[发明专利]使用玻璃键合层制造半导体结构和器件的方法，和用所述方法形成的半导体结构和器件

权利要求书

1.一种制造半导体结构或器件的方法，所述方法包括：

使用玻璃键合层将至少基本上由半导体材料的单晶构成的至少一个种子结构键合至载体衬底；

选择所述载体衬底使其包含的材料显示的热膨胀系数高于所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶显示的热膨胀系数；

在高于玻璃键合层的玻璃材料的玻璃化转变温度的温度下将至少一个半导体材料层沉积在至少一个种子结构上方，同时将至少一个种子结构支撑在玻璃键合层上；

将至少一个半导体材料层沉积在至少一个种子结构上方之后，将所述至少一个半导体材料层、所述至少一个种子结构、所述玻璃键合层、和所述载体衬底冷却至室温；和

当将所述至少一个半导体材料层、所述至少一个种子结构、所述玻璃键合层和所述载体衬底从低于玻璃键合层的玻璃材料的玻璃化转变温度的温度冷却至室温时，使用载体衬底的热收缩使所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶压缩应变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用玻璃键合层将至少一个种子结构键合至载体衬底包括使用玻璃键合层将至少基本上连续的种子层键合至载体衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中使用玻璃键合层将至少一个种子结构键合至载体衬底包括：

对至少基本上连续的种子层进行图案化以形成多个种子结构；和

使用玻璃键合层将多个种子结构键合至载体衬底。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括选择所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶使其包含III-V型半导体材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将至少一个半导体材料层沉积在至少一个种子结构上方包括在所述至少一个种子结构上外延式生长III-V型半导体材料层至大约2微米（2μm）或更大的厚度。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括选择所述玻璃键合层使其包含硼磷硅酸盐玻璃（BPSG）。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括制造包含至少一个半导体材料层的发光二级管、激光器、光学传感器、功率电子器件和太阳能电池的至少一种。

8.一种制造半导体结构或器件的方法，所述方法包括：

使用玻璃键合层将至少基本上由半导体材料的单晶构成的至少一个种子结构键合至第一载体衬底；

使用非玻璃键合层将第二载体衬底键合至所述至少一个种子结构的与第一载体衬底相反的面上；

从所述至少一个种子结构移除所述第一载体衬底和所述玻璃键合层；

当加热所述至少一个种子结构、所述非玻璃键合层和所述第二载体衬底时，使用所述第二载体衬底的热膨胀使所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶膨胀；和

将至少一个半导体材料层沉积在所述至少一个种子结构的与所述第二载体衬底和所述非玻璃键合层相反的面上，同时半导体材料的单晶处于至少部分由所述第二载体衬底的热膨胀而导致的膨胀状态。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

加热所述至少一个种子结构、所述玻璃键合层和所述第一载体衬底；

使所述至少一个种子结构中的应变松弛，和

当将所述至少一个半导体材料层、所述至少一个种子结构、所述玻璃键合层和所述第一载体衬底从低于所述玻璃键合层的玻璃材料的玻璃化转变温度的温度冷却至室温时，使用所述第一载体衬底的热收缩使所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶压缩应变。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

选择所述第二载体衬底使其包含的材料显示的热膨胀系数高于所述至少一个种子结构的半导体材料的单晶显示的热膨胀系数；

将所述至少一个半导体材料层沉积在所述至少一个种子结构上方之后，将所述至少一个半导体材料层、所述至少一个种子结构、所述非玻璃键合层和所述第二载体衬底冷却至室温；和

当将所述至少一个半导体材料层、所述至少一个种子结构、所述非玻璃键合层和所述第二载体衬底从将所述至少一个半导体材料层沉积在所述至少一个种子结构上方的温度冷却至室温时，使用所述第二载体衬底的热收缩使所述至少一个种子结构和所述至少一个半导体材料层的半导体材料的单晶压缩应变。