JP2009177155A - Soi基板の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単結晶半導体基板と、絶縁体でなるベース基板とを用意し、単結晶半導体基板上にSi系の第1の絶縁膜を形成し、単結晶半導体基板表面から所定の深さにイオンを導入することにより剥離層を形成し、ベース基板に対してバイアス電圧を印加してプラズマ処理を行うことによりベース基板表面を平坦化し、平坦化されたベース基板上にスパッタリング法を用いてアルミニウムを含む第2の絶縁膜を形成し、単結晶半導体基板の表面とベース基板の表面とを対向させ、第1の絶縁膜の表面と第2の絶縁膜の表面とをボンディングし、剥離層を境として分離することにより、ベース基板上に第2の絶縁膜及び第1の絶縁膜を介して単結晶半導体膜を設ける。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明のSOI基板の作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。具体的には、半導体基板側にSi系の絶縁膜を形成し、ベース基板側にアルミニウムを含む絶縁膜を形成し、半導体基板とベース基板とをボンディングする方法について説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態と異なるSOI基板の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、半導体基板上に形成されるSi系絶縁膜を熱酸化処理により形成する場合について説明する。
本実施の形態では、SOI基板の作製方法において、半導体基板を繰り返し利用する(再利用)する場合に関して図面を参照して説明する。また、本実施の形態では、角(端部)が丸みを帯びている(エッジロールオフ(ERO)を有する)半導体基板100を用いる場合について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態3において、半導体基板100からベース基板120上にそれぞれ単結晶半導体膜124を形成する他の方法を示す。なお、本実施の形態では、複数の半導体基板100a、100bをベース基板120に貼り合わせる場合について示す。
本実施の形態では、単結晶半導体で画素領域等の能動素子が形成される表示パネルを形成することを目的として、円形の半導体基板、例えばシリコンウエハから、略四辺形の半導体領域を切り出して、アルミニウムを含む絶縁膜が設けられたベース基板に接合する一態様について示す。
図6は、あるサイズの単結晶半導体基板200、代表的にはシリコンウエハから、所定の外形寸法の転置用半導体基板201を切り出す態様を示す。転置用半導体基板201は、各頂点が単結晶半導体基板200に内接する大きさで最大化することができるが、必ずしも正方形とする必要はない。表示パネルの画面の縦横比は4対3又は16対9が規格として採用されており、表示パネルの外形寸法もおのずとそれに準ずるからである。シリコンウエハのサイズは直径300mm以上が好ましく、例えば直径400mm若しくは直径450mmのシリコンウエハ(18インチシリコンウエハ)を適用することができる。
図9は、あるサイズの単結晶半導体基板200、代表的にはシリコンウエハから、所定の外形寸法の転置用半導体基板201を切り出す態様を示す。転置用半導体基板201は、各頂点が単結晶半導体基板200に内接する大きさで最大化することができるが、必ずしも正方形とする必要はない。表示パネルの画面の縦横比は4対3又は16対9が規格として採用されており、表示パネルの外形寸法もおのずとそれに準ずるからである。シリコンウエハのサイズは直径300mm以上が好ましく、例えば直径400mm若しくは直径450mmのシリコンウエハ(18インチシリコンウエハ)を適用することができる。
略円形の単結晶半導体基板200、代表的にはシリコンウエハを有効利用するために、当該ウエハの外形寸法と、それから切り出される転置用半導体基板201の寸法は考慮されるべきである。たとえ大型のガラス基板を用いても、転置用半導体基板201の大きさが表示パネルの外寸に適合しなければパネルの取り数を最大化することができないからである。
上記形態で示すように、略円形の単結晶半導体基板から転置用半導体基板を切り出してマザーガラス基板に単結晶半導体膜を転置する場合、転置用半導体基板201の大きさが表示パネルの外寸に適合しなければパネルの取り数を最大化することができない。本形態では、転置用半導体基板とマザーガラス基板の関係について例示する。
図17は、ベース基板120上に単結晶半導体膜124を設けるときの、配置の一例を示す。単結晶半導体膜124はa1×b1の大きさを有し、頂部の角度が90度より大きくなるように円形の半導体基板から切り出されている。単結晶半導体膜124の内側のa2×b2の領域がパネル有効利用領域206として使われる。パネル有効利用領域206の中に表示パネルの各パターンが、フォトリソグラフィー技術によって転写される。単結晶半導体膜124の内側にパネル有効利用領域206を仮想的に設けることで、製造歩留まりを低減することができる。単結晶半導体膜124の端部に欠損があっても、パネル有効利用領域206には影響を及ぼさないで済むからである。
本実施の形態では、ベース基板上に設けられた単結晶半導体膜を用いて、表示パネルを形成する場合に関して説明する。
本実施の形態では、上記した表示装置を用いた電子機器について、図26及び図27を参照して説明する。
102 絶縁膜
104 剥離層
106 酸化膜
120 ベース基板
122 絶縁膜
124 単結晶半導体膜
126 残渣部分
128 酸化膜
200 単結晶半導体基板
201 転置用半導体基板
202 切断線
203 切断線
204 角部
205 ベース基板
206 パネル有効利用領域
213 表示パネル
214 画面領域
215 データドライバ回路
216 ゲートドライバ回路
217 画素
218 トランジスタ
221 単結晶半導体膜
222 単結晶半導体膜
223 単結晶半導体膜
225 マスク
226 マスク
227 マスク
228 不純物領域
229 ゲート絶縁膜
230 ゲート電極
231 ゲート電極
232 ゲート電極
234 容量電極
235 不純物領域
236 不純物領域
237 パッシベーション層
238 層間絶縁膜
239 配線
240 データ線
241 電源線
242 画素内配線
243 画素電極接続配線
244 画素電極
245 nチャネル型トランジスタ
246 pチャネル型トランジスタ
247 nチャネル型トランジスタ
248 pチャネル型トランジスタ
249 容量素子
250 隔壁絶縁膜
251 EL層
252 電極
253 封止層
254 封止板
255 スペーサ
256 配向膜
257 液晶層
259 対向電極
301 筺体
302 支持台
303 表示部
304 スピーカー部
305 ビデオ入力端子
311 本体
312 表示部
313 受像部
314 操作キー
315 外部接続ポート
316 シャッターボタン
321 本体
322 筐体
323 表示部
324 キーボード
325 外部接続ポート
326 ポインティングデバイス
331 本体
332 表示部
333 スイッチ
334 操作キー
335 赤外線ポート
341 本体
342 筐体
343 表示部(A)
344 表示部(B)
345 部
346 操作キー
347 スピーカー部
351 本体
352 表示部
353 操作キー
361 本体
362 表示部
363 筐体
364 外部接続ポート
365 リモコン受信部
366 受像部
367 バッテリー
368 音声入力部
369 操作キー
371 本体
372 筐体
373 表示部
374 音声入力部
375 音声出力部
376 操作キー
377 外部接続ポート
378 アンテナ
400 携帯電子機器
401 筐体
402 筐体
411 表示部
412 スピーカー
413 マイクロフォン
414 操作キー
415 ポインティングデバイス
416 カメラ用レンズ
417 外部接続端子
421 キーボード
422 外部メモリスロット
423 カメラ用レンズ
424 ライト
425 イヤフォン端子
100a 半導体基板
100b 半導体基板
100c 半導体基板
102a 絶縁膜
102b 絶縁膜
102c 絶縁膜
104a 剥離層
104b 剥離層
124a 単結晶半導体膜
124b 単結晶半導体膜
124c 単結晶半導体膜
Claims (11)
- 単結晶半導体基板と、絶縁体でなるベース基板とを用意し、
前記単結晶半導体基板上にSi系の第1の絶縁膜を形成し、
前記単結晶半導体基板の表面からイオンを添加することにより前記単結晶半導体基板内に剥離層を形成し、
前記ベース基板に対して平坦化処理を行い、
平坦化処理が行われた前記ベース基板上に酸化アルミニウムを有する第2の絶縁膜を形成し、
前記単結晶半導体基板と前記ベース基板を対向させ、前記第1の絶縁膜の表面と前記第2の絶縁膜の表面とをボンディングし、
前記剥離層において分離することにより、前記ベース基板上に前記第2の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜を介して単結晶半導体膜を形成することを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 複数の単結晶半導体基板と、絶縁体でなるベース基板とを用意し、
前記複数の単結晶半導体基板上にそれぞれSi系の第1の絶縁膜を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板の表面からイオンを導入することにより前記複数の単結晶半導体基板にそれぞれ剥離層を形成し、
前記ベース基板に対して平坦化処理を行い、
平坦化処理が行われた前記ベース基板上に酸化アルミニウムを有する第2の絶縁膜を形成し、
前記複数の単結晶半導体基板の各々と前記ベース基板とを対向させ、前記第1の絶縁膜の表面と前記第2の絶縁膜の表面とをボンディングし、
前記剥離層において分離することにより、前記ベース基板上設けられた第2の絶縁膜上に、前記第1の絶縁膜と単結晶単結晶半導体膜から構成される積層体を複数設けることを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項1又は請求項2において、
前記平坦化処理として、前記ベース基板に対してバイアス電圧を印加してプラズマ処理を行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項3において、
前記プラズマ処理は、アルゴンガスを用いて行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第2の絶縁膜を、スパッタリング法により形成することを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項5において、
前記スパッタリング法は、アルミニウム、アルミニウム及びマグネシウムを含有する合金、アルミニウム及びストロンチウムを含有する合金、又はアルミニウム、マグネシウム及びストロンチウムを含有する合金をターゲットとして用い、酸素を導入して行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項5において、
前記スパッタリング法は、アルミニウムの酸化物、アルミニウム及びマグネシウムを含有する酸化物、アルミニウム及びストロンチウムを含有する酸化物、又はアルミニウム、マグネシウム及びストロンチウムを含有する酸化物をターゲットとして用い、高周波電源を用いて行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、
前記第1の絶縁膜の表面と前記第2の絶縁膜の表面をボンディングする前に、前記第1の絶縁膜の表面と前記第2の絶縁膜の表面の一方又は両方に表面処理を行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項8において、
前記表面処理は、オゾン水を用いて行うことを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一項において、
前記第1の絶縁膜を、ハロゲンが添加された酸化性雰囲気で熱酸化処理を行うことにより形成することを特徴とするSOI基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか一項において、
前記ベース基板として、ガラス基板を用いることを特徴とするSOI基板の作製方法。
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