JP4655209B2 - 貼り合せ体の製造方法、及び半導体装置の製造方法、並びに半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板上に形成された又は自立した半導体エピタキシャル基板を別の基体（貼り替え基板）と接合して得られる貼り合せ体、接合型半導体エピタキシャル基板、半導体装置及びそれらの製造方法に関するものである。

近年、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）の応用分野の拡大に伴い、光出力の増大に対する要求が高まっている。

このような要求に対し、例えば特開２００１−１４４３２２号公報（特許文献１）にて公知であるように、発光層を支持する基板を発光波長に対して透明な材料に置き換えるという方法が提案されている。従来、発光波長に対して不透明だった基板で吸収されていた光を外部へと取り出すことが可能となり、光取出効率が向上するのである。

また、例えば特開２００４−０５５９２４号公報（特許文献２）にて公知であるように、発光層を支持する基板をより熱伝導率が大きい材料に置き換えるという方法も提案されている。一般に、発光ダイオードの発光量は印加電流に比例して増加するが、同時に発熱量も増加し、発光層あるいは素子全体を劣化させてしまう。そこで、従来よりも熱伝導率が大きい基板を用いることで素子の放熱性を向上させ、より大電流が印加可能となるのである。

特開２００１−１４４３２２号公報（特許文献１）の方法と特開２００４−０５５９２４号公報（特許文献２）の方法は、考え方は異なるものの、発光層を支持する基板を別の基板に貼り替えるという工程は共通である。例えば、一般的な赤色ＬＥＤの場合、発光層をガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板にエピタキシャル成長させた後、特許文献１の方法では赤色を透過するガリウムリン（ＧａＰ）基板へ、特許文献２の方法では熱伝導率がより高いシリコン基板へと貼り替える。

このような貼り替え工程が必要な理由を以下に述べる。赤色の発光層として広く用いられるアルミニウム・ガリウム・ヒ素（ＡｌＧａＡｓ）系化合物半導体またはアルミニウム・ガリウム・インジウム・リン（ＡｌＧａＩｎＰ）系化合物半導体は、前述のＧａＰ基板またはシリコン基板上へのエピタキシャル成長が困難である。そこで、エピタキシャル成長が容易なＧａＡｓ基板上に発光層を形成した後、機械的に基板の貼り替えを行うのである。
特開２００１−１４４３２２号公報 特開２００４−０５５９２４号公報

しかしながら、従来技術では、上記の貼り替え工程において問題が生じる。以下、この問題点について詳細を述べる。

一般に、半導体基板上にエピタキシャル成長を行うと、半導体基板とエピタキシャル層の熱膨張率の違いにより、反りが発生する。一方、別に貼り替え用として用意される基板（貼り替え基板）は平坦である。そのため、少なくともどちらかの基板を変形させて接合する必要がある。

このとき、プレス装置等の機械的な手段を用いると、ほとんどの場合、変形するのは反った半導体エピタキシャル基板となる。ところが、半導体エピタキシャル基板は発光層を含むため、機械的な変形は発光層へのダメージを与え、結果として最終的に得られる発光ダイオードの特性が低下してしまう。

一方、この問題を回避するため、半導体エピタキシャル基板に加える力を弱めると、半導体エピタキシャル基板と貼り替え基板（基体）の間に空隙が生じてしまい、接合不良の原因となる。またこの空隙に残留したガスが不純物となり、特性低下の原因ともなり得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、半導体エピタキシャル基板側に機械的な変形を施すことなく、半導体エピタキシャル基板と貼り替え基板（基体）を接合する貼り合せ体、接合型半導体エピタキシャル基板、半導体装置の構造及びそれらの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

本発明に係る貼り合せ体の製造方法は、半導体基板上に半導体エピタキシャル層を成長して、反りを有する半導体エピタキシャル基板を形成する工程と、熱膨張率が互いに異なる少なくとも２種類の材料を積層して、バイメタル機能を備える基体を形成する工程と、前記半導体エピタキシャル基板の前記半導体エピタキシャル層上に第１接合層を形成する工程と、前記基体上に第２接合層を形成する工程と、前記第１接合層と前記第２接合層とを向かい合うように重ね合わせ、熱処理を施す工程とを有し、前記熱処理を施すことで、前記基体に前記半導体エピタキシャル基板と同じ方向の反りを形成すると共に、前記基体の反り量を制御して、前記基体と前記半導体エピタキシャル基板とを面接触させ、前記面接触させた状態から温度を変化させることで、前記基体の反り量を変化させ、前記第１接合層と前記第２接合層とを接合することを特徴とする。

また、前記反りを有する半導体エピタキシャル基板は、前記半導体エピタキシャル層側に凸状の反りを有する構成としてもよい。

また、前記基体は、シリコン基板の一方の面にアルミニウム膜を設けて形成され、前記第２接合層は、前記シリコン基板の他方の面に形成される構成としてもよい。

前記半導体基板はＧａＡｓ基板であり、前記半導体エピタキシャル層はＡｌＧａＡｓ系化合物半導体、又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体であり、前記第１接合層及び前記第２接合層は、Ａｕ系金属材料からなる構成としてもよい。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる半導体エピタキシャル層を成長して、前記半導体エピタキシャル層側に凸状の反りを有する半導体エピタキシャル基板を形成する工程と、シリコン基板の一方の面側にアルミニウム膜を形成し、バイメタル機能を備える基体を形成する工程と、前記半導体エピタキシャル基板の前記半導体エピタキシャル層上にＡｕ系金属材料からなる第１接合層を形成する工程と、前記シリコン基板の他方の面側にＡｕ系金属材料からなる第２接合層を形成する工程と、前記第１接合層と前記第２接合層とを向かい合うように重ね合わせ、熱処理を施す工程とを有し、前記熱処理を施すことで、前記基体に前記半導体エピタキシャル基板と同じ方向の反りを形成すると共に、前記基体の反り量を制御して、前記基体と前記半導体エピタキシャル基板とを面接触させ、
さらに前記面接触させた状態から温度を変化させることで、前記基体の反り量を変化させ、前記第１接合層と前記第２接合層とを接合して貼り合せ体を形成する工程と、前記基体の前記ＧａＡｓ基板を除去する工程と、個々のチップへと切り分ける工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る半導体装置は、基体上に反りを有する半導体エピタキシャル層が接合され、該半導体エピタキシャル層に電極が形成されてなる半導体装置において、前記基体は、熱処理を加えた際の反り方向が前記半導体エピタキシャル層の反り方向と同一方向となるような、熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料からなる積層構造を有することを特徴とする。

＜発明の要点＞
本発明の要点は、貼り替え用として用意される基体（貼り替え基板）側の構造を、熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料を積層した多層基板としたことにある。

熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料を積層した多層基板は、いわゆるバイメタルと呼ばれるもので、温度が変化すると熱膨張率の小さな材料の方に曲がるという性質を持つ。そこで、貼り替え基板をバイメタルとすれば、適切な温度を与えれば半導体エピタキシャル基板と同等の反りを与えることが可能である。このようにすることで、半導体エピタキシャル基板に機械的な変形を加える必要はなく、半導体エピタキシャル基板と貼り替え基板のほとんどの面を接触させることが可能である。

さらに、この状態から多少温度を変化させれば、貼り替え基板が伸縮してより堅固に半導体エピタキシャル基板に接触する。このとき、半導体エピタキシャル基板に多少の力が加わるが、機械的に変形を施す力に比べれば圧倒的に小さい。さらに、半導体エピタキシャル基板全面に均等に力が加わるため、発光層へのダメージが入りにくい。さらに、温度が適切であれば、この状態でしばらく放置することで半導体エピタキシャル基板と貼り替え基板を接合させ、一体化させることできる。すなわち、基板の貼り替えが可能となる。

本発明の代表例は、発光ダイオード用エピタキシャル基板、発光ダイオード、およびそれらの製造方法であり、本発明の特徴に従い、半導体基板と、第１導電型の第１のクラッド層と、第２導電型の第２のクラッド層と、前記第１のクラッド層と第２のクラッド層の間に設けられた活性層とからなる発光層を具備する半導体エピタキシャル基板に対し、熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料を接合した多層基板を貼り合わせる工程と、これにより得られた貼り合せ体から半導体エピタキシャル基板側の半導体基板を除去する工程とを含むものである。

本発明において、半導体エピタキシャル基板を形成する材料には特に制限はない。エピタキシャル成長用の半導体基板としては、ＧａＡｓ基板の他にインジウムリン（ＩｎＰ）基板、サファイア基板等を用いてもよい。

また、これらの半導体基板上に形成する発光層としては、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体の他に、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体、インジウム・ガリウム・ヒ素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）系化合物半導体等を用いてもよい。

本発明において、貼り替え基板（基体）として用意される多層基板を構成する材料は、熱伝導や電気伝導を考慮すると、化合物および合金よりも単体が望ましく、例えば、シリコン、ゲルマニウム、アルミニウム、金、銀、銅、白金、チタン、モリブデン、タングステン等があげられるが、必ずしもこれらの材料に限定されるものではない。これらのうちから熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料を任意に選択して使用できるものである。代表的には、これらのうちで比較的熱膨張率の小さいシリコン（線熱膨張率：０．７６３×１０^-5／deg）と比較的熱膨張率の大きいアルミニウム（線熱膨張率：２．３１３×１０^-5／deg）の組み合わせがある。

本発明において、貼り替え基板（基体）となる多層基板は必ずしも２層構造である必要はなく、３層以上としてもよい。

本発明によれば、半導体エピタキシャル基板と基体（貼り替え基板）を接合し、発光ダイオードの如き半導体装置やそれ用の接合型半導体エピタキシャル基板等を製造するに際し、基体側を熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料を積層した多層基板とし、半導体エピタキシャル基板と多層基板の接合時に適切な温度に保持することで、多層基板にバイメタルの変形原理により半導体エピタキシャル基板と同等の反りを与えるようにしたので、半導体エピタキシャル基板に機械的な変形を加えずに基体を接合することができる。

従って、最終的に特性の良好な発光ダイオード等の半導体装置を得ることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の実施例に係る貼り合せ体の製造方法を、また図２は従来例による貼り合せ体の製造方法を示した図である。

＜半導体エピタキシャル基板の形成＞
まず図３に示す発光ダイオード構造の半導体エピタキシャル基板２０を作製した。図示するように、直径７６．２ｍｍ、厚さ３００μｍのＺｎドープｐ型ＧａＡｓ基板（半導体基板）１上に、Ｚｎドープｐ型Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3Ａｓエッチストップ層２、Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓ保護層３、Ｚｎドープｐ型（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層４、アンドープ（Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ活性層５、Ｓｅドープｎ型（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層６と、Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓ保護層７を、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で順次成長し、図３に示す構造を持つ半導体エピタキシャル基板Ａを得た。

さらに、半導体エピタキシャル基板Ａに用いたｐ型ＧａＡｓ基板１と同一ロットのｐ型ＧａＡｓ基板に半導体エピタキシャル基板Ａと全く同様のエピタキシャル成長を適用し、図３に示す構造の半導体エピタキシャル基板Ｂを得た。

半導体エピタキシャル基板Ａ、Ｂともに、Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓ保護層７側を凸面とする反りが生じていた。反り量として、半導体エピタキシャル基板の中心部と端部の高低差を測定したところ、半導体エピタキシャル基板Ａでは３１７μｍ、半導体エピタキシャル基板Ｂでは３１２μｍであった。

半導体エピタキシャル基板Ａと半導体エピタキシャル基板Ｂがほぼ同等の特性を持つことを確認するため、それぞれにアルゴンレーザ光（波長５１４．５ｎｍ）を照射し、ＰＬスペクトルの測定を行った。半導体エピタキシャル基板Ａおよび半導体エピタキシャル基板Ｂのスペクトルを図４に示す。図４からわかるように、ほぼ同等のスペクトル形状を示している。この結果から、半導体エピタキシャル基板Ａと半導体エピタキシャル基板Ｂでは反り量に若干の差はあるものの、ほぼ同一の特性を持つ半導体エピタキシャル基板であることが確認された。

次に、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、半導体エピタキシャル基板Ａおよび半導体エピタキシャル基板Ｂの片側、正確にはエピタキシャル成長を行った側（Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓ保護層７側）に、厚さ５０ｎｍのＡｕＧｅ合金層、厚さ１０ｎｍのＮｉ層、厚さ３００ｎｍのＡｕ層を順次蒸着した。引き続き水素雰囲気中で５００℃、５分間の熱処理を行い、ＡｕＧｅＮｉ合金層１４とＡｕ層１６の２層とした。この熱処理により、半導体エピタキシャル基板のエピタキシャル層とＡｕ層の両層間の電気が流れ易くなると共に両層間の接着強度が向上し、剥がれにくくなる。

＜貼り替え基板（基体）の形成＞
次に、貼り替え基板（基体）を形成すべく、同一ロットのＢドープｐ型シリコン基板１２を２枚準備し、それぞれシリコン基板Ａおよびシリコン基板Ｂとした（図１（ａ）、図２（ａ）参照）。シリコン基板Ａおよびシリコン基板Ｂの直径は７６．２ｍｍ、厚さは３５０μｍである。

図１（ａ）に示すように、シリコン基板Ａの片面には、スパッタ装置を用いて厚さ５．３μｍのアルミニウム膜１１を形成し、熱膨張率が異なる２種類の材料からなる積層構造とした。さらに、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、シリコン基板Ａのアルミニウム膜が形成されていない側の面、およびシリコン基板Ｂの片面には、厚さ５０ｎｍのＡｕＣｒ合金層１３、厚さ３００ｎｍのＡｕ層１６を順次蒸着した。

＜接合＞
まず従来例の接合方法から説明する。

図２（ａ）に示すように、半導体エピタキシャル基板Ｂとシリコン基板Ｂを、それぞれＡｕ層を蒸着した面を向かい合わせ、シリコン基板Ｂが下側になるように重ねて設置した。半導体エピタキシャル基板Ｂ上には直径７６．２ｍｍ、厚さ５ｍｍのモリブデン製の重り１５を設置した。図２（ｂ）に示すように、これに真空中で５００℃、６０分の熱処理を行い、半導体エピタキシャル基板Ｂとシリコン基板Ｂを接合させてなる貼り合せ体２２とした（従来例１）。

次に本発明の実施例の接合方法を説明する。

上記従来例１と同様に、図１（ａ）に示す如く、半導体エピタキシャル基板Ａとシリコン基板Ａを、それぞれＡｕ層を蒸着した面を向かい合わせ、シリコン基板Ａが下側になるように重ねて設置した。図１（ｂ）に示すように、これに水素雰囲気中で２２０℃、３０分の熱処理を行い、図１（ｃ）のように半導体エピタキシャル基板Ａとシリコン基板Ａを接合させてなる貼り合せ体２１とした（実施例１）。

この実施例１においては、シリコン基板Ａ上に重り等は設置せず、荷重はいっさい加えていない。しかし、貼り替え基板（基体）としてのシリコン基板Ａは、片面にアルミニウム膜１１を具備し、全体としては熱膨張率の異なる２種類の材料（シリコン基板１２とアルミニウム膜１１）を接合した多層基板（バイメタル）として構成されている。このため上記の如く、接合のため水素雰囲気中で２２０℃、３０分という熱処理を施すと、これが反りに関しても適切な温度の熱処理を施したことになり、バイメタルの変形原理により、反りを有する半導体エピタキシャル基板Ａに対して、これと同等の反りが与えられる。すなわち、図１（ｃ）に示すように、シリコン基板Ａが半導体エピタキシャル基板Ａと同一方向に反った状態となり、半導体エピタキシャル基板Ａに機械的な変形を与えることなく、両者を隙間なく重ね合わせて接合した貼り合せ体２１を得ることができる。また、本発明によれば、従来例での熱処理温度５００℃よりも低温の熱処理温度（２２０℃）でも良好な接合を行うことができる。

貼り替え基板たるシリコン基板Ａの反り量を制御し、半導体エピタキシャル基板Ａの反り量と一致させるには、バイメタルの理論が非常に有用である。例えばＳ．Ｐ． Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ：Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｉ−Ｍｅｔａｌ Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｓ，Ｊ．Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃ．Ａｍ，Ｖｏｌ．１１，Ｐ．２３３−２５５（１９２５）に詳細が記載されている。

これらの貼り合せ体２１（実施例１）および貼り合せ体２２（従来例１）に対し、赤外線検査装置を用いて接合の成否についての検討を行ったところ、従来例１の貼り合せ体２２では、基板周辺部での未接合あるいは剥離（図２（ｃ）の隙間参照）が確認できた。接合部は中心からおよそ直径４５ｍｍの円状の範囲に限定されており、基板面積に対する未接合部の面積の割合は６３％であった。一方、実施例１の貼り合せ体２１では、複数の微小な未接合部が不規則に認められたが、基板面積に対する未接合部面積の割合はわずか５％であった。

以上の結果は、本発明による貼り合せ体の製造方法は、従来技術による貼り合せ体の製造方法に比べて、歩留まりの観点から非常に優れていることを示している。

上記半導体エピタキシャル基板Ａとシリコン基板Ａを接合した貼り合せ体２１について、その半導体エピタキシャル基板Ａ側のＧａＡｓ基板１を厚さ５０μｍまで研磨した。このとき、接合不良部はピンセットで除去した。残ったＧａＡｓ基板１はアンモニア水と過酸化水素水の混合液でエッチングして完全に除去した。その後、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）により、表面に露出したＺｎドープｐ型Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3Ａｓエッチストップ層２を除去した。

これにより、半導体エピタキシャル基板２０から半導体基板１を除去して得られる半導体エピタキシャル層３１と、シリコン基板１２にアルミニウム膜１１を積層して反りを発生させた基体３２とを、該基体３２の反りを半導体エピタキシャル層３１の反り方向に一致させて接合した接合型半導体エピタキシャル基板３０（図５参照）を得た。

この半導体エピタキシャル層３１は、正確には半導体エピタキシャル基板ＡからＧａＡｓ基板１だけでなくエッチストップ層２をも除去して得られるものであり、従ってｎ型保護層７、ｎ型クラッド層６、活性層５、ｐ型クラッド層４、及びｐ型保護層３を順次積層した積層体からなる。

この後、上記接合型半導体エピタキシャル基板３０をダイシング装置で３００μｍ角のチップへと加工し、金属ステム１０へ搭載した。このとき、シリコン基板Ａ（図５のシリコン基板１２）のアルミニウム膜１１側が金属ステム１０と金シリコンはんだを介して接触するように配置した。露出したＺｎドープｐ型ＧａＡｓ保護層３側には、直径１００μｍの円形電極８を形成し、これにワイヤー９を接続した。

以上の工程により、実施例１の貼り合せ体２１から発光ダイオードＡ（実施例２）を得ることができた。

一方、従来例１の貼り合せ体２２にも同様の工程を施し、図５に示す構造の発光ダイオードＢ（従来例２）を得た。ただし、貼り合せ体２２には貼り合わせ工程時にシリコン基板Ｂ側に予めアルミニウム膜１１が形成されていないため、シリコン基板Ｂ（図５のシリコン基板１２）側には、スパッタ装置を用いて厚さ５．３μｍのアルミニウム膜１１を形成した。

発光ダイオードＢは従来方法で製造された発光ダイオードであり、発光ダイオードＡは本発明の方法で製造された発光ダイオードである。図５に示すように、金属ステム１０とワイヤー９を通し、これらにそれぞれ２００ｍＡの電流を通電して発光出力を調べた結果、発光ダイオードＢ（従来例２）の発光出力は１３８ｍＷ、発光ダイオードＡ（実施例２）の発光出力は１６１ｍＷであった。このときの印加電圧は、発光ダイオードＢ（従来例２）が２．９Ｖ、発光ダイオードＡ（実施例２）は２．７Ｖであった。

印加電流が同じであるにもかかわらず、発光ダイオードＡ（実施例２）の方が発光出力が大きく、さらに印加電圧が低い。これは、発光ダイオードＢ（従来例２）が接合時の機械的な圧力で活性層にダメージが入り、特性が低下したためだと考えられる。

以上の結果は、本発明に関する発光ダイオードが、従来の製造方法による発光ダイオードよりも特性の面で非常に優れていることを示している。

＜他の実施例、変形例＞
上記実施例では、半導体エピタキシャル基板がエピタキシャル成長面側に凸面に反った場合について述べたが、逆に凹面状に反っていてもよい。この場合でも、貼り替え基板（基体）側の材料を熱膨張率の違いに基づいて適切に選択すれば、半導体エピタキシャル基板の反りと同一方向に反らせることが可能である。

上記実施例では半導体エピタキシャル基板を有機金属化学的気相成長法で製造したが、本発明において、半導体エピタキシャル基板の製造方法は必ずしも有機金属化学的気相成長法である必要はなく、例えば液相エピタキシャル成長等の方法を用いてもよい。

また本発明において、半導体エピタキシャル基板と基体との接合膜に用いる金属膜やその構造は、本実施例に限定されるものではなく、他の金属や合金を用いてもよい。さらに、必ずしも金属膜である必要はなく、導電性接着剤等を用いてもよい。

また、本発明は、温度、雰囲気等の接合条件に関しても本実施例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更が可能である。

本発明により半導体エピタキシャル層と基体を貼り合せた半導体装置は、例えば発光素子として、照明機器、液晶用バックライト、各種インジケータ、表示パネル等のデバイスに応用することができる。特に、大電流および大出力での特性に優れているため、自動車のストップランプ等に応用することができる。

本発明の実施例に係る貼り合せ体の製造方法を示した図である。 従来例による貼り合せ体の製造方法を示した図である。 本発明の実施例に係る半導体エピタキシャル基板Ａおよび従来例に係る半導体エピタキシャル基板Ｂの模式的な断面図である。 本発明の実施例に係る半導体エピタキシャル基板Ａおよび従来例に係る半導体エピタキシャル基板ＢのＰＬスペクトルを示す図である。 本発明の実施例に係る発光ダイオードおよび従来例に係る発光ダイオードの模式的な断面図である。

符号の説明

１ ｐ型ＧａＡｓ基板
２ ｐ型Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3Ａｓエッチストップ層
３ ｐ型ＧａＡｓ保護層
４ ｐ型（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層
５ アンドープ（Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ活性層
６ ｎ型（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層
７ ｎ型ＧａＡｓ保護層
８ 円形電極
９ ワイヤ
１０ 金属ステム
１１ アルミニウム膜
１２ シリコン基板
１３ ＡｕＣｒ合金層
１４ ＡｕＧｅＮｉ合金層
１５ 重り
１６ Ａｕ層
２０ エピタキシャル基板
２１ 貼り合せ体
２２ 貼り合せ体
３０ 接合型半導体エピタキシャル基板
３１ 半導体エピタキシャル層
３２ 基体

Claims (6)

1. 半導体基板上に半導体エピタキシャル層を成長して、反りを有する半導体エピタキシャル基板を形成する工程と、熱膨張率が互いに異なる少なくとも２種類の材料を積層して、バイメタル機能を備える基体を形成する工程と、前記半導体エピタキシャル基板の前記半導体エピタキシャル層上に第１接合層を形成する工程と、前記基体上に第２接合層を形成する工程と、前記第１接合層と前記第２接合層とを向かい合うように重ね合わせ、熱処理を施す工程とを有し、前記熱処理を施すことで、前記基体に前記半導体エピタキシャル基板と同じ方向の反りを形成すると共に、前記基体の反り量を制御して、前記基体と前記半導体エピタキシャル基板とを面接触させ、
   さらに、前記面接触させた状態から温度を変化させることで、前記基体の反り量を変化させ、前記第１接合層と前記第２接合層とを接合することを特徴とする貼り合せ体の製造方法。
2. 前記反りを有する半導体エピタキシャル基板は、前記半導体エピタキシャル層側に凸状の反りを有することを特徴とする請求項１に記載の貼り合せ体の製造方法。
3. 前記基体は、シリコン基板の一方の面にアルミニウム膜を設けて形成され、前記第２接合層は、前記シリコン基板の他方の面に形成される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の貼り合せ体の製造方法。
4. 前記半導体基板はＧａＡｓ基板であり、前記半導体エピタキシャル層はＡｌＧａＡｓ系化合物半導体、又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体であり、前記第１接合層及び前記第２接合層は、Ａｕ系金属材料からなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の貼り合せ体の製造方法。
5. ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる半導体エピタキシャル層を成長して、前記半導体エピタキシャル層側に凸状の反りを有する半導体エピタキシャル基板を形成する工程と、シリコン基板の一方の面側にアルミニウム膜を形成し、バイメタル機能を備える基体を形成する工程と、前記半導体エピタキシャル基板の前記半導体エピタキシャル層上にＡｕ系金属材料からなる第１接合層を形成する工程と、前記シリコン基板の他方の面側にＡｕ系金属材料からなる第２接合層を形成する工程と、前記第１接合層と前記第２接合層とを向かい合うように重ね合わせ、熱処理を施す工程とを有し、前記熱処理を施すことで、前記基体に前記半導体エピタキシャル基板と同じ方向の反りを形成すると共に、前記基体の反り量を制御して、前記基体と前記半導体エピタキシャル基板とを面接触させ、
   さらに前記面接触させた状態から温度を変化させることで、前記基体の反り量を変化させ、前記第１接合層と前記第２接合層とを接合して貼り合せ体を形成する工程と、前記貼り合せ体の前記ＧａＡｓ基板を除去する工程と、個々のチップへと切り分ける工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 基体上に反りを有する半導体エピタキシャル層が接合され、該半導体エピタキシャル層に電極が形成されてなる半導体装置において、
   前記基体は、熱処理を加えた際の反り方向が前記半導体エピタキシャル層の反り方向と同一方向となるような、熱膨張率が異なる少なくとも２種類の材料からなる積層構造を有することを特徴とする半導体装置。

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