(57)【要約】  本発明は、エレクトロルミネッセンス構造体(100)を、収納基板(400)の、収納面(400a)と呼ばれる面上へ転移させる方法に関する。該収納面は、前記構造体の各々に個々に対応することを目的としている相互接続手段(510)をさらに設けられている。該エレクトロルミネッセンス構造体は、最初に支持基板上に形成され、トラックにより分離される。次に、その側面上に金属薄膜を支持する支持ポリマー(第2のポリマー)を含む反射壁をトラックの上方に垂直に形成することが、本発明において提案されている。そのような反射壁装置が、本発明による転移方法の間に、エレクトロルミネッセンス構造体にかけられる応力を低減することを可能にする。さらに、本発明の意味の範囲内で、反射壁は、支持基板上にあるエレクトロルミネッセンス構造体全てについて作り出され得る。
2021509223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板(110)の、前面(110a)と呼ばれる面上に形成されておりかつトラック(130)により互いに分離されているエレクトロルミネッセンス構造体(100)を転移させる方法であって、下記の連続ステップ:
a)前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)の、エレクトロルミネッセンス面(100a)と呼ばれる面を覆う第1の材料から作製されている、第1の領域(310)を設けられている中間層(300)、およびトラック(130)の上方に溝部(320)内に形成されておりかつ前記第1の領域(310)を分離する反射壁を形成するステップであり、前記壁は、前記溝部(320)の少なくとも側面を覆う金属薄膜(320a)、および前記金属薄膜(320a)を覆いかつ前記溝部を埋める第2の材料(320b)を含む、形成するステップと、
b)前記中間層(300)と、仮基板(400)の、仮面(400a)と呼ばれる面とを組み立てるステップと、
c)前記支持基板(110)を少なくとも部分的に除去するステップと、
d)前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)を、収納基板(500)の、収納面(500a)と呼ばれる面上へ転移させるステップと
を含み、
前記第1の材料および前記第2の材料の少なくとも一方が前記中間層(300)と前記仮面(400a)との間に接着をもたらすことを目的としている、
方法。
【請求項２】
前記第2の材料の熱膨張係数と前記支持基板の前記熱膨張係数との間の相対的差異が20%未満である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の材料および前記第2の材料の一方または他方は、前記中間層と前記仮面との間に接着をもたらすことを目的としている熱可塑性ポリマーを含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の材料および前記第2の材料の他方は熱硬化性ポリマーを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の材料および前記第2の材料はポリイミドである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の材料および前記第2の材料は、150℃と450℃の間の、有利には250℃と450℃の間のガラス転移温度を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップb)は、次の:
b1)前記中間層(300)を前記仮面(400a)と接触させるステップと、
b2)500℃未満の、有利には300℃未満の温度でこのように形成された組立体を熱処理するステップと
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップa)は、次の:
a1)前記第1の領域(310)を形成するステップと、
a2)前記第1の領域(310)および前記溝部(320)の少なくとも前記側面を覆う金属層を堆積させるステップを含む、前記金属薄膜(320a)を形成するステップと、
a3)前記溝部(320)を前記第2の材料(320b)で満たすステップと
を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップa1)は、前記第1の材料から作製される第1の層を形成するステップと、その後に続く、前記層内に前記第1の領域(310)を画定するステップとを含み、前記第1の領域(310)を画定する前記ステップは、フォトリソグラフィステップを含むことが有利である、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップa3)は、前記第2の材料(320b)から作製され、かつ前記第1の領域(310)を覆いかつ前記溝部(320)を満たす第2の層を形成するステップを含む、請求項8または9に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップc)は、研磨により実行される機械的薄化を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップc)の後に、前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)の、前記エレクトロルミネッセンス面の反対側の面上に金属接点を形成するステップc1)が続き、前記収納面(500a)は、前記金属接点と協働しかつしたがって前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)の各々に個々に対応することを目的としている相互接続手段をさらに含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
転移させる前記ステップd)は、
d1)前記収納基板(500)および前記仮基板(400)を含む組立体を形成するステップであり、前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)は前記基板間に間置される、形成するステップと、
d2)有利には機械的薄化によりまたはレーザ分離により、前記仮基板(400)を除去するステップと
を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、前記第2の層および前記金属層を部分的に除去するステップa4)を含み、部分的に除去する前記ステップは前記反射壁を保存するように実行される、請求項8と併用して請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第2の材料(320b)は熱可塑性ポリマーであり、前記ステップa4)は前記ステップb)の前または前記ステップd)の後のどちらかで実行される、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記第2の材料は熱硬化性ポリマーであり、前記ステップa4)は前記ステップb)の前に実行される、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)は各々、第1の半導体層と第2の半導体層との間に間置される活性層を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
各エレクトロルミネッセンス構造体は、前記エレクトロルミネッセンス面に対して垂直な複数のナノワイヤを含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記エレクトロルミネッセンス構造体(100)はマトリクス様に配置される、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ステップd)の後に、前記エレクトロルミネッセンス面を剥き出しにすることを目的としている、前記第1の領域を除去し、前記反射壁を保存するステップe)が続く、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる(transfer)方法に関する。詳細には、本発明は、エレクトロルミネッセンス構造体を互いに光学的に分離することを目的としている反射壁を事前に形成するステップを含む、エレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術から既知の、支持基板のいわゆる前面上に形成されておりかつトラック(tracks)により互いに分離されているエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる1つの方法が、下記のステップ:
a)金属壁、詳細にはトラックの真上に反射面を有する厚い金属壁を形成するステップであり、前記金属壁はエレクトロルミネッセンス構造体の互いの範囲を定める、形成するステップと、
b)支持基板と仮基板とを組み立てるステップと、
c)該支持基板を少なくとも部分的に薄化するステップと、
d)エレクトロルミネッセンス構造体を、収納基板上へ転移させるステップであり、前記基板は、エレクトロルミネッセンス構造体の各々に個々に対応することを目的として相互接続手段を含む、転移させるステップと
を含む。
【０００３】
ステップd)の最後に、エレクトロルミネッセンス構造体は、後面と呼ばれる、それらの面のうちの1つにより相互接続手段と接触している。
【０００４】
エレクトロルミネッセンス構造体は、自由面と呼ばれるかつ後面の反対側の、それらの面のうちの1つを通して光放射を放つことができる発光ダイオードを含み得る。
【０００５】
発光ダイードは2Dすなわち平面発光ダイードであってもよく、したがって積重ね状の半導体薄膜を含む。
【０００６】
あるいは、発光ダイオードは、自由面に対して垂直な複数のエレクトロルミネッセンスナノワイヤを各々が含む3D発光ダイオードであってもよい。
【０００７】
しかし、先行技術のこの既知の製造方法は十分でない。
【０００８】
これは、一般に、例えば電着による、金属種の厚層の堆積を含む金属壁の形成が、エレクトロルミネッセンス構造体の劣化またはさらには破壊に繋がる可能性がある高い応力を生じさせるためである。
【０００９】
エレクトロルミネッセンス構造体の劣化は、例えばその自由面において例えば亀裂の出現をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の1つの目的が、金属壁により範囲を定められているエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法を提案することであり、その形成は、前記構造体を劣化させる傾向がある応力を殆どまたは全く生じさせない。
【００１１】
本発明の別の目的が、前記構造体の転移の前に該構造体のために、かつしたがって有利に複数のエレクトロルミネッセンス構造体を設けられている基板上に、金属壁が作り出される、エレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、支持基板の、前面と呼ばれる面上に形成されておりかつトラックにより互いに分離されているエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法により、少なくとも部分的に達成され、本方法は、下記の連続ステップ:
a)エレクトロルミネッセンス構造体の、エレクトロルミネッセンス面と呼ばれる面を覆う第1の材料から作製されている、第1の領域を設けられている中間層、およびトラックの上方に溝部内に形成されかつ前記第1の領域を分離する反射壁を形成するステップであり、前記壁は、溝部の少なくとも側面を覆う金属薄膜および該金属薄膜を覆いかつ前記溝部を埋める第2の材料を含む、形成するステップと、
b)中間層と、仮基板の、仮面と呼ばれる面とを組み立てるステップと、
c)支持基板を少なくとも部分的に除去するステップと、
d)エレクトロルミネッセンス構造体を、収納基板の、収納面と呼ばれる面上へ転移させるステップと
を含み、
第1の材料および第2の材料の少なくとも一方または他方が中間層と仮面との間に接着をもたらすことを目的としている。
【００１３】
一実施形態によれば、第2の材料の熱膨張係数と支持基板の熱膨張係数との間の相対的差異が20%未満である。
【００１４】
一実施形態によれば、第1の材料および第2の材料の一方または他方は、中間層と仮面との間に接着をもたらすことを目的としている熱可塑性ポリマーを含む。
【００１５】
一実施形態によれば、第1の材料および第2の材料の他方は熱硬化性ポリマーを含む。
【００１６】
一実施形態によれば、第1の材料および第2の材料はポリイミドである。
【００１７】
一実施形態によれば、第1の材料および第2の材料は、150℃と450℃の間の、有利には250℃と450℃の間のガラス転移温度を有する。
【００１８】
一実施形態によれば、ステップb)は、次の:
b1)中間層を仮面と接触させるステップと、
b2)500℃未満の、有利には300℃未満の温度でこのように形成された組立体を熱処理するステップと
を含む。
【００１９】
一実施形態によれば、ステップa)は、次の:
a1)第1の領域を形成するステップと、
a2)第1の領域ならびに溝部の底部および側面を覆う金属層を堆積させるステップを含む、金属薄膜を形成するステップと、
a3)溝部を第2の材料で満たすステップと
を含む。
【００２０】
一実施形態によれば、ステップa1)は、第1の材料から作製される第1の層を形成するステップと、その後に続く、前記層内に第1の領域を画定するステップとを含み、第1の領域を画定する該ステップはフォトリソグラフィステップを含むことが有利である。
【００２１】
一実施形態によれば、ステップa3)は、第2の材料から作製され、第1の領域を覆い、溝部を満たす第2の層を形成するステップを含む。
【００２２】
一実施形態によれば、ステップc)は研磨により実行される機械的薄化を含む。
【００２３】
一実施形態によれば、ステップc)の後に、エレクトロルミネッセンス構造体上に金属接点を形成するステップc1)が続き、収納面は、該金属接点と協働し、かつしたがってエレクトロルミネッセンス構造体の各々に個々に対応することを目的としている相互接続手段をさらに含む。
【００２４】
一実施形態によれば、転移させるステップd)は、
d1)収納基板および仮基板を含む組立体を形成するステップであり、エレクトロルミネッセンス構造体は前記基板間に間置される、形成するステップと、
d2)有利には機械的薄化によりまたはレーザ剥離により、仮基板を除去するステップと
を含む。
【００２５】
一実施形態によれば、本方法は、第2の層および金属層を部分的に除去するステップa4)を含み、部分的に除去する該ステップは反射壁を保存するように実行される。
【００２６】
一実施形態によれば、第2の材料は熱可塑性ポリマーであり、ステップa4)はステップb)の前またはステップd)の後のどちらかで実行される。
【００２７】
一実施形態によれば、第2の材料は熱硬化性ポリマーであり、ステップa4)はステップb)の前に実行される。
【００２８】
一実施形態によれば、エレクトロルミネッセンス構造体は各々、第1の半導体層と第2の半導体層との間に間置される活性層を含む。
【００２９】
一実施形態によれば、各エレクトロルミネッセンス構造体は、エレクトロルミネッセンス面に対して垂直な複数のナノワイヤを含む。
【００３０】
一実施形態によれば、エレクトロルミネッセンス構造体はマトリクス様に配置される。
【００３１】
一実施形態によれば、ステップd)の後に、エレクトロルミネッセンス面を剥き出しにすることを目的としている、第1の領域を除去し、反射壁を保存するステップe)が続く。
【００３２】
他の特徴および利点が、添付図面を参照して非制限的例として与えられている、本発明によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の下記の説明から浮かび出るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｂ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｃ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｄ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｅ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｆ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｇ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｈ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｉ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図１ｊ】本発明の第1の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ａ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｂ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｃ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｄ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｅ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｆ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｇ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｈ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【図２ｉ】本発明の第2の実施形態によるエレクトロルミネッセンス構造体を転移させる方法の、支持基板の前面に対して垂直な断面に沿った概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
詳細に後述される本発明は、エレクトロルミネッセンス構造体を、収納基板の、収納面と呼ばれる面上へ転移させる方法を実施する。該収納面は、前記構造体の各々に個々に対応することを目的としている相互接続手段をさらに設けられる。エレクトロルミネッセンス構造体は、最初に、支持基板上に形成され、トラックにより分離される。
【００３５】
次に、その側面上の金属薄膜を支持する支持ポリマー(第2のポリマー)を含む反射壁をトラックの上方に垂直に形成することが、本発明において提案される。そのような反射壁構造体は、本発明による転移方法の間に、エレクトロルミネッセンス構造体上にかけられる応力を低減する。
【００３６】
さらに、本発明の意味の範囲内で、反射壁は、支持基板上に載っているエレクトロルミネッセンス構造体全てについて作り出されることが可能である。
【００３７】
図1aから図1jまでかつ図2aから図2iまでにおいて、エレクトロルミネッセンス構造体100を収納基板500上へ転移させる本方法の実施の例が示されている。
【００３８】
「エレクトロルミネッセンス構造体」は、一般に、それを通過する電流を有するとすぐに光放射を放つ構造体を意味する。
【００３９】
この関連で、エレクトロルミネッセンス構造体100は、それらのエレクトロルミネッセンス面100a(図1aおよび図2a)を通して光放射を放つことができる。
【００４０】
「光放射」は、例えば可視領域内の波長範囲内の、例えば400μmと700μmの間の波長範囲内の、放射を意味する。
【００４１】
エレクトロルミネッセンス構造体100は、支持基板110の、前面110aと呼ばれる面上に形成され、トラック130(図1bおよび図2b)により互いに分離される。
【００４２】
「トラック」は、所定の幅の、例えば1μmと50μmの間の、有利には5μmと10μmの間の、エレクトロルミネッセンス構造体100の範囲を定めている帯部(bands)意味する。
【００４３】
エレクトロルミネッセンス構造体100は、後面100b(図1aおよび図2a)と呼ばれる、エレクトロルミネッセンス面100aの反対側の面を含む。
【００４４】
エレクトロルミネッセンス構造体100はそれらの後面100bを介して支持構造体110の前面上に載っている。
【００４５】
第1の代替案によれば、エレクトロルミネッセンス構造体100は、第1の半導体層と第2の半導体層との間に間置される活性層を含み得る。
【００４６】
第1の半導体層はn型GaNを含み得る(n型は電子供与体種を添加されていることを意味する)。
【００４７】
第2の半導体層はp型GaNを含み得る(p型は正孔供与体種を添加されていることを意味する)。
【００４８】
活性層は、GaN、GaAs、InGaN、InGaAlPから選択される材料のうちの少なくとも1つを含み得る。
【００４９】
活性層、第1の半導体層、および第2の半導体層は、支持基板110の前面110a上に、エピタキシーによる薄膜堆積技術により形成され得る。
【００５０】
前記層の形成は当業者に知られている技術を用い、したがって本発明において詳細に記載されない。
【００５１】
第2の代替案によれば、エレクトロルミネッセンス構造体100はエレクトロルミネッセンス面100aに対して垂直なナノワイヤを含み得る。
【００５２】
「マイクロワイヤ」または「ナノワイヤ」は優先方向における細長い形状の3次元構造を意味し、比較的重要でない次元と呼ばれるそれらのうちの少なくとも2つの次元は5nmと2.5μmの間、好ましくは50nmと2.5μmの間であり、重要な次元と呼ばれる第3の次元は、比較的重要でない次元の1倍、好ましくは少なくとも5倍、より好ましくは少なくとも10倍の大きさに等しい。いくつかの実施形態では、比較的重要でない次元は約1μm以下、好ましくは100nmと1μmの間、より好ましくは100nmと300nmの間である可能性がある。いくつかの実施形態では、各マイクロワイヤまたはナノワイヤの高さは500nm以上、好ましくは1μmと50μmの間である可能性がある。
【００５３】
各ナノワイヤが、InGaN-n区域、活性区域、およびGaN-pまたはInGaN-p区域により形成されている積重ねを非制限的に含み得る。
【００５４】
この関連で、当業者が、本説明の最後に記載されている特許出願[1]、より詳細には19ページの24行目から20ページの10行目までを参照することができる。
【００５５】
エレクトロルミネッセンス構造体100のナノワイヤは全て、支持基板110の前面100a上に載っていることが有利である。
【００５６】
複数のエレクトロルミネッセンス構造体100は例えばマトリクス形状で配置され得る。
【００５７】
「マトリクス形状」は、N行とM列を有する網目を意味する。
【００５８】
各エレクトロルミネッセンス構造体100は、次いで、網目の行と列の交差点に配設される。
【００５９】
本発明による方法は、次いで、支持基板110の前面110a上に中間層300(図1eおよび図2d)を形成するステップa)を含む。換言すれば、該中間層300はエレクトロルミネッセンス構造体100およびトラック130を覆うように形成される。
【００６０】
中間層300は、エレクトロルミネッセンス面100aを覆っておりかつトラック130(図1bおよび図2b)の上方に垂直に、溝部320により分離されておりかつ反射壁がそこに形成されている、第1の材料から作製されている第1の領域310を含む。溝部320の幅はトラック130の幅以下である。
【００６１】
第1の領域310は、2μmと20μmの間の、有利には5μmと15μmの間の厚さを有し得る。
【００６２】
溝部320は底部130aと側面130bとを含む。
【００６３】
反射壁は、溝部320の少なくとも側面と、有利にはその底部130aとを覆っている金属薄膜320a(図1cおよび図2c)を含む。
【００６４】
また、反射壁は、金属薄膜320aを覆いかつ溝部を埋める第2の材料320b(図1d、図1eおよび図2d)を含む。
【００６５】
金属薄膜320aの厚さは、50nmと2μmの間、好ましくは100nmと300nmの間であってもよい。
【００６６】
第1の材料と第2の材料の一方もしくは他方または両方は、本説明において後述される組立てステップb)の最後に、中間層300と、仮基板400の、仮面400aと呼ばれる面との間に接着をもたらすことを目的としている。
【００６７】
「接着をもたらす」は、接着エネルギーが0.5J.cm-2より大きい組立てを意味する。
【００６８】
接着エネルギーは、一般に、本説明の最後に記載されている文献[2]に述べられているMaszara技術により測定される。
【００６９】
本説明に後述されている組立てステップb)の最後に、熱可塑性材料は中間層300と、仮基板400の、いわゆる仮面400aとの間に接着をもたらすことを目的としている。
【００７０】
第1の材料および第2の材料の少なくとも一方が中間層300と仮面400aとの間に接着をもたらすことを目的としているので、当然のことながら、該中間層は、組立てステップb)の最後に、前記仮面400aと接触していると理解される。
【００７１】
第2の材料は、支持基板の熱膨張係数と僅か20%異なる熱膨張係数を有し得ることが有利である。
【００７２】
本発明の様々な実施形態に応じて、詳細にはステップa)において、第1の材料および第2の材料の一方または他方が熱可塑性ポリマーを含み得る。
【００７３】
補完式に、第1の材料および第2の材料の他方は熱硬化性ポリマーを含み得る。
【００７４】
「熱可塑性ポリマー」は、殆ど分岐していないかもしくは非分岐の基または側基を有する線状ポリマー鎖で構成されている材料を意味する。その結果、それらがガラス転移温度Tg超で加熱された場合、これらの鎖は、ポリマーの損傷なく、互いに対して容易にスライドし得る。
【００７５】
「熱硬化性ポリマー」は、それらが最初に加熱され、硬化されて3次元交差結合格子を形成する場合、化学反応を受ける材料を意味する。それらが交差結合されるとすぐに、これらの材料は、該材料がそれらのガラス転移温度超の温度まで加熱された場合でも修正されることが不可能な、固定構造物を有する。
【００７６】
熱可塑性ポリマーおよび熱硬化性ポリマーはポリイミドを含み得ることが有利である。
【００７７】
熱硬化性ポリイミドが、Pl2611、PlQ L-100から選択されるポリマーのうちの少なくとも1つを含み得る。
【００７８】
接着剤ポリイミドとも呼ばれる、中間層300と仮面400aの間に接着をもたらすことを目的とするポリイミドが、HD3007、HD-7010から選択されるポリマーのうちの少なくとも1つを含み得る。
【００７９】
熱可塑性ポリマーは、例えば、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社(Hitachi Chemical DuPont Microsystes)からのHD7010またはHD3007タイプの膠状接着剤を含み得る。このポリマーには、感光性であり、かつしたがってフォトリソグラフィ法によるパターンの画定を可能にするという利点がある。
【００８０】
熱硬化性ポリマーは、例えば、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社からの化合物Pl2611を含み得る。
【００８１】
熱可塑性ポリマーおよび熱硬化性ポリマーは、150℃と450℃の間の、有利には250℃と450℃の間のガラス転移温度を有し得ることがさらに有利である。
【００８２】
したがって、ステップa)の第1の実施形態(図1bから図1eまで)によれば、第1の領域を形成する第1の材料は中間層300と仮面400aとの間に接着をもたらすことを目的としている。したがって、該第1の領域310は、中間層300(図1e)を形成するステップa)の最後に、外部環境に晒される面を有する。
【００８３】
第1の材料は熱可塑性ポリマーを含み得ることが有利である。
【００８４】
さらに本第1の実施形態によれば、熱硬化性材料を含み得る第2の材料320bは、金属薄膜320aを覆い、溝部320を埋める。詳細には、第1の領域310と仮面400aとの間の接着を可能にするために、第2の材料は、第1の領域310の外部環境に晒される面により形成される平面に対して、同じ高さに合っているか、またはさらには陥凹していることが分かる。
【００８５】
ステップa)の第2の実施形態によれば、第2の材料は、中間層300と仮面400aとの間に接着をもたらすことを目的としている。
【００８６】
この関連で、第2の材料は熱可塑性ポリマーを含み得る。
【００８７】
第1の領域310は熱硬化性ポリマーから作製され得る。
【００８８】
さらに、金属薄膜320aは、やはり第1の領域310(図2cおよび図2d)を覆う連続薄膜を形成する。
【００８９】
さらに本第2の実施形態によれば、また、第2の材料320bは金属薄膜320aを覆う連続薄膜を形成する。
【００９０】
実施形態がたとえ何を検討したとしても、中間層300を形成するステップa)は、次の:
a1)第1の領域310(図1bおよび図2b)を形成するステップと、
a2)該第1の領域310ならびに溝部(図1cおよび図2c)の底部および側面を覆う金属層を堆積させるステップを含む、金属薄膜を形成するステップと、
a3)第2の材料320b(図1d、図1eおよび図2d)で溝部を満たすステップと
を含み得る。
【００９１】
ステップa1)は、例えば第1の材料から作製される第1の層を形成するステップと、その後に続く、前記第1の層内に第1の領域310を画定するステップとを含む。第1の層は、例えば、例えばワーラーにより液状の第1の材料を支持基板110の前面110a上に広げることにより形成され得る。
【００９２】
第1の材料が感光性である場合、第1の領域を画定するステップはフォトリソグラフィステップにより実行され得る。
【００９３】
詳細には、フォトリソグラフィステップは、第1の層のフォトリソグラフィマスクを介して光放射、例えば紫外線放射、に暴露するステップと、その後に続く、溝部320を露呈することを目的としている現像ステップとを含み得る。
【００９４】
あるいは、第1の領域310を画定するステップは、ハードマスクと呼ばれるマスクによりエッチングするステップ、例えばプラズマエッチング(詳細にはO2プラズマを用いて)、を含み得る。
【００９５】
ハードマスクは例えばSiO2層、詳細には100nm厚さのSiO2層を含み得る。
【００９６】
ステップa2)において形成される金属層は、それらの良好な光反射率のために選択されるアルミニウム、銀、またはルテニウムから選択される金属種の少なくとも1つを含み得る。
【００９７】
ステップa2)は金属ターゲットの蒸着によりまたは衝突により実行され得る。
【００９８】
ステップa2)のすぐ後に、前記金属層を溝部の側面上のみに保つのに適した金属薄膜をエッチングするステップa2bis)が続いてもよい。このエッチングするステップは、ステップa3)の実施前に、指向性プラズマにより実行され得る。
【００９９】
ステップa3)は、第2の材料から作製される第2の層を形成して、第1の領域310を覆い、溝部320を埋めるステップを含み得る。
【０１００】
第1の実施形態によれば、ステップa)の後に、第2の層および金属層を部分的に除去するステップa4)(図1e)が続いてもよく、該部分除去ステップは、第2の材料320bおよび金属薄膜320aを溝部320内に保存するように実行される。ステップa4)は、例えば、化学機械平坦化(CMP:chemical mechanical planarisation)により実行され得る。
【０１０１】
あるいは、ステップa4)は、金属層上で止まっている化学機械平坦化により第2の層を除去するステップを含み得る。第1の領域を覆っている該金属層は、次いで、ドライエッチングにより(例えばプラズマによる)またはウェットエッチングによりエッチングされる。
【０１０２】
本代替案を補完する方法では、金属層を覆って平坦化停止層が形成される。
【０１０３】
中間層300を形成するステップa4)の後に、次いで、前面110aと、仮基板400(図1fおよび図2e)の、仮面400aと呼ばれる面とを組み立てるステップb)が続く。換言すれば、該組立てステップは、中間層300を仮面400aと接触させるステップを含む。この接触させるステップは、中間層300と仮面400aとの間の接着を強制するために、支持部材110および仮基板400の各々にかけられる力を伴う可能性がある。
【０１０４】
さらに、また、ステップb)は、仮面400a上での中間層の接着を強化するために、500℃より低い、有利には400℃より低い温度で実行される熱処理ステップを含み得る。
【０１０５】
仮基板400は、ガラス、シリコン、セラミックから選択される材料のうちの少なくとも1つを含み得ることが有利である。
【０１０６】
ステップb)の後に、支持基板110(図1gおよび図2f)を少なくとも部分的に除去するかまたは薄化するステップc)が続く。
【０１０７】
ステップc)は、機械研磨(研削)によりかつ/または液体エッチング(例えば、KOHまたはTMAH溶液を用いて)によりかつ/またはドライエッチング(例えば、SF6プラズマを用いて)により実行され得る。
【０１０８】
また、ステップc)の後に、エレクトロルミネッセンス構造体100の背面に(「構造体の背面に」は、エレクトロルミネッセンス面の反対側の面上を意味する)金属接点120を形成するステップc1)(図1hおよび図2g)が続いてもよい。
【０１０９】
金属接点120を形成するステップは当業者に知られており、したがって本発明においてそれ以上詳細に記載されない。
【０１１０】
ステップc)の後に、次いで、エレクトロルミネッセンス構造体100を、収納基板500(図1i、図1j、図2hおよび図2i)の、収納面500aと呼ばれる面上へ転移させるステップd)が続く。
【０１１１】
「エレクトロルミネッセンス構造体を転移させるステップ」は、エレクトロルミネッセンス構造体を収納基板の面に接着し、前記構造体を仮構造から離すステップを意味する。
【０１１２】
換言すれば、ステップd)の最後に、エレクトロルミネッセンス構造体100は収納基板500に載っている。
【０１１３】
収納面500aは、エレクトロルミネッセンス構造体100の各々に個々に対応するように、金属接点と協働することを目的としている相互接続手段510をさらに含み得る。
【０１１４】
相互接続手段510は金属パッド、例えばチタン、ニッケル、および銅と関連する金、錫柱および銀柱の積重ねから作製されている金属パッド、を含み得る。
【０１１５】
ステップd)は、詳細には、収納基板500と仮基板400とを含む組立体を形成するステップd1)を含み、エレクトロルミネッセンス構造体は前記基板間に間置される。
【０１１６】
ステップd1)の後に、次いで、仮基板を除去するステップd2)が続く。
【０１１７】
ステップd2)は、例えば、化学機械平坦化ステップが後に続く研磨による機械的薄化により、ならびに/または液体法および/またはドライ法による除去により、実行され得る。
【０１１８】
あるいは、仮基板400は、それが透明になるとすぐに、レーザ照射により中間層300から離され(または取り外され)得る。
【０１１９】
ステップd)の最後に、エレクトロルミネッセンス構造体100はこのように収納基板500の収納面500aに載っている。
【０１２０】
ステップd)の後に、次いで、エレクトロルミネッセンス面を剥き出しにすることを目的として、反射壁を保存している第1の領域を除去するステップe)が続き得る。
【０１２１】
ステップe)は、詳細には、エレクトロルミネッセンス構造体の互いの範囲を光学的に定めている反射壁を保存する。
【０１２２】
したがって、第1の実施形態に従って中間層が形成されるとすぐに、ステップe)は、第1の領域を除去するステップを含む。
【０１２３】
第1の領域を除去するステップは、第1の領域をエッチングする、例えばウェットエッチングする、ステップを含み得る。詳細には、前記エッチング中にそれらを保護するために、エッチングするステップの前に反射壁をマスキングするステップが行われ得る。
【０１２４】
第2の実施形態に従って中間層が形成されるとすぐに、ステップe)は、第2の層を薄化するステップを含む。
【０１２５】
第2の層を除去するステップは、エッチングすることにより、例えばプラズマエッチングすること(詳細には二酸素プラズマ)により、実行され得る。
【０１２６】
また、ステップe)は、エレクトロルミネッセンス構造体の垂直上方で金属層を除去するステップを含む。金属層を除去する該ステップは、例えばアルミニウム層の場合にはBCl3またはCl2を含むプラズマを用いて実行され得る。
【０１２７】
最後に、ステップe)は、例えばCF4またはCHF3プラズマを用いて、第1の領域を除去するステップを含む。
【０１２８】
本発明は、詳細には反射壁の形成は、エレクトロルミネッセンス構造体に損傷を与えるかまたはさらにはそれらを破壊する可能性があると考えられる応力を生じさせる傾向がある厚い金属層の堆積を必要としない。
【０１２９】
さらに、第1のポリマーおよび第2のポリマーの使用は中間層の熱膨張係数を調整することを可能にし、また、転移方法の実行中に応力の発生を制限する。
【０１３０】
このように提案されている転移方法は、エレクトロルミネッセンス構造体への損傷を制限する。
【０１３１】
本発明による反射壁は、第2の材料により形成される支持体の側面上に堆積される金属薄膜を含み、薄い金属の堆積のみを必要とする。
【０１３２】
（参考文献）
FR3012676
Maszara et al, “Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator”, J. Appl. Phys. 64 (10), 1988年11月15日
【符号の説明】
【０１３３】
100  エレクトロルミネッセンス構造体
100a  エレクトロルミネッセンス面
100b  (エレクトロルミネッセンス構造体の)後面、(エレクトロルミネッセンス面の)反対側の面
110  支持基板、支持構造体
110a  (支持基板の)前面
120  金属接点
130  トラック
130a  (溝部の)底部
130b  (溝部の)側面
300  中間層
310  第1の領域
320  溝部
320a  金属薄膜
320b  第2の材料
400  仮基板
400a  仮面
500  収納基板
500a  収納面
510  相互接続手段
M  列
N  行
Tg  ガラス転移温度
【図１ａ】
2021509223.tif 000003
【図１ｂ】
2021509223.tif 000004
【図１ｃ】
2021509223.tif 000005
【図１ｄ】
2021509223.tif 000006
【図１ｅ】
2021509223.tif 000007
【図１ｆ】
2021509223.tif 000008
【図１ｇ】
2021509223.tif 000009
【図１ｈ】
2021509223.tif 000010
【図１ｉ】
2021509223.tif 000011
【図１ｊ】
2021509223.tif 000012
【図２ａ】
2021509223.tif 000013
【図２ｂ】
2021509223.tif 000014
【図２ｃ】
2021509223.tif 000015
【図２ｄ】
2021509223.tif 000016
【図２ｅ】
2021509223.tif 000017
【図２ｆ】
2021509223.tif 000018
【図２ｇ】
2021509223.tif 000019
【図２ｈ】
2021509223.tif 000020
【図２ｉ】
2021509223.tif 000021
【国際調査報告】
2021509223.tif 000022
2021509223.tif 000023
2021509223.tif 000024
2021509223.tif 000025