以對稱鍵合結構抵銷熱應力實現異質材料晶圓鍵合及薄膜轉移之研究(II)

由於異質單晶薄膜在一單晶基板上的製作常因晶格差異(>5%)而無法直接以磊晶方式獲得無差排缺陷之完美單晶薄膜，因此本研究計劃將一單晶薄膜直接由一異質材質基板切下而轉移至另一基板上。在執行異質材質晶圓鍵合，關鍵是如何避免因退火強化鍵合能的製程中產生熱應力，而在冷卻中造成破裂鍵合晶圓的效應。本研究構思以產生對稱式應力，造成鍵合晶圓對在退火過程中產生的熱應力互相抵銷，以消除熱應力破裂，而能用無塗膠、無添加層方式的直接鍵合方式達成鍵合晶圓對。期待能提高其容忍溫度至少在攝氏300 度時不至於破裂，實踐在智切法中植入的氫離子能聚合成為氫分子，把薄膜切下轉移到另一基板上，為奈米單晶薄膜轉移技術之基礎。本研究第一年目標是以四英寸直徑砷化鎵晶圓基板和矽晶圓基板鍵合而成的晶圓對，調整鍵合參數，使之在退火溫度達到攝氏300-400 度之後仍能保持完整。第二年是執行智切法，使以多段溫度,植入5×1016 ~ 1×1017/cm2 氫離子，使之能在攝氏300 度左右成功聚合，在矽基板上製作奈米單晶砷化鎵薄膜，作為一種結合能光電/高頻元件-微電子元件之複合材料。