DE69931130T2 - Verfahren um ein dünnschicht-bauelement zu trennen - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements.
  • Stand der Technik
  • Die Produktion einer Flüssigkristallanzeige unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors (TFT) wird zum Beispiel durch den Schritt zur Bildung des Dünnfilmtransistors auf einem Substrat durch CVD oder dergleichen ausgeführt. Der Schritt zur Bildung des Dünnfilmtransistors auf einem Substrat ist von einer Hochtemperaturbehandlung begleitet, und daher ist es notwendig, ein Substrat zu verwenden, das aus einem Material mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, d.h., einem hohen Erweichungspunkt und Schmelzpunkt, besteht. Daher wird gegenwärtig Quarzglas als Substrat verwendet, das einer Temperatur von etwa 1000 °C widerstehen kann, und wärmebeständiges Glas wird als Substrat verwendet, das einer Temperatur von etwa 500 °C widerstehen kann.
  • Wie zuvor beschrieben, muss das Substrat, auf dem der Dünnfilm montiert wird, Bedingungen zur Produktion des Dünnfilm-Bauelements erfüllen. Das heißt, das verwendete Substrat wird so bestimmt, dass es unbedingt Bedingungen zur Produktion des darauf montierten Bauelements erfüllt.
  • Bei Betrachtung jedoch nur der Schritte nach Vollendung des Substrats, auf dem das Dünnfilm-Bauelement, wie der TFT, montiert wird, ist das zuvor beschriebene Substrat nicht unbedingt bevorzugt.
  • Zum Beispiel wird in Fällen, in welchen das Substrat durch den Produktionsprozess geleitet wird, der von einer Hochtemperaturbehandlung begleitet ist, wie zuvor beschrieben, ein Quarzsubstrat, ein wärmebeständiges Glassubstrat, oder dergleichen verwendet. Ein solches Substrat ist jedoch sehr teuer und verursacht somit einen Anstieg in den Produktionskosten.
  • Ein Glassubstrat hat auch die Eigenschaft, dass es schwer und brüchig ist. In einer Flüssigkristallanzeige, die für eine tragbare elektronische Vorrichtung verwendet wird, wie einen Palm-Top-Computer, ein tragbares Telefon oder dergleichen, ist ein Substrat vorzugsweise so kostengünstig wie möglich, von geringem Gewicht, verformungsbeständig, und selbst beim Herabfallen kaum zu brechen. Tatsächlich jedoch ist das Glassubstrat schwer und verformungsanfällig, und kann beim Herabfallen leicht brechen.
  • Das heißt, es gibt eine Lücke zwischen den Grenzen, die durch die Produktionsbedingungen gesetzt werden, und den bevorzugten Eigenschaften, die für Produkte erforderlich sind, wodurch große Schwierigkeiten bei der Erfüllung sowohl der Bedingungen als auch der Eigenschaften entstehen.
  • Daher schlägt die Antragstellerin eine Technik vor, in der ein Dünnfilm-Bauelement auf einem ersten Substrat durch einen herkömmlichen Prozess gebildet wird, dann von dem ersten Substrat abgetrennt und auf ein zweites Substrat übertragen wird. Somit wird eine Trennschicht zwischen dem ersten Substrat und dem Dünnfilm-Bauelement als zu übertragende Schicht gebildet. Diese Trennschicht wird zum Beispiel mit Licht bestrahlt, um das Dünnfilm-Bauelement als die zu übertragende Schicht von dem ersten Substrat zu trennen, die dann auf das zweite Substrat übertragen wird.
  • Infolge eines Experiments, das von den Erfindern durchgeführt wurde, zeigte sich, dass in einigen Fällen bei der Trennung des Dünnfilm-Bauelements von dem ersten Substrat kein ausreichendes Trennungsphänomen in der Trennschicht zum Beispiel nur durch die Bestrahlung der Trennschicht mit Licht auftrat.
  • Infolge intensiver Forschungsarbeiten, die von den Erfindern durchgeführt wurden, zeigte sich auch, dass das Auftreten des Trennungsphänomens von den Eigenschaften der Trennschicht abhängig ist.
  • Es bestand auch ein Problem, dass sich das Laminatverhältnis der zu übertragenden Schicht zu dem ersten Substrat, das in der Produktion der zu übertragenden Schicht verwendet wird, von dem Lamnatverhältnis der zu übertragenden Schicht zu dem zweiten Substrat, auf das die zu übertragende Schicht übertragen wird, unterscheidet.
  • Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements, in dem vor dem Schritt der Erzeugung eines Trennungsphänomens in einer Trennschicht die Trennschicht sicher in einen leicht zu trennenden Zustand gebracht wird, um die Trennung des Dünnfilm-Bauelements von einem Substrat zu beschleunigen.
  • Eine andere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Übertragung eines Dünnfilm-Bauelements, in dem das Laminatverhältnis einer zu übertragenden Schicht zu einem Substrat, das in der Produktion der zu übertragenden Schicht verwendet wird, mit dem Laminatverhältnis der zu übertragenden Schicht zu einem Übertragungsmaterial, auf das die zu übertragende Schicht übertragen wird, übereinstimmt.
  • Dokument EP 0767486 A offenbart eine Ionenimplantation und ein selektives Ätzen zur Entfernung der porösen Si-Schicht. Dokument US 5559043 A offenbart die Implantation in ein Substrat und eine Bestrahlung mit einem Laserstrahl, um eine Teilung herbeizuführen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements bereitgestellt, umfassend:
    einen ersten Schritt zum Bilden einer Trennschicht auf einem Substrat, wobei die Trennschicht aus einem anderen Material als das Substrat gebildet ist;
    einen zweiten Schritt zum Bilden eines Dünnfilm-Bauelements, so dass die Trennschicht zwischen dem Dünnfilm-Bauelement und dem Substrat positioniert ist; und
    einen dritten Schritt zum Bestrahlen der Trennschicht mit Licht, um ein Trennungsphänomen in der Trennschicht und/oder deren Grenzfläche herbeizuführen, um das Substrat von der Trennschicht zu trennen;
    wobei ein Ionenimplantationsschritt zum Implantieren von Ionen in der Trennschicht vor dem dritten Schritt bereitgestellt ist.
  • Die Trennschicht mit der Eigenschaft, Licht zu absorbieren, ist auf dem Substrat bereitgestellt, wie zum Beispiel, einem Quarzsubstrat mit hoher Zuverlässigkeit in der Bauelementherstellung, und das Dünnfilm-Bauelement, wie ein TFT, ist auf dem Substrat gebildet. Vorzugsweise wird das Dünnfilm-Bauelement dann mit einem gewünschten Übertragungsmaterial verbunden, wobei zum Beispiel eine Haftmittelschicht dazwischen liegt. Dann wird die Trennschicht mit Licht bestrahlt, um ein Trennungsphänomen in der Trennschicht zu erzeugen. Infolgedessen kann das Substrat von dem Substrat abgezogen werden, indem zum Beispiel Kraft auf das Substrat ausgeübt wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden Ionen in die Trennschicht vor dem Trennungsschritt implantiert, um ein signifikantes Trennungsphänomen in der Trennschicht in dem Trennungsschritt herbeizuführen, wodurch eine sichere Trennung des Dünnfilm-Bauelements von dem Substrat möglich ist.
  • In dieser Methode werden Ionen zuvor in die Trennschicht implantiert, die das signifikante Trennungsphänomen in der Trennschicht verursachen.
    • (2) Der dritte Schritt enthält vorzugsweise den Schritt zum Begasen der Ionen, die in die Trennschicht implantiert sind. Das Begasen der Ionen in der Trennschicht bewirkt, dass der Innendruck in der Trennschicht das Trennungsphänomen beschleunigt.
    • (4) In dem Ionenimplantationsschritt werden Bindungen von Atomen oder Molekülen, die die Trennschicht bilden, vorzugsweise durch die Ionen getrennt, um die Trennschicht im Voraus zu beschädigen. Dies beschleunigt das Trennungsphänomen in der Trennschicht, das in dem anschließenden Trennungsschritt hervorgerufen wird.
    • (5) In dem Ionenimplantationsschritt werden die Eigenschaften der Trennschicht vorzugsweise geändert, um im Voraus die Adhäsion zwischen der Trennschicht und dem Substrat zu schwächen. Dies erleichtert das Trennungsphänomen in der Trennschicht, das in dem anschließenden Trennungsschritt hervorgerufen wird.
    • (6) Der zweite Schritt enthält vorzugsweise den Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt zur Bildung eines Dünnfilmtransistors, wobei der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt vorzugsweise einen Kanalschicht-Bildungsschritt enthält, und der Ionenimplantationsschritt nach dem Kanalschicht-Bildungsschritt ausgeführt wird. Der Kanalschicht-Bildungsschritt ist ein Hochtemperaturbehandlungsschritt im Vergleich zu den anderen Schritten. Wenn daher die Ionen zur Beschleunigung des Trennungsphänomens vor dem Kanal-Bildungsschritt implantiert werden, werden die Ionen möglicherweise während der anschließenden Hochtemperaturbehandlung von der Trennschicht freigesetzt.
    • (7) Der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt enthält einen Kanalmuster-Bildungsschritt nach dem Kanalschicht-Bildungsschritt und der Ionenimplantationsschritt wird vorzugsweise nach dem Kanalmuster-Bildungsschritt ausgeführt. Selbst wenn zum Beispiel die Ionen zur Beschleunigung des Trennungsphänomens von der Kanalmusterseite implantiert werden, nachdem das Kanalmuster gebildet wurde, wird die Fläche des Kanalmusters selbst, die die Implantation stört, kleiner. Daher können die Ionen leicht dazu gebracht werden, die Trennschicht zu erreichen.
    • (8) Der Ionenimplantationsschritt wird vorzugsweise mit der Maske ausgeführt, die in einem Bereich der Kanalschicht gebildet ist, der als Kanalbereich dient. Der Grund dafür ist, dass die Ionenimplantation im Kanalbereich die Möglichkeit aufweist, dass die Transistoreigenschaften beeinträchtigt werden. Der Schritt zum Implantieren der Ionen, während der Kanalbereich maskiert ist, kann entweder vor oder nach der Bildung des Kanalmusters ausgeführt werden.
    • (9) Der Transistor-Bildungsschritt enthält den Schritt zum Bilden eines Gate-Isolierfilms auf dem Kanalmuster und den Schritt zum Bilden einer Gate-Elektrode auf dem Gate-Isolierfilm nach dem Kanalmuster-Bildungsschritt, und der Ionenimplantationsschritt wird vorzugsweise unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske ausgeführt. Da die Gate-Elektrode gegenüber dem Kanal gebildet ist, kann die Gate-Elektrode auch als Maske zur Verhinderung einer Ionenimplantation in dem Kanalbereich verwendet werden. Ferner kann eine andere Maske auf der Gate-Elektrode gemäß der Beschleunigungsspannung der Ionen gebildet werden.
    • (10) Der Ionenimplantationsschritt umfasst vorzugsweise das gleichzeitige Implantieren von Störstellenionen, die in mindestens einem von dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich in dem Kanalbereich zu implantieren sind, und der zuvor beschriebenen Ionen mit geringerer Masse, die in der Trennschicht zu implantieren sind. Dadurch kann der Schritt der Implantation von Ionen in der Trennschicht auch als Schritt zur Bildung der Störstellenionen in dem Source- und/oder Drainbereich verwendet werden. Da die Masse der Ionen geringer als jene der Störstellenionen ist, können die Ionen die Trennschicht erreichen, die tiefer als die Source- und Drain-Bereiche liegt.
    • (11) Der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt enthält den Schritt zum Bilden einer amorphen Siliziumschicht als Kanalschicht, und den Kristallisierungsschritt zum Kristallisieren der amorphen Siliziumschicht durch Laserglühen, und der Ionenimplantationsschritt wird vorzugsweise vor dem Kristallisierungsschritt ausgeführt. Wenn die Kanalschicht durch den Ionenimplantationsschritt beschädigt wird, kann die Kristallinität durch den anschließenden Laser-Glühschritt verbessert werden.
    • (12) Die Ionen sind vorzugsweise Wasserstoffionen. Die Implantation der Wasserstoffionen in die Trennschicht ermöglicht einen Beitrag zu der Wirkung, die in jedem der Ansprüche 2 bis 4 beschrieben ist. Insbesondere, da Was serstoffionen eine geringere Masse als die Störstellenionen (Bor, Phosphor oder dergleichen) haben, die in Source und Drain implantiert sind, sind Wasserstoffionen für die Ausführung der Erfindung geeignet. Ionen zur Begasung enthalten Wasserstoffionen, Stickstoffionen und dergleichen. Ionen zur Beschädigung oder Beeinträchtigung der Adhäsion umfassen Wasserstoffionen und Si-Ionen und dergleichen.
    • (13) Die Prozesstemperatur in dem Schritt, der nach dem Ionenimplantationsschritt ausgeführt wird, ist vorzugsweise weniger als 350 °C. Da Wasserstoff, der in die Trennschicht implantiert ist, bei Erwärmung auf 350 °C oder mehr beginnt auszutreten, wird der Schritt, der eine Prozesstemperatur von 350 °C oder mehr erfordert, vorzugsweise vor dem Schritt zum Implantieren der Ionen in der Trennschicht ausgeführt.
    • (14) Ein Dünnfilm-Bauelement wird von dem Substrat durch das obengenannte Trennverfahren abgetrennt. Das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Bildens einer Zwischenschicht zwischen der Trennschicht und dem Dünnfilm-Bauelement umfassen.
    • (15) Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors bereitgestellt, umfassend: einen ersten Schritt zum Bilden einer Trennschicht auf einem Substrat, wobei die Trennschicht aus einem anderen Material als das Substrat gebildet ist; einen zweiten Schritt zum Bilden einer Kanalschicht des Dünnfilmtransistors, so dass die Trennschicht zwischen dem Substrat und dem Dünnfilmtransistor positioniert ist; einen dritten Schritt zum Implantieren von Ionen in der Trennschicht nach der Bildung der Kanalschicht; und einen vierten Schritt zum Bestrahlen der Trennschicht mit Licht, um ein Trennungsphänomen in der Trennschicht und/oder deren Grenzfläche herbeizuführen, um den Dünnfilmtransistor von dem Substrat zu trennen.
    • (16) In dem Verfahren von (15) kann ein Kanalmuster nach der Bildung der Kanalschicht und Implantierung von Ionen gebildet werden.
    • (17) Zusätzlich kann in dem Verfahren von (15) der zweite Schritt zur Bildung der Kanalschicht das Bilden einer Siliziumschicht, die ein amorphes Silizium enthält, zur Bildung der Kanalschicht, und das Kristallisieren der amorphen Siliziumschicht umfassen.
    • (18) Das Verfahren von (15) kann des Weiteren auch den Schritt zur Bildung einer Zwischenschicht zwischen der Trennschicht und dem Dünnfilmtransistor umfassen.
    • (19) Schließlich kann in dem Verfahren von (15) ein Trennungsphänomen durch Verdampfung der Ionen, die in der Trennschicht implantiert sind, herbeigeführt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht, die den ersten Schritt eines Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Schnittansicht, die den zweiten Schritt des Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine Schnittansicht, die den dritten Schritt des Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die den vierten Schritt des Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Schnittansicht, die den fünften Schritt des Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine Schnittansicht, die den sechsten Schritt des Verfahrens zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7 ist eine Grafik, die Änderungen in der Durchlässigkeit eines ersten Substrats (des Substrats 100, das in 1 dargestellt ist) mit der Wellenlänge eines Laserstrahls zeigt.
  • 8 ist eine Schnittansicht, die den ersten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 9 ist eine Schnittansicht, die den zweiten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 10 ist eine Schnittansicht, die den dritten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 11 ist eine Schnittansicht, die den vierten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 12 ist eine Schnittansicht, die den fünften Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 13 ist eine Schnittansicht, die den sechsten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 14 ist eine Schnittansicht, die den siebenten Schritt zur Bildung des Dünnfilm-Bauelements zeigt, das in 2 dargestellt ist.
  • 15 ist eine Schnittansicht, die Einzelheiten des in 3 dargestellten Schrittes zeigt.
  • 16 ist eine Schnittansicht, die Einzelheiten des in 4 dargestellten Schrittes zeigt.
  • 17 ist eine Schnittansicht, die Einzelheiten des in 5 dargestellten Schrittes zeigt.
  • 18 ist eine Schnittansicht, die Einzelheiten des in 6 dargestellten Schrittes zeigt.
  • 19(a) und (b) sind perspektivische Ansichten eines Mikrocomputers, der unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • 20 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
  • 21 ist eine Zeichnung, die die Schnittstruktur eines Hauptabschnitts einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
  • 22 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines Hauptabschnitts einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
  • 23 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die den ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines aktiven Matrixsubstrates unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die den zweiten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines aktiven Matrixsubstrates unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die den dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines aktiven Matrixsubstrates unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 26 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die den vierten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines aktiven Matrixsubstrates unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 27 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die den fünften Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines aktiven Matrixsubstrates unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 28 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 29 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 30 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements gemäß einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 31 ist eine Schnittansicht, die den Schritt zum Implantieren von Ionen zur Beschleunigung der Abtrennung nach dem in 9 dargestellten Schritt zeigt.
  • 32 ist eine Schnittansicht, die den Schritt zum Implantieren von Ionen zur Beschleunigung der Abtrennung nach dem in 10 dargestellten Schritt zeigt.
  • 33 ist eine schematische Schnittansicht, die den zusätzlichen Schritt 1 bei einer zweifachen Übertragung zeigt, die nach dem in 6 dargestellten Schritt ausgeführt werden.
  • 34 ist eine schematische Schnittansicht, die den zusätzlichen Schritt 2 bei einer zweifachen Übertragung zeigt, die nach dem in 33 dargestellten Schritt ausgeführt werden.
  • 35 ist eine schematische Schnittansicht, die den zusätzlichen Schritt 3 bei einer zweifachen Übertragung zeigt, die nach dem in 34 dargestellten Schritt ausgeführt werden.
    • 100
    Substrat
    120
    Trennschicht
    140
    Dünnfilm-Bauelementschicht
    160
    Haftmittelschicht
    180
    Übertragungsmaterial
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird in der Folge auf der Basis der bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
  • < Erste Ausführungsform >
  • 1 und 6 sind Zeichnungen, die ein Verfahren zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements zeigen, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
  • [Schritt 1]
  • Wie in 1 dargestellt ist, wird eine Trennschicht (Licht absorbierende Schicht) 120 auf einem Substrat 100 gebildet.
  • Es folgt eine Beschreibung des Substrats 100 und der Trennschicht 120.
  • (1) Beschreibung des Substrats 100
  • Als Substrat 100 wird ein Substrat mit Lichtdurchlässigkeit, das Licht durchlassen kann, verwendet.
  • In diesem Fall ist die Lichtdurchlässigkeit vorzugsweise 10 % oder mehr, insbesondere 50% oder mehr. Bei zu geringer Durchlässigkeit nimmt die Abschwächung (der Verlust) von Licht zu, und somit ist eine größere Lichtmenge zum Abtrennen der Trennschicht 120 erforderlich.
  • Das Substrat 120 besteht vorzugsweise aus einem Material mit hoher Zuverlässigkeit, das insbesondere vorzugsweise aus einem Material mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit besteht. Der Grund dafür ist, dass zum Beispiel bei der Bildung einer zu übertragenden Schicht 140 und einer Zwischenschicht 142, die in der Folge beschrieben wird, die Prozesstemperatur entsprechend der Art und dem verwendeten Formungsverfahren erhöht ist (zum Beispiel etwa 350 bis 1000 °C), und selbst in einem solchen Fall die Bereiche der Abscheidungsbedingungen, wie eine Temperaturbedingung und dergleichen, die zur Bildung der zu übertragenden Schicht 140 auf dem Substrat 100 eingestellt sind, erweitert sind, wenn das Substrat 100 eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit hat.
  • Wenn daher die höchste Temperatur zur Bildung der zu übertragenden Schicht 140 Tmax ist, wird das Substrat 100 vorzugsweise aus einem Material mit einer unteren Entspannungstemperatur von Tmax oder mehr hergestellt. Insbesondere hat die Materialkomponente des Substrats 100 vorzugsweise eine untere Entspannungstemperatur von 350 °C oder mehr, ganz besonders 500 °C oder mehr. Beispiele für solche Materialien beinhalten wärmebeständiges Glas, wie Quarzglas, Corning 7059, Nihon Denk Glas OA-2 und dergleichen.
  • Obwohl die Dicke des Substrats 100 nicht begrenzt ist, beträgt die Dicke vorzugsweise etwa 0,1 bis 5,0 mm, insbesondere etwa 0,5 bis 1,5 mm. Die Verwendung des übermäßig dünnen Substrats 100 bewirkt eine Verschlechterung in der Intensität, während die Verwendung des übermäßig dicken Substrats 100 eine Abschwächung von Licht mit geringer Durchlässigkeit bewirkt. Bei dem Substrat 100 mit hoher Durchlässigkeit kann dessen Dicke über der oberen Grenze sein. Das Substrat 100 hat vorzugsweise eine gleichförmige Dicke, so dass eine gleichförmige Lichtbestrahlung möglich ist.
  • (2) Beschreibung der Trennschicht 120
  • In der Trennschicht 120 wird die Bindekraft durch eine oder mehrere Wirkungen, einschließlich physikalischer Wirkungen (Licht, Wärme und dergleichen), chemischer Wirkungen (chemische Reaktion mit einer Chemikalie) und mechanischer Wirkungen (Zugkraft, Vibration und dergleichen), verringert oder aufgehoben, wodurch die Trennung des Substrats 100 durch die Trennschicht 120 beschleunigt wird.
  • Ein Beispiel für die Trennschicht 120 ist eine Schicht mit der Eigenschaft zur Absorption von Strahlungslicht zur Erzeugung einer Trennung (in der Folge als "Trennung innerhalb der Schicht" und "Grenzflächentrennung" bezeichnet) in der Schicht und/oder der Grenzfläche. Vorzugsweise geht die interatomare oder intermolekulare Bindekraft der Materialkomponente der Trennschicht 120 verloren oder wird durch die Bestrahlung mit Licht verringert, d.h., es kommt zu einer Ablation, die zu einer Trennung innerhalb der Schicht und/oder Grenzflächentrennung führt.
  • In einigen Fällen werden Gase von der Trennschicht 120 durch die Bestrahlung mit Licht freigesetzt, wodurch der Trenneffekt hervorgerufen wird. Das heißt, solche Fälle beinhalten Fälle, in welchen die Komponenten, die in der Trennschicht 120 enthalten sind, als Gase freigesetzt werden, und Fälle, in welchen die Trennschicht 120 Licht absorbiert, um vorübergehend Gase zu produzieren, die freigesetzt werden und zur Abtrennung beitragen.
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung der Trennschicht 120 mit den obengenannten Eigenschaften Trennung beschleunigende Ionen in die Trennschicht 120 implantiert werden, wodurch ein Trennungsphänomen in der Trennschicht im folgenden Schritt beschleunigt wird. Daher können alle Arten von Ionen zur Beschleunigung einer Trennung verwendet werden, solange das Trennungsphänomen durch die physikalische Wirkung, die chemische Wirkung oder die mechanische Wirkung beschleunigt wird.
  • Beispiele für die Zusammensetzung der Trennschicht 120 enthalten die folgenden Zusammensetzungen A bis E.
  • A. Amorphes Silizium (a-Si)
  • Das amorphe Silizium kann Wasserstoff (H) enthalten. In diesem Fall ist der H-Gehalt vorzugsweise etwa 2 Atom% oder mehr, insbesondere etwa 2 bis 20 Atom%. Auf diese Weise wird bei einem vorbestimmten Wasserstoffgehalt Wasserstoff durch die anschließende Bestrahlung mit Licht freigesetzt, um einen Innendruck in der Trennschicht 120 zu erzeugen, wodurch die Kraft zur Trennung der oberen und unteren Dünnfilme verursacht wird. Der Wasserstoff- (H) Gehalt des amorphen Siliziums kann durch passende Einstellung von Abscheidungsbedingungen angepasst werden, wie zum Beispiel der Gaszusammensetzung, des Gasdrucks, der Gasatmosphäre, Gasströmungsrate, Temperatur, Substrattemperatur, Eingangsleistung, usw..
  • In dieser Ausführungsform kann Wasserstoff in der Trennschicht 120 gemäß den Prozessbedingungen enthalten sein, und Wasserstoffionen können auch als Trennung beschleunigende Ionen jederzeit nach der Bildung der amorphen Siliziumschicht implantiert werden, wie in der Folge beschrieben wird. Daher kann zumindest eine vorbestimmte Menge an Wasserstoff in der amorphen Siliziumschicht unabhängig von den Prozessbedingungen für amorphes Silizium enthalten sein.
  • B. Verschiedene Oxidkeramiken, wie Siliziumoxide oder Silikatverbindungen, Titanoxide oder Titanatverbindungen, Zirkoniumoxide oder Zirkonatverbindungen, Lanthanoxide oder Lanthanatverbindungen, und dergleichen; dielektrische Materialien (ferroelektrische Materialien) oder Halbleiter können verwendet werden.
  • Zu Beispielen für Siliziumoxiden zählen SiO, SiO2, Si3O2 und dergleichen; und Beispiele für Silikatverbindungen enthalten K2SiO3, Li2SiO3, CaSiO3, ZrSiO4, Na2SiO3, und dergleichen.
  • Beispiele für Titanoxide enthalten TiO, Ti2O3, TiO2 und dergleichen, und Beispiele für Titanatverbindungen enthalten BaTiO4, BaTiO3, Ba2Ti9O20, BaTi5O11, CaTiO3, SrTiO3, PbTiO3, MgTiO3, ZrTiO2, SnTiO4, Al2TiO5, FeTiO3 und dergleichen.
  • Beispiele für Zirkoniumoxide enthalten ZrO2 und Beispiele für Zirkonatverbindungen enthalten BaZrO3, ZrSiO4, PbZrO3, MgZrO3, K3ZrO3, und dergleichen.
  • C. Keramiken, wie PZT, PLZT, PLLZT, PBZT und dergleichen oder dielektrisches Material (ferroelektrisches Material)
  • C. Nitridkeramiken, wie Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Titannitrid und dergleichen.
  • E. Organische Polymermaterialien
  • Es kann jedes Polymermaterial verwendet werden, solange es eine Bindung (die Bindung wird durch Bestrahlung mit Licht getrennt) wie -CH-, -CO- (Keton), -CONH- (Amido), -NH(Imido), -COO- (Ester), -N=N- (Azo), -CH=N- (Shiff) oder dergleichen enthält, und insbesondere viele dieser Bindungen hat. Das organische Polymermaterial kann aromatischen Kohlenwasserstoff (einen oder zwei Benzolringe oder kondensierte Ringe desselben) in seiner Strukturformel haben.
  • Beispiele für solche organischen Polymermaterialien enthalten Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen und dergleichen; Polyamid; Polyamid; Polyester; Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyphenylensulfid (PPS), Polyethersulfon (PES); Epoxidharze und dergleichen.
  • F. Metall
  • Beispiele für Metalle enthalten Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd, Sm und Legierungen, die mindestens eines dieser Metalle enthalten.
  • Obwohl die Dicke der Trennschicht 120 von verschiedenen Bedingungen, wie dem Zweck der Trennung, der Zusammensetzung der Trennschicht 120, der Schichtstruktur, dem Formungsverfahren usw., abhängig ist, beträgt die Dicke vorzugsweise etwa 1 nm bis 20 μm, insbesondere etwa 5 nm bis 2 μm, ganz besonders 5 nm bis 1 μm. Die Trennschicht 120 mit einer zu geringen Dicke bewirkt eine Verschlechterung in der Gleichförmigkeit der Abscheidung und eine Ungleichförmigkeit in der Trennung, während die Trennschicht 120 mit einer zu großen Dicke eine hohe Lichtenergie (Menge) erfordert, um die gute Trennfähigkeit der Trennschicht 120 zu garantieren, wie auch viel Zeit für die anschließende Arbeit zur Entfernung der Trennschicht 120. Die Dicke der Trennschicht ist vorzugsweise so gleichförmig wie möglich.
  • Das Verfahren zur Bildung der Trennschicht 120 ist nicht begrenzt, und wird abhängig von verschiedenen Bedingungen, wie der Filmzusammensetzung, der Filmdicke usw., passend gewählt. Beispiele für das Bildungsverfahren beinhalten verschiedene Dampfphasenabscheideverfahren, wie CVD (einschließlich MOCVD, Niederdruck-CVD, und ECR-CVD), Dampfabscheidung, Molekularstrahlabscheidung (MB), Sputtern, Ionenplattieren, PVD und dergleichen; verschiedene Plattierungsverfahren, wie Elektroplattieren, Tauchplattieren (Tauchen), stromloses Plattieren und dergleichen; Beschichtungsverfahren wie den Langmuir-Blodgett-Prozess (LB), die Schleuderbeschichtung, Sprühbeschichtung, den Walzenauftrag und dergleichen; verschiedene Druckverfahren; ein Übertragungsverfahren; ein Tintenstrahlverfahren; ein Pulverstrahlverfahren und dergleichen. Die Trennschicht 120 kann auch durch eine Kombination von mindestens zwei dieser Verfahren gebildet werden.
  • Wenn zum Beispiel die Zusammensetzung der Trennschicht 120 amorphes Silizium (a-Si) umfasst, wird die Abscheidung vorzugsweise durch CVD ausgeführt, insbesondere Niederdruck-CVD oder Plasma-CVD.
  • Wenn die Trennschicht 120 aus Keramik unter Verwendung eines Sol-Gel-Verfahrens besteht, oder einem organischen Polymermaterial, wird die Abscheidung vorzugsweise durch das Beschichtungsverfahren, insbesondere die Schleuderbeschichtung ausgeführt.
  • [Schritt 2]
  • Anschließend wird die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140, wie in 2 dargestellt ist, auf der Trennschicht 120 gebildet. Obwohl der Prozess nach Schritt 2 später ausführlich unter Bezugnahme auf 8 bis 18 beschrieben wird, wird in dieser Ausführungsform der Schritt zum Implantieren von Ionen zur Beschleunigung der Abtrennung in der Trennschicht 120 im Verlauf der Schritte ausgeführt, die in 8 bis 13 dargestellt sind.
  • 2 zeigt auch einen vergrößerten Schnitt von Abschnitt K (dem Abschnitt, der in 2 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt ist) der Dünnfilm-Bauelementschicht 140 an deren rechter Seite. Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Dünnfilm-Bauelementschicht 140 einen TFT (Dünnfilmtransistor), der zum Beispiel auf einem SiO2-Film (der Zwischenschicht) 142 gebildet ist, wobei der TFT eine Source-Drain-Schicht 146 umfasst, die durch Einarbeiten von Störstellen vom n-Typ in eine Polysiliziumschicht gebildet wird, eine Kanalschicht 144, einen Gate-Isolierfilm 138, eine Gate-Elektrode 150, einen Zwischenschicht-Isolierfilm 154, und eine Elektrode 152, die zum Beispiel aus Aluminium besteht.
  • Obwohl diese Ausführungsform den SiO2-Film als Zwischenschicht verwendet, die in Kontakt mit der Trennschicht 120 bereitgestellt ist, können andere Isolierfilme, wie ein Si3N4-Film und dergleichen auch verwendet werden. Obwohl die Dicke des SiO2-Films (der Zwischenschicht) gemäß dem Zweck der Bildung und dem Ausmaß der aufgewiesenen Funktion passend bestimmt wird, ist die Dicke vorzugsweise etwa 10 nm bis 5 μm, insbesondere etwa 40 nm bis 1 μm. Die Zwischenschicht wird zu verschiedenen Zwecken gebildet. Zum Beispiel weist die Zwischenschicht mindestens eine der Funktionen als Schutzschicht zum physikalischen und chemischen Schutz der zu übertragenden Schicht 140, als Isolierschicht, leitfähige Schicht, Laserabschirmungsschicht, Sperrschicht zur Verhinderung einer Migration und Reflexionsschicht auf.
  • Die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 kann den Umständen entsprechend direkt auf der Trennschicht 120 gebildet werden, ohne dass die Zwischenschicht, wie die SiO2-Schicht oder dergleichen, gebildet wird.
  • Die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 umfasst das Dünnfilm-Bauelement, wie den TFT oder dergleichen, wie an der rechten Seite von 2 dargestellt ist.
  • Außer dem TFT umfassen Beispiele des Dünnfilm-Bauelements eine Dünnfilmdiode; einen photoelektrischen Wandler (einen optischen Sensor oder eine Solarzelle) und ein ss-Silizium-Widerstandselement, das PIN-Verbindungen aus Silizium umfasst; andere Dünnfilmhalbleitervorrichtungen; eine Elektrode (zum Beispiel eine transparente Elektrode aus ITO oder Mesa-Film); ein Schaltelement; einen Speicher; ein Stellglied, wie ein piezoelektrisches Element; einen Mikro spiegel (eine Dünnfilm-Piezokeramik); einen magnetischen Dünnfilmaufzeichnungskopf, eine Spule, einen Induktor; ein Filter; einen reflektierenden Film, einen dichroitischen Spiegel und dergleichen.
  • Ein solches Dünnfilm-Bauelement wird im Allgemeinen durch eine relativ hohe Prozesstemperatur im Verhältnis zu dem Formungsverfahren gebildet. In diesem Fall ist daher, wie zuvor beschrieben, ein Substrat mit hoher Zuverlässigkeit, das der Prozesstemperatur widerstehen kann, als Substrat 100 erforderlich.
  • [Schritt 3]
  • Anschließend wird, wie in 3 dargestellt, die Dünnfilm-Bauelementschicht 140 mit einem Übertragungsmaterial 180 durch eine Haftmittelschicht 160 verbunden (gebunden).
  • Bevorzugte Beispiele des Haftmittels, das die Haftmittelschicht 160 bildet, umfassen verschiedene härtbare Haftmittel, wie reaktive härtbare Haftmittel; durch Wärme härtbare Haftmittel; durch Licht härtbare Haftmittel, wie durch Ultraviolett härtbare Haftmittel; und dergleichen; anaerobe härtbare Haftmittel, und dergleichen. Als Zusammensetzung der Haftmittelschicht kann jede Art von Epoxid, Acrylat und Silikon und dergleichen verwendet werden. Die Haftmittelschicht 160 wird zum Beispiel durch ein Beschichtungsverfahren gebildet.
  • In der Verwendung eines der härtbaren Haftmittel wird zum Beispiel das härtbare Haftmittel auf die zu übertragende Schicht (die Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 aufgetragen, und das Übertragungsmaterial 180 wird mit der Haftmittelschicht verbunden, die dann durch ein Härtungsverfahren gemäß den Eigenschaften des härtbaren Haftmittels gehärtet wird, das zum Binden und Fixieren der zu übertragenden Schicht (der Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 und des Übertragungsmaterials 180 verwendet wird.
  • Im Falle eines durch Licht härtbaren Haftmittels wird die Bestrahlung mit Licht von außerhalb eines des lichtdurchlässigen Substrats 100 und des lichtdurchlässigen Übertragungsmaterials 180 vorgenommen (oder von außerhalb von beiden von dem lichtdurchlässigen Substrat 100 und dem Übertragungsmaterial). Als Haftmittel ist ein durch Licht härtbares Haftmittel, wie ein durch Ultraviolett härtbares Haftmittel oder dergleichen bevorzugt, das eine geringe Wirkung auf die Dünnfilm-Bauelementschicht hat.
  • Als Haftmittelschicht 160 kann auch ein wasserlösliches Haftmittel verwendet werden. Zu Beispielen für solche wasserlöslichen Haftmittel zählen Chemiseal U-451D (Handelsname), das von Chemitech Co., Ltd., erzeugt wird, Three Bond 3046 (Handelsname), das von Three Bond Co., Ltd., erzeugt wird, und dergleichen.
  • Als Haftmittelschicht 160 kann auch ein Haftmittel, das in verschiedenen organischen Lösemitteln löslich ist, verwendet werden.
  • Als Haftmittelschicht 160 kann auch ein Haftmittel, das die Trennfunktion durch Wärme aufweist, verwendet werden. Beispiele für solche Haftmittel umfassen Liva Alpha (Handelsname), das von Nitto Denko erzeugt wird, und dergleichen.
  • Als Haftmittelschicht 160 kann auch ein Haftmittel, das die Trennfunktion durch Ultraviolettbestrahlung aufweist, verwendet werden. Beispiele für solche Haftmittel enthalten Dicing Tape D-210 und D-636 für Glaskeramik, die von Lintech Co., Ltd., erzeugt werden.
  • Anders als die Struktur, die in den Zeichnungen dargestellt ist, kann die Haftmittelschicht 160 auf der Seite des Übertragungsmaterials 180 gebildet werden, und die zu übertragende Schicht (die Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 kann an die Haftmittelschicht 160 gebunden werden. Wenn zum Beispiel das Übertragungsmaterial 180 eine Haftfunktion hat, kann die Haftmittelschicht 160 weggelassen werden.
  • Obwohl das Übertragungsmaterial 180 nicht begrenzt ist, kann ein Substrat (Plattenmaterial), insbesondere ein transparentes Substrat, verwendet werden. Ein solches Substrat kann entweder eine flache Platte oder eine gekrümmte Platte sein.
  • Das Übertragungsmaterial 180 kann die Eigenschaft haben, dass die Wärmebeständigkeit und Abriebbeständigkeit geringer als jene des Substrats 100 sind. Der Grund dafür ist, dass in der vorliegenden Erfindung die zu übertragende Schicht (die Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 auf der Seite des Substrats 100 gebildet wird und dann auf das Übertragungsmaterial 180 übertragen wird, und somit Eigenschaften, die für das Übertragungsmaterial 180 erforderlich sind, insbesondere die Wärmebeständigkeit, nicht von der Temperaturbedingung und dergleichen in der Bildung der zu übertragenden Schicht (der Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 abhängig sind.
  • Wenn daher die höchste Temperatur zur Bildung der zu übertragenden Schicht 140 Tmax ist, kann ein Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder einem Erweichungspunkt, der niedriger als Tmax ist, als Materialkomponente des Übertragungsmaterials 180 verwendet werden. Zum Beispiel umfasst das Übertragungsmaterial 180 ein Material, das vorzugsweise einen Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt von 800 °C oder weniger, insbesondere 500 °C oder weniger, ganz besonders 320 °C oder weniger hat.
  • Das Übertragungsmaterial 180 hat vorzugsweise ein gewisses Maß an Steifigkeit (Festigkeit) als mechanische Eigenschaft, kann aber Flexibilität oder Elastizität aufweisen.
  • Beispiele für solche Materialkomponenten des Übertragungsmaterials 180 enthalten verschiedene synthetische Harze und verschiedene Glasmaterialien. Insbesondere werden vorzugsweise verschiedene synthetische Harze und normale, kostengünstige Glasmaterialien (mit niederem Schmelzpunkt) verwendet.
  • Die synthetischen Harze können entweder thermoplastische Harze oder wärmehärtbare Harze sein. Beispiele für solche Harze umfassen Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethyl-Vinylacetat-Copolymere (EVA) und dergleichen; cyclische Polyolefine; modifizierte Polyolefine; Polyvinylchloride; Polyvinylidenchloride; Polystyrole; Polyamide; Polyimide; Polyamid-imid; Polycarbonat; Poly-(4-methylpenten-1); Ionomere; acrylische Harze; Polymethylmethacrylat; Acryl-Styrol-Copolymere (AB-Harze); Butadien-Styrol-Copolymere; Polyo-Copolymere (EVOH); Polyester, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycyclohexanterephthalat (PCT) und dergleichen; Polyether, Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid, Polyacetal (POM), Polyphenylenoxid, modifiziertes Polyphenylenoxid, Polyacrylat, aromatischen Polyester (Flüssigkristallpolymere), Polytetrafluoroethylen, Polyvinylidenfluorid, andere verschiedene thermoplastische Elastomere vom Styroltyp, Polyolefintyp, Polyvinylchloridtyp, Polyurethantyp, Fluorgummityp, chloriniertem Polyethylentyp und dergleichen; Epoxidharze, Phenolharze; Harnstoffharze; Melaminharze; ungesättigten Polyester; Silkonharze; Polyurethan; Copolymere, Mischungen, Polymerlegierungen und dergleichen, die diese Harze als Hauptkomponenten enthalten. Diese Harze können alleine oder in Kombination aus mindestens zwei (zum Bei spiel als Laminat von mindestens zwei Schichten) verwendet werden.
  • Beispiele für die Glasmaterialien umfassen Silikatglas (Quarzglas), Alkalisilikatglas, Natronkalkglas, Kalikalkglas, Blei- (Alkali-) Glas, Bariumglas, Borosilikatglas und dergleichen. Mit Ausnahme von Silikatglas haben diese Arten von Glas vorzugsweise niedere Schmelzpunkte und sind im Vergleich zu Silikatglas relativ leicht zu formen und zu verarbeiten und kostengünstig.
  • In der Verwendung des Übertragungsmaterials 180, das aus einem synthetischen Harz besteht, kann das große Übertragungsmaterial 180 integral gebildet werden, und es kann leicht eine komplizierte Form mit einer gekrümmten Oberfläche oder Unebenheit hergestellt werden, mit verschiedenen Vorteilen geringer Materialkosten und Produktionskosten. Daher ist die Verwendung eines synthetischen Harzes für die Produktion einer kostengünstigen großen Vorrichtung (zum Beispiel einer Flüssigkristallanzeige) vorteilhaft.
  • Das Übertragungsmaterial 180 kann an sich eine unabhängige Vorrichtung darstellen, wie zum Beispiel eine Flüssigkristallzelle, oder Teil einer Vorrichtung sein, wie zum Beispiel ein Farbfilter, eine Elektrodenschicht, eine dielektrische Schicht, eine Isolierschicht oder eine Halbleitervorrichtung.
  • Ebenso kann das Übertragungsmaterial 180 ein Material, wie Metall, Keramik, Stein, holzhältiges Papier oder dergleichen umfassen, oder jede gewünschte Oberfläche (die Oberfläche einer Uhr, einer Klimaanlage, einer Leiterplatte oder dergleichen), die einen Gegenstand bildet, oder eine Oberfläche einer Struktur, wie eine Wand, eine Säule, ein Plafond, eine Fensterscheibe oder dergleichen.
  • [Schritt 4]
  • Anschließend wird das Substrat 100, wie in 4 dargestellt ist, von der Rückseite mit Licht bestrahlt.
  • Sobald das Licht durch das Substrat 100 gegangen ist, wird die Trennschicht 120 mit dem Licht bestrahlt. Dadurch tritt eine Trennung innerhalb der Schicht und/oder Grenzflächentrennung in der Trennschicht 120 auf, um die Bindungskraft zu verringern oder zu lockern.
  • Das Prinzip des Auftretens der Trennung innerhalb der Schicht und/oder Grenzflächentrennung in der Trennschicht 120 liegt möglicherweise an der Tatsache, dass eine Ablation in der Materialkomponente der Trennschicht 120 eintritt, die Gase, die in der Trennschicht 120 enthalten sind, abgegeben werden, und eine Phasenänderung, wie Schmelzen, Transpiration oder dergleichen unmittelbar nach der Bestrahlung eintritt.
  • Ablation bedeutet, dass das fixierte Material (die Materialkomponente der Trennschicht 120), die Strahlungslicht absorbiert, chemisch oder thermisch angeregt wird, um die atomaren oder molekularen Bindungen in der Oberfläche oder im Inneren der Trennschicht 120 zu trennen, wodurch Atome oder Moleküle freigesetzt werden. Die Ablation tritt vorwiegend als solches Phänomen auf, dass eine Phasenänderung, wie Schmelzen, Transpiration (Verdampfung) oder dergleichen, über der gesamten Materialkomponente der Trennschicht 120 oder in einem Teil davon eintritt. In einigen Fällen verursacht die Phasenänderung einen feinen Schaumzustand, um die Bindungskraft zu beeinträchtigen.
  • Ob die Trennschicht 120 die Trennung innerhalb der Schicht oder Grenzflächentrennung oder beide erzeugt, hängt von der Zusammensetzung der Trennschicht 120 und anderen verschiedenen Faktoren ab. Beispiele für die Faktoren beinhalten Bedingungen, wie die Art, Wellenlänge, Festigkeit, Reichtiefe des Bestrahlungslichts usw..
  • Nachdem die Trennschicht 120 gebildet wurde, werden in dieser Ausführungsform im vierten Schritt Trennung beschleunigende Ionen in die Trennschicht 120 implantiert, um das Trennungsphänomen sicher hervorzurufen.
  • Die Trennung beschleunigenden Ionen haben mindestens eine oder eine Kombination von mindestens zwei der folgenden drei Funktionen, und beschleunigen das Trennungsphänomen der Trennschicht 120 im vierten Schritt.
  • Eine der Funktionen ist die Begasung der Trennung beschleunigenden Ionen aus zum Beispiel Wasserstoff (H) oder Stickstoff (N), die in der Trennschicht 120 implantiert sind, wodurch die Trennung der Trennschicht 120 im vierten Schritt beschleunigt wird.
  • Eine andere Funktion ist die Trennung der Bindungen von Atomen oder Molekülen, die die Trennschicht 120 bilden, durch die Trennung beschleunigenden Ionen aus zum Beispiel Wasserstoff (H), Stickstoff (N) oder Silizium (Si), um die Trennschicht 120 im Voraus im Schritt der Implantation der Trennung beschleunigenden Ionen zu beschädigen. Daher wird die im Voraus beschädigte Trennschicht 120 relativ leicht im vierten Schritt abgetrennt.
  • Die andere Funktion ist die Änderung der Eigenschaften der Trennschicht 120 durch die Trennung beschleunigenden Ionen aus zum Beispiel Wasserstoff (H), Stickstoff (N) oder Silizium (Si), um die Adhäsion zwischen der Trennschicht 120 und dem Substrat 100 im Schritt der Implantation der Trennung beschleunigenden Ionen zu verringern. Daher wird die Trennschicht 120 mit verringerter Adhäsion an dem Substrat relativ leicht im vierten Schritt abgetrennt.
  • Die Bestrahlung mit Licht wird im vierten Schritt verwendet. Ein Laserstrahl ist dahingehend bevorzugt, dass er leicht eine Trennung (Ablation) in der Trennschicht 120 bewirkt.
  • Als Laservorrichtung zum Emittieren des Laserstrahls können verschiedene Gaslaser, Feststofflaser (Halbleiterlaser) und dergleichen verwendet werden. Ein Exzimer-Laser, ein Nd-YAG-Laser, ein Ar-Laser, ein CO2-Laser, ein CO-Laser, ein He-Ne-Laser und dergleichen werden vorzugsweise verwendet, und ein Exzimer-Laser ist besonders bevorzugt.
  • Da der Exzimer-Laser hohe Energie im Bereich kurzer Wellenlänge ausgibt, kann er eine Ablation in der Trennschicht 120 innerhalb sehr kurzer Zeit erzeugen, und kann die Trennschicht 120 im Wesentlichen ohne Temperaturanstieg in dem benachbarten Übertragungsmaterial 180 und Substrat 100 trennen, d.h., ohne Beeinträchtigung und Beschädigung.
  • Wenn in der Trennschicht 120 eine Ablation abhängig von der Wellenlänge von Licht erzeugt wird, ist die Wellenlänge des bestrahlenden Laserstrahls vorzugsweise etwa 100 nm bis 350 nm.
  • 7 zeigt ein Beispiel der Durchlässigkeit des Substrats 100 relativ zu der Wellenlänge von Licht. Wie in 7 dargestellt ist, hat das Substrat 100 die Eigenschaft, dass die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 300 nm rasch ansteigt. In diesem Fall wird das Substrat 100 mit Licht bei einer Wellenlänge von 210 nm oder mehr bestrahlt, zum Beispiel Xe-Cl-Exzimer-Laserlicht (Wellenlänge 308 nm), KrF-Laserlicht (Wellenlänge 248 nm) oder dergleichen.
  • Wenn zum Beispiel eine Gasfreisetzung, Verdampfung, Phasenänderung, wie Sublimation oder dergleichen in der Trennschicht 120 erzeugt werden, um die Trenneigenschaft hervor zurufen, ist die Wellenlänge des Bestrahlungslaserlichts vorzugsweise etwa 350 bis 1200 nm.
  • Die Energiedichte des Bestrahlungslaserstrahls, insbesondere die Energiedichte eines Exzimer-Laserstrahls, ist vorzugsweise etwa 10 bis 5000 mJ/cm2, insbesondere etwa 100 bis 500 mJ/cm2. Die Bestrahlungszeit ist vorzugsweise etwa 1 bis 1000 nsec und insbesondere etwa 10 bis 100 nsec. Bei einer geringen Energiedichte oder einer kurzen Bestrahlungszeit tritt keine ausreichende Ablation auf, während bei einer hohen Energiedichte oder einer langen Bestrahlungszeit das Bestrahlungslicht, das durch die Trennschicht 120 durchgelassen wird, möglicherweise die zu übertragende Schicht 140 nachteilig beeinflusst.
  • Als Maßnahme gegen den Fall, in dem das Bestrahlungslicht, das durch die Trennschicht 120 durchgelassen wird, die zu übertragende Schicht 140 erreicht und nachteilig beeinflusst, wird ein Verfahren verwendet, in dem ein metallischer Film 124 aus Tantal (Ta) oder dergleichen zum Beispiel auf der Trennschicht (Laser absorbierenden Schicht) 120 gebildet ist, wie in 30 dargestellt ist. Dies bewirkt, dass das Laserlicht, das durch die Trennschicht 120 durchgelassen wird, vollständig von der Grenzfläche mit dem metallischen Film 124 reflektiert wird, wodurch nachteilige Wirkungen auf das Dünnfilm-Bauelement verhindert werden, das über dem metallischen Film 124 gebildet ist.
  • Anschließend wird, wie in 5 dargestellt ist, eine Kraft auf das Substrat 100 ausgeübt, um das Substrat 100 von der Trennschicht 120 zu trennen. Obwohl in 5 nicht dargestellt, haftet die Trennschicht manchmal nach der Trennung an dem Substrat 100.
  • Wie in 6 dargestellt ist, wird anschließend der Rest der Trennschicht 120 durch ein Wasch-, Ätz-, Veraschungs-, Polierverfahren oder dergleichen entfernt, oder ein Verfahren, das eine Kombination aus diesen enthält. Dadurch wird die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 auf das Übertragungsmaterial 180 übertragen.
  • Wenn ein Teil der Trennschicht an dem abgetrennten Substrat 100 haftet, wird dieser durch dasselbe Verfahren entfernt. Bei dem Substrat 100, das aus einem teuren Material, wie Quarzglas, oder einem Edelmaterial gebildet ist, wird das Substrat 100 vorzugsweise wiederverwendet (rezykliert). Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auch mit hoher Verfügbarkeit bei dem Substrat 100 angewendet werden, das wiederverwendet werden soll.
  • Die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 wird vollständig auf das Übertragungsmaterial 180 durch die zuvor beschriebenen Schritte übertragen. Dann ist es auch möglich, eine SiO2-Film neben der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 zu entfernen und eine leitfähige Schicht, wie eine Verdrahtung, und einen gewünschten Schutzfilm auf der zu übertragenden Schicht 140 zu bilden.
  • Auf diese Weise wird die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 als abzutrennendes Objekt unter Verwendung der Trennschicht abgetrennt, die mit der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 verbunden ist, die nicht direkt abgetrennt wird. Daher kann das zu trennende Objekt (die zu übertragende Schicht 140) leicht, sicher und gleichförmig abgetrennt (übertragen) werden, unabhängig von den Eigenschaften und Zuständen des abzutrennenden Objekts (der zu übertragenden Schicht 140), ohne das abzutrennende Objekt (die zu übertragende Schicht 140) im Trennvorgang zu beschädigen. Somit kann die hohe Zuverlässigkeit der zu übertragenden Schicht 140 aufrechterhalten werden.
  • Unter Bezugnahme auf 8 bis 18 folgt anschließend eine Beschreibung eines typischen Beispiels eines Herstellungsverfahrens, in dem zum Beispiel ein TFT mit einer CMOS-Struktur als Dünnfilm-Bauelementschicht 140 auf dem Substrat 100 und der Trennschicht 120 gebildet wird. Es wird auch der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen im Verlauf dieses Prozesses beschrieben.
  • (Schritt 1)
  • Wie in 8 dargestellt ist, werden eine Trennschicht (zum Beispiel eine amorphe Siliziumschicht, die durch das LPCVD-Verfahren gebildet ist) 120, eine Zwischenschicht (zum Beispiel ein SiO2-Film) 142 und eine amorphe Siliziumschicht (die zum Beispiel durch das LPCVD-Verfahren gebildet ist) 143 der Reihe nach auf ein durchlässiges Substrat (zum Beispiel ein Quarzsubstrat) 100 laminiert, und dann wird die gesamte Oberfläche der amorphen Siliziumschicht 143 mit einem Laserstrahl von oben zum Glühen bestrahlt. Dadurch wird die amorphe Siliziumschicht 143 zur Bildung einer Polysiliziumschicht rekristallisiert. Anders als bei der Strahlabtastung der zuvor beschriebenen Trennschicht 120 wird bei diesem Laserglühen, das durch die Strahlabtastung ausgeführt wird, dieselbe Position vorzugsweise mit Licht mindestens zweimal bestrahlt, so dass die Strahlmittelpunkte einander überlappen (außer Gaußsche-Strahlen). Der Grund ist, dass die amorphe Siliziumschicht 143 durch mehrfache Bestrahlung ausreichend rekristallisiert werden kann, ohne Probleme wie einen Lichtaustritt.
  • Der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen wird vorzugsweise zu einer Ausführungszeit nach der Bildung der Trennschicht und vor dem Laserglühschritt zur Rekristallisierung ausgeführt, da die Ionen implantiert werden können, ohne eine Maske zu benötigen.
  • Daher ist die Ausführungszeit einer der Folgenden:
    • (A) Nach der Bildung der Trennschicht 180 und vor der Zwischenschicht 142, wie in 8 dargestellt.
    • (B) Nach der Bildung der Zwischenschicht 142 und vor der Bildung der amorphen Siliziumschicht 143,
    • (C) Nach der Bildung der amorphen Siliziumschicht 143 und vor dem Laserglüh-Schritt zur Kristallisierung; von diesen Zeitpunkten (A), (B) und (C) ist die Ausführungszeit (C) am bevorzugtesten. Der Grund dafür ist, dass in dem Schritt zur Bildung der amorphen Siliziumschicht 143, d.h., in dem Schritt zur Bildung einer Kanalschicht, die Verfahrenstemperatur etwa 425 °C unter den vorliegenden Bedingungen ist. Wenn in diesem Schritt Wasserstoffionen zuvor als Trennung beschleunigende Ionen in der Trennschicht 120 implantiert wurden, tritt möglicherweise Wasserstoff aus der Trennschicht 120 bei einer Temperatur von 350 °C oder mehr aus. Daher wird der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen vorzugsweise zur Ausführungszeit (C) durchgeführt, nach der Bildung der Kanalschicht. Die Ausführungszeit ist nicht jedoch nicht abhängig von der Art der verwendeten beschleunigenden Ionen begrenzt, und der Schritt kann auch zur Ausführungszeit (A) oder (B) durchgeführt werden. Ebenso wird die Schicht, die durch Rekristallisierung der amorphen Siliziumschicht 143 durch Laserglühen gebildet wird, aufgrund der Implantation der Trennung beschleunigenden Ionen vom Standpunkt der Transistoreigenschaften vorzugsweise nicht beschädigt.
  • Im Falle (A) oder (B) tritt keine Beschädigung auf, während im Falle von (C), selbst wenn die amorphe Siliziumschicht 143 beschädigt wird, die Wirkung der Beschädigung durch den anschließenden Kristallisierungsschritt vermindert wird.
  • Der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen kann unter Verwendung einer bekannten Ionenimplanta tionsvorrichtung ausgeführt werden. Das heißt wenn zum Beispiel Wasserstoffionen implantiert werden, bildet sich Gasplasma, das Wasserstoff enthält, und die erzeugten Wasserstoffionen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt, um in die Trennschicht 120 implantiert zu werden.
  • Der Ionenimplantationsschritt kann zu einer Ausführungszeit (D) nach dem Laserglühen durchgeführt werden. In diesem Fall können die Ionen implantiert werden, während der Kanalbereich maskiert ist, ohne Beeinträchtigung der Transistoreigenschaften. Die Maske wird nach dem Ionenimplantationsschritt entfert.
  • (Schritt 2)
  • Wie in 9 dargestellt ist, wird dann die Polysiliziumschicht, die durch Laserglühen erhalten wird, zur Bildung von Inseln 144a und 144b als Kanalmuster strukturiert.
  • Neben den zuvor beschriebenen Ausführungszeiten (A) bis (D) kann der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen auch zur Ausführungszeit (E) nach dem zweiten Schritt (dem Schritt zur Bildung des Kanalmusters) ausgeführt werden. Wie in 31 dargestellt ist, wird in diesem Fall ein Mikromuster 201 zuvor auf Abschnitten der Inseln 144a und 144b gebildet, die den Kanalbereichen in den Inseln 144a und 144b gegenüberliegen. In diesem zustand werden die Trennung beschleunigenden Ionen, zum Beispiel Waserstoffionen, in die Trennschicht 120 implantiert. Dies verhindert, dass die Kanalbereiche Wasserstoff enthalten, ohne Beeinträchtigung der Transistoreigenschaften. Sobald der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen beendet ist, wird das Maskenmuster 201 entfernt.
  • (Schritt 3)
  • Wie in 10 dargestellt ist, werden Gate-Isolierfilme 148a und 148b zum Beispiel durch das CVD-Verfahren zum Bedecken der Inseln 144a beziehungsweise 144b gebildet.
  • Neben den zuvor beschriebenen Ausführungszeiten (A) bis (E) kann der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen auch zur Ausführungszeit (F) nach dem dritten Schritt (Gate-Isolierfilm) durchgeführt werden. Wie in 32 dargestellt ist, wird in diesem Fall vorzugsweise ein Maskenmuster 202 im Voraus auf Abschnitten der Gate-Isolierfilme 148a und 148b gebildet, die den Kanalbereichen in den Inseln 144a und 144b gegenüber liegen.
  • (Schritt 4)
  • Wie in 11 dargestellt ist, werden Gate-Elektroden 150a und 150b gebildet, die aus Polysilizium oder einem Metall bestehen.
  • (Schritt 5)
  • Wie in 12 dargestellt ist, wird eine Maskenschicht 170, die aus Polyimid oder dergleichen besteht, zum Implantieren von zum Beispiel Bor- (B-) Ionen in Selbstausrichtung unter Verwendung der Gate-Elektrode 150b und der Maskenschicht 170 als Maske gebildet. Dadurch werden p+-Schichten 172a und 172b gebildet.
  • Außer zu den zuvor beschriebenen Ausführungszeiten (A) bis (F) kann der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen auch zur Ausführungszeit (G) zu demselben Zeitpunkt wie der Borioneimplantationsschritt ausgeführt werden. In diesem Fall wird ein Plasma aus einer Gasmischung aus B2H6 (5%) + H2 (95%) gebildet und die erzeugten Borionen und Wasserstoffionen werden beschleunigt, so dass sie in das Substrat durch eine Masseanalysevorrichtung eingeführt werden. Dadurch werden Borionen mit einer höheren Masse in der polykristallinen Siliziumschicht an der oberen Schichtseite selbst bei derselben Beschleunigungsspannung gestoppt, während Wasserstoffionen mit einer geringeren Masse tief implantiert werden und die Trennschicht 120 erreichen.
  • Obwohl die Gate-Elektrode 150b dieselbe Funktion erfüllt wie das Maskenmuster 201, das in 31 dargestellt ist, oder das Maskenmuster 202, das in 32 dargestellt ist, kann des Weiteren eine Maskenschicht auf der Gate-Elektrode 150b gemäß der Beschleunigungsspannung bereitgestellt sein.
  • (Schritt 6)
  • Wie in 13 dargestellt ist, wird eine Maskenschicht 174, die aus Polyimid oder dergleichen besteht, zum Implantieren von zum Beispiel Phosphor- (P-) Ionen in Selbstausrichtung unter Verwendung der Gate-Elektrode 150a und der Maskenschicht 174 als Maske gebildet. Dadurch werden n+-Schichten 146a und 146b gebildet.
  • Außer zu den zuvor beschriebenen Ausführungszeiten (A) bis (G) kann der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen auch zur Ausführungszeit (H) zu demselben Zeitpunkt wie der Phosphorionenimplantationsschritt ausgeführt werden. In diesem Fall wird ein Plasma aus einer Gasmischung aus PH3 (5%) + H2 (95%) gebildet und die erzeugten Phosphorionen und Wasserstoffionen werden beschleunigt, so dass sie in das Substrat durch eine Masseanalysevorrichtung eingeführt werden. Dadurch werden Phosphorionen mit einer höheren Masse in der polykristallinen Siliziumschicht an der oberen Schichtseite selbst bei derselben Beschleunigungsspannung gestoppt, während Wasserstoffionen mit einer geringeren Masse tief implantiert werden und die Trennschicht 120 erreichen.
  • Obwohl die Gate-Elektrode 150a dieselbe Funktion erfüllt wie das Maskenmuster 201, das in 31 dargestellt ist, oder das Maskenmuster 202, das in 32 dargestellt ist, kann des Weiteren eine Maskenschicht auf der Gate-Elektrode 150a gemäß der Beschleunigungsspannung bereitgestellt sein.
  • Die Ausführungszeiten (G) und (H) des Schrittes zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen sind dieselben wie die Schritte zum Implantieren von Störstellenionen in den Source- und Drain-Bereichen in Schritt 5 beziehungsweise 6. Der Schritt zum Implantieren der Trennung beschleunigenden Ionen kann separat vor oder nach Schritt 5 und 6 ausgeführt werden.
  • (Schritt 7)
  • Wie in 14 dargestellt ist, wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 154 gebildet, Kontaktlöcher werden selektiv gebildet, und dann werden Elektroden 152a bis 152d gebildet.
  • Der derart gebildete TFT mit CMOS-Struktur entspricht der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140, die in 2 bis 6 dargestellt ist. Es kann auch ein Schutzfilm auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 154 gebildet werden.
  • (Schritt 8)
  • Wie in 15 dargestellt ist, wird ein Epoxidharzfilm 160 als Haftmittelschicht auf dem TFT mit CMOS-Struktur gebildet, und der TFT wird an das Übertragungsmaterial (zum Beispiel ein Natronglassubstrat) 180 durch die Epoxidharzschicht 160 gebunden. Dann wird das Epoxidharz durch Erwärmung gehärtet, um das Übertragungsmaterial 180 und den TFT zu binden (zu verbinden).
  • Die Haftmittelschicht 160 kann aus einem Photopolymerharz bestehen, das ein durch Ultraviolett härtbares Haftmittel ist. In diesem Fall wird das Polymer durch Ultraviolettstrahlung von der Seite des Übertragungsmaterials 180 und nicht durch Erwärmen gehärtet.
  • (Schritt 9)
  • wie in 16 dargestellt ist, wird das durchlässige Substrat 100 zum Beispiel mit Xe-Cl-Exzimer-Laserlicht von seiner Rückseite bestrahlt. Dies bewirkt eine Trennung in der Trennschicht 120 und/oder ihrer Grenzfläche.
  • (Schritt 10)
  • Wie in 17 dargestellt ist, wird das Substrat 100 abgelöst.
  • (Schritt 11)
  • Schließlich wird die Trennschicht 120 durch Ätzen entfernt. Wie in 18 dargestellt ist, wird folglich der TFT mit CMOS-Struktur auf das Übertragungsmaterial 180 übertragen.
  • < Zweite Ausführungsform >
  • Es wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 33 bis 35 beschrieben. In dieser zweiten Ausführungsform wird eine zu übertragende Schicht 140, die eine Dünnfilm-Bauelementschicht umfasst, zweimal übertragen und somit werden die in 33 bis 35 dargestellten Schritte zu den Schritten der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 6 dargestellt sind, hinzugefügt.
  • In der zweiten Ausführungsform wird die Trennschicht 120, die in 2 bis 5 dargestellt ist, als "erste Trenn schicht" bezeichnet. In der zweiten Ausführungsform wird die Haftmittelschicht 160, die in 3 bis 6 dargestellt ist, auch als "zweite Trennschicht" bezeichnet. In der zweiten Ausführungsform wird ferner das Übertragungsmaterial 180, das in 3 bis 6 dargestellt ist, als "primäres Übertragungsmaterial" bezeichnet. Daher wird in der zweiten Ausführungsform die zu übertragende Schicht 140 auf das primäre Übertragungsmaterial 180 durch die zweite Trennschicht 160 übertragen, sobald der Schritt, der in 6 dargestellt ist, beendet ist.
  • In der zweiten Ausführungsform können als Material der zweiten Trennschicht 160 ein heißschmelzendes Haftmittel, ein wasserlösliches Haftmittel und dieselben Materialien wie für die erste Trennschicht 120 verwendet werden. In diesem Fall wird für eine leichtere Trennung bei der zweiten Trennschicht 160 die zuvor in der ersten Ausführungsform beschriebene Ionenimplantation ausgeführt.
  • Es folgt eine Beschreibung der zusätzlichen Schritte 1 bis 3, die ein 33 bis 35 dargestellt sind, die nach dem in 6 dargestellten Schritt ausgeführt werden.
  • [Zusätzlicher Schritt 1]
  • Anschließend an den in 6 dargestellten Schritt, wird eine sekundäre Übertragungsschicht 200, wie in 33 dargestellt, an die untere Seite (die freiliegende Seite) der Dünnfilm-Bauelementschicht 140 durch eine Haftmittelschicht 190 gebunden.
  • Bevorzugte Beispiele des Haftmittels, das die Haftmittelschicht 190 bildet, beinhalten verschiedene härtbare Haftmittel, wie reaktive härtbare Haftmittel; thermisch härtbare Haftmittel; lichthärtbare Haftmittel; wie Ultraviolett härtbare Haftmittel, und dergleichen; anaerobe härtbare Haftmittel, und dergleichen. Als Zusammensetzung der Haft mittelschicht kann jede Epoxid-, Acrylat- und Silikonart und dergleichen verwendet werden. Die Haftmittelschicht 190 wird zum Beispiel durch das Beschichtungsverfahren gebildet.
  • Bei Verwendung eines der härtbaren Haftmittel wird zum Beispiel das härtbare Haftmittel auf die untere Seite der zu übertragenden Schicht (der Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 aufgetragen, und das sekundäre Übertragungsmaterial 200 wird mit der Haftmittelschicht verbunden, die dann durch ein Härtungsverfahren gemäß den Eigenschaften des härtbaren Haftmittels gehärtet wird, das zum Binden und Fixieren der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 und des sekundären Übertragungsmaterials 200 verwendet wird.
  • Im Falle eines lichthärtbaren Haftmittels wird die Bestrahlung mit Licht vorzugsweise von außerhalb des lichtdurchlässigen sekundären Übertragungsmaterials 200 ausgeführt. Wenn ein lichthärtbares Haftmittel, wie ein Ultraviolett härtbares Haftmittel oder dergleichen, das eine geringe Wirkung auf die Dünnfilm-Bauelementschicht hat, als Haftmittel verwendet wird, kann die Lichtbestrahlung von der Seite des lichtdurchlässigen primären Übertragungsmaterials 180 oder beiden Seiten des lichtdurchlässigen primären und des sekundären Übertragungsmaterials 180 und 200 ausgeführt werden.
  • Anders als bei der in der Zeichnung dargestellten Struktur kann die Haftmittelschicht 190 auf der Seite des sekundären Übertragungsmaterials 200 gebildet werden und die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 kann daran gebunden werden. Wenn zum Beispiel das sekundäre Übertragungsmaterial 200 eine Haftfunktion kann, kann die Haftmittelschicht 190 weggelassen werden.
  • Obwohl das sekundäre Übertragungsmaterial 200 nicht begrenzt ist, kann ein Substrat (ein Plattenmaterial), insbesondere ein transparentes Substrat, verwendet werden. Ein solches Substrat kann entweder eine flache Platte oder eine gekrümmte Platte sein.
  • Das sekundäre Übertragungsmaterial 200 kann die Eigenschaft haben, dass die Wärmebeständigkeit und Abriebbeständigkeit niedriger sind als jene des Substrats 200. Der Grund dafür ist, dass in der vorliegenden Erfindung die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 auf der Seite des Substrats 100 gebildet wird und dann auf das sekundäre Übertragungsmaterial 200 übertragen wird, und somit Eigenschaften, die für das sekundäre Übertragungsmaterial 200 erforderlich sind, insbesondere Wärmebeständigkeit, nicht von der Temperaturbedingung und dergleichen bei der Bildung der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140) abhängig sind. Dieser Punkt gilt für das primäre Übertragungsmaterial 180.
  • Wenn daher die höchste Temperatur bei der Bildung der zu übertragenden Schicht 140 Tmax ist, kann ein Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt, der niedriger als Tmax ist, als Materialkomponente für das primäre und sekundäre Übertragungsmaterial 180 und 200 verwendet werden. Zum Beispiel umfasst jedes von dem primären und sekundären Übertragungsmaterial 180 und 200 ein Material, das vorzugsweise einen Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt von 800 °C oder weniger hat, insbesondere 500 °C oder weniger, ganz besonders 320 °C oder weniger.
  • Das primäre und sekundäre Übertragungsmaterial 180 und 200 haben vorzugsweise ein bestimmtes Maß an Steifigkeit (Festigkeit) als mechanische Eigenschaft, aber beide Materialien können Flexibilität oder Elastizität aufweisen.
  • Beispiele für solche Materialkomponenten des primären und sekundären Übertragungsmaterials 180 und 200 enthalten verschiedene synthetische Harze und verschiedene Glasmaterialien. Insbesondere werden vorzugsweise verschiedene synthetische Harze und normale, kostengünstige Glasmaterialien (mit niederem Schmelzpunkt) verwendet.
  • Die synthetischen Harze können entweder thermoplastische Harze oder wärmehärtbare Harze sein. Beispiele für solche Harze umfassen Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethyl-Vinylacetat-Copolymere (EVA), und dergleichen; cyclische Polyolefine; modifizierte Polyolefine; Polyvinylchloride; Polyvinylidenchloride; Polystyrole; Polyamide; Polyimide; Polyamid-imid; Polycarbonat; Poly-(4-methylpenten-1); Ionomere; acrylische Harze; Polymethylmethacrylat; Acryl-Styrol-Copolymere (AB-Harze); Butadien-Styrol-Copolymere; Polyo-Copolymere (EVOH); Polyester, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycyclohexanterephthalat (PCT), und dergleichen; Polyester, Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid, Polyacetal (POM), Polyphenylenoxid, modifiziertes Polyphenylenoxid, Polyacrylat, aromatischen Polyester (Flüssigkristallpolymere), Polytetrafluoroethylen, Polyvinylidenfluorid, andere verschiedene thermoplastische Elastomere vom Styroltyp, Polyolefintyp, Polyvinylchloridtyp, Polyurethantyp, Fluorgummityp, chloriniertem Polyethylentyp und dergleichen; Epoxidharze, Phenolharze; Harnstoffharze; Melaminharze; ungesättigten Polyester; Silkonharze; Polyurethan; Copolymere, Mischungen, Polymerlegierungen und dergleichen, die diese Harze als Hauptkomponenten enthalten. Diese Harze können alleine oder in Kombination aus mindestens zwei (zum Beispiel als Laminat von mindestens zwei Schichten) verwendet werden.
  • Beispiele für die Glasmaterialien umfassen Silikatglas (Quarzglas), Alkalisilikatglas, Natronkalkglas, Kalikalk glas, Blei- (Alkali-) Glas, Bariumglas, Borosilikatglas und dergleichen. Mit Ausnahme von Silikatglas haben diese Arten von Glas vorzugsweise niedere Schmelzpunkte und sind im Vergleich zu Silikatglas relativ leicht zu formen und zu verarbeiten und kostengünstig.
  • In der Verwendung des sekundären Übertragungsmaterials 200, das aus einem synthetischen Harz besteht, kann das große sekundäre Übertragungsmaterial 200 integral gebildet werden, und es kann eine komplizierte Form mit einer gekrümmten Oberfläche oder Unebenheit leicht hergestellt werden, mit verschiedenen Vorteilen geringer Materialkosten und Produktionskosten. Daher ist die Verwendung eines synthetischen Harzes für die Produktion einer kostengünstigen großen Vorrichtung (zum Beispiel einer Flüssigkristallanzeige) vorteilhaft.
  • Das sekundäre Übertragungsmaterial 200 kann an sich eine unabhängige Vorrichtung darstellen, wie zum Beispiel eine Flüssigkristallzelle, oder Teil einer Vorrichtung sein, wie zum Beispiel ein Farbfilter, eine Elektrodenschicht, eine dielektrische Schicht, eine Isolierschicht oder eine Halbleitervorrichtung.
  • Ebenso kann sowohl das primäre wie auch sekundäre Übertragungsmaterial 180 und 200 ein Material, wie Metall, Keramik, Stein, holzhältiges Papier oder dergleichen umfassen, oder jede gewünschte Oberfläche (die Oberfläche einer Uhr, einer Klimaanlage, einer Leiterplatte oder dergleichen), die einen Gegenstand bildet, oder eine Oberfläche einer Struktur, wie eine Wand, eine Säule, einen Plafond, eine Fensterscheibe oder dergleichen.
  • [Zusätzlicher Schritt 2]
  • Wie in 34 dargestellt ist, wird anschließend eine heißschmelzende Haftmittelschicht 160 als sekundäre Trenn schicht durch Erwärmung heißgeschmolzen. Infolgedessen wird die Haftkraft der heißschmelzenden Haftmittelschicht 160 geschwächt, so dass eine Trennung des primären Übertragungsmaterials 180 von der Dünnfilm-Bauelementschicht 140 möglich ist. Das heißschmelzende Haftmittel, das an dem primären Übertragungsmaterial 180 haftet, wird entfernt, so dass eine wiederholte Wiederverwendung des primären Übertragungsmaterials 180 möglich ist.
  • In der Verwendung des zuvor beschriebenen wasserlöslichen Haftmittels für die zweite Haftmittelschicht 160 kann ein Bereich, der zumindest die zweite Haftmittelschicht 160 enthält, mit Wasser in Kontakt gebracht werden, und vorzugsweise in reines Wasser getaucht werden. In der Verwendung des zuvor beschriebenen, in einem organischen Lösemittel löslichen Haftmittels für die zweite Haftmittelschicht 160 kann ein Bereich, der zumindest die zweite Haftmittelschicht 160 enthält, mit einem organischen Lösemittel in Kontakt gebracht werden. In der Verwendung des zuvor beschriebenen Haftmittels, das die Trennfunktion bei Erwärmung oder Ultraviolettbestrahlung für die zweite Haftmittelschicht 160 aufweist, kann ein Bereich, der zumindest die zweite Haftmittelschicht 160 enthält, erwärmt oder durch eine andere Schicht mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt werden. Bei Verwendung einer Ablationsschicht als sekundäre Trennschicht, wie der ersten Trennschicht 120, wird das Trennungsphänomen in der sekundären Trennschicht durch Lichtbestrahlung erzeugt. Dabei wird die Trennung durch die Wirkung implantierter Ionen beschleunigt.
  • [Zusätzlicher Schritt 3]
  • Schließlich wird die zweite Trennschicht 160, die an der Oberfläche des Dünnfilm-Bauelements 140 haftet, entfernt, um die Dünnfilm-Bauelementschicht 140 zu erhalten, die auf das sekundäre Übertragungsmaterial 200 übertragen wird, wie in 35 dargestellt ist. Das Laminatverhältnis der Dünnfilm-Bauelementschicht 140 zu dem primären Übertragungsmaterial 200 ist dasselbe wie das anfängliche Laminatverhältnis der Dünnfilm-Bauelementschicht 140 zu dem Substrat 100, das in 2 dargestellt ist.
  • Die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 wird durch die zuvor genannten Schritte vollständig auf das sekundäre Übertragungsmaterial 200 übertragen. Dann kann ein SiO2-Film neben der zu übertragenden Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140 entfernt werden, oder ein leitender Film, wie eine Verdrahtung oder dergleichen, und ein gewünschter Schutzfilm können auf der zu übertragenden Schicht 140 gebildet werden.
  • In der zweiten Ausführungsform wird die zu übertragende Schicht (Dünnfilm-Bauelementschicht) 140, die als abzutrennendes Objekt dient, an der ersten Trennschicht 120 und der zweiten Trennschicht 160 getrennt, und auf das sekundäre Übertragungsmaterial 200 übertragen, das nicht direkt abgetrennt wird. Somit kann das abzutrennende Objekt (die zu übertragende Schicht 140) leicht, sicher und gleichförmig übertragen werden, unabhängig von den Eigenschaften und Bedingungen der zu übertragenden Schicht 140, ohne das abzutrennende Objekt (die zu übertragende Schicht 140) im Trennvorgang zu beschädigen, wodurch die hohe Zuverlässigkeit der zu übertragenden Schicht 140 beibehalten wird.
  • Beispiele
  • Unter Verwendung der zuvor beschriebenen Technik in der ersten und zweiten Ausführungsform kann ein Mikrocomputer, der ein Dünnfilm-Bauelement umfasst, auf einem gewünschten Substrat gebildet werden, wie zum Beispiel in 19(a) dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 19(a) sind eine CPU 300, ein RAM 320, eine Eingangs/Ausgangs-Schaltung 360, von welchen jede(r) eine Schaltung umfasst, die unter Verwendung eines Dünnfilm-Bauelements gebildet wird, und eine Solarzelle 340, die eine amorphe Silizium-PIN-Verbindung zum Zuleiten einer Source-Spannung zu diesen Schaltungen umfasst, auf einem flexiblen Substrat 182 montiert, das Kunststoff oder dergleichen umfasst.
  • Der Mikrocomputer, der in 19(a) dargestellt ist, wird auf dem flexiblen Substrat gebildet und hat somit die Eigenschaften, dass er gegen ein Biegen, wie in 19(b) dargestellt ist, und gegen ein Herabfallen wegen seines geringen Gewichts beständig ist.
  • Es wird das Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix unter Verwendung eines aktiven Matrixsubstrats unter Anwendung der zuvor beschriebenen Technik zur Übertragung des Dünnfilm-Bauelements, wie in 20 und 21 dargestellt, beschrieben.
  • (Konfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung)
  • Wie in 20 dargestellt ist, umfasst eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix eine Beleuchtungslichtquelle 400, wie ein Gegenlicht, einen Polarisator 420, ein aktives Matrixsubstrat 440, einen Flüssigkristall 460, ein Gegensubstrat 480, und einen Polarisator 500.
  • Wenn ein flexibles Substrat, wie ein Kunststofffilm oder dergleichen, als aktives Matrixsubstrat 440 und Gegensubstrat 480 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es möglich, indem eine reflektierende Platte anstelle der Beleuchtungslichtquelle 400 zur Bildung eines reflektiven Flüssigkristallfeldes verwendet wird, ein Flüssigkristallfeld mit aktiver Matrix mit Flexibilität, Schlagbeständigkeit und geringem Gewicht zu erhalten. Die Bildung von Pixelelektroden, die aus Metall bestehen, macht die reflektierende Platte und den Polarisator 420 unnötig.
  • Das aktive Matrixsubstrat 440, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist ein aktives Matrixsubstrat mit einem eingebauten Treiber, in dem TFTs in einem Pixelbereich 442 angeordnet sind, und eine Treiberschaltung (ein Abtastleitungstreiber und ein Datenleitungstreiber) 444 ist auf dem Substrat montiert.
  • 21 ist eine Schnittansicht, die einen Hauptteil der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix zeigt, und 22 ist eine Zeichnung, die die Schaltungskonfiguration des Hauptteils der Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
  • Wie in 22 dargestellt ist, umfasst der Pixelbereich 442 den Flüssigkristall 460 und TFT (M1), der ein Gate enthält, das an eine Gate-Leitung G1 angeschlossen ist, und eine Source und einen Drain, von welchen einer an eine Datenleitung D1 angeschlossen ist und der andere an den Flüssigkristall 460 angeschlossen ist.
  • Der Treiberbereich 444 umfasst einen TFT (M2), der durch denselben Prozess wie der TFT (T1) des Pixelbereichs gebildet wird.
  • Wie an der linken Seite von 21 dargestellt ist, umfasst der TFT (M1) des Pixelbereichs 442 Source- und Drain-Schichten 1100a und 1100b, einen Kanal 1100e, einen Gate-Isolierfilm 1200a, eine Gate-Elektrode 1300a, einen Isolierfilm 1500, und Source- und Drain-Elektroden 1400a und 1400b.
  • Das Bezugszeichen 1700 bezeichnet eine Pixelelektrode, und das Bezugszeichen 1702 bezeichnet einen Bereich (einen Spannung anlegenden Bereich für den Flüssigkristall), wo eine Spannung an den Flüssigkristall von der Pixelelektrode 1700 angelegt wird. In 21 fehlt ein Ausrichtungsfilm.
  • Die Pixelelektrode 1700 besteht aus ITO (im Falle eines transmissiven Flüssigkristallfeldes) oder einem Metall (im Falle eines reflektiven Flüssigkristallfeldes), wie Aluminium. Obwohl in 21 ein darunter liegender Isolierfilm (eine Zwischenschicht) 1000 unter der Pixelelektrode 1700 vollständig von dem Spannung anlegenden Bereich 1702 für den Flüssigkristall entfernt ist, ist die Konfiguration nicht unbedingt darauf beschränkt, und der darunter liegende Isolierfilm (die Zwischenschicht) 1000 kann verbleiben, wenn sie dünn ist und das Anlegen der Spannung an den Flüssigkristall nicht stört.
  • Wie an der rechten Seite von 21 dargestellt ist, umfasst der TFT (M2), der den Treiberbereich 444 bildet, Source- und Drainschichten 1100c und 1100d, einen Kanal 1100f, einen Gate-Isolierfilm 1200b, eine Gate-Elektrode 1300b, einen Isolierfilm 1500 und Source- und Drain-Elektroden 1400c und 1400d.
  • In 21 bezeichnet das Bezugszeichen 480 zum Beispiel ein Gegensubstrat (zum Beispiel ein Natronglassubstrat), und das Bezugszeichen 482 bezeichnet eine gemeinsame Elektrode. Das Bezugszeichen 1000 bezeichnet einen SiO2-Film, das Bezugszeichen 1600 bezeichnet einen Zwischenschicht-Isolierfilm (zum Beispiel einen SiO2-Film) und das Bezugszeichen 1800 bezeichnet eine Haftmittelschicht. Das Bezugszeichen 1900 bezeichnet ein Substrat (ein Übertragungsmaterial), das zum Beispiel ein Natronglassubstrat umfasst.
  • (Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung)
  • Das Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die in 21 dargestellt ist, wird unter Bezugnahme auf 23 bis 27 beschrieben.
  • Zuerst werden die TFTs (M1 und M2), die in 23 dargestellt sind, auf einem Substrat (zum Beispiel einem Quarzsubstrat) 3000 mit hoher Zuverlässigkeit, das Laserstrahlen durchlässt, durch denselben Produktionsprozess wie in 8 bis 18 dargestellt gebildet, und dann wird der Schutzfilm 1600 gebildet. In 23 bezeichnet das Bezugszeichen 3100 eine Trennschicht (Laser absorbierende Schicht), in der die Trennung beschleunigenden Ionen implantiert sind. In 23 sind beide TFTs (M1 und M2) MOSFETs vom n-Typ. Der TFT ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann entweder ein MOSFET vom p-Typ oder ein TFT mit CMOS-Struktur sein.
  • Wie in 24 dargestellt ist, werden anschließend der Schutzfilm 1600 und der darunter liegende Isolierfilm 1000 selektiv geätzt, um selektiv Aperturen 4000 und 4200 zu bilden. Die zwei Aperturen werden gleichzeitig unter Verwendung eines gemeinsamen Ätzschrittes gebildet. Obwohl in 24 der darunter liegende Isolierfilm (die Zwischenschicht) 1000 vollständig von der Apertur 4200 entfernt ist, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt, und der darunter liegende Isolierfilm (die Zwischenschicht) 1000 kann verbleiben, wenn sie dünn ist und das Anlegen der Spannung an den Flüssigkristall nicht stört.
  • Wie in 25 dargestellt ist, wird anschließend die Pixelelektrode 1700 gebildet, die aus einem ITO-Film oder einem Metall, wie Aluminium, besteht. Unter Verwendung des ITO-Films und eines Metalls, wie Aluminium, werden ein transmissives Flüssigkristallfeld beziehungsweise ein reflektives Flüssigkristallfeld gebildet.
  • Wie in 26 dargestellt ist, wird anschließend das Substrat 1900 durch die Haftmittelschicht 1800 verbunden (gebunden).
  • Wie in 26 dargestellt ist, wird dann das Substrat 3000 mit Exzimer-Laserlicht von der Rückseite bestrahlt, um das Trennungsphänomen in der Trennschicht 3100 unter Nutzung der Wirkung der Trennung beschleunigenden Ionen zu erzeugen. Dann wird das Substrat 3000 abgelöst. Zu diesem Zeitpunkt ist nur wenig Kraft erforderlich, um das Substrat 3000 ohne mechanische Beschädigung des TFT anzulösen.
  • Anschließend wird die Trennschicht (die Laser absorbierende Schicht) 3100 entfernt. Dadurch ist das aktive Matrixsubstrat 440 vollendet, wie in 27 dargestellt ist. Der Boden (der Bereich, der mit dem Bezugszeichen 1702 bezeichnet ist) der Pixelelektrode 1700 wird freigelegt, um eine elektrische Verbindung mit dem Flüssigkristall zu ermöglichen. Dann wird der Ausrichtungsfilm auf der Oberfläche des Isolierfilms (des Zwischenfilms aus SiO2) 1000 und der Oberfläche der Pixelelektrode 1700 des aktiven Matrixsubstrats 440 gebildet, gefolgt von einer Ausrichtungsverarbeitung. In 27 fehlt der Ausrichtungsfilm.
  • Dann wird das aktive Matrixsubstrat 440, das in 21 dargestellt ist, und das Gegensubstrat 480, in dem die gemeinsame Elektrode auf der Oberfläche gegenüber der Pixelelektrode 1700 gebildet ist, und dessen Oberfläche einer Ausrichtungsverarbeitung unterzogen wird, mit einem Dichtungsmittel (einem Dichtungsmaterial) abgedichtet, und der Flüssigkristall wird in dem Raum zwischen beiden Substraten abgedichtet, um die in 21 dargestellte Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu vollenden.
  • 28 zeigt ein weiteres Beispiel.
  • In diesem Beispiel wird das zuvor beschriebene Verfahren zur Übertragung eines Dünnfilm-Bauelements mehrere Male ausgeführt, um eine Mehrzahl von Mustern, die ein Dünnfilm-Bauelement enthalten, auf ein Substrat (Übertragungsmaterial) zu übertragen, das größer als das anfängliche Substrat ist, wodurch schließlich ein aktives Matrixsubstrat in großem Maßstab erzeugt wird.
  • Das heißt, die Übertragung auf ein großes Substrat 7000 wird mehrere Male zur Bildung von Pixelbereichen 7100a bis 7100P ausgeführt. In jedem der Pixelbereiche werden TFT und Verdrahtung gebildet, wie durch eine Punkt-Strich-Linie im oberen Teil von 28 dargestellt ist. In 28 bezeichnet das Bezugszeichen 7210 eine Abtastleitung; das Bezugszeichen 7200 eine Signalleitung; das Bezugszeichen 7220 eine Gate-Elektrode; das Bezugszeichen 7230 eine Pixelelektrode.
  • Ein Dünnfilmmuster kann mehrere Male durch wiederholtes Verwenden eines Substrats mit hoher Zuverlässigkeit oder einer Mehrzahl von ersten Substraten zur Bildung eines aktiven Matrixsubstrats in großem Maßstab übertragen werden, auf dem Dünnfilm-Bauelemente mit hoher Zuverlässigkeit montiert sind.
  • 29 zeigt ein weiteres Beispiel.
  • Dieses Beispiel verwendet das zuvor beschriebene Verfahren zur Übertragung eines Dünnfilm-Bauelements und das Verfahren wird mehrere Male zur Übertragung einer Mehrzahl von Mustern, die das Dünnfilm-Bauelement (nämlich Dünnfilm-Bauelemente mit verschiedenen minimalen Leitungsbreiten) enthalten, mit verschiedenen Design-Regeln (nämlich Design-Regeln für das Musterdesign) auf ein Substrat, das größer als das Originalsubstrat ist.
  • In 29 werden in einem aktiven Matrixsubstrat, das mit Treibern bereitgestellt ist, Treiberschaltungen (8000 bis 8032), die durch einen Produktionsprozess gebildet werden, die feiner als die Pixelbereiche (7100a bis 7100p) sind, an der Peripherie eines Substrates 6000 durch mehrmaliges Übertragen gebildet.
  • Da ein Schieberegister, das jede der Treiberschaltungen bildet, in einem logischen Pegel bei einer niederen Spannung funktioniert und somit im Vergleich zum Pixel-TFT, nur einen geringen Spannungswiderstand benötigt, können TFTs der Treiberschaltungen feiner gestaltet werden als der Pixel-TFT, um eine hohe Integration zu erreichen.
  • Dieses Beispiel ermöglicht die Ausführung einer Mehrzahl von Schaltungen mit verschiedenen Ebenen von Design-Regeln (nämlich verschiedenen Produktionsprozessen) auf einem Substrat. Wie der Pixel-TFT benötigt ein Abtastmittel (der Dünnfilmtransistor M2, der in 22 dargestellt ist) zum Abtasten eines Datensignals durch Steuern eines Schieberegisters eine hohe Spannungsbeständigkeit, und kann somit durch denselben Prozess nach denselben Design-Regeln wie der Pixel-TFT gebildet werden.
  • [Beispiele]
  • In der Folge werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • (Beispiel 1)
  • Ein Quarzsubstrat (Erweichungspunkt: 1630 °C, untere Entspannungstemperatur: 1070 °C, Durchlässigkeit für Exzimer-Laser: etwa 100 %) mit 50 mm Länge × 50 mm Breite × 1,1 mm Dicke wurde hergestellt, und ein amorpher Silizium- (a-Si) Film wurde als Trennschicht (Laser absorbierende Schicht) an einer Seite des Quarzsubstrates durch das Niederdruck-CVD-Verfahren (Si2H6-Gas, 425 °C) gebildet. Die Dicke der Trennschicht betrug 100 nm.
  • Anschließend wurde ein SiO2Film als Zwischenschicht durch das ECR-CVD-Verfahren (SiH4 + O2-Gas, 425 °C) auf der Trennschicht gebildet. Die Dicke der Zwischenschicht betrug 200 nm.
  • Anschließend wurde ein amorpher Siliziumfilm mit einer Dicke von 50 nm als zu übertragende Schicht auf der Zwischenschicht durch das Niederdruck-CVD-Verfahren (Si2H6-Gas, 425 °C) gebildet und dann durch Bestrahlung mit Laserlicht (Wellenlänge 308 nm) zur Bildung eines Polysiliziumfilms kristallisiert. Dann wurde der Polysiliziumfilm einer vorbestimmten Strukturierung zur Bildung von Bereichen unterzogen, die als Source, Drain und Kanal eines Dünnfilmtransistors dienen. Dann wurde ein Gate-Isolierfilm SiO2 von 1200 nm durch das TEOS-CVD-Verfahren (SiH4 + O2-Gas)gebildet, und eine Gate-Elektrode (eine Struktur, in der ein Metall, wie Mo oder dergleichen, mit hohem Schmelzpunkt auf Polysilizium laminiert war) wurde auf dem Gate-Isolierfilm gebildet, gefolgt von einer Ionenimplantation unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske zur Bildung von Source- und Drain-Bereichen in Selbstausrichtung, so dass ein Dünnfilmtransistor gebildet wurde. Gleichzeitig wurden Wasserstoffionen in die Trennschicht implantiert. Dann werden eine Elektrode und Verdrahtung, die an den Source- und Drainbereich angeschlossen sind, und eine Verdrahtung, die an die Gate-Elektrode angeschlossen ist, nach Bedarf gebildet. Obwohl diese Elektroden und die Verdrahtung aus Al bestehen, ist das Material darauf nicht beschränkt. Wenn die Gefahr besteht, dass Al durch die Laserbestrahlung im folgenden Schritt geschmolzen werden könnte, kann ein Metall (das durch die Laserbestrahlung im folgenden Schritt nicht geschmolzen wird) mit einem höheren Schmelzpunkt als Al verwendet werden.
  • Anschließend wurde ein durch Ultraviolett härtbares Haftmittel (Dicke: 100 μm) auf den Dünnfilmtransistor aufgetragen und ein großes transparentes Glassubstrat (Natronglas, Erweichungspunkt: 740 °C, unterer Entspannungspunkt: 511 °C) mit 200 mm Länge × 300 mm Breite × 1,1 mm Dicke als Übertragungsmaterial mit der Beschichtung verbunden. Dann wurde das Haftmittel durch Ultraviolettbestrahlung von der Seite des Glassubstrats gehärtet, um das Glassubstrat zu binden und zu fixieren.
  • Anschließend wird eine Strahlabtastung durch Bestrahlung mit einem Xe-Xl-Exzimer-Laser (Wellenlänge: 308 nm) von der Seite des Quarzsubstrats ausgeführt, um eine Trennung (Trennung innerhalb der Schicht und Grenzflächentrennung) in der Trennschicht zu erzeugen, wie in 31 bis 35 dargestellt ist. Die Energiedichte des bestrahlenden Xe-Xl-Exzimer-Lasers war 250 mL/cm2 und die Bestrahlungszeit war 20 nsec. Die Exzimer-Laserbestrahlung enthält eine Bestrahlung mit einem Punktstrahl und eine Bestrahlung mit einem Linienstrahl. In der Bestrahlung mit einem Punktstrahl wurde eine vorbestimmte Einheitsregion (zum Beispiel 8 mm × 8 mm) durch einen Punkt bestrahlt und die Punktbestrahlung wurde durch Strahlabtastung so fortgesetzt, dass die Bestrahlungsbereiche einander nicht überlappen (in der Längs- und Seitenrichtung nicht überlappen). In der Bestrahlung mit einem Linienstrahl wurde eine vorbestimmte Einheitsregion (zum Beispiel 378 mm × 0,1 mm oder 378 mm × 0,3 mm (der Bereich, wo 90% oder mehr Energie erhalten werden kann) durch Strahlabtastung derart bestrahlt, dass die Bestrahlungsbereiche einander nicht überlappen.
  • Dann wurde das Quarzsubstrat von dem Glassubstrat (dem Übertragungsmaterial) an der Trennschicht abgetrennt, um den Dünnfilmtransistor und die Zwischenschicht, die auf dem Quarzsubstrat gebildet ist, auf die Seite des Glassubstrats zu übertragen.
  • Dann wurde die Trennschicht, die an der Oberfläche der Zwischenschicht auf der Seite des Glassubstrates haftete, durch Ätzen, Waschen oder eine Kombination davon entfernt. Das Quarzsubstrat wurde durch dasselbe Verfahren verarbeitet und dann wiederverwendet.
  • Wenn das Glassubstrat als Übertragungsmaterial größer als das Quarzsubstrat ist, kann die Übertragung von dem Quarzsubstrat auf das Glassubstrat dieses Beispiels für verschiedene Ebenenbereiche wiederholt ausgeführt werden, um mehr Dünnfilmtransistoren auf dem Glassubstrat zu bilden als die Dünnfilmtransistoren, die auf dem Quarzsubstrat gebildet werden können. Zusätzlich können Dünnfilmtransistoren auf das Glassubstrat laminiert werden, um mehr Dünnfilmtransistoren zu bilden.
  • (Beispiel 2)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen amorphen Siliziumfilm umfasste, der 20 at% H (Wasserstoff) enthielt und durch den Trennschichtbildungsprozess gebildet wurde.
  • Der H-Gehalt des amorphen Siliziumfilms wurde durch passende Einstellung der Abscheidungsbedingungen des Niederdruck-CVD-Verfahrens eingestellt.
  • (Beispiel 3)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen keramischen Dünnfilm (Zusammensetzung; PbTiO3, Dicke: 200 nm) umfasste, der durch die Sol-Gel-Methode unter Anwendung einer Schleuderbeschichtung gebildet wurde.
  • (Beispiel 4)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen keramischen Dünnfilm (Zusammensetzung; BaTiO3, Dicke: 400 nm) umfasste, der durch Sputtern gebildet wurde.
  • (Beispiel 5)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen keramischen Dünnfilm (Zusammensetzung; Pb(Zr, Ti)O3 (PZT), Dicke: 50 nm) umfasste, der durch die Laserablationsmethode gebildet wurde.
  • (Beispiel 6)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen Polyimidfilm (Dicke: 200 nm) umfasste, der durch Schleuderbeschichtung gebildet wurde.
  • (Beispiel 7)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen Polyphenylensulfidfilm (Dicke: 200 nm) umfasste, der durch Schleuderbeschichtung gebildet wurde.
  • (Beispiel 8)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Trennschicht einen Al-Film (Dicke: 300 nm) umfasste, der durch Sputtern gebildet wurde.
  • (Beispiel 9)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Kr-F-Exzimer-Laser (Wellenlänge: 284 nm) als Bestrahlungslicht verwendet wurde. Die Energiedichte des Bestrahlungslichts war 250 mJ/cm2, und die Bestrahlungszeit war 20 nsec.
  • (Beispiel 10)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Nd-YAIG-Exzimer-Laser (Wellenlänge: 1068 nm) als Bestrahlungslicht verwendet wurde. Die Energiedichte des Bestrahlungslichts war 400 mJ/cm2, und die Bestrahlungszeit war 20 nsec.
  • (Beispiel 11)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Dünnfilmtransistor, der einen Polysiliziumfilm (Dicke: 80 nm) umfasste, der durch einen Hochtemperaturprozess bei 100 °C gebildet wurde, als zu übertragende Schicht verwendet wurde.
  • (Beispiel 12)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus Polycarbonat (Glasübergangspunkt: 130 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 13)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus einem AS-Harz (Glasübergangspunkt: 70 bis 90 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 14)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus Polymethylmethacrylat (Glasübergangspunkt: 70 bis 90 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 15)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus Polyethylenterephthalat (Glasübergangspunkt: 67 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 16)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 6 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus einem Polyethylen hoher Dichte (Glasübergangspunkt: 77 bis 90 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 17)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus Polyamid (Glasübergangspunkt: 145 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 18)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 10 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus einem Epoxidharz (Glasüber gangspunkt: 120 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • (Beispiel 19)
  • Dieselbe Übertragung eines Dünnfilmtransistors wie in Beispiel 11 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein transparentes Substrat, das aus Polymethylmethacrylat (Glasübergangspunkt: 70 bis 90 °C) bestand, als Übertragungsmaterial verwendet wurde.
  • Als Ergebnis der visuellen und mikroskopischen Betachtung des Zustandes des Dünnfilmtransistors, der in jedem der Beispiel 1 bis 19 übertragen wurden, wurden keine Defekte und Ungleichförmigkeiten in allen Transistoren beobachtet, was auf eine gleichförmige Übertragung hinweist.
  • Wie zuvor beschrieben, ermöglicht die Verwendung der Übertragungstechnik der vorliegenden Erfindung eine Übertragung eines Dünnfilm-Bauelements (einer zu übertragenden Schicht) auf verschiedene Übertragungsmaterialien, ermöglicht insbesondere die Trennung eins Substrats, das für eine Übertragung erforderlich ist, ohne Einwirkung einer übermäßigen Kraft. Daher kann ein Dünnfilm durch Übertragung auf Objekten gebildet werden, die aus einem Material bestehen, auf dem ein Dünnfilm nicht direkt gebildet werden kann, oder das zur Bildung eines Dünnfilms ungeeignet ist, einem Material, das leicht zu formen ist, einem kostengünstigen Material, und dergleichen und einem großen Objekt, das schwer zu bewegen ist.
  • Insbesondere können als Übertragungsmaterial Materialien mit der Eigenschaft, dass die Wärmebeständigkeit und Abriebbeständigkeit geringer als bei dem Substratmaterial sind, wie verschiedene synthetische Harze und Glasmaterialien mit niederem Schmelzpunkt, verwendet werden. Daher kann zum Beispiel in der Herstellung einer Flüssigkristall anzeige, die Dünnfilmtransistoren (insbesondere Polysilizium-TFT) umfasst, die auf einem transparenten Substrat gebildet sind, ein Quarzsubstrat mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit als Substrat verwendet werden, und ein kostengünstiges, transparentes Substrat, das leicht zu bearbeiten ist, wie verschiedene synthetische Harze und Glasmaterialien mit niederem Schmelzpunkt, können als Übertragungsmaterial verwendet werden, wodurch eine große, kostengünstige Flüssigkristallanzeige leicht erzeugt werden kann. Ein solcher Vorteil gilt für die Herstellung einer Flüssigkristallanzeige wie auch anderer Vorrichtungen.
  • Zusätzlich zu den obengenannten Vorteilen kann eine zu übertragende Schicht, wie ein funktionaler Dünnfilm, auf einem Substrat mit hoher Zuverlässigkeit, insbesondere einem Substrat mit hoher Wärmebeständigkeit, wie einem Quarzglassubstrat, gebildet und dann strukturiert werden, und somit kann ein funktionaler Film mit hoher Zuverlässigkeit auf einem Übertragungsmaterial gebildet werden, unabhängig von den Eigenschaften des Übertragungsmaterials.
  • Wenn ein solches Substrat mit hoher Zuverlässigkeit auch teuer ist, kann das Substrat wiederverwendet werden, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie zuvor beschrieben, kann das Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements und das Verfahren zum Übertragen eines Dünnfilm-Bauelements der vorliegenden Erfindung bei einem Dünnfilm-Bauelement, einem aktiven Matrixsubstrat, einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung usw. angewendet werden. Außer TFT enthalten Dünnfilm-Bauelemente eine Dünnfilmdiode, einen fotoelektrischen Wandler (optischen Sensor und Solarzelle) und ein Siliziumwiderstandselement, das eine PIN-Verbindung aus Silizium umfasst, andere Dünnfilmhalbleitervorrichtungen, eine Elektrode (zum Beispiel eine transparente Elektrode, die aus ITO oder Mesa-Film besteht), ein Schaltelement, einen Speicher, ein Stellglied, wie ein piezoelektrisches Element; einen Mikrospiegel (eine Dünnfilm-Piezokeramik); einen magnetischen Dünnfilmaufzeichnungskopf, eine Spule, einen Induktor; ein Dünnfilmmaterial hoher Permeabilität und eine mikromagnetische Vorrichtung, die eine Kombination davon umfasst, ein Filter, einen reflektierenden Film, einen dichroitischen Spiegel und dergleichen. Die vorliegende Erfindung kann auch bei Flüssigkristallanzeigevorrichtungen unabhängig vom Anzeigemodus angewendet werden, d.h., dem reflektiven oder transmissiven Anzeigemodus. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung nicht nur bei einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zur Anzeige von Zeichen und Bildern, sondern auch bei einer Flüssigkristallvorrichtung angewendet werden, die ein Flüssigkristallfeld umfasst, das als Lichtventil dient.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements, umfassend: einen ersten Schritt zum Bilden einer Trennschicht auf einem Substrat, wobei die Trennschicht aus einem anderen Material als das Substrat gebildet ist; einen zweiten Schritt zum Bilden eines Dünnfilm-Bauelements, so dass die Trennschicht zwischen dem Dünnfilm-Bauelement und dem Substrat positioniert ist; und einen dritten Schritt zum Bestrahlen der Trennschicht mit Licht, um ein Trennungsphänomen in der Trennschicht und/oder deren Grenzfläche herbeizuführen, um das Substrat von der Trennschicht zu trennen; wobei ein Ionenimplantationsschritt zum Implantieren von Ionen in der Trennschicht vor dem dritten Schritt bereitgestellt ist.
  2. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 1, wobei das Trennungsphänomen durch Verdampfung der Ionen, die in der Trennschicht implantiert sind, herbeigeführt wird.
  3. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei in dem Ionenimplantationsschritt Bindungen von Atomen oder Molekülen, die die Trennschicht bilden, durch das Ion getrennt werden, um die Trennschicht im Voraus zu beschädigen.
  4. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei in dem Ionenimplantationsschritt die Eigenschaften der Trennschicht durch die Ionen verändert werden, um die Adhäsion zwischen der Trennschicht und dem Substrat im Voraus zu schwächen.
  5. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der zweite Schritt ein Schritt zur Bildung eines Dünnfilmtransistors ist; der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt einen Kanalschicht-Bildungsschritt enthält; und der Ionenimplantationsschritt nach dem Kanalschicht-Bildungsschritt ausgeführt wird.
  6. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 5, wobei der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt einen Kanalmuster-Bildungsschritt nach dem Kanalschicht-Bildungsschritt enthält; und der Ionenimplantationsschritt nach dem Kanalmuster-Bildungsschritt ausgeführt wird.
  7. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Ionenimplantationsschritt mit einer Maske ausgeführt wird, die in einem Bereich der Kanalschicht gebildet ist, der als Kanalbereich dient.
  8. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 6, wobei der Transistor-Bildungsschritt einen Schritt zum Bilden eines Gate-Isolierfilms auf dem Kanalmuster nach dem Kanalmuster-Bildungsschritt enthält, und einen Schritt zum Bilden einer Gate-Elektrode in einem Bereich auf dem Gate-Isolierfilm gegenüber dem Kanalbereich; und der Ionenimplantationsschritt unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske ausgeführt wird.
  9. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 7, wobei der Ionenimplantationsschritt das gleichzeitige Implantieren von Störstellenionen, die in mindestens einem von Source- und Drain-Bereichen in dem Kanalmuster zu implantieren sind, und der Ionen, die in der Trennschicht zu implantieren sind und leichter als die Störstellenionen sind, umfasst.
  10. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 5, wobei der Dünnfilmtransistor-Bildungsschritt einen Schritt zum Bilden einer amorphen Siliziumschicht als Kanalschicht, und einen Kristallisierungsschritt zum Kristallisieren der amorphen Siliziumschicht durch Laserglühen umfasst; und der Ionenimplantationsschritt vor dem Kristallisierungsschritt ausgeführt wird.
  11. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ionen Wasserstoffionen sind.
  12. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach Anspruch 11, wobei die Prozesstemperatur des Schrittes, der nach dem Ionenimplantationsschritt ausgeführt wird, weniger als 350°C ist.
  13. Verfahren zum Trennen eines Dünnfilm-Bauelements nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend den Schritt des Bildens einer Zwischenschicht zwischen der Trennschicht und dem Dünnfilm-Bauelement.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors, umfassend: einen ersten Schritt zum Bilden einer Trennschicht auf einem Substrat, wobei die Trennschicht aus einem anderen Material als das Substrat gebildet ist; einen zweiten Schritt zum Bilden einer Kanalschicht des Dünnfilmtransistors, so dass die Trennschicht zwischen dem Substrat und dem Dünnfilmtransistor positioniert ist; einen dritten Schritt zum Implantieren von Ionen in der Trennschicht nach der Bildung der Kanalschicht; und einen vierten Schritt zum Bestrahlen der Trennschicht mit Licht, um ein Trennungsphänomen in der Trennschicht und/oder deren Grenzfläche herbeizuführen, um den Dünnfilmtransistor von dem Substrat zu trennen.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors nach Anspruch 14, wobei ein Kanalmuster nach der Bildung der Kanalschicht und Implantierung von Ionen gebildet wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors nach Anspruch 14, wobei der zweite Schritt zur Bildung der Kanalschicht umfasst: Bilden einer Siliziumschicht, die ein amorphes Silizium enthält, zur Bildung der Kanalschicht; und Kristallisieren der amorphen Siliziumschicht.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend den Schritt zur Bildung einer Zwischenschicht zwischen der Trennschicht und dem Dünnfilmtransistor.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors nach Anspruch 14, wobei ein Trennungsphänomen durch Verdampfung der Ionen, die in der Trennschicht implantiert sind, herbeigeführt wird.
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