JP2004260170A - 結晶シリコンダイアレイ、および、基板への結晶シリコン薄膜のアセンブル方法 - Google Patents

結晶シリコンダイアレイ、および、基板への結晶シリコン薄膜のアセンブル方法 Download PDF

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Abstract

【課題】最大2m2までの面積を有する基板上の結晶シリコンダイアレイ、および、そのアレイの製造方法を提供する。
【解決手段】結晶半導体ウエハー上にダイエリアのアレイを描く工程1202と、ダイエリアに水素イオンを注入する工程1204と、それぞれのダイごとに、ダイを被覆するようにポリマー層を形成し、ダイエリア第1ウエハー層を含む積層体を形成する工程1208と、ダイエリアに透光性キャリアを重合結合する工程1210と、ウエハーを熱アニールすることでウエハー中に破損を誘起する工程1212と、それぞれのダイごとに、ダイの層厚よりも薄い層厚を有するウエハー積層体第2層を形成する工程1214と、それぞれのダイごとに、基板にウエハー積層体第2層を従順に接着する工程1218を含むものである。
【選択図】図12

Description

本発明は、IC素子の作成に関し、より詳細には、基板上への単結晶シリコン薄膜のアッセンブルに関するものである。
シリコン以外の他の基板材料を使用することは、これまでには製造することができなかった新しいディスプレイ製品の実現を可能にせしめるものとして興味深いものである。
例えば、特にモバイル機器に対して有効であるsystem-on-glass(SOG)技術を用いたフラットパネルディスプレイ(Flat Display Panel:FDP)は、シリコン以外の他の基板材料を使用することにより実現したものである。
SOG技術が進展することによる効果の一例として、ガラスやポリマーのような透明基板上に形成された高性能な薄膜トランジスタ(thin film transfer:TFT)を必要とする液晶ディスプレイ(Liquid crystal Display:LCD)技術が生じたことが挙げられる。
SOG技術は、ディスプレイとマイクロプロセッサーとが一体となったものであり、SOG技術を用いることにより、電気システムの小型化と信頼性とを改善し、コスト削減をすることができる。
シリコン以外の他の材料を用いたマイクロシステムは、柔軟性、すなわち、マイクロシステムの外部から圧力に対して、屈曲し、適合することにより、完全な状態を保持する能力を有するものとして興味深いものである。
このようなマイクロシステムの特性は、様々なワン−ユーズプロダクト(one-use pruducts)を生産することを可能にし、幅広い外部環境でその特性を長く維持する頑丈な製品の製造を可能にするであろう。
このように、柔軟性を有するマイクロシステムが実現したことにより、頑丈で、高性能、かつ、安価に製造できる、TFTマイクロ電子デバイスを用いたマイクロシステムや製品が開発されるようになった。
低温ポリシリコン(Low-temperature polysilicon:LTPS)技術はレーザービームを使用し、多結晶シリコン層、いわゆるポリシリコン層を形成する。SOG素子のためのディスプレイドライバやアナログ−デジタルコンバーター(analog-to-digital converters)はこのように作成することができる。
しかし、この手法は、LCD素子には依然として比較的高価なものである。加えて、LTPS技術により形成されたポリシリコンTFTでは、中央演算処理装置(cetral processor unit:CPU)やデジタル信号処理のような洗練された機能を実現する能力を供給することができない。
したがって、ポリシリコンTFTにより現在生産されている素子の信頼性は、有機発光ダイオードディスプレイ(organic light emitting diode display;OLED)には不適切であろう。
CPUやデジタル信号プロセスのように洗練された機能の実現を可能にするTFTを生産するために、SOG技術を安価に使用することができれば有利である。
現在のOLEDsに対して十分なドライブを有するTFTを生産するために、SOG技術を安価に使用することができれば有利である。
もし、柔軟性のある基板上にTFTマイクロ電子デバイスを安価に生産できれば有利である。
本発明は、最大2m2までの基板上に形成された厚さ20nm以上の結晶シリコンダイアレイに関する。また、本発明は、上述のアレイの生産方法に関する。
本発明は、シリコンウエハーの高速熱破損と、基板上へのダイの高速物理的配置(rapid mechanical placement)と、基板上へのダイの分子間結合と、を使用することにより達成される。
本発明は、透光性基板、または、フレキシブルな基板上にTFTのようなIC素子を形成するものであっても構わない。
即ち、本発明にかかる方法は、基板上の結晶化半導体薄膜の製造方法を提供するものである。その方法により、結晶化半導体基板上にダイエリアのアレイを描き、ダイエリアに水素イオンを注入する。次に、そのダイエリアを、ポリマー層によって被覆し、それぞれのダイごとにポリマー層とダイエリアウエハー第1層とを含む積層体を形成する。透光性キャリアをダイに重合結合し、結晶ウエハーを熱アニールすることによりウエハー中に破損を誘起する。それぞれのダイごとに、ダイの層厚より薄い層厚を有するウエハー第2層が形成され、それぞれのダイごとに、分子間結合を利用してウエハー第2層を基板上に従順に接着する。
ウエハー第2層は、最大2m2までの面積を有する基板に接着することができ、また、ウエハー第2層は、20nm以上の層厚を持つものであっても構わない。
ウエハー第2層は、くぼみや湾曲のある基板境界面にも従順に適合することができる。
本発明に係る方法では、基板は、ガラス基板のような透明な基板であっても構わない。また、基板は、プラスティック基板のようなフレキシブルな基板であっても構わない。
上述した本発明に係る方法と基板上の結晶シリコンダイアレイに関する更なる詳細は、以下に述べる通りである。
結晶シリコンを使用することにより、背景技術に記載したようなTFT、および、有機発光ダイオードディスプレイの問題を解決することができる。
透光性のフレキシブルな基板上への結晶シリコンの成膜技術は現在でも存在するが、これらの技術には、なお問題や制限が存在する。
結晶シリコンの成膜技術の一つにAlien Technology社の自己整合配置(Fluidic-Self-AssemblyTM:FSA)技術がある。FSA技術は50ミクロン以上のシリコン層に最適である。しかし、FSA技術により作成される半導体デバイスブロックは、バルクなシリコンICを構成し、結果的にSIO(Silicon-On-insulator)装置と比較して好ましくない容量性効果(capacitive effect)を示す。
また、FSAでは、これらのブロックの所望の位置への移動は、ランダムな確率、および、重力に依存している。そのため、80%以上のブロックが所望の位置に定着せず、リサイクルまたは処理する必要がある。したがって、FSAは、所望の位置のすべてにブロックを配置にするために膨大な数のブロックが必要となる。
さらに小さいブロックを使用する場合は、液体媒体のランダムな運動によって正確な配置がより一層妨害され、ブロックが所望の位置に定着するまでにより一層の時間を要する。
また、ガラス基板を使用する場合には、正確なサイズの穴をエッチングすることは困難である。
キャピラリーセルフアッセンブリー(Capillary self-assembly)技術のような他の容易なアッセンブル方法では、一般的には液体を必要とし、多くの場合は界面活性剤の使用が必要とするため、工程がさらに複雑かつ高コストになる。また、これらの技術は、やはり液体媒体のランダムな運動の影響を受けやすいものである。
発明者らは、多量の水素注入による水平応力破損(horizontal stress fracture)による結晶シリコン薄膜の製造方法を開発した。
一般的に、結晶シリコン膜は、ウエハー結合(wafer bonding)を用いて基板に移される。ウエハー結合は、2枚の硬い基板の間の接合平面全体に広がる層の移転に依存する。
しかし、そのフィルムは一般的に、それぞれの基板表面にある、例えばくぼみのような接着を悪化させる非平面形状の相違に適合することができない。
一般的に、非平面形状は、基板の表面面積が広くなるにつれて増加する。従って、ウエハー結合は基板表面面積の大きなFDPパネルに対しては非効果的であり、FDPパネルの大きさは最大1m2までに限定される。
図1は、本発明に係る結晶シリコンダイアレイの結晶シリコンダイ部分の部分断面図である。
図1および図2から図11は同比率で描画したものではない。
層厚104を有する結晶シリコンダイ102は基板106の上に設けられている。層厚104は20nm以上である。結晶シリコンダイ102は表層108を有し、基板106は表層110を有する。表層108と表層110は一般的に完全に接している。
図2は、ダイエリアのアレイの部分断面図である。
図2は結晶シリコンダイ102の特徴を明瞭に理解できるように、図1に示す結晶シリコンダイの製造工程を描画したものである。
一般的に、結晶シリコンダイ102のような結晶シリコンダイは膨大な数の個々のダイを含んでいる。例えば、図2に示すように、アレイ中のダイはシリコンウエハー202により形成されている。図2は、その一部分のみを示したものである。図2に示すように、ノッチングすることにより形成されたシリコンウエハー202表面上のノッチによって、シリコンウエハー202上に個々のダイが形成されている。
ダイ102の標準的な面積は1cm2である。したがって、直径12インチのウエハー202の場合、アレイ中には730個のダイを含有することができる。しかしながら、各々のダイは類似するため、アレイの中に含まれるすべてのダイを示す必要はなく、本発明はダイ102の図により理解することができる。
しかし、本発明はダイの数を何ら限定するものではない。また、アレイの中の個々のダイは形、大きさ、機能を個々に変えることができる。
図1に戻って、ダイ102(と、結晶シリコンダイアレイの残りのダイ(図示していない)と、)は最大2m2以下の面積の基板106に設置することができる。比較的大きな基板面積にすることにより、例えば液晶ディスプレイ画面のような大きな平面表示ディスプレイの用途に用いることができる。
図3は、図1に示す結晶シリコンダイの基板中のくぼみの部分断面図である。
図4は、ダイエリアへの水素イオンの注入を示す部分断面図である。
図5は、ダイエリアの上にポリマー層が形成され、それぞれのダイごとに積層体が形成されたダイエリアの部分断面図である。
図6は、ダイエリアの上に第1透光性キャリアが重合結合した部分断面図である。
図7は、結晶ウエハーを熱アニールし、結晶ウエハーの破損を誘起するところを示した部分断面図である。
図8は、第1キャリアを機械的に制御して、レーザーを照射することによりポリマー層積層体を蒸発させてダイを基板の所定の位置に移動するところを示した部分断面図である。
キャリア602は、一般的に、基板802の上方1mmのところに位置する。1mmという距離は、基板802上の正確な位置にダイを配置するために好適な距離である。
図9は、キャリアが次の所望の位置に移動し、図8に示す動作を繰り返すところを示した部分断面図である。
図10は、すべてのダイが配置され、クリーニングを待つアレイを示した図である。
図4から図10はダイ102の特徴を明確に理解するために図1および図3に示す結晶シリコンダイ102の製造工程を記載した図である。
図3に戻って、基板302は表層304と、くぼみ306と、を有する。
くぼみ306は深度308を有する。表層108と表層304とは一般的に完全に接触している。よって、くぼみ306の存在に関わらず、表層108は表層304と接触した状態を保つことができ、ダイ102は基板302に適合することができる。
ダイ102が基板に適合できることには、二つの理由がある。
第1の理由は、表層108と表層304とが接触すれば、ダイ102はどのキャリアの表面、または、図8に示したダイの製造工程における基板の表面にも束縛されないことである。すなわち、ダイ102はキャリア602から引き離される。
第2の理由は、図1に示すように、ダイ102は比較的薄く、適合性を有するため、くぼみ306のような非平面形状に対してよりよく適合するすることである。
このように、ダイ102がキャリアや基板に束縛されないため、ダイ102固有の展性で可能な限り、ダイ102は基板302に適合することができる。
さらに、ダイ102は基板302と比較して小さい面積しか有さない。したがって、ダイ102は基板302の表面全体(図示していない)の比較的小さな部分にのみ適合すればよく、ダイ102に要求される適合量は少ない。
一方、背景技術で記述のように、二枚の硬い基板の間の接合平面全体に広がるウエハー結合を利用して基板上に移動されるフィルムは、一般的には、二枚の基板の間の基板表面の非平面性の違いに完全に適合することができない。
すなわち、くぼみ306はダイ102の適合性を説明する目的のために描画したものである。
したがって、このダイアレイの適合性は、例えば、くぼみ306等のくぼみに限定されるものではなく、ダイアレイは凸状を含む広く様々な非平面形状に適合することができる。
くぼみ深度308が最大1mmまでであることは、上述のように、基板へのダイの移動が行われている間のキャリアと基板間の距離が最大1mmであることに関係している。すなわち、くぼみ深度308は、キャリアと、一旦キャリアが限界まで下げられたときの基板上のくぼみ306の底との距離である。
このことは、一般的に、キャリアを基板表面に接触させない範囲で可能な限り下げることを意味している。くぼみの直径がキャリアの直径よりも小さく、キャリアをくぼみ内まで下げることができない場合は、くぼみの深度は、くぼみ306付近の基板表面からくぼみ306の底までの距離とほぼ等しくなる。このケースが図3に示されている。
キャリアの直径よりもくぼみの直径の方が大きい場合(図示していない)場合は、くぼみの最大深度は、くぼみの側面に接触しない範囲でキャリアをくぼみ内に可能な限り沈めたときの、キャリアからくぼみの底までの距離となる。この場合は、くぼみの周囲の基板表面からくぼみの底までの距離は1mmよりも大きくなり、キャリアはくぼみの中に沈みこむこととなる。
一般的に、くぼみの形状やダイのくぼみへの適合性能に関しては、何ら制限されるものではない。すなわち、ダイは、一般的に生産作業上で偶然出くわしたどのようなくぼみ形状を有する基板に対しても適合するのに十分な展性を有する。
アレイは、一般的に、基板上の凸形状に十分に適合することができる。したがって、基板の表面から凸状物が隆起していた場合であっても、基板表面は、キャリアの位置決めに何ら影響することはなく、キャリアをくぼみ上で所望の高さまで下げることができる。上述のように、ダイは一般的に生産作業場で偶然出くわしたどのようなくぼみ形状を有する基板に対しても十分な展性を有する。
くぼみ306のような非平面的な表面形状は、一般的に、基板上に意図的に形成するものではない。しかしながら、例えば、ロールトゥーロール法(roll-to-roll processing)(図には示していない。)により基板の非平面形状を故意に形成してももちろん構わない。ロールトゥーロール法によれば、キャリアに対する所定の凸状のカーブ形状を基板に与えることができる。このように、上述のように偶然に形成された非平面形状にダイが適合できることと同様に、基板上に意図的に形成した凹凸形状についても、ダイは同様に適合することができる。
ダイ102とアレイに含まれるその他のダイとは、図6,図8、および、図9に図示されたように、確定的過程によって基板106上の所望の位置に確実に、正確に配置される。すなわち、ダイの配置が、無作為な可能性や重力に依存していないことを示している。
例えば、図6に示すように、それぞれのダイがポリマー層によって透光性キャリア602に接着されており、図8に示すように、キャリア602とダイとは基板802上の所望の位置の上方のポイントまで機械的に移動される。そして、図8に示すように、ダイは、ポリマー層を蒸発することで基板上の所定の位置に配置される。
ポリマー層はダイの表面全体を覆っていなくともよい。すなわち、ポリマー層はダイの一部を覆っていればよい。
図1と図3に戻って、基板106と基板302とは透光性の基板であっても、又は、柔軟性を有する基板であってもよいが、何らこれに限定されるものではない。透光性の基板106、又は、基板302は、ガラスであっても構わない。ガラスの基板106、又は、基板302を使用することで容易にLCD素子のような表示素子にダイ102を使用できるようになる。
また、フレキシブルな基板106、又は、基板302は、プラスティックであっても構わない。
図11は、本発明のIC積層構造体アレイのIC積層構造の部分断面図である。
図11に示すIC積層構造体は、本発明の一実施例を示すものである。層厚数μmのシリコン層により構成される他の積層構造体、例えば、バイポーラトランジスタ(bipolar transisters)、光起電性エレメント(photovoltaic elements)、および、電化結合素子(charge-coupled devices:CCD)もシリコン層に組み込むことができる。
IC積層構造体1102は、基板1105の上に設けられた拡散隔膜1104の上に形成されている。図1において述べた、アレイ中のダイの数,形状、寸法、そして、機能に関しては、この積層構造体アレイにおいても同様である。したがって、図1と同様に、積層構造体1102のみによって本発明を表現することができる。
しかし、本発明は、積層構造の層数を限定するものではない。また、アレイ中の個々の積層体は相互に形状、寸法、および機能を異にするものであってももちろん構わない。
上述の基板106と同様に、基板1105は最大2m2までの面積を有することができる。
構造体1102は層厚1108が20nm以上の結晶シリコン層1106を有している。
結晶シリコン層1106はマイクロ電子構造体(microelectoronic structure)1110を有している。
また、マイクロ電子構造体1110は、チャンネル領域(channel region)1112と、ソース領域(source region)1114と、ドレイン領域(drain region)1116と、を有している。
また、酸化物層1118は結晶シリコン層1106の上に設けられ、ゲート電極1120は酸化物層1118の上に設けられている。
酸化物層1118はゲート絶縁体(gate insulator)としての作用を奏する。
酸化物層1118はゲート電極1120、ソース領域1114、ドレイン領域1116、および、チャンネル領域1112と比較して、層厚が薄い。
結晶シリコン層1106は表層1122を含み、基板1105は表層1124を含む。表層1122と表層1124とは、一般的に完全に接触している。図3について上述したように、結晶シリコンダイ102が基板302の非平面的表面構造に適合することと同様に、積層構造体1102も基板1105に適合する。
基板1105は透光性基板、または、フレキシブルな基板であっても構わないが、それらに限定されるものではない。
透光性基板1105はガラス基板であっても構わない。この構成によればLCD素子のような表示素子にIC積層構造体アレイを使用することが容易になる。
フレキシブルな基板1105はプラスティックの基板であっても構わない。
本発明は、大面積素子、特に表示システム(例えば、ディスプレイマトリクス(display matrix)、補完信号処理(complementary signal process)、または、制御回路(control circuitry))を製造するための、迅速に、かつ、きわめて緻密にシリコン以外の基板上に結晶シリコン薄膜を配置する安価な方法に関するものである。結晶シリコン薄膜は、10nmまたは100nmオーダーの厚みを有する。例えば、本発明に係る方法は、層厚20nmの薄いシリコン薄膜を加工することができる。
さらに、本発明にかかる方法には、例えば比較的熱的耐久性に乏しい安価なガラスやプラスティック素材からなる基板を使用することができる。
本発明の方法によれば、多結晶材料に代わる結晶半導体からなるダイレイヤーを生産することができる。
本発明にかかる方法は、流体を用いることなく、20nm程度の薄い層厚を有する半導体膜を迅速に、かつ、効果的に、正確に(すなわち、無作為ではなく)配置する効果を奏する。
背景技術で述べたように、従来の方法では、ダイの配置は液体媒体のランダムな運動と重力とによってダイを配置するものであり、この方法では一般的に層厚数十ミクロンのダイが必要である。
本発明にかかる方法は、単純であり、したがって、比較的安価である。
例えば、本発明にかかる方法は、基板のクリーニング工程を除いては液体を必要とせず、そしてまた、高出力レーザーも必要としない。
本発明の方法においては材料の利用効率がよい。例えば、スクライブライン(scribe lines)はエッチングにより取り除かれ、結晶半導体は再利用することができる。
図12は、本発明に係る基板上に結晶半導体薄膜のダイのアッセンブル方法を説明したフォローチャート図である。
図12(図13、図15、および、図16)は明確化のために番号を付したステップ系列として記載しているが、明記している番号は系列の内容とまったく関係のないものである。厳格に系列の順番に従って行う必要性はなく、ステップの一部を省略しても構わず、また、いくつかのステップを平行して行っても構わない。
本発明にかかる方法は、ステップ1200から開始する。
ステップ1202は、結晶半導体ウエハーの上にダイエリアのアレイを第1層厚で描く工程である。
ステップ1204は、ダイエリアに水素イオンを注入する工程である。
ステップ1206は、20nm以上であって、ウエハー第1層の層厚よりも浅い深さで最大イオン濃度になるようにイオンを注入する工程である。
図4は、水素イオンが注入された状態の結晶半導体ウエハーを示す図である。
図4に示す結晶半導体ウエハー中の右下がり斜線が付された層が最高イオン濃度となる層(以下、「最高イオン濃度層」と略すことがある。)である。また、ウエハー第1層のうち、最高イオン濃度層よりも上部の層がウエハー第2層となる。
厳密には、最高イオン濃度層は、ウエハー第2層に対して非常に薄い層である。例えば、最高イオン濃度層の層厚は、数nm〜数10nm程度である。図4は、説明のため、最高イオン濃度層を分厚く記載したものである。
ステップ1208は、ダイエリア上をポリマー第1層で被覆し、それぞれのダイごとに、ポリマー層と、第1層厚を有するダイエリアウエハー第1層と、を含む積層体を形成するステップである。図5は、ポリマー第1層で被覆されたシリコンウエハー202を示す図である。ステップ1208は、図5に示すように、シリコンウエハー202に形成されたそれぞれのダイの上にポリマー第1層を形成する工程である。
ステップ1210は、ダイエリアに第1透光性キャリアを重合結合するステップである。すなわち、ステップ1210は、図6に示すように、シリコンウエハー202上に形成されたポリマー第1層を被覆するように第1透光性キャリア602を重合結合させる工程である。
ステップ1212は、結晶ウエハーを熱アニールして、ウエハー中に破損を誘起する工程である。「ウエハー中に破損誘起する」とは、ウエハー第1層内に面状に形成された最高イオン濃度となる部分に微小気泡(platelet)を形成することである。
ステップ1214は、それぞれのダイごとに第1層厚よりも薄い第2層厚でウエハー積層体第2層を形成する工程である。ウエハー第2層とは、ウエハー第1層のうち面状に形成された微小気泡よりも第1透光性キャリア側に位置する部分をいう。
ステップ1215は、急速熱アニールして最高水素イオン濃度となる第1深度に破損を誘起し、ウエハー第2層をウエハー積層体から破壊除去し、第1透光性キャリアに接着している積層体ウエハー第2層を残す工程である。
図7は、ウエハー第2層をウエハー積層体から破壊除去し、ウエハー第2層を切り離した状態の図である。
ステップ1215において、ウエハー積層体は最高イオン濃度層内に面状に形成された微小気泡の部分で分断される。従って、厳密には、ウエハー第2層とウエハー積層体とには、それぞれ上下に分断された最高イオン濃度層が付着していることとなる。しかし、上述のように、最高イオン濃度層は、ウエハー第2層の層厚に対して非常に薄いものであるため、図7には、分断された最高イオン濃度層は図示していない。
ステップ1216は20nm以上の第2層厚でウエハー第2層を形成する工程である。
ステップ1218は、基板にウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である。
ステップ1202の第1層厚を有する結晶半導体ウエハーの上にあるダイエリアのアレイを描く工程は、ウエハー上に直交平行線模様を第1層厚よりも深い第2層厚でノッチングする工程を有するものであっても構わない。
ステップ1204のダイエリアに水素イオンを注入する工程は、水素イオンとホウ素イオンとの混合物をダイエリアに注入する工程を含むものであっても構わない。その場合、ステップ1212でウエハー中に誘起される破損は、200℃や300℃といった比較的低温で誘起されるため、ステップ1208において使用することができる接着性樹脂の選択肢が広がる。
図13は、図12に示した方法のうち、ステップ1218をさらに詳細に説明した図である。
この方法は、ステップ1300から始まる。
ステップ1302は、基板にウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である。
ステップ1304は最大2m2までの面積を持つ基板へウエハー層を接着する工程である。
ステップ1306は、第1キャリアを機械的に制御して、ダイを基板上の所望の位置の1mm上方に静止する工程と、レーザービームをポリマー層積層体に照射する工程と、ポリマー層積層体を蒸発させて、ダイを第1キャリアから切り離す工程と、ダイを基板上の所望の位置に進ませる工程とで構成されている。
ステップ1308は、分子間結合を用いてウエハー層に接着する工程である。
ステップ1310は、ウエハー積層体第2層の接合界面を平坦化し、ウエハー層の結合界面を親水性にするとともに、基板結合境界面をクリーニングする工程である。
ステップ1312は、透光性基板、又は、屈曲性基板から選択した基板に接着する工程である。
ステップ1302の基板にウエハー積層体第2層を従順に接着する工程では、最大1mmの深さのくぼみを有する基板の接合界面に従順に接着する工程であっても構わない。基板表面のくぼみ等の非平面特性に関する更なる情報は、図3における説明を参照することができる。
ステップ1308で分子間結合を用いてウエハー層に接着する工程に続いて、ステップ1309で、ダイの基板への接着を改善するため、レーザーを用いてダイを走査しても構わない。
図14は、シリコン層を第2キャリアに移動させ、移動した後に、第1キャリアと樹脂層を除去するところを示した部分断面図である。
ステップ1310において、ウエハー層積層体の接合界面を平坦化しても構わない。
図14に示したように、第2透光性キャリアを第2ポリマー層で被覆する工程と、それぞれのダイごとに、第2透光性キャリアにウエハー積層体第2層第1表面を重合結合する工程と、積層体から第1透光性キャリアを除去する工程と、それぞれのダイごとに、第1ポリマー層の下に積層するウエハー積層体第2層第2表面をウエハー積層体第2層の接合界面として使用する工程と、を含んでいてもかまわない。ウエハー積層体第2層第2表面とは、第1透光性キャリアにポリマー層を介して結合しているウエハー積層体第2層の表面をいう。また、ウエハー積層体第2層第1表面とは、ウエハー積層体第2層の第2表面と反対側に設けられたウエハー積層体第2層の表面をいう。
積層体層の表面荒さが、ナノメートルオーダー以下である場合は、ステップ1310で、ウエハー層積層接合界面を平坦化する工程において、積層体をを摂氏数百度の水素プラズマ加熱(hydrogen plasma heated)する工程を含んでいても構わない。
ステップ1310で、基板層接合界面を親水性にする工程において、酸素分子または水素分子の一方からなる単分子層を接合してもよい。その形成工程の一例としては、積層体を酸化プラズマ内に挿入する工程が挙げられる。
その他、積層体を、SC1として知られる過酸化水素水と水酸化アンモニウム水との熱混合溶液でクリーニング後、乾燥する工程、または、過酸化水素水に積層体を浸した後、乾燥する工程等があげられる。
ステップ1312で接着する透光性基板は、ガラス基板であっても構わない。
ステップ1312で接着する柔軟な基板は、プラスティック基板であっても構わない。
図15は、本発明に係る基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法を説明するフォローチャート図である。
この方法は、ステップ1500から始まる。
ステップ1502は、第1層厚を持つ結晶半導体ウエハーに、最高イオン濃度となる、第1層厚より薄く、20nm以上の第1深度に、水素イオンを注入する工程である。
ステップ1504は、結晶ウエハーをポリマーで被覆し、ポリマー層と第1層厚を有するウエハー第1層からなる積層体を形成する工程である。
ステップ1506は積層体の上に透光性キャリアを重合結合する工程である。
ステップ1508は、急速熱アニールをすることで基板の破損を誘起する工程である。
ステップ1510は、第1層厚よりも薄い第2層厚でウエハー積層体第2層を形成する工程である。
ステップ1511は、20nm以上の第2層厚でウエハー第2層を形成する工程である。
ステップ1512は、第2層厚より深い第2深度までウエハー積層体第2層をノッチングすることによってダイ積層体のアレイを形成する工程である。すなわち、ステップ1512は、ウエハー積層体第2層とポリマー層の一部をノッチングする事により、ウエハー積層体第2層に個々のダイを形成する工程である。
ステップ1514は、それぞれのダイごとに、基板にウエハー第2層を従順に接着していく工程である。
ステップ1516は、それぞれのダイごとに最大2m2までの面積を有する基板にウエハー第2層を接着していく工程である。
図15に示した方法は、ステップ1508が数十nmの荒さの表面を有する破損を形成するものであれば、特に適切である。したがって、ステップ1514で基板にウエハー第2層を従順に接着する工程は、積層体層表面を化学的・機械的に研磨する工程を含んでいても構わない。一般的に、化学的・機械的な研磨とは、フォトレジストによりコートした後に、ハロゲンと酸素を混合したガスを用いてリアクティブイオンエッチングによりエッチングして、フォトレジストをはがし、クリーニングするものである。
図16は、本発明に係る、基板上へのIC積層体のアッセンブル方法を説明するフォローチャート図である。
この方法は、ステップ1600から始まる。
ステップ1602は、第1層厚に形成された結晶半導体基板上にダイエリアのアレイを描く工程である。
ステップ1604は、水素イオンをダイエリアの第1層厚よりも薄く、20nm以上の第1深度に注入する工程である。
ステップ1606は、それぞれのダイごとに、どの構造の部分も第1深度よりも浅い第2深度になるように超微細電子構造を形成する工程である。
ステップ1608は、それぞれのダイごとに、基板の上に酸化物層を形成する工程である。
ステップ1610は、それぞれのダイごとに、酸化物層をポリマー層で被覆し、ポリマー層と酸化物層と第1層厚を有するダイエリアウエハー第1層とを含む積層体を形成する工程である。
ステップ1612は、ダイエリアの上に透光性キャリアを重合結合する工程である。
ステップ1614は、急速熱アニールして、基板内部に破損を誘起する工程である。
ステップ1616は、それぞれのダイごとに、第1層厚より薄く、第2深度より厚い第2層厚でウエハー積層体を形成する工程である。
ステップ1617は、20nm以上の第2層厚で基板第2層を形成する工程である。
ステップ1618は、それぞれのダイごとに、基板上に形成された拡散バリア上へウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である。
ステップ1620は、その面積が最大2m2までの基板へウエハー第2層を従順に接着する工程である。
ステップ1604で水素イオンを注入する工程は、ステップ1608で、それぞれのダイごとに基板を酸化物層で被覆した後に行っても構わない。
また、ステップ1608で、それぞれのダイごとに基板を酸化物層で被覆する工程は、酸化物層を等方的に堆積するものであっても構わない。つまり、酸化物層を基板上に均一に形成する工程を含むものであっても構わない。
次に、例えば、ステップ1606で形成される微細電子構造を残したまま、ダイエリアから酸化物をエッチングで除去するように、酸化物を選択的にエッチングする。
ステップ1608で、それぞれのダイごとに、ウエハーを酸化物層で被覆する工程は、異方的に(すなわち、選択的に)酸化物を堆積するものであっても構わない。例えば、ステップ1606で形成した微細電子構造を有するダイエリアのみ酸化物を堆積させても構わない。
ステップ1620で従順に接着する工程は、最大1mmまでの深さを有するくぼみを有する拡散バリアの境界界面に、従順に接着するものであっても構わない。基板表面のくぼみ等の非平面特性に関するさらなる情報は、図3の説明を参照することができる。
基板上の結晶シリコンダイアレイに関しては、上述の通りである。
基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法に関しても、上述の通りである。
結晶シリコンダイアレイと基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法は、LCDスクリーン等のフラットスクリーンディスプレイ用途へのバックプレーンとして適用できることについて記載した。しかし、本発明はフラットスクリーンディスプレイに限定されるものではない。本発明は、例えば、アナログからデジタルへの変換(analog-to-digital conversion)やデジタル信号処理を有するCCDカメラ等の基板上にシリコン構造を含む幅広い電子用途に適用することができる。
IC積層体構造等における材料の層厚や構成のいくつかについては実施例により与えた。
同様に、基礎的な概念を明確に説明するための本発明固有のプロセスのいくつかについては規定した。
しかし、本発明はこれらの層厚、構成、特性に限定されるものではない。本発明の他のバリエーションや具体例は技能の熟練により生じるものである。
本発明は、その特定の実施例に関して述べたが、その記載は、本発明の適用例の例示に過ぎず、限定して解釈してはならない。従って、開示された具体例の特徴の適用や組み合わせは、請求項の記載に含まれる発明の範囲内に含まれるものである。
本発明の結晶シリコンダイアレイに係る結晶シリコンダイの部分の部分断面図である。 ダイエリアのアレイを描くところを示す部分断面図である。 図1に示す結晶シリコンダイに用いる基板のくぼみ部分の部分断面図である。 ダイエリアへの水素イオンの注入を示す部分断面図である。 ダイエリアの上にポリマー層が形成され、それぞれのダイごとに積層体が形成されたダイエリアの部分断面図である。 ダイエリアの上に第1透光性キャリアが重合結合した部分断面図である。 結晶ウエハーを熱アニールし、結晶ウエハーの破損を誘起するところを示した部分断面図である。 第1キャリアを機械的コントロールし、レーザーを照射することによりポリマー層積層体を蒸発させてダイを基板の所定の位置に移動するところを示した部分断面図である。 キャリアが所望の地点に移動し、図8に示す動作を繰り返すところを示した部分断面図である。 すべてのダイが配置され、クリーニングを待つアレイを示した図である。 本発明の結晶シリコンダイの集積回路積層構造体の集積回路積層構造の部分断面図である。 本発明の基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法を説明したフォローチャート図である。 図12に示した方法をさらに詳細に説明したフォローチャート図である。 シリコン層を第2キャリアに移動し、移動後、第1キャリアと樹脂を除去するところを示した部分断面図である。 本発明の基板上への結晶半導体薄膜のアッセンブル方法を説明したフォローチャート図である。 本発明の基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法を説明したフォローチャート図である。
符号の説明
102 結晶シリコンダイ
104、1108 層厚
106、302、802、1105、 基板
108、110、304、1122、1124 表層
202 シリコンウエハー
306 くぼみ
308 深度
602 キャリア
1102 IC積層構造体
1104 拡散隔膜
1106 結晶シリコン層
1110 マイクロ電子構造体
1112 チャンネル領域
1114 ソース領域
1116 ドレイン領域
1118 ゲート酸化物層
1120 ゲート電極

Claims (37)

  1. 基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法であって、
    ウエハーのダイエリアをポリマー第1層で被覆し、それぞれのダイごとに、上記ポリマー層と、第1層厚を有するダイエリアウエハー第1層と、を含む積層体を形成する工程と、
    上記ダイエリアの上に第1透光性キャリアを重合結合する工程と、
    上記結晶ウエハーを熱アニールすることにより上記ウエハー内に破損を誘起する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記第1層厚より薄い第2層厚を有するウエハー積層体第2層を形成する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、基板へ上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程と、
    を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板へ上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    最大2m2までの面積を有する基板へ、上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  3. 請求項2に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記第1層厚より薄い上記第2層厚を有する上記ウエハー積層体第2層を形成する工程は、
    20nm以上の第2層厚を有するウエハー第2層を形成する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  4. 請求項3に記載の方法において、
    上記ダイエリアに水素イオンを注入する工程をさらに有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  5. 請求項4に記載の方法において、
    上記ダイエリアに水素イオンを注入する工程は、
    上記第1層厚よりも薄く、20nm以上の第1深度で最高イオン濃度となるようにイオンを注入する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  6. 請求項5に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板へ上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    上記第1キャリアを機械的に制御して、上記基板上の所望の位置の1mm上方でダイを静止する工程と、
    上記積層ポリマー層にレーザービームを照射する工程と、
    上記第1キャリアから上記ダイを分離するために上記積層ポリマー層を蒸発させ、上記基板上の所望の位置に上記ダイを進ませる工程と、
    を含む、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  7. 請求項6に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    上記ウエハー層を分子間結合を用いて上記基板に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  8. 請求項7に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    最大1mmの深さのくぼみを有する基板の境界面へ上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  9. 請求項7に記載の方法において、
    上記結晶ウエハーを熱アニールすることにより上記ウエハー内に破損を誘起する工程は、
    高速熱アニールをすることによって、最高水素イオン濃度となる上記第1深度にわたって上記結晶ウエハー中に破損を誘起する工程と、
    上記積層体から上記ウエハーの大部分を離脱し、それぞれの上記ダイごとに、上記第1透光性キャリアに接着している上記ウエハー積層体第2層を配置する工程と、を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  10. 請求項9に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    透光性基板またはフレキシブルな基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  11. 請求項10に記載の方法において、
    上記透光性基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、ガラス基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  12. 請求項10に記載の方法において、
    上記フレキシブルな基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、プラスティック基板に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  13. 請求項9に記載の方法において、
    上記ダイエリアに上記水素イオンを注入する工程は、上記ダイエリアに水素イオンとホウ素イオンとの混合物を注入する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  14. 請求項9に記載の方法において、
    上記ウエハー層を分子間結合を用いて接着する工程は、それぞれの上記ダイごとに、
    上記ウエハー積層体層第2層の境界面を平坦化する工程と、
    上記ウエハー層境界面を親水性にする工程と、
    上記ウエハー層境界面をクリーニングする工程と、を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  15. 請求項14に記載の方法において、
    上記ウエハー層境界面を平坦化する工程は、
    第2透光性キャリアをポリマー第2層で被覆する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記ウエハー積層体第2層の第1表面を上記第2透光性キャリアに重合結合する工程と、
    上記積層体から上記第1透光性キャリアを除去する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記ポリマー第1層の下の上記ウエハー積層体第2層の第2表面を、上記ウエハー積層体第2層の接合界面として用いる工程と、
    を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  16. 請求項9に記載の方法において、
    レーザーを用いて上記ダイを走査し、上記基板への上記ダイの接着を改善する工程をさらに有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  17. 請求項1に記載の方法において、
    上記結晶半導体ウエハー上に上記ダイエリアのアレイを描く工程をさらに有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  18. 請求項17に記載の方法において、
    上記結晶半導体ウエハー上の上記ダイエリアのアレイを描く工程は、
    第1深度より深い第2深度で上記ウエハー上に直交平行線模様をノッチングする工程を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  19. 基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法であって、
    第1層厚を有する結晶半導体ウエハーに、該第1層厚より薄く、20nm以上の最高イオン濃度である第1深度へ水素イオンを注入する工程と、
    上記結晶ウエハーをポリマーで被覆し、ポリマー層と上記第1層厚を有する上記ウエハー第1層とを有する積層体を形成する工程と、
    透光性キャリアを上記積層体の上に重合結合する工程と、
    高速熱アニールにより上記ウエハー内に破損を誘起する工程と、
    上記第1層厚より薄い第2層厚を有するウエハー積層体第2層を形成する工程と、
    上記第2層厚より深い第2深度で上記ウエハー積層体第2層をノッチングすることにより、ダイ積層体のアレイを形成する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板に上記ウエハー第2層を従順に接着していく工程と、
    を有する、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  20. 請求項19に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板に上記ウエハー第2層を従順に接着していく工程は、
    最大2m2までの面積を有する基板に上記ウエハー第2層を従順に接着していく工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  21. 請求項20に記載の方法において、
    上記第1層厚より薄い上記第2層厚を有する上記ウエハー積層体第2層を形成する工程は、
    20nm以上の第2層厚を有するウエハー積層体第2層を形成する工程である、基板上への結晶半導体薄膜ダイのアッセンブル方法。
  22. 基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法であって、
    第1層厚で結晶半導体ウエハー上にダイアレイを描く工程と、
    上記第1層厚よりも浅く、20nm以上の第1深度へ水素イオンを上記ダイエリアに注入する工程と、
    それぞれのダイごとに、すべての部分が上記第1深度よりも浅い第2深度になるように微細電子構造を形成する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記ウエハーの上に酸化物層を被覆するように形成する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記酸化物層の上をポリマー層で被覆し、該ポリマー層と、上記酸化物層と、上記第1層厚を有する上記ダイエリアウエハー第1層と、を有する積層体を形成する工程と、
    上記ダイエリアの上に透光性キャリアを被覆するように形成する工程と、
    高速熱アニールにより上記ウエハーの内部に破損を誘起する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記第1層厚より薄く、上記第2深度より深い第2層厚を有するウエハー積層体を形成する工程と、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板上に形成された拡散バリアにウエハー積層体第2層を従順に接着する工程と、
    を有する、基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法。
  23. 請求項22に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板上に形成された上記拡散バリアに上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    最大2m2の面積を有する基板に上記ウエハー第2層を接着する工程である、基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法。
  24. 請求項23に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記第1層厚より薄く、上記第2深度より深い上記第2層厚を有する上記ウエハー積層体を形成する工程は、
    20nm以上の第2層厚を有するウエハー第2層を形成する工程である、基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法。
  25. 請求項24に記載の方法において、
    それぞれの上記ダイごとに、上記基板上に形成された上記拡散バリアに上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程は、
    最大1mmの深さのくぼみを有する拡散バリア境界面に上記ウエハー積層体第2層を従順に接着する工程である、基板上への集積回路積層体のアッセンブル方法。
  26. 基板上の結晶シリコンダイアレイであって、
    最大2m2までの面積を有する基板と、
    20nm以上の層厚を有する複数のダイと、
    を有する、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  27. 請求項26に記載のアレイにおいて、
    それぞれの上記ダイが、上記基板表面に被覆され、上記基板表面と完全に接触している表面を有する、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  28. 請求項27に記載のアレイにおいて、
    上記基板表面が、最大1mmまでの深さのくぼみを有する、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  29. 請求項27に記載のアレイにおいて、
    上記基板が、透光性基板、または、フレキシブルな基板からなる、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  30. 請求項29に記載のアレイにおいて、上記透光性基板がガラスからなる、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  31. 請求項29に記載のアレイにおいて、上記フレキシブルな基板がプラスティックからなる、基板上の結晶シリコンダイアレイ。
  32. 基板上の集積回路積層体のアレイであって、
    最大2m2までの面積を有する基板と、
    上記基板上に、上記基板を被覆するように形成された拡散バリアと、
    上記拡散バリアのそれぞれの部分を被覆する複数の上記結晶シリコン層構造体と、
    からなり、
    上記結晶シリコン層構造体の層厚が、20nm以上であり、
    微細電子構造を有する、基板上の集積回路積層体アレイ。
  33. 請求項32に記載のアレイにおいて、
    それぞれの上記構造体が、上記拡散バリア表面に被覆され、上記拡散バリア表面に完全に接触しているシリコン層表面を有する、基板上の集積回路積層体アレイ。
  34. 請求項33に記載のアレイにおいて、
    上記拡散バリアの表面が、最大1mmまでの深さのくぼみを有する、基板上の集積回路積層体アレイ。
  35. 請求項33に記載のアレイにおいて、
    上記基板が、透光性基板またはフレキシブルな基板からなる、基板上の集積回路積層体アレイ。
  36. 請求項35に記載のアレイにおいて、上記透光性基板がガラスからなる、基板上の集積回路積層体アレイ。
  37. 請求項35に記載のアレイにおいて、上記フレキシブルな基板がプラスティックからなる、基板上の集積回路積層体アレイ。


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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123116A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Soi substrate and method for manufacturing soi substrate
US8048728B2 (en) 2007-04-13 2011-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, method for manufacturing display device, and SOI substrate
WO2011158438A1 (ja) * 2010-06-14 2011-12-22 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法、及び表示装置の製造方法
US8222117B2 (en) 2007-03-26 2012-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. SOI substrate and method for manufacturing SOI substrate
KR101825141B1 (ko) * 2016-05-17 2018-02-02 연세대학교 산학협력단 전기적으로 변색 가능한 광자결정 구조의 반사형 디스플레이 소자 및 그 제조방법

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2240280C1 (ru) 2003-10-10 2004-11-20 Ворлд Бизнес Ассошиэйтс Лимитед Способ формирования упорядоченных волнообразных наноструктур (варианты)
US7023055B2 (en) * 2003-10-29 2006-04-04 International Business Machines Corporation CMOS on hybrid substrate with different crystal orientations using silicon-to-silicon direct wafer bonding
US7659619B1 (en) * 2004-10-13 2010-02-09 Sun Microsystems, Inc. Structures for Z-aligned proximity communication
US7655542B2 (en) * 2006-06-23 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for depositing a microcrystalline silicon film for photovoltaic device
EP1975998A3 (en) * 2007-03-26 2013-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a plurality of island-shaped SOI structures
JP5498670B2 (ja) 2007-07-13 2014-05-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体基板の作製方法
JP5442224B2 (ja) * 2007-07-23 2014-03-12 株式会社半導体エネルギー研究所 Soi基板の製造方法
JP5452900B2 (ja) * 2007-09-21 2014-03-26 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体膜付き基板の作製方法
JP5250228B2 (ja) * 2007-09-21 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2009094488A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体膜付き基板の作製方法
TWI437696B (zh) 2007-09-21 2014-05-11 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置及其製造方法
US8236668B2 (en) * 2007-10-10 2012-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing SOI substrate
TWI493609B (zh) * 2007-10-23 2015-07-21 Semiconductor Energy Lab 半導體基板、顯示面板及顯示裝置的製造方法
US7842583B2 (en) * 2007-12-27 2010-11-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor substrate and method for manufacturing semiconductor device
US20090179160A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor substrate manufacturing apparatus
US7833885B2 (en) 2008-02-11 2010-11-16 Applied Materials, Inc. Microcrystalline silicon thin film transistor
US8076222B2 (en) * 2008-02-11 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Microcrystalline silicon thin film transistor
FR2936357B1 (fr) * 2008-09-24 2010-12-10 Commissariat Energie Atomique Procede de report de puces sur un substrat.
US7666709B1 (en) * 2008-12-10 2010-02-23 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of placing semiconductor die on a temporary carrier using fiducial patterns
KR101651206B1 (ko) * 2009-05-26 2016-08-25 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Soi 기판의 제작 방법
WO2013006077A1 (en) * 2011-07-06 2013-01-10 Wostec, Inc. Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using
CN103608925B (zh) 2011-07-13 2017-06-13 应用材料公司 制造薄膜晶体管器件的方法
EP2740162B1 (en) 2011-08-05 2019-07-03 Wostec, Inc. Light emitting diode with nanostructured layer, method of making a light emitting diode and nanomask used in the method.
CN103828061B (zh) 2011-10-07 2018-02-13 应用材料公司 使用氩气稀释来沉积含硅层的方法
WO2013089578A1 (en) 2011-12-12 2013-06-20 Wostec, Inc. Sers-sensor with nanostructured surface and methods of making and using
WO2013109157A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Wostec, Inc. Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using
US9134250B2 (en) 2012-03-23 2015-09-15 Wostec, Inc. SERS-sensor with nanostructured layer and methods of making and using
US9500789B2 (en) 2013-03-13 2016-11-22 Wostec, Inc. Polarizer based on a nanowire grid
KR102340755B1 (ko) * 2013-12-17 2021-12-17 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 상의 자가조립 단층 또는 주기적 유기실리케이트의 스핀온 코팅을 위한 시스템 및 방법
WO2015199573A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Wostec, Inc. Wavelike hard nanomask on a topographic feature and methods of making and using
US10672427B2 (en) 2016-11-18 2020-06-02 Wostec, Inc. Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using
US10361235B2 (en) 2016-11-23 2019-07-23 Industrial Technology Research Institute Image sensor
WO2018156042A1 (en) 2017-02-27 2018-08-30 Wostec, Inc. Nanowire grid polarizer on a curved surface and methods of making and using
CN109809357A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 锐迪科微电子(上海)有限公司 一种mems器件的晶圆级封装方法
FR3094559B1 (fr) 2019-03-29 2024-06-21 Soitec Silicon On Insulator Procédé de transfert de paves d’un substrat donneur sur un substrat receveur
US10910272B1 (en) * 2019-10-22 2021-02-02 Sandisk Technologies Llc Reusable support substrate for formation and transfer of semiconductor devices and methods of using the same
CN111146146B (zh) * 2019-12-30 2022-09-06 长春理工大学 一种基底可多次利用的高效散热半导体衬底的制备方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07254690A (ja) * 1994-01-26 1995-10-03 Commiss Energ Atom 半導体板形成方法
JPH10233352A (ja) * 1996-12-18 1998-09-02 Canon Inc 半導体部材の製造方法および半導体部材
JPH11142878A (ja) * 1997-11-12 1999-05-28 Sharp Corp 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法
JPH11312811A (ja) * 1998-02-25 1999-11-09 Seiko Epson Corp 薄膜デバイスの剥離方法、薄膜デバイスの転写方法、薄膜デバイス、アクティブマトリクス基板および液晶表示装置
JP2001244444A (ja) * 2000-02-25 2001-09-07 Teien-Shi Rii 薄膜転移及び薄膜分離方法
JP2001332383A (ja) * 2000-03-17 2001-11-30 Seiko Epson Corp 有機el表示体の製造方法、半導体素子の配置方法、半導体装置の製造方法
WO2001093325A1 (fr) * 2000-05-30 2001-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Substrat fragilise et procede de fabrication d'un tel substrat
JP2002009291A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002170942A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Seiko Epson Corp Soi基板、素子基板、電気光学装置及び電子機器、並びにsoi基板の製造方法、素子基板の製造方法
JP2002182580A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Sony Corp 素子の選択転写方法、画像表示装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法
JP2002231909A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Canon Inc 薄膜半導体装置の製造方法
WO2002071475A1 (fr) * 2001-03-02 2002-09-12 Commissariat A L'energie Atomique Procede de fabrication de couches minces sur un support specifique et une application
WO2002084721A2 (fr) * 2001-04-13 2002-10-24 Commissariat A L'energie Atomique Substrat ou structure demontable et procede de realisation
JP2002353424A (ja) * 2001-03-23 2002-12-06 Seiko Epson Corp 基板装置の製造方法及び基板装置、電気光学装置の製造方法及び電気光学装置、並びに電子機器
WO2003010825A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Seiko Epson Corporation Transfer method, method of manufacturing thin film element, method of manufacturing integrated circuit, circuit substrate and method of manufacturing the circuit substrate, electro-optic device and method of manufacturing the electro-optic device, and ic card and electronic equipmen

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035065A (en) * 1975-09-24 1977-07-12 Nasa Lightweight reflector assembly
US4604519A (en) * 1983-05-13 1986-08-05 Rca Corporation Intensified charge coupled image sensor having an improved CCD support
US4891522A (en) * 1988-10-11 1990-01-02 Microtronics Associates, Inc. Modular multi-element high energy particle detector
US5266828A (en) * 1988-10-14 1993-11-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image sensors with an optical fiber array
JPH04348540A (ja) * 1991-05-27 1992-12-03 Sony Corp フリップチップボンダー
US5559504A (en) * 1993-01-08 1996-09-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Surface shape sensor, identification device using this sensor, and protected system using this device
US6228686B1 (en) * 1995-09-18 2001-05-08 Tessera, Inc. Method of fabricating a microelectronic assembly using sheets with gaps to define lead regions
US5518964A (en) * 1994-07-07 1996-05-21 Tessera, Inc. Microelectronic mounting with multiple lead deformation and bonding
US5510273A (en) * 1995-04-03 1996-04-23 Xerox Corporation Process of mounting semiconductor chips in a full-width-array image
GB9521855D0 (en) * 1995-10-25 1996-01-03 Philips Electronics Nv Manufacture of electronic devices comprising thin-film circuitry
US5748161A (en) * 1996-03-04 1998-05-05 Motorola, Inc. Integrated electro-optical package with independent menu bar
JP2891665B2 (ja) * 1996-03-22 1999-05-17 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置およびその製造方法
US5888884A (en) * 1998-01-02 1999-03-30 General Electric Company Electronic device pad relocation, precision placement, and packaging in arrays
JP2000223419A (ja) * 1998-06-30 2000-08-11 Sony Corp 単結晶シリコン層の形成方法及び半導体装置の製造方法、並びに半導体装置
US6627478B2 (en) * 1999-05-24 2003-09-30 Tessera, Inc. Method of making a microelectronic assembly with multiple lead deformation using differential thermal expansion/contraction
US6387829B1 (en) * 1999-06-18 2002-05-14 Silicon Wafer Technologies, Inc. Separation process for silicon-on-insulator wafer fabrication
JP4604307B2 (ja) * 2000-01-27 2011-01-05 ソニー株式会社 撮像装置とその製造方法及びカメラシステム
JP2002162652A (ja) * 2000-01-31 2002-06-07 Fujitsu Ltd シート状表示装置、樹脂球状体、及びマイクロカプセル
DE10004891C2 (de) * 2000-02-04 2002-10-31 Astrium Gmbh Fokalfläche und Detektor für optoelektronische Bildaufnahmesysteme, Herstellungsverfahren und optoelektronisches Bildaufnahmesystem
DE20006642U1 (de) * 2000-04-11 2000-08-17 Agilent Technologies Inc Optische Vorrichtung
US6791072B1 (en) * 2002-05-22 2004-09-14 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for forming curved image sensor module
US6881943B1 (en) * 2002-10-28 2005-04-19 National Semiconductor Corporation Convex image sensor and method of forming the sensor
US7190039B2 (en) * 2005-02-18 2007-03-13 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with shaped image sensors and methods for manufacturing microelectronic imagers

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07254690A (ja) * 1994-01-26 1995-10-03 Commiss Energ Atom 半導体板形成方法
JPH10233352A (ja) * 1996-12-18 1998-09-02 Canon Inc 半導体部材の製造方法および半導体部材
JPH11142878A (ja) * 1997-11-12 1999-05-28 Sharp Corp 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法
JPH11312811A (ja) * 1998-02-25 1999-11-09 Seiko Epson Corp 薄膜デバイスの剥離方法、薄膜デバイスの転写方法、薄膜デバイス、アクティブマトリクス基板および液晶表示装置
JP2001244444A (ja) * 2000-02-25 2001-09-07 Teien-Shi Rii 薄膜転移及び薄膜分離方法
JP2001332383A (ja) * 2000-03-17 2001-11-30 Seiko Epson Corp 有機el表示体の製造方法、半導体素子の配置方法、半導体装置の製造方法
WO2001093325A1 (fr) * 2000-05-30 2001-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Substrat fragilise et procede de fabrication d'un tel substrat
JP2002009291A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002170942A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Seiko Epson Corp Soi基板、素子基板、電気光学装置及び電子機器、並びにsoi基板の製造方法、素子基板の製造方法
JP2002182580A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Sony Corp 素子の選択転写方法、画像表示装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法
JP2002231909A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Canon Inc 薄膜半導体装置の製造方法
WO2002071475A1 (fr) * 2001-03-02 2002-09-12 Commissariat A L'energie Atomique Procede de fabrication de couches minces sur un support specifique et une application
JP2002353424A (ja) * 2001-03-23 2002-12-06 Seiko Epson Corp 基板装置の製造方法及び基板装置、電気光学装置の製造方法及び電気光学装置、並びに電子機器
WO2002084721A2 (fr) * 2001-04-13 2002-10-24 Commissariat A L'energie Atomique Substrat ou structure demontable et procede de realisation
WO2003010825A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Seiko Epson Corporation Transfer method, method of manufacturing thin film element, method of manufacturing integrated circuit, circuit substrate and method of manufacturing the circuit substrate, electro-optic device and method of manufacturing the electro-optic device, and ic card and electronic equipmen

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123116A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Soi substrate and method for manufacturing soi substrate
US8101466B2 (en) 2007-03-26 2012-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. SOI substrate and method for manufacturing SOI substrate
US8222117B2 (en) 2007-03-26 2012-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. SOI substrate and method for manufacturing SOI substrate
US9111997B2 (en) 2007-03-26 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. SOI substrate and method for manufacturing SOI substrate
US8048728B2 (en) 2007-04-13 2011-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, method for manufacturing display device, and SOI substrate
US8748243B2 (en) 2007-04-13 2014-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, method for manufacturing display device, and SOI substrate
WO2011158438A1 (ja) * 2010-06-14 2011-12-22 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法、及び表示装置の製造方法
US8951888B2 (en) 2010-06-14 2015-02-10 Sharp Kabushiki Kaisha Method for fabricating semiconductor device, and method for fabricating display device
KR101825141B1 (ko) * 2016-05-17 2018-02-02 연세대학교 산학협력단 전기적으로 변색 가능한 광자결정 구조의 반사형 디스플레이 소자 및 그 제조방법
US10203581B2 (en) 2016-05-17 2019-02-12 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Electrochromic photonic-crystal reflective display device and method of manufacturing the same

Also Published As

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JP4043010B2 (ja) 薄膜形成装置および薄膜形成方法

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