(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を用いて回路を形成する工程と、
前記回路上に平坦な親水性の表面を形成する工程と、
前記第１の基板を分断し、第２の基板を作製する工程と、
第３の基板上に親水性の領域を形成する工程と、
前記親水性の領域に水を含む液体を滴下する工程と、
前記親水性の領域上に前記第２の基板を接着する工程と、
前記剥離層により前記第２の基板を剥離し、前記第３の基板上に前記回路を残す工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、前記液体は、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、弗化水素、過酸化水素、アンモニアのいずれかを含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記半導体層は単結晶珪素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は基板上に、選択的に半導体層、あるいは、該半導体層を用いて形成された集積回路や能動素子、受動素子等を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の電子産業において、基板上に集積回路や能動素子、受動素子等、あるいはそれらを有する他の基板片（以下、チップという）やそれをプラスチックやセラミック等に封止したもの（パッケージ）を装着・実装する技術は欠くことができないものである。以下の明細書ではチップと称するものは、特に指定しない限り、大きさや厚さ、形状に制限を設けないものとする。この技術は、例えば、アクティブマトリクス回路を形成したガラス基板上にアクティブマトリクス回路を駆動するためのＬＳＩチップやＬＳＩパッケージを取り付ける際に必要である。ＬＳＩチップを取り付ける技術はＣＯＧ、ＬＳＩパッケージを取り付ける技術は、例えば、ＴＡＢという名称で知られる。
【０００３】
しかし、このようにＬＳＩチップやＬＳＩパッケージを基板上に装着すると、その部分の厚みが増してしまう。この点を改良すべき方法として、特許文献１に開示されているように、基板上にチップ等を装着した後、回路の形成された表面部分のみを剥離して、基板上に残し、厚みを減らすという技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、基板上にチップ等を置くべき領域の表面を親水性とし、その他の領域の表面を疎水性とし、さらには、チップ等の基板に接する面をも親水性とし、基板の親水性領域に適量の液体を滴下した後、チップ等を、その置くべき部分におおまかに落とすことによって、以後は、液体の表面張力により自己整合的にチップ等の位置を精密に決定するという技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５７５７４５６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／００２３２４３号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／００３２２１０号
【特許文献４】米国特許第５３７４５６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、ＬＳＩチップやＬＳＩパッケージを基板上に実装する技術は、ピックアップ・アンド・プレースという手法でおこなわれてきた。すなわち、とりつけるべき部品（チップやパッケージ等）を取り上げ、基板上に置くことによってなされてきた。この工程は自動化されて、ロボットでおこなわれているが、この技術において問題となるのは、基板上に置く部品の位置を精密に制御することが困難なことである。機械的な動きであるため、精密に位置を制御するには、基板上に部品を置く最終段階においては、動きを非常に緩やかなものとしなければならず、その結果、この工程に時間がかかることとなる。
【０００７】
また、基板上に部品を強固に接着する方法についても効果的な方法は提唱されていない。
【０００８】
さらには、このような方法で作製された半導体装置の構造上の特徴を利用して、さらにその特性を向上させる工夫やそのような工夫の結果得られる半導体装置についても提唱されていない。
【０００９】
本発明はこれらの問題の一つ以上を解決せんとしてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態は、以下の構成を有する作製工程を用いることによって、上記の問題点を解決するものである。特に本発明においては、親水性領域に滴下する液体として、純粋な水、あるいは５０モル％以上の水を含む液体を用いることで、チップ等を置いた後に基板とチップ等をその後、加熱圧着が効率的におこなえることに着目したものである。上記液体は、上述のように５０モル％以上の水を含むものであるが、他の成分に関しては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール等の沸点が１００度以下のアルコール類、あるいは、弗化水素、過酸化水素、アンモニア等を用いればよい。
【００１１】
本発明の好ましい構成は、以下の工程を有する。
（Ａ）表面領域を分離するための層が形成され、表面が親水性を有するチップを作製する工程。
（Ｂ）チップをおく基板表面に親水性領域と疎水性領域の一方、もしくは双方を形成する工程。
（Ｃ）前記親水性領域に、水を５０モル％以上（好ましくは９０モル％）含む液体を滴下する工程。
（Ｄ）前記親水性領域に、前記チップを置く工程。
（Ｆ）前記基板とチップを圧着しつつ加熱する工程。
（Ｇ）前記チップ表面領域を剥離する工程。
【００１２】
これらの工程において、（Ａ）と（Ｂ）、（Ｆ）と（Ｇ）は、それぞれ、その順序が入れ替わっても、同時におこなってもよい。また、（Ｄ）の工程の後に、
（Ｅ）前記液体を蒸発させる工程
を追加することが好ましい。なぜならば、（Ｄ）の工程の直後は、基板とチップの密着性が不十分であり、外部からわずかでも力が加わると、位置がずれてしまうからである。
【００１３】
液体を蒸発させるに際しては、液体にエチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール等の沸点が１００度以下のアルコール類が適量添加されていると、蒸発を早めることができる。これは、これらのアルコールが揮発する際に、水分子と一緒に揮発するためである。
【００１４】
また、基板表面とチップ表面の双方もしくはいずれか一方を酸化珪素膜で覆うと、後の圧着工程で密着性がより強化される。ここで、酸化珪素膜とは化学式ＳｉＯ２で表されるものに限らず、膜の組成が、珪素が２０モル％以上５０モル％以下（好ましくは３０モル％以上４０モル％以下）、酸素が５０モル％以上８０モル％以下（好ましくは６０モル％以上７０モル％以下）であればよく、酸素、珪素以外に窒素、炭素、アルミニウム、硼素、燐等を含んでいても良い。
【００１５】
このような酸化珪素膜の作製方法は基板やチップの耐熱性に応じて限定されるものではあるが、例えば、チップが耐熱性のある単結晶シリコン（珪素）であれば、乾式あるいは湿式の熱酸化によって形成されてもよい。また、基板として耐熱性の低いガラス等を使用する場合には、化学的気相成長（ＣＶＤ）法によって形成すればよいが、その際の原料ガスとしては、有機シランを用いる方が、一般的な、シラン（ＳｉＨ４）やジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いるよりも好ましい。
【００１６】
さらには、基板あるいはチップ表面に珪素が用いられるのであれば、いわゆるＲＣＡ洗浄のような、公知の洗浄法によって珪素膜表面に自然酸化膜を形成してもよいし、プラズマ酸化等の方法によって酸化珪素膜を形成してもよい。さらに、これらの表面を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法等によって平坦化しておくと、さらに密着性を向上させるうえで好ましい。
【００１７】
酸化珪素膜を作製する際には、その厚さは特に制限はないが、被覆性を考慮して厚さを決定することが望ましい。一般に熱酸化によって形成される酸化珪素膜は、１ｎｍもの極めて薄いものでも、十分に均一に形成できるが、ＣＶＤ法によって形成される酸化珪素膜は、あまりに薄いとピンホール等が生じるので、適切な厚さが必要である。
【００１８】
一般に、上記のような酸化珪素膜を形成した表面あるいはＣＭＰ法によって研磨した表面は親水性を示す。
【００１９】
本発明においては、基板とチップは、双方とも親水性であるので、（Ｃ）の工程で滴下された液体中の水を介した結合が促進される。さらに、加熱工程を経ることにより、液体中の水のほとんどは揮発するが、少数の残ったものが、上記のような酸化珪素の間に存在すると、高温での水分子の化学的な触媒反応により、酸化珪素膜同士が結合するので、より強固な密着性が得られる。
【００２０】
また、（Ｃ）の工程で用いられる液体に弗化水素が適量（１０モル％以下、好ましくは２モル％以下）含まれていると、酸化珪素膜の最表面をエッチングすることにより、表面が活性化されるので、密着性を高める上で効果がある。
【００２１】
同様な効果は、液体にアンモニアと過酸化水素を添加しても得られる。この場合には、表面の有機物が除去されることにより、やはり表面が活性化される。
【００２２】
基板に疎水性の領域を形成するには、例えば、酸化珪素膜を弗素プラズマ等で処理する方法、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、珪素（特にアモルファス珪素）、各種ポリマ等の疎水性材料の被膜、あるいは、これらの材料の２つ以上の混合物の被膜を形成する方法、等を用いれば良い。
【００２３】
ここで、グラファイトとは、膜の組成が、炭素が６０モル％以上（好ましくは９０モル％以上）で、かつ、炭素間の結合の８０％以上（好ましくは９０％以上）が、グラファイトに見られるＳＰ２型の結合であればよく、炭素以外に酸素、珪素、窒素、アルミニウム、硼素、燐等を含んでいても良い。
【００２４】
ダイヤモンドライクカーボンとは、膜の組成が、炭素が６０モル％以上（好ましくは９０モル％以上）で、かつ、炭素間の結合の８０％以上（好ましくは９０％以上）が、ダイヤモンドに見られるＳＰ３型の結合であればよく、炭素以外に酸素、珪素、窒素、アルミニウム、硼素、燐等を含んでいても良い。
【００２５】
また、珪素膜を用いる場合には、ＣＶＤ法で作製する場合には、原料ガスに四フッ化珪素（ＳｉＦ４）等の弗素を含有するものを用いることによって、膜中の弗素の量を多くするとよい。また、スパッタリング法でも雰囲気中に四フッ化珪素等を導入する反応性スパッタリング法によって形成してもよい。
【００２６】
ポリマは炭化水素を主成分とするため、一般に疎水性であるが、なかでも弗素を含有するものやベンゼン基を有するもの、あるいは炭素の一部を珪素で置換したもの等は疎水性が優れている。
【００２７】
上記の工程（Ｂ）をおこなうには、例えば、上記のような方法で疎水性の被膜あるいは表面を形成した後に、酸化珪素膜を選択的に形成すればよい。例えば、上記疎水性被膜を形成した後、ＣＶＤ法等によって酸化珪素膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィー法によって、それをエッチングすることにより、選択的に疎水性領域と親水性領域を形成できる。
【００２８】
あるいは、それほど精度が要求されないのであれば、インクジェット方式のような液滴を直接基板上に描画する方法によって、インクに溶かした酸化珪素の前駆体を基板上に選択的に形成し、それを焼成してもよい。この際、注意しなければならないのは、前駆体やインクの特性である。基板表面は疎水性であるので、インクが水溶性であることは避けるべきである。なぜならば、インクが疎水性表面に弾かれて適切な描画ができなくなるためである。したがって、インクは油性のもの、もしくは、それに相当するものを用いることが望ましく、前駆体としても、インクに溶ける材料が好ましい。
【００２９】
このような方法とは逆に、先に基板上に親水性の表面を設けた後に、疎水性の被膜を選択的に形成することも可能である。しかし、この場合には疎水性の被膜の厚さに注意しなければならない。疎水性の被膜が過剰に厚いと、疎水性領域と親水性領域との間に段差が生じ、チップはくぼみに落とされることとなる。もし、この段差に比較して、（Ｃ）の工程で滴下する液体の量が少ないと、表面張力によってチップが段差を越えて持ち上げられないこととなり、チップを意図した場所に配置できないこととなる。したがって、段差を考慮して液体の量を設定する必要があるが、液体の量は、段差によって生じるくぼみの体積（すなわち、段差×チップ面積）の８０％以上が望ましい。また、段差もチップの一辺の長さｎの１０％以下、好ましくは、１％以下とすることが望まれる。
【００３０】
（Ｃ）の工程における液体の量としては、上記の制限の他に、チップの体積の０．１％以上２０％以下、好ましくは、０．５％以上５％以下とするとよい。液体の量が多過ぎると、チップを基板に置く際に不安定性が増し、少な過ぎると、基板が意図した場所に配置できないからである。
【００３１】
（Ｂ）の工程に関しては、親水性や疎水性の被膜の一部を変質させることにより、当初とは逆の性質を有するようにしてもよい。つまり、疎水性であった場合には親水性に、親水性であった場合には疎水性に変化させるように処理しても良い。例えば、基板上に疎水性のアモルファス珪素膜を形成した後、その一部を選択的にプラズマ酸化処理することにより、ごく薄い（０．１〜１０ｎｍ、典型的には１ｎｍ）酸化珪素膜を形成することにより、この部分を親水性とすることができる。
【００３２】
（Ａ）の工程における、表面領域を分離するための層、としては、特許文献３で開示されているようなタングステン等の材料よりなる金属膜のような被膜や、特許文献４で開示されているような水素その他のイオンが注入された層を用いることができる。また、水素を過剰に含むアモルファス状態の珪素その他の材料の被膜を用いることもできる。
【００３３】
（Ｆ）の工程における加熱処理の温度は、上記の表面領域を分離するための層によっても設定される。一般にこの加熱処理において、温度が高ければ高いほど密着性が向上する。例えば、タングステンのような耐熱性の高い材料を用いた場合には、１０００度以上の高温で処理できる。
【００３４】
表面領域を分離するための層として水素イオンが注入された層や、水素を過剰に含むアモルファス状態の珪素の層を用いる場合には、３００度から６００度の温度領域で水素の離脱によって表面の剥離が開始される。一般に３００度以下では、高い密着性が得られないので、より高温で処理することが求められるが、この加熱処理によって表面の剥離も同時におこる場合は、剥離のおこる前後の温度を比較的長時間（２〜４８時間）維持し、しかるのちに、必要な密着性を向上させるのに適切な温度まで上昇させることが望ましい。
【００３５】
あるいは、基板あるいはチップが特定の波長の光に透明で、かつ、表面領域を分離するための層として、水素その他のイオンが注入された層もしくは水素を過剰に含むアモルファス状態の珪素等の被膜を用いる場合には、透明な基板もしくはチップからレーザー光のごとき高エネルギー光を照射することによって、表面領域を剥離することもできる。
【００３６】
この際には、基板やチップを透過する光が、表面領域を分離するための層で吸収されることが必要である。例えば、チップとしてガラス基板上に上記のごとき水素を過剰に含むアモルファス状態の珪素膜（第１珪素膜）を形成したのち、さらに酸化珪素膜とアモルファス珪素膜（第２珪素膜）を積層した構造のものを用いる場合には、チップの裏面よりＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を照射すると、ガラスは、このレーザー光を透過する一方、珪素はこの光を吸収するため、第１珪素膜が加熱され、その際に水素が排出されることによって、それより上層の酸化珪素膜と第２珪素膜がチップから剥離される。しかるのちに、密着性を得るための加熱処理をおこなってもよい。
【００３７】
本発明において、半導体層とは、単結晶、多結晶、アモルファスと形態はいずれでも可能であるが、気相的な技術で基板上に形成することが困難な単結晶半導体層を形成することにおいて著しく効果がある。本発明において、基板とはいわゆるプリント基板やガラス、プラスチック等の透明材料の基板、シリコン（珪素）ウェハー、化合物半導体ウェハー等の半導体材料の基板、金属や合金材料、セラミック等の材料によって形成された基板等を指し、板状、球状、その他、その形状や大きさ、厚さ、材質は特に指定しないかぎり何でもよい。また、上記集積回路や能動素子、受動素子等を装着・実装する面に関しては、必要に応じて、適切な被膜が形成されてもよい。さらには、基板上に別の基板やチップが積層された構造のものも基板として扱ってもよい。
【００３８】
また、本明細書において「第１」、「第２」又は「第３」等の数詞の付く用語は、要素を区別するために便宜的に付与しているものであり、数的に限定するものではなく、特に限定されない限り配置及び段階の順序を限定するものでもない。
【００３９】
さらに、ある構成要素が他の構成要素の「上」にある、或いは「下」にあると言及されたときには、その他の構成要素に直接的に形成されている場合もあるが、中間に他の構成要素が存在する場合もあると理解されなければならない。
【００４０】
本明細書において、実施形態を説明するために用いられる用語において単数の表現は、文脈上で明白に相違して意味していない限り、複数の表現を含む。「含む」または「有する」などの用語は、明細書中に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものであると理解されなければならない。
【発明の効果】
【００４１】
上記に示した方法によって半導体装置を作製することによって、精度良く基板上に部品を効率的に配置でき、生産性を高めることができる。特に本発明においては、水を含む液体を部品の装着面に用いることにより、特に、接着面が酸化珪素―酸化珪素である場合には格別の効果があることは上に述べたとおりである。あるいは、以下の実施の形態で示す半導体装置の作製方法や半導体装置は、上述の課題の１つ以上を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図３】本発明を用いて示される半導体装置の１例を示す図である。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法の１つを示す図である。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法により作製された半導体装置の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、本発明を具体的に説明するために実施の形態を示すが、本発明が実施の形態のみにとらわれないことはいうまでもない。本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ガラス基板上に本発明を用いて単結晶珪素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する方法の概略を示す。以下では、必要以上の成膜、エッチング等の詳細な手法、条件等は示さないが、公知の技術条件等を用いれば良い。本実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、ガラス基板３１上にアモルファス珪素によって形成されたアクティブマトリクス回路３３を有する液晶表示装置において、周辺回路３２ａ〜３２ｊを単結晶珪素膜で形成する例を示す。周辺回路３２ａ〜３２ｊを形成する単結晶珪素膜は、図３（Ｂ）に示すように、単結晶シリコン（珪素）ウェハ２１を分断したものを各部分に接着して形成する。以下、図１（Ａ）乃至図１（Ｅ）、図２（Ａ）および図２（Ｂ）、図４（Ａ）  乃至図４（Ｄ）を用いて説明する。
【００４５】
まず、ガラス基板１１上に厚さ１００〜２０００ｎｍ、例えば、５００ｎｍの酸化珪素膜１２を形成する。酸化珪素膜１２とガラス基板１１の間に基板からの可動イオン（ナトリウム等）や重金属イオンの侵入を防止するために窒化珪素等によってバリヤ膜を設けてもよい（図１（Ａ）参照）。
【００４６】
次に、酸化珪素膜１２上に厚さ１０〜２００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ、のダイヤモンドライクカーボン膜１３を形成する。その際には、ガラス基板１１の表面だけではなく、裏面や側面にも設けておくと好ましい。そして、プラズマ酸化等の方法によって、その一部を除去して、酸化珪素膜１２を露出させる。この酸化珪素膜が露出した領域１４は、以後の工程で単結晶珪素が接着される領域である。（図１（Ａ））
【００４７】
一方、図２（Ａ）に示すように単結晶珪素ウェハ２１上に厚さ５０〜４００ｎｍ、好ましくは、１００〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎｍの酸化珪素膜２４を形成する。そして、該ウェハに水素イオンを注入し、表面から深さ１００〜５００ｎｍ、例えば、２００ｎｍ、を中心として、水素が多く含まれる領域２２を形成する。水素の注入に際しては、加速エネルギーを変えることにより、注入できる深さを変えることができるので、目的とする深さに応じて、加速エネルギー（電圧）やイオン種を変えれば良い。イオン種としては、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋等の水素のみからなるものだけではなく、ＢＨ２＋、ＣＨ３＋、ＳｉＨ３＋、ＨｅＨ＋等の水素以外の元素を含むものを使用しても良い。なお、一般に水素を多く含む領域は、一定の幅を持つことが知られているが、これも加速エネルギーに依存するので、この点も考慮すると良い。
【００４８】
このようにして、単結晶珪素ウェハ２１に、水素が多く含まれる領域２２と、その表面部分の領域２３を形成する。（図２（Ａ））
【００４９】
次に、ダイシングソー等の公知の器具や技術によって単結晶珪素ウェハ２１を必要とする大きさのチップに分断する。これは、図３（Ａ）および（Ｂ）を参照にすれば良い。また、この際、チップの大きさは、酸化珪素膜が露出した領域１４に比較して、１〜５％小さくしておくと、以後の操作で確実に酸化珪素膜が露出した領域１４内に配置することができる。ただし、その場合は、位置合わせの精度もその分低下する。このようにして、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａを得る。（図２（Ｂ））
【００５０】
一方、図１（Ｂ）に示すように、ガラス基板１１の酸化珪素膜が露出した領域１４に適量の超純水よりなる液体１５を滴下する。液体の量は、開口部の面積等によって最適な量を決定すれば良い。また、超純水の代りにアルコールや弗化水素等が添加された水を使用してもよい。酸化珪素膜が露出した領域１４の表面は親水性であるのに対し、その他のダイヤモンドライクカーボン膜１３で覆われた領域は疎水性であるので、液体は開口部に留まる。（図１（Ｂ））
【００５１】
その後、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａをガラス基板１１上に配置し、さらに、ガラス基板１１上に落下させる（図１（Ｃ））。この際、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａは、酸化珪素膜が露出した領域１４に必ずしも正確に落下させる必要はなく、図１（Ｃ）に示すように、少々ずれた状態でも、液体１５の表面張力により、ほどなく、図１（Ｄ）に示すように、開口部と概略一致した位置に安定する。
【００５２】
その後、液体を蒸発させる。（図１（Ｅ））
【００５３】
次に、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａを機械的に、ガラス基板１１に圧着した状態で３００〜５００度で加熱する。（図４（Ａ））
【００５４】
この際には、温度の保持時間、昇温速度等は適宜決定すれば良い。一般には、３００度で２〜２４時間保持した後、さらに、４３０度で２〜２４時間保持し、その後、５００度まで加熱することによって、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａの表面部分の領域２３を劈開、剥離する。しかし、これらの条件は、水素が多く含まれる領域２２の深さや、水素以外に注入された元素等の存在によって変更される。
【００５５】
剥離後もさらに高温で熱処理をおこなうと、ガラス基板１１上の酸化珪素膜１２と分断された単結晶珪素ウェハ２１ａの表面領域上の酸化珪素膜との密着性がよくなる。このような目的でおこなわれる熱処理は６００度以上が好ましい。一般に１１００度程度の加熱処理により十分な密着性が得られるが、ガラス基板を使用する場合は、そこまでの高温処理がおこなえないので、ガラス転移点以下の可能なかぎり高温での処理が好ましい。
【００５６】
このようにして、図４（Ｂ）に示されるように、分断された単結晶珪素ウェハ２１ａは水素が多く含まれる領域２２を中心とした部分から剥離できるが、剥離面は一般に凹凸が激しい。それは水素が多く含まれる領域２２が一定の厚みを持つためであり、上記の加熱による水素の離脱にともなう劈開は、そのどの部分からも起こり得るからである。そのような凹凸を解消するためには、例えば、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法によって、平坦化できるが、ガラス基板１１がある程度大きくなると、ＣＭＰ法は均一性が保てなくなる。
【００５７】
そのような場合には、珪素の性質によってエッチングレートに差のある薬液やガスによるウェットエッチングやドライエッチングをおこなうことにより平坦化できる。なぜならば、水素が多く含まれる領域２２は水素の注入の結果、珪素間の結合に欠陥が多く、一般的に通常の単結晶珪素よりもエッチングレートが大きいからである。
【００５８】
あるいは、欠陥の多少による酸化速度の差を利用しても良い。例えば、図４（Ｂ）の状態でプラズマ酸化をおこなうと水素が多く含まれる領域２２は容易に酸化されるのに対し、その下の表面部分の領域２３は、欠陥が少ない単結晶であるので酸化されにくい。この性質を利用して、プラズマ酸化と酸化膜の除去を何度か繰り返すと、選択的に水素が多く含まれる領域２２が除去される。
【００５９】
このような作業に際して、ウェットエッチングをおこなう場合には、ガラス基板１１の表面のみならず、裏面や側面をもダイヤモンドライクカーボンで覆われていると、エッチングの際にガラス基板が侵蝕されることを防止できる。このようにして、水素が多く含まれる領域２２を完全に除去する。このエッチングの際には、一般には、欠陥のない単結晶珪素よりなる表面部分の領域２３も一部エッチングされるので、完全に平坦化することは難しいが、さらに、レーザーアニール等を実施することで十分な平坦化が可能となる。（図４（Ｃ））
【００６０】
その後、ダイヤモンドライクカーボン膜１３をプラズマ酸化や酸素アッシングといった公知の手法により酸化させて除去する。以上の工程により、平坦な表面を有する単結晶珪素膜２５をガラス基板１１上に選択的に形成できる。以後は、公知の技術により、単結晶珪素膜２５を利用して半導体集積回路を形成すれば良い。
【００６１】
図４（Ｄ）には、単結晶珪素膜を用いたＴＦＴ４１とアモルファス珪素を用いたＴＦＴ４２をガラス基板１１上に形成した様子を示す。図では、それぞれ１個のＴＦＴしか示されていないが、実際には、もっと多くのＴＦＴが形成される。また、図では、上記のＴＦＴが隣接するように示されているが、必ずしもそうである必要はない。
【００６２】
以下、これらのＴＦＴ等の作製方法を簡単に説明する。ガラス基板１１上の酸化珪素膜１２や単結晶珪素膜２５を覆って、酸化珪素膜４３が形成される。これは、単結晶珪素膜を用いたＴＦＴ４１のゲート絶縁膜となるものであるので作製方法や厚さにはそれに応じた最適なものを用いれば良い。その後、第１の導電膜を用いて、ＴＦＴ４１およびＴＦＴ４２のゲート電極４５ａ、４５ｂ及びゲート配線を形成する。第１の導電膜の材料としてはゲート電極としての適切な仕事関数を持っていることや、その後の熱処理に対する耐熱性、導電率等を考慮して決定すれば良く、単層に限らず、多層でも良い。また、材質も珪素等の半導体、金属、金属窒化物、金属珪化物等を用いれば良い。
【００６３】
さらには、ゲート電極４５ａ、４５ｂの側面には公知の異方性エッチング技術を用いて、サイドウォール（側壁）を形成する。これは、単結晶珪素膜２５内にエクステンション領域を含む不純物領域４７ａおよび４７ｂを形成するためのものであると同時に、ＴＦＴ４２のゲート電極４５ｂの段差を緩和して、ＴＦＴの不良品率を低下させる上で効果がある。
【００６４】
そして、窒化珪素等の材料によって、絶縁物層４４を形成する。これはＴＦＴ４１においては層間絶縁物となる。一方、ＴＦＴ４２においてはゲート絶縁物となるものである。また、ＴＦＴ４１のチャネルに引っ張りあるいは圧縮の応力を加えることにも使える。したがって、それぞれの必要とする特性に応じて、厚さ、膜質等を決定すれば良い。
【００６５】
さらに、意図的に不純物を添加しない（真性あるいはＩ型）アモルファス珪素膜４８ｃやＮ＋型アモルファス珪素膜４８ａ、４８ｂを形成したのち、アルミニウム等の材料で第２の配線層を形成する。これはＴＦＴ４１および４２のソースやドレインの電極４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄとなる。さらに、平坦性のある絶縁膜４９を形成した後、ＴＦＴ４２に接続する透明導電材料の電極５０を形成して、集積回路を作製する。電極５０は、例えば、液晶表示装置であれば、アクティブマトリクス回路の画素電極となる。フォトルミネッセンスを用いる発光装置であっても、同様な電極により画素を構成することができる。
【００６６】
上記の例では、ＴＦＴ４１とＴＦＴ４２のゲート電極を同一の層の配線で形成したが、もちろん、異なる層の配線により別々に形成してもよい。また、ＴＦＴ４１の層間絶縁物とＴＦＴ４２のゲート絶縁物を同じ絶縁物層４４で形成することを示したが、もちろん、それぞれ別の材料、別の層のものを用いても良い。同じく、第２の配線をＴＦＴ４１およびＴＦＴ４２のソースやドレインの電極４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄとしたが、それぞれ別の層の材料で形成しても良い。
【００６７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、ガラス基板上に本発明を用いて単結晶珪素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と多結晶珪素のＴＦＴを形成する方法の概略を図５（Ａ）乃至図５（Ｅ）および図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す。
【００６８】
まず、ガラス基板５１上に酸化珪素膜５２を厚さ１００〜２０００ｎｍ、例えば、５００ｎｍ、で形成する。実施の形態１で述べたように、ガラス基板の上に窒化珪素のような材料でバリヤ膜を形成し、その上に上記酸化珪素膜５２を形成すると、基板からの可動イオンの侵入を防止する上で効果がある。
【００６９】
次に、酸化珪素膜５２上に厚さ１０〜２００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ、のアモルファス珪素膜５３を形成する。このアモルファス珪素膜は本発明の疎水性表面としての役目とともに、その後の熱処理により、多結晶珪素膜となり、ＴＦＴに利用されるので、その膜厚は、ＴＦＴの特性等に応じて決定すると良い。さらに、その上に厚さ１０〜２００ｎｍ、好ましくは、２０〜１００ｎｍ、例えば、２０ｎｍの酸化珪素膜を形成し、この酸化珪素膜を公知のフォトリソグラフィ法およびエッチング法で除去して、親水性表面を有する酸化珪素領域５４を形成する。（図５（Ａ））
【００７０】
そして、ガラス基板５１上の酸化珪素領域５４に適量の超純水よりなる液体５５を滴下する。液体の量は、酸化珪素領域５４の面積等によって最適な量を決定すれば良い。また、超純水の代りにアルコールや弗化水素等が添加された水を使用してもよい。酸化珪素領域５４の表面は親水性であるのに対し、その他のアモルファス珪素膜５３で覆われた領域の表面は疎水性であるので、液体は酸化珪素領域５４に留まる。（図５（Ｂ））
【００７１】
一方、実施の形態１と同様に水素が多く含まれる領域５７と、その表面部分の領域５８およびその上に形成された酸化珪素膜５９を有する分断された単結晶珪素ウェハ５６を用意する。そして、この分断された単結晶珪素ウェハ５６をガラス基板５１上に配置し、さらに、ガラス基板５１上に落下させる（図５（Ｃ））。
【００７２】
この際、分断された単結晶珪素ウェハ５６は、酸化珪素領域５４に必ずしも正確に落下させる必要はなく、図５（Ｃ）に示すように、少々ずれた状態でも、液体５５の表面張力により、ほどなく、図５（Ｄ）に示すように、酸化珪素領域５４と概略一致した位置で安定する。（図５（Ｄ））
【００７３】
本実施の形態は、実施の形態１とは異なり、分断された単結晶珪素ウェハ５６を開口部内に配置する必要はないので、分断された単結晶珪素ウェハ５６は、酸化珪素領域５４より大きくても構わない。あまり大きいと、位置合わせの精度が低下するので、面積比で５％以内が望ましい。また、実施の形態１と同様に酸化珪素領域５４より小さくても構わない。
【００７４】
その後、液体を蒸発させ、実施の形態１と同様に圧着、加熱工程を経て、分断された単結晶珪素ウェハ５６の表面部分の領域５８を劈開、剥離する。剥離後もさらに６００度以上、例えば、６５０度の高温で熱処理をおこない、酸化珪素領域５４と単結晶珪素ウェハの表面部分の領域５８上の酸化珪素膜５９との密着性を向上させる。ここで、注目すべきは、この加熱工程で、アモルファス珪素膜５３が結晶化し、多結晶珪素となることである。したがって、上記の熱処理工程はアモルファス珪素膜５３の結晶化を兼ねる面もある。そのため、必要とする結晶化度に応じた熱履歴が求められる。
【００７５】
一般に、アモルファス珪素が結晶化する温度は６００度前後とされるが、それ以下の温度であっても時間がかかるが結晶化は進行する。したがって、例えば、５５０度で２４〜９６時間保持することで非常に大きな粒径の結晶を得ることもできる。一方、４００度以下から７００度以上の高温に急速に上昇させることで粒径の小さな結晶を得ることもできる。なお、アモルファス珪素の結晶化をおこなう観点からは、上記の剥離工程の前後に、アモルファス珪素膜５３の表面を覆うような酸化珪素や窒化珪素の膜を形成することが望ましい。
【００７６】
一般に結晶化の進んだ珪素を用いたＴＦＴの移動度は大きいが、例えば、アクティブマトリクスのスイッチングに用いるのであれば、過大な移動度は必要ない。そのような場合には、５００度程度の温度で熱処理した珪素膜でも十分である。このように、剥離後の熱処理は、分断された単結晶珪素ウェハ５６とガラス基板５１の密着性とともに、アモルファス珪素膜５３の結晶化度をも決定する要因となるので、必要とするＴＦＴや回路の要求に応じて決定される。
【００７７】
このようにして、図５（Ｅ）に示されるように、分断された単結晶珪素ウェハ５６は水素が多く含まれる領域５７を中心とした部分から剥離できる。その後は、実施の形態１と同様の平坦化処理をおこない、図６（Ａ）に示すように、単結晶珪素膜６１、およびアモルファス珪素膜５３が結晶化して得られる多結晶珪素膜６０を用いて半導体集積回路を形成すれば良い。図６（Ｂ）には、そのような集積回路の例を示す。
【００７８】
この例は、アクティブマトリクス回路を有する表示装置において、アクティブマトリクス中の画素のスイッチングに用いられるＴＦＴ（画素ＴＦＴ）を上記の多結晶珪素膜６０を用いて、また、アクティブマトリクスを駆動する回路に用いられるＴＦＴ（周辺回路ＴＦＴ）を上記の単結晶珪素膜６１を用いて作製した例である。
【００７９】
以下、簡単に集積回路の作製方法を説明する。まず、多結晶珪素膜６０を選択的にエッチングして多結晶珪素ＴＦＴを形成する領域を形成する。さらに、ガラス基板５１上の酸化珪素膜５２や単結晶珪素膜６１、多結晶珪素膜領域を覆って、酸化珪素膜６２が形成される。これは、単結晶珪素膜を用いた周辺回路ＴＦＴおよび多結晶珪素膜を用いた画素ＴＦＴのゲート絶縁膜となるものであるので作製方法や厚さにはそれに応じた最適なものを用いれば良い。その後、第１の導電膜を用いて、各ＴＦＴのゲート電極６３ａ、６３ｂ及びゲート配線を形成する。ゲート電極６３ａ、６３ｂの側面には公知の異方性エッチング技術を用いて、サイドウォール（側壁）を形成する。また、これと前後して、各ＴＦＴの不純物領域６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、６７ｄを形成する。
【００８０】
そして、窒化珪素等の材料によって、絶縁物層６４を形成する。これは各ＴＦＴにおいては層間絶縁物となる。さらに、アルミニウム等の材料で第２の配線層を形成する。これはＴＦＴのソースやドレインの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄとなる。さらに、平坦性のある絶縁膜６６を形成し、画素ＴＦＴに接続する透明導電材料の電極６８を形成して、回路を作製する。
【００８１】
図では、それぞれ１個のＴＦＴしか示されていないが、実際には、もっと多くのＴＦＴが形成される。また、図では、上記のＴＦＴが隣接するように示されているが、必ずしもそうである必要はない。上記の例では、周辺回路ＴＦＴと画素ＴＦＴのゲート絶縁物、ゲート電極、層間絶縁物、ソースやドレインの電極を同一の層の配線絶縁物で形成したが、もちろん、別々の層の配線により別々に形成してもよい。
【００８２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、通常のＶＬＳＩプロセスで用いられる高温熱処理による単結晶珪素集積回路をガラス基板に転写する例を示す。まず、公知の水素化剥離法による単結晶珪素膜の形成のために、単結晶珪素ウェハ７５の表面の領域７６の下の設定された深さに水素を多量に含む層７７を形成する。（図７（Ａ））
【００８３】
なお、単結晶珪素ウェハ７５表面には、熱酸化法によって、厚さ２０〜１０００ｎｍ、好ましくは２０〜１００ｎｍの酸化珪素膜７４を形成しておく。通常のＳＯＩ型デバイスであれば、この酸化珪素膜７４は、いわゆる埋め込み酸化物（ＢＯＸ）となるべきものであるので、相応の厚さが必要とされるが、以下に示すように、本実施の形態の構造においては、この層の下には、必ずしも導電材料が設けられるわけではないので、この層が極めて薄くとも、寄生容量等を懸念する必要はない。
【００８４】
一方、別の単結晶珪素ウェハ７０上に厚さ２０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜５００ｎｍの酸化珪素もしくは窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、あるいは、それらの混合物よりなる単層あるいはそれらの積層物よりなるバリヤ層７２を形成する。この層の目的はその上に形成される金属よりなる剥離層の元素が単結晶珪素ウェハと反応することを防止するためのものであり、その厚さは、その材質によっても決定される。上記の目的を達成するために可能なかぎり薄い方が好ましい。バリヤ膜の成膜方法は、熱酸化法、ＣＶＤ法、スパッタ法等を適宜使用すれば良い。
【００８５】
バリヤ層の材料は、その上に形成される剥離層の材質によっても選択できる。例えば、剥離層として、タングステンを用いる場合には、タングステンシリサイドをバリヤ層として用いることもできる。この場合には、バリヤ層の厚さを２０〜１００ｎｍと薄くできる。同様に、剥離層として、他の金属材料を用いる場合には、それらのシリサイドを用いることができる。
【００８６】
さらに、バリヤ層の上に、剥離層となる金属層７３とさらに酸化珪素膜７１を形成する。金属層の材質としては、タングステン、チタン、アルミニウム、タンタル、モリブテン等単体もしくは合金よりなる金属性の単層もしくは多層のものを用いれば良く、その厚さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で適宜、決定すればよい。
【００８７】
また、酸化珪素膜７１は、剥離層となる金属層７３に含まれる金属元素が拡散するのを防止する必要もあるので、純粋な酸化珪素であれば、厚さは５００〜１０００ｎｍとするとよい。しかし、窒化珪素膜、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等との積層構造とするのであれば、これらの材料はバリヤ性が高いので、全体としてはより薄くできる。重要なのは表面を平坦性に優れた酸化珪素とすることであり、それ以外の部分は、これらのバリヤ性の高い材料で形成するとよい。特に、バリヤ性の高い材料によって積層構造とし、その層を薄く（１００〜３００ｎｍ）構成することは、後で述べるように応力を半導体層に伝える上で効果的である。
【００８８】
そして、水素の注入された単結晶珪素ウェハ７５と剥離層の形成された単結晶珪素ウェハ７０とを図７（Ｂ）のように張り合わせる。しかるのちに、公知の水素化剥離法にしたがって、加熱処理をおこない、単結晶珪素ウェハ７５の水素を多量に含む層７７の部分で、単結晶珪素ウェハ７５を劈開し、表面の領域７６を単結晶珪素ウェハ７０上に、酸化珪素膜７１と酸化珪素膜７４をその間に挟んだ状態で残す。
【００８９】
その後、さらなる高温での熱処理により接合をより強固なものとし、必要に応じて、表面平坦化処理を施し、単結晶珪素膜を得る。その後は、公知のＶＬＳＩ作製技術により集積回路を作製すればよい。以下は、その一例である。
【００９０】
まず、上記の単結晶珪素膜を選択的にエッチングして、島状の単結晶半導体領域７８ａおよび７８ｂを形成する。さらに、島状の単結晶半導体領域の側面に熱酸化法によって薄い酸化珪素層を形成した後、島状の単結晶半導体領域の間に酸化珪素等の絶縁物７９を充填し、素子分離領域を形成する。（図７（Ｃ））
【００９１】
表面を平坦化した後、半導体領域７８ａおよび７８ｂの表面に熱酸化膜（あるいは熱酸化窒化膜）を厚さ、０．５〜５ｎｍで形成する。さらに、その上に誘電率の高い材料（例えば、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化アルミニウム、あるいはそれらの混合物、あるいはそれらの積層物）の層を形成してもよい。これらは、ＴＦＴにおいてはゲート絶縁物となる。
【００９２】
ここでの半導体回路の形成にあたっては、基板やその他の材料は比較的耐熱性の高い材料であるので、通常の半導体ウェハプロセスをそのまま用いることができる。また、その結果、得られる半導体素子や半導体回路も信頼性・特性ともに高いものとなる。
【００９３】
次に、多結晶珪素等の材料で配線を形成する。これは、ＴＦＴにおいてはゲート電極となる。配線の側面には、公知の異方性エッチング技術を用いて、サイドウォール（側壁）を形成する。また、これと前後して、ＴＦＴの不純物領域を形成する。配線抵抗を下げるため、公知のサリサイド（Ｓｅｌｆ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｓｉｌｉｃｉｄｅ）技術により、不純物領域上およびゲート電極上に自己整合的にシリサイドを形成しても良い。また、これらの不純物領域やシリサイドを形成した後に、ゲート配線として、ダマシン法等の方法によって金属配線を形成してもよい。
【００９４】
そして、窒化珪素等の内在歪みの大きな材料によって、絶縁物層８１を形成する。これはＴＦＴにおいてはチャネル領域において引っ張りあるいは圧縮の応力を与えることとなり、ＴＦＴの移動度向上に寄与する。このような内在歪みの大きな材料の絶縁物層は、図に示すような単一の膜からなるだけでなく、トランジスタの極性（すなわち、Ｎチャネル型ＭＯＳかＰチャネル型ＭＯＳ）によって、その応力の向き（引っ張りか圧縮か）を違えても良いし、ゲート周辺だけに選択的に設けてもよい。また、窒化珪素膜でなる絶縁物層８１の上に、別の絶縁膜を形成しても良い。
【００９５】
さらに、タングステン等の比較的耐熱性の高い材料で第２の配線層を形成する。これはＴＦＴのソースやドレインの電極やコンタクトプラグとなる。この配線層は、もちろん、他の金属や金属窒化物との積層構造であってもよい。例えば、タングステンと窒化チタン、チタンの三層構造としてもよい。
【００９６】
さらに、その上に酸化珪素膜８２を形成し、その表面を平坦化する。ここでは酸化珪素を用いるが、酸化珪素に限らず、絶縁物の単層もしくは多層の被膜を形成し、その表面を十分に平坦化すればよい。ここで気をつけるべきことは、表面が十分に平坦であり、かつ、親水性を有することである。したがって、絶縁物被膜を形成した後、その表面を平坦化し、さらに、その上に酸化珪素等の親水性を有する薄膜を形成しても良い。
【００９７】
なお、その後の工程での接着性を向上させる目的で、酸化珪素に硼素や燐を１〜２０モル％添加しても良い。同様の目的で、水素を酸化珪素に１〜１５モル％添加しても良い。かくすることにより、表面の酸化珪素を有する層の融点が低下し、加熱によりガラス状となり、接着性が向上する。硼素や燐のごときドーピング元素は、珪素等の半導体材料の極性を変化させることがあるのであるが、本実施の形態では、そのような半導体材料から十分離れた位置にあるので問題とならない。このようにして、第一の領域のＴＦＴ８０ａと第二の領域のＴＦＴ８０ｂを作製する。（図７（Ｄ））
【００９８】
なお、上記の例では、図７（Ｄ）に示されるように、ガラス基板と接着する酸化珪素膜８２の表面は、全て、酸化珪素であったが、図９（Ａ）に示すように、酸化珪素層にコンタクトホールを開けて、ここにコンタクトプラグ８９ａ、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄを形成した後、平坦化処理をおこなったものを使用してもよい。この場合、接着性を維持する上で、表面の酸化珪素等の親水性絶縁物以外の材料の占める面積は１０％以下とすることが望ましい。
【００９９】
以上で、集積回路の主要部分の形成は完了する。その後は図７（Ｅ）に示すように、単結晶珪素ウェハ７０を適当な大きさに分断し、分断された単結晶珪素ウェハ７０ａを得る。以下、本発明によるガラス基板上への集積回路の転載工程に移る。
【０１００】
図８（Ａ）に示すように、ガラス基板８３上に厚さ１００〜２０００ｎｍ、好ましくは、２００〜５００ｎｍ、例えば、２５０ｎｍのアモルファス珪素膜８４を形成し、さらに、その上に、厚さ２０〜２００ｎｍ、例えば、５０ｎｍの酸化珪素膜を形成し、これを選択的にエッチングし、親水性の表面を有する酸化珪素領域８５を形成する。先に述べたように、その後の工程での接着性を向上させる目的で、酸化珪素に硼素や燐を１〜２０モル％添加しても良い。同じく、水素を酸化珪素に１〜１５モル％添加しても良い。可能であれば、分断された単結晶珪素ウェハ７０ａの表面の親水性絶縁物の表面層の組成と、酸化珪素領域８５の組成は同じものとするとよい。
【０１０１】
さらに、ここに、超純水よりなる液体を滴下し、液体の膜８６を形成する。液体の量は、酸化珪素領域８５の面積等によって最適な量を決定すれば良い。また、超純水の代りにアルコールや弗化水素等が添加された水を使用してもよい。酸化珪素領域８５の表面は親水性であるのに対し、その他のアモルファス珪素膜８４で覆われた領域の表面は疎水性であるので、液体は酸化珪素領域８５に留まる。（図８（Ａ））
【０１０２】
次に、分断された単結晶珪素ウェハ７０ａの一断片をガラス基板８３上に配置（図８（Ａ））し、さらに、ガラス基板８３上に落下させる。この際、分断された単結晶珪素ウェハ７０ａは、酸化珪素領域８５に必ずしも正確に落下させる必要はなく、他の実施の形態と同様に、少々ずれた状態でも、液体の膜８６による表面張力により、ほどなく、酸化珪素領域８５と一致した位置で安定する。
【０１０３】
その後、液体を蒸発させ、他の実施の形態と同様に圧着、加熱する。本実施の形態では、他の実施の形態と異なり、この段階での剥離をおこなわない。ここでの加熱工程の目的は、ガラス基板８３上の酸化珪素領域８５と分断された単結晶珪素ウェハ７０ａ上の酸化珪素膜８２の表面を接着させるものであるので、必要とする温度まで一気に上昇させても良い。例えば、６５０〜７５０度で２〜４時間の加熱処理をおこなう。もちろん、アモルファス珪素膜８４を結晶化させて回路に使用する場合は、そのために適切な温度を設定すればよい。なお、上記のように燐や硼素、水素等を添加した酸化珪素を用いる場合には、５００度以下の加熱でも十分に密着性よく、基板を接着できる。（図８（Ｂ））
【０１０４】
その後、単結晶珪素ウェハ７０の剥離層となる金属層７３で、図においてそれより上に示される基板を剥離する。このようにして、ガラス基板８３上に単結晶珪素を用いた集積回路が形成される。（図８（Ｃ））
【０１０５】
以上の例では集積回路のソースやドレインのコンタクトプラグや配線まで形成してからガラス基板に接着したが、そのような配線を接着後に形成しても良い。ガラス基板との接着においては、５００度以上の加熱工程を経る必要があるため、どうしてもコンタクトプラグや配線材料として耐熱性の高い材料を用いることがは不可欠となる。しかし、そのようなコンタクトプラグや配線を基板接着後に形成することも可能である。接着後にコンタクトプラグや配線を形成するのであれば、その材料は耐熱性に劣るものであっても問題は生じない。
【０１０６】
図８（Ｄ）にそのような例を示す。この例では、ガラス基板８３に集積回路を接着・転載した後、層間絶縁物層８７を形成し、これと集積回路の下地の酸化珪素膜７１及び酸化珪素膜７４をエッチングして、コンタクトホールを形成し、そこにコンタクトプラグとソースやドレインの電極８８ａ、８８ｂを形成する。
【０１０７】
ところで、上記実施の形態では、ＴＦＴの島状の単結晶半導体領域７８ａは通常の構造のＴＦＴとは異なり、表面側（基板から離れた方）に存在する。したがって、ＴＦＴに歪を与える目的で形成される窒化珪素等の内在歪みの大きな材料の絶縁物層（ストレスライナー）を、ゲート電極を覆うように形成するのではなく、集積回路をガラス基板８３に転載した後に、酸化珪素膜７１の上から形成してもよい。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ストレスライナー８１ａをＴＦＴのゲート電極の反対側に形成する。
【０１０８】
このとき、絶縁物層８１は歪みを生じさせる材料であってもよいし、歪みを生じさせない材料であっても良い。ただし、歪みを生じさせる材料である場合は、ストレスライナー８１ａとは逆の歪みを生じさせる性質（すなわち、ストレスライナー８１ａが圧縮膜である場合は、絶縁物層８１は引っ張り膜）のものであることが望ましい。
【０１０９】
この場合、酸化珪素膜７１及び酸化珪素膜７４が厚いと、応力が島状の単結晶半導体領域７８ａに十分に伝わらないので、酸化珪素層を適切な厚さにエッチングしてもよい。酸化珪素膜７４を単層とするのではなく、複数の材料の多層構造である場合は、エッチングの選択比を十分に高めることにより、必要な厚さまでこの層をエッチングして薄く形成する上で有利である。あるいは、バリヤ性の高い材料と酸化珪素を用いた多層構造の結果、この積層体が十分に薄い場合には、そのまま使用することもできる。この層の厚さは、上記の点を考慮すると、被膜の材質にも依存するが、２０〜２００ｎｍとすることが好ましい。
【０１１０】
あるいは、当初から応力の高い絶縁膜との積層膜であれば、そのままでも歪を与えることができる。その意味で、酸化珪素膜７４を単層の酸化珪素で構成する代わりに、厚さ２００〜１０００ｎｍ、好ましくは５００〜１０００ｎｍの厚さの窒化珪素膜とその上の厚さ１０〜１００ｎｍの酸化珪素膜との積層構造とすることは効果がある。もちろん、形成される窒化珪素膜の組成は、必要とする応力に応じて最適なものを用いればよい。単にその下の剥離層の金属元素の拡散を防止するだけであれば、窒化珪素膜の厚さは２００ｎｍ以下でも十分であるが、応力を与えることを目的とすると、それ以上の厚さが好ましい。
【０１１１】
さらには、図９（Ｃ）に示すように、酸化珪素層の一部を除去してもよい。ただし、この際に注意しなければならないことは、ＴＦＴの不純物領域（ソース領域及びドレイン領域）間のチャネル形成領域上には酸化珪素層を残しておくことが好ましい。すなわち、リーク電流やしきい値変動を防止するという意味でチャネル形成領域表面は可能な限り清浄に保つ必要があり、その意味でチャネル形成領域の表面は、その熱酸化物で被覆されていることが好ましいからである。
【０１１２】
上記のごとくゲート電極の裏面に設けられる内在歪みの大きな材料の絶縁物層（ストレスライナー８１ａ）の形状としては、図９（Ｂ）に示すように、島状半導体層、特に、チャネル形成領域を覆うように設ける場合と、図９（Ｃ）のように、チャネル形成領域上に選択的に残された酸化珪素層を覆って、一様に設ける場合と、図９（Ｄ）にストレスライナー８１ａ、８１ｂで示すように、チャネル形成領域をはさんで設ける場合がある。特に最後の方法は、高いマスク合わせの精度が要求されるが、チャネル形成領域に効果的に歪みを与えることができるという特徴を有する。
【０１１３】
また、図９（Ｃ）に示される形状のストレスライナーにおいては、チャネル形成領域上の酸化珪素膜を支点としたテコが形成されるため、絶縁物層８１が歪みを生じさせない材料である場合は、チャネル形成領域の中でもゲート電極に近い部分により大きな歪みが生じる。このことは、一般的な（例えば、図７（Ｄ）に示される）形状のストレスライナー（すなわち、ゲート電極を覆って形成されるストレスライナー）と全く逆であり、より薄いストレスライナーで、より効果的にＴＦＴの特性を向上させることができる。
【０１１４】
以上のことだけでなく、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）、図９（Ｂ）乃至（Ｄ）のような、ゲート電極とストレスライナーで半導体層（チャネル）を挟む形状のトランジスタは、従来の構造のもの（例えば図４（Ｄ）のＴＦＴ４１）に比較して、ストレスライナーが接着面から遠いという特徴を有する。このことは、ストレスライナーによる歪みの結果、半導体層が剥離してしまうことを防ぐ上で効果的である。
【０１１５】
ことに、平坦化絶縁膜９０として、酸化珪素やポリイミド等の応力緩和の効果の大きな材料を用いると、効果は大きく、ストレスライナーからの歪みが、平坦化絶縁膜９０によって緩和されるため、接着面（接合面）では歪みはほとんど存在しないという特徴を有する。このことは大きな歪みによってトランジスタの特性を向上できる一方で、歪みによる素子の破壊による不良も減らせるという効果がある。
【符号の説明】
【０１１６】
１１    ガラス基板
１２    酸化珪素膜
１３    ダイヤモンドライクカーボン膜
１４    酸化珪素膜が露出した領域
１５    液体
２１    単結晶珪素ウェハ
２１ａ  分断された単結晶珪素ウェハ
２２    水素が多く含まれる領域
２３    表面部分の領域
２４    酸化珪素膜
２５    単結晶珪素膜
３１    ガラス基板
３２ａ〜３２ｊ    周辺回路
３３    アクティブマトリクス回路
４１    ＴＦＴ
４２    ＴＦＴ
４３    酸化珪素膜
４４    絶縁物層
４５ａ、４５ｂ    ゲート電極
４６ａ〜４６ｄ    ソースやドレインの電極
４７ａ、４７ｂ    不純物領域
４８ａ    Ｎ＋型アモルファス珪素膜
４８ｂ    Ｎ＋型アモルファス珪素膜
４８ｃ    意図的に不純物を添加しない（真性あるいはＩ型）アモルファス珪素膜
４９    平坦性のある絶縁膜
５０    電極
５１    ガラス基板
５２    酸化珪素膜
５３    アモルファス珪素膜
５４    酸化珪素領域
５５    液体
５６    分断された単結晶珪素ウェハ
５７    水素が多く含まれる領域
５８    表面部分の領域
５９    酸化珪素膜
６０    多結晶珪素膜
６１    単結晶珪素膜
６２    酸化珪素膜
６３ａ、６３ｂ    ゲート電極
６４    絶縁物層
６５ａ〜６５ｄ    ソースやドレインの電極
６６    平坦性のある絶縁膜
６７ａ〜６７ｄ    不純物領域
６８    電極
７０    単結晶珪素ウェハ
７０ａ      分断された単結晶珪素ウェハ
７１    酸化珪素膜
７２    バリヤ層
７３    剥離層となる金属層
７４    酸化珪素膜
７５    単結晶珪素ウェハ
７６    表面の領域
７７    水素を多量に含む層
７８ａ、７８ｂ    島状の単結晶半導体領域
７９    絶縁物
８０ａ、８０ｂ    ＴＦＴ
８１    絶縁物層
８１ａ、８１ｂ    ストレスライナー
８２    酸化珪素膜
８３    ガラス基板
８４    アモルファス珪素膜
８５    酸化珪素領域
８６    液体の膜
８７    層間絶縁物層
８８ａ、８８ｂ    ソースやドレインの電極
８９ａ〜８９ｄ    コンタクトプラグ
９０    平坦化絶縁膜
【図１】
0005866086.tif 000002
【図２】
0005866086.tif 000003
【図３】
0005866086.tif 000004
【図４】
0005866086.tif 000005
【図５】
0005866086.tif 000006
【図６】
0005866086.tif 000007
【図７】
0005866086.tif 000008
【図８】
0005866086.tif 000009
【図９】
0005866086.tif 000010