產(chǎn)生具有至少一個(gè)功能層的復(fù)合體或另外產(chǎn)生電子或光電組件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生具有至少一個(gè)功能層的復(fù)合體或者另外用于產(chǎn)生根據(jù)權(quán)利要求I的前序的電子或光電組件的方法，以及還涉及將采用該方式產(chǎn)生的復(fù)合體用于產(chǎn)生根據(jù)權(quán)利要求9的電子或光電組件的使用。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中已知各種各樣的方法用于產(chǎn)生電子或光電組件。作為不例，金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法被廣泛地用于產(chǎn)生發(fā)光二極管(LED)或激光二極管。在基于氮化鎵(GaN)的層結(jié)構(gòu)的情況中，用于MOCVD方法的過程溫度典型地在100tC以上。這里使用的襯底主要是藍(lán)寶石，以及還有硅和碳化硅。在異質(zhì)襯底(異質(zhì)外延)上基于GaN的層的生長(zhǎng)預(yù)先假定襯底在高溫下清潔，以及在后跟實(shí)際的層結(jié)構(gòu)(LED或晶體管)之前后跟結(jié)合或成核層。這些步驟對(duì)于層的定性和可再現(xiàn)的生長(zhǎng)是必需的，以及占用方法的整個(gè)持續(xù)時(shí)間的大約20-30%。為了使襯底不被從在高溫下在襯底的清潔期間之前過程涂覆的意外伴隨的反應(yīng)器的排氣材料寄生涂敷，在襯底加載到MOCVD設(shè)備的過程室中之前必要的純化要求必須被滿足。在目前的現(xiàn)有技術(shù)中，這通過用清潔的反應(yīng)器裝置替換涂覆裝置或通過加熱到適合于清潔反應(yīng)器裝置的溫度來進(jìn)行。
[0003]作為示例，公開的說明書DE19715572A1描述了用于產(chǎn)生由單晶硅制成的襯底上的結(jié)構(gòu)InxAlyGaityN(0 < x,0 < y,x+y < I)的類型II1-V族氮化物化合物半導(dǎo)體的外延層的方法。該方法包括在其中區(qū)域結(jié)構(gòu)在由單晶硅制成的襯底的表面上產(chǎn)生的過程步驟。硅表面暴露在區(qū)域中和所述區(qū)域的邊緣由掩膜材料包圍。只在硅表面上的區(qū)域中的氮化物化合物半導(dǎo)體的外延生長(zhǎng)產(chǎn)生局部島，在所述局部島的邊緣處由晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)變能夠被降級(jí)。最終，組件在區(qū)域中或上產(chǎn)生。
[0004]歐洲專利申請(qǐng)EP1816672A1提出了一種用于產(chǎn)生半導(dǎo)體材料的無應(yīng)力和無裂縫沉積的襯底的方法，其中提供由半導(dǎo)體材料制成的襯底，由第二半導(dǎo)體材料層制成的層被施加到該襯底以用于產(chǎn)生半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，光氣離子注入到半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)中以用于產(chǎn)生半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)內(nèi)的包括腔的層，這些腔通過一定種類外來原子穩(wěn)定以及至少一個(gè)外延層被施加到半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)。以這種方式，有可能避免在大于或等于100tC的溫度下通過關(guān)聯(lián)的高溫過程(例如M0CVD)沉積的層的斷裂。
[0005]此外，公開的說明書DE3136515A1公開了一種用于通過由磁控管形成的等離子體源來使元件霧化的方法，其中，等離子體在所述源的兩個(gè)面之間產(chǎn)生(其形成靜電場(chǎng))，以及與等離子體相鄰安裝的發(fā)生器陽(yáng)極相對(duì)于要被霧化的元件來噴射等離子體。已描述各種可能的應(yīng)用，例如不同的導(dǎo)電性的襯底的選擇涂覆、襯底的清潔、離子薄化、昂貴或危險(xiǎn)的涂覆材料的回收、加熱源中具有小損耗的加熱、通過活性離子的霧化、敏化或電荷中和以及活性氣體的栗送。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，特別地，本發(fā)明的目的是提供一種方法，其在提供過程條件和/或過程裝置的復(fù)雜性方面具有改進(jìn)。
[0007]本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生具有至少一個(gè)功能層的復(fù)合體或者另外用于產(chǎn)生電子或光電組件的方法，所述復(fù)合體采用層結(jié)構(gòu)的形式并包括:
[0008]-至少一個(gè)襯底，所述至少一個(gè)襯底采用板的形式并且具有至少一個(gè)平坦的襯底表面，以及
[0009]-至少一個(gè)基本上多晶或至少一個(gè)基本上單晶層，其包括至少一個(gè)化合物半導(dǎo)體、陶瓷材料或金屬硬材料。
[0010]在本文中，“功能層”要理解為特別地意指適合于由于電或光性質(zhì)在電或光應(yīng)用方面執(zhí)行特定功能的層。
[0011]術(shù)語(yǔ)“電子或光電組件”要理解為特別地意指光伏組件(例如太陽(yáng)能電池)、功率電子設(shè)備中使用的組件(例如功率晶體管(IGBT)、晶閘管等)、射頻技術(shù)中使用的組件(例如HEMT(高電子迀移率場(chǎng)效晶體管)以及發(fā)光和激光二極管)。
[0012]在本文中，“基本上”要理解為特別地意指多于50%的部分。特別地，100%的部分也應(yīng)該被包括。
[0013]該方法包括以下步驟:
[0014]-將所述平坦的襯底表面的至少一部分加熱到至少100°C以及至多550°C的溫度；
[0015]-通過供應(yīng)來自第一材料源的氫和對(duì)所述氫特別產(chǎn)生的等離子體來清潔所述襯底表面；
[0016]-通過施加來自所述第一材料源或第二材料源的碳、氮或氧和對(duì)所述碳、氮或氧特別產(chǎn)生的等離子體來終止所述襯底表面;以及
[0017]-通過將來自所述第一材料源和所述第二材料源的所述化合物半導(dǎo)體的、所述陶瓷材料的或所述金屬硬材料的材料組分供應(yīng)到所述至少一個(gè)平坦的襯底表面來生長(zhǎng)所述至少一個(gè)層。
[0018]在本文中，術(shù)語(yǔ)“化合物半導(dǎo)體”意在特別地包括具有半導(dǎo)體性質(zhì)的化合物，所述化合物通過以下形成:
[0019]-元素周期表(PTE)的主族II的元素與主族VI的元素的化合物，
[0020]-主族III的元素與主族V的元素的化合物，
[0021]-主族III的元素與主族VI的元素的化合物，
[0022]-主族I的元素與主族III的元素和主族VI的元素的化合物，
[0023]-主族III的元素與主族VI的元素的化合物，以及
[0024]-PTE的主族IV的不同元素的化合物。
[0025]在本文中，“金屬硬材料”要理解為特別地意指具有超過1000VH的維氏硬度和/或超過9.0的莫氏硬度的層，所述層具有金屬鍵的主要部分。這樣的金屬硬材料的一個(gè)示例是氮化鈦(TiN)。在本文中，術(shù)語(yǔ)“陶瓷材料”意在特別地包括非氧化陶瓷材料。這樣的陶瓷材料的示例是氮化硅(Si3N4)和碳化硼(B4C)。
[0026]在本文中，“終止襯底表面”要理解為特別地意指最上面達(dá)襯底表面的五個(gè)單層的襯底的變形。
[0027]通過施加氮(氮化)襯底表面的終止可以基本上用氮來實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦，或用氮化合物來實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦。
[0028]通過施加氧(氧化)襯底表面的終止可以基本上用氧來實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦，或用氧化合物來實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦。
[0029]通過施加碳(碳化)襯底表面的終止可以基本上用碳實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦，或者用碳化合物實(shí)現(xiàn)，有或沒有部分氬和/或氦。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，采用板形式的襯底可以具有單晶形式且可以包括例如，藍(lán)寶石、硅、鋁酸鋰、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵、鍺或二硼化鋯。在另一個(gè)實(shí)施例中，襯底也可以具有多晶的或無定形的形式和可以包括例如，玻璃、多晶硅、膜、塑料、紙、陶瓷的和金屬的晶片例如媽-銅。
[0031]在所述方法中，處理溫度相對(duì)于已知的現(xiàn)有技術(shù)已大大減少。因此，能夠縮短產(chǎn)生復(fù)合體的處理時(shí)間，并減少所需的能量和成本的開支。此外，產(chǎn)生期間產(chǎn)生的熱應(yīng)力能夠由于與現(xiàn)有技術(shù)相比較較低的溫度而減少，以及因此復(fù)合體的質(zhì)量和耐久性能夠增加。
[0032]特別有利的是，如果包括化合物半導(dǎo)體的至少一個(gè)層是基本上多晶的，將平坦的襯底表面的一部分加熱到至少100°C和至多300°C的溫度。相比之下，有利的是，如果包括化合物半導(dǎo)體的至少一個(gè)層具有基本上單晶形式，將平坦的襯底表面的一部分加熱到至少100 °C和至多550 °C的溫度。
[0033]在方法的有利配置中，所述化合物半導(dǎo)體的、所述陶瓷材料的或所述金屬硬材料的所述組分通過濺射、等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積PECVD或通過至少一個(gè)離子炮來供應(yīng)。因此，包括至少一個(gè)化合物半導(dǎo)體的至少一個(gè)層可以采用可靠的和可再現(xiàn)的方式來產(chǎn)生。在本文中，“離子炮”要理解為特別地意指一種裝置，其中材料通過加速電壓來直接離子化和加速。
[0034]從材料源供應(yīng)的材料可以存在為基本上采用單純形式的固體、處于金屬-有機(jī)的形式或?yàn)楹辖?，所述材料可以通過載氣以蒸發(fā)的、濺射的或加熱的形式來引入。該材料還可以存在為氣體或氣體化合物，所述材料可通過載氣以加熱的形式來引入。該材料可以此外存在為液體化合物，處于金屬-有機(jī)的形式或?yàn)楹辖?，所述材料可以通過載氣以蒸發(fā)的、濺射的或加熱的形式來引入。
[0035]特別有利的是，所述化合物半導(dǎo)體的、所述陶瓷材料的或所述金屬硬材料的所述組分通過條形源設(shè)備來供應(yīng)。作為示例，該條形源可以
[0036]-包括條形元件，對(duì)于供應(yīng)化合物半導(dǎo)體的、陶瓷材料的或者金屬硬材料的組分所需的所有源材料一起被傳導(dǎo)通過所