JP2005539259A - 共通のガラス基板上のタイル状シリコンウエハ及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の背景
[0002]多くの一般の電子デバイスは、画像又は文字を表示するために液晶ディスプレイ(LCD)を利用している。他のディスプレイ技術によりいくつかの利点を与えるので、LCDはますます普及してきた。例えば、LCDは、典型的には、カソードレイチューブ(CRT)モニタより薄く、軽く、且つ電力消費が非常に少ない。更に、LCDは収束問題を受けず、画像のフリッカ問題が無く低リフレッシュレートで画像を表示することができる。
シリコンドナープロセス
[0040]本発明の実施形態に従って絶縁基板上にシリコン(SOI)を形成するために、ハンドル基板と複数のシリコンドナー基板が準備される。ドナー基板は、搬送すべきシリコンドナー部分を与える基板である。ハンドル基板は、典型的にはドナー基板から搬送されたシリコンドナー部分を受け取る非導電材料を含む基板である。搬送プロセスに続いて、ハンドル基板は絶縁基板上のシリコンになる。
ドナー基板
[0042]ドナー基板は、ハンドル基板に搬送すべきシリコンドナー部分を準備する基板である。図7は、ドナー基板を形成するための例示的プロセス流れ図を示すものである。ステップ90で、ドナー基板が準備される。ステップ95で、ドナー基板を所望の導電型とレベルにドープすることができる。ステップ100で、ドナー基板をドナー基板のバルク全体に分離層を作るイオン注入プロセスに供し、それによりドナー基板のドナー部分が画成される。
ハンドル基板
[0051]ハンドル基板は、典型的には、ドナー基板から搬送したシリコンドナー部分を受け取る非導電材料を含む基板である。図3は、ハンドル基板上にバリヤ層、適応層、結合層を形成するための実例のプロセス流れ図を示すものである。ステップ25で、ハンドル基板が準備される。ステップ30で、バリヤ層をハンドル基板の表面上に堆積させることができる。ステップ35で、適応層をバリヤ層の最上部のハンドル基板の表面に堆積させることができる。ステップ40で、結合層を、適応層の最上部のハンドル基板の表面に堆積させることができる。いくつかの実施形態においては、適応層は存在しなくてもよく、結合層をハンドル基板の表面のバリヤ層上に直接形成することができる。
ドナー基板とハンドル基板の結合プロセス及び切断プロセス
[0057]図10は、複数のドナー基板をハンドル基板に結合し、続いてドナー基板を切断するための実例のプロセス流れ図を示すものである。ステップ100で、各ドナー基板とハンドル基板は、低温プラズマ処理に供することができる。ステップ105で、各ドナー基板はハンドル基板上に配置することができる。ステップ110で、各ドナー基板はハンドル基板に結合することができる。ステップ115で、ドナー部分を分離層で各ドナー基板から切断することができ、ハンドル基板に結合した複数のドナー部分が残る。
ドナー基板タイリング
[0065]図11を参照すると、複数のドナー部分85が、ガラス基板上に大面積単結晶性シリコン又はポリシリコンを形成するためにハンドル基板5の表面全体に整列したアレイで配置させることができる。様々なパターン化が、複数のドナー部分によりハンドル基板を“タイリング”するために用いることができる。図12Aを参照すると、ハンドル基板は、四つのドナー部分の角がほぼ同じ位置に配列されるドナー部分85の標準的なアレイでタイル状にすることができる。図12Bを参照すると、ハンドル基板は、二つのドナー部分の角とドナー部分のエッジがほぼ同じ位置で配列されるドナー部分85のオフセット(互い違いの)タイリングパターンでタイル状にされてもよい。互い違いタイリングパターンは、隣接したドナー部分85間の隙間120におけるドナー部分の膜応力を減少させることができる。これらタイリングパターンは単に説明であり、本発明は他のタイリングパターンを収容させるために容易に適合させることができる。
タイリング、結合、切断のプロセス順序
[0069]本発明のタイリング、結合、切断のプロセスは、様々なシーケンスで実施することができる。一実施形態においては、ドナー基板70はハンドル基板5に個々に結合されてもよく、連続して切断されてもよい。例えば、第一ドナー基板はハンドル基板5に結合されてもよく、第二ドナー基板がハンドル基板5に結合される前に制御された切断プロセスに供されてもよい。他の実施形態においては、複数のドナー基板70はハンドル基板5に結合されてもよく、並行して切断されてもよい。例えば、複数のドナー基板70がハンドル基板5に結合されてもよく、その後、結合したドナー基板70の各々が制御された切断プロセスに供されてもよい。
切断後のハンドル基板処理
[0071]追加のプロセスは、上記のタイリング、結合、制御された切断プロセスに続いてハンドル基板5上で行うことができる。ハンドル基板5上の隣接したドナー部分85間の隙間120は堆積物質で充填され、それによりハンドル基板5の表面全体に連続したドナー部分層が形成される。例えば、隣接したドナー部分85間の隙間120を充填するためにアモルファスシリコン又はSiO2をハンドル基板120上に堆積させることができる。隙間120の充填に続いて、ハンドル基板5のドナー部分層を平滑にするためにハンドル基板5を平坦化プロセスに供することができる。例えば、ドナー部分層を平滑にするために化学機械的研磨(CMP)プロセス又はH2/HClエッチングプロセスをハンドル基板5上で行うことができる。一実施形態においては、結合シリコン層と堆積シリコン層を再結晶するためにハンドル基板5をアニール処理することができる。続いて電子デバイスを形成するために追加のプロセスをハンドル基板5上で行うことができる。
処理システム
[0073]図14は、本発明の方法を実施することができる製造システム125の概略正面図である。製造システム125は、本明細書に記載される切断プロセスを組込んでいる、例えばカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社によって製造されたAKT1600、4300又は5000製造システムであってもよい。
Claims (28)
- アクティブマトリクス液晶を製造するための絶縁基板上のシリコンであって、該絶縁基板上のシリコンが
ハンドル基板と、
ハンドル基板表面に結合した複数の結晶性シリコンドナー部分と、
を含む、前記絶縁基板上のシリコン。 - 該ハンドル基板がガラス基板を含んでいる、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該ハンドル基板が、該ガラス基板の表面上に形成されたバリヤ層を更に含んでいる、請求項2記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該バリヤ層が、厚さが約500nmの窒化シリコン層を含んでいる、請求項3記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該ハンドル基板が、該バリヤ層の上に形成された結合層を更に含んでいる、請求項3記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該結合層が、厚さが約100nmの酸化シリコン層を含んでいる、請求項5記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該ハンドル基板が、該バリヤ層と該結合層間に形成された適応層を更に含んでいる、請求項5記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該適応層が、厚さが約10-20nmの酸化シリコン層を含んでいる、請求項7記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該結晶性シリコンドナー部分が単結晶性シリコンを含んでいる、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該結晶性シリコンドナー部分がポリシリコンを含んでいる、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該結晶性シリコンドナー部分が、該ハンドル基板の該表面全体のアレイに配列されている、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- 該結晶性シリコンドナー部分が、該ハンドル基板の該表面全体のオフセットタイリングパターンアレイに配列されている、請求項11記載の絶縁基板上のシリコン。
- 隣接した結晶性シリコンドナー部分間の隙間が約5ミクロン以下である、請求項11記載の絶縁基板上のシリコン。
- 隣接した結晶性シリコンドナー部分間の隙間がアモルファスシリコンで充填されている、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- 隣接した結晶性シリコンドナー部分間の隙間が酸化シリコンで充填されている、請求項1記載の絶縁基板上のシリコン。
- ハンドル基板の表面全体に膜を適用する方法であって、
複数のドナー基板を準備するステップと、
各ドナー基板内に分離層を形成するステップと、
ハンドル基板の表面全体に該ドナー基板を配列させるステップと、
該ハンドル基板の表面に該ドナー基板を結合するステップと、
それぞれの分離層で該ドナー基板を切断するステップと、
該ハンドル基板から該ドナー基板を取り出し、それにより該ハンドル基板の表面に結合した各々ドナー基板のドナー部分が残るステップと、
を含む、前記方法。 - 該ハンドル基板がガラス基板を含んでいる、請求項16記載の方法。
- 各ドナー基板が単結晶性シリコンウエハを含んでいる、請求項16記載の方法。
- 各ドナー基板が、単結晶性シリコンウエハ上に形成されたポリシリコン層を含んでいる、請求項18記載の方法。
- 該分離層がイオン注入プロセスによって形成される、請求項16記載の方法。
- 該イオン注入プロセスが各ドナー基板内に水素イオンを注入する、請求項20記載の方法。
- 該水素イオンが100-500nmの深さで注入される、請求項21記載の方法。
- 該ハンドル基板に結合された各ドナー基板の該ドナー部分が約100-500nm厚である、請求項16記載の方法。
- 各ドナー基板が1E15-1E18原子/cm3のレベルにドープされている、請求項16記載の方法。
- 隣接したドナー部分間の隙間にアモルファスシリコンを堆積させるステップを更に含む、請求項16記載の方法。
- 該ハンドル基板の表面を平坦化して堆積したアモルファスシリコンを該ドナー部分から取り出すステップを更に含む、請求項25記載の方法。
- 隣接したドナー部分間の隙間に酸化シリコンを堆積させるステップを更に含む、請求項16記載の方法。
- 該ハンドル基板の表面を平坦化して堆積した酸化シリコンを該ドナー部分から取り出すステップを更に含む、請求項27記載の方法。
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