[發(fā)明專利]用于制備可轉(zhuǎn)移的薄層的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880085526.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN112219262A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·羅卡伊卡巴羅卡斯;陳王華;羅曼·卡里烏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家科學(xué)研究中心;法國(guó)光伏研究所;綜合工科學(xué)校;道達(dá)爾公司;法國(guó)電力公司
• 主分類號(hào): H01L21/20
• 分類號(hào): H01L21/20;H01L21/762
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 李雪;陳萬青

1.一種用于制備包括至少一個(gè)全單晶半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料的方法，所述方法包括以下步驟：

(i)預(yù)處理第一襯底的表面以容納單晶硅層；

(ii)在步驟(i)中預(yù)處理的所述第一襯底上，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)，通過具有生長(zhǎng)速率梯度的外延生長(zhǎng)來沉積單晶硅層；以及

(iii)在步驟(ii)中獲得的單晶硅層上外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料的單晶層，由此獲得包括至少一個(gè)全單晶半導(dǎo)體層的材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(iii)中的外延生長(zhǎng)之后，所述方法還包括步驟(iv)：至少剝離在步驟(iii)中通過外延生長(zhǎng)形成的半導(dǎo)體材料層，以使其與所述第一襯底物理分離，以及步驟(v)：至少將通過外延生長(zhǎng)形成的所述半導(dǎo)體材料層轉(zhuǎn)移到第二襯底上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，預(yù)處理第一襯底的表面(i)包括去除存在于將用于容納所述硅層的第一襯底的表面上的氧化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用PECVD的沉積步驟(ii)被實(shí)施用于形成SiH₃自由基的等離子體的形成，以及然后用于形成硅團(tuán)簇的等離子體的形成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用PECVD的步驟(ii)和外延生長(zhǎng)步驟(iii)的沉積溫度小于400℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)步驟(iii)使用選自以下的一種或多種元素實(shí)施：Si、Ge、SiGe。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)步驟(iii)采用選自PECVD、CVD、MBE或其任何組合的技術(shù)來實(shí)施。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第二襯底上的沉積步驟(v)的技術(shù)選自包括以下的技術(shù)：陽極鍵合，或使用硅樹脂、聚酰亞胺膠帶或高溫膠(例如)，或其任何組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料層的剝離步驟(iv)通過機(jī)械處理或熱處理或其組合中的任何一種進(jìn)行。

10.一種能夠通過權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法獲得的全單晶多層半導(dǎo)體材料，所述材料包括第一襯底，所述第一襯底上沉積有單晶硅層，所述全單晶材料具有襯底/硅層界面，所述襯底/硅層界面的氫原子濃度峰值大于1×10²¹原子/cm³，優(yōu)選地大于2×10²¹原子/cm³。

11.一種能夠通過權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法獲得的全單晶多層半導(dǎo)體材料，所述材料包括第一襯底，所述第一襯底上沉積有單晶硅層，所述全單晶材料具有襯底/硅層界面，所述襯底/硅層界面通過橢圓偏振光譜法，在1.5eV至3eV的光子能量范圍內(nèi)，優(yōu)選地在1.5eV至2.5eV的光子能量范圍內(nèi)具有大于0.2ε、優(yōu)選地大于0.5ε的振蕩。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的全晶體多層半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述硅層在與所述第一襯底相反的面上具有單晶半導(dǎo)體材料層。

13.一種半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料能夠通過權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法獲得，所述半導(dǎo)體材料包括至少一個(gè)全單晶半導(dǎo)體層。

14.一種能夠通過權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法獲得的多層半導(dǎo)體材料，所述材料包括襯底，在所述襯底上沉積有厚度為1納米(nm)至10微米(μm)的半導(dǎo)體材料的單晶層，以及一層或多層其他一種或多種材料。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述襯底選自：玻璃、金屬或金屬合金、聚合物，所述聚合物包括選自共聚物、柔性材料、彈性體，或熱塑性彈性體中一種。