[发明专利]一种利用二维晶体过渡层制备半导体单晶衬底的方法

摘要

本发明公开了一种利用二维晶体过渡层制备半导体单晶衬底的方法。本发明通过在半导体单晶厚膜结构与异质衬底之间引入二维晶体过渡层，利用原子层间分子力结合弱、易于破坏分离的特点，采用剥离方法实现半导体单晶厚膜结构与异质衬底的分离，得到大尺寸、高质量的自支撑半导体单晶衬底；能够根据二维晶体的厚度自主选择自剥离或机械剥离的方式，增加剥离工艺可控性，不会对半导体单晶厚膜结构造成损伤，成品率高，可重复性好；通过二维晶体层间弱分子力键合，部分释放异质衬底和半导体单晶厚膜结构间的失配应力，避免生长及降温时开裂；异质衬底可重复使用，工艺稳定，成本低廉；设备简单，易操作，适合产业化生产。

主权项

1.一种利用二维晶体过渡层制备半导体单晶衬底的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据半导体单晶厚膜结构的对称性选择二维晶体，二维晶体与半导体单晶厚膜结构具有相同的对称性；2)在异质衬底上采用薄膜沉积法或者转移法沉积二维晶体，根据剥离方法确定二维晶体的沉积厚度，在异质衬底上形成二维晶体过渡层，构成二维晶体过渡层复合衬底；3)对二维晶体过渡层复合衬底进行化学清洗预处理，使二维晶体过渡层的表面洁净；4)在二维晶体过渡层复合衬底的上表面采用薄膜沉积法制备半导体单晶薄膜层，半导体单晶薄膜层具有与二维晶体相同的对称性；5)利用厚膜沉积法在半导体单晶薄膜层上制备半导体单晶厚膜层，通过应力控制方法控制半导体单晶厚膜层的厚度，从而在二维晶体过渡层复合衬底上形成半导体单晶厚膜结构，半导体单晶厚膜结构具有与二维晶体相同的对称性；6)根据步骤2)中二维晶体过渡层的厚度，采用相应的剥离方法，将半导体单晶厚膜结构与异质衬底分离；7)化学清洗处理后获得自支撑半导体单晶衬底。