一种柔性GaSb薄膜制备方法技术

本发明专利技术公开了柔性GaSb薄膜制备方法，其技术方案要点是：柔性GaSb薄膜制备方法，包括如下步骤：步骤1：GaSb晶圆端面注入Al离子；步骤2：GaSb晶圆端部注入O离子，O离子与Al离子深度一致；步骤3：GaSb晶圆侧壁注入Al离子；步骤4：GaSb晶圆注入Al离子一侧侧壁位置注入O离子，O离子与步骤3所注入的Al离子位置一致；步骤5：将GaSb晶圆通过退火炉高温退火；步骤6：将柔性基底粘附在GaSb晶圆的离子注入面；步骤7：将GaSb晶圆表层撕下，由在GaSb晶圆侧壁注入Al离子及O离子位置作为起始点撕裂，形成GaSb薄膜。本发明专利技术实现在GaSb晶圆内部及侧壁位置形成一层氧化脆性层，并以侧壁位置的氧化脆性层为撕扯开裂的发起点，将GaSb薄膜从GaSb晶圆撕下，完成制备GaSb薄膜。完成制备GaSb薄膜。完成制备GaSb薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性GaSb薄膜制备方法


[0001]本专利技术涉及GaSb薄膜领域，尤其涉及到一种柔性GaSb薄膜制备方法。

技术介绍

[0002]GaSb半导体材料是重要的III
‑
V半导体材料之一，它的晶格可以匹配不同个三元及多元化合物，其带宽可以覆盖0.3
‑
1.58eV，对应波长为0.8μm
‑
4.3μm，是用来制备长波长激光器、探测器的主要材料之一。
[0003]如果可以将GaSb材料制备成高质量的柔性单晶薄膜，可以在可穿戴医疗检测方面具有重要应用价值。然而，目前市场上的GaSb材料都以块材形式出售，现有的GaSb材料难以实现柔性化。
[0004]因此需要开发GaSb柔性薄膜制备工艺，以克服上述缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种柔性GaSb薄膜制备方法，实现在GaSb晶圆内部及侧壁位置形成一层氧化脆性层，并以侧壁位置的氧化脆性层为撕扯开裂的发起点，将GaSb薄膜从GaSb晶圆撕下，完成制备GaSb薄膜。
[0006]本专利技术的进一步设置为：本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种柔性GaSb薄膜制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：在GaSb晶圆上注入Al离子，Al离子由GaSb晶圆端面位置进入；
[0008]步骤2：在GaSb晶圆上注入O离子，O离子由GaSb晶圆端面位置进入，且注入的O离子与Al离子深度一致；
[0009]步骤3：在GaSb晶圆侧壁位置注入Al离子，Al位于GaSb晶圆一侧边沿位置；
[0010]步骤4：在GaSb晶圆注入Al离子一侧侧壁位置注入O离子，O离子与步骤3所注入的Al离子位置一致；
[0011]步骤5：将GaSb晶圆放入退火炉内进行高温退火，完成后，静置降温至室温，GaSb晶圆注入有Al离子及O离子位置经高温退后，氧化形成氧化脆性层；
[0012]步骤6：将柔性基底粘附在GaSb晶圆的相应离子注入面位置；
[0013]步骤7：待柔性基底粘附牢固后，将靠近于贴附于柔性基底位置的GaSb晶圆表层撕下，由在GaSb晶圆侧壁注入Al离子及O离子位置作为起始点开始撕裂，并形成GaSb薄膜。
[0014]本专利技术的进一步设置为：步骤1中，Al离子注入能量为50
‑
200keV，注入剂量为1
×
10
16
‑1×
10
17
/cm2；步骤2中，O离子的注入能量范围为50
‑
200keV，并使O离子与Al离子位于GaSb晶圆端面同一深度位置。
[0015]本专利技术的进一步设置为：在步骤3中，Al离子注入能量为50
‑
200keV，注入剂量为1
×
10
16
‑1×
10
17
/cm2，在步骤4中，注入O离子能量范围为50
‑
200keV。
[0016]本专利技术的进一步设置为：步骤5中，退火炉的退火温度为100
‑
300℃，退火时间为10
‑
60分钟，冷却方式为自然冷却。
[0017]本专利技术的进一步设置为：步骤6中，所述柔性基底为二甲硅氧烷、聚酰亚胺、聚乙烯乙醇、聚醚砜以及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种组合。
[0018]本专利技术的进一步设置为：步骤7中，撕裂GaSb晶圆并形成GaSb薄膜的撕裂角度为与GaSb晶圆端面呈45
°
角，并通过柔性基底带动GaSb晶圆表层撕裂，在GaSb晶圆注入有Al离子及O离子的一侧表面位置优先碎裂。
[0019]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]由GaSb晶圆端面位置及一侧侧壁位置均注入Al离子及O离子，并且Al离子与GaSb反应形成AlGaSb化合物，并通过退火炉加热，使O离子氧化AlGaSb化合物，从而形成一层氧化脆性层，该氧化脆性层易于碎裂，通过该氧化脆性层将GaSb晶圆分隔形成一层GaSb薄膜。。通过柔性基底带动GaSb晶圆表层撕裂，在GaSb晶圆注入有Al离子及O离子的一侧表面位置优先碎裂；另外在GaSb晶圆侧壁位置注入Al离子及O离子实现GaSb晶圆侧壁位置形成氧化脆性层，并以该氧化脆性层为撕扯开裂的发起点，从而达到便于将GaSb薄膜从GaSb晶圆撕下，进而制备完成GaSb薄膜。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的制备方法示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。
[0023]如图1所示，本专利技术提出的一种柔性GaSb薄膜制备方法，包括如下步骤：步骤1，在GaSb晶圆上注入Al离子，Al离子由GaSb晶圆端面位置进入，GaSb晶圆为商用(100)GaSb晶圆。并且步骤1中，Al离子注入能量为50
‑
200keV，注入剂量为1
×
10
16
‑1×
10
17
/cm2，实现GaSb晶圆内注入一层Al离子，Al离子注入后与GaSb反应形成，即GaSb晶圆内形成有一层AlGaSb化合物，并且AlGaSb化合物具有易氧化的特性。
[0024]步骤2，在GaSb晶圆上注入O离子，O离子由GaSb晶圆端面位置进入，且注入的O离子与Al离子深度一致。步骤2中，O离子的注入能量范围为50
‑
200keV，并使O离子与Al离子位于GaSb晶圆端面同一深度位置，即在GaSb晶圆内的AlGaSb化合物位置存留有O离子层。
[0025]步骤3：在GaSb晶圆侧壁位置注入Al离子，Al位于GaSb晶圆一侧边沿位置；即在GaSb晶圆一侧侧壁特定位置，注入Al离子，并且Al离子注入能量为50
‑
200keV，注入剂量为1
×
10
16
‑1×
10
17
/cm2，即在GaSb晶圆特定位置的侧壁形成一层AlGaSb化合物。
[0026]步骤4，在GaSb晶圆注入Al离子一侧侧壁位置注入O离子，O离子与步骤3所注入的Al离子位置一致，即注入O离子能量范围为50
‑
200keV，达到在GaSb晶圆侧壁位置形成的AlGaSb化合物间存留一定量的O离子。
[0027]步骤5，将完成注入离子的GaSb晶圆放入退火炉内进行高温退火，完成后，静置降温至室温，并且退火要求为退火温度为100
‑
300℃，退火时间为10
‑
60分钟，冷却方式为自然冷却。GaSb晶圆注入有Al离子及O离子位置经高温退后，氧化形成氧化脆性层，即通过高温促进AlGaSb化合物与O离子反应，使AlGaSb化合物被氧化，AlGaSb化合物氧化后形成一层氧化脆性层，即该位置易于碎裂，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性GaSb薄膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在GaSb晶圆上注入Al离子，Al离子由GaSb晶圆端面位置进入；步骤2：在GaSb晶圆上注入O离子，O离子由GaSb晶圆端面位置进入，且注入的O离子与Al离子深度一致；步骤3：在GaSb晶圆侧壁位置注入Al离子，Al位于GaSb晶圆一侧边沿位置；步骤4：在GaSb晶圆注入Al离子一侧侧壁位置注入O离子，O离子与步骤3所注入的Al离子位置一致；步骤5：将GaSb晶圆放入退火炉内进行高温退火，完成后，静置降温至室温，GaSb晶圆注入有Al离子及O离子位置经高温退后，氧化形成氧化脆性层；步骤6：将柔性基底粘附在GaSb晶圆的相应离子注入面位置；步骤7：待柔性基底粘附牢固后，将靠近于贴附于柔性基底位置的GaSb晶圆表层撕下，由在GaSb晶圆侧壁注入Al离子及O离子位置作为起始点开始撕裂，并形成GaSb薄膜。2.根据权利要求1所述的一种柔性GaSb薄膜制备方法，其特征在于，步骤1中，Al离子注入能量为50
‑
200keV，注入剂量为1
×
10
16
‑1×
10
17
/cm2；步骤2中，O离子的注入能量范围为50
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：林家杰，刘仁杰，李烨，苏凯，
申请(专利权)人：浙江中科尚弘离子装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：