ES2590657T3 - Formación de capas finas de materiales semiconductores - Google Patents

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Abstract

Un método de formar una película fina de un material de germanio, incluyendo: hacer crecer epitaxialmente dicho material de germanio sobre una superficie de GaAs, soportándose dicha superficie por un sustrato donante; realizar transferencia de capa del material de germanio desde el sustrato donante a un sustrato receptor con GaAs residual procedente de junto a dicha superficie unida a dicho material de germanio transferido; y quitar el material residual unido dejando solamente el material de germanio sobre el sustrato receptor, caracterizado porque el material de germanio es germanio de silicio sustancialmente ajustado en red a GaAs, indicado como SixGe1-x de tal manera que x sea del rango de 0,01 a 0,03.

Description

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DESCRIPCION
Formacion de capas finas de materiales semiconductores Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a metodos de formar capas finas de materiales semiconductores.
Introduccion
Debido a su escasez relativa es improbable que la futura demanda de tecnologfas basadas en Ge sea satisfecha facilmente usando sustratos semiconductores de Ge a granel. Esto es especialmente relevante en pastillas de sustrato de mayor diametro en las que se requiere un mayor grosor de Ge por area unitaria para proporcionar adecuada resistencia mecanica. Las pastillas de germanio sobre aislante (GeOI) presentan una alternativa factible. Se necesita solamente una pequena fraccion (tfpicamente de entre 0,001 y 1%) de material de Ge para fabricar una pastilla de diametro equivalente, y se logran beneficios de electrostatica y electronica equivalentes a los de silicio sobre aislante (SOI). La presencia de una capa de parada de ataque oxido entre una capa superficial fina de germanio y la masa del sustrato tambien puede ser una clave que permita el uso en otras tecnologfas como fotovoltaica de concentracion.
Un sustrato de GeOI deseable consta de una capa fina de grosor uniforme de Ge sin defectos fuertemente unida a una pastilla de silicio oxidado. Sin embargo, la fabricacion de pastillas de GeOI supone varios retos significativos que todavfa no han sido resueltos, dando lugar a altos costos y pobres cualidades de material. A continuacion se describen tres metodos conocidos para fabricar sustratos de GeOl.
Un primer metodo conocido es usar transferencia de capa de una pastilla de Ge donante. Las tecnicas de transferencia de capa incluyen el conocido Smartcut (RTM) en el que se depositan iones al objeto de formar un plano de clivaje justo debajo de una superficie superior de la pastilla de Ge donante. La superficie oxidada de una partilla receptora de silicio se une a la superficie superior de la pastilla donante. Las pastillas donante y receptora se separan entonces a lo largo del plano de clivaje de modo que quede una capa fina de Ge en el silicio oxidado. La aspereza superficial de la capa de Ge transferida es mas alta que la obtenida en tecnicas similares para producir pastillas SOI, y se necesita pulido adicional para quitar dicha aspereza adicional que da lugar a grosor no uniforme de la capa de Ge. Esto hace diffcil producir capas de Ge ultrafinas con la necesaria uniformidad de grosor para aplicaciones CMOS Ge avanzadas, por ejemplo donde se desean dispositivos parcial o completamente empobrecidos. Ademas, el costo de la pastilla donante de Ge es alto, y es diffcil restaurar la calidad superficial de la pastilla donante de Ge a un nivel donde pueda ser reutilizada.
Un segundo metodo conocido es hacer crecer epitaxialmente un grado de SiGe sobre una pastilla donante de silicio y hacer crecer epitaxialmente Ge en el grado de SiGe. Posteriormente se transfiere una capa de Ge a una partilla receptora de silicio oxidada. Este es otro metodo de uso comun para producir pastillas de GeOI y SiGeOI de mayor diametro de hasta 300 mm de diametro. Sin embargo, la densidad de dislocaciones ascendentes (TDD) de pelfculas de Ge puro que crecen en grados de SiGe es del orden de 106 a 108 cm-2. Este nivel de defectos degrada de forma significativa el rendimiento tanto dentro de la capa de Ge como dentro de cualesquiera capas posteriores crecidas en ella. La aspereza superficial de las capas epitaxiales que quedan en la pastilla donante despues de la transferencia de capa tiene que ser restablecida despues del uso por pulido para permitir la union espontanea de una capa de Ge de nuevo crecimiento. El crecimiento de una pelfcula de Ge en un grado Si-Ge pleno, con una etapa intermedia de CMP (pulido mecanico qmmico), es lento y caro. Es diffcil atacar selectivamente las capas superiores transferidas del grado de SiGe, que tiene alto contenido de Ge, desde la pelfcula de Ge puro transferida a la pastilla receptora.
Un tercer metodo conocido es comenzar con una pastilla de SiGe sobre aislante (SiGeOI) y usar un metodo de condensacion de Ge para llegar a una pastilla de GeOI. La capa fina del SiGe se oxida, de tal manera que el Ge sea empujado a lo largo del frente de oxidacion dando lugar a Ge puro en el lfmite con la capa de oxido aislante soterrada. Entonces se quita el material superyacente. Sin embargo, se han referido altos niveles de defectos de dislocacion en pastillas de GeOI fabricadas con este metodo. Los defectos son activados por relajacion de deformacion durante el proceso debido a la constante de red en la interfaz de SiGeOI original que es equivalente al SiGe transferido. A pesar de la calidad cuestionable, la mayor parte de las pastillas de GeOI con diametros superiores a 150 mm se producen actualmente con este metodo.
El documento US 2006/172505 describe un metodo de formar una pelfcula fina de un material de germanio, incluyendo; hacer crecer epitaxialmente dicho material de germanio sobre una superficie de dicha superficie que es soportada por un sustrato donante; y realizar transferencia de capa del material de germanio desde el sustrato donante a un sustrato receptor con GaAs residual de junto a dicha superficie unida a dicho material de germanio transferido; quitar despues el material residual unido dejando solamente el material de germanio sobre el sustrato receptor donde el material de germanio es sustancialmente ajustado en red a GaAs.
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La invencion pretende resolver estos y otros problemas de la tecnica anterior relacionada.
Resumen de la invencion
La invencion se refiere a formar una capa de material de germanio sobre una superficie de GaAs que es transferida posteriormente a un sustrato receptor. El material de germanio es un material de SiGe con una menor proporcion de silicio, ajustandose sustancialmente en red el material de SiGe a GaAs.
La invencion proporciona un metodo de formar una pelfcula fina o capa de material de germanio. Una capa de material de germanio es transferida a otro sustrato, por ejemplo usando una tecnica de implante de iones/clivaje o similar tal como Smartcut (RTM). El residuo del otro material unido a la capa transferida o el material restante se puede quitar dejando una superficie original expuesta por ataque qmmico selectivo usando la interfaz de GaAs/material de germanio como un tope de ataque.
La invencion se aplica a la formacion de sustratos del tipo de germanio sobre aislante, haciendo crecer epitaxialmente un material de germanio sobre un sustrato donante de GaAs, y realizando transferencia de capa del material de germanio junto con parte del GaAs residual a un sustrato receptor. Luego se quita el GaAs residual, actuando el lfmite de GaAs/material de germanio como un tope del ataque qmmico humedo selectivo o similar.
La heterointerfaz entre el material de germanio y el GaAs residual (o viceversa) en la capa transferida proporciona un tope de ataque que permite quitar el GaAs residual usando atacantes selectivos para el GaAs dejando solamente el material de germanio sobre el sustrato receptor. El material de germanio es SiGe con un componente de silicio menor coherente con ajuste en red aproximado del SiGe al sustrato donante de GaAs. El material de germanio es sustancialmente ajustado en red a GaAs. El material de germanio y el GaAs se forman preferiblemente monolfticamente uno con otro, es decir, de forma monocristalina. El material de germanio puede exhibir un rango de composiciones, incluyendo por ejemplo un grado entre dos composiciones de SiGe diferentes.
La tecnica permite transferir capas finas uniformes de germanio sin defectos o SiGe sobre sustratos alternativos. La etapa CMP comunmente usada para eliminar el dano por clivaje/implante y restablecer la microrrugosidad para posterior crecimiento epitaxial en la superficie de la capa transferida es sustituida por un ataque selectivo para quitar el GaAs residual. Este ataque se para en el material de germanio permitiendo lograr capas finas muy uniformes de material de germanio transferido. El crecimiento de material de germanio relajado sobre GaAs ajustado en red da lugar a niveles de defectos muy bajos en comparacion con los materiales de germanio crecidos sobre un grado de SiGe. Las pastillas donantes de GaAs son por lo general mas baratas que las pastillas de Ge equivalentes, y la pastilla donante de GaAs puede ser reutilizada si se usa una tecnica de transferencia de capa que deja en gran parte intacto el sustrato donante.
Multiples ciclos de GaAs y material de germanio pueden hacerse crecer epitaxialmente en el sustrato donante de GaAs, antes de quitarse secuencialmente repitiendo la transferencia de capa para formar multiples sustratos del tipo de germanio sobre aislante.
La capacidad de producir material de germanio uniforme fino sobre aislante es especialmente importante para CMOS a base de GeOI en los que se usan arquitecturas parcial y completamente empobrecidas, pero la tecnica tambien es aplicable a un amplio rango de otros usos tal como fotovoltaica, optoelectronica, e integracion III/V con silicio.
En particular, la invencion proporciona un metodo de realizar transferencia de capa segun la reivindicacion 1.
El hecho de que el material residual se una a un primer material transferido, o al segundo material restante, depende del plano (por ejemplo un plano de clivaje o capa) a lo largo del que se separan los materiales primero y segundo, y en particular de si dicho plano esta encima o debajo de dicha superficie.
El material de germanio es SixGe-i-x. Para un ajuste en red aceptable de SiGe con GaAs el valor de x es del rango de 0,01 a 0,03. El material de germanio es sustancialmente ajustado en red a GaAs, de tal manera que se logre un nivel de defectos aceptablemente bajo, por ejemplo requiriendo que la constante de red del material de germanio este dentro de +-0,08% de la constante de red de GaAs, aunque otros criterios adecuados se explican mas adelante.
Los materiales aqm descritos pueden hacerse crecer por tecnicas CVD o similares, y pueden estar no dopados para facilitar la formacion de uniones p-n.
El sustrato receptor puede incluir una capa aislante y la transferencia de capa de la capa de transferencia del primer material puede ser entonces sobre la capa aislante para formar un primer sustrato de material sobre aislante. Por ejemplo, el sustrato receptor puede ser un sustrato de silicio y la capa aislante puede incluir un oxido de silicio. Se puede usar otros sustratos receptores de varios tipos incluyendo materiales semiconductores, aisladores, vidrios, metales, etc, a voluntad.
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La transferencia de capa se puede llevar a cabo en varias formas conocidas por los expertos. Por ejemplo, el paso de realizar transferencia de capa puede incluir implantar iones para iniciar una capa de clivaje en el segundo material debajo de dicha superficie, unir el primer material (junto con cualesquiera capas adicionales anadidas encima del primer material) al sustrato receptor, y separar el sustrato receptor del sustrato donante a lo largo de la capa de clivaje dejando el segundo material residual de junto a dicha superficie unida a dicho primer material transferido. Si la capa de clivaje esta dentro del primer material encima de la superficie, entonces el primer material residual procedera de junto a dicha superficie unida al segundo material restante. La transferencia de capa tambien se puede lograr rectificando una masa del sustrato donante.
El material residual unido se puede quitar de una o varias formas, incluyendo rectificado, pulido, ataque qmmico, etc. Sin embargo, la extraccion incluye preferiblemente quitar al menos parte del material residual por ataque qmmico selectivo al que el otro de los materiales primero y segundo es insensible, dejando por ello el material restante con su superficie crecida original. En particular, se puede usar ataque qmmico humedo selectivo para quitar una porcion final del material residual unido para exponer el primer o el segundo material subyacente.
Convenientemente, el sustrato donante puede ser un sustrato de GaAs. En este caso, la superficie del segundo material puede ser una superficie de GaAs del sustrato de GaAs. Sin embargo, la superficie del segundo material puede ser en cambio la superficie de una capa crecida epitaxialmente del segundo material, que se puede hacer crecer sobre una superficie de GaAs de un sustrato de GaAs, o sobre una superficie subyacente diferente tal como una capa crecida epitaxialmente del primer material.
Igualmente, el sustrato donante puede ser un sustrato de Ge. En este caso, la superficie del segundo material puede ser una superficie de Ge del sustrato de Ge. Sin embargo, la superficie del segundo material puede ser en cambio la superficie de una capa crecida epitaxialmente del segundo material, que se puede hacer crecer sobre una superficie de Ge de un sustrato de Ge, o sobre una superficie subyacente diferente tal como una capa crecida epitaxialmente del primer material.
Un aspecto relacionado de la invencion preve el crecimiento de capas alternas repetidas de los materiales primero y segundo, de tal manera que se pueda usar la transferencia de capa repetida a un sustrato receptor separado, con multiples pasos correspondientes de quitar material residual unido.
Cuando se usan los metodos anteriores para llevar a la practica la transferencia de capa desde un sustrato donante sin rectificar la masa o la mayor parte del sustrato, el sustrato donante puede ser reutilizado entonces para llevar a la practica una repeticion del mismo proceso una o varias veces, o para otros procesos o usos. El uso de los metodos anteriores en una manera en la que el material residual es el segundo material que queda unido al primer material en el sustrato donante permite que una superficie de GaAs original, en la que se formo una capa de germanio a transferir, sea recuperada exactamente usando la tecnica ya mencionada de ataque qmmico selectivo. Si la superficie que queda en el sustrato donante despues de la transferencia de capa es el segundo material clivado, entonces se puede usar pasos de pulido y similares con los que los expertos estan familiarizados para recuperar el sustrato donante para uso o reutilizacion posteriores.
Los metodos anteriores pueden ser usados para proporcionar una superficie en la que se formen otras estructuras. En un ejemplo, tales estructuras adicionales incluyen una o mas uniones fotovoltaicas, que se pueden formar monoltticamente en el primer material transferido.
La invencion proporciona un metodo de fabricar una pelfcula fina de un material de germanio, incluyendo: hacer crecer epitaxialmente una capa de material de germanio sobre un sustrato donante de GaAs; realizar transferencia de capa de la capa de material de germanio con GaAs residual del sustrato donante a un sustrato receptor; y quitar el material de GaAs residual para exponer la capa de material de germanio.
El material de germanio puede ser de una composicion homogenea, o la composicion puede variar en el material, por ejemplo cambiando la composicion durante el crecimiento de capa. Una aplicacion de esto es proporcionar un metodo de formar una capa fina de un material de germanio que esta desajustada en red a GaAs. Se hace crecer un grado de SiGe en un sustrato donante, y se hace crecer en el grado una capa superior de material de germanio (que puede ser efectivamente la parte superior del grado, o una capa adicional). La capa superior, preferiblemente junto con parte del grado de SiGe o todo el grado de SiGe y un material de GaAs residual sobre el que se hizo crecer el grado de SiGe, es entonces transferido en capa a un sustrato receptor, y cualquier material residual de debajo de la capa se quita segun sea preciso, y la superficie restante del material de germanio en el sustrato receptor se prepara segun sea necesario para uso adicional. El material de germanio puede ser ajustado en red a la parte superior del grado. Alternativamente, puede estar deliberadamente desajustado en red, para obtener una capa deformada de material de germanio sobre el sustrato receptor.
La invencion tambien proporciona metodos de formar un dispositivo, incluyendo los pasos del metodo expuesto anteriormente, siendo tal dispositivo un dispositivo optoelectronico, un dispositivo de CMOS a base de Ge completamente empobrecido, o un dispositivo III/V sobre silicio.
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La invencion tambien proporciona productos de los metodos descritos, incluyendo un sustrato que soporta una capa de dicho primer material, formada segun alguno de los metodos descritos. Un producto final concreto asf formado es un sustrato de GeOI o SiGeOI, que puede tener reducidas densidades de defectos con respecto a sustratos de dimensiones similares formados segun metodos de la tecnica anterior. Tales sustratos de germanio o SiGe sobre aislante pueden incluir el material de germanio que recubre un aislante tal como un oxido de silicio, que se puede formar sobre un sustrato de silicio.
La invencion puede ser usada para obtener una estructura sobre la que se forme un dispositivo fotovoltaico, por ejemplo como el descrito en la Solicitud de Patente titulada "Celula fotovoltaica", presentada conjuntamente y en tramitacion, cuyo contenido completo se incorpora por ello por referencia a todos los efectos.
La invencion tambien proporciona un dispositivo fotovoltaico asf construido, tal como una celula solar.
La invencion tambien proporciona uno o mas de un dispositivo optoelectronico, un dispositivo CMOS basado en Ge total o parcialmente empobrecido, y un dispositivo III/V sobre silicio, formados usando los metodos descritos.
La invencion se puede aplicar a pastillas de semiconductores completas, por ejemplo donde los sustratos donante y receptor son pastillas donante y receptora.
Breve descripcion de los dibujos
Ahora se describiran realizaciones de la invencion, a modo de ejemplo solamente, con referencia a las figuras acompanantes de las que:
Las figuras 1A a 1E muestran esquematicamente transferencia de capa de una capa de SiGe desde un sustrato donante de GaAs a un sustrato receptor, donde la capa transferida lleva algo de GaAs residual.
Las figuras 2A y 2B muestran algunas etapas de la figura 1, donde el sustrato receptor lleva una capa aislante.
La figura 3 ilustra una tecnica en la que se hacen crecer multiples capas alternas y luego se quitan a multiples sustratos receptores usando pasos sucesivos de transferencia de capa.
La figura 4 ilustra la tecnica aplicada a una capa de SiGe sobre una capa de GaAs crecida epitaxialmente.
Las figuras 5A a 5C muestran esquematicamente la transferencia de capa de una capa de SiGe desde un sustrato donante de GaAs, donde la capa transferida deja algo de SiGe residual.
Las figuras 6A a 6D muestran un proceso similar al de la figura 1 que no es parte de la invencion en el que una capa
de GaAs es transferida de una capa de Ge subyacente o capa de SiGe o sustrato de Ge.
La figura 7 representa una celula solar o fotovoltaica de una sola union o de uniones multiples incluyendo uniones
formadas o crecidas sobre una capa transferida como se ilustra en las figuras anteriores.
Las figuras 8A y 8B que no son parte de la invencion ilustran la transferencia de una capa de SiGe u otro material de germanio que tiene una composicion no ajustada en red a GaAs crecida en un grado adecuado de SiGe y luego transferida a un sustrato receptor.
Las figuras 9A y 9B son similares a las figuras 8A y 8B, pero la capa de material de germanio se ha deformado deliberadamente, estando desajustada en red a la parte superior del grado de SiGe.
Descripcion de realizaciones
Con referencia ahora a las figuras 1A a 1E se muestra una serie de etapas en la formacion de una capa fina de un material de germanio sobre un sustrato. En la figura 1A se ha facilitado un sustrato donante de GaAs l0, y una capa 12 de material de germanio se ha hecho crecer epitaxialmente sobre el sustrato donante. En este caso, el material de germanio es un material de germanio de silicio (SiGe).
En la figura 1B se ha iniciado un plano de clivaje 14 en el material de GaAs del sustrato donante debajo de la capa 12 de germanio de silicio, por ejemplo implantando iones a traves de la capa 12 usando un proceso de haz de iones.
En la figura 1C se ha unido un sustrato receptor a la capa de SiGe 12. Se puede usar un paso de recocido para mejorar la union entre el sustrato receptor y la capa de SiGe, y tambien para debilitar el plano de clivaje, de manera conocida por los expertos a partir de la tecnica Smartcut (RTM).
Los sustratos donante y receptor se separan entonces como se representa en la figura 1 D de modo que el sustrato
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receptor lleve la capa 12 de SiGe y una capa de material de GaAs residual procedente del sustrato donante original.
La capa de material de GaAs residual se puede quitar con varias tecnicas tales como rectificado, pulido y ataque qmmico, dejando la capa crecida epitaxialmente de material de germanio expuesta sobre el sustrato receptor como se representa en la figura 1E. Preferiblemente, al menos una porcion final del material de GaAs residual se quita mediante un proceso de ataque qmmico, tal como un proceso de ataque qmmico humedo, al que el material de germanio es insensible.
La pastilla donante de GaAs restante 10 puede ser reutilizada, despues del repulido necesario u otras tecnicas de preparacion de superficies.
El proceso de transferir la capa epitaxial de material de germanio desde el sustrato donante al sustrato receptor se puede denominar un proceso de transferencia de capa. Se puede usar varias tecnicas diferentes para lograr este efecto, y multiples pasos pueden ser necesarios para llevar a la practica tales tecnicas, realizandose estos pasos antes, despues, o tanto antes como despues del crecimiento epitaxial de la capa 12 de material de germanio. Por ejemplo, una tecnica de transferencia de capa alternativa implica rectificar la masa de la pastilla donante, en lugar de usar una tecnica de plano de clivaje. Entonces todavfa se puede usar un proceso de ataque qmmico para quitar una capa residual de GaAs.
Se puede usar sustratos receptores de varios materiales y estructuras para recibir la capa de material de germanio 12, tal como metales, semiconductores, aislantes, vidrios, y combinaciones de tales materiales. Para formar un sustrato de material de germanio sobre aislante se usa un sustrato receptor con una capa aislante para el sustrato receptor 20. Esta variacion se ilustra en la figura 2A, que se puede comparar con la figura 1C. En la figura 2A, el sustrato receptor lleva una capa aislante 22, y esta capa aislante es la que esta unida a la capa 12 de material de germanio, dando lugar a una estructura final como la representada en la figura 2B.
El material de germanio es SiGe. La composicion indicada con x en SixGe-i-x se puede variar a condicion de que el material permanezca sustancialmente ajustado en red con el material de GaAs del sustrato donante. El ajuste en red ideal tiene lugar en torno a x=0,018, y x toma un valor de aproximadamente 0,01 a 0,03, aunque valores de x=0 (germanio) a x= 0,04, o tambien a x=0,06 pueden proporcionar material de germanio de calidad razonable para muchos fines. Cuando se incrementa la proporcion de silicio, el desajuste en red con GaAs incrementa aproximadamente 0,04% por cada cambio de x de 0,01, y aumenta el numero de defectos consiguientes en la estructura cristalina del material de germanio.
Un rango adecuado de parametros de red para que el material de germanio permanezca adecuadamente ajustado en red con GaAs puede ser por lo tanto una desviacion de hasta +- 0,16% del parametro de red de GaAs, y mas preferiblemente hasta +-0,08%, y mas preferiblemente todavfa en el rango de +-0,04%. El material de germanio puede contener dopantes y otras impurezas a niveles bajos.
El proceso ilustrado en las figuras 1A a 1E se puede realizar tfpicamente usando pastillas semiconductoras de tipo convencional. La pastilla donante de GaAs puede tener tfpicamente un grosor de entre aproximadamente 100 pm y 1000 pm, siendo los grosores mas grandes tfpicos de las pastillas mas grandes. La pastilla receptora puede ser una pastilla de silicio en la que se haya hecho crecer una capa de oxido para proporcionar una capa aislante 22. La capa 12 de material de germanio epitaxial puede tener tfpicamente un grosor de entre aproximadamente 1 nm y 2 pm, dependiendo de la aplicacion final. Algunas aplicaciones de circuitena CMOS pueden beneficiarse tfpicamente de capas mas finas que algunas aplicaciones opticas y fotovoltaicas. El plano de clivaje se puede formar tfpicamente de aproximadamente 0,1 a 2 pm por debajo de la superficie del GaAs, o por debajo de la superficie de la capa 12, pero de tal forma que el plano de clivaje este al menos ligeramente dentro del material de GaAs.
El acercamiento antes descrito se puede extender por dos o mas capas epitaxiales de un material de germanio sobre el sustrato donante, como se representa en la figura 3, y luego realizar multiples pasos de transferencia de capa para quitar cada capa 12 en secuencia inversa. Cada par de capas de material de germanio 12 esta separada por una capa 26 de GaAs tambien crecida epitaxialmente. Las capas de clivaje requeridas pueden iniciarse dentro de parte o todo el sustrato de GaAs y las capas de GaAs entre pasos de crecimiento, pero puede ser ventajoso formar todas las capas epitaxiales sin sacar la estructura de una camara de reaccion adecuada, y luego llevar a la practica cualquier implante de iones necesario u otros pasos de iniciacion de plano de clivaje despues de de formar completamente las capas epitaxiales.
Mas en general, como se ilustra en la figura 4, la tecnica se puede aplicar a una capa epitaxial de un material de germanio que recubre material de GaAs epitaxial 30, donde puede haber una o mas capas adicionales 28 entre el material de GaAs 30 y el sustrato de GaAs. En este caso mas general, todavfa se puede usar la tecnica descrita anteriormente para llevar a la practica la transferencia de capa de la capa de material de germanio 12, por ejemplo incluyendo formar un plano de clivaje 14, completar la transferencia de capa a un sustrato receptor, y someter selectivamente a ataque qmmico el GaAs residual de la capa de material de germanio 12 en el sustrato receptor.
En la figura 5A, el material de GaAs 30 subyace a una capa epitaxial 32 de un material de germanio como se ha
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descrito anteriormente, por ejemplo con respecto a la figura 4. El material de GaAs 30 puede ser la parte superior de un sustrato de GaAs, o puede ser una capa crecida epitaxialmente. En una variacion de las tecnicas descritas anteriormente, se forma un plano de clivaje 34 en la capa de material de germanio 32. Una porcion superior de la capa de material de germanio es transferida posteriormente a un sustrato receptor 20, por ejemplo completando una tecnica de transferencia de capa como la utilizada anteriormente. El material de germanio transferido al sustrato receptor puede ser pulido despues o preparado de otro modo para uso, y la porcion inferior de la capa de material de germanio que queda en el GaAs se puede quitar mediante varias tecnicas que incluyen preferiblemente que se quite al menos la porcion final de este material usando un ataque selectivo al que el GaAs es insensible. Las estructuras resultantes se muestran en la figura 5C. Esta variacion deja disponible una superficie atacada del material de GaAs 30 para uso adicional de la manera que sea necesaria.
La tecnica de la figura 5 se puede aplicar a una o varias capas repetidas de la estructura de la figura 4.
Las tecnicas descritas anteriormente tambien se pueden usar para formar pelfculas finas de GaAs que no son parte de la invencion. Con referencia a la figura 6A, una capa 36 de GaAs se hace crecer epitaxialmente sobre un material de germanio 38. Se puede iniciar un plano de clivaje 34 en el material de germanio. Un sustrato receptor 20 esta unido a la capa de GaAs 36, como se representa en la figura 6B, y el sustrato recibido se separa del material de germanio 38 efectuando por ello transferencia de capa de la capa de GaAs 36 al sustrato receptor. Tambien se transfiere una cantidad residual del material de germanio, como se ilustra en la figura 6C, y este se puede quitar. En particular, al menos una parte final del material residual de germanio se puede quitar usando un ataque selectivo al que el GaAs es insensible, dando lugar a la estructura de la figura 6D en la que una capa de GaAs fina expuesta esta unida al sustrato receptor. Algunas variaciones de esto, ya presentadas con respecto al material de germanio crecido en GaAs, incluyen: formar el plano de clivaje en el GaAs en lugar del material de germanio; y usar rectificado para quitar todo o un volumen de la pastilla donante que lleva la superficie de material de germanio.
La tecnica ilustrada en las figuras 6A-6D que no es parte de la invencion se puede aplicar a una pila de capas epitaxiales alternas de un material de germanio y GaAs similar al mostrado en la figura 4, para llevar a la practica transferencia de capa de sucesivas capas de GaAs a partir de un solo sustrato donante. La tecnica tambien se puede aplicar a una capa de GaAs formada sobre un sustrato de germanio.
Una capa de material de germanio formada segun la invencion puede ser usada como parte de una celula fotovoltaica. La figura 7 ilustra dicha celula en la que un sustrato receptor que puede ser o incluir una capa de metal lleva una capa de material de germanio en la que se forma, o es parte de una union fotovoltaica de germanio 40. Se puede formar monoltticamente mas uniones fotovoltaicas sobre la union de germanio, por ejemplo una union de GaAs 42 seguida por una union de InGaP 44 para formar una celula solar de triple union. Tfpicamente, cada union fotovoltaica superyacente tendra una energfa de banda prohibida mas alta que cada union subyacente, de modo que luz de longitud de onda mas larga se propague a uniones subyacentes para absorcion y conversion a potencia electrica en una banda prohibida mas optima. Los contactos electricos, las capas de union, las capas ventana y similares no se representan en la figura 7 por razones de simplicidad, pero es claro que se pueden incluir cuando sea apropiado segun la practica usual y el conocimiento de los expertos.
Con referencia a las figuras 8A y 8B se ilustra una tecnica que no es parte de la invencion por la que una capa de un material de germanio no ajustado en red a GaAs se puede formar y transferir a un sustrato alternativo, usando tecnicas y materiales como ya se ha descrito anteriormente. Una primera capa de un material de germanio 52, tal como SiGe, que se ajusta sustancialmente en red a GaAs o Ge se hace crecer epitaxialmente sobre un sustrato donante 50, que puede ser tfpicamente un sustrato de GaAs o Ge. Para ajustarse sustancialmente en red a GaAs al objeto de minimizar defectos, el SiGe debera tener una fraccion de silicio de aproximadamente 0,02, o mas generalmente en el rango de cero a aproximadamente 0,04, aunque tambien se puede aplicar otros criterios expuestos en otro lugar en este documento. Luego se forma un grado de SiGe 54 en el que la fraccion de silicio se incrementa cuando el grado se hace crecer hacia arriba, de modo que la fraccion de silicio este mas alta encima del grado que en la primera capa 52. Despues se hace crecer una segunda capa 56 de SiGe que tiene una fraccion de silicio ajustada a la parte superior del grado 52.
Despues se usa una tecnica de transferencia de capa para transferir material de la segunda capa de SiGe 56 a un sustrato receptor 60. Esto puede implicar transferir toda la estructura de material de germanio, incluyendo algun material de GaAs residual, al sustrato receptor, o transferir la segunda capa 56 de SiGe con algo de material de SiGe residual a partir del grado 52. La tecnica de transferencia de capa puede usar un plano de clivaje para quitar masa del material, o se puede usar una tecnica de rectificado para esta finalidad, o se puede usar alguna otra tecnica de transferencia de capa. Finalmente, se puede quitar cualquier material residual del sustrato donante o grado que tambien se lleve a cabo en el proceso de transferencia de capa, y la cara expuesta de la capa de SiGe transferida se puede pulir y preparar de otro modo cuando sea necesario para uso adicional. El sustrato receptor puede tomar una variedad de formas como se expone en otros ejemplos anteriores. El sustrato donante puede ser de diferentes composiciones y constantes de red, pero por lo general la parte inferior del grado de SiGe debera ajustar el sustrato en constante de red.
En una variacion en la tecnica ilustrada en las figuras 8A y 8B que no es parte de la invencion, se puede hacer
crecer una capa de material de germanio deformado 62 en lugar del material de germanio ajustado en red 56, como se representa en las figuras 9A y 9B. Por ello se transfiere una capa de material de germanio deformado 62 al sustrato receptor como se representa en la figura 9B. En particular, la capa 62 puede estar deformada por compresion. El material de germanio deformado puede ser, por ejemplo, SiGe deformado o Ge deformado.
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Las capas de material de germanio deformadas por compresion pueden ser beneficiosas en terminos de mejor movilidad de portadores en comparacion con los equivalentes no deformados.
La transferencia de capa de SiGe sobre un grado de SiGe en GaAs o Ge permite producir material de fraccion de 10 Ge alto con menos grado que los metodos convencionales que empiezan con un sustrato de silicio y aumentan gradualmente la fraccion de Ge al nivel requerido. En consecuencia, se puede lograr fracciones de Ge alto, por ejemplo mas de 0,7, con menos defectos de dislocacion y sin la necesidad de una etapa CMP intermedia para reducir defectos de apilamiento y restablecer la planaridad superficial.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de formar una pelfcula fina de un material de germanio, incluyendo:
    hacer crecer epitaxialmente dicho material de germanio sobre una superficie de GaAs, soportandose dicha superficie por un sustrato donante;
    realizar transferencia de capa del material de germanio desde el sustrato donante a un sustrato receptor con GaAs residual procedente de junto a dicha superficie unida a dicho material de germanio transferido; y
    quitar el material residual unido dejando solamente el material de germanio sobre el sustrato receptor,
    caracterizado porque el material de germanio es germanio de silicio sustancialmente ajustado en red a GaAs, indicado como SixGe-i-x de tal manera que x sea del rango de 0,01 a 0,03.
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, donde el crecimiento del material de germanio incluye:
    hacer crecer un grado de SiGe sobre un sustrato donante, siendo el grado de SiGe de una primera composicion de SiGe a una segunda composicion de SiGe; y
    hacer crecer epitaxialmente otra capa de material de germanio sobre el grado de SiGe;
    donde la primera composicion esta sustancialmente ajustada en red a GaAs, y la segunda composicion tiene una fraccion de silicio mas alta que el primer material e incluyendo ademas el metodo realizar transferencia de capa de al menos parte del material de germanio a un sustrato receptor.
  3. 3. El metodo de cualquier reivindicacion precedente, donde el sustrato receptor incluye una capa aislante y la transferencia de capa de la capa de transferencia del material de germanio es sobre la capa aislante para formar un material de germanio sobre sustrato aislante, donde el sustrato receptor es un sustrato de silicio y la capa aislante incluye un oxido de silicio.
  4. 4. El metodo de cualquier reivindicacion precedente, donde el paso de realizar transferencia de capa incluye uno de los siguientes:
    rectificar al menos parte del sustrato donante para dejar GaAs residual de junto a dicha superficie unido a dicho material de germanio transferido;
    implantar iones para iniciar una capa de clivaje en el GaAs debajo de dicha superficie, unir el material de germanio al sustrato receptor, y separar el sustrato receptor del sustrato donante a lo largo de la capa de clivaje dejando GaAs residual de junto a dicha superficie unido a dicho material de germanio transferido; e
    implantar iones para iniciar una capa de clivaje en el material de germanio encima de dicha superficie, unir el material de germanio al sustrato receptor, y separar el sustrato receptor del sustrato donante a lo largo de la capa de clivaje dejando material de germanio residual de junto a dicha superficie unido a dicho GaAs.
  5. 5. El metodo de cualquier reivindicacion precedente, donde el paso de quitar el material residual unido incluye quitar el material residual por ataque qmmico selectivo al que el material de germanio no es sensible para exponer el material de germanio subyacente.
  6. 6. El metodo de cualquier reivindicacion precedente, donde la superficie del GaAs es la superficie de un sustrato donante de GaAs, o la superficie de una capa crecida epitaxialmente de GaAs.
  7. 7. El metodo de la reivindicacion 6 incluyendo: hacer crecer epitaxialmente una pluralidad de capas alternas de dicho GaAs y material de germanio, y despues de hacer crecer todas las capas, realizar dichos multiples pasos de transferencia de capa cada una a un sustrato receptor separado y dichos multiples pasos correspondientes de quitar material residual unido.
  8. 8. El metodo de la reivindicacion 2, donde la transferencia de capa incluye transferencia de capa de al menos una porcion del grado de SiGe y material residual del sustrato donante.
  9. 9. Un metodo de formar una celula fotovoltaica incluyendo realizar los pasos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y formar monoltticamente una o mas uniones fotovoltaicas en al menos parte del material de germanio transferido.
  10. 10. Un metodo de formar uno de un dispositivo optoelectronico, un dispositivo CMOS basado en Ge total o parcialmente empobrecido, y un dispositivo III/V sobre silicio, incluyendo los pasos de cualquiera de las
    reivindicaciones 1 a 8.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0917747D0 (en) 2009-10-09 2009-11-25 Univ Glasgow Intermediate band semiconductor photovoltaic devices, uses thereof and methods for their manufacture
US8927318B2 (en) * 2011-06-14 2015-01-06 International Business Machines Corporation Spalling methods to form multi-junction photovoltaic structure
EP2745329B1 (en) 2011-08-29 2018-09-19 IQE Plc. Photovoltaic device
JP5758257B2 (ja) * 2011-09-30 2015-08-05 シャープ株式会社 化合物半導体太陽電池製造用積層体、化合物半導体太陽電池およびその製造方法
CN103311172A (zh) 2012-03-16 2013-09-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Soi衬底的形成方法
JPWO2013187076A1 (ja) * 2012-06-15 2016-02-04 住友化学株式会社 半導体基板、半導体基板の製造方法および複合基板の製造方法
WO2013187079A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 住友化学株式会社 複合基板の製造方法および複合基板
WO2013187078A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 住友化学株式会社 半導体基板、半導体基板の製造方法および複合基板の製造方法
CN102738060B (zh) * 2012-07-02 2014-04-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种goi晶片结构的制备方法
CN103107238B (zh) * 2012-12-06 2016-03-23 杭州赛昂电力有限公司 单晶硅太阳能电池及其制作方法
CN103050432B (zh) * 2012-12-20 2015-08-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种GaAsOI结构及Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法
US9105689B1 (en) * 2014-03-24 2015-08-11 Silanna Semiconductor U.S.A., Inc. Bonded semiconductor structure with SiGeC layer as etch stop
US9466701B2 (en) * 2014-04-03 2016-10-11 GlobalFoundries, Inc. Processes for preparing integrated circuits with improved source/drain contact structures and integrated circuits prepared according to such processes
US9349809B1 (en) * 2014-11-14 2016-05-24 International Business Machines Corporation Aspect ratio trapping and lattice engineering for III/V semiconductors
WO2017065692A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Nanyang Technological University Method of manufacturing a germanium-on-insulator substrate
US10923379B2 (en) * 2017-02-15 2021-02-16 Lam Research Corporation Methods for controlling clamping of insulator-type substrate on electrostatic-type substrate support structure
CN108598218B (zh) * 2018-04-26 2020-08-11 上海空间电源研究所 一种外延层刚性-柔性衬底无机键合转移方法

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7731575A (en) * 1974-01-18 1976-07-15 Nat Patent Dev Corp Heterojunction devices
US4171235A (en) 1977-12-27 1979-10-16 Hughes Aircraft Company Process for fabricating heterojunction structures utilizing a double chamber vacuum deposition system
US4370510A (en) 1980-09-26 1983-01-25 California Institute Of Technology Gallium arsenide single crystal solar cell structure and method of making
JP2705283B2 (ja) 1990-06-14 1998-01-28 日立電線株式会社 積層型太陽電池及びその製造方法
US6281426B1 (en) 1997-10-01 2001-08-28 Midwest Research Institute Multi-junction, monolithic solar cell using low-band-gap materials lattice matched to GaAs or Ge
US6380601B1 (en) 1999-03-29 2002-04-30 Hughes Electronics Corporation Multilayer semiconductor structure with phosphide-passivated germanium substrate
US6340788B1 (en) 1999-12-02 2002-01-22 Hughes Electronics Corporation Multijunction photovoltaic cells and panels using a silicon or silicon-germanium active substrate cell for space and terrestrial applications
KR100429869B1 (ko) * 2000-01-07 2004-05-03 삼성전자주식회사 매몰 실리콘 저머늄층을 갖는 ｃｍｏｓ 집적회로 소자 및기판과 그의 제조방법
US6750130B1 (en) * 2000-01-20 2004-06-15 Amberwave Systems Corporation Heterointegration of materials using deposition and bonding
US7339109B2 (en) 2000-06-20 2008-03-04 Emcore Corporation Apparatus and method for optimizing the efficiency of germanium junctions in multi-junction solar cells
WO2002015244A2 (en) * 2000-08-16 2002-02-21 Massachusetts Institute Of Technology Process for producing semiconductor article using graded expitaxial growth
US6890835B1 (en) 2000-10-19 2005-05-10 International Business Machines Corporation Layer transfer of low defect SiGe using an etch-back process
WO2002082514A1 (en) 2001-04-04 2002-10-17 Massachusetts Institute Of Technology A method for semiconductor device fabrication
US7202139B2 (en) * 2002-02-07 2007-04-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company , Ltd. MOSFET device with a strained channel
US20030186521A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Kub Francis J. Method of transferring thin film functional material to a semiconductor substrate or optimized substrate using a hydrogen ion splitting technique
US8067687B2 (en) 2002-05-21 2011-11-29 Alliance For Sustainable Energy, Llc High-efficiency, monolithic, multi-bandgap, tandem photovoltaic energy converters
US6995430B2 (en) * 2002-06-07 2006-02-07 Amberwave Systems Corporation Strained-semiconductor-on-insulator device structures
US7594967B2 (en) * 2002-08-30 2009-09-29 Amberwave Systems Corporation Reduction of dislocation pile-up formation during relaxed lattice-mismatched epitaxy
WO2004054003A1 (en) 2002-12-05 2004-06-24 Blue Photonics, Inc. High efficiency, monolithic multijunction solar cells containing lattice-mismatched materials and methods of forming same
US6995427B2 (en) * 2003-01-29 2006-02-07 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies S.A. Semiconductor structure for providing strained crystalline layer on insulator and method for fabricating same
JP4853990B2 (ja) * 2003-01-29 2012-01-11 ソイテック 絶縁体上に歪み結晶層を製造する方法、前記方法による半導体構造及び製造された半導体構造
US20050124137A1 (en) * 2003-05-07 2005-06-09 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor substrate and manufacturing method therefor
US7279369B2 (en) * 2003-08-21 2007-10-09 Intel Corporation Germanium on insulator fabrication via epitaxial germanium bonding
ATE405947T1 (de) 2003-09-26 2008-09-15 Soitec Silicon On Insulator Verfahren zur herstellung vonn substraten für epitakitisches wachstum
KR100596093B1 (ko) * 2003-12-17 2006-06-30 주식회사 실트론 에스오아이 웨이퍼의 제조 방법
FR2867310B1 (fr) * 2004-03-05 2006-05-26 Soitec Silicon On Insulator Technique d'amelioration de la qualite d'une couche mince prelevee
WO2005104192A2 (en) * 2004-04-21 2005-11-03 California Institute Of Technology A METHOD FOR THE FABRICATION OF GaAs/Si AND RELATED WAFER BONDED VIRTUAL SUBSTRATES
WO2006015185A2 (en) 2004-07-30 2006-02-09 Aonex Technologies, Inc. GaInP/GaAs/Si TRIPLE JUNCTION SOLAR CELL ENABLED BY WAFER BONDING AND LAYER TRANSFER
WO2006037783A1 (fr) * 2004-10-04 2006-04-13 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Procédé de transfert d'une couche mince comprenant une perturbation controlée d'une structure cristalline
US7282425B2 (en) * 2005-01-31 2007-10-16 International Business Machines Corporation Structure and method of integrating compound and elemental semiconductors for high-performance CMOS
EP1763069B1 (en) * 2005-09-07 2016-04-13 Soitec Method for forming a semiconductor heterostructure
US8017862B2 (en) 2005-10-21 2011-09-13 Sumco Solar Corporation Solar-cell single-crystal silicon substrate, solar cell element, and method for producing the same
US7811382B2 (en) * 2006-05-30 2010-10-12 Freescale Semiconductor, Inc. Method for forming a semiconductor structure having a strained silicon layer
FR2915625B1 (fr) * 2007-04-27 2009-10-02 Soitec Silicon On Insulator Procede de transfert d'une couche epitaxiale
EP2168172B1 (en) 2007-07-03 2019-05-22 Microlink Devices, Inc. Methods for fabricating thin film iii-v compound solar cell
WO2009135078A2 (en) 2008-04-30 2009-11-05 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for fabricating optoelectromechanical devices by structural transfer using re-usable substrate
WO2010075606A1 (en) 2008-12-29 2010-07-08 Shaun Joseph Cunningham Improved photo-voltaic device
GB2467934B (en) 2009-02-19 2013-10-30 Iqe Silicon Compounds Ltd Photovoltaic cell

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