力P。
26.根據權利要求25的方法，其中該施加的機械能是利用該膜的超聲激發施加的。
27.根據權利要求25的方法，其中該機械能是通過在該膜和該襯底之間插入楔形物或 線施加的。
28.根據權利要求25的方法，其中該機械能是通過利用真空吸取或靜電吸引從上面對 該膜的牽拉施加的。
29.一種從襯底解理材料膜的方法，該方法包括提供具有正面的襯底以及位于該正面之下一深度處的應力層； 在該應力層的鄰近區域內發起解理；以兩個步驟施加外部能量來以受控的方式利用應力層傳播該解理， 其中第一步驟包括用于升高該應力層內的絕對溫度的熱浸，第二步驟包括用于升高該 應力層之上的材料與該襯底之間的溫度差的熱脈沖，以及其中該應力層之上的傳播受KII因子的支持，但是在能量方面不能被支持，使得該應 力層用作對在該深度之下的傳播的阻擋物。
30.根據權利要求29的方法，其中解理是在該深度的約5%位置處發起的。
31.根據權利要求29的方法，其中解理是在該深度的約10%位置處發起的。
32.根據權利要求29的方法，進一步包括通過注入粒子形成該應力層。
33.根據權利要求32的方法，其中所述粒子包括氫或氦。
34.根據權利要求29的方法，其中熱浸和熱脈沖步驟的施加時序根據該膜的熱時間常 數而確定。
全文摘要
可以通過提供具有表面區和位于表面區之下預定深度處的解理區來形成材料膜。在將該膜從襯底解理的過程中，解理區中的剪切被嚴密控制，以通過KII或能量傳播控制實現受控的傳播。根據特定實施例，通過經由暴露于電子束輻射的硅的隔熱加來將面內剪切分量(KII)熱保持在零附近。根據其他的實施例，表面加熱源結合注入層用于通過按解理順序引導斷裂傳播。
文檔編號H01L31/18GK101969046SQ20091025302
公開日2011年2月9日 申請日期2009年8月27日 優先權日2008年8月28日
發明者F·J·亨利 申請人:硅源公司