JP2012235162A - Functional substrate and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子および回路を形成する方法に関するものである。 The present invention relates to methods for forming semiconductor devices and circuits.
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。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。 Bipolar and MOS transistors formed on the surface of single crystal silicon have good characteristics and are widely used as elements constituting electronic devices. Furthermore, at present, in order to cope with miniaturization of the element size, a transistor is fabricated on a thin film silicon fabricated through an insulating film on the silicon surface.
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。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。 The formation of these elements is based on a heat treatment process technology at a high temperature of 1000 ° C. such as a thermal oxidation method. Recently, a polycrystalline silicon thin film transistor (poly-Si TFT) or an amorphous silicon thin film transistor (a-Si: HTFT) can be produced at a relatively low temperature such as laser crystallization and plasma CVD.
上記薄膜トランジスタは、比較的低温とはいえ、依然として300℃以上のプロセス中で作製されている。そのため、耐熱性のあるガラス基板上に作製されるのが一般的である。ガラス基板は一般的に高価で、重くて、割れやすい欠点を有している。したがって、軽量で、安価で、かつ多少の変形にも耐えられる基板の上にトランジスタを始めとする回路素子が形成される技術が望まれている。さらには、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おり、大型基板処理技術の確立が必須となっている。 The thin film transistor is still manufactured in a process of 300 ° C. or higher, although at a relatively low temperature. Therefore, it is common to produce on a heat resistant glass substrate. Glass substrates are generally expensive, heavy and have the disadvantages of being easily broken. Therefore, there is a demand for a technique in which circuit elements such as transistors are formed on a substrate that is lightweight, inexpensive, and can withstand some deformation. Furthermore, the application of thin film transistors to the drive circuit of a large screen direct view display is expected, and establishment of a large substrate processing technology is essential.
上記を解決する手段として、石英基板上に薄膜トランジスタ等のデバイスを形成し、これを耐熱性の低い樹脂性の基板上に転写する技術が開発されている。 As means for solving the above, a technique has been developed in which a device such as a thin film transistor is formed on a quartz substrate and transferred onto a resinous substrate having low heat resistance.
例えば良好な特性の半導体素子およびその回路を簡単な工程で、低温かつ高精度に基体上に形成することを目的として、半導体回路を形成した膜構造を基体から剥離するための剥離層を形成する技術が知られている(特許文献1参照)。 For example, for the purpose of forming a semiconductor element having good characteristics and its circuit on a substrate at a low temperature and with high accuracy by a simple process, a peeling layer for peeling the film structure on which the semiconductor circuit is formed from the substrate is formed. A technique is known (see Patent Document 1).
また、大口径のSi基板上に有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いて半導体結晶を形成するに際し、この半導体層とSi基板との間に除去層を介在させ、素子作成を完了した後に、エッチング等により除去層を溶解させて、半導体層をSi基板から剥離する技術が知られている(特許文献2参照)。 In addition, when a semiconductor crystal was formed on a large-diameter Si substrate using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a removal layer was interposed between the semiconductor layer and the Si substrate to complete the device fabrication. A technique is known in which the removal layer is dissolved by etching or the like and the semiconductor layer is peeled off from the Si substrate (see Patent Document 2).
しかしながら、従来の剥離、転写技術においては、除去層または剥離層をエッチング等によって除去するのにかなりの時間を必要とした。除去層または剥離層の厚みは大体1000nm〜20000nmであるが、基板となるシリコン基盤の直径が6インチ、8インチとなるに従って、径中心部にまでエッチング液が含浸するのに時間がかかる。例えば、酸または純水によって、わずかな膜厚の断面を溶出しながら剥離を進行させるとすれば、80℃の酸を用いる場合でも剥離速度は1μm/s程度のため、直径が6インチサイズの
基板であっても完全剥離には10時間以上要することになる。
However, in the conventional peeling and transfer techniques, a considerable time is required to remove the removal layer or the peeling layer by etching or the like. Although the thickness of the removal layer or the release layer is about 1000 nm to 20000 nm, as the diameter of the silicon substrate serving as the substrate becomes 6 inches or 8 inches, it takes time to impregnate the etching solution to the center of the diameter. For example, if peeling is allowed to proceed while eluting a cross section with a slight film thickness with acid or pure water, the peeling speed is about 1 μm / s even when an acid at 80 ° C. is used, so the diameter is 6 inches. Even a substrate requires 10 hours or more for complete peeling.
一方、剥離手法による転写技術について、転写元である第1の基体上に酸化ゲルマニウム又はこれを含む物質からなる剥離層を形成し、その上部に薄膜電子回路または電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層又は複数の層からなる膜構造を形成し、転写先である第2の基体を当該膜構造上に接着し、しかる後に当該剥離層中の酸化ゲルマニウムを除去することで、膜構造を別の基体に転写する技術が存在する。 On the other hand, as for the transfer technique based on the peeling method, a peeling layer made of germanium oxide or a substance containing the same is formed on the first substrate as a transfer source, and is necessary for the thin film electronic circuit or the electronic circuit element or the production thereof on the upper layer. Forming a film structure composed of a single layer or a plurality of layers, adhering a second substrate as a transfer destination onto the film structure, and then removing germanium oxide in the release layer to form the film structure There are techniques for transferring to another substrate.
この転写プロセスでは、被転写層である薄膜電子回路あるいは電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層又は複数の層からなる膜構造を第2の基体に接着するプロセスが含まれている。その際にどのような種類の接着剤を使用するかによって、転写プロセス中における被転写層へのダメージの度合いが異なり、ひいては転写プロセスによる被転写層の歩留まりにも影響を与えることになる。 This transfer process includes a process of adhering a thin film electronic circuit or electronic circuit element which is a layer to be transferred, or a film structure composed of a single layer or a plurality of layers necessary for production thereof to a second substrate. Depending on what kind of adhesive is used at that time, the degree of damage to the transfer layer during the transfer process differs, and this also affects the yield of the transfer layer by the transfer process.
本発明は、被転写層と転写先基板との接着力の向上を図り、純水または酸溶液中での転写プロセスにおいても十分な接着強度と適度な硬さを伴った接着剤を用いることによって、薄膜電子回路素子にダメージをあたえることなく剥離し、良好な特性をもつ薄膜電子回路を歩留まり良く、耐熱性のない基板上に転写することを目的としている。また、本発明は被転写層と転写先基板との剥離を従来にくらべ短時間で可能とすることを目的としている。 The present invention aims to improve the adhesive force between the transferred layer and the transfer destination substrate, and uses an adhesive having sufficient adhesive strength and appropriate hardness even in a transfer process in pure water or acid solution. The object is to peel the thin film electronic circuit element without damaging it, and to transfer a thin film electronic circuit having good characteristics onto a substrate having good yield and no heat resistance. Another object of the present invention is to enable the transfer layer and the transfer destination substrate to be peeled in a shorter time than in the past.
かかる課題を解決するために、本発明は、基体上に酸化ゲルマニウム膜の剥離層、その上に薄膜電子回路あるいは電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層または複数の層からなる膜構造の少なくとも一つを有し、当該膜構造上に樹脂系接着剤を用いて第2の基体に接着した構造の機能性基体であることを特徴とする。 In order to solve such a problem, the present invention has a film structure comprising a release layer of a germanium oxide film on a substrate, and a thin film electronic circuit or electronic circuit element or a single layer or a plurality of layers necessary for producing them on the substrate. It is a functional substrate having at least one and having a structure in which the film substrate is bonded to the second substrate using a resin adhesive.
さらに本発明は、樹脂製接着剤として、ガラス転移温度が100℃以上、150℃以下、吸水率が0.1%以下、引っ張りせん断強さ10N/mm2以上、T型剥離接着強さ1N/mm2以上、線膨張率1.0×10−4以下であるエポキシ系あるいはアクリル系接着剤であることとを特徴とする。 Further, the present invention provides a resin adhesive having a glass transition temperature of 100 ° C. or more and 150 ° C. or less, a water absorption of 0.1% or less, a tensile shear strength of 10 N / mm 2 or more, and a T-type peel adhesion strength of 1 N / mm 2 or more, and a width and is an epoxy or acrylic adhesive is a linear expansion coefficient 1.0 × 10 -4 or less.
さらには、本発明は、上記機能性基体において、エポキシ系あるいはアクリル系接着層と第2の基体の間にシリコーン樹脂、アクリル変成シリコーン樹脂あるいはエポキシ変成シリコーン樹脂の弾性層を挿入した構造をもつ機能性基体であることを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides a functional substrate having a structure in which an elastic layer of silicone resin, acrylic modified silicone resin or epoxy modified silicone resin is inserted between the epoxy or acrylic adhesive layer and the second substrate. It is a characteristic substrate.
また本発明は、第一の基体上に酸化ゲルマニウム膜一層のみ、あるいはゲルマニウム膜と酸化ゲルマニウム膜の二層からなる剥離層を有し、その上に薄膜電子回路あるいは電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層または複数の層からなる膜構造の少なくとも一つを有し、当該膜構造上に第一の基体と異なる熱膨張係数を持つ単層あるいは複数の層からなる接着層を有する機能性基体であることを特徴とする。 Further, the present invention has a peeling layer composed of only one germanium oxide film or two layers of a germanium film and a germanium oxide film on the first substrate, on which a thin film electronic circuit or an electronic circuit element or their production is prepared. Functionality having at least one of the required single-layer or multi-layer film structure, and having a single-layer or multi-layer adhesive layer having a different thermal expansion coefficient from the first substrate on the film structure It is a substrate.
さらに本発明は、第一の基体上に酸化ゲルマニウム膜一層のみ、あるいはゲルマニウム膜と酸化ゲルマニウム膜の二層からなる剥離層を有し、その上に薄膜電子回路あるいは電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層または複数の層からなる膜構造の少なくとも一つを有し、当該膜構造上に第一の基体と異なる熱膨張係数を持つ単層あるいは複数の層からなる接着層とその接着層の上に第二の基体を有する機能性基体であることを特徴とする。 Furthermore, the present invention has a peeling layer composed of only one germanium oxide film or two layers of a germanium film and a germanium oxide film on a first substrate, on which a thin film electronic circuit or an electronic circuit element or their production is prepared. Adhesive layer comprising a single layer or a plurality of layers having at least one of a required single layer or a plurality of layers and having a different thermal expansion coefficient from that of the first substrate, and the adhesive layer A functional substrate having a second substrate thereon.
また本発明は、一定温度の酸または純水中またはそれらの蒸気中にて上記機能性基体を
保持する工程と、しかる後に上記機能性基体の温度を変化させることにより、第一の基体と上記膜構造上の接着層との間にせん断方向応力を発生させる工程を含むことを特徴とする、機能性基体から上記剥離層を除去する方法である。
The present invention also includes a step of holding the functional substrate in a constant temperature acid or pure water or a vapor thereof, and then changing the temperature of the functional substrate to thereby change the first substrate and the above-described substrate. It is a method for removing the release layer from a functional substrate, comprising the step of generating a shear direction stress between the adhesive layer on the film structure.
さらに本発明は、上記剥離層を除去する方法において、少なくとも40℃以上の酸あるいは純水中またはそれらの蒸気中で上記機能性基体を保持する工程と、上記機能性基体を前記剥離液温度よりも少なくとも20℃以上温度を下げて保持する工程を、一回または複数回繰り返すことを特徴とする剥離層を除去する方法である。 Furthermore, the present invention provides a method for removing the release layer, the step of holding the functional substrate in an acid of 40 ° C. or higher, pure water or their vapor, and the functional substrate from the temperature of the release solution. The method of removing the release layer is characterized in that the step of lowering the temperature by at least 20 ° C. and holding it is repeated once or a plurality of times.
さらに本発明は、上記剥離層を除去する方法において、上記接着層のうち、当該膜構造上に直接接する接着層はショアー硬度が70以上、ガラス転移温度が100℃以上、200℃以下、吸水率が0.1%以下、引っ張りせん断強さ10N/mm2以上、熱膨張係数1.0×10−5以上であることを特徴とする剥離層を除去する方法である。 Furthermore, the present invention provides the method for removing the release layer, wherein the adhesive layer directly contacting the film structure among the adhesive layers has a Shore hardness of 70 or more, a glass transition temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less, a water absorption rate. Is 0.1% or less, tensile shear strength is 10 N / mm 2 or more, and thermal expansion coefficient is 1.0 × 10 −5 or more.
本発明による機能性基体、薄膜素子形成法及び剥離層を除去する方法によれば、良好な特性の半導体電子回路素子をさらに歩留まり良く、耐熱性の低い基体の上に形成することが可能となる。 According to the functional substrate, the thin film element forming method, and the peeling layer removing method according to the present invention, it is possible to form a semiconductor electronic circuit element with good characteristics on a substrate with low yield and high heat resistance. .
本発明の機能性基体は、薄膜電子回路素子の作製に必要な、単層又は複数の層からなる膜構造と、それらを支持する基体との間に酸化ゲルマニウムからなる剥離層を形成することによって達成される。さらに、当該膜構造を別の基体に接着することによって達成される。 The functional substrate of the present invention is formed by forming a release layer made of germanium oxide between a film structure consisting of a single layer or a plurality of layers and a substrate supporting them, which are necessary for the production of a thin film electronic circuit element. Achieved. Furthermore, it is achieved by adhering the membrane structure to another substrate.
本発明の機能性基体は、薄膜電子回路素子の作製に必要な、単層又は複数の層からなる膜構造を、それらを支持する基体から少なくとも一部を剥離することによって達成される。さらに、当該膜構造を別の基体に接着することによって達成される。 The functional substrate of the present invention is achieved by peeling at least a part of a film structure composed of a single layer or a plurality of layers necessary for production of a thin film electronic circuit element from a substrate supporting them. Furthermore, it is achieved by adhering the membrane structure to another substrate.
本発明の機能性基体は、薄膜電子回路素子の作製に必要な、単層又は複数の層からなる膜構造と、それらを支持する基体との間に酸化ゲルマニウム膜一層のみ、あるいはゲルマニウム膜と酸化ゲルマニウム膜の二層からなる剥離層を形成することによって達成される。またさらに、当該膜構造を別の基体に接着することによって達成される。 The functional substrate of the present invention is a single layer of a germanium oxide film or a germanium film and an oxide layer between a film structure composed of a single layer or a plurality of layers and a substrate supporting them, which are necessary for the production of a thin film electronic circuit element. This is accomplished by forming a release layer consisting of two layers of germanium film. Still further, it is achieved by adhering the membrane structure to another substrate.
本発明の実施の形態に関して、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第一の実施の形態にかかる機能性基体(電子デバイス)の構造および製造方法を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a structure of a functional substrate (electronic device) and a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
図1(a)に示すように、本発明の機能性基体は、第一の基体である石英またはガラス基板1の上に酸化ゲルマニウム膜2が形成されるとともに、更にカバー膜3が形成され、このカバー膜3の上に膜構造としての薄膜デバイス4が形成され、その薄膜デバイス4の上面にエポキシあるいはアクリル系接着樹脂5で第二の基体である転写先基板6を貼り付けた構造となっている。
As shown in FIG. 1 (a), in the functional substrate of the present invention, a
続いて図1(b)に示すように、浴槽8に純水または酸溶液7を溜め、その中に図1(a)の機能性基体を入れる。このようにすれば、酸化ゲルマニウムが端部から純水または酸溶液によってエッチングが開始され、酸化ゲルマニウムの一部又は全部が溶解する。また、カバー膜3とエポキシ接着層5が薄膜デバイス4と強く接着されていることにより、薄膜デバイス4は酸溶液7のダメージに曝されることが無い。これにより、第一の基体である絶縁性基板1から薄膜デバイス4を容易に且つ歩留まり良く剥離できる。
Subsequently, as shown in FIG. 1 (b), pure water or an
「実施例1」
図1(a)に示すように、6インチφの石英基板1の上に酸化ゲルマニウム膜2を厚さ1μm成膜し、更にカバー膜として酸化シリコン膜3を厚さ0.2μm成膜し、その上にポリシリコン膜からなる薄膜トランジスタアレイ4を形成し、その上部に加熱硬化型エポキシ接着剤5を薄く塗布してポリエチレンフィルム6を貼り付けた。
"Example 1"
As shown in FIG. 1A, a
ここで酸化ゲルマニウム2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。アルゴン流量40sccm、酸素流量20sccmの条件にて成膜した。
Here, the
また、薄膜トランジスタアレイ4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。続いて図1(b)に示すように、浴槽8に純水7を溜め、この浴槽全体を温度80℃を保つよう加熱した。実際の加熱には浴槽として耐熱ガラスでできたビーカーに純水を入れ、その中に図1(a)に示す機能性基体を浸漬させ、ビーカー全体を湯煎にかけて加熱した。この状態でおよそ4時間浸漬したところ、酸化ゲルマニウムはほぼ溶解して、石英基板からPETフィルム付き薄膜トランジスタアレイ4を剥離することができた。
The thin
このようにして得られた、薄膜トランジスタアレイ4をPETフィルム基板上6へ転写した後のトランジスタ特性の電気的特性を、これらの処理をしないガラス基板上の初期のトランジスタ特性とを比較したところ、ほとんど差が無く、良好な特性を有する薄膜デバイスを得ることができた。
When the electrical characteristics of the transistor characteristics after the thin
「実施例2」
実施例1と同様に、6インチφの石英基板1の上に酸化ゲルマニウム膜2を厚さ1μm成膜し、更にカバー膜として酸化シリコン膜3を厚さ0.2μm成膜し、その上にポリシリコン膜からなる薄膜トランジスタアレイ4を形成した。
"Example 2"
As in Example 1, a
図2(a)を参照して説明する。実施例1と異なる点は、薄膜トランジスタアレイ4の上部に熱硬化型エポキシ接着剤5をローラーで極薄に塗布して加熱硬化した後、さらにその上部に弾性接着剤51を薄く塗り転写先基板となるPETフィルム6を貼り付けた点である。剥離層に用いた酸化ゲルマニウムおよび薄膜トランジスタについては実施例1で示したものとまったく同じ製法かつ同じ条件で作製した。
This will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that after the thermosetting
このようにして得られた機能性基体を、80℃の純水中に浸漬させたところ、4時間後に酸化ゲルマニウムはほぼ溶解して、石英基板からPETフィルム付き薄膜トランジスタアレイ4を剥離することができた。
When the functional substrate thus obtained was immersed in pure water at 80 ° C., germanium oxide was almost dissolved after 4 hours, and the thin
このようにして得られた薄膜トランジスタアレイ4をPETフィルム基板上6へ転写した後のトランジスタ特性の電気的特性を、これらの処理をしないガラス基板上の初期のトランジスタ特性とを比較したところ、ほとんど差が無く、良好な特性を有する薄膜デバイスを得ることができた。
When the electrical characteristics of the transistor characteristics after the thin
「実施例3」
本発明の実施の形態に関して、さらに図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の第三の実施の形態にかかる機能性基体および電子デバイスの製造方法を示す図である。
"Example 3"
The embodiment of the present invention will be further described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a functional substrate and an electronic device according to the third embodiment of the present invention.
図2(a)に示すように、石英またはガラス基板1の上に酸化ゲルマニウム膜2一層のみ、あるいはゲルマニウム膜21と酸化ゲルマニウム膜2の二層からなる剥離層を形成し、更にカバー膜3を成膜し、その上に薄膜デバイス4を作製する。その後、薄膜デバイス4の上面にエポキシ接着剤5を、薄く塗布し硬化させる。さらにその上部にシリコーンなどの弾性接着剤51を用いて第二の基体である転写先基板6に接着する。
As shown in FIG. 2 (a), only one
続いて図2(b)に示すように、エッチング浴槽8に純水または酸溶液7を溜め、その中に図2(a)に示す機能性基体を入れる。純水または酸溶液を40℃以上に保ち1〜2時間浸漬すると、図2(b)に示すように酸化ゲルマニウム膜2の外周部が数ミリ長にわたって溶出し、その部分の剥離が起こる。次に図2(c)に示すように、浴槽から機能性基体を取り出すと、80℃ から室温に温度が変化するので、エポキシ硬化層5と石英基板1の線膨張率の違いから石英基板1とエポキシ接着層5に挟まれた薄膜構造部に引っ張り応力が作用する。酸化ゲルマニウム膜2の溶出が進行しつつある箇所に、この力が作用すると溶出と剥離が急速に進行する。このとき、エポキシ接着層5は比較的硬く、薄膜デバイス4と強く接着されていることにより、剥離プロセス中に薄膜デバイス4がダメージを受けることなく高速で剥離できる。
Subsequently, as shown in FIG. 2 (b), pure water or an
「実施例4」
図2(a)に示すように、6インチφの石英基板1の上にゲルマニウム膜21を厚さ200nm、酸化ゲルマニウム膜2を厚さ1μm成膜し、更にカバー膜として酸化シリコン膜3を厚さ0.2μm成膜し、その上にポリシリコン膜からなる薄膜トランジスタアレイ4を形成した。その上部に加熱硬化型エポキシ接着剤5を薄く塗布してホットプレート上で120℃、0.5hで硬化させた。最後にシリコーン接着剤51を用いて厚さ500μmのポリエチレンフィルム6を接着した。
Example 4
As shown in FIG. 2A, a
ゲルマニウム膜21および酸化ゲルマニウム膜2は、ゲルマニウムをターゲットとしてスパッタリング法により成膜した。ゲルマニウム膜21に対してはアルゴンガス(流量:40sccm)を、酸化ゲルマニウム膜2に対してはアルゴンと酸素の混合ガス(アルゴン流量:40sccm、酸素流量:20sccm)をスパッタガスとして用いた。また、薄膜トランジスタアレイ4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
続いて図2(b)に示すように、温度の制御が可能なマグネット攪拌器の浴槽8に純水を溜め、温度80℃を保つように置いた。その中に図2(a)の機能性基体を浸漬させた。500rpmの回転で攪拌しながら1時間30分浸漬したところ、基板外周部付近の酸化ゲルマニウムが溶解した。上記機能性基体を80℃の純水中から取り出し25℃の純水に浸漬したところ、酸化ゲルマニウム層2の溶出に加えて、下層のゲルマニウム膜21もところどころ石英基板から剥がれ、きわめて短時間でダメージなくPETフィルム付き薄膜トランジスタアレイを剥離できた。
Subsequently, as shown in FIG. 2 (b), pure water was stored in the
石英基板上1の初期のトランジスタ特性と、石英基板から剥離したPETフィルム基板上へ転写した後のトランジスタ特性を比較したところ、ほとんど差が無く、良好な特性を有する薄膜デバイスを提供できた。 When the initial transistor characteristics on the quartz substrate 1 were compared with the transistor characteristics after being transferred onto the PET film substrate peeled from the quartz substrate, there was almost no difference, and a thin film device having good characteristics could be provided.
「実施例5」
実施例4とまったく同じ構造の6インチφの石英基板1をベースとした機能性基体を用意した。80℃の純水中に機能性基体を2時間浸漬させて酸化ゲルマニウム膜2の外周部を数ミリ溶出した後、室温雰囲気中に当該積層物を取り出し放置しておいた。取り出し後、剥離が自発的に進み、2〜3分後にPETフィルム付き薄膜トランジスタアレイが完全に剥離した。
"Example 5"
A functional substrate based on a 6-inch φ quartz substrate 1 having exactly the same structure as in Example 4 was prepared. The functional substrate was immersed in pure water at 80 ° C. for 2 hours to elute the outer periphery of the
石英基板上の初期のトランジスタ特性と、石英基板から剥離したPETフィルム基板上へ転写した後のトランジスタ特性を比較したところ、ほとんど差が無く、良好な特性を有する薄膜デバイスを提供できた。 When the initial transistor characteristics on the quartz substrate were compared with the transistor characteristics after being transferred onto the PET film substrate peeled from the quartz substrate, there was almost no difference, and a thin film device having good characteristics could be provided.
「実施例6」
実施例3とまったく同じ構造の6インチφの石英基板1をベースとした機能性基体を80℃の純水中に30分浸漬させて酸化ゲルマニウム膜2の外周部が1mm前後溶出したのを確認後、25℃の純水中に浸漬させて酸化ゲルマニウム膜2が大部分溶出したのを確認した。
"Example 6"
A functional substrate based on a 6-inch φ quartz substrate 1 having exactly the same structure as in Example 3 was immersed in pure water at 80 ° C. for 30 minutes to confirm that the outer periphery of the
その後、再度80℃の純水中に当該機能性基体をさらに30分放置し、その後25℃純水に浸漬したところPETフィルム付き薄膜トランジスタアレイが完全に剥離した。 Thereafter, the functional substrate was again left in pure water at 80 ° C. for another 30 minutes and then immersed in pure water at 25 ° C., whereby the thin film transistor array with PET film was completely peeled off.
石英基板上の初期のトランジスタ特性と、石英基板から剥離したPETフィルム基板上へ転写した後のトランジスタ特性とを比較したところ、ほとんど差が無く、良好な特性を有する薄膜デバイスを得ることができた。 When the initial transistor characteristics on the quartz substrate were compared with the transistor characteristics after being transferred onto the PET film substrate peeled off from the quartz substrate, there was almost no difference and a thin film device having good characteristics could be obtained. .
このように、本発明の機能性基体の構成とすることにより、優れた特性を持つ半導体素子、及びその回路が、種々の材料からなる基体上へ特性の劣化なしに転写することが可能となる。また、本発明の剥離方法を用いることにより、従来よりも半分以下の時間で、ダメージを与えることなく薄膜電子回路素子を石英基盤(基体1)から剥離することができる。 As described above, the configuration of the functional substrate of the present invention makes it possible to transfer a semiconductor element having excellent characteristics and its circuit onto a substrate made of various materials without deterioration of the characteristics. . In addition, by using the peeling method of the present invention, the thin film electronic circuit element can be peeled from the quartz substrate (base 1) in less than half the time of the conventional method without causing damage.
1 第一の基体
2 剥離層
3 カバー膜
4 被転写層
5 接着層
6 第二の基体
7 純水または酸溶液
8 エッチング浴槽(ビ−カー)
21 ゲルマニウム層
51 第二の接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st base |
21
Claims (4)
前記膜構造上に、ガラス転移温度が100℃以上200℃以下、吸水率が0.1%以下、引っ張りせん断強さが10N/mm2以上、T型剥離接着強さが1N/mm2以上、線膨張係数が1.0×10−4以下である、エポキシ系あるいはアクリル系接着剤を用いて第二の基体を接着した構造を有することを特徴とする機能性基体。 A peeling layer of a germanium oxide film on the first substrate, and at least one of a thin film electronic circuit or an electronic circuit element or a film structure composed of a single layer or a plurality of layers necessary for the production thereof on the peeling layer; ,
On the film structure, the glass transition temperature is 100 ° C. or more and 200 ° C. or less, the water absorption is 0.1% or less, the tensile shear strength is 10 N / mm 2 or more, the T-type peel adhesion strength is 1 N / mm 2 or more, A functional substrate having a structure in which a second substrate is bonded using an epoxy or acrylic adhesive having a linear expansion coefficient of 1.0 × 10 −4 or less.
前記剥離層の上に薄膜電子回路あるいは電子回路素子あるいはそれらの作製に必要な単層または複数の層からなる膜構造の少なくとも一つを形成する工程と、
前記膜構造上に、ガラス転移温度が100℃以上200℃以下、吸水率が0.1%以下、引っ張りせん断強さが10N/mm2以上、T型剥離接着強さが1N/mm2以上、線膨張係数が1.0×10−4以下である、エポキシ系あるいはアクリル系接着剤を用いて第二の基体を接着する工程と、
を含む、機能性基体の製造方法。 On the first substrate, a step of forming a peeling layer composed of one layer of a germanium oxide film or two layers of a germanium film and a germanium oxide film;
Forming at least one of a thin film electronic circuit or an electronic circuit element or a film structure composed of a single layer or a plurality of layers necessary for the production thereof on the release layer;
On the film structure, the glass transition temperature is 100 ° C. or more and 200 ° C. or less, the water absorption is 0.1% or less, the tensile shear strength is 10 N / mm 2 or more, the T-type peel adhesion strength is 1 N / mm 2 or more, Bonding the second substrate with an epoxy or acrylic adhesive having a linear expansion coefficient of 1.0 × 10 −4 or less;
A method for producing a functional substrate, comprising:
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