专利名称：具有稳定的氧化物结合层的复合结构的制造方法
技术领域：
本发明涉及复合结构的制造，所述复合结构包含至少一个载体衬底，在所述载体 衬底上通过沉积的氧化物结合层结合薄膜。这类型的结构特别用于微电子、光电子和光学 领域，以通过外延生长生产半导体材料，如III/V型的材料，特别是二元、三元或四元III/N 型材料，如 GaN、AlGaN、InGaN、或 InAlGaN。
背景技术：
这类型的复合结构通常用公知的Smart Cut 技术生产，其由以下步骤组成 对源衬底或供体衬底进行离子植入，以在衬底的特定深度处产生弱化区；·(通过晶片键合)将已经经历植入的供体衬底的一面与载体衬底或“受体衬底” 结合；和 通过在弱化区的分裂分离供体衬底，以将位于经历植入的那一面与供体衬底的 弱化区之间的部分转移至受体衬底上，转移的部分构成了复合结构的薄膜。为了使薄膜易于从源衬底上分离，源衬底与载体衬底之间的良好结合是必需的。 这通过两个结合层间产生的结合界面来保证，然后所述结合界面赋予复合结构高度稳定 性，甚至对于具有不同热膨胀系数的材料。所述结合层相应于在要密切接触的源衬底和载 体衬底的面上形成的氧化物层。这些氧化物层用作平面化层促进晶片键合过程中衬底的密 切接触。而后，复合结构可以经历涉及温度发生巨大变化的过程，例如外延生长，而不变差。用于外延生长的复合结构的制造也可以用如下步骤实施将源衬底和载体衬底结 合，随后对源衬底进行化学减薄步骤或机械抛光步骤以达到薄膜的期望厚度。这类型的制 造还需要结合对温度是非常稳定的，因此需要使用氧化物结合层以保证良好的结合界面。由硅或碳化硅(SiC)形成的材料的衬底通过在适当的气氛中加热氧化，得到硅氧 化物(SiO2)结合层，其被称为“热氧化物”，对应于化学计量氧化物，是致密的(当3102被 HF溶液缓慢侵蚀时，其被定义为致密的)，并且在高温下是稳定的。当结合两个衬底，而其中一个衬底是不能通过热氧化产生硅氧化物层的材料，例 如蓝宝石衬底时，需要通过用诸如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或低压化学气相沉 积(LPCVD)的技术沉积形成硅氧化物。那么这是“沉积氧化物”，其组成不同于通过热氧化 得到的化学计量SiO2 (沉积的氧化物具有SixOyHz型的组成)。所述沉积氧化物与热氧化物， 较不致密，并且具有不同的性质。可以实施热处理以使其致密化，并接近热氧化物的性质。 然而，即使在致密化退火之后，沉积氧化物仍可能是温度不稳定的，特别是在高于氧化物沉 积温度下实施处理期间。当通过在蓝宝石载体衬底上放置蓝宝石薄层而形成的复合衬底被加热以将其用 于例如GaN外延生长时，一旦超过氧化物沉积温度，则立即出现微腔。微腔仅出现在沉积的 硅氧化物结合层上。微腔通过不可逆气泡形成在蓝宝石薄膜的表面上是可见的，所述气泡 使其表面“弯曲”，并使其不适于外延生长，因为表面不再平滑，晶格参数畸变。随着温度的 上升，沉积氧化物层中的微腔出现和发展得更快。
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根据其密度和其尺寸，所述微腔可能在结合层中产生弱化区，随后在结构上实施 的操作将导致薄膜的分层。所述微腔甚至可能影响整个氧化物层并导致其分裂，因而导致 薄膜从载体衬底上分离。因此，无论在复合结构的制造期间还是在随后的外延生长期间，所 述微腔的存在总是导致薄膜的分层。为了解释这个问题，本申请人进行了下列试验。用PECVD在300°C下沉积的0. 3μπι 厚的氧化物结合层将包含弱化区使得要转移的薄膜的厚度为0. 6 μ m的蓝宝石源衬底与蓝 宝石载体结合。为此，将两个衬底在常温下紧密接触，而后进行分离热处理，随后在1100°C 下进行3小时的结合补强退火。而后由于沉积的氧化物层内的分离而观察到整个转移的蓝 宝石薄膜的分层。文献EP-A-O 898 307描述了通过使用由PECVD形成的氧化物结合层在结合 界面处从载体上分离晶片的方法。所述氧化物的特性是，其具有的OH物种在热处理 (6000C -1350°C )的作用下扩散到结合界面中，所述热处理是在集成电路上实施结合稳定 化退火和期望的处理之后实施的。所述物种扩散直到形成气体并且然后形成气泡，所述气 泡扩散并且局部集中在结合界面处，即，位于沉积在晶片上的氧化物结合层和衬底之间的 界面。这种现象促进了结合界面的弱化，直到载体衬底与结合层完全分离，初始沉积在晶片 上的结合层仍然完整的保留在晶片上。然而，与专利文献EP-A-O 898 307所描述的气体物种和气泡集中在结合界面处 相反，当施加的热处理的温度超过处于高应力(> IOOMPa)下的氧化物的蠕变温度时，即对 于未有意掺杂的且通过LPCVD或PECVD技术沉积的SiO2层为约800°C -1200°C下，在本发 明中要被防止的微腔在整个沉积氧化物层上形成。所述微腔具有使转移的薄膜表面变形的 效果，这阻碍了一些特定的应用，如外延生长。而且，本申请人观察到的薄膜的分层源自氧 化物层内的分离，结合层在结合界面上没有分离而是被在整个层中发展的微腔分裂。文献US-2006/0255341描述了通过将种薄膜转移到载体衬底上制造复合衬底，用 于III/N材料的外延生长。蓝宝石薄层直接结合到具有较低热膨胀系数的载体衬底上(不 用氧化物层)需要高压，这导致在薄层中产生折叠现象。蓝宝石层的转移需要大剂量的离 子物种的植入，从而在转移层的整个厚度内产生应力梯度。当应力由于结合条件而增大时， 材料变形，并使应力被释放。为了矫正这种情况，文献描述了使用具有约SOOnm(纳米)厚 度的蓝宝石层以增强层的机械强度。该文献还描述了，在转移过程中，由于应力而导致的蓝宝石薄层的分层现象，所述 应力是通过植入、材料的热膨胀系数的差别、以及其相当化学惰性的且不容易与其它材料 表面形成共价键的表面产生的，蓝宝石是硬质材料。为了克服这些，可以使用等离子体处理 以活化表面，SiO2、Si3N4^AlN结合层、和/或粘合剂层。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提出的复合结构中薄膜和载体衬底在结构所处 的温度下，例如20°C -1200°C下，具有7 X IO-6K-1或更高的平均热膨胀系数，并且其中结合层 包含至少一层硅氧化物沉积层，其即使在高温下也保持稳定。本发明的目的在于制造所述 复合结构，以避免微腔在沉积氧化物层中形成和发展从而导致在复合结构的制造期间施加 的热处理过程中薄膜的变形和分层，并且可以由复合结构开始通过外延生长形成材料。
所述目的通过一种制造复合结构的方法来实现，在所述方法中通过在载体衬底的 结合面和/或薄膜的结合面上低压化学气相沉积(LPCVD)的氧化物层来形成硅氧化物结合 层，同时薄膜的厚度为5微米或更低，而硅氧化物层的厚度大于或等于薄膜的厚度。详细解释如下，使用由LPCVD沉积形成的厚度大于薄膜厚度的结合层，防止结合 层内的塑性(不可逆)变形。因此，避免了硅氧化物沉积结合层中微腔的形成，即使在高温 热处理期间(特别是高于900°C )。在进行了下列详述的有关硅氧化物层的温度行为与所用沉积技术的关系的研究 之后，本申请人确定了通过LPCVD的沉积可以产生温度稳定性接近由热氧化得到的硅氧化 物的氧化物。而且，为了抵制由于复合结构中膨胀系数比氧化物层高的材料的存在而导致 的应力，氧化物层的厚度大于或等于薄膜的厚度，所述薄膜的厚度被限到5微米。这意味 着高温处理期间在结合层上施加的应力可以降低，同时降低了结合层中发生塑性变形的风 险。通过低压化学气相沉积形成的硅氧化物结合层的材料可以用不同的已知前体如 硅烷、二氯硅烷、或TEOS(原硅酸四乙酯)来生产。依据本发明的一方面，在结合前，所述方法还包括对通过低压化学气相沉积在载 体衬底的结合面和/或薄膜的结合面上沉积的硅氧化物层进行致密化热处理的步骤。所述 致密化热处理步骤还能提升沉积氧化物在微腔的形成方面的温度行为。如果必要，所述步 骤能降低沉积的氧化物层厚度对薄膜厚度的比例。在高于沉积氧化物结合层的温度下实施热处理步骤。任选的是，热处理可以例如 在中性或氧化气氛中实施。依据本发明的方法一个特别的特征，薄膜可以用Smart Cut 技术得到。所述方法还包括 植入弱化层的步骤，该步骤是通过在衬底的预设深度处用离子轰击供体衬底的 一面进行的，所述弱化层确定了衬底上部的薄膜； 结合步骤，该步骤是通过将供体衬底与载体衬底紧密接触进行的； 接触载体衬底的薄膜的分离步骤，该步骤是通过分离在供体衬底上形成的弱化 层进行的。依据本发明的特别的特征，薄膜可以用下列步骤生产 通过将供体衬底与载体衬底紧密接触而进行结合的步骤； 使供体衬底化学或机械减薄以形成薄膜的步骤。结合步骤后，可以在高于约900°C的温度下实施结合稳定化退火的步骤，而没有在 氧化物沉积层中出现微腔。本发明还提供一种通过在依据上述制造方法制造的复合结构上外延生长来生产 至少一层半导体材料，特别是二元、三元或四元III/V和III/N型材料，如GaN、AlGaN、InGaN 或InAlGaN的方法，外延生长由复合结构的形成生长用的晶种层的薄膜来实施。依据本发明的另一方面，外延生长实施预定的时间，相应于形成半导体材料层的 厚度足以自支撑，即至少为ΙΟΟμπι，这使得可以在外延生长后去除复合结构。在一个变体 中，生长用的晶种层可以用外延生长的半导体材料层来保护，以形成可以用于重复外延生 长的自支撑结构。而后，实施半导体材料层的外延生长预定的时间，使得晶种层和半导体层的累积厚度为至少100 μ m。依据本发明的另一方面，在进行复合结构的任何退火之前，实施外延生长预定的 时间，相应于形成半导体材料层的厚度为至少10微米，该厚度足以承受在相同的外延生 长设备中实施新的外延生长步骤的条件，如果得到的层不需要操作。当晶种层被保留时 (仅载体被分离)，实施生长一定的时间，可以使得晶种层和半导体层的累积厚度为至少 10 μ m。本发明还涉及依据上述制造复合结构的方法生产的复合结构。
图1A-1I是截面视图，显示了依据本发明的一个实施方案的复合结构的生产和 外延生长； 图2是在图1A-1I中实施的步骤的流程图；·图3A-3D是截面视图，显示了依据本发明的另一个实施方案复合结构的生产和 外延生长； 图4是图3A-3D中实施的步骤的流程图。
具体实施例方式本发明通常适用于生产复合结构，所述复合结构包含至少一层通过结合层与载体 衬底结合的薄膜，所述结合层通过沉积在载体衬底和薄膜之间形成，所述薄膜和载体衬底 的热膨胀系数在常温(20°C )至1200°C的温度范围内为TXKT6ITi或更高。本发明人已经观察到，当结合层是由沉积形成的氧化物结合层，而且复合结构包 含一种或多种热膨胀系数为TXliT6Ir1或更高的材料时，在高温下，在硅氧化物结合层中发 生微腔形成的现象。当所用的材料的热膨胀系数在复合材料制造期间或其随后的应用(外 延生长)期间达到的温度下较高时，微腔更大。在高于氧化物沉积温度的温度下已经观察 到沉积的氧化物层内微腔的形成和发展。氧化物中的微腔的出现可以用弹性模式的变形向 不可逆的塑性模式的变形的转变来解释。弹性变形的特征是例如在机械应力的作用下，氧 化物的初始状态发生改变，一旦收回应力，又回到其初始状态。塑性变形导致不可逆变形， 发生该变形后，一旦收回应力，氧化物也不再能还原至其初始状态。当在氧化物中达到应力 阈值时，发生向塑性变形的转变。该转变与温度、氧化物的蠕变特征、通过结合材料和氧化 物的膨胀间的差别施加的应力相联系。氧化物的蠕变温度是氧化物的特征之一，其表明当 未施加应力时，超过该温度时氧化物从弹性变形模式变为塑性变形模式。温度增加了氧化 物的蠕变速率。因此，当氧化物具有固有的易于蠕变的能力时，要施加以引起氧化物沉积层 中微腔的形成的应力的水平较低，尤其是归因于相对于其蠕变温度施加的温度。因此，为了防止上述复合结构中沉积的氧化物内微腔的形成和发展，需要使用难 以引起蠕变的沉积氧化物，并且需要在高温处理期间降低施加在氧化物上的应力。本申请人已经研究了通过不同沉积技术得到的硅氧化物的温度行为，并且发现通 过低压化学气相沉积，也就是术语LPCVD，得到的结合氧化物可以降低其蠕变的能力。由本 申请人:实施的实验已经显示，氧化物的性能对结合层中微腔的形成具有显著的影响，这些 性能可以受到使用的沉积技术的影响。
测试了以下三类用不同技术和不同气体前体形成的硅氧化物用于将蓝宝石薄膜 结合到蓝宝石载体衬底上·由硅烷前体在300°C下通过等离子体增强化学气相沉积或PECVD沉积得到的硅 氧化物，；·由硅烷前体在800°C下通过LPCVD沉积(也称为HTO硅烷，HTO意味着高温氧化 物)(如果氧化物通过PECVD沉积，因而在较低的温度下，不能称为HTO硅烷)得到的硅氧 化物；·由二氯硅烷(DCS)前体在900°C下通过LPCVD沉积(也被称为HTO DCS)得到的
硅氧化物。对于HTO硅烷和HTO DCS,微腔形成是较不明显的。相反，对于通过PECVD沉积的 硅氧化物，微腔形成是更明显的。因此似乎当通过LPCVD技术沉积氧化物时，沉积氧化物的 蠕变更难以引发。而且，由于微腔的形成与结构的材料的高热膨胀系数导致的应力相关，本发明还 提出通过(用转移或用机械或化学减薄)形成厚度为5μπι或更低的薄膜以及形成厚度大 于或等于薄膜的用于结合的氧化物沉积层来降低应力。因此，由于在结构上进行热处理期 间材料的膨胀的差别导致的机械应力受到限制，使得其在研究的温度下不超过氧化物的塑 性变形(蠕变)阈值。作为实施例，本申请人实施的测试显示，当将厚度为0.5μπι的蓝宝石薄膜转移到 0. 3 μ m厚的通过LPCVD沉积的HTO硅烷氧化物结合层上时，在1100°C下实施3小时的热 处理后发生薄膜的分层。相反，当将0. 3 μ m厚的蓝宝石薄膜转移到同样0. 3 μ m厚的通过 LPCVD沉积的HTO硅烷氧化物上时，在1100°C下实施3小时的热处理后，不发生分层，也不 出现微腔。依据本发明，通常薄膜材料的热膨胀系数越高，其相对于沉积的氧化物层的厚度 必须越薄。作为一个实施例，当薄膜由常温下热膨胀系数为IexiiT6Ir1的钽酸锂(LiTaO3) 形成时，薄膜的厚度相对于沉积的氧化物层的厚度应当显著降低。作为薄膜材料的热膨胀 系数的函数，本领域技术人员能够很容易确定薄膜的厚度相比于沉积氧化物必要的降低。另外，沉积氧化物的温度行为可以通过使用由LPCVD沉积得到的氧化物得到改 善，所述氧化物的密度尽可能地接近热氧化物。为此，在结合前，可以对通过LPCVD沉积的 氧化物进行致密化退火。对于在具有0. 2μπι厚的HTO DCS氧化物的结合层的蓝宝石载体衬底上包含 0.5μπι厚的蓝宝石薄膜的复合结构，在900°C下实施1小时的结合稳定化退火引起蓝宝石 薄膜的完全分层。相反，当在实施结合前，在氮气氛(N2)中对相同复合结构的HTO DCS氧 化物在1200°C下退火30分钟时，在1050°C下实施1小时的结合稳定化退火没有导致薄膜 的分层。然而，微腔仍然存在，转移的薄膜的表面被损坏。因此，复合结构的薄膜的质量和 抗分层性不足以用于随后的应用如外延生长。氧化物致密化退火降低了其形成微腔的倾 向，但是不足以满足应用。对于具有高热膨胀系数的材料如蓝宝石，与热膨胀系数的差别相 关的应力也必须通过增加氧化物层的厚度对转移的薄膜的厚度的比例而降低，如在前面解 释的。
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因此，依据本发明生产的复合结构可以承受用于诸如III/N型材料的材料的外延 生长超过900°C的温度，所述III/N型材料包括GaN和其它三元或四元合金、A1N、AlGaN, InGaN.AlGalnN.BGaN.而且，外延生长层可以由所述各种材料的叠层构成，特别是构成用于 LED或激光二极管的活性层。本发明的复合结构特别适用于具有高热膨胀系数(TEC)的材料，S卩，在常温 (20 0C )-1200°C的温度范围内平均为TXKT6ITi或更高。特别是，结构可以包含由蓝宝 石(Al2O3) (TEC 为 7. 5 XlOH 钽酸锂(LiTaO3) (TEC 为 16X10^0、LiNbO3 (TEC 为 15 X IOD和Haynes 230㊣合金(TEC为11. 8X ΙΟ—Κ—1)或MgO形成的薄膜和/或载体 衬底，所述Haynes 230 合金是主要由Ni、Cr、Mo、W组成的市场销售的合金(当薄膜用 作外延生长的种层时，Haynes 230⑧合金不用于薄膜)。众所周知的是，根据用于生长的晶种层的属性，可以形成各种二元、三元或四元 III/V或III/N半导体材料。特别是，用于本发明的外延生长的复合结构预用于GaNUnGaN、 AlGaN、AlGaInN和氮化铟(InN)的外延生长。参考图1A-1I和图2描述了依据本发明的一个实施方案，制造复合结构的方法以 及通过外延生长制造半导体材料层的方法，所述半导体材料在这里是III/N材料。用于外延生长的复合结构的生产通过在载体衬底10的一面上沉积结合层12开始 (步骤Si，图1A)。在此所述的实施例中，载体衬底10由蓝宝石(Al2O3)形成。结合层12是 通过LPCVD在800 0C的沉积温度下沉积的HTO硅烷层，所述沉积进行一定时间使得可以沉积 约0. 5 μ m厚的HTO硅烷。而后通过在氮气氛中在1200°C下进行致密化退火30分钟使沉积 的氧化物致密化(步骤S2)。氧化物结合层12的表面通过化学-机械抛光(CMP)平面化，以得到在5X5 μ m2的 表面积上小于5人[埃]rms的表面粗糙度，从而有利于随后的紧密接触(步骤S3，图1B)。 因此，在抛光后，层12的厚度为0.3 μ m士0. 05 μ m。氧化物层13也可以在由蓝宝石形成的供体衬底11上形成。层13是通过LPCVD 在900°C的沉积温度下沉积的HTO DCS或HTO硅烷层，所述沉积进行一定时间使得能够沉积 约0. 2 μ m厚的HTO硅烷(步骤S4，图1C)。层13用作植入的保护层。而后，实施植入，其中供体衬底11经历用氢离子H+进行离子轰击20穿过包含氧化 物层13的衬底的平面9。以1 X IO17原子/平方厘米 4X IO17原子/平方厘米的植入计 量实施H+离子的植入，植入能量为30keV(千电子伏特) 200KeV。植入在20°C _400°C， 优选50°C _150°C的温度下实施1分钟至10小时。这些植入条件可以在供体衬底11的预 定深度处产生与衬底表面9平行的缺陷层或弱化层3，所述缺陷层或弱化层确定了在厚度 为5 μ m或更低的衬底11的上部区域中以及在结合层的厚度上的薄膜4，以及衬底的下部区 域的部分5，所述部分5相应于衬底1的其余部分(步骤S5，图1D)。也可以使用其他种类 如氦和氩的离子植入，以及诸如氢和氦的两种物种组合的共植入。而后，将保护性氧化物层13退火(步骤S6，图1E)。为了消除该保护层，依据要消 除的层的属性，使用适合的化学技术。作为实施例，硅氧化物保护层很容易通过用稀的10% HF溶液蚀刻或使用被称为BOE的混合物(缓冲氧化物蚀刻)来去除。任选的是，可以将层12的表面以及供体衬底11的表面处于特别是基于氧、氮或氩 的等离子体中，这可以活化结合表面并增加它们的粘合能力(步骤S7、S7')。
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下一步，通过将HTO硅烷层12的面与已经经历植入的供体衬底11的面9紧密接 触来实施结合(步骤S8，图1F)。通过晶片键合实施结合。晶片键合的原理本身是已知的， 不再详细描述。应当记住的是，通过晶片键合的结合是基于两个表面的紧密接触，也就是说 不用特定的材料(粘合剂、石蜡、低熔点金属等)，两个表面间的吸引力足够高以引起分子 键合(由两个要结合的表面的原子或分子间的电子相互作用的全部吸引力(范德华力)引 起的键合)。而后，两个衬底的组合经历分离退火以引发在弱化平面3处供体衬底11的分裂， 并将薄膜4转移至载体衬底10上(步骤S9，图1G)。在650°C下实施5小时的分离退火。另外，在1050°C下实施2小时的结合稳定化退火，而在薄膜4的表面上没有出现变 形(步骤S10)。而后，例如通过抛光表面粗糙度、通过光化学蚀刻(步骤S11，图1H)或等离子体蚀 刻或任何其它使表面能用于外延生长的表面处理，得到用于外延生长的薄膜4的表面。由图IH可见，得到的复合结构14包含载体衬底10、通过LPCVD沉积的HTO硅烷的 氧化物结合层12和可以用作生长用的晶种层的蓝宝石薄膜4。在此所述的实施例中，在薄膜4上进行氮化镓(GaN)层15的外延生长(步骤S12， 图II)。在1050°C下进行3小时的外延生长，例如用氢化物气相外延生长HVPE。在所述外 延生长后未观察到微腔，也未观察到任何分层。参考图3A-3D和图4描述了依据本发明制造复合结构的另一个实施方案。在此所示的实施方案中，硅氧化物结合层，例如HTO硅烷或HTO DCS，是通过LPCVD 沉积在载体衬底20的面上和供体衬底21的面上，两者都是蓝宝石(步骤S20，图3A)。载 体衬底20和供体衬底21都分别包含氧化物结合层22a、22b。而后，抛光氧化物结合层22a、22b以准备用于两个衬底的晶片键合(步骤S21)。 每层22a、22b在抛光后的最终厚度都为约0. 4 μ m。—旦22a和22b层被抛光，将它们紧密接触以使两个衬底通过晶片键合而结合 (步骤S22，图3B)，22a和22b层的组合形成厚度为约0. 8 μ m的单一氧化物沉积层22。而后在200°C _800°C下实施1_5小时的结合稳定化退火(步骤S23)。供体衬底21被减薄至0. 3 μ m的厚度(步骤S24，图3C)。所述减薄通过机械抛光 供体衬底的暴露面来实施。由图3C可见，得到的用于外延生长的复合结构23包含载体衬底20、氧化物结合层 22 (HTO DCS或HTO硅烷)和通过减薄供体衬底21产生的并可以用作生长用的晶种层的薄 膜24。复合结构23也可以经历第二次结合稳定化退火，其在1100°C下实施1小时(步骤 S25)。而后通过化学机械抛光(CMP)、光化学蚀刻和/或等离子体蚀刻来降低薄膜24的 表面的表面粗糙度，从而可得到用于外延生长的薄膜24的表面(步骤S26)。而后在薄膜 24上实施材料25的III/N层的外延生长(步骤S27，图3D)，而没有出现微腔或任何分层。
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权利要求
一种制造复合结构(14)的方法，所述复合结构包含至少一层结合在载体衬底(10)上的薄膜(4)，在载体衬底(10)和薄膜(4)之间通过沉积形成氧化物结合层(12)，所述薄膜和载体衬底的平均热膨胀系数为7×10 6K 1或更高，其特征在于，所述氧化物结合层(12)是通过在载体衬底的结合面和/或薄膜的结合面上低压化学气相沉积(LPCVD)氧化物层来形成的，而且薄膜(4)的厚度为5微米或更低，以及所述氧化物层(12)的厚度大于或等于薄膜(4)的厚度。
2.依据权利要求1的方法，其特征在于，通过低压化学气相沉积形成的氧化物结合层 (12)的材料是用选自硅烷、二氯硅烷和TEOS的前体形成的硅氧化物。
3.依据权利要求1或2的方法，其特征在于，在结合前，所述方法还包括对通过低压化 学气相沉积在载体衬底(10)的结合面和/或薄膜(4)的结合面上沉积的氧化物层进行致 密化热处理的步骤。
4.依据权利要求3的方法，其特征在于，在高于沉积氧化物结合层的温度下实施所述 致密化热处理步骤。
5.依据权利要求1-4之一的方法，其特征在于，所述方法还包括 植入步骤，该步骤是通过用离子轰击供体衬底(11)的一面(9)，以在衬底的预定深 度处形成弱化层(3)，所述弱化层确定了植入面(9)和弱化层(3)之间的薄膜(4)； 结合步骤，该步骤是通过将供体衬底(11)的植入面(9)与载体衬底(10)紧密接触 进行的；眷接触载体衬底(10)的薄膜(4)的分离步骤，该步骤是通过在供体衬底(11)上所形 成的弱化层(3)的分裂进行的。
6.依据权利要求1-4之一的方法，其特征在于，所述方法还包括 结合步骤，该步骤是通过将供体衬底(21)与载体衬底(20)紧密接触进行的；眷使供体衬底(21)减薄以形成薄膜(24)的步骤。
7.依据权利要求5或6的方法，其特征在于，所述方法包括在结合步骤后，在高于约 900°C的温度下实施结合稳定化退火的步骤。
8.依据权利要求1-7之一的方法，其特征在于，薄膜(4；24)的厚度为约0. 3微米。
9.依据权利要求8的方法，其特征在于，通过低压化学气相沉积形成的结合氧化物层 的厚度为约0.4微米。
10.依据权利要求1-9之一的方法，其特征在于，载体衬底(10；20)是由选自下列材料 的至少一种材料构成的蓝宝石、LiTa03、LiNb03、Mg0、和Haynes 230 合金。
11.依据权利要求1-10之一的方法，其特征在于，薄膜(4;24)是由选自下列材料的至 少一种材料构成的蓝宝石、LiTa03、LiNbO3、和MgO0
12.—种生产至少一层半导体材料层(15;25)的方法，所述方法包括在依据权利要求 1-11之一的制造方法制造的复合结构(14;23)上外延生长所述至少一层半导体材料层，所 述外延生长由所述复合结构的薄膜实施。
13.依据权利要求12的方法，其特征在于，外延生长的半导体材料层(15；25)是二元、 三元、或四元III/N材料层。
14.依据权利要求12或13的方法，其特征在于，实施外延生长持续预定的时间，该时间 相应于所形成的半导体材料的厚度或半导体材料层和薄膜的累积厚度为至少10微米。
15.一种多层结构，其包含依据权利要求1-11之一的制造方法制造的复合结构(14;23)。
16.依据权利要求15的多层结构，其特征在于，所述多层结构还包含至少一层半导体 材料层(15 ；25)，所述半导体材料层是通过依据权利要求12-14之一的方法在所述复合结 构的薄膜上外延生长形成的。
全文摘要
本发明涉及一种制造复合结构(14)的方法，所述复合结构包含至少一层结合在载体衬底(10)上的薄膜(4)，在载体衬底(10)和薄膜(4)之间通过沉积形成氧化物结合层(12)，所述薄膜和载体衬底的平均热膨胀系数为7×10-6K-1或更高。通过在载体衬底(10)的结合面和/或薄膜(4)的结合面上低压化学气相沉积(LPCVD)氧化物层来形成所述氧化物结合层(12)。薄膜的厚度为5微米或更低，而氧化物层(12)的厚度大于或等于薄膜(4)的厚度。
文档编号H01L21/762GK101925994SQ200880125235
公开日2010年12月22日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年1月21日
发明者A·马尔科韦基奥, B·福雷 申请人:硅绝缘技术公司