(57)【要約】【課題】製造効率が高く製造コストが低いＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】本ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、支持基板１０と、支持基板１０上に配置された中間層２０と、中間層２０上に配置されたＧａＮ層３１と、を含む複合基板１を準備する工程と、複合基板１のＧａＮ層３１上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層４０を成長させる工程と、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０上に少なくとも１種類の電極５０を形成する工程と、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０を、複数のチップ領域２に区分する工程と、チップ領域２に区分された電極をステム７０に接合する工程と、ステム７０に接合された電極５０を含むチップ領域２のＧａＮ層３１を、中間層２０から分離する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、前記支持基板上に配置された中間層と、前記中間層上に配置されたＧａＮ層と、を含む複合基板を準備する工程と、
前記複合基板の前記ＧａＮ層上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる工程と、
前記ＩＩＩ族窒化物半導体層上に少なくとも１種類の電極を形成する工程と、
前記ＧａＮ層、前記ＩＩＩ族窒化物半導体層および前記電極を、複数のチップ領域に区分する工程と、
前記チップ領域に区分された前記電極をステムに接合する工程と、
前記ステムに接合された前記電極を含む前記チップ領域の前記ＧａＮ層を、前記中間層から分離する工程と、を含むＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記支持基板は光透過性を有し、
前記中間層は光熱変換層を含み、
前記ステムに接合された前記電極を含む前記チップ領域の前記ＧａＮ層を、前記中間層から分離する工程は、前記支持基板側から前記中間層の前記光熱変換層に光を照射することにより行われる請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記中間層は溶媒溶解層を含み、
前記ステムに接合された前記電極を含む前記チップ領域の前記ＧａＮ層を、前記中間層から分離する工程は、前記中間層の前記溶媒溶解層を溶解することにより行われる請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記電極を形成する工程において、ＩＩＩ族窒化物半導体層上に複数の種類の前記電極を形成し、
複数の前記チップ領域に区分する工程において、各前記チップ領域に複数の種類の前記電極を含ませ、
前記チップ領域に区分された前記電極を前記ステムに接合する工程において、複数の種類の前記電極を前記ステムに接合する請求項１から請求項３のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記チップ領域の主表面の大きさは、前記ステムの主表面の大きさよりも小さい請求項１から請求項４のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステムに実装されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを効率よく製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光デバイス、電子デバイスなどとして好適に用いられるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを効率よく製造するために、支持基板と、その支持基板上に配置されたＧａＮ層とを含む複合基板を用いたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２０１１−１７６０９３号公報（以下、引用文献１という）は、複合基板としてサファイア基板とＧａＮ薄膜とを酸化シリコン層／アモルファスシリコン層／酸化シリコン層を介在させて貼り合わせた基板を用いて、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスであるＬＥＤ（発光ダイオード）を製造する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７６０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２０１１−１７６０９３号公報（引用文献１）に記載された、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、いずれも、複合基板のＧａＮ層上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させ、成長させたＩＩＩ族窒化物半導体層を別の支持基板に貼り換えた後、電極を形成し、チップに分割し、ステムに実装するものである。このため、上記のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法においては、別の支持基板の準備およびＩＩＩ族窒化物半導体層の別の支持基板への貼り換えなどの工程が必要となり、かかる工程により製造効率が低下するとともに製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決して製造効率が高く製造コストが低いＩＩＩ族窒化物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】
【０００７】
本発明は、支持基板と、支持基板上に配置された中間層と、中間層上に配置されたＧａＮ層と、を含む複合基板を準備する工程と、複合基板のＧａＮ層上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる工程と、ＩＩＩ族窒化物半導体層上に少なくとも１種類の電極を形成する工程と、ＧａＮ層、ＩＩＩ族窒化物半導体層および電極を、複数のチップ領域に区分する工程と、チップ領域に区分された電極をステムに接合する工程と、ステムに接合された電極を含むチップ領域のＧａＮ層を、中間層から分離する工程と、を含むＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法である。
【０００８】
本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法において、支持基板は光透過性を有し、中間層は光熱変換層を含み、ステムに接合された電極を含むチップ領域のＧａＮ層を、中間層から分離する工程は、支持基板側から中間層の光熱変換層に光を照射することにより行なうことができる。また、中間層は溶媒溶解層を含み、ステムに接合された電極を含むチップ領域のＧａＮ層を、中間層から分離する工程は、中間層の溶媒溶解層を溶解することにより行なうことができる。
【０００９】
また、本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法においては、電極を形成する工程において、ＩＩＩ族窒化物半導体層上に複数の種類の電極を形成し、複数のチップ領域に区分する工程において、各チップ領域に複数の種類の電極を含ませ、チップ領域に区分された電極をステムに接合する工程において、複数の種類の電極をステムに接合することができる。
【００１０】
さらに、本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法において、チップ領域の主表面の大きさを、ステムの主表面の大きさよりも小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造効率が高く製造コストが低いＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物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。
【図２】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における中間層の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における複合基板を準備する工程を示す概略断面図である。
【図４】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における電極の第１の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における電極の第２の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における電極の第３の例を示す概略断面図である。
【図７】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における電極の第４の例を示す概略断面図である。
【図８】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法における電極の第５の例を示す概略断面図である。
【図９】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法において、第５の例の電極が形成されたときのチップ領域の区分の一例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法におけるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのステムへの実装の一例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法におけるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのステムへの実装の別の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法］
図１を参照して、本発明の一実施形態であるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、支持基板１０と、支持基板１０上に配置された中間層２０と、中間層２０上に配置されたＧａＮ層３１と、を含む複合基板１を準備する工程（図１（Ａ））と、複合基板１のＧａＮ層３１上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層４０を成長させる工程（図１（Ｂ））と、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０上に少なくとも１種類の電極５０を形成する工程（図１（Ｃ））と、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０を、複数のチップ領域２に区分する工程（図１（Ｄ））と、チップ領域２に区分された電極をステム７０に接合する工程（図１（Ｅ））と、ステム７０に接合された電極５０を含むチップ領域２のＧａＮ層３１を、中間層２０から分離する工程（図１（Ｆ））と、を含む。
【００１４】
本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、別の支持基板を必要とすることなくＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのステムへの実装ができるため、製造効率を高くするとともに製造コストを低くすることができる。
【００１５】
（複合基板の準備工程）
図１（Ａ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、支持基板１０と、支持基板１０上に配置された中間層２０と、中間層２０上に配置されたＧａＮ層３１と、を含む複合基板１を準備する工程を含む。
【００１６】
複合基板１の支持基板１０は、特に制限はないが、支持基板１０側からの光照射によりＧａＮ層３１を支持基板１０から容易に分離する観点から、光透過性を有することが好ましい。また、複合基板１のＧａＮ層３１上に結晶性の高いＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる観点から、支持基板１０とＧａＮ層３１との間の格子定数の整合性が高いまたは熱膨張係数の差が小さいことが好ましい。これらの観点から、支持基板１０は、サファイア基板、ＺｎＯ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ムライト基板、ジルコニア基板などが特に好ましい。
【００１７】
図２を参照して、複合基板１の中間層２０は、支持基板１０側からの光照射によりＧａＮ層３１を支持基板１０から容易に分離する観点から、光吸収して熱を発生する光熱変換層２５を含むことが好ましい。複合基板１の支持基板１０側から光熱変換層２５を含む中間層２０に光を照射することにより、光熱変換層２５がその光を吸収して熱を発生するため、光熱変換層２５を含む中間層２０の温度が高くなる。このため、ＧａＮ層３１の中間層２０側の主表面およびその近傍部分が、液体ＧａとＮ2ガスとに分解することにより、ＧａＮ層３１が中間層２０から分離する。
【００１８】
光熱変換層２５は、光を吸収して熱を発生する層であれば特に制限はないが、光照射によるＧａＮ層３１の劣化を抑制する観点から、アモルファスＳｉ（シリコン）層であることが好ましい。アモルファスＳｉ層は、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光（たとえば、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などのいわゆるＳＨＧ（第２高調波）結晶で変換した波長５３２ｎｍのレーザ光を吸収して発熱する。また、ＧａＮ層３１は、波長５３２ｎｍのレーザ光を吸収しないため、劣化が抑制される。
【００１９】
なお、支持基板１０としてＧａＮ支持基板を用いる場合には、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光（たとえば波長５３２ｎｍのレーザ光）の照射により、ＧａＮ支持基板（支持基板１０）の中間層２０側の主表面およびその近傍部分が、液体ＧａとＮ2ガスとに分解することにより、中間層２０とＧａＮ支持基板（支持基板１０）との間で分離することもできる。かかる場合において、ＧａＮ層３１上の中間層２０を以下の方法により溶解させることにより、ＧａＮ層３１を中間層２０から分離することができる。
【００２０】
また、図２を参照して、複合基板１の中間層２０は、所定の溶媒により溶解する溶媒溶解層２１，２３を含むことが好ましい。複合基板１を溶媒に接触させることにより、中間層２０に含まれる溶媒溶解層２１，２３を溶解させて、ＧａＮ層３１を中間層２０から分離することができる。
【００２１】
溶媒溶解層２１，２３は、所定の溶媒に溶解する層であれば特に制限はないが、溶解が容易な観点から、ＨＦ（溶媒）に容易に溶解するＳｉＯ2層が好ましい。
【００２２】
図２においては、中間層２０として、支持基板１０側からＧａＮ層３１側にかけて、溶媒溶解層２１、光熱変換層２５および溶媒溶解層２３がこの順に配置されているが、これらの層の配置には特に制限はない。また、中間層２０は、溶媒溶解層２１，２３および光熱変換層２５のいずれか１つを含んでいてもよく、溶媒溶解層２１，２３および光熱変換層２５のいずれか１つであってもよい。また、中間層２０は、溶媒溶解層２１，２３および光熱変換層２５以外の層を含んでいてもよい。
【００２３】
図３を参照して、複合基板１を準備する工程は、特に制限はないが、効率よく複合基板１を製造する観点から、たとえば、以下のサブ工程を含むことが好ましい。
【００２４】
図３（Ａ）を参照して、複合基板１を準備する工程は、支持基板１０の一主表面上に中間層２０ａを形成するサブ工程を含む。中間層２０ａは、たとえば、溶媒溶解層２１，２３ａとしてＳｉＯ2層など、光熱変換層２５としてアモルファスＳｉ層などが形成される。中間層２０ａを形成する方法は、ＣＶＤ法（化学気相堆積）法、スパッタ法、真空蒸着法などが好適に用いられる。
【００２５】
また、図３（Ｂ）を参照して、複合基板１を準備する工程は、ＧａＮ基板３０の一主表面上に中間層２０ｂを形成するサブ工程と、ＧａＮ基板３０の中間層２０ｂが形成された主表面側からイオンＩを注入することにより、ＧａＮ基板３０の中間層２０ｂ側の主表面から所定の深さの領域にイオン注入領域３０ｉを形成するサブ工程と、を含む。ここで、イオン注入領域３０ｉを形成するＧａＮ基板３０の中間層２０ｂ側の主表面からの深さは、特に制限はないが、ＧａＮ基板から分離されるＧａＮ層が自己の形態を保持できるだけの強度を有するとともにひとつのＧａＮ基板からより多くのＧａＮ層を得る観点から、１００ｎｍ以上３０μｍ以下が好ましい。
【００２６】
中間層２０ｂを形成するサブ工程においては、上記中間層２０ａを形成するサブ工程と同様の方法で、溶媒溶解層２３ｂとしてＳｉＯ2層などが形成される。
【００２７】
イオン注入領域３０ｉを形成するサブ工程において注入されるイオンＩは、ＧａＮ結晶の結晶性の低下を抑制する観点から、質量数の低い元素、たとえば水素、ヘリウムのイオンが好ましく、水素イオンがより好ましい。こうして形成されるイオン注入領域３０ｉは、それ以外の領域に比べて、脆化される。
【００２８】
ここで、図３（Ａ）に示す支持基板１０への中間層２０ａの形成のサブ工程と、図３（Ｂ）に示すＧａＮ基板３０への中間層２０ｂおよびイオン注入領域３０ｉの形成のサブ工程とは、いずれが先に行なわれてもよい。
【００２９】
次に、図３（Ｃ）を参照して、複合基板１を準備する工程は、支持基板１０上に形成された中間層２０ａ（最上層は溶媒溶解層２３ａ）と、ＧａＮ基板３０上に形成された中間層２０ｂ（溶媒溶解層２３ｂ）とを貼り合わせるサブ工程を含む。かかるサブ工程により、溶媒溶解層２３ａと溶媒溶解層２３ｂとが一体化して溶媒溶解層２３が形成されることから、中間層２０ａと中間層２０ｂとの接合により形成された中間層２０を介在して支持基板１０とＧａＮ基板３０が接合された接合基板１Ｐが得られる。
【００３０】
次に、図３（Ｄ）を参照して、複合基板１を準備する工程は、接合基板１Ｐに熱または応力をかけることにより、ＧａＮ基板３０を、ＧａＮ基板３０における脆化されたイオン注入領域３０ｉで、中間層２０を介在して支持基板１０に接合された所定の厚さ（得られるＧａＮ層３１の厚さは、ＧａＮ基板３０に形成されたイオン注入領域の表面からの深さとほぼ同じか、それより幾分薄いのＧａＮ層３１と、残りのＧａＮ基板３２と、に分離するサブ工程を含む。ここで、形成されるＧａＮ層３１の厚さは、ＧａＮ基板３０の主表面からのイオン注入深さ（イオン注入領域３０ｉの深さ）と同じ大きさである。かかるサブ工程により、中間層２０を介在して支持基板１０にＧａＮ層３１が接合されて、支持基板１０と、支持基板１０上に配置された中間層２０と、中間層２０上に配置されたＧａＮ層３１と、を含む複合基板１が得られる。
【００３１】
ここで、得られた複合基板１は、必要に応じて、ＧａＮ層３１の表面の凹凸および／または上記の分離の際の表面およびその近傍のダメージを除去するために、ＧａＮ層３１の表面およびその近傍が研磨および／またはエッチングすることができる。かかる場合には、複合基板１のＧａＮ層３１の厚さは、ＧａＮ層３１の厚さは、ＧａＮ基板３０に形成されたイオン注入領域の表面からの深さに比べて、数十ｎｍ〜数μｍ程度薄くなる。
【００３２】
（ＩＩＩ族窒化物半導体層の成長工程）
次に、図１（Ｂ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、複合基板１のＧａＮ層３１上に少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物半導体層４０を成長させる工程を含む。ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる方法は、特に制限はないが、結晶性の高いＩＩＩ族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させる観点から、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長）法、ＭＢＥ（分子線成長）法、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法などが好適に用いられる。
【００３３】
成長させるＩＩＩ族窒化物半導体層は、目的とするＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの種類によって異なる。ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとして発光デバイスを形成する場合は、たとえば、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０として、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層などが形成される。
【００３４】
（電極の形成工程）
次に、図１（Ｃ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０上に少なくとも１種類の電極５０を形成する工程を含む。電極５０を形成する方法は、特に制限はないが、電極とＩＩＩ族窒化物半導体層との密着性が高く、電極が緻密で、電極の厚さの制御性が高く、かつ、ＩＩＩ族窒化物半導体層に与えるダメージが少ない観点から、抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法などが好適に用いられる。
【００３５】
ここで、電極５０の種類とは、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの種類および機能に対応する種類を意味する。たとえば、発光デバイスの場合は、第１の導電型の半導体層（たとえばｐ型半導体層）に形成される第１の導電側電極（たとえばｐ側電極）、第２の導電型の半導体層（たとえばｎ型半導体層）に形成される第２の導電側電極（たとえばｎ側電極）などの種類をいう。また、電子デバイスの場合は、ソース電極、ゲート電極、ドレイン電極などの種類をいう。
【００３６】
また、電極５０としては、たとえば、図４に示すようなＩＩＩ族窒化物半導体層４０の最上層である第１の導電型の半導体層としてたとえばｐ型半導体層上に、パターニングによりたとえばＮｉ／Ａｕ電極のようなｐ型半導体層に対するオーミック電極５１を形成したもの、図５に示すような上記オーミック電極５１上にＰｔ層を含むパッド電極５３を形成したもの、図６に示すような上記オーミック電極５１上にＡｕＳｎはんだ５５を配置したもの、図７に示すような上記オーミック電極５１上にＰｔ層を含むパッド電極５３を形成しさらにその上にＡｕＳｎはんだ５５を配置したものがある。
【００３７】
また、図８を参照して、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０上に、２種類以上の電極５０，６０を形成することができる。たとえば、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスが、複合基板１のＧａＮ層３１上にＩＩＩ族窒化物半導体層４０としてｎ型半導体層４１、活性層４３およびｐ型半導体層４５がこの順に形成されている発光デバイスである場合、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０におけるｐ型半導体層４５の一部および活性層４３の一部をメサエッチングすることにより、ｎ型半導体層４１の一部を露出させる。次いで、上記の方法により、ｐ型半導体層４５上にｐ側電極（第１の導電側電極）として電極５０を形成し、露出したｎ型半導体層４１上にｎ側電極（第２の導電側電極）として電極６０を形成することができる。
【００３８】
なお、第１の導電側電極である電極５０の場合と同様に、第２の導電側電極である電極６０としても、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０のｎ型半導体層４１上に、パターニングによりＴｉ／Ａｌ電極のようなｎ型半導体層に対するオーミック電極を形成したもの、上記オーミック電極上にＰｔ層を含むパッド電極を形成したもの、上記オーミック電極上にＡｕＳｎはんだを配置したもの、上記オーミック電極上にＰｔ層を含むパッド電極を形成しさらにその上にＡｕＳｎはんだを配置したものがある。
【００３９】
（チップ領域への区分工程）
次に、図１（Ｄ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０を、複数のチップ領域２に区分する工程を含む。支持基板１０および中間層２０を複数のチップ領域に区分することなく、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０を、複数のチップ領域２に区分することにより、かかるチップ領域２のみをステムに接合することが可能となる。
【００４０】
ここで、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０を、複数のチップ領域２に区分する方法は、特に制限はないが、容易に区分できる観点から、ダイシング、スクライブ、レーザスクライブ、ウェットエッチング、ドライエッチングなどの方法が好適に用いられる。
【００４１】
なお、図８および図９を参照して、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０上に、２種類以上の電極５０，６０が形成されている場合は、ＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０，６０が複数のチップ領域２にそれぞれ区分される。
【００４２】
（電極のステムへの接合工程）
次に、図１（Ｅ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、チップ領域２に区分された電極５０をステム７０に接合する工程を含む。ここで、ステム７０とは、半導体デバイスのチップを実装する金属製の部品をいい、特に制限はないが、たとえば、外観は直径が５００μｍ〜２０ｍｍ程度の蓋付の円筒形状（このため、ステムはＣＡＮ（缶）とも呼ばれる。）であり、半導体デバイスのチップの電極数に対応した数の接続部（第１の接続部７０ａ，第２の接続部７０ｂ）とそれらの接続部の間を絶縁する絶縁部７０ｓとを有しており、それぞれの接続部は足と呼ばれる金属の末端子を有する。半導体デバイスがＬＥＤの場合は、通常、相対的に長い足を有する第１の接続部７０ａおよび相対的に短い足を有する第２の接続部７０ｂに、ＬＥＤの陽極（たとえばｐ側電極）および陰極（たとえばｎ側電極）がそれぞれ電気的に接続される。半導体デバイスがトンランジスタの場合は、第１の接続部、第２の接続部および第３の接続部に、ソース電極、ゲート電極およびドレイン電極がそれぞれ設けられている。チップ領域２に区分された電極５０をステム７０に接合する方法は、特に制限はないが、確実にかつ効率よく接合させる観点から、電極５０とステム７０とをはんだなどにより接合することが好ましい。かかる工程において、チップ領域２に区分された電極５０は、ステム７０の第１の接続部７０ａに電気的に接続される。
【００４３】
ここで、ワイヤボンディングを行なうスペースの確保および半導体デバイスのチップをさらに実装する自由度の確保の観点から、チップ領域２の主表面の大きさは、ステム７０の主表面の大きさより小さいことが好ましい。
【００４４】
なお、図９を参照して、一主表面側のチップ領域２が第１の導電側電極（たとえばｐ側電極）である電極５０と第２の導電側電極（たとえばｎ側電極）である電極６０とを含む場合は、図１１を参照して、電極５０がステム７０の第１の接続部７０ａに電気的に接続され、電極６０がステム７０の第２の接続部７０ｂに電気的に接合される。
【００４５】
（チップ領域の中間層からの分離工程）
次に、図１（Ｅ）および（Ｆ）を参照して、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法は、ステム７０に接合された電極５０を含むチップ領域２のＧａＮ層３１を、中間層２０から分離する工程を含む。チップ領域２のＧａＮ層３１を中間層２０から分離する方法には、特に制限はないが、効率よく確実に分離する観点から、以下の方法が好ましい。
【００４６】
図１（Ｅ）および（Ｆ）ならびに図２を参照して、支持基板１０が光透過性を有し、中間層２０が光熱変換層２５を含む場合は、支持基板１０側から中間層２０の光熱変換層２５に光を照射することにより、チップ領域２のＧａＮ層３１を中間層２０から分離する方法が好ましい。具体的には、支持基板１０が波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光に対して透過性を有するサファイア基板、ＺｎＯ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ムライト基板およびジルコニア基板の少なくともいずれかであり、中間層２０が光熱変換層２５であるアモルファスＳｉ層と上記光に対して透過性を有するＳｉＯ2層とで形成されている場合には、支持基板１０側から、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光またはＮｄ：ＹＶＯ4レーザ光をＬｉＢ3Ｏ5などの（第２高調波）結晶で変換した波長５３２ｎｍのレーザ光を照射することにより、光熱変換層２５がその光を吸収して熱を発生するため、光熱変換層２５を含む中間層２０の温度が高くなる。このため、ＧａＮ層３１の中間層２０側の主表面およびその近傍部分が、液体ＧａとＮ2ガスとに分解することにより、ＧａＮ層３１が中間層２０から分離する。
【００４７】
また、中間層２０が溶媒溶解層２１，２３を含む場合には、溶媒溶解層２１，２３を、溶媒に接触させて溶解させることにより、チップ領域２のＧａＮ層３１を中間層２０から分離する方法が好ましい。具体的には、中間層２０が溶媒溶解層２１，２３であるＳｉＯ2層を含む場合には、ＳｉＯ2層（溶媒溶解層２１，２３）をＨＦ水溶液（溶媒）に接触させることにより、溶媒溶解層２１，２３が溶解するため、ＧａＮ層３１が中間層２０から分離する。
【００４８】
図１０および図１１を参照して、上記のようにして、チップ領域２に区分されたＧａＮ層３１、ＩＩＩ族窒化物半導体層４０および電極５０がステム７０に接合されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスが得られる。
【００４９】
図１０（Ａ）を参照して、一主表面側のチップ領域２内に１種類の電極５０しか存在しない場合は、電極５０が第１の接続部７０ａに電気的に接続されているに過ぎない。このため、図１０（Ｂ）を参照して、チップ領域２のＧａＮ層３１と第２の接続部７０ｂとをボンディングワイヤ６６によって電気的に接続する必要がある。このようにして、ステム７０に実装されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスが得られる。
【００５０】
図１１を参照して、一主表面側のチップ領域２内に２種類の電極５０，６０が存在する場合には、電極５０を第１の接続部７０ａに電気的に接続し、電極６０を第２の接続部７０ｂに電気的に接続することにより、ステム７０に実装されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスが得られる。
【００５１】
上記のように、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法によれば、別の支持基板の準備およびＩＩＩ族窒化物半導体層の別の支持基板への貼り換えなどの工程を必要とせず、高い製造効率および低い製造コストでステムに装着されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを製造することができる。
【００５２】
今回開示された実施形態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】
【００５３】
１  複合基板、１Ｐ  接合基板、２  チップ領域、１０  支持基板、２０，２０ａ，２０ｂ  中間層、２１，２３，２３ａ，２３ｂ  溶媒溶解層、２５  光熱変換層、３０  ＧａＮ基板、３０ｉ  イオン注入領域、３１  ＧａＮ層、３２  残りのＧａＮ基板、４０  ＩＩＩ族窒化物半導体層、４１  ｎ型半導体層、４３  活性層、４５  ｐ型半導体層、５０，６０  電極、５１  オーミック電極、５３  パッド電極、５５  はんだ、７０  ステム、７０ａ  第１の接続部、７０ｂ  第２の接続部、７０ｓ  絶縁部。
【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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