[發(fā)明專利]用于制備具有通過徑向擴(kuò)張降低的應(yīng)變的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380073264.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN105144341B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·J·法爾斯特;V·V·沃龍科夫;J·A·皮特尼;P·D·阿爾布雷克特
• 申請（專利權(quán)）人: 太陽能愛迪生半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/687;H01L21/463;H01L21/322;H01L21/302;H01L21/67
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

公開了用于制備具有降低的應(yīng)變的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置和方法。所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)順應(yīng)具有與所述結(jié)構(gòu)不同的晶格常數(shù)的表面層以形成相對低的缺陷的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2012年12月31日提交的美國臨時申請?zhí)?1/747,613；2013年3月15日提交的美國臨時申請?zhí)?1/793,999；2013年3月15日提交的美國臨時申請?zhí)?1/790,445以及2013年3月15日提交的美國臨時申請?zhí)?1/788,744的優(yōu)選權(quán)，其中每一個通過引用并入到這里。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容通常涉及具有降低的應(yīng)變的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備，并且特別地，涉及具有半導(dǎo)體襯底的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其順應(yīng)具有與襯底不同的晶格常數(shù)的表面層，從而形成相對低缺陷的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

包括具有器件質(zhì)量表面的器件層和具有與器件層的材料不同的晶格結(jié)構(gòu)的襯底的多層結(jié)構(gòu)對許多不同目的有用。這些多層結(jié)構(gòu)典型地包含具有不同的晶格常數(shù)的材料的多層。在層之間的晶格失配導(dǎo)致層要被應(yīng)變。在器件層中失配位錯自發(fā)地形成以弛豫(relax)在層之間的應(yīng)變。這樣的位錯降低多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和效用。

出現(xiàn)對于用于弛豫在晶格失配的半導(dǎo)體層之間的應(yīng)變的方法和對于導(dǎo)致基本上沒有位錯的襯底和器件層的方法的繼續(xù)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本公開內(nèi)容的一方面旨在一種用于在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中弛豫應(yīng)變的方法，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括襯底、在所述襯底上設(shè)置的表面層以及在所述襯底和所述表面層之間的界面。所述襯底包含中心軸、通常垂直于所述中心軸的背表面以及穿過所述中心軸跨所述襯底延伸的直徑。在所述襯底中形成位錯源層。將所述襯底徑向擴(kuò)張以產(chǎn)生位錯并且從所述位錯源層將所述位錯朝向所述表面層滑動。

本公開內(nèi)容的另一方面旨在一種用于制備弛豫的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。在所述半導(dǎo)體襯底的前表面上沉積表面層，從而在所述表面層與所述襯底之間產(chǎn)生應(yīng)變。在所述襯底中形成位錯源層。通過徑向擴(kuò)張所述襯底弛豫在所述表面層與所述襯底中的所述應(yīng)變，以產(chǎn)生位錯并且從所述位錯源層將所述位錯朝向所述表面層滑動。

本公開內(nèi)容的又一方面旨在一種用于徑向擴(kuò)張具有前表面、背表面以及周向邊緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置。所述裝置包括結(jié)構(gòu)夾持物，所述結(jié)構(gòu)夾持物包括用于鄰近所述結(jié)構(gòu)的周向邊緣接觸所述結(jié)構(gòu)的頂板和背板。所述頂板適合于接觸所述結(jié)構(gòu)的所述前表面，并且所述背板適合于接觸所述結(jié)構(gòu)的所述背表面。所述頂板和背板進(jìn)一步適合于在所述頂板、背板以及所述結(jié)構(gòu)的周向邊緣之間形成外圍腔。

本公開內(nèi)容的附加方面旨在一種用于徑向擴(kuò)張具有前表面、背表面、周向邊緣以及中心軸的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置。所述裝置包括向內(nèi)指向中心軸的三角形-形狀段。所述段被配置為用于從所述中心軸向外移動以使得所述結(jié)構(gòu)擴(kuò)張。在每個段中形成流體通道用于在所述段與結(jié)構(gòu)之間形成真空。

附圖說明

圖1為硅異質(zhì)結(jié)構(gòu)的截面示意圖；

圖2為示出用于制備異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；

圖3-4為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和用于擴(kuò)張半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)夾持物的截面圖；

圖5為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和用于擴(kuò)張半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)夾持物的另一實(shí)施例的截面圖；

圖6-7為具有涂層在其上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和圖3的結(jié)構(gòu)夾持物的截面圖；

圖8為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和用于擴(kuò)張在其中設(shè)置有圖3的結(jié)構(gòu)夾持物的結(jié)構(gòu)的裝置的截面示意圖；

圖9為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和用于擴(kuò)張半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)夾持物的另一實(shí)施例的截面圖；

圖10為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和具有用于擴(kuò)張半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的壓縮板的結(jié)構(gòu)夾持物的截面圖；

圖11為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和用于擴(kuò)張半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)夾持物的另一實(shí)施例的截面圖；