[发明专利]用于释放可印刷化合物半导体器件的材料和过程

说明书

优先权要求    

本申请要求2010年8月6日向美国专利与商标局提交的、标题为“Materials and Processes for Releasing Printable Compound Semiconductor Devices”的美国临时专利申请号61/371,467的优先权，所述专利申请的公开内容全部以引用的方式结合在此。

技术领域

本发明涉及化合物半导体器件制造，并且更具体来说，涉及可以从生长衬底释放的化合物半导体器件和结构的制造。

背景技术

在微型品制造过程中使用选择性蚀刻以从晶圆表面化学地去除层，而不会蚀刻或损坏下面的层或上面的层。具体来说，可以使用释放层来将一个或多个层与晶圆或其它衬底分离。例如，美国专利申请公开号2009/0321881和美国专利号4,846,931描述使用具有高铝含量的砷化铝镓（AlGaAs）层或纯砷化铝（AlAs）作为释放层和用于释放剂的基于氢氟酸的湿式蚀刻将化合物半导体器件和结构从砷化镓（GaAs）衬底上释放。

由于就超过低铝含量砷化物的高铝含量的砷化物而论，氢氟酸的良好的蚀刻选择性，所以这些系统通常是成功的。这些系统的一些缺点包括：释放层在空气中可能具有不良的稳定性，并且在不具有厚的（＞20微米）聚合物涂层或其它掩膜的情况下，在释放过程期间可能难以保护可转印器件和结构的顶部和侧面使其免受氢氟酸损害。另外，这些系统可能几乎或完全与化合物半导体器件的微转印印刷（如例如在美国专利号7,622,367中描述的那样，所述专利的公开内容全部以引用的方式结合在此）不相容，所述化合物半导体器件诸如为在其表面（尤其是顶部表面）包括化合物半导体的外延层的太阳能电池，所述化合物半导体的外延层含有相当多部分的铝（例如，太阳能电池的窗口层）或许多电介质（例如，二氧化硅抗反射涂层），因为在释放过程期间可能难以或不可能保护器件的表面免受氢氟酸的损害。

美国专利号5,641,381描述使用砷化铟镓（InGaAs）作为释放层将磷化铟（InP）器件从磷化铟（InP）衬底上释放。这种方法的一些缺点可能包括：砷化铟镓（InGaAs）的蚀刻速率相对较慢，并且对砷化铟镓（InGaAs）的超过磷化铟（InP）的某些湿式化学蚀刻的选择性可能不足以用于非常高的纵横比的释放过程，其中可释放器件的横向膨胀是器件在释放层上方的层的厚度的大约五十倍或更多倍。

美国专利申请公开号2008/0054296描述将氧化物释放层用于基于氮化物的化合物半导体发光体，所述发光体可以使用氢氯酸或其它化学品来选择性蚀刻。当器件不易受释放化学品腐蚀时，这种系统可能被成功使用。

发明内容

应了解的是，提供本发明内容是以简化的形式引入概念的选择，所述概念以下在详细描述中进一步进行描述。本发明内容既不旨在识别本公开内容的关键特征或基本特征，也不旨在限制本公开的范围。

本发明的一些实施例是针对允许对其它释放过程敏感的可印刷化合物半导体器件的释放的材料。

本发明的一些实施例是针对允许对其它释放过程敏感的可印刷化合物半导体器件的释放的过程。

根据本发明的一些实施例，一种制造可转印半导体器件的方法包括在衬底上提供包括磷化铟铝的释放层，并且在所述释放层上提供支撑层。所述支撑层和所述衬底包括各自的材料以使得所述释放层具有相对于所述支撑层和所述衬底的蚀刻敏感性。在所述支撑层上提供至少一个器件层。选择性地蚀刻所述释放层，而基本上不蚀刻所述支撑层和所述基板。

在一些实施例中，所述衬底和/或所述支撑层可以是基于砷化物的材料，并且所述释放层可以接触所述支撑层并且将所述支撑层耦接到衬底上。

在一些实施例中，提供所述释放层、所述支撑层和至少一个器件层可以包括在包括基于砷化物材料的衬底上外延地生长包括磷化铟铝的释放层、在所述释放层上外延地生长包括基于砷化物材料的支撑层以及在所述支撑层上外延地生长所述至少一个器件层。

在一些实施例中，相对于所述器件层、所述释放层和/或所述衬底，所述支撑层可能受到压缩应变。

在一些实施例中，所述释放层与所述衬底之间的晶格失配可以小于约百万分之500（ppm）。

在一些实施例中，所述衬底和/或所述支撑层可以是第III族砷化物材料和/或第III-V族砷化物材料。

在一些实施例中，基于砷化物的材料可以是砷化铟镓、砷化镓、氮砷化铟镓和/或氮砷锑化铟镓。