專利名稱：用于外延剝離的多個堆棧沉積的制作方法
用于外延剝離的多個堆棧沉積發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明的實施例大體而言關(guān)于電子器件制造，諸如光伏器件或半導(dǎo)體器件的制造，且更具體地關(guān)于薄膜及用于形成此等膜的方法(諸如通過外延剝離(ELO)技術(shù))。
背景技術(shù)：
的描述電子器件制造的關(guān)鍵階段涉及處理及封裝用于太陽能工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)的薄膜。 此類器件可通過在生長襯底上的犧牲層上沉積外延層，接著蝕刻犧牲層以使外延層與生長襯底分離而得以制造。此技術(shù)稱作外延剝離(ELO)，且薄外延層稱作ELO薄膜。這些薄膜通常用作光伏電池、激光二極管、半導(dǎo)體器件，或另一類型的電子器件。外延薄膜非常難以處理、結(jié)合至襯底及封裝，因為每一膜非常易碎(例如，在非常小的力下斷裂)且具有極窄尺寸(例如，難以對準(zhǔn))。而且，ELO工藝對于商業(yè)上生產(chǎn)薄膜器件而言一直為成本高昂的技術(shù)。當(dāng)前的ELO 工藝包括在產(chǎn)生單一薄膜之前，通過許多制造步驟轉(zhuǎn)移單一的生長襯底。該當(dāng)前的工藝耗時、成本高，且很少生產(chǎn)商業(yè)質(zhì)量的薄膜。因此，需要更強健的ELO薄膜材料及形成這種材料的方法，其中該方法比已知的工藝省時且低廉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供含有布置于襯底上的多個外延堆棧的薄膜堆棧，及形成該薄膜堆棧的方法。每一外延堆棧含有布置于犧牲層上的至少一外延膜。通過在外延剝離(ELO) 過程期間蝕刻掉犧牲層而使外延膜與襯底分離并自襯底移除外延膜。所述外延膜為可用于制造光伏電池、激光二極管、半導(dǎo)體器件或其它電子器件或材料的ELO薄膜材料及器件。在一實施例中，提供布置于襯底表面上的薄膜堆棧，其包括布置于襯底(例如，砷化鎵襯底)上的多個外延堆棧，其中每一外延堆棧含有布置于犧牲層上的外延膜。在所述實例中，該多個外延堆?？珊?個或更多的外延堆棧，諸如3個、4個、5個、6個、10個、12 個、20個、30個、50個、100個，或更多外延堆棧。多個外延堆棧中的外延膜中的每一個可具有相同的成分或具有不同的成分。而且，多個外延堆棧中的犧牲層中的每一個可具有相同的成分或具有不同的成分。在一些實施例中，提供布置于襯底表面上的外延堆棧，其含有布置于襯底上的第一犧牲層、布置于該第一犧牲層上的第一外延膜、布置于該第一外延膜上的第二犧牲層，及布置于該第二犧牲層上的第二外延膜。該外延堆?？蛇€含有布置于該第二外延膜上的第三犧牲層及布置于該第三犧牲層上的第三外延膜。在其他實施例中，該外延膜可還含有布置于犧牲層上的額外的數(shù)對外延膜，其中每一對布置在先前最后沉積的外延膜上。在一具體實例中，布置于襯底表面上的該外延堆棧含有布置于含有砷化鎵的襯底上的第一犧牲層、布置于該第一犧牲層上的第一外延膜、布置于該第一外延膜上的第二犧牲層、布置于該第二犧牲層上的第二外延膜、布置于該第二外延膜上的第三犧牲層，及布置于該第三犧牲層上的第三外延膜，其中該第一外延膜、該第二外延膜及該第三外延膜中的每一個獨立地含有砷化鎵或砷化鎵合金，且該第一犧牲層、該第二犧牲層、該第三犧牲層及任何額外的犧牲層中的每一個獨立地含有砷化鋁或砷化鋁合金。在另一實施例中，提供一種用于在襯底表面上形成外延堆棧的方法，其包括在襯底上沉積第一犧牲層、在該第一犧牲層上沉積第一外延膜、在該第一外延膜上沉積第二犧牲層、在該第二犧牲層上沉積第二外延膜，及在ELO過程期間使該第一外延膜及該第二外延膜與該襯底分離。在一些實例中，該方法提供在該ELO過程之前，在處理腔室的第一沉積區(qū)域內(nèi)的該第二外延膜上形成第三犧牲層，及在該處理腔室的第二沉積區(qū)域內(nèi)的該第三犧牲層上形成第三外延膜。該ELO過程可包括蝕刻掉第二犧牲層并同時去除第二外延膜及蝕刻掉第一犧牲層并同時去除第一外延膜。在一些實施例中，該方法提供了將第一外延膜、第二外延膜及任何附加的外延膜同時與襯底分離。在其他實施例中，該方法提供了從離襯底最遠(yuǎn)到離襯底最近的下降順序蝕刻犧牲層，這樣將以同樣的順序去除外延膜。例如，蝕刻掉第一犧牲層同時去除第一外延膜在蝕刻掉第二犧牲層同時去除第二外延膜之后。同樣，蝕刻掉第二犧牲層同時去除第二外延膜在蝕刻掉第三犧牲層同時去除第三外延膜之后。在一些實施例中，提供一種用于在襯底表面上形成外延膜堆棧的方法，其包括在處理腔室的第一沉積區(qū)域內(nèi)的襯底上形成第一犧牲層、在該處理腔室的第二沉積區(qū)域內(nèi)的該第一犧牲層上形成第一外延膜、在該處理腔室的該第一沉積區(qū)域內(nèi)的該第一外延膜上形成第二犧牲層、在該處理腔室的該第二沉積區(qū)域內(nèi)的該第二犧牲層上形成第二外延膜，及在ELO過程期間使該第一外延膜及該第二外延膜與該襯底分離。該ELO工藝提供蝕刻掉該第二犧牲層，同時移除該第二外延膜，及蝕刻掉該第一犧牲層，同時移除該第一外延膜。在許多實例中，該方法還包括在至少一個ELO過程之前，在處理腔室的第一沉積區(qū)域內(nèi)的第二外延膜上形成第三犧牲層，及在處理腔室的第二沉積區(qū)域內(nèi)的第三犧牲層上形成第三外延膜。在另一實施例中，提供一種用于在處理腔室內(nèi)的襯底表面上形成外延膜堆棧的方法，其包括通過在襯底上沉積第一犧牲層及在該第一犧牲層上沉積第一外延膜而在該襯底上形成第一外延堆棧；在該襯底上且在該第一外延堆棧上形成額外的外延堆棧，其中每一額外的外延堆棧含有沉積于犧牲層上的外延膜，且每一犧牲層沉積于先前沉積的外延堆棧的該外延膜上；該方法還提供在ELO過程期間，蝕刻所述犧牲層，同時自該襯底移除所述外延膜。在一些實施例中，該襯底可布置于處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或旋轉(zhuǎn)料架 (carousel)或可旋轉(zhuǎn)鼓輪(drum)上。多個襯底可布置于所述處理腔室內(nèi)的所述可旋轉(zhuǎn)壓板或所述可旋轉(zhuǎn)鼓輪上，而多個犧牲層及外延膜沉積于所述襯底中的每一個上。在一些實施例中，襯底可定位于第一噴淋頭下方以沉積犧牲層，且該襯底隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以在所述犧牲層中的每一個上沉積外延膜。可自該處理腔室的不同區(qū)域，或自該處理腔室內(nèi)的不同噴淋頭沉積每一外延膜的多個層。每一外延膜可具有相同的成分或具有不同的成分。在一些實例中，每一外延膜可獨立地含有砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，或其組合。而且，每一外延膜可具有多個層。在一實例中，每一外延膜獨立地具有一含有砷化鎵的層及含有砷化鋁鎵的另一層。在許多實例中，外延膜可具有在約500nm到約3000nm、或在約IOOOnm到約2000nm、 或在約1200nm到約1800nm的范圍內(nèi)的厚度。在其它實例中，每一外延膜可獨立地含有緩沖層、鈍化層，及砷化鎵活性層。在一些實例中，每一外延膜還含有第二鈍化層。在一實例中，每一外延膜可獨立地具有含有砷化鎵的緩沖層、含有砷化鋁鎵的兩個鈍化層，及砷化鎵活性層。該砷化鎵緩沖層可具有在約IOOnm至約400nm的范圍內(nèi)的厚度，該砷化鋁鎵鈍化層中的每一個可具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度，且該砷化鎵活性層可具有在約400nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度。在其它實例中，該砷化鎵緩沖層可具有約300nm的厚度，該砷化鋁鎵鈍化層中的每一個可具有約30nm的厚度，且該砷化鎵活性層可具有約1，OOOnm的厚度。在一些實例中，該外延膜中的每一個具有含有多個層的太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)。 在一實例中，該太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)含有諸如砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、 砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，或其組合的材料。在另一實施例中，該犧牲層中的每一個含有可被蝕刻劑(例如，HF)容易地蝕刻的選擇性蝕刻材料，其中該蝕刻劑不蝕刻或大體上蝕刻外延膜的材料。包含在犧牲層中的示例性選擇性蝕刻材料包括砷化鎵、其合金、其衍生物、及其組合。在一些實例中，該犧牲層中的每一個可獨立地含有砷化鋁層。每一犧牲層可具有約20nm或更小的厚度，諸如在約Inm 至約IOnm的范圍內(nèi)，或約4nm至約6nm的范圍內(nèi)。在許多實例中，該襯底或晶片含有砷化鎵、砷化鎵合金、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵，或其衍生物。在一些實施例中，可在ELO過程的蝕刻步驟期間將所述犧牲層暴露至濕蝕刻溶液。該濕蝕刻溶液可含有氫氟酸，且還含有表面活性劑及/或緩沖劑。在某一實例中，所述犧牲層或材料可在濕蝕刻過程期間以約0. 3mm/hr或更大，優(yōu)選約lmm/hr或更大，且更優(yōu)選約5mm/hr或更大的速率加以蝕刻。在一替代實施例中，可在ELO過程的蝕刻步驟期間將犧牲層暴露至電化學(xué)蝕刻。 該電化學(xué)蝕刻可包括偏壓過程或電流過程。在另一實施例中，可在ELO蝕刻步驟期間將犧牲層或材料暴露至氣相蝕刻。該氣相蝕刻包括將犧牲層或材料暴露至氟化氫蒸氣。本文中所描述的ELO過程可含有蝕刻過程或蝕刻步驟，諸如光化學(xué)蝕刻過程、熱增強蝕刻過程、等離子增強蝕刻過程、應(yīng)力增強蝕刻過程、其衍生物，或其組合。附圖描述因此，可詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征的方式，即上文簡要概述的本發(fā)明的更具體描述可參照實施例進(jìn)行，一些實施例圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施例，且因此不欲視為其范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的實施例。

圖1描繪根據(jù)本文中所描述的實施例的含有在可旋轉(zhuǎn)壓板或旋轉(zhuǎn)料架上的襯底的氣相沉積系統(tǒng)；圖2描繪根據(jù)本文中所描述的其它實施例的含有可旋轉(zhuǎn)鼓輪上的襯底的另一氣相沉積系統(tǒng)；圖3描繪根據(jù)本文中所描述的其它實施例的含有一軌道上的襯底的另一氣相沉積系統(tǒng)；圖4A描繪根據(jù)本文中所描述的實施例的布置于一晶片上的ELO薄膜堆棧；圖4B描繪根據(jù)本文中所描述的實施例的布置于一晶片上的多個ELO薄膜堆棧；圖5A描繪根據(jù)本文中所描述的其它實施例的布置于一晶片上的另一多個ELO薄膜堆棧；及圖5B描繪根據(jù)本文中所描述的另一實施例的布置于一晶片上的另一多個ELO薄膜堆棧。詳細(xì)描述圖1描繪如本文中的一實施例中所描述的氣相沉積系統(tǒng)100，其含有在處理腔室 102內(nèi)的旋轉(zhuǎn)料架或可旋轉(zhuǎn)壓板110上的襯底或晶片120a-120e。氣相沉積系統(tǒng)100還含有多個噴淋頭130a-130e，這些噴淋頭130a-130e經(jīng)由質(zhì)量流量控制器(MFC) 104與多個試劑源140a-140e流體連通且耦接。管道可延伸到噴淋頭130a-130e與MFC 104之間以及試劑源 140a-140e 與 MFC 104 之間。每一試劑源140可含有化學(xué)試劑的一個源或化學(xué)試劑的多個源?？尚D(zhuǎn)壓板 110可經(jīng)旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動以將每一晶片120定位于單個的噴淋頭130下方，同時該多個噴淋頭 130a-130e保持固定。通常，襯底或晶片120含有以下物質(zhì)或由以下物質(zhì)制成砷化鎵、砷化鎵合金、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵，或其衍生物。圖1描繪兩組多個晶片120a-120e，其相應(yīng)地定位于兩組多個噴淋頭130a-130e下方且暴露至來自試劑源140a-140e的化學(xué)試劑。可旋轉(zhuǎn)壓板110可經(jīng)轉(zhuǎn)動以使得每一晶片 120a-120e定位于每一噴淋頭130a-130e下方且在每一 CVD工藝步驟中，每一噴淋頭處順序地暴露至來自試劑源140a-140e的試劑。晶片120x可以為在入口處引入至氣相沉積系統(tǒng)100的新晶片，或者為含有準(zhǔn)備用于在氣相沉積系統(tǒng)100的出口處去除的外延堆棧的經(jīng)處理的晶片。在一個實例中，晶片IOOx為一新晶片且可在被旋轉(zhuǎn)至噴淋頭130a下方之前經(jīng)由噴淋頭130x而暴露至預(yù)處理過程。每一噴淋頭130單獨與相應(yīng)的試劑源140流體連通和耦接。因此，如圖1中所描繪的，噴淋頭130a與試劑源140a流體連通和耦接，且晶片120a位于噴淋頭130a下方以用于暴露于從試劑源140a轉(zhuǎn)移過來的化學(xué)試劑；噴淋頭130b與試劑源140b流體連通和耦接， 且晶片120b位于噴淋頭130a下方以用于暴露于從試劑源140b轉(zhuǎn)移過來的化學(xué)試劑；噴淋頭130c與試劑源140c流體連通和耦接，且晶片120c位于噴淋頭130c下方以用于暴露于從試劑源140c轉(zhuǎn)移過來的化學(xué)試劑；噴淋頭130d與試劑源140d流體連通和耦接，且晶片 120d位于噴淋頭130d下方以用于暴露于從試劑源140d轉(zhuǎn)移過來的化學(xué)試劑；噴淋頭130e 與試劑源140e流體連通和耦接，且晶片120e位于噴淋頭130e下方以用于暴露于從試劑源 140e轉(zhuǎn)移過來的化學(xué)試劑.在一個實施例中，如圖1中所描繪，氣相沉積系統(tǒng)100經(jīng)配置以在每一晶片 120a-120e上沉積兩個外延堆棧。然而，可使用較大直徑的可旋轉(zhuǎn)壓板110來提供額外的外延堆棧。在一些實例中，外延堆棧的每一層可獨立地含有砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合。第一外延堆?？尚纬捎跉庀喑练e系統(tǒng)100內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板110的第一半上的每一晶片120a-120e上，在一實例中，噴淋頭130a經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片120a上沉積犧牲層(例如，砷化鋁)，噴淋頭130b經(jīng)配置以使化學(xué)試劑 (例如，鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片120b上的犧牲層上沉積緩沖層(例如，砷化鎵)， 噴淋頭130c經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁、鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片120c上的緩沖層上沉積鈍化層(例如，砷化鋁鎵)，噴淋頭130d經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片120d上的鈍化層上沉積活性層(例如，砷化鎵)，且噴淋頭130e經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁、鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片120e上的活性層上沉積第二鈍化層(例如，砷化鋁鎵)?？赏ㄟ^在氣相沉積系統(tǒng)100內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板110的第二半上重復(fù)以上沉積順序而將第二外延堆棧形成于布置于晶片120a-120e上的第一外延堆棧上。圖2描繪如本文中的另一實施例中所描述的氣相沉積系統(tǒng)200，其含有在處理腔室102內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)鼓輪210上的襯底或晶片120a-120e。氣相沉積系統(tǒng)200還含有噴淋頭 230a-230e，這些噴淋頭230a_230e經(jīng)由質(zhì)量流量控制器(MFC) 204與試劑源240a_M0e流體連通且耦接。管道可延伸于噴淋頭230a-230e與MFC 204之間以及試劑源240與MFC 204 之間。噴淋頭230a-230e中的每一個單獨地與一特定的試劑源240流體連通且耦接。每一試劑源240可含有化學(xué)試劑的一個源或化學(xué)試劑的多個源?？尚D(zhuǎn)鼓輪210可經(jīng)旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動以將每一晶片120a-120e定位于單個噴淋頭230下方，同時多個噴淋頭230保持固定。圖2描繪五組多個晶片220a-220e，其相應(yīng)地定位于五組多個噴淋頭230a-230e下方且暴露至來自試劑源M0a-240e的化學(xué)試劑?？尚D(zhuǎn)鼓輪210可經(jīng)轉(zhuǎn)動以使得每一晶片定位于每一噴淋頭下方且在每一噴淋頭處順序地暴露至每一 CVD工藝的試劑。在一實施例中，如圖2中所描繪，氣相沉積系統(tǒng)200經(jīng)配置以在一晶片上沉積兩個外延堆棧。然而，可使用較大直徑的可旋轉(zhuǎn)鼓輪210來提供額外的外延堆棧。在一些實例中，外延堆棧的每一層可獨立地含有砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合。在一實例中，第一外延堆棧可形成于氣相沉積系統(tǒng)200內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)鼓輪210的第一半上的晶片上，其中噴淋頭230a經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片220a上沉積犧牲層(例如，砷化鋁)，噴淋頭230b經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如， 鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片220b上的犧牲層上沉積緩沖層(例如，砷化鎵)，噴淋頭 230c經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁、鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片220c上的緩沖層上沉積鈍化層(例如，砷化鋁鎵)，噴淋頭230d經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鎵及砷前驅(qū)物) 流動，同時在晶片220d上的鈍化層上沉積活性層(例如，砷化鎵)，且噴淋頭230e經(jīng)配置以使化學(xué)試劑(例如，鋁、鎵及砷前驅(qū)物)流動，同時在晶片220e上的活性層上沉積第二鈍化層(例如，砷化鋁鎵)?？赏ㄟ^在氣相沉積系統(tǒng)200內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)鼓輪210的第二半(圖 2中不可見的一側(cè))上重復(fù)以上沉積順序而將第二外延堆棧形成于布置于晶片上的第一外延堆棧上。圖3描繪如本文中的另一實施例中所描述的氣相沉積系統(tǒng)300，其含有在處理腔室302內(nèi)的軌道310上的襯底或晶片320。氣相沉積系統(tǒng)300還含有噴淋頭330a-330e，這些噴淋頭330a-330e經(jīng)由質(zhì)量流量控制器(MFC) 304與試劑源340a-340e流體連通且耦接。 管道可延伸于噴淋頭330a-330e與MFC 304之間以及試劑源340與MFC 304之間。噴淋頭 330a-330e中的每一個單獨地與一特定的試劑源340流體連通且耦接。每一試劑源340可含有化學(xué)試劑的一個源或化學(xué)試劑的多個源。晶片320可沿軌道310移動，且定位于單個噴淋頭330下方，同時該多個噴淋頭330a-330e保持固定。在一些實例中，氣相沉積系統(tǒng)100、200或300可用以沉積或以其它方式形成外延材料，以使得犧牲層(例如，砷化鋁或其合金)可具有約20nm或更小，諸如在約Inm至約 10nm、或在約4nm至6nm的范圍內(nèi)的厚度，外延膜可具有在約500nm到約3000nm、或在約IOOOnm到約2000nm、或在約1200nm 到1800nm的范圍內(nèi)的厚度。在一些實例中，外延膜可含有具有在約IOOnm至約500nm的范圍內(nèi)的厚度的砷化鎵緩沖層，具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度的砷化鋁鎵鈍化層，及具有約500nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度的砷化鎵活性層，及可選地，另一具有在 IOnm至50nm的范圍內(nèi)的厚度的砷化鋁鎵鈍化層。在一具體實例中，砷化鎵緩沖層可具有約 300nm的厚度，砷化鋁鎵鈍化層可具有約30nm的厚度，且砷化鎵活性層可具有約1，OOOnm的厚度。及可選的、第二砷化鋁鎵鈍化層可具有約30nm的厚度。在其它實例中，外延堆棧的每一層具有含有多個層的太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)。在一實例中，該太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)含有諸如砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合的材料。圖4Α描繪根據(jù)本文中所描述的實施例的ELO薄膜堆棧，諸如布置于晶片402上的外延堆棧420。在一實施例中，襯底400含有至少一個外延堆棧420，該外延堆棧420包括布置于犧牲層404上的外延膜418，犧牲層404布置于晶片402上。圖4Β圖示如另一實施例中所描述的含有多個外延堆棧420的襯底400，該多個外延堆棧420順序地布置于另一外延堆棧上且最好布置于晶片402上。該多個外延堆棧420可通過重復(fù)順序地沉積的犧牲層404及外延膜418的循環(huán)而順序地形成或沉積于彼此上。在一些實施例中，如本文中所描述，氣相沉積系統(tǒng)100、200及/或300可用以形成襯底400的外延堆棧420。外延膜418可至少含有砷化鎵的砷化鎵活性層410，但可含有多個其它層，包括緩沖層及鈍化層。如圖4Α至圖4Β中所描繪，外延膜418布置于犧牲層404上，且外延膜418 含有布置于犧牲層404上的緩沖層406、布置于緩沖層406上的鈍化層408、布置于鈍化層 408上的砷化鎵活性層410，及布置于砷化鎵活性層410上的鈍化層412(如本文中的實施例中所描述)。盡管圖4B描繪含有三個外延堆棧420的襯底400，但襯底400可具有多個外延堆棧420，諸如具有至少兩個外延堆棧420。在一些實例中，襯底400可含有三個、四個、五個、 六個、十個、十二個、二十個、三十個、五十個、一百個或更多外延堆棧420。在各種實施例中， ELO過程包括在蝕刻過程中移除犧牲層404，同時自晶片402或另一外延膜418剝離外延膜 418并在其間形成蝕刻裂隙直至自襯底400移除外延膜418為止。在一實施例中，每一外延膜418可一次一個膜地自襯底400移除，諸如自布置于晶片402上的最上面堆棧的外延堆棧420至最下面的外延堆棧420移除外延膜418。可替代地，可同時或大體上同時自襯底 400移除所有外延膜418。在一實施例中，提供襯底400上的薄膜堆棧，其包括布置于晶片402上的多個外延堆棧420，其中每一外延堆棧420含有沉積于犧牲層404上的外延膜418，如圖4A至圖4B 中所描繪。在許多實例中，晶片402含有砷化鎵或砷化鎵合金。在另一實施例中，襯底400 上的薄膜堆棧含有布置于砷化鎵晶片402上的多個外延堆棧420，其中每一外延堆棧420含有沉積于犧牲層404上的外延膜418。在另一實施例中，提供襯底400上的外延堆棧，其包括布置于晶片402上的第一犧牲層404、布置于第一犧牲層404上的第一外延膜418、布置于第一外延膜418上的第二犧牲層404，及布置于第二犧牲層404上的第二外延膜418。在另一實施例中，該外延堆棧還含有布置于第二外延膜418上的第三犧牲層404及布置于第三犧牲層404上的第三外延膜 418。圖4B描繪如本文中的一實例所描述的含有堆棧于彼此上的三個外延堆棧420的襯底400。這些實例提供可含有2個或2個以上外延堆棧420，諸如3個、4個、5個、6個、10 個、12個、20個、30個、50個、100個，或更多外延堆棧420的多個外延堆棧420。每一外延膜418可具有相同成分或具有不同成分。在一些實例中，每一外延膜418 可獨立地含有砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合。而且，每一外延膜418可具有多個層。在一實例中，每一外延膜418獨立地具有一含有砷化鎵的一層及含有砷化鋁鎵的另一層。每一外延膜418可具有在約500nm到約3000nm、或者在約IOOOnm到約2000nm、或在約1200nm到約1800nm的范圍內(nèi)的厚度，例如，1500nm。在其它實例中，每一外延膜418可獨立地含有緩沖層406、鈍化層408，及砷化鎵活性層410。在一些實例中，每一外延膜418還含有第二鈍化層412。在一個實例中，每一外延膜418可獨立地具有含有砷化鎵的緩沖層406，、含有砷化鋁鎵的鈍化層408和412及砷化鎵活性層410。.該砷化鎵緩沖層可具有在約IOOnm至約400nm的范圍內(nèi)的厚度，每一砷化鋁鎵鈍化層408和412可具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度，且該砷化鎵活性層 410可具有在約400nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度。在其它實例中，該砷化鎵緩沖層406 可具有約300nm的厚度，每一砷化鋁鎵鈍化層408和412可具有約30nm的厚度，且該砷化鎵活性層410可具有約1，OOOnm的厚度。在其它實例中，每一外延膜418具有含有多個層的太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)。在一實例中，該太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)含有諸如砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合的材料。在另一實施例中，每一犧牲層404可具有相同成分或具有不同成分。每一犧牲層 404可獨立地含有可被蝕刻劑(例如，HF)容易蝕刻的選擇性蝕刻材料，且所述蝕刻劑不能蝕刻或大體上蝕刻外延膜418的材料。包含在犧牲層404內(nèi)的示例性選擇性蝕刻材料包括砷化鋁、及其合金、其衍生物，或其組合。在一些實例中，每一犧牲層404可獨立地含有砷化鋁層，該砷化鋁層具有約20nm或更小的厚度，諸如在約Inm至約IOnm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約 4nm至約6nm的范圍內(nèi)。晶片402可含有多種材料(諸如III/IV族材料)或由多種材料(諸如III/IV族材料)形成，且可用其它元素?fù)诫s。在許多實施例中，晶片402含有砷化鎵、砷化鎵合金、η 型摻雜砷化鎵、P型摻雜砷化鎵，或其衍生物或由這些物質(zhì)制成。在另一實施例中，提供一種用于在襯底400上形成各種外延材料的薄膜堆棧的方法，其包括在晶片402上沉積多個外延堆棧420，其中每一外延堆棧420含有沉積于犧牲層 404上的外延膜418。該方法還提供在至少一個ELO過程期間，蝕刻犧牲層404，同時自襯底 400移除外延膜418。
在一些實例中，該方法提供在ELO蝕刻過程期間使第一外延膜418及第二外延膜 418同時與襯底400分離。在其它實例中，該蝕刻掉第一犧牲層404，同時移除第一外延膜 418在該ELO蝕刻過程期間蝕刻掉第二犧牲層404，同時移除第二外延膜418之后。在一些實施例中，該方法包括在晶片402上沉積第一外延堆棧420，其中該第一外延堆棧420含有沉積于晶片402上的第一犧牲層404及沉積于第一犧牲層404上的第一外延膜418 ；及在第一外延堆棧420上沉積額外的外延堆棧420，其中每一額外的外延堆棧 420含有沉積于犧牲層404上的一層外延膜418，且每一犧牲層404沉積于先前沉積的外延堆棧420的該層外延膜418上。在一些實施例中，多個襯底400可布置于處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或旋轉(zhuǎn)料架 (如圖1中所描繪)或可旋轉(zhuǎn)鼓輪(如圖2中所描繪)上，同時多個犧牲層404及外延膜 418沉積于這些襯底中的每一個上，從而形成多個外延堆棧420。在一實例中，襯底400可定位于第一噴淋頭下方以沉積犧牲層404，且襯底400隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以在該處理腔室內(nèi)沉積外延膜418。同時，將襯底400中的每一個定位于單個噴淋頭下方以沉積一下層(例如，犧牲層404)，且隨后使襯底400中的每一個旋轉(zhuǎn)并定位于另一噴淋頭下方以在該下層的上方或其上沉積一上層(例如，外延膜418)。如本文中的另一實施例中所描述，外延膜418中的多個層可沉積自處理腔室的不同區(qū)域，或沉積自處理腔室內(nèi)的不同噴淋頭(如圖3中所描繪)在一些實施例中，可在ELO蝕刻步驟期間將襯底400(包括犧牲層404)暴露至濕蝕刻溶液。該濕蝕刻溶液可含有氫氟酸，且還含有表面活性劑及/或緩沖劑。在某一實例中，犧牲層404可在濕蝕刻過程期間以約0. 3mm/hr或更大，優(yōu)選約lmm/hr或更大，且更優(yōu)選約5mm/hr或更大的速率加以蝕刻。在一替代實施例中，可在ELO蝕刻步驟期間將含有犧牲層404的襯底400暴露至電化學(xué)蝕刻。該電化學(xué)蝕刻可包括一偏壓過程或一電鍍過程。在另一替代實施例中，可在 ELO蝕刻步驟期間將犧牲層404暴露至氣相蝕刻。該氣相蝕刻包括將犧牲層404暴露至氟化氫蒸氣。本文中所描述的ELO過程可含有蝕刻過程或蝕刻步驟，諸如光化學(xué)蝕刻過程、熱增強蝕刻過程、等離子增強蝕刻過程、應(yīng)力增強蝕刻過程、及其衍生物，或其組合。在本文中所描述的另一實施例中，如圖5A至圖5B中所描繪，襯底500上的薄膜堆棧含有布置于彼此上方及晶片502上的多個外延堆棧520，其中每一外延堆棧520含有沉積于犧牲層504上的外延膜518。在一些實施例中，如本文中所描述的氣相沉積系統(tǒng)100、200 及/300可用以形成襯底500的外延堆棧520。在一替代實施例中，如圖5B中所描繪，保護(hù)層550圍繞布置于襯底500上的該多個外延堆棧520。保護(hù)層550阻止在ELO過程期間免于暴露至蝕刻劑溶液或蝕刻劑氣體。 保護(hù)層550的部分可經(jīng)移除以將每一外延堆棧520單獨地暴露至蝕刻劑溶液或氣體。因此， 可在ELO過程期間將每一犧牲層504單獨地暴露至蝕刻過程時，自襯底500單獨地移除每一外延膜518?？赏ㄟ^移除保護(hù)層550的包圍所需要的外延堆棧520的部分而自襯底500 選擇性地移除單個外延堆棧520或多個外延堆棧520。在一實例中，保護(hù)層550的與犧牲層 504接觸的部分經(jīng)移除以暴露犧牲層504，同時外延膜518保持由保護(hù)層550覆蓋。襯底500可通過在晶片502上順序地沉積犧牲層504及外延膜518的多個層而得以形成，且隨后，保護(hù)層550可形成或沉積于該多個外延堆棧520上?？勺酝庋佣褩?20以化學(xué)方式或物理方式移除保護(hù)層陽0。在一些實例中，可將保護(hù)層550暴露至蝕刻溶液或蝕刻氣體，同時自外延堆棧520移除保護(hù)層550。在其它實例中，可摩擦、刮擦、研磨、拋光、切削、剝離或以其它方式物理地移除或分離保護(hù)層陽0，同時暴露外延堆棧520。保護(hù)層550 可含有一層或多層的阻擋材料，諸如蠟、塑料、聚合物、低聚物、橡膠、氧化物、氮化物、氮氧化物，或其衍生物。在另一實施例中，提供襯底500上的外延堆棧，其包括布置于晶片502上的第一犧牲層504、布置于第一犧牲層504上的第一外延膜518、布置于第一外延膜518上的第二犧牲層504，及布置于第二犧牲層504上的第二外延膜518。在另一實施例中，該外延堆棧還含有布置于第二外延膜518上的第三犧牲層504及布置于第三犧牲層504上的第三外延膜 518。圖5描繪如本文中的一實例所描述的含有堆棧于彼此上的七個外延堆棧520的襯底500。這些實例提供了多個外延堆棧520，其可含有2個或2個以上外延堆棧520，諸如3 個、4個、5個、6個、10個、12個、20個、30個、50個、100個，或更多外延堆棧520。每一外延膜518可具有相同成分或具有不同成分。在一些實例中，每一外延膜518 可獨立地含有砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合。而且，每一外延膜518可具有多個層。在一實例中，每一外延膜518獨立地具有含有砷化鎵的一層及含有砷化鋁鎵的另一層。每一外延膜518可具有在約500nm到約3000nm、或者在約IOOOnm到約 2000nm、或在約1200nm到約1800nm的范圍內(nèi)的厚度，例如，1500nm。在其它實例中，每一外延膜518可獨立地含有砷化鎵緩沖層、砷化鋁鎵鈍化層，及砷化鎵活性層。在一些實例中，每一外延膜518還含有第二砷化鋁鎵鈍化層。在一個實例中，每一外延膜518可獨立地具有含有砷化鎵的緩沖層506、含有砷化鋁鎵的鈍化層508和 512及砷化鎵活性層510。.該砷化鎵緩沖層可具有在約IOOnm至約500nm的范圍內(nèi)的厚度，砷化鋁鎵鈍化層可具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度，且該砷化鎵活性層可具有在約500nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度。在其它實例中，該砷化鎵緩沖層可具有約300nm 的厚度，砷化鋁鎵鈍化層可具有約30nm的厚度，且該砷化鎵活性層可具有約1，OOOnm的厚度。在其它實例中，每一外延膜518具有含有多個層的太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)。在一實例中，該太陽能或光伏電池結(jié)構(gòu)含有諸如砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、及其合金、其衍生物，或其組合的材料。在另一實施例中，每一犧牲層505可具有相同成分或具有不同成分。每一犧牲層 504可獨立地含有可被蝕刻劑(例如，HF)容易蝕刻的選擇性蝕刻材料，且所述蝕刻劑不能蝕刻或大體上蝕刻外延膜518的材料。包含在犧牲層504內(nèi)的示例性選擇性蝕刻材料包括砷化鋁、及其合金、其衍生物，或其組合。在一些實例中，每一犧牲層504可獨立地含有砷化鋁層，該砷化鋁層具有約20nm或更小的厚度，諸如在約Inm至約IOnm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約 4nm至約6nm的范圍內(nèi)。晶片502可含有多種材料(諸如III/IV族材料)或由多種材料(諸如III/IV族材料)形成，且可用其它元素?fù)诫s。在許多實施例中，襯底或晶片502含有砷化鎵、砷化鎵合金、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵，或其衍生物或由這些物質(zhì)制成。
在另一實施例中，提供一種用于在襯底500上形成各種外延材料的薄膜堆棧的方法，其包括在晶片502上沉積多個外延堆棧520，其中每一外延堆棧520含有沉積于犧牲層 504上的外延膜518。該方法還提供在至少一個ELO過程期間，蝕刻犧牲層504，同時自襯底 500移除外延膜518。在一些實例中，該方法提供在ELO蝕刻過程期間使第一外延膜518及第二外延膜 518同時與襯底500分離。在其它實例中，該蝕刻掉第一犧牲層504，同時移除第一外延膜 518在該ELO蝕刻過程期間蝕刻掉第二犧牲層504，同時移除第二外延膜518之后。在一些實施例中，該方法包括在晶片502上沉積第一外延堆棧520，其中該第一外延堆棧520含有沉積于晶片502上的第一犧牲層504及沉積于第一犧牲層504上的第一外延膜518 ；及在第一外延堆棧520上沉積額外的外延堆棧520，其中每一額外的外延堆棧 520含有沉積于犧牲層504上的外延膜518，且每一犧牲層504沉積于先前沉積的外延堆棧 520的外延膜518上。在一些實施例中，多個襯底500可布置于處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或旋轉(zhuǎn)料架 (如圖1中所描繪)或可旋轉(zhuǎn)鼓輪(如圖2中所描繪)上，同時多個犧牲層504及外延膜 518沉積于這些襯底中的每一個上，從而形成多個外延堆棧520。在一實例中，襯底500可定位于第一噴淋頭下方以沉積犧牲層504，且襯底500隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以在該處理腔室內(nèi)沉積外延膜518。同時，將襯底500中的每一個定位于單個噴淋頭下方以沉積一下層(例如，犧牲層504)，且隨后使襯底500中的每一個旋轉(zhuǎn)并定位于另一噴淋頭下方以在該下層的上方或其上沉積一上層(例如，外延膜518)。如本文中的另一實施例中所描述，外延膜518中的多個層可沉積自處理腔室的不同區(qū)域，或沉積自處理腔室內(nèi)的不同噴淋頭(如圖3中所描繪)。在一些實施例中，可在ELO蝕刻步驟期間將犧牲層504或材料暴露至濕蝕刻溶液。 該濕蝕刻溶液可含有氫氟酸，且還含有表面活性劑及/或緩沖劑。在某一實例中，犧牲層 504或材料可在濕蝕刻過程期間以約0. 3mm/hr或更大，優(yōu)選約lmm/hr或更大，且更優(yōu)選約 5mm/hr或更大的速率加以蝕刻。在一替代實施例中，可在ELO蝕刻步驟期間將含有犧牲層504的襯底500暴露至電化學(xué)蝕刻。該電化學(xué)蝕刻可包括一偏壓過程或一電鍍過程。在另一替代實施例中，可在 ELO蝕刻步驟期間將犧牲層504暴露至氣相蝕刻。該氣相蝕刻包括將犧牲層504暴露至氟化氫蒸氣。本文中所描述的該ELO過程可含有蝕刻過程或蝕刻步驟，諸如光化學(xué)蝕刻過程、 熱增強蝕刻過程、等離子增強蝕刻過程、應(yīng)力增強蝕刻過程、及其衍生物，或其組合。盡管上述內(nèi)容針對本發(fā)明的實施例，但可在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計本發(fā)明的其它及更多實施例，且本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求來判定。
權(quán)利要求
1.一種布置于襯底表面上的薄膜堆棧，包含 第一犧牲層，其布置于襯底上；第一外延膜，其布置于所述第一犧牲層上； 第二犧牲層，其布置于所述第一外延膜上；及第二外延膜，其布置于所述第二犧牲層上。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜堆棧，還包含 第三犧牲層，其布置于所述第二外延膜上；及第三外延膜，其布置于所述第三犧牲層上。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜堆棧，其中所述襯底包含砷化鎵、其合金、其摻雜物或其衍生物。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜與所述第二外延膜具有相同的成分，且所述第一犧牲層與所述第二犧牲層具有相同的成分。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含一選自由以下各物組成的群組的材料砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物及其組合。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含一包含砷化鎵的層及包含砷化鋁鎵的另一層。
7.如權(quán)利要求5所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含砷化鎵緩沖層、砷化鋁鎵鈍化層及砷化鎵活性層。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜堆棧，其中所述砷化鎵緩沖層具有在約IOOnm至約500nm 的范圍內(nèi)的厚度，所述砷化鋁鎵鈍化層具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度，且所述砷化鎵活性層具有在約500nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度。
9.如權(quán)利要求7所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個還包含第二砷化鋁鎵鈍化層。
10.如權(quán)利要求1所述的薄膜堆棧，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含具有多個層的光伏電池結(jié)構(gòu)，且所述光伏電池結(jié)構(gòu)中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、P型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、P型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
11.如權(quán)利要求1所述的薄膜堆棧，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鋁、其合金、其衍生物及其組合。
12.如權(quán)利要求11所述的薄膜堆棧，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地具有約20nm或更小的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的薄膜堆棧，其中所述厚度在約Inm至約IOnm的范圍內(nèi)。
14.一種布置于襯底表面上的薄膜堆棧，包含 第一犧牲層，其布置于包含砷化鎵的襯底上； 第一外延膜，其布置于所述第一犧牲層上； 第二犧牲層，其布置于所述第一外延膜上； 第二外延膜，其布置于所述第二犧牲層上； 第三犧牲層，其布置于所述第二外延膜上；及第三外延膜，其布置于所述第三犧牲層上，其中所述第一外延膜、所述第二外延膜及所述第三外延膜中的每一個獨立地包含砷化鎵或砷化鎵合金，且所述第一犧牲層、所述第二犧牲層及所述第三犧牲層中的每一個獨立地包含砷化鋁或砷化鋁合金。
15.一種用于在襯底表面上形成薄膜堆棧的方法，包含 在襯底上沉積第一犧牲層；在所述第一犧牲層上沉積第一外延膜； 在所述第一外延膜上沉積第二犧牲層； 在所述第二犧牲層上沉積第二外延膜；及在外延剝離過程期間，通過蝕刻掉所述第二犧牲層，同時移除所述第二外延膜；及蝕刻掉所述第一犧牲層，同時移除所述第一外延膜， 來使所述第一外延膜及所述第二外延膜與所述襯底分離。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中使所述第一外延膜及所述第二外延膜同時與所述襯底分離。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中蝕刻掉所述第一犧牲層，同時移除所述第一外延膜在蝕刻掉所述第二犧牲層，同時移除所述第二外延膜之后。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，還包含 在所述第二外延膜上沉積第三犧牲層；及在所述外延剝離過程之前，在所述第三犧牲層上沉積第三外延膜。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述襯底包含砷化鎵、其合金、其摻雜物或其衍生物。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述襯底布置于處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或可旋轉(zhuǎn)鼓輪上。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中多個襯底布置于所述處理腔室內(nèi)的所述可旋轉(zhuǎn)壓板或所述可旋轉(zhuǎn)鼓輪上，且所述犧牲層及所述外延膜沉積于所述襯底中的每一個上。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，在所述處理腔室內(nèi)，所述襯底定位于第一噴淋頭下方以沉積所述第一犧牲層，且所述襯底隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以沉積所述第一外延膜。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中每一外延膜包含多個層，且每一層沉積自所述處理腔室內(nèi)的不同區(qū)域或不同噴淋頭。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中每一外延膜獨立地包含砷化鎵緩沖層、第一砷化鋁鎵鈍化層、砷化鎵活性層及第二砷化鋁鎵鈍化層。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含一包含砷化鎵的層及包含砷化鋁鎵的另一層。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物及其組合。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鋁、其合金、其衍生物及其組合。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地具有約20nm或更小的厚度。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述厚度在約Inm至約IOnm的范圍內(nèi)。
30.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述外延剝離過程期間將所述第一犧牲層及所述第二犧牲層暴露至濕蝕刻溶液。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述濕蝕刻溶液包含氫氟酸、表面活性劑，及緩沖劑。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層以約0.3mm/hr 或更大的速率加以蝕刻。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述速率為約lmm/hr或更大。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述速率為約5mm/hr或更大。
35.一種用于在襯底表面上形成外延膜堆棧的方法，包含 在處理腔室的第一沉積區(qū)域內(nèi)的襯底上形成第一犧牲層；在所述處理腔室的第二沉積區(qū)域內(nèi)的所述第一犧牲層上形成第一外延膜； 在所述處理腔室的所述第一沉積區(qū)域內(nèi)的所述第一外延膜上形成第二犧牲層； 在所述處理腔室的所述第二沉積區(qū)域內(nèi)的所述第二犧牲層上形成第二外延膜；及在外延剝離過程期間，通過蝕刻掉所述第二犧牲層，同時移除所述第二外延膜；及蝕刻掉所述第一犧牲層，同時移除所述第一外延膜， 來使所述第一外延膜及所述第二外延膜與所述襯底分離。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中使所述第一外延膜及所述第二外延膜同時與所述襯底分離。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其中蝕刻掉所述第一犧牲層，同時移除所述第一外延膜在蝕刻掉所述第二犧牲層，同時移除所述第二外延膜之后。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，還包含在所述處理腔室的所述第一沉積區(qū)域內(nèi)的所述第二外延膜上形成第三犧牲層；及在所述外延剝離過程之前，在所述處理腔室的所述第二沉積區(qū)域內(nèi)的所述第三犧牲層上形成第三外延膜。
39.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含一包含砷化鎵的層及包含砷化鋁鎵的另一層。
40.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個獨立地包含砷化鎵緩沖層、第一砷化鋁鎵鈍化層、砷化鎵活性層，及第二砷化鋁鎵鈍化層。
41.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一外延膜及所述第二外延膜中的每一個包含具有多個層的光伏電池結(jié)構(gòu)，且所述光伏電池結(jié)構(gòu)中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的至少兩種材料砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
42.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鋁、其合金、其衍生物，及其組合。
43.如權(quán)利要求40所述的方法，其中所述第一犧牲層及所述第二犧牲層中的每一個獨立地具有約20nm或更小的厚度。
44.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述襯底布置于所述處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或可旋轉(zhuǎn)鼓輪上。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中多個襯底布置于所述處理腔室內(nèi)的所述可旋轉(zhuǎn)壓板或所述可旋轉(zhuǎn)鼓輪上，且所述犧牲層及所述外延膜沉積于所述襯底中的每一個上。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，在所述處理腔室內(nèi)，所述襯底定位于第一噴淋頭下方以沉積所述第一犧牲層，且所述襯底隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以沉積所述第一外延膜。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其中每一外延膜包含多個層，且每一層沉積自所述處理腔室內(nèi)的不同區(qū)域或不同噴淋頭。
48.一種布置于襯底表面上的薄膜堆棧，包含在一包含砷化鎵的襯底上布置于彼此上的多個外延堆棧，其中每一外延堆棧包含布置于犧牲層上的外延膜。
49.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中3個或更多的外延堆棧包含在所述多個外延堆棧中。
50.如權(quán)利要求49所述的薄膜堆棧，其中所述多個外延堆棧含有至少約10個外延堆棧及高達(dá)約100個外延堆棧。
51.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中每一外延膜獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
52.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中每一外延膜獨立地包含一包含砷化鎵的層及包含砷化鋁鎵的另一層。
53.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中每一外延膜獨立地包含砷化鎵緩沖層、砷化鋁鎵鈍化層及砷化鎵活性層。
54.如權(quán)利要求53所述的薄膜堆棧，其中所述砷化鎵緩沖層具有在約IOOnm至約 500nm的范圍內(nèi)的厚度，所述砷化鋁鎵鈍化層具有在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)的厚度，且所述砷化鎵活性層具有在約500nm至約2，OOOnm的范圍內(nèi)的厚度。 如權(quán)利要求53所述的薄膜堆棧，其中每一外延膜還包括第二砷化鋁鎵鈍化層。
55.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中每一外延膜包含具有多個層的光伏電池結(jié)構(gòu)，且所述光伏電池結(jié)構(gòu)中的每一個包含選自由以下各物組成的群組的至少兩種材料砷化鎵、η型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、 磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
56.如權(quán)利要求48所述的薄膜堆棧，其中所述犧牲層中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鋁、其合金、其衍生物，及其組合。
57.如權(quán)利要求56所述的薄膜堆棧，其中所述犧牲層中的每一個獨立地具有約20nm或更小的厚度。
58.如權(quán)利要求57所述的薄膜堆棧，其中所述厚度在約Inm至約IOnm的范圍內(nèi)。
59.一種用于在處理腔室內(nèi)的襯底表面上形成外延膜堆棧的方法，包含通過在襯底上沉積第一犧牲層；及在所述第一犧牲層上沉積第一外延膜，來在所述襯底上形成第一外延堆棧；在所述襯底上且在所述第一外延堆棧之上形成額外的外延堆棧，其中每一額外的外延堆棧包含沉積于犧牲層上的外延膜，且每一犧牲層沉積于先前沉積的外延堆棧的外延膜上；及在外延剝離過程期間，蝕刻所述犧牲層，同時自所述襯底移除所述外延膜。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述襯底布置于所述處理腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)壓板或可旋轉(zhuǎn)鼓輪上。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中多個襯底布置于所述處理腔室內(nèi)的所述可旋轉(zhuǎn)壓板或所述可旋轉(zhuǎn)鼓輪上，且所述犧牲層及所述外延膜沉積于所述襯底中的每一個上。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，其中，在所述處理腔室內(nèi)，所述襯底定位于第一噴淋頭下方以沉積所述犧牲層，且所述襯底隨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)且定位于第二噴淋頭下方以沉積所述外延膜。
63.如權(quán)利要求60所述的方法，其中每一外延膜包含多個層，且每一層沉積自所述處理腔室內(nèi)的不同區(qū)域或不同噴淋頭。
64.如權(quán)利要求60所述的方法，其中每一外延膜獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
65.如權(quán)利要求60所述的方法，其中每一外延膜獨立地包含一包含砷化鎵的層及包含砷化鋁鎵的另一層。
66.如權(quán)利要求60所述的方法，其中每一外延膜獨立地包含砷化鎵緩沖層、砷化鋁鎵鈍化層及砷化鎵活性層。
67.如權(quán)利要求60所述的方法，其中每一外延膜包含具有多個層的光伏電池結(jié)構(gòu)，且所述光伏電池結(jié)構(gòu)中的每一個包含選自由以下各物組成的群組的至少兩種材料砷化鎵、η 型摻雜砷化鎵、ρ型摻雜砷化鎵、砷化鋁鎵、η型摻雜砷化鋁鎵、ρ型摻雜砷化鋁鎵、磷化銦鎵、其合金、其衍生物，及其組合。
68.如權(quán)利要求60所述的方法，其中3個或更多的外延堆棧包含在所述多個外延堆棧中。
69.如權(quán)利要求66所述的方法，其中6個或更多的外延堆棧包含在所述多個外延堆棧中。
70.如權(quán)利要求67所述的方法，其中所述多個外延堆棧含有至少約10個外延堆棧及高達(dá)約100個外延堆棧。
71.如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述犧牲層中的每一個獨立地包含選自由以下各物組成的群組的材料砷化鋁、其合金、其衍生物及其組合。
72.如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述襯底包含砷化鎵、其合金、其摻雜物或其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供一種含有布置于襯底上的多個磊晶堆棧的薄膜堆棧，及一種用于形成此薄膜堆棧的方法。在一實施例中，該外延堆棧含有布置于該襯底上的第一犧牲層、布置于該第一犧牲層上的第一外延膜、布置于該第一外延膜上的第二犧牲層，及布置于該第二犧牲層上的第二外延膜。該薄膜堆?？蛇M(jìn)一步含有布置于犧牲層上的額外的外延膜。通常，所述外延膜含有砷化鎵合金，且所述犧牲層含有砷化鋁合金。方法提供通過在外延剝離(ELO)過程期間蝕刻掉所述犧牲層而自該襯底移除所述外延膜。所述外延膜可用作光伏電池、激光二極管，或其它器件或材料。
文檔編號H01L21/306GK102301450SQ200980155968
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者何甘, 安德瑞斯·海吉杜斯 申請人:奧塔裝置公司