DE69737086T2

DE69737086T2 - Trennverfahren, verfahren zur übertragung eines dünnfilmbauelements, und unter verwendung des übertragungsverfahrens hergestelltes flüssigkristall-anzeigebauelement

Info

Publication number: DE69737086T2
Application number: DE69737086T
Authority: DE
Inventors: Seiko Epson Corporation Tatsuya Suwa-shi SHIMODA; Seiko Epson Corporation Satoshi Suwa-shi INOUE; Seiko Epson Corporation Wakao Suwa-shi MIYAZAWA
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: DE69737086D1; US20060030122A1; US7285476B2; KR19990067067A; EP1655633A3; US20020146893A1; EP0858110B1; US20070010067A1; EP1351308A1; EP1744365A3; US6372608B1; EP1744365A2; KR20040097228A; EP1758169A2; EP0858110A1; CN1495523A; WO1998009333A1; EP1351308B1; EP0858110A4; CN1199507A

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablösen eines gelösten Elements, und insbesondere ein Übertragungsverfahren zum Ablösen einer übertragenen Schicht, die einen Dünnfilm, wie einen funktionalen Dünnfilm, umfasst, und zum Übertragen derselben auf ein Übertragungselement, wie ein transparentes Substrat. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Übertragungsverfahren einer Dünnfilmvorrichtung, und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
[Stand der Technik]
Die Herstellung von Flüssigkristallanzeigen unter Verwendung von Dünnfilmtransistoren (TFTs) enthält zum Beispiel einen Schritt zur Bildung von Dünnfilmtransistoren auf einem transparenten Substrat durch einen CVD-Prozess oder dergleichen.
Die Dünnfilmtransistoren sind in jene, die amorphes Silizium (a-Si) und jene, die polykristallines Silizium (p-Si) verwenden, unterteilt, und jene, die polykristallines Silizium verwenden, sind in jene, die durch einen Hochtemperaturprozess gebildet werden, und jene, die durch einen Niedertemperaturprozess gebildet werden, unterteilt.
Da die Bildung solcher Dünnfilmtransistoren auf einem Substrat die Behandlung bei einer relativ hohen Temperatur beinhaltet, muss ein wärmebeständiges Material, das heißt, ein Material mit einem hohen Erweichungspunkt und einem hohen Schmelzpunkt, als transparentes Substrat verwendet werden. Gegenwärtig werden in der Herstellung von TFTs durch Hochtemperaturprozesse transparente Substrate verwendet, die aus Quarzglas bestehen und bei einer Temperatur von etwa 1000°C ausreichend beständig sind. Wenn TFTs durch Niedertemperaturprozesse hergestellt werden, ist die maximale Prozesstemperatur annähernd 500°C, und somit wird wärmebeständiges Glas verwendet, das bei einer Temperatur von annähernd 500°C beständig ist.
Wie zuvor beschrieben, muss ein Substrat zur Verwendung in der Bildung von Dünnfilmvorrichtungen die Bedingungen zur Herstellung dieser Dünnfilmvorrichtungen erfüllen. Das obengenannte "Substrat" ist jedoch angesichts der Schritte nach Vollendung der Herstellung der Dünnfilmvorrichtungen nicht immer vorteilhaft.
Zum Beispiel wird in dem Herstellungsverfahren mit Hochtemperaturbehandlung Quarzglas oder wärmebeständiges Glas verwendet, aber diese sind seltene und sehr teure Materialien, und ein großes transparentes Substrat kann kaum aus dem Material erzeugt werden.
Ferner sind Quarzglas und wärmebeständiges Glas fragil, leicht zu brechen und schwer. Dies sind ernsthafte Nachteile, wenn ein Substrat, das mit Dünnfilmvorrichtungen wie TFTs bereitgestellt ist, in elektronische Einheiten eingebaut wird. Es klafft eine Lücke zwischen den Einschränkungen aufgrund der Prozessbedingungen und den bevorzugten Eigenschaften, die für Produkte erforderlich sind. Somit ist es äußerst schwierig, sowohl die Einschränkung, wie auch die bevorzugten Eigenschaften zu erfüllen.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts eines solchen Problems erreicht und hat zur Aufgabe, ein Ablöseverfahren bereitzustellen, das ein leichtes Ablösen ermöglicht, unabhängig von den Eigenschaften des gelösten Elements und den Ablösebedingungen, sowie die Übertragung auf verschiedene Übertragungselemente. Eine andere Aufgabe ist die Bereitstellung einer neuartigen Technologie, die ermöglicht, unabhängig ein Substrat, das in der Herstellung von Dünnfilmvorrichtungen verwendet wird, und ein Substrat, das für die Verwendung des Produkts geeignet ist (ein Substrat mit bevorzugten Eigenschaften zur Verwendung des Produkts) zu wählen. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer neuartigen Technologie, die keine Beeinträchtigung von Eigenschaften der Dünnfilmvorrichtungen bewirkt, die auf ein Substrat übertragen werden, indem die optische Energie verringert wird, die auf die trennbare Schicht ausgestrahlt wird und eine Ablösung in dem Übertragungsverfahren verursacht.
US 5206749 offenbart ein Flüssigkristallanzeigefeld mit im Wesentlichen Einzelkristalltransistorpixel und Treiberschaltungen. Das Feld wird unter Verwendung von im Wesentlichen Einzelkristalldünnfilmmaterial gebildet, das auf Substrate zur Herstellung von Anzeigen übertragen wird. Insbesondere ist eine Halbleiterdünnfilmfläche auf einer Trennschicht gebildet, die auf einem Substrat angeordnet ist. UV-Harz oder UV-Band wird zum Bonden eines Übertragungsträgers auf die Oberseite der Dünnfilmfläche verwendet. Anschließend wird die Trennschicht geätzt, um das Substrat zu entfernen, und die Dünnfilmfläche wird unter Verwendung des Übertragungsträgers auf ein anderes Substrat übertragen. Schließlich wird das UV-Harz oder UV-Band mit UV-Licht bestrahlt, um den Übertragungsträger zu entfernen.
EP 0665588A offenbart ein Verfahren zum Anordnen von Halbleiterplatten auf einem Träger. In dem Verfahren wird eine Seite eines Halbleitersubstrats mit Ionen bombardiert, um einen Film aus gasförmigen Mikrobläschen entlang einer Teilungsebene zu bilden. Das Halbleitersubstrat wird dann auf einen Substratträger gelegt. Ein Laser wird durch den Substratträger und das Halbleitersubstrat gelenkt, um die Temperatur des Gases in den Blasen zu erhöhen, wodurch bestrahlte Flächen des Halbleitersubstrates aufbrechen und an dem Substratträger haften.
EP 0658929A offenbart einen Prozess zur Konstruktion einer organischen Harz-Verdrahtungsplatte in mehreren Lagen. In dem Prozess wird eine Polyimidisolierschicht auf einem Quarzglassubstrat gebildet und eine Mehrzahl von Verdrahtungsschichten wird auf der Isolierschicht gebildet. Eine Mehrzahl von Verdrahtungsschichten wird auch auf einem zweiten Substrat gebildet. Die Substrate werden dann so angeordnet, dass die Verdrahtungsschichten dazwischen liegen. Schließlich wird die Polyimidisolierschicht mit einem Exzimerlaser durch das Quarzglassubstrat bestrahlt, das anschließend entfernt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ablöseverfahren zum Ablösen eines Dünnfilmtransistors bereitgestellt, der auf einem transparenten Substrat mit einer dazwischenliegenden Trennschicht gebildet ist, von dem transparenten Substrat und zum Übertragen des Dünnfilmtransistors auf ein Übertragungselement, wobei das Übertragungselement zur Verwendung in einem Produkt dient,
wobei eine Zwischenschicht zwischen dem Dünnfilmtransistor und der Trennschicht gebildet ist,
wobei, sobald das Übertragungselement an der dem Dünnfilmtransistor gegenüberliegenden Seite an das transparente Substrat angeklebt ist,
die Trennschicht mit einem Laserstrahl mit einer gleichförmigen Intensität von der Seite des transparenten Substrats bestrahlt wird, wobei der Laserstrahl eine Ablation in der Trennschicht und/oder an der Grenzfläche auslöst und ein Gas von der Trennschicht freisetzt, was zu einer Ablösung führt, um den Dünnfilmtransistor von dem transparenten Substrat zu lösen und den Dünnfilmtransistor auf das Übertragungselement zu übertragen,
wobei, wenn die maximale Temperatur bei der Bildung des Dünnfilmtransistors Tmax ist, das Übertragungselement ein Material mit einem Glasübergangspunkt oder Erweichungspunkt umfasst, der geringer als Tmax ist, und das transparente Substrat ein Material mit einem Glasverformungspunkt umfasst, der höher als Tmax ist.
Bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 bis 8 sind Querschnittsansichten von Schritten in einer ersten Ausführungsform eines Ablöseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 bis 16 sind Querschnittsansichten von Schritten in einer zweiten Ausführungsform eines Ablöseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
17 bis 22 sind Querschnittsansichten von Schritten in einer dritten Ausführungsform eines Verfahrens zur Übertragung einer Dünnfilmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
23 ist eine Grafik, die eine Änderung in der Durchlässigkeit eines ersten Substrats (eines Substrats 100 in 17) zu der Wellenlänge von Laserlicht zeigt.
24 bis 34 sind Querschnittsansichten von Schritten in einer vierten Ausführungsform eines Verfahrens zur Übertragung einer Dünnfilmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
35(a) und 35(b) sind isometrische Ansichten eines Mikrocomputers, der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde.
36 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt. 37 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration des Hauptabschnitts in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
38 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zur Übertragung einer Dünnfilmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
39 ist eine Grafik eines Verhältnisses zwischen optischer Energie, die in der Trennschicht absorbiert wird, und der Dicke der Trennschicht, um eine Ablation in der Trennschicht zu zeigen, die aus amorphem Silizium besteht.
40 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform, in der eine amorphe Siliziumschicht als optische Absorptionsschicht auf einer amorphen Siliziumschicht als Trennschicht gebildet ist, mit einer Zwischenschicht auf Siliziumbasis dazwischen.
41 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform, in der eine optische Absorptionsschicht auf Siliziumbasis, die aus einem Material besteht, das sich von jenem einer Trennschicht unterscheidet, auf der Trennschicht gebildet ist.
42(A) bis 42(E) sind Querschnittsansichten einer anderen Ausführungsform, in der eine Verstärkungsschicht bereitgestellt ist, so dass eine Verformung oder ein Bruch einer Dünnfilmvorrichtung während des Ablösens einer Trennschicht verhindert wird.
43 ist eine schematische Ansicht, die einen Abtastvorgang von Strahlen auf einer Trennschicht in einem Schritt in einem Verfahren zur Übertragung einer Dünnfilmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 44 ist eine Draufsicht, die eine Strahlabtastung in 42 zeigt. 45 ist eine schematische Ansicht, die eine andere Ausführungsform eines Abtastvorgangs von Strahlen auf einer Trennschicht in einem Schritt in einem Verfahren zur Übertragung einer Dünnfilmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 46 ist eine Grafik von Kennlinien, die eine Intensitätsverteilung von Strahlen zeigt, die in der Strahlabtastung verwendet werden, die in 45 dargestellt ist. 47 ist eine Grafik von Kennlinien, die eine andere Intensitätsverteilung von Strahlen zeigt, die in der Strahlabtastung verwendet werden, die in 45 dargestellt ist.
[Beste Ausführungsform der Erfindung]
Es werden nun Ausführungsformen des Ablöseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 bis 8 sind Querschnittsansichten von Schritten in einer ersten Ausführungsform eines Ablöseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Schritte in dem Ablöseverfahren (Übertragungsverfahren) gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben.
[1] Wie in 1 dargestellt ist, wird eine Trennschicht (optische Absorptionsschicht) 2 an einer Seite (einer Innenfläche 11, die die Ablösung bildet) eines Substrats 1 gebildet. Es ist bevorzugt, dass das Substrat 1 eine Transparenz aufweist, so dass einfallendes Licht 7 von der Seite des Substrats 1 hindurchgehen kann. Die Durchlässigkeit des einfallenden Lichts 7 ist vorzugsweise 10% oder mehr, insbesondere 50% oder mehr. Eine signifikant geringe Durchlässigkeit bewirkt einen großen Verlust des einfallenden Lichts 7, und somit ist eine große Lichtmenge zum Ablösen der Trennschicht 2 erforderlich.
Das Substrat 1 besteht vorzugsweise aus einem Material mit relativ hoher Zuverlässigkeit und ist insbesondere aus einem wärmebeständigen Material gebildet. Wenn eine übertragene Schicht 4, die einen Dünnfilmtransistor enthält, und eine Zwischenschicht 3, wie später beschrieben, gebildet werden, steigt eine Prozesstemperatur abhängig von den Arten oder Bildungsprozessen (zum Beispiel von 350°C auf 1000°C). Wenn in einem solchen Fall das Substrat 1 eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist, ändern sich die Bedingungen zur Bildung der Filme, wie eine Temperatur, stark bei der Bildung der übertragenen Schicht 4 und dergleichen auf dem Substrat 1.
Wenn die maximale Temperatur in der Bildung der übertragenen Schicht 4 Tmax ist, besteht das Substrat 1 aus einem Material mit einem Verformungspunkt Tmax. Das heißt, es ist bevorzugt, dass das Material für das Substrat 1 einen Verformungspunkt von 350°C oder mehr und insbesondere 500°C oder mehr hat. Beispiele für solche Materialien enthalten wärmebeständiges Glas, wie Quarzglas, Natronglas, Corning 7059 und OA-2, hergestellt von Nippon Electric Glass Co., Ltd.
Wenn die Prozesstemperatur bei der Bildung der Trennschicht 2, Zwischenschicht 3 und übertragenen Schicht 4 gesenkt wird, kann das Substrat 1 aus einem kostengünstigen Glasmaterial oder Synthetikharz mit einem tieferen Schmelzpunkt bestehen.
Obwohl die Dicke des Substrats 1 nicht begrenzt ist, ist bevorzugt, dass die Dicke allgemein etwa 0,1 bis 5,0 mm beträgt und insbesondere 0,5 bis 1,5 mm. Eine beachtlich geringe Dicke des Substrats 1 bewirkt eine verringerte mechanische Festigkeit, während eine übermäßig große Dicke einen großen Verlust des einfallenden Lichts 7 bewirkt, wenn das Substrat 1 eine geringe Durchlässigkeit hat. Wenn das Substrat 1 eine hohe Durchlässigkeit für einfallendes Licht 7 hat, kann die Dicke größer als die obengenannte obere Grenze sein.
Es ist bevorzugt, dass die Dicke des Substrats 1 an dem Abschnitt zur Bildung der Trennschicht gleichförmig ist, um eine gleichförmige Bestrahlung mit dem einfallenden Licht 7 zu erreichen. Die Innenfläche 11 zur Ablösung und die Lichteinfallsfläche 12 des Substrats sind nicht auf die ebene Form beschränkt und können auch gekrümmt sein. In der vorliegenden Erfindung wird das Substrat 1 nicht durch Ätzen usw. entfernt, sondern das Substrat 1 wird durch Ablösung in der Trennschicht 2 entfernt, die zwischen dem Substrat 1 und der übertragenen Schicht 4 bereitgestellt ist, wodurch der Betrieb einfach ist und das Substrat eine hohe Selektivität, zum Beispiel eine relativ hohe Dicke hat.
Es wird nun die Trennschicht 2 beschrieben. Die Trennschicht 2 absorbiert das einfallende Licht 7, um eine Ablösung in der Schicht und/oder an einer Grenzfläche 2a oder 2b zu erreichen (in der Folge als "innere Ablösung" und "Grenzflächenablösung" bezeichnet). Die Bestrahlung durch das einfallende Licht 7 bewirkt eine Beseitigung oder Verringerung der Haftkraft zwischen Atomen oder Molekülen in der Substanz der Bestandteile der Trennschicht 2, das heißt, eine Ablation, und die innere und/oder Grenzflächenablösung tritt in der Folge ein. Ferner wird in einigen Fällen Gas von der Trennschicht 2 durch das einfallende Licht 7 freigesetzt, was zu der Ablösung führt. Folglich gibt es zwei Ablösungsmechanismen, das heißt, die Freisetzung von Komponenten, die in der Trennschicht 2 enthalten sind, als Gas, und plötzliche Verdampfung der Trennschicht 2 durch Absorption des Lichts, gefolgt von der Freisetzung des Dampfes.
Die folgenden Punkte (1) bis (6) sind Beispiele für die Zusammensetzung der Trennschicht 2:

(1) Amorphes Silizium (a-Si): Amorphes Silizium kann Wasserstoff (H) enthalten. In diesem Fall ist bevorzugt, dass der Wasserstoffgehalt annähernd 2 Atomprozent oder mehr ist, und insbesondere 2 bis 20 Atomprozent. Wenn eine bestimmte Menge an Wasserstoff enthalten ist, wird Wasserstoff durch Bestrahlung mit einfallendem Licht 7 freigesetzt und ein Innendruck, der als Kraft zum Trennen der oberen und unteren Dünnfilme dient, tritt in der Trennschicht 2 auf. Der Wasserstoffgehalt in dem amorphen Silizium kann durch Bestimmen der Filmbildungsbedingungen gesteuert werden, zum Beispiel der Gaszusammensetzung, der Gasdrücke, Gasatmosphären, Gasströmungsraten, Temperatur, Substrattemperatur und zugeführten Energie in dem CVD-Prozess.
(2) Oxidkeramiken, Dielektrika (Ferroelektrika) und Halbleiter, wie Siliziumoxide und Silicate, Titanoxide und Titanate, Zirkoniumoxid und Zirkonate und Lanthanoxid und Lanthanate: Beispiele für Siliziumoxide enthalten SiO, SiO₂ und Si₃O₂ und Beispiele für Silicate enthalten K₂SiO₃, Li₄SiO₃, CaSiO₃, ZrSiO₄ und Na₂SiO₃. Beispiele für Titanoxide enthalten TiO, Ti₂O₃ und TiO, und Beispiele für Titanate enthalten BaTiO₄, BaTiO₃, Ba₂Ti₉O₂₀, BaTi₅O₁₁, CaTiO₃, SrTiO₃, PbTiP₃, MgTiO₃, ZrTiO₃, SnTiO₄, Al₂TiO₅ und FeTiO₃. Beispiele für Zirkoniumoxide enthalten ZrO₂ und Beispiele für Zirkonate enthalten BaZrO₃, ZrSiO₄, PbZrO₃, MgZrO₃ und K₂ZrO₃.
(3) Keramiken und Dielektrika (Ferroelektrika), wie PZT, PLZT, PLLZT und PBZT.
(4) Nitridkeramiken, wie Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Titannitrid.
(5) Organische Polymere: Verwendbare organische Polymere haben Verknüpfungen (die durch Bestrahlung mit dem einfallenden Licht 7 aufgebrochen werden), wie -CH₂-, -CO- (Keton), -CONH- (Amido), -NH- (Imido), -COO- (Ester), -N=N- (Azo), und -CH=N- (Isocyano). Insbesondere können alle organischen Polymere mit einer großen Anzahl solcher Verknüpfungen verwendet werden. Die organischen Polymere können aromatischen Kohlenwasserstoff (einen oder mehrere Benzolringe oder kondensierte Ringe) in den chemischen Formeln haben. Beispiele für die organischen Polymere enthalten Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen; Polyimide; Polyamide; Polyester; Polymethylmethacrylat (PMMA); Polyphenylensulfid (PPS); Polyethersulfon (PES); und Epoxidharze.
(6) Metalle: Beispiele für Metalle enthalten Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd und Sm; und Legierungen, die mindestens eines dieser Metalle enthalten.

Die Dicke der Trennschicht 2 hängt von verschiedenen Bedingungen ab, wie dem Zweck für die Ablösung, die Zusammensetzung der Trennschicht 2, der Schichtkonfiguration, und dem Verfahren zur Bildung der Schicht, und die Dicke beträgt im Allgemeinen etwa 1 nm bis 20 μm, vorzugsweise etwa 10 nm bis 2 μm, und insbesondere etwa 40 nm bis 1 μm. Eine signifikant geringe Dicke erfordert eine größere Menge an einfallendem Licht 7, um ausgezeichnete Ablöseeigenschaften der Trennschicht 2 zu garantieren, und eine Betriebszeit zur Entfernung der Trennschicht 2 im folgenden Schritt. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Trennschicht 2 so gleichförmig wie möglich ist.
Das Verfahren zur Bildung der Trennschicht 2 ist nicht begrenzt, und wird abhängig von mehreren Bedingungen be stimmt, wie der Filmzusammensetzung und Dicke. Beispiele für die Verfahren enthalten Dampfphasenabscheidungsprozesse, wie CVD (einschließlich MOCVD, Niederdruck-CVD, ECR-CVD), Verdampfung, Molekularstrahl-(MB)Verdampfung, Sputtern, Ionenplattieren und PVD; Plattierungsprozesse, wie Elektroplattieren, Eintauchplattieren (Eintauchen) und elektroloses Plattieren; Beschichtungsprozesse, wie einen Langmuir-Blodgett-Prozess, Rotationsbeschichtungsprozess, Sprühbeschichtungsprozess und Walzenbeschichtungsprozess; Druckprozesse; Übertragungsprozesse; Tintenstrahlprozesse; und Pulverstrahlprozesse. Eine Kombination aus diesen Prozessen kann ebenso verwendet werden. Wenn zum Beispiel die Trennschicht 2 aus amorphem Silizium (a-Si) besteht, ist bevorzugt, dass die Schicht durch einen Niederdruck-CVD-Prozess oder einen Plasma-CVD-Prozess gebildet wird. Wenn die Trennschicht 2 als Alternative aus einer Keramik durch einen Sol-Gel-Prozess oder aus einem organischen Polymer gebildet wird, ist bevorzugt, dass die Schicht durch einen Beschichtungsprozess gebildet wird, und insbesondere durch einen Rotationsbeschichtungsprozess. Die Trennschicht 2 kann durch zwei oder mehr Schritte (zum Beispiel einen Schichtbildungsschritt und einen Glühschritt) gebildet werden.
[2] Wie in 2 dargestellt ist, wird eine Zwischenschicht (Unterlagenschicht) 3 auf der Trennschicht 2 gebildet.
Die Zwischenschicht 3 wird für verschiedene Zwecke gebildet, zum Beispiel als Schutzschicht, die die übertragene Schicht 4 während der Herstellung und Verwendung physikalisch und chemisch schützt, Isolierschicht, leitende Schicht, Abschattungsschicht für das einfallende Licht 7, Sperrschicht, die die Wanderung von Komponenten zu oder von der übertragenen Schicht 4 verhindert, und Reflexionsschicht.
Die Zusammensetzung der Zwischenschicht 3 wird durch ihren Zweck bestimmt. Zum Beispiel besteht die Zwischenschicht 3, die zwischen der Trennschicht 2, die aus amorphem Silizium besteht, und der übertragenen Schicht 4, die einen Dünnfilmtransistor enthält, gebildet ist, aus Siliziumoxiden, wie SiO₂. Als Alternative besteht die Zwischenschicht 3, die zwischen der Trennschicht 2 und der übertragenen Schicht 4, die PZT enthält, gebildet ist, aus einem Metall, wie Pt, Au, W, Ta, Mo, Al, Cr oder Ti, oder einer Legierung, die vorwiegend ein solches Metall enthält. Die Dicke der Zwischenschicht 3 wird abhängig von dem Zweck und den Funktionen bestimmt und reicht im Allgemeinen von etwa 10 nm bis 5 μm und vorzugsweise von etwa 40 nm bis 1 μm. Die Zwischenschicht 3 kann durch dieselbe Methode wie die Trennschicht 2 gebildet werden. Die Zwischenschicht 3 kann in zwei oder mehr Schritten gebildet werden.
Die Zwischenschicht 3 kann zwei oder mehr Schichten mit derselben Zusammensetzung oder verschiedenen Zusammensetzungen enthalten. In der vorliegenden Erfindung kann die übertragene Schicht 4 direkt auf der Trennschicht 2 gebildet werden, ohne die Zwischenschicht 3 zu bilden.
[3] Wie in 3 dargestellt ist, wird eine übertragene Schicht (ein gelöstes Element) auf der Zwischenschicht 3 gebildet. Die übertragene Schicht 4 wird später auf ein Übertragungselement 6 übertragen und durch dieselbe Methode wie die Trennschicht 2 gebildet.
Der Zweck zur Bildung der übertragenen Schicht 4 und die Art, Form, Struktur, Zusammensetzung, und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der übertragenen Schicht sind nicht begrenzt, obwohl sie einen Dünnfilmtransistor enthält. Sie kann auch andere Vorrichtungen enthalten, wie Dünnfilmdioden; andere Dünnfilm-Halbleitervorrichtungen; Elektroden (z.B. transparente Elektroden wie ITO und Mesa-Filme); photo-voltaische Vorrichtungen, die in Solarbatte rien und Bildsensoren verwendet werden, Umschaltvorrichtungen; Speicher; Stellglieder, wie piezoelektrische Vorrichtungen; Mikrospiegel (piezoelektrische Dünnfilmkeramiken); Aufzeichnungsmedien, wie magnetische Aufzeichnungsmedien, magnetooptische Aufzeichnungsmedien und optische Aufzeichnungsmedien; magnetische Aufzeichnungsdünnfilmköpfe, Spulen, Induktoren und Dünnfilmmaterialien hoher Permeabilität, und mikromagnetische Vorrichtungen, die aus Kombinationen davon bestehen; optische Dünnfilme, wie Filter, Reflexionsfilter, dichroitische Spiegel und Polarisatoren; Halbleiterdünnfilme; superleitende Dünnfilme, z.B. YBCO-Dünnfilme; magnetische Dünnfilme; und mehrlagige Dünnfilme, wie metallische mehrlagige Dünnfilme, metallisch-keramische, mehrlagige Dünnfilme, metallische mehrlagige Halbleiterdünnfilme, keramische mehrlagige Halbleiterdünnfilme und mehrlagige Dünnfilme, die organische Schichten und andere Schichten enthalten. Von diesen ist eine Anwendung bei Dünnfilmvorrichtungen, mikromagnetischen Vorrichtungen, dreidimensionalen Mikroartikeln, Stellgliedern und Mikrospiegeln nützlich.
Ein solcher funktionaler Dünnfilm oder eine Dünnfilmvorrichtung wird wegen des Herstellungsverfahrens durch eine relativ hohe Prozesstemperatur gebildet. Das Substrat 1 muss daher ein hoch zuverlässiges Material sein, das gegen hohe Prozesstemperaturen beständig ist, wie zuvor beschrieben wurde.
Die übertragene Schicht 4 kann eine einzelne Lage oder ein Verbund mehrerer Schichten sein. Die übertragene Schicht, wie ein Dünnfilmtransistor, kann ein bestimmtes Muster aufweisen. Die Bildung (Abscheidung) und Strukturierung der übertragenen Schicht 4 wird durch einen vorbestimmten Prozess durchgeführt. Die übertragene Schicht 4 wird im Allgemeinen durch mehrere Schritte gebildet.
Die übertragene Schicht 4, die Dünnfilmtransistoren enthält, wird zum Beispiel durch die Verfahren gebildet, die in der Japanischen Patentschrift JP 2-50630, und H. Ohsima et al.: International Symposium Digest of Technical Papers SID 1983 "B/W and Color LC Video Display Addressed by Poly Si TFTs", beschrieben ist.
Die Dicke der übertragenen Schicht 4 ist nicht begrenzt und wird abhängig von verschiedenen Faktoren bestimmt, z.B. Zweck, Funktion, Zusammensetzung und Eigenschaften. Wenn die übertragene Schicht 4 Dünnfilmtransistoren enthält, ist ihre Gesamtdicke vorzugsweise 0,5 bis 200 μm und insbesondere 0,5 bis 10 μm. Im Falle anderer Dünnfilme hat die bevorzugte Dicke einen weiteren Dickenbereich, zum Beispiel 5 nm bis 1000 μm.
[4] Wie in 4 dargestellt ist, ist eine Haftschicht 5 auf der übertragenen Schicht (einem gelösten Element) 4 gebildet, und ein Übertragungselement 6 haftet an der Haftschicht 5. Beispiele für bevorzugte Haftmittel, die die Haftschicht 5 bilden, enthalten härtbare Haftmittel, zum Beispiel reaktiv härtende Haftmittel, wärmehärtende Haftmittel, lichthärtende Haftmittel, wie UV-härtende Haftmittel, und anaerobe härtende Haftmittel. Beispiele für Arten von Haftmitteln enthalten Epoxide, Acrylate und Silikone. Die Haftschicht 5 wird zum Beispiel durch einen Beschichtungsprozess gebildet.
Wenn ein härtbares Haftmittel verwendet wird, wird zum Beispiel das härtbare Haftmittel auf die übertragene Schicht 4 aufgetragen, das Übertragungselement 6 darauf geklebt, und dann wird das härtbare Haftmittel durch ein Verfahren abhängig von Eigenschaften des härtbaren Haftmittels gehärtet, um die übertragene Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 zu kleben. Wenn ein lichthärtendes Haftmittel verwendet wird, ist bevorzugt, dass ein transparentes Übertragungselement 6 auf die ungehärtete Haftschicht 5 aufgebracht wird, und dann das Substrat 1 und das Übertragungselement 6 zur Härtung von beiden Seiten mit Licht bestrahlt werden, um die Härtung des Haftmittels sicherzustellen.
Unabhängig von den Zeichnungen kann die Haftschicht 5 auf dem Übertragungselement 6 gebildet werden und dann kann die übertragene Schicht 4 an diese geklebt werden. Ferner kann die obengenannte Zwischenschicht zwischen der übertragenen Schicht 4 und der Haftschicht 5 bereitgestellt werden. Wenn das Übertragungselement 6 eine Haftfunktion hat, kann die Bildung der Haftschicht 5 unterlassen werden.
Beispiele für das Übertragungselement 6 enthalten Substrate (Platten) und besonders transparente Substrate, obwohl sie nicht auf diese Substrate begrenzt sind. Solche Substrate können eben oder gekrümmt sein. Das Übertragungselement 6 kann daher gegenüber jenen des Substrats 1 schlechtere Eigenschaften aufweisen, einschließlich Wärmebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, da in der vorliegenden Erfindung die übertragene Schicht 4 auf dem Substrat 1 gebildet ist, und die übertragene Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 übertragen wird, wobei Eigenschaften, die für das Übertragungselement 6 erforderlich sind, von den Bedingungen, wie Temperatur, in der Bildung der übertragenen Schicht 4 unabhängig sind.
Wenn daher die maximale Temperatur in der Bildung der übertragenen Schicht 4 Tmax ist, kann das Übertragungselement 6 aus einem Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt von Tmax oder weniger gebildet sein. Zum Beispiel besteht das Übertragungselement 6 aus einem Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt von 800°C oder weniger, vorzugsweise 500°C oder weniger, und insbesondere 320°C oder weniger.
Es ist bevorzugt, dass das Übertragungselement 6 ein bestimmtes Maß an Steifigkeit (mechanischer Festigkeit) hat, es kann aber Flexibilität oder Elastizität aufweisen. Beispiele für Materialien für ein solches Übertragungselement 6 enthalten eine Vielzahl von Synthetikharzen und Glasmaterialien, und vorzugsweise Synthetikharze und kostengünstige Glasmaterialien (mit niederen Schmelzpunkten).
Beispiele für Synthetikharze enthalten sowohl thermoplastische als auch wärmehärtende Harze, wie Polyolefine, z.B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere und Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVAs); zyklische Polyolefine; modifizierte Polyolefine; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Polystyrol; Polyamide; Polyamid-imide; Polycarbonate; Poly-(4-methylpenten-1); Ionomere; Acrylharze; Polymethyl-methacrylat (PMMA); Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS-Harze); Acrylonitril-Styrol-Copolymere (AS-Harze), Butadien-Styrol-Copolymere; Polyoxymethylen; Polyvinylalkohol (PVA); Ethylen-Vinylalkohol-Colpolymere (EVOHs); Polyester; z.B. Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) und Polycyclohexanterephthalat (PCT); Polyether, Polyether-ketone (PEKs); Polyether-ether-keton (PEEKs); Polyether-imide; Polyacetale (POMs); Polyphenylenoxide; modifizierte Polyphenylenoxide; Polysulfone; Polyphenylensulfid (PPS); Polyethersulfone (PESs); Polyacrylate; aromatische Polyester (Flüssigkristallpolymere); Polytetrafluorethylen; Polyvinylidenfluroid; andere Fluorharze; thermoplastische Elastomere; z.B. Styrol-Polyolefin-, Polyvinylchlorid-, Polyurethan-, Polyester-, Polyamid-, Polybutadien-, Trans-Polyisopren-, Fluorgummi- und chlorinierte Polyethylen-Art; Epoxidharze; Phenolharze; Harnstoffharze; Melaminharze; ungesättigte Polyester; Silikonharze; und Polyurethane; und Copolymere, Mischungen und Polymerlegierungen, die im Wesentlichen aus diesen Synthetikharzen bestehen. Eines oder mehrere dieser Synthetikharze können zum Beispiel als Verbund verwendet werden, der aus mindestens zwei Schichten besteht.
Beispiele für brauchbare Gläser enthalten Silicatglas (Quarzglas), alkalisches Silicatglas, Natronglas, Bleialkalisches) Glas, Bariumglas und Borosilikatglas. Alle Arten von Glas außer Silicatglas mit tieferen Siedepunkten als Silicatglas können einfach gebildet und geformt werden und sind kostengünstig.
Wenn ein Synthetikharz verwendet wird, kann ein großes Übertragungselement 6, das mit einer komplizierten Form bereitgestellt ist, wie einer gekrümmten Oberfläche oder einer Unebenheit, einfach mit geringen Material- und Produktionskosten gebildet werden. Eine große, kostengünstige Vorrichtung, zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige, kann daher leicht hergestellt werden.
Das Übertragungselement 6 kann als unabhängige Vorrichtung dienen, wie eine Flüssigkristallzelle, oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel ein Farbfilter, eine Elektrodenschicht, eine dielektrische Schicht, eine Isolierschicht und eine Halbleitervorrichtung. Ferner kann das Übertragungselement 6 aus Metall, Keramik, Stein, Holz oder Papier bestehen. Als Alternative kann es eine Oberfläche eines bestimmten Artikels sein (die Oberfläche einer Armbanduhr, einer Uhr, einer Klimaanlage oder einer gedruckten Leiterplatte) oder eine Oberfläche einer bestimmten Struktur, wie einer Wand, einer Säule, eines Masts, eines Trägers, eines Plafonds oder einer Fensterscheibe.
[5] Wie in 5 dargestellt ist, wird die Rückseite des Substrats 1 (die Seite 12 des einfallenden Lichts) mit dem einfallenden Licht 7 bestrahlt. Das einfallende Licht 7 geht durch das Substrat 1 und tritt durch die Grenzfläche 2a in die Trennschicht 2. Wie in 6 oder 7 dargestellt ist, tritt eine innere und/oder Grenzflächenablösung in der Trennschicht ein, und die Haftkraft wird verringert oder aufgehoben. Wenn das Substrat 1 von dem Übertragungs element 6 getrennt wird, wird die übertragene Schicht 4 von dem Substrat 1 gelöst und auf das Übertragungselement 6 übertragen.
6 zeigt einen Zustand der inneren Ablösung in der Trennschicht 2 und 7 zeigt einen Zustand der Grenzflächenablösung an der Grenzfläche 2a auf der Trennschicht 2. Das Auftreten der inneren und/oder Grenzflächenablösung setzt voraus, dass eine Ablation der Bestandteile in der Trennschicht 2 auftritt, dass Gas, das in der Trennschicht 2 enthalten ist, freigesetzt wird, und dass ein Phasenübergang, wie ein Schmelzen oder Verdampfen unmittelbar nach der Lichtbestrahlung auftritt.
Wobei das Wort "Ablation" bedeutet, dass feste Komponenten (die Bestandteile der Trennschicht 2), die das einfallende Licht absorbiert haben, photochemisch und thermisch erregt werden und Atome oder Moleküle in den festen Komponenten durch die Kettenaufspaltung freigesetzt werden. Die Ablation wird als Phasenübergang, wie Schmelzen oder Verdampfen, in einem Teil oder der Gesamtheit der Bestandteile der Trennschicht 2 beobachtet. Ebenso kann eine Feinaufschäumung durch den Phasenübergang gebildet werden, was zu einer verminderten Haftkraft führt. Die innere und/oder Grenzflächenablösung der Trennschicht 2 hängt von der Zusammensetzung der Trennschicht 2 und anderen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art, Wellenlänge, Intensität und dem Bereich des einfallenden Lichts 7.
Laserstrahlen werden als einfallendes Licht verwendet, da sie leicht eine Ablösung (Ablation) der Trennschicht 2 bewirken können.
Beispiele für Laser, die die Laserstrahlen erzeugen, enthalten Gaslaser und Festkörperlaser (Halbleiterlaser) und Exzimerlaser, ND-YAG-Laser, Ar-Laser, CO₂-Laser, CO-Laser und He-Ne-Laser können bevorzugt verwendet werden. Von diesen werden Exzimerlaser bevorzugt verwendet. Die Exzimerlaser geben Hochenergielaserstrahlen in einem kürzeren Wellenlängenbereich aus, wodurch eine Ablation in der Trennschicht 2 innerhalb einer signifikant kürzeren Zeit verursacht wird. Die Trennschicht 2 wird daher im Wesentlichen ohne Temperaturanstieg gespalten und somit ohne Beeinträchtigung oder Beschädigung der benachbarten oder angrenzenden Zwischenschicht 3, übertragenen Schicht 4 und dem Substrat 1.
Wenn die Ablösung der Trennschicht 2 von der Wellenlänge des einfallenden Lichts abhängig ist, ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls etwa 100 nm bis 350 nm ist.
Wenn die Trennschicht 2 mit Hilfe des Phasenübergangs abgelöst wird, zum Beispiel Gasentwicklung, Verdampfung oder Sublimierung, ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls etwa 350 nm bis 1200 nm ist.
Vorzugsweise reicht die Energiedichte des einfallenden Lichts und insbesondere der Exzimerlaser von etwa 10 bis 5000 mJ/cm² und insbesondere etwa 100 bis 1000 mJ/cm². Die Bestrahlungszeit reicht vorzugsweise von 1 bis 1000 nsec, und insbesondere von 10 bis 200 nsec. Bei einer Energiedichte oder Bestrahlungszeit, die unter der unteren Grenze liegt, tritt keine zufriedenstellende Ablation ein, während bei einer Energiedichte oder Bestrahlungszeit, die höher als die obere Grenze ist, die übertragene Schicht 4 nachteilig durch das einfallende Licht beeinträchtigt wird, das durch die Trennschicht 2 und die Zwischenschicht 3 geht.
Es ist bevorzugt, dass das einfallende Licht 7, das Laserstrahlen mit einer gleichförmigen Intensität enthält, auf die Trennschicht fällt. Das einfallende Licht 7 kann von der Richtung senkrecht zu der Trennschicht 2 oder von einer Richtung, die um einen bestimmten Winkel von der senkrechten Richtung verschoben ist, auf die Trennschicht 2 fallen.
Wenn die Trennschicht 2 eine Fläche hat, die größer als die Fläche pro Abtastung durch das einfallende Licht ist, kann die gesamte Trennschicht 2 mit mehreren Abtastungen von einfallendem Licht bestrahlt werden. Dieselbe Position kann zwei oder mehrere Male bestrahlt werden. Dieselbe Position oder verschiedene Positionen können mit verschiedenen Arten und/oder Wellenlängen von einfallenden (Laser-) Lichtstrahlen zwei oder mehrere Male bestrahlt werden.
[6] Wie ein 8 dargestellt ist, wird die Trennschicht 2, die auf der Zwischenschicht 3 verbleibt, zum Beispiel durch Waschen, Ätzen, Aschen oder Polieren oder eine Kombination dieser Methoden entfernt. Ebenso wird die Trennschicht 2, die auf dem Substrat 1 verbleibt, bei der inneren Trennung der Trennschicht 2 entfernt, wie in 6 dargestellt ist.
Wenn das Substrat 1 aus einem teuren oder seltenen Material besteht, wie Quarzglas, wird das Substrat 1 vorzugsweise wiederverwendet. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist bei dem Substrat, das wiederverwendet wird, anwendbar und somit nützlich.
Die Übertragung der übertragenen Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 wird durch die obengenannten Schritte vollendet. Die Entfernung der Zwischenschicht 3 neben der übertragenen Schicht 4 oder die Bildung von zusätzlichen Schichten kann verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung wird die übertragene Schicht 4 nicht direkt als gelöstes Element abgetrennt, sondern die Trennschicht 2, die an der übertragenen Schicht 4 haftet, wird abgelöst und somit wird eine gleichförmige Ablösung oder Übertragung leicht, sicher und gleichförmig erreicht, unabhängig von Eigenschaften und Zuständen des gelösten Elements (der übertragenen Schicht 4). Da das gelöste Element (die übertragene Schicht 4) nicht beschädigt wird, kann eine hohe Zuverlässigkeit beibehalten werden.
In der Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, wird ein Verfahren zur Übertragung der übertragenen Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 beschrieben. Das Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthält nicht immer eine solche Übertragung. In diesem Fall wird ein gelöstes Element anstelle der übertragenen Schicht 4 verwendet. Das gelöste Element kann entweder ein schichtenförmiges Material oder ein nicht schichtenförmiges Material sein.
Das gelöste Element kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, zum Beispiel zur Entfernung (zum Trimmen) unnötiger Abschnitte des Dünnfilms (insbesondere funktionalen Dünnfilms), Entfernung anhaftender Elemente, wie Staub, Oxide, Schwermetalle und Kohlenstoff, und Wiederverwendung des Substrats, das in dem Ablöseverfahren verwendet wird.
Das Übertragungselement 6 kann aus einem Material mit deutlich anderen Eigenschaften als jenen des Substrats 1 bestehen (unabhängig von der Transparenz), zum Beispiel verschiedenen Arten von Metall, Keramik, Kohlenstoff, Papier und Gummi, wie auch den zuvor beschriebenen Materialien. Wenn das Übertragungselement 6 eine direkte Bildung der übertragenen Schicht 4 nicht erlaubt oder dafür ungeeignet ist, kann die vorliegende Erfindung nützlich angewendet werden.
In der Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, fällt das einfallende Licht 7 auf das Substrat 1, kann aber auf die Seite fern dem Substrat 1 fallen, wenn das anhaftende Material (gelöste Element) entfernt wird, oder wenn die übertragene Schicht 4 nicht nachteilig durch Bestrahlung mit dem einfallenden Licht beeinträchtigt wird.
Obwohl das Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beschreibung beschränkt.
Zum Beispiel kann die Oberfläche der Trennschicht 2 mit dem einfallenden Licht bestrahlt werden, um ein bestimmtes Muster zu bilden, so dass die übertragene Schicht 4 aufgrund des Musters gespalten oder übertragen wird (eine erste Methode). In diesem Fall wird in dem obengenannten Schritt [5] die Seite 12 des einfallenden Lichts des Substrats 1 abhängig von dem Muster vor der Bestrahlung mit dem einfallenden Licht 7 maskiert, oder Positionen, die mit dem einfallenden Licht 7 bestrahlt werden, werden exakt kontrolliert.
Die Trennschicht 2 mit einem bestimmten Muster kann anstelle der Bildung der Trennschicht 2 auf der gesamten Fläche 11 des Substrats 1 gebildet werden (eine zweite Methode). In diesem Fall wird die Trennschicht 2 mit einem bestimmten Muster durch Maskieren usw. gebildet, oder die Trennschicht 2 wird auf der gesamten Oberfläche 11 gebildet und durch Ätzen usw. strukturiert oder getrimmt.
Gemäß der ersten und zweiten Methode wird die übertragene Schicht 4 gleichzeitig übertragen und strukturiert oder getrimmt.
Übertragungsverfahren können zwei oder mehrere Male durch dieselbe Prozedur wiederholt werden. Wenn die Übertragungsverfahren in einer ungeraden Anzahl wiederholt werden, sind die Positionen der Vorder- und Rückseite der übertragenen Schicht, die durch das letzte Übertragungsverfahren gebildet wird, dieselben wie jene der übertragenen Schicht, die auf dem Substrat 1 durch das erste Übertragungsverfahren gebildet werden.
Auf einem großen Substrat (zum Beispiel mit einer effektiven Fläche von 900 mm mal 1600 mm) als Übertragungselement 6 können übertragene Schichten 4 (Dünnfilmtransistoren), die auf kleinen Substraten 1 gebildet sind (zum Beispiel mit einer effektiven Fläche von 45 mm mal 40 mm) Seite für Seite durch wiederholte Übertragungszyklen (zum Beispiel etwa 800 Zyklen) übertragen werden, so dass die übertragenen Schichten 4 auf der gesamten effektiven Fläche des großen transparenten Substrats gebildet werden. Eine Flüssigkristallanzeige mit einer Größe, die dieselbe wie jene des großen transparenten Substrats ist, kann erzeugt werden.
Es werden nun Beispiele der ersten Ausführungsform beschrieben.
(Beispiel 1)
Ein Quarzsubstrat mit einer Länge von 50 mm, einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 1,1 mm (Erweichungspunkt: 1630°C, Verformungspunkt: 1070°C und Durchlässigkeit des Exzimerlasers: etwa 100%) wurde hergestellt, und ein Film aus amorphem Silizium (a-Si) als Trennschicht (Laserabsorptionsschicht) wurde an der einen Seite des Quarzsubstrats durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas, 425°C) gebildet. Die Dicke der Trennschicht war 100 nm.
Ein SiO₂-Film als Zwischenschicht wurde auf der Trennschicht durch einen ECR-CVD-Prozess (SiH₄ + O₂-Gas, 100°C) gebildet. Die Dicke der Zwischenschicht war 200 nm.
Ein polykristalliner Siliziumfilm (oder polykristallines Silizium) mit einer Dicke von 50 nm als übertragene Schicht wurde auf der Zwischenschicht durch einen CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas) gebildet. Der polykristalline Siliziumfilm wurde strukturiert, um Source/Drain/Kanal-Regionen eines Dünnfilmtransistors zu bilden. Nachdem ein SiO₂-Gate-Isolierfilm durch Wärmeoxidation der Oberfläche des polykristallinen Siliziumfilms gebildet wurde, wurde eine Gate-Elektrode (eine Struktur, in der ein Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Mo, auf dem polykristallinen Silizium abgeschieden wurde) auf dem Gate-Isolierfilm gebildet, und Source- und Drain-Regionen wurden durch Selbstausrichtung mit Hilfe der Ionenimplantation unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske gebildet. Dadurch wurde ein Dünnfilmtransistor gebildet.
Ein Dünnfilmtransistor mit ähnlichen Eigenschaften kann durch einen Niedertemperaturprozess anstelle eines solchen Hochtemperaturprozesses gebildet werden. Zum Beispiel wurde ein amorpher Siliziumfilm mit einer Dicke von 50 nm als übertragene Schicht auf einem SiO₂-Film als Zwischenschicht auf der Trennschicht durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas, 425°C) gebildet und der amorphe Siliziumfilm wurde mit Laserstrahlen bestrahlt (Wellenlänge: 308 nm), um das amorphe Silizium durch Kristallisierung zu einem polykristallinen Siliziumfilm zu modifizieren. Der polykristalline Siliziumfilm wurde zur Bildung von Source/Drain/Kanal-Regionen mit einer bestimmten Struktur eines Dünnfilmtransistors strukturiert. Nachdem ein SiO₂Gate-Isolierfilm auf dem polykristallinen Siliziumfilm durch einen Niederdruck-CVD-Prozess abgeschieden wurde, wurde eine Gate-Elektrode (eine Struktur, in der ein Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Mo, auf dem polykristallinen Silizium abgeschieden wurde) auf dem Gate-Isolierfilm gebildet, und Source- und Drain-Regionen wurden durch Selbstausrichtung mit Hilfe der Ionenimplantation unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske gebildet. Dadurch wurde ein Dünnfilmtransistor gebildet.
Anschließend wurden Elektroden und Leitungen, die an die Source- und Drain-Regionen angeschlossen waren und Leitungen, die an die Gate-Elektrode angeschlossen waren, falls notwendig gebildet. Diese Elektroden und Leitungen bestehen im llgemeinen aus Aluminium, aber dies ist keine Einschränkung. Ein Metall (das nicht durch Laserbestrahlung im folgenden Schritt geschmolzen wird) mit einem Schmelzpunkt, der höher als jener von Aluminium ist, kann verwendet werden, wenn ein Schmelzen von Aluminium in dem folgenden Laserbestrahlungsschritt erwartet wird.
Ein UV-härtbares Haftmittel (Dicke: 100 μm) wurde auf den Dünnfilmtransistor aufgetragen, ein großes, transparentes Glassubstrat (Natronglas, Erweichungspunkt; 740°C, Verformungspunkt: 511°C) als Übertragungselement wurde an den Haftfilm geklebt und die äußere Oberfläche des Glassubstrats wurde mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um diese Schichten durch Härten des Haftmittels zu fixieren.
Die Oberfläche des Quarzsubstrats wurde mit Xe-Cl-Exzimerlaserstrahlen (Wellenlänge: 308 nm) bestrahlt, um eine Ablösung (innere und Grenzflächenablösung) der Trennschicht zu bewirken. Die Energiedichte des Xe-Cl-Exzimerlasers war 300 mJ/cm² und die Bestrahlungszeit war 20 Nanosekunden. Die Exzimerlaser-Bestrahlungsmethoden enthalten eine Punktstrahl-Bestrahlungsmethode und eine Linienstrahl-Bestrahlungsmethode. Bei der Punktstrahl-Bestrahlungsmethode wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 8 mm mal 8 mm) mit einem Punktstrahl bestrahlt, und die Punktbestrahlung wird wiederholt, während der Punktstrahl um etwa ein Zehntel der gegebenen Flächeneinheit verschoben wird. Bei der Linienstrahl-Bestrahlung wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 378 mm mal 0,1 mm oder 378 mm mal 0,3 mm) (mit einer Absorption von 90% oder mehr der einfallenden Energie)) bestrahlt, während der Linienstrahl um etwa ein Zehntel der gegebenen Flächeneinheit verschoben wird. Jeder der Punkte der Trennschicht wird dadurch mindestens zehn Mal bestrahlt. Die gesamte Oberfläche des Quarzsubstrats wird mit dem Laser bestrahlt, während eine schrittweise Verschiebung über der bestrahlten Fläche stattfindet.
Anschließend wurde das Quarzsubstrat von dem Glassubstrat (Übertragungselement) an der Trennschicht gelöst, so dass der Dünnfilmtransistor und die Zwischenschicht, die auf dem Quarzsubstrat gebildet waren, auf das Glassubstrat übertragen wurden.
Die Trennschicht, die auf der Zwischenschicht auf dem Glassubstrat verblieb, wurde durch Ätzen, Waschen oder eine Kombination davon entfernt. Ein ähnlicher Prozess wurde bei dem Quarzsubstrat zum Rezyklieren des Substrats angewendet.
Wenn das Glassubstrat als Übertragungselement größer als das Quarzsubstrat ist, kann die Übertragung von dem Quarzsubstrat auf das Glassubstrat gemäß diesem Beispiel wiederholt werden, um eine Reihe von Dünnfilmtransistoren an verschiedenen Positionen auf dem Quarzsubstrat zu bilden. Eine größere Anzahl von Dünnfilmtransistoren kann durch wiederholte Abscheidungszyklen auf dem Glassubstrat gebildet werden.
(Beispiel 2)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein amorpher Siliziumfilm, der 20 Atomprozent Wasserstoff (H) enthielt, als Trennschicht gebildet. Der Wasserstoffgehalt in dem amorphen Siliziumfilm wurde durch die Filmabscheidungsbedingungen in dem Niederdruck-CVD kontrolliert.
(Beispiel 3)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: PbTiO₃, Dicke: 200 nm) als Trennschicht durch Rotationsbeschichtungs- und Sol-Gel-Prozesse gebildet.
(Beispiel 4)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: BaTiO₃, Dicke: 400 nm) als Trennschicht durch einen Sputterprozess gebildet.
(Beispiel 5)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: Pb(Zr, Ti)O₃ (PZT), Dicke: 50 nm) als Trennschicht durch einen Laserablationsprozess gebildet.
(Beispiel 6)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein Polyimidfilm (Dicke: 200 nm) als Trennschicht durch einen Rotationsbeschichtungsprozess gebildet.
(Beispiel 7)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein Polyphenylensulfidfilm (Dicke: 200 nm) als Trennschicht durch einen Rotationsbeschichtungsprozess gebildet.
(Beispiel 8)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein Aluminiumfilm (Dicke: 300 nm) als Trennschicht durch einen Sputterprozess gebildet.
(Beispiel 9)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurden Kr-F-Exzimerlaserstrahlen (Wellenlänge: 248 nm) als einfallendes Licht verwendet. Die Energiedichte der Laserstrahlen war 250 mJ/cm² und die Bestrahlungsdauer war 20 Nanosekunden.
(Beispiel 10)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurden Nd-YAG-Laserstrahlen (Wellenlänge: 1068 nm) als einfallendes Licht verwendet. Die Energiedichte der Laserstrahlen war 400 mJ/cm² und die Bestrahlungsdauer war 20 Nanosekunden.
(Beispiel 11)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein polykristalliner Siliziumfilm (Dicke: 80 nm) als übertragene Schicht durch einen Hochtemperaturprozess bei 1000°C gebildet.
(Beispiel 12)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein transparentes Polycarbonatsubstrat (Glasübergangspunkt: 130°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 13)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurde ein transparentes AS-Harzsubstrat (Glasübergangspunkt: 70 bis 90°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 14)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 3 übertragen, aber es wurde ein transparentes Polymethylmethacrylatsubstrat (Glasübergangspunkt: 70 bis 90°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 15)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 5 übertragen, aber es wurde ein transparentes Polyethylenterephthalatsubstrat (Glasübergangspunkt: 67°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 16)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 6 übertragen, aber es wurde ein transparentes hochdichtes Polyethylensubstrat (Glasübergangspunkt: 77 bis 90°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 17)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 9 übertragen, aber es wurde ein transparentes Polyamidsubstrat (Glasübergangspunkt: 145°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 18)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 10 übertragen, aber es wurde ein transparentes Epoxyharzsubstrat (Glasübergangspunkt: 120°C) als Übertragungselement verwendet.
(Beispiel 19)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 11 übertragen, aber es wurde ein transparentes Polymethylmethacrylatsubstrat (Glasübergangspunkt: 70 bis 90°C) als Übertragungselement verwendet.
Die Dünnfilmtransistoren, die in Beispiel 1 bis 19 übertragen wurden, wurden visuell und mit einem Mikroskop betrachtet. Alle Dünnfilmtransistoren wurden gleichförmig übertragen, ohne Defekte und Unebenheiten zu erzeugen.
Wie zuvor beschrieben, garantiert ein Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein leichtes und sicheres Ablösen unabhängig von Eigenschaften und Zuständen des gelösten Elementes (der übertragenen Schicht) und ermöglicht eine Übertragung auf verschiedene Übertragungselemente. Zum Beispiel kann ein Dünnfilm durch Übertragung auf ein Material, das nicht für die direkte Bildung des Dünnfilms imstande oder geeignet ist, ein leicht formbares Material, ein kostengünstiges Material, und einen großen Artikel, der schwer zu bewegen ist, gebildet werden.
Materialien mit Wärme- und Korrosionsbeständigkeit, die schlechter als jene des Substrats ist, zum Beispiel verschiedene Synthetikharze und Glasmaterialien mit niederem Schmelzpunkt, können als Übertragungselement verwendet werden. Zum Beispiel kann in der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige, die Dünnfilmtransistoren (insbesondere polykristalline Silizium-TFTs) enthält, die auf einem transparenten Substrat gebildet sind, eine große, kostengünstige Flüssigkristallanzeige leicht durch eine Kombination aus einem wärmebeständigen Quarzglassubstrat als Substrat und einem kostengünstigen und formbaren transparenten Substrat, das aus einem Synthetikharz oder einem Glas mit niederem Schmelzpunkt besteht, als Übertragungselement hergestellt werden. Ein solcher Vorteil wird in der Herstellung von anderen Vorrichtungen erwartet, die keine Flüssigkristallanzeige sind.
Eine übertragene Schicht, wie ein funktionaler Dünnfilm, kann auf einem wärmebeständigen Substrat mit hoher Zuverlässigkeit, wie einem Quarzsubstrat, gebildet werden, gefolgt von einer Strukturierung, während der obengenannte Vorteil beibehalten wird. Ein hoch zuverlässiger Dünnfilm kann daher auf einem Übertragungselement gebildet werden, unabhängig von den Eigenschaften des Übertragungselements.
[Zweite Ausführungsform]
Ein Ablöseverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der zweiten Ausführungsform hat die Trennschicht 2 der ersten Ausführungsform eine schichtenförmige Struktur, die eine Mehrzahl von Schichten enthält.
9 bis 16 sind Querschnittsansichten, die Schritte gemäß dieser Ausführungsform in dem Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Schritte werden der Reihe nach unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen beschrieben. Da vieles gleich wie in der ersten Ausführungsform ist, sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen und eine ausführliche Beschreibung wird entsprechend unterlassen. Daher wird jenes beschrieben, das sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
[1] Wie in 9 dargestellt ist, wird eine Trennschicht 2, die aus einem Verbund besteht, der eine Mehrzahl von Subschichten enthält, auf einer Fläche (der Fläche 11) des Substrats 1 gebildet. In diesem Fall wird jede Subschicht in der Trennschicht 2 schrittweise auf dem Substrat 1 durch ein Verfahren abgeschieden, das in der Folge beschrieben ist. Vorzugsweise besteht das Substrat 1 aus einem transparenten Material, das das einfallende Licht 7 durchlässt, wenn das Licht auf die äußere Oberfläche des Substrats 1 fällt.
In diesem Fall ist die Durchlässigkeit für das einfallende Licht 7 ähnlich jener in der ersten Ausführungsform. Mate rialien für das Substrat 1 sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Die Dicke des Substrats 1 ist dieselbe wie in der ersten Ausführungsform. Es ist bevorzugt, dass die Dicke des Substrats 1 in einer Region zur Bildung der Trennschicht gleichförmig ist, so dass sie gleichförmig mit dem einfallenden Licht 7 bestrahlt wird. Die innere Oberfläche 11 und die Lichteinfallsfläche 12 des Substrats 1 können eben oder gekrümmt sein.
In der vorliegenden Erfindung wird das Substrat 1 durch Ablösen der Trennschicht 2 zwischen dem Substrat 1 und der übertragenen Schicht 4 abgelöst, anstatt das Substrat durch Ätzen usw. zu entfernen, wodurch der Vorgang leicht ausgeführt werden kann, und das Substrat 1 hat einen weiten Selektivitätsbereich, zum Beispiel die Verwendung eines relativ dicken Substrats.
Die Trennschicht 2 wird nun beschrieben. Die Trennschicht 2 absorbiert das einfallende Licht 7, so dass eine innere und/oder Grenzflächenablösung der Schicht bewirkt wird. Die Trennschicht 2 enthält mindestens zwei Subschichten mit verschiedenen Zusammensetzungen oder Eigenschaften, und vorzugsweise eine optische Absorptionsschicht 21 und andere Schichten mit einer Zusammensetzung und Eigenschaften, die sich von der optischen Absorptionsschicht 21 unterscheiden. Es ist bevorzugt, dass die andere Schicht eine Abschattungsschicht (Reflexionsschicht 22) zum Abschatten des einfallenden Lichts ist. Die Abschattungsschicht liegt an der Seite (oberen Seite in der Zeichnung) der optischen Absorptionsschicht 21, fern dem einfallenden Licht 7, reflektiert oder absorbiert das einfallende Licht 7, um den Eintritt des einfallenden Lichts in die übertragene Schicht 4 zu verhindern oder zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform wird eine Reflexionsschicht 22, die das einfallende Licht 7 reflektiert, als Abschattungsschicht gebildet. Es ist bevorzugt, dass die Reflexions schicht 22 ein Reflexionsvermögen von 10% oder mehr, und insbesondere 30% oder mehr für das einfallende Licht 7 hat. Vorzugsweise wird eine solche Reflexionsschicht 22 aus einem metallischen Dünnfilm gebildet, der eine Einzahl oder Mehrzahl von Subschichten enthält, oder einem Verbund, der eine Mehrzahl von Dünnfilmen mit verschiedenen Brechungsindizes enthält. Insbesondere besteht sie aus metallischen Dünnfilmen hinsichtlich einer leichten Formbarkeit.
Beispiele für Metalle, die zur Bildung eines metallischen Dünnfilms geeignet sind, enthalten Ta, W, Mo, Cr, Ni, Co, Ti, Pt, Ag, Au und Al; und Legierungen, die vorwiegend mindestens eines dieser Metalle enthalten. Beispiele für bevorzugte Elemente, die solchen Legierungen hinzugefügt werden, enthalten Fe, Cu, C, Si und B. Die Zugabe dieser Elemente ermöglicht die Steuerung der Wärmeleitfähigkeit und des Reflexionsvermögens der Legierung. Ein weiterer Vorteil ist die leichte Produktion eines Ziels, wenn die Reflexionsschicht durch physikalische Abscheidung erzeugt wird. Ferner können Legierungen leicht erhalten werden und sind im Vergleich zu den relevanten Reinmetallen kostengünstig.
Die Dicke der Reflexionsschicht (Abschattungsschicht) 22 ist vorzugsweise 10 nm bis 10 μm, und insbesondere 50 nm bis 5 μm, obwohl sie nicht auf einen solchen Bereich beschränkt ist. Eine übermäßige Dicke erfordert viel Zeit für die Bildung der Reflexionsschicht 22 und die Entfernung der Reflexionsschicht 22, die später durchgeführt wird. Eine signifikant geringe Dicke kann in einigen Filmzusammensetzungen unzureichende Abschattungseffekte bewirken.
Die optische Absorptionsschicht 21, die zu der Ablösung der Trennschicht 2 beiträgt, absorbiert das einfallende Licht 7, um interatomare oder intermolekulare Haftkräfte in den Substanzen in der optischen Absorptionsschicht 21 zu beiseitigen oder zu verringern, und eine innere und/oder Grenzflächenablösung aufgrund eines Ablationsphänomens zu bewirken. Ferner kann die Bestrahlung mit dem einfallenden Licht 7 eine Ablösung durch die Entwicklung von Gas von der optischen Absorptionsschicht 21 verursachen. Eine Komponente, die in der optischen Absorptionsschicht 21 enthalten ist, wird als Gas in einem Fall freigesetzt, oder die Trennschicht 2 wird plötzlich durch Absorption des Lichts vergast, und der Dampf wird freigesetzt, um zur Ablösung im anderen Fall beizutragen.
Die verwendbaren Zusammensetzungen einer solchen optischen Absorptionsschicht 21 sind ähnlich den Zusammensetzungen (1) bis (4), die in der Trennschicht 2 der ersten Ausführungsform beschrieben wurden. In der zweiten Ausführungsform können auch die folgenden Zusammensetzungen als optische Absorptionsschicht 21 verwendet werden.

(5) Organische Polymere: Verwendbare organische Polymere haben Verknüpfungen (die durch Bestrahlung mit einfallendem Licht 7 getrennt werden), wie -CH-, -CH₂-, -CO- (Keton), -CONH- (Amido), -NH- (Imido), -COO- (Ester), -N=N- (Azo), und -CH=N- (Isocyano). Insbesondere können alle organischen Polymere mit einer großen Anzahl solcher Verknüpfungen verwendet werden. Beispiele für die organischen Polymere enthalten Polyolefine wie Polyethylen, und Polypropylen; Polyimide; Polyamide; Polyester; Polymethylmethacrylat (PMMA); Polyphenylensulfid (PPS); Polyethersulfon (PES); und Epoxidharze.
(6) Metalle: Beispiele für Metalle enthalten Al, Li, Ti, Mn, In, Sn und Seltenerdmetalle, z.B. Y, La, Ce, Nd, Pr, Sm und Gd; und Legierungen, die mindestens eines dieser Metalle enthalten.
(7) Legierungen mit Wasserstoffeinschluss: Zu Beispielen für Legierungen mit Wasserstoffeinschluss zählen Legierungen auf der Basis von Seltenerdelementen, wie LaNi₅, und Legierungen auf Ti- und Ca-Basis, in welchen Wasserstoff eingeschlossen ist.
(8) Legierungen mit Stickstoffeinschluss: Zu Beispielen für Legierungen mit Stickstoffeinschluss zählen Legierungen aus Seltenerdelement-Eisen, -Kobalt, -Nickel und -Mangan, wie Sm-Fe und Nd-Co-Legierungen, in welchen Stickstoff eingeschlossen ist.

Die Dicke der optischen Absorptionsschicht 21 hängt von verschiedenen Faktoren ab, zum Beispiel dem Zweck der Ablösung, der Zusammensetzung der Trennschicht 2, der Schichtkonfiguration und dem Bildungsprozess, und ist im Allgemeinen 1 nm bis 20 μm, und vorzugsweise 10 nm bis 2 μm, und insbesondere 40 nm bis 1 μm. Eine signifikant geringe Dicke der optischen Absorptionsschicht 21 bewirkt eine Verschlechterung der Gleichförmigkeit des abgeschiedenen Films und somit eine unregelmäßige Ablösung, während eine übermäßige Dicke eine große Menge an einfallendem Licht 7 (Energie) erfordert, um eine zufriedenstellende Ablösung und eine längere Betriebszeit zur Entfernung der Trennschicht 2 zu garantieren. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der optischen Absorptionsschicht 21 und Reflexionsschicht 22 so gleichförmig wie möglich ist. Aus denselben Gründen ist die Gesamtdicke der Trennschicht 2 vorzugsweise 2 nm bis 50 μm und insbesondere 20 nm bis 20 μm.
Das Verfahren zur Bildung jeder Schicht in der Trennschicht 2 (in dieser Ausführungsform der optischen Absorptionsschicht 21 und Reflexionsschicht 22) ist nicht begrenzt und wird angesichts verschiedener Faktoren gewählt, wie der Zusammensetzung und Dicke des Films. Beispiele der Methoden enthalten Dampfphasenabscheidungsprozesse, wie CVD (ein schließlich MOCVD, Niederdruck-CVD, ECR-CVD), Verdampfung, Molekularstrahl-(MB-)Verdampfung, Sputtern, Ionenplattieren und PVD; Plattierungsprozesse, wie Elektroplattieren, Eintauchplattieren (Eintauchen) und elektroloses Plattieren; Beschichtungsprozesse, wie einen Langmuir-Blodgett-Prozess, Rotationsbeschichtungsprozess, Sprühbeschichtungsprozess und Walzenbeschichtungsprozess; Druckprozesse; Übertragungsprozesse; Tintenstrahlprozesse; und Pulverstrahlprozesse. Eine Kombination aus diesen Prozessen kann ebenso verwendet werden. Der Prozess zur Bildung der optischen Absorptionsschicht 21 und der Reflexionsschicht 22 kann derselbe oder anders sein und wird durch die Zusammensetzung usw. bestimmt.
Wenn zum Beispiel die optische Absorptionsschicht 2 aus amorphem Silizium (a-Si) besteht, ist bevorzugt, dass die Schicht durch einen Niederdruck-CVD-Prozess oder einen Plasma-CVD-Prozess gebildet wird. Wenn die optische Absorptionsschicht 21 als Alternative aus einer Keramik durch einen Sol-Gel-Prozess oder einem organischen Polymer besteht, ist bevorzugt, dass die Schicht durch einen Beschichtungsprozess gebildet wird, und insbesondere durch einen Rotationsbeschichtungsprozess.
Die Reflexionsschicht 22, die aus einem metallischen Dünnfilm besteht, wird vorzugsweise durch Verdampfung, Molekularstrahl-(MB-)Verdampfung, Laserablationsabscheidung, Sputtern, Ionenplattieren und die obengenannten Plattierungsprozesse gebildet.
Jede Schicht in der Trennschicht 2 kann durch zwei oder mehr Schritte gebildet werden, einschließlich eines Schichtbildungsschritts und eines Glühschritts.
[2] Wie in 10 dargestellt ist, wird eine Zwischenschicht (Unterlagenschicht) 3 auf der Trennschicht 2 gebildet.
Die Zwischenschicht 3 wird für verschiedene Zwecke gebildet, und dient zumindest als eine Schicht von zum Beispiel einer Schutzschicht, die die übertragene Schicht 4 während der Herstellung und Verwendung physikalisch und chemisch schützt, Isolierschicht, leitenden Schicht, Abschattungsschicht für das einfallende Licht 7, Sperrschicht, die die Wanderung von Komponenten zu oder von der übertragenen Schicht 4 verhindert, und Reflexionsschicht.
Die Zusammensetzung der Zwischenschicht 3 wird durch ihren Zweck bestimmt: Zum Beispiel besteht die Zwischenschicht 3, die zwischen der Trennschicht 2 mit der optischen Absorptionsschicht 21 aus amorphem Silizium und der übertragenen Schicht 4 als der Dünnfilmtransistor gebildet ist, aus Siliziumoxid, wie SiO₂, oder die Zwischenschicht 3, die zwischen der Trennschicht 2 und der übertragenen PZT-Schicht 4 gebildet ist, besteht aus einem Metall, z.B. Pt, Au, W, Ta, Mo, Al, Cr oder Ti, oder einer Legierung, die vorwiegend ein solches Metall enthält.
Die Dicke der Zwischenschicht 3 ist ähnlich jener in der ersten Ausführungsform. Das Verfahren zur Bildung der Zwischenschicht ist ähnlich jenem in der ersten Ausführungsform. Die Zwischenschicht 3 kann aus zwei oder mehr Schichten bestehen, die dieselbe Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben. Als Alternative kann in der vorliegenden Erfindung die übertragene Schicht 4 direkt auf der Trennschicht 2 gebildet werden, ohne die Zwischenschicht 3 zu bilden.
[3] Wie in 11 dargestellt ist, wird eine übertragene Schicht (ein gelöstes Element) 4 auf der Zwischenschicht 3 gebildet. Die übertragene Schicht 4 wird auf ein Übertragungselement 6 übertragen, das später beschrieben wird, und durch ein Verfahren ähnlich jenem für die Trennschicht 2 gebildet. Der Bildungszweck, die Art, Form, Struktur, Zusammensetzung und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der übertragenen Schicht 4 sind nicht begrenzt, obwohl sie einen Dünnfilmtransistor enthält. Beispiele für die funktionalen Dünnfilme und Dünnfilmvorrichtungen wurden in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Ein solcher funktionaler Dünnfilm oder eine Dünnfilmvorrichtung wird im Allgemeinen bei einer relativ hohen Prozesstemperatur in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren gebildet. Wie zuvor beschrieben, muss daher das Substrat 1 bei einer solchen hohen Prozesstemperatur äußerst zuverlässig und beständig sein.
Die übertragene Schicht 4 kann aus einer einzelnen Schicht oder einer Mehrzahl von Schichten bestehen. Zusätzlich kann sie wie in dem zuvor beschriebenen Dünnfilmtransistor strukturiert sein. Die Bildung (Abscheidung) und Strukturierung der übertragenen Schicht 4 wird durch einen bestimmten Prozess nach Bedarf ausgeführt. Eine solche übertragene Schicht 4 wird allgemein durch eine Mehrzahl von Schritten gebildet. Die Dicke der übertragenen Schicht 4 ist auch ähnlich wie in der ersten Ausführungsform.
[4] Wie in 12 dargestellt ist, wird eine Haftschicht 5 auf der übertragenen Schicht (Ablöseschicht) 4 gebildet, so dass sie durch die Haftschicht 5 an dem Übertragungselement 6 klebt. Bevorzugte Beispiele für Haftmittel zur Bildung der Haftschicht 5 sind mit jenen der ersten Ausführungsform identisch. Wenn ein härtbares Haftmittel verwendet wird, wird das härtbare Haftmittel auf die übertragene Schicht 4 aufgebracht, ein Übertragungselement 6, das später beschrieben wird, wird daran geklebt, und das härtbare Haftmittel wird durch ein Härtungsverfahren abhängig von der Eigenschaft gehärtet, um die übertragene Schicht 4 an das Übertragungselement 6 zu kleben. Wenn ein lichthärtendes Haftmittel verwendet wird, ist bevorzugt, dass ein transparentes Übertragungselement 6 auf die Haftschicht 5 aufgebracht wird, und das Übertragungselement 6 dann mit Licht bestrahlt wird, um das Haftmittel zu härten. Wenn das Substrat 1 transparent ist, werden sowohl das Substrat 1 wie auch das Übertragungselement 6 mit Licht bestrahlt, um für die Härtung des Haftmittels zu sorgen.
Anstelle des Zustandes, der in den Zeichnungen dargestellt ist, kann das Haftmittel 5 an der Seite des Übertragungselements 6 gebildet werden, und die übertragene Schicht 4 kann darauf gebildet werden. Ferner kann die obengenannte Zwischenschicht zwischen der übertragenen Schicht 4 und der Haftschicht 5 gebildet werden. Wenn zum Beispiel das Übertragungselement 6 eine Funktion eines Haftmittels hat, kann die Bildung der Haftschicht 5 unterlassen werden.
Beispiele, Materialien und Eigenschaften des Übertragungselements 6 sind mit jenen der ersten Ausführungsform identisch.
[5] Wie in 13 dargestellt ist, wird die Rückseite (die Einfallsfläche 12) des Substrats 1 mit dem einfallenden Licht 7 bestrahlt. Nachdem das einfallende Licht 7 durch das Substrat 1 gegangen ist, wird es durch die Grenzfläche 2a auf die Trennschicht 2 gestrahlt. Genauer wird es in der optischen Absorptionsschicht 21 absorbiert, der Teil des einfallenden Lichts 7, der nicht in der optischen Absorptionsschicht 21 absorbiert wird, wird von der Reflexionsschicht 22 reflektiert und geht wieder durch die optische Absorptionsschicht 21. Die Haftkraft in der Trennschicht wird durch die innere und/oder Grenzflächenablösung verringert oder beseitigt, und, wie in 14 oder 15 dargestellt ist, wird die übertragene Schicht 4 von dem Substrat abgelöst und auf das Übertragungselement 6 übertragen, wenn das Substrat 1 von dem Übertragungselement 6 getrennt wird.
14 zeigt einen Fall einer inneren Ablösung der Trennschicht 2 und 15 zeigt einen Fall der Grenzflächenablösung an der Grenzfläche 2a der Trennschicht 2. Durch das Auftreten einer inneren und/oder Grenzflächenablösung wird angenommen, dass die Ablation von Bestandteilen in der optischen Absorptionsschicht 21 eintritt, dass Gas, das in der optischen Absorptionsschicht 21 enthalten ist, freigesetzt wird, und dass eine Phasenänderung wie ein Schmelzen oder eine Verdampfung unmittelbar nach der Bestrahlung mit Licht eintritt.
Wobei das Wort "Ablation" bedeutet, dass feste Komponenten (die Bestandteile der optischen Absorptionsschicht 21), die das einfallende Licht absorbiert haben, photochemisch und durch Wärme erregt werden und Atome und Moleküle in den festen Komponenten durch die Kettenspaltung freigesetzt werden. Die Ablation wird als Phasenübergang, wie Schmelzen oder Verdampfen, in einem Teil oder der Gesamtheit der Bestandteile der optischen Absorptionsschicht 21 beobachtet. Ebenso kann eine Feinaufschäumung durch die Phasenänderung gebildet werden, was zu einer verringerten Haftkraft führt. Die innere und/oder Grenzflächenablösung der Trennschicht 21 hängt von der Schichtkonfiguration der Trennschicht 2, der Zusammensetzung und Dicke der optischen Absorptionsschicht 21 und anderen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art, Wellenlänge, Intensität und dem Bereich des einfallenden Lichts 7.
Beispiele für Arten des einfallenden Lichts 7 und Vorrichtungen zur Erzeugung sind mit jenen der ersten Ausführungsform identisch.
Wenn die Ablation in der optischen Absorptionsschicht 21 von der Wellenlänge des einfallenden Lichts abhängt, ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des einfallenden Laserlichts von etwa 100 nm bis 350 nm reicht. Wenn die Trennschicht 2 durch Phasentrennung, wie Gasentwicklung, Ver dampfung und Sublimation, abgelöst wird, reicht die Wellenlänge des einfallenden Laserlichts vorzugsweise von etwa 350 nm bis 1200 nm. Die Energiedichte des einfallenden Laserlichts und insbesondere des Exzimerlaserlichts reicht vorzugsweise von etwa 10 bis 5000 mJ/cm², und insbesondere von 100 bis 1000 mJ/cm². Die bevorzugte Bestrahlungszeit reicht von 1 bis 1000 Nanosekunden, und insbesondere von 10 bis 100 Nanosekunden. Eine geringere Energiedichte oder eine kürzere Bestrahlungszeit kann eine unzureichende Ablation bewirken, während eine höhere Energiedichte oder eine längere Bestrahlungszeit einen übermäßigen Bruch der Trennschicht 2 verursachen kann. Es ist bevorzugt, dass das einfallende Licht 7, wie Laserlicht, so einfällt, dass die Intensität gleichmäßig ist.
Die Richtung des einfallenden Lichts 7 ist nicht auf die Richtung senkrecht zu der Trennschicht 2 begrenzt, und kann um mehrere Grade von der senkrechten Richtung verschoben sein. Wenn die Fläche der Trennschicht 2 größer als die Bestrahlungsfläche pro Abtastung des einfallenden Lichts ist, kann die gesamte Region der Trennschicht 2 zwei oder mehrere Male an derselben Position bestrahlt werden. Als Alternative kann dieselbe Position oder können unterschiedliche Positionen mit verschiedenen Arten oder verschiedenen Wellenlängen (Wellenlängenregionen) des einfallenden Lichts (Laserlichts) bestrahlt werden.
In dieser Ausführungsform ist die Reflexionsschicht 22 an der Seite der optischen Absorptionsschicht 21 fern dem Substrat 1 bereitgestellt, und somit kann die optische Absorptionsschicht 21 effektiv mit dem einfallenden Licht 7 ohne Verlust bestrahlt werden. Ferner kann die Bestrahlung der übertragenen Schicht 4 mit dem einfallenden Licht 7 durch die Abschattungseigenschaften der Reflexionsschicht (Abschattungsschicht) verhindert werden, wodurch nachteilige Wirkungen, wie eine Modifizierung und Verschlechterung der übertragenen Schicht 4 verhindert werden.
Insbesondere, da die optische Absorptionsschicht 21 mit dem einfallenden Licht ohne Verlust bestrahlt wird, kann die Energiedichte des einfallenden Lichts 7 verringert werden, oder mit anderen Worten, die Bestrahlungsfläche pro Abtastung kann erhöht werden; eine bestimmte Fläche der Trennschicht 2 kann daher bei verkürzten Bestrahlungszeiten als Vorteil in dem Herstellungsprozess abgelöst werden.
[6] Wie in 16 dargestellt ist, wird die Trennschicht 2, die auf der Zwischenschicht 3 verbleibt, zum Beispiel durch Waschen, Ätzen, Aschen oder Polieren oder eine Kombination davon entfernt. Bei der inneren Ablösung der Trennschicht 2, die in 14 dargestellt ist, kann die optische Absorptionsschicht 21, die auf dem Substrat 1 verbleibt, ebenso entfernt werden, falls notwendig.
Wenn das Substrat 1 aus einem teuren oder seltenen Material besteht, wie Quarzglas, wird das Substrat 1 vorzugsweise wiederverwendet (rezykliert). Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist bei dem Substrat, das wiederverwendet wird, anwendbar und somit äußerst nützlich.
Die Übertragung der übertragenen Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 wird durch diese Schritte vollendet. Die Entfernung der Zwischenschicht 3 neben der übertragenen Schicht 4 oder die Bildung einer zusätzlichen Schicht kann eingegliedert werden.
Die Konfiguration der Trennschicht 2 ist nicht auf jene in den Zeichnungen beschränkt, und kann jene enthalten, die eine Mehrzahl von optischen Absorptionsschichten umfassen, die mindestens eine andere Eigenschaft von Zusammensetzung, Dicke und Eigenschaften der Schicht aufweisen. Zum Beispiel kann die Trennschicht 2 aus drei Schichten bestehen, die eine erste optische Absorptionsschicht, eine zweite opti sche Absorptionsschicht und eine Reflexionsschicht beinhalten, die dazwischen bereitgestellt ist.
Die Grenzflächen zwischen den Subschichten, die die Trennschicht 2 bilden, sind nicht immer klar bereitgestellt, die Zusammensetzung der Schicht und die Konzentration, Molekularstruktur und physikalischen und chemischen Eigenschaften einer bestimmten Komponente können sich nahe der Grenzfläche beständig ändern (einen Gradienten haben).
In dieser Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, wird die Übertragung der übertragenen Schicht 4 auf das Übertragungselement 6 beschrieben, wobei eine solche Übertragung nicht immer in dem Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
Das Ablöseelement kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Verschiedene Übertragungselemente 6, die nicht die oben beschriebenen sind, können auch wie in der ersten Ausführungsform verwendet werden.
Wenn das anhaftende Element (gelöste Element) entfernt wird oder wenn die übertragene Schicht 4 durch das einfallende Licht 7 nicht nachteilig beeinträchtigt wird, fällt das einfallende Licht 7 nicht immer auf das Substrat 1 und kann auf die Seite fern dem Substrat 1 fallen. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die optische Absorptionsschicht 21 und die Reflexionsschicht 22 ein umgekehrtes Positionsverhältnis in der Trennschicht 2 haben.
Das Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wurde unter Bezugnahme auf diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt ist, ist aber nicht auf diese beschränkt und ermöglicht verschiedene Modifizierungen, wie in der ersten Ausfüh rungsform (siehe die Beschreibung der Modifizierungen der ersten Ausführungsform).
Nun werden Beispiele der zweiten Ausführungsform beschrieben.
(Beispiel 1)
Ein Quarzsubstrat mit einer Länge von 50 mm, einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 1,1 mm (Erweichungspunkt: 1630°C, Verformungspunkt: 1070°C und Durchlässigkeit des Exzimerlasers: etwa 100) wurde hergestellt, und eine Trennschicht mit einer doppellagigen Struktur, die eine optische Absorptionsschicht und eine Reflexionsschicht enthält, wurde an einer Seite des Quarzsubstrates gebildet.
Ein amorpher Siliziumfilm (a-Si) als optische Absorptionsschicht wurde durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (SiH₆-Gas, 425°C) gebildet. Die Dicke der optischen Absorptionsschicht war 100 nm. Ein metallischer Dünnfilm, der aus Ta bestand, als Reflexionsschicht wurde auf der optischen Absorptionsschicht durch einen Sputterprozess gebildet. Die Dicke der Reflexionsschicht war 100 nm und das Reflexionsvermögen des Laserlichts war 60%.
Ein SiO₂-Film als Zwischenschicht wurde auf der Trennschicht durch einen ECR-CVD-Prozess (SiH₄ + O₂-Gas, 100°C) gebildet. Die Dicke der Zwischenschicht war 200 nm.
Ein amorpher Siliziumfilm mit einer Dicke von 60 nm als übertragene Schicht wurde auf der Zwischenschicht durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas, 425°C) gebildet und der amorphe Siliziumfilm wurde mit Laserlichtstrahlen (Wellenlänge: 308 nm) bestrahlt, um den amorphen Siliziumfilm durch Kristallisierung zu einem polykristallinen Siliziumfilm zu modifizieren. Der polykristalline Silizium film wurde einer Strukturierung und Ionenplattierung zur Bildung eines Dünnfilmtransistors unterzogen.
Ein UV-härtbares Haftmittel (Dicke: 100 μm) wurde auf den Dünnfilmtransistor aufgetragen, ein großes, transparentes Glassubstrat (Natronglas, Erweichungspunkt: 740°C, Verformungspunkt: 511°C) als Übertragungselement wurde an den Haftfilm geklebt und die äußere Oberfläche des Glassubstrats wurde mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um diese Schichten durch Härten des Haftmittels zu fixieren.
Die Oberfläche des Quarzsubstrats wurde mit Xe-Cl-Exzimerlaserstrahlen (Wellenlänge: 308 nm) bestrahlt, um eine Ablösung (innere und Grenzflächenablösung) der Trennschicht zu bewirken. Die Energiedichte des Xe-Cl-Exzimerlasers war 160 mJ/cm², und die Bestrahlungszeit war 20 Nanosekunden. Die Exzimerlaser-Bestrahlungsmethoden enthalten eine Punktstrahl-Bestrahlungsmethode und eine Linienstrahl-Bestrahlungsmethode. Bei der Punktstrahl-Bestrahlungsmethode wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 10 mm mal 10 mm) mit einem Punktstrahl bestrahlt, und die Punktbestrahlung wird wiederholt, während der Punktstrahl um etwa ein Zehntel der gegebenen Flächeneinheit verschoben wird. Bei der Linienstrahl-Bestrahlung wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 378 mm mal 0,1 mm oder 378 mm mal 0,3 mm) (mit einer Absorption von 90% oder mehr der einfallenden Energie)) bestrahlt, während der Linienstrahl um etwa ein Zehntel der gegebenen Flächeneinheit verschoben wird. Jeder der Punkte der Trennschicht wird dadurch mindestens zehn Mal bestrahlt. Die gesamte Oberfläche des Quarzsubstrats wird mit dem Laser bestrahlt, werden eine schrittweise Verschiebung der bestrahlten Fläche stattfindet.
Anschließend wurde das Quarzsubstrat von dem Glassubstrat (Übertragungselement) an der Trennschicht gelöst, so dass der Dünnfilmtransistor und die Zwischenschicht auf das Glassubstrat übertragen wurden.
Die Trennschicht, die auf der Zwischenschicht auf dem Glassubstrat verblieb, wurde durch Ätzen, Waschen oder eine Kombination davon entfernt. Ein ähnlicher Prozess wurde bei dem Quarzsubstrat zum Rezyklieren des Substrats angewendet.
(Beispiel 2)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber ein amorpher Siliziumfilm, der 18 Atomprozent Wasserstoff (H) enthielt, wurde als optische Absorptionsschicht gebildet. Der Wasserstoffgehalt in dem amorphen Siliziumfilm wurde durch die Filmabscheidungsbedingungen beim Nieder-Druck-CVD kontrolliert.
(Beispiel 3)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: PbTiO₃, Dicke: 200 nm) als optische Absorptionsschicht durch Rotationsbeschichtungs- und Sol-Gel-Prozesse gebildet.
(Beispiel 4)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: BaTiO₃, Dicke: 400 nm) als optische Absorptionsschicht, und ein metallischer Dünnfilm, der aus Aluminium bestand (Dicke 120 nm, Reflexionsvermögen des Laserlichts: 85%) als Reflexionsschicht durch einen Sputterprozess gebildet.
(Beispiel 5)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein keramischer Dünnfilm (Zusammensetzung: Pb(Zr, Ti)O₃ (PZT), Dicke: 50 nm) als optische Absorptionsschicht durch einen Laserablationsprozess gebildet, und ein metallischer Dünnfilm (Dicke 80 nm, Reflexionsvermögen des Laserlichts: 65%), der aus einer Fe-Cr-Legierung bestand wurde durch einen Sputterprozess gebildet.
(Beispiel 6)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein Polyimidfilm (Dicke: 200 nm) als optische Absorptionsschicht durch einen Rotationsbeschichtungsprozess gebildet.
(Beispiel 7)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein Praseodymium-(Pr-)Film (Seltenerdmetallfilm) (Dicke: 500 nm) als optische Absorptionsschicht durch einen Sputterprozess gebildet.
(Beispiel 8)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurden Kr-F-Exzimerlaserstrahlen (Wellenlänge: 248 nm) als einfallendes Licht verwendet. Die Energiedichte der Laserstrahlen war 180 mJ/cm² und die Bestrahlungsdauer war 20 Nanosekunden.
(Beispiel 9)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurden Ar-Laserstrahlen (Wellenlänge: 1024 nm) als einfallendes Licht verwendet. Die Energiedichte der Laserstrahlen war 250 mJ/cm² und die Bestrahlungsdauer war 50 Nanosekunden.
(Beispiel 10)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 1 übertragen, aber es wurde ein polykristalliner Siliziumfilm (Dicke: 90 nm) als übertragene Schicht durch einen Hochtemperaturprozess bei 1000°C gebildet.
(Beispiel 11)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 2 übertragen, aber es wurde ein polykristalliner Siliziumfilm (Dicke: 80 nm) als übertragene Schicht durch einen Hochtemperaturprozess bei 1030°C gebildet.
(Beispiel 12)
Ein Dünnfilmtransistor wurde wie in Beispiel 4 übertragen, aber es wurde ein polykristalliner Siliziumfilm (Dicke: 80 nm) als übertragene Schicht durch einen Hochtemperaturprozess bei 1030°C gebildet.
(Beispiele 13 bis 20)
Es wurde eine Reihe von Dünnfilmtransistoren wie in den Beispielen 12 bis 19 der ersten Ausführungsform übertragen.
Die Dünnfilmtransistoren, die in den Beispielen 1 bis 20 übertragen wurden, wurden visuell und mit einem Mikroskop beobachtet. Alle Dünnfilmtransistoren wurden gleichmäßig übertragen, ohne Defekte und Unebenheiten zu bilden.
Wie zuvor beschrieben, hat die zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorteile, die in der ersten Ausführungsform dargestellt sind, dass die übertragene Schicht, wie ein Dünnfilmtransistor, von nachteiligen Beeinträchtigungen durch den Durchlass des einfallenden Lichts geschützt wird, wenn die Trennschicht eine Abschattungsschicht enthält, und insbesondere eine Reflexionsschicht, und die Trennschicht effektiver durch die Verwendung des reflektierenden Lichts von der Reflexionsschicht abgelöst wird.
[Dritte Ausführungsform]
Ein Ablöseverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der dritten Ausführungsform wird eine Dünnfilmvorrichtung als das gelöste Element oder die übertragene Schicht in der ersten Ausführungsform verwendet.
17 bis 22 sind Querschnittsansichten, die Schritte gemäß dieser Ausführungsform in dem Ablöseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Jeder der Schritte des Ablöseverfahrens (der Übertragungsmethode) wird unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen beschrieben. Da vieles gleich wie in der ersten Ausführungsform ist, sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen und eine ausführliche Beschreibung wird entsprechend unterlassen. Daher wird jenes beschrieben, das sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
[Schritt 1] Wie in 17 dargestellt ist, wird eine Trennschicht (eine optische Absorptionsschicht) auf einem Substrat 100 gebildet. Das Substrat 100 und die Trennschicht 120 werden beschrieben.
(1) Beschreibung des Substrats 100
Vorzugsweise besteht das Substrat 100 aus einem transparenten Material, das Licht durchlässt. Die Lichtdurchlässigkeit ist mit jener der ersten Ausführungsform identisch.
Ebenso sind das Material und die Dicke des Substrats 100 mit der ersten Ausführungsform identisch.
(2) Beschreibung der Trennschicht 120
Die Trennschicht 120 absorbiert das einfallende Licht, so dass eine innere und/oder Grenzflächenablösung verursacht wird, und besteht vorzugsweise aus einem Material, in dem interatomare oder intermolekulare Haftkräfte durch Lichtbestrahlung verringert oder beseitigt werden, so dass eine innere und/oder Grenzflächenablösung verursacht wird, die auf Ablation beruht.
Ferner kann in einigen Fällen Gas, das Ablöseeffekte verursacht, von der Trennschicht 120 durch Lichtbestrahlung freigesetzt werden, das heißt, ein Fall, in dem Komponenten, die in der Trennschicht 120 enthalten sind, als Gas freigesetzt werden, und ein Fall, in dem die Trennschicht 120 sofort durch die Absorption des einfallenden Lichts vergast wird und der freigesetzte Dampf zur Ablösung beiträgt. Die Zusammensetzung einer solchen Trennschicht 120 ist ähnlich jener in der ersten Ausführungsform.
Ebenso sind die Dicke der Trennschicht 120 und das Verfahren zu deren Herstellung gleich wie in der ersten Ausführungsform.
[Schritt 2] Anschließend, wie in 18 dargestellt ist, wird eine übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 auf der Trennschicht 120 gebildet. Eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts K (umgeben von einer punktierten Linie in 18) der Dünnfilmvorrichtungsschicht 140 ist an der rechten Seite von 18 dargestellt. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, besteht die Dünnfilmvorrichtungsschicht 140 aus einem TFT (Dünnfilmtransistor), der auf einem SiO₂-Film (einer Zwischenschicht) 142 gebildet ist, und der TFT enthält Source- und Drainschichten 146, die aus einer n-dotierten polykristallinen Siliziumschicht bestehen, eine Kanalschicht 144, einen Gate-Isolierfilm 148, eine Gate-Elektrode 150, eine Isolierzwischenschicht 154 und eine Elektrode, die zum Beispiel aus Aluminium besteht.
Obwohl in dieser Ausführungsform die Zwischenschicht neben der Trennschicht 120 aus einem SiO₂-Film besteht, kann sie aus jedem anderen Isolierfilm bestehen, wie Si₃N₄. Die Dicke des SiO₂-Films (der Zwischenschicht) wird passend auf der Basis des Bildungszweckes und ihrer Funktionen bestimmt und reicht im Allgemeinen von etwa 10 nm bis 5 μm und vorzugsweise von 40 nm bis 1 μm. Die Zwischenschicht wird für verschiedene Zwecke gebildet und dient zumindest als eine von einer Schutzschicht, die die übertragene Schicht 140 physikalisch und chemisch schützt, Isolierschicht, leitenden Schicht, Abschattungsschicht für Laserlicht, Sperrschicht, die eine Wanderung verhindert, und Reflexionsschicht.
In einigen Fällen kann die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 direkt auf der Trennschicht 120 gebildet werden, indem die Bildung der Zwischenschicht, wie des SiO₂-Films, unterlassen wird.
Die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 enthält eine Dünnfilmvorrichtung, wie einen TFT, wie an der rechten Seite von 18 dargestellt ist. Ebenso wie ein TFT können auch andere Dünnfilmvorrichtungen, die in der ersten Ausführungsform dargestellt sind, verwendet werden. Diese Dünnfilmvorrichtungen werden im Allgemeinen bei einer relativ hohen Prozesstemperatur gebildet, die dem Bildungsverfahren eigen ist. Somit muss, wie zuvor beschrieben, das Substrat 100 eine relativ hohe Zuverlässigkeit haben und gegenüber der Prozesstemperatur beständig sein.
[Schritt 3] Wie in 19 dargestellt ist, wird die Dünnfilmvorrichtungsschicht 140 an ein Übertragungselement 180 unter Verwendung einer Haftschicht 160 geklebt. Bevorzugte Beispiele für Haftmittel, die die Haftschicht 160 bilden, sind in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wenn zum Beispiel ein härtbares Haftmittel verwendet wird, wird das härtbare Haftmittel auf die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 aufgetragen, das Übertragungselement 180 wird daran geklebt, das härtbare Haftmittel wird durch ein Härtungsverfahren abhängig von der Eigenschaft gehärtet, so dass es an der übertragenen Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 mit dem Übertragungselement 180 haftet. Wenn ein lichthärtendes Haftmittel verwendet wird, wird die äußere Oberfläche des transparenten Substrats 100 oder des transparenten Übertragungselements 180 (oder beide äußeren Oberflächen des transparenten Substrats und des transparenten Übertragungselements) mit Licht bestrahlt. Ein lichthärtendes Haftmittel, das die Dünnfilmvorrichtungsschicht kaum beeinträchtigt, wird vorzugsweise als Haftmittel verwendet.
Anstelle der Methode, die in der Zeichnung dargestellt ist, kann die Haftschicht 160 auf dem Übertragungselement 180 gebildet werden und die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 kann daran geklebt werden. Als Alternative kann die Bildung der Haftschicht 160 unterlassen werden, wenn das Übertragungselement 180 Hafteigenschaften hat.
Beispiele für die Übertragungselemente 180 sind in der ersten Ausführungsform beschrieben.
[Schritt 4] Wie in 20 dargestellt ist, wird die Rückseite des Substrats 100 mit Licht bestrahlt. Das Licht, das durch das Substrat 100 geht, fällt auf die Trennschicht 120. Dadurch tritt eine innere und/oder Grenzflächenablö sung ein, die die Haftkräfte verringert oder beseitigt. Aufgrund des Auftretens der inneren und/oder Grenzflächenablösung in der Trennschicht 120 wird angenommen, dass eine Ablation der Bestandteile in der Trennschicht 120 eintritt, dass Gas, das in der Trennschicht 120 gehalten wird, freigesetzt wird, und dass ein Phasenübergang, wie ein Schmelzen oder Verdampfen unmittelbar nach der Lichtbestrahlung eintritt.
Wobei das Wort "Ablation" dieselbe Bedeutung hat wie in der ersten Ausführungsform.
Das einfallende Licht ist mit dem Licht identisch, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird. Insbesondere werden vorzugsweise Exzimerlaser verwendet. Die Exzimerlaser geben Hochenergielaserstrahlen in einem kürzeren Wellenlängenbereich aus, was eine Ablation der Trennschicht 120 innerhalb einer wesentlich kürzeren Zeit bewirkt. Die Trennschicht 120 wird daher im Wesentlichen ohne Temperaturanstieg gespalten und somit ohne Verschlechterung oder Beschädigung des benachbarten oder angrenzenden Übertragungselements 180 und Substrats 100.
Wenn die Ablation der Trennschicht 120 von der Wellenlänge des einfallenden Lichts abhängig ist, ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls etwa 100 nm bis 350 nm ist.
23 ist eine Graphik der Durchlässigkeit gegenüber der Wellenlänge des Lichts in dem Substrat 100. Wie in der Grafik dargestellt ist, steigt die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 300 nm steil an. In einem solchen Fall werden Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 300 nm (zum Beispiel Xe-Cl-Exzimerlaserstrahlen mit einer Wellenlänge von 308 nm) verwendet. Wenn die Trennschicht 120 mit Hilfe des Phasenübergangs abgelöst wird, zum Beispiel Gasentwicklung, Verdampfung oder Sublimation, ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls etwa 350 nm bis 1200 nm ist.
Die Energiedichte des einfallenden Laserstrahls, und insbesondere des Exzimerlaserstrahls, ist ähnlich jener in der ersten Ausführungsform.
Wenn das Licht, das durch die Trennschicht 120 geht, die übertragene Schicht 140 erreicht und die Schicht nachteilig beeinträchtigt, kann ein metallischer Film 124, der aus Tantal (Ta) usw. besteht, auf der Trennschicht (Laserabsorptionsschicht) 120 gebildet werden. Das Laserlicht, das durch die Trennschicht 120 geht, wird an der Grenzfläche mit dem metallischen Film 124 vollständig reflektiert, und beeinträchtigt daher die Dünnfilmvorrichtung nicht, die auf dem metallischen Film bereitgestellt ist. Es ist bevorzugt, dass die Intensität des einfallenden Lichts, wie des Laserlichts, gleichförmig ist. Die Richtung des einfallenden Lichts ist nicht immer senkrecht zu der Trennschicht 120 und kann um einen bestimmten Winkel von der senkrechten Richtung verschoben sein.
Wenn die Fläche der Trennschicht 120 größer als die Bestrahlungsfläche pro Abtastung des einfallenden Lichts ist, kann die gesamte Region der Trennschicht 120 zwei oder mehrere Male an derselben Position bestrahlt werden. Als Alternative können dieselbe Position oder unterschiedliche Positionen mit verschiedenen Arten oder verschiedenen Wellenlängen (Wellenlängenregionen) des einfallenden Lichts (Laserlichts) bestrahlt werden.
Anschließend wird das Substrat 100, wie in 21 dargestellt ist, von der Trennschicht 120 gelöst, indem eine Kraft auf das Substrat 100 ausgeübt wird. Ein Teil der Trennschicht kann nach der Ablösung auf dem Substrat 100 verbleiben, was in 21 nicht dargestellt ist.
Wie in 22 dargestellt ist, wird die restliche Trennschicht 120 durch Ätzen, Aschen, Waschen, Polieren oder eine Kombination davon entfernt. Die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 wird dadurch auf das Übertragungselement 180 übertragen. Ebenso wird der Teil der Trennschicht, der auf dem Substrat 100 verbleibt, entfernt. Wenn das Substrat 100 aus einem teuren oder seltenen Material besteht, wie Quarzglas, wird es vorzugsweise wiederverwendet (rezykliert). Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist bei dem Substrat 100, das wiederverwendet wird, anwendbar und somit nützlich.
Die Übertragung der übertragenen Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 auf das Übertragungselement 180 wird durch diese Schritte vollendet. Der SiO₂-Film, der an die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 angrenzt, kann entfernt werden, oder eine leitende Schicht zur Verdrahtung und/oder ein Schutzfilm können auf der übertragenen Schicht 140 gebildet werden.
In der vorliegenden Erfindung wird die übertragene Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 nicht direkt als gelöstes Element abgetrennt, sondern die Trennschicht, die an der übertragenen Schicht (Dünnfilmvorrichtungsschicht) 140 haftet, wird abgelöst und somit wird eine gleichförmige Ablösung oder Übertragung leicht, sicher und gleichmäßig erreicht, unabhängig von Eigenschaften und Zuständen des gelösten Elements (der übertragenen Schicht 140). Da das gelöste Element (die übertragene Schicht 140) während des Ablösevorgangs nicht beschädigt wird, kann sie eine hohe Zuverlässigkeit beibehalten.
Die Beispiele 1 bis 19 in der ersten Ausführungsform können auch bei der dritten Ausführungsform angewendet werden.
[Vierte Ausführungsform]
Die vierte Ausführungsform enthält eine Modifizierung eines Schritts in der dritten Ausführungsform.
[Bildung einer amorphen Siliziumschicht in Schritt 1]
Wenn die Trennschicht 120 aus amorphem Silizium (a-Si) besteht, wird sie vorzugsweise durch einen chemischen Dampfabscheidungs-(CVD-)Prozess gebildet, und insbesondere durch einen Niederdruck-(LP-)CVD-Prozess, im Vergleich zu Plasma-CVD-, Atmosphärendruck-(AP-)CVD- und ECR-Prozessen. Zum Beispiel enthält eine amorphe Siliziumschicht, die durch den Plasma-CVD-Prozess gebildet wird, eine relativ große Menge an Wasserstoff. Die Gegenwart von Wasserstoff erleichtert die Ablation der amorphen Siliziumschicht, wobei Wasserstoff von der amorphen Siliziumschicht bei einer Temperatur über 350°C freigesetzt wird. Die Entwicklung von Wasserstoff während des Schritts zur Bildung der Dünnfilmvorrichtung kann eine Ablösung des Films verursachen. Ferner hat der Plasma-CVD-Film ein relativ geringes Haftvermögen, und somit kann das Substrat 100 von der übertragenen Schicht 140 in einem Nasswaschschritt in der Herstellung der Vorrichtung gelöst werden. Im Gegensatz dazu hat der LPCVD-Film keine Möglichkeit einer Entwicklung von Wasserstoff und hat ein ausreichendes Haftvermögen.
Die Dicke der amorphen Siliziumschicht 120 als Trennschicht wird unter Bezugnahme auf 39 beschrieben. In 39 stellt die horizontale Achse die Dicke der amorphen Siliziumschicht dar, und die vertikale Achse stellt die optische Energie dar, die in dieser Schicht absorbiert ist. Wenn, wie zuvor beschrieben, die amorphe Siliziumschicht mit Licht bestrahlt wird, tritt eine Ablation ein.
Das Wort "Ablation" bedeutet, dass die festen Komponenten (die Bestandteile der Trennschicht 120), die das einfallende Licht absorbiert haben, photochemisch und thermisch erregt werden und Atome und Moleküle in den festen Kompo nenten durch die Kettenspaltung freigesetzt werden. Die Ablation wird als Phasenübergang, wie Schmelzen oder Verdampfen, in einem Teil oder der Gesamtheit der Bestandteile der Trennschicht 120 beobachtet. Ebenso kann eine Feinaufschäumung durch den Phasenübergang gebildet werden, was zu einer verminderten Haftkraft führt.
Die absorbierte Energie, die für die Ablation erforderlich ist, nimmt mit abnehmender Dicke ab, wie in 39 dargestellt ist.
Daher wird die Dicke der amorphen Siliziumschicht 120 als Trennschicht in dieser Ausführungsform verringert. Die Energie des Lichts, das auf die amorphe Siliziumschicht 120 fällt, wird dadurch verringert, was zu einem geringeren Energieverbrauch und einer Miniaturisierung der Lichtquelleneinheit führt.
Der Dickenwert der amorphen Siliziumschicht 120 als Trennschicht wird nun untersucht. Wie in 39 dargestellt ist, nimmt die absorbierte Energie, die für die Ablation erforderlich ist, ab, wenn die Dicke des amorphen Siliziums abnimmt. Gemäß der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder ist bevorzugt, dass die Dicke 25 nm oder weniger beträgt und somit eine Ablation durch die Energie einer allgemeinen Lichtquelleneinheit eintreten kann. Obwohl die untere Grenze der Dicke nicht begrenzt ist, kann eine untere Grenze von 5 nm angesichts der sicheren Bildung und Haftfähigkeit der amorphen Siliziumschicht bestimmt werden. Daher reicht die bevorzugte Dicke der amorphen Siliziumschicht 120 von 5 nm bis 25 nm und insbesondere 15 nm oder weniger, um eine weitere Energieeinsparung und höhere Haftfähigkeit zu erreichen. Der optimale Bereich für die Dicke ist 11 nm oder weniger, und die absorbierte Energie, die für die Ablation erforderlich ist, kann nahe dieser Dicke signifikant verringert werden.
[Fünfte Ausführungsform]
Die fünfte Ausführungsform enthält eine Modifizierung eines Schrittes in der dritten oder vierten Ausführungsform.
[Verstärkung des Übertragungselements in Schritt 3]
Obwohl das Übertragungselement 180 vorzugsweise ein bestimmtes Maß an Steifheit als mechanische Eigenschaft aufweist, kann es Flexibilität oder Elastizität haben. Eine solche mechanische Eigenschaft des Übertragungselements 180 wird unter Berücksichtigung des folgenden Punktes bestimmt. Wenn die Trennschicht 120 mit Licht bestrahlt wird, wird das Bildungsmaterial der Trennschicht 120 photochemisch oder thermisch erregt, und Moleküle oder Atome auf und in der Schicht werden gespalten, um Moleküle oder Atome nach außen freizusetzen. Es ist bevorzugt, dass das Übertragungselement 180 eine mechanische Stärke aufweist, die der Spannung widersteht, die auf den oberen Abschnitt der Trennschicht 120 in Verbindung mit der Freisetzung von Molekülen oder Atomen wirkt. Eine Verformung oder ein Bruch an dem oberen Abschnitt der Trennschicht 120 kann dadurch verhindert werden.
Eine solche mechanische Festigkeit kann nicht nur dem Übertragungselement 180 verliehen werden, sondern auch mindestens einer Schicht, die über der Trennschicht 120 liegt, das heißt, der übertragenen Schicht 140, der Haftschicht 160 und dem Übertragungselement 180. Die Materialien für und die Dicke der übertragenen Schicht 140, der Haftschicht 160 und des Übertragungselements 180 können bestimmt werden, um eine solche mechanische Festigkeit zu erreichen.
Wenn eine Kombination aus der übertragenen Schicht 140, der Haftschicht 160 und dem Übertragungselement 180 keine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, kann eine Verstärkungsschicht 132 an einer geeigneten Position über der Trennschicht 120 gebildet werden, wie in 42(A) bis 42(E) dargestellt ist.
Die Verstärkungsschicht 132, die in 42(A) dargestellt ist, ist zwischen der Trennschicht 120 und der übertragenen Schicht 140 bereitgestellt. Nach der Bildung der Ablösung in der Trennschicht 120 und dem Ablösen des Substrats 100 kann die Verstärkungsschicht 132 gemeinsam mit der verbleibenden Trennschicht 120 von der übertragenen Schicht 140 entfernt werden. Wie in 42(B) dargestellt ist, kann die Verstärkungsschicht 132, die über der übertragenen Schicht 140 bereitgestellt ist, auch von der übertragenen Schicht 140 entfernt werden, nachdem die Trennschicht 120 gespalten wurde. Die Verstärkungsschicht 132, wie in 42(C) dargestellt ist, dient zum Beispiel als Isolierschicht in der übertragenen Schicht 140, die aus mehreren Schichten besteht. Jede Verstärkungsschicht 132, die in 42(D) und 42(E) dargestellt ist, wird unter oder auf der Haftschicht 160 angeordnet. In einem solchen Fall kann sie später nicht entfernt werden.
[Sechste Ausführungsform]
Die sechste Ausführungsform enthält eine Modifizierung eines Schrittes in einer der dritten, vierten und fünften Ausführungsform.
[Bildung einer optischen Absorptionsschicht auf der Basis von amorphem Silizium als Trennschicht in Schritt 4]
Es ist bevorzugt, dass ein Verfahren, wie in 40 oder 41 dargestellt ist, anstelle des Verfahrens angewendet wird, das in 38 dargestellt ist. In 40 wird eine amorphe Siliziumschicht 120 als Trennschicht verwendet und eine andere amorphe Siliziumschicht 126 wird auch als optische Absorptionsschicht auf Siliziumbasis verwendet.
Zur Trennung dieser zwei amorphen Siliziumschichten 120 und 126 wird ein Siliziumoxid-(SiO₂-)Film als Zwischenschicht auf Siliziumbasis eingefügt. Selbst wenn das einfallende Licht durch die amorphe Siliziumschicht 120 als Trennschicht geht, wird das durchgegangene Licht in der amorphen Siliziumschicht 126 als optische Absorptionsschicht auf Siliziumbasis absorbiert. Dadurch wird die Dünnfilmvorrichtung, die darauf bereitgestellt ist, nicht nachteilig beeinträchtigt. Da die zwei zusätzlichen Schichten 126 und 128 aus Silizium bestehen, gibt es keine metallischen Verunreinigungen usw., wenn eine etablierte herkömmliche Filmabscheidungstechnologie verwendet wird.
Wenn die Dicke der amorphen Siliziumschicht 120 als Trennschicht größer als die Dicke der amorphen Siliziumschicht 126 als optische Absorptionsschicht ist, kann eine Ablösung in der amorphen Siliziumschicht 126 sicher verhindert werden. Unabhängig von einem solchen Verhältnis der Dicke jedoch ist die optische Energie, die auf die amorphe Siliziumschicht 126 fällt, deutlich geringer als die optische Energie, die auf die amorphe Siliziumschicht 120 als Trennschicht fällt, und es tritt keine Ablation in der amorphen Siliziumschicht 126 auf.
41 zeigt einen Fall, in dem eine optische Absorptionsschicht 130 auf Siliziumbasis bereitgestellt ist, die aus einem anderen Material besteht als die Trennschicht 120, wobei die Zwischenschicht auf Siliziumbasis nicht immer notwendig ist.
Wenn eine Gegenmaßnahme für einen optischen Austritt in der Trennschicht 120 verwendet wird, wie in 40 oder 41 dargestellt ist, können nachteilige Wirkungen auf die Dünnfilmvorrichtung sicher verhindert werden, selbst wenn die optische Absorptionsenergie für das Ablösen der Trennschicht 120 hoch ist.
[Siebente Ausführungsform]
Die siebente Ausführungsform enthält eine Modifizierung eines Schrittes in einer der dritten bis sechsten Ausführungsform.
[Modifizierung der Bestrahlung mit Licht in Schritt 4]
Ein Verfahren zur Bestrahlung mit Licht, das für einen Fall geeignet ist, der keinen metallischen Film 124 aufweist, wie in 38 dargestellt ist, und die Dünnfilmvorrichtung nicht beeinträchtigt, wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ab 43 beschrieben.
43 und 44 zeigen ein Verfahren zum Bestrahlen annähernd der gesamten Trennschicht 120 mit Licht. In jeder Zeichnung ist die Anzahl der Abtastungen von Linienstrahlen durch N dargestellt, und die Strahlabtastung wird so ausgeführt, dass die Region 20(N), die mit dem N-ten Linienstrahl 10 bestrahlt wird, nicht mit der Region 20(N + 1) überlappt, die mit dem (N + 1)-ten Linienstrahl 10 bestrahlt wird. Dadurch wird eine Nieder- und Nicht-Bestrahlungsregion 30, die signifikant schmäler als jede bestrahlte Region ist, zwischen den zwei benachbarten Regionen 20(N) und 20(N + 1) gebildet.
Wenn der Linienstrahl 10 zu der Richtung, die durch den Pfeil A dargestellt ist, im Verhältnis zu dem Substrat 100 bewegt wird, während der Strahl ausgestrahlt wird, wird eine Nieder-Bestrahlungsregion 30 gebildet. Als Alternative, wenn der Strahl nicht während einer solchen Bewegung ausgestrahlt wird, wird eine Nicht-Bestrahlungsregion 30 gebildet.
Wenn die Regionen, die mit verschiedenen Linienstrahlen bestrahlt werden, einander überlappen, wird die Trennschicht 120 mit einer übermäßigen Lichtmenge bestrahlt, die größer als jene ist, die für eine innere und/oder Grenzflächenablösung erforderlich ist. Wenn das Licht, das aus der Trennschicht 120 austritt, auf die übertragene Schicht 140 fällt, die eine Dünnfilmvorrichtung enthält, verschlechtern sich elektrische und andere Eigenschaften der Dünnfilmvorrichtung.
In dem Verfahren, das in 43 und 44 dargestellt ist, wird die Trennschicht 120 nicht mit einem solchen übermäßigen Licht bestrahlt und somit können die ursprünglichen Eigenschaften, die der Dünnfilmvorrichtung eigen sind, erhalten bleiben, nachdem sie auf das Übertragungselement übertragen wurde. Obwohl keine Ablösung in der Nieder- oder Nicht-Bestrahlungsregion 30 in der Trennschicht 120 eintritt, kann die Haftfähigkeit zwischen der Trennschicht 120 und dem Substrat 100 zufriedenstellend durch Ablösung in den Regionen verringert werden, die mit den Laserstrahlen bestrahlt werden.
Ein Beispiel für eine Strahlabtastung angesichts der Intensität des Linienstrahls 10 wird unter Bezugnahme auf 44 bis 47 beschrieben.
In 44 wird die Strahlabtastung so ausgeführt, dass die Region 20(N), die mit dem N-ten Linienstrahl 10 bestrahlt wird, mit der Region 20(N + 1) überlappt, die mit dem (N + 1)-ten Linienstrahl 10 bestrahlt wird. Dadurch wird eine doppelt bestrahlte Region 40 zwischen den zwei benachbarten Regionen 20(N) und 20(N + 1) gebildet.
Die folgende Beschreibung ist eine Erklärung, warum kein Austritt, der durch übermäßiges einfallendes Licht verursacht wird, in der doppelt bestrahlten Region 40 in der Trennschicht 120 eintritt, und warum die ursprünglichen Eigenschaften der Dünnfilmvorrichtung beibehalten werden können.
46 und 47 sind Grafiken von Verteilungen der optischen Intensität gegenüber der Position der zwei benachbarten Linienstrahlen 10 und 10 in der Strahlabtastung.
Gemäß der Verteilung der optischen Intensität, die in 46 dargestellt ist, hat jeder Linienstrahl 10 eine flache Spitze 10a mit einer maximalen Intensität an einer vorbestimmten Region, die die Strahlmitte enthält. Die zwei benachbarten Linienstrahlen 10 und 10 werden so geführt, dass die zwei entsprechenden flachen Spitzen 10a einander nicht überlappen.
Im Gegensatz dazu hat gemäß der Verteilung der optischen Intensität, die in 47 dargestellt ist, jeder Linienstrahl 10 eine Strahlmitte mit einer maximalen Intensität, wobei die optische Intensität an einem Punkt fernab der Strahlmitte abnimmt. Die zwei benachbarten Linienstrahlen 10 und 10 werden so abgetastet, dass die zwei strahleffektiven Regionen mit einer Intensität, die 90% der maximalen Intensität jedes Linienstrahls 10 ist, einander nicht überlappen.
Dadurch ist die Gesamtdosis (Summierung von Produkten der optischen Intensitäten mal bestrahlte Zeiten an jeder Position) der Lichtstrahlen, die auf die doppelt bestrahlte Region 40 fallen, niedriger ist als jene der flachen Region oder strahleffektiven Region. Die doppelt bestrahlte Region 40 wird daher zuerst bei der zweiten Bestrahlung mit den Strahlen gespalten, und dies entspricht nicht der übermäßigen Bestrahlung mit dem Strahl. Wenn die relevante Region der Trennschicht bei der ersten Bestrahlung gespalten wird, wird die Intensität in der zweiten Bestrahlung des Lichtstrahls, der auf die Dünnfilmvorrichtung fällt, verringert und somit kann eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der Dünnfilmvorrichtung verhindert oder deutlich auf einen praktischen Wert verringert werden.
Zur Unterdrückung des Austritts von Licht in der doppelt bestrahlten Region 40 ist bevorzugt, dass die Intensität jedes Strahls, der auf die doppelt bestrahlte Region 40 einfällt, geringer als 90%, insbesondere 80% oder weniger, und ganz besonders 50% oder weniger der maximalen Intensität in der Mitte jedes Strahls ist. Wenn die Intensität des Strahls signifikant hoch ist, so dass eine Ablösung bei einer Intensität eintritt, die die Hälfte (50%) der maximalen Intensität des Strahls ist, kann eine Überlappung in Regionen, in welchen die Intensität höher als die halbe maximale Intensität ist, vermieden werden.
solche Bestrahlungsmoden können auch bei Strahlformen anwendbar sein, wie einem Punktstrahl, die kein Linienstrahl sind. In der Punktstrahlabtastung müssen vertikale und horizontale Verhältnisse zwischen den benachbarten bestrahlten Regionen berücksichtigt werden.
Die Richtung des einfallenden Lichts, einschließlich Laserlichts, ist nicht auf die Richtung senkrecht zu der Trennschicht 120 begrenzt, und kann um einen bestimmten Winkel von der senkrechten Richtung verschoben sein, solange die Intensität des einfallenden Lichts im Wesentlichen gleichförmig in der Trennschicht 120 ist.
Ein Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Das Beispiel entspricht einer Modifizierung der Laserbestrahlung in Beispiel 1 der dritten Ausführungsform.
(Modifiziertes Beispiel 1)
Ein Quarzsubstrat mit einer Länge von 50 mm, einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 1,1 mm (Erweichungspunkt: 1630°C, Verformungspunkt: 1070°C und Durchlässigkeit des Exzimerlasers: etwa 100%) wurde hergestellt, und ein Film aus amorphem Silizium (a-Si) als Trennschicht (Laserabsorp tionsschicht) wurde an der einen Seite des Quarzsubstrats durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas, 425°C) gebildet. Die Dicke der Trennschicht war 100 nm.
Ein SiO₂-Film als Zwischenschicht wurde auf der Trennschicht durch einen ECR-CVD-Prozess (SiH₄ + O₂-Gas, 100°C) gebildet. Die Dicke der Zwischenschicht war 200 nm.
Ein polykristalliner Siliziumfilm (oder polykristallines Silizium) mit einer Dicke von 50 nm als übertragene Schicht wurde auf der Zwischenschicht durch einen CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas) gebildet. Der polykristalline Siliziumfilm wurde strukturiert, um Source/Drain/Kanal-Regionen eines Dünnfilmtransistors zu bilden. Nachdem ein SiO₂-Gate-Isolierfilm durch Wärmeoxidation der Oberfläche des polykristallinen Siliziumfilms gebildet wurde, wurde eine Gate-Elektrode (eine Struktur, in der ein Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Mo, auf dem polykristallinen Silizium abgeschieden wurde) auf dem Gate-Isolierfilm gebildet, und Source- und Drain-Regionen wurden durch Selbstausrichtung mit Hilfe der Ionenimplantation unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske gebildet. Dadurch wurde ein Dünnfilmtransistor gebildet.
Ein Dünnfilmtransistor mit ähnlichen Eigenschaften kann durch einen Niedertemperaturprozess anstelle eines solchen Hochtemperaturprozesses gebildet werden. Zum Beispiel wurde ein amorpher Siliziumfilm mit einer Dicke von 50 nm als übertragene Schicht auf einem SiO₂-Film als Zwischenschicht auf der Trennschicht durch einen Niederdruck-CVD-Prozess (Si₂H₆-Gas, 425°C) gebildet und der amorphe Siliziumfilm wurde mit Laserstrahlen bestrahlt (Wellenlänge: 308 nm), um das amorphe Silizium durch Kristallisierung zu einem polykristallinen Siliziumfilm zu modifizieren. Der polykristalline Siliziumfilm wurde zur Bildung von Source/Drain/Kanal-Regionen mit einer bestimmten Struktur eines Dünnfilmtransistors strukturiert. Nachdem ein SiO₂Gate-Isolierfilm auf dem polykristallinen Siliziumfilm durch einen Niederdruck-CVD-Prozess abgeschieden wurde, wurde eine Gate-Elektrode (eine Struktur, in der ein Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Mo, auf dem polykristallinen Silizium abgeschieden wurde) auf dem Gate-Isolierfilm gebildet, und Source- und Drain-Regionen wurden durch Selbstausrichtung mit Hilfe der Ionenimplantation unter Verwendung der Gate-Elektrode als Maske gebildet. Dadurch wurde ein Dünnfilmtransistor gebildet.
Anschließend wurden Elektroden und Leitungen, die an die Source- und Drain-Regionen angeschlossen waren und Leitungen, die an die Gate-Elektrode angeschlossen waren, falls notwendig gebildet. Diese Elektroden und Leitungen bestehen im Allgemeinen aus Aluminium, aber dies ist keine Einschränkung. Ein Metall (das nicht durch Laserbestrahlung im folgenden Schritt geschmolzen wird) mit einem Schmelzpunkt, der höher als jener von Aluminium ist, kann verwendet werden, wenn ein Schmelzen von Aluminium in dem folgenden Laserbestrahlungsschritt erwartet wird.
Ein UV-härtbares Haftmittel (Dicke: 100 μm) wurde auf den Dünnfilmtransistor aufgetragen, ein großes, transparentes Glassubstrat (Natronglas, Erweichungspunkt; 740°C, Verformungspunkt: 511°C) als Übertragungselement wurde an den Haftfilm geklebt und die äußere Oberfläche des Glassubstrats wurde mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um diese Schichten durch Härten des Haftmittels zu fixieren.
Die Oberfläche des Quarzsubstrats wurde mit Xe-Cl-Exzimerlaserstrahlen (Wellenlänge: 308 nm) bestrahlt, um eine Ablösung (innere und Grenzflächenablösung) der Trennschicht zu bewirken. Die Energiedichte des Xe-Cl-Exzimerlasers war 250 mJ/cm² und die Bestrahlungszeit war 20 Nanosekunden. Die Exzimerlaser-Bestrahlungsmethoden enthalten eine Punktstrahl-Bestrahlungsmethode und eine Linienstrahl-Bestrahlungsmethode. Bei der Punktstrahl-Bestrahlungsmethode wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 8 mm mal 8 mm) mit einem Punktstrahl bestrahlt, und die Punktbestrahlung wird wiederholt, während der Punktstrahl die bestrahlten Regionen so abtastet, dass keine Überlappung (in horizontaler und vertikaler Richtung) entsteht, wie in 43 dargestellt ist. Bei der Linienstrahl-Bestrahlung wird eine bestimmte Flächeneinheit (zum Beispiel 378 mm mal 0,1 mm oder 378 mm mal 0,3 mm) (mit einer Absorption von 90% oder mehr der einfallenden Energie)) bestrahlt, während der Linienstrahl die bestrahlten Regionen so abtastet, dass diese nicht überlappen, wie in 43 dargestellt ist. Als Alternative kann die Bestrahlung so ausgeführt werden, dass die Gesamtintensität der Strahlen in der doppelt bestrahlten Region verringert ist.
Anschließend wurde das Quarzsubstrat von dem Glassubstrat (Übertragungselement) an der Trennschicht gelöst, so dass der Dünnfilmtransistor und die Zwischenschicht, die auf dem Quarzsubstrat gebildet waren, auf das Glassubstrat übertragen wurden. Die Trennschicht, die auf der Zwischenschicht auf dem Glassubstrat verblieb, wurde durch Ätzen, Waschen oder eine Kombination davon entfernt. Ein ähnlicher Prozess wurde bei dem Quarzsubstrat zum Rezyklieren desselben angewendet.
Wenn das Glassubstrat als Übertragungselement größer als das Quarzsubstrat ist, kann die Übertragung von dem Quarzsubstrat auf das Glassubstrat gemäß diesem Beispiel wiederholt werden, um eine Reihe von Dünnfilmtransistoren an verschiedenen Positionen auf dem Quarzsubstrat zu bilden. Eine größere Anzahl von Dünnfilmtransistoren kann durch wiederholte Abscheidungszyklen auf dem Glassubstrat gebildet werden.
[Achte Ausführungsform]
Ein Ablöseverfahren gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der achten Ausführungsform besteht das Ablöseelement oder die übertragene Schicht in einer der ersten bis siebenten Ausführungsform aus einem CMOS-TFT.
24 bis 34 sind Querschnittsansichten der Schritte in dem Ablöseverfahren dieser Ausführungsform.
[Schritt 1] Wie in 24 dargestellt ist, werden eine Trennschicht (zum Beispiel eine amorphe Siliziumschicht, die durch einen LPCVD-Prozess gebildet wird) 120, eine Zwischenschicht (zum Beispiel ein SiO₂-Film) 142, und eine amorphe Siliziumschicht (die zum Beispiel durch einen LPCVD-Prozess gebildet wird) 143 in dieser Reihenfolge auf einem Substrat (zum Beispiel einem Quarzsubstrat) 100 abgeschieden, und dann wird die gesamte amorphe Siliziumschicht 143 mit Laserlichtstrahlen bestrahlt, um die Schicht zu glühen. Die amorphe Siliziumschicht 143 wird dadurch durch Rekristallisierung zu einer polkristallinen Siliziumschicht modifiziert.
[Schritt 2] Wie in 25 dargestellt ist, wird die polykristalline Siliziumschicht, die durch Laserglühen gebildet wird, zur Bildung von Inseln 144a und 144b strukturiert.
[Schritt 3] Wie in 26 dargestellt ist, werden Gate-Isolierfilme 148a und 148b zum Bedecken der Inseln 144a und 144b zum Beispiel durch einen CVD-Prozess gebildet.
[Schritt 4] Wie in 27 dargestellt ist, werden Gate-Elektroden 150a und 150b, die aus polykristallinem Silizium oder Metall bestehen, gebildet.
[Schritt 5] Wie in 28 dargestellt ist, wird eine Maskenschicht 170, die aus einem Polyimidharz usw. besteht, gebildet und Bor (B) wird zum Beispiel durch Selbstausrichtung unter Verwendung der Gate-Elektrode 150b und der Maskenschicht 170 als Masken ionenimplantiert. Dadurch werden p-dotierte Schichten 172a und 172b gebildet.
[Schritt 6] Wie in 29 dargestellt ist, wird eine Maskenschicht 174, die aus einem Polyimidharz usw. besteht, gebildet und Phosphor (P) wird zum Beispiel durch Selbstausrichtung unter Verwendung der Gate-Elektrode 150a und der Maskenschicht 174 als Masken ionenimplantiert. Dadurch werden n-dotierte Schichten 146a und 146b gebildet.
[Schritt 7] Wie in 30 dargestellt ist, wird eine Zwischenisolierschicht 154 gebildet, Kontaktlöcher werden selektiv gebildet, und dann werden Elektroden 152a bis 152d gebildet.
Der gebildete CMOS-TFT entspricht der übertragenen Schicht (Dünnfilmvorrichtung), die in 18 bis 22 dargestellt ist. Auf der Zwischenisolierschicht 154 kann ein Schutzfilm gebildet werden.
[Schritt 8] Wie in 31 dargestellt ist, wird eine Epoxidharzschicht 160 als Haftschicht auf dem CMOS-TFT gebildet und dann wird der TFT auf das Übertragungselement (zum Beispiel einem Natronglassubstrat) 180 mit der Epoxidharzschicht 160 geklebt. Das Epoxidharz wird durch Wärme gehärtet, um das Übertragungselement 180 und den TFT zu fixieren.
Ein photo-polymeres Harz, das ein UV-härtbares Haftmittel ist, kann auch als Haftschicht 160 verwendet werden. In einem solchen Fall wird das Übertragungselement 180 mit Ultraviolettstrahlen zur Härtung des Polymers bestrahlt.
[Schritt 9] Wie in 32 dargestellt ist, wird die Rückfläche des Substrats 100 mit zum Beispiel Ce-Cl-Exzimerlaserstrahlen bestrahlt, um eine innere und/oder Grenzflächenablösung der Trennschicht 120 zu bewirken.
[Schritt 10] Wie in 33 dargestellt ist, wird das Substrat 100 gelöst.
[Schritt 11] Die Trennschicht 120 wird durch Ätzen entfernt. Wie in 34 dargestellt ist, wird dadurch der CMOS-TFT auf das Übertragungselement 180 übertragen.
[Neunte Ausführungsform]
Die Verwendung der Übertragungstechnologien von Dünnfilmvorrichtungen, die in der ersten bis achten Ausführungsform beschrieben sind, ermöglicht die Bildung eines Mikrocomputers, der aus Dünnfilmvorrichtungen besteht, auf einem bestimmten Substrat, wie zum Beispiel in 35(a) dargestellt ist. In 35(a) sind auf einem flexiblen Substrat 182, das aus Kunststoff usw. besteht, eine CPU 300, die mit einer Schaltung bereitgestellt ist, die Dünnfilmvorrichtungen enthält, ein RAM 320, eine Eingangs-/Ausgangsschaltung 360 und eine Solarbatterie 340 mit einer PIN-Verbindungsstelle aus amorphem Silizium zum Zuleiten von elektrischer Energie zu diesen Schaltungen montiert. Da der Mikrocomputer in 35(a) auf dem flexiblen Substrat gebildet ist, ist er krümmungsbeständig, wie in 35(b) dargestellt ist, und aufgrund seines geringen Gewichts beim Herabfallen beständig.
[Zehnte Ausführungsform]
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, die in 36 und 37 dargestellt ist, die ein aktives Matrixsubstrat verwendet, kann durch eine Übertragungstech nik von einer der ersten bis vierten Ausführungsform hergestellt werden.
Wie in 36 dargestellt ist, ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix mit einer Beleuchtungsquelle 400, wie einem Gegenlicht, einer polarisierenden Platte 420, einem aktiven Matrixsubstrat 440, einem Flüssigkristall 460, einem Gegensubstrat 480 und einer polarisierenden Platte 500 bereitgestellt.
Wenn ein flexibles, aktives Matrixsubstrat 440 und ein Gegensubstrat 480, wie ein Kunststofffilm, verwendet wird, kann ein flexibles Flüssigkristallfeld mit aktiver Matrix und geringem Gewicht, das einer Schlageinwirkung widersteht, erhalten werden, indem ein reflektierendes Flüssigkristallfeld unter Verwendung einer reflektiven Platte anstelle der Beleuchtungsquelle 400 verwendet wird. Wenn die Pixelelektrode aus Metall gebildet ist, sind die reflektierende Platte und die polarisierende Platte 420 nicht erforderlich.
Das aktive Matrixsubstrat 440, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist ein aktives Matrixsubstrat mit eingebautem Treiber, in dem ein TFT in einem Pixelabschnitt 442 bereitgestellt ist und eine Treiberschaltung (ein Abtastleitungstreiber und ein Datenleitungstreiber) 444 eingebaut ist.
Eine Schaltung eines Hauptabschnitts der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix ist in 37 dargestellt. Wie in 37 dargestellt ist, ist in einem Pixelabschnitt 442 ein Gate an eine Gate-Leitung G1 angeschlossen, und entweder eine Source oder ein Drain sind an eine Datenleitungen D1 angeschlossen. Ferner enthält der Pixelabschnitt 442 einen TFT (M1) und einen Flüssigkristall 460, wobei das andere von der Source und dem Drain an den Flüssigkristall 460 angeschlossen ist. Ein Treiberabschnitt 444 enthält einen TFT (M2), der durch denselben Prozess gebildet wird wie der TFT (M1) in dem Pixelabschnitt 442.
Das aktive Matrixsubstrat 440 mit den TFTs (M1 und M2) kann durch das Übertragungsverfahren gemäß entweder der dritten oder vierten Ausführungsform gebildet werden.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, werden verschiedene Arten von Ablöseelementen (gelösten Elementen), die zur Bildung von Substraten geeignet sind, auf Übertragungselemente übertragen, die nicht die Substrate sind, die in der Bildung der Übertragungselemente verwendet werden, so dass die Ablöseelemente auf den Übertragungselementen angeordnet sind, die nicht die Substrate sind, die in der Bildung der Ablöseelemente verwendet werden. Daher ist die vorliegende Erfindung in der Herstellung verschiedener Vorrichtungen anwendbar, die Flüssigkristallvorrichtungen und integrierte Halbleiterschaltungen enthalten.

Claims

Ablöseverfahren zum Ablösen eines Dünnfilmtransistors (4), der auf einem transparenten Substrat (1) mit einer dazwischenliegenden Trennschicht (2) gebildet ist, von dem transparenten Substrat (1) und zum Übertragen des Dünnfilmtransistors (4) auf ein Übertragungselement (6), wobei das Übertragungselement zur Verwendung in einem Produkt dient, wobei eine Zwischenschicht (3) zwischen dem Dünnfilmtransistor (4) und der Trennschicht (2) gebildet ist, wobei, sobald das Übertragungselement (6) an der dem Dünnfilmtransistor (4) gegenüberliegenden Seite an das transparente Substrat (1) angeklebt ist, die Trennschicht (2) mit einem Laserstrahl (7) mit einer gleichförmigen Intensität von der Seite des transparenten Substrats (1) bestrahlt wird, wobei der Laserstrahl eine Ablation in der Trennschicht (2) und/oder an der Grenzfläche auslöst und ein Gas von der Trennschicht (2) freisetzt, was zu einer Ablösung führt, um den Dünnfilmtransistor (4) von dem transparenten Substrat (1) zu lösen und den Dünnfilmtransistor auf das Übertragungselement (6) zu übertragen, wobei, wenn die maximale Temperatur bei der Bildung des Dünnfilmtransistors (4) Tmax ist, das Übertragungselement (6) ein Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt umfasst, der geringer als Tmax ist, und das transparente Substrat (1) ein Material mit einem Glasverformungspunkt umfasst, der höher als Tmax ist.
Ablöseverfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: Bilden der Trennschicht (2) auf dem transparenten Substrat (1), Bilden des Dünnfilmtransistors (4) auf der Trennschicht (2) mit der dazwischenliegenden Zwischenschicht (3), und Ankleben des Übertragungselements (6) an der dem Dünnfilmtransistor (4) gegenüberliegenden Seite an das transparente Substrat (1).
Ablöseverfahren nach Anspruch 2, wobei das Ablöseverfahren des Weiteren einen Schritt zum Entfernen der Trennschicht (2) umfasst, die an die Seite des transparenten Substrats (1) und/oder das Übertragungselements (6) geklebt ist, nach der Übertragung des Dünnfilmtransistors (4) auf das Übertragungselement (6).
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement (6) ein zweites transparentes Substrat ist.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement (6) ein Material mit einem Glasübergangspunkt (Tg) oder Erweichungspunkt umfasst, der niedriger als 800°C ist.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement ein Synthetikharz oder Glas umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Laserlicht (7) eine Wellenlänge von 100 nm bis 350 nm hat.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Laserlicht (7) eine Wellenlänge von 350 nm bis 1200 nm hat.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennschicht (2) amorphes Silizium umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 9, wobei das amorphe Silizium 2 Atomprozent oder mehr Wasserstoff (H) enthält.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Trennschicht (2) eine Keramik umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Trennschicht (2) ein Metall umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Trennschicht (2) ein organisches Polymer umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 13, wobei das organische Polymer mindestens ein Radikal, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -CH₂-, -CO-, -CONH-, -NH-, -COO-, -N=N-, und -CH=N-, aufweist.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das organische Polymer eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe in der chemischen Formel hat.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennschicht (2) ein Verbundmaterial umfasst, das eine Mehrzahl von Subschichten (21, 22) enthält.
Ablöseverfahren nach Anspruch 16, wobei die Trennschicht (2) mindestens zwei Subschichten (21, 22) mit verschiedenen Zusammensetzungen oder Eigenschaften umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) zum Absorbieren des einfallenden Lichts und eine andere Schicht (22) mit einer anderen Zusammensetzung oder Eigenschaft als die optische Absorptionsschicht umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) zum Absorbieren des einfallenden Lichts und eine Abschattungsschicht (22) zum Abschatten des einfallenden Lichts umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 19, wobei die Abschattungsschicht (22) an der gegenüberliegenden Seite der optischen Absorptionsschicht (21) zu dem einfallenden Licht liegt.
Ablöseverfahren nach Anspruch 19 oder 21, wobei die Abschattungsschicht (22) eine Reflexionsschicht zum Reflektieren des einfallenden Lichts ist.
Ablöseverfahren nach Anspruch 21, wobei die Reflexionsschicht einen metallischen Dünnfilm umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) umfasst, die amorphes Silizium umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 23, wobei das amorphe Silizium 2 Atomprozent oder mehr Wasserstoff (H) enthält.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) umfasst, die eine Keramik umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) umfasst, die ein Metall umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Trennschicht (2) eine optische Absorptionsschicht (21) umfasst, die ein organisches Polymer umfasst.
Ablöseverfahren nach Anspruch 27, wobei das organische Polymer mindestens ein Radikal, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -CH₂-, -CO-, -CONH-, -NH-, -COO-, -N=N-, und -CH=N-, aufweist.
Ablöseverfahren nach einem der Ansprüche 9, 10, 23 und 24, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Dicke von 25 nm oder weniger hat.
Ablöseverfahren nach Anspruch 29, wobei die amorphe Siliziumschicht eine Dicke von 11 nm oder weniger hat.
Ablöseverfahren nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, wobei die amorphe Siliziumschicht durch einen chemischen Niederdruck-Dampfabscheidungsprozess gebildet wird.
Ablöseverfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, des Weiteren umfassend: Bilden einer optischen Absorptionsschicht (126) auf Siliziumbasis auf der Trennschicht (2, 120); und Bilden des Dünnfilmtransistors (4, 140) auf der optischen Absorptionsschicht auf Siliziumbasis.
Ablöseverfahren nach Anspruch 32, wobei die Trennschicht (2, 120) und die optische Absorptionsschicht (126) amorphes Silizium umfassen, und das Verfahren des Weiteren einen Schritt zum Bereitstellen einer Zwischenschicht (128) auf Siliziumbasis zwischen der Trennschicht (2, 120) und der optischen Absorptionsschicht (126) umfasst.
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn die Trennschicht durch den Laserstrahl bestrahlt wird, die Spannung, die auf die oberen Schichten über der Trennschicht aufgrund der Ablation in der Trennschicht und/oder an der Grenzfläche wirkt, durch die Dehngrenze der oberen Schichten über der Trennschicht absorbiert wird, um eine Verformung und einen Bruch der oberen Schichten über der Trennschicht zu verhindern.
Ablöseverfahren nach Anspruch 34, wobei das Verfahren des Weiteren einen Schritt zum Bilden einer Verstärkungsschicht (132) zum Sichern der Dehngrenze an einer beliebigen Position in den oberen Schichten über der Trennschicht (2, 120) umfasst, vor dem Bestrahlen der Trennschicht mit dem Laserstrahl (7).
Ablöseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennschicht unter Verwendung eines aufeinanderfolgenden Abtastens von Strahlen zum örtlichen Bestrahlen der Trennschicht bestrahlt wird, so dass eine Region, die von dem N-ten Strahl bestrahlt wird (wobei N eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist) nicht mit anderen bestrahlten Regionen überlappt.
Ablöseverfahren nach Anspruch 36, wobei das aufeinanderfolgende Abtasten von Strahlen so ausgeführt wird, dass jeder Strahl eine flache Spitzenregion mit einer maximalen optischen Intensität in der Mitte hat und eine flache Spitzenregion, die durch den N-ten Strahl bestrahlt wird, nicht mit anderen bestrahlten flachen Spitzenregionen überlappt.
Ablöseverfahren nach Anspruch 36, wobei das aufeinanderfolgende Abtasten von Strahlen so ausgeführt wird, dass jeder Strahl eine maximale optische Intensität in einer zentralen Region hat und eine effektive Region, die von dem N-ten Strahl bestrahlt wird, eine Intensität hat, die 90% oder mehr der maximalen Intensität beträgt, nicht mit den anderen effektiven Regionen überlappt, die durch eine andere Strahlabtastung bestrahlt wird.
Ablöseverfahren nach Anspruch 32 oder 33, wobei das Laserlicht eine Wellenlänge von 100 nm bis 350 nm hat.
Ablöseverfahren nach Anspruch 32 oder 33, wobei das Laserlicht eine Wellenlänge von 350 nm bis 1200 nm hat.
Verfahren zum Bilden eines Flüssigkristall-Anzeigebauelements, umfassend: eine Matrix aus Dünnfilmtransistoren, einen Pixelabschnitt, der Pixelelektroden umfasst, die jeweils an ein Ende jedes Dünnfilmtransistors angeschlossen sind, und ein aktives Matrixsubstrat, das durch Übertragen der Dünnfilmtransistoren in dem Pixelabschnitt unter Verwendung eines Ablöseverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 40 erzeugt wird.