(57)【要約】      （修正有）【課題】選択エッチング層のみを選択的にエッチングすることで出発基板をエピタキシャル機能層からリフトオフすることで出発基板の再利用が可能となり低コスト化を図ることができる発光素子用半導体基板の製造方法を提供する。【解決手段】出発基板上に選択エッチング層を形成する工程Ｓ１１と、第一半導体層、活性層及び第二半導体層を順次エピタキシャル成長により形成して発光部を形成する工程Ｓ１２と、支持基板と、出発基板を接合して接合基板とする工程Ｓ１４と、選択エッチング層をエッチングにより除去して接合基板から出発基板を除去する工程Ｓ１５とを有する発光素子用半導体基板の製造方法において、接合面側が凸形状となる反りを有する支持基板を準備し、支持基板の反りを利用して選択エッチング層を接合基板の外周部から徐々に内側にエッチングすることで、出発基板を接合基板から剥離する発光素子用半導体基板の製造方法。【選択図】図１
2020077710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発基板上に選択エッチング層を形成する工程と、
前記出発基板と格子整合する格子整合系の材料により、少なくとも第一半導体層、活性層及び第二半導体層を順次エピタキシャル成長により前記選択エッチング層より上に形成することで、少なくとも前記第一半導体層、前記活性層及び前記第二半導体層を具備する発光部を形成する工程と、
支持基板を準備する工程と、
前記支持基板と、前記発光部を有する前記出発基板を接合して接合基板とする接合工程と、
前記接合基板の前記選択エッチング層をエッチングにより除去することにより、前記接合基板から前記出発基板を除去する工程と、
前記第一半導体層の表面に第一オーミック電極を形成する工程と、
前記第二半導体層に電気的に接続した第二オーミック電極を形成する工程と
を少なくとも有する発光素子用半導体基板の製造方法において、
前記支持基板を準備する工程において、前記発光部を有する前記出発基板と接合する側の面である接合面側が凸形状となる反りを有する支持基板を準備し、
前記出発基板を除去する工程を、前記支持基板の前記反りを利用して前記選択エッチング層を前記接合基板の外周部から徐々に内側にエッチングすることで、前記出発基板を前記接合基板から剥離することにより行うことを特徴とする発光素子用半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記支持基板の反りの形成を、前記支持基板の前記接合面に、砥石粗さ＃２０００以下の機械加工を行い、前記接合面の表面にダメージを形成することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の発光素子用半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記支持基板の厚さを１５０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子用半導体基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項の発光素子用半導体基板の製造方法により前記発光素子用半導体基板を製造した後、該発光素子用半導体基板から発光素子をダイス状に分離する工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用半導体基板の製造方法及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓなどの出発基板上に機能層（ＬＥＤや電子デバイス）を形成し、支持基板と接合することで能動デバイスあるいは受動デバイスを作製する場合、接合後の接合基板を構成する出発基板は、接合後、ウェットエッチング法によって出発基板を全て溶解させる方法が一般的である。この場合、出発基板の除去に際して、機能層（能動デバイス部あるいは受動デバイス部）との間にエッチングストップ層を設け、段階的な選択エッチングにより出発基板を除去する方法が採用されている。エッチングストップ層は１μｍ以下の厚さで良く、全体のエピタキシャルコストに比較して形成コストは安価である。
【０００３】
エッチングストップ層はエッチング選択性を有するため、エッチングストップ層のみをエッチングすることで出発基板をリフトオフする方法が最も効率的である。同様の構造・厚さでウェーハリフトオフが実現すれば、接合工程を用いる機能層形成に際し、コストが低減する。しかし、産業利用上、ウェーハリフトオフ法は採用されていないのが現実である。
【０００４】
特許文献１には選択エッチング層のみをエッチングするウェーハリフトオフ方法が開示されている。特許文献１中にも示されているように、開示技術では選択エッチング層で発生した酸化物がエッチングを阻害する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１４−５２３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、産業上利用されている１μｍ以下のエッチングストップ層を採用した場合、エッチングに伴って発生した酸化物の影響により、エッチングが停止する。厚さ１μｍ以下の選択エッチング層では、被エッチング空間に発生した酸化物を超音波・温度による対流等の物理的な力で排除することができない。従って、選択エッチング層のエッチングを阻害し、最終的にはエッチングが停止し、ウェーハリフトオフは実現しない。発生した酸化物を被エッチング空間から排除するためには、選択エッチング層を１μｍ超の厚さにすればよい。しかし、１μｍ超の厚さの選択エッチング層は、デバイスによっては機能層（能動機能層・受動機能層）と同等程度の厚さになる。エピタキシャル層形成コストは高価であり、選択エッチング層の厚さを厚くすることは、出発基板の温存と再利用によるコスト低減効果を相殺するか、むしろコストアップにつながる。このことが産業上、ウェーハリフトオフが採用されていない理由である。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、選択エッチング層のみを選択的にエッチングすることで出発基板をエピタキシャル機能層からリフトオフすることで出発基板の再利用が可能となり低コスト化を図ることができる発光素子用半導体基板の製造方法を提供すること、及び、そのような発光素子用半導体基板から発光素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、出発基板上に選択エッチング層を形成する工程と、前記出発基板と格子整合する格子整合系の材料により、少なくとも第一半導体層、活性層及び第二半導体層を順次エピタキシャル成長により前記選択エッチング層より上に形成することで、少なくとも前記第一半導体層、前記活性層及び前記第二半導体層を具備する発光部を形成する工程と、支持基板を準備する工程と、前記支持基板と、前記発光部を有する前記出発基板を接合して接合基板とする接合工程と、前記接合基板の前記選択エッチング層をエッチングにより除去することにより、前記接合基板から前記出発基板を除去する工程と、前記第一半導体層の表面に第一オーミック電極を形成する工程と、前記第二半導体層に電気的に接続した第二オーミック電極を形成する工程とを少なくとも有する発光素子用半導体基板の製造方法において、前記支持基板を準備する工程において、前記発光部を有する前記出発基板と接合する側の面である接合面側が凸形状となる反りを有する支持基板を準備し、前記出発基板を除去する工程を、前記支持基板の前記反りを利用して前記選択エッチング層を前記接合基板の外周部から徐々に内側にエッチングすることで、前記出発基板を前記接合基板から剥離することにより行うことを特徴とする発光素子用半導体基板の製造方法を提供する。
【０００９】
このように、支持基板に反りを形成して、発光部を有する出発基板（エピタキシャル基板）に接合した後、反りを利用して選択エッチング層をエッチングすることで出発基板をほとんどエッチングすることなく分離できる。その結果、出発基板の再利用が可能となりコストを削減できる。
【００１０】
このとき、前記支持基板の反りの形成を、前記支持基板の前記接合面に、砥石粗さ＃２０００以下の機械加工を行い、前記接合面の表面にダメージを形成することにより行うことが好ましい。
【００１１】
このような機械加工により支持基板の表面にダメージを形成することで、比較的容易に反りを形成することができる。
【００１２】
また、前記支持基板の厚さを１５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００１３】
このように、支持基板の厚さを１５０μｍ以下とすることで、更に支持基板が反りやすくすることができる。
【００１４】
また、本発明は、上記のいずれかの発光素子用半導体基板の製造方法により前記発光素子用半導体基板を製造した後、該発光素子用半導体基板から発光素子をダイス状に分離する工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
【００１５】
このような発光素子の製造方法であれば、発光素子用半導体基板の製造時の出発基板の再利用が可能となり、発光素子の製造コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発光素子用半導体基板の製造方法は、支持基板に反りを形成して、発光部を有する出発基板（エピタキシャル基板）に接合した後、反りを利用して選択エッチング層をエッチングすることで出発基板をほとんどエッチングすることなく分離できる。その結果、出発基板の再利用が可能となりコストを削減できる。また、選択エッチング層を厚くする必要がないので、この点でもコストの低減を図ることができる。特には、選択エッチング層の厚さを１μｍ以下とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の発光素子用半導体基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、反りを有する支持基板を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、選択エッチング層及び発光部を形成した出発基板を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、発光部上にオーミック電極層、誘電体層、第二金属層を形成した出発基板を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、出発基板と支持基板の接合前の状態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、出発基板と支持基板を接合した接合基板を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、出発基板の分離工程を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第一の実施形態の経過における一段階として、分離後の発光素子用半導体基板を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、反りを有する支持基板を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、選択エッチング層及び発光部を形成した出発基板を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、発光部上に第二誘電体層及び接着層を形成した出発基板を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、出発基板と支持基板の接合前の状態を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、出発基板と支持基板を接合した接合基板を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、出発基板の分離工程を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の第二の実施形態の経過における一段階として、分離後の発光素子用半導体基板を示す概略断面図である。
【図１６】ウェーハ厚さ１５０μｍのシリコンウェーハを平面研削したときの砥石粗さの番手と、リフトオフ可能面積の関係を示すグラフである。
【図１７】シリコンウェーハの表面を砥石粗さ＃２０００で平面研削したときのウェーハ厚さとリフトオフ可能面積の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について、実施形態を図を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１を参照し、本発明の発光素子用半導体基板の製造方法を説明する。
【００２０】
まず、図１のＳ１１に示したように、出発基板上に選択エッチング層を形成する（工程Ｓ１１）。この場合、本発明では選択エッチング層の厚さは１μｍ以下とすることができる。
【００２１】
次に、図１のＳ１２に示したように、選択エッチング層を形成した出発基板に発光層を形成する。このとき、出発基板と格子整合する格子整合系の材料により、少なくとも第一半導体層、活性層及び第二半導体層を順次エピタキシャル成長により、選択エッチング層より上に形成する。これにより、少なくとも第一半導体層、活性層及び第二半導体層を具備する発光部を形成する（工程Ｓ１２）。
【００２２】
また、出発基板に対する工程Ｓ１１、Ｓ１２とは別に、図１のＳ１３に示したように、支持基板を準備する（工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３で準備する支持基板は、凸形状となる反りを有する支持基板とする。さらに、この支持基板は、後述するＳ１４で支持基板と接合する発光部を有する出発基板と接合する側の面が凸形状である。
【００２３】
出発基板に対する工程である工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２と、支持基板を準備する工程Ｓ１３は、どちらを先に行ってもよいし、同時に行っても良い。
【００２４】
工程Ｓ１２及び工程Ｓ１３が完了した後、図１のＳ１４に示したように、支持基板と、発光部を有する出発基板を接合して接合基板とする（工程Ｓ１４）。この際、上記のように、支持基板の凸形状の反りを有する側を接合面として、出発基板の発光部側（すなわち、第二半導体層側）を接合する。この接合工程は、例えば、片方の基板又は両方の基板に接合用の層を形成した上で行うことができる。
【００２５】
次に、図１のＳ１５に示したように、接合基板の選択エッチング層をエッチングにより除去することにより、接合基板から出発基板を除去する（工程Ｓ１５）。この出発基板を除去する工程Ｓ１５について、本発明では、支持基板の反りを利用して選択エッチング層を接合基板の外周部から徐々に内側にエッチングする。これにより、出発基板を接合基板から剥離する。
【００２６】
次に、図１のＳ１６に示したように、第一半導体層の表面に第一オーミック電極を形成する（工程Ｓ１６）。また、図１のＳ１７に示したように、第二半導体層に電気的に接続した第二オーミック電極を形成する（工程Ｓ１７）。工程Ｓ１６及び工程Ｓ１７はどちらを先に行ってもよい。また、オーミック電極は、選択エッチング層のエッチング（工程Ｓ１５）よりも前に、出発基板上で形成することもできる。
【００２７】
以上のようにして発光素子用半導体基板を製造することができる。また、このように発光素子用半導体基板を製造した後、該発光素子用半導体基板から発光素子をダイス状に分離する工程により、発光素子を製造することができる。
【００２８】
以下では、本発明の発光素子用半導体基板の製造方法を、より具体的な例（第一の実施形態及び第二の実施形態）を挙げて説明する。
【００２９】
（第一の実施形態）
図２〜８を用いて、本発明の第一の実施形態を説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、例えばシリコン基板からなる支持基板１０１を準備する。この工程は、図１の工程Ｓ１３に対応する。この支持基板１０１は、図２に示しているように、凸形状となる反りを有する支持基板とする。支持基板１０１の凸形状の表面（図２中の上側の表面）が、出発基板（発光部等を有する）と接合する側の表面（接合面１０１ａ）となる。なお、図２には、支持基板１０１上に、図１のＳ１４で示した接合工程において接合に用いるための第一金属層１０４（第一接触層１０２及び第一接合層１０３）を形成した状態（接合用支持基板１０５）を示している。
【００３１】
支持基板１０１の反りの形状（接合面１０１ａの凸形状の表面）の形成は、支持基板１０１の接合面１０１ａに、機械加工を行い、接合面１０１ａの表面にダメージを形成することにより行うことができる。例えば平面研削盤の砥石粗さを＃３０００以下として平面研削を行って、加工ダメージを残留させることにより支持基板１０１の反りを形成することができる。また、平面研削後の支持基板１０１の厚さは、例えば２００μｍ以下とすることができる。このとき、平面研削用の砥石粗さは＃２０００以下とすることが好ましい。砥石粗さは＃２００以上であれば十分である。また、平面研削後の支持基板１０１の厚さは１５０μｍ以下とするのがより好ましい。また、平面研削後の支持基板１０１の厚さは、基板強度や扱いやすさの理由から、７０μｍ以上とするのがより好ましい。
【００３２】
ここで、図１６に厚さ１５０μｍのシリコンウェーハを平面研削したときの砥石粗さの番手と、この研削後のシリコンウェーハを支持基板として用いたときのリフトオフ可能面積の関係を示す。この関係は、加工後の厚さを一定とし、加工砥石の粗さを変えてシリコンウェーハの加工を行い、発光部を有する出発基板に接合後、選択エッチング層を選択的にエッチングし、出発基板をリフトオフさせることを試みた際の、リフトオフされた面積率を調査するという実験から得られたものである。ここで、図中のリフトオフ可能面積１００％は完全に選択エッチング層がエッチングされ、出発基板と発光部が分離されたことを意味し、１００％未満のデータは一部領域で選択エッチング層がエッチングされず、出発基板と発光部が完全には分離されなかったことを意味する。図１６の結果から、平面研削に用いた砥粒の番手が細かい番手になるにつれて（数字が大きくなるにつれて）反りが減少するため、リフトオフ可能面積が減少することがわかる。この図からわかるように、平面研削盤の砥石粗さを＃２０００以下として平面研削を行うことがより好ましいことがわかる。
【００３３】
また、図１７にシリコンウェーハの表面を砥粒粗さ＃２０００で平面研削したときのウェーハ厚さと、この研削後のシリコンウェーハを支持基板として用いたときのリフトオフ可能面積の関係を示す。これも上記図１６と同様の実験を、ウェーハ厚さを種々設けて行ったものである。ウェーハ厚さが減少するにつれて反りが増加するため、リフトオフ可能面積が増加することがわかる。
【００３４】
このように平面研削により、支持基板１０１の接合面１０１ａ側に凸状の反りが発生する。研削後のウェーハ反りは厚みが薄くなるほど発生しやすくなるが、接合時のウェーハ破損を防止するため所定の厚さがあった方がよい。そのため、支持基板１０１の平面研削後の厚さは７０〜２００μｍ（特に１５０μｍ以下）の範囲の厚さに制御することが好適である。
【００３５】
支持基板１０１の加工後の表面が鏡面であることが必要な場合、表面にポリッシュ等の加工を加えることができる。反りが失われない程度のポリッシュを行うことで、支持基板１０１の反りを維持しつつ鏡面加工を行うことが可能である。例えば、支持基板１０１に対して砥粒粗さ＃２０００の平面研削により反り発生加工を行った場合、ポリッシュ厚さは０．２μｍ未満であれば、反りを維持しつつ、表面を鏡面加工することが可能である。
【００３６】
支持基板１０１に反りを形成した後は、図２に示したように、接合面１０１ａに第一金属層１０４を形成することができる。この第一金属層１０４の材質や厚さは特に限定されない。第一金属層１０４は、例えば、Ｔｉ／Ａｕからなる積層構造とすることができる。この場合、第一接触層１０２としてＴｉ厚を例えば１００ｎｍとすることができる。また、第一接合層１０３としてＡｕ厚を例えば５００ｎｍとすることができる。第一接合層１０３に代えてＡｇ、Ｉｎ、Ｇａを含む金属で構成しても良く、第一接触層１０２と第一接合層１０３の間にＰｔやＭｏ、Ｗ、Ｐｄ、Ｉｒなどの高融点金属を踏む積層構造を用いてもよい。
【００３７】
次に、図３に示すように出発基板１１１上に発光部（機能層）１１９を積層したエピタキシャル基板１２０を準備する。出発基板１１１と発光部（機能層）１１９との間には、選択エッチング層１１２及び選択エッチング層１１２とは異なるエッチング性を有する層で、電極コンタクト性向上の場合など必要に応じて選択エッチング層１１３が挿入される。これらの工程は、図１の工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２に対応する。
【００３８】
出発基板１１１を例えばＧａＡｓとし、発光部（機能層）１１９を発光ダイオード構造とすることができる。発光ダイオード構造は、出発基板１１１側より、第一半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層）１１４、活性層（ＡｌＧａＩｎＰ活性層）１１５、第二半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層）１１６とすることができる。発光部１１９はこれら以外の層を有していてもよい。第一半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層）１１４、活性層（ＡｌＧａＩｎＰ活性層）１１５、第二半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層）１１６の各層の厚さは０．５〜２μｍ程度の厚さを有することができ、複数の組成層の積層構造とすることができる。発光部（機能層）１１９は有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、化学線エピタキシー（ＣＢＥ）法等で製造することができる。また、選択エッチング層１１２をＡｌＡｓ、選択エッチング層１１３をＧａＡｓとすることができ、それぞれの厚さを例えば０．５μｍとすることができる。選択エッチング層の材料はこれらに限らず、エッチング液に対して選択性があり、かつ、成長可能な材料であればどのような組み合わせでも良く、例えばＡｌＡｓに代えてＡｌＩｎＰあるいはＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓに代えてＧａＩｎＰあるいはＺｎＳｅあるいはＧｅなどの材料を選択してもよい。
【００３９】
発光部（機能層）１１９は、ＡｌＧａＩｎＰを主成分とする発光ダイオード構造に限られるものではなく、出発基板１１１をＧａＡｓとして利用する、ＡｌＧａＡｓ系や歪ＩｎＧａＡｓ系を活性層に有する発光ダイオード構造とすることができる。
【００４０】
また、出発基板１１１もＧａＡｓに限られるものではなく、ＩｎＰやＳｉなどの材料を同様に適用可能であり、各エピタキシャル層の材料も、前記出発基板１１１にエピタキシャル成長可能な材料であれば適用可能である。
【００４１】
次に、図４に示すように、エピタキシャル基板１２０の表面の一部にオーミック電極層１３１を形成することができる。また、エピタキシャル基板表面のオーミック電極層１３１が形成された領域以外の領域の一部に誘電体層１３２を形成することができる。オーミック電極層１３１と誘電体層１３２の厚さは略同一である方が好適であるが、相互に５０％程度の厚さ差異は許容することができる。なお、このオーミック電極層１３１は、第二半導体層１１６に電気的に接続した第二オーミック電極となるものである。すなわち、この工程は、図１の工程Ｓ１７に対応する。
【００４２】
次に、エピタキシャル基板１２０の表面、すなわち、オーミック電極層１３１と誘電体層１３２の双方の少なくとも一部を被覆する第二金属層１３７を形成することができる。これにより、接合用エピタキシャル基板１４０とすることができる。第二金属層１３７は、例えば、Ｔｉ／Ａｕからなる積層構造で、例えばＴｉ厚を１００ｎｍ、Ａｕ厚を５００ｎｍとすることができる。図４では、第二金属層１３７が、第二接触層（例えばＴｉ層）１３５及び第二接合層（例えばＡｕ層）１３６からなる例を示している。なお、第二金属層１３７は、Ａｕの他、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇａなどの比較的やわらかい金属、あるいは金属合金を用いても良い。
【００４３】
次に、図５に示すように、接合用エピタキシャル基板１４０と接合用支持基板１０５を第一金属層１０４と第二金属層１３７の少なくとも一部を接する形で対向させ、熱と圧力を加えて接合する。この工程は、図１の工程Ｓ１４に対応する。接合に当たっての温度は、例えば、３００℃、圧力は１０Ｎ／ｃｍ２とすることができる。接合の温度、圧力はこの条件に限られるものではなく、接合を実現できる条件であれば、どの温度、圧力も選択可能である。
【００４４】
次に、図６に示すように第一金属層１０４と第二金属層１３７の接合により、接合用支持基板１０５と接合用エピタキシャル基板１４０が接合した接合基板１５０を得る。このとき、出発基板１１１より支持基板１０１の方が相対的に薄くなっていると好ましく、その場合、支持基板１０１側の反りは減少し、接合基板１５０は、エピタキシャル基板１２０の有する反りと略同一となることができる。
【００４５】
次に図７に示すように、選択エッチング層１１２、１１３のエッチングを行う。選択エッチング層１１２、１１３のエッチングには弗酸含有液を用いて行うことができる。接合基板１５０のウェーハ外周部から選択エッチング層１１２、１１３のエッチングが進み、除去される。この工程は、図１の工程Ｓ１５に対応する。
【００４６】
選択エッチング層１１２、１１３のエッチングにより、発光部（機能層）１１９と出発基板１１１は物理的に分離される。支持基板１０１は表面の加工ダメージにより、曲率がほぼ一定の反りを有しており、一部でも出発基板１１１との分離が発生すると分離領域は選択エッチング層１１２、１１３以上の幅で出発基板１１１と分離する。選択エッチング層１１２、１１３の除去過程で、被エッチング材料の酸化物が形成され、エッチング阻害が始まるが、支持基板１０１との離間により、選択エッチング層１１２、１１３の幅（例えば、１μｍ以下）以上の幅が形成されるため、エッチング液の侵入により酸化物が除去され、エッチング阻害が選択エッチング層１１２、１１３のエッチングを停止するまでには至らない。
【００４７】
その結果、出発基板１１１と発光部（機能層）１１９は選択エッチング層１１２、１１３の除去により分離され、出発基板１１１を発光部（機能層）１１９からリフトオフすることができる。
【００４８】
次に図８に示すように出発基板１１１のリフトオフ後、リフトオフ面に電極（第一オーミック電極１６３）を形成する。この工程は、図１の工程Ｓ１６に対応する。また、支持基板１０１の裏面側にオーミック電極層１３１（第二オーミック電極）に接続した電極を形成し、発光素子構造を実現することができる。また、適宜保護膜１６５を形成することができる。このようにして発光素子用半導体基板１６０を製造することができる。発光素子用半導体基板１６０を製造した後、該発光素子用半導体基板から発光素子をダイス状に分離して、発光素子を製造することができる。
【００４９】
（第二の実施形態）
次に図９〜１５を用いて、本発明の第二の実施形態を説明する。
【００５０】
まず、図９に示すように、例えばサファイアからなる支持基板２０１を準備する。この工程は、図１の工程Ｓ１３に対応する。この支持基板２０１は、図９に示しているように、凸形状となる反りを有する支持基板とする。支持基板２０１の凸形状の表面（図９中の上側の表面）が、出発基板（発光部等を有する）と接合する側の表面（接合面２０１ａ）となる。なお、図９には、支持基板２０１上に、図１のＳ１４で示した接合工程において接合に用いるための第一誘電体層２０２を形成した状態（接合用支持基板２０５）を示している。
【００５１】
支持基板２０１の反りの形状（接合面２０１ａの凸形状の表面）は、支持基板２０１の接合面２０１ａに、機械加工を行い、接合面２０１の表面にダメージを形成することにより行うことができる。この工程は、第一の実施形態と同様の条件により行うことができる。例えば平面研削盤の砥石粗さを＃２００〜＃３０００として平面研削を行い加工ダメージを残留させ、平面研削後の厚さを７０〜２００μｍとする。また、砥石粗さは＃２０００以下、平面研削後の厚さは１５０μｍ以下とするのがより好ましい。このように平面研削により、接合面２０１ａ側に凸状の反りが発生する。研削後のウェーハ反りは厚みが薄くなるほど発生しやすくなるが、薄すぎると接合時にウェーハ破損が発生する。そのため、平面研削後の厚さは７０〜２００μｍの範囲の厚さに制御することが好適である。
【００５２】
加工後の表面が鏡面であることが必要な場合、表面にポリッシュ等の加工を加えることができる。反りが失われない程度のポリッシュを行うことで反りを維持しつつ鏡面加工を行うことが可能である。例えば、＃２０００により反り発生加工を行った場合、ポリッシュ厚さは０．２μｍ未満であれば、反りを維持しつつ、表面を鏡面加工することが可能である。支持基板２０１の接合面２０１ａ側に第一誘電体層２０２を形成する。第一誘電体層２０２はＳｉＯ２を用いることができ、厚さは例えば３００ｎｍとすることができる。誘電体層２０２としてＳｉＯ２の他に、ＳｉＮｘなど他の透明絶縁膜を用いても良い。
【００５３】
次に図１０に示すように、出発基板２１１上に発光部（機能層）２１９を積層したエピタキシャル基板を準備する。出発基板２１１と発光部（機能層）２１９との間には、選択エッチング層２１２及び選択エッチング層２１２とは異なるエッチング性を有する層で、電極コンタクト性向上の場合など必要に応じて選択エッチング層２１３が挿入される。これらの工程は、図１の工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２に対応する。
【００５４】
出発基板２１１は例えばＧａＡｓとし、発光部（機能層）２１９を発光ダイオード構造とすることができる。発光ダイオード構造は、例えば出発基板２１１側より、第一半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層）２１４、活性層（ＡｌＧａＩｎＰ活性層）２１５、前記第二半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層）２１６とし、各層の厚さは０．５〜２μｍ程度の厚さを有し、複数の組成層の積層構造から成るものとすることができる。発光部（機能層）２１９は有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、化学線エピタキシー（ＣＢＥ）法等で製造することができる。また、選択エッチング層２１２をＡｌＡｓ、選択エッチング層２１３をＧａＡｓとすることができ、それぞれの厚さを例えば０．５μｍとすることができる。選択エッチング層の材料はこれらに限らず、エッチング液に対して選択性があり、かつ、成長可能な材料であればどのような組み合わせでも良く、例えばＡｌＡｓに代えてＡｌＩｎＰあるいはＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓに代えてＧａＩｎＰあるいはＺｎＳｅあるいはＧｅなどの材料を選択しても良い。
【００５５】
発光部（機能層）２１９はＡｌＧａＩｎＰを主成分とするものに限らず、ＡｌＧａＡｓ系や歪ＩｎＧａＡｓ系を活性層に有する発光ダイオード構造とすることができる。
【００５６】
また、出発基板２１１もＧａＡｓに限られるものではなく、ＩｎＰやＳｉなどの材料を同様に適用可能であり、エピタキシャル層の材料も、前記出発基板２１１にエピタキシャル成長可能な材料であれば適用可能である。
【００５７】
次に、図１１に示すようにエピタキシャル基板２２０の表面の少なくとも一部に第二誘電体層２３１を形成することができる。更に第二誘電体層２３１上に例えばＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）からなる接着層２３２を形成することができる。接着層２３２はＢＣＢに限らず、透明で接合可能な材料であればどのような材料を選択しても可能であり、ＢＣＢに代えてたとえばエポキシ樹脂を選択することも可能である。また、接合工程では、接着層２３２に代えて（接着層２３２を使用せず）、第一誘電体層２０２と第二誘電体層２３１との直接接合法を用いても良い。
【００５８】
次に、図１２に示すように、エピタキシャル基板と支持基板を第一誘電体層２０２と接着層（ＢＣＢ接着層）２３２とを対向させ、熱と圧力を加えて接合する。この工程は、図１の工程Ｓ１４に対応する。接合に当たっての温度は例えば３００℃、圧力は１０Ｎ／ｃｍ２とすることができる。接合の温度、圧力はこの条件に限られるものではなく、接合を実現できる条件であれば、どの温度、圧力も選択可能である。
【００５９】
そして図１３に示すように第一誘電体層２０２と接着層（ＢＣＢ接着層）２３２の接合により、支持基板２０５と接合用エピタキシャル基板２４０が接合した接合基板２５０を得る。
【００６０】
出発基板２１１より支持基板２０１の方が相対的に薄くなっていると好ましく、その場合、支持基板２０１側の反りは減少し、接合基板２５０は、エピタキシャル基板２２０の有する反りと略同一となることができる。
【００６１】
次に、図１４に示すように選択エッチング層２１２、２１３のエッチングを行う。選択エッチング層２１２、２１３のエッチングには弗酸含有液を用いて行うことができる。ウェーハ外周部から選択エッチング層２１２、２１３のエッチングが進み、除去される。この工程は、図１の工程Ｓ１５に対応する。
【００６２】
選択エッチング層２１２、２１３のエッチングにより、発光部（機能層）２１９と出発基板２１１は物理的に分離される。支持基板２０１は表面の加工ダメージにより、曲率がほぼ一定の反りを有しており、一部でも出発基板２１１との分離が発生すると分離領域は選択エッチング層以上の幅で出発基板２１１と離間する。選択エッチング層２１２、２１３の除去過程で、被エッチング材料の酸化物が形成され、エッチング阻害が始まるが、支持基板２０１との離間により、選択エッチング層２１２、２１３の幅（例えば、１μｍ以下）以上の幅が形成されるため、エッチング液の侵入により酸化物が除去され、エッチング阻害が選択エッチング層２１２、２１３のエッチングを停止するまでには至らない。
【００６３】
その結果、出発基板２１１と発光部（機能層）２１９は選択エッチング層２１２、２１３の除去により分離され、出発基板２１１を発光部（機能層）２１９からリフトオフすることができる。
【００６４】
次に図１５に示すように出発基板のリフトオフ後、リフトオフ面に極性の異なる電極（第一オーミック電極２６３、第二オーミック電極２６１）を形成し、発光素子構造を実現することができる。また、適宜保護膜２６５を形成することができる。このようにして発光素子用半導体基板２６０を製造することができる。発光素子用半導体基板２６０を製造した後、該発光素子用半導体基板から発光素子をダイス状に分離して、発光素子を製造することができる。
【００６５】
このように本発明では反りを残留させたウェーハを支持基板として用いることで、材料によらず、エピタキシャルリフトオフを実現することができる。反りを残留させさえすれば、デバイス構造に最も適した（低い電気抵抗、あるいは、低い熱抵抗、あるいは、低い光吸収係数、などを有する）材料を支持基板として選択することができる。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１）
図２に示したように、支持基板１０１に、砥石粗さ＃２０００の平面研削を行い、接合面側に凸の反りを有する厚さ１００μｍのシリコンからなる支持基板１０１を準備した（図１の工程Ｓ１３）。この支持基板１０１に、Ｔｉからなる厚さ１００ｎｍの第一接触層１０２とＡｕからなる厚さ５００ｎｍの第一接合層１０３を含む第一金属層１０４を形成し、接合用支持基板１０５を準備した。
【００６８】
次に、図３に示したように、ＧａＡｓからなる出発基板１１１を準備した。この出発基板１１１に、０．５μｍ厚のＡｌＡｓからなる選択エッチング層１１２及び０．５μｍ厚のＧａＡｓからなる選択エッチング層１１３を形成した（図１の工程Ｓ１１）。さらに、出発基板１１１に形成した、選択エッチング層１１２、１１３上に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法にて、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなる活性層１１５と、活性層１１５よりバンドギャップの大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）から成るクラッド層（第一半導体層１１４、第二第半導体層１１６）を活性層１１５の両側に配置した発光部（ダブルヘテロ（ＤＨ）構造）１１９を作製した（図１の工程Ｓ１２）。このようにして、出発基板１１１と発光部（ＤＨ構造）１１９との間に、０．５μｍ厚のＡｌＡｓからなる選択エッチング層１１２及び０．５μｍ厚のＧａＡｓからなる選択エッチング層１１３を形成した。
【００６９】
発光部（ＤＨ構造）１１９は、出発基板１１１側より、第一半導体層（ｎ型クラッド層）１１４として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ＝１、ｙ≒０．５）を約１．０μｍ、活性層１１５として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ≒０．１、ｙ≒０．５）を約０．５μｍ、第二第半導体層（ｐ型クラッド層）１１６として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ≒０．８５、ｙ≒０．５）を約１．０μｍとし、厚さ４５０μｍのエピタキシャル基板１２０を得た。
【００７０】
次に、図４に示したように、エピタキシャル基板１２０表面の一部にオーミック電極層（第二オーミック電極）１３１を形成し、オーミック電極層１３１が形成された領域以外の領域に第一誘電体層１３２を形成した（図１の工程Ｓ１７の第二オーミック電極形成）。
【００７１】
次に、図５、図６に示したように、エピタキシャル基板１２０表面、オーミック電極層１３１と第一誘電体層１３２の双方を被覆する第二金属層１３７を形成した厚さ４５０μｍの接合用エピタキシャル基板１４０を形成した。第二金属層１３７は、第二接触層１３５をＴｉ層１００ｎｍと、第二接合層１３６をＡｕ層５００ｎｍとして、順に成膜した。次に、接合用エピタキシャル基板１４０と接合用支持基板１０５を、第一金属層１０４と第二金属層１３７の少なくとも一部を接する形で対向させ、熱と圧力を加えて接合した（図１の工程Ｓ１４）。接合に当たっての温度は３００℃、圧力は１０Ｎ／ｃｍ２とした。第一金属層１０４と第二金属層１３７の接合により、接合用支持基板１０５と接合用エピタキシャル基板１４０が接合した接合基板１５０を得た。
【００７２】
次に、図７に示したように、弗酸含有液を用いて選択エッチング層１１２のエッチングを行った。接合基板１５０の外周部から選択エッチング層１１２のエッチングが進み、選択エッチング層１１２は徐々に除去され、出発基板１１１は反りを元に戻そうとする変化が起こるため、エッチングの進行に伴って離間幅は増大し、発光部（ＤＨ構造）１１９と出発基板１１１は物理的に分離された（図１の工程Ｓ１５）。出発基板１１１のリフトオフ後、リフトオフ面に電極を形成した（図１の工程Ｓ１６）。支持基板１０１の裏面側に電極（オーミック電極層１３１）に接続した電極（第二オーミック電極）を形成し、発光素子を製造した（図８）。
【００７３】
（比較例１）
支持基板１０１の表面の平面研削を行わないことを除き、実施例１と同様に発光素子の製造を行った。この場合、選択エッチングにより除去された選択エッチング層１１２の離間幅が変化しないためエッチング中の酸化物の除去ができなくなり、酸化物によりエッチングが阻害され出発基板１１１を分離することができなかった。
【００７４】
（実施例２）
図９に示したように、支持基板２０１に、砥石粗さ＃２０００の平面研削を行い、接合面側に凸の反りを有する厚さ１００μｍのサファイアからなる支持基板２０１を準備した（図１の工程Ｓ１３）。次に、この支持基板２０１に、厚さ３００ｎｍのＳｉＯ２からなる第一誘電体層２０２を形成した接合用支持基板２０５を準備した。
【００７５】
次に、図１０に示したように、出発基板２１１をＧａＡｓとした。この出発基板２１１に、０．５μｍ厚のＡｌＡｓからなる選択エッチング層２１２及び０．５μｍ厚のＧａＡｓからなる選択エッチング層２１３を形成した（図１の工程Ｓ１１）。出発基板２１１上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）法にて、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなる活性層２１５と、活性層よりバンドギャップの大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から成るクラッド層２１４、２１６を活性層２１５の両側に配置した発光部（ＤＨ構造）２１９を作製した（図１の工程Ｓ１２）。このようにして、出発基板２１１と発光部（ＤＨ構造）２１９との間には０．５μｍ厚のＡｌＡｓからなる選択エッチング層２１２及び０．５μｍ厚のＧａＡｓからなる選択エッチング層２１３を形成した。
【００７６】
発光部（ＤＨ構造）２１９は、出発基板２１１側より、第一半導体層（ｎ型クラッド層）２１４として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ＝１、ｙ≒０．５）を約１．０μｍ、活性層２１５として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ≒０．１、ｙ≒０．５）を約０．５μｍ、第二半導体層（ｐ型クラッド層）２１６として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ｘ≒０．８５、ｙ≒０．５）を約１．０μｍとし、厚さ４５０μｍのエピタキシャル基板２２０を得た。
【００７７】
次に、図１１に示したように、エピタキシャル基板２２０表面に第二誘電体層２３１を形成し、第二誘電体層２３１上にＢＣＢからなる接着層２３２を形成した。
【００７８】
次に、図１２、図１３に示したように、第一誘電体層２０２と接着層２３２とを対向させ、熱と圧力を加えて接合した（図１の工程Ｓ１４）。接合に当たっての温度は３００℃、圧力は１０Ｎ／ｃｍ２とした。第一誘電体層２０２と接着層２３１の接合により、接合用支持基板２０５と接合用エピタキシャル基板２４０が接合した接合基板２５０を得た。
【００７９】
次に、図１４に示したように、選択エッチング層２１２のエッチングを行った。選択エッチング層２１２のエッチングには弗酸含有液を用いて行った。接合基板２５０の外周部から選択エッチング層２１２のエッチングが進み、選択エッチング層２１２は徐々に除去され、出発基板２１１は反りを元に戻そうとする変化が起こるため、エッチングの進行に伴って離間幅は増大し発光部（ＤＨ構造）２１９と出発基板２１１は物理的に分離された（図１の工程Ｓ１５）。
【００８０】
出発基板２１１のリフトオフ後、リフトオフ面に極性の異なる電極を形成し、発光素子を製造した（図１の工程Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００８１】
（比較例２）
支持基板表面の平面研削を行わないことを除き実施例２と同様に発光素子の製造を行ったが、選択エッチングにより除去された選択エッチング層２１２の離間幅が変化しないためエッチング中の酸化物の除去ができなくなり、酸化物によりエッチングが阻害され出発基板を分離することができなかった。
【００８２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８３】
１０１…支持基板、  １０１ａ…接合面、
１０２…第一接触層、  １０３…第一接合層、  １０４…第一金属層、
１０５…接合用支持基板、
１１１…出発基板、
１１２…選択エッチング層、  １１３…選択エッチング層、
１１４…第一半導体層、  １１５…活性層、  １１６…第二半導体層、
１１９…発光部、
１２０…エピタキシャル基板（発光部を有する出発基板）、
１３１…オーミック電極層（第二オーミック電極）、  １３２…誘電体層、
１３５…第二接触層、  １３６…第二接合層、  １３７…第二金属層、
１４０…接合用エピタキシャル基板、
１５０…接合基板、
１６０…発光素子用半導体基板、１６３…第一オーミック電極、
１６５…保護膜、
２０１…支持基板、  ２０１ａ…接合面、  ２０２…第一誘電体層、
２０５…接合用支持基板、
２１１…出発基板、
２１２…選択エッチング層、  ２１３…選択エッチング層、
２１４…第一半導体層、  ２１５…活性層、  ２１６…第二半導体層、
２１９…発光部、
２２０…エピタキシャル基板（発光部を有する出発基板）、
２３１…第二誘電体層、  ２３２…接着層、
２４０…接合用エピタキシャル基板、
２５０…接合基板、
２６０…発光素子用半導体基板、
２６１…第二オーミック電極、２６３…第一オーミック電極、
２６５…保護膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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