本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體襯底的方法、半導(dǎo)體襯底、制造組合半導(dǎo)體襯底的方法、組合半導(dǎo)體襯底和半導(dǎo)體結(jié)合襯底。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體襯底被包含在每個(gè)電子元件中并被廣泛使用。特別地，寬帶隙半導(dǎo)體襯底是期望作為有助于節(jié)能的高效器件和功率器件的半導(dǎo)體襯底的材料。其中，金剛石襯底不僅廣泛用作半導(dǎo)體襯底，而且廣泛用于各種工具(諸如鉆頭、立銑刀、銑刀、切割器的切割工具和切割工具、骰子、水或其它流體噴射嘴以及諸如stichel的耐磨工具)、光學(xué)部件(窗口和透鏡)和電子部件(散熱襯底)的材料并且其重要性將在未來進(jìn)一步增加。

大多數(shù)半導(dǎo)體可以利用氣相合成方法(以下也稱為化學(xué)氣相沉積(cvd))形成為板狀或體積形狀的薄膜。

在氣相合成方法中，在由籽晶組成的籽晶襯底上生長半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層可以與籽晶襯底一起使用。或者，半導(dǎo)體層可以與籽晶襯底分離，并且只有半導(dǎo)體層可以用于產(chǎn)品。在這種情況下，由于可以再次使用籽晶襯底，因此可以降低制造成本。

ptd1(日本專利公開no.6-234595)公開了一種利用氣相合成方法交替堆疊具有高透光性的第一金剛石層和具有低透光性的第二金剛石層，利用激光束使第二金剛石層吸收激光束，并將第一金剛石層分離為金剛石薄板的方法。

ptd2(日本專利公開no.2007-112637)公開了一種利用氣相合成方法在襯底上生長低透光性的第一金剛石層和高透光性的第二金剛石層，從而獲得堆疊，利用激光束照射堆疊的上表面或下表面，從而改變第一金剛石層，并且通過諸如熱處理、電化學(xué)蝕刻或酸蝕刻的處理剝離改變的第一金剛石層，從而分離第二金剛石層的方法。

ptd3(美國專利no.5,587,210)公開了一種通過將離子注入金剛石襯底中在襯底中形成由非金剛石碳組成的損傷層，此后利用氣相合成方法在襯底上生長金剛石，此后電化學(xué)蝕刻損傷層，并將生長的金剛石與襯底分離的方法。

為了降低制造成本，將籽晶襯底薄片切片使用也是有效的。

ptd4(日本專利公開no.2011-60860)公開了通過利用激光照射襯底的前表面在襯底中形成重整層，此后蝕刻重整層并切割襯底的方法。

ptd5(日本專利公開no.2012-169363)公開了一種襯底處理方法，其通過利用激光束照射襯底的前表面在襯底中形成重整層，此后在重整層處或重整層附近分割襯底。

ptd6(日本專利公開no.2011-60862)公開了一種襯底切片方法，其包括通過利用激光束照射襯底的前表面在襯底中形成重整層，此后在重整層中設(shè)置凹槽，并且剝離具有定義為起點(diǎn)的凹槽的襯底。

引用列表

專利文獻(xiàn)

ptd1：日本專利公開no.6-234595

ptd2：日本專利公開no.2007-112637

ptd3：美國專利no.5,587,210

ptd4：日本專利公開no.2011-60860

ptd5：日本專利公開no.2012-169363

ptd6：日本專利公開no.2011-60862

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題

在ptd1中的方法中，為了利用激光束充分切割，應(yīng)切割吸收激光束的第二金剛石層，材料中最堅(jiān)硬金剛石的鍵合。對于這種切割，激光束的強(qiáng)度應(yīng)該保持足夠高。在激光束基本通過的第一金剛石層的前表面處，激光束的強(qiáng)度可能在前表面處的碎片或不規(guī)則性的影響下部分地超過加工閾值，并且還可以處理第一金剛石層。由于第二金剛石層突然斷裂，因此在切割動(dòng)量上裂紋的邊界也可能達(dá)到第一金剛石層，并且分離的前表面被粗糙化。金剛石作為整體可能由于加工時(shí)的沖擊而斷裂。

由于蝕刻層(以下也稱為損傷層)在ptd2至4中厚度非常小，所以蝕刻劑向損傷層的滲透率非常低。因此，隨著襯底尺寸的增加，金剛石的分離速度非常低，制造成本將會(huì)增加。液體可能不再滲透到損傷層中，并且分離可能失敗。

在ptd5和6中，由于通過對重整層施加物理力而剝離襯底，所以獲得的襯底的前表面趨向于粗糙。當(dāng)襯底相對于其尺寸不具有足夠的厚度時(shí)，襯底將斷裂。

本發(fā)明的第一目的是提供一種制造半導(dǎo)體襯底的方法，其允許在短時(shí)間內(nèi)將半導(dǎo)體層與籽晶襯底的一部分分離，即使籽晶襯底的厚度小或尺寸大也允許分離并且提供平坦分離的表面，利用制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的半導(dǎo)體襯底以及可以從其分離半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體結(jié)合襯底。

本發(fā)明的第二目的是提供一種制造組合半導(dǎo)體襯底的方法，其允許在短時(shí)間內(nèi)對薄籽晶襯底進(jìn)行切割并提供平面切片表面，以及利用制造組合半導(dǎo)體襯底的方法獲得的組合半導(dǎo)體襯底。

問題的解決方案

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層(注入離子保留的層)，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層，并通過利用光照射半導(dǎo)體層和籽晶襯底的至少任何一個(gè)的主表面的前表面來分離包括半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本方法，半導(dǎo)體元素的鍵合狀態(tài)沒有利用光(諸如激光束)直接切割，也沒有利用光在半導(dǎo)體中形成重整層或改變層。相反，通過注入離子來松動(dòng)半導(dǎo)體中的元素的鍵，激光直接或間接地對作為注入的結(jié)果保留在內(nèi)部的離子(原子或分子)施加能量，并且注入的離子(原子或分子)的膨脹能切斷半導(dǎo)體的鍵。離子注入是有效的，因?yàn)楸M管每個(gè)原子具有高能量，但是一個(gè)原子小，因此相對于總能量，這種能量低。雖然一個(gè)原子的能量足以松動(dòng)或切割金剛石的鍵，但這樣的能量實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于打破整個(gè)金剛石的能量。本發(fā)明的原理在于，在這種情況下，作為離子注入的結(jié)果光對于保留在內(nèi)部的原子施加能量，使得原子汽化和膨脹，或者原子簡單地汽化以僅切割弱化部分(注入界面)。實(shí)現(xiàn)了利用遠(yuǎn)小于僅利用光進(jìn)行切割的傳統(tǒng)方法中的光能將襯底和生長的半導(dǎo)體彼此分離的目的。利用光直接切割半導(dǎo)體元素的鍵合狀態(tài)的方法，在聚光激光的一個(gè)點(diǎn)處將力均勻地施加到半導(dǎo)體晶體。該力不僅在所需的分離方向上施加，而且在襯底的斷裂方向上施加，這可能導(dǎo)致襯底的斷裂。然而，當(dāng)作為注入的結(jié)果保留離子的部分預(yù)先二維地形成時(shí)，弱部分是二維的。然后，即使光在一個(gè)點(diǎn)處被集聚，斷裂方向也不是各向同性的，并且在離子注入表面的垂直撕裂方向上施加力，如同存在切斷線一樣。即使光在一個(gè)點(diǎn)處被集聚，通過掃描可以令人滿意地實(shí)現(xiàn)分離。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體襯底利用上述制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體襯底包括利用氣相合成方法形成的半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體襯底包括第一主表面和第二主表面。第一主表面包含與形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。第一主表面具有小于10μm的表面粗糙度。形成半導(dǎo)體襯底的主要元素是指形成半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)是指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。表面粗糙度是指jisb0601-2013規(guī)定的ra和表面不規(guī)則度的算術(shù)平均值。這也適用于下面的描述。例如在第一主表面中的多個(gè)基本圓形的圖案中存在第一元素。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層，將第一襯底鍵合到半導(dǎo)體層上，以及通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面分離包括第一襯底、半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層，將第一襯底鍵合到籽晶襯底的主表面上，并且通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面來分離包括第一襯底和籽晶襯底的一部分的組合半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的組合半導(dǎo)體襯底利用上述制造組合半導(dǎo)體襯底的方法獲得。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的組合半導(dǎo)體襯底包括堆疊在第一襯底的主表面上的第一襯底和半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層的組合半導(dǎo)體襯底的主表面包含與形成半導(dǎo)體層的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。組合半導(dǎo)體襯底具有半導(dǎo)體層的主表面小于10μm的表面粗糙度。半導(dǎo)體層具有不小于0.1μm且不大于50μm的厚度。形成半導(dǎo)體層的主要元素是指形成半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)是指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體結(jié)合襯底包括包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底和布置在籽晶襯底的主表面上的半導(dǎo)體層。籽晶襯底具有離子注入層，該離子注入層包含與形成半導(dǎo)體材料的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。形成半導(dǎo)體材料的主要元素是指形成半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)是指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)這種方式，可以提供制造半導(dǎo)體襯底的方法，其允許在短時(shí)間內(nèi)將半導(dǎo)體層與籽晶襯底的一部分分離，即使籽晶襯底厚度小或尺寸大也允許分離，并且提供利用制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的平坦分離表面和半導(dǎo)體襯底。由于沒有熱或電的限制，所以分離自由度(諸如在室溫下分離)也高，而且廣泛的應(yīng)用可用。諸如，在利用ausn基、sn基或in基進(jìn)行焊接之后的分離的應(yīng)用可用。

根據(jù)這種方式，可以提供制造組合半導(dǎo)體襯底的方法，其允許在短時(shí)間內(nèi)對薄籽晶襯底進(jìn)行切割并提供平面切片表面，以及利用制造組合半導(dǎo)體襯底的方法獲得的組合半導(dǎo)體襯底。利用基于利用普通激光切割半導(dǎo)體的原子鍵原理的分離方法，能夠?qū)⒛芰考械椒浅Ｐ〉膮^(qū)域，以便進(jìn)行切割同時(shí)防止斷裂。根據(jù)本發(fā)明，由于大面積的照射，可以切斷鍵，而不用擔(dān)心斷裂。當(dāng)單次照射的區(qū)域大時(shí)，可以縮短利用掃描光(諸如激光束)照射的時(shí)間周期。

附圖說明

圖1(a)至(e)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法的圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

圖3(a)至(f)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

圖5(a)至(e)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

圖7(a)至(d)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法的圖。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

[本發(fā)明的實(shí)施例的說明]

將首先列出和描述本發(fā)明的實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法是(1)制造半導(dǎo)體襯底的方法，包括：制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層(保留注入離子的層)，并且通過利用光照射籽晶襯底的主表面的前表面來分離包括籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底或(2)制造半導(dǎo)體襯底的方法，包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層(保留注入離子的層)，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層，并且通過利用光照射半導(dǎo)體層和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面來分離包括半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底。

離子注入層不一定是高光吸收層。在包含碳(例如金剛石)的半導(dǎo)體的示例中，當(dāng)特定離子以特定濃度或更高的濃度注入時(shí)，碳的鍵被切斷，碳的sp²鍵增加，顏色傾向于為黑色，可能形成光吸收層。然而，當(dāng)以小于特定濃度的濃度注入離子時(shí)，或者即使注入了特定的離子(主要是氫離子)也可以終止碳的鍵時(shí)，光吸收系數(shù)通常不會(huì)變高。對于除金剛石以外的半導(dǎo)體，當(dāng)不產(chǎn)生碳的sp²鍵時(shí)，即使?jié)舛鹊扔诨蚋哂谔囟舛龋馕障禂?shù)幾乎不增加。然而，在沒有光吸收系數(shù)變高的情況下，成形襯底的元素的鍵被切斷或松動(dòng)。因此，通過利用激光照射或直接向注入的離子施加能量，通過向周圍的晶格施加能量，能量被施加到最終膨脹的離子或分子，并且離子或分子汽化和膨脹。因此，獲得襯底的分離的足夠強(qiáng)度。

根據(jù)這種方式，可以在短時(shí)間內(nèi)將半導(dǎo)體襯底與籽晶襯底的一部分分離。即使籽晶襯底的厚度小或尺寸大，也可以將半導(dǎo)體襯底與籽晶襯底的一部分分離?？梢垣@得其分離表面是平坦的半導(dǎo)體襯底。

以這種方式，通過離子注入在籽晶襯底中形成結(jié)晶度小于籽晶襯底的離子注入層。在籽晶襯底中預(yù)先形成鍵合強(qiáng)度低的離子注入層。因此，通過籽晶襯底的主表面的前表面或半導(dǎo)體層和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面發(fā)射的光被離子注入層或其附近吸收。吸收光的能量汽化并膨脹在離子注入層中存在的離子(原子或分子)，按壓以擴(kuò)散其中鍵合被削弱的離子注入層的一部分，以及分離包括籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底或包括半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底。根據(jù)這種方式的制造半導(dǎo)體襯底的方法可以通過利用光(包括激光束)照射來分離半導(dǎo)體襯底，而不使用直接改變或切割形成籽晶襯底的半導(dǎo)體的功能。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)分離半導(dǎo)體襯底，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行與通過利用光照射直接切割形成籽晶襯底的半導(dǎo)體相比功率較低且面積較大(光束大小)的照射。

根據(jù)這種方式，代替直接切割半導(dǎo)體元素的牢固的鍵的方法，照射光被發(fā)射到離子注入層或其附近，其能量被施加到注入層或其附近以使在注入層中存在的注入元素汽化，并且離子注入層的上表面和下表面被利用氣體壓力按壓并擴(kuò)散。因此，半導(dǎo)體襯底可以以非常低的功率與籽晶襯底的大部分分離。

根據(jù)這種方式，可以在室溫下分離半導(dǎo)體襯底。即使當(dāng)將注入元素汽化所需的溫度等于或高于用于熔化半導(dǎo)體的溫度時(shí)，也可以將照射光的能量施加到局部注入元素，以僅產(chǎn)生所需的氣體壓力。因此，不需要將整個(gè)半導(dǎo)體襯底暴露于高溫。因此，形成籽晶襯底或半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體幾乎不受表面原子的熱、解吸或重構(gòu)而熔化和改變以及摻雜原子的擴(kuò)散的影響。照射光的能量不施加到其中沒有引入缺陷的結(jié)晶部分，而是施加到通過離子注入引入缺陷的表面(離子注入層，即保留注入離子的層)。因此，在離子注入層以外的位置上幾乎不產(chǎn)生裂紋。剝離容易地在離子注入層中進(jìn)行，就像沿著穿孔進(jìn)行撕裂一樣。

半導(dǎo)體襯底可以利用增加到所需溫度的溫度而分離。在這種情況下，可以根據(jù)溫度的限制、離子注入量的限制、時(shí)間限制和設(shè)備限制來在條件的范圍之中選擇并設(shè)置比在常規(guī)分離技術(shù)下寬得多的條件。

根據(jù)這種方式，照射光只能作用于將離子注入籽晶襯底、離子注入層或其附近期間引入的元素。因此，可以采用功率小于用于常規(guī)直接切割半導(dǎo)體原子的鍵的照射光。

(3)優(yōu)選地，離子注入層具有不小于50nm且不大于10μm的厚度，并且離子的劑量在不小于1×10¹⁴cm^-2且不大于2×10¹⁸cm^-2的范圍內(nèi)。因此，可以縮短用于將半導(dǎo)體襯底與籽晶襯底的一部分分離的時(shí)間周期。

(4)優(yōu)選地，注入包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種元素的離子。當(dāng)它們間接或直接吸收光能時(shí)，這些離子容易汽化。因此，由于能夠有效地利用光的照射能量，所以能夠縮短分離半導(dǎo)體襯底與籽晶襯底的一部分的時(shí)間周期。優(yōu)選使用包括選自由氫分子、氧分子和氮分子組成的組的至少一種類型分子的離子。當(dāng)它們間接或直接吸收光能時(shí)，這些分子離子比單獨(dú)的原子更容易汽化。因此，由于能夠有效地利用光的照射能量，所以能夠縮短分離半導(dǎo)體襯底與籽晶襯底的一部分的時(shí)間周期。

(5)優(yōu)選地，光為脈沖光，在利用光照射的主表面的前表面處每脈沖的照射通量不低于0.01j/mm²且不高于1500j/mm²。因此，光僅能夠破壞離子注入層，而不會(huì)破壞半導(dǎo)體層和籽晶襯底的主表面的前表面，或者在籽晶襯底和半導(dǎo)體層中產(chǎn)生裂紋。

(6)優(yōu)選地，光為脈沖光，并且在利用光照射的主表面的前表面處的脈沖能量不低于0.05mj且不高于1000mj。因此，如果存在半導(dǎo)體層，則光可以僅破壞離子注入層而不破壞利用光照射的主表面的前表面或者在籽晶襯底和半導(dǎo)體層中產(chǎn)生裂紋。

(7)優(yōu)選地，光為激光束，并且掃描利用光照射的主表面的前表面。利用激光束，可以在一個(gè)脈沖中產(chǎn)生強(qiáng)光，并且可以容易地控制一個(gè)脈沖或脈沖寬度的強(qiáng)度。光也容易集聚或擴(kuò)散，并且功率密度可以調(diào)節(jié)?？梢赃x擇激光束的波長，并且也可以選擇不太可能被高度結(jié)晶的半導(dǎo)體吸收但可能被較少結(jié)晶的離子注入層或缺陷吸收的波長。

(8)優(yōu)選地，在液體中進(jìn)行分離半導(dǎo)體襯底。因此，如果由于利用光的照射而存在半導(dǎo)體層，則可以減輕施加到籽晶襯底和半導(dǎo)體層的沖擊，從而可以抑制籽晶襯底或半導(dǎo)體層中的裂紋或斷裂的產(chǎn)生。

(9)優(yōu)選地，半導(dǎo)體層包含選自由金剛石、氮化鋁、氮化鎵、碳化硅、硒化鋅和硫化鋅組成的組的至少一種。包含這種半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層可以適當(dāng)?shù)赜米靼雽?dǎo)體器件的材料。半導(dǎo)體材料可以是多晶的或可以用于光學(xué)應(yīng)用。

(10)根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體襯底是利用上述(1)至(9)中描述的制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的半導(dǎo)體。半導(dǎo)體襯底實(shí)現(xiàn)了制造成本降低，因?yàn)榕c籽晶襯底的一部分分離的時(shí)間周期縮短。

(11)根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體襯底包括利用氣相合成方法形成的半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體襯底包括第一主表面和第二主表面。第一主表面包含與形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。第一主表面具有小于10μm的表面粗糙度。半導(dǎo)體襯底具有平坦的前表面并且易于處理用于各種應(yīng)用。形成半導(dǎo)體襯底的主要元素是指形成半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)意指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。形成半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格的元素被鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素。在與第一主表面中的半導(dǎo)體晶格中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)下形成半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格的元素的存在包括其中元素未鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素的示例，以及其中元素鍵合到與形成半導(dǎo)體晶格的元素不同的元素的示例?？梢岳枚坞x子質(zhì)譜(sims)、x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)、能量色散x射線分析(edx)、電子探針微量分析(epma)等等分析元素的類型?？梢岳脁射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等來分析元素或鍵合狀態(tài)。可以利用x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等來分析元素的鍵合狀態(tài)。

(12)在第一主表面中的多個(gè)基本圓形的圖案中可以存在第一元素。這種示例還包括其中第一元素處于基本圓形圖案中，就好像第一元素存在以在第一主表面中形成多個(gè)基本圓形凹部的示例?？梢酝ㄟ^利用x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等進(jìn)行映射來分析由元素形成的圖案。

(13)根據(jù)本發(fā)明的一種方式的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入到籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層，將第一襯底鍵合到半導(dǎo)體層上，并且通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面分離包括第一襯底、半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的組合半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)這種方式，可以在短時(shí)間內(nèi)將籽晶襯底薄切片。即使籽晶襯底的厚度小或尺寸大，籽晶襯底也可以被薄切片。可以獲得切片表面平坦的組合半導(dǎo)體襯底。

(14)根據(jù)本發(fā)明的一種方法制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層，將第一襯底鍵合到籽晶襯底的主表面上，并且通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的任何一個(gè)的主表面的前表面分離包括第一襯底和籽晶襯底的一部分的組合半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)這種方式，可以在短時(shí)間內(nèi)將籽晶襯底薄切片。即使籽晶襯底的厚度小或尺寸大，籽晶襯底也可以被薄切片?？梢垣@得切片表面平坦的組合半導(dǎo)體襯底。

(15)利用上述(13)或(14)所述的組合半導(dǎo)體襯底的制造方法，獲得根據(jù)本發(fā)明的一種方式的組合半導(dǎo)體襯底。組合半導(dǎo)體襯底實(shí)現(xiàn)了制造成本的降低，因?yàn)榕c籽晶襯底的一部分分離的時(shí)間周期被縮短。

(16)根據(jù)本發(fā)明的一種方式的組合半導(dǎo)體襯底包括堆疊在第一襯底的主表面上的第一襯底和半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層一側(cè)的組合半導(dǎo)體襯底的主表面包含與形成半導(dǎo)體層的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。組合半導(dǎo)體襯底在半導(dǎo)體層一側(cè)的主表面具有小于10μm的表面粗糙度。半導(dǎo)體層具有不小于0.1μm且不大于50μm的厚度。組合半導(dǎo)體襯底具有平坦的前表面并且易于處理用于各種應(yīng)用。形成半導(dǎo)體層的主要元素是指形成半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)意指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。形成半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶格的元素被鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素。形成與第一主表面中的半導(dǎo)體晶格中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶格的元素的存在包括其中元素未鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素的示例，以及其中元素鍵合到與形成半導(dǎo)體晶格的元素不同的元素的示例。可以利用二次離子質(zhì)譜(sims)、x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)、能量色散x射線分析(edx)、電子探針微量分析(epma)等等來分析元素的類型?？梢岳脁射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等來分析元素的鍵合狀態(tài)。

(17)在半導(dǎo)體層的一側(cè)的主表面中的多個(gè)基本圓形的圖案中可以存在第一元素?？梢酝ㄟ^利用x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等進(jìn)行映射來分析由元素形成的圖案。

(18)根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體結(jié)合襯底包括包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底和布置在籽晶襯底的主表面上的半導(dǎo)體層。籽晶襯底具有離子注入層，該離子注入層包含與形成半導(dǎo)體材料的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。形成半導(dǎo)體材料的主要元素是指形成半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體晶格的元素，主要元素以原子比包含達(dá)1atm％或更多。鍵合的不同狀態(tài)意指以下。對于碳，sp³鍵和sp²鍵表示彼此不同的鍵合狀態(tài)。金屬與氮鍵合的示例不同于與氧鍵合的狀態(tài)和與金屬鍵合的狀態(tài)。形成半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體晶格的元素被鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素。形成與離子注入層中的半導(dǎo)體晶格中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體晶格的元素的存在包括其中元素未鍵合到形成半導(dǎo)體晶格的另一元素的示例，以及其中元素鍵合到與形成半導(dǎo)體晶格的元素不同的元素的示例?？梢岳枚坞x子質(zhì)譜(sims)、x射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)、能量色散x射線分析(edx)、電子探針微量分析(epma)等等來分析元素的類型?？梢岳脁射線光電子能譜(xps)、俄歇電子能譜(aes)等來分析元素的鍵合狀態(tài)。

[本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)]

以下，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法和半導(dǎo)體襯底的具體示例進(jìn)行說明。本發(fā)明不限于這些示例，而是由專利權(quán)利要求的術(shù)語定義，并且旨在包括與專利權(quán)利要求的項(xiàng)等同的范圍和含義內(nèi)的任何修改。

[第一實(shí)施例]

<制造半導(dǎo)體襯底的方法>

圖1(a)至(e)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底(如圖1(a)所示和作為圖2中的襯底制備步驟(s1))，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面的一定深度的離子注入層(如圖1(b)所示和作為圖2中的離子注入層形成步驟(s2))，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層(如圖1(c)所示和作為圖2中的半導(dǎo)體層生長步驟(s3))，通過利用光照射半導(dǎo)體層和籽晶襯底中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面分離包括半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底(如圖1(d-1)、(d-2)和(e)所示和作為圖2中的半導(dǎo)體分離步驟(s4))。

(籽晶襯底制備步驟)

最初參照圖1(a)，制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底1。

籽晶襯底1可以是單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底。通常，單晶材料更貴，并且從更展現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選單晶半導(dǎo)體襯底。半導(dǎo)體器件通常是單晶。

諸如金剛石、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂、氮化鎵、氧化鎵、碳化硅、硒化鋅和硫化鋅的寬帶隙半導(dǎo)體或諸如砷化鎵、磷化銦和硅的半導(dǎo)體可以用作將被包含在籽晶襯底1中的半導(dǎo)體材料。這些半導(dǎo)體材料可以適用于各種半導(dǎo)體器件。

籽晶襯底1優(yōu)選是高度結(jié)晶的。利用結(jié)晶度高的籽晶襯底1，形成在籽晶襯底1上的半導(dǎo)體層3也可以是高結(jié)晶性的。籽晶襯底1優(yōu)選利用能夠合成高結(jié)晶半導(dǎo)體的方法制造。如果使用金剛石，則優(yōu)選由利用高溫高壓合成方法制造的單晶組成。如果使用碳化硅，則優(yōu)選升華方法。如果使用硅，則優(yōu)選利用切克勞斯基(czochralski)方法制造硅。優(yōu)選利用升華方法制造氮化鋁，利用通量法或切克勞斯基方法制造氧化鋁，利用通量法制造氧化鎂，利用氣相外延法或通量法制造氮化鎵，利用熔融生長方法制造氧化鎵，利用升華方法或者其中碘作為輸送劑的化學(xué)傳輸方法制造硒化鋅，利用升華方法制造硫化鋅，利用垂直布里奇曼法制造砷化鎵和磷化銦。利用氣相合成方法制造的單晶半導(dǎo)體可以是可接受的。從利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的半導(dǎo)體襯底的處理得到的產(chǎn)物是可以接受的。

為了有效地將半導(dǎo)體層3形成為大的厚度(圖1(c)中的垂直方向))，籽晶襯底1的主表面優(yōu)選具有特定的平面取向。例如，對于硅或金剛石，優(yōu)選(001)面。對于碳化硅或氮化鎵，優(yōu)選c面。對于硒化鋅或硫化鋅，優(yōu)選(111)面。為了提高半導(dǎo)體層3的晶體的均勻性，籽晶襯底1的主表面相對于特定平面取向成優(yōu)選不小于0°且不大于15°，更優(yōu)選不小于1.5°且不大于10°的角度。

籽晶襯底1具有優(yōu)選不小于10μm且不大于1000μm，進(jìn)一步優(yōu)選不小于100μm且不大于800μm的厚度。在籽晶襯底1的主表面的中心附近測量籽晶襯底1的厚度。

雖然籽晶襯底1由圖1中的一種襯底形成，但是籽晶襯底1可以被構(gòu)造成使得包含籽晶的半導(dǎo)體層被結(jié)合(鍵合)到非半導(dǎo)體襯底上，而不影響后續(xù)處理。因此，即使包含籽晶的半導(dǎo)體層薄，也可以防止斷裂，并且提高處理性。

盡管籽晶襯底1的主表面的形狀沒有被特別限制，但是形狀可以是例如四邊形、多邊形和圓形(也包括取向平坦)。籽晶襯底1的主表面的前表面可以是具有凹透鏡、凸透鏡、矩形、梯形、金字塔等形式的凹凸的平面或表面。

(離子注入層形成步驟)

現(xiàn)在參考圖1(b)，通過將離子注入籽晶襯底1中(圖中指向向下方向的箭頭)，離子注入層2形成在距離籽晶襯底1的主表面的前表面一定深度處。在離子注入中，與形成籽晶襯底的半導(dǎo)體原子不同的原子或缺陷引入籽晶襯底1中，或者半導(dǎo)體原子之間的鍵被松動(dòng)。由于不同的原子或缺陷在離子注入中進(jìn)入籽晶襯底1，所以籽晶襯底1的前表面保持半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)。因此，在通過離子注入形成層之后，可以在籽晶襯底1上形成半導(dǎo)體層。

可以根據(jù)主要使用的離子的類型、注入能量和照射量來調(diào)節(jié)形成離子注入層2的襯底表面的深度或其厚度。離子注入層2的設(shè)計(jì)可以通過諸如trim的蒙特卡羅模擬來實(shí)質(zhì)上準(zhǔn)確地計(jì)算和預(yù)期。

注入能量優(yōu)選不小于50kev，且不大于10000kev，進(jìn)一步優(yōu)選為不小于80kev，且不大于800kev。照射量優(yōu)選為不小于1×10¹⁴/cm²，且不大于2×10¹⁸/cm²，更優(yōu)選為不小于1×10¹⁵/cm²，且不大于8×10¹⁷/cm²。當(dāng)注入能量和照射量在這些范圍內(nèi)時(shí)，可以破壞籽晶襯底1內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)，并且可以形成其中半導(dǎo)體原子之間的鍵合強(qiáng)度降低的離子注入層2，同時(shí)籽晶襯底1的主表面的結(jié)晶度被維持至允許利用氣相合成方法進(jìn)行外延生長的程度。

當(dāng)注入能量高達(dá)50kev或以上時(shí)，在離子注入層2中產(chǎn)生原子空位，形成半導(dǎo)體的原子間的鍵合強(qiáng)度變低。原子之間的鍵合強(qiáng)度低的部分設(shè)置在離子注入層2中的同一平面上。因此，當(dāng)從外部發(fā)射光使得引入的原子吸收能量并汽化并膨脹時(shí)，力等同地施加到離子注入層2中的部分。因此，由于作為離子注入層2的破壞而導(dǎo)致的破壞面的分離面變平坦。當(dāng)離子注入層2的厚度較小或者原子空位的量較大時(shí)，平坦度優(yōu)選較高。當(dāng)離子注入層2中的離子量過小時(shí)，不太可能獲得剝離力。

當(dāng)照射量過大時(shí)，在最外表面處的半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，半導(dǎo)體層3可能不會(huì)在已經(jīng)進(jìn)行了注入的籽晶襯底1的前表面上被合成。即使可以合成半導(dǎo)體層3，離子注入層2可能在合成時(shí)受到氣氛的影響而部分地消失，并且分離可能變得困難。當(dāng)注入能量過高時(shí)，離子注入層2變得太厚，難以獲得平坦的分離面。當(dāng)照射量太小時(shí)，通過在隨后的步驟中進(jìn)行的利用光的照射來分離半導(dǎo)體襯底變得困難。

籽晶襯底1中形成的離子注入層2優(yōu)選不同于籽晶襯底1的照射光的吸收率。因此，可以在較短的時(shí)間內(nèi)將半導(dǎo)體層與籽晶襯底的一部分分離。即使離子注入層2和籽晶襯底1在光的吸收率上彼此相等，也可以將半導(dǎo)體層與籽晶襯底的一部分分離。這是因?yàn)?，替代利用光直接切割半?dǎo)體襯底的鍵，而是將能量局部地施加到半導(dǎo)體晶體的晶格或注入的離子以將能量轉(zhuǎn)移到注入的原子或注入的分子，使得原子或分子發(fā)生膨脹，這作用于并削減通過注入而減弱的鍵。

離子注入層2的透光率比籽晶襯底1優(yōu)選低至少1％，因?yàn)樵陔x子注入層2中照射光被有效地吸收。離子注入層2的透光率比籽晶襯底1進(jìn)一步優(yōu)選低至少5％，進(jìn)一步優(yōu)選低至少20％。即使離子注入層2的透光率等于或高于籽晶襯底1的透光率，也可以通過調(diào)節(jié)利用光的照射條件在短時(shí)間內(nèi)將半導(dǎo)體層與籽晶襯底的一部分分離?？紤]到多次內(nèi)反射，透光率ta以下面的表達(dá)式(1)表示。

ta＝it/io表達(dá)式(1)

考慮到多次反射和單次反射r的反射率ra分別在下面的表達(dá)式(2)和(3)中表示。

ra＝ir/io表達(dá)式(2)

r＝(n0-nf)²/(n0+nf)²表達(dá)式(3)

(在表達(dá)式(1)中，io表示入射光的強(qiáng)度，it表示光通過介質(zhì)后的發(fā)射強(qiáng)度，ir表示插入介質(zhì)后的反射光的強(qiáng)度，n0表示空氣的折射率，并且nf表示金剛石的折射率。)

當(dāng)照射光的能量高于半導(dǎo)體的帶隙時(shí)，透光率的差異不明顯。由于半導(dǎo)體本身的吸收大，所以差異不明顯。當(dāng)利用光照射離子注入層時(shí)，光應(yīng)該通過半導(dǎo)體襯底并到達(dá)離子注入層。在這種情況下，希望光不被半導(dǎo)體襯底吸收。因此，在本實(shí)施例中，通常有效地使用具有小于半導(dǎo)體帶隙的能量的光。

可以利用普通的分光光度計(jì)測量透光率。離子注入層2的透光率表示為與透光性高的籽晶襯底1相比的值，并且將其測量為包含反射率的值，而不會(huì)減去反射率。因此，由于具有100％透光性的離子注入層的反射率不小于作為半導(dǎo)體的折射率計(jì)算的值，所以其實(shí)際透光率不超過通過減去反射率計(jì)算的透光率。由于離子注入層具有非常小的厚度，因此透光率變化甚至1％將導(dǎo)致吸收系數(shù)的很大差異并且產(chǎn)生顯著的效果。然而，根據(jù)本發(fā)明，離子注入層的厚度太薄或者不形成清晰的吸收水平，并且吸收對透光率的影響幾乎看不到。根據(jù)本發(fā)明，即使在這種情況下，只要通過離子切割晶體中的原子鍵，就能發(fā)揮其效果。

在分離半導(dǎo)體層3的后續(xù)步驟中使用的照射光的波長下，離子注入層2的吸收系數(shù)優(yōu)選為籽晶襯底1的吸收系數(shù)的至少5倍，并且更優(yōu)選至少30倍?？紤]到多次內(nèi)反射，光吸收系數(shù)以下面的表達(dá)式(4)表示：

μ＝(loge((it/io)/((ir/io)/r-1)))/x表達(dá)式(4)

(其中μ表示平均光吸收系數(shù)，io表示入射光強(qiáng)度，it表示光通過介質(zhì)后的發(fā)射強(qiáng)度，ir表示插入介質(zhì)后的反射光強(qiáng)度，r表示在表達(dá)式(3)中表示的單次反射r，并且x表示介質(zhì)的厚度(離子注入層2的有效厚度))。

當(dāng)使用包括混合波長的光源作為光源時(shí)，光的透光率和吸收系數(shù)意指在光源中包括的波長范圍內(nèi)具有表現(xiàn)出最大吸收能量的波長的透光率和光系數(shù)。

當(dāng)籽晶襯底1和離子注入層2之間的透光率或光吸收系數(shù)的關(guān)系在上述范圍內(nèi)時(shí)，光通過籽晶襯底1，并且當(dāng)利用光照射籽晶襯底1時(shí)在離子注入層2中被有效地吸收。因此，能夠縮短離子注入層2的破壞所需的時(shí)間周期。當(dāng)離子注入層2的透光率變高時(shí)，光能的吸收效率變高，這對于縮短離子注入層2的破壞所需的時(shí)間周期是方便的，但并不是必須的。離子注入主要是為了降低接下來將要描述的原子之間的鍵合強(qiáng)度。在這種情況下，光優(yōu)選在晶格或離子本身中非線性吸收。在這種情況下，重要的是膨脹注入的原子和由于膨脹切割部分弱化鍵合力，而不直接切割晶格間的鍵。因此，例如通過在離子注入后進(jìn)行熱退火，通過利用光分離的步驟的時(shí)間可以降低透光率。可以使用與吸收光的波長不同的光的波長。能量可以間接地轉(zhuǎn)移到注入的離子中，以便最終膨脹注入的離子并施加能量以便分離。

可以降低離子注入層2的結(jié)晶度的元素的離子用作待注入的離子。例如，可以使用可以注入離子的所有元素的離子，諸如碳、硼、氮、氧、磷、氖、氫、氦、鋁、硅、硫和氬。其中優(yōu)選使用選自由氫離子、氫分子離子、氧離子、氧分子離子、氮離子、氮分子離子、氦離子、氖離子和氬離子組成的組的至少一種。這些離子傾向于被光的能量汽化。因此，當(dāng)離子注入層包含這些離子時(shí)，當(dāng)離子注入層2或其附近吸收光時(shí)，這些離子汽化并膨脹，因此促進(jìn)了具有弱原子間鍵的離子注入層的破壞。

這些離子進(jìn)一步優(yōu)選是惰性氣體離子，其不鍵合到可能鍵合到半導(dǎo)體但不包含在基質(zhì)中的半導(dǎo)體或氫離子，以便于分離半導(dǎo)體。

硼、氮、硅和磷不是有效的，因?yàn)楫?dāng)這種元素與半導(dǎo)體中的原子形成4-配位鍵時(shí)，需要等效于切割半導(dǎo)體原子之間的鍵的能量。不形成4-配位的聚集氮趨向于汽化，這是有效的?？梢酝ㄟ^將基于取代類型檢測的電子自旋共振(esr)與二次離子質(zhì)譜法(sims)的總氮量進(jìn)行比較來計(jì)算基質(zhì)中原子的取代。

離子注入層2優(yōu)選形成在距離籽晶襯底1的主表面優(yōu)選不小于0.05μm且不大于10μm，進(jìn)一步優(yōu)選不小于0.1μm且不大于1μm的深度處。因此，被照射光破壞的層的厚度足夠小，并且可以防止分離失敗。籽晶襯底1的主表面是指注入離子的表面。距離籽晶襯底1的主表面的深度是指籽晶襯底1的主表面與最接近籽晶襯底1的主表面的離子注入層2中心之間的距離(離子注入濃度最高的位置)。

離子注入層2具有優(yōu)選為不小于50nm且不大于10μm，進(jìn)一步優(yōu)選為不小于100nm且不大于1μm的厚度。因此，被照射光破壞的層(分離所需的層)具有足夠小的厚度，并且可以確保分離面的足夠的平坦度。

在離子注入層2中，離子的劑量優(yōu)選在不小于1×10¹⁴cm^-2且不大于2×10¹⁸cm^-2，進(jìn)一步優(yōu)選在不小于1×10¹⁵cm^-2且不大于8×10¹⁷cm^-2的范圍內(nèi)。當(dāng)離子的劑量在該范圍內(nèi)時(shí)，在離子注入層2中形成足夠量的原子空位。由于在原子空位的位置處沒有原子存在，因此松動(dòng)了周圍原子的鍵合強(qiáng)度。因此，當(dāng)離子注入層2或其附近吸收光時(shí)，離子注入層被定義為起始點(diǎn)的原子空位破壞。根據(jù)注入時(shí)的離子電流計(jì)算出離子的劑量，根據(jù)照射面積以及注入時(shí)間周期計(jì)算出離子電流密度，以及可以利用二次離子質(zhì)譜(sims)檢查是否進(jìn)行了設(shè)計(jì)的注入。

根據(jù)照射光(激光)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)離子注入層的厚度或劑量。當(dāng)聚光(激光)的強(qiáng)度高時(shí)，即使離子注入量小，也能實(shí)現(xiàn)分離。當(dāng)聚光(激光)的強(qiáng)度低時(shí)，離子注入量被設(shè)計(jì)得相對大。應(yīng)該將離子注入量調(diào)節(jié)到使離子注入的半導(dǎo)體的最外表面處的晶體不會(huì)崩潰的程度。

離子注入層2具有原子空位密度優(yōu)選在不小于0.001％且不大于100％的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選在不小于0.01％且不大于100％的范圍內(nèi)的最大峰值。利用原子空位密度在該范圍內(nèi)，能夠促進(jìn)離子注入層2的破壞。當(dāng)原子空位密度的最大峰值小于0.001％時(shí)，離子注入層2的破壞起始點(diǎn)很少，并且破壞離子注入層2所需的時(shí)間周期和功率也將增加。在這種情況下，高結(jié)晶半導(dǎo)體也被損壞?；诳梢姽馔腹饴驶蚪t外透光率來測量原子空位的密度?？梢曰谕ㄟ^模擬離子注入獲得的原子的密度和透光率的測量值的校準(zhǔn)曲線來計(jì)算。在室溫下，原子的密度以相對于理想碳原子密度的百分?jǐn)?shù)表示。因此，如果設(shè)置了離子注入條件，則可以確定原子空位的密度而不進(jìn)行測量。

離子注入層2可以是原子空位的組合或可以包含非晶相。非晶相優(yōu)選包含許多懸掛鍵。在這種情況下，當(dāng)離子注入層2或其附近吸收光時(shí)，離子注入層2被定義為起始點(diǎn)的非晶相中的懸掛鍵破壞。由于非晶相層形成為盡可能遠(yuǎn)的籽晶襯底1的最外表面，所以分離不能很好地進(jìn)行。這是因?yàn)?，離子注入的籽晶襯底1的上表面上的半導(dǎo)體層3的外延生長變難。因此，存在離子注入量的上限。

(半導(dǎo)體層生長步驟)

現(xiàn)在參考圖1(c)，利用氣相合成方法在籽晶襯底1的主表面上生長半導(dǎo)體層3。半導(dǎo)體層3更優(yōu)選為異質(zhì)外延生長層或同質(zhì)外延生長層。

首先，對半導(dǎo)體層由金剛石組成的示例中的生長方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

氣相合成方法沒有被特別限定，可以使用pvd、cvd、mocvd、vpe、分子束外延、升華方法等。具體而言，例如在利用微波等離子體cvd合成金剛石的方法中，籽晶襯底1設(shè)置在真空室內(nèi)，真空室內(nèi)的壓力設(shè)定為2.66kpa至53.2kpa，室內(nèi)襯底的溫度為增加至800℃至1200℃，引入諸如甲烷、氫氣的碳?xì)浠衔餁怏w和諸如惰性氣體和氦氣的添加氣體，在籽晶襯底1的主表面上外延生長由金剛石組成的半導(dǎo)體層3?？梢愿鶕?jù)需要加入或不必加入添加氣體。半導(dǎo)體層3的生長方向是圖1(c)中的向上方向。半導(dǎo)體層3的上表面接管籽晶襯底1的主表面的平面取向。

現(xiàn)在將描述半導(dǎo)體層由氮化鎵、氮化鋁或硒化鋅組成的示例中的合成方法的一個(gè)示例。

在利用mocvd生長氮化鎵的方法中，將籽晶襯底1(通常為具有(0001)面的c面作為主表面的襯底)設(shè)置在爐中，爐中的襯底的溫度升高到600℃至1300℃，引入諸如三甲基鎵、氨氣的有機(jī)鎵的氣體，諸如氫氣的載氣，在籽晶襯底1的主表面上外延生長由氮化鎵組成的半導(dǎo)體層3。基于體積，原料氣體中的三甲基鎵氣體與氨氣之間的混合比優(yōu)選設(shè)定為1:2000。半導(dǎo)體層3的生長方向是圖1(c)中的向上方向。半導(dǎo)體層3的上表面接管籽晶襯底1的主表面的平面取向。氣相合成方法不限于mocvd，也可以使用其它通常已知的氣相合成方法。

在利用升華方法生長氮化鋁的方法中，將籽晶襯底1(具有(0001)面或(0002)面的襯底)設(shè)置在爐中，爐中的襯底的溫度保持在2000°，氮化鋁源材料在2400℃升華，并且在籽晶襯底1的主表面上外延生長由氮化鋁組成的半導(dǎo)體層3。半導(dǎo)體層3的生長方向是圖1(c)中的向上方向。半導(dǎo)體層3的上表面接管籽晶襯底1的主表面的平面取向。氣相合成方法不限于升華方法，也可以使用其它通常已知的氣相合成方法。

在利用升華法合成硒化鋅的方法中，籽晶襯底1設(shè)置在爐中，爐中的襯底的溫度保持在1000至1200℃，從代表在較高溫度下利用用作載氣的惰性氣體設(shè)定在設(shè)備中的源材料的多晶硒化鋅引入代表源材料的硒和鋅，并且在籽晶襯底1的主表面上外延生長由硒化鋅組成的半導(dǎo)體層3。半導(dǎo)體層3的生長方向是圖1(c)中的向上方向。半導(dǎo)體層3的上表面接管籽晶襯底1的主表面的平面取向。氣相合成方法不限于升華方法，也可以使用其它通常已知的氣相合成方法。

現(xiàn)在將描述半導(dǎo)體層由碳化硅組成的示例中的合成方法的一個(gè)示例。

籽晶襯底1((0001)面通常用作主表面，然而，其在0.05至10°的范圍內(nèi)成角度)設(shè)置在爐中，爐中的襯底的溫度隨著高頻升高至1400℃至1600℃，引入諸如單硅烷氣體的硅氫基氣體，諸如丙烷氣體的烴基氣體和諸如氫氣的載氣，以及由碳化硅組成的半導(dǎo)體層3在籽晶襯底1的主表面上外延生長。采用大氣壓水平冷壁cvd設(shè)備等作為爐。原料氣體中的硅基氣體與碳基氣體的混合比優(yōu)選設(shè)定為1.5:1等。半導(dǎo)體層3的生長方向是圖1(c)中的向上方向。半導(dǎo)體層3的上表面接管籽晶襯底1的主表面的平面取向。氣相合成方法不限于上述方法，也可以使用其它通常已知的氣相合成方法。

關(guān)于半導(dǎo)體層3和離子注入層2之間的透光性的關(guān)系，離子注入層2的透光率優(yōu)選比半導(dǎo)體層3低至少1％，進(jìn)一步優(yōu)選至少5％。這里的透光率是指利用表達(dá)式(1)表達(dá)的值。

關(guān)于在照射光的波長下的半導(dǎo)體層3和離子注入層2之間的光吸收系數(shù)的關(guān)系，離子注入層2的吸收系數(shù)優(yōu)選為半導(dǎo)體層3的吸收系數(shù)的至少5倍，更優(yōu)選為至少30倍。這里的光吸收系數(shù)利用表達(dá)式(4)表示。

通過離子注入層2和半導(dǎo)體層3之間的透光率或光吸收系數(shù)的關(guān)系在該范圍內(nèi)，當(dāng)半導(dǎo)體層3被利用光照射時(shí)光通過利用光照射的半導(dǎo)體層3，并且在離子注入層2中被有效地吸收。因此，能夠縮短離子注入層2的破壞所需的時(shí)間周期。

為了使半導(dǎo)體層3的透光性比離子注入層2高，在實(shí)現(xiàn)更高結(jié)晶度的條件下進(jìn)行合成是有效的。離子注入層2的透光性由于通過注入產(chǎn)生的原子空位導(dǎo)致的點(diǎn)缺陷而降低。在注入了離子的籽晶襯底1的最外表面處，與離子注入層2相比，晶格的順序保持得更令人滿意，大部分點(diǎn)缺陷不會(huì)被隨后生長的半導(dǎo)體層3接管。因此，半導(dǎo)體層3的結(jié)晶度比離子注入層2高。

半導(dǎo)體層3可以由單晶或多晶組成。單晶半導(dǎo)體是昂貴的。多晶半導(dǎo)體在降低制造成本方面是有效的。半導(dǎo)體層3可以是導(dǎo)電的或絕緣的。半導(dǎo)體層3優(yōu)選是絕緣的，然而，其可以通過摻雜原子的離子注入的摻雜襯底來實(shí)現(xiàn)。然而，在摻雜金屬時(shí)，當(dāng)從半導(dǎo)體層3的一側(cè)發(fā)射光時(shí)，光可能不會(huì)到達(dá)離子注入層2。因此，在摻雜金屬時(shí)，從籽晶襯底1的主表面的一側(cè)發(fā)射光，其中沒有形成半導(dǎo)體層使得光到達(dá)離子注入層2。

包括具有離子注入層2和布置在圖1(c)所示的籽晶襯底1的主表面上的半導(dǎo)體層3的籽晶襯底1的堆疊在此也稱為“半導(dǎo)體結(jié)合襯底”。通過使用圖1(c)所示的半導(dǎo)體結(jié)合襯底，可以通過下述的分離步驟來制造半導(dǎo)體襯底。

(半導(dǎo)體層和襯底彼此分離的步驟)

現(xiàn)在參考圖1(d-1)和(d-2)，半導(dǎo)體層3和籽晶襯底1中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面利用光4照射。如圖1(e)所示，離子注入層2或其附近吸收光4，光的能量汽化并膨脹存在于離子注入層中的離子，膨脹壓力推動(dòng)并擴(kuò)散半導(dǎo)體之間的鍵弱的離子注入層的一部分，并且包括半導(dǎo)體層3和籽晶襯底(籽晶襯底1a)的一部分的半導(dǎo)體襯底5與籽晶襯底(籽晶襯底1b)的大部分分離。

由于通過離子注入形成離子注入層2，所以其包含組成基質(zhì)的半導(dǎo)體原子的離子、原子空位、非晶體部分和懸掛鍵中的至少任何一個(gè)。當(dāng)離子注入層2或其附近吸收光4時(shí)，離子注入層2的溫度升高，離子注入層中存在的離子原子或不與半導(dǎo)體晶格中的原子鍵合的原子汽化并膨脹，并且離子注入層2被定義為起始點(diǎn)的離子注入層2中原子間鍵弱部分的原子空位或懸掛鍵破壞。離子注入層2可以被按壓和擴(kuò)散，以便不影響半導(dǎo)體層3。離子注入層2以這樣的方式形成，使得注入離子的籽晶襯底1的前表面預(yù)先形成為平滑或平坦的并且通過該表面注入離子。因此，離子注入層2和籽晶襯底1之間的界面處的不規(guī)則性小。因此，在光被離子注入層2或其附近吸收之后，破壞離子注入層的半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b之間的分離面的表面粗糙度小。由于分離面的粗糙度等于和離子注入層的厚度基本相等的表面粗糙度，其可以小于10μm，并且進(jìn)一步小于1μm。

優(yōu)選地，光4在離子注入層2中集聚，并且通過離子注入層掃描集聚點(diǎn)。雖然光4可以在離子注入層2中集聚，但其可能會(huì)稍微偏離離子注入層2。離子注入層2可以變成吸光層并吸收能量，或者離子注入層2的附近可以吸收能量和將能量轉(zhuǎn)移到注入離子。因此，即使光集聚的距離稍微偏離，也可以無關(guān)地實(shí)現(xiàn)分離。

如圖1(d-1)所示，光4可以發(fā)射到半導(dǎo)體層3的主表面的一側(cè)?；蛘撸鐖D1(d-2)所示，光可以發(fā)射到未形成半導(dǎo)體層3的籽晶襯底1的主表面的一側(cè)。照射的最外表面可能略微粗糙。類似于即使照射的最外表面稍微粗糙，即使其前表面被霧化也可以提取光盤(cd)中的信息這樣的原理，可以在離子注入層中或其附近成功地吸收光。

照射光源的示例可以包括脈沖激光、連續(xù)波(cw)激光、閃光燈和脈沖燈。使用諸如脈沖激光、閃光燈或脈沖燈的發(fā)射脈沖光的光源是優(yōu)選的，因?yàn)樵诎雽?dǎo)體的溫度升高之前可以停止利用光照射，在半導(dǎo)體被冷卻之后可以恢復(fù)利用光照射，并且僅能夠升高離子注入層的溫度。脈沖燈是指基本以脈沖方式發(fā)射光的燈，其中盡管燈本身是連續(xù)發(fā)射型的，但是屏蔽板物理地切斷光或改變光線的路線。

當(dāng)使用脈沖光作為光源時(shí)，利用光照射的半導(dǎo)體層3和籽晶襯底1中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面處的每個(gè)脈沖的照射通量優(yōu)選為不低于0.01j/mm²且不高于1500j/mm²，進(jìn)一步優(yōu)選為不低于0.1j/mm²且不高于500j/mm²。因此，光可以僅升高離子注入層的溫度而不升高半導(dǎo)體層和襯底的溫度。因此，僅能夠破壞離子注入層而不破壞半導(dǎo)體層和籽晶襯底的主表面的前表面，或者在籽晶襯底和半導(dǎo)體層中產(chǎn)生裂紋。當(dāng)脈沖光的每脈沖的照射通量低于0.01j/mm²時(shí)，離子注入層破壞所需的脈沖數(shù)可能增加，或者脈沖光可能不能破壞離子注入層。當(dāng)脈沖光的每脈沖的照射通量超過1500j/mm²時(shí)，籽晶襯底或半導(dǎo)體層的前表面或內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)可能被損壞。

脈沖光的脈沖寬度優(yōu)選為從0.01psec至10msec的范圍，優(yōu)選不短于0.01nsec且不長于10msec，進(jìn)一步優(yōu)選不短于0.1nsec且不長于1msec。當(dāng)脈沖寬度短于0.01nsec時(shí)，脈沖光的能量進(jìn)入足以切割半導(dǎo)體原子之間的鍵的能級，因此半導(dǎo)體層和籽晶襯底的主表面的前表面可能粗糙或可能破裂。當(dāng)脈沖寬度短于0.01nsec時(shí)，難以利用光照射設(shè)備控制脈沖寬度。超過10msec的脈沖寬度不僅影響離子注入層的溫度升高，還影響包括籽晶襯底和半導(dǎo)體的整體的溫度升高。整體溫度的升高也取決于照射通量。因此，當(dāng)照射通量低于0.01j/mm²時(shí)，脈沖寬度高達(dá)100msec是允許的。

脈沖光的脈沖間隔優(yōu)選從0.1nsec至100msec。下限不短于0.1nsec，優(yōu)選不短于10nsec，更優(yōu)選不短于1μsec，更優(yōu)選不短于10μsec。上限不長于100msec，優(yōu)選不長于10msec，進(jìn)一步優(yōu)選不長于1msec。(重復(fù)頻率的下限優(yōu)選為不短于1hz，更優(yōu)選為不短于10hz，進(jìn)一步優(yōu)選為不短于100hz，進(jìn)一步優(yōu)選為不短于1khz，上限優(yōu)選為不長于1000mhz，更優(yōu)選為不長于1000khz，進(jìn)一步優(yōu)選為不長于100khz)。脈沖間隔與脈沖寬度之間的比優(yōu)選從10至10⁹，更優(yōu)選為從10至10⁶，進(jìn)一步優(yōu)選為從10至1000。

利用光照射的半導(dǎo)體層3和籽晶襯底1中的至少任何一個(gè)的主表面的前表面處的脈沖光的脈沖能量優(yōu)選為不低于0.05mj且不高于1000mj。因此，光可以僅破壞離子注入層2而不會(huì)破壞半導(dǎo)體層3和籽晶襯底1的主表面的前表面，或者在籽晶襯底1和半導(dǎo)體層3中產(chǎn)生裂紋。當(dāng)脈沖能量小于0.05mj時(shí)，照射光不能破壞離子注入層。當(dāng)脈沖能量超過1000mj時(shí)，照射光可能破壞除離子注入層以外的半導(dǎo)體層或襯底。脈沖能量進(jìn)一步優(yōu)選為不低于0.1mj且不高于50mj，進(jìn)一步優(yōu)選為不低于0.3mj且不高于30mj。

優(yōu)選使用激光束作為照射光。使用激光束可以在改變脈沖的寬度或強(qiáng)度以及適于吸收的波長的可選擇性方面獲得容易的效果?？梢愿鶕?jù)離子注入層的吸收波長使用固體激光器、液體激光器或氣體激光器。具體來說，可以使用玻璃激光、釔鋁石榴石(yag)激光、氟化釔鋰ylf激光、co2激光、準(zhǔn)分子激光或yb摻雜光纖激光?；蛘撸梢酝ㄟ^使用二次諧波產(chǎn)生(shg)獲得這種激光的具有雙波長或三波長的激光。

可以根據(jù)離子注入層2的吸收波長，在250nm至10.6μm的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇激光束的波長。例如，優(yōu)選不短于250nm且不長于400nm的波長并且進(jìn)一步優(yōu)選不短于450nm且不長于550nm的波長。此外，更優(yōu)選不短于1μm且不長于2μm的波長。較長的激光束波長是優(yōu)選的，因?yàn)橛兄谕ㄟ^熱汽化注入離子用于膨脹的能量的激光束的比高于通過多柵吸收形成基質(zhì)的半導(dǎo)體原子之間切割鍵合的激光束的比。

激光束優(yōu)選地掃描半導(dǎo)體層3或籽晶襯底1的主表面的前表面。掃描速度由脈沖間隔(頻率)和光的尺寸(激光束的尺寸)確定。操作速度優(yōu)選為脈沖頻率×光束尺寸的至少兩倍且至多30倍，進(jìn)一步優(yōu)選至少5倍且至多20倍。因此，前表面可以被加工成更平坦，并且可以在短時(shí)間內(nèi)有效地實(shí)現(xiàn)分離而不浪費(fèi)。

半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b彼此的分離優(yōu)選在液體中進(jìn)行。由于能夠減輕由于利用光照射而對半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b產(chǎn)生的沖擊，可以抑制籽晶襯底1a、1b和半導(dǎo)體層3的裂紋的產(chǎn)生。液體沒有特別限制，只要能夠減輕由激光束施加的沖擊，可以使用例如純水、各種水溶液和各種油或諸如固體凝膠的軟固體。

優(yōu)選在環(huán)境溫度降低的同時(shí)執(zhí)行半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b的相互分離。因此，可以減少由于照射光引起的籽晶襯底1a和1b或半導(dǎo)體層3的熱膨脹，并且可以抑制籽晶襯底1a和1b以及半導(dǎo)體層3中的裂紋的產(chǎn)生?？梢岳缤ㄟ^引入冷卻劑氣氛或使用諸如純水的冷卻的液體、各種水溶液、各種油或冷卻的固體凝膠來進(jìn)行冷卻。

如圖1(e)所示，分離的籽晶襯底1b和半導(dǎo)體襯底5之間的分離面的表面粗糙度小。當(dāng)使用包括籽晶襯底1a和半導(dǎo)體層3的半導(dǎo)體襯底5作為用于諸如器件的襯底的應(yīng)用產(chǎn)品時(shí)，可能需要使前表面平坦化。由于包括在半導(dǎo)體襯底5中的籽晶襯底1a的分離面的表面粗糙度小，所以可以容易地進(jìn)行對諸如器件的襯底的應(yīng)用產(chǎn)品的處理。為了再次使用分離的籽晶襯底1b作為用于外延生長的襯底，前表面應(yīng)該被平坦化。由于籽晶襯底1b具有表面粗糙度小的分離面，因此可以容易地將其加工成籽晶襯底。最終，化學(xué)氣相沉積(cvd)外延后的激光分離可以通過相同的處理在離子注入之后進(jìn)行，而不再對襯底進(jìn)行處理。

分離的籽晶襯底1b和半導(dǎo)體襯底5之間的分離面的表面粗糙度(ra)優(yōu)選小于10μm，更優(yōu)選為不大于1μm，進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.3μm。因此有助于平坦化前表面的處理。表面粗糙度(ra)意指jisb0601-2013的定義下的算術(shù)平均粗糙度，并且意指當(dāng)在平均線的方向上從粗糙度曲線中僅提取基準(zhǔn)長度時(shí)，在以下表達(dá)式(5)中獲得并且以微米(μm)表達(dá)的粗糙度，在提取部分的平均線的方向上定義x軸，并且在垂直比例因子的方向上定義y軸并且粗糙度曲線表示為y＝f(x)。

分離的籽晶襯底1b可以通過普通機(jī)械拋光進(jìn)行平面化，并且ra可以為0.1nm。當(dāng)通過籽晶襯底1的前表面注入離子以形成離子注入層2并且通過利用光照射離子注入層2而被破壞時(shí)，分離面的平坦度降低。然而，通過諸如減小離子注入層2的厚度、較低利用光掃描的速度或使用低功率的手段，可以提高分離面的平坦度。

[第二實(shí)施例]

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底是在第一實(shí)施例中利用制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的半導(dǎo)體襯底5。由于籽晶襯底1b的分離時(shí)間周期縮短，所以半導(dǎo)體襯底5實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底是包含利用氣相合成方法形成的半導(dǎo)體層3的半導(dǎo)體襯底5。半導(dǎo)體襯底5包括第一主表面和第二主表面。第一主表面包含與形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。第一主表面具有小于10μm的表面粗糙度。半導(dǎo)體襯底具有平坦的前表面，并且容易地被加工成各種應(yīng)用。第一主表面具有優(yōu)選不大于1μm，更優(yōu)選小于0.3μm的表面粗糙度。本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底可以利用第一實(shí)施例中的制造半導(dǎo)體襯底的方法來制造。在這種情況下，本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底的第一主表面的前表面對應(yīng)于籽晶襯底1a的前表面。選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種元素(其是包含在第一主表面中的第一元素)源于離子注入中注入的離子。雖然當(dāng)分離半導(dǎo)體襯底時(shí)，離子注入中注入的大部分離子被去除，但離子保留在幾乎沒有缺陷的離子注入層的一部分中。離子注入產(chǎn)生的元素的分布已經(jīng)是已知的，并且由離子產(chǎn)生的元素在與形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)方面是不同的。因此，可以區(qū)分在離子注入中注入的離子的第一主表面中的存在。除非用作要在其上形成器件的半導(dǎo)體襯底的前表面，否則前表面沒有問題。當(dāng)其用作襯底的背面時(shí)，保留的注入離子存在于碳鍵之間。然后，只有最外表面由不那么硬的層形成。當(dāng)這種表面鍵合到不同類型的襯底時(shí)，它有利地用作緩沖墊。隨后可以通過等離子體蝕刻或化學(xué)蝕刻拋光(如果可能的話)去除該層，或者可以機(jī)械地去除該層。因此，該層也可以用作要形成器件的半導(dǎo)體的前表面。另一方面，同時(shí)該層不利之處在于，產(chǎn)生蝕刻凹坑，積累機(jī)械應(yīng)變或產(chǎn)生額外成本，因此應(yīng)該再次執(zhí)行形成令人滿意的外延膜的步驟。由于面向分離面的生長面是外延形成的前表面，所以作為不會(huì)形成半導(dǎo)體器件的前表面不會(huì)引起問題。

包括在第一主表面的前表面中的裂紋具有不大于100μm的長度，并且包括在前表面中的改變層具有優(yōu)選地不大于100μm的最大直徑。這種裂紋可以利用光學(xué)顯微鏡觀察為線性黑色陰影。雖然裂縫是由局部和瞬時(shí)膨脹引起的，但是它小并保留在前表面中。因此，除非將表面用作要形成器件的半導(dǎo)體襯底的前表面，否則裂紋不會(huì)特別引起問題。改變層是指非晶層的一部分，并且可以基于環(huán)形圖案的存在利用rheed進(jìn)行確認(rèn)。裂紋的應(yīng)變已經(jīng)被釋放，并且改變層是非晶的。因此，不會(huì)發(fā)生破裂。因此，當(dāng)將該表面再次用作要結(jié)合到不同類型的襯底的背面時(shí)，其功能是停止新的裂紋的發(fā)展，有利地展現(xiàn)抵抗斷裂的耐久性。隨后可以通過等離子體蝕刻或化學(xué)蝕刻拋光(如果可能的話)去除這樣的層，或者可以機(jī)械地去除這樣的層。因此，該層也可以用作要形成器件的半導(dǎo)體的前表面。另一方面，同時(shí)該層不利之處在于，產(chǎn)生蝕刻凹坑，積累機(jī)械應(yīng)變或產(chǎn)生額外成本，因此應(yīng)該再次執(zhí)行形成令人滿意的外延膜的步驟。由于面向分離面的生長面是外延形成的前表面，所以作為不會(huì)形成半導(dǎo)體器件的前表面不會(huì)引起問題。

代表形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的至少一種的第一元素優(yōu)選以與半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格不同的原子鍵的狀態(tài)存在于第一主表面的前表面處。可以通過利用xps或aes觀察來檢查與在前表面處的鍵合狀態(tài)不同的元素的存在。由于第一元素保留在前表面處，因此除非將表面用作要形成器件的半導(dǎo)體襯底的前表面，否則不會(huì)特別地引起襯底的使用問題。第一元素松散地保留在安全的前表面處。因此，當(dāng)表面用作要結(jié)合到不同類型的襯底的背面時(shí)，該表面有利地防止斷裂并用作緩沖墊。隨后可以通過等離子體蝕刻或化學(xué)蝕刻拋光(如果可能的話)去除這樣的層，或者可以機(jī)械地去除這樣的層。因此，該層也可以用作要形成器件的半導(dǎo)體的前表面。另一方面，同時(shí)該層不利之處在于，產(chǎn)生蝕刻凹坑，積累機(jī)械應(yīng)變或產(chǎn)生額外成本，因此應(yīng)該再次執(zhí)行形成令人滿意的外延膜的步驟。由于面向分離面的生長面是外延形成的前表面，所以作為不會(huì)形成半導(dǎo)體器件的前表面不會(huì)引起問題。

代表形成半導(dǎo)體襯底的主要元素的至少一種的第一元素優(yōu)選以與半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶格不同的原子鍵的狀態(tài)存在于第一主表面的前表面處，并且在多個(gè)基本圓形圖案中。可以通過利用xps或aes的映射通過觀察來檢查在前表面處的鍵合狀態(tài)下不同的元素及其圖案的存在。當(dāng)半導(dǎo)體襯底5與籽晶襯底1b分離時(shí)，第一元素可以瞬間地被施加的物理能量膨脹，并且可以形成多個(gè)基本圓形的圖案。多個(gè)基本圓形的圖案可以形成包絡(luò)。除了將其用作要形成器件的半導(dǎo)體襯底的前表面之外，目前的前表面不特別地引起使用襯底的問題。第一元素松散地和部分地保留在安全的前表面中。因此，當(dāng)表面結(jié)合到不同類型的襯底時(shí)，有利地，該表面有利地用作襯墊。隨后可以通過等離子體蝕刻或化學(xué)蝕刻拋光(如果可能的話)去除這樣的層，或者可以機(jī)械地去除這樣的層。因此，該層也可以用作要形成器件的半導(dǎo)體的前表面。另一方面，同時(shí)該層不利之處在于，產(chǎn)生蝕刻凹坑，積累機(jī)械應(yīng)變或產(chǎn)生額外成本，因此應(yīng)該再次執(zhí)行形成令人滿意的外延膜的步驟。由于面向分離面的生長面是外延形成的前表面，所以作為不會(huì)形成半導(dǎo)體器件的前表面不會(huì)引起問題。

根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底可以用于器件的襯底或襯底被施加到的其它應(yīng)用產(chǎn)品。由于用于器件或應(yīng)用產(chǎn)品的襯底包括半導(dǎo)體襯底，所以制造成本降低。

在半導(dǎo)體層3由金剛石組成的示例中的應(yīng)用產(chǎn)品具體包括切割工具，諸如金剛石切割工具、鉆頭、立銑刀、用于鉆頭的拋棄型切削刀片、用于立銑刀的拋棄型切削刀片、用于銑削的拋棄型切削刀片、用于切削的拋棄型切削刀片、金屬鋸、齒輪切削工具、鉸刀和龍頭。不限于切削工具，產(chǎn)品包括研磨工具、耐磨工具和部件。研磨工具的示例包括修整器。耐磨工具和部件的示例包括模具、劃線器、水或粉末噴射噴嘴以及線的引導(dǎo)等。熱應(yīng)用的示例包括諸如大功率激光二極管(ld)或大功率半導(dǎo)體發(fā)光元件(led)的半導(dǎo)體器件的散熱器，并且光學(xué)應(yīng)用的示例包括用于高功率激光和x射線靶的窗口的材料。

在半導(dǎo)體層3由氮化鎵組成的示例中的應(yīng)用產(chǎn)品包括用于藍(lán)色led或白色led的襯底和用于高效開關(guān)器件的襯底。

在半導(dǎo)體3由碳化硅組成的示例中的應(yīng)用產(chǎn)品包括用于功率控制的襯底或安裝在汽車上的高效率功率器件。

[第三實(shí)施例]

<制造組合半導(dǎo)體襯底的方法>

圖3(a)至(f)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料(如圖3(a)所示和作為圖4中的襯底制備步驟(s21))的籽晶襯底，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面一定深度的離子注入層(如圖3(b)所示和作為圖4中的離子注入層形成步驟(s22))，利用氣相合成方法在籽晶襯底的主表面上生長半導(dǎo)體層(如圖3(c)所示和作為圖4中的半導(dǎo)體層生長步驟(s23))，將第一襯底鍵合到半導(dǎo)體層上(如圖3(d)所示和作為圖4中的第一襯底鍵合步驟(s24))，以及通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的任何一個(gè)的主表面的前表面，分離包括第一襯底、半導(dǎo)體層和籽晶襯底的一部分的組合半導(dǎo)體襯底(如圖3(e-1)、(e-2)和(f)所示和作為圖4中的組合半導(dǎo)體襯底分離步驟(s25))。

在根據(jù)第三實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法中，可以采用根據(jù)第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法中的包括襯底制備步驟(s1)、離子注入層形成步驟(s2)、半導(dǎo)體層生長步驟(s3)和半導(dǎo)體襯底分離步驟(s4)的同一方法用于襯底制備步驟(s21)、離子注入層形成步驟(s22)、半導(dǎo)體層生長步驟(s23)和組合半導(dǎo)體襯底分離步驟(s25)。因此，下面將描述代表與第一實(shí)施例的不同的第一襯底鍵合步驟(s24)。

(第一襯底鍵合步驟)

如圖3(d)所示，第一襯底25被鍵合到半導(dǎo)體層23上。因此，即使半導(dǎo)體層23形成為不獨(dú)立的小的厚度，包括半導(dǎo)體層23和第一襯底25的組合半導(dǎo)體襯底26可以獨(dú)立并且可處理性令人滿意。由于與第一實(shí)施例相比，在第三實(shí)施例中昂貴的半導(dǎo)體層23的厚度可以更小，所以制造組合半導(dǎo)體襯底26的成本降低。

例如，可以使用氧化硅(sio2)襯底作為第一襯底25。在拋光成非常平坦的半導(dǎo)體襯底23上形成sio2層之后，氧化硅襯底可以鍵合到sio2層上?？梢允褂枚鄠€(gè)第一襯底25。例如，可以在第一襯底25上形成sio2層，并且可以將多個(gè)sio2襯底鍵合到sio2層上。第一襯底的材料不限于sio2，只要能夠在前表面上形成清潔和平坦的膜，也可以使用其它材料(諸如金屬)。其它材料的示例包括金(au)、鈦(ti)、鉬(mo)、鉭(ta)和鎢(w)?？梢詰?yīng)用半導(dǎo)體、陶瓷、單晶材料或多晶材料。例如，硅(si)、鍺(ge)或氧化鋁(al2o3)也是可應(yīng)用的。任何組合優(yōu)選地帶來比要分離的半導(dǎo)體襯底更不昂貴的襯底。

由樹脂組成的襯底可以用于第一襯底25。僅當(dāng)本發(fā)明涉及室溫下允許分離的技術(shù)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在高溫處理中使用半導(dǎo)體層23時(shí)，使用粘合劑將組合半導(dǎo)體襯底26的籽晶襯底21的主表面鍵合到另一耐熱襯底，之后由樹脂組成的第一襯底25在諸如酒精的適當(dāng)液體中被去除，或者通過去除第一襯底25和半導(dǎo)體層23之間的粘合劑來拆開第一襯底25。當(dāng)?shù)谝灰r底25由樹脂組成時(shí)，第一襯底25的前表面的平面度可能稍微低于由sio2組成的第一襯底25。這是因?yàn)榭梢栽诘谝灰r底25和半導(dǎo)體層23之間布置由軟而薄的粘合劑組成的粘合劑層。

[第四實(shí)施例]

<制造組合半導(dǎo)體襯底的方法>

圖5(a)至(e)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底(如圖5(a)所示和作為圖6中的襯底制備步驟(s31))，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面的一定深度的離子注入層(如圖5(b)所示和作為圖6中的離子注入層形成步驟(s32))，將第一襯底鍵合到籽晶襯底的主表面上(如圖5(c)所示和作為圖6中的第一襯底鍵合步驟(s33))，以及通過利用光照射第一襯底和籽晶襯底中的任何一個(gè)的主表面的前表面，分離包括第一襯底和籽晶襯底的一部分的組合半導(dǎo)體襯底(如圖5(d-1)、(d-2)和(e)所示和作為圖6中的組合半導(dǎo)體襯底分離步驟(s34))。

根據(jù)第四實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法包括與第三實(shí)施例相同的步驟，除了不包括第三實(shí)施例中的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法中的半導(dǎo)體層生長步驟(s23)之外。

在根據(jù)第四實(shí)施例的制造組合半導(dǎo)體襯底的方法中，第一襯底35直接鍵合到籽晶襯底31的主表面上。在獲得的組合半導(dǎo)體襯底36中，籽晶襯底31a的層被薄薄地形成在第一襯底35的前表面上。即使籽晶襯底31a被薄切割成不獨(dú)立，組合半導(dǎo)體襯底26可以是獨(dú)立的并且可操作性令人滿意。由于沒有形成昂貴的半導(dǎo)體層，所以在第四實(shí)施例中制造組合半導(dǎo)體襯底36的成本比第三實(shí)施例低。

[第五實(shí)施例]

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的組合半導(dǎo)體襯底是在第三或第四實(shí)施例中利用制造半導(dǎo)體襯底的方法獲得的組合半導(dǎo)體襯底26或36。組合半導(dǎo)體襯底26或36可以實(shí)現(xiàn)制造成本的降低，因?yàn)榭s短了與籽晶襯底21b或31b分離的時(shí)間周期。由于可以在不使得昂貴的半導(dǎo)體層23的厚度較薄或不制造半導(dǎo)體層的情況下獲得組合半導(dǎo)體襯底26或36，所以制造成本降低。

根據(jù)本發(fā)明的一種方式的組合半導(dǎo)體襯底包括堆疊在第一襯底的主表面上的第一襯底和半導(dǎo)體層。組合半導(dǎo)體襯底的主表面在半導(dǎo)體層的一側(cè)包含與形成半導(dǎo)體層的主要元素的類型或鍵合狀態(tài)不同的第一元素。第一元素包括選自由氫、氧、氮、碳、氦、氖和氬組成的組的至少一種。組合半導(dǎo)體襯底的主表面在半導(dǎo)體層的一側(cè)的表面粗糙度小于10μm。半導(dǎo)體層具有不小于0.1μm且不大于50μm的厚度。半導(dǎo)體襯底具有平坦的前表面并且易于加工成各種應(yīng)用。雖然本發(fā)明的組合半導(dǎo)體襯底包含第一元素，但是其優(yōu)選地允許光通過其中。

組合半導(dǎo)體襯底26或36可以用于與第二實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底類似的應(yīng)用產(chǎn)品。

[第六實(shí)施例]

本發(fā)明的第六實(shí)施例中的半導(dǎo)體結(jié)合襯底可以如下制造。類似地進(jìn)行在第一實(shí)施例中采用的方法中的“籽晶襯底制備步驟”、“離子注入層形成步驟”和“半導(dǎo)體層生長步驟”的處理。然后，生長表面被拋光成平坦的而不分離半導(dǎo)體襯底。關(guān)于平坦度，ra優(yōu)選不大于100nm，更優(yōu)選不大于10nm，進(jìn)一步優(yōu)選不大于1nm。這種平坦度允許在結(jié)合時(shí)將sog施加到非常小的厚度之后的直接結(jié)合或鍵合。拋光的前表面具有至離子注入層的平行度，優(yōu)選不大于1°，更優(yōu)選不大于0.1°，進(jìn)一步優(yōu)選不大于0.03°。當(dāng)隨后進(jìn)行分離時(shí)，較高的平行度會(huì)嚴(yán)重影響半導(dǎo)體層的厚度的分布。半導(dǎo)體層的較小厚度將導(dǎo)致更大的影響。厚度的均勻分布帶來作為半導(dǎo)體的令人滿意的特性。因此，盡管半導(dǎo)體結(jié)合襯底使得半導(dǎo)體層在離子注入層處不與籽晶襯底分離，但其特征在于用作隨后在室溫或不大于500℃的低溫下分離。離子注入的條件也如第一實(shí)施例所述。此外，對于本半導(dǎo)體結(jié)合襯底，離子的劑量期望在不小于1×10¹⁵cm^-2且小于3×10¹⁶cm^-2的范圍。這樣的范圍可以確保透明度并且允許利用照射光的能量進(jìn)行分離。

當(dāng)半導(dǎo)體層的厚度小時(shí)，例如當(dāng)半導(dǎo)體層具有不大于200μm的厚度時(shí)，可以有效地使用半導(dǎo)體結(jié)合襯底。半導(dǎo)體層的厚度小時(shí)，當(dāng)襯底分離并且是獨(dú)立的時(shí)，襯底趨于斷裂。半導(dǎo)體結(jié)合襯底中的半導(dǎo)體層具有優(yōu)選不大于140μm，更優(yōu)選不大于90μm，進(jìn)一步優(yōu)選不大于50μm的厚度。半導(dǎo)體層優(yōu)選不小于1μm，并且利用該厚度其可以用作半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體結(jié)合襯底也可以結(jié)合到不能經(jīng)受熱處理的襯底或電路，之后可以分離籽晶襯底。例如，結(jié)合襯底可以在室溫下與焊料一起結(jié)合到其中已經(jīng)形成電子電路的電路襯底，之后通過利用光照射分離籽晶襯底，并且可以實(shí)現(xiàn)將薄的半導(dǎo)體層鍵合到電路襯底的狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體層由金剛石層形成時(shí)，可以將裸gan芯片(激光二極管芯片)與其結(jié)合，以便形成用于激光二極管的散熱器。當(dāng)半導(dǎo)體層由gan層形成時(shí)，可以安裝發(fā)光二極管(led)或激光二極管(ld)用于形成混合器件。

[第七實(shí)施例]

<制造半導(dǎo)體襯底的方法>

圖7(a)至(d)是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法的圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法包括制備包含半導(dǎo)體材料的籽晶襯底(如圖7(a)所示和作為圖8中的襯底制備步驟(s41))，通過將離子注入籽晶襯底中形成距離籽晶襯底的主表面的前表面的一定深度的離子注入層(如圖7(b)所示和作為圖8中的離子注入層形成步驟(s42))，以及通過利用光照射籽晶襯底的主表面的前表面分離包括籽晶襯底的一部分的半導(dǎo)體襯底(如圖7(c-1)、(c-2)和(d)所示和作為圖8中的半導(dǎo)體分離步驟(s43))。

根據(jù)第七實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法包括與第一實(shí)施例相同的步驟，除了不包括在第一實(shí)施例中的制造半導(dǎo)體襯底的方法中的半導(dǎo)體層生長步驟(s3)之外。

示例1

雖然以下參照示例進(jìn)一步具體說明本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。

在示例1中，對根據(jù)第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法進(jìn)行了綜述。

[樣品1-1和1-2]

(籽晶襯底的制備)

首先，制備由具有6mm×6mm的尺寸、1mm的厚度的高溫高壓合成iia型單晶金剛石襯底形成的籽晶襯底1。在籽晶襯底1的前表面被機(jī)械拋光之后，通過反應(yīng)離子蝕刻將籽晶襯底1的前表面蝕刻至1μm至2μm的厚度。

(離子注入層的形成)

然后，通過將氫離子注入通過籽晶襯底1的主表面形成離子注入層2。將注入能量設(shè)定為200kev，并且劑量設(shè)定為1×10¹⁵/cm²(樣品1-1)和1×10¹⁶/cm²(樣品(1-2)。離子注入層2距離籽晶襯底1的主表面的深度為大約0.34μm，并且離子注入層2具有大約0.06μm的厚度。

目視檢查離子注入層2的透光性。每個(gè)樣品是透明的，并且不能明確地確定籽晶襯底1和離子注入層2之間的透光率差異。

(金剛石層的形成)

然后，將形成具有離子注入層2的籽晶襯底1放置在微波等離子體cvd設(shè)備的真空室中，使得離子已經(jīng)通過其注入的表面露出。將籽晶襯底1加熱到800℃的溫度，并且將真空室中的壓力設(shè)定為13.3kpa。此后，通過將氫氣、甲烷氣體和氮?dú)庖胝婵帐抑胁⑦M(jìn)行微波等離子體cvd，在籽晶襯底1上形成由具有500μm的厚度的單晶金剛石層形成的半導(dǎo)體層3。這里的氣體之間的混合比(體積％)設(shè)定為氫氣：甲烷氣體：氮?dú)猓?2:8:0.005。

對于樣品1-1和樣品1-2的樣本，籽晶襯底1的透光率(t1)、離子注入層2的透光率(t2)和金剛石層(半導(dǎo)體層3)的透光率(t3)在紫外線、可見光和近紅外區(qū)域中利用普通分光光度計(jì)加以測量。每個(gè)樣品實(shí)現(xiàn)的襯底的透光率(t1)與具有800nm波長的光的離子注入層的透光率(t2)之間的比(t2/t1)不小于99％。離子注入層的透光率(t2)與具有800nm波長的光的金剛石層的透光率(t3)之間的比(t2/t3)為不小于99％。

(半導(dǎo)體襯底的分離)

然后，利用具有1.06μm的波長的yag激光束照射金剛石層(半導(dǎo)體層3)的主表面的前表面。激光束以40usec的脈沖間隔和10nsec的脈沖寬度發(fā)射，在主表面的前表面處被集聚成30μm的直徑。激光束的焦點(diǎn)位于離子注入層中。通過激光束掃描的速度設(shè)定為25mm/秒。激光束的脈沖能量(a)選自不小于0.01mj且不大于10mj的范圍。在金剛石層(半導(dǎo)體層3)的主表面的前表面處每個(gè)脈沖的照射通量設(shè)定為1410mj/mm²。激光束在室溫(25℃)下的空氣、冷空氣(-5℃)、純水(25℃)和市售發(fā)動(dòng)機(jī)油(25℃)中以任何選定的條件發(fā)射。因此，籽晶襯底1b與包括金剛石層(半導(dǎo)體層3)和籽晶襯底1a的半導(dǎo)體襯底5分離。在室溫下的空氣中分離所需的時(shí)間周期對于樣品1-1為11分鐘，并且對于樣品1-2為7分鐘。

(評估)

在下面的標(biāo)準(zhǔn)下評估獲得的籽晶襯底1b和包括籽晶襯底1a和金剛石層(半導(dǎo)體層3)的半導(dǎo)體襯底5。

a：作為在普通光學(xué)顯微鏡的x20處觀察的結(jié)果，在籽晶襯底1a和1b以及金剛石層(半導(dǎo)體層3)中沒有產(chǎn)生裂紋，并且分離面具有ra≤10μm的表面粗糙度(ra)。

b：在襯底1a和1b以及金剛石層(半導(dǎo)體層3)中沒有產(chǎn)生裂紋，并且分離面具有1μm<ra<10μm的表面粗糙度(ra)。

c：在襯底1a和1b以及金剛石層(半導(dǎo)體層3)中的至少任何一個(gè)中產(chǎn)生裂紋，或分離面具有ra≥10μm的表面粗糙度(ra)。

在普通光學(xué)顯微鏡的x20處觀察到產(chǎn)生裂紋。基于白光干涉測量原理的光學(xué)顯微鏡利用三維輪廓儀(型號(hào)名稱：由zygo公司制造的newview200)確定表面粗糙度。

(結(jié)果)

將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b，并且將在純水中、在冷空氣中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。表2總結(jié)了結(jié)果。

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的氫元素。利用sims觀察確定為b的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的氫元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，不僅可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp³鍵的碳元素，而且也可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素。

利用與樣品1-1和樣品1-2相同的過程制造的樣品在室溫下的純水中利用0.02psec、1psec、10psec的脈沖寬度、以1msec的脈沖間隔(重復(fù)頻率為1khz)并且以0.01μj、0.03μj和0.06μj的脈沖能量的激光束照射。對于樣品1-1和樣品1-2兩者的確定結(jié)果相同。在0.02psec的條件下和1psec的條件下，在前述的評估中確定為c，在10psec的條件下，確定為b。用于切割鍵的能量高，因此難以獲得確定a。即使在利用激光束照射的這種條件下，也可以將金剛石層與籽晶襯底分離。

[樣品2至樣品35]

在樣品2至樣品35中，除了離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量之外，利用與樣品1-1相同的方法將半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b彼此分離，并且利用激光束照射的條件如表1和表2所示。在樣品11、25和32中，利用激光束照射籽晶襯底1的主表面的一側(cè)而不是金剛石層(半導(dǎo)體層3)的主表面的一側(cè)。表1示出了在室溫下的空氣中分離所需的時(shí)間周期。

在與樣品1-1相同的標(biāo)準(zhǔn)下評估獲得的籽晶襯底1b和包括籽晶襯底1a和金剛石層(半導(dǎo)體層3)的半導(dǎo)體襯底5。

其中在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品被確定為b或c，并且其中在冷空氣中、在水溶液中和在油中發(fā)射激光的樣品被確定為a或b，除了其中在冷空氣中進(jìn)行照射的樣品19之外。表2總結(jié)了結(jié)果。

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，除了其中注入碳離子的樣本之外，可以確認(rèn)明顯量大于體積中的注入元素。也利用sims觀察確定為b的樣本的分離的前表面。然后，除了其中注入碳離子的樣本之外，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的注入元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，不僅可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp³鍵的碳元素，而且也可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素，其中注入碳離子的樣本也被包括。利用sims觀察確定為c的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量大于體積中的注入元素。在利用xps的分析中，可以確認(rèn)存在實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素和形成具有不小于30μm的直徑的至少一個(gè)基本圓形圖案的碳元素。利用三維輪廓儀評估表面粗糙度，并且可以確認(rèn)基本圓形圖案的一部分凹進(jìn)。當(dāng)可以確認(rèn)至少兩個(gè)這樣的基本圓形圖案時(shí)，它們是線性對準(zhǔn)的。線性方向與分離中通過激光掃描的方向匹配。這里的基本圓形圖案不意指完美圓形，而是指具有至少具有完美輪廓的至少1/5圓弧的圓形。圓形不僅包含精確的圓，而且包括橢圓形。

示例2

在示例2中，對根據(jù)第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法進(jìn)行了綜述。

[樣品36]

(籽晶襯底的制備、離子注入層的形成和金剛石層的形成)

制備樣品1-1中的籽晶襯底1，并利用與樣品1-1相同的方法形成離子注入層2和金剛石層(半導(dǎo)體層3)。在樣品36的樣本中，在紫外線、可見光和近紅外區(qū)域中利用普通分光光度計(jì)測量籽晶襯底1的透光率(t1)、離子注入層2的透光率(t2)和金剛石層(半導(dǎo)體層3)的透光率(t3)。對于具有800nm波長的光，襯底的透光率(t1)與離子注入層的透光率(t2)之比(t2/t1)不小于99％。對于具有波長800nm的光，離子注入層的透光率(t2)與金剛石層的透光率(t3)之比(t2/t3)不小于99％。

(金剛石層的分離)

然后，利用來自閃光燈的光照射金剛石層(半導(dǎo)體層3)的主表面的前表面。光來自氙氣閃光燈，并集聚至5mm的直徑。具有小于500nm且超過1.25μm波長的光被切斷，選擇性地使用具有不小于500nm且不超過1.25μm波長的光。來自閃光燈的光被發(fā)射為被物理切斷以實(shí)現(xiàn)8msec的脈沖間隔、1μsec的脈沖寬度以及在主表面的前表面處的1mm直徑，并且進(jìn)一步集聚至0.1mm。來自閃光燈的光的焦點(diǎn)位于離子注入層2中。通過來自閃光燈的光(實(shí)際上，被移動(dòng)的樣本)掃描的速度設(shè)定為10mm/秒。來自閃光燈的光的脈沖輸出(a)在大于3mj且小于30mj的范圍內(nèi)變化。在金剛石層(半導(dǎo)體層3)的主表面的前表面處每1msec的脈沖寬度的輻射通量設(shè)定為1900mj/mm²。來自閃光燈的光在室溫(25℃)下的空氣、冷空氣(-5℃)、純水(25℃)和市售發(fā)動(dòng)機(jī)油(25℃)中以任何選定的條件發(fā)射。從包括金剛石層(半導(dǎo)體層3)和籽晶襯底1a的半導(dǎo)體襯底5分離籽晶襯底1b。在室溫下的空氣中分離所需的時(shí)間周期為14分鐘。

(評估)

在與示例1相同的標(biāo)準(zhǔn)下評估獲得的籽晶襯底1b和包括籽晶襯底1a和金剛石層(半導(dǎo)體層3)的半導(dǎo)體襯底5。

(結(jié)果)

將來自閃光燈的光在室溫下的空氣中發(fā)射的樣品被確定為b，在冷水中、在純水中以及在油中發(fā)光的樣品被確定為a。表4示出了結(jié)果。

表4

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的氫元素。利用sims觀察確定為b的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的氫元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，不僅可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp³鍵的碳元素，而且可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素。

[樣品37至樣品49]

(樣品的制造)

在樣品37至樣品49中，利用與樣品36相同的方法將半導(dǎo)體襯底5和籽晶襯底1b彼此分離，除了離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量和利用來自閃光燈的光照射的條件如表3所示設(shè)置之外。表3示出了在室溫下的空氣中分離所需的時(shí)間周期。

(評估)

在與示例1相同的標(biāo)準(zhǔn)下評估所獲得的襯底和金剛石層。表4總結(jié)了結(jié)果。

(結(jié)果)

將在室溫下的空氣中發(fā)射來自閃光燈的光的樣品確定為b或c，將在冷空氣中和在純水中發(fā)射光的樣品確定為a或b，并且將在油中發(fā)射光的樣品確定為a。

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，除了注入碳離子的示例之外，可以確認(rèn)量大于體積中的注入元素。在也被確定為b的樣本的分離的前表面處，除了其中注入碳離子的樣本之外，可以利用sims確認(rèn)量大于體積中的注入元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，不僅可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp³鍵的碳元素，而且可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素。在被確定為c的樣本的分離的前表面處，可以利用sims確認(rèn)量大于體積中的注入元素。在利用xps的分析中，可以確認(rèn)存在實(shí)現(xiàn)sp²鍵的碳元素和形成具有不小于30μm直徑的至少一個(gè)基本圓形圖案的碳元素。利用三維輪廓儀評估表面粗糙度，并且可以確認(rèn)基本圓形圖案的一部分凹進(jìn)。當(dāng)可以確認(rèn)至少兩個(gè)這樣的基本圓形圖案時(shí)，它們是線性對準(zhǔn)的。線性方向與分隔中通過激光掃描的方向匹配。

示例3

在示例3中，對根據(jù)第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法進(jìn)行了綜述。

[樣品101-1、101-2、201-1、201-2、301-1、301-2、401-1和401-2]

(籽晶襯底的制備)

首先，制備各自具有20mm×20mm的尺寸和2mm的厚度的由氮化鎵襯底(樣品101-1和101-2)、氮化鋁襯底(樣品201-1和201-2)、硒化鋅襯底(樣品301-1和301-2)和碳化硅襯底(樣品401-1和401-2)的半導(dǎo)體襯底形成的籽晶襯底1。在籽晶襯底1的前表面被機(jī)械拋光之后，利用適用于每個(gè)籽晶襯底1的熱或等離子體或化學(xué)處理將籽晶襯底1的前表面蝕刻至3至5μm的厚度。

(離子注入層的形成)

然后，通過將籽晶襯底1的主表面通過注入氫離子形成離子注入層2。將注入能量設(shè)定為200kev，并且劑量設(shè)定為7×10¹⁵/cm²(樣品101-1、201-1、301-1和401-1)或7×10¹⁶/cm²(樣品101-2、201-2、301-2和401-2)。離子注入層2距離籽晶襯底1的主表面的前表面的深度可以基本精確地模擬，并且不大于1μm，并且離子注入層2具有不大于0.5μm的厚度。

(半導(dǎo)體層的形成)

然后，在已經(jīng)形成離子注入層2的籽晶襯底1的已經(jīng)注入離子的表面上生長半導(dǎo)體層3。下面對于每個(gè)類型的半導(dǎo)體層3將描述半導(dǎo)體層3的形成。

當(dāng)由氮化鎵層形成半導(dǎo)體層3時(shí)，利用mocvd生長氮化鎵層。首先，將由氮化鎵組成的并且具有(0001)面作為主表面的籽晶襯底1置于爐中，將爐中籽晶襯底1的溫度升高至1030℃，引入三甲基鎵氣體、氨氣、以及氫氣作為載氣，并且氮化鎵層(半導(dǎo)體層3)在籽晶襯底1的主表面上外延生長?；隗w積的三甲基鎵氣體和氨氣之間的混合比設(shè)定為1：2000。因此，氮化鎵層(半導(dǎo)體層3)可以在由氮化鎵襯底形成的籽晶襯底1上外延生長至0.8mm的厚度。

當(dāng)由氮化鋁層形成半導(dǎo)體層3時(shí)，利用升華方法生長氮化鋁層。首先，將由氮化鋁組成的并且具有(0001)面作為主表面的籽晶襯底1設(shè)置在爐中，爐中籽晶襯底1的溫度保持在2000℃，氮化鋁源材料在2380℃升華，并且氮化鋁層(半導(dǎo)體層3)在籽晶襯底1的主表面上外延生長至1mm的厚度。

當(dāng)半導(dǎo)體層3由硒化鋅組成時(shí)，利用升華方法合成硒化鋅層。首先，將由硒化鋅組成的并且具有(111)面作為主表面的籽晶襯底1放置在爐中，爐中籽晶襯底1的溫度保持在1100℃，通過在大約1130℃分解多晶硒化鋅源材料獲得的硒和鋅被引入具有惰性氣體作為載氣的設(shè)備中，并且硒化鋅層3在籽晶襯底1的主表面上外延生長。

當(dāng)半導(dǎo)體層3由碳化硅組成時(shí)，利用大氣壓水平冷壁cvd設(shè)備生長碳化硅層。首先，將相對于4c-sic襯底的(0001)面成角度2度的籽晶襯底1設(shè)置在爐中，并且通過高頻加熱將爐中籽晶襯底1的溫度設(shè)定為1500℃。引入單硅烷氣體、丙烷氣體和氫氣作為載氣，并且碳化硅層3在籽晶襯底1的主表面上外延生長?；隗w積的在單硅烷氣體與丙烷氣體之間的混合比被設(shè)定為1.5：1。

在紫外線、可見光和近紅外區(qū)域中利用普通分光光度計(jì)測量籽晶襯底1的透光率(t1)、離子注入層2的透光率(t2)和每個(gè)半導(dǎo)體層3的透光率(t3)。對于具有800nm波長的光，籽晶襯底1的透光率(t1)與離子注入層2的透光率(t2)之比(t2/t1)超過90％。對于具有800nm波長的光，離子注入層的透光率(t2)與半導(dǎo)體層的透光率(t3)之比(t2/t3)超過90％。

(半導(dǎo)體襯底的分離)

然后，利用具有1.06μm波長的yag激光束照射半導(dǎo)體層3的主表面的前表面。激光束以40μsec的脈沖間隔和10nsec的脈沖寬度發(fā)射，在主表面的前表面處被集聚成30μm的直徑。激光束的焦點(diǎn)位于光吸收層中。通過激光束掃描的速度設(shè)定為25mm/秒。激光束的脈沖能量(a)選自不小于0.01mj且不大于10mj的范圍。在半導(dǎo)體層的主表面的前表面處的每個(gè)脈沖的照射通量設(shè)定為1410mj/mm²。激光束在室溫(25℃)下的空氣、冷空氣(-5℃)、純水(25℃)和市售發(fā)動(dòng)機(jī)油(25℃)的任何選定條件下發(fā)射。因此，襯底和半導(dǎo)體層彼此分離。

(評估)

在與示例1相同的標(biāo)準(zhǔn)下評估獲得的籽晶襯底1b和包括籽晶襯底1a和半導(dǎo)體層3的半導(dǎo)體襯底5。

(結(jié)果)

在半導(dǎo)體層3由氮化鎵組成的樣品101-1和101-2中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b，并且將在冷空氣中、在純水中、在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由氮化鋁組成的樣品201-1和201-2中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b，以及將在冷空氣中、在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由硒化鋅組成的樣品301-1和301-2中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為c，將在冷空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b，以及將在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由碳化硅組成的樣品401-1和401-2中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b，以及將在冷空氣中、在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

表9至表12總結(jié)了結(jié)果。

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)量明顯大于體積中的氫元素。在確定為b的樣本的分離的前表面處，可以利用sims在觀察中確認(rèn)量大于體積中的氫元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，可以確認(rèn)存在與半導(dǎo)體襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的主要元素。具體地，可以確認(rèn)在gan襯底的情況下的ga元素、在aln襯底的情況下的al元素、在znse襯底的情況下的zn元素、以及在sic襯底的情況下的si元素各自處于與襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)。在確定為c的樣本的分離的前表面處，可以利用sims確認(rèn)量大于體積中的氫元素。在利用xps的分析中可以確認(rèn)處于與半導(dǎo)體襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的主要元素。當(dāng)利用三維輪廓儀評估表面粗糙度時(shí)，也可以確認(rèn)具有不小于30μm直徑的凹部的基本圓形圖案。

在與樣品101-1、樣品101-2、樣品201-1、樣品201-2、樣品301-1、樣品301-2、樣品401-1和樣品401-2相同條件下的樣品利用以0.02psec、1psec和10psec的脈沖寬度、1msec的脈沖間隔(重復(fù)頻率1khz)以及0.008μj、0.02μj、0.05μj的脈沖能量的激光束在室溫下的純水中照射。所有樣品的確定結(jié)果相同。在0.02psec的條件和1psec的條件下，在前述的評估中確定為c，并且在10psec的條件下，確定為b。用于切割鍵的能量高，因此難以獲得確定a。即使在利用激光束照射的這種條件下，金剛石層可以與籽晶襯底分離。

[樣品102至樣品120]

在樣品102到樣品120中，以與樣品101-1相同的方法將襯底和半導(dǎo)體層彼此分離，除了如表5所設(shè)定的離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量、利用激光束的照射條件之外。在樣品111中，利用激光束照射襯底的主表面的一側(cè)，而不是半導(dǎo)體層的主表面的一側(cè)。

[樣品202至樣品220]

(樣品的制造)

在樣品202到樣品220中，以與樣品201-1相同的方法將襯底和半導(dǎo)體層彼此分離，除了如表6所設(shè)定的離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量、激光束的照射條件之外。在樣品211中，利用激光束照射襯底的主表面的一側(cè)，而不是半導(dǎo)體層的主表面的一側(cè)。

[樣品302至樣品320]

在樣品302至樣品320中，以與樣品301-1相同的方法將襯底和半導(dǎo)體層彼此分離，除了如表7所設(shè)定的離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量、激光束的照射條件之外。在樣品311中，利用激光束照射襯底的主表面的一側(cè)，而不是半導(dǎo)體層的主表面的一側(cè)。

[樣品102至樣品120]

在樣品402到樣品420中，以與樣品401-1相同的方法將襯底和半導(dǎo)體層彼此分離，除了如表8所設(shè)定的離子注入中的注入離子的類型、離子注入層的劑量、激光束的照射條件之外。在樣品411中，利用激光束照射襯底的主表面的一側(cè)，而不是半導(dǎo)體層的主表面的一側(cè)。

(評估)

在與示例1相同的標(biāo)準(zhǔn)下評估獲得的籽晶襯底1b和包括籽晶襯底1a和半導(dǎo)體層3的半導(dǎo)體襯底5。

(結(jié)果)

在半導(dǎo)體層3由氮化鎵組成的樣品102至120中，將在室溫下的空氣中或在冷空氣中發(fā)射激光的樣品確定為a或b，并且將在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由氮化鋁組成的樣品202至220中，將在室溫下的空氣中或在冷空氣中發(fā)射激光的樣品確定為a或b，并且將在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由硒化鋅組成的樣品302至320中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為b或c，以及將在冷空氣中發(fā)射激光的樣品確定為a或b，并且將在純水和油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

在半導(dǎo)體層3由碳化硅組成的樣品402和420中，將在室溫下的空氣中發(fā)射激光的樣品確定為a或b，以及將在冷空氣中、在純水中和在油中發(fā)射激光的樣品確定為a。

利用sims觀察確定為a的樣本的分離的前表面。然后，可以確認(rèn)明顯量大于體積中的注入元素。在確定為b的樣本的分離的前表面處，可以利用sims在觀察中確認(rèn)量大于體積中的注入元素。利用xps進(jìn)一步分析前表面。然后，可以確認(rèn)存在處于與半導(dǎo)體襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的主要元素。具體地，可以確認(rèn)在gan襯底的情況下的ga元素、在aln襯底的情況下的al元素、在znse的情況下的zn元素、以及在sic襯底的情況下的si元素各自處于與襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)。在確定為c的樣本的分離的前表面處，可以利用sims確認(rèn)量大于體積中的注入元素。在利用xps的分析中可以確認(rèn)處于與半導(dǎo)體襯底中的鍵合狀態(tài)不同的鍵合狀態(tài)的主要元素。當(dāng)利用三維輪廓儀評估表面粗糙度時(shí)，也可以確認(rèn)具有不小于30μm直徑的凹部的基本圓形圖案。

示例4

在示例4中，對根據(jù)第四實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法進(jìn)行了綜述。具體而言，在本示例中，以與示例3相同的方法將組合半導(dǎo)體襯底36和籽晶襯底31b彼此分離，除了將離子注入籽晶襯底之后，由sio2組成的第一襯底35鍵合到籽晶襯底31代替在示例3中的制造樣品101至120的過程中形成半導(dǎo)體層。雖然在一些樣品中，前表面的粗糙度稍大，但是分離面的評估顯示出與示例3的表9基本匹配的趨勢。

在組合半導(dǎo)體襯底36中，由sio2組成的第一襯底35可以容易地形成為不小于0.3mm的厚度。因此，即使半導(dǎo)體襯底具有小的厚度，也不破裂，并且可以獲得非常輕便的襯底。

示例5

在示例5中，對根據(jù)第四實(shí)施例的制造半導(dǎo)體襯底的方法進(jìn)行了綜述。具體而言，在本示例中，以與示例1中的相同的方法將組合半導(dǎo)體襯底36和籽晶襯底31b彼此分離，除了將離子注入籽晶襯底之后，由sio2組成的第一襯底35鍵合到籽晶襯底31代替在示例1中的制造樣品1至35的過程中形成金剛石層。盡管在一些樣品中，前表面的粗糙度略高，但是分離面的評估顯示出與示例1的表2基本匹配的趨勢。

在組合半導(dǎo)體襯底36中，由sio2組成的第一襯底35可以容易地形成為不小于0.3mm的厚度。因此，即使半導(dǎo)體襯底具有小的厚度，也不破裂，并且可以獲得非常輕便的襯底。

示例6

在示例6中，如下制造第六實(shí)施例中的半導(dǎo)體結(jié)合襯底。以與示例1中使用的樣品1-1和樣品1-2相同的制造方法制備籽晶襯底，形成離子注入層，之后形成金剛石層(半導(dǎo)體層)。然后，生長表面被拋光成平坦的，以便在不分離半導(dǎo)體襯底的情況下實(shí)現(xiàn)不大于0.1μm的ra。由此獲得半導(dǎo)體結(jié)合襯底。當(dāng)ra不大于1μm時(shí)，不需要拋光。在與樣品1-1相同的條件下制造的襯底具有150μm的半導(dǎo)體層的厚度，在與樣品1-2相同的條件下制造的襯底具有50μm的半導(dǎo)體層的厚度。設(shè)有離子注入層并被平坦化以滿足適當(dāng)條件的襯底是半導(dǎo)體結(jié)合襯底。將半導(dǎo)體結(jié)合襯底利用ausn焊料鍵合到已經(jīng)形成電子電路的電路襯底(半導(dǎo)體的裸襯底)。此后，與示例1同樣地，在冷空氣中發(fā)射激光束用于與籽晶襯底分離，并將薄金剛石層鍵合到電路襯底。此后，通過在室溫下在利用超聲波振動(dòng)的摩擦原理下插入薄sn，將裸gan芯片(激光二極管芯片)鍵合到薄金剛石層上，并且激光二極管被布線和操作。基于在存在和不存在金剛石層之間的激光二極管的輸出的比較，在金剛石層存在的情況下可以獲得高20至30％的輸出。

示例7

在示例7中，如下制造第六實(shí)施例中的半導(dǎo)體結(jié)合襯底。以與示例3中使用的樣品101-1和樣品101-2相同的制造方法制備籽晶襯底，形成離子注入層，此后形成金剛石層(半導(dǎo)體層)。然后，通過平面化獲得半導(dǎo)體結(jié)合襯底作為半導(dǎo)體襯底，而不分離半導(dǎo)體襯底。通過形成必要的外延層，在半導(dǎo)體結(jié)合襯底上制造led元件，在其上形成sio2作為蓋層，并且將該表面研磨成平坦的，以便實(shí)現(xiàn)不大于10nm的ra。迄今為止在2英寸晶圓上進(jìn)行處理。此后，將晶圓切成3mm的正方形，并且將具有l(wèi)ed的半導(dǎo)體結(jié)合襯底鍵合并結(jié)合到提供平坦sio2層的電路襯底(由si半導(dǎo)體組成的裸襯底)。此后，與實(shí)施例1同樣地，在冷空氣中發(fā)射激光束用于與籽晶襯底分離，制造僅薄半導(dǎo)體層被保留在其上的電路襯底。此后，將電路襯底連線到激光二極管并成功地操作。在本示例中，可以制造混合電子電路。

應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的實(shí)施例和示例在各方面都是說明性的和非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的項(xiàng)而不是上述描述定義，并且旨在包括與權(quán)利要求的項(xiàng)等同的范圍和意義內(nèi)的任何修改。

工業(yè)適用性

本發(fā)明中的半導(dǎo)體襯底和組合半導(dǎo)體襯底可用于諸如切割工具、研磨工具和耐磨工具的工具，諸如光學(xué)部件、半導(dǎo)體和電子部件的各種產(chǎn)品，用于藍(lán)色led和白色led的襯底，用于高效開關(guān)器件的襯底，用于安裝在汽車上的功率控制或高效率功率器件的襯底，光學(xué)襯底和光學(xué)透鏡。

附圖標(biāo)記列表

1、21、31、41籽晶襯底；1a、1b、21a、21b、31a、31b、41a、41b籽晶襯底的一部分；2、22、32離子注入層；3、23半導(dǎo)體層；4、24、34、44光；5半導(dǎo)體襯底；25、35第一襯底；以及26、36組合半導(dǎo)體襯底。