エピタキシャルリフトオフ積層体及び方法
本発明の実施例は、概して、エピタキシャルリフトオフ(ELO)薄膜及びデバイス及びこのような薄膜及びデバイスを形成するために使用される方法に関する。ELO薄膜は、概して、ウェハといった基板に又はその上方に配置される犠牲層に形成される層に対してエピタキシャルに成長する。エピタキシャル材料の基板とは反対側に支持ハンドルを配置し得る。支持ハンドルを使用して、エピタキシャル材料を圧縮状態にすることによって、エピタキシャル材料を安定化し得る。さらに、支持ハンドルを使用して、ELOプロセスのエッチング及び除去ステップの際にエピタキシャル材料を把持且つ保持し得る。様々な実施例では、支持ハンドルが、予湾曲したハンドル、複数層のハンドル、不均一ワックスハンドル、及びユニバーサルに又は一方向に収縮してエピタキシャルを圧縮状態にする2つの収縮誘起ハンドルを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施例は、概して、ソーラー半導体、及び電子デバイスに関し、特に、エピタキシャルリフトオフ(ELO)及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
デバイスの製造における1つの段階は、ソーラーデバイス、半導体デバイス、又は他の電子デバイスとして使用される薄膜のハンドリング及びパッキングを含んでいる。このような薄膜デバイスは、ウェハ又は他の基板上に材料を配置するための及びそれらから除去するための様々なプロセスを使用することによって作製し得る。薄膜デバイスを作製するための1つの珍しい方法は、エピタキシャルリフトオフ(ELO)プロセスとして知られている。ELOプロセスは、成長基板上の犠牲層へのエピタキシャル層又は薄膜の配置、そして、犠牲層をエッチングしてエピタキシャル層の成長基板からの分離を有する。除去された薄いエピタキシャル層は、ELOフィルム又は層として知られており、ソーラーデバイス、半導体デバイス、又は他の電子デバイスとして使用される薄膜を有する。
【0003】
ELOフィルムは非常に脆く且つ小さな寸法のため、薄いELOフィルムは、基板に接着する場合又はパッケージングする際に取り扱い且つ処理するのが非常に難しい。ELOフィルムは、非常に小さな力によって割れてしまう。また、ELOフィルムは、その極端に小さな寸法のために並べるのが非常に難しい。
【0004】
犠牲層は、一般に非常に薄く、通常湿式化学的プロセスを介してエッチングされる。エッチング面への反応物の分配又は露出を無くすことでプロセス全体の速さを制限することができ、エッチング面からの生成物の除去が少なくなる。このようなプロセスは、拡散限界プロセスであり、フィルムが配置形状を保持されるならば、非常に狭く且つ長い開口部が形成して、プロセスの速さ全体を大幅に制限するであろう。拡散プロセスの輸送上の制約を低下させるために、エッチング又は除去された犠牲層によって形成される得られるギャップを開き、成長基板から離れるようエピタキシャル層を曲げるのが有益である。クレビスがエピタキシャル層と成長基板との間に形成される−そのような形状は、エッチング面に向かう又はそこから離れる種の輸送がより大きくなる。反応物は、エッチング面に向けて移動する一方、生成物は一般にエッチング面から離れる。
【0005】
しかしながら、エピタキシャル層の曲げは、その中に応力を誘起し、フィルムの強度によって曲げ量が制限される。エピタキシャル層は、通常、脆い材料を含んでおり、破断の前に塑性変形せず、破断につながるクラックが発生する。
【0006】
クラックの伝播の可能性を最小限にするために、脆いエピタキシャル層を圧縮応力下で保持し得る。クラックは、通常、残留圧縮応力の領域を通って伝播しない。エピタキシャル層はクレビスの湾曲部の外側にあるため、エピタキシャル層は、成長基板から離すようエピタキシャル層を曲げる際に引張応力下に置かれる。引張応力が、クレビスの湾曲量を制限し、エッチングプロセスの速さを低下させる。このような制限を克服するために、犠牲層をエッチングする前に残留圧縮応力をエピタキシャル層の中に導入し得る。このような初期の圧縮応力を、曲げによって引き起こされる引張応力によってオフセットすることができ、これにより、分離プロセスの際により多くの曲げが可能となる。
【0007】
このため、ELO薄膜を形成、除去、及び操作する方法とともに、より強固なELO薄膜の必要性を有する。
【発明の概要】
【0008】
本発明の実施例は、概して、エピタキシャルリフトオフ(ELO)薄膜及びデバイス及びこのような薄膜及びデバイスを形成するのに使用する方法に関する。ELO薄膜は、概して、ウェハーといった基板に又はその上方に形成される犠牲層の上に形成されるエピタキシャル成長する層を含んでいる。基板に対してエピタキシャル材料の両側に支持材料又は支持ハンドルを配置し得る。支持ハンドルを使用してエピタキシャル材料に圧縮状態を与えることによって、エピタキシャル材料を安定化し得る。さらに、支持ハンドルを使用して、ELOプロセスのエッチング及び除去のステップの際にエピタキシャル材料を把持又は保持し得る。様々な実施例では、支持材料又は支持ハンドルが、予湾曲したハンドル、複数層のハンドル、不均一のワックスハンドル、及びエピタキシャル材料に圧縮状態を与えるようユニバーサルに又は一方向に収縮する収縮を起こす2つのハンドルを含んでいる。
【0009】
一実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、基板に又はその上方に配置された犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料の上に、複数層の支持ハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、エッチングプロセスの際にエピタキシャル材料に圧縮状態を保持するステップとを有する。この方法は、さらに、複数層の支持ハンドルが、エピタキシャル材料に又はその上方に配置され又は接着された硬い支持層と、硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを有する。
【0010】
一実施例では、複数層の支持ハンドルが、エピタキシャル材料の上方に配置された硬い支持層と、硬い支持層の上方に配置された軟らかい支持層と、軟らかい支持層の上方に配置されたハンドルプレートとを含んでいる。複数層の支持ハンドルが配置されており、エピタキシャル材料の圧縮状態を保持する。ある実施例では、硬い支持層が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、硬い支持層が、エチレン/ビニルアセテート(EVA)コポリマー又はその誘導体といったコポリマーを含んでいる。他の実施例では、硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機材料、有機コーティング、無機材料、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、無機材料が、金属層及び/又は誘電層といった複数の無機層を含んでいる。別の実施例では、硬い支持層が、複合材料又は有機/無機材料といったパターン形成複合材料を含んでいる。複合材料は、少なくとも1の有機材料及び少なくとも1の無機材料を含んでいる。ある実施例では、無機材料は金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含んでいる。別の実施例では、硬い支持層が、ブラックワックスといったワックス又はその誘導体を含んでいる。
【0011】
他の実施例では、軟らかい支持層が、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体といったエラストマーを含んでいる。代替的に、軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。軟らかい支持層はモノマーを含んでいる。軟らかい支持層は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含んでいる。別の実施例では、軟らかい支持層が、メンブレンの中に含まれる液体又は流体を含んでいる。代替的には、軟らかい支持層が、メンブレンの中に含まれる気体を含んでいる。このメンブレンは、ゴム、発泡体、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。一実施例では、このメンブレンは、ゴムのバルーン又はラテックスのバルーンである。
【0012】
別の実施例では、ハンドルプレートが、プラスチック材料、ポリマー材料、オリゴマー材料、それらの誘導体、それらの混合物、又はそれらの組み合わせで作製され又はそれらを含んでいる。一実施例では、ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。ハンドルプレートは、約23.4μmといった約50.8μm乃至127.0μmの範囲内の厚さを有する。
【0013】
一実施例では、本方法が、基板からエピタキシャル材料を除去するステップと、支持基板をエピタキシャル材料の露出面に付けるステップとを有する。支持基板は、接着剤によってエピタキシャル材料の露出面に接着されることで、それらの間に接着層を形成する。一実施例では、接着剤は、光学接着剤及び/又は(例えば、紫外線暴露によって硬化する)UV硬化剤である。ある実施例では、接着剤が、メルカプトエステル化合物を含んでいる。他の実施例では、接着剤がさらに、フタル酸ブチルオクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。
【0014】
別の実施例では、エピタキシャル材料の第1の面に又はその上方に配置され支持基板と、エピタキシャル材料の他の面に又はその上方に配置された支持ハンドルとを含むELO薄膜積層体といった薄膜材料が提供される。接着層が、エピタキシャル材料と支持基板との間に配置されている。一実施例では、支持ハンドルが、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された硬い支持層と、硬い支持層に又はその上方に配置された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に又はその上方に配置されたハンドルプレートとを含む複数層の支持ハンドルである。
【0015】
別の実施例では、基板上に配置された犠牲層と、犠牲層又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された平らな予湾曲した支持材料又はハンドルとを有するELO薄膜積層体が提供される。平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、エピタキシャル材料が圧縮状態にある。平らな予湾曲した支持ハンドルは、単層又は複数層を含んでいる。平らな予湾曲した支持ハンドルは、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。ある実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルがワックスを含んでいる。他の実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルが、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルが、ポリオレフィン又はその誘導体を含んでいる。
【0016】
ある実施例では、平らな予湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層及び第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具える。例えば、第2の層は、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含む。他の実施例では、平らな予湾曲した支持材料が、少なくとも3つの層を含んでいる。第3の層は、ワックスを含んでおり、第2の層に又はその上方に配置されている。ある実施例では、第3の層が、別のポリマー(例えば、ポリエチレン又はその誘導体)を含んでおり、第2の層に又はその上方に配置されている。他の実施例では、接着剤が、平らな予湾曲した支持ハンドルとエピタキシャル材料との間に配置されている。
【0017】
他の実施例では、ELOプロセスの際にELO薄膜積層体といった薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料又はその上方に、平らな予湾曲した支持材料又はハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げて実質的な曲率を与えるステップと、を有する方法が提供されている。平らな支持ハンドルは引張状態下にあって、エピタキシャル材料を圧縮状態下にする。湾曲した支持材料を平らにすることによって、平らな支持ハンドルを形成し得る。
【0018】
別の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置されたユニバーサルに収縮可能な支持ハンドルとを有するELO薄膜積層体が提供されており、支持ハンドルがユニバーサルに収縮可能な材料を含んでおり、収縮する際に、支持ハンドルが引張状態になる一方、エピタキシャル材料が圧縮状態になる。一実施例では、ユニバーサルに収縮可能な材料がアモルファス材料を含んでいる。アモルファス材料は、ユニバーサルな収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。ユニバーサルな収縮性材料は、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、そられの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる。ある実施例では、ユニバーサルな収縮性支持ハンドルが熱収縮ポリマーを含んでいる。
【0019】
別の実施例では、ELOプロセスの際にELO薄膜積層体を形成するための方法であって、基板の又はその上方の犠牲層に又はのそ上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料に又はその上方に、ユニバーサルに収縮可能な支持ハンドルを接着するステップであって、支持ハンドルがユニバーサルに収縮可能な材料を有するステップと、支持ハンドルを収縮させて、ユニバーサルな収縮プロセスの際に、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、実質的な曲率を有するよう支持ハンドルを曲げるステップとを有する方法が提供される。ユニバーサルな支持ハンドルは、単層又は複数層を含んでいる。
【0020】
別の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された一方向に収縮可能な支持ハンドルとを有する薄膜積層材料が提供される。一方向収縮可能な支持ハンドルは、収縮性材料及び収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を含んでいる。収縮性材料は、強化繊維の接線方向に一方向に収縮して、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にする。
【0021】
強化繊維が、高強度高分子繊維である。一実施例では、強化繊維が、ポリエチレン又はその誘導体を含んでいる。ある実施例では、強化繊維が、繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有する。一般に、強化繊維は、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有する。
【0022】
他の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料の上に、一方向に収縮可能な支持ハンドルを接着するステップであって、支持ハンドルが、収縮性材料及び収縮性材料にわたって一方向に延在する強化繊維を含むステップと、強化繊維の接線方向に支持ハンドルを収縮させて、一方向収縮プロセスの際に、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップとを有する方法が提供される。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう支持ハンドルを曲げるステップとを有する。
【0023】
他の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された不均一支持ハンドルとを有し、不均一支持ハンドルが厚さが変動するワックス膜を含む薄膜積層材料が提供される。
【0024】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料に又はその上方に、不均一支持ハンドルを接着するステップとを有しており、不均一支持ハンドルが厚さが変動するワックス膜を含む方法が提供される。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、不均一支持ハンドルを曲げてエッチングプロセスの際にエピタキシャル材料を圧縮状態にするステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
本発明の上述の態様を詳細に理解し得るように、上記のように要約された本発明の特定の説明が実施例を参照することによってなされ、それらのいくつかは、添付図面によって示されている。しかしながら、添付図面は、本発明の単なる典型例を示しており、その範囲を限定するものではなく、本発明は他の同様に効果的な実施例を含め得ることに留意されたい。
【0026】
【図1】図1は、ここで説明する実施例に係る、ウエハー上のELO薄膜積層体を示す。
【図2A】図2Aは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを示す。
【図2B】図2Bは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図2C】図2Cは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図2D】図2Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後の予湾曲された支持ハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図3A】図3Aは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3B】図3Bは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3C】図3Cは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3D】図3Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後のユニバーサル収縮可能な支持ハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図4A】図4Aは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4B】図4Bは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4C】図4Cは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4D】図4Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後の一方向収縮可能なハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図5A】図5Aは、ここで説明する他の実施例に係る、薄膜積層体に又はその上方に配置された不均一ワックス支持ハンドルを示す。
【図5B】図5Bは、ここで説明する他の実施例に係る、薄膜積層体に又はその上方に配置された不均一ワックス支持ハンドルを示す。
【図6A】図6Aは、ここで説明する別の実施例に係る、基板上の薄膜積層体の上方に配置された複数層の支持ハンドルを示す。
【図6B】図6Bは、ここで説明する別の実施例に係る、複数層の支持ハンドル及び支持基板に配置された薄膜積層体を示す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図1は、一実施例で説明するように、ウェハ102に配置されたELO薄膜積層体150を含む基板100を示す。ELO薄膜積層体150は、ウェハ102に又はその上方に配置された犠牲層104、犠牲層104に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料106、及びエピタキシャル材料106に又はその上方に配置された支持ハンドル108を有する。様々な実施例では、支持ハンドル108が引張状態下にある一方、エピタキシャル材料106が圧縮状態下にある。ELOプロセスは、エッチングプロセスの際に犠牲層104を除去するステップと、ウェハ102からエピタキシャル材料106を剥離させつつそれらの間にエッチング間隙を形成するステップと、エピタキシャル材料106及び支持ハンドル108をウェハ102から除去するステップとを有する。犠牲層104は、概して、アルミニウムヒ素を含んでいる。
【0028】
ウェハ102は、3/5族の材料といった様々な材料を含めることができ又はそれらで形成することができ、他の元素をドーピングし得る。一実施例では、ウェハ106が、ガリウムヒ素又はその誘導体を含んでいる。ガリウムヒ素のウェハは、約5.73×10−6℃−1の熱膨張係数を有する。様々な実施例では、支持ハンドル108が、(例えば、ワックス又はポリマーといった)高い熱膨張係数を有する材料を含んでいる。
【0029】
支持ハンドル108は、単層材料又は複数層とすることができる。様々な実施例では、支持ハンドル108は、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成される平らで予湾曲される(pre−curved)支持ハンドルである。別の実施例では、支持ハンドル108は、熱収縮プラスチックといった収縮性材料を含んでいる。代替的な実施例では、支持ハンドル108が、収縮性材料全体を一方向に延びた強化繊維を有する収縮性材料を含め得る。別の実施例では、支持ハンドル108が、基板100にわたって変動する又は一様でない厚さを有するワックス膜を含め得る。別の実施例では、支持ハンドル108は、複数層のハンドルとすることができる。
【0030】
予湾曲されたハンドル
図2A−2Dは、ELOプロセスの様々な態様における又はELO薄膜積層体内の、一実施例で示す予湾曲した支持材料又はハンドルを示す。図2Aは、予湾曲した支持ハンドル202といった、予湾曲した支持材料を示す。予湾曲した支持ハンドル202は、上面211及び下面213を有している。一実施例では、エピタキシャル材料204といった基板200への接着又は付着に先立って、予湾曲した支持ハンドル202を平らに又は真っ直ぐにし得る。代替的に、予湾曲した支持ハンドル202を、基板200への接着又は付着の際に平らに又は真っ直ぐにし得る。平らに又は真っ直ぐにすると、予湾曲した支持ハンドル202は引張状態になり、基板200に接着又は付着する際に下層(例えば、エピタキシャル材料204)に圧縮を発生させるよう使用する。
【0031】
図2Bは、一実施例で説明するように、ウェハ208に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体250を含む基板200を示す。ELO薄膜積層体250は、ウェハ208に又はその上方に配置された犠牲層206、犠牲層206に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料204、及びエピタキシャル材料204に又はその上方に配置された支持ハンドル202を有する。エッチングプロセスの際に、平らな、予湾曲した支持ハンドル202が、図2Cに示すように、上面211に向かって曲がる。予湾曲した支持ハンドル202は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有し得る。
【0032】
ある実施例では、予湾曲した支持ハンドル202が、ワックスの第1の層及び第1の層に又はその上方に配置されたポリマーの第2の層といった、複数層を含んでいる。例えば、第2の層は、MYLAR(登録商標)ポリマーフィルムといったポリエチレンテレフタレートを含み得る。他の例では、予湾曲した支持ハンドル202が、少なくとも3層を含んでいる。第3の層を、第2の層に又はその上方に配置し得る。ある実施例では、第3の層が、第2の層に又はその上方に配置された別のポリマー(例えば、ポリエチレン又はその誘導体)又はワックスを含んでいる。
【0033】
図2Bは、平らにした後の予湾曲した支持ハンドル202を含む基板200を示す。平らな予湾曲した支持ハンドル202を、犠牲層206に又はその上方に配置し得るエピタキシャル204に又はその上方に配置し得る。犠牲層206をウェハ208に又はその上方に配置し得る。
【0034】
ある実施例では、接着剤(図示せず)を予湾曲した支持ハンドル202とエピタキシャル204との間に配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0035】
ある実施例では、犠牲層206が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層206が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層206は、約20nm以下、好適には、約1nm乃至約10nmの範囲内、より好適には、約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハ208は、ウェハ又は基板とすることができ、通常、ガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金又は他の誘導体を含んでおり、及びn型にドーピング又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハ208が、n型にドーピングされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハ208が、p型にドーピングされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0036】
ある実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料204が、1層を含み得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0037】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の1,000nmといった厚さを有する。ある実施例では、エピタキシャル材料204が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有する。
【0038】
他の実施例では、エピタキシャル材料204が、複数層を含むセル構造を有する。セル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。
【0039】
図2Cは、実施例で説明するように、犠牲層206をエッチングして、予湾曲した支持ハンドル202及びエピタキシャル材料がELOエッチングプロセスの際にウェハ208から剥離する際の、エッチング間隙210の形成を示す。図2Dは、ウェハ208を除去した後の予湾曲した支持ハンドル202及びエピタキシャル材料204を示す。平らな、予湾曲した支持ハンドル202は引張状態にある一方、エピタキシャル材料204は圧縮状態下にある。
【0040】
薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、犠牲層206をウェハ208といった基板200に又はその上方に配置することができ、エピタキシャル材料204を犠牲層206に又はその上方に配置でき、平らな予湾曲した支持材料又はハンドルをエピタキシャル材料204に又はその上方に配置し得る。平らな予湾曲した支持材料又はハンドルは、単層又は複数層を含み得る。平らな予湾曲した支持材料又はハンドルは、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含む。ある実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドル202が、ワックスを含んでいる。他の例では、平らな予湾曲した支持ハンドル202が、MYLAR(登録商標)フィルムといったポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、予湾曲した支持ハンドル202が、ポリオレフィン又はその誘導体を含んでいる。
【0041】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、ウェハ208といった基板200上に配置された犠牲層206の上方に又はその上にエピタキシャル204を形成するステップを有する。この方法は、さらに、エピタキシャル204の上方に又はそれに、平らな、予湾曲した支持ハンドル202といった予湾曲した支持材料を接着又は付着するステップを有しており、湾曲した支持材料を平らにすることによって、予湾曲した支持ハンドル202が形成され、平らな予湾曲した支持ハンドル202は引張状態にある一方、エピタキシャル材料204は圧縮状態にあり、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層206を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料204を剥離する一方、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、平らな予湾曲した支持ハンドル202を実質的な曲率を有するよう曲げるステップとを有する。
【0042】
ある実施例では、犠牲層206が、ELOエッチングプロセスの際に湿式エッチング液に晒される。ある例では、湿式エッチング液がフッ酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。犠牲層206は、約0.3mm/hr以上、好適には、約1mm/hr以上、より好適には、約5mm/hr以上の速さでエッチングされ得る。
【0043】
代替的な実施例では、ELOエッチングプロセスの際に犠牲層206を電解エッチングに晒すことができる。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとすることができる。また、ここで説明される別の実施例では、ELOエッチングプロセスの際に犠牲層206を気相エッチングに晒すことができる。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層206を晒すことを含む。ELOエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、その誘導体、又はその組み合わせとすることができる。
【0044】
誘導収縮ハンドル(ユニバーサル収縮)
図3A−3Dは、ある実施例で説明されるような、様々な態様のELOプロセスの際又はELO薄膜積層体の中のユニバーサル収縮支持材料又はハンドルを示す。図3Aは、一実施例で説明されるような、ウェハ308に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体350を含む基板300を示す。ELO薄膜積層体350は、ウェハ308に又はその上方に配置された犠牲層306、犠牲層306に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料304、エピタキシャル材料304に又はその上方に配置されたユニバーサル収縮支持ハンドル302を含め得る。図3Bは、ユニバーサル収縮支持ハンドル302に加えられる力/応力320が、基板300の面にわたってユニバーサル収縮322を起こすことを示す。
【0045】
収縮支持ハンドル302は、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせといった、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。一実施例では、収縮支持ハンドル302がワックスを含んでいる。ある実施例では、収縮支持ハンドル302が、MYLAR(登録商標)フィルムといったポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、収縮支持ハンドル302が、ワックスを有する第1の層及び第1の層の上に配置されたポリマ(例えば、ポリエチレンテレフタレートプリエステル)を有する第2の層を含んでいる。
【0046】
ユニバーサル収縮支持ハンドル302は、3層又はそれ以上を含み得る。例えば、収縮支持ハンドル302は、さらに、ワックス又はポリマーを含み第2の層の上方に配置された第3の層を有し得る。第3の層は、ポリエチレン又はその誘導体を含み得る。
【0047】
収縮支持ハンドル302は、下面及び上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料304に又はその上方に接着されている。収縮支持ハンドル302は、エッチングプロセスの際に上面に向かって曲がる。別の実施例では、ユニバーサル収縮材料がアモルファス材料を含んでおり、アモルファス材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。ユニバーサル収縮材料は、プラスチック、ゴム、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含み得る。特定の実施例では、ユニバーサル収縮材料が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、熱収縮接着テープをユニバーサル収縮支持ハンドル302として使用し得る。
【0048】
他の実施例では、収縮プロセスの際に収縮支持ハンドル302を加熱し得る。収縮支持ハンドル302は熱収縮プラスチック又はポリマーを含み得る。代替的には、収縮材料から溶媒を除去することによって、収縮支持ハンドル302を収縮させ得る。収縮支持ハンドル302を約10cm乃至約100cmの範囲内の曲率半径となるよう曲げることができる。
【0049】
ある実施例では、ユニバーサル収縮支持ハンドル302とエピタキシャル材料304との間に接着剤(図示せず)を配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとすることができる。ある実施例では、一方の側に接着剤を含む熱収縮支持テープを収縮支持ハンドル302として使用し得る。
【0050】
ある実施例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料304は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0051】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料304が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有する。
【0052】
他の実施例では、エピタキシャル材料304が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0053】
別の実施例では、犠牲層306が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層306が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層306は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー308は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー308がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0054】
図3Cは、犠牲層306がエッチングされて除去され、収縮可能な支持ハンドル302及びエピタキシャル材料304がウェハ308から剥離する際の、エッチング間隙310の形成を示す。図3Dは、ウェハ308から除去した後の収縮可能な支持ハンドル302及びエピタキシャル材料304を示す。
【0055】
ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、エピタキシャル材料304が、ウェハ308といった基板300に又はその上方に配置される犠牲層306の上方に形成又は配置することができ、エピタキシャル材料304に又はその上方に収縮可能な支持ハンドル302を接着する。収縮可能な支持ハンドル302は、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。さらに、この方法は、収縮可能な支持ハンドル302の大きさを縮小又は減少させて、収縮プロセスの際に、収縮可能な支持ハンドル302に引張を発生させ、エピタキシャル材料304に圧縮を発生させるステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層306を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料304を剥離させる一方、それらの間にエッチング間隙310を形成するステップと、収縮可能な支持ハンドル302を曲げて実質的な曲率を発生させるステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル302は、単層又は複数層を含み得る。
【0056】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、ウェハ308に又はその上方に配置された犠牲層306に又はその上に配置されたエピタキシャル材料304を含む基板300を配置するステップと、エピタキシャル材料304に収縮可能な支持ハンドル302を接着するステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル302は、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。さらに、この方法は、収縮可能な支持ハンドル302の大きさを縮小又は減少させて収縮可能な支持ハンドル302に引張を形成し、収縮プロセスの際にエピタキシャル材料304に圧縮を形成するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層306を除去するステップとを有する。さらに、この方法は、エッチングプロセスが、基板からエピタキシャル材料304を剥離させるステップと、エピタキシャル材料304と基板との間にエッチング間隙310を形成するステップと、収縮可能な支持ハンドル302を曲げて実質的な曲率を発生させるステップとを含んでいる。
【0057】
他の実施例では、基板上に配置される犠牲層306、犠牲層306の上方に配置されるエピタキシャル材料304、及びエピタキシャル材料304の上方に配置される収縮可能な支持ハンドル302を有する薄膜積層材料が提供される。収縮可能な支持ハンドル302は、収縮時に収縮可能な支持ハンドル302の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料304に圧縮状態を形成する、ユニバーサルな収縮可能な材料を含んでいる。一例では、収縮可能な材料がアモルファス材料を含んでいる。アモルファス材料は、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化し得る。収縮可能な材料は、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含んでいる。ある実施例では、収縮可能な支持ハンドル302が、熱収縮プラスチック又はポリマーを含んでいる。
【0058】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層306を晒すことができる。湿式エッチング液はフッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで、犠牲層306をエッチングし得る。
【0059】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層306を晒すことができる。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例ではエッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層306を晒すことができる。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層306を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0060】
誘起収縮ハンドル(一方向収縮)
図4A−4Dは、ここで一実施例として説明するように、ELOプロセスの様々な態様の、又はELO薄膜積層体内の、一方向収縮可能な支持材料又はハンドルを示す。図4Aは、ここで一実施例として説明するように、ウェハ408又はその上方に配置されたELO薄膜積層体450を含む基板400を示す。ELO薄膜積層体450は、ウェハ408に又はその上方に配置された犠牲層406、犠牲層406に又はその上方にエピタキシャル材料404、エピタキシャル材料404に又はその上方に配置された一方向収縮可能な支持ハンドル402を有する。
【0061】
一方向収縮可能な支持ハンドル402は、収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる強化繊維を含んでおり、強化繊維の接線方向に収縮して、収縮時に収縮可能な支持ハンドル402の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成する。図4Bは、収縮可能な支持ハンドル402に加えられる力/応力420を示しており、基板400の面にわたって一方向収縮422を与える。
【0062】
収縮可能な支持ハンドル402は、下面及び上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料404に又はその上方に接着される。収縮可能な支持ハンドル402は、エッチングプロセスの際に上面に向かって曲がる。一実施例では、一方向収縮材料がアモルファス材料を含んでおり、一方向収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。別の実施例では、一方向収縮可能な材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含み得る。一例では、一方向収縮可能な材料が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。
【0063】
強化繊維は、高力ポリマー繊維とし得る。強化繊維は、ポリエチレン又はその誘導体を含んでいる。ある実施例では、強化繊維は、繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有する。一般に、強化繊維は、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有する。
【0064】
ある実施例では、一方向収縮可能な支持ハンドル402を収縮プロセスの際に加熱し得る。収縮可能な支持ハンドル402は、熱収縮ポリマー及び高力ポリマー繊維を含んでいる。他の実施例では、収縮可能な支持ハンドル402が、収縮可能な材料から溶媒を除去することによって収縮する。収縮可能な支持ハンドル402は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有するよう曲げることができる。
【0065】
ある実施例では、一方向収縮支持ハンドル402とエピタキシャル材料404との間に接着剤(図示せず)を配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとすることができる。
【0066】
ここで説明するある実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料404は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素緩衝層、ガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0067】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約400nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料404が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約400nmといった厚さを有する。
【0068】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料404が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0069】
別の実施例では、犠牲層406が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層406が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層406は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー408は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー408がn型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハー408がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0070】
図4Cは、犠牲層406がエッチングされて除去され収縮可能な支持ハンドル402及びエピタキシャル材料404がウェハ408から剥離する際の、エッチング間隙410の形成を示す。図4Dは、ウェハ408から除去した後の収縮可能な支持ハンドル402及びエピタキシャル材料404を示す。
【0071】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供され、この方法は、基板400上の犠牲層406の上方にエピタキシャル材料404を形成するステップと、エピタキシャル材料404に収縮可能な支持ハンドル402を接着するステップとを有しており、収縮可能な支持ハンドル402が、収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる一方向収縮可能な材料及び強化繊維を含んでおり、収縮可能な支持ハンドル402を強化繊維の接線方向に収縮又は縮小させて、収縮プロセスの際に収縮可能な支持ハンドル402に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成する。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層406を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料404を剥離させる一方、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、一方向収縮可能な支持ハンドル402を実質的な曲率を有するよう曲げるステップとを有する。
【0072】
ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、この方法は、基板400のウェハー408に配置される犠牲層406に又はその上方にエピタキシャル材料404を配置するステップと、エピタキシャル材料404の上に収縮可能な支持ハンドル402を接着するステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル402は、一方向収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる強化繊維を含んでいる。この方法は、さらに、強化繊維の接線方向に収縮可能な支持ハンドル402を収縮又は縮小させて、収縮時に収縮可能な支持ハンドル402の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層406を除去するステップとを有する。エッチングプロセスは、基板からエピタキシャル材料404を剥離させてエピタキシャル材料404と基板との間にエッチング間隙を形成するステップと、実質的な曲率を有するよう一方向収縮可能な支持ハンドル402曲げるステップとを有する。
【0073】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層406を晒し得る。湿式エッチング液は、フッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層406をエッチングし得る。
【0074】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層406を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層406を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層406を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0075】
不均一ワックスハンドル
図5A−5Bは、ここの一実施例で説明するように、ウェハー508に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体550を含む基板500を示す。ELO薄膜積層体550は、ウェハー508に又はその上方に配置された犠牲層506と、犠牲層506に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料504と、エピタキシャル材料504に又はその上方に配置された不均一支持ハンドル502とを有している。一実施例では、不均一支持ハンドル502が、ここである実施例として説明するように、厚さが変動する、ワックス薄膜を含んでいる。一例では、不均一支持ハンドル502の変動する厚さは、図5Aで示すように、不均一支持ハンドル502の中央部510a又はその近傍で最も厚い。別の実施例では、不均一支持ハンドル502の変動する厚さは、図5Bに示すように、不均一支持ハンドル502の中央部510b又はその近傍で最も薄い。
【0076】
別の実施例では、ELO薄膜積層体550が、基板に配置された犠牲層506と、犠牲層506の上方に配置されたエピタキシャル材料504と、エピタキシャル材料504の上方に配置された不均一支持ハンドル502とを有しており、不均一支持ハンドル502が、変動する厚さ又は不均一な厚さを有するワックス薄膜を含んでいる。
【0077】
他の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供されており、この方法は、基板の上の犠牲層506の上方にエピタキシャル材料504を形成するステップと、変動する厚さを有するワックス薄膜を含む不均一支持ハンドル502であって、エピタキシャル材料504に不均一支持ハンドル502を接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層506を除去するステップと、エッチクレビスを形成する際に基板からエピタキシャル材料504を剥離させる一方、不均一支持ハンドル502を曲げてエッチングプロセスの際にエピタキシャル材料504に圧縮状態を形成するステップとを有する。
【0078】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供されており、この方法は、基板の上の犠牲層506の上方に配置されたエピタキシャル材料504を含む基板を配置するステップと、変動する厚さを有するワックス薄膜を含む不均一支持ハンドル502であって、エピタキシャル材料504に不均一支持ハンドル502を接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層506を除去するステップとを有し、エッチングプロセスが、さらに、基板からエピタキシャル材料504を剥離させるステップと、エピタキシャル材料504と基板との間にエッチング間隙を形成するステップと、エッチングプロセスの際に不均一支持ハンドル502を曲げてエピタキシャル材料504に圧縮状態を形成するステップとを有する。
【0079】
ある実施例では、不均一支持ハンドル502が、ワックス薄膜の下面及び可撓性部材の上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料504に接着される。不均一支持ハンドル502は、上面に向かって曲がる。不均一支持ハンドル502は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有するよう曲げることができる。可撓性部材は、例えばポリエステル又はポリエステル誘導体といった、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。可撓性部材は、約50.8μm(約20口径)乃至約127.0μm(約500口径)の範囲内、好適には約23.4μm(約92口径)の膜厚を有する。
【0080】
他の実施例では、ワックス薄膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内、好適には約85℃といった約80℃乃至90℃の軟化点温度を有するワックスを含んでいる。一例では、ワックス薄膜の変動する厚さが、ワックス薄膜の中央部又はその近傍で最も厚く(図5A)、又はワックス薄膜の中央部又はその近傍で最も薄い(図5B)。様々な実施例では、ワックス薄膜の変動する厚さは、約1μm乃至約100μmの範囲内である。一実施例では、ワックス薄膜は、約1μm乃至約25μmの範囲内の厚さを有する最も厚い部分であり、約25μm乃至約100μmの範囲内の最も厚い部分を有する。
【0081】
ここで説明するある実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。エピタキシャル材料504は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素緩衝層、ガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0082】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約500nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料504が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約500nmといった厚さを有する。
【0083】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料504が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0084】
別の実施例では、犠牲層506が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層506がアルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層506は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー508は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー508がn型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハー508がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0085】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層506を晒し得る。湿式エッチング液はフッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層506をエッチングし得る。
【0086】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層506を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層506を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層506を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0087】
複数層の支持ハンドル
本発明の実施例は、概して、ELO薄膜材料及び装置及びこのような材料及び装置を形成するよう使用される方法に関する。一実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法を提供し、この方法は、基板の上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を配置又はそうでなければ形成するステップと、エピタキシャル材料の上に支持ハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、このようなエッチクレビスを形成する際に基板からエピタキシャル材料を剥離させる一方、エッチングプロセスの際にエピタキシャル材料に圧縮を保持するステップとを有する。この方法は、さらに、支持ハンドルが、エピタキシャル材料に接着された硬い支持層と、硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを含んでいる。
【0088】
一実施例では、図6Aに示すように、ELO薄膜積層体600Aは、ウェハー610といった基板に又はその上方に配置された犠牲層620と、犠牲層620に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料630と、エピタキシャル材料630に又はその上方に配置された複数層の支持ハンドル670とを有している。一実施例では、複数層の支持ハンドル670がエピタキシャル材料630の上方に配置された硬い支持層640と、硬い支持層640の上方に配置された軟らかい支持層650と、軟らかい支持層650の上方のハンドルプレート660とを含んでいる。複数層の支持ハンドル670が、エピタキシャル材料630に配置され圧縮を保持する。
【0089】
ある実施例では、硬い支持層640が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、硬い支持層640がコポリマーを含んでいる。一実施例では、コポリマーを、エチレン/酢酸ビニル(EVA)コポリマー又はその誘導体とすることができる。硬い支持層640として有用なEVAコポリマーは、カリフォルニア州サンタローザ所在のDynatex Internationalから市販されているWAFER GRIP接着フィルムである。他の実施例では、硬い支持層640が、熱溶融性接着剤、有機材料又は有機コーティング、無機材料、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【0090】
一実施例では、硬い支持層640が、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせといった複数層の無機層を有する無機材料を含んでいる。別の実施例では、硬い支持層640が複合材料又は有機/無機材料といったパターン形成複合材料を含んでいる。複合材料は、少なくとも1の有機材料及び少なくとも1の無機材料を含んでいる。ある実施例では、無機材料は金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含んでいる。複合材料を使用して、反射率、導電性、及び/又は降伏の増加といったデバイスの特性を最適化し得る。別の実施例では、硬い支持層640が、ブラックワックスといったワックス又はその誘導体を含んでいる。
【0091】
別の実施例では、軟らかい支持層650が、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体といったエラストマーを含んでいる。代替的に、軟らかい支持層650が、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。軟らかい支持層650はモノマーを含んでいる。軟らかい支持層650は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含んでいる。
【0092】
別の実施例では、軟らかい支持層650が、メンブレンの中に含まれる液体又は流体を含んでいる。代替的には、軟らかい支持層650が、メンブレンの中に含まれる気体を含んでいる。このメンブレンは、ゴム、発泡体、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。一実施例では、このメンブレンは、ゴム又はラテックスのバルーンである。
【0093】
別の実施例では、ハンドルプレート660が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。一実施例では、ハンドルプレート660が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。ハンドルプレート660は、約23.4μmといった約50.8μm乃至127.0μmの範囲内の厚さを有する。
【0094】
一実施例では、本方法が、図6Aに示すように、犠牲層620を除去してウェハー610といった基板からエピタキシャル材料630を分離するステップと、それに続いて、図6Bに示すように、接着層690を形成するための接着剤で結合することによって、支持基板680にエピタキシャル材料630を接着又は付着するステップとをさらに有する。支持基板680を接着剤によってエピタキシャル材料630の露出面に接着し得る。一実施例では、光学接着剤及び/又はNorlandから市販されているUV硬化光学接着剤といったUV硬化剤から又はこれらを含むよう接着層690を形成し得る。ある実施例では、接着剤が、メルカプトエステル化合物を含んでいる。他の実施例では、接着剤がさらに、フタル酸ブチルオクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。
【0095】
一実施例では、図6Bに示すように、エピタキシャル材料630の第1の面の上方に配置された支持ハンドル680と、エピタキシャル材料630の他の面の上方に配置された複数層の支持ハンドル670とを有するELO薄膜積層体600Bが提供される。接着層690をエピタキシャル材料630と支持基板680との間に配置し得る。複数層の支持ハンドル670は、エピタキシャル材料630の上方に配置された硬い支持層640と、硬い支持層640の上方に配置された軟らかい支持層650と、軟らかい支持層640の上方に配置されたハンドルプレート660とを含んでいる。
【0096】
一実施例では、硬化プロセスの際にUV放射に晒された接着剤から接着層690を形成し得る。一般に、約1分乃至約10分の範囲内、好適には、約3分乃至約7分の約5分といったある時間、UV放射に接着剤を晒し得る。約25℃乃至約75℃の範囲内の約50℃といった温度で接着剤を硬化させ得る。
【0097】
他の実施例では、接着層690の接着剤をシリコーン接着剤とすることができ、又はケイ酸ナトリウムとし得る。これらの実施例では、約10時間乃至約100時間の範囲内、好適には、約20時間乃至約60時間、より好適には、約30時間乃至約50時間の例えば約42時間といったある時間、接着剤を硬化し得る。約25℃乃至約75℃の範囲内の約50℃といった温度で、接着剤を硬化し得る。また、約1psi(平方インチ当たりのポンド)乃至約50psiの範囲内、好適には、約3psi乃至約25psi、より好適には、約5psi乃至約15psiの圧力で接着剤を硬化し得る。一実施例では、圧力を約9psiとし得る。
【0098】
エッチングプロセスに犠牲層620を晒して、基板からエピタキシャル材料630を除去し得る。ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層620を晒し得る。湿式エッチング液は、フッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層620をエッチングし得る。代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層620を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層620を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層620を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0099】
この実施例では、エピタキシャル材料630は、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。エピタキシャル材料630は、矩形、正方形、又は他の形状を有し得る。エピタキシャル材料630は単層を含み得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料630が、ガリウムヒ素及びアルミニウムガリウムヒ素を有する他の層を有する層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料630が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、する。ガリウムヒ素活性層は約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有する。ある例では、エピタキシャル材料630がさらに第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。
【0100】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料630が、複数層を含むセル構造を含んでいる。セル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。他の実施例では、ガリウムヒ素がn型又はp型にドープされている。
【0101】
ある実施例では、犠牲層620が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、犠牲層620は、アルミニウムヒ素層を含んでおり、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nm、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー610といった基板及び/又は支持基板680は、通常は、ガリウムヒ素又はその誘導体を含んでおり、n型又はp型にドープされている。
【0102】
以上の説明は本発明の実施例に関するが、本発明の他のさらなる実施例を、その基本的範囲から逸脱することなしに考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって判断される。
【技術分野】
【0001】
本発明の実施例は、概して、ソーラー半導体、及び電子デバイスに関し、特に、エピタキシャルリフトオフ(ELO)及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
デバイスの製造における1つの段階は、ソーラーデバイス、半導体デバイス、又は他の電子デバイスとして使用される薄膜のハンドリング及びパッキングを含んでいる。このような薄膜デバイスは、ウェハ又は他の基板上に材料を配置するための及びそれらから除去するための様々なプロセスを使用することによって作製し得る。薄膜デバイスを作製するための1つの珍しい方法は、エピタキシャルリフトオフ(ELO)プロセスとして知られている。ELOプロセスは、成長基板上の犠牲層へのエピタキシャル層又は薄膜の配置、そして、犠牲層をエッチングしてエピタキシャル層の成長基板からの分離を有する。除去された薄いエピタキシャル層は、ELOフィルム又は層として知られており、ソーラーデバイス、半導体デバイス、又は他の電子デバイスとして使用される薄膜を有する。
【0003】
ELOフィルムは非常に脆く且つ小さな寸法のため、薄いELOフィルムは、基板に接着する場合又はパッケージングする際に取り扱い且つ処理するのが非常に難しい。ELOフィルムは、非常に小さな力によって割れてしまう。また、ELOフィルムは、その極端に小さな寸法のために並べるのが非常に難しい。
【0004】
犠牲層は、一般に非常に薄く、通常湿式化学的プロセスを介してエッチングされる。エッチング面への反応物の分配又は露出を無くすことでプロセス全体の速さを制限することができ、エッチング面からの生成物の除去が少なくなる。このようなプロセスは、拡散限界プロセスであり、フィルムが配置形状を保持されるならば、非常に狭く且つ長い開口部が形成して、プロセスの速さ全体を大幅に制限するであろう。拡散プロセスの輸送上の制約を低下させるために、エッチング又は除去された犠牲層によって形成される得られるギャップを開き、成長基板から離れるようエピタキシャル層を曲げるのが有益である。クレビスがエピタキシャル層と成長基板との間に形成される−そのような形状は、エッチング面に向かう又はそこから離れる種の輸送がより大きくなる。反応物は、エッチング面に向けて移動する一方、生成物は一般にエッチング面から離れる。
【0005】
しかしながら、エピタキシャル層の曲げは、その中に応力を誘起し、フィルムの強度によって曲げ量が制限される。エピタキシャル層は、通常、脆い材料を含んでおり、破断の前に塑性変形せず、破断につながるクラックが発生する。
【0006】
クラックの伝播の可能性を最小限にするために、脆いエピタキシャル層を圧縮応力下で保持し得る。クラックは、通常、残留圧縮応力の領域を通って伝播しない。エピタキシャル層はクレビスの湾曲部の外側にあるため、エピタキシャル層は、成長基板から離すようエピタキシャル層を曲げる際に引張応力下に置かれる。引張応力が、クレビスの湾曲量を制限し、エッチングプロセスの速さを低下させる。このような制限を克服するために、犠牲層をエッチングする前に残留圧縮応力をエピタキシャル層の中に導入し得る。このような初期の圧縮応力を、曲げによって引き起こされる引張応力によってオフセットすることができ、これにより、分離プロセスの際により多くの曲げが可能となる。
【0007】
このため、ELO薄膜を形成、除去、及び操作する方法とともに、より強固なELO薄膜の必要性を有する。
【発明の概要】
【0008】
本発明の実施例は、概して、エピタキシャルリフトオフ(ELO)薄膜及びデバイス及びこのような薄膜及びデバイスを形成するのに使用する方法に関する。ELO薄膜は、概して、ウェハーといった基板に又はその上方に形成される犠牲層の上に形成されるエピタキシャル成長する層を含んでいる。基板に対してエピタキシャル材料の両側に支持材料又は支持ハンドルを配置し得る。支持ハンドルを使用してエピタキシャル材料に圧縮状態を与えることによって、エピタキシャル材料を安定化し得る。さらに、支持ハンドルを使用して、ELOプロセスのエッチング及び除去のステップの際にエピタキシャル材料を把持又は保持し得る。様々な実施例では、支持材料又は支持ハンドルが、予湾曲したハンドル、複数層のハンドル、不均一のワックスハンドル、及びエピタキシャル材料に圧縮状態を与えるようユニバーサルに又は一方向に収縮する収縮を起こす2つのハンドルを含んでいる。
【0009】
一実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、基板に又はその上方に配置された犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料の上に、複数層の支持ハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、エッチングプロセスの際にエピタキシャル材料に圧縮状態を保持するステップとを有する。この方法は、さらに、複数層の支持ハンドルが、エピタキシャル材料に又はその上方に配置され又は接着された硬い支持層と、硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを有する。
【0010】
一実施例では、複数層の支持ハンドルが、エピタキシャル材料の上方に配置された硬い支持層と、硬い支持層の上方に配置された軟らかい支持層と、軟らかい支持層の上方に配置されたハンドルプレートとを含んでいる。複数層の支持ハンドルが配置されており、エピタキシャル材料の圧縮状態を保持する。ある実施例では、硬い支持層が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、硬い支持層が、エチレン/ビニルアセテート(EVA)コポリマー又はその誘導体といったコポリマーを含んでいる。他の実施例では、硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機材料、有機コーティング、無機材料、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、無機材料が、金属層及び/又は誘電層といった複数の無機層を含んでいる。別の実施例では、硬い支持層が、複合材料又は有機/無機材料といったパターン形成複合材料を含んでいる。複合材料は、少なくとも1の有機材料及び少なくとも1の無機材料を含んでいる。ある実施例では、無機材料は金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含んでいる。別の実施例では、硬い支持層が、ブラックワックスといったワックス又はその誘導体を含んでいる。
【0011】
他の実施例では、軟らかい支持層が、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体といったエラストマーを含んでいる。代替的に、軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。軟らかい支持層はモノマーを含んでいる。軟らかい支持層は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含んでいる。別の実施例では、軟らかい支持層が、メンブレンの中に含まれる液体又は流体を含んでいる。代替的には、軟らかい支持層が、メンブレンの中に含まれる気体を含んでいる。このメンブレンは、ゴム、発泡体、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。一実施例では、このメンブレンは、ゴムのバルーン又はラテックスのバルーンである。
【0012】
別の実施例では、ハンドルプレートが、プラスチック材料、ポリマー材料、オリゴマー材料、それらの誘導体、それらの混合物、又はそれらの組み合わせで作製され又はそれらを含んでいる。一実施例では、ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。ハンドルプレートは、約23.4μmといった約50.8μm乃至127.0μmの範囲内の厚さを有する。
【0013】
一実施例では、本方法が、基板からエピタキシャル材料を除去するステップと、支持基板をエピタキシャル材料の露出面に付けるステップとを有する。支持基板は、接着剤によってエピタキシャル材料の露出面に接着されることで、それらの間に接着層を形成する。一実施例では、接着剤は、光学接着剤及び/又は(例えば、紫外線暴露によって硬化する)UV硬化剤である。ある実施例では、接着剤が、メルカプトエステル化合物を含んでいる。他の実施例では、接着剤がさらに、フタル酸ブチルオクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。
【0014】
別の実施例では、エピタキシャル材料の第1の面に又はその上方に配置され支持基板と、エピタキシャル材料の他の面に又はその上方に配置された支持ハンドルとを含むELO薄膜積層体といった薄膜材料が提供される。接着層が、エピタキシャル材料と支持基板との間に配置されている。一実施例では、支持ハンドルが、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された硬い支持層と、硬い支持層に又はその上方に配置された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に又はその上方に配置されたハンドルプレートとを含む複数層の支持ハンドルである。
【0015】
別の実施例では、基板上に配置された犠牲層と、犠牲層又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された平らな予湾曲した支持材料又はハンドルとを有するELO薄膜積層体が提供される。平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、エピタキシャル材料が圧縮状態にある。平らな予湾曲した支持ハンドルは、単層又は複数層を含んでいる。平らな予湾曲した支持ハンドルは、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。ある実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルがワックスを含んでいる。他の実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルが、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドルが、ポリオレフィン又はその誘導体を含んでいる。
【0016】
ある実施例では、平らな予湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層及び第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具える。例えば、第2の層は、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含む。他の実施例では、平らな予湾曲した支持材料が、少なくとも3つの層を含んでいる。第3の層は、ワックスを含んでおり、第2の層に又はその上方に配置されている。ある実施例では、第3の層が、別のポリマー(例えば、ポリエチレン又はその誘導体)を含んでおり、第2の層に又はその上方に配置されている。他の実施例では、接着剤が、平らな予湾曲した支持ハンドルとエピタキシャル材料との間に配置されている。
【0017】
他の実施例では、ELOプロセスの際にELO薄膜積層体といった薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料又はその上方に、平らな予湾曲した支持材料又はハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げて実質的な曲率を与えるステップと、を有する方法が提供されている。平らな支持ハンドルは引張状態下にあって、エピタキシャル材料を圧縮状態下にする。湾曲した支持材料を平らにすることによって、平らな支持ハンドルを形成し得る。
【0018】
別の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置されたユニバーサルに収縮可能な支持ハンドルとを有するELO薄膜積層体が提供されており、支持ハンドルがユニバーサルに収縮可能な材料を含んでおり、収縮する際に、支持ハンドルが引張状態になる一方、エピタキシャル材料が圧縮状態になる。一実施例では、ユニバーサルに収縮可能な材料がアモルファス材料を含んでいる。アモルファス材料は、ユニバーサルな収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。ユニバーサルな収縮性材料は、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、そられの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる。ある実施例では、ユニバーサルな収縮性支持ハンドルが熱収縮ポリマーを含んでいる。
【0019】
別の実施例では、ELOプロセスの際にELO薄膜積層体を形成するための方法であって、基板の又はその上方の犠牲層に又はのそ上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料に又はその上方に、ユニバーサルに収縮可能な支持ハンドルを接着するステップであって、支持ハンドルがユニバーサルに収縮可能な材料を有するステップと、支持ハンドルを収縮させて、ユニバーサルな収縮プロセスの際に、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、実質的な曲率を有するよう支持ハンドルを曲げるステップとを有する方法が提供される。ユニバーサルな支持ハンドルは、単層又は複数層を含んでいる。
【0020】
別の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された一方向に収縮可能な支持ハンドルとを有する薄膜積層材料が提供される。一方向収縮可能な支持ハンドルは、収縮性材料及び収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を含んでいる。収縮性材料は、強化繊維の接線方向に一方向に収縮して、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にする。
【0021】
強化繊維が、高強度高分子繊維である。一実施例では、強化繊維が、ポリエチレン又はその誘導体を含んでいる。ある実施例では、強化繊維が、繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有する。一般に、強化繊維は、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有する。
【0022】
他の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料の上に、一方向に収縮可能な支持ハンドルを接着するステップであって、支持ハンドルが、収縮性材料及び収縮性材料にわたって一方向に延在する強化繊維を含むステップと、強化繊維の接線方向に支持ハンドルを収縮させて、一方向収縮プロセスの際に、支持ハンドルを引張状態にする一方、エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップとを有する方法が提供される。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう支持ハンドルを曲げるステップとを有する。
【0023】
他の実施例では、基板に又はその上方に配置された犠牲層と、犠牲層に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料と、エピタキシャル材料に又はその上方に配置された不均一支持ハンドルとを有し、不均一支持ハンドルが厚さが変動するワックス膜を含む薄膜積層材料が提供される。
【0024】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、基板上の犠牲層に又はその上方にエピタキシャル材料を形成するステップと、エピタキシャル材料に又はその上方に、不均一支持ハンドルを接着するステップとを有しており、不均一支持ハンドルが厚さが変動するワックス膜を含む方法が提供される。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、不均一支持ハンドルを曲げてエッチングプロセスの際にエピタキシャル材料を圧縮状態にするステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
本発明の上述の態様を詳細に理解し得るように、上記のように要約された本発明の特定の説明が実施例を参照することによってなされ、それらのいくつかは、添付図面によって示されている。しかしながら、添付図面は、本発明の単なる典型例を示しており、その範囲を限定するものではなく、本発明は他の同様に効果的な実施例を含め得ることに留意されたい。
【0026】
【図1】図1は、ここで説明する実施例に係る、ウエハー上のELO薄膜積層体を示す。
【図2A】図2Aは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを示す。
【図2B】図2Bは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図2C】図2Cは、ここで説明する実施例に係る、予湾曲された支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図2D】図2Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後の予湾曲された支持ハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図3A】図3Aは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3B】図3Bは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3C】図3Cは、ここで説明する別の実施例に係る、ユニバーサル収縮支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図3D】図3Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後のユニバーサル収縮可能な支持ハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図4A】図4Aは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4B】図4Bは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4C】図4Cは、ここで説明する他の実施例に係る、一方向収縮可能な支持ハンドルを含むELO薄膜積層体を示す。
【図4D】図4Dは、ここで説明する実施例に係る、ウェハーから除去された後の一方向収縮可能なハンドル及びエピタキシャル材料を示す。
【図5A】図5Aは、ここで説明する他の実施例に係る、薄膜積層体に又はその上方に配置された不均一ワックス支持ハンドルを示す。
【図5B】図5Bは、ここで説明する他の実施例に係る、薄膜積層体に又はその上方に配置された不均一ワックス支持ハンドルを示す。
【図6A】図6Aは、ここで説明する別の実施例に係る、基板上の薄膜積層体の上方に配置された複数層の支持ハンドルを示す。
【図6B】図6Bは、ここで説明する別の実施例に係る、複数層の支持ハンドル及び支持基板に配置された薄膜積層体を示す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図1は、一実施例で説明するように、ウェハ102に配置されたELO薄膜積層体150を含む基板100を示す。ELO薄膜積層体150は、ウェハ102に又はその上方に配置された犠牲層104、犠牲層104に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料106、及びエピタキシャル材料106に又はその上方に配置された支持ハンドル108を有する。様々な実施例では、支持ハンドル108が引張状態下にある一方、エピタキシャル材料106が圧縮状態下にある。ELOプロセスは、エッチングプロセスの際に犠牲層104を除去するステップと、ウェハ102からエピタキシャル材料106を剥離させつつそれらの間にエッチング間隙を形成するステップと、エピタキシャル材料106及び支持ハンドル108をウェハ102から除去するステップとを有する。犠牲層104は、概して、アルミニウムヒ素を含んでいる。
【0028】
ウェハ102は、3/5族の材料といった様々な材料を含めることができ又はそれらで形成することができ、他の元素をドーピングし得る。一実施例では、ウェハ106が、ガリウムヒ素又はその誘導体を含んでいる。ガリウムヒ素のウェハは、約5.73×10−6℃−1の熱膨張係数を有する。様々な実施例では、支持ハンドル108が、(例えば、ワックス又はポリマーといった)高い熱膨張係数を有する材料を含んでいる。
【0029】
支持ハンドル108は、単層材料又は複数層とすることができる。様々な実施例では、支持ハンドル108は、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成される平らで予湾曲される(pre−curved)支持ハンドルである。別の実施例では、支持ハンドル108は、熱収縮プラスチックといった収縮性材料を含んでいる。代替的な実施例では、支持ハンドル108が、収縮性材料全体を一方向に延びた強化繊維を有する収縮性材料を含め得る。別の実施例では、支持ハンドル108が、基板100にわたって変動する又は一様でない厚さを有するワックス膜を含め得る。別の実施例では、支持ハンドル108は、複数層のハンドルとすることができる。
【0030】
予湾曲されたハンドル
図2A−2Dは、ELOプロセスの様々な態様における又はELO薄膜積層体内の、一実施例で示す予湾曲した支持材料又はハンドルを示す。図2Aは、予湾曲した支持ハンドル202といった、予湾曲した支持材料を示す。予湾曲した支持ハンドル202は、上面211及び下面213を有している。一実施例では、エピタキシャル材料204といった基板200への接着又は付着に先立って、予湾曲した支持ハンドル202を平らに又は真っ直ぐにし得る。代替的に、予湾曲した支持ハンドル202を、基板200への接着又は付着の際に平らに又は真っ直ぐにし得る。平らに又は真っ直ぐにすると、予湾曲した支持ハンドル202は引張状態になり、基板200に接着又は付着する際に下層(例えば、エピタキシャル材料204)に圧縮を発生させるよう使用する。
【0031】
図2Bは、一実施例で説明するように、ウェハ208に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体250を含む基板200を示す。ELO薄膜積層体250は、ウェハ208に又はその上方に配置された犠牲層206、犠牲層206に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料204、及びエピタキシャル材料204に又はその上方に配置された支持ハンドル202を有する。エッチングプロセスの際に、平らな、予湾曲した支持ハンドル202が、図2Cに示すように、上面211に向かって曲がる。予湾曲した支持ハンドル202は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有し得る。
【0032】
ある実施例では、予湾曲した支持ハンドル202が、ワックスの第1の層及び第1の層に又はその上方に配置されたポリマーの第2の層といった、複数層を含んでいる。例えば、第2の層は、MYLAR(登録商標)ポリマーフィルムといったポリエチレンテレフタレートを含み得る。他の例では、予湾曲した支持ハンドル202が、少なくとも3層を含んでいる。第3の層を、第2の層に又はその上方に配置し得る。ある実施例では、第3の層が、第2の層に又はその上方に配置された別のポリマー(例えば、ポリエチレン又はその誘導体)又はワックスを含んでいる。
【0033】
図2Bは、平らにした後の予湾曲した支持ハンドル202を含む基板200を示す。平らな予湾曲した支持ハンドル202を、犠牲層206に又はその上方に配置し得るエピタキシャル204に又はその上方に配置し得る。犠牲層206をウェハ208に又はその上方に配置し得る。
【0034】
ある実施例では、接着剤(図示せず)を予湾曲した支持ハンドル202とエピタキシャル204との間に配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0035】
ある実施例では、犠牲層206が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層206が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層206は、約20nm以下、好適には、約1nm乃至約10nmの範囲内、より好適には、約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハ208は、ウェハ又は基板とすることができ、通常、ガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金又は他の誘導体を含んでおり、及びn型にドーピング又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハ208が、n型にドーピングされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハ208が、p型にドーピングされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0036】
ある実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料204が、1層を含み得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料204が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0037】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の1,000nmといった厚さを有する。ある実施例では、エピタキシャル材料204が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有する。
【0038】
他の実施例では、エピタキシャル材料204が、複数層を含むセル構造を有する。セル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。
【0039】
図2Cは、実施例で説明するように、犠牲層206をエッチングして、予湾曲した支持ハンドル202及びエピタキシャル材料がELOエッチングプロセスの際にウェハ208から剥離する際の、エッチング間隙210の形成を示す。図2Dは、ウェハ208を除去した後の予湾曲した支持ハンドル202及びエピタキシャル材料204を示す。平らな、予湾曲した支持ハンドル202は引張状態にある一方、エピタキシャル材料204は圧縮状態下にある。
【0040】
薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、犠牲層206をウェハ208といった基板200に又はその上方に配置することができ、エピタキシャル材料204を犠牲層206に又はその上方に配置でき、平らな予湾曲した支持材料又はハンドルをエピタキシャル材料204に又はその上方に配置し得る。平らな予湾曲した支持材料又はハンドルは、単層又は複数層を含み得る。平らな予湾曲した支持材料又はハンドルは、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含む。ある実施例では、平らな予湾曲した支持ハンドル202が、ワックスを含んでいる。他の例では、平らな予湾曲した支持ハンドル202が、MYLAR(登録商標)フィルムといったポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、予湾曲した支持ハンドル202が、ポリオレフィン又はその誘導体を含んでいる。
【0041】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、ウェハ208といった基板200上に配置された犠牲層206の上方に又はその上にエピタキシャル204を形成するステップを有する。この方法は、さらに、エピタキシャル204の上方に又はそれに、平らな、予湾曲した支持ハンドル202といった予湾曲した支持材料を接着又は付着するステップを有しており、湾曲した支持材料を平らにすることによって、予湾曲した支持ハンドル202が形成され、平らな予湾曲した支持ハンドル202は引張状態にある一方、エピタキシャル材料204は圧縮状態にあり、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層206を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料204を剥離する一方、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、平らな予湾曲した支持ハンドル202を実質的な曲率を有するよう曲げるステップとを有する。
【0042】
ある実施例では、犠牲層206が、ELOエッチングプロセスの際に湿式エッチング液に晒される。ある例では、湿式エッチング液がフッ酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。犠牲層206は、約0.3mm/hr以上、好適には、約1mm/hr以上、より好適には、約5mm/hr以上の速さでエッチングされ得る。
【0043】
代替的な実施例では、ELOエッチングプロセスの際に犠牲層206を電解エッチングに晒すことができる。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとすることができる。また、ここで説明される別の実施例では、ELOエッチングプロセスの際に犠牲層206を気相エッチングに晒すことができる。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層206を晒すことを含む。ELOエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、その誘導体、又はその組み合わせとすることができる。
【0044】
誘導収縮ハンドル(ユニバーサル収縮)
図3A−3Dは、ある実施例で説明されるような、様々な態様のELOプロセスの際又はELO薄膜積層体の中のユニバーサル収縮支持材料又はハンドルを示す。図3Aは、一実施例で説明されるような、ウェハ308に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体350を含む基板300を示す。ELO薄膜積層体350は、ウェハ308に又はその上方に配置された犠牲層306、犠牲層306に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料304、エピタキシャル材料304に又はその上方に配置されたユニバーサル収縮支持ハンドル302を含め得る。図3Bは、ユニバーサル収縮支持ハンドル302に加えられる力/応力320が、基板300の面にわたってユニバーサル収縮322を起こすことを示す。
【0045】
収縮支持ハンドル302は、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせといった、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。一実施例では、収縮支持ハンドル302がワックスを含んでいる。ある実施例では、収縮支持ハンドル302が、MYLAR(登録商標)フィルムといったポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、収縮支持ハンドル302が、ワックスを有する第1の層及び第1の層の上に配置されたポリマ(例えば、ポリエチレンテレフタレートプリエステル)を有する第2の層を含んでいる。
【0046】
ユニバーサル収縮支持ハンドル302は、3層又はそれ以上を含み得る。例えば、収縮支持ハンドル302は、さらに、ワックス又はポリマーを含み第2の層の上方に配置された第3の層を有し得る。第3の層は、ポリエチレン又はその誘導体を含み得る。
【0047】
収縮支持ハンドル302は、下面及び上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料304に又はその上方に接着されている。収縮支持ハンドル302は、エッチングプロセスの際に上面に向かって曲がる。別の実施例では、ユニバーサル収縮材料がアモルファス材料を含んでおり、アモルファス材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。ユニバーサル収縮材料は、プラスチック、ゴム、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含み得る。特定の実施例では、ユニバーサル収縮材料が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。他の例では、熱収縮接着テープをユニバーサル収縮支持ハンドル302として使用し得る。
【0048】
他の実施例では、収縮プロセスの際に収縮支持ハンドル302を加熱し得る。収縮支持ハンドル302は熱収縮プラスチック又はポリマーを含み得る。代替的には、収縮材料から溶媒を除去することによって、収縮支持ハンドル302を収縮させ得る。収縮支持ハンドル302を約10cm乃至約100cmの範囲内の曲率半径となるよう曲げることができる。
【0049】
ある実施例では、ユニバーサル収縮支持ハンドル302とエピタキシャル材料304との間に接着剤(図示せず)を配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとすることができる。ある実施例では、一方の側に接着剤を含む熱収縮支持テープを収縮支持ハンドル302として使用し得る。
【0050】
ある実施例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料304は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の例では、エピタキシャル材料304が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0051】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料304が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有する。
【0052】
他の実施例では、エピタキシャル材料304が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0053】
別の実施例では、犠牲層306が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層306が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層306は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー308は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー308がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0054】
図3Cは、犠牲層306がエッチングされて除去され、収縮可能な支持ハンドル302及びエピタキシャル材料304がウェハ308から剥離する際の、エッチング間隙310の形成を示す。図3Dは、ウェハ308から除去した後の収縮可能な支持ハンドル302及びエピタキシャル材料304を示す。
【0055】
ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、エピタキシャル材料304が、ウェハ308といった基板300に又はその上方に配置される犠牲層306の上方に形成又は配置することができ、エピタキシャル材料304に又はその上方に収縮可能な支持ハンドル302を接着する。収縮可能な支持ハンドル302は、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。さらに、この方法は、収縮可能な支持ハンドル302の大きさを縮小又は減少させて、収縮プロセスの際に、収縮可能な支持ハンドル302に引張を発生させ、エピタキシャル材料304に圧縮を発生させるステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層306を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料304を剥離させる一方、それらの間にエッチング間隙310を形成するステップと、収縮可能な支持ハンドル302を曲げて実質的な曲率を発生させるステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル302は、単層又は複数層を含み得る。
【0056】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が、ウェハ308に又はその上方に配置された犠牲層306に又はその上に配置されたエピタキシャル材料304を含む基板300を配置するステップと、エピタキシャル材料304に収縮可能な支持ハンドル302を接着するステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル302は、ユニバーサル収縮材料を含んでいる。さらに、この方法は、収縮可能な支持ハンドル302の大きさを縮小又は減少させて収縮可能な支持ハンドル302に引張を形成し、収縮プロセスの際にエピタキシャル材料304に圧縮を形成するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層306を除去するステップとを有する。さらに、この方法は、エッチングプロセスが、基板からエピタキシャル材料304を剥離させるステップと、エピタキシャル材料304と基板との間にエッチング間隙310を形成するステップと、収縮可能な支持ハンドル302を曲げて実質的な曲率を発生させるステップとを含んでいる。
【0057】
他の実施例では、基板上に配置される犠牲層306、犠牲層306の上方に配置されるエピタキシャル材料304、及びエピタキシャル材料304の上方に配置される収縮可能な支持ハンドル302を有する薄膜積層材料が提供される。収縮可能な支持ハンドル302は、収縮時に収縮可能な支持ハンドル302の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料304に圧縮状態を形成する、ユニバーサルな収縮可能な材料を含んでいる。一例では、収縮可能な材料がアモルファス材料を含んでいる。アモルファス材料は、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化し得る。収縮可能な材料は、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含んでいる。ある実施例では、収縮可能な支持ハンドル302が、熱収縮プラスチック又はポリマーを含んでいる。
【0058】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層306を晒すことができる。湿式エッチング液はフッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで、犠牲層306をエッチングし得る。
【0059】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層306を晒すことができる。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例ではエッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層306を晒すことができる。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層306を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0060】
誘起収縮ハンドル(一方向収縮)
図4A−4Dは、ここで一実施例として説明するように、ELOプロセスの様々な態様の、又はELO薄膜積層体内の、一方向収縮可能な支持材料又はハンドルを示す。図4Aは、ここで一実施例として説明するように、ウェハ408又はその上方に配置されたELO薄膜積層体450を含む基板400を示す。ELO薄膜積層体450は、ウェハ408に又はその上方に配置された犠牲層406、犠牲層406に又はその上方にエピタキシャル材料404、エピタキシャル材料404に又はその上方に配置された一方向収縮可能な支持ハンドル402を有する。
【0061】
一方向収縮可能な支持ハンドル402は、収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる強化繊維を含んでおり、強化繊維の接線方向に収縮して、収縮時に収縮可能な支持ハンドル402の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成する。図4Bは、収縮可能な支持ハンドル402に加えられる力/応力420を示しており、基板400の面にわたって一方向収縮422を与える。
【0062】
収縮可能な支持ハンドル402は、下面及び上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料404に又はその上方に接着される。収縮可能な支持ハンドル402は、エッチングプロセスの際に上面に向かって曲がる。一実施例では、一方向収縮材料がアモルファス材料を含んでおり、一方向収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化される。別の実施例では、一方向収縮可能な材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1を含み得る。一例では、一方向収縮可能な材料が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。
【0063】
強化繊維は、高力ポリマー繊維とし得る。強化繊維は、ポリエチレン又はその誘導体を含んでいる。ある実施例では、強化繊維は、繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有する。一般に、強化繊維は、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有する。
【0064】
ある実施例では、一方向収縮可能な支持ハンドル402を収縮プロセスの際に加熱し得る。収縮可能な支持ハンドル402は、熱収縮ポリマー及び高力ポリマー繊維を含んでいる。他の実施例では、収縮可能な支持ハンドル402が、収縮可能な材料から溶媒を除去することによって収縮する。収縮可能な支持ハンドル402は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有するよう曲げることができる。
【0065】
ある実施例では、一方向収縮支持ハンドル402とエピタキシャル材料404との間に接着剤(図示せず)を配置し得る。接着剤は、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、紫外線(UV)硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとすることができる。
【0066】
ここで説明するある実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。エピタキシャル材料404は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料404が、ガリウムヒ素緩衝層、ガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0067】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約400nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料404が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約400nmといった厚さを有する。
【0068】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料404が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0069】
別の実施例では、犠牲層406が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層406が、アルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層406は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー408は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー408がn型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハー408がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0070】
図4Cは、犠牲層406がエッチングされて除去され収縮可能な支持ハンドル402及びエピタキシャル材料404がウェハ408から剥離する際の、エッチング間隙410の形成を示す。図4Dは、ウェハ408から除去した後の収縮可能な支持ハンドル402及びエピタキシャル材料404を示す。
【0071】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供され、この方法は、基板400上の犠牲層406の上方にエピタキシャル材料404を形成するステップと、エピタキシャル材料404に収縮可能な支持ハンドル402を接着するステップとを有しており、収縮可能な支持ハンドル402が、収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる一方向収縮可能な材料及び強化繊維を含んでおり、収縮可能な支持ハンドル402を強化繊維の接線方向に収縮又は縮小させて、収縮プロセスの際に収縮可能な支持ハンドル402に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成する。この方法は、さらに、エッチングプロセスの際に犠牲層406を除去するステップと、基板からエピタキシャル材料404を剥離させる一方、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと、一方向収縮可能な支持ハンドル402を実質的な曲率を有するよう曲げるステップとを有する。
【0072】
ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法の一実施例では、この方法は、基板400のウェハー408に配置される犠牲層406に又はその上方にエピタキシャル材料404を配置するステップと、エピタキシャル材料404の上に収縮可能な支持ハンドル402を接着するステップとを有する。収縮可能な支持ハンドル402は、一方向収縮可能な材料及び収縮可能な材料全体を一方向に延びる強化繊維を含んでいる。この方法は、さらに、強化繊維の接線方向に収縮可能な支持ハンドル402を収縮又は縮小させて、収縮時に収縮可能な支持ハンドル402の中に引張状態を形成し、エピタキシャル材料404に圧縮状態を形成するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層406を除去するステップとを有する。エッチングプロセスは、基板からエピタキシャル材料404を剥離させてエピタキシャル材料404と基板との間にエッチング間隙を形成するステップと、実質的な曲率を有するよう一方向収縮可能な支持ハンドル402曲げるステップとを有する。
【0073】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層406を晒し得る。湿式エッチング液は、フッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層406をエッチングし得る。
【0074】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層406を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層406を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層406を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0075】
不均一ワックスハンドル
図5A−5Bは、ここの一実施例で説明するように、ウェハー508に又はその上方に配置されたELO薄膜積層体550を含む基板500を示す。ELO薄膜積層体550は、ウェハー508に又はその上方に配置された犠牲層506と、犠牲層506に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料504と、エピタキシャル材料504に又はその上方に配置された不均一支持ハンドル502とを有している。一実施例では、不均一支持ハンドル502が、ここである実施例として説明するように、厚さが変動する、ワックス薄膜を含んでいる。一例では、不均一支持ハンドル502の変動する厚さは、図5Aで示すように、不均一支持ハンドル502の中央部510a又はその近傍で最も厚い。別の実施例では、不均一支持ハンドル502の変動する厚さは、図5Bに示すように、不均一支持ハンドル502の中央部510b又はその近傍で最も薄い。
【0076】
別の実施例では、ELO薄膜積層体550が、基板に配置された犠牲層506と、犠牲層506の上方に配置されたエピタキシャル材料504と、エピタキシャル材料504の上方に配置された不均一支持ハンドル502とを有しており、不均一支持ハンドル502が、変動する厚さ又は不均一な厚さを有するワックス薄膜を含んでいる。
【0077】
他の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供されており、この方法は、基板の上の犠牲層506の上方にエピタキシャル材料504を形成するステップと、変動する厚さを有するワックス薄膜を含む不均一支持ハンドル502であって、エピタキシャル材料504に不均一支持ハンドル502を接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層506を除去するステップと、エッチクレビスを形成する際に基板からエピタキシャル材料504を剥離させる一方、不均一支持ハンドル502を曲げてエッチングプロセスの際にエピタキシャル材料504に圧縮状態を形成するステップとを有する。
【0078】
別の実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法が提供されており、この方法は、基板の上の犠牲層506の上方に配置されたエピタキシャル材料504を含む基板を配置するステップと、変動する厚さを有するワックス薄膜を含む不均一支持ハンドル502であって、エピタキシャル材料504に不均一支持ハンドル502を接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層506を除去するステップとを有し、エッチングプロセスが、さらに、基板からエピタキシャル材料504を剥離させるステップと、エピタキシャル材料504と基板との間にエッチング間隙を形成するステップと、エッチングプロセスの際に不均一支持ハンドル502を曲げてエピタキシャル材料504に圧縮状態を形成するステップとを有する。
【0079】
ある実施例では、不均一支持ハンドル502が、ワックス薄膜の下面及び可撓性部材の上面を含んでおり、下面がエピタキシャル材料504に接着される。不均一支持ハンドル502は、上面に向かって曲がる。不均一支持ハンドル502は、約10cm乃至100cmの範囲内の曲率半径を有するよう曲げることができる。可撓性部材は、例えばポリエステル又はポリエステル誘導体といった、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。可撓性部材は、約50.8μm(約20口径)乃至約127.0μm(約500口径)の範囲内、好適には約23.4μm(約92口径)の膜厚を有する。
【0080】
他の実施例では、ワックス薄膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内、好適には約85℃といった約80℃乃至90℃の軟化点温度を有するワックスを含んでいる。一例では、ワックス薄膜の変動する厚さが、ワックス薄膜の中央部又はその近傍で最も厚く(図5A)、又はワックス薄膜の中央部又はその近傍で最も薄い(図5B)。様々な実施例では、ワックス薄膜の変動する厚さは、約1μm乃至約100μmの範囲内である。一実施例では、ワックス薄膜は、約1μm乃至約25μmの範囲内の厚さを有する最も厚い部分であり、約25μm乃至約100μmの範囲内の最も厚い部分を有する。
【0081】
ここで説明するある実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。エピタキシャル材料504は1つの層を有し得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素を有する層及びアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料504が、ガリウムヒ素緩衝層、ガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。
【0082】
ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約500nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有し得る。ある例では、エピタキシャル材料504が、さらに、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。第2のガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約500nmといった厚さを有する。
【0083】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料504が、複数層を含むセル構造を有する。このセル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0084】
別の実施例では、犠牲層506が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。一実施例では、犠牲層506がアルミニウムヒ素層を含んでいる。犠牲層506は、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さ、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー508は、ウェハー又は基板とすることができ、通常はガリウムヒ素、ガリウムヒ素合金、又は他の誘導体を含んでおり、n型又はp型にドーピングし得る。一実施例では、ウェハー508がn型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。別の実施例では、ウェハー508がp型にドープされたガリウムヒ素材料を含んでいる。
【0085】
ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層506を晒し得る。湿式エッチング液はフッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層506をエッチングし得る。
【0086】
代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層506を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層506を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層506を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0087】
複数層の支持ハンドル
本発明の実施例は、概して、ELO薄膜材料及び装置及びこのような材料及び装置を形成するよう使用される方法に関する。一実施例では、ELOプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法を提供し、この方法は、基板の上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を配置又はそうでなければ形成するステップと、エピタキシャル材料の上に支持ハンドルを接着するステップと、エッチングプロセスの際に犠牲層を除去するステップと、このようなエッチクレビスを形成する際に基板からエピタキシャル材料を剥離させる一方、エッチングプロセスの際にエピタキシャル材料に圧縮を保持するステップとを有する。この方法は、さらに、支持ハンドルが、エピタキシャル材料に接着された硬い支持層と、硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを含んでいる。
【0088】
一実施例では、図6Aに示すように、ELO薄膜積層体600Aは、ウェハー610といった基板に又はその上方に配置された犠牲層620と、犠牲層620に又はその上方に配置されたエピタキシャル材料630と、エピタキシャル材料630に又はその上方に配置された複数層の支持ハンドル670とを有している。一実施例では、複数層の支持ハンドル670がエピタキシャル材料630の上方に配置された硬い支持層640と、硬い支持層640の上方に配置された軟らかい支持層650と、軟らかい支持層650の上方のハンドルプレート660とを含んでいる。複数層の支持ハンドル670が、エピタキシャル材料630に配置され圧縮を保持する。
【0089】
ある実施例では、硬い支持層640が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、硬い支持層640がコポリマーを含んでいる。一実施例では、コポリマーを、エチレン/酢酸ビニル(EVA)コポリマー又はその誘導体とすることができる。硬い支持層640として有用なEVAコポリマーは、カリフォルニア州サンタローザ所在のDynatex Internationalから市販されているWAFER GRIP接着フィルムである。他の実施例では、硬い支持層640が、熱溶融性接着剤、有機材料又は有機コーティング、無機材料、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【0090】
一実施例では、硬い支持層640が、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせといった複数層の無機層を有する無機材料を含んでいる。別の実施例では、硬い支持層640が複合材料又は有機/無機材料といったパターン形成複合材料を含んでいる。複合材料は、少なくとも1の有機材料及び少なくとも1の無機材料を含んでいる。ある実施例では、無機材料は金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含んでいる。複合材料を使用して、反射率、導電性、及び/又は降伏の増加といったデバイスの特性を最適化し得る。別の実施例では、硬い支持層640が、ブラックワックスといったワックス又はその誘導体を含んでいる。
【0091】
別の実施例では、軟らかい支持層650が、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体といったエラストマーを含んでいる。代替的に、軟らかい支持層650が、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。軟らかい支持層650はモノマーを含んでいる。軟らかい支持層650は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含んでいる。
【0092】
別の実施例では、軟らかい支持層650が、メンブレンの中に含まれる液体又は流体を含んでいる。代替的には、軟らかい支持層650が、メンブレンの中に含まれる気体を含んでいる。このメンブレンは、ゴム、発泡体、ネオプレン、ラテックス、又はそれらの誘導体といった材料を含んでいる。一実施例では、このメンブレンは、ゴム又はラテックスのバルーンである。
【0093】
別の実施例では、ハンドルプレート660が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。一実施例では、ハンドルプレート660が、ポリエステル又はその誘導体を含んでいる。ハンドルプレート660は、約23.4μmといった約50.8μm乃至127.0μmの範囲内の厚さを有する。
【0094】
一実施例では、本方法が、図6Aに示すように、犠牲層620を除去してウェハー610といった基板からエピタキシャル材料630を分離するステップと、それに続いて、図6Bに示すように、接着層690を形成するための接着剤で結合することによって、支持基板680にエピタキシャル材料630を接着又は付着するステップとをさらに有する。支持基板680を接着剤によってエピタキシャル材料630の露出面に接着し得る。一実施例では、光学接着剤及び/又はNorlandから市販されているUV硬化光学接着剤といったUV硬化剤から又はこれらを含むよう接着層690を形成し得る。ある実施例では、接着剤が、メルカプトエステル化合物を含んでいる。他の実施例では、接着剤がさらに、フタル酸ブチルオクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせといった材料を含んでいる。
【0095】
一実施例では、図6Bに示すように、エピタキシャル材料630の第1の面の上方に配置された支持ハンドル680と、エピタキシャル材料630の他の面の上方に配置された複数層の支持ハンドル670とを有するELO薄膜積層体600Bが提供される。接着層690をエピタキシャル材料630と支持基板680との間に配置し得る。複数層の支持ハンドル670は、エピタキシャル材料630の上方に配置された硬い支持層640と、硬い支持層640の上方に配置された軟らかい支持層650と、軟らかい支持層640の上方に配置されたハンドルプレート660とを含んでいる。
【0096】
一実施例では、硬化プロセスの際にUV放射に晒された接着剤から接着層690を形成し得る。一般に、約1分乃至約10分の範囲内、好適には、約3分乃至約7分の約5分といったある時間、UV放射に接着剤を晒し得る。約25℃乃至約75℃の範囲内の約50℃といった温度で接着剤を硬化させ得る。
【0097】
他の実施例では、接着層690の接着剤をシリコーン接着剤とすることができ、又はケイ酸ナトリウムとし得る。これらの実施例では、約10時間乃至約100時間の範囲内、好適には、約20時間乃至約60時間、より好適には、約30時間乃至約50時間の例えば約42時間といったある時間、接着剤を硬化し得る。約25℃乃至約75℃の範囲内の約50℃といった温度で、接着剤を硬化し得る。また、約1psi(平方インチ当たりのポンド)乃至約50psiの範囲内、好適には、約3psi乃至約25psi、より好適には、約5psi乃至約15psiの圧力で接着剤を硬化し得る。一実施例では、圧力を約9psiとし得る。
【0098】
エッチングプロセスに犠牲層620を晒して、基板からエピタキシャル材料630を除去し得る。ある実施例では、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に犠牲層620を晒し得る。湿式エッチング液は、フッ化水素酸を含んでおり、界面活性剤及び/又は緩衝剤を含み得る。ある実施例では、約0.3mm/hr又はそれ以上、好適には、約1mm/hr又はそれ以上、より好適には、約5mm/hr又はそれ以上の速さで犠牲層620をエッチングし得る。代替的な実施例では、エッチングプロセスの際に電解エッチングに犠牲層620を晒し得る。電解エッチングは、バイアスプロセス又はガルバニックプロセスとし得る。また、ここで説明する別の実施例では、エッチングプロセスの際に気相エッチングに犠牲層620を晒し得る。気相エッチングは、フッ化水素蒸気に犠牲層620を晒すステップを有する。このエッチングプロセスは、光化学エッチング、熱的に強化されたエッチング、プラズマ支援エッチング、応力支援エッチング、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせとし得る。
【0099】
この実施例では、エピタキシャル材料630は、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。エピタキシャル材料630は、矩形、正方形、又は他の形状を有し得る。エピタキシャル材料630は単層を含み得るが、通常は複数層を含んでいる。ある実施例では、エピタキシャル材料630が、ガリウムヒ素及びアルミニウムガリウムヒ素を有する他の層を有する層を含んでいる。別の実施例では、エピタキシャル材料630が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含んでいる。ガリウムヒ素緩衝層は、約100nm乃至約500nmの範囲内の約300nmといった厚さを有し、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層は、約10nm乃至約50nmの範囲内の約30nmといった厚さを有し、する。ガリウムヒ素活性層は約500nm乃至約2,000nmの範囲内の約1,000nmといった厚さを有する。ある例では、エピタキシャル材料630がさらに第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含んでいる。
【0100】
ここで説明する他の実施例では、エピタキシャル材料630が、複数層を含むセル構造を含んでいる。セル構造は、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせを含んでいる。他の実施例では、ガリウムヒ素がn型又はp型にドープされている。
【0101】
ある実施例では、犠牲層620が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含んでいる。一実施例では、犠牲層620は、アルミニウムヒ素層を含んでおり、約20nm以下、好適には約1nm乃至約10nm、より好適には約4nm乃至約6nmの厚さを有する。ウェハー610といった基板及び/又は支持基板680は、通常は、ガリウムヒ素又はその誘導体を含んでおり、n型又はp型にドープされている。
【0102】
以上の説明は本発明の実施例に関するが、本発明の他のさらなる実施例を、その基本的範囲から逸脱することなしに考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって判断される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、平らな、予湾曲した支持ハンドルを接着するステップであって、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成され、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記湾曲した支持材料が、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記湾曲した支持材料が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層と前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層とを具えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
さらに、前記湾曲した支持材料が、ワックスを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層、又は別のポリマを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を具えることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記平らな予湾曲した支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記平らな予湾曲した支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項9】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記平らな予湾曲した支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項16】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項17】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項21】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む前記基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、平らな、予湾曲した支持ハンドルを接着するステップであって、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成され、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項22】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された平らな予湾曲した支持材料と;
を具え、
前記平らな予湾曲した支持材料が引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項23】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項24】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリエチレン、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項23に記載の薄膜積層材料。
【請求項25】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層及び前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具えることを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項26】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステルを含むことを特徴とする請求項25に記載の薄膜積層材料。
【請求項27】
さらに、前記平らな予湾曲した支持材料が、別のポリマを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を具えることを特徴とする請求項25に記載の薄膜積層材料。
【請求項28】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項27に記載の薄膜積層材料。
【請求項29】
接着剤が、平らな予湾曲した支持材料と前記エピタキシャル材料との間に配置され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項30】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項29に記載の薄膜積層材料。
【請求項31】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項30に記載の薄膜積層材料。
【請求項32】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項30に記載の薄膜積層材料。
【請求項33】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項32に記載の薄膜積層材料。
【請求項34】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項32に記載の薄膜積層材料。
【請求項35】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項36】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項37】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項36に記載の薄膜積層材料。
【請求項38】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項37に記載の薄膜積層材料。
【請求項39】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項38に記載の薄膜積層材料。
【請求項40】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項41】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、収縮性材料を具える支持ハンドルを接着するステップと;
前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にして、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項42】
前記支持ハンドルが、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項43】
前記支持ハンドルが、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記支持ハンドルが、ワックスを含む第1の層及び前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具えることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項45】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
【請求項46】
さらに、前記支持ハンドルが、ワックスを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層、又は別のポリマーを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
【請求項47】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項49】
前記収縮性材料が、アモルファス材料を具えており、
前記アモルファス材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項50】
前記収縮性材料が、プラスチック、ゴム、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項51】
前記収縮性材料が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項52】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマーを具えており、
前記支持ハンドルが、収縮プロセスの際に加熱されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項53】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項54】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項55】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に曝されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項57】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項58】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項57に記載の方法。
【請求項59】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。
【請求項60】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項61】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項62】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項63】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項64】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項63に記載の方法。
【請求項65】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項66】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、収縮性材料を含む支持ハンドルを接着するステップと;
前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にして、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項67】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが収縮性材料を具えており、収縮する際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にすることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項68】
前記収縮性材料が、前記収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項69】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項70】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマーを含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項71】
接着剤が、前記支持ハンドルと前記エピタキシャル材料との間にあり、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項72】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項73】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項74】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項75】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項74に記載の薄膜積層材料。
【請求項76】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項77】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項78】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項79】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項78に記載の薄膜積層材料。
【請求項80】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項79に記載の薄膜積層材料。
【請求項81】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項80に記載の薄膜積層材料。
【請求項82】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項83】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を含むステップと;
前記強化繊維の接線方向に前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項84】
前記支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項85】
前記収縮性材料が、前記収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項86】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項87】
前記収縮性材料が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項88】
前記強化繊維が、高強度高分子繊維であることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項89】
前記強化繊維が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項90】
前記強化繊維が、前記繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項91】
前記強化繊維が、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有することを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項92】
前記支持ハンドルが、前記収縮プロセスの際に加熱され、
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマー及び高強度高分子繊維を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項93】
前記支持ハンドルを収縮させるステップが、前記収縮性材料から溶剤を除去するステップを具えることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項94】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項95】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項96】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項95に記載の方法。
【請求項97】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項98】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項99】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項98に記載の方法。
【請求項100】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項98に記載の方法。
【請求項101】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項100に記載の方法。
【請求項102】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項100に記載の方法。
【請求項103】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項104】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項105】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項104に記載の方法。
【請求項106】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項107】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を具えるステップと;
前記強化繊維の接線方向に前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項108】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を具えており、収縮する際に、前記強化繊維の接線方向に収縮して前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にすることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項109】
前記収縮性材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項110】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項111】
前記強化繊維が、高強度高分子繊維であることを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項112】
前記強化繊維が、ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項113】
前記強化繊維が、前記繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項114】
前記強化繊維が、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項115】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマー及び高強度高分子繊維を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項116】
接着剤が、前記支持ハンドルと前記エピタキシャル材料との間にあり、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項117】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項118】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を含むことを特徴とする請求項117に記載の薄膜積層材料。
【請求項119】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項117に記載の薄膜積層材料。
【請求項120】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項119に記載の薄膜積層材料。
【請求項121】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項119に記載の薄膜積層材料。
【請求項122】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項123】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項124】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項123に記載の薄膜積層材料。
【請求項125】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項124に記載の薄膜積層材料。
【請求項126】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項125に記載の薄膜積層材料。
【請求項127】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項128】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、厚さが変動するワックス膜を具える支持ハンドルを接着するステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記エッチングプロセスの際に、前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、前記支持ハンドルを曲げて前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項129】
前記支持ハンドルが、前記ワックス膜の下面及び可撓性部材の上面を具えており、
前記下面が前記エピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項130】
前記可撓性部材が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項129に記載の方法。
【請求項131】
前記可撓性部材が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項129に記載の方法。
【請求項132】
前記ワックス膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内の軟化点温度を有するワックスを含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項133】
前記軟化点温度が、約80℃乃至約90℃の範囲内であることを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項134】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も薄いことを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項135】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も厚いことを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項136】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項137】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項136に記載の方法。
【請求項138】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項139】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項140】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項139に記載の方法。
【請求項141】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項139に記載の方法。
【請求項142】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項141に記載の方法。
【請求項143】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項141に記載の方法。
【請求項144】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項145】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項146】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項145に記載の方法。
【請求項147】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項148】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、厚さが変動するワックス膜を含む支持ハンドルを接着するステップと;
前記エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
エッチングプロセスの際に、前記支持ハンドルを曲げて前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項149】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが、厚さが変動するワックス膜を含むことを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項150】
前記支持ハンドルが、前記ワックス膜の下面及び可撓性部材の上面を具えており、
前記下面が前記エピタキシャル材料に接着されることを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項151】
前記可撓性部材が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項152】
前記可撓性部材が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項153】
前記可撓性部材が、約50.8μm乃至約127.0μmの範囲内の膜厚を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項154】
前記ワックス膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内の軟化点温度を有するワックスを含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項155】
前記軟化点温度が、約80℃乃至約90℃の範囲内であることを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項156】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も薄いことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項157】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も厚いことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項158】
前記厚さが変動するワックス膜が、約1μm乃至約100μmの範囲内であることを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項159】
前記厚さが変動するワックス膜が、最も薄い部分及び最も厚い部分を含むことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項160】
前記最も薄い部分が、約1μm乃至約25μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項159に記載の薄膜積層材料。
【請求項161】
前記最も厚い部分が、約25μm乃至約100μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項159に記載の薄膜積層材料。
【請求項162】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項163】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項162に記載の薄膜積層材料。
【請求項164】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項162に記載の薄膜積層材料。
【請求項165】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項164に記載の薄膜積層材料。
【請求項166】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項164に記載の薄膜積層材料。
【請求項167】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項168】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項169】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項168に記載の薄膜積層材料。
【請求項170】
前記厚さは、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項169に記載の薄膜積層材料。
【請求項171】
前記厚さは、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項170に記載の薄膜積層材料。
【請求項172】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項173】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、前記エピタキシャル材料に接着された硬い支持層と、前記硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、前記軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを具えるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記エッチングプロセスの際に、前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、前記エピタキシャル材料を圧縮状態に保持するステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項174】
さらに、前記基板から前記エピタキシャル材料を除去するステップを具えることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項175】
さらに、前記エピタキシャル材料の露出面に支持基板を付けるステップを具えることを特徴とする請求項174に記載の方法。
【請求項176】
前記支持基板が、接着剤によって前記エピタキシャル材料の前記露出面に接着されることを特徴とする請求項174に記載の方法。
【請求項177】
前記接着剤が、光学接着剤又はUV硬化接着剤であることを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項178】
さらに、前記接着剤が、ブチルフタル酸オクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材質を含むことを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項179】
前記接着剤がシリコーン接着剤であり、又は前記接着剤がケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項180】
前記接着剤が、約25℃乃至約75℃の範囲内の温度で、且つ、約5psi乃至約15psiの範囲内の圧力で、約20時間乃至約60時間の範囲内の期間硬化されることを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項181】
前記硬い支持層が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項182】
前記硬い支持層が、エチレン/ビニルアセテートコポリマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項181に記載の方法。
【請求項183】
前記硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機材料、有機コーティング、無機材料、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項184】
前記硬い支持層が、前記無機材料の複数の層を具えており、
前記複数の層が、さらに、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項183に記載の方法。
【請求項185】
前記軟らかい支持層が、エラストマーを具え、
前記エラストマーが、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項186】
前記軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、及びそれらの誘導体から成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項187】
前記軟らかい支持層が、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項188】
前記ハンドルプレートが、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項189】
前記ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項190】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤、及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項191】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項192】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項193】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項194】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項193に記載の方法。
【請求項195】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項194に記載の方法。
【請求項196】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項195に記載の方法。
【請求項197】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項195に記載の方法。
【請求項198】
前記エピタキシャル材料が、複数層を含むセル構造を具えており、
前記セル構造が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項199】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項200】
前記犠牲層が、約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項199に記載の方法。
【請求項201】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、前記支持ハンドルが、
前記エピタキシャル材料の上方に配置された硬い支持層と;
前記硬い支持層の上方に配置された軟らかい支持層と;
前記軟らかい支持層の上方に配置されたハンドルプレートと;
を具えることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項202】
前記エピタキシャル材料が、圧縮状態にあることを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項203】
前記硬い支持層が、エチレン/酢酸ビニルコポリマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項204】
前記硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機コーティング、有機材料、無機材料、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項205】
前記硬い支持層が、前記無機材料の複数の層を具えており、
前記複数の層が、さらに、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項204に記載の薄膜積層材料。
【請求項206】
前記軟らかい支持層が、エラストマーを具え、
前記エラストマーが、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項207】
前記軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、及びそれらの誘導体から成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項208】
前記軟らかい支持層が、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項209】
前記ハンドルプレートが、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項210】
前記ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項209に記載の薄膜積層材料。
【請求項211】
前記ハンドルプレートが、約50.8μm乃至約127.0μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項209に記載の薄膜積層材料。
【請求項212】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項213】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項212に記載の薄膜積層材料。
【請求項214】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項213に記載の薄膜積層材料。
【請求項215】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項213に記載の薄膜積層材料。
【請求項216】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を具えることを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項217】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項218】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項1】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、平らな、予湾曲した支持ハンドルを接着するステップであって、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成され、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記湾曲した支持材料が、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記湾曲した支持材料が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層と前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層とを具えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
さらに、前記湾曲した支持材料が、ワックスを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層、又は別のポリマを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を具えることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記平らな予湾曲した支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記平らな予湾曲した支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項9】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記平らな予湾曲した支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項16】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項17】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項21】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む前記基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、平らな、予湾曲した支持ハンドルを接着するステップであって、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが、湾曲した支持材料を平らにすることによって形成され、前記平らな予湾曲した支持ハンドルが引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記平らな予湾曲した支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項22】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された平らな予湾曲した支持材料と;
を具え、
前記平らな予湾曲した支持材料が引張状態にある一方、前記エピタキシャル材料が圧縮状態にあることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項23】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項24】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリエチレン、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項23に記載の薄膜積層材料。
【請求項25】
前記平らな予湾曲した支持材料が、ワックスを含む第1の層及び前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具えることを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項26】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステルを含むことを特徴とする請求項25に記載の薄膜積層材料。
【請求項27】
さらに、前記平らな予湾曲した支持材料が、別のポリマを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を具えることを特徴とする請求項25に記載の薄膜積層材料。
【請求項28】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項27に記載の薄膜積層材料。
【請求項29】
接着剤が、平らな予湾曲した支持材料と前記エピタキシャル材料との間に配置され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項30】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項29に記載の薄膜積層材料。
【請求項31】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項30に記載の薄膜積層材料。
【請求項32】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項30に記載の薄膜積層材料。
【請求項33】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項32に記載の薄膜積層材料。
【請求項34】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項32に記載の薄膜積層材料。
【請求項35】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項36】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項37】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項36に記載の薄膜積層材料。
【請求項38】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項37に記載の薄膜積層材料。
【請求項39】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項38に記載の薄膜積層材料。
【請求項40】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項22に記載の薄膜積層材料。
【請求項41】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、収縮性材料を具える支持ハンドルを接着するステップと;
前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にして、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項42】
前記支持ハンドルが、ワックス、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ゴム、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項43】
前記支持ハンドルが、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリオレフィン、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記支持ハンドルが、ワックスを含む第1の層及び前記第1の層の上方に配置されたポリマを含む第2の層を具えることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項45】
前記第2の層が、ポリエチレンテレフタレートポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
【請求項46】
さらに、前記支持ハンドルが、ワックスを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層、又は別のポリマーを含み前記第2の層の上方に配置された第3の層を含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
【請求項47】
前記第3の層が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項49】
前記収縮性材料が、アモルファス材料を具えており、
前記アモルファス材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項50】
前記収縮性材料が、プラスチック、ゴム、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項51】
前記収縮性材料が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項52】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマーを具えており、
前記支持ハンドルが、収縮プロセスの際に加熱されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項53】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項54】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項55】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に曝されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項57】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項58】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項57に記載の方法。
【請求項59】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。
【請求項60】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項61】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項62】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項63】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項64】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項63に記載の方法。
【請求項65】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
【請求項66】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、収縮性材料を含む支持ハンドルを接着するステップと;
前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にして、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項67】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが収縮性材料を具えており、収縮する際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にすることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項68】
前記収縮性材料が、前記収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項69】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項70】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマーを含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項71】
接着剤が、前記支持ハンドルと前記エピタキシャル材料との間にあり、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項72】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項73】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項74】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項75】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項74に記載の薄膜積層材料。
【請求項76】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項72に記載の薄膜積層材料。
【請求項77】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項78】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項79】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項78に記載の薄膜積層材料。
【請求項80】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項79に記載の薄膜積層材料。
【請求項81】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項80に記載の薄膜積層材料。
【請求項82】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項67に記載の薄膜積層材料。
【請求項83】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を含むステップと;
前記強化繊維の接線方向に前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項84】
前記支持ハンドルが下面及び上面を具えており、
前記下面がエピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項85】
前記収縮性材料が、前記収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項86】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項87】
前記収縮性材料が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項88】
前記強化繊維が、高強度高分子繊維であることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項89】
前記強化繊維が、ポリエチレン又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項90】
前記強化繊維が、前記繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項91】
前記強化繊維が、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有することを特徴とする請求項88に記載の方法。
【請求項92】
前記支持ハンドルが、前記収縮プロセスの際に加熱され、
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマー及び高強度高分子繊維を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項93】
前記支持ハンドルを収縮させるステップが、前記収縮性材料から溶剤を除去するステップを具えることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項94】
接着剤が、前記エピタキシャル材料に前記支持ハンドルを接着するよう使用され、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項95】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項96】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項95に記載の方法。
【請求項97】
前記犠牲層が、エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項98】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項99】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項98に記載の方法。
【請求項100】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項98に記載の方法。
【請求項101】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項100に記載の方法。
【請求項102】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項100に記載の方法。
【請求項103】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項104】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項105】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項104に記載の方法。
【請求項106】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項83に記載の方法。
【請求項107】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を具えるステップと;
前記強化繊維の接線方向に前記支持ハンドルを収縮させて、収縮プロセスの際に、前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
実質的な曲率を有するよう前記支持ハンドルを曲げるステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項108】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが、収縮性材料及び前記収縮性材料全体にわたって一方向に延在する強化繊維を具えており、収縮する際に、前記強化繊維の接線方向に収縮して前記支持ハンドルを引張状態にする一方、前記エピタキシャル材料を圧縮状態にすることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項109】
前記収縮性材料が、収縮プロセスの際に実体積の減少を起こすよう結晶化されるアモルファス材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項110】
前記収縮性材料が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項111】
前記強化繊維が、高強度高分子繊維であることを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項112】
前記強化繊維が、ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項113】
前記強化繊維が、前記繊維の長手方向に沿った負の線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項114】
前記強化繊維が、約15GPa乃至約134GPaの範囲内の引張係数を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項115】
前記支持ハンドルが、熱収縮ポリマー及び高強度高分子繊維を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項116】
接着剤が、前記支持ハンドルと前記エピタキシャル材料との間にあり、
前記接着剤が、感圧接着剤、熱溶融性接着剤、UV硬化接着剤、天然接着剤、合成接着剤、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項117】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項118】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を含むことを特徴とする請求項117に記載の薄膜積層材料。
【請求項119】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項117に記載の薄膜積層材料。
【請求項120】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項119に記載の薄膜積層材料。
【請求項121】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項119に記載の薄膜積層材料。
【請求項122】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項123】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項124】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項123に記載の薄膜積層材料。
【請求項125】
前記厚さが、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項124に記載の薄膜積層材料。
【請求項126】
前記厚さが、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項125に記載の薄膜積層材料。
【請求項127】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項108に記載の薄膜積層材料。
【請求項128】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、厚さが変動するワックス膜を具える支持ハンドルを接着するステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記エッチングプロセスの際に、前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、前記支持ハンドルを曲げて前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項129】
前記支持ハンドルが、前記ワックス膜の下面及び可撓性部材の上面を具えており、
前記下面が前記エピタキシャル材料に接着され、
前記支持ハンドルが前記上面に向かって曲がることを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項130】
前記可撓性部材が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項129に記載の方法。
【請求項131】
前記可撓性部材が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項129に記載の方法。
【請求項132】
前記ワックス膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内の軟化点温度を有するワックスを含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項133】
前記軟化点温度が、約80℃乃至約90℃の範囲内であることを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項134】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も薄いことを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項135】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も厚いことを特徴とする請求項132に記載の方法。
【請求項136】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項137】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項136に記載の方法。
【請求項138】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項139】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項140】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項139に記載の方法。
【請求項141】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項139に記載の方法。
【請求項142】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項141に記載の方法。
【請求項143】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項141に記載の方法。
【請求項144】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項145】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項146】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項145に記載の方法。
【請求項147】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項128に記載の方法。
【請求項148】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料を含む基板を配置するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、厚さが変動するワックス膜を含む支持ハンドルを接着するステップと;
前記エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
を具えており、さらに、前記エッチングプロセスが:
前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させるステップと;
前記エピタキシャル材料と前記基板との間にエッチング間隙を形成するステップと;
エッチングプロセスの際に、前記支持ハンドルを曲げて前記エピタキシャル材料を圧縮状態にするステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項149】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、
前記支持ハンドルが、厚さが変動するワックス膜を含むことを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項150】
前記支持ハンドルが、前記ワックス膜の下面及び可撓性部材の上面を具えており、
前記下面が前記エピタキシャル材料に接着されることを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項151】
前記可撓性部材が、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項152】
前記可撓性部材が、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項153】
前記可撓性部材が、約50.8μm乃至約127.0μmの範囲内の膜厚を含むことを特徴とする請求項150に記載の薄膜積層材料。
【請求項154】
前記ワックス膜が、約65℃乃至約95℃の範囲内の軟化点温度を有するワックスを含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項155】
前記軟化点温度が、約80℃乃至約90℃の範囲内であることを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項156】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も薄いことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項157】
前記厚さが変動するワックス膜が、前記ワックス膜の中央部又はその近傍で最も厚いことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項158】
前記厚さが変動するワックス膜が、約1μm乃至約100μmの範囲内であることを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項159】
前記厚さが変動するワックス膜が、最も薄い部分及び最も厚い部分を含むことを特徴とする請求項154に記載の薄膜積層材料。
【請求項160】
前記最も薄い部分が、約1μm乃至約25μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項159に記載の薄膜積層材料。
【請求項161】
前記最も厚い部分が、約25μm乃至約100μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項159に記載の薄膜積層材料。
【請求項162】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項163】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項162に記載の薄膜積層材料。
【請求項164】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項162に記載の薄膜積層材料。
【請求項165】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項164に記載の薄膜積層材料。
【請求項166】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項164に記載の薄膜積層材料。
【請求項167】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を有することを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項168】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項169】
前記犠牲層が、約20nm以下の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項168に記載の薄膜積層材料。
【請求項170】
前記厚さは、約1nm乃至約10nmの範囲内であることを特徴とする請求項169に記載の薄膜積層材料。
【請求項171】
前記厚さは、約4nm乃至約6nmの範囲内であることを特徴とする請求項170に記載の薄膜積層材料。
【請求項172】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項149に記載の薄膜積層材料。
【請求項173】
エピタキシャルリフトオフプロセスの際に薄膜材料を形成するための方法であって、
基板上の犠牲層の上方にエピタキシャル材料を形成するステップと;
前記エピタキシャル材料の上に、支持ハンドルを接着するステップであって、前記支持ハンドルが、前記エピタキシャル材料に接着された硬い支持層と、前記硬い支持層に接着された軟らかい支持層と、前記軟らかい支持層に接着されたハンドルプレートとを具えるステップと;
エッチングプロセスの際に前記犠牲層を除去するステップと;
前記エッチングプロセスの際に、前記基板から前記エピタキシャル材料を剥離させつつ、それらの間にエッチング間隙を形成し、前記エピタキシャル材料を圧縮状態に保持するステップと;
を具えることを特徴とする方法。
【請求項174】
さらに、前記基板から前記エピタキシャル材料を除去するステップを具えることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項175】
さらに、前記エピタキシャル材料の露出面に支持基板を付けるステップを具えることを特徴とする請求項174に記載の方法。
【請求項176】
前記支持基板が、接着剤によって前記エピタキシャル材料の前記露出面に接着されることを特徴とする請求項174に記載の方法。
【請求項177】
前記接着剤が、光学接着剤又はUV硬化接着剤であることを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項178】
さらに、前記接着剤が、ブチルフタル酸オクチル、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アクリレートモノマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材質を含むことを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項179】
前記接着剤がシリコーン接着剤であり、又は前記接着剤がケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項180】
前記接着剤が、約25℃乃至約75℃の範囲内の温度で、且つ、約5psi乃至約15psiの範囲内の圧力で、約20時間乃至約60時間の範囲内の期間硬化されることを特徴とする請求項176に記載の方法。
【請求項181】
前記硬い支持層が、ポリマー、コポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項182】
前記硬い支持層が、エチレン/ビニルアセテートコポリマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項181に記載の方法。
【請求項183】
前記硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機材料、有機コーティング、無機材料、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項184】
前記硬い支持層が、前記無機材料の複数の層を具えており、
前記複数の層が、さらに、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項183に記載の方法。
【請求項185】
前記軟らかい支持層が、エラストマーを具え、
前記エラストマーが、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項186】
前記軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、及びそれらの誘導体から成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項187】
前記軟らかい支持層が、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項188】
前記ハンドルプレートが、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項189】
前記ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項190】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際に湿式エッチング液に漬けられ、
前記湿式エッチング液が、フッ酸、界面活性剤、及び緩衝剤を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項191】
前記犠牲層が、約5mm/hr又はそれ以上の速さでエッチングされることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項192】
前記犠牲層が、前記エッチングプロセスの際にフッ化水素蒸気に晒されることを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項193】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項194】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素を含む層及びアルミニウムガリウムヒ素を含む別の層を具えることを特徴とする請求項193に記載の方法。
【請求項195】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項194に記載の方法。
【請求項196】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項195に記載の方法。
【請求項197】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項195に記載の方法。
【請求項198】
前記エピタキシャル材料が、複数層を含むセル構造を具えており、
前記セル構造が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項199】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項173に記載の方法。
【請求項200】
前記犠牲層が、約1nm乃至約10nmの範囲内の厚さのアルミニウムヒ素層を含むことを特徴とする請求項199に記載の方法。
【請求項201】
基板上に配置された犠牲層と;
前記犠牲層の上方に配置されたエピタキシャル材料と;
前記エピタキシャル材料の上方に配置された支持ハンドルと;
を具え、前記支持ハンドルが、
前記エピタキシャル材料の上方に配置された硬い支持層と;
前記硬い支持層の上方に配置された軟らかい支持層と;
前記軟らかい支持層の上方に配置されたハンドルプレートと;
を具えることを特徴とする薄膜積層材料。
【請求項202】
前記エピタキシャル材料が、圧縮状態にあることを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項203】
前記硬い支持層が、エチレン/酢酸ビニルコポリマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項204】
前記硬い支持層が、熱溶融性接着剤、有機コーティング、有機材料、無機材料、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項205】
前記硬い支持層が、前記無機材料の複数の層を具えており、
前記複数の層が、さらに、金属層、誘電層、又はそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項204に記載の薄膜積層材料。
【請求項206】
前記軟らかい支持層が、エラストマーを具え、
前記エラストマーが、ゴム、発泡体、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項207】
前記軟らかい支持層が、ネオプレン、ラテックス、及びそれらの誘導体から成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項208】
前記軟らかい支持層が、エチレンプロピレンジエンモノマー又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項209】
前記ハンドルプレートが、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項210】
前記ハンドルプレートが、ポリエステル又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項209に記載の薄膜積層材料。
【請求項211】
前記ハンドルプレートが、約50.8μm乃至約127.0μmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項209に記載の薄膜積層材料。
【請求項212】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項213】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素緩衝層、アルミニウムガリウムヒ素不活性化層、及びガリウムヒ素活性層を含むことを特徴とする請求項212に記載の薄膜積層材料。
【請求項214】
前記ガリウムヒ素緩衝層が、約100nm乃至約500nmの範囲内の厚さを有し、
前記アルミニウムガリウムヒ素不活性化層が、約10nm乃至約50nmの範囲内の厚さを有し、
前記ガリウムヒ素活性層が、約500nm乃至約2,000nmの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項213に記載の薄膜積層材料。
【請求項215】
さらに、前記エピタキシャル材料が、第2のアルミニウムガリウムヒ素不活性化層を含むことを特徴とする請求項213に記載の薄膜積層材料。
【請求項216】
前記エピタキシャル材料が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、n型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、p型にドープされたアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、それらの合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1の材料を具える複数層を含むセル構造を具えることを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項217】
前記犠牲層が、アルミニウムヒ素、その合金、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【請求項218】
前記基板が、ガリウムヒ素、n型にドープされたガリウムヒ素、p型にドープされたガリウムヒ素、又はそれらの誘導体を含むことを特徴とする請求項201に記載の薄膜積層材料。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【公表番号】特表2011−522426(P2011−522426A)
【公表日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−511866(P2011−511866)
【出願日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【国際出願番号】PCT/US2009/045715
【国際公開番号】WO2009/155122
【国際公開日】平成21年12月23日(2009.12.23)
【出願人】(510312640)アルタ デバイセズ,インコーポレイテッド (11)
【氏名又は名称原語表記】ALTA DEVICES,INC.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【国際出願番号】PCT/US2009/045715
【国際公開番号】WO2009/155122
【国際公開日】平成21年12月23日(2009.12.23)
【出願人】(510312640)アルタ デバイセズ,インコーポレイテッド (11)
【氏名又は名称原語表記】ALTA DEVICES,INC.
【Fターム(参考)】
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