(57)【要約】【課題】III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入する際に、当該主面がダメージを受けにくい貼り合わせ基板の製造方法を提供する。【解決手段】  貼り合わせ基板１０の製造方法では、まずIII族窒化物半導体基板２の主面２ａ上に保護膜４を形成する。次に、保護膜４を通してIII族窒化物半導体基板２の主面２ａにイオン注入することにより、III族窒化物半導体基板２内に脆弱領域ｆを形成する。次に、III族窒化物半導体基板２の主面２ａを支持基板６に貼り合わせる。次に、脆弱領域ｆを境界としてIII族窒化物半導体基板２の一部２ｃを支持基板６から剥離する。【選択図】図１
2011061084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体基板の主面上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜を通して前記III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入することにより、前記III族窒化物半導体基板内に脆弱領域を形成する工程と、
前記III族窒化物半導体基板の主面を支持基板に貼り合わせる工程と、
前記脆弱領域を境界として前記III族窒化物半導体基板の一部を前記支持基板から剥離する工程と、
を含む、貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項２】
前記保護膜は、酸化膜、窒化膜及び金属膜のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項３】
前記脆弱領域を形成する工程と前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせる工程との間に、前記保護膜の表面を平坦化する工程を更に含み、
前記保護膜を介して前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせる、請求項１又は２に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項４】
前記脆弱領域を形成する工程と前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせる工程との間に、前記保護膜を除去する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わせ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ基板とシリコン基板とを貼り合わせることによって、シリコン基板上にＧａＮ層を形成する方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、まずＧａＮ基板の表面に水素及び窒素イオンをイオン注入法により注入する。その後、ＧａＮ基板のイオン注入された表面とシリコン基板とを貼り合わせる。さらに、イオン注入によってＧａＮ基板の表面近傍に形成された脆弱層を境にＧａＮ基板をシリコン基板から剥離する。このようにして、シリコン基板上にＧａＮ層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法では、イオン注入時にＧａＮ基板の表面にイオンが直接入射するため、ＧａＮ基板の表面がダメージを受けてしまう。その結果、シリコン基板上に形成されるＧａＮ層の結晶品質が悪化するため、このＧａＮ層を用いて形成されたデバイスの特性が劣化してしまう。また、イオン注入の原子種によっては、ＧａＮ基板の表面にクレーター状の凹部が形成されてしまうため、貼り合わせできないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入する際に、当該主面がダメージを受けにくい貼り合わせ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】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明の貼り合わせ基板の製造方法は、III族窒化物半導体基板の主面上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜を通して前記III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入することにより、前記III族窒化物半導体基板内に脆弱領域を形成する工程と、前記III族窒化物半導体基板の主面を支持基板に貼り合わせる工程と、前記脆弱領域を境界として前記III族窒化物半導体基板の一部を前記支持基板から剥離する工程と、を含む。
【０００７】
本発明の貼り合わせ基板の製造方法によれば、III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入する間、保護膜がIII族窒化物半導体基板の主面を保護している。そのため、III族窒化物半導体基板の主面がイオン注入によるダメージを受けにくい。
【０００８】
前記保護膜は、酸化膜、窒化膜及び金属膜のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。
【０００９】
また、上記貼り合わせ基板の製造方法は、前記脆弱領域を形成する工程と前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせる工程との間に、前記保護膜の表面を平坦化する工程を更に含み、前記保護膜を介して前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせることが好ましい。
【００１０】
この場合、たとえイオン注入により保護膜の表面粗さが大きくなっても、保護膜の表面と支持基板との接合強度を高くすることができる。
【００１１】
また、上記貼り合わせ基板の製造方法は、前記脆弱領域を形成する工程と前記III族窒化物半導体基板の主面を前記支持基板に貼り合わせる工程との間に、前記保護膜を除去する工程を更に含むことが好ましい。
【００１２】
この場合、III族窒化物半導体基板の主面と支持基板とを直接接合することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、III族窒化物半導体基板の主面にイオン注入する際に、当該主面がダメージを受けにくい貼り合わせ基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
【図２】第２実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
【図３】貼り合わせ基板を用いて作製される半導体デバイスの一例を示す断面図である。
【図４】貼り合わせ基板を用いて作製される半導体デバイスの一例を示す断面図である。
【図５】断面ＴＥＭ観察の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、第１実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法を模式的に示す工程断面図である。以下、図１を参照しながら貼り合わせ基板１０の製造方法について説明する。
（保護膜形成工程）
【００１７】
まず、図１(ａ)に示されるように、III族窒化物半導体基板２の主面２ａ上に保護膜４を形成する。保護膜４を形成する前に、III族窒化物半導体基板２の主面２ａを研磨してもよい。保護膜４は、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタ法により形成される。この場合、緻密な膜を形成することができる。保護膜４の成長温度は、例えば４００℃である。保護膜４の厚さは、例えば１００ｎｍである。
【００１８】
III族窒化物半導体基板２は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）基板、ＡｌＮ基板等である。III族窒化物半導体基板２の主面２ａは、（０００１）面であることが好ましい。III族窒化物半導体基板２の主面２ａは、例えばＮ面であるが、III族面（Ｇａ面、Ａｌ面等）であってもよい。III族窒化物半導体基板２の厚さは、１００〜２０００μｍであることが好ましい。III族窒化物半導体基板２の主面２ａ及び主面２ａと反対側の面は、鏡面研磨されていることが好ましく、いずれの面も表面粗さＲａが５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
保護膜４は、１０００℃以上の温度に耐える材料からなることが好ましい。保護膜４は、酸化膜、窒化膜及び金属膜のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。保護膜４が酸化膜又は窒化膜である場合、膜表面の加工が容易になると共に、貼り合わせ工程において親水性の接合等を用いる場合に界面にボイドが発生し難くなる。酸化膜及び窒化膜は、多結晶又は非晶質であることが好ましい。酸化膜としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２等からなる膜が挙げられる。窒化膜としては、例えばＳｉ３Ｎ４、ＴｉＮ等からなる膜が挙げられる。金属膜としては、例えばＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ等の高融点金属からなる導電膜が挙げられる。この場合、縦型デバイス（例えば図４参照）を作製するのに好都合である。
（イオン注入工程）
【００２０】
続いて、図１(ｂ)に示されるように、保護膜４を通してIII族窒化物半導体基板２の主面２ａにイオン注入することにより、III族窒化物半導体基板２内に脆弱領域ｆを形成する。脆弱領域ｆは、III族窒化物半導体基板２の主面２ａから所定の深さ（例えば２μｍ）に形成される。イオンビームＩＢがIII族窒化物半導体基板２内に侵入することにより脆弱領域ｆが形成される。イオン注入では、例えば水素、ヘリウム、窒素等のイオンが用いられる。イオン注入のドーズ量は５×１０１6〜１×１０１８イオン／ｃｍ２であることが好ましく、１×１０１7〜１×１０１８イオン／ｃｍ２であることがより好ましく、加速電圧は８０〜２００ｋｅＶであることが好ましい。イオン注入の注入角度（主面２ａの法線とイオンビームＩＢの入射方向とのなす角度）は、０〜１０°であることが好ましい。注入角度が０°の場合、イオンビームＩＢの入射方向は主面２ａの法線と平行になる。イオン注入時の温度は５０〜２００℃であることが好ましい。
【００２１】
注入角度を０°とした場合、通常、チャネリングにより注入の分布が深さ方向に広がる。よって、ある特定の領域に高ドーズ領域を形成する場合には、基板を傾けることが多い。ただし、基板を傾けた場合、注入角度を０°とした場合よりも基板の受けるダメージは大きくなる傾向にある。保護膜４が多結晶又は非晶質であると、イオン注入の際にイオンビームＩＢが擬似的に色々な方向に散乱される。このため、注入角度を０°としても、主面２ａを傾けた場合と同様の効果が得られ、大部分のエネルギーは保護膜４で吸収される。よって、イオン注入時にIII族窒化物半導体基板２が受けるダメージを低減できる。
（保護膜除去工程）
【００２２】
続いて、図１(ｃ)に示されるように、必要に応じて保護膜４を除去してもよい。例えば、フッ酸等を用いて保護膜４をウェットエッチングすることができる。
（貼り合わせ工程）
【００２３】
続いて、図１(ｄ)に示されるように、III族窒化物半導体基板２の主面２ａを支持基板６に貼り合わせる。支持基板６は、III族窒化物半導体基板２とは異なる材料、１０００℃以上の高温に耐えうる材料、アンモニアや水素等のガスに耐えうる材料からなることが好ましい。支持基板６は、例えばＳｉ基板、ＳｉＣ基板、サファイア基板等である。
【００２４】
貼り合わせ工程では、例えば、貼り合わせ面を鏡面にして荷重を加えながら加熱することによって貼り合わせる方法、貼り合わせ面をプラズマに晒すことによって貼り合わせる方法、真空中でプラズマ、イオン、中性粒子等を用いて叩いて表面の反応性を増加させることによって貼り合わせる方法等を用いることができる。また、金属を貼り合わせ界面に介在させて、加熱することによって共晶結合させる方法、イオンが移動し易い材料を貼り合わせ界面に介在させて接合する方法を用いてもよい。
（剥離工程）
【００２５】
続いて、図１(ｅ)に示されるように、エネルギーを加えることによって、脆弱領域ｆを境界としてIII族窒化物半導体基板２の一部２ｃを支持基板６から剥離する。これにより、III族窒化物半導体基板２の一部であるIII族窒化物半導体層２ｂが支持基板６上に形成される。エネルギーを加える方法としては、基板を熱処理する、基板に力を加える、基板に光を照射する等の方法が挙げられる。
【００２６】
上述の工程を経ることによって、貼り合わせ基板１０を製造することができる。本実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法によれば、III族窒化物半導体基板２の主面２ａにイオン注入する間、保護膜４がIII族窒化物半導体基板２の主面２ａを保護している。そのため、III族窒化物半導体基板２の主面２ａがイオン注入によるダメージ（例えばループ転位といった転位、結晶歪等）を受けにくい。また、III族窒化物半導体基板２の主面２ａにクレーター状の凹部が形成されることを抑制できるので、貼り合わせ時に貼り合わせ易くなる。さらに、III族窒化物半導体基板２の内部もイオン注入によるダメージを受けにくい。そのため、高品質のIII族窒化物半導体層２ｂが得られる。このような貼り合わせ基板１０を用いてデバイスを作製すれば、デバイス特性を向上させることができる。
【００２７】
なお、保護膜除去工程を実施すると、III族窒化物半導体基板２の主面２ａと支持基板６とを直接接合することができる。
【００２８】
図２は、第２実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法を模式的に示す工程断面図である。以下、図１及び図２を参照しながら貼り合わせ基板１０ａの製造方法について説明する。
【００２９】
まず、第１実施形態と同様に、図１(ａ)に示される保護膜形成工程と図１(ｂ)に示されるイオン注入工程とをこの順に実施する。
（平坦化工程）
【００３０】
続いて、図２(ａ)に示されるように、必要に応じて保護膜４の表面４ａを平坦化してもよい。例えばコロイダルシリカ等の研磨材を用いて表面４ａを研磨することにより、平坦化することができる。
（貼り合わせ工程）
【００３１】
続いて、図２(ｂ)に示されるように、保護膜４を介してIII族窒化物半導体基板２の主面２ａを支持基板６に貼り合わせる。貼り合わせ方法としては、第１実施形態と同様の方法を用いることができる。
（剥離工程）
【００３２】
続いて、図２(ｃ)に示されるように、エネルギーを加えることによって、脆弱領域ｆを境界としてIII族窒化物半導体基板２の一部２ｃを支持基板６から剥離する。これにより、III族窒化物半導体基板２の一部であるIII族窒化物半導体層２ｂが保護膜４上に形成される。剥離方法としては、第１実施形態と同様の方法を用いることができる。
【００３３】
上述の工程を経ることによって、貼り合わせ基板１０ａを製造することができる。本実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法では、第１実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
なお、平坦化工程を実施すると、たとえイオン注入により保護膜４の表面４ａにおける表面粗さが大きくなっても、保護膜４の表面４ａと支持基板６との接合強度を高くすることができる。
【００３５】
図３は、貼り合わせ基板１０を用いて作製される半導体デバイスの一例を示す断面図である。図３に示される半導体光デバイス１００は、例えばＬＥＤ、ＬＤ等である。半導体光デバイス１００は、貼り合わせ基板１０のIII族窒化物半導体層２ｂ上に設けられた第１導電型III族窒化物半導体層１２と、第１導電型III族窒化物半導体層１２の表面における第１領域上に順に設けられたIII族窒化物半導体層１４、III族窒化物半導体層１６、発光層１８、第２導電型III族窒化物半導体層２０、及び第２導電型III族窒化物半導体層２２とを備える。第１導電型III族窒化物半導体層１２の表面における第１領域に隣接する第２領域上には、電極２４が設けられている。第２導電型III族窒化物半導体層２２上には、電極２６が設けられている。
【００３６】
例えば、第１導電型III族窒化物半導体層１２はｎ型ＧａＮ層、III族窒化物半導体層１４はＧａＮ層、III族窒化物半導体層１６はＡｌＧａＮ層、発光層１８は多重量子井戸構造を有し、第２導電型III族窒化物半導体層２０はｐ型ＡｌＧａＮ層、第２導電型III族窒化物半導体層２２はｐ型ＧａＮ層である。第１導電型III族窒化物半導体層１２、III族窒化物半導体層１４、III族窒化物半導体層１６、発光層１８、第２導電型III族窒化物半導体層２０、第２導電型III族窒化物半導体層２２は、例えばＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法等により形成される。
【００３７】
半導体光デバイス１００は、高品質のIII族窒化物半導体層２ｂを有する貼り合わせ基板１０を用いて作製されるので、良好なデバイス特性を有する。
【００３８】
図４は、貼り合わせ基板１０を用いて作製される半導体デバイスの一例を示す断面図である。図４に示される半導体電子デバイス１００ａは、例えばショットキーバリアダイオード等である。半導体電子デバイス１００ａは、貼り合わせ基板１０のIII族窒化物半導体層２ｂ上に設けられたIII族窒化物半導体デバイス層３０を備える。III族窒化物半導体デバイス層３０上には電極３２が設けられている。支持基板６の裏面上には電極３４が設けられており、電極３２及び３４によって貼り合わせ基板１０及びIII族窒化物半導体デバイス層３０が挟まれるようになっている。例えば、III族窒化物半導体デバイス層３０はＧａＮデバイス層である。
【００３９】
半導体電子デバイス１００ａは、高品質のIII族窒化物半導体層２ｂを有する貼り合わせ基板１０を用いて作製されるので、良好なデバイス特性を有する。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、貼り合わせ基板１０ａを用いて、例えば図３及び図４に示されるような半導体デバイスを作製してもよい。
【００４１】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
【００４２】
酸素をドーピングした２インチＧａＮウェハ（厚み５００μｍ）の両面を研磨することにより鏡面にした。ＧａＮウェハは、六方晶のＧａＮからなり、ＧａＮウェハの主面が（０００１）面となっている。ＧａＮウェハの比抵抗は１Ω・ｃｍ以下であり、キャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以上である。
【００４３】
上記ＧａＮウェハの一方の主面（Ｎ面）上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。その後、ＳｉＯ２膜を通してＮ面に水素イオンを注入した。加速電圧は９０ｋｅＶ、ドーズ量は６×１０１７／ｃｍ２とした。
【００４４】
その後、ＧａＮウェハを４分割し、そのうちの１つのＧａＮ基板の断面ＴＥＭ観察を行った。結果を図５（ａ）に示す。図５（ａ）に示されるように、水素イオン注入によるダメージの厚さｄ１は１０ｎｍであった。ダメージの厚さｄ１は１５ｎｍ以下であることが好ましい。なお、図５（ａ）のＳｉＯ２膜上に見える膜は、ＴＥＭ試料作製時に形成されたものであるので、イオン注入時には形成されていない。
（比較例１）
【００４５】
ＳｉＯ２膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして実験を行った。なお、実施例１のＧａＮウェハ及び比較例１のＧａＮウェハには同時にイオン注入を行った。断面ＴＥＭ観察の結果を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）に示されるように、水素イオン注入によるダメージの厚さｄ２は６０ｎｍであった。なお、図５（ｂ）のダメージ領域上に見える膜は、ＴＥＭ試料作製時に形成されたものであるので、イオン注入時には形成されていない。
【００４６】
実施例１と比較例１を比較すると、ＳｉＯ２膜を形成することによって、水素イオン注入によるダメージの厚さが低減することが分かった。
（実施例２）
【００４７】
ＳｉＯ２膜に代えて、厚さ１００ｎｍの多結晶Ａｌ２Ｏ３膜をＲＦマグネトロンスパッタリングにより形成し、水素イオンが注入されたＧａＮウェハを４分割ではなく２分割したこと以外は実施例１と同様にして実験を行った。断面ＴＥＭ観察の結果、水素イオン注入によるダメージの厚さは１５ｎｍと良好であった。なお、ＧａＮウェハの主面上に形成された多結晶Ａｌ２Ｏ３膜の表面粗さＲａは２．４ｎｍであった。
（実施例３）
【００４８】
実施例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板をサファイア基板と接合した。具体的には、まず、サファイア基板上に厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成し、そのＳｉＯ２膜の表面を、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマに晒すことによって、支持基板を得た。一方、ドライエッチング装置内において、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマにＧａＮ基板のＳｉＯ２膜の表面を晒した。そして、支持基板のＳｉＯ２膜とＧａＮ基板のＳｉＯ２膜とを大気中で貼り合わせた。なお、プラズマを生成する際のＲＦパワーを１００Ｗ、Ａｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、チャンバ内圧力を６．７Ｐａとした。
【００４９】
続いて、支持基板とＧａＮ基板との接合強度を高めると共に、イオン注入によりＧａＮ基板内部に形成された脆弱領域を境界としてＧａＮ基板の一部を剥離するために、窒素中、３００℃で２時間加熱を行った。このようにして、支持基板上にＧａＮ層が形成された貼り合わせ基板を得た。
【００５０】
次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、露出したＧａＮ層上にｎ型ＧａＮ層、発光層（Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ層及びＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ層）、ｐ型ＧａＮ層をこの順に成長させ、電極を形成することによって、ＬＥＤを作製した。
（比較例２）
【００５１】
実施例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板に代えて、比較例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板を用いたこと以外は実施例３と同様にして実験を行った。すなわち、ＳｉＯ２膜を形成せずに水素イオン注入を行って得られたＧａＮ基板を用いてＬＥＤを作製した。
【００５２】
実施例３で得られたＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長４５０ｎｍにおける発光強度は、比較例２で得られたＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長４５０ｎｍにおける発光強度に比べて１．３１倍と増加していることが分かった。よって、ＳｉＯ２膜を形成して水素イオン注入を行う方が好ましいことが示された。
（実施例４）
【００５３】
実施例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板のＳｉＯ２膜を除去し、ＧａＮ基板をＳｉ基板と接合した。具体的には、まず、Ｓｉ基板の自然酸化膜をフッ酸で除去し、水素終端した表面を、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマに晒すことによって、支持基板を得た。一方、ドライエッチング装置内において、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマにＧａＮ基板のＮ面を晒した。そして、支持基板の水素終端された面とＧａＮ基板のＮ面とを大気中で貼り合わせた。なお、プラズマを生成する際のＲＦパワーを１００Ｗ、Ａｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、チャンバ内圧力を６．７Ｐａとした。
【００５４】
続いて、支持基板とＧａＮ基板との接合強度を高めると共に、イオン注入によりＧａＮ基板内部に形成された脆弱領域を境界としてＧａＮ基板の一部を剥離するために、窒素中、３００℃で２時間加熱を行った。このようにして、支持基板上にＧａＮ層が形成された貼り合わせ基板を得た。
【００５５】
次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、露出したＧａＮ層上に厚さ５μｍのｎ型ＧａＮ層を成長させた。ｎ型ＧａＮ層のキャリア濃度は７×１０１５ｃｍ−３であった。
【００５６】
次に、ｎ型ＧａＮ層の表面を、塩酸水溶液（塩酸：純水＝１：１）により室温で１分間表面処理を行った。その後、ｎ型ＧａＮ層の表面上に、金膜を抵抗加熱蒸着法により形成することによって、ショットキー電極を形成した。ショットキー電極の表面形状は、直径２００μｍの円形であった。このようにして、ショットキーバリアダイオードを作製した。
【００５７】
このショットキーバリアダイオードの耐圧は６００Ｖ、電流密度は５００Ａ／ｃｍ２、電流は０．１５Ａ、オン抵抗は３．３ｍΩｓｑ、順方向電圧は１．５Ｖであった。
（比較例３）
【００５８】
実施例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板に代えて、比較例１のＧａＮウェハを４分割して得られたＧａＮ基板を用いたこと以外は実施例４と同様にして実験を行った。すなわち、ＳｉＯ２膜を形成せずに水素イオン注入を行って得られたＧａＮ基板を用いてショットキーバリアダイオードを作製した。
【００５９】
比較例３で得られたショットキーバリアダイオードのオン抵抗は、実施例４で得られたショットキーバリアダイオードのオン抵抗に比べてはるかに低く、良好なデバイス特性が得られなかった。よって、ＳｉＯ２膜を形成して水素イオン注入を行う方が好ましいことが示された。
（実施例５）
【００６０】
実施例２のＧａＮウェハを２分割して得られたＧａＮ基板の多結晶Ａｌ２Ｏ３膜の表面をコロイダルシリカにより研磨した。これにより、多結晶Ａｌ２Ｏ３膜の表面粗さＲａを０．８ｎｍとした。
【００６１】
続いて、ＧａＮ基板とＳｉ基板とを接合した。具体的には、まず、Ｓｉ基板上に厚さ１００ｎｍの熱酸化膜を形成し、その熱酸化膜の表面を、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマに晒すことによって、支持基板を得た。一方、ドライエッチング装置内において、Ａｒガス中の放電により生成されたプラズマにＧａＮ基板の多結晶Ａｌ２Ｏ３膜の表面を晒した。そして、支持基板の熱酸化膜とＧａＮ基板の多結晶Ａｌ２Ｏ３膜とを大気中で貼り合わせた。なお、プラズマを生成する際のＲＦパワーを１００Ｗ、Ａｒガス流量を５０ｓｃｃｍ、チャンバ内圧力を６．７Ｐａとした。
【００６２】
続いて、支持基板とＧａＮ基板との接合強度を高めると共に、イオン注入によりＧａＮ基板内部に形成された脆弱領域を境界としてＧａＮ基板の一部を剥離するために、窒素中、３００℃で２時間加熱を行った。このようにして、支持基板上にＧａＮ層が形成された貼り合わせ基板を得た。
【００６３】
支持基板とＧａＮ基板との界面を観察したところ、実施例５で得られた支持基板とＧａＮ基板との接合強度は、実施例２で得られた支持基板とＧａＮ基板との接合強度に比べて高いことが判明した。
【符号の説明】
【００６４】
２…III族窒化物半導体基板、２ａ…III族窒化物半導体基板の主面、２ｃ…III族窒化物半導体基板の一部、４…保護膜、４ａ…保護膜の表面、６…支持基板、１０，１０ａ…貼り合わせ基板、ｆ…脆弱領域。
【図１】
2011061084.tif 000003
【図２】
2011061084.tif 000004
【図３】
2011061084.tif 000005
【図４】
2011061084.tif 000006
【図５】
2011061084.tif 000007