(57)【要約】【課題】保持基板の割れ、ヒビ、欠け等の発生を防止することが可能な窒化物系半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】支持基板の上に窒化物系半導体からなる積層構造部を形成する積層構造部形成工程と、積層構造部の上に第１接合金属を形成する第１接合金属形成工程と、保持基板の上に第２接合金属を形成する第２接合金属形成工程と、第１接合金属と第２接合金属とを対向させた状態で接合して接合金属を形成することにより、保持基板と積層構造部とを一体化する接合工程と、支持基板を積層構造部から分離して除去する支持基板除去工程とを有し、保持基板の第２接合金属の形成面側である表面の面積が支持基板の積層構造部の形成面側である表面の面積よりも小さくされる、窒化物系半導体素子の製造方法に関する。【選択図】図１
2008117824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持基板と窒化物系半導体からなる積層構造部とが接合金属を介して一体化された構造を含む窒化物系半導体素子の製造方法において、
支持基板の上に前記窒化物系半導体からなる前記積層構造部を形成する積層構造部形成工程と、
前記積層構造部の上に第１接合金属を形成する第１接合金属形成工程と、
前記保持基板の上に第２接合金属を形成する第２接合金属形成工程と、
前記第１接合金属と前記第２接合金属とを対向させた状態で接合して前記接合金属を形成することにより、前記保持基板と前記積層構造部とを一体化する接合工程と、
前記支持基板を前記積層構造部から分離して除去する支持基板除去工程と、
を有し、
前記保持基板の前記第２接合金属の形成面側である表面の面積が、前記支持基板の前記積層構造部の形成面側である表面の面積よりも小さくされる、窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記接合金属が前記支持基板と接触しないように制御される、請求項１に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記支持基板の厚さを４００μｍ以下とする、請求項１に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記接合工程において、前記保持基板が、前記第２接合金属の形成面側である前記表面の全面で前記積層構造部と一体化される、請求項１に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記支持基板除去工程における前記支持基板の除去を、前記支持基板の裏面側からレーザ光を照射して前記積層構造部と前記支持基板とを分離することにより行なう、請求項１に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記支持基板除去工程の前に、前記支持基板の前記レーザ光の照射面を鏡面処理する鏡面処理工程をさらに有する、請求項５に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記支持基板の前記裏面側を下方にした状態で前記レーザ光を照射する、請求項５に記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記保持基板が、Ｐ型またはＮ型にドープされたＳｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＰから選択される少なくとも１種からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の窒化物系半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体素子の製造方法に関し、特に、支持基板上に窒化物系半導体を形成し、該窒化物系半導体と保持基板とを接合させた後に該支持基板を除去する窒化物系半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系半導体素子は、典型的には、素子構造の主要部分に窒化物系化合物半導体を用いた素子であって、発光素子、受光素子、パワーデバイスなど、種々の素子が挙げられる。たとえば、ＬＥＤ、ＬＤなどの発光素子の場合、発光層に用いられる窒化物系化合物半導体の組成を選択することによって、紫外から赤外に至る波長の発光を得ることが可能である。
【０００３】
窒化物系化合物半導体とは、たとえば、組成式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で決定される３族窒化物からなる化合物半導体であって、具体的には、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなど、任意の組成のものが例示される。
【０００４】
窒化物系半導体素子の製造において、半導体ウエハーをチップとし、素子構造を形成する際には、サファイア基板等からなる支持基板上に窒化物系半導体層を積層し、該窒化物系半導体層上にＰ型オーミック電極およびＮ型オーミック電極を形成して、素子（チップ）としている。しかし、この素子構造では窒化物系半導体層上に二つの電極が形成されているために電極の占める面積が大きくなり、１つのウエハーから多数のチップを形成することができないという問題点があった。
【０００５】
従来、１つのウエハーから多数のチップを形成するために、ウエハー上に半導体層を形成した後、該ウエハーを該半導体層から分離し、ウエハーを再使用する方法が提案されている（特許文献１）。図３は、従来の窒化物系半導体素子の製造方法について説明する模式断面図である。従来、図３に示すように、窒化物系半導体からなる積層構造部２７を支持基板２上に積層し、接合金属２３を用いて該積層構造部２７を保持基板２１に接合または貼付して、窒化物系半導体と保持基板とを加工し、窒化物系半導体素子を形成するという製造方法が提案されている。
【０００６】
しかし、従来の接合法（すなわち貼り合わせによる方法）にも本発明者の検討実験により次のような問題点があることが分かった。すなわち、窒化物系半導体からなる積層構造部を形成した支持基板と、保持基板とを接合（すなわち貼り合わせ）したところ、支持基板を除去する際に、保持基板に割れ、ヒビ、欠け等が生じるという問題があることが分かった。保持基板の強度が弱いために、支持基板を除去する際にピンセット等を押し当てると保持基板に割れ、ヒビ、欠け等が生じると考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２５２２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決し、特に支持基板を除去する際に、保持基板の割れ、ヒビ、欠け等の発生を防止することが可能な窒化物系半導体素子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】
【０００８】
本発明は、保持基板と窒化物系半導体からなる積層構造部とが接合金属を介して一体化された構造を含む窒化物系半導体素子の製造方法において、支持基板の上に窒化物系半導体からなる積層構造部を形成する積層構造部形成工程と、積層構造部の上に第１接合金属を形成する第１接合金属形成工程と、保持基板の上に第２接合金属を形成する第２接合金属形成工程と、第１接合金属と第２接合金属とを対向させた状態で接合して接合金属を形成することにより、保持基板と積層構造部とを一体化する接合工程と、支持基板を積層構造部から分離して除去する支持基板除去工程とを有し、保持基板の第２接合金属の形成面側である表面の面積が、支持基板の積層構造部の形成面側である表面の面積よりも小さくされる、窒化物系半導体素子の製造方法に関する。
【０００９】
本発明においては、上記の接合金属が支持基板と接触しないように制御されることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、支持基板の厚さを４００μｍ以下とすることが好ましい。
本発明においては、上記の接合工程において保持基板が第２接合金属の形成面側である該表面の全面で積層構造部と一体化されることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、上記の支持基板除去工程における支持基板の除去を、支持基板の裏面側からレーザ光を照射して積層構造部と支持基板とを分離することにより行なうことが好ましい。
【００１２】
本発明の製造方法は、上記の支持基板除去工程の前に、支持基板におけるレーザ光の照射面を鏡面処理する鏡面処理工程をさらに有することが好ましい。
【００１３】
本発明においては、上記の支持基板除去工程において、支持基板の裏面側を下方にした状態で上記のレーザ光を照射することが好ましい。
【００１４】
本発明においては、上記の保持基板が、Ｐ型またはＮ型にドープされたＳｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＰから選択される少なくとも１種からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、積層構造部上に第１接合金属を形成し、保持基板上に第２接合金属を形成した後、第１接合金属と第２接合金属とを接合工程において接合することにより、保持基板と積層構造部との良好な接合性を確保して良好な接合歩留りを得ることができ、保持基板の割れ、ヒビ、欠け等の発生を防止することができる。また、保持基板の第２接合金属の形成面側である表面の面積を支持基板の積層構造部の形成面側である表面の面積よりも小さくすることにより、特に接合工程の後において支持基板と接合金属との接触が良好に防止されるため、支持基板の除去残りや積層構造部の浮き、剥がれの発生を抑制することができる。よって本発明の窒化物系半導体素子の製造方法によれば、良好な信頼性を有する窒化物系半導体素子を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、保持基板と窒化物系半導体からなる積層構造部とが接合金属を介して一体化された構造を含む窒化物系半導体素子の製造方法であって、支持基板の上に窒化物系半導体からなる積層構造部を形成する積層構造部形成工程と、積層構造部の上に第１接合金属を形成する第１接合金属形成工程と、保持基板の上に第２接合金属を形成する第２接合金属形成工程と、第１接合金属と第２接合金属とを対向させた状態で接合して接合金属を形成することにより、保持基板と積層構造部とを一体化する接合工程と、支持基板を積層構造部から分離して除去する支持基板除去工程とを有する。
【００１７】
図１は、本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方法における接合工程の後の状態について説明する模式断面図であり、図２は、本発明の製造方法で得られる窒化物系半導体素子の例としての発光素子の主要な構成について説明する模式断面図である。図１には、後述する接合工程によって、支持基板１上の積層構造部１７の上に形成された第１第１接合金属１０と保持基板１１の上に形成された第２接合金属１３とを介して、保持基板１１と積層構造部１７とが一体化された状態を示している。図１において、保持基板１１の第２接合金属１３の形成面側である表面の面積は、支持基板１の積層構造部１７の形成面側である表面の面積よりも小さくされている。また図２には、本発明の製造方法で得られる窒化物系半導体素子の例として、保持基板１１上に、密着層１２、第２接合金属１３、第１接合金属１０、バリア層９、反射層８、オーミック電極７、Ｐ型層６、蒸発防止層５、発光層４、Ｎ型層３、透明導電体層１４、パッド電極１５が形成され、パッド電極１５がワイヤ−１６に接続された構成を示している。図２においては、Ｎ型層３、発光層４、蒸発防止層５およびＰ型層６からなる積層構造が、たとえば図１の積層構造部１７として示される本発明の積層構造部に相当する。なお本発明において、支持基板と積層構造部との間、積層構造部と接合金属との間、保持基板と接合金属との間にはそれぞれ他の層が介在しても介在しなくても良い。
【００１８】
本発明においては、接合金属形成工程において、積層構造部上に第１接合金属を、保持基板上に第２接合金属を、それぞれ形成した後、接合工程において該第１接合金属と該第２接合金属とを接合して接合金属を形成する。これにより、保持基板と積層構造部との接合性が良好となり、支持基板除去工程において支持基板を積層構造部から分離、除去する際、保持基板の割れ、ヒビ、欠け等の発生を抑制することができる。
【００１９】
また、保持基板の第２接合金属の形成面である表面（以下、単に保持基板の表面とも称する）の面積が、支持基板の積層構造部の形成面側である表面（以下、単に支持基板の表面とも称する）の面積よりも小さくされていることにより、接合金属の支持基板への回り込み、特に支持基板の側面への回り込みによる接合金属と支持基板との接触が良好に防止される。これにより、支持基板の除去残り、積層構造部の浮きや剥がれの発生を抑制することができる。
【００２０】
以下に本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方法の典型的な態様について、図１および図２を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。
【００２１】
＜積層構造部形成工程＞
本発明の窒化物系半導体素子の製造方法においては、まず積層構造部形成工程において支持基板の上に窒化物系半導体からなる積層構造部を形成する。本発明において使用される支持基板としてはたとえばサファイア基板等が例示できる。支持基板の厚さは４００μｍ以下とされることが好ましく、この場合、保持基板の割れ、ヒビ、欠け等の発生をより良好に抑制することができる。支持基板の厚みは、たとえば市販の研削／研磨機を用いて研削、研磨することにより調整することができる。
【００２２】
窒化物系半導体からなる積層構造部としては、窒化物系半導体素子において形成される公知の構成が適宜採用され得る。たとえば、サファイア基板等の支持基板１をＭＯＣＶＤ装置に装着し、たとえば水素雰囲気下で１１００℃程度まで昇温し、サーマルエッチングを行なう。次に、温度を３００℃程度まで下げ、ＩＩＩ族原料としてたとえばトリメチルガリウム（以下ＴＭＧとも称する）を、Ｎ原料としてたとえばアンモニアを流し、バッファ層として、たとえば厚さ２０ｎｍ程度のＧａＮ低温バッファ層を成長させる。続いて温度を１０００℃程度に昇温し、原料としてたとえばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア、ＳｉＨ4を流し、ＳｉドープのＮ型ＧａＮ層をＮ型層３としてたとえば６μｍ程度成長させる。続いて、温度を８００℃程度に低下させた後、原料としてたとえばＴＭＧ、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ＮＨ3、ＳｉＨ4を流し、ＧａＮ障壁層（たとえば厚さ１０ｎｍ）と、ＩｎＧａＮ井戸層（たとえば発光波長４６５ｎｍ、厚さ３ｎｍ）からなる６周期の多重量子井戸活性層を発光層４として形成する。
【００２３】
成長温度を１０００℃程度に昇温後、原料としてたとえばＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ3、ドーパントとしてたとえばビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を流し、蒸発防止層５として、たとえば厚さ３０ｎｍ程度のＰ型ＡｌＧａＮ蒸発防止層を、Ｐ型層６としてたとえば厚さ２００ｎｍ程度のＰ型ＧａＮコンタクト層を順に形成する。以上のような手順により、たとえば発光波長４６５ｎｍの青色ＬＥＤ構造を備えた半導体ウエハーを本発明における積層構造部として作製することができる。
【００２４】
＜第１接合金属形成工程，第２接合金属形成工程＞
次に、上記で形成した積層構造部１７の表面に第１接合金属１０を形成する（第１接合金属形成工程）。また、本発明において用いられる保持基板１１の表面に第２接合金属１３を形成する（第２接合金属形成工程）。
【００２５】
本発明において使用される保持基板としては、窒化物系半導体素子の基板として通常使用されるものが例示でき、たとえばＰ型またはＮ型にドープされたＳｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＰから選択される少なくとも１種が例示できる。
【００２６】
また本発明で使用される第１接合金属および第２接合金属としては、たとえば、ＡｕＳｎ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｇ−Ｎｄ、Ａｇ−Ｂｉ等が例示できる。ＡｕＳｎとしては、たとえばＳｎの含有率が２０ｗｔ％程度であるものが好ましい。第１接合金属と第２接合金属との組成は同一でも異なっていても良い。典型的な組み合わせとしては、たとえば、２０ｗｔ％のＳｎを含むＡｕＳｎ合金からなる第１接合金属と、Ａｕからなる第２接合金属との組み合わせが例示できる。
【００２７】
具体的には、上記の積層構造部形成工程で形成された積層構造部のＰ型層６の上に、たとえば厚さ３ｎｍ程度のＰｔからなるオーミック電極７、厚さ２００ｎｍ程度のＡｇ−Ｎｄからなる反射層８、厚さ１００ｎｍ程度のＮｉ−Ｔｉからなるバリア層９を介して、厚さ３μｍ程度のＡｕＳｎからなる第１接合金属１０を形成する（第１接合金属形成工程）。オーミック電極７、反射層８、バリア層９、第１接合金属１０は、それぞれ蒸着等の方法により形成でき、蒸着には、たとえばＥＢ（電子ビーム）蒸着法や抵抗加熱蒸着法を用いることができる。
【００２８】
一方、たとえば直径４８ｍｍ程度のＰ型Ｓｉ保持基板からなる保持基板１１の上に、厚さ５０ｎｍ程度のＴｉ層からなる密着層１２を介して、厚さ１μｍ程度のＡｕからなる第２接合金属１３をＥＢ蒸着法、抵抗加熱蒸着法等の方法で形成する（第２接合金属形成工程）。
【００２９】
以上のような方法により、積層構造部の上に第１接合金属を、保持基板の上に第２接合金属を、それぞれ形成することができる。
【００３０】
＜接合工程＞
接合工程においては、積層構造部１７の表面の第１接合金属１０と保持基板１１の表面の第２接合金属１３とを対向させた状態で該第１接合金属１０と該第２接合金属１３とを接合して接合金属を形成することにより、保持基板１１と積層構造部１７とを一体化する。該接合は、第１接合金属１０と第２接合金属１３とを対向接触させ、たとえば共晶接合法等を用い、温度３１０℃、圧力３００Ｎ／ｃｍ2等の条件を採用することにより行なうことができる。
【００３１】
本発明の接合工程においては、保持基板が、該保持基板の第２接合金属の形成面側である表面の全面で積層構造部と一体化されることが好ましい。この場合、保持基板と積層構造部との接合性がより良好となって、接合歩留りが一層向上するとともにより高い信頼性を有する窒化物系半導体素子を得ることができる。具体的には、保持基板の該表面が積層構造部の第１接合金属の形成面側である表面の中央部付近に対向するように保持基板と積層構造部との位置合わせを行なった上で両者を一体化することが好ましい。
【００３２】
本発明においては、接合工程において第１接合金属と第２接合金属とが接合されることにより形成された接合金属が、支持基板と接触しないように制御されることが好ましい。すなわち、接合金属が支持基板の特に側面に回り込むことによって接合金属と支持基板とが接触してしまうことがないように制御された状態で、保持基板と積層構造部とを一体化することが好ましい。接合金属が支持基板の特に側面に回り込むと、保持基板と支持基板とが接合金属によって接着され、支持基板の除去が困難になったり支持基板の除去残りが発生したりするおそれがある他、積層構造部の浮きや剥がれが発生し易くなるおそれもあるからである。
【００３３】
接合金属と支持基板とが接触しないようにするためには、たとえば、支持基板および保持基板の表面の面積と接合金属の層厚との関係を適切な範囲内に設定することが好ましい。本発明においては、保持基板の表面の面積は支持基板の表面の面積よりも小さくされるが、たとえば、支持基板の該表面の長径と保持基板の該表面の長径との差が、保持基板および積層構造部の上に形成された接合金属の層厚の和よりも大きくなるように、支持基板および保持基板のサイズと接合金属の層厚とを制御することが好ましい。
【００３４】
＜支持基板除去工程＞
支持基板除去工程においては、積層構造部１７から支持基板１を分離して該支持基板１を除去する。支持基板１の除去の方法としては、たとえば、支持基板１の裏面側、すなわち積層構造部の形成面側の反対面側から、該支持基板１に対してレーザ光を照射して、積層構造部１７を構成する窒化物系半導体のうち支持基板１と接している一部の層を熱分解し、積層構造部１７と支持基板１とを分離する方法等が採用され得る。
【００３５】
上記の方法を用いる場合、上記熱分解をさせるための窒化物系半導体層を、たとえばバッファ層として積層構造部形成工程で形成しておくことが好ましい。また、支持基板と積層構造部との間に、熱分解させるための層を別途設けておいても良い。
【００３６】
本発明において、支持基板の裏面側からレーザ光を照射することによって支持基板が除去される場合、支持基板除去工程の前に、該支持基板の裏面におけるレーザ光の照射面を鏡面処理する鏡面処理工程をさらに有することが好ましい。レーザ光の照射面が鏡面処理されている場合、該照射面でのレーザ光の散乱が少なく、支持基板に照射するレーザ出力が小さくて良い。このため積層構造部１７の発光層等へのダメージが少なくなる。
【００３７】
支持基板を良好に分離、除去できる点で、上記のレーザ光は支持基板の裏面全面に照射されることが好ましい。また、鏡面処理は、支持基板の裏面全面において均一になされていることが好ましく、研削、研磨により支持基板の裏面全面の鏡面処理を行なうことが好ましい。特に支持基板の端部は鏡面状態が不均一になり易いため、研削および研磨の条件を制御することにより、該端部を含めた裏面全面で鏡面状態が均一になるように鏡面処理を行なうことが好ましい。支持基板の裏面の鏡面状態が不均一である場合、レーザ光の照射が不均一になるために、窒化物系半導体の熱分解が不十分となり、支持基板の除去が困難になったり支持基板の除去残りが発生したりするおそれがあるからである。
【００３８】
本発明において、支持基板の裏面側からレーザ光を照射することによって支持基板を除去する場合、該支持基板の裏面側を下方にした状態でレーザ光の照射を行なうことが好ましい。この場合、窒化物系半導体の熱分解によって積層構造部と分離した支持基板をそのまま下方に落下させて支持基板を簡便に除去することができる。
【００３９】
＜その他の工程＞
上記のような方法で支持基板を除去した後、たとえば以下のような従来公知の操作をさらに行ない、窒化物系半導体素子を作製することができる。レジストマスクを用いながらＮ型層３側からたとえばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行ない、Ｐ型層６を完全に除去してチップ分割用の溝（分断シロ）を形成し、反射層８を露出させる。ＲＩＥで形成される溝の幅はたとえば約２０μｍ程度とすることができる。Ｎ型層３の清浄にされた露出表面のほぼ全面に、透明導電体層１４としてたとえば厚さ１５０ｎｍの透明導電体ＩＴＯを形成し、その上にパッド電極１５としてたとえばｎ型ボンディングパッド電極（Ａｕ／Ｃｒ）を形成し、ワイヤー１６を接続する。ここで、Ｎ型層３の清浄にされた露出表面上に例えばＲＩＥ法にて凹凸を形成し、その後、その上に透明導電体層１４としてたとえば透明導電体ＩＴＯをほぼ全面に形成してもよい。以上のような方法により、窒化物系半導体素子を得ることができる。
【００４０】
本発明の窒化物系半導体素子は、たとえばＬＥＤ、ＬＤ等の発光素子や、受光素子、パワーデバイス等の種々の素子とされることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
［実施例１］
本実施例においては、積層構造部形成工程、第１接合金属形成工程、第２接合金属形成工程、接合工程、鏡面処理工程、支持基板除去工程、さらに従来公知の工程を経て、図２に示すような構成のＧａＮ系ＬＥＤを窒化物系半導体素子として作製した。
【００４３】
＜積層構造部形成工程＞
直径５０．２ｍｍ、厚さ４３０μｍのＣ面サファイアウエハーを支持基板１として用いた。支持基板１をＭＯＣＶＤ装置に装着し、水素雰囲気下で１１００℃まで昇温し、サーマルエッチングを行なった。
【００４４】
温度を３００℃まで下げ、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を、Ｎ原料としてアンモニアを流し、厚さ２０ｎｍのＧａＮ低温バッファ層を成長させた。続いて温度を１０００℃に昇温し、原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア、ＳｉＨ4を流し、ＳｉドープのＮ型ＧａＮ層をＮ型層３として６μｍ成長させた。続いて、温度を８００℃に低下させた後、原料としてＴＭＧ、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ＮＨ3、ＳｉＨ4を流し、ＧａＮ障壁層（厚さ１０ｎｍ）と、ＩｎＧａＮ井戸層（発光波長４６５ｎｍ、厚さ３ｎｍ）からなる６周期の多重量子井戸活性層を発光層４として形成した。
【００４５】
成長温度を１０００℃に昇温後、原料としてＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ3、ドーパントとしてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を流し、蒸発防止層５として厚さ３０ｎｍのＰ型ＡｌＧａＮ蒸発防止層を、Ｐ型層６として厚さ２００ｎｍのＰ型ＧａＮコンタクト層を、順に形成し、発光波長４６５ｎｍの青色ＬＥＤ構造を備えた半導体ウエハーを積層構造部１７として作製した。
【００４６】
＜第１接合金属形成工程＞
支持基板上にＰ型層６として形成されたＰ型ＧａＮコンタクト層上に、厚さ３ｎｍのＰｔからなるオーミック電極７をＥＢ法にて形成し、厚さ２００ｎｍのＡｇ−Ｎｄからなる反射層８、厚さ１００ｎｍのＮｉ−Ｔｉからなるバリア層９を、スパッタリング法にて形成し、厚さ３μｍのＡｕＳｎからなる第１接合金属１０を、抵抗加熱蒸着にて形成した。なお上記の第１接合金属１０に用いたＡｕＳｎ合金は２０ｗｔ％のＳｎを含むものである。
【００４７】
＜第２接合金属形成工程＞
次に、保持基板１１として形成した直径４８ｍｍのＰ型Ｓｉ保持基板上に、厚さ５０ｎｍのＴｉ層からなる密着層１２、厚さ１μｍのＡｕからなる第２接合金属１３をＥＢ蒸着法にて形成した。
【００４８】
＜接合工程＞
上記で形成した第１接合金属１０と第２接合金属１３とを対向接触させ、共晶接合法を用いて、温度３１０℃で圧力３００Ｎ／ｃｍ2にて相互に接合させた。
【００４９】
＜鏡面処理工程＞
次に、市販の研削／研磨機を用い、支持基板１の厚さが４００μｍとなるように、支持基板の裏面側を研削した後、支持基板１の裏面全面、すなわちレーザ光の照射面となる面を鏡面研磨した。
【００５０】
＜支持基板除去工程＞
ＹＡＧ−ＴＨＧ（イットリウムアルミニウムガーネット３次高調波）レーザ（波長３５５ｎｍ）を、上記で鏡面研磨した支持基板１の裏面側から照射し、支持基板１と接しているＧａＮバッファ層とＮ型層３の一部とを熱分解させることによって支持基板１を分離除去した。すなわち、ＧａＮバッファ層を熱分解によって完全に除去し、Ｐ型層３の表面を露出させた。
【００５１】
レジストマスクを用いながら、Ｎ型層３側からＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行なって、Ｐ型層６を完全に除去してチップ分割用の溝（分断シロ）を形成し、反射層８を露出させた。ここで、ＲＩＥで形成される溝の幅は約２０μｍとした。Ｎ型層３の清浄にされた露出表面のほぼ全面に、透明導電体層１４として厚さ１５０ｎｍの透明導電体ＩＴＯを形成し、その上にパッド電極１５としてｎ型ボンディングパッド電極（Ａｕ／Ｃｒ）を形成し、Ａｕからなるワイヤー１６を接続した。
【００５２】
以上の方法により窒化物系半導体素子を作製した。
接合工程の直後における素子の形態を目視で観察したところ、支持基板１には、該支持基板１の側面も含めて接合金属の回り込みはなく、支持基板１と接合金属とは接触していなかった。また積層構造部１７の側面への接合金属の回り込みもなかった。
【００５３】
本実施例では、支持基板１として直径が約５０．２ｍｍのウエハーを用い、保持基板１１として直径が約４８ｍｍのウエハーを用いた。すなわち、支持基板の表面の直径と保持基板の表面の直径との差は約２．２ｍｍであった。一方、支持基板１側の第１接合金属１０の層厚を３μｍ、保持基板１１側の第２接合金属１３の層厚を１μｍとしたため、第１接合金属１０と第２接合金属１３との層厚の和は４μｍであった。本実施例においては、支持基板の表面の長径と保持基板の表面の長径との差が、第１接合金属と第２接合金属との層厚の和よりも大きくされており、層厚約７μｍの積層構造部１７の側面に接合金属が回り込むことはなかった。
【００５４】
本実施例において、ピールテスト法で接合歩留りを算出したところ、接合歩留りは１００％であった。すなわち、本発明の窒化物系半導体素子の製造方法によれば、たとえば９８％以上の良好な接合歩留りが得られることが分かる。
【００５５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方法は、たとえば発光素子、受光素子、パワーデバイス等の種々の窒化物系半導体素子の製造に対して好ましく適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方法における接合工程の後の状態について説明する模式断面図である。
【図２】本発明の製造方法で得られる窒化物系半導体素子の例としての発光素子の主要な構成について説明する模式断面図である。
【図３】従来の窒化物系半導体素子の製造方法について説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，２  支持基板、３  Ｎ型層、４  発光層、５  蒸発防止層、６  Ｐ型層、７  オーミック電極、８  反射層、９  バリア層、１０  第１接合金属、１１，２１  保持基板、１２  密着層、１３  第２接合金属、１４  透明導電体層、１５  パッド電極、１６  ワイヤー、１７，２７  積層構造部、２３  接合金属。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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