发明名称 增进基材表面之结合的方法
摘要 本文叙述一种制备一基材之表面以供结合之方法,利用移除氧化物及改变基材之原子表面。此方法包括,提供一由数种元素所构成之基材。该基材被维持在高温下,并且令一超压气体流经基材之表面。超压气体系由该数种元素中之一种构成。维持该基材在高温有助于将基材表面上实质上所有之氧化物移除。但是,高温亦会蒸发基材表面上某些原子,并且造成基材上其它原子迁移。而令一气体流过基材之表面有助于取代已蒸发之原子,藉以防止其它原子之移动。在除去氧化物之后,令基材冷却。藉由调整关闭超压气体时基材之温度,使得基材之表面能够含有或不含有构成超压气体之原子。这使得基材之表面为实质上无氧化物,而含有结合所需之原子。
申请公布号 TW559873 申请公布日期 2003.11.01
申请号 TW091121980 申请日期 2002.09.25
申请人 HRL实验有限公司 发明人 史斌强
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用以改良一第一基材之一表面与一第二基材之一表面以供结合之方法,包括:(a)令含有第一组多数元素之第一基材与含有第二组多数元素之第二基材在一减压系统中于第一温度下维持一段时间,藉以自第一基材之表面上与第二基材之表面上移除实质上所有之氧化物,并且造成第一组多数元素中之第一元素之原子从第一基材之表面蒸发,及造成第二组多数元素中之第二元素之原子从第二基材之表面蒸发;及(b)在上述(a)步骤期间,令一由第一元素构成之超压之第一气体流过第一基材之表面,藉以取代蒸发掉之第一元素,并且,在上述(a)步骤期间,令一由第二元素构成之超压之第二气体流过第二基材之表面,藉以取代蒸发掉之第二元素。2.如申请专利范围第1项之方法,更包含下列步骤:(c)在上述(a)步骤之后,令第一与第二基材冷却;以及(d)终止超压之第一气体之气流及终止超压之第二气体之气流。3.如申请专利范围第2项之方法,其中终止第一气体之气流之步骤系在当第一基材已冷却至一第二温度时时发生,以使得第一元素之原子继续自第一基材之表面蒸发。4.如申请专利范围第2项之方法,其中终止第一气体之气流之步骤系在第一基材已冷却至一第二温度时发生,以使得第一元素之原子留在第一基材之表面上。5.如申请专利范围第2项之方法,其中终止第二气体之气流之步骤系在第二基材已冷却至一第二温度时发生,以使得第二元素之原子继续自第二基材之表面蒸发。6.如申请专利范围第2项之方法,其中终止第二气体之气流之步骤系在第二基材已冷却至一第二温度时发生,以使得第二元素之原子留在第二基材之表面上。7.如申请专利范围第1项之方法,其中第一及第二组多数元素含有至少一个第III族元素及至少一个第V族元素。8.如申请专利范围第1项之方法,其中减压之系统不大于3x10-6pa之压力。9.如申请专利范围第1项之方法,其中第一气体及第二气体之超压系为不大于1x10-2pa之压力。10.如申请专利范围第1项之方法,其中令第一基材与第二基材于第一温度下维持一段时间之步骤包含:令第一基材与第二基材在500℃至535℃之范围之温度下维持大约10分钟至20分钟。11.一种用以改良一第一基材之一表面以供结合之方法,该方法包括下列步骤:(a)令第一基材曝露于一第一压力,其中第一基材含有多数个元素,其具有一晶体结构;(b)当曝露于第一压力时,令第一基材在一第一温度下维持一段时间,藉以自第一基材之表面上移除实质上所有之氧化物;(c)在前一步骤(b)期间,令一超压气体流过第一基材之表面,该超压气体系由多数元素中之一元素构成,藉以维持第一基材之晶体结构;(d)令第一基材冷却至一第二温度;以及(e)当基材已冷却至第二温度时,终止超压气体之气流流经第一基材之表面。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该步骤(b)造成了该元素之原子从基材之表面蒸发。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该步骤(c)取代了在自基材表面蒸发之元素的原子。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该步骤(d)决定了该元素之原子继续从基材表面蒸发亦或者留在基材表面上。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该多数元素含有至少一个第III族元素及至少一个第V族元素。16.如申请专利范围第15项之方法,其中第一基材含有In及P与As中至少一者。17.如申请专利范围第16项之方法,其中当第一基材含有InP时,超压之气体含有P2,且其中当第一基材含有InAs时,超压之气体含有As2。18.如申请专利范围第17项之方法,其中当气体含有P2且第一基材为InP时,该元素是P,而当气体含有As2且第一基材是InAs时,该元素是As。19.如申请专利范围第18项之方法,其中该第二温度系使得该元素之原子在终止该超压气体之气流之步骤后,继续从第一基材之表面上蒸发之温度。20.如申请专利范围第18项之方法,其中该第二温度系使得该元素之原子在终止该超压气体之气流之步骤后,仍留在第一基材之表面上之温度。21.如申请专利范围第19项之方法,其中该第二温度系大约400℃。22.如申请专利范围第20项之方法,其中当该元素为P时,该第二温度为约180℃,且其中当该元素为As时,该第二温度为约280℃。23.如申请专利范围第11项之方法,其中该第一压力为不大于3x10-6pa。24.如申请专利范围第11项之方法,其中该超压之气体之压力系不大于1x10-2pa之压力。25.如申请专利范围第11项之方法,其中令第一基材于第一温度下维持一段时间之步骤包含:令第一基材在500℃至535℃之范围之温度下维持大约10分钟至20分钟。26.一种用以改良一第一基材之一表面以供结合之方法,该方法包含:(a)于一减压系统中,令第一基材曝露于一第一压力中,其中该第一基材含有多数个元素,其具有一晶体结构;(b)当曝露于第一压力时,令第一基材在一第一温度下维持一段时间,藉以自第一基材之表面上去除实质上所有之氧化物;及(c)在前述步骤(b)期间,令一超压之气体流经第一基材之表面,超压之气体系由该多数元素中之一种元素构成,藉以维持第一基材之晶体结构。27.如申请专利范围第26项之方法,更包含下列步骤:(d)在维持第一基材于第一温度下一段时间之步骤之后,令第一基材冷却至一第二温度;以及(e)当基材已冷却至第二温度时,终止超压气体。28.如申请专利范围第27项之方法,其中该步骤(b)造成了该元素之原子从基材之表面蒸发。29.如申请专利范围第28项之方法,其中该步骤(c)取代了在自基材表面蒸发之元素的原子。30.如申请专利范围第29项之方法,其中该步骤(e)决定了该元素之原子继续从基材表面蒸发亦或者留在基材表面上。31.如申请专利范围第30项之方法,其中该第二温度系使得该元素之原子在终止该超压气体之步骤后,继续从第一基材之表面上蒸发之温度。32.如申请专利范围第30项之方法,其中该第二温度系使得该元素之原子在终止该超压气体之步骤后,仍留在第一基材之表面上之温度。33.如申请专利范围第31项之方法,其中第一基材含有InP,该超压气体含有P2,该元素为P,该第二温度为约400℃。34.如申请专利范围第31项之方法,其中第一基材含有InAs,该超压气体含有As2,该元素为As,该第二温度为约400℃。35.如申请专利范围第32项之方法,其中第一基材含有InP,该超压气体含有P2,该元素为P,该第二温度为约180℃。36.如申请专利范围第32项之方法,其中第一基材含有InAs,该超压气体含有As2,该元素为As,该第二温度为约280℃。37.如申请专利范围第26项之方法,其中该第一压力为不大于3x10-6pa。38.如申请专利范围第26项之方法,其中该超压之气体之压力系不大于1x10-2pa。图式简单说明:第1图为一方块图,显示用以制备供结合之基材表面之方法。第2图显示一种InP基材之剖面图。第3图显示具有In原子、P原子及氧化物之InP基材之表面之顶视图;第4图显示不具氧化物之InP基材表面之顶视图。第5图显示不具P原子之InP基材表面之顶视图。第6图显示一种InAs基材之剖面图。第7图显示具有In原子、As原子及氧化物之InAs基材之表面之顶视图;第8图显示自InAs基材表面移除之氧化物之顶视图。第9图显示一种InP基材之剖面图。第10图显示具有In原子、P原子及氧化物之InP基材之表面之顶视图。第11图显示不具氧化物之InP基材之表面之顶视图。第12图显示具有外延GaP层之InAs基材之剖面图。第13图显示不具任何P原子之GaP层之顶视图。
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