(57)【要約】【課題】熱伝導性の良好な炭化珪素基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層を良好な接合状態で形成した半導体基板を提供する。【解決手段】炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層を設けた半導体基板の製造方法が、それぞれが表面と裏面とを有するＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と炭化珪素基板を準備する工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の裏面を研磨板に貼り付けて、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を表面から研磨して薄層化する研磨工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と炭化珪素基板の表面の少なくとも一方に有機溶剤を塗布する塗布工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と炭化珪素基板の表面を重ねて接合面とする重ね合わせ工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と炭化珪素基板とを、接合面に向かって加圧した状態で加熱して、炭化珪素基板の表面にＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を直接接合してＩＩＩ−Ｖ族半導体層を形成する加熱工程を含む。【選択図】図１
2010087360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層を設けた半導体基板の製造方法であって、
それぞれが表面と裏面とを有するＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と炭化珪素基板を準備する工程と、
該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の裏面を研磨板に貼り付けて、該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を表面から研磨して薄層化する研磨工程と、
該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と該炭化珪素基板の表面の少なくとも一方に有機溶剤を塗布する塗布工程と、
該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と該炭化珪素基板の表面を重ねて接合面とする重ね合わせ工程と、
該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と該炭化珪素基板とを、該接合面に向かって加圧した状態で加熱して、該炭化珪素基板の表面に該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を直接接合してＩＩＩ−Ｖ族半導体層を形成する加熱工程とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
【請求項２】
上記研磨工程は、上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の膜厚を3０μｍ以下に減じる工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記研磨工程は、上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の膜厚を２μｍ以上で１5μｍ以下に減じる工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
上記塗布工程は、上記有機溶剤を塗布した後に、該有機溶剤が塗布された表面を室温で乾燥させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
上記加熱工程は、２００℃／時間より遅い速度で昇温する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
上記加熱工程は、１５０℃／時間より遅い速度で昇温する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
上記加熱工程は、少なくとも３００℃以下の温度において、上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と上記炭化珪素基板とを上記接合面に向かって加圧し、この加圧状態で加熱する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
上記加熱工程は、上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と上記炭化珪素基板とを、３００℃以上で、該ＩＩＩ−Ｖ族半導体の融点より低い保持温度まで加熱し、該保持温度で保持する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
上記保持温度が、８００℃であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と上記炭化珪素基板とが、それぞれ上記表面と上記裏面との間の側壁面に劈開面を有し、
上記重ね合わせ工程は、該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と該炭化珪素基板の該劈開面が同一平面内になるように、該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と該炭化珪素基板とを重ねる工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１１】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の劈開面は（１１０）面であり、上記炭化珪素基板の劈開面は（１−１００）面であることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体が、砒化ガリウムであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
炭化珪素基板と、該炭化珪素基板上に積層されたＩＩＩ−Ｖ族半導体層とを含む半導体基板であって、
該炭化珪素基板の上に、該ＩＩＩ−Ｖ族半導体層が直接接合されていることを特徴とする半導体基板。
【請求項１４】
炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層が積層された半導体基板であって、
研磨板に貼り付けた状態で研磨して薄層化したＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と、該炭化珪素基板とを、少なくとも一方に有機溶剤を塗布した接合面で接合し、該接合面に向かって加圧した状態で加熱して該炭化珪素基板に該ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を直接接合させてＩＩＩ−Ｖ族半導体層としたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体層の膜厚は、２μｍ以上で１5μｍ以下であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体基板。
【請求項１６】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体層と上記炭化珪素基板とが、それぞれ表面と裏面との間の側壁面に劈開面を有し、該劈開面が平行になるように積層されたことを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体基板。
【請求項１７】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体層の劈開面は（１１０）面であり、上記炭化珪素基板の劈開面は（１−１００）面であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板。
【請求項１８】
上記ＩＩＩ−Ｖ族半導体層の接合面が、ＩＩＩ族元素面であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の製造方法および半導体基板に関し、特に、炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層を直接接合した半導体基板の製造方法および半導体基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ−Ｖ族半導体はシリコンに比べて幾つかの優れた特性を持っており、これらの特性を生かし、光デバイスや高速、高出力デバイスなどに応用されている。しかしながら、ＩＩＩ−Ｖ族半導体は、シリコンに比較して熱伝導特性が劣り、例えば、シリコンの熱伝導率が室温で１３０Ｗ／ｍＫであるのに対して、砒化ガリウムの熱伝導率は室温で４５Ｗ／ｍＫ、リン化インジウムで６８Ｗ／ｍＫとなっている。このため、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を用いて例えば高出力デバイスを作製した場合、放熱特性の向上が問題となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、ＳＯＩ、ＧａＮ・ｏｎ・Ｓａｐｐｈｉｒｅ、ＧａＡｓ・ｏｎ・Ｓｉのような、熱伝導特性の良好なＳｉ基板やサファイヤ基板の上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層をエピタキシャル成長させたり、Ｓｉ基板やサファイヤ基板にＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を貼り付けた、複合基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３００１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、Ｓｉ基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層をエピタキシャル成長させた場合、両者の格子定数が異なるため、結晶性の良好なエピタキシャル層を形成することが困難であった。このため、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層に作製した半導体素子において、良好な素子特性を得ることができなかった。
【０００５】
また、Ｓｉ基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を貼り付ける場合、両者の熱膨張係数が異なるため、両者を加熱接合すると接合工程中に剥離や割れが発生するという問題があった。また、両者を室温で接合した場合、接合強度が低く、素子作製プロセス等において剥離が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、熱伝導性の良好な炭化珪素基板上に、例えば砒化ガリウムのようなＩＩＩ−Ｖ族半導体層を良好な接合状態で形成した半導体基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層を設けた半導体基板の製造方法であって、それぞれが表面と裏面とを有するＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と炭化珪素基板を準備する工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の裏面を研磨板に貼り付けて、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を表面から研磨して薄層化する研磨工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と炭化珪素基板の表面の少なくとも一方に有機溶剤を塗布する塗布工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板の表面と炭化珪素基板の表面を重ねて接合面とする重ね合わせ工程と、ＩＩＩ−Ｖ族半導体基板と炭化珪素基板とを、接合面に向かって加圧した状態で加熱して、炭化珪素基板の表面にＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を直接接合してＩＩＩ−Ｖ族半導体層を形成する加熱工程とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方法である。
【０００８】
また、本発明は、炭化珪素基板と、炭化珪素基板上に積層されたＩＩＩ−Ｖ族半導体層とを含む半導体基板であって、炭化珪素基板の上に、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層が直接接合されていることを特徴とする半導体基板である。
ここで、直接接合されているとは、例えば接着剤のような他の接合材料を用いない接合状態をいう。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明によれば、剥離や割れを生じることなく、熱伝導性の良好な炭化珪素基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体層を形成した半導体基板を提供することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、炭化珪素基板の上に、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層が、接着剤等の接合材料を介さずに直接接合されるため、強固な接合を安価に得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、熱伝導性の優れたＩＩＩ−Ｖ族半導体層を有する半導体基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかる半導体基板の斜視図である。半導体基板１００は、６Ｈ−ＳｉＣ（炭化珪素）基板１０の上に、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）層２５が接合された構造である。ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ層２５とは、直接接合された構造となっている。即ち、接着剤のような他の接着材料を用いることなく、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ層２５とが直接接合されている。
【００１３】
次に、図２を参照しながら、本実施の形態１にかかる半導体基板１００の製造方法について説明する。かかる製造方法は、以下の工程１〜４を含む。
【００１４】
工程１：図２（ａ）に示すように、ＩＩＩ−Ｖ族半導体であるＧａＡｓ基板２０を、ワックス３０を用いて研磨板４０に貼り付ける。ＧａＡｓ基板２０の膜厚は、例えば３００〜４００μｍ程度であり、ｎ型、ｐ型、ｉ型の導電型のいずれを用いても良い。研磨板３０には、例えばアルミナ板やステンレス鋼（ＳＵＳ）板が用いられる。ＧａＡｓ基板２０と研磨板４０とを接合するワックスの膜厚は１０μｍ以下が好ましい。
【００１５】
工程２：図２（ｂ）に示すように、ＧａＡｓ基板２０を研磨する。研磨工程により、ＧａＡｓ基板２０の膜厚は、例えば３００μｍから、１００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上で１５μｍ以下、更に好ましくは３μｍ程度に減じられる。研磨工程は、例えば、ＳｉＣ砥粒を用いて研磨した後、酸またはアルカリ溶液を用いて化学研磨を行い、研磨面が鏡面となるように行われる。ＧａＡｓ基板２０の研磨面（接合面）は、Ｇａ面（ＩＩＩ族面）であることが好ましい。
【００１６】
ここで、ＧａＡｓ基板２０の研磨後の膜厚について検討すると、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０を接合して温度変化を加えると、両基板の熱膨張差により割れや剥がれが生じる。表１に、ＳｉＣと、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰの熱膨張率および熱膨張係数の比較を示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
特に、ＧａＡｓ基板２０の膜厚が厚い場合、図３Ａ（加熱工程前）、図３Ｂ（加熱工程後）に示すように、ＳｉＣ基板１０の割れやＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０の間での剥がれが発生する。図３Ｂは、加熱工程においてＳｉＣ基板１０が割れたものである。これは、熱膨張係数の差により基板に反りが発生し、靭性の低いＳｉＣ基板１０が、機械的な曲がりにより割れたものと考えられる。
【００１９】
一般に、基板（支持基板）と、その表面に設けられた膜厚の薄い層（表層）を含む積層構造体に応力が加えられた場合の積層構造体の反り量は次の式（１）で表される（例えば、特開平１０−１９６９３公報などに記載）。
【００２０】
δ＝３σ・（１−ｖ）・Ｔｆ・ｌ２／（Ｅｓ・ｔｓ２）・・・・・・・（１）
【００２１】
但し、
δ：反り量
σ：応力
ｖ：基板のポアッソン比
Ｔｆ：表層の膜厚
ｌ：基板の口径
Ｅｓ：基板のヤング率
ｔｓ：基板の厚さ
【００２２】
このとき、線膨張係数の異なる材料の接合部に生ずる熱応力は、以下の式（２）で示される（特開昭６１−２６２２７号公報などに記載）。
σ＝（４／ｔｓ）・Ｔｆ・Ｅｆ・∫ＴｈＴｌ（αｓ−αｆ）ｄＴ・・・・（２）
但し、
σ：熱応力
Ｅｆ：基板上の形成層のヤング率
αｓ：基板の線膨張係数
αｆ：基板上の形成層の線膨張係数
Ｔｈ：基板と形成層が接合される温度
Ｔｌ：温度変化後の温度
【００２３】
よって、線膨張係数を一定とした場合、式（１）、式（２）より、ＧａＡｓ層（表層）の膜厚Ｔｆと複合構造体の反りδの関係は、以下の式（３）で表される。
δ＝
｛１２・Ｅｆ／Ｅｓ・（αｓ−αｆ）・ΔＴ・（１−ｖ）・ｌ２／Ｔｓ３｝・Ｔｆ２
・・・・・・・（３）
【００２４】
式（３）より、基板の厚さを一定とすると、複合構造体の反り量δは、表層の膜厚Ｔｆと基板の口径ｌの積の２乗に比例することが分かる。
【００２５】
ＳｉＣのヤング率を４００ＧＰａ、ＧａＡｓのヤング率を８３ＧＰａとし、表１より両者の熱膨張係数の差を１．２×１０−６／ｄｅｇとし、ＳｉＣのポアッソン比を０．４５として、口径が２インチ、３インチ、および４インチで厚さが３００μｍのＳｉＣを支持基板に用いた積層構造体を、８００℃から３０℃へ降温した場合、表層のＧａＡｓの膜厚と支持基板の反り量との関係は、式３より、図４に示すような関係となる。
【００２６】
図４において、横軸が表層のＧａＡｓ層膜厚、縦軸が基板の反り量を示し、ウエハの口径は、φ５０．８ｍｍ（２インチ）、φ７６．２ｍｍ（３インチ）、およびφ１００ｍｍ（４インチ）となっている。
【００２７】
表面粗さや端面形状にも依存するが、ＳｉＣ基板では、３点支持の割れ試験において、両面研磨品で、＃６００番のダイヤモンド砥石で端面を研削加工した２インチの３００μｍ厚の基板に対して、約２０μｍの屈曲を強制的に与えると割れるものがあり、１００μｍ屈曲させると、全数破壊するという実験結果を得ている。
【００２８】
また、同じ３００μｍ厚の基板では、破壊開始曲げ量は、基板の直径にほぼ比例しているとの結果を得ており、３インチ基板、４インチ基板では、破壊開始の曲げ量はそれぞれ３０μｍ、４０μｍとなり、全数が破壊する曲げ量は、それぞれ１５０μｍ、２００μｍであった。
【００２９】
これらの結果より、ＳｉＣ基板に接合されるＧａＡｓ層の膜厚の許容値（破壊が生じない膜厚）は、２インチ基板では２８．８μｍ以下で、好ましくは１２．９μｍ以下、３インチ基板では、１９．２μｍ以下で、好ましくは８．６μｍ以下、４インチ基板では、１４．６μｍ以下で、好ましくは６．５μｍ以下となる。
【００３０】
工程３：ＳｉＣ基板１０の、Ｓｉ面（接合面）側をコロイダルシリカを用いて化学機械研磨する。研磨は、ＳｉＣ基板１０の表面に原子ステップが観察されるように研磨することが好ましい。続いて、イソプロピールアルコール等の有機溶剤で、研磨した表面を洗浄する。一方、工程２で研磨したＧａＡｓ基板２０の研磨面も、同様に有機溶剤を用いて洗浄する。有機溶媒としては、イソプロピールアルコールの他に、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコールや他の有機溶媒が用いられる。
なお、ＳｉＣ基板１０の表面は、研磨せずに洗浄のみ行うこともできる。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＧａＡｓ基板２０の研磨面と、ＳｉＣ基板１０の研磨面とが接するように、有機溶媒を介して貼り合わせる。両基板の接触面が接合面となる。この場合、研磨面の有機溶剤を塗布した状態で貼り合わせても良いし、研磨面を有機溶剤で洗浄した後、例えば室温で乾燥させた後に貼り合わせても良い。
【００３２】
ＧａＡｓ基板２０とＳｉＣ基板１０の貼り合わせは、例えば、研磨板４０とＳｉＣ基板１０を接合面に向かって加圧して行うことが好ましい。この場合、加圧工程でＳｉＣ基板１０やＧａＡｓ基板２０が割れるのを防止するために、グラファイトシート等の緩衝材を介して加圧するのが好ましい。緩衝材には、例えば日本カーボン社製のニカフィルム、東洋炭素社製のパーマフォイルやグラフォイルが用いられる。貼り合わせたＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０は、容易に剥がれないようになる。
【００３３】
次に、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０とを貼り合わせた状態で、加熱炉等に入れて加熱する。加熱条件は、例えば、２００°／時間以下の加熱速度、好ましくは１５０°／時間で、約８００℃の保持温度まで昇温し、少なくとも１時間、好適には１２時間程度、この温度で保持する。この後、１００°／時間以下の速度、好ましくは７０°／時間の速度で降温する。
【００３４】
２００°／時間より速い速度で昇温した場合、３５０℃以上の温度で基板に割れが発生する。一方、２００°／時間以下、特に１５０°／時間以下の速度で昇温した場合は、基板に割れは生じない。
【００３５】
なお、ＧａＡｓ基板２０の膜厚が１０μｍ以下であれば、５００°／時間で昇温、降温を行っても、割れ、クラック、剥がれなどは発生しない。更に、ＧａＡｓ基板２０の膜厚が３μｍ以下では、１０００°／時間で昇温、降温を行っても、割れ、クラック等は発生しない。
【００３６】
また、保持温度は、少なくとも５００℃より高い温度で、好ましくは８００℃程度である。かかる保持温度は、後に行われる半導体素子の製造プロセスの温度より高い温度であることが好ましい。
【００３７】
加熱工程は、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０とを接合面に向かって加圧した状態で行っても良い。
【００３８】
また、例えば、３００℃までは加圧を行わずに昇温し、３００℃で加圧しても良い。この場合、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０とを接合面の一部に剥がれが生じても、加圧することにより、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０を再度接合させることができる。３００℃では室温よりも容易に接合面の接合が可能であるが、これは加熱により基板が軟化しているためと考えられる。
一方、基板温度が３５０℃以上に達すると、加圧しても剥がれた接合面の再接合が困難となる。これは、剥がれた部分の基板表面が酸化するためと考えられる。従って、剥がれた接合面を再接合させるには、３５０℃以下、好適には３００℃程度で加圧する必要がある。
【００３９】
このような、加熱、加圧工程を行うことにより、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０を十分な強度で直接接合させることができる。
【００４０】
工程４：図２（ｄ）に示すように、ワックス３０を有機溶剤等で溶かし、研磨板４０とＧａＡｓ基板２０とを分離する。以上の工程のより、ＳｉＣ基板１０上に薄膜化したＧａＡｓ基板２０からなるＧａＡｓ層２５が積層された半導体基板１００を得ることができる。
【００４１】
このように、本実施の形態にかかる製造方法を用いることにより、剥離や割れを生じることなく、熱伝導性の良好なＳｉＣ基板１０上にＧａＡｓ層２５を形成した半導体基板１００を提供することができる。
【００４２】
また、本実施の形態にかかる製造方法を用いることにより、ＳｉＣ基板１０の上にＧａＡｓ層２５が、接着剤等の接合材料を介さずに直接接合されるため、例えば半導体素子の製造プロセスで基板が加熱されても接合面が剥がれにくく、強固な接合を得ることができる。また、接着材料を塗布する工程が不要であり、製造工程を複雑化させることなく安価に半導体基板を得ることができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、熱伝導性の優れた、ＧａＡｓ層２５を有する半導体基板１００を得ることができる。即ち、単結晶ＳｉＣの熱伝導は４９０Ｗｍ／Ｋで、この値は多結晶ＳｉＣの２倍、Ｓｉの３倍、ＧａＡｓの１０倍であり、単結晶ＳｉＣ基板を用いることにより、圧倒的に優れた放熱効果を得ることができる。
【００４４】
また、ＳｉＣは、ＳｉやＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族半導体に比べて透過波長域が広いため、輻射による熱拡散の効果も期待できる。特に、金属や接着剤などの接着材料を介せずにＳｉＣ基板とＧａＡｓ層が直接接合されているため、介在物の熱抵抗や接触熱抵抗の影響を受けず、良好な熱拡散を得ることができる。
【００４５】
また、単結晶ＳｉＣは導電性（Ｐ型、Ｎ型）の制御が可能であり、ＳｉＣ基板を用いた本実施の形態にかかる半導体基板は、横型の片面電極素子構造、縦型の導電素子構造等に適用することができる。更に、Ｐ形、Ｎ形のいずれかを選択して接合面にすることができるので、最も熱拡散効率の良い素子構造を選択することができる。
【００４６】
実施の形態２．
図５は、全体が２００で表される、本発明の実施の形態２にかかる半導体基板の斜視図である。半導体基板２００では、ＳｉＣ基板２０の上にＧａＡｓ層２５が積層されている。
ＳｉＣ基板１０の（１−１００）面と、ＧａＡｓ層２５を構成するＧａＡｓ基板の（１１０）面が平行になるように、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０とが張り合わされている。２つの劈開面は、同一面内に配置されるのが好ましい。
【００４７】
ＳｉＣ基板１０の（１−１００）面と、ＧａＡｓ基板２０の（１１０）面は、Ｘ線などで精度良く測定して決定しても良いが、実際には劈開面を用いるのが好ましい。ＳｉＣ基板１０の（１−１００）面も、ＧａＡｓ基板２０の（１１０）面も、比較的精度良く、劈開により形成することができる。
【００４８】
半導体基板の製造工程は、実施の形態１で述べた工程１〜４と略同じである。工程３に示す基板の貼り合わせ工程において、基板の端に形成した、ＳｉＣ基板１０の（１−１００）劈開面と、ＧａＡｓ基板２０の（１１０）劈開面が平行になるように、２つの基板を貼り合わせる。劈開面は、同一平面に配置することが好ましい。この場合、高温状態では、位置や方向のアライメントが難しくなるため、室温で２つの劈開面が平行であることを確認しながら、貼り合わせを行うのが好ましい。
【００４９】
ＳｉＣ基板１０の（１−１００）劈開面と、ＧａＡｓ基板２０の（１１０）劈開面を同一平面に配置するために、ＳｉＣ基板１０の表面に垂直な平面を有する治具に、２つの劈開面を押し当てるようにして配置し、貼り合わせればよい。劈開面を平行に配置するための精度は、倍率が１００倍の光学顕微鏡または拡大投影機で観察した場合に平行が確認できる程度の精度が好ましい。
【００５０】
このように、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０の劈開面が平行、好適には劈開面が同一平面となるように貼り合わせた半導体基板２００では、ＳｉＣ基板１０の（１−１００）面とＧａＡｓ基板２０（ＧａＡｓ層２５）の（１１０）面を、同時に劈開で形成することが可能となる。これは、半導体基板２００を光半導体素子の作製に使用し、素子の分割や、レーザの共振面に劈開面を使用するのに有用である。
【００５１】
なお、ＳｉＣ基板１０の（１−１００）面と、ＧａＡｓ基板２０（ＧａＡｓ層２５）の（１１０）面は、それぞれの面が必ずしも同一平面内にある必要はなく、両基板の接合面とＳｉＣ基板１０の（１−１００）面との交線と、接合面とＧａＡｓ基板２０（ＧａＡｓ層２５）の（１１０面）とが一致していれば、ＳｉＣ基板１０とＧａＡｓ基板２０とを同時に劈開することが可能となる。
【００５２】
実施の形態３．
上述の実施の形態１、２では、工程３の加熱工程を加熱炉やアニール炉を用いて行ったが、ＳｉＣ基板１０の裏面から、ＳｉＣ基板１０を透過するレーザ光を照射して、接合面を加熱しても良い。
かかるレーザ加熱を用いた場合、局所的に接合面を加熱して接合することができ、加熱工程における接合面の剥がれを低減することができる。
【００５３】
なお、実施の形態１〜３では、ＳｉＣ基板１０の上にＧａＡｓ基板２０を接合する場合について説明したが、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ等の他のＩＩＩ−Ｖ族半導体基板を用いた場合でも、同様に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体基板の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体基板の製造工程の概略図である。
【図３Ａ】加熱工程前のＧａＡｓ／ＳｉＣ基板である。
【図３Ｂ】加熱工程後で割れが発生したＧａＡｓ／ＳｉＣ基板である。
【図４】ＧａＡｓ層膜厚と基板の反りとの関係である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる半導体基板の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  ＳｉＣ基板、２０  ＧａＡｓ基板、２５  ＧａＡｓ層、３０  ワックス、４０  研磨板、１００、２００  半導体基板。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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