JP2006216891A - Manufacturing method of thin-film element structure, and functional base substance therefor - Google Patents

Manufacturing method of thin-film element structure, and functional base substance therefor Download PDF

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Inventor
Toshiyuki Samejima
Masato Suzuki
Kazue Takechi
Kazuya Yoshioka
一也 吉岡
和重 竹知
正人 鈴木
俊之 鮫島
Original Assignee
Nec Corp
Tokyo Univ Of Agriculture & Technology
国立大学法人東京農工大学
日本電気株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a peeling layer by using a new material which does not correspond to any contaminant, and to improve the practicality of a manufacturing method thereof, at the manufacturing of a thin-film element structure that uses the peeling layer.
SOLUTION: A method of manufacturing the thin-film element structure comprises the steps of forming a peeling layer 12 with a substance, containing at least germanium dioxide on a base substance 11, forming a thin-film element structure 13 on the peeling layer 12, making a laminate containing the peeling layer 12 immersed in a predetermined solution 21 to remove the peeling layer 12, and peeling the thin-film element structure 13 from the base substance 11.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、薄膜素子構造の作製方法、及び薄膜素子構造作製用の機能性基体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film device structure, and a functional substrate of the thin film device structure for manufacturing.

単結晶シリコン表面に形成されるバイポーラ及びMOS型トランジスタは良好な特性を有し、広く電子デバイスを構成する素子として用いられている。 Bipolar and MOS transistors are formed in the single crystal silicon surface has good properties, it has been used as elements constituting the wide electronic device. さらに、現在では素子サイズの微細化に対応するため、シリコン表面に絶縁膜を介して作製された薄膜シリコン上にトランジスタが作製されている。 Furthermore, in order to cope with the miniaturization of the device size is currently on the thin film silicon produced via an insulating film on the silicon surface transistors are fabricated.

これらの素子形成は熱酸化法等1000℃の高温の熱処理プロセス技術を基本としている。 These elements form is a basic high-temperature heat treatment process technology, such as 1000 ° C. thermal oxidation. 最近、レーザ結晶化、プラズマCVD等比較的低温で、多結晶シリコン薄膜トランジスタ(poly-Si TFT)又はアモルファスシリコン薄膜トランジスタ(a-Si:H TFT)が作製できるようになった。 Recently, laser crystallization, by plasma CVD or the like relatively low temperature polycrystalline silicon thin film transistors (poly-Si TFT) or amorphous silicon thin film transistor (a-Si: H TFT) can now be produced. さらに、大画面直視型ディスプレイの駆動回路への薄膜トランジスタの応用が期待されている。 Further, the thin film transistor of the application to a large-screen direct-view display drive circuit is expected. そのため、大型基板処理技術の確立が必須となっている。 Therefore, the establishment of a large substrate processing technology is essential.

上述のシリコントランジスタプロセス技術は高温の熱処理技術を基本としているために、耐熱性の無い基板上に形成されるトランジスタ作製には適用出来ない問題点があった。 Silicon transistor process technology described above in order to have a base of high-temperature heat treatment technology, there is a problem that can not be applied to transistor fabricated to be formed on a substrate having no heat resistance. レーザ結晶化、プラズマCVD等の新規技術によってプロセス温度の低温化が図られてはいるが、なお300℃以上が必要であり、プラスチック等の非耐熱基板上のトランジスタ回路作製は困難であった。 Laser crystallization, although lowering the process temperature by the new techniques such as plasma CVD is the been attempted still requires 300 ° C. or higher, the transistor circuit fabricated on non-refractory substrate, such as plastic has been difficult. さらに、大面積基板上に直接トランジスタ回路を作製する場合、基板サイズの大型化によって、作製プロセス装置の巨大化、低精度、且つコスト高になる問題点があった。 Furthermore, when manufacturing a directly transistor circuit on a large area substrate, the enlargement of the substrate size, were huge, low precision and high cost problems of manufacturing process equipment.

このような問題に鑑み、特許第3116085号公報には、剥離層を使用した剥離手法によって半導体薄膜素子を製造するいくつかの手法が知られている。 In view of such problems, Patent No. 3116085 discloses a number of techniques for fabricating a semiconductor thin film elements are known by the peeling method using the peeling layer. この方法によれば、剥離層を介して半導体薄膜素子を構成する膜構造を形成した後、前記剥離層を溶解除去し、前記膜構造を前記剥離層から剥離した後、別体の支持基板上に転写形成するようにしている。 According to this method, after forming a film structure constituting the semiconductor thin film element through the peeling layer, the peeling layer dissolve and remove the film after the structure has been peeled from the release layer, separate support substrate It is to be transferred and formed on. この支持基板は前記半導体薄膜素子の実際の基板として機能するものであるが、前記支持基板は前記膜構造を作製する際の高温プロセスに晒されることがない。 This supporting substrate functions as the actual substrate of the semiconductor thin film element, the supporting substrate is not exposed to high-temperature process in manufacturing the film structure. したがって、前記支持基板は安価な高分子材料などから構成することができるとともに、上述した転写形のプロセスによって作製プロセスが簡易化され、上述したような作製プロセス装置の巨大化、低精度及びコスト高などの問題を回避することができる。 Therefore, the together with the support substrate can consist of such an inexpensive polymeric material, is simplified manufacturing process by a process Tenshagata described above, giant of the above-described manufacturing process equipment, low precision and high cost it is possible to avoid problems such as.

特許第3116085号公報 Patent No. 3116085 Publication

前記剥離層は、前記膜構造作製中の高温プロセスにおいて変質及び剥離することなく、また、化学的に不安定で酸性溶液などに可溶し、その除去を簡易に行うことが必要である。 The release layer, without deterioration and peeling in a high-temperature process of the film structure during fabrication, also soluble in such chemically unstable acidic solution, it is necessary to perform the removal easily. かかる観点より、前記剥離層は主としてクロム、ニッケルなどの金属材料を用いて形成していた。 From such viewpoints, the release layer was formed primarily of chromium, of a metal material such as nickel. しかしながら、このような金属材料から剥離層を形成すると、この剥離層を廃棄する際に、前記剥離層を汚染物質として処理しなければならず、環境保全との関係上、実用上好ましくなかった。 However, when forming a release layer from such metal material, when discarding the release layer, it must process the separation layer as a contaminant, the relationship between the environmental protection, practically not preferable. したがって、前記剥離層を構成する材料を汚染物質と位置づけられる以外の材料から構成することが望まれる。 Therefore, it is desirable to constitute the material constituting the peeling layer of a material other than that is positioned as contaminants.

本発明は、剥離層を用いた薄膜素子構造の作製において、前記剥離層を汚染物質に相当しない新規な材料から構成し、その作製方法の実用性を向上させることを目的とする。 The present invention, in the preparation of thin film device structure using a release layer, said release layer composed of a novel material which does not correspond to the contaminant, it is an object to improve the utility of a manufacturing method thereof.

上記目的を達成すべく、本発明は、 To achieve the above object, the present invention is,
基体上に、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層を形成する工程と、 On a substrate, forming a release layer having a material containing at least germanium oxide,
前記剥離層上に、薄膜素子構造を形成する工程と、 On the release layer, forming a thin film device structure,
前記剥離層を除去し、前記薄膜素子構造を前記基体から剥離する工程と、 A step of the peeling layer is removed, peeling the thin-film device structure from the substrate,
を具えることを特徴とする、薄膜素子構造の作製方法に関する。 Characterized in that it comprises a method of fabricating a thin film device structure.

本発明者らは、上記目的を達成すべく、酸性溶液などに浸漬した場合に容易に溶解し、その除去を極めて簡易に行うことができるとともに、汚染に寄与しない、金属材料に代わる新規な材料を見出すべく鋭意検討を実施した。 The present inventors, in order to achieve the above object, easily dissolved when immersed like in an acidic solution, it is possible to perform the removal extremely simple, does not contribute to pollution, new materials to replace the metal material It was carried out intensive studies in order to find. その結果、前記剥離層が酸化ゲルマニウムを含むようにすることによって、前記剥離層を所定の溶液中に浸漬させた場合に、前記酸化ゲルマニウムが還元されて、前記溶液中に溶出するようになり、その結果、前記剥離層が溶解除去できることを見出した。 As a result, by the peeling layer is to include a germanium oxide, when immersed the release layer in a predetermined solution, the germanium oxide is reduced, it will be eluted into the solution, As a result, it was found that the peeling layer can be dissolved and removed.

すなわち、酸化ゲルマニウムは還元されやすく、酸のような水素イオン濃度の多い溶液中で、ゲルマニウムは酸素と解離してGeHxとなり溶液中に溶出ようになる。 That is, germanium oxide is likely to be reduced, in many solutions of hydrogen ion concentration such as acids, germanium becomes elution to GeHx next solution dissociates with oxygen. 酸化ゲルマニウムは、クロム、ニッケルなどの金属材料などのように汚染物質の範疇には入らないため、前記剥離層を前記酸化ゲルマニウムを含むようにすることによって、前記剥離層を用いた薄膜素子構造の作製の実用性を向上させることができるようになる。 Germanium oxide, chromium, because it does not enter into the category of contaminants, such as metal material such as nickel, by the release layer to contain the germanium oxide, the thin film device structure using the release layer it is possible to improve the utility of the fabrication. したがって、上述した転写形成プロセスなどを用いることにより、剥離層を用いた薄膜素子構造本来の作用効果である、作製プロセスの簡易化、作製プロセス装置の巨大化、低精度及びコスト高などの問題を、実用上の問題を解決した上で回避することができる。 Therefore, by using the a transfer forming process described above, a thin film device structure inherent action effect using a release layer, simplification of the manufacturing process, huge fabrication process device, problems such as low precision and high cost , it can be avoided in terms of resolving the practical problems.

前記剥離層は、非アルカリ性溶液を用いて除去することができる。 The peeling layer can be removed using a non-alkaline solution. 前記非アルカリ性溶液としては、pH=0.1〜7未満の酸性溶液、あるいは中性の水を用いることができる。 The non-alkaline solution, can be used pH = 0.1 to 7 below in an acidic solution or neutral water. 前記剥離層は、前記非アルカリ性溶液に浸漬させて除去することもできるし、前記非アルカリ性溶液を噴射させて除去することもできる。 The peeling layer, the to is immersed in a non-alkaline solution can be removed, it can be removed by injecting the non-alkaline solution. なお、この際に、前記非アルカリ性溶液は、好ましくは10−90℃の温度に加熱する。 Incidentally, in this case, the non-alkaline solution is preferably heated to a temperature of 10-90 ° C.. これによって、前記剥離層に対するエッチング速度が増大し、前記剥離層の除去をより短時間で行うことができる。 Thus, the etching rate is increased with respect to the release layer, it can be removed of the release layer in a shorter time.

また、前記剥離層は、例えば100−300℃の高温水蒸気に暴露することによっても除去することができる。 Further, the release layer can also be removed by exposure to high temperature steam of, for example, 100-300 ° C.. この際、前記高温水蒸気の噴射圧力は30MPa程度まで増大させる。 In this case, the injection pressure of the high temperature steam is increased to about 30 MPa.

なお、本発明の好ましい態様においては、少なくとも前記薄膜素子構造を含む積層体に対して、その厚さ方法において、前記剥離層の上面が露出するような、少なくとも1つのスルーホールを形成し、その後に前記剥離層を除去する。 In the preferred embodiment of the present invention, the laminated body including at least the thin film device structure, in the thickness methods, such as the upper surface of the release layer is exposed, and forming at least one through hole, then the release layer is removed. この場合、上述した非アルカリ性溶液は、前記剥離層の側面部分のみではなく、前記スルーホールに露出した前記上面からも浸漬するようになるので、前記剥離層のエッチング時間が短縮化され、前記剥離層の除去操作を短時間化することができる。 In this case, a non-alkaline solution described above, not only the side surface portion of the release layer, since so immersed from the top surface exposed to the through hole, the etching time of the release layer is shortened, the release it is possible to shorten the time required for removal operation of layer.

また、本発明の他の好ましい態様においては、前記剥離層上に、この剥離層の全体を覆うようにして被覆層を形成し、この被覆層上に、薄膜素子構造を形成する。 Further, in another preferred embodiment of the present invention, on the release layer, so as to cover the whole of the release layer to form a coating layer, this coating layer to form a thin film device structure. この場合、前記薄膜素子構造の形成過程において、前記剥離層は前記被覆層によって覆われているので、前記薄膜素子構造の形成過程におけるウエットプロセスなどにおいて、その際に使用するエッチング溶液などに前記剥離層が晒されるようなことがない。 In this case, in the formation process of the thin film device structure, since the release layer is covered by the coating layer, such as in a wet process in the formation process of the thin film device structure, the peeling like etching solution used in the there is no such thing as exposed layers. したがって、前記薄膜素子構造の形成過程において前記剥離層の剥離などが生じるのを防止することができ、前記薄膜素子構造の形成歩留りの低下を抑制することができる。 Thus, the in the process of forming a thin film device structure it is possible to prevent the peeling of the peeling layer occurs, it is possible to suppress a decrease in the formation yield of the thin film device structure.

さらに、本発明のさらに他の好ましい態様においては、前記剥離層の除去において、前記剥離層に対して応力付加を行うことが好ましい。 Further, in yet another preferred embodiment of the present invention, in the removal of the release layer, it is preferable to perform the stress added to the peeling layer. 前記応力付加は、例えば前記剥離層上方に弾性体を形成し、この弾性体を変形させ、前記剥離層に対して引張応力を付加するようにすることが好ましい。 The stressing, for example the form of the release layer above the elastic body, by deforming the elastic body, it is preferable to add a tensile stress to the release layer. これによって、前記剥離層の端部が、基体から若干浮き上がって、前記基体との間に微小の隙間を形成するようになり、前記隙間を通じて前記非アルカリ性溶液などが前記剥離層内に徐々に浸漬するようになるので、前記剥離層の除去をより簡易に行うことができるようになる。 Thereby, the end portion of the release layer, and slightly raised from the substrate, will form a gap small between the substrate and gradually dipping like the through the gap non-alkaline solution in the peeling layer since that way, it is possible to perform the removal of the release layer more easily. なお、この態様は、前記剥離層の厚さに対して、面積が極めて大きい場合に特に有効である。 In this embodiment, the thickness of the release layer is particularly effective when the area is very large.

なお、本発明における「薄膜素子構造」とは、目的とする半導体素子などの基本的及び主たる機能を果たす部分の構造を意味し、その素子の機能に応じて、所定の薄膜回路素子、又は単なる単一の層あるいは複数の層の積層体など、任意の形態を採るものである。 Note that the "thin film device structure" in the invention means a structure of parts which perform the basic and primary function of such a semiconductor device of interest, depending on the capabilities of the device, a predetermined thin-film circuit element, or just such laminate of single layer or a plurality of layers, in which take any form.

また、本発明は、上記薄膜素子構造の作製に用いる機能性基体に関するものであって、 Further, the present invention relates to a functional substrate used in manufacturing the thin film device structure,
所定の基体と、 And a predetermined substrate,
前記基体上に形成された、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層と、 Formed on the substrate, a release layer having a material containing at least germanium oxide,
前記剥離層上に形成された、薄膜素子構造と、 Formed on the release layer, and the thin film device structure,
を具えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.

以上説明したように、本発明によれば、剥離層を用いた薄膜素子構造の作製において、前記剥離層を汚染物質に相当しない新規な材料から構成し、実用性を向上させた作製方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, provided in the preparation of thin film device structure using a release layer, said release layer composed of a novel material which does not correspond to the contaminants, the manufacturing method improves the practicality can do.

以下、本発明の詳細、その他の特徴及び利点について、最良の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, details of the present invention, for other features and advantages will be described with reference to the best mode.
本発明の方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の薄膜素子構造の作製方法の一例を示す工程図である。 Figure 1 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention. なお、以下に示す図面において、同一又は類似の構成要素に関しては、同一の参照符号を用いている。 In the drawings shown below, for the same or similar components, they are designated by the same reference numerals. 最初に、図1(a)に示すように、所定の基体11上に剥離層12を形成し、さらにその上に、所定の薄膜電子回路素子形成に必要な単層又は複数の層からなる膜構造13を形成する。 First, as shown in FIG. 1 (a), a peeling layer 12 is formed on a predetermined substrate 11, made of further thereon, a single layer or a plurality of layers required for a given thin-film electronic circuit elements forming film to form the structure 13. 剥離層12は、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質から構成する。 Peeling layer 12 composed of a material containing at least germanium oxide.

次いで、図1(b)に示すように、剥離層12を含む積層体を所定の溶液21中に浸漬する。 Then, as shown in FIG. 1 (b), immersing a laminate comprising a release layer 12 in a given solution 21. 酸化ゲルマニウムは還元しやすく、前記溶液中への浸漬中において、前記溶液が比較的高い水素イオン濃度を含む場合において、ゲルマニウムは酸素と解離してGeHxとなり前記溶液中に溶出するようになる。 Germanium oxide easily reduced, during immersion in the solution, when the solution contains a relatively high concentration of hydrogen ions, germanium is as eluting GeHx next the solution dissociates with oxygen. この結果、剥離層12を基体11から容易に除去できるようになる。 As a result, the peeling layer 12 can be easily removed from the substrate 11. なお、剥離層12は、酸化ゲルマニウム又はこれを含む物質とエッチング不可能な物質の混合又は積層によって構成してもよい。 The release layer 12 may be formed by mixing or stacking germanium oxide or substance and non-etchable material containing the same.

剥離層12は、基体11上に、例えば、スパッタリング法、プラズマ気化学反応法、真空蒸着法などの公知の方法を用いて形成することができる。 Peeling layer 12 on the substrate 11, for example, sputtering, plasma vapor chemical reaction method, can be formed by a known method such as a vacuum deposition method.

また、剥離層12内の酸素濃度は5−80原子%であることが好ましく、その厚さは100−10000nmであることが好ましい。 The oxygen concentration of the release layer 12 is preferably from 5-80 atomic%, the thickness is preferably 100-10000Nm. これによって、剥離層12自体の被剥離機能を増大させることができ、以下に詳述する種々の好ましい剥離手段によって簡易に剥離することができる。 Thus, it is possible to increase the target release function of the release layer 12 itself, it can be separated easily by various preferred release means that will be described in detail below.

なお、膜構造13は、それ自身が物理的支持を必要としないときは、そのまま半導体素子として、又はそれを用いる回路デバイスとして使用することができる。 Incidentally, the film structure 13, when it itself does not require a physical support, can be directly as a semiconductor element, or use it as a circuit device used. また、薄膜電子回路素子として、又はそれを用いる回路デバイスの形成工程を続けて行うことができる。 Further, it is possible to perform a thin-film electronic circuit elements, or continues to process of forming the circuit device using the same.

さらに剥離した基体11は繰り返し用いることができ、再び、剥離層12と所定の電子回路素子に必要な膜構造13の形成に利用することができる。 Further peeled substrate 11 can be used repeatedly, again, it can be utilized in forming the film structure 13 necessary for the peeling layer 12 and the predetermined electronic circuit elements.

溶液21は、非アルカリ性溶液から構成することが好ましい。 The solution 21 is preferably formed from a non-alkaline solution. これによって、剥離層12の剥離操作をより簡易化及び短時間化することができる。 This can be more simplified and short the peeling operation of the release layer 12. 非アルカリ性溶液としては、pH=0.1〜7未満の酸性溶液、具体的には、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸などの溶液を用いることができる。 The non-alkaline solution, an acidic solution of less than pH = 0.1 to 7, specifically, there can be used hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, a solution such as acetic acid. なお、エッチング速度は塩酸濃度が高いほど大きくなることが実験的に確かめられている。 Incidentally, the etching rate can be large the higher the concentration of hydrochloric acid has been confirmed experimentally. また、上述した酸性溶液に加えて、中性の水を用いても剥離層12の剥離除去を十分に行うことができ、実験的にも確認されている。 In addition to the above-mentioned acidic solution, even with neutral water should be enough to provide the peeling removal of the release layer 12 has been confirmed experimentally.

なお、前記非アルカリ性溶液は、好ましくは10−90℃の温度に加熱する。 Incidentally, the non-alkaline solution is preferably heated to a temperature of 10-90 ° C.. これによって、前記剥離層に対するエッチング速度が増大し、前記剥離層の除去をより短時間で行うことができる。 Thus, the etching rate is increased with respect to the release layer, it can be removed of the release layer in a shorter time.

図2は、図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図2に示す例では、図2(a)に示すように、膜構造30上に保護層14を形成している。 In the example shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2 (a), to form a protective layer 14 on the film structure 30. この場合、剥離層12を剥離すべく、図2(b)に示すように、剥離層12を含む積層体を溶液21内に浸漬した場合において、膜構造30が直接的に溶液21に接触するのを防止し、膜構造30の劣化を抑制することができる。 In this case, in order to peel the release layer 12, as shown in FIG. 2 (b), in the case of immersing the laminate includes a release layer 12 in a solution 21, the film structure 30 is in contact with direct solution 21 it can be prevented from, to suppress degradation of the film structure 30. また、このような操作の際のハンドリングにおいて、膜構造30に対して機械的なダメージが及ぶのを抑制することができる。 Further, in handling during such operation, it is possible to prevent the reaching mechanical damage to the membrane structure 30.

図3は、図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図3に示す例においては、図1に示す例における、例えば酸性溶液などの非アルカリ性溶液に剥離層を浸漬させる代わりに、前記剥離層に対して前記溶液を噴射するようにしている。 In the example shown in FIG. 3, in the example shown in FIG. 1, for example, instead of dipping the release layer to a non-alkaline solution such as an acidic solution, so that to inject the solution to the peeling layer. このような場合、図3(a)に示すように、溶液21が、液滴あるいは蒸気の状態で剥離層12に接触するようになる。 In this case, as shown in FIG. 3 (a), the solution 21, comes into contact with the peeling layer 12 by droplet or vapor state. したがって、この場合においても、図3(b)に示すように、剥離層12を効率良くエッチングして剥離することができる。 Therefore, also in this case, as shown in FIG. 3 (b), it can be peeled off the release layer 12 and efficiently etched. また、溶液21の、剥離層12以外への接触を抑制できることから、特に膜構造13などのダメージを抑制することができる。 Further, suppressing the solution 21, to contact the other separation layer 12, it is possible to particularly suppress the damage such as membrane structure 13.

図4は、図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図4に示す例においては、図1に示す例における、例えば酸性溶液などの非アルカリ性溶液に剥離層を浸漬させる代わりに、前記剥離層を含む積層体を高温水蒸気に暴露するようにしている。 In the example shown in FIG. 4, in the example shown in FIG. 1, for example, instead of dipping the release layer to a non-alkaline solution such as an acidic solution, so that exposing the laminate including the release layer to a high temperature steam. 本例においては、隔離壁を有する所定の容器22内に、基体11、剥離層12及び膜構造13(必要に応じて保護層なども形成することができる)が形成された積層体を、容器22の、前記隔離壁の下方の部屋を配置し、容器22内を高温水蒸気22で満たし、剥離層12をこの高温水蒸気22に接触させることによってエッチング除去する。 In the present embodiment, in a predetermined container 22 having a partition wall, the base body 11, the peeling layer 12 and the film structure 13 (which can also be formed such as a protective layer as required) laminate is formed, the container 22, place the lower chambers of the partition wall, fills the vessel 22 at high temperature steam 22, is etched away by contacting the peeling layer 12 in the high-temperature steam 22.

高温水蒸気22の温度は100−300℃であることが好ましく、その圧力は30MPa程度であることが好ましい。 Preferably the temperature of the high temperature steam 22 is 100-300 ° C., it is preferred that the pressure is about 30 MPa.

図5は、さらに、図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 Figure 5 further illustrates a modification of the manufacturing method shown in FIG. 最初に、図5(a)に示すように、絶縁性基板11の上に剥離層としての酸化ゲルマニウム膜12を成膜し、更に第1のカバー膜15を成膜し、その上に薄膜デバイス13を形成し、最後に薄膜デバイス13の上面に保護層14を形成する。 First, as shown in FIG. 5 (a), a germanium oxide film 12 serving as the peeling layer is formed on an insulating substrate 11, and further forming the first cover layer 15, the thin film device thereon 13 is formed, finally to form the protective layer 14 on the upper surface of the thin film device 13.

次いで、図5(b)に示すように、酸化ゲルマニウム膜12を含む積層体を溶液21中に浸漬させる。 Then, as shown in FIG. 5 (b), dipping the laminate comprising a germanium oxide film 12 in the solution 21. 溶液21は、例えば酸性溶液から構成され、前記酸化ゲルマニウムの、酸溶液に対するエッチング速度が非常に高速であるため、横方向から急速にエッチングが進行し、酸化ゲルマニウムの一部又は全部が溶解する。 The solution 21 is composed of, for example, an acidic solution, for the germanium oxide, the etching speed with respect to the acid solution is very fast, rapid etching proceeds laterally, a portion of the germanium oxide or all dissolved. また、保護層14及び被覆層15の存在により、薄膜デバイス13は酸溶液のダメージに曝されることが無い。 Moreover, the presence of the protective layer 14 and the covering layer 15, the thin film device 13 is not exposed to damage acid solution. これにより、絶縁性基板11から薄膜デバイス13を非常に容易に且つ歩留まり良く剥離できる。 Thus, the thin film device 13 can be peeled very easily and with good yield from the insulating substrate 11.

次いで、図5(c)に示すように、絶縁性基板11を除去した面に支持基体16を貼り付け、薄膜デバイス13を支持基体16上に転写形成する。 Then, as shown in FIG. 5 (c), paste the supporting substrate 16 on the surface to remove the insulating substrate 11, it is transferred form the thin film device 13 on the supporting substrate 16. 次いで、図5(d)に示すように、保護層5を剥離することによって、薄膜デバイス13を含む電子デバイスが完成する。 Then, as shown in FIG. 5 (d), by peeling off the protective layer 5, an electronic device including the thin film device 13 is completed.

なお、図5(d)に示すように、支持基体16は前記電子デバイスを構成する基板として機能するが、上述した説明から明らかなように、薄膜デバイス13の形成時には存在しないので、その形成時における高温プロセスの影響などを受けることがない。 Incidentally, as shown in FIG. 5 (d), but the supporting substrate 16 serves as a substrate constituting the electronic device, as is clear from the above description, since not present in the formation of thin film device 13, during its formation not to be subject to and the impact of high temperature process in. したがって、支持基体16は、前記電子デバイスの使用態様などに応じて任意の材料から構成することができ、例えば安価であって柔軟性に富む、高分子フィルムなどから構成することもできる。 Therefore, the support base 16, the can be constructed from any material in accordance with the use mode of an electronic device, high flexibility, for example, a low cost, may be composed of such polymer films.

図6は、図5に示す作製方法に従って、MOS型電界効果型トランジスタ(FET)を作製する具体例を示すものである。 6, according to the manufacturing method shown in FIG. 5 shows a concrete example of manufacturing a MOS field effect transistor (FET). MOSFETの作製工程として、結晶性シリコン膜51の形成、ゲート絶縁膜52の形成、ドープシリコンによるソース・ドレイン領域53、54の形成、ゲート電極55、ソース電極56、ドレイン電極57の形成、さらには層間絶縁膜58、59、及びパッシベーション膜60の形成及びトランジスタ間或いは外部回路との金属配線71、72の形成が含まれる。 As MOSFET fabrication process, forming a crystalline silicon film 51, formation of the gate insulating film 52, formation of the source and drain regions 53 and 54 by doping silicon, the gate electrode 55, source electrode 56, the formation of the drain electrode 57, and further interlayer insulating films 58 and 59, and a formation of metal wires 71, 72 of the formation and the transistor or between the external circuit of the passivation film 60. 図6(a)は、トランジスタ回路13を構成する総ての要素が基体11上において剥離層20を介して形成された様子を示しているものである。 6 (a) is one in which all the elements constituting the transistor circuit 13 indicates a state that is formed through a peeling layer 20 on the substrate 11.

結晶性膜形成、ゲート絶縁膜形成、ドープシリコン領域形成のための不純物活性化等には、基体11が石英等のように耐熱性を有するときは、高温(>600℃)の加熱処理工程を用いることができる。 Crystalline film, the gate insulating film formation, the impurities such as activation for doped silicon region formed, when the substrate 11 having heat resistance as quartz or the like, a heat treatment step of hot (> 600 ° C.) it can be used. さらには、レーザ結晶化、レーザ活性化、プラズマCVD等の比較的低温度で処理できる技術を用いることもできる。 Furthermore, it is also possible to use laser crystallization, laser activation, a technique that can be processed at relatively low temperatures such as plasma CVD. 次に、図6(b)に示すように、保護層14をトランジスタ回路13上に接着させ、剥離層12を含む積層体を、酸性溶液などの所定の溶液中に浸漬させて除去する。 Next, as shown in FIG. 6 (b), the protective layer 14 is bonded over the transistor circuit 13, a laminate comprising a release layer 12 is removed by immersing in a predetermined solution such as an acidic solution. 次いで、図6(c)に示すように、剥離したトランジスタ回路13を別の支持基体16上に転写形成し、図6(d)に示すように、保護層14を除去することによって、支持基体16を含むトランジスタ(MOSFET)を形成することができる。 Then, as shown in FIG. 6 (c), the transistor circuit 13 which is peeled off and transferred formed on another supporting substrate 16, as shown in FIG. 6 (d), by removing the protective layer 14, the support base 16 can be formed transistor (MOSFET) including.

なお、図6に示す工程において、例えば金属配線71及び72は、トランジスタ回路13を構成する要素を支持基体16上に転写形成した後に、形成するようにすることができる。 In the step shown in FIG. 6, for example, metal wires 71 and 72 may be so after transferring form elements constituting the transistor circuit 13 on the support base 16, is formed.

図7は、図5に示す作製方法の変形例を示す工程図である。 Figure 7 is a process diagram showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図7に示す工程において、図7(a)及び(b)に示す工程は、図5(a)及び(b)に示す工程と同様であって、図7(c)及び(d)に示す工程において異なる。 In the step shown in FIG. 7, the process shown in FIGS. 7 (a) and (b) is a similar to the steps shown in FIGS. 5 (a) and (b), shown in FIG. 7 (c) and (d) different in the process. 本例においては、図7(b)に示すようにして、酸化ゲルマニウム膜12を含む積層体を溶液21中に浸漬し、剥離層12を除去した後、図7(c)に示すように、薄膜デバイス13を、その面積よりも大きな面積を有する支持基板16上に転写形成する。 In this example, as shown in FIG. 7 (b), the laminate comprising a germanium oxide film 12 is immersed in the solution 21, after removing the peeling layer 12, as shown in FIG. 7 (c), the thin film device 13, is transferred and formed on the support substrate 16 having a larger area than the area. そして、図7(d)に示すように、保護層14を除去して薄膜デバイス13が大面積支持基板16上に転写形成した電子デバイスを得ることができる。 Then, as shown in FIG. 7 (d), may be a thin film device 13 a protective layer 14 is removed to obtain an electronic device which is transferred and formed on the large-area support substrate 16.

本例によれば、大面積支持基板上に薄膜デバイスを転写して形成するようにしているので、前記支持基板上に複数の薄膜デバイスを転写形成することによって、前記複数の薄膜デバイスを集積させるようにすることができる。 According to this embodiment, since the so formed by transferring a thin film device on a large-area support substrate, by transferring a plurality of thin film device to the supporting substrate, thereby integrating the plurality of thin film device it can be so. したがって、高精度のパターニング技術などを必要とすることなく、前記薄膜デバイスが集積した半導体回路などを形成することができるようになる。 Therefore, without the need for such high-precision patterning technique, the thin film device will be able to form and semiconductor circuit integrated.

図8は、図5に示す作製方法の他の変形例を示す工程図である。 Figure 8 is a process diagram showing another modification of the manufacturing method shown in FIG. 本例においては、図8(a)に示すように、絶縁性基板11の上に剥離層としての酸化ゲルマニウム膜12を成膜し、更に被覆層15を成膜した後、その上に複数の微細な薄膜デバイス13を形成し、最後に薄膜デバイス13の上面に保護層14を形成する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8 (a), a germanium oxide film 12 serving as the peeling layer is formed on an insulating substrate 11, after further forming the coating layer 15, a plurality thereon forming a fine thin film device 13, and finally to form the protective layer 14 on the upper surface of the thin film device 13.

次いで、図8(b)に示すように、酸化ゲルマニウム膜12を含む積層体を溶液21中に浸漬させ、酸化ゲルマニウム膜12を除去した後、図8(c)に示すように、薄膜デバイス13のそれぞれを対応した支持基板16上に転写形成する。 Then, as shown in FIG. 8 (b), is immersed laminate comprising a germanium oxide film 12 in the solution 21, after removing the germanium oxide film 12, as shown in FIG. 8 (c), the thin film device 13 to transfer formed on the support substrate 16 corresponding respectively. その後、図8(d)に示すように、保護層14を除去して、支持基板16上に転写形成された薄膜デバイス13を有する電子デバイスを複数同時に作製することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 8 (d), by removing the protective layer 14, it is possible to produce electronic devices plurality simultaneously with thin film device 13 is transferred and formed on the support substrate 16.

なお、図7及び図8に示す例においても、保護層14及び被覆層15を設けているので、薄膜デバイス13が酸溶液のダメージに曝されることが無く、絶縁性基板11から薄膜デバイス13を非常に容易に且つ歩留まり良く剥離できる。 Also in the example shown in FIGS. 7 and 8, the protective layer 14 and since the coating layer 15 is provided, without a thin film device 13 is exposed to the damage of an acid solution, the thin film device 13 of an insulating substrate 11 the possible peeling very easily and with good yield.

また、図5〜図8に示す例における作製方法では、特に図6に関連させて、MOSFETを作製する場合について説明したが、その他の半導体素子、例えば、バイポーラ素子、太陽電池素子、アモルファスシリコンTFT、アモルファスイメージセンサなどに適用することができる。 Further, in the manufacturing method in the example shown in FIGS. 5 to 8, in particular in connection with FIG. 6, has been described of manufacturing a MOSFET, other semiconductor elements, e.g., bipolar devices, solar cell elements, amorphous silicon TFT , it can be applied to a amorphous image sensor.

図9は、本発明の薄膜素子構造の作製方法の他の例を示す工程図である。 Figure 9 is a process diagram showing another example of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention. 最初に、図9(a)に示すように、所定の基体11上に剥離層12を形成し、この剥離層12上に、順次被覆層15、膜構造13及び保護層14を形成する。 First, as shown in FIG. 9 (a), a peeling layer 12 is formed on a predetermined substrate 11, on the peeling layer 12, sequentially coating layer 15 to form the film structure 13 and the protective layer 14. 次いで、図9(b)に示すように、被覆層15、膜構造13及び保護層15を含む積層体の、膜構造13が存在しない部分に、剥離層12の上面が露出するようにしてスルーホール19を形成する。 Then, as shown in FIG. 9 (b), the coating layer 15, a laminate comprising a film structure 13 and the protective layer 15, a portion film structure 13 does not exist, as the upper surface of the release layer 12 is exposed through to form a hole 19. その後、図9(c)に示すように、前記積層体を上述したような溶液21中に浸漬すると、溶液21は剥離層12の端部のみからでなく、その上面からも浸漬するようになる。 Thereafter, as shown in FIG. 9 (c), when immersing the laminate in the solution 21 as described above, the solution 21 is not only from the end portion of the release layer 12, so also immersed from the top surface . したがって、前記剥離層のエッチング時間が短縮化され、前記剥離層の除去操作を短時間化することができる。 Therefore, the etching time of the release layer is shortened, it is possible to short the removal operation of the release layer.

図10は、本発明の薄膜素子構造の作製方法のその他の例を示す工程図である。 Figure 10 is a process diagram showing another example of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention. 最初に、図10(a)に示すように、所定の基体11上に剥離層12を形成し、この剥離層12の全体を覆うようにして被覆層15を形成し、さらに膜構造13及び保護層14を順次形成する。 First, as shown in FIG. 10 (a), a peeling layer 12 is formed on a predetermined substrate 11, so as to cover the whole of the peeling layer 12 to form a coating layer 15, further film structure 13 and the protective sequentially forming a layer 14. 次いで、図10(b)に示すように、図10(a)に示す積層体を、剥離層12の側面が露出するようにして厚さ方向に切断する。 Then, as shown in FIG. 10 (b), the laminated body shown in FIG. 10 (a), the side surface of the release layer 12 is cut in the thickness direction so as to expose. その後、図10(c)に示すように、前記積層体を上述したような溶液21中に浸漬すると、溶液21は剥離層12の側面から浸漬し、その結果、剥離層12はエッチング除去されるようになる。 Thereafter, as shown in FIG. 10 (c), when immersing the laminate in the solution 21 as described above, the solution 21 is immersed from the side of the release layer 12, is a result, the peeling layer 12 is etched and removed so as to.

次いで、図10(d)に示すように、基体11から剥離した膜構造13を支持基体16上に転写形成した後、図10(e)に示すように、保護層14を除去することによって、目的とする(薄膜)素子構造を得ることができる。 Then, as shown in FIG. 10 (d), after transferring form a film structure 13 that is peeled off from the substrate 11 on the support base 16, as shown in FIG. 10 (e), by removing the protective layer 14, it can be obtained for the purpose of (thin film) device structure.

本例によれば、膜構造13の形成過程において、剥離層12は被覆層15によって覆われているので、膜構造13の形成過程におけるウエットプロセスなどにおいて、その際に使用するエッチング溶液などに剥離層12が晒されるようなことがない。 According to this embodiment, the peeling in the formation process of the film structure 13, since the peeling layer 12 is covered by the coating layer 15, such as in a wet process in the process of forming the film structure 13, such as an etching solution used in the It is not such a layer 12 is exposed. したがって、膜構造13の形成過程において剥離層12の剥離などが生じるのを防止することができ、膜構造13、すなわち素子構造の形成歩留りの低下を抑制することができる。 Therefore, it is possible to prevent the peeling of the peeling layer 12 results in the formation process of the film structure 13, the film structure 13, i.e. it is possible to suppress the reduction of the formation yield of device structure.

図11は、図1に示す作製方法の好ましい態様を示す例である。 Figure 11 is an example of a preferred embodiment of the manufacturing method shown in FIG. 図11に示す例では、図11(a)及び(b)に示すように、基体11、剥離層12、膜構造13及び保護層14が順次に形成されてなる積層体上に、さらに応力付加のための固体形状の弾性体31が周回状に形成されている。 In the example shown in FIG. 11, as shown in FIG. 11 (a) and (b), the substrate 11, the peeling layer 12, the film structure 13 and the protective layer 14 is formed by sequentially forming the laminate on, further stressing elastic body 31 of the solid form for are formed in the circumferential shape. 次いで、図11(c)に示すように、弾性体31を含むアセンブリを溶液21内に浸漬するとともに、弾性体31を変形させて剥離層12に対して引張応力が作用するようにする。 Then, as shown in FIG. 11 (c), as well as immersing the assembly includes a resilient member 31 into the solution 21, the tensile stress to act against separation layer 12 by deforming the elastic body 31.

これによって、剥離層12の端部が、基体11から若干浮き上がって、基体11との間に微小の隙間を形成するようになり、前記隙間を通じて溶液21が剥離層12内に徐々に浸漬するようになるので、前記剥離層の除去をより簡易に行うことができるようになる。 Thereby, the end portion of the release layer 12, slightly lifted from the substrate 11, now forming a gap small between the base 11, so that the solution 21 is gradually immersed in the peeling layer 12 through the gap since the, it is possible to perform the removal of the release layer more easily. なお、この態様は、剥離層12の厚さに対して、面積が極めて大きい場合に特に有効である。 In this embodiment, the thickness of the peeling layer 12 is particularly effective when the area is very large. 具体的に、基体11としてメートルオーダの直径のガラス基板などを用いる場合、上述したように、剥離層12の好ましい厚さが100−10000nmであって、前記ガラス基板の前面に剥離層12を形成すると、剥離層12の厚さと面内の長さ(面積)とが数桁のオーダで異なるようになる。 Specifically, when using a glass substrate or the like having a diameter of meter order as the substrate 11, as described above, the preferred thickness of the release layer 12 is a 100-10000Nm, forming a release layer 12 on the front surface of the glass substrate Then, the thickness of the plane of the length of the peeling layer 12 and the (area) is different by several orders of order. したがって、このような場合、本例の方法は極めて有効である。 Therefore, in such a case, the method of the present embodiment is very effective.

図12は、図11に示す作製方法の変形例である。 Figure 12 is a modification of the manufacturing method shown in FIG. 11. 図12に示す例では、図11に示す固体形状の弾性体の代わりに、バルーンを用いている。 In the example shown in FIG. 12, instead of the elastic body of solid shape shown in FIG. 11, using a balloon. バルーン32は、保護層14に対して接着させ、この状態でバルーン32内にエアーを送り込む。 The balloon 32 is then bonded to the protective layer 14, feed the air into the balloon 32 in this state. すると、バルーン32は膨らんで、所定の曲率を呈するようになり、これに伴って保護層14もその端部が外側へ変形するようになる。 Then, the balloon 32 is inflated, will assume a predetermined curvature, the protective layer 14 also has an end portion will be deformed outwards accordingly. したがって、この場合においても、剥離層12の端部が、基体11から若干浮き上がって、基体11との間に微小の隙間を形成するようになり、前記隙間を通じて溶液21が剥離層12内に徐々に浸漬するようになるので、前記剥離層の除去をより簡易に行うことができるようになる。 Therefore, also in this case, the end portion of the release layer 12, slightly lifted from the substrate 11, now forming a gap small between the base 11, gradual solution 21 is in the release layer 12 through the gap since so immersed in, it is possible to perform the removal of the release layer more easily.

図13は、図1に示す作製方法の応用例である。 Figure 13 is an application example of the manufacturing method shown in FIG. 図13に示す例では、剥離層12を、酸化ゲルマニウム層121とその他の材料、具体的には、SiO 、SiN、Al などの材料からなる層122とから構成する。 In the example shown in FIG. 13, the peeling layer 12, other materials and germanium oxide layer 121, specifically, consist SiO 2, SiN, consists material such as Al 2 O 3 layer 122. この場合、剥離層12を上述したような溶液21に浸漬することにより、剥離層12中の、酸化ゲルマニウム層121のみが除去されるようになり、層122は残存するようになる。 In this case, by immersing the peeling layer 12 to the solution 21 as described above, in the peeling layer 12, now only germanium oxide layer 121 is removed, the layer 122 is as remains. したがって、この場合、基体11が支持基体となり、膜構造13は層122を介して基体11上に残存するようになる。 Therefore, in this case, the substrate 11 is a supporting substrate, the film structure 13 is as remaining on the substrate 11 through the layer 122.

このような素子構造において、層122は全体として見た場合、多孔質となるので熱伝導率などが低くなる。 In such an element structure, the layer 122 when viewed as a whole, such as the thermal conductivity is lowered because the porous. したがって、このようにして得た素子構造は高感度センサーなどに適用することができる。 Therefore, the device structure obtained as can be applied to a highly sensitive sensor.

なお、層122を構成する材料は、酸化ゲルマニウム層121がエッチング除去される条件下において、エッチング除去されない材料から構成されることが必要であるが、上記に例示したSiO などはこの条件を満足する。 Incidentally, the material constituting the layers 122, satisfactory in conditions where the germanium oxide layer 121 is etched away, it is necessary to be constructed from material that is not etched away, such as SiO 2 illustrated above this condition to.

また、図14に示すように、図13で得た素子構造(図14(a))に対して、さらに同様の操作(図14(b))を施すことによって、図14(c)に示すような、多孔質の層122が積層された素子構造を得ることができる。 Further, as shown in FIG. 14, with respect to resulting device structure in FIG. 13 (FIG. 14 (a)), by performing a further similar operation (FIG. 14 (b)), shown in FIG. 14 (c) such, it is possible to layer 122 of porous get stacked element structure.

図13に示すような剥離層12は、最初に酸化ゲルマニウム層121又は層122を一様に形成し、その後のこの層に対してフォトリソグラフィの技術などを通じて部分的にエッチング除去した領域を形成し、この領域内を埋設するようにして層122又は酸化ゲルマニウム層121を形成し、その後、前記領域からはみ出した余分な部分をCMPなどによって除去することによって形成することができる。 13 peeling layer 12 as shown in, first uniformly form a germanium oxide layer 121 or layer 122, to form a partially region is removed by etching such as through photolithography for subsequent this layer this was the area to be buried to form a layer 122 or germanium oxide layer 121, then the excess portion protruding from said region can be formed by removing, such as by CMP. なお、酸化ゲルマニウム層121及び層122の形成は公知の成膜技術を用いて実施することができる。 The formation of the germanium oxide layer 121 and layer 122 may be performed using known deposition techniques.

なお、図13及び図14に示す例では、剥離層12を2種類の材料(層)から構成する場合について述べているが、3種類以上の材料(層)から構成するようにすることもできる。 In the example shown in FIGS. 13 and 14, although described that constitutes the peeling layer 12 from the two types of materials (layers) it can also be made to consist of three or more types of materials (layers) .

図15には、酸化ゲルマニウム膜を塩酸水溶液に浸すことによって除去する工程を実時間観測した概念図を示す。 FIG. 15 shows a conceptual diagram of the step of removing the observed real-time by immersing the germanium oxide film aqueous hydrochloric acid solution. レーザ光61をプローブ光として塩酸溶液21に通し、光検出器62を用いてレーザ光強度を測定する。 Through a hydrochloric acid solution 21 with a laser beam 61 as the probe light, the laser light intensity is measured using a light detector 62. 剥離層12を形成した基体11をレーザ光を横切るように酸性溶液に浸す。 Immersing the substrate 11 forming the peeling layer 12 in an acidic solution so as to cross the laser beam. 剥離層12の屈折率は基体11の屈折率と異なった値を持つので、光干渉効果により透過強度は剥離層12の膜厚に依存する。 Since the refractive index of the separation layer 12 has a refractive index different values ​​of the base 11, the transmitted intensity by the light interference effect is dependent on the thickness of the peeling layer 12. したがって、レーザ光強度の時間変化を測定することにより、剥離層12の除去の様子を測定することができる。 Thus, by measuring the time variation of the laser beam intensity can be measured how the removal of the release layer 12.

図16には、石英基板上に形成した3ミクロン厚酸化ゲルマニウム膜12を、図15に示す方法を用いて、塩酸0.1モル%の溶液を用いたときに測定した光強度の時間変化を示す。 FIG 16, a 3 micron thick germanium oxide film 12 formed on a quartz substrate, using the method shown in FIG. 15, the time variation of the light intensity measured when using hydrochloric acid 0.1 mol% solution show. 基体11及び剥離層12を溶液21に浸漬した後、光強度は特有の強くあるいは弱くなる振動パターンを示した。 After immersing the substrate 11 and release layer 12 to the solution 21, the light intensity showed specific strong or weaker vibration pattern. そして2.5秒後に一定の値になった。 And it became a constant value after 2.5 seconds. これは塩酸によって剥離層12が除去され、膜厚が薄くなることに伴って光強度が変化したことを示している。 This indicates that the release layer 12 is removed by hydrochloric acid, the light intensity changes with the the film thickness decreases. そして光強度が一定になったとき剥離層12は完全に除去されたことを示している。 The release layer 12 when the light intensity becomes constant indicates that it has been completely removed.

図5に示す工程に基づいて、薄膜素子構造の作製を実施した。 Based on the process shown in FIG. 5, it was performed for manufacturing a thin film device structure. 最初に、50mm角のガラス基板11の上に酸化ゲルマニウム膜12を厚さ2μmに成膜し、次いで、被覆層として酸化シリコン膜15を厚さ0.3μmに成膜した。 First, a germanium oxide film 12 is deposited to a thickness of 2μm on a glass substrate 11 of 50mm square, then deposited to a thickness of 0.3μm silicon oxide film 15 as a coating layer. その後、ポリシリコン膜からなる薄膜トランジスタアレイ13を形成し、最後に薄膜トランジスタアレイ13の上面に保護層としてポリエチレンフィルム14を貼り付けた。 Thereafter, a thin film transistor array 13 made of a polysilicon film, and finally paste the polyethylene film 14 as a protective layer on the upper surface of the thin film transistor array 13.

ここで酸化ゲルマニウム膜12は、ゲルマニウムをターゲットとして、アルゴンと酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法で成膜した。 Here germanium oxide film 12, the germanium as a target, was deposited by sputtering using a mixed gas of argon and oxygen. アルゴン流量40sccm、酸素流量20sccmの条件にて成膜したところ、40℃におけるこの酸化ゲルマニウムの塩酸に対するエッチングレートは100μm/分であった。 Was deposited in an argon flow rate 40 sccm, the oxygen flow rate 20sccm conditions, the etching rate for the hydrochloride of the germanium oxide at 40 ° C. was 100 [mu] m / min. 塩酸の濃度は、0.1mol/lである。 The concentration of hydrochloric acid is 0.1mol / l. また、薄膜トランジスタアレイは、熱CVD法で成膜したアモルファスシリコンをエキシマレーザー照射で多結晶化したポリシリコン膜をベースとして作成した。 The thin-film transistor array was created amorphous silicon was deposited by a thermal CVD method polycrystalline polysilicon film with an excimer laser irradiation as a base.

次いで、図5(b)に示すように、上述のようにして得た積層体を、濃度0.1mol/lの塩酸溶液21中に室温で浸漬させた。 Then, as shown in FIG. 5 (b), the laminate obtained as described above was immersed at room temperature in a hydrochloric acid solution 21 at a concentration 0.1 mol / l. なお、浸漬中は塩酸溶液を十分攪拌した。 Incidentally, during immersion it was thoroughly stirred hydrochloric acid solution. そ2時間の浸漬が経過した後、酸化ゲルマニウム膜12はほぼ溶解して、ガラス基板11からポリエチレンフィルム14付き薄膜トランジスタアレイ13を剥離することができた。 After immersion of its 2 hours have elapsed, germanium oxide film 12 is almost dissolved, it was possible to peel the polyethylene film 14 with a thin film transistor array 13 from the glass substrate 11.

次いで、図5(c)に示すように、ガラス基板を除去した面に、支持基体として厚さ100μmのポリイミドフィルム16を接着剤を介して貼り付けた。 Then, as shown in FIG. 5 (c), the surface removal of the glass substrate, a polyimide film 16 having a thickness of 100μm as a support base was attached via an adhesive. 最後に、図5(d)に示すように、ポリエチレンフィルム14を剥がして、フレキシブル薄膜トランジスタ基板を完成させた。 Finally, as shown in FIG. 5 (d), peel off the polyethylene film 14, thereby completing the flexible thin film transistor substrate.

ガラス基板上の初期のトランジスタ特性と、ガラス基板から剥離してポリイミドフィルム基板上へ転写した後のトランジスタ特性とはほとんど差が無く、良好な特性を有するフレキシブル薄膜トランジスタ基板を実現することができた。 And early transistor characteristics on the glass substrate, and peeled from the glass substrate little difference without the transistor characteristics after transferring to a polyimide film substrate, it was possible to realize a flexible thin film transistor substrate having good properties.

以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。 Although the invention has been described in detail based on the embodiments of the invention with reference to the above examples, the present invention is not limited to the above disclosure, Ya all modifications made without departing from the scope of the present invention it is possible to change.

本発明の薄膜素子構造の作製方法の一例を示す工程図である。 Is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention. 図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 It is a diagram showing a modified example of a manufacturing method shown in FIG. 図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 It is a diagram showing a modified example of a manufacturing method shown in FIG. 図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 It is a diagram showing a modified example of a manufacturing method shown in FIG. 図1に示す作製方法の変形例を示す図である。 It is a diagram showing a modified example of a manufacturing method shown in FIG. 図5に示す作製方法に従って、MOS型電界効果型トランジスタ(FET)を作製する具体例を示すものである。 According the manufacturing method shown in FIG. 5 shows a concrete example of manufacturing a MOS field effect transistor (FET). 図5に示す作製方法の変形例を示す工程図である。 It is a process diagram showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図5に示す作製方法の他の変形例を示す工程図である。 It is a process diagram showing another modification of the manufacturing method shown in FIG. 本発明の薄膜素子構造の作製方法の他の例を示す工程図である。 Another example of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention is a process diagram showing. 本発明の薄膜素子構造の作製方法のその他の例を示す工程図である。 Other examples of a method for manufacturing a thin film device structure of the present invention is a process diagram showing. 図1に示す作製方法の好ましい態様を示す例である。 It is an example of a preferred embodiment of the manufacturing method shown in FIG. 図11に示す作製方法の変形例である。 Is a modification of the manufacturing method shown in FIG. 11. 図1に示す作製方法の応用例である。 Which is an application example of a manufacturing method shown in FIG. 図13に示す作製方法の変形例である。 Is a modification of the manufacturing method shown in FIG. 13. 酸化ゲルマニウム膜を塩酸水溶液に浸すことによって除去する工程を実時間観測するための概念図である。 A step of removing by dipping the germanium oxide film hydrochloric acid aqueous solution is a conceptual diagram for observing real time. 石英基板上に形成した3ミクロン厚酸化ゲルマニウム膜を、図15に示す方法を用いて、塩酸0.1モル%の溶液を用いたときに測定した光強度の時間変化を示す。 The 3 micron thick germanium oxide film formed on a quartz substrate, using the method shown in FIG. 15, showing a temporal change of the light intensity measured when using hydrochloric acid 0.1 mol% of the solution.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11 基体 12 剥離層、酸化ゲルマニウム膜 13 膜構造、薄膜デバイス 14 保護層 15 被覆層 16 支持基体 19 スルーホール 21 溶液 22 高温水蒸気 31 弾性体 32 バルーン 11 base 12 a release layer, a germanium oxide film 13 film structure, the thin film device 14 protective layer 15 covering layer 16 supporting substrate 19 through hole 21 solution 22 temperature steam 31 elastic member 32 balloons

Claims (28)

  1. 基体上に、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層を形成する工程と、 On a substrate, forming a release layer having a material containing at least germanium oxide,
    前記剥離層上に、薄膜素子構造を形成する工程と、 On the release layer, forming a thin film device structure,
    前記剥離層を除去し、前記薄膜素子構造を前記基体から剥離する工程と、 A step of the peeling layer is removed, peeling the thin-film device structure from the substrate,
    を具えることを特徴とする、薄膜素子構造の作製方法。 Characterized in that it comprises a method for manufacturing a thin film device structure.
  2. 前記基体上に、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層を形成する工程と、 On the substrate, forming a release layer having a material containing at least germanium oxide,
    前記剥離層上に、薄膜素子構造を形成する工程と、 On the release layer, forming a thin film device structure,
    少なくとも前記薄膜素子構造を含む積層体に対して、その厚さ方法において、前記剥離層の上面が露出するような、少なくとも1つのスルーホールを形成する工程と、 The laminated body including at least the thin film device structure, in the thickness methods, such as the upper surface of the release layer is exposed, and forming at least one through hole,
    前記剥離層を除去し、前記薄膜素子構造を前記基体から剥離する工程と、 A step of the peeling layer is removed, peeling the thin-film device structure from the substrate,
    を具えることを特徴とする、薄膜素子構造の作製方法。 Characterized in that it comprises a method for manufacturing a thin film device structure.
  3. 前記基体上に、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層を形成する工程と、 On the substrate, forming a release layer having a material containing at least germanium oxide,
    前記剥離層上に、この剥離層の全体を覆うようにして被覆層を形成する工程と、 On the release layer, and forming a coating layer so as to cover the entire of the release layer,
    前記被覆層上に、薄膜素子構造を形成する工程と、 On said coating layer, forming a thin film device structure,
    前記被覆層の、前記剥離層の側面を覆う部分を除去して、前記剥離層の前記側面を露出させる工程と、 A step in which said coating layer to remove the portion covering the side surface of the release layer, exposing the side surface of the release layer,
    前記剥離層を除去し、前記薄膜素子構造を前記基体から剥離する工程と、 A step of the peeling layer is removed, peeling the thin-film device structure from the substrate,
    を具えることを特徴とする、薄膜素子構造の作製方法。 Characterized in that it comprises a method for manufacturing a thin film device structure.
  4. 前記剥離層中の酸素濃度が5−80原子%であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Wherein the oxygen concentration of the release layer is 5-80 atomic%, the method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記剥離層の厚さが100−10000nmであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Wherein the thickness of the peeling layer is 100-10000Nm, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 1 to 4.
  6. 前記剥離層の除去は、非アルカリ性の溶液を用いて行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Removal of the release layer, and performing with the non-alkaline solution, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 1 to 5.
  7. 前記非アルカリ性溶液は酸性溶液であることを特徴とする、請求項6に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Wherein said non-alkaline solution is an acidic solution, a method for manufacturing a thin film device structure of claim 6.
  8. 前記非アルカリ性溶液は水であることを特徴とする、請求項6に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The non-alkaline solution, characterized in that water, a method for manufacturing a thin film device structure of claim 6.
  9. 前記剥離層の除去は、前記剥離層を前記非アルカリ性溶液に浸漬させて行うことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The removal of the release layer, and carrying out by immersing the peeling layer on the non-alkaline solution, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 6-8.
  10. 前記剥離層の除去は、前記剥離層を所定温度に加熱した前記非アルカリ性溶液に浸漬させて行うことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The removal of the release layer, and carrying out by immersing said heating the release layer to a predetermined temperature in a non-alkaline solution, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 6-8.
  11. 前記非アルカリ性溶液は10−90℃の温度に加熱することを特徴とする、請求項10に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The non-alkaline solution, characterized in that heating to a temperature of 10-90 ° C., a method for manufacturing a thin film device structure of claim 10.
  12. 前記剥離層の除去は、前記剥離層に対して前記非アルカリ性溶液を噴射させて行うことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The removal of the release layer, and performing by injecting the non-alkaline solution to the peeling layer, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 6-8.
  13. 前記剥離層の除去は、前記剥離層に対して100−300℃の温度範囲にある高温水蒸気を暴露させて行うことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The removal of the release layer, and performing by exposing high-temperature steam in the temperature range of 100-300 ° C. relative to the peeling layer, a thin film device structure according to any one of claims 6-8 a method for manufacturing a.
  14. 前記高温水蒸気は、前記剥離層に対して30MPa以上の圧力で噴出することを特徴とする、請求項13に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The high temperature steam is characterized by jetting at a pressure greater than or equal to 30MPa to the peeling layer, a method for manufacturing a thin film device structure of claim 13.
  15. 前記剥離層の除去において、前記剥離層に対して応力付加を行うことを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 In the removal of the release layer, and performs stress added to the peeling layer, a method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 1 to 14.
  16. 前記応力付加は、前記剥離層上方に弾性体を形成し、この弾性体の変形を通じて行うことを特徴とする、請求項15に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The stressing, the forming a peeling layer above the elastic body, and carrying out through deformation of the elastic body, a method for manufacturing a thin film device structure of claim 15.
  17. 前記応力付加における応力は引張応力であることを特徴とする、請求項15又は16に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Characterized in that stress in the stressing is tensile stress, the method for manufacturing a thin film device structure according to claim 15 or 16.
  18. 前記剥離層の除去は、前記薄膜素子構造上に保護層を設けた後に行うことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The removal of the release layer, and performing after providing the protective layer on the thin film device structure, the method for manufacturing a thin film device structure according to any one of claims 1 to 17.
  19. 前記薄膜素子構造を前記基体から剥離した後に、前記薄膜素子構造上に、この薄膜素子構造を転写形成するための支持基板を形成する工程を具えることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The thin film device structure after removal from the substrate, on the thin film device structure, characterized in that it comprises a step of forming a supporting substrate for transferring forming the thin film device structure of claims 1 to 18 the method for manufacturing a thin film device structure according to any one.
  20. 前記支持基板は、高分子材料を含むことを特徴とする、請求項19に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The supporting substrate, characterized in that it comprises a polymeric material, the method for manufacturing a thin film device structure of claim 19.
  21. 前記支持基板は、前記薄膜素子構造よりも大きな面積を有することを特徴とする、請求項19又は20に記載の薄膜素子構造の作製方法。 It said support substrate is characterized by having a larger area than the thin film device structure, the method for manufacturing a thin film device structure of claim 19 or 20.
  22. 前記薄膜素子構造は複数の素子を含むとともに、前記支持基板は前記薄膜素子構造よりも小さい面積の複数の基板要素を含む、前記複数の素子はそれぞれ対応する前記基板要素上に転写形成することを特徴とする、請求項19又は20に記載の薄膜素子構造の作製方法。 Together with the thin film device structure comprises a plurality of elements, said support substrate comprising said plurality of substrates elements of smaller area than the thin film device structure, to transfer formed on the substrate elements, each said plurality of elements corresponding wherein, the method for manufacturing a thin film device structure of claim 19 or 20.
  23. 前記剥離層は、前記酸化ゲルマニウムを含む複数の材料からなるとともに、前記複数の材料それぞれからなる領域を有し、前記剥離層の、前記酸化ゲルマニウムを含む領域のみを除去し、前記剥離層を所定の立体構造を呈するように残存させることを特徴とする、請求項1〜22のいずれか一に記載の薄膜素子構造の作製方法。 The release layer, together comprising a plurality of materials including the germanium oxide has a region composed of each of the plurality of materials, the release layer, only to remove the region containing the germanium oxide, predetermined the release layer a manufacturing method of the characterized in that is left to exhibit a three-dimensional structure, a thin film device structure according to any one of claims 1 to 22.
  24. 所定の基体と、 And a predetermined substrate,
    前記基体上に形成された、少なくとも酸化ゲルマニウムを含む物質を有する剥離層と、 Formed on the substrate, a release layer having a material containing at least germanium oxide,
    前記剥離層上に形成された、薄膜素子構造と、 Formed on the release layer, and the thin film device structure,
    を具えることを特徴とする、薄膜素子構造作製用の機能性基体。 Characterized in that it comprises a functional substrate for thin film device structure fabricated.
  25. 少なくとも前記薄膜素子構造を含む積層体に対して、その厚さ方法において、前記剥離層の上面が露出するような、少なくとも1つのスルーホールを形成したことを特徴とする、請求項24に記載の薄膜素子構造作製用の機能性基体。 For at least the laminate including the thin film device structure, in the thickness method, wherein as the upper surface of the release layer is exposed, and wherein the forming the at least one through hole, according to claim 24 functional substrate film device structure for manufacturing.
  26. 前記剥離層上に、この剥離層の全体を覆うようにして形成した、被覆層を具えることを特徴とする、請求項24に記載の薄膜素子構造作製用の機能性基体。 Wherein on the release layer was formed so as to cover the whole of the release layer, characterized in that it comprises a coating layer, a functional substrate for thin film device structure fabricated according to claim 24.
  27. 前記剥離層中の酸素濃度が5−80原子%であることを特徴とする、請求項24〜26のいずれか一に記載の薄膜素子構造作製用の機能性基体。 The oxygen concentration of the release layer is characterized in that it is a 5-80 atom%, functional substrate for thin film device structure fabricated according to any one of claims 24 to 26.
  28. 前記剥離層の厚さが100−10000nmであることを特徴とする、請求項24〜27のいずれか一に記載の薄膜素子構造作製用の機能性基体。 The thickness of the peeling layer is characterized in that it is a 100-10000Nm, functional substrate for thin film device structure fabricated according to any one of claims 24 to 27.
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