专利名称：用于沉积和外延剥离过程的平铺衬底的制作方法
用于沉积和外延剥离过程的平铺衬底发明背景发明领域本发明的实施例大体上涉及光伏、半导体和电子的材料和器件的制造方法，并且更具体地涉及外延剥离(ELO)过程和通过ELO过程形成的薄膜和器件。相关技术的描述通常通过使用多种制造过程来操作衬底的表面从而生产光伏或者太阳能器件、半导体器件、或者其他电子器件。这些制造过程可以包括沉积、退火、蚀刻、掺杂、氧化、氮化和许多其他的过程。一般地，所生产的器件通常将部分或者整个底部衬底包含到电子器件的最终结构中。例如，光伏器件经常在砷化镓晶片上形成，所述砷化镓晶片被包含作为最终的光伏器件的不可分割的部分。外延剥离(ELO)是用于制造薄膜器件和材料的不常见的技术，其不将底部衬底包含到最终生产的器件中。ELO过程提供在牺牲层上生长外延层、膜、或者材料，所述牺牲层被布置在诸如砷化镓晶片的生长衬底上。随后，牺牲层被可选择地在湿酸浴中蚀刻掉，同时外延材料与生长衬底分离。所隔离的外延材料是薄层或者薄膜并且通常被称为ELO膜或者外延膜。每一个 ELO膜相对于具体的器件诸如光伏或者太阳能器件、半导体器件、或者其他电子器件一般包含具有变化的组成的许多层。生长衬底一般是砷化镓或者其他第III/V族元素的结晶晶片。生长衬底非常易碎并且昂贵。生长衬底是如此昂贵以至于如果被包含到所完成的ELO膜或者器件中则商业成本过高。因此，一旦ELO膜被去除，生长衬底被洗净、处理、并且重复利用以生产另外的ELO 膜。尽管重复利用生长衬底降低了一些成本，但是重新清洁每一个制造的ELO膜的生长衬底的过程依然是非常昂贵的。即使ELO过程没有产生商业上可行的ELO膜，生长衬底也必须被重新清洁。另外，由于生长衬底非常易碎，在ELO或者重新清洁的过程中，在每一个额外的步骤中暴露生长衬底，碎裂、裂缝、或者断裂衬底的可能性增加。此外，即使衬底在制造过程中没有损坏，每一个生长衬底也具有有限的预期寿命。虽然生长衬底的费用可能是促成ELO过程缺乏商业利用的一个因素，其他因素也使这个技术的使用遇到麻烦。对于商业上生产较薄的ELO膜器件，整个ELO过程一直都是成本较高的技术。由于当前的ELO过程提供了在生产单个ELO膜时通过许多制造步骤来转移单个生长衬底，因此产量非常低。当前的ELO过程费时、成本高，并且难以生产商业质量高的ELO膜。所以，存在一种通过ELO过程来生长外延膜堆的方法的需求、和具有高产量并且比当前已知的ELO过程更加有效、消耗时间更少和更便宜的方法的需求。发明概述本发明的实施例大体上涉及外延剥离(ELO)膜和用于生产这样的膜的方法。实施例提供一种在公共支撑衬底上同时或者分别地生长多个ELO膜或者堆的方法，该公共支撑衬底平铺有许多外延生长衬底(例如外延的或者结晶的衬底、晶片、或者表面)。此后，在ELO过程中通过蚀刻步骤将ELO膜从外延生长衬底去除。因为当类似于批量制造法暴露每一个平铺的生长衬底到许多制造过程时，可以生产多个ELO膜，所以总产量是非常高的。但是，多个平铺的生长衬底(每一个包含多个布置在支撑衬底上的外延生长衬底)可能被连续地或者同时暴露于制造过程。包含布置在支撑衬底上的外延生长衬底的平铺的生长衬底可以被重复用于生长另外的ELO膜。每一个ELO膜包含多个外延层，所述外延层通过化学气相沉积(CVD)在布置在每一个外延生长衬底上面或者上方的牺牲层上生长。支撑膜、柄、或者带可以布置在ELO膜与支撑衬底相对的一侧的上面或者上方。支撑膜用于在ELO过程的蚀刻和去除步骤及此后的步骤中通过保持压缩来稳定ELO膜并且保持ELO膜。外延生长衬底通常是第III/V族化合物诸如砷化镓的晶体材料。外延生长衬底和支撑衬底通常相互匹配以具有相似的或者实质上相似的热膨胀系数(CTE)，以便降低或者防止在外延生长衬底内以及沉积在外延生长衬底上的ELO膜内的应力。砷化镓，诸如砷化镓生长衬底，通常具有在大约5. 73X IO-6oC 1到大约6. 86X 10_6°C 1的范围内的CTE。所以， 在一种实施例中，提供平铺的生长衬底，诸如砷化镓的平铺的生长衬底，其包含支撑衬底和两个或者两个以上布置在支撑衬底上方的彼此邻近并且彼此分开的砷化镓生长衬底。支撑衬底的CTE可以是大约9X 10_6°C 1或者更小，诸如在大约5X 10_6°C 1到大约9X 10_6°C 1 的范围内，优选地，在大约5. 2 X IO-6oC 1到大约8. 5 X IO-6oC 1的范围内，并且更加优选地， 在大约5. 26 X IO-6oC 到大约8. 46 X IO-6oC 的范围内。在另一种实施例中，提供包含两个或者两个以上分开布置在支撑衬底上方的砷化镓衬底的平铺的生长衬底，其中支撑衬底具有用于在大约650°C或者更低的温度在砷化镓衬底内提供大约0. 或者更小的最大应变的CTE。为了实现在外延生长衬底和支撑衬底之间相同的、相似的、或者实质上相似的热膨胀系数(CTE)，其中选择支撑衬底的材料类型以部分地匹配或者实质上匹配包含在外延生长衬底的材料的CTE。所以，在本文描述的许多例子中，外延生长衬底是晶片、层、薄膜、或者表面，其包含外延生长的砷化镓、砷化镓合金、或者其衍生物，并且支撑衬底包含或者由金属或者金属材料、陶瓷材料、或者其组合中的至少一种制成。在一些例子中，支撑衬底可以包含铌、铌合金、碳化钛、硅酸镁、滑石、碳化钨、碳化钨金属陶瓷、铱、氧化铝、氧化铝陶瓷、锆、锆合金、氧化锆、碳化锆、锇、钽、铪、钼、钼合金、 铬、其氧化物、其硅酸盐、其合金、其衍生物、或者其组合。在一些例子中，支撑衬底没有或者实质上没有孔隙。在其他的例子中，支撑衬底可以对氟化氢和氢氟酸有抗腐蚀性。在一些实施例中，平铺的生长衬底可以具有在砷化镓衬底之间延伸并且将砷化镓衬底彼此分离的间隙。在另一种实施例中，平铺的生长衬底可以具有布置在支撑衬底上的粘附层、和两个或者两个以上布置在粘附层上的彼此邻近并且彼此分离的砷化镓衬底。在另一种实施例中，平铺的生长衬底可以具有在砷化镓衬底之间的间隙和布置在支撑衬底和砷化镓衬底之间的粘附层。支撑衬底包含至少2个诸如砷化镓衬底的外延生长衬底，但是通常包含3、4、5、6、9、12、16、20、对、50、100、或者更多外延生长衬底或者砷化镓衬底。在其他的实施例中，粘附层包含压敏粘合剂(PSA)、光学粘合剂、或者紫外光固化粘合剂。在一些例子中，粘附层可以包含巯基酯化合物并且还可以包含邻苯二甲酸丁辛酯、 甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物、或者其组合。在其他的例子中，粘附层包含硅酮或者硅酸钠。在另一种实施例中，提供用于在ELO过程中形成多个外延薄膜的方法，所述方法包括在布置在支撑衬底上的多个砷化镓生长表面上同时沉积多个砷化铝牺牲层，其中，在每一个砷化镓生长表面上沉积单个砷化铝牺牲层，并且每一个砷化镓生长表面分开布置在支撑衬底上，彼此靠近，并且间隙在砷化镓生长表面之间延伸并且将砷化镓生长表面彼此分离。该方法还包括在多个砷化铝牺牲层上同时沉积多个缓冲层，其中在每一个砷化铝牺牲层上沉积单个缓冲层，在多个缓冲层上同时沉积多个砷化镓活性层，其中在每一个缓冲层上沉积单个砷化镓活性层，并且当从砷化镓生长表面分离砷化镓活性层时蚀刻砷化铝牺牲层。在另一种实施例中提供一种形成平铺的生长衬底的方法，所述方法包括在ELO过程中形成多个外延生长衬底并将该多个外延生长衬底粘附在支撑衬底上。该方法还包括在布置在支撑衬底上的每一个外延生长衬底上方沉积牺牲层，在每一个牺牲层的上方沉积外延材料，并且在另外的ELO过程中从外延生长衬底上去除外延材料时蚀刻牺牲层。在其他的例子中，该方法提供将平铺的生长衬底(也就是布置在支撑衬底上的外延生长衬底)暴露于另外的沉积和ELO过程以便形成多个ELO膜和材料。在一些例子中，提供一种形成平铺的生长衬底的方法，所述方法包括在主衬底 (host substrate)上形成第一牺牲层，在第一牺牲层上方形成第一外延层，在第一 ELO过程中，当从主衬底去除第一外延层时蚀刻第一牺牲层并且形成第一外延生长衬底，在主衬底上形成第二牺牲层，在第二牺牲层上方形成第二外延层，在第二 ELO过程中，当从主衬底去除第二外延层时蚀刻第二牺牲层并且形成第二外延生长衬底，并且在支撑衬底上粘附第一和第二外延生长衬底。在多个例子中，本文描述的在ELO过程中形成的外延材料可以包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、或者其组合。外延材料可以包含多个层。在一个例子中，外延材料具有一个包含砷化镓的层和另一个包含砷化铝镓的层。在一个具体的例子中， 外延材料可以具有多个层的电池结构。电池结构的层可以包含砷化镓、η型掺杂砷化镓、ρ 型掺杂砷化镓、砷化铝镓、η型掺杂砷化铝镓、ρ型掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、和其组合。在一些例子中，外延材料包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层、和砷化镓活性层。 在一些例子中，外延材料还具有第二砷化铝镓钝化层。砷化镓缓冲层可以具有在大约IOOnm 到大约500nm的范围内的厚度，每一个砷化铝镓钝化层可以具有在大约IOnm到大约50nm 的范围内的厚度，和砷化镓活性层可以具有在大约500nm到大约2，OOOnm的范围内的厚度。 在其他的例子中，砷化镓缓冲层可以具有大约300nm的厚度，每一个砷化铝镓钝化层可以具有大约30nm的厚度，和砷化镓活性层可以具有大约1，OOOnm的厚度。牺牲层可以包含砷化铝、其合金、其衍生物、或者其组合。牺牲层可以包含砷化铝层，其可以具有大约20nm或者更小的厚度，诸如在大约Inm到大约IOnm的范围内，优选地， 在大约4nm到大约6nm的范围内。在一些实施例中，牺牲层或者材料可以在ELO蚀刻步骤中暴露于湿蚀刻溶液。湿蚀刻溶液可以包含氢氟酸，并且还包含表面活性剂和/或缓冲剂。附图的简要描述因此，以上简要概括的本发明的特征能够被更深入地理解的方式、本发明的更具体的描述、可以通过参考实施例(其中一部分示出在附图中)来获得。但是，应当注意，附图只是图示了本发明的典型实施例，且由于本发明可以采用其他等效的实施例，因此附图不旨在限制本发明的范围。
图1A-1D描述根据本文描述的实施例的平铺的生长衬底；图2A-2B描述根据本文描述的实施例的另一种平铺的生长衬底；和图3A-;3B描述根据本文描述的实施例的在平铺的生长衬底上布置的ELO薄膜堆。详细描述本发明的实施例大体上涉及外延层剥离(ELO)膜和用于生产这样的膜的方法。实施例提供一种在公共支撑衬底上同时和分别生长多个ELO膜或者堆的方法，公共支撑衬底平铺有许多外延生长衬底(例如外延的或者结晶的衬底、晶片或者表面)。其后，在ELO过程中通过蚀刻步骤从外延生长衬底去除ELO膜。因为当类似于批量过程将每一个平铺的生长衬底暴露于许多制造过程时，可以生产多个ELO膜，所以总产量是非常高的。但是，多个平铺的生长衬底(每一个包含布置在支撑衬底上的多个外延生长衬底)可以连续地或者同时地暴露于制造过程。平铺的生长衬底(包含布置在支撑衬底上的外延生长衬底)可以重复用于生长其他的ELO膜。如本文的一个实施例中所述，图1A-1D描述了平铺的生长衬底100，其包含布置在支撑衬底110上的多个外延生长衬底120。在一个实施例中，外延生长衬底120是支撑衬底110上的外延表面。外延表面可以是衬底、晶片、薄膜、层或者其他结晶材料，并且形成、 沉积、生长、或者以其他方式附着到支撑衬底110。图1A-1D图示了平铺的生长衬底100，其包含20个外延生长衬底120，五个外延生长衬底120的排沿支撑衬底110的边116延伸，四个外延生长衬底120的排沿支撑衬底110的边118延伸。如本文的另一个实施例中所述，图2A-2B描述了平铺的生长衬底200，其包含布置在支撑衬底210上的多个外延生长衬底220。在另一个实施例中，如在图2A-2B中所述的， 平铺的生长衬底200可以包含16个外延生长衬底220，四个外延生长衬底220的排沿支撑衬底210的边216延伸，四个外延生长衬底220的排沿支撑衬底210的边218延伸。在其他的实施例中，平铺的生长衬底100和200可以包含不同数量和位置配置的外延生长衬底 120或者220。平铺的生长衬底100和200的每一个都具有两个或者两个以上的外延生长衬底120或者220，例如，诸如3、4、5、6、9、12、16、20、对、50、100、或者更多外延生长衬底120 或者220。在一些实施例中，平铺的生长衬底100和200的每一个可以具有在从2到100的范围内的任何整数或者更多的外延生长衬底120或者220。支撑衬底110具有下表面102和上表面104，支撑衬底210具有下表面202和上表面204。在一个实施例中，粘附层108布置在支撑衬底110的上表面104上，外延生长衬底 120布置在粘附层108上，粘附层208布置在支撑衬底210的上表面204上，外延生长衬底 220布置在粘附层208上。如图1A-1B描述的粘附层108和如图2A描述的粘附层208可以是在整个上表面 104或者204延伸的不连续的层，以便粘附层108布置在外延生长衬底120和上表面104之间并且不延伸到外延生长衬底120下方的区域以外，或者粘附层208布置在外延生长衬底 220和上表面204之间，并且不延伸到外延生长衬底220下方的区域以外。可替换地，在图 1C-1D中描述的粘附层108以及在图2B中描述的粘附层208被示出为在整个上表面104或者204延伸的连续层。在一种实施例中，当形成平铺的生长衬底100时，粘附层108不连续地布置在支撑衬底110的上表面104上，外延生长衬底120布置在粘附层108上以便每一个外延生长衬底120完全地覆盖每一个粘附层108。因而，每一个粘附层108具有与在其上布置的每一个外延生长衬底120相等或者更小的表面区域。可替换地，在另一个形成平铺的生长衬底100 的实施例中，在每一个外延生长衬底120上布置单个的粘附层108以便部分或者完全覆盖每一个外延生长衬底120的底面，其后，外延生长衬底120被定位并附着到支撑衬底110。 针对平铺的生长衬底100所描述的相同的配置也适用于平铺的生长衬底200，诸如，粘附层 208布置在支撑衬底210的上表面204上，或者将多个外延生长衬底220定位和附着在支撑衬底210上之前在每一个外延生长衬底220上布置粘附层208。在可替换的实施例中，不存在粘附层108或者208，并且外延生长衬底120直接布置在支撑衬底110的上表面104上，或者外延生长衬底220直接布置在支撑衬底210的上表面204上。通过化学气相沉积(CVD)过程、原子层沉积(ALD)过程、原子层外延沉积(ALE) 过程、物理气相沉积(PVD)或者溅射过程、无电镀沉积过程可以将外延生长衬底120或者类似的生长表面直接沉积、生长、或者形成在支撑衬底110的上表面104上。CVD、ALD和ALE 过程包含热、等离子体、脉冲和有机金属沉积技术。粘附层可以是单层或者包含多层。粘附层可以包含粘合剂或者胶水，并且可以是聚合体、共聚物、低聚物、及其衍生物、或者其结合。在一些实施例中，可以在支撑衬底上布置单个粘附层或者多个粘附层，并且其后，将外延生长衬底粘附到粘附层或者每一个粘附层。可替换地，粘附层可以布置在每一个外延生长衬底上，并且其后，将外延生长衬底粘附到支撑衬底。在一个实施例中，粘附层包含共聚物。在一个例子中，共聚物可以是乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)共聚物或者及其衍生物。可用于粘附层的EVA共聚物是能够从位于Santa Rosa, CA的Dynatex International买到的WAFER GRIP粘附膜。在其他的例子中，粘附层可以包含热熔性粘合剂、有机材料或者有机涂料、无机材料、或者其组合。在一些实施例中，粘附层可以具有在大约5 μ m到大约100 μ m的范围内的厚度。在另一个实施例中，粘附层可以包含弹性体，诸如橡胶、泡沫或者其衍生物。可替换地，粘附层可以包含诸如氯丁橡胶、乳胶或者其衍生物的材料。粘附层可以包含单体。例如，粘附层可以包含乙烯丙烯二烯单体或者其衍生物。在其他的实施例中，粘附层可以包含压敏粘合剂(PSA)、丙烯酸PSA、或者其他粘合剂薄板或者通过压敏粘合剂(PSA)、丙烯酸PSA、或者其他粘合剂薄板附着。在一个例子中，PSA可以是100HT (高温)丙烯酸的PSA或者100HTL (高温衬垫)丙烯酸的PSA。在一些例子中，粘附层可以是PSA，其是包含聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯及其衍生物、或者其组合的薄板。在一些例子中，粘附层可以包含PSA薄板，其具有在大约50 μ m到大约250 μ m的范围内的厚度。许多可以用于粘附层的PSA薄板从市场上能够买到，诸如位于M.Paul，MirmeS0ta 的3M Inc.的丙烯酸的PSA粘合剂薄板(100系列)。在另一个实施例中，当粘接或者粘合外延生长衬底到支撑衬底时，粘附层可以包含光学粘合剂或者紫外光固化粘合剂。例子提供的光学或者紫外光固化粘合剂包含邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物、或者其结合。固化粘合剂可以用于外延生长衬底、支撑衬底、或者两者都可使用。在一些实施例中，UV光源可以通过外延生长衬底照射，以便固化粘合剂并且形成粘附层。一般地，粘合剂可以暴露于UV辐射大约1 分钟到大约10分钟的范围内的时间，优选地，在大约3分钟到大约7分钟，诸如大约5分钟。 粘合剂可以在大约25°C到大约75°C的范围内的温度进行固化，诸如大约50°C。粘附层可以包含或者由光学粘合剂和/或紫外光固化粘合剂形成，诸如市场上可以买到的Norland紫外光固化光学粘合剂。在一些例子中，粘附层108、208和308可以包含光学粘合剂或者紫外光固化粘合齐U。粘附层108、208和308可以包含巯基酯化合物，并且还可以包含邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯、及其衍生物、或者及其组合。在其他的例子中，粘附层108、 208和308可以包含硅酮或者硅酸钠。区域、小块、空间或者间隔(诸如间隙112)在外延生长衬底120之间延伸以将在平铺的生长衬底100上的每一个外延生长衬底120彼此分离。间隙112可露出支撑衬底 110的上表面104、粘附层108的上表面、或者其他材料(诸如阻挡层、保护层或者其他层) 的表面。对于外延生长衬底220以下情况是类似的，区域、小块、空间或者间隔(诸如间隙 212)在外延生长衬底220之间延伸以将每一个外延生长衬底220彼此分离。间隙212可露出支撑衬底210的上表面204、粘附层208的上表面、或者其他材料(诸如阻挡层、保护层或者其他层)的表面。大部分的例子提供了支撑衬底110的上表面104暴露在间隙112内或者支撑衬底210的上表面204暴露在间隙212内。在没有示出的可替换的实施例中，平铺的生长衬底100或者200可以包含布置在支撑衬底110或者220上的多个外延生长衬底120或者220，其中外延生长衬底120或者 220彼此没有分离。在一些例子中，平铺的生长衬底100或者200是砷化镓衬底组件，其包含多个含有砷化镓或者其衍生物的外延生长衬底120或者200。平铺的生长衬底100、200、或者300是砷化镓衬底组件，其具有布置在支撑衬底 110、210或者310上方的两个或者两个以上砷化镓生长衬底(例如外延生长衬底120、220、 或者320)。在本文描述的许多实施例中，外延生长衬底120、220或者320是砷化镓生长衬底。由于砷化镓(诸如砷化镓生长衬底)通常具有在大约5. 73X KT6TT1到大约 6. 86X10-6oC 1的范围内的热膨胀系数(CTE)，支撑衬底包含或者由具有相似的或者实质上相似的CTE的材料形成。在本文描述的一些实施例中，支撑衬底(诸如支撑衬底110、210 和/或310)可以包含或者由具有大约9X 10_6°C 1或者更小(诸如在大约5X 10_6°C 1到大约9 X IO-6oC ―1的范围内，优选地，在大约5. 2 X IO-6oC 1到大约8. 5 X 10_6°C ―1的范围内，并且更优选地，在大约5. 26X IO-6oC 1到大约8. 46X IO-6oC 1的范围内)的CTE的材料形成。在许多实施例中，当在大约20°C到大约650°C的范围内的温度时，支撑衬底在外延生长衬底诸如砷化镓生长衬底内形成大约0. 或者更小的最大应变。在一些例子中， 支撑衬底(例如支撑衬底110、210和/或310)可以具有在大约650°C、大约630°C或者更低的温度在外延生长衬底120、220或者320内提供大约0. 1 %或者更小的最大应变的CTE。 在一些例子中，间隙112在外延生长衬底120之间延伸并且将外延生长衬底120彼此分离， 如同间隙212在外延生长衬底220之间延伸并且将外延生长衬底220彼此分离，和间隙312 在外延生长衬底320之间延伸并且将外延生长衬底320彼此分离一样。
为了在外延生长衬底和支撑衬底之间实现相同的、相似的或者实质上相似的热膨胀系数(CTE)，选择支撑衬底的材料类型以部分地匹配或者实质上匹配包含在外延生长衬底的材料的CTE。因而，在本文描述的许多例子中，外延生长衬底是晶片、层、薄膜或者表面， 其包含外延生长的砷化镓、结晶砷化镓、砷化镓合金、或者其衍生物。在平铺的生长衬底中使用支撑衬底，并且其可以包含或者由金属材料、陶瓷材料、 塑料材料、或者其组合形成。支撑衬底一般包含或者由至少一种金属、或者金属材料、陶瓷材料、或者其组合制成。在一些例子中，支撑衬底可以是无孔的或者实质上无孔的。在其他的例子中，支撑衬底可以对氟化氢和氢氟酸有抗腐蚀性。在一些实施例中，支撑衬底可以包含铌、铌合金、碳化钛、硅酸镁、滑石、碳化钨、碳化钨陶瓷、铱、氧化铝、氧化铝陶瓷、锆、锆合金、氧化锆、碳化锆、锇、钽、铪、钼、钼合金、其氧化物、其硅酸盐、其合金、其衍生物、或者其组合。在一些实施例中，支撑衬底可以包含或者由至少一种金属材料形成。支撑衬底可以包含单层金属材料或者多层相同的金属材料或者不同的金属材料。在一些例子中，支撑衬底的金属材料包含至少一种金属，诸如钛、锆、铪、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铼、铁、钌、钴、铑、 镍、钯、钼、铜、银、金、锌、铝、其合金、或其组合。金属材料还可以包含硅、碳、和/或硼、各种浓度的合金，和/或可以包含微量的其他元素。在一些实施例中，支撑衬底可以包含或者由包含钼或者钼合金的至少一种金属材料形成。含钼金属材料可以包含退火钼、去应力状态钼、再结晶钼、退火铌、冷加工铌、锻轧铌、退火铼、变形铼、退火钽、冷加工钽、二硅化钼(MoSi2)、钼钛碳合金(MoTiC合金)、钼钛合金(95. 5Mo-0. 5Τ )、钼钛碳合金(Μο-0. 5Τ -0. 02C，钼合金362)、钼钛锆合金(MoTiZr合金)、钼 TZC(Mo-lTi-0. 3Zr)、电弧熔铸的钼 TZM(Μο-0. 5Τ -0. IZr ；Mo 合金 363)(去应力的并且再结晶的)、Ρ/Μ钼TZM (Μο-0. 5Τ -0. IZr ；Mo合金364)(去应力的并且再结晶的)、钼铼合金(Mo-44. 5Re-退火的)；钼铼合金(Mo_47. 5Re_退火的并且变形的)、Mo-Cu复合物 (Ametek钼铜复合物AMC 7525、8020、或者8515)、其衍生物、其合金、或其组合。在一些例子中，支撑衬底可以包含或者由钼铜形成，该钼铜包含按重量计大约75%的钼和大约25%的铜、或者大约80%的钼和大约20%的铜、或者大约85%的钼和大约15%的铜。在一些实施例中，支撑衬底可以包含或者由包含钨或者钨合金的至少一种金属材料形成。含钨金属材料可以包含高密度可加工的钨(CMW 1000AMS-T-21014 AMS-7725 ASTM B777)、钨合金(CMW 3000 合金-AMS-T-21014 AMS-7725 和 CMW 3950-合金 AMS-T-21014 ASTM B777)、和W-Cu复合物(Ametek钨-铜复合物AWC 8515、8812、或者9010)、其衍生物、 其合金、或其组合。在一些例子中，支撑衬底可以包含或者由钨铜复合物形成，该钨铜复合物包含按重量计大约85%的钨和大约15%的铜、或者大约88%的钨和大约12%的铜、或者大约90%的钨和大约10%的铜。在其他的实施例中，支撑衬底可以包含或者由包含铌或者铌合金的至少一种金属材料形成。含铌金属材料可以包含铌合金C-103(89Nb-10Hf-lTi)(冷轧的、去应力的并且再结晶的)、铌合金 C-129Y(80Nb-10W-10Hf-0. 1Y)、铌合金 Cb-752 (Nb-10ff-2. 5Zr)、其衍生物、其合金、或者其组合。在其他的实施例中，支撑衬底可以包含或者由包含钛或者钛合金和/或锆或者锆合金的至少一种金属材料形成。含钛或者锆的金属材料可以包含钛合金Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0. ISi (双重退火的)、钛 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6-2-4-2)(双重退火的并且制成薄板的)、锆(702级-工业纯)、锆(反应堆级)、其衍生物、其合金、或者其组合。在其他的实施例中，支撑衬底可以包含或者由至少一种定膨胀(CE)合金形成，诸如铝硅合金。在一个例子中，铝-硅合金包含按重量计大约30 %的铝和大约70 %的硅，诸如可以从Osprey Metals得到的CE7 Al-Si定膨胀合金。在其他的实施例中，支撑衬底可以包含或者由包含铁或者铁合金的至少一种金属材料形成。含铁金属材料可以包含铁镍合金、铁镍锰合金0^-36^-0. 35Mn-0. 20Si-0. 02C) Carpenter Invar 36 合金(冷拔棒、冷轧带材、以及退火棒和带材)、铁镍钴合金、 Carpenter Kovar 合金(玻璃和陶瓷封接合金)、铁镍钴钛合金、铁镍钴钛铌合金、铁镍钴钛钽合金、铁镍钴钛铌钽合金Carpenter Pyromet CTX_3超级合金(热处理的并且超过982°C的钎焊周期的热处理)、铁镍钴铌钛铝合金、INC0L0Y 合金903、铁镍钴铌钛合金、INC0L0Y 合金907、铁镍钴铌钛合金、INC0L0Y 合金909、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Mn合金 (Allegheny Ludlum AL 42 电工合金)、UNS K94100、其衍生物、其合金、或者其组合。在一个例子中，支撑衬底可以包含或者由含以下的铁镍锰合金形成按重量计大约58. 4 %的Fe、大约40. 8 %的Ni、和大约0. 5 %的Mn，该铁镍锰合金是可以从USA的 Allegheny Ludlum Corporation 得到的 AL 42 电工合金。在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由含以下的铁镍锰合金形成按重量计大约63. 4%的i^e、大约36%的Ni、大约0. 35%的Mn、大约0. 20%的Si、和大约0. 02%的C， 该铁镍锰合金是作为冷拔棒、冷轧带材以及退火棒和带材可得到的Carpenter Invar 36
α全
口巫ο在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由铁镍钴合金形成，该铁镍钴合金包含按重量计大约53. 4%的!^e、大约四％的Ni、大约17 %的Co、大约0. 30 %的Mn、大约0. 20 % 的Si、和大约0. 02%的C，该铁镍钴合金是Carpenter Kovar Fe-Ni-Co合金。在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由铁镍钴钛合金形成，该铁镍钴钛合金可以包含铌、钽、或者同时包含铌和钽。铁镍钴钛合金包含按重量计大约37% -39%的Ni、 大约13% -15%的Co、大约1. 25% -1. 75%的Ti、和大约4. 50% -5. 50%的Nb和Ta混合物、和大约36. 3% -41. 8%的!^e或者其余为狗，该铁镍钴钛合金是Carpenter Pyromet CTX-3超级合金。在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由铁镍钴铌钛铝合金形成，该铁镍钴铌钛铝合金包含按重量计大约36% -40%的Ni、大约13% -17%的Co、大约0. 30% -1. 15% 的 Al、大约 1. 00% -1. 85% 的 Ti、大约 2. 40% -3. 50% 的 Nb、和大约 36. 5% -47. 3% 的 Fe 或者其余为狗，该铁镍钴铌钛铝合金是INC0L0Y 合金903。在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由含以下的铁镍钴铌钛合金形成 按重量计大约35% -40%的Ni、大约12% -16%的Co、大约4. 30% -5. 20 %的Nb、大约 1. 3 % -1. 8 % 的 Ti、大约 0. 02 % -0. 20 % 的 Al、大约 0. 07 % -0. 35 % 的 Si、和大约 36. 5% -47. 3%的！^或者其余为Fe，该铁镍钴铌钛合金是INC0L0Y 合金907。在另一个例子中，支撑衬底可以包含或者由含以下的铁镍钴铌钛合金形成 按重量计大约35% -40%的Ni、大约12% -16%的Co、大约4. 30% -5. 20 %的Nb、大约 1. 3% -1. 8% 的 Ti、大约 0. 001 % -0. 15 % 的 Al、大约 0. 25% -0. 50 % 的 Si、和大约 0. 001% -0. 06%的C、和大约36. 3% -47. 1 %的！^或者其余为Fe，该铁镍钴铌钛合金是 INC0L0Y 合金 909。在一些实施例中，支撑衬底可以包含或者由至少一种陶瓷材料形成。支撑衬底可以包含单层陶瓷材料或者多层相同的陶瓷材料或者不同的陶瓷材料。支撑衬底的陶瓷材料包含至少一种材料，诸如铝氧化物、氧化铝、硅氧化物、二氧化硅、锆氧化物、氧化锆、铪氧化物、二氧化铪、镁氧化物、镁硅氧化物(滑石)、镁钪硫化物、硼化铈、硼化钙、铁铝氧化物、 含铁的铝氧化物(ferro aluminum oxide)、石墨、其氧化物、其硼化物、其衍生物、或者其组
口 O在一些具体的例子中，支撑衬底可以包含或者由选自以下的至少一种陶瓷材料形成96%氧化铝(入炉时为厚膜)、92%氧化铝(不透明的)、85%氧化铝(玻璃体)、95% 氧化铝(玻璃体)、99.5%氧化铝(玻璃体)、氧化铝(96% Al2O3)、99. 5%氧化铝(薄膜衬底)、99· 6%氧化铝(薄膜衬底)、氧化铍(99. 5% BeO)、硼化钙、硼化铈(CeB6)、钠长石 (长石NaAlSi3O8)、方解石(CaCO3)、滑石(镁硅氧化物)、镁钪硫化物(MgSc2S4)、锌镓硫化物(ZnGa2S4)、CoorsTek 氧化铝 AD-85 (nom. 85% Al2O3)、CoorsTek 氧化铝 AD-90 (nom. 90% Al2O3)、CoorsTek 氧化铝 AD-94 (nom. 94 % Al2O3)、CoorsTek 氧化铝 AD-96 (nom. 96 % Al2O3)、 CoorsTek 氧化铝 FG-995 (nom. 98. 5% Al2O3) >CoorsTek 氧化铝 AD-995 (nom. 99. 5% Al2O3)、 CoorsiTek 氧化铝 AD-998 (nom. 99. 8% Al2O3)、Advanced Ceramics ALC 1081 (C-786)氧化铝、Advanced Ceramics ALC 1082 (C-786)氧化铝、Advanced Ceramics ALC 1085(C_795) 氧化铝、CeramTec 665 滑石(MgO-SiO2)、CeramTec 771 94%氧化铝(Al2O3)、CeramTec 614 级白色 96%氧化铝(Al2O3)、CeramTec 698 级粉红色 96%氧化铝(Al2O3)、CeramTec 975 99. 5%氧化铝(Al2O3)、CeramTec 433 99. 9%氧化铝(Al2O3)、CeramTec 950 增韧氧化铝 (Al2O3-ZrO2)、CeramTec 848 氧化锆(ZrO2)、Corning 7056 碱性硼硅酸盐粉碎 / 粉状玻璃、Du-Co ceramics DC_9_L_3 滑石、Du-Co Ceramics DC-10-L-3 滑石、Du-Co ceramics DC-16-L-3 滑石、Du-Co Ceramics CS-144-L-5 滑石、Du-Co ceramics DC-265-L-6 氧化铝 (96% Al2O3)、含铁的铝氧化物 P87、P890、P3640、或者 P3142、ICE Al2O3 94,96,99. 5、或者 99. 8、IEC 热压的 SiC、ICE 富铝红柱石(3Al203_Si02)、ICE 滑石 L-4 或者 L_5、CoorsTek 富铝红柱石(S2)、3M Nextel 440、550、610、650、或者 720 工业陶瓷纤维、Morgan Advanced Ceramics Daranoχ 970 975Morgan Advanced Ceramics Sintox FF Mit 铝、Saxonburg Ceramics L_3 或者 L5 滑石、氧化铝(Saxonburg Ceramics S-697/S-700-02 氧化铝)、氧化铝(Saxonburg Ceramics S-700-22 氧化铝)、氧化铝(Saxonburg Ceramics S-660氧化铝)、氧化铝(Saxonburg Ceramics S-699氧化铝(可压扁的))、CoorsTek氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、石墨(Poco Graphite Fabmate 无孔特种石墨和Poco Graphite Durabraze 纯化的/加工的特种石墨)、Wieland ALLUX /ZIR0X 陶瓷镶饰材料(ceramic veneering)、其氧化物、其硼化物、其衍生物、或者其组合。在本文描述的其他实施例中，提供一种用于形成平铺的生长衬底的方法，其包括在ELO过程中形成多个外延生长衬底、膜、或者材料，并且之后，在支撑衬底上粘附多个外延生长衬底。随后，该方法提供通过在布置在支撑衬底上的每一个外延生长衬底的上方沉积牺牲层并且在每一个牺牲层的上方沉积外延材料来使用平铺的生长衬底形成另外的ELO膜或者其他的外延材料。外延材料可以包含单层，但是通常包含多层，诸如光伏或者太阳能器件或者其一部分。该方法还提供在另外的ELO过程中从外延生长衬底去除外延材料时蚀刻牺牲层。在一个例子中，提供一种用于形成平铺的生长衬底的方法，其包括在主衬底上形成第一牺牲层，在第一牺牲层上形成第一外延层，在第一 ELO过程中，当从主衬底去除第一外延层时蚀刻第一牺牲层并且形成第一外延生长衬底，在主衬底上形成第二牺牲层，在第二牺牲层上方形成第二外延层，在第二 ELO过程中，当从主衬底去除第二外延层时蚀刻第二牺牲层并且形成第二外延生长衬底，并且在支撑衬底上粘附第一和第二外延生长衬底。在另一个例子中，提供一种形成平铺的生长衬底的方法，其包括在布置在主衬底上的第一牺牲层上形成第一外延层，在第一 ELO过程中，当从主衬底去除第一外延层时，蚀刻第一牺牲层以形成第一外延生长衬底。该方法还提供在多个沉积和ELO过程中形成多个外延生长衬底。随后，该方法提供在支撑衬底上粘附多个外延生长衬底以形成平铺的生长衬底。在另一个实施例中，该方法提供暴露平铺的生长衬底(即布置在支撑衬底上的外延生长衬底)到另外的沉积和ELO过程以便形成多个ELO膜和材料。图3A图示了平铺的生长衬底300，其包含布置在粘附层308上的多个外延生长衬底320，粘附层308另外布置在支撑衬底310上，如在本文的一个实施例中所述。在其他的实施例中，支撑衬底310包含多个外延生长衬底320，每一个外延生长衬底320单独地布置在分离的粘附层308上，以便多个粘附层308沿支撑衬底310延伸。在其他的实施例中，多个外延生长衬底320直接布置在支撑衬底310上而没有粘附层。平铺的生长衬底300可以包含单排或者多排外延生长衬底320。图3A中示出一排包含五个外延生长衬底320。在一个例子中，平铺的生长衬底300包含四排，因而具有二十个外延生长衬底320。如本文的实施例所述，平铺的生长衬底300被描述成包含多个布置在其上的外延堆420，以便在每一个外延生长衬底320上形成或者沉积一个外延堆420。空间、小块、或者区域(诸如间隙312)在每一个ELO膜堆316之间延伸，ELO膜堆316包含布置在独立的外延生长衬底320上的每一个外延堆420。图;3B描述了根据本文描述的实施例的单个ELO膜堆316，其包含布置在外延生长衬底320上的外延堆420。没有示出粘附层308和支撑衬底310以便图示ELO膜堆316的细节。在一个实施例中，外延堆420包含布置在牺牲层404上的外延材料418，该牺牲层404 布置在外延生长衬底320上。外延材料418可以至少包含砷化镓的砷化镓活性层410，但是可以包含多个其他的层，其他的层包含缓冲层和钝化层。如在图3A-;3B中所描述，并且如本文的实施例中所述的，外延材料418布置在牺牲层404上，外延材料418包含布置在牺牲层404上的缓冲层406、布置在缓冲层406上的钝化层408、布置在钝化层408上的砷化镓活性层410、和布置在砷化镓活性层410上的钝化层412，。虽然图3A描述了布置在平铺的生长衬底300上的一排五个外延堆420，但外延堆 420可以以多种配置布置在平铺的生长衬底300上。在平铺的外延生长衬底300上可以布置单排或者多排外延堆420。五个外延堆420的每一排可以具有两个或者两个以上外延堆 420。在一些例子中，平铺的生长衬底300可以包含2、3、4、5、6、10、12、20、24、30、50、100、 或者更多外延堆420，每一个包含在外延生长衬底320上。在多个实施例中，ELO过程包括当从外延生长衬底320或者外延材料418的其他层剥掉ELO膜或者外延材料418时，在蚀刻过程中去除牺牲层404，并且在其间形成蚀刻裂缝直到外延材料418从外延生长衬底320 去除。在一个实施例中，如在图3A-3B中所述，提供在平铺的生长衬底300上的薄膜堆， 其包含多个外延堆420，每一个都布置在外延生长衬底320 (例如包含GaAs)上，其中每一个外延堆420包含沉积在牺牲材料层404的上方的外延材料层418。在每一个外延堆420内的外延材料层418和/或牺牲材料层404可以具有相同的成分或者不同的成分。在一些例子中，每一外延材料层418可以独立地包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、或者其组合。另外，每一外延材料418的层可以具有多个层。在一个例子中，每一个外延材料层418独立地具有含有砷化镓的层和另一含有砷化铝镓的层。在其他的例子中，每一个外延材料层418可以独立地包含缓冲层406、钝化层408、 和砷化镓活性层410。在一些例子中，每一个外延材料层418还包含第二钝化层412。在一个例子中，每一个外延材料层418可以独立地具有含有砷化镓的缓冲层406、含有砷化铝镓的钝化层408和412、以及砷化镓活性层410。在一些例子中，砷化镓缓冲层可以具有在大约IOOnm到大约400nm的范围内的厚度，每一个钝化层408和412可以具有在大约IOnm到大约50nm的范围内的厚度，和砷化镓活性层410可以具有在大约400nm到大约2，OOOnm的范围内的厚度。在其他的例子中，砷化镓缓冲层406可以具有大约300nm的厚度，每一个钝化层408和412可以具有大约30nm 的厚度，和砷化镓活性层410可以具有大约1，OOOnm的厚度。每一个钝化层408和412可以独立地含有砷化铝镓合金或者其衍生物。在其他的例子中，砷化镓活性层410或者外延材料层418中的每一个可以具有包含多个层的光伏电池结构。在一个例子中，光伏电池结构可以包含砷化镓、η型掺杂砷化镓、 P型掺杂砷化镓、砷化铝镓、η型掺杂砷化铝镓、ρ型掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、或者及其组合。在另一个实施例中，每一个牺牲材料层404可以独立地包含诸如砷化铝、及其合金、及其衍生物、或者及其组合的材料。在一些例子中，每一牺牲材料层404可以独立地包含具有大约20nm或者更小的厚度(诸如在大约Inm到大约IOnm的范围内，优选地，在大约 4nm到大约6nm的范围内)的砷化铝层。外延生长衬底320可以包含或者由多种材料形成，诸如第III/IV族的材料，并且可以掺杂其他元素。在一个实施例中，外延生长衬底320包含砷化镓、砷化镓合金、或者其衍生物。在一些例子中，外延生长衬底320可以含有η型掺杂的砷化镓或者ρ型掺杂的砷化镓。砷化镓(诸如砷化镓生长衬底)可以具有在大约5. 73 X IO-6oC 1到大约6. 86X10-6oC 1 的范围内的CTE。在另一个实施例中，提供用于在平铺的生长衬底300上形成多个外延材料的方法，所述方法包括在外延生长衬底320上沉积多个外延堆420，其中每一个ELO堆316包含外延堆420，外延堆420包含外延材料层418并且每一个外延堆420沉积在牺牲材料层404 上方。在另一个实施例中，提供用于在平铺的生长衬底300上形成多个外延材料的方法，所述方法在外延生长衬底320上沉积多个外延堆420，其中每一个外延堆420包含在牺牲材料层404上方沉积的外延材料层418，并且在至少一个ELO过程中当从平铺的生长衬底300去除外延材料层418时蚀刻牺牲材料层404。在一些实施例中，平铺的生长衬底300可以具有2、3、4、5、6、10、12、20、24、50、 100、或者更多外延堆。每一个外延材料层418可以具有相同的成分或者不同的成分。类似的，每一个牺牲材料层404可以具有相同的成分或者不同的成分。每一个外延材料层418 可以包含多个层并且可以独立地包含砷化镓、砷化铝镓、或者其衍生物。例子提供每一个外延材料层418可以独立地具有含有砷化镓的层和另一个含有砷化铝镓的层。在一个实施例中，每一个外延材料层418可以独立地包含缓冲层406、钝化层408、砷化镓活性层410、和钝化层412。在一些例子中，缓冲层406包含砷化镓，钝化层408和412每一个可以独立地包含砷化铝镓，和活性层410可以包含砷化镓。在一些实施例中，牺牲层404或者材料可以在ELO蚀刻步骤中暴露到湿蚀刻溶液。 湿蚀刻溶液可以包含氢氟酸，并且还包含表面活性剂和/或缓冲剂。在一些例子中，牺牲层 404或者材料可以在湿蚀刻过程中以大约0. 3mm/hr或者更大的速率被蚀刻，优选地，以大约lmm/hr或者更大的速率进行蚀刻，并且更优选地，以大约5mm/hr或者更大的速率进行蚀刻。在一些可替换的实施例中，牺牲层404或者材料可以在ELO蚀刻步骤中暴露到电化学蚀刻。电化学蚀刻可以包含偏压过程或者电镀过程。在另一个例子中，牺牲层404或者材料可以在ELO蚀刻步骤中暴露到气相蚀刻。气相蚀刻包含将牺牲层404或者材料暴露到氟化氢蒸气。本文描述的ELO过程可以包含蚀刻过程或者蚀刻步骤，诸如光化学蚀刻过程、 热增强蚀刻过程、等离子增强蚀刻过程、压力增强蚀刻过程、及其衍生物、或者及其组合。在另一个实施例中，提供一种用于在外延剥离过程中形成多个外延薄膜的方法， 所述方法包括在布置在支撑衬底上的多个砷化镓生长表面上同时沉积多个砷化铝牺牲层， 其中，在每一个砷化镓生长表面上沉积单个砷化铝牺牲层，并且每一个砷化镓生长表面分开地布置在支撑衬底上，彼此靠近，并且间隙在砷化镓生长表面之间延伸并且将砷化镓生长表面彼此分离。该方法还包含在多个砷化铝牺牲层上同时沉积多个缓冲层。可以通过CVD在每一个砷化铝牺牲层上沉积单个缓冲层。随后，多个砷化镓活性层在多个缓冲层上同时生长或者以其他方式沉积在多个缓冲层上，其中在每一个缓冲层上沉积单个砷化镓活性层。支撑膜、柄、或者带可以布置在砷化镓活性层或者ELO膜的与支撑衬底相对的一侧的上面或者上方。支撑膜用于在ELO过程的蚀刻和去除步骤和此后的步骤中通过保持压缩来稳定砷化镓活性层并且保持砷化镓活性层。ELO过程包含当从砷化镓生长表面分离砷化镓活性层时蚀刻砷化铝牺牲层。在蚀刻过程中，支撑膜可以用于提供平衡作用 (leverage)并且从外延生长衬底一排一排地或者所有排同时地分离ELO膜。虽然以上所述针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下可以设计本发明的其他的和另外的实施例，并且本发明的范围通过其所附的权利要求确定。
权利要求
1.一种砷化镓衬底组件，包括支撑衬底，其包含在大约5X10_6°C 1到大约9X10_6°C 1的范围内的热膨胀系数；粘附层，其布置在所述支撑衬底上；和至少两个砷化镓生长衬底，其分开布置在所述粘附层上并且彼此邻近，其中间隙在所述砷化镓生长衬底之间延伸并且将所述砷化镓生长衬底彼此分离。
2.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述热膨胀系数在大约5.2 X IO-6oC 1到大约8.5X10_6°C 1的范围内。
3.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述至少两个砷化镓生长衬底包括4个或者4个以上砷化镓生长衬底。
4.如权利要求3所述的砷化镓衬底组件，其中所述至少两个砷化镓生长衬底包括12个或者12个以上砷化镓生长衬底。
5.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底包括从由下列项构成的组中选择的材料铌、铌合金、碳化钛、硅酸镁、滑石、碳化钨、碳化钨金属陶瓷、铱、氧化铝、氧化铝陶瓷、锆、锆合金、氧化锆、碳化锆、锇、钽、铪、钼、钼合金、其氧化物、其硅酸盐、其合金、 其衍生物、和其组合。
6.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底没有孔隙或者实质上没有孔隙。
7.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底对氟化氢或者氢氟酸有抗腐蚀性或者实质上有抗腐蚀性。
8.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括光学粘合剂或者紫外光固化粘合剂。
9.如权利要求8所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括巯基酯化合物。
10.如权利要求9所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层还包括从由下列项构成的组中选择的材料邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物、和其组合。
11.如权利要求1所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括硅酮或者硅酸钠。
12.—种砷化镓衬底组件，包括粘附层，其布置在支撑衬底上；和至少两个砷化镓生长衬底，其分开布置在所述粘附层上并且彼此邻近，其中所述支撑衬底包括在大约650°C或者更低的温度在所述砷化镓生长衬底内提供大约0. 或者更小的最大应变的热膨胀系数，并且间隙在所述砷化镓生长衬底之间延伸并且将所述砷化镓生长衬底彼此分离。
13.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述热膨胀系数为大约9X IO-6oC 1或者更小。
14.如权利要求13所述的砷化镓衬底组件，其中所述热膨胀系数在大约5X 10_6°C 1到大约8X10_6°C 1的范围内。
15.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述热膨胀系数在大约5.2 X IO-6oC 1 到大约8.5X10_6°C 1的范围内。
16.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述至少两个砷化镓生长衬底包括4个或者4个以上砷化镓生长衬底。
17.如权利要求16所述的砷化镓衬底组件，其中所述至少两个砷化镓生长衬底包括12 个或者12个以上砷化镓生长衬底。
18.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底包括从由下列项构成的组中选择的材料铌、铌合金、碳化钛、硅酸镁、滑石、碳化钨、碳化钨金属陶瓷、铱、氧化铝、 氧化铝陶瓷、锆、锆合金、氧化锆、碳化锆、锇、钽、铪、钼、钼合金、其氧化物、其硅酸盐、其合金、其衍生物、和其组合。
19.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底没有孔隙或者实质上没有孔隙。
20.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述支撑衬底对氟化氢或者氢氟酸有抗腐蚀性或者实质上有抗腐蚀性。
21.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括光学粘合剂或者紫外光固化粘合剂。
22.如权利要求21所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括巯基酯化合物。
23.如权利要求22所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层还包括从由下列项构成的组中选择的材料邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物、和其组合。
24.如权利要求12所述的砷化镓衬底组件，其中所述粘附层包括硅酮或者硅酸钠。
25.一种形成平铺的生长衬底的方法，包括在布置在主衬底上的牺牲层上形成含有砷化镓的外延材料；在外延剥离过程中，当从所述主衬底去除所述外延材料以形成砷化镓生长衬底时蚀刻所述牺牲层；在支撑衬底上粘附至少两个砷化镓生长衬底；和将布置在所述支撑衬底上的所述砷化镓生长衬底暴露于另外的沉积和外延剥离过程。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述支撑衬底包括在大约5X10_6°C―1到大约 9 X IO-6oC 1的范围内的热膨胀系数。
27.如权利要求沈所述的方法，其中所述热膨胀系数在大约5.2X IO-6oC 1到大约 8. 5X10_6°C —的范围内。
28.如权利要求25所述的方法，其中所述支撑衬底包括从由下列项构成的组中选择的材料铌、铌合金、碳化钛、硅酸镁、滑石、碳化钨、碳化钨金属陶瓷、铱、氧化铝、氧化铝陶瓷、 锆、锆合金、氧化锆、碳化锆、锇、钽、铪、钼、钼合金、其氧化物、其硅酸盐、其合金、其衍生物、 和其组合。
29.如权利要求25所述的方法，其中所述支撑衬底没有孔隙或者实质上没有孔隙。
30.如权利要求25所述的方法，其中所述支撑衬底对氟化氢或者氢氟酸有抗腐蚀性或者实质上有抗腐蚀性。
31.如权利要求25所述的方法，还包括在所述支撑衬底上形成粘附层，并且在所述粘附层上布置所述砷化镓生长衬底。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述粘附层包括光学粘合剂或者紫外光固化粘合剂。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述粘附层包括巯基酯化合物。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述粘附层还包括从由下列项构成的组中选择的材料邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物、和其组合。
35.如权利要求31所述的方法，其中所述粘附层包括硅酮或者硅酸钠。
36.如权利要求25所述的方法，其中所述砷化镓生长衬底包括砷化镓合金或者其衍生物。
37.如权利要求25所述的方法，其中所述支撑衬底包括4个或者4个以上砷化镓生长衬底。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述支撑衬底包括12个或者12个以上砷化镓生长衬底。
39.如权利要求25所述的方法，其中所述外延材料包括从由下列项构成的组中选择的材料砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、和其组合。
40.如权利要求39所述的方法，其中所述外延材料包括一个含有砷化镓的层和另一个含有砷化铝镓的层。
41.如权利要求39所述的方法，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、至少一个砷化铝镓钝化层、和砷化镓活性层。
42.如权利要求41所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在大约IOOnm到大约 500nm的范围内的厚度，每一个所述砷化铝镓钝化层具有在大约IOnm到大约50nm的范围内的厚度，和所述砷化镓活性层具有在大约500nm到大约2，OOOnm的范围内的厚度。
43.如权利要求39所述的方法，其中所述外延材料包括含有多个层的光伏电池结构， 并且所述光伏电池结构包括至少两种从由下列项构成的组中选择的材料砷化镓、η型掺杂砷化镓、ρ型掺杂砷化镓、砷化铝镓、η型掺杂砷化铝镓、ρ型掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物、和其组合。
44.如权利要求25所述的方法，其中所述牺牲层包括从由砷化铝、其合金、其衍生物、 和其组合构成的组中选择的材料。
45.如权利要求44所述的方法，其中所述牺牲层包括具有在大约Inm到大约20nm的范围内的厚度的砷化铝层。
46.一种形成平铺的生长衬底的方法，包括在外延剥离过程中形成多个砷化镓生长衬底；在支撑衬底上粘附所述多个砷化镓生长衬底；和对布置在所述支撑衬底上的所述多个砷化镓生长衬底执行沉积过程和另外的外延剥离过程。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述支撑衬底包括在大约5X10_6°C1到大约 9 X IO-6oC 1的范围内的热膨胀系数。
48.一种在外延剥离过程中形成多个外延薄膜的方法，包括 在布置在支撑衬底上的多个砷化镓生长表面上同时沉积多个砷化铝牺牲层，其中，在每一个砷化镓生长表面上沉积单个砷化铝牺牲层，并且每一个所述砷化镓生长表面分开布置在所述支撑衬底上，彼此靠近，并且间隙在所述砷化镓生长表面之间延伸并且将所述砷化镓生长表面彼此分离；在所述多个砷化铝牺牲层上同时沉积多个缓冲层，其中在每一个砷化铝牺牲层上沉积单个缓冲层；在所述多个缓冲层上同时沉积多个砷化镓活性层，其中在每一个缓冲层上沉积单个砷化镓活性层；和当从所述砷化镓生长表面分离所述砷化镓活性层时蚀刻所述砷化铝牺牲层。
全文摘要
本发明的实施例大体上涉及外延剥离(ELO)膜和用于生产这样的膜的方法。实施例提供一种同时和分别地在公共支撑衬底上生长多个ELO膜或者堆的方法，该公共支撑衬底平铺有许多外延生长衬底或者表面。其后，ELO膜在ELO过程中通过蚀刻步骤从外延生长衬底去除。平铺的生长衬底包含布置在支撑衬底上的外延生长衬底，所述外延生长衬底可以重复用于生长其他的ELO膜。在一个实施方式中，提供了平铺的生长衬底，其包括两个或者两个以上分开布置在支撑衬底上的砷化镓生长衬底，所述支撑衬底具有在大约5×10-6℃-1到大约9×10-6℃-1的范围内的热膨胀系数。
文档编号H01L31/042GK102414837SQ201080018652
公开日2012年4月11日 申请日期2010年3月1日 优先权日2009年2月27日
发明者何甘, 安德里斯·G·海吉杜斯 申请人:奥塔装置公司