JP2009054703A - Manufacturing method of transmission type liquid crystal display element substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はSOI(Silicon on Insulator)基板、特に透明基板を用いた透過型液晶表示素子基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an SOI (Silicon on Insulator) substrate, and more particularly to a method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate using a transparent substrate.
絶縁基体上にシリコン薄膜を形成し、そのシリコン薄膜に半導体デバイスを形成するSOI技術は、素子の高速化や低消費電力化、高集積化等の利点を有することから広く研究されている。このような技術については特許文献1に記載されている。背景技術としては本願と同じなので、以下引用して記載する。
An SOI technology in which a silicon thin film is formed on an insulating substrate and a semiconductor device is formed on the silicon thin film has been widely studied because it has advantages such as higher element speed, lower power consumption, and higher integration. Such a technique is described in
このSOI技術の1つとして、単結晶シリコン基板の貼り合わせによるSOI基板の作製技術がある。一般に貼り合わせ法と呼ばれるこの手法は、単結晶シリコン基板と支持基板を水素結合力を利用して貼り合わせた後、熱処理によって貼り合わせ強度の強化がなされ、次いで単結晶シリコン基板の研削や研磨、またはエッチングによって薄膜の単結晶シリコン層を支持基板上に形成するものである。この手法では、直接単結晶のシリコン基板を薄膜化するために、シリコン薄膜の結晶性に優れ、高性能のデバイスを作成できる。 As one of the SOI techniques, there is a technique for manufacturing an SOI substrate by bonding a single crystal silicon substrate. This technique, which is generally referred to as a bonding method, is performed by bonding a single crystal silicon substrate and a support substrate using hydrogen bonding force, and then the bonding strength is enhanced by heat treatment, and then the single crystal silicon substrate is ground or polished. Alternatively, a thin single crystal silicon layer is formed on a supporting substrate by etching. In this method, since a single-crystal silicon substrate is directly thinned, a high-performance device with excellent crystallinity of the silicon thin film can be produced.
また、この貼り合わせ法を応用したものとして、単結晶シリコン基板に水素イオンを注入し、これを支持基板と貼り合わせた後、熱処理によって薄膜シリコン層を単結晶シリコン基板の水素注入領域から分離する手法(US Patent5374564)や、表面を多孔質化したシリコン基板上に単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させ、これを支持基板と貼り合わせた後にシリコン基板を除去し、多孔質シリコン層をエッチングすることにより支持基板上にエピタキシャル単結晶シリコン薄膜を形成する手法(特開平4−346418)などが知られている。このような貼り合わせ法によるSOI基板は通常のバルク半導体基板と同様に、さまざまなデバイスの作製に用いられているが、従来のバルク基板と異なる特徴として、支持基板に様々な材料を使用することが可能な点を挙げることができる。すなわち支持基板として通常のシリコン基板はもちろんのこと、透明な石英、あるいはガラス基板などを用いることができる。透明な基板上に単結晶シリコン薄膜を形成することによって、光透過性を必要とするデバイス、例えば透過型の液晶表示デバイスなどにも結晶性に優れた単結晶シリコンを用いて高性能なトランジスタ素子を形成することが可能となる。 In addition, as an application of this bonding method, hydrogen ions are implanted into a single crystal silicon substrate, bonded to a support substrate, and then a thin film silicon layer is separated from a hydrogen implantation region of the single crystal silicon substrate by heat treatment. Support by the method (US Patent 5374564) or by epitaxially growing a single crystal silicon layer on a silicon substrate with a porous surface, bonding this to a support substrate, removing the silicon substrate, and etching the porous silicon layer A method of forming an epitaxial single crystal silicon thin film on a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 4-346418) is known. The SOI substrate by such a bonding method is used for manufacturing various devices in the same way as an ordinary bulk semiconductor substrate. However, as a feature different from the conventional bulk substrate, various materials are used for the support substrate. Can be mentioned. That is, as a support substrate, not only a normal silicon substrate but also a transparent quartz or glass substrate can be used. By forming a single-crystal silicon thin film on a transparent substrate, high-performance transistor elements using single-crystal silicon with excellent crystallinity for devices that require light transmission, such as transmissive liquid crystal display devices Can be formed.
このように透明支持基板と単結晶シリコン薄膜を貼り合わせたSOI基板においては、単結晶シリコン層はMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのトランジスタ素子のチャネルやソース、ドレイン領域として用いられる。このとき基板が透明であると、基板裏面から光が照射された際に、このMOSFETのチャネル領域に光照射によるリーク電流が発生し、デバイスの特性が劣化する。(なおここでは単結晶シリコン層の形成された面を基板の表面とし、反対側を裏面としている。)この点について図を用いながら具体的に説明する。図2は従来製造されている透明基板を用いた貼り合わせSOI基板の断面図である。このSOI基板では、単結晶シリコン層2は酸化膜層3を介して支持基板1と貼り合わされた構造となっている。ここで述べた酸化膜層3は一般に光を透過する性質を持つため、支持基板に石英やガラスなどの透明材料を用いた従来のSOI基板では、単結晶シリコン層2の下層には遮光性を有する層が一切設けられていないことになる。
In the SOI substrate in which the transparent support substrate and the single crystal silicon thin film are bonded as described above, the single crystal silicon layer is used as a channel, source, or drain region of a transistor element such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). If the substrate is transparent at this time, when light is irradiated from the back surface of the substrate, a leakage current due to light irradiation is generated in the channel region of the MOSFET, and the device characteristics deteriorate. (Here, the surface on which the single crystal silicon layer is formed is the front surface of the substrate, and the opposite side is the back surface.) This point will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 is a sectional view of a bonded SOI substrate using a conventionally manufactured transparent substrate. In this SOI substrate, the single
図3は、図2で示した従来のSOI基板を用いて作製したMOSFETの断面図である。支持基板1の上には酸化膜層3があり、さらに単結晶シリコン層をパターニングして形成したMOSFETのソース領域2b、チャネル領域2a、およびドレイン領域2cがあり、この単結晶シリコン領域はこれを表面酸化して形成したゲート絶縁膜2dで覆われている。ゲート絶縁膜2d上にはゲート電極6があり、MOSFETの単結晶シリコン領域とゲート電極6は第1の層間膜7によって覆われている。さらにソース線9とドレイン線8が第1の層間膜7の開口部を介してそれぞれソース領域2b、ドレイン領域2cに接続している。この上に更に第2の層間膜10が形成され、上部遮光層11が第2の層間膜10上に形成されている。上部遮光層11は黒色ポリイミド樹脂などの不透明絶縁性の材料あるいはアルミニウムなどの金属薄膜などで形成されている。基板表面側から光12aが直接入射する場合には、基板上に設けられたMOSFETのチャネル領域2aを上部遮光層11によって、光12aによる光リークを抑えることができる。しかしMOSFETのチャネル領域2aに基板裏面から12cで示す光が直接入るような場合には、光リークを防ぐことができない。また基板の裏側界面1aで反射する12bのような光があった場合、それが基板表面から入射したものであっても、その一部がMOSFETのチャネル領域2aに到達し光リークを引き起こすことになる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a MOSFET fabricated using the conventional SOI substrate shown in FIG. There is an
すなわち図2に示した従来構造のSOI基板では、支持基板1と単結晶シリコン層2との間に遮光層が設けられていないために、このSOI基板を用いて単結晶シリコン薄膜によるMOSFETを形成した場合、MOSFETチャネル領域2aを、基板裏面からの直接的な入射光12cや、基板裏面での反射光12bから遮ることができなかった。このため、前記従来構造のSOI基板で作製したMOSFETでは光リークが発生し、素子の特性が劣化するという根本的な問題点があった。またこれによって光を用いるデバイスに対して透明なSOI基板を用いることが難しく、汎用性が低いという問題があった。
That is, in the conventional SOI substrate shown in FIG. 2, since the light shielding layer is not provided between the
特許文献1による発明の目的は、透明な支持基板を用いても光リークの問題の生じない半導体デバイスを作製できるSOI基板と、その製造方法を提供することにある。また別の目的は、透明基板を用いた光リークのないSOI基板を用いた高性能な半導体デバイスを提供することにある。
An object of the invention according to
上記の目的を達成するため、透明な支持基板と、その上に形成される単結晶シリコン層との間に、光リークを防ぐための埋め込み型の遮光層を設けたものである。この遮光層は、支持基板の一方の表面上に形成されており、単結晶シリコン層はこの遮光層上に堆積した絶縁層の上に形成される。遮光層は、作製しようとするデバイスを構成するMOSFETのチャネル領域を覆うようにパターニングされており、上記MOSFETのチャネル領域以外の部分に遮光層は存在しない。このため例えば透過型液晶表示デバイスなど基板が光を透過する必要のある用途に用いることが可能である。また、この遮光層の材料として高融点金属もしくはそれらの珪素化合物(シリサイド)を用いることにより、単結晶シリコン層への不純物拡散などのMOSFET製造に不可欠な熱プロセスに対して十分安定な特性をもつSOI基板を作製することができる。 In order to achieve the above object, an embedded light shielding layer for preventing light leakage is provided between a transparent support substrate and a single crystal silicon layer formed thereon. The light shielding layer is formed on one surface of the support substrate, and the single crystal silicon layer is formed on the insulating layer deposited on the light shielding layer. The light shielding layer is patterned so as to cover the channel region of the MOSFET constituting the device to be manufactured, and there is no light shielding layer in a portion other than the channel region of the MOSFET. For this reason, it can be used for applications where the substrate needs to transmit light, such as a transmissive liquid crystal display device. In addition, by using a refractory metal or a silicon compound (silicide) as a material for the light shielding layer, the light shielding layer has sufficiently stable characteristics for thermal processes indispensable for MOSFET manufacturing such as impurity diffusion into a single crystal silicon layer. An SOI substrate can be manufactured.
透明基板上に透明な酸化膜を介して薄くて透明化した単結晶シリコンを貼り合わせて、通常の単結晶シリコン基板を加工するLSI製造装置に投入すると、基板が透明なので、基板が認識されずに誤動作が発生するために、透明基板にLSI製造装置が認識するためのマーク等を作成しなければならない。通常は透明基板の裏面に不透明膜を形成するので、そのために1工程必要としていた。 When a thin and transparent single crystal silicon is bonded to a transparent substrate through a transparent oxide film, and then put into an LSI manufacturing apparatus that processes a normal single crystal silicon substrate, the substrate is not recognized because the substrate is transparent. Therefore, a mark or the like for the LSI manufacturing apparatus to recognize must be created on the transparent substrate. Usually, since an opaque film is formed on the back surface of the transparent substrate, one step is required for that purpose.
また、透明基板には基板の履歴等を残すために個々の基板にID刻印をする必要があるが、レーザーで刻印をするには基板が透明なため高エネルギーでの刻印が必要となる。 In addition, in order to leave a history of the substrate and the like on the transparent substrate, it is necessary to perform ID marking on each substrate. However, in order to perform the marking with a laser, the substrate is transparent, so that marking with high energy is required.
単結晶シリコン基板と支持基板を水素結合力を利用して貼り合わせた後、熱処理によって貼り合わせ強度の強化がなされるが、熱処理としてエキシマレーザーを照射する方法が採られる場合、金属製の遮光膜の有無により貼り合わせ部分への熱処理状態が変化し、接着強度が不安定になる。 After bonding the single crystal silicon substrate and the support substrate using hydrogen bonding force, the bonding strength is strengthened by heat treatment. When a method of irradiating an excimer laser is used as the heat treatment, a metal light-shielding film Depending on the presence or absence of, the heat treatment state to the bonded portion changes, and the adhesive strength becomes unstable.
少なくとも、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程では透明基板側から酸化シリコン膜にレーザーを照射して接着し、遮光膜の有無によりレーザーの照射量を変える透過型液晶表示素子基板の製造方法とする。
at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
In the process of bonding the silicon substrate onto the silicon oxide film, a method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate in which the silicon oxide film is bonded by irradiating a laser from the transparent substrate side, and the amount of laser irradiation is changed depending on the presence or absence of a light shielding film. .
少なくとも、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板認識マークを形成する透過型液晶表示素子基板の製造方法とする。
at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
A method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate in which a transparent substrate recognition mark is formed in a process of forming a pattern of a light shielding film in accordance with a transistor formation region.
少なくとも、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板ID刻印部を形成する透過型液晶表示素子基板の製造方法とする。
at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
A method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate in which a transparent substrate ID stamped portion is formed in a process of forming a light shielding film in accordance with a transistor formation region.
請求項1の発明によると、遮光膜がある部分はレーザーを高エネルギーで照射し、遮光膜が無い部分はレーザーを低エネルギーで照射することで接着部の熱処理が均一にできる。 According to the first aspect of the present invention, the portion having the light shielding film is irradiated with laser with high energy, and the portion without the light shielding film is irradiated with laser with low energy, whereby the heat treatment of the bonded portion can be made uniform.
請求項2の発明によると、遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板認識マークを形成することで、遮光膜のパターニングと同時に透明基板認識マークを形成でき、透明基板認識マーク形成工程が不要となる。 According to the second aspect of the present invention, the transparent substrate recognition mark can be formed simultaneously with the patterning of the light shielding film by forming the transparent substrate recognition mark in the process of patterning the light shielding film in accordance with the transistor formation region. A formation process becomes unnecessary.
請求項3の発明によると、遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板ID刻印部を形成することで、遮光膜で形成されたID刻印部にレーザー等で容易に低エネルギーでID刻印が可能となる。
According to the invention of
少なくとも、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で、遮光膜を利用して透明基板認識マークと透明基板ID刻印部を形成し、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程では透明基板側から酸化シリコン膜にレーザーを照射して接着し、遮光膜の有無によりレーザーの照射量を変える透過型液晶表示素子基板の製造方法とする。
at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
In the process of patterning the light shielding film in accordance with the transistor formation region, the transparent substrate recognition mark and the transparent substrate ID stamped portion are formed using the light shielding film,
In the process of bonding the silicon substrate onto the silicon oxide film, a method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate in which the silicon oxide film is bonded by irradiating a laser from the transparent substrate side, and the amount of laser irradiation is changed depending on the presence or absence of a light shielding film. .
図1は本発明の透過型液晶表示素子基板の製造方法を説明するための主要工程の断面図である。(A)は透明基板上に遮光膜を形成する工程、(B)は遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてのパターン化と同時に透明基板認識マークと透明基板ID刻印部を形成する工程、(C)は透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成し平坦化する工程、(D)はシリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程、(E)は単結晶シリコン基板表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程、(F)は接着した酸化シリコン膜22と単結晶シリコン基板の接着強度を高めるための加熱工程、(G)は水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離し、透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコン層を露出する工程、(H)は単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of main steps for explaining a method for producing a transmission type liquid crystal display element substrate of the present invention. (A) is a step of forming a light shielding film on a transparent substrate, (B) is a step of forming a transparent substrate recognition mark and a transparent substrate ID stamped portion simultaneously with patterning the light shielding film in accordance with a transistor formation region, (C ) Is a step of forming and planarizing a silicon oxide film on the transparent substrate and the light shielding film pattern, (D) is a step of bonding the silicon substrate onto the silicon oxide film, and (E) is a predetermined position from the surface of the single crystal silicon substrate. (F) is a heating step for increasing the bonding strength between the bonded
工程(A)は透明基板(例えば石英基板)20に遮光膜21を全面に形成する工程である。遮光膜の材料は、高融点金属、カーボン、シリコンカーバイド、金属シリサイド、シリコンなどLSI製造プロセスの最高温度に対して安定で遮光性のあるものから選べばよい。成膜手段は材料に応じてスパッタ法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などから適宜選択し、膜厚は遮光できる膜厚にすればよいが、一般には1μm以下で十分である。
Step (A) is a step of forming a
工程(B)は遮光膜21のパターニングであり、形成するトランジスタ配置に合わせた遮光膜の形成と、透明基板20の外周部に透明基板認識マーク21Aと透明基板ID刻印部21Bを形成するべく通常のエッチングプロセスでパターニングする工程である。図4は、遮光膜21をパターニングして透明基板認識マーク21Aと透明基板ID刻印部21B(その他のパターンは省略)を形成した透明基板20の上面図である。
Step (B) is patterning of the
工程(C)はパターニングされた遮光膜21と後工程で貼付(接着)される単結晶シリコン基板との間の絶縁を確保するための絶縁膜、例えば酸化シリコン膜22を形成する。酸化シリコン膜はスパッタ法やプラズマCVD法等の手段で形成するが、パターニングされた遮光膜の溝部が十分被覆される厚さに形成する。その後、単結晶シリコン基板を貼付するためにCMP(化学的機械研磨)法で酸化シリコン膜22の表面を平坦化する。
In the step (C), an insulating film, for example, a
工程(D)は平坦化された酸化シリコン膜22の表面に単結晶シリコン基板23を接着する工程である。例えば300μmの単結晶シリコン基板を直接貼り合わせ、300℃で2時間ほど熱処理をする。
Step (D) is a step of bonding the single crystal silicon substrate 23 to the surface of the planarized
工程(E)は単結晶シリコン基板23表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程であり、水素イオンを単結晶シリコン基板23に注入する。水素イオン(H+)の加速電圧とドーズ量により水素イオンの高濃度層(水素リッチ層)24が形成される位置が変わるので、適宜決定する。熱処理をすることにより、水素リッチ層24で単結晶シリコン基板23が分離できるようになる。
Step (E) is a step of forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the single crystal silicon substrate 23, and hydrogen ions are implanted into the single crystal silicon substrate 23. The position at which the high concentration layer (hydrogen rich layer) 24 of hydrogen ions is formed varies depending on the acceleration voltage and dose of hydrogen ions (H +). By performing the heat treatment, the single crystal silicon substrate 23 can be separated by the hydrogen-
工程(F)は接着した酸化シリコン膜22と単結晶シリコン基板23の接着強度を高めるための加熱工程で、本実施例では透明基板20側からエキシマレーザーで接着面を加熱して溶融して接着している。全体を加熱する方法では、金属膜と下地基板との熱膨張係数が異なるため、全体では熱膨張係数の差が大きくなる。熱膨張係数の差を無理やり接着させると応力が集中し、後工程で薄膜半導体基板の剥離が発生したり、特性が劣化した薄膜半導体基板となってしまう。エキシマレーザーを用いて、部分的に接着を進めることで熱膨張係数の差により発生する応力を小さくできる。さらに、部分的に接着することで徐々に接着する、すなわち、接着しているところの応力を、近接する接着していない領域を利用することで応力の緩和ができるため、下地基板と薄膜半導体基板との接着による歪みを低減することができる。良好な薄膜半導体基板として利用することができる。特に、金属膜をパターン形成して設ける本発明には非常に有効である。遮光膜は熱伝導性が良く遮光膜で熱が拡散し接着面が溶融できなくなるのでレーザー照射パワーをあげなければならない。図ではレーザー照射パワー(レーザーエネルギー)のグラフを付記してあるが、遮光膜の有無によりレーザー照射パワーを変化させて照射している。図では2段階の変化にしてるが、遮光膜の面積によりさらにレーザー照射パワーを調整することが好ましい。レーザーの入射角を変えることで遮光膜の影を少なくすることも可能かもしれない。前記レーザー照射パワーの調整により均一な接着力が得られる。
Step (F) is a heating step for increasing the bonding strength between the bonded
工程(G)は水素リッチ層24部で透明基板20側と単結晶シリコン基板23側を分離し、透明基板20側の水素リッチ層24を研磨して除去し、単結晶シリコン層を露出する工程である。これにより透明基板20に遮光膜パターンを形成したSOI基板が完成する。図では判り易くする為に各種膜を厚く記載しているが、例えば、遮光膜は400nm、酸化シリコン膜は500nm、単結晶シリコン基板(単結晶シリコン膜)は200nm程度である。
Step (G) is a step of separating the
工程(H)は単結晶シリコン基板23にLSI製造プロセスでトランジスタ25その他の回路素子を形成する工程で、一般的なLSI製造工程である。本工程において、工程(B)で形成したに透明基板認識マーク21Aと透明基板ID刻印部21Bが使用されることは言うまでもない。
Step (H) is a step of forming the
1 支持基板
2 単結晶シリコン層
2a チャネル領域
2b ソース領域
2c ドレイン領域
2d ゲート絶縁膜
3 酸化膜層
4 遮光層
5 絶縁層
6 ゲート電極
7 第1の層間膜
8 ドレイン線
9 ソース線
10 層間膜
11 上部遮光層
12a 基板表面側からの入射光
12b 反射光
12c 基板裏面側からの入射光
20 透明基板
21 遮光膜
21A 透明基板認識マーク
21B ID刻印部
22 酸化シリコン膜
23 単結晶シリコン基板
24 水素リッチ層
25 トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程では透明基板側から酸化シリコン膜にレーザーを照射して接着し、遮光膜の有無によりレーザーの照射量を変えることを特徴とする透過型液晶表示素子基板の製造方法。 at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
A transmissive liquid crystal display element substrate characterized in that, in the step of bonding the silicon substrate onto the silicon oxide film, the silicon oxide film is bonded by irradiating the laser from the transparent substrate side, and the laser irradiation amount is changed depending on the presence or absence of the light shielding film. Manufacturing method.
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板認識マークを形成することを特徴とする透過型液晶表示素子基板の製造方法。 at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
A transparent substrate recognition mark is formed in a step of forming a pattern of a light shielding film in accordance with a transistor formation region.
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程と、
透明基板と遮光膜パターン上に酸化シリコン膜を形成する工程と、
酸化シリコン膜の平坦化処理をする工程と、
シリコン基板を酸化シリコン膜上に接着する工程と、
酸化シリコン膜表面から所定の位置に水素インプランテーションで水素リッチ層を形成する工程と、
水素リッチ層部で透明基板側とシリコン基板側を分離する工程と、
透明基板側の水素リッチ層を研磨して除去し、単結晶シリコンを露出する工程と、
単結晶シリコン上に集積回路を形成する工程を具備する透過型液晶表示素子基板の製造方法において、
遮光膜をトランジスタ形成領域にあわせてパターン形成する工程で透明基板ID刻印部を形成することを特徴とする透過型液晶表示素子基板の製造方法。
at least,
Forming a light shielding film on a transparent substrate;
Forming a pattern of the light shielding film in accordance with the transistor formation region;
Forming a silicon oxide film on the transparent substrate and the light-shielding film pattern;
A step of planarizing the silicon oxide film;
Bonding a silicon substrate on a silicon oxide film;
Forming a hydrogen rich layer by hydrogen implantation at a predetermined position from the surface of the silicon oxide film;
Separating the transparent substrate side and the silicon substrate side at the hydrogen-rich layer portion;
Polishing and removing the hydrogen-rich layer on the transparent substrate side to expose the single crystal silicon;
In a method for manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate comprising a step of forming an integrated circuit on single crystal silicon,
A method of manufacturing a transmissive liquid crystal display element substrate, comprising forming a transparent substrate ID stamped portion in a step of patterning a light shielding film in accordance with a transistor formation region.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005079497A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Toshiba Corp | Laser beam working method and working equipment, and display apparatus manufacturing method and display apparatus |
JP2005203596A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Seiko Epson Corp | Production method of electro-optical device, electro-optical device and electronic apparatus |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005079497A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Toshiba Corp | Laser beam working method and working equipment, and display apparatus manufacturing method and display apparatus |
JP2005203596A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Seiko Epson Corp | Production method of electro-optical device, electro-optical device and electronic apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8698993B2 (en) | 2010-10-22 | 2014-04-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Flat display panel, mother substrate for flat display panel, and method of manufacturing the flat display panel |
KR20130100565A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
JP2013182274A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Lg Display Co Ltd | Liquid crystal display device |
JP2015111289A (en) * | 2012-03-02 | 2015-06-18 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Liquid crystal display device |
US9323119B2 (en) | 2012-03-02 | 2016-04-26 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
KR101944704B1 (en) * | 2012-03-02 | 2019-04-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
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