JP2010205943A - 機能性領域の移設方法、ｌｅｄアレイ、ｌｅｄプリンタヘッド、及びｌｅｄプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的高価な化合物半導体基板などのシード基板の利用効率を向上させることが可能で、口径に格差がある基板間の移設でも効率的に移設可能な移設方法等を提供する。
【解決手段】機能性領域の移設方法では、第１の基板１０３の第１の分離層１０５上に接合されて配されている機能性領域１０６の少なくとも一部を第２の基板１００に移設する。第２の基板１００上の機能性領域が移設される領域には、第２の分離層１１５が設けられる。第１の工程では、第１の基板１０３と第２の基板１００とを、機能性領域１０６と第２の分離層１１５とが接触する様に貼り合わせて接合する。第２の工程では、第１の分離層１０５の所で第１の基板１０３と機能性領域１０６を分離する。第３の工程では、第２の工程の前或いは後に、第２の基板１００の第２の分離層１１５がある面の反対側の面から第２の基板１００と第２の分離層１１５を貫通する分離溝１１１を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体部材、半導体物品、半導体素子などを製造するための機能性領域を移設する方法に関する。また、本発明は、該方法を用いて作製されるＬＥＤアレイ、ＬＥＤプリンタヘッド、ＬＥＤプリンタ等に関する。

ＧａＡｓ基板上に犠牲層を介して成膜された発光ダイオード構成層を、シリコン基板上に移設（転写ともいう）する技術が知られている。

特許文献１には、シリコン基板上に、発光ダイオード構成層を移設する技術が記載されている。具体的には、まず、ＧａＡｓ基板上に犠牲層を介して形成した発光ダイオード構成層に対して、それを発光領域毎に分割するための溝を設ける。該溝の直下には、前記犠牲層が露出している。次に、ドライフィルムレジストを前記発光ダイオード構成層に貼り付け、更に、このドライフィルムレジストにメタルワイヤからなるメッシュ状の支持部材を貼り合わせる。

その後、前記レジストの内、前記メタルワイヤの直下に位置する部分以外を除去する。そして、メッシュ状の支持部材を介してエッチング液と前記犠牲層とを接触させて該犠牲層のエッチングを行うことで、ＧａＡｓ基板を前記貼り合わせ構造体から分離する。更に、ＧａＡｓ基板を分離した後に、今度はシリコン基板と前記発光ダイオード構成層とを貼り合わせる。こうして、シリコン基板上に発光ダイオード構成層が移設（転写）される。

特開２００５−０１２０３４号公報

ＧａＡｓ基板上のＧａＡｓ等の化合物半導体を発光層に用いてＬＥＤアレイ等を作製する場合、該ＧａＡｓ基板はシリコン基板と比較して非常に高価であり、ＧａＡｓ基板の有効利用が求められている。また、ＧａＡｓ基板の大きさ（例えば２、４、６インチ基板）とシリコン基板の大きさ（例えば４、５、６、８、１２、１８インチ基板）が異なる場合、基板単位で一括して移設すると移設可能な領域は口径の小さい方の基板の領域となる。従って、効率良く移設するためには両方の基板の口径を小さい方の基板の大きさに合わせる必要があるという制約がある。

また、特許文献１に開示されている様な移設を行うと、有効に活用できるＧａＡｓ半導体層は、移設先のシリコン基板上に形成された素子の部分に対応する部分のみであって、素子の存在しない素子間の部分のＧａＡｓ半導体は活用されることなく廃棄される。

この課題について図面を用いて更に説明する。図２０（ａ）、（ｂ）は、夫々、シリコン基板上に形成された回路素子及びＧａＡｓ基板に形成された発光層を示す。図２０において、１１はＧａＡｓ基板、１２はＧａＡｓからなる発光層、１３はシリコン基板、１４はシリコン基板１４上に形成された回路素子を示す。発光層１２を回路素子１４上に移設することで発光素子が完成する。この発光層１２は回路素子１４上の一部に（或いは回路素子に隣接して）設けられる。ここにおいて、発光層１２のサイズ（Ｌ×ｗ）は例えば８ｍｍ×５０μｍ程度である。一方、回路素子１４のサイズ（Ｌ×Ｗ）は例えば１０ｍｍ×０．３ｍｍ程度である。従って、一括して発光層１２を回路素子１４に移設する場合の発光層１２の配列及び取り個数は、回路素子１４の配列に制約され、結果として、ＧａＡｓ基板１１の単位面積当たりで発光層１２として活用できる面積は小さなものとなる。

更には、前述した様に、シード基板であるＧａＡｓ基板の大きさは高々６インチ程度である。これに対して、移設先基板であるシリコン基板の大きさはシリコン基板を利用する半導体技術の進歩と共に大面積化が進んでいる。そして、現在は１２インチ（３００ｍｍ）が主流であるが、今後は１８インチ（４５０ｍｍ）に大面積化しつつある。こうした技術状況において、両者の口径の大幅な違いが、大面積のシリコン基板の有効な利用や、シード基板と移設先基板間の効率的な機能性領域の移設を困難にしている。

上記課題に鑑み、本発明の機能性領域の移設方法は、処理により分離可能状態になる第１の分離層を有する第１の基板の前記分離層上に配されている機能性領域の少なくとも一部を第２の基板に移設する方法であって、次の特徴を有する。前記第２の基板上の前記機能性領域が移設される領域は、処理により分離可能状態になる第２の分離層を有し、以下の第１乃至第３の工程が実行される。第１の工程では、前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記機能性領域と前記第２の分離層とが接触する様に貼り合わせて接合する。第２の工程では、前記第１の分離層の所で前記第１の基板と前記機能性領域を分離する。第３の工程では、前記第２の工程の前或いは後に、前記第２の基板の前記第２の分離層がある面の反対側の面から前記第２の基板と前記第２の分離層を貫通する分離溝を設ける。典型的には、第３の工程では、前記第１の基板と前記第２の基板とが接合された状態で、前記分離溝を設け、第２の工程では、少なくとも前記分離溝を通って導入されるエッチング液により前記第１の分離層を除去して前記第１の基板と前記機能性領域を分離する。

本発明の移設方法によれば、前記分離溝で分割される第２の基板の所望の大きさのセグメントを仲介として、機能性領域を基板間で移設することができる。従って、機能性領域の移設を実行する基板間の大きさの違いによる困難を克服でき、更には、例えば、比較的高価な化合物半導体基板などのシード基板の利用効率を向上させ、コストを低減させることが可能となる。また移設工程における歩留まりを向上させることができる。

また、本発明の機能性領域の移設方法を用いることで、低コストで高性能なＬＥＤアレイ、ＬＥＤプリンタヘッド、ＬＥＤプリンタ等を提供することができる。

本発明の機能性領域の移設方法に係わる実施例において用いる第１の基板（例えば、シード基板）と第２の基板（例えば、ガラス基板）を示す平面図である。 図１に示す第１の基板と第２の基板を位置合わせして接合する工程を説明する図である。 図１に示す第２の基板に分離溝を設け、第１の基板から第２の基板のセグメントへ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 図１に示す第２の基板のセグメントから他の基板（例えば、シリコン回路基板）へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 図１に示す第２の基板のセグメントから他の基板（例えば、シリコン回路基板）へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 本発明の機能性領域の移設方法に係わる他の実施例において用いる第１の基板と第２の基板を位置合わせして接合する工程を説明する図である。 図６に示す第２の基板に分離溝を設け、第１の基板から第２の基板のセグメントへ機能性領域及び位置決め領域を移設する工程を説明する図である。 図６に示す第２の基板のセグメントから他の基板へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 図６に示す第２の基板のセグメントから他の基板へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 本発明の機能性領域の移設方法に係わる他の実施例において用いる第１の基板と第２の基板を位置合わせして接合する工程を説明する図である。 図１０に示す第２の基板に分離溝を設け、第１の基板から第２の基板のセグメントへ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 図１０に示す第２の基板のセグメントから他の基板へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 図１０に示す第２の基板のセグメントから他の基板へ機能性領域を移設する工程を説明する図である。 第２の基板のセグメントを再使用する方法に係る実施例を説明する平面図である。 第２の基板のセグメントから径の大きなシリコンウェーハへ機能性領域を移設する様子を説明する平面図である。 本発明のＬＥＤプリンタヘッドに係わる実施例を示す斜視図である。 Ｓｉ基板側に直接ドライバ回路を作り込み、ＬＥＤ素子と接続させた構造を示す断面図である。 電極数を減らすための時分割駆動可能な発光素子アレイ回路を示す平面図である。 （ａ）はＬＥＤプリンタに係わる実施例の一構成例を示す概念図、（ｂ）はカラープリンタに係わる実施例の一構成例を示す概念図である。 （ａ）は従来例における基板上の複数の移設予定領域を説明する平面図、（ｂ）は従来例におけるシード基板上の複数の機能性領域を説明する平面図である。

本発明において機能性領域とは、代表的には、少なくとも半導体接合を有する領域を意味しており、単層の半導体膜であっても良いし、該領域が素子であってもよい。また、圧電特性、誘電特性、磁性特性等を有する領域であって、機能素子として使用し得る電気的、磁気的な機能などを有する領域を意味しており、該領域が素子であってもよい。いずれにせよ、本発明で重要なことは、機能性領域を第１の基板から第２の基板に移設する過程と分離溝で第２の基板をセグメントに分割する過程を経て、機能性領域が移設されたセグメントを得て、これを仲介として所望の基板に機能性領域を移設することである。本発明において、上記セグメントとは、本発明の機能性領域を移設する際の単位領域、又は当該単位領域が配された基板であって、所定の数の機能性領域を含む。そして当該単位領域毎に基板の分割、又は機能性領域の移設を行う。１つのセグメントに含まれる機能性領域の数は、移設元又は移設先の基板の大きさ、製造工程におけるセグメントのハンドリング性等に応じて適宜決定することができる。例えば、最終移設先の回路素子の配列に応じて決定することができる。１つのセグメントに含まれる機能性領域の数としては、例えば１０個の機能性領域を１単位としてセグメントとすることも可能であり、１００個の機能性領域を１単位としてセグメントとすることも可能である。また、複数の機能性領域を含む１つのセグメントから、全部又は一部の前記機能性領域を他の基板に移設することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。前記考え方に基づき、本発明による移設方法の基本的な実施形態では、処理により分離可能状態になる第１の分離層を有する第１の基板の前記分離層上に接合されて配されている機能性領域の少なくとも一部を第２の基板に移設するために、次のことを実行する。第１の基板と第２の基板とを、前記機能性領域と第２の分離層とが接触する様に貼り合わせて接合し、第１の分離層の所で第１の基板と前記機能性領域を分離する。ここで、第２の分離層は、処理により分離可能状態になる層であって、第２の基板上の前記機能性領域が移設される領域に設けられている。この過程中で、前記機能性領域を分離する前或いは後に、第２の基板の第２の分離層がある面の反対側の面から第２の基板と第２の分離層を貫通する分離溝を設けてセグメントに分割する。本発明において、第１の基板は、機能性領域を成長させた化合物半導体基板等のシード基板であってもよいし、シード基板から機能性領域が移設された他の基板であってもよい。前者の場合、第１の分離層は典型的には後述するエッチング犠牲層などであり、後者の場合、第１の分離層は典型的には後述する両面剥離テープなどである。

第２の基板は、最終的な移設先基板への機能性領域の移設を仲介する基板（途中の工程でセグメント単位に分割する基板）であって、その材料やサイズは目的に応じて適当なものを選べばよい。例えば、比較的分離溝を形成し易く、他の基板との位置合わせをし易くするために、比較的安価な透明なガラス基板などを用いることができる。このような位置合わせ（アライメント）と、耐熱性、耐久性、機械強度等が必要な場合にはサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）等を用いることもできる。また、分離溝については、第１の基板と第２の基板とが接合された状態で設けて、少なくとも当該分離溝を通って導入されるエッチング液によりエッチング犠牲層である第１の分離層を除去して第１の基板と前記機能性領域を分離するためにも用いることができる。或いは、第１の分離層における第１の基板と前記機能性領域の分離は、後述する流体の吹き付けや第１の分離層の光照射処理ないし熱処理などの他の手段で行い、分離溝は、第２の基板をセグメントに分割する役割のためにのみ用いることもできる。この場合、分離溝の形成は、第１の基板からの前記機能性領域の分離の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。

また、例えば、前記機能性領域は、互いに所定の間隔領域を空けて複数の領域が第１の基板上に配され、第２の基板に設ける分離溝は、複数の機能性領域の間の該間隔領域の少なくとも一部に対応する位置に設けて第２の基板をセグメントに分割する様にできる。基板間の位置合わせのために用いる位置決め領域を第１の基板の第１の分離層上に設け、前記機能性領域を第１の基板から第２の基板に移設する際に、前記位置決め領域を第２の基板に移設するようにもできる。この際、位置決め領域に、前記機能性領域と同じ層構成を持たせれば作製が容易となる。この場合、第２の基板から他の基板に機能性領域を移設する際の基板間の位置合わせにこの位置決め領域を用いることができる。或いは、第１の基板上に位置決め領域を設け、第２の基板に、第１の基板上の位置決め領域に対応する位置決め領域を設けることもできる。また、本発明の機能性領域の移設方法を用いて半導体デバイスを作製する際に、求める半導体デバイスの仕様によっては、別個独立に位置決め領域を設けることなく機能性領域を移設することも可能である。例えば、本発明によりＬＥＤアレイを作製するような場合に、当該ＬＥＤアレイが６００ｄｐｉよりも解像度が小さく、アライメント許容範囲が或る程度大きい場合には以下のように移設することができる。即ち、機能性領域を移設する際に、前記機能性領域又は機能性領域の台座の役割を有する分離層又は接合層を位置決め領域として用い、当該機能性領域又は分離層を基準に接合位置を決定し、前記機能性領域を移設することができる。特に、前記機能性領域、接合層、又は分離層のエッジ部分を基準に位置決めを行うことが好ましい。

第１の基板と前記機能性領域の分離を、犠牲層のエッチングを用いず、例えば、前述した様に以下の如く行うこともできる。この場合、界面分離層形成工程で、シード基板（第１の基板）上に界面分離層をヘテロエピタキシャル成長させる。次に、半導体層形成工程で、界面分離層上に化合物半導体膜を形成する。接合工程では、界面分離層及び化合物半導体膜が形成されたシード基板を、夫々異なる条件で分解又は結合強度が低下する材料を含む分離層（両面剥離テープなど）を備える第２の基板にこの分離層を介して接合する。分離工程では、接合工程を経て形成される複合部材から、界面分離層を利用して、分離層を備える第２の基板と共に化合物半導体膜を分離して、化合物半導体膜（機能性領域）を有する第２の基板を得る。より具体的には、Ｇｅ基板等の結晶性を持つシード基板上に、この基板とは格子定数の異なる半導体層、例えばＩｎＧａＡｓからなる界面分離層をヘテロエピタキシャル成長させ、次いで、界面分離層上にＧａＡｓ等の半導体層を形成する。次に、接合工程において、半導体層を内側にして、シード基板を分離層付きのＳｉ基板等の第２の基板に接合して複合部材を形成する。次いで、分離工程において、複合部材の界面分離層の内部、及び／又は、界面分離層と半導体層との界面、及び／又は、界面分離層とシード基板との界面に面方向に広がる亀裂を生じさせる。こうして、半導体層及び第２の基板を複合部材から分離する。以上の工程により、半導体層（機能性領域）がシード基板から第２の基板に移設され、分離層と半導体層を有する第２の基板が得られる。

この場合、シード基板は、単結晶構造を有する材料により構成されることが望ましく、Ｇｅ基板の他、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｓｉの基板が好適である。界面分離層は、基板とは格子定数及び／又は熱膨張係数の異なる材料により構成されるべきである。界面分離層としては、ＩｎＧａＡｓの他、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰの化合物半導体材料が好適である。半導体層は、ＧａＡｓの他、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰのいずれかの材料を含む化合物半導体材料が好適である。第２の基板は、Ｓｉ等の半導体基板の他、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗ等の金属基板、ガラス等の絶縁性基板、プラスチック等の可撓性基板が好適である。複合部材から半導体層及び第２の基板を分離する工程では、界面分離層又はその近傍に流体（液体、又は、気体）を吹き付けてもよい。界面分離層の内部、及び／又は、界面分離層と半導体層との界面、界面分離層と基板との界面に流体を注入することにより、複合部材の該注入部分に亀裂を発生させて好適に分離を行うことができる。

上記機能性領域の移設方法を用いてＬＥＤアレイを製造することができる。例えばＬＥＤを駆動する回路と、発光層である機能性領域とが電気的に接合されたＬＥＤアレイとすることができる。また、ＬＥＤアレイに対して、ロッドレンズアレイを実装してＬＥＤプリンタヘッドを作製することもできる。また、ＬＥＤアレイを含むＬＥＤプリンタヘッドと、感光体（感光ドラム）と、帯電器とを含み、ＬＥＤプリンタヘッドを光源として感光ドラムに静電潜像を書き込む作像ユニットを備えるＬＥＤプリンタを構成することもできる。ＬＥＤプリンタヘッドを光源として感光ドラムに静電潜像を書き込む作像ユニットを複数備えるカラーＬＥＤプリンタを構成することもできる。

以下、本発明の機能性領域の移設方法、ＬＥＤアレイ、ＬＥＤプリンタヘッド、ＬＥＤプリンタなどの具体的な実施例を説明する。

（第１の実施例）
機能性領域の移設方法に係る第１の実施例を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、夫々、シード基板である第１の基板の化合物半導体基板（図示例ではＧａＡｓ基板）１０３、移設先基板である第２の基板の透明なガラス基板１００を示す。両者のサイズ（口径）は略同じである。化合物半導体基板１０３においては、機能性領域がエピタキシャル成長され、それは複数の島状の領域にエッチング等で分離され、更に分離された複数の島状領域がグループ（図１（ａ）では第１と第２のグループ１０１、１０２を符号で示す）を成す。複数のグループは所定の間隔の領域１１０を空けて配列されている。ＧａＡｓ基板１０３には、更に、位置決め領域（アライメントマーク）１１７ａ、１１８ａが形成されている。位置決め領域１１７ａは、複数の島状領域を含むグループの外の領域に形成され、位置決め領域１１８ａは、各グループの領域内に形成されている。島状の機能性領域の形状や配列形態は、図示例ではグループ毎にストライプ状のものが平行に並んでいるが、種々の形状（例えば、円形）のものが種々の配列形態で配置され得る。使用目的に応じて決定すればよい。

図１（ｂ）に示すガラス基板１００は、化合物半導体基板１０３上の複数の島状領域を含むグループに対応する領域であるセグメント１２０を含む。１つのセグメント１２０は、１つのグループに対応して決められてもよいし、複数のグループに対応して決められてもよい。図示例では、グループとセグメント１２０は１対１で対応している。各セグメント１２０の領域内には、前記位置決め領域１１８ａに対応して位置決め領域（アライメントマーク）１１８ｂが形成されている。また、セグメント１２０の外の領域には、前記位置決め領域１１７ａに対応して位置決め領域（アライメントマーク）１１７ｂが形成されている。図１（ａ）、（ｂ）には、複数の島状領域を含むグループ及びセグメント１２０の領域を示す破線が描かれているが、こうした指示マークは実際にあってもよいが、無くてもよい。

図２は、ガラス基板１００と化合物半導体基板１０３を接合する工程を示す。図２（ａ）は、アライメントマーク１１７ａ、１１７ｂ及びアライメントマーク１１８ａ、１１８ｂが夫々合わされてガラス基板１００と化合物半導体基板１０３が重ね合わされた状態を、透明なガラス基板１００を通して見た様子を示す。図２（ｂ）は、ガラス基板１００と化合物半導体基板１０３が接合される直前の状態を側面から見た様子を示し、図２（ｃ）は、ガラス基板１００と化合物半導体基板１０３が重ね合わされて接合された状態を側面から見た様子を示す。

本例では、図２に示す様に、シード基板である化合物半導体基板１０３からガラス基板１００に移設される第１及び第２のグループ１０１、１０２は化合物半導体膜１０６を含む。図２（ｂ）、（ｃ）に示す様に、第１及び第２のグループ１０１、１０２の機能性領域は、化合物半導体基板１０３上に、第１の分離層であるエッチング犠牲層１０５と、化合物半導体膜１０６とを、該化合物半導体基板１０３側からこの順に備えて形成される。この際、化合物半導体基板１０３上に形成した化合物半導体膜１０６上にレジスト１０７を形成してパターニングし、複数の島状領域間及びグループ１０１、１０２間をエッチングして、複数の島状領域間の溝及び間隔領域１１０を形成する。こうして、各グループ内でも、複数の島状領域間がエッチングされて分離されている。

シード基板１０３としては、ＧａＡｓ基板、ｐ型ＧａＡｓ基板、ｎ型ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板などを用いることができる。また、化合物半導体基板以外にも、サファイア基板、Ｇｅ基板などを用いることもできる。前記エッチング犠牲層とは、前記化合物半導体多層膜のエッチング速度よりも速くエッチングされる層のことである。本例では、ＡｌＡｓ層やＡｌＧａＡｓ層（例：Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ）である。ＡｌＧａＡｓ層をＡｌ_ｘＧａ_ｘ−１Ａｓ（１≧ｘ≧０．７）とした場合、ｘが０．７以上でエッチング選択性が顕著となる。エッチング犠牲層にＡｌＡｓ層を用いる場合は、エッチング液として２％から１０％に希釈したＨＦ溶液を用いることができる。移設先の第２の基板としても、ガラス基板のほかに、シリコン基板などを用いることができる。

シード基板１０３として、サファイア基板を用いる場合、その上にエッチング犠牲層として、窒化クロム（ＣｒＮ）などの金属窒化膜を用いることができる。こうした場合、青色や紫外光用のデバイス（ＬＥＤやレーザ）を実現するための機能性多層膜を窒化クロム上にエピタキシャル成長させることができる。この多層膜は、活性層としてＧａＩｎＮ、更にスペーサ層としてＡｌＧａＮやＧａＮを用いることができる。この犠牲層である窒化クロム（ＣｒＮ）などの金属窒化膜のエッチャントとしては、一般的なＣｒエッチャント（クロムエッチング液など）を用いることができる。

図２（ｃ）に示す接合では、第２の分離層である粘着層を持つシートなどの分離層１１５を介してガラス基板１００と化合物半導体基板１０３上の第１及び第２のグループ１０１、１０２を接合する。ここでは、分離層１１５は、互いに異なる条件で分解又は結合強度が低下する材料を含む分離層１１５ａと分離層１１５ｂを有する両面剥離テープである。本例では、分離層１１５ａは、シート基材１１５ｃの一面に形成されたＵＶ剥離粘着層であり、分離層１１５ｂは、シート基材１１５ｃの他面に形成された熱剥離又は感圧粘着層である。

図３は、化合物半導体基板１０３上の機能性領域のグループをガラス基板１００のセグメント１２０に移設する工程を示す。図３（ａ）は、化合物半導体基板１０３に重ね合わされたガラス基板１００に形成される分離溝であるスクライブライン１１１のパターンの例を示す。図３（ｂ）は、ガラス基板１００に形成されたスクライブライン１１１を側面から見た様子を示し、図３（ｃ）は、機能性領域が化合物半導体基板１０３から分離される状態を側面から見た様子を示す。図３（ａ）では、グループとセグメント１２０が１対１で対応する様にスクライブライン１１１が引かれているが、図３（ｂ）、（ｃ）では、スクライブライン１１１の引かれ方はそうなってはいない。何れの形態を採用してもよい。

この様に、ガラス基板１００に設けるスクライブライン１１１は、複数のグループ間の間隔領域１１０の少なくとも一部に対応する位置に、例えばダイシングマシンを用いて設けられる。スクライブライン１１１は、ガラス基板１００の分離層１１５がある面の反対側の面からガラス基板１００と分離層１１５を貫通して形成される。この様に、貫通溝のないセグメント基板を島状領域に両面剥離テープを介して貼り合わせ、その後、セグメント基板の表面から第１の基板上の分離層までダイシング装置などで切り込みを入れ、エッチング液導入貫通溝とすることは、コスト低減のために有効である。その理由は、基板１００と分離層１１５に対して同じ切り込み工程で貫通溝を形成するからである。

移設先の基板１００に分離溝を設ける場合、次の様に行うこともできる。例えば、基板１００がシリコン基板である場合、分離溝である貫通溝の形成は、ＳＦ_６などの雰囲気の下、フッ素を利用したＲＩＥを用いて行うことができる。ラジカル種はフッ素に限られるものではない。ウエットで行う場合には、ＮａＯＨやＫＯＨ、ＴＭＡＨなどを用いることができる。より詳細に説明すれば、分離層１１５を形成した面とは反対の面側に、溝を形成するためのマスク層をレジストを用いて形成し、マスクを利用してシリコン基板に溝を形成する。ＲＩＥなどのドライエッチングやウエットエッチングを用いてもよいが、露出箇所に石英の微粒子などをぶつけて物理的にシリコン基板を破壊しながら溝を掘っていくサンドブラスタなどを用いることもできる。この様な貫通溝は、例えば、側壁を保護しながらアスペクト比を劣化させずに数百ミクロンもの厚いシリコンウェーハに形成することができる上に、ガラス基板の様な部材にも容易に適応可能となる。こうして、化学的なエッチングにより溝を形成するのではなく、流体エネルギーやサンドブラスト法の様に固体粒子をぶつけることによって貫通溝を形成することもできる。レーザドリルやマイクロドリルを用いることもできる。

以上の様にして、図３（ｂ）に示す如く、化合物半導体膜１０６に設けられた間隔領域１１０と、間隔領域１１０に連結する様にガラス基板１００と分離層１１５を貫通して設けられた分離溝１１１とを有する複合部材が用意される。

次に、図３（ｃ）に示す如く、分離溝１１１と間隔領域１１０を通して、エッチング液とエッチング犠牲層１０５とを接触させて該エッチング犠牲層１０５をエッチングし、前記複合部材から化合物半導体基板１０３を分離する。これにより、機能性領域のグループ１０１、１０２を備えるガラス基板の複数のセグメント１２０が夫々用意される。分離された化合物半導体基板１０３は、新たに化合物半導体膜を含む機能性領域を形成するために再使用することができる。なお、分離溝１１１が深い場合には、ＡｌＡｓなどからなるエッチング犠牲層のエッチングにより発生したガス（水素）の泡が、その出口を塞いでしまうことがある。斯かる場合には、エッチングのための溶液や化合物半導体基板などのウェーハに、連続的或いは断続的に超音波を印加（間欠でも可）することが好ましい。また、エッチャント中に（例えば、フッ酸の中に）アルコールや、濡れ角を減少させる様な潤滑材を添加しておくことで泡の発生の抑制又は除去を行うことも好ましい。

前述した様に、第２の基板１００の複数のセグメント１２０の用意する方法は、以上の方法に限られるものではない。例えば、前記複合部材の界面分離層の側面又はその近傍に流体を吹き付けることで、複合部材からシード基板１０３を分離することで基板１００を用意する方法を採用することもできる。ただし、この場合は、シード基板１０３の分離工程の後に、基板１００を何らかの固定具で固定しておいて基板１００に分離溝１１１を形成し複数のセグメント１２０に分割するのが好ましい。

次に、上記工程を経て得られた複数の機能性領域を含むグループを担うセグメント１２０から、機能性領域を更に他の基板に移設する工程を説明する。この際、分離溝（スクライブライン）１１１によってセグメント１２０が完全に分割された状態になっていれば、粘着テープ上に複数のセグメント１２０を仮に配列しておくか、固定治具などで複数のセグメント１２０を仮止めしておくと良い。この状態から、所望のセグメント１２０を選択して取り出して、次の移設工程を行う。或いは、セグメント１２０が完全には切り離されない様に分離溝（スクライブライン）１１１を形成することも可能である。例えば、粗いミシン目の如く所々で基板材料を残して分離溝１１１を形成し、所望するセグメント１２０を選択して取り出す段階で、残った基板材料の所を破断して当該セグメント１２０を分離する方法を採用することもできる。

図４は、セグメント１２０からシリコン回路基板２００に機能性領域を移設する工程を示す。ここでは、シリコン回路基板２００のサイズは、前記ガラス基板１００やセグメント１２０のサイズより格段に大きい。また、セグメント１２０上の複数の島状の機能性領域は選択的に異なる基板或いは同じ基板の異なる領域に移設されるものとする。勿論、セグメント１２０上の複数の島状機能性領域を一括で同じ基板の所定の領域に移設してもよい。図４（ａ）は、シリコン回路基板２００上の各部にセグメント１２０から機能性領域を移設する仕方を示す。シリコン回路基板２００上の位置決め領域１１９とセグメント１２０上の位置決め領域１１８ａが合わされて移設が行われる。図４（ｂ）は、シリコン回路基板２００の一部にセグメント１２０から機能性領域を選択的に移設する工程を示す断面図である。

移設に際して、まず、セグメント１２０上の複数の機能性領域に含まれる第１の機能性領域と、シリコン回路基板２００上の第１の機能性領域が移設される領域との、少なくとも一方に所定の厚さの接合層を設ける。図４（ｂ）に示す様に、ここでは、シリコン回路基板２００上の第１の機能性領域が移設される領域に接合層２０５が設けられる。設け方としては、基板２００上に、所定の厚さの接合層（有機絶縁層）２０５を形成し、その上の第１の機能性領域の移設予定領域のみに対してレジストでマスキングを行う。化学的なエッチング或いはＲＩＥでエッチングを行い、所望の領域のみに接合層２０５を設け、レジストをアッシャーなどで剥離する。ここでは、接合層２０５の厚さは２．０μｍ程度とし、その表面は充分に滑らかにする。この程度の厚さがあれば、第１の機能性領域と接合層２０５を接合するときに、他の機能性領域が基板２００の表面に強く押し付けられることは防止できる。接合層の厚さとしては、１．０μｍ〜１０μｍ程度が好ましい。１．０μｍ以下の厚さになると前記効果が小さくなり、また１０μｍ以上になると、機能性領域を移設した後に、当該機能性領域と基板に形成された回路等とを金属配線で電気的に結合する際に段切れ等の問題が起こる可能性が高くなる。

本発明においては、一般に、シリコン回路基板２００に比較して、セグメント１２０、更には分割移設される機能性領域の面積は小さいので、その平行度は、例えばフリップチップボンダのバンプ接合精度などから比較的容易に確保できる。よって、接合時等に他の機能性領域が基板２００の表面に強く押し付けられる可能性は小さく、基板２００の移設領域以外の非移設領域の表面を荒らすことは必須ではなくなる。勿論、選択的な移設をより確実にするために、接触の可能性のある領域の表面を荒らしても良い。その場合、非移設領域の表面を荒らすことを次の様に行えばよい。

例えば、粗面を形成する凹凸は、接合層（有機絶縁層）２０５を形成するときにオーバーエッチングなどを行うことで形成できる。凹凸の面は、接合層の表面より充分に粗いものである。例えば、接合層２０５の表面の滑らかさは、Ｒ_ｐｖ（凹凸のピークと谷の差の最大値）が２ｎｍ程度以下であり、Ｒ_ａ（凹凸のピークと谷の差の平均値）が０.２ｎｍ程度以下とする。一方、凹凸の面の粗さは、Ｒ_ｐｖ（凹凸のピークと谷の差の最大値）が２ｎｍ程度以上であり、Ｒ_ａ（凹凸のピークと谷の差の平均値）が０.２ｎｍ程度以上とする。この様に、分離層１１５を有する基板１００のセグメント１２０の当該分離層の上には、島状に複数の機能性領域があり、第１の機能性領域以外に第２の機能性領域等が設けられる。そして、少なくともセグメント１２０上に残存する第１の機能性領域以外の第２の機能性領域に対応する基板２００上の領域の表面に所定の凹凸を形成してもよい。

本例において、接合層２０５は、例えば有機材料からなる膜である。有機材料からなる膜としては、ポリイミドなどの有機絶縁膜がある。ポリイミド以外にも、エポキシ系接着層などを使用することもできる。また、絶縁膜としては、上述の有機材料膜のみならず、酸化シリコン膜などの無機系の絶縁性の酸化膜にメチル基、エチル基、フェニル基などを添加して、可塑性を増加させたスピンオンポリマーや、有機ＳＯＧを用いることもできる。例えば、基板２００としてのシリコン基板上及び／または内部を利用して、回路領域を有する場合には、次の様にしてもよい。スピンオン有機グラス（Ｏｒｇ.ＳＯＧ）を利用して、該回路領域上の平坦性を上げるための酸化シリコン絶縁膜（これは、プリベーク温度１００℃前後で、一定の粘着性を有する）を所定の厚さで基板２００上に形成し、これをパターニングしてもよい。本例においては、この様にプリベーク処理の後に接合層２０５表面が一定の粘着性を有することが、その後の接合工程において効率的に接合を行う上で好ましい。一般に、タック性（粘着性）は、有機絶縁物（スピン・オン・ポリマー）に含有される加水分解性基であるシラノール基や有機成分であるアルコキシ基によって発現するものと考えられている。これらの成分は、処理温度により、脱水縮合反応が進行して、ウェーハ同士や素子間の接合（貼り合わせ）強度を強固する。また、可塑性については有機成分の中でも、非加水分解性基が高温（＞４００℃）での物質の可塑性の安定性に寄与する。貼り合わせ技術の成否を決する要素は、その表面平坦性とパーティクルとが最も大きなものとして知られている。これに対して、可塑性とタック性を持った有機絶縁層を介在させることにより、デバイス構造物などが存在する下地や、接合表面に必要とされる平坦性を緩和することができる。また、パーティクルの影響も、その可塑性によって、パーティクルの大きさによっては、介在する有機絶縁層に埋没させることが可能となるため、実質的にパーティクルの影響を排除することができる。可塑性は、層の厚みを増大させた場合に蓄積される歪みの緩和にも大きな役割を持ち、可塑性を向上させる有機成分が少なく且つ１μｍ以上の比較的厚い層を形成するとクラック等の欠陥や亀裂が生ずる場合がある。これらの理由により、有機ＳＯＧ中に含まれる加水、非加水分解性基の中の有機成分量は、約１ｗｔ．％以上程度とすると、好ましい粘着性、可塑性を得ることができ、ミクロン・オーダの層厚としても、安定な膜とすることができる。

上述した様に、基板２００は、例えば、半導体基板やシリコン基板や、表面に酸化層が形成されているシリコンウェーハや、所望の電気回路（例えば、ドライバ回路）が設けられているシリコンウェーハなどである。ここでいうドライバ回路とは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が化合物半導体多層膜を含み構成される場合に、そのＬＥＤを駆動・制御するための回路のことである。シリコン基板は、いわゆるＣＺウェーハは勿論、表面にエピタキシャルシリコン層を有する基板であってもよく、またシリコン基板に代わってＳＯＩ基板を用いることもできる。

次に、第１の機能性領域と基板２００とを接合層２０５により接合する工程と、分離層１１５のＵＶ剥離粘着層１１５ａを所定の条件で処理することにより基板のセグメント１２０と第１の機能性領域とを分離する工程について説明する。図４（ｂ）に示す様に、セグメント１２０の分離層１１５上の第１の機能性領域と接合層２０５をアライメントして接合し、図５（ａ）に示す様に、セグメント１２０と第１の機能性領域とを分離層１１５のＵＶ剥離粘着層１１５ａで分離する。本例においては、ＵＶ剥離粘着層１１５ａは一定の処理により分離可能となる材料を用いる。この処理とは分離層の分解或いは結合強度の弱化をもたらす処理のことを意味する。ここでは、透明セグメント１２０の側からＵＶ光を照射してＵＶ剥離粘着層１１５ａの分解或いは結合強度の弱化をもたらすことで、セグメント１２０と第１の機能性領域とを分離する。この際、例えば、ＵＶレーザー光（例えばＵＶ波長３００ｎｍ〜４００ｎｍ）を微小スポットに集光して、走査すればよい。

また、本例において、全体的に光の照射を行って、セグメント１２０と第１の機能性領域をＵＶ剥離粘着層１１５ａで分離することもできる。全体的に光の照射をすれば、分離層１１５のＵＶ剥離粘着層１１５ａは全体的に分解或いは結合強度が弱化して、接合層２０５と接合した第１の機能性領域はその接合力でＵＶ剥離粘着層１１５ａから分離される。このとき、基板２００と接合していない他の機能性領域の部分でも、分離層１１５のＵＶ剥離粘着層１１５ａの粘着力は低下している。しかし、他の機能性領域の部分には基板２００側から引き剥がし力が働かないので、他の機能性領域はセグメント１２０側に残ることになる。この方法は、条件（例えば、分離層の材料、光の波長、光強度、照射時間等）を詳細に選べば、確実性も確保しながら、遮光層を必要とせず光の照射も単純に行えばよいので、簡易に、低コストで行うことができる。全体にＵＶ照射を行う場合には、Ｉ線ＵＶランプや、ＵＶ光を発生するＬＥＤを使用することができる。この場合も、分離層１１５の弱った粘着力のＵＶ剥離粘着層１１５ａによりセグメント１２０側に残った他の機能性領域の部分を、次に説明する様に更に他の基板に移設することができる。

分離層１１５は、前記構成のものに限られない。分離層１１５は、ＵＶ剥離粘着層１１５ａと熱剥離／感圧粘着層１１５ｂの配置が図示例とは逆転したシートであってもよい。又、ＵＶ剥離層を感圧剥離層と複合させてもよい。第１の機能性領域と他の機能性領域に夫々対応して異なる特性を持つ分離層をセグメント１２０上に設けることもできる。例えば、一方がＵＶ剥離粘着層で、他方が熱剥離粘着層という組み合わせがある。また、一方が第１の光剥離粘着層で、他方が第２の光剥離粘着層（これは第１の光剥離粘着層とは異なる波長の光で分解或いは結合強度が弱化する粘着層）という組み合わせがある。更には、一方が第１の熱剥離粘着層で、他方が第２の熱剥離粘着層（これは第１の熱剥離粘着層とは異なる温度で分解或いは結合強度が弱化する粘着層）という組み合わせもある。分離層１１５は、シートではなく、基板１００上に塗布、蒸着などで形成することもできる。具体的な材料としては、熱発泡カプセルを含有したものがある。また、ＵＶ剥離粘着材料としては、ＵＶエネルギー照射により架橋が切断するものや、ＵＶ光吸収により発泡するカプセルを内蔵するものなどがあり、熱剥離粘着材料としては、リバアルファ（日東電工製の商品名）などがある。

次に、図５（ｂ）に示す様に、セグメント１２０に残存する第２の機能性領域と、基板３００上の第２の機能性領域の移設予定領域との、少なくとも一方に所定の厚さの第２の接合層３０５を設ける工程を説明する。ここで、基板３００は前記基板２００の他の領域であってもよい。また、第２の機能性領域と基板３００とを第２の接合層３０５により接合する工程と、セグメント１２０と第２の機能性領域とを、分離層１１５を所定の条件で処理することにより分離する工程を説明する。

第２の機能性領域を基板３００に移設する場合も、前記第１の機能性領域の移設とほぼ同様のことを行えばよい。すなわち、図５（ｂ）に示す様に、基板３００上に第２の接合層（有機絶縁層）３０５を形成し、その上の第２の機能性領域の移設予定領域のみにレジストでマスキングを行う。そして、化学的なエッチング或いはＲＩＥでエッチングを行い、所望の領域のみに接合層３０５を設ける。次に、第２の機能性領域と第２の接合層３０５をアライメントして接合し、セグメント１２０と第２の機能性領域とを分離層１１５で分離する。ここでも、図５（ｂ）に示す様に、透明セグメント１２０の側からＵＶ光を照射してＵＶ剥離粘着層１１５ａの分解或いは結合強度の弱化をもたらすことで、セグメント１２０と第２の機能性領域とを分離する。

ＵＶ光照射に代わって、１７０℃程度に加熱して分離層１１５の熱剥離粘着層１１５ｂの分解或いは結合強度の弱化をもたらすことで、セグメント１２０と第２の機能性領域とを分離することもできる。その後、レジスト１０７をリフトオフにより除去する。

この様に、第２の機能性領域を更に基板３００に移設する場合は、セグメント１２０に残存する第２の機能性領域と、基板３００上の第２の機能性領域が移設される領域との、少なくとも一方に所定の厚さの第２の接合層を設ける。そして、第２の機能性領域と基板３００とを第２の接合層３０５により接合する工程と、基板１００のセグメント１２０と第２の機能性領域とを分離層で分離する工程を更に実行する。この場合も、基板３００上の、セグメント１２０上の第２の機能性領域以外の領域に対応する部分の表面に、所定の凹凸を形成してもよい。

以上に述べた様に、移設先基板１００を複数のセグメント１２０に分割した後に、例えば、デバイス回路を内蔵したシリコン基板ウェーハ上へ逐次、複数の活性層領域を有するセグメント毎に移設・接合を実行することができる。本実施例においては、異なるサイズの基板間であっても、移設を複数回繰り返すことで、効率的に無駄なく機能性領域を移設することができる。例えば、シード基板である４インチ基板から、移設先基板に機能性領域を移設し、これを複数のセグメントに分割する。この際、シード基板上の機能性領域を、最終的に移設すべき基板サイズに合わせて（例えばシリコン５、６、８、１２インチウェーハ）、配列間隔を狭くして密に配列する。そして、最終的移設基板である５、６、８、１２インチ基板の移設すべき領域に、セグメント上に配された機能性領域のうち、当該移設領域に対応する機能性領域のみを選択的に或いは一括で移設する。その後、５、６、８、１２インチ基板の残りの移設すべき領域に、同じ又は異なるセグメント上に配された機能性領域のうち、当該移設領域に対応する機能性領域のみを選択的に或いは一括で移設する。

この様にして、基板の大きさが異なる場合でも、所望のサイズに分割されたセグメントを仲介して、移設工程を複数回に分けて、基板の移設領域毎に機能性領域を選択的に移設することで、無駄なく機能性領域を移設できる。この手法は、基板材料が高価で口径が比較的小径な材料とシリコンの様な大口径まで作製可能で且つ比較的安価に入手できる基板材料やそのデバイス群との異種基板、異種材料、異種デバイス間の移設において、効果を発揮する。そして、本質的に材料間の差異が存在して、その口径や価格に大きなギャップがある異種基板間の移設・接合において、大きな経済効果が期待できる。更には、分割されたセグメントには複数の活性層領域が存在し、複数回に亘ってデバイス活性層を移設することにより、異種活性層が移設された複数枚の大口径のホストウェーハを作製することが可能となる。その経済効果は、一回の移設で作製されるものより、更に大きなものが期待できる。

前記第１及び第２の機能性領域はセグメント１２０上にどの様な島状で配置されてもよいが、代表的には、セグメント上に所定の間隔で配列される。この場合、例えば、図４（ａ）に示す様に、第１の機能性領域と接合する基板２００の領域（接合層２０５が配置される領域を含みＣＭＯＳチップを備える領域）は所定の間隔で配列される。こうした構成で、セグメント１２０上の第１の機能性領域のみを基板２００の接合層２０５の配置領域に移設するとしたとき、次の条件を満たすとより効率的且つ効果的に移設が完遂される。図１５に示す様に、セグメント１２０上の第１及び第２の機能性領域の単位領域当たりの幅をｗ、長さをｌとし、その間隔をｓとし、第１の機能性領域と接合する基板２００の単位領域当たりの幅をＷ、長さをＬ、その間隔をＳとした場合、次の条件を満たすとよい。即ち、ｗ、ｌ、ｓ、Ｗ、Ｌ、Ｓは以下の式１から３を満たすと良い。
（式１）ｌ≦Ｌ
（式２）Ｗ＞ｗ
（式３）Ｗ＋Ｓ＞ｗ＋ｓ

更には、以下の式４から６を満たすのもよい。
（式４）ｌ＝Ｌ
（式５）Ｗ＝ｎ×ｗ
（式６）Ｗ＋Ｓ＝ｎ（ｗ＋ｓ）
ここで、ｎは２以上の整数を表す。ここでは、シード基板１０３から機能性領域が移設された基板１００のセグメント１２０上に高密度で形成した機能性領域を選択的に最終的な基板２００の接合層の配置領域に移設することを例えばｎ回繰り返す。こうすれば、発光層などとなる機能性領域を回路素子などに移設する場合に、機能性領域の配列及び取り個数は、回路素子などの配列にあまり制約されることはなくなる。従って、シード基板の単位面積当たりにおいて発光層などとして活用できる面積割合を大きくできる。その結果として、シリコンウェーハよりも数十倍も格段に高価な化合物半導体ウェーハなどを有効に利用することが可能となり、複合的な多機能素子集積回路において、より有利な経済効果をもたらすことができる。また、シード基板と移設先基板とのサイズの相違をあまり意識することなく、セグメントを仲介として、機能性領域の作製・移設を行うことができる。

ここでは、例えば、図４（ｂ）に示すシリコン基板２００は、ＣＭＯＳチップを持つ第３の機能性領域を有し、第１の機能性領域は、接合層２０５を介して第３の機能性領域と接合する。同様に、図５（ｂ）に示すシリコン基板３００基板は第４の機能性領域を有し、第２の機能性領域は、第４の機能性領域と接合する。

また、前記基板２００、３００を最終的な移設先基板とせず、基板１００のセグメント１２０と同様に仮の基板とし、基板２００、３００上に移設された機能性領域を全面的に最終的な基板に移設する様にすることもできる。こうした形態では、次の様な工程が実行される。第１の機能性領域と基板２００とは、何らかの処理により分離可能となる分離層である接合層により接合される。例えば、図４における有機絶縁層の接合層２０５を分離層１１５の様なものに置き換える。そして、基板２００上の分離層で接合された第１の機能性領域と次の移設先基板との、少なくとも一方に所定の厚さの接合層を設ける。この接合層の設け方は、前述した接合層の設け方とほぼ同様であるが、パターニングの必要は無い。次に、基板２００上の全ての機能性領域と前記次の移設先基板とを接合層により接合する。続いて、基板２００と第１の機能性領域とを分離層である接合層で分離する。この接合層は、選択的に分離可能な状態にする必要がないので前述の分離層より単純な構成で設ければよい。また、仮の基板である基板２００も、前述の基板１００と同様な材料で構成できる。

第２の機能性領域についても、同様なことを行えばよい。この方法によれば、仮の基板であるのセグメント１２０上の複数の機能性領域を選択的に、夫々、次の仮の基板である複数の基板に一旦全て移設し、その後、これらの基板上の機能性領域を全面的に最終的な各基板に移設する。この方法では仮の基板への移設の回数を増加させるので回り道をする様であるが、場合によっては、こうした方が作業の流れがスムーズになって効率的に移設を進行できることもある。

本例によれば、例えば、基板１００のセグメント１２０に設けられた複数の機能性領域の各領域を選択的に夫々別の基板に確実に移設することができる。また、シード基板に高密度に形成した機能性領域の各部を、セグメント１２０を介して、歩留まりを低下させること無く他の基板に移設することができる。この際、シード基板と移設先基板とのサイズの違いを殆ど意識することなく、機能性領域の配列パターンを設計することができる。

更に、シード基板の半導体領域を有効活用できるので、低コストに素子を製造することができる。また、接合時に移設予定のない機能性領域が他の基板と接触する可能性が低減できるので、機能性領域の移設の際に該移設予定のない機能性領域に損傷を与えることを抑制できる。

（第２の実施例）
機能性領域の移設方法に係る第２の実施例を説明する。第２の実施例は、第１の実施例と次の点で異なる。第１の実施例では、シード基板と移設先基板との両方に別個に位置決め領域（アライメントマーク）を形成しておいて、これらを利用して両者の重ね合わせを行った。これに対して、第２の実施例では、シード基板に位置決め領域（アライメントマーク）を設けて、これをも移設先基板に移設して、この移設先基板の各セグメントが次の移設工程で前記位置決め領域を利用する。従って、シード基板と移設先基板を重ね合わせるときには、位置決め領域を用いないで両者の縁などを利用して位置合わせを行う。この段階では、あまり厳密な位置決めは要求されないので、こうした位置合わせでも充分目的が達せられる。その他の点は、第１の実施例と同様である。よって、同機能部分には、第１の実施例の説明で用いた図面における符号と同じ符号を付した図６乃至図９を用いて、本実施例を説明する。図６乃至図９は図２乃至５に夫々対応する。

図６に示す様に、本実施例のシード基板１０３には、複数の島状の機能性領域を含む各グループ１０１、１０２の領域に位置決め領域（アライメントマーク）３１８が設けられている。位置決め領域３１８も、島状の機能性領域と同じ層構成を有する。つまり、シード基板１０３に全面的に機能性領域をエピタキシャル成長した後に、パターニングとエッチングで複数の島状の機能性領域と位置決め領域３１８が同時に形成される。

図６（ｃ）に示す様に、位置決め領域（アライメントマーク）３１８も分離層１１５に接合される。その後に、図７（ｃ）に示す如く、分離溝１１１と間隔領域１１０を通して、エッチング液とエッチング犠牲層１０５とを接触させて該エッチング犠牲層１０５をエッチングし、シード基板１０３とガラス基板１００が接合された複合部材から基板１０３を分離する。これにより、機能性領域のグループ１０１、１０２を備えるガラス基板の複数のセグメント１２０が用意される。このとき、各セグメント１２０に位置決め領域（アライメントマーク）３１８も転写される。

次に、上記工程を経て得られた複数の機能性領域を含むグループを担うセグメント１２０から、機能性領域を更に他の基板に移設する。図８は、セグメント１２０からシリコン回路基板４００に機能性領域を移設する工程を示す。図８（ａ）は、シリコン回路基板４００上の各部にセグメント１２０から機能性領域を移設する仕方を示す。シリコン回路基板４００上の位置決め領域３１９とセグメント１２０上に転写された位置決め領域３１８とが合わされて移設が行われる様子を示す。図８（ｂ）と図９（ａ）は、シリコン回路基板４００の一部にセグメント１２０から機能性領域を選択的に移設する工程を示す断面図である。

続いて、図９（ｂ）に示す様に、セグメント１２０に残存する第２の機能性領域と、基板５００（これは前記基板４００の他の領域であってもよい）上の第２の機能性領域の移設予定領域との、少なくとも一方に所定の厚さの接合層５０５を設ける。第２の機能性領域と基板５００とを接合層５０５により接合し、セグメント１２０と第２の機能性領域とを、分離層１１５を所定の条件で処理することにより分離する。ここでも、シリコン回路基板５００上の位置決め領域３１９とセグメント１２０上に転写された位置決め領域３１８が合わされて移設が行われる

（第３の実施例）
機能性領域の移設方法に係る第３の実施例を説明する。第３の実施例は、第１の実施例と次の点で異なる。第１の実施例では、シード基板と移設先基板との両方に別個に位置決め領域（アライメントマーク）を形成しておいて、これらを利用して両者の重ね合わせを行った。これに対して、第３の実施例では、位置決め領域（アライメントマーク）は全く用いずに基板間の位置決めと重ね合わせを行う。従って、シード基板と移設先基板を重ね合わせるときには、位置決め領域を用いないで両者の縁などを利用して位置合わせを行う。また、分割されたセグメントと移設先基板の位置決めと重ね合わせも、機能性領域や接合層などのエッジを利用した位置決めを利用して行う。集積度の低いＬＥＤ群などの作製に際しては、精密な位置合わせを行う必要がないので、こうした位置合わせでも充分目的が達せられる。その他の点は、第１の実施例と同様である。よって、ここでも、同機能部分には、第１の実施例の説明で用いた図面における符号と同じ符号を付した図１０乃至図１３を用いて、本実施例を説明する。図１０乃至図１３は図２乃至５に夫々対応する。

図１０に示す様に、本実施例では、シード基板１０３にも移設先の基板１００にも、位置決め領域（アライメントマーク）が設けられていない。従って、シード基板１０３と移設先基板１００を重ね合わせるときには、両者の縁などを合わせて位置合わせを行う。

移設は、図１１に示す様に、前記実施例と同様に行われる。すなわち、図１１（ｃ）に示す如く、分離溝１１１と間隔領域１１０を通して導入したエッチング液とエッチング犠牲層１０５とを接触させて該エッチング犠牲層１０５をエッチングする。こうして、シード基板１０３とガラス基板１００が接合された複合部材から化合物半導体基板１０３が分離される。これにより、機能性領域のグループ１０１、１０２を備えるガラス基板の複数のセグメント１２０が用意される。

上記工程を経て得られた複数の機能性領域を含むグループを担うセグメント１２０から、機能性領域を更に他の基板に移設する方法も、前記実施例と同様に行われる。図１２は、セグメント１２０からシリコン回路基板６００に機能性領域を移設する工程を示す。図１２（ａ）は、シリコン回路基板６００上の各部にセグメント１２０から機能性領域を移設する仕方を示す。ここでは、例えば、セグメント１２０上の機能性領域のエッジと接合層６０５のエッジの相対位置を見ながら位置決めを行う。図１２（ｂ）と図１３（ａ）は、シリコン回路基板６００の一部にセグメント１２０から機能性領域を選択的に移設する工程を示す断面図である。

次に、図１３（ｂ）に示す様に、セグメント１２０に残存する第２の機能性領域と、基板７００（これは前記基板６００の他の領域であってもよい）上の第２の機能性領域の移設予定領域との、少なくとも一方に所定の厚さの接合層７０５を設ける。第２の機能性領域と基板７００とを接合層７０５により接合し、セグメント１２０と第２の機能性領域とを、分離層１１５を所定の条件で処理することにより分離する。

（第３の実施例）
第３の実施例は、分割されたセグメントの再使用法に係る。例えば、第１の実施例で作製されたセグメント１２０は、全ての機能性領域を移設後に再使用することがきる。その為に、使用した両面剥離テープである分離層１１５を剥離して、新しい分離層を再貼付する。そして、図１４に示す様に、再生したセグメント１２０を適当なトレイ上に並べる。その後、所望するセグメント１２０を、シード基板１０３上に作製された複数の機能性領域を含むグループ上に、位置決め領域１１８ｂを利用して重ね合わせる。この後の工程は、第１の実施例で説明した通りに実行される。ここでも、フリップ・チップ貼り合わせ装置を用いて、再使用するセグメントをシード基板上へ配置し、貼り合わせすることが有効である。

この様に、本実施例では、分離溝により互いに分離された第２の基板のセグメント１２０を、この上の機能性領域を他の基板に移設し第２の分離層を除去して新しい第２の分離層を設けた後に、第２の基板として再使用する。本実施例によれば、分離溝１１１を形成する必要はなく、前記実施例と同様な工程を経てセグメント１２０に機能性領域を移設することができる。

前記各実施例の移設方法において、例えば、ＬＥＤを作製する場合、次の様な化合物半導体多層膜（機能性領域）を形成する。ｐ型ＧａＡｓ基板（シード基板）上に、ｐ−ＡｌＡｓ層（エッチング犠牲層）を形成し、その上に化合物半導体多層膜として、以下の層を設ける。即ち、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層を設ける。犠牲層と化合物半導体基板間には、エッチングストップ層としてＡｌＩｎＧａＰを形成することもできる。硫酸でＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ層をエッチングする場合、ＡｌＩｎＧａＰ層でストップする。そして、その後、ＡｌＩｎＧａＰ層は塩酸で除去する。アンモニア過水でＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ層をエッチングする場合は、ＡｌＡｓがストップ層として望ましい。

化合物半導体多層膜の材料としては、ＧａＡｓ以外の系の化合物半導体材料、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＡｌＧａＮ系を適用することもできる。

更に、化合物半導体多層膜上には、金属膜とＤＢＲミラーの少なくとも一方を設けておくこともできる。ここで、金属膜とは、例えば、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属層からなる膜である。好ましい金属膜材料は、ＬＥＤの発光波長により選択される。例えば、７００ｎｍから８００ｎｍの赤色系ＬＥＤを作るのであれば、Ａｕ、Ａｇなどが高い反射率を持つ。３６０ｎｍ付近の青色系ＬＥＤであればＡｌが好ましい。

ＤＢＲミラー（ブラッグ反射ミラー）とは、例えばＧａＡｓ系の化合物半導体材料に対しては、ＡｌＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層とを交互に複数回積層して構成されるものである。或いは、Ａｌ酸化物層とＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ａｓとが交互に積層されてなるものである。アルミニウム酸化物をエピタキシャル成長で形成するのは難しいので、実際には、Ａｌ_ｘＧａ_１-ｘＡｓを用い、ｘの値を０．２と０．８の間で交互に変更するなどして屈折率を制御することが好ましい。

また、化合物半導体多層膜を利用してＬＥＤ素子を形成する場合には、ヘテロ接合型のＬＥＤに代えて、ホモ接合型のＬＥＤを構成することもできる。この場合、各層をそれぞれエピタキシャル成長させた後、固相拡散法により不純物拡散を行って活性層内にｐｎ接合を形成する。コンタクト層は、ｐ側或いはｎ側電極とのオーミックコンタクトを取るために、活性層を挟むクラッド層よりも高い不純物濃度を有するのがよい。

上記具体例でも、前述した様にして用意されたシード基板から機能性領域が移設されたセグメント上の機能性領域が、接合層及び分離層により、他の基板に選択的或いは一括で移設される。

（第４の実施例）
上記機能性領域の移設方法を用いて製造されるＬＥＤアレイに係る第４の実施例を説明する。前記実施形態や実施例において説明した移設方法を用いることにより、図１６に示す様なＬＥＤアレイが提供される。図１６は、プリント基板５０００上に駆動回路とＬＥＤアレイ４０００とが接続・配置された一構成例を示す斜視図である。駆動回路とＬＥＤアレイは、前述した半導体物品の移設方法で図１５に示す様なシリコン基板２００上に複数のＬＥＤ素子を形成し、シリコン基板をダイシングにより分割して得たものを複数並べることで得られる。各ＬＥＤ素子と駆動回路の断面構成は、後述する図１７のＬＥＤ発光領域を含むＬＥＤ素子と駆動回路と同様なものである。

図１６の構成では、複数のＬＥＤアレイ／駆動回路４０００をプリント基板５０００上にライン状に並べている。ＬＥＤアレイ／駆動回路４０００の各ＬＥＤ素子とドライバＩＣの駆動素子は図１７に示す様に電気的に接続されている。必要に応じて、ライン状に配されたＬＥＤアレイ４０００に、ロッドレンズアレイ（例えば、ＳＬＡ：セルフォックレンズアレイ）３０００を実装することにより、ＬＥＤプリンタヘッドとすることができる。ライン状に配されたＬＥＤアレイ４０００から放出された光はロッドレンズアレイ３０００で集光され、ＬＥＤアレイ結像が得られる。ＬＥＤアレイの配列形態はライン状に限るものではなく、例えば、ジグザグ配列になった千鳥配列等の配列形態も可能である。使用目的に応じて決めればよい。

シリコン基板上に、金属膜かＤＢＲミラーを介してＬＥＤ素子構成層が設けられている場合には、その出射光の指向性の向上により、微細なスポットサイズが実現される。従って、ロッドレンズアレイは省略したＬＥＤプリンタヘッドとすることもできる。

図１７に示す様に、ドライバＩＣ（駆動回路）とＬＥＤ素子とを接続する形態としては、シリコン基板側に直接ドライバＩＣを作り込んでおき、ＬＥＤ素子と接続することができる。図１７の構成において、ドライバＩＣを構成するＭＯＳトランジスタ７０６０を含むシリコン基板７０００上に、有機材料からなる絶縁膜７０１０（例えば、図４の接合層２０５参照）が設けられている。そして、絶縁膜７０１０上に、化合物半導体多層膜からなるＬＥＤ発光領域７０７０が設けられている。図１７において、７０８０は絶縁膜、７０５０は、ＭＯＳトランジスタ７０６０のソース又はドレイン領域となるワイヤボンディングパッドである。こうした構成は、例えば、図４の基板２００の構成から作製することができる

マトリックス駆動する際の一例を、図１８に示す。図１８は、電極数を減らすための時分割駆動可能な発光素子アレイ回路８５００を示す。図１８において、８０１１はｎ側電極、８０１７はｐ側電極、８０２１はｎ型ＡｌＧａＡｓ上の絶縁膜、８０２２はｐ型ＧａＡｓコンタクト層上の絶縁膜、８０２３は発光領域である。本発明の機能性領域の移設方法を用いることで、低コストで高性能な上記の如きＬＥＤアレイ、ＬＥＤプリンタヘッドを提供することができる。

（第５の実施例）
第４の実施例で説明したＬＥＤプリンタヘッドを用いて、ＬＥＤプリンタを構成した例を図１９（ａ）に示す。このＬＥＤプリンタは、前記ＬＥＤプリンタヘッドと、感光ドラムと、帯電器を備え、ＬＥＤプリンタヘッドを光源として感光ドラムに静電潜像を書き込む作像ユニットを含む。

ＬＥＤプリンタの構成例を示す概略断面図である図１９（ａ）において、プリンタ本体８１００の内部には、時計廻りに回転する感光ドラム８１０６が収納されている。図の紙面に垂直な方向に伸びた感光ドラム８１０６の上方には、感光ドラムを露光するための同方向に伸びたＬＥＤプリンタヘッド８１０４が設けられている。ＬＥＤプリンタヘッド８１０４は、画像信号に応じて発光する複数の発光ダイオードが配列されたＬＥＤアレイ８１０５と、各々の発光ダイオードの発光パターンを感光ドラム８１０６上に結像させるロッドレンズアレイ８１０１から構成される。ここで、ロッドレンズアレイ８１０１は、第４の実施例で説明した様な構成を有している。ロッドレンズアレイ８１０１により、発光ダイオードの結像面と感光ドラム８１０６の位置は一致する様になっている。つまり、発光ダイオードの発光面と感光ドラムの感光面とは、ロッドレンズアレイによって光学的に共役関係とされている。

感光ドラム８１０６の周囲には、感光ドラム８１０６の表面を一様に帯電させる帯電器８１０３、及びプリンタヘッド８１０４による露光パターンに応じて感光ドラム８１０６にトナーを付着させてトナー像を形成する現像器８１０２が設けられている。また、感光ドラム８１０６上に形成されたトナー像をコピー用紙等の不図示の被転写材上に転写する転写帯電器８１０７、及び転写後に感光ドラム８１０６上に残留しているトナーを回収するクリーニング手段８１０８も設けられている。

更に、プリンタ本体８１００には、前記被転写材を積載する用紙カセット８１０９、用紙カセット８１０９内の被転写材を感光ドラム８１０６と転写帯電器８１０７との間に供給する給紙手段８１１０が設けられている。また、転写されたトナー像を被転写材に定着させるための定着器８１１２、被転写材を定着器８１１２に導く搬送手段８１１１、及び定着後に排出された被転写材を保持する排紙トレイ８１１３が設けられている。

次に、前記ＬＥＤプリンタヘッドと感光ドラムと帯電器を含み、ＬＥＤプリンタヘッドを光源として感光ドラムに静電潜像を書き込む作像ユニットを複数備えるカラーＬＥＤプリンタを説明する。図１９（ｂ）に、カラーＬＥＤプリンタの一構成例の機構部の概略構成を示す。図１９（ｂ）において、９００１、９００２、９００３、９００４はそれぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各感光体ドラム、９００５、９００６、９００７、９００８は各ＬＥＤプリンタヘッドである。９００９は、転写紙を搬送すると共に各感光体ドラム９００１、９００２、９００３、９００４に接触させるための搬送ベルトである。９０１０は給紙用のレジストローラ、９０１１は定着ローラである。また、９０１２は、搬送ベルト９００９に転写紙を吸着保持するためのチャージャー、９０１３は除電チャージャー、９０１４は転写紙の先端検出用センサである。

本発明の機能性領域の移設方法を用いることで、ＧａＡｓ基板等のシード基板の有効利用と再使用、移設を仲介するセグメントによる移設基板間の寸法差の問題の解消、更には機能性領域の確実な選択的或いは一括移設が可能となる。従って、低コストで高性能なＬＥＤアレイ、ＬＥＤプリンタヘッド、ＬＥＤプリンタ等を提供することができる。

本発明は、半導体基板上にアレイ状に半導体素子を形成したアレイ素子等、特に半導体基板上に形成されたＬＥＤ素子を用いたＬＥＤプリンタやディスプレイなどの表示装置、或いは、光送受信用素子や受光素子などの製造に適用することができる。受光素子に適用すれば、スキャナーを構成することもできる。

１００ 第２の基板（移設先基板）
１０１ 複数の機能性領域を含む第１のグループ
１０２ 複数の機能性領域を含む第２のグループ
１０３ 第１の基板（シード基板）
１０５ 第１の分離層（エッチング犠牲層）
１０６ 化合物半導体多層膜（機能性領域）
１１０ 間隔領域
１１１ 分離溝
１１５ 第２の分離層（両面剥離テープ）
１１７ａ、１１８ａ 第１の基板上の位置決め領域（アライメントマーク）
１１７ｂ、１１８ｂ 第２の基板上の位置決め領域（アライメントマーク）
１１９ 他の基板上の位置決め領域（アライメントマーク）
１２０ セグメント
２００、３００、４００、５００、６００、７００ 他の基板
２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５ 接合層
３１８ 第２の基板上に移設される位置決め領域（アライメントマーク）
３１９ 他の基板上の位置決め領域（アライメントマーク）
３０００、８１０１ ロッドレンズアレイ
４０００、８１０５ ＬＥＤアレイ
８１０３ 帯電器
８１０４、９００５〜９００８ ＬＥＤプリンタヘッド
８１０６、９００１〜９００４ 感光体（感光ドラム）

Claims (11)

1. 処理により分離可能状態になる第１の分離層を有する第１の基板の前記分離層上に接合されて配されている機能性領域の少なくとも一部を第２の基板に移設する機能性領域の移設方法であって、
   前記第２の基板上の前記機能性領域が移設される領域は、処理により分離可能状態になる第２の分離層を有し、
   前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記機能性領域と前記第２の分離層とが接触する様に貼り合わせて接合する第１の工程と、
   前記第１の分離層の所で前記第１の基板と前記機能性領域を分離する第２の工程と、
   前記第２の工程の前或いは後に、前記第２の基板の前記第２の分離層を有する面の反対側の面から前記第２の基板と前記第２の分離層とを貫通する分離溝を設ける第３の工程と、
   を含むことを特徴とする機能性領域の移設方法。
2. 前記第３の工程では、前記第１の基板と前記第２の基板とが接合された状態で、前記分離溝を設け、
   前記第２の工程では、少なくとも前記分離溝を通って導入されるエッチング液により前記第１の分離層を除去して前記第１の基板と前記機能性領域を分離することを特徴とする請求項１に記載の機能性領域の移設方法。
3. 前記機能性領域は、互いに所定の間隔領域を空けて複数の領域が前記第１の基板上に配されており、
   前記第２の基板に設ける分離溝は、前記複数の機能性領域の間の間隔領域の少なくとも一部に対応する位置に設けることを特徴とする請求項１または２に記載の機能性領域の移設方法。
4. 前記第１の基板の前記分離層上には位置決め領域が設けられ、
   前記第２の工程では、前記機能性領域を前記第１の基板から前記第２の基板に移設する際に、前記位置決め領域も前記第２の基板に移設することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の機能性領域の移設方法。
5. 前記第１の基板上には位置決め領域が設けられ、
   前記第２の基板には、前記第１の基板上の位置決め領域に対応する位置決め領域が設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の機能性領域の移設方法。
6. 前記機能性領域を移設する際に、前記機能性領域、又は前記機能性領域と前記基板とを接合する接合層、又は前記分離層を位置決め領域として接合位置を決定し、前記機能性領域を移設することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の機能性領域の移設方法。
7. 前記第３の工程において前記分離溝により互いに分離された前記第２の基板のセグメントを、該セグメント上の機能性領域を他の基板に移設し前記第２の分離層を除去して新しい第２の分離層を設けた後に、前記第２の基板として再使用することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の機能性領域の移設方法。
8. ＬＥＤを駆動する回路と、発光層である機能性領域とが電気的に接合されたＬＥＤアレイであって、請求項１乃至７の何れか１項に記載の機能性領域の移設方法を用いて前記機能性領域が移設されたことを特徴とするＬＥＤアレイ。
9. 請求項８に記載のＬＥＤアレイに対して、ロッドレンズアレイが実装されていることを特徴とするＬＥＤプリンタヘッド。
10. 請求項８に記載のＬＥＤアレイを含むＬＥＤプリンタヘッド又は請求項９に記載のＬＥＤプリンタヘッドと、感光体と、帯電器を含み、
    前記ＬＥＤプリンタヘッドを光源として前記感光体に静電潜像を書き込む作像ユニットを備えることを特徴とするＬＥＤプリンタ。
11. 請求項８に記載のＬＥＤアレイを含むＬＥＤプリンタヘッド又は請求項９に記載のＬＥＤプリンタヘッドと、感光体と、帯電器を含み、
    前記ＬＥＤプリンタヘッドを光源として前記感光体に静電潜像を書き込む作像ユニットを複数備えることを特徴とするカラーＬＥＤプリンタ。

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