JP7059983B2 - 電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子デバイス及びその製造方法に関する。
ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）用のセンサーなどの電子デバイスは、小型かつ低消費電力で駆動するチップが必要であり、かつ、安価であることが求められる。このような電子デバイスでは、電源を外部に設け、外部供給電力により各種センサーを駆動するのが安定動作には理想的ではあるが、配線に要する設置コストが膨大になり、安価なセンサー設置が困難となる。従って、ＩｏＴ用のセンサーは、駆動電源として有線を必要としないデバイスの実現が必要である。
また、電子デバイスが安価であるためには小型である必要がある。以上の条件を実現するためには、電子デバイスにおいて駆動回路と駆動電源受電素子を１チップで実現する必要がある。電源を無線で得る方式はマイクロ波もしくは光のどちらかが選択可能だが、マイクロ波は距離による出力減衰が大きく、分散配置するＩｏＴ用センサーの給電方式としては適さない。
従って、ＩｏＴセンサー用途としては光無線給電方式が適切である。
光無線給電の受電素子は太陽電池になるが、駆動回路と受電素子を１チップに設けることは難しい。駆動回路エリアを最初に設け、駆動回路エリアと別の領域に受電用（受光用）の太陽電池素子を形成することは可能である。
しかし、駆動回路を設けるＳｉ系太陽電池の受電効率は高くなく、大きな面積を必要とする。また、駆動回路以外に、一時的に電荷を充電するコンデンサ機能が動作安定には必要であり、素子はさらに大きな面積を必要とする。
その結果、安価な素子を作製することが困難となる。受電素子の効率を高めるため、太陽電池部に化合物半導体からなる太陽電池をエピタキシャル成長することも可能である。
しかし、化合物半導体太陽電池をＳｉ基板上にエピタキシャル成長しようとすると、Ｓｉ基板との格子不整合が大きい。その結果、結晶品質を高めて高効率の受電用太陽電池を形成するため、エピタキシャル成長のためのバッファ層を工夫する必要があるなど、エピタキシャルコストの上昇を招く。
また、エピタキシャル成長は比較的高温になり、かつ、Ｓｉにとって不純物雰囲気でのエピタキシャル成長になるため、基板汚染にともなうプロセス設計の難易度が増すことになる。
その結果、やはり、素子製造コストが高価になる。
特開２０１８－１４８０７４号公報 特開２０１３－４６３２号公報 特開２００８－２１０８８６号公報
電子デバイスに追加の素子を設ける技術として、機能層と基体を接合する技術がある。機能層と基体の接合に関する技術として、特許文献１～３が挙げられる。特許文献１には、機能層と基体をＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）で接合する技術が記載されている。特許文献２には、犠牲層エッチングの技術が開示されている。特許文献３には、駆動回路基板にチップをフリップ接合する技術が開示されている。しかしながら、駆動回路と太陽電池構造及びコンデンサ機能部を１チップに備える電子デバイスの製造方法に関する技術は、特許文献１～３には開示されていない。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、駆動回路と太陽電池構造及びコンデンサ機能部を１チップに備え、かつ製造コストを抑制した電子デバイスの製造方法、及びそのような電子デバイスを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する方法であって、出発基板上にエピタキシャル成長によって形成された、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハと、複数の独立した駆動回路が形成された第二のウェーハを、前記第一のウェーハ及び前記第二のウェーハのいずれか一方に複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部を有するものとして準備する工程と、前記第一のウェーハと前記第二のウェーハを、前記複数の太陽電池構造と前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路が夫々重なり合うように接合して接合ウェーハとする工程と、前記接合ウェーハにおいて前記複数の太陽電池構造から前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路に夫々電力が供給可能なように配線を行う工程と、前記接合ウェーハをダイシングすることで、前記太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法を提供する。
このように、複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハと複数の独立した駆動回路が形成された第二のウェーハを、そのいずれか一方に複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部を有するものとして準備し、前記複数の太陽電池構造と前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路が夫々重なり合うように接合することで、電子デバイスの面積を極めて小さくすることが可能となる。したがって、太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスの製造コストを抑制できる。
また、前記接合を、熱硬化性の接着剤を用いて行うことが好ましい。
このように、熱硬化性の接着剤を用いて接合を行うことにより、低温で接合できる。また、そのため、接合に要する熱処理で太陽電池構造や駆動回路部の物性が変化することがないため、太陽電池構造、ダイオード回路、コンデンサ機能積層部、駆動回路形成後に接合工程を行うことができる。
また、前記接合を行った後、前記接合ウェーハから前記出発基板を分離することが好ましい。
このように、接合ウェーハから出発基板を分離することで、出発基板を再利用することもでき、コストを低減させることができる。
また、本発明の電子デバイスの製造方法では、前記配線を、前記接合を行う前に前記第二のウェーハにおいて前記駆動回路に電力を供給可能なようにパッド電極を設けることと、前記接合を行う前及び後の少なくともいずれかにおいて、前記第一のウェーハの太陽電池構造から電力を取り出すことが可能なように太陽電池構造用電極を形成することと、前記接合後に前記パッド電極及び前記太陽電池構造用電極を電気的に接続することとにより行うことができる。
本発明の電子デバイスの製造方法では、具体的には、このようにして配線を行うことができる。
また、本発明は、駆動回路が設けられた基板上に、太陽電池構造を有する電子デバイスであって、前記太陽電池構造と前記駆動回路との間にダイオード回路とコンデンサ機能積層部が配置されており、前記太陽電池構造から前記ダイオード回路、前記コンデンサ機能積層部及び前記駆動回路に電力が供給可能なように配線で電気的に接続されており、前記太陽電池構造と、前記ダイオード回路、前記コンデンサ機能積層部又は前記駆動回路との間が、前記配線を除いて熱硬化性の接着剤で電気的に離間されていることを特徴とする電子デバイスを提供する。
このような電子デバイスは、デバイスの面積を極めて小さくすることが可能であり、製造コストを抑制できる。
本発明の電子デバイスの製造方法及び電子デバイスでは、太陽電池構造を備え、ダイオード回路及びコンデンサ機能を具備し、駆動回路を有する電子デバイスの面積を極めて小さくすることが可能となる。したがって、電子デバイスの製造コストを抑制できる。
本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、太陽電池構造及びダイオード部を形成した第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、さらにコンタクト部を形成した第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、さらにコンデンサ機能積層部を形成した第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、さらにコンタクト電極を形成した第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、さらに接着層を形成した第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、素子分離のためのエッチングを行った第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、さらに素子分離のためのエッチングを行った第一のウェーハを示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、第一のウェーハと第二のウェーハの接合を示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、接合ウェーハからの出発基板の分離を示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、接合ウェーハの一部加工を示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、接合ウェーハのＳｉＯ２被覆を示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、接合ウェーハの電極形成を示す概略図である。 本発明の電子デバイスの工程の途中経過を示す概略図であり、接合ウェーハにおける金属配線を示す概略図である。
上述したようにＩｏＴ用のセンサーなどの電子デバイスは小型かつ低消費電力で駆動するチップが必要であり、かつ、安価であることが求められる。電源を外部に設け、外部供給電力により各種センサーを駆動するのが安定動作には理想的ではあるが、配線に要する設置コストが膨大になり、安価なセンサー設置が困難となる。従って、ＩｏＴ用のセンサーは、駆動電源として有線を必要としないデバイスの実現が必要である。
本発明者らが検討を重ねたところ、出発基板上にエピタキシャル成長によって形成された、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハと複数の独立した駆動回路が形成された第二のウェーハを、第一のウェーハ及び第二のウェーハのいずれか一方に複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部を有するものとして準備し、これらのウェーハを、複数の太陽電池構造と複数のダイオード回路、複数のコンデンサ機能積層部及び複数の駆動回路が夫々重なり合うように接合し、複数の太陽電池構造から複数のダイオード回路、複数のコンデンサ機能積層部及び複数の駆動回路に夫々電力が供給可能なように配線を行った後、ダイシングを行うことで製造した、太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスであれば、電子デバイスの面積を極めて小さくすることが可能となり、製造コストを抑制できる事が判り、本発明を完成させた。
本発明は、太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する方法であり、以下の工程を備える。すなわち、（ａ）出発基板上にエピタキシャル成長によって形成された、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハと、複数の独立した駆動回路が形成された第二のウェーハを、前記第一のウェーハ及び前記第二のウェーハのいずれか一方に複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部を有するものとして準備する工程、（ｂ）前記第一のウェーハと前記第二のウェーハを、前記複数の太陽電池構造と前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路が夫々重なり合うように接合して接合ウェーハとする工程、（ｃ）前記接合ウェーハにおいて前記複数の太陽電池構造から前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路に夫々電力が供給可能なように配線を行う工程、（ｄ）前記接合ウェーハをダイシングすることで、前記太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する工程、の各工程である。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）
まず、出発基板上にエピタキシャル成長によって形成された、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハを準備する。上記のように、複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部は、第一のウェーハ及び第二のウェーハのいずれか一方において有すればよいのであるが、ここでは、第一のウェーハにこれらを有するものとして説明する。
図１に第一のウェーハ１００の概略を示した。第一のウェーハ１００は、出発基板１０上にエピタキシャル成長により、太陽電池構造を複数形成する。
より具体的には以下のように太陽電池構造を形成することができるが、太陽電池構造は、化合物半導体からなる種々の構造を採用することができる。まず、ＧａＡｓからなる出発基板１０上に、例えば厚さ０．５μｍのｐ－ＧａＡｓバッファ層（不図示）、例えば厚さ０．３μｍのｐ－ＡｌＡｓ犠牲層１１、例えば厚さ０．３μｍの、第一のｐ－ＧａＡｓ層として、ｐ－ＧａＡｓコンタクト層１２、例えば厚さ０．２μｍのｐ－Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウィンドウ層１３、例えば厚さ０．５μｍの、第二のｐ－ＧａＡｓ層として、ｐ－ＧａＡｓエミッタ層１４、例えば厚さ３．５μｍの、第一のｎ－ＧａＡｓ層として、ｎ－ＧａＡｓベース層１５、例えば厚さ０．０５μｍのｎ－Ｉｎ０．５Ｇａ０．５ＰからなるＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ、裏面電界）層１６を形成し、太陽電池構造を有する第一のウェーハ１００を準備する。図１の段階では、素子分離を行っておらず、太陽電池構造は独立していない。太陽電池構造の各層の構成や組成、厚さなどは、適宜設計することができる。例えば、ここでＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐは擬似格子整合する条件で積層していればよく、臨界膜厚以下の膜厚であれば、例示した組成に限定されない。
図１のＢＳＦ層１６上には、更に例えば厚さ０．３μｍの、第二のｎ－ＧａＡｓ層として、ｎ－ＧａＡｓコンタクト層３１、例えば厚さ０．０１μｍの、第三のｎ－ＧａＡｓ層として、ｎ＋－ＧａＡｓトンネル接合層３２、例えば厚さ０．３μｍの、第三のｐ－ＧａＡｓ層として、ｐ－ＧａＡｓ層（ダイオード用ｐ型層）３３、例えば厚さ０．３μｍの、第四のｎ－ＧａＡｓ層として、ｎ－ＧａＡｓ層（ダイオード用ｎ型層）３４を形成する。これにより、これらの層からなるダイオード部（ダイオード回路）３０を太陽電池構造上に形成した第一のウェーハ１００とすることができる。これにより、ダイオード付きＰＶ－ＥＰＷ（光起電力－エピタキシャルウェーハ）を準備することができる。このダイオード部（ダイオード回路）３０は、電子デバイス製造後、電流の逆流を防止するものとなる。
次に、図１に示したダイオード部（ダイオード回路）３０を太陽電池構造上に形成した第一のウェーハ１００上に、図２に示したように、コンタクト部４０を形成することができる。コンタクト部４０は、例えば０．１μｍのＡｕＳｉ層４１、例えば厚さ０．１μｍの第一Ｔｉ層４２、例えば厚さ０．５μｍのＡｌ層４３を成膜して、これらの層からなるコンタクト部とすることができる。
さらに、このようなコンタクト部を形成した図２の第一のウェーハ１００上に、図３に示したように、コンデンサ機能積層部５０を形成することができる。コンデンサ機能積層部５０は、例えば厚さ０．５μｍの第一Ｐｔ層５１、例えば厚さ０．５μｍのＴａ層５２、例えば厚さ０．１μｍのＴｉＢａＯ３層５３、例えば厚さ０．５μｍの第二Ｔｉ層５４、例えば厚さ０．５μｍの第二Ｐｔ層５５を成膜して、これらの層からなるコンデンサ層とすることができる。
次に、コンデンサ機能積層部５０を形成した図３の第一のウェーハ１００上に、図４に示したように、第一ＳｉＯ２膜６１を形成することができる。この第一ＳｉＯ２膜６１は、Ｐ－ＣＶＤ法（プラズマ－化学気相堆積法）にて例えば厚さ０．１μｍとして形成することができる。さらに、図４に示したように、第一ＳｉＯ２膜６１の一部を開口して、Ａｕからなる第一コンタクト電極６２を形成することができる。なお、第一ＳｉＯ２膜６１はＢＣＢ膜の接着増強層であり、必ずしも第一ＳｉＯ２膜６１を設ける必要はない。
次に、図５に示したように、第一ＳｉＯ２膜６１上にスピンコート法により、熱硬化性の接着剤として、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）膜６３を例えば０．２μｍの厚さで形成する。本発明で用いることができる熱硬化性の接着剤としてはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂を用いることが好ましいが、これに限定されない。ＢＣＢ膜６３の塗布後、１００℃前後の熱処理により溶剤を飛ばしておくことが好ましい。ＢＣＢ膜６３の厚さは好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上である。このような厚さのＢＣＢ膜６３は、より良好なウェーハ接合を実現することができる。ＢＣＢ膜６３の厚さは好ましくは２．０μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下とする。このようなＢＣＢ膜６３の厚さであれば、コストの上昇が抑えられる。また、そのような厚さであれば、接合圧力による変形量を小さくでき、分離パターンの側面への付着量も増加せず、その後の犠牲層エッチング及びパターン出し工程を容易にできる。
次に、ＢＣＢ膜６３上に、コンタクト電極６２の部分及び太陽電池構造を独立したものとするための素子分離を予定する部分（素子分離予定部）が開口したレジストパターンをフォトレジスト工程により形成する。フッ素含有ガス（ＮＦ３あるいはＳＦ６など）とＡｒガスの混合プラズマ雰囲気下でＩＣＰ（誘導結合プラズマ）処理を行うことにより、ＢＣＢ膜６３及びＳｉＯ２膜６１並びにコンデンサ部５０とコンタクト部４０の一部（Ａｌ層４３及び第一Ｔｉ層４２）のパターニングを行う（図５参照）。ここで、ＩＣＰ処理の条件として雰囲気圧力１．０Ｐａ，ＮＦ３とＡｒガスの総流量は５０ｓｃｃｍで行うことができるが、ＢＣＢ膜６３及びＳｉＯ２膜６１並びにコンデンサ部５０とコンタクト部４０の一部のパターニングが出来る条件であれば、この条件に限定されない。
次にコンタクト部４０のＡｕＳｉ層４１については、ＫＩ含有溶液によりウェット処理を行い、ＡｕＳｉ層４１を除去して開口することができる（図６参照）。
ＡｕＳｉ層４１を開口した後、図７に示すように、Ａｒガスの混合プラズマ雰囲気下でＩＣＰ処理を行うことにより、ダイオード部３０及び太陽電池構造（ＰＶ部）の素子分離を行った接合用基板（第一のウェーハ１００）を形成する。ここで、ＩＣＰ処理の条件として雰囲気圧力１．０Ｐａ，Ｃｌ２とＡｒガスの総流量は５０ｓｃｃｍで行うことができるが、ダイオード部３０及び太陽電池構造（ＰＶ部）の素子分離パターニングが出来る条件であれば、この条件に限定されない。
このようにして素子分離パターンニングを行った後、レジストパターンを除去する。レジスト除去はアッシング処理を行うことができるが、これに限定されるものではなく、有機洗浄やその他の脱脂処理にて除去してもよい。また、素子分離はＩＣＰ処理で行ったが、ＩＣＰ処理の手法に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、ＧａＡｓ層に対しては酒石酸過酸化水素混合溶液、ＩｎＧａＰに対しては塩酸燐酸混合液にてエッチングし、素子分離を行ってもよい。以上の工程により、図７に示したように、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有し、複数の独立したダイオード部（ダイオード回路）３０とコンデンサ機能積層部５０を有する第一のウェーハ１００を準備することができる。
次に、第二のウェーハ２００として、Ｓｉ基板上に駆動回路と入力用の受電パッド部（第一パッド電極２２、第二パッド電極２３）を有する駆動回路基板２０を準備する（図８参照）。次に、図８に示したように、駆動回路基板２０の表面に、例えば厚さ０．１μｍの第二ＳｉＯ２膜２１を成膜する。なお、第二ＳｉＯ２膜２１はＢＣＢ膜の接着増強層であり、必ずしも第二ＳｉＯ２膜２１を設ける必要はない。
次に、駆動回路基板２０及び接合用基板を第一パッド電極２２と第一コンタクト電極６２の位置が略同一位置になる様にアライメントを行い、対向して重ね合わせ、例えば３００℃の温度で２５０Ｎ／ｃｍ２程度の圧力を加えつつ接合する（接合ウェーハ３００）。
ここで３００℃の熱処理条件を例示したが、ＢＣＢが短時間で硬化するのに必要な温度条件が３００℃であるにすぎず、低温条件を選択しても、保持時間を長くすることで硬化は可能であり、この温度条件に限定されない。また、２５０Ｎ／ｃｍ２程度の圧力を例示したが、確実に接合可能な圧力を例示したものにすぎず、接合時間を長くとればこの圧力よりも低い圧力で接合は可能であり、この圧力値に限定されない。
接合後、図９に示したように、犠牲層１１のエッチングを行う。犠牲層１１のエッチングはフッ素含有溶液で行う。図８及び図９に示したように素子分離予定部が開口しているため、フッ素含有液はＡｌＡｓ犠牲層１１に速やかに達し、犠牲層１１をエッチングする。
フッ素含有液は犠牲層１１以外の層に対してエッチング選択性を有するため、ＡｌＡｓ犠牲層１１のみが選択的に除去される。犠牲層１１が消失したことにより、太陽電池構造及びダイオード部（ダイオード回路）３０とコンデンサ機能積層部５０は駆動回路基板側（第二のウェーハ２００側）に残留し、出発基板１０の部分は接合ウェーハ３００から分離する。
分離した出発基板１０はエピタキシャル成長用基板に再利用することができる。出発基板１０は、必要に応じて表面を再度ポリッシュして利用しても良い。
次に、接合ウェーハ３００に対し、フォトリソグラフィー法により、一部が開口したパターンを形成し、ｐ－ＧａＡｓコンタクト層（第一のｐ－ＧａＡｓ層）１２からＡｕＳｉ層４１までを前述同様のＩＣＰ処理にてエッチングを行う。次に、ＫＩ溶液にてレジスト非被覆部のＡｕＳｉ層４１を除去する（図１０参照）。ＡｕＳｉ層４１のパターン形成後、レジストを除去する。
次にフォトリソグラフィー法により、一部が開口したパターンを形成し、ＩＣＰ処理にてレジスト非被覆部のコンデンサ機能積層部５０を除去し、第二Ｔｉ層５４部を残置させたパターンを形成する（図１０参照）。コンデンサ機能積層部５０のパターン形成後、レジストを除去する。
次にフォトリソグラフィー法により、一部が開口したパターンを形成し、ＩＣＰ処理にてレジスト非被覆部の第二Ｔｉ層５４からＢＣＢ膜６３までを除去し、第二ＳｉＯ２層２１の部分を露出させたパターンを形成する（図１０参照）。第二のウェーハ２００（駆動用基板）側の第二ＳｉＯ２層２１の部分の露出パターン形成後、レジストを除去する。なお、第二ＳｉＯ２層２１の部分の露出パターン形成の場合を例示したが、第二ＳｉＯ２層２１の部分は必ずしも残置する必要はなく、除去されたパターンであってもよい。
次に、例えば０．１μｍ厚の第三ＳｉＯ２膜７２にてウェーハ全体を被覆する（図１１参照）。次に、図１１に示したように、フォトリソグラフィー法により、第三ＳｉＯ２膜７２の一部が開口したパターンを形成し、コンタクト層（第一のｐ－ＧａＡｓ層）１２上の一部、及び第一Ｔｉ層４２の一部、及び第一Ｐｔ層５１の一部、及び第二Ｔｉ層５４の一部、及び第二パッド電極２３が開口したパターンを形成し、フッ素含有溶液にてエッチングすることで第三ＳｉＯ２膜７２の一部を開口する。第三ＳｉＯ２膜７２の一部を開口した後、レジストを除去する。
次に、図１２に示したように、ＳｉＯ２開口部にコンタクト層（第一のｐ－ＧａＡｓ層）１２に接する第二コンタクト電極７３を形成する。
ここで、コンタクト層（第一のｐ－ＧａＡｓ層）１２に接する第二コンタクト電極７３はＢｅを含有するＡｕにて、例えば０．５μｍ厚の電極を形成する。なお、オーミックコンタクトが形成されれば前述の材料に限定されるものではなく、どの様な材料でも選択可能である。
次に、図１３に示したように、第二パッド電極２３、及び第一Ｐｔ層５１の開口部、及び第二コンタクト電極７３を結んで金属配線７７を形成する。フォトリソグラフィー法により開口パターンを形成し、Ａｌ層を例えば厚さ０．５μｍで蒸着し、リフトオフ法により配線パターンを形成する。更に第二Ｔｉ層５４の開口部、及び第一Ｔｉ層４２の開口部を結んで金属配線７８を形成する。フォトリソグラフィー法により開口パターンを形成し、Ａｌ層０．５μｍを蒸着し、リフトオフ法により配線パターンを形成する。
このようにして接合ウェーハ３００が作製される。接合ウェーハ３００には、複数の電子デバイス構造が形成される。このような接合ウェーハ３００をダイシングすることで、電子デバイス構造を個々に分離し、太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造することができる。
図１３に示した接合ウェーハ３００をダイシングすることにより製造した電子デバイスは、以下のような構成とすることができる。この電子デバイスは、駆動回路が設けられた基板（駆動回路基板２０）上に、太陽電池構造を有する電子デバイスであり、太陽電池構造と駆動回路との間にダイオード部（ダイオード回路）３０とコンデンサ機能積層部５０が配置されている。さらに、太陽電池構造からダイオード回路３０、コンデンサ機能積層部５０及び駆動回路に電力が供給可能なように配線７７、７８で電気的に接続されている。さらに、太陽電池構造と、ダイオード回路３０、コンデンサ機能積層部５０又は駆動回路との間が、配線７７、７８を除いて熱硬化性の接着剤（ＢＣＢ膜６３）で電気的に離間されている。上記の例の場合は、太陽電池構造は駆動回路（駆動回路基板２０）と、コンデンサ機能積層部５０と駆動回路の間で熱硬化性の接着剤（ＢＣＢ膜６３）で接着されている。
太陽電池（ＰＶ）は面積増大により受電電力が大きくなるため、面積が大きい方が駆動電力の点では有利である。また、コンデンサの容量は大面積ほどためることのできる電荷が増加するため、面積の大きい方が有利である。従来例では太陽電池構造部とコンデンサ機能部と駆動回路部が同一面に設けられており、受電電力を大きくするためには素子の面積が大きくなる。しかし、本発明においては、駆動回路部上に受電部及びコンデンサ機能部を設けるため、素子面積を極小化することができる。
また、特に、接合の際に熱硬化性の接着剤を用いることにより、接合時の温度が３００℃と低温とすることができる。従って、接合に要する熱処理で駆動回路部の物性が変化することがないため、駆動回路形成後に接合工程を行うことが可能である。接合時の温度が３００℃と低温であり、接合に要する熱処理で太陽電池構造部及びコンデンサ機能部の物性が変化することがないため、太陽電池構造部の電極形成後に接合工程を行うことが可能である。そのため、各材料の特性を損なうことなく太陽電池構造部、コンデンサ機能部、駆動回路の機能を有する機能基板を実現することができる。
また、本発明では、駆動回路基板と、太陽電池構造部（及びコンデンサ機能部）を別個に形成できることから、各機能部を形成する際に最適な条件の選択が可能であるため、歩留まりの向上に寄与する。
また、本発明では、太陽電池構造部の出力用電極と、駆動回路部の入力用電極の、位置合わせを行って接合することから配線形成精度と、配線形成に伴う歩留まりを向上させることができる。
また、本発明では、太陽電池構造部形成と駆動回路形成を別々の工程で行うことで、積層後の不良発生に伴う歩留まり低下を防止することができる。
また、駆動回路部に太陽電池構造のエピタキシャル層を形成する場合、バッファ層形成に伴う材料コストが大きな比重を占めるが、太陽電池構造形成基板・工程と駆動回路形成基板・工程をそれぞれ分離することで、各々コスト最少の最適な設計で形成することが可能であり、総コストを下げることができる。
また、太陽電池構造のエピタキシャル層のコストが高価であり、出発基板のコストが大きな比重を占める。太陽電池構造部の素子分離を行ってから接合を行うため、エピタキシャルリフトオフの工程適用が可能であり、剥離した出発基板の再利用により、エピコストを低減させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
１０…出発基板、
１１…犠牲層、 １２…コンタクト層、 １３…ウィンドウ層、
１４…エミッタ層、 １５…ベース層、 １６…ＢＳＦ層、
２０…駆動回路基板、 ２１…第二ＳｉＯ２膜、
２２…第一パッド電極、 ２３…第二パッド電極、
３０…ダイオード部（ダイオード回路）、
３１…コンタクト層、 ３２…トンネル接合層、
３３…ダイオード用ｐ型層、 ３４…ダイオード用ｎ型層、
４０…コンタクト部、 ４１…ＡｕＳｉ層、 ４２…第一Ｔｉ層、 ４３…Ａｌ層、
５０…コンデンサ機能積層部、 ５１…第一Ｐｔ層、 ５２…Ｔａ層、
５３…ＴｉＢａＯ３層、 ５４…第二Ｔｉ層、 ５５…第二Ｐｔ層、
６１…第一ＳｉＯ２膜、 ６２…第一コンタクト電極、 ６３…ＢＣＢ膜、
７２…第三ＳｉＯ２膜、 ７３…第二コンタクト電極、 ７７、７８…金属配線、
１００…第一のウェーハ、 ２００…第二のウェーハ、 ３００…接合ウェーハ。

Claims (5)

  1. 太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する方法であって、
    出発基板上にエピタキシャル成長によって形成された、化合物半導体からなる複数の独立した太陽電池構造を有する第一のウェーハと、複数の独立した駆動回路が形成された第二のウェーハを、前記第一のウェーハ及び前記第二のウェーハのいずれか一方に複数の独立したダイオード回路とコンデンサ機能積層部を有するものとして準備する工程と、
    前記第一のウェーハと前記第二のウェーハを、前記複数の太陽電池構造と前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路が夫々重なり合うように接合して接合ウェーハとする工程と、
    前記接合ウェーハにおいて前記複数の太陽電池構造から前記複数のダイオード回路、前記複数のコンデンサ機能積層部及び前記複数の駆動回路に夫々電力が供給可能なように配線を行う工程と、
    前記接合ウェーハをダイシングすることで、前記太陽電池構造を備えた駆動回路を有する電子デバイスを製造する工程と
    を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  2. 前記接合を、熱硬化性の接着剤を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
  3. 前記接合を行った後、前記接合ウェーハから前記出発基板を分離することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイスの製造方法。
  4. 前記配線を、
    前記接合を行う前に前記第二のウェーハにおいて前記駆動回路に電力を供給可能なようにパッド電極を設けることと、
    前記接合を行う前及び後の少なくともいずれかにおいて、前記第一のウェーハの太陽電池構造から電力を取り出すことが可能なように太陽電池構造用電極を形成することと、
    前記接合後に前記パッド電極及び前記太陽電池構造用電極を電気的に接続することと
    により行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
  5. 駆動回路が設けられた基板上に、太陽電池構造を有する電子デバイスであって、
    前記太陽電池構造と前記駆動回路との間にダイオード回路とコンデンサ機能積層部が配置されており、
    前記太陽電池構造から前記ダイオード回路、前記コンデンサ機能積層部及び前記駆動回路に電力が供給可能なように配線で電気的に接続されており、
    前記太陽電池構造と、前記ダイオード回路、前記コンデンサ機能積層部又は前記駆動回路との間が、前記配線を除いて熱硬化性の接着剤で電気的に離間されていることを特徴とする電子デバイス。
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