(57)【要約】【課題】支持基板と半導体層とを分離するために照射される光について、支持基板と半導体層との間に形成される中間層の光熱変換層で吸収されずに中間層外に透過する率を低減する半導体デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】本半導体デバイスの製造方法は、光熱変換層２１と光透過抑制構造層２７とを含む中間層２０を有する積層支持基板１の作製工程と、積層貼り合わせ基板２の作製工程と、エピ成長用積層支持基板３の作製工程と、デバイス用積層支持基板４の作製工程と、デバイス用積層ウエハ５の作製工程と、透明半導体積層ウエハ６を含む半導体デバイス７の作製工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ含有透明支持基板上に、光熱変換層と光透過抑制構造層とを含む中間層を形成して積層支持基板を作製する工程と、
前記積層支持基板の前記中間層にＧａＮ基板を貼り合わせて積層貼り合わせ基板を作製する工程と、
前記積層貼り合わせ基板の前記ＧａＮ基板を、前記中間層との貼り合わせ面から所定の深さの面において分離することにより、前記積層支持基板の前記中間層上にＧａＮ層が形成されたエピ成長用積層支持基板を作製する工程と、
前記エピ成長用積層支持基板の前記ＧａＮ層上に少なくとも１層の透明半導体層をエピタキシャル成長させることにより、デバイス用積層支持基板を作製する工程と、
前記デバイス用積層支持基板に、前記Ｇａ含有透明支持基板および前記ＧａＮ層および前記透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ前記光熱変換層が吸収しうる波長の光を照射して、前記Ｇａ含有透明支持基板と前記中間層とを分離することにより、前記透明半導体層と前記ＧａＮ層と前記中間層とを含むデバイス用積層ウエハを作製する工程と、
前記デバイス用積層ウエハから前記中間層を除去して前記透明半導体層と前記ＧａＮ層とを含む透明半導体層積層ウエハを含む半導体デバイスを作製する工程と、を備える半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記デバイス用積層支持基板に照射される光の前記中間層に入射する光に対する前記中間層から出射する光の比率である透過率が２０％未満である請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記光透過抑制構造層は、低屈折率層および高屈折率層の対の１対以上で形成されている請求項１または請求項２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記中間層に入射する光について、前記光熱変換層および前記光透過抑制構造層におけるその光の全吸収率に対する前記光熱変換層におけるその光の吸収率の比が、０．５以上である請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記中間層は、前記中間層の前記光透過抑制構造層と前記ＧａＮ基板との間に配置される第１の透明層と、前記中間層の前記光熱変換層と前記Ｇａ含有透明支持基板との間に配置される第２の透明層と、をさらに含む請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記第１の透明層の厚さは、前記第２の透明層の厚さに比べて大きい請求項５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、前記デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、前記デバイス用積層支持基板の前記透明半導体層側に電極を形成する工程をさらに備え、
前記電極は、前記デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成される請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、前記デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、前記デバイス用積層支持基板の前記透明半導体層側に接着剤および接着層のいずれかを形成する工程をさらに備え、
前記接着剤および前記接着層のいずれかは、前記デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成される請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、前記デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、前記デバイス用積層支持基板の前記透明半導体層側に仮支持基板および透明半導体層積層ウエハ支持基板のいずれかを配置する工程をさらに備え、
前記仮支持基板および前記透明半導体層積層ウエハ支持基板のいずれかは、前記デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成される請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記Ｇａ含有透明支持基板、前記透明半導体層、前記第１の透明層および第２の透明層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であり、前記光熱変換層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上である請求項５または請求項６に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記デバイス用積層支持基板に照射する光は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光である請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記デバイス用積層支持基板に前記光を照射して前記Ｇａ含有透明支持基板と前記中間層とを分離する際に、前記Ｇａ含有透明支持基板から前記Ｇａ含有透明支持基板と前記中間層との界面に金属Ｇａが析出する請求項１から請求項１１のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記中間層は、１２００℃以上の融点を有する請求項１から請求項１２のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記光熱変換層は、アモルファスシリコン層である請求項１から請求項１３のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記高屈折率層は、アモルファスシリコン層である請求項３に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記低屈折率層、前記第１の透明層および第２の透明層は、それぞれ独立に酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかである請求項５または請求項６に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記透明半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体層である請求項１から請求項１６のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１８】
Ｇａ含有透明支持基板と、前記Ｇａ含有透明支持基板上に配置されている中間層と、前記中間層上に配置されているＧａＮ層と、を含み、
前記中間層は、光熱変換層と光透過抑制構造層とを含むエピ成長用積層支持基板。
【請求項１９】
前記光透過抑制構造層は、低屈折率層および高屈折率層の対を１対以上含む請求項１８に記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２０】
前記中間層は、前記中間層の前記光透過抑制構造層と前記ＧａＮ層との間に配置される第１の透明層と、前記中間層の前記光熱変換層と前記Ｇａ含有透明支持基板との間に配置される第２の透明層と、をさらに含む請求項１８または請求項１９に記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２１】
前記第１の透明層の厚さは、前記第２の透明層の厚さに比べて大きい請求項２０に記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２２】
前記光熱変換層は、アモルファスシリコン層である請求項１８から請求項２１のいずれかに記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２３】
前記光透過抑制構造層の前記高屈折率層は、アモルファスシリコン層である請求項１９に記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２４】
前記低屈折率層、第１の透明層および第２の透明層は、それぞれ独立に酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかである請求項２０または請求項２１に記載のエピ成長用積層支持基板。
【請求項２５】
請求項１８から請求項２４のいずれかに記載のエピ成長用積層支持基板と、前記エピ成長用積層支持基板の前記ＧａＮ層上にエピタキシャル成長された少なくとも１層の透明半導体層と、を含むデバイス用積層支持基板。
【請求項２６】
前記Ｇａ含有透明支持基板および前記ＧａＮ層および前記透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ前記光熱変換層が吸収しうる波長の光が前記デバイス用積層支持基板に照射されたときに、前記中間層に入射する光に対する前記中間層から出射する光の比率である透過率が２０％未満である請求項２５に記載のデバイス用積層支持基板。
【請求項２７】
前記中間層に入射する光について、前記光熱変換層および前記光透過抑制構造層におけるその光の全吸収率に対する前記光熱変換層におけるその光の吸収率の比が、０．５以上である請求項２５または請求項２６に記載のデバイス用積層支持基板。
【請求項２８】
前記透明半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体層である請求項２５から請求項２７のいずれかに記載のデバイス用積層支持基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造方法、ならびにその製造方法において製造されるエピ成長用積層支持基板およびデバイス用積層支持基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物系半導体層が形成されたＩＩＩ族窒化物系半導体デバイスは、青色発光デバイス、電子デバイスなどとして重要な半導体デバイスである。かかる半導体デバイスを製造するための基板としては、発光層となる良質のＩＩＩ族窒化物系半導体層をエピタキシャル成長させる観点から、格子定数および熱膨張係数がＩＩＩ族窒化物系半導体層に近似しているＧａＮ基板が好適に用いられる。
【０００３】
かかるＧａＮ基板は非常に高価であるため、特開２００６−２１０６６０号公報（以下、引用文献１という）において、シリコン（Ｓｉ）基板などのＧａＮ以外の支持基板上に膜厚の小さいＧａＮ層を貼り合わせた基板をおよびその貼り合わせ基板を用いた製造方法が提案されている。
【０００４】
また、上記の貼り合わせ基板のＧａＮ層上にＩＩＩ族窒化物系半導体層をエピタキシャル成長させた後にＧａＮ層から支持基板を分離して上記の半導体デバイスを効率的に製造するのに有用な方法として、特表２００１−５０１７７８号公報（以下、引用文献２という）において、ＩＩＩ族窒化物材料からなる一方の材料層とＩＩＩ族窒化物材料以外の材料からなる他方の材料層との界面またはその界面付近の領域に露光させた電磁放射線（たとえば光）を吸収させ、その吸収によりその界面でいずれかの材料層の一部を分解させて、一方の材料層と他方の材料層とを分離する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１０６６０号公報
【特許文献２】特表２００１−５０１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の特開２００６−２１０６６０号公報（引用文献１）で提案された上記貼り合わせ基板を用いても、ＧａＮ以外の支持基板とＧａＮ層とは、熱膨張係数が異なるため、その貼り合わせ基板のＧａＮ層上に良質のＩＩＩ族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることは困難であった。
【０００７】
上記の特表２００１−５０１７７８号公報（引用文献２）で提案された方法では、一方の材料層と他方の材料層とは必ず異なる必要があり、熱膨張係数の違いによる上記の困難は解決されない。また、露光させた電磁放射線（光）が、後にデバイスとなる半導体層の界面を分解するため、デバイス性能の劣化を引き起こすおそれがある。
【０００８】
そこで、下地基板と半導体層（ＧａＮ層およびその上にエピタキシャル成長されたＩＩＩ族窒化物半導体層）との界面に中間層を導入し、中間層内部に支持基板および半導体層においては吸収されない波長の光を吸収し得る材料を配置した基板を考える。このとき、特に下地基板として半導体層と熱膨張係数の一致した基板(たとえばＧａＮ基板)を用いることで、良質のＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させることができる。また、中間層内部でのみ吸収され支持基板および半導体層には吸収されない波長の光を用いて、中間層に隣接する支持基板および半導体層のいずれかの少なくとも一部を分解することで、半導体層から支持基板を分離することができる。
【０００９】
上記のような場合、照射した光が上記中間層内で完全に吸収されずに、支持基板と半導体層との界面以外の領域においても吸収されて不要な熱に変換され、デバイス性能に悪影響を与えるおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、支持基板と半導体層とを分離するために照射される光について、支持基板と半導体層との間に形成される中間層の光熱変換層で吸収されずに中間層外に透過する率を低減する半導体デバイス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】
【００１１】
本発明にかかる半導体デバイスの製造方法は、以下の工程を備える。すなわち、Ｇａ含有透明支持基板上に、光熱変換層と光透過抑制構造層とを含む中間層を形成して積層支持基板を作製する工程を備える。また、積層支持基板の中間層にＧａＮ基板を貼り合わせて積層貼り合わせ基板を作製する工程を備える。また、積層貼り合わせ基板のＧａＮ基板を、中間層との貼り合わせ面から所定の深さの面において分離することにより、積層支持基板の中間層上にＧａＮ層が形成されたエピ成長用積層支持基板を作製する工程を備える。また、エピ成長用積層支持基板のＧａＮ層上に少なくとも１層の透明半導体層をエピタキシャル成長させることにより、デバイス用積層支持基板を作製する工程を備える。また、デバイス用積層支持基板に、Ｇａ含有透明支持基板およびＧａＮ層および透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層が吸収しうる波長の光を照射して、Ｇａ含有透明支持基板と中間層とを分離することにより、透明半導体層とＧａＮ層と中間層とを含むデバイス用積層ウエハを作製する工程を備える。また、デバイス用積層ウエハから中間層を除去して透明半導体層とＧａＮ層とを含む透明半導体層積層ウエハを含む半導体デバイスを作製する工程を備える。かかる方法によれば、デバイス用積層支持基板に照射される光の中間層における透過率を低減することができる。これにより、透明半導体層上に光を吸収する構造体（たとえば、電極、別の支持基板など）が存在する場合でも、中間層を透過した光の上記の構造体における吸収による不要な発熱を抑えることができる。その結果、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスが得られる。
【００１２】
本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、デバイス用積層支持基板に照射される光の中間層に入射する光に対する中間層から出射する光の比率である透過率を２０％未満とすることができる。これにより、上述のように、中間層を透過した光の上記デバイス中の上記構造体における吸収による不要な発熱を抑えることができるため、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスが得られる。
【００１３】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、光透過抑制構造層を、低屈折率層および高屈折率層の対の１対以上で形成することができる。これにより、デバイス用積層支持基板に照射される光の中間層における透過率を効率よく低減することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、中間層に入射する光について、光熱変換層および光透過抑制構造層におけるその光の全吸収率に対する光熱変換層におけるその光の吸収率の比を０．５以上とすることができる。これにより、中間層とＧａ含有透明支持基板とを効率よく分離するとともに、上記光の中間層における透過率を効率よく低減することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、中間層は、中間層の光透過抑制構造層とＧａＮ基板との間に配置される第１の透明層と、中間層の光熱変換層とＧａ含有透明支持基板との間に配置される第２の透明層と、をさらに含むことができる。中間層が第１の透明層を含むことにより、光熱変換層中の原子のマイグレーションによるＧａＮ層（かかるＧａＮ層は、ＧａＮ基板の中間層との貼り合わせ面から所定の深さの面において分離されることにより得られる）および透明半導体層への原子拡散を抑制するとともに、光熱変換層における光吸収により発生する熱によるＧａＮ層および透明半導体へのダメージを低減することができる。中間層が第２の透明層を含むことにより、光熱変換層中の原子のマイグレーションによるＧａ含有透明支持基板への原子拡散を抑制するとともに、中間層とＧａ含有透明支持基板との接合強度を高めることができる。
【００１６】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、第１の透明層の厚さを、第２の透明層の厚さに比べて大きくすることができる。これにより、中間層とＧａ含有透明支持基板との貼り合わせ面の温度を、中間層とＧａＮ層との貼り合わせ面の温度より高くすることができるため、中間層とＧａＮ層との間の接合を保持しつつ、中間層とＧａ含有透明支持基板との間で選択的に分離できる。これにより、ＧａＮ層および透明半導体層へダメージを与えることなく、ＧａＮ層および透明半導体層からＧａ含有透明支持基板を分離できるため、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスが得られる。
【００１７】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板の透明半導体層側に電極を形成する工程をさらに備え、電極は、デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成することができる。中間層に含まれる光透過抑制構造層により、透明半導体層、ひいては電極まで到達する光の割合を大幅に抑制することができ、その光が電極に吸収されることにより発生する熱を，デバイス特性に影響しないレベルにまで低減することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板の透明半導体層側に接着剤および接着層のいずれかを形成する工程をさらに備え、接着剤および接着層のいずれかは、デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成することができる。中間層に含まれる光透過抑制構造層により、透明半導体層、ひいては接着剤および接着層のいずれかにまで到達する光の割合を大幅に抑制することができ、その光が接着剤または接着層に吸収されることにより発生する熱を，デバイス特性に影響しないレベルにまで低減することができる。
【００１９】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、デバイス用積層支持基板を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハを作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板の透明半導体層側に仮支持基板および透明半導体層積層ウエハ支持基板のいずれかを配置する工程をさらに備え、仮支持基板および透明半導体層積層ウエハ支持基板のいずれかは、デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する材料で形成することができる。中間層に含まれる光透過抑制構造層により、透明半導体層、ひいては仮支持基板および透明半導体層積層ウエハ支持基板のいずれかにまで到達する光の割合を大幅に抑制することができ、その光が仮支持基板または透明半導体層積層ウエハ支持基板に吸収されることにより発生する熱を，デバイス特性に影響しないレベルにまで低減することができる。
【００２０】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、Ｇａ含有透明支持基板、透明半導体層、第１の透明層および第２の透明層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数を１×１０3ｃｍ-1未満とし、光熱変換層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数を１×１０3ｃｍ-1以上とすることができる。これにより、Ｇａ含有透明支持基板と中間層を分離するのに波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光を使用することで、Ｇａ含有透明支持基板、ＧａＮ層、透明半導体層は光が吸収されずに透過するため上記のＧａ含有透明支持基板、透明半導体層、第１の透明層および第２の透明層に光吸収に伴う熱によるダメージを回避できる一方で、光熱変換層で吸収させた光のエネルギーを熱として利用することでＧａ含有透明支持基板と中間層を分離させることができ、その結果高品質の半導体層を維持したまま容易に透明支持基板を分離できる。
【００２１】
本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、デバイス用積層支持基板に照射する光を、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光とすることができる。これにより、Ｇａ含有透明支持基板、ＧａＮ層および透明半導体層にダメージを与えることなく、Ｇａ含有透明支持基板と中間層とを分離できる。ここで、レーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光またはＮｄ：ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波によるレーザ光とすることができる。かかるレーザ光は、Ｇａ含有透明支持基板、ＧａＮ層および透明半導体層に光吸収に伴う熱によるダメージを与えることなく、Ｇａ含有透明支持基板と中間層とを分離するのに極めて有効である。
【００２２】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法においては、デバイス用積層支持基板に上記光を照射してＧａ含有透明支持基板と中間層とを分離する際に、Ｇａ含有透明支持基板からＧａ含有透明支持基板と中間層との界面に金属Ｇａが析出する。この金属Ｇａ層を利用することで、容易にＧａ含有透明支持基板と中間層とを分離することができる。
【００２３】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、中間層は、１２００℃以上の融点を有することが好ましい。これにより、エピタキシャル成長（通常８００℃〜１１００℃程度）や熱アニール（通常、〜７００℃）など高温プロセスにおいて、中間層が熱により損なわれることを避けることができる。
【００２４】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、中間層の光熱変換層は、アモルファスシリコン層とすることができる。アモルファスシリコン層は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上でかつ融点が１２００℃以上であるため、光熱変換層として好適である。
【００２５】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、高屈折率層は、アモルファスシリコン層とすることができる。アモルファスシリコン層は、屈折率が約４．０と高いため、高屈折率層として好適である。
【００２６】
また、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、低屈折率層、第１の透明層および第２の透明層は、それぞれ独立に酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかとすることができる。酸化シリコン層および窒化シリコン層は、屈折率がそれぞれ約１．４８、約２．００と低いため、低屈折率層として好適である。また、酸化シリコン層および窒化シリコン層は、いずれも波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満でかつ融点が１２００℃以上であるため、第１および第２の透明層として好適である。
【００２７】
さらに、本発明にかかる半導体デバイスの製造方法において、透明半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体層とすることができる。ＩＩＩ族窒化物半導体層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であるため、照射光によるダメージを受けることなく、高品質の半導体デバイスが得られる。
【００２８】
本発明にかかるエピ成長用積層支持基板は、Ｇａ含有透明支持基板と、Ｇａ含有透明支持基板上に配置されている中間層と、中間層上に配置されているＧａＮ層と、を含み、中間層は、光熱変換層と光透過抑制構造層とを含む。かかるエピ成長用積層支持基板は、ＧａＮ層上に高品質の少なくとも１層の透明半導体層をエピタキシャル成長させてデバイス用積層支持基板を形成し、デバイス用積層支持基板にＧａ含有透明支持基板およびＧａＮ層および透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層が吸収しうる波長の光を照射することによりＧａ含有透明支持基板と中間層とを分離させる際に、上記波長の光の中間層における透過率を低減することができる。これにより、透明半導体層上に光を吸収する構造体（たとえば、電極、別の支持基板など）が存在する場合でも、中間層を透過した光の上記の構造体における吸収による不要な発熱を抑えることができる。その結果、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスを作製することができる。
【００２９】
本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、光透過抑制構造層は、低屈折率層および高屈折率層の対を１対以上含むことができる。これにより、かかるエピ成長用積層支持基板を用いて上記デバイス用積層支持基板を作製し、そのデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを作製する際に、デバイス用積層支持基板に照射される光がＧａＮ層および透明半導体層に到達するのを抑制ないし防止することができる。
【００３０】
また、本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、中間層は、中間層の光透過抑制構造層とＧａＮ層との間に配置される第１の透明層と、中間層の光熱変換層とＧａ含有透明支持基板との間に配置される第２の透明層と、をさらに含むことができる。中間層が第１の透明層を含むことにより、エピ成長用積層支持基板を用いて上記デバイス用積層支持基板を作製し、そのデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを作製する際に、光熱変換層中の原子のマイグレーションによるＧａＮ層および透明半導体層への原子拡散を抑制するとともに、光熱変換層における光吸収により発生する熱によるＧａＮ層および透明半導体へのダメージを低減することができる。中間層が第２の透明層を含むことにより、エピ成長用積層支持基板を用いて上記デバイス用積層支持基板を作製し、そのデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを作製する際に、光熱変換層中の原子のマイグレーションによるＧａ含有透明支持基板への原子拡散を抑制するとともに、中間層とＧａ含有透明支持基板との接合強度を高めることができる。
【００３１】
また、本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、第１の透明層の厚さを第２の透明層の厚さに比べて大きくすることができる。これにより、中間層とＧａ含有透明支持基板との貼り合わせ面の温度を、中間層とＧａＮ層との貼り合わせ面の温度より高くすることができるため、中間層とＧａＮ層との間の接合を保持しつつ、中間層とＧａ含有透明支持基板との間で選択的に分離できる。
【００３２】
また、本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、光熱変換層は、アモルファスシリコン層とすることができる。アモルファスシリコン層は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上でかつ融点が１２００℃以上であるため、光熱変換層として好適である。
【００３３】
また、本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、光透過抑制構造層の高屈折率層は、アモルファスシリコン層とすることができる。アモルファスシリコン層は、屈折率が約４．０と高いため、高屈折率層として好適である。
【００３４】
また、本発明にかかるエピ成長用積層支持基板において、低屈折率層、第１の透明層および第２の透明層は、それぞれ独立に酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかとすることができる。酸化シリコン層および窒化シリコン層は、屈折率がそれぞれ約１．４８、約２．００と低いため、低屈折率層として好適である。また、酸化シリコン層および窒化シリコン層は、いずれも波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満でかつ融点が１２００℃以上であるため、第１および第２の透明層として好適である。
【００３５】
本発明にかかるデバイス用積層支持基板は、上記のエピ成長用積層支持基板と、エピ成長用積層支持基板のＧａＮ層上にエピタキシャル成長された少なくとも１層の透明半導体層と、を含む。かかるデバイス用積層支持基板は、ＧａＮ層上にエピタキシャル成長された高品質の少なくとも１層の透明半導体を含み、デバイス用積層支持基板にＧａ含有透明支持基板およびＧａＮ層および透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層が吸収しうる波長の光を照射することによりＧａ含有透明支持基板と中間層とを分離させる際に、上記光の中間層における透過率を低減することができる。これにより、透明半導体層上に光を吸収する構造体（たとえば、電極、別の支持基板など）が存在する場合でも、中間層を透過した光の上記の構造体における吸収による不要な発熱を抑えることができる。その結果、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスを作製することができる。
【００３６】
本発明にかかるデバイス用積層支持基板において、Ｇａ含有透明支持基板およびＧａＮ層および透明半導体層のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ前記光熱変換層が吸収しうる波長の光がデバイス用積層支持基板に照射されたときに、中間層に入射する光に対する中間層から出射する光の比率である透過率を２０％未満とすることができる。これにより、かかるデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを形成する際に、デバイス用積層支持基板に照射される光がＧａＮ層および透明半導体層に到達するのを抑制ないし防止することができる。
【００３７】
また、本発明にかかるデバイス用積層支持基板において、中間層に入射する光について、光熱変換層および光透過抑制構造層におけるその光の全吸収率に対する光熱変換層におけるその光の吸収率の比を、０．５以上とすることができる。これにより、かかるデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを形成する際に、中間層とＧａ含有透明支持基板とを効率よく分離するとともに、上記光の中間層における透過率を効率よく低減することができる。
【００３８】
また、本発明にかかるデバイス用積層支持基板において、透明半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体層である。ＩＩＩ族窒化物半導体層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であるため、かかるデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを形成する際に、照射光によるダメージを受けることなく、高品質の半導体デバイスが得られる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、支持基板と半導体層とを分離するために照射される光について、支持基板と半導体層との間に形成される中間層の光熱変換層で吸収されずに中間層外に透過する率を低減することにより、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスが得られる半導体デバイスの製造方法、ならびにかかる製造方法に好適に用いられるエピ成長用積層支持基板およびデバイス用積層支持基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。ここで、（Ａ）は積層支持基板の作製工程を示し、（Ｂ）は積層貼り合わせ基板の作製工程を示し、（Ｃ）はエピ成長用積層支持基板の作製工程を示し、（Ｄ）はデバイス用積層支持基板の作製工程を示し、（Ｅ）および（Ｆ）はデバイス用積層ウエハの作製工程を示し、（Ｇ）およびは（Ｈ）は透明半導体層積層ウエハを含む半導体デバイスの作製工程を示す。
【図２】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法の他の例を示す概略断面図である。ここで、（Ａ）は二電極付のデバイス用積層支持基板の作製工程を示し、（Ｂ）および（Ｃ）は二電極付のデバイス用積層ウエハの作製工程を示し、（Ｄ）は二電極付の透明半導体層積層ウエハの作製工程を示し、（Ｅ）および（Ｆ）は半導体デバイスの作製工程を示す。
【図３】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法のさらに他の例を示す概略断面図である。ここで、（Ａ）は一電極付のデバイス用積層支持基板の作製工程を示し、（Ｂ）および（Ｃ）は一電極付のデバイス用積層ウエハの作製工程を示し、（Ｄ）は一電極付の透明半導体層積層ウエハの作製工程を示し、（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｇ）は半導体デバイスの作製工程を示す。
【図４】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法のさらに他の例を示す概略断面図である。ここで、（Ａ）はデバイス用積層支持基板への透明半導体層積層ウエハ支持基板の貼り合せ工程を示し、（Ｂ）および（Ｃ）は支持基板付のデバイス用積層ウエハの作製工程を示し、（Ｄ）は支持基板付の透明半導体層積層ウエハの作製工程を示し、（Ｅ）は半導体デバイスの作製工程を示す。
【図５】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法のさらに他の例を示す概略断面図である。ここで、（Ａ）および（Ｂ）はデバイス用積層ウエハの作製工程を示し、（Ｃ）は透明半導体層積層ウエハの作製工程を示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ１）および（Ｆ２）は半導体デバイスの作製工程を示す。
【図６】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法における中間層に含まれる光透過抑制構造層の一例を示す概略断面図である。
【図７】図６に示す光透過抑制構造層を含む中間層における層構造、各層の屈折率および照射光の電界強度の２乗との間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法における中間層に含まれる光透過抑制構造層の他の例を示す概略断面図である。
【図９】図８に示す光透過抑制構造層を含む中間層における層構造、各層の屈折率および照射光の電界強度の２乗との間の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明にかかる半導体デバイスの製造方法に参考とされる中間層の一例を示す概略断面図である。
【図１１】図１０に示す中間層における層構造、各層の屈折率および照射光の電界強度の２乗との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
［実施形態１］
図１を参照して、本発明のある実施形態である半導体デバイスの製造方法は、Ｇａ含有透明支持基板１０上に、光熱変換層２１と光透過抑制構造層２７とを含む中間層２０ａを形成して積層支持基板１を作製する工程を備える（図１（Ａ））。また、積層支持基板１の中間層２０ａにＧａＮ基板３０を貼り合わせて積層貼り合わせ基板２を作製する工程を備える（図１（Ｂ））。また、積層貼り合わせ基板２のＧａＮ基板３０を、中間層２０との貼り合わせ面から所定の深さの面Ｐにおいて分離することにより、積層支持基板１の中間層２０上にＧａＮ層３０ａが形成されたエピ成長用積層支持基板３を作製する工程を備える（図１（Ｃ））。また、エピ成長用積層支持基板３のＧａＮ層３０ａ上に少なくとも１層の透明半導体層４０をエピタキシャル成長させることにより、デバイス用積層支持基板４を作製する工程を備える（図１（Ｄ））。また、デバイス用積層支持基板４に、Ｇａ含有透明支持基板１０およびＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層が吸収しうる波長の光Ｌを照射して、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０とを分離することにより、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａと中間層２０とを含むデバイス用積層ウエハ５を作製する工程を備える（図１（Ｅ）および（Ｆ））。また、デバイス用積層ウエハ５から中間層２０を除去して透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａとを含む透明半導体層積層ウエハ６を含む半導体デバイス７を作製する工程を備える（図１（Ｇ）および（Ｈ））。これらの工程を備えることにより、デバイス用積層支持基板に照射される光の中間層における透過率を低減することができ、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０にダメージを与えることなく透明半導体層積層ウエハ６を形成することができるため、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスが得られる。
【００４２】
（積層支持基板の作製工程）
図１（Ａ）を参照して、積層支持基板１の作製工程は、Ｇａ含有透明支持基板１０上に、光熱変換層２１と光透過抑制構造層２７を含む中間層２０ａを形成することにより行われる。
【００４３】
Ｇａ含有透明支持基板１０上に中間層２０ａを形成する方法は、特に制限はなく、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法、スパッタ法、真空蒸着法などが用いられる。
【００４４】
本工程により得られる積層支持基板１は、本基板に照射される光が中間層２０ａに含まれる光熱変換層２１に吸収されることにより、光熱変換層２１を含む中間層２０ａは熱が蓄えられて高温となり、この熱によりＧａ含有透明支持基板１０の中間層２０ａに接する面が分解されて、中間層２０ａとＧａ含有透明支持基板１０とに分離することができる。
【００４５】
また、本工程により得られる積層支持基板１は、中間層２０ａに光透過抑制構造層２７を設けることにより、中間層２０ａに入射した光の大部分を反射させることができる。これにより、中間層２０ａに入射する光について、光透過抑制構造層２７を含む中間層２０ａにおけるその光の透過率を、光透過抑制構造層２７を含まない中間層におけるその光の透過率と比べてより低くすることができる。かかる透過率は２０％未満とすることが好ましい。ここで、本基板に照射される光の中間層における透過率とは、厳密には、基板の主表面に対して垂直に照射される光の中間層における透過率を意味する。
【００４６】
中間層２０ａに含まれる光透過抑制構造層２７は、基板に照射される光の透過率を低減するものであれば特に制限はないが、低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対の１対以上で形成されていることが好ましい。光熱変換層２１と１対以上の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対とによる共振構造を形成し、光の屈折による干渉を利用して反射率を向上させて透過率を低減することができる。たとえば、図１（Ａ）を参照して、中間層２０ａにおいてＧａ含有透明支持基板１０側から光熱変換層２１、ならびに１対の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈ（光透過抑制構造層）が配置される。また、中間層２０ａにおいて、Ｇａ含有透明支持基板側から光熱変換層、ならびに２対の低屈折率層および高屈折率層（光透過抑制構造層）が配置される。
【００４７】
また、中間層２０ａは、光透過抑制構造層２７および光熱変換層２１の片側または両側に透明層（たとえば、図１（Ａ）において、第１の透明層２３ａおよび第２の透明層）をさらに含むことができる。たとえば、図１（Ａ）を参照して、中間層２０ａは、ＧａＮ含有透明支持基板１０側から順に、第２の透明層２５、光熱変換層２１、低屈折率層２７ｋ、高屈折率層２７ｈ、および第１の透明層２３ａを含むことができる。また、中間層は、ＧａＮ含有透明支持基板側から順に、第２の透明層、光熱変換層、低屈折率層、高屈折率層、低屈折率層、高屈折率層、および第１の透明層を含むことができる。なお、第１の透明層２３ａは、後工程（図１（Ｂ））においてＧａＮ基板３０と貼り合わされて、第１の透明層２３としてＧａＮ基板３０と光熱変換層２１との間に位置することになる。
【００４８】
光熱変換層２１を含む中間層２０ａは、上記のように高温となる。また、透明半導体層４０をエピタキシャル成長させる際に、８００℃以上、場合によっては１１００℃付近の高温に曝される。これらの理由から、光熱変換層２１を含む中間層２０ａは高い耐熱性を有することが好ましく、たとえば１２００℃以上の融点を有することが好ましい。
【００４９】
ここで、半導体デバイスの製造方法において、基板に照射する光として波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光を有効に利用する観点から、Ｇａ含有透明支持基板１０は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上未満であることが好ましく、たとえば、ＧａＮ支持基板が好ましい。また、光熱変換層２１は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上であることが好ましく、たとえば、アモルファスシリコン層が好ましい。また、光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋは、酸化シリコン層（屈折率：約１．４８）および窒化シリコン層（屈折率：約２．００）のいずれかが好ましい。また、光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈは、アモルファスシリコン層（屈折率：約４．０）が好ましい。また、第１の透明層２３ａ，２３および第２の透明層２５は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上未満であることが好ましく、たとえば、酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかであることが好ましい。光熱変換層２１は、後述するように、たとえば、アモルファスシリコン層であることが好ましい。
【００５０】
（積層貼り合わせ基板の作製工程）
図１（Ｂ）を参照して、積層貼り合わせ基板２の作製工程は、積層支持基板１の中間層２０ａにＧａＮ基板３０を貼り合わせることにより行われる。ここで、積層支持基板１の中間層２０ａにＧａＮ基板３０を貼り合わせる方法には、特に制限はなく、貼り合わせる面の表面を洗浄して直接貼り合わせ、その後７００℃〜１０００℃に昇温して接合する直接接合法、金属膜を形成し、接触させつつ昇温することで金属膜の金属を合金化させることにより接合する合金接合法、プラズマやイオンなどで貼り合わせ面を活性化させ接合する表面活性化法、などが好ましく用いられる。
【００５１】
また、ＧａＮ基板３０の貼り合わせ面には、光Ｌの照射時に光熱変換層からＧａＮ基板３０に伝わる熱を低減するとともに接合強度を高める観点から、積層支持基板１の中間層２０ａの最外層と化学的に同じ材質の層が形成されていることが好ましい。たとえば、積層支持基板１の中間層２０ａの最外層が第１の透明層２３ａである場合には、かかる第１の透明層２３ａと化学的に同一の材質の層である第１の透明層２３ｂがＧａＮ基板３０の貼り合わせ面に形成されていることが好ましい。ＧａＮ基板３０の第１の透明層２３ｂを、積層支持基板１の中間層２０ａの第１の透明層２３ａに貼り合わせることにより、光熱変換層２１とＧａＮ基板３０との間に第１の透明層２３が形成される。
【００５２】
こうして、光熱変換層２１と、光透過抑制構造層２７と、光透過抑制構造層２７とＧａＮ基板３０との間に配置される第１の透明層２３と、光熱変換層２１とＧａ含有透明支持基板１０との間に配置される第２の透明層２５とを含み、光透過抑制構造層２７が低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対の１対以上で形成されている中間層２０が形成される。ここで、光透過抑制構造層２７において、低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対は、光熱変換層２１側から、低屈折率層２７ｋ、高屈折率層２７ｈの順に配置される。
【００５３】
（エピ成長用積層支持基板の作製工程）
図１（Ｃ）を参照して、エピ成長用積層支持基板３の作製工程は、積層貼り合わせ基板２のＧａＮ基板３０を、中間層２０との貼り合わせ面から所定の深さの面Ｐにおいて分離することにより行われる。かかる工程により、積層支持基板１の中間層２０上にＧａＮ層３０ａが形成されたエピ成長用積層支持基板３が得られる。
【００５４】
ＧａＮ基板３０を中間層２０との貼り合わせ面から所定の深さの面Ｐにおいて分離する方法には、特に制限はなく、ＧａＮ基板３０を上記の面Ｐにおいて切断する方法や、積層支持基板１に脆弱領域を形成させるため、積層支持基板１に貼り合わせる前に上記面Ｐにイオンを注入したＧａＮ基板３０を積層支持基板１に貼り合せた後、熱および／または応力を加えることにより、イオン注入により脆化された面Ｐにおいて分離する方法、などが用いられる。かかる方法により、積層支持基板１の中間層２０上に厚さ０．０５μｍ〜１００μｍのＧａＮ層３０ａを形成することができる。
【００５５】
ここで、Ｇａ含有透明支持基板１０は、エピタキシャル成長やアニール処理時においてＧａＮ層３０ａにクラックなどを発生させない観点から、その熱膨張係数がＧａＮ層３０ａの熱膨張係数と同一または近似していることが好ましく、ＧａＮ層３０ａの主表面の面方位と同一の面方位の主表面を有するＧａＮ支持基板であることが特に好ましい。
【００５６】
（デバイス用積層支持基板の作製工程）
図１（Ｄ）を参照して、デバイス用積層支持基板４の作製工程は、エピ成長用積層支持基板３のＧａＮ層３０ａ上に少なくとも１層の透明半導体層４０をエピタキシャル成長させることにより行われる。
【００５７】
ここで、熱膨張係数がＧａＮ層３０ａの熱膨張係数と同一または近似するＧａＮ含有透明支持基板１０を用いることにより、エピタキシャル成長やアニール処理時においてクラックなどを発生させることなく、高品質の少なくとも１層の透明半導体層４０を形成することができる。かかる観点から、Ｇａ含有透明支持基板１０は、たとえばＧａＮ層３０ａの主表面の面方位と同一の面方位の主表面を有するＧａＮ支持基板であることが好ましい。
【００５８】
エピ成長用積層支持基板３のＧａＮ層３０ａ上に少なくとも１層の透明半導体層４０をエピタキシャル成長させる方法には、特に制限はないが、高品質の透明半導体層を成長させる観点から、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法などの気相法などが好ましく用いられる。
【００５９】
エピ成長用積層支持基板３上にエピタキシャル成長させる少なくとも１層の透明半導体層４０は、クラックなどを発生させることなく高品質の透明半導体層４０を成長させる観点から、ＧａＮ層３０ａと格子定数が同一または近似しており、また、ＧａＮ層３０ａおよびＧａ含有透明支持基板１０と熱膨張係数が同一または近似していることが好ましい。また、透明半導体層４０は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光を基板に照射したときの透明半導体層へのダメージを回避する観点から、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であることが好ましい。また、中間層を透過した照射光を吸収しないという観点から、透明半導体層４０は、デバイス用積層支持基板４に照射される光よりも短波長でかつ波長３００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のピーク波長を有する光を放出する発光層４５を含むことが好ましい。これらの観点から、透明半導体層４０は、たとえば、ＩＩＩ族窒化物半導体層であることが好ましい。
【００６０】
（デバイス用積層ウエハの作製工程）
図１（Ｅ）および（Ｆ）を参照して、デバイス用積層ウエハ５の作製工程は、デバイス用積層支持基板４に、Ｇａ含有透明支持基板１０およびＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層が吸収しうる波長の光Ｌを照射して、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０とを分離することにより行われる。かかる工程により、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａと中間層２０とを含むデバイス用積層ウエハ５が得られる。ここで、図１（Ｅ）に示すように、光Ｌは、デバイス用積層支持基板４のＧａ含有透明支持基板１０側から照射される。
【００６１】
本工程において、デバイス用積層支持基板４に照射される光の光子１個あたりのエネルギーは、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーよりも低いため、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０では光が吸収されずに透過する。これにより、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０では不要な光吸収に伴い発生する熱を起因とするダメージを回避できる。
【００６２】
デバイス用積層支持基板４に照射された光は、光熱変換層２１で吸収され熱に変換される。この熱により、Ｇａ含有透明支持基板１０の中間層２０に接する面が分解されて、デバイス用積層支持基板４はＧａ含有透明支持基板１０と中間層２０との間で分離される。こうして、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａと中間層２０とを含むデバイス用積層ウエハ５が得られる。
【００６３】
デバイス用積層支持基板４に照射される光は、その波長がＧａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長ければ特に制限はないが、比較的低い投入エネルギーで効率よくＧａ含有透明支持基板１０と中間層２０とを分離するためには、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光であることが好ましく、たとえば波長８０８ｎｍの半導体レーザで励起された波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光（ここで、Ｎｄ：ＹＡＧとは、Ｎｄ（ネオジム）を添加したＹ（イットリウム）・Ａ（アルミニウム）・Ｇ（ガーネット）により形成される結晶をいう）またはＮｄ：ＹＶＯ4レーザ光（ここで、Ｎｄ：ＹＶＯ4とは、Ｎｄ（ネオジム）を添加したＹ（イットリウム）・Ｖ（バナジウム）・Ｏ4（オキサイド）またはＹ（イットリウム）・ＶＯ4（バナデート））により形成される結晶をいう）をＬｉＢ3Ｏ5のなどのいわゆるＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；第２高調波）結晶で変換した波長５３２ｎｍのレーザ光が好ましく用いられる。この波長の光は、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０を構成し得る、たとえば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮなどのＩＩＩ族窒化物や、第１の透明層２３および第２の透明層２５を構成し得るたとえば酸化シリコンには吸収されないが、光熱変換層２１を構成し得るたとえばアモルファスシリコンには好適に吸収される。
【００６４】
ここで、Ｇａ含有透明支持基板１０としてＧａＮ支持基板を用いる場合は、上記光Ｌの照射により、ＧａＮ支持基板において中間層に接する面が金属Ｇａと窒素（Ｎ2）ガスに分解され、ＧａＮ支持基板と中間層との間に金属Ｇａが析出する。金属Ｇａは２９．８℃で融解するため、この温度以上に加熱されることにより、ＧａＮ支持基板と中間層とが分離される。
【００６５】
デバイス用積層支持基板４においては、ＧａＮ層３０ａ上に高品質の透明半導体層４０を形成させる観点から、Ｇａ含有透明支持基板１０はＧａＮ支持基板であり、透明半導体層４０はＩＩＩ族窒化物半導体層であることが好ましい。かかる場合においては、ＧａＮ層３０ａ、ＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）およびＩＩＩ族窒化物半導体層（透明半導体層４０）は、通常波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満である。したがって、ＧａＮ支持基板と中間層との分離のために、デバイス用積層支持基板４に照射される光は、ＧａＮ層３０ａ、ＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）およびＩＩＩ族窒化物半導体層（透明半導体層４０）に与えるダメージを低減する観点から、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光であることが好ましい。
【００６６】
中間層２０は、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０との間の分離に際して高温となる。また、透明半導体層４０をエピタキシャル成長させる際に、８００℃以上、場合によっては１１００℃付近の高温に曝される。これらの理由から、中間層２０は高い耐熱性を有することが好ましく、たとえば１２００℃以上の融点を有することが好ましい。すなわち、光熱変換層２１は、高い耐熱性を有していることが好ましく、たとえば１２００℃以上の融点を有することが好ましい。また、デバイス用積層支持基板４に照射される光が波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のレーザ光である場合は、光熱変換層２１は、その波長域の光を効率よく吸収することが好ましいため、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上であることが好ましい。以上の要件を満たす材料からなる層として、光熱変換層２１は、たとえばアモルファスシリコン層であることが好ましい。
【００６７】
デバイス用積層支持基板４において、光熱変換層２１を含む中間層２０は、Ｇａ含有透明支持基板１０およびＧａＮ層３０ａに接している。このため、上記の光Ｌの照射により、光熱変換層２１が加熱されて高温になると、その熱がＧａ含有透明支持基板１０だけでなく、ＧａＮ層３０ａおよびＧａＮ層３０ａに接している透明半導体層４０にも伝わり、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０にもダメージを与えるおそれがある。このようなＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０に与えるダメージを低減し、また中間層２０とＧａＮ層３０ａとの接合は保持しつつ中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との間で確実に分離するため、中間層２０は、中間層２０の光熱変換層２１とＧａＮ層３０ａとの間に配置される第１の透明層２３をさらに含むことが好ましい。また、第１の透明層２３は、光熱変換層２１中の原子（たとえばアモルファスシリコン層中のＳｉ原子）のマイグレーションによるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０への原子拡散および、光照射時のＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０へ与えられるダメージを低減するとともに中間層２０とＧａＮ層３０ａとの接合強度も高める。
【００６８】
かかる第１の透明層２３は、特に制限はないが、不要な光吸収に伴う発熱によるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０への熱ダメージおよび／または熱に伴う膨張による応力ダメージを生じさせないために、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０と同様の透明性、すなわち波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であることが好ましい。また、第１の透明層２３は、上記のように高温となる光熱変換層２１に接する。また、透明半導体層４０をエピタキシャル成長させる際に、８００℃以上、場合によっては１１００℃付近の高温に曝される。これらの理由から、第１の透明層２３は高い耐熱性を有することが好ましく、たとえば１２００℃以上の融点を有することが好ましい。上記の要件を満たす材料として 、第１の透明層は、たとえば、酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかが特に好ましい。
【００６９】
また、光熱変換層２１中の原子（たとえばアモルファスシリコン層中のＳｉ原子）のマイグレーションによる原子拡散を抑制するとともに中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との接合強度を高める観点から、中間層２０は、中間層２０の光熱変換層２１とＧａ含有透明支持基板１０との間に配置される第２の透明層２５をさらに含むことが好ましい。
【００７０】
かかる第２の透明層２５は、特に制限はないが、不要な光吸収に伴う発熱によるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０への熱ダメージおよび／または熱に伴う膨張による応力ダメージを生じさせないために、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０と同様の透明性、すなわち波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であることが好ましい。また、第２の透明層２５は、上記のように高温となる光熱変換層２１に接する。また、透明半導体層４０をエピタキシャル成長させる際に、８００℃以上、場合によっては１１００℃付近の高温に曝される。これらの理由から、第２の透明層２５は高い耐熱性を有することが好ましく、たとえば１２００℃以上の融点を有することが好ましい。上記の要件を満たす材料として 、第２の透明層は、たとえば、酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかが特に好ましい。
【００７１】
第１の透明層２３および第２の透明層２５の両方が存在する場合、第１の透明層２３の厚さは第２の透明層２５の厚さに比べて大きいことが好ましい。これにより、中間層２０とＧａ含有Ｇａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の温度を、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの貼り合わせ面の温度より高くできる。これを利用して、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の温度を金属Ｇａが形成可能な温度以上に、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの貼り合わせ面の温度が金属Ｇａが形成可能な温度未満にすることで、中間層２０とＧａＮ層３０ａの貼り合わせ面には金属Ｇａを形成させずに、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面にのみ金属Ｇａ６０を形成することができる。これにより、デバイス用積層ウエハ５を、デバイス用積層支持基板４の中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の選択分離により、形成できるようになる。
【００７２】
こうして、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａとを含むデバイス用積層ウエハ５が得られる。ここで、デバイス用積層ウエハ５は、Ｇａ含有透明支持基板１０の分離の際に、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０と界面に形成される金属Ｇａ６０を中間層２０の表面に有する。
【００７３】
なお、本工程で得られるデバイス用積層ウエハ５および次工程で得られる透明半導体層積層ウエハ６（ＧａＮ層３０ａと透明半導体層４０との積層ウエハをいう。以下同じ。）は機械強度が極めて低い。このため、図１（Ｅ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）および（Ｂ）を参照して、得られるデバイス用積層ウエハ５および透明半導体層積層ウエハ６の機械強度を補強するため、本工程の前に、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層積層ウエハ６の機械強度を補強するために、仮支持基板５０または透明半導体層積層ウエハ支持基板７０をデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０側に貼り合わせることが好ましい。このような仮支持基板５０または透明半導体層積層ウエハ支持基板７０の貼り合わせにおいては、接着剤５１または導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂが用いられる。
【００７４】
また、作製する半導体デバイスの構造によっては、デバイス用積層支持基板４からデバイス用積層ウエハ５を作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０上に電極（たとえばｐ−電極８０）が形成される場合がある。
【００７５】
上記のような場合においては、上記光が照射される前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０側に、電極（ｐ−電極８０）、接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれか、ならびに仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかのうち少なくともいずれかが配置される。
【００７６】
上記のようなデバイス用積層支持基板４のＧａ含有透明支持基板１０側から上記光を照射すると、照射された上記光のうち中間層２０（特に、光熱変換層２１）で吸収されなかった光は、透明半導体層４０を透過して、電極（ｐ−電極８０）、接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれか、ならびに仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかに達する。
【００７７】
このとき、透明半導体層４０を透過して、電極（ｐ−電極８０）、接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれか、ならびに仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかの少なくともいずれかが上記光を吸収する材料で形成されていると、これらの光吸収によって発生した熱により、透明半導体層４０の品質を低下させるおそれがある。
【００７８】
たとえば、図２（Ａ）、図３（Ａ）および図４（Ａ）においては、上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４Ａ，４Ｂ，４Ｃの透明半導体層４０に電極（ｐ−電極８０、ｎ−電極９０）が形成される。ここで、電極を形成する材料が、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸化スズ（ＳｎＯ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群から選ばれる少なくともいずれかを含む場合は、電極が基板に照射されて中間層に吸収されずに透過した光を吸収するため、上記のおそれがある。
【００７９】
すなわち、本実施形態は、デバイス用積層支持基板４を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハ５を作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０側に電極を形成する工程をさらに備え、電極がデバイス用積層支持基板４に照射される光を吸収する上記材料で形成される場合に、好適に用いられる。
【００８０】
また、図１（Ｅ）および図５（Ａ）においては上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０に仮支持基板５０を貼り合わせるための接着剤５１が配置され、図２（Ｂ）においては上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０およびその上に形成された電極（ｐ−電極８０、ｎ−電極９０）に仮支持基板５０を貼り合わせるための接着剤５１が配置され、図３（Ｂ）においては上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０に形成された電極（ｐ−電極８０）に仮支持基板５０を貼り合わせるための接着剤５１が配置され、図４（Ａ）および（Ｂ）においては上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０に形成された電極（ｐ−電極８０）側に透明半導体層積層ウエハ支持基板７０を貼り合わせるための接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）が形成される。ここで、接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれかが、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選ばれる少なくともいずれかを含む場合は、電極が基板に照射されて中間層に吸収されずに透過した光を吸収するため、上記のおそれがある。
【００８１】
すなわち、本実施形態は、デバイス用積層支持基板４を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハ５を作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０側に接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれかを形成する工程をさらに備え、接着剤５１および接着層（導電性接着層８５，８５ａ，８５ｂ）のいずれかがデバイス用積層支持基板４に照射される光を吸収する上記材料で形成される場合に、好適に用いられる。
【００８２】
また、図１（Ｅ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）および図５（Ａ）においては、上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４，４Ａ，４Ｂの透明半導体層４０側に接着剤５１を介在させて仮支持基板５０が配置され、図４（Ｂ）においては上記光の照射前のデバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０に形成された電極（ｐ−電極）側に導電性接着層８５を介在させて透明半導体層積層ウエハ支持基板７０が形成される。ここで、仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかが、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる群から選ばれる少なくともいずれかを含む場合は、電極が基板に照射されて中間層に吸収されずに透過した光を吸収するため、上記のおそれがある。また、仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０は、単結晶体であっても、焼結体などの多結晶体であっても、非結晶体であってもよい。
【００８３】
すなわち、本実施形態は、デバイス用積層支持基板４を作製する工程の後、かつ、デバイス用積層ウエハ５を作製する工程の前に、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０側に仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかを配置する工程をさらに備え、仮支持基板５０および透明半導体層積層ウエハ支持基板７０のいずれかは、前記デバイス用積層支持基板に照射される光を吸収する上記材料で形成される場合に、好適に用いられる。
【００８４】
ここで、本実施形態においては、デバイス用積層支持基板４に照射される光の中間層２０における透過率を低減するため、中間層２０は、光熱変換層２１に加えて、光透過抑制構造層２７を含む。
【００８５】
デバイス用積層支持基板４に照射される光の光透過抑制構造層２７を含む中間層２０における透過率は、光透過抑制構造を含まない中間層における透過率に比べて、低くすることができる。透明半導体層４０の品質を高く維持する観点から、上記透過率は、２０％未満が好ましく、１２％未満がより好ましく、６％未満がさらに好ましく、１％未満が最も好ましい。ここで、本基板に照射される光の中間層における透過率とは、厳密には、基板の主表面に対して垂直に照射される光の中間層における透過率を意味する。
【００８６】
中間層２０に含まれる光透過抑制構造層２７は、基板に照射される光の透過率を低減するものであれば特に制限はないが、低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対の１対以上で形成されていることが好ましい。光熱変換層２１と１対以上の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対とによる共振構造を形成し、光の屈折による干渉を利用して反射率を向上させて透過率を低減することができる。たとえば、図１（Ｆ）および図６を参照して、中間層２０においてＧａ含有透明支持基板１０側から光熱変換層２１、光透過抑制構造層２７として１対の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈが順に配置される。また、図８を参照して、中間層２０において、Ｇａ含有透明支持基板１０側０から光熱変換層２１、光透過抑制構造層２７として２対の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈが配置される。
【００８７】
また、デバイス用積層支持基板４に照射される光の中間層２０に入射する光について、光熱変換層２１および光透過抑制構造層２７におけるその光の全吸収率に対する光熱変換層２１におけるその光の吸収率の比は、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０との界面で選択的に分離させる観点から、０．５以上が好ましく、０．６６以上がより好ましく、０．８５以上がさらに好ましい。ここで、本基板に照射される光の中間層における吸収率とは、厳密には、基板の主表面に対して垂直に照射される光の中間層における吸収率を意味する。
【００８８】
また、中間層２０は、光透過抑制構造層２７および光熱変換層２１の片側または両側に透明層（たとえば、図１（Ｂ）〜（Ｅ）において、第１の透明層２３および第２の透明層）をさらに含むことができる。たとえば、図１（Ｅ）および図６を参照して、中間層２０ａは、ＧａＮ含有透明支持基板１０側から順に、第２の透明層２５、光熱変換層２１、光透過抑制構造層２７としての低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈ、ならびに第１の透明層２３ａを含むことができる。また、図８を参照して、中間層２０は、ＧａＮ含有透明支持基板１０側から順に、第２の透明層２５、光熱変換層２１、光透過抑制構造層２７としての低屈折率層２７ｋ、高屈折率層２７ｈ、低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈ、ならびに第１の透明層を含むことができる。
【００８９】
また、図１〜図６および図８を参照して、中間層２０において、第１の透明層２３の厚さは、第２の透明層２５の厚さに比べて大きいことが好ましい。これにより、中間層２０とＧａ含有Ｇａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の温度を、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの貼り合わせ面の温度より高くできる。これを利用して、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の温度を金属Ｇａが形成可能な温度以上に、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの貼り合わせ面の温度が金属Ｇａが形成可能な温度未満にすることで、中間層２０とＧａＮ層３０ａの貼り合わせ面には金属Ｇａを形成させずに、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面にのみ金属Ｇａ６０を形成することができる。これにより、デバイス用積層ウエハ５を、デバイス用積層支持基板４の中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の選択分離により、形成できるようになる。
【００９０】
こうして、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａとを含むデバイス用積層ウエハ５が得られる。ここで、デバイス用積層ウエハ５は、Ｇａ含有透明支持基板１０の分離の際に、Ｇａ含有透明支持基板１０と中間層２０と界面に形成される金属Ｇａ６０を中間層２０の表面に有する。
【００９１】
（透明半導体層積層ウエハの作製工程）
図１（Ｇ）を参照して、透明半導体層積層ウエハ６の作製工程は、デバイス用積層ウエハ５から中間層２０を除去することにより行われる。かかる工程により、透明半導体層４０とＧａＮ層３０ａとを含む透明半導体層積層ウエハ６が得られる。デバイス用積層ウエハ５から中間層２０を除去する方法は、特に制限はなく、半導体プロセスで一般的に用いられるウェットエッチング、ドライエッチングなどの方法を利用できる。
【００９２】
（半導体デバイスの作製工程）
図１（Ｈ）を参照して、半導体デバイス７の作製工程は、透明半導体層積層ウエハ６に透明半導体層積層ウエハ支持基板７０を貼り合わせることにより行われる。かかる工程により、半導体デバイス７が得られる。
【００９３】
［実施形態２］
図１を参照して、本発明にかかる他の実施形態であるエピ成長用積層支持基板３は、Ｇａ含有透明支持基板１０と、Ｇａ含有透明支持基板１０上に配置されている中間層２０と、中間層２０上に配置されているＧａＮ層３０ａと、を含み、中間層２０は、光熱変換層２１と光透過抑制構造層２７とを含む。
【００９４】
実施形態１に記載のように、本実施形態のエピ成長用積層支持基板３は、ＧａＮ層３０ａ上にクラックなどを発生させることなく品質のよい少なくとも１層の透明半導体層４０をエピタキシャル成長させることができる。また、本エピ成長用積層支持基板３は、中間層２０の光熱変換層２１が照射された光Ｌを吸収することにより高温に加熱され、この高熱により中間層２０に接するＧａ含有透明支持基板１０の面が分解することを利用して、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との間で分離できる。
【００９５】
また、実施形態１に記載のように、本実施形態のエピ成長用積層支持基板３は、中間層２０が光熱変換層２１に加えて光透過抑制構造層２７を含んでいるため、上記のＧａ含有透明支持基板１０と中間層２０とを分離させる際に、上記波長の光の中間層における透過率を低減することができる。
【００９６】
また、本実施形態のエピ成長用積層支持基板３において、光透過抑制構造層２７は、基板に照射される光Ｌの透過率を低減するものであれば特に制限はないが、低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対を１対以上で形成されていることが好ましい。光熱変換層２１と１対以上の低屈折率層２７ｋおよび高屈折率層２７ｈの対とによる共振構造を形成し、光の屈折による干渉を利用して反射率を向上させて透過率を低減することができる。
【００９７】
また、中間層２０は、中間層２０の光透過抑制構造層２７とＧａＮ層３０ａとの間に配置される第１の透明層２３と、中間層２０の光熱変換層２１とＧａ含有透明支持基板１０との間に配置される第２の透明層２５と、をさらに含むことが好ましい。中間層２０が第１の透明層２３を含むことにより、エピ成長用積層支持基板３を用いて上記デバイス用積層支持基板４を作製し、そのデバイス用積層支持基板４を用いて半導体デバイスを作製する際に、光熱変換層２１中の原子のマイグレーションによるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０への原子拡散を抑制するとともに、光熱変換層２１における光吸収により発生する熱によるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０へのダメージを低減することができる。中間層２０が第２の透明層２５を含むことにより、エピ成長用積層支持基板３を用いて上記デバイス用積層支持基板４を作製し、そのデバイス用積層支持基板４を用いて半導体デバイス７を作製する際に、光熱変換層２１中の原子のマイグレーションによるＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０への原子拡散を抑制するとともに、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との接合強度を高めることができる。
【００９８】
ここで、第１の透明層２３の厚さは、第２の透明層２５の厚さに比べて大きいことが好ましい。これにより、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との貼り合わせ面の温度を、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの貼り合わせ面の温度より高くすることができるため、中間層２０とＧａＮ層３０ａとの間の接合を保持しつつ、中間層２０とＧａ含有透明支持基板１０との間で選択的に分離できる。
【００９９】
また、光熱変換層は、アモルファスシリコン層が好ましい。アモルファスシリコン層は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1以上でかつ融点が１２００℃以上であるため、光熱変換層として好適である。
【０１００】
また、光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈは、アモルファスシリコン層が好ましい。アモルファスシリコン層は、屈折率が約４．０と高いため、高屈折率層として好適である。
【０１０１】
また、低屈折率層２７ｋ、第１の透明層２３および第２の透明層２５は、それぞれ独立に酸化シリコン層および窒化シリコン層のいずれかが好ましい。酸化シリコン層および窒化シリコン層は、屈折率がそれぞれ約１．４８、約２．００と低いため、低屈折率層として好適である。また、酸化シリコン層および窒化シリコン層は、いずれも波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満でかつ融点が１２００℃以上であるため、第１および第２の透明層として好適である。
【０１０２】
［実施形態３］
図１を参照して、本発明にかかる他の実施形態であるデバイス用積層支持基板４は、エピ成長用積層支持基板３と、エピ成長用積層支持基板３のＧａＮ層３０ａ上にエピタキシャル成長された少なくとも１層の透明半導体層４０と、を含む。本実施形態のデバイス用積層支持基板４は、ＧａＮ層３０ａ上にエピタキシャル成長された高品質の少なくとも１層の透明半導体層４０を含み、デバイス用積層支持基板４にＧａ含有透明支持基板１０およびＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層２１が吸収しうる波長の光を照射することによりＧａ含有透明支持基板１０と中間層２０とを分離させる際に、上記光の中間層２０における透過率を低減することにより、高品質の半導体層を有する高品質の半導体デバイスを作製することができる。
【０１０３】
本実施形態のデバイス用積層支持基板４において、Ｇａ含有透明支持基板１０およびＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０のバンドギャップエネルギーのなかで最も低いバンドギャップエネルギーに対応する波長よりも長い波長でかつ光熱変換層２１が吸収しうる波長の光がデバイス用積層支持基板４に照射されたときに、中間層２０に入射する光に対する中間層２０から出射する光の比率である中間層２０におけるその光の透過率は、２０％未満が好ましく、１２％未満がより好ましく、６％未満がさらに好ましく、１％未満が最も好ましい。ここで、本基板に照射される光の中間層における透過率とは、厳密には、基板の主表面に対して垂直に照射される光の中間層における透過率を意味する。これにより、かかるデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを形成する際に、デバイス用積層支持基板に照射される光の中間層における透過率を効率よく低減することができる。
【０１０４】
また、光熱変換層２１および光透過抑制構造層２７におけるデバイス用積層支持基板に照射される光の中間層に入射する光について、光熱変換層および光透過抑制構造層におけるその光の全吸収率に対する光熱変換層におけるその光の吸収率の比は、０．５以上が好ましく、０．６６以上がより好ましく、０．８５以上がさらに好ましい。とすることができる。これにより、かかるデバイス用積層支持基板を用いて半導体デバイスを形成する際に、中間層とＧａ含有透明支持基板とを効率よく分離するとともに、上記光の中間層における透過率を効率よく低減することができる。
【０１０５】
また、透明半導体層４０は、ＩＩＩ族窒化物半導体層が好ましい。ＩＩＩ族窒化物半導体層は波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対する光吸収係数が１×１０3ｃｍ-1未満であるため、かかるデバイス用積層支持基板４を用いて半導体デバイスを形成する際に、照射光によるダメージを受けることなく、高品質の半導体デバイス７が得られる。
【実施例】
【０１０６】
［実施例Ｏ］
デバイス用積層支持基板の中間層の構造の差異（具体的には、光透過抑制構造の有無および差異）がその基板の中間層に入射する光に対するその中間層から出射する光の比率である透過率に及ぼす影響は、電磁界計算法により評価することができ、かかる評価に基づいて中間層の構造を最適化することができる。
【０１０７】
以下に、中間層に光熱変換層および光透過抑制構造層を含むデバイス用積層支持基板の例（例Ｏ１および例Ｏ２）、ならびに中間層に光熱変換層を含み光透過抑制構造層を含まないデバイス用積層支持基板の例（例ＯＲ１）について、その基板の中間層に入射する光に対するその中間層から出射する光の比率である透過率Ｔ、その基板の中間層に入射する光に対するその中間層において反射される光の比率である反射率Ｒおよびその基板の中間層に入射する光に対するその中間層において吸収される光の比率である吸収率Ａを、電磁界計算法により算出した。具体的には、例Ａ１、例Ａ２および例ＡＲ１のそれぞれについて、デバイス用積層支持基板のＧａ含有透明支持基板側から基板の主表面に垂直に入射した波長５３２ｎｍの平面波状の光Ｌの、中間層における光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａを散乱行列法により算出した。
【０１０８】
上記の散乱行列法を用いた電磁界計算について、その詳細は割愛するが、デバイス用積層支持基板のＧａ含有透明支持基板、中間層および透明半導体層それぞれの屈折率、消衰係数および膜厚、入射させる光の波長、入射角度、ならびに偏光から、一次元積層構造を構成するＧａ含有透明支持基板、中間層および透明半導体層のそれぞれにおける電磁界分布を求めることができる。本計算においては、上記のように光はデバイス用積層支持基板のＧａ含有透明支持基板側の主面に対して垂直入射を仮定していることから、Ｐ偏波とＳ偏光とが縮退するため、Ｓ偏光のみを考慮した。
【０１０９】
このとき、電磁界分布は積層方向(これをｘ方向とする)のみに分布を持つ。一次元積層構造中のある層(層Ｊとする)における電界成分ＥJ（ｘ）は、＋ｘ方向に進行する光の複素振幅ＦJ、−ｘ方向に進行する光の複素振幅ＲJ、虚数単位ｉおよび波数ｋJを用いて、次式（１）
ＥJ（ｘ）＝ＦJ exp{−ｉｋJｘ}＋ＲJexp{ｉｋJｘ}          （１）
のように表わすことができる。ここで、波数ｋJは、層Ｊの屈折率ｎJと消衰係数κJおよび光の波長λを用いて、次式（２）
ｋJ＝２π(ｋJ＋ｉκJ)／λ                               （２）
のように定義される。
【０１１０】
今、入射層であるＧａ含有透明支持基板に相当）を層０（Ｊ＝０）、出射層であるＧａＮ層を層Ｎ（Ｊ＝Ｎ）とすると、層０における＋ｘ方向に進行する光の複素振幅Ｆ0および−ｘ方向に進行する光の複素振幅Ｒ0、ならびに層Ｎにおける＋ｘ方向に進行する光の複素振幅ＦNを用いて，中間層における光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａを、それぞれ次式（３）〜（５）
Ｔ＝｜ＦN／Ｆ0｜2                                       （３）
Ｒ＝｜Ｒ0／Ｆ0｜2                                       （４）
Ａ＝１−Ｔ−Ｒ                                         （５）
のように定義する。
【０１１１】
また、光吸収をもつある層Ｊ’における光吸収率が中間層全体の全光吸収率に占める割合（比）ηJ'を次式（６）
ηJ'＝∫J'｜Ｅ｜2・κJ'ｄｘ／ΣJ'(∫J'｜Ｅ｜2・κJ'ｄｘ)     （６）
のように定義する。ここで、∫J'に関する積分はある層Ｊ’に渡る積分を意味し、ΣJ'は該当する層Ｊに関する総和を意味する。
【０１１２】
なお、光の吸収係数αと消衰係数κとは、光の真空中の波長λ0との間に次式（７）
α＝４π／λ0×κ                                       （７）
の関係がある。
【０１１３】
（例Ｏ１）
１．デバイス用積層支持基板の構造
図６を参照して、例Ｏ１のデバイス用積層支持基板は、Ｇａ含有透明支持基板１０である厚さ４００μｍのＧａＮ支持基板（屈折率が２．５、消衰係数が０）に、以下の中間層２０が形成されている。すなわち、ＧａＮ含有透明支持基板１０上に第２の透明層２５として厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（屈折率が１．４８、消衰係数が０）が形成され、その上に光熱変換層２１として厚さ４０ｎｍのアモルファスシリコン層（屈折率が４、消衰係数が０．２５（吸収係数では５．９×１０4ｃｍ-1））が形成され、その上に光透過抑制構造層２７として低屈折率層２７ｋである厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2層と高屈折率層２７ｈである厚さ２０ｎｍのアモルファスシリコン層の対が１対形成され、その上に第１の透明層２３として厚さ３２５ｎｍのＳｉＯ2層が形成されている。かかる中間層２０上にＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０として厚さ３μｍのＧａＮ層が形成されている。上記構造を表１にまとめた。
【０１１４】
２．中間層における照射光の透過率、反射率、吸収率の算出
上記構造を有するデバイス用積層支持基板のＧａＮ基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）側から基板の主表面に垂直に波長５３２ｎｍの光Ｌを照射したときの、中間層における光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａを算出した。結果を表１にまとめ、図７に図示した。なお、表１において、光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａは、いずれも有効数字２桁で表示した。
【０１１５】
【表１】
2012129438.tif 000003
【０１１６】
（例Ｏ２）
１．デバイス用積層支持基板の構造
図８を参照して、例Ｏ２のデバイス用積層支持基板は、Ｇａ含有透明支持基板１０である厚さ４００μｍのＧａＮ支持基板に、以下の中間層２０が形成されている。すなわち、ＧａＮ含有透明支持基板１０上に第２の透明層２５として厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層が形成され、その上に光熱変換層２１として厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層が形成され、その上に光透過抑制構造層２７として低屈折率層２７ｋである厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層と高屈折率層２７ｈである厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層の対が２対形成され、その上に第１の透明層２３として厚さ２６５ｎｍのＳｉＯ2層が形成されている。かかる中間層２０上にＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０として厚さ３μｍのＧａＮ層が形成されている。上記構造を表２にまとめた。
【０１１７】
２．中間層における照射光の透過率、反射率、吸収率の算出
上記構造を有するデバイス用積層支持基板のＧａＮ基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）側から基板の主表面に垂直に波長５３２ｎｍの光Ｌを照射したときの、中間層における光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａを算出した。結果を表２にまとめ、図９に図示した。なお、表２において、光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａは、いずれも有効数字２桁で表示した。
【０１１８】
【表２】
2012129438.tif 000004
【０１１９】
（例ＯＲ１）
１．デバイス用積層支持基板の構造
図１０を参照して、例ＯＲ１のデバイス用積層支持基板は、Ｇａ含有透明支持基板１０である厚さ４００μｍのＧａＮ支持基板に、以下の中間層２０が形成されている。すなわち、ＧａＮ含有透明支持基板１０上に第２の透明層２５として厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層が形成され、その上に光熱変換層２１として厚さ４５ｎｍのアモルファスシリコン層が形成され、その上に第１の透明層２３として厚さ４４５ｎｍのＳｉＯ2層が形成されている。かかる中間層２０上にＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０として厚さ３μｍのＧａＮ層が形成されている。すなわち、例ＯＲ１のデバイス用積層支持基板は光透過抑制構造層が含まれていない。上記構造を表３にまとめた。
【０１２０】
２．中間層における照射光の透過率、反射率、吸収率の算出
上記構造を有するデバイス用積層支持基板のＧａＮ基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）側から基板の主表面に垂直に波長５３２ｎｍの光Ｌを照射したときの、中間層における光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａを算出した。結果を表３にまとめ、図１１に図示した。なお、表３において、光の透過率Ｔ、反射率Ｒおよび吸収率Ａは、いずれも有効数字２桁で表示した。
【０１２１】
【表３】
2012129438.tif 000005
【０１２２】
表１〜３および図７、９および１１を参照して、基板に照射される光について、光透過抑制構造層を含まない中間層における透過率が３６％（例ＯＲ１）であったのに対し、１対の低屈性率層および高屈折率層で形成される光透過抑制構造を含む中間層における透過率（例Ｏ１）が１０％と大きく低減し、２対の低屈性率層および高屈折率層で形成される光透過抑制構造を含む中間層における透過率（例Ｏ２）が０．７９％とさらに大きく低減した。これは、基板に照射される光について、光透過抑制構造層を含まない中間層における反射率が４５％（例ＯＲ１）であったのに対し、１対の低屈性率層および高屈折率層で形成される光透過抑制構造を含む中間層における反射率（例Ｏ１）が６９％と大きく増大し、２対の低屈性率層および高屈折率層で形成される光透過抑制構造を含む中間層における反射率（例Ｏ２）が７５％とさらに大きく増大したためと考えられる。
【０１２３】
また、例Ｏ１においては、基板に照射される光について、中間層の光熱変換層および光透過抑制構造層における全吸収率（図７におけるＡ1およびＡ2の和）に対する光熱変換層における吸収率（図７におけるＡ1）の比は０．９０と極めて高く、Ｇａ含有透明支持基板と中間層との効果的な分離が達成されることがわかった。また、例Ｏ２においても、基板に照射される光について、中間層の光熱変換層および光透過抑制構造層における全吸収率（図７におけるＡ1、Ａ2およびＡ3の和）に対する光熱変換層における吸収率（図７におけるＡ1）の比は０．８７と極めて高く、Ｇａ含有透明支持基板と中間層との効果的な分離が達成されることがわかった。
【０１２４】
［実施例Ａ］
（例Ａ１）
１．積層支持基板の作製
図１（Ａ）を参照して、Ｇａ含有透明支持基板１０として、ＨＶＰＥ法により形成した直径が２インチ（５．０８ｃｍ）で厚さ５００μｍのＧａＮ支持基板を準備した。かかるＧａＮ支持基板は、一主表面が（０００１）面であるＧａ原子表面であり、他主表面が（０００−１）面であるＮ原子表面であり、両主表面が鏡面加工されていた。
【０１２５】
このＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）のＧａ原子表面に、中間層２０ａとして、プラズマＣＶＤ法により、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（第２の透明層２５）、厚さ４０ｎｍのアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ２０ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）および厚さ１２５ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）を順に堆積させて、積層支持基板１を得た。プラズマＣＶＤの条件は、ＳｉＯ2層の堆積においては、ＲＦが５０Ｗ、Ａｒガスにより８体積％に希釈されたＳｉＨ4ガスの流量が５０ｓｃｃｍ（１ｓｃｃｍは、標準状態に換算して１分間に１ｃｍ3のガスが流れる量をいう）、Ｎ2Ｏガス流量が４６０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力が８０Ｐａ、ステージ温度が２５０℃であり、アモルファスシリコン層の堆積においては、ＲＦが５０Ｗ、Ａｒガスにより８体積％に希釈されたＳｉＨ4ガスの流量が２００ｓｃｃｍ、チャンバ圧力が８０Ｐａ、ステージ温度が２５０℃であった。
【０１２６】
また、ＧａＮ層３０ａを形成するためのＧａＮ基板３０として、ＨＶＰＥ法により形成した直径２インチ（５．０８ｃｍ）で厚さが５００μｍのＧａＮ基板を準備した。かかるＧａＮ基板３０は、一主表面が（０００１）面であるＧａ原子表面であり、他主表面が（０００−１）面であるＮ原子表面であり、両主表面が鏡面加工されていた。まず、ＧａＮ基板３０のＮ原子表面に、プラズマＣＶＤ法により、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ｂ）を堆積させた。
【０１２７】
次いで、ＧａＮ基板３０のＳｉＯ2層（第１の透明層２３ｂ）側から、水素イオンを注入した。水素イオンの注入条件は、加速電圧が５０ｋｅＶ、ドーズ量が７×１０17ｃｍ-2であった。こうして、水素イオンが注入されたＧａＮ基板３０は、そのＮ原子表面から約２００ｎｍの深さの面Ｐにドーズ量のピークがあった。このドーズ量はリファレンスとして同一バッチでイオン注入したＧａＮ基板のイオン注入側から、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計）分析を深さ方向に対して実施することで測定した。
【０１２８】
上記で得られた積層支持基板１のＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）とＳｉＯ2層（第２の透明層２５）との密着性およびＧａＮ基板３０におけるＧａＮ基板３０とＳｉＯ2層（第１の透明層２３ｂ）との密着性を高めるために、窒素雰囲気中で７００℃〜１０００℃で１０分間アニールした後、両基板のＳｉＯ2層の主表面を洗浄した。具体的には、両基板をドライエッチング装置に入れて、酸素（Ｏ2）ガスを原料としたプラズマに曝すことにより、ＳｉＯ2層の主表面を清浄にした。このときのプラズマ条件は、ＲＦが１００Ｗ、Ｏ2ガス流量が５０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力が６．７Ｐａであった。
【０１２９】
２．積層貼り合わせ基板の作製工程
次に、図１（Ｂ）を参照して、上記の積層支持基板１の中間層２０のＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）とＧａＮ基板３０に堆積させたＳｉＯ2層（第１の透明層２３ｂ）とを、積層支持基板１のＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）の一主表面（（０００１）面）の結晶方位とＧａＮ基板３０の一主表面（（０００１）面）の結晶方位が一致するように重ね合わせて、プレス装置(ウエハボンダ)で７ＭＰａ（２インチ基板当たり１４００ｋｇｆ）の荷重で押しつけることで、ＳｉＯ2層同士を接合させることにより、積層支持基板１とＧａＮ基板３０とを貼り合わせた。こうして得られた積層貼り合わせ基板２は、大気中で室温（２５℃）から３００℃まで３時間かけてゆっくりと昇温することにより、接合界面の接合強度が増した。ここで、積層貼り合わせ基板２において、中間層２０のアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）とＧａＮ基板との間に配置されるＳｉＯ2層（第１の透明層２３）の厚さは３２５ｎｍであった。
【０１３０】
３．エピ成長用積層支持基板の作製工程
次に、図１（Ｃ）を参照して、積層貼り合わせ基板２を５００℃に加熱して基板の主表面に対して斜めに応力をかけた。積層貼り合わせ基板２のＧａＮ基板３０において水素イオンが多く注入され脆化したＮ原子表面からの深さが約２００ｎｍの面Ｐにおいて熱応力がかかり、ＧａＮ基板３０は、上記の面Ｐにおいて、積層支持基板１の中間層２０に接合している厚さ２００ｎｍのＧａＮ層３０ａと残部ＧａＮ基板３０ｂとに分離した。こうして、積層支持基板１の中間層２０上に厚さ２００ｎｍのＧａＮ層３０ａが形成されたエピ成長用積層支持基板３が得られた。ここで、ＧａＮ層３０ａから分離した残部ＧａＮ基板３０ｂは、分離面の表面状態(平坦性など)を研磨などの手法で整えた後、何度も再利用できる．これにより最終的に半導体デバイス１枚あたりのコストを低減できる。
【０１３１】
４．デバイス用積層支持基板の作製工程
次に、図１（Ｄ）を参照して、エピ成長用積層支持基板３のＧａＮ層３０ａ上に、ＭＯＣＶＤ法により、透明半導体層４０として、厚さ２μｍのＧａＮバッファ層４１、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＮ層４３、厚さ７０ｎｍの発光層４５である３対のＩｎＧａＮ層およびＧａＮ層からなる多重量子井戸層、厚さ８０ｎｍのｐ−ＧａＮ層４７をこの順に堆積させた。こうして、デバイス用積層支持基板４が得られた。
【０１３２】
ここで、上記のＭＯＣＶＤ法による透明半導体層４０のエピタキシャル成長においては、エピ成長用積層支持基板３の温度が１０００℃程度になった。また、エピ成長用積層支持基板３には、ＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）とＧａＮ層３０ａとの間に、中間層２０としてＳｉＯ2層（第１の透明層２３、低屈折率層２７ｋおよび第２の透明層２５）およびアモルファスシリコン層（光熱変換層２１および高屈折率層２７ｈ）が含まれ、かかるＳｉＯ2層およびアモルファスシリコン層は、ＧａＮ支持基板およびＧａＮ層３０ａと熱膨張係数が異なった。しかし、本実施例における中間層２０の総厚さは３００ｎｍであり、エピタキシャル成長された透明半導体層４０は、Ｘ線回折法により分析したところ、ＧａＮ層３０ａとほぼ同じ格子定数が得られており高い品質を有していると言える。中間層２０の総厚さが１μｍ以下であれば、発生する応力が小さいため、エピタキシャル成長された透明半導体層４０の品質は高く維持される。次いで、得られたデバイス用積層支持基板４を、ＣＶＤ装置から取り出した後、全圧が１気圧で酸素が１６体積％の窒素／酸素雰囲気中７００℃でアニールした。
【０１３３】
５．二電極付のデバイス用積層支持基板の作製工程
次に、図２（Ａ）を参照して、以下のようにして、デバイス用積層支持基板４に二電極を形成した。デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０のｐ−ＧａＮ層４７上に、フォトリソグラフィ法によりｐ−電極用レジストマスク（図示せず）を形成し、真空蒸着法により厚さ５ｎｍのＮｉ層および厚さ１１ｎｍのＡｕ層をこの順に形成した後、ｐ−電極用レジストマスクを除去することにより不要部分の電極材料を除去することにより、ｐ−電極８０を形成した。
【０１３４】
次いで、ｐ−電極８０およびその周辺領域にフォトリソグラフィ法によりｐ−電極保護用レジストマスク（図示せず）を形成し、塩素ガスを用いて透明半導体層４０のｐ−ＧａＮ層４７側の主表面から２５０ｎｍの深さまでメサエッチングをして、主表面の一部領域において、ｐ−ＧａＮ層４７、発光層４５およびｎ−ＧａＮ層４３を除去し、ＧａＮバッファ層４１を露出させた。その後、上記のｐ−電極保護用レジストマスクを除去した。露出されたＧａＮバッファ層４１上に、上記ｐ−電極の形成と同様の方法により、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成されるｎ−電極９０を形成した。ｐ−電極およびｎ−電極と半導体層とのオーミック接合を取るために、得られた基板を全圧が１気圧で酸素が０．４体積％の窒素／酸素雰囲気中５００℃でアニールした。こうして、二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａが得られた。この後、図示しないが、ｐ−電極およびｎ−電極のそれぞれの上に、リフトオフ法により、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成されるパッド電極層を形成してもよい。
【０１３５】
上記のように、半導体デバイスを形成するためには高温のアニールが必要となる。半導体デバイスを作製するためのデバイス用積層支持基板において、Ｇａ含有透明支持基板１０、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０が、化学種が異なり熱膨張係数が異なる材料であれば接合界面での剥がれ、あるいはＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０などにクラックなどが生じるおそれがあるが、Ｇａ含有透明支持基板１０（ＧａＮ支持基板）および透明半導体層４０（ＧａＮバッファ層４１、ｎ−ＧａＮ層４３、３対のＩｎＧａＮ層およびＧａＮ層からなる多重量子井戸層である発光層４５、およびｐ−ＧａＮ層４７）が、ＧａＮ層３０ａと同一または近似する化学種で構成され、それらの基板および層の熱膨張係数が互いに同一または近似しているため、接合界面での剥がれ、ＧａＮ層３０ａおよび透明半導体層４０などのクラックなどが防止できる。
【０１３６】
一方、ＧａＮの基板は非常に高価であるため、最終製品としての半導体デバイスの単価を下げるためには、以下に説明するように、デバイス用積層支持基板からＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）を分離する必要がある。以下に説明する方法により、分離されたＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）は、その主表面の処理を行うことにより、再びＧａＮ支持基板として利用できる。このように、１枚のＧａＮ基板を繰り返し使用することにより、最終製品としての半導体デバイスの単価を下げることが可能になる。
【０１３７】
６．二電極付のデバイス用積層ウエハの作製工程
次に、図２（Ｂ）を参照して、二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａのｐ−電極８０およびｎ−電極９０の形成面に接着剤５１をスピン塗布し、真空中で２００℃に加熱された雰囲気下で、ウエハボンダを用いて、仮支持用サファイア板（仮支持基板５０）を貼り付けた。かかる接着剤５１には、後工程において、ウエハから仮支持用サファイア板を分離することを考慮して、２００℃に加熱することで再度軟化させられるもの、たとえばＢｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ社製ＷａｆｅｒＢｏｎｄ  ＨＴ−１０，１０などを選んだ。
【０１３８】
次いで、上記の仮支持用サファイア板（仮支持基板５０）が貼り付けられた二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａをレーザアニール装置にセットした。このレーザアニール装置は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザとＬｉＢ3Ｏ5 ＳＨＧ結晶を用いて、波長５３２ｎｍの緑色レーザパルスを発生できる。このレーザアニール装置は元来、上記の波長の光を、アモルファスシリコンに吸収させることにより、アモルファスシリコンを数百℃〜千数百℃程度まで急加熱し、ポリシリコンへと変化させるための装置である。
【０１３９】
上記のレーザアニール装置を用いて、出力が０．２Ｗ、繰り返し周期が１０ｋＨｚ、パルス幅が１０ｎｓ、アモルファスシリコン層上のスポットサイズが直径２５ｎｍ、スキャンスピードが１００ｍｍ／ｓの条件で、二電極付のデバイス用積層支持基板４ＡのＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）側からレーザを照射し、直径２インチの二電極付のデバイス用積層支持基板４ＡのＧａＮ支持基板上を順次スキャンした。上記の波長５３２ｎｍの光は、ＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）、ＳｉＯ2層（第１の透明層２３および第２の透明層２５）、ＧａＮ層３０ａ、透明半導体層４０、接着剤５１、および仮支持サファイア板（仮支持基板５０）などでは吸収されず、アモルファスシリコン層（光熱変換層２１）でのみ効率よく吸収された。これにより、アモルファスシリコン層（光熱変換層２１）の温度は急激に上昇した。
【０１４０】
その結果、アモルファスシリコン層（光熱変換層２１）の近距離に位置するＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）における中間層２０との貼り合わせ面は、その面の温度が９００℃を超え、金属Ｇａと窒素（Ｎ2）ガスに熱分解された。一方、ＧａＮ層３０ａにおける中間層２０との貼り合わせ面においては、熱分解温度には至らなかった。これは、ＧａＮ層３０ａとアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）との間には、ＧａＮ（熱伝導率が約１００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）に比べて熱伝導率の低いＳｉＯ2（熱伝導率が約１０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）で形成された厚さ２３０ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３）が介在しているため、アモルファスシリコン層（光熱変換層２１）で発生した熱量の大半がＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）側に拡散するため、ＧａＮ層３０ａは熱分解温度には至らなかったものと考えられる。また、同様の理由から、接着剤５１部分の温度は１００℃以下に抑えられ、接着剤５１の軟化ないし炭化などの変質は生じなかった。このようにして、ＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）における中間層２０との貼り合わせ面にのみ金属Ｇａ６０を析出させることができた。
【０１４１】
次いで、図２（Ｂ）および（Ｃ）を参照して、上記の金属Ｇａ６０が析出した二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａを、６０℃のホットプレート（図示せず）に置いて、金属Ｇａ（融点が２９．８℃）を融解させた状態でＧａＮ支持基板を滑らせる（スライドオフする）ことにより、中間層２０からＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）を分離した。こうして、透明半導体層４０、ＧａＮ層３０ａおよび中間層２０を含む二電極付のデバイス用積層ウエハ５Ａが得られた。なお、分離されたＧａＮ支持基板は、主表面を研磨およびエッチングなどの処理をすることにより、再度利用できる。
【０１４２】
ここで、本例Ａ１の二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａは、実施例Ｏの例Ｏ１のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ａ１の二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が１０％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０、ｎ−電極９０）、接着剤５１、仮支持基板５０などに吸収されることが抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が抑制された。
【０１４３】
７．二電極付の透明半導体層積層ウエハの作製工程
次に、図２（Ｄ）を参照して、二電極付のデバイス用積層ウエハ５Ａの中間層２０上の金属Ｇａ６０を塩酸により洗浄し、中間層２０（ＳｉＯ2層および一部がポリシリコン化したアモルファスシリコン層）を、フッ酸硝酸混合溶液を用いたウェットエッチングにより、除去した。こうして、透明半導体層４０およびＧａＮ層３０ａを含む二電極付の透明半導体層積層ウエハ６Ａが得られた。
【０１４４】
８．半導体デバイスの作製工程
次に、図２（Ｅ）を参照して、以下のようにして、二電極付の透明半導体層積層ウエハ６ＡのＧａＮ層３０ａに、別途準備した透明半導体層積層ウエハ支持基板７０を貼り合わせた。
【０１４５】
ここで、準備された透明半導体層積層ウエハ支持基板７０としては、厚さ１５０μｍのサファイア基板であった。貼り合わせは、二電極付の透明半導体層積層ウエハ６ＡのＧａＮ層３０ａの主表面を洗浄した後に、プラズマエッチング装置にいれて、窒素プラズマ（プラズマ条件は、ＲＦが１００Ｗ、Ｎ2ガス流量が５０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力１３．３Ｐａであった)に曝して主表面を清浄にした。サファイア基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）も、その主表面を洗浄した後に、酸素プラズマ（プラズマ条件は、ＲＦが１００Ｗ、Ｏ2ガス流量が５０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力が６．７Ｐａであった）で主表面を清浄にした。二電極付の透明半導体層積層ウエハ６Ａとサファイア基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）とを貼り合わせた後に、大気中でウエハボンダを用いて７ＭＰａの荷重で押しつけて、接合させて貼り合わせた。
【０１４６】
次いで、図２（Ｆ）を参照して、上記の貼り合わせ基板をホットプレートで接着剤の軟化温度である２００℃まで加熱して、上記の貼り合わせ基板から仮支持用サファイア板（仮支持基板５０）をスライドオフさせて取り除いた。透明半導体層４０上のｐ−電極８０およびｎ−電極９０側に残った接着剤は専用のリムーバで除去した。
【０１４７】
上記の工程により、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイス７が得られた。かかる半導体デバイスにおいて、以降は一般的な素子化工程（スクライブ、ブレーク、ダイボンド、ワイヤボンドなどの諸工程）が適用できる。
【０１４８】
（例Ａ２）
中間層２０の構造を、ＧａＮ支持基板（ＧａＮ含有透明支持基板１０）側から透明半導体層４０側に、順に、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（第２の透明層２５）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、および厚さ２６５ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）としたこと以外は、例Ａ１と同様にして、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイスを作製した。
【０１４９】
本例Ａ２の二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａは、実施例Ｏの例Ｏ２のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ａ２の二電極付のデバイス用積層支持基板４Ａに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が０．７９％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０、ｎ−電極９０）、接着剤５１、仮支持基板５０などに吸収されることが極めて抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が極めて抑制された。
【０１５０】
［実施例Ｂ］
（例Ｂ１）
１．デバイス用積層支持基板までの作製工程
図１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層支持基板４を得た。
【０１５１】
２．一電極付のデバイス用積層支持基板の作製工程
次に、図３（Ａ）を参照して、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０のｐ−ＧａＮ層４７上の全面に、真空蒸着法により、ｐ−電極８０として、Ｎｉ／Ａｕ電極（具体的には、厚さ５ｎｍのＮｉ層および厚さ１１ｎｍのＡｕ層で構成される電極）を形成した。こうして、一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂが得られた。
【０１５２】
３．一電極付のデバイス用積層ウエハの作製工程
次に、図３（Ｂ）〜（Ｃ）を参照して、一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂのｐ−電極８０上に、接着剤５１を介在させて仮支持基板５０をさせた後、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層支持基板４ＢからＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）をスライドオフさせた。こうして、一電極付のデバイス用積層ウエハ５Ｂが得られた。
【０１５３】
ここで、本例Ｂ１の一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂは、実施例Ｏの例Ｏ１のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｂ１の一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が１０％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０）、接着剤５１、仮支持基板５０などに吸収されることが抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が抑制された。
【０１５４】
４．一電極付の透明半導体層積層ウエハの作製工程
次に、図３（Ｄ）を参照して、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、一電極付のデバイス用積層ウエハ５Ｂから金属Ｇａ６０および中間層２０を除去した。こうして、一電極付の透明半導体層積層ウエハ６Ｂが得られた。
【０１５５】
５．半導体デバイスの作製方法
次に、図３（Ｅ）を参照して、一電極付の透明半導体層積層ウエハ６ＢのＧａ層３０ａの主表面（Ｎ原子表面）の全面に、真空蒸着法により、ｎ−電極９０としてＴｉ／Ａｌ電極（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成される電極）を形成した。次いで、ｎ電極の上に、真空蒸着法により、導電性接着層９５ａとしてＴｉ／Ａｌ層（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層）で構成される貼り合わせ用パッド電極層を形成した。
【０１５６】
次いで、透明半導体層積層ウエハ支持基板７０として、導電性基板であるＰ(リン)を１×１０19ｃｍ-3と高濃度にドープしたｎ型導電性Ｓｉ基板を準備した。このｎ型導電性Ｓｉ基板の主表面に、真空蒸着法により、導電性接着層９５ｂとしてＴｉ／Ａｌ層（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層）で構成される貼り合わせ用パッド電極層を形成した。
【０１５７】
次に、図３（Ｆ）を参照して、一電極付の透明半導体層積層ウエハ６Ｂに形成された貼り合わせ用パッド電極層（導電性接着層９５ａ）と、ｎ型導電性Ｓｉ基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）に形成された貼り合わせ用パッド電極層（導電性接着層９５ｂ）と、を重ね合わせて、真空状態に保ったウエハボンダで３ＭＰａの荷重で押しつけながら、４００℃に加熱することにより、接合させて貼り合わせた。
【０１５８】
次いで、貼り合わせ後に、ｎ型導電性Ｓｉ基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）の裏面を研磨および洗浄して露出させた清浄面に、真空蒸着法により、ｎ−パッド電極層９２としてＴｉ／Ａｕパッド電極層（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成されるパッド電極層）を形成した。
【０１５９】
次いで、図３（Ｇ）を参照して、上記の貼り合わせ基板をホットプレートで接着剤の軟化温度である２００℃まで加熱して、上記の貼り合わせ基板から仮支持用サファイア板（仮支持基板５０）をスライドオフさせて取り除いた。透明半導体層４０上のｐ−電極８０側に残った接着剤は専用のリムーバで除去した。
【０１６０】
さらに、ｐ−電極８０、ｎ−電極９０およびｎ−パッド電極層９２のオーミック化のために、上記の貼り合わせ基板を全圧が１気圧で酸素が０．４体積％の窒素／酸素雰囲気中５００℃でアニールした。
【０１６１】
上記の工程により、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイス７が得られた。かかる半導体デバイスにおいて、以降は一般的な素子化工程（スクライブ、ブレーク、ダイボンド、ワイヤボンドなどの諸工程）が適用できる。
【０１６２】
なお、本実施例においては、透明半導体層積層ウエハ支持基板７０である導電性基板は透明基板であってもよい。かかる場合には、ｎ−電極、貼り合わせ用パッド電極層およびｎ−パッド電極層として、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）をはじめとする透明導電性材料を用いることにより、支持基板側から光を取り出す様な実装(いわゆる、ｐ−ｄｏｗｎ実装)も可能となる。
【０１６３】
（例Ｂ２）
中間層２０の構造を、ＧａＮ支持基板（ＧａＮ含有透明支持基板１０）側から透明半導体層４０側に、順に、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（第２の透明層２５）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、および厚さ２６５ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）としたこと以外は、例Ｂ１と同様にして、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイスを作製した。
【０１６４】
本例Ｂ２の一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂは、実施例Ｏの例Ｏ２のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｂ２の一電極付のデバイス用積層支持基板４Ｂに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が０．７９％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０）、接着剤５１、仮支持基板５０などに吸収されることが極めて抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が極めて抑制された。
【０１６５】
［実施例Ｃ］
（例Ｃ１）
１．デバイス用積層支持基板までの作製工程
図１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層支持基板４を得た。
【０１６６】
２．デバイス用積層支持基板への透明半導体層積層ウエハ支持基板を貼り合わせ工程
次に、図４（Ａ）を参照して、デバイス用積層支持基板４の透明半導体層４０のｐ−ＧａＮ層４７上の全面に、真空蒸着法により、Ｎｉ／Ａｕ（具体的には、厚さ５ｎｍのＮｉ層および厚さ１１ｎｍのＡｕ層で構成される電極）を形成し、この貼り合わせ基板を窒素／酸素雰囲気中５００℃でアニールすることにより、ｐ−電極８０を形成した。
【０１６７】
次いで、ｐ−電極８０上に真空蒸着法により厚さ５０ｎｍのＡｇ層８３を形成し、その上にスパッタ法により厚さ２００ｎｍのＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）８４を形成し、その上に真空蒸着法により導電性接着層８５ａとして貼り合わせ用Ｔｉ／Ａｕパッド電極層を形成した。
【０１６８】
一方で、主表面に貼り合わせ用Ｔｉ／Ａｕパッド電極層（導電性接着層８５ｂ）を形成した透明半導体層積層ウエハ支持基板７０を準備した。透明半導体層積層ウエハ支持基板７０としては、導電性支持基板であるＢ（ホウ素）を１×１０19ｃｍ-3と高濃度にドープしたｐ型導電型Ｓｉ基板を用いた。
【０１６９】
次いで、デバイス用積層支持基板４に形成された貼り合わせ用Ｔｉ／Ａｕパッド電極層（導電性接着層８５ａ）と、透明半導体層積層ウエハ支持基板７０に形成された貼り合わせ用Ｔｉ／Ａｕパッド電極層（導電性接着層８５ｂ）と、を重ね合わせてウエハボンダで３５０℃で４ＭＰａの条件で加熱加圧して接合して貼り合わせた。
【０１７０】
３．支持基板付のデバイス用積層ウエハの作製工程
次に、図４（Ｂ）〜（Ｃ）を参照して、透明半導体層積層ウエハ支持基板７０が貼り合わされたデバイス用積層支持基板４Ｃから、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、Ｇａ含有透明支持基板１０を分離した。こうして、支持基板付のデバイス用積層ウエハ５Ｃが得られた。
【０１７１】
ここで、本例Ｃ１の支持基板付のデバイス用積層支持基板４Ｃは、実施例Ｏの例Ｏ１のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｃ１の支持基板付のデバイス用積層支持基板４Ｃに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が１０％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０）、導電性接着層８５、仮支持基板５０などに吸収されることが抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が抑制された。
【０１７２】
４．支持基板付の透明半導体層積層ウエハの作製工程
次に、図４（Ｄ）を参照して、支持基板付のデバイス用積層ウエハ５Ｃから、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、金属Ｇａ６０および中間層２０が分離除去した。こうして、支持基板付の透明半導体層積層ウエハ６が得られた。
【０１７３】
５．半導体デバイスの作製工程
次に、図４（Ｅ）を参照して、支持基板付の透明半導体層積層ウエハ６のｐ型導電型Ｓｉ基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板）上に、真空蒸着法により、ｐ−パッド電極層８６としてＴｉ／Ａｕパッド電極層（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成されるパッド電極層）を形成した。また、支持基板付の透明半導体層積層ウエハ６のＧａＮ層３０ａ上に、真空蒸着法およびリフトオフ法により、ｎ−電極９０としてＴｉ／Ａｕ電極（具体的には、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層で構成される電極）を形成した。ｐ−パッド電極層８６およびｐ−電極９０と半導体層とのオーミック接合を取るために、これらの電極が形成された支持基板付の透明半導体層積層ウエハ６を、窒素雰囲気中５００℃でアニールした。こうして、ＬＥＤである半導体デバイス７が得られた。以降は一般的な素子化工程（スクライブ、ブレーク、ダイボンド、ワイヤボンドなどの諸工程）が適用できる。
【０１７４】
（例Ｃ２）
中間層２０の構造を、ＧａＮ支持基板（ＧａＮ含有透明支持基板１０）側から透明半導体層４０側に、順に、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（第２の透明層２５）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、および厚さ２６５ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）としたこと以外は、例Ｃ１と同様にして、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイスを作製した。
【０１７５】
本例Ｃ２の支持基板付のデバイス用積層支持基板４Ｃは、実施例Ｏの例Ｏ２のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｃ２の支持基板付のデバイス用積層支持基板４Ｃに照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が０．７９％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０）、導電性接着層８５、仮支持基板５０などに吸収されることが極めて抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が極めて抑制された。
【０１７６】
［実施例Ｄ］
（例Ｄ１）
本実施例は、透明半導体層積層ウエハ支持基板の熱膨係数がＧａＮの熱膨張係数と同一または近似している場合に適用される。
【０１７７】
１．デバイス用積層支持基板までの作製工程
図１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層支持基板４を得た。
【０１７８】
２．デバイス用積層ウエハの作製工程
次に、図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して、デバイス用積層支持基板４の中間層２０のｐ−ＧａＮ層４７上に、接着剤５１を介在させて仮支持基板５０をさせた後、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層支持基板４からＧａＮ支持基板（Ｇａ含有透明支持基板１０）をスライドオフさせた。こうして、デバイス用積層ウエハ５が得られた。
【０１７９】
ここで、本例Ｄ１のデバイス用積層支持基板４は、実施例Ｏの例Ｏ１のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｃ１のデバイス用積層支持基板４に照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が１０％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して接着剤５１、仮支持基板５０などに吸収されることが抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が抑制された。
【０１８０】
３．透明半導体層積層ウエハの作製工程
次に、図５（Ｃ）を参照して、実施例Ａの例Ａ１と同様にして、デバイス用積層ウエハ５から金属Ｇａ６０および中間層２０を除去した。こうして、透明半導体層積層ウエハ６が得られた。
【０１８１】
４．半導体デバイスの作製工程
次に、図５（Ｄ）を参照して、透明半導体層積層ウエハ６に透明半導体層積層ウエハ支持基板７０として透明支持基板であるスピネル基板を貼り合わせた。
【０１８２】
上記の貼り合わせは、透明半導体層積層ウエハ６のＧａＮ層３０ａの主表面を洗浄した後に、プラズマエッチング装置にいれて、窒素プラズマ（プラズマ条件は、ＲＦが１００Ｗ、Ｎ2ガス流量が５０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力１３．３Ｐａであった)に曝して主表面を清浄にした。スピネル基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）も、その主表面を洗浄した後に、酸素プラズマ（プラズマ条件は、ＲＦが１００Ｗ、Ｏ2ガス流量が５０ｓｃｃｍ、チャンバ圧力が６．７Ｐａであった。）で主表面を清浄にした。透明半導体層積層ウエハ６とスピネル基板（透明半導体層積層ウエハ支持基板７０）とを貼り合わせた後に、大気中でウエハボンダを用いて７ＭＰａの荷重で押しつけて、接合させて貼り合わせた。その後、この貼り合わせ基板をホットプレートで２００℃までゆっくりと昇温させることにより、接合強度を増大させた。
【０１８３】
このとき、図５（Ｅ）を参照して、上記の貼り合わせ基板は接着剤の軟化温度である２００℃まで加熱されているため、上記の貼り合わせ基板から仮支持用サファイア板（仮支持基板５０）をスライドオフさせて取り除いた。透明半導体層４０上のｐ−電極８０側に残った接着剤は専用のリムーバで除去した。
【０１８４】
その後は、通常の電極形成工程、たとえば実施例Ａの例Ａ１の二電極付のデバイス用積層支持基板の作製工程に記載されたようなｐ−電極およびｎ−電極の形成工程、を用いて、片側にｐ−電極８０およびｎ−電極９０を有する半導体デバイス（図５（Ｆ１）を参照）が得られた。
【０１８５】
なお、透明半導体層積層ウエハ支持基板７０として透明でかつ導電性の基板を用いる場合は、通常の電極形成工程により、一方側にｐ−電極８０を有し他方側にｎ−電極９０を有する半導体デバイス（図５（Ｆ２）を参照）を形成することもできる。
【０１８６】
（例Ｄ２）
中間層２０の構造を、ＧａＮ支持基板（ＧａＮ含有透明支持基板１０）側から透明半導体層４０側に、順に、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2層（第２の透明層２５）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光熱変換層２１）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、厚さ８０ｎｍのＳｉＯ2層（光透過抑制構造層２７の低屈折率層２７ｋ）、厚さ３５ｎｍのアモルファスシリコン層（光透過抑制構造層２７の高屈折率層２７ｈ）、および厚さ２６５ｎｍのＳｉＯ2層（第１の透明層２３ａ）としたこと以外は、例Ｄ１と同様にして、ＬＥＤ（発光ダイオード）である半導体デバイスを作製した。
【０１８７】
本例Ｄ２の支持基板付のデバイス用積層支持基板４は、実施例Ｏの例Ｏ２のデバイス用積層支持基板と同様の構造の中間層を有するため、本例Ｄ２の支持基板付のデバイス用積層支持基板４に照射されたレーザパルス光は中間層２０の光熱変換層２１で吸収され、さらに光熱変換層で吸収されずに中間層に入射したレーザパルス光は中間層２０の光透過抑制構造層２７で反射されてその光の透過率が０．７９％まで低減されため、照射光が透明半導体層４０を透過して電極（ｐ−電極８０）、導電性接着層８５、仮支持基板５０などに吸収されることが極めて抑制され、これらの光吸収によって発生する熱による透明半導体層４０のダメージの発生が極めて抑制された。
【０１８８】
今回開示された実施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】
【０１８９】
１  積層支持基板、２  積層貼り合わせ基板、３  エピ成長用積層支持基板、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  デバイス用積層支持基板、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  デバイス用積層ウエハ、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ  透明半導体層積層ウエハ、７  半導体デバイス、１０  Ｇａ含有透明支持基板、２０，２０ａ  中間層、２１  光熱変換層、２３，２３ａ，２３ｂ  第１の透明層、２５  第２の透明層、２７  光透過抑制構造層、２７ｈ  高屈折率層、２７ｋ  低屈折率層、３０  ＧａＮ基板、３０ａ  ＧａＮ層、３０ｂ  残部ＧａＮ基板、４０  透明半導体層、４１  ＧａＮバッファ層、４３  ｎ−ＧａＮ層、４５  発光層、４７  ｐ−ＧａＮ層、５０  仮支持基板、５１  接着剤、６０  金属Ｇａ、７０  透明半導体層積層ウエハ支持基板、８０  ｐ−電極、８３  Ａｇ層、８４  ＩＴＯ層、８５，８５ａ，８５ｂ，９５，９５ａ，９５ｂ  導電性接着層、８６  ｐ−パッド電極層、９０  ｎ−電極、９２  ｎ−パッド電極層。
【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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