JPH07254690A - 半導体板形成方法 - Google Patents
半導体板形成方法Info
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Abstract
くとも1個の半導体板を配置するための方法を得る。 【構成】 半導体基板の1つの面に対して、そこにおい
て基板を剥離させるための面に沿って微小気泡の膜を生
成するように不活性ガスまたは水素ガスイオンイオンを
衝撃すること、前記基板の前記表面と支持体とを一体化
すること、配置すべき板に対応する基板表面の領域を、
支持体を通してレーザービームで照射し、前記微小気泡
の膜の対応する領域において、板の剥離を引き起こし、
また板の支持体への付着を強化すること、前記板を基板
から引き剥がし、それを支持体上へ保持するように前記
基板を前記支持体から分離すること、の工程を含む。
Description
持体上へ、1個または複数個の半導体板を設置するため
の方法に関する。
導体部品が配置される面積はそれらを支持する要素の面
積に比べて制限されている。これは例えば、アクティブ
マトリックスフラットスクリーンの場合に見られ、そこ
においてはスクリーンの各画像要素(または画素)が1
個のトランジスタによって制御されるようになってい
る。このような型の装置のために現在用いられている技
術は画素を制御するためのトランジスタを作製するため
に、水素化アモルファスシリコンまたは多結晶シリコン
を使用するものである。
に画素が形成される支持体の表面全体がアモルファス半
導体または、場合によっては多結晶材料の膜で以て覆わ
れる。次に、この膜のほとんどの部分がエッチされて、
ほんのわずかな領域だけがトランジスタ用に残される。
制御トランジスタによって占められる表面は、画素表面
の小さな部分(20%以下)に過ぎない。スクリーンの
光学的透過損失を最小化するために、この寄生的な占有
および相互接続のための領域を削減する試みが行われて
いる。
この伝統的な方法では、このように初期に配置されたシ
リコン膜の主要部分が失われる。現在までにこのことに
対して多大な注目が払われることはなかった。それはア
モルファスシリコンまたは多結晶シリコン膜を配置する
コストが小さいからである。しかし、高品質の半導体材
料、特に単結晶シリコンを使用する必要がある場合に
は、このことはもはや正しくない。このようにシリコン
膜の主要部分を失うことは重大な欠点となる。
る。本発明は、半導体材料、特に単結晶シリコンを小さ
い板の形で、装置実現のためにちょうど足りる表面積を
持って、必要とされる場所に設置されることを許容す
る。このように、本発明は単結晶シリコンの使用を可能
とし、シリコンの使用量が少ないことのためにより低コ
ストとなる技術的に高度な方法を提供する。更に、本方
法は大面積のアクティブマトリックススクリーンに適用
できる。
1,472に記載されている情報から得られる技術を使
用している。本資料は半導体材料でできた薄膜を作製す
るための方法を開示しており、3つの工程を含んでい
る。第1段階では、半導体材料でできた板の1つの面
へ、イオン衝撃によって微小な気泡(microbub
ble)を含む膜を形成する。第2段階では、この板の
表面を補弾材(stiffener)と一体化する。第
3段階では、この板と補弾材とで構成されるユニットを
十分高温に加熱し、板中の結晶の再配置および微小な気
泡の中の圧力効果によって微小気泡の膜のレベルにおい
て板の剥離を引き起こさせる。こうして、補弾材に付着
した薄膜が得られる。
寸法と厚さとを有する少なくとも1個の半導体板を設置
するための方法であって、 −半導体基板の1つの面に対して、そこにおいて基板を
剥離させるための面に沿って微小気泡の膜を生成するよ
うにイオンを衝撃することであって、その打ち込みイオ
ンエネルギーは前記半導体板の特定の厚さに対応する深
さに微小気泡の膜を得ることのできる大きさであり、ま
た前記イオンは不活性ガスイオンまたは水素ガスイオン
から選ばれたものであるイオン衝撃工程、 −前記基板の前記表面と前記支持体とを一体化すること
(renderingintegral)、 −配置すべき板に対応する基板表面の領域を、支持体を
通してレーザービームで照射することであって、この支
持体を通るビームによって運ばれる照射エネルギーが、
前記微小気泡の膜の対応する領域において、板の剥離を
引き起こし、また板の支持体への付着を強化するのに十
分な温度をもたらす強さであるようなレーザービーム照
射工程、 −前記板を基板から引き剥がし、それを支持体上へ保持
するように前記基板を前記支持体から分離すること、の
工程を含む方法を得ることである。
前記支持体との間で十分な結合エネルギーを提供し、以
降の操作においてそれらが結合状態で留まるようにする
任意の操作と理解される。例えば、それらの操作とし
て、原子間結合を生成することのできる表面処理や接着
操作等が含まれる。更に、分離というのは、引っ張り力
を及ぼす引き離し操作等の任意の分離操作を含む。
おいて、前記基板表面をエッチして、基板表面上に前記
板の寸法に対応する面を区切る溝を形成する工程を含む
ことが好ましい。
りも深いことが好ましい。
の板を供給するつもりであれば、配置すべき板に対応す
る基板表面の領域の照射は照射ビームで基板を走査する
ことによって行うことができ、あるいは照射すべき領域
に対応する開口を有するマスクを通して一括して照射す
ることができる。
徴や利点については、非限定的な例示実施例についての
以下の詳細な説明を、図面を参照しながら読むことによ
ってより容易に理解されよう。
ットアクティブマトリックス表示スクリーンの構築の一
部を構成する意図で、ガラスの支持体上に1組の半導体
単結晶シリコン板を設置することに関して行う。
体上へ転写すべき小さい薄板の供給源として用いられる
単結晶シリコンでできた単結晶基板1を示している。板
は、辺の長さが約10ミクロンないし40ミクロンの面
を有し、厚さは約1ミクロンである。それらの板は、1
00ないし1000ミクロンのピッチでXおよびYの直
交方向に沿ってガラス支持体表面上に規則正しく配置さ
れる。
るのを容易にするために、本発明の方法に委ねられた基
板表面2には、第1の切断方向に沿って掘られた溝3
と、第1の方向に直交する第2の方向に沿って掘られた
溝4とがエッチされて形成される。これらの溝3および
4は幅が3ミクロン、深さが2ミクロンでよい。それら
は基板1の表面を区画し、所望の板の面に対応する表面
を備えた、図1に示される領域5を一括して区切ってい
る。
から引き剥がすのを容易にし、それらの板の寸法を全体
で定義することができる。それらはまた、イオン衝撃工
程の前後いずれにおいて形成してもよい。
工程において、所望される板の厚さの関数であるエネル
ギーを有する水素イオン(プロトンまたはH2+)6で以
て衝撃される。一例として、基板1を100keVのエ
ネルギーのプロトンで衝撃することができ、このエネル
ギーは約800オングストロームの厚さに対応する。イ
オン衝撃中のプロトンのドーズ量は約5×1016プロト
ン/cm2 であり、イオン打ち込み中の基板温度は15
0℃ないし350℃に保たれる。
用いることも可能であり、その場合は既に引用した資料
FR−A−2,681,472に指示されているよう
に、イオン打ち込みパラメーターを調節しなければなら
ない。
表面2の下に微小気泡の膜7が生成される。基板を前処
理する時に、溝3および4の深さはこの微小気泡の膜の
深さよりも大きくとってある。
基板の表面2に取り付けられる。この実施例では、この
支持体はガラスでできている。本方法を実施する場合に
使用されるはずの照射ビームに対してこの支持体は透明
である。基板および支持体は原子間結合によって一体化
される。
10が見える。この支持体上へ配置すべき半導体基板1
の領域がガラス支持体10を通して選択的に照射され
る。図2は、基板表面2の領域21および22を2つの
照射ビームをそれぞれ別々に、逐次的に用いて照射する
ものとして示している。それらの領域の照射は次の条件
を満たすものである必要がある。この照射に曝されるシ
リコン膜で吸収されるパワー密度と照射時間とは、照射
される表面の温度が周辺の表面温度の上昇を伴わずに約
600℃以上に断熱的に上昇できるものである。照射さ
れた領域でのこの温度上昇は、水素イオンの侵入深さに
対応した位置(微小気泡の膜のレベル)での剥離と、温
度上昇に基づく原子間結合エネルギーの増大によるそれ
ら領域と支持体との間の結合エネルギー増大とをもたら
す。
れた領域の1つについて、2本の溝4間の微小気泡の膜
7の部分へ向かっての温度上昇の伝搬の様子を波線で示
している。
することができる。一例として、板の剥離を促進し、そ
れの支持体への接着性を増進できるYAGレーザーから
取り出される照射ビームは、30nsのパルス長を有
し、パルス1個当たり0.2ないし0.4Jのエネルギ
ーを供給する。照射は走査によって行うこともでき、そ
うすれば配置すべき各板を連続的に照射することができ
る。更に、マスクを用いることによってすべての板を同
時に一括して照射することもできる。その様子は図4に
示され、そこには図2のガラス支持体10の上に半導体
基板1が乗った構造が示されている。この場合には、領
域21と22(図示されたものでは)は、マスク35の
開口34を通り抜けた共通光源30からの照射ビーム3
1と32とによってそれぞれ同時に照射される。それら
の開口34は、得るべき板の面と同一の大きさを有し、
同じピッチに従って配置される。
と支持体10とを互いに分離させることである。このこ
とは、照射された領域では半導体基板から剥離し、照射
されなかった部分では温度上昇が無いために結合エネル
ギーが低いために剥離が起こらないために可能となる。
このように、選ばれた場所に半導体板20を接着搭載さ
れた支持体10が得られる。このように転写が行われた
後には、基板1の表面2には、転写された板に対応して
わずかな凹み25ができている。
場合についての図面を示しているが、明らかなように、
このような転写はもっと数多くの板について行われるこ
とができ、特に、アクティブマトリックスフラットスク
リーンを実現するために必要なすべての半導体板の転写
についても可能である。
用いて第2の組の板の転写を行うことができ、更に第3
組、等々と続けることができる。この手順は、最初に半
導体基板に対して全面に一様なイオン打ち込みが行われ
ていれば、与えられた表面のすべての板が使用され尽く
すまで繰り返すことができる。その後、供せられた基板
表面が再び研磨されて、本発明の方法を新しく適用する
ことができる。
マトリックス印刷ヘッドセンサーを実現するために有利
に適用できる。
導体基板を示す図。
を強化し、半導体基板からの板の剥離を促進するための
基板照射工程を示す図。
す図。
設置方法の最終工程を示す図。
Claims (10)
- 【請求項1】 支持体上へ特定の寸法と厚さとを有する
少なくとも1個の半導体板を設置するための方法であっ
て、 半導体基板の1つの面に対して、そこにおいて基板を剥
離させるための面に沿って微小気泡の膜を生成するよう
にイオンを衝撃することであって、その打ち込みイオン
エネルギーは前記半導体板の特定の厚さに対応する深さ
に微小気泡の膜を得ることのできる大きさであり、また
前記イオンは不活性ガスイオンまたは水素ガスイオンか
ら選ばれたものであるイオン衝撃工程、 前記基板の前記表面と支持体とを一体化すること、 配置すべき板に対応する基板表面の領域を、支持体を通
してレーザービームで照射することであって、この支持
体を通るビームによって運ばれる照射エネルギーが、前
記微小気泡の膜の対応する領域において、板の剥離を引
き起こし、また板の支持体への付着を強化するのに十分
な温度をもたらす強さであるようなレーザービーム照射
工程、 前記板を基板から引き剥がし、それを支持体上へ保持す
るように前記基板を前記支持体から分離すること、の工
程を含む方法 - 【請求項2】 請求項第1項記載の方法であって、更
に、前記イオン衝撃の前または後に、前記基板表面に溝
をエッチして、前記板の寸法に対応する面を前記基板表
面に区切る工程を含む方法。 - 【請求項3】 請求項第2項記載の方法であって、前記
溝の深さが前記微小気泡の膜の深さよりも深い方法。 - 【請求項4】 請求項第1項記載の方法であって、支持
体上に複数個の板を設けるために、配置すべき板に対応
する基板表面の領域を照射ビームで走査することによっ
て照射を行う方法。 - 【請求項5】 請求項第1項記載の方法であって、支持
体上に複数個の板を設けるために、配置すべき板に対応
する基板表面の領域の照射を、照射すべき領域に対応す
る開口を持つマスクを通した照射によって一括して行う
方法。 - 【請求項6】 請求項第1項記載の方法であって、前記
照射ビームがYAGレーザービームである方法。 - 【請求項7】 請求項第1項記載の方法であって、前記
半導体基板が単結晶シリコンを含み、前記イオン衝撃が
150℃ないし350℃の基板温度において水素イオン
を用いて行われ、前記照射ビームが照射される基板領域
の温度を600℃以上に加熱する方法。 - 【請求項8】 アクティブマトリックスフラットスクリ
ーンの画素を制御するためのトランジスタを実現するた
めに請求項第1項記載の方法を適用すること。 - 【請求項9】 画像センサーの実現のために請求項第1
項記載の方法を適用すること。 - 【請求項10】 アクティブマトリックス印刷ヘッドを
実現するために請求項第1項記載の方法を適用するこ
と。
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JP (1) | JP3905930B2 (ja) |
DE (1) | DE69508817T2 (ja) |
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