专利名称：用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的异质结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子功率组件或者光电组件或者光伏组件的制造的异质结构，该异质结构从其底部到其表面连续地包括-支撑基底，_接合层，-无裂纹单晶层，即所谓的“有源层”，其材料的组成式为AlxInyGa(1_x_y)N，其中，l，0<y< I并且x+y< 1，并且厚度为3至100微米之间，在该无裂纹单晶层中
或者在该无裂纹单晶层上制造所述组件。
背景技术：
对于垂直或平面电子功率器件(M0S组件、双极晶体管、J-FET, MISFET,肖特基或PIN 二极管、晶闸管)、光电组件(激光器、LED)和光伏组件(太阳能电池)市场来说，感兴趣的是利用AlxInyGa(1_x_y)N(X处于O和I之间或者等于O或1，y处于O和I之间或者等于O或1，x+y小于或等于I)导电基板并且优选地利用块体GaN(或者“独立式”)基板。然而，这些基板难以利用当前技术来制造并且仍然非常昂贵。提出的一种替代品由包括形成在导电基板上的AlxInyGa(1_x_y)N的厚的有源层的异质结构构成。但是如果晶种基板的材料与外延的材料不同，则仍然难以利用当前的方法来实现具有良好的晶体质量的厚的层的生长。诸如掺杂的Si或SiC的晶种基板上的GaN的厚的层(大约10微米)的外延由于材料之间的热膨胀系数(CTE)和晶格参数的差异使得在层中形成了缺陷和裂纹，这减少了在该材料上形成的电子、光学或光电器件的有效性。另外，如文献W001/95380所公开的，该外延需要使用位于晶种基板和GaN之间的具有高电阻的缓冲层(例如AlN层)。在蓝宝石基板上外延GaN的厚层之后通过激光分离将该层转移到导电基板是昂
贵的处理。另外，这些材料的选择不允许在有源层中实现小于IO7CnT2的位错密度。另外，因此形成的层具有非常显著的弯曲度，这使得需要长的制备步骤(抛光等等)从而其可以被接合并转移到最终的基板。另外，利用智能切割 技术从块体基板转移GaN层没有使得能够以到目前为止令 人满意的方式实现想要的厚度。文献US2008/0169483描述了形成包括通过智能切割"技术转移到支撑基板的GaN的晶种层的外延基板。然后在晶种层上沉积导电GaN的层并且然后将其转移到导热且导电的支撑件。由于该方法包括GaN的有源层的两次转移以形成最终的导电结构，因此该方法是复杂的。
文献US2009/278233描述了形成用于发光器件的异质结构。所述异质结构的制造包括在操作基板上提供适于由III/N材料制成的有源层的外延生长的晶种层的步骤以及在晶种层上生长有源层从而产生中间结构的步骤。该中间结构然后优选地经由共熔接合层接合到最终的结构，并且移除操作基板。由于该方法包括使用两个不同的支撑基板(第一个用于有源层的外延生长，并且第二个用于组件的操作)，因此该方法是复杂的。因此，考虑到在支撑基板上获得组成式为AlxInyGa(1_x_y)N的材料的厚的无裂纹的单晶层并且没有现有技术的方法的缺陷，需要设计用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的异质结构以及所述异质结构的制造方法。特别地，需要简化处理步骤。更具体地，异质结构必须具有下述性质-厚的有源层，即厚度大于或等于3微米，优选地大于10微米，-与形成异质结构的不同材料之间的界面无关的良好的垂直导电性，即，总电阻率小于或等于ICT2Ohm. cm,-支撑基板的低电阻率，即通常低于10_3ohm.cm,-异质结构的高热导率，即通常大于或等于100W/m.k，-有源层中的低位错密度，即小于或等于107cm_2。在电子功率组件的情况下，异质结构的有源层应包括厚度为有源层的厚度的70%至100%的主要部分，所述主要部分被弱掺杂以实现有源层的厚度范围上的电场的分散。在本文中，“层部分”被理解为表示考虑层的厚度时的层的一部分。因此，层可以由若干堆叠的部分构成，这些部分的厚度总和等于层的总厚度。有源层的不同部分可以是相同的材料，但是具有不同的掺杂，或者相反地，可以是组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中，Ο^χ^Ι,Ο ^γ ^Ι并且x+y < I)的不同材料。因此，可以利用交替的InGaN/GaN/InGaN或者掺杂的p GaN/弱掺杂的GaN/掺杂的n GaN层来设计PIN 二极管的有源层。用于光电或光伏组件的有源层可以由组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中0^x^l,0^yi^l并且x+y ( I)的不同材料的层的堆叠构成。另外“下面”表示距离异质结构的表面最远的层部分并且“上面”表示最靠近异质结构的表面的层部分，借助于示例，PIN 二极管的有源层包括位于主要部分的两侧上的单个上面和下面层。考虑到形成上述异质结构，本发明的另一目的在于设计适于有源层的外延的支撑件。更具体地，该外延支撑件必须允许在没有形成裂纹的情况下生长厚的有源层并且还必须具有适合于想要的应用的电性质。
发明内容
为此，本发明的第一目的涉及一种用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的制造的异质结构，该异质结构从底部到其表面连续地包括 具有小于10_3ohm. cm的电阻率和大于100W. πΓ1. Γ1的热导率的材料的支撑基板，·接合层，
·组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中0彡叉彡1，0彡7彡1并且x+y ( I)的材料的单晶晶种层，·组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中0彡叉彡1，0彡7彡1并且x+y ( I)的材料的单晶层，即所谓的“有源层”。该异质结构的特征在于·有源层是无裂纹的单晶层，其具有3至100微米的厚度；·晶种层和接合层之间的比接触电阻小于或等于O. lohm. cm2,并且·支撑基板、接合层和晶种层的材料在大于750°C的温度是难熔的，优选地在大于IOOO0C的温度是难熔的，并且 ·晶种层的晶格参数与有源层的材料的晶格参数的差小于0.005 Λ。如将在下面的详细描述中示出的，异质结构的支撑件，即由支撑基板、接合层和晶种层构成的支撑件一方面适合于有源层的外延生长，并且另一方面具有在有源层中或上形成的组件的操作所要求的性质。换言之，用于生长有源层的支撑件被设计为具有热和电性质，这些性质使得该支撑件也适合于组件的接下来的操作，而无需为了组件的操作而替换为另外的支撑件。在下面，“难熔材料”被理解为表示下述材料，其在组成式为AlxInyGa(1_x_y)N的材料的层的外延温度不会劣化(不会由于熔融或者与气体成分的化学反应而劣化)，并且在该材料中，导电和导热特性在该温度没有改变(特别是没有由于与其它支撑层的界面的劣化而改变)。在本文中，热膨胀系数被认为是在与接合温度相关的有源层的外延温度沿着与层的表面平行的面的热膨胀的线性系数。AlGaInN型的有源层的气相外延温度传统上小于1100°C。通常在环境温度执行接合。传统上通过X射线衍射或者膨胀法来测量热膨胀系数。通过本领域技术人员已知的标准化方法来测量导电性(或者电阻率)和比接触电阻，并且例如在(John Wiley & Sons) Dieter Sehdder的标题为 “Semiconductor Materialand Device Characterization”的书中详细描述了这样的方法。例如通过TLM(传输线法或者传输长度法)来测量比接触电阻。该方法包括在厚度为h的半导体材料层上沉积具有长度I和宽度w并且彼此隔开距离Li的金属接触部。在不同的接触部之间测量电阻Ri以测量关于不同接触部之间的距离Li的若干电阻值。这些值被传输到其轴表示电阻Ri和距离Li的正交标记(orthogonal mark)。通过连接这些点获得的直线的斜率和零距离点使得能够分别地提取半导体材料的电阻率和比接触电阻。通过本领域技术人员公知的标准化方法测量导热率并且例如在Techniquesde I 1 Ingenieur 出版的 Alain Degiovanni 的著作 R-2-850 " Conductiviteetdiffusivitethermique des solides"[固体的导电性和热扩散性]中对此进行了详细描述。可以通过透射电子显微镜或者通过阴极发光来测量位错密度。根据异质结构的其它特征中的一个或其组合-有源层具有小于IO8CnT2并且优选地小于IO7CnT2的位错密度；-晶种层掺杂的掺杂物的浓度处于IO17CnT3至102°cnT3之间；
-所述掺杂物优选地为η型掺杂物；-支撑基板的材料是从钨、钥、铌和/或钽以及它们的二元、三元或四元合金(例如，Taff, Moff, MoTa, MoNb, WNb 或者 TaNb)中选择的金属；-有利地，支撑基板是包括至少45%的钨的TaW或者是包括超过65%的钥的MoTa；-接合层的材料包括多晶硅、硅化物(优选的是钨硅化物或者钥硅化物)、钨、钥、锌氧化物、金属硼化物(例如锆硼化物、钨硼化物、钛硼化物或者铬硼化物)和/或铟锡氧化物； -接合层优选地是具有小于或等于IO-4Ohm.cm的电阻率的材料；-晶种层具有处于103ohm. cm和O. lohm. cm之间的电阻率。当异质结构用于电子功率组件的制造时，有源层具有主要部分，该主要部分的厚度为有源层的厚度的70%至100%并且该主要部分中的掺杂物的浓度小于或等于1017cm_3，并且在有源层的外延形成温度处，支撑基板材料的热膨胀系数处于比有源层的主要部分的材料的热膨胀系数小O. 5X KT6IT1的最小系数与比有源层的主要部分的材料的热膨胀系数大O. 6 X KT6IT1的最大系数之间。根据异质结构的特定实施方式，有源层的主要部分插入在下面层与上面层之间，其均包括浓度大于IO17CnT3的不同类型的掺杂物。主要部分的材料以及下面部分和上面部分的材料优选地为GaN。根据异质结构的另一实施方式，有源层的主要部分插入在下面部分与上面部分之间,这些部分均由不同组成的AlxInyGa(1_x_y)N材料构成。根据异质结构的另一实施方式，主要部分的厚度为有源层的厚度的100%并且主要部分的材料为η型掺杂GaN，优选地为硅掺杂GaN。优选地，晶种层和有源层的主要部分由相同材料构成。在异质结构的实施方式的示例中，支撑基板是钥，接合层是钨，晶种层是GaN并且有源层是GaN。本发明的另一目的是一种电子功率组件、光电组件或者光伏组件，其形成在上述异质结构的有源层中或上，并且包括位于有源层上的至少一个电接触部和位于支撑基板上的一个电接触部。本发明的另一目的涉及一种用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的制造的异质结构的制造方法，其特征在于所述制造方法包括(a)提供支撑基板,该支撑基板具有小于10_3ohm. cm的电阻率和大于100W. πΓ1. IT1的热导率，(b)提供供体基板，所述基板包括适于所述层的外延生长的单晶晶种层，(C)在供体基板上和/或在支撑基板上形成接合层，支撑基板、晶种层和接合层的材料被选择为在大于750°C的温度，优选地在大于1000°c的温度是难熔的，并且被选择为晶种层和接合层之间的比接触电阻小于或等于O. lohm. cm2，(d)通过分子粘附将供体基板接合在支撑基板上，接合层位于界面处，(e)对供体基板进行薄化以将其从晶种层转移到支撑基板，(f)在晶种层上在没有出现裂纹的情况下外延生长组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中O≤X≤1，O≤y≤I并且x+y≤I)的材料的单晶层，即所谓的“有源层”，直到获得3至100微米之间的厚度，其中晶种层的材料被选择为晶种层的材料的晶格参数与有源层的主要部分的材料的晶格参数的差小于0.005 <根据所述方法的其它特征的一个或其组合-有源层具有主要部分，该主要部分的厚度为有源层(4)的厚度的70%至100%并且该主要部分的掺杂物的浓度小于或等于1017cm_3，并且支撑基板的材料被选择为在有源层的外延温度，支撑基板的材料的热膨胀系数处于比有源层的主要部分的材料的热膨胀系数小O. SXKT6ITi的最小系数与比有源层的主要部分的材料的热膨胀系数大O. SXKT6ITi的最大系数之间；-该方法有利地包括对有源层进行掺杂，所述掺杂是在外延步骤(f)期间或者在外延之后，通过掺杂物的注入或扩散来进行的；-优选地，支撑基板的材料是从钨、钥、铌和/或钽以及它们的二元、三元或四元合金(例如，TaW、MoW、MoTa、MoNb、WNb或者TaNb)中选择的金属；-晶种层通过离子注入形成在供体基板中以在供体基板中在基本上等于晶种层的深度处产生脆化区；-在于供体基板上形成接合层之后执行所述注入步骤，通过接合层执行注入；-该方法包括对晶种层进行掺杂，通过掺杂物的注入或扩散执行所述掺杂；-当供体基板或者支撑基板的粗糙度为通过AFM测量的相对于5微米X5微米的表面小于Inm的粗糙度并且具有小于IOnm的峰谷表面拓扑时，接合层仅沉积在另一基板上；-当支撑基板的粗糙度为通过AFM测量的相对于5微米X5微米的表面大于或等于Inm的粗糙度并且具有大于或等于IOnm的峰谷表面拓扑时，接合层被沉积并且被抛光直到粗糙度小于Inm并且峰谷表面拓扑小于10nm。
参考附图，根据下面的详细描述，本发明的其它目的、特征和优点更加明显，在附图中图I示出根据本发明的异质结构，图2示意性地示出了晶种层形成在供体基板中，图3示出了接合层形成在支撑基板上，图4示出了在断裂(fracture)之前供体基板组装在支撑基板上，图5示出了由于供体基板的断裂获得的结构，图6示出了根据本发明的异质结构的另一示例，图7示出了在根据本发明的异质结构上形成的电子功率组件的示例。特别要指出的是，为了附图的可读性，没有严格遵守不同层的厚度的比例。
具体实施例方式参考图I，在本发明中提出的异质结构I包括组成式为AlxInyGa(1_x_y)N(其中Ο^χ^Ι,Ο^γ ^Ι并且x+y ( I)的材料的有源层4该层4被称为有源是因为其是诸如MOS、J_FET、MISFET、肖特基二极管或者甚至晶闸管的电子功率组件；或者LEG组件、激光器、太阳能电池将要形成在其中或其上的层。所述有源层4的厚度处于3至100微米之间，优选地处于3至20微米之间，进一步优选地处于大约10微米。有源层4通过其性质将在下面进行详细描述的接合层2接合到支撑基板10上。通过在晶种层3上的外延形成有源层4，如将在下面看到的，晶种层3可以是与有源层相同的材料或者不同的材料。将在下面进行描述的这样的异质结构I的制造方法主要包括以下步骤-提供支撑基板10;-提供供体基板，该供体基板包括适于有源层4的外延的晶种层3；-将晶种层3转移到支撑基板10，上述接合层2形成在界面处；在晶种层3上外延生长有源层4。构成用于允许形成图I中所示的异质结构的有源层4的外延的支撑件的支撑基板10、接合层2和晶种层3的构件具有小于或等于包括IO18CnT3的掺杂物浓度的块体GaN的电阻率的总电阻率，即小于或等于10_2ohm. cm的总电阻率，并且优选地具有与GaN大致相同的热导率，即大于或等于lOOW/m. K的热导率以获得对于在市场上难以找到并且昂贵的块体GaN基板的使用的替代。因此，如上所述的异质结构I具有足以用于诸如肖特基二极管的操作的想要的应用的垂直导电性。另外，构成异质结构I的材料及其制造方法被选择为异质结构可以抵抗有源层的外延温度而没有劣化材料或者它们的电性质和热性质，并且因此允许等效于由块体III/N材料形成的器件的器件的操作。支撑基板支撑基板10是具有小于10_3ohm. cm的电阻率和大于100W. πΓ1. Γ1的热导率的材料。支撑基板10的材料也是“难熔的”，即其具有在有源层形成温度下的热稳定性。其具有在外延温度下接近有源层4的材料的热膨胀系数的热膨胀系数以防止在生长前加热期间以及外延之后的异质结构的冷却期间的外延的层的受力。例如，到目前为止的GaN和AlN的利用M0CVD、HVPE的气相的外延温度对于InGaN和 AlxInyGa(1_x_y)N 来说为大约 1000°C _1100°C和大约 800°C。事实上，如果支撑基板10的热膨胀系数小于(分别地，大于)晶种层3的热膨胀系数，则晶种层3将在外延温度下处于压缩(分别地，拉伸)状态。在该情况下，该拉伸或压缩的限制对于外延的质量来说是有害的。另外，如果外延层4在外延期间被弛豫并且其热膨胀系数大于(分别地，小于)支撑基板10的热膨胀系数，则其将在冷却期间处于拉伸(分别地，压缩)状态。在阈值厚度之外，拉伸以及压缩的限制能够通过在外延的层中形成裂纹或晶体缺陷而得到弛豫，这减少了由该层形成的器件的有效性。根据适当地为有源层选择的主要材料(即，主要部分的材料)确定与有源层的热膨胀系数相关的支撑基板的热膨胀系数的充分“接近”的特性。因此，例如，对于GaN (其热膨胀系数为大约5. 6 X KT6IT1)的有源层4来说，支撑基板10可以具有在有源层的外延温度下处于5. IXKT6ITi至6. IXKr6IT1之间的热膨胀系数。通常，认为支撑基板的热膨胀系数(标记为CTE^f)和有源层的热膨胀系数(标记为CTE )必须具有下述关系CTE有源层-O. 5. KT6IT1 ( CTE 支撑彡 CTE 有源层+0. 6. KT6IT1支撑基板10是基于金属的并且优选地选自钨(W)、钥(Mo)、铌(Nb)和/或钽(Ta)以及它们的二元、三元或四元合金(例如，TaW、MoW、MoTa、MoNb、WNb或者TaNb)。特别地，包括至少45%的钨(优选地75%的钨)的TaW合金能够具有与GaN的热膨胀系数对应的热膨胀系数同时具有良好的导热和导电性质。包括超过65%的钥的MoTa合金也是适合的。为了示出的目的，在下面的表中列出一些材料的特性。
权利要求
1.ー种用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的制造的异质结构(I)，所述异质结构从其底部到其表面连续地包括支撑基板(10)，所述支撑基板的材料具有小于10_3ohm. cm的电阻率和大于100W. πΓ1.Γ1的热导率， 接合层⑵， 单晶晶种层(3)，所述单晶晶种层的材料的组成式为AlxInyGa(1_x_y)N，其中0<x<l，0<y<l 并且 x+y ^ I, 单晶层(4)，即所谓的“有源层”，所述单晶层的材料的组成式为AlxInyGa(1_x_y)N，其中0<x<l，0<y<l 并且 x+y ^ I, 所述异质结构的特征在于 所述有源层⑷是具有3至100微米的厚度的无裂纹的层， 所述晶种层⑶和所述接合层⑵之间的比接触电阻小于或等于O. lohm. cm2，并且 所述支撑基板(10)、所述接合层(2)和所述晶种层(3)的材料在大于750°C的温度是难熔的，优选地在大于1000°C的温度是难熔的，并且 所述晶种层(3)的晶格參数与所述有源层(4)的材料的晶格參数的差小于0.005 Λ .
2.如权利要求I所述的异质结构，其特征在于，所述有源层(4)具有主要部分(4b)，所述主要部分(4b)的厚度为所述有源层(4)的厚度的70%至100%并且所述主要部分中的掺杂物的浓度小于或等于1017cm_3，并且其中，在所述有源层(4)的外延形成温度处，所述支撑基板(10)的材料的热膨胀系数处于比所述有源层(4)的所述主要部分(4b)的材料的热膨胀系数小O. 5. 10- -1的最小系数与比所述有源层⑷的所述主要部分(4b)的材料的热膨胀系数大O. 6. IO-6K-1的最大系数之间。
3.如权利要求I或2所述的异质结构，其特征在于，所述有源层(4)具有小于IO8CnT2的位错密度，并且优选地具有小于IO7CnT2的位错密度。
4.如权利要求I至3中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述晶种层(3)掺杂的掺杂物的浓度在IO17CnT3和102°cnT3之间。
5.如权利要求4所述的异质结构，其特征在于，所述掺杂物是η型掺杂物。
6.如权利要求I至5中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述支撑基板(10)的材料是从钨、钥、铌和/或钽以及诸如TaW、Moff, MoTa, MoNb, WNb或者TaNb的它们的ニ元、三元或四元合金中选择的金属。
7.如权利要求6所述的异质结构，其特征在于，所述支撑基板(10)是包括至少45%的钨的TaW或者是包括超过65%的钥的MoTa。
8.如权利要求I至7中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述接合层(2)的材料包括多晶硅，优选的是钨硅化物或者钥硅化物的硅化物，钨，钥，锌氧化物，诸如锆硼化物、钨硼化物、钛硼化物或者铬硼化物的金属硼化物，和/或铟锡氧化物。
9.如权利要求I至8中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述接合层(2)是具有小于或等于10_4ohm. cm的电阻率的材料。
10.如权利要求I至9中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述晶种层(3)具有处于10 3和O. lohm. cm之间的电阻率。
11.如权利要求I至10中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述有源层(4)的所述主要部分(4b)插入在下面层(4a)与上面层(4c)之间，所述下面层与所述上面层均包括浓度大于IO17CnT3的不同类型的掺杂物。
12.如权利要求11所述的异质结构，其特征在于，所述主要部分(4b)的材料以及下面(4a)部分和上面(4c)部分的材料为GaN。
13.如权利要求I至10中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述有源层的所述主要部分(4b)插入在下面(4a)部分与上面(4c)部分之间，这些部分(4a、4b、4c)均由不同组成的AlxInyGa(1_x_y)N材料构成。
14.如权利要求I至10中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述主要部分(4b)的厚度为所述有源层(4)的厚度的100%，并且所述主要部分(4b)的材料为掺杂的η型GaN， 优选地为硅掺杂GaN。
15.如权利要求I至14中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述晶种层(3)和所述有源层(4)的所述主要部分(4b)由相同材料构成。
16.如权利要求I至15中的ー项所述的异质结构，其特征在于，所述支撑基板(20)是钥，所述接合层(2)是钨，所述晶种层(3)是GaN并且所述有源层(4)是GaN。
17.一种在根据权利要求I至16中的一项所述的异质结构的所述有源层中或上形成的电子功率组件、光电组件或者光伏组件，所述电子功率组件、光电组件或者光伏组件包括位于所述有源层(4)上的至少ー个电接触部和位于所述支撑基板(10)上的至少ー个电接触部。
18.ー种用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的异质结构的制造方法，所述异质结构包括单晶层(4)，即所谓的“有源层”，所述单晶层(4)的材料的组成式为AlxInyGa(1_x_y)N，其中O < X < 1，O < y < I并且x+y < I，所述制造方法的特征在于，所述制造方法包括 (a)提供支撑基板(10)，所述支撑基板具有小于lO'hm.cm的电阻率和大于100W. πΓ1.K—1的热导率， (b)提供供体基板(30)，所述基板(30)包括适于所述有源层(4)的外延生长的单晶晶种层⑶， (c)在所述供体基板(30)上和/或在所述支撑基板(10)上形成接合层(2)， 所述支撑基板(10)、所述晶种层(3)和所述接合层(2)的材料被选择为在大于750°C的温度是难熔的，优选地在大于1000°C的温度是难熔的，并且被选择为使得所述晶种层(3)和所述接合层(2)之间的比接触电阻小于或等于O. lohm. cm2, (d)通过分子粘附将所述供体基板(30)接合在所述支撑基板(10)上，所述接合层(2)位于界面处， (e)对所述供体基板(30)进行薄化以将其从所述晶种层(3)转移到所述支撑基板(10)， (f)在没有出现裂纹的情况下在所述晶种层(3)上外延生长所述有源层(4)直到获得3至100微米之间的厚度， 所述晶种层(3)的材料被选择为所述晶种层(3)的材料的晶格參数与所述有源层(4)的材料的晶格參数的差小于0.005 A .
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述有源层(4)具有主要部分(4b)，所述主要部分(4b)的厚度为所述有源层(4)的厚度的70%至100%，并且所述主要部分(4b)的掺杂物的浓度小于或等于1017cm_3，并且其中，所述支撑基板(10)的材料被选择为使得在所述有源层的外延形成温度下，所述支撑基板(10)的材料的热膨胀系数处于比所述有源层(4)的所述主要部分(4b)的材料的热膨胀系数小0，5. 10- -1的最小系数与比所述有源层(4)的所述主要部分(4b)的材料的热膨胀系数大0，6. IO-6K-1的最大系数之间。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述方法包括对所述有源层(4)进行掺杂，在外延步骤(f)期间或者在外延之后，通过掺杂物的注入或扩散来进行所述掺杂。
21.如权利要求18至20中的一项所述的方法，其特征在于，所述支撑基板(10)的材料是从钨、钥、铌和/或钽以及诸如TaW、Moff, MoTa、MoNb, WNb或者TaNb的它们的ニ元、三元或四元合金中选择的金属。
22.如权利要求18至21中的一项所述的方法，其特征在于，所述晶种层(3)通过离子注入形成在所述供体基板(30)中以在所述供体基板(30)中在基本上等于所述晶种层(3) 的厚度的深度处产生脆化区(31)。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，在所述供体基板(30)上形成所述接合层(2)之后执行所述注入步骤，通过所述接合层(2)执行注入。
24.如权利要求18至23中的一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括对所述晶种层(3)进行掺杂，通过掺杂物的注入或扩散执行所述掺杂。
25.如权利要求18至24中的一项所述的方法，其特征在于，当所述供体基板(30)或者所述支撑基板(10)的粗糙度为通过AFM测量的相对于5微米X 5微米的表面小于Inm的粗糙度并且具有小于IOnm的峰谷表面拓扑时，所述接合层(2)仅沉积在另一基板上。
26.如权利要求18至24中的一项所述的方法，其特征在于，当所述支撑基板(10)的粗糙度为通过AFM测量的相对于5微米X 5微米的表面大于或等于Inm的粗糙度并且具有大于或等于IOnm的峰谷表面拓扑时，所述接合层被沉积并且被抛光直到粗糙度小于Inm并且峰谷表面拓扑小于10nm。
全文摘要
本发明涉及一种用于电子功率组件、光电组件或者光伏组件的制造的异质结构(1)，其包括电阻率小于10-3ohm.cm并且热导率大于100W.m-1.K-1的支撑基板(10)、接合层(2)、AlxInyGa(1-x-y)N的单晶晶种层(3)、具有3至100微米的厚度的AlxInyGa(1-x-y)N的无裂纹的单晶有源层(4)，其中晶种层和接合层之间的比接触电阻小于或等于0.1ohm.cm2，支撑基板、接合层和晶种层的材料在大于750℃的温度是难熔的，并且晶种层的晶格参数与有源层的晶格参数的差小于0.005。
文档编号H01L21/18GK102640257SQ201080054245
公开日2012年8月15日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者C·维克霍恩, J-M·贝斯奥谢, O·考诺恩楚克, 法布里斯·勒泰特, 约努茨·拉杜 申请人:索泰克公司