CN111936676A - 金刚石或铱材料单晶层的制造方法和外延生长金刚石或铱材料单晶层的衬底 - Google Patents

金刚石或铱材料单晶层的制造方法和外延生长金刚石或铱材料单晶层的衬底 Download PDF

Info

Publication number
CN111936676A
CN111936676A CN201980021528.8A CN201980021528A CN111936676A CN 111936676 A CN111936676 A CN 111936676A CN 201980021528 A CN201980021528 A CN 201980021528A CN 111936676 A CN111936676 A CN 111936676A
Authority
CN
China
Prior art keywords
single crystal
substrate
layer
diamond
srtio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980021528.8A
Other languages
English (en)
Inventor
布鲁诺·吉瑟兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soitec SA
Original Assignee
Soitec SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soitec SA filed Critical Soitec SA
Publication of CN111936676A publication Critical patent/CN111936676A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02293—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process formation of epitaxial layers by a deposition process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/025—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/183—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being provided with a buffer layer, e.g. a lattice matching layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/04—Diamond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

一种用于生产金刚石或铱材料的单晶层的方法，其包括将SrTiO3材料的单晶晶种层转移到硅材料的载体衬底，随后外延生长所述金刚石或铱材料的单晶层。

Description

金刚石或铱材料单晶层的制造方法和外延生长金刚石或铱材 料单晶层的衬底
技术领域
本发明涉及一种用于生产金刚石或铱材料的单晶层的方法和用于外延生长这种金刚石或铱材料的单晶层的衬底。
背景技术
某些材料目前不能作为大直径晶片形式的单晶衬底获得。此外，某些材料可以大直径获得，但在品质方面不具有某些特性或规格，特别是关于缺陷密度或所需的电学或光学特性。
发明内容
本发明的目的是通过提供用于制造金刚石材料的单晶层的方法以及用于外延生长金刚石材料的这种单晶层的衬底，来克服现有技术的这些限制。以这种方式，能够解决目前可用的金刚石材料的单晶衬底的尺寸问题。
本发明涉及一种用于生产金刚石材料的单晶层的方法，其包括将SrTiO3材料的单晶晶种层转移到硅材料的载体衬底，随后外延生长所述金刚石材料的单晶层。
在有利的实施方式中，单晶晶种层的厚度小于10μm，优选小于2μm，更优选小于0.2μm。
在有利的实施方式中，将SrTiO3材料的单晶晶种层转移到硅材料的载体衬底包括将SrTiO3材料的单晶衬底接合到载体衬底的步骤，随后是减薄所述SrTiO3材料的单晶衬底的步骤。
在有利的实施方式中，减薄步骤包括形成弱化区，所述弱化区界定预备转移到硅材料的载体衬底的SrTiO3材料的单晶衬底的一部分。
在有利的实施方式中，通过注入原子和/或离子物质来形成弱化区。
在有利的实施方式中，减薄步骤包括在弱化区处分离，从而将SrTiO3材料的单晶衬底的所述部分转移到硅材料的载体衬底，特别地，分离包括施加热和/或机械应力。
在有利的实施方式中，接合步骤是分子粘附步骤。
在有利的实施方式中，SrTiO3材料的单晶晶种层是各自转移到硅材料的载体衬底的多个片的形式。
在有利的实施方式中，硅材料的载体衬底包含可分离界面，所述可分离界面被配置为借助于激光剥离技术和/或化学侵蚀和/或借助于机械应力而分离。
本发明还涉及一种用于外延生长金刚石材料的单晶层的衬底，其特征在于，它包含位于硅材料的载体衬底上的SrTiO3材料的单晶晶种层。
在有利的实施方式中，SrTiO3材料的单晶晶种层是多个片的形式。
在有利的实施方式中，硅材料的载体衬底包含可分离界面，所述可分离界面被配置为借助于激光剥离技术和/或化学侵蚀和/或借助于机械应力而分离。
本发明还涉及一种用于生产铱材料的单晶层的方法，所述方法包括将SrTiO3材料的单晶晶种层转移到硅材料的载体衬底，随后外延生长铱材料的单晶层。
本发明还涉及一种用于外延生长铱材料的单晶层的衬底，其特征在于，它包含位于硅材料的载体衬底上的SrTiO3材料的单晶晶种层。
本发明还涉及一种用于生产金刚石和/或铱材料的单晶层的方法，所述方法包括将YSZ、CeO2、MgO或Al2O3材料的单晶晶种层转移到硅、蓝宝石、Ni或Cu材料的载体衬底，随后外延生长金刚石和/或铱材料的单晶层。
本发明还涉及一种用于生产金刚石和/或铱材料的单晶层的方法，所述方法包括将SrTiO3材料的单晶晶种层转移到硅、蓝宝石、Ni或Cu材料的载体衬底，随后外延生长金刚石和/或铱材料的单晶层。
附图说明
通过阅读以下参照附图的详细描述，将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
·图1示出了根据本发明的一个实施方式的用于生产金刚石材料的单晶层的方法以及根据本发明的该实施方式的用于外延生长这种金刚石材料的单晶层的衬底；
·图2示出了根据本发明的另一实施方式的用于生产金刚石材料的单晶层的方法以及根据本发明的这种其他实施方式的用于外延生长这种金刚石材料的单晶层的衬底；
·图3示出了根据本发明的又一实施方式的用于生产金刚石材料的单晶层的方法以及根据本发明的这种其他实施方式的用于外延生长这种金刚石材料的单晶层的衬底；
·图4示出了根据本发明的又一实施方式的用于生产金刚石材料的单晶层的方法以及根据本发明的这种其他实施方式的用于外延生长这种金刚石材料的单晶层的衬底；
·图5示出了根据本发明的又一实施方式的用于生产金刚石材料的单晶层的方法以及根据本发明的这种其他实施方式的用于外延生长这种金刚石材料的单晶层的衬底。
为了提高附图的可读性，各层不一定按比例示出。
具体实施方式
图1示出硅材料的载体衬底100，SrTiO3材料的单晶晶种层200被转移到其上。可以设想单晶晶种层200的其他材料，例如YSZ、CeO2、MgO或Al2O3，这些材料具有与PZT材料接近的晶格参数。硅材料的载体衬底100也可以用蓝宝石、Ni或Cu材料的载体衬底100代替。使用硅的优点在于，不仅为300mm类型的大型设备开辟了金刚石材料膜的应用领域，而且使其与微电子工业兼容，对于微电子工业而言，在生产线上对除硅之外的外来材料、尤其是金刚石在验收方面的要求很高。将SrTiO3材料的单晶晶种层200接合1'到硅材料的载体衬底100的步骤优选通过分子粘附步骤进行。该分子粘附步骤包括粘合步骤，优选在环境温度下进行，然后是使粘合界面固结的退火，这通常在高达900℃或甚至1100℃的高温下进行数分钟至数小时。关于蓝宝石材料的载体衬底，将单晶晶种层接合1'到载体衬底的步骤也优选地通过使用与上述相同数量级的典型条件的分子粘附步骤进行。关于Ni或Cu材料的载体衬底，将单晶晶种层接合1'到载体衬底的步骤由在单晶晶种层上沉积Ni或Cu材料的步骤代替，例如通过电沉积(ECD)或电铸(电镀)进行沉积。该技术通常包括使用粘结层和剥离，并且其本身是已知的，在此不再详细描述。
图1示意性地示出了将SrTiO3材料的单晶衬底20接合1'到硅材料的载体衬底100的步骤。接着是在已经接合到硅材料的载体衬底100之后将SrTiO3材料的单晶衬底20减薄2'的步骤。图1示意性地示出了减薄步骤2'，其可以例如通过化学和/或机械蚀刻(抛光、研磨、铣削等)来实施。因此，可以获得SrTiO3材料的单晶晶种层200，其将充当在图1中示意性示出的用于外延生长金刚石材料10的单晶层的衬底上外延生长3'金刚石材料的单晶层300的步骤的单晶晶种。本领域技术人员能够调整用于在体相单晶衬底上外延生长通常用于同质外延或异质外延的金刚石材料的单晶层的参数，以便优化在用于外延生长本发明的金刚石材料10的单晶层的衬底上外延生长3'金刚石材料的单晶层300的步骤。金刚石材料的外延因此通过经由电子束物理气相沉积技术的铱的约150nm的薄层的外延然后在约700℃的典型温度下在CH4/H2气氛下通过MWCVD进行生长来进行。
应当注意，载体衬底100的热膨胀系数主导了在外延生长3'金刚石材料的单晶层300的步骤期间用于外延生长金刚石材料10的单晶层的衬底的热行为。这是由于SrTiO3材料的单晶晶种层200相对于用于外延生长金刚石材料10的单晶层的衬底的总厚度(约数十到数百μm)的低厚度(优选小于1μm)所致。顺便提及，选择SrTiO3材料以提供具有尽可能与金刚石材料的单晶层300选择的晶格参数接近的晶格参数(优选弛豫状态下的晶格参数)的单晶晶种层，从而使外延生长在金刚石材料的单晶层300中产生尽可能少的缺陷。顺便提及，载体衬底100的材料有利地具有与金刚石材料的热膨胀系数特别接近的热膨胀系数，这是出于减少通过外延获得的单晶层300中的缺陷的相同原因。因此，优选将硅材料的载体衬底100用于本发明。
图2示意性地示出了用于制造金刚石材料的单晶层的方法的一个实施方式，其与结合图1描述的实施方式的不同之处在于，SrTiO3材料的单晶衬底20'经历注入0"原子和/或离子物质的步骤，以便形成界定预备转移到硅材料的载体衬底100'的SrTiO3材料的单晶衬底20'的一部分200'的弱化区，并且减薄步骤2"包括在该弱化区处分离，以便将SrTiO3材料的单晶衬底20'的所述部分200'转移到硅材料的载体衬底100'，特别地，该分离包括施加热和/或机械应力。因此，该实施方式的优点是能够回收起始的SrTiO3材料的单晶衬底20'的剩余部分201，其于是可以再次用于再次经历相同的过程，并因此降低成本。如图2所示的用于外延生长金刚石材料10'的单晶层的衬底用于如结合图1所述的方法中已经描述的生长3"金刚石材料的单晶层300'的步骤。通常，使用氢离子进行注入步骤0″。本领域技术人员熟知的一种有利的替代方案包括用氦离子替换全部或部分氢离子。氢注入剂量通常在6×1016cm-2和1×1017cm-2之间。注入能量通常为50至170keV。因此，分离通常在300至600℃的温度下进行。由此获得200nm至1.5μm左右的单晶晶种层厚度。在分离操作后即刻，有利地追加其他技术步骤，其目的是增强结合界面或恢复良好的粗糙度水平，或修正在注入步骤中可能已经产生的任何缺陷，或准备晶种层的表面用于继续外延。这些步骤是例如抛光、(湿法或干法)化学蚀刻、退火、化学清洗。它们可以单独使用或以本领域技术人员能够调节的组合使用。
图3与结合图1和图2描述的实施方式的不同之处在于，用于外延生长金刚石材料(10，10')的单晶层的衬底包括被配置为可分离的可分离界面40'。在硅材料的载体衬底100的情况下，它可以是粗糙表面(例如硅材料)，在接合步骤期间与单晶晶种层接合。另外，在硅材料的载体衬底100内可以存在粗糙界面，载体衬底100例如通过接合两个硅晶片获得。另一个实施方式将是在待与单晶晶种层接合的面上引入多孔硅层，该多孔硅层在施加机械和/或热应力期间易于分开，例如通过在晶片边缘插入本领域技术人员已知的刀片或通过施加退火。显然，选择该界面以便承受在本发明的方法期间经受的其他机械和/或热应力(例如，分离，外延生长等)。在蓝宝石材料的载体衬底的情况下，它可以是在待与单晶晶种层接合的蓝宝石面上产生的氧化硅、氮化硅和氧化硅(所谓的ONO型结构)的叠层。当施加经过蓝宝石载体衬底的激光(“激光剥离(laser lift-off)”型的分离或脱粘)时，这种叠层易于在氮化硅层处经历分离。本领域技术人员将能够识别用于产生这种可分离界面的其他过程。因此，这些不同的分离构造使得可以将外延层转移到与生长参数不相容的最终载体上，或者制备自立式金刚石材料的厚膜。
图4示意性地示出了用于生产金刚石材料的单晶层的方法的一个实施方式，其与结合图1、图2和图3描述的实施方式的不同之处在于，SrTiO3材料的单晶晶种层2000'是多个片(2001'，2002'，2003')的形式，它们各自被转移到硅材料的载体衬底100"。各个片可以采用任何形状(正方形、六边形、条形等)，并且具有从数mm2到数cm2变化的不同尺寸。芯片之间的间隔也可以根据所寻求的是覆盖的最大密度(在这种情况下，优选选择小于0.2mm的间隔)还是片在衬底内的最大散布(在这种情况下，间隔可以是数毫米甚至厘米)而显著变化。对于各个片，本领域技术人员将能够应用他们希望的转移，并且不限于特定的过程。因此，可以设想应用结合图1中示意性示出的方法描述的技术教导，或结合图2中示意性示出的方法描述的技术教导，或甚至两者的组合。因此，可以接合1″′尺寸小于载体衬底100″的尺寸的SrTiO3材料的单晶衬底(2001，2002，2003)，以便通过在后者上减薄2″′来产生用于在用于外延生长金刚石材料10″的单晶层的衬底的各个片上外延生长3″′金刚石材料的单晶层(3001，3002，3003)的单晶晶种层(2001′，2002′，2003′)。
因此，结合图1至4描述的各种实施方式开辟了金刚石材料的单晶层中制造的部件与硅材料的载体衬底中制造的部件共同集成的可能性。后者可以简单地为硅衬底，但它也可以是包括将硅衬底与薄硅层隔开的氧化硅层的SOI型衬底。在结合图1到4描述的实施方式的情况下，可以简单地通过本领域技术人员已知的光刻和蚀刻来实现对载体衬底的访问。在结合图4描述的实施方式的情况下，也可以仅仅选择片的位置和它们的间距。
图5示意性地示出了一个实施方式，该实施方式与结合图4描述的实施方式的不同之处在于，载体衬底100″以及随后用于外延生长金刚石材料10″的单晶层的衬底包括可分离界面40，该可分离界面被配置为例如通过激光剥离(laser lift-off)技术和/或化学侵蚀和/或通过机械应力而分离。这将使载体基片100"的一部分如结合图3已经提到的那样被除去。一个例子是使用SOI类型的载体衬底100，其包括将硅衬底与薄硅层隔开的氧化硅层。通过选择性蚀刻该氧化层，例如通过浸入氢氟酸(HF)浴中，该氧化层可以用作可分离界面40。当结合处理多个小衬底时，通过化学蚀刻分离掩埋层的这种选择是特别有利的。具体而言，如果希望保持工业上合理的处理条件和时间，欠蚀刻的范围通常限于数厘米或甚至数毫米。处理多个小衬底允许通过可能接近各个片之间的掩埋层而不是仅仅在衬底(其直径可达300mm)的极端边缘处启动多个化学蚀刻前沿。因此，在SOI型载体衬底的情况下，可以部分地除去片之间的薄硅层，以便允许启动多个蚀刻前沿。
由于硅薄层具有预定的厚度(其可以在5nm至600nm之间变化，或者根据预期的应用甚至更厚)，因此它可以用于形成微电子元件，并且因此允许在单个衬底中共同集成基于金刚石材料的元件。
因此，在通过外延形成单晶层(3001，3002，3003)之后，还可以设想将该结构接合到最终衬底，并在可分离界面40处分离载体衬底100"的一部分。因此，最终衬底可以提供例如与先前进行的生长的参数不相容的其他功能(例如，柔性塑料类型的最终衬底或包括金属线的最终衬底)。另外并且通常，可分离界面不必位于载体衬底内部，而是也可位于与接合到此载体衬底的SrTiO3材料的晶种层的界面处(例如，氮化硅层在两个氧化硅层之间的叠层允许激光剥离，尤其适合于蓝宝石类型的载体衬底)，如已结合图3所述的。

Claims (16)

1.一种用于生产金刚石材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的方法，其包括将SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')转移到硅材料的载体衬底(100，100'，100")，随后外延生长所述金刚石材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)。
2.如前一项权利要求所述的方法，其中，所述单晶晶种层(200，200'，2000')的厚度小于10μm，优选小于2μm，更优选小于0.2μm。
3.如前述权利要求之一所述的方法，其中，将SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')转移到硅材料的载体衬底(100，100'，100”)包括将SrTiO3材料的单晶衬底(20，20'，2001，2002，2003)接合(1'，1”，1”')到所述载体衬底(100，100'，100")的步骤，随后是减薄(2'，2”，2”')所述SrTiO3材料的单晶衬底(20，20'，2001，2002，2003)的步骤。
4.如前一项权利要求所述的方法，其中，减薄步骤(2”)包括形成弱化区，所述弱化区界定预备转移到所述硅材料的载体衬底(100，100'，100”)的所述SrTiO3材料的单晶衬底(20')的一部分(200')。
5.如前一项权利要求所述的方法，其中，通过注入(0")原子和/或离子物质来形成所述弱化区。
6.如权利要求4和5所述的方法，其中，减薄步骤(2”)包括在所述弱化区处分离，从而将所述SrTiO3材料的单晶衬底(20')的所述部分(200')转移到所述硅材料的载体衬底(100，100'，100")，特别地，所述分离包括施加热和/或机械应力。
7.如前述权利要求3至6所述的方法，其中，接合步骤(1'，1”，1”')是分子粘附步骤。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')为各自转移到所述硅材料的载体衬底(100，100'，100")的多个片(2001'，2002'，2003')的形式。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述硅材料的载体衬底(100，100'，100")包含可分离界面(40，40')，所述可分离界面(40，40')被配置为借助于激光剥离技术和/或化学侵蚀和/或借助于机械应力而分离。
10.一种用于外延生长金刚石材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的衬底，其特征在于，它包含位于硅材料的载体衬底(100，100'，100")上的SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')。
11.如前一项权利要求所述的用于外延生长金刚石材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的衬底，其中，所述SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')以多个片(2001'，2002'，2003')的形式存在。
12.如权利要求10或11所述的用于外延生长金刚石材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的衬底，其中，所述硅材料的载体衬底(100，100'，100")包含可分离界面(40，40')，所述可分离界面(40，40')被配置为借助于激光剥离技术和/或化学侵蚀和/或借助于机械应力而分离。
13.一种用于生产铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的方法，其包括将SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')转移到硅材料的载体衬底(100，100'，100")，随后外延生长所述铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)。
14.一种用于外延生长铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的衬底，其特征在于，它包含位于硅材料的载体衬底(100，100'，100")上的SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')。
15.一种用于生产金刚石和/或铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的方法，其包括将YSZ、CeO2、MgO或Al2O3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')转移到硅、蓝宝石、Ni或Cu材料的载体衬底(100，100'，100")，随后外延生长所述金刚石和/或铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)。
16.一种用于生产金刚石和/或铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)的方法，其包括将SrTiO3材料的单晶晶种层(200，200'，2000')转移到硅、蓝宝石、Ni或Cu材料的载体衬底(100，100'，100")，随后外延生长所述金刚石和/或铱材料的单晶层(300，300'，3001，3002，3003)。
CN201980021528.8A 2018-03-28 2019-03-26 金刚石或铱材料单晶层的制造方法和外延生长金刚石或铱材料单晶层的衬底 Pending CN111936676A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800255A FR3079535B1 (fr) 2018-03-28 2018-03-28 Procede de fabrication d'une couche monocristalline de materiau diamant ou iridium et substrat pour croissance par epitaxie d'une couche monocristalline de materiau diamant ou iridium
FR1800255 2018-03-28
PCT/IB2019/000196 WO2019186262A1 (fr) 2018-03-28 2019-03-26 Procédé de fabrication d'une couche monocristalline de matériau diamant ou iridium et substrat pour croissance par épitaxie d'une couche monocristalline de matériau diamant ou iridium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111936676A true CN111936676A (zh) 2020-11-13

Family

ID=63079954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980021528.8A Pending CN111936676A (zh) 2018-03-28 2019-03-26 金刚石或铱材料单晶层的制造方法和外延生长金刚石或铱材料单晶层的衬底

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11935743B2 (zh)
EP (1) EP3775329A1 (zh)
JP (1) JP7408893B2 (zh)
KR (1) KR102654904B1 (zh)
CN (1) CN111936676A (zh)
FR (1) FR3079535B1 (zh)
SG (1) SG11202009528QA (zh)
WO (1) WO2019186262A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3079531B1 (fr) * 2018-03-28 2022-03-18 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'une couche monocristalline de materiau pzt et substrat pour croissance par epitaxie d'une couche monocristalline de materiau pzt
CN113373512B (zh) * 2021-05-24 2022-02-11 北京科技大学 基于铱-石墨烯结构化缓冲层的单晶金刚石外延生长方法
CN113832541B (zh) * 2021-09-29 2024-02-09 太原理工大学 用于外延生长大尺寸单晶金刚石的复合衬底的制备方法
JP2023116122A (ja) * 2022-02-09 2023-08-22 信越化学工業株式会社 下地基板及び単結晶ダイヤモンド積層基板並びにそれらの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004217484A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology パルスレーザ蒸着によるダイアモンドの結晶薄膜の作製方法及び同方法で作製した薄膜
US20110171812A1 (en) * 2000-11-27 2011-07-14 Fabrice Letertre Fabrication of substrates with a useful layer of monocrystalline semiconductor material
US20150041853A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 International Business Machines Corporation Bonded epitaxial oxide structures for compound semiconductor on silicon substrates
CN107268076A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 西安交通大学 一种基于异质外延生长单晶金刚石的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002124125A (ja) 2000-10-17 2002-04-26 Masaru Hiyamizu 照明器具つき屏風と衝立
US6562127B1 (en) * 2002-01-16 2003-05-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making mosaic array of thin semiconductor material of large substrates
DE10320133B4 (de) 2003-05-06 2011-02-10 Universität Augsburg Verfahren zur Herstellung von einkristallinen oder quasi-einkristallinen Diamantschichten und auf einem Körper angeordnete einkristalline oder quasi-einkristalline Diamantschicht
JP5468528B2 (ja) 2010-06-28 2014-04-09 信越化学工業株式会社 単結晶ダイヤモンド成長用基材及びその製造方法並びに単結晶ダイヤモンド基板の製造方法
CN107112205B (zh) 2015-01-16 2020-12-22 住友电气工业株式会社 半导体衬底及其制造方法，组合半导体衬底及其制造方法
JP7017299B2 (ja) * 2015-07-30 2022-02-08 信越化学工業株式会社 ダイヤモンド電子素子及びダイヤモンド電子素子の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110171812A1 (en) * 2000-11-27 2011-07-14 Fabrice Letertre Fabrication of substrates with a useful layer of monocrystalline semiconductor material
JP2004217484A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology パルスレーザ蒸着によるダイアモンドの結晶薄膜の作製方法及び同方法で作製した薄膜
US20150041853A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 International Business Machines Corporation Bonded epitaxial oxide structures for compound semiconductor on silicon substrates
CN107268076A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 西安交通大学 一种基于异质外延生长单晶金刚石的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7408893B2 (ja) 2024-01-09
EP3775329A1 (fr) 2021-02-17
KR20200136437A (ko) 2020-12-07
FR3079535B1 (fr) 2022-03-18
SG11202009528QA (en) 2020-10-29
KR102654904B1 (ko) 2024-04-04
JP2021518322A (ja) 2021-08-02
WO2019186262A1 (fr) 2019-10-03
US11935743B2 (en) 2024-03-19
US20210020434A1 (en) 2021-01-21
FR3079535A1 (fr) 2019-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11935743B2 (en) Method for manufacturing a monocrystalline layer of diamond or iridium material and substrate for epitaxially growing a monocrystalline layer of diamond or iridium material
TW201041015A (en) Formation of thin layers of semiconductor materials
CN101558487B (zh) 制造复合材料晶片的方法
CN101355013A (zh) 制备无排除区的外延用结构的工艺
CN114070227A (zh) 一种氮化铝声波谐振器的制备方法及谐振器
JP7451846B2 (ja) ＡｌＮ材料の単結晶膜を生成するための方法、及びＡｌＮ材料の単結晶膜をエピタキシャル成長させるための基板
EP2466626A2 (en) Relaxation and transfer of strained material layers
US11976380B2 (en) Method for manufacturing a monocrystalline layer of GaAs material and substrate for epitaxial growth of a monocrystalline layer of GaAs material
CN110234800B (zh) 制造六方晶体结构的二维膜的方法
USRE41841E1 (en) Method for making a silicon substrate comprising a buried thin silicon oxide film
JP7355289B2 (ja) Ｌｎｏ材料の単結晶層を生成するための方法、及びｌｎｏ材料の単結晶層をエピタキシャル成長させるための基板
US20230422619A1 (en) Method for producing a crystalline layer of pzt material by transferring a seed layer of srtio3 to a silicon carrier substrate and epitaxially growing the crystalline layer of pzt, and substrate for epitaxial growth of a crystalline layer of pzt
EP2159836A1 (en) Stiffening layers for the relaxation of strained layers
CN114242770A (zh) 一种异质薄膜晶圆及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination