外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法与流程

本发明涉及半导体材料制备技术领域，特别是涉及一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法。

背景技术

晶硅光伏产业发展迅速，已逐步接近传统能源电价。但受传统工艺的限制，进一步降低成本的空间有限。薄型晶硅电池(30-60μm)一方面具有与传统电池相当的转换效率，且在降低产业成本方面具有巨大的发展空间，另一方面又可以推进轻质柔性电池的产业应用，因此，薄硅电池是未来电池的必然发展趋向之一，而大面积高质量成膜技术是薄硅电池的一项核心技术。

在专利(us9,502,240b2)《preparationmethodofcrystallinesiliconfilmbasedonlayertransfer》)和专利(zl201310167373.3)《一种基于层转移的晶硅薄膜的制备方法》中提供了一种气相法制备层转移单晶硅薄膜的方法。其中介绍了制备层转移晶硅薄膜的主要步骤，包括籽晶阵列衬底的具体制作方法。具体地，籽晶阵列衬底主要采用如下步骤制作：步骤1)，提供一单晶硅衬底，于所述单晶硅衬底表面形成用于制作周期性棒阵列的掩膜，然后采用化学湿法刻蚀或干法刻蚀工艺于所述单晶硅衬底上形成周期性的硅棒阵列。步骤2)，于所述单晶硅衬底表面及硅棒阵列表面形成硅外延生长的阻挡层。步骤3)，采用选择性刻蚀工艺去除所述硅棒阵列顶部的阻挡层，暴露所述硅棒阵列顶部的硅，形成硅核阵列(即籽晶阵列)。其中，步骤3)的具体方法为：3-1)于所述硅棒阵列中填充光刻胶，露出所述硅棒阵列顶部的阻挡层；3-2)采用等离子体刻蚀将所述硅棒阵列顶部的阻挡层去除，露出所述硅棒阵列顶部的硅；3-3)去除所述光刻胶。

然而，上述制作籽晶阵列衬底的方法，在实际应用中却存在着很大的问题。由于旋涂光刻胶很难在非平坦表面均匀成膜，从而导致在硅棒阵列中填充的光刻胶厚度不一致，特别是衬底边缘和衬底中心的光刻胶填充厚度差异极大。因此，在填充的光刻胶分布不均的情况下，最终得到的籽晶阵列衬底良品率极低，大部分无法用于后续层转移单晶硅薄膜的制备，只能报废处理，造成了极大的浪费。

因此，如何改进籽晶阵列衬底及其制备方法，以适用于后续外延层转移单晶硅层的制备，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法，能够制备一种具有高度机械稳定性、适用于制备外延层转移单晶硅层的可重复使用的籽晶阵列衬底，用于解决现有技术中籽晶阵列衬底良品率极低，大部分无法用于后续层转移单晶硅薄膜的制备的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，其中，所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法至少包括如下步骤：

提供一母衬底；

于所述母衬底上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜；

基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面形成阵列排布的若干个凸起结构；

通过热氧化方法并基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层；

去除所述抗热氧化掩膜，于每个凸起结构的顶部对应形成外突型籽晶，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。

优选地，于所述母衬底上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜，具体方法为：

于所述母衬底上形成抗热氧化薄膜；

根据所需籽晶阵列图形，通过紫外曝光微纳工艺和反应离子束刻蚀工艺对所述抗热氧化薄膜进行图形化，以形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜。

优选地，所述抗热氧化薄膜的材料为si3n4。

优选地，所述抗热氧化薄膜的厚度为70nm～150nm。

优选地，所述母衬底为任意晶体取向的单晶硅衬底，基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面形成阵列排布的若干个凸起结构，具体方法为：

在所述母衬底为si(100)衬底时，基于所述抗热氧化掩膜，通过碱液湿法刻蚀工艺对所述母衬底表面进行各向异性刻蚀，以形成阵列排布的若干个金字塔状凸起结构；

在所述母衬底为si(110)衬底或si(111)衬底时，基于所述抗热氧化掩膜，通过反应离子束刻蚀工艺对所述母衬底表面进行刻蚀，以形成阵列排布的若干个锥状凸起结构。

优选地，通过热氧化方法并基于所述抗热氧化掩膜，于所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层，具体方法为：

在温度为900℃～950℃的条件下，通过干燥的纯氧使所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面被热氧化，从而形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层，同时使所述凸起结构顶部表面基于其上覆盖的抗热氧化掩膜而避免被氧化。

优选地，所述外延阻挡层的厚度为50nm～200nm。

优选地，去除所述抗热氧化掩膜，于每个凸起结构的顶部对应形成外突型籽晶，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，具体方法为：

通过酸液湿法刻蚀工艺选择性去除所述凸起结构顶部的抗热氧化掩膜，以暴露所述凸起结构的顶部，使每个凸起结构被暴露的顶部作为一个外突型籽晶，同时使每个凸起结构被所述外延阻挡层包覆的部分作为所述外突型籽晶的支撑部，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，其中，所述外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法至少包括：

母衬底；

形成于所述母衬底表面的阵列排布的若干个凸起结构，其中，所述凸起结构通过于所述母衬底上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜，并基于所述抗热氧化掩膜形成；

形成于所述母衬底表面及所述凸起结构侧壁表面的用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层，其中，所述外延阻挡层通过热氧化方法并基于所述抗热氧化掩膜形成；以及，

对应形成于每个凸起结构顶部的外突型籽晶，从而形成的由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，其中，所述外突型籽晶通过去除所述抗热氧化掩膜形成。

优选地，所述抗热氧化掩膜的材料为si3n4。

优选地，所述抗热氧化掩膜的厚度为70nm～150nm。

优选地，所述母衬底为任意晶体取向的单晶硅衬底，其中：

在所述母衬底为si(100)衬底时，所述凸起结构为金字塔状凸起结构；

在所述母衬底为si(110)衬底或si(111)衬底时，所述凸起结构为锥状凸起结构。

优选地，所述外延阻挡层的厚度为50nm～200nm。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种外延层转移单晶硅的制备方法，其中，所述外延层转移单晶硅的制备方法至少包括如下步骤：

采用如上所述的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，制备籽晶阵列衬底；

于所述籽晶阵列衬底上形成单晶硅层，其中，所述单晶硅层为外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜；

从所述籽晶阵列衬底上剥离转移所述单晶硅层；

其中，剥离转移所述单晶硅层后的籽晶阵列衬底适于重复使用于形成所述单晶硅层的步骤中。

优选地，于所述籽晶阵列衬底上形成单晶硅层，具体方法为：

于所述籽晶阵列衬底上进行选择性单晶硅外延生长，以使所述籽晶阵列中各离散的外突型籽晶长大合并形成无孔连续的外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜，从而得到所述单晶硅层；其中，所述单晶硅层与所述母衬底之间通过所述凸起结构被所述外延阻挡层包覆的部分连接。

优选地，所述籽晶阵列衬底经过多次重复使用后，在从所述籽晶阵列衬底上剥离转移所述单晶硅层之前，对所述籽晶阵列衬底中包覆在每个凸起结构外的外延阻挡层进行增厚，以恢复所述籽晶阵列衬底的可重复利用性。

如上所述，本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，采用抗热氧化掩膜法，加工步骤少、工艺简单，所获得的籽晶阵列衬底具有高度力学稳定性，且抗工艺操作性优异，极具工业实用性。

本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，采用本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法制备而成，籽晶阵列具有高度机械稳定性，能够为后续外延生长的单晶硅层提供稳定的机械支撑，且能够经历传统晶片清洗、加工等过程而不易损坏，从而确保外延生长获得的单晶硅层能够通过简单的机械剥离实现层转移，而余留的籽晶阵列衬底不会出现破损可以直接重复利用。

本发明的外延层转移单晶硅的制备方法，在本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法的基础上，直接外延生长单晶硅晶片或单晶硅薄膜，且由于籽晶阵列衬底具有高度较小的凸起结构，外延生长获得的单晶硅层与凸起结构的接触处，凸起结构的围度尺寸最小，非常利于实施机械应变剥离转移单晶硅层，在单晶硅层剥离转移后，余留的籽晶阵列衬底不会被破坏而可以重复利用。

附图说明

图1显示为本发明第一实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法的流程示意图。

图2～图7显示为本发明第一实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法中各步骤的具体结构示意图。

图8显示为本发明第三实施方式的外延层转移单晶硅的制备方法的流程示意图。

图9～图10显示为本发明第三实施方式的外延层转移单晶硅的制备方法中各步骤的具体结构示意图。

元件标号说明

100母衬底

101凸起结构

200抗热氧化薄膜

201抗热氧化掩膜

300外延阻挡层

400单晶硅层

s1～s7步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图7，本发明的第一实施方式涉及一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法。需要说明的是，本实施方式中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，至少包括如下步骤：

步骤s1，提供一母衬底100，如图2所示。

在步骤s1中，母衬底100为任意晶体取向的单晶硅衬底，单晶硅衬底可以采用单晶硅晶片或者生长在异质单晶片上的外延单晶硅薄膜。

步骤s2，于母衬底100上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜201，如图3～图4所示。

在步骤s2中，具体方法为：

步骤s21，于母衬底100上形成抗热氧化薄膜200，如图3所示。

步骤s22，根据所需籽晶阵列图形，通过紫外曝光微纳工艺和反应离子束刻蚀(rie，reactiveionetching)工艺对抗热氧化薄膜200进行图形化，以形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜201，如图4所示。

需要说明的是，由于抗热氧化掩膜201用于制作后续工艺中的籽晶阵列，因此需要先在抗热氧化掩膜201中形成预设籽晶阵列图形；在本实施方式中，根据实际所需的籽晶阵列图形，采用紫外曝光微纳工艺和反应离子束刻蚀工艺形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜201。当然，在其他实施方式中，也可以采用其他工艺形成抗热氧化掩膜201中的图形。

在本实施方式中，抗热氧化薄膜200的材料为硅系抗热氧化薄膜200，抗热氧化薄膜200的厚度为70nm～150nm。值得一提的是，对于抗热氧化薄膜200的厚度的设定，一方面需要其能够实现抗热氧化掩膜201功能，另一方面不能过厚，过厚易因热膨胀发生翘曲，不利于后续工艺的实施。

作为示例，抗热氧化薄膜200的材料为si3n4，抗热氧化薄膜200的厚度为80nm。需要说明的是，在常规的微纳加工工艺中，rie是一种常用的干法刻蚀方法，但是因为其刻蚀陡直性比较差，常用来进行浅刻蚀，而si3n4是硅半导体产业中常用的抗热氧化薄膜200材料，在1000℃以下比较难被干燥的纯氧氧化，150nm以下厚度的si3n4就足以实现抗热氧化掩膜201功能，因此可以很便利地通过rie刻蚀实现母衬底100表面的si3n4膜层的图形化。

步骤s3，基于抗热氧化掩膜201，于母衬底100表面形成阵列排布的若干个凸起结构101，如图5所示。

在步骤s3中，具体方法为：

在母衬底100为si(100)衬底时，基于抗热氧化掩膜201，通过碱液湿法刻蚀工艺对母衬底100表面进行各向异性刻蚀，以形成阵列排布的若干个金字塔状凸起结构101；

在母衬底100为si(110)衬底或si(111)衬底时，基于抗热氧化掩膜201，通过反应离子束刻蚀工艺对母衬底100表面进行刻蚀，以形成阵列排布的若干个锥状凸起结构101。

作为示例，碱液采用koh溶液。

需要说明的是，抗热氧化薄膜200还具有优异的抗碱液刻蚀性能，以si3n4为例，对于si(100)衬底，在完成si3n4膜层的图形化后，碱液湿法刻蚀无si3n4覆盖的母衬底100区域，因碱液刻蚀的各向异性特点，使母衬底100的刻蚀以坡面的形式向母衬底100下方延伸，从而形成金字塔状凸起结构101，凸起结构101的顶部基于si3n4的覆盖和遮挡而不会被碱液刻蚀；对于其它晶向的母衬底100，尤其是si(111)衬底，因碱液湿法刻蚀速率缓慢且各向异性性能比较差，在完成si3n4膜层的rie干法刻蚀图形化后，接着进行母衬底100的rie刻蚀，刻蚀深度在2μm以下，因rie刻蚀的陡直性比较差，会使获得凸起结构101的顶部宽度尺寸略小于底部宽度尺寸，凸起结构101的侧面呈现一定的坡面形态，凸起结构101的顶部基于si3n4的覆盖和遮挡而不会被碱液刻蚀。因此，无论是通过碱液各向异性刻蚀形成的凸起结构101还是rie刻蚀形成的凸起结构101，都具有高度的机械稳定性，特别是在凸起结构101的高度比较小的情况下，可以保证后续获得的外突型籽晶具有高度机械稳定性，能够经历传统晶片清洗、加工等过程而不易损坏，从而保证籽晶阵列衬底的工业实用性。

步骤s4，通过热氧化方法并基于抗热氧化掩膜201，于母衬底100表面及凸起结构101侧壁表面形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层300，如图6所示。

在步骤s4中，具体方法为：

在温度为900℃～950℃的条件下，通过干燥的纯氧使母衬底100表面及凸起结构101侧壁表面被热氧化，从而形成用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层300，同时使凸起结构101顶部表面基于其上覆盖的抗热氧化掩膜201而避免被氧化。

作为示例，外延阻挡层300的厚度为50nm～200nm，热氧化的时间为5h～15h。

需要说明的是，在母衬底100表面形成凸起结构101后，采用干燥的纯氧氧化母衬底100表面及凸起结构101侧壁表面，由于母衬底100为单晶硅衬底，因而在母衬底100裸露的表面会形成一层致密的sio2外延阻挡层300，而在凸起结构101的顶部，因抗热氧化掩膜201的作用，不会出现sio2外延阻挡层300。

步骤s5，去除抗热氧化掩膜201，于每个凸起结构101的顶部对应形成外突型籽晶，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，如图7所示。

在步骤s5中，具体方法为：

通过酸液湿法刻蚀工艺选择性去除凸起结构101顶部的抗热氧化掩膜201，以暴露凸起结构101的顶部，使每个凸起结构101被暴露的顶部作为一个外突型籽晶，同时使每个凸起结构101被外延阻挡层300包覆的部分作为外突型籽晶的支撑部，从而形成由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，最终得到外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。

作为示例，酸液采用150℃～200℃的浓磷酸。优选160℃浓磷酸。需要说明的是，由于浓磷酸在si3n4和sio2之间的湿法刻蚀选择比高，可以选择性的刻蚀去除si3n4膜层，暴露si3n4膜层下的凸起结构101顶部形成所需的外突型籽晶，从而获得外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底。

本实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，采用抗热氧化掩膜201法，加工步骤少、工艺简单，所获得的籽晶阵列衬底具有高度力学稳定性，且抗工艺操作性优异，极具工业实用性。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

请继续参阅图7，本发明的第二实施方式涉及一种外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，其至少包括：

母衬底100；

形成于母衬底100表面的阵列排布的若干个凸起结构101，其中，凸起结构101通过于母衬底100上形成具有预设籽晶阵列图形的抗热氧化掩膜201，并基于抗热氧化掩膜201形成；

形成于母衬底100表面及凸起结构101侧壁表面的用于实现单晶硅选择性外延生长的外延阻挡层300，其中，外延阻挡层300通过热氧化方法并基于抗热氧化掩膜201形成；以及，

对应形成于每个凸起结构101顶部的外突型籽晶，从而形成的由若干个外突型籽晶构成的籽晶阵列，其中，外突型籽晶通过去除抗热氧化掩膜201形成。

作为示例，抗热氧化掩膜201的材料为si3n4。

作为示例，抗热氧化掩膜201的厚度为70nm～150nm。

作为示例，母衬底100为任意晶体取向的单晶硅衬底，其中：

在母衬底100为si(100)衬底时，凸起结构101为金字塔状凸起结构101；

在母衬底100为si(110)衬底或si(111)衬底时，凸起结构101为锥状凸起结构101。

作为示例，外延阻挡层300的厚度为50nm～200nm。

如图7所示，外突型籽晶、凸起结构101以及母衬底100为一体结构。每个凸起结构101裸露的顶部即为外突型籽晶，其未被外延阻挡层300覆盖。母衬底100表面及每个凸起结构101的侧壁表面均被外延阻挡层300覆盖。

本实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，采用本发明第一实施方式所涉及的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法制备而成，籽晶阵列具有高度机械稳定性，能够为后续外延生长的单晶硅层400提供稳定的机械支撑，且能够经历传统晶片清洗、加工等过程而不易损坏，从而确保外延生长获得的单晶硅层400能够通过简单的机械剥离实现层转移，而余留的籽晶阵列衬底不会出现破损可以直接重复利用。

不难发现，本实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底通过本发明第一实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法来得到。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

请参阅图8～图10，本发明第三实施方式涉及一种外延层转移单晶硅的制备方法。本实施方式需要在本发明第一实施方式的步骤s1～步骤s5的基础上进行实施，因此第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。

如图8所示，本实施方式的外延层转移单晶硅的制备方法，至少包括如下步骤：

采用本发明第一实施方式的步骤s1～步骤s5，制备籽晶阵列衬底。

步骤s6，于籽晶阵列衬底上形成单晶硅层400，其中，单晶硅层400为外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜，如图9所示。

在步骤s6中，具体方法为：

于籽晶阵列衬底上进行选择性单晶硅外延生长，以使籽晶阵列中各离散的外突型籽晶长大合并形成无孔连续的外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜，从而得到单晶硅层400；其中，单晶硅层400与母衬底100之间通过凸起结构101被外延阻挡层300包覆的部分连接。

需要说明的是，于籽晶阵列衬底上进行选择性单晶硅层400外延生长时，需要通过合理调整外延生长方法和条件，使单晶硅层400在各个外突型籽晶上选择性生长。

作为示例，采用常压化学气相沉积方法，sihcl3气体为源外延生长si。

值得一提的是，在实施气相外延生长时，由于外延阻挡层300的阻挡作用，晶体外延生长仅发生在凸起结构101的顶部，即外突型籽晶上，因所有外突型籽晶都来源于同一母衬底100，具有完全相同的晶体取向，随着生长的进行，各个离散的外突型籽晶逐渐长大，然后逐渐合并在一起，形成外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜，通过生长时间控制获得预定厚度的外延单晶硅晶片或外延单晶硅薄膜，即获得单晶硅层400。当实施选择性气相外延生长时，凸起结构101顶部因外突型籽晶的横向生长而合并形成连续的单晶硅层400，而各个凸起结构101之间的空隙被保留下来，这样使得通过实施外延生长获得的单晶硅层400与母衬底100之间仅通过各个凸起结构101连接，其它地方为空隙，从而形成均匀有序的空洞结构，这种空洞结构可以用作后续的一些加工工艺的气体通道或者化学溶液通道，便于在单晶硅层400被转移前对单晶硅层400的下表面进行化学刻蚀(湿法或者反应离子干法刻蚀)，实现剥离转移或者其它表面加工(例如表面绒面化、pe-ald镀膜等)。因各个凸起结构101的尺寸均匀，在母衬底100上的空间分布也均匀一致，这样能够为单晶硅层400提供一种相对稳定的机械支撑，便于对单晶硅层400依托于母衬底100进行各种器件加工而不易出现碎裂，从而大幅提高柔性器件制作的成品率。又因籽晶阵列衬底具有高度较小的凸起结构101，外延生长获得的单晶硅层400与凸起结构101的接触处，凸起结构101的围度尺寸最小(即该处为力学脆点)，非常利于实施机械应变剥离转移单晶硅层400，在单晶硅层400剥离转移后，余留的籽晶阵列衬底不会被破坏而可以重复利用。

步骤s7，从籽晶阵列衬底上剥离转移单晶硅层400，如图10所示。

作为示例，通过真空吸附机械剥离，或者湿法化学刻蚀剥离的方法，在外突型籽晶的位置分离单晶硅层400和籽晶阵列衬底，实现单晶硅层400的转移。

另外，在本实施方式中，剥离转移单晶硅层400后的籽晶阵列衬底适于重复使用于形成单晶硅层400的步骤s6中。需要解释的是，当实施硅外延生长获得的单晶硅层400的剥离转移后，凸起结构101依然位于母衬底100上，其形态及其周边的外延阻挡层300俱保持完整，凸起结构101的顶部仍然保持外突型籽晶品质，因此硅外延生长获得的单晶硅层400剥离转移后，余留的结构化籽晶阵列衬底可直接重复利用。

并且，在本实施方式中，籽晶阵列衬底经过多次重复使用后，在从籽晶阵列衬底上剥离转移单晶硅层400之前，对籽晶阵列衬底中包覆在每个凸起结构101外的外延阻挡层300进行增厚，以恢复籽晶阵列衬底的可重复利用性。考虑于籽晶阵列衬底实施硅气相外延生长时，气相反应物可能对外延阻挡层300产生一定量的侵蚀减薄，籽晶阵列衬底经历一定次数的重复使用后，在从籽晶阵列衬底上剥离转移单晶硅层400之前，采用pe-ald方法对外延阻挡层300进行增厚，可进一步保障籽晶阵列衬底的可重复利用性。

经过上述步骤s1～步骤s7，以及剥离后的籽晶阵列衬底回到步骤s6重新使用，最终完整实现外延层转移单晶硅的生长和剥离转移。

由上可见，本实施方式的外延层转移单晶硅的制备方法，在本发明第一实施方式的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法的基础上，直接外延生长单晶硅层400，且由于籽晶阵列衬底具有高度较小的凸起结构101，外延生长获得的单晶硅层400与凸起结构101的接触处，凸起结构101的围度尺寸最小，非常利于实施机械应变剥离转移单晶硅层400，在单晶硅层400剥离转移后，余留的籽晶阵列衬底不会被破坏而可以重复利用。

综上所述，本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法，采用抗热氧化掩膜法，加工步骤少、工艺简单，所获得的籽晶阵列衬底具有高度力学稳定性，且抗工艺操作性优异，极具工业实用性。

本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底，采用本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法制备而成，籽晶阵列具有高度机械稳定性，能够为后续外延生长的单晶硅层提供稳定的机械支撑，且能够经历传统晶片清洗、加工等过程而不易损坏，从而确保外延生长获得的单晶硅层能够通过简单的机械剥离实现层转移，而余留的籽晶阵列衬底不会出现破损可以直接重复利用。

本发明的外延层转移单晶硅的制备方法，在本发明的外延层转移单晶硅用籽晶阵列衬底的制备方法的基础上，直接外延生长单晶硅晶片或单晶硅薄膜，且由于籽晶阵列衬底具有高度较小的凸起结构，外延生长获得的单晶硅层与凸起结构的接触处，凸起结构的围度尺寸最小，非常利于实施机械应变剥离转移单晶硅层，在单晶硅层剥离转移后，余留的籽晶阵列衬底不会被破坏而可以重复利用。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施方式进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。