專利名稱：化合物半導體襯底及其制造方法
技術領域：
本申請涉及尤其是用于光學器件、電子器件或光電器件的襯底的制造方法，和由該方法獲得的襯底的領域。尤其是適合于用于制造發(fā)光和激光二極管的襯底。本發(fā)明是基于國際申請?zhí)枮镻CT/FR01/03714，國家申請?zhí)枮?1819607.1，發(fā)明名稱為“化合物半導體襯底及其制造方法”的分案申請。
背景技術：
為了用于光學器件、電子器件或光電器件，通常需要獲得包括薄工作層的襯底。已知兩個廣泛方法族制造用于這些用途的襯底。這些族包括把取自源襯底的薄層遷移并放置到支撐襯底上的方法；和通過淀積技術，例如分子束外延(MBE)、金屬有機物化學汽相淀積(MOCVD)等，在支撐襯底上淀積薄層的方法。然而，存在不可得到材料或非常難于獲得以薄層取自的源襯底形式的材料，和/或在支撐襯底上通過淀積材料的生長仍不是滿意的。這尤其是適用于多晶氮化鎵，該多晶氮化鎵不能以固體單晶屬性和/或滿意的直徑和/或合理的價格的形式得到，結(jié)果它只能通過異質(zhì)外延技術生長。
而且，用已知的在由支撐承載的籽晶層自身上生長工作層的技術，為了獲得最終的產(chǎn)品常常需要除去所討論的支撐。
存在已知的用于該操作的各種技術。由此，文獻FR2787919A描述了通過機械-化學變薄技術消除該襯底。然而，通過蝕刻或某些等同的技術除去支撐的所有技術都是不理想的，因為它們導致材料的顯著損失并且有時是非常昂貴的。文獻US6114188A描述了分離通過淀積制得的復合躍遷金屬氧化(CTMO)膜的技術，其中在膜從其生長的同質(zhì)襯底上進行特別的處理，并接著從同質(zhì)襯底分離淀積的膜。然而，因為它有損害膜生長適當?shù)拈_始并導致產(chǎn)量損失或劣質(zhì)淀積層的風險，所以該技術是不理想的。本發(fā)明試圖減低那些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
到此為止，本發(fā)明提供了一種襯底的制造方法，所述方法是用于制造光學器件、電子器件或光電器件的襯底，該方法的特征在于它包括以下步驟在粘合界面中通過分子粘合把籽晶層(2)遷移到支撐(12)上；在該籽晶層上外延地生長工作層(16)；將加強的支撐直接粘合在所述工作層(16)上；刪除所述支撐(12)；該支撐(12)由熱膨脹系數(shù)是工作層(16)的系數(shù)0.7到3倍的材料構成，而且籽晶層適合于調(diào)節(jié)支撐(12)和工作層(16)的熱膨脹。
有利地，進行分離施加的應力選自組包括機械應力、熱應力、靜電應力和激光輻射應力。
而且，為了再現(xiàn)氮化鎵，已知藍寶石和碳化硅可以構成用于這種材料異質(zhì)外延的優(yōu)良的籽晶襯底。但是，藍寶石是電絕緣體，其在某些應用中是不利的，而多晶碳化硅表現(xiàn)出非常昂貴和難于以大直徑獲得的缺點。對于氮化鎵，異質(zhì)外延理想的襯底是{111}硅。這種襯底被認為是理想的是因為它是普遍使用的材料(由此適合多種襯底處理系統(tǒng)，其中已經(jīng)使用了這種材料)，它不是非常昂貴并且可以以大直徑獲得。但是，當在大約1000℃到1100℃使用MOCVD標準技術在{111}硅上試圖淀積氮化鎵時，它們遇到以超過108每平方厘米(cm2)濃度在氮化鎵薄層中形成位錯甚至所述薄層破裂的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，該方法能夠獲得的工作薄層的質(zhì)量優(yōu)于以現(xiàn)有技術方法獲得的層的質(zhì)量，尤其是對于不可得到的材料或難于以源襯底形式獲得的材料，從該源襯底中可能取得薄層；或尤其對于不能通過淀積到支撐襯底上以滿意方式生長的材料。尤其是評估所討論的工作薄層的質(zhì)量，首先是按照破裂，其次是按照位錯濃度。
通過發(fā)明可選擇的特性獲得該另一目的，其中支撐由熱膨脹系數(shù)是工作層的系數(shù)0.7到3倍的材料構成，而且籽晶層適合于調(diào)節(jié)支撐和工作層的熱膨脹。
優(yōu)選地，在該文獻中討論的熱膨脹系數(shù)的值涉及在平行于工作層平面的平面中的那些。
借助于該特征，選擇形成支撐的材料表現(xiàn)出減小或甚至消除在生長工作層固有的溫度變化期間產(chǎn)生的顯著的拉力或壓力種類的熱膨脹系數(shù)，或在使以這種方式形成的襯底恢復到環(huán)境溫度產(chǎn)生的熱膨脹系數(shù)。
應當注意到，關于破裂問題，當工作層和支撐的各自材料的熱膨脹系數(shù)之間的差值在工作層中導致壓縮時，與其導致所述層延伸時不同，相應的所述差值的容限增加。由此，在壓縮情況中，支撐材料的熱膨脹系數(shù)可以大于工作層熱膨脹系數(shù)的幾倍。但是，在延伸情況中，支撐材料的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選地不小于工作層系數(shù)的0.7倍。
應當注意到籽晶層適合于適應由支撐和/或工作層施加的熱膨脹。為了該目的，籽晶層的厚度應足夠小以使得它可以變形跟隨由支撐和/或工作層的熱膨脹引起的尺寸變化。該厚度取決于構成籽晶層的材料以及支撐和工作層的各自材料。通常，對于具有300微米(μm)厚度的碳化硅支撐和具有幾微米厚度的氮化鎵工作層，單晶碳化硅籽晶層應具有小于0.5μm的厚度，優(yōu)選小于1000埃()。
有利地，構成籽晶層的材料還表現(xiàn)出晶格參數(shù)使得工作層可以在籽晶層上外延地生長，在工作層中位錯的濃度小于107/cm2。本領域技術人員知道如何通過選擇籽晶層和工作層的參數(shù)和取向進行這種外延生長。
通過實例，下表1概括了適合用于實施本發(fā)明方法的各種材料的晶格參數(shù)和熱膨脹系數(shù)，這些材料或是作為工作層材料，或作為籽晶層材料或作為支撐襯底材料。
表1


當期望用氮化鎵形成工作層時，發(fā)明的方法是尤其有利的。為此，現(xiàn)有技術提出了存有缺陷的各種技術，而本發(fā)明克服了這些缺陷。
由此，在現(xiàn)有技術中，使用由單晶碳化硅或藍寶石構成的襯底作為支撐以及作為工作層的生長籽晶。但是，當工作層用以形成發(fā)光二極管(LEDs)時，使用固體碳化硅或藍寶石支撐意味著不能以滿意的方式控制電接觸的位置、提取由二極管發(fā)射的光或使用反射表面等。在這種情況下，可以選擇適合于淀積操作并還可恢復的第一支撐，接著在除去適合于實現(xiàn)對上述方面更好控制的第一支撐之后，可選擇適合的第二支撐。而且，由單晶碳化硅構成的襯底，和對于較小范圍的藍寶石，是昂貴的和是有限直徑的，然而在本發(fā)明的情況中使用可以變薄和從任選地可重復利用的襯底或單晶取得的籽晶層，由此可以節(jié)約昂貴材料的消費。而且，例如本發(fā)明可使利用由比單晶碳化硅易于以大直徑獲得的材料構成的籽晶層成為可能。
而且，藍寶石是電絕緣體，因此如果以固體支撐的形式保留藍寶石，那么對于需要用于工作層預期應用以單獨地提供在工作層自身上的的任何電極，藍寶石變得必須，其可能引起可利用空間(例如如果在前面上，即工作層的空閑表面上將制造兩個電接觸)的問題。
本發(fā)明使除去相關的希望用于形成工作層的生長籽晶的性質(zhì)和用于支撐的性質(zhì)成為可能，尤其是當消除具有重復利用可能性的支撐時，由此可以減輕上面提到的缺陷。
在其它現(xiàn)有技術中，試圖在固體氮化鎵或甚至釹鎵鹽酸上或銦鎵鹽酸上直接淀積氮化鎵。但是，固體氮化鎵非常昂貴并且那些技術也不成熟。
在上述的其它現(xiàn)有技術中，在{111}硅上已經(jīng)淀積了氮化鎵工作層。但是，如果{111}硅用作支撐，即以厚的形式，那么由于在熱膨脹方面的不良匹配在工作層中觀察到破裂。通過除去相關選擇，本發(fā)明首先使選擇適合于晶核形成并足夠薄以在熱應力作用下變形的籽晶層成為可能，其次使選擇在熱膨脹方面與在籽晶層上引起生長的工作層匹配的厚層成為可能。
有利地，發(fā)明的方法包括以下分別獲得的特征或特征的結(jié)合在籽晶層和支撐之間設置至少一個鍵合層，粘合界面包括該或每一鍵合層；由取自下列的材料構成工作層，包括氮化鎵、氮化鋁和氮化鎵鋁(而且總的來說，具有大的禁帶寬度的半導體氮化物)；籽晶層包括取自下列的材料，包括藍寶石、碳化硅、氧化鋅和{111}硅；選擇籽晶層以獲得精確的晶體結(jié)構和取向，例如獲得六角形的或立方體的氮化鎵，或者如果選擇Si面或C面以在碳化硅的籽晶層上淀積工作層；由非常高質(zhì)量的氮化鎵構成籽晶層，即具有每平方厘米小于106位錯，例如通過外延橫向附生(ELOG)技術獲得的氮化鎵；支撐包括取自下列的材料，包括非晶材料、多晶材料和燒結(jié)材料；支撐包括取自下列的材料，包括多晶碳化硅、單晶碳化硅、多晶氮化鋁、多晶氮化鎵和具有高位錯濃度(大于107/cm2)的單晶氮化鋁；籽晶層是與支撐相同的化學成分；通過在預先削弱區(qū)從源襯底分離籽晶層，籽晶層取自源襯底；籽晶層取自安置到支撐的源襯底并接著通過它的空閑表面被蝕刻以致獲得所需厚度的籽晶層(為了該目的，可以利用取自用于獲得襯底的技術和本領域已知的如鍵合和回刻蝕絕緣體上的硅(BESOI)的技術類型)；通過在源襯底中相應于籽晶層的厚度(忽略完成的步驟)的深度注入原子粒種；和通過取自下列的操作從源襯底至少部分地分離籽晶層，該列包括熱處理、施加機械應力和化學蝕刻，或這些操作至少兩個的結(jié)合。
在該文獻的上述和其它部分中，“原子注入”用以覆蓋使用原子或離子粒種并適合于把這些粒種注入到材料的任何轟擊以獲得材料中這些粒種的濃度最大值，所述最大值位于相對于轟擊表面的確定深度。原子或離子粒種以分布在一最大值附近的能量被注入到材料中。使用離子束注入器、等離子體浸入式注入器等可將原子粒種注入到材料中。使用術語“原子或離子粒種”意為以離子、中子或分子形式的原子，或以原子或中子形式的分子，或甚至以離子或中子形式的不同原子或分子的組合。


閱讀以下詳細的說明本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點將更為清楚，且參照附圖也將會更好地理解本發(fā)明，其中圖1是示出根據(jù)發(fā)明方法實施例的步驟簡圖；圖2是示出根據(jù)發(fā)明方法另一實施例的步驟簡圖；圖3仍是發(fā)明方法實施例的步驟簡圖；和圖4是具有四個籽晶層的中間支撐、可以用在本發(fā)明方法的變形形式的示意透視圖。
具體實施例方式
以下參照四個具體但非限制性的實施例詳細說明發(fā)明的方法。
在第一實施例中，如圖1所示，通過實施以下的步驟制得包括在籽晶層2上的工作層16的最終襯底14在其內(nèi)須注入原子粒種的源襯底6的表面上形成非晶材料層以制得鍵合層10，在支撐12的表面上形成非晶材料層以制得另一鍵合層11；在源襯底6中確定的深度注入原子粒種以形成削弱區(qū)8；100，使鍵合層10和11接觸；200，借助削弱區(qū)8從源襯底6分離籽晶層2；和300，在對應于削弱區(qū)8的籽晶層2的表面上淀積工作層16。
形成鍵合層10和以上述指定的次序進行或以另一次序進行注入原子類的步驟。。
例如，法國專利第FR2681472號中說明了實施原子粒種的步驟和分離籽晶層2的步驟200實例。
根據(jù)實例，形成鍵合層10和11的步驟相應于使用本領域技術人員公知的任何方法形成非晶材料層。
在步驟200和300之間，本發(fā)明的方法選擇性地包括準備籽晶層2的表面的操作，籽晶層2的表面將接收工作層16。準備操作包括，例如，拋光操作、退火操作、精磨退火操作(例如在氫氣下)、退火操作用于加固在鍵合層10和11之間的粘合界面、犧牲氧化操作(氧化之后接著為消除氧化材料)、蝕刻操作等。
下面五個依次描述的具體但非限制性的實例，詳細地描述了本發(fā)明方法的第一實施例，通過這種方式，在實例5之后描述的實例中的粘合界面，進行分離。
下表2概述了適合于用于實施上述第一實施例的材料的實例。
表2


在上表中，與在下表中一樣，使用術語“單”意指“單晶”和使用術語“多”意指“多晶”。
實例1在相應于表2第一行的實例中，在由單晶碳化硅構成的籽晶層2上，工作層16由氮化鎵構成，籽晶層自身在多晶碳化硅支撐12上，在支撐12和籽晶層2之間設置的碳化硅鍵合層10和11。
通過實例，籽晶層2是1000厚。例如支撐12是300μm厚。
通過本領域技術人員公知的層遷移方法(例如，參見法國專利第FR2681472號中Smart-Cut方法的應用)制得由單晶碳化硅籽晶層2、兩個氧化硅鍵合層10和11、和多晶碳化硅支撐12的疊層構成的結(jié)構。
可以由化學汽相淀積(CVD)、高溫化學汽相淀積(HTCVD)、MOCVD、MBE或氫化物汽相外延(HVPE)制得工作層16，例如參見文獻“用于GaN基LEDs和LDs的GaN體襯底”，作者O.Oda等，Phys.Stat.Sol.(a)，No.180，p51(2000)，或其它等同的技術。
氧化硅用于鍵合層10使得易于從源襯底6取得籽晶層2。氧化硅的平面化淀積可能消除表面不均勻(irregularities)并可能使用易于實施的常規(guī)技術進行拋光步驟、平面化步驟、清洗步驟、化學準備步驟和把所述氧化硅鍵合到在支撐12上形成的鍵合層11的氧化硅上。根據(jù)實例，鍵合層10和11設置為1微米厚。
實例2在這個實例中(上表第2行)，除了由{111}硅籽晶層2替代碳化硅籽晶層2之外，提供與實例1等同的結(jié)構。
{111}硅的厚度優(yōu)選限制到小于3000以致它可以適應在上述各種操作期間將發(fā)生的熱膨脹而不破裂。
實例3在這個實例中(上表第3行)，除了由藍寶石構成籽晶層2之外，制得與實例1和2的結(jié)構等同的結(jié)構。
藍寶石是使得氮化鎵優(yōu)良外延的公知的另一種材料。
實例4在這個實例中(上表第4行)，除了由多晶氮化鎵構成籽晶層2之外，制得與實例1至3的結(jié)構等同的結(jié)構。
實例5在這個實例中(上表第5行)，除了由釹鎵酸鹽或鋰鎵酸鹽構成籽晶層2之外，制得與實例1至4的結(jié)構等同的結(jié)構。
可以聯(lián)想到上述實例的多種變體。
由此，可以由某些其它材料，例如氮化硅(Si3N4)替代鍵合層10和11之一中的氧化硅或兩個鍵合層10和11中的氧化硅。這種材料可以比氧化硅承受更高的溫度。為了形成高質(zhì)量的多晶層或甚至當期望增加淀積速率時，在優(yōu)化工作層16的淀積情況下，這種優(yōu)點是尤其有利的。氮化硅還具有限制或甚至避免鎵擴散到支撐12中的優(yōu)點。
仍然在發(fā)明方法的該第一實施例的另一變體中，由氮化鋁、碳化硅、鋁合金和鎵合金、和鎵和銦的合金、或某些其它化合物的工作層16替代氮化鎵工作層16。還可以由氮化鎵、氮化鋁、氮化鎵銦等類型層的疊層構成的多層結(jié)構替代氮化鎵工作層16，其可以具有不同的摻雜種類等。
仍然在另一變體中，由單晶碳化硅(尤其是當如下所述支撐12可以重復利用時)、藍寶石、多晶氮化鋁或多晶氮化鎵替代多晶碳化硅支撐12。
在生長工作層16之后，可能在加固作為整體的結(jié)構之后(為了強度問題加固是必須的)，借助于某另一個支撐通過直接粘合或通過在工作層上淀積支撐形成所述的另一個支撐等，除去支撐12。
然后支撐12必須能夠承受工作層16生長的條件，而且通過適合的除去是有利的。移開中間支撐12所選擇的技術可以確定構成支撐所選擇的材料。如果通過蝕刻或機械或化學除去將犧牲支撐，那么蝕刻和除去步驟還有中間支撐12自身必須是盡可能低成本。在這種情況下，支撐12應該由多晶氮化鋁構成。
分離在發(fā)明中，使用例如機械、熱、靜電、激光輻射等應力引起組合體分離為位于粘合界面任一側(cè)上的兩部分。
在這種情況下，因為不被消耗并可以重復利用可以由單晶碳化硅構成支撐12。
在另一變體中，在除去支撐12之前或之后制得在工作層16上的所有或某些部件。
在本發(fā)明方法如圖2所示的第二實施例中，，制得與上述發(fā)明方法第一實施例中一樣的結(jié)構，該結(jié)構包括籽晶層2上的工作層16，籽晶層自身在支撐12上，支撐12具有正在籽晶層2和支撐12之間設置的鍵合層10和11。接著，按照本實施例，在工作層16的空閑表面上淀積厚層4并除去支撐12，可以一同除去籽晶層2。在支撐12除去之后，厚層4特別地用于形成用于工作層16的支撐。
下表3概括了在發(fā)明方法的該第二實施例的情況下可以使用的材料的實例。
表3

實例6在該實例中，在多晶碳化硅支撐12上制得單晶{111}硅籽晶層2，碳化硅支撐12具有在碳化硅支撐12和籽晶層2之間的氧化硅鍵合層10和11。其后，由MOCVD淀積單晶氮化鎵工作層16，并在工作層16的單晶氮化鎵空閑面上淀積金剛石厚層4。
其后最終的結(jié)構經(jīng)受處理，該處理適合于從由支撐12和籽晶層2構成的組合體分離出由工作層16構成的部件。該處理包括使用機械、熱、靜電等應力使兩部分分離在粘合界面的任一側(cè)。
該實例表現(xiàn)出的優(yōu)點為可以使用在其表面不能很好完成接收籽晶層2的支撐12，但是一旦依靠{111}硅籽晶層2形成GaN工作層16，就可以制得用于工作層16的最終支撐(厚層4)，該支撐具有適合于使用所述工作層16的性質(zhì)(在這種情況下，對于金剛石，它具有好的熱傳導性和所需的，如用于微波應用的電絕緣性)，還可以確保在厚層4和工作層16之間的高質(zhì)量界面，例如以獲得較好的熱傳導。
該實例可以包括多種變體。
由此，可以由單晶碳化硅、藍寶石、釹鎵酸鹽或鋰鎵酸鹽替代{111}硅籽晶層2；可以由氮化硅替代氧化硅鍵合層10和11；可以由多晶碳化硅或由藍寶石替代多晶碳化硅支撐12；和可以由多晶碳化硅、多晶氮化鎵(例如由HVPE淀積)、氮化硼或例如銅的金屬等(例如由電解淀積作為厚層)替代金剛石厚層4。
應當注意到厚層4的厚度性質(zhì)是重要的，例如當期望與最終襯底14的背面電接觸時，或當必須能夠疏散由在工作層16上制得的部件產(chǎn)生的熱時，或甚至當期望提高由在工作層16中制得的二極管或激光器發(fā)射的光的提取或控制時?？梢岳斫膺x擇厚層4的性質(zhì)在襯底制造方法中提供自由度，當制造用于光學器件、電子器件、光電器件等的襯底時自由度是尤其有利的。為了使厚層4隨后能從工作層16分離，還可以通過提供準備步驟(其為本領域技術人員公知)在襯底制造方法中增加自由度。
相似地，這些變體可以改變，其中由氮化鋁、碳化硅、鋁和鎵的合金或其它化合物構成工作層16，替代如上述用氮化鎵制得工作層16。氮化鎵工作層16還可以是層疊氮化鎵、氮化鋁等類型層的多層結(jié)構，可以具有不同種類的摻雜等。
在如圖3所示的本發(fā)明方法的第三實施例中，與根據(jù)本發(fā)明的第二實施例上述說明相反，在工作層16和籽晶層2分離之后淀積厚層4制得結(jié)構。如果籽晶層2與支撐12一起除去或在除去支撐12之后除去，在所述籽晶層2上或在工作層16的相應面上，還可以在與工作層16的空閑面同一側(cè)上淀積厚層4或可以在與籽晶層2的同一側(cè)上淀積厚層4。
下面根據(jù)三個實例說明本發(fā)明方法的第三實施例。
表4中概括了這三個實施例中使用的材料，并且它們相應于表3的材料。
表4


實例7在該實例中(表4第1行)，以與實例1的上述說明相同的方式，制得的結(jié)構包括與上述描述的實例相同的方式，在單晶碳化硅支撐12上的單晶碳化硅籽晶層2，單晶碳化硅支撐12具有在多晶碳化硅支撐12和多晶碳化硅籽晶層2之間的氧化硅鍵合層10和11。其后，通過MOCVD在碳化硅籽晶層2的空閑表面上制得單晶氮化鎵工作層16。以這種方式獲得的結(jié)構接著經(jīng)受處理，該處理適合于從支撐12分離由籽晶層2和工作層16構成的結(jié)構。這首先提供了由覆蓋在單晶碳化硅的籽晶層2內(nèi)的氮化鎵工作層16構成的結(jié)構，和準備用于重復利用的支撐12。接著在籽晶層2上通過CVD淀積多晶碳化硅厚層4。
單晶碳化硅支撐12相對昂貴，但當實施隨后的本發(fā)明的方法時，它可以重復利用。
實例8在發(fā)明方法的該第三實施例的另一實例中(表4第2行)，制得與實例7相同的結(jié)構，但是在形成多晶碳化硅厚層4之前多晶碳化硅籽晶層2被移開，例如通過等離子體蝕刻。
實例9仍然在本發(fā)明方法的該第三實施例的另一個實例中(表4第3行)，除了除去單晶碳化硅籽晶層2，和氮化鎵工作層16的一部分以保存表現(xiàn)出盡可能少缺陷的工作層16，制得與實例8一樣的結(jié)構。
應當注意到在淀積厚層4之前，可以對單晶碳化硅籽晶層2或單晶氮化鎵工作層16進行各種附加技術步驟，這些步驟試圖提供某些或所有的電子部件，或包括外延地或其它方式制得附加膜的均勻淀積。
應當注意到由選擇用于初始源襯底6的極性可以確定單晶碳化硅籽晶層2的極性和氮化鎵工作層16的極性。本發(fā)明的方法選擇地包括至少一個雙重遷移使得極性能夠改變兩次。
相似地，按照本發(fā)明的這些實例可以改變，其中由氮化鋁、碳化硅、鋁和鎵的合金、銦和鎵的合金或某些其它化合物構成工作層16，替代如上述用氮化鎵制得工作層16。氮化鎵工作層16還可以是包括氮化鎵、氮化鋁等類型層的疊層的多層結(jié)構，其選擇地具有不同摻雜種類等。
籽晶層2可以由{111}硅或藍寶石或釹鎵酸鹽或銦鎵酸鹽等構成，替代由單晶碳化硅構成。
支撐12可以由多晶碳化硅或多晶氮化硅或多晶氮化鋁或藍寶石或多晶氮化鎵構成，替代由單晶碳化硅構成。厚層4可以由多晶氮化鋁、金剛石或氮化硼構成，替代由多晶碳化硅構成。
在本發(fā)明方法的第四實施例中，除了沒有制得中間層10和11之外，制得與上述實例一樣的結(jié)構。例如，籽晶層2取自{111}硅源襯底6并通過直接粘合(例如與前述實施例一樣)與多晶碳化硅12組合。其后，使用上述技術之一在籽晶層2上淀積氮化鎵工作層16。
不脫離本發(fā)明的范圍還可以聯(lián)想到對上述實施例的各種其它變體。
例如，本發(fā)明方法實施例的不同實例中說明的操作可以彼此組合。
如圖4所示，一個變體在于在淀積工作層16之前在籽晶層2上進行成批處理。在這種情況下，在大尺寸的常見支撐12上安置籽晶層2。
該常見支撐12的形狀可以是任意的(圓形、矩形等)。
在這些情況下，籽晶層2可以是同樣的或它們可以是不同的。每個籽晶層2可以經(jīng)受把籽晶層從支撐12分離的分離操作。按照實例，常見支撐12可以是由硅氧化物覆蓋的多晶氮化硅板。
有利地，在試圖把在籽晶層2上的工作層組件16從支撐12分離的操作之前，將變硬的襯底鍵合到每個不同組件的工作層16。
每個常見支撐12是重復利用的。
在發(fā)明方法的另一個變體中，優(yōu)化控制厚層4淀積的參數(shù)以制得單晶的厚層4。
即使單晶厚層4不是最好的質(zhì)量，它的質(zhì)量仍然在許多應用中是足夠的，僅對工作層16無論何時都需要非常高晶體質(zhì)量。
當不能生長單晶(如氮化鎵情況)時和當它們難于生長(如碳化硅情況)時本發(fā)明的方法時尤其有利的。
在其它變體中，上述說明可以進行變化，用其它半導體材料生長工作層，例如磷化銦、砷化鎵、鍺、硅-鍺等，或甚至其它材料，例如鈮酸鋰。
仍在另一變體中，不使用鍵合層10或11，或僅使用一個這樣的層(在支撐12上或在籽晶層2上)。
仍在另一變體中，在工作層16和/或籽晶層2(如果它是保存的)與支撐12或厚層4之間制得中間層，例如絕緣層，以形成包括在絕緣材料上半導體的襯底。按照實例，中間層可以由金剛石、優(yōu)良的氧化物(500厚)等構成。
權利要求
1.一種襯底的制造方法，所述方法是用于制造光學器件、電子器件或光電器件的襯底，該方法的特征在于它包括以下步驟在粘合界面中通過分子粘合把籽晶層(2)遷移到支撐(12)上；在該籽晶層上外延地生長工作層(16)；將加強的支撐直接粘合在所述工作層(16)上；刪除所述支撐(12)；該支撐(12)由熱膨脹系數(shù)是工作層(16)的系數(shù)0.7到3倍的材料構成，而且籽晶層適合于調(diào)節(jié)支撐(12)和工作層(16)的熱膨脹。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于籽晶層(2)擁有晶格參數(shù)以致工作層(16)在籽晶層(2)上外延地生長，所述工作層(16)中的位錯濃度小于107/cm2。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于通過蝕刻分離所述支撐(12)。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于通過機械或化學分離方法分離所述支撐(12)。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于在該籽晶層(2)和該支撐(12)之間設置至少一個鍵合層(10，11)，該粘合界面包括該鍵合層。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于該工作層(16)由氮化物半導體構成。
7.根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于該工作層(16)由氮化鎵、氮化鋁或氮化鋁鎵構成。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于該籽晶層(2)包括取自下列的材料，該列包括藍寶石、碳化硅、氧化鋅、{111}硅、氮化鎵、釹鎵酸鹽和銦鎵酸鹽。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于支撐(12)包括取自下列的材料，該列包括非晶材料、多晶材料和燒結(jié)材料。
10.根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于支撐(12)包括取自下列的材料，該列包括多晶碳化硅、單晶碳化硅、多晶氮化鋁、多晶氮化鎵和藍寶石。
11.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于籽晶層(2)具有與支撐(12)相同的化學成分。
12.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于通過借助于預削弱區(qū)(8)從源襯底(6)分離籽晶層(2)，自源襯底(6)取得籽晶層(2)。
13.根據(jù)權利要求12的方法，其特征在于在相應于該源襯底(6)厚度的深度在該源襯底(6)中通過注入原子粒種制得該預削弱區(qū)(8)。
14.根據(jù)權利要求12或13的方法，其特征在于通過取自下列的操作從該源襯底(6)分離該籽晶層(2)，該列包括熱處理、施加機械應力和化學蝕刻，或這些操作中的至少兩個的結(jié)合。
15.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于淀積具有小于10微米厚度的該工作層(16)，優(yōu)選地小于5微米。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種襯底的制造方法，所述方法是用于制造光學器件、電子器件或光電器件的襯底，該方法的特征在于它包括以下步驟在粘合界面中通過分子粘合把籽晶層(2)遷移到支撐(12)上；在該籽晶層上外延地生長工作層(16)；將加強的支撐直接粘合在所述工作層(16)上；刪除所述支撐(12)；該支撐(12)由熱膨脹系數(shù)是工作層(16)的系數(shù)0.7到3倍的材料構成，而且籽晶層適合于調(diào)節(jié)支撐(12)和工作層(16)的熱膨脹。
文檔編號H01L21/20GK1734718SQ20051008428
公開日2006年2月15日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權日2000年11月27日
發(fā)明者F·勒泰特, B·吉斯朗 申請人:S.O.I.Tec絕緣體上硅技術公司