JP2015533774A - 信頼性および動作寿命を改善した半導体デバイスならびにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ワイドギャップ半導体技術は、ワイドギャップ半導体をベースとする電子および光電子デバイス、ならびに製造技術を指すために使用されることがある。
単結晶材料、ウェーハ、または層は、1つの結晶から形成される、すなわち並進対称性を有する材料、ウェーハ、または層を指すために使用されることがある。この用語は、結晶成長には一般的で、ほとんどの半導体にとって必要条件である。現実の半導体は、欠陥を有するが、欠陥密度は十分に低く、それは並進対称性がこれらの材料の電子的および光学的特性について説明することを想定する。
多結晶材料は、様々な配向の結晶から構成される、または2つ以上の結晶から成る材料を指すために使用されることがある。
非晶質材料は、真のまたは明らかな結晶形態を有さない材料を指すために使用されることがある。
合成ダイヤモンドは、限定されないが、高温高圧技法および化学気相堆積(CVD)を含む当技術分野で知られている方法のいずれかよって生成された人造ダイヤモンドを指すために使用されることがある。
接合またはウェーハ接合は、2つの表面、通常は半導体表面を近接させ、強固に付着させる技術を指すために使用されることがある。接合は、化学結合によって、または接着剤を使用して達成されうる。このプロセスは、半導体技術において通常使用される。例えば、TongおよびGoseleによるSemiconductor Wafer Bonding, Springer Verlag,1989という題名の本を参照されたい。
(1)歪み整合層が非常に薄く、活性なデバイス構造から離れていることがあるとはいえ、層が大きく転位している。半導体デバイス、特に高電力および/または高周波での動作する半導体デバイスの動作中、デバイスは、非常に熱くなる。その場合、歪み整合層内の転位および/または他の欠陥は、使用中に上に向かって活性な半導体層構造内に伝播し、性能に悪影響を与え、最終的にデバイスの初期故障につながる。
(2)デバイス動作中の熱応力は、結果として歪み整合層内に帯電するようになる欠陥を生じ、したがって性能に悪影響を与える電界を生成し、最終的にデバイスの初期故障につながる電界を生成することがある。
第1の格子定数χ1を有するネイティブ成長基板、
前記第1の格子定数χ1とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ2を有する活性な半導体層構造、および
ネイティブ成長基板と活性な半導体層構造との間に配置された1つまたは複数の単結晶歪み整合層
を備えるネイティブの半導体成長ウェーハから開始するステップと、
活性な半導体層構造の少なくとも一部を作業基板に移しかえるステップと、
1つまたは複数の単結晶歪み整合層を薄くする、または完全に除去するように、少なくともネイティブの半導体の1つまたは複数の単結晶歪み整合層の一部を除去(例えば、歪み整合層構造の層厚の少なくとも50%、60%、70%、80%、90%またはすべてを除去)するステップと、
を含み、
それによって作業半導体ウェーハ構造が、形成され、作業基板、ネイティブの半導体成長ウェーハの活性な半導体層構造の少なくとも一部を備えるが、ネイティブの半導体成長ウェーハの1つまたは複数の単結晶歪み整合層の少なくとも一部を含まない、方法が提供される。
作業基板と、
作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
作業基板と活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1マイクロメートル、500nm、200nm、100nm、50nm、10nm、もしくは1nmの厚さ、および/または少なくとも1×1010欠陥/cm2、1×109欠陥/cm2、1×108欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、もしくは1×106欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造が提供される。
作業基板をネイティブの半導体成長ウェーハの活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
ネイティブ成長基板を除去するステップと、
単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去して作業半導体ウェーハ構造内に活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含む。
移しかえ基板をネイティブの半導体成長ウェーハの活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
ネイティブ成長基板を除去するステップと、
単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去するステップと、
作業基板を活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
移しかえ基板を除去して作業半導体ウェーハ構造内に活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含むことができる。
(1)活性層の下の転位した結晶を除去することによって、デバイス内の歪み源がなくなる。また、これによって、転位または欠陥が使用中に上に向かって活性層内に伝播するのを防ぐ。
(2)デバイスの動作中の熱応力は、帯電するようになる欠陥を生成することがあり、新しい電界がデバイス性能を妨害する。核形成層をなくし、隣接するバッファ層の一部をなくしてもよく、これらを電気的におよび機械的に安定した材料に置き換えることによって、使用中のデバイスへのいかなる新しい電気的な妨害も防ぐ。
方法Aは、図3を参照して説明され、本図では加工ウェーハ構造300の垂直断面概略図(図3A)、および関連付けられた方法の流れ図(図3B)が示されている。
第1の格子定数χ1を有する単結晶のネイティブ基板301、前記第1の格子定数とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ2を有し、作業表面310を有する活性な層状構造層303、および前記ネイティブ基板301と前記活性な層状構造層303との間にはさまれ、前記作業表面310から遠位にある核形成層302を備えるネイティブウェーハ321を準備するステップと、
前記活性な層状構造層303の少なくとも一部305を作業基板309に移しかえることによって作業ウェーハ325を形成するステップであって、作業ウェーハ325がネイティブウェーハ321の核形成層302を含まないステップと、
を含む。
方法Bは、方法Aにおいて開示された概念をさらに改良し、その概念を、完成した加工ウェーハ上の活性層の成長方向が作業基板の方を向くようにエピ層(ネイティブ基板上の活性層)が設計された電子または光電子デバイスの製造に適用する。例としては、無極性、半極性、および有極性GaNベースのトランジスタ、または発光デバイスがある。方法Bは、図4の助けを借りて説明され、本図では加工ウェーハ構造400の垂直断面概略図(図4A)、および関連付けられた方法ステップのブロック図(図4B)が示されている。
第1の格子定数χ1を有する単結晶のネイティブ基板401、前記第1の格子定数とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ2を有し、上部表面410を有する活性な層状構造層403、および前記ネイティブ基板401と前記活性な層状構造層403との間にはさまれた核形成層402を備えるエピ層ウェーハ421を準備するステップと、
作業基板406を、例えば前記作業基板406と前記活性な層状構造層403との間の機能層404を使用して、前記活性な層状構造層403に接合させるステップと、
前記ネイティブ基板401を除去するステップと、
前記核形成層402を除去して活性な層状構造層の作業表面411を露出させるステップと、
を含む。
方法Cは、方法Aにおいて開示された概念をさらに改良し、その概念を、結晶成長の配向が維持されなければならない高電子移動度トランジスタなどの信頼性を改善した電子デバイスの製造に適用する。高電子移動度トランジスタ以外のデバイスが同じ方法または方法Cの等価な変形形態を使用して製造されてもよい。方法Cは、図5を参照して説明され、本図では加工ウェーハ構造500の垂直断面概略図(図5A)、および関連付けられた方法ステップのブロック図(図5B)が示されている。
第1の格子定数χ1を有する単結晶のネイティブ基板501、前記第1の格子定数とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ2を有し、作業表面510を有する活性な層状構造層503、および前記ネイティブ基板501と前記活性な層状構造層503との間にはさまれた核形成層502を備えるネイティブウェーハ521を準備するステップと、
前記作業表面510上に保護層状構造層504を堆積させるステップと、
移しかえ基板506を保護層状構造層504に取り付けるステップと、
前記ネイティブ基板501を除去するステップと、
前記核形成層502を除去し、前記活性な層状構造層503の一部分を除去してもよく、前記活性な層状構造層503の少なくとも一部505の底部面511を露出させるステップと、
前記底部面511上に機能層508を堆積させるステップと、
作業基板509を前記機能層508に取り付けるステップであって、高温アニールを使用してもよいステップと、
前記移しかえ基板506を除去するステップと、
前記保護層状構造層504を除去して前記作業表面510を露出させるステップと、
を含む。
本明細書に記載されるような方法を用いて、ネイティブの半導体成長ウェーハ内に存在する大きく転位した歪み整合層を備えない作業半導体ウェーハ構造を作製することが可能である。そのため、
作業基板と、
作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
作業基板と活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1マイクロメートル、500nm、200nm、100nm、50nm、10nm、もしくは1nmの厚さ、および/または少なくとも1×1010欠陥/cm2、1×109欠陥/cm2、1×108欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、もしくは1×106欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造が提供されうる。
ネイティブのシリコン基板上に作製されたAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ(従来技術)、およびAlGaN/GaNの活性層が化学気相堆積されたダイヤモンド基板に移しかえられたAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタに関する信頼性調査を行った。レイアウトおよび活性な層状構造は、両方のデバイスとも同一である。2つのデバイス間の違いは、AlGaN/GaN/シリコンのデバイスは、活性層が依然としてネイティブ基板上にある状態で処理されるのに対し、AlGaN/GaN/ダイヤモンドのデバイスは、AlGaN/GaNエピ層をネイティブ基板から移しかえて、遷移/核形成/歪み整合層を除去し、エピ層を新しい作業基板に取り付けることによって構築されたということである。試験されるデバイスが作製された半導体ウェーハを作製するプロセスは、240時間、約700℃のアニールを含んだ。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
1. 半導体デバイス作製のための作業半導体ウェーハ構造を製造する方法であって、
第1の格子定数χ 1 を有するネイティブ成長基板、
前記第1の格子定数χ 1 とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ 2 を有する活性な半導体層構造、および
前記ネイティブ成長基板と前記活性な半導体層構造との間に配置された1つまたは複数の単結晶歪み整合層
を備えるネイティブの半導体成長ウェーハから開始するステップと、
前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を作業基板に移しかえるステップと、
前記ネイティブの半導体の前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層の少なくとも一部を除去するステップと、
を含み、
それによって前記作業半導体ウェーハ構造が、形成され、前記作業基板、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を備えるが、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層の少なくとも一部を含まない、方法。
2. 前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数が、前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を前記作業基板に移しかえる前に、移しかえる間に、または移しかえた後に除去される、上記1に記載の方法。
3. 前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数が、少なくとも1×10 6 欠陥/cm 2 、1×10 7 欠陥/cm 2 、1×10 8 欠陥/cm 2 、1×10 9 欠陥/cm 2 、または1×10 10 欠陥/cm 2 の転位欠陥密度を有する、上記1または2に記載の方法。
4. 前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層を除去した後に、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記歪み整合層に隣接する前記活性な半導体層構造の一部を除去するステップをさらに含み、それによって前記作業半導体ウェーハ構造が前記ネイティブの半導体成長ウェーハ内で前記ネイティブ成長基板から遠位にあった前記活性な半導体層構造の一部のみを含む、上記1から3までのいずれかに記載の方法。
5. 前記ネイティブの半導体成長基板が、シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、およびサファイアから構成される群から選ばれた材料から形成される、上記1から4までのいずれかに記載の方法。
6. 前記ネイティブの半導体成長基板が第1の結晶構造を有し、前記活性な半導体層構造が前記第1の結晶構造とは異なる第2の結晶構造を有する、上記1から5までのいずれかに記載の方法。
7. 前記移しかえるステップおよび除去するステップが、
前記作業基板を前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記ネイティブ成長基板を除去するステップと、
前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去して前記作業半導体ウェーハ構造内に前記活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含む、上記1から6までのいずれかに記載の方法。
8. 前記作業基板が前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される機能層を介して前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けられる、上記7に記載の方法。
9. 前記移しかえるステップおよび除去するステップが、
移しかえ基板を前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記ネイティブ成長基板を除去するステップと、
前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去するステップと、
前記作業基板を前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記移しかえ基板を除去して前記作業半導体ウェーハ構造内に前記活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含む、上記1から6までのいずれか1項に記載の方法。
10. 前記移しかえ基板が前記移しかえ基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される保護層を介して前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けられ、
前記移しかえ基板を除去した後に、前記保護層も除去され前記作業半導体ウェーハ構造内の前記活性な半導体層構造の前記作業表面を露出させる、上記9に記載の方法。
11. 前記保護層が少なくとも1つの非晶質または多結晶材料から形成される、上記10に記載の方法。
12. 前記作業基板が前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される機能層を介して前記活性な半導体層構造に取り付けられる、上記9から11までのいずれか1項に記載の方法。
13. 前記作業基板の前記活性な半導体層構造への取り付け中にアニールが施され、前記アニールが少なくとも75時間で少なくとも500℃の温度である、上記1から12までのいずれかに記載の方法。
14. 前記アニールの前記時間が少なくとも100時間、150時間、200時間、または240時間である、上記13に記載の方法。
15. 前記アニールの前記温度が少なくとも550℃、600℃、650℃、または700℃である、上記13または14に記載の方法。
16. 前記作業半導体ウェーハ構造内の前記活性な半導体層構造上に少なくとも1つの電子または光電子デバイスを作製するステップをさらに含む、上記1から15までのいずれかに記載の方法。
17. 作業基板と、
前記作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×10 10 欠陥/cm 2 の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造。
18. 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×10 9 欠陥/cm 2 、1×10 8 欠陥/cm 2 、1×10 7 欠陥/cm 2 、または1×10 6 欠陥/cm 2 の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、上記17に記載の作業半導体ウェーハ構造。
19. 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1マイクロメートル、500nm、200nm、100nm、50nm、10nmまたは1nmの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、上記17または18に記載の作業半導体ウェーハ構造。
20. 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置されるいかなる単結晶歪み整合層も含まない、上記17から19までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
21. 前記活性な半導体層構造が前記作業基板から遠位にある層内におよび/または前記作業基板に近い層内に、1×10 8 欠陥/cm 2 、5×10 7 欠陥/cm 2 、1×10 7 欠陥/cm 2 、5×10 6 欠陥/cm 2 、もしくは1×10 6 欠陥/cm 2 未満の転位欠陥密度を有する、上記17から20までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
22. 前記活性な半導体層構造と前記作業基板間に配置された機能層をさらに備える、上記17から21までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
23. 前記機能層が単結晶層の場合、前記機能層が1×10 8 欠陥/cm 2 未満、5×10 7 欠陥/cm 2 未満、1×10 7 欠陥/cm 2 未満、5×10 6 欠陥/cm 2 未満、または1×10 6 欠陥/cm 2 未満の転位欠陥密度を有する、上記22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
24. 前記機能層が非晶質または多結晶構造を有する、上記22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
25. 前記機能層が窒化シリコン、窒化アルミニウム、および炭化シリコンから構成される群から選ばれる、上記22から24までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
26. 前記機能層が少なくとも1つの金属層を備える、上記22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
27. 前記活性な半導体層構造が窒化ガリウムで作られた少なくとも1つの層を備える、上記17から26までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
28. 前記活性な半導体層構造がインジウム窒化ガリウムまたはアルミニウム窒化ガリウムで作られた少なくとも1つの層を備える、上記17から27までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
29. 前記活性な半導体層構造が2つ以上の活性な半導体層を備える、上記17から28までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
30. 前記活性な半導体層構造が前記作業基板に隣接する半導体バッファ層、および前記作業基板から遠位にある半導体バリア層を備える、上記29に記載の作業半導体ウェーハ構造。
31. 前記作業基板が非晶質または多結晶材料から形成される、上記17から30までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
32. 前記作業基板が炭化シリコン、窒化アルミニウム、サファイア、シリコン、窒化シリコン、またはダイヤモンドから構成される群から選ばれた材料から形成される、上記17から31までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
33. 前記作業基板が化学気相堆積されたダイヤモンドの層を備える、上記32に記載の作業半導体ウェーハ構造。
34. 作業基板と、
前記作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×10 10 欠陥/cm 2 の転位欠陥密度および少なくとも1マイクロメートルの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造。
35. 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×10 9 欠陥/cm 2 、1×10 8 欠陥/cm 2 、1×10 7 欠陥/cm 2 、または1×10 6 欠陥/cm 2 の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、上記34に記載の作業半導体ウェーハ構造。
36. 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも500nm、200nm、100nm、50nm、10nm、または1nmの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、上記34または35に記載の作業半導体ウェーハ構造。
Claims (36)
- 半導体デバイス作製のための作業半導体ウェーハ構造を製造する方法であって、
第1の格子定数χ1を有するネイティブ成長基板、
前記第1の格子定数χ1とは少なくとも1%だけ異なる第2の格子定数χ2を有する活性な半導体層構造、および
前記ネイティブ成長基板と前記活性な半導体層構造との間に配置された1つまたは複数の単結晶歪み整合層
を備えるネイティブの半導体成長ウェーハから開始するステップと、
前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を作業基板に移しかえるステップと、
前記ネイティブの半導体の前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層の少なくとも一部を除去するステップと、
を含み、
それによって前記作業半導体ウェーハ構造が、形成され、前記作業基板、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を備えるが、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層の少なくとも一部を含まない、方法。 - 前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数が、前記活性な半導体層構造の少なくとも一部を前記作業基板に移しかえる前に、移しかえる間に、または移しかえた後に除去される、請求項1に記載の方法。
- 前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数が、少なくとも1×106欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、1×108欠陥/cm2、1×109欠陥/cm2、または1×1010欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の単結晶歪み整合層を除去した後に、前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記歪み整合層に隣接する前記活性な半導体層構造の一部を除去するステップをさらに含み、それによって前記作業半導体ウェーハ構造が前記ネイティブの半導体成長ウェーハ内で前記ネイティブ成長基板から遠位にあった前記活性な半導体層構造の一部のみを含む、請求項1から3までのいずれかに記載の方法。
- 前記ネイティブの半導体成長基板が、シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、およびサファイアから構成される群から選ばれた材料から形成される、請求項1から4までのいずれかに記載の方法。
- 前記ネイティブの半導体成長基板が第1の結晶構造を有し、前記活性な半導体層構造が前記第1の結晶構造とは異なる第2の結晶構造を有する、請求項1から5までのいずれかに記載の方法。
- 前記移しかえるステップおよび除去するステップが、
前記作業基板を前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記ネイティブ成長基板を除去するステップと、
前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去して前記作業半導体ウェーハ構造内に前記活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含む、請求項1から6までのいずれかに記載の方法。 - 前記作業基板が前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される機能層を介して前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けられる、請求項7に記載の方法。
- 前記移しかえるステップおよび除去するステップが、
移しかえ基板を前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記ネイティブ成長基板を除去するステップと、
前記単結晶歪み整合層の1つまたは複数を除去するステップと、
前記作業基板を前記活性な半導体層構造に取り付けるステップと、
前記移しかえ基板を除去して前記作業半導体ウェーハ構造内に前記活性な半導体層構造の作業表面を形成するステップと、
を含む、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記移しかえ基板が前記移しかえ基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される保護層を介して前記ネイティブの半導体成長ウェーハの前記活性な半導体層構造に取り付けられ、
前記移しかえ基板を除去した後に、前記保護層も除去され前記作業半導体ウェーハ構造内の前記活性な半導体層構造の前記作業表面を露出させる、請求項9に記載の方法。 - 前記保護層が少なくとも1つの非晶質または多結晶材料から形成される、請求項10に記載の方法。
- 前記作業基板が前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される機能層を介して前記活性な半導体層構造に取り付けられる、請求項9から11までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記作業基板の前記活性な半導体層構造への取り付け中にアニールが施され、前記アニールが少なくとも75時間で少なくとも500℃の温度である、請求項1から12までのいずれかに記載の方法。
- 前記アニールの前記時間が少なくとも100時間、150時間、200時間、または240時間である、請求項13に記載の方法。
- 前記アニールの前記温度が少なくとも550℃、600℃、650℃、または700℃である、請求項13または14に記載の方法。
- 前記作業半導体ウェーハ構造内の前記活性な半導体層構造上に少なくとも1つの電子または光電子デバイスを作製するステップをさらに含む、請求項1から15までのいずれかに記載の方法。
- 作業基板と、
前記作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×1010欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造。 - 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×109欠陥/cm2、1×108欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、または1×106欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、請求項17に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1マイクロメートル、500nm、200nm、100nm、50nm、10nmまたは1nmの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、請求項17または18に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置されるいかなる単結晶歪み整合層も含まない、請求項17から19までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造が前記作業基板から遠位にある層内におよび/または前記作業基板に近い層内に、1×108欠陥/cm2、5×107欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、5×106欠陥/cm2、もしくは1×106欠陥/cm2未満の転位欠陥密度を有する、請求項17から20までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造と前記作業基板間に配置された機能層をさらに備える、請求項17から21までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記機能層が単結晶層の場合、前記機能層が1×108欠陥/cm2未満、5×107欠陥/cm2未満、1×107欠陥/cm2未満、5×106欠陥/cm2未満、または1×106欠陥/cm2未満の転位欠陥密度を有する、請求項22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記機能層が非晶質または多結晶構造を有する、請求項22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記機能層が窒化シリコン、窒化アルミニウム、および炭化シリコンから構成される群から選ばれる、請求項22から24までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記機能層が少なくとも1つの金属層を備える、請求項22に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造が窒化ガリウムで作られた少なくとも1つの層を備える、請求項17から26までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造がインジウム窒化ガリウムまたはアルミニウム窒化ガリウムで作られた少なくとも1つの層を備える、請求項17から27までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造が2つ以上の活性な半導体層を備える、請求項17から28までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記活性な半導体層構造が前記作業基板に隣接する半導体バッファ層、および前記作業基板から遠位にある半導体バリア層を備える、請求項29に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板が非晶質または多結晶材料から形成される、請求項17から30までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板が炭化シリコン、窒化アルミニウム、サファイア、シリコン、窒化シリコン、またはダイヤモンドから構成される群から選ばれた材料から形成される、請求項17から31までのいずれかに記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板が化学気相堆積されたダイヤモンドの層を備える、請求項32に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 作業基板と、
前記作業基板に接合させた活性な半導体層構造と、
を備える作業半導体ウェーハ構造であって、
前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×1010欠陥/cm2の転位欠陥密度および少なくとも1マイクロメートルの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、作業半導体ウェーハ構造。 - 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも1×109欠陥/cm2、1×108欠陥/cm2、1×107欠陥/cm2、または1×106欠陥/cm2の転位欠陥密度を有する単結晶歪み整合層構造を含まない、請求項34に記載の作業半導体ウェーハ構造。
- 前記作業基板と前記活性な半導体層構造との間に配置される、少なくとも500nm、200nm、100nm、50nm、10nm、または1nmの厚さを有する単結晶歪み整合層構造を含まない、請求項34または35に記載の作業半導体ウェーハ構造。
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