(57)【要約】  本発明は、ＧａＮ基板（６０）を製造する方法において、（ａ）支持基板（４０）に第１の単結晶ＧａＮ層（５０）を転写するステップと、（ｂ）第１の単結晶ＧａＮ層（５０）上に第２の単結晶ＧａＮ層の結晶成長を行うステップと、（ｃ）上記支持基板（４０）の少なくとも一部分を除去するステップとを備え、前記第１および第２の単結晶ＧａＮ層が共に、上記ＧａＮ基板（６０）を形成し、上記ＧａＮ基板（６０）の厚さが、少なくとも１０マイクロメートルであることを特徴とする方法に関する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ基板（６０）を製造するための方法において、
（ａ）支持基板（４０）上に第１の単結晶ＧａＮ層（５０）を転写するステップと、
（ｂ）前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）上に第２の単結晶ＧａＮ層の結晶成長を行うステップと、
（ｃ）前記支持基板（４０）の少なくとも一部分を除去するステップと、
を備え、
前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）及び前記第２の単結晶ＧａＮ層が共に、前記ＧａＮ基板（６０）を形成し、
前記ＧａＮ基板（６０）の厚さが、少なくとも１０マイクロメートルであることを特徴とする方法。
【請求項２】
ＧａＮと前記支持基板（４０）を構成する材料との間の熱膨張率の差が、約２０℃〜約５００℃の温度で約０．１×１０−６〜約２×１０−６Ｋ−１であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記支持基板（４０）が、ＩＩＩ−Ｖ族材料から選択される材料からなる合金またはゲルマニウムでなる少なくとも１つの表面層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記支持基板（４０）が、バルクＧａＡｓでなることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ａ）の前に、前記支持基板（４０）上に保護コーティングを形成するステップを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法
【請求項６】
前記保護コーティングが、ＳｉＯ2等の誘電材料でなることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記保護コーティングが、前記支持基板（４０）を全体的に取り囲む封止部（４１）であることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｃ）が、前記封止部（４１）の選択的化学エッチングであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記保護コーティングが、前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）に接合される前記支持基板（４０）の面上に形成された保護層（４２）であることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ａ）が、前記支持基板（４０）と前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）とを接触させる前に、接合面の一方または両方上への接合層（４３）の形成を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記接合層（４３）が、ＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４でなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ）が、前記支持基板（４０）と前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）との間の界面に位置する前記保護層（４２）及び前記接合層（４３）の選択的化学エッチングを備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｃ）が、前記支持基板（４０）の少なくとも一部分の選択的化学エッチングを備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
選択的化学エッチング剤が王水であることを特徴とする、請求項４と組み合わせた請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記選択的化学エッチングが、前記第１及び前記第２の単結晶ＧａＮ層／前記支持基板アセンブリを取り扱うことなく、ステップ（ｂ）の場合と同じエンクロージャで達成されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
選択的化学エッチング剤がガス状の塩酸であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（ｃ）の後、前記ＧａＮ基板（６０）上でのエピタキシャル成長ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）の厚さが、約５００オングストローム〜約１マイクロメートルであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）が、最初、初期構造（１０）の上側ＧａＮ層に含まれ、ステップ（ａ）により、前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）だけではなく前記初期構造（１０）の全体が前記支持基板（４０）へ接合され、ステップ（ａ）の後に前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）の下に位置する前記初期構造（１０）を除去するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）の下に位置する前記初期構造（１０）の除去ステップが、Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（登録商標）によって主に行われ、前記第１の単結晶ＧａＮ層（５０）の厚さに近い厚さまで、前記上側ＧａＮ層に原子種の注入が予めなされることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
ＧａＡｓ上のＧａＮ基板であって、前記ＧａＮ基板（６０）が、約１０８転位／ｃｍ２未満の転位密度を有し、約１０マイクロメートルより大きな厚さを有することを特徴とするＧａＮ基板。
【請求項２２】
約１０８転位／ｃｍ２未満の転位密度を有し、１０〜１００マイクロメートルの厚さを有することを特徴とするＧａＮ基板（６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ基板の製造および少なくとも厚いＧａＮ層に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚い層とは、１０マイクロメートルより大きな厚さのある層を意味する。
【０００３】
ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどのタイプの窒化化合物は、大きな直接ギャップ型の半導体特性を有し、とりわけ、マイクロスケールまたはナノスケールで電子機器または光電子機器の用途に使用される。特に、ＧａＮは、紫外線光を放出する特性を与える３．４ｅＶの直接ギャップを有する。アルミニウムやインジウムのような材料と組み合わせて直接ギャップを変調し、青色、紫色、および紫外域の光を放出する発光ダイオードタイプまたはレーザダイオードタイプの構造体を製造することが可能である。また、リンの蛍光特性を用い、紫外域の光を放出するこれらの合金の１つをリンと結合させて白色光を得ることができる。
【０００４】
従って、このタイプの材料に対する関心は非常に高い。
【０００５】
それ故、本発明は、特に、例えば、その後のエピタキシーの基板として随意に使用され得る結晶品質が良好な（すなわち、転位がない）厚いＧａＮ層の製造に関する（基板とは、本明細書において、エピタキシー条件に耐えられ、良質なエピタキシーを可能とするのに十分に平坦である実体、すなわち、亀裂なく低転位密度で平坦なエピタキシャル層を成長し得る実体を意味する）。低転位の厚いＧａＮ層は、より長い寿命を持たせるための高性能なコンポーネントをもたらす。
【０００６】
現在、高転位は、窒化物系コンポーネントの性能を高める際の主な技術的限界の１つである。
【０００７】
特に、産業化に際し十分なサイズで、適切な品質の市販のＧａＮ基板を獲得することは、非常に困難である。
【０００８】
したがって、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、またはシリコンのタイプの支持基板上に結晶を成長させることによってＧａＮ層を製造する方法が知られている。
【０００９】
しかしながら、現在のさまざまな材料間での格子不整合および温度挙動差（異なる熱膨張率）により、転位型の欠陥および他の欠陥の出現と共にＧａＮ層に応力が発生する。
【００１０】
エピタキシャル層の厚さが、膨張したり収縮したりするに大きすぎると、蓄積された弾性エネルギーにより、ＧａＮ層に完全に亀裂が入り、使用不能になってしまうことさえある。
【００１１】
格子不整合の問題は、支持基板とＧａＮ層との間に、典型的に、以下の元素、すなわち、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｉｎ及びＮの少なくとも２つを含む少なくとも１つの層を有する中間層（いわゆる、バッファ層）を挿入することによって抑えられ得る。このように、これらの中間層の主な目的は、支持基板とＧａＮ層との間の格子パラメータの差の影響を低減することである。
【００１２】
上記のような、ＳｉＣ、サファイア、シリコン基板上に対する、いわゆるヘテロエピタキシー法に改良を与えることによって、機能的なコンポーネントを製造することが可能であった。
【００１３】
しかしながら、例えば、発光パワー、漏れ電流、寿命などの電子光学的な特徴が不十分なままである。
【００１４】
また、このような複合構造体の製造には、時間も費用もかかる。
【００１５】
さらに、ヘテロエピタキシー法の場合、基板とＧａＮ層との間の機械的な相互作用（熱膨張）に関連する問題を完全に解消することが常に可能なわけではない。
【００１６】
欧州特許第０９６７６６４号明細書において、熱膨張の点でＧａＮエピタキシーと適合する、ＧａＡｓ支持基板上でのホモエピタキシーによって、厚いＧａＮ層を製造するための別の技術が提案されている（ＧａＡｓの熱膨張率は、ＧａＮの熱膨張率に比較的近い）。適用方法は、ＳｉＯ２のリリーフマスク（ｍａｓｋ  ｉｎ  ｒｅｌｉｅｆ）で被覆したバルクＧａＡｓ基板上に第１のＧａＮ層を低温エピタキシャル横方向成長（ＥＬＯＧとも呼ぶ）させた後、結晶成長によってこの第１のＧａＮ層を厚くするステップを備える。
【００１７】
エピタキシー後、ＧａＡｓ基板は、選択的エッチング、例えば、硝酸と塩酸とを混合させて得られる王水（アクアレギア）を使用することによって除去される。
【００１８】
実際、厚いエピタキシャルＧａＮ層を基板層として保つようにＧａＮ層を下地の構造から分離することが望ましい場合もあり、ＧａＮ層を下地の構造から分離するとＧａＮ層からの多くの厚さの犠牲を伴わない。この目的のためには、基板を特に選択的にエッチングすることが非常に効率的な技術となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】欧州特許第０９６７６６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、選択的エッチングを適用するために、また温度に伴う機械的挙動の観点から、ＧａＡｓ基板を選択することが望ましい場合でも、結晶学的観点からはそれほど望ましいわけではない。実際、ＧａＮとの格子不整合が非常に大きいため、第２のＧａＮ層を堆積する前に、ＧａＡｓ基板上にＧａＮ犠牲層を作る必要がある。この目的のために、まず、第１のＧａＮ層に、マスクリリーフに対して横方向にエピタキシャル成長させ、多数の欠陥を制限するように上記ＳｉＯ２リリーフマスクを作ることで、第１のＧａＮ層が、第２のＧａＮ層の核生成層として使用される前に犠牲層の役割を担う。
【００２１】
今では、層の形成やＧａＮの横方向成長に好ましい所定のパターンに従ったＳｉＯ２フォトリソグラフィのために、さらなるステップを追加することによって、この最後のマスクを作ることで製造方法が拡張される。
【００２２】
これらの追加ステップを適用するには、さらなるコストがかかる。
【００２３】
最後に、エピタキシャル成長された第１のＧａＮ層は、結晶品質が非常に低いままであるため、良好な結晶品質および１０８転位／ｃｍ２未満の転位率を得るには、ＧａＮの強い層（ｓｔｒｏｎｇ  ｌａｙｅｒ）をエピタキシャル成長することが必要である。
【００２４】
本発明の目的は、迅速かつ安価な方法を適用することによって、良好な結晶品質（すなわち、１０８転位／ｃｍ２未満の転位数）で、典型的に１０マイクロメートルより厚いＧａＮ層を製造することである。
【００２５】
別の目的は、ＧａＮ層の製造方法における大量の材料損失を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この目的のために、本発明によれば、ＧａＮ基板を製造する方法において、
（ａ）支持基板上に第１の単結晶ＧａＮ層を転写するステップと、
（ｂ）第１の単結晶ＧａＮ層上に第２の単結晶ＧａＮ層の結晶成長を行うステップと、
（ｃ）上記支持基板の少なくとも一部分を除去するステップとを備え、
第１の単結晶ＧａＮ層及び第２の単結晶ＧａＮ層が共に、上記ＧａＮ基板を形成し、上記ＧａＮ基板の厚さが、少なくとも１０マイクロメートルであることを特徴とする方法が提示される。
【００２７】
この方法の他の特徴は、
−ＧａＮと上記支持基板を構成する材料との間の熱膨張率の差が、約２０℃〜約５００℃の温度で約０．１×１０−６〜約２×１０−６Ｋ−１であり、
−支持基板が、ＩＩＩ−Ｖ族材料から選択される材料からなる合金またはゲルマニウムでなる少なくとも１つの表面層を有し、支持基板（４０）が、バルクＧａＡｓでなるものであるとよく、
−この方法が、ステップ（ａ）の前に、支持基板上に保護コーティングを形成するステップを備えてもよく、保護コーティングが、特に、ＳｉＯ２のような誘電材料でなるものであり、
−保護コーティングが、支持基板を全体的に取り囲む封止部、または第１の単結晶ＧａＮ層に接合される支持基板の面上に形成された保護層であり、ステップ（ｃ）が、封止部の選択的化学エッチングであり、
−ステップ（ａ）が、支持基板および第１の単結晶ＧａＮ層を接触させる前に、接合面の一方または両方上への接合層の形成を備えるとよく、接合層が、特に、ＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４でなるものであるとよく、
−ステップ（ｃ）が、支持基板と第１の単結晶ＧａＮ層との間の界面に位置する層（保護層，接合層）の選択的化学エッチング、または支持基板の少なくとも一部分の選択的化学エッチングを備え、
−支持基板がＧａＡｓでなるものであれば、選択的化学エッチング剤が、好ましくは、王水であり、
−１つの好ましい実施形態によれば、選択的化学エッチングが、第１及び第２の単結晶ＧａＮ層／支持基板アセンブリを取り扱うことなく、成長ステップ（ｂ）の場合と同じエンクロージャにおいて達成され、選択的化学エッチング剤が、ガス状の塩酸であり、
−この方法が、ステップ（ｃ）の後、ＧａＮ基板上でのエピタキシャル成長ステップをさらに備えるとよく、
−第１の単結晶ＧａＮ層の厚さが、約５００オングストローム〜約１マイクロメートルであり、
−第１の単結晶ＧａＮ層が、最初、初期構造の上側ＧａＮ層に含まれ、ステップ（ａ）により、第１の単結晶ＧａＮ層だけではなく初期構造の全体が支持基板へ接合され、この方法は、ステップ（ａ）の後、第１のＧａＮ層の下に位置する初期構造を除去するステップをさらに備え、
−第１の単結晶ＧａＮ層の下に位置する構造の除去ステップが、Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（登録商標）によって主に行われ、上記第１のＧａＮ層の厚さに近い厚さまで、上記上側ＧａＮ層に原子種の注入が予めなされる。
【００２８】
また、本発明によれば、ＧａＡｓ上のＧａＮ基板であって、ＧａＮ基板が、約１０８転位／ｃｍ２未満の転位密度を有し、約１０マイクロメートルより大きな厚さを有することを特徴とするＧａＮ基板が提示される。
【００２９】
本発明により、約１０８転位／ｃｍ２未満の転位密度を有し、１０〜１００マイクロメートルからなる厚さを有するＧａＮ基板がさらに提示される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるＧａＮ基板を製造するための一つのステップを示す。
【図２】本発明によるＧａＮ基板を製造するための一つのステップを示す。
【図３】本発明によるＧａＮ基板を製造するための一つのステップを示す。
【図４】本発明によるＧａＮ基板を製造するための一つのステップを示す。
【図５】本発明によるＧａＮ基板を製造するための一つのステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１〜図５を参照すると、本発明によるＧａＮ基板の好ましい製造方法が、
−低転位率（典型的に、１０８転位／ｃｍ２未満）の表面ＧａＮ層を含む初期構造１０を使用するステップと、
−この初期構造１０を支持基板４０に接合するステップと、
−上記ＧａＮ表面層５０またはその一部分のみを保持するように初期構造１０を減ずるステップと、
−十分な厚さのＧａＮ層６０を共に形成するように、ＧａＮ表面層５０上に第２のＧａＮ層をエピタキシャル成長させて、望ましいＧａＮ基板６０を得るステップとを備える。
【００３２】
そのほかに、上記ＧａＮ基板６０のみを保持するために、支持基板４０の少なくとも一部分を除去するためのさらなるステップが適用される。支持基板４０の全体を除去することも可能でありが、保持部分がその後のエピタキシーに何ら影響を与えないほど薄いものであれば、支持基板４０の一部分を除去することも可能である（すなわち、支持基板の一部を残すことで、ＧａＮ基板６０上にエピタキシャル成長した層に、異なる熱膨張率による歪を生じさせない）。典型的に、支持基板の残りの部分の厚さは、ＧａＮ基板６０の厚さよりも小さい。さらに、支持基板４０のこのような薄い部分は、ＧａＮ基板６０の機械的強度に影響を与えず、エピタキシーに耐える目的でＧａＮ基板を強化することに寄与しない。しかしながら、支持基板の除去の持続時間をこのようにして短縮できるため、支持基板４０を完全に除去しないということも着目できる。
【００３３】
このようにして、従来の方法よりも安価な製造コストで、非常に良好な結晶品質（典型的には、１０８転位／ｃｍ２未満の転位数）の厚いＧａＮ層６０（典型的には、１０μｍより大きい厚さ）を獲得可能である。
【００３４】
図１を参照すると、初期構造１０は、バルクＧａＮ基板に対応する。２元素材料であるＧａＮは、従来、材料の結晶格子セルが特定の配向を有する極性材料とされている。この配向は、非対称的に基板の両面に現れ、すなわち、一方の面がＧａ面になり、他方の反対の面がＮ面になるということである。
【００３５】
極性ＧａＮ材料上に電子コンポーネントの能動層を成長させることは、いわゆるＮ面よりも、いわゆるＧａ面から開始することによって良好な品質を達成しやすいことが知られている。
【００３６】
図２を参照すると、初期構造１０は、支持基板４０に接合される。
【００３７】
支持基板４０を構成する材料は、支持基板４０と構造１０のＧａＮとの熱膨張率の差が、室温から約５００℃までの範囲で、０．１×１０−６〜２×１０−６Ｋ−１になるように選択される。
【００３８】
このように、支持基板４０を形成する材料をこのように選択することによって、ＧａＮ構造１０の表面に実質的な劣化をもたらすことなく、接合、エピタキシー、または化学エッチングステップにおいて用いられるもののような比較的高い熱処理を適用することが可能となる。
【００３９】
このように、周期表のＩＩＩ−Ｖ族材料から選択される材料からなる合金やゲルマニウムでできた支持基板４０が選択されるとよい。
【００４０】
とくに、成長基板４０は、全体的にバルクＧａＡｓで作られる。
【００４１】
支持基板４０がＧａＡｓで作られたものである場合、支持基板４０の保護コーティングは、接合前に、接合中およびその後のエピタキシー中の基板保護のために、この基板の周囲すべてに優先的に形成され、図３Ａに示すように、封止部４１を形成する。別の方法は、支持基板４０の接合される表面上だけにこの保護コーティングを形成するステップからなり、すなわち、この場合、保護コーティングは、図３Ｂに示す保護層４２である。
【００４２】
このコーティングは、キャッピングを形成するために、ＳｉＯ２などの誘電材料から選択されるとよい。
【００４３】
図３Ｃを参照すると、接合前、支持基板４０および構造１０が接触した状態になる前に、接合面の一方または両方上に接合層４３が形成されてもよい。
【００４４】
接合層４３は、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＸＯＹＮＺ、またはこのようなステップで通常使用される他のタイプの材料のものであるとよい。
【００４５】
詳細は、特に、「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｑ−Ｙ  ＴｏｎｇおよびＵ  Ｇｏｅｓｅｌｅ、Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．）に見られる。
【００４６】
とくに、接合は、構造１０と支持基板４０との間の界面における接合の結合を強化するために、適切な熱処理を備えるとよい。
【００４７】
図４を参照すると、初期構造１０を減ずるステップが、低欠陥率および／または転位率、典型的に、１０８転位／ｃｍ２未満のＧａＮ表面層５０のみを保持するように適用される。
【００４８】
例えば、これによって、約５００オングストローム〜約１マイクロメートルの厚さの表面層が得られ得る。
【００４９】
この減ずるステップは、化学エッチング、随意の選択的エッチング、Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（登録商標）、研磨、ＢＥＳＯＩの少なくとも１つの技術を単独で、または組み合わせて適用されることができる。
【００５０】
当業者に非常によく知られているこれらの異なる技術は、特に、Ｊｅａｎ−Ｐｉｅｒｒｅ  Ｃｏｌｉｎｇｅの「Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｔｅｃｈｎｌｏｇｙ：Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｔｏ  ＷＬＳＩ，Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ」（Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃｓ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、５０〜５１頁）に見られる。
【００５１】
とくに、本発明の範囲内であるＳｍａｒｔ  Ｃｕｔ（登録商標）技術の使用は、優先的に、
−接合ステップの前に、所望の表面層５０の所望の厚さに実質的に等しい深さで、水素および／またはヘリウムなどの原子種を注入または共注入することによって、基板１０に脆化領域（ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ  ａｒｅａ)を形成するステップと、
−脆化領域から層５０を除去するために、脆化領域に熱および／または機械エネルギーなどのエネルギーを供給するステップと、
−十分な表面状況および厚さの均一性を得るための随意の仕上げステップとを備える。この目的のために、研磨、ＣＭＰ、および／または随意の選択的化学エッチングが適用されてもよい。
【００５２】
Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（登録商標）技術の使用には、特に層５０の取り外しステップ後に、初期構造１０の残りの部分を回復させることができ、その部分を別の層サンプルを得るために引き続き再利用する（随意のリサイクルおよび別のＧａＮ層の成長ステップ後）という利点がある。これは、初期構造１０の製造に、時間も費用もかかる場合に特に有益である。
【００５３】
別の技術は、任意に一部分を保ちながら、構造１０の背面をエッチングすることによって、化学エッチング、任意に、選択的エッチングからなるものであってもよい。
【００５４】
図５を参照すると、第１のＧａＮ層５０上に第２のＧａＮ層を結晶成長させるステップが、ＧａＮ層だけで基板６０を達成するのに十分な厚さを有するＧａＮ層を獲得するように適用される。
【００５５】
この厚さは、典型的に、１０μｍより大きいものとすることができる。
【００５６】
このように、第１のＧａＮ層５０は、第２のＧａＮ層に対して結晶パラメータおよび固有の結晶学的品質を課しながら、第２のＧａＮ層を成長させるための開始剤として使用される。さらに、層５０用に使用される基板１０の面は、転写プロセス後、再開するエピタキシーに適合し得る極性、すなわち、Ｇａ極性を有する。
【００５７】
このように、すでに詳述したように、第１の層５０を形成し、支持層４０に転写する方法によって、この第１の層５０は、非常に良好な結晶品質を有し（特に、低転位密度）、高品質の基板６０が得られることになる。
【００５８】
さらに、ここでエピタキシー方法が使用されるとすると、良質の開始剤層５０上に、厚さが制限されず、品質が良好で厚さが一定の成長基板６０を製造することが可能となる。
【００５９】
最後に、本発明による層転写技術を用いることで、支持基板４０を選択する際の制限をなくすことが可能となる。したがって、ＧａＮの温度膨張特性に近い温度膨張特性を有する材料が選択され得る。これによって、良好な機械的強度の層５０および６０が高温で得られるため、基板６０の製造のための様々なステップ中（エピタキシー、接合、エッチングなど）、広範囲の技術の適用が考えられ得る。
【００６０】
本発明による方法のさらなるステップは、ＧａＮ基板６０のみ（または、その後のエピタキシーに影響を与えない程度に薄い支持基板４０の残りの部分とともにＧａＮ基板６０）を保持するように、支持基板４０の少なくとも一部分を除去する工程からなる。
【００６１】
この支持基板４０の除去ステップは、背面上の支持基板の化学またはガスエッチングによって、ＧａＮ基板６０と支持基板４０との間に随意に形成された接合層または保護層の選択的化学エッチングによって、またはこの支持層４０を除去可能なその他の技術によって達成されてもよい。
【００６２】
支持基板が、保護コーティングによって完全に封止されれば、保護コーティングの選択的化学エッチングが達成され得る。例えば、封止部４１がＳｉＯ２で作られれば、フッ化水素酸（ＨＦ）が使用されることが好ましい。
【００６３】
支持基板４０とＧａＮ基板６０との間の接合界面に接合層４３または保護層４２があれば、層４３または４２を選択的にエッチングして除去することも可能である。このようにして、支持基板４０は、ＧａＮ基板６０から分離されることができると共に、リサイクルされ得る。
【００６４】
支持基板４０を除去する別の方法は、支持基板の化学エッチングである。この場合、支持基板４０とＧａＮ基板６０との間の界面に保護層または接合層が形成されていれば、この層は、エッチング中に除去されなくてもよく、ＧａＮ基板６０の背面上に残ったままでもよいが、この層が存在していても、その後のエピタキシーに影響を与えることはない。
【００６５】
支持基板４０が少なくとも部分的にＧａＡｓを備える場合、ＧａＮに対するＧａＡｓの選択的エッチングを適用するために、王水が使用されてもよい。
【００６６】
前述したケース（いわゆる、「エクスシチュ（ｅｘ  ｓｉｔｕ）エッチング」）の場合、ＧａＮ基板６０は、「自立型」になるのに十分な厚さのものとなり、すなわち、ＧａＮ基板は、損傷を受けずに動かせるほど十分な機械的剛性を備えるものとなる。典型的に、自立型基板の厚さは、少なくとも約１００マイクロメートルである。
【００６７】
本発明の特定の実施形態によれば、支持基板４０の選択的エッチングステップは、上記ＧａＮ基板６０を形成するための第２のＧａＮ層のエピタキシーステップの直後に続いて、および／またはその最中に、高温（典型的に、５００〜１１００℃）で適用される。
【００６８】
それによって、この支持基板４０の除去ステップは、層／基板の全体を取り扱うことなく、ＧａＮ基板６０を成長させる場合と同じエピタキシーエンクロージャで達成されてもよい。この目的のために、エンクロージャ内に導入されるガスの性質を変えることによって、これらのステップの両方を互いに続けるだけでよい。ＧａＮのエピタキシー中、使用されるガスは、例えば、ＭＯＣＶＤにおいて得られる低成長速度の場合には、ＮＨ３、Ｈ２、およびＴＭＧａの混合物とすることができ、またはＨＶＰＥにおける高成長速度の場合には、ＮＨ３、Ｈ２、およびＧａＣｌ２の混合物とすることができる。エピタキシー後、支持基板４０が保護コーティングによって完全に封止されていない場合には、ガス状の塩酸が、ガスＨ２とともにエピタキシーエンクロージャに導入され、支持基板４０をエッチングする。温度は、変更されてもよい。
【００６９】
エピタキシーエンクロージャにおいて支持基板４０を除去すると（いわゆる、「インシチュ（ｉｎ  ｓｉｔｕ）エッチング」）、自立型のＧａＮ基板よりも薄い厚さのＧａＮ基板６０を製造できることが有益である。実際、ＧａＮ基板６０を、その後のエピタキシーの前に移動させる必要がないため、自立型にする必要がない。すなわち、より小さい厚さ、典型的には、厚い層を形成する約１０マイクロメートルでも、十分エピタキシーに耐え得る。対照的に、薄いＧａＮ層（１０マイクロメートル未満、典型的には、約１または２マイクロメートル）は、十分な機械的強度を有しておらず、支持基板による支持がなければ、非常に脆弱でエピタキシーに耐えることができない。
【００７０】
支持基板４０のインシチュエッチング後、ＧａＮ基板６０は、厚さと成長モードによって内部応力を受けないため平坦なままであり、結晶学的な品質も良好で、同じエピタキシーエンクロージャでその後のエピタキシーの準備が整っている。さらに、支持基板がないため、異なる熱膨張率による応力が回避される。その上、このＧａＮ基板は、他の技術で作られた同じ結晶学的品質を有する基板よりも薄いため、他の技術より速く作製できる。
【００７１】
本願発明によれば時間及びコストにおいて利点が得られるため、本願発明は当産業に関連して特に評価され得る。
【００７２】
当業者であれば、本発明のこの特定の記載が限定的なものではなく、本発明を適用するより一般的な方法の説明的な一例にすぎないことを理解するであろう。とくに、本発明による方法は、本明細書の支持基板４０および構造１０を形成するもの以外のタイプの材料や、初期構造１０以外のタイプの構造に一般化されてもよい。
【００７３】
さらに、本明細書に記載するさまざまな層および基板は、ドーピング要素または酸化要素などの他の要素を備えてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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