JP7272412B1 - 接合型半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出発基板上にエピタキシャル成長した化合物半導体の積層体を、可視光透過性接合材を介して可視光透過性の異種基板に転写して作製する接合型半導体ウェーハの製造方法であって、前記出発基板上に、開口部を有する無極性誘電体のマスクパターンを作製する工程と、前記出発基板の前記マスクパターンの前記開口部を通して露出した部分に、前記化合物半導体の積層体を柱状の発光素子としてエピタキシャル成長させる工程と、前記化合物半導体の積層体を、前記可視光透過性接合材を介して前記異種基板に転写する工程とを有することを特徴する接合型半導体ウェーハの製造方法。
【選択図】図33
Description
前記出発基板上に、開口部を有する無極性誘電体のマスクパターンを作製する工程と、
前記出発基板の前記マスクパターンの前記開口部を通して露出した部分に、前記化合物半導体の積層体を柱状の発光素子としてエピタキシャル成長させる工程と、
前記化合物半導体の積層体を、前記可視光透過性接合材を介して前記異種基板に転写する工程と
を有することを特徴する接合型半導体ウェーハの製造方法を提供する。
前記出発基板上に、開口部を有する無極性誘電体のマスクパターンを作製する工程と、
前記出発基板の前記マスクパターンの前記開口部を通して露出した部分に、前記化合物半導体の積層体を柱状の発光素子としてエピタキシャル成長させる工程と、
前記化合物半導体の積層体を、前記可視光透過性接合材を介して前記異種基板に転写する工程と
を有することを特徴する接合型半導体ウェーハの製造方法である。
図1~図11を参照しながら、本発明の接合型半導体ウェーハの製造方法の第一の実施形態を説明する。
1つの開口部22とそれに隣り合う開口部22との間隔は、広過ぎなければ、その後の工程において無極性誘電体膜21上に多結晶が生じるのを防ぐことができ、デバイス作製工程上、不具合が生じる可能性を低くすることができる。そのため、間隔が開き過ぎないことが好ましい。この間隔は、Alを含む材料系の場合は50μm以下、Alを含まない材料系の場合は100μm以下とすることが望ましい。Alは表面マイグレーション長がInやGaに比べて短いため、III族元素がInおよびGaのみの材料系の場合と設計を変える必要がある。
次に、図12~図23を参照しながら、本発明の接合型半導体ウェーハの製造方法の第二の実施形態を説明する。
実施例1では、先に説明した本発明に係る化合物半導体ウェーハの製造方法の第一の実施形態に従って、図11に示す接合型半導体ウェーハ100を製造した。具体的には以下の手順に従った。
実施例2では、先に説明した本発明の第二の実施形態に従って、図23に示す接合型半導体ウェーハ100を製造した。具体的には以下の手順に従った。
比較例では、以下の手順で、図32に示す接合型半導体ウェーハ200を作製した。
以上に説明した実施例1及び2において、出発基板1に形成したマスクパターン2の開口部22の一辺の大きさXを10μm以上250μmの範囲で変えることで、発光素子である化合物半導体の積層体3の機能層36(マイクロLED)の底面の一辺の長さを10μm以上250μm以下の範囲で変更した。
また、実施例2において、化合物半導体の積層体3をエピタキシャル成長させる際の供給V/III比を15以上70以下の範囲で変更して、化合物半導体の積層体3の側面の角度を測った。
Claims (8)
- 出発基板上にエピタキシャル成長した化合物半導体の積層体を、可視光透過性接合材を介して可視光透過性の異種基板に転写して作製する接合型半導体ウェーハの製造方法であって、
前記出発基板上に、開口部を有する無極性誘電体のマスクパターンを作製する工程と、
前記出発基板の前記マスクパターンの前記開口部を通して露出した部分に、前記化合物半導体の積層体を柱状又は直方体の上部が一部傾斜した形状の発光素子としてエピタキシャル成長させる工程と、
前記化合物半導体の積層体を、前記可視光透過性接合材を介して前記異種基板に転写する工程と
を有し、
前記マスクパターンの前記開口部の大きさを、前記開口部が正方形の場合は1辺が5μm以上100μm以下とし、前記開口部が長方形の場合は長軸方向を5μmを超えて100μm以下とし、短軸方向を5μm以上80μm以下とし、
前記化合物半導体の積層体として、Al、Ga及びInの少なくとも1種を含むIII族原料、及びP及びAsの少なくとも1種を含むV族原料を用いて、犠牲層及び機能層により構成される積層体をエピタキシャル成長させ、
前記機能層の少なくとも一部を、前記V族原料と前記III族原料との供給V/III比を40以上として積層することを特徴する接合型半導体ウェーハの製造方法。 - 前記化合物半導体の積層体として、発光層と窓層とを有するマイクロLED構造体をエピタキシャル成長させ、前記化合物半導体の積層体の1辺を100μm以下とすることを特徴とする請求項1に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記マスクパターンの前記開口部の間隔を0.2μm以上100μm以下とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記マスクパターンの無極性誘電体の厚さを、0.01μm以上、かつ、前記開口部の幅の1.5倍以下であって、エピタキシャル成長させる前記化合物半導体の積層体の高さを超えない厚さとすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記異種基板として、サファイア、石英、ガラス、SiC、LiTaO3、及びLiNbO3からなる群より選択されるものを用いることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記可視光透過性接合材として、BCB、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、SOG、ポリイミド、及びアモルファスフッ素系樹脂からなる群より選択されるものを用いることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記可視光透過性接合材の厚さを0.01μm以上0.6μm以下とすることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
- 前記エピタキシャル成長させる工程において、前記化合物半導体の積層体の各層を、前記出発基板に対して下から上に縦方向に積層するように、エピタキシャル成長させ、
前記転写する工程において、前記可視光透過性接合材を前記異種基板に接触させることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の接合型半導体ウェーハの製造方法。
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