(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基板上に互いに離間して複数形成された窒化ガリウム系半導体からなる発光素子を第１の樹脂層で覆い、
前記第１の樹脂層上に第１の支持基板を積層し、
前記発光素子及び前記第１の樹脂層から前記サファイア基板を剥離させ、
前記発光素子をマスクとするエッチングにより前記第１の樹脂層を切断し、
前記第１の樹脂層を紫外線硬化型樹脂で覆い、
前記紫外線硬化型樹脂上に第２の支持基板を積層し、
前記切断された第１の樹脂層毎に前記第２の支持基板側から前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を部分的に硬化させると共に、前記切断された第１の樹脂層を前記第１の支持基板から剥離させることで、前記発光素子を、前記切断された第１の樹脂層と共に前記第２の支持基板に転写する
発光素子の転写方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子の転写方法であって、
前記発光素子を前記第２の支持基板に転写する工程は、数個おきの前記切断された第１の樹脂層毎に紫外線を照射する
発光素子の転写方法。
【請求項３】
請求項２に記載の発光素子の転写方法であって、さらに、
前記第２の支持基板に転写された前記切断された第１の樹脂層を第２の樹脂層で覆い、
前記第１の樹脂層及び前記第２の樹脂層を前記発光素子が露出するようにエッチングし、
前記第１の樹脂層及び記第２の樹脂層上に前記発光素子と接続する第１の電極を形成し、
前記第１の電極が形成された前記第２の樹脂層上に第３の支持基板を積層し、
前記第２の樹脂層から前記第２の支持基板を剥離させ、
前記第２の樹脂層を前記発光素子が露出するようにエッチングし、
前記第２の樹脂層上に前記発光素子と接続する第２の電極を形成し、
前記第２の樹脂層を前記発光素子毎に切断して、前記発光素子を内包する樹脂埋込素子を作製し、
前記樹脂埋込素子を前記第３の支持基板から剥離させ、
前記樹脂埋込素子を数個おきに保持することが可能なチャックにより複数の前記樹脂埋込素子を保持して表示パネルに転写する
発光素子の転写方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発光素子の転写方法であって、
第２の電極を形成する工程は、前記第２の電極をその平面寸法と前記樹脂埋込素子の平面寸法とほぼ一致させて形成し、
前記第２の樹脂層を前記発光素子毎に切断する工程は、前記第２の電極をマスクとして前記第２の樹脂層をレーザービームで切断する
発光素子の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、サファイア基板上に形成された発光ダイオードなどの発光素子を転写体としての表示パネルに転写する素子の転写方法及びその転写された素子を配列したパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ; Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤディスプレイの製造方法としては、素子形成基板上に半導体材料を積層させてなるＬＥＤウェーハを、ダイヤモンドブレードなどで切断してチップ状に分割し、このＬＥＤチップを素子形成基板上におけるピッチよりも拡大したピッチでもって表示パネルなどに転写している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、青色発光ダイオードなどは、素子形成基板としてサファイア基板上に窒化ガリウム系半導体を積層させて製造され、ここで用いられるサファイアはモース硬度が約９と非常に硬い物質であるため、ダイヤモンドブレードなどのダイサーでフルカットすると、その切断面にクラックや欠けが発生しやすくなり、きれいに、所望の形、サイズに切断できない。また、ダイサーの破損も生じやすい。更に、サファイアはへき開性を有していないため、スクライバーでスクライブライン（罫書線）を引いて、外力で押し割ることが困難であった。
【０００４】
そこで、例えば特開平５−３１５６４６号公報では、図１２に示すように、サファイア基板６０上に形成された窒化ガリウム系半導体層６１の上からダイサーにより窒化ガリウム系半導体層６１の厚さよりも深い溝６２を切り込み、次いで、サファイア基板６０の厚さを研磨により薄くし、次いで、溝６２の上からスクライバーによりサファイア基板６０にスクライブライン６３を入れ、この後、サファイア基板６０を押し割りチップ状に分割している。これにより、切断面にクラックや欠けが発生することなくきれいに切断できるとしているが、このような切断方法は、サファイア基板６０の研磨工程を有するなど数工程にわたる手間と時間のかかる作業である。
【０００５】
また、１枚の素子形成基板から、より多くのＬＥＤ素子が得られれば、その分１個のＬＥＤ素子の価格を低減することができ、ＬＥＤ素子を用いた表示装置の価格も低減できる。すなわち、上記特開平５−３１５６４６号公報では、直径２インチのサファイア基板から３５０μｍ角のＬＥＤ素子を得ているが、これを数十μｍ角のＬＥＤ素子が得られるようにして、これを表示パネルに転写して表示装置を製造すれば表示装置の価格を下げることができる。
【０００６】
しかし、素子が数十μｍ角と微小になると、転写工程での取り扱いが困難となり、また、表示パネル基体の配線層と接続される素子の電極も微小となるので、接続作業を困難にすると共に接続不良が生じやすくなる、といった問題がある。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、容易且つきれいに素子間分割が行え、更に、素子が微小なものであっても転写工程での取り扱いを容易にすると共に外部配線との良好な電気的接続性を確保できる素子の転写方法及びその転写された素子を配列したパネルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の素子の転写方法は、基板上に複数形成された素子を樹脂層で覆う工程と、その樹脂層を切断して、素子を少なくとも１つ内在する樹脂埋込素子を得る工程と、この樹脂埋込素子を基板から剥離して、転写体に転写する工程とを有する。
【０００９】
この方法によれば、素子を樹脂層で覆って樹脂埋込素子とすることによりサイズを大きくして転写工程での取り扱いを容易にする。また、基板を切断する必要はなく、容易且つきれいに切断できる樹脂層の切断により個別の樹脂埋込素子が得られる。また、基板は切断されないので再利用可能となる。
【００１０】
または、本発明の素子の転写方法は、基板上に複数形成された素子を樹脂層で覆う工程と、素子と接続する電極を樹脂層に形成する工程と、樹脂層を切断して、素子を少なくとも１つ内在する樹脂埋込素子を得る工程と、この樹脂埋込素子を基板から剥離して、転写体に転写する工程とを有する。
【００１１】
この方法によれば、素子を樹脂層で覆って樹脂埋込素子とすることによりサイズを大きくして転写工程での取り扱いを容易にする。また、その樹脂層に、素子と接続する電極を形成することで、この電極形成が容易に行えると共に電極面積を大として、この電極と外部電極との接続不良を防げる。更に、基板を切断する必要はなく、容易且つきれいに切断できる樹脂層の切断により個別の樹脂埋込素子が得られる。また、基板は切断されないので再利用可能となる。
【００１２】
または、本発明の素子の転写方法は、素子形成基板上に複数形成された素子を第１の樹脂層で覆う工程と、素子を素子形成基板から第１の樹脂層と共に一括して剥離して、第１の支持基板に転写する工程と、第１の支持基板上で第１の樹脂層を切断して、素子を個々に分離可能にする工程と、第１の樹脂層で覆われた素子を第１の支持基板から剥離し、第２の支持基板に転写する工程と、第２の支持基板に転写された素子を第２の樹脂層で覆う工程と、素子と接続する電極を第１及び第２の樹脂層に形成する工程と、第２の樹脂層を切断して、素子を少なくとも１つ内在する樹脂埋込素子を得る工程と、樹脂埋込素子を第２の支持基板から剥離して、転写体に転写する工程とを有する。
【００１３】
この方法によれば、素子を第１、第２の樹脂層で覆って樹脂埋込素子とすることによりサイズを大きくして転写工程での取り扱いを容易にする。また、その樹脂層に、素子と接続する電極を形成することで、この電極形成が容易に行えると共に電極面積を大として、この電極と外部電極との接続不良を防げる。更に、素子形成基板を切断する必要はなく、容易且つきれいに切断できる樹脂層の切断により個別の樹脂埋込素子が得られる。また、素子形成基板は切断されないので再利用可能となる。
【００１４】
また、本発明のパネルは、基板上に形成された複数の素子を樹脂層で覆い、その樹脂層を切断して基板から剥離することで得られる、前記素子を少なくとも１つ内在する樹脂埋込素子を配列している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
先ず、図１１を参照して、素子について説明する。本実施の形態では、素子の一例として、発光素子である発光ダイオードの構造を示す。図１１Ａがその断面図であり、図１１Ｂが平面図である。発光ダイオード２は窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体を材料とし、素子形成基板として例えばサファイア基板１上に結晶成長されて形成される。
【００１７】
サファイア基板１上に形成されたＧａＮ系半導体層からなる下地成長層５１上に、シリコンがドープされた六角錘形状のＧａＮ層５２が形成される。下地成長層５１上には絶縁膜５３が形成され、六角錘形状のＧａＮ層５２はその絶縁膜５３を開口した部分に、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ；metalorganic  chemical vapor deposition 法）などによって、他の素子のＧａＮ層５２と分離されて選択的に成長される。このＧａＮ層５２は、サファイア基板１の主面をＣ面とした場合に、Ｓ面（１−１０１面）５２ａで囲まれたピラミッド型の成長層である。
【００１８】
ＧａＮ層５２の傾斜したＳ面５２ａの部分はダブルヘテロ構造のクラッドとして機能する。そして、Ｓ面５２ａを覆うように活性層であるＩｎＧａＮ層５４が形成されており、この外側にマグネシウムがドープされたＧａＮ層５５が形成されている。このＧａＮ層５５はクラッドとして機能する。
【００１９】
ＧａＮ層５５上には、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂなどの金属材料を蒸着してｐ電極５６が形成される。ｎ電極は、後述する転写工程の途中で下地成長層５１の裏面側に形成される。
【００２０】
以上のように構成される発光ダイオード２は、例えば青色発光ダイオードであり、上述した構造に限らず、平板状や帯状に活性層が形成される構造や、上端部にＣ面が形成された角錐構造のものであってもよい。また、構成材料もＧａＮ系に限らず、他の窒化物系材料や化合物半導体材料であってもよい。
【００２１】
次に、図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施の形態による素子の転写方法について説明する。素子は、図１１に示した発光ダイオード２を用いている。
【００２２】
図１Ａに示すように、例えば直径２インチのサファイア基板１の主面上には複数の発光ダイオード２が高密度に縦横に整列してマトリクス状に形成されている。１つの発光ダイオード２の大きさは約２０μｍ角である。各発光ダイオード２は、例えば反応性イオンエッチングなどによって形成された素子間分離溝４によって個々に分離できる状態にある。
【００２３】
そして、サファイア基板１上に紫外線硬化型樹脂３が塗布され、この紫外線硬化型樹脂３に、第１の支持基板としての石英ガラス基板５の表面に形成されたポリイミド層６が圧着される。
【００２４】
次いで、図１Ｂに示すように、石英ガラス基板５の裏面側から紫外線硬化型樹脂３に紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂３を硬化させ、第１の樹脂層３’を形成する。これにより、発光ダイオード２は一括して第１の樹脂層３’で覆われる。
【００２５】
次いで、図１Ｃに示すように、サファイア基板１の裏面側から、発光ダイオード２のＧａＮ系下地成長層５１と、サファイア基板１との界面にレーザービームを照射すると、その界面におけるＧａＮは窒素とガリウムへと分解し、このときの窒素がガス状に放出される作用により、発光ダイオード２はサファイア基板１との結合が解除され、図２Ａに示すように、発光ダイオード２は一括してサファイア基板１上から剥離される。なお、発光ダイオード２を覆う第１の樹脂層３’もレーザーアブレーション効果により、界面で樹脂層３’を構成する分子の結合が切られて発光ダイオード２と共にサファイア基板１から剥離される。
【００２６】
そして、発光ダイオード２側の剥離面には、図２Ａに示すように、ガリウム（Ｇａ）７が残るので、これを、例えばウェットエッチングで除去する（図２Ｂ）。
【００２７】
次いで、図２Ｃに示すように、酸素プラズマを用いて第１の樹脂層３’をエッチングして素子間分離溝８を形成して、各発光ダイオード２を個別に分離可能な状態にする。このとき、下地成長層５１に対する酸素プラズマの浸食作用は第１の樹脂層３’よりはるかに小さいため、下地成長層５１がマスクとなって素子間分離溝８が形成される。
【００２８】
次いで、図３Ａに示されるように、第１の樹脂層３’で覆われた発光ダイオード２上に紫外線硬化型樹脂９が塗布され、この紫外線硬化型樹脂９に、第２の支持基板としての石英ガラス基板１０の表面に形成されたポリイミド層１１が圧着される。
【００２９】
次いで、図３Ｂに示すように、石英ガラス基板１０の裏面側から、選択的に紫外線硬化型樹脂９に紫外線を照射する。すなわち、図示では中央の１個の発光ダイオード２に対応する位置にしか照射されていないが、例えば１０個おきの発光ダイオード２に対応する位置に選択的に照射される。そして、紫外線を照射された部分の紫外線硬化型樹脂９は硬化して、第１の樹脂層３’で覆われた発光ダイオード２と、石英ガラス基板１０に形成されたポリイミド層１１とを接合する樹脂層９’となる。
【００３０】
更に、石英ガラス基板５の裏面側から、ポリイミド層６と石英ガラス基板５との界面にレーザービームを照射すると、レーザーアブレーション効果により、ポリイミド層６は、石英ガラス基板５との界面からあるいは層中で剥がれる。すなわち、図３Ｃに示すように、第１の支持基板である石英ガラス基板５上で集積して形成された約２０μｍ角の発光ダイオード２は、１０個おきの約２００μｍピッチとピッチが拡大されて第２の支持基板である石英ガラス基板１０に転写される。図３Ｃでは、１個の発光ダイオード２のみしか図示されていないが、石英ガラス基板５上の、第１の樹脂層３’で覆われた発光ダイオード２は、１０個おきに同時に石英ガラス基板１０に転写される。なお、隣接した周囲の発光ダイオード２は、石英ガラス基板５上に残されるが、別の石英ガラス基板１０に残らず転写される。
【００３１】
次いで、図４Ａに示すように、石英ガラス基板１０に転写された、全ての発光ダイオード２（第１の樹脂層３’で覆われている）を一括して第２の樹脂層１２で覆う。第２の樹脂層１２は、例えば紫外線硬化型樹脂を紫外線照射で硬化させて形成される。
【００３２】
次いで、第２の樹脂層１２、ポリイミド層６、第１の樹脂層３’を酸素プラズマでエッチバックして、図４Ｂに示すように、発光ダイオード２のｐ電極５６を露出させると共に、後述する取り出し電極が形成される、ｐ電極５６、第１及び第２の樹脂層３’、１２の表面を清浄にする。
【００３３】
次いで、図４Ｃに示すように、第１及び第２の樹脂層３’、１２の上に、発光ダイオード２のｐ電極５６と接続する取り出し電極１３を形成する。取り出し電極１３は、金属やＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明材料を蒸着あるいはスパッタリングした後、フォトリソグラフィーとウェットエッチング工程を経て所望の大きさ及び平面形状に形成される。
【００３４】
次いで、図５Ａに示すように、第２の樹脂層１２の取り出し電極１３が形成された面側に、第３の支持基板である石英ガラス基板１４を、この表面に形成されたポリイミド層１５を介して固着する。そして、石英ガラス基板１０の裏面側から、ポリイミド層１１と石英ガラス基板１０との界面にレーザービームを照射して、レーザーアブレーション効果により、ポリイミド層１１は、石英ガラス基板１０との界面からあるいは層中で剥がされる（図５Ｂ）。すなわち、第２の支持基板である石英ガラス基板１０上の発光ダイオード２は一括して、これを覆う樹脂層３’、１２ごと第３の支持基板である石英ガラス基板１４に転写される。この転写工程は、次に述べるように、発光ダイオード２において、そのｐ電極側の取り出し電極１３とは反対側にｎ電極側の取り出し電極を形成するために行われる。
【００３５】
次いで、図５Ｃに示すように、酸素プラズマでポリイミド層１１及び第２の樹脂層１２をエッチバックして、発光ダイオード２の下地成長層５１を露出させると共に、以下で述べるｎ電極側の取り出し電極が形成される下地成長層５１及び第２の樹脂層１２の表面を清浄にする。
【００３６】
次いで、図６Ａに示すように、発光ダイオード２の下地成長層５１と接続する取り出し電極１６を第２の樹脂層１２上に形成する。取り出し電極１６は、金属やＩＴＯなどの透明材料を蒸着あるいはスパッタリングした後、フォトリソグラフィーとウェットエッチング工程を経て所望の大きさ及び平面形状に形成される。
【００３７】
次いで、図６Ｂに示すように、エキシマレーザー装置や、第３高調波ＹＡＧレーザー装置などのレーザービームＬで第２の樹脂層１２及びポリイミド層１５を切断して素子間分割溝１７を形成する。これにより、発光ダイオード２が樹脂層で覆われた樹脂埋込素子２０が得られる。本実施の形態では、１個の樹脂埋込素子２０は１個の発光ダイオード２を内蔵している。この樹脂埋込素子２０の平面的な大きさは約１６０μｍ角で、厚さ数十μｍとなっている。
【００３８】
次いで、図６Ｃに示すように、石英ガラス基板１４の裏面側から、石英ガラス基板１４とポリイミド層１５との界面に選択的にレーザービームを照射する。すなわち、図示では１個の樹脂埋込素子２０にしか照射されていないが、例えば３個おきの樹脂埋込素子２０に選択的に照射される。そして、レーザー照射を受けた部分のポリイミド層１５は、レーザーアブレーション効果により、石英ガラス基板１４との界面からあるいは層中で剥がされる。
【００３９】
そして、樹脂埋込素子２０は、吸引孔２１ａを有する真空チャック２１で吸着され、図７Ａで示すように、転写体としての表示装置のパネル５０に転写される。吸引孔２１ａは、表示装置の画素ピッチに対応して縦横に整列してマトリクス状に開口しており、石英ガラス基板１４から３個おきに剥離された樹脂埋込素子２０を多数個一括で吸着できるようになっている。具体的には、吸引孔２１ａは６００μｍピッチのマトリクス状に開口していて、約３００個の樹脂埋込素子２０を同時に吸着できる。
【００４０】
すなわち、第３の支持基板である石英ガラス基板１４上で約２００μｍのピッチでマトリクス状に配列されていた発光ダイオード２は、約６００μｍピッチに拡大されて転写体５０に転写される。なお、石英ガラス基板１４上に残された他の樹脂埋込素子２０は、同じ転写体５０の他の位置、あるいは別の転写体に残らず転写される。
【００４１】
転写体５０は、絶縁基板２９と、この絶縁基板２９上に形成された配線層３０ａ〜３０ｃと、この配線層３０ａ〜３０ｃを覆って絶縁基板２９上に形成された絶縁層２８と、絶縁層２８上に形成された配線層２７と、配線層２７上に形成された熱可塑性樹脂層２６とから構成される。樹脂埋込素子２０は、熱可塑性樹脂層２６上に圧接された後、この部分の熱可塑性樹脂層２６に、絶縁基板２９の裏面側から赤外線を照射することで熱可塑性樹脂層２６を軟化させて樹脂埋込素子２０を固着させる。
【００４２】
この後、図７Ｂに示すように、例えば赤色発光ダイオード２２を内蔵した樹脂埋込素子３１を、上記と同様な工程を経て、約６００μｍピッチのマトリクス状に転写体５０に転写する。更に、図示しないが、緑色発光ダイオードを内蔵した樹脂埋込素子や制御用トランジスタなども同様に転写体５０に転写される。
【００４３】
次いで、図８Ａに示すように、各樹脂埋込素子や制御用トランジスタを覆って絶縁樹脂層３３が形成される。この後、図８Ｂに示すように、絶縁樹脂層３３に接続孔３４、３５、３６、３７、３８、３９が形成されて、これら接続孔を介して、配線４０により配線層２７と樹脂埋込素子３１の取り出し電極３２ａとが接続され、配線４１により樹脂埋込素子３１の取り出し電極３２ａと同じ面側に形成された取り出し電極３２ｂと、樹脂埋込素子２０の取り出し電極１３が接続され、配線４２により樹脂埋込素子２０の取り出し電極１６と配線層３０ｃとが接続される。この後、保護層などが形成されて、樹脂で覆われた各種色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光ダイオードが画素に対応したピッチで縦横に整列してマトリクス状に配列された表示パネルとなる。
【００４４】
以上述べたように、本実施の形態では、先ず、素子形成基板であるサファイア基板１上には、１つの発光ダイオード２の大きさを約２０μｍ角と非常に小さくして高密度に形成することで基板１枚あたりから得られる発光ダイオード２の数をより多くすることができ、発光ダイオード１個の製品としてのコスト及び表示装置のコストを下げることができる。また、転写体５０に転写される際には、その微小な発光ダイオード２を、約１６０μｍ角の樹脂埋込素子とすることで転写工程での取り扱いを容易にする。また、発光ダイオード２を覆う樹脂層は発光ダイオード２の保護も兼ねている。更に、樹脂層の被覆によるサイズの拡大化は、取り出し電極１３、１６を形成し易くし、また、その取り出し電極１３、１６の平面寸法も、転写体５０との配線を行ううえで配線不良を生じさせない程度まで大きくすることができ、配線の信頼性を向上できる。
【００４５】
また、上記実施の形態では、硬いサファイア基板１を切断することなく、第１及び第２の樹脂層３、１２をレーザービームによって切断することで、転写体５０に転写するべき個別の素子（樹脂埋込素子）に分割している。樹脂層はレーザーアブレーション効果により容易且つきれいに切断できるので、手間と時間をかけずに、また形状及びサイズを高精度なものとして分割できる。
【００４６】
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
図９Ａは、上記第１の実施の形態における図４Ａの工程に相当する図である。
そして、この工程の後、本実施の形態では、図９Ｂに示すように、第２の樹脂層１２、ポリイミド層６、第１の樹脂層３’を、発光ダイオード２のｐ電極５６が露出しない範囲で、酸素プラズマでエッチバックすると共に、後述する取り出し電極が形成される、第１及び第２の樹脂層３’、１２の表面を清浄にする。
【００４８】
次いで、図９Ｃに示すように、エキシマレーザー装置や、第３高調波ＹＡＧレーザー装置などのレーザービームで、第１の樹脂層３’に接続孔２３をあけて、発光ダイオード２のｐ電極５６を露出させる。そして、この接続孔２３を介して、図９Ｄに示すように、第１及び第２の樹脂層３’、１２の上に、ｐ電極５６と接続する取り出し電極１３’を形成する。取り出し電極１３’の材料及び形成方法は上記第１の実施の形態と同様である。また、これ以後の工程も第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
第１の実施の形態では、図４Ｂに示すように、第１及び第２の樹脂層３’、１２全体をエッチバックすることによりｐ電極５６を露出させていたため、発光ダイオード２を覆って保護する第１及び第２の樹脂層３’、１２がその分薄くなってしまい、後工程で得られる樹脂埋込素子２０の剛性が弱くなり、真空チャック２１によるピックアップで転写体５０へ転写する際などに扱いづらかった。
【００５０】
そこで、本第２の実施の形態では、上述したように、レーザービームで局所的に第１及び第２の樹脂層３’、１２に、ｐ電極５６を露出させる接続孔２３をあけることで第１及び第２の樹脂層３’、１２を第１の実施の形態の場合よりも厚くして強度向上が図れる。また、第１及び第２の樹脂層３’、１２を構成する紫外線硬化型樹脂は、酸素プラズマに対するエッチングレート小さく時間がかかっていた。一方、レーザービームは、樹脂の材料に左右されずに短時間で加工することができ、酸素プラズマによるエッチングよりも深い孔を効率よくあけることができる。よって、第１及び第２の樹脂層３’、１２を構成する樹脂材料の選択肢が増え、コスト低下が可能となる。
【００５１】
なお、図９Ｂの工程を経ずに、図９Ａの状態から、レーザービームで、第２の樹脂層１２、ポリイミド層６、第１の樹脂層３’に接続孔２３をあけて、発光ダイオード２のｐ電極５６を露出させるようにしてもよい。但し、図９Ｂの工程のように、取り出し電極１３’の形成面を酸素プラズマで清浄にしておいた方が取り出し電極１３’の樹脂層への密着性を高めることができる。
【００５２】
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
本第３の実施の形態では、上記第１の実施の形態における図５Ｃで示す工程の後、図１０Ａで示す工程に至る。すなわち、発光ダイオード２の下地成長層５１と接続する取り出し電極１６’は、次の工程で得られる樹脂埋込素子２０’の平面寸法で第２の樹脂層１２上に形成される。よって、取り出し電極１６’は１６０μｍ角の四角形状に形成される。取り出し電極１６’は、第１の実施の形態と同様、金属やＩＴＯなどの透明材料を蒸着あるいはスパッタリングした後、フォトリソグラフィーとウェットエッチング工程を経て、上述した所望の大きさ及び平面形状に形成される。
【００５４】
そして、図１０Ｂに示される次の工程では、取り出し電極１６’をマスクとして、エキシマレーザー装置や、第３高調波ＹＡＧレーザー装置などのレーザービームＬで第２の樹脂層１２及びポリイミド層１５を切断して素子間分割溝１７を形成する。これにより、発光ダイオード２が樹脂層で覆われた樹脂埋込素子２０’が得られる。以後の工程は第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
第１の実施の形態における図６Ｂに示す工程では、例えば対角位置に形成されたアライメントマークをレーザー装置側で認識して高精度なＮＣ制御により素子間分割溝１７を形成していた。この場合、レーザー装置側では１μｍ単位の位置合わせ精度を必要としていた。これに対して、本第３の実施の形態のように、分割すべき樹脂埋込素子２０’の平面寸法及び平面形状と一致させて形成された取り出し電極１６’をマスクとすることにより、レーザー装置側では高精度な位置合わせを必要とせず、またレーザービームの断面径も比較的大きめでよい。例えば、レーザー装置側では１０μｍ程度の位置合わせ精度があればよい。このように、本実施の形態では、高価で高精度なレーザー装置を必要とぜず低コスト化が図れる。また、第１の実施の形態に比べ、何ら工程を増やすことなく実現できる。
【００５６】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５７】
素子としては、発光ダイオードに限らず、レーザダイオード、薄膜トランジスタ素子、光電変換素子、圧電素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などにも、本発明は適用可能である。
【００５８】
また、発光ダイオードにおける結晶成長層を成長させる基板は、良好な結晶性を有する活性層を形成可能な基板であれば特に限定されず、種々のものを使用できる。例示すると、サファイア（Ａｌ2Ｏ3；Ａ面、Ｒ面、Ｃ面を含む）、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＧａＮ、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＬｉＭｇＯ、ＧａＡｓ、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＩｎＡｌＧａＮなどからなる基板であり、好ましくはこれらの材料からなる六方晶系基板または立方晶系基板であり、より好ましくは六方晶系基板である。例えば、サファイア基板を用いる場合では、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を成長させる場合に多く利用されているＣ面を主面としたサファイア基板を用いることができる。この場合の基板主面としてのＣ面は、５乃至６度の範囲で傾いた面方位を含むものである。基板自体は製品としての発光素子には含まれない構造も可能であり、製造の途中で素子部分を保持させるために使用され、完成前に取り外される構造であってもよい。
【００５９】
そして、その基板に形成される結晶成長層は選択成長によって形成されるものであり、基板の主面に対して傾斜した結晶面を有することが望ましい。結晶成長層は、第１導電型層、活性層、及び第２導電型層からなる発光領域を形成可能な材料層であればよく、特に限定されるものではないが、その中でもウルツ鉱型の結晶構造を有することが好ましい。このような結晶層としては、例えば、 III族系化合物半導体やＢｅＭｇＺｎＣｄＳ系化合物半導体、ＢｅＭｇＺｎＣｄＯ系化合物半導体を用いることができ、更には窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物半導体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化合物半導体、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物半導体、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物半導体を形成することができ、特に窒化ガリウム系化合物半導体などの窒化物半導体が好ましい。なお、本発明において、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮなどは必ずしも３元混晶のみ、２元混晶のみの窒化物半導体を指すのではなく、例えばＩｎＧａＮでは、ＩｎＧａＮの作用を変化させない範囲での微量のＡｌ、その他の不純物を含んでいてもよい。
【００６０】
また、基板と素子との界面に介在される剥離層としては、上記実施の形態のようにポリイミドが好ましいが、他の樹脂でもよい。特に高分子樹脂が好ましく、例えばポリアセチレン、ポリアミド、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリアクリル、ポリエーテルを用いることができる。更に、これらの中の少なくとも２つ以上を組み合わせたものでもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、第１及び第２の樹脂層３’、１２は紫外線硬化型樹脂としたが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂でもよい。しかし、紫外線硬化型樹脂はその硬化過程で熱を必要としないため、熱収縮や熱膨張せず、これらを起因とする応力が素子に作用せず、また高い寸法精度も得られる。
【００６２】
また、第１〜第３の支持基板５、１０、１４は、石英ガラス基板に限らず、例えばプラスチック基板としてもよい。
【００６３】
また、一度、第３の支持基板１４から個々の樹脂埋込素子２０を個別に剥離して、これら樹脂埋込素子２０をあらためて１個ずつ転写体５０に転写してもよい。
【００６４】
また、第２と第３の実施の形態とを組み合わせた構成としてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、素子のコスト低減を図れ、また微小な素子であっても転写工程での取り扱いを容易にできる。
【００６６】
本発明の請求項２によれば、素子のコスト低減を図れ、また微小な素子であっても、電極形成や転写工程での取り扱いを容易にできる。
【００６７】
本発明の請求項９によれば、素子のコスト低減を図れ、また微小な素子であっても、電極形成や転写工程での取り扱いを容易にできる。
【００６８】
本発明の請求項７または請求項１４によれば、素子を覆う樹脂層の薄層化を抑制でき、樹脂埋込素子の強度向上が図れる。
【００６９】
本発明の請求項８または請求項１５によれば、高精度な位置合わせ機能をもつレーザー装置を不要とし、低コスト化が図れる。
【００７０】
本発明の請求項１７によれば、低価格のパネルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による素子の転写方法における工程断面図であり、Ａは素子を形成したサファイア基板上への樹脂の塗布を、Ｂはその樹脂の硬化を、Ｃはサファイア基板裏面側からのレーザー照射を示す。
【図２】図１に続く工程断面図であり、Ａは素子がサファイア基板から剥離され第１の支持基板へ転写された状態を、Ｂは素子に残ったガリウムのエッチングを、Ｃは酸素プラズマによる素子分離溝の形成を示す。
【図３】図２に続く工程断面図であり、Ａは第１の支持基板上への樹脂の塗布を、Ｂは樹脂への選択的な紫外線の照射、及びポリイミド層への選択的なレーザー照射を、Ｃは素子の第２の支持基板への選択的な転写を示す。
【図４】図３に続く工程断面図であり、Ａは素子の第２の樹脂層による被覆を、Ｂは（第１及び第２の）樹脂層のエッチングを、Ｃは素子と接続する電極の形成を示す。
【図５】図４に続く工程断面図であり、Ａは第２の支持基板に形成されたポリイミド層へのレーザー照射を、Ｂは素子の第３の支持基板への転写を、Ｃは樹脂層のエッチングを示す。
【図６】図５に続く工程断面図であり、Ａは素子と接続する電極の形成を、Ｂはレーザービームによる樹脂層の切断を、Ｃは樹脂埋込素子の第３の支持基板からの剥離を示す。
【図７】図６に続く工程断面図であり、Ａは樹脂埋込素子の転写体へのボンディングを、Ｂは同転写体への他の樹脂埋込素子のボンディングを示す。
【図８】図７に続く工程断面図であり、Ａは層間絶縁膜の形成を、Ｂは配線工程を示す。
【図９】本発明の第２の実施の形態による、図３に続く工程断面図であり、レーザービームによる樹脂層への接続孔の形成を示す。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による、図５に続く工程断面図であり、電極をマスクとしたレーザービームによる樹脂層の切断を示す。
【図１１】本発明の実施の形態による発光素子を示し、Ａは断面図を、Ｂは平面図を示す。
【図１２】従来例の窒化ガリウム系半導体ウェーハの切断方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１……サファイア基板、２……発光ダイオード、３……ＵＶ硬化型樹脂（硬化前）、３’……ＵＶ硬化型樹脂（硬化後）、５……石英ガラス基板、６……ポリイミド層、９……ＵＶ硬化型樹脂（硬化前）、９’……ＵＶ硬化型樹脂（硬化後）、１０……石英ガラス基板、１１……ポリイミド層、１２……ＵＶ硬化型樹脂、１３……取り出し電極、１３’……取り出し電極、１４……石英ガラス基板、１５……ポリイミド層、１６……取り出し電極、１６’……取り出し電極、２０……樹脂埋込素子、２０’……樹脂埋込素子、２３……接続孔、２６……熱可塑性樹脂、２７……配線層、２８……配線層、２９……絶縁基板、３０ａ〜３０ｃ……配線層、３３……絶縁層、５０……転写体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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