[發明專利]一種復合襯底及復合襯底的制作方法

有效

• 申請號: 201810099811.X
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108321081B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 趙中陽
• 申請（專利權）人: 趙中陽
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L23/14
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 常玉明;張蘭海

本發明公開了一種復合襯底及復合襯底的制作方法，在GaAs襯底(101)與Ge襯底(102)的鍵合面之間設置有粘結輔助材料層(103)，所述粘結輔助材料層(103)包括一個或多個粘結加固區域(104)，該粘結加固區域(104)包括粘結輔助材料并混合了Ge材料和GaAs材料；本發明采用兩次鍵合工藝制備，通過第一鍵合工藝將GaAs襯底與Ge襯底連接在一起，并通過第二鍵合工藝結合激光照粘結加固區域(104)，從而進一步加固鍵合的粘結效果，提高復合襯底的鍵合可靠性。

技術領域

本發明涉及一種復合半導體襯底，特別是一種通過鍵合工藝得到的GaAs/Ge復合襯底結構及其制作方法。

背景技術

砷化鎵化合物太陽電池一直以來都是各國研究的熱點，受到人們的普遍重視，并且相較于傳統硅基太陽電池有著較高的光電轉換效率和優良的可靠性，從而在空間電源領域得到了廣泛的應用。鍺作為最早被研究的半導體材料，具有以下優點：1)空穴遷移率最大，是硅的四倍；電子遷移率是硅的兩倍。2)禁帶寬度比較小，有利于發展低電壓器件。3)施主/受主的激活溫度遠低于硅，有利于節省熱預算。4)小的波爾激子半徑，有助于提高它的場發射特性。5)小的禁帶寬度，有助于組合介電材料，降低漏電流。作為太陽電池應用領域中Ge由于與GaAs材料的晶格常數接近(它們的晶格失配度為0.1％)，GaAs/Ge復合材料結構具有轉換效率高、耐高溫、耐輻射等優良的器件性能，在光電探測器、航天用光伏元件等應用領域上具有廣泛的應用前景。因此Ge片上外延生長GaAs材料已成為GaAs太陽電池領域中重要的襯底片。常規利用GaAs/Ge復合材料結構太陽電池芯片的制作方法是在Ge襯底上依次外延沉積多層GaAs材料族的功能層，相應的外延工藝層步驟繁雜，且工藝效率和制作成本均有待進一步改善。

而常規的采用Ge襯底和GaAs襯底進行鍵合制成的復合詞襯底結構可能存在的鍵合襯底接觸穩定性不高的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是設計并提供一種能偶快速準確測量GaAs晶片的應力并進行精準退火處理的處理系統。本發明具有操作方便、性能可靠、修復效率高等特點。

本發明復合半導體襯底的制作方法的技術解決方案是：一種采用鍵合工藝制備復合襯底的制作方法，所述制作方法包括：

設置有鍵合粘結輔助材料層，粘結輔助材料層包括一個或多個粘結加固區域，該粘結加固區域包括粘結輔助材料并混合了Ge材料和/或GaAs材料；

在GaAs襯底的鍵合表面設置鍵合粘結輔助材料層，粘結輔助材料層包括一個或多個粘結加固區域，在該粘合加固區域內由鍵合粘結輔助材料混合了Ge材料和/或GaAs材料；

將GaAs襯底的鍵合面和Ge襯底的鍵合面進行初步鍵合工藝，該初步鍵合工藝將GaAs襯底和Ge襯底結合在一起；

采用第二鍵合工藝，在第二鍵合過程中采用第一激光加熱所述鍵合過渡層并，經過激光熱熔工藝處理所述粘合加固區域中的Ge與GaAs融熔一起，與其上下接觸的GaAs襯底和Ge襯底緊密結合在一起。

本發明復合半導體襯底的制作方法的技術解決方案中，所述括粘結輔助材料為釬料和/或TMMA，所述釬料為Sn-3.0Ag-0.5Cu或Sn-0.5Al。

本發明復合半導體襯底的制作方法的技術解決方案中，所述粘合加固區域中的Ge的含量為3mt％-12mt％，GaAs的含量為3mt％-12mt％，其余為粘結輔助材料。

本發明復合半導體襯底的制作方法的技術解決方案中，采網印印刷工藝將粘結加固區域圖案制備在GaAs襯底的鍵合面。

本發明復合半導體襯底的制作方法的技術解決方案中，其特征在于，所述Ge襯底內具有注氫層，所述注氫層可以通過激光加熱工藝進行剝離。