固地粘合到材料表面。此通过任意数量的技术来实现此涂敷，这些技术包括金属溅镀、金属蒸发、原子层沉积、化学气相沉积、电沉积、喷雾解热等等。可在分裂过程完成之后去除导电敷层。
[0022]在裂缝传播步骤期间，材料分裂且分裂片将强力地附连到相反的电极。为了防止对电极的损伤，电绝缘材料的捕获层(见图3c_3d)优选覆盖电极或悬挂在材料与相反电极之间以捕捉并固定分裂片。可使用将不显著影响电极与分裂材料之间的电磁场分布的任何介电材料，但是它的机械属性应该允许它抵抗当分裂片朝向相反电极时分裂片所施加在它上面的强力。
[0023]施加在两个电极之间的电压可以是切换的DC电压、一组电压脉冲或切换的AC电压。如果电压的量级大于裂缝传播所需要的，则产生相似的结果。从能量使用角度，电压时间持续时间微微长于全部裂缝传播经过分裂平面所需要的时间的DC电压是最佳的。当裂缝传播所需要的电压量值过大以致于DC电源无法提供时，脉冲的电压系统是必要的。
[0024]本发明的最重要且立即的应用是在硅以及其他半导体材料锭的无锯口分裂由工业的多种融化生长方法所制造的圆柱形锭可容易地且廉价地分裂到实际上任意厚度的晶片。此方法还可应用于精密晶体分裂的任何其他情况。
[0025]此方法提供显著的优势。此方法基于它几乎完全消除材料损失而比现有方法更加经济。另外，相应的设备相对低成本且不需要显著的维护时间。最终，分裂过程的物理性质顺应于非常高的生产率，使得它比现有方法对于工业使用更加有吸引力，现有方法通常包含缓慢的且脏的切割过程或复杂的且有损伤的离子注入步骤。
[0026]现已根据若干示例性实施例描述了本发明，这些实施例在所有方面都旨在是说明性的，而非限制性的。因此，本发明能够对详细实施方式作出很多变化，可由本领域技术人员从本文包含的描述中得出。例如，要分裂的材料的几何形状变化是可能的，其中复杂的几何形状可通过修改电极尺寸和形状来分裂。此外，可使用分裂发生的环境的变化，诸如含有高介电强度气体的低压强真空腔室、含有高介电强度气体的非常高压强腔室或具有高介电强度液体的大气压强腔室。在真空和高压强腔室情况中，存在于此系统中的气体被控制为确保它们具有高介电强度且提供适当的腔室压强。操作环境的选择将影响初始系统成本以及维护成本。另外，使用的电压源的类型变化是可能的，其中某些材料可利用适当切换的DC源来分裂而其他可需要更高电压脉冲源。施加的电压的所需量级是基于使初始裂缝传播贯穿分裂平面所需要的力。
[0027]所有这些变化被认为在本发明的范围和精神内，如所附权利要求以及它们的法律等效物限定的。
【主权项】
1.一种分裂基板材料的方法，包括: a.在大块基板材料中形成初始裂缝，其中所述裂缝沿着所述大块基板材料的分裂平面对齐； b.在受控环境中的两个平行电极之间对齐所述分裂平面，其中所述平行的电极包括顶部电极和底部电极，其中所述分裂平面与所述两个平行电极平行，其中所述大块基板材料的底部与所述底部电极物理地连接且电连接;以及 c.在所述两个平行电极上施加电压，其中所述电压至少50kV，其中所述电压在所述大块基板材料的所述顶部表面上建立均匀的电磁力，其中所述电磁力能够沿着所述分裂平面诱导裂缝传播并从所述大块基板材料分离分裂的基板材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述初始裂缝包括使用掩模的干蚀亥IJ、掩模的等离子体蚀刻、掩模的蒸汽蚀刻、掩模的湿蚀刻、机械划线、机械刻痕或激光消融。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控环境包括真空兼容腔室，其中所述真空兼容腔室包括介电气体。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述介电气体具有10—12到10托的范围中的压强。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述介电气体包括干燥的氮气、氧化氮或六氟化硫。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控环境包括压强兼容腔室，其中所述压强兼容腔室包括介电气体。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述介电气体具有1，000到80，000托的范围中的压强。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述介电气体包括干燥的氮气、氧化氮或六氟化硫。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控环境包括压强兼容腔室，其中所述压强兼容腔室包括介电液体。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述介电液体包括硅油、乙烷、变压器油、液氮或液氧。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压包括切换的DC电压、一组电压脉冲或切换的AC电压。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大块基板材料包括硅、砷化镓、磷化铟或锗。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，绝缘材料位于所述分裂的基板材料与所述顶部电极之间，其中所述绝缘材料保护所述顶部电极。
【专利摘要】为了解决本领域的需要，分裂基板材料的方法包括：在大块基板材料中形成初始裂缝，其中沿着该大块基板材料的分裂平面对齐该裂缝；在受控环境中的两个平行电极之间对齐该分裂平面，其中该平行电极包括顶部电极和底部电极，其中该分裂平面与两个平行电极平行，其中该大块基板材料的底部与底部电极物理地连接且电连接；以及在该两个平行电极上施加电压，其中电压至少为50kV且在该大块基板材料的顶部表面上建立均匀的电磁力，其中电磁力能够诱导沿着分裂平面的裂缝传播并从该大块基板材料分离分裂的基板材料。
【IPC分类】H01L21/306
【公开号】CN105493247
【申请号】CN201480047317
【发明人】A·T·伊安库, F·B·普林兹
【申请人】小利兰·斯坦福大学托管委员会
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月27日
【公告号】EP3039711A1, US20150060509, WO2015031444A1