JPH0818022A

JPH0818022A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0818022A
Application number: JP14682194A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sakurai; 敦司桜井; Tsuneo Yamazaki; 恒夫山崎; Kunio Nakajima; 邦雄中島; Kunihiro Takahashi; 邦博高橋; Hiroaki Takasu; 博昭鷹巣
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】単結晶シリコンの半導体素子と同等以上の電
気特性や微細構造を有する半導体素子薄膜を、異種材料
の担体基板上に形成すること。【構成】本発明の半導体装置は、単結晶半導体素子が
形成された薄膜と、異種材料の担体基板とが接着層を介
して接着された構成となっている。【効果】単結晶半導体素子を形成した後、担体基板と
接着するため、担体基板の材質に左右されることなく、
素子形成の際に高温プロセスが使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関する。よ
り詳しくは、単結晶半導体素子が形成された薄膜が担体
基板上に接着された半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、異種材料基板上の薄膜に半導体素
子が形成された半導体装置としては、半導体素子は例え
ばガラス基板上に堆積された非晶質シリコンおよび多結
晶シリコン薄膜上に形成されていた。該薄膜は化学的気
相成長法等を用いて基板上に容易に堆積でき、比較的大
面積を得られる。該半導体素子は通常の単結晶シリコン
ウエハを用いて形成されるサブミクロンオーダーの半導
体素子ほど微細なものではなく、ガラス基板等の耐熱性
を考慮して、低温プロセスで形成される。

【０００３】また支持基板は単結晶シリコンであり異種
材料ではないが、基板と薄膜との間に絶縁層を挟んだ構
造の半導体装置もあり、いわゆるＳＯＩ構造と呼ばれて
いる。ＳＯＩ構造の単結晶シリコン薄膜に形成される半
導体素子は、微細度、プロセスに関して単結晶シリコン
ウエハ上の半導体素子とほぼ同様である。加えてＳＯＩ
構造の半導体素子は高速動作、高耐圧等のメリットを有
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来から
ある、異種材料基板上の薄膜に半導体素子が形成された
半導体装置では、ガラスのような異種材料基板上に単結
晶シリコン半導体素子と同等以上の性能を持った半導体
素子を形成することは困難であった。

【０００５】堆積によって得られた非晶質あるいは多結
晶シリコン薄膜を用いた半導体装置では、異種材料基板
を用いることはできるが、薄膜の移動度が単結晶シリコ
ンと比較して一桁から二桁小さいために、高速動作が不
可能であった。また多結晶シリコンは微細加工すると、
結晶粒界の影響で素子特性のバラツキが大きくなってし
まう欠点があった。

【０００６】一方ＳＯＩ構造の半導体装置の場合には、
素子特性は単結晶半導体素子と同等以上を確保できる
が、そのためには１０００℃以上の高温プロセスを通す
必要があり、支持基板も薄膜と同じ単結晶シリコンであ
る必要があった。例えば支持基板がガラスであると、ガ
ラスの融点は１０００℃以下であるため、ガラスが融け
てしまうので、プロセス流動自体が不可能となってい
た。

【０００７】支持基板に石英基板を用いたいわゆるＳＯ
Ｑ基板もあるが、１０００℃以上の高温プロセスを通す
と、基板と薄膜との熱膨張率の違いで薄膜が剥離してし
まうという問題を有していた。そこで本発明は、単結晶
シリコンの半導体素子と同等以上の性能を持った半導体
素子を異種材料基板上に形成した半導体装置を提供する
ことを目的とした。

【０００８】また、本発明は、単結晶半導体素子が形成
された薄膜が担体基板上に接着された半導体装置におい
て、高い製造歩留まりが得られるようにすることを目的
とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体装置は、半導体素子を形成した単結
晶シリコン薄膜が担体基板上に接着層を介して貼り合わ
されている構造とした。該半導体装置は、単結晶シリコ
ン薄膜と、熱酸化層と、シリコン支持基板とから成るＳ
ＯＩ基板の単結晶シリコン薄膜に半導体素子を形成した
後、単結晶シリコン薄膜側と担体基板とを接着し、その
後ＳＯＩ基板のシリコン支持基板を除去して製造され
る。

【００１０】また、上記課題を解決するため、本発明で
は接着層および担体基板の材質を管理、限定するととも
に、単結晶半導体素子薄膜の周辺に保護層、遮光層、熱
伝導層、平坦化層などを加えて形成した。

【００１１】

【作用】上記の半導体装置は、単結晶半導体素子を薄膜
に形成してから担体基板上に接着するので、半導体素子
形成の際には担体基板の材質に関係なく、高温プロセス
が使用できる。したがって半導体素子は微細度において
単結晶シリコン半導体素子と同等であり、加えて高速動
作、高耐圧というＳＯＩ素子の特徴も有しており、かつ
担体基板を選択することが可能である。

【００１２】また、接着層および担体基板の材質を管
理、限定することで、半導体装置の製造歩留まりを向上
させる作用を有する。また、保護層、遮光層、熱伝導
層、平坦化層などを加えたことで、単結晶半導体素子の
安定動作を確保する作用を有する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す半導体装置の断面
図である。図１では、単結晶半導体素子１０１が形成さ
れた薄膜１０２が、接着層１０３を介して担体基板１０
４に接着された構造となっている。

【００１４】単結晶半導体素子１０１は、接続パッドな
どの素子の一部が外界に露出し、そこからリードボンデ
ィングやＴＡＢ接続などで外部装置と接続して、電気信
号の入出力が行える構造になっている。単結晶半導体素
子１０１は、例えばＭＯＳ構造のトランジスタであり、
例えばＣＭＯＳ構造のトランジスタであり、例えばＭＯ
Ｓ構造およびＣＭＯＳ構造のトランジスタの集積回路で
あり、もちろんダイオードやその他の素子および集積回
路であっても良い。

【００１５】また、本発明の半導体装置は単結晶半導体
素子１０１を薄膜１０２上に形成した後担体基板１０４
に接着するので、単結晶半導体素子１０１は例えばＣＭ
ＯＳプロセスなど通常の半導体高温プロセスを使用で
き、素子性能もシリコンウエハ上で形成された単結晶シ
リコン素子と同等である。かつ、本発明の半導体装置は
担体基板をある程度自由に選択することができる。

【００１６】本発明の半導体装置は、厚さ数μｍの壊れ
易い薄膜１０２に単結晶半導体素子１０１形成され、該
薄膜１０２がさらに担体基板１０４に接着された構造で
ある。そのため、単結晶半導体素子１０１を正常に動作
させるために、薄膜１０２を接着する接着層１０３や担
体基板１０４の材質に関して、厳しい管理が要求され
る。

【００１７】本発明の単結晶半導体素子１０１の電気特
性の変動には、接着剤の不純物が大きく関係している。
本発明の半導体装置の薄膜１０２は数μｍと薄く、例え
ば単結晶半導体素子１０１としてＭＯＳ型トランジスタ
を形成した場合には、ドレイン、ゲート、ソースなどで
形成される動作領域と接着層１０３とが近接しているた
め、接着層１０３内に特にナトリウムなどのアルカリ不
純物が多く含有していると、ＭＯＳ型トランジスタのし
きい値電圧が変動してしまう。

【００１８】そこで接着層１０３のアルカリ不純物含有
量を５ｐｐｍ以下にしたところ、該ＭＯＳ型トランジス
タのしきい値電圧特性にほとんど悪影響が出なくなるこ
とがわかった。また、本発明で使用する接着剤は、接着
歪みを小さくするために、硬化収縮の小さなものを使用
した。実験検討の結果、硬化収縮が１０％以内の接着剤
を使用すると、単結晶半導体素子１０１の電気特性の変
動および、薄膜１０２の剥離やひび割れなどの不良を大
幅に低減できることがわかった。

【００１９】また、接着歪みの大きさは、接着層１０３
の膜厚にほぼ比例して大きくなるため、接着層１０３を
薄く形成することでも、歪みを小さくすることができ
る。従来のダイボンディングでの接着層の厚さは、通常
２０μｍから５０μｍである。それに対し、本発明では
接着層１０３の厚さを１５μｍ以下にすることで、上記
単結晶半導体素子１０１の電気特性の変動および薄膜１
０２の剥離やひび割れなどの不良の発生を大幅に削減し
た。なお、接着層１０３の厚さは接着時にかける圧力の
大きさを変えることで調節した。

【００２０】また、含フッ素エポキシ系接着剤で接着層
１０３を構成すると、本発明の半導体装置の製造工程で
使用される水酸化カリウム溶液に対しての耐性が高いの
で、サイドエッチングによる浸食破壊を防止できる利点
がある。また、粘度が１０００ｃｐ以下である接着剤で
接着層１０３を構成すると、接着時の作業性が良くなる
という利点がある。

【００２１】また、接着歪みを小さくするために、本発
明では接着層１０３を形成する材料として、従来の熱硬
化型接着剤に換わって、光硬化型接着剤を使用した。こ
の際、接着剤を硬化するための光は担体基板１０４側か
ら照射するので、担体基板１０４には透明材料を使用し
て、光が透過する構造とした。光硬化型接着剤は、熱硬
化型接着剤と異なり、接着工程において加熱を必要とし
ないので、接着される薄膜１０２と担体基板１０４との
熱膨張差によって接着面に生じる歪みを小さく抑えるこ
とができる。その結果、前記単結晶半導体素子１０１の
電気特性の変動および、薄膜１０２の剥離やひび割れな
どの不良を回避できる利点を有している。また、光硬化
型接着剤は一般に架橋硬化であり溶媒を含まないため、
溶媒を含む従来の熱硬化型接着剤と比較して、硬化収縮
が小さい。この点からも接着面に生じる歪みを小さく抑
えることができ、該不良を回避できる利点を有してい
る。

【００２２】また、本発明では光硬化型接着剤の中でも
可視領域の光で硬化する可視光硬化型接着剤を使用し
た。可視光は紫外線と比較して、担体基板１０４がガラ
スである場合には、ガラスを通過する際の吸収が少ない
ため、光の利用効率が高く、少ない光量で硬化を行うこ
とができる。また、可視光は紫外線と比較して、作業者
の目に与えるダメージが少ないため、仮に照射光が洩れ
ても作業者に与える危険が少なく、作業安全性が高いと
いう利点を有している。さらに、光照射装置の光洩れ対
策も簡単であり、光源も安価であり、作業者の保護眼鏡
も必要ないなど、少ない設備投資で接着作業が行えると
いう利点を有している。さらに、仮に未硬化部分があっ
ても室内光等で徐々に硬化して不良とならず、半導体装
置の歩留まりを高くできる利点も有している。

【００２３】また、接着面に生じる歪みは接着剤の硬化
収縮だけではない。接着する材料間の熱膨張の違いも歪
みの原因となる。そこで、本発明では担体基板１０４の
線膨張係数が、薄膜１０２の線膨張係数と近い材料を使
用した。本発明では可視光硬化型接着剤を使用したの
で、接着面に可視光を照射するために担体基板１０４は
透明である必要があった。そこで実施例では担体基板１
０４にパイレックスガラスを使用した。用いたパイレッ
クスガラスは、線膨張係数が常温で約２．８×１０^-6℃
^-1であり、シリコンの常温での線膨張係数約２．６×１
０^-6℃^-1と非常に近い。パイレックスガラスを担体基板
１０４に用いた結果、ソーダガラスや石英を用いた場合
に比べて、薄膜１０２の剥離やひび割れなどの不良を大
幅に低減することができた。熱膨張に関する実験検討の
結果、薄膜１０２と担体基板１０４との線膨張係数の差
が，１．５×１０^-6℃^-1以内の材料を用いると、該不良
の発生を低減できることがわかった。

【００２４】図２は本発明の一実施例を示す半導体装置
の断面図である。図１と異なるのは、単結晶半導体素子
１０１が形成された薄膜１０２の上下に保護層２０１，
２０２が形成されている点である。保護層２０１は半導
体装置の表面に形成され、一方保護層２０２は薄膜１０
２と接着層１０３との間に形成されている。

【００２５】保護層２０１は例えば熱酸化ＳｉＯ₂ であ
り、保護層２０２は例えばＣＶＤ法で堆積したＳｉＯ₂
である。その他、一般的に半導体装置に使用されている
パッシベーション層の材質、製法を用いても良い。保護
層２０１、２０２はともに単結晶半導体素子１０１を絶
縁、補強、保護する効果を有する。具体的には、保護層
２０１は外界のゴミや水分等からの保護を担うのに対
し、保護層２０２は接着層に含まれる不純物からの保護
を担う。保護層２０２を形成することによって、例えば
ナトリウム等のアルカリ不純物を多く含有する接着剤を
使用しても、単結晶半導体素子１０１のしきい値電圧の
変動等を抑止することができるようになった。

【００２６】なお、保護層２０１、２０２はどちらか片
方のみを設けることもできる。図３は本発明の一実施例
を示す半導体装置の断面図である。図１と異なるのは、
単結晶半導体素子１０１が形成された薄膜１０２の上下
に熱伝導層３０１，３０２が形成されている点である。
熱伝導層３０１は半導体装置の表面に形成され、一方熱
伝導層３０２は薄膜１０２と接着層１０３との間に形成
されている。

【００２７】熱伝導層３０１、３０２は外部の放熱部と
接続されており、単結晶半導体素子１０１のスイッチ動
作で発生した熱を伝達して、接続してある外部の放熱部
を通じて速やかに放熱することができる。その結果単結
晶半導体素子１０１の温度上昇を抑え、特に連続動作に
おけるしきい値電圧の上昇のような、熱による電気特性
の劣化を防止する効果を有する。

【００２８】本発明の半導体装置構成層の熱伝導率は、
シリコンが１．５ｗ／ｃｍ℃、ＳｉＯ₂ が１．４×１０
^-2ｗ／ｃｍ℃、接着層１０３の一例としてエポキシ樹脂
が１．９×１０^-3ｗ／ｃｍ℃であり、接着層１０３の熱
伝導率がシリコンと比較して極端に小さいため、接着層
１０３を通して担体基板１０４に熱が逃げにくい構造と
なっていた。そのため上記のような放熱対策は非常に重
要であった。熱伝導層３０１、３０２はシリコンの１．
５ｗ／ｃｍ℃より大きな熱伝導率を持った材質が望まし
く、例えば熱伝導率が２．６ｗ／ｃｍ℃と大きい、窒化
アルミニウムのような材質で構成されている。

【００２９】該熱伝導層３０１、３０２を形成したこと
で、発熱量の比較的大きい複雑な集積回路を単結晶半導
体素子１０１として形成できるようになり、本発明の用
途を大きく拡大することができた。なお、熱伝導層３０
１、３０２はどちらか片方のみを設けることもできる。

【００３０】図４は本発明の一実施例を示す半導体装置
の断面図である。図１と異なるのは、単結晶半導体素子
１０１が形成された薄膜１０２の上下に遮光層４０１，
４０２が形成されている点である。斜光層４０１は半導
体装置の表面に形成され、一方遮光層４０２は薄膜１０
２と接着層１０３との間に形成されている。

【００３１】該遮光層４０１、４０２は不透明材料で、
例えば１０００Åの厚さを有するクロムで形成されてい
る。遮光層４０１は本発明の半導体装置の薄膜１０２側
から光が入射するのを防ぎ、遮光層４０２は担体基板１
０４が透明である場合に、担体基板１０４側から光が入
射するのを防ぐ。該遮光層はいずれも、光が単結晶半導
体素子１０１に当たらないようにして、単結晶半導体素
子１０１内のトランジスタのオフ・リーク電流が増加す
る現象を抑止し、単結晶半導体素子１０１の動作を安定
に保つ効果を有する。その結果、光に対して非常に敏感
な本発明の半導体装置の用途を大きく広げる効果を有す
る。例えば透過型液晶装置など、本発明の半導体装置に
光を照射するような環境で使用する場合、上記遮光層の
形成は単結晶半導体素子１０１の誤動作を防止するため
に非常に有効である。

【００３２】なお、遮光層４０１、４０２はどちらか片
方のみを設けることもできる。図５は本発明の一実施例
を示す半導体装置の断面図である。図１と異なるのは、
単結晶半導体素子１０１が形成された薄膜１０２と接着
層との間に平坦化層５０１が形成されている点である。

【００３３】平坦化層５０１は形成方法や材質等は特に
限定されないが、実施例では平坦化層５０１をゾル−ゲ
ル法によるＳｉＯ₂ で形成した。ＳｉＯ₂ のゾルをスピ
ンコートで塗布し、２００℃から４５０℃で３０ｍｉｎ
から６０ｍｉｎ焼成硬化して形成した。平坦化層５０１
をゾル−ゲル法で形成すると、流動性のあるゾルが凹凸
の凹部に入り込んで溜まり、凸部よりも凹部に選択的に
厚い層が形成されるため、凹凸に関係なく均一に堆積す
るＣＶＤ法等と比較して、同じ膜厚において、より平滑
性を高めることができる。

【００３４】平坦化層５０１は、図２ｂのＳＯＩ基板の
時点で、単結晶半導体素子１０１が形成されている薄膜
１０２の表面凹凸が１μｍを越えるような場合に形成し
て、表面の平滑性を高めると、接着時に凹凸の凹部に空
気が残存するのを防ぎ、凹凸に応じて集中する不均一な
接着応力を緩和し、薄膜１０２と担体基板１０４との接
着性を高めることができる。

【００３５】平坦化層５０１は単に剥離を防ぐだけでは
なく、保護層２０２と同様の効果も有する。したがって
平坦化層５０１と保護層２０２とを同一層で兼用しても
良い。平坦化層５０１は０．５μｍから２．０μｍの厚
さに形成すると、接着性を高めるための平滑性が得ら
れ、かつ平坦化層５０１の内部応力による半導体装置の
反り変形や単結晶半導体素子１０１のしきい値電圧変動
等の不良を抑止できる。平坦化層５０１は０．５μｍ以
下だと接着に十分な平滑性が得られず、２．０μｍ以上
だと内部応力による歪みが大きくなって該不良を引き起
こすことが多い。

【００３６】なお平坦化層５０１の厚さは、スピンコー
ト時に半導体装置をのせるターンテーブルの回転速度等
で調節が可能である。図６は本発明の一実施例を表す半
導体装置の断面図である。図６では、単結晶半導体素子
１０１が形成された薄膜１０２が接着層１０３と共に複
数層積層されている。

【００３７】例えば、ここでの単結晶半導体素子１０１
は、各層ごとに様々な機能を持たせることができ、接着
層１０３を導電性とすることで上下層の単結晶半導体素
子１０１を電気的に接続することができる。もちろん信
頼性を高めるために、必要に応じて、例えば図２のよう
な保護層２０１，２０２を設けて任意部分の絶縁を確保
することなどもできる。本発明の半導体装置では、図６
のような３次元ＩＣも製造することができ、単結晶半導
体素子の高集積化を実現できる利点を有する。

【００３８】また本発明は例えば、単結晶半導体素子１
０１をアクティブマトリクス方式の単結晶シリコン薄膜
集積回路として形成し、接着層１０３および担体基板１
０４を透明材料とすれば、透過型液晶装置に応用が可能
である。図７は本発明の半導体装置の単結晶半導体素子
１０１の一例を示す薄膜集積回路を簡略化した平面図で
ある。

【００３９】図７はアクティブマトリクス方式の液晶装
置用の薄膜集積回路であり、マトリクス状に配置された
複数の電界効果型絶縁ゲートトランジスタ７０１を含ん
でいる。トランジスタ７０１のソース電極は、対応する
透明画素電極７０２に接続されており、同じくゲート電
極は走査線７０３に接続されており、同じくドレイン電
極は信号線７０４に接続されている。該薄膜集積回路は
さらにＸドライバ７０５を含み、列状の信号線７０４に
接続されている。さらにはＹドライバ７０６を含み、行
状の走査線７０３に接続されている。それらＸドライバ
７０５、Ｙドライバ７０６は、画像信号処理回路７０７
に接続され、外部よりの画像信号に応じて該画像信号処
理回路７０７を介して駆動される。

【００４０】図８は本発明の一実施例を示す半導体装置
の断面図である。図８は透過型液晶装置用の半導体装置
を示しており、上から順に遮光層であるクロム８０１、
熱伝導層である窒化アルミニウム８０２、保護層である
ＳｉＯ₂８０３、単結晶半導体素子１０１が形成されて
いる薄膜１０２、遮光層であるクロム８０４、平坦化層
であるＳｉＯ₂ ８０５、接着層である含フッ素エポキシ
樹脂８０６、担体基板であるパイレックスガラス８０７
とで構成されている。

【００４１】単結晶半導体素子１０１には、例えば図７
に示した高密度の画素とドライバー回路などを有する集
積回路が形成されている。不透明層であるクロム８０
１，８０４および窒化アルミニウム８０２は該集積回路
の画素領域以外に形成されている。ＳｉＯ₂ ８０３はシ
リコンの熱酸化で形成されている。Ｓｉ０₂ ８０５はゾ
ル−ゲル法で形成され、平坦化層の他に保護層も兼ねて
いる。

【００４２】本実施例はまた、図２から５を併せた応用
例でもある。このように保護層と、熱伝導層と、遮光層
と、平坦化層とは、その材質、製法において実施例に何
等限定されることはなく、必要なものだけを設けても良
いし、必要な部分にだけ設けても良いし、一つの層で複
数の役割を兼用しても良いし、一つの層を複数設けても
良いし、層構造の順番を変えても良いし、必要でないも
のは設けなくても良い。これらの層を形成することで、
本発明の半導体装置の歩留まりおよび動作信頼性を向上
させ、用途を拡大することができた。

【００４３】また、本発明の半導体装置は遮光層を設け
てはあるものの、光によるトランジスタのオフ・リーク
電流増加を防ぐために、できるだけ弱い光で必要な透過
光量を確保できることが望ましい。そのためには単結晶
半導体素子１０１の上下に形成される層は、光を通す透
明材料であって、光透過率はできる限り大きいことが望
ましい。そこで本発明では保護層、平坦化層、接着層、
担体基板の各層を透明材料で構成し、また上記各層の可
視光透過率が９０％以上である材料とした。

【００４４】図９は本発明の半導体装置の一応用例を示
す断面図である。図９には透過型液晶装置が示されてお
り、上から順に偏光板９０１、透明対向基板９０２、透
明対向電極９０３、配向膜９０４、液晶層９０５、配向
膜９０６、半導体装置９０７、偏光板９０８で構成され
ている。

【００４５】半導体装置９０７は、例えば図８に示した
半導体装置であり、個々の透明画素電極７０２と透明対
向電極９０３との間に生じる電位差の大きさを変化させ
ることで、液晶層９０５の液晶分子を駆動し、偏光板９
０１および９０８と合わせて透過光量を制御する光弁機
能を有している。配向膜９０４，９０６は液晶層の液晶
分子を任意の秩序をもって整列させる効果を有する。

【００４６】図７の薄膜集積回路は単結晶半導体素子で
構成されているために、従来の液晶装置に用いられてい
た非晶質および多結晶シリコンの薄膜集積回路と比較し
て以下のような利点を有している。まず、単結晶シリコ
ンは電子の移動度が４５０ｃｍ² ／Ｖｓであり、現在液
晶装置に広く用いられている非晶質シリコンの数百倍、
あるいは多結晶シリコンの数十倍なので、高速動作が実
現できる。また、該単結晶シリコン薄膜集積回路は通常
の半導体高温プロセスで形成されるため、サブミクロン
レベルの微細化も容易である。

【００４７】つまり図７の薄膜集積回路を用いた図８の
半導体装置にあっては、従来の非晶質、多結晶シリコン
を用いた半導体装置では困難であった、画素領域および
駆動回路と周辺回路の一部を一体形成することが可能と
なり、困難な高密度実装を不要として、図９に示した液
晶装置の小型化、高精細化、高速化が実現可能となっ
た。図９のような画素領域とドライバーを一体形成した
液晶装置は、多結晶シリコンを用いて一部実現されてい
るが、現在は画素数の少ないものばかりである。将来、
ハイビジョンのように、より高精細になるにしたがっ
て、多結晶シリコンではドライバーおよび周辺回路の高
速駆動が困難になってくると予測される。ハイビジョン
の周辺回路は少なくとも１００ｃｍ² ／Ｖｓ以上の移動
度が必要になる。多結晶シリコンをレーザーアニールな
どで単結晶シリコンに近づけ、移動度を大きくする技術
もあるが、これらの方法でも完全な単結晶シリコンとは
なり得ず、本発明とは異なる。したがって本発明は、将
来の小型、高精細の液晶装置分野への貢献は非常に大き
い。

【００４８】本発明の半導体装置は、以上の実施例に何
等限定されない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、単結晶半導体素子が形成された薄膜を担体基板に
接着する構造とし、異種材料上に単結晶シリコン素子と
同等以上の性能をもった半導体素子を形成できるという
効果を有する。また、半導体装置の接着層および担体基
板の材質を管理したことで、高い製造歩留まりが得られ
る効果を有する。また、遮光層、熱伝導層、保護層、平
坦化層を形成したことで、単結晶半導体素子の動作信頼
性を高める効果を有する。また本発明は、単結晶半導体
素子を形成した薄膜が容易に積層できる点で、半導体素
子の３次元化等の技術分野への貢献も極めて大きい。ま
た本発明は、液晶装置への応用も可能である。液晶装置
はそのマーケット拡大に伴い、用途も多様化している。
その中で特に超小型、超高精細の液晶装置分野に関し
て、本発明の半導体装置の貢献は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図３】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図５】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図６】本発明の一実施例を表す半導体装置の断面図で
ある。

【図７】本発明の半導体装置の単結晶半導体素子１０１
の一例を示す薄膜集積回路を簡略化した平面図である。

【図８】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図９】本発明の半導体装置の一応用例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０１単結晶半導体素子１０２薄膜１０３接着層１０４担体基板２０１、２０２保護層３０１、３０２熱伝導層４０１、４０２遮光層５０１平坦化層７０１トランジスタ７０２透明画素電極７０３走査線７０４信号線７０５Ｘドライバ７０６Ｙドライバ７０７画像信号処理回路８０１、８０４クロム８０２窒化アルミニウム８０３、８０４ＳｉＯ₂ ８０６含フッ素エポキシ樹脂８０７パイレックスガラス９０１、９０８偏光板９０２、９０３透明対向基板９０４、９０６配向膜９０５液晶層９０７半導体装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋邦博東京都江東区亀戸６丁目31番１号セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者鷹巣博昭東京都江東区亀戸６丁目31番１号セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶半導体素子が形成されている少な
くとも１層以上の薄膜が、担体基板に接着層を介して接
着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記接着層に含まれるアルカリ不純物の
含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の半導体装置。
【請求項３】前記接着層は硬化収縮率が１０％以下で
あることを特徴とする請求項１乃至２記載の半導体装
置。
【請求項４】前記接着層の厚さが１５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から３いずれか記載の半導体
装置。
【請求項５】前記接着層はフッ素を含むエポキシ樹脂
からなることを特徴とする請求項１から４いずれか記載
の半導体装置。
【請求項６】前記接着層を形成する接着剤の粘度は１
０００ｃ．ｐ．以下であることを特徴とする請求項１か
ら５いずれか記載の半導体装置。
【請求項７】前記接着層を形成する接着剤は光硬化型
接着剤であることを特徴とする請求項１から６いずれか
記載の半導体装置。
【請求項８】前記接着層を形成する接着剤は可視光硬
化型接着剤であることを特徴とする請求項７記載の半導
体装置。
【請求項９】前記薄膜と前記担体基板との線膨張係数
の差が１．５×１０ ^-6℃^-1以下であることを特徴とする
請求項１記載の半導体装置
【請求項１０】前記半導体素子は、表面に保護層が形
成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置
【請求項１１】前記保護層は熱酸化ＳｉＯ₂ であるこ
とを特徴とする請求項１０記載の半導体装置
【請求項１２】前記薄膜と前記接着層との間には、保
護層が形成されていることを特徴とする請求項１、１０
乃至１１記載の半導体装置
【請求項１３】少なくとも、前記単結晶半導体素子の
表面、または前記薄膜と前記接着層との間のいずれか、
および双方に、熱伝導層が形成されていることを特徴と
する請求項１、１０乃至１２記載の半導体装置
【請求項１４】前記熱伝導層は窒化アルミニウムであ
ることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置
【請求項１５】少なくとも、前記単結晶半導体素子の
表面、または前記薄膜と前記接着層との間のいずれか、
および双方に、遮光層が形成されていることを特徴とす
る請求項１、１０乃至１４記載の半導体装置
【請求項１６】前記遮光層はクロムであることを特徴
とする請求項１５記載の半導体装置
【請求項１７】前記薄膜と前記接着層との間には、平
坦化層が形成されていることを特徴とする請求項１、１
０乃至１６記載の半導体装置
【請求項１８】前記平坦化層はゾル−ゲル法で形成さ
れたＳｉＯ2であることを特徴とする請求項１７記載の
半導体装置
【請求項１９】前記平坦化層は、厚さが０．５μｍ以
上２．０μm以下であることを特徴とする請求項１７乃
至１８記載の半導体装置
【請求項２０】少なくとも、前記接着層と前記担体基
板、および前記保護層、および前記平坦化層が透明であ
ることを特徴とする請求項１乃至１９記載の半導体装
置。
【請求項２１】少なくとも、前記接着層と前記担体基
板、および前記保護層、および前記平坦化層の、各層の
可視光透過率が９０％以上であることを特徴とする請求
項２０記載の半導体装置。
【請求項２２】前記単結晶半導体素子が液晶光弁装置
用の半導体素子であることを特徴とする請求項２０乃至
２１記載の半導体装置。