JP6836022B2 - 半導体基板、半導体基板の製造方法及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の半導体基板1の構成を示す模式図である。図1は、半導体エピタキシャルウエハの断面構造を示している。半導体基板1は、ベース基板101と、ベース基板101上に設けられた除去層102と、除去層102の上方に設けられた半導体エピタキシャル層103とを有する。
ベース基板101は、例えばGaAs基板である。半導体エピタキシャル層103は、ベース基板101から除去される予定の半導体エピタキシャル層であり、例えばAltGa1−tAs(0≦t≦1)により構成されている。第1除去層104は、例えばAlxGa1−xAs(0.6<x≦0.8)により構成されており、第2除去層105は、例えばAlyGa1−yAs(0.7<y≦1、y>x)により構成されている。第1除去層104及び第2除去層105の材料組成の範囲として、第1除去層104がAlxGa1−xAs(0.75<x≦0.8)であり、第2除去層105がAlyGa1−yAs(0.8<y≦1)であることが、より好ましい。
使用エッチング材料によりエッチングすることにより第2除去層105が除去された時点で第1除去層104の少なくとも一部が残留しやすくするために、第2除去層105の厚みよりも第1除去層104の厚みが大きくてもよい。第1除去層104の厚み及び第2除去層105の厚みは、第1除去層104の場所によってエッチングの進行度合いにばらつきがある場合であっても、第2除去層105が除去された時点で第1除去層104の全領域にわたって第1除去層104の少なくとも一部が残留している厚みであってもよい。
半導体基板1を試作して、エッチングを行った。実験に用いた半導体基板1において、ベース基板101はGaAs基板であった。第1除去層104の組成はAlxGa1−xAs(0.75<x≦0.8)であった。第2除去層105の組成はAlyGa1−yAs(0.8<y≦1)であった。半導体エピタキシャル層103の組成はAltGa1−tAs(0≦t≦0.6)であった。
図1においては、除去層102が第1除去層104及び第2除去層105の2層を有する構造を例示したが、半導体基板1は、第1除去層104及び第2除去層105を含む2層の他に、他の除去層を有してもよい。この時、除去層102のベース基板101に接する側から半導体エピタキシャル層103に接する側に向けてエッチング速度が大きくなる順番に積層することが望ましい。
続いて、半導体エピタキシャル層103をベース基板101から分離した後に、他の基板に半導体エピタキシャル層103を移動させて半導体素子を製造する方法について説明する。
まず、図1に示した半導体基板1を準備する。例えば、ベース基板101上に第1除去層104及び第2除去層105を含む積層構造を形成した後に、第2除去層105上に半導体エピタキシャル層103を形成することにより、半導体基板1を作製する。半導体エピタキシャル層103は、所定の素子を形成するための半導体積層構造を有する。所定の素子は、発光ダイオード、トランジスタ及びセンサー等のように、半導体により構成される任意の素子である。
図4Aに示したように半導体エピタキシャル層103、第1除去層104及び第2除去層105を含む島をベース基板101上に形成した後に、半導体エピタキシャル層103がベース基板101の上方に位置するように半導体エピタキシャル層103を支持するための支持部材を設けてもよい。
以上の説明においては、第1除去層104のエッチング速度よりも、上記の所定のエッチング材料に対する第2除去層105のエッチング速度が大きい場合を例示したが、第1除去層104のエッチング速度が第2除去層105のエッチング速度以上であってもよい。ただし、この場合、エッチングによる第2除去層105の除去が完了した時点で第1除去層104の少なくとも一部が残留しているように、第1除去層104の厚みを第2除去層105の厚みよりも大きくすることが求められる。
本発明の半導体基板1は、ベース基板101から分離する予定の半導体エピタキシャル層103とベース基板101との間に、エッチング速度が異なる少なくとも2層の除去層を有する。したがって、半導体エピタキシャル層103が分離された後に、半導体エピタキシャル層103がベース基板101と接合することを防止できる。
101 ベース基板
102 除去層
103 半導体エピタキシャル層
104 第1除去層
105 第2除去層
112 下面
115 上面
117 残留層
121 ピックアップ基板
122 ピックアップバンプ
130 移動先基板
Claims (12)
- ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられており、Al x Ga 1−x As(0.6<x≦0.8)により構成された第1除去層と、
前記第1除去層の上方に設けられており、Al y Ga 1−y As(0.7<y≦1、y>x)により構成された第2除去層と、
前記第2除去層の上方に設けられており、Al t Ga 1−t As(0≦t≦1)により構成された半導体エピタキシャル層と、
を有し、
所定のエッチング材料に対する前記第2除去層のエッチング速度が、前記所定のエッチング材料に対する前記第1除去層のエッチング速度よりも大きい、
半導体基板。 - 前記第1除去層がAl x Ga 1−x As(0.75<x≦0.8)により構成されている、
請求項1に記載の半導体基板。 - 前記第2除去層がAl y Ga 1−y As(0.8<y≦1)により構成されている、
請求項1又は2に記載の半導体基板。 - 前記第2除去層の厚みよりも前記第1除去層の厚みが大きい、
請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体基板。 - 前記所定のエッチング材料を用いたエッチングにより前記第2除去層が除去された時点で露出している前記第1除去層の表面が、前記半導体エピタキシャル層の前記第2除去層側の面よりも粗い、
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体基板。 - 前記半導体エピタキシャル層がAltGa1−tAs(0≦t≦0.6)により構成されている、
請求項5に記載の半導体基板。 - 前記第1除去層と前記第2除去層との間に設けられた第3除去層をさらに有し、
前記所定のエッチング材料に対する前記第3除去層のエッチング速度は、前記所定のエッチング材料に対する前記第1除去層のエッチング速度よりも大きく、前記所定のエッチング材料に対する前記第2除去層のエッチング速度よりも小さい、
請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体基板。 - 前記半導体エピタキシャル層が前記ベース基板の上方に位置するように前記半導体エピタキシャル層を支持するための支持部材をさらに有し、
前記支持部材は、前記ベース基板、前記第1除去層、前記第2除去層及び前記半導体エピタキシャル層に接し、前記第2除去層に接する領域の一部の厚みが他の領域の厚みよりも小さい形状を有する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体基板。 - ベース基板を準備する工程と、
前記ベース基板上にAl x Ga 1−x As(0.6<x≦0.8)により構成された第1除去層を形成する工程と、
前記第1除去層の上方に、所定のエッチング材料に対するエッチング速度が、前記所定のエッチング材料に対する前記第1除去層のエッチング速度よりも大きく、Al y Ga 1−y As(0.7<y≦1、y>x)により構成された第2除去層を形成する工程と、
前記第2除去層の上方に、Al t Ga 1−t As(0≦t≦1)により構成された半導体エピタキシャル層を形成する工程と、
前記所定のエッチング材料を用いてエッチングすることにより前記第2除去層を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記半導体エピタキシャル層を前記ベース基板と異なる移動先基板に接合する接合工程と、
を有する、半導体基板の製造方法。 - 前記半導体エピタキシャル層を形成する工程と、前記第2除去層を除去する除去工程との間に、前記半導体エピタキシャル層が前記ベース基板の上方に位置するように前記半導体エピタキシャル層を支持するための支持部材を設ける工程をさらに有する、
請求項9に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記除去工程と前記接合工程との間に、前記支持部材を切断する工程をさらに有する、
請求項10に記載の半導体基板の製造方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の半導体基板を準備する工程と、
前記所定のエッチング材料を用いてエッチングすることにより前記第2除去層を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記半導体エピタキシャル層を前記ベース基板と異なる移動先基板に接合する接合工程と、
を有する、半導体素子の製造方法。
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