(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、半導体薄膜ウェハを破損させることなくハンドリングを行うことが可能な半導体薄膜ウェハ用治具を提供することにある。【解決手段】  本発明の半導体薄膜ウェハ用治具１は、  半導体薄膜ウェハの下側主表面に当接させてこれを保持するウェハ保持部２と、半導体薄膜ウェハのハンドリングが行われる把握部３とからなり、  ウェハ保持部２は、一端が把握部３に結合され、且つ、他端側が把握部３から離間する向きに延設されてなることを特徴とする。【選択図】        図１
2005276988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体薄膜ウェハの下側主表面に当接させてこれを保持するウェハ保持部と、前記半導体薄膜ウェハのハンドリングが行われる把握部とからなり、
前記ウェハ保持部は、一端が前記把握部に結合され、且つ、他端側が前記把握部から離間する向きに延設されてなることを特徴とする半導体薄膜ウェハ用治具。
【請求項２】
前記ウェハ保持部及び前記把握部の少なくとも一方に結合するように設けられ、前記ウェハ保持部に保持された前記半導体薄膜ウェハの外周縁に当接することにより、保持面上において前記半導体薄膜ウェハのずれを防止する面内方向束縛部を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体薄膜ウェハ用治具。
【請求項３】
前記半導体薄膜ウェハの外周縁の一部を切り欠いて形成された方位目印部に係合可能な係合部を備えるとともに、前記ウェハ保持部の保持面上において、当該係合部に前記方位目印部を係合させることにより、前記半導体薄膜ウェハを位置合わせした状態で保持することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体薄膜ウェハ用治具。
【請求項４】
前記ウェハ保持部の保持面に開口を有する吸着孔と、該吸着孔と連通した吸引手段とを備え、前記吸着孔内を前記吸引手段によって減圧することで前記半導体薄膜ウェハを前記ウェハ保持部の保持面に吸着させて保持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体薄膜ウェハ用治具。
【請求項５】
前記ウェハ保持部は、保持面に突起部を有するとともに、当該突起部が前記下側主表面に点接触形態にて当接した状態で前記半導体薄膜ウェハを保持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体薄膜ウェハ用治具。
【請求項６】
前記突起部は、シリコンゴムからなることを特徴とする請求項５に記載の半導体薄膜ウェハ用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体薄膜ウェハ用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードや半導体レーザー等の発光素子に使用される材料及び素子構造は、長年にわたる進歩の結果、素子内部における光電変換効率が理論上の限界に次第に近づきつつある。従って、一層高輝度の素子を得ようとした場合、素子からの光取出し効率が極めて重要となる。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ混晶により発光層部が形成された発光素子は、薄いＡｌＧａＩｎＰ（あるいはＧａＩｎＰ）活性層を、それよりもバンドギャップの大きいｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とによりサンドイッチ状に挟んだダブルへテロ構造を採用することにより、高輝度の素子を実現できる。このようなＡｌＧａＩｎＰダブルへテロ構造は、ＡｌＧａＩｎＰ混晶がＧａＡｓと格子整合することを利用して、ＧａＡｓ単結晶基板上にＡｌＧａＩｎＰ混晶からなる各層をエピタキシャル成長させることにより形成できる。そして、これを発光素子として利用する際には、通常、ＧａＡｓ単結晶基板をそのまま素子基板として利用することも多い。しかしながら、発光層部を構成するＡｌＧａＩｎＰ混晶はＧａＡｓよりもバンドギャップが大きいため、発光した光がＧａＡｓ基板に吸収されて十分な光取出し効率が得られにくい難点がある。そこで、この問題を解決するため、下記の特許文献１をはじめとする種々の公報には、成長用のＧａＡｓ基板を剥離する一方、半導体にて構成される補強のための素子基板を、反射用のＡｕ層を介して剥離面に貼り合わせる技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３９１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような貼り合わせの発光素子を得るためには、貼り合わせ工程をはじめとする多くの工程において、発光層部を含む非常に薄層の半導体ウェハに対してハンドリングを行う必要が生じることがある。しかし、そのような薄層の半導体ウェハ（以下、半導体薄膜ウェハという）は、例えばピンセットのような手段によって挟まれた状態でハンドリングが行われると、破損してしまうことが多く、そのためコスト面において無駄が多くなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、半導体薄膜ウェハを破損させることなくハンドリングを行うことが可能な半導体薄膜ウェハ用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段・発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の半導体薄膜ウェハ用治具の第一発明は、
半導体薄膜ウェハの下側主表面に当接させてこれを保持するウェハ保持部と、前記半導体薄膜ウェハのハンドリングが行われる把握部とからなり、
前記ウェハ保持部は、一端が前記把握部に結合され、且つ、他端側が前記把握部から離間する向きに延設されてなることを特徴とする。
【０００７】
上記第一発明によると、半導体薄膜ウェハ用治具は、半導体薄膜ウェハ（以下、単に薄膜ウェハともいう）の下側主表面にウェハ保持部を当接させた状態で掬い上げる、つまりウェハ保持部上に薄膜ウェハを載置させた状態でハンドリングを行うものとされている。従来のピンセットのような手段で薄膜ウェハを挟むのではなく、薄膜ウェハの一方の主表面のみに治具を当接させた状態で保持を行うことで、薄膜ウェハを破損させることなくハンドリングを行うことが可能となる。また、挟むのではなく、ウェハ保持部の保持面上に載置させることで、薄膜ウェハを安定させた状態で保持することが容易となる。
【０００８】
このような第一発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具では、ウェハ保持部を一方の主表面（下側主表面）のみに当接させた状態で薄膜ウェハを保持することが可能なため、貼り合わせの発光素子の製造過程において、ハンドリングを行う薄膜ウェハの片側の主表面に、傷が付くことが好ましくない発光層や貼り合わせ用の金属層等が露出しているような場合であっても、それとは逆側の主表面を下側主表面としてこれを保持することにより、そのような露出した発光層や金属層を傷つけることなくハンドリングを行うことが可能である。
【０００９】
本発明の半導体薄膜ウェハ用治具の第二発明は、上記第一発明の要件に加え、ウェハ保持部の保持面に開口を有する吸着孔と、該吸着孔と連通した吸引手段とを備え、吸着孔内を吸引手段によって減圧することで半導体薄膜ウェハをウェハ保持部の保持面に吸着させて保持するよう構成することができる。このように吸引手段を備える場合、ウェハ保持部を上下反転させて掬い上げた薄膜ウェハを逆さにしても、保持面に薄膜ウェハを吸着させておくことで保持状態を保つことが可能となる。
【００１０】
このような第二発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具では、貼り合わせの発光素子の製造過程において、上記第一発明の半導体薄膜ウェハ用治具のごとく、露出している発光層や金属層を傷つけることなくハンドリングを行うことが可能なうえ、さらにはウェハ保持部を上下反転させても薄膜ウェハを保持しておくことが可能であるため、発光層や金属層が露出している主表面を上側主表面とし、それとは反対側の主表面側から掬い上げることで薄膜ウェハを保持し、その後、該薄膜ウェハを吸着させた状態でウェハ保持部を上下反転させて、発光層や金属層が露出している主表面を下側に向けた状態で、薄膜ウェハを、金属層を介して素子基板上に密着させることができる。
そして、上記第二発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具を用いて、該第一主表面側から掬い上げることで化合物半導体層を保持し、その後、該化合物半導体を吸着させた状態でウェハ保持部を上下反転させて、第二主表面を下側に向けた状態で、化合物半導体層を、金属層を介して素子基板上に密着させるようにハンドリングを行う。
【００１１】
本発明の半導体薄膜ウェハ用治具の第三発明は、上記第一発明の要件に加え、ウェハ保持部は、保持面に突起部を有するとともに、当該突起部が下側主表面に点接触形態にて当接した状態で半導体薄膜ウェハを保持するよう構成することができる。このように構成することで、ウェハ保持部が薄膜ウェハに面接触する場合と比べて、薄膜ウェハ表面に発生する傷を格段に低減することができる。したがって、貼り合わせの発光素子の製造過程において、ハンドリングを行う薄膜ウェハの主表面に、傷が付くことが好ましくない発光層や貼り合わせ用の金属層等が露出しているような場合であっても、それらの層が露出した主表面にウェハ保持部を当接させてハンドリングを行うことができる。また、上記突起部をシリコンゴムで構成すれば、薄膜ウェハへの汚染を低減させることができるのでより望ましい。
【００１２】
次に、上記本発明の半導体薄膜ウェハ用治具では、ウェハ保持部及び把握部の少なくとも一方に結合するように設けられ、ウェハ保持部に保持された半導体薄膜ウェハの外周縁に当接することにより、保持面上において半導体薄膜ウェハのずれを防止する面内方向束縛部を備えるよう構成することができる。
【００１３】
次に、上記本発明の半導体薄膜ウェハ用治具では、半導体薄膜ウェハの外周縁の一部を切り欠いて形成された方位目印部に係合可能な係合部を備えるとともに、ウェハ保持部の保持面上において、当該係合部に方位目印部を係合させることにより、半導体薄膜ウェハを位置合わせした状態で保持するよう構成することができる。なお、半導体薄膜ウェハの外周縁の一部を切り欠いて形成された方位目印部とは、薄膜ウェハの外周縁を直線で切り欠いたオリエンテーションフラット、及び薄膜ウェハの外周縁をＵ字又はＶ字で切り欠いたオリエンテーションノッチなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具１を表す図である。半導体薄膜ウェハ用治具１（以下、単にウェハ用治具１ともいう）は、半導体薄膜ウェハ（以下、単に薄膜ウェハともいう）が載置される保持面２１を有するウェハ保持部２と、薄膜ウェハのハンドリングが行われる把握部３とからなり、該ウェハ保持部２は、一端が把握部３に結合され、且つ、他端側が把握部３から離間する向きに延設された構成となっている。薄膜ウェハのハンドリングは、把握部３が人の手により把握され、ウェハ保持部２が操作されることによって行われる。なお、ウェハ用治具１は、表面がテフロン加工された部材にて構成されている。
【００１５】
把握部３は、ウェハ保持部２によって薄膜ウェハを掬い上げやすくするよう、保持面２１の上方側に向かって延設されている。具体的には、把握部３の延設方向は、保持面２１に対する角度αが例えば９０°〜１８０°の範囲となるよう設定されるのが好ましい。また、把握部３は、補強用の支柱３５を備えている。
【００１６】
薄膜ウェハのハンドリングは、図３に示すように、下側主表面１０２の下方にハンドリング用空間２００Ｓを生じた形で載置された薄膜ウェハ１００に対して、ウェハ保持部２をハンドリング用空間２００Ｓに挿入して上方に掬い上げることによって行う。これによって、図２に示すように、薄膜ウェハ１００は、ウェハ保持部２の保持面２１上に載置された状態（保持面２１が下側主表面１０２に当接した状態）で保持される。ウェハ保持部２は、例えば、平行となるよう設けられた２つの棒状部材にて構成される二又のフォーク形状をなし、棒状部材の延設方向、つまりフォークの先に向かう方向（図１中の矢印方向）が挿入方向とされている。そして、ハンドリング用空間２００Ｓは、該フォーク形状のウェハ保持部２が挿入可能な形状とされており、具体的には、上記挿入方向に載置部材２００を貫通するよう形成されている。なお、ウェハ保持部２は、上記のようなフォーク形状に限らず、保持面２１上に薄膜ウェハ１００を載置できる形状であればよく、またそのような形状を挿入可能なようハンドリング用空間２００Ｓが構成されていればよい。
【００１７】
ウェハ保持部２において、挿入方向に沿った長さ（棒状部材の長さ）Ｌは、該挿入方向における薄膜ウェハ１００の最大奥行き（例えば、薄膜ウェハ１００が円板状であるならばその径）に対して同程度に設定される。また、図２に示すように、薄膜ウェハ１００の最大幅（例えば、薄膜ウェハ１００が円板状であるならばその径）をウェハ幅Ｗとし、二又フォーク形状のウェハ保持部２における２つの棒状部材の中心間距離をフォーク間隔Ｔとしたとき、ウェハ幅Ｗの中心と、フォーク間隔Ｔの中心とは、おおよそ一致するような状態で薄膜ウェハ１００の保持が行われる。その場合、フォーク間隔Ｔは、ウェハ幅Ｗの２０〜８０％程度に設定されることが好ましい。その範囲外である場合、保持部２上において薄膜ウェハ１００を安定させることが困難になることがある。
【００１８】
図４は、図１の第一実施形態の第一変形例を表す図である。図４によると、半導体薄膜ウェハ用治具１は、ウェハ保持部２と把握部３との結合部位付近に結合された円板状の薄膜ウェハ１００の外周面に当接する形状の面内方向束縛部４を備える。該面内方向束縛部４は、ウェハ保持部２に保持された薄膜ウェハ１００の外周縁１０３に当接することにより（図５参照）、保持面２１上において薄膜ウェハ１００のずれを防止する。また、詳しくは、図５の断面構造に示すように、面内方向束縛部４は、薄膜ウェハ１００の外周縁１０３に当接する側部４３と、下側主表面１０２の外周縁１０３近傍に当接する下部４２と、でＬ字状に構成されている。これにより、側部４３で薄膜ウェハ１００のずれを防止するとともに、下部４２でウェハ保持部２による薄膜ウェハ１００の保持を補助している。
【００１９】
面内方向束縛部４は、薄膜ウェハ１００の外周縁１０３のうち、把握部３側のおおよそ半周部分のみに当接する形状とされている。これはつまり、面内方向束縛部４は、ハンドリング空間への挿入方向の側を開放しており、薄膜ウェハ１００をウェハ保持部２上に載せたり降ろしたりする際などに邪魔にならないような形状となっている。また、このような形状の場合、薄膜ウェハ１００の保持は、ウェハ保持部２の保持面２１を水平方向よりも把握部３側に若干傾けるようにすると、外周縁１０３が面内方向束縛部４に当接しやすくなるので、上記のようなずれ防止の効果を得られやすい。
【００２０】
図６は、図１の第一実施形態の第二変形例を表す図である。図６によると、半導体薄膜ウェハ用治具１は、薄膜ウェハ１００の外周縁１０３の一部を切り欠いて形成された方位目印部１０５（図７参照）に係合可能な係合部５を備える。そして、ウェハ保持部２の保持面２１上において、当該係合部５に方位目印部１０５を係合させることにより、薄膜ウェハ１００を位置合わせした状態で保持することができる。なお、薄膜ウェハ１００の外周縁１０３の一部を切り欠いて形成された方位目印部１０５とは、図７（ａ）に示す薄膜ウェハ１００の外周縁１０３を直線で切り欠いたオリエンテーションフラット１０５Ｆ、及び図７（ｂ）に示す薄膜ウェハ１００の外周縁１０３をＵ字又はＶ字で切り欠いたオリエンテーションノッチ１０５Ｎなどがあり、係合部５の係合面５３はそれぞれの形状に合わせた形となっている。また、このような形状の場合、薄膜ウェハ１００の保持は、ウェハ保持部２の保持面２１を水平方向よりも把握部３側に若干傾けるようにすると、方位目印部１０５が係合部５に係合した状態で保ちやすくなるので、上記のような位置合わせの効果を得られやすい。
【００２１】
（第二の実施形態）
図８は、本発明の第二発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具１を表す図である。以下、主として図１の第一実施形態と異なるところを述べ、同一部分は図８中に同一符号を付して説明を簡略化する。なお、本実施形態では、第一実施形態における第一変形例（図４）、第二変形例（図６）と同様の変形例を構成することもできる。図８によると、半導体薄膜ウェハ用治具１は、ウェハ保持部２の保持面２１に開口を有する吸着孔６１と、該吸着孔６１と連通した吸引手段（図示せず）とを備える。吸着孔６１から吸引手段（図示せず）までの連通経路は、ウェハ保持部２及び把握部３の内部に形成された中空部（図示せず）と、該中空部の把握部３の端部に設けられた開口に取り付けられたホース６２と、が担っている。そして、吸着孔６１内を吸引手段（図示せず）によって減圧することで薄膜ウェハ１００をウェハ保持部２の保持面２１に吸着させて保持する。これにより、ウェハ保持部２を掬い上げた薄膜ウェハ１００を逆さにしても、保持面２１に薄膜ウェハ１００を吸着させておくことで保持状態を保つことが可能となる。また、把握部３には、上記連通経路の途中を開放／遮断することで吸着を制御する制御ボタン６３が備え付けられている。
【００２２】
また、ウェハ保持部２の保持面２１において、吸着孔６１が形成される位置は、ウェハ保持部２の挿入方向における薄膜ウェハ１００の最大奥行き（例えば、薄膜ウェハ１００が円板状であるならばその径）に対しておおよそ半分程度、つまりウェハ保持部２において棒状部材の長さＬ（挿入方向に沿った長さＬ）方向のおおよそ中心位置に形成される。
【００２３】
なお、吸引手段は、ポンプ等を設けずとも、ウェハ保持部２及び把握部３の内部に、吸着孔６１の開口に連結された中空部（図示せず）を設けておき、制御ボタン６３が押されることにより、該中空部のうち、吸着孔６１の開口を含む領域が減圧されるような機構として構成することによっても実現可能である。
【００２４】
（第三の実施形態）
図９は、本発明の第三発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具１を表す図である。以下、主として図１の第一実施形態と異なるところを述べ、同一部分は図９中に同一符号を付して説明を簡略化する。なお、本実施形態では、第一実施形態における第一変形例（図４）、第二変形例（図６）と同様の変形例を構成することもできる。図９によると、半導体薄膜ウェハ用治具１は、ウェハ保持部２の保持面２１に突起部７を有する。そして、当該突起部７が下側主面１０２に点接触形態にて当接した状態で薄膜ウェハ１００を保持する。このように構成することで、ウェハ保持部２が薄膜ウェハ１００に面接触する上記の場合と比べて、薄膜ウェハ１００の表面（下側主表面１０２）の傷の発生を格段に低減することができる。また、突起部７は、シリコンゴムにて構成されており、薄膜ウェハ１００の汚染を防いでいる。
【００２５】
ウェハ保持部２上において薄膜ウェハ１００を安定させた状態で保持するためには、突起部７は、保持面２１に３点以上設けられるのがよい（但し、全ての突起部７が同一直線上に存在する場合を除く）。なお、本実施形態では突起部７は、フォーク形状のウェハ保持部２を構成する２つの棒状部材に対してそれぞれ２点ずつ、合計４点形成されており、また突起部７が形成される位置は、ウェハ保持部２の保持面２１において、棒状部材の両端からそれぞれ長さＬに対して３分の１程度の距離とされている。
【００２６】
図１０は、発光素子１０の一実施形態を示す概念図である。発光素子１０は、発光層部１１０を有した化合物半導体層１０Ｃの第一主表面１０ａを光取出面とし、該化合物半導体層１０Ｃの第二主表面１０ｂ側に、発光層部１１０からの光を光取出面１０ａ側に反射させる反射面を有した金属層１０Ｍを介して素子基板をなす導電性基板であるｎ型Ｓｉ（シリコン）単結晶よりなるＳｉ基板１０Ｓが結合された構造を有してなる。
【００２７】
発光層部１１０は、ＡｌＧａＩｎＰ混晶からなる活性層１１１を、第一導電型クラッド層、本実施形態ではｐ型ＡｌＧａＩｎＰ混晶からなるｐ型クラッド層１１３と、前記第一導電型クラッド層とは異なる第二導電型クラッド層、本実施形態ではｎ型ＡｌＧａＩｎＰ混晶からなるｎ型クラッド層１１２とにより挟んだ構造を有し、活性層１１１の組成に応じて、発光波長を、緑色から赤色領域にて調整できる。発光素子１０においては、金属電極１３０側にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１３が配置されており、金属層１０Ｍ側にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１２が配置されている。従って、通電極性は金属電極１３０側が正である。
【００２８】
また、発光層部１１０のＳｉ単結晶基板１００Ｓに面しているのと反対側の主表面上には、ＧａＰよりなる電流拡散層１２０が形成され、その主表面１０ａの略中央に、発光層部１１０に発光駆動電圧を印加するための金属電極（例えばＡｕ電極）１３０が、該主表面１０ａの一部を覆うように形成されている。電流拡散層１２０の主表面１０ａにおける、金属電極１３０の周囲の領域は、発光層部１１０からの光取出領域をなす。なお、ＧａＰ電流拡散層１２０は、発光層部１１０が発する光に対して透光性を有する。
【００２９】
また、Ｓｉ単結晶基板１０Ｓの裏面にはその全体を覆うように金属電極（裏面電極：例えばＡｕ電極）１４０が形成されている。金属電極１４０がＡｕ電極である場合、金属電極１４０とＳｉ単結晶基板１０Ｓとの間には基板側接合金属層として、ＡｕＳｂ接合金属層１７３が介挿される。Ｓｉ単結晶基板１０Ｓは、Ｓｉ単結晶インゴットをスライス・研磨して製造されたものであり、その厚みは例えば１００μｍ以上５００μｍ以下である。そして、発光層部１１０に対し、金属層１０Ｍを挟んで貼り合わされている。金属層１０Ｍは全体がＡｕ系層として構成されている。
【００３０】
発光層部１１０と金属層１０Ｍとの間には、発光層部側接合金属層としてＡｕＧｅＮｉ接合金属層１７１が形成されており、素子の直列抵抗低減に貢献している。また、Ｓｉ単結晶基板１０Ｓと金属層１０Ｍとの間には、Ｓｉ単結晶基板１０Ｓの主表面と接する形で、基板側接合金属層としてのＡｕＳｂ接合金属層１７２が形成されている。
【００３１】
発光層部１１０からの光は、光取出面１０ａ側に直接放射される光に、金属層１０Ｍによる反射光が重畳される形で取り出される。金属層１０Ｍの厚さは、反射効果を十分に確保するため、８０ｎｍ以上とすることが望ましい。また、厚さの上限には制限は特にないが、反射効果が飽和するため、コストとの兼ね合いにより適当に定める（例えば１μｍ程度）。
【００３２】
以下、図１０の発光素子１０の製造方法について説明する。
まず、図１１の工程１に示すように、発光層成長用基板をなす半導体単結晶基板であるＧａＡｓ単結晶基板１５０の主表面に、ｐ型ＧａＡｓバッファ層１６１を例えば０．５μｍ、ＡｌＡｓからなる剥離層１６２を例えば０．５μｍ、この順序にてエピタキシャル成長させる。そして、その後、発光層部１１０として、１μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１２、０．６μｍのＡｌＧａＩｎＰ活性層（ノンドープ）１１１、及び１μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１３を、この順序にエピタキシャル成長させる。
【００３３】
次に、工程２に示すように、形成された発光層部１１０上（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１３上）にｐ型ＧａＰよりなる電流拡散層１２０を例えば５０μｍ、エピタキシャル成長させる。これによって、発光層部１１０及びＧａＰ電流拡散層１２０よりなる化合物半導体層１０Ｃが形成される。なお、該ＧａＰ電流拡散層１２０は、発光層部１１０が発する光に対して透光性を有する。
【００３４】
次に、工程３に進み、上記のＧａＡｓ単結晶基板１５０、ＧａＡｓバッファ層１６１、ＡｌＡｓ剥離層１６２、化合物半導体層１０Ｃがこの順に形成された積層体を、例えば１０％フッ酸水溶液からなるエッチング液に浸漬し、バッファ層１６１と発光層部１１０との間に形成したＡｌＡｓ剥離層１６２を選択エッチングすることにより、ＧａＡｓ単結晶基板１５０（発光層部１１０からの光に対して不透明である）を、化合物半導体層１０Ｃ（発光層部１１０及び電流拡散層１２０よりなる）から除去する。
【００３５】
次に、工程４に進み、化合物半導体層１０Ｃの第二主表面１０ｂ（発光層部１１０が露出した主表面）に、ＡｕＧｅＮｉ接合金属層１７１を分散形成する。その後、ＡｕＧｅＮｉ接合金属層１７１を覆うように第一Ａｕ系層１３１を形成する。他方、別途用意したＳｉ単結晶基板１０Ｓ（ｎ型）の両方の主表面に基板側接合金属層となるＡｕＳｂ接合金属層１７２、１７３を形成し、ＡｕＳｂ接合金属層１７２上に、第二Ａｕ系層１３２を形成する。また、ＡｕＳｂ接合金属層１７３上には裏面電極層１４０（例えばＡｕ系金属よりなるもの）を形成する（図５参照）。以上の工程で各金属層の形成は、スパッタリングあるいは真空蒸着等を用いて行うことができる。本実施形態では、金属層は真空蒸着にて形成している。
【００３６】
工程３により得られる化合物半導体層１０Ｃ、もしくは工程４により得られる第一Ａｕ系層１３１が形成された化合物半導体層１０Ｃは、発光層部１１０が２．６μｍ、ＧａＰ電流拡散層１２０が５０μｍ、第一Ａｕ系層１３１が０．５μｍと、非常に薄いウェハ（薄膜ウェハ）であるため、例えばピンセットのような手段によって挟まれた状態でハンドリングが行われた場合に破損されやすい。そこで、上記本発明の半導体薄膜ウェハ用治具１を用いてハンドリングが行われる。該ウェハ用治具１は、ウェハ保持部２を一方の主表面のみに当接させた状態で薄膜ウェハを保持することができるため、薄膜ウェハを破損させることなくハンドリングを行うことが可能である。化合物半導体層１０Ｃを単に平行移動させる場合には、上記全ての実施形態におけるウェハ用治具１を好適に用いることができるが、平行移動に加えて反転させる操作を行う必要がある場合には、吸引手段を有する上記第二実施形態（図８）を用いることとなる。また、化合物半導体層１０Ｃの第二主表面１０ｂには発光層部１１０もしくは第一Ａｕ系層１３１が露出しているため、ハンドリングを行う際には、これらを傷つけないよう、第一主表面１０ａを下側主表面としてこれを保持することが好ましい。なお、上記第三実施形態（図９）のウェハ用治具１では、保持する薄膜ウェハに対して点接触形態にて当接するため、発光層部１１０もしくは第一Ａｕ系層１３１が露出している第二主表面１０ｂを下側主表面とし、該第二主表面１０ｂにウェハ保持部２を当接させた状態で保持を行っても、傷の発生を極力抑えることが可能である。
【００３７】
そして、工程５に示すように、化合物半導体層１０Ｃの第二主表面１０ｂ上に形成された第一Ａｕ系層１３１を、Ｓｉ単結晶基板１０Ｓ側の第二Ａｕ系層１３２に密着させて圧迫して、１８０℃よりも高温かつ３６０℃以下、例えば２００℃にて貼り合わせ熱処理することにより、図１０における電極１３０を除いた状態の発光素子１０を得ることができる。化合物半導体層１０Ｃは、第一Ａｕ系層１３１及び第二Ａｕ系層１３２を介してＳｉ単結晶基板１０Ｓに貼り合わせられる。また、第一Ａｕ系層１３１と第二Ａｕ系層１３２とは上記貼り合わせ熱処理により一体化して金属層１０Ｍとなる。第一Ａｕ系層１３１及び第二Ａｕ系層１３２が、いずれも酸化しにくいＡｕを主体に構成されているため、上記貼り合わせ熱処理は、例えば大気中でも問題なく行うことができる。また、金属層１０ＭをＳｉ単結晶基板１０Ｓ（素子基板）と発光層部１１０（化合物半導体層）とのいずれか一方の側にのみ形成して貼り合わせを行ってもよい。
【００３８】
上記の貼り合わせ工程（工程５）は、化合物半導体層１０Ｃをハンドリングして、載置されたＳｉ単結晶基板１０Ｓに重ね合わせる。この際、ハンドリングは、化合物半導体層１０Ｃの貼り合わせ面（第二主表面１０ｂ側）を剥き出しにした状態で、且つ、貼り合わせ面を下側に向けなければならない。そのため、この場合、上記第二実施形態（図８）のウェハ用治具１が用いられる。図１２は、該ウェハ用治具１により化合物半導体層１０Ｃのハンドリングが行われている状態を表す概念図である。なお、図１２には、化合物半導体層１０Ｃに第一Ａｕ系層１３１が形成されている場合を示す。このような状態とするためには、まず第二主表面１０ｂを上側、第一主表面１０ａを下側にし、上記第二実施形態（図８）の薄膜ウェハ用治具１を用いて、該第一主表面１０ａ側（下側）から掬い上げることで化合物半導体層１０Ｃを保持し、その後、該化合物半導体１０Ｃを吸着させた状態でウェハ保持部２を上下反転させる。そして、このように第二主表面１０ｂを下側に向けた状態で、化合物半導体層１０Ｃを、第一Ａｕ系層１３１と第二Ａｕ系層１３２とを介して素子基板１０Ｓ上に密着させるようにハンドリングを行う。
【００３９】
なお、これとは逆に、Ｓｉ単結晶基板１０Ｓをハンドリングして、載置された化合物半導体層１０Ｃに重ね合わせる方法も考えられるが、この場合、基板１０Ｓの重みで化合物半導体層１０Ｃを破損してしまう惧れがあるため、あまり好ましくない。
【００４０】
基板１０Ｓと化合物半導体層１０Ｃとを重ね合わせ、加圧したまま、貼り合わせ熱処理を１８０℃以上３６０℃以下で行う。
【００４１】
そして、ＧａＰ電流拡散層１２０の主表面１０ａの一部を覆うように、ワイヤボンディング用の電極１３０（ボンディングパッド：図１０）を形成する。以下、通常の方法によりダイシングして半導体チップとし、これを支持体に固着してリード線のワイヤボンディング等を行った後、樹脂封止をすることにより最終的な発光素子が得られる。
【００４２】
また、発光層部１１０の各層は、ＡｌＧａＩｎＮ混晶により形成することもできる。発光層部１１０を成長させるための発光層成長用基板は、ＧａＡｓ単結晶基板１５０に代えて、例えばサファイア基板（絶縁体）やＳｉＣ単結晶基板が使用される。また、発光層部１１０の各層は、上記実施形態では、基板側からｎ型クラッド層１１２、活性層１１１及びｐ型クラッド層１１３の順になっていたが、これを反転させ、基板側からｐ型クラッド、活性層及びｎ型クラッド層の順に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第一発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具（第一実施形態）を表す図
【図２】図１の半導体薄膜ウェハ用治具にウェハが保持された状態を表す図
【図３】ハンドリング用空間を生じた形で載置された半導体薄膜ウェハを表す図
【図４】第一発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具の第一変形例を表す図
【図５】図４の半導体薄膜ウェハ用治具にウェハが保持された状態を表す図
【図６】第一発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具の第二変形例を表す図
【図７】図６の半導体ウェハ用治具の係合部にウェハの方位目印部が係合している状態を表す図
【図８】第二発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具（第二実施形態）を表す図
【図９】第三発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具（第三実施形態）を表す図
【図１０】貼り合わせの発光素子の断面構造を表す図
【図１１】貼り合わせの発光素子の製造工程を表す図
【図１２】第二発明に係る半導体薄膜ウェハ用治具を用いて化合物半導体層を保持した状態を表す図
【符号の説明】
【００４４】
１      半導体薄膜ウェハ用治具
２      ウェハ保持部
２１    保持面
３      把握部
４      面内方向束縛部
５      係合部
６１    吸着孔
７      突起部
１０    発光素子
１００  半導体薄膜ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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