[发明专利]用于制备具有通过径向压缩降低的应变的异质结构的方法和装置

权利要求书

1.一种用于弛豫在异质结构中应变的方法，所述异质结构包括衬底、在所述衬底上设置的表面层以及在所述衬底与所述表面层之间的界面，所述衬底包括中心轴、通常垂直于所述中心轴的背表面以及跨所述衬底穿过所述中心轴延伸的直径，所述方法包括：

在所述衬底中形成位错源层；以及

径向压缩所述衬底以产生位错并且从所述位错源层将所述位错朝向所述表面层滑动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述位错滑动到衬底-表面层界面并且在所述界面处形成失配界面位错。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述结构的所述直径为大约150mm或更多、大约200mm或更多、大约300mm或更多或甚至大约450mm或更多。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述衬底由下列的材料组成：硅、碳化硅、蓝宝石、锗、硅锗、氮化镓、氮化铝、砷化镓、铟镓砷或及其任何组合。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，所述表面层由下列的材料组成：硅、碳化硅、蓝宝石、锗、硅锗、氮化镓、氮化铝、砷化镓、铟镓砷或及其任何组合。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述衬底由硅组成。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述表面层由氮化镓组成。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，通过从包括半导体材料的锭切片所述衬底来形成所述位错源层。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，通过研磨所述衬底的所述背表面来形成所述位错源层。

10.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，通过喷砂所述衬底的所述背表面来形成所述位错源层。

11.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，通过将离子注入到所述衬底中穿过所述衬底的所述背表面来形成所述位错源层。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其中，将所述衬底加热到至少大约550℃时径向压缩所述异质结构，或至少大约650℃、至少大约700℃、从大约550℃到大约1000℃、从大约650℃到大约1000℃或从大约700℃到大约1000℃时径向压缩所述异质结构。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其中，在所述径向压缩期间，将应力施加到所述异质结构，所述应力为至少大约5MPa、至少大约10MPa、从大约5MPa到大约100MPa、从大约10MPa到大约100MPa、从大约10MPa到大约50MPa或从大约10MPa到大约25MPa。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，其中，将所述衬底径向压缩持续至少大约10秒、从大约10秒到大约5小时、或从大约10分钟到大约20分钟的一段时间。

15.根据权利要求1到14中任一项所述的方法，其中，径向压缩所述衬底的步骤包含径向压缩所述异质结构。

16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，其中，在所述径向压缩期间，将应力S₁施加到所述异质结构，所述方法进一步包括将所述应力S₁降低到应力S₂，S₂小于S₁，S₂为小于在其处从所述位错源层产生位错的阈值并且在允许存在的位错朝向所述衬底-表面层界面滑动以产生基本上没有位错的衬底的阈值之上的应力。

17.根据权利要求1到16中任一项所述的方法，其中，所述表面层基本上没有穿透位错或具有小于大约10⁴穿透位错/cm²的浓度的穿透位错。

18.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其中，所述表面层跨所述衬底的所述直径连续地延伸。

19.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其中，所述表面层包含不连续段。