[发明专利]一种外延层转移方法

说明书

本发明涉及一种外延层转移方法，属于半导体技术领域。本发明的外延层转移方法包括如下步骤：S1、在母衬底表面形成多孔界面层；S2、在多孔界面层上生长外延层；S3、将外延层通过粘结技术粘合到支撑衬底上进行外延层的转移，然后将外延层与母衬底分离。本发明通过在母衬底和外延层的界面加入一层多孔硅锗合金层，从而能够无需H离子注入即可在低温条件方便地转移外延层，从而降低了热预算和加工成本。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种外延层转移方法。

背景技术

薄膜半导体的制造是开发低成本柔性电子器件和光伏器件的关键步骤。外延生长已被证明是生产这种超薄单晶层的最合适方式，因为它可以完美控制层厚度和掺杂，且当在低温(200℃) 下进行时，外延是低成本工艺。外延层需要转移到外来载体/支撑衬底(例如玻璃)上，以实现其应用，如何简单有效地实现外延层的转移是薄膜半导体能成功应用至关重要的一步。

现有技术中已经提出了多种转移方法，其中常用的有以下三种方法。i)Smart-Cut工艺：一种通过氢注入诱导产生深入的剥离区的剥离方法；该方法往往需要较高的退火温度(600℃)和高剂量的H注入(1×10¹⁷cm^-2)才能实现外延层与母衬底的分离，且会对外延层造成一定破坏。ii)基于多孔硅的方法：在外延之前，通过氢氟酸(HF)溶液中的电化学蚀刻在母衬底表面产生至少两个具有不同孔隙率的区域；该方法需要使用危险的HF溶液，且会对母衬底造成破坏影响母衬底的使用寿命。iii)使用牺牲膜作为生长的结晶模板，在获得外延层后蚀刻或去除结晶模板，该方法主要用于三五族半导体外延。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种方便易实施的外延层转移方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种外延层转移方法，所述外延层转移方法包括如下步骤：

S1、在母衬底表面形成多孔界面层；

S2、在多孔界面层上生长外延层；

S3、将外延层通过粘结技术粘合到支撑衬底上进行外延层的转移，然后将外延层与母衬底分离。

作为优选，所述母衬底在表面形成多孔界面层之前经过清洁处理以去除天然氧化物和表面污染物；所述清洁处理为使用氢氟酸溶液或采用基于氟的等离子体处理，等离子处理过程中可采用 SiF₄等含氟气体。

作为优选，所述母衬底为硅晶片衬底。

作为优选，所述多孔界面层为具有多孔结构的SiGe合金层。

作为优选，所述SiGe合金层的厚度为13nm-28nm，所述SiGe 合金层中Ge的含量为Si的0.2at.％-2.0at.％。

作为优选，所述SiGe合金层和外延层均通过PECVD的方法形成，所述SiGe合金层通过在制备过程中加入GeH₄获得。

作为优选，所述SiGe合金层的形成条件为：温度180℃ -230℃，总压力为1.7Torr-2.3Torr，功率密度为 30mW/cm²-40mW/cm²，SiH₄流速为3.6SCCM-4.5SCCM，H₂流速为180SCCM-220SCCM，GeH₄与H₂的混合气体流速0.6SCCM -1.3SCCM，生长时间为100s-150s，所述GeH₄与H₂的混合气体中，GeH₄在H₂中的浓度为0.7at.％-1.3at.％。

作为优选，所述外延层包括Si外延层、SiGe外延层或Ge外延层。