(57)【要約】  【課題】  高性能な機能層を有する複合基板の製造方法を提供する。  【解決手段】  第１基板と、前記第１基板を構成する材料と異なる格子定数を有する材料からなる第２基板とを、互いの表面を活性化させた後に接触させることで接合する常温接合工程と、前記第１基板を薄層化し、所望の厚みを有する機能層とする機能層形成工程と、前記機能層形成工程の後に、前記第１基板を構成する材料の元素と前記第２基板を構成する材料の元素との共晶温度以上の温度で、前記機能層と前記第２基板とを加熱炉中で加熱する加熱工程と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板を構成する材料と異なる格子定数を有する材料からなる第２基板とを、互いの表面を活性化させた後に接触させることで接合する常温接合工程と、
前記第１基板を薄層化し、所望の厚みを有する機能層とする機能層形成工程と、
前記機能層形成工程の後に、前記第１基板を構成する材料の元素と前記第２基板を構成する材料の元素との共晶温度以上の温度で、前記機能層と前記第２基板とを加熱炉中で加熱する加熱工程と、
を有する、複合基板の製造方法。
【請求項２】
前記常温接合工程と前記加熱工程との間に前記第１基板または前記機能層にプラズマ，紫外線，および近赤外線のいずれかを照射する工程を含む、請求項１に記載の複合基板の製造方法。
【請求項３】
前記常温接合工程において、前記第１基板としてサファイアを用い、前記第２基板としてシリコンを用いる、請求項１または２に記載の複合基板の製造方法。
【請求項４】
前記常温接合工程において、前記第１基板の接合面として、サファイアのＣ面を用いる、請求項３に記載の複合基板の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程において、前記加熱炉の雰囲気を酸素雰囲気とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程において、前記加熱炉の雰囲気を不活性ガスとする、請求項１乃至４のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能層を有する複合基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、異なる材料からなる２つの基板を、互いの表面を活性化して接触させることで両者を接合する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
上述の手法を適用して、ＳＯＳ（Silicon On Sapphire）構造を製造することも検討さ
れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４３３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された技術では、接合後の工程を経る間に接合強度が低下する虞があった。また、ＳＯＳ構造のように接合する材料が半導体材料からなる場合には、接合界面の不安定化により寄生容量が増加する虞があった。
【０００６】
本発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、安定した接合強度を得られる複合基板の製造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】
【０００７】
本発明の複合基板の製造方法の実施形態では、第１基板と、前記第１基板を構成する材料と異なる格子定数を有する材料からなる第２基板とを、互いの表面を活性化させた後に接触させることで接合する常温接合工程と、前記第１基板を薄層化し、所望の厚みを有する機能層とする機能層形成工程と、前記機能層形成工程の後に、前記第１基板を構成する材料の元素と前記第２基板を構成する材料の元素との共晶温度以上の温度で、前記機能層と前記第２基板とを加熱炉中で加熱する加熱工程と、を有する、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安定した結合強度を有する複合基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１に示す複合基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１の後の製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ比較例１，２の電圧の時間的変化を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の複合基板の製造方法の実施形態の一例について、図面を参照しつつ、説明する。
【００１１】
一実施形態において、複合基板の製造方法は、常温接合工程と、機能層形成工程と、加熱工程とを含む。この加熱工程は少なくとも機能層形成工程の後に設けられ、より好まし
くは、複合基板を形成する全ての工程の最終段階において設けられることが好ましい。このような各工程を経ることにより、第１基板１０を薄層化して得る機能層１１と第２基板２０とが接合された複合基板１を製造することができる。
【００１２】
ここで、第１基板１０を構成する材料と第２基板２０を構成する材料との格子定数は異なる。言い換えると、第１基板１０の接合面１０ａと第２基板２０の接合面２０ａにそれぞれ露出する結晶格子の格子定数が異なる。すなわち、同じ材料からなっていても接合面１０ａ，２０ａに露出する結晶面が異なる場合も、本実施形態に含まれるものとする。
【００１３】
発明者らがこのような工程を経る複合基板１に対して鋭意検討を重ねた結果、以下のようなことが分かった。すなわち、このように第１基板１０と第２基板２０との格子定数が異なる場合には、格子定数の違いにより、第１基板１０と第２基板との接合界面にダングリングボンドが存在することとなる。この接合時のダングリングボンドに加え、第１基板１０を薄層化する工程、機能層１１に各種機能を付加するための工程で、高いエネルギーの電磁波を照射することにより発生するダングリングボンドが存在することを発見した。
【００１４】
具体的には、薄層化するための工程で局所的にプラズマを照射したり、機能層１１にレーザーやフラッシュランプ等を照射してアニールしたりするものが高いエネルギーの電磁波照射に当たる。
【００１５】
このような高いエネルギーが照射されることにより、一度は他元素と接合していた結合手が新たにダングリングボンドとなったり、一度はＨ（水素）で終端されていたダングリングボンドがＨを遊離させて活性を有するダングリングボンドになったりすることがあることと推察される。
【００１６】
以上より、これらの複合基板製造工程で生じるダングリングボンドを安定化させることが必要であることを見出した。そして、複合基板１を製造するための最終工程において、加熱工程を加えることにより、ダングリングボンドを安定化させることができることを確認した。なお、ここで加熱工程とは、第２基板２０を介して接合界面と機能層１１とを熱するものであり、接合界面に高いエネルギーの電磁波が照射されることのないような環境で行なう。具体的には、レーザー照射やフラッシュランプ等の照射を除くものとする。さらに言い換えると、局所的に加熱する手段を除くものとする。
【００１７】
以下、複合基板１０を構成するための各工程について詳述する。
【００１８】
（常温接合工程）
まず、第１基板１０を準備する。第１基板１０は後に機能層１１となる部分を含むものである。特に材料は限定されないが、例えばＳｉ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＳｉＣ等の半導体材料や、チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、圧電材料等の単結晶を用いることができる。
【００１９】
この例では、機能層１１として高品質のＳｉ単結晶を得る場合について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、下地基板１０Ｘを準備する。具体的には、ＣＺ法で形成したＳｉ単結晶基板を用いる。下地基板１０Ｘの導電型は特に限定されず、不純物（ドーパント）濃度も適宜自由に設定することができる。例えば、相対的に高濃度のｐ＋＋およびｎ＋＋、ならびに中濃度のｐ＋およびｎ＋のものが採用できる。
【００２０】
ｐ＋＋のドーパント濃度としては、１×１０１８以上１×１０２１〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕以下の範囲が挙げられる。ｐ＋のドーパント濃度としては、１×１０１６以上１×１０１８〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕未満の範囲が挙げられる。ｎ＋＋のドーパント濃度として
は、５×１０１７以上１×１０２１〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕以下の範囲が挙げられる。ｎ＋のドーパント濃度としては、５×１０１５以上５×１０１７〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕未満の範囲が挙げられる。本実施形態では、ｐ型でドーパント濃度がｐ＋＋のものを下地基板１０Ｘとして採用する。なお、「ｐ」および「ｎ」の右上に記載している「＋＋」および「＋」の記載は、シリコンの抵抗値を基準とするものである。この例では、下地基板１０Ｘの導電型はｐ＋＋型であり、不純物（ドーパント）として、Ｂを含有するものとする。
【００２１】
次に、図１（ｂ）に示すように、下地基板１０Ｘの上面にエピタキシャル層１０Ｙを成膜する。この下地基板１０Ｘとエピタキシャル層１０Ｙとの積層体を第１基板１０とする。また、エピタキシャル層１０Ｙの一部が後の機能層１１となる。
【００２２】
この例では、エピタキシャル層１０ＹはＳｉをエピタキシャル成長させてなり、そのドーパント濃度としては、例えば、相対的に低濃度のｐ−およびｎ−のドーパント濃度、ならびにノンドープのいずれか１つとなるように形成される。ｐ−のドーパント濃度としては、１×１０１６〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕以下の範囲が挙げられる。ｎ−のドーパント濃度としては、５×１０１５〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕以下の範囲が挙げられる。ここで「ノンドープのシリコン」としているものは、単に不純物を意図してドープしないシリコンであって、不純物を含まない真性シリコンに限られるものではない。
【００２３】
このようなエピタキシャル層１０Ｙのエピタキシャル成長の方法としては、下地基板１０Ｘを加熱しながら、当該下地基板１０Ｘの表面に気体状のシリコン化合物を通過させて熱分解させて成長させる熱化学気相成長法（熱ＣＶＤ法）などの種々の方法を採用できる。このエピタキシャル層１０Ｙは、シリコン基板の上にエピタキシャル成長させているので、サファイア基板の上にエピタキシャル成長させた場合に比べて格子欠陥を少なくすることができる。また、真空中においてエピタキシャル成長させるため、その膜中の酸素含有量をＣＺ法で形成したシリコン基板に比べて極めて低く抑えることができる。具体的には、酸素濃度を１０１８〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕未満とすることができる。この酸素濃度は、ＣＺ法で形成したシリコン基板に比べて１／１０以下の値となっている。実際には、酸素濃度を３×１０１７〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕未満とすることができることを確認している。
【００２４】
ここで、エピタキシャル層１０Ｙのドーパント濃度は下地基板１０Ｘから離れるにつれて減少し、下地基板１０Ｘと接する側と反対側の表面においては、完全空乏層となるように形成されている。
【００２５】
また、エピタキシャル層１０Ｙの厚みは、特に限定されないが、例えば２μｍ程度とすればよい。
【００２６】
次に、図１（ｃ）に示すように、第２基板２０を準備する。第２基板２０は後の機能層１１を支持するものであり、強度、平坦度を有するものであり、第１基板１０を構成する材料の格子定数と異なる格子定数を有する単結晶材料であれば特に限定されず自由に選択することができる。より具体的には、エピタキシャル層１０Ｙの下地基板１０Ｘと反対側の表面に露出する結晶格子の格子定数と異なる格子定数を有する面が主面に露出していればよい。
【００２７】
第２基板２０を構成する材料としては、酸化アルミニウム単結晶（サファイア），石英，ニオブ酸リチウム単結晶，タンタル酸リチウム単結晶，ＳｉＣ基板などを用いることができる。本実施形態では、第２基板２０としてＲ面のサファイアを採用する。
【００２８】
この第２基板２０の厚みとしては、例えば、４００〜８００〔μｍ〕の範囲が挙げられる。
【００２９】
次に、図１（ｄ）に示すように、第１基板１０および第２基板２０の接合面１０ａ，２０ａを活性化する。具体的には、第１基板１０のうち、エピタキシャル層１０Ｙの下地基板１０Ｘと反対側の表面を接合面１０ａとする。また、第２基板２０のうち、一主面を接合面２０ａとする。接合面１０ａ，２０ａを活性化する手法としては、例えば真空中でイオンビームや中性子ビームを照射して表面をエッチングして活性化する方法、化学溶液で表面をエッチングして活性化する方法などが挙げられる。
【００３０】
次に、図２（ａ）示すように、図１（ｄ）で活性化した接合面１０ａ，２０ａを接触させて第１基板１０と第２基板２０とを接合する。
【００３１】
ここで、接合界面に接合層として金属を介在させないよう、接合装置内に金属が浮遊しないようにする。例えば、金属発生源をセラミックスからなるカバー部材で覆ったり、接合装置内をクリーニングにしたり、真空度を確保したりする。この接合を常温下で行ってもよい。なお、この接合は、樹脂系などの接着剤を使用しない方法によるものである。
【００３２】
接合時に加熱することなく、かつ、接合層を形成するだけの金属も存在しないことから、意図せぬ各元素間の結合形成を抑制できる。さらに、エピタキシャル層１０Ｙ中のドーパントの分布も保持することができる。
【００３３】
この接合方法によって接合する場合、接合面１０ａ，２０ａは、接合する面の面粗さが小さいことが好ましい。この面粗さは、例えば算術平均粗さＲａ，二乗平均平方根Ｒｑで表される。この算術平均粗さＲａの範囲としては、１０ｎｍ未満が挙げられる。二乗平均平方根Ｒｑの範囲としては３ｎｍ未満が挙げられる。算術平均粗さおよび二乗平均平方根を小さくすることによって、互いに接合する際に加える圧力を小さくすることができる。
【００３４】
ここまでの工程を経ることによって、下地基板１０Ｘと第２基板２０との間に、エピタキシャル層１０Ｙを有する中間製造物ができる。
【００３５】
なお、ここで、エピタキシャル層１０Ｙと第２基板２０との接合界面には、互いの格子定数の違いから生じるダングリングボンドが生じる。特にこの例では、接合界面に金属等の不純物が存在しないことから、多くのダングリングボンドが生じる。具体的には、第１基板１０および第２基板２０の接合面１０ａ，２０ａに露出する原子数の差により推定することができる。この例の場合には、第２基板２０を構成するサファイアＲ面の構成元素の結合手が余剰となり、その数は１．０３×１０１４と推定される。この値は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等を用いた場合や、単結晶の第１基板１０と第２基板２０との間にアモルファス層が存在する場合（１０１０〜１０１２）に比べ非常に多いものとなっている。
【００３６】
（機能層形成工程）
次に、中間製造物を下地基板１０Ｘ方向側から加工して、図２（ｂ）に示したように下地基板１０Ｘを除去してエピタキシャル層１０Ｙを露出させる。この下地基板１０Ｘを除去する加工方法としては、例えば砥粒研磨、化学エッチング、イオンビームエッチングなど種々のものが採用でき、複数の方法を組み合わせてもよい。この例では、下地基板１０Ｘとしてドーパントを高濃度で含むものを用いているためド、ドーパント濃度が高いときにエッチングレートが高くなる選択エッチングを行なってもよい。このとき、下地基板１０Ｘとともに、厚み方向においてエピタキシャル層１０Ｙの一部が除去されてもよい。
【００３７】
そして、図２（ｃ）に示すように、エピタキシャル層１０Ｙの上面を精密研磨して、厚みの均一性を向上させることができる。この精密エッチングに用いるエッチング手段としては、例えばドライエッチングが挙げられる。このドライエッチングには、化学的な反応によるものと、物理的な衝突によるものとが含まれる。化学的な反応を利用するものとしては、反応性の気体（ガス）、イオンおよびイオンビーム、ならびにラジカルを利用するものなどが挙げられる。この反応性イオンに使われるエッチングガスとしては、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、四フッ化炭素（ＣＦ４）などが挙げられる。また、物理的な衝突によるものとしては、イオンビームを利用するものが挙げられる。このイオンビームを利用するものには、ガス・クラスタ・イオンビーム（Gas Cluster Ion Beam；ＧＣＩＢ）を用いた方法が含まれている。これらのエッチング手段を用いて狭い領域をエッチングしながら、可動ステージで基板を走査することで、大面積の素材基板であっても良好に精密エッチングをすることができる。
【００３８】
このような工程を経てエピタキシャル層１０Ｙの残った部分を機能層１１とする。上述の全工程を経ることにより、第２基板２０上に機能層１１が順に積層された構成を得ることができる。なお、この例では、機能層１１の厚みが３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲となるように精密研磨の条件を設定している。
【００３９】
（加熱工程）
次に、図２（ｄ）に示すように、機能層１１と第２基板２０とを加熱する。加熱温度は、機能層１１（第１基板１０の一部）を構成する材料の元素と第２基板２０を構成する材料の元素との共晶温度以上とする。ここで、共晶温度とは所望の元素間において化学結合が生じる温度をいい、この例では５５０℃以上の温度とする。また、例えばレーザー照射やフラッシュランプ照射のように局所的に温度を上昇させる加熱手法ではなく、機能層１１および第２基板２０双方の温度が上昇するような加熱炉（加熱装置）中において加熱するものとする。加熱装置は、通常の加熱だけを目的とする炉に限定されることなく、例えば、製膜装置等も含まれるものとする。このような場合には、製膜のために第２基板２０を固定するステージに加熱機構も含まれており、このステージを介して、第２基板２０および機能層１１を加熱することができる。
【００４０】
加熱炉中の雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、真空中，酸素ガス雰囲気，Ａｒ，Ｎ２等の不活性ガス雰囲気等とすることができる。
【００４１】
このように、所望の特性を有する機能層１１を形成した後に加熱工程を行なうことにより、第１基板１０と第２基板２０との接合時に生じたダングリングボンドや、その後の薄層化工程や機能層１１に所望の特性を持たせるために行われる種々の工程により生じる新たなダングリングボンドを終端させることができる。
【００４２】
このような加熱工程は、ダングリングボンドが一定以上存在する場合に特に重要であり、加熱工程により、ダングリングボンドの数を一般的にＳＯＩ基板に存在する１０１２以下のレベルまで低減させるように条件を調整することが好ましい。ダングリングボンド量の測定方法としては、例えば機能層１１に半導体素子を構成させるための各種電極を形成して、半導体素子の機能を測定することで移動度等から界面準位密度を推定し、判断すればよい。より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ素子を形成する場合には、ゲート，ソース，ドレインの各電極を形成した後に、Ｉｄｓ−Ｖｇｓカーブを得ることにより界面準位密度を計算することができる。また、チャージポンピング法によるＣ−ｔ測定などでも計算することができる。
【００４３】
これにより、接合界面にダングリングボンドの少ない、安定した接合強度を有する複合基板１を得ることができる。
【００４４】
特に、上述の例では、機能層１１が半導体材料からなるため、ダングリングボンドの低減により、接合界面の界面準位を安定化させることができるとともに、寄生容量を低減することができる。
【００４５】
また、上述の例では第２基板２０としてサファイアのＲ面を用いている。Ｒ面を用いることによりＳｉ単結晶との格子定数の違いを小さく抑えることができる。これにより、接合時に発生する初期ダングリングボンド量を低減することができるので好ましい。また、Ｒ面を用いることにより、第２基板２０の接合面２０ａに、ＡｌとＯのうちＡｌが露出する割合が高くなる。これにより、Ａｌ−Ｓｉの金属同士の結合生成を促すことができるので好ましい。
【００４６】
また、上述の例では、機能層１１としてＳｉを、第２基板２０としてサファイアを用いている。これらの物質に関連する結合であるＳｉ−Ｈ，Ｓｉ−Ｏ，およびＡｌ−Ｏ等は、特に高エネルギーの光（電磁波）などで解離しやすい。加えて、界面準位をパッシベートした水素は、素子動作中にも解離し、素子特性の劣化を招くことがJ.W.Lydimg et.al Appl.Phys.lett.68,2526(1996)で指摘されている。このため、このような材料系を用いた場
合には、より確実にダングリングボンドを減少させ、安定な結合を増やす必要があり、加熱工程が重要となる。。
【００４７】
また、上述のような工程を経ることにより、エピタキシャル成長で形成した機能層１１の第２基板２０側の面はノンドープの空乏層となっており、かつ、酸素濃度も低いものとなっている。つまり、機能層１１の第２基板２０側の面は、歪が極めて小さくなっている。このような構成とすることにより、機能層１１を高品質なものとすることができる。さらに、酸素含有量が少ないことから、酸素に起因する欠陥（ＯＳＦ欠陥等）の発生を抑制することができる。
【００４８】
なお、上述の工程では、基板等を洗浄する工程を明記していないが、必要に応じて基板の洗浄をしてもよい。基板の洗浄方法としては、超音波を用いた洗浄、有機溶媒を用いた洗浄、化学薬品を用いた洗浄、およびＯ２アッシングを用いた洗浄などの種々の方法が挙げられる。これらの洗浄方法は、組み合わせて採用してもよい。
【００４９】
（変形例１：高エネルギー電磁波照射工程）
上述の常温接合工程と加熱工程との間に、第１基板１０または機能層１１にプラズマ，紫外線，および近赤外線のいずれかを照射する工程を含んでいてもよい。
【００５０】
例えば、機能層形成工程において、エピタキシャル層１０Ｙを薄層化する際にプラズマジェット，プラズマＣＶＭ（Chemical Vaporization Machining），ＰＡＣＥ（Plasma Assisted Chemical Etching）等の局所加工手法を用いることにより第１基板１０のエピタ
キシャル層１０Ｙに高いエネルギーが照射されることとなる。
【００５１】
また、機能層１１の特性調整のために紫外線，近赤外線等のレーザーやフラッシュランプを照射することによっても機能層１１に高いエネルギーが照射されることになる。
【００５２】
さらに、機能層１１上に各種マスクパターンを形成するために紫外光等を照射することによっても、機能層１１に高いエネルギーが照射されることになる。
【００５３】
機能層１１がシリコンであり、第２基板２０がサファイアの場合には、接合界面に存在する可能性のあるＳｉ−Ｈの結合は波長３７６ｎｍの紫外線照射、Ｓｉ−Ｏ，Ａｌ―Ｏの結合は波長２７２〜１９０ｎｍの紫外線照射により結合手が切断されダングリングボンド
が新たに生成される。
【００５４】
このような高いエネルギーが照射される工程を含む場合には、特にその工程の済んだ後に加熱工程を加える必要が高まる。
【００５５】
（変形例２：材料）
上述の例では、機能層１１として半導体材料を用い、第２基板２０として絶縁性材料を用いた例を用いて説明したが、この例に限定されない。例えば、機能層１１と第２基板２０とで熱膨張係数が異なるものを用いて、温度補償特性の優れた複合基板としてもよい。このような材料の組み合わせとしては、例えば、機能層１１としてＳｉを用い、第２基板２０として圧電基板（タンタル酸リチウム単結晶，ニオブ酸リチウム単結晶）等を用いる例が挙げられる。
【００５６】
（変形例３：材料）
上述の例では第２基板２０としてサファイアのＲ面を用いたがＣ面を用いてもよい。この場合には、接合時に発生する初期ダングリングボンド量が多くなるため、最終工程における加熱処理により、確実にダングリングボンドを低減し、接合強度の安定性を実現することができる。
【００５７】
（変形例４：加熱工程）
上述の例では加熱工程の雰囲気について特に特定していないが、加熱時の雰囲気は適宜設定することができる。
【００５８】
酸素雰囲気とする場合には、機能層１１が半導体材料からなる場合には、機能層１１の上面の一部を酸化させてゲート酸化膜を構成する工程と同時に、または続けて行なうことができる。また、機能層１１または第２基板が酸化物材料からなる場合には、酸素抜けによる特性劣化を抑制し、所望の酸素量を維持することができるものとなる。
【００５９】
不活性ガス雰囲気や真空雰囲気としてもよい。この場合には、機能層１１に不純物としてＨ，Ｏが混入することがない。このため機能層１１を高品質とすることができる。また、このような雰囲気とする場合には、不純物の影響をなくすために、加熱による熱処理後の冷却工程においても、上述の雰囲気を維持することが好ましい。具体的には、機能層１１を構成する材料と、第２基板２０を構成する材料との共晶温度までは、上述の雰囲気を維持することが好ましい。
【００６０】
なお、不活性ガス雰囲気とする場合には、加熱に先立ち加熱装置中の雰囲気を真空とし、ガス置換することが好ましい。
【００６１】
また、上述の複数の雰囲気を組み合わせてもよい。例えば、機能層１１が半導体材料からなる場合には、酸素雰囲気にて、機能層１１の上面の一部を酸化させてゲート酸化膜を構成する工程と同時に第１加熱工程を行ない、所望の厚みのゲート酸化膜を得た後には不活性ガス雰囲気として第２加熱工程を行なう、等の複数段階を経るように設定してもよい。
【００６２】
なお、一般的にダングリングボンドを終端させるためにはＨ２ガス雰囲気中において加熱する場合がある。このような雰囲気にて熱処理を行なうと、機能層１１が半導体材料からなる場合には、ＨとＯとの作用により半導体特性に悪影響が生じる可能性がある。このため、Ｈ２ガス雰囲気以外の雰囲気に設定することが好ましい。
【００６３】
（変形例：その他）
上述の例では、機能層形成工程として、予め厚み方向にドーパント濃度分布を形成した第１基板１０と第２基板２０とを接合した後に、第１基板１０の一部を化学的にエッチングする場合を例に説明したが、この例に限定されない。例えば、第１基板１０と第２基板２０とを接合した後に第１基板１０の上面からドーパントを含ませてエッチングしてもよいし、いわゆるスマートカットを用いてもよい。
【実施例】
【００６４】
上述の製造方法により第２基板１０と機能層１１とを得た後に、加熱工程の条件として、以下の４条件に設定して、比較例１，実施例１，２の複合基板を得た。また、第２基板１０と機能層１１との間にＳｉＯｘ層を有する、いわゆる、ＳＯＩ基板を用いて形成した複合基板を製造し、比較例２，３の複合基板を得た。
【００６５】
実施例１：加熱条件１（１０５０℃、２０分）
実施例２：加熱条件２（加熱なし）
実施例３：加熱条件３（１０５０℃、８０分）
比較例１：加熱条件４（加熱なし）
比較例２：ＳｉＯｘ層を含む複合基板，加熱条件４（加熱なし）
比較例３：ＳｉＯｘ層を含む複合基板，加熱条件２（加熱なし）
比較例１と比較例２について、定電流を印加した場合の電圧変化を比較した結果を、図３（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。なお、図３（ａ）は図３（ｂ）に比べて横軸である時間軸を１０倍として測定したものである。この図からも明らかなように、直接接合で接合した比較例１は比較例２に比べて、接合界面にダングリングボンドを多く含むために、電圧が安定せずに通常の条件では測定できないことを確認できた。また、電流の印加時間を１０倍にしても、その電圧プロットは鈍っており、高周波駆動ができないことを確認できた。
【００６６】
これに対して、実施例１，２,３では抵抗値を測定可能となった。このことは、熱処理
工程により、接合界面のダングリングボンド数が減少して、寄生容量が低下し、電圧が安定領域に達する時間を短縮できたことを示す。
【００６７】
次に、実施例１，２，３、比較例１，２，３について、機能層１１の抵抗値を測定した。具体的には、複合基板をダイシングして小片に分け、その各々について複数個所ずつ測定した。測定には国際電気製の抵抗率測定器ＶＲ−７０を用いて四探針測定法にて行なった。
【００６８】
また、実施例１，比較例１，２，３について、Ｄ−ＳＩＭＳでＢ濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
加熱条件を変え、加熱時間を長くすることにより、実施例１〜３では、高い抵抗値を得ることを確認した。また、図３に示すように電圧の安定化に時間を要し、通常の測定では測定不能であった比較例１についても、バッファードフッ酸にて処理して表面の自然酸化膜を除去する等の前処理を行ない測定に成功した。自然酸化膜がある場合には、接合界面のダングリングボンドによる界面準位に加え、自然酸化膜との界面においても界面準位が存在することが、測定を不安定にしたものと推察される。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・・複合基板
１０・・・第１基板
１０Ｘ・・下地基板
１０Ｙ・・エピタキシャル層
２０・・・第２基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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