00之后的基板600。如图所示，基板600的下层具有损伤层601，而上层603基本上保持不变。所述损伤层601的存在引起基板600的压应力。
[0057]因此，如果一个外延层随后成长/沈积在损伤层对面的基板主表面(例如，上层603在图6的面)，因为沈积的外延层的倾向于引起造成相对于损伤层引起的压缩应力的反方向的弓起/弯曲的拉伸应力，所述异质结构可变成实质上是平坦的。换句话说，所述平坦的异质结构是由损伤层引起抵消的压缩应力以及外延层引起的拉伸应力的结果。本领域的普通技术人员将理解什么构成实质上平坦。具体而言，从一个特定的技术到另一个，平坦度的要求可能会发生变化。
[0058]保护层
[0059]最后，也可被认为是一个应力调整层的保护层可以形成/施加在一基板的所需的外延沈积主表面的相反的主表面上，以减少在基板上由πι-v族化合物层的外延沈积所形成的异质结构的弯曲/弓起及裂痕。例如，已转让给本受让人并在这里通过引用并入的申请日为2015年6月9日的美国专利申请第14/734，779讨论使用保护层以减少在基板上由II1-V族化合物层的外延沈积所形成的异质结构的弯曲/弓起的应力。在一个或多个实施例中，所述保护层可包括至少一种玻璃、非结晶、及/或粘弹性材料，例如多晶硅、金属硅化物、二氧化硅或氮化硅。所述金属硅化物可以是过渡金属硅化物，如NiS1、Ni2S1、NiSi2、硅化钨、硅化钛、硅化钽、硅化钼等等。由于多晶硅或金属硅化物材料具有良好的热机械效应而基板可由此得到更好的保护。
[0060]本发明中使用的粘弹性材料的特性包括当应力是固定时随时间减少应力，使得可调整由任何晶格错配的应力场。例如，当在硅基板上成长GaN时，由于GaN的晶格常数比硅小，所述硅基板将被应力所压，氮化镓将受到拉伸应力，并且预先设置于所述基板底部的保护层可先减少应力场的影响。
[0061]然后，当在GaN外延层的成长完成后，将GaN外延层与娃基板一起冷却下来。由于大的热膨胀系数，冷却时氮化镓受到更大的拉伸应力(冷收缩)，且硅基板受到的压力更大以导致弯曲和裂纹现象。然而，随着应力调整和保护层的保护，可释放应力。
[0062]另外，由于构成保护层的粘弹性材料具有玻璃状非结晶形结构，且不同于一个现有的结晶缓冲层。因此，所述保护层可由低温工艺而得，其为更简单的并具有不需经过为了成长晶体的高温处理的更低的成本。另外，由于保护层是一种非结晶形结构，保护层将不会造成晶格错配的问题且适用于各种基板。因此，对于基板的选择将是更广泛的，因此其为应用等级。在某些实施例中，所述保护层可以在900°C至1100°C之间的温度下使用热氧化法，或在350°C至450°C之间的温度下使用化学气相沈积氧化法施加到基板上。在更特别的实施例中，所述保护层包括非结晶形二氧化硅，其可使用热氧化工艺或使用化学气相沈积施用。
[0063]图7绘示根据本公开的一个或多个实施例的一个保护层701施加到基板700的下主表面之后的基板700。如图所示，基板700的下层具有保护层701，而上层703基本上保持不变。
[0064]在本公开的一个或多个实施例中，外延层被施加到基板的特定的主表面，并且施加/成长外延层前，所述保护层施加到所述基板的相反的主表面上。在一个或多个实施例中，外延层和保护层的热膨胀系数两者都大于基板，或者两者都小于基板。
[0065]掺质/损伤/保护层的结合
[0066]如上所述，在一些实施例中，扩散层、保护层及损伤层概念的组合也可被用来产生实质上平坦的异质结构。例如，在基板的一侧或两侧上轰击创造一个损伤层后，掺质可以添加到基板的一侧或两侧上。如果掺质添加于基板的两个损伤的主表面，掺杂/扩散过程会导致损伤层具有的掺质在每个损坏主表面下扩散入所述基板一深度/厚度。在一些实施例中，所述基板可以被切片，形成两个已切片的基板，每一个具有在一个主表面上的一个损伤层，从所述损坏的主表面的下一深度具有一扩散层，沿着被切片的主表面的下一个深度具有一非扩散层。在一些实施例中，保护层可以被添加到所述损伤层，GaN(或其他II1-V族化合物)层可外延地成长在切片主表面上以产生实质上平坦的异质结构。在其他实施例中，保护层可被省略，GaN(或其他II1-V族化合物)层可外延地成长在切片主表面上以产生实质上平坦的异质结构。
[0067]在另一实施例中，轰击基板的单一主表面而形成损伤层之后，可以通过施加掺质到的损伤层主表面来形成扩散层，产生一个从所述损伤层表面延伸一深度且进入基板的厚度的扩散层。在一些实施例中，以下的掺杂/扩散过程中，保护层可被施加到扩散/损伤层主表面。这个特定的实施例示于图8，其中基板800具有非扩散层807，扩散层803，损伤层801和保护层805。GaN(或其他II1-V族化合物)层可外延地成长在非扩散层807的主表面上以产生实质上平坦的异质结构。在其他实施例中，保护层可被省略，GaN(或其他II1-V族化合物)层可外延地成长在非扩散层807的主表面上以产生实质上平坦的异质结构。
[0068]此外，如上所述，在一些实施例中，可以适用于制止发生在具有沈积在基板上的II1-V族化合物的半导体异质结构的弯曲/弓起和裂痕的多层的下列组合:(I) 一个损伤层和一个保护层；(2) 一个扩散层和一个保护层；(3) 一个扩散层和一个损伤层和(4) 一个损伤层、一个扩散层和一个保护层。
[0069]在实施例的以下详细描述中，许多具体的细节被阐述以便提供所述结构的更透彻的理解。然而，这些实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践，其对于本领域普通技术人员将是显而易见的。在其他实例中，没有详细描述众所周知的特征以避免不必要地使描述复杂。
[0070]实例
[0071]例子I
[0072]图9绘示的实验数据示出了施加II1-V族层以形成异质结构之前的用于减轻基板的弯曲/弓起损害的传统方法的电阻率结果。在业界使用的传统方法中，在πι-v族化合物外延层施加到基板前，娃外延地施加到娃基板的表面。在这些情况下，掺杂在外延施加的硅的量小于掺杂在硅基板的量。硅的外延层被施加后，则II1-V族化合物外延地施加到外延施加的硅的表面上。图9显示包括硅基板1011和硅外延层1009的异质结构的电阻率数据，娃外延层1009在娃基板1011的上，如图9底部显不的插图所不。
[0073]具体地，图9呈现的实验数据示出电阻率值以在一硅基板(基板显示于图9的较低的部分)外延地施加/成长硅的进入基板深度作为函数，使得当从硅基板1011转变到硅外延层1009时电阻率的改变可被审问到。所述图的左侧为起点，其中电阻率测量值非常接近的硅外延层1009的最上主表面，直到硅外延层1009和硅基板1011的界面区域时，测量探针深入外延层时电阻率是相对地平坦的。在所述界面的电阻率被示为在一个狭窄的宽度急剧变化(即电阻率变化的斜率较大)。本领域的普通技术人员将理解，在II1-V族化合物成长在外延地施加/成长的硅/硅基板上的异质结构中，电阻率相对于在表面的固定深度有较大的差异可能会导致更大的应力，并因此增加破裂的可能性。也就是说，实验数据的斜率更大，基板在II1-V族化合物在其上外延成长时更有可能破裂。
[0074]因此，在图9中，虽然硅外延层1009的电阻率穿过大部分硅外延层1009保持恒定(参照平坦区域1003)，当探头接近与硅基板1011的界面1007，可以观察到电阻率在过渡宽度1005明显下降(大的负斜率)。不用惊讶，这过渡宽度1005也发生在接近硅基板1011和硅外延层1009的界面，在那里，存在较大的差异(即所述硅外延层1009与所述硅基板1011之间的掺质和晶格常数。
[0075]例子2
[0076]与上述图9相反，图10绘示根据本发明的一个或多个实施例的当掺质施加到硅基板以形成扩散层的实验数据。
[0077]图10示出了包括硅基板1105和扩散层1103形成于其中的结构，