半导体结构制造技术

本发明专利技术涉及一种结构，该结构包括通过烧结硅粉形成的第一层和由单晶硅制成的第二层，并且该结构在第一层和第二层之间包括或者不包括扩散势垒层或绝缘层。本发明专利技术可以用于光伏工业和各种领域，例如，电子学、微电子学、光学和光电子学领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及半导体材料领域，并且更具体地，涉及可用于各种领域(如电子学、微电子学、光学、光电子学以及光伏工业)中的半导体结构。
技术介绍
在才目同专利技术人的名称为“Materiau semiconducteur obtenu par frittage，，的法国专利申请号03/04676中，具体描述了一种通过烧结硅粉制备硅晶片的方法。这种晶片尤其能够形成光伏电池。在相同专利技术人的名称为“Fabrication et purification d ‘ un solide semiconducteur"的法国专利申请号08/55149中，具体描述了一种对通过烧结硅粉形成的硅晶片提纯的方法。这种经提纯的晶片尤其能够形成光伏电池。在某些方面，可以将本专利技术看作对上述专利申请中所描述的方法或者结构的变型或改进。本专利技术还有很多目的。具体地，本专利技术提供了旨在克服现有技术的所有或部分缺点的变型和/或改进。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例提供了一种结构，该结构包括通过烧结硅粉形成的第一层以及由单晶硅制成的第二层。在本专利技术的实施例中，该结构包括在第一层和第二层之间形成扩散势垒的层。在本专利技术的实施例中，该结构包括在第一层和第二层之间形成绝缘体的层。在本专利技术的实施例中，形成扩散势垒的层和/或形成绝缘体的层是二氧化硅、四氮化三硅和/或碳化硅层。在本专利技术的实施例中，第一层具有大于50微米的厚度和/或第二层具有范围在1 微米至50微米之间的厚度。在本专利技术的实施例中，形成扩散势垒的层具有小于10纳米的厚度，和/或形成绝缘体的层具有大于10纳米的厚度。 在本专利技术的实施例中，第一层的多孔沟槽包含掺杂剂或导电物质。在本专利技术的实施例中，如果出现孔，该孔就贯通第一层和形成绝缘体的层。本专利技术还提供了一种制备半导体结构的方法，其包括以下步骤a)形成支撑晶片的硅粉烧结步骤；以及b)将单晶硅层转移到支撑晶片上的步骤。根据本专利技术的实施例，该方法还包括c)在步骤a)的最后，将形成扩散势垒的层或绝缘层放置在支撑晶片上的步骤，在步骤b)产生的单晶硅层的转移发生在由支撑层和形成扩散势垒的层或绝缘层形成的组件上。附图说明在下面的具体实施例的非限制性描述中，将结合附图对本专利技术的前述和其他目的、特征和优点进行讨论图1示出了根据本专利技术的材料；图2A、2B、2C和2D示出了根据本专利技术的方法；图3示出了根据本专利技术的材料；图4示出了根据本专利技术的材料。具体实施例方式为了清楚，在不同的附图中，给相同的元件分派相同的附图标记，并且此外，如正常情况一样，在所考虑的领域中，并不按照比例绘制各个附图。在图1中，结构1包括支撑层2和位于支撑2上的上层4。支撑2由硅晶片形成，该硅晶片通过烧结硅粉获得。该烧结硅晶片通过压缩和热处理硅粉获得。对于形成这种晶片的细节，可参考
技术介绍
中提及的专利技术人的专利申请。支撑2优选地由相对小的硅粒形成并且是多孔的。支撑2的厚度可以在宽值范围内变化。优选地，支撑2的厚度大于50微米，例如，范围在200和500微米之间。应该注意，由于烧结硅晶片的成本低，支撑2的厚度可以相当大，例如，从1毫米至几毫米，这提供了结实的板而基本上不会增加成本。在光伏工业其具有显著的优点，因为晶片出于成本原因而非常的薄， 导致在制备光伏电池时极易破裂。层4是单晶硅层。层4的厚度可以变化。在光伏应用中，层4的厚度范围一般从 30微米至50微米，并且对于其他应用(如微电子学)一般在大约1微米。层4旨在作为结构1的有源层。可以通过分离之后接合而获得层4，将结合图2A至2D对分离之后接合进行描述。在图2A中，附图标记10表示厚的单晶硅晶片。晶片10具有例如大约1毫米的厚度，并且旨在提供结构1的层4。缺陷区14位于晶片10的上表面12附近。可以通过例如化学蚀刻获得缺陷区14，上述蚀刻使表面12多孔，同时保持晶片10的单晶结构。接着，如图2B中所示，形成单晶硅外延层16。层16旨在形成结构1的有源层4， 并且其厚度取决于设想的应用。在图2C中，通过分离将外延层16从晶片10去除。为了获得这个效果，将诸如塑料或玻璃制成的叶片(blade) 18接合至层16，并且在叶片18上垂直或者不垂直于表面12 地施加力A。因为缺陷区14的出现，层16与晶片10分离。可以使用通过诸如超声波或者受压水喷射流分离的其他技术来分离层16。在图2D中，将由层16和叶片18形成的组件放置在支撑2上，并可以在叶片18上施加压力B以帮助接合，该接合可以通过分子键合实现。例如可以通过剥脱或者抛光制备支撑2的上表面和层16的下表面，以促进接合。如果需要，可以执行与压缩有关或者无关的热处理，以使接合具有更好的机械紧固。然后，可以去除叶片18，并且由支撑2和层16形成的组件形成图1的结构1。因此，结构1由烧结硅晶片2和有源单晶硅层4形成。接着，可以在有源层4的内部或者顶部上形成不同的掺杂和/或连接元件以形成期望的设备，例如一个或多个集成电路、一个或多个电子器件、一个或多个光伏电池等。4由烧结硅制成的有源层的支撑的因素可以具有显著的优点。因此，支撑和有源层均由硅制成，它们具有相似的物理-化学性质。结果，可以执行制备期望设备的各个步骤，而不用考虑由于诸如支撑的不良耐温性、支撑和有源层之间的膨胀差距等出现问题。此外，烧结硅晶片表面自然地具有可变化的粗糙度，并且如果需要，能够在以后使有源层容易分离。一旦形成期望的设备，该粗糙度就能够例如使有源层分离并将它转移到另一支撑上，由于另一个支撑的物理-化学性质，该另一支撑不能够形成期望的设备。还应该注意，在烧结硅粉以制备支撑2时，可以将掺杂剂混合到粉末以使晶片掺杂。举例来说，高密度硼掺杂使支撑2导电，其将能够给结构1提供背电极。此外，在
技术介绍
所提及的专利技术人的专利申请中，对硅粉烧结的控制给烧结晶片提供了精细的敞开的多孔，其具有暴露于外部的连通的多孔沟槽。多孔沟槽可以用来将元件导入支撑晶片。例如，如果还没有对晶片掺杂，那么可以将掺杂剂深入地导入晶片结构内。还可以通过例如铝粉浆给多孔沟槽填充导电物质。该导电物质分布于层2的下表面上并熔化。然后，多孔沟槽可以用来在有源区的底部和外部之间产生连接，而无需在有源层的上表面上提供连接。如果期望的设备是光伏电池，那么这点是特别有益的，因为这能扩大有源层暴露于太阳的上表面并提高电池效率。除了烧结硅支撑的优点之外，还应该注意支撑晶片可以具有任意形状并且可以根据需要或大或小。实际上，可以在制备晶片时通过例如将待烧结的粉末放置在适当的模具中而直接地获取晶片所需要的形状和大小。此外，烧结硅晶片未必是在
技术介绍
所提及的专利技术人的专利申请中出现的平面。硅晶片的表面可以是弧形，并且可以具有诸如适于应用于现有建筑物屋顶的瓦片形状。当需要形成光伏电池时，这点是有利的。图3示出了根据本专利技术的另一结构。在图3中，结构30包括形成支撑的下层32、上层34和中间层36。下层32由烧结硅晶片形成，如同图1的支撑2 —样，并且下层的厚度具有相同的量级。中间层36是形成扩散势垒的薄层。层36可以是例如二氧化硅层Si02、四氮化三硅层Si3N4、或者碳化硅层SiC。 层36的厚度很小，一般小于10纳米。上层34是单晶硅层，其可以通过图2A至2D的方法转移在层36上。层34旨在作为有源层。对于微电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种结构（１，３０，４０），其包括通过烧结硅粉形成的第一层（２，３２，４２）和由单晶硅制成的第二层（４，３４，４４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯特拉伯尼，
申请(专利权)人：斯泰翁公司，
类型：发明
国别省市：FR