使用晶格调整的晶畴匹配外延的化合物半导体的外延生长的制作方法
【专利摘要】本发明涉及使用晶格调整的晶畴匹配外延的化合物半导体的外延生长。公开了一种使用晶体基板外延生长最终膜的方法，其中最终膜无法直接生长在晶体基板的表面上。该方法包括在晶体基板的上表面上形成过渡层。过渡层的晶格间距在过渡层的上表面与过渡层的下表面之间变化。过渡层的下表面处的晶格间距与晶体基板的晶格间距匹配在7％的第一晶格失配度内。过渡层的上表面处的晶格间距与最终膜的晶格间距匹配在7％的第二晶格失配度内。该方法还包括在过渡层的上表面上形成最终膜。
【专利说明】使用晶格调整的晶畴匹配外延的化合物半导体的外延生长
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化合物半导体的外延生长，并且特别涉及使用晶格调整的晶畴匹配外 延的这种生长。
【背景技术】
[0002] 市场上存有发展用于在硅（Si)晶圆上形成不同半导体化合物的装置级的异 质外延膜的处理的强烈诱因。感兴趣的材料包括金属互化物碳化硅（Sic)与特别几种 合金系列，例如硅锗（SixGei_x)、氮化铝镓（AlxG ai_xN)、砷化镓铝（Ga/lhAs)、砷化铟镓 (Ir^GahAs)、磷化铟镓（InpahP)及砷化铟铝（In/lhAs)。其他感兴趣的材料包括光电 化合物，例如氧化锌（ZnO)。主要的经济效益是相较于传统硅，这些材料通常有较优越的电 力及光电特性。这些材料的应用包括高功率晶体管及开关、高电子迁移率晶体管、激光二极 管、太阳能电池及检测器。
[0003] 不幸的是，与硅（Si)不同，这些材料不能大量生产，因为目前无法以随后能被处 理以形成大型晶圆（例如300mm)的大型晶块的方式生长这些材料。因此，目前尚未能享受 多年来通过由硅晶圆所形成的硅装置所带来的经济效益及成本降低。
[0004] 有鉴于上述问题，目前需要在硅（Si)晶圆上生长单晶化合物半导体并且然后使 用这些作为基板以形成更复杂的异质结构的方法。此类的方法将可以以相对低的成本制造 优越的电子及光电装置。
【发明内容】
[0005] 本公开的一个方面是一种使用晶体基板（crystalline substrate)外延生长最终 膜的方法，其中出于所有实际目的最终膜无法直接生长在晶体基板的表面上。该方法包括 在晶体基板的表面上形成过渡层。过渡层具有晶格间距，其在过渡层的上表面与下表面之 间变化。过渡层下表面处的晶格间距与晶体基板的晶格间距匹配在7%的第一晶格失配度 内。过渡层上表面的晶格间距与最终膜的晶格间距匹配在7%的第二晶格失配度内。该方 法还包括在过渡层的上表面上形成最终膜。在该方法的不同的实施例中，第一与第二晶格 失配度可为2%、1%或基本上0%。
[0006] 本公开的另一个方面是一种使用晶体基板来外延生长具有晶格间距aF的期望的 (最终的）膜的方法，该晶体基板具有上表面及晶格间距&。该方法包括：在晶体基板的 上表面上形成至少一个过渡层，该至少一个过渡层具有下表面、上表面、厚度h及晶格间距 aT(z)，该晶格间距aT (z)在该至少一个过渡层的下表面与上表面之间变化，使得在该至少 一个过渡层的下表面处的晶格间距aT(0)满足m ? aT(0) = n ? as，并在7%的第一晶格失 配度内，其中n与m为整数，并且在该至少一个过渡层的上表面处的晶格间距aT(h)满足 1*&1〇1)=」*&3勺关系，并在7%的第二晶格失配度内，其中1与」为整数；以及在过渡 层的上表面上形成期望的膜。在该方法的各种实施例中，第一及第二晶格失配度可为2%、 1%或基本上〇%。
[0007] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、 SiGe、AIN、GaN、SiC及金刚石所构成的材料组中的材料。
[0008] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括Si，并且其中 形成过渡层的步骤包括将Ge注入Si基板中并且然后对注入的Ge进行退火。
[0009] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括合金。
[0010] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使 用选自由蒸发、溅射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子 层沉积所构成的沉积处理组中的沉积处理。
[0011] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由 GexSiifGaxAliJ'kGaxAlhAs、InfahAs、Ir^GahP 和 Ir^Al^As 所构成的材料组中的材料。 [0012] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中晶体基板与至少一个过渡层具 有晶体学对准（crystallographic alignment)，并该方法还包括通过对该至少一个过渡层 进行激光处理来改善晶体学对准。
[0013] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，该方法还包括在形成该至少一个过 渡层期间对该至少一个过渡层进行激光处理。
[0014] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个 过渡层，其中所述复数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
[0015] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶畴匹配外延。
[0016] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶格调整的晶畴匹配外延。
[0017] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括形成一至十个过渡层。
[0018] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间 对该晶体基板进行加热。
[0019] 本公开的另一个方面是一种形成模板（template)基板的方法，该模板基板用于 生长具有晶格间距~的期望膜。该方法包括：在晶体基板的上表面形成至少一个过渡层， 晶体基板的上表面具有晶格间距as，该至少一个过渡层具有下表面、上表面、厚度h及晶格 间距aT (z)，晶格间距aT (z)在该至少一个过渡层的下表面与上表面之间变化，使得至少一 个过渡层的下表面处的晶格间距aT(0)满足m ? aT(0) = n ? as的关系，并在7%的第一晶 格失配度内，其中n与m为整数，另外，至少一个过渡层的上表面处的晶格间距aT(h)满足 i ? aT(h) = j ? aF的关系，并在7%的第二晶格失配度内，其中i与j为整数。在该方法的 不同的实施例中，第一及第二晶格失配度可为2 %、1 %或基本上0 %。
[0020] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、 SiGe、AIN、GaN、SiC及金刚石所构成的材料群组中的材料。
[0021] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使 用选自由蒸发、溅射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子 层沉积所构成的沉积处理组中的沉积处理。
[0022] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由 Gejih、Ga/lhN、Ga/lhAs、InpahAs、InfahP、In/lhAs 和 ZnO 所构成的材料组中的 材料。
[0023] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板与至少一个过渡层 具有晶体学对准，且该方法还包括通过对该至少一个过渡层进行激光处理来改善晶体学对 准。
[0024] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，该方法还包括在形成该至少一个过 渡层期间对该至少一个过渡层进行激光处理。
[0025] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个 过渡层，其中所述复数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
[0026] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶畴匹配外延。
[0027] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶格调整的晶畴匹配外延。
[0028] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括形成一至十个过渡层。
[0029] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间 对该晶体基板进行加热。
[0030] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，该方法还包括在过渡层上表面上形 成期望膜。
[0031] 本公开的另一个方面是一种使用晶体基板外延生长最终膜的方法，该晶体基板具 有表面及基板晶格间距。该方法包含：在晶体基板的表面上形成至少一个过渡层，该至少 一个过渡层具有晶格间距，该晶格间距在至少一个过渡层的下表面与上表面之间变化，使 得至少一个过渡层的下表面处的晶格间距与晶体基板的晶格间距匹配在7%的第一晶格失 配度内，至少一个过渡层的上表面处的晶格间距与最终膜的晶格间距匹配在7%的第二晶 格失配度内；以及，在过渡层的上表面上形成最终膜。在该方法的不同的实施例中，第一及 第二晶格失配度可为2 %、1 %或基本上0 %。
[0032] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、 SiGe、AIN、GaN、SiC及金刚石所构成的材料群组中的材料。
[0033] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板包括Si，且其中形 成该过渡层的步骤包括将Ge注入Si基板中并然后对注入的Ge进行退火。
[0034] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中晶体基板包括合金。
[0035] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使 用选自由蒸发、溅射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子 层沉积所构成的沉积处理组中的沉积处理。
[0036] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由 GexSiifGaxAliJ'kGaxAlhAs、InfahAs、Ir^GahP 和 Ir^Al^As 所构成的材料组中的材料。
[0037] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该晶体基板与至少一个过渡层 具有晶体学对准，且该方法还包括通过对该至少一个过渡层进行激光处理来改善晶体学对 准。
[0038] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，该方法还包括在形成该至少一个过 渡层期间对该至少一个过渡层进行激光处理。
[0039] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个 过渡层，其中所述复数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
[0040] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶畴匹配外延。
[0041] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括进行晶格调整的晶畴匹配外延。
[0042] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤 包括形成一至十个过渡层。
[0043] 本公开的另一个方面是一种如上所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间 对该晶体基板进行加热。
[0044] 以下在【具体实施方式】中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何 本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请 的权利要求及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。要理解 上述的
【发明内容】
及以下详细说明仅为举例，其目的为提供概要或架构以了解权利要求的属 性与特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 所附的附图被包括来提供对本发明更多的了解，被合并且属于本说明书的一部 分。该些附图举例说明一个或多个实施例，并且与以下的详细说明共同解释不同实施例的 原理及操作。通过以下的详细说明与附图可获得对本发明更完全的了解，在附图中：
[0046] 图1是示例性半导体基板的剖面图；
[0047] 图2A是在图1的半导体基板上形成外延膜的处理中的图1的半导体基板的剖面 图；
[0048] 图2B示出通过图2A的外延沉积处理在半导体基板上形成的结果得到的膜； [0049] 图3是面内（in-plane)晶格间距"a"(A)及DME比（垂直轴）相对于材料成分的 图；
[0050] 图4A示出使用晶格调整的晶畴匹配外延（LT-DME)所形成的过渡层，并且还示出 在LT-DME处理期间可选地进行激光处理的过渡层；
[0051] 图4B是由图1的半导体基板所形成的示例性模板基板的剖面图，其包括具有可变 晶格间距的过渡层，并且还示出利用激光束可选地进行激光处理的过渡层；
[0052] 图4C是如图4B中所示的使用LT-DME在半导体基板表面上已形成具有一厚度的 过渡层的放大图，并且示出晶格间距aT(z)从z = 0至z =h贯穿过渡层而如何变化；
[0053] 图4D是图4C的过渡层的晶格间距aT(z)的理想图，举例说明晶格间距如何依照 与形成过渡层的材料层的材料成分的改变对应的方式而贯穿过渡层线性地变化的一个示 例；
[0054] 图4E是具有初始基板和其上形成的p个过渡层的示例性模板基板的剖面图；
[0055] 图4F是与图4E相似的剖面图，其展示最终膜形成在模板基板的最上的过渡层 上；
[0056] 图5A是包含初始基板及过渡层的示例性模板基板的剖面图，其展示通过使用晶 畴匹配外延（DME)处理在过渡层上所形成的最终膜；
[0057] 图5B类似于图5A，其展示经过图5A所示的处理所产生的结构；
[0058] 图6是使用初始基板将期望的最终膜形成在模板基板上的示例性方法的流程图， 其中无法在初始基板上直接形成期望膜；
[0059] 图7是具有初始基板及七个过渡层的示例性模板基板的剖面图；
[0060] 图8是使用初始基板将期望膜形成在模板基板上的另一示例性方法的流程图，其 中无法在初始基板上直接形成期望膜。
【具体实施方式】
[0061] 以下是本公开的不同实施例的详细参考资料，其中藉由附图做举例说明。在任何 可能的情况下，所有附图中相同或类似的附图标记代表了相同或类似的组件。所附的附图 并非完全按照比例绘制，本领域技术人员可辨别附图中何处被简化以示出本公开的关键方 面。
[0062] 以下阐述的权利要求并入该【具体实施方式】中并构成其一部分。
[0063] 在此提到的任何文献或专利文献的整个公开内容通过参考被并入。
[0064] 出于参考目的，有些附图中可以示出笛卡尔坐标，但这种坐标并不意图限制方向 或方位。
[0065] 在以下的讨论中，参数"a"用来一般性地代表材料的晶格间距或晶格常数，也就是 材料的晶体结构的晶胞之间的距离，也是组成晶胞的原子或物质之间的间距。参数"as "代 表基板的晶格间距。参数"aT(z)"代表过渡层的变化性的（例如渐变的）晶格间距。参数 "aF"代表形成在最上的过渡层上的最终膜的晶格间距。
[0066] 另外也在以下的讨论中，m与n为整数，i与j也是。
[0067] 以下所使用的缩写"DME"代表"Domain-Matching Epitaxy (晶畴匹配外延）"，而 缩写 "LT-DME" 代表 "Lattice-Tuned Domain-Matching Epitaxy (晶格调整的晶畴匹配外 延）"。
[0068] 在以下的讨论中，术语"X%内"的意思是"等于或小于X% "。
[0069] 本公开的一个方面是针对在硅（Si)基板上生长单晶化合物。然而，本公开的这个 方面不应该被解释为限制本公开只能使用硅（Si)基板。在此引用硅（Si)基板只是纯粹举 例说明，与成本有效的制造有关。当制造成本并非重要议题时，可使用其他晶体基板，包括 但不限于锗（Ge)、碳化硅（SiC)、氧化铝（A1203)、氮化镓（GaN)、金刚石等等。在此所描述的 方法一样适用于非硅晶体基板。
[0070] 图1为结晶型半导体基板("基板")10的剖面图，其具有本体11及上表面14。在一 个示例中，基板10为硅（Si)晶圆，其具有立方（四方）晶体结构，该晶体结构具有（1，1，1) 晶面及晶格间距as = 3. 84埃(人)。在以下的讨论中，各实施例的基板10被称为硅（Si)晶 圆。在形成模板基板的讨论中，基板10在此也称为"初始基板"，其细节会在以下讨论中提 供。
[0071] 如图2A及2B示意性示出的，基板10可用来通过材料（物质）22的现有技术的 沉积处理生长装置级异质外延膜20。图2A中的箭头AD显示物质22的沉积方向。异质外 延膜20与基板10的上表面14界定出基板与膜之间的界面24。图2A呈现物质22的单层 (异质层）22L位在基板10的上表面14处。异质外延膜20包含了多个异质层22L。
[0072] 在开发在基板10上形成（即沉积或生长）化合物半导体的装置级异质外延膜20 的方法的议题上，有两个主要困难点。第一，必须有一个热力驱动力促使沉积膜（即异质外 延膜20)的复数个异质层22L与基板10的单晶模板相称地（commensurately)生长。通常 的做法是使面内的晶体结构同构（isomorphic)，并且将基板10与异质外延膜20的晶格间 距匹配，使得基板与膜之间的界面24具有高度的配准（registration)。第二个难点是管 理热膨胀问题。异质外延生长通常需要高温促使表面迁移及达到长程有序状态。如果基板 10与材料22彼此的热膨胀系数不匹配，将会在冷却的异质外延膜20中产生大量的残留热 应力，其可造成变形和破裂。
[0073] 异质外延生长包含基板10的表面能、异质外延膜20的表面能及基板一膜界面24 处的能量之间的竞争。该竞争引起异质外延膜20的三种可能生长模式。当界面能主导 时，FM(Frank_Van der Merwe)生长模式会显现，其中异质外延膜20做层状共形地生长。 SK(Stranski - Krastanov)生长模式是先层状生长至一临界厚度，然后异质外延膜20开始 形成由复数个岛的网络构成的3D形态。最后一种是VW(Volmer-Weber)生长模式，其中岛 直接形成在基板10 (也就是硅（Si)晶圆）的上表面14。SK与VW生长模式促使复数个异 质层22L分裂为复数个具有高晶界密度的小晶畴。
[0074] 生长高质量异质外延膜20的关键在于寻找适合FM模式的条件。挑战是设计基 板一膜界面24,使层生长与下方基板10的晶体模板是相称的。特别的是，基板10与生长中 的异质外延膜20的晶格之间必须有某种程度的配准。这个条件的要求是基板10与异质外 延月旲20的晶面具有相同对称性。
[0075] 以下表1中列出一些较有兴趣的示例性半导体材料的晶体结构。
[0076]
【权利要求】
1. 一种使用晶体基板外延生长具有晶格间距aF的期望膜的方法，该晶体基板具有上表 面及晶格间距a s，该方法包括： 在该晶体基板的该上表面上形成至少一个过渡层，该至少一个过渡层具有下表面、上 表面、厚度h以及晶格间距aT(z)，该晶格间距aT(z)在该至少一个过渡层的该下表面与该 上表面之间变化，使得该至少一个过渡层的该下表面处的晶格间距~(0)满足m*a T(0)= n *as且在7%的第一晶格失配度内，其中m与n为整数，并且该至少一个过渡层的该上表面 处的晶格间距a T(h)满足i ? aT(h) = j ? aF的关系且在7%内的第二晶格失配度内，其中i 与j为整数；以及 在该过渡层的该上表面上形成该期望膜。
2. 如权利要求1所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为2%内。
3. 如权利要求2所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为1%内。
4. 如权利要求1所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、SiGe、AlN、GaN、SiC 及金刚石所构成的材料群组中的材料。
5. 如权利要求1所述的方法，其中该晶体基板包括Si，且其中形成该过渡层的步骤包 括将Ge注入Si基板中并然后对注入的Ge进行退火。
6. 如权利要求1所述的方法，其中该晶体基板包括合金。
7. 如权利要求1所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使用选自由蒸发、溅射、 化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子层沉积所构成的沉积 处理组中的沉积处理。
8. 如权利要求1所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由Gejih、GaxAlhN、 Ga/Us、InfahAs、Ir^Ga^P和Ir^AlhAs所构成的材料组中的材料。
9. 如权利要求1所述的方法，其中该晶体基板与至少一个过渡层具有晶体学对准，且 该方法还包括通过对该至少一个过渡层进行激光处理来改善晶体学对准。
10. 如权利要求1所述的方法，还包括在形成该至少一个过渡层期间对该至少一个过 渡层进行激光处理。
11. 如权利要求1所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个过渡层，其中所述复 数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
12. 如权利要求1所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶畴匹配 外延。
13. 如权利要求1所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶格调整 的晶畴匹配外延。
14. 如权利要求1所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括形成一至十个 过渡层。
15. 如权利要求1所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间对该晶体基板进行 加热。
16. -种形成模板基板的方法，该模板基板用于生长具有晶格间距aF的期望膜，该方法 包括： 在晶体基板的上表面上形成至少一个过渡层，该晶体基板具有晶格间距as，该至少一 个过渡层具有下表面、上表面、厚度h及晶格间距aT(z)，该晶格间距aT(z)在该至少一个 过渡层的该下表面与该上表面之间变化，使得该至少一个过渡层的该下表面处的晶格间距 aT (0)满足m *aT (0) = n *as的关系且在7%的第一晶格失配度内，其中m与n为整数，并且 该至少一个过渡层的该上表面处的晶格间距a T(h)满足i ? aT(h) = j ? aF的关系且在7% 的第二晶格失配度内，其中i与j为整数。
17. 如权利要求16所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为2% 内。
18. 如权利要求17所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为1% 内。
19. 如权利要求16所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、SiGe、AIN、GaN、 SiC及金刚石所构成的材料群组中的材料。
20. 如权利要求16所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使用选自由蒸发、溅 射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子层沉积所构成的沉 积处理组中的沉积处理。
21. 如权利要求16所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由G^Sihja/lhN、 GajlhAs、Ir^Ga^As、Ir^Ga^P、InjUs和ZnO所构成的材料组中的材料。
22. 如权利要求16所述的方法，其中该晶体基板与至少一个过渡层具有晶体学对准， 且该方法还包括通过对该至少一个过渡层进行激光处理来改善晶体学对准。
23. 如权利要求16所述的方法，还包括在形成该至少一个过渡层期间对该至少一个过 渡层进行激光处理。
24. 如权利要求16所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个过渡层，其中所述 复数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
25. 如权利要求16所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶畴匹配 外延。
26. 如权利要求16所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶格调整 的晶畴匹配外延。
27. 如权利要求16所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括形成一至十个 过渡层。
28. 如权利要求16所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间对该晶体基板进行 加热。
29. 如权利要求16所述的方法，还包括在该过渡层的上表面上形成该期望膜。
30. -种使用晶体基板外延生长最终膜的方法，该晶体基板具有表面及基板晶格间距， 该方法包括： 在该晶体基板的该表面上形成至少一个过渡层，该至少一个过渡层具有晶格间距，该 晶格间距在该至少一个过渡层的下表面与该至少一个过渡层的上表面之间变化，使得该至 少一个过渡层的该下表面处的晶格间距与该晶体基板的晶格间距匹配在7%的第一晶格 失配度内，并且该至少一个过渡层的该上表面处的晶格间距与该最终膜的晶格间距匹配在 7%的第二晶格失配度内；以及 在该过渡层的上表面上形成该最终膜。
31. 如权利要求30所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为2% 内。
32. 如权利要求31所述的方法，其中该第一和该第二晶格失配度中的至少一个为1% 内。
33. 如权利要求30所述的方法，其中该晶体基板包括选自由Si、Ge、SiGe、AIN、GaN、 SiC及金刚石所构成的材料群组中的材料。
34. 如权利要求30所述的方法，其中该晶体基板包括Si，且其中形成该过渡层的步骤 包括将Ge注入Si基板中并然后对注入的Ge进行退火。
35. 如权利要求30所述的方法，其中该晶体基板包括合金。
36. 如权利要求30所述的方法，其中形成该至少一个过渡层包括使用选自由蒸发、溅 射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、原子层沉积和激光辅助原子层沉积所构成的沉 积处理组中的沉积处理。
37. 如权利要求30所述的方法，其中该至少一个过渡层包括选自由G^Sihja/lhN、 Ga/Us、InfahAs、Ir^Ga^P和Ir^AlhAs所构成的材料组中的材料。
38. 如权利要求30所述的方法，其中该晶体基板与至少一个过渡层具有晶体学对准， 且该方法还包括通过对该至少一个过渡层进行激光处理来改善晶体学对准。
39. 如权利要求30所述的方法，还包括在形成该至少一个过渡层期间对该至少一个过 渡层进行激光处理。
40. 如权利要求30所述的方法，其中该至少一个过渡层包括复数个过渡层，其中所述 复数个过渡层中的至少一个过渡层具有固定晶格间距。
41. 如权利要求30所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶畴匹配 外延。
42. 如权利要求30所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括进行晶格调整 的晶畴匹配外延。
43. 如权利要求30所述的方法，其中形成该至少一个过渡层的步骤包括形成一至十个 过渡层。
44. 如权利要求30所述的方法，其中在形成该至少一个过渡层期间对该晶体基板进行 加热。
【文档编号】H01L21/20GK104517817SQ201410499689
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】A·M·霍里鲁克, D·斯蒂尔恩兹 申请人:超科技公司