JP2005051117A

JP2005051117A - Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number: JP2005051117A
Application number: JP2003282869A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Ogiwara; 光彦荻原; Hiroyuki Fujiwara; 博之藤原; Masaaki Sakuta; 昌明佐久田; Ichimatsu Abiko; 一松安孫子
Original assignee: Oki Data Corp; Oki Digital Imaging Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Oki Digital Imaging Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP4488702B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the handling of a thin film piece in a method of manufacturing a semiconductor device by forming a semiconductor thin film on a first substrate and separating and transferring it to a second substrate. <P>SOLUTION: A peeling layer (13) and a semiconductor thin film layer (20a) are formed on a first substrate (11), on which an individual supporter (19) is formed. The semiconductor thin film layer (20a) is divided into a plurality of semiconductor thin film pieces (20) by forming a groove (23) penetrating the semiconductor thin film layer (20a) to the peeling layer (13), by performing etching using the individual supporter (19) as a mask. Consequently, a plurality of combinations, each comprising the semiconductor thin film piece (20) and the individual supporter (19) fixed to the former, are formed. Further, the semiconductor thin film piece (20) is separated from the first substrate (11), and pasted to the second substrate (31) in a state of each individual supporter (19) being fixed to the semiconductor thin film piece (20). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に第１の基板の上に半導体薄膜を形成した後第２の基板に転写して半導体装置を製造する方法に関する。本発明の製造方法は例えば半導体薄膜で発光素子アレイを形成し、第２の基板に貼付けて他の回路素子と接続して複合半導体装置を製造する場合に適用されるものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device by forming a semiconductor thin film on a first substrate and then transferring it to a second substrate. The manufacturing method of the present invention is applied, for example, when a composite semiconductor device is manufactured by forming a light-emitting element array using a semiconductor thin film and attaching it to a second substrate and connecting it to other circuit elements.

発光素子を安価に形成する方法として、サファイア基板上に中間層を形成し、その上に化合物半導体層を形成し、そこに発光部を形成する方法がある（特許文献１）。 As a method for forming a light emitting element at a low cost, there is a method in which an intermediate layer is formed on a sapphire substrate, a compound semiconductor layer is formed thereon, and a light emitting portion is formed there (Patent Document 1).

特開平７−２０２２６５号公報JP-A-7-202265

また、化合物半導体としてＧａＡｓ系の半導体を用いる場合には、図４７に示すように行うことが知られている。この方法においては、まず図４７（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板１０１上に犠牲層（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ）１０２を設ける。この基板（ＧａＡｓ／Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ／ＧａＡｓ基板）を弗酸（ＨＦ）に浸漬し、上部ＧａＡｓ薄膜を得る（図４７（ｂ））。 Further, when a GaAs-based semiconductor is used as the compound semiconductor, it is known to perform as shown in FIG. In this method, first, a sacrificial layer (Al _0.7 Ga _0.3 As) 102 is provided on a GaAs substrate 101 as shown in FIG. This substrate (GaAs / Al _0.7 Ga _0.3 As / GaAs substrate) is immersed in hydrofluoric acid (HF) to obtain an upper GaAs thin film (FIG. 47B).

上記の方法において、第１の基板上に形成した半導体薄膜層を基板全面にわたり剥離する場合には、剥離層をエッチングするためのエッチング液の、剥離層への浸透に時間がかかるため、半導体薄膜層の剥離が容易でないという問題があった。その問題を解決するためには、該半導体薄膜を使って作製しようとする半導体素子のサイズにあわせて半導体薄膜を分割した後に、半導体薄膜の下に設けた剥離層をエッチングすることが考えられる。しかるに、該半導体薄膜は数μｍ以下の厚さとすることがあり、その場合には、半導体薄膜のピックアップや他の基板へのボンディングのためのハンドリングが極めて困難である。このハンドリングが困難であるという問題を解決するためには、半導体薄膜をハンドリングする際に厚みを持たせ、機械的な強度を確保するための個別の支持体を設けることが考えられる。 In the above method, when the semiconductor thin film layer formed on the first substrate is peeled over the entire surface of the substrate, it takes time for the etching solution for etching the peeling layer to penetrate into the peeling layer. There was a problem that peeling of the layer was not easy. In order to solve the problem, it is conceivable to divide the semiconductor thin film in accordance with the size of the semiconductor element to be manufactured using the semiconductor thin film and then etch the peeling layer provided under the semiconductor thin film. However, the semiconductor thin film may have a thickness of several μm or less. In this case, it is very difficult to handle the semiconductor thin film for picking up or bonding to another substrate. In order to solve the problem that the handling is difficult, it is conceivable to provide an individual support for ensuring the mechanical strength by providing a thickness when the semiconductor thin film is handled.

半導体層を半導体薄膜の単位に分割するためのフォトリソ・エッチング工程においてはエッチングマスクを設けてエッチングを行うが、半導体薄膜層を適当なサイズに分割し、エッチングマスクを除去した後に、個別の分割された半導体薄膜層にそのパターン形状と全く同じパターン形状の支持体を設けることは極めて困難であり、必ずパターンの合わせずれが発生し、この合わせずれのため半導体薄膜のうちその上に支持体が形成されていない領域では、半導体薄膜の強度が低下し、破壊されやすい。またパターンの合わせずれによって支持体のパターンが半導体薄膜の側面を被覆するような場合には、半導体薄膜の剥離ができない可能性がある。 In the photolithographic etching process for dividing the semiconductor layer into semiconductor thin film units, etching is performed by providing an etching mask. After the semiconductor thin film layer is divided into an appropriate size and the etching mask is removed, the etching is performed separately. It is extremely difficult to provide a support with the same pattern shape as the pattern shape on the semiconductor thin film layer, and pattern misalignment always occurs, and because of this misalignment, a support is formed on the semiconductor thin film. In the unfinished region, the strength of the semiconductor thin film is lowered and easily broken. Further, when the pattern of the support covers the side surface of the semiconductor thin film due to misalignment of the pattern, the semiconductor thin film may not be peeled off.

一方、個別に分割された半導体薄膜について一括して剥離層のエッチングを行った場合には、各半導体薄膜がばらばらになる可能性がある。また、個別に分割された半導体薄膜について一括して剥離層のエッチングを行った後、複数の（例えば全ての）半導体薄膜を一括して他の基板にボンディングする必要がある場合が考えられる。そのような場合には、個別の半導体薄膜の支持体だけではハンドリングができない。 On the other hand, when the peeling layer is etched for the semiconductor thin films that are individually divided, the semiconductor thin films may be separated. In addition, there may be a case where a plurality of (for example, all) semiconductor thin films need to be bonded to another substrate at once after the peeling layer is etched for the individually divided semiconductor thin films. In such a case, handling cannot be performed only with the support of the individual semiconductor thin film.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、半導体薄膜の剥離の際、半導体薄膜のハンドリングが容易で、しかも、高い精度で異種基板へ貼り付けることができる方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a method for easily handling a semiconductor thin film when the semiconductor thin film is peeled, and capable of being attached to a different substrate with high accuracy. For the purpose.

本発明は、
半導体薄膜片を第１の基板上に形成した後、第２の基板上に転写する半導体装置の製造方法であって、
第１の基板上に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層の上に、前記半導体薄膜片となる半導体薄膜層を形成する工程と、
前記半導体薄膜層の上に、支持体となる層を形成する工程と、
前記支持体となる層をパターニングして個別支持体を形成する工程と、
前記個別支持体をマスクとして前記半導体薄膜層のエッチングを行うことにより前記半導体薄膜層を貫通して、前記剥離層に達する溝を形成し、この溝により前記半導体薄膜層を複数の半導体薄膜片に分割し、各半導体薄膜片とそれに固定された個別支持体の組合せを複数個形成する工程と、
前記個別支持体の各々が前記半導体薄膜片に固定された状態で、前記半導体薄膜片を前記第１の基板から分離し、前記第２の基板に貼付ける工程と
を有する半導体装置の製造方法を提供する。 The present invention
A method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor thin film piece is formed on a first substrate and then transferred onto a second substrate,
Forming a release layer on the first substrate;
Forming a semiconductor thin film layer to be the semiconductor thin film piece on the release layer;
Forming a layer to be a support on the semiconductor thin film layer;
Patterning the layer to be the support to form an individual support;
By etching the semiconductor thin film layer using the individual support as a mask, a groove reaching the release layer is formed through the semiconductor thin film layer, and the semiconductor thin film layer is formed into a plurality of semiconductor thin film pieces by the groove. Dividing and forming a plurality of combinations of each semiconductor thin film piece and an individual support fixed thereto;
A step of separating the semiconductor thin film piece from the first substrate and affixing the semiconductor thin film piece to the second substrate in a state where each of the individual supports is fixed to the semiconductor thin film piece. provide.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体薄膜片のサイズが小さくても、ハンドリングが容易で、高い位置精度で第２の基板上に貼付けることのでき、しかも半導体薄膜片の剥離、第２の基板上への接着を容易に行なうことができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, even if the size of the semiconductor thin film piece is small, handling is easy, and it can be applied to the second substrate with high positional accuracy. Adhesion on the second substrate can be easily performed.

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。各図は実施の形態の特徴を模式的に示したもので、寸法関係や位置関係の詳細などを限定するものではない。
以下の実施の形態の半導体薄膜片は、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）を構成するものであり、他の半導体基板に貼付けられて当該他の半導体基板に形成された駆動回路と接続されて、上記他の基板に形成された駆動回路と、半導体薄膜片内に形成された被駆動素子としてのＬＥＤアレイとから成る複合半導体装置を形成するために用いられるものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing schematically shows the features of the embodiment, and does not limit the details of the dimensional relationship or positional relationship.
The semiconductor thin film piece of the following embodiment constitutes a light emitting diode array (LED array), is attached to another semiconductor substrate and connected to a drive circuit formed on the other semiconductor substrate, and the above It is used to form a composite semiconductor device composed of a drive circuit formed on another substrate and an LED array as a driven element formed in a semiconductor thin film piece.

第１の実施の形態
最初に図１に示すように、第１の基板、例えばｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、例えばＧａＡｓバッファー層１２、例えばＡｌＡｓ剥離層１３、例えばｐ型ＧａＡｓ下側コンタクト層１４、例えばｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ下側クラッド層１５、例えばｐ型Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ活性層１６、例えばｎ型Ａｌ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ上側クラッド層１７、例えばｎ型ＧａＡｓで上側コンタクト層１８を形成する。
これらの層は順にエピタキシャル成長させることにより得られる。
これらの層のうち、下側コンタクト層１４、下側クラッド層１５、活性層１６、上側クラッド層１７、及び上側コンタクト層１８で半導体薄膜層２０ａが形成されている。また、半導体薄膜層２０ａと、バッファー層１２、剥離層１３をまとめて半導体エピタキシャル層２５ａと呼ぶ。 First Embodiment First, as shown in FIG. 1, on a first substrate, for example, an n-type GaAs substrate 11, for example, a GaAs buffer layer 12, for example, an AlAs release layer 13, for example, a p-type GaAs lower contact layer 14. For example, p-type Al _x Ga _1-x As lower cladding layer 15, for example, p-type Al _y Ga _1-y As active layer 16, for example, n-type Al _z Ga _1-z As upper cladding layer 17, for example, n-type GaAs Then, the upper contact layer 18 is formed.
These layers are obtained by epitaxial growth in order.
Of these layers, the lower contact layer 14, the lower clad layer 15, the active layer 16, the upper clad layer 17, and the upper contact layer 18 form a semiconductor thin film layer 20 a. The semiconductor thin film layer 20a, the buffer layer 12, and the release layer 13 are collectively referred to as a semiconductor epitaxial layer 25a.

図１に示す積層構造物内には、最終形態において、素子分離（例えば、少なくとも発光領域以外の部分の上側コンタクト層１８から活性層１６までをエッチング除去する）などを行うことにより、半導体素子が形成される。
半導体薄膜層２０ａは、以下に詳述するように、溝（２３）の形成により複数の半導体薄膜片に分割されるものであり、半導体素子は、各半導体薄膜片形成予定領域内に形成される。本実施の形態では、各半導体薄膜片がＬＥＤアレイを構成する場合を想定しており、各半導体薄膜片内に複数のＬＥＤ素子から成るＬＥＤアレイが形成される。 In the stacked structure shown in FIG. 1, in the final form, by performing element isolation (for example, etching away from the upper contact layer 18 to the active layer 16 at least in a portion other than the light emitting region) It is formed.
As will be described in detail below, the semiconductor thin film layer 20a is divided into a plurality of semiconductor thin film pieces by the formation of the grooves (23), and the semiconductor element is formed in each semiconductor thin film piece formation scheduled region. . In the present embodiment, it is assumed that each semiconductor thin film piece constitutes an LED array, and an LED array composed of a plurality of LED elements is formed in each semiconductor thin film piece.

バッファー層１２は、欠陥が少ない良好な半導体エピタキシャル層を形成するに当たり、良好な状態の表面を用意するとともに、基板１１とＡｌＧａＡｓ層（１４、１５、１７）との格子定数のミスマッチを緩和するとともに、基板１１とＡｌＧａＡｓ層（１４、１５、１７）の熱膨張率の差を緩和するためのものである。 In forming a good semiconductor epitaxial layer with few defects, the buffer layer 12 prepares a surface in a good state and relaxes the mismatch of the lattice constant between the substrate 11 and the AlGaAs layers (14, 15, 17). This is to alleviate the difference in coefficient of thermal expansion between the substrate 11 and the AlGaAs layers (14, 15, 17).

剥離層１３は、半導体薄膜層２０ａ（を後述のように分割することにより形成される半導体薄膜片２０）を基板１１から化学的エッチングによって剥離するためのもので、半導体薄膜層２０ａの各層に対しエッチング性の低いエッチング液により高速にエッチングされる材料で形成されている。 The peeling layer 13 is for peeling the semiconductor thin film layer 20a (the semiconductor thin film piece 20 formed by dividing the semiconductor thin film layer 20a as described later) from the substrate 11 by chemical etching. It is formed of a material that can be etched at high speed by an etching solution having low etching property.

活性層１６は、組成Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＡｓにおいて、発光波長が７６０ｎｍの場合には、ｙ＝０．１５程度、発光波長が７４０ｎｍの場合には、ｙ＝０．２程度とされる。
下側クラッド層１５及び上側クラッド層１７は、ポテンシャル障壁によりダブルへテロ構造を形成するために設けられるものであり、例えば組成を表すＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ及びＡｌ_ｚＧａ_１−ｚＡｓにおいて、ｘ＝０．６、ｚ＝０．６とされる。
コンタクト層１８は、ｎ型ＧａＡｓ（５×１０^１７〜３×１０^１８ｃｍ^−３）であり、ｎ側のオーミックコンタクトを取るために高い不純物濃度を有する。 The active layer 16 has a composition of Al _y Ga _1-y As, and when the emission wavelength is 760 nm, y = 0.15, and when the emission wavelength is 740 nm, y = 0.2.
The lower clad layer 15 and the upper clad layer 17 are provided to form a double heterostructure by a potential barrier. For example, in Al _x Ga _1-x As and Al _z Ga _1-z As representing the composition, , X = 0.6 and z = 0.6.
The contact layer 18 is n-type GaAs (5 × 10 ^{17 to} 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ), and has a high impurity concentration in order to obtain an n-side ohmic contact.

なお、活性層を上下2つの層に分け、下側の活性層をｐ型とし、上側の活性層をｎ型とすることとしても良い。
さらに、下側コンタクト層１５及び下側クラッド層１６をｎ型とし、上側のクラッド層１８及び上側コンタクト層をｐ型としても良い。この場合において、活性層を上下２つの層に分ける場合には、下側をｎ型とし、上側をｐ型とする。 The active layer may be divided into two upper and lower layers, the lower active layer may be p-type, and the upper active layer may be n-type.
Furthermore, the lower contact layer 15 and the lower cladding layer 16 may be n-type, and the upper cladding layer 18 and the upper contact layer may be p-type. In this case, when the active layer is divided into two upper and lower layers, the lower side is n-type and the upper side is p-type.

なおまた、上記のようなヘテロ接合型のＬＥＤとする代わりに、ホモ接合型のＬＥＤを構成することもできる。この場合、各層をエピタキシャル成長させた後、最上層の表面から固相拡散法により不純物拡散を行って活性層内にｐｎ接合を形成する。このように不純物拡散を行ってｐｎ接合を形成する場合には、上記にように発光領域以外の部分のエッチング除去の代わりに、この不純物拡散が素子形成の工程を構成する。
また、同一の半導体材料でエピタキシャル層を構成し、拡散又はエピタキシャル成長によりｐ型層及びｎ型層を形成するなどして、ｐｎ接合を形成してもよい。 In addition, instead of the heterojunction type LED as described above, a homojunction type LED can also be configured. In this case, after each layer is epitaxially grown, impurity diffusion is performed by the solid phase diffusion method from the surface of the uppermost layer to form a pn junction in the active layer. When impurity diffusion is performed in this way to form a pn junction, this impurity diffusion constitutes an element formation step instead of etching away portions other than the light emitting region as described above.
Alternatively, the pn junction may be formed by forming an epitaxial layer of the same semiconductor material and forming a p-type layer and an n-type layer by diffusion or epitaxial growth.

上記のように半導体エピタキシャル層２５ａを形成した後、その上に、個別支持体となる層１９ａを形成する（図２）。ここで、個別支持体となる層１９ａは半導体薄膜片のパターン形状を決めるエッチングマスク層としても使用される。
個別支持体となる層２５ａは、例えばフォトレジスト材料で形成され、半導体エピタキシャル層２５ａの全面に塗布、又は貼付することにより、半導体エピタキシャル層２５ａに固定される。 After the semiconductor epitaxial layer 25a is formed as described above, a layer 19a serving as an individual support is formed thereon (FIG. 2). Here, the layer 19a serving as the individual support is also used as an etching mask layer for determining the pattern shape of the semiconductor thin film piece.
The layer 25a serving as an individual support is formed of, for example, a photoresist material, and is fixed to the semiconductor epitaxial layer 25a by applying or pasting the entire surface of the semiconductor epitaxial layer 25a.

その後、図示しないフォトマスクを用いて層１９ａを選択的に露光し、現像することにより、パターニングし、個別支持体１９を形成する（図３）。個別支持体１９相互間には、層１９ａが現像により選択的に除去された結果、溝２３ａが形成されている。
個別支持体１９は、以下のように、半導体薄膜片２０の形状を決めるパターンとして使用されるもので、半導体薄膜片２０の予定形状と同じパターンを有する。個別支持体１９はまた、半導体薄膜片２０を基板１１から剥離し、別の基板（３１）に貼付ける際に、半導体薄膜片２０を支持するためにも用いられる。 Thereafter, the layer 19a is selectively exposed using a photomask (not shown) and developed to be patterned to form the individual support 19 (FIG. 3). A groove 23a is formed between the individual supports 19 as a result of the layer 19a being selectively removed by development.
The individual support 19 is used as a pattern for determining the shape of the semiconductor thin film piece 20 as follows, and has the same pattern as the planned shape of the semiconductor thin film piece 20. The individual support 19 is also used to support the semiconductor thin film piece 20 when the semiconductor thin film piece 20 is peeled from the substrate 11 and attached to another substrate (31).

個別支持体１９は厚さが１０乃至２００μｍとされ、特に２５乃至１００μｍ程度とするのが適切である。ハンドリングの便宜から厚い方が良いが、厚いものほど作成が困難であり、この点からの制約もある。
個別支持体１９の材料としては、例えばメタクリル酸共重合のアクリルポリマーが用いられる。この材料のヤング率（Ｎ／ｍ^２）は５×１０^６乃至１×１０^９程度、ポアッソン比は０．４乃至０．５程度である。 The individual support 19 has a thickness of 10 to 200 μm, and particularly preferably about 25 to 100 μm. A thicker one is better for convenience of handling, but a thicker one is more difficult to create, and there is a restriction from this point.
As a material of the individual support 19, for example, an acrylic polymer of methacrylic acid copolymer is used. This material has a Young's modulus (N / m ² ) of about 5 × 10 ^{6 to} 1 × 10 ⁹ and a Poisson's ratio of about 0.4 to 0.5.

次に、個別支持体１９をマスクとしてエッチングを行なうことにより、半導体薄膜層２０ａをエッチング溝２３により分割し、複数の半導体薄膜片２０を形成する（図４及び図５）。図４は平面図であり、図４の左側には、基板（ウエハ）１１の全体が示され、図４の右側には、図４の左側の符号４Ｂで示す部分の拡大図が示されている。図５は、図４の右側のＡ−Ａ線の位置における断面図である。
図４の右側部分には、基板１１上の複数の半導体薄膜片２０のうち８つのみが図示されて、図５には、基板１１上の複数の半導体薄膜片２０のうち４つのみが図示されている。 Next, by etching using the individual support 19 as a mask, the semiconductor thin film layer 20a is divided by the etching groove 23 to form a plurality of semiconductor thin film pieces 20 (FIGS. 4 and 5). 4 is a plan view. The left side of FIG. 4 shows the entire substrate (wafer) 11, and the right side of FIG. 4 shows an enlarged view of a portion indicated by reference numeral 4B on the left side of FIG. Yes. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA on the right side of FIG.
4 shows only eight of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on the substrate 11, and FIG. 5 shows only four of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on the substrate 11. Has been.

上記のエッチングは、少なくとも剥離層１３の一部が露出するまで、即ち少なくとも剥離層１３の表面が露出されるまで、望ましくはエッチング溝２３により分割されまで行なわれる。図示の例では、エッチング溝２３が剥離層１３のみならず、その下に位置するバッファー層１２をも貫通し、基板１１の表面まで達している。その結果、エピタキシャル層２５ａも複数のエピタキシャル膜２５に分割されている。 The etching is performed until at least a part of the release layer 13 is exposed, that is, until at least the surface of the release layer 13 is exposed, and is preferably divided by the etching groove 23. In the illustrated example, the etching groove 23 penetrates not only the peeling layer 13 but also the buffer layer 12 located thereunder, and reaches the surface of the substrate 11. As a result, the epitaxial layer 25 a is also divided into a plurality of epitaxial films 25.

例えば、ＡｌＧａＡｓで形成された層１５、１６、１７やＧａＡｓで形成された層１４、１８のエッチングには、エッチング液として、硫酸過水（硫酸、過酸化水素及び水の混合液／Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝１６：１：１）、又は燐酸過水（燐酸、過酸化水素及び水の混合液）、又はクエン酸系エッチャントを用いることができる。 For example, for etching the layers 15, 16, and 17 formed of AlGaAs and the layers 14 and 18 formed of GaAs, sulfuric acid / persulfate (mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water / H ₂ SO) is used as an etchant. ₄ : H ₂ O ₂ : H ₂ O = 16: 1: 1), or phosphoric acid perwater (a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide, and water), or a citric acid-based etchant.

半導体薄膜片２０の各々（「チップ」と呼ぶこともある）の大きさは、半導体薄膜片２０でＬＥＤアレイを形成する場合、その幅は約１０μｍ乃至２００μｍであり、長さは約４ｍｍ乃至１６ｍｍであり、その他の応用の場合も短い辺の長さは約５ｍｍ以下の範囲にある。 Each of the semiconductor thin film pieces 20 (sometimes referred to as “chip”) has a width of about 10 μm to 200 μm and a length of about 4 mm to 16 mm when the LED thin film piece 20 forms an LED array. In other applications, the length of the short side is in the range of about 5 mm or less.

エッチング溝２３の幅が狭い場合には、個別支持体１９の表面が疎水性の場合にはエッチング液がエッチングスペースへ進入しにくいことが考えられる。したがって、残留させる個別支持体１９の表面を親水化処理をしてエッチング液の浸透が円滑に進行するようにすることが望ましい。例えば、低エネルギーの酸素プラズマ中で短時間軽いプラズマ処理を行なうことが望ましい。 In the case where the width of the etching groove 23 is narrow, it is considered that the etching liquid hardly enters the etching space when the surface of the individual support 19 is hydrophobic. Therefore, it is desirable to hydrophilize the surface of the individual support 19 to be left so that the permeation of the etching solution proceeds smoothly. For example, it is desirable to perform a light plasma treatment for a short time in a low energy oxygen plasma.

上記のように、エッチング溝２３を形成した後、例えば、図５に示す構造物を、エッチング液、例えば１０％の弗酸（ＨＦ）に浸漬し、剥離層１３を溶解又は分解することによりエッチング除去する。ここで、剥離層のエッチング液としては、弗酸のほか、塩酸、熱燐酸、臭化水素酸など他の酸を使用することもできる。このエッチングの際、エッチング液は溝２３を介して剥離層１３に達する。エッチングの後、水洗を施す。 After the etching groove 23 is formed as described above, for example, the structure shown in FIG. 5 is immersed in an etching solution, for example, 10% hydrofluoric acid (HF), and the peeling layer 13 is dissolved or decomposed for etching. Remove. Here, as the etching solution for the release layer, other acids such as hydrochloric acid, hot phosphoric acid, hydrobromic acid, etc. can be used in addition to hydrofluoric acid. During this etching, the etching solution reaches the peeling layer 13 through the groove 23. After etching, it is washed with water.

上記のエッチングにより、半導体薄膜片２０は、水の表面張力によって、バッファー層１２に保持された状態、或いは重力でバッファー層１２上に載っているだけの状態となる。その状態において、図６に示すように、吸着治具２９を使用して個別支持体１９及びそれに固定された半導体薄膜片２０（個別支持体１９とそれに固定された半導体薄膜片２０の組合せを以下便宜上「剥離片」２８と呼ぶことがある）を真空吸着し、剥離片２８を基板１１から分離する。なお、図６で符号１３ｙは、剥離層１３のエッチング除去により、剥離片２８が基板１１上のバッファ層１２から分離されたことを示している。 By the etching described above, the semiconductor thin film piece 20 is held in the buffer layer 12 by the surface tension of water, or is simply placed on the buffer layer 12 by gravity. In this state, as shown in FIG. 6, the individual support 19 and the semiconductor thin film piece 20 fixed to the individual support 19 using the suction jig 29 (the combination of the individual support 19 and the semiconductor thin film piece 20 fixed thereto is described below). The peeling piece 28 is separated from the substrate 11 by vacuum suction. In FIG. 6, reference numeral 13 y indicates that the peeling piece 28 is separated from the buffer layer 12 on the substrate 11 by the etching removal of the peeling layer 13.

吸着治具２９による吸着は、個別支持体１９の表面（上面）を吸着することによる行なわれる。比較的厚い個別支持体１９が設けてあるので、吸着治具２９による吸着が容易であり、また上側コンタクト層１８の表面に損傷を与えることがない。 The suction by the suction jig 29 is performed by sucking the surface (upper surface) of the individual support 19. Since the relatively thick individual support 19 is provided, the suction by the suction jig 29 is easy, and the surface of the upper contact layer 18 is not damaged.

発明者らは、個別支持体１９として、レジスト材料を使用した場合の剥離層１３のエッチング工程について、例えば、温度を昇温あるいは降温させて個別支持体１９と半導体薄膜片２０の熱膨張形成の差異を使って個別支持体１９にストレスを与え、半導体薄膜片２０と基板１１の間にスペースができるようにしなくても、半導体薄膜片２０の剥離が容易であることを実験的に確認した。さらに、半導体薄膜片２０の幅（半導体薄膜片２０が図示のように長方形である場合において、短い辺の長さ）が、５００μｍ以下のように狭い場合に特に、剥離層１３のエッチングが容易であり、上で述べたようなエッチング工程でエッチング液の加熱又は冷却によりストレスを印加することによる半導体薄膜片２０の湾曲の必要性はないことが分かった。
即ち、本実施の形態の製造方法は、半導体薄膜片２０の幅が５００μｍ以下である場合に適用すると効果が大きい。 The inventors, for example, in the etching process of the release layer 13 in the case where a resist material is used as the individual support 19, for example, the thermal expansion of the individual support 19 and the semiconductor thin film piece 20 is performed by raising or lowering the temperature. It was experimentally confirmed that the semiconductor thin film piece 20 can be easily peeled without applying a stress to the individual support 19 using the difference to make a space between the semiconductor thin film piece 20 and the substrate 11. Further, particularly when the width of the semiconductor thin film piece 20 (the length of the short side when the semiconductor thin film piece 20 is rectangular as shown) is as narrow as 500 μm or less, the peeling layer 13 can be easily etched. It has been found that there is no need to bend the semiconductor thin film piece 20 by applying stress by heating or cooling the etching solution in the etching process as described above.
That is, the manufacturing method of the present embodiment has a great effect when applied when the width of the semiconductor thin film piece 20 is 500 μm or less.

上記のように、吸着治具２９で吸着された剥離片２８を、次に図７及び図８に示すように、第２の基板、例えばＳｉ基板３１上に貼付ける（ボンディングする）。 As described above, the peeling piece 28 sucked by the suction jig 29 is then attached (bonded) onto a second substrate, for example, the Si substrate 31, as shown in FIGS.

第２の基板３１には、上記の貼付けに先立ち、図７及び図８に示すように、半導体薄膜片２０を貼付けるための所定のパターンの金属製の導通層３２が形成され、この導通層３２は基板内回路領域３４の所定の領域に接続されている。基板内回路領域３４と導通層３２とは互いに隣接するように配置されている。 Prior to the pasting, the second substrate 31 is formed with a metal conductive layer 32 having a predetermined pattern for pasting the semiconductor thin film piece 20 as shown in FIGS. 32 is connected to a predetermined area of the in-substrate circuit area 34. The in-substrate circuit region 34 and the conductive layer 32 are disposed adjacent to each other.

なお、図８は第２の基板３１の平面図であり、図８の左側には、基板（ウエハ）３１の全体が示され、図８の右側には、図８の左側の符号８Ｂで示す部分の拡大図が示されている。図８には、基板３１上の複数の導通層３２のうち、６つのみが図示され、そのうち４つには、剥離片２８が貼付けられており、２つには未だ剥離片２８が貼付けられていない状態が示されている。図８で符号３３は剥離片の貼付け予定領域を示す。この予定領域３３は、導通層３２の領域内に形成されている。 8 is a plan view of the second substrate 31. The entire substrate (wafer) 31 is shown on the left side of FIG. 8, and the right side of FIG. 8 is indicated by reference numeral 8B on the left side of FIG. An enlarged view of the part is shown. FIG. 8 shows only six of the plurality of conductive layers 32 on the substrate 31, four of which have peel pieces 28 attached, and two of which have peel pieces 28 still attached. The state is not shown. In FIG. 8, reference numeral 33 indicates a region where the peeling piece is to be pasted. The planned region 33 is formed in the region of the conductive layer 32.

基板内回路領域３４内の回路は、領域３４に隣接する導通層３２上に貼付けられる半導体薄膜片２０内の回路又は素子と接続されて、協働するものであり、例えば半導体薄膜片２０内に被駆動素子、例えば発光素子の列が形成されており、一方基板内回路領域３４には、発光素子を駆動する駆動回路が形成されており、半導体薄膜片２０内の発光素子の列と基板内回路領域３４内の回路との組合せにより複合半導体装置が形成される。 A circuit in the in-substrate circuit region 34 is connected to and cooperates with a circuit or an element in the semiconductor thin film piece 20 attached on the conductive layer 32 adjacent to the region 34, for example, in the semiconductor thin film piece 20. A row of driven elements, for example, light emitting elements is formed. On the other hand, a driving circuit for driving the light emitting elements is formed in the in-substrate circuit region 34, and the row of light emitting elements in the semiconductor thin film piece 20 and the inside of the substrate are formed. A composite semiconductor device is formed by combination with a circuit in the circuit region 34.

導通層３２は、半導体薄膜片２０の貼付けのために利用されるのみならず、基板内回路領域３４内の回路と、半導体薄膜片２０内の回路又は素子との接続のためにも利用される。基板内回路領域３４内の回路と、半導体薄膜片２０内の回路又は素子とは、後述のように半導体薄膜片２０の上側コンタクト１８を利用したワイヤボンディングによっても互いに接続される。 The conductive layer 32 is used not only for attaching the semiconductor thin film piece 20 but also for connecting a circuit in the circuit region 34 in the substrate and a circuit or element in the semiconductor thin film piece 20. . The circuit in the in-substrate circuit region 34 and the circuit or element in the semiconductor thin film piece 20 are connected to each other by wire bonding using the upper contact 18 of the semiconductor thin film piece 20 as will be described later.

上記の導通層３２上への貼付けにおいては、半導体薄膜片２０の下側コンタクト層１４を導通層３２の表面に接着する。ここで接着とは、半導体薄膜片２０の下側コンタクト層１４の表面と導通層３２の表面の間の分子間力による接合を意味する。
In pasting on the conductive layer 32, the lower contact layer 14 of the semiconductor thin film piece 20 is bonded to the surface of the conductive layer 32. Here, the term “adhesion” means bonding by the intermolecular force between the surface of the lower contact layer 14 of the semiconductor thin film piece 20 and the surface of the conductive layer 32.

第２の基板３１上の複数の導通層３２のすべて、或いは所定のものの上に剥離片２８を貼付けた後、例えば約２００℃にて基板３１を加熱し強固な貼付け強度を得る。 After the peeling pieces 28 are pasted on all or a plurality of conductive layers 32 on the second substrate 31, the substrate 31 is heated at, for example, about 200 ° C. to obtain a strong pasting strength.

このようにして貼付けが完了した後、剥離片２８を貼付けた基板３１を、剥離剤３８に浸漬して個別支持体１９を除去する（図９）。
剥離剤３８としては、個別支持体１８を半導体薄膜片２０から剥離し、或いは個別支持体１９を溶解又は分解する一方、半導体薄膜片２０には影響を与えない化学材料が用いられる。例えば、有機アルカリを含む溶液、有機アミンを含む溶液、或いはアセトン、或いはキシレンを含む有機溶剤などを用いることができる。
図１０は個別支持体１９を除去した後に得られる構造物の断面を模式的に示している。 After the attachment is completed in this way, the substrate 31 with the release piece 28 attached is immersed in a release agent 38 to remove the individual support 19 (FIG. 9).
As the release agent 38, a chemical material that peels the individual support 18 from the semiconductor thin film piece 20 or dissolves or decomposes the individual support 19 while not affecting the semiconductor thin film piece 20 is used. For example, a solution containing an organic alkali, a solution containing an organic amine, an organic solvent containing acetone, or xylene can be used.
FIG. 10 schematically shows a cross section of the structure obtained after the individual support 19 is removed.

その後、図１０に示す半導体薄膜片２０中の回路乃至素子を形成する。この工程では一般的に知られている誘電体薄膜や金属薄膜の薄膜形成技術、フォトリソグラフィ／エッチングの加工技術を適用して、半導体薄膜層の素子分離、層間絶縁膜形成、配線形成を行う。その後、半導体薄膜に隣接する基板内回路領域３４内の回路とを金属薄膜による配線パターンによって接続することによって、半導体薄膜片２０と基板内回路領域３４内の回路とを含む複合半導体装置が完成する。さらにパッシベーション膜などの保護膜を備える工程を設けることもできる。 Thereafter, circuits or elements in the semiconductor thin film piece 20 shown in FIG. 10 are formed. In this process, a generally known dielectric thin film or metal thin film formation technique or photolithography / etching processing technique is applied to perform element isolation of the semiconductor thin film layer, interlayer insulation film formation, and wiring formation. Thereafter, a circuit in the in-substrate circuit region 34 adjacent to the semiconductor thin film is connected by a wiring pattern made of a metal thin film, whereby a composite semiconductor device including the semiconductor thin film piece 20 and the circuit in the in-substrate circuit region 34 is completed. . Further, a step of providing a protective film such as a passivation film can be provided.

上記した第１の実施の形態の製造方法によれば、第１の基板上に設けた半導体薄膜層を第１の基板から剥離するに当たり、該半導体薄膜層の剥離工程に先立って半導体薄膜層を複数の個別半導体薄膜片に分割する工程を備え、該半導体薄膜片に分割する工程で半導体薄膜層上に設けるエッチングマスクをエッチング工程後にも除去せず、そのまま半導体薄膜の剥離工程以降の半導体薄膜の支持体として使用するようにしたので、半導体薄膜片と自己整合的に設けられた支持体を利用して半導体薄膜の剥離、運搬、第２の基板への貼り付けができ、半導体薄膜に欠損、クラックなどのダメージが発生しなようにハンドリングすることができる。 According to the manufacturing method of the first embodiment described above, when the semiconductor thin film layer provided on the first substrate is peeled from the first substrate, the semiconductor thin film layer is removed prior to the peeling step of the semiconductor thin film layer. A step of dividing the semiconductor thin film into a plurality of individual semiconductor thin film pieces; the etching mask provided on the semiconductor thin film layer in the step of dividing into the semiconductor thin film pieces is not removed after the etching step; Since it was used as a support, the semiconductor thin film can be peeled off, transported, and pasted on a second substrate using a support provided in a self-aligned manner with the semiconductor thin film piece. It can be handled without causing damage such as cracks.

また、半導体薄膜の剥離工程では、半導体薄膜パターンに合わせて別に支持体を設けないため、半導体薄膜パターンと支持体パターンの位置合わせずれに起因する支持体材料による半導体薄膜下の剥離層の被覆或いは支持体材料のパターン形成に伴う剥離エッチング不良発生の可能性をなくすことができる。
さらに、半導体薄膜片と自己整合的に設けられた支持体のパターン形状を認識することによって、半導体薄膜と半導体薄膜を貼り付ける領域との位置合わせを行うことができるなど、高精度な半導体薄膜−貼り付け領域の位置合わせに基いた貼り付けを行うことができる。 Further, in the semiconductor thin film peeling step, a separate support is not provided in accordance with the semiconductor thin film pattern, so that the peeling layer under the semiconductor thin film is covered with a support material caused by misalignment between the semiconductor thin film pattern and the support pattern. It is possible to eliminate the possibility of occurrence of peeling etching defects accompanying the pattern formation of the support material.
In addition, by recognizing the pattern shape of the support provided in a self-aligned manner with the semiconductor thin film piece, the semiconductor thin film can be aligned with the region where the semiconductor thin film is applied. Pasting based on the alignment of the pasting area can be performed.

なお、個別支持体１９は、感光性を有するレジスト以外の材料、例えば液状ワックス、液状のインク、感光性を有するポリマーなどの有機材料で形成することもできる。ここで支持体として使用する有機材料は、スピンコート、印刷、塗布、貼付、パターン形状の転写など種々の方法によって形成することができる。支持体に有機材料を使用することにより、支持体のパターン形成工程でのパターン形成状態、半導体薄膜の剥離工程における耐エッチング性能や半導体薄膜表面との密着性、半導体薄膜の運搬・貼り付け工程における強度、支持体の剥離工程における半導体薄膜からの除去性能の観点から各工程を良好に行うことができる。また、個別支持体１９は有機材料以外の材料、例えば支持体のパターン形成や半導体薄膜の剥離で使用するエッチング液に耐性を有するような金属材料で形成することもできる。 The individual support 19 can also be formed of a material other than a photosensitive resist, for example, an organic material such as liquid wax, liquid ink, or a photosensitive polymer. Here, the organic material used as the support can be formed by various methods such as spin coating, printing, coating, sticking, and pattern shape transfer. By using an organic material for the support, the pattern formation state of the support in the pattern formation process, the etching resistance in the peeling process of the semiconductor thin film, the adhesion to the surface of the semiconductor thin film, the transport and pasting process of the semiconductor thin film Each process can be favorably performed from the viewpoint of strength and removal performance from the semiconductor thin film in the peeling process of the support. The individual support 19 can also be formed of a material other than an organic material, for example, a metal material having resistance to an etching solution used for patterning of the support or peeling of the semiconductor thin film.

個別支持体１９は、剥離層１３の剥離のために用いられるエッチング液によりエッチングされないもの（即ち、そのようなエッチング液によるエッチング速度が、剥離層１３のエッチング速度よりも十分に低いもの）材料で形成するのが望ましい。 The individual support 19 is made of a material that is not etched by the etching solution used for peeling the release layer 13 (that is, the etching rate by such an etchant is sufficiently lower than the etching rate of the release layer 13). It is desirable to form.

第２の実施の形態
第２の実施の形態の製造方法は、第１の実施の形態の個別支持体１９に加えて、連結支持体３９を用いることを特徴とする。
第２の実施の形態の製造方法においては、第１の実施の形態について説明したのと同様にして、図５に示す構造物を得る。 Second Embodiment The manufacturing method according to the second embodiment is characterized in that a connection support 39 is used in addition to the individual support 19 of the first embodiment.
In the manufacturing method of the second embodiment, the structure shown in FIG. 5 is obtained in the same manner as described for the first embodiment.

次に図１１及び図１２に示すように、基板１１上の複数の個別支持体１９を連結する連結支持体３９を形成する。図示の例では、基板１１上のすべての個別支持体１９を連結している。なお、図１１は平面図であり、図１１の左側には、基板（ウエハ）１１の全体が示され、図１１の右側には、図１１の左側の符号１１Ｂで示す部分の拡大図が示されている。図１２は、図１１の右側のＢ−Ｂ線の位置における断面図である。
図１１の右側部分には、基板１１上の複数の半導体薄膜片２０のうち８つのみが図示されて、図１２には、基板１１上の複数の半導体薄膜片２０のうち４つのみが図示されている。 Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a connection support 39 for connecting the plurality of individual supports 19 on the substrate 11 is formed. In the illustrated example, all the individual supports 19 on the substrate 11 are connected. 11 is a plan view, and the left side of FIG. 11 shows the entire substrate (wafer) 11, and the right side of FIG. 11 shows an enlarged view of a portion indicated by reference numeral 11 B on the left side of FIG. Has been. 12 is a cross-sectional view taken along the line BB on the right side of FIG.
11 shows only eight of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on the substrate 11, and FIG. 12 shows only four of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on the substrate 11. Has been.

連結支持体３９は、その下面が個別支持体１９の上面に接着されることで複数の個別支持体１９を連結するもので、連結支持体３９としては、例えば、有機材料を含むシート（ポリマーシート）、多孔質基板、サファイアや石英などの透明基板、Ｓｉ基板、金属基板、ポリイミドなどのポリマー材料でコーティングした金属基板などを使用することができる。連結支持体３９としては、柔軟性（フレキシビリティ）があるものであってもよいし、柔軟性がない強固なものであってもよい。また、形状は連続体であってもよいし、メッシュ状、ワイヤ状、棒状、あるいはこれらを種々組み合わせたものであってもよい。連結支持体３９と個別支持体１９の接着は、接着剤、粘着剤、レジスト剤などのタック性を有する材料を使用することができる。接着剤、粘着剤、レジスト剤はあらかじめ連結支持体の基材の上に塗布したものを使用することができる。接着剤はアクリル系やエポキシ系の接着剤を使用することができ、ＵＶ硬化性、熱硬化性などの接着剤を使用することができる。また、粘着剤は、再剥離性、ＵＶ剥離性、熱剥離性を有するものを使用することができる。 The connection support 39 connects the plurality of individual supports 19 by bonding the lower surface of the connection support 39 to the upper surface of the individual support 19. As the connection support 39, for example, a sheet (polymer sheet) containing an organic material is used. ), A transparent substrate such as sapphire or quartz, a Si substrate, a metal substrate, a metal substrate coated with a polymer material such as polyimide, or the like can be used. The connection support 39 may have flexibility (flexibility) or may be strong without flexibility. Further, the shape may be a continuous body, a mesh shape, a wire shape, a rod shape, or various combinations thereof. A material having tackiness such as an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, and a resist agent can be used for bonding the connection support 39 and the individual support 19. As the adhesive, the pressure-sensitive adhesive, and the resist agent, those previously coated on the base material of the connection support can be used. As the adhesive, an acrylic or epoxy adhesive can be used, and an adhesive such as UV curable or thermosetting can be used. Moreover, what has re-peelability, UV peelability, and heat peelability can be used for an adhesive.

図１１及び図１２に示すように連結支持体３９を形成した後、次に図１３に示すように、第１の実施の形態と同様、剥離層１３をエッチング除去して、複数の、剥離片２８（個別支持体１９と半導体薄膜片２０の組合せ）が連結支持体３９によって連結された構造物４０を基板１１から剥離する。 After the connection support 39 is formed as shown in FIGS. 11 and 12, next, as shown in FIG. 13, as in the first embodiment, the peeling layer 13 is removed by etching to form a plurality of peeling pieces. The structure 40 in which 28 (the combination of the individual support 19 and the semiconductor thin film piece 20) is connected by the connection support 39 is peeled from the substrate 11.

次に、図１４及び図１５に示すように構造物４０の複数の剥離片２８を、第２の基板３１上の所定の領域に貼付ける。具体的には、半導体薄膜片２０の下側コンタクト層１４を、第２の基板３１上に設けた導通層３２上に接着する。ここで接着とは、半導体薄膜片２０の下側コンタクト層１４の表面と導通層３２表面の間の分子間力による接合状態、もしくは、さらに分子間力による接合界面の原子再配列による強固な接合状態を意味する。接着の際には適宜、加圧、加熱し、少なくとも次の支持体除去工程で、半導体薄膜片２０が再剥離しないよう十分な貼付け強度を確保する。 Next, as shown in FIGS. 14 and 15, the plurality of peeling pieces 28 of the structure 40 are attached to a predetermined region on the second substrate 31. Specifically, the lower contact layer 14 of the semiconductor thin film piece 20 is bonded onto the conductive layer 32 provided on the second substrate 31. Here, the term “adhesion” refers to a bonding state due to intermolecular force between the surface of the lower contact layer 14 of the semiconductor thin film piece 20 and the surface of the conductive layer 32, or a strong bonding due to atomic rearrangement of the bonding interface due to intermolecular force. Means state. At the time of bonding, pressurization and heating are appropriately performed to ensure a sufficient pasting strength so that the semiconductor thin film piece 20 does not peel again at least in the subsequent support removing step.

次に図１５に示す構造物を、図１６に示すように、個別支持体１９を溶解または分解する剥離剤３８に浸漬して、個別支持体１９及び連結支持体支持体３９を除去し、図１７に示すように基板３１に複数の半導体薄膜片２０が固定された構造物を残す。
さらに強固な貼付け力を保持するために、適宜加熱工程を加えることができる。 Next, as shown in FIG. 16, the structure shown in FIG. 15 is immersed in a release agent 38 that dissolves or decomposes the individual support 19 to remove the individual support 19 and the connection support 39. As shown in FIG. 17, a structure in which a plurality of semiconductor thin film pieces 20 are fixed to the substrate 31 is left.
Further, a heating step can be added as appropriate in order to maintain a strong pasting force.

上記の第２の実施の形態によれば、半導体薄膜片２０の上に設ける個別支持体１９に加えて、複数の個別支持体１９を連結する連結支持体３９を設けるので、半導体薄膜片２０を第１の基板１１から剥離する工程において複数の半導体薄膜片２０を一括して剥離することができ、また半導体薄膜片２０を第２の基板３１に貼付ける工程において複数の半導体薄膜片２０を一括して貼付けることができる。また、半導体薄膜片２０を個々にピックアップすることなく貼付けることができ、半導体薄膜片２０のハンドリングが一層容易となる。さらに、個々の半導体薄膜の位置関係を保持した状態で貼り付けを行うことができるので、容易かつ高精度に貼り付けのための位置合わせを行うことができる。 According to the second embodiment, in addition to the individual support body 19 provided on the semiconductor thin film piece 20, the connection support body 39 for connecting the plurality of individual support bodies 19 is provided. In the step of peeling from the first substrate 11, the plurality of semiconductor thin film pieces 20 can be peeled off collectively, and in the step of attaching the semiconductor thin film piece 20 to the second substrate 31, the plurality of semiconductor thin film pieces 20 are batched. Can be pasted. Further, the semiconductor thin film pieces 20 can be stuck without individually picking up, and the handling of the semiconductor thin film pieces 20 becomes easier. Furthermore, since the bonding can be performed while maintaining the positional relationship between the individual semiconductor thin films, alignment for bonding can be performed easily and with high accuracy.

第３の実施の形態
上記した第２の実施の形態では、連結支持体が、基板（ウエハ）１１の全面に及ぶものであるが、それぞれ基板１１の一部のみを覆い、かつそれぞれ複数の個別支持体１９を連結するものを用いることとしても良い。言いかえると、基板１１を複数の領域に分割し、各分割領域を覆う連結支持体３９を複数個設けるようにしても良い。 Third Embodiment In the second embodiment described above, the connection support extends over the entire surface of the substrate (wafer) 11, but each covers only a part of the substrate 11 and each of the plurality of individual supports. What connects the support body 19 is good also as being used. In other words, the substrate 11 may be divided into a plurality of regions, and a plurality of connection supports 39 covering each of the divided regions may be provided.

図１８では、基板１１を４つの領域に分割する例を示している。即ちこの例では、基板１１が４つの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分割され、それぞれの領域上の複数の半導体薄膜片２０の群２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの個別支持体１９を連結する４つの連結支持体３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを用いて、それぞれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上の複数の半導体薄膜片２０の群２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄをそれぞれ一括して基板１１から剥離し、図１９に示すように、第２の基板３１に貼付けることとしても良い。 FIG. 18 shows an example in which the substrate 11 is divided into four regions. That is, in this example, the substrate 11 is divided into four regions 11a, 11b, 11c, and 11d, and the individual supports 19 of the groups 22a, 22b, 22c, and 22d of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on each region are connected. Using the four connection supports 39a, 39b, 39c, and 39d, the groups 22a, 22b, 22c, and 22d of the plurality of semiconductor thin film pieces 20 on the respective regions 11a, 11b, 11c, and 11d are collectively combined with the substrate 11. It is good also as sticking on the 2nd board | substrate 31, as shown in FIG.

図１９の例は、基板３１が、基板１１よりも大きな径のものであり、基板１１上の半導体薄膜片２０の群２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが再配置されて基板３１に貼付けられている。
ここで「再配置」とは、第２の基板３１上における半導体薄膜片２０の群２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ相互の相対位置が、第１の基板１１上における同じ半導体薄膜片２０の群２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ相互の相対位置とは異なるような配置を言う。 In the example of FIG. 19, the substrate 31 has a larger diameter than the substrate 11, and the groups 22 a, 22 b, 22 c, and 22 d of the semiconductor thin film pieces 20 on the substrate 11 are rearranged and attached to the substrate 31. .
Here, “rearrangement” means that the groups 22 a, 22 b, 22 c, 22 d of the semiconductor thin film pieces 20 on the second substrate 31 are in the same group 22 a of the same semiconductor thin film pieces 20 on the first substrate 11. , 22b, 22c, and 22d are different from each other.

なお、このような再配置を行なう場合、図２０に示すように、連結支持体３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄと、これにより連結された剥離片２８（個別支持体１９と半導体薄膜片２０の組合せ）を一旦図示しない再配置用基板４１に固定し、その後一括して第２の基板に転写することとしても良い。図２０に示す例では、再配置用基板４１は、第２の基板３１に対応した大きさを有し、第２の基板３１に転写すべき半導体薄膜片２０の群がすべて再配置用基板４１に固定された後、再配置用基板４１上の半導体薄膜片２０の全ての群が一括して第２の基板３１に貼付けられる。 When such rearrangement is performed, as shown in FIG. 20, the connection supports 39a, 39b, 39c, 39d and the peeling pieces 28 (the combination of the individual support 19 and the semiconductor thin film piece 20) connected thereby. ) Once fixed to the rearrangement substrate 41 (not shown), and then transferred to the second substrate in a lump. In the example shown in FIG. 20, the rearrangement substrate 41 has a size corresponding to the second substrate 31, and all the groups of semiconductor thin film pieces 20 to be transferred to the second substrate 31 are the rearrangement substrate 41. Then, all the groups of the semiconductor thin film pieces 20 on the rearrangement substrate 41 are pasted together on the second substrate 31.

なおまた、同一の基板１１上の、異なる連結支持体３９に連結された半導体薄膜片２０の群を、互いに異なる基板３１に貼付けることとしても良い。 A group of semiconductor thin film pieces 20 connected to different connection supports 39 on the same substrate 11 may be attached to different substrates 31.

さらに、上記の例では、予め複数の連結支持体３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを用意することとしているが、１枚の第１の基板（ウエハ）１１に対して、１枚の連結支持体３９を用意し、基板１１上のすべての個別支持体１９に接着させて、すべての半導体薄膜片２０を基板１１から一括剥離した後に、連結支持体３９を切断により分割して複数の連結支持体（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄに相当するもの）及びその各々に連結された複数の剥離片２８の組合せを形成することとしても良い。 Furthermore, in the above example, a plurality of connection supports 39a, 39b, 39c, and 39d are prepared in advance, but one connection support 39 is provided for one first substrate (wafer) 11. Are prepared and adhered to all the individual supports 19 on the substrate 11, and after all the semiconductor thin film pieces 20 are peeled off from the substrate 11, the connection support 39 is divided by cutting to form a plurality of connection supports ( 39a, 39b, 39c, 39d) and a plurality of peeling pieces 28 connected to each of them may be formed.

上記の第３の実施の形態によれば、半径が異なる基板への転写を円滑に行なうことができる。また再配置基板を用いることで、半径が異なる基板への貼付けを一括して行なうことができる。 According to the third embodiment, transfer to a substrate having a different radius can be performed smoothly. In addition, by using the rearranged substrate, it is possible to perform the pasting to the substrates having different radii at once.

上記した第２の実施の形態及び第３の実施の形態については、種々の変形が可能である。
例えば支持体１９及び３９の除去は、上記のようにして行なう代りに、次のようにして行なうことができる。すなわち、図１５に示される構造物に対し、図１６のように、連結支持体３９が個別支持体１９に連結された状態で、個別支持体１９を分解ないし溶解する溶液（剥離剤３８）に浸漬させる代りに、図１５に示される構造物に対し、熱剥離性若しくはＵＶ剥離性を利用して、又は連結支持体３９の粘着剤を溶解する溶液、例えば、アセトン、キシレンやテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液のような溶液を使って連結支持体３９を先に剥離し、次に図９に示すように、個別支持体１９を分解ないし溶解する溶液（剥離剤３８）によって個別支持体１９を除去してもよい。 Various modifications can be made to the above-described second and third embodiments.
For example, the removal of the supports 19 and 39 can be performed as follows instead of the above. That is, with respect to the structure shown in FIG. 15, in a state where the connection support 39 is connected to the individual support 19 as shown in FIG. 16, the solution (release agent 38) dissolves or dissolves the individual support 19. Instead of dipping, a solution that dissolves the adhesive of the connection support 39, such as acetone, xylene, or tetramethylammonium hydrolase, is used for the structure shown in FIG. The connection support 39 is first peeled off using a solution such as an aqueous oxide solution, and then the individual support 19 is removed with a solution (peeling agent 38) that decomposes or dissolves the individual support 19 as shown in FIG. May be.

また第２の実施の形態について図１４及び図１５を参照して説明したように、半導体薄膜片２０の群を一括して第２の基板３１上に貼付ける代りに、例えば、図２１及び図２２に示すように、半導体薄膜片２０を個別にハンドリングできるボンディングヘッド４２を使って個別に第２の基板３１上に貼付けてもよい。この際、ボンディングヘッド４２に加熱機構あるいは光（ＵＶ）照射機構を備え熱剥離あるいは光照射剥離してもよい。
また、機械的に連結支持体３９と剥離片２８の個別支持体１９の接着を解除する機構（例えば、ワイヤ、丸みを付けた（縦断面の輪郭が円弧状の）先端４３ｔを有する部材４３で押す機構（図２３）、圧縮空気などにより外力を与える機構）によって剥離することもできる。 In addition, as described with reference to FIGS. 14 and 15 for the second embodiment, instead of attaching the group of semiconductor thin film pieces 20 on the second substrate 31 in a lump, for example, FIGS. 22, the semiconductor thin film pieces 20 may be individually stuck on the second substrate 31 by using a bonding head 42 that can be handled individually. At this time, the bonding head 42 may be provided with a heating mechanism or a light (UV) irradiation mechanism to perform thermal peeling or light irradiation peeling.
Further, a member 43 having a tip 43t having a mechanism (for example, wire, rounded (circular outline in arc)) that mechanically releases the connection between the connection support 39 and the individual support 19 of the peeling piece 28. It can also be peeled off by a pushing mechanism (FIG. 23) or a mechanism for applying an external force by compressed air or the like.

上記の第２の実施の形態では、図５に示すように半導体薄膜層２０ａに溝を形成して分割して半導体薄膜片２０を形成した後であって、剥離層１３のエッチング（図６）の前に、図１２に示すように連結支持体３９を形成し、その後、図１３に示すように剥離層１３をエッチングしたが、代りに、図５に示す構造物に対し、剥離層１３をエッチング除去し、水洗した後、図２４に示すように、半導体薄膜片２０が基板１１上に水の表面張力等により保持されている状態で、連結支持体３９を個別支持体１９に接着ないし粘着させることとしてもよい。
これ以降の処理は、第２の実施の形態について述べたのと同様である。 In the second embodiment, as shown in FIG. 5, after forming the semiconductor thin film piece 20 by forming a groove in the semiconductor thin film layer 20a and dividing it, the peeling layer 13 is etched (FIG. 6). 12, the connecting support 39 is formed as shown in FIG. 12, and then the release layer 13 is etched as shown in FIG. 13. Instead, the release layer 13 is formed on the structure shown in FIG. After etching and washing with water, as shown in FIG. 24, the connection support 39 is adhered or adhered to the individual support 19 in a state where the semiconductor thin film piece 20 is held on the substrate 11 by the surface tension of water. It is also possible to make it.
The subsequent processing is the same as that described in the second embodiment.

連結支持体３９としては、例えば、有機材料を含むシート（ポリマーシート）、多孔質基板、サファイアや石英などの透明基板、Ｓｉ基板、金属基板、ポリイミドなどのポリマー材料でコーティングした金属基板などを使用することができる。連結支持体３９としては、柔軟性（フレキシビリティ）があるものであってもよいし、柔軟性がない強固なものであってもよい。また、形状は連続体であってもよいし、メッシュ状、ワイヤ状、棒状、あるいはこれらを種々組み合わせたものであってもよい。連結支持体３９と個別支持体１９の接着は、接着剤、粘着剤、レジスト剤などのタック性を有する材料を使用することができる。接着剤、粘着剤、レジスト剤はあらかじめ連結支持体の基材の上に塗布したものを使用することができる。接着剤はアクリル系やエポキシ系の接着剤を使用することができ、ＵＶ硬化性、熱硬化性などの接着剤を使用することができる。また、粘着剤は、再剥離性、ＵＶ剥離性、熱剥離性を有するものを使用することができる。
このように連結支持体と個別支持体の間にタック性を備えた有機物材料を設けることによって、連結支持体と個別支持体を容易にかつ確実に接着することができる。連結支持体の基材として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリマーシートを使用した場合には、連結支持体に柔軟性を持たせることができるため、半導体薄膜を一括剥離する際に、その柔軟性を利用して大面積ウエハ上の半導体薄膜群であっても容易に一括剥離することができる。
さらにまた、この連結支持体３９は、剥離層１３のエッチング除去に用いられるエッチング液によりエッチングされないもの、即ち、そのようなエッチング液によるエッチング速度が剥離層１３のエッチング速度よりも十分に低いものである必要がある。 As the connection support 39, for example, a sheet containing an organic material (polymer sheet), a porous substrate, a transparent substrate such as sapphire or quartz, a Si substrate, a metal substrate, a metal substrate coated with a polymer material such as polyimide is used. can do. The connection support 39 may have flexibility (flexibility) or may be strong without flexibility. Further, the shape may be a continuous body, a mesh shape, a wire shape, a rod shape, or various combinations thereof. A material having tackiness such as an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, and a resist agent can be used for bonding the connection support 39 and the individual support 19. As the adhesive, the pressure-sensitive adhesive, and the resist agent, those previously coated on the base material of the connection support can be used. As the adhesive, an acrylic or epoxy adhesive can be used, and an adhesive such as UV curable or thermosetting can be used. Moreover, what has re-peelability, UV peelability, and heat peelability can be used for an adhesive.
Thus, by providing the organic material having tackiness between the connection support and the individual support, the connection support and the individual support can be easily and reliably bonded. For example, when a polymer sheet such as polyethylene terephthalate (PET) is used as the base material of the connection support, the connection support can be made flexible. Even a semiconductor thin film group on a large-area wafer can be easily peeled off by utilizing flexibility.
Furthermore, the connecting support 39 is not etched by the etching solution used for removing the peeling layer 13, that is, the etching rate by such an etching solution is sufficiently lower than the etching rate of the peeling layer 13. There must be.

また、上記第２の実施の形態では、図１５に示すように、連結体３９で連結された半導体薄膜片２０の群を、第２の基板３１の導通層上に貼り付けたが、こうする代わりに次のようにすることもできる。
即ち、連結支持体３９で連結された半導体薄膜片２０の群を、図２５に示すように、仮置き基板３５上に仮置きする。ここで仮置きは、例えば図２５に示すようにレジスト、ワックスなどのタック性が得られる塗布材料の層（仮接着層）４４を設けて仮接着することができる。仮置き基板３５上に、熱剥離性あるいはＵＶ剥離性をもった粘着層または熱剥離性あるいはＵＶ剥離性をもった粘着層を備えた粘着シートを設け、半導体薄膜群を仮置きしてもよい。ただし、仮接着層４４で使用する材料は、後で説明する個別支持体１９の除去工程で使用する個別支持体１９を溶解または分解する剥離液に対して耐性を持つ組み合わせとすることが望ましい。 In the second embodiment, as shown in FIG. 15, the group of semiconductor thin film pieces 20 connected by the connecting body 39 is pasted on the conductive layer of the second substrate 31. Alternatively, you can:
That is, the group of semiconductor thin film pieces 20 connected by the connection support 39 is temporarily placed on the temporary placement substrate 35 as shown in FIG. Here, temporary placement can be performed by temporarily providing a coating material layer (temporary adhesive layer) 44 that provides tackiness such as resist and wax as shown in FIG. On the temporary placement substrate 35, a pressure-sensitive adhesive layer having a heat peelability or UV peelability or a pressure sensitive adhesive sheet having a heat peelability or UV peelability adhesive layer may be provided to temporarily place the semiconductor thin film group. . However, it is desirable that the material used for the temporary adhesive layer 44 be a combination having resistance to a stripping solution that dissolves or decomposes the individual support 19 used in the step of removing the individual support 19 described later.

次に図２６に示すように個別支持体１９は溶解するが仮接着層４４は溶解しない溶剤に浸漬して、個別支持体１９および連結支持体３９を除去する。このような個別支持体１９と仮接着層４４の組み合わせの例として例えば、個別支持体１９としてワックスを使用し、仮接着層４４としてレジスト材料を使用することができる。この場合には、キシレンに浸漬することによって、仮接着層は除去されないが、個別支持体１９を溶解し除去することができる。 Next, as shown in FIG. 26, the individual support 19 and the connection support 39 are removed by immersing in a solvent in which the individual support 19 is dissolved but the temporary adhesive layer 44 is not dissolved. As an example of such a combination of the individual support 19 and the temporary adhesive layer 44, for example, a wax can be used as the individual support 19 and a resist material can be used as the temporary adhesive layer 44. In this case, the temporary adhesive layer is not removed by dipping in xylene, but the individual support 19 can be dissolved and removed.

次に、半導体薄膜の最上層のコンタクト層１８の表面を酸素プラズマ処理などによりクリーニングした後に、図２７に示すように、仮基板３５で半導体薄膜を支持した状態で、例えば導通層３２を設けた第２の基板３１上に半導体薄膜を接着する。この接着の処理は第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に行うことができる。 Next, after cleaning the surface of the uppermost contact layer 18 of the semiconductor thin film by oxygen plasma treatment or the like, as shown in FIG. 27, for example, a conductive layer 32 is provided in a state where the semiconductor thin film is supported by the temporary substrate 35. A semiconductor thin film is bonded onto the second substrate 31. This bonding process can be performed in the same manner as in the first embodiment and the second embodiment.

この変形例のようにすることによって、次の効果が得られる。即ち、第２の基板３１に貼り付ける面を半導体薄膜の下側のコンタクト層１４ではなく、上側のコンタクト層１８とすることができる。また、剥離層１３のエッチングによって露出された剥離面（下側コンタクト層１４の表面）ではなく、個別支持体１９で保護された、エピタキシャル成長によって作製された面（上側コンタクト層１８の表面）を貼り付け面に使うことにより、半導体薄膜の剥離および運搬の工程で何らかの欠陥が剥離面（下側コンタクト層１４の表面）に発生した場合であっても良好な、第２の基板３１への接着を行うことができる。 By making it like this modification, the following effect is acquired. That is, the surface to be attached to the second substrate 31 can be the upper contact layer 18 instead of the lower contact layer 14 of the semiconductor thin film. Also, not the peeled surface exposed by etching of the peelable layer 13 (the surface of the lower contact layer 14) but a surface (surface of the upper contact layer 18) protected by the individual support 19 and produced by epitaxial growth is pasted. By using it on the affixing surface, it is possible to achieve good adhesion to the second substrate 31 even when some defect occurs on the exfoliation surface (the surface of the lower contact layer 14) in the process of peeling and transporting the semiconductor thin film. It can be carried out.

また、上記第２の実施の形態では、図１３に示すように、剥離層１３をエッチングして、連結支持体３９によって連結されている剥離片２８（連結支持体３９により連結された個別支持体１９及びこれに保持された半導体薄膜片２０）の群を一括剥離した後、その状態の半導体薄膜片２０の群を一括して第２の基板上に接着しているが、このようにする代わりに次のようにすることもできる。
即ち、図２８に示したように、一括剥離して水洗が完了した半導体薄膜片２０の群を連結支持体３９の個別支持体と接着していない面を吸着ステージ４５に吸着する。吸着ステージは例えば多孔質材料を使ったステージで、多孔質材料の孔を介した真空吸着によって連結支持体３９を吸着することができる。ここで例えば、連結支持体３９はポリマーを基材とする粘着シートである。 In the second embodiment, as shown in FIG. 13, the release layer 13 is etched, and the release pieces 28 connected by the connection support 39 (individual support connected by the connection support 39). 19 and a group of semiconductor thin film pieces 20) held on the same are peeled off at once, and then the group of semiconductor thin film pieces 20 in that state are collectively bonded onto the second substrate. You can also do as follows.
That is, as shown in FIG. 28, the surface of the semiconductor thin film piece 20 that has been peeled off and washed with water is adsorbed to the adsorption stage 45 on the surface of the connection support 39 that is not bonded to the individual support. The adsorption stage is, for example, a stage using a porous material, and the connection support 39 can be adsorbed by vacuum adsorption through the pores of the porous material. Here, for example, the connection support 39 is an adhesive sheet having a polymer as a base material.

次に図２９に示すように半導体薄膜片２０の隙間領域にあたる連結支持体３９を例えばレーザビーム４６で切断して、各半導体薄膜片２０に対応する分割支持体３９ｉに分割する。 Next, as shown in FIG. 29, the connection support 39 corresponding to the gap region of the semiconductor thin film piece 20 is cut by, for example, a laser beam 46 to be divided into divided support bodies 39 i corresponding to the semiconductor thin film pieces 20.

次に図３０に示すように、半導体薄膜片２０の群が個別支持体１９と分割支持体３９ｉによって支持されさらに吸着ステージ４５で吸着された状態で、一括して仮置きステージ４７上に半導体薄膜片２０の群を仮置きするために、仮置きステージ４７上に密着させる。仮置きステージ４７は例えば、吸着ステージ４５と同様に多孔質材料を使ったステージで、多孔質材料の孔を介した真空吸着によって半導体薄膜片２０を吸着することができる。 Next, as shown in FIG. 30, the semiconductor thin film pieces 20 are supported by the individual support body 19 and the divided support body 39 i and further sucked by the suction stage 45, and then the semiconductor thin film pieces are collectively placed on the temporary placement stage 47. In order to temporarily place the group of pieces 20, they are brought into close contact with the temporary placement stage 47. The temporary placement stage 47 is, for example, a stage using a porous material in the same manner as the adsorption stage 45, and can adsorb the semiconductor thin film piece 20 by vacuum adsorption through the holes of the porous material.

次に、図３１に示すように、吸着ステージ４５の真空排気を停止し、吸着ステージ４５からすべての半導体薄膜片を開放する。この状態では、全ての半導体薄膜片が仮置きステージ４７上に吸着されている。 Next, as shown in FIG. 31, evacuation of the suction stage 45 is stopped, and all semiconductor thin film pieces are released from the suction stage 45. In this state, all the semiconductor thin film pieces are adsorbed on the temporary placement stage 47.

次に図３２に示すように、ピックアップコレット４８によって分割支持体３９ｉの表面を吸着し、個別の半導体薄膜片をピックアップする。このピックアップ工程では、半導体薄膜片が仮置きステージに吸着されている力よりも強い力でピックアップコレットにより分割支持体３９ｉを真空吸着することによって半導体薄膜片をピックアップする。 Next, as shown in FIG. 32, the pickup collet 48 adsorbs the surface of the divided support 39i and picks up individual semiconductor thin film pieces. In this pickup process, the semiconductor thin film piece is picked up by vacuum-sucking the divided support 39i with a pickup collet with a force stronger than the force with which the semiconductor thin film piece is adsorbed on the temporary placement stage.

そして、図３３に示すように、順次、例えば導通層３２を設けた第２の基板３１上に、適宜加圧、加熱することにより接着する。図３３では、２つの半導体薄膜片が既に接着され、３つめの半導体薄膜片がピックアップコレット４８で接着領域に密着されている状態を示している。この接着は第２の実施の形態と同様に、コンタクト層と導通層の間の分子間力あるいは密着界面の原子再配列によって接着強度を得る。また、接着前に適宜表面をプラズマ処理するなどの表面活性化やクリーニングを行うこともできる。 Then, as shown in FIG. 33, for example, adhesion is performed by appropriately pressing and heating on the second substrate 31 provided with the conductive layer 32, for example. FIG. 33 shows a state in which two semiconductor thin film pieces are already bonded, and a third semiconductor thin film piece is in close contact with the bonding region by the pickup collet 48. As in the second embodiment, this adhesion is obtained by intermolecular force between the contact layer and the conductive layer or by atomic rearrangement of the adhesion interface. In addition, surface activation such as plasma treatment of the surface as appropriate before bonding or cleaning can be performed.

この変形例のように連結支持体３９を個別に分割して１つずつ第２の基板上に接着すれば時間はかかるものの、１つ１つの半導体薄膜の状態、支持体の状態に合わせて良好な接着制御を行うことができる。 Although it takes time to divide the connection support 39 individually and adhere to the second substrate one by one as in this modification, it is good according to the state of each semiconductor thin film and the state of the support Adhesion control can be performed.

なお、上記の連結支持体３９の切断は、レーザビーム４６で行なう代りに、カッター或いはダイシングブレードを用いて行なっても良い。 The above connection support 39 may be cut using a cutter or a dicing blade instead of using the laser beam 46.

上記の第２の実施の形態についての変形は、第３の実施の形態にも適用できる。 The modification of the second embodiment described above can also be applied to the third embodiment.

第４の実施の形態
上記の第２の実施の形態では、図１３に示すように、連結支持体３９によって連結された複数の剥離片２８（個別支持体１９と半導体薄膜片２０の組合せ）を基板１１から剥離し、その後、図１４及び図１５に示すように半導体薄膜片２０の群を、第２の基板３１上の所定の領域に貼付けているが、このようにする代りに、一旦別の支持体に貼付けた後、連結支持体３９を除去し、半導体薄膜片２０を熱剥離あるいはＵＶ剥離が可能な粘着剤を接着層として設けた第２の基板３１に貼り付けることとしても良い。この場合、半導体薄膜片２０を上下反転した上で第２の基板３１に貼り付けることができるとともに、個別支持体の選択的剥離及び半導体薄膜の第３の支持体からの剥離や第２の基板上への接着が容易となる。
以下、詳細に説明する。 Fourth Embodiment In the second embodiment described above, as shown in FIG. 13, a plurality of peeling pieces 28 (a combination of the individual support body 19 and the semiconductor thin film piece 20) connected by a connection support body 39 are used. After peeling from the substrate 11, the group of semiconductor thin film pieces 20 is pasted on a predetermined region on the second substrate 31 as shown in FIGS. 14 and 15. Then, the connection support 39 may be removed and the semiconductor thin film piece 20 may be attached to the second substrate 31 provided with an adhesive capable of thermal peeling or UV peeling as an adhesive layer. In this case, the semiconductor thin film piece 20 can be attached to the second substrate 31 after being inverted upside down, and the individual support is selectively peeled off and the semiconductor thin film is peeled off from the third support or the second substrate. Adhesion on the top becomes easy.
Details will be described below.

まず、図１３の工程に続いて、図３４及び図３５に示すように、半導体薄膜片２０の群を、中継用支持体４９に貼付ける。
中継用支持体４９としては、例えば基材に粘着シートを貼付けたものを用いることができる。粘着シートとしては、例えば、再接着性あるいは熱剥離性、あるいは光（ＵＶ）剥離性の性質を有するものを用いることができる。基材としては、例えばポリマー材料、半導体材料、セラミックス材料、ガラス材料、又は金属材料で形成されたもので良く、可撓性の材料でも良く、変形しにくい材料を使うことができる。さらに後で述べるように、中継用支持体４９の接着性を有する層（半導体薄膜片と接着する層）および基材となる材料は、個別支持体１９を除去するために使用される溶液や連結支持体３９を除去するために使用される溶液に対して、耐薬品性を有することが望ましい。 First, following the step of FIG. 13, as shown in FIGS. 34 and 35, the group of semiconductor thin film pieces 20 is attached to the relay support 49.
As the support 49 for relay, what stuck the adhesive sheet to the base material can be used, for example. As the pressure-sensitive adhesive sheet, for example, a sheet having re-adhesion property, heat releasability property, or light (UV) releasability property can be used. As the substrate, for example, a polymer material, a semiconductor material, a ceramic material, a glass material, or a metal material may be used, or a flexible material may be used, and a material that is not easily deformed can be used. As will be described later, the adhesive layer of the relay support 49 (the layer that adheres to the semiconductor thin film piece) and the base material are the solutions and connections used to remove the individual support 19. It is desirable to have chemical resistance to the solution used to remove the support 39.

次に図３６に示すように、個別支持体１９と連結支持体３９を半導体薄膜片２０の上側コンタクト層１８の表面から剥離して除去する。除去の結果、図３７に示す構造物が得られる。
この剥離工程では、上側コンタクト層１８と個別支持体１９の接着界面に浸透性がある薬品、例えば、酸ないしアルカリ溶液、あるいは、個別支持体１９を分解ないし溶解する一方中継用支持体４９には影響を与えない溶液を使用する。具体例を述べれば、例えば、個別支持体１９としてレジスト層、中継用支持体４９として、ＰＥＴを基材とし熱剥離粘着層を設けた粘着シートとする。そして、図３５の状態のものを、例えば２０％弗酸に浸漬する。２０％弗酸は個別支持体１９と半導体薄膜のコンタクト層１８の接着界面に浸透し、短時間で容易に個別支持体１９を半導体薄膜から分離（剥離）することができる。中継用基板４９は、基材、粘着層共に２０％弗酸に対して耐性があるため中継用基板４９および中継用基板と半導体薄膜のコンタクト層１４の接着領域は、２０％弗酸への浸漬で何ら影響を受けず、図３７のものが得られる。 Next, as shown in FIG. 36, the individual support body 19 and the connection support body 39 are peeled off from the surface of the upper contact layer 18 of the semiconductor thin film piece 20 and removed. As a result of the removal, the structure shown in FIG. 37 is obtained.
In this peeling process, chemicals having permeability at the bonding interface between the upper contact layer 18 and the individual support 19, for example, an acid or alkali solution, or the individual support 19 is decomposed or dissolved while the relay support 49 is used. Use a solution that has no effect. To describe a specific example, for example, a resist layer is used as the individual support 19, and a pressure-sensitive adhesive sheet is provided as a relay support 49 using PET as a base material and a heat-peeling pressure-sensitive adhesive layer. And the thing of the state of FIG. 35 is immersed in 20% hydrofluoric acid, for example. 20% hydrofluoric acid permeates the bonding interface between the individual support 19 and the contact layer 18 of the semiconductor thin film, and the individual support 19 can be easily separated (separated) from the semiconductor thin film in a short time. Since the substrate for relay 49 is resistant to 20% hydrofluoric acid for both the base material and the adhesive layer, the bonding area between the relay substrate 49 and the relay substrate and the contact layer 14 of the semiconductor thin film is immersed in 20% hydrofluoric acid. Thus, the image shown in FIG. 37 is obtained without any influence.

次に図３８及び図３９に示すように、半導体薄膜片２０と中継用支持体４９の組合せを上下反転して、薄膜片２０のコンタクト層１８を第２の基板３１上に設けた導通層３２の所定の位置に接着する。十分な接着力を得るために適宜加圧（符号５２）、加熱を施す。ここで、接着とは、第１、第２の実施の形態の説明で述べたように、接着する面（コンタクト層表面と導通層３２表面）の間に働く分子間力による接合、あるいは、該分子間力によって密接した接合界面の間の原子の再配列によって接合されている状態をいう。 Next, as shown in FIGS. 38 and 39, the combination of the semiconductor thin film piece 20 and the relay support 49 is turned upside down so that the contact layer 18 of the thin film piece 20 is provided on the second substrate 31. Adhere to a predetermined position. In order to obtain a sufficient adhesive force, pressure (reference numeral 52) and heating are appropriately applied. Here, as described in the description of the first and second embodiments, the adhesion refers to bonding by an intermolecular force acting between the surfaces to be bonded (the surface of the contact layer and the surface of the conductive layer 32), or A state in which atoms are bonded by rearrangement of atoms between bonding interfaces brought into close contact by intermolecular force.

次に、図４０に示すように、中継用支持体４９を除去する。中継用支持体４９の除去は、中継用支持体４９の粘着層の、加熱、光照射、外力印加、接着層を溶解・分解する溶液、例えばキシレンや有機アルカリを含む溶液への浸漬などにより行うことができる。 Next, as shown in FIG. 40, the relay support 49 is removed. The relay support 49 is removed by heating, irradiating light, applying external force, or immersing the adhesive layer of the relay support 49 in a solution that dissolves or decomposes the adhesive layer, for example, a solution containing xylene or organic alkali. be able to.

中継用支持体４９の除去により、図４０に示すように、半導体薄膜片２０が上下反転して第２の基板３１上に貼付けられた複合半導体装置が得られる。即ち、図５における上側コンタクト層１８が導通層３２に接続され、下側コンタクト層１４が上側に位置する半導体薄膜片２０が基板３１に貼付けられた構造物が得られる。 By removing the support 49 for relay, a composite semiconductor device in which the semiconductor thin film piece 20 is turned upside down and pasted on the second substrate 31 as shown in FIG. 40 is obtained. That is, a structure in which the upper contact layer 18 in FIG. 5 is connected to the conductive layer 32 and the semiconductor thin film piece 20 with the lower contact layer 14 positioned on the upper side is attached to the substrate 31 is obtained.

上記の第４の実施の形態についても種々の変形が可能である。
例えば、上記の例では、図３４に示すように、半導体薄膜片２０の群を、一枚の連続した中継用支持体４９に貼付けているが、このようにする代りに、図４１に示すように、複数の半導体薄膜片２０にそれぞれ対応する複数の中継用支持体４９ｉを用意し、薄膜片２０の各々を対応する中継用支持体４９ｉに貼付けることとしてもよい。 Various modifications can also be made to the fourth embodiment.
For example, in the above example, as shown in FIG. 34, the group of semiconductor thin film pieces 20 is attached to one continuous relay support 49. Instead, as shown in FIG. Alternatively, a plurality of relay supports 49i respectively corresponding to the plurality of semiconductor thin film pieces 20 may be prepared, and each of the thin film pieces 20 may be attached to the corresponding relay support bodies 49i.

また、中継用支持体として、それぞれ基板１１の一部のみを覆い、かつそれぞれ複数の薄膜片２０を貼付けるものを用いることとしても良い。即ち、基板１１を複数に領域に分割し、各分割領域の半導体薄膜片２０をそれぞれ支持する中継用支持体を複数個設けるようにしても良い。 Moreover, it is good also as what supports only the one part of the board | substrate 11, respectively, and affixes the several thin film piece 20 as a relay support body, respectively. That is, the substrate 11 may be divided into a plurality of regions, and a plurality of relay supports that respectively support the semiconductor thin film pieces 20 in each divided region may be provided.

また、上記の実施の形態では、図３６に示すように、個別支持体１９と連結支持体３９の組み合せを半導体薄膜片２０の上側コンタクト層１８の表面から剥離し、次に図３８及び図３９に示すように、半導体薄膜片２０と中継用支持体４９の組合せを上下反転して、第２の基板３１上に貼付けているが、このようにする代りに、半導体薄膜片２０を、上下反転することなく、ピックアップ治具（５３）によってピックアップして第２の基板３１に貼付けることもできる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 36, the combination of the individual support body 19 and the connection support body 39 is peeled off from the surface of the upper contact layer 18 of the semiconductor thin film piece 20, and then, FIG. As shown in FIG. 3, the combination of the semiconductor thin film piece 20 and the relay support 49 is turned upside down and pasted on the second substrate 31. Instead, the semiconductor thin film piece 20 is turned upside down. Instead, it can be picked up by the pick-up jig (53) and attached to the second substrate 31.

この場合、例えば、図３６の工程により、個別支持体１９と連結支持体３９の組合せが除去された状態（図３７）で、次に図４２に示すように、ピックアップ治具５３により、加熱、光照射、ないし接着を解除するための外力を与え、半導体薄膜片２０をピックアップし、次に、図４３及び図４４に示すように、第２の基板３１の導通層３２上の所定の位置に貼付ける。 In this case, for example, in the state where the combination of the individual support body 19 and the connection support body 39 is removed by the process of FIG. 36 (FIG. 37), as shown in FIG. The semiconductor thin film piece 20 is picked up by applying an external force for releasing light irradiation or adhesion, and then, as shown in FIGS. 43 and 44, at a predetermined position on the conductive layer 32 of the second substrate 31. Paste.

さらに、上記の例では、図３５の工程に続いて、図３６に示すように、個別支持体１９を連結支持体３９とともに、半導体薄膜片２０から除去し、半導体薄膜片２０を、図４２に示すようにピックアップ治具５３でピックアップしているが、このようにする代りに、図３５の工程に続いて、図４５に示すように、連結支持体３９のみを除去し、半導体薄膜片２０と個別支持体１９の組合せを残し、次に、図４６に示すように、半導体薄膜片２０と個別支持体１９の組合せをピックアップ治具５３でピックアップして、中継用支持体４９から剥がし、第２の基板３１に貼付けることとしても良い。 Further, in the above example, following the step of FIG. 35, as shown in FIG. 36, the individual support body 19 is removed from the semiconductor thin film piece 20 together with the connection support body 39, and the semiconductor thin film piece 20 is replaced with FIG. As shown in FIG. 45, the pickup jig 53 picks up. Instead of doing this, following the step of FIG. 35, as shown in FIG. 46, the combination of the semiconductor thin film piece 20 and the individual support 19 is picked up by the pickup jig 53 and peeled off from the relay support 49, as shown in FIG. It is good also as sticking on the board | substrate 31 of.

上記の第４の実施形態によれば、個別支持体、連結支持体に加えて、中継用支持体を使うようにしたので、半導体薄膜片の上下反転が容易にできる。
また、剥離した半導体薄膜片を複数の群に分割し、分割した群を一括して容易にハンドリングすることもできる。 According to the fourth embodiment, since the relay support is used in addition to the individual support and the connection support, the semiconductor thin film piece can be easily turned upside down.
Further, the peeled semiconductor thin film pieces can be divided into a plurality of groups, and the divided groups can be easily handled collectively.

本発明は、発光ダイオードまたは発光ダイオードアレイとその駆動回路の複合半導体装置に限定されない。本発明はまた、発光ダイオードまたは発光ダイオードの異種基板への転写に適用できる。
本発明はさらに、発光ダイオードまたは発光ダイオードアレイに限定されない。例えば、レーザダイオード、集積回路素子、受光センサー、圧力センサーなどのセンサー素子、フィルターなどの半導体素子の異種基板への転写に適用できる。 The present invention is not limited to a composite semiconductor device of a light emitting diode or a light emitting diode array and its driving circuit. The present invention can also be applied to the transfer of light emitting diodes or light emitting diodes to different substrates.
The invention is further not limited to light emitting diodes or light emitting diode arrays. For example, the present invention can be applied to transfer of a laser diode, an integrated circuit element, a light receiving sensor, a sensor element such as a pressure sensor, and a semiconductor element such as a filter to a different substrate.

本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜の積層構造物を形成した状態を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention, it is a schematic fragmentary sectional view which shows the state in which the laminated structure of the semiconductor thin film was formed. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜の上に個別支持体の層を形成した状態を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention, it is a schematic fragmentary sectional view which shows the state which formed the layer of the separate support body on the semiconductor thin film. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、個別支持体層をパターニングした状態を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the state which patterned the individual support body layer in the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜層に溝を形成した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which formed the groove | channel in the semiconductor thin film layer in the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜を除去した状態を示す、図４のＡ−Ａ線の位置における概略部分断面図である。FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4, showing a state in which the semiconductor thin film is removed in the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜片とその上の個別支持体を吸着治具で剥離する様子を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention, it is a general | schematic fragmentary sectional view which shows a mode that a semiconductor thin film piece and the individual support body on it are peeled with an adsorption jig. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜片とその上の個別支持体を第２の基板に貼付ける工程を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention, it is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the process of affixing a semiconductor thin film piece and the individual support body on it on a 2nd board | substrate. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、半導体薄膜片とその上の個別支持体を第２の基板に貼付ける工程を示す平面図である。In the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention, it is a top view which shows the process of affixing a semiconductor thin film piece and the individual support body on it on a 2nd board | substrate. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、個別支持体を除去する工程を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the process of removing an individual support body in the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の製造方法において、個別支持体を除去した後に得られる構造物を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the structure obtained after removing a separate support body in the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体を形成した状態を示す平面図である。In the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention, it is a top view which shows the state in which the connection support body was formed. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体を形成した状態を示す、図１１のＢ−Ｂ線の位置における概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention, it is a schematic fragmentary sectional view in the position of the BB line of FIG. 11 which shows the state which formed the connection support body. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体に連結された複数の個別支持体及び半導体薄膜片を、第１の基板から剥離した状態を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention, it is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the state which peeled from the 1st board | substrate the several separate support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体に連結された複数の個別支持体及び半導体薄膜片を、第２の基板に貼付ける工程を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention, it is a schematic fragmentary sectional view which shows the process of affixing the several separate support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body to a 2nd board | substrate. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体に連結された複数の個別支持体及び半導体薄膜片を、第２の基板に貼付けた状態を示す概略部分断面図である。In the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention, it is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the state which affixed the several separate support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body to the 2nd board | substrate. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体及び個別支持体を除去する工程を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the process of removing a connection support body and a separate support body in the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の製造方法において、連結支持体及び個別支持体を除去した後に得られる構造物を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the structure obtained after removing a connection support body and a separate support body in the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態の製造方法において、第１の基板の複数個の分割領域に対して設けられる複数個の連結支持体を示す平面図である。In the manufacturing method of the 3rd Embodiment of this invention, it is a top view which shows the some connection support body provided with respect to the some division area of a 1st board | substrate. 本発明の第３の実施の形態の製造方法において、第１の基板上の複数個の半導体薄膜片の群の、第２の基板上への再配置を示す概略平面図である。In the manufacturing method of the 3rd Embodiment of this invention, it is a schematic plan view which shows rearrangement on the 2nd board | substrate of the group of several semiconductor thin film piece on a 1st board | substrate. 本発明の第３の実施の形態の製造方法の変形例において、第１の基板上の複数個の半導体薄膜片の群の、第２の基板上への再配置に当たって用いられる再配置用基板を示す概略平面図である。In a modification of the manufacturing method of the third embodiment of the present invention, a rearrangement substrate used for rearranging a group of a plurality of semiconductor thin film pieces on the first substrate on the second substrate is provided. It is a schematic plan view shown. 本発明の第２及び第３の実施の形態の変形例における、ボンディングヘッドによる半導体薄膜片の個別の貼付け示す図である。It is a figure which shows individual pasting of the semiconductor thin film piece by the bonding head in the modification of the 2nd and 3rd embodiment of this invention. 本発明の第２及び第３の実施の形態の変形例における、ボンディングヘッドによる半導体薄膜片の個別の貼付けを示す図である。It is a figure which shows individual sticking of the semiconductor thin film piece by a bonding head in the modification of the 2nd and 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第２及び第３の実施の形態の他の変形例における、剥離片の連結支持体からの分離を示す図である。It is a figure which shows isolation | separation from the connection support body of a peeling piece in the other modification of the 2nd and 3rd embodiment of this invention. 本発明の第２及び第３の実施の形態のさらに他の変形例における、剥離層の除去及びその後に行なわれる連結支持体による連結を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the removal by the peeling layer in the further another modification of the 2nd and 3rd embodiment of this invention, and the connection by the connection support body performed after that. 本発明の第２の実施の形態の変形例における、剥離片の、仮置き基板上への仮置きを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows temporary placement of the peeling piece on the temporary placement board | substrate in the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の変形例における、仮置き基板に仮置きされた剥離片の半導体薄膜片からの、個別支持体及び連結支持体の除去を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the removal of the separate support body and connection support body from the semiconductor thin film piece of the peeling piece temporarily mounted in the temporary mounting board | substrate in the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の変形例における、仮置き基板に仮置きされた半導体薄膜片の、第２の基板への貼り付けを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the affixing to the 2nd board | substrate of the semiconductor thin film piece temporarily mounted in the temporary mounting board | substrate in the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の他の変形例における、吸着ステージによる連結支持体の吸着を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows adsorption | suction of the connection support body by the adsorption | suction stage in the other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の上記他の変形例における、吸着ステージによって吸着された連結支持体のレーザビームによる切断を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the cutting | disconnection by the laser beam of the connection support body adsorb | sucked by the adsorption | suction stage in the said other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の上記他の変形例における、レーザビームにより切断された連結支持体を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the connection support body cut | disconnected by the laser beam in the said other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の上記他の変形例における、吸着ステージの分離を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows isolation | separation of the adsorption | suction stage in the said other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の上記他の変形例における、ピックアップコレットによる分割支持体及び半導体薄膜片のピックアップを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the pick-up of the division | segmentation support body and semiconductor thin film piece by a pickup collet in the said other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の上記他の変形例における、ピックアップコレットによる半導体薄膜片の第２の基板への貼付けを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the sticking to the 2nd board | substrate of the semiconductor thin film piece by the pick-up collet in the said other modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、連結支持体で連結された個別支持体及び半導体薄膜片の、中継用支持体への貼付けを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the sticking to the support body for relay of the separate support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、連結支持体で連結された個別支持体及び半導体薄膜片が中継用支持体に貼付けられた状態を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the state by which the individual support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention were affixed on the support body for relay. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、連結支持体及び個別支持体の除去を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the removal of a connection support body and a separate support body in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、連結支持体及び個別支持体の除去により得られる構造物を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the structure obtained by the removal of a connection support body and a separate support body in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、中継用支持体に固定された半導体薄膜片の、第２の基板への貼付けを示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the sticking to the 2nd board | substrate of the semiconductor thin film piece fixed to the support body for relay in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、中継用支持体に固定された半導体薄膜片が、第２の基板に貼付けられた状態を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the state by which the semiconductor thin film piece fixed to the support body for relay in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention was affixed on the 2nd board | substrate. 本発明の第４の実施の形態の製造方法における、中継用支持体の除去の後に得られる構造物を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the structure obtained after the removal of the support body for relay in the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の変形例における、連結支持体で連結された個別支持体及び半導体薄膜片の、分割された中継用支持体への貼付けを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the sticking to the division | segmentation support body of the separate support body and semiconductor thin film piece which were connected with the connection support body in the modification of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の変形例における、中継用支持体上の半導体薄膜片の、ピックアップ治具による半導体薄膜片のピックアップを示す図である。It is a figure which shows the pick-up of the semiconductor thin film piece by the pick-up jig | tool of the semiconductor thin film piece on the support body for relay in the modification of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の変形例による、ピックアップ治具によりピックアップされた半導体薄膜片の第２の基板への貼付けを示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the sticking to the 2nd board | substrate of the semiconductor thin film piece picked up by the pick-up jig | tool by the modification of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の変形例における、第２の基板に半導体薄膜片が貼付けられた状態を示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which shows the state by which the semiconductor thin film piece was affixed on the 2nd board | substrate in the modification of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態の変形例において、中継用支持体上の半導体薄膜片および個別支持体から連結支持体を分離して除去する工程を示す概略部分断面図である。In the modification of the 4th Embodiment of this invention, it is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the process of isolate | separating and removing a connection support body from the semiconductor thin film piece on a support body for relay, and an individual support body. 本発明の第４の実施の形態の変形例における、中継用支持体上の半導体薄膜片の、ピックアップ治具による個別支持体及び個別支持体のピックアップを示す図である。It is a figure which shows the pick-up of the individual support body by the pick-up jig | tool of the semiconductor thin film piece on the support body for relay in the modification of the 4th Embodiment of this invention, and an individual support body. 従来の半導体装置の製造方法を示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

Explanation of symbols

１１基板、１２バッファー層、１３剥離層、１４下側コンタクト層、１５下側クラッド層、１６活性層、１７上側クラッド層、１８上側コンタクト層、１９個別支持体、２０半導体薄膜片、２３溝、２９吸着治具、３１第２の基板、３２導通層、３５仮置き基板３５、３９連結支持体、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ連結支持体、４２ボンディングヘッド、４４塗布材、４５吸着ステージ、４６レーザビーム、４７仮置きステージ、４８ピックアップコレット４８、４９中継用支持体、５３ピックアップ治具。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate, 12 Buffer layer, 13 Peeling layer, 14 Lower contact layer, 15 Lower cladding layer, 16 Active layer, 17 Upper cladding layer, 18 Upper contact layer, 19 Individual support, 20 Semiconductor thin film piece, 23 Groove, 29 Adsorption jig, 31 Second substrate, 32 Conductive layer, 35 Temporary placement substrate 35, 39 Connection support, 39a, 39b, 39c, 39d Connection support, 42 Bonding head, 44 Coating material, 45 Adsorption stage, 46 Laser beam, 47 Temporary placement stage, 48 Pickup collet 48, 49 Relay support, 53 Pickup jig.

Claims

A method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor thin film piece is formed on a first substrate and then transferred onto a second substrate,
Forming a release layer on the first substrate;
Forming a semiconductor thin film layer to be the semiconductor thin film piece on the release layer;
Forming a layer to be a support on the semiconductor thin film layer;
Patterning the layer to be the support to form an individual support;
By etching the semiconductor thin film layer using the individual support as a mask, a groove reaching the release layer is formed through the semiconductor thin film layer, and the semiconductor thin film layer is formed into a plurality of semiconductor thin film pieces by the groove. Dividing and forming a plurality of combinations of each semiconductor thin film piece and an individual support fixed thereto;
A step of separating the semiconductor thin film piece from the first substrate and affixing the semiconductor thin film piece to the second substrate in a state where each of the individual supports is fixed to the semiconductor thin film piece.

2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the formation of the individual support by the patterning is performed so that the individual support coincides with a predetermined shape of a semiconductor thin film piece to be formed thereunder. Production method.

2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the individual support is made of an organic material.

2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the individual support is formed of a resist material.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of hydrophilizing the surface of the individual support.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the individual support has a thickness of 10 μm to 200 μm.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor thin film piece has a substantially rectangular shape, and a length of a short side thereof is about 500 μm or less.

2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a combination of the individual support and the semiconductor thin film piece fixed thereto is separated from the first substrate by using a suction jig that sucks the individual support. Manufacturing method.

2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the individual support is not etched by an etching solution used for removing the release layer.

Forming a connection support that connects the plurality of individual supports to each other;
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of individual supports and the semiconductor thin film pieces fixed to the plurality of individual supports are collectively separated while holding the connection support. 3.

11. The semiconductor according to claim 10, wherein the connection support is bonded to at least a part or all of the surfaces of the plurality of individual supports for the interconnection of the individual supports by the connection support. Device manufacturing method.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the connection support is made of an organic material.

The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, comprising a material having an organic substance between the connection support and the individual support.

11. The connection support and the material provided between the connection support and the individual support are not etched by an etching solution used for etching removal of the release layer. Semiconductor device manufacturing method.

15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein an etching solution used for etching the release layer is hydrofluoric acid.

11. The semiconductor thin film pieces on the first substrate are divided into a plurality of groups each consisting of one or a plurality of semiconductor thin film pieces, and one connection support is formed for each group. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of.

The relative position between groups of the semiconductor thin film pieces on the second substrate is different from the relative position between groups of the same semiconductor thin film pieces on the first substrate. A method for manufacturing a semiconductor device.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising a step of cutting the connection support and dividing the connection support into individual supports fixed to the connection support. .

19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the connection support is cut using a laser beam.

A step of affixing the semiconductor thin film piece supported by the individual support body and the connection support body to the support body for relay;
Separating the individual support body and the connection support body from the relay support body,
The step of attaching the semiconductor thin film piece to the second substrate includes:
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, comprising pasting a semiconductor thin film piece supported by the relay support on the second substrate.

In the step of pasting the semiconductor thin film piece supported by the individual support body and the connection support body on the support body for relay,
21. The manufacturing method according to claim 20, wherein the semiconductor thin film pieces on the first substrate are divided into a plurality of groups each consisting of one or a plurality of semiconductor thin film pieces, and each group is supported by a relay support. .

21. The method according to claim 20, wherein the relay support is not separated or decomposed by a solution used for separation of the individual support.

21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the solution used for separating the individual supports is an organic solvent containing xylene or an acid containing hydrofluoric acid.

21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the semiconductor thin film piece is attached to the second substrate after the semiconductor thin film piece is turned upside down using the relay support. .