[发明专利]特别是用于光学、电子或光电子领域的基片的制造方法和根据所述方法获得的基片

说明书

技术领域

本发明涉及以下领域：特别是用于光学、电子或光电子领域的基片的制造方法和通过这样的方法获得的基片。更具体地说，本发明涉及可用于制造太阳能电池、电致发光二极管和激光器的基片。

背景技术

在用于光学、电子或光电子领域的基片的领域中，已熟知主要有两种类型的方法用于在支持体基片上形成薄层。

在第一类方法中，由施主基片(donor substrate)获取薄层，以便将其转移到接收支持体基片(receiving support substrate)上，以得到具有薄的可用层(usable layer)的基片。“薄层”是指该基片的一个层，在该层上可制造诸如电致发光二极管等电子元件或其他元件。

在第二类方法中，所述薄层通过沉积技术沉积在接收支持体基片上。该沉积技术具体可由外延生长或在气相中的化学沉积构成。

无论使用哪一类方法在接收支持体基片上形成可用层，有时必须移除接收支持体(receiving support)的至少一部分，以获得至少包括所述可用层的最终基片。

如此移除接收支持体会导致材料损失，造成这类基片的生产成本增加。

为克服该缺陷，有人提出了一种制造包括薄的可用层的基片的方法，其中，所述接收支持基片被移除并回收。

在本申请人提交的美国专利US 6 794 276的变形实施方式中记载了这种方法，该专利描述了基片的制造方法。

该方法包括：通过接合界面处的分子附着将种子层转移到接收支持体上的阶段；可用层外延生长到种子层上的阶段；和施加应力以导致由种子层和可用层构成的组合体与接收支持体在接合界面处分离的阶段。

“种子层”是指使可用的外延层生长的材料的层。

在该文献中，为了在对基片进行热处理时使种子层适应接收支持体和可用层的热膨胀，特定的技术要求是必要的。

在这点上，该文献建议所述种子层必须具有足够小的厚度，约为0.5微米，并优选小于1000。

该文献还提及的事实是，所述接收支持体由热膨胀系数(TCE)比可用层的热膨胀系数大0.7倍～3倍的材料构成。

应当指明“热膨胀系数”是指固体的长度变化的比例系数，该固体的长度变化是下式所示的固体的初始长度及其温度变化的函数：

ΔL＝αL₀ΔT，其中α＝热膨胀系数

在一个变形实施方式中，该文献记载的方法可使接收支持体基片在其被分离后再次使用。

发明内容

本发明的目的是进一步完善由上述文献所记载的方法。

该类型的方法确实具有几个缺点。

预先进行热处理而导致由种子层和可用层构成的组合体与接收支持体分离，为了增强种子层和接收支持体之间的接合能，这种热处理是有用的，但对于种子层材料与接收支持体材料之间的TCE差值过大的情况，存在基片破裂的危险。

此外，分离后的稳定化退火通常有利于校正所述种子层中的一些缺陷，其次还有利于增强所述种子层与接收支持体的接合，但是，在这种稳定化退火的过程中，在应力的累积效应下，可能会出现起皱、位错或类似的现象而损坏种子层。

如果接收支持体的TCE大于种子层的TCE，则会使种子层在热处理中受到张力，从而种子层中也可能会出现裂纹。

最后，在使由种子层和可用层构成的组合体分离时，温度的升高导致某些材料产生不可逆的塑性变形。在由种子层和支持体构成的结构体中，由这种塑性变形产生的应力导致弯曲，对于特定的转移来说，这种弯曲抑制了外延结构在最终支持体上的外延生长或接合。

因此，本发明旨在对基片施加不同的热处理时，降低基片破损的风险，降低种子层损坏或龟裂的风险，或降低最终基片出现残余弯曲的风险，这些风险会使该基片不可使用。

鉴于此，本发明提出制造特别是用于光学、电子或光电子领域的基片的方法，该方法至少包括下列阶段：将种子层转移到接收支持体上，和然后可用层外延生长到所述种子层上，其特征在于，接收支持体的热膨胀系数等于或稍微大于可用层的热膨胀系数，以及种子层的热膨胀系数约等于接收支持体的热膨胀系数。

因此，在对这种结构进行稍后的热处理时，种子层和接收支持体将以大致相同的方式膨胀。

优选的是，种子层由热膨胀系数等于接收支持体的热膨胀系数的(1±ε)倍的材料构成，其中的ε约为0.2，优选ε等于0.1。

另外，接收支持体由热膨胀系数为可用层的热膨胀系数的1至1+ε’倍的材料构成，ε’的典型值为0.2。