用于将InP薄膜转移到加强基板上的方法
【专利摘要】本发明涉及用于将InP薄膜转移到加强基板上的方法，该方法包括由以下组成的步骤：a）提供一种结构，其包括InP表面层（5）和在下面的掺杂InP薄层（4）；b）通过表面层（5）注入氢离子以在掺杂薄层（4）中产生弱化平面（7），从而划界包括表面层（5）的薄膜；c）使表面层（5）紧密接触加强基板而设置；以及d）施加热处理以在弱化平面（7）处获得分裂并将薄膜转移到加强基板上。
【专利说明】用于将InP薄膜转移到加强基板上的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将InP薄膜转移到加强基板(stiffener substrate)上的方法。【背景技术】
[0002]按照Smart Cut?技术，许多因素如注入离子的类型、注入能量、注入剂量、注入电流(或电流密度，即电流与注入表面积的比率)和注入温度，可以影响基板的分裂(劈裂，裂缝，splitting)。
[0003]与分裂相容的H+离子的注入条件对于硅是已知的并且得到证明，尤其是对于热激活的(heat-activated)分裂。相对于所期望转移的层的厚度来选择注入能量。注入剂量取决于注入能量:当能量在30keV至210keV之间变化时，最小剂量通常在4X 1016H/cm2(4E16H/cm2)至6X 1016H/cm2 (6E16H/cm2)之间变化。注入电流可以在几μ A至几mA之间改变，而没有对分裂步骤产生重要影响:注入电流对过程的唯一影响是待施加的分裂热处理和/或转移厚度和/或在分裂以后获得的表面粗糙度的轻微变化。类似地，注入温度，即在基板中在由注入物质形成的弱化平面(weakened plane)处达到的温度,可以在_190°C至+300°C之间变化，而对分裂步骤没有任何阻断影响；如对于注入电流的情况，过程的注入温度对待施加的分裂热处理和/或转移厚度和/或在分裂以后获得的表面粗糙度仅具有轻微影响。
[0004]在InP的情况下，依据不同的文件已知，转移薄膜的分裂和质量高度依赖于注入温度:例如在论文 “Low temperature InP layer transfer，，by Q.-Y.Tong, Y.-L.Chao, L.-J.Haung, and U.Gosele, Electron.Lett.35, 341 (1999)中,表明用于 InP 的最佳注入温度为约 150 至 200°C，而在 S.Hayashi, D.Bruno, M.S.Goorsky 的发表于 Appl.Phys.Lett., Vol.85, N0.2, 12July2004, p.236-238 的“Temperature dependence of hydrogen -1nduced exfoliation of InP”中表明，最佳温度为-20°C。在评估中的这些差异可以源自不受控于这些论文的作者的参数如基板的掺杂、由注入束供给的功率、在注入期间基板的热接触。另外，因为在真空下进行注入，所以在可以持续若干小时的整个注入步骤期间，测量和维持注入基板的温度是非常困难的。
[0005]然而，本 申请人:的实验已表明，用于在InP中促进热激活分裂的氢的最佳注入温度在120至180°C之间。然而，当利用常规微电子注入机来注入可用的InP基板时，注入温度超过200°C (例如，205°C用于在20keV和100微安培下在直径为50mm的基板上的注入)并且由于这个原因，随后的热激活分裂不再是可能的。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是，克服这些缺点中的一个或多个。为此目的，本发明的主题是用于将InP薄膜转移到加强基板上的方法，该方法包括由以下组成的步骤:
[0007]a)提供一种结构，其包括InP表面层和在下面的掺杂InP薄层；
[0008]b)通过表面层注入氢离子以在掺杂薄层中形成弱化平面，从而使包括表面层的薄膜划界(界定，delimiting)；
[0009]c)使表面层紧密接触加强基板而设置；以及
[0010]d)施加热处理以在弱化平面处获得分裂并将薄膜转移到加强基板上。
[0011]目前可用的InP基板大多是以具有107Ω.cm数量级电阻率的基板的形式来提供。然而这种电阻率意味着0.4至0.46数量级的相对较低的发射率。通过应用斯特芬.玻尔兹曼定律(Stephan Boltzman’ s law)(下文描述其方程式),可以得出:在注入时，材料的发射率越高，则在材料中达到的温度越低。
[0012]需要回顾的是，斯特芬.玻尔兹曼方程如下所述:
[0013]
【权利要求】
1.一种用于将InP薄膜(11)转移到加强基板(9)上的方法，所述方法包括由以下组成的步骤: a)提供一种结构(6)，所述结构包括InP的表面层(5)和在下面的掺杂InP薄层(4)； b)通过所述表面层(5)注入氢离子以在所述掺杂薄层(4)中产生弱化平面(7)，从而使包括所述表面层(5)的薄膜(11)划界； c)使所述表面层(5)紧密接触加强基板(9)而设置；以及 d)施加热处理以在所述弱化平面(7)处获得分裂并将所述薄膜(11)转移到所述加强基板(9 )上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面层(5)掺杂有与所述掺杂薄层(4)的掺杂剂相同的掺杂剂。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述掺杂薄层(4)包含浓度在IO17至102°原子/cm3之间的电活性掺杂剂，以致所述掺杂薄层(4)具有0.75至0.9之间的发射率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤a)包括由以下组成的步骤: i)提供电阻性InP的基板(I)； ii)在所述基板(I)中注入掺杂剂离子物质如S、Sn、Zn、S1、Te、Ge或Se以形成掺杂埋层(3 )，从而使在注入表面和所述埋层(3 )之间的表面层(5 )划界； iii)对所述埋层(3)施加热处理以电激活所述掺杂剂离子物质并在InP材料中形成具有0.75至0.9之间的发射率的掺杂薄层(4)，以获得所述结构(6)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤a)包括由以下组成的步骤: j )提供基板(I )，所述基板(I)包括在其表面上的晶种层(14); k)在所述晶种层(14)上外延生长掺杂InP薄层(4);以及 I)在所述掺杂薄层(4)上外延生长InP表面层(5)，所述掺杂薄层(4)具有0.75至0.9之间的发射率，以获得所述结构(6)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述晶种层(14)包含电阻性InP。
7.根据权利要求1或3至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述InP表面层(5)形成自电阻性InP，所述电阻性InP选自固有InP或者其掺杂由浓度为IO15至1016Fe/cm3数量级的电激活Fe掺杂剂补偿的InP。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b)包括在一定能量和电流密度下注入氢离子的步骤，以致在所述掺杂薄层(4)中的注入温度在120至180°C之间。
【文档编号】H01L21/02GK103632924SQ201310364487
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】奥雷莉·托赞 申请人:法国原子能及替代能源委员会