用于使有源层的初始应变状态改变为最终应变状态的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于使被称为有源层的层的初始应变状态改变为最终应变状态 的方法，并且涉及一种用于使有源层的初始应变状态改变为最终应变状态的结构。
【背景技术】
[0002] 表述"有源层"理解为表示这样一种层（或多个子层），将会在该层上或该层中制 造元件，尤其是在微电子、光学、光电子、压电甚至自旋电子学领域中应用的元件。
[0003] 表述"应变状态"理解为表示由在有用层的变形部分之间的内部应力所导致的应 变，内部应力可能为拉伸或压缩应力。当内部应力为零或几乎为零时，"松弛状态"在口语上 指定对应的应变状态。
[0004] 由半导体制成的有源层处于（拉伸或压缩）应变状态下，尤其是为了改变有源层 的电子能带结构。这样具有改变有源层的电子传输特性或有源层的电磁特性的效果。从电 子的角度来看，可以改进载流子迀移率。从电磁的角度来看，应变状态的改变导致价带和导 带的改变，并且可能导致半导体和绝缘体的（直接或间接的）带隙的改变。
[0005] 为了改进元件性能，需要具有高应变水平的有源层，这意味着有源层必须能够经 受大幅的变形（或换句话说，大幅的相对延伸）。因此，更确切地说，需要获得能够变形超过 0. 75 %，甚至超过1 %而不产生缺陷的有源层。
[0006] 标题为"Fabricating Strained Silicon Substrates Using Mechanical Deformation during Wafer Bonding(在晶圆键合期间应用机械变形来制造应变娃衬底）" 的文献（Κ· T. Turner，ECS学报，16 (8) 321-328 (2008)，下面用Dl表示）公开了（特别地参 见图2)用于使有源层的初始应变状态改变为最终应变状态的方法，所述方法包括这样的 步骤：a)提供第一衬底，其包括在初始应变状态中的有源层，有源层由具有表示SE 1的杨 氏模量的第一材料制成，有源层具有表示为4的厚度；b)提供第二衬底，其由具有表示为E2 的杨氏模量的第二材料制成，第二衬底具有表示为匕的厚度，第二衬底具有静态的初始形 状；c)弯曲第一衬底和第二衬底，以使第一衬底和第二衬底的每个具有基本上相同的曲率 半径（表示为R)的弯曲形状；d)将第二衬底接合到有源层上，以使第二衬底紧随第一衬底 的形状；以及e)重建第二衬底的初始静态形状，以使有源层具有最终应变状态。
[0007] 对比图4(a)和图4(b)并参考第327页的第一段，Dl公开了对于给定的厚度比h2/ Ii1Oi2Zh1= 1/ξ = 10 3)，优选地使用具有满足关系E2= E八也即，E2ZE1= 1/Σ = 1，按照 Dl的符号）第二材料的第二衬底。Dl教导了这样的第二衬底，结合在接合步骤d)之后的 第一衬底的厚度的减少，第二衬底使得有源层大幅变形，因而在有源层中获得较高的应变。 相对地，Dl教导为对于相同的给定厚度比Ii 2Ai1 Oi2Ai1= 1/ ξ = 10 3)，结合在接合步骤d) 之后的第一衬底的厚度的减少，第二衬底相对于第一衬底的柔性（Σ = 100)的情况下仅得 到在Σ = 1时获得的应变值的70%。
[0008] 当第一衬底具有较大的刚度时，Dl中描述的方法并不完全令人满意；例如，如果 第一衬底由第一半导体比如硅制成，则第二衬底也具有较大的刚度以满足Σ = 1。于是如 果需要使有源层变形超过0.75%，则这样的第二衬底在步骤c)中可能很难弯曲而不产生 缺陷，尤其是在第二衬底为较大的尺寸（例如Ii2A1= l/ξ = IO3)的情况下。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在解决上述缺陷，并且本发明涉及一种用于使被称为有源层的层的初始 应变状态改变为表示为ε的最终应变状态的方法，所述方法包括如下步骤：a)提供第一衬 底，所述第一衬底包括在所述初始应变状态中的所述有源层，所述有源层由具有表示为E1 的杨氏模量的第一材料制成，所述有源层具有表示为4的厚度；b)提供第二衬底，所述第 二衬底由具有表示为E2的杨氏模量的第二材料制成，所述第二衬底具有表示为h 2的厚度， 所述第二衬底具有静态的初始形状；c)弯曲所述第一衬底和所述第二衬底，以使所述第一 衬底和所述第二衬底的每个具有基本上相同的表示为R的曲率半径的弯曲形状；d)将所述 第二衬底接合到所述有源层上，以使所述第二衬底紧随所述第一衬底的形状；以及e)重建 所述第二衬底的初始静态形状，以使所述有源层具有最终应变状态，所述方法值得注意之 处在于所述第二衬底的第二材料为满足关系E 2A^KT2的柔性材料，所述方法值得注意之 处在于所述第二衬底的厚度满足关系Ii2A 1S 10 4,并且所述方法的值得注意之处在于所述 曲率半径满足关系
【主权项】
1. 用于将被称为有源层（10)的层的初始应变状态改变成表示为e的最终应变状态的 方法，所述方法包括如下步骤：a)提供第一衬底（1)，所述第一衬底（1)包括在所述初始应 变状态中的所述有源层（10)，所述有源层（10)由具有表示为Ei的杨氏模量的第一材料制 成，所述有源层（10)具有表示为4的厚度；b)提供第二衬底（2)，所述第二衬底（2)由具 有表示为&的杨氏模量的第二材料制成，所述第二衬底（2)具有表示为h2的厚度，所述第 二衬底（2)具有静态的初始形状；c)弯曲所述第一衬底（1)和所述第二衬底（2)，以使所述 第一衬底（1)和所述第二衬底（2)的每个具有基本上相同的表示为R的曲率半径的弯曲形 状；d)将所述第二衬底（2)接合到所述有源层（10)上，以使所述第二衬底（2)紧随所述第 一衬底（1)的形状；以及e)重建所述第二衬底（2)的初始静态形状，以使所述有源层（10) 具有最终应变状态，所述方法的特征在于所述第二衬底（2)的第二材料为满足关系&/ E'KT2的柔性材料，所述方法的特征在于所述第二衬底（2)的厚度满足关系^/匕多10 4,并 且所述方法的特征在于所述曲率半径满足关系
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一衬底（1)包括形成有源层（10) 的第一部分和第二部分（11)，并且其特征在于，所述方法包括步骤dl)，步骤dl)包括减少 所述第一衬底（1)的第二部分（11)的厚度。
3. 根据权