半导体层中的缺陷消除方法
阅读：215发布：2021-06-12
专利汇可以提供半导体层中的缺陷消除方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 半导体 层中的 缺陷 消除方法，一种消除与将 原子 物种注入到被转移到受主衬底（2）上的半导体层（10）中相关的缺陷的方法，其中，半导体层（10）通 过热 传导率低于被转移半导体层（10）的热传导率的层（3，3’）而与受主衬底（2）绝热，所述方法的特征在于，包括：将选择的电磁 辐射 应用到半导体层（10），以便将半导体层（10）加热到低于所述层（10）的 熔化 温度 的温度，而不导致受主衬底（2）的温度增加超过500℃。，下面是半导体层中的缺陷消除方法专利的具体信息内容。
1.一种消除与将原子物种注入到被转移到受主衬底（2）上的半导体层（10）中相关的缺陷的方法，其中，所述半导体层（10）通过热传导率低于被转移半导体层（10）的热传导率的层（3，3’）而与所述受主衬底（2）绝热，其特征在于，所述方法包括：将选择的电磁辐射应用到所述半导体层（10），以便将所述半导体层（10）加热到低于所述层（10）的熔化温度的温度，而不导致所述受主衬底（2）的温度增加超过500℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择所述选择的电磁辐射的波长，以便仅被转移半导体层（10）吸收所述辐射。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电磁辐射是脉冲激光辐射，选择所述脉冲的能量密度和持续时间，以便将所述半导体层（10）加热到低于所述层（10）的熔化温度的温度，而不导致所述受主衬底（2）的温度增加超过500℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，被转移半导体层（10）由硅制成，并且所述辐射的波长短于360nm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，脉冲的能量和持续时间选择为将所述被转移层（10）升高到处于800℃和1300℃之间的范围内的温度。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述受主衬底（2）包括至少一个电子器件和/或一个功能性区域和/或一个金属化区域。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，被转移层（10）是包括电功能部分的硅层。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，热传导率低于被转移半导体层（10）的热传导率的所述层（3，3’）的厚度处于10nm和10000nm之间的范围内。
9.一种制造包括受主衬底（2）和半导体层（10）的半导体结构的方法，所述方法包括：
将原子物种注入施主衬底（1），以便创建限制所述被转移半导体层（10）的脆化区域（11）；
在所述施主衬底（1）和/或所述受主衬底（2）上形成热传导率低于所述半导体层（10）的热传导率的层（3，3’）；
将所述施主衬底（1）键合到所述受主衬底（2）上，其中，热传导率低于所述半导体层（10）的热传导率的所述层（3，3’）使所述受主衬底（2）与所述半导体层（10）绝热；
所述施主衬底（1）沿着所述脆化区域（11）破裂，以便将所述半导体层（10）转移到所述受主衬底（2）上；
为消除与对所述层（10）进行注入相关的缺陷，将根据权利要求1-8中的任一项所述的方法应用到被转移半导体层（10）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在破裂和缺陷消除步骤之间，执行对被转移半导体层（10）的表面（12）进行抛光。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，通过热传导率大于或等于所述半导体层（10）的热传导率的键合层，将所述施主衬底（1）键合到所述受主衬底（2）上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述键合层包括硅层和/或金属层。
13.根据权利要求9-12中任意一项所述的方法，其特征在于，热传导率低于所述半导体层（10）的热传导率的所述层（3，3’）是非连续的。
14.一种包括衬底（2）和半导体层（10）的半导体结构，该结构中，所述衬底（2）包括至少一个电子器件和/或至少一个功能性区域和/或至少一个金属化区域，并且所述衬底（2）通过热传导率低于所述半导体层（10）的热传导率的层（3，3’）与所述半导体层（10）绝热，
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所述结构的特征在于所述半导体层（10）包括P型施主浓度高于10 cm 的部分。
半导体层中的缺陷消除方法
技术领域
[0001] 本发明涉及半导体层中的缺陷消除方法。
背景技术
[0002] Smart CutTM方法广泛应用在用于制造半导体结构的方法中，用于将层从被称作施主的衬底转移到被称作受主的衬底。
[0003] 一般而言，该方法包括用于将离子物种注入到施主衬底的步骤。
[0004] 施主衬底中的注入量变曲线是高斯（Gaussian）型，在对应于具有最大注入物种的位于特定深度的平面中具有峰值，这形成施主衬底中的脆化区域。
[0005] 将被转移层限制在施主衬底的表面和脆化区域之间，其中，穿过施主衬底的表面来执行注入。
[0006] 随后，Smart CutTM方法包括用于将施主衬底与受主衬底组合的步骤，使得被转移层与受主衬底接触。
[0007] 然后，应用机械力、热力或其他力，使得施主衬底沿着脆化区域破裂。
[0008] 可再利用的施主衬底的剩余物和最终的半导体结构被分开，其中，最终的半导体结构包括受主衬底和被转移层。
[0009] 然而，转移之后，与为形成脆化区域而在施主衬底中执行的注入和破裂有关的缺陷存在于被转移层中。
[0010] 这些缺陷一般包括被转移层的晶格中的缺陷，和被注入物种的残渣，等等。
[0014] 然而，存在不能应用在这样高的温度的热处理的情况。
[0015] 显然，包括这种情况：受主衬底是已被预先处理从而具有电子器件、布线、金属化区域等的衬底，其中，衬底可因高温（换句话说，高于大约500℃）热处理的应用而改变。
[0016] 也包括这种情况：被转移层本身不能暴露于高温，比如，该层包括PN结，如果PN结暴露于超过800℃的温度，就会被损坏（由于形成结的层中的掺杂物扩散）。
[0017] 文件US2005/0280155公开了一种方法实例，该方法实例中，包括PN结的半导体层被转移到包括电子器件和具有金属化部分的布线区域的受主衬底上，其中，可以通过Smart TMCut 方法执行半导体层的转移。
[0018] 因此，这种受主衬底一定不能暴露于高温。
[0019] 然而，应用较低温度的热处理，换句话说，低于大约500℃，或者应用调节加工步骤而不执行任何热处理（抛光等）以便避免损坏受主衬底，可能不足以消除被转移层中的所有缺陷。
[0020] 不充分或不完全消除缺陷会危及稍后形成在被转移层之中或之上的器件的操作。
[0022] 本发明的目标是克服这些问题，更具体地，提供一种用于消除由于对被转移层进行注入而引起的缺陷的方法，其没有损坏受主衬底的风险，不管是存在于所述受主衬底中的器件还是存在于所述受主衬底中的功能。
发明内容
[0023] 根据本发明，提供一种消除与被转移到受主衬底上的半导体层中的原子物种注入相关的缺陷的方法，其中，半导体层通过热传导率低于被转移半导体层的热传导率的层而与受主衬底绝热，所述方法的特征在于，包括：执行将选择的电磁辐射应用到半导体层，以便将半导体层加热到低于所述层的熔化温度的温度，而不导致受主衬底的温度增加超过500℃。
[0025] 根据本发明的一个优选实施例，所述电磁辐射是脉冲激光辐射，选择所述脉冲的能量密度和持续时间，以便将半导体层加热到低于所述层的熔化温度以用于消除缺陷，而不导致受主衬底的温度增加超过500℃。
[0027] 这种情况下，脉冲的能量和持续时间优选地选择为将所述被转移层升高到处于800和1300℃之间的范围内的温度。
[0028] 而且，受主衬底可以有利地包括至少一个电子器件和/或至少一个功能性区域和/或至少一个金属化区域。
[0029] 根据本发明的一个具体有利实施例，被转移层是包括电功能部分的硅层。因此，根据本发明的消除方法使得所述被转移层的可能已被注入损坏的电功能再激活。
[0030] 优选地，热传导率低于被转移半导体层的热传导率的层的厚度处于10和10000nm之间的范围内。
[0031] 本发明也涉及一种制造包括受主衬底和半导体层的半导体结构的方法，其中所述方法包括：
[0032] -将原子物种注入施主衬底，以便创建限制被转移半导体层的脆化区域；
[0033] -在施主衬底和/或受主衬底上形成热传导率低于半导体层的热传导率的层；
[0034] -将施主衬底键合到受主衬底上，其中，热传导率低于半导体层的热传导率的所述层使受主衬底与半导体层绝热；
[0035] -施主衬底沿着脆化区域破裂，以便将半导体层转移到受主衬底上；
[0036] -为消除与对所述层进行注入相关的缺陷，将如上文所述的缺陷消除方法应用到被转移半导体层。
[0037] 有利地，破裂和缺陷消除步骤之间，执行对被转移半导体层的表面进行抛光。
[0038] 根据一个具体实施例，通过热传导率大于或等于半导体层的热传导率的键合层，将施主衬底键合到受主衬底上。
[0039] 例如，所述键合层包括硅层和/或金属层，以便在受主衬底和被转移薄膜之间提供导电界面。
[0040] 根据本发明的一个具体实施例，热传导率低于半导体层的热传导率的层是非连续的。
[0041] 本发明的另一个主题涉及一种包括衬底和半导体层的半导体结构，该结构中，衬底包括至少一个电子器件和/或功能性区域和/或金属化区域，并且衬底通过热传导率低于半导体层的热传导率的层与半导体层绝热，所述结构的特征在于半导体层包括P型施主17 -3
浓度高于10 cm 的部分。有利地，这种结构由根据本发明的缺陷消除方法获得，该方法可以再激活包含在半导体层中的P型掺杂物。
附图说明
浓度高于10 cm 的部分。有利地，这种结构由根据本发明的缺陷消除方法获得，该方法可以再激活包含在半导体层中的P型掺杂物。
附图说明
[0042] 本发明的其他特性和优点，从随后的具体描述中将是显而易见的，或者将被参考附图提出，附图中：
[0043] -图1A到图1D示意性地示出用于通过Smart CutTM方法将半导体层转移到功能性受主衬底上的各步骤；
[0044] -图2显示作为辐射波长的函数的硅吸收系数曲线；
[0045] -图3示出通过Smart CutTM方法获得的绝缘体上半导体型的结构；
[0046] -图4A和图4B分别显示随连续脉冲的进展，采用JPSA激光器和采用Excico激光器的图3中的结构中的温度量变曲线；
[0047] -图5A和图5B分别显示针对采用JPSA激光器和采用Excico激光器的图3中的结构，被转移半导体层（曲线a）和受主衬底（曲线b）的表面处的温度随时间的变化；
[0048] -图6示出作为被转移层的厚度和键合层的厚度的函数的激光功率密度的制图；
[0049] -图7显示针对被激光或其他处理过的不同结构，作为激光能量密度的函数的Raman峰宽度的变化；
[0050] -图8示出通过该方法的不同步骤，被转移半导体层的掺杂物浓度的变化。
[0051] 应该注意的是，该结构图中，为了方便其表示，不必遵从不同层之间的厚度比。
具体实施方式
[0052] 图1A到图1D示出通过将所述层10从施主衬底1转移来制造包括在受主衬底2上的半导体层10的结构的连续步骤。
[0053] 参考图1A，通过将物种注入（由箭头示意性表示）到包括被转移层11的施主衬底1而形成脆化区域11。
[0054] 施主衬底1可以是块状衬底，或者是复合衬底，换句话说由一堆不同材料的层组成。
[0055] 被转移层11是半导体材料的单晶层，例如，硅，锗，SiGe，III-V族二元、三元、四元或更高阶合金。
[0056] 被转移层11也可以由这种层的堆叠组成。
[0057] 例如，被转移层可以是包括PN结的硅层。
[0058] 一般地，注入的物种是轻原子，比如，优选地，氢或氦。
[0059] 可以注入单一物种（例如，仅氢），然而，可选地，一起同时地或连续地注入两个物种（例如，氢＋氦），可能是优选的。
[0060] 注入到施主衬底的物种根据注入量变曲线而分布，一般，注入量变曲线具有高斯形；脆化区域11位于注入峰值处。
[0061] 本领域技术人员熟悉取决于施主衬底1的材料和注入物种的用于形成给定深度（对应于被转移层10的厚度）的脆化区域11的注入剂量和能量。
[0062] 在第二步骤（图1B）中，被脆化的施主衬底1被键合到受主衬底2。
[0063] 在此处呈现的图中，将受主衬底2显示为具有功能性区域20，其中，功能性区域可以包括金属化区域、布线或导电链路。
[0064] 为了这个原因，为了避免损坏这些功能，受主衬底2一定不能经受高温。
[0065] 可选地，根据最终的半导体结构的应用，衬底2可以是由一种或多种材料或半导体或其他制成的块状或复合衬底。
[0066] 绝热层3，换句话说是热传导率低于转移半导体层10的热传导率的层，被插在所述被转移层10和受主衬底2之间。
[0067] 所述层3使得受主衬底与被转移层热隔离，从而，当被转移层被加热达到低于其熔化温度的高温时，受主衬底中的温度增加保持低于500℃。
[0068] 而且，因为加热被限制于相对薄的被转移层，所述层3使得加热被转移层10需要的能量最小化。
[0069] 为了实现这些功能，所述绝热层3有利地具有处于10和10000nm之间范围内的厚度，优选地，50和1000nm之间。
[0070] 有利地，所述层3由氧化物组成，例如，SiO2。
[0071] 然而，可以使用热传导率低于半导体层10的材料的热传导率的任何其他材料，比如，SiO2、Al2O3、SiN、HfO2、TiO2等。
[0072] 层3可以是均匀的（由单一材料或层的堆叠形成）或非均匀的，换句话说，由互补图案形成，其中，每个图案由绝热材料形成。
[0073] 所述层3可以是连续的，换句话说在受主衬底或被转移层的整个表面上展开。
[0074] 可选地（未示出），所述层可以是不连续的，换句话说由在受主衬底或被转移层的表面的某些区域上展开的绝热材料形成，具体地，面对必需保持在低于500℃温度的受主衬底的区域。
[0075] 根据一个具体实施例，所述层3也组成形成在施主衬底1和受主衬底2之间的键合层。
[0076] 具体地，所述键合层可以使得两个衬底之间的键和能量增加。
[0077] 因此，例如，如果施主衬底和受主衬底由硅制成，键合层可以是SiO2层。
[0078] 所述层可以在键合到衬底之一上之前形成，或者由形成在两个衬底中的每个上的两个氧化物层的组合组成。
[0079] 可选地（未示出），与绝热层分开的键合层可以形成在施主衬底和/或受主层上。
[0080] 例如，键合层可以包括硅层。
[0081] 根据本发明的另一个实施例，键合层可以包括金属层，特别是当期望在被转移半导体层和受主衬底之间形成导电链路时。
[0082] 而且，键合层可以是连续的（换句话说覆盖衬底（施主和受主）的整个表面）或非连续的，换句话说，仅覆盖所述衬底的一部分表面，所述键合层被根据给定图案布置。
[0083] 当键合层不绝热时，换句话说，它的热传导率大于或等于被转移层10的热传导率（对于金属层或硅层，一般是这种情况），绝热层3在键合之前形成在键合层之上或之下。
[0084] 当键合层的熔化温度低于被转移半导体层的熔化温度时（对于金属层，是这种情况），优选的是，将绝热层放置在被转移半导体层和键合层之间，以这种方式避免加热被转移层期间键合层温度的显著增加。
[0085] 可选地（未示出），没有键合层的情况下，执行将施主衬底键合到受主衬底上，其中，绝热层（连续或非连续）位于界面。
[0086] 优选地，通过分子黏附实现键合。
[0088] 可选地，不管键合步骤是否涉及使用键合层，可在其之前进行意在增加键和能量的施主衬底和/或受主衬底表面上的处理或加工步骤。
[0089] 显然，这种加工或处理步骤可以包括清洁操作、化学蚀刻、抛光、等离子体激活等。
[0090] 键合之后可以是意在加强键合的热处理。
[0091] 鉴于受主衬底2不能承受高温，可以中等温度进行热处理，例如，少于或等于500℃。
[0092] 随后，使得施主衬底1沿着脆化区域11破裂，从施主衬底的剩余物分开之后，获得图1C中示出的结构，其包括施主衬底2、潜在的键合层3和被转移半导体层10。
[0093] 因为，破裂之后，被转移层10的表面12呈现一定的粗糙程度，所以，为了减少其粗糙程度，有利的是对其抛光，例如，通过化学机械抛光（CMP）加工。
[0094] 参考图1D，应用热处理，该热处理被局部化到被转移层10，换句话说，其不导致结构的其余部分被显著加热。
[0095] 所述热处理的目标是消除与注入相关的被转移层10中的缺陷，而不导致所述被转移层10熔化。
[0096] 例如，当被转移层是包括一个或多个p-n结的硅层时，注入的效果是使用于形成所述结的掺杂物电无效。
[0097] 显然，公知的是对于硅层注入氢导致n型掺杂。
[0098] 这种掺杂可以降低该层的电性能，具体地，如果该层的原始掺杂属于p型，或者如果该层包括具有p型掺杂的部分，在结中是这种情况。
[0099] 由于根据本发明的处理，消除与注入和破裂相关的缺陷使得掺杂物再激活。
[0100] 与导致加热整个半导体结构的现有技术的热处理形成对比，本发明提供对被转移层的局部化热处理，其避免加热受主衬底，或起码以足够适度的方式将受主衬底加热以便不改变受主衬底包括的器件或功能（如果相关的键合层对温度敏感，这也应用到键合层）。
[0101] 出于该目的，本发明的解决办法是通过脉冲将电磁辐射应用到被转移层。
[0102] 该辐射的参数在下文中详细介绍。
[0103]
[0104] 选择辐射的波长，以便辐射完全或大体上完全被被转移层10吸收。
[0105] 这使得辐射引起的加热局部化到被转移层10，并且受主衬底2的温度保持在一个温度以下，其中超过该温度，受主衬底包括的器件或功能将会改变。
[0106] 如前所述，当键合层的熔化温度低于被转移半导体层的熔化温度时（对于金属层，是这种情况），优选的是将绝热层放置在被转移半导体层和键合层之间，以这种方式将键合层的温度升高到大体上低于所述层熔化温度的温度。
[0107] 而且，被转移层吸收的辐射必须使被转移层的温度为保持在所述层的熔化温度以下的温度。
[0108] 当然，该处理期间，该解决办法尽量避免使被转移层熔化，以便不承受由熔化-重结晶机制带来的在所述层中产生晶体缺陷的风险。这种缺陷很可能使被转移层的电性能恶化。
[0109] 图2示出作为波长λ的函数的硅吸收系数α的曲线。
[0110] 从曲线中可以推出，为了避免辐射传输到受主衬底，激光的波长必需短于360nm。这是因为，超过360nm，吸收系数减少，这意味着辐射穿过被转移层而到达下面的层并将它们加热。
[0111] 脉冲的持续时间
[0112] 选择脉冲的持续时间，以便，一方面，足够长以提供足以消除由于到被转移层10的注入引起的缺陷的能量，另一方面，足够短以便使受主衬底2的温度不产生显著增加。
[0113] 另外，选择两个脉冲之间的时间间隔，使其比热量在硅中扩散需要的时间长。
[0114] 例如，如果受主衬底包括金属化区域，温度的增加必须不超过金属的熔化温度。
[0115] 一般地，对于厚度属于微米量级的被转移层10，脉冲持续时间的大小的量级大约是十纳秒。
[0116] 通过实例，目前出售的激光器提供的脉冲持续时间处于10和200ns之间的范围内。
[0117] 功率
[0118] 理论上，激光器释放的功率必须足以使被转移层在每个脉冲期间得以加热。
[0120] 该聚集技术的局限仅在于焦点的大小，如果它很小，会对该方法的效率具有负面影响。
[0121] 绝热层3（无论连续还是非连续）的一个显著优点是它使激光提供的能量仅局限到被转移层10，其中，被转移层10的厚度相对于结构的整体厚度是小的。
[0122] 这使得可以使用具有中等功率的激光器，其中，在任何方面中等功率的激光器是容易得到的目前市场上存在的工业设备。
[0123] 本发明的注入实例
[0124] 通过实例，图3中示出的绝缘体上硅（SOI）结构由Smart CutTM方法制造，该结构依次包括厚度是几百微米的由块状硅制成的受主衬底2’，厚度为145nm的二氧化硅绝热键合层3’（被称作BOX，术语“隐埋氧化物”的缩写），以及厚度为0.8μm的单晶硅被转移层16 2
10。用于制造该结构SOI的条件是能量为122keV、剂量为8x10 at/cm 的氢注入。
10。用于制造该结构SOI的条件是能量为122keV、剂量为8x10 at/cm 的氢注入。
[0125] 破裂之后，硅被转移层10被与注入和破裂相关的缺陷损坏。
[0126] 这些缺陷中的大部分通过应用化学机械抛光（CMP）消除，但是，剩余的缺陷降低硅的结晶度，并且剩余的缺陷对随后形成在被转移层之中或之上的电子器件的性能有害。
[0127] 激光的辐射施加到两个相同的半导体结构。
[0128] 第一处理步骤是采用JPSA公司出售的激光器的辐射，波长是193nm，脉冲持续时间是20ns FWHM（半高宽）。
[0129] 第二处理是采用Excico公司出售的激光器的辐射，波长是308nm，脉冲持续时间是160nm FWHM。
[0130] 为了将半导体结构的表面部分（换句话说，局部化到被转移层10）加热到低于硅熔2
化温度的温度，激光每单位表面面积的能量分别局限到：第一激光为0.16J/cm，第二激光
2
为0.7J/cm。
化温度的温度，激光每单位表面面积的能量分别局限到：第一激光为0.16J/cm，第二激光
2
为0.7J/cm。
[0131] 可以开展仿真，其中仿真由求解多层中的瞬态传导热方程式组成，并考虑脉冲激光的瞬态性能。
[0132] 这些仿真的结果呈现在图4A和图4B中，其显示不同时间时，半导体结构的层10、3’、2’中的每个中的温度量变曲线。
[0133] 横坐标轴显示结构中的深度，原点对应于被转移半导体层10的自由表面12。
[0134] 图4A显示第一处理情况下，半导体结构中的温度量变曲线，曲线c1到c5显示直到激光脉冲结束为止，每5ns的温度增加。
[0135] 图4B显示第二处理情况下，半导体结构中的温度量变曲线，曲线c1到c20显示直到激光脉冲结束为止，每10ns的温度增加。
[0136] 在这两种情况中，可以观察出，即便是处于这些相对低功率水平时，加热局限到被转移半导体层10，并且几个脉冲中，可以达到接近于但是低于硅熔化温度的温度，适于消除与注入相关的缺陷。
[0137] 另一方面，即使如果随着时间，发生对受主衬底2’的加热，该加热不超过200℃。
[0138] 这些同样的仿真使得可以观察一个脉冲期间，图3中示出的结构中的不同层的表面温度的时间变化。
[0139] 图5A和图5B分别显示在第一处理情况和第二处理情况下，被转移层10的表面处的温度变化（曲线（a））和绝热层3’和受主衬底2’之间的界面处的温度变化（曲线（b））。
[0140] 在这两种情况中，证实：受主衬底2’的表面温度绝不超过500℃。在第一种情况下，该温度甚至不超过200℃。
[0141] 对于被转移层和键合层的给定厚度对，可以在仿真中调整获得低于层10的熔化温度的空气和被转移层10之间的界面处的温度需要的功率密度。
[0142] 通过扫描被转移层和键合层的厚度范围，获得图6中示出的制图。
[0143] 图6显示在第一处理情况下（JPSA激光器），作为被转移层10的厚度eSOI（横坐标上）和绝热层3’的厚度eBOX（纵坐标上）的函数的激光功率密度的制图。
[0144] 定义处理参数，使得空气和被转移层10之间的界面被加热到非常接近与所述层的材料的熔化温度但低于该温度的温度，然而，绝热层3’和受主衬底2’之间的界面保持在低于400℃的温度。
[0145] 制图的较低阴影部分是一个区域，该区域中，处理导致绝热层3’和受主衬底2’之间的界面的大于400℃的温度增加。
[0146] 该图突出SiO2层3’使受主衬底2’关于被转移层绝热的功效。
[0147] 该图也显示，在被转移层10和绝热层3’的某些厚度配置（被转移层：5nm到11 2
200nm，绝热层：大于50nm）中，相对适度的功率密度（大约0.4.10 W/cm）允许层10的表面达到相对高的温度，而受主衬底中的温度不超过400℃。
200nm，绝热层：大于50nm）中，相对适度的功率密度（大约0.4.10 W/cm）允许层10的表面达到相对高的温度，而受主衬底中的温度不超过400℃。
[0148] 在该制图的较上部分，可以看出不同区域，不同区域对应于需要的功率密度的不11 2 11 2
同值，其中，需要的功率密度处于0.4.10 W/cm 和1.8.10 W/cm 之间的范围内，并且例如通过不同颜色代表。
同值，其中，需要的功率密度处于0.4.10 W/cm 和1.8.10 W/cm 之间的范围内，并且例如通过不同颜色代表。
[0149] 一般而言，绝热层3、3’的厚度越大，激光必须提供的用于将被转移层的表面加热到需要温度的能量越低。
[0150] 如果绝热层太薄，将不可能将被转移层的表面提高到低于硅熔化温度的高温，同时将所述层与受主衬底的界面保持在低于500℃的温度。
[0151] 最后，当被转移层非常薄时（纳米级别），光程小，达到低于硅的熔化温度、消除缺陷的温度需要较高功率光束。
[0152] 可以通过不同技术观察激光处理对缺陷的消除。
[0153] 具体地，Raman光谱使得可以通过半高处峰值的宽度（FWHM）描述被转移层的结晶度。
[0154] 图7示出作为激光的能量密度F的函数的被转移层10的硅结晶度的改善，纵坐标-1轴是Raman UV光谱半高处峰值的宽度W（cm ）。
[0155] 曲线a对应于应用到图3中的半导体结构的第一激光处理，其中，已经通过被转移层将H+离子注入。
[0156] 曲线b对应于应用到图3中的半导体结构的第二激光处理，其中，已经通过被转移层将H+离子注入。
[0157] 曲线c对应于应用到图3中的半导体结构的第二激光处理，其中，已经执行通过被转移层将He/H+一起注入。
[0158] 可以观察出，当激光的能量密度增加时，晶体质量增加（也就是说峰值的宽度减少）。
[0159] 因此，对于高能量密度，在被转移层中，可以获得一种晶体质量，该晶体质量类似于块状硅（以点硅为代表的参考材料），并类似于SOI中的硅层的晶体质量，其中，SOI已经受过处于高于1000℃的温度的热处理。
[0160] 图8示出在被转移层是包括PN结的硅层的情况下，掺杂物的激活恢复。
[0161] 该图表中，纵坐标轴对应于被转移层中的掺杂水平n（以cm-3表示）。正方形对应于P掺杂，三角形对应于N掺杂。
[0162] 横坐标对应于连续的注入、破裂和通过激光辐射消除缺陷的步骤。
[0163] 注入（步骤1）之前，N掺杂的密度大约是5.1017cm-3，而，P掺杂的密度大约是19 -3
8.10 cm 。
8.10 cm 。
[0164] 不管是注入H+离子（步骤2）还是一起注入He/H+离子（步骤2’），注入都具有使掺杂物失活的影响，其导致掺杂水平n显著减少。
[0165] 破裂（对应于被注入H+领先的破裂的步骤3或对应于被一起注入He/H+领先的破裂的步骤3’）和抛光（对应于抛光已经受过注入H+的被转移层的步骤4或对应于抛光已经受过一起注入H+/He的被转移层的步骤4’）之后，也可以观察到失活。
[0166] 激光处理具有恢复掺杂物的效果。
[0167] 因此，步骤5包括将激光处理应用到已经受过注入H+的被转移层，其中激光的能2
量密度为0.65J/cm。
量密度为0.65J/cm。
[0168] 步骤5’涉及应用到已经受过一起注入H+/He的被转移层的同样的激光处理。
[0169] 因此，本发明使得可以获得一种结构，该结构中，被转移半导体层包括P型施主浓17 -3
度大于10 cm 的部分，当不能将受主衬底暴露于高于500℃的温度时，采用现有技术的方法不能获得该结构。
度大于10 cm 的部分，当不能将受主衬底暴露于高于500℃的温度时，采用现有技术的方法不能获得该结构。
[0170] 最后，不言而喻，刚刚提出的实例仅是具体说明，并且绝不限制关于本发明的应用领域，特别是关于被处理的半导体结构的性能和材料。
[0171] 具体地，本发明有利地适用于通过Smart CutTM方法制造的半导体结构，该半导体结构中，受主衬底一定不能暴露于太高的温度。
[0172] 然而，本发明也适用于受主衬底没有这种限制的结构，例如，“传统”SOI结构，该结构中，受主衬底例如是块状硅衬底。
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