(57)【要約】【課題】酸素イオン及び／または窒素イオンの注入によるダメージを解消したＳＩＭＯＸ基板及びその製造方法及びＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置及びＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置を提供する。【解決手段】単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層（ＢＯＸ層）と超薄単結晶半導体層のＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板及びその製造方法及びＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置及びＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置において、ＳＩＭＯＸ基板のＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を積層する。また、単結晶半導体基板の表面に歪み印加単結晶半導体層のシリコン−ゲルマニウム層を形成しておくことにより、ＳＩＭＯＸ基板のＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を積層する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、
前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を積層したことを特徴とするＳＩＭＯＸ基板。
【請求項２】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、
前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を積層したことを特徴とするＳＩＭＯＸ基板。
【請求項３】
単結晶半導体基板に酸素イオン及び／または窒素イオンを所定の深さ注入し、加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成するＳＩＭＯＸ基板の製造方法において、
前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を形成することを特徴とするＳＩＭＯＸ基板の製造方法。
【請求項４】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板に酸素イオン及び／または窒素イオンを所定の深さ注入し、加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成するＳＩＭＯＸ基板の製造方法において、
前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を形成することを特徴とするＳＩＭＯＸ基板の製造方法。
【請求項５】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、
前記ＳＩＭＯＸ基板には、前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を積層したことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより前記単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、
前記ＳＩＭＯＸ基板には、前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を積層したことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、
前記ＳＩＭＯＸ基板には、単結晶半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたことを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項８】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、
前記ＳＩＭＯＸ基板には、単結晶歪み印加半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたことを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項９】
前記埋め込み絶縁層下に水素イオンを注入して高濃度水素イオン注入層を形成し、この高濃度水素イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離して超薄膜化したことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項１０】
前記歪み部における前記単結晶半導体基板の分離において、前記ＳＩＭＯＸ基板に設けるスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも前記高濃度水素イオン注入層まで刻設した溝を形成したことを特徴とする請求項９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項１１】
前記ＳＩＭＯＸ基板の表面、及び前記ペレット分割予定境界線に沿って刻設した前記溝内を樹脂封止し、樹脂表面の光学研磨でバンプ電極を露出させた後に分離を行うことにより片面に封止樹脂によるパッケージを形成して片面樹脂封止型超薄ＣＳＰとしたことを特徴とする請求項１０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項１２】
裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工によって前記単結晶半導体基板を除去し、前記埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化したことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置。
【請求項１３】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記高結晶性単結晶半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１４】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶歪み印加半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離していることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板を前記ＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離した前記ＳＩＭＯＸ基板に接着剤で支持基板を貼り合わせて反射型ＬＣＤを形成することを特徴とする請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層に陰極用の金属画素電極を形成した後に、前記ＳＩＭＯＸ基板に有機ＥＬ発光層と陽極用の透明電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離した前記ＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で支持基板を貼り合わせて上面発光型有機ＥＬを形成することを特徴とする請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の前記表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後透明画素電極を形成するとともに、前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板を前記ＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離した前記ＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて透過型ＬＣＤを形成することを特徴とする請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の前記表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後に陽極用の透明画素電極を形成するとともに、前記ＳＩＭＯＸ基板に有機ＥＬ発光層と陰極用の金属電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離した前記ＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて下面発光型有機ＥＬを形成することを特徴とする請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の前記表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後、一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を形成した画素電極を形成するとともに、前記ＳＩＭＯＸ基板に形成した前記電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板を前記ＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離した前記ＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて半透過型ＬＣＤを形成することを特徴とする請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記支持基板は、エッチングによって露出させた前記ＳＩＭＯＸ基板の前記埋め込み絶縁層に貼り合わせることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記埋め込み絶縁層を、窒化シリコン層、または酸窒化シリコン層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層の積層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層と酸化シリコン層の積層としていることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２３】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記高結晶性単結晶半導体層部分に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域に多結晶半導体層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２４】
前記多結晶半導体層は、前記表示制御領域における前記高結晶性単結晶半導体層及び前記単結晶半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、半導体エピタキシャル成長によって形成し、この半導体エピタキシャル成長にともなって前記周辺回路領域に高結晶性単結晶半導体層を形成していることを特徴とする請求項２３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２５】
前記多結晶半導体層は、前記表示制御領域における前記高結晶性単結晶半導体層及び前記単結晶半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜と多結晶半導体膜を形成し、この多結晶半導体膜にSiイオンを注入してアモルファス半導体膜化して、固相成長させることにより電荷移動度の制御を行って形成し、前記多結晶半導体層の形成後、前記周辺回路領域に積層された前記多結晶半導体層及び前記SiO2膜を除去して前記高結晶性単結晶半導体層を露出させていることを特徴とする請求項２３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２６】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶歪み印加半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域に多結晶半導体層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２７】
前記多結晶半導体層は、前記表示制御領域における前記単結晶歪み半導体層及び前記単結晶歪み印加半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、半導体エピタキシャル成長によって形成し、この半導体エピタキシャル成長にともなって前記周辺回路領域に単結晶歪み半導体層を形成していることを特徴とする請求項２６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２８】
前記多結晶半導体層は、前記表示制御領域における前記単結晶歪み半導体層及び前記単結晶歪み印加半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜と多結晶半導体膜を形成し、この多結晶半導体膜にSiイオンを注入してアモルファス半導体膜化して、固相成長させることにより電荷移動度の制御を行って形成し、前記多結晶半導体層の形成後、前記周辺回路領域に積層された前記多結晶半導体層及び前記SiO2膜を除去して前記単結晶歪み半導体層を露出させていることを特徴とする請求項２６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項２９】
前記多結晶半導体層は、前記半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、固相成長させて形成していることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３０】
前記多結晶半導体層は、前記半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、アニールよる再結晶化を行って形成していることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３１】
前記多結晶半導体層は、前記半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、アニールよる再結晶化を行って形成していることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３２】
前記多結晶半導体層は、前記半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜を固相成長させて形成していることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３３】
前記多結晶半導体層は、前記半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にアニールよる再結晶化を行って形成していることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３４】
単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記高結晶性単結晶半導体層部分に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域にアモルファス半導体層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３５】
前記アモルファス半導体層は、前記表示制御領域における前記高結晶性単結晶半導体層及び前記単結晶半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜とアモルファス半導体膜を形成し、前記アモルファス半導体層の形成後、前記周辺回路領域に積層されたアモルファス半導体膜及び前記SiO2膜を除去して前記高結晶性単結晶半導体層を露出させていることを特徴とする請求項３４記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３６】
表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、前記単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、
単結晶歪み印加半導体層からなる前記ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、
前記単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域にアモルファス半導体層を形成していることを特徴とするＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３７】
前記アモルファス半導体層は、前記表示制御領域における前記単結晶歪み半導体層及び前記単結晶歪み印加半導体層をエッチングして前記埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜とアモルファス半導体膜を形成し、前記アモルファス半導体層の形成後、前記周辺回路領域に積層された前記アモルファス半導体層及び前記SiO2膜を除去して前記単結晶歪み半導体層を露出させていることを特徴とする請求項３６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３８】
前記埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離していることを特徴とする請求項２３〜３７のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項３９】
前記単結晶半導体基板の分離後に、エッチングによって前記埋め込み絶縁層を露出させることを特徴とする請求項３８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【請求項４０】
裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工によって前記単結晶半導体基板を除去し、前記埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化したことを特徴とする請求項２３〜３７のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＩＭＯＸ（Separation by IMplanted OXygen）基板、及びその製造方法、及びＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置、及びＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン酸化物のような絶縁物上に単結晶シリコン層を形成したＳＯＩ（Silicon-on-insulator）基板の一つとして、ＳＩＭＯＸ（Separation by IMplanted OXygen）基板が知られている。
【０００３】
このＳＩＭＯＸ基板は、単結晶シリコン基板の所定の深さに酸素イオンまたは窒素イオン、若しくは酸素イオンと窒素イオンを注入し、次いでアニール処理によってこれらの酸素イオン及び／または窒素イオンと単結晶シリコン基板のシリコン原子とを化学反応させて絶縁層である埋め込み酸化層（ＢＯＸ層）を生成することによって形成している。
【０００４】
そして、酸素イオン及び／または窒素イオンの注入側とは反対側である単結晶シリコン基板の裏面を研削処理及び研磨処理等によってＢＯＸ層近傍まで研磨して、薄肉としたＳＩＭＯＸ基板を形成している。ここで、ＢＯＸ層の上面の単結晶シリコン層をＳＯＩ層と呼んでいる。
【０００５】
このようなＳＩＭＯＸ基板では、ＳＯＩ層を0.4μｍ以下の厚さとすることが可能であり、0.1μｍ前後、さらにはそれ以下の厚さとすることも可能となっている。特に、ＳＯＩ層の厚さを0.1μｍ以下としたＳＩＭＯＸ基板を完全空乏型動作のＭＯＳ−ＬＳＩ形成に用いた場合には、ＳＯＩ層の膜厚がＭＯＳＦＥＴ動作のしきい値電圧と比例関係を有しているとともに、ＳＩＭＯＸ基板においてはＳＯＩ層の膜厚の均一化が図れることにより、性能の揃ったデバイスを歩留良く製造可能であることが知られている。
【０００６】
このようなＳＩＭＯＸ基板では、酸素イオン及び／または窒素イオンの注入にともなってＳＯＩ層部分にダメージが蓄積されており、このダメージを解消するために酸素イオン及び／または窒素イオンの注入後に高温熱処理を行っている。
【０００７】
特に、酸素イオン及び／または窒素イオンの注入量が多い場合には、１回の注入で全量の酸素イオン及び／または窒素イオンを注入するとＳＯＩ層部分に生じるダメージが大きくなりすぎるために、酸素イオン及び／または窒素イオンの注入と高温熱処理を複数回繰り返しながら所定量の酸素イオンの注入を行い、ＳＯＩ層部分に生じるダメージを小さくしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０１−０１７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したように酸素イオン及び／または窒素イオンを注入することによってＳＯＩ層部分に生成されたダメージを、高温熱処理によって完全に解消させることは極めて困難であって、ＳＯＩ層では結晶性の劣化が生じているという問題があった。
【０００９】
したがって、ＳＩＭＯＸ基板を用いて製造した半導体装置は、ＳＯＩ層が完全な単結晶半導体層である場合に期待される性能を発揮することが困難であることがあり、ＳＯＩ層の結晶性をより向上させることが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載のＳＩＭＯＸ基板では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を積層した。
【００１１】
請求項２記載のＳＩＭＯＸ基板では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を積層した。
【００１２】
請求項３記載のＳＩＭＯＸ基板の製造方法では、単結晶半導体基板に酸素イオン及び／または窒素イオンを所定の深さ注入し、加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成するＳＩＭＯＸ基板の製造方法において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を形成することとした。
【００１３】
請求項４記載のＳＩＭＯＸ基板の製造方法では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板に酸素イオン及び／または窒素イオンを所定の深さ注入し、加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成するＳＩＭＯＸ基板の製造方法において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を形成することとした。
【００１４】
請求項５記載の半導体装置では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、ＳＩＭＯＸ基板には、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層を積層した。
【００１５】
請求項６記載の半導体装置では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより単結晶半導体基板にＢＯＸ層と歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなるＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、ＳＩＭＯＸ基板には、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により歪シリコン層からなる単結晶半導体層を積層した。
【００１６】
請求項７記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、ＳＩＭＯＸ基板には、単結晶半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により高結晶性単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造とした。
【００１７】
請求項８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、ＳＩＭＯＸ基板には、単結晶歪み印加半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造とした。
【００１８】
請求項９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、請求項７または請求項８に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、埋め込み絶縁層下に水素イオンを注入して高濃度水素イオン注入層を形成し、この高濃度水素イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離して超薄膜化した。
【００１９】
請求項１０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、請求項９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、歪み部における単結晶半導体基板の分離において、ＳＩＭＯＸ基板に設けるスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層まで刻設した溝を形成した。
【００２０】
請求項１１記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、請求項１０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、ＳＩＭＯＸ基板の表面、及びペレット分割予定境界線に沿って刻設した溝内を樹脂封止し、樹脂表面の光学研磨でバンプ電極を露出させた後に分離を行うことにより片面に封止樹脂によるパッケージを形成して片面樹脂封止型超薄ＣＳＰとした。
【００２１】
請求項１２記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、請求項７または請求項８に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置において、裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工によって単結晶半導体基板を除去し、埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化した。
【００２２】
請求項１３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、高結晶性単結晶半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成することとした。
【００２３】
請求項１４記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶歪み印加半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成することとした。
【００２４】
請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１３または請求項１４に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離することとした。
【００２５】
請求項１６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に接着剤で支持基板を貼り合わせて反射型ＬＣＤを形成することとした。
【００２６】
請求項１７記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層に陰極用の金属画素電極を形成した後に、ＳＩＭＯＸ基板に有機ＥＬ発光層と陽極用の透明電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で支持基板を貼り合わせて上面発光型有機ＥＬを形成することとした。
【００２７】
請求項１８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後透明画素電極を形成するとともに、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて透過型ＬＣＤを形成することとした。
【００２８】
請求項１９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後に陽極用の透明画素電極を形成するとともに、ＳＩＭＯＸ基板に有機ＥＬ発光層と陰極用の金属電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて下面発光型有機ＥＬを形成することとした。
【００２９】
請求項２０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後、一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を形成した画素電極を形成するとともに、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶を注入封止し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせて半透過型ＬＣＤを形成することとした。
【００３０】
請求項２１記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、支持基板は、エッチングによって露出させた前記ＳＩＭＯＸ基板の前記埋め込み絶縁層に貼り合わせることとした。
【００３１】
請求項２２記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、埋め込み絶縁層を、窒化シリコン層、または酸窒化シリコン層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層の積層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層と酸化シリコン層の積層とした。
【００３２】
請求項２３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、高結晶性単結晶半導体層部分に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲にトランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域に多結晶半導体層を形成することとした。
【００３３】
請求項２４記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、表示制御領域における高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、半導体エピタキシャル成長によって形成し、この半導体エピタキシャル成長にともなって周辺回路領域に高結晶性単結晶半導体層を形成することとした。
【００３４】
請求項２５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、表示制御領域における高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜と多結晶半導体膜を形成し、この多結晶半導体膜にSiイオンを注入してアモルファス半導体膜化して、固相成長させることにより電荷移動度の制御を行って形成し、多結晶半導体層の形成後、周辺回路領域に積層された多結晶半導体層及びSiO2膜を除去して高結晶性単結晶半導体層を露出させることとした。
【００３５】
請求項２６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶歪み印加半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲にトランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域に多結晶半導体層を形成することとした。
【００３６】
請求項２７記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、表示制御領域における単結晶歪み半導体層及び単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、半導体エピタキシャル成長によって形成し、この半導体エピタキシャル成長にともなって周辺回路領域に単結晶歪み半導体層を形成することとした。
【００３７】
請求項２８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、表示制御領域における単結晶歪み半導体層及び単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜と多結晶半導体膜を形成し、この多結晶半導体膜にSiイオンを注入してアモルファス半導体膜化して、固相成長させることにより電荷移動度の制御を行って形成し、多結晶半導体層の形成後、周辺回路領域に積層された多結晶半導体層及びSiO2膜を除去して単結晶歪み半導体層を露出させることとした。
【００３８】
請求項２９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、固相成長させて形成することとした。
【００３９】
請求項３０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、アニールよる再結晶化を行って形成することとした。
【００４０】
請求項３１記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、アニールよる再結晶化を行って形成することとした。
【００４１】
請求項３２記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜を固相成長させて形成することとした。
【００４２】
請求項３３記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２４または請求項２７に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にアニールよる再結晶化を行って形成することとした。
【００４３】
請求項３４記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、高結晶性単結晶半導体層部分に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲に前記トランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域にアモルファス半導体層を形成することとした。
【００４４】
請求項３５記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項３４記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、アモルファス半導体層は、表示制御領域における高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜とアモルファス半導体膜を形成し、アモルファス半導体層の形成後、周辺回路領域に積層されたアモルファス半導体膜及びSiO2膜を除去して高結晶性単結晶半導体層を露出させることとした。
【００４５】
請求項３６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶歪み印加半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造を形成し、単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲にトランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成する場合に、表示制御領域にアモルファス半導体層を形成することとした。
【００４６】
請求項３７記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項３６記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、アモルファス半導体層は、表示制御領域における単結晶歪み半導体層及び単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、ＣＶＤまたはスパッタリングまたは蒸着により全面にSiO2膜とアモルファス半導体膜を形成し、アモルファス半導体層の形成後、周辺回路領域に積層されたアモルファス半導体層及びSiO2膜を除去して単結晶歪み半導体層を露出させることとした。
【００４７】
請求項３８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２３〜３７のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離することとした。
【００４８】
請求項３９記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項３８記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、単結晶半導体基板の分離後に、エッチングによって埋め込み絶縁層を露出させることとした。
【００４９】
請求項４０記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、請求項２３〜３７のいずれか１項に記載のＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法において、裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工によって前記単結晶半導体基板を除去し、埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化することとした。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
【００５１】
（１）半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により半導体層を積層したことによって、ＳＩＭＯＸ基板の上面における半導体層の結晶性を容易に整えて高結晶性の単結晶半導体層を形成することができ、イオン注入のダメージをほぼ解消したＳＩＭＯＸ基板を提供できる。
【００５２】
（２）表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより半導体基板にＢＯＸ層とＳＯＩ層とを形成したＳＩＭＯＸ基板において、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長によりシリコン層からなる半導体層を積層したことによって、シリコン層からなる半導体層を歪みシリコン層とすることができる。この歪みシリコン層は、無歪みのシリコン層と比較して約１．７６倍の電子移動度を有するようにすることができるので、イオン注入のダメージをほぼ解消するだけでなく、電気特性を向上させたＳＩＭＯＸ基板を提供できる。
【００５３】
（３）上記のＳＩＭＯＸ基板を用いて半導体装置、特に電気光学表示装置を形成することにより、所要の特性の半導体装置及び電気光学表示装置、具体的には、高い電子・正孔移動度を有した超薄型ＳＯＩ構造の高結晶性単結晶半導体層あるいは単結晶歪み半導体層であって、超薄型ＳＯＩ構造の高結晶性単結晶半導体層あるいは単結晶歪み半導体層を電気光学表示装置とすることにより、高輝度、高精細かつ高機能な透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ、半透過型ＬＣＤ,上面発光型有機ＥＬ、下面発光型有機ＥＬなどの超薄型電気光学表示装置を、歩留良く、高い生産性で安価に製造することができる。
【００５４】
（４）ＳＩＭＯＸ基板の埋め込み絶縁層下に高濃度イオン注入層を形成した後に、内部配線、外部取り出し電極等を形成し、液晶配向膜形成及び配向処理した超薄型電気光学表示基板層及び対向基板を重ね合わせて空セルを形成し、この空セルに液晶を注入封止後に、レーザー照射或いはレーザーウォータジェット照射などにより高濃度イオン注入層に歪み発生させて分離させることにより、あるいは超薄膜加工することにより、容易に薄膜化することができる。
【００５５】
（５）剥離した単結晶Si基板は再使用できるので、コストダウンできる。
【００５６】
（６）埋め込み絶縁膜としてSiO2のみならずSiONやSi3N4などの適当な膜厚の窒化系シリコン膜をもちいることによって、単結晶Si基板の剥離残りの埋め込み絶縁膜下をフッ酸系エッチャントなどで化学的エッチングする際にエッチングストッパーとして機能することにより、埋め込みの透明材料層が侵されないので、光透過率が高く維持できて歩留、品質が向上する。しかも、ＬＣＤ組立時や半導体デバイスプロセス中に、支持基板側から単結晶半導体層への特性悪化元素、例えばハロゲン元素の浸透を防止することができる。
【００５７】
（７）支持基板の分離を、糊残りのない帯電防止のＵＶテープにより対向基板および支持基板を保持した状態で行うことによって、対向基板および支持基板を強力に保持し、また対向基板および支持基板の表面を保護した状態で分離し、支持体に貼り付けた後に各超薄型電気光学表示装置に分割するため、分割時の割れ、欠け、クラックの発生をさらに防止することができる。分離後はＵＶ照射硬化によって糊残りなく容易にＵＶテープを除去することができるため、より品質および生産性を高めることができる。埋め込み絶縁層下の不要な単結晶Si層などのエッチング時にも保護層として作用し、超薄型電気光学表示基板周辺部の欠け、クラック、割れなどを防止することができる。また、ＵＶテープに帯電防止機能があることによって支持基板上の表示部および周辺回路の静電気ダメージによる特性不良発生を防止することができる。
【００５８】
（８）支持基板の分離を、各超薄型電気光学表示装置に分割する際の分割領域内の分割線に沿って単結晶半導体層から少なくともイオン注入層の歪部まで溝を形成した後に行うことによって、支持基板から分離される超薄型ＳＯＩ層構造の電気光学表示基板層が予め分割されるため、レーザー加工剥離法またはレーザーウォータジェット加工剥離法などによる支持基板の分離が容易となる。これにより、各超薄型の電気光学表示装置への分割時の割れ、欠け、クラックの発生を防止することができて、歩留、品質が向上し、コストダウンが実現する。特に、溝形成した場合はその内部が紫外線照射硬化型接着剤で充填されるので、分離層からの分離時のストレスによる超薄型とした電気光学表示基板の周辺部の欠け、クラック、割れなどを防止することができる。
【００５９】
（９）高濃度イオン注入層からの分離において、高濃度イオン注入層へのレーザー照射加工またはレーザーウォータジェット照射加工によって局部的加熱により高濃度水素イオン注入層に水素微小気泡内の圧力作用を生じさせ、及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層に歪み発生させ、あるいはＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）により高濃度水素イオン注入層に水素微小気泡内の圧力作用を生じさせ、及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層に歪み発生させて引っ張り分離を行うことで、高精度な分離を効率良く行うことができる。
【００６０】
（１０）ＳＩＭＯＸ基板の薄膜化は、表面保護したＳＩＭＯＸからなるＳＯＩ構造を有する単結晶半導体基板の裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工を施すことによって単結晶半導体基板を除去して行うことにより、埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化することができるので、高精度な超薄膜化を効率良く行うことができる。
【００６１】
（１１）超薄型とした電気光学表示基板の表示制御領域の画素開口部の高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層または歪み単結晶半導体層及び歪み印加単結晶半導体層を除去した後、絶縁膜および遮光性金属膜をそれぞれ順に形成してから光透過性材料を埋め込み表面平坦化することによって、遮光性金属膜の遮光作用により、特に黒色系金属膜の場合にはその低反射性によって、強い入射光による表示素子への漏れ光によるリーク電流を防止できるため、画質を向上させることができる。このとき、各画素開口部内壁の遮光性金属膜をアース電位にしておくことで、強い入射光による各部のチャージアップを防止できるので、更に表示素子のリーク電流が防止され、高輝度、高精細、高機能な超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【００６２】
（１２）超薄型電気光学表示基板の表示領域の高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層または歪み単結晶半導体層及び歪み印加単結晶半導体層の画素開口部に透明樹脂、ガラス、SiO2などの高透過率で紫外線耐光性の透光性材料を埋め込んでいるため、光透過率の高い紫外線耐光性の超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【００６３】
（１３）超薄型電気光学表示基板に光学特性を満足する高熱伝導性ガラス、例えば単結晶サファイア（六方晶）、単結晶マグネシア（立方晶、等軸六方晶）、焼結マグネシア（立方晶）などの透明支持基板、対向基板及び反射防止膜付き防塵ガラスなどを耐光性の透明接着剤で貼り合せることで冷却効果が高まり、高輝度、高精細、長寿命のプロジェクタ用ＬＣＤが実現できる。たとえば、入射側より反射防止膜を形成した複屈折無しの透光性ＹＡＧまたはスピネル防塵ガラス／透光性ＹＡＧまたはスピネルの対向基板／液晶層／超薄型電気光学表示基板／金属支持基板の構造とし、反射防止膜を形成した前記透光性ＹＡＧまたはスピネルの防塵ガラスと前記透光性ＹＡＧまたはスピネルの対向基板を耐光性の透明接着剤で貼り合わせ、且つ超薄型電気光学表示基板と金属支持基板を高熱伝導性及び導電性接着剤で貼り合わせてプロジェクタ用反射型ＬＣＤが実現する。また、たとえば、入射側より反射防止膜を形成した単結晶サファイアの防塵ガラス／単結晶サファイアの対向基板／液晶層／超薄型電気光学表示基板／単結晶サファイアの支持基板／反射防止膜を形成した単結晶サファイアの防塵ガラスの構造とし、相互を耐光性の透明接着剤で貼り合せてプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現する。
【００６４】
（１４）集光レンズとして機能するマイクロレンズアレイを形成した対向基板を重ね合わせた高精度な膜厚の超薄型電気光学表示基板に、フィールドレンズとして機能するマイクロレンズアレイを形成した透明支持基板を貼り合せたデュアルマイクロレンズ構造は、従来のデュアルマイクロレンズ構造よりも高精度な二重のマイクロレンズ機能で集光させて光源光の利用効率を高めて画素の実効開口率を最高度まで高めることができるので、さらなる高輝度、高精細、長寿命の超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【００６５】
（１５）集光レンズとして機能するマイクロレンズアレイの周囲に反射膜形成した対向基板を重ね合わせた高精度な膜厚の超薄型電気光学表示基板に、フィールドレンズとして機能するマイクロレンズアレイの周囲に低反射遮光膜形成した透明支持基板を貼り合せたデュアルマイクロレンズ構造は、高精度な二重のマイクロレンズ機能で集光させて光源光の利用効率を高めて画素の実効開口率を最高度まで高め、且つ不要な入射光及び反射光を除去するので、さらなる高輝度、高コントラスト、高精細、長寿命の超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【００６６】
（１６）上記のように得られた直視型で超薄型の透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ、半透過型ＬＣＤ、上面発光型有機ＥＬ、下面発光型有機ＥＬなどを用いることで、腕時計、名刺、カード、眼鏡、切手やヘッドマウントタイプの超薄型電気光学表示装置と、これによる超薄型デジタルスチルカメラ、超薄型デジタルムービーカメラ、超薄型カムコーダー、超薄型音響機器(ＣＤ、ＭＤなど)、超薄型携帯電話、超薄型携帯テレビ、超薄型テレビモニターなどの超薄型、超小型、超軽量のエレクトロニクス製品が実現可能となる。さらに、高輝度、高精細、高機能で超薄型の透過型あるいは反射型ＬＣＤにより超薄型、超小型、超軽量のデータ／ＡＶ（Audio Visual）用プロジェクタＬＣＤ製品が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
本発明のＳＩＭＯＸ基板、及びその製造方法、及びＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置、及びＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置の製造方法では、イオン注入にともなってＳＯＩ層に生じたダメージを、従来では高温熱処理によって解消しているのに対して、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長によって新たに半導体層を積層することによって解消しているものである。
【００６８】
特に、ＳＯＩ層が単結晶半導体層である場合には、このＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長によって新たに積層した半導体層は高結晶性を有する単結晶半導体層であって、この単結晶半導体層を高結晶性単結晶半導体層と呼ぶ。
【００６９】
このように、エピタキシャル成長によって新たに高結晶性単結晶半導体層を積層することによって、ＳＯＩ層に生じたダメージを極めて容易に解消することができる。したがって、イオン注入のダメージをほぼ解消したＳＩＭＯＸ基板を提供できる。
【００７０】
特に、このＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、ＳＩＭＯＸ基板のＳＯＩ層に生じたダメージがほぼ解消されていることによって、所望の特性を有する半導体装置とすることができる。
【００７１】
さらに、イオン注入の前に半導体基板の表面にシリコン−ゲルマニウム（SiGe）層を形成して、半導体基板の表面に歪み印加半導体層を形成した後にイオン注入を行い、その後、熱処理を行うことにより注入したイオンによってＢＯＸ層を形成するとともにＳＯＩ層を形成し、歪み印加半導体層からなるＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長によりシリコン層からなる半導体層を形成した場合には、この半導体層によってＳＯＩ層に生じたダメージを解消できるだけでなく、ＳＯＩ層上面に設けた半導体層を歪みシリコン（Si）層とすることができる。
【００７２】
この歪みSi層では、無歪みのシリコン層と比較して約１．７６倍の電子移動度を有するようにすることができるので、イオン注入のダメージをほぼ解消するだけでなく、電気特性を向上させたＳＩＭＯＸ基板とすることができる。
【００７３】
そして、このＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置及び電気光学表示装置では、ＳＩＭＯＸ基板のＳＯＩ層に生じたダメージがほぼ解消されていることによって、所望の特性を有する半導体装置及び電気光学表示装置とすることができるだけでなく、向上した電子移動度によって特性を向上させることができる。
【００７４】
特に、ＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置では、単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に単結晶半導体層のＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を形成した後に、ＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶半導体層をさらに積層して、上方から高結晶性単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順とした積層構造、あるいは表面にシリコン−ゲルマニウム層を形成した単結晶半導体基板の所定の深さに酸素イオン及び／または窒素イオンを注入して加熱処理することにより、単結晶半導体基板に埋め込み絶縁層となるＢＯＸ層を形成するとともに、このＢＯＸ層の上面に歪印加のシリコン−ゲルマニウム層からなる単結晶歪み印加半導体層であるＳＯＩ層を形成して、上方から単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造としたＳＩＭＯＸ基板を形成した後にＳＯＩ層の上面にエピタキシャル成長により単結晶歪み半導体層を積層して、上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順に積層構造として、単結晶歪み半導体層に所要の半導体回路を形成して所要の半導体装置としているが、半導体回路の形成後に単結晶半導体基板を埋め込み絶縁層から分離して超薄膜化している。すなわち、超薄膜半導体装置を形成することができる。
【００７５】
ＳＩＭＯＸ基板の薄膜化は、埋め込み絶縁層下に水素イオンを注入して高濃度水素イオン注入層を形成し、この高濃度水素イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離することによって行うことができる。
【００７６】
特に、歪み部における単結晶半導体基板の分離において、ＳＩＭＯＸ基板に設けるスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層まで刻設した溝を形成し手おくことにより、歪み部からの単結晶半導体基板の分離を容易に行うことができる。
【００７７】
さらに、ＳＩＭＯＸ基板の表面、及びスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層まで刻設した溝内を、例えばエポキシ系樹脂で樹脂封止し、この樹脂表面の光学研磨でバンプ電極を露出させた後に分離を行うことによって、片面に封止樹脂によるパッケージを形成することができ、超薄膜とした片面樹脂封止型超薄ＣＳＰとすることができる。
【００７８】
ＳＩＭＯＸ基板の薄膜化は、他にも単結晶半導体基板に、裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工を施すことによって単結晶半導体基板を除去し、埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化することができる。
【００７９】
また、ＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置は、上方から高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順の積層構造としたＳＩＭＯＸ基板、または上方から単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層/単結晶半導体基板の順の積層構造としたＳＩＭＯＸ基板において、高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層に、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲にトランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けて電気光学表示基板層を形成しているものである。
【００８０】
そして、電気光学表示装置においても、埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射を行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離することによって薄膜化している。
【００８１】
そして、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶配向膜に対応した液晶を注入封止し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板に高熱伝導性接着剤で高熱伝導性支持基板を貼り合わせることにより反射型ＬＣＤを形成することができる。
【００８２】
または、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示部に陰極用の金属画素電極を形成した後に、有機ＥＬ発光層と陽極用の透明電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板層に高熱伝導性の透明接着剤で高熱伝導性の支持基板を貼り合わせることにより上面発光型有機ＥＬを形成することができる。
【００８３】
または、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後透明画素電極を形成するとともに、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶配向膜に対応した液晶を注入封止し、さらに分離したＳＩＭＯＸ基板層の埋め込み絶縁層に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせることにより透過型ＬＣＤを形成することができる。
【００８４】
または、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後に陽極用の透明画素電極を形成するとともに、有機ＥＬ発光層と陰極用の金属電極を形成して全面を耐湿性透明樹脂で密封し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板の埋め込み絶縁層に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせることによって下面発光型有機ＥＬを形成することができる。
【００８５】
または、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の表示制御領域における画素開口部をエッチングして透明樹脂またはガラスまたはSiO2を埋め込んだ後に表面を平坦化する平坦化処理を行い、その後、一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を形成した画素電極を形成するとともに、ＳＩＭＯＸ基板に形成した電気光学表示基板層の上面に配向処理した液晶配向膜を設けてシール剤及びコモン剤を塗布し、配向処理した液晶配向膜を設けた対向基板をＳＩＭＯＸ基板に重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶配向膜に対応した液晶を注入封止し、さらに、分離したＳＩＭＯＸ基板の埋め込み絶縁層に透明接着剤で透明支持基板を貼り合わせることによって半透過型ＬＣＤを形成することができる。
【００８６】
特に、透明または高熱伝導性の支持基板は、エッチングによって露出させたＳＩＭＯＸ基板の埋め込み絶縁層に貼り合わせることによって、より薄膜化することができる。
【００８７】
しかも、埋め込み絶縁層を、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層等の窒化系シリコン層としておくことにより、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が、埋め込み絶縁層を露出させるために行うエッチングのストッパ層として機能するので、埋め込み絶縁層を確実に露出させて薄膜化することができる。
【００８８】
そのうえ、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層は、ハロゲン元素などの特性を悪化させるおそれのある元素の単結晶半導体基板から高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層への浸透を防止することができる。
【００８９】
また、ＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置は、表示制御を行う複数のトランジスタを形成した表示制御領域と、この表示制御領域の周囲にトランジスタを制御する制御回路を形成した周辺回路領域とを設けた高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層からなる電気光学表示基板層において、表示制御領域に多結晶半導体層を形成している。このとき、周辺回路領域は高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層としている。
【００９０】
多結晶半導体層を形成する場合には、表示制御領域における単結晶半導体層または単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、半導体エピタキシャル成長によって容易に形成することができる。このとき、周辺回路領域の単結晶半導体層または単結晶歪み印加半導体層上には、高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層が形成される。
【００９１】
特に、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、固相成長させて形成し、結晶粒径を制御して電子移動度及び／または正孔移動度を制御してもよい。
【００９２】
または、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、レーザーアニールやＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）などによる再結晶化を行って形成し、結晶粒径を制御して電子移動度及び／または正孔移動度を制御してもよい。
【００９３】
または、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長により所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にIV族元素をイオン注入し、レーザーアニールやＲＴＡなどによる再結晶化を行って形成し、結晶粒径を制御して電子移動度及び／または正孔移動度を制御してもよい。
【００９４】
または、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜を固相成長させて形成し、結晶粒径を制御して電子移動度及び／または正孔移動度を制御してもよい。
【００９５】
または、多結晶半導体層は、半導体エピタキシャル成長によりIV族元素を混入させながら所定の膜厚とした多結晶半導体膜を形成した後に、この多結晶半導体膜にレーザーアニールやＲＴＡなどによる再結晶化を行って形成し、結晶粒径を制御して電子移動度及び／または正孔移動度を制御してもよい。
【００９６】
このように、多結晶半導体層にゲルマニウム、スズ、鉛などのIV族元素を含有させることにより結晶粒界の不整を低減して、任意に制御された電子・正孔移動度を有し、しかも低リーク電流特性を有する多結晶半導体層を形成することができる。
【００９７】
また、多結晶半導体層を形成する場合には、表示制御領域における高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、減圧ＣＶＤにより全面にSiO2膜と多結晶半導体膜を形成し、この多結晶半導体膜にSiイオンを注入してアモルファス半導体膜化して、固相成長させることによって形成することもできる。このとき、多結晶半導体層の形成後に、周辺回路領域に積層された多結晶半導体層及びSiO2膜を除去して高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層を露出させている。
【００９８】
また、表示制御領域に形成する多結晶半導体層の代わりに、アモルファス半導体層を形成してもよい。この場合にも、周辺回路領域は高結晶性単結晶半導体層及び単結晶半導体層または単結晶歪み印加半導体層及び単結晶歪み半導体層としている。
【００９９】
すなわち、表示制御領域における高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させた後、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、常圧ＣＶＤなどのＣＶＤ、スパッタリング、蒸着などにより全面にSiO2膜とアモルファス半導体膜を形成している。そして、アモルファス半導体層の形成後、周辺回路領域に積層されたアモルファス半導体膜及びSiO2膜を除去して高結晶性単結晶半導体層または単結晶歪み半導体層を露出させている。
【０１００】
上記したようにして形成する電気光学表示装置において、埋め込み絶縁層下に所定のイオンを注入して高濃度イオン注入層を形成し、この高濃度イオン注入層にレーザー照射あるいはレーザーウォータジェット照射などを行って歪み部を形成し、この歪み部から単結晶半導体基板を分離することによって容易に薄膜化することができる。特に、歪み部から単結晶半導体基板を分離した後に、エッチングによって埋め込み絶縁層を露出させることによってより薄膜化することができる。
【０１０１】
薄膜化の方法としては、ＳＩＭＯＸ基板を用いた電気光学表示装置において、裏面研削、または裏面研削と裏面研磨、または裏面研削と化学的エッチング、または裏面研削と裏面研磨と化学的エッチング、または化学的エッチングのいずれかからなる超薄膜加工によって単結晶半導体基板を除去し、埋め込み絶縁層を露出させて超薄膜化することができる。
【０１０２】
以下において、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。ここでは、ＢＯＸ層として酸窒化Si層からなる絶縁膜を設けた場合について説明する。
【０１０３】
ＳＩＭＯＸ基板が形成される半導体基板は単結晶Si基板11としている。図１に示すように、単結晶Si基板11には、ＢＯＸ層を形成するＢＯＸ層形成領域12を想定し、このＢＯＸ層形成領域12に酸素イオンを注入している。酸素イオンの注入は、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で、ピークの深さが１μｍとなるように注入している。
【０１０４】
次いで、図２に示すように、ＢＯＸ層形成領域12に窒素イオンを注入している。窒素イオンの注入は、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で、ピークの深さが１μｍとなるように注入している。なお、必ずしも酸素イオンの方を窒素イオンよりも先に注入しなければならないわけではなく、窒素イオンを酸素イオンよりも先に注入してもよい。
【０１０５】
窒素イオンの注入後、加熱処理を行ってＢＯＸ層形成領域12の酸素イオン及び窒素イオンと単結晶Si基板11のシリコン原子とを化学反応させて、図３に示すように酸窒化Si層からなるＢＯＸ層13を形成している。ＢＯＸ層13形成のための加熱処理は、酸化性雰囲気中での約１０００〜１１００℃−５〜１０時間の処理としている。
【０１０６】
ＢＯＸ層13形成の加熱処理にともなって、単結晶Si基板11の表面には熱酸化膜15を形成している。この熱酸化膜15とＢＯＸ層13との間がＳＯＩ層14である。
【０１０７】
その後、図４に示すように、熱酸化膜15を除去して、水素アニールにより単結晶SiからなるＳＯＩ層14の表面をエッチングして、ＳＯＩ層14の平坦性及び結晶性を改善した後、ＣＶＤ法によりＳＯＩ層14の上面に、このＳＯＩ層14の単結晶Si層をシードとしてSiエピタキシャル成長によって高結晶性単結晶Si層16を形成してＳＩＭＯＸ基板としている。
【０１０８】
水素アニールは、約１０５０℃で0,0013nm/min、約１１００℃で0,0022nm/minのエッチング速度でＳＯＩ層14の表面をエッチングするようにしている。
【０１０９】
ＳＯＩ層14の上面に形成する高結晶性単結晶Si層16は所要の厚みとすればよく、好適には５０〜１００nmである。
【０１１０】
このように、酸素イオン及び窒素イオンの注入にともなってダメージを受けたＳＯＩ層14の上面にSiエピタキシャル成長によって高結晶性単結晶Si層16を形成することによって、Siエピタキシャル成長時の熱処理及び水素アニールによってイオン注入によるダメージを軽減することができ、しかも、イオン注入によるダメージを軽減させた単結晶Si層14をシードとして高結晶性単結晶Si層16をSiエピタキシャル成長させているので、イオン注入によるダメージのない高結晶性とした高結晶性単結晶Si層16を有するＳＩＭＯＸ基板とすることができる。
【０１１１】
上記した実施形態では、ＢＯＸ層13を酸窒化Si(SiON)層で構成しているが、酸素イオンだけを注入して酸化Si(SiO2)層としてもよいし、窒素イオンだけを注入して窒化Si(Si3N4)層としてもよい。なお、酸化Si層でＢＯＸ層13を形成する場合には、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で酸素イオンを注入し、ピーク深さが約１μｍとなるようにしている。また、窒化Si層でＢＯＸ層13を形成する場合には、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で窒素イオンを注入し、ピーク深さが約１μｍとなるようにしている。
【０１１２】
ＢＯＸ層13形成のために窒素イオンまたは窒素イオン及び酸素イオンを注入した場合には、ＳＩＭＯＸ基板の裏面からのNaイオン等のハロゲン元素による汚染にともなう特性劣化、及びＳＩＭＯＸ基板の裏面の化学的エッチングムラの発生を、窒化Si層または酸窒化Si層などの窒化系Si層からなるＢＯＸ層13で抑止することができる。
【０１１３】
他の実施形態として、ＢＯＸ層形成後にエピタキシャル成長で形成する単結晶Si層を歪みSi層とするために、図５に示すように、単結晶Si基板21の表面にSiGe層20からなる歪み印加半導体層を設けた場合について説明する。
【０１１４】
SiGe層20は、ＣＶＤ法で単結晶Si基板21の上面にGe濃度を２０〜３０％としながら形成している。本実施形態では、SiGe層20は約１μｍの厚みとしている。
【０１１５】
このようにSiGe層20からなる歪み印加半導体層を設けた場合には、この歪み印加半導体層をシードとしてSiエピタキシャル成長で単結晶Si層を形成することにより、この単結晶Si層を歪みSi層とすることができる。
【０１１６】
このように構成した歪みSi層をＭＯＳＴＦＴのチャネル層として利用した場合には、歪みがかけられたチャネル層においてバンド構造が変化し、その結果、縮退が解けて電子散乱が抑制されて電子移動度を高めることができるので、例えば無歪みのチャンネル層の単結晶Si層に比べて、歪みSi層からなるチャンネル層では、電子移動度を約１．７６倍に大幅に向上させることができ、高い電子・正孔移動度とした高性能のＭＯＳＴＦＴを構成することができる。
【０１１７】
SiGe層20の形成後、図６に示すようにSiGe層20と単結晶Si基板21との境界近傍に位置させたＢＯＸ層形成領域22に、酸素イオン及び窒素イオンを順次注入している。酸素イオンの注入は、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で行っており、窒素イオンの注入は、加速電圧５００KeV、２×１０17〜６×１０17/cm2のドーズ量で行っている。
【０１１８】
酸素イオン及び窒素イオンの注入後、加熱処理を行ってＢＯＸ層形成領域22の酸素イオン及び窒素イオンと単結晶Si基板21及びSiGe層20のシリコン原子とを化学反応させて、図７に示すように酸窒化Si層からなるＢＯＸ層23を形成している。ＢＯＸ層23形成のための加熱処理は、酸化性雰囲気中での約１０００〜１１００℃−５〜１０時間の処理としている。
【０１１９】
ＢＯＸ層23形成の加熱処理にともなって、SiGe層20の表面には熱酸化膜25を形成している。この熱酸化膜25とＢＯＸ層23との間がＳＯＩ層であって、本実施形態では、歪み印加半導体層のSiGe層20である。
【０１２０】
その後、図８に示すように、熱酸化膜25を除去して、水素アニールによりSiGe層20の表面をエッチングして、SiGe層20の平坦性及び結晶性を改善した後、SiGe層20の上面にＣＶＤ法によりSiエピタキシャル成長によって単結晶歪みSi層26を形成してＳＩＭＯＸ基板としている。
【０１２１】
水素アニールは、約１０５０℃で0,0013nm/min、約１１００℃で0,0022nm/minのエッチング速度でSiGe層20の表面をエッチングするようにしている。
【０１２２】
SiGe層20の上面に形成する単結晶歪みSi層26は所要の厚みとすればよく、好適には５０〜１００nmである。
【０１２３】
単結晶歪みSi層26は、歪み印加半導体層であるSiGe層20の上面に形成されることによって歪みSi層となっており、無歪みのシリコン層と比較して約１．７６倍の電子移動度を有するようにすることができる。
【０１２４】
しかたがって、上記したように、このＳＩＭＯＸ基板を用いて例えばＭＯＳＦＥＴを構成した場合には、高速動作が可能とすることができる。
【０１２５】
SiGe層20では、Ge組成比が大きい方がよく、０．２を大きく下回る場合はＭＯＳＴＦＴの移動度の顕著な向上は期待できない。一方、０．５を大きく超える場合はSiGe層20の表面の凹凸の増加や膜質低下等の問題があって現実的には利用できない。これらのことから、SiGe層20のGe濃度は２０〜３０％が好ましい。
【０１２６】
また、Ge濃度はSiGe層20の中で徐徐に増加させ、表面で所望濃度となる傾斜組成とし、この傾斜組成SiGe層20の上面にエピタキシャル成長によって単結晶Si層を形成することが好ましい。
【０１２７】
なお、SiGe層20の形成方法としては、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等のエピタキシャル成長法や、ＬＰＥ（Liqud Phase Epitaxy）法等の液相成長法、ポリSiGe層やアモルファスSiGe層の固相成長法などがあるが、Ge組成比の制御が可能な結晶成長方法であれば、他の成長方法でもよい。
【０１２８】
また、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等のエピタキシャル成長法におけるSi原料としては、水素化物原料のモノシラン（SiH4）、ジシラン（Si2H6）、トリシラン（Si3H8）、テトラシラン（Si4H10）や、ハロゲン化物原料のジクロルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラン（SiHCl3）、四塩化ケイ素（SiCl4）等があり、Ge原料としてはゲルマン（GeH4）、四塩化ゲルマニウム（GeCl4）、四フッ化ゲルマニウム（GeF4）等が適している。なお、歪み半導体層としてSiGe層20の代わりに、SiCやSiN等のようにSiと他の元素との混晶層、ZnSe層等のII−VI族混晶層もしくはGaAsやInP等のIII−Ｖ族混晶層などの互いに格子定数の異なる材料からなる混晶層でもよい。
【０１２９】
上記したように、本発明のＳＩＭＯＸ基板の製造方法では、高結晶性単結晶半導体層/単結晶半導体層/埋め込み絶縁層（ＢＯＸ層）/単結晶半導体基板あるいは単結晶歪み半導体層/単結晶歪み印加半導体層/埋め込み絶縁層（ＢＯＸ層）/単結晶半導体基板からなるＳＩＭＯＸ基板を形成することができる。
【０１３０】
そして、このＳＩＭＯＸ基板を用いて半導体装置あるいは電気光学表示装置を形成することにより、高性能の半導体装置あるいは電気光学表示装置を形成することができる。
【０１３１】
例えば、汎用技術により上記した高結晶性単結晶Si層16または単結晶歪みSi層2に、ｎＭＯＳＴＦＴ（n-MOS Thin Film Transistor）、ｐＭＯＳＴＦＴ（p-MOS TFT）、ＣＭＯＳＴＦＴ、バイポーラＴＦＴ、ダイオード、コイル、キャパシタ等の半導体素子を形成した場合には、これらの動作特性を向上させることができ、ＭＯＳＬＳＩ、ＢｉｐＬＳＩ、ＢｉＣＭＯＳＬＳＩ（Bipolar Complementary Metal-Oxide Semiconductor LSI）、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサ、マイクロプロセッサ、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）、メモリ、映像信号処理回路、画質補正回路、音声信号処理回路、音質補正回路、メモリ回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）回路やＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路等の半導体集積回路を形成した場合には、より高性能な半導体集積回路を形成することができる。
【０１３２】
なお、種子基板として化合物半導体基板を用いてもよく、SiC、GaAs、InP等の化合物半導体デバイスを形成することができる。
【０１３３】
上記したＳＩＭＯＸ基板では、単結晶Si基板11,21を薄肉化することによって、ＳＩＭＯＸ基板を超薄型ＳＯＩ構造とすることができる。
【０１３４】
単結晶Si基板11,21を薄肉化する一つの方法としては、以下に説明する高濃度水素イオン注入層を用いて単結晶Si基板11,21を剥離除去する方法が知られている。
【０１３５】
すなわち、製造工程内における４５０℃以上の熱処理工程以後で、かつ内部配線及び外部取り出し電極形成前に、ＳＩＭＯＸ基板の表面からＢＯＸ層13,23の下に高濃度の水素イオンを注入した高濃度水素イオン注入層を形成する。その後、所要の内部配線及び外部取り出し電極を形成するが、水素離脱防止の為に４５０℃以上の熱処理をしないことが必要である。
【０１３６】
次いで、スクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層までダイシング切溝を入れ、強い接着力を有するとともに糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどをＳＩＭＯＸ基板の両面に貼り合せ、レーザー加工分離法またはレーザーウォータ加工分離法により高濃度水素イオン注入層に生起した水素微小気泡内の圧力作用、及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層に歪み発生させ、あるいはＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）により高濃度水素イオン注入層に生じさせた水素微小気泡内の圧力作用、及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層に歪み発生させ、ＵＶテープによって引張り剥離することにより薄肉化することができる。
【０１３７】
ここで、高濃度水素イオン注入層は、加速電圧２００〜３００KeVで、５×１０16〜１×１０17/cm2のドーズ量でＢＯＸ層13,23の下約１〜２μｍ深さに形成している。
【０１３８】
このレーザー加工剥離装置では、レーザーが照射されるＳＩＭＯＸ基板を回転させ、回転中のＳＩＭＯＸ基板における高濃度水素イオン注入層の横方向から少なくとも一つ以上のレーザー照射装置によってアブレーション加工や熱加工などのレーザー加工を行うことによって、この高濃度水素イオン注入層の歪部から単結晶Si基板を分離することができる。
【０１３９】
ここで、レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザー、エキシマレーザー、高調波変調レーザーなどからなる可視光、近紫外線、遠紫外線、近赤外線、遠赤外線などのレーザー光を使用できる。
【０１４０】
レーザー加工では、加工対象物が吸収する一つ以上のパルス波または連続波のレーザー光を照射して、熱加工やアブレーション加工で分離する方法と、加工対象物に対して透過する波長を有する少なくとも一つ以上のパルス波または連続波の近赤外線レーザー（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、チタンサファイアレーザーなど）を、加工対象物の内部に焦点を合わせて照射し、多光子吸収による光学的損傷現象を発生させてクラック領域、溶融処理領域、屈折率変化領域などの改質領域を形成し、そこを起点として比較的小さな力で分離する方法とがある。
【０１４１】
一般的に、後者の場合には、加工対象物である単結晶半導体基板の内部に集光点を合わせて、集光点におけるピークパワー密度（パルスレーザー光の集光点の電界強度）が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上で且つパルス幅が１μＳ以下の条件でレーザー光を照射することにより加工対象物の内部に多光子吸収による光学的損傷現象を発生させ、この光学的損傷により内部に熱ひずみを誘起して、これにより内部にクラック領域等の改質領域を形成して、この改質領域を起点として比較的小さな力で分離させるものである。
【０１４２】
しかし、上記した高濃度イオン注入層となっている単結晶半導体層の場合には、上記のピークパワー密度以下での多光子吸収による光学的損傷現象の発生と、局部的な加熱による水素微小気泡内の圧力作用との相互作用によって効率よく歪領域、またはクラック領域、または溶融処理領域、または屈折率変化領域などの改質領域を形成することができ、この改質領域を利用してレーザー加工による高濃度イオン注入層の歪部からの分離を容易とすることができる。
【０１４３】
レーザー加工の場合は、上記のいずれの方法でもレーザー光線を集光レンズで加工対象物である高濃度水素イオン注入層の内部に焦点を合せ、ＳＩＭＯＸ基板を回転させながら焦点を徐々に回転中心に移動させることで分離することができる。
【０１４４】
上記したように高濃度水素イオン注入層に対してレーザー照射を行うことによって、レーザー光による分離加工を高精度で効率よく行うことができる。このとき、必要に応じて所要の流体により冷却している支持治具を用いて、ＵＶテープにより高濃度水素イオン注入層の歪部から単結晶Si基板を冷却しながら分離してもよい。
【０１４５】
また、回転中のＳＩＭＯＸ基板の高濃度水素イオン注入層に、レーザー光とウォータジェットを組み合わせたレーザーウォータジェットを照射して分離を行うレーザーウォータジェット加工剥離装置を用いることもできる。
【０１４６】
レーザーウォータジェット加工剥離法は、ウォータジェットとレーザーの利点を組み合わせ、水と空気の境界面でレーザー光が完全に反射することを利用し、グラスファイバー内と同じようにウォータジェットがレーザー光を全反射するとともに平行にガイドして、レーザー光の吸収による熱加工やアブレーション加工で分離するものである。従来の熱変形が問題となるレーザー加工法と違い、レーザーウォータジェットは常時水による冷却がされているので、分離面の熱影響、例えば熱変形などを低減することができる。
【０１４７】
このレーザーウォータジェット加工剥離法では、例えば、少なくとも一つ以上のパルス波または連続波の近赤外線レーザー（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザーＮｄ：ＹＬＦレーザー、チタンサファイアレーザーなど）を任意の水圧とした純水または超純水の水柱内に封じ込んだ状態で照射するようにしており、一つ以上のレーザーウォータジェットを、回転中のＳＩＭＯＸ基板の高濃度水素イオン注入層に対して横方向から照射することにより、高濃度水素イオン注入層の歪部において分離を行っている。
【０１４８】
なお、レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、高調波変調レーザーなどからなる可視光、近赤外線、遠赤外線、近紫外線、遠紫外線などのレーザー光を使用できる。また、ウォータジェットに用いる水は水道水でもよいが、レーザーの種類によってはレーザー光を乱反射させるおそれがあるために、レーザー光の散乱及び減衰を生じさせにくい純水または超純水を用いることが望ましい。
【０１４９】
他の薄肉化する一つの方法としては、スクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくともＢＯＸ層13,23までダイシング切溝を入れておき、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどをＳＩＭＯＸ基板に貼り合せ、裏面研削や裏面研磨、あるいは化学的エッチング等の超薄膜加工により単結晶Si基板を裏面から除去し、必要に応じてＢＯＸ層13,23を露出させようにして薄肉化することができる。
【０１５０】
裏面研削や裏面研磨、あるいは化学的エッチングによる超薄膜加工としては、具体的には、
１）裏面研削
２）裏面研削＋裏面研磨
３）裏面研削＋化学的エッチング
４）裏面研削＋裏面研磨＋化学的エッチング
５）化学的エッチング
の５つの形態が考えられる。
【０１５１】
裏面研削は砥石、ダイヤモンドホイールなどによりＳＩＭＯＸ基板の裏面を研削するものである。
【０１５２】
すなわち、例えば、強い接着力を有するとともに糊残りのない帯電防止可能なＵＶテープなどをＳＩＭＯＸ基板の表面に貼り合せ、ダイヤモンド番手＃３６０でＳＩＭＯＸ基板の裏面を一次研削し、次にダイヤモンド番手＃１５００、またはダイヤモンド番手＃２０００でＳＩＭＯＸ基板の裏面を二次研削して、所定膜厚としているものである。
【０１５３】
裏面研磨は、酸化セリウム等の超微粉末による研磨剤でのバフ研磨あるいはＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などであり、裏面研削時のマイクロクラック層を除去しているものである。
【０１５４】
化学的エッチングは、HF＋H2O2＋H2O混合液、HF＋HNO3＋CH3COOH混合液などのフッ酸系エッチャント又はアルカリ系エッチャントの化学的エッチングにより研削または研磨でのマイクロクラック層を除去するものである。あるいは、HF＋H2O2＋H2O混合液やHF＋HNO3＋CH3COOH混合液などの化学的エッチング液のみでＢＯＸ層下の不要な単結晶Si基板を除去するようにしてもよい。
【０１５５】
このとき、ＳＩＭＯＸ基板に貼り合せたＵＶテープ表面に向けて高速空気流などの高速ガス流を噴出しながら回転するベルヌイチャックによってＳＩＭＯＸ基板を保持することによって、ＵＶテープ表面が化学的エッチング液に晒さることを防止できるので、耐酸性ではないＵＶテープも使用可能とすることができる。
【０１５６】
さらに、この条件の最適化により、ＵＶテープなしでＳＩＭＯＸ基板の表面側をベルヌイチャックで直に保持し、ＢＯＸ層下の不要な単結晶Si基板を化学的エッチングしてもよい。
【０１５７】
単結晶Si基板を所定の膜厚にまで研削した後に化学的エッチングを行う場合や、研削及び研磨した後に化学的エッチングを行う場合、あるいは単に化学的エッチングのみを行う場合には、ＢＯＸ層として窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜などの窒化系透明絶縁膜を形成しておくことにより、これらの窒化系透明絶縁膜がエッチング液に対する耐性を有することによって、エッチングのムラを低減させることができる。
【０１５８】
ＵＶテープは、ＵＶテープ基材と、強い接着力を有するとともに糊残りのない帯電防止可能なＵＶ照射硬化型接着剤とからなるものである。ＵＶ照射硬化型接着剤は接着力が強いため、このＵＶテープによりＳＩＭＯＸ基板を強固に保持するとともに表面保護した状態で、裏面研削、研磨および化学的エッチングを行うことができる。
【０１５９】
さらに、ＵＶ照射硬化型接着剤の帯電防止機能によって、製造工程中にＳＩＭＯＸ基板に形成した半導体回路の静電破壊を防止することができるので、静電気ダメージに起因した半導体特性における不良発生を防止することができる。なお、ＵＶ照射硬化型接着剤の硬化前および硬化後の表面抵抗は、１０6〜１０12Ω／□程度の静電気ダメージを防止するレベルであることが望ましい。
【０１６０】
なお、化学的エッチングを行う場合には、ＵＶテープはフッ酸などに対する耐酸性を有することが必要である。これにより、化学的エッチングの際に、ＵＶテープを貼り合わしている超薄型ＳＯＩ基板層がダメージを受けること防止できる。また、ＵＶ照射硬化型接着剤は、紫外線の照射によって粘着力が弱まるため、裏面研削等の後はＵＶテープを糊残りなく除去することができる。
【０１６１】
なお、ＵＶテープを水溶性接着剤等のワックスで覆ってもよい。このようにすることによって、フッ酸系エッチング液など化学的エッチング液に対する耐酸性を向上させることができる。
【０１６２】
水溶性接着剤としては、ホットメルト系水溶性固形ワックス（例えば、日化精工社製のアクアワックス２０／５０／８０（商品名）（主成分は脂肪酸グリセリド）、アクアワックス５５３／５３１／４４２／ＳＥ（商品名）（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン共重合物、グリセリンポリエーテル）、ＰＥＧワックス２０（商品名）（主成分はポリエチレングリコール）など）、または水溶性液状ワックス（例えば、日化精工社製の合成樹脂系液状接着剤のアクアリキッドＷＡ−３０２（商品名）（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン誘導体、メタノール）、ＷＡ−２０５１１／ＱＡ−２０５６６
（商品名）（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン誘導体、ＩＰＡ、水）など）を使用することができる。
【０１６３】
そして、化学的エッチング後に、５０〜６０℃の温水洗浄でワックスを除去し、ＵＶ照射硬化してＵＶテープを剥離することで、ＳＩＭＯＸ基板の表面保護することができる。
【０１６４】
このようにＳＩＭＯＸ基板を薄肉化して形成した半導体装置には、複数の突起状の接続電極としてのバンプ電極を形成して外部導通を可能としており、バンプ電極はペリフェラルバンプ、インナーエリアバンプ、あるいは、その双方の組み合わせのいずれでもよい。また、バンプはめっき主体のバンプまたはＡｕ線などのスタッドバンプのいずれでもよい。
【０１６５】
はんだバンプの形成法としては、スーパージャフィット法、スーパーソルダー法、ビームソルダーＰＣ法などの形成法が採用可能である。
【０１６６】
ここでスーパージャフィット法とは、例えば電極となっているアルミニウムパッド上にのみクロムと銅との積層膜からなるバリアメタル層を形成し、このバリアメタル層の表面を薬剤で処理して粘着性皮膜を形成して、この粘着性皮膜にはんだ粉と接触させて付着させ、加熱処理によってはんだバンプを形成する方法であり、鉛フリーのスズ−銀系やスズ−亜鉛系のはんだからなるバンプを形成できる。
【０１６７】
スーパーソルダー法とは、有機酸鉛と有機酸錫の反応によりペースト中にはんだを合成し、上記と同様に構成したバリアメタル層の表面の銅上に析出させてはんだバンプを形成する方法であり、スズ−鉛系のはんだからなるバンプを形成できる。
【０１６８】
ビームソルダーＰＣ法は、電極部分の銅とスズ及び鉛が構成するガルバニ電池での置換反応により、スズ及び鉛を銅表面に析出させて皮膜を形成し、これから電解メッキによりはんだバンプを形成する方法であり、スズ−鉛系のはんだからなるバンプを形成できる。
【０１６９】
バンプ電極の高さは、所望の超薄型半導体装置の厚さに基づいた高さ、例えば１〜１００μｍの範囲で任意に選択すればよい。
【０１７０】
具体的に上記のＳＩＭＯＸ基板を片面樹脂封止型超薄膜ＣＳＰ（Chip Size Package）に用いた場合には、次のような工程で薄肉化している。ここでは、すでにバンプ電極形成まで終了しているものとする。
【０１７１】
まず、スクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って溝を形成する。この溝は適宜の方法で形成してよく、最も簡単にはダイシングによるダイシング切溝を用いることができる。特に、水素イオン注入層を形成して薄肉化する場合には、水素イオン注入層までダイシング切溝を入れる。
【０１７２】
溝を形成しておくことによって、後述の超薄型ＴＦＴ基板層が予めスクライブライン内で分割されるため、単結晶Ｓｉ基板からの分離を容易に行うことが可能であるとともに、ペレタイズ分割を容易に行うことが可能となる。
【０１７３】
溝は、ドライエッチング、ウェットエッチングや、機械的加工等により、任意の幅でＳＩＭＯＸ基板表面から少なくとも埋め込み絶縁層下まで形成することが好ましい。ドライエッチングとしては、SF6,CF4,Cl＋O2,HBr＋O2などでのプラズマエッチングや逆スパッタエッチングが望ましい。ウェットエッチングとしては、HF＋H2O2＋H2O混合液，HF＋HNO3＋CH3COOH混合液などのフッ酸系エッチャントや、アルカリ系エッチャントなどが望ましい。機械的加工としては、ブレードダイシング、ダイアモンドカッター、超硬合金カッター、超音波カッターなどによる切り溝の形成が望ましい。
【０１７４】
そして、後述するように、樹脂保護膜51がＳＩＭＯＸ基板表面及び溝内にも埋め込まれ、分離時の超薄型ＳＯＩ層層のチッピング、クラック、割れ等を低減することができる。
【０１７５】
次いで、例えばエポキシ系樹脂などの樹脂保護膜51でウエーハ表面を封止する。このとき、ダイシング切溝内も樹脂で充填され、バンプ電極も樹脂で封止される。この樹脂はチップの支持膜（機械的強度向上）となるが、ウエーハ表面にシランカップリング剤をコーティングして密着性向上させてもよい。
【０１７６】
ここで、樹脂保護膜５１は、透明、半透明又は不透明のエポキシ系樹脂等のいずれでもよいが、耐湿性で硬化収縮すなわち反りの小さい樹脂が望ましい。
【０１７７】
樹脂保護膜５１は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、又は液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂などの耐熱性熱可塑性樹脂などの透明、半透明又は不透明の樹脂保護膜であり、トランスファーモールド成形法、射出成形法、押し出し成形法、インサート成形法、コンプレッションモールド成形法、スピンコート法などによってダイシング切溝内及びＳＩＭＯＸ基板表面を保護封止し、その成形法及び樹脂特性に応じて後加熱処理のキュアを行う。
【０１７８】
その後、この樹脂保護膜51の表面を酸化セリウム等の研磨剤による光学バフ研磨又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などの片面研磨により外部取り出し用バンプ電極46を露出させ、必要に応じて露出した外部取り出し用バンプ電極46の表面を金フラッシュメッキを行って、ＵＶテープ52等を貼着して表面を保護する。ＵＶテープ52の基材は透明で、糊残りのない帯電防止のＵＶ照射硬化型接着剤が望ましい。
【０１７９】
次いで、水素イオン注入層を形成して薄肉化する場合には、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを表面に貼り合せて保持し、上記したレーザー加工分離法またはレーザーウォータ加工分離法により、高濃度水素イオン注入層における水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪み発生させ、単結晶Si基板を引張り剥離する。
【０１８０】
一方、超薄膜加工により薄肉化する場合には、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを表面に貼り合せて保持し、上記した裏面研削、裏面研削及び裏面研磨、裏面研削及び化学的エッチング、裏面研削及び裏面研磨及び化学的エッチング、化学的エッチング等の超薄膜加工により単結晶Si基板裏面から除去し、必要に応じてＢＯＸ層13,23を露出させる。
【０１８１】
その後、ＢＯＸ層13,23とエポキシ系樹脂で構成する十字マークをアライメントマークとするフルカットダイシングで、ＢＯＸ層13,23の側からスクライブライン内の充填したエポキシ系樹脂を切断して片面樹脂封止型超薄膜ＣＳＰを得る。
【０１８２】
こうして形成した片面樹脂封止型超薄膜ＣＳＰは、ＰＣＢ上の導電性ペーストまたはクリーム半田にマウントし、リフローして接続する。このとき、シリコン裏面が露出しているので熱伝導が高くて効率がよく、しかも生産性を高めることもできる。また、シリコン裏面が露出しているので、デバイス動作時の熱放散効率が高く、特性及び品質を向上させることができる。
【０１８３】
上記したように、本発明のＳＩＭＯＸ基板を用いた半導体装置は薄肉化できるので、例えば半導体装置を超薄型Siメモリーチップとして、この超薄型Siメモリーチップを絶縁性熱硬化型接着剤で任意の枚数積層することにより多層パッケージを形成することができる。
【０１８４】
例えば、本発明のＳＩＭＯＸ基板を用いたＭＯＳＬＳＩの場合、１枚のチップ厚みは５〜１０μｍ程度なので１００枚積層し、接着剤の厚みを加算しても１〜２ｍｍ程度の厚みの超薄型パッケージである。なお、チップ表面は絶縁性エポキシ系樹脂で覆われており、ＳＯＩ構造で絶縁されているので、接着剤無しで積層してもよい。このとき、各半導体チップは剥離しやすいＵＶテープで保護及び保持しておくことにより、マウント作業しやすく、割れ、かけ防止できる。
【０１８５】
そして、パッド電極またはバンプ電極部よりも小さいVia hollをパッド電極またはバンプ電極部にドリルで開け、このVia hollに導電性ペーストを充填し所定条件でキュアして、パッド電極またはバンプ電極部の厚み方向の接触で電気的コンタクトを得ることができる。なお、このときの高結晶性単結晶Si層16または単結晶歪みSi層26に設けたパッド電極またはバンプ電極部は絶縁膜でアイランド分離されていることが必要である。
【０１８６】
また、上記した本発明のＳＩＭＯＸ基板の高結晶性単結晶Si層16または単結晶歪みSi層26に表示素子及びこの表示素子の駆動を制御する周辺回路を設けてＴＦＴ基板を構成することにより、（Ａ）反射型ＬＣＤ、（Ｂ）上面発光型有機ＥＬ、（Ｃ）透過型ＬＣＤ、（Ｄ）下面発光型有機ＥＬ、（Ｅ）半透過型ＬＣＤを超薄型に構成することができる。
【０１８７】
以下において、それぞれについて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、ＳＩＭＯＸ基板は、単結晶Si基板11に酸素イオン及び窒素イオンを注入し、加熱処理を行ってＢＯＸ層13を形成し、ＢＯＸ層13の上側のＳＯＩ層14の上面にSiエピタキシャル成長によって高結晶性単結晶Si層16を形成しているものとする。高結晶性単結晶Si層16を単結晶歪みSi層26とする場合には、ＳＯＩ層14をSiGe層20からなる歪み印加半導体層としておくだけでよく、構造的には同じであるので、説明は省略する。
【０１８８】
（Ａ）反射型ＬＣＤの場合
汎用技術により高結晶性単結晶Si層16における表示制御領域の所要の位置に、ＬＣＤの表示素子としてのＴＦＴ31や配線等を形成し（図９参照）、周辺回路領域に周辺回路としてのＴＦＴ31'、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成して（図１０参照）、ＴＦＴ基板層を形成する。なお、図９は表示制御領域を示しており、図１０は周辺回路領域を示している。
【０１８９】
ＴＦＴ基板層の形成後、ＴＦＴ基板層の上面に酸化膜（SiO2）からなる第１保護膜32を形成し、埋め込み絶縁層であるＢＯＸ層13の下側に水素イオンを注入して高濃度水素イオン注入層33を形成する。水素イオン注入は、３００ＫeＶ，５×１０16〜１×１０17／ｃｍ２で、絶縁層下の表面から深さ約３ｕｍに注入する。この時に第１保護膜32、高結晶性単結晶Si層16、ＳＯＩ層14、ＢＯＸ層13が存在するが、それらを貫通してＢＯＸ層13下に高濃度水素イオン注入層33を形成する。
【０１９０】
本実施形態においては分離用に水素イオンを注入しているが、これ以外に窒素、ヘリウムなどの希ガスなどを用いることも可能である。なお、例えば水素イオン注入の場合は、水素イオンビームを質量分離、走査するイオン注入装置（従来のボロン、燐などの不純物をＳｉ基板に注入するイオン注入装置と同じ）以外に、プラズマ生成手段によって水素を含むプラズマ発生させ、このプラズマから水素負イオンビームを引き出し、この水素負イオンを所定の深さに注入する水素負イオンビーム注入装置でもよい。
【０１９１】
その後、図１１及び図１２に示すように、表示制御領域の所要の位置に反射画素電極34や所要の配線を形成するとともに、周辺回路領域の所要の位置に外部取り出し電極や所要の配線34'を形成し、ＴＦＴ基板層の上面に酸化膜（SiO2）からなる第２保護膜35を形成する。なお、第２保護膜35は周辺回路領域にのみ設けている。
【０１９２】
反射画素電極34や外部取り出し電極、及び所要の配線34'等の形成時には、高濃度水素イオン注入層33の水素イオンが膨張しないように、４５０℃以上の加熱処理をしないことが望ましい。
【０１９３】
なお、直視型の反射型ＬＣＤの場合には、反射画素電極は凹凸形状の高反射率膜、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金膜とする。すなわち、汎用リソグラフィ技術により画素開口部に汎用リソグラフィ技術により適度な凹凸形状の感光性樹脂膜を形成し、加熱でリフローする。その後に表示用ＴＦＴのドレインに接続した高反射率のアルミニウム膜を形成して適度な凹凸形状の反射画素電極を形成する。
【０１９４】
また、反射型ＬＣＤ及び半透過型ＬＣＤの場合には、ペーパーホワイトの見栄えを実現するために、反射光の正反射成分を減らして光拡散散乱させる機能として、反射画素電極に形成した凹凸形状の傾斜角度を特定の範囲内に限定し、角度の分布形状を最適化する必要がある。さらに、凹凸を規則的に配置すると太陽光下で反射画像に虹色の光干渉が発生して視認性低下するので、フィボナッチ数列で表される配列を凹凸パターンに適用するなどで凹凸配置をランダム化する必要がある。
【０１９５】
また、プロジェクタ用の反射型ＬＣＤの場合には、反射画素電極は高平坦性で高反射率膜例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金膜とする。
【０１９６】
その後、単結晶Si基板上の超薄型ＴＦＴ基板層および対向基板36上の透明電極37にポリイミド、ポリアミド等の有機系配向膜38,39をそれぞれ形成し、バフラビング等の配向処理を行い、必要に応じてイソプロピルアルコール等による有機洗浄を行うことにより、それぞれ配向膜38,39を形成する（図１３参照）。
【０１９７】
対向基板としては高熱伝導性ガラスを用いることにより冷却効果を高めることができるとともに、高輝度化、高精細化、高性能化の超薄型の反射型ＬＣＤとすることができる。
【０１９８】
すなわち、ブラックマスク基板も含めた対向基板材、さらには入射側の反射防止膜形成の防塵ガラス材としては、反射防止膜無しで直線透過率８０％以上となる光学特性を満足する１（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導性ガラス、例えば石英ガラス、透明結晶化ガラス（ネオセラム、クリアセラム、ゼロデュアなど）を用いることができる。
【０１９９】
さらには、反射防止膜無しで直線透過率８０％以上となる光学特性を満足する１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導性ガラスを用いることもできる。具体的には、高透光性セラミック多結晶体、フッ化物単結晶体、気相合成ダイヤモンド膜コートした高透光性セラミック多結晶体またはフッ化物単結晶体または透明結晶化ガラス、水晶などの透明基板であり、耐光性の透明接着剤で貼り合せることによって、強い入射光に対して高い熱放散効果を発揮して高輝度化、高精細化、長寿命化を実現し、品質及び信頼性を高めることができる。
【０２００】
高透光性セラミック多結晶体としては、酸化物結晶体の電融または焼結MgO（マグネシア）、Y2O3（イットリア）、CaO（カルシア）、単結晶サファイア、BeO（ベリリア）、多結晶サファイアなど、または複酸化物結晶体の単結晶または多結晶ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）、単結晶または多結晶MgAl2O4（スピネル）、3Al2O3・2SiO2、Al2O3・SiO2などである。
【０２０１】
フッ化物単結晶体としては、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウムなどである。
【０２０２】
例えば、入射側より反射防止膜形成した複屈折無しの単結晶または多結晶ＹＡＧあるいはスピネルの防塵ガラス／単結晶または多結晶ＹＡＧあるいはスピネルの対向基板／液晶層／超薄型電気光学表示基板／金属支持基板の構造とし、反射防止膜形成した単結晶または多結晶ＹＡＧあるいはスピネルの防塵ガラスと単結晶または多結晶ＹＡＧあるいはスピネルの対向基板を耐光性の透明接着剤で貼り合わせ、且つ超薄型電気光学表示基板と金属支持基板を高熱伝導性及び導電性接着剤で貼り合わせることで高い熱放散効果を期待できる。
【０２０３】
配向膜は、SiOxなどを斜方蒸着した無機系配向膜としてもよい。なお、対向基板36は光学特性を満足する石英ガラス、ネオセラム、クリアセラム、ゼロデュアなどの透明結晶化ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、マイクロシートガラス、透明プラスティックなどの材料が用いられる。
【０２０４】
単結晶Si基板の超薄型ＴＦＴ基板層内における良品チップにシール剤およびコモン電極剤を塗布し、ダイシング等でチップ化した対向基板の良品チップを所定の液晶ギャップ例えば２ｕｍで重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セル内に液晶40を注入封止する。
【０２０５】
シール剤41とコモン剤は、可視光照射硬化型接着剤、熱硬化併用の可視光照射硬化型接着剤、若しくは紫外線照射硬化型接着剤、熱硬化併用の紫外線照射硬化型接着剤、熱硬化型接着剤のいずれでもよいが、特性及び作業面から同じタイプとするのが好ましい。
【０２０６】
具体的なシール剤41及びコモン剤は、例えばシール剤41及びコモン剤の主成分で硬化後の基本特性を出現する変性アクリレートオリゴマー、液の粘度調整するアクリレートモノマー、可視光硬化またはＵＶ硬化部分を硬化する光開始剤、シール剤41及びコモン剤の主成分で硬化後の基本特性を出現するエポキシ樹脂、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤、シール剤41中には外気からの水分進入を防ぐ充填フィラー、液晶ギャップ相当のファイバーなどから構成されている。
【０２０７】
ＴＦＴ基板チップ内のコモンパッド部に塗布されるコモン剤中には、液晶ギャップより大きい金メッキ樹脂のミクロパールを混入し、ＴＦＴ基板チップと対向基板チップの重ね合わせ時の加圧でミクロパールが破砕されて、破砕された金メッキ樹脂が双方の透明導電膜を電気的に導通させる。
【０２０８】
また、シール領域にポリイミド等の液晶配向膜がある場合は、その膜を破砕された金メッキ樹脂が貫通して双方の透明導電膜を電気的に導通させるように、ミクロパールの材料、大きさなどを工夫する必要がある。
【０２０９】
さらに、スピンコーティングなどでＴＦＴ基板チップまたは／及び対向基板チップのシール領域にポリイミド等の有機系液晶配向膜形成されている場合は、シール剤41中への外気からの水分進入を防ぐフィラー充填は重要で、ＬＣＤパネルサイズによりフィラー充填率の最適化が必要であり、例えば１インチサイズ程度のプロジェクタ用ＬＣＤパネルでは１０〜３０％程度のフィラー充填率が好ましいが、ディスペンス塗布し易さと水分進入率との兼ね合いで決定するのが好ましい。
【０２１０】
このとき、シール剤41中に所定サイズのスペーサを含有させるか、または所定サイズのスペーサを散布して所定ギャップを確保するのが好ましい。さらに、対向基板36または超薄型ＴＦＴ基板層の画素開口部周辺に、液晶ギャップに相当する突起（ＯＣＳ；On Chip Spacer）を任意の個数形成してもよい。
【０２１１】
液晶注入口から電界印加方法および配向膜38,39に応じた液晶40、例えばツイストネマティック（ＴＮ）型液晶や垂直配向型液晶などのネマティック液晶、強誘電性液晶や反強誘電性液晶などのスメティック液晶、またはその他の液晶を注入して封止し、必要に応じて加熱急冷却処理して液晶配向処理することにより反射型ＬＣＤが得られる。
【０２１２】
その後、単結晶Si基板表面のスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層まで溝（例えばダイシングの切溝など）を入れる。なお、機械的加工以外のドライエッチング、ウェットエッチングによる溝形成の場合には、ダスト発生要因がないので、超薄型ＴＦＴ基板層の形成時に事前に形成しておいてもよい。
【０２１３】
各超薄型電気光学表示装置の１パネルに分割する際の分割線、すなわちスクライブライン内の分割境界線に沿って、表面の単結晶Si層から少なくとも高濃度水素イオン注入層33まで溝を形成しておくことが好ましい。
【０２１４】
溝を形成しておくことによって、超薄型ＴＦＴ基板層が予めスクライブライン内で分割されるため、単結晶Si基板からの分離を容易に行うことが可能であるとともに、後述する超薄型電気光学表示装置の分割を容易に行うことが可能となる。
【０２１５】
溝は、ドライエッチング、ウェットエッチングや機械的加工等により、任意の幅で表面の単結晶Si層から少なくとも高濃度水素イオン注入層まで達するように形成することが好ましい。ドライエッチングは、SF6、CF4、Cl＋O2、HBr＋O2などでのプラズマエッチング、あるいは逆スパッタエッチングなどがよく、ウェットエッチングは、HF+H2O2+H2O混合液，HF＋HNO3＋CH3COOH混合液などのフッ酸系エッチャント、またはアルカリ系エッチャントなどがよく、機械的加工は、ブレードダイシング、ダイアモンドカッター、超硬合金カッター、超音波カッターなどによる切り溝形成が望ましい
その後、対向基板36及び単結晶Si基板11の裏側にＵＶテープ42を貼り合せる。特に、溝を形成した場合は、液晶面単組立では溝の内部がＵＶテープ42のＵＶ照射硬化型接着剤42'で充填保持されるので、分離層からの分離時のストレスによる超薄型ＴＦＴ基板周辺部の欠け、クラック、割れなどを防止することができる。
【０２１６】
また、不要な単結晶Si層などのエッチング時にも保護層として作用し、超薄型ＴＦＴ基板周辺部の欠け、クラック、割れ、エッチングむらなどを防止することができる。
【０２１７】
さらに、ＵＶ照射硬化型接着剤42'は紫外線の照射によって粘着力が弱まるため、分離後はＵＶテープを糊残りなく除去することができる。なお、用途に応じて糊残りのない帯電防止の熱膨張剥離型粘着剤のテープを用いてもよい。
【０２１８】
なお、面単位での液晶組立の場合はＵＶテープ42の粘着剤厚みを対向基板36の厚み以上にして隙間を十分に充填するようにした方が好ましい。
【０２１９】
また、分離後の基板保持のたわみによるクラック、欠け、割れ防止の為に両面ＵＶテープ42を用い、片面に対向基板36を貼り合せ、他面には剛性を有するガラスなどの透明シートを貼り合せてもよい。
【０２２０】
さらに、図１４に示すように、必要に応じて面単位の液晶組立の場合は、ワックス43を介して剛性を有するガラスシート、金属シートなどの透明支持基板44を少なくとも対向基板に貼り合せてもよい。このワックス43はその剥離洗浄によるＬＣＤシール性などへの悪影響防止の為に、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤で除去できる有機系接着剤や水溶性接着剤が好ましい。
【０２２１】
ワックス43はシール剤41などに悪影響与えないタイプ、例えばホットメルト系水溶性固形ワックスが好ましい。水溶性接着剤としては、ホットメルト系水溶性固形ワックス（例えば、日化精工株式会社のアクアワックス２０／５０／８０（主成分は脂肪酸グリセリド）、アクアワックス５５３／５３１／４４２／ＳＥ（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン共重合物、グリセリンポリエーテル）、ＰＥＧワックス２０（主成分はポリエチレングリコール）等）、または水溶性液状ワックス（例えば、日化精工株式会社の合成樹脂系液状接着剤のアクアリキッドＷＡ−３０２（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン誘導体、メタノール）、ＷＡ−２０５１１／ＱＡ−２０５６６（主成分はポリエチレングリコール、ビニルピロリドン誘導体、ＩＰＡ、水）等）を使用することができる。
【０２２２】
透明支持基板44としては、ガラス、樹脂などいずれでも良いが、フッ酸／硝酸系エッチング液に耐える材料が再使用できるので好ましい。
【０２２３】
その後、回転中の高濃度水素イオン注入層33に、横方向からレーザー照射或いはレーザーウォータジェット照射して局部加熱し、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層33に歪み発生させ、単結晶Si基板11を引張り分離する。
【０２２４】
レーザー照射或いはレーザーウォータジェット照射以外に、急加熱急冷却（ハロゲンランプ７００℃数秒、Xeフラッシュランプ１０００℃数ミリ秒など）アニールで、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪みを発生させてもよい。
【０２２５】
その後、図１５に示すように、超薄型ＴＦＴ基板層側に高熱伝導性接着剤46で支持基板47を貼り合せる。図１４及び図１５中、45は外部取出電極である。
【０２２６】
その後、ワックス43を洗浄除去して透明支持基板44を取り外し、ＵＶ照射硬化させてＵＶテープ42を剥離し、ダイシング等で分割を行う（図１６参照）。
【０２２７】
なお、支持基板47の材質に応じてブレードダイシング、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーやエキシマレーザー等を用いたレーザー切断加工、ダイアモンドカッター、超硬合金カッター、超音波カッター、高圧流体ジェット噴射切断加工、レーザーウォータジェット切断加工などを使い分けて分割切断してもよい。
【０２２８】
なお、分離後の超薄型ＴＦＴ基板層に対向基板を重ね合わせする場合には、ポリイミド等の液晶配向膜形成及びバフラビングなどの液晶配向処理した超薄型ＴＦＴ基板層のスクライブライン内のペレット分割予定境界線に沿って少なくとも高濃度水素イオン注入層まで溝を入れる。
【０２２９】
次いで、超薄型ＴＦＴ基板層表面及び単結晶Si基板裏側に糊残りのない帯電防止のＵＶテープを貼り合せ、回転中の高濃度水素イオン注入層に、横方向からレーザー照射或いはレーザーウォータジェット照射して局部加熱し、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により高濃度水素イオン注入層に歪み発生させ、引張り分離して超薄型ＴＦＴ基板層を形成する。
【０２３０】
その後、形成した超薄型ＴＦＴ基板層に、金属シートなどの高熱伝導性支持基板を高熱伝導性接着剤で貼り合せる。
【０２３１】
そして、ＵＶテープをＵＶ照射硬化して剥離した超薄型ＴＦＴ基板層内の良品チップにシール剤及びコモン剤塗布し、ポリイミド等の液晶配向膜形成及びバフラビングなどの液晶配向処理した対向基板の良品チップを重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セルに液晶を注入封止することによって形成できる。
【０２３２】
上記した実施形態では、表示制御領域に形成した高結晶性単結晶Si層16に表示用ＴＦＴ31を形成しているが、表示制御領域に形成した高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14をエッチングしてＢＯＸ層13を露出させ、表示制御領域に半導体エピタキシャル成長により多結晶半導体層、またはプラズマＣＶＤによって非晶質半導体層を形成し、必要に応じて結晶粒径を制御した多結晶半導体層または非晶質半導体層にＴＦＴ31を形成してもよい。
【０２３３】
表示制御領域を多結晶半導体層または非晶質半導体層で形成して表示用ＴＦＴ31を形成することによって、比較的低い電子・正孔移動度とするとともに低リーク電流特性のＴＦＴ31として表示特性を向上させることができる。
【０２３４】
しかも、多結晶半導体層には、Si、Ge、Sn、PbなどのIV族元素の少なくとも１種を含有させることにより、多結晶半導体層の結晶粒界に存在する不整を低減して、多結晶半導体層におけるストレスを低減することができるので、高キャリア移動度で高品質のＴＦＴ31が得られる。
【０２３５】
多結晶半導体層にIV族元素を含有させる場合には、イオン注入によって行ってもよいし、成膜時に混入させてもよく、その後、レーザーアニールや固相成長させることにより所要の結晶粒径に制御して電子移動度及び／または正孔移動度とした多結晶半導体層を形成することができる。
【０２３６】
（Ｂ）上面発光型有機ＥＬの場合
汎用技術により高結晶性単結晶Si層16内には、ＬＣＤの表示素子としてのＴＦＴや配線等を、周辺回路としてのＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成してＴＦＴ基板層を形成する。
【０２３７】
形成したＴＦＴ基板層において、上記したように水素イオン注入層を形成して薄肉化するのであれば、水素イオンの注入を行う。
【０２３８】
その後、超薄型としたＴＦＴ基板層内の配線や周辺回路に接続する半田バンプなどの外部取り出し電極を形成する。ＬＣＤパネル形成後に異方性導電膜接合や超音波接合、半田付けなどでフレキシブル基板との接合やＰＣＢへのマウントするのが好ましい。
【０２３９】
表示部は各画素の電流駆動用ＴＦＴのドレインに接続されたLi−AlやMg−Ag等の陰極（金属電極）上に、各画素毎に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層を被着し、その上部にＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）を形成し、全面を耐湿性透明樹脂で覆っている。
【０２４０】
そして、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを耐湿性透明樹脂に貼り合せ保持し、水素イオン注入層を利用して薄肉化するのであれば、レーザー加工分離法又はレーザーウォータ加工分離法等による局部加熱で、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪み発生させ、引張り剥離し、一方超薄膜加工により薄肉化する場合には超薄膜加工を行って、超薄型ＴＦＴ基板層を形成する。
【０２４１】
この超薄型ＴＦＴ基板層に高熱伝導性（金属シートなど）支持基板を高熱伝導性の低温硬化型接着剤で貼り合せて超薄型の上面発光型有機ＥＬを形成する。
【０２４２】
（Ｃ）透過型ＬＣＤの場合
汎用技術により高結晶性単結晶Si層16内には、ＬＣＤの表示素子としてのＴＦＴや配線等を、周辺回路としてのＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成してＴＦＴ基板層を形成する。
【０２４３】
形成したＴＦＴ基板層において、上記したように水素イオン注入層を形成して薄肉化するのであれば、水素イオンの注入を行う。
【０２４４】
その後、超薄型としたＴＦＴ基板層内の配線や周辺回路に接続する半田バンプなどの外部取り出し電極を形成する。ＬＣＤパネル形成後に異方性導電膜接合や超音波接合、半田付けなどでフレキシブル基板との接合やＰＣＢへのマウントするのが好ましい。
【０２４５】
表示部の画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14をエッチングしてＢＯＸ層13,23を露出させ、透明材料例えば透明樹脂あるいはSiO2を埋め込んで表面平坦化し、その上に画素表示用ＴＦＴのドレインに接続する透明画素電極を形成する。なお、画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14の光透過率が使用上問題ない場合は、画素開口部をエッチングせずに、分離したＴＦＴ基板層（埋め込み絶縁層）下の剥離残りの単結晶Si膜をエッチングして透明支持基板に貼り合わせてもよい。
【０２４６】
そして、透明画素電極上にポリイミド等の有機系配向膜を形成し、バフラビングなどで液晶配向処理した超薄型ＴＦＴ基板層内の良品のＴＦＴ基板チップにシール剤及びコモン剤を塗布し、同様に透明電極上にポリイミド等の有機系配向膜を形成し、バフラビングなどで液晶配向処理した良品の対向基板チップを重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、この空セルに液晶を注入封止し必要に応じて液晶配向熱処理する。なお、無機系配向膜形成、例えばSiOxの斜方蒸着膜、ＤＬＣ膜とイオンブロー配向でもよい。
【０２４７】
その後、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを対向基板に貼り合せ保持し、水素イオン注入層を利用して薄肉化するのであれば、レーザー加工分離法又はレーザーウォータ加工分離法等による局部加熱で、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪み発生させ、引張り剥離し、一方超薄膜加工により薄肉化する場合には上記した裏面研削などの超薄膜加工を行って、超薄型ＴＦＴ基板層を形成する。このとき、最終的に化学的エッチングによりＢＯＸ層13,23を介して埋め込み透明材料を露出させる。
【０２４８】
そして、超薄型ＴＦＴ基板層に透明支持基板を低温硬化型透明接着剤あるいはＵＶまたは可視光照射硬化型透明接着剤で貼り合せて、レーザーダイシング等で切断して超薄型の透過型ＬＣＤを形成する。
【０２４９】
対向基板および透明支持基板の材質に応じてブレードダイシング、レーザー切断加工、ダイアモンドカッター、超硬合金カッター、超音波カッター、高圧流体ジェット噴射切断加工、レーザーウォータジェット切断加工などを使い分けて分割切断してもよい。ここで、レーザー切断加工は、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等の熱加工及びアブレーション加工、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、チタンサファイアレーザー等の多光子吸収改質レーザー加工等である。
【０２５０】
このとき、対向基板及び透明支持基板として高熱伝導性ガラスを用いて、冷却効果を高め、高輝度化、高精細化、高性能化の超薄型の透過型ＬＣＤとするのが好ましい。
【０２５１】
透明支持基板としては、反射防止膜無しで直線透過率８０％以上となる光学特性を満足する１（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導性ガラス例えば石英ガラス、透明結晶化ガラス（ネオセラム、クリアセラム、ゼロデュアなど）などを用いることができ、さらには、反射防止膜無しで直線透過率８０％以上となる光学特性を満足する１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導性ガラスを用いることができる。
【０２５２】
具体的には、高透光性セラミック多結晶体、フッ化物単結晶体、気相合成ダイヤモンド膜コートした高透光性セラミック多結晶体またはフッ化物単結晶体または透明結晶化ガラス、水晶などの透明基板である。
【０２５３】
高透光性セラミック多結晶体としては、酸化物結晶体の電融または焼結MgO（マグネシア）、Y2O3（イットリア）、CaO（カルシア）、単結晶サファイア、BeO（ベリリア）、多結晶サファイアなど、または複酸化物結晶体の単結晶または多結晶ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）、単結晶または多結晶MgAl2O4（スピネル）、3Al2O3・2SiO2、Al2O3・SiO2などである。
【０２５４】
フッ化物単結晶体としては、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウムなどである。
【０２５５】
分離した超薄型電気光学表示基板に耐光性の透明接着剤で透明支持基板を貼り合せることによって、強い入射光に対して高い熱放散効果を発揮して高輝度化、高精細化、長寿命化を実現し、品質及び信頼性を高めたプロジェクタ用透過型ＬＣＤを実現できる。
【０２５６】
また、マイクロレンズ基板及びブラックマスク基板などを含む対向基板、入射側の反射防止膜形成の防塵ガラス、出射側の反射防止膜形成の防塵ガラスにも上記した高熱伝導性ガラスを使用することが望ましい。
【０２５７】
例えば、入射側より反射防止膜形成の単結晶サファイア防塵ガラス／単結晶サファイアの対向基板（マイクロレンズ基板、ブラックマスク基板などを含む）／液晶層／超薄型電気光学表示基板／単結晶サファイアの支持基板／反射防止膜形成の単結晶サファイア防塵ガラスの構造として相互を耐光性の透明接着剤で貼り合せることで、更に高い熱放散効果を期待できる。
【０２５８】
また、集光レンズとして機能するマイクロレンズアレイを設けた対向基板を重ね合わせた超薄型電気光学表示基板に、フィールドレンズとして機能するマイクロレンズアレイを設けた透明支持基板を貼り合せたデュアルマイクロレンズ構造は、従来のデュアルマイクロレンズ構造よりも高精度な二重のマイクロレンズ機能で集光させて光源光の利用効率を高めて画素の実効開口率を最高度まで高めることができるので、さらなる高輝度、高精細、長寿命の超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【０２５９】
さらに、マイクロレンズアレイを設けた対向基板を重ね合わせて形成した高精度な膜厚の超薄型電気光学表示基板に、マイクロレンズアレイを設けた透明支持基板を貼り合せたデュアルマイクロレンズ構造であって、対向基板には、集光レンズとして機能する各マイクロレンズの周囲にブラックマスクとして作用する反射膜を設けながらマイクロレンズアレイを設けるとともに、透明支持基板には、フィールドレンズとして機能する各マイクロレンズの周囲にブラックマスクとして作用する低反射遮光膜を設けながらマイクロレンズアレイを設けることによって、高精度な二重のマイクロレンズ機能で集光させて光源光の利用効率を高めて画素の実効開口率を最高度まで高めることができるだけでなく、不要な入射光及び反射光をブラックマスクで排除することができるので、さらなる高輝度、高コントラスト、高精細、長寿命の超薄型電気光学表示基板によるプロジェクタ用透過型ＬＣＤが実現できる。
【０２６０】
（Ｄ）下面発光型有機ＥＬの場合
汎用技術により高結晶性単結晶Si層16内には、有機ＥＬの表示素子としてのＴＦＴや配線等を、周辺回路としてのＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成して超薄型のＴＦＴ基板層を形成する。
【０２６１】
形成した超薄型のＴＦＴ基板層において、上記したように水素イオン注入層を形成して薄肉化するのであれば、水素イオンの注入を行う。
【０２６２】
その後、超薄型としたＴＦＴ基板層内の配線や周辺回路に接続する半田バンプなどの外部取り出し電極を形成する。有機ＥＬ形成後に異方性導電膜接合や超音波接合、半田付けなどでフレキシブル基板との接合やＰＣＢへのマウントするのが好ましい。
【０２６３】
表示部の画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14をエッチングしてＢＯＸ層13,23を露出させ、透明材料例えば透明樹脂あるいはSiO2を埋め込んで表面平坦化し、その上に画素用ＴＦＴのソースに接続するＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）上に、各画素に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層を被着し、その上部にLi−AlやMg−Ag等の陰極（金属電極）を形成し、さらに全面を耐湿性透明樹脂で覆っている。なお、画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14の光透過率が使用上問題ない場合は、画素開口部をエッチングせずに、分離したＴＦＴ基板層（埋め込み絶縁層）下の剥離残りの単結晶Ｓｉ膜をエッチングして透明支持基板に貼り合わせてもよい。
【０２６４】
その後、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを耐湿性透明樹脂に貼り合せ保持し、水素イオン注入層を利用して薄肉化するのであれば、レーザー加工分離法又はレーザーウォータ加工分離法等による局部加熱で、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪み発生させ、引張り剥離し、一方超薄膜加工により薄肉化する場合には、上記した裏面研削などの超薄膜加工を行って、超薄型ＴＦＴ基板層を形成する。このとき、最終的に化学的エッチングによりＢＯＸ層13,23を介して埋め込み透明材料を露出させる。
【０２６５】
そして、超薄型ＴＦＴ基板層に透明支持基板を低温硬化型透明接着剤あるいはＵＶまたは可視光照射硬化型透明接着剤で貼り合せて、レーザーダイシング等で切断して超薄型の下面発光型有機ＥＬ装置を形成する。
【０２６６】
この時の透明支持基板は、上記透過型ＬＣＤと同様の高熱伝導性ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、マイクロシートガラス、透明フィルムなどを用いるのが好ましい。
【０２６７】
（Ｅ）半透過型ＬＣＤの場合
汎用技術により高結晶性単結晶Si層16内には、ＬＣＤの表示素子としてのＴＦＴや配線等を、周辺回路としてのＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成して超薄型のＴＦＴ基板層を形成する。
【０２６８】
形成した超薄型のＴＦＴ基板層において、上記したように水素イオン注入層を形成して薄肉化するのであれば、水素イオンの注入を行う。
【０２６９】
その後、超薄型としたＴＦＴ基板層内の配線や周辺回路に接続する半田バンプなどの外部取り出し電極を形成する。ＬＣＤパネル形成後に異方性導電膜接合や超音波接合、半田付けなどでフレキシブル基板との接合やＰＣＢへのマウントするのが好ましい。
【０２７０】
半透過型ＬＣＤの場合は、一画素内に反射／透過の二領域を持たせるために、この反射画素電極の一部をパターニングして、そこに透明画素電極を形成する。あるいは、透明画素電極の一部に反射画素電極を重ねて形成する。この透過と反射の画素面積比をコントロールすることにより、透過／反射の光学特性のバランスを取ることができる。なお、画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14の光透過率が使用上問題ない場合は、画素開口部をエッチングせずに、分離したＴＦＴ基板層（埋め込み絶縁層）下の剥離残りの単結晶Ｓｉ膜をエッチングして透明支持基板に貼り合わせてもよい。
【０２７１】
一画素内に反射／透過の二領域を形成する第１の方法としては、画素開口部の高結晶性単結晶Si層16及び単結晶Si層14をエッチングして埋め込み絶縁層を露出させ、透明樹脂あるいはSiO2膜で埋め込み、その表面をＣＭＰなどで研磨して平坦化し、画素開口部の一部に汎用リソグラフィ技術により適度な凹凸形状の感光性樹脂膜を形成し、加熱でリフローする。
【０２７２】
次いで、表示用ＴＦＴのドレインに接続した高反射率のアルミニウム膜を形成して適度な凹凸形状の反射画素電極を形成し、この反射画素電極の一部をパターニングしてアルミニウム膜を含む画素開口部に透明画素電極を形成することで一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を持たせた画素電極を形成する。
【０２７３】
一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を形成する第２の方法としては、画素開口部に表示用ＴＦＴのドレインに接続したＩＴＯ（インジウム−錫系透明導電膜）またはＩＺＯ（インジウム−酸化亜鉛系透明導電膜）などの透明画素電極を形成し、透明画素電極の一部に汎用リソグラフィ技術により適度な凹凸形状の感光性樹脂膜を形成し、加熱でリフローする。
【０２７４】
次いで、透明画素電極と接続した高反射率のアルミニウム膜を形成して適度な凹凸形状の反射画素電極を形成することで一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を持たせた画素電極を形成する。
【０２７５】
上記したように一画素内に反射領域と透過領域の２つの領域を持たせた画素電極上にポリイミド等の有機系配向膜を形成し、バフラビングなどで液晶配向処理した超薄型ＴＦＴ基板層内の良品チップにシール剤及びコモン剤を塗布し、同様に透明電極上にポリイミド等の有機系配向膜を形成し、バフラビングなどで液晶配向処理した対向基板の良品チップを重ね合わせてシールすることにより空セルを形成し、液晶注入封止または液晶注入封止及び液晶配向熱処理する。なお、無機系配向膜形成、例えばSiOxの斜方蒸着膜、ＤＬＣ膜とイオンブロー配向でもよい。
【０２７６】
その後、強い接着力で糊残りのない帯電防止のＵＶテープなどを対向基板に貼り合せ保持し、水素イオン注入層を利用して薄肉化するのであれば、レーザー加工分離法又はレーザーウォータ加工分離法等による局部加熱で、水素微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により水素イオン注入層に歪みを発生させて引張り剥離し、一方、超薄膜加工により薄肉化する場合には、上記した裏面研削などの超薄膜加工を行って超薄型ＴＦＴ基板層を形成する。このとき、最終的に化学的エッチングにより埋め込み絶縁層を介して埋め込み透明材料を露出させる。
【０２７７】
そして、超薄型ＴＦＴ基板層に透明支持基板を低温硬化型透明接着剤あるいはＵＶまたは可視光照射硬化型透明接着剤で貼り合せて、レーザーダイシング等で切断して超薄型の半透過型ＬＣＤを形成する。
【０２７８】
この時の対向基板及び透明支持基板は、上記透過型ＬＣＤと同様の高熱伝導性ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、マイクロシートガラス、透明フィルムなどを用いるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２７９】
【図１】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図２】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図３】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図４】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図５】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図６】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図７】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図８】ＳＩＭＯＸ基板の形成工程を説明する概略説明図である。
【図９】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１０】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１１】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１２】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１３】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１４】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１５】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【図１６】電気光学表示装置の形成工程を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
【０２８０】
11,21  単結晶Si基板
12,22  ＢＯＸ層形成領域
13,23  ＢＯＸ層
14     単結晶Si層
15,25  熱酸化膜
16     高結晶性単結晶Si層
20     SiGe層
26     単結晶歪みSi層
【図１】
2005333052.tif 000003
【図２】
2005333052.tif 000004
【図３】
2005333052.tif 000005
【図４】
2005333052.tif 000006
【図５】
2005333052.tif 000007
【図６】
2005333052.tif 000008
【図７】
2005333052.tif 000009
【図８】
2005333052.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005333052.tif 000014
【図１３】
2005333052.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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