[發明專利]用于沉積和外延剝離過程的平鋪襯底

有效

• 申請號: 201080018652.8
• 申請日: 2010-03-01
• 公開（公告）號: CN102414837A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 何甘;安德里斯·G·海吉杜斯
• 申請（專利權）人: 奧塔裝置公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

發明背景

發明領域

本發明的實施例大體上涉及光伏、半導體和電子的材料和器件的制造方法，并且更具體地涉及外延剝離(ELO)過程和通過ELO過程形成的薄膜和器件。

相關技術的描述

通常通過使用多種制造過程來操作襯底的表面從而生產光伏或者太陽能器件、半導體器件、或者其他電子器件。這些制造過程可以包括沉積、退火、蝕刻、摻雜、氧化、氮化和許多其他的過程。一般地，所生產的器件通常將部分或者整個底部襯底包含到電子器件的最終結構中。例如，光伏器件經常在砷化鎵晶片上形成，所述砷化鎵晶片被包含作為最終的光伏器件的不可分割的部分。外延剝離(ELO)是用于制造薄膜器件和材料的不常見的技術，其不將底部襯底包含到最終生產的器件中。

ELO過程提供在犧牲層上生長外延層、膜、或者材料，所述犧牲層被布置在諸如砷化鎵晶片的生長襯底上。隨后，犧牲層被可選擇地在濕酸浴中蝕刻掉，同時外延材料與生長襯底分離。所隔離的外延材料是薄層或者薄膜并且通常被稱為ELO膜或者外延膜。每一個ELO膜相對于具體的器件諸如光伏或者太陽能器件、半導體器件、或者其他電子器件一般包含具有變化的組成的許多層。

生長襯底一般是砷化鎵或者其他第III/V族元素的結晶晶片。生長襯底非常易碎并且昂貴。生長襯底是如此昂貴以至于如果被包含到所完成的ELO膜或者器件中則商業成本過高。因此，一旦ELO膜被去除，生長襯底被洗凈、處理、并且重復利用以生產另外的ELO膜。盡管重復利用生長襯底降低了一些成本，但是重新清潔每一個制造的ELO膜的生長襯底的過程依然是非常昂貴的。即使ELO過程沒有產生商業上可行的ELO膜，生長襯底也必須被重新清潔。另外，由于生長襯底非常易碎，在ELO或者重新清潔的過程中，在每一個額外的步驟中暴露生長襯底，碎裂、裂縫、或者斷裂襯底的可能性增加。此外，即使襯底在制造過程中沒有損壞，每一個生長襯底也具有有限的預期壽命。

雖然生長襯底的費用可能是促成ELO過程缺乏商業利用的一個因素，其他因素也使這個技術的使用遇到麻煩。對于商業上生產較薄的ELO膜器件，整個ELO過程一直都是成本較高的技術。由于當前的ELO過程提供了在生產單個ELO膜時通過許多制造步驟來轉移單個生長襯底，因此產量非常低。當前的ELO過程費時、成本高，并且難以生產商業質量高的ELO膜。

所以，存在一種通過ELO過程來生長外延膜堆的方法的需求、和具有高產量并且比當前已知的ELO過程更加有效、消耗時間更少和更便宜的方法的需求。

發明概述

本發明的實施例大體上涉及外延剝離(ELO)膜和用于生產這樣的膜的方法。實施例提供一種在公共支撐襯底上同時或者分別地生長多個ELO膜或者堆的方法，該公共支撐襯底平鋪有許多外延生長襯底(例如外延的或者結晶的襯底、晶片、或者表面)。此后，在ELO過程中通過蝕刻步驟將ELO膜從外延生長襯底去除。因為當類似于批量制造法暴露每一個平鋪的生長襯底到許多制造過程時，可以生產多個ELO膜，所以總產量是非常高的。但是，多個平鋪的生長襯底(每一個包含多個布置在支撐襯底上的外延生長襯底)可能被連續地或者同時暴露于制造過程。包含布置在支撐襯底上的外延生長襯底的平鋪的生長襯底可以被重復用于生長另外的ELO膜。

每一個ELO膜包含多個外延層，所述外延層通過化學氣相沉積(CVD)在布置在每一個外延生長襯底上面或者上方的犧牲層上生長。支撐膜、柄、或者帶可以布置在ELO膜與支撐襯底相對的一側的上面或者上方。支撐膜用于在ELO過程的蝕刻和去除步驟及此后的步驟中通過保持壓縮來穩定ELO膜并且保持ELO膜。