專利名稱：薄膜器件的剝離方法、薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法、薄膜器件、有源矩陣基板和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜器件的剝離方法、薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法、薄膜器件、有源矩陣基板和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
例如在制造使用了薄膜晶體管(TFT)的液晶顯示器時，經(jīng)過利用CVD法等在基板上形成薄膜晶體管的工序。由于在基板上形成薄膜晶體管的工序伴隨高溫處理，故必須使用在耐熱性方面良好的材料、即軟化點和熔點高的材料的基板。因此，現(xiàn)在作為能耐受約1000℃的溫度的基板，使用了石英玻璃，作為能耐受500℃左右的溫度的基板，使用了耐熱玻璃。
如上所述，安裝薄膜器件的基板必須滿足制造這些薄膜器件用的條件。即，所使用的基板的確定必須滿足被安裝的器件的制造條件。
但是，如果只著眼于安裝了TFT等薄膜器件的基板完成后的階段，則上述的「基板」不一定是理想的。
例如，如上所述，在經(jīng)過伴隨高溫處理的制造工藝的情況下，雖然使用石英基板或耐熱玻璃基板等，但這些基板是非常貴的，因而，導(dǎo)致制品價格的上升。
此外，玻璃基板具有較重、容易斷裂的性質(zhì)。在掌上型計算機(jī)及攜帶電話機(jī)等的攜帶用的電子裝置中使用的液晶顯示器中，希望盡可能價廉、重量輕、能多少耐受變形、而且即使落下也難以損壞的裝置，但現(xiàn)實的情況是，一般來說，玻璃基板重量較重、抗變形的性能弱、而且存在因落下而導(dǎo)致?lián)p壞的擔(dān)心。
即，在由制造條件產(chǎn)生的限制與對制品所要求的較為理想的特性之間存在差距，要滿足這兩方面的條件及特性是極為困難的。
因此，本申請的申請人提出了在第1基板上利用現(xiàn)有的工藝形成了薄膜器件后，將該薄膜器件從第1基板剝離下來，轉(zhuǎn)移到第2基板上的技術(shù)。因此，在第1基板與作為被轉(zhuǎn)移層的薄膜器件之間形成了分離層。通過例如對該分離層照射光，使作為被轉(zhuǎn)移層的薄膜器件從第1基板剝離下來，使該被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到第2基板一側(cè)。
按照本發(fā)明者的實驗發(fā)現(xiàn)了，在使薄膜器件從第1基板剝離下來時，有時只通過對分離層例如照射光不能在分離層中充分地發(fā)生剝離現(xiàn)象。
而且，按照本發(fā)明者的銳意研究，判明了，該剝離現(xiàn)象是否容易產(chǎn)生依賴于分離層的性質(zhì)。
再者，存在被轉(zhuǎn)移層對于制造被轉(zhuǎn)移層時使用的第1基板的層疊關(guān)系與被轉(zhuǎn)移層對于作為該被轉(zhuǎn)移層的轉(zhuǎn)移目的地的第2基板的層疊關(guān)系互不相同的問題。
因此，本發(fā)明提供這樣一種薄膜器件的剝離方法和使用該方法制造的薄膜器件、有源矩陣基板和液晶顯示裝置，在該方法中，使剝離現(xiàn)象在分離層中發(fā)生之前，對分離層成為容易剝離的狀態(tài)這一點進(jìn)行補(bǔ)償，使薄膜器件容易從基板剝離下來。
本發(fā)明的另一個目的在于提供這樣一種薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，其中，能使被轉(zhuǎn)移層對于制造被轉(zhuǎn)移層時使用的基板的層疊關(guān)系與被轉(zhuǎn)移層對于作為該被轉(zhuǎn)移層的轉(zhuǎn)移目的地的轉(zhuǎn)移體的層疊關(guān)系一致。
發(fā)明的公開(1)本發(fā)明是一種薄膜器件的剝離方法，具有在基板上形成分離層的第1工序；在上述分離層上形成薄膜器件的第2工序；以及使剝離現(xiàn)象在上述分離層的層內(nèi)和/或界面上發(fā)生，使上述基板從上述分離層剝離的第3工序，其特征在于在上述第3工序之前，設(shè)置了對上述分離層注入離子的離子注入工序。
在器件制造中的可靠性高的例如石英基板等的基板上例如預(yù)先設(shè)置具有吸收光的特性的分離層，在該基板上形成TFT等的薄膜器件。較為理想的是，其次，例如通過粘接層將薄膜器件接合到所希望的轉(zhuǎn)移體上。其后，例如對分離層照射光，使剝離現(xiàn)象在該分離層中發(fā)生。由此，例如通過對基板施加力，使薄膜器件從基板剝離下來。
此時，通過在剝離工序之前預(yù)先對分離層注入離子，在剝離工序中的分離層的剝離現(xiàn)象變得顯著，能可靠地使薄膜器件從基板剝離下來。
在此，通過預(yù)先對分離層注入離子，起到在以下的(2)～(5)的任一項中被定義的作用，分離層的剝離現(xiàn)象變得顯著。
(2)較為理想的是，在上述第3工序中包括使注入到上述分離層中的上述離子氣體化的工序。由此，如果分離層內(nèi)的離子被氣體化，則在分離層內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)壓，促進(jìn)該剝離現(xiàn)象。
(3)較為理想的是，在上述(2)的第3工序中包括對上述分離層進(jìn)行光照射的工序。由此，可利用該光使剝離用離子氣體化。此時，如果從基板的背面一側(cè)照射光，則可降低入射到薄膜器件層中的光量，可防止其特性的惡化。
(4)較為理想的是，在上述離子注入工序中，利用上述離子切斷構(gòu)成上述分離層的原子或分子的鍵，預(yù)先在上述分離層中造成損傷。由此，促進(jìn)在其后的剝離工序中產(chǎn)生的分離層中的剝離現(xiàn)象。
(5)較為理想的是，在上述離子注入工序中，利用上述離子使上述分離層的特性變化，預(yù)先削弱上述分離層與上述基板的密接性。由此，促進(jìn)在其后的剝離工序中產(chǎn)生的分離層中的剝離現(xiàn)象。
(6)較為理想的是，上述第2工序包括形成薄膜晶體管用的薄膜晶體管形成工序，上述薄膜晶體管形成工序包括溝道層形成工序，上述離子注入工序在上述溝道層形成工序之后被實施。
溝道形成工序與其它工序相比為高溫處理工序。因而，如果在此之前預(yù)先對分離層注入促進(jìn)剝離現(xiàn)象用的離子，則存在在其后的高溫處理時離子從分離層放出的擔(dān)心。
(7)較為理想的是，上述薄膜晶體管形成工序在上述溝道層形成工序后包括溝道圖形形成工序，上述離子注入工序在上述溝道圖形形成工序之后被實施。
如果預(yù)先形成溝道圖形，則例如即使從溝道圖形一側(cè)注入促進(jìn)剝離現(xiàn)象用的離子，能成為該注入的妨礙的溝道圖形本身的面積也變小。因而，使離子容易到達(dá)分離層。
(8)較為理想的是，在上述溝道層中的成為溝道區(qū)的區(qū)域上形成掩模來實施上述離子注入工序。
如果將離子注入到溝道區(qū)中，則存在晶體管特性惡化的擔(dān)心。再有，對溝道區(qū)進(jìn)行掩蔽來注入離子的工序在溝道圖形形成前或形成后進(jìn)行都可以。
(9)較為理想的是，上述薄膜晶體管形成工序包括在上述溝道圖形形成工序后在該溝道圖形上形成柵絕緣膜的工序和在該柵絕緣膜上形成柵電極的工序，以上述柵電極為掩模來實施上述離子注入工序。
由于柵電極在與溝道相對的位置上形成，故可兼用柵電極作為防止離子注入到溝道區(qū)中的掩模。再有，根據(jù)離子的加速電壓，也可在柵電極上再形成掩模。
(10)較為理想的是，在上述離子注入工序中，同時注入要注入到上述溝道圖形內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)的至少一方中的雜質(zhì)離子和比該雜質(zhì)離子質(zhì)量輕的要注入到上述分離層中的上述離子。
由此，可兼用對分離層的離子注入工序和對源和/或漏區(qū)的雜質(zhì)離子注入工序。再有，由于離子的質(zhì)量比雜質(zhì)離子的質(zhì)量輕，故可到達(dá)處于比源、漏區(qū)深的位置的分離層。
(11)較為理想的是，上述薄膜晶體管形成工序包括形成非晶硅層作為上述溝道層的工序和其后對上述非晶硅層進(jìn)行激光退火使其結(jié)晶的結(jié)晶化工序，在上述結(jié)晶化工序之前實施上述離子注入工序。
通過離子注入工序的實施，即使萬一在溝道層中產(chǎn)生損傷，也可利用其后的激光退火工序來提高結(jié)晶性。
(12)上述離子最好是氫離子。
如果對分離層注入氫離子，則可有助于本發(fā)明的第2～4方面中分別示出的作用。特別是，由于氫離子的質(zhì)量比注入到源、漏中的雜質(zhì)離子(硼、磷等)的質(zhì)量輕，故也適合于第9方面的發(fā)明的實施。再有，作為產(chǎn)生第2方面的氣體化的離子，除了氫離子之外，主要可舉出氮離子等。此外，作為產(chǎn)生第3、4方面的損傷或密接性下降的離子，除了氫離子之外，主要可舉出硅離子等。
(13)較為理想的是，將在上述離子注入工序后被實施的工序的工藝溫度定為不到350℃。
由于注入到分離層中的氫通過被加熱到350℃以上開始逸出，故最好在對分離層的離子注入工序前實施需要350℃以上的工藝溫度的工序。
(14)本發(fā)明的薄膜器件使用上述(1)至(13)中的任一項所述的剝離方法從上述基板剝離下來而構(gòu)成。由于該薄膜器件容易從分離層剝離下來，故剝離時作用的機(jī)械壓力較小就能完成，可減少與該負(fù)載的大小相關(guān)的缺陷。
(15)本發(fā)明的有源矩陣基板是包括配置成矩陣狀的薄膜晶體管和與該薄膜晶體管的一端連接的像素電極來構(gòu)成像素部的有源矩陣基板，其特征在于通過使用上述(6)至(13)的任一項中所述的方法轉(zhuǎn)移上述像素部的薄膜晶體管來制造。
該有源矩陣基板也與上述(13)的發(fā)明相同，可減少缺陷。
(16)本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于使用上述(15)中所述的有源矩陣基板來制造。
因為該液晶顯示裝置使用了上述(15)的有源矩陣基板，故可減少作為液晶顯示裝置整體的缺陷。
(17)本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的特征在于包括在基板上形成第1分離層的第1工序；在上述第1分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的第2工序；在上述被轉(zhuǎn)移層上形成由水溶性或有機(jī)溶劑熔融性的粘接劑構(gòu)成的第2分離層的第3工序；在上述第2分離層上接合一次轉(zhuǎn)移體的第4工序；以上述第1分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述基板的第5工序；在上述被轉(zhuǎn)移層的下表面上接合二次轉(zhuǎn)移體的第6工序；以及使上述第2分離層與水或有機(jī)溶劑接觸，以上述第2分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述一次轉(zhuǎn)移體的第7工序，將包含上述薄膜器件的上述被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體上。
由此，從被轉(zhuǎn)移層的下表面上除去第1分離層，在該下表面上接合了二次轉(zhuǎn)移體后，以第2分離層為邊界，使一次轉(zhuǎn)移體從被轉(zhuǎn)移層脫離。如果這樣做，則對于被轉(zhuǎn)移層來說，二次轉(zhuǎn)移體存在于起初的基板所處的場所，被轉(zhuǎn)移層對于起初的基板的層疊關(guān)系與被轉(zhuǎn)移層對于二次轉(zhuǎn)移體的層疊關(guān)系一致。在此，因為使用水溶性或有機(jī)溶劑熔融性的粘接劑作為第2分離層，故只使第2分離層與水或有機(jī)溶劑接觸就可使一次轉(zhuǎn)移體脫離。
(18)此外，本發(fā)明的另一種薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的特征在于包括在基板上形成第1分離層的第1工序；在上述第1分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的第2工序；在上述被轉(zhuǎn)移層上形成由因加熱或紫外線照射而具有剝離作用的粘接劑構(gòu)成的第2分離層的第3工序；在上述第2分離層上接合一次轉(zhuǎn)移體的第4工序；以上述第1分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述基板的第5工序；在上述被轉(zhuǎn)移層的下表面上接合二次轉(zhuǎn)移體的第6工序；以及對上述第2分離層進(jìn)行加熱或進(jìn)行紫外線照射，以上述第2分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述一次轉(zhuǎn)移體的第7工序，將包含上述薄膜器件的上述被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體上。
總之，作為上述第2分離層，使用了因加熱或紫外線照射而可剝離的粘接劑來代替上述(17)中所述的粘接劑。
由此，如果使第2分離層與因加熱或紫外線照射而可剝離的粘接劑接觸來使一次轉(zhuǎn)移體脫離，則與第17方面的發(fā)明相同，可使被轉(zhuǎn)移層對于起初的基板的層疊關(guān)系與被轉(zhuǎn)移層對于二次轉(zhuǎn)移體的層疊關(guān)系一致。
附圖的簡單說明

圖1是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第1工序的剖面圖。
圖2是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第2工序的剖面圖。
圖3是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第3工序的剖面圖。
圖4是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第4工序的剖面圖。
圖5是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第5工序的剖面圖。
圖6是示出本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的第1實施形態(tài)中的第6工序的剖面圖。
圖7是示出第1基板(圖1的基板100)的透射率對于激光波長的變化的圖。
圖8是示出形成圖2的薄膜器件用的第1工序的剖面圖。
圖9是示出形成圖2的薄膜器件用的第2工序的剖面圖。
圖10是示出形成圖2的薄膜器件用的第3工序的剖面圖。
圖11是示出形成圖2的薄膜器件用的第4工序的剖面圖。
圖12是示出形成圖2的薄膜器件用的第5工序的剖面圖。
圖13是示出形成圖2的薄膜器件用的第6工序的剖面圖。
圖14是示出形成圖2的薄膜器件用的第7工序的剖面圖。
圖15是詳細(xì)地示出圖3中示出的工序用的剖面圖。
圖16是示出圖4中示出的工序細(xì)節(jié)用的剖面圖。
圖17是示出圖5中示出的工序細(xì)節(jié)用的剖面圖。
圖18是示出圖6中示出的工序細(xì)節(jié)用的剖面圖。
圖19(a)、(b)都是使用本發(fā)明制造的微型計算機(jī)的斜視圖。
圖20是說明液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)用的圖。
圖21是示出液晶顯示裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖22是說明液晶顯示裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)用的圖。
圖23是示出使用了本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的第1工序的器件的剖面圖。
圖24是示出使用了本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的第2工序的器件的剖面圖。
圖25是示出使用了本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的第3工序的器件的剖面圖。
圖26是示出使用了本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的第4工序的器件的剖面圖。
圖27是示出使用了本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的第5工序的器件的剖面圖。
圖28是說明本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的另一例用的圖。
圖29是說明本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的又一例用的圖。
圖30是說明本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的變形例用的圖。
圖31是示出在圖9的工序之后被實施的促進(jìn)剝離用的離子的注入工序的剖面圖。
圖32是示出在圖10的工序之后被實施的促進(jìn)剝離用的離子的注入工序的剖面圖。
圖33是示出接著圖6的工序進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)移時的附加工序1的概略剖面圖。
圖34是示出接著圖33的工序進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)移時的附加工序2的概略剖面圖。
圖35是示出接著圖34的工序進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)移時的附加工序3的概略剖面圖。
符號的說明
100 基板120 分離層140 薄膜器件層160 粘接層180 轉(zhuǎn)移體實施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下，根據(jù)在附圖中示出的優(yōu)選實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。
<第1實施形態(tài)>
圖1～圖6是說明作為本發(fā)明的前提的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法用的圖。
如圖1中所示，在基板100上形成分離層(光吸收層)120。
以下，說明基板100和分離層120。
①關(guān)于基板100的說明基板100使用具有光能透過的透光性的基板。
此時，光的透射率是10％以上是較為理想的，是50％以上更為理想。如果該透射率過低，則光的衰減(loss)變大，在剝離分離層方面需要更大的光量。
此外，用可靠性高的材料構(gòu)成基板100是較為理想的，特別是用耐熱性優(yōu)良的材料構(gòu)成是較為理想的。其原因是因為例如在形成下述的被轉(zhuǎn)移層140及中間層142時，有時因其種類或形成方法之故工藝溫度變高(例如350～1000℃左右)，但即使在該情況下，如果基板100在耐熱性方面優(yōu)良，則在基板100上形成被轉(zhuǎn)移層140等時，該溫度條件等的成膜條件的設(shè)定的范圍變寬。
因而，在將被轉(zhuǎn)移層140的形成時的最高溫度設(shè)為Tmax時，用變形點為Tmax以上的材料構(gòu)成基板100是較為理想的。具體地說，基板100的構(gòu)成材料的變形點在350℃以上是較為理想的，在500℃以上更為理想。作為這樣的材料，例如可舉出石英玻璃、康寧(corning)7059、日本電氣玻璃0A-2等耐熱性玻璃。
此外，基板100的厚度雖不特別限定，但一般厚度為約0.1～5.0mm是較為理想的，厚度為約0.5～1.5mm更為理想。如果基板100的厚度過薄，則導(dǎo)致強(qiáng)度的降低，如果過厚，則在基板100的透射率低的情況下，容易產(chǎn)生光的衰減。再有，在基板100的光的透射率高的情況下，其厚度也可超過上述上限值。再有，基板100的厚度最好是均勻的，以便能使光均勻地照射。
②分離層120的說明分離層120通過接受物理的作用(光、熱等)、化學(xué)的作用(與藥液等的化學(xué)反應(yīng)等)或機(jī)械的作用(拉力、振動等)的某一種或多種作用，使其結(jié)合力減少或消失，由此經(jīng)該分離層120促進(jìn)基板100的分離。
作為該分離層120，例如可舉出具有吸收所照射的光、在該層內(nèi)和/或界面處產(chǎn)生剝離(以下稱為「層內(nèi)剝離」、「界面剝離」)的性質(zhì)的物質(zhì)。較為理想的是，利用光的照射，構(gòu)成分離層120的物質(zhì)的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減少，即產(chǎn)生剝離(ablation)，來達(dá)到層內(nèi)剝離和/或界面處剝離即可。
再者，也有利用光的照射，從分離層120放出氣體，從而顯現(xiàn)出分離效果的情況。即，存在下述情況在分離層120中含有的成分變成氣體而放出的情況和分離層120吸收光在一瞬間變成氣體，該蒸汽被放出，從而有助于分離的情況。
在本發(fā)明中，其特征是在形成具有這樣的特性的分離層120后，在分離層120內(nèi)注入促進(jìn)剝離用離子，由此來促進(jìn)其后的工序中的在分離層120中的剝離現(xiàn)象。因而，作為促進(jìn)剝離用離子，只要是促進(jìn)因上述的物理的作用、化學(xué)的作用或機(jī)械的作用引起的剝離現(xiàn)象的離子，則對其種類不作限制。
其次，作為這樣的分離層120的組成，可舉出例如以下的A～E中所記載的組成。
A.非晶硅(a-Si)在該非晶硅中可含有H(氫)。此時，氫的含有量在約2原子％以上是較為理想的，在約2～20原子％更為理想。因此，如果含有規(guī)定量的氫，則在以后利用光的照射，將氫放出，在分離層120內(nèi)發(fā)生內(nèi)壓，該內(nèi)壓成為剝離上下的薄膜的力?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)卦O(shè)定成膜條件、例如CVD中的氣體組成、氣體壓力、氣體氣氛、氣體流量、溫度、基板溫度、輸入功率等的條件，來調(diào)整非晶硅中的氫的含有量。
在本實施形態(tài)中，除了根據(jù)該工藝條件使分離層120中含有氫之外，如下所述，還可在非晶硅層的形成后的某個時期內(nèi)以離子注入方式注入氫離子作為促進(jìn)剝離用離子。由此，在不被非晶硅的工藝條件所左右的情況下，可使非晶硅層內(nèi)含有一定量以上的氫。
B.可舉出氧化硅或硅酸鹽、氧化鈦或鈦酸鹽、氧化鋯或鋯酸鹽、氧化鑭或鑭酸鹽等的各種氧化物陶瓷、電介質(zhì)(強(qiáng)電介質(zhì))或半導(dǎo)體。
作為氧化硅，可舉出SiO、SiO2、Si3O2，作為硅酸鹽，可舉出例如K2SiO3、Li2SiO3、CaSiO3、ZrSiO4、Na2SiO3。
作為氧化鈦，可舉出TiO、Ti2O3、TiO2，作為鈦酸鹽，可舉出例如BaTiO4、BaTiO3、Ba2Ti9O20、BaTi5O11、CaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、MgTiO3、ZrTiO2、SnTiO4、Al2TiO5、FeTiO3。
作為氧化鋯，可舉出ZrO2，作為鋯酸鹽，例如可舉出BaZrO3、ZrSiO4、PbZrO3、MgZrO3、K2ZrO3。
C.PZT、PLZT、PLLZT、PBZT等的陶瓷或電介質(zhì)(強(qiáng)電介質(zhì))D.氮化硅、氮化鋁、氮化鈦等的氮化物陶瓷E.有機(jī)高分子材料作為有機(jī)高分子材料，只要是具有-CH-、-CO-(酮)、-CONH-(胺)、-NH-(亞氨)、-COO-(酯)、-N＝N-(偶氮)、-CH＝N-(異氰)等的鍵(利用光的照射切斷這些鍵)的材料，特別是具有多個這些鍵的材料，則什么樣的材料都可以。此外，有機(jī)高分子材料也可以是在其構(gòu)成式中具有芳香烴(1或2個以上的苯環(huán)或其縮合環(huán))的材料。
作為這樣的有機(jī)高分子材料的具體例，可舉出聚乙烯、聚丙烯那樣的聚烯烴、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯撐硫(PPS)、聚醚砜(PES)、環(huán)氧樹脂等。
F.金屬作為金屬，例如可舉出Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、Y、La、Ce、Nd、Pr、Gd、Sm或包含這些金屬中的至少一種的合金。
此外，分離層120的厚度根據(jù)剝離目的及分離層120的組成、層結(jié)構(gòu)、形成方法等的諸條件的不同而不同，但通常約1nm～20微米是較為理想的，約5nm～2微米則更為理想，約5nm～1微米則還要理想。如果分離層120的厚度過小，則有時成膜的均勻性受到損害，在剝離中產(chǎn)生不勻，此外，如果膜厚過厚，則為了確保分離層120的良好的剝離性，必須增大光的功率(光量)，同時在之后的除去分離層120時，其操作很費(fèi)時。再有，分離層120的膜厚最好盡可能均勻。
分離層120的形成方法不作特別限定，可根據(jù)膜組成及膜厚等諸條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。例如，可舉出CVD(包含MOCVD、低壓CVD、ECR-CVD)、蒸鍍、分子光束蒸鍍(MB)、濺射、離子鍍、PVD等各種氣相成膜法、電鍍、浸鍍(dipping)、無電解鍍等的各種鍍法，Langmuir-Blodgett(LB)法、旋轉(zhuǎn)涂敷、噴鍍涂敷(spray coat)、滾動涂敷(roll coat)等的涂敷法、各種印刷法、轉(zhuǎn)移法、噴墨法、噴粉法等，也可將這些方法中的2種以上的方法組合起來形成。
在例如分離層120的組成是非晶硅(a-Si)的情況下，利用CVD、特別是低壓CVD及等離子CVD來成膜是較為理想的。
此外，在用溶膠-凝膠法產(chǎn)生的陶瓷構(gòu)成分離層120的情況下或在用有機(jī)高分子材料構(gòu)成分離層120的情況下，利用涂敷法、特別是旋轉(zhuǎn)涂敷法來成膜是較為理想的。
其次，如圖2中所示，在分離層120上形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。關(guān)于該工序2以后的細(xì)節(jié)，下面參照圖8～圖18來說明，但在本實施形態(tài)中，在圖8～圖13的工序過程中，實施了對分離層120注入促進(jìn)剝離用離子的工序。
在圖2的右側(cè)示出該薄膜器件層140的K部分(在圖2中用點劃線包圍來示出的部分)的放大剖面圖。如圖所示，薄膜器件層140包含例如，在SiO2膜(中間層)142上形成的TFT(薄膜晶體管)而構(gòu)成，該TFT具備在多晶硅層中導(dǎo)入n型雜質(zhì)而形成的源、漏層146；溝道層144；柵絕緣膜148；柵電極150；層間絕緣膜154；以及例如由鋁構(gòu)成的電極152。
在本實施形態(tài)中，作為與分離層120相接而設(shè)置的中間層，使用了SiO2膜，但也可使用Si3N4等其它的絕緣膜。SiO2膜(中間層)的厚度可根據(jù)其形成目的及能發(fā)揮的功能的程度適當(dāng)?shù)貨Q定，但通常約10nm～5微米是較為理想的，約40nm～1微米則更為理想。中間層由各種目的來形成，例如可舉出發(fā)揮作為以物理或化學(xué)的方式保護(hù)被轉(zhuǎn)移層140的保護(hù)層、絕緣層、導(dǎo)電層、激光的遮光層、防止遷移(migration)用的阻檔層、反射層的功能中的至少一種的目的。
再有，根據(jù)情況，也可不形成SiO2膜等的中間層，在分離層120上直接形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。
被轉(zhuǎn)移層140(薄膜器件層)是包含在圖2的右側(cè)示出的那種TFT等的薄膜器件的層。
作為薄膜器件，除了TFT之外，還有例如薄膜二極管、由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件(光傳感器、太陽電池)及硅電阻元件、其他的薄膜半導(dǎo)體器件、電極(例ITO、臺面膜那樣的透明電極)、開關(guān)元件、存儲器、壓電元件等的致動器(actuator)、微鏡(micromirror)(壓電薄膜陶瓷)、磁記錄薄膜頭、線圈、電感器、薄膜高導(dǎo)磁材料和將其組合起來的微磁器件、濾色片、反射膜、分色鏡等。
這樣的薄膜器件，由于與其形成方法的關(guān)系，通常經(jīng)過較高的工藝溫度來形成。因而，在這種情況下，如上所述，作為基板100，必須是能耐該工藝溫度的可靠性高的基板。
其次，如圖3中所示，將薄膜器件層140通過粘接層160接合(粘接)到轉(zhuǎn)移體180上。
作為構(gòu)成粘接層160的粘接劑的優(yōu)選例，可舉出反應(yīng)硬化型粘接劑、熱硬化型粘接劑、紫外線硬化型粘接劑等的光硬化型粘接劑、厭氣硬化型粘接劑等各種硬化型粘接劑。作為粘接劑的組成，例如可以是環(huán)氧系列、丙烯酸系列、硅酮系列等的任一種。這樣的粘接層160的形成，例如可用涂敷法來進(jìn)行。
在使用上述硬化型粘接劑的情況下，例如在被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140上涂敷硬化型粘接劑，在其上接合了轉(zhuǎn)移體180之后，利用與硬化型粘接劑的特性對應(yīng)的硬化方法使上述硬化型粘接劑硬化，將被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140與轉(zhuǎn)移體180粘接、固定起來。
在粘接劑是光硬化型的情況下，從光透射性的基板100或光透射性的轉(zhuǎn)移體180的一方的外側(cè)(或從光透射性的基板和轉(zhuǎn)移體的兩外側(cè))照射光。作為粘接劑，最好是對薄膜器件層難以產(chǎn)生影響的紫外線硬化型等的光硬化型粘接劑。
作為粘接層160，也可使用水溶性粘接劑。作為這種水溶性粘接劑，例如可舉出由Chemitech有限公司制的Chemiseal U-451D(商品名)、由Three Bond有限公司制的Three Bond3046(商品名)等。
作為粘接層160，也可使用對于各種有機(jī)溶劑具有熔融性的粘接劑。
作為粘接層160，也可使用因加熱而呈現(xiàn)剝離作用的粘接劑。作為這種粘接劑，例如可使用由日東Denko制的Liva Alpha(商品名)。
作為粘接層160，也可使用因紫外線照射而呈剝離作用的粘接劑。作為這種粘接劑，例如可使用由Lintech有限公司制的用于玻璃、陶瓷的Dicing Tape D-210、D-636(商品名)。
再有，與圖示不同，也可在轉(zhuǎn)移體180一側(cè)形成粘接層160，在其上粘接被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。此外，例如在轉(zhuǎn)移體180本身具有粘接功能等情況下，也可省略粘接層160的形成。
作為轉(zhuǎn)移體180，不作特別限定，但可舉出基板(板材)、特別是透明基板。再有，這樣的基板可以是平板，也可以是彎曲板。
此外，轉(zhuǎn)移體180與上述基板100相比，可以是耐熱性、耐腐蝕性等的特性較差的基板。其原因是因為，由于在本發(fā)明中在基板100一側(cè)形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140，其后將該被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體180上，故對轉(zhuǎn)移體180要求的特性，特別是耐熱性，與被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140形成時的溫度條件等無關(guān)。
因而，在將被轉(zhuǎn)移層140的形成時的最高溫度設(shè)為Tmax時，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(Tg)或軟化點為Tmax以下的材料作為轉(zhuǎn)移體180的構(gòu)成材料。例如，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(Tg)或軟化點為800℃以下材料構(gòu)成轉(zhuǎn)移體180是較為理想的，500℃以下更為理想，320℃以下還要理想。
此外，作為轉(zhuǎn)移體180的機(jī)械特性，具有某種程度的剛性(強(qiáng)度)是較為理想的，但也可以具有柔性、彈性。
作為這樣的轉(zhuǎn)移體180的構(gòu)成材料，可舉出各種合成樹脂及各種玻璃材料，特別是各種合成樹脂或普通的(低熔點的)廉價的玻璃材料是較為理想的。
作為合成樹脂，可以是熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂的任一種。例如可舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚體、乙烯-乙酸乙烯共聚體(EVA)等的聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、變性聚烯烴、聚氯乙烯、聚氯乙二烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚碳酸酯、聚-(4-甲基戊烯-1)、離聚物、丙烯酸系列樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯共聚體(AS樹脂)、丁二烯-苯乙烯共聚體、乙烯-乙烯醇共聚體(EVOH)、聚乙烯對苯二甲酸鹽(PET)、聚丁烯對苯二甲酸鹽(PBT)、多環(huán)己烷對苯二甲酸鹽(PCT)等的聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚乙醚酮(PEEK)、聚醚亞胺、聚醛(POM)、聚苯撐氧、變性聚苯撐氧、聚砜、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其他的氟系列樹脂、苯乙烯系列、聚烯烴系列、聚氯乙烯系列、聚氨酯系列、氟橡膠系列、氯化聚乙烯系列等的各種熱可塑性彈性體、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、蜜胺樹脂、不飽和聚酯、硅酮樹脂、聚氨基甲酸酯等，或以這些為主的共聚體、混合體、聚合物混合體等，可以將這些物質(zhì)中的1種或2種以上組合起來(例如作為2層以上的層疊體)使用。
作為玻璃材料，例如可舉出硅酸鹽玻璃(石英玻璃)、含堿的硅酸鹽玻璃、鈉玻璃、鉀石灰玻璃、鉛(含堿的)玻璃、鋇玻璃、硼硅酸玻璃等。其中，除了硅酸鹽玻璃以外的玻璃與硅酸鹽玻璃相比，熔點低、此外，成形加工也比較容易，而且廉價，故是較為理想的。
在使用由合成樹脂構(gòu)成的轉(zhuǎn)移體180的情況下，能獲得下述的各種優(yōu)點可一體地成形大型的轉(zhuǎn)移體180，同時即使具有彎曲面或凹凸等的復(fù)雜形狀也可容易地制造，此外，材料成本、制造成本也是廉價的。因而，合成樹脂的使用在制造大型而且廉價的裝置(例如，液晶顯示器)方面是有利的。
再有，轉(zhuǎn)移體180可以是例如液晶單元那樣地構(gòu)成其本身獨(dú)立的器件的單元，也可以是例如濾色片、電極層、電介質(zhì)層、絕緣層、半導(dǎo)體元件那樣的構(gòu)成器件的一部分的單元。
再者，轉(zhuǎn)移體180可以是金屬、陶瓷、石材、木材、紙等物質(zhì)，也可以是構(gòu)成某種物品的任意的面上(鐘表的面上、空調(diào)器的表面上、印刷基板上等)、進(jìn)而是壁、柱、天花板、窗玻璃等的結(jié)構(gòu)物的表面上。
其次，如圖4中所示，從基板100的背面一側(cè)照射光。
在該光透過了基板100之后，照射到分離層120上。由此，在分離層120中產(chǎn)生層內(nèi)剝離和/或界面剝離，結(jié)合力減少或消失。
產(chǎn)生分離層120的層內(nèi)剝離和/或界面剝離的原理被推測為，在分離層120的構(gòu)成材料中產(chǎn)生剝離，此外，分離層120內(nèi)含有的氣體的放出、再有是由于剛照射后產(chǎn)生的熔融、蒸發(fā)等的相變化。
這里，所謂剝離，指的是以光化學(xué)或熱的方式激勵吸收了照射光的固體材料(分離層120的構(gòu)成材料)，切斷其表面及內(nèi)部的原子或分子的結(jié)合而使其放出，主要作為產(chǎn)生分離層120的構(gòu)成材料的全部或一部分熔融、蒸發(fā)(氣化)等相變化的現(xiàn)象而顯現(xiàn)出來。此外，也有由于上述相變化而變成微小的發(fā)泡狀態(tài)，結(jié)合力降低的情況。
分離層120產(chǎn)生層內(nèi)剝離，或產(chǎn)生界面剝離，或產(chǎn)生這兩種剝離，這一點由分離層120的組成、及其他各種主要原因所左右，作為其主要原因之一，可舉出照射光的種類、波長、強(qiáng)度、到達(dá)深度等的條件。
在此，在本實施形態(tài)中，在分離層120的形成后，為了更可靠地使剝離現(xiàn)象在該第4工序中在分離層120本身中發(fā)生，故注入了促進(jìn)剝離用離子。
該促進(jìn)剝離用離子至少起到以下的3個作用的任一個或2個以上的組合的作用，以促進(jìn)在第4工序中的分離層120的剝離現(xiàn)象。
其一個作用是，利用該第4工序的實施，使注入到分離層120中的促進(jìn)剝離用離子、例如氫(H)或氮(N)氣化，由此促進(jìn)分離層120的剝離。
另一個作用是，在促進(jìn)剝離用離子注入工序中，利用該促進(jìn)剝離用離子例如，氫(H)、氮(N)或硅(Si)來切斷構(gòu)成分離層120的原子或分子的鍵，預(yù)先在分離層120中造成損傷。因而，在預(yù)先被造成損傷的分離層120中，利用第4工序的實施，比較容易地發(fā)生剝離。
再一個作用是，在促進(jìn)剝離用離子注入工序中，利用該促進(jìn)剝離用離子例如，氫(H)、氮(N)或硅(Si)使分離層120的特性變化，預(yù)先削弱了分離層120與基板100的密接性。此時，在與基板的密接性被削弱的分離層120中，利用第4工序的實施，也比較容易地發(fā)生剝離。
作為在第4工序中被照射的光，只要是在分離層120內(nèi)引起層內(nèi)剝離和/或界面剝離的光，則可以是任一種光，例如，可舉出X線、紫外線、可視光、紅外線(熱線)、激光、毫米波、微波、電子束、放射線(α線、β線、γ線)等，其中，從容易發(fā)生分離層120的剝離(ablation)方面考慮，激光是較為理想的。
作為使該激光發(fā)生的激光裝置，可舉出各種氣體激光、固體激光(半導(dǎo)體激光)等，但可優(yōu)選使用受激準(zhǔn)分子激光、Nd-YAG激光、Ar激光、CO2激光、CO激光、He-Ne激光等，尤其是受激準(zhǔn)分子激光也特別理想。
由于受激準(zhǔn)分子激光在短波長波段輸出高的能量，故可在極短時間內(nèi)在分離層120中發(fā)生剝離，于是可剝離分離層120而在相鄰的轉(zhuǎn)移體180及基板100等中幾乎不使溫度上升，即不產(chǎn)生性能變壞、損傷。
此外，在使分離層120中發(fā)生剝離時，存在光的波長依存性的情況下，所照射的激光的波長是約100～350nm是較為理想的。
在圖7中示出基板100的透射率對于光的波長的一例。如圖所示，對于200nm的波長，透射率具有急劇地增大的特性。在這樣的情況下，照射210nm以上的波長的光，例如，Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光(波長308nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長248nm)等。
此外，在分離層120中例如引起氣體放出、氣化、升華等的相變化而提供分離特性的情況下，所照射的激光的波長是約350～1200nm是較為理想的。
此外，所照射的激光的能量密度，特別是受激準(zhǔn)分子激光的情況下的能量密度定為約10～5000mJ/cm2是較為理想的，定為約100～1000mJ/cm2則更為理想。此外，照射時間定為約1～1000nsec是較為理想的，定為約10～100nsec則更為理想。如果能量密度低或照射時間短，則不能發(fā)生充分的剝離，此外，如果能量密度高或照射時間長，則存在由于透過分離層120的照射光而對被轉(zhuǎn)移層140產(chǎn)生不良影響的擔(dān)心。
再有，作為透過了分離層120的照射光到達(dá)被轉(zhuǎn)移層140并產(chǎn)生不良影響的情況的對策，有例如如圖30中所示，在分離層(激光吸收層)120上形成鉭(Ta)等的金屬膜124的方法。由此，透過了分離層120的激光被金屬膜124的界面完全反射，不會對在其上的薄膜器件產(chǎn)生不良影響。
其次，如圖5中所示，對基板100施加力，使該基板100從分離層120脫離。雖然在圖5中未示出，但在該脫離后，有時在基板100上附著分離層。
其次，如圖6中所示，例如利用清洗、刻蝕、灰化(ashing)、研磨等方法或?qū)⑦@些方法組合起來的方法來除去殘存的分離層120。由此，就完成了被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的向轉(zhuǎn)移體180的轉(zhuǎn)移。
再有，在已脫離的基板100上也附著分離層的一部分的情況下，也以同樣方式除去。再有，在基板100由石英玻璃那樣的高價材料、稀有材料構(gòu)成等情況下，最好將基板100再次利用(recycle)。即，對于打算再次利用的基板100，可應(yīng)用本發(fā)明，有用性很高。
經(jīng)過以上那樣的各工序，就完成了被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的向轉(zhuǎn)移體180的轉(zhuǎn)移。其后，也可進(jìn)行與被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140相鄰的SiO2膜的除去及在被轉(zhuǎn)移層140上的布線等的導(dǎo)電層及所希望的保護(hù)膜的形成等。
這樣，由于不是直接剝離被剝離物、即被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140本身，而是在接合到被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的分離層中進(jìn)行剝離，故不管被剝離物(被轉(zhuǎn)移層140)的特性、條件等如何，能容易、可靠而且均勻地剝離(轉(zhuǎn)移)，可維持被轉(zhuǎn)移層140的高的可靠性，而沒有伴隨剝離操作的對于被剝離物(被轉(zhuǎn)移層140)的損傷。
其次，使用圖8～圖18說明在基板100和分離層120上例如形成CMOS結(jié)構(gòu)的TFT作為薄膜器件層140并將其轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的情況的具體的制造工藝的例子。再有，也說明在該工藝過程中被實施的促進(jìn)剝離用離子注入工序。
(工序1)如圖8中所示，在透光性基板(例如石英基板)100上依次層疊形成分離層(例如利用LPCVD法形成的非晶硅層)120、中間層(例如SiO2膜)142、非晶硅層(例如利用LPCVD法形成)143，接著，在非晶硅層143的整個面上從上方照射激光，進(jìn)行退火。由此，非晶硅層143再結(jié)晶，成為多晶硅層。再有，在利用光束掃描來實施此時的激光退火的情況下，與向上述的分離層120的光束掃描不同，最好在同一部位進(jìn)行2次以上的光照射，以便各次的光束的光束中心相互間重疊(除了高斯射束的情況之外)。這是因為，此時沒有光漏泄等的弊病，通過多重照射，可充分地實現(xiàn)非晶硅層143的再結(jié)晶化。
作為促進(jìn)剝離用離子的注入工序的實施時期，如果是在分離層120的形成后并在結(jié)晶化用的激光退火工序之前，則不需要掩模，從能實施離子注入方面來看是較為理想的。
因而，作為該實施時期，可以是以下的任一個時期(A)在圖8的分離層120的形成后并在中間層142的形成前(B)在中間層142的形成后并在非晶硅層143的形成前(C)在非晶硅層143的形成后并在該結(jié)晶化用的激光退火工序之前。在該(A)～(C)中，(C)的實施時期最好。其原因是，非晶硅層143的形成工序、即溝道層的形成工序中，目前，約425℃的工藝溫度。此時，例如已對分離層120注入了氫離子作為促進(jìn)剝離用離子的情況下，存在氫在350℃以上的溫度下從分離層120逸出的擔(dān)心。因而，促進(jìn)剝離用離子的注入工序最好在溝道層形成后的實施時期(C)中進(jìn)行。但是，由于因促進(jìn)剝離用離子的種類的不同而沒有這樣的限制，故也可在實施時期(A)(B)中實施。此外，在非晶硅層143被激光退火而進(jìn)行了多結(jié)晶化后的層中沒有產(chǎn)生因促進(jìn)剝離用離子的注入而引起的損傷這一點，在晶體管的特性方面是較為理想的。在(A)(B)的情況下本身沒有產(chǎn)生損傷，在(C)的情況下，即使例如在非晶硅層143本身中產(chǎn)生損傷，也可利用其后的結(jié)晶化工序來降低該損傷的影響。
再有，可使用已知的離子注入裝置來實施該促進(jìn)剝離用離子注入工序。即，例如，如果是注入氫離子，則將包含氫的氣體等離子化，通過用電場對由此生成的氫離子進(jìn)行加速，可注入到分離層120中。
作為離子注入工序的實施時期(D)，也可在激光退火后。此時，如果對成為溝道區(qū)的部分進(jìn)行掩蔽來注入離子，則不會使晶體管特性惡化。再有，在離子注入工序后，除去掩模。
(工序2)接著，如圖9中所示，對利用激光退火得到的多晶硅層進(jìn)行圖形刻蝕，形成島144a、144b作為溝道圖形。
作為促進(jìn)剝離用離子注入工序的實施時期(E)，除了上述的(A)～(D)外，也可在第2工序(溝道圖形形成工序)后實施。此時，如圖31中所示，在與島144a、144b內(nèi)的溝道區(qū)相對的在島144a、144b上的部分中，預(yù)先形成掩模圖形201。然后，在該狀態(tài)下將促進(jìn)剝離用離子例如，氫離子注入到分離層120中。由此，在溝道區(qū)中不含有氫，晶體管特性不會惡化。再有，如果促進(jìn)剝離用離子注入工序結(jié)束了，就除去掩模圖形201。
(工序3)如圖10中所示，例如利用CVD法形成覆蓋島144a、144b的柵絕緣膜148a、148b。
作為促進(jìn)剝離用離子注入工序的實施時期(F)，除了上述的(A)～(E)外，也可在第3工序(柵絕緣膜)后實施。此時，如圖32中所示，最好在與島144a、144b內(nèi)的溝道區(qū)相對的在柵絕緣膜148a、148b上的部分中，預(yù)先形成掩模圖形202。
(工序4)如圖11中所示，形成由多晶硅或金屬等構(gòu)成的柵電極150a、150b。
(工序5)如圖12中所示，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的掩模層170。使用柵電極150b和掩模層170作為掩模，利用自對準(zhǔn)進(jìn)行例如硼(B)的離子注入。由此，形成p+層172a、172b。
作為促進(jìn)剝離用離子注入工序的實施時期(G)，除了上述的(A)～(F)之外，還可與該硼離子注入工序同時實施。此時，例如將B2H6(5％)+H2(95％)的混合氣體等離子化，對由此生成的硼離子和氫離子進(jìn)行加速，不經(jīng)質(zhì)量分析器就導(dǎo)入到基板中。如果這樣做，則即使是相同的加速電壓，質(zhì)量重的硼離子中止于上層一側(cè)的多晶硅層，另一方面，質(zhì)量輕的氫離子注入得較深，到達(dá)分離層120。
再有，雖然這時柵電極150b起到與圖31的掩模圖形201或圖32的掩模圖形202同樣的功能，但根據(jù)加速電壓的情況，可再在柵電極150b上設(shè)置掩模層。
(工序6)如圖13中所示，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的掩模層174。使用柵電極150a和掩模層174作為掩模，利用自對準(zhǔn)進(jìn)行例如磷(P)的離子注入。由此，形成n+層146a、146b。
作為促進(jìn)剝離用離子注入工序的實施時期(H)，除了上述的(A)～(G)之外，還可與該磷離子注入工序同時實施。此時，例如將PH3(5％)+H2(95％)的混合氣體等離子化，對由此生成的磷離子和氫離子進(jìn)行加速，不經(jīng)質(zhì)量分析器就導(dǎo)入到基板中。如果這樣做，則即使是相同的加速電壓，質(zhì)量重的磷離子中止于上層一側(cè)的多晶硅層，另一方面，質(zhì)量輕的氫離子注入得較深，到達(dá)分離層120。
再有，雖然這時柵電極150a起到與圖31的掩模圖形201或圖32的掩模圖形202同樣的功能，但根據(jù)加速電壓的情況，可再在柵電極150a上設(shè)置掩模層。
此外，上述的促進(jìn)剝離用離子注入工序的實施時期(G)(H)雖然與工序5和工序6中的對源、漏區(qū)的雜質(zhì)離子注入工序同時進(jìn)行，但也可在其前后個別地進(jìn)行。
(工序7)如圖14中所示，形成層間絕緣膜154、有選擇地形成接觸孔后，形成電極152a～152d。
以這種方式形成的CMOS結(jié)構(gòu)的TFT相當(dāng)于圖2～圖6中的被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。再有，也可在層間絕緣膜154上形成保護(hù)膜。
(工序8)如圖15中所示，在CMOS結(jié)構(gòu)的TFT上形成作為粘接層的環(huán)氧樹脂層160，其次，通過該環(huán)氧樹脂層160將TFT粘合到轉(zhuǎn)移體(例如，鈉玻璃基板)180上。接著，進(jìn)行加熱，使環(huán)氧樹脂硬化，粘接(接合)轉(zhuǎn)移體180與TFT。
再有，粘接層160也可以是作為紫外線硬化型粘接劑的光聚合物樹脂。此時，從轉(zhuǎn)移體180一側(cè)照射紫外線而不是加熱，使聚合物硬化。
(工序9)如圖16中所示，從透光性基板100的背面，例如照射Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光。由此，在分離層120的層內(nèi)和/或界面上發(fā)生剝離。
(工序10)如圖17中所示，將基板100剝離下來。
(工序11)最后，利用刻蝕除去分離層120。由此，如圖18中所示，將CMOS結(jié)構(gòu)的TFT轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體180上。
<第2實施形態(tài)>
其次，參照圖33～圖35說明本發(fā)明的第2實施形態(tài)。再有，該第2實施形態(tài)是2次轉(zhuǎn)移由薄膜器件層構(gòu)成的被轉(zhuǎn)移層140，除了第1實施形態(tài)的圖1～圖6的工序外，附加圖33～圖35的工序。
在此，在該第2實施形態(tài)中，將圖2～圖5中示出的分離層120稱為第1分離層。此外，在該第2實施形態(tài)中，將圖3～圖6中示出的粘接層160稱為第2分離層。再者，在該第2實施形態(tài)中，將圖3～圖6的轉(zhuǎn)移體180稱為一次轉(zhuǎn)移體。因而，按照該第2實施形態(tài)，在圖6的工序結(jié)束了的階段中，被轉(zhuǎn)移層140就經(jīng)第2分離層160轉(zhuǎn)移到一次轉(zhuǎn)移體180上。
在此，在第2實施形態(tài)中，第2分離層160的材料不僅是熱熔融性粘接劑、水溶性粘接劑，而且可使用與第1分離層120相同的材料的粘接劑。此時，為了使該第2分離層160處的剝離變得容易，可進(jìn)行在上述的第1實施形態(tài)中已說明的離子注入。
以下，說明在圖6的工序后實施的圖33～圖35的附加工序1～3。
接著圖6的工序，如圖33中所示，在薄膜器件層140的下表面(露出面)上經(jīng)粘接層190粘接二次轉(zhuǎn)移層200。
作為構(gòu)成粘接層190的粘接劑的優(yōu)選的例子，可舉出反應(yīng)硬化型粘接劑、熱硬化型粘接劑、紫外線硬化型粘接劑等的光硬化型粘接劑、厭氣硬化型粘接劑等各種硬化型粘接劑。作為粘接劑的組成，例如可以是環(huán)氧系列、丙烯酸系列、硅酮系列等的任一種。這樣的粘接層190的形成，例如可用涂敷法來進(jìn)行。
在使用上述硬化型粘接劑的情況下，例如在被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的下表面上涂敷硬化型粘接劑，在進(jìn)而接合了二次轉(zhuǎn)移體200之后，利用與硬化型粘接劑的特性對應(yīng)的硬化方法使上述硬化型粘接劑硬化，將被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140與二次轉(zhuǎn)移體200粘接、固定起來。
在粘接劑是光硬化型的情況下，最好從光透射性的二次轉(zhuǎn)移體200的外側(cè)照射光。作為粘接劑，如果使用對薄膜器件層難以產(chǎn)生影響的紫外線硬化型等的光硬化型粘接劑，則也可從光透射性的一次轉(zhuǎn)移體180一側(cè)、或從光透射性的一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200的兩側(cè)進(jìn)行光照射。
再有，與圖示不同，也可在二次轉(zhuǎn)移體200一側(cè)形成粘接層190，在其上粘接被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。再有，例如在二次轉(zhuǎn)移體200本身具有粘接功能等情況下，也可省略粘接層190的形成。
作為二次轉(zhuǎn)移體200，不作特別限定，可舉出基板(板材)、特別是透明基板。再有，這樣的基板可以是平板，也可以是彎曲板。
此外，二次轉(zhuǎn)移體200與上述基板100相比，可以是耐熱性、耐腐蝕性等的特性較差的基板。其原因是因為，由于在本發(fā)明中在基板100一側(cè)形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140，其后將被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體200上，故對二次轉(zhuǎn)移體200要求的特性，特別是耐熱性，與被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140形成時的溫度條件等無關(guān)。這方面與對于一次轉(zhuǎn)移體180也是同樣的。
因而，在將被轉(zhuǎn)移層140的形成時的最高溫度設(shè)為Tmax時，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(Tg)或軟化點為Tmax以下的材料作為一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200的構(gòu)成材料。例如，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(Tg)或軟化點為800℃以下材料構(gòu)成一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200是較為理想的，500℃以下更為理想，320℃以下還要理想。
此外，作為一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200的機(jī)械特性，最好具有某種程度的剛性(強(qiáng)度)的材料，但也可以是具有柔性、彈性的材料。
作為這樣的一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200的構(gòu)成材料，可舉出各種合成樹脂或各種玻璃材料，特別是，各種合成樹脂及通常的(低熔點的)廉價的玻璃材料是較為理想的。
作為合成樹脂，可以是熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂的任一種。例如可舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚體、乙烯-乙酸乙烯共聚體(EVA)等的聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、變性聚烯烴、聚氯乙烯、聚氯乙二烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚碳酸酯、聚-(4-甲基戊烯-1)、離聚物、丙烯酸系列樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯共聚體(AS樹脂)、丁二烯-苯乙烯共聚體、乙烯-乙烯醇共聚體(EVOH)、聚乙烯對苯二甲酸鹽(PET)、聚丁烯對苯二甲酸鹽(PBT)、多環(huán)己烷對苯二甲酸鹽(PCT)等的聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚乙醚酮(PEEK)、聚醚亞胺、聚醛(POM)、聚苯撐氧、變性聚苯撐氧、聚砜、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其他的氟系列樹脂、苯乙烯系列、聚烯烴系列、聚氯乙烯系列、聚氨酯系列、氟橡膠系列、氯化聚乙烯系列等的各種熱可塑性彈性體、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、蜜胺樹脂、不飽和聚酯、硅酮樹脂、聚氨基甲酸酯等，或以這些為主的共聚體、混合體、聚合物混合體等，可以將這些物質(zhì)中的1種或2種以上組合起來(例如作為2層以上的層疊體)使用。
作為玻璃材料，例如可舉出硅酸鹽玻璃(石英玻璃)、含堿的硅酸鹽玻璃、鈉玻璃、鉀石灰玻璃、鉛(含堿的)玻璃、鋇玻璃、硼硅酸玻璃等。其中，除了硅酸鹽玻璃以外的玻璃與硅酸鹽玻璃相比，熔點低、此外，成形加工也比較容易，而且廉價，故是較為理想的。
在使用由合成樹脂構(gòu)成的材料作為二次轉(zhuǎn)移體200的情況下，能獲得下述的各種優(yōu)點可一體地成形大型的二次轉(zhuǎn)移體200，同時即使具有彎曲面或凹凸等的復(fù)雜形狀也可容易地制造，此外，材料成本、制造成本也是廉價的。因而，合成樹脂的使用在制造大型而且廉價的裝置(例如，液晶顯示器)方面是有利的。
再有，二次轉(zhuǎn)移體200可以是例如液晶單元那樣地構(gòu)成其本身獨(dú)立的器件的單元，也可以是例如濾色片、電極層、電介質(zhì)層、絕緣層、半導(dǎo)體元件那樣的構(gòu)成器件的一部分的單元。
再者，一次、二次轉(zhuǎn)移體180、200可以是金屬、陶瓷、石材、木材、紙等物質(zhì)，也可以是構(gòu)成某種物品的任意的面上(鐘表的面上、空調(diào)器的表面上、印刷基板上等)、進(jìn)而是壁、柱、天花板、窗玻璃等的結(jié)構(gòu)物的表面上。
其次，如圖34中所示，加熱作為第2分離層的熱熔融性粘接層160，使其熱熔融。其結(jié)果，由于熱熔融性粘接層160的粘接力削弱，故可使一次轉(zhuǎn)移體180從薄膜器件層140脫離下來。再有，通過除去附著于一次轉(zhuǎn)移體180的熱熔融性粘接劑，可重復(fù)地再利用該一次轉(zhuǎn)移體180。
在使用了上述的水溶性粘接劑作為第2分離層160的情況下，至少使包含第2分離層160的區(qū)域與水接觸即可，最好浸在純水中。在使用了上述的有機(jī)溶劑熔融性粘接劑作為第2分離層160的情況下，至少使包含第2分離層160的區(qū)域與有機(jī)溶劑接觸即可。在使用了上述的因加熱或紫外線照射而呈現(xiàn)剝離作用的粘接劑作為第2分離層160的情況下，至少通過另一層對包含第2分離層160的區(qū)域進(jìn)行加熱或紫外線照射即可。此外，在與第1分離層120同樣地使用了剝離層作為第2分離層的情況下，利用光照射使剝離現(xiàn)象在第2分離層160中發(fā)生。此時，利用注入離子的效應(yīng)來促進(jìn)該剝離。
最后，通過除去附著于薄膜器件層140的表面上的第2分離層160，如圖35中所示，可得到被轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體200上的薄膜器件層140。在此，薄膜器件層140對于該二次轉(zhuǎn)移體200的層疊關(guān)系與圖2中示出的那樣的薄膜器件層140對于起初的基板100的層疊關(guān)系相同。
經(jīng)過以上那樣的各工序，就完成了被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的向二次轉(zhuǎn)移體200的轉(zhuǎn)移。其后，也可進(jìn)行與被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140相鄰的SiO2膜的除去及在被轉(zhuǎn)移層140上的布線等的導(dǎo)電層及所希望的保護(hù)膜的形成等。
在第2實施形態(tài)中，由于不是直接剝離作為被剝離物的被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140本身，而是在第1分離層120和第2分離層160中進(jìn)行分離而轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體200上，故不管被分離物(被轉(zhuǎn)移層140)的特性、條件等如何，能容易、可靠而且均勻地轉(zhuǎn)移，可維持被轉(zhuǎn)移層140的高的可靠性，而沒有伴隨剝離操作的對于被分離物(被轉(zhuǎn)移層140)的損傷。
<第3實施形態(tài)>
如果使用上述的第1、第2實施形態(tài)中已說明的技術(shù)，則可在所希望的基板上形成例如圖19(a)中示出那樣的，使用薄膜器件構(gòu)成的微型計算機(jī)。
在圖19(a)中，在由塑料等構(gòu)成的柔性基板182上安裝了使用薄膜器件構(gòu)成電路的CPU300、RAM320、輸入輸出電路360和供給這些電路的電源電壓用的具備非晶硅的PIN結(jié)的太陽電池340。
由于圖19(a)的微型計算機(jī)是在柔性基板上形成，故具有圖19(b)中所示那樣的抗彎曲的性能強(qiáng)、而且由于輕量的緣故抗跌落的性能也強(qiáng)的特征。
<第4實施形態(tài)>
在本實施形態(tài)中，說明使用上述的薄膜器件的轉(zhuǎn)移技術(shù)來制造在圖20、圖21中示出那樣的，使用了有源矩陣基板的有源矩陣型的液晶顯示裝置的情況的制造工藝的例子。
(液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu))如圖20中所示，有源矩陣型的液晶顯示裝置具備背照光等的照明光源400、偏振片420、有源矩陣基板440、液晶460、對置基板480和偏振片500。
再有，在使用塑料膜那樣的柔性基板作為本發(fā)明的有源矩陣基板440和對置基板480的情況下，如果代替照明光源400而構(gòu)成采用了反射板的反射型液晶屏，則可實現(xiàn)具有柔性、抗沖擊性能強(qiáng)、而且重量輕的有源矩陣型液晶屏。再有，在用金屬形成象素電極的情況下，不需要反射板和偏振片420。
在本實施形態(tài)中使用的有源矩陣基板440中，在像素部442中配置了TFT，再者，該有源矩陣基板440是安裝了驅(qū)動器電路(掃描線驅(qū)動器和數(shù)據(jù)線驅(qū)動器)444的驅(qū)動器內(nèi)置型的有源矩陣基板。在圖21中示出該有源矩陣型的液晶顯示裝置的主要部分的剖面圖，此外，在圖22中示出液晶顯示裝置的主要部分的電路結(jié)構(gòu)。
如圖22中所示，像素部442包含TFT(M1)，其柵極連接到柵線G1、源·漏極的一個連接到數(shù)據(jù)線D1、源·漏極的另一個連接到液晶460上，以及液晶460。
此外，驅(qū)動器部444包含利用與像素部TFT(M1)相同的工藝而形成的TFT(M2)而構(gòu)成。
如圖21的左側(cè)中所示，在像素部442中的TFT(M1)包含源、漏層1100a、1100b；溝道1100e；柵絕緣膜1200a；柵電極1300a；絕緣膜1500；以及源、漏電極1400a、1400b而構(gòu)成。
再有，參照號碼1700是像素電極，參照號碼1702示出像素電極1700對液晶460施加電壓的區(qū)域(對液晶施加電壓的區(qū)域)。圖中，省略了取向膜。像素電極1700由ITO(在光透射型的液晶屏的情況下)或鋁等的金屬(在反射型的液晶屏的情況下)構(gòu)成。此外，在圖21中，在對液晶施加電壓的區(qū)域1702中，像素電極1700下的基底絕緣膜(中間層)1000被完全除去，但不一定限定于此，由于基底絕緣膜(中間層)1000較薄，故在不妨礙對液晶施加電壓的情況下，也可將其留下來。
此外，如圖21的右側(cè)中所示，構(gòu)成驅(qū)動部444的TFT(M2)包含源、漏層1100c、1100d；溝道1100f；柵絕緣膜1200b；柵電極1300b；絕緣膜1500；以及源、漏電極1400c、1400d而構(gòu)成。
再有，在圖21中，參照號碼480例如是對置基板(例如，鈉玻璃基板)，參照號碼482是共用電極。此外，參照號碼1000是SiO2膜，參照號碼1600是層間絕緣膜(例如，SiO2膜)，參照號碼1800是粘接層。此外，參照號碼1900例如是由鈉玻璃基板構(gòu)成的基板(轉(zhuǎn)移體)。
(液晶顯示裝置的制造工藝)以下，參照圖23～圖27，說明圖21的液晶顯示裝置的制造工藝。
首先，經(jīng)過與圖8～圖18同樣的制造工藝，在可靠性高且透過激光的基板(例如，石英基板)3000上形成圖23那樣的TFT(M1、M2)，構(gòu)成保護(hù)膜1600。再有，在圖23中，參照號碼3100是注入了促進(jìn)剝離用離子的分離層(激光吸收層)。此外，在圖23中，TFT(M1、M2)都定為n型的MOSFET。但是，不限于此，也可作成p型的MOSFET或CMOS結(jié)構(gòu)。
其次，如圖24中所示，有選擇地刻蝕保護(hù)膜1600和基底絕緣膜1000，有選擇地形成開口部4000、4200。使用共同的刻蝕工序同時形成這2個開口部。再有，在圖24中，在開口部4200中完全除去了基底絕緣膜(中間層)1000，但不一定限定于此，由于基底絕緣膜(中間層)1000較薄，故在不妨礙對液晶施加電壓的情況下，也可將其留下來。
其次，如圖25中所示，形成由ITO膜或鋁等的金屬構(gòu)成的像素電極1700。在使用ITO膜的情況下，成為透射型的液晶屏，在使用鋁等的金屬的情況下，成為反射型的液晶屏。
其次，如圖26中所示，經(jīng)中間層1800來接合(粘接)基板1900。
其次，如圖26中所示，從基板3000的背面照射受激準(zhǔn)分子激光，也利用因促進(jìn)剝離用離子引起的作用，使剝離現(xiàn)象在分離層120中發(fā)生。其后，將基板3000剝離下來。此時，由于在剝離時不需要那么大的力，故在TFT等中不產(chǎn)生機(jī)械損傷。
其次，除去分離層(激光吸收層)3100。由此，就完成了在圖27中示出的有源矩陣基板440。像素電極1700的底面(參照號碼1702的區(qū)域)露出，可進(jìn)行與液晶的導(dǎo)電性的連接。其后，在有源矩陣基板440的絕緣膜(SiO2膜等的中間層)1000的表面和像素電極1702的表面上形成取向膜，進(jìn)行取向處理。在圖27中，省略了取向膜。
然后，再在其表面上形成與像素電極1709相對的共用電極，用密封材料密封其表面進(jìn)行了取向處理的對置基板480和圖21的有源矩陣基板440，在兩基板間封入液晶，完成圖21中示出的液晶顯示裝置。
<第5實施形態(tài)>
在圖28中示出本發(fā)明的第5實施形態(tài)。
在本實施形態(tài)中，進(jìn)行多次上述的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，在比轉(zhuǎn)移前的基板大的基板(轉(zhuǎn)移體)上轉(zhuǎn)移包含薄膜器件的多個圖形，最終形成大規(guī)模的有源矩陣基板。
即，在大的基板7000上進(jìn)行多次轉(zhuǎn)移，形成像素部7100a～7100P。如在圖28的上側(cè)用點劃線包圍所示出的那樣，在像素部中形成了TFT及布線。在圖28中，參照號碼7210是掃描線，參照號碼7200是信號線，參照號碼7220是柵電極，參照號碼7230是像素電極。
通過重復(fù)地使用可靠性高的基板，或使用多個第1基板來進(jìn)行多次薄膜圖形的轉(zhuǎn)移，可作成安裝了可靠性高的薄膜器件的大規(guī)模的有源矩陣基板。
<第6實施形態(tài)>
在圖29中示出本發(fā)明的第6實施形態(tài)。
本實施形態(tài)的特征在于，多次執(zhí)行上述的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，在比轉(zhuǎn)移前的基板大的基板上轉(zhuǎn)移包含設(shè)計規(guī)則(即，在圖形設(shè)計方面的設(shè)計規(guī)則)不同的薄膜器件(即，最小線寬不同的薄膜器件)的多個圖形。
在圖29中，在安裝驅(qū)動器的有源矩陣基板中，利用多次轉(zhuǎn)移在基板6000的周圍作成用比像素部(7100a～7100P)更微細(xì)的制造工藝作成的驅(qū)動電路(8000～8032)。
由于構(gòu)成驅(qū)動電路的移位寄存器在低電壓下進(jìn)行邏輯電平的工作，故耐壓可比像素TFT低，因此，可成為比像素TFT微細(xì)的TFT，可謀求高集成化。
按照本實施形態(tài)，可在一塊基板上實現(xiàn)設(shè)計規(guī)則水平不同(即，制造工藝不同)的多個電路。再有，由于利用移位寄存器的控制對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行取樣的取樣裝置(圖22的薄膜晶體管M2)與像素TFT同樣需要高耐壓，故也可用與像素TFT相同的工藝/相同的設(shè)計規(guī)則來形成。
實施例其次，說明有關(guān)本發(fā)明的具體實施例。
(實施例1)準(zhǔn)備縱50mm×橫50mm×厚度1.1mm的石英基板(軟化點1630℃，變形點1070℃，受激準(zhǔn)分子激光的透射率大致100％)，利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)，在該石英基板的一個面上形成非晶硅(a-Si)膜作為分離層(激光吸收層)。分離層的膜厚是100nm。
其次，利用ECR-CVD法(SiH4+O2氣體，100℃)，在分離層上形成SiO2膜作為中間層。中間層的膜厚是200nm。
其次，利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)，在中間層上形成膜厚為50nm的非晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層，對該非晶硅膜照射激光(波長308nm)，使其結(jié)晶，成為多晶硅膜。其后，對該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕，形成了成為薄膜晶體管的源·漏·溝道的區(qū)域。其后，利用TEOS-CVD法(SiH4+O2氣體)形成了1200nm的柵絕緣膜SiO2后，在柵絕緣膜上形成柵電極(在多晶硅上層疊了Mo等高熔點金屬而形成的結(jié)構(gòu))，通過以柵電極為掩模進(jìn)行離子注入，以自對準(zhǔn)的方式形成源·漏區(qū)，從而形成了薄膜晶體管。此時，同時對分離層注入了氫離子。其后，根據(jù)需要，形成與源·漏區(qū)連接的電極和布線、與柵電極連接的布線。在這些電極及布線中使用Al，但不限定于此。此外，在擔(dān)心因后工序的激光照射而產(chǎn)生Al的熔融的情況下，也可使用比Al的熔點高的金屬(因后工序的激光照射不熔融的金屬)。
其次，在上述薄膜晶體管上涂敷紫外線硬化型粘接劑(膜厚100微米)，再在該涂膜上接合了作為轉(zhuǎn)移體的縱200mm×橫300mm×厚度1.1mm的大型的透明玻璃基板(鈉玻璃，軟化點740℃，變形點511℃)后，從玻璃基板一側(cè)照射紫外線，使粘接劑硬化，將其進(jìn)行粘接固定。
其次，通過從石英基板一側(cè)照射Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光(波長308nm)，實施圖31以后示出的光束掃描，使剝離(層內(nèi)剝離和界面剝離)在分離層中發(fā)生。所照射的Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光的能量密度是250mJ/cm2，照射時間是20nsec。再有，受激準(zhǔn)分子激光的照射有點光束照射和線光束照射，在點光束照射的情況下，對規(guī)定的單位區(qū)域(例如，8mm×8mm)進(jìn)行點照射，一邊進(jìn)行光束掃描，一邊進(jìn)行該點照射，使得各次的照射區(qū)域不重疊(在前后左右不重疊)。此外，在線光束照射的情況下，一邊進(jìn)行光束掃描，一邊同樣地照射規(guī)定的單位區(qū)域(例如，378mm×0.1mm或378mm×0.3mm(這是能得到能量的90％以上的區(qū)域))，使得各次的照射區(qū)域不重疊。
其后，在分離層中剝離石英基板和玻璃基板(轉(zhuǎn)移體)，將在石英基板上形成了的薄膜晶體管和中間層轉(zhuǎn)移到玻璃基板一側(cè)。
其后，利用刻蝕、清洗或其組合除去附著于玻璃基板一側(cè)的中間層的表面上的分離層。此外，對于石英基板也進(jìn)行同樣的處理，以供再次使用。
再有，如果成為轉(zhuǎn)移體的玻璃基板是比石英基板大的基板，則可在平面上不同的區(qū)域中重復(fù)進(jìn)行本實施例那樣的從石英基板到玻璃基板的轉(zhuǎn)移，可在玻璃基板上形成比在石英基板上可能形成的薄膜晶體管的數(shù)目多的薄膜晶體管。再者，可在玻璃基板上重復(fù)進(jìn)行層疊，同樣地，形成更多個薄膜晶體管。
(實施例2)除了利用分離層形成工藝將分離層作成含有20at％的H(氫)的非晶硅膜以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定低壓CVD法的成膜時的條件來進(jìn)行非晶硅膜中的H量的調(diào)整。
(實施例3)除了將分離層作成通過旋轉(zhuǎn)涂敷使用溶膠-凝膠法形成的陶瓷薄膜(組成PbTiO3，膜厚200nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例4)除了將分離層作成通過濺射法形成的陶瓷薄膜(組成BaTiO3，膜厚400nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例5)除了將分離層作成通過激光剝離法形成的陶瓷薄膜(組成Pb(Zr，Ti)O3(PZT)，膜厚50nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例6)除了將分離層作成通過旋轉(zhuǎn)涂敷形成的聚酰亞胺膜(膜厚200nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例7)除了將分離層作成通過旋轉(zhuǎn)涂敷形成的聚苯撐硫膜(膜厚200nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例8)除了將分離層作成通過濺射法形成的Al層(膜厚300nm)以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例9)除了使用了Kr-F受激準(zhǔn)分子激光(波長248nm)作為照射光以外，以與實施例2相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是250mJ/cm2，照射時間是20nsec。
(實施例10)除了使用了Nd-YAIG激光(波長1068nm)作為照射光以外，以與實施例2相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是400mJ/cm2，照射時間是20nsec。
(實施例11)除了作成由高溫工藝1000℃形成的多晶硅膜(膜厚80nm)的薄膜晶體管作為被轉(zhuǎn)移層以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例12)除了使用了聚碳酸酯(玻璃轉(zhuǎn)變點130℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例1相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例13)除了使用了AS樹脂(玻璃轉(zhuǎn)變點70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例2相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例14)除了使用了聚甲基丙烯酸甲酯(玻璃轉(zhuǎn)變點70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例3相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例15)除了使用了聚乙烯對苯二甲酸鹽(玻璃轉(zhuǎn)變點67℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例5相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例16)除了使用了高密度聚乙烯(玻璃轉(zhuǎn)變點77～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例6相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例17)除了使用了聚酰胺(玻璃轉(zhuǎn)變點145℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例9相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例18)除了使用了環(huán)氧樹脂(玻璃轉(zhuǎn)變點120℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例10相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實施例19)除了使用了聚甲基丙烯酸甲酯(玻璃轉(zhuǎn)變點70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實施例11相同的方式進(jìn)行了薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
關(guān)于實施例1～19，分別用肉眼和顯微鏡觀察被轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管的狀態(tài)，任一個薄膜晶體管都沒有缺陷或不勻，均勻地進(jìn)行了轉(zhuǎn)移。
如上所述，如果使用本發(fā)明的轉(zhuǎn)移技術(shù)，則可將薄膜器件(被轉(zhuǎn)移層)轉(zhuǎn)移到各種轉(zhuǎn)移體上，特別是，可在不作用過度的力的情況下適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行在轉(zhuǎn)移方面所需要的基板的剝離。由此，即使對于例如由不能直接形成薄膜或不適合于形成薄膜的材料、容易成形的材料、廉價的材料等構(gòu)成的物體，以及難以移動的大型的物體等，也能利用轉(zhuǎn)移來形成薄膜器件。
特別是，轉(zhuǎn)移體能使用各種合成樹脂及熔點低的玻璃材料那樣的，比基板材料耐熱性、耐腐蝕性等特性較差的材料。因此，例如在制造在透明基板上形成了薄膜晶體管(特別是多晶硅TFT)的液晶顯示器時，通過使用耐熱性優(yōu)良的石英玻璃基板作為基板，使用各種合成樹脂及熔點低的玻璃材料那樣的廉價而且容易加工的材料的透明基板作為轉(zhuǎn)移體，可容易地制造大型而且廉價的液晶顯示器。這樣的優(yōu)點不限于液晶顯示器，對于其他的器件的制造也是同樣的。
此外，由于一邊獲得以上那樣的優(yōu)點，一邊對于可靠性高的基板、特別是石英玻璃基板那樣的耐熱性高的基板形成功能性薄膜那樣的被轉(zhuǎn)移層，再對其進(jìn)行圖形刻蝕，故不管轉(zhuǎn)移體的材料特性如何，都可在轉(zhuǎn)移體上形成可靠性高的功能性薄膜。
此外，雖然這樣的可靠性高的基板是高價的，但也可對其進(jìn)行再利用，因此，也降低了制造成本。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的薄膜器件的剝離方法、薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，如上所述，可適用于薄膜器件、有源矩陣基板和液晶顯示裝置等。作為薄膜器件，除了TFT外，例如可舉出薄膜二極管、由硅的PIN結(jié)構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件(光傳感器、太陽電池)及硅電阻元件、其他的薄膜半導(dǎo)體器件、電極(例ITO、臺面膜那樣的透明電極)、開關(guān)元件、存儲器、壓電元件等的致動器(actuator)、微鏡(micro mirror)(壓電薄膜陶瓷)、磁記錄薄膜頭、線圈、電感器、薄膜高導(dǎo)磁材料和將其組合起來的微磁器件、濾色片、反射膜、分色鏡等。此外，關(guān)于液晶顯示裝置，不管是反射型、還是透射型、及顯示的模式如何，也都可適用。再者，不僅可適用于顯示文字及圖像的液晶顯示裝置，也可適用于液晶屏具有作為光閥的功能的液晶裝置。
權(quán)利要求
1.一種薄膜器件的剝離方法，具有在基板上形成分離層的第1工序；在上述分離層上形成薄膜器件的第2工序；以及在上述分離層的層內(nèi)和/或界面上使剝離現(xiàn)象發(fā)生，使上述基板從上述分離層剝離下來的第3工序，其特征在于在上述第3工序之前，設(shè)置了對上述分離層注入離子的離子注入工序。
2.如權(quán)利要求1中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于在上述第3工序中包括使注入到上述分離層中的上述離子氣體化的工序。
3.如權(quán)利要求2中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述第3工序包括對上述分離層進(jìn)行光照射的工序。
4.如權(quán)利要求1中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于在上述離子注入工序中，利用上述離子切斷構(gòu)成上述分離層的原子或分子的鍵，預(yù)先在上述分離層中造成損傷。
5.如權(quán)利要求1中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于在上述離子注入工序中，利用上述離子使上述分離層的特性變化，預(yù)先削弱上述分離層與上述基板的密接性。
6.如權(quán)利要求1中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述第2工序包括形成薄膜晶體管用的薄膜晶體管形成工序，上述薄膜晶體管形成工序包括溝道層形成工序，上述離子注入工序在上述溝道層形成工序之后被實施。
7.如權(quán)利要求6中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述薄膜晶體管形成工序在上述溝道層形成工序后包括溝道圖形形成工序，上述離子注入工序在上述溝道圖形形成工序之后被實施。
8.如權(quán)利要求6或7中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于在上述溝道層中的成為溝道區(qū)的區(qū)域上形成了掩模，來實施上述離子注入工序。
9.如權(quán)利要求7中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述薄膜晶體管形成工序包括在上述溝道圖形形成工序后在該溝道圖形上形成柵絕緣膜的工序和在該柵絕緣膜上的與上述溝道區(qū)相對的區(qū)域中形成柵電極的工序，以上述柵電極為掩模來實施上述離子注入工序。
10.如權(quán)利要求8中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于在上述離子注入工序中，同時注入要注入到上述溝道圖形內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)的至少一方中的雜質(zhì)離子和比該雜質(zhì)離子質(zhì)量輕的要注入到上述分離層中的上述離子。
11.如權(quán)利要求6中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述薄膜晶體管形成工序包括形成非晶硅層作為上述溝道層的工序和其后對上述非晶硅層進(jìn)行激光退火使其實現(xiàn)結(jié)晶化的結(jié)晶化工序，在上述結(jié)晶化工序之前實施上述離子注入工序。
12.如權(quán)利要求1中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于上述離子是氫離子。
13.如權(quán)利要求12中所述的薄膜器件的剝離方法，其特征在于將在上述離子注入工序后被實施的工序的處理溫度定為不到350℃。
14.一種薄膜器件，其特征在于上述薄膜器件使用權(quán)利要求1中所述的剝離方法從上述基板剝離下來而構(gòu)成。
15.一種有源矩陣基板，在該基板中包括配置成矩陣狀的薄膜晶體管和與該薄膜晶體管的一端連接的像素電極來構(gòu)成像素部，其特征在于上述有源矩陣基板通過使用權(quán)利要求6至權(quán)利要求13的任一項中所述的方法轉(zhuǎn)移上述像素部的薄膜晶體管來制造。
16.一種液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示裝置使用權(quán)利要求15中所述的有源矩陣基板來制造。
17.一種薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，其特征在于包括在基板上形成第1分離層的第1工序；在上述第1分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的第2工序；在上述被轉(zhuǎn)移層上形成由水溶性或有機(jī)溶劑熔融性的粘接劑構(gòu)成的第2分離層的第3工序；在上述第2分離層上接合一次轉(zhuǎn)移體的第4工序；以上述第1分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述基板的第5工序；在上述被轉(zhuǎn)移層的下表面上接合二次轉(zhuǎn)移體的第6工序；以及使上述第2分離層與水或有機(jī)溶劑接觸，以上述第2分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述一次轉(zhuǎn)移體的第7工序，將包含上述薄膜器件的上述被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體上。
18.一種薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法，其特征在于包括在基板上形成第1分離層的第1工序；在上述第1分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的第2工序；在上述被轉(zhuǎn)移層上形成由因加熱或紫外線照射而具有剝離作用的粘接劑構(gòu)成的第2分離層的第3工序；在上述第2分離層上接合一次轉(zhuǎn)移體的第4工序；以上述第1分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述基板的第5工序；在上述被轉(zhuǎn)移層的下表面上接合二次轉(zhuǎn)移體的第6工序；以及對上述第2分離層進(jìn)行加熱或進(jìn)行紫外線照射，以上述第2分離層為邊界，從上述被轉(zhuǎn)移層除去上述一次轉(zhuǎn)移體的第7工序，將包含上述薄膜器件的上述被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到二次轉(zhuǎn)移體上。
全文摘要
在基板(100)預(yù)先設(shè)置分離層(120),在該基板上形成TFT等的薄膜器件(140)。在該薄膜器件(140)的形成過程中,對分離層(120)注入促進(jìn)剝離用離子、例如氫離子。在薄膜器件(140)的形成后,最好在通過粘接層(160)將薄膜器件(140)接合到轉(zhuǎn)移體(180)后,從基板一側(cè)照射激光。由此,在分離層(120)中利用促進(jìn)剝離用離子的作用,使剝離發(fā)生。使該薄膜器件(140)從基板(100)脫離。由此,可將所希望的薄膜器件轉(zhuǎn)移到任一種基板上。
文檔編號H01L21/762GK1256794SQ99800173
公開日2000年6月14日 申請日期1999年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月25日
發(fā)明者井上聰, 下田達(dá)也 申請人:精工愛普生株式會社