DE69835798T2 - Verfahren um dünnschichtbauelemente zu transferieren - Google Patents

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Satoshi Suwa-shi INOUE
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente.
  • STAND DER TECHNIK
  • Bei der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige, die zum Beispiel Dünnschichttransistoren (TFTs) umfasst, werden durch CVD oder andere Verfahren Dünnschichttransistoren auf einem Substrat geformt. Da ein Herstellungsprozess zur Formung von Dünnschichttransistoren auf einem Substrat eine Hochtemperaturbehandlung beinhaltet, ist ein Substrat notwendig, das aus einem wärmebeständigen Material besteht, d.h., das Substratmaterial muss einen hohen Erweichungspunkt und einen hohen Schmelzpunkt aufweisen. Gegenwärtig wird daher Quarzglas als ein Material verwendet, um ein Substrat herzustellen, das in der Lage ist, Temperaturen bis zu etwa 1000°C zu widerstehen, oder wärmebeständiges Glas wird als ein Material verwendet, um ein Substrat herzustellen, das in der Lage ist, Temperaturen bis zu etwa 500°C zu widerstehen.
  • Wie oben erwähnt, muss das Substrat, auf dem Dünnschichtbauelemente montiert werden sollen, Bedingungen erfüllen, die zur Herstellung von Dünnschichtbauelementen benötigt werden. Das heißt, die Art des Substrats wird bestimmt, um den Herstellungsbedingungen zu entsprechen, die für die darauf zu montierenden Bauelemente erforderlich sind.
  • Im Hinblick auf eine nachfolgende Phase, die durchzuführen ist, nachdem Dünnschichtbauelemente wie z.B. TFTs geformt worden sind, ist das oben genannte Substrat nicht immer vorzuziehen.
  • Wenn ein Herstellungsprozess durchgeführt wird, der eine Hochtemperaturbehandlung erfordert, wird ein Quarzglas oder wärmebeständiges Glassubstrat verwendet, wie oben erläutert. Das Quarzglas- oder wärmebeständige Glassubstrat ist aber sehr teuer, was die Produktkosten erhöht.
  • Das Glassubstrat ist auch darin nachteilig, dass es relativ schwer und zerbrechlich ist. Eine Flüssigkristallanzeige zur Verwendung in einem tragbarem elektronischen Gerät wie ein Palmtop-Computer oder Mobiltelefon sollte möglichst billig, leicht, einigermaßen verformungsfest und fallfest sein. Tatsächlich ist das Glassubstrat aber schwer, nicht verformungsfest und fallempfindlich.
  • Mit anderen Worten, es besteht eine Diskrepanz zwischen den einschränkenden Bedingungen, die für einen Herstellungsprozess erforderlich sind, und Eigenschaften, die für ein hergestelltes Produkt wünschenswert sind. Es war sehr schwer, sowohl die erforderlichen Prozessbedingungen als auch die wünschenswerten Produkteigenschaften zu erhalten.
  • Die Erfinder et al. haben ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem eine Transfergegenstandsschicht, die Dünnschichtbauelemente enthält, durch einen konventionellen Prozess auf einem Substrat geformt wird und danach die Transfergegenstandsschicht mit den Dünnschichtbauelementen vom Substrat entfernt wird, um zu einem Transferzielabschnitt transferiert zu werden (EP-0858110, veröffentlicht am 12.08.1998). In diesem Verfahren wird eine Trennschicht zwischen dem Substrat und einem Dünnschichtbauelement geformt, das die Transfergegenstandsschicht ist, und die Trennschicht wird mit Licht bestrahlt, um die Aufblätterung in einem inneren Schichtabschnitt und/oder einer Grenzschicht der Trennschicht zu bewirken. Dadurch wird die Verbundfestigkeit zwischen dem Substrat und der Transfergegenstandsschicht geschwächt, um die Entfernung der Transfergegenstandsschicht vom Substrat zu ermöglichen. Auf diese Weise wird die Transfergegenstandsschicht zum Transferzielabschnitt transferiert. Wenn ein Herstellungsprozess zum Formen von Dünnschichtbauelementen eine Hochtemperaturbehandlung erfordert, wird ein Quarzglas- oder wärmebeständiges Glassubstrat verwendet. Da der Transferzielabschnitt im oben erwähnten Verfahren keiner Hochtemperaturbehandlung ausgesetzt wird, werden die einschränkenden Anforderungen, die dem Transferzielabschnitt auferlegt werden, auf vorteilhafte Weise in einem gewissen Maße gelockert.
  • Wenn die Dünnschichtbauelemente enthaltende Transfergegenstandsschicht vom Substrat entfernt wird, das zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendet wurde, so dass die Transfergegenstandsschicht zum Transferzielabschnitt transferiert wird, wird das Schichtungsverhältnis der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf den Transferzielabschnitt umgekehrt zu dem der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf das Substrat. Das heißt, die Seite der Transfergegenstandsschicht, die ursprünglich dem Substrat zugewandt war, ist nicht dem Transferzielabschnitt zugewandt. Zum Beispiel in dem Fall, wo die Transfergegenstandsschicht erste und zweite Schichten aufweist und in der Reihenfolge der ersten und zweiten Schichten auf dem Substrat geformt wird, ist die Transfergegenstandsschicht nach dem Transfer der Transfergegenstandsschicht auf den Transferzielabschnitt in der Reihenfolge der zweiten und ersten Unterschichten darauf konfiguriert.
  • In der gängigen Praxis der Formung von Dünnschichtbauelementen auf einem Substrat werden nach der Formung des Elements über eine Isolationsschicht Elektroden geformt. Da die Elektroden auf der Seite der Oberfläche angeordnet sind, können Drahtverbindungen oder Kontakte leicht angeordnet werden. Wenn demgegenüber die Transfergegenstandsschicht, die das Dünnschichtbauelement und die Elektroden enthält, auf den Transferzielabschnitt transferiert wird, werden die Elektroden vom Transferzielabschnitt bedeckt, was die Anordnung von Drahtverbindungen und Kontakten darauf erschwert. JP-08262675 und die entsprechende Zusammen fassung der japanischen Patentschrift offenbaren den Transfer von Treiberschaltungsabschnitten.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • In Anbetracht des vorstehenden ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens, in welchem ein Substrat, das zur Formung von Dünnschichtbauelementen verwendet wird, und ein Substrat, das als ein tatsächliches Element eines Produkts verwendet wird (d.h., ein Substrat mit Eigenschaften, die für den Gebrauch des Produkts wünschenswert sind) auf individuelle und flexible Weise gewählt werden können, und in welchem Dünnschichtbauelemente zu dem Substrat transferiert werden können, das als tatsächliches Produktelement verwendet wird, wobei das Schichtungsverhältnis der Dünnschichtbauelemente in Bezug auf das Substrat, das zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendet wurde, beibehalten wird.
  • Erfindungsgemäße Verfahren werden in den Ansprüchen 1 und 14 definiert. Weitere Ausführungsformen werden in den Ansprüchen 2–13 und 15 definiert.
  • Die erste Trennschicht, die später getrennt wird, wird auf einem Substrat wie z.B. ein Quarzglassubstrat geformt, das eine hohe Zuverlässigkeit für die Bauelementeherstellung aufweist, und darauf wird die Transfergegenstandsschicht geformt, die Dünnschichtbauelemente wie z.B. TFTs enthält. Dann wird die zweite Trennschicht, die später getrennt wird, auf der Transfergegenstandsschicht geformt, und ferner wird der Primärtransferzielabschnitt an der zweiten Trennschicht angebracht. Danach wird das das zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendete Substrat mit der ersten Trennschicht als Grenze von der Transfergegenstandsschicht entfernt. In diesem Zustand ist das Schichtungsverhältnis der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf den Primärtransferzielabschnitt jedoch umgekehrt zu dem der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf das zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendete Substrat.
  • Daher ist es vorzuziehen, dass die erste Trennschicht von der Unterseite der Transfergegenstandsschicht entfernt wird, dann der Sekundärtransferzielabschnitt an deren Unterseite angebracht wird. Danach wird der Primärtransferzielabschnitt mit der zweiten Trennschicht als Grenze von der Transfergegenstandsschicht entfernt. Dadurch wird der Sekundärtransferzielabschnitt an die Position angeordnet, die vom zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendeten Substrat eingenommen wurde, d.h., das Schichtungsverhältnis der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf den Sekundärtransferzielabschnitt stimmt dem der Transfergegenstandsschicht in Bezug auf das zur Formung der Dünnschichtbauelemente verwendete Substrat überein.
  • Der Schritt des Anbringens des Sekundärtransferzielabschnitt an der Unterseite der Transfergegenstandsschicht und der Schritt des Entfernens des Primärtransferzielabschnitts von der Transfergegenstandsschicht können umgekehrt werden; das heißt, jeder dieser Schritte kann zuerst durchgeführt werden. In einer Situation, in der nach dem Entfernen des Primärtransferzielabschnitts ein Problem bei der Handhabung der Transfergegenstandsschicht auftreten kann, ist es jedoch wünschenswert, den Transfergegenstandsschicht erst an den Sekundärtransferzielabschnitt anzubringen und dann den Primärtransferzielabschnitt von der Transfergegenstandsschicht zu entfernen. In dieser Hinsicht kann der Primärtransferzielabschnitt aus jedem Material bestehen, das mindestens eine formerhaltende Eigenschaft aufweist. Da der Primärtransferzielabschnitt nicht bei der Formung der Dünnschichtbauelemente verwendet wird, ist es nicht erforderlich, einschränkende Prozessbedingungen wie z.B. Wärmebeständigkeit und metallische Verunreinigung zu berücksichtigen.
  • Im fünften Schritt wird ein Schritt des Bestrahlens der ersten Trennschicht mit Licht verwendet, um eine Aufblätterung in einer inneren Schicht und/oder einer Grenzschicht dieser ersten Trennschicht zu bewirken.
  • Die erste Trennschicht wird mit Licht bestrahlt, wodurch ein Aufblätterungsphänomen in der ersten Trennschicht verursacht wird. Dies verringert die Haftfestigkeit zwischen der ersten Trennschicht und dem Substrat. Dann kann das Substrat durch Anlegen einer Kraft auf das Substrat von der Transfergegenstandsschicht entfernt werden.
  • Das Substrat ist bevorzugt lichtdurchlässig. In diesem Fall wird die erste Trennschicht durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch mit Licht bestrahlt.
  • Dadurch kann die Aufblätterung in der ersten Trennschicht bewirkt werden, ohne die Dünnschichtbauelemente direkt mit Licht zu bestrahlen, wodurch die Möglichkeit der Abnahme in den Leistungsmerkmalen der Dünnschichtbauelemente reduziert wird.
  • Ferner kann die zweite Trennschicht aus einem Klebstoff bestehen. In diesem Fall umfasst das Verfahren einen Schritt des Schmelzens des Klebstoffes.
  • Wenn eine aus einem Klebstoff bestehende zweite Trennschicht verwendet wird, ist sie auch als Klebstoff zur späteren Anbringung des Primärtransferzielabschnitts verwendbar. Nachdem der Primärtransferzielabschnitt angebracht wurde, kann er zudem einfach durch Erwärmen gelöst werden. Und selbst, wenn auf der Oberfläche der die Dünnschichtbauelement enthaltenden Transfergegenstandsschicht eine Unebenheit vorhanden sind, kann der Klebstoff zudem als Abflachungsschicht zum Ausgleich der Unebenheit verwendet werden, wodurch die Anbringung des Primärtransferzielabschnitts an die zweite Trennschicht vereinfacht wird.
  • Im siebten Schritt wird bevorzugt ein Schritt des Bestrahlens der zweiten Trennschicht mit Licht eingeschlossen, um eine Aufblätterung in einen inneren Schichtabschnitt und/oder eine Grenzschicht dieser zweiten Trennschicht zu bewirken.
  • Die zweite Trennschicht wird mit Licht bestrahlt, wodurch ein Aufblätterungsphänomen in der zweiten Trennschicht bewirkt wird. Dies verringert die Haftfestigkeit zwischen der zweiten Trennschicht und dem Primärtransferzielabschnitt. Dann kann der Primärtransferzielabschnitt durch Anlegen einer Kraft von der Transfergegenstandsschicht entfernt werden.
  • Der Primärtransferzielabschnitt ist bevorzugt lichtdurchlässig. In diesem Fall wird die zweite Trennschicht durch den lichtdurchlässigen Primärtransferzielabschnitt hindurch mit Licht bestrahlt.
  • Dadurch kann die Aufblätterung in der zweiten Trennschicht verursacht werden, ohne die Dünnschichtbauelemente direkt mit Licht zu bestrahlen, wodurch die Möglichkeit der Verschlechterung in den Leistungsmerkmalen der Dünnschichtbauelemente reduziert wird.
  • Im zweiten Schritt ist bevorzugt ein Schritt des Formens einer Elektrode zur Stromleitung zum Dünnschichtbauelement nach der Formung dieses Dünnschichtbauelements enthalten. In diesem Fall sind der Sekundärtransferzielabschnitt, die Dünnschichtbauelemente und Elektroden in der genannten Reihenfolge übereinandergelagert. Selbst nach dem Transfer der Transfergegenstandsschicht zum Sekundärtransferzielabschnitt können die Drahtverbindungen oder Kontakte leicht auf den Elektroden angeordnet werden.
  • Zudem wird bevorzugt ein Schritt des Entfernens der zweiten Trennschicht von der Transfergegenstandsschicht vorgesehen. In diesem Schritt wird die zweite Trennschicht, die unnötig ist, vollständig entfernt.
  • Insbesondere, was die bevorzugten Eigenschaften eines Materials des Sekundärtransferzielabschnitts anbetrifft, wird der Sekundärtransferzielabschnitt nicht bei Dünnschichtbauelementeformung benutzt, wie dies beim Primärtransferzielabschnitt der Fall ist. Daher ist es bei der Wahl eines Materials für den Sekundärtransferzielabschnitt nicht erforderlich, einschränkende Prozessbedingungen wie z.B. die Wärmebeständigkeit und metallische Verunreinigung zu berücksichtigen.
  • Der Sekundärtransferzielabschnitt kann ein transparentes Substrat sein. Ein billiges Natron-Glassubstrat oder eine flexible transparente Kunststoffschicht können als transparentes Substrat in Betracht gezogen werden. Wenn als Sekundärtransferzielabschnitt ein transparentes Substrat verwendet wird, ist es zum Beispiel möglich, ein Flüssigkristallanzeigesubstrat mit darauf geformten Dünnschichtbauelementen herzustellen.
  • Angenommen, dass Tmax eine Höchsttemperatur bei der Formung der Transfergegenstandsschicht ist, besteht der Sekundärtransferzielabschnitt bevorzugt aus einem Material, das eine Glasübergangstemperatur (Tg) oder einen Erweichungspunkt aufweist, der kleiner oder gleich Tmax ist.
  • Dadurch wird es möglich, auf flexible Weise ein billiges Glassubstrat zu verwenden, das aufgrund der ungenügenden Beständigkeit gegenüber der Höchsttemperatur bei der Bauelementeformung konventionell nicht anwendbar war. Dementsprechend braucht der Primärtransferzielabschnitt keine Wärmebeständigkeit aufzuweisen, die so hoch ist wie das Höchsttemperaturniveau im Prozess der Dünnschichtbauelementeformung.
  • Die Glasübergangstemperatur (Tg) oder der Erweichungspunkt des Sekundärtransferzielabschnitts kann kleiner oder gleich der Höchsttemperatur im Prozess der Dünnschichtbauelementeformung sein, weil der Sekundärtransferzielabschnitt der Höchsttemperatur bei der Dünnschichtbauelementeformung nicht ausgesetzt wird. Der Sekundärtransferzielabschnitt kann daher aus einem Kunstharz- oder Glasmaterial bestehen.
  • Wenn zum Beispiel eine flexible Kunstharzschicht wie z.B. eine Kunststoffschicht als Sekundärtransferzielabschnitt verwendet wird und die Dünnschichtbauelemente darauf transferiert werden, ist es möglich, ein vorteilhaftes Merkmal zu erhalten, das mit einem hochsteifen Glassubstrat nicht erreicht würde. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Flüssigkristallanzeigenherstellung kann eine Anzeigevorrichtung realisiert werden, die flexibel, leicht und fallfest ist.
  • Ferner ist zum Beispiel auch ein billiges Natron-Glassubstrat als Sekundärtransferzielabschnitt verwendbar. Das billige Natron-Glassubstrat ist von Vorteil zur Senkung der Herstellungskosten. Da das Natron-Glassubstrat ein Problem mit sich bringt, dass seine alkalischen Komponenten durch die Wärmebehandlung bei der TFT-Herstellung herausgelöst werden, war es konventionell schwer, Natron-Glassubstrate in der Herstellung einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige zu verwenden. weil in der vorliegenden Erfindung aber die bereits fertigen Dünnschichtbauelemente zum Sekundärtransferzielabschnitt transferiert werden, tritt das Problem bezüglich der Wärmebehandlung nicht auf. Es ist deshalb möglich, Natron-Glassubstrate oder dergleichen, die solch ein Problem wie oben beschrieben aufweisen, in einem Feld einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige zu verwenden.
  • Insbesondere, was die Eigenschaften eines Materials des Substrats anbetrifft, auf dem die Transfergegenstandsschicht geformt wird, ist es vorzuziehen, dass das Substrat Wärmebeständigkeit aufweist. In der Dünnschichtbauelementeformung kann die Wärmebehandlung dadurch bei einer Solltemperatur durchgeführt werden, um die Herstellung von Hochleistungsdünnschichtbauelementen mit hoher Zuverlässigkeit zu ermöglichen.
  • Überdies erlaubt das obige Substrat bevorzugt den Durchlass von 10% oder mehr des Lichts, das zu seiner Aufblätterung verwendet wird. Dadurch kann eine ausreichende Menge an Lichtenergie zur Aufblätterung der ersten Trennschicht durch das Substrat durchgelassen werden.
  • Angenommen, dass Tmax eine Höchsttemperatur bei der Formung der Transfergegenstandsschicht ist, besteht das Substrat bevorzugt aus einem Material mit einem Verformungspunkt, der größer oder gleich der Höchsttemperatur Tmax ist.
  • Dadurch wird es möglich, bei der Dünnschichtbauelementeformung die Wärmebehandlung bei einer Solltemperatur durchzuführen, um Hochleistungsdünnschichtbauelemente mit hoher Zuverlässigkeit herzustellen.
  • Und was die bevorzugten Eigenschaften eines Materials der ersten Trennschicht und/oder der zweiten Trennschicht anbetrifft, in welchen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird, sind die erste Trennschicht und/oder die zweite Trennschicht bevorzugt aus amorphen Silizium hergestellt.
  • Amorphes Silizium absorbiert Licht und ist ziemlich leicht herzustellen und sehr praktisch anwendbar.
  • Ferner ist es bevorzugt amporphes Silizium zu verwenden, das 2 Atom-% oder mehr Wasserstoff (H) enthält.
  • Wenn wasserstoffhaltiges amorphes Silizium verwendet wird, bewirkt die Bestrahlung mit Licht eine Freisetzung von Wasserstoff, wodurch ein Innendruck in der Trennschicht entsteht. Dadurch wird eine die Aufblätterung der Trennschicht unterstützende Wirkung erreicht.
  • Amporphes Silizium, das 10 Atom-% oder mehr Wasserstoff (H) enthält, kann auch verwendet werden.
  • Eine Erhöhung im prozentualen Wasserstoffgehalt erhöht den Grad der die Aufblätterung der Trennschicht unterstützenden Wirkung.
  • Als eine andere Materialart für die erste Trennschicht und/oder die zweite Trennschicht, in welchen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird, kann Siliziumnitrid verwendet werden.
  • Als eine andere Materialart für die erste Trennschicht und/oder die zweite Trennschicht, in welchen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird, kann ferner eine wasserstoffhaltige Legierung verwendet werden.
  • Wenn eine wasserstoffhaltige Legierung als Material für die Trennschicht verwendet wird, bewirkt die Bestrahlung mit Licht eine Freisetzung von Wasserstoff, wodurch die Aufblätterung in der Trennschicht unterstützt wird.
  • Als eine andere Materialart für die erste Trennschicht und/oder die zweite Trennschicht, in denen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird, kann ferner eine stickstoffhaltige Legierung verwendet werden.
  • Wenn eine stickstoffhaltige Legierung als Material für die Trennschicht verwendet wird, bewirkt die Bestrahlung mit Licht eine Freisetzung von Stickstoff, wodurch die Aufblätterung in der Trennschicht unterstützt wird.
  • Die Trennschicht kann eine einlagige Schicht oder eine mehrlagige Schicht sein, die eine amorphe Siliziumschicht und eine darauf geformte metallische Schicht umfasst.
  • Als eine andere Materialart für die erste Trennschicht und/oder die zweite Trennschicht, in denen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird, kann jedes Material verwendet werden, das mindestens eine der folgenden Komponenten einschließt: Keramik, Metall und Hochpolymere.
  • Diese Substanzen sind hier als repräsentative Gruppen angegeben, die in der Praxis als die erste Trennschicht und/oder zweite Trennschicht anwendbar sind, in denen die Aufblätterung durch Bestrahlung mit Licht verursacht wird. Zum Beispiel kann eine wasserstoffhaltige oder stickstoffhaltige Legierung aus der Gruppe der metallischen Materialien gewählt werden. Falls eine wasserstoffhaltige Legierung oder stickstoffhaltige Legierung verwendet wird, wird die Aufblätterung in der Trennschicht durch die Freisetzung von Wasserstoffgas oder Stickstoffgas unterstützt, das wie bei amorphem Silizium auf die Bestrahlung mit Licht zurückzuführen ist.
  • Das Licht, das im Bestrahlungsschritt verwendet wird, ist bevorzugt ein Laserstrahl.
  • Ein Laserstrahl weist eine kohärente Eigenschaft auf und ist geeignet, um in der ersten Trennschicht und/oder der zweiten Trennschicht die Aufblätterung zu bewirken.
  • Es ist möglich, einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 350 nm zu verwenden.
  • Die Verwendung von Laserenergielicht mit kurzer Wellenlänge erlaubt die effektive Aufblätterung der ersten Trennschicht und/oder der zweiten Trennschicht.
  • Als ein Beispiel eins Laserstrahls, der die oben genannte Anforderung erfüllt, ist ein Excimer-Laser zu bevorzugen. Ein Excimer-Laser ist eine von Art Gaslaser, der in der Lage ist, einen Hochenergielaserstrahl auszugeben, der eine kurze Wellenlänge im Ultraviolettbereich aufweist. Eine Kombination aus Egelgas (Ar, Kr, Xe) und Halogengas (F2, Hcl) wird als Lasermedium verwendet, um Laserstrahlenergie bei jeder der vier Wellenlängen (XeF = 351 nm, XeCl = 308 nm, Krf = 248 nm, ArF = 193 nm) zu erzeugen.
  • In der ersten Trennschicht und/oder zweiten Trennschicht bewirkt die Bestrahlung mit einem Excimer-Laser die direkte Trennung der Molekularbindung, gasförmige Verdampfung usw. ohne thermische Wirkung.
  • Eine Laserwellenlänge im Bereich von 350 nm bis 1200 nm kann angewandt werden.
  • Um die Trennung durch solch eine Phasenänderungswirkung wie die Gasfreisetzung, Verdampfung oder Sublimation in der ersten Trennschicht und/oder zweiten Trennschicht zu bewirken, ist ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 350 nm bis 1200 nm anwendbar.
  • Das oben erwähnte Dünnschichtbauelement kann ein Dünnschichttransistor (TFT) sein. Dadurch kann ein Hochleistungs-TFT beliebig auf einen Sekundärtransferzielabschnitt der gewünschten Art transferiert (geformt) werden. Auf diese Weise können vielfältige elektronische Schaltungen auf den Transferzielabschnitt montiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Transferverfahren kann wiederholt am Sekundärtransferzielabschnitt durchgeführt werden, der größer als jedes oben erwähnte Substrat ist. Dadurch kann eine Vielzahl von Transfergegenstandsschichten auf den Sekundärtransferzielabschnitt transferiert werden.
  • Eine große Leiterplatte mit hochzuverlässigen Dünnschichtbauelementen kann hergestellt werden, indem der Transfer von Dünnschichtbauelement-Strukturen mehrmals wiederholt mit einem hochzuverlässigen Substrat oder mit einer Vielzahl von Substraten durchgeführt wird.
  • Durch wiederholtes Durchführen des erfindungsgemäßen Transferprozesses am Sekundärtransferzielabschnitt, der größer ist als das vorgenannte Substrat, können eine Vielzahl von Transfergegenstandsschichten, die alle verschiedene Entwurfsregeln aufweisen, in einer Einzelblattform auf den Sekundärtransferzielabschnitt transferiert werden.
  • Wenn zum Beispiel eine Vielzahl von Schaltungen verschiedener Art (mit Funktionsblöcken) auf ein Einzelsubstrat montiert werden sollen, können Elemente und Drahtleitungen in diesen Schaltungen sich den benötigten Eigenschaften entsprechend in der Größe (d.h., der sogenannten Entwurfsregel) unterscheiden. In solch einem Fall kann durch Durchführen des Transfers jeder Schaltung mit dem erfindungsgemäßen Transferverfahren eine Vielzahl von Schaltung, die alle verschiedene Entwurfsregeln aufweisen, in Form einer Einzelschicht auf dem Sekundärtransferzielabschnitt geformt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Transferverfahren können Dünnschichtbauelemente oder dünnschichtintegrierte Schaltungen durch Transferverarbeitung auf dem Sekundärtransferzielabschnitt konfiguriert werden. Zum Beispiel kann ein Einchip-Mikrocomputer mit einem Dünnschichttransistor (TFT) auf ein Kunstharzsubstrat montiert werden.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Aktivmatrixplatte zu formen, die einen Pixelabschnitt einschließt, umfassend Dünnschichttransistoren (TFTs), die in einer Matrix angeordnet sind, und Pixelelektroden, die mit jeweiligen Enden der Dünnschichttransistoren verbunden sind. In diesem Fall werden mit dem erfindungsgemäßen Transferverfahren die Dünnschichttransistoren für den Pixelabschnitt zum Sekundärtransferzielabschnitt transferiert, um eine Aktivmatrixplatte herzustellen. Da eine beliebige Art von Substrat (Sekundärtransferzielabschnitt) gewählt werden kann, ohne die einschränkenden Bedingungen des Fertigungsprozesses zu berücksichtigen, kann dadurch eine Aktivmatrixplatte neuen Typs realisiert werden.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Aktivmatrixplatte herzustellen, umfassend Dünnschichttransistoren, die als der Pixelabschnitt dienen, der einer erster Entwurfsregel entspricht, und Dünnschichttransistoren, die als Treiberschaltungen dienen, die einer zweiten Entwurfsregel entsprechen. Dadurch können sowohl der Pixelabschnitt als auch die Treiberschaltungen auf die Aktivmatrixplatte montiert werden. Doch die Entwurfsregeln des Pixelabschnitts und der Treiberschaltungen können sich voneinander unterscheiden. Ein Schaltkreisintegrationsgrad kann zum Beispiel erhöht werden, indem mit einer Transistorfertigungsausrüstung eine Treiberschaltungsdünnschichtstruktur aus monokristallinem Silizium geformt wird.
  • Durch die Verwendung der obigen Technik kann eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung hergestellt werden. Zum Beispiel ist es möglich, eine Flüssigkristallanzeige herzustellen, die ein Kunststoffsubstrat umfasst, das elastisch gebogen werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen ersten Schritt in einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 2 ist eine Schnittansicht, die einen zweiten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 3 ist eine Schnittansicht, die einen dritten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 4 ist eine Schnittansicht, die einen vierten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 5 ist eine Schnittansicht, die einen fünften Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 6 ist eine Schnittansicht, die einen sechsten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 7 ist eine Schnittansicht, die einen siebten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 8 ist eine Schnittansicht, die einen achten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 9 ist eine Schnittansicht, die einen neunten Schritt in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 10 ist ein Graph, der Variationen in der Durchlässigkeit der Laserwellenlänge durch ein erstes Substrat zeigt (das in 1 angegebene Substrat 100);
  • 11 ist eine Schnittansicht, die einen ersten Schritt in einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 12 ist eine Schnittansicht, die einen zweiten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 13 ist eine Schnittansicht, die einen dritten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 14 ist eine Schnittansicht, die einen vierten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 15 ist eine Schnittansicht, die einen fünften Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 16 ist eine Schnittansicht, die einen sechsten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 17 ist eine Schnittansicht, die einen siebten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 18 ist eine Schnittansicht, die einen achten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 19 ist eine Schnittansicht, die einen neunten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 20 ist eine Schnittansicht, die einen zehnten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 21 ist eine Schnittansicht, die einen elften Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 22 ist eine Schnittansicht, die einen zwölften Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 23 ist eine Schnittansicht, die einen dreizehnten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 24 ist eine Schnittansicht, die einen vierzehnten Schritt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 25A und 25B sind perspektivische Ansichten, die einen Mikrocomputer zeigen, der in einem dritten Beispiel hergestellt wurde;
  • 26 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Struktur einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Hauptabschnitts der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von 26 zeigt;
  • 28 ist ein Schaltplan zur Erläuterung des Hauptabschnitts der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von 26;
  • 29 ist eine Schnittansicht, die einen ersten Schritt in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 30 ist eine Schnittansicht, die einen zweiten Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 31 ist eine Schnittansicht, die einen dritten Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 32 ist eine Schnittansicht, die einen vierten Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 33 ist eine Schnittansicht, die einen fünften Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 34 ist eine Schnittansicht, die einen fünften Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte zeigt;
  • 35 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 36 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt;
  • 37 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen ersten Lichtbestrahlungsschritt in einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt; und
  • 38 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen zweiten Lichtbestrahlungsschritt in der siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transferverfahrens zeigt.
  • BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • [Erste Ausführungsform]
  • 1 bis 9 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform (Dünnschichtbauelement-Transferverfahren).
  • [Schritt 1]
  • Wie in 1 gezeigt, wird eine erste Trennschicht (Lichtabsorptionsschicht) 120 auf einem Substrat 100 geformt. Im folgenden werden das Substrat 100 und die erste Trennschicht 120 beschrieben.
  • (1) Beschreibung des Substrats 100
  • Das Substrat 100 weist bevorzugt eine Eigenschaft auf, die den Durchlass von Licht dadurch erlaubt. Die Durchlässigkeit von Licht durch das Substrat 100 ist bevorzugt 10% oder höher, und noch bevorzugter 50% oder höher. Wenn die Durchlässigkeit zu gering ist, macht die Abschwächung (der Verlust) des Lichts das Anlegen einer größeren Lichtmenge zur Aufblätterung der ersten Trennschicht erforderlich.
  • Ferner besteht das Substrat 100 bevorzugt aus einem hochzuverlässigen Material. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass das Substrat 100 aus einem wärmebeständigen Material be steht. Der Grund für diese Anforderung ist wie folgt: Zum Beispiel kann bei der Formung einer Transfergegenstandsschicht 140 oder einer Zwischenschicht 142, die weiter unten beschrieben wird, die Prozesstemperatur je nach Art der Schicht oder des Formungsverfahrens erhöht werden (z.B. etwa 350 bis 1000°C). Wenn das Substrat 100 wärmebeständig ist, ist es auch in solch einem Fall möglich, einen Einstellungsbereich der Schichtformungsbedingungen wie z.B. die Temperatur bei der Formung der Transfergegenstandsschicht 140 auf dem Substrat 100 zu erweitern.
  • Angenommen, dass Tmax die Höchsttemperatur bei der Formung der Transfergegenstandsschicht 140 ist, ist das Substrat 100 bevorzugt aus einem Material hergestellt, das einen Verformungspunkt höher als Tmax aufweist. Um spezifischer zu sein, der Verformungspunkt des Materials des Substrats 100 ist bevorzugt 350°C oder höher, und noch bevorzugter 500°C oder höher. Zu dieser Materialart gehören zum Beispiel Quarzglas und wärmebeständiges Glas, das unter den Handelsbezeichnungen Corning 7059 und Nihon Denki Glass OA-2 angeboten wird.
  • Auch wenn die Dicke des Substrats 100 nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt sie in gängigen Anwendungen bevorzugt etwa 0,1 bis 0,5 mm und noch bevorzugter etwa 0,5 bis 1,5 mm. Wenn das Substrat 100 zu dünn ist, wird seine Festigkeit verringert. Wenn das Substrat 100 demgegenüber zu dick ist, wird seine Durchlässigkeit verringert, wodurch eine signifikante Abschwächung des Lichts auftreten kann. Falls das Substrat 100 eine relativ hohe Durchlässigkeit aufweist, kann seine Dicke den oben genannten Grenzwert übersteigen. Darüber hinaus weist das Substrat 100 bevorzugt eine einheitliche Dicke auf, so dass die Bestrahlung mit Licht gleichmäßig angelegt wird.
  • (2) Beschreibung der ersten Trennschicht 120
  • Die erste Trennschicht 120 weist eine Eigenschaft auf, durch welche die Lichtstrahlung absorbiert wird, um eine Aufblätterung in einem inneren Schichtabschnitt und/oder einer Grenzschicht davon zu bewirken (nachstehend als "Innenschicht-Aufblätterung" oder Grenzschicht-Aufblätterung" bezeichnet). Die erste Trennschicht 120 besteht bevorzugt aus solch einem Material, dass die interatomare oder intermolekulare Verbundfestigkeit ihrer Komponentenmateriale durch Bestrahlen mit Licht beseitigt oder reduziert wird, was eine Innenschicht-Aufblätterung und/oder Grenzschicht-Aufblätterung durch Abrasion zur Folge hat.
  • Ferner kann durch Bestrahlen mit Licht Gas aus der ersten Trennschicht 120 freigesetzt werden, im eine Trennwirkung zu entfalten. Das heißt, Komponenten, die in der ersten Trennschicht 120 enthalten sind, können als Gas freigesetzt werden, oder die Lichtabsorption durch die erste Trennschicht 120 kann ihre Komponenten vorübergehend in Gas umwandeln, um deren Dampf freizusetzen, was zur Trennung beiträgt. Zum Beispiel sind die folgenden Substanzen A bis E als Komponenten der ersten Trennschicht 120 anwendbar:
    • A. Amorphes Silizium (a-Si) Amorphes Silizium kann Wasserstoff (H) enthalten. In diesem Fall beträgt der Gehalt an Wasserstoff (H) bevorzugt etwa 2 Atom-% oder mehr, und noch bevorzugter 2 bis 20 Atom-%. Wenn amorphes Silizium wie oben angegeben Wasserstoff (H) enthält, bewirkt die Bestrahlung mit Licht die Freisetzung von Wasserstoff, wodurch ein Innendruck in der ersten Trennschicht 120 entsteht. Der so erzeugte Innendruck wirkt als eine Kraft zur Aufblätterung an der Ober- und Unterseite der ersten Trennschicht 120. Die Menge an Wasserstoff (H), die im amorphen Silizium enthalten ist, kann durch Verändern der Schichtformungsbedingungen wie z.B. die CVD-Gaszusammensetzung, der Gasdruck, die Gasatmosphäre, die Gasdurchflussrate, die Temperatur, die Substrattemperatur und die Eingangsleistung auf geeignete Weise eingestellt werden.
    • B. Keramikoxide, dielektrische (ferroelektrische) oder Halbleitersubstanzen, die verschiedene Oxide wie z.B. Siliziumoxid oder Siliziumoxidverbindungen, Titanoxid oder Titanoxidverbindungen, Zirconiumoxid oder Zirconiumoxidverbindungen und Lanthanoxid oder Lanthanoxidverbindungen enthalten: Siliziumoxid-Substanzen schließen zum Beispiel SiO, SiO2 und Si3O2 ein und Siliziumoxidverbindungen schließen zum Beispiel K2SiO3, Li2SiO3, CaSiO3, ZrSiO4 und Na2SiO3 ein. Titanoxid-Substanzen schließen zum Beispiel TiO, Ti2O3 und TiO2 ein, und Titanoxidverbindungen schließen BaTiO4, BaTiO3, Ba2Ti9O20, BaTi5O11, CaTiO3, SrTiO3, PbTiO3, MgTiO3, ZrTiO2, SnTiO4, Al2TiO5 und FeTiO3 ein.
    • Zirconiumoxid-Substanzen schließen zum Beispiel ZrO2 ein, und Zirconiumoxidverbindungen schließen BaZrO3, ZrSiO4, PbZrO3, MgZrO3 und K2ZrO3 ein.
    • C. Keramische oder dielektrische (ferroelektrische) Substanzen wie z.B. PZT, PLZT, PLLZT und PBZT:
    • D. Keramische Nitridsubstanzen wie z.B. Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Titannitrid:
    • E. Organische Hochpolymermaterialien: Organische Hochpolymermaterialien mit Bindungen wie -CH-, -CO- (Keton), -CONH- (Amid), -NH- (Imid), -COO- (Ester), -N=N- (Azo) und -CH=N- (Cis) (Bindungen, die durch Bestrahlung mit Licht getrennt werden können) sind anwendbar. Insbesondere kann jedes organische Hochpolymermaterial verwendet werden, das eine Multiplizität dieser Bindungen aufweist. Ferner können organische Hochpolymermaterialien verwendet werden, die eine chemische Zusammensetzung aufweisen, die aromatischen Kohlenwasserstoff (einen oder mehrere Benzolringe oder kondensierte Ringe davon) einschließen. Im folgenden sind konkrete Beispiele von organischen Hochpolymermaterialien dieser Art aufgelistet; Polyolefine wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, Polyimid, Polyamid, Polyester, Polymethylmethacylat (PMMA), Polyphenylensulfid (PPS), Polyethersulfon (PES), Epoxidharz, usw.
    • F. Metalle: Zum Beispiel sind die folgenden metallischen Substanzen anwendbar; Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd, Sm und jede Legierung, die mindestens eines dieser Metalle enthält.
  • Obwohl sie von den Aufblätterungsbedingungen, der Zusammensetzung und Struktur der ersten Trennschicht 120, dem Schichtformungsverfahren und anderen Bedingungen abhängig ist, beträgt die Dicke der ersten Trennschicht 120 in gängigen Anwendungen bevorzugt etwa 1 nm bis 20 μm, bevorzugter etwa 10 nm bis 2 μm und noch bevorzugter etwa 40 nm bis 1 μm. Wenn die erste Trennschicht 120 zu dünn ist, kann die Einheitlichkeit bei der Schichtformung beeinträchtigt werden, wodurch eine Ungleichmäßigkeit in der Aufblätterung verursacht wird. Wenn die erste Trennschicht 120 demgegenüber zu dick ist, muss die Stärke (Menge) des Lichts erhöht werden, um deren zufrieden stellende Aufblätterung zu gewährleisten. Wenn die erste Trennschicht 120 später entfernt wird, kann in diesem Fall auch mehr Zeit zum Entfernen erforderlich sein. Es ist daher zu bevorzugen, dass die Dicke der ersten Trennschicht 120 möglichst einheitlich ist.
  • Ein Verfahren zur Formung der ersten Trennschicht 120 wird nicht besonders spezifiziert und kann den Bedingungen wie z.B. der Schichtbildung und Schichtdicke entsprechend auf geeignete Weise gewählt werden. Zum Beispiel sind folgende Verfahren anwendbar; Schichtformungsverfahren aus der Gasphase wie z.B. CVD (einschließlich MOCVD, Niederdruck-CVD, ECR-CVD), Verdampfung, Molekularstrahlverdampfung (MB), Sputtern, Ionenplattierung und PVD, Beschichtungsverfahren wie z.B. galvanische Beschichtung, Eintauchplattierung und stromlose Plattierung, Langmuir-Blodgett (LB)-Verfahren, Überzugsverfahren wie z.B. Rotationsbeschichtung, Sprühbeschichtung und Rollbeschichtung, Druckverfahren, Transferverfahren, Tintenstrahlverfahren, Pulverstrahlverfahren usw. Zwei oder mehr dieser Verfahren können zur Schichtformung kombiniert werden.
  • Falls die erste Trennschicht 120 aus amorphem Silizium (a-Si) besteht, wird bevorzugt, dass die Schichtformung mit einem CVD-Verfahren durchgeführt wird, insbesondere wie z.B. Niederdruck-CVD oder Plasma-CVD.
  • Wenn die erste Trennschicht 120 aus Keramik mit einem Sol-Gel-Verfahren oder aus einem organischen Hochpolymermaterial besteht, wird bevorzugt, dass die Schichtformung mit einem Überzugsverfahren wie z.B. Rotationsbeschichtung durchgeführt wird.
  • [Schritt 2]
  • Wenn Schritt 1 abgeschlossen ist, wird auf der ersten Trennschicht 120 eine Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 geformt, wie in 2 gezeigt.
  • Auf der rechten Seite von 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts K der Dünnschichtbauelementschicht 140 dargestellt (von der Strichpunktlinie in 2 umschlossen). Wie in dieser Zeichnung gezeigt, ist die Dünnschichtbauelementschicht 140 strukturiert, um TFTs (Dünnschichttransistoren) zu enthalten, die zum Beispiel auf einer SiO2-Schicht (Zwischenschicht) 142 geformt sind. Der TFT umfasst eine Source-Drain-Schicht 146, die durch Implantieren einer n-Typ Verunreinigung in eine Polysiliziumschicht geformt wird, eine Channel-Schicht 144, eine Gate-Isolationsschicht 148, eine Gate-Elektrode 150, eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 154 und eine Elektrode 152, die aus einem Material wie z.B. Aluminium besteht.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird die SiO2-Schicht als eine Zwischenschicht verwendet, die mit der ersten Trennschicht 120 in Kontakt angeordnet ist. Statt dessen können andere Arten von Isolationsschichten wie z.B. Si3N4 benutzt werden. Die Dicke der SiO2-Schicht (Zwischenschicht) kann auf geeignete Weise dem Zweck der Formung und dem zu erreichenden funktionellen Leistungsgrad entsprechend bestimmt werden. In gängigen Anwendungen beträgt sie bevorzugt etwa 10 nm bis 5 μm, und noch bevorzugter etwa 40 nm bis 1 μm. Die Zwischenschicht wird zu verschiedenen Zwecken geformt, z.B. wird sie vorgesehen, um als mindestens eine der folgenden Schichten zu dienen, eine Schutzschicht zum physikalischen oder chemischen Schutz der Transfergegenstandsschicht 140, eine Isolationsschicht, eine Leitschicht, eine Laserabschirmschicht, eine Sperrschicht, um Migration zu vermeiden, und eine Reflektionsschicht.
  • In einigen Fällen kann die Zwischenschicht wie z.B. eine SiO2-Schicht nicht vorgesehen sein, und die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 kann direkt auf der ersten Trennschicht 120 geformt werden.
  • Die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 ist als eine Schicht geformt, die Dünnschichttransistoren (TFTs) enthält, wie auf der rechten Seite von 2 gezeigt.
  • Neben TFTs umfassen Dünnschichtbauelemente Dünnschichtdioden, fotoelektrische Übertragungsbauteile mit Silizium-PIN-Verbindung (Fotosensoren, Solarzellen), Siliziumwiderstandselemente, sonstige Dünnschichthalbleitergeräte, Elektroden (z.B. ITO, transparente Elektroden wie z.B. Mesafilme), Schaltelemente, Speicher, Betätigungsglieder wie piezoelektrische Geräte, Mikrospiegel (piezoelektrische Dünnschichtkeramik), Dünnschichtköpfe, -spulen, -induktoren zur magnetischen Aufzeichnung, hochpermeables Dünnschichtmaterial und mikromagnetische Bauelemente, die: eine Kombination davon umfassen, Filter, Reflektionsschichten, dichrOitische Spiegel usw. Zusätzlich zu diesen Beispielen ist eine Vielfalt von Dünnschichtbauelementen anwendbar, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Es ist gängige Praxis, diese Dünnschichtbauelemente durch einen Schritt für ein Schichtformungsverfahren zu formen, der eine relativ hohe Temperatur anwendet. In solch einem Fall muss das Substrat 100 daher eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, um einer hohen Prozesstemperatur zu widerstehen, wie in der obigen Beschreibung erwähnt.
  • [Schritt 3]
  • Dann wird, Bezug nehmend auf 3, zum Beispiel eine Heißschmelzklebstoffschicht 160 als eine zweite Trennschicht auf der Dünnschichtbauelementschicht 140 geformt. Statt der Heißschmelzklebstoffschicht 160 kann ein wasserlöslicher Klebstoff oder ein Klebstoff verwendet werden, der in einem spezifischen organischen Lösungsmittel löslich ist. Ferner kann die zweite Trennschicht wie im Fall der ersten Trennschicht geformt sein, um eine Abrasionsschicht bereitzustellen.
  • Als ein Beispiel für ein Material für die Heißschmelzklebstoffschicht 160 kann Elektronenparaffin wie z.B. "Proof Wax" (Handelsbezeichnung) verwendet werden, um mögliche Verunreinigungen (Natrium, Kalium usw.) auf den Dünnschichtbauelementen zu minimieren.
  • [Schritt 4]
  • Dann, wie in 3 gezeigt, wird ein Primärtransferzielabschnitt 180 auf der Heißschmelzklebstoffschicht 160 angebracht, die die zweite Trennschicht ist. Da der Primärtransferzielabschnitt 180 nach der Herstellung der Dünnschichtbauelementschicht 140 angebracht wird, werden einschränkende Bedingungen wie eine Prozesstemperaturniveau, das zur Herstellung der Dünnschichtbauelementschicht 140 erforderlich ist, nicht auferlegt. Der Primärtransferzielabschnitt 180 muss lediglich bei Normaltemperatur eine formerhaltende Eigenschaft aufweisen. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird ein relativ billiges Material wie z.B. ein Glassubstratmaterial oder ein Kunstharzmaterial verwendet, das eine formerhaltende Eigenschaft aufweist. Für den Primärtransferzielabschnitt 180 kann das gleiche Material wie für den Sekundärtransferzielabschnitt 200 verwendet werden.
  • [Schritt 5]
  • Wie in 4 gezeigt, wird die Rückseite des Substrats 100 mit Licht bestrahlt.
  • Nachdem es das Substrat 100 durchdrungen hat, wird das Licht auf die erste Trennschicht 120 angelegt. Dies verursacht die Innenschicht-Aufblätterung und/oder die Grenzschicht-Aufblätterung in der ersten Trennschicht 120, was deren Verbundfestigkeit reduziert oder beseitigt.
  • Es wird angenommen, das das Auftreten der Innenschicht-Aufblätterung und/oder der Grenzschicht-Aufblätterung in der ersten Trennschicht 120 auf das folgende Phänomen zurückzuführen ist; Abrasion in einem Komponentenmaterial der ersten Trennschicht 120, Freisetzung von Gas, das in der ersten Trennschicht 120 enthalten ist, und Schmelzung, die unmittelbar nach der Bestrahlung eingeleitet wird, und Phasenänderung wie z.B. Transpiration.
  • Das Abrasionsphänomen, das hier erwähnt wird, bedeutet einen Zustand, durch welchen ein Verfestigungsmittel (Komponentenmaterial der ersten Trennschicht 120) durch Lichtabsorption fotochemisch oder thermisch erregt so wird, dass die Bindungen von Atomen oder Molekülen auf der Oberfläche der ersten Trennschicht 120 oder in deren Inneren getrennt werden, um die Lösung von Atomen oder Molekülen zu bewirken. In den meisten Fällen findet eine völlige oder teilweise Phasenänderung wie eine Schmelzung oder Transpiration (Verdampfung) im Komponentenmaterial der ersten Trennschicht 120 statt. Ferner kann solch eine Phasenänderung einen Mikroschäumungszustand verursachen, um die Verbundfestigkeit zu verringern.
  • Ob die Innenschicht-Aufblätterung, die Grenzschicht-Aufblätterung oder beide davon in der ersten Trennschicht 120 auftreten, hängt von der Zusammensetzung der ersten Trennschicht 120 und verschiedenen anderen Ursachen ab. Diese Ursachen schließen solche Bedingungen wie die Art, Wellenlänge, Stärke und Eindringtiefe des zur Bestrahlung verwendeten Lichts ein.
  • Jede Art von Licht ist für die Bestrahlung verwendbar, solange es die Innenschicht-Aufblätterung und/oder die Grenzschicht-Aufblätterung in der ersten Trennschicht 120 bewirken kann. Zum Beispiel können die folgenden Arten von Licht verwendet werden; Ultraviolettstrahlen, sichtbare Strahlen, Infrarotstrahlen (Wärmestrahlen), Laser. Von diesen ist der Laser darin vorteilhaft, dass er die Aufblätterung (Abrasion) in der ersten Trennschicht 120 leicht bewirken kann.
  • Es gibt verschiedene Arten von Gaslasergeräten und Festkörperlasergeräten (Halbleiterlasergeräten), die für die Erzeugung von Laserstrahlen zur Bestrahlung verwendet werden können. Ein Excimer-Laser, Nd-YAG-Laser, Ar-Laser, CO2-Laser, CO-Laser und He-Ne-Laser sind geeignet, und von diesen ist der Excimer-Laser besonders zu bevorzugen.
  • Da der Excimer-Laser ist in der Lage ist, Hochenergie im kurzen Wellenlängenbereich auszugeben, kann er die augenblickliche Abrasion in der ersten Trennschicht 120 verursachen. Es ist daher möglich, die erste Trennschicht 120 aufzublättern, wobei die Temperatur des Transferzielabschnitts 180 und des Substrats 100 kaum erhöht wird, d.h., ohne Schäden an diesen zu verursachen.
  • Ferner, falls die erste Trennschicht 120 von der Lichtwellenlänge abhängt, damit die Abrasion auftreten kann, beträgt die Wellenlänge des zur Bestrahlung verwendeten Lasers bevorzugt etwa 100 nm bis 350 nm.
  • 10 zeigt ein Beispiel der Durchlässigkeit der Lichtwellenlänge durch das Substrat 100. Wie in dieser Zeichnung dargestellt, steigt die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 300 nm schlagartig an. In solch einem Fall wird Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm oder mehr (z.B. ein Xe-Cl-Excimer-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 308 nm) zur Bestrahlung angelegt.
  • Wenn eine Gasfreisetzung, Verdampfung, Sublimation oder jede andere Phasenänderung zur Aufblätterung in der ersten Trennschicht 120 verursacht wird, beträgt die Wellenlänge des zur Bestrahlung angelegten Laserstrahls bevorzugt etwa 350 bis 1200 nm.
  • Ferner beträgt die Energiedichte des zur Bestrahlung angelegten Laserstrahls insbesondere im Fall eines Excimer-Lasers bevorzugt etwa 10 bis 5000 mJ/cm2, und noch bevorzugter etwa 100 bis 500 mJ/cm2. Die Bestrahlungsdauer ist bevorzugt etwa 1 bis 1000 nsek und noch bevorzugter etwa 10 bis 100 nsek. Wenn die Energiedichte zu niedrig oder die Bestrahlungsdauer zu kurz ist, tritt die Abrasion nicht in einem ausreichenden Umfang auf. Wenn demgegenüber die Energiedichte zu hoch oder die Bestrahlungsdauer zu lang ist, kann der durch die erste Trennschicht 120 laufende Laserstrahl eine nachteilige Wirkung auf die Transfergegenstandsschicht 140 haben.
  • Um eine nachteilige Wirkung des Lichts zu verhindern, das durch die erste Trennschicht 120 hindurch in die Transfergegenstandsschicht 140 eindringt, kann zum Beispiel ein Verfahren des Formens einer aus einem Metall wie Tantal (Ta) bestehenden Schicht auf der ersten Trennschicht 120 verwendet werden (Laserabsorptionsschicht). Dadurch wird der durch die erste Trennschicht 120 laufende Laserstrahl komplett von einer metallischen Schicht 124 reflektiert, die als eine Grenzschicht dient, wodurch eine nachteilige Wirkung auf die damit bedeckte Dünnschichtbauelementschicht verhindert wird. Es kann auch eine Anordnung vorgesehen werden, bei der eine amorphe Siliziumschicht zur Absorption von Laserstrahlen über eine Siliziumzwischenschicht, die aus einer Substanz wie z.B. SiO2 besteht, auf der ersten Trennschicht 120 geformt wird. Dadurch werden die Laserstrahlen, die durch die erste Trennschicht 120 durchgelassen werden, von der darauf geformten amorphen Siliziumschicht absorbiert. Es ist anzumerken, dass der durchgelassene Laserstrahl kein Lichtenergieniveau aufweist, das ausreicht, um die Abrasion in der amorphen Siliziumschicht zu bewirken. Im Unterschied zu einer metallischen Schicht erlaubt die amorphe Siliziumschicht die Formung einer Dünnschichtbauelementschicht darauf. Es ist daher möglich, mit einer bereits bestehenden Dünnschichtformungstechnik eine Dünnschichtbauelementschicht mit hoher Qualität zu formen.
  • Bestrahlungslicht, das durch Laserstrahlen gebildet wird, wird bevorzugt so angelegt, dass seine Stärke einheitlich ist. Die Bestrahlungsrichtung des Lichts kann lotrecht zur ersten Trennschicht 120 oder in einem bestimmten Winkel dazu geneigt sein.
  • Wenn die Fläche der ersten Trennschicht 120 größer ist als der Bestrahlungspunkt durch eine einzelne Lichtbestrahlung, kann der Lichtstrahl mehrmals angelegt werden, um die gesamte Region der ersten Trennschicht 120 abzudecken. Der Lichtstrahl kann auch zweimal oder mehrmals auf einen bestimmten Punkt angelegt werden. Ferner können verschiedene Arten von Licht (Lasern) mit verschiedenen Wellenlängen (verschiedenen Wellenlängenbereichen) zweimal oder mehrmals auf eine bestimmte Region oder verschiedene Regionen angelegt werden.
  • Nach dem obigen Schritt wird das Substrat 100 von der ersten Trennschicht entfernt, indem eine Kraft auf das Substrat 100 angelegt wird, wie in 5 gezeigt. Beim Entfernen des Substrats 100 kann ein Teil der ersten Trennschicht 120 daran haften bleiben, auch wenn dies nicht in 5 gezeigt wird.
  • [Schritt 6]
  • Dann, wie in 6 gezeigt, wird die verbleibende erste Trennschicht 120 zum Beispiel durch Reinigen, Ätzen, Ablösen, Polieren oder eine Kombination daraus entfernt. Dadurch wird die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 zum Primärtransferzielabschnitt 180 transferiert.
  • Wenn ein Teil der ersten Trennschicht 120 am entfernten Substrat 100 haften bleibt, wird er auf die gleiche Weise wie oben erwähnt beseitigt. In einer Situation, in der das Substrat 100 aus einem teuren Material wie z.B. Quarzglas oder ein seltenes Material besteht, wird das Substrat 100 bevorzugt wiederverwendet (recycelt). Da die vorliegende Erfindung auf das Recycling des Substrats 100 anwendbar ist, kann es einen hohen Nutzbarkeitsgrad gewährleisten.
  • [Schritt 7]
  • Dann, wie in 7 gezeigt, wird ein Sekundärtransferzielabschnitt 200 über eine Klebstoffschicht 190 an der Unterseite (freiliegende Seite) der Dünnschichtbauelementschicht 140 angebracht.
  • Beispiele für geeignete Klebstoffe für die Klebstoffschicht 190 schließen eine Vielzahl von Klebstoffen härtbaren Typs ein, wie z.B. ein durch Reaktion härtender Klebstoff, in Wärme härtender Klebstoff, in Licht härtender Klebstoff wie z.B. ein UV-härtbarer Klebstoff, und anaerob härtender Klebstoff. Der Klebstoff der Klebstoffschicht 190 kann Epoxid, Acrylat, Silikon oder jede andere Art von Substanz enthalten. Die aus solch einem Material bestehende Klebstoffschicht 190 wird zum Beispiel durch ein Beschichtungsverfahren geformt.
  • Wenn ein Klebstoff härtbaren Typs benutzt wird, wird er auf die Unterseite der Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 aufgetragen, und der Sekundärtransferzielabschnitt 200 wird daran angebracht. Dann wird der Klebstoff härtbaren Typs mit einem Härtungsverfahren gehärtet, das für dessen Eigenschaften geeignet ist. Der Sekundärtransferzielabschnitt 200 wird dadurch an die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 befestigt.
  • Falls ein in Licht härtender Klebstoff benutzt wird, ist Licht bevorzugt durch den Sekundärtransferzielabschnitt 200 anzulegen, der lichtdurchlässig ist. Wenn ein in Licht härtender Klebstoff wie z.B. ein UV-härtender Klebstoff verwendet wird, der eine geringen nachteilige Wirkung auf die Dünnschichtbauelementschicht aufweist, kann Licht durch den lichtdurchlässigen Primärtransferzielabschnitt 180 oder durch beide Seiten der lichtdurchlässigen Primär- und Sekundärtransferzielabschnitte 180 und 200 angelegt werden.
  • In einer Anordnung, die sich von der in 7 gezeigten unterscheidet, kann die Klebstoffschicht 190 auf den Sekundärtransferzielabschnitt 200 geformt werden, und die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 kann daran angebracht werden. Falls der Sekundärtransferzielabschnitt Hafteigenschaften aufweist, kann die Formung der Klebstoffschicht 190 entfallen.
  • Als ein Material für den Sekundärtransferzielabschnitt 200 ist ein transparentes Substrat (Plattenmaterial) anwendbar, ohne darauf beschränkt zu sein. Das Substrat kann eine flache Platte oder eine gekrümmte Platte sein. Ferner kann der Sekundärtransferzielabschnitt 200 dem Substrat 100 in solchen Eigenschaften wie die Wärmebeständigkeit und die Korrosionsfestigkeit unterlegen sein. Da in der vorliegenden Erfindung die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 auf der Substrat 100-Seite geformt wird und dann die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 auf den Sekundärtransferzielabschnitt 200 transferiert wird, muss die Bestimmung der für den Sekundärtransferzielabschnitt 200 erforderlichen Eigenschaften, insbesondere der Wärmebeständigkeitseigenschaft, nicht von Bedingungen wie z.B. den Temperaturbedingungen abhängig sein, die zur Formung der Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 notwendig ist. Diesbezüglich kann der Primärtransferzielabschnitt 190 aus einem ähnlichen Material bestehen.
  • Angenommen, dass Tmax eine Höchsttemperatur bei der Formung der Transfergegenstandsschicht 140 ist, können der Primärund der Sekundärtransferzielabschnitt 190 und 200 daher aus einem Material mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) oder einem Erweichungspunkt bestehen, der bevorzugt bei 800°C oder niedriger liegt, noch bevorzugter bei 500°C oder niedriger, und am bevorzugtesten bei 320°C oder niedriger.
  • Was die mechanischen Eigenschaften anbetrifft, weisen der Primär- und Sekundärtransferzielabschnitt 190 und 200 bevorzugt einen bestimmten Steifigkeitsgrad (Festigkeit) auf. Der Primär- und Sekundärtransferzielabschnitt 190 und 200 können auch Flexibilität oder Elastizität aufweisen.
  • Als Materialien des Primär- und Sekundärtransferzielabschnitts 190 und 200 sind eine Vielzahl von Kunstharzmaterialien und Glasmaterialien anwendbar. Die Verwendung eines Kunstharzmaterials oder eines gewöhnlichen billigen Glasmaterials (mit einem niedrigen Schmelzpunkt) ist besonders zu bevorzugen.
  • Ein warmverformbares Kunstharzmaterial oder eine wärmeaushärtendes Kunstharzmaterial kann verwendet werden. Zum Beispiel sind die folgenden Kunstharzmaterialien anwendbar; Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer (EVA), andere Polyolefinharze, zyklische Polyolefine, modifizierte Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamid, Polyimid, Polyamidimid, Polycarbonat, Poly(4-Methylbenzol-1), Ionomer, Acrylharz, Polymethylmethacrylat, Acryl-Stylene-Copolymer (AS-Harz), Butadien-Stylene-Copolymer, Polyo-Copolymer (EVOH), Polyethylen-Terephthalat (PET), Polybutylen-Terephthalat (PBT), Polocyclohexan-Terephthalat (PCT), andere Polyesterharze, Polyether, Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid, Polyacetal (POM), Polyphenyloxid, modifiziertes Polyphenyloxid, Polyalylat, aromatisches Polyester (Flüssigkristallpolymer), Polytetrafluorothylin, Polyvinylidenfluorid, andere fluorierte Harze, Styrol, Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyurethan, fluorierter Kautschuk, chloriertes Polyethylen, andere thermoplastische Elastomerharze, Epoxidharz, Phenolharz, Harnstoffharz, Melaminharz, ungesättigtes Polyesterharz, Silikonharz, Polyurethanharz, aus diesen Substanzen bestehende Copolymere, Mischharz, Polymerlegierung usw. Eine oder mehrere Arten der oben aufgelisteten Materialien können in Kombination verwendet werden (z.B. als eine Schichtungsstruktur, die eine Vielzahl von Unterschichten umfasst).
  • Als Beispiele von Glasmaterialien sind die folgenden anwendbar; Silikaglas (Quarzglas), Silika-Alkali-Glas, Natron-Kalk-Glas, Kali-Kalk-Glas, Blei(alkali)glas, Bariumglas, Borosilikatglas und dergleichen. Mit Ausnahme von Silikaglas weisen diese Glasmaterialien einen relativ niedrigen Schmelzpunkt auf. Weil diese Glasmaterialien relativ leicht zu formen und zu verarbeiten und relativ billig sind, ist ihre Verwendung zu bevorzugen.
  • Falls der Sekundärtransferzielabschnitt 200 aus Kunstharz besteht, kann er aus einem Stück mit einer großen Größe geformt werden. Es ist auch leicht, eine gekrümmte Harzplatte oder eine Harzplatte mit komplexen Konfigurationen wie z.B. einer Konkavität und Konvexität herzustellen. Ferner sind die Kosten der Rohmaterialien für Kunstharz und die Herstellungskosten von Kunstharz vorteilhaft gering. Die Verwendung von Kunstharz ist deshalb darin vorteilhaft, dass eine Vorrichtung mit großer Größe (z.B. eine Flüssigkristallanzeige) zu geringen Kosten produziert werden kann.
  • Der Sekundärtransferzielabschnitt 200 kann eine unabhängige Vorrichtung wie z.B. eine Flüssigkristallzelle umfassen, oder er kann einen Teil einer Vorrichtung wie z.B. ein Farbfilter, eine Elektrodenschicht, dielektrische Schicht, Isolationsschicht oder ein Halbleiterelement umfassen.
  • Zudem können der Primär- und Sekundärtransferzielabschnitt 190 und 200 aus einem Material wie z.B. Metall, Keramik, Stein, Holz und Papier bestehen. Zudem können der Primärund Sekundärtransferzielabschnitt 190 und 200 auf der Oberfläche eines Produkts (wie z.B. die Oberfläche einer Uhr, einer Klimaanmage, einer Leiterplatte) oder der Oberfläche eines Gebäudestrukturelements wie z.B. einer Wand, Säule, Decke oder eines Glasfensters montiert sein.
  • [Schritt 8]
  • Dann, wie in 8 gezeigt, wird die Heißschmelzklebstoffschicht 160, die als die zweite Trennschicht dient, zum thermischen Schmelzen erwärmt. Da die Haftfestigkeit der Heißschmelzklebstoffschicht 160 dadurch reduziert wird, kann der Primärtransferzielabschnitt 180 von der Dünnschichtbauelementschicht 140 entfernt werden. Wenn ein Teil des Heißschmelzklebstoffs, der am Primärtransferzielabschnitt 180 haften bleibt, entfernt wird, kann der Primärtransferzielabschnitt 180 recycelt werden.
  • [Schritt 9]
  • Schließlich wird die auf der Dünnschichtbauelementschicht 140 verbleibende Heißschmelzklebstoffschicht 160 entfernt. Dadurch kann die zum Sekundärtransferzielabschnitt 200 transferierte Dünnschichtbauelementschicht 140 erhalten werden, wie in 9 gezeigt. In diesem Schritt ist das Schichtungsverhältnis zwischen der Dünnschichtbauelementschicht 140 und dem Sekundärtransferzielabschnitt 200 dasselbe wie das zwischen der Dünnschichtbauelementschicht 140 und dem Substrat 100, das in 2 gezeigt wird.
  • Der Transfer der Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 zum Sekundärtransferzielabschnitt 200 wird durch die oben genannten Prozesse erreicht. Danach kann eine angrenzende SiO2-Schicht von der Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 entfernt werden, oder eine Leitschicht für Drahtverbindungen oder jede gewünschte Schutzschicht kann auf der Transfergegenstandsschicht 140 geformt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140, die ein zu entfernender Gegenstand ist, nicht direkt entnommen, sondern durch Verwendung der ersten und zweiten Trennschicht 120 und 160 auf separate Weise zum Sekundärtransferzielabschnitt 200 transferiert. Deshalb kann der Trennungsgegenstand (die Transfergegenstandsschicht 140) unabhängig von ihren Eigenschaften und Bedingungen leicht, sicher und einheitlich transferiert werden. Da der Trennungsgegenstand (die Transfergegenstandsschicht 140) bei der Trennung nicht beschädigt wird, kann seine hohe Zuverlässigkeit beibehalten werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Bezug nehmend auf 11 bis 21 wird im folgenden ein spezifisches Beispiel eines Herstellungsprozesses beschrieben, in welchem TFT-Bauelemente mit CMOS-Struktur auf einem Substrat geformt werden und zu einem Transferzielabschnitt transferiert werden.
  • (Schritt 1)
  • Wie in 11 gezeigt, werden eine erste Trennschicht (z.B. eine amorphe Siliziumschicht, die durch das LPCVD-Verfahren geformt wird) 120, eine Zwischenschicht (z.B. eine SiO2-Schicht) 142 und eine amorphe Siliziumschicht (z.B. eine Schicht, die durch das LPCVD-Verfahren geformt wird) 143 aufeinanderfolgend auf einem Substrat (z.B. Quarzsubstrat) 100 geformt. Dann wird die gesamte Fläche der amorphen Siliziumschicht 143 zum Glühen mit einem Laserstrahl bestrahlt. Die amorphe Siliziumschicht 143 wird dadurch rekristallisiert, um zu einer Polysiliziumschicht zu werden.
  • (Schritt 2)
  • Dann, wie in 12 gezeigt, wird die lasergeglühte Polysiliziumschicht strukturiert, um Inseln 144a und 144b zu ergeben.
  • (Schritt 3)
  • Wie in 13 gezeigt, werden Gate-Isolationsschichten 148a und 148n zum Beispiel durch ein CVD-Verfahren geformt, um die Inseln 144a und 144b zu bedecken.
  • (Schritt 4)
  • Wie in 14 gezeigt, werden Gate-Elektroden 150a und 150b geformt, die aus Polysilizium, Metall oder einem anderen Material bestehen.
  • (Schritt 5)
  • Wie in 15 gezeigt, wird eine Maskenebene 170 geformt, die aus einem Material wie z.B. Polyimid besteht. Mit Hilfe der Gate-Elektrode 150b und der Maskenebene 170 werden zu Maskierungszwecken Ionen (z.B. Borionen (B)) auf selbstjustierende Weise implantiert. Dadurch werden p+ Schichten 172a und 172b geformt.
  • (Schritt 6)
  • Wie in 16 gezeigt, wird eine Maskenebene 174 geformt, die aus einem Material wie z.B. Polyimid besteht. Mit Hilfe der Gate-Elektrode 150a und der Maskenebene 174 werden zu Maskierungszwecken Ionen (z.B. Borionen (B)) auf selbstjustierende Weise implantiert. Dadurch werden n+ Schichten 146a und 146b geformt.
  • (Schritt 7)
  • Wie in 17 gezeigt, wird eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 154 geformt, Kontaktlöcher werden auf selektive Weise geöffnet, und dann werden Elektroden 152a bis 152d geformt.
  • Dadurch wird eine Schicht von TFTs mit CMOS-Struktur geformt, die der Transfergegenstandsschicht (Dünnschichtbauelementschicht) 140 entspricht, die in 2 bis 9 gezeigt wird. Zusätzlich kann eine Schutzschicht auf der Zwischenschicht-Isolationsschicht 154 geformt werden.
  • (Schritt 8)
  • Wie in 18 gezeigt, wird eine Heißschmelzklebstoffschicht 160, die als eine zweite Trennschicht dient, auf der TFT-Schicht mit CMOS-Struktur geformt. In diesem Schritt werden Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der TFT-Schicht durch die Heißschmelzklebstoffschicht 160 geglättet. Die zweite Trennschicht kann wie im Fall der ersten Trennschicht geformt werden, um eine Abrasionsschicht bereitzustellen.
  • In diesem Schritt ist es vorzuziehen, eine Schutzschicht wie z.B. eine Isolationsschicht auf der TFT-Schicht (Dünnschichtbauelementschicht) zu formen und dann die zweite Trennschicht auf der Schutzschicht zu formen. Das heißt, wenn die zweite Trennschicht als eine Abrasionsschicht verwendet wird, kann die Dünnschichtbauelementschicht auf diese Weise bei der Abrasion durch die Schutzschicht geschützt werden.
  • Ferner, falls die zweite Trennschicht geformt wird, um eine Abrasionsschicht bereitzustellen, kann die zweite Trennschicht geformt werden, um eine Vielzahl von Unterschichten zu enthalten, wie in der ersten Trennschicht. Überdies wird bevorzugt eine Lichtabschirmschicht wie eine metallische Schicht zwischen der zweiten Trennschicht und der Dünnschichtbauelementschicht vorgesehen. Bei der Abrasion kann der Einfall von Licht auf die Dünnschichtbauelementschicht dadurch verhindert werden.
  • Nach der Formung der zweiten Trennschicht wird die TFT-Schicht über eine Heißschmelzklebstoffschicht 160 als die zweite Trennschicht am Primärtransferzielabschnitt (z.B. Natron-Kalk-Glas) 180 angebracht.
  • (Schritt 9)
  • Wie in 19 gezeigt, wird die Rückseite des Substrats 100 zum Beispiel mit einem Xe-Cl-Excimer-Laser bestrahlt.
  • Dadurch wird die Aufblätterung in einem inneren Schichtabschnitt und/oder einer Grenzschicht der ersten Trennschicht bewirkt.
  • (Schritt 10)
  • Wie in 20 gezeigt, wird das Substrat 100 entfernt.
  • (Schritt 11)
  • Zudem wird die erste Trennschicht 120 durch Ätzen entfernt. Die TFT-Schicht mit CMOS-Struktur wird dadurch zum Primärtransferzielabschnitt 180 transferiert, wie in 21 gezeigt.
  • (Schritt 12)
  • Wie in 22 gezeigt, wird eine Epoxidharzschicht 190 auf der Unterseite der TFT-Schicht mit CMOS-Struktur als eine Klebstoffschicht geformt, die einen Härtungspunkt aufweist, der niedriger ist als der der Heißschmelzharz(klebstoff)schicht 160. Dann wird die TFT-Schicht über die Epoxidharzschicht 190 an einen Sekundärtransferzielabschnitt (z.B., Natron-Glassubstrat) 200 angebracht. Danach wird die Epoxidharzschicht 190 gehärtet, indem Wärme daran angelegt wird, um den Sekundärtransferzielabschnitt 200 und die TFT-Schicht zu miteinander zu verbinden (aneinander anzubringen).
  • (Schritt 13)
  • Dann, wie in 23 gezeigt, wird die Heißschmelzharzschicht 160 zum Beispiel in einem Ofen 210 thermisch geschmolzen. Mit der Heißschmelzharzschicht 160 als Grenze wird die TFT-Schicht vom Primärtransferzielabschnitt 180 entfernt. Zudem wird die auf der Unterseite der TFT-Schicht verbleibende Heißschmelzharzschicht 160 zum Beispiel mit Xylol entfernt. Dadurch wird die TFT-Schicht zum Sekundärtransferzielabschnitt 200 transferiert, wie in 24 gezeigt. Der Zustand, der in 24 gezeigt wird, entspricht dem in 17 gezeigten, wobei das Substrat 100 und die erste Trennschicht 120 durch den Sekundärtransferzielabschnitt 200 und die Klebstoffschicht 190 ersetzt wurden. Das Schichtungsverhältnis der TFT-Schicht in Bezug auf das Substrat 100, das zur TFT-Herstellung verwendet wird, wird dadurch auf dem Sekundärtransferzielabschnitt 200 beibehalten. Die Elektroden 152a bis 152d sind daher freiliegend, und es ist leicht möglich, Kontakte und Drahtverbindungen daran vorzusehen. Nachdem der in 24 gezeigte Zustand erreicht wurde, kann eine Schutzschicht auf der Oberfläche vorgesehen werden.
  • (Drittes Beispiel)
  • Mit der Technik, die in den obigen ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es möglich, einen Mikrocomputer zu formen, der Dünnschichtbauelemente auf einer gewünschten Leiterplatte umfasst, wie in 25A gezeigt.
  • In 25A sind eine CPU 300, deren Schaltkreis mit Dünnschichtbauelementen strukturiert ist, ein RAM 320, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung 360 und eine Solarbatterie 340, die PIN-Verbindungen aus amorphem Silizium aufweist, um eine Versorgungsspannung zuzuführen, auf einer flexiblen Leiterplatte 182 montiert, die als ein Sekundärtransferzielabschnitt verwendet wird und aus einem Material wie z.B. Kunststoff besteht.
  • Da der in 25A gezeigte Mikrocomputer auf der flexiblen Leiterplatte 182 geformt ist, die als der Sekundärtransferzielabschnitt verwendet wird, kann er gekrümmt werden, wie in 25B gezeigt. Aufgrund seiner Flexibilität und Leichtigkeit ist er fallunempfindlich. Ferner kann die Kunststoffplatte 182 zugleich als ein Gehäuseteil für ein elektronischen Geräts verwendet werden. Dadurch ist es möglich, ein elektronisches Gerät herzustellen, das Dünnschichtbauelemente umfasst, die mindestens auf die Innenseite oder Aussenseite seines Gehäuseabschnitts transferiert werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Im folgenden wird ein Beispiel eines Herstellungsprozesses beschrieben, in dem eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige mit einer Aktivmatrixplatte, wie in 26 gezeigt, mit dem obigen Dünnschichtbauelement-Transferverfahren transferiert werden.
  • (Aufbau der Flüssigkristallanzeige)
  • Wie in 26 gezeigt, umfasst die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige eine Beleuchtungsquelle 400 wie z.B. eine Hintergrundbeleuchtung, eine Polarisationsplatte 420, eine Aktivmatrixplatte 440, einen Flüssigkristallabschnitt 460, eine Deckplatte 480 und eine Polarisationsplatte 500.
  • Wenn die Aktivmatrixplatte 440 und die Deckplatte 480 in der vorliegenden Erfindung beide aus einer flexiblen Platte wie z.B. eine Kunststoffschicht geformt sind, kann eine Flüssigkristallanzeige reflektierenden Typs mit einer Reflektionsplatte statt einer Beleuchtungsquelle aufgebaut werden. Dadurch ist es möglich eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige herzustellen, die flexibel, stoßfest und leicht ist. Falls Pixelelektroden aus Metall bestehen, sind die Reflektionsplatte und die Polarisationsplatte 420 nicht erforderlich.
  • Die Aktivmatrixplatte 440 in der vorliegenden Ausführungsform ist eines Typs mit integrierten Treibern und mit TFTs aus einem Pixelabschnitt 442 und einem Treiberabschnitt 444 versehen (einschließlich eines Abtastleitungstreibers und eines Datenleitungstreibers).
  • 27 ist eine schematische Schnittansicht, die den Hauptteil der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigetafel zeigt, und 28 ist ein Schaltbild, das den Hauptteil davon zeigt.
  • Wie in 28 gezeigt, schließt der Pixelabschnitt 442 einen TFT (M1) ein, dessen Gatter mit einer Gate-Leitung G1 verbunden ist, wobei eines vom Source oder Drain mit einer Datenleitung D1 verbunden ist und der andere (Source oder Drain) mit dem Flüssigkristallabschnitt 460 verbunden ist.
  • Der Treiberabschnitt 444 ist strukturiert, um einen TFT (M2) einzuschließen, der durch das gleiche Herstellungsverfahren hergestellt wird wie der TFT (M1).
  • Wie auf der linken Seite von 27 gezeigt, umfasst der TFT (M1) im Pixelabschnitt 442 Source-Drain-Schichten 1100a und 1100b, einen Channel 1100e, eine Gate-Isolationsschicht 1200a, eine Gate-Elektrode 1300a, eine Isolationsschicht 1500 und Source-Drain-Elektroden 1400a und 1400b.
  • Das Bezugszeichen 1700 bezeichnet eine Pixelelektrode, und das Bezugszeichen 1702 bezeichnet eine Region, in der die Pixelelektrode 1700 eine Spannung an den Flüssigkristallabschnitt 460 (Spannungsanlegeregion des Flüssigkristallabschnitts) anlegt. Eine Orientierungsschicht wird in der Zeichnung nicht gezeigt. Die Pixelelektrode 1700 ist aus einem Material wie z.B. ITO geformt (bei einer Flüssigkristallanzeige lichtdurchlässigen Typs), oder sie ist aus Aluminium oder einem anderen Metall geformt (bei einer Flüssigkristallanzeige reflektieren Typs).
  • Wie auf der rechten Seite von 27 gezeigt, umfasst der TFT (M2), der den Treiberabschnitt 444 ausmacht, Source-Drain-Schichten 1100c und 1100d, einen Channel 1100f, eine Gate-Isolationsschicht 1200b, eine Gate-Elektrode 1300b, eine Isolationsschicht 1500 und Source-Drain-Elektroden 1400c und 1400d.
  • In 27 bezeichnet das Bezugszeichen 480 eine Deckplatte (z.B. ein Natron-Glassubstrat), das Bezugszeichen 482 bezeichnet eine gemeinsame Elektrode, das Bezugszeichen 1000 bezeichnet eine SiO2-Schicht, das Bezugszeichen 1600 bezeichnet eine Zwischenschicht-Isolationsschicht (z.B. eine SiO2-Schicht), das Bezugszeichen 1800 bezeichnet eine Klebstoffschicht, und das Bezugszeichen 1900 bezeichnet ein Natron-Glassubstrat (Transferzielabschnitt).
  • (Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeige)
  • Bezug nehmend auf 29 bis 34 wird im folgenden ein Herstellungsverfahren für die in 27 gezeigte Flüssigkristallanzeige beschrieben.
  • Durch die gleichen Herstellungsschritte wie die in 11 bis 21 gezeigten werden TFTs (M1 und M2) auf einem hochzuverlässigen Substrat 3000 (z.B. ein Quarzglassubstrat) geformt, das den Durchgang eines Laserstrahls erlaubt, und eine Schutzschicht 1600 wird darauf geformt. In 29 bezeichnet das Bezugszeichen 3100 eine erste Trennschicht (Laserabsorptionsschicht). Beide TFTs (M1 und M2) in 29 sind MOSFETs des n-Typs. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ihre Anwendung auf MOSFETs des n-Typs beschränkt ist. Bei der Ausführung der vorläufigen Erfindung können auch MOSFETs des p-Typs und Bauelemente mit CMOS-Struktur vorgesehen werden.
  • Dann wird, wie in 30 gezeigt, die Schutzschicht 1600 auf selektive Weise geätzt, um eine Pixelelektrode 1700 zu formen, die mit einer Elektrode 1400a verbunden ist. Die Pixelelektrode 1700 besteht aus einer ITO-Schicht oder aus einem metallischen Material wie z.B. Aluminium. Die ITO-Schicht wird bei der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige durchlässigen Typs verwendet, oder das metallische Material (z.B. Aluminium) wird bei der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige reflektierenden Typs verwendet.
  • Dann, wie in 31 gezeigt, wird ein Substrat 1900, das als ein Primärtransferzielabschnitt dient, über eine Heißschmelzklebstoffschicht 1800 angebracht, die einer zweiten Trennschicht entspricht. Die zweite Trennschicht kann wie im Fall der ersten Trennschicht geformt werden, um eine Abrasionsschicht bereitzustellen.
  • Dann, wie in 31 gezeigt, wird die Unterseite des Substrats 3000 mit einem Excimer-Laser bestrahlt. Nach der Bestrahlung mit dem Excimer-Laser wird das Substrat 3000 entfernt.
  • Dann wird die erste Trennschicht (Laserabsorptionsschicht) entfernt. Dadurch werden der Pixelabschnitt 442 und die Treiberschaltung 444 zum Primärtransferzielabschnitt 1900 transferiert, wie in 32 gezeigt.
  • Dann, wie in 33 gezeigt, wird der Sekundärtransferzielabschnitt 2100 über eine wärmehärtende Klebstoffschicht 2000 an der Unterseite der SiO2-Schicht 1000 angebracht.
  • Danach wird der Primärtransferzielabschnitt 1900 zum Beispiel in einen Ofen gelegt, um den Heißschmelzklebstoff 1800 zu schmelzen. Dann wird der Primärtransferzielabschnitt 1900 entfernt. Auch die auf der Pixelelektrode 1700 verbleibende Schutzschicht 1600 und Heißschmelzklebstoffschicht 1900 werden entfernt.
  • Auf die oben genannte Weise wird die Aktivmatrixplatte 440 erhalten, die auf dem Sekundärtransferzielabschnitt 2100 montiert ist, wie in 34 gezeigt. In diesem Zustand ist die Pixelelektrode 1700 auf der Oberfläche der Aktivmatrixplatte 440 freiliegend und kann mit dem Flüssigkristall elektrisch verbunden werden. Danach kann in einer Orientierungsbehandlung eine Orientierungsschicht auf der Oberfläche der Isolationsschicht (SiO2-Zwischenschicht) 1000 und der Oberfläche der Pixelelektrode 1700 geformt werden. Die Orientierungsschicht wird in 34 nicht gezeigt.
  • Ferner wird, wie in 27 gezeigt, eine gemeinsame Elektrode, die der Pixelelektrode 1700 entspricht, auf der Aktivmatrixplatte 440 geformt. Dann werden die Deckplatte 480, deren Oberfläche zur Orientierung behandelt wurde, und die Aktivmatrixplatte 440 (mit Dichtmittel) abgedichtet, und Flüssigkristalle werden dazwischen eingeführt. Dadurch kann eine Flüssigkristallanzeige fertiggestellt werden.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird das obige Dünnschichtbauelement-Transferverfahren wiederholt durchgeführt, um eine Vielzahl von Dünnschichtbauelemente enthaltenden Strukturen auf ein Substrat (Transferzielabschnitt) zu transferieren, das größer ist als jedes Transfergegenstandssubstrat. Dadurch kann eine Aktivmatrixplatte mit großer Größe erhalten werden.
  • Das heißt, das Dünnschichtbauelement-Transferverfahren wird an einem großen Substrat 7000 wiederholt, um Pixelabschnitte 7100a bis 7100p zu formen. Oben in 35 wird eine vergrößerte Ansicht jedes Pixelabschnitts gezeigt (von einer Strichpunktlinie umschlossen). Wie in dieser vergrößerten Ansicht gezeigt, umfasst jeder Pixelabschnitt einen TFT und Drahtleitungen. In 35 bezeichnet das Bezugszeichen 7210 eine Abtastleitung, das Bezugszeichen 7200 bezeichnet eine Signalleitung, das Bezugszeichen 7220 bezeichnet eine Gate-Elektrode, und das Bezugszeichen 7230 bezeichnet eine Pixelelektrode.
  • Es ist möglich, eine große Aktivmatrixplatte mit hochzuverlässigen Dünnschichtbauelemente herzustellen, indem das Dünnschichtbauelement-Transferverfahren mehrmals mit einem hochzuverlässigen Substrat wiederholt wird, oder durch Verwendung einer Vielzahl von ersten Substraten.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • 36 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird das obige Dünnschichtbauelement-Transferverfahren wiederholt durchgeführt, um eine Vielzahl von Dünnschichtbauelemente enthaltenden Strukturen, die alle verschiedene Entwurfsregeln aufweisen (Dünnschichtbauelemente mit verschiedenen Mindestleitungsbreiten, die verschiedenen Struktur-Entwurfsregeln entsprechen) auf ein Substrat zu transferieren, das größer ist als jedes Transfergegenstandssubstrat.
  • 36 zeigt eine Aktivmatrixplatte mit Treibern, die darauf montiert sind. Durch Wiederholen des Dünnschichtbauelement-Transferprozesses werden Treiber 8000 bis 8032, die nach einer Entwurfsregel hergestellt sind, die feiner ist als die für die Pixelabschnitte 7100a bis 7100p, auf dem Umfang eines Substrats 6000 geformt.
  • Da ein Verschieberegister, aus der jede Treiberschaltung besteht, einen Logikpegelbetrieb bei einer niedrigen Spannung durchführt, kann es lediglich erforderlich sein, eine Anforderung für eine Überschlagspannung kleiner als die eines Pixel-TFTs zu erfüllen. Daher ist es möglich, TFTs mit einem Integrationsgrad vorzusehen, der feiner ist als der für Pixel-TFTs.
  • Der vorliegenden bevorzugen Ausführungsform entsprechend kann eine Vielzahl von Schaltkreisen, die verschiedene Entwurfsregeln aufweisen (die in verschiedenen Prozessen hergestellt werden) auf einem Einzelsubstrat realisiert werden. weil das Mittel zum Abtasten eines Datensignals unter der Steuerung des Verschieberegisters (Dünnschichttransistor M2 in 27) die Forderung nach einer Überschlagspannung erfüllen muss, die so hoch ist wie die des Pixel-TFTs, ist das Abtastmittel bevorzugt auf der Basis der gleichen Entwurfsregel und des gleichen Prozesses zu formen wie die des Pixel-TFTs.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • 37 und 38 zeigen modifizierte Ausführungsformen, in denen eine amorphe Siliziumschicht 220, die der ersten Trennschicht 120 in der ersten Ausführungsform entspricht, anstelle der Heißschmelzklebstoffschicht 160 (zweite Trennschicht) verwendet wird, die in der ersten Ausführungsform benutzt wird. Wie in 37 gezeigt, wird der Primärtransferzielabschnitt 180 über eine Klebstoffschicht 230 an der amorphen Siliziumschicht 220 angebracht. 37 zeigt auch einen Lichtbestrahlungsprozess, um eine Abrasion in der ersten Trennschicht 120 einzuleiten, der dem in 4 dargestellten Schritt entspricht.
  • Nach dem Lichtbestrahlungsschritt in 37 werden das Substrat 100 und die erste Trennschicht 120 von der Unterseite der Dünnschichtbauelementschicht 140 entfernt. Dann, wie in 38 gezeigt, wird der Sekundärtransferzielabschnitt 200 über die Klebstoffschicht 190 an die Unterseite der Dünnschichtbauelementschicht 140 angebracht. Danach, wie in 38 gezeigt, wird die amorphe Siliziumschicht 200 durch den Primärtransferzielabschnitt 180 hindurch mit Licht bestrahlt, wodurch eine Abrasion in der amorphen Siliziumschicht 220 bewirkt wird. Dadurch können der Primärtransferzielabschnitt 180 und die Klebstoffschicht 230 von der Dünnschichtbauelementschicht 140 entfernt werden.
  • Wie oben veranschaulicht, kann die Abrasion erfindungsgemäß sowohl in der ersten als auch in der zweiten Trennschicht aufeinanderfolgend bewirkt werden, um die Dünnschichtbauelementschicht 140 auf den Sekundärtransferzielabschnitt 200 zu transferieren.
  • Im folgenden werden konkrete Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • [Beispiel 1)
  • Ein Quarzsubstrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 1,1 mm Dicke (Erweichungspunkt: 1630°C, Verformungspunkt: 1070°C, Excimer-Laserdurchlässigkeit: ca. 100%, wurde vorbereitet. Auf eine Seite des Quarzsubstrats wurde mit einem Niederdruck-CVD-Verfahren (Si2H6-Gas, 425°C) eine amorphe Siliziumschicht (a-Si) als eine erste Trennschicht (Laserabsorptionsschicht) geformt. Die Schichtdicke der ersten Trennschicht betrug 100 nm.
  • Dann wurde auf der ersten Trennschicht mit einem ECR-CVD-Verfahren (SiH4+O2-Gas, 100°C) eine SiO2-Schicht als eine Zwischenschicht geformt. Die Schichtdicke der Zwischenschicht betrug 200 nm.
  • Dann wurde auf der Zwischenschicht mit dem Niederdruck-CVD-Verfahren (Si2H6-Gas, 425°C) eine amorphe Siliziumschicht als eine Transfergegenstandsschicht geformt. Diese amorphe Siliziumschicht wurde mit Laserstrahlen bestrahlt (Wellenlänge: 308 nm), um zu einer Polysiliziumschicht zu kristallisieren. Dann wurde die Polysiliziumschicht wie spezifiziert strukturiert, um die Source-, Drain- und Channel-Regionen der Dünnschichttransistoren anzuordnen. Nachdem die Oberfläche des Polysiliziums bei einer Temperatur von über 1000°C thermisch oxidiert worden war, um eine Gate-Isolationsschicht aus SiO2 zu erhalten, wurde eine Gate-Elektrode (mit einer Laminarstruktur aus Metall mit hohem Schmelzpunkt wie z.B. Mo auf Polysilizium) auf der Gate-Isolationsschicht geformt. Mit der Gate-Elektrode als Maske wurde eine Ionenimplantation durchgeführt, um auf selbstjustierende Weise Source- und Drain-Regionen zu formen. Dadurch wurden Dünnschichttransistoren geformt. Danach können Elektroden und Drahtleitungen zu den Source- und Drain-Regionen und Drahtleitungen zur Gate-Elektrode nach Bedarf geformt werden. Das Material dieser Elektroden kann Al sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn eine Möglichkeit besteht, dass Al durch die Laserbestrahlung in einem späteren Schritt geschmolzen wird, ist es ratsam, ein metallisches Material mit einen höheren Schmelzpunkt als Al zu verwenden (jedes Material, dass durch die später angelegte Laserbestrahlung nicht geschmolzen wird).
  • Dann wurde ein Heißschmelzklebstoff (Handelsbezeichnung: Proof Wax) auf die so geformten Dünnschichttransistoren aufgetragen, und ein großes transparentes Glassubstrat mit 200 mm Länge, 300 mm Breite und 1,1 mm Dicke (Natron-Kalk-Glas, Erweichungspunkt: 740°C, Verformungspunkt: 511°C) wurde als ein Primärtransferzielabschnitt daran befestigt.
  • Dann wurde die erste Trennschicht durch das Quarzsubstrat mit einem Xe-Cl-Excimer-Laser (Wellenlänge: 308 nm) bestrahlt, um eine Aufblätterung (Innenschicht-Aufblätterung und Grenzschicht-Aufblätterung) zu bewirken. Die Energiedichte des angelegten Xe-Cl-Excimer-Lasers war 250 mJ/cm2, und die Bestrahlungsdauer war 20 nsek. Es ist anzumerken, dass die Bestrahlung mit einem Excimer-Laser in eine Punktbestrahlung und Zeilenbestrahlung eingeteilt wird. In der Punktbestrahlung wird ein Punktlaserstrahl auf eine vorbestimmte Einheitsregion (z.B. 8 mm × 8 mm) angelegt, wobei er in Inkrementen von etwa 1/10 der Einheitsregion verschoben wird. In der Zeilenbestrahlung wird ein Zeilenlaserstrahl auf eine vorbestimmte Einheitsregion (z.B. 378 mm × 0,1 mm oder 378 mm × 0,3 mm; eine Region, in der 90% oder mehr der Laserenergie erreichbar ist) angelegt, wobei er in Inkrementen von etwa 1/10 der Einheitsregion verschoben wird. Dadurch wird jeder Punkt auf der ersten Trennschicht mindestens zehn mal mit dem Laser bestrahlt. Diese Laserbestrahlung wird auf der ganzen Fläche des Quarzsubstrats durchgeführt, wobei jede Bestrahlungsregion verschoben wird.
  • Danach wurden das Quarzsubstrat und das Glassubstrat (Primärtransferzielabschnitt) von der ersten Trennschicht entfernt. Dadurch wurden die Dünnschichttransistorschicht und die Zwischenschicht, die auf dem Quarzsubstrat geformt wurden, zum Glassubstrat (Primärtransferzielabschnitt) primärtransferiert.
  • Dann wurde die an der Oberfläche der Zwischenschicht auf dem Glassubstrat haftende erste Trennschicht durch Mittel wie Ätzen, Reinigen oder eine Kombination daraus entfernt. Das Quarzsubstrat wurde zwecks Recycling auf gleiche Weise behandelt.
  • Ferner wurde ein UV-härtender Klebstoff (Schichtdicke: 10 μm) auf die freiliegende Zwischenschicht aufgetragen, und ein großes transparentes Substrat mit 200 mm Länge, 300 mm Breite und 1,1 Dicke (Natron-Kalk-Glas, Erweichungspunkt: 740°C, Verformungspunkt: 511°C) wurde als ein Sekundärtransferzielabschnitt daran angebracht. Dann wurde der Klebstoff durch Ultraviolettbestrahlung durch das Glassubstrat gehärtet, um das Glassubstrat fest zu verbinden.
  • Anschließend wurde der Heißschmelzklebstoff thermisch geschmolzen und das als der Primärtransferzielabschnitt dienende Glassubstrat wurde entfernt. Auf diese Weise wurden die Dünnschichttransistorschicht und die Zwischenschicht zum als Sekundärtransferzielabschnitt dienenden Glassubstrat sekundärtransferiert. Der Primärtransferzielabschnitt kann auch recycelt werden.
  • In einer Situation, in der das als der Primärtransferzielabschnitt dienende Glassubstrat größer ist als das Quarzsubstrat, kann der Primärtransfer vom Quarzsubstrat zum Glassubstrat im vorliegenden Beispiel an Regionen mit verschiedenen Ebenen wiederholt werden. Dadurch können mehr Dünnschichttransistoren auf dem Quarzsubstrat geformt werden. Mehr Dünnschichttransistoren können auf dem Glas substrat dementsprechend durch wiederholte Schichtbildung geformt werden. Überdies ist es möglich, mehr Dünnschichttransistoren als die auf dem Quarzglassubstrat formbaren zu formen, indem ein Glassubstrat (Sekundärtransferzielabschnitt) verwendet wird, der größer ist als der Primärtransferzielabschnitt und das Quarzsubstrat, und indem der Sekundärtransfer zum Glassubstrat wiederholt wird.
  • (Beispiel 2)
  • Als eine erste Trennschicht wurde eine 20 Atom-% H (Wasserstoff) enthaltende amorphe Siliziumschicht verwendet. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die in der amorphen Siliziumschicht enthaltene Menge an H wurde geregelt, indem geeignete Schichtformungsparameter für ein Niederdruck-CVD-Verfahren eingestellt wurden.
  • (Beispiel 3)
  • Als eine erste Trennschicht wurde eine Keramikdünnschicht verwendet, die durch Rotationsbeschichtung mit einem Sol-Gel-Verfahren (Zusammensetzung: PbTiO3, Schichtdicke: 200 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 4)
  • Als eine erste Trennschicht wurde eine Keramikdünnschicht verwendet, der durch Sputtern (Zusammensetzung: BaTiO3, Schichtdicke: 400 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 5)
  • Als erste Trennschicht wurde eine Keramikdünnschicht verwendet, der durch ein Laserabrasionsverfahren (Zusammensetzung: Pb (Zr, Ti) O3 (PZT), Schichtdicke: 50 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 6)
  • Als eine erste Trennschicht wurde eine Polyimidschicht verwendet, die durch Rotationsbeschichtung (Schichtdicke: 200 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 7)
  • Als erste Trennschicht wurde eine Polyphenylensulfidschicht verwendet, die durch Rotationsbeschichtung (Schichtdicke: 200 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 8)
  • Als eine erste Trennschicht wurde eine Aluminiumschicht verwendet, der durch Sputtern (Schichtdicke: 300 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 9)
  • Ein Kr-F-Excimer-Laser (Wellenlänge: 248 nm) wurde als Licht zur Bestrahlung verwendet. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt. Die Energiedichte des zur Bestrahlung verwendeten Lasers betrug 250 mJ/cm2, und die Bestrahlungsdauer betrug 20 nsek.
  • (Beispiel 10)
  • Ein Nd-YAIG-Laser (Wellenlänge: 1068 nm) wurde als Licht zur Bestrahlung verwendet. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche weise wie in Beispiel 2 durchgeführt. Die Energiedichte des zur Bestrahlung verwendeten Lasers betrug 400 mJ/cm2, und die Bestrahlungsdauer betrug 20 nsek.
  • (Beispiel 11)
  • Als Transfergegenstandsschicht wurde eine Polysiliziumdünnschicht verwendet, die durch Hochtemperaturverarbeitung bei 1000°C (Schichtdicke: 80 nm) geformt wurde. Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 12)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polycarbonat bestand (Glasübergangstemperatur: 130°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • (Beispiel 13)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus AS-Harz bestand (Glasübergangstemperatur: 70 bis 90°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt.
  • (Beispiel 14)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polymethylmethacrylat bestand (Glasübergangstemperatur: 70 bis 90°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt.
  • (Beispiel 15)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polyethylenterephtalat bestand (Glasübergangstemperatur: 67°C). Der Dünnschichttransfer prozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt.
  • (Beispiel 16)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polyethylen hoher Dichte bestand (Glasübergangstemperatur: 77 bis 90°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt.
  • (Beispiel 17 )
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polyamid bestand (Glasübergangstemperatur: 145°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt.
  • (Beispiel 18 )
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Epoxidharz bestand (Glasübergangstemperatur: 120°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 durchgeführt.
  • (Beispiel 19)
  • Als ein Transferzielabschnitt wurde ein transparentes Substrat verwendet, das aus Polymethylmethacrylat bestand (Glasübergangstemperatur: 70 bis 90°C). Der Dünnschichttransferprozess wurde mit Ausnahme dieser Bedingung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 11 durchgeführt.
  • In den Beispielen 1 bis 19 wurden die transferierten Dünnschichttransistoren durch makroskopische und mikroskpische Beobachtungen untersucht. Die Untersuchungsergebnisse dieser Beispiele ergaben, dass ein einheitlicher Transfer ohne Fehler und Unebenheiten erreicht wurde.
  • Wie im vorstehenden beschrieben, und der erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transfertechnik entsprechend, ist es möglich, den Sekundärtransfer von Dünnschichtbauelementen (Transfergegenstandsschicht) zu einer Vielfalt von Transferzielabschnitten durchzuführen, wobei das Schichtungsverhältnis der Dünnschichtbauelemente in Bezug auf das zur Dünnschichtbauelementeformung verwendete Substrat beibehalten wird. Zum Beispiel können mit der erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transfertechnik Dünnschichtbauelemente auf ein Teil montieren werden, das aus einem Material besteht, das nicht die direkte Formung einer Dünnschicht darauf erlaubt, einem Material, das nicht zur Dünnschichtformung geeignet ist, einem leicht zu formenden Material oder einem billigen Material. Mit der erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement-Transfertechnik können Dünnschichtbauelemente auch auf ein großes Teil montiert werden, das nicht einfach zerlegt werden kann.
  • Insbesondere ist es möglich, einen Transferzielabschnitt zu verwenden, der aus einem Material besteht, das in solchen Eigenschaften wie die Wärmebeständigkeit und Korrosionsfestigkeit einem gewöhnlichen Dünnschichtbauelement-Substratmaterial unterlegen ist, z.B. ein Kunstharz- oder Glasmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Erfindungsgemäß kann zum Beispiel bei der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige mit Dünnschichttransistoren (insbesondere Polysilizium-TFTs) ein wärmebeständiges Quarzglasmaterial als ein Substrat für die Dünnschichtbauelementformung verwendet werden, und ein transparentes Substrat, das aus einem billigen leicht zu formenden Material wie z.B, ein Kunstharz- oder Glasmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt besteht, kann als Transferzielabschnitt verwendet werden. Dadurch kann mit Leichtigkeit eine große billige Flüssigkristallanzeige hergestellt werden. Es versteht sich, dass solch ein vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung nicht auf die Herstellung einer Flüssigkristallanzeige beschränkt ist und auf die Herstellung von Geräten anderer Art angewandt werden kann.
  • Aufgrund der oben genannten Vorteile ermöglicht es die erfindungsgemäße Dünnschichtbauelement-Transfertechnik ferner, eine funktionelle Dünnschichtbauelementschicht (Transfergegenstandsschicht) auf einem hochzuverlässigen Substrat wie z.B. ein wärmebeständiges Quarzglassubstrat zu formen und zu strukturieren. Unabhängig von den Materialeigenschaften und Merkmalen eines Transferzielabschnitts können dadurch hochzuverlässige funktionelle Dünnschichtbauelemente auf den erfindungsgemäßen Transferzielabschnitt montiert werden.
  • Obwohl solch ein hochzuverlässiges Substrat teuer ist, kann es recycelt werden, um die Herstellungskosten zu senken.
  • Wie oben beschrieben und nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt, kann eine Transfergegenstandsschicht, die eine formerhaltende Eigenschaft aufweist, nur mit einer Trennschicht und einem Transferzielabschnitt von einem zu seiner Formung verwendeten Substrat zu einem Transferzielabschnitt transferiert werden, anstelle der kombinierten Verwendung von ersten und zweiten Trennschichten und von Primär- und Sekundärtransferzielabschnitten. Zur Bereitstellung der Transfergegenstandsschicht mit einer formerhaltenden Eigenschaft kann die Dicke einer Isolationsschicht für Dünnschichtbauelemente erhöht werden, oder eine Verstärkungsschicht kann darauf geformt werden.

Claims (15)

  1. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte (440), die einen Pixelabschnitt einschließt, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt des Formens einer ersten Trennschicht (120, 3100) auf einem Substrat (100, 3000); einen zweiten Schritt des Formens einer Transfergegenstandsschicht (140), die einen Transistor enthält, auf der ersten Trennschicht; einen dritten Schritt des Formens einer zweiten Trennschicht (160, 1800) auf der Transfergegenstandsschicht; einen vierten Schritt des Anbringens eines primären Transferzielabschnitts (180, 1900) an der zweiten Trennschicht, einen fünften Schritt des Entfernens des Substrats von der Transfergegenstandsschicht mit der ersten Trennschicht als Grenze; einen sechsten Schritt des Anbringens eines sekundären Transferzielabschnitts (200, 2100) an den Boden der Transfergegenstandsschicht; einen siebten Schritt des Entfernens des primären Transferzielabschnitts (180) von der Transfergegenstandsschicht (140) mit der zweiten Trennschicht (160) als Grenze, um die Transfergegenstandsschicht zum sekundären Transferzielabschnitt zu transferieren, wobei der Transistor im Pixelabschnitt angeordnet ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: der fünfte Schritt einen Schritt des Bestrahlens der ersten Trennschicht (120) mit Licht umfasst, um eine Haftfestigkeit von Atomen oder Molekülen in der ersten Trennschicht zu schwächen, so dass eine Aufblätterung in eine innere Schicht und/oder eine Grenzschicht dieser ersten Trennschicht auftritt.
  2. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach Anspruch 1, wobei: das Substrat lichtdurchlässig ist; und die erste Trennschicht durch das erste Substrat, das lichtdurchlässig ist, mit Licht bestrahlt wird.
  3. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die zweite Trennschicht aus einem Klebstoff besteht; und das Verfahren einen Schritt des Schmelzens dieses Klebstoffs umfasst.
  4. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach Anspruch 1 oder 2, wobei der siebte Schritt einen Schritt des Bestrahlens der zweiten Trennschicht mit Licht umfasst, so dass eine Aufblätterung in einen inneren Schichtabschnitt und/oder Grenzschicht dieser zweiten Trennschicht auftritt.
  5. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach Anspruch 4, wobei: die primäre Transferzielabschnitt lichtdurchlässig ist; und die zweite Trennschicht durch den primären Transferzielabschnitt, der lichtdurchlässig ist, mit Licht bestrahlt wird.
  6. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Formens einer Elektrode zur Stromleitung zum Transistor nach der Formung dieses Transistors umfasst.
  7. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der sekundäre Transferzielabschnitt transparent ist.
  8. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der sekundäre Transferzielabschnitt aus einem Material besteht, das eine Glasübergangstemperatur Tg oder einen Erweichungspunkt aufweist, der kleiner oder gleich einer Höchsttemperatur Tmax ist, die bei der Formung der Transfergegenstandsschicht verwendet wird.
  9. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der sekundäre Transferzielabschnitt eine Glasübergangstemperatur Tg oder einen Erweichungspunkt aufweist, der kleiner oder gleich einer Höchsttemperatur ist, die bei der Formung des Transistors verwendet wird.
  10. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der sekundäre Transferzielabschnitt aus einem Kunstharz- oder Glasmaterial besteht.
  11. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Substrat wärmebeständig ist.
  12. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Substrat aus einem Material mit einem Verformungspunkt besteht, der größer oder gleich einer Höchsttemperatur Tmax ist, die bei der Formung der Transfergegenstandsschicht verwendet wird.
  13. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Transistor einen Dünnschichttransistor (TFT) umfasst.
  14. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente zur Herstellung einer Aktivmatrixplatte, die einen Pixel abschnitt (7100a, 7100p) einschließt, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt des Formens einer ersten Trennschicht (120) auf einem Substrat (100); einen zweiten Schritt des Formens einer Transfergegenstandsschicht, die einen Transistor enthält, auf der ersten Trennschicht; einen dritten Schritt des Formens einer zweiten Trennschicht (160) auf der Transfergegenstandsschicht; einen vierten Schritt des Anbringens eines primären Transferzielabschnitts (180) an der zweiten Trennschicht, einen fünften Schritt des Entfernens des Substrats von der Transfergegenstandsschicht mit der ersten Trennschicht als Grenze; einen sechsten Schritt des Anbringens eines sekundären Transferzielabschnitts (200), der größer als das Substrat ist, an den Boden der Transfergegenstandsschicht; und dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Schritt einen Schritt des Bestrahlens der ersten Trennschicht mit Licht umfasst, um eine Haftfestigkeit von Atomen oder Molekülen in der ersten Trennschicht zu schwächen, so dass eine Aufblätterung in eine innere Schicht und/oder eine Grenzschicht der ersten Trennschicht auftritt; einen siebten Schritt des Entfernens des primären Transferzielabschnitts (180) von der Transfergegenstandsschicht mit der zweiten Trennschicht als Grenze, um die Transfergegenstandsschicht zum sekundären Transferzielabschnitt zu transferieren, wodurch eine Vielzahl von Transfergegenstandsschichten zum sekundären Transferzielabschnitt transferiert werden, indem der erste bis siebte Schritt mehrmals wiederholt wird, um die Transistoren in einer Matrix anzuordnen, die im Pixelabschnitt enthalten ist.
  15. Transferverfahren für Dünnschichtbauelemente nach Anspruch 14, wobei ein Design-Rule-Level mindestens eines der Transistoren, die zum sekundären Transferzielabschnitt transferiert werden, sich von dem der anderen Transistoren unterscheidet.
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