[发明专利]制备无排除区的外延用结构的工艺

权利要求书

1.一种制备外延用复合结构(13)的工艺，外延用复合结构包括支撑衬底(10)上的至少一个半导体材料的晶体生长籽晶层(11)，支撑衬底(10)和晶体生长籽晶层(11)在其结合面的外围都具有倒角或边缘倒圆区，其特征在于，所述工艺包括至少一步通过分子间粘着将晶体生长籽晶层(11)结合到支撑衬底(10)的步骤，和至少一步减薄晶体生长籽晶层(11)的步骤，所述工艺无须转移晶体生长籽晶层，所述的晶体生长籽晶层(11)在减薄后具有与其起始直径相同的直径。

2.如权利要求1所述的工艺，其中，选择晶体生长籽晶层在减薄步骤中被去除的厚度，使得所述的晶体生长籽晶层(11)的最终厚度比倒角或边缘倒圆区遍布的厚度要大。

3.如权利要求2所述的工艺，其中，晶体生长籽晶层(11)被减薄，其最终厚度在5微米到100微米之间。

4.如权利要求1到3中任一项所述的工艺，其中，晶体生长籽晶层(11)在表面的缺陷密度低于10⁹/cm²。

5.如权利要求1所述的工艺，其中，支撑衬底(10)由选自以下材料中的至少一种的材料构成：多晶AlN、单晶或多晶GaN、单晶或多晶SiC、蓝宝石、陶瓷、金属合金。

6.如权利要求5所述的工艺，其中，半导体材料的晶体生长籽晶层(11)由选自以下材料的至少一种的材料构成：单晶Si，单晶SiC，单晶蓝宝石，和二元、三元或四元的III/N材料。

7.如权利要求5所述的工艺，其中，半导体材料的晶体生长籽晶层(11)由选自以下材料的至少一种的材料构成：单晶Si，单晶SiC，单晶蓝宝石，和二元、三元或四元的III/V材料。

8.如权利要求1所述的工艺，其中在结合步骤前包括，在支撑衬底(10)的结合面上形成结合层和/或在半导体材料的晶体生长籽晶层(11)的结合面上形成结合层的步骤。

9.如权利要求8所述的工艺，其中，结合层选自氧化物、金刚石、AlN、或氮化硅层。

10.如权利要求1所述的工艺，其中，包括每个待结合面的平坦化步骤，以获得低于RMS的表面粗糙度。

11.一种制造半导体材料层的工艺，包括在包含晶体生长籽晶层(11)的复合结构(13)上外延生长半导体材料层(14)，所述复合结构(13)依据权利要求1到10中任一项所述的制备工艺制得。

12.如权利要求11所述的工艺，其中包括在外延生长半导体材料(14)前在晶体生长籽晶层(11)上形成成核层。

13.如权利要求11或12所述的工艺，其中，执行外延生长持续特定的时间，使得半导体材料层(14)与晶体生长籽晶层(11)的组合厚度至少为100微米。

14.如权利要求13所述的工艺，其中，进一步包括去除支撑衬底(10)和晶体生长籽晶层(11)的步骤。

15.如权利要求14所述的工艺，其中，在去除支撑衬底(10)和晶体生长籽晶层(11)的步骤后进一步包括，在半导体材料层(14)上实施双面研磨步骤以获得低于50微米的弓形弯曲，抛光去除后暴露的面的步骤，和去除半导体材料层(14)的外围部分(14a)的步骤。

16.如权利要求11所述的工艺，其中，半导体层(14)是GaN层。

17.如权利要求11所述的工艺，其中，半导体层(14)是二元、三元、或四元的III/N材料。

18.一种多层结构，包括按照权利要求1所述的工艺制备的复合结构(13)，特征在于晶体生长籽晶层(11)结合在支撑衬底(10)上，且具有与支撑衬底(10)相同的直径，还在于半导体材料的晶体生长籽晶层(11)的厚度至少为5微米。

19.如权利要求18所述的多层结构，其进一步包含在晶体生长籽晶层(11)上通过外延生长形成的半导体材料层(14)。

20.如权利要求19所述的多层结构，其中，半导体材料层(14)具有至少100微米的厚度，或半导体材料层(14)与晶体生长籽晶层(11)共同具有至少100微米的厚度。