CN102084464A - 外延迁移堆栈和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方案通常涉及外延迁移(ELO)薄膜和器件，以及用来形成这类膜和器件的方法。ELO薄膜通常包括外延生长层，其在配置于基底例如晶片之上或上方的牺牲层上形成。支撑柄可配置在除了基底外的外延材料的相对侧上。支撑柄可例如通过给外延材料提供压缩来稳定外延材料。此外，在ELO工艺的蚀刻和移除步骤期间，支撑柄可用于抓紧以及支撑住外延材料。在不同实施方案中，支撑柄可包括预先弯曲的柄、多层柄、非均匀蜡柄和两个收缩诱发柄，其普通地或单向地收缩，以给外延材料提供压缩。

Description

外延迁移堆栈和方法
发明背景
发明领域
本发明的实施方案通常涉及太阳能器件、半导体器件和电子器件的制造，且更具体地，涉及外延迁移(epitaxial lift off，ELO)器件和方法。
相关技术的描述
器件制造中的一个阶段包括处理和封装用作太阳能器件、半导体器件或其他电子器件的薄膜。这类薄膜器件可通过使用各种用于在晶片或其他基底上沉积并移除材料的工艺来制造。用于制造薄膜器件的一种罕见技术称为外延迁移(ELO)工艺。ELO工艺包括在生长基底上的牺牲层上沉积外延层或膜，接着蚀刻牺牲层以将外延层与生长基底分隔。所移除的薄外延层称为ELO膜或层，并一般包括用作太阳能器件、半导体器件或其他电子器件的薄膜。
例如，当接合至基底或当封装时，薄ELO膜非常难以管理或处理，因为ELO膜非常易碎并具有窄尺寸。ELO膜在非常小的力之下产生裂纹。此外，由于其极端窄的尺寸，ELO膜非常难以对准。
牺牲层一般非常薄，且通常经由湿化学工艺被蚀去。总工艺的速率可受限于反应物到蚀刻前缘的传送或暴露的缺乏，这导致副产品较少从蚀刻前缘移除。此所述工艺为有限扩散工艺，且如果膜维持所沉积的几何形状，则非常窄且长的开口将形成，以严格限制工艺的总速率。为了减少扩散工艺的输送限制，可能有利的是，展开由蚀刻或移除的牺牲层产生的作为结果的间隙，并使外延层远离生长基底弯曲。在外延层和生长基底之间形成裂缝-其几何形状提供朝着和远离蚀刻前缘的更大的物种输送。反应物朝着蚀刻前缘移动，而副产品通常远离蚀刻前缘移动。
然而，外延层的弯曲可在其内部诱发应力，且弯曲量受限于膜强度。外延层通常包含脆性材料，其在故障前不经历塑性变形，并因此可能遭受裂纹所诱发的故障。
为了最小化裂纹传播的可能性，脆性外延层可维持在压缩应力下。裂纹通常不会通过残留压缩应力的区域传播。由于外延层位于裂缝曲率的外侧，当使外延层远离生长基底弯曲时，外延层置于拉伸应力下。拉伸应力限制裂缝曲率量，并降低蚀刻工艺的速率。为了克服此限制，在蚀刻牺牲层前，可在外延层内部灌输残留的压缩应力。此初始的压缩应力可通过弯曲所导致的拉伸应力来偏移，并因而允许在分隔工艺期间的较大量弯曲。
因此，需要有更强健的ELO薄膜和形成、移除并处理ELO薄膜的方法。
发明概述
本发明的实施方案通常涉及外延迁移(ELO)薄膜和器件，以及用来形成这类薄膜和器件的方法。ELO薄膜通常包含外延生长层，其在配置于基底例如晶片之上或上方的牺牲层上形成。支撑材料或支撑柄可配置在除了基底外的外延材料的相对侧上。支撑柄可例如通过提供对外延材料的压缩来用于稳定外延材料。此外，在ELO工艺的蚀刻和移除步骤期间，支撑柄可用于抓紧以及支撑住外延材料。在不同实施方案中，支撑材料或支撑柄可包含预先弯曲的柄、多层柄、非均匀蜡柄和两个收缩诱发柄(shrinkage-induced handle)，其普通地或单向地收缩，以给外延材料提供压缩。
在一个实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括在牺牲层之上或上方形成外延材料，牺牲层配置在基底之上或上方；将多层支撑柄黏合至外延材料之上；在蚀刻工艺期间移除牺牲层；以及在蚀刻工艺期间，从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，同时维持外延材料中的压缩。该方法进一步规定，多层支撑柄包含：硬性支撑层，其配置在外延材料之上或上方或黏合至外延材料；软性支撑层，其黏合至硬性支撑层；及柄板，其黏合至软性支撑层。
在一个实例中，多层支撑柄包含：硬性支撑层，其配置在外延材料上方；软性支撑层，其配置在硬性支撑层上方；及柄板，其配置在软性支撑层上方。多层支撑柄配置在外延材料之上并维持外延材料的压缩。在一些实施方案中，硬性支撑层可包含聚合物、共聚物、低聚物、其衍生物或其组合。在一个实例中，硬性支撑层包含共聚物，例如，乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物或其衍生物。在其他实例中，硬性支撑层可包含热熔性粘合剂、有机材料或有机涂层、无机材料或其组合。在一个实例中，无机材料包含多个无机层，例如，金属层和/或介电层。在另一实例中，硬性支撑层可包含复合材料或图案化复合材料，例如，有机/无机材料。复合材料可包含至少一种有机材料和至少一种无机材料。在一些实例中，无机材料可包含金属层、介电层或其组合。在另一实例中，硬性支撑层可包含蜡或其衍生物，例如黑蜡。
在其他实施方案中，软性支撑层可包含弹性体，例如橡胶、泡沫或其衍生物。可选地，软性支撑层可包含材料，例如氯丁橡胶、胶乳或其衍生物。软性支撑层可包含单体。举例来说，软性支撑层可包含乙烯丙烯二烯单体或其衍生物。在另一实施方案中，软性支撑层可包含液体或流体，其包含在膜内部。可选地，软性支撑层可包含气体，其包含在膜内部。膜可包含材料，例如橡胶、泡沫、氯丁橡胶、胶乳或其衍生物。在一个实例中，膜为气球，例如橡胶气球或胶乳气球。
在另一实施方案中，柄板可以由塑料材料、聚合物材料、或低聚物材料、其衍生物、其混合物或其组合制成或包含这些材料。在一个实例中，柄板可包含聚酯或其衍生物。柄板可具有在从约50.8μm至约127.0μm的范围内的厚度，例如，约23.4μm。
在一个实施方案中，该方法进一步包括从基底移除外延材料以及将支撑基底附接至外延材料的暴露表面。支撑基底可以由粘合剂接合至外延材料的暴露表面，从而在其间形成粘合层。在一个实例中，粘合剂为光学粘合剂和/或可为紫外线固化型(例如，通过紫外光暴露而固化)。在一些实例中，粘合剂可包含巯基酯化合物。在其他实例中，粘合剂可进一步包含材料，例如，邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物或其组合。
在另一实施方案中，提供薄膜材料，例如ELO薄膜堆栈，其包含：支撑基底，其配置在外延材料的第一表面之上或上方；及支撑柄，其配置在外延材料的另一表面之上或上方。粘合层可配置在外延材料和支撑基底之间。在一个实例中，支撑柄可为多层支撑柄，其包含：硬性支撑层，其配置在外延材料之上或上方；软性支撑层，其配置在硬性支撑层之上或上方；及柄板，其配置在软性支撑层之上或上方。
在另一实施方案中，提供ELO薄膜堆栈，其包含：牺牲层，其配置在基底之上；外延材料，其配置在牺牲层之上或上方；及压平的预先弯曲的支撑材料或柄，其配置在外延材料之上或上方。当外延材料受到压缩时，压平的预先弯曲的支撑柄承受张力。压平的预先弯曲的支撑柄可包含单层或多层。压平的预先弯曲的支撑柄可包含蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物或其组合。在一些实例中，压平的预先弯曲的支撑柄包含蜡。在其他实例中，压平的预先弯曲的支撑柄包含聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物。在其他实例中，压平的预先弯曲的支撑柄包含聚烯烃或其衍生物。
在一些实施方案中，压平的预先弯曲的支撑柄包含第一层，其具有蜡；及第二层，其具有聚合物，且配置在第一层上方。举例来说，第二层可包含聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物。在其他实例中，压平的预先弯曲的支撑柄包含至少三层。第三层可包含蜡，并配置在第二层之上或上方。在一些实例中，第三层包含另一聚合物(例如，聚乙烯或其衍生物)，并配置在第二层之上或上方。在其他实施方案中，粘合剂配置在压平的预先弯曲的支撑柄和外延材料之间。
在其他实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料例如ELO薄膜堆栈的方法，其包括在基底上的牺牲层之上或上方形成外延材料；将压平的预先弯曲的支撑材料或柄黏合至外延材料之上或上方；在蚀刻工艺期间移除牺牲层；及从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝；及使压平的预先弯曲的支撑柄弯曲以具有相当大的曲率。压平的支撑柄承受张力，以使外延材料受压缩。压平的支撑柄可通过压平弯曲的支撑材料来形成。
在另一实施方案中，提供ELO薄膜堆栈，其包含：牺牲层，其配置在基底之上或上方；外延材料，其配置在牺牲层之上或上方；及普通可收缩支撑柄，其配置在外延材料之上或上方，其中支撑柄包含普通可收缩材料，其在收缩时即形成支撑柄中的张力和外延材料中的压缩。在一个实例中，普通可收缩材料包含无定形材料。在普通收缩工艺期间，无定形材料可结晶，以经历净体积缩小。普通可收缩材料可包含塑料、聚合物、低聚物、其衍生物、其混合物或其组合。在一些实例中，普通可收缩支撑柄包含热缩聚合物。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成ELO薄膜堆栈的方法，其包括在牺牲层之上或上方形成外延材料，牺牲层配置在基底之上或上方；将普通可收缩支撑柄黏合到外延材料之上或上方，其中支撑柄包含普通可收缩材料；在普通收缩工艺期间，使支撑柄收缩，以形成支撑柄中的张力和外延材料中的压缩；在蚀刻工艺期间移除牺牲层；及从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝；及使支撑柄弯曲以具有相当大的曲率。普通可收缩支撑柄可包含一层或多层。
在另一实施方案中，提供薄膜堆栈材料，其包含：牺牲层，其配置在基底之上或上方；外延材料，其配置在牺牲层之上或上方；及单向可收缩支撑柄，其配置在外延材料之上或上方。单向可收缩支撑柄可包含可收缩材料和补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料。可收缩材料单向收缩并正切于补强纤维，以形成支撑柄中的张力和外延材料中的压缩。
补强纤维为高强度聚合物纤维。在一个实例中，补强纤维包含聚乙烯或其衍生物。在一些实例中，补强纤维沿着纤维长度包含负的线性热膨胀系数。一般说来，补强纤维具有在从约15GPa至约134GPa的范围内的拉伸模量。
在其他实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括在基底上的牺牲层之上或上方形成外延材料；将单向可收缩支撑柄黏合至外延材料之上，其中支撑柄包含可收缩材料和补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料；及在单向收缩工艺期间，收缩正切于补强纤维的支撑柄，以形成支撑柄中的张力和外延材料中的压缩。该方法进一步包括在蚀刻工艺期间移除牺牲层；从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝；及使支撑柄弯曲以具有相当大的曲率。
在其他实施方案中，提供薄膜堆栈材料，其包含：牺牲层，其配置在基底之上或上方；外延材料，其配置在牺牲层之上或上方；及非均匀支撑柄，其配置在外延材料之上或上方，其中非均匀支撑柄包含具有变化厚度的蜡膜。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括形成配置在基底上的牺牲层之上或上方的外延材料；及将非均匀支撑柄黏合至外延材料之上或上方，其中非均匀支撑柄包含具有变化厚度的蜡膜。该方法进一步包括在蚀刻工艺期间移除牺牲层；从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝；及在蚀刻工艺期间，使非均匀支撑柄弯曲，以形成外延材料中的压缩。
附图简述
参照在附图中示出的一些实施方案可提供对上文简要概述的本发明的更具体的描述，以便可详细地理解本发明的上述特征的方式。然而，须注意，附图仅示出此发明的典型实施方案，且因此不应视为对本发明范围的限制，因为本发明可容许其他同样有效的实施方案。
图1示出根据此处所述的实施方案的在晶片上的ELO薄膜堆栈；
图2A示出根据此处所述的实施方案的预先弯曲的支撑柄；
图2B至2C示出根据此处所述的实施方案的包含预先弯曲的支撑柄的ELO薄膜堆栈；
图2D示出如此处的实施方案中所述的在从晶片被移除后的预先弯曲的支撑柄和外延材料；
图3A至3C示出根据此处所述的另一实施方案的包含普通可收缩支撑柄的ELO薄膜堆栈；
图3D示出如此处的实施方案中所述的在从晶片被移除后的普通可收缩支撑柄和外延材料；
图4A至4C示出根据此处所述的其他实施方案的包含单向可收缩支撑柄的ELO薄膜堆栈；
图4D示出如此处的实施方案中所述的在从晶片被移除后的单向可收缩柄和外延材料；
图5A至5B示出根据此处所述的其他实施方案的配置在薄膜堆栈之上或上方的非均匀蜡支撑柄；
图6A示出根据此处所述的另一实施方案的配置在基底上的薄膜堆栈上方的多层支撑柄；以及
图6B示出根据此处所述的另一实施方案的配置在支撑基底上的多层支撑柄和薄膜堆栈。
详述
图1示出基底100，其包含配置在晶片102上的ELO薄膜堆栈150，如此处的一个实施方案中所述的。ELO薄膜堆栈150可具有：牺牲层104，其配置在晶片102之上或上方；外延材料106，其配置在牺牲层104之上或上方；及支撑柄108，其配置在外延材料106之上或上方。在不同的实施方案中，支撑柄108承受张力，而外延材料106受到压缩。ELO工艺包括在蚀刻工艺期间移除牺牲层104，同时从晶片102剥离外延材料106，并在其间形成蚀刻裂缝，直到外延材料106和支撑柄108从晶片102移除为止。牺牲层104通常包含砷化铝。
晶片102可包含各种材料例如III/V族材料或由各种材料例如III/V族材料制成，并可掺杂有其他元素。在一个实施方案中，晶片106包含砷化镓或其衍生物。砷化镓晶片具有约5.73×10-6℃-1的热膨胀系数。在不同的实施方案中，支撑柄108包含具有较高的热膨胀系数的材料(例如，蜡或聚合物)。
支撑柄108可为单层材料或多层。在不同的实施方案中，支撑柄108可为压平的预先弯曲的支撑柄，其通过压平弯曲的支撑材料而形成。在另一实施方案中，支撑柄108可包含可收缩材料，例如热缩塑料。在一个可选的实施方案中，支撑柄108可包含可收缩材料，其具有补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料。在另一实施方案中，支撑柄108可包含蜡膜，其具有在整个基底100上变化或非均匀的厚度。在另一实施方案中，支撑柄108可为多层柄。
预先弯曲的柄
图2A至2D示出如此处的一个实施方案所述的在ELO工艺的不同方面期间或在ELO薄膜堆栈内部的预先弯曲的支撑材料或柄。图2A示出预先弯曲的支撑材料，例如预先弯曲的支撑柄202。预先弯曲的支撑柄202包含顶表面211和底表面213。在一个实施方案中，预先弯曲的支撑柄202可在黏合或附接至基底200例如外延材料204之前被压平或弄直。可选地，预先弯曲的支撑柄202可在黏合或附接至基底200的同时被压平或弄直。一旦被压平或弄直，预先弯曲的支撑柄202就承受张力，这用于在黏合或附接至基底200时产生对下方的层(例如，外延材料204)的压缩。
图2B示出基底200，其包含配置在晶片208之上或上方的ELO薄膜堆栈250，如此处的一个实施方案中所述的。ELO薄膜堆栈250可具有：牺牲层206，其配置在晶片208之上或上方；外延材料204，其配置在牺牲层206之上或上方；及预先弯曲的支撑柄202，其配置在外延材料204之上或上方。在蚀刻工艺期间，压平的预先弯曲的支撑柄202朝顶表面211弯曲，如图2C所示的。预先弯曲的支撑柄202可具有在从约10cm至约100cm的范围内的曲率半径。
在一些实施方案中，预先弯曲的支撑柄202包含多层，例如，第一蜡层和配置在第一层之上或上方的第二聚合物层。举例来说，第二层可包含聚对苯二甲酸乙二酯聚酯，例如
Figure BPA00001290339200081
聚合物膜。在其他实例中，预先弯曲的支撑柄202包含至少三层。第三层可配置在第二层之上或上方。在一些实例中，第三层包含另一聚合物(例如，聚乙烯或其衍生物)或蜡，其配置在第二层之上或上方。
图2B示出基底200，其包含压平后的预先弯曲的支撑柄202。压平的预先弯曲的支撑柄202可配置在外延材料204之上或上方，外延材料204可配置在牺牲层206之上或上方。牺牲层206可配置在晶片208之上或上方。
在一些实施方案中，粘合剂(未显示)可配置在预先弯曲的支撑柄202和外延材料204之间。粘合剂可为压敏粘合剂、热熔性粘合剂、紫外线(UV)固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物或其组合。
在一些实施方案中，牺牲层206可包含砷化铝、其合金、其衍生物或其组合。在一个实例中，牺牲层206包含砷化铝层。牺牲层206可具有约20nm或更小的厚度，优选地在从约1nm至约10nm的范围内的厚度，以及更优选地从约4nm至约6nm的厚度。晶片208可为晶片或基底，且通常包含砷化镓、砷化镓合金或其他衍生物，并可为n掺杂或p掺杂。在一个实例中，晶片208包含n掺杂的砷化镓材料。在另一实例中，晶片208包含p掺杂的砷化镓材料。
在一些实施方案中，外延材料204可包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。外延材料204可包含一层，但通常包含多层。在一些实例中，外延材料204包含具有砷化镓的一层及具有砷化铝镓的另一层。在另一实例中，外延材料204包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约300nm；砷化铝镓钝化层可具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度，例如，约30nm；且砷化镓活性层可具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度，例如，约1000nm。在一些实例中，外延材料204进一步包含第二砷化铝镓钝化层。第二砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约300nm。
在此处的其他实施方案中，外延材料204可具有晶胞结构，其包含多层。晶胞结构可包含砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。
如此处的实施方案所述，图2C示出在ELO蚀刻工艺期间，形成蚀刻裂缝210，同时蚀去牺牲层206，并从晶片208剥离预先弯曲的支撑柄202和外延材料。图2D示出在从晶片208移除后的预先弯曲的支撑柄202和外延材料204。压平的预先弯曲的支撑柄202承受张力，而外延材料204受到压缩。
在用于形成薄膜材料的方法的一个实施方案中，牺牲层206可配置在基底200例如晶片208之上或上方；外延材料204配置在牺牲层206之上或上方；以及压平的预先弯曲的支撑材料或柄可配置在外延材料204之上或上方。压平的预先弯曲的支撑材料或柄可包含单层或多层。压平的预先弯曲的支撑材料或柄可包含蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物或其组合。在一些实例中，压平的预先弯曲的支撑柄202包含蜡。在其他实例中，压平的预先弯曲的支撑柄202包含聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物，例如膜。在其他实例中，预先弯曲的支撑柄202包含聚烯烃或其衍生物。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括在配置于基底200例如晶片208上的牺牲层206之上或上方形成外延材料204。该方法进一步提供：将压平的预先弯曲的支撑材料例如预先弯曲的支撑柄202黏合或附接至外延材料204之上或上方，其中压平的预先弯曲的支撑柄202通过压平弯曲的支撑材料而形成，且压平的预先弯曲的支撑柄202承受张力，而外延材料204受到压缩；在蚀刻工艺期间移除牺牲层206；及从基底剥离外延材料204，同时在其间形成蚀刻裂缝；及使压平的预先弯曲的支撑柄202弯曲，以具有相当大的曲率。
在一些实施方案中，牺牲层206可在ELO蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液。在一些实例中，湿蚀刻溶液包含氢氟酸，并可包含表面活性剂和/或缓冲剂。牺牲层206可以按约0.3毫米/小时或更大的速度被蚀刻，优选地是约1毫米/小时或更大，且更优选地是约5毫米/小时或更大。
在一个可选的实施方案中，牺牲层206可在ELO蚀刻工艺期间暴露于电化学蚀刻。电化学蚀刻可为偏压工艺(biased process)或电镀工艺(galvanic process)。同样地，在此处所述的另一实施方案中，牺牲层206可在ELO蚀刻工艺期间暴露于蒸汽相蚀刻。蒸汽相蚀刻包括将牺牲层206暴露于氟化氢蒸汽。ELO蚀刻工艺可为光化学蚀刻、热增强蚀刻、等离子体增强蚀刻、应力增强蚀刻、其衍生物或其组合。
诱发收缩柄(普通收缩)
图3A至3D示出如此处的一些实施方案所述的在ELO工艺的不同方面期间或在ELO薄膜堆栈内部的普通可收缩支撑材料或柄。图3A示出基底300，其包含配置在晶片308之上或上方的ELO薄膜堆栈350，如此处的一个实施方案中所述的。ELO薄膜堆栈350可包含：牺牲层306，其配置在晶片308之上或上方；外延材料304，其配置在牺牲层306之上或上方；及普通可收缩支撑柄302，其配置在外延材料304之上或上方。图3B示出力/应力320在施加至普通可收缩支撑柄302时提供在整个基底300的平面上的普通收缩322。
可收缩支撑柄302包含普通可收缩材料，例如蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物或其组合。在一个实例中，可收缩支撑柄302包含蜡。在一些实例中，可收缩支撑柄302包含聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物，例如
Figure BPA00001290339200111
膜。在其他实例中，可收缩支撑柄302包含聚烯烃或其衍生物。在其他实例中，可收缩支撑柄302包含：第一层，其具有蜡；及第二层，其具有聚合物(例如，聚对苯二甲酸乙二酯聚酯)，并配置在第一层上方。
普通可收缩支撑柄302可包含三层或更多层。举例来说，可收缩支撑柄302还可具有第三层，其包含蜡或聚合物，并配置在第二层上方。第三层可包含聚乙烯或其衍生物。
可收缩支撑柄302包含底表面和顶表面，且底表面黏合至外延材料304或位于外延材料304之上。在蚀刻工艺期间，可收缩支撑柄302朝顶表面弯曲。在另一实施方案中，普通可收缩材料包含无定形材料，且在收缩工艺期间，无定形材料可结晶，以经历净体积缩小。普通可收缩材料可包含至少一种塑料、橡胶、聚合物、低聚物、其衍生物或其组合。在一个特定实例中，普通可收缩材料包含聚酯或其衍生物。在其他实例中，可使用热缩粘合带作为普通可收缩支撑柄302。
在其他实施方案中，可收缩支撑柄302可在收缩工艺期间被加热。可收缩支撑柄302可包含热缩塑料或聚合物。可选地，可收缩支撑柄302可通过从可收缩材料移除溶剂而收缩。可收缩支撑柄302可弯曲，以具有在从约10cm至约100cm的范围内的曲率半径。
在一些实施方案中，粘合剂(未显示)可配置在普通可收缩支撑柄302和外延材料304之间。粘合剂可为压敏粘合剂、热熔性粘合剂、紫外线(UV)固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物或其组合。在一些实例中，可使用在一侧上包含粘合剂的热缩带作为可收缩支撑柄302。
在一些实施方案中，外延材料304可包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。外延材料304可包含一层，但通常包含多层。在一些实例中，外延材料304包含具有砷化镓的一层；及具有砷化铝镓的另一层。在另一实例中，外延材料304包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约300nm；砷化铝镓钝化层可具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度，例如，约30nm；且砷化镓活性层可具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度，例如，约1000nm。在一些实例中，外延材料304进一步包含第二砷化铝镓钝化层。第二砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约300nm。
在此处的其他实施方案中，外延材料304可具有晶胞结构，其包含多层。晶胞结构可包含砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。
在另一实施方案中，牺牲层306可包含砷化铝、其合金、其衍生物或其组合。在一个实例中，牺牲层306包含砷化铝层。牺牲层306可具有约20nm或更小的厚度，优选地在从约1nm至约10nm的范围内的厚度，更优选地从约4nm至约6nm的厚度。晶片308可为晶片或基底，且通常包含砷化镓、砷化镓合金或其他衍生物，并可为n掺杂或p掺杂。在一个实例中，晶片308包含n掺杂的砷化镓材料。在另一实例中，晶片308包含p掺杂的砷化镓材料。
图3C示出形成蚀刻裂缝310，同时蚀去牺牲层306，并从晶片308剥离可收缩支撑柄302和外延材料304。图3D示出从晶片308移除后的可收缩支撑柄302和外延材料304。
在用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法的一个实施方案中，外延材料304可形成或沉积在牺牲层306上方，牺牲层306配置在基底300例如晶片308之上或上方；及将可收缩支撑柄302黏合至外延材料304之上或上方。可收缩支撑柄302包含普通可收缩材料。该方法进一步提供：在收缩工艺期间收缩或减小可收缩支撑柄302的尺寸，以形成可收缩支撑柄302中的张力和外延材料304中的压缩；在蚀刻工艺期间移除牺牲层306；及从基底剥离外延材料304，同时在其间形成蚀刻裂缝310；及使可收缩支撑柄302弯曲，以具有相当大的曲率。可收缩支撑柄302可包含一层或多层。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：定位基底300，其包含配置于牺牲层306之上或上方的外延材料304，牺牲层306配置在晶片308之上或上方；及将可收缩支撑柄302黏合至外延材料304之上。可收缩支撑柄302包含普通可收缩材料。该方法进一步提供在收缩工艺期间收缩或减小可收缩支撑柄302的尺寸，以形成可收缩支撑柄302中的张力和外延材料304中的压缩；及在蚀刻工艺期间移除牺牲层306。该方法进一步规定：蚀刻工艺进一步包括：从基底剥离外延材料304；在外延材料304和基底之间形成蚀刻裂缝310；及使可收缩支撑柄302弯曲，以具有相当大的曲率。
在其他实施方案中，提供薄膜堆栈材料，其包含：牺牲层306，其配置在基底之上；外延材料304，其配置在牺牲层306上方；及可收缩支撑柄302，其配置在外延材料304上方。可收缩支撑柄302包含普通可收缩材料，其在收缩时形成可收缩支撑柄302中的张力和外延材料304中的压缩。在一个实例中，可收缩材料包含无定形材料。在收缩工艺期间，无定形材料可结晶，以经历净体积缩小。可收缩材料可包含至少一种塑料、聚合物、低聚物、其衍生物或其组合。在一些实例中，可收缩支撑柄302包含热缩塑料或聚合物。
在一些实施方案中，牺牲层306可在蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液。湿蚀刻溶液包含氢氟酸，并可包含表面活性剂和/或缓冲剂。在一些实例中，牺牲层306可以按约0.3毫米/小时或更大的速度被蚀刻，优选地是约1毫米/小时或更大，且更优选地是约5毫米/小时或更大。
在一个可选实施方案中，牺牲层306可在蚀刻工艺期间暴露于电化学蚀刻。电化学蚀刻可为偏压工艺或电镀工艺。同样地，在此处所述的另一实施方案中，牺牲层306可在蚀刻工艺期间暴露于蒸汽相蚀刻。蒸汽相蚀刻包括将牺牲层306暴露于氟化氢蒸汽。蚀刻工艺可为光化学蚀刻、热增强蚀刻、等离子体增强蚀刻、应力增强蚀刻、其衍生物或其组合。
诱发收缩柄(单向收缩)
图4A至4D示出如此处的一个实施方案中所述的在ELO工艺的不同方面期间或在ELO薄膜堆栈内部的单向可收缩支撑材料或柄。图4A示出基底400，其包含配置在晶片408之上或上方的ELO薄膜堆栈450，如此处的一个实施方案中所述的。ELO薄膜堆栈450可具有牺牲层406，其配置在晶片408之上或上方；外延材料404，其配置在牺牲层406之上或上方；及单向可收缩支撑柄402，其配置在外延材料404之上或上方。
单向可收缩支撑柄402包含可收缩材料和补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料，其在收缩时正切于补强纤维而收缩，以形成可收缩支撑柄402中的张力和外延材料404中的压缩。图4B示出力/应力420在施加至可收缩支撑柄402时提供在整个基底400的平面上的单向收缩422。
可收缩支撑柄402包含底表面和顶表面，且底表面黏合至外延材料404或位于外延材料404之上。在蚀刻工艺期间，可收缩支撑柄402可朝顶表面弯曲。在一个实例中，单向可收缩材料包含无定形材料，在单向收缩工艺期间，无定形材料可结晶，以经历净体积缩小。在另一实例中，单向可收缩材料可包含塑料、聚合物、低聚物、其衍生物或其组合。在一个实例中，单向可收缩材料包含聚酯或其衍生物。
补强纤维可为高强度聚合物纤维。补强纤维可包含聚乙烯或其衍生物。在一些实例中，补强纤维沿着纤维长度包含负的线性热膨胀系数。一般说来，补强纤维具有在从约15GPa至约134GPa的范围内的拉伸模量。
在一些实例中，单向可收缩支撑柄402可在收缩工艺期间被加热。可收缩支撑柄402可包含热缩聚合物和高强度聚合物纤维。在其他实例中，可收缩支撑柄402通过从可收缩材料移除溶剂而收缩。可收缩支撑柄402可弯曲，以具有在从约10cm至约100cm的范围内的曲率半径。
在一些实施方案中，粘合剂(未显示)可配置在单向可收缩支撑柄402和外延材料404之间。粘合剂可为压敏粘合剂、热熔性粘合剂、紫外线(UV)固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物或其组合。
在此处的一些实施方案中，外延材料404可包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。外延材料404可包含一层，但通常包含多层。在一些实例中，外延材料404包含具有砷化镓的一层及具有砷化铝镓的另一层。在另一实例中，外延材料404包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约400nm；砷化铝镓钝化层可具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度，例如，约30nm；且砷化镓活性层可具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度，例如，约1000nm。在一些实例中，外延材料404进一步包含第二砷化铝镓钝化层。第二砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约400nm。
在此处的其他实施方案中，外延材料404可具有晶胞结构，其包含多层。晶胞结构可包含砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。
在另一实施方案中，牺牲层406可包含砷化铝、其合金、其衍生物或其组合。在一个实例中，牺牲层406包含砷化铝层。牺牲层406可具有约20nm或更小的厚度，优选地在从约1nm至约10nm的范围内的厚度，且更优选地从约4nm至约6nm的厚度。晶片408可为晶片或基底，且通常包含砷化镓、砷化镓合金或其他衍生物，并可为n掺杂或p掺杂。在一个实例中，晶片408包含n掺杂的砷化镓材料。在另一实例中，晶片408包含p掺杂的砷化镓材料。
图4C示出形成蚀刻裂缝410，同时蚀去牺牲层406，并从晶片408剥离可收缩支撑柄402和外延材料404。图4D示出从晶片408移除后的可收缩支撑柄402和外延材料404。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：在基底400上的牺牲层406上方形成外延材料404；将可收缩支撑柄402黏合至外延材料404之上，其中可收缩支撑柄402包含单向可收缩材料和补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料；及在收缩工艺期间，收缩或减小正切于补强纤维的可收缩支撑柄402，以形成可收缩支撑柄402中的张力和外延材料404中的压缩。该方法进一步包括：在蚀刻工艺期间移除牺牲层406；从基底剥离外延材料404，同时在其间形成蚀刻裂缝；及使单向可收缩支撑柄402弯曲，以具有相当大的曲率。
在一个实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：在牺牲层406之上或上方沉积外延材料404，牺牲层406配置在基底400的晶片408之上；及将可收缩支撑柄402黏合至外延材料404之上。可收缩支撑柄402包含单向可收缩材料和补强纤维，补强纤维单向延伸贯穿可收缩材料。该方法进一步提供：在收缩工艺期间收缩或减小正切于补强纤维的可收缩支撑柄402，以形成可收缩支撑柄402中的张力和外延材料404中的压缩；及在蚀刻工艺期间移除牺牲层406。蚀刻工艺包括：从基底剥离外延材料404；在外延材料404和基底之间形成蚀刻裂缝；及使单向可收缩支撑柄402弯曲，以具有相当大的曲率。
在一些实施方案中，牺牲层406可在蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液。湿蚀刻溶液包含氢氟酸，并可包含表面活性剂和/或缓冲剂。在一些实例中，牺牲层406可以按约0.3毫米/小时或更大的速度被蚀刻，优选地是约1毫米/小时或更大，且更优选地是约5毫米/小时或更大。
在一个可选实施方案中，牺牲层406可在蚀刻工艺期间暴露于电化学蚀刻。电化学蚀刻可为偏压工艺或电镀工艺。同样地，在此处所述的另一实施方案中，牺牲层406可在蚀刻工艺期间暴露于蒸汽相蚀刻。蒸汽相蚀刻包括将牺牲层406暴露于氟化氢蒸汽。蚀刻工艺可为光化学蚀刻、热增强蚀刻、等离子体增强蚀刻、应力增强蚀刻、其衍生物或其组合。
非均匀蜡柄
图5A至5B示出基底500，其包含配置在晶片508之上或上方的ELO薄膜堆栈550，如此处的一个实施方案中所述的。ELO薄膜堆栈550可具有：牺牲层506，其配置在晶片508之上或上方；外延材料504，其配置在牺牲层506之上或上方；及非均匀支撑柄502，其配置在外延材料504之上或上方。在一个实施方案中，非均匀支撑柄502包含具有变化厚度的蜡膜，如在此处的一些实施方案中所述的。在一个实例中，非均匀支撑柄502的变化厚度在非均匀支撑柄502的中央510a中或附近最厚，如图5A所示出的。在另一实例中，非均匀支撑柄502的变化厚度在非均匀支撑柄502的中央510b中或附近最薄，如图5B所示出的。
在另一实施方案中，ELO薄膜堆栈550包含：牺牲层506，其配置在基底之上；外延材料504，其配置在牺牲层506上方；及非均匀支撑柄502，其配置在外延材料504上方，其中非均匀支撑柄502包含蜡膜，其具有变化厚度或非均匀厚度。
在其他实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：在基底上的牺牲层506上方形成外延材料504；将非均匀支撑柄502黏合至外延材料504之上，其中非均匀支撑柄502包含具有变化厚度的蜡膜；在蚀刻工艺期间移除牺牲层506；及从基底剥离外延材料504，同时在其间形成蚀刻裂缝；及在蚀刻工艺期间使非均匀支撑柄502弯曲，以形成外延材料504中的压缩。
在另一实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：定位基底，其包含配置在基底上的牺牲层506上方的外延材料504；将非均匀支撑柄502黏合至外延材料504之上，其中非均匀支撑柄502包含具有变化厚度的蜡膜；及在蚀刻工艺期间移除牺牲层506，其中蚀刻工艺进一步包括从基底剥离外延材料504；在外延材料504和基底之间形成蚀刻裂缝；及在蚀刻工艺期间使非均匀支撑柄502弯曲，以形成外延材料504中的压缩。
在一些实施方案中，非均匀支撑柄502包含蜡膜的底表面和柔性构件的顶表面，且底表面黏合至外延材料504。非均匀支撑柄502可朝顶表面弯曲。非均匀支撑柄502可弯曲，以具有在从约10cm至约100cm的范围内的曲率半径。柔性构件可包含塑料、聚合物、低聚物、其衍生物或其组合，例如，聚酯或聚酯衍生物。柔性构件可具有在从约50.8μm(约20锭距(gauge))至约127.0μm(约500锭距)的范围内的薄膜厚度，优选地是约23.4μm(约92锭距)。
在其他实例中，蜡膜包含蜡，其具有在从约65℃至约95℃的范围内的软化点温度，优选地是从约80℃至约90℃的温度，例如约85℃。在一个实例中，蜡膜的变化厚度在蜡膜中央中或附近最厚(图5A)，或在蜡膜中央中或附近最薄(图5B)。在不同的实施方案中，蜡膜的变化厚度可在从约1μm至约100μm的范围内。在一个实施方案中，蜡膜具有最薄的段，其具有在从约1μm至约25μm的范围内的厚度，并具有最厚的段，其具有在从约25μm至约100μm的范围内的厚度。
在此处的一些实施方案中，外延材料504可包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。外延材料504可包含一层，但通常包含多层。在一些实例中，外延材料504包含具有砷化镓的一层及具有砷化铝镓的另一层。在另一实例中，外延材料504包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约500nm；砷化铝镓钝化层可具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度，例如，约30nm；且砷化镓活性层可具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度，例如，约1000nm。在一些实例中，外延材料504进一步包含第二砷化铝镓钝化层。第二砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约500nm。
在此处的其他实施方案中，外延材料504可具有晶胞结构，其包含多层。晶胞结构可包含砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。
在另一实施方案中，牺牲层506可包含砷化铝、其合金、其衍生物或其组合。在一个实例中，牺牲层506包含砷化铝层。牺牲层506可具有约20nm或更小的厚度，优选地在从约1nm至约10nm的范围内的厚度，且更优选地从约4nm至约6nm的厚度。晶片508可为晶片或基底，且通常包含砷化镓、砷化镓合金或其他衍生物，并可为n掺杂或p掺杂。在一个实例中，晶片508包含n掺杂的砷化镓材料。在另一实例中，晶片508包含p掺杂的砷化镓材料。
在一些实施方案中，牺牲层506可在蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液。湿蚀刻溶液包含氢氟酸，并可包含表面活性剂和/或缓冲剂。在一些实例中，牺牲层506可以按约0.3毫米/小时或更大的速度被蚀刻，优选地是约1毫米/小时或更大，且更优选地是约5毫米/小时或更大。
在一个可选实施方案中，牺牲层506可在蚀刻工艺期间暴露于电化学蚀刻。电化学蚀刻可为偏压工艺或电镀工艺。同样地，在此处所述的另一实施方案中，牺牲层506可在蚀刻工艺期间暴露于蒸汽相蚀刻。蒸汽相蚀刻包括将牺牲层506暴露于氟化氢蒸汽。蚀刻工艺可为光化学蚀刻、热增强蚀刻、等离子体增强蚀刻、应力增强蚀刻、其衍生物或其组合。
多层支撑柄
本发明的实施方案通常涉及ELO薄膜材料和器件，以及用来形成这类材料和器件的方法。在一个实施方案中，提供用于在ELO工艺期间形成薄膜材料的方法，其包括：在基底上的牺牲层上方沉积或以其他方式形成外延材料；将支撑柄黏合至外延材料之上；在蚀刻工艺期间移除牺牲层；以及在蚀刻工艺期间，从基底剥离外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，同时维持外延材料中的压缩。该方法进一步规定：支撑柄包含：硬性支撑层，其黏合至外延材料；软性支撑层，其黏合至硬性支撑层；及柄板，其黏合至软性支撑层。
如图6A所示出的，在一个实施方案中，提供ELO薄膜堆栈600A，其包含：牺牲层620，其配置在基底例如晶片610之上或上方；外延材料630，其配置在牺牲层620之上或上方；及多层支撑柄670，其配置在外延材料630之上或上方。在一个实例中，多层支撑柄670包含：硬性支撑层640，其配置在外延材料630上方；软性支撑层650，其配置在硬性支撑层640上方；及柄板660，其配置在软性支撑层650上方。多层支撑柄670配置在外延材料630之上并维持其压缩。
在一些实例中，硬性支撑层640可包含聚合物、共聚物、低聚物、其衍生物或其组合。在一个实施方案中，硬性支撑层640包含共聚物。在一个实例中，共聚物可为乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物或其衍生物。用作硬性支撑层640的EVA共聚物为晶片夹紧(WAFER GRIP)粘膜，其在商业上可从位于Santa Rosa，CA的Dynatex International购得。在其他实例中，硬性支撑层640可包含热熔性粘合剂、有机材料或有机涂层、无机材料或其组合。
在一个实施方案中，硬性支撑层640包含无机材料，其具有多个无机层，例如金属层、介电层或其组合。在另一实例中，硬性支撑层640可包含复合材料或图案化复合材料，例如有机/无机材料。复合材料可包含至少一种有机材料和至少一种无机材料。在一些实例中，无机材料可包含金属层、介电层或其组合。复合材料可用于优化器件性能，例如，增加反射率、电导率和/或产量。在另一实施方案中，硬性支撑层640可包含蜡或其衍生物，例如黑蜡。
在另一实施方案中，软性支撑层650可包含弹性体，例如橡胶、泡沫或其衍生物。可选地，软性支撑层650可包含材料，例如氯丁橡胶、胶乳或其衍生物。软性支撑层650可包含单体。举例来说，软性支撑层650可包含乙烯丙烯二烯单体或其衍生物。
在另一实施方案中，软性支撑层650可包含液体或流体，其包含在膜内部。可选地，软性支撑层650可包含气体，其包含在膜内部。膜可包含材料，例如橡胶、泡沫、氯丁橡胶、胶乳或其衍生物。在一个实例中，膜为橡胶或胶乳气球。
在另一实施方案中，柄板660可包含材料，例如塑料、聚合物、低聚物、其衍生物或其组合。在一个实例中，柄板660可包含聚酯或其衍生物。柄板660可具有在从约50.8μm至约127.0μm的范围内的厚度，例如，约23.4μm。
在一个实施方案中，该方法进一步包括移除牺牲层620，以分隔外延材料630与基底，例如晶片610，如图6A所示出的；及随后通过在其间使用粘合剂接合以形成粘合层690而将外延材料630黏合或附接至支撑基底680，如图6B所示的。支撑基底680可以使用粘合剂接合至外延材料630的暴露表面。在一个实例中，粘合层690可由光学粘合剂和/或紫外线固化型粘合剂形成或包含光学粘合剂和/或紫外线固化型粘合剂，例如，在商业上可购得的Norland紫外线固化型光学粘合剂。在一些实例中，粘合剂可包含巯基酯化合物。在其他实例中，粘合剂可进一步包含材料，例如邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物或其组合。
如图6B所示的，在一个实例中，提供ELO薄膜堆栈600B，其包含：支撑基底680，其配置在外延材料630的第一表面上方；及多层支撑柄670，其配置在外延材料630的另一表面上方。粘合层690可配置在外延材料630和支撑基底680之间。多层支撑柄670包含：硬性支撑层640，其配置在外延材料630上方；软性支撑层650，其配置在硬性支撑层640上方；及柄板660，其配置在软性支撑层640上方。
在一个实例中，粘合层690可由粘合剂形成，粘合剂已在固化工艺期间暴露于紫外线辐射。一般说来，粘合剂可在一段时间内暴露于紫外线辐射，这段时间在从约1分钟至约10分钟的范围内，优选地从约3分钟至约7分钟，例如约5分钟。粘合剂可在从约25℃至约75℃的范围内例如约50℃的温度下固化。
在其他实例中，粘合层690的粘合剂可为有机硅粘合剂，或可包含硅酸钠。在这些实例中，粘合剂可在一段时间内固化，这段时间在从约10小时至约100小时的范围内，优选地从约20小时至约60小时，且更优选地从约30小时至约50小时，例如约42小时。粘合剂可在从约25℃至约75℃的范围内例如约50℃的温度下固化。粘合剂也可在从约1psi(每平方英寸磅)至约50psi的范围内的压力下固化，优选地是从约3psi至约25psi，且更优选地从约5psi至约15psi。在一个实例中，压力可为约9psi。
牺牲层620可暴露于蚀刻工艺，以从基底移除外延材料630。在一些实施方案中，牺牲层620可在蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液。湿蚀刻溶液包含氢氟酸，并可包含表面活性剂和/或缓冲剂。在一些实例中，牺牲层620可以按约0.3毫米/小时或更大的速度被蚀刻，优选地是约1毫米/小时或更大，且更优选地是约5毫米/小时或更大。在一个可选实施方案中，牺牲层620可在蚀刻工艺期间暴露于电化学蚀刻。电化学蚀刻可为偏压工艺或电镀工艺。同样地，在此处所述的另一实施方案中，牺牲层620可在蚀刻工艺期间暴露于蒸汽相蚀刻。蒸汽相蚀刻包括将牺牲层620暴露于氟化氢蒸汽。蚀刻工艺可为光化学蚀刻、热增强蚀刻、等离子体增强蚀刻、应力增强蚀刻、其衍生物或其组合。
在此处的实施方案中，外延材料630可包含砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。外延材料630可具有矩形几何形状、正方形几何形状或其他几何形状。外延材料630可包含一层，但通常包含多层。在一些实例中，外延材料630包含具有砷化镓的一层及具有砷化铝镓的另一层。在另一实例中，外延材料630包含砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。砷化镓缓冲层可具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度，例如，约300nm；砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度，例如，约30nm；且砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度，例如，约1000nm。在一些实例中，外延材料630进一步包含第二砷化铝镓钝化层。
在此处的其他实施方案中，外延材料630可包含晶胞结构，其包含多层。晶胞结构可包含砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物或其组合。在许多实例中，砷化镓为n掺杂或p掺杂。
在一些实施方案中，牺牲层620可包含砷化铝、其合金、其衍生物或其组合。在一个实例中，牺牲层620包含砷化铝层，并具有约20nm或更小的厚度，优选地在从约1nm至约10nm的范围内的厚度，且更优选地从约4nm至约6nm的厚度。基底例如晶片610和/或支撑基底680通常包含砷化镓或其衍生物，并可为n掺杂或p掺杂。
虽然以上内容涉及本发明的实施方案，但可设计本发明的其他和另外的实施方案而不偏离本发明的基本范围，且本发明范围由所附权利要求确定。

Claims (218)

1.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
在基底上的牺牲层上方形成外延材料；
将压平的预先弯曲的支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述压平的预先弯曲的支撑柄通过压平弯曲的支撑材料而形成，且所述压平的预先弯曲的支撑柄承受张力，而所述外延材料受到压缩；
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层；以及
从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，以及使所述压平的预先弯曲的支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述弯曲的支撑材料包括选自由下列项组成的组的材料：蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物和其组合。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述弯曲的支撑材料包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、聚烯烃或其衍生物。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述弯曲的支撑材料包括：包含蜡的第一层；及包含聚合物并配置在所述第一层上方的第二层。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述第二层包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述弯曲的支撑材料还包括包含蜡并配置在所述第二层上方的第三层；或包括包含另一聚合物并配置在所述第二层上方的第三层。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述第三层包括聚乙烯或其衍生物。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述压平的预先弯曲的支撑柄包括底表面和顶表面，所述底表面黏合至所述外延材料，且所述压平的预先弯曲的支撑柄朝所述顶表面弯曲。
9.如权利要求1所述的方法，其中粘合剂用来将所述压平的预先弯曲的支撑柄黏合至所述外延材料之上，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液，所述湿蚀刻溶液包括氢氟酸、表面活性剂和缓冲剂。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述牺牲层以约5毫米/小时或更大的速度被蚀刻。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包含多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
21.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
定位基底，所述基底包括配置在所述基底上的牺牲层上方的外延材料；
将压平的预先弯曲的支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述压平的预先弯曲的支撑柄通过压平弯曲的支撑材料而形成，且所述压平的预先弯曲的支撑柄承受张力，而所述外延材料受到压缩；以及
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层，其中所述蚀刻工艺还包括：
从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝；以及
使所述压平的预先弯曲的支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
22.一种薄膜堆栈材料，包括：
牺牲层，其配置在基底上；
外延材料，其配置在所述牺牲层上方；以及
压平的预先弯曲的支撑材料，其配置在所述外延材料上方，其中所述压平的预先弯曲的支撑材料承受张力，而所述外延材料受到压缩。
23.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中所述压平的预先弯曲的支撑材料包括选自由下列项组成的组的材料：蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物和其组合。
24.如权利要求23所述的薄膜堆栈材料，其中所述压平的预先弯曲的支撑材料包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、聚烯烃或其衍生物。
25.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中所述压平的预先弯曲的支撑材料包括：包含蜡的第一层；及包含聚合物并配置在所述第一层上方的第二层。
26.如权利要求25所述的薄膜堆栈材料，其中所述第二层包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯。
27.如权利要求25所述的薄膜堆栈材料，其中所述压平的预先弯曲的支撑材料还包括包含另一聚合物并配置在所述第二层上方的第三层。
28.如权利要求27所述的薄膜堆栈材料，其中所述第三层包括聚乙烯或其衍生物。
29.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中粘合剂配置在所述压平的预先弯曲的支撑材料和所述外延材料之间，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
30.如权利要求29所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
31.如权利要求30所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
32.如权利要求30所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
33.如权利要求32所述的薄膜堆栈材料，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
34.如权利要求32所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
35.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
36.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
37.如权利要求36所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
38.如权利要求37所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约1nm至约10nm的范围内。
39.如权利要求38所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约4nm至约6nm的范围内。
40.如权利要求22所述的薄膜堆栈材料，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
41.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
在基底上的牺牲层上方形成外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括可收缩材料；
在收缩工艺期间收缩所述支撑柄，以形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩；
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层；以及
从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，并使所述支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
42.如权利要求41所述的方法，其中所述支撑柄包括选自由下列项组成的组的材料：蜡、聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、橡胶、其衍生物和其组合。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述支撑柄包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯、聚烯烃或其衍生物。
44.如权利要求41所述的方法，其中所述支撑柄包括：包含蜡的第一层及包含聚合物并配置在所述第一层上方的第二层。
45.如权利要求44所述的方法，其中所述第二层包括聚对苯二甲酸乙二酯聚酯或其衍生物。
46.如权利要求44所述的方法，其中所述支撑柄还包括包含蜡并配置在所述第二层上方的第三层；或所述支撑柄还包括包含另一聚合物并配置在所述第二层上方的第三层。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述第三层包括聚乙烯或其衍生物。
48.如权利要求41所述的方法，其中所述支撑柄包括底表面和顶表面，所述底表面黏合至所述外延材料，且所述支撑柄朝所述顶表面弯曲。
49.如权利要求41所述的方法，其中所述可收缩材料包括无定形材料，且所述无定形材料在所述收缩工艺期间结晶，以经历净体积缩小。
50.如权利要求41所述的方法，其中所述可收缩材料包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、橡胶、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
51.如权利要求41所述的方法，其中所述可收缩材料包括聚酯或其衍生物。
52.如权利要求41所述的方法，其中所述支撑柄包括热缩聚合物，且所述支撑柄在所述收缩工艺期间被加热。
53.如权利要求41所述的方法，其中粘合剂用来将所述支撑柄黏合至所述外延材料之上，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
54.如权利要求41所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液，所述湿蚀刻溶液包括氢氟酸、表面活性剂和缓冲剂。
55.如权利要求54所述的方法，其中所述牺牲层以约5毫米/小时或更大的速度被蚀刻。
56.如权利要求41所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于氟化氢蒸汽。
57.如权利要求41所述的方法，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
58.如权利要求57所述的方法，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
59.如权利要求57所述的方法，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
60.如权利要求59所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
61.如权利要求59所述的方法，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
62.如权利要求41所述的方法，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
63.如权利要求41所述的方法，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
65.如权利要求41所述的方法，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
66.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
定位基底，所述基底包括配置在所述基底上的牺牲层上方的外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括可收缩材料；
在收缩工艺期间收缩所述支撑柄，以形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩；以及
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层，其中所述蚀刻工艺还包括：
从所述基底剥离所述外延材料；
在所述外延材料和所述基底之间形成蚀刻裂缝；以及
使所述支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
67.一种薄膜堆栈材料，包括：
牺牲层，其配置在基底上；
外延材料，其配置在所述牺牲层上方；以及
支撑柄，其配置在所述外延材料上方，其中所述支撑柄包括可收缩材料，所述可收缩材料在收缩时形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩。
68.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述可收缩材料包括无定形材料，所述无定形材料在收缩工艺期间结晶，以经历净体积缩小。
69.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述可收缩材料包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
70.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述支撑柄包括热缩聚合物。
71.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中粘合剂在所述支撑柄和所述外延材料之间，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
72.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
73.如权利要求72所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
74.如权利要求72所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
75.如权利要求74所述的薄膜堆栈材料，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
76.如权利要求72所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
77.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
78.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
79.如权利要求78所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
80.如权利要求79所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约1nm至约10nm的范围内。
81.如权利要求80所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约4nm至约6nm的范围内。
82.如权利要求67所述的薄膜堆栈材料，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
83.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
在基底上的牺牲层上方形成外延材料；
将支撑柄黏合至外延材料之上，其中所述支撑柄包括可收缩材料和补强纤维，所述补强纤维单向延伸贯穿所述可收缩材料；
在收缩工艺期间收缩正切于所述补强纤维的所述支撑柄，以形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩；
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层；以及
从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，并使所述支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
84.如权利要求83所述的方法，其中所述支撑柄包括底表面和顶表面，所述底表面黏合至所述外延材料，且所述支撑柄朝所述顶表面弯曲。
85.如权利要求83所述的方法，其中所述可收缩材料包括无定形材料，所述无定形材料在所述收缩工艺期间结晶，以经历净体积缩小。
86.如权利要求83所述的方法，其中所述可收缩材料包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
87.如权利要求83所述的方法，其中所述可收缩材料包括聚酯或其衍生物。
88.如权利要求83所述的方法，其中所述补强纤维为高强度聚合物纤维。
89.如权利要求88所述的方法，其中所述补强纤维包括聚乙烯或其衍生物。
90.如权利要求88所述的方法，其中所述补强纤维沿着纤维长度包括负的线性热膨胀系数。
91.如权利要求88所述的方法，其中所述补强纤维包括在从约15GPa至约134GPa的范围内的拉伸模量。
92.如权利要求83所述的方法，其中所述支撑柄在所述收缩工艺期间被加热，且所述支撑柄包括热缩聚合物和高强度聚合物纤维。
93.如权利要求83所述的方法，其中收缩所述支撑柄包括从所述可收缩材料移除溶剂。
94.如权利要求83所述的方法，其中粘合剂用来将所述支撑柄黏合至所述外延材料之上，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
95.如权利要求83所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液，所述湿蚀刻溶液包括氢氟酸、表面活性剂和缓冲剂。
96.如权利要求95所述的方法，其中所述牺牲层以约5毫米/小时或更大的速度被蚀刻。
97.如权利要求83所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于氟化氢蒸汽。
98.如权利要求83所述的方法，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
99.如权利要求98所述的方法，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
100.如权利要求98所述的方法，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
101.如权利要求100所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
102.如权利要求100所述的方法，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
103.如权利要求83所述的方法，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
104.如权利要求83所述的方法，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
105.如权利要求104所述的方法，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
106.如权利要求83所述的方法，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
107.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
定位基底，所述基底包括配置在所述基底上的牺牲层上方的外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括可收缩材料和补强纤维，所述补强纤维单向延伸贯穿所述可收缩材料；
在收缩工艺期间收缩正切于所述补强纤维的所述支撑柄，以形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩；及
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层，其中所述蚀刻工艺还包括：
从所述基底剥离所述外延材料；
在所述外延材料和所述基底之间形成蚀刻裂缝；以及
使所述支撑柄弯曲，以具有相当大的曲率。
108.一种薄膜堆栈材料，包括：
牺牲层，其配置在基底上；
外延材料，其配置在所述牺牲层上方；以及
支撑柄，其配置在所述外延材料上方，其中所述支撑柄包括可收缩材料和补强纤维，所述补强纤维单向延伸贯穿所述可收缩材料，所述可收缩材料在收缩时正切于所述补强纤维而收缩，以形成所述支撑柄中的张力和所述外延材料中的压缩。
109.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述可收缩材料包括无定形材料，所述无定形材料在所述收缩工艺期间结晶，以经历净体积缩小。
110.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述可收缩材料包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
111.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述补强纤维为高强度聚合物纤维。
112.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述补强纤维包括聚乙烯。
113.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述补强纤维沿着纤维长度包括负的线性热膨胀系数。
114.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述补强纤维包括在从约15GPa至约134GPa的范围内的拉伸模量。
115.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述支撑柄包括热缩聚合物和高强度聚合物纤维。
116.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中粘合剂在所述支撑柄和所述外延材料之间，且所述粘合剂选自由下列项组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、UV固化粘合剂、天然粘合剂、合成粘合剂、其衍生物和其组合。
117.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
118.如权利要求117所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
119.如权利要求117所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
120.如权利要求119所述的薄膜堆栈材料，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
121.如权利要求119所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
122.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
123.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
124.如权利要求123所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
125.如权利要求124所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约1nm至约10nm的范围内。
126.如权利要求125所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约4nm至约6nm的范围内。
127.如权利要求108所述的薄膜堆栈材料，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
128.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
在基底上的牺牲层上方形成外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括具有变化厚度的蜡膜；
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层；以及
在所述蚀刻工艺期间，从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，并使所述支撑柄弯曲，以形成所述外延材料中的压缩。
129.如权利要求128所述的方法，其中所述支撑柄包括所述蜡膜的底表面和柔性构件的顶表面，所述底表面黏合至所述外延材料，且所述支撑柄朝所述顶表面弯曲。
130.如权利要求129所述的方法，其中所述柔性构件包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
131.如权利要求129所述的方法，其中所述柔性构件包括聚酯或其衍生物。
132.如权利要求128所述的方法，其中所述蜡膜包括蜡，所述蜡具有在从约65℃至约95℃的范围内的软化点温度。
133.如权利要求132所述的方法，其中所述软化点温度在从约80℃至约90℃的范围内。
134.如权利要求132所述的方法，其中所述蜡膜的变化厚度在所述蜡膜中央中或附近最薄。
135.如权利要求132所述的方法，其中所述蜡膜的变化厚度在所述蜡膜中央中或附近最厚。
136.如权利要求128所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液，所述湿蚀刻溶液包括氢氟酸、表面活性剂和缓冲剂。
137.如权利要求136所述的方法，其中所述牺牲层以约5毫米/小时或更大的速度被蚀刻。
138.如权利要求128所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于氟化氢蒸汽。
139.如权利要求128所述的方法，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
140.如权利要求139所述的方法，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
141.如权利要求139所述的方法，其中所述外延材料包括：砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
142.如权利要求141所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
143.如权利要求141所述的方法，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
144.如权利要求128所述的方法，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
145.如权利要求128所述的方法，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
146.如权利要求145所述的方法，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
147.如权利要求128所述的方法，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
148.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
定位基底，所述基底包括配置在所述基底上的牺牲层上方的外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括具有变化厚度的蜡膜；以及
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层，其中所述蚀刻工艺还包括：
从所述基底剥离所述外延材料；
在所述外延材料和所述基底之间形成蚀刻裂缝；以及
在所述蚀刻工艺期间，使所述支撑柄弯曲，以形成所述外延材料中的压缩。
149.一种薄膜堆栈材料，包括：
牺牲层，其配置在基底上；
外延材料，其配置在所述牺牲层上方；以及
支撑柄，其配置在所述外延材料上方，其中所述支撑柄包括具有变化厚度的蜡膜。
150.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述支撑柄包括所述蜡膜的底表面和柔性构件的顶表面，且所述底表面黏合至所述外延材料。
151.如权利要求150所述的薄膜堆栈材料，其中所述柔性构件包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
152.如权利要求150所述的薄膜堆栈材料，其中所述柔性构件包括聚酯或其衍生物。
153.如权利要求150所述的薄膜堆栈材料，其中所述柔性构件包括在从约50.8μm至约127.0μm的范围内的膜厚度。
154.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述蜡膜包括蜡，所述蜡具有在从约65℃至约95℃的范围内的软化点温度。
155.如权利要求154所述的薄膜堆栈材料，其中所述软化点温度在从约80℃至约90℃的范围内。
156.如权利要求154所述的薄膜堆栈材料，其中所述蜡膜的变化厚度在所述蜡膜的中心处或附近最薄。
157.如权利要求154所述的薄膜堆栈材料，其中所述蜡膜的变化厚度在所述蜡膜的中心处或附近最厚。
158.如权利要求154所述的薄膜堆栈材料，其中所述蜡膜的变化厚度在从约1μm至约100μm的范围内。
159.如权利要求154所述的薄膜堆栈材料，其中所述蜡膜的变化厚度包括最薄段和最厚段。
160.如权利要求159所述的薄膜堆栈材料，其中所述最薄段具有在从约1μm至约25μm的范围内的厚度。
161.如权利要求159所述的薄膜堆栈材料，其中所述最厚段具有从约25μm至约100μm的范围内的厚度。
162.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
163.如权利要求162所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
164.如权利要求162所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
165.如权利要求164所述的薄膜堆栈材料，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
166.如权利要求164所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
167.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
168.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
169.如权利要求168所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括具有约20nm或更小的厚度的砷化铝层。
170.如权利要求169所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约1nm至约10nm的范围内。
171.如权利要求170所述的薄膜堆栈材料，其中所述厚度在从约4nm至约6nm的范围内。
172.如权利要求149所述的薄膜堆栈材料，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
173.一种用于在外延迁移工艺期间形成薄膜材料的方法，包括下列步骤：
在基底上的牺牲层上方形成外延材料；
将支撑柄黏合至所述外延材料之上，其中所述支撑柄包括：黏合至所述外延材料的硬性支撑层；黏合至所述硬性支撑层的软性支撑层；及黏合至所述软性支撑层的柄板；
在蚀刻工艺期间移除所述牺牲层；以及
在所述蚀刻工艺期间，从所述基底剥离所述外延材料，同时在其间形成蚀刻裂缝，同时维持所述外延材料中的压缩。
174.如权利要求173所述的方法，还包括从所述基底移除所述外延材料。
175.如权利要求174所述的方法，还包括将支撑基底附接至所述外延材料的暴露表面。
176.如权利要求174所述的方法，其中所述支撑基底以粘合剂接合至所述外延材料的所述暴露表面。
177.如权利要求176所述的方法，其中所述粘合剂为光学粘合剂或UV固化型粘合剂。
178.如权利要求176所述的方法，其中所述粘合剂还包括选自由下列项组成的组的材料：邻苯二甲酸丁辛酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸酯单体、其衍生物和其组合。
179.如权利要求176所述的方法，其中所述粘合剂为有机硅粘合剂，或所述粘合剂包括硅酸钠。
180.如权利要求176所述的方法，其中所述粘合剂在从约25℃至约75℃的范围内的温度下和在从约5psi至约15psi的范围内的压力下，在从约20小时至约60小时的范围内的一段时间内被固化。
181.如权利要求173所述的方法，其中所述硬性支撑层包括选自由下列项组成的组的材料：聚合物、共聚物、低聚物、其衍生物和其组合。
182.如权利要求181所述的方法，其中所述硬性支撑层包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或其衍生物。
183.如权利要求173所述的方法，其中所述硬性支撑层包括选自由下列项组成的组的材料：热熔性粘合剂、有机材料、有机涂层、无机材料和其组合。
184.如权利要求183所述的方法，其中所述硬性支撑层包括多层无机材料，且所述多层还包括金属层、介电层或其组合。
185.如权利要求173所述的方法，其中所述软性支撑层包括弹性体，且所述弹性体包括橡胶、泡沫或其衍生物。
186.如权利要求173所述的方法，其中所述软性支撑层包括选自由下列项组成的组的材料：氯丁橡胶、胶乳和其衍生物。
187.如权利要求173所述的方法，其中所述软性支撑层包括乙烯丙烯二烯单体或其衍生物。
188.如权利要求173所述的方法，其中所述柄板包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
189.如权利要求173所述的方法，其中所述柄板包括聚酯或其衍生物。
190.如权利要求173所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于湿蚀刻溶液，所述湿蚀刻溶液包括氢氟酸、表面活性剂和缓冲剂。
191.如权利要求173所述的方法，其中所述牺牲层以约5毫米/小时或更大的速度被蚀刻。
192.如权利要求173所述的方法，其中所述牺牲层在所述蚀刻工艺期间暴露于氟化氢蒸汽。
193.如权利要求173所述的方法，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
194.如权利要求193所述的方法，其中所述外延材料包括：包含砷化镓的一层及包含砷化铝镓的另一层。
195.如权利要求194所述的方法，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
196.如权利要求195所述的方法，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
197.如权利要求195所述的方法，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
198.如权利要求173所述的方法，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
199.如权利要求173所述的方法，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
200.如权利要求199所述的方法，其中所述牺牲层包括具有在从约1nm至约10nm的范围内的厚度的砷化铝层。
201.一种薄膜堆栈材料，包括：
牺牲层，其配置在基底上；
外延材料，其配置在所述牺牲层上方；以及
支撑柄，其配置在所述外延材料上方，其中所述支撑柄包括：
硬性支撑层，其配置在所述外延材料上方；
软性支撑层，其配置在所述硬性支撑层上方；以及
柄板，其配置在所述软性支撑层上方。
202.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料受到压缩。
203.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述硬性支撑层包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或其衍生物。
204.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述硬性支撑层包括选自由下列项组成的组的材料：热熔性粘合剂、有机涂层、有机材料、无机材料和其组合。
205.如权利要求204所述的薄膜堆栈材料，其中所述硬性支撑层包括多层无机材料，且所述多层还包括金属层、介电层或其组合。
206.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述软性支撑层包括弹性体，且所述弹性体包括橡胶、泡沫或其衍生物。
207.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述软性支撑层包括选自由下列项组成的组的材料：氯丁橡胶、胶乳和其衍生物。
208.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述软性支撑层包括乙烯丙烯二烯单体或其衍生物。
209.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述柄板包括选自由下列项组成的组的材料：塑料、聚合物、低聚物、其衍生物和其组合。
210.如权利要求209所述的薄膜堆栈材料，其中所述柄板包括聚酯或其衍生物。
211.如权利要求209所述的薄膜堆栈材料，其中所述柄板具有在从约50.8μm至约127.0μm的范围内的厚度。
212.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括选自由下列项组成的组的材料：砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
213.如权利要求212所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括砷化镓缓冲层、砷化铝镓钝化层和砷化镓活性层。
214.如权利要求213所述的薄膜堆栈材料，其中所述砷化镓缓冲层具有在从约100nm至约500nm的范围内的厚度；所述砷化铝镓钝化层具有在从约10nm至约50nm的范围内的厚度；且所述砷化镓活性层具有在从约500nm至约2000nm的范围内的厚度。
215.如权利要求213所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料还包括第二砷化铝镓钝化层。
216.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述外延材料包括晶胞结构，所述晶胞结构包括多层，所述晶胞结构包括选自由下列项组成的组的至少一种材料：砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓、砷化铝镓、n掺杂砷化铝镓、p掺杂砷化铝镓、磷化铟镓、其合金、其衍生物和其组合。
217.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述牺牲层包括选自由下列项组成的组的材料：砷化铝、其合金、其衍生物和其组合。
218.如权利要求201所述的薄膜堆栈材料，其中所述基底包括砷化镓、n掺杂砷化镓、p掺杂砷化镓或其衍生物。
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