固地粘合到材料表面。此通過任意數(shù)量的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)此涂敷，這些技術(shù)包括金屬濺鍍、金屬蒸發(fā)、原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、電沉積、噴霧解熱等等?？稍诜至堰^程完成之后去除導(dǎo)電敷層。
[0022]在裂縫傳播步驟期間，材料分裂且分裂片將強(qiáng)力地附連到相反的電極。為了防止對電極的損傷，電絕緣材料的捕獲層(見圖3c_3d)優(yōu)選覆蓋電極或懸掛在材料與相反電極之間以捕捉并固定分裂片?？墒褂脤⒉伙@著影響電極與分裂材料之間的電磁場分布的任何介電材料，但是它的機(jī)械屬性應(yīng)該允許它抵抗當(dāng)分裂片朝向相反電極時分裂片所施加在它上面的強(qiáng)力。
[0023]施加在兩個電極之間的電壓可以是切換的DC電壓、一組電壓脈沖或切換的AC電壓。如果電壓的量級大于裂縫傳播所需要的，則產(chǎn)生相似的結(jié)果。從能量使用角度，電壓時間持續(xù)時間微微長于全部裂縫傳播經(jīng)過分裂平面所需要的時間的DC電壓是最佳的。當(dāng)裂縫傳播所需要的電壓量值過大以致于DC電源無法提供時，脈沖的電壓系統(tǒng)是必要的。
[0024]本發(fā)明的最重要且立即的應(yīng)用是在硅以及其他半導(dǎo)體材料錠的無鋸口分裂由工業(yè)的多種融化生長方法所制造的圓柱形錠可容易地且廉價地分裂到實(shí)際上任意厚度的晶片。此方法還可應(yīng)用于精密晶體分裂的任何其他情況。
[0025]此方法提供顯著的優(yōu)勢。此方法基于它幾乎完全消除材料損失而比現(xiàn)有方法更加經(jīng)濟(jì)。另外，相應(yīng)的設(shè)備相對低成本且不需要顯著的維護(hù)時間。最終，分裂過程的物理性質(zhì)順應(yīng)于非常高的生產(chǎn)率，使得它比現(xiàn)有方法對于工業(yè)使用更加有吸引力，現(xiàn)有方法通常包含緩慢的且臟的切割過程或復(fù)雜的且有損傷的離子注入步驟。
[0026]現(xiàn)已根據(jù)若干示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，這些實(shí)施例在所有方面都旨在是說明性的，而非限制性的。因此，本發(fā)明能夠?qū)υ敿?xì)實(shí)施方式作出很多變化，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員從本文包含的描述中得出。例如，要分裂的材料的幾何形狀變化是可能的，其中復(fù)雜的幾何形狀可通過修改電極尺寸和形狀來分裂。此外，可使用分裂發(fā)生的環(huán)境的變化，諸如含有高介電強(qiáng)度氣體的低壓強(qiáng)真空腔室、含有高介電強(qiáng)度氣體的非常高壓強(qiáng)腔室或具有高介電強(qiáng)度液體的大氣壓強(qiáng)腔室。在真空和高壓強(qiáng)腔室情況中，存在于此系統(tǒng)中的氣體被控制為確保它們具有高介電強(qiáng)度且提供適當(dāng)?shù)那皇覊簭?qiáng)。操作環(huán)境的選擇將影響初始系統(tǒng)成本以及維護(hù)成本。另外，使用的電壓源的類型變化是可能的，其中某些材料可利用適當(dāng)切換的DC源來分裂而其他可需要更高電壓脈沖源。施加的電壓的所需量級是基于使初始裂縫傳播貫穿分裂平面所需要的力。
[0027]所有這些變化被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，如所附權(quán)利要求以及它們的法律等效物限定的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分裂基板材料的方法，包括: a.在大塊基板材料中形成初始裂縫，其中所述裂縫沿著所述大塊基板材料的分裂平面對齊； b.在受控環(huán)境中的兩個平行電極之間對齊所述分裂平面，其中所述平行的電極包括頂部電極和底部電極，其中所述分裂平面與所述兩個平行電極平行，其中所述大塊基板材料的底部與所述底部電極物理地連接且電連接;以及 c.在所述兩個平行電極上施加電壓，其中所述電壓至少50kV，其中所述電壓在所述大塊基板材料的所述頂部表面上建立均勻的電磁力，其中所述電磁力能夠沿著所述分裂平面誘導(dǎo)裂縫傳播并從所述大塊基板材料分離分裂的基板材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述初始裂縫包括使用掩模的干蝕亥IJ、掩模的等離子體蝕刻、掩模的蒸汽蝕刻、掩模的濕蝕刻、機(jī)械劃線、機(jī)械刻痕或激光消融。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控環(huán)境包括真空兼容腔室，其中所述真空兼容腔室包括介電氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述介電氣體具有10—12到10托的范圍中的壓強(qiáng)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述介電氣體包括干燥的氮?dú)?、氧化氮或六氟化硫?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控環(huán)境包括壓強(qiáng)兼容腔室，其中所述壓強(qiáng)兼容腔室包括介電氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述介電氣體具有1，000到80，000托的范圍中的壓強(qiáng)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述介電氣體包括干燥的氮?dú)?、氧化氮或六氟化硫?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述受控環(huán)境包括壓強(qiáng)兼容腔室，其中所述壓強(qiáng)兼容腔室包括介電液體。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述介電液體包括硅油、乙烷、變壓器油、液氮或液氧。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電壓包括切換的DC電壓、一組電壓脈沖或切換的AC電壓。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述大塊基板材料包括硅、砷化鎵、磷化銦或鍺。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，絕緣材料位于所述分裂的基板材料與所述頂部電極之間，其中所述絕緣材料保護(hù)所述頂部電極。
【專利摘要】為了解決本領(lǐng)域的需要，分裂基板材料的方法包括：在大塊基板材料中形成初始裂縫，其中沿著該大塊基板材料的分裂平面對齊該裂縫；在受控環(huán)境中的兩個平行電極之間對齊該分裂平面，其中該平行電極包括頂部電極和底部電極，其中該分裂平面與兩個平行電極平行，其中該大塊基板材料的底部與底部電極物理地連接且電連接；以及在該兩個平行電極上施加電壓，其中電壓至少為50kV且在該大塊基板材料的頂部表面上建立均勻的電磁力，其中電磁力能夠誘導(dǎo)沿著分裂平面的裂縫傳播并從該大塊基板材料分離分裂的基板材料。
【IPC分類】H01L21/306
【公開號】CN105493247
【申請?zhí)枴緾N201480047317
【發(fā)明人】A·T·伊安庫, F·B·普林茲
【申請人】小利蘭·斯坦福大學(xué)托管委員會
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年8月27日
【公告號】EP3039711A1, US20150060509, WO2015031444A1