特開 2024-25064 ＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024025064

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】ＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240216BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022128205

(22)【出願日】2022-08-10

(71)【出願人】

【識別番号】313001309

【氏名又は名称】株式会社サイコックス

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100161001

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 篤司

(72)【発明者】

【氏名】寺島 彰

(57)【要約】

【課題】 ＳｉＣ接合基板の製造プロセスに繰り返し用いるＳｉＣ単結晶基板の反りを改善することで、搬送エラーや加工テーブルに基板を保持することができない不具合を抑制すると共に、表面活性化工程や貼り合せ工程で基板を加工テーブルに静電チャックによって保持することを可能とし、接合不良の発生を抑制することができるＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 ＳｉＣ単結晶基板と、体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下の第１ＳｉＣ多結晶基板と、を備え、前記ＳｉＣ単結晶基板の片面は、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の片面と共有結合によって直接接合している、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣ単結晶基板と、
体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下の第１ＳｉＣ多結晶基板と、を備え、
前記ＳｉＣ単結晶基板の片面は、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の片面と共有結合によって直接接合している、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板。

【請求項2】

前記第１ＳｉＣ多結晶基板はウエハ形状であり、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の円周の輪郭線の最大値と、前記ＳｉＣ単結晶基板と前記第１ＳｉＣ多結晶基板との接合面の円周の輪郭線が同一である、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶転写用複合基板。

【請求項3】

請求項１に記載のＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法であって、
前記ＳｉＣ単結晶基板の第１接合対象面および前記第１ＳｉＣ多結晶基板の接合対象面に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる第１活性化工程と、
前記第１活性化工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第１接合対象面と前記第１ＳｉＣ多結晶基板の前記接合対象面を常温接合により、共有結合して直接接合する第１常温接合工程と、
を含む、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法。

【請求項4】

前記第１常温接合工程後、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の側面を研磨して、前記ＳｉＣ単結晶基板の側面、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の側面、および前記ＳｉＣ単結晶基板と前記第１ＳｉＣ多結晶基板との接合面の円周の輪郭によりなる凹部を除去する側面研磨工程を含む、請求項３に記載のＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法。

【請求項5】

請求項１に記載のＳｉＣ単結晶転写用複合基板における前記ＳｉＣ単結晶基板の第２接合対象面に対して水素イオンを注入し、前記ＳｉＣ単結晶基板の内部に水素イオン注入層を形成する水素イオン注入層形成工程と、
前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第２接合対象面および第２ＳｉＣ多結晶基板の接合対象面に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる第２活性化工程と、
前記第２活性化工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第２接合対象面と前記第２ＳｉＣ多結晶基板の前記接合対象面を常温接合により、共有結合して直接接合する第２常温接合工程と、
前記第２常温接合工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板を前記水素イオン注入層に沿って剥離して、前記第２ＳｉＣ多結晶基板にＳｉＣ単結晶薄膜を転写する剥離工程と、を含み、
前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板および前記第２ＳｉＣ多結晶基板は、静電チャックにより保持する、前記ＳｉＣ単結晶薄膜を前記第２ＳｉＣ多結晶基板に備えるＳｉＣ接合基板の製造方法。

【請求項6】

前記剥離工程後の前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板を繰り返し用いて、複数の前記ＳｉＣ接合基板を製造する方法であって、
前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の前記ＳｉＣ単結晶基板の厚みが１４０μｍ未満となるまで、前記水素イオン注入層形成工程、前記第２活性化工程、前記第２常温接合工程、および前記剥離工程を繰り返す、請求項５に記載のＳｉＣ接合基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体デバイス等に使用するＳｉＣ単結晶基板とＳｉＣ多結晶基板を接合し、ＳｉＣ単結晶基板の表面よりＳｉＣ単結晶薄膜を分離して作製するＳｉＣ単結晶薄膜とＳｉＣ多結晶基板で構成されるＳｉＣ接合基板の技術分野に関するものであり、特に、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化珪素（以下、「ＳｉＣ」とする場合がある。）は、シリコン（以下、「Ｓｉ」とする場合がある）と比較すると、３倍程度の大きなバンドギャップ（４Ｈ－ＳｉＣで、３．８ｅＶ程度、６Ｈ－ＳｉＣでは、３．１ｅＶ程度、対するＳｉは１．１ｅＶ程度）と高い熱伝導率（ＳｉＣは５Ｗ／ｃｍ・Ｋ程度、対するＳｉは１．５Ｗ／ｃｍ・Ｋ程度）を有することから、近年、パワーデバイス用途の基板材料として単結晶ＳｉＣが使用され始めている。

【0003】

通常、ＳｉＣ単結晶基板は、昇華再結晶法（改良レーリー法）と呼ばれる気相法で作製され（例えば非特許文献１参照）、所望の直径および厚さに加工される。

【0004】

改良レーリー法は、ＳｉＣの固体原料（通常は粉末）を高温（２，４００℃以上）で加熱・昇華させ、不活性ガス雰囲気中を昇華したシリコン原子と炭素原子が２，４００℃の蒸気として拡散により輸送され、原料よりも低温に設置された種結晶上に過飽和となって再結晶化させることにより塊状の単結晶を育成する製造方法である。

【0005】

しかし、この方法は、プロセス温度が２，４００℃以上と非常に高いため、結晶成長の温度制御や対流制御、結晶欠陥の制御が非常に難しい。そのため、この方法で作製されたＳｉＣ単結晶基板には、マイクロパイプと呼ばれる結晶欠陥やその他の結晶欠陥（積層欠陥等）が多数存在し、電子デバイス用途に耐え得る高品質な単結晶基板を歩留まりよく製造することが難しい。

【0006】

高品質な単結晶基板製造のため、様々な工夫がされている。例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＣ単結晶基板を作製することができる。しかし、この方法で作製されたＳｉＣ単結晶は電子デバイス用に用いることの出来る結晶欠陥の少ない高品質であるものの高額であり、その結果、そのようなＳｉＣ単結晶を用いたデバイスも高額なものになっており、ＳｉＣ単結晶基板の普及の妨げとなっていた。

【0007】

そこで、デバイス形成層部のみ品質の良いＳｉＣ単結晶を用いて、それを支持基板（デバイス製造工程に耐えうる強度・耐熱性・清浄度を持つ材料：例えば、ＳｉＣ多結晶）に、接合界面における酸化膜の形成を伴わない接合手法にて固定することにより、低コスト（支持基板部）と高品質（ＳｉＣ部）を兼ね備えたＳｉＣ接合基板を製造する技術が提供されている（例えば、特許文献１を参照）。

【0008】

このＳｉＣ接合基板の製造工程について具体的に説明する。まず、平坦化工程において、研削、研磨またはラッピングなどの機械研磨によってＳｉＣ多結晶の支持基板表面が平坦化される。また、平坦化工程では、単結晶ＳｉＣ基板の表面も同様に平坦化されるが、ＳｉＣ単結晶基板は、異なる結晶方位を有する結晶粒が基板面内に存在しないため、上記の機械研磨の後に、化学機械研磨を用いて基板の表面をさらに平坦化することが可能である。次に、イオン注入工程では、平坦化後のＳｉＣ単結晶基板表面から水素イオンを注入する。これにより、ＳｉＣ単結晶基板表面から所定の深さに、水素イオン注入層が形成される。後述する水素原子のアブレーションによる分離技術により、この部分より分離される。水素イオン注入層の深さは、イオン注入する水素イオンのエネルギーにより制御出来るが、通常、０．５～１．０μｍの範囲である。

【0009】

さらに、平坦化された多結晶ＳｉＣおよび単結晶ＳｉＣ基板の表面に表面活性化手法を用いて、表面を貼り合わせる。そして、互いに貼り合わされた状態の多結晶ＳｉＣおよび単結晶ＳｉＣ基板を加熱する。これにより、上記の水素イオン注入層で単結晶ＳｉＣ基板が破断し分離する。支持基板であるＳｉＣ多結晶基板の表面に厚さ０．５～１．０μｍの高品質のＳｉＣ単結晶薄膜が転写され貼り合わされた状態で、ＳｉＣ接合基板が得られる。

【0010】

そして、水素イオン注入層での分離により厚みが１μｍ程度薄くなったＳｉＣ単結晶基板は、転写に用いるために十分な厚みがある場合には、再び接合する側の基板表面を平坦加工し、接合基板を製造するために繰り返し供される。

【0011】

特許文献１に係る製造法を用いてＳｉＣ接合基板を作製する場合、繰り返し使用するＳｉＣ単結晶基板は、接合と分離を行う度に徐々に薄くなる。基板の厚みが薄くなると、ＳｉＣ単結晶基板の反りが大きくなってくる。特に、上記イオン注入工程において水素イオン注入層が形成されたことにより生じる基板内部の応力によって、水素イオン注入後のＳｉＣ単結晶基板の反りが顕著に大きくなり、搬送エラーや加工テーブルに基板を保持することができない不具合が発生する。加えて、表面活性化工程や貼り合せ工程では装置内は真空状態となり基板を真空吸着法による加工テーブルへの保持は不可であり、上記のＳｉＣ多結晶基板との接合が均一に出来ない等の接合不良も発生し易くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０１５－０１５４０１号公報

【非特許文献】

【0013】

【非特許文献1】Ｙｕ． Ｍ． Ｔａｉｒｏｖ ａｎｄ Ｖ． Ｆ． Ｔｓｖｅｔｋｏｖ： Ｊ．ｏｆ Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ ４３（１９７８）２０９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

そこで、本発明は、ＳｉＣ接合基板の製造プロセスに繰り返し用いるＳｉＣ単結晶基板の反りを改善することで、搬送エラーや加工テーブルに基板を保持することができない不具合を抑制すると共に、表面活性化工程や貼り合せ工程で基板を加工テーブルに静電チャックによって保持することを可能とし、接合不良の発生を抑制することができるＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板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】

【0015】

上記の課題を解決するため、本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板は、ＳｉＣ単結晶基板と、体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下の第１ＳｉＣ多結晶基板と、を備え、前記ＳｉＣ単結晶基板の片面は、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の片面と共有結合によって直接接合している、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板である。

【0016】

前記第１ＳｉＣ多結晶基板はウエハ形状であり、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の円周の輪郭線の最大値と、前記ＳｉＣ単結晶基板と前記第１ＳｉＣ多結晶基板との接合面の円周の輪郭線が同一であってもよい。

【0017】

また、上記の課題を解決するため、本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法は、前記ＳｉＣ単結晶基板の第１接合対象面および前記第１ＳｉＣ多結晶基板の接合対象面に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる第１活性化工程と、前記第１活性化工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第１接合対象面と前記第１ＳｉＣ多結晶基板の前記接合対象面を常温接合により、共有結合して直接接合する第１常温接合工程と、を含む、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法である。

【0018】

前記第１常温接合工程後、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の側面を研磨して、前記ＳｉＣ単結晶基板の側面、前記第１ＳｉＣ多結晶基板の側面、および前記ＳｉＣ単結晶基板と前記第１ＳｉＣ多結晶基板との接合面の円周の輪郭によりなる凹部を除去する側面研磨工程を含んでもよい。

【0019】

また、上記の課題を解決するため、本発明のＳｉＣ接合基板の製造方法は、本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板における前記ＳｉＣ単結晶基板の第２接合対象面に対して水素イオンを注入し、前記ＳｉＣ単結晶基板の内部に水素イオン注入層を形成する水素イオン注入層形成工程と、前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第２接合対象面および第２ＳｉＣ多結晶基板の接合対象面に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる第２活性化工程と、前記第２活性化工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板の前記第２接合対象面と前記第２ＳｉＣ多結晶基板の前記接合対象面を常温接合により、共有結合して直接接合する第２常温接合工程と、前記第２常温接合工程後、前記ＳｉＣ単結晶基板を前記水素イオン注入層に沿って剥離して、前記第２ＳｉＣ多結晶基板にＳｉＣ単結晶薄膜を転写する剥離工程と、を含み、前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板および前記第２ＳｉＣ多結晶基板は、静電チャックにより保持する、前記ＳｉＣ単結晶薄膜を前記第２ＳｉＣ多結晶基板に備えるＳｉＣ接合基板の製造方法である。

【0020】

本発明のＳｉＣ接合基板の製造方法は、前記剥離工程後の前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板を繰り返し用いて、複数の前記ＳｉＣ接合基板を製造する方法であって、前記ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の前記ＳｉＣ単結晶基板の厚みが１４０μｍ未満となるまで、前記水素イオン注入層形成工程、前記第２活性化工程、前記第２常温接合工程、および前記剥離工程を繰り返してもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明であれば、ＳｉＣ接合基板の製造プロセスに繰り返し用いるＳｉＣ単結晶基板の反りを改善することで、搬送エラーや加工テーブルに基板を保持することができない不具合を抑制すると共に、表面活性化工程や貼り合せ工程で基板を加工テーブルに静電チャックによって保持することを可能とし、接合不良の発生を抑制することができるＳｉＣ単結晶転写用複合基板、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法、およびＳｉＣ接合基板の製造方法の一例を示すフロー図である。

【図2】本発明における第１活性化工程（Ｓ１）の一例を示す図である。

【図3】本発明における第１常温接合工程（Ｓ２）の一例を示す図である。

【図4】本発明における側面研磨工程（Ｓ３）の一例、および本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板の概略側面図を示す図である。

【図5】本発明における水素イオン注入層形成工程（Ｓ４）の一例を示す図である。

【図6】本発明における第２活性化工程（Ｓ５）の一例を示す図である。

【図7】本発明における第２常温接合工程（Ｓ６）の一例を示す図である。

【図8】本発明における剥離工程（Ｓ７）の一例を示す図である。

【図9】本発明における第２接合対象面研磨（Ｓ８）の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について説明する。

【0024】

［ＳｉＣ単結晶転写用複合基板］
本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板は、ＳｉＣ接合基板の製造に用いることのできる基板であり、ＳｉＣ多結晶基板に転写するＳｉＣ単結晶の薄膜の素となる基板である。図４に、本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００～１０３の側面図を示す。

【0025】

ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００は、ＳｉＣ単結晶基板２００と、第１ＳｉＣ多結晶基板３００とを備えており、ＳｉＣ単結晶基板２００の片面２０１は、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の片面３０１の全面と共有結合によって直接接合している。

【0026】

〈ＳｉＣ単結晶基板２００〉
ＳｉＣ単結晶基板２００としては、例えば昇華法によって作製された、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶基板を用いることができる。ＳｉＣ単結晶基板２００の形状は、例えばオリエンテーションフラットを備える略円盤状であり、直径が４～８インチの基板を用いることができる。なお、形状は円盤状（ウエハ状）に限定されず、多角形状であってもよい。

【0027】

また、ＳｉＣ単結晶基板２００の厚みが薄くなると、ＳｉＣ単結晶基板２００の反りが大きくなっていき、その結果としてＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００が反ることによってＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を搬送できない搬送エラーや、加工テーブルにＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を保持できない、またはＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を挟めない等の不具合が発生する場合がある。そのため、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００全体の厚みを、反りが許容できる３００μｍ以上とすることが好ましく、当該厚みが３００μｍ以上であることにより、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を搬送することや、加工テーブルに保持することが可能となる。なお、ＳｉＣ単結晶基板２００の初期の厚みは、一般的には３００μｍ～６００μｍである。

【0028】

なお、ＳｉＣ単結晶基板２００は、第１ＳｉＣ多結晶基板３００と接合される前に、予め側面の角の面取り、両面ラッピング、ポリッシング、洗浄等を行い、ＳｉＣ単結晶基板２００の表面の加工変質層やウネリを無くしたものを用いることが好ましい。

【0029】

〈第１ＳｉＣ多結晶基板３００〉
第１ＳｉＣ多結晶基板３００は、ＳｉＣ単結晶基板２００と共有結合によって直接接合することにより、ＳｉＣ単結晶基板２００を補強することができる基板である。ＳｉＣ単結晶基板２００を補強することで、例えばＳｉＣ単結晶基板２００が繰り返し使用されて水素イオン注入層で剥離されて厚みが薄くなっても、後述する水素イオン注入層形成工程等においてのＳｉＣ単結晶基板２００の反りを抑制することができ、反りを抑制することでＳｉＣ単結晶基板２００の保持や搬送等が可能となる。

【0030】

ＳｉＣ単結晶基板２００との熱膨張差や耐熱性、高剛性、繰り返し使用するための耐久性等を考慮して、第１ＳｉＣ多結晶基板３００としては、例えば化学的気相蒸着法によりＳｉＣ多結晶を成膜して得た、３Ｃ－ＳｉＣ多結晶基板を用いることができる。第１ＳｉＣ多結晶基板３００の形状は、ＳｉＣ単結晶基板２００とほぼ同形状であってよく、例えばオリエンテーションフラットを備える略円盤状であり、直径が４～８インチの基板を用いることができる。なお、形状は円盤状に限定されず、多角形状であってもよい。

【0031】

また、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の厚みが薄くなると、ＳｉＣ単結晶基板２００の反りを緩和する補強効果が弱くなり、その結果としてＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００が反ることによってＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を搬送できない搬送エラーや、加工テーブルにＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を保持できない、またはＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を挟めない等の不具合が発生する場合がある。そのため、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００全体の厚みを、反りが許容できる３００μｍ以上とすることにより、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を搬送することや、加工テーブルに保持することが可能となる。第１ＳｉＣ多結晶基板３００の厚みは、３００μｍ以上、好ましくは、３５０μｍ以上とすることにより、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の保持や搬送等がより容易となる。なお、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の厚みの上限は本発明の課題の解決に影響なく、特に限定されないが、一般的には５００μｍである。

【0032】

第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率は１０Ω・ｃｍ以下である。第１ＳｉＣ多結晶基板３００は補助基板としてＳｉＣ単結晶基板２００に接合され、ＳｉＣ接合基板の製造プロセスの中で接合、剥離、研磨、洗浄等を繰り返し行ってＳｉＣ接合基板の接合に繰り返し供される場合がある。そのため、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の絶縁性が高いと、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の研磨時に発生した研磨屑や研磨粉等が第１ＳｉＣ多結晶基板３００に付着して後述する第２常温接合工程に持ち込まれ、ＳｉＣ単結晶基板２００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００との接合不良が発生する原因となりやすい。第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率を１０Ω・ｃｍ以下にすることで研磨屑や研磨粉等に起因する接合不良を抑制することが可能となる。

【0033】

また、第２活性化工程や常温接合工程では、装置内が真空状態となるため、処理対象の基板を真空吸着法によって加工テーブルへ保持することは不可であり、真空吸着法以外の方法で保持する必要がある。本件では静電チャック方式を用いている。静電チャックは、誘電膜と基板の間に電位差を与え、誘電膜とウエハの間にチャージした電荷の静電気力により基板を保持するため、基板の抵抗が高いと電荷の放電時定数が大きくなって基板がなかなか剥がれないという問題が生じる。これは基板の量産工程においては、装置の製造処理能力が低下する原因となる。このため、静電チャック方式を用いるためには、保持する基板に導電性が必要である。ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の場合、静電チャックが接するのは第１ＳｉＣ多結晶基板３００であるため、導電性を有する第１ＳｉＣ多結晶基板３００を用いる。すなわち、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率は１０Ω・ｃｍ以下とする。これにより、第１ＳｉＣ多結晶基板３００を静電チャックから容易に脱着させることが出来、基板に導電性物質を塗布する手間や静電チャックの内部電極構造を格別に工夫する必要は無い。また、メカニカル・チャック方式を用いる必要が無いため、メカニカル・チャックという発塵源をＳｉＣ接合基板の製造方法から除去することができる。

【0034】

なお、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率の下限は本発明の課題の解決に影響なく、特に限定されないが、目安としては１Ω・ｃｍである。また、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率は、測定時の基板の温度によって変動するが、本明細書において、体積抵抗率は第１ＳｉＣ多結晶基板３００の温度が２５℃の場合の値である。

【0035】

そして、第１ＳｉＣ多結晶基板３００は、ＳｉＣ単結晶基板２００と接合される前に、予め側面の角の面取り、両面ラッピング、ポリッシング、洗浄等を行い、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の表面の加工変質層やウネリを無くしたものを用いることが好ましい。

【0036】

ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００は、接合前に側面が予め面取り加工が施されていることが一般的であり、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を側面方向からみると、図４（ａ）に示すように接合面の輪郭１１０で凹んでＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の直径が小さくなっている。ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００は、ＳｉＣ接合基板の製造プロセスの中で接合、剥離、研磨、洗浄等を繰り返し行ってＳｉＣ接合基板の接合に繰り返し供される場合がある。そのため、接合面の輪郭１１０で凹んでＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の側面が凹んで溝状に小さくなっている形状、いわゆるポケット１１１がある状態では、研磨時に発生した基板の研磨屑や研磨粉等が、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を洗浄しても溝状のポケット１１１内に残り易く、ＳｉＣ接合基板を製造する過程での発塵源となり得る。

【0037】

そこで、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２を、後述する側面研磨工程（Ｓ３）を行うことで研磨し、例えば、図４（ｂ）のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１に示すように、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の外周部にスロープ３１０を形成してもよい。スロープ３１０を形成することでポケット１１１が無くなるため、発塵源が除去することができる。ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１の接合面１２０とスロープ３１０によりなる勾配の角度Ａは、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の強度が弱くならないよう３０°～６０°とし、好ましくは４５°とすることが好ましい。また、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の解放面３２０とスロープ３１０によりなる勾配の角度Ｂは、鈍角とすることで、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の解放面３２０とスロープ３１０によりなる端部３３０における第１ＳｉＣ多結晶基板３００の欠け等を防止することができる。

【0038】

なお、ポケット１１１が無くなる形状としては、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１に限定されず、例えば図４（ｃ）に示すＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０２や、図４（ｄ）に示すＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０３が挙げられる。ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０２は、側面１１３がＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００で合わせて半円となるように面取り加工されている。また、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０３は、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１と似た側面形状であるが、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１では第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２のみが研磨されてスロープ３１０を形成されているのに対し、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０３では第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２の全体とＳｉＣ単結晶基板２００の側面１１４の一部が研磨されてスロープ１３０が形成されている。

【0039】

ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の場合は、解放面３２０の円周の輪郭線と接合面１２０の円周の輪郭線は、いずれも第１ＳｉＣ多結晶基板３００の円周の輪郭線の最大値とはならず、かかる最大値は、解放面３２０と接合面１２０との間であってこれらの面のいずれからも等距離にある円周の輪郭線３５０（図４（ａ）の点線）である。このように、接合面１２０の円周の輪郭線が、かかる最大値ではない場合にポケット１１１が形成される。

【0040】

これに対して、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、１０２、１０３に共通することは、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の解放面３２０の円周の輪郭線が第１ＳｉＣ多結晶基板３００の円周の輪郭線の最小値であり、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合面１２０の円周の輪郭線が第１ＳｉＣ多結晶基板３００の円周の輪郭線の最大値であることである。

【0041】

すなわち、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の円周の最大値の輪郭線と、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００との接合面１２０の円周の輪郭線が同一であることにより、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板にポケット１１１が存在しなくなる。

【0042】

また、第１ＳｉＣ多結晶基板３００が衝撃等で欠けないように、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の解放面３２０の端部３３０を面取り加工してもよい。

【0043】

［ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造方法］
次に、本発明のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００～１０３の製造方法について説明する。ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００は、図１の第１活性化工程（Ｓ１）、第１常温接合工程（Ｓ２）により製造することができる。

【0044】

〈第１活性化工程（Ｓ１）〉
第１活性化工程は、ＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０および第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる工程である。

【0045】

図２に示すように、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００を静電チャック５００により吸引し、チャンバー４００内にセットする。次に、静電チャック５００を移動させてＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００との相対位置の位置合わせを行う。位置合わせは、後述する第１常温接合工程で両基板が正しい位置関係で接触できるように行われる。次に、チャンバー４００内を真空状態にする。チャンバー４００内の真空度は、例えば、１×１０^－４～１×１０^－７Ｐａ程度であってもよい。

【0046】

次に、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０およびＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０にファースト・アトミック・ビームガン（ＦＡＢガン）４１０を用いて、高速原子ビームとしてアルゴン（Ａｒ）の中性元素ビーム４１１を照射する。アルゴン（Ａｒ）の中性元素ビーム４１１は、第１接合対象面２６０の全面および接合対象面３６０の全面に均一に照射される。ＦＡＢガンを用いて原子または分子を基板の表面に衝突させることで、スパッタリング現象により基板の表面の酸化物や吸着層を除去することができるため、第１接合対象面２６０および接合対象面３６０の酸化膜や吸着層を除去して結合手を表出させることができる。この状態を活性状態と呼ぶ。また、中性元素ビーム４１１の照射は真空中での処理であるため、第１接合対象面２６０および接合対象面３６０は、酸化等されず活性状態を保持することができる。ここで、高速原子ビームとしてはアルゴン（Ａｒ）イオンビームまたはアルゴン（Ａｒ）中性原子ビームが用いられる。

【0047】

なお、ＳｉＣ単結晶基板２００および第１ＳｉＣ多結晶基板３００は、第１活性化工程の前に、予め側面の角の面取り、両面ラッピング、ポリッシング、洗浄等を行い、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の表面の加工変質層やウネリを無くしたものを用いることが好ましい。

【0048】

〈第１常温接合工程（Ｓ２）〉
第１常温接合工程は、第１活性化工程後、ＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０と第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０を常温接合により、共有結合して直接接合する工程である。直接接合には、１１００℃で２時間等の条件で曝す接合方法や２０００℃以上の温度で溶着する接合方法等、基板に熱を加えて接合する方法が用いられることが多いが、熱を加える方法では、生産効率が悪く、加熱時の各々の基板位置を高精度で貼合わせすることが難しい。また、加熱温度が２０００℃を超えるとＳｉＣ中のシリコンが抜けて空隙となり、導電性を悪化させる。本発明では、接合方法を常温接合とすることで、生産性を向上させ、導電性を維持して、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００の貼り合せの位置を高精度で貼り合せが可能となる。

【0049】

図３に示すように、静電チャック５００を移動させることにより、ＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０と第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０を、チャンバー４００内において真空状態で接触させ加圧密着させる。活性状態の第１接合対象面２６０と接合対象面３６０に存在する結合手同士が結びつき、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００とを接合することができる。これにより、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００とが接合した構造のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００が形成される。なお、常温とは、２０℃～３０℃である。

【0050】

〈側面研磨工程（Ｓ３）〉
本発明では、側面研磨工程を含んでも良く、本工程は、第１常温接合工程後、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２を研磨して、ＳｉＣ単結晶基板２００の側面１１４、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２、およびＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００との接合面１２０の円周の輪郭１１０によりなる凹部（ポケット１１１）を除去する工程である。

【0051】

側面研磨工程は、第１ＳｉＣ多結晶基板３００をＳｉＣ単結晶基板２００に接合後に行うことが好ましく、すなわち、第１常温接合工程後に行うことが好ましい。接合前の第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２を研磨すると、角度Ａ（図４（ｂ））鋭角となり、ＳｉＣ単結晶基板２００と接合する前に第１ＳｉＣ多結晶基板３００が欠けてしまうおそれがある。

【0052】

本工程では、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００（図４（ａ））の側面が、既に紹介したＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１～１０３（図４（ｂ）～（ｄ））の形状となるように研磨すれば良い。

【0053】

具体的には、ベベル機や研削装置を用いて側面研磨をすることができる。例えば、（１）ウエハ状のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を、その中心を回転軸として回転させた状態で、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面１１２に同じく自転する砥石車の砥石を接触させて研削する、（２）回転させた状態のウエハ状のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の側面１１２を回転していない砥石に接触させて研削する、または、（３）自転すると共に貼り合わせ基板の周りを公転する砥石車の砥石をＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の側面１１２に接触させて研削する、等の方法により側面研磨することができる。

【0054】

［ＳｉＣ接合基板の製造方法］
次に、本発明のＳｉＣ接合基板の製造方法について説明する。ＳｉＣ接合基板は、図１の水素イオン注入層形成工程（Ｓ４）、第２活性化工程（Ｓ５）、第２常温接合工程（Ｓ６）、剥離工程（Ｓ７）により製造することができる。なお、以下の説明ではＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を用いた例を記載しているが、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１～１０３を用いてもＳｉＣ接合基板を製造できる。

【0055】

〈水素イオン注入層形成工程（Ｓ４）〉
水素イオン注入層形成工程は、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００におけるＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０に対して水素イオンを注入し、ＳｉＣ単結晶基板２００の内部に水素イオン注入層６００を形成する工程である。

【0056】

ＳｉＣ単結晶基板２００に水素イオンを注入すると、水素イオンは入射エネルギーに応じた深さまで到達し、高濃度に分布する。これにより、図５のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の側面模式図に示すように、第２接合対象面２７０から所定深さに、点線で示す水素イオン注入層６００が形成される。例えば、第２接合対象面２７０から深さ０．５～１．０μｍ程度の位置に水素イオン注入層６００が形成される。

【0057】

〈第２活性化工程（Ｓ５）〉
第２活性化工程は、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０および第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０に高速原子ビームを照射して、これらの接合対象面を活性化させる工程である。

【0058】

基本的な工程の手順は、第１活性化工程と同様である。図６に示すように、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００を静電チャック５００により吸引し、チャンバー４００内にセットする。次に、静電チャック５００を移動させてＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００との相対位置の位置合わせを行う。位置合わせは、後述する第２常温接合工程で両基板が正しい位置関係で接触できるように行われる。次に、チャンバー４００内を真空状態にする。チャンバー４００内の真空度は、例えば、１×１０^－４～１×１０^－７Ｐａ程度であってもよい。

【0059】

次に、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０および第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０にファースト・アトミック・ビームガン（ＦＡＢガン）４１０を用いて、高速原子ビームとしてアルゴン（Ａｒ）の中性元素ビーム４１１を照射する。アルゴン（Ａｒ）の中性元素ビーム４１１は、第２接合対象面２７０の全面および接合対象面７７０の全面に均一に照射される。ＦＡＢガンを用いて原子または分子を基板の表面に衝突させることで、スパッタリング現象により基板の表面の酸化物や吸着層を除去することができるため、第２接合対象面２７０および接合対象面７７０の酸化膜や吸着層を除去して結合手を表出させることができる。この状態を活性状態と呼ぶ。また、中性元素ビーム４１１の照射は真空中での処理であるため、第２接合対象面２７０および接合対象面７７０は、酸化等されず活性状態を保持することができる。

【0060】

〈第２ＳｉＣ多結晶基板７００〉
第２ＳｉＣ多結晶基板７００は、ＳｉＣ接合基板における支持基板である。第２ＳｉＣ多結晶基板７００としては、例えば化学的気相蒸着法によりＳｉＣ多結晶を成膜して得た、３Ｃ－ＳｉＣ多結晶基板を用いることができる。第２ＳｉＣ多結晶基板７００の形状は、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００とほぼ同形状であってよく、例えばオリエンテーションフラットを備える略円盤状であり、直径が４～８インチの基板を用いることができる。なお、形状は円盤状に限定されず、多角形状であってもよい。

【0061】

そして、第２ＳｉＣ多結晶基板７００の厚みは、ＳｉＣ接合基板の支持基板として一般的な厚みであればよく、例えば３００μｍ～５００μｍである。また、第２ＳｉＣ多結晶基板７００の体積抵抗率は、導電性を考慮して０．００５～１０Ω・ｃｍであってもよく、ＳｉＣの一般的な体積抵抗率である１０^５Ω・ｃｍ以上のＳｉＣ多結晶基板を使用しても良い。

【0062】

なお、第２ＳｉＣ多結晶基板７００は、第２活性化工程の前に、予め側面の角の面取り、両面ラッピング、ポリッシング、洗浄等を行い、第２ＳｉＣ多結晶基板７００の表面の加工変質層やウネリを無くしたものを用いることが好ましい。

【0063】

〈第２常温接合工程（Ｓ６）〉
第２常温接合工程は、第２活性化工程後、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０と第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０を常温接合により、共有結合して直接接合する工程である。

【0064】

基本的な工程の手順は、第１常温接合工程と同様である。図７に示すように、静電チャック５００を移動させることにより、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０と第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０を、チャンバー４００内において真空状態で接触させる。活性状態の第２接合対象面２７０と接合対象面７７０に存在する結合手同士が結びつき、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００とを接合することができる。なお、常温とは、２０℃～３０℃である。

【0065】

〈剥離工程（Ｓ７）〉
剥離工程は、第２常温接合工程後、ＳｉＣ単結晶基板２００を水素イオン注入層６００に沿って剥離して、第２ＳｉＣ多結晶基板７００にＳｉＣ単結晶薄膜２８０を転写する工程である。

【0066】

剥離工程では、ＳｉＣ単結晶基板２００に熱が加わることによって、水素イオン注入層６００に微小気泡層が形成され、その微小気泡層を剥離面として第２ＳｉＣ多結晶基板７００に厚さが０．５～１．０μｍ程度のＳｉＣ単結晶薄膜２８０が転写され、ＳｉＣ接合基板８００となる。

【0067】

具体的には、互いに接合されたＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００を８００℃程度以上に加熱する。剥離の雰囲気は、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ）等の不活性ガス、真空の少なくとも何れか１つの雰囲気であってもよい。剥離は、ラピッド・サーマル・アニーリング（ＲＴＡ）や、ファーネス炉を用いて実行されてもよい。これにより、ＳｉＣ単結晶基板２００を、水素イオン注入層６００で分離させることができる。図８に、剥離後のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００とＳｉＣ接合基板８００の側面模式図を示す。

【0068】

本発明のＳｉＣ接合基板の製造方法は、剥離工程後のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を繰り返し用いて、複数のＳｉＣ接合基板８００を製造する方法であってもよく、ＳｉＣ単結晶基板２００を有するＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の厚みが３００μｍ未満となるまで、水素イオン注入層形成工程、第２活性化工程、第２常温接合工程、および剥離工程を繰り返してもよい。

【0069】

〈第２接合対象面研磨工程（Ｓ８）〉
剥離工程後のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を繰り返し用いる場合に、第２接合対象面研磨工程を行っても良い。本工程は、剥離工程後であって、水素イオン注入層形成工程前に、第２接合対象面２７０（図９）を鏡面研磨する工程である。鏡面研磨は、第２接合対象面２７０を研削や研磨する機械研磨等によって行われてもよいし、ＣＭＰ法によって行われてもよい。

【0070】

本発明のＳ４～Ｓ８の工程において、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、第２ＳｉＣ多結晶基板７００、およびＳｉＣ接合基板８００は、静電チャックにより保持してもよい。なお、例えば、第２活性化工程（Ｓ５）や第２常温接合工程（Ｓ６）は、減圧状況下（１×１０^－４～１×１０^－７Ｐａ程度）で実施されるので、基板の保持には真空チャックを使用することはできない。このため、メカニカル・チャック方式または静電チャック方式を用いることになるが、メカニカル・チャック方式では，保持において基板に局所的な応力が掛かり基板をフラットに保持できないだけでなく、繰り返し使用されるため基板にクラックやキズが発生することでこれらが発塵源となる可能性がある。そこで，これらを回避するために、基板の搬送や保持には、基板をストレスなく全面で保持出来る静電チャック方式を用いることが好ましい。

【実施例0071】

次に本発明の実施例を示してさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【0072】

［ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の製造］
〈使用した基板〉
（ＳｉＣ単結晶基板２００）
ＳｉＣ単結晶基板２００としては、側面をＲ形状に面取り加工し、また、基板の両面を鏡面研磨加工および洗浄した、直径１５０ｍｍ、厚さ３５０μｍであり、基板の主面方位が＜０００１＞である４Ｈポリタイプの導電性を有するＳｉＣ単結晶基板を用意した。

【0073】

（第１ＳｉＣ多結晶基板Ａ（体積抵抗率３Ω・ｃｍ））
第１ＳｉＣ多結晶基板３００としては、側面をＲ形状に面取り加工し、また、基板の両面を鏡面研磨加工および洗浄した、直径１５０ｍｍ、厚さ３５０μｍである立方晶の導電性を有する第１ＳｉＣ多結晶基板Ａを用意した。この基板の体積抵抗率は、２５℃において３Ω・ｃｍである。

【0074】

（第１ＳｉＣ多結晶基板Ｂ（体積抵抗率１０⁵Ω・ｃｍ））
また、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の比較のため、体積抵抗率が２５℃において１００Ω・ｃｍの第１ＳｉＣ多結晶基板Ｂを用意した。第１ＳｉＣ多結晶基板Ａと同様に、側面をＲ形状に面取り加工し、また、基板の両面を鏡面研磨加工および洗浄した、直径１５０ｍｍ、厚さ３５０μｍである立方晶のＳｉＣ多結晶基板である。

【0075】

〈実施例１〉
ＳｉＣ単結晶基板２００と、第１ＳｉＣ多結晶基板３００として第１ＳｉＣ多結晶基板Ａを用いて、以下の第１活性化工程（Ｓ１）と第１常温接合工程（Ｓ２）を実施し、実施例１の厚さ７００μｍのＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を複数枚製造した。

【0076】

（第１活性化工程（Ｓ１））
図２に示すように、ＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００を静電チャック５００により吸引し、チャンバー４００内にセットした。次に、静電チャック５００を移動させてＳｉＣ単結晶基板２００と第１ＳｉＣ多結晶基板３００との相対位置を、第１常温接合工程で両基板が正しい位置関係で接触できるように位置合わせを行った。次に、チャンバー４００内を２×１０^－６Ｐａの真空状態にした。

【0077】

そして、上記の真空状態で、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０およびＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０にＦＡＢガン４１０を用いて、アルゴンの中性原子ビーム４１１を、第１接合対象面２６０の全面および接合対象面３６０の全面に均一に照射し、第１接合対象面２６０および接合対象面３６０の酸化膜や吸着層を除去して結合手を表出させ、活性状態とした。

【0078】

（第１常温接合工程（Ｓ２））
常温において真空状態を維持したままで、図３に示すように、チャンバー４００内で静電チャック５００を移動させることにより、ＳｉＣ単結晶基板２００の第１接合対象面２６０と第１ＳｉＣ多結晶基板３００の接合対象面３６０を、チャンバー４００内において真空状態で接触させて共有結合によって直接接合し、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を製造した。

【0079】

〈実施例２〉
実施例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００に対して、更に以下の側面研磨工程を行い、ポケット１１１を除去して実施例２の厚さ７００μｍのＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１を複数枚製造した。

【0080】

（側面研磨工程（Ｓ３））
実施例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００の第１ＳｉＣ多結晶基板３００の側面を、ベベル機により番手＃４００および＃８００のダイヤモンド電着砥石を用いて研磨し、角度Ａが４５°のスロープ３１０を形成した。

【0081】

〈比較例１〉
ＳｉＣ多結晶基板Ａに替えてＳｉＣ多結晶基板Ｂを用いた他は、実施例１と同様の方法により、比較例１の厚さ７００μｍのＳｉＣ単結晶転写用複合基板を複数枚製造した。
なお、第１活性化工程、第１常温接合工程、第２活性化工程、第２常温接合工程では、静電チャックに替えて、メカニカル・チャックを用いた。

【0082】

〈比較例２〉
ＳｉＣ単結晶基板２００にＳｉＣ多結晶基板Ａ、Ｂのいずれも接合せずに、ＳｉＣ単結晶基板２００そのもの複数枚用意し、以下のＳｉＣ接合基板の製造に用いた。

【0083】

［ＳｉＣ接合基板の製造］
実施例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００のそれぞれに対し、以下のＳ４～Ｓ９の工程を実施して、以下の第２ＳｉＣ多結晶基板７００を接合し、ＳｉＣ接合基板を製造した。

【0084】

（第２ＳｉＣ多結晶基板７００（体積抵抗率３Ω・ｃｍ））
第２ＳｉＣ多結晶基板７００としては、第１ＳｉＣ多結晶基板Ａと同じ基板を使用した。すなわち、側面をＲ形状に面取り加工し、また、基板の両面を鏡面研磨加工および洗浄した、直径１５０ｍｍ、厚さ３５０μｍである立方晶の導電性を有するＳｉＣ多結晶基板であり、体積抵抗率は、２５℃において３Ω・ｃｍである。

【0085】

（水素イオン注入層形成工程（Ｓ４））
実施例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００におけるＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０に対して水素イオンを注入し、第２接合対象面２７０から深さ０．８μｍの位置に水素イオン注入層６００を形成した。

【0086】

実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、および比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００に対しても、同様に深さ０．８μｍの位置に水素イオン注入層を形成した。

【0087】

（第２活性化工程（Ｓ５））
図７に示すように、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００を静電チャック５００により吸引し、チャンバー４００内にセットした。次に、静電チャック５００を移動させて、第２常温接合工程で両基板が正しい位置関係で接触できるように、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００と第２ＳｉＣ多結晶基板７００との相対位置の位置合わせを行った。次に、チャンバー４００内を２×１０^－６Ｐａの真空状態にした。

【0088】

次に、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０および第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０にＦＡＢガン４１０を用いて、アルゴンの中性原子ビーム４１１を、第２接合対象面２７０の全面および接合対象面７７０の全面に均一に照射し、第２接合対象面２７０および接合対象面７７０の酸化膜や吸着層を除去して結合手を表出させ、活性状態とした。

【0089】

実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、および比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００に対しても、同様に第２活性化工程を実施した。

【0090】

（第２常温接合工程（Ｓ６））
常温において真空状態を維持したままで、図７に示すように、チャンバー４００内で静電チャック５００を移動させることにより、ＳｉＣ単結晶基板２００の第２接合対象面２７０と第２ＳｉＣ多結晶基板７００の接合対象面７７０を、チャンバー４００内において真空状態で接触させて共有結合によって直接接合し接合基板を得た。

【0091】

実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、および比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００に対しても、同様に第２常温接合工程を実施して接合基板を得た。

【0092】

（剥離工程（Ｓ８））
ファーネス炉を用いて、アルゴンガスを充満させた不活性雰囲気下において接合基板を１１００℃に加熱して水素イオン注入層６００に微小気泡層を形成し、ＳｉＣ単結晶基板２００を微小気泡層で分離して、０．８μｍの厚さの薄いＳｉＣ単結晶薄膜２８０を第２ＳｉＣ多結晶基板７００に転写して、ＳｉＣ接合基板８００を得た（図９）。

【0093】

実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、および比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００における接合基板に対しても、同様に剥離工程を実施してＳｉＣ接合基板を得た。

【0094】

［評価１：搬送性の評価］
剥離工程後のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を繰り返し用いて、Ｓ４～Ｓ１０の工程を繰り返し実施し、ＳｉＣ接合基板８００を繰り返し製造した。なお、第２接合対象面研磨工程（Ｓ８）は以下のとおりに実施した。

【0095】

（第２接合対象面研磨工程（Ｓ８））
剥離工程後のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００について、水素イオン注入層形成工程前に、第２接合対象面２７０をＣＭＰ法によって鏡面研磨した。剥離工程後の実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板、および比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００についても、同様に鏡面研磨した。

【0096】

〈結果〉
（実施例１、２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、１０１）
実施例１、２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、１０１は、ＳｉＣ単結晶基板２００の厚みが当初の３５０μｍから転写により１４０μｍまで薄くなっても、水素イオンの注入による基板の反りは３２０μｍ以内に抑えられたため、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、１０１を搬送する際に、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、１０１の、搬送エラー等の発生はなかった。

【0097】

（比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板）
ＳｉＣ単結晶基板２００の厚みが当初の３５０μｍから転写により１４０μｍまで薄くなっても、基板の反りは３２０μｍ以内に抑えられたため、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板を搬送する際に、ＳｉＣ単結晶転写用複合基板の、搬送エラー等の発生はなかった。

【0098】

（比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００）
第１ＳｉＣ多結晶基板３００と接合していないため、ＳｉＣ単結晶基板２００の厚みが当初の３５０μｍから転写により３００μｍ未満まで薄くなると、基板の反りが１０００μｍを超えたことにより、ＳｉＣ単結晶基板２００の搬送エラーが発生した。

【0099】

以上の結果より、実施例１、２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００、１０１は、比較例２のＳｉＣ単結晶基板２００と比べて、ＳｉＣ接合基板８００の製造に更に繰り返し使用できることから、ＳｉＣ単結晶基板２００のロスを減らし、かつ、ＳｉＣ接合基板８００の製造効率を上げることができることがわかった。

【0100】

［評価２：ＳｉＣ単結晶薄膜２８０と第２ＳｉＣ多結晶基板７００との接合性］
ＳｉＣ単結晶薄膜２８０と第２ＳｉＣ多結晶基板７００との接合不良について、レーザーテック株式会社製のＳｉＣウエハ欠陥検査装置 ＳＩＣＡ８８を用いて分析した。

【0101】

その結果、実施例２のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１０１を用いた場合には、ポケット１１１を無くすことで発塵の発生を抑制でき、かつ、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率が３Ω・ｃｍであることにより研磨屑や研磨粉等が第１ＳｉＣ多結晶基板３００に付着し難くなった結果、比較例１のＳｉＣ単結晶基板２００を用いた場合と比べて接合不良を８０％抑制することができた。

【0102】

そして、実施例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板１００を用いた場合には、第１ＳｉＣ多結晶基板３００の体積抵抗率が３Ω・ｃｍであることにより研磨屑や研磨粉等が第１ＳｉＣ多結晶基板３００に付着し難くなった結果、比較例１のＳｉＣ単結晶基板２００を用いた場合と比べて接合不良を５０％抑制することができた。

【0103】

また、比較例１のＳｉＣ単結晶転写用複合基板を用いた場合には、ポケット１１１が存在し、かつ、第１ＳｉＣ多結晶基板の体積抵抗率が１００Ω・ｃｍと絶縁性が高いことにより、研磨屑や研磨粉等が第１ＳｉＣ多結晶基板に付着し易く、接合不良を抑制することができなかった。

【符号の説明】

【0104】

１００、１０１、１０２、１０３ ＳｉＣ単結晶転写用複合基板、１１０ 輪郭、
１１１ ポケット、１１２ 側面、１１３ 側面、１１４ 側面、１２０ 接合面、
２００ ＳｉＣ単結晶基板、２０１ 片面、２６０ 第１接合対象面、
２７０ 第２接合対象面、２８０ ＳｉＣ単結晶薄膜、３００ 第１ＳｉＣ多結晶基板、
３０１ 片面、３１０ スロープ、３２０ 解放面、３３０ 端部、３５０ 輪郭線、
３６０ 接合対象面、４００ チャンバー、４１０ ＦＡＢガン、４１１ 中性元素ビーム、
５００ 静電チャック、６００ 水素イオン注入層、７００ 第２ＳｉＣ多結晶基板、
７７０ 接合対象面、８００ ＳｉＣ接合基板、９００ ドーピング層、
Ａ 角度、Ｂ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】