JP2002305334A - Transfer method of functional thin film - Google Patents
Transfer method of functional thin filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、第1基板上に形成
した機能性薄膜を第2基板上に転写する機能性薄膜の転
写方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transferring a functional thin film formed on a first substrate onto a second substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、機能性材料を薄膜化しデバイスに
応用することによって、優れた機能の実現が期待される
ことから、機能性薄膜を用いたデバイスの研究が盛んで
ある。そのプロセスにおいて、第1基板上に形成した機
能性薄膜を第2基板に転写する様々な方法が検討されて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, realization of excellent functions is expected by thinning a functional material into a thin film and applying the thin film to a device. Therefore, devices using a functional thin film have been actively studied. In the process, various methods for transferring the functional thin film formed on the first substrate to the second substrate have been studied.
【0003】従来、機能性薄膜の転写方法としては、圧
電・強誘電体薄膜デバイスの製造方法が特開2000-91656
号公報に記載されている。この製造方法においては、第
1電極、圧電体薄膜、第2電極からなる圧電積層膜を第
1基板上に形成した後、アクリル系接着剤が塗布された
シートに該圧電積層膜を一度転写し、さらに、再度、第
2基板に該圧電積層膜を接合した後に、UVランプ照射に
よりアクリル系接着剤の接着強度が弱まることを利用し
て第2基板に転写する。Conventionally, as a method of transferring a functional thin film, a method of manufacturing a piezoelectric / ferroelectric thin film device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-91656.
No., published in Japanese Unexamined Patent Publication No. In this manufacturing method, a piezoelectric laminated film including a first electrode, a piezoelectric thin film, and a second electrode is formed on a first substrate, and then the piezoelectric laminated film is once transferred to a sheet coated with an acrylic adhesive. Further, after the piezoelectric laminated film is bonded to the second substrate again, the piezoelectric laminated film is transferred to the second substrate by using the fact that the adhesive strength of the acrylic adhesive is weakened by UV lamp irradiation.
【0004】また、特開平10-286953号公報には、圧電
素子およびインクジェットの製造方法が開示されてい
る。この製造方法おいては、基板上に電極を形成し、こ
の電極上に鉛系誘電体層を形成し、この鉛系誘電体層上
にさらに第2電極を形成し、この第2電極上に振動板を
形成した後、前記基板の全て若しくは一部を強酸或いは
強塩基溶剤で除去し、前記振動板の上にインク室を転写
する。[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-286953 discloses a method for manufacturing a piezoelectric element and an ink jet. In this manufacturing method, an electrode is formed on a substrate, a lead-based dielectric layer is formed on the electrode, a second electrode is further formed on the lead-based dielectric layer, and a second electrode is formed on the second electrode. After forming the diaphragm, all or part of the substrate is removed with a strong acid or strong base solvent, and the ink chamber is transferred onto the diaphragm.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開2000-91656号公報の圧電・強誘電体薄膜デバイスの製
造方法においては、転写に用いる接着剤が高温の製造工
程に耐えられないなどの理由から、二重転写が必要にな
り工程が煩雑になる点や、転写欠陥が生じるため歩留ま
りが悪くなる点などが課題となる。また、特開平10-286
953号公報においては、基板を溶解により除去しており
基板を再利用することができない点、溶解に強酸或いは
強塩基溶剤を用いているため、第2電極のピンホール等
からの酸などのエッチング液の浸入で接合界面などに剥
離が生じてしまい安定して第1電極の平滑な表面が得ら
れにくい点が課題となる。However, in the method of manufacturing a piezoelectric / ferroelectric thin film device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-91656, the reason is that the adhesive used for transfer cannot withstand the high-temperature manufacturing process. Therefore, the double transfer is required and the process becomes complicated, and the transfer defect is generated, thereby lowering the yield. Also, JP-A-10-286
No. 953 discloses that the substrate is removed by dissolving and the substrate cannot be reused.Since a strong acid or a strong base solvent is used for dissolution, etching of acid or the like from a pinhole or the like of the second electrode is performed. The problem is that the infiltration of the liquid causes separation at a bonding interface or the like, and it is difficult to obtain a stable and smooth surface of the first electrode.
【0006】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑み成されたものであり、その目的は、分離層を用いた
基板の新規剥離方法を用いることで、機能性薄膜構造と
分離層の界面で容易かつ完全に剥離させ、欠陥の少ない
機能性薄膜を得る方法を提供し、また基板の再利用を可
能にすることにある。さらに、分離層として金属層と金
属窒化物層の二層構造を用いることより、基板と分離層
との界面での剥離を防ぐことができ、分離層上に形成す
る機能性薄膜と分離層との界面での転写の歩留まりを向
上させることである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to use a novel method of peeling a substrate using a separation layer, thereby providing a functional thin film structure and a separation layer. An object of the present invention is to provide a method for easily and completely peeling off at an interface to obtain a functional thin film with few defects, and to enable reuse of a substrate. Furthermore, by using a two-layer structure of a metal layer and a metal nitride layer as the separation layer, separation at the interface between the substrate and the separation layer can be prevented, and the functional thin film and the separation layer formed on the separation layer can be prevented. Is to improve the yield of transfer at the interface.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第1基板上に形成した機能性薄膜を第2基板
上に転写する機能性薄膜の転写方法は、(1)第1基板
上に金属窒化物層を含む分離層を形成する第1の工程
と、(2)前記第1の工程に引き続いて前記分離層上
に、直接、酸素を含む機能性薄膜構造を形成する第2の
工程と、(3)前記機能性薄膜構造上に前記第2基板を
設ける第3の工程と、(4)少なくとも前記第1基板を
加熱して機能性薄膜構造側の分離層を酸化して酸化層を
形成する第4の工程と、(5)前記酸化層と機能性薄膜
構造との界面で剥離して前記第1基板上に形成した機能
性薄膜構造を前記第2基板上に転写する第5の工程と、
を有することを特徴とする。Means for Solving the Problems The method for transferring a functional thin film formed on a first substrate to a second substrate according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes the following steps. A first step of forming a separation layer including a metal nitride layer on a substrate; and (2) a step of forming a functional thin film structure containing oxygen directly on the separation layer following the first step. Step 2; (3) a third step of providing the second substrate on the functional thin film structure; and (4) oxidizing the separation layer on the functional thin film structure side by heating at least the first substrate. And (5) transferring the functional thin film structure formed on the first substrate by peeling off at the interface between the oxide layer and the functional thin film structure onto the second substrate. A fifth step,
It is characterized by having.
【0008】この方法によれば、前記第4の工程におい
て前記機能性薄膜構造から拡散して来る酸素によって分
離層表面が酸化されることで生じた酸化層の応力により
機能性薄膜構造との密着力が低下する為に、剥離は、分
離層の酸化層と機能性薄膜構造の界面で機械的に容易に
完全剥離することができる。According to this method, in the fourth step, the surface of the separation layer is oxidized by oxygen diffused from the functional thin film structure, and the oxide film is stressed by the oxide layer, thereby causing close contact with the functional thin film structure. Since the force is reduced, the peeling can be easily completed completely mechanically at the interface between the oxide layer of the separation layer and the functional thin film structure.
【0009】上記製造方法において、前記分離層は、好
適には、Ti、V、Ta、Nb、Zr、Cr、Wのうち少なくとも1
つを含む金属窒化物である。In the above manufacturing method, the separation layer is preferably formed of at least one of Ti, V, Ta, Nb, Zr, Cr, and W.
Is a metal nitride containing one.
【0010】前記機能性薄膜は、例えば、少なくとも第
1電極、圧電性薄膜よりなり、前記圧電性薄膜がイオン
結合の酸素を有する。この第1電極は、好適には、Pt、
Au、Pd、Ir、Rh、Ruのうち少なくとも1つを含む貴金属
材料である。[0010] The functional thin film comprises, for example, at least a first electrode and a piezoelectric thin film, and the piezoelectric thin film has ion-bonded oxygen. This first electrode is preferably Pt,
It is a noble metal material containing at least one of Au, Pd, Ir, Rh, and Ru.
【0011】前記分離層が2層よりなり、前記第1基板上
に第1層として金属層を形成し、該金属層上に金属窒化
物層よりなる第2層を形成する形態も採り得る。この金
属層は、好適には、Ti、Ta、Crのうち少なくとも1つを
含む。また、この金属窒化物層は、好適には、Ti、V、T
a、Nb、Zr、Cr、Wのうち少なくとも1つを含む金属窒化
物である。[0011] It is also possible to adopt a form in which the separation layer is composed of two layers, a metal layer is formed as a first layer on the first substrate, and a second layer composed of a metal nitride layer is formed on the metal layer. The metal layer preferably contains at least one of Ti, Ta and Cr. The metal nitride layer is preferably made of Ti, V, T
It is a metal nitride containing at least one of a, Nb, Zr, Cr, and W.
【0012】前記分離層の厚さは、好適には、100nm乃
至500nmの範囲である。[0012] The thickness of the separation layer is preferably in the range of 100 nm to 500 nm.
【0013】前記分離層に酸化層を形成する工程におい
て、典型的には、酸化雰囲気中で熱処理を行う。また、
前記分離層に酸化層を形成する工程において、酸化雰囲
気が少なくともNOX、オゾン、酸素ラジカルのいずれか
を含むと好適である。In the step of forming an oxide layer on the separation layer, typically, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere. Also,
In forming an oxide layer on the separation layer, oxidizing atmosphere it is preferable to include at least NO X, ozone, one of the oxygen radicals.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、本発明による機能性薄膜
の転写方法の実施の形態を各工程に即して作用も述べつ
つ説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the method for transferring a functional thin film according to the present invention will be described while describing the operation according to each step.
【0015】本発明においては、まず第1基板上に分離
層を形成する。基板は、この上に形成する層を良質にす
る為には、平滑な基板面を有する材料を用いるのがよ
い。好ましいものとしては、結晶の劈開面、溶融したガ
ラス表面、Siウエハの表面熱酸化膜面などがあげられ
る。それらの中でも、とりわけ本発明に好ましいものは
以下の2つである。In the present invention, first, a separation layer is formed on a first substrate. For the substrate, a material having a smooth substrate surface is preferably used in order to improve the quality of the layer formed thereon. Preferable examples include a cleavage plane of a crystal, a surface of a molten glass, and a surface of a Si wafer having a thermally oxidized film. Among them, the following two are particularly preferable for the present invention.
【0016】(1)酸化物単結晶の劈開面:MgO単結晶
などは〈100〉方位に容易に劈開して平滑な面を作製で
きる。このような結晶の劈開面は、必要に応じて研磨、
エッチング処理、熱処理などの平坦化、清浄化処理を行
うこともできる。好ましい材料として、MgO単結晶、SrT
iO3単結晶、サファイアなどが挙げられる。このような
材料上には、PZTなどの機能性膜が形成できる。(1) Cleavage plane of oxide single crystal: MgO single crystal or the like can be easily cleaved in the <100> direction to produce a smooth plane. The cleavage plane of such a crystal is polished if necessary,
Flattening and cleaning treatments such as etching treatment and heat treatment can also be performed. Preferred materials are MgO single crystal, SrT
iO 3 single crystal, sapphire and the like. A functional film such as PZT can be formed on such a material.
【0017】(2)Siウエハ:現在の半導体技術によれ
ば、大面積で原子レベルの平滑性を有するものが安価に
供給されており、表面に酸化膜、窒化膜を形成して用い
る。このような材料上には、低コストで平滑性の高い第
1電極などを形成できる。(2) Si wafer: According to the current semiconductor technology, a wafer having a large area and an atomic level smoothness is supplied at a low cost, and an oxide film and a nitride film are formed on the surface and used. On such a material, a first electrode or the like with low cost and high smoothness can be formed.
【0018】金属窒化物層の分離層としては、Ti(チタ
ン)、V(バナジウム)、Ta(タンタル)、Nb(ニオ
ブ)、Zr(ジルコニウム)、Cr(クロム)、W(タング
ステン)のうち少なくとも1つを含む金属窒化物を含む
層が挙げられる。これらは、高融点物質なので機能性薄
膜の結晶化の過程にも耐え、基板との相互拡散も防止で
きるので剥離が安定に行われる。As the separation layer of the metal nitride layer, at least one of Ti (titanium), V (vanadium), Ta (tantalum), Nb (niobium), Zr (zirconium), Cr (chromium), and W (tungsten) A layer containing one or more metal nitrides. Since these are high-melting substances, they can withstand the process of crystallization of the functional thin film and can prevent the interdiffusion with the substrate, so that separation can be performed stably.
【0019】また、分離層の構成として、第1基板上に
第1層としてTi、Ta、Crのうち少なくとも1つを含む金
属層を形成し、該金属層上にTi、V、Ta、Nb、Zr、Cr、W
のうち少なくとも1つを含む金属窒化物層よりなる第2
層を形成することが好ましい。この構成において、基板
と金属窒化物の間に金属層を形成することで、基板と分
離層の間の密着力が向上し、この界面での剥離が防止さ
れる。よって、分離層上に形成する機能性薄膜と分離層
との界面での転写の歩留まりが向上する。As a structure of the separation layer, a metal layer containing at least one of Ti, Ta, and Cr is formed as a first layer on a first substrate, and Ti, V, Ta, and Nb are formed on the metal layer. , Zr, Cr, W
A second metal nitride layer comprising at least one of the following:
Preferably, a layer is formed. In this configuration, by forming a metal layer between the substrate and the metal nitride, the adhesion between the substrate and the separation layer is improved, and separation at this interface is prevented. Therefore, the transfer yield at the interface between the functional thin film formed on the separation layer and the separation layer is improved.
【0020】分離層の厚さは、分離層の組成、層構成、
形成方法等の諸条件により異なるが、通常は100nm〜500
nm程度であるのが好ましい。分離層の膜厚が小さすぎる
と、成膜の均一性が損なわれ剥離にムラが生じたり、第
1基板との界面にまで機能性薄膜からの酸素の拡散が生
じたりするといった問題が起こる。他方、膜厚が厚すぎ
ると、応力のため第1基板に反りが生じる場合があり、
接合には不都合である。一例として分離層にTi層やTiN
層を用いる場合、これらは柱状の結晶構造をとるので、
粒界を伝って機能性薄膜の構成元素である酸素や鉛やBi
などが第1基板へ拡散するのを防止するため、十分な剥
離を得ようとすると少なくとも200nm以上の膜厚が必要
となる。分離層の膜厚は、できるだけ均一であることが
好ましい。The thickness of the separation layer depends on the composition of the separation layer, the layer structure,
Although it depends on various conditions such as the formation method, it is usually 100 nm to 500
It is preferably about nm. If the thickness of the separation layer is too small, the uniformity of the film is impaired, causing unevenness in peeling, and the diffusion of oxygen from the functional thin film to the interface with the first substrate occurs. On the other hand, if the film thickness is too thick, the first substrate may be warped due to stress,
It is inconvenient for joining. As an example, a Ti layer or TiN for the separation layer
When layers are used, these have a columnar crystal structure,
Oxygen, lead, and Bi, which are constituent elements of the functional thin film along the grain boundary
In order to prevent diffusion of the like into the first substrate, a film thickness of at least 200 nm or more is required to obtain sufficient separation. It is preferable that the thickness of the separation layer is as uniform as possible.
【0021】分離層の形成方法は、特に限定されず、膜
組成や膜厚等に応じて適宜選択される。例えば、スパッ
タリング、CVD、蒸着、イオンプレーティング等の各種
気相成膜法等が挙げられ、2層構成などの場合には、こ
れらのうちの2つ以上を組み合わせて形成することもで
きる。The method for forming the separation layer is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the film composition, the film thickness, and the like. For example, various vapor phase film forming methods such as sputtering, CVD, vapor deposition, and ion plating may be mentioned. In the case of a two-layer structure, two or more of these methods may be used in combination.
【0022】次に、分離層上に機能性薄膜構造を形成す
る工程について説明する。機能性薄膜構造は、典型的に
は、第1電極層と圧電性や焦電性、強誘電性、超伝導
性、磁性などの或る特定の機能をもった薄膜より構成さ
れる。この場合、まず、分離層上に第1電極層を形成す
る。第1電極層材料としては、高い導電性を有し、圧電
体薄膜の焼成工程等の加熱などに耐え得るものの中から
適宜選択する。さらに、酸化しない材料であることが好
ましい。好ましい例としては、Pt(白金)、Au(金)、
Pd(パラジウム)、Ir(イリジウム)、Rh(ロジウ
ム)、Ru(ルテニウム)などの貴金属系材料があげられ
る。また、これらの合金、積層膜なども用いることがで
きる。電極層の形成方法としては、従来公知の薄膜形成
方法を適宜用いることができ、例としてはスパッタリン
グ法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、MBE法など
がある。Next, the step of forming a functional thin film structure on the separation layer will be described. The functional thin film structure typically includes a first electrode layer and a thin film having a specific function such as piezoelectricity, pyroelectricity, ferroelectricity, superconductivity, and magnetism. In this case, first, a first electrode layer is formed on the separation layer. The material of the first electrode layer is appropriately selected from materials having high conductivity and which can withstand heating in a firing process of the piezoelectric thin film or the like. Further, it is preferable that the material does not oxidize. Preferred examples are Pt (platinum), Au (gold),
Noble metal-based materials such as Pd (palladium), Ir (iridium), Rh (rhodium), and Ru (ruthenium) can be given. Further, an alloy, a stacked film, or the like thereof can also be used. As a method for forming the electrode layer, a conventionally known method for forming a thin film can be appropriately used, and examples thereof include a sputtering method, a resistance heating evaporation method, an electron beam evaporation method, and an MBE method.
【0023】次に、このようにして作製した第1電極上
に、圧電体薄膜などの機能性薄膜を形成する工程の実施
形態を説明する。機能性薄膜に用いられる材料の例とし
ては、ペロブスカイト構造であるPb(Zr,Ti)O3(PZTとも
表記する)やPbTiO3や(Ba,Sr)TiO3やBaTiO3やLiNbO3、
あるいはBi4Ti3O12やTa2O3やZnO等が挙げられる。所望
の機能性を持ち、かつ構成物質としてイオン結合した酸
素を有する材料であれば、特に限定されずに用いること
ができる。Next, an embodiment of a process for forming a functional thin film such as a piezoelectric thin film on the first electrode thus manufactured will be described. Examples of materials used for the functional thin film include Pb (Zr, Ti) O 3 (also referred to as PZT) having a perovskite structure, PbTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , BaTiO 3 , LiNbO 3 ,
Alternatively, Bi 4 Ti 3 O 12 , Ta 2 O 3 , ZnO or the like can be used. Any material can be used without particular limitation as long as the material has desired functionality and has ionically bonded oxygen as a constituent substance.
【0024】成膜温度に関しては、本転写方法における
材料や工程の選択幅を広げる上で低温の方が望ましい。
圧電素子として広く用いられているPZT薄膜を例にとる
と、マルチイオンビームスパッタ法を用いて基板温度41
5℃においてc軸配向膜が得られている(I.Kanno et a
l.:Jpn.J.Appl.Phys., 32(1993) pp4057-4060)。ま
た、前記機能性薄膜の作製方法としては、特に限定され
ないが、スパッタ法、CVD法、イオンビーム蒸着法、ゾ
ルゲル法など公知の方法が必要に応じて用いられる。さ
らに、これらの成膜方法に、プラズマ、活性ガス、光照
射などのアシストを組み合わせて用いることもできる。
機能性薄膜の膜厚は、10μm以下とすることでフォトリ
ソグラフィーなどの半導体加工プロセスを利用して多数
の圧電素子を一括して作製できる(後述する実施例4参
照)。Regarding the film forming temperature, a lower temperature is desirable in order to widen the selection range of materials and steps in the present transfer method.
Taking a PZT thin film widely used as a piezoelectric element as an example, a substrate temperature of 41
A c-axis alignment film was obtained at 5 ° C (I. Kanno et a
l.:Jpn.J.Appl.Phys., 32 (1993) pp4057-4060). The method for producing the functional thin film is not particularly limited, but a known method such as a sputtering method, a CVD method, an ion beam evaporation method, and a sol-gel method is used as necessary. Further, these film forming methods can be used in combination with assists such as plasma, active gas, and light irradiation.
By setting the thickness of the functional thin film to 10 μm or less, a large number of piezoelectric elements can be manufactured at once using a semiconductor processing process such as photolithography (see Example 4 described later).
【0025】次に、機能性薄膜上に第2電極を形成する
工程を行う。第2電極材料としては高い導電性を有する
ものの中から適宜選択する。機能性薄膜と十分な密着性
を持つものが好ましい。Next, a step of forming a second electrode on the functional thin film is performed. The second electrode material is appropriately selected from materials having high conductivity. Those having sufficient adhesion to the functional thin film are preferable.
【0026】第2電極と第2基板を接合する工程は、前記
第1電極と分離層の酸化層の接合より高い強度で接合で
きる方法の中から適当な方法を選択するが、好ましいも
のとして以下の方法が挙げられる。In the step of bonding the second electrode and the second substrate, an appropriate method is selected from methods capable of bonding with higher strength than the bonding of the first electrode and the oxide layer of the separation layer. Method.
【0027】(1)金属などの接合層を介した圧着:第
2基板上に金属などからなる接合層を形成し、第2電極
層と面同士を合せた後、第1、第2の両基板を押し付け
合うように加圧して接合する。この際、必要に応じて加
熱を行う。接合層としては、金属元素同士の結合を阻害
する酸化皮膜が形成されにくく展性に富む金属が好まし
く、例としてはAuが挙げられる。他にPt、Pd、Ir、Rh、
Ruなどの貴金属系材料も挙げられる。これらの合金、積
層膜なども用いることができる。これらの接合層と第2
基板の間には十分な密着性が必要であるため、第2基板
表面にTi、Cr、W、Taなどよりなる密着層を予め形成し
ておくことが好ましい。また、このような接合層は、必
要に応じて、第2電極層上や、該第2電極層上の拡散防
止層上にも形成してもよい。(1) Compression bonding via a bonding layer of a metal or the like: After forming a bonding layer of a metal or the like on a second substrate and aligning the surfaces with the second electrode layer, the first and second bonding layers are formed. The substrates are joined by applying pressure so that they are pressed against each other. At this time, heating is performed if necessary. As the bonding layer, a metal which is hard to form an oxide film that inhibits the bonding between metal elements and has high malleability is preferable, and examples thereof include Au. Pt, Pd, Ir, Rh,
Precious metal based materials such as Ru are also included. These alloys, laminated films, and the like can also be used. These bonding layers and the second
Since sufficient adhesion is required between the substrates, it is preferable to previously form an adhesion layer made of Ti, Cr, W, Ta, or the like on the surface of the second substrate. Further, such a bonding layer may be formed on the second electrode layer or on the diffusion preventing layer on the second electrode layer as necessary.
【0028】(2)接着剤を用いた接合:高分子材料な
どからなる接着剤をスピナー等で第2電極もしくは第2基
板に塗布し、該第2電極と該第2基板とを重ね合わせて、
荷重印加のもと加熱して接着剤を硬化させる。(2) Bonding using an adhesive: An adhesive made of a polymer material or the like is applied to a second electrode or a second substrate with a spinner or the like, and the second electrode and the second substrate are superposed. ,
The adhesive is cured by heating under the application of a load.
【0029】(3)陽極接合:第2電極と第2基板の面同
士を合せた後、荷重印加した状態で、第2電極と第2基
板との間に電界を印加して陽極接合(G.Wallis et.al.
J.Appl. Phys. 40(10)3946参照)を行う。この際、必要
に応じて加熱を行う。第2電極上には、必要に応じて、
予め陽極接合に適した、例えばAlなどの材料を接合層と
して形成しておくこともできる。(3) Anodic bonding: After aligning the surfaces of the second electrode and the second substrate, and applying a load, an electric field is applied between the second electrode and the second substrate to apply anodic bonding (G .Wallis et.al.
J. Appl. Phys. 40 (10) 3946). At this time, heating is performed if necessary. On the second electrode, if necessary,
A material suitable for anodic bonding, such as Al, may be formed in advance as a bonding layer.
【0030】(4)ろう接:第2基板上にろう接剤層を形
成し、第2電極と重ね合わせて荷重印加のもと加熱して
接合させる。ろう接剤には、融点450℃以下のいわゆる
“はんだ”と呼ばれる軟ろうと、融点が450℃以上の耐
熱性に優れた硬ろうがある。好ましい硬ろう接剤として
は、アルミニウムろう、銀ろう、リン銅ろう、黄銅ろう
などが挙げられる。(4) Brazing: A brazing agent layer is formed on the second substrate, and is superimposed on the second electrode and heated to be joined under a load. The soldering agent includes a soft solder having a melting point of 450 ° C. or less, so-called “solder”, and a hard solder having a melting point of 450 ° C. or more and excellent heat resistance. Preferred hard brazing agents include aluminum brazing, silver brazing, phosphor copper brazing, brass brazing and the like.
【0031】(5)積層堆積:第2電極上に第2基板あ
るいは被転写層となる材料を積層堆積して形成する。こ
こでは、第2基板を別に用意して機能性薄膜上に該第2
基板を接合するのではなく、機能性薄膜上に直接形成す
るものである。例としては、スパッタリングなどにより
SiO2やZrなどの圧電素子の振動板を堆積することが挙
げられる。(5) Stack deposition: A material for the second substrate or a layer to be transferred is stacked and formed on the second electrode. Here, a second substrate is separately prepared and the second substrate is provided on the functional thin film.
Instead of bonding substrates, they are formed directly on a functional thin film. For example, by sputtering
Deposition of a vibration plate of a piezoelectric element such as SiO 2 or Zr may be mentioned.
【0032】これら接合層、接着剤、ろう剤等は、転写
工程後に、第2基板の裏面よりのエッチングなどで適宜
除去する。After the transfer step, the bonding layer, the adhesive, the brazing agent, etc. are appropriately removed by etching or the like from the back surface of the second substrate.
【0033】次に、分離層の機能性薄膜側の酸化層の形
成について説明する。この形成での熱処理の工程におい
て、酸化物機能性薄膜から拡散して来る酸素によって分
離層表面に酸化層が形成され、該酸化層によって分離層
に応力変化が生じる。この分離層中に酸化層を形成する
工程は特に限定されないが、例として以下のようにして
行う。Next, formation of the oxide layer on the functional thin film side of the separation layer will be described. In the heat treatment step in this formation, an oxide layer is formed on the surface of the separation layer by oxygen diffused from the oxide functional thin film, and the oxide layer causes a change in stress in the separation layer. The step of forming an oxide layer in the separation layer is not particularly limited, but is performed, for example, as follows.
【0034】(1)基板温度を比較的高温に保持しなが
ら機能性薄膜を成膜し、その後で熱処理を行い、酸化層
を形成する。(1) A functional thin film is formed while maintaining the substrate temperature at a relatively high temperature, and then heat treatment is performed to form an oxide layer.
【0035】(2)機能性薄膜を室温において成膜し、
その後、酸化雰囲気中で熱処理を行い、酸化層を形成す
る。この方法では、熱処理工程において同時に機能性薄
膜の結晶化も兼ねる場合がある。(2) forming a functional thin film at room temperature,
After that, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to form an oxide layer. In this method, the crystallization of the functional thin film may be simultaneously performed in the heat treatment step.
【0036】(3)基板温度を高温に保持しながら機能
性薄膜を成膜し、同時に酸化層も形成する。この方法で
は、機能性薄膜を分離層上に形成する際に同時に分離層
に酸化層も形成される。(3) A functional thin film is formed while maintaining the substrate temperature at a high temperature, and an oxide layer is formed at the same time. In this method, when the functional thin film is formed on the separation layer, an oxide layer is also formed on the separation layer at the same time.
【0037】分離層の酸化のためには、機能性薄膜に酸
素が補われる様に、熱処理を酸化雰囲気中で行うことが
好ましい。酸化雰囲気としては、酸素、オゾン、および
それらに窒素、アルゴン、ヘリウム等を混合したものが
挙げられる。熱処理温度は、熱応力による剥離などを防
止するために、できるだけ低温であることが好ましい。
酸化雰囲気としてNOX、オゾン等を用いたり、また酸素
ラジカル、プラズマといった酸素活性化粒子を用いたり
することで、低温による熱処理が可能となる。これによ
って、第2基板として、積層体や耐熱温度の低いもの、
電子素子を形成したもの等を用いることが可能になる。
また、後述の実施例4における基板−振動板の熱膨張差
による歪応力の影響が低減されるといった効果もある。
さらに酸化雰囲気の圧力を制御することで低温による熱
処理が可能となる。For the oxidation of the separation layer, it is preferable to perform the heat treatment in an oxidizing atmosphere so that the functional thin film is supplemented with oxygen. Examples of the oxidizing atmosphere include oxygen, ozone, and a mixture thereof with nitrogen, argon, helium, or the like. The heat treatment temperature is preferably as low as possible in order to prevent separation or the like due to thermal stress.
NO X as an oxidizing atmosphere, or using ozone, etc., and that or with oxygen radicals, oxygen activated particle such plasma, it is possible to heat treatment at a low temperature. Thereby, as the second substrate, a laminate or a substrate having a low heat-resistant temperature,
It is possible to use an electronic element formed thereon or the like.
Further, there is an effect that the influence of the strain stress due to the difference in thermal expansion between the substrate and the diaphragm in Example 4 described later is reduced.
Further, by controlling the pressure of the oxidizing atmosphere, heat treatment at a low temperature becomes possible.
【0038】最後に、剥離は、分離層の酸化層と第1電
極等の界面より機械的に容易に完全剥離することができ
る。これは、前記機能性薄膜の熱処理の際に電極等を通
って拡散してくる酸素によって分離層表面が酸化され、
生じた酸化層の応力により第1電極等との密着力が低下
していた為に可能となる。Finally, complete separation can be easily achieved mechanically from the interface between the oxide layer of the separation layer and the first electrode or the like. This is because the surface of the separation layer is oxidized by oxygen diffused through the electrodes and the like during the heat treatment of the functional thin film,
This is possible because the adhesion of the oxide layer to the first electrode or the like is reduced due to the generated stress of the oxide layer.
【0039】以上のようにして、第1基板上に形成した
機能性薄膜を第2基板上に転写し、その後、所望の形状
に加工することで様々なデバイスを作製することができ
る。例として、圧電カンチレバー、音響光学フィルタな
どの音響素子、液滴噴射装置、超音波光偏向素子などの
超音波素子等などがある。As described above, various devices can be manufactured by transferring the functional thin film formed on the first substrate onto the second substrate and then processing it into a desired shape. Examples include an acoustic element such as a piezoelectric cantilever and an acousto-optic filter, an ultrasonic element such as a droplet ejecting device, and an ultrasonic light deflection element, and the like.
【0040】[0040]
【実施例】以下に、本発明の実施例をあげて具体的に説
明する。The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【0041】(実施例1)図1を参照して本発明の実施例
1である機能性薄膜の転写方法について説明する。図1は
機能性薄膜の転写方法を各工程を示す断面図であり、断
面方向の概略を示している。本実施例は、機能性薄膜と
して圧電体薄膜を用い、これをカンチレバー状の圧電素
子に応用した例を示す。(Embodiment 1) Embodiment of the present invention with reference to FIG.
The method 1 for transferring a functional thin film will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing each step of a method for transferring a functional thin film, and schematically shows a cross-sectional direction. This embodiment shows an example in which a piezoelectric thin film is used as a functional thin film and is applied to a cantilever-shaped piezoelectric element.
【0042】まず、図1の(a)に示すように、第1基板
1上に分離層2を形成した。第1基板1として熱酸化膜を
成長させたSi(100)基板を用いた。第1基板1上にDCマ
グネトロンスパッタ法を用いてTiNを200nm堆積し、分離
層2を形成した。成膜は、室温においてTiターゲットを
用い、スパッタ雰囲気はアルゴンと窒素との混合ガスを
用いた。First, as shown in FIG. 1A, a separation layer 2 was formed on a first substrate 1. As the first substrate 1, a Si (100) substrate on which a thermal oxide film was grown was used. TiN was deposited to a thickness of 200 nm on the first substrate 1 using a DC magnetron sputtering method to form a separation layer 2. The film was formed using a Ti target at room temperature, and a mixed gas of argon and nitrogen was used as a sputtering atmosphere.
【0043】次に、図1の(b)に示すように分離層2の
上に第1電極3、圧電体薄膜4、第2電極5、拡散防止層6、
接合層7を順に形成した。第1電極3はRFマグネトロンス
パッタ法を用い、Ptを100nm堆積した。成膜は、室温
で、RFパワー300W、Arガス圧0.67Paの条件で行った。圧
電体薄膜4の形成は、マルチイオンビームスパッタ法を
用いてPZTを1μm堆積した。成膜は、ターゲットとしてP
b、Zr、およびTiの金属を用い、それぞれのターゲット
に約1kVに加速したArイオンビームを照射してスパッタ
リングし、同時にO2ガスを基板近傍に供給しながら基板
温度450℃として成膜を行った。また、膜組成がPb(Zr
0.53Ti0.47)O3となるように、各ターゲットに照射する
イオンビームのイオン電流を調整して堆積した。Next, as shown in FIG. 1B, a first electrode 3, a piezoelectric thin film 4, a second electrode 5, a diffusion prevention layer 6,
The bonding layer 7 was formed in order. For the first electrode 3, Pt was deposited to a thickness of 100 nm by using an RF magnetron sputtering method. The film was formed at room temperature under the conditions of RF power of 300 W and Ar gas pressure of 0.67 Pa. The piezoelectric thin film 4 was formed by depositing PZT to a thickness of 1 μm by using a multi-ion beam sputtering method. Deposition is performed using P
Using a metal of b, Zr, and Ti, each target was irradiated with an Ar ion beam accelerated to about 1 kV and sputtered, and at the same time, a film was formed at a substrate temperature of 450 ° C. while supplying O 2 gas near the substrate. Was. Further, when the film composition is Pb (Zr
The deposition was performed by adjusting the ion current of the ion beam applied to each target so as to be 0.53 Ti 0.47 ) O 3 .
【0044】次に、前記圧電体薄膜4上に第2電極5を形
成した。第2電極5は、第1電極3と同様に、RFマグネトロ
ンスパッタ法にてPtを100nm堆積した。拡散防止層6とし
ては、スパッタ法を用い、室温にてWを200nm堆積した。
続いて、接合層7として、スパッタ法によりAuを20nm堆
積した。Next, a second electrode 5 was formed on the piezoelectric thin film 4. Like the first electrode 3, the second electrode 5 was deposited with 100 nm of Pt by RF magnetron sputtering. As the diffusion preventing layer 6, 200 nm of W was deposited at room temperature using a sputtering method.
Subsequently, Au was deposited to a thickness of 20 nm as a bonding layer 7 by a sputtering method.
【0045】別に、図1の(c)に示すように、第2基板8
として面方位(100)のSi単結晶基板を用意し、前記第2
基板8の両面に、Si3N4膜9を形成した。Si3N4膜9は、後
述の第2基板8の異方性エッチングのためのマスク層であ
り、LPCVD法によって150nm成膜し、開口部10はCF4を用
いプラズマ法でエッチングして形成した。Separately, as shown in FIG. 1C, the second substrate 8
A silicon single crystal substrate having a plane orientation (100) was prepared as
An Si 3 N 4 film 9 was formed on both surfaces of the substrate 8. The Si 3 N 4 film 9 is a mask layer for anisotropic etching of the second substrate 8 described later, is formed to a thickness of 150 nm by an LPCVD method, and the opening 10 is formed by etching a plasma method using CF 4. did.
【0046】次に、図1の(d)に示すように、前記Si3N
4膜9上に第2の接合層11としてTiを10nm、Auを50nm順に
堆積した。成膜には、接合層7と同様に、スパッタ法を
用いた。Next, as shown in FIG. 1D, the Si 3 N
On the fourth film 9, Ti was deposited as the second bonding layer 11 in a thickness of 10 nm and Au was deposited in the order of 50 nm. For the film formation, a sputtering method was used as in the case of the bonding layer 7.
【0047】続いて、図1の(e)に示すように、図1
(b)の第1基板1と図1(d)の第2基板8を接合層7、
11の面同士を合わせて接合面を密着させた後、両基板を
押し付け合うように加圧した。圧力は10kg/cm2とし、1
分間保持した。この際、両基板1、8は150℃に保持し、
圧力解放後に室温まで冷却した。Subsequently, as shown in FIG.
The first substrate 1 shown in FIG. 1B and the second substrate 8 shown in FIG.
After the surfaces of Nos. 11 and 11 were brought together and the bonding surfaces were brought into close contact with each other, pressure was applied so that both substrates were pressed against each other. The pressure is 10 kg / cm 2 and 1
Hold for minutes. At this time, both substrates 1 and 8 are kept at 150 ° C.
After the pressure was released, the mixture was cooled to room temperature.
【0048】次に、図1の(f)に示すように、熱処理お
よび剥離を行った。まず、前記分離層2の第1電極3側に
分離層の酸化層12を形成させるために、酸素雰囲気中で
熱処理を行った。熱処理は600℃で2時間行った。剥離は
次の様に行った。前記PZT薄膜の熱処理の際に生じた分
離層2の酸化層12により、第1電極3との界面での密着力
が低下している。よって、両基板1、8の各々裏面を真空
チャックして固定し、分離層2の酸化層12と第1電極3の
界面より容易かつ完全に機械的に引き剥がすことができ
た。Next, as shown in FIG. 1F, heat treatment and peeling were performed. First, heat treatment was performed in an oxygen atmosphere in order to form an oxide layer 12 of the separation layer on the first electrode 3 side of the separation layer 2. The heat treatment was performed at 600 ° C. for 2 hours. Peeling was performed as follows. Due to the oxide layer 12 of the separation layer 2 generated during the heat treatment of the PZT thin film, the adhesion at the interface with the first electrode 3 is reduced. Therefore, the back surfaces of both substrates 1 and 8 were fixed by vacuum chucking, and easily and completely mechanically peeled off from the interface between oxide layer 12 of separation layer 2 and first electrode 3.
【0049】次に、図1の(g)に示すように、KOH水溶
液を用いて、第2基板8の異方性エッチングにより素子
下部の基板8を除去した。最後に、CF4、O2プラズマを用
いた反応性イオンエッチング(RIE法)によりSi3N4膜9
をエッチング除去し、カンチレバー状の圧電素子を作製
した。このカンチレバー状の圧電素子は、先端部に光源
などを設置して近視野光学系用の光源などとして使用で
きる。Next, as shown in FIG. 1 (g), the substrate 8 under the element was removed by anisotropic etching of the second substrate 8 using an aqueous KOH solution. Finally, the Si 3 N 4 film 9 is formed by reactive ion etching (RIE) using CF 4 and O 2 plasma.
Was removed by etching to produce a cantilever-shaped piezoelectric element. This cantilever-shaped piezoelectric element can be used as a light source for a near-field optical system by installing a light source or the like at the tip.
【0050】以上の本実施例によれば、カンチレバー状
の圧電素子の製造工程において、上記のような基板の新
規転写方法を用いることで、第1基板1上に形成した圧
電素子を第2基板8上に容易かつ完全に転写することが
可能となり、また基板1の再利用も可能となった。According to the present embodiment described above, in the manufacturing process of the cantilever-shaped piezoelectric element, the piezoelectric element formed on the first substrate 1 is transferred to the second substrate 8 can be easily and completely transferred onto the substrate 8, and the substrate 1 can be reused.
【0051】(実施例2)図2を参照して本発明の機能性
薄膜の転写方法の実施例2について説明する。図2は機能
性薄膜の転写方法の工程の断面図であり、断面方向の概
略を示している。本実施例は、機能性薄膜として圧電体
薄膜を用い、カンチレバー状の圧電素子に応用した例を
示す。(Embodiment 2) Embodiment 2 of the method for transferring a functional thin film of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a step of a method for transferring a functional thin film, and schematically shows a cross-sectional direction. This embodiment shows an example in which a piezoelectric thin film is used as a functional thin film and applied to a cantilever-shaped piezoelectric element.
【0052】まず、図2の(a)に示すように、第1基板
1上に分離層2を形成した。第1基板1には、清浄化処理
した(100)MgO単結晶基板を用いた。分離層2として、
金属層13と金属窒化物層14の二層構造を形成した。金属
層13としてTiを4nm形成し、次に該金属層13上に金属窒
化物14であるTiNを200nm連続で成膜した。Ti、TiNいず
れの成膜も、室温でTiターゲットを用いたDCマグネトロ
ンスパッタ法を用いて行った。Ti13はアルゴンガスをス
パッタガスに用い、TiN14はアルゴンと窒素との混合ガ
スをスパッタガスに用いた。First, as shown in FIG. 2A, the first substrate
A separation layer 2 was formed on 1. As the first substrate 1, a cleaned (100) MgO single crystal substrate was used. As separation layer 2,
A two-layer structure of the metal layer 13 and the metal nitride layer 14 was formed. Ti was formed to a thickness of 4 nm as the metal layer 13, and then TiN as the metal nitride 14 was continuously formed on the metal layer 13 to a thickness of 200 nm. Both the Ti and TiN films were formed at room temperature by DC magnetron sputtering using a Ti target. Ti13 used argon gas as a sputtering gas, and TiN14 used a mixed gas of argon and nitrogen as a sputtering gas.
【0053】次に、図2の(b)に示すように分離層2の
上に、第1電極3、圧電体薄膜4、第2電極5、拡散防止層
6、接合層7を順に形成した。第1電極3はPtを100nm、圧
電体薄膜4はPZTを1μm、第2電極5はPtを100nm、拡散防
止層6はWを200nm、接合層7はAuを20nm堆積させた。それ
ぞれの成膜条件は実施例1と同様とした。Next, as shown in FIG. 2 (b), a first electrode 3, a piezoelectric thin film 4, a second electrode 5, a diffusion prevention layer
6, the bonding layer 7 was formed in order. The first electrode 3 was made of Pt 100 nm, the piezoelectric thin film 4 was made of PZT 1 μm, the second electrode 5 was made of Pt 100 nm, the diffusion preventing layer 6 was made of W 200 nm, and the bonding layer 7 was made of Au 20 nm. The respective film forming conditions were the same as in Example 1.
【0054】別に、図2の(c)に示すように、第2基板
8としての面方位(100)のSi単結晶基板の両面にSi3N4
膜9を形成した。Si3N4膜9の形成方法は実施例1と同様
とした。Separately, as shown in FIG. 2C, both surfaces of a Si single crystal substrate having a plane orientation of (100) as the second substrate 8 are Si 3 N 4
Film 9 was formed. The method for forming the Si 3 N 4 film 9 was the same as that in Example 1.
【0055】次に、図2の(d)に示すように、前記Si3N
4膜9上に、第2の接合層11としてTiを10nm、Auを50nm順
に堆積した。成膜には接合層7と同様にスパッタ法を用
いた。Next, as shown in FIG. 2D, the Si 3 N
On the fourth film 9, Ti was deposited as the second bonding layer 11 in a thickness of 10 nm and Au was deposited in the order of 50 nm. Sputtering was used for the film formation as in the case of the bonding layer 7.
【0056】続いて、図2の(e)に示すように、図2
(b)の第1基板1と図2(d)の第2基板8を接合層7、
11の面同士を合わせて接合面を密着させた後、両基板を
押し付け合うように加圧した。圧力は10kg/cm2とし、1
分間保持した。この際、両基板1、8は150℃に保持し、
圧力解放後に室温まで冷却した。Subsequently, as shown in FIG.
The first substrate 1 of (b) and the second substrate 8 of FIG.
After the surfaces of Nos. 11 and 11 were brought together and the bonding surfaces were brought into close contact with each other, pressure was applied so that both substrates were pressed against each other. The pressure is 10 kg / cm 2 and 1
Hold for minutes. At this time, both substrates 1 and 8 are kept at 150 ° C.
After the pressure was released, the mixture was cooled to room temperature.
【0057】次に、図2の(f)に示すように、熱処理お
よび剥離を行った。まず、前記分離層2の第1電極3側に
分離層の酸化層12を形成させるために、酸素雰囲気中で
熱処理を行った。熱処理は600℃で2時間行った。剥離
は、実施例1と同様に行い、分離層の酸化層12と第1電極
3の界面より機械的に完全剥離することができた。この
方法で100個のサンプルを作製および剥離し、走査性電
子顕微鏡で観察すると、第1電極3側に分離層2が残るこ
となく、全てのサンプルで完全に転写していることが確
認できた。Next, as shown in FIG. 2F, heat treatment and peeling were performed. First, heat treatment was performed in an oxygen atmosphere in order to form an oxide layer 12 of the separation layer on the first electrode 3 side of the separation layer 2. The heat treatment was performed at 600 ° C. for 2 hours. The peeling was performed in the same manner as in Example 1, and the oxide layer 12 of the separation layer and the first electrode
The film could be completely peeled off mechanically from the interface of No. 3. When 100 samples were prepared and peeled by this method and observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the transfer was completely performed in all samples without the separation layer 2 remaining on the first electrode 3 side. .
【0058】次に、図2の(g)に示すように、KOH水溶
液を用いて、第2基板8の異方性エッチングにより素子
下部の基板8を除去した。最後に、CF4、O2プラズマを用
いた反応性イオンエッチング(RIE法)によりSi3N4膜9
をエッチング除去し、カンチレバー状の圧電素子を作製
した。Next, as shown in FIG. 2G, the substrate 8 under the element was removed by anisotropic etching of the second substrate 8 using an aqueous KOH solution. Finally, the Si 3 N 4 film 9 is formed by reactive ion etching (RIE) using CF 4 and O 2 plasma.
Was removed by etching to produce a cantilever-shaped piezoelectric element.
【0059】以上の本実施例によれば、カンチレバー状
の圧電素子の製造工程において、分離層2として、下地
に基板1との密着性の良い金属層13を形成し、その上に
金属窒化物層14を形成した二層構造を用いることで、基
板1と分離層2の間の密着力が向上し、この界面での剥離
を防ぐことができる。よって、分離層2上に形成する機
能性薄膜と分離層との界面での転写の歩留まりを向上す
ることができた。According to the present embodiment, in the manufacturing process of the cantilever-shaped piezoelectric element, the metal layer 13 having good adhesion to the substrate 1 is formed as the separation layer 2 on the base, and the metal nitride is formed thereon. By using the two-layer structure in which the layer 14 is formed, the adhesion between the substrate 1 and the separation layer 2 is improved, and separation at this interface can be prevented. Therefore, the transfer yield at the interface between the functional thin film formed on the separation layer 2 and the separation layer could be improved.
【0060】(実施例3)図3を参照して本発明の機能性
薄膜の転写方法の実施例3について説明する。図3は機能
性薄膜の転写方法の工程の断面図であり、断面方向の概
略を示している。本実施例は、機能性薄膜として圧電体
薄膜を用い、カンチレバーの圧電素子に応用した例を示
す。(Embodiment 3) A third embodiment of the method for transferring a functional thin film of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a step of a method for transferring a functional thin film, schematically showing a cross-sectional direction. This embodiment shows an example in which a piezoelectric thin film is used as a functional thin film and applied to a piezoelectric element of a cantilever.
【0061】まず、図3の(a)に示すように、第1基板
1上に分離層2を形成した。第1基板1として、清浄化処
理した(100)MgO単結晶基板を用いた。第1基板1上に
スパッタ法を用いてTaNを200nm堆積し、分離層2を形成
した。成膜は、室温においてTaターゲットを用い、スパ
ッタ雰囲気はアルゴンと窒素との混合ガスを用いた。First, as shown in FIG. 3A, a separation layer 2 was formed on a first substrate 1. As the first substrate 1, a cleaned (100) MgO single crystal substrate was used. On the first substrate 1, TaN was deposited to a thickness of 200 nm by a sputtering method to form a separation layer 2. The film was formed using a Ta target at room temperature, and a mixed gas of argon and nitrogen was used as a sputtering atmosphere.
【0062】次に、図3の(b)に示すように、分離層2
の上に、第1電極3、圧電体薄膜4、第2電極5、拡散防止
層6、接合層7を順に形成した。第1電極3はPtを100nm、
圧電体薄膜4はPZTを1μm、第2電極5はPtを100nm、拡散
防止層6はWを200nm、接合層7はAuを20nm堆積させた。そ
れぞれの成膜条件は実施例1と同様とした。Next, as shown in FIG.
On this, a first electrode 3, a piezoelectric thin film 4, a second electrode 5, a diffusion prevention layer 6, and a bonding layer 7 were sequentially formed. The first electrode 3 has Pt of 100 nm,
The piezoelectric thin film 4 was formed by depositing PZT of 1 μm, the second electrode 5 of Pt of 100 nm, the diffusion preventing layer 6 of W of 200 nm, and the bonding layer 7 of Au of 20 nm. The respective film forming conditions were the same as in Example 1.
【0063】別に、図3の(c)に示すように、第2基板
8としての面方位(100)のSi単結晶基板の両面にSi3N4
膜9を形成した。Si3N4膜9の形成方法は実施例1と同様
とした。Separately, as shown in FIG. 3C, both sides of a Si single crystal substrate having a plane orientation of (100) as the second substrate 8 are Si 3 N 4
Film 9 was formed. The method for forming the Si 3 N 4 film 9 was the same as that in Example 1.
【0064】次に、図3の(d)に示すように、前記Si3N
4膜9上に第2の接合層11としてTiを10nm、Auを50nm順に
堆積した。成膜には、接合層7と同様に、スパッタ法を
用いた。Next, as shown in FIG. 3D, the Si 3 N
On the fourth film 9, Ti was deposited as the second bonding layer 11 in a thickness of 10 nm and Au was deposited in the order of 50 nm. For the film formation, a sputtering method was used as in the case of the bonding layer 7.
【0065】続いて、図3の(e)に示すように、図3
(b)の第1基板1と図3(d)の第2基板8を接合層7、
11の面同士を合わせて接合面を密着させた後、両基板
1、8を押し付け合うように加圧した。圧力は10kg/cm2と
し、1分間保持した。この際、両基板1、8は150℃に保
持し、圧力解放後に室温まで冷却した。Subsequently, as shown in FIG.
The first substrate 1 of (b) and the second substrate 8 of FIG.
After the surfaces of 11 are brought into close contact with each other,
Pressure was applied so that 1 and 8 were pressed against each other. The pressure was set to 10 kg / cm 2 and kept for 1 minute. At this time, both substrates 1 and 8 were kept at 150 ° C., and cooled to room temperature after releasing the pressure.
【0066】次に,図3の(f)に示すように、熱処理お
よび剥離を行った。まず、前記分離層2の第1電極3側に
分離層2の酸化層12を形成させるために、NOx雰囲気中で
熱処理を行った。熱処理は400℃で3時間行った。剥離
は、実施例1と同様に行い、分離層2の酸化層12と第1電
極3の界面より機械的に完全剥離することができた。Next, as shown in FIG. 3F, heat treatment and peeling were performed. First, in order to form an oxide layer 12 of the isolation layer 2 to the first electrode 3 side of the separation layer 2 was heat-treated in a NO x atmosphere. The heat treatment was performed at 400 ° C. for 3 hours. Peeling was performed in the same manner as in Example 1, and mechanical complete peeling was possible from the interface between the oxide layer 12 of the separation layer 2 and the first electrode 3.
【0067】次に、図3の(g)に示すように、KOH水溶
液を用いて、第2基板8の異方性エッチングにより素子
下部の基板8を除去した。最後に、CF4、O2プラズマを用
いた反応性イオンエッチング(RIE法)により、Si3N4膜
9をエッチング除去し、カンチレバー状の圧電素子を作
製した。Next, as shown in FIG. 3G, the substrate 8 under the element was removed by anisotropic etching of the second substrate 8 using an aqueous KOH solution. Finally, the Si 3 N 4 film 9 was removed by reactive ion etching (RIE method) using CF 4 and O 2 plasma, thereby producing a cantilever-shaped piezoelectric element.
【0068】以上の本実施例によれば、カンチレバー状
の圧電素子の製造工程において、上記のようにNOx雰囲
気中で熱処理することにより分離層2の酸化膜12形成の
低温化が可能になり、また転写欠陥が低減でき、安定し
た転写ができるようになった。[0068] According to the above embodiment, in the manufacturing process of the cantilever-shaped piezoelectric element, it enables oxide film 12 lowering the formation of the separation layer 2 by heat treatment in an NO x atmosphere as described above In addition, transfer defects can be reduced, and stable transfer can be performed.
【0069】(実施例4)図4および図5を参照して本発
明の機能性薄膜の転写方法の実施例4について説明す
る。図4は機能性薄膜の転写方法の工程の断面図であ
り、断面方向の概略を示している。本実施例は、機能性
薄膜として圧電体薄膜を用い、液滴噴射装置に応用した
例を示す。図5には、実施例4の工程で作製した液滴噴射
装置の概観図を示す。Example 4 An example 4 of the method for transferring a functional thin film of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of a step of a method for transferring a functional thin film, schematically showing a cross-sectional direction. This embodiment shows an example in which a piezoelectric thin film is used as a functional thin film and applied to a liquid droplet ejecting apparatus. FIG. 5 shows a schematic view of a droplet ejecting apparatus manufactured in the steps of the fourth embodiment.
【0070】まず、図4の(a)に示すように、第1基板
1上に分離層2を形成した。第1基板1として、熱酸化膜
を成長させたSi(100)基板を用いた。第1基板上に、D
Cマグネトロンスパッタ法を用いてTiNを200nm堆積し、
分離層2を形成した。成膜方法は実施例1と同様とした。First, as shown in FIG. 4A, the first substrate
A separation layer 2 was formed on 1. As the first substrate 1, a Si (100) substrate on which a thermal oxide film was grown was used. On the first substrate, D
Deposit 200 nm of TiN using C magnetron sputtering,
The separation layer 2 was formed. The film formation method was the same as in Example 1.
【0071】次に、図4の(b)に示すように、分離層2
の上に、第1電極3、圧電体薄膜4、第2電極5を順に形成
した。第1電極3はPtを100nm、圧電体薄膜4はPZTを3μ
m、第2電極5はPtを100nm堆積させた。それぞれの成膜条
件は実施例1と同様とした。Next, as shown in FIG.
A first electrode 3, a piezoelectric thin film 4, and a second electrode 5 were sequentially formed on the substrate. The first electrode 3 has Pt of 100 nm, and the piezoelectric thin film 4 has PZT of 3 μm.
m, Pt was deposited on the second electrode 5 to a thickness of 100 nm. The respective film forming conditions were the same as in Example 1.
【0072】別に、図4の(c)に示すように、インク室
15を形成した。インク室15は、面方位(100)のSi単結晶
基板にフォトリソグラフィーとTMAH溶液による異方性エ
ッチングで吐出口16、圧力室17、オリフィス18、インク
供給口19を形成したものを用いた。Separately, as shown in FIG.
15 formed. The ink chamber 15 used was one in which a discharge port 16, a pressure chamber 17, an orifice 18, and an ink supply port 19 were formed by photolithography and anisotropic etching using a TMAH solution on a Si single crystal substrate having a plane orientation of (100).
【0073】次に、図4の(d)に示すように前記インク
室15上に振動板20を直接接合した。振動板20には、イン
ク室15の材料のSiと熱膨張係数のほぼ等しい厚さ30μm
のPyrexガラス(コーニング社、商品名)を用い、前記
インク室15と陽極接合を行った。陽極接合は、インク室
15と振動板20を清浄化して重ね合せ、350℃に加熱し、
インク室15と振動板20の間に200Vの電圧を印加して行
った。接合後は振動板20を研磨薄片化した。研磨薄片化
は、ラッピングマシンと研磨剤を用いて、振動板20を研
磨して5〜7μmの厚さまで薄片化し、同時に、凹凸やう
ねりを除去して平坦化した。また、研磨の際、研磨剤粒
子径を段階的に微小なものにしていき、最終的に1/4μm
のダイヤモンドスラリーでポリッシングして研磨面を鏡
面仕上げした。この様にして平坦な研磨面を有する振動
板20を形成した。Next, as shown in FIG. 4D, the vibration plate 20 was directly joined to the ink chamber 15. The vibration plate 20 has a thickness of 30 μm having a thermal expansion coefficient substantially equal to Si of the material of the ink chamber 15
Was anodically bonded to the ink chamber 15 using Pyrex glass (trade name, manufactured by Corning Incorporated). Anode bonding is performed in the ink chamber.
15 and diaphragm 20 are cleaned and superimposed, heated to 350 ° C,
The test was performed by applying a voltage of 200 V between the ink chamber 15 and the vibration plate 20. After the joining, the diaphragm 20 was polished and thinned. The polishing and thinning were performed by polishing the vibration plate 20 to a thickness of 5 to 7 μm using a lapping machine and an abrasive, and at the same time, flattening by removing irregularities and undulations. In addition, during polishing, the abrasive particle diameter was gradually reduced to a minute size, and finally 1/4 μm
The polished surface was mirror-finished by polishing with a diamond slurry. Thus, diaphragm 20 having a flat polished surface was formed.
【0074】次に、前記研磨薄片化した振動板上に、ろ
う剤層21を形成した。該ろう剤にはアルミニウムろうを
用い、蒸着法で形成した。Next, a brazing material layer 21 was formed on the polished and thinned diaphragm. Aluminum brazing was used as the brazing agent and formed by a vapor deposition method.
【0075】続いて、図4の(e)に示すように、図4
(b)の第2電極5と図4(d)のろう剤層21とを接合し
た。接合は荷重を印加しながら、温度を450℃に保って
行った。Subsequently, as shown in FIG.
The second electrode 5 of (b) and the brazing agent layer 21 of FIG. 4 (d) were joined. The joining was performed while maintaining the temperature at 450 ° C. while applying a load.
【0076】次に、図4の(f)に示すように、熱処理お
よび剥離を行った。まず、前記分離層2の第1電極3側に
分離層2の酸化層12を形成させるために、NOx雰囲気中で
熱処理を行った。熱処理は400℃で3時間行った。剥離
は、実施例1と同様に行い、分離層2の酸化層12と第1電
極3の界面より機械的に完全剥離することができた。Next, as shown in FIG. 4F, heat treatment and peeling were performed. First, in order to form an oxide layer 12 of the isolation layer 2 to the first electrode 3 side of the separation layer 2 was heat-treated in a NO x atmosphere. The heat treatment was performed at 400 ° C. for 3 hours. Peeling was performed in the same manner as in Example 1, and mechanical complete peeling was possible from the interface between the oxide layer 12 of the separation layer 2 and the first electrode 3.
【0077】最後に、図4の(g)に示すように、フォト
リソグラフィーとエッチングを用いて第1電極3、圧電体
薄膜4をパターニング加工した。さらにダイシングソー
を用いて吐出口部先端部分を切断して開口16を形成し
た。こうして、図5に示すような液滴噴射装置が作製さ
れた。Finally, as shown in FIG. 4G, the first electrode 3 and the piezoelectric thin film 4 were patterned by photolithography and etching. Furthermore, the opening 16 was formed by cutting the tip of the discharge port using a dicing saw. Thus, a droplet ejecting apparatus as shown in FIG. 5 was manufactured.
【0078】以上の本実施例によれば、液滴噴射装置の
製造工程において、上記のような転写方法を用いること
で、圧電素子をインク室15に容易かつ完全に転写するこ
とが可能となり、そのことで第1電極3の平滑な表面が得
ることができ、後工程におけるパターニングのフォトリ
ソ工程を高精度に行なえて、また基板1の再利用も可能
となった。According to the above-described embodiment, the piezoelectric element can be easily and completely transferred to the ink chamber 15 by using the above-described transfer method in the manufacturing process of the droplet ejecting apparatus. As a result, a smooth surface of the first electrode 3 can be obtained, a photolithography step of patterning in a later step can be performed with high accuracy, and the substrate 1 can be reused.
【0079】[0079]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、第1基板上に形成した機能性薄膜を第2基板上に転
写する機能性薄膜の転写方法において、分離層を用いた
基板の新規剥離方法を用いることで、機能性薄膜と分離
層の界面で容易かつ完全に剥離することができ、また上
記第1基板の再利用が可能となる。また、欠陥の少ない
機能性薄膜が得られるので、転写後に高精度の加工がで
きる。さらに、分離層として金属層と金属窒化物層の二
層構造を用いることより、基板と分離層との界面での剥
離を防ぐことができ、分離層上に形成する機能性薄膜と
分離層との界面での転写の歩留まりを向上することがで
きる。As described above, according to the present invention, in a method of transferring a functional thin film formed on a first substrate onto a second substrate, a method of transferring a functional thin film using a separation layer is performed. By using the novel peeling method, the peeling can be easily and completely performed at the interface between the functional thin film and the separation layer, and the first substrate can be reused. In addition, since a functional thin film with few defects can be obtained, high-precision processing can be performed after transfer. Furthermore, by using a two-layer structure of a metal layer and a metal nitride layer as the separation layer, separation at the interface between the substrate and the separation layer can be prevented, and the functional thin film and the separation layer formed on the separation layer can be prevented. The yield of transfer at the interface can be improved.
【図1】本発明の実施例1に係る機能性薄膜の転写方法を
説明する断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for transferring a functional thin film according to Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例2に係る機能性薄膜の転写方法
を説明する断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating a method for transferring a functional thin film according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例3に係る機能性薄膜の転写方法
を説明する断面図である。FIG. 3 is a sectional view illustrating a method for transferring a functional thin film according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例4に係る機能性薄膜の転写方法
を説明する断面図である。FIG. 4 is a sectional view illustrating a method for transferring a functional thin film according to Example 4 of the present invention.
【図5】本発明の実施例4の液滴噴射装置の概観図であ
る。FIG. 5 is a schematic view of a droplet ejecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
1…第1基板 2…分離層 3…第1電極 4…圧電体薄膜 5…第2電極 6…拡散防止層 7…接合層 8…第2基板 9…Si3N4膜 10…開口部 11…第2の接合層 12…酸化層 13…金属層 14…金属窒化物層 15…インク室 16…吐出口 17…インク室の圧力室 18…インク室のオリフィス 19…インク供給口 20…振動板 21・・・ろう剤層1 ... first substrate 2 ... separation layer 3 ... first electrode 4 ... piezoelectric thin film 5 ... second electrode 6 ... diffusion preventing layer 7 ... bonding layer 8 ... second substrate 9 ... Si 3 N 4 film 10 ... opening 11 ... second bonding layer 12 ... oxide layer 13 ... metal layer 14 ... metal nitride layer 15 ... ink chamber 16 ... ejection port 17 ... ink chamber pressure chamber 18 ... ink chamber orifice 19 ... ink supply port 20 ... vibrating plate 21 ・ ・ ・ Brazing agent layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 隆亜 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 倉島 玲伊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 野津 智史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 野尻 英章 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 赤池 正剛 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AG44 AP02 AP14 AP51 AQ02 BA05 BA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ryua Wada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Rei Kurashima 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Satoshi Nozu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hideaki Nojiri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Stocks In-house (72) Inventor Masatake Akaike 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2C057 AF93 AG44 AP02 AP14 AP51 AQ02 BA05 BA14
Claims (27)
板上に転写する機能性薄膜の転写方法において、(1)
第1基板上に金属窒化物層を含む分離層を形成する第1
の工程と、(2)前記第1の工程に引き続いて前記分離
層上に、直接、酸素を含む機能性薄膜構造を形成する第
2の工程と、(3)前記機能性薄膜構造上に前記第2基
板を設ける第3の工程と、(4)少なくとも前記第1基
板を加熱して機能性薄膜構造側の分離層を酸化して酸化
層を形成する第4の工程と、(5)前記酸化層と機能性
薄膜構造との界面で剥離して前記第1基板上に形成した
機能性薄膜構造を前記第2基板上に転写する第5の工程
と、 を有することを特徴とする機能性薄膜の転写方法。1. A method for transferring a functional thin film formed on a first substrate onto a second substrate, comprising the steps of:
Forming a separation layer including a metal nitride layer on a first substrate;
And (2) a second step of forming a functional thin film structure containing oxygen directly on the separation layer following the first step; and (3) forming a functional thin film structure on the functional thin film structure. A third step of providing a second substrate, (4) a fourth step of heating at least the first substrate to oxidize the separation layer on the side of the functional thin film structure to form an oxide layer, and (5) A fifth step of transferring the functional thin film structure formed on the first substrate by peeling off at the interface between the oxide layer and the functional thin film structure onto the second substrate. Transfer method of thin film.
単結晶基板、または表面に酸化膜或いは窒化膜を形成し
てあるSiウエハであることを特徴とする請求項1記載の
機能性薄膜の転写方法。2. The method according to claim 1, wherein the first substrate is an oxide single crystal substrate having a cleavage plane formed thereon or a Si wafer having an oxide film or a nitride film formed on a surface thereof. Transfer method of functional thin film.
うち少なくとも1つを含む金属窒化物であることを特徴
とする請求項1または2記載の機能性薄膜の転写方法。3. The functional thin film according to claim 1, wherein the separation layer is a metal nitride containing at least one of Ti, V, Ta, Nb, Zr, Cr, and W. Transfer method.
に第1層として金属層を形成し、該金属層上に金属窒化
物層よりなる第2層を形成することを特徴とする請求項1
または記載の機能性薄膜の転写方法。4. The method according to claim 1, wherein the separation layer includes two layers, a metal layer is formed as a first layer on the first substrate, and a second layer including a metal nitride layer is formed on the metal layer. Claim 1
Or the method for transferring a functional thin film according to the above.
1つを含むことを特徴とする請求項4記載の機能性薄膜
の転写方法。5. The method according to claim 4, wherein the metal layer includes at least one of Ti, Ta, and Cr.
r、Wのうち少なくとも1つを含む金属窒化物層であるこ
とを特徴とする請求項4または5記載の機能性薄膜の転写
方法。6. The method according to claim 6, wherein the metal nitride layer is Ti, V, Ta, Nb, Zr, C
6. The method for transferring a functional thin film according to claim 4, wherein the method is a metal nitride layer containing at least one of r and W.
であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の
機能性薄膜の転写方法。7. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein the thickness of the separation layer is in a range of 100 nm to 500 nm.
り、その厚さが200nm乃至500nmの範囲であることを特徴
とする請求項7記載の機能性薄膜の転写方法。8. The method for transferring a functional thin film according to claim 7, wherein the separation layer comprises a Ti layer and / or a TiN layer, and has a thickness in a range of 200 nm to 500 nm.
極と、圧電性、焦電性、強誘電性、超伝導性、ないし磁
性薄膜よりなり、該薄膜がイオン結合の酸素を有するこ
とを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の機能性薄
膜の転写方法。9. The method according to claim 1, wherein the functional thin film structure comprises at least a first electrode and a piezoelectric, pyroelectric, ferroelectric, superconductive, or magnetic thin film, and the thin film has ion-bonded oxygen. 9. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein:
うち少なくとも1つを含む貴金属材料であることを特徴
とする請求項9記載の機能性薄膜の転写方法。10. The method according to claim 9, wherein the first electrode is a noble metal material containing at least one of Pt, Au, Pd, Ir, Rh, and Ru.
電極を更に有することを特徴とする請求項9または10記
載の機能性薄膜の転写方法。11. The functional thin film structure further comprises a second thin film on the thin film.
11. The method for transferring a functional thin film according to claim 9, further comprising an electrode.
プロセスを利用して複数の素子を作製できる様に10μm
以下であることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに
記載の機能性薄膜の転写方法。12. The functional thin film structure has a thickness of 10 μm so that a plurality of devices can be manufactured by using a semiconductor processing process.
12. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein:
第3の工程において、別に第2基板を用意して、機能性薄
膜構造と該第2基板を相対向して接合することを特徴と
する請求項1乃至12の何れかに記載の機能性薄膜の転写
方法。[13] In a third step of providing a second substrate on the functional thin film structure, a second substrate is separately prepared, and the functional thin film structure and the second substrate are bonded to face each other. 13. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein:
第3の工程において、第2基板を機能性薄膜構造上に堆積
して形成することを特徴とする請求項1乃至12の何れか
に記載の機能性薄膜の転写方法。14. The method according to claim 1, wherein in the third step of providing a second substrate on the functional thin film structure, the second substrate is formed by depositing the second substrate on the functional thin film structure. The method for transferring a functional thin film according to any of the above items.
第3の工程において、機能性薄膜構造と第2基板との間の
接着強度は、機能性薄膜構造と分離層の酸化層の接合強
度より高いことを特徴とする請求項13または14記載の機
能性薄膜の転写方法。15. In the third step of providing a second substrate on the functional thin film structure, the bonding strength between the functional thin film structure and the second substrate is determined by the functional thin film structure and the oxide layer of the separation layer. 15. The method for transferring a functional thin film according to claim 13, wherein the method is higher than a bonding strength.
第3の工程において、金属などの接合層を介した圧着で
機能性薄膜構造と第2基板を接合することを特徴とする
請求項13または15記載の機能性薄膜の転写方法。16. The method according to claim 16, wherein the third step of providing the second substrate on the functional thin film structure includes bonding the functional thin film structure and the second substrate by pressure bonding via a bonding layer such as a metal. Item 16. The method for transferring a functional thin film according to Item 13 or 15.
はRuであることを特徴とする請求項16記載の機能性薄膜
の転写方法。17. The method according to claim 16, wherein the bonding layer is made of Au, Pt, Pd, Ir, Rh, or Ru.
第3の工程において、接着剤を用いて機能性薄膜構造と
第2基板を接合することを特徴とする請求項13または15
記載の機能性薄膜の転写方法。18. The method according to claim 13, wherein, in the third step of providing the second substrate on the functional thin film structure, the functional thin film structure and the second substrate are joined using an adhesive.
The method for transferring a functional thin film according to the above.
第3の工程において、ろう接剤層を用いて機能性薄膜構
造と第2基板を接合することを特徴とする請求項13また
は15記載の機能性薄膜の転写方法。19. The method according to claim 13, wherein in the third step of providing the second substrate on the functional thin film structure, the functional thin film structure and the second substrate are joined using a brazing filler layer. 15. The method for transferring a functional thin film according to 15.
写する第5の工程後に、接合層、接着剤、或いはろう接
剤層は除去することを特徴とする請求項16乃至19の何れ
かに記載の機能性薄膜の転写方法。20. The method according to claim 16, wherein a bonding layer, an adhesive, or a brazing agent layer is removed after the fifth step of transferring the functional thin film structure onto the second substrate. The method for transferring a functional thin film according to any one of the above.
第3の工程において、陽極接合を用いて機能性薄膜構造
と第2基板を接合することを特徴とする請求項13または1
5記載の機能性薄膜の転写方法。21. The method according to claim 13, wherein, in the third step of providing a second substrate on the functional thin film structure, the functional thin film structure and the second substrate are joined using anodic bonding.
5. The method for transferring a functional thin film according to 5.
は、前記第2の工程で基板温度を比較的高温に保持しな
がら機能性薄膜を成膜し、その後で熱処理を行うことで
実行されることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに
記載の機能性薄膜の転写方法。22. A fourth step of forming an oxide layer on the separation layer, wherein in the second step, a functional thin film is formed while maintaining a substrate temperature at a relatively high temperature, and then heat treatment is performed. 22. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein the method is performed by the following.
は、前記第2の工程で機能性薄膜を室温において成膜
し、その後で酸化雰囲気中で熱処理を行うことで実行さ
れることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載の
機能性薄膜の転写方法。23. A fourth step of forming an oxide layer on the separation layer is performed by forming a functional thin film at room temperature in the second step, and then performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere. 22. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein:
は、前記第2の工程で基板温度を高温に保持しながら機
能性薄膜を成膜し、同時に酸化層も形成することで実行
されることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載
の機能性薄膜の転写方法。24. A fourth step of forming an oxide layer on the separation layer is to form a functional thin film while maintaining a substrate temperature at a high temperature in the second step, and to form an oxide layer at the same time. 22. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein the method is performed.
において、酸化雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とす
る請求項1乃至23の何れかに記載の機能性薄膜の転写方
法。25. The method for transferring a functional thin film according to claim 1, wherein a heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere in the fourth step of forming an oxide layer on the separation layer.
び酸素またはオゾンに窒素、アルゴン、或いはヘリウム
を混合したもののいずれかであることを特徴とする請求
項25記載の機能性薄膜の転写方法。26. The method according to claim 25, wherein the oxidizing atmosphere is oxygen, ozone, or a mixture of oxygen, ozone, and nitrogen, argon, or helium.
ン、酸素ラジカルないしプラズマといった酸素活性化粒
子のいずれかを含むことを特徴とする請求項25記載の機
能性薄膜の転写方法。27. The method for transferring a functional thin film according to claim 25, wherein the oxidizing atmosphere contains at least any one of oxygen activating particles such as NO x , ozone, oxygen radicals or plasma.
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