(57)【要約】【課題】反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造するために好適な複合基板およびそれを用いた半導体ウエハの製造方法を提供する。【解決手段】複合基板１は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板１１と、支持基板１１の主面１１ｍ側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜１３と、を含み、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板１１の主面１１ｍに平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、前記支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、
前記半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、前記支持基板の主面に平行な前記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい複合基板。
【請求項２】
前記支持基板は、結晶相として３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含む請求項１に記載の複合基板。
【請求項３】
１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、前記支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、前記半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、前記支持基板の主面に平行な前記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい複合基板を準備する工程と、
前記複合基板の前記半導体膜上に少なくとも１層の半導体層を成長させて半導体層付複合基板を形成する工程と、
前記半導体層付複合基板から前記支持基板を除去して半導体ウエハを形成する工程と、を含む半導体ウエハの製造方法。
【請求項４】
前記複合基板の前記支持基板は、結晶相として３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含む請求項３に記載の半導体ウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造するために好適な複合基板およびそれを用いた半導体ウエハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮウエハなどのＩＩＩ族窒化物の半導体ウエハは、発光デバイス、電子デバイスなどの半導体デバイスの基板および半導体層として好適に用いられる。かかる半導体ウエハを製造するための下地基板としては、その下地基板と半導体ウエハとの間で、格子定数および熱膨張係数を一致させるまたは一致に近づける観点から、半導体ウエハと化学組成が同じまたは近似しているものが優れている。ところが、半導体ウエハがＧａＮウエハなどの場合は、下地基板として最も優れるＧａＮ基板は非常に高価であり、また、主面の直径が２インチを超える大口径のＧａＮ基板の入手は困難である。
【０００３】
このため、ＧａＮウエハを形成するための下地基板として、一般に、サファイア基板が用いられている。しかしながら、サファイア結晶とＧａＮ結晶とでは、それらの格子定数および熱膨張係数が大きく異なる。
【０００４】
このため、サファイア結晶とＧａＮ結晶との間の格子定数の不整合を緩和して結晶性が良好なＧａＮウエハを形成するために、たとえば、特開平０４−２９７０２３号公報（特許文献１）は、サファイア基板にＧａＮ結晶を成長させる際に、サファイア基板上にＧａＮバッファ層を形成し、そのＧａＮバッファ層上にＧａＮ結晶層を成長させることを開示する。
【０００５】
また、ＧａＮ結晶の熱膨張係数に近い熱膨張係数の支持基板とＧａＮ単結晶膜との複合基板を用いて結晶性が高く反りの小さいＧａＮ系膜を得るために、たとえば、特開２０１２−１２１７８８号公報（特許文献２）は、主面内の熱膨張係数がＧａＮ結晶の熱膨張係数に比べて０．８倍より大きく１．２倍より小さい酸化物焼結体支持基板と、支持基板の主面側に配置されているＧａＮ単結晶膜とを含む複合基板のＧａＮ単結晶膜上に、ＧａＮ系膜を成長させることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２９７０２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２１７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特開平０４−２９７０２３号公報（特許文献１）においては、サファイア結晶の熱膨張係数がＧａＮ結晶の熱膨張係数に比べて非常に大きいため、主面の直径が大きくなるほど、反りの小さいＧａＮ膜を得ることは困難である。
【０００８】
一方、上記の特開２０１２−１２１７８８号公報（特許文献２）においては、用いられる複合基板の酸化物焼結体支持基板の主面内の熱膨張係数がＧａＮ結晶の熱膨張係数に比べて０．８倍より大きく１．２倍より小さいため、特開平０４−２９７０２３号公報（特許文献１）の場合に比べて、反りの小さいＧａＮ系膜の形成が可能となったが、さらに反りの小さいＧａＮ系膜の形成が求められている。
【０００９】
そこで、上記の課題を解決して、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造するために好適な複合基板およびそれを用いた半導体ウエハ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】
【００１０】
本発明のある態様にかかる複合基板は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板の主面に平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい。
【００１１】
本発明の別の態様にかかる半導体ウエハの製造方法は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板の主面に平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい複合基板を準備する工程と、複合基板の半導体膜上に少なくとも１層の半導体層を成長させて半導体層付複合基板を形成する工程と、半導体層付複合基板から支持基板を除去して半導体ウエハを形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
上記によれば、上記の課題を解決して、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造するために好適な複合基板およびそれを用いた半導体ウエハの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のある態様にかかる複合基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の別の態様にかかる半導体ウエハの製造方法において、複合基板を準備する工程の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の別の態様にかかる半導体ウエハの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜本発明の実施形態の説明＞
本発明のある実施形態である複合基板は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板の主面に平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい。
【００１５】
本実施形態の複合基板は、支持基板の熱伝導率が大きくかつ半導体膜と支持基板との平均熱膨張係数の差が小さいため、反りが小さく、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造することができる。
【００１６】
本実施形態の複合基板において、支持基板は、結晶相として３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含むことができる。これにより、複合基板の支持基板の熱伝導率が大きくなりかつ半導体膜と支持基板との平均熱膨張係数の差が小さくなるため、複合基板の反りが小さくなる。
【００１７】
本発明の別の実施形態である半導体ウエハの製造方法は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板と、支持基板の主面側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜と、を含み、半導体膜の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板の主面に平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい複合基板を準備する工程と、複合基板の半導体膜上に少なくとも１層の半導体層を成長させて半導体層付複合基板を形成する工程と、半導体層付複合基板から支持基板を除去して半導体ウエハを形成する工程と、を含む。
【００１８】
本実施形態の半導体ウエハの製造方法は、上記の反りの小さい複合基板を用いることにより、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造することができる。
【００１９】
本実施形態の半導体ウエハの製造方法において、複合基板の支持基板は、結晶相として３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含むことができる。これにより、反りの小さい複合基板を用いて、反りの小さい高品質の半導体ウエハを製造することができる。
【００２０】
＜本発明の実施形態の詳細＞
［実施形態１：複合基板］
図１を参照して、本実施形態の複合基板１は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板１１と、支持基板１１の主面１１ｍ側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜１３と、を含み、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αFに対する、支持基板１１の主面１１ｍに平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αSの比（以下、αS／αF比ともいう。）が、０．９より大きく１．１より小さい。
【００２１】
本実施形態の複合基板１は、支持基板１１の熱伝導率が大きくかつ半導体膜１３と支持基板１１との平均熱膨張係数の差が小さいため、反りが小さく、反りの小さい高品質の半導体ウエハを効率よく製造することができる。
【００２２】
なお、熱伝導率λは、熱流速Ｊ、温度Ｔ、温度勾配ｇｒａｄＴを用いて、フーリエの法則からλ＝−Ｊ／（ｇｒａｄＴ）と定義される。このため、本明細書において、熱伝導率の単位を、摂氏温度℃を用いてＷｍ-1℃-1と表記しているが、摂氏温度℃と温度勾配が同じ絶対温度Ｋを用いてＷｍ-1Ｋ-1と表記される。すなわち、Ｗｍ-1℃-1とＷｍ-1Ｋ-1とは同じ数値となる同じ単位である。
【００２３】
（支持基板）
複合基板１の支持基板１１は、複合基板１を室温（たとえば２５℃）から１０００℃程度の高温まで昇温する際の支持基板１１と半導体膜１３との間の温度差を低減して複合基板の反りを低減する観点から、１０５０℃における熱伝導率が、３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である。支持基板１１の熱伝導率は、複合基板１の反りを低減する観点から、高い方が好ましく、５Ｗｍ-1℃-1以上が好ましく、１０Ｗｍ-1℃-1以上がより好ましい。
【００２４】
支持基板１１は、特に制限はないが、平均熱膨張係数の調整がしやすい観点から、酸化物または複合酸化物の焼結体であることが好ましい。また、半導体膜がＧａＮ膜などのＩＩＩ族窒化物半導体膜の場合は、ムライト（Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13）、ムライト−アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ムライト−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、アルミナ−シリカ（ＳｉＯ2）などの複合酸化物の焼結体が好ましい。支持基板１１がムライト−アルミナなどの複合酸化物の焼結体である場合は、支持基板１１の熱伝導率を２０Ｗｍ-1℃-1より大きくすることが難しい。
【００２５】
支持基板１１は、その熱伝導率を３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下、かつ、
そのαS／αF比を０．９より大きく１．１より小さく調整しやすい観点から、結晶相として、３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含むことが好ましく、５０質量％以上７５質量％以下のムライト相および２５質量％以上５０質量％以下のアルミナ相を含むことがより好ましい。
【００２６】
（半導体膜）
複合基板１の半導体膜１３は、その上に少なくとも１層の半導体層を成長させることができるものであれば特に制限はないが、高品質の半導体層を成長させる観点から、成長させる半導体層と化学組成が近似することが好ましく、同一であることがより好ましい。ここで、化学組成が同一とは、構成元素およびその比率が同一であることをいいう。化学組成が近似とは、構成元素が同一であるがその比率が違うこと、または構成元素が異なるが化学的性質が同じ（たとえば、互いに異なる構成元素が周期律表における同族）であることをいう。たとえば、半導体層としてＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる場合は、半導体膜１３はＩＩＩ族窒化物半導体膜であることが好ましい。
【００２７】
半導体膜１３の厚さは、その上に高品質の半導体層を成長させる観点から、１０μｍ以上であり、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。また、半導体膜１３の厚さは、複合基板１のコストを低減する観点から、２５０μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。
【００２８】
（支持基板の平均熱膨張係数と半導体膜の平均熱膨張係数との関係）
複合基板１は、複合基板１を室温（たとえば２５℃）から１０００℃程度の高温まで昇温する際の複合基板の反りを低減する観点から、半導体膜１３の主面に平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αFに対する、支持基板１１の主面に平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αSの比（αS／αF比）が、０．９より大きく１．１より小さい。かかる観点から、αS／αF比は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上８Ｗｍ-1℃-1未満のとき０．９３より大きく０．９９より小さいことが好ましく、１０５０℃における熱伝導率が８Ｗｍ-1℃-1以上１３Ｗｍ-1℃-1未満のとき０．９６より大きく１．０１より小さいことが好ましく、１０５０℃における熱伝導率が１３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下のとき０．９８より大きく１．０２より小さいことが好ましい。
【００２９】
ここで、支持基板１１と半導体膜１３とを対比させるための平均熱膨張係数を２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数と定義したのは、半導体膜１３がＩＩＩ族窒化物半導体膜のＧａＮ膜である場合に、８００℃を超える温度ではＧａＮの分解が始まり熱膨張係数の測定が困難となるからである。また、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向は、主面１３ｍに平行なある方向（任意に特定される一方向）をいい、半導体膜１３の主面１３ｍと支持基板１１の主面１１ｍとは平行であるため、支持基板１１の主面１１ｍに平行な上記一方向は、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向と同じ方向となる。
【００３０】
半導体膜１３が六方晶系のウルツ鉱型結晶構造を有するＩＩＩ族窒化物結晶で形成され、その主面が（０００１）面である場合、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向として、ＩＩＩ族窒化物結晶のａ軸方向が対応する。
【００３１】
また、支持基板１１が酸化物または複合酸化物の焼結体である場合、熱膨張係数の方向特異性がなく、支持基板１１の主面１１ｍに平行な一方向の熱膨張整数は、主面１１ｍに平行か否かを問わず他のいずれの方向の熱膨張係数と同じである。
【００３２】
（接合膜）
本実施形態の複合基板１は、支持基板１１と半導体膜１３との接合強度を高める観点から、支持基板１１と半導体膜１３との間に配置されている接合膜１２を含むことが好ましい。接合膜１２は、特に制限はないが、支持基板１１と半導体膜１３との接合強度を高める効果が高い観点から、ＳｉＯ2膜、ＴｉＯ2膜などが好ましい。
【００３３】
［実施形態２：半導体ウエハの製造方法］
図２および図３を参照して、本実施形態の半導体ウエハ３の製造方法は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板１１と、支持基板１１の主面１１ｍ側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜１３と、を含み、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数に対する、支持基板１１の主面１１ｍに平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数の比が、０．９より大きく１．１より小さい複合基板１を準備する工程（図２、図３（Ａ））と、複合基板１の半導体膜１３上に少なくとも１層の半導体層２０を成長させて半導体層付複合基板２を形成する工程（図３（Ｂ））と、半導体層付複合基板２から支持基板１１を除去して半導体ウエハ３を形成する工程（図３（Ｃ））と、を含む。
【００３４】
本実施形態の半導体ウエハ３の製造方法は、実施形態１の反りの小さい複合基板１を用いることにより、反りの小さい高品質の半導体ウエハ３を効率よく製造することができる。
【００３５】
（複合基板を準備する工程）
図３（Ａ）を参照して、複合基板１を準備する工程において、複合基板１の支持基板１１の主面１１ｍ側に半導体膜１３を配置する方法には、特に制限はなく、支持基板１１の主面１１ｍ上に半導体膜１３を成長させる方法（第１の方法）、支持基板１１の主面１１ｍに、下地基板（図示せず）の主面上に成膜させた半導体膜１３を貼り合わせた後下地基板を除去する方法（第２の方法）、支持基板１１の主面１１ｍに半導体膜ドナー基板（図示せず）を貼り合わせた後その半導体膜ドナー基板を貼り合わせ面から所定の深さの面で切断することにより支持基板１１の主面１１ｍ上に半導体膜１３を形成する方法（第３の方法）などが挙げられる。支持基板１１が酸化物の焼結体で形成されている場合には、上記の第１の方法が困難であるため、上記の第２および第３のいずれかの方法が好ましく用いられる。上記の第２の方法において、支持基板１１に半導体膜１３を貼り合わせる方法には、特に制限はなく、支持基板１１の主面１１ｍに直接半導体膜１３を貼り合わせる方法、支持基板１１の主面１１ｍに接合膜１２を介在させて半導体膜１３を貼り合わせる方法などが挙げられる。上記の第３の方法において、支持基板１１に半導体膜ドナー基板を貼り合わせる方法には、特に制限はなく、支持基板１１の主面１１ｍに直接半導体膜ドナー基板を貼り合わせる方法、支持基板１１の主面１１ｍに接合膜１２を介在させて半導体膜ドナー基板を貼り合わせる方法などが挙げられる。
【００３６】
複合基板１を準備する工程は、特に制限はないが、効率的に品質の高い複合基板１を準備する観点から、たとえば、図２を参照して、上記の第３の方法においては、支持基板１１を準備するサブ工程（図２（Ａ））と、半導体膜ドナー基板１３Ｄを準備するサブ工程（図２（Ｂ））と、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとを貼り合わせるサブ工程（図２（Ｃ））と、半導体膜ドナー基板１３Ｄの貼り合わせ主面１３ｎから内部に所定の距離に位置する面で半導体膜ドナー基板１３Ｄを切断するサブ工程（図２（Ｄ））と、含むことができる。
【００３７】
図２（Ａ）に示す複合基板１は、１０５０℃における熱伝導率が３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下である支持基板１１と、支持基板１１の主面１１ｍ側に配置されている厚さ１０μｍ以上の半導体膜１３と、を含み、半導体膜１３の主面１３ｍに平行な一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αFに対する、支持基板１１の主面１１ｍに平行な上記一方向における２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αSの比（αS／αF比）が、０．９より大きく１．１より小さい基板である。かかる支持基板１１を用いることにより、室温（たとえば２５℃）から１０００℃程度の高温まで昇温する際にも反りの小さな複合基板１が得られる。
【００３８】
支持基板１１は、その熱伝導率を３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下、かつ、
そのαS／αF比を０．９より大きく１．１より小さく調整しやすい観点から、結晶相として、３５質量％以上９０質量％以下のムライト相および１０質量％以上６５質量％以下のアルミナ相を含むことが好ましく、５０質量％以上７５質量％以下のムライト相および２５質量％以上５０質量％以下のアルミナ相を含むことがより好ましい。
【００３９】
支持基板１１は、その熱伝導率を３Ｗｍ-1℃-1以上２０Ｗｍ-1℃-1以下、かつ、
そのαS／αF比を０．９より大きく１．１より小さく調整しやすい観点から、アルミナ粉末およびシリカ粉末を用いて、１次および２次の２段階で焼結することにより調製することが好ましい。ここで、１次焼結の条件は、大気中１６５０℃以上１７５０℃以下の温度で２０時間以上５０時間以下が好ましい。２次焼結の条件は、１次焼結の条件に比べて温度および圧力の少なくとも１つを高くすることが好ましく、不活性ガス（たとえば、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリウムガス、窒素ガスなど）雰囲気中１７００℃以上１８００℃以下の温度かつ１気圧以上２０００気圧以下の圧力で２時間以上５時間以下が好ましい。
【００４０】
図２（Ｂ）に示す半導体膜ドナー基板１３Ｄとは、複合基板１を形成するために支持基板１１に半導体膜１３を提供する基板をいう。図２（Ｂ）を参照して、半導体膜ドナー基板１３Ｄを準備する工程において、半導体膜ドナー基板１３Ｄを製造する方法は、特に制限なく、半導体膜ドナー基板１３ＤがＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜ドナー基板（たとえばＩＩＩ族窒化物半導体膜ドナー基板）のときはＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）法、ＭＢＥ（分子線成長）法、昇華法、フラックス法、高窒素圧溶液法などにより好適に行なうことができ、半導体膜ドナー基板１３ＤがＩＶ族元素半導体膜ドナー基板またはＩＶ族化合物半導体膜ドナー基板のときはＬＰＥ(液相成長)法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、昇華法などにより好適に行なうことができる。
【００４１】
図２（Ｃ）を参照して、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとを貼り合わせるサブ工程において、支持基板１１の主面１１ｍ上に接合膜１２ａに形成し（図２（Ｃ１））、半導体膜ドナー基板１３Ｄの主面１３ｎ上に接合膜１２ｂを形成した（図２（Ｃ２））後、支持基板１１上に形成された接合膜１２ａの主面１２ａｍと半導体膜ドナー基板１３Ｄ上に形成された接合膜１２ｂの主面１２ｂｎとを貼り合わせることにより、接合膜１２ａと接合膜１２ｂとが接合して形成された接合膜１２を介在させて支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとが貼り合わされる（図２（Ｃ３））。しかし、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとが互いに接合可能なものであれば、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとを、接合膜１２を介在させることなく直接貼り合わせることができる。
【００４２】
ここで、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとを貼り合わせる具体的な手法としては、特に制限はないが、貼り合わせ後高温でも接合強度を保持できる観点から、貼り合わせ面を洗浄しそのまま貼り合わせた後６００℃〜１２００℃程度に昇温して接合する直接接合法、貼り合わせ面を洗浄しプラズマやイオンなどで活性化させた後に室温（たとえば２５℃）〜４００℃程度の低温で接合する表面活性化法などが好ましく用いられる。
【００４３】
こうして支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとが貼り合わされた接合基板１Ｌが得られる。
【００４４】
図２（Ｄ）を参照して、半導体膜ドナー基板１３Ｄを切断するサブ工程においては、接合基板１Ｌの半導体膜ドナー基板１３Ｄの貼り合わせ主面１３ｎから内部に所定の距離に位置する面で半導体膜ドナー基板１３Ｄを切断することにより、複合基板１が形成される。
【００４５】
さらに、複合基板１を準備する工程においては、複合基板１の半導体膜１３の厚さ分布を低減するとともに半導体膜１３の切断によるダメージ層を除去して結晶品質を高く維持し、主面を平滑化する観点から、切断により得られた複合基板１の半導体膜１３の主面１３ｍを研磨することが好ましい。
【００４６】
また、図２（Ｄ）および（Ｂ）を参照して、残りの半導体膜ドナー基板１３Ｄｒは、その主面を研磨することにより、繰り返し用いることができる。
【００４７】
（半導体層付複合基板の形成工程）
図３（Ｂ）を参照して、半導体層付複合基板２を得る工程は、複合基板１の半導体膜１３上に、少なくとも１層の半導体層２０を成長させることにより行なわれる。少なくとも１層の半導体層２０を成長させる方法は、特に制限はなく、半導体層２０がＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層（たとえばＩＩＩ族窒化物半導体層）のときはＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）法、ＭＢＥ（分子線成長）法、昇華法、フラックス法、高窒素圧溶液法、ＰＬＥ（位相制御成長）法などにより好適に行なうことができ、半導体層２０がＩＶ族元素半導体層のときはＣＶＤ（化学気相堆積）法、ＭＢＥ法、溶液成長法などにより好適に行なうことができ、半導体層２０がＩＶ族化合物半導体層のときはＣＶＤ法、ＭＢＥ法、昇華法、ＬＰＥ（液相成長）法などにより好適に行なうことができる。
【００４８】
複合基板１の半導体膜１３上に成長させる少なくとも１層の半導体層２０は、品質のよい半導体層２０を成長させる観点から、半導体層２０は、半導体膜１３に比べて、化学組成が近似することが好ましく、同一であることがより好ましい。ここで、化学組成が同一とは、構成元素およびその比率が同一であることをいいう。化学組成が近似とは、構成元素が同一であるがその比率が違うこと、または構成元素が異なるが化学的性質が同じ（たとえば、互いに異なる構成元素が周期律表における同族）であることをいう。
【００４９】
また、成長させる半導体層２０の結晶品質を高める観点から、複合基板１の半導体膜１３の主面１３ｍ上に少なくとも半導体層２０を成長させる工程は、半導体膜１３の主面１３ｍ上に半導体バッファ層２１を成長させるサブ工程と、半導体バッファ層２１の主面２１ｍ上に半導体結晶層２３を成長させるサブ工程と、を含むことが好ましい。ここで、半導体バッファ層２１とは、半導体結晶層２３に比べて低い温度で成長される結晶性が低い層または非結晶（アモルファス）の層をいう。
【００５０】
このようにして、複合基板１の半導体膜１３上に少なくとも１層の半導体層２０が配置された半導体層付複合基板２が得られる。
【００５１】
（半導体ウエハを得る工程）
図３（Ｃ）を参照して、半導体層２０を含む半導体ウエハ３を得る工程は、半導体層付複合基板２から支持基板１１を除去することにより行なわれる。支持基板１１を除去する方法は、特に制限はないが、支持基板１１を効率的に除去する観点から、支持基板１１を研削または研磨により除去する方法、支持基板１１をエッチングにより溶解させて除去する方法などが好ましい。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
１．複合基板の半導体膜を形成するＧａＮ結晶の熱膨張係数の測定
複合基板の半導体膜を形成するＧａＮ結晶の熱膨張係数を測定するために、基板ＨＶＰＥ法により成長させた、転位密度が１×１０6ｃｍ-2、シリコン（Ｓｉ）濃度が１×１０18ｃｍ-2、酸素（Ｏ）濃度が１×１０17ｃｍ-2、炭素（Ｃ）濃度が１×１０16ｃｍ-2のＧａＮ単結晶から、サイズが２×２×２０ｍｍ（長手方向がａ軸、長手方向に平行な面がｃ面およびｍ面のいずれかで構成され、面方位の精度は±０．１°以内）の評価用サンプルを切り出した。
【００５３】
上記の評価用サンプルについて、室温（２５℃）から８００℃まで昇温したときの平均熱膨張係数を、ブルカー・エイエックスエス社製ＴＤ５０００ＳＡを用いて示差膨張方式により窒素ガス流通雰囲気下で評価サンプルの熱膨張係数を測定した。かかる測定により得られたＧａＮ結晶のａ軸方向の２５℃から８００℃までにおける平均熱膨張係数αFは、５．８４×１０-6℃-1であった。ここで、複合基板の半導体膜が（０００１）面を主面とするＧａＮ膜の場合、半導体膜の主面に平行な一方向としてＧａＮ結晶のａ軸方向が対応する。
【００５４】
２．複合基板の準備工程
（１）支持基板を準備するサブ工程
図２（Ａ）を参照して、支持基板１１の材料として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粉末とシリカ（ＳｉＯ2）粉末とを、以下の質量比で混合した１０種類の原料１Ａ〜１Ｊを、１次焼結として大気雰囲気中１７００℃かつ１気圧で２０時間焼結させた後、２次焼結としてアルゴンガス雰囲気中１７８０℃かつ１気圧で３時間焼結させることにより、１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊを準備した。ここで、Ａｌ2Ｏ3粉末とＳｉＯ2粉末との質量比Ａｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2は、原料１Ａが７１：２９、原料１Ｂが７３：２７、原料１Ｃが７７：２３、原料１Ｄが７９：２１、原料１Ｅが８１：１９、原料１Ｆが８３：１７、原料１Ｇが８５：１５、原料１Ｈが８７：１３、原料１Ｉが８９：１１、原料１Ｊが９１：９であった。結果を表１にまとめた。
【００５５】
準備した１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊの結晶相および組成比（質量％）は、Ｘ線回折により求めた。焼結体１Ａ〜１Ｊのいずれについても結晶相としてムライト（Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13）相およびアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）相が存在していた。
【００５６】
また、上記１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊの相対密度（理論密度に対する焼結体の見かけ密度の百分率）は、水中置換（アルキメデス）法により島津製作所社製電子分析天秤ＡＥＬ−２００を用いて測定した焼結体の見かけ密度ρ（ｋｇ・ｍ-3）を理論密度（ｋｇ・ｍ-3）で除したものに１００を乗ずることにより算出した。
【００５７】
また、上記１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊの２５℃から８００℃までの平均熱膨張係数αSは、以下のようにして測定した。焼結体１Ａ〜１Ｊのそれぞれからサイズが２×２×２０ｍｍ（長手方向は焼結体から切り出される支持基板の主面に実質的に平行な方向）の測定用サンプルを切り出した。ここで、焼結体１Ａ〜１Ｊは方向特異性がないため、切り出し方向は任意とした。それらの測定用サンプルについて、上記と同様にして、室温（２５℃）から８００℃まで昇温した時の平均熱膨張係数αSを測定した。
【００５８】
また、上記１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊの熱伝導率λは、以下のようにして求めた。焼結体１Ａ〜１Ｊのそれぞれの見かけ密度ρ（ｋｇ・ｍ-3）を、水中置換（アルキメデス）法により島津製作所社製電子分析天秤ＡＥＬ−２００を用いて測定した。焼結体１Ａ〜１Ｊのそれぞれの比熱Ｃｐ（Ｊ・ｋｇ-1・℃-1）を、ＤＳＣ（示差走査熱量）法によりＮＥＴＺＡＣＨ社製同時熱分析装置（ＴＧ−ＤＳＣ）ＳＴＡ４４９を用いて測定した。焼結体１Ａ〜１Ｊのそれぞれの熱拡散率ａ（ｍ2・ｓ-1）を、アルバック理工社製測定装置ＴＣ−７０００を用いてフラッシュ法により測定した。上記により測定された見かけ密度ρ（ｋｇ・ｍ-3）、比熱Ｃｐ（Ｊ・ｋｇ-1・℃-1）および熱拡散率ａ（ｍ2・ｓ-1）を用いて、λ＝ａ・ρ・Ｃｐにより熱伝導率λ（Ｗ・ｍ-1・℃-1）を算出した。
【００５９】
焼結体１Ａは、結晶相であるムライト相とアルミナ相との質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が９５：５であり、相対密度が９２．６％であり、２５℃から８００℃までにおける平均熱膨張係数αS（以下、単に平均熱膨張係数αSという）が５．２×１０-6℃-1であり、半導体膜の主面に平行な一方向となるＧａＮ単結晶のａ軸方向の平均熱膨張係数αFに対する焼結体の熱膨張係数αSの比（以下、αS／αF比という）が０．８９０であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｂは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が８８：１２であり、相対密度９２．８％であり、平均熱膨張係数αSが５．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９０８であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｃは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７９：２１であり、相対密度９２．９％であり、平均熱膨張係数αSが５．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９４２であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｄは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７４：２６であり、相対密度９３．１％であり、平均熱膨張係数αSが５．６×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９５９であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｅは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６７：３３であり、相対密度９３．４％であり、平均熱膨張係数αSが５．８×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９９３であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｆは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６１：３９であり、相対密度９３．５％であり、平均熱膨張係数αSが５．９×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０１０であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｇは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が５３：４７であり、相対密度９３．８％であり、平均熱膨張係数αSが６．０×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０２７であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｈは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が４５：５５であり、相対密度９３．９％であり、平均熱膨張係数αSが６．２×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０６２であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｉは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３８：６２であり、相対密度９４．０％であり、平均熱膨張係数αSが６．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０７９であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｊは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３１：６９であり、相対密度が９４．１％であり、平均熱膨張係数αSが６．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．１１３であり、熱伝導率が３．１Ｗｍ-1℃-1であった。結果を表１にまとめた。
【００６０】
上記１０種類の焼結体１Ａ〜１Ｊから、直径４インチ（１０１．６ｍｍ）で厚さ０．４０ｍｍの支持基板をそれぞれ切り出して、それぞれの支持基板の両主面を鏡面に研磨して、１０種類の支持基板１Ａ〜１Ｊを作製した。研磨後の支持基板１Ａ〜１Ｍの主面の平坦化度は、ＡＦＭ（電子間力顕微鏡）を用いて２０μｍ×２０μｍの範囲で測定したＪＩＳ  Ｂ０６０１に規定する算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であった。
【００６１】
（２）半導体膜ドナー基板を準備するサブ工程
図２（Ｂ）を参照して、半導体膜ドナー基板１３Ｄとして、ＨＶＰＥ法により形成した直径４インチ（１０１．６ｍｍ）で厚さ５０ｍｍのＧａＮ基板（ＧａＮ膜ドナー基板）を準備した。かかる半導体膜ドナー基板１３Ｄの主面１３ｍは、（０００１）面からのオフ角が±１°以内の面方位を有していた。
【００６２】
（３）支持基板と半導体膜とを貼り合わせるサブ工程
図２（Ｃ）中の（Ｃ１）を参照して、図２（Ａ）の支持基板１１である支持基板１Ａ〜１Ｊのそれぞれの主面１１ｍ上に厚さ２μｍのＳｉＯ2膜をＣＶＤ（化学気相堆積）法により成膜した。次いで、かかる支持基板１Ａ〜１Ｊのそれぞれの主面１１ｍ上の厚さ２μｍのＳｉＯ2膜を、ＣｅＯ2スラリーを用いて研磨することにより、厚さ０．２μｍ のＳｉＯ2膜だけ残存させて、接合膜１２ａとした。これにより、支持基板１Ａ〜１Ｊのそれぞれの主面１１ｍの空隙が埋められ、接合膜１２ａである平坦な主面１２ａｍを有する厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜が得られた。
【００６３】
また、図２（Ｃ）中の（Ｃ２）を参照して、図２（Ｂ）の半導体膜ドナー基板１３ＤであるＧａＮ基板の主面１３ｎ上に厚さ２μｍのＳｉＯ2膜をＣＶＤ法により成膜した。次いで、この厚さ２μｍのＳｉＯ2膜を、ＣｅＯ2スラリーを用いて研磨することにより、厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜だけ残存させて、接合膜１２ｂとした。
【００６４】
次いで、図２（Ｃ）中の（Ｃ３）を参照して、支持基板１１である支持基板１Ａ〜１Ｊのそれぞれに形成された接合膜１２ａの主面１２ａｍおよび半導体膜ドナー基板１３Ｄ上に形成された接合膜１２ｂの主面１２ｂｎをアルゴンプラズマにより清浄化および活性化させた後、接合膜１２ａの主面１２ａｍと接合膜１２ｂの主面１２ｂｎとを貼り合わせて、窒素雰囲気下３００℃で２時間熱処理した。
【００６５】
このようにして、接合膜１２ａと接合膜１２ｂとが一体化した接合膜１２を介在させて、支持基板１１と半導体膜ドナー基板１３Ｄとが貼り合わされた接合基板１Ｌが得られた。
【００６６】
（４）半導体膜ドナー基板を切断するサブ工程
図２（Ｄ）を参照して、接合基板１Ｌの半導体膜ドナー基板１３Ｄを接合膜１２との貼り合わせ面から内部に１５０μｍの距離の深さに位置する面でワイヤーソーにより切断することにより、図３（Ａ）に示すような支持基板１１である支持基板１Ａ〜１Ｊのそれぞれの主面１１ｍ側に半導体膜１３であるＧａＮ膜が配置された複合基板１である複合基板１Ａ〜１Ｊが得られた。さらに、複合基板１の半導体膜１３を機械研磨およびＣＭＰ（化学機械的研磨）により主面の算術平均粗さＲａが５ｎｍ以下で厚さが１００μｍとした。
【００６７】
３．半導体層の形成工程
図３（Ｂ）を参照して、複合基板１である複合基板１Ａ〜１Ｊの半導体膜１３であるＧａＮ膜の主面１３ｍ（かかる主面は（０００１）面である。）上に、それぞれＭＯＣＶＤ法により半導体層２０としてＧａＮ層を成長させた。かかる半導体層２０の成長においては、原料ガスとしてＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガスおよびＮＨ3ガスを使用し、キャリアガスとしてＨ2ガスを使用して、まず、５００℃で、半導体バッファ層２１として厚さ０．１μｍのＧａＮバッファ層を成長させ、次いで、１０５０℃で、半導体結晶層２３として厚さ５μｍのＧａＮ結晶層を成長させた。ここで、ＧａＮ結晶層の成長速度は５μｍ／ｈｒであった。その後、複合基板１Ａ〜１Ｍのそれぞれに半導体層３０であるＧａＮ層が形成された半導体層付複合基板１Ａ〜１Ｊを１０℃／ｍｉｎの速度で室温（２５℃）まで冷却した。
【００６８】
半導体層を成長中の複合基板１Ａ〜１Ｊの反り形状および反り量を、観察モニター（大陽日酸社製レーザ反射式その場観察モニター）により測定した。
【００６９】
複合基板１Ａは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が４０μｍであった。複合基板１Ｂは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が３０μｍであった。複合基板１Ｃは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板１Ｄは、半導体膜が凸状に反り、反り量が１０μｍであった。複合基板１Ｅは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板１Ｆは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が２５μｍであった。複合基板１Ｇは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が４０μｍであった。複合基板１Ｈは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が６０μｍであった。複合基板１Ｉは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が７０μｍであった。複合基板１Ｊは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が８５μｍであった。
【００７０】
４．支持基板の除去工程
図３（Ｃ）を参照して、上記で得られた半導体層付複合基板１Ａ〜１Ｊを、研削、機械研磨およびＣＭＰにより、支持基板１１および接合膜１２を除去して、半導体膜１３であるＧａＮ膜の主面１３ｍ上に成長された半導体層２０である半導体ウエハ１Ａ〜１Ｊが得られた。
【００７１】
【表１】
2015182928.tif 000003
【００７２】
（実施例２）
支持基板１１の材料として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粉末とシリカ（ＳｉＯ2）粉末とを、以下の質量比で混合した１０種類の原料２Ａ〜２Ｊを、１次焼結として大気雰囲気中１７００℃かつ１気圧で２０時間焼結させた後、２次焼結としてアルゴンガス雰囲気中１７８０℃かつ１０００気圧で３時間焼結させること以外は、実施例１と同様にして、１０種類の焼結体２Ａ〜２Ｊを準備した。ここで、Ａｌ2Ｏ3粉末とＳｉＯ2粉末との質量比Ａｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2は、原料２Ａが７１：２９、原料２Ｂが７３：２７、原料２Ｃが７７：２３、原料２Ｄが７９：２１、原料２Ｅが８１：１９、原料２Ｆが８３：１７、原料２Ｇが８５：１５、原料２Ｈが８７：１３、原料２Ｉが８９：１１、原料２Ｊが９１：９であった。結果を表２にまとめた。
【００７３】
焼結体２Ａは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が９５：５であり、相対密度が９２．６％であり、平均熱膨張係数αSが５．２×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．８９０であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｂは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が８８：１２であり、相対密度９４．８％であり、平均熱膨張係数αSが５．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９０８であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｃは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７９：２１であり、相対密度９４．９％であり、平均熱膨張係数αSが５．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９４２であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｄは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７４：２６であり、相対密度９５．１％であり、平均熱膨張係数αSが５．６×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９５９であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｅは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６７：３３であり、相対密度９５．２％であり、平均熱膨張係数αSが５．８×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９９３であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｆは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６１：３９であり、相対密度９５．４％であり、平均熱膨張係数αSが５．９×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０１０であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｇは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が５３：４７であり、相対密度９５．５％であり、平均熱膨張係数αSが６．０×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０２７であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｈは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が４５：５５であり、相対密度９５．８％であり、平均熱膨張係数αSが６．２×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０６２であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体２Ｉは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３８：６２であり、相対密度９５．９％であり、平均熱膨張係数αSが６．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０７９であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｊは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３１：６９であり、相対密度が９４．１％であり、平均熱膨張係数αSが６．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．１１３であり、熱伝導率が１１．５Ｗｍ-1℃-1であった。結果を表２にまとめた。
【００７４】
かかる１０種類の焼結体２Ａ〜２Ｊを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、１０種類の複合基板２Ａ〜２Ｊを作製し、１０種類の半導体層付複合基板２Ａ〜２Ｊを作製した。
【００７５】
半導体層を成長中の複合基板２Ａ〜２Ｊの反り形状および反り量は、以下のとおりであった。複合基板２Ａは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が５０μｍであった。複合基板２Ｂは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が４０μｍであった。複合基板２Ｃは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が２５μｍであった。複合基板２Ｄは、半導体膜が凸状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板２Ｅは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が１０μｍであった。複合基板２Ｆは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板２Ｇは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が２５μｍであった。複合基板２Ｈは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が４０μｍであった。複合基板２Ｉは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が５０μｍであった。複合基板２Ｊは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が６０μｍであった。
【００７６】
【表２】
2015182928.tif 000004
【００７７】
（実施例３）
支持基板１１の材料として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粉末とシリカ（ＳｉＯ2）粉末とを、以下の質量比で混合した１０種類の原料３Ａ〜３Ｊを、１次焼結として大気雰囲気中１７００℃かつ１気圧で２０時間焼結させた後、２次焼結としてアルゴンガス雰囲気中１７８０℃かつ２０００気圧で３時間焼結させること以外は、実施例１と同様にして、１０種類の焼結体３Ａ〜３Ｊを準備した。ここで、Ａｌ2Ｏ3粉末とＳｉＯ2粉末との質量比Ａｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2は、原料３Ａが７１：２９、原料３Ｂが７３：２７、原料３Ｃが７７：２３、原料３Ｄが７９：２１、原料３Ｅが８１：１９、原料３Ｆが８３：１７、原料３Ｇが８５：１５、原料３Ｈが８７：１３、原料３Ｉが８９：１１、原料３Ｊが９１：９であった。結果を表３にまとめた。
【００７８】
焼結体３Ａは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が９５：５であり、相対密度が９２．６％であり、平均熱膨張係数αSが５．２×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．８９０であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｂは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が８８：１２であり、相対密度９６．７％であり、平均熱膨張係数αSが５．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９０８であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｃは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７９：２１であり、相対密度９６．８％であり、平均熱膨張係数αSが５．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９４２であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｄは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が７４：２６であり、相対密度９７．０％であり、平均熱膨張係数αSが５．６×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９５９であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｅは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６７：３３であり、相対密度９７．１％であり、平均熱膨張係数αSが５．８×１０-6℃-1であり、αS／αF比が０．９９３であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｆは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が６１：３９であり、相対密度９７．３％であり、平均熱膨張係数αSが５．９×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０１０であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｇは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が５３：４７であり、相対密度９７．６％であり、平均熱膨張係数αSが６．０×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０２７であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｈは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が４５：５５であり、相対密度９７．８％であり、平均熱膨張係数αSが６．２×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０６２であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体３Ｉは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３８：６２であり、相対密度９７．９％であり、平均熱膨張係数αSが６．３×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．０７９であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。焼結体１Ｊは、質量比Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13：Ａｌ2Ｏ3が３１：６９であり、相対密度が９４．１％であり、平均熱膨張係数αSが６．５×１０-6℃-1であり、αS／αF比が１．１１３であり、熱伝導率が１９．８Ｗｍ-1℃-1であった。結果を表３にまとめた。
【００７９】
かかる１０種類の焼結体３Ａ〜３Ｊを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、１０種類の複合基板３Ａ〜３Ｊを作製し、１０種類の半導体層付複合基板３Ａ〜３Ｊを作製した。
【００８０】
半導体層を成長中の複合基板３Ａ〜３Ｊの反り形状および反り量は、以下のとおりであった。複合基板３Ａは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が６０μｍであった。複合基板３Ｂは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が５０μｍであった。複合基板３Ｃは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が４０μｍであった。複合基板３Ｄは、半導体膜が凸状に反り、反り量が２５μｍであった。複合基板３Ｅは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板３Ｆは、半導体膜側が凸状に反り、反り量が１０μｍであった。複合基板３Ｇは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が１５μｍであった。複合基板３Ｈは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が２５μｍであった。複合基板３Ｉは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が３０μｍであった。複合基板３Ｊは、半導体膜側が凹状に反り、反り量が４０μｍであった。
【００８１】
【表３】
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【００８２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８３】
１  複合基板
１Ｌ  接合基板
２  半導体膜付複合基板
３  半導体ウエハ
１１  支持基板
１ｍ，１１ｍ，１２ａｍ，１２ｂｎ，１３ｍ，１３ｎ，２０ｍ，２１ｍ，２３ｍ，３０ｎ  主面
１２，１２ａ，１２ｂ  接合膜
１３  半導体膜
１３Ｄ  半導体膜ドナー基板
２０  半導体層
２１  半導体バッファ層
２３  半導体結晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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