JP4940402B2 - Method for manufacturing thin film device - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜装置の基板間転写技術を使用した薄膜装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film device using an inter-substrate transfer technique for a thin film device.
液晶表示装置(LCD)、電界発光(エレクトロルミネッセンス:EL)表示装置のような半導体応用装置では、変形や落下による壊れ防止、柔軟性、軽量化等の理由などにより下地基板にプラスチック基板を使用することが望ましい場合がある。しかし、プラスチック基板は、半導体装置製造で必要とされる高温プロセスに対する耐熱性が無いため、プラスチック基板上に通常の半導体製造プロセスによって半導体装置を形成することができない。 In semiconductor application devices such as liquid crystal display devices (LCD) and electroluminescence (EL) display devices, a plastic substrate is used as a base substrate for reasons such as prevention of breakage due to deformation and dropping, flexibility, and weight reduction. Sometimes it is desirable. However, since a plastic substrate does not have heat resistance to a high temperature process required for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor device cannot be formed on the plastic substrate by a normal semiconductor manufacturing process.
従来、プラスチック基板上に半導体装置を形成するための技術として、薄膜半導体装置を耐熱の製造元基板上に形成した後、該基板から薄膜半導体装置が形成されている素子形成層(被転写層)を剥離し、これを転写先基板であるプラスチック基板に貼り付けることによって半導体応用装置を製造する転写技術があった。これらの転写技術は、例えば、特開平10−125929号公報、特開平10−125930号公報、特開平10−125931号公報に、「剥離方法」等として詳細に説明されている。
しかしながら、上記転写技術を使用して製造した薄膜装置は、製造元基板から転写先基板に1回転写した状態では、素子形成層が相対的に上下反転して転写されるために、素子形成層の元の上面が転写先基板に密着し、そのままでは素子形成層に外部配線を接続することができない。このため転写先基板に転写後に剥離層を除去してから再度金属層を形成してパターニングすることにより、素子形成層中の薄膜装置に電気的に接続する配線を形成する必要があった。 However, in the thin film device manufactured using the above transfer technology, the element forming layer is relatively inverted and transferred in a state where it is transferred once from the manufacturer substrate to the transfer destination substrate. The original upper surface is in close contact with the transfer destination substrate, and external wiring cannot be connected to the element formation layer as it is. For this reason, it was necessary to form a wiring electrically connected to the thin film device in the element formation layer by removing the release layer after transfer to the transfer destination substrate and then forming and patterning the metal layer again.
また、剥離層は転写後に総て除去されてしまう一時的な材料であって、材料費が無駄であり、廃棄材料を増えるため環境保護上も好ましくないという問題があった。 Further, the release layer is a temporary material that is completely removed after the transfer, and there is a problem that the material cost is wasted and waste materials are increased, which is not preferable for environmental protection.
そこで、本発明は、1回転写であって、材料の無駄を軽減しつつ薄膜装置への配線工程を簡略化可能な薄膜装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film device that can be transferred once and can simplify the wiring process to the thin film device while reducing waste of materials.
上記課題を解決するために、本発明の薄膜装置の製造方法は、転写元基板上に、所定のエネルギ付与によって剥離する特性を有し、かつ、導電性を呈する剥離層を形成する工程と、剥離層上に薄膜装置を含む被転写層を形成する工程と、被転写層の一方の面に接着層を介して転写先基板を接合する工程と、剥離層にエネルギを付与して転写元基板と剥離層との間に剥離を生じさせ、剥離層とともに被転写層を転写先基板に転写する工程と、転写先基板に転写されて露出した剥離層をパターニングして、薄膜装置と電気的に接続された配線層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a thin film device of the present invention includes a step of forming a release layer on a transfer source substrate having a property of peeling by applying predetermined energy and exhibiting conductivity, A step of forming a transfer layer including a thin film device on the release layer, a step of bonding a transfer destination substrate to one surface of the transfer layer via an adhesive layer, and a transfer source substrate by applying energy to the release layer A separation layer is formed between the substrate and the release layer, and the layer to be transferred is transferred to the transfer destination substrate together with the release layer, and the release layer transferred and exposed to the transfer destination substrate is patterned to electrically connect with the thin film device. And a step of forming a connected wiring layer.
上記工程によれば、剥離層に導電性を保持させておき、転写先基板に1回だけ転写した後、剥離層を総て除去する代わりにその一部が薄膜装置と電気的に接続するための配線層としてパターニングして残されるので、剥離層自体を薄膜装置への配線層として兼用させることができる。このため、配線層を別途形成するための工程を削除でき、かつ、破棄される剥離層の量を減少させることができる。 According to the above process, after the release layer is kept electrically conductive and transferred to the transfer destination substrate only once, a part of the release layer is electrically connected to the thin film device instead of removing all of the release layer. Therefore, the peeling layer itself can be used as a wiring layer for the thin film device. For this reason, the process for forming a wiring layer separately can be deleted, and the amount of the release layer to be discarded can be reduced.
なお、本発明において転写先基板は、プラスチック基板に限定されるものではなく、ガラスやセラミックなど種種の基板が使用可能である。 In the present invention, the transfer destination substrate is not limited to a plastic substrate, and various substrates such as glass and ceramic can be used.
ここで例えば、被転写層は、剥離層上に下地層を形成する工程と、下地層に貫通孔を設ける工程と、下地層に設けられた貫通孔に導電性材料を設ける工程と、下地層に設けられた貫通孔上に薄膜装置の接続点が位置するように薄膜装置を形成する工程と、により形成される。このような工程を経れば、剥離層を剥離した時点で、既に薄膜装置と電気的な接続が得られているため、パターニングするだけで剥離層を配線層とすることが可能である。 Here, for example, the transferred layer includes a step of forming a base layer on the release layer, a step of providing a through hole in the base layer, a step of providing a conductive material in the through hole provided in the base layer, Forming the thin film device so that the connection point of the thin film device is positioned on the through hole provided in the substrate. Through such a process, since the electrical connection with the thin film device is already obtained when the release layer is peeled off, the release layer can be used as a wiring layer only by patterning.
ここで、例えば薄膜装置は、配線膜、電極、または半導体装置のいずれか1以上を含む。被転写層に含まれ、基板外と電気的な接続を要するものとしてこれらが考えられるからである。 Here, for example, the thin film device includes one or more of a wiring film, an electrode, and a semiconductor device. This is because these are considered to be included in the transferred layer and require electrical connection to the outside of the substrate.
導電性を有する剥離層としては、例えば金属微粒子を含んで構成されることが好ましい。金属微粒子によれば、剥離層の主たる材料の導電性如何に関わらず、剥離層全体に容易に導電性を付与することができ、さらに、後の熱処理等により導電性を向上させることも可能だからである。 For example, the conductive release layer preferably includes metal fine particles. According to the metal fine particles, it is possible to easily impart conductivity to the entire peeling layer regardless of the conductivity of the main material of the peeling layer, and it is also possible to improve the conductivity by subsequent heat treatment or the like. It is.
剥離層としては、光の照射によって原子間又は分子間の結合力が消失又は減少する材料で形成されていることが好ましい。このような性質を有していれば、光の照射によって容易に物理的な結合力を消滅又は減少させ、剥離作業を簡単にできるからである。 The release layer is preferably formed of a material that loses or reduces the bonding force between atoms or molecules when irradiated with light. This is because, if it has such properties, the physical bonding force can be easily eliminated or reduced by light irradiation, and the peeling operation can be simplified.
このような材料としては、アモルファスシリコンを含むことが好ましい。アモルファスシリコンによれば、上記特性を有し、容易に転写元基板から剥離するからである。 Such a material preferably contains amorphous silicon. This is because amorphous silicon has the above characteristics and is easily peeled off from the transfer source substrate.
アモルファスシリコンを剥離層として利用する場合、アモルファスシリコンに対する不純物を含んで構成してもよい。アモルファスシリコンであれば、半導体材料として不純物の付与により導電性を容易に呈するため、剥離容易と導電性保持という双方の特性を合わせて持たせることが可能だからである。 In the case where amorphous silicon is used as the peeling layer, an impurity for amorphous silicon may be included. This is because amorphous silicon easily exhibits conductivity by adding impurities as a semiconductor material, and thus can have both characteristics of easy peeling and retention of conductivity.
また本発明は、このような電気光学装置を備えた電子機器でもある。「電子機器」とは、複数の素子または回路の組み合わせにより一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定が無いが、例えば、上記電気光学装置を含むテレビジョン装置、ロールアップ形テレビジョン装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、ICカード、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。 The present invention is also an electronic apparatus including such an electro-optical device. “Electronic device” refers to a general device that exhibits a certain function by a combination of a plurality of elements or circuits, and includes, for example, an electro-optical device and a memory. Although there is no particular limitation on the configuration, for example, a television device including the electro-optical device, a roll-up television device, a personal computer, a mobile phone, a video camera, a head-mounted display, a rear-type or front-type projector, Examples include a fax machine with a display function, a finder for a digital camera, a portable TV, a DSP device, a PDA, an electronic notebook, an electric bulletin board, an IC card, and a display for advertisement.
次に図面を参照しながら、本発明の最良の実施の形態を説明する。以下の実施の形態は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples of the present invention and do not limit the scope of the present invention.
本実施形態は、薄膜装置として薄膜トランジスタを製造する場合に関する。本実施形態における薄膜装置の製造方法は、基本的に次の工程を備える。
1)転写元基板上に、所定のエネルギ付与によって剥離する特性を有し、かつ、導電性を呈する剥離層を形成する工程;
2)剥離層上に薄膜装置を含む被転写層を形成する工程;
3)被転写層の一方の面に接着層を介して転写先基板を接合する工程;
4)剥離層にエネルギを付与して転写元基板と剥離層との間に剥離を生じさせ、剥離層とともに被転写層を転写先基板に転写する工程;及び
5)転写先基板に転写されて露出した剥離層をパターニングして、薄膜装置と電気的に接続された配線層を形成する工程。
The present embodiment relates to a case where a thin film transistor is manufactured as a thin film device. The manufacturing method of the thin film device in the present embodiment basically includes the following steps.
1) A step of forming on a transfer source substrate a release layer having a property of peeling by applying predetermined energy and exhibiting conductivity;
2) forming a transfer layer including a thin film device on the release layer;
3) A step of bonding the transfer destination substrate to one surface of the transferred layer via an adhesive layer;
4) A step of applying energy to the peeling layer to cause peeling between the transfer source substrate and the peeling layer, and transferring the transfer layer together with the peeling layer to the transfer destination substrate; and 5) being transferred to the transfer destination substrate. A step of patterning the exposed release layer to form a wiring layer electrically connected to the thin film device.
上記工程によれば、剥離層に導電性を保持させておき、転写先基板に1回だけ転写した後、剥離層を総て除去する代わりにその一部が薄膜装置と電気的に接続するための配線層としてパターニングして残されるので、剥離層自体を薄膜装置への配線層として兼用させることができる。このため、配線層を別途形成するための工程を削除でき、かつ、破棄される剥離層の量を減少させることができる。 According to the above process, after the release layer is kept electrically conductive and transferred to the transfer destination substrate only once, a part of the release layer is electrically connected to the thin film device instead of removing all of the release layer. Therefore, the peeling layer itself can be used as a wiring layer for the thin film device. For this reason, the process for forming a wiring layer separately can be deleted, and the amount of the release layer to be discarded can be reduced.
図2及び図3に、本実施形態における薄膜装置の製造方法を説明する製造工程断面図を示す。図2は、剥離層形成工程から被転写層形成工程までを示す図であり、図3は、接合工程から配線層形成工程までを示す図である。これらの図は、薄膜トランジスタ二つについての製造工程を模式的に示したものであり、トランジスタ領域の拡大断面図である。以下詳細に各工程を説明する。 2 and 3 are cross-sectional views of manufacturing steps for explaining the method of manufacturing the thin film device according to this embodiment. FIG. 2 is a diagram showing from the release layer forming step to the transferred layer forming step, and FIG. 3 is a diagram showing from the joining step to the wiring layer forming step. These drawings schematically show a manufacturing process for two thin film transistors, and are enlarged sectional views of a transistor region. Each process will be described in detail below.
<1:剥離層形成工程>
図2(a)に示すように、転写元基板100上に剥離層102が形成される。転写元基板(製造元基板)100として、薄膜トランジスタを製造するための高温プロセスに十分耐えられる基板、例えば、1000℃程度に耐える石英ガラス党の透光性耐熱基板を利用する。転写元基板100には、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング7059、日本電気ガラスOA―2等の耐熱性ガラス等を使用可能である。転写元基板100の厚みは、最終製品に用いられるものではないため大きな制限要素はないが、0.1mm〜0.5mm程度であることが好ましく、0.5mm〜1.5mmであることがより好ましい。転写元基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると、転写元基板の透過率が低い場合に照射光の減衰を招く。ただし、転写元基板の照射光の透過率が高い場合には、上記上限値を越えてその厚みを厚くすることができる。
<1: Release layer forming step>
As shown in FIG. 2A, a
剥離層102は、本発明に係り、所定のエネルギ付与によって剥離する特性を有し、かつ、導電性を呈するものであることを要する。剥離する特性とは、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離(「層内剥離」または「界面剥離」ともいう)を生ずる性質である。すなわち、一定の強度の光を照射することにより、剥離層102を構成する材料の原子または分子における原子間または分子間の結合力が消失しまたは減少し、アブレーション(ablation)等を生じ、剥離を起こすものである。また、光の照射により、剥離層102から気体が放出され、分離に至る場合もある。剥離層102に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層102が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
The
このような特性を備える剥離層102に適する組成としては、例えば、アモルファス(非晶質)シリコン(a−Si)を使用することができる。このアモルファスシリコン中には、水素(H)が含有されていてもよい。水素の含有量は、2at%程度以上であることが好ましく、2〜20at%であることがさらに好ましい。水素が含有されていると、光の照射により水素が放出されることにより剥離層102に内圧が発生し、これが剥離を促進する。水素の含有量は、成膜条件、例えば、CVD法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入する光のパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。
As a composition suitable for the
剥離層102の厚さとしては、1nm〜20μm程度であるのが好ましく、10nm〜2μm程度であるのがより好ましく、40nm〜1μm程度であるのがさらに好ましい。剥離層102の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるからである。また剥離層102の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー(光量)を大きくする必要があったり、また、剥離後に剥離層102をパターニングするのに時間を要したりするからである。
The thickness of the
剥離層102の形成方法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、剥離層102の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、CVD(MOCCVD、低圧CVD、ECR―CVD含む)法、蒸着、分子線蒸着(MB)、スパッタリング法、イオンプレーティング法、PVD法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ(ディッピング)、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・ブロジェット(LB)法、スピンコート、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち2種以上の方法を組み合わせてもよい。
The formation method of the
特に、剥離層102の組成がアモルファスシリコン(a−Si)の場合には、CVD、特に低圧CVDやプラズマCVDにより成膜するのが好ましい。また、剥離層102をゾルーゲル(sol-gel)法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。
In particular, when the composition of the
本実施形態では、剥離層102に金属微粒子が含まれていることに特徴がある。金属微粒子としては、銀等の微粒子を利用可能である。金属微粒子の粒径に特に限定は無い。金属微粒子の密度は、十分な導電性を付与することができる程度にする。この範囲を超えて密度が高いと、導電性は確保できるが剥離層としての機能に影響があり、この範囲より密度が低いと導電性が十分確保できないからである。
The present embodiment is characterized in that the
このように本実施形態の剥離層102は、アモルファスシリコンであって、それ自体導電性を備えていないが、金属微粒子を含むことによって剥離層全体に容易に導電性を付与することができ、さらに、後の熱処理等により導電性を向上させることができる。
As described above, the
なお、アモルファスシリコンを剥離層102として利用する場合、金属微粒子を含ませる他に、アモルファスシリコンに対し、不純物を導入することにより導電性を付与することが可能である。例えば半導体膜をN型またはP型にするための不純物を予めまたは剥離後に剥離層102に導入することで、導電性を呈し、配線層として機能することになる。
Note that when amorphous silicon is used as the
<2:被転写層形成工程>
図2(b)〜(f)は被転写層110の形成工程である。
<2: Transferred layer forming step>
2B to 2F show a process for forming the transferred
下地層104の厚みは、その形成目的に応じて適宜決定される。通常は、10nm〜5μm程度であるのが好ましく、40nm〜1μm程度であるのがより好ましい。下地層が薄すぎると、上記保護層等の機能を果たすことができず、下地層が厚すぎると全体が厚膜化してしまうからである。
The thickness of the
下地層104の形成方法としては、剥離層102で説明した各種の方法が適用可能である。なお下地層は、一層で形成する他、同一または異なる組成を有する複数の材料を用いて二層以上形成することもできる。
As a method for forming the
図2(c)に示すように、下地層104にはさらに貫通孔112が設けられる。この貫通孔112は、後の半導体薄膜形成において、ソース103sやドレイン103dが設けられる位置に設けられる。予めこのような位置に貫通孔112を形成することで、1回転写後に容易に電気的な接続をすることができるからである。貫通孔112の形成は、通常の絶縁膜にスルーホールやビアを設けるための方法を適用可能である。
As shown in FIG. 2C, the
なお、この貫通孔112は、1回転写後に剥離層102の側から電気的な導通を取る必要がある場合に設ければよい。本実施形態では上層に配線層107sや107dを別途設けるため、この配線層のみで足りる場合にまで貫通孔を設ける必要はないからである。また、下地層104に金属材料が使用される場合には、後のパターニングにおいて剥離層102とともに配線層を形成することになるため、スルーホール等の形成は不要である。
Note that the through-
図2(d)に示すように、貫通孔112の形成後には導電性材料114が貫通孔内に充填される。導電性材料114としては、導電性があって貫通孔112に充填することが容易な材料であればよく、例えばアルミニウム、銅、金、ニッケル、タンタル、銀等を用いることが可能である。
As shown in FIG. 2D, after the through
図2(e)に示すように、貫通孔112内に導電性材料114が充填されたら、貫通孔112上に薄膜装置の接続点、すなわち、薄膜トランジスタT1及びT2のソース103s及び/またはドレイン103dが位置するように、半導体膜103が形成される。半導体膜103の形成は、公知の半導体薄膜形成技術を用いればよい。例えば、貫通孔112が形成された下地層104上に、CVD法によってシリコンを堆積させることにより、シリコン膜が形成される。次いで、シリコン膜を薄膜トランジスタのトランジスタ領域の形状にパターニングすることにより半導体膜103が形成される。
As shown in FIG. 2E, when the through
図2(f)に示すように、半導体膜103が形成されたら、それをトランジスタ領域とする薄膜トランジスタを形成する。まず、シリコンをCVD法で堆積し酸化させることによって、または酸化珪素等を直接堆積することによってゲート絶縁膜106が形成される。次いで、半導体膜103にチャネル103c用のイオン注入を行う。次に、タンタルなどの金属膜を堆積するか、CVD法によって不純物を高濃度拡散したポリシリコンを堆積し、パターニングを行うことにより、ゲート電極105が形成される。次に、ゲート電極105をマスクとして半導体膜103のソース103s・ドレイン103d領域上に高濃度不純物注入を行うことにより、自己整合的にソース103s・ドレイン103dが形成される。次いで、不純物活性化の熱処理を行い、CVD法によってシリコン酸化膜を堆積することによって、層間絶縁膜108が形成される。層間絶縁膜108にソース103s・ドレイン103dまで達するコンタクトホールが設けられる。そして、不純物を高濃度で注入したポリシリコンをCVD法で、あるいは金属膜をスバッタ法で堆積することにより、これらをパターニングして配線層107s・107dが形成される。
As shown in FIG. 2F, after the
図2(f)に示すように、このようにして薄膜トランジスタT1及びT2を薄膜装置として含む被転写層(素子形成層)110が形成される。薄膜トランジスタの形成方法は上記に限らず、公知の薄膜半導体製造技術を適用することが可能である。被転写層110に含まれうる薄膜装置としては、薄膜トランジスタの他、画素電極、接続パッド、抵抗、キャパシタ等の受動部品が挙げられる。
As shown in FIG. 2F, a transfer layer (element forming layer) 110 including the thin film transistors T1 and T2 as a thin film device is thus formed. The method for forming the thin film transistor is not limited to the above, and a known thin film semiconductor manufacturing technique can be applied. Examples of the thin film device that can be included in the
なお、上記実施形態では被転写層110が薄膜装置を含む薄膜であったが、被転写層は薄膜に限定されず、塗布膜やシートのような厚膜であってもよい。
In the above embodiment, the transferred
<3:接合工程>
図3(a)に示すように、薄膜トランジスタT1及びT2を含む被転写層110が形成されたら、被転写層上に接着剤をスピンコートなどによって塗布することにより、接着層120が形成される。接着層120の上に転写用基板5を載置し、接合する。
<3: Joining process>
As shown in FIG. 3A, when the transferred
接着剤としては、例えば、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が使用可能である。組成としては、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系、等適宜に選択される。 As the adhesive, for example, various curable adhesives such as a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive, and an anaerobic curable adhesive can be used. The composition is appropriately selected from epoxy, acrylate, silicone and the like.
転写先基板122は永久基板として用いられるものであり、本発明の転写技術による効用の一つとして耐熱性や耐蝕性が比較的劣るものであっても利用可能である。また、剛性が低く、可撓性、弾性を有するものであってもよい。このような材料として、各種合成樹脂、各種ガラス剤が挙げられる。合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱効果性樹脂のいずれでも良く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等、その他のものが適用可能である。ガラス材としては、例えば、石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、その他のものが使用可能である。
The
なお、転写先基板122としては、単一材料からなる基板の他に、例えば、液晶セルのように、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例えば、カラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成する部材を用いてもよい。
As the
<4:剥離工程>
図3(b)及び図3(c)に示すように、転写先基板122の接合後、剥離層102にエネルギを付与して転写元基板100と剥離層102との間に剥離を生じさせ、剥離層102とともに被転写層110を転写先基板122に転写する。
<4: Peeling process>
As shown in FIGS. 3B and 3C, after joining the
エネルギの付与としてはレーザ光の照射によることが好ましい。レーザ光としては、剥離層102に層内剥離および/または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよいが、特にエキシマレーザは、短波長域で高エネルギを出力するため、極めて短時間で剥離層にアブレーションを生じさせることができるため好ましい。レーザ光のエネルギ密度は、エキシマレーザの場合、10〜5000mJ/cm2程度とするのが好ましく、特に100〜5299mJ/cm2程度とするのがより好ましい。1〜1000nsec程度とするのが好ましく、10〜100nsec程度とするのがより好ましい。エネルギ密度が低いか照射時間が短いと、十分なアブレーションが生ぜず、エネルギ密度が高いか照射時間が長いと、剥離層102や下地層104を透過した照射光により、半導体膜103へ悪影響を及ぼすことがある。
It is preferable to apply energy by applying laser light. Any laser beam may be used as long as it causes in-layer peeling and / or interfacial peeling in the
図3(b)に示すように、レーザ光の照射は、その強度が均一となるように照射するのが好ましい。光の照射方向は、剥離層に対し垂直な方向に限らず、剥離層に対し所定角傾斜した方向であってもよい。また、剥離層の面積が照射光1回の照射面積より大きい場合には、剥離層全領域に対し、複数回に分け光を照射してもよい。また、同一箇所に複数回照射してもよい。また、異なる種類、異なる波長(波長域)の光を同一領域または異なる領域に複数回照射してもよい。 As shown in FIG. 3B, it is preferable to irradiate the laser beam so that its intensity is uniform. The light irradiation direction is not limited to the direction perpendicular to the release layer, and may be a direction inclined by a predetermined angle with respect to the release layer. In addition, when the area of the release layer is larger than the irradiation area of one irradiation light, the entire area of the release layer may be irradiated with light in a plurality of times. Moreover, you may irradiate the same location several times. Moreover, you may irradiate the same area | region or a different area | region several times with the light of a different kind and a different wavelength (wavelength range).
図3(c)に示すように、上記レーザ光の照射等により、剥離層102の原子や分子の結合が弱められ、剥離層102と転写元基板100との界面で剥離が生じ、剥離層102が転写先基板122とともに剥離される。被転写層110としての素子形成層は転写先基板122に転写される。
As shown in FIG. 3C, the bonding of atoms and molecules in the
<5:配線層形成工程>
図3(d)に示すように、転写元基板100と剥離層102とが剥離されたら、転写先基板122に転写されて露出した剥離層102をパターニングして、薄膜トランジスタと電気的に接続された配線層102a〜dを形成する。
<5: Wiring layer forming step>
As shown in FIG. 3D, when the
すなわち、剥離層102は既に導電性を備えているため、各薄膜トランジスタT1やT2のソース103sやドレイン103dに対応して設けられた貫通孔112を含むように剥離層102をパターニングし、電気的に分離することによって、分離されたそれぞれの剥離層を配線層102a〜102dとして機能させることができるようになる。パターニングは、フォトリソグラフィやインクジェット法によるエッチング液の滴下、レーザエッチングなどを適用可能である。この配線層102a〜dは目的に応じて任意のパターニングにすることができる。この配線層102aは画素電極等に接続することが可能である。
That is, since the
なお、下地層104に金属材料を用いた場合には、剥離層102と同時に下地層104も同様の配線形状にパターニングする。
Note that in the case where a metal material is used for the
図1に、以上の本実施形態の薄膜装置の製造方法によって形成された薄膜装置の層構造を示す。図1は、上記薄膜トランジスタT1及びT2をさらに下地基板200に接続した様子を示している。
FIG. 1 shows a layer structure of a thin film device formed by the method for manufacturing a thin film device of the present embodiment. FIG. 1 shows a state in which the thin film transistors T 1 and T 2 are further connected to the
図1に示すように、下地基板200上に、配線層102a〜dに対し電気的に接続された薄膜トランジスタT1及びT2を含んだ被転写層110、接着層120、及び転写先基板122が形成されている。被転写層110は、下地層104、不純物がドープされたソース103sやドレイン103dを含む半導体膜103、ゲート絶縁膜106、ゲート電極105、層間絶縁膜108、配線層107等によって構成されている。また、下地基板200には、両面の導通を提供するためのビア201a〜dが、配線層102a〜dの位置に対応させて設けられている。
As shown in FIG. 1, a
このように、下地基板200を用いることで薄膜トランジスタとの接続端子を提供することができる。下地基板200に、用途に応じて液晶表示装置、電界発光装置、電気泳動装置の画素電極を設けておけば下地基板200と配線層102a〜dとを接続するだけで、1回転写後に容易に画素電極への接続を提供することができる。なお、画素電極の他に、接続端子、配線、他の薄膜トランジスタ等と接続してもよい。また、下地基板を設けずに、他の方法で配線層102a〜dと電気的に接続してもよい。
Thus, a connection terminal with a thin film transistor can be provided by using the
図4に、上記薄膜装置の製造方法を利用して製造されるアクティブマトリクス基板を備える電気光学装置1の回路図を示す。当該電気光学装置1は、上記製造方法により、転写先基板122上に薄膜トランジスタT1やT2によってアクティブマトリックス駆動方式のアクティブマトリクス基板を形成し、周辺回路を接続して製造されるものである。
FIG. 4 shows a circuit diagram of the electro-optical device 1 including an active matrix substrate manufactured by using the manufacturing method of the thin film device. The electro-optical device 1 is manufactured by forming an active matrix driving type active matrix substrate with thin film transistors T1 and T2 on a
図4に示すように、本電気光学装置1は、各画素Gが、上記薄膜トランジスタT1〜T4、配線層102a〜dから電気的に接続された有機電界発光素子OLED、コンデンサCを備えて構成され、それらが行方向に配線される走査線Vgp及び行選択線Vsel、列方向に配線される電源線Vdd及びデータ線Idataでマトリクス状に接続されて構成されている。走査ドライバ2からは走査線Vgpに走査制御信号、行選択線Vselに行選択信号が供給されるようになっている。電流ドライバ3からは電源線Vddに電源電圧が供給され、データ線Idataにデータ信号が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 4, the electro-optical device 1 includes each pixel G including an organic electroluminescent element OLED and a capacitor C electrically connected from the thin film transistors T1 to T4 and the
電気光学装置1は、走査線Vgpとデータ線Idataがともに選択状態となると、電源線Vddからの電流が有機電界発光素子OLED経由で流れるようになっている。 In the electro-optical device 1, when both the scanning line Vgp and the data line Idata are selected, a current from the power supply line Vdd flows through the organic electroluminescent element OLED.
図5(a)及び図5(b)に、図4に示すような電気光学装置を備えた電子機器の例を示す。図5(a)は、テレビジョン装置300に適用した例であり、当該電子機器は、本発明に係る電気光学装置1を含んで構成されている。また図5(b)はロールアップ形テレビジョン装置310に本発明に係る電気光学装置1を含んで構成されている。
FIG. 5A and FIG. 5B show examples of electronic apparatuses including the electro-optical device as shown in FIG. FIG. 5A is an example applied to the
なお、上記電気光学装置や電子機器の構造は単なる例示であり、本発明の薄膜装置の製造方法によって転写され製造された薄膜装置を用いるものに広く適用することが可能である。 Note that the structures of the electro-optical device and the electronic apparatus are merely examples, and can be widely applied to devices using a thin film device that is transferred and manufactured by the method of manufacturing a thin film device of the present invention.
本発明における薄膜装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されることなく種々に変更して利用することが可能である。例えば薄膜装置としては、薄膜トランジスタのみならず、配線や電極を含めることができる。 The method for manufacturing a thin film device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be used with various modifications. For example, as a thin film device, not only a thin film transistor but also a wiring and an electrode can be included.
また、電気光学装置としては、電界発光装置のみならず、液晶表示装置、電気泳動装置、電子放出装置等、表示に係る素子の形態に限定されず、種々に応用することが可能である。 Further, the electro-optical device is not limited to an electroluminescent device, but is not limited to the form of an element related to display, such as a liquid crystal display device, an electrophoretic device, and an electron-emitting device, and can be applied in various ways.
また、電子機器としては、上記構成に限定されず、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、ICカード、宣伝公告用ディスプレイ等に適用することが可能である。 Further, the electronic device is not limited to the above-described configuration. For example, a personal computer, a mobile phone, a video camera, a head-mounted display, a rear-type or front-type projector, a fax machine with a display function, a digital camera finder, a mobile phone The present invention can be applied to a type TV, a DSP device, a PDA, an electronic notebook, an electric bulletin board, an IC card, an advertisement display, and the like.
1 電気光学装置、2 走査ドライバ、3 電流ドライバ、100 転写元(製造元)基板、102 剥離層、102a〜d 配線層、103 半導体膜、103c チャネル、103s ソース、103d ドレイン、104 下地層、105 ゲート電極、106 ゲート絶縁膜、107s・107d 配線層、108 層間絶縁膜、110 被転写層(素子形成層)、112 貫通孔、114 導電性材料、120 接着層、122 転写先基板(永久基板)、200 下地基板、201a〜d ビア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electro-optical device, 2 Scan driver, 3 Current driver, 100 Transfer origin (manufacturer) board | substrate, 102 peeling layer, 102a-d wiring layer, 103 semiconductor film, 103c channel, 103s source, 103d drain, 104 underlayer, 105 gate Electrode, 106 gate insulating film, 107s / 107d wiring layer, 108 interlayer insulating film, 110 transferred layer (element forming layer), 112 through hole, 114 conductive material, 120 adhesive layer, 122 transfer destination substrate (permanent substrate), 200 Base substrate, 201a to d via
Claims (8)
前記剥離層上に薄膜装置を含む被転写層を形成する工程と、
前記被転写層の一方の面に接着層を介して転写先基板を接合する工程と、
前記剥離層に前記エネルギを付与して前記転写元基板と前記剥離層との間に剥離を生じさせ、前記剥離層とともに前記被転写層を前記転写先基板に転写する工程と、
前記転写先基板に転写されて露出した前記剥離層をパターニングして、前記薄膜装置と電気的に接続された配線層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする薄膜装置の製造方法。 A step of forming a release layer on the transfer source substrate having a property of peeling by applying predetermined energy and exhibiting conductivity;
Forming a transfer layer including a thin film device on the release layer;
Bonding the transfer destination substrate to the one surface of the transferred layer via an adhesive layer;
Applying the energy to the release layer to cause release between the transfer source substrate and the release layer, and transferring the transfer layer together with the release layer to the transfer destination substrate;
Forming a wiring layer electrically connected to the thin film device by patterning the peeling layer transferred and exposed to the transfer destination substrate.
前記剥離層上に下地層を形成する工程と、
前記下地層に貫通孔を設ける工程と、
前記下地層に設けられた前記貫通孔に導電性材料を設ける工程と、
前記下地層に設けられた前記貫通孔上に前記薄膜装置の接続点が位置するように前記薄膜装置を形成する工程と、により形成される、請求項1に記載の薄膜装置の製造方法。 The transferred layer is
Forming an underlayer on the release layer;
Providing a through hole in the underlayer;
Providing a conductive material in the through hole provided in the base layer;
The thin film device manufacturing method according to claim 1, wherein the thin film device is formed such that a connection point of the thin film device is positioned on the through hole provided in the base layer.
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