(57)【要約】      （修正有）【課題】支持基板と半導体基板を貼り合わせた後にも高温環境に耐え、プロセス完了後に容易に剥離できる仮貼り合わせ/剥離技術を提供する。【解決手段】分離可能な基板の接合方法は、一対の基板を用意することと、一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することと、ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することと、Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜の表面を活性化することと、ＳｉＣ膜とＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して一対の基板を接合することとを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離可能な基板接合体を製造する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することと、
前記ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することと、
前記ＳｉＣ膜と前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して前記一対の基板を接合することと、
を備える方法。
【請求項２】
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｓｉと反応してシリサイドを形成する金属を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｃと反応してカーバイドを実質的に形成しない金属を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，及びそれらの内の複数の元素を含む合金を含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することから、
前記ＳｉＣ膜と前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して前記一対の基板を接合することまで、
真空中でかつ真空を破らずに行う、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記接合の前に、接合面又はＳｉと化合物を形成する材料の薄膜の表面を活性化することを更に備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＳｉＣ膜形成の前に、前記ＳｉＣ膜が形成される表面を活性化することを更に備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記基板を接合することは、基板を圧着させることを含む、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記一対の基板を接合することの後に熱処理を行うことを更に備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記熱処理を行うことは、摂氏６００度以上の温度で加熱することを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱処理を行うことは、摂氏１２００度以下の温度で加熱することを含む、
請求項９から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱処理を行うことは、前記Ｓｉとの化合物をする材料が、前記ＳｉＣのＳｉと前記化合物を生成する加熱条件で加熱することを含む、
請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記加熱条件は、前記ＳｉＣのＣが接合界面又は接合界面近傍で析出されるような加熱条件を含む、
請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記加熱条件は、接合界面又は接合界面近傍で、ボイド状の欠陥が形成するような加熱条件を含む、
請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱処理を行うことの後に、前記一対の基板を分離することを更に備える、
請求項９から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記前記一対の基板を分離することは、前記接合された一対の基板の間に、ブレードを挿入すること、水圧を加えること、及び空気圧を加えることの少なくとも一つを含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板と、
前記一対の基板の間に、実質的にＳｉＣからなる層と実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層と、
を備える、接合された基板。
【請求項１８】
前記一対の基板の一方の基板上に前記実質的にＳｉＣからなる層が形成され、
前記反応してシリサイドを形成する金属からなる層と接する、前記一対の基板の他方の基板の少なくとも表面は、前記金属と反応して化合物を形成しにくい材料から実質的になる、
請求項１７に記載の接合された基板
【請求項１９】
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板と、
前記一対の基板の間に、
第一のＳｉＣ層と、
第二のＳｉＣ層と、
前記第一のＳｉＣ層と前記第二のＳｉＣ層の間に実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層と、
を備える一対の基板。
【請求項２０】
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板がＳｉＣ基板である、少なくとも一対の基板と、
前記ＳｉＣ基板と前記一対の基板の他の基板との間に、実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層を備える、
接合された基板。
【請求項２１】
接合強度が２Ｊ／ｍ２以上である、
請求項１７から２０のいずれか一項に記載の一対の基板。
【請求項２２】
接合された一対の基板であって、
前記一対の基板の間に、シリサイドとボイドとが形成されている、
一対の基板。
【請求項２３】
接合された一対の基板であって、
カーボンが析出している、
請求項２２に記載の一対の基板。
【請求項２４】
接合強度が、２Ｊ／ｍ２以下である、
請求項２２又は２３に記載の一対の基板。
【請求項２５】
接合強度が、１Ｊ／ｍ２以下である、
請求項２４に記載の一対の基板。
【請求項２６】
ＳｉＣデバイスであって、
５０マイクロメータ以下の厚さを有するＳｉＣ薄膜基板と、
前記薄膜上に形成された電子デバイスと、
を備えるＳｉＣデバイス。
【請求項２７】
前記ＳｉＣ薄膜基板の一方の面に前記電子デバイスが形成され、
前記ＳｉＣ薄膜基板の他方の面にバックサイドコンタクトが形成されている、
請求項２６に記載のＳｉＣデバイス。
【請求項２８】
前記電子デバイスは縦型デバイスである、
請求項２６又は２７に記載のＳｉＣデバイス。
【請求項２９】
前記電子デバイスはパワーデバイスである、
請求項２８に記載のＳｉＣデバイス。
【請求項３０】
ＧａＮデバイスであって、
５０マイクロメータ以下の厚さを有するＧａＮ薄膜基板と、
前記薄膜上に形成された電子デバイスと、
を備えるＧａＮデバイス。
【請求項３１】
前記ＧａＮ薄膜基板はＴＤＤ１０e３／ｃｍ&sup2;以下の欠陥密度を有する、
請求項３０に記載のＧａＮデバイス。
【請求項３２】
前記ＧａＮ薄膜基板は２インチ以上の寸法を有する、
請求項３０又は３１に記載のＧａＮデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板の接合方法、基板の接合体、デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子デバイスパワーデバイスに多く見られるような基板の厚み方向に電流を流す縦型デバイスでは、半導体材料からなる基板の不純物濃度と厚さを、基板に電圧を印可したときに生じる電界が、半導体材料の臨界電界強度を越えないように設計する。一方で導通時の損失を減らすために、基板をできるだけ薄くする取り組みがなされている。
【０００３】
半導体材料としてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ材料では、臨界電界強度が大きい。例えばＳｉの０．３ＭＶ/ｃｍに対して、４Ｈ−ＳｉＣは２．８ＭＶ／ｃｍである。このためＳｉＣ材料では、Ｓｉと比較して基板を大幅に薄くすることが可能である。例えばＳｉと比較して、およそ１/１０の厚さで同じ電圧に耐えることができる。このためＳｉＣでは、さらに基板を薄く加工することが望ましい。しかしながら基板強度はその分低下する。その結果、薄膜、加工、熱応力等により、基板の反り、歪み、さらにはワレ、欠けといった不具合を生じる。
【０００４】
このためＳｉＣ材料においては、Ｓｉと異なり基板の厚さは電気特性ではなく、プロセス条件、装置条件により決定されてしまう。
【０００５】
これに対して、加工面の反対側に、サポート板やキャリアと呼ばれる支持基板を、接着剤を介して貼り付けることで、上記のような不具合を回避することができる（特許文献１）。
しかしながら、ＳｉＣプロセスにおいては、高濃度のイオン注入時には例えば３００℃〜８００℃の高温イオン注入、活性化には１６００℃を超える高温活性化アニール、さらには金属電極とのオーミック接触を実現するための１０００℃前後のオーミックアニールといった高温プロセスが必要である。ところが、接着剤の多くは樹脂材料を用いており、これらの高温環境に耐えることができない。このため、接着剤による貼り付けプロセス以降に高温プロセスを配置することが困難である。また、スマートカットなどの薄膜転写技術もこのような高温になるまでに、薄膜の剥離が起きるため、高温プロセスに耐えることができない。
【０００６】
また樹脂接着剤を用いる以外に支持基板と半導体基板を貼り合わせる技術として、基板表面を十分に研磨し、イオンビームや原子ビームによる表面活性化接合法がある。これらにはＳｉ層やＴｉ層などの中間層を介して貼り合わせることも含む。しかしながら、これらは基本的に永久接合であり非常に強固な接合を形成する技術であり、これを後工程で分離することは非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１４３１１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
支持基板と半導体基板を貼り合わせた後にも高温環境に耐え、プロセス完了後に容易に剥離できる仮貼り合わせ/剥離技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一実施形態によれば、分離可能な基板の接合方法が提供される。いくつかの実施形態に係る接合方法は、一対の基板を用意することと、前記一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することと、前記ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することと、前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜の表面を活性化することと、前記ＳｉＣ膜と前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して前記一対の基板を接合することとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
このように接合された基板は、高温プロセス中に剥離が発生することはない。所望の高温プロセスにおいて又は別の加熱により、Ｓｉと中間層を構成する材料とを反応させて、接合強度を低下させることができる。したがって、プロセス後に支持基板をデバイス基板から比較的容易に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る接合方法における接合強度を示すグラフである。
【図２Ａ】一実施形態に係る接合方法による接合界面の透過電子顕微鏡写真である。
【図２Ｂ】一実施形態に係る接合方法による接合界面の透過電子顕微鏡写真である。
【図３Ａ】一実施形態に係る接合方法による接合界面の透過電子顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】一実施形態に係る接合方法による接合界面の透過電子顕微鏡写真である。
【図３Ｃ】一実施形態に係る接合方法による接合界面の透過電子顕微鏡写真である。
【図４Ａ−Ｃ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図４Ｄ−Ｆ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図４Ｇ−Ｉ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図５Ａ−Ｃ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図５Ｄ−Ｆ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図５Ｇ−Ｉ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図６Ａ−Ｃ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図６Ｄ−Ｆ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図６Ｇ−Ｉ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図７Ａ−Ｄ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図７Ｅ−Ｇ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図７Ｈ−Ｉ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【図７Ｊ−Ｋ】一実施形態に係る接合方法を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
いくつかの実施形態では、接合に用いられる基板は、半導体材料を含む基板であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は半導体材料を含んでいても、それからなっていてもよい。半導体材料は、単元素半導体であってもよく、化合物半導体であってもよい。半導体材料は、Ｓｉ，ＧｅなどのIV族半導体、ＺｎＳｅ，ＣｄＳ，ＺｎＯなどＩＩ−ＶＩ族半導体、ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＮ，Ａｌ，ＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｌＰなどのＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＳｉＣ，ＳｉＧｅなどのＩＶ族化合物半導体、ＣｕＩｎＳｅ２などカルコパイライト系半導体などのＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、有機半導体であってもよい。いくつかの実施形態では、エピタキシャル成長層を有していてもよい（エピタキシャル基板）。いつかの実施形態では、基板は金属を含んでいてもよい。金属は、遷移金属であってもよい。金属はＮｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｗ、Ｍｏであってもよい。いくつかの実施形態では、基板は金属、プラスチック又はその他の材料を含む基板であってもよい。いくつかの実施形態では、基板を構成する材料は、基板全体を形成する材料を意味してもよく、基板の接合に関与する表面及び・又はその近傍を形成する材料を指していてもよい。
【００１３】
接合される一対の基板の少なくとも一方の基板上にＳｉＣ層又は膜を形成してもよい。いくつかの実施形態では、接合される一対の基板の一方の基板上にＳｉＣ層又は膜を形成してもよい。いくつかの実施形態では、接合される一対の基板の両方の基板上にＳｉＣ層又は膜を形成してもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、基板上に形成されるＳｉＣ（炭化ケイ素）は、エピタキシャル成長で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＳｉＣは基板上に、非結晶又は多結晶に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＳｉＣは基板上に、単結晶に形成されてもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ＳｉＣ膜上に形成される、Ｓｉ（ケイ素）との化合物を形成する材料は、Ｓｉと反応してシリサイド（ケイ素化合物）を形成する材料又は元素を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ＳｉＣ膜上に形成される、Ｓｉ（ケイ素）との化合物を形成する材料は、金属であってもよく、金属を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ＳｉＣ膜上に形成される、Ｓｉ（ケイ素）との化合物を形成する材料は、遷移金属であってもよく、遷移金属を含んでいてもよく、形成される化合物は、遷移金属シリサイドであってもよい。いくつかの実施形態では、ＳｉＣ膜上に形成される、Ｓｉ（ケイ素）との化合物を形成する材料は、Ｎｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｗ、Ｍｏなどを含んでいてもよく、それらの内の２つ又は２つ以上、若しくは複数の合金であってもよく、他の金属を含んでいてもよく、他の金属を含んでいなくてもよい。形成される化合物は、ＮｉＳｉ，Ｎａ２Ｓｉ，Ｍｇ２Ｓｉ，ＣｒＳｉ２，ＭｏＳｉ２，Ｐｄ２Ｓｉ，ＰｔＳｉ，ＴｉＳｉ２、ＷＳｉ２、ＭｏＳｉ２などを含んでいてもよい。シリサイドは、化学量論組成であってもよく、化学量論組成と異なる組成であってもよく、非化学量論組成であってもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成してもよい。いくつかの実施形態では、薄膜を形成する材料は、シリサイドを形成しやすい材料であってもよく、カーバイドを形成しにくい（又は実質的に形成しない、以下同様）材料又は元素であってもよく、シリサイドを形成しやすく、かつカーバイドを形成しにくい材料又は元素であってもよい。いくつかの実施形態では、薄膜を形成する材料は、１０００℃近辺又は以下で熱力学的に炭素との化合物を形成しにくい材料、元素又は金属であってもよい。
【００１７】
シリサイド又はカーバイドの形成し易さや形成し難さは、一例として、熱力学的な状態図で判断してもよく、他の方法を用いて判断してもよい。
【００１８】
薄膜材料は、スパッタ法を用いて形成してもよい。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦスパッタリング法、電子ビーム蒸着法などを用いてもよい。
【００１９】
表面活性化処理は、エネルギー粒子を金属の酸化物の表面に対して照射することを含んでいてもよい。
【００２０】
エネルギー粒子は、イオンビーム源又は高速原子ビーム（ＦＡＢ）源などの粒子ビーム原を用いて、使用されるガス粒子又は原子のイオン又は中性原子あるいはそれらの混合ガスを加速することで生成してもよい。エネルギー粒子の照射は、プラズマ源を用いて行ってもよい。
【００２１】
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることができる。粒子ビーム源は、例えば圧力が１×１０−５Ｐａ（パスカル）以下などの真空中で作動する。比較的高い真空に引くために真空ポンプの作動により、金属領域の表面から除去された物質が効率よく雰囲気外へ排気される。これにより、露出された新生表面への望ましくない物質の付着を抑制することができる。さらに、粒子ビーム源は、比較的高い加速電圧を印加することができるので、高い運動エネルギーを粒子に付与することができる。したがって、効率よく表面層の除去及び新生表面の活性化を行うことができると考えられる。
【００２２】
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源（ＦＡＢ，Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｅａｍ）を用いることができる。高速原子ビーム源（ＦＡＢ）は、典型的には、ガスのプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。この場合、例えば、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）の場合、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）への供給電力を、１．５ｋＶ（キロボルト）、１５ｍＡ（ミリアンペア）に設定してもよく、あるいは０．１から５００Ｗ（ワット）の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）を１００Ｗ（ワット）から２００Ｗ（ワット）で稼動してアルゴン（Ａｒ）の高速原子ビームを２分ほど照射すると、接合される表面の上記酸化物、汚染物等（表面層）は除去され、新生表面を露出させることができる。
【００２３】
イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。
【００２４】
エネルギー粒子は、希ガスであってもよく、希ガスを含んでいてもよい。当該希ガスは、アルゴンであってよく、他の希ガスであってもよい。エネルギー粒子は、中性原子又はイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。
【００２５】
「表面活性化」とは、これなしに接触をさせた場合に実質的な結合又は接合がなされない表面に対して行う処理又は工程であって、当該処理等の後の表面を互いに接触させると所望又は実質的に有効な結合が得られる処理等を意味する。基板が表面活性化処理後に接合されることで形成された積層体は、そのまま加熱や光処理などをされてもよく、またされなくてもよい。
【００２６】
各プラズマ又はビーム源の稼動条件、又は粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理の処理時間を含む各条件を調節する必要がある。例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間又はそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。
【００２７】
表面活性化は、薄膜形成後に又は基板に対して行う処理又は工程を意味してもよく、そうでなくてもよい。いくつかの実施形態では、表面活性化は、薄膜の形成から薄膜の接合面を活性に保つことを意味し、又は含んでいてもよい。例えば、表面活性化は、薄膜を真空中で形成し、その真空を破らずに、基板を接合することを含んでいてもよい。真空中で活性な表面を形成し、活性なまま基板を貼り合わせてもよい。
【００２８】
薄膜材料を形成する面に対して、薄膜形成前に表面活性化を行ってもよい。これにより、例示的に、基板と薄膜との接合強度を高めることができる。
【００２９】
基板の接合又は貼り合わせは、基板の接合面を互いに接触させることを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、基板の接合又は貼り合わせは、表面活性化された基板の接合面を互いに接触させることを含んでいてもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、接触させる際に基板の接合面と反対側又は接合面以外の面から、基板に対して力又は圧力を加えてもよい。加圧により、例えば接合界面での密着度を高めることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、接合面又は接合界面に対して力又は圧力を加えてもよい。例えば、接合面に垂直方向の力を基板の外側から加えてもよい。いくつかの実施形態では、基板接合時に、基板を圧接又は圧着してもよい。いくつかの実施形態では、加圧は、接触した接合面全体に実質的に均等になるように力を加えてもよい。いくつかの実施形態では、加圧は、接触した接合面の異なる面に対してそれぞれのタイミングで行われてもよい。加圧の際の、力の強さは時間的に一定であってもよく、可変であってもよい。加圧は、接合面の各部位に対して異なるタイミングで行ってもよい。接触した基板に対して、加圧装置をスライドさせて動かすことで、接合面に対して順次加圧してもよい。当該加圧装置は、ローラ状の加圧部を有していてもよい。
【００３２】
本開示に含まれる基板の接合方法では、接合面又は接合面上の薄膜に対する表面活性化から、基板の接触までを、基板上に金属の酸化物層を接合表面に形成すること、から、一対の基板を接触させること又は貼り合わせることまでを、一貫して真空中又は低圧力下の雰囲気で行ってもよく、真空又は低圧力雰囲気を破らずに行ってもよい。真空中又は低圧力下の雰囲気とは、気圧が１０−１６Ｐａまたはそれ以下の雰囲気であってもよい。あるいは、その間、表面活性化後に基板を真空から一旦出しても良いが、その際には接合表面にダミー基板を仮接合するなどして、接合表面が大気に暴露されることを回避し、再び真空中に戻された後で、ダミー基板を外して接合表面同士を真空中で接触させてもよい。真空中又は低圧力下の雰囲気とは、このことを含んでいてもよい。これらの工程を真空中で行うことによって、接合表面への不要な物質の付着、吸着又は接合表面の酸化や水酸化を避け、表面の活性化を効率よく行い、活性化された表面の活性度を維持若しくはその低下を極力抑え、接合しない部分が生じることを回避又は低減することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、貼り合わされた基板（本開示では、接合体、基板積層体、などとも呼ぶ。）に対して熱処理を行ってもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ＳｉＣとそれと反応して化合物を形成する物質又は材料とを反応させてもよい。その反応を起こすために、界面近傍に熱エネルギーを加えることを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、接合体に対して熱処理を行ってもよい。いくつかの実施形態では、接合体全体を加熱してもよい。いくつかの実施形態では、接合体をレーザーなど光または電磁波で照射することで反応をおこさせてもよい。
【００３５】
反応を起こさせることは、６００℃以上、７００℃以上、８００℃以上、９００℃以上、１０００℃以上、１１００℃以上、１２００℃以上などの温度で、接合体を加熱することを含んでいてもよい。
【００３６】
ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃などの値より高くてもよく、以上であってもよい。ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、Ｓｉとの化合物をする材料が、ＳｉＣのＳｉと化合物を生成するような温度であってもよい。ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、ＳｉＣのＣが接合界面又はその近傍に析出するような温度であってもよい。
【００３７】
ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、１２００℃、１１００℃、１０００℃などの値より低くてもよく、以下であってもよい。ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、基板やシリサイドその他の接合系の中の物質のいずれかの融点より低くてもよく、同物質中の融点の内、一番低い融点以下であってもよい。ある実施形態では、接合された基板を加熱する際の温度は、形成されるシリサイドの融点や相変移温度より低くてもよい。
【００３８】
ある実施形態では、Ｃ析出は層状になってもよく、不連続に析出していてもよい。
ある実施形態では、接合界面又は接合界面近傍で、ボイド状の欠陥ができてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、熱処理は、不活性雰囲気中で行われてもよい。不活性雰囲気は、真空、窒素雰囲気、アルゴンやヘリウムなどの希ガス雰囲気なであってもよい。熱処理による、薄膜材料や基板内部の材料の酸化を低減又は回避することができる。いつかの実施形態では、熱処理は活性雰囲気中で行われてもよい。例えば、オゾン中で熱処理してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、熱処理中に基板を加圧又は圧着してもよい。
【００４１】
接合体の接合強度は、２Ｊ／ｍ２、３Ｊ／ｍ２以上、４Ｊ／ｍｍ２などの値以上又はそれより大きくてもよい。接合強度は前記一対の基板の少なくとも一方の破壊強度よりも高くてもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態では、接合体（基板積層体）を分離してもよい。いつかの実施形態では、熱処理の後に分離を行ってもよい。接合された基板の分離は、接合界面に又は接合界面近傍にエネルギーを与えて行ってもよく、化学的に行ってもよい。
【００４３】
いつかの実施形態では、接合された基板の分離は、接合界面に又は接合界面近傍に機械的なエネルギーを与えて行ってもよい。いつかの実施形態では、界面方向に機械的に力を加えてもよい。いつかの実施形態では、界面近傍に対して超音波を加えてもよい。その他の機械的エネルギーを与えてもよい。いつかの実施形態では、基板の接合界面に沿って、ブレードなどの薄い板又は刃を挿入してもよい。いつかの実施形態では、基板の接合界面の方向に、水圧を加えてもよく、水ジェット又は液体ジェットを当ててもよい。いつかの実施形態では、基板の接合界面の方向に、空気圧を加えてもよい。複数の方法を組み合わせて分離を行ってもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、化学的な方法を用いて接合された基板を分離してもよい。いくつかの実施形態では、接合界面又は接合界面近傍の材料をエッチングすることで、接合された基板を分離してもよい。エッチングは、接合界面又は接合界面近傍の材料が除去されるまで行ってもよく、同材料が部分的に除去されるように行ってもよい。エッチングは、接合界面又は接合界面近傍で形成されたシリサイドをエッチングしてもよい。例えば、シリサイドであるＮｉＳｉを、少なくともＨ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２ＯおよびＨＦを含む混合溶液を用いてエッチングにより界面領域から除去することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、分離後に破壊面（分離後の接合表面、必ずしも接合前の接合面と同一でなくてもよい。）をクリーニングしてもよい。クリーニングにより、接合表面に残っている、ＳｉＣと薄膜材料との反応で生成したシリサイドやカーバイドなどを実質的に除去してもよい。クリーニングは、ドライクリーニングであってもよく、ウェットクリーニングであってもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、一対のＳｉ基板を用意し、両方の基板上にＳｉＣ膜を形成し、その両方のＳｉＣ膜上にＳｉと反応する材料（例えば、遷移金属、例えばＮｉ）の薄膜を形成し、その薄膜を互いに接触させて接合してもよい。
いくつかの実施形態では、接合させる前に表面を活性化させてもよい。
いくつかの実施形態では、少なくとも表面が実質的にＳｉＣからなる基板を用意し、その表面に、金属その両方のＳｉＣ膜上にＳｉと反応する材料から実質的になる薄膜を形成してもよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、一対のＳｉ基板を用意し、両方の基板上にＳｉＣ膜を形成し、その一方のＳｉＣ膜上にＳｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、一対のＳｉ基板を用意し、片方の基板上にＳｉＣ膜を形成し、その片方のＳｉＣ膜上に、Ｓｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、Ｓｉ基板とＧａＮ基板とを用意し、Ｓｉ基板上にＳｉＣ膜を形成し、そのＳｉＣ膜上にＳｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、一対のＳｉ基板を用意し、片方の基板上にＳｉＣ膜を形成し、その片方のＳｉＣ膜上と他方のＳｉ基板上とに、Ｓｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、Ｓｉ基板とＡｌＮ基板とを用意し、Ｓｉ基板上にＳｉＣ膜を形成し、そのＳｉＣ膜上にＳｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、Ｓｉ基板とＡｌＮ基板とを用意し、Ｓｉ基板上にＳｉＣ膜を形成し、そのＳｉＣ膜上とＡｌＮ基板上にＳｉと反応する材料の薄膜を形成し、両基板を互いに接触させて接合してもよい。
【００５３】
＜実施例１＞
第１及び第２の基板として、厚さ５００μｍ（マイクロメートル）のｎ型の４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いた。それぞれのＳｉＣ基板のＳｉ面をＣＭＰ（化学的機械研磨）で平坦に加工した。本実施例では、Ｓｉ面を接合面として用いた。しかし、Ｃ面を接合してもよい。
次に、両方のＳｉＣ基板を超高真空チャンバーに導入し、同基板のＳｉ面に対して、表面活性化処理として高速原子ビーム（Ｆａｓｔ Ａｔｏｍ Ｂｅａｍ、以下ＦＡＢ）を照射した。これにより、ＳｉＣ基板のＳｉ面表面に付着した汚染物を除去し、表面を活性化した。
続いて、接合面上にＤＣマグネトロンスパッタ法により、厚さ０．５〜５０ｎｍ（ナノメートル）のニッケル（Ｎｉ）膜を形成した。接合面の平坦度（表面粗さ）は０．５ｎｍＲｍｓ、０．３ｎｍＲｍｓ以下であってもよい。一般に平坦度が小さければ小さいほど、接合強度は高くなると考えられる。
Ｎｉ膜成膜後、直ちに、Ｎｉ層同士が向かい合うようにＳｉＣ基板を対向させ、両基板を互いに接触させることで貼り合わせた。
【００５４】
貼り合わせ後の接合体の引張強度は、約２０ＭＰであった。（図１）。この強度は、例えば貼り合わせ後のＳｉＣ基板に対して、砥石による研削加工を施しても、全く問題のない値である。このように、接合体は、大きな機械的な負荷に対しても強固に接合していることが分かった。
【００５５】
接合体の接合界面の強度は、１Ｊ／ｍ２，１．５Ｊ／ｍ２，２Ｊ／ｍ２，２．５Ｊ／ｍ２，３Ｊ／ｍ２などの値以上又はそれより大きくてもよく、あるいは母材（基板）の破壊硬度より高くてもよい。
【００５６】
図２に貼り合わせ後の接合界面近傍の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図２Ａに示すように、各基板上に形成された約１５ｎｍの厚さのＮｉ層が接合して、厚さ約３０ｎｍのＮｉ接合層が形成されたことが観察された。図２Ｂに接合界面近傍の更なる拡大ＴＥＭ像を示す。各４Ｈ−ＳｉＣ基板上に２．５ｎｍのアモルファス層が存在し、その間に厚さ約３０ｎｍのＮｉ層が形成されていた。このアモルファス層は、表面活性化として行ったＦＡＢ照射によって形成されたと考えられる。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、広い範囲で密に２つのＮｉ層が接合しており、ボイドなど接合界面の強度低下につながる構造は見られなかった。これらの観察は、接合界面強度が高いことを裏付けている。
【００５７】
次に、接合された基板対を、不活性ガス雰囲気の中で、１０００℃で１分〜数分程度で熱した。この状態での引張強度は１０ＭＰａ以下程度であった。すなわち、接合体の引張強度は、加熱により、加熱前に比べ半減したことが分かった。（図１）。加熱後の基板接合体は、接合界面に薄刃等の挿入などにより、開く方向に力を加えることで、容易に接合を分離することができることが分かった。
【００５８】
図２に加熱後の接合界面近傍の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図３Ａに示すように、接合界面には、部分的にＮｉ層が残っているものの、厚さ方向に間隔が認められる空隙又はボイドが観察された。図３Ａの四角の枠で囲んだ部分の高分解能ＴＥ写真を示す。ＳｉＣ基板上にＳｉシリサイドが形成されていることが分かった。また、シリサイドの近傍（写真では上部）に、グラファイト又は層上のグラフェンが形成されていることが分かった。図２Ａ，図２Ｂに示すＴＥＭ写真と比較して分かるように、加熱によりＮｉが基板のＳｉＣと反応してシリサイドが形成され、余剰のＣがクラスター又は層状にその近傍に析出したと考えられる。グラファイトやグラフェンは、シリサイド層との密着性が悪い。このように図３Ａ，図３Ｂで観察された接合界面又はその近傍に見られた、ボイドやグラファイト等が、図２Ａ，図２Ｂで観察された広範囲に密着性の高いＮｉの接合界面に比して、接合界面強度を低下されたと推定できる。
【００５９】
シリサイドを形成する材料は、Ｃとの反応性に乏しいとも考えられる。そのためシリサイド反応で余剰となったＣは金属（接合）層の表面或いはＳｉＣとの界面近傍に析出する。このようなＣの析出物は、シリサイドとの密着性が悪く、またＣ析出物自身が脆い。このため接合領域においては、C析出層やクラスターを起点にボイド、あるいは剥離が生じると考えられる。
【００６０】
接合体の接合界面の強度は、２Ｊ／ｍ２，１．５Ｊ／ｍ２，１Ｊ／ｍ２などの値以下又はそれより小さくてもよく、あるいは母材（基板）の破壊硬度の８０％，７０％，６０％，５０％，４０％などの比率以下又はそれより小さくてもよい。
【００６１】
上記実施例は変更してもよい。いくつかの実施形態では、第１の基板として厚さ３００μｍの多結晶３Ｃ−ＳｉＣを、第２の基板として４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いて、実施例１と同様の工程により接合を行ってもよい。いくつかの実施形態では第１の基板として表面に多結晶３Ｃ−ＳｉＣが成膜されたＳｉ基板を、第２の基板として４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いて、実施例１と同様の工程により接合を行ってもよい。いくつかの実施形態では、第１の基板としてＳｉ基板を、第２の基板として４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いて、実施例１と同様の工程により接合を行ってもよい。いずれの場合も、同様の結果が得られる（不図示）。第１の基板は熱処理に耐えられる材料で形成されていれば、Ｓｉ以外の材料の基板を用いてもよい。
【００６２】
＜Ｔｈｉｎ  ＳｉＣ  ＳＢＤ＞
図４Ａから図４Ｉに、本開示の一つの実施形態に係る、薄型ＳｉＣＳＢＤの製造方法を示す。図４Ａに示すようにデバイス用ＳｉＣ基板２０とサポート用ＳｉＣ基板１０とを準備する。デバイス用ＳｉＣ基板２０は、単結晶ＳｉＣ基板２１（例えば、４Ｈ−ＳｉＣ）とその上にエピタキシャル成長したエピタキシャルＳｉＣ層２２とを有している。サポート用ＳｉＣ基板は、単結晶基板でも多結晶基板であってもよい。サポート用ＳｉＣ基板は、比較的安価なＳｉＣ基板であってもよい。
【００６３】
図４Ｂに示すように、サポート用ＳｉＣ基板１０の接合面と、デバイス用ＳｉＣ基板２０のエピタキシャルＳｉＣ層２２との接合面にそれぞれ、金属Ｎｉ薄膜１３，２３を形成する。金属Ｎｉ薄膜１３，２３を形成する前に、サポート用ＳｉＣ基板１０の表面とデバイス用ＳｉＣ基板２０のエピタキシャルＳｉＣ層２２の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。表面活性化処理により、ＳｉＣ層と金属Ｎｉ薄膜との間の接着力を高めることができる。
【００６４】
図４Ｃに示すように、サポート用ＳｉＣ基板１０とデバイス用ＳｉＣ基板２０とを金属Ｎｉ薄膜１３，２３とを接触させて貼り合わせて、基板接合体３０を形成する。基板接合体３０は、金属Ｎｉ薄膜１３，２３による接合界面層（接合層）３１を有している。貼り合わせの前に、サポート用ＳｉＣ基板１０の金属Ｎｉ薄膜１３とデバイス用ＳｉＣ基板２０の金属Ｎｉ薄膜２３との接合面に対して表面活性化処理を行ってもよい。表面活性化処理により金属Ｎｉ薄膜表面の接着力を高めることができる。
【００６５】
図４Ｄに示すように、接合体３０を、デバイス用ＳｉＣ基板２０の裏面から薄くする。いくつかの実施形態では、デバイス用ＳｉＣ基板２０を薄くすることは、研削や研磨で行ってもよい。いくつかの実施形態では、スマートカットやレーザースライスを用いて、単結晶ＳｉＣ基板２１の除去部分を回収してもよい。回収した単結晶ＳｉＣ基板２１は再利用してもよい。図４Ｄでは、単結晶ＳｉＣ基板２１の一部が接合体３０に残っている。いくつかの実施形態では、単結晶ＳｉＣ基板２１が全く接合体３０に残らなくてもよい。
【００６６】
図４Ｅに示すように、接合体３０の裏面、すなわちデバイス用ＳｉＣ基板２０の研磨された面、又は単結晶ＳｉＣ基板２１の裏面にオーミック接合用材料２４（例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ，Ｓｉ／Ｎｉ／Ａｕなど）を塗布する。
【００６７】
図４Ｆに示すように、接合体３０又はオーミック接合用材料２４を加熱して、裏面にオーミックコンタクト（バックサイドコンタクト）４１を形成する。加熱処理で、接合界面層３１を形成している金属Ｎｉ層の少なくとも一部がシリサイド層（ＳｉＮ）（又はカーバイド層（ＳｉＣ））３２が形成される。加熱処理後に、接合界面に金属Ｎｉが残っていてもよい。シリサイド層３２を形成する加熱処理は、オーミックコンタクト４１を形成する加熱処理と別個に行われてもよく、同時に行われてもよく、一部を共有して行われてもよい。加熱処理は、１０００℃で行ってもよい。加熱処理は、高速熱処理（ＲＴＡ）であってもよい。加熱処理後の接合体４０は、裏面にオーミックコンタクト４１と、接合界面近傍にシリサイド層（ＳｉＮ）（又はカーバイド層（ＳｉＣ））３２とを有している。シリサイド層３２は金属Ｎｉを含んでいてもよい。
【００６８】
図４Ｇに示すように、加熱後接合体４０のオーミックコンタクト４１をキャリア基板５０に固定する。図４Ｇでは、キャリア基板５０の表面には接着剤５１があり、この接着剤５２が接合体４０のオーミックコンタクト４１の表面と接着することで、接合体４０は、キャリア基板４１に固定されている。
次に、サポート用ＳｉＣ基板１０をデバイス用ＳｉＣ基板２０から、シリサイド層３２において分離する。キャリア基板５０に固定されていることで、薄くなったデバイス用ＳｉＣ基板２０が機械的に安定になり、サポート用ＳｉＣ基板１０の分離を比較的容易に行うことができる。
【００６９】
デバイス用ＳｉＣ基板２０のエピタキシャルＳｉＣ層２２上のシリサイド層３２を除去する。シリサイド層３２の除去には、機械的研磨を用いてもよく、化学的手法を用いてもよく、プラズマなどのドライエッチングを用いてもよい。
【００７０】
これにより、図４Ｈに示すように、キャリア基板４０に固定された高品質のエピタキシャルＳｉＣ層２２とその裏面にオーミックコンタクト４１とを有するエピタキシャルＳｉＣ基板６０が形成される。このエピタキシャルＳｉＣ基板６０は、例えば、ＳｉＣ  ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード）デバイス用基板として用いることができる。
【００７１】
図４Ｉに示すように、エピタキシャル基板６０のエピタキシャルＳｉＣ層２２上に電子デバイス２５を形成することができる。このように、電子デバイス（例えば薄型ＳＢＤ）２５が形成されたデバイスが形成されたＳｉＣ基板７０が形成される。いくつかの実施形態では、電子デバイス２５は、縦型デバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、電子デバイス２５はパワーデバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、電子デバイス２５は、ＳＢＤであってもよい。いくつかの実施形態では、電子デバイス２５は、薄型ＳＢＤであってもよい。
【００７２】
この実施形態に限られず、いくつかの実施形態では、ＳｉＣ薄膜基板の厚さは、１００μｍ（マイクロメートル）、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、などの値以下又はそれより小さくてもよい。
【００７３】
＜Ｔｈｉｎ ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ  その１＞
図５Ａから図５Ｉに、本開示の一つの実施形態に係る、薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴの製造方法を示す。図５Ａに示すようにデバイス用ＳｉＣ基板２２０は、単結晶ＳｉＣ基板２２１（例えば単結晶４Ｈ−ＳｉＣ基板）とその上にエピタキシャル成長したエピタキシャルＳｉＣ層２２２とを有している。図５Ａでは、エピタキシャルＳｉＣ層２２２には、電子デバイス構造２２５が既に形成されている。電子デバイス構造２２５は、ＭＯＳＦＥＴのソース部であってもよい。
【００７４】
図５Ｂに示すように、デバイス用ＳｉＣ基板２２０のデバイス２２５が形成された面を平坦化する。デバイス２２５を覆うようにＳｉＯ２等を有する絶縁保護層２２６を形成して、その表面を平坦化してもよい。
【００７５】
図５Ｃに示すように、サポート用ＳｉＣ基板２１０を準備する。サポート用ＳｉＣ基板２１０は、単結晶基板でも多結晶基板であってもよい。サポート用ＳｉＣ基板は、比較的安価なＳｉＣ基板であってもよい。
【００７６】
図５Ｃに示すように、デバイス用ＳｉＣ基板２２０の平坦化された絶縁保護層２２６の上にＳｉＣ層２２７を形成し、そのＳｉＣ層２２７の接合面に金属Ｎｉ薄膜２２３を形成する。サポート用ＳｉＣ基板２１０を準備し、その接合面に金属Ｎｉ薄膜２１３を形成する。金属Ｎｉ薄膜２１３，２２３を形成する前に、サポート用ＳｉＣ基板２１０の表面とデバイス用ＳｉＣ基板２２０のＳｉＣ層２２７との表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００７７】
図５Ｄに示すように、サポート用ＳｉＣ基板２１０とデバイス用ＳｉＣ基板２２０とを金属Ｎｉ薄膜２１３，２２３とを接触させて貼り合わせて、基板接合体２３０を形成する。基板接合体２３０は、金属Ｎｉ薄膜２１３，２２３からなる接合界面層２３１を有している。貼り合わせの前に、サポート用ＳｉＣ基板２１０の金属Ｎｉ薄膜２１３とデバイス用ＳｉＣ基板２２０の金属Ｎｉ薄膜２２３との接合面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００７８】
図５Ｅに示すように、接合体２３０を、デバイス用ＳｉＣ基板２２０の裏面から薄くする。いくつかの実施形態では、デバイス用ＳｉＣ基板２２０を薄くすることは、研削や研磨で行ってもよい。いくつかの実施形態では、スマートカットやレーザースライスを用いて、単結晶ＳｉＣ基板２２１の除去部分を回収してもよい。回収した単結晶ＳｉＣ基板２２１は再利用してもよい。図５Ｅでは、単結晶ＳｉＣ基板２２１の一部が接合体２３０に残っている。いくつかの実施形態では、単結晶ＳｉＣ基板２２１が全く接合体２３０に残らなくてもよい。
【００７９】
図５Ｆに示すように、接合体２３０の裏面、すなわちデバイス用ＳｉＣ基板２２０の研磨された面（又は研磨されたエピタキシャルＳｉＣ層２２２の裏面（不図示））にオーミック接合用材料２２４（例えば、例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ，Ｓｉ／Ｎｉ／Ａｕなど）を塗布する。
【００８０】
図５Ｇに示すように、接合体２３０又はオーミック接合用材料２２４を加熱して、裏面にオーミックコンタクト２２８を形成する。加熱処理で、接合界面層２３１を形成している金属Ｎｉ層の少なくとも一部がシリサイド層（ＳｉＮ）（又はカーバイド層（ＳｉＣ））２３２を形成してもよい。シリサイド層２３２を形成する加熱処理は、オーミックコンタクト２２８を形成する加熱処理と別個に行われてもよく、同時に行われてもよく、一部を共有して行われてもよい。加熱処理は、１０００℃で行ってもよい。加熱処理は、高速熱処理（ＲＴＡ）であってもよい。加熱処理後の接合体２４０は、裏面にオーミックコンタクト２２８と、接合界面近傍にシリサイド層（ＳｉＮ）（又はカーバイド層（ＳｉＣ））２３２とを有している。
【００８１】
図５Ｈに示すように、加熱後接合体２４０のオーミックコンタクト２２８をキャリア基板２５０に固定する。図５Ｈでは、キャリア基板２５０の表面には接着剤２５１があり、この接着剤２５１が接合体２４０のオーミックコンタクト２２８の表面と接着することで、接合体２４０は、キャリア基板２５０に固定されている。
次に、サポート用ＳｉＣ基板２１０をデバイス用ＳｉＣ基板２２０から、シリサイド層２３２において分離する。キャリア基板２５０に固定されていることで、薄くなったデバイス用ＳｉＣ基板２２０が機械的に安定になり、サポート用ＳｉＣ基板２１０の分離を比較的容易に行うことができる。
【００８２】
デバイス用ＳｉＣ基板２２０のエピタキシャルＳｉＣ層２２２上のシリサイド層２３２を除去する。さらに、ＳｉＣ層２２７を除去する。シリサイド層２３２やＳｉＣ層２２７の除去には、機械的研磨を用いてもよく、化学的手法を用いてもよく、プラズマなどのドライエッチングを用いてもよい。
【００８３】
図５Ｉに示すように、絶縁保護層２２６の表面に、ゲート部２２９を形成する。ゲート２２９は常温で形成してもよい。これにより、ソース２２５と、ゲート２２９と、裏面のオーミックコンタクト２２８をドレインとする薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ２６０を製造することができる。
【００８４】
＜Ｔｈｉｎ ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ  その２＞
図６Ａから図６Ｉに、本開示の一つの実施形態に係る、薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴの製造方法を示す。図６Ａに示すようにデバイス用ＳｉＣ基板３２０は、単結晶ＳｉＣ基板３２１（例えば単結晶４Ｈ−ＳｉＣ基板）とその上にエピタキシャル成長したエピタキシャルＳｉＣ層３２２とを有している。図６Ａでは、エピタキシャルＳｉＣ層３２２には、電子デバイス構造３２５が既に形成されている。電子デバイス構造３２５は、ＭＯＳＦＥＴのソース部であってもよい。
【００８５】
デバイス用ＳｉＣ基板３２０のデバイス３２５が形成された面を平坦化する。デバイス３２５を覆うようにＳｉＯ２等を有する絶縁保護層３２６を形成して、その表面を平坦化してもよい（図６Ｂ）。
【００８６】
図６Ｂに示すように、平坦化された絶縁保護層３２６に対して仮（テンポラリー、一時的）基板３４０を貼り付ける。次に、デバイス用ＳｉＣ基板３２０の平坦化された絶縁保護層３２６を仮基板（第一仮基板）３４０に固定する。図６Ｂに示す仮基板３４０の表面には接着剤３４１があり、この接着剤３４１がデバイス用ＳｉＣ基板３２０の絶縁保護層３２６と接着することで、デバイス用ＳｉＣ基板３２０は、仮基板３４０に固定されている。
【００８７】
図６Ｂに示すように、デバイス用ＳｉＣ基板３２０を裏面から薄くする。いくつかの実施形態では、デバイス用ＳｉＣ基板３２０を薄くすることは、研削や研磨で行ってもよい。いくつかの実施形態では、スマートカットやレーザースライスを用いて、単結晶ＳｉＣ基板３２１の除去部分を回収してもよい。回収した単結晶ＳｉＣ基板３２１は再利用してもよい。図６Ｂでは、単結晶ＳｉＣ基板３２１の一部が残っている。いくつかの実施形態では、単結晶ＳｉＣ基板３２１が全く残らなくてもよい。
【００８８】
サポート用ＳｉＣ基板３１０を準備する（図６Ｃ）。サポート用ＳｉＣ基板３１０は、単結晶基板でも多結晶基板であってもよい。サポート用ＳｉＣ基板３１０は、比較的安価なＳｉＣ基板であってもよい。
【００８９】
デバイス用ＳｉＣ基板３２０の研磨面とサポート用ＳｉＣ基板３１０の接合面とに金属Ｎｉ薄膜３１３，３２３を形成する。金属Ｎｉ薄膜３１３，３２３を形成する前に、サポート用ＳｉＣ基板２１０の表面とデバイス用ＳｉＣ基板３２０の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００９０】
図６Ｃに示すように、サポート用ＳｉＣ基板３１０とデバイス用ＳｉＣ基板３２０とを金属Ｎｉ薄膜３１３，３２３とを接触させて貼り合わせて、基板接合体３３０を形成する。基板接合体３３０は、金属Ｎｉ薄膜３１３，３２３からなる接合界面層３３１を有している。貼り合わせの前に、サポート用ＳｉＣ基板３１０の金属Ｎｉ薄膜３１３とデバイス用ＳｉＣ基板３２０の金属Ｎｉ薄膜３２３との接合面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００９１】
図６Ｄに示すように、仮基板３４０をデバイス用ＳｉＣ基板３２０から分離する。分離後の接合体３５０は、薄くなったデバイス用ＳｉＣ基板３２０とサポート用ＳｉＣ基板３１０とが金属Ｎｉ薄膜３１３，３２３による接合層３３１を介して接合された基板積層体である。
【００９２】
図６Ｅに示すように、分離後の接合体３５０を加熱して、接合界面層３３１を形成している金属Ｎｉ層の少なくとも一部がシリサイド層（ＳｉＮ）（又はカーバイド層（ＳｉＣ））３３２を形成する。シリサイド層３３２を形成する加熱処理は、１０００℃で行ってもよい。加熱処理は、高速熱処理（ＲＴＡ）であってもよい。加熱後の接合体３６０は、デバイス用ＳｉＣ基板３２０とサポート用ＳｉＣ基板３１０とがシリサイド層３３２（分離層。ボイドを有していてもよい。シリサイドが形成されて、接合界面層を形成していた材料（図６Ｅでは金属Ｎｉ）はすべて消費されてもよく、一部が残っていてもよい。シリサイドは、接合面全体又は厚さ方向全体に形成していなくてもよく、その一部だけで形成されてもよい。を介して接合された基板積層体である。加熱後接合体（基板積層体）３６０は、分離層３３２又はその近傍でデバイス用ＳｉＣ基板３２０とサポート用ＳｉＣ基板３１０とを比較的容易に分離できる。
【００９３】
図６Ｆに示すように、加熱後接合体（基板積層体）３６０のデバイス用ＳｉＣ基板３２０側に第二仮基板３７０を貼り付ける。図６Ｆに示す第二仮基板３７０の表面には接着剤３７１があり、この接着剤３７１がデバイス用ＳｉＣ基板３２０と接着することで、デバイス用ＳｉＣ基板３２０は、第二仮基板３７０に固定されている。
次に、サポート用ＳｉＣ基板３１０をデバイス用ＳｉＣ基板３２０から、シリサイド層３３２において分離する。第二仮基板３７０に固定されていることで、薄くなったデバイス用ＳｉＣ基板３２０が機械的に安定になり、サポート用ＳｉＣ基板３１０の分離を比較的容易に行うことができる。このような方法により、デバイス用ＳｉＣ基板３２０は、例えば１００μｍ以下まで薄くすることができる。
【００９４】
図６Ｇに示すように、サポート用ＳｉＣ基板３１０の分離後の表面にＡｌ（アルムニウム）などの金属を有するコンタクト電極３４３を形成する。
【００９５】
図６Ｈに示すように、サポート用ＳｉＣ基板３１０のコンタクト電極３４３に対して、キャリア基板３８０に固定する。図６Ｈでは、キャリア基板３８０の表面には接着剤３８１があり、この接着剤３８１がサポート用ＳｉＣ基板３１０のコンタクト電極３４３の表面と接着することで、デバイス用ＳｉＣ基板３２０は、キャリア基板３８０に固定されている。
次に、第二仮基板３７０をデバイス用ＳｉＣ基板３２０から分離する。キャリア基板３８０に固定されていることで、薄くなったデバイス用ＳｉＣ基板３２０が機械的に安定になり、サポート用ＳｉＣ基板３０の分離を比較的容易に行うことができる。
【００９６】
図６Ｉに示すように、デバイス用ＳｉＣ基板３２０の絶縁保護層３２６の表面に、必要に応じて適切な表面処理をした後に、ゲート部３２８を形成する。ゲート３２８は常温で形成してもよい。これにより、キャリア基板３０上に、ソース２２５と、ゲート２２９と、裏面のオーミックコンタクト２２５をドレインとする薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ３９０を製造することができる。
【００９７】
＜薄型ＧａＮデバイス＞
図７Ａから図７Ｋに、本開示の一つの実施形態に係る、薄型ＧａＮデバイスの製造方法を示す。図７Ａに示すように、デバイス用ＧａＮ基板４２０は、エピタキシャル成長用の高品質の単結晶ＧａＮ基板４２０である。デバイス用ＧａＮ基板４２０は、接合面からある深さ（分離層／面４２１）で表面近傍の薄膜領域を他の基板に転移できるように構成されている。分離面４２１は、物理的又は材料的に基板と別の物質や特性を有していてもよく、単に幾何学的に分離する位置に該当する面又は層であってもよい。いくつかの実施形態では、スマートカットやレーザースライスを用いて当該薄膜を転移してもよい。スマートカットの場合は、イオン注入自体の深さであってもよく、イオン注入により分離できる深さであってもよい。レーザースライスの場合は、その分離面４２１で分離される。
【００９８】
図７Ｂに示すように、サポート用ＧａＮ基板４１０を準備する。サポート用ＧａＮ基板４１０とデバイス用ＧａＮ基板４２０の接合面にそれぞれ、ＳｉＣ層４１２，４２２を形成し、その上に金属Ｎｉ薄膜４１３，４２３を形成する。金属Ｎｉ薄膜４１３，２４３を形成する前に、サポート用ＧａＮ基板４１０とデバイス用ＧａＮ基板４２０のＳｉＣ層４１２，４２２の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００９９】
ＳｉＣ層４１２，４２２はＣＶＤ法などで形成してもよい。ＳｉＣ層４１２，４２２の厚さは、５００ｎｍ程度であってもよい。金属Ｎｉ薄膜４１３，４２３は、スパッタリング、電子ビーム蒸着などで形成してもよい。金属Ｎｉ薄膜４１３，４２３の厚さは、０．５〜５０ｎｍの範囲であってもよく、１ｎｍ〜２０ｎｍであってもよく、１０ｎｍ程度であってもよい。
【０１００】
図７Ｃに示すように、サポート用ＧａＮ基板４１０とデバイス用ＧａＮ基板４２０とを金属Ｎｉ薄膜４１３，４２３とを接触させて貼り合わせて、基板接合体４３０を形成する。基板接合体４３０は、金属Ｎｉ薄膜４１３，４２３からなる接合界面層４３１を有している。貼り合わせの前に、サポート用ＧａＮ基板４１０の金属Ｎｉ薄膜４１３とデバイス用ＧａＮ基板４２０の金属Ｎｉ薄膜４２３との接合面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【０１０１】
図７Ｄに示すように、デバイス用ＳｉＣ基板４２０を分離面４２１で分離する。いくつかの実施形態では、スマートカットやレーザースライスを用いて、単結晶ＧａＮ基板４２０の除去部分を回収してもよい。回収した単結晶ＧａＮ基板４２０は再利用してもよい。サポート用ＧａＮ基板４１０、その上のＳｉＣ層４１２、接合面を有するＮｉ層４１３，４２３あるいはＮｉを含む接合層４３１，その上にエピタキシャル成長用の単結晶ＧａＮ薄膜４２０を有する接合体（基板接合体、基板積層体）４４０が形成された。
【０１０２】
図７Ｅに示すように、接合体４４０の単結晶ＧａＮ薄膜４２０のエピタキシャル成長面に、エピタキシャル層４２４を形成する。エピタキシャル成長は、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法やハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法や分子線エピタキシー(ＭＢＥ)、 あるいは溶液法として安熱合成法やＮａフラックス法等で行ってもよい。図７Ｅのエピタキシャル層４２４は、ＧａＮとＡｌＧａＮの層を有している。このようにして、エピタキシャル基板４５０が形成される。例えば、ＧａＡｓやＡｌＧａＮのエピタキシャル成長温度は、５００℃〜１２００℃程度であってもよく、７００℃、８００℃，８５０℃，９００℃，１０００℃，１１００℃などであり得る。したがって、接合界面には、シリサイド層４３２が形成されている。仮にバルク基板単体で同様のエピタキシャル成長を行うと、成長中の応力により基板に反り、ワレが発生する。本開示は、サポート基板４１０とエピタキシャル基板４２０とが同じ材料ＧａＮで形成されているので、加熱処理において熱応力が実質的に発生しない。したがって、例示的にこのような基板の反りやワレを伴うことなく高品質なエピタキシャル層を形成することができる。
【０１０３】
このような方法で成長させたＧａＮ，ＡｌＧａＮなどのエピタキシャル層４２４は、１００μｍ，７５μｍ，５０μｍ，４０μｍ，３０μｍ，２５μｍ，２０μｍ，１０μｍ，５μｍなどの値以下又はそれより小さい厚さであってもよい。同エピタキシャル層４２４は、高い結晶度又は低い欠陥密度を有していてもよい。例えば、欠陥密度は、ＴＤＤで１０e５／ｃｍ&sup2;（２インチ以上のウェハであってもよい。）、１０e５／ｃｍ&sup2;などの値以下又はそれより小さくすることができる。欠陥密度は、ＴＥＭ、エックス線トポグラフィー、エッチピットのカウントなどにより測定することができる。
【０１０４】
図７Ｆに示すように、エピタキシャル基板４５０のエピタキシャル層４２４上にデバイス４２５を形成する。
【０１０５】
図７Ｇに示すように、デバイス４２５を覆うようにエピタキシャル層４２４上にパッシベーション層４２６を形成する。
【０１０６】
図７Ｈに示すように、パッシベーション層４２６にキャリア（第二サポート）基板４６０を接合する。
次に、サポート用ＧａＮ基板４１０をデバイス用ＧａＮ基板４２０から、シリサイド層４３２において分離する。キャリア基板４６０に固定されていることで、薄くなったデバイス用ＧａＮ基板４２０，エピタキシャル層４２４が機械的に安定になり、サポート用ＧａＮ基板４１０の分離を比較的容易に行うことができる。
【０１０７】
デバイス用ＧａＮ基板４２０の分離面に残ったシリサイド層４３２を除去する。シリサイド層４３２の除去には、機械的研磨を用いてもよく、化学的手法を用いてもよく、プラズマなどのドライエッチングを用いてもよい。こうしてデバイス基本構造を有する基板４７０が形成される（図７Ｉ）。
【０１０８】
図７Ｊに示すように、いくつかの実施形態では、デバイス基板４７０のキャリア基板４６０と反対側の面に高熱伝導層４８０を形成してもよい。高熱伝導層は、塗布して形成してもよく、バルク基板を接合して形成してもよい。高熱伝導層は、金属、ダイアモンド、ＳｉＣなどで形成されていてもよい。このようにして、高熱伝導基板付きのデバイス基板４９０を製造することができる。これにより、デバイス４２５で発生する熱を効率よくデバイス基板４７０外に放出し、デバイス４２５の温度を低く保つことができる。
【０１０９】
図７Ｋに示すように、いくつかの実施形態では、デバイス基板４７０のキャリア基板４６０と反対側の面にオーミックコンタクト（裏面電極）４８５を形成してもよい。これにより、オーミックコンタクト（裏面電極）４８５を有する縦型デバイス４９５を製造することができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、図７Ｊ，図７Ｋに示したようなデバイス又は基板は、さらに別のサポート基板や構造に接合されてもよい。いくつかの実施形態では、いくつかの実施形態では、図７Ｊ，図７Ｋに示したようなデバイス又は基板から、サポート基板が取り外されてもよい（不図示）。
【０１１１】
基板のサイズへの制限は小さい。キャリア用ウェハがＧａＮであるため、熱膨張係数は実質的に同じであり、エピタキシャル成長プロセスで起こり得る熱ひずみを抑制することができる。本開示の方法は少なくとも理論的に、基板のサイズに制限はない。したがって、例示的に、２インチ、３インチ、４インチ、又はその他のサイズのフリースタンディングのＧａＮ薄膜を製造することができる。
【０１１２】
本開示は以下の実施形態も含む：
Ａ０１
分離可能な基板接合体を製造する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することと、
前記ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することと、
前記ＳｉＣ膜と前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して前記一対の基板を接合することと、
を備える方法。
Ａ０２
前記一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することは、前記一対の基板の両方の基板上にＳｉＣ膜を形成することを含む、
実施形態Ａ０１に記載の方法。
Ａ０３
前記一対の基板を提供することと、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上にＳｉＣ膜を形成することとは、前記一対の基板の前記一方の基板として、ＳｉＣ基板を提供することを含む、
実施形態Ａ０１又はＡ０２に記載の方法。
Ａ０４
前記一対の基板の少なくとも一方上にＳｉＣ膜を形成することは、前記一対の基板の一方上にＳｉＣ膜を形成することを含み、
前記一対の基板の他方の基板の少なくとも表面は、前記一方の基板上の前記Ｓｉとの化合物を形成する材料と化合物を形成しにくい材料で形成されている、
実施形態Ａ０１に記載の方法。
Ａ０５
前記一対の基板の他方の基板の表面は、ＳｉＣ，ＧａＮ，ＡｌＮ又はＮｉで実質的に形成されている、
実施形態Ａ０４に記載の方法。
Ａ０６
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｓｉと反応してシリサイドを形成する金属を含む、
実施形態Ａ０１からＡ０５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０７
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｃと反応してカーバイドを実質的に形成しない金属を含む、
実施形態Ａ０６に記載の方法。
Ａ０８
Ｓｉとの化合物を形成する材料は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，及びそれらの内の複数の元素を含む合金を含む、
実施形態Ａ０７に記載の方法。
Ａ１１
前記ＳｉＣ膜上にＳｉとの化合物を形成する材料の薄膜を形成することから、
前記ＳｉＣ膜と前記Ｓｉとの化合物を形成する材料の薄膜とを介して前記一対の基板を接合することまで、
真空中でかつ真空を破らずに行う、
実施形態Ａ０１からＡ０８のいずれか一項に記載の方法。
Ａ１２
前記接合の前に、接合面又はＳｉと化合物を形成する材料の薄膜の表面を活性化することを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ０８のいずれか一項に記載の方法。
Ａ１３
前記ＳｉＣ膜形成の前に、前記ＳｉＣ膜が形成される表面を活性化することを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ１２のいずれか一項に記載の方法。
Ａ１４
前記表面の活性化処理は、イオンビーム又は原子ビームで前記表面を照射すること又は前記表面に対してプラズマ処理を行うことを含む、
実施形態Ａ１２又はＡ１３に記載の方法。
Ａ２１
前記基板を接合することは、基板を圧着させることを含む、
実施形態Ａ０１からＡ１４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ３１
前記一対の基板を接合することの後に熱処理を行うことを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ２１のいずれか一項に記載の方法。
Ａ３２
前記熱処理を行うことは、摂氏６００度以上の温度で加熱することを含む、
実施形態Ａ３１に記載の方法。
Ａ３３
前記熱処理を行うことは、摂氏８００度以上の温度で加熱することを含む、
実施形態Ａ３２に記載の方法。
Ａ３４
前記熱処理を行うことは、摂氏１０００度以上の温度で加熱することを含む、
実施形態Ａ３３に記載の方法。
Ａ３５
前記熱処理を行うことは、摂氏１２００度以下の温度で加熱することを含む、
実施形態Ａ３１から３４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ３６
前記熱処理を行うことは、前記Ｓｉとの化合物をする材料が、前記ＳｉＣのＳｉと前記化合物を生成する加熱条件で加熱することを含む、
実施形態Ａ３１からＡ３５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ３７
前記加熱条件は、前記ＳｉＣのＣが接合界面又は接合界面近傍で析出されるような加熱条件を含む、
実施形態Ａ３１からＡ３６のいずれか一項に記載の方法。
Ａ３８
前記加熱条件は、接合界面又は接合界面近傍で、ボイド状の欠陥が形成するような加熱条件を含む、
実施形態Ａ３１からＡ３７のいずれか一項に記載の方法。
Ａ４１
前記熱処理は、不活性雰囲気の中で行われる、
実施形態Ａ３１からＡ３８のいずれか一項に記載の方法。
Ａ４２
前記熱処理を行うことは、接合されている基板を圧着することを含む、
実施形態Ａ３１からＡ４１のいずれか一項に記載の方法
Ａ５１
前記熱処理を行うことの後に、前記一対の基板を分離することを更に備える、
実施形態Ａ３１からＡ４２のいずれか一項に記載の方法。
Ａ５２
前記前記一対の基板を分離することは、接合界面に対して力を与えることを含む、
実施形態Ａ５１に記載の方法。
Ａ５３
前記前記一対の基板を分離することは、前記接合された一対の基板の間に、ブレードを挿入すること、水圧を加えること、及び空気圧を加えることの少なくとも一つを含む、
実施形態Ａ５１又はＡ５２に記載の方法。
Ａ５４
前記前記一対の基板を分離することは、接合界面又は接合界面近傍の材料を少なくとも部分的にエッチングすることを含む、
実施形態Ａ５１からＡ５３のいずれか一項に記載の方法。
Ａ６１
前記一対の基板を分離することの後に、前記一対の基板の接合表面に残っている、前記ＳｉＣ及び前記ＳｉＣと化合する材料からの生成物を実質的に除去して、前記基板の接合表面をクリーニングすることを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ５４に記載の方法。
Ａ６２
前記基板の表面をクリーニングすることは、ドライクリーニング又はウェットエッチのプロセスを含む、
実施形態Ａ６１に記載の方法。
Ｂ０１
単結晶ＳｉＣ基板を用意することと、
サポートＳｉＣ基板を用意することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板との少なくとも一つの接合面に、前記ＳｉＣ層上にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属の層を形成することと、
前記シリサイドを形成する金属の層を介して、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板とを接合することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板を薄くすることと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面に、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する第二の金属の層を形成することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板と前記単結晶ＳｉＣ基板との接合体を加熱し、接合界面の接合強度を低下させ、接合界面と単結晶ＳｉＣ基板の裏面とにオーミックコンタクトを形成することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面にキャリア基板を接合することと、
前記接合界面において、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板とを分離することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面に残るシリサイドを含む層を除去することと、
を備える、ＳｉＣ基板の製造方法。
Ｂ０２
前記単結晶ＳｉＣ基板は、エピタキシャルＳｉＣ層を上面に含んでいる、
実施形態Ｂ０１に記載の、ＳｉＣ基板の製造方法。
Ｂ０３
実施形態Ｂ０１〜Ｂ０ｘに記載の製造方法を用いて製造されたＳｉＣ基板を用意することと、
前記ＳｉＣ基板の上面にショットキー素子を形成すること、
を備える、ＳｉＣショットキーバリアデバイスの製造方法。
Ｂ１１
薄型ＳｉＣパワーデバイスを製造する方法であって、
単結晶ＳｉＣ基板を用意することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面にソース電極を形成することと、
前記電ソース電極が形成された面を覆う保護層を形成することと、
前記保護層を平坦化することと、
前記保護層上にＳｉＣ層を形成することと、
サポートＳｉＣ基板を用意することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の前記ＳｉＣ層と前記サポートＳｉＣ基板の接合面との少なくとも一方に、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属の層を形成することと、
前記シリサイドを形成する金属の層を介して、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記キャリアＳｉＣ基板とを接合することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板を薄くすることと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面に、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する第二の金属の層を形成することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板との接合体を加熱し、接合界面の強度を低下させ、単結晶ＳｉＣ基板の裏面にオーミックコンタクトを形成することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面にキャリア基板を接合することと、
前記接合界面において、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板とを分離することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面に残るシリサイドを含む層を除去することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面にゲートを形成すること、
を備えるＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法。
Ｂ１２
前記保護層は、絶縁体又は誘電体を含む、
実施形態Ｂ０１に記載のＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法。
Ｂ１３
前記加熱の温度は、摂氏９００度以上である
実施形態Ｂ１１又はＢ１２に記載の方法。
Ｂ１４
前記加熱の温度は、摂氏１０００度以上である、
実施形態Ｂ１３に記載の方法。
Ｂ１５
前記分離することの後に、分離した面を平坦化することを更に備える、
実施形態Ｂ１１からＢ１４に記載の方法。
Ｂ２１
薄型ＳｉＣパワーデバイスを製造する方法であって、
単結晶ＳｉＣ基板を用意することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面にソース電極を形成することと、
前記電ソース電極が形成された面を覆う保護層を形成することと、
前記保護層を平坦化することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板上の保護層に第一キャリア基板を接合することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板を薄くすることと、
サポートＳｉＣ基板を用意することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面と前記サポートＳｉＣ基板の接合面の少なくとも一方に、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属の層を形成することと、
前記シリサイドを形成する金属の層を介して、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記キャリア用ＳｉＣ基板とを接合することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板から前記第一キャリア基板を分離することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板との接合体を加熱し、接合界面の強度を低下させ、単結晶ＳｉＣ基板の裏面にオーミックコンタクトを形成することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板上の保護層に第二キャリア基板を接合することと、
前記接合界面において、前記単結晶ＳｉＣ基板と前記サポートＳｉＣ基板とを分離することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の裏面に第三キャリア基板を接合することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板から第二キャリア基板を分離することと、
前記単結晶ＳｉＣ基板の上面にゲートを形成すること、
を備えるＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法。
Ｂ２２
前記シリサイド層上に電極層を形成することを更に備える、
実施形態Ｂ２１に記載のＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法。
Ｂ５１
薄型パワーデバイス（又は光学デバイス）を製造する方法であって、
表面近傍部分が転移可能な単結晶ＧａＮ基板を用意することと、
サポートＧａＮ基板を用意することと、
前記単結晶ＧａＮ基板の転移可能な面上に、ＳｉＣ層を形成することと、
前記サポートＧａＮ基板の接合面上に、ＳｉＣ層を形成することと、
前記単結晶ＧａＮ基板の転移可能な面上のＳｉＣ層と、前記サポートＧａＮ基板の接合面上のＳｉＣ層との少なくとも一方に、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属の層を形成することと、
前記シリサイドを形成する金属の層を介して、前記単結晶ＧａＮ基板と前記サポートＧａＮ基板とを接合することと、
前記単結晶ＧａＮ基板の転移層を接合したまま残して、前記単結晶ＧａＮ基板をサポートＧａＮ基板から分離することと、
前記単結晶ＧａＮ基板の転移層上に、加熱下で、エピタキシャルＧａＮ層を形成することと、前記エピタキシャルＧａＮ層上にデバイス用エピタキシャル層を形成することと、
前記デバイス用エピタキシャル層にデバイスを形成することと、
前記エピタキシャルＧａＮ層上に前記デバイスを追うように保護層（パッシベーション層）を形成することと、
前記保護層を平坦化することと、
前記保護層に対してキャリア基板を接合することと、
前記シリサイドが形成された接合界面において、前記単結晶ＧａＮ基板の転移層と前記サポートＧａＮ基板とを分離することと、
を備える、ＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５２
前記デバイス用エピタキシャル層は、エピタキシャルＡｌＧａＮ層を含む、
実施形態Ｂ５１に記載のＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５３
前記単結晶ＧａＮ基板の転移層の裏面に、電極層を形成することを更に備える、
Ｂ５１又はＢ５２に記載のＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５４
前記単結晶ＧａＮ基板の転移層の裏面に、高熱伝導基板を接合することを更に備える、
実施形態Ｂ５１からＢ５３のいずれか一項に記載のＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５５
前記高熱伝導基板は、ＳｉＣ又はダイアモンドを含む、
実施形態Ｂ５４に記載のＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５６
前記キャリア基板を分離することを更に備える、
実施形態Ｂ５１からＢ５５の何れか一項に記載のＧａＮデバイス製造方法。
Ｂ５７
前記単結晶ＧａＮ基板の前記表面近傍部分を前記キャリア用ＧａＮ基板に転移させ、残りの部分を前記キャリア用ＧａＮ基板から分離することとは、摂氏５００度以下で行い、
前記接合された単結晶ＧａＮ基板とキャリア用ＧａＮ基板とを加熱することは、摂氏８００度以上で行う、
実施形態Ｂ５１からＢ５６のいずれか一項に記載の方法。
Ｂ５８
前記前記接合された単結晶ＧａＮ基板とキャリア用ＧａＮ基板とを加熱することは、摂氏１０００度以上で行う、
実施形態Ｂ５７に記載の方法。
Ｂ５９
前記単結晶ＧａＮ基板の前記表面近傍部分を前記キャリア用ＧａＮ基板に転移させ、残りの部分を前記キャリア用ＧａＮ基板から分離することと、
前記転移された単結晶ＧａＮ基板の表面にＧａＮをエピタキシャル成長させることと、
は、同一の加熱処理工程内で行う、
実施形態Ｂ５１からＢ５８のいずれか一項に記載の方法。
Ｃ０１
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板と、
前記一対の基板の間に、実質的にＳｉＣからなる層と実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層と、
を備える、接合された基板。
Ｃ０２
前記一対の基板の一方の基板上に前記実質的にＳｉＣからなる層が形成され、
前記反応してシリサイドを形成する金属からなる層と接する、前記一対の基板の他方の基板の少なくとも表面は、前記金属と反応して化合物を形成しにくい材料から実質的になる、
実施形態Ｃ０１に記載の接合された基板
Ｃ０３
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板と、
前記一対の基板の間に、
第一のＳｉＣ層と、
第二のＳｉＣ層と、
前記第一のＳｉＣ層と前記第二のＳｉＣ層の間に実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層と、
を備える一対の基板。
Ｃ０３
接合された基板であって、
少なくとも一対の基板であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板がＳｉＣ基板である、少なくとも一対の基板と、
前記ＳｉＣ基板と前記一対の基板の他の基板との間に、実質的にＳｉと反応してシリサイドを形成する金属からなる層を備える、
接合された基板。
Ｃ１１
接合強度が２Ｊ／ｍ２以上である、
実施形態Ｃ０１からＣ０３のいずれか一項に記載の一対の基板。
Ｃ１２
接合強度が３Ｊ／ｍ２以上である、
実施形態Ｃ１１に記載の一対の基板。
Ｃ１３
接合強度は前記一対の基板の少なくとも一方の破壊強度よりも高い、
実施形態Ｃ０１からＣ０３のいずれか一項に記載の一対の基板。
Ｄ０１
接合された一対の基板であって、
前記一対の基板の間に、シリサイドとボイドとが形成されている、
一対の基板。
Ｄ０２
接合された一対の基板であって、
カーボンが析出している、
実施形態Ｄ０１に記載の一対の基板。
Ｄ０３
接合強度が、２Ｊ／ｍ２以下である、
実施形態Ｄ０１又はＤ０２に記載の一対の基板。
Ｄ０４
接合強度が、１Ｊ／ｍ２以下である、
実施形態Ｄ０３に記載の一対の基板。
Ｄ０５
接合強度は、前記一対の基板の少なくとも一方の破壊強度の８０％以下である、
実施形態Ｄ０１又はＤ０２に記載の一対の基板。
Ｄ０６
接合強度は、前記一対の基板の少なくとも一方の破壊強度の５０％以下である、
実施形態Ｄ０５に記載の一対の基板。
Ｅ０１
ＳｉＣデバイスであって、
５０マイクロメータ以下の厚さを有するＳｉＣ薄膜基板と、
前記薄膜上に形成された電子デバイスと、
を備えるＳｉＣデバイス。
Ｅ０２
前記ＳｉＣ薄膜基板の厚さは３０マイクロメータ以下である、
実施形態Ｅ０１に記載のＳｉＣデバイス。
Ｅ０３
前記ＳｉＣ薄膜基板の一方の面に前記電子デバイスが形成され、
前記ＳｉＣ薄膜基板の他方の面にバックサイドコンタクトが形成されている、
実施形態Ｅ０１又はＥ０２に記載のＳｉＣデバイス。
Ｅ０４
前記電子デバイスは縦型デバイスである、
実施形態Ｅ０１からＥ０３のいずれか一項に記載のＳｉＣデバイス。
Ｅ０５
前記電子デバイスはパワーデバイスである、
実施形態Ｅ０４に記載のＳｉＣデバイス。
Ｆ０１
ＧａＮデバイスであって、
５０マイクロメータ以下の厚さを有するＧａＮ薄膜基板と、
前記薄膜上に形成された電子デバイスと、
を備えるＧａＮデバイス。
Ｆ０２
前記ＧａＮ薄膜基板の厚さは３０マイクロメータ以下である、
実施形態Ｅ０１に記載のＧａＮデバイス。
Ｆ０３
前記ＧａＮ薄膜基板はＴＤＤ１０e５／ｃｍ&sup2;以下の欠陥密度を有する、
実施形態Ｆ０１又はＦ０２に記載のＧａＮデバイス。
Ｆ０４
前記ＧａＮ薄膜基板はＴＤＤ１０e３／ｃｍ&sup2;以下の欠陥密度を有する、
実施形態Ｆ０１又はＦ０２に記載のＧａＮデバイス。
Ｆ０５
前記ＧａＮ薄膜基板は２インチ以上の寸法を有する、
実施形態Ｆ０１からＦ０４のいずれか一項に記載のＧａＮデバイス。
【０１１３】
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，２１０，３１０  サポート用ＳｉＣ基板
２０，２２０，３２０  デバイス用ＳｉＣ基板
２１，２２１，３２１  単結晶ＳｉＣ基板
１３，２３，２１３，２２３，３１３，３２３  金属Ｎｉ薄膜
２４，２２４  オーミック接合用材料
２５，２２５，３２５  電子デバイス構造（デバイス）
３０，２３０，３３０  基板接合体
３１，２３１，３３１  接合界面層（接合層）
３２，２３２，３３２  シリサイド層（分離層）
４０  加熱後接合体
４１，２２８  オーミックコンタクト
５０，２５０  キャリア基板
５１，２５１，３４１，３７１，３８１  接着剤
６０  エピタキシャルＳｉＣ基板
２２２，３２２  エピタキシャルＳｉＣ層
２２６，３２６  絶縁保護層
２２７  ＳｉＣ層
２２９，３２８  ゲート（ゲート部）
２６０  薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ
３４０  仮基板
３４３  熱伝導層
３５０  分離後の接合体
３７０  第二仮基板
３８０  キャリア基板
３９０  薄型ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ
４２０  デバイス用ＧａＮ基板（単結晶ＧａＮ基板）
４２１  分離層／面
４１３，４２３  金属Ｎｉ薄膜
４１２，４２２  ＳｉＣ層
４１０  サポート用ＧａＮ基板
４３０  基板接合体
４３１  接合界面層（接合層）
４４０  接合体（基板接合体、基板積層体）
４３２  シリサイド層
４２４  エピタキシャル層
４５０  エピタキシャル基板
４２５  デバイス
４２６  パッシベーション層
４６０  キャリア（第二サポート）基板
４７０  デバイス基板
４９０  デバイス基板
４８０  高熱伝導層
４８５  オーミックコンタクト（裏面電極）
４９５  縦型デバイス
【図１】
2020102507.tif 000002
【図２Ａ】
2020102507.tif 000003
【図２Ｂ】
2020102507.tif 000004
【図３Ａ】
2020102507.tif 000005
【図３Ｂ】
2020102507.tif 000006
【図３Ｃ】
2020102507.tif 000007
【図４Ａ−Ｃ】
2020102507.tif 000008
【図４Ｄ−Ｆ】
2020102507.tif 000009
【図４Ｇ−Ｉ】
2020102507.tif 000010
【図５Ａ−Ｃ】
2020102507.tif 000011
【図５Ｄ−Ｆ】
2020102507.tif 000012
【図５Ｇ−Ｉ】
2020102507.tif 000013
【図６Ａ−Ｃ】
2020102507.tif 000014
【図６Ｄ−Ｆ】
2020102507.tif 000015
【図６Ｇ−Ｉ】
2020102507.tif 000016
【図７Ａ−Ｄ】
2020102507.tif 000017
【図７Ｅ−Ｇ】
2020102507.tif 000018
【図７Ｈ−Ｉ】
2020102507.tif 000019
【図７Ｊ−Ｋ】
2020102507.tif 000020