(57)【要約】【課題】低コストで欠陥の少ない化合物半導体結晶を製造する。【解決手段】表面がシリコン結晶であるベース基板上に、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層上に、犠牲層に格子整合または擬格子整合する化合物半導体結晶を形成する結晶形成工程と、犠牲層をエッチングすることにより、ベース基板から化合物半導体結晶を剥離する結晶剥離工程とを備える化合物半導体結晶の製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面がシリコン結晶であるベース基板上に、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記犠牲層上に、前記犠牲層に格子整合または擬格子整合する化合物半導体結晶を形成する結晶形成工程と、
前記犠牲層をエッチングすることにより、前記ベース基板から前記化合物半導体結晶を剥離する結晶剥離工程と
を備える化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項２】
前記結晶剥離工程において、前記化合物半導体結晶に対して選択的に前記犠牲層をエッチングする請求項１に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項３】
前記結晶形成工程が、前記化合物半導体結晶を４００℃以上６００℃以下で成長させる第１成長工程と、前記第１成長工程における成長温度より高温で前記化合物半導体結晶をさらに成長させる第２成長工程とを有する
請求項１または２に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項４】
前記結晶形成工程において、前記ベース基板上に形成された前記犠牲層の一部を露出した状態に保ちながら、前記化合物半導体結晶を前記犠牲層上に成長させる
請求項１から３のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項５】
前記犠牲層形成工程の前に、
前記犠牲層および前記化合物半導体結晶の成長を阻害する阻害層を前記ベース基板上に形成する阻害層形成工程と、
前記ベース基板の一部を露出する開口を前記阻害層に形成する開口形成工程と、
をさらに備え、
前記開口内において前記犠牲層を結晶成長させる
請求項１から４のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項６】
前記開口形成工程が、前記阻害層をエッチングする工程を有する請求項５に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項７】
前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層と前記阻害層との間に空隙を設ける請求項５または６に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項８】
前記結晶形成工程と前記結晶剥離工程との間に、前記犠牲層をアニールする工程をさらに備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項９】
前記アニールする工程において、複数回のアニールをする
請求項８に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１０】
前記犠牲層形成工程と前記結晶形成工程との間に、
前記犠牲層における前記化合物半導体結晶に対向する面を、リン化合物を含む気体に接触させる工程をさらに備える
請求項１から９のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１１】
前記化合物半導体結晶が、III−Ｖ族化合物半導体結晶またはII−ＶI族化合物半導体結晶である
請求項１から１０のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１２】
前記III−Ｖ族化合物半導体結晶は、III族元素としてＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうち少なくとも１つを含み、Ｖ族元素としてＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂのうち少なくとも１つを含む
請求項１１に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１３】
前記阻害層は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層もしくは酸化アルミニウム層またはこれらの層の２つ以上が積層された層である
請求項５から７のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１４】
前記結晶形成工程と前記結晶剥離工程との間に、前記化合物半導体結晶を支持体により保持する工程をさらに備える請求項１から１３のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の化合物半導体結晶の製造方法で得られた前記化合物半導体結晶に電極および配線を設けた機能結晶を形成する工程を備える電子デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記ベース基板と異なる貼り付けベース基板を準備する工程と、
前記貼り付けベース基板に、前記機能結晶を貼り付ける工程と
をさらに備える請求項１５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記貼り付けベース基板に、複数の前記機能結晶を貼り付ける工程を備える請求項１６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１８】
表面がシリコン結晶であるベース基板と、
結晶成長を阻害し、前記ベース基板上に設けられ、かつ、前記ベース基板の一部を露出する開口を有する阻害層と、
前記開口内で前記ベース基板上に設けられ、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む犠牲層と、
前記犠牲層上に設けられ、前記犠牲層に格子整合または擬格子整合する化合物半導体を含む化合物半導体結晶と
を備え、
前記犠牲層と前記阻害層との間に空隙を有する半導体基板。
【請求項１９】
前記ベース基板および前記犠牲層の積層方向に対する、前記阻害層が前記開口に面する側壁の傾斜方向が、０．５°以上である請求項１８に記載の半導体基板。
【請求項２０】
前記化合物半導体結晶が、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＡｌＧａＮであり、かつ、前記犠牲層がＧｅまたはＳｉＧｅである請求項１８または１９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、化合物半導体結晶の製造方法、電子デバイスの製造方法、および半導体基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体複合装置の製造工程が記載されている。具体的には、当該製造工程においては、ＧａＡｓ基板上にエッチングストップ層であるＩｎＧａＰ層を成長させた後に、剥離層であるＡｌＡｓ層を成長させ、次にＧａＡｓ結晶層を成長させる。続いて、当該基板上に、基板表面から剥離層まで達する溝をリソグラフィーによって形成する。次に、形成した溝を通じて、ＡｌＡｓ剥離層にエッチング液を接触させてＡｌＡｓ剥離層を除去することによって、ＧａＡｓ基板からＧａＡｓ結晶層を剥離して、自立したＧａＡｓ結晶体（ＬＥＤエピフィルム）を作製する。次に、自立したＧａＡｓ結晶体をシリコン基板上に貼り付け、さらに当該ＧａＡｓ結晶体に配線等を施すことにより、ＬＥＤアレイを作製する。なお、剥離層は犠牲層とも呼ばれる。
（特許文献１）特開２００４−２０７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＧａＡｓ系化合物半導体結晶層を成長させるために用いられるＧａＡｓ基板のコストは高い。ＧａＡｓと擬格子整合するＧｅ基板をＧａＡｓ系化合物半導体結晶層の成長に用いることができるが、ＧａＡｓ基板と同様に、Ｇｅ基板のコストも高い。したがって、ＧａＡｓ基板およびＧｅ基板を用いて半導体デバイスを作製すると、半導体デバイスのコストが上昇する。また、ＧａＡｓ基板上にエッチングストップ層であるＩｎＧａＰ層を設けたり、基板表面から剥離層まで達する溝を形成したりすることにより、さらにコストが上昇する。
【０００４】
さらに、ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層及びＡｌＡｓからなる剥離層を用いてＧａＡｓ系化合物半導体結晶層を製造する場合には、ＧａＡｓ系化合物半導体結晶層に含まれる結晶欠陥の影響により、当該ＧａＡｓ系化合物半導体結晶層を用いて製造した発光デバイスが発光する光量が不十分であるという課題も生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明の第１の態様においては、表面がシリコン結晶であるベース基板上に、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層上に、犠牲層に格子整合または擬格子整合する化合物半導体結晶を形成する結晶形成工程と、犠牲層をエッチングすることにより、ベース基板から化合物半導体結晶を剥離する結晶剥離工程とを備える化合物半導体結晶の製造方法を提供する。
【０００６】
結晶剥離工程においては、例えば、化合物半導体結晶層に対して選択的に犠牲層をエッチングする。結晶形成工程は、例えば、化合物半導体結晶を４００℃以上６００℃以下で成長させる第１成長工程と、第１成長工程における成長温度より高温で化合物半導体結晶をさらに成長させる第２成長工程とを有する。結晶形成工程において、ベース基板上に形成された犠牲層の一部を露出した状態に保ちながら、化合物半導体結晶を犠牲層上に成長させてもよい。
【０００７】
化合物半導体結晶の製造方法は、犠牲層形成工程の前に、犠牲層および化合物半導体結晶の成長を阻害する阻害層をベース基板上に形成する阻害層形成工程と、ベース基板の一部を露出する開口を阻害層に形成する開口形成工程とをさらに備え、当該開口内において犠牲層を結晶成長させてもよい。開口形成工程は、例えば、阻害層をエッチングする工程を有する。犠牲層形成工程において、当該犠牲層と阻害層との間に空隙を設けてもよい。
【０００８】
結晶形成工程と結晶剥離工程との間に、犠牲層をアニールする工程をさらに備えてもよい。アニールする工程においては、複数回のアニールをしてもよい。犠牲層形成工程と結晶形成工程との間に、犠牲層における化合物半導体結晶に対向する面を、リン化合物を含む気体に接触させる工程をさらに備えてもよい。
【０００９】
化合物半導体結晶は、例えば、III−Ｖ族化合物半導体結晶またはII−ＶI族化合物半導体結晶である。III−Ｖ族化合物半導体結晶は、III族元素としてＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうち少なくとも１つを含み、Ｖ族元素としてＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂのうち少なくとも１つを含む。阻害層は、例えば、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層もしくは酸化アルミニウム層またはこれらの層の２つ以上が積層された層である。結晶形成工程と結晶剥離工程との間に、化合物半導体結晶を支持体により保持する工程をさらに備えてもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様においては、上記の化合物半導体結晶の製造方法で得られた化合物半導体結晶に電極および配線を設けた機能結晶を形成する工程を備える電子デバイスの製造方法を提供する。当該電子デバイスの製造方法は、ベース基板と異なる貼り付けベース基板を準備する工程と、貼り付けベース基板に、機能結晶を貼り付ける工程とをさらに備えてもよい。貼り付けベース基板に、複数の機能結晶を貼り付ける工程を備えてもよい。
【００１１】
本発明の第３の態様においては、表面がシリコン結晶であるベース基板と、結晶成長を阻害し、ベース基板上に設けられ、かつ、ベース基板の一部を露出する開口を有する阻害層と、開口内でベース基板上に設けられ、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む犠牲層と、犠牲層上に設けられ、犠牲層に格子整合または擬格子整合する化合物半導体を含む化合物半導体結晶とを備え、犠牲層と阻害層との間に空隙を有する半導体基板を提供する。当該半導体基板においては、ベース基板および犠牲層の積層方向に対する阻害層が開口に面する側壁の傾斜方向が、０．５°以上であってもよい。当該化合物半導体結晶は、例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＡｌＧａＮであり、かつ、犠牲層がＧｅまたはＳｉＧｅである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る半導体基板１０００の構成を示す。
【図２Ａ】半導体基板１０００の製造方法を示す。
【図２Ｂ】ベース基板１００から剥離した化合物半導体結晶１０４を製造する方法を示す。
【図３】本実施形態に係るＬＥＤデバイス２０００の構成を示す。
【図４Ａ】半導体基板４０００を製造する工程を示す。
【図４Ｂ】半導体基板４０００から得られたＬＥＤ機能結晶３０９を製造する工程を示す。
【図４Ｃ】半導体基板４０００から得られたＬＥＤ機能結晶３０９を用いてＬＥＤデバイス３１２を製造する工程を示す。
【図５Ａ】半導体基板５０００を製造する方法を示す。
【図５Ｂ】半導体基板５０００を用いてＬＥＤデバイス５１５を製造する方法を示す。
【図５Ｃ】半導体基板５０００を用いてＬＥＤデバイス５１５を製造する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態に係る半導体基板１０００の構成を示す。半導体基板１０００は、ベース基板１００、阻害層１０１、犠牲層１０３、および化合物半導体結晶１０４を備える。
【００１４】
ベース基板１００は、表面がシリコン結晶である。つまり、ベース基板１００は、シリコン結晶で構成される領域を表面に有する。ベース基板１００は、例えば基板全体がシリコン結晶であるＳｉ基板（Ｓｉウェハ）またはＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。
【００１５】
ＳＯＩ基板は、例えば、サファイア基板、ガラス基板等の絶縁基板の表面にシリコン結晶が形成された基板である。当該シリコン結晶は、不純物を含んでもよい。なお、基板表面のシリコン結晶に、自然酸化層等の極薄い酸化シリコン層あるいは窒化シリコン層が形成されている場合も「表面がシリコン結晶である基板」の概念に含まれる。
【００１６】
本実施形態においては、ベース基板１００としてＳｉ基板を用いた例を説明する。ベース基板１００の表面は、例えば（１００）面、（１１０）面もしくは（１１１）面、またはこれらのそれぞれと等価な面である。また、ベース基板１００の表面は、当該結晶学的面方位からわずかに傾いていてもよい。即ち、ベース基板１００はオフ角を有してよい。オフ角の大きさは、例えば１０°以下である。オフ角の大きさは、好ましくは０．０５°以上６°以下であり、より好ましくは０．３°以上６°以下である。
【００１７】
阻害層１０１は、犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４の結晶成長を阻害する。すなわち、犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４は、阻害層１０１が設けられていない領域において結晶成長する。阻害層１０１は、ベース基板１００上に設けられ、かつ、ベース基板１００に達する開口１０２を有する。開口１０２は、例えばリソグラフィー法により形成することができる。
【００１８】
開口１０２の内部に犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４を成長させる場合には、ベース基板１００の表面が、（１００）面もしくは（１１０）面、または、（１００）面もしくは（１１０）面のそれぞれと等価な面であることが好ましい。ベース基板１００の表面が上記の面のいずれかである場合には、犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４に４回対称の側面が現れやすくなる。犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４が４回対称の側面を有する場合には、犠牲層１０３および化合物半導体結晶１０４のエッチングレートの再現性が高いので、エッチング時間の制御が容易になる。
【００１９】
犠牲層１０３は、半導体基板１０００から化合物半導体結晶１０４を剥離する場合に除去される層である。犠牲層１０３は、開口１０２において、ベース基板１００に接して設けられている。犠牲層１０３は、例えばＣｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む。犠牲層１０３は、例えばＧｅ層、ＳｉＧｅ層、またはＳｉＣ層である。
【００２０】
化合物半導体結晶１０４は、例えば、電界効果トランジスタまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）を構成する。化合物半導体結晶１０４は、一例として、電界効果トランジスタにおいてキャリアが移動するチャネルとして機能する。化合物半導体結晶１０４は、犠牲層１０３に格子整合または擬格子整合する。化合物半導体結晶１０４は、結晶層構造を有してもよい。
【００２１】
本明細書において、「擬格子整合」とは、完全な格子整合ではないが、互いに接する２つの半導体の格子定数の差が小さく、格子不整合による欠陥の発生が顕著でない範囲で、互いに接する２つの半導体を積層できる状態をいう。このとき、各半導体の結晶格子が、弾性変形できる範囲内で変形することで、上記格子定数の差が吸収される。例えば、ＧｅとＧａＡｓとの、またはＧｅとＩｎＧａＰとの格子緩和限界厚さ内での積層状態は、擬格子整合と呼ばれる。
【００２２】
化合物半導体結晶１０４は、例えばIII−Ｖ族化合物半導体結晶またはII−ＶI族化合物半導体結晶である。III−Ｖ族化合物半導体は、III族元素として、例えばＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうち少なくとも１つを含み、Ｖ族元素として、例えばＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂのうち少なくとも１つを含む。化合物半導体結晶１０４は、例えばＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、またはＩｎＧａＡｓである。II−ＶI族化合物半導体は、例えばＺｎＯ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅである。
【００２３】
犠牲層１０３がＣｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）を含む場合には、犠牲層１０３がＡｌＡｓである場合に比べて、化合物半導体結晶１０４に対するエッチングレートの選択比が大きい。具体的には、化合物半導体結晶１０４がＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＡｌＧａＮである場合には、犠牲層１０３は、ＧｅまたはＳｉＧｅであることが好ましい。
【００２４】
エッチング剤は、例えば、弗酸、酢酸、燐酸、過酸化水素水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、フェロシアン化カリウム水溶液、フェロシアン化マグネシウム水溶液、またはクロム酸カリウム水溶液である。エッチング剤は、これらの２つ以上の液の混合液であってもよい。
【００２５】
化合物半導体結晶１０４および犠牲層１０３が上記の組成を有する場合には、化合物半導体結晶１０４へのエッチングダメージを少なく保ちながら、化合物半導体結晶１０４を剥離することができる。また、上記の組成を有する犠牲層１０３の結晶性がＡｌＡｓの結晶性よりも優れているので、上記の組成を有する犠牲層１０３上で成長した化合物半導体結晶１０４は、ＡｌＡｓ層上に形成されたＧａＡｓ層よりも欠陥密度を小さくすることができる。したがって、化合物半導体結晶１０４に形成された発光デバイス、電子デバイスの電気的特性を向上させることができる。
【００２６】
図２Ａは、半導体基板１０００の製造方法を示す。Ｓ２０１において、ベース基板１００を準備する。Ｓ２０２において、ベース基板１００の上に阻害層１０１を形成する。阻害層１０１は、例えば、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層もしくは酸化アルミニウム層またはこれらの層の２つ以上が積層された層である。阻害層１０１は、例えば、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成することができる。
【００２７】
阻害層１０１の厚みは、安定的な表面形状を得るべく、予め定められた厚みより大きいことが好ましい。ただし、阻害層１０１が極端に厚い場合には、犠牲層１０３へのエッチング剤の到達が抑制されることがありうる。そこで、これらを考慮して阻害層１０１の厚みを決定することが好ましい。具体的には、阻害層１０１の厚みは、例えば２ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００２８】
Ｓ２０３において、阻害層１０１に、ベース基板１００に達する開口１０２を形成する。開口１０２は、フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジストをマスクとして、薬液によるエッチングにより形成する方法、またはガスプラズマを用いたドライエッチングにより形成する方法を用いて形成することができる。
【００２９】
ベース基板１００の表面に垂直な方向の阻害層１０１の幅は、開口１０２の近傍において、開口１０２の底面における阻害層１０１との境界線に近づくにしたがって小さくなることが好ましい。すなわち、開口１０２を形成する阻害層１０１の側壁は、テーパー形状に形成されることが好ましい。ここで、開口１０２の底面とは、開口１０２の内部であって、ベース基板１００が露出された面である。
【００３０】
阻害層１０１がテーパー状の形状を有することにより、Ｓ２０４において開口１０２に形成する犠牲層１０３の一部が露出される。その結果、犠牲層１０３と阻害層１０１との間の空隙が大きくなり、犠牲層１０３へのエッチング剤の到達が容易になるので、犠牲層１０３をエッチングにより除去する場合のエッチング時間を短縮することができる。
【００３１】
開口１０２を形成する阻害層１０１の側壁のテーパー角は、例えば０．５°以上であり、好ましくは１°以上、より好ましくは５°以上、さらに好ましくは１０°以上である。ここで、阻害層１０１の側壁のテーパー角とは、ベース基板１００及び犠牲層１０３の積層方向に対する側壁の傾斜方向の角度である。
【００３２】
開口１０２の底面積は、例えば０．０１ｍｍ２以下であり、好ましくは１６００μｍ２以下であり、より好ましくは９００μｍ２以下である。ここで、開口１０２の底面積とは、開口１０２の底面の面積である。
【００３３】
また、開口１０２の底面積は、２５μｍ２以上であることが好ましい。底面積が２５μｍ２以上であれば、開口１０２の内部に結晶をエピタキシャル成長させる場合に、当該結晶の成長速度の安定性が増し、当該結晶の形状に乱れが生じにくい。また、当該結晶を加工してデバイスを作製することがより容易になり、歩留まりを向上させるので、生産効率の点でも好ましい。
【００３４】
阻害層１０１に被覆されたベース基板１００の面積に対する開口１０２の底面積の割合は、０．０１％以上であることが好ましい。上記割合が０．０１％以上であれば、開口１０２の内部に結晶を成長させる場合に、当該結晶の成長速度がより安定になる。上記の割合を算出する場合に、阻害層１０１に複数の開口１０２が形成されているときには、開口１０２の底面積とは、阻害層１０１に形成された複数の開口１０２の底面積の総和を意味する。
【００３５】
開口１０２の底面の形状が正方形または長方形である場合には、当該底面の一辺の長さ（長方形のときは、長辺）は、例えば１００μｍ以下であり、好ましくは８０μｍ以下であり、より好ましくは４０μｍ以下であり、さらに好ましくは３０μｍ以下である。開口１０２の底面形状の一辺の長さが１００μｍ以下である場合には、底面形状の一辺の長さが１００μｍより大きい場合と比較して、開口１０２の内部に形成される犠牲層１０３のアニールに要する時間を短縮できる。
【００３６】
また、開口１０２の底面形状の一辺の長さが１００μｍ以下である場合には、Ｓ２０５において犠牲層１０３の上に形成される化合物半導体結晶１０４とベース基板１００との間の熱膨張係数の差が大きい場合であっても、化合物半導体結晶１０４に結晶欠陥が生じることを抑制できる。さらに、エッチングによる犠牲層１０３の除去に要する時間も短縮できる。
【００３７】
開口１０２の底面の一辺の長さが８０μｍ以下である場合には、開口１０２に形成された化合物半導体結晶１０４を用いて、より高性能のデバイスを形成できる。上記底面形状の一辺の長さが４０μｍ以下である場合には、上記デバイスをより歩留まりよく製造できる。
【００３８】
Ｓ２０４においては、Ｃｘ1Ｓｉｙ1Ｇｅｚ1Ｓｎ１−ｘ1−ｙ1−ｚ1（０≦ｘ1＜１、０≦ｙ1≦１、０≦ｚ1≦１、かつ０＜ｘ1＋ｙ1＋ｚ1≦１）で示される半導体からなる犠牲層１０３をベース基板１００上に形成する。具体的には、阻害層１０１に形成された開口１０２の内部で露出されたベース基板１００上に犠牲層１０３を結晶成長させる。当該結晶成長は、例えばエピタキシャル成長である。犠牲層１０３をエピタキシャル成長させる場合、阻害層１０１が犠牲層１０３の成長を阻害するので、犠牲層１０３は、阻害層１０１の上面には形成されない。
【００３９】
犠牲層１０３は、成長すればするほど先が細くなる形状であることが好ましい。例えば、犠牲層１０３の形状は台形であることが好ましい。犠牲層１０３の形状が台形である場合には、犠牲層１０３と阻害層１０１との間に空隙を設けることができる。その結果、エッチング剤が犠牲層１０３に到達しやすいので、エッチング時間を短縮することができる。
【００４０】
犠牲層１０３のテーパー角は、例えば０．５°以上、好ましくは１°以上、より好ましくは５°以上、さらに好ましくは１０°以上である。ここで、犠牲層１０３のテーパー角とは、ベース基板１００及び犠牲層１０３の積層方向に対する犠牲層１０３の側壁の傾斜方向の角度である。犠牲層１０３を結晶成長させる炉内の圧力および温度により、テーパー角を制御することができる。例えば、炉内の圧力が大きく、または温度が高いほど、テーパー角を大きくすることができる。
【００４１】
犠牲層１０３が有する結晶欠陥が移動できる温度および時間で、犠牲層１０３をアニールすることが好ましい。このアニールを複数回繰り返してもよい。犠牲層１０３をアニールすると、犠牲層１０３内部の結晶欠陥が犠牲層１０３の内部を移動して、例えば、犠牲層１０３と阻害層１０１との界面、犠牲層１０３の表面、または、犠牲層１０３の内部のゲッタリングシンクに捕捉される。結晶欠陥がゲッタリングシンクに捕捉されることにより、犠牲層１０３の表面近傍の結晶欠陥を排除できる。
【００４２】
犠牲層１０３と阻害層１０１との界面、犠牲層１０３の表面、または犠牲層１０３の内部のゲッタリングシンクは、犠牲層１０３の内部を移動できる結晶欠陥を捕捉する欠陥捕捉部の一例である。欠陥捕捉部は、結晶の界面もしくは表面、または物理的な傷であってよい。欠陥捕捉部は、アニールする温度および時間において結晶欠陥が移動可能な距離内に配置されることが好ましい。
【００４３】
犠牲層１０３をアニールする場合には、例えば、９００℃以下、好ましくは８５０℃以下で犠牲層１０３をアニールする。当該温度範囲で犠牲層１０３をアニールすることにより、犠牲層１０３の表面の平坦性が維持される。犠牲層１０３の表面の平坦性は、犠牲層１０３の表面に他の層を積層する場合に、特に重要である。
【００４４】
また、例えば６８０℃以上、好ましくは７００℃以上で犠牲層１０３をアニールすることが好ましい。当該温度範囲で犠牲層１０３をアニールすることにより、犠牲層１０３の結晶欠陥の密度をより低減できる。以上のとおり、犠牲層１０３を６８０℃以上９００℃以下の条件でアニールすることが好ましい。一回のアニール時間は１分以上が好ましく、５分以上行うことがさらに好ましい。アニール時間を長くすればするほど結晶性が向上する。ただし、生産効率の観点からは、アニール時間を１２０分以下とすることが好ましい。
【００４５】
一例として、大気雰囲気下、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下、または水素雰囲気下で犠牲層１０３をアニールする。特に、水素を含む雰囲気中で犠牲層１０３をアニールすることで、犠牲層１０３の表面状態を滑らかな状態に維持しつつ、犠牲層１０３の結晶欠陥の密度をさらに低減できる。犠牲層１０３の結晶欠陥密度がさらに低減されると、化合物半導体結晶１０４に形成された発光デバイスまたは電子デバイスをさらに高性能化できる。
【００４６】
本実施形態において、犠牲層１０３上に化合物半導体結晶１０４を形成する前に、犠牲層１０３における化合物半導体結晶１０４に対向する面を、リン化合物を含む気体に接触させる工程を実施することが好ましい。犠牲層１０３にリン化合物を含む気体を接触させることにより、犠牲層１０３の表面が滑らかになる。リン化合物は、例えばホスフィンまたはターシャリーブチルホフィンなどのアルキルホスフィンであり、好ましくはホスフィンである。犠牲層１０３をアニールする場合、リン化合物を含む気体に犠牲層１０３を接触させる工程は、アニールする工程の後に実施される。
【００４７】
Ｓ２０５において、犠牲層１０３の上に化合物半導体結晶１０４を形成する。化合物半導体結晶１０４がIII−Ｖ族化合物半導体結晶である場合、化合物半導体結晶１０４を、例えば通常４００℃以上１０００℃以下、好ましくは５００℃以上８００℃以下の条件で犠牲層１０３の上に形成する。化合物半導体結晶１０４を成長させる場合に、第１段階として、より低温で化合物半導体結晶１０４を成長させ、第２段階として、より高温で化合物半導体結晶１０４を成長させることが好ましい。
【００４８】
第１段階における成長温度は、例えば４００℃以上６００℃以下であり、好ましくは４００℃以上５５０℃以下である。第２段階における成長温度は、第１段階における成長温度より高温であることが好ましい。第２段階における成長温度は、例えば５００℃以上１０００℃以下である、好ましくは５５０℃以上８００℃以下である。このように２段階の結晶成長を行うことにより、化合物半導体結晶１０４の結晶性がさらに向上する。
【００４９】
第１段階において成長させた化合物半導体結晶１０４の厚みは、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第２段階において成長させた化合物半導体結晶１０４の厚みは、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。必要に応じて、結晶成長温度を三段階以上に分けて低温から高温に変化させて、化合物半導体結晶１０４を結晶成長させてもよい。
【００５０】
化合物半導体結晶１０４は、犠牲層１０３の一部を露出したままの状態に保ちながら、犠牲層１０３の上に成長させることが好ましい。例えば、犠牲層１０３の側面を露出したままの状態に保ちながら、犠牲層１０３の上に化合物半導体結晶１０４を成長させることが好ましい。犠牲層１０３の側面を露出した状態に維持することにより、エッチングにより化合物半導体結晶１０４を基板から剥離する場合に、犠牲層１０３へのエッチング液の到達が容易になる。その結果、化合物半導体結晶１０４をエッチングなどにより特別に加工すること無く、化合物半導体結晶１０４をベース基板１００から剥離することができる。
【００５１】
化合物半導体結晶１０４は、成長すればするほど先が細くなる形状であることが好ましい。例えば、化合物半導体結晶１０４の形状は、断面が台形となる形状であることが好ましい。化合物半導体結晶１０４のテーパー角は、例えば０．５°以上、好ましくは１°以上、より好ましくは５°以上、さらに好ましくは１０°以上である。
【００５２】
犠牲層１０３の厚さを阻害層１０１の厚さより大きくすることにより、犠牲層１０３の側面の少なくとも一部を露出させてもよい。犠牲層１０３を阻害層１０１よりも厚くすることにより、化合物半導体結晶１０４を剥離するときに、犠牲層１０３にエッチング液が容易に到達するので、化合物半導体結晶１０４をエッチングなどにより特別に加工すること無く、化合物半導体結晶１０４を剥離することができる。
【００５３】
化合物半導体結晶１０４は、化合物半導体結晶１０４を用いて作製される電子デバイスに要求される特性または機能に応じた結晶層構造を有する。化合物半導体結晶１０４は、例えばフォトダイオード、ＬＥＤ、バイポーラトランジスタ、または電界効果トランジスタに用いられる。
【００５４】
化合物半導体結晶１０４に電極を取り付けることにより、電子デバイスを製造することができる。電極は、オーミック電極またはショットキー電極である。たとえば、化合物半導体結晶１０４がＬＥＤデバイスに用いられる場合には、あらかじめ化合物半導体結晶１０４に設けられたｐ型結晶層およびｎ型結晶層をエッチング等により露出させる。露出させた結晶面にオーミック電極を形成し、さらに電極に導通用の配線を施すことにより、ＬＥＤデバイスを製造することができる。
【００５５】
図２Ｂは、ベース基板１００から剥離した化合物半導体結晶１０４を製造する方法を示す。Ｓ２０６においては、図２Ａに示した製造方法によって製造した半導体基板１０００に支持体１０５を設ける。支持体１０５は、ベース基板１００から剥離した化合物半導体結晶１０４を保持する場合に用いられる。支持体１０５は、例えば、粘着力のある樹脂ワックスまたはバキュームチャックである。
【００５６】
Ｓ２０７においては、化合物半導体結晶１０４に対して選択的に犠牲層１０３をエッチングすることにより、ベース基板１００から化合物半導体結晶１０４を剥離する。化合物半導体結晶１０４をベース基板１００から剥離することにより、化合物半導体結晶１０４は自立した結晶になる。続いて、エッチング剤として薬液を用いるウエットエッチング法により、犠牲層１０３を除去する。
【００５７】
ここで、「化合物半導体結晶１０４に対して選択的に犠牲層１０３をエッチングする」とは、化合物半導体結晶１０４のエッチングレートよりも犠牲層１０３のエッチングレートが大きい条件で、犠牲層１０３をエッチングすることである。例えば、Ｓ２０７においては、化合物半導体結晶１０４に対するエッチングレートよりも犠牲層１０３に対するエッチングレートが大きいエッチング剤を用いてエッチングする。
【００５８】
エッチング剤は、例えば、弗酸、酢酸、燐酸、過酸化水素水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、フェロシアン化カリウム水溶液、フェロシアン化マグネシウム水溶液、またはクロム酸カリウム水溶液である。エッチング剤は、これらの２つ以上の液の混合液であってもよい。エッチング剤を加熱または攪拌してもよい。当該エッチングは、紫外光照射下で行われてよい。エッチング中に半導体基板１０００を振動または回転してもよい。
【００５９】
Ｓ２０８においては、支持体１０５に保持された化合物半導体結晶１０４を貼り付けベース基板１０６に貼り付ける。貼り付けベース基板１０６は、例えば、Ｓｉ基板、窒化シリコン基板、酸化シリコン基板、シリコンカーバイト基板、金属基板、またはセラミック基板である。貼り付けベース基板１０６は、Ｓｉ基板であることが好ましい。貼り付けベース基板１０６の貼り付け面に、貼り付けベース金属を積層してもよい。貼り付けベース金属は、例えば金またはパラジウムである。化合物半導体結晶１０４を貼り付けベース基板１０６に貼り付ける場合には、ファンデルワールス貼り付け、ハンダによる接着、および接着性の樹脂を用いた接着のいずれを用いてもよい。
【００６０】
Ｓ２０９においては、貼り付けベース基板１０６に貼り付けられた支持体１０５付きの化合物半導体結晶１０４から、支持体１０５を剥離する。その結果、貼り付けベース基板１０６に貼り付けられた化合物半導体結晶１０４を得ることができる。
【００６１】
図２Ｂにおいては、貼り付けベース基板１０６上に一つの化合物半導体結晶１０４が示されているが、貼り付けベース基板１０６上に複数の化合物半導体結晶１０４を設けてもよい。例えば、貼り付けベース基板１０６上に化合物半導体結晶１０４をアレイ状に配置する。貼り付けベース基板１０６上に、機能が異なる２種以上の化合物半導体結晶１０４を貼り付けてもよい。複数の種類の化合物半導体結晶１０４を貼り付けベース基板１０６に貼り付けることによって、複数の機能を有するモノリシックデバイス基板を製造することができる。
【００６２】
図３は、本実施形態に係るＬＥＤデバイス２０００の構成を示す。ＬＥＤデバイス２０００は、ＬＥＤ機能結晶２１０、電界効果トランジスタ機能結晶２２０、金属配線２４０および貼り付けベース基板２０６を備える。貼り付けベース基板２０６は、例えばＳｉ基板である。
【００６３】
ＬＥＤ機能結晶２１０は、ＧａＮ結晶２１２、アノード電極２１４およびカソード電極２１６を有する。電界効果トランジスタ機能結晶２２０は、ＧａＡｓ結晶２２２、ゲート絶縁膜２２４、ゲート電極２２６、ソース電極２２８およびドレイン電極２３０を有する。金属配線２４０は、カソード電極２１６とドレイン電極２３０とを接続する。一例として、アノード電極２１４は、電源に接続される。電界効果トランジスタ機能結晶２２０において、ゲート電極２２６が制御電圧の入力を受け、ソース電極２２８が接地される。電界効果トランジスタ機能結晶２２０は、ＬＥＤ機能結晶２１０に供給する電流を制御電圧に応じてスイッチングする。
【００６４】
カソード電極２１６とドレイン電極２３０との間には、抵抗素子が設けられていてもよい。また、ＬＥＤデバイス２０００は、貼り付けベース基板２０６上に、複数のＬＥＤ機能結晶２１０および複数の電界効果トランジスタ機能結晶２２０を有してもよい。複数のＬＥＤ機能結晶２１０および複数の電界効果トランジスタ機能結晶２２０は、貼り付けベース基板２０６上でアレイ状に配置されてもよい。一例として、複数のＬＥＤ機能結晶２１０および複数の電界効果トランジスタ機能結晶２２０がアレイ状に配置されたデバイスは、ＬＥＤプリンタヘッドとして機能する。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
（実験例１）
図４Ａは、半導体基板４０００を製造する工程を示す。図４Ｂは、半導体基板４０００から得られたＬＥＤ機能結晶３０９を製造する工程を示す。図４Ｃは、半導体基板４０００から得られたＬＥＤ機能結晶３０９を用いてＬＥＤデバイス３１２を製造する工程を示す。
【００６６】
Ｓ４０１において、面方位（００１）およびオフ角０°の表面を有するＳｉ基板３００を準備した。次に、Ｓ４０２において、Ｓｉ基板３００の表面上に、熱ＣＶＤ法により、酸化シリコンからなる阻害層３０１を５０ｎｍ堆積した。原料ガスとして、シランおよび酸素を用いた。Ｓｉ基板３００の表面温度は６００℃とした。
【００６７】
次に、Ｓ４０３において、ステッパー露光法により、一辺が２００μｍの正方形の開口を有するレジストパターンを阻害層３０１上に形成した。Ｓｉ基板３００を５質量％のＨＦ水溶液に浸漬し、レジストの開口に露出された酸化シリコンをエッチングにより除去し、Ｓｉ基板３００の表面を露出させた。その後、アセトンによりフォトレジストを溶解除去することにより、開口３０２を形成した。阻害層３０１の側壁のテーパー角は１５°であった。
【００６８】
続いて、Ｓ４０４において、開口３０２において露出されたＳｉ基板３００の表面に、犠牲層の一例であるＧｅ犠牲層３０３を熱ＣＶＤ法により堆積した。原料ガスには、ＧｅＨ４を用いた。この工程において、酸化シリコンからなる阻害層３０１の表面にＧｅは堆積することなく、開口３０２において露出したＳｉ基板３００の表面上にのみＧｅがエピタキシャル成長した。Ｇｅ犠牲層３０３の厚みは、５００ｎｍとした。さらに、窒素雰囲気下において８００℃でＳｉ基板３００を１０分間アニールした。５分間隔で、このアニール処理を５回繰り返した。
【００６９】
Ｓ４０５において、Ｇｅ犠牲層３０３上に、III−Ｖ族化合物半導体結晶からなる化合物半導体結晶３０４をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。原料ガスとしては、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、シラン、ジエチルジンク、およびアルシンを用いた。基板温度は、６８０℃とした。成長炉内圧力は、１２ＫＰaとした。
【００７０】
化合物半導体結晶３０４は、Ｇｅ犠牲層３０３側から、ｎ−ＧａＡｓ（Ｓｉ；２×１０１９ｃｍ３、１００ｎｍ）／ｎ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ（Ｓｉ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）／ｎ−ｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓ（Ｓｉ；２×１０１７ｃｍ３、７０ｎｍ）／ｐ−Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓ（Ｚｎ；２×１０１７ｃｍ３、９０ｎｍ）／ｐ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ（Ｚｎ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）／ｐ−ＧａＡｓ（Ｚｎ；１×１０１９ｃｍ３、３０ｎｍ）の積層構造を有していた。ここで、（  ）内は、ドーピング材とその濃度および厚みを表す。たとえば、（Ｓｉ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）は、当該層が、２×１０１８ｃｍ３の濃度にシリコンがドーピングされ、厚みが３００ｎｍの層であることを示す。
【００７１】
Ｓ４０５において、化合物半導体結晶３０４は、阻害層３０１の面に堆積することなく、開口３０２内部のＧｅ犠牲層３０３の面上にだけ選択的にエピタキシャル成長した。また、化合物半導体結晶３０４は、Ｇｅ犠牲層３０３の上面に成長し、Ｇｅ犠牲層３０３の側面には成長しなかった。これにより、Ｇｅ犠牲層３０３は、側面の一部が露出した形態に保たれた。こうして、化合物半導体結晶３０４を有する半導体基板４０００を製造することができた。
【００７２】
次に、図４Ｂに示すＳ４０６において、半導体基板４０００にレジストを塗布し、リソグラフィーにより化合物半導体結晶３０４上に、カソード形状と同一形状の開口を形成した。次に、半導体基板４０００を４質量％燐酸水溶液に浸漬し、化合物半導体結晶をｎ−ＧａＡｓに到達する深さにエッチングした。次いでＡｕ−Ｇｅ合金を蒸着により積層した。半導体基板４０００をアセトンに浸漬し、レジストを除去してカソード３０５を形成した。
【００７３】
同様に、半導体基板４０００にレジストを塗布し、リソグラフィーにより化合物半導体結晶３０４上にアノード形状と同一の開口を形成した。次いでＡｕ−Ｚｎ合金を蒸着により積層した。半導体基板４０００をアセトンに浸漬し、レジストを除去してアノード３０６を形成した。さらに、半導体基板４０００を窒素雰囲気中にて３８０℃で５分間アニールし、アノード３０６およびカソード３０５をオーミック接触とした。
【００７４】
Ｓ４０７において、半導体基板４０００にレジストを塗布し、リソグラフィーにより化合物半導体結晶３０４上に開口を形成した。次いで、蒸着によりＡｕを５００ｎｍ積層した。半導体基板４０００をアセトンに浸漬し、レジストを除去してコンタクト電極であるパド３０７を形成した。Ｓ４０８において、ワイヤーボンディング法によりパド３０７上に、支持体として２５０μｍの径を有するアルミニウムワイヤー３０８をスタッド状に接合した。
【００７５】
続いて、図４Ｃに示すＳ４０９において、過酸化水素水と水酸化ナトリウム水溶液との混液（１０質量％過酸化水素、０．２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液）を７０℃に加熱し、その加熱された溶液に半導体基板４０００を２分間浸漬した。Ｇｅ犠牲層３０３がエッチングされ、ＬＥＤ機能結晶３０９がＳｉ基板３００から剥離された。
【００７６】
Ｓ４１０において、Ｓｉ基板である貼り付けベース基板３１０を準備し、基板表面上にリソグラフィーによりフォトレジストのマスクを形成した。次に、ＡｕをＥＢ蒸着により１００ｎｍ蒸着した。アセトンを用いて、レジストを除去して金のパターニングを行った。金のサイズは、一辺が３００μｍの正方形とした。これにより貼り付けベース金属３１１が形成された。
【００７７】
続いて、ＬＥＤ機能結晶３０９を貼り付けベース金属３１１に貼り付けることによりＬＥＤデバイス３１２を作製した。貼り付けは、光学顕微鏡の視野内でファンデルワールス接着により行った。ＬＥＤ機能結晶３０９は、ワイヤーボンディングにより接着したＡｌのスタッドをピンセットでつまむことによりハンドリングした。
（実験例２）
【００７８】
犠牲層形成後のアニール処理を行わなかったこと以外は、実験例１と同様にして、ＬＥＤデバイス３１２を作製した。作製したＬＥＤデバイス３１２の光量評価を次のように行った。ＬＥＤデバイス３１２を搭載したＬＥＤ基板の基板面から垂直方向の１０ｃｍの距離に、光パワーメータをセットした。続いて、ＬＥＤデバイス３１２のアノード−カソード間に２５０ｍＡの電流を注入して、光パワーメータで光量を測定した。
【００７９】
実験例１のＬＥＤデバイス３１２の電流注入時の光量の評価結果は、９．２μＷであった。実験例２のＬＥＤデバイス３１２の電流注入時の光量の評価結果は、４．９μＷであった。Ｇｅ犠牲層３０３を形成した後にアニールした実験例１のデバイスは、アニールしない実験例２のデバイスに比べて光量が約９０％高かった。
【００８０】
（実験例３）
図５Ａは、半導体基板５０００を製造する方法を示す。図５Ｂおよび図５Ｃは、半導体基板５０００を用いてＬＥＤデバイス５１５を製造する方法を示す。具体的には、ＧａＡｓ基板５００上にＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層５０１を成長させ、次にＡｌＡｓからなる犠牲層５０２を成長させ、さらに化合物半導体結晶５０３を成長させた半導体基板５０００を用いてＬＥＤデバイス５１５を製造する。
【００８１】
Ｓ５０１において、オフ角２°の（００１）結晶面を有するＧａＡｓ基板５００を準備した。ＧａＡｓ基板５００上にアンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ（１００ｎｍ）からなるエッチングストップ層５０１、アンドープＡｌＡｓ（２０ｎｍ）からなる犠牲層５０２、化合物半導体結晶５０３を連続してＭＯＣＶＤ法で成長させた。
【００８２】
化合物半導体結晶５０３は基板側から順番に、ｎ−ＧａＡｓ（Ｓｉ；２×１０１９ｃｍ３、１００ｎｍ）／ｎ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ（Ｓｉ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）／ｎ−ｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓ（Ｓｉ；２×１０１７ｃｍ３、７０ｎｍ）／ｐ−Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓ（Ｚｎ；２×１０１７ｃｍ３、９０ｎｍ）／ｐ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ（Ｚｎ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）／ｐ−ＧａＡｓ（Ｚｎ；１×１０１９ｃｍ３、３０ｎｍ）の積層構造を有する。この積層構造は、実験例１および実験例２における化合物半導体結晶３０４と同じ構造である。ここで、（  ）内は、ドーピング材とその濃度および厚みを表す。たとえば、（Ｓｉ；２×１０１８ｃｍ３、３００ｎｍ）は、当該層が、２×１０１８ｃｍ３の濃度にシリコンがドーピングされ、厚みが３００ｎｍの層であることを示す。
【００８３】
Ｓ５０２において、化合物半導体結晶５０３上にレジスト５０５を塗布し、リソグラフィーにより、２００μｍ角の正方形を取り囲むように５μｍ幅のレジスト開口５０４をレジスト５０５に形成した。Ｓ５０３において、燐酸（５質量％）を含む２質量％過酸化水素水溶液に、レジスト開口５０４を形成した基板を３０分間浸漬し、エッチングストップ層５０１の表面を露出させた。その後、レジスト５０５をアセトンで溶解した。露出した化合物半導体結晶５０３に実験例１と同様の手法で、カソード５０６、アノード５０７およびパド５０８を形成して半導体基板５０００を製造した。
【００８４】
続いて、図５Ｂに示すＳ５０４において、ワイヤーボンディング法により、支持体として２５０μｍの径を有するアルミニウムワイヤー５０９を、パド５０８上にスタッド状に接合した。Ｓ５０５において、当該基板にレジスト５１０を塗布した後に、リソグラフィーにより、レジスト５１０がカソード５０６、アノード５０７、パド５０８およびアルミニウムワイヤー５０９を覆い、かつエッチングストップ層を露出するように開口５１１を形成した。
【００８５】
図５Ｃに示すＳ５０６において、開口５１１を形成した基板を１０質量％フッ酸水溶液に５分間浸漬することにより、犠牲層５０２を溶解し、化合物半導体結晶５０３を剥離した。このようにして、ＬＥＤ機能結晶５１２を基板から剥離した。
【００８６】
Ｓ５０７において、作製されたＬＥＤ機能結晶５１２を実験例１および実験例２と同様に、貼り付けベース基板５１３上に形成された貼り付けベース金属５１４に貼り付けることによりＬＥＤデバイス５１５を作製し、その光量を評価した。実験例３のＬＥＤデバイス５１５の電流注入時の光量の評価結果は、４．１μＷであった。ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層５０１とＡｌＡｓからなる犠牲層５０２を用いる従来法によると、化合物半導体結晶５０３における結晶欠陥が多くなるので、光量が低くなったと考えられる。
【００８７】
以上のとおり、低コストのＳｉ基板をベース基板として用いて、ベース基板から剥離した化合物半導体結晶を製造することができた。さらに、化合物半導体結晶を他の基板に貼り付けることにより、ＬＥＤデバイスを製造することができた。本発明により得られたＬＥＤデバイスは、従来の方法で得られたＬＥＤデバイスよりも高い光量を示した。本発明によると、表面がＳｉである基板の上に、欠陥が少ないＧａＡｓ層を直接形成することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００  ベース基板、１０１  阻害層、１０２  開口、１０３  犠牲層、１０４  化合物半導体結晶、１０５  支持体、１０６  貼り付けベース基板、２０６  貼り付けベース基板、２１０  ＬＥＤ機能結晶、２１２  ＧａＮ結晶、２１４  アノード電極、２１６  カソード電極、２２０  電界効果トランジスタ機能結晶、２２２  ＧａＡｓ結晶、２２４  ゲート絶縁膜、２２６  ゲート電極、２２８  ソース電極、２３０  ドレイン電極、２４０  金属配線、３００  Ｓｉ基板、３０１  阻害層、３０２  開口、３０３  Ｇｅ犠牲層、３０４  化合物半導体結晶、３０５  カソード、３０６  アノード、３０７  パド、３０８  アルミニウムワイヤー、３０９  ＬＥＤ機能結晶、３１０  貼り付けベース基板、３１１  貼り付けベース金属、３１２  ＬＥＤデバイス、５００  ＧａＡｓ基板、５０１  エッチングストップ層、５０２  犠牲層、５０３  化合物半導体結晶、５０４  レジスト開口、５０５  レジスト、５０６  カソード、５０７  アノード、５０８  パド、５０９  アルミニウムワイヤー、５１０  レジスト、５１１  開口、５１２  ＬＥＤ機能結晶、５１３  貼り付けベース基板、５１４  貼り付けベース金属、５１５  ＬＥＤデバイス、１０００  半導体基板、２０００  ＬＥＤデバイス、４０００  半導体基板、５０００  半導体基板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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