本发明专利技术涉及一种获得混合衬底的工艺，所述混合衬底包括至少一个ＩＩＩ／Ｎ型氮化物材料的有源层，其用于电子学领域的应用，其特征在于所述工艺包括以下步骤：选择ＩＩＩ／Ｎ型氮化物材料制成的源衬底（１），所述氮化物材料具有六方晶系单晶晶体学结构；为了在所述衬底的内部形成一定量的限定弱化区域（１３）的纳米凹陷，以等于或者大于１×１０１６Ｈｅ＋／ｃｍ２至１×１０１７Ｈｅ＋／ｃｍ２的注入剂量，通过源衬底（１）的一个被称为“注入面″（１０）的面，执行Ｈｅ＋氦离子至源衬底（１）中的注入，所述注入面位于平行或基本平行于所述氮化物材料的晶体学“ｃ”轴的平面中，其中所述弱化区域限定所述有源层（１４）；以及通过施加总能量预算转移所述有源层（１４），所述总能量预算能够导致所述有源层（１４）从源衬底（１）被分离，所述预算至少包括能够导致所述纳米凹陷生长成凹陷（１２’）的热预算的应用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种获得混合衬底的工艺，即由几层构成的包括至少一层ni/N型的氮化物材料的衬底。 这样的衬底应用于电子学、光学、光伏学或者光电子学领域。 ni/N型的氮化物材料是氮和元素周期表中的III族元素结合的材料，特别是氮化镓(GaN)和基于铟(In)、硼(B)和铝(Al)的各种氮化物或氮化物合金。 该材料在高功率高频电子器件或者承受高温的器件的应用中具有广阔的前景，例如发射可见光或紫外光的发光二极管(LED)，或蓝光/紫光激光二极管。 为了参考，下文中描述了GaN的晶体结构具有六方晶系对称性，这在附附图说明图1中示例性的显示。 在图中可以看出，氮化镓具有六方晶系晶体结构，该结构通过棱柱体的晶体晶胞(unit cell)所确定，所述棱柱体的底具有相同的长度a的边(3. 1896人或者0. 31896nm)以及彼此之间以12(T定向。棱柱体的高被定义为c(5. 1855 A或者O. 51855nm)。在六方晶系晶体中，通常习惯性的使用基于涉及向量A、^、a3和c的4个指数(h，k，i，l)的表示方式来命名晶体学平面。 最通常的氮化镓(GaN)衬底具有垂直于其表面的晶体学的c_轴。其生长被称为沿c-轴或者其生长平面是c-平面。在说明书的其余部分中，这类衬底被称为"标准GaN"衬底，并且被称为极(polar)。 标准GaN制成的衬底具有这样的缺点，其具有不期望的自发的和压电的极化效应，如作者为B. A. Haskell等人的文章〃 Structural andmorphologicalcharacteristics of planar(11_20)a-plane gallium nitridegrown by hydride v即orphase expitaxy" Applied Physics Letters, Volume83， Number 8，25August 2003， pp1554-1556中所述。 这样，它们不能永远的完全适合于在上述
的应用中制造电子组件。 此外，在业界也没有简单的将一层III/N型氮化物材料转移到衬底上的工艺。 下面的文章描述了通过Smart-Cut 技术将标准GaN薄膜转移到支撑衬底上的可會g性，"Tranfer of two-inch GaN film by the Smart_CutTMtechnology，，ElectronicsLetters 26th May 2005， Vol. 41，No. 11，作者A. Tauzin等人。该文章研究了 GaN材料中产生气孔的条件。仅当GaN被注入至少2X 1017H7cm2剂量的氢时才会产生气孔。 在下列文章中也提到了在对注入等于或者大于2.6X10"H7cm2剂量的氢的标准GaN退火之后会产生气孑L缺陷-"Formation of nanovoidsin high-dose hydrogenimplanted GaN"， Applied Physics Letters89，031912 (2006)， 作者I. Radu等人，"Investigation of hydrogenimplantation induced blistering in GaN，，， Phys Stat.Sol. (c)3，No. 6， 1754-1757， (2006)，作者R. Singh等人，以及"Blistering of H-implantedGaN"Journal of Applied Physics,Volume 91，N咖ber 6，15March 2002，pp3928_3930，作者S. 0. Kucheyev等人。 在C. H. Seager等人的文章"Infrared and transmission electronmicroscopystudies of ion-implanted H in GaN，，, Journal of AppliedPhysics， Volume 85， Number 5，1March 1999， pp 2568-2573中也记载了在标准GaN中注入剂量在2X 1016H+/cm2至 IX 10"H7ci^之间的H+离子，然后在大约89(TC进行一个小时的热预算(thermal budget)， 标准GaN中会产生金字塔状的凹陷。 所有提到的值都显示了使GaN断裂的注入剂量比使硅断裂所需的注入剂量至少 高5倍，从而更难于在工业工艺中应用。这是由于根据使用的注入流的密度，应用如此高的 剂量需要持续长达几十个小时的注入操作。 最后，D. Alquier等人的文章 〃 Interaction between dislocationsandHe_implantation_induced voids in GaN epitaxial layers〃 ， AppliedPhysicsLetters 86,211911(2005)描述了 He+氦离子注入标准GaN中的实验结果。 在该文章中指出，在GaN中注入剂量大于lX1016He+/cm2的He+离子，然后在大约1000-110(TC下热处理2分钟，会形成凹陷，其中一些凹陷是圆柱状的，而另一些是金字塔状的。 但是，该文章完全没有描述实现工业化的层转移工艺。 本专利技术的一个目的是提供一种容易在工业上实现的、转移六方晶系晶体结构和ni/N型的氮化物材料(特别是氮化镓(GaN))的层的工艺，换言之，本专利技术使用的注入剂量低于文献中描述的注入剂量，例如A. Tauzin等人的文章〃 Transfer oftwo-inch GaN film by theSmart_Cut technology" ， Electronics Letters 26th May2005Vol. 41No. 11中描述的2X 1017H+/cm2到5X 1017H+/cm2的剂量范围。 本专利技术的另一个目的是提供III/N型的具有良好的晶体质量的六方晶系晶体结构的氮化物材料层，包括在其经历离子注入和层转移的步骤之后。 为此，本专利技术涉及一种获得混合衬底的工艺，所述混合衬底包括至少一个III/N 型氮化物材料的"有源(active)"层，其用于电子学、光学或者光电学领域的应用。 根据本专利技术，该工艺包括如下步骤-选择ni/N型氮化物材料制成的"源"衬底，其具有六方晶系单晶晶体学结构；-为了在受控的平均注入深度处在衬底的内部形成一定量的限定弱化区域的纳米 凹陷，以等于或者大于lX1016He7cm2的注入剂量，通过源衬底的一个被称为"注入面"的 面，执行He+氦离子至源衬底的注入，所述注入面位于平行或基本平行于所述氮化物材料的 晶体学"c"轴的平面中，其中所述弱化区域限定所述有源层；以及 -通过施加包括热预算(thermal budget)禾P补充能量预算(complementary energy budget)的总能量预算转移所述有源层，其中所述热预算被称为"凹陷生长热预 算"，能够引起所述纳米凹陷被转化成更大的凹陷，以及所述补充能量预算被称为"分离能 量预算"，能够引起有源层从源衬底的剩余部分分离。 由于本专利技术的特征，能够减少注入时间，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种获得混合衬底（３，３’）的工艺，所述混合衬底包括至少一个Ⅲ／Ｎ型氮化物材料的“有源”层（１４），其用于电子学、光学、光伏学或者光电学的领域的应用，其特征在于所述工艺包括以下步骤：选择由Ⅲ／Ｎ型氮化物材料制成的“源”衬底（１），所述氮化物材料具有六方晶系单晶晶体学结构；为了在受控的平均注入深度处在所述衬底的内部形成一定量的限定弱化区域（１３）的纳米凹陷（１２），以等于或者大于１×１０↑［１６］Ｈｅ↑［＋］／ｃｍ↑［２］的注入剂量，通过源衬底（１）的一个被称为“注入面”（１０）的面，执行Ｈｅ＋氦离子至源衬底（１）中的注入，所述注入面位于平行或基本平行于所述氮化物材料的晶体学“ｃ”轴的平面中，其中所述弱化区域限定所述有源层（１４）；以及通过施加包括热预算和补充能量预算的总能量预算转移所述有源层（１４），所述热预算被称为“凹陷生长热预算”，能够引起所述纳米凹陷（１２）被转化成更大的凹陷（１２’），以及所述补充能量预算被称为“分离能量预算”，能够引起有源层（１４）从源衬底（１）的剩余部分（１５）被分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A加尼尔，
申请(专利权)人：SOITEC绝缘体上硅技术公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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