專利名稱：鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底結(jié)構(gòu)。
迄今為止，已有大量的砷化鎵及硅柔性襯底制備成功。但是現(xiàn)有的柔性襯底技術(shù)，其柔性中間層與機械支撐襯底的鍵合強度要么太強，使柔性層柔性喪失；要么太弱，使外延層卷曲或脫落。鍵合強度可調(diào)節(jié)柔性襯底成功的解決了外延層與機械支撐襯底之間的鍵合強度問題，在分立器件和光電集成產(chǎn)業(yè)中必將得到廣泛的應(yīng)用，因此對其制備和研究具有重要意義。
隨著光電信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來越需要把不同的光電器件集成到一起，而首要的問題是如何把不同的材料成功的結(jié)合在一起。柔性襯底就是用來制備高質(zhì)量失配異質(zhì)外延薄膜的一種技術(shù)。
現(xiàn)有的柔性襯底技術(shù)，其柔性中間層與機械支撐襯底的鍵合強度要么太強，使柔性層柔性喪失；要么太弱，使外延層卷曲或脫落。為了解決這個問題，發(fā)明了鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底成功的解決了柔性層與機械支撐襯底的鍵合強度問題，可以生長出高質(zhì)量的外延膜。
本發(fā)明一種鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中包括一機械支撐襯底，對于整個結(jié)構(gòu)起機械支撐作用；在機械支撐襯底上生長一層去耦合的中間層結(jié)構(gòu)，中間層結(jié)構(gòu)與機械支撐襯底之間選擇性腐蝕能力較強；在去耦合的中間層上生長一頂層結(jié)構(gòu)，與機械支撐襯底共同完成鍵合強度的調(diào)節(jié)，與中間層的選擇性腐蝕能力較強。
其中機械支撐襯底可以是砷化鎵、硅、銻化鎵、磷化銦以及藍寶石等。
其中頂層結(jié)構(gòu)可以是銦鎵砷、銦鋁砷、鎵銦砷磷、硅鍺等與機械支撐襯底和頂層結(jié)構(gòu)選擇性腐蝕能力較強的材料。
其中頂層結(jié)構(gòu)與中間層結(jié)構(gòu)的材料可以是單晶也可以是多晶形式。
其中襯底上中間層結(jié)構(gòu)與頂層結(jié)構(gòu)的制備可以采用分子束外延、金屬有機氣相外延、離子注入、濺射以及真空淀積等制備方式；失配外延生長也可以在相同或不同的設(shè)備上進行。
其中襯底1上中間層結(jié)構(gòu)2與頂層結(jié)構(gòu)3的制備可以采用分子束外延、金屬有機氣相外延、離子注入、濺射以及真空淀積等制備方式；失配外延生長也可以在相同或不同的設(shè)備上進行。
(7)用x射線雙晶衍射用X衍射儀的ω-2θ衍射模式對樣品進行與傳統(tǒng)襯底對比測試，結(jié)果表明生長在鍵合強度可調(diào)節(jié)柔性襯底上的外延層晶體結(jié)構(gòu)質(zhì)量明顯提高。樣品沿(002)方向的ω-2θ衍射曲線如圖2所示?？梢钥闯鲅苌淝€不僅強度提高，而且半高寬減小；(8)室溫下進行光致發(fā)光測試的結(jié)果如圖3所示。可以發(fā)現(xiàn)生長在鍵合強度可調(diào)節(jié)柔性襯底上的外延層與生長在傳統(tǒng)襯底上的外延層相比，發(fā)光強度增加，半高寬下降。另外發(fā)光峰位紅移表明殘余應(yīng)變降低。
本發(fā)明與其他柔性襯底結(jié)構(gòu)相比，鍵合強度可調(diào)節(jié)柔性襯底成功的解決了柔性層與機械支撐襯底的鍵合強度問題，可以生長出高質(zhì)量的外延膜。
實現(xiàn)發(fā)明的主要設(shè)備半導(dǎo)體薄膜制備設(shè)備(如分子束外延系統(tǒng)和金屬有機氣相外延系統(tǒng)等)機械真空泵+渦輪分子泵(或其它真空設(shè)備)光刻腐蝕設(shè)備半導(dǎo)體熱處理設(shè)備根據(jù)生長設(shè)備的具體情況，對生長技術(shù)路線進行適當(dāng)調(diào)整。
用分子束外延系統(tǒng)生長砷化鎵/砷化鋁/砷化鎵結(jié)構(gòu)，用金屬有機氣相外延生長失配外延材料。
權(quán)利要求
1.一種鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中包括一機械支撐襯底，對于整個結(jié)構(gòu)起機械支撐作用；在機械支撐襯底上生長一層去耦合的中間層結(jié)構(gòu)，中間層結(jié)構(gòu)與機械支撐襯底之間選擇性腐蝕能力較強；在去耦合的中間層上生長一頂層結(jié)構(gòu)，與機械支撐襯底共同完成鍵合強度的調(diào)節(jié)，與中間層的選擇性腐蝕能力較強。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中機械支撐襯底可以是砷化鎵、硅、銻化鎵、磷化銦以及藍寶石等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中頂層結(jié)構(gòu)可以是銦鎵砷、銦鋁砷、鎵銦砷磷、硅鍺等與機械支撐襯底和頂層結(jié)構(gòu)選擇性腐蝕能力較強的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中頂層結(jié)構(gòu)與中間層結(jié)構(gòu)的材料可以是單晶也可以是多晶形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其特征在于，其中襯底上中間層結(jié)構(gòu)與頂層結(jié)構(gòu)的制備可以采用分子束外延、金屬有機氣相外延、離子注入、濺射以及真空淀積等制備方式；失配外延生長也可以在相同或不同的設(shè)備上進行。
全文摘要
本發(fā)明一種鍵合強度可調(diào)節(jié)的柔性襯底，其中包括一機械支撐襯底，對于整個結(jié)構(gòu)起機械支撐作用；在機械支撐襯底上生長一層去耦合的中間層結(jié)構(gòu)，中間層結(jié)構(gòu)與機械支撐襯底之間選擇性腐蝕能力較強；在去耦合的中間層上生長一頂層結(jié)構(gòu)，與機械支撐襯底共同完成鍵合強度的調(diào)節(jié)，與中間層的選擇性腐蝕能力較強；本發(fā)明的鍵合強度可調(diào)節(jié)柔性襯底成功的解決了柔性層與機械支撐襯底的鍵合強度問題，可以生長出高質(zhì)量的外延膜。
文檔編號H01L31/18GK1452214SQ0210573
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者張志成, 楊少延, 黎大兵, 陳涌海, 王占國 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所