【手続補正書】
【提出日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体上半導体構造を作成する方法において、
(Ａ)第１及び第２の基板を提供する工程であって、
(１)前記第１の基板は、前記第２の基板との接合を形成するための第１の接合形成表面と称する第１の外表面、前記第１の基板に力を印加するための、第１の力印加表面と称する第２の外表面及び前記第１の基板を第１の部分と第２の部分に分離するための、分離域と称する内部域を有し、
(ａ)前記第１の接合形成表面、前記第１の力印加表面及び前記分離域は互いにほぼ平行であり、
(ｂ)前記第２の部分は前記分離域と前記第１の接合形成表面の間にあり、
(ｃ)前記第１の基板は実質的に単結晶の半導体材料を含み；
(２)前記第２の基板は、一方は前記第１の基板との接合を形成するための、第２の接合形成表面と称する表面であり、他方は前記第２の基板に力を印加するための、第２の力印加表面と称する表面である、２つの外表面を有し、
(ａ)前記第２の接合形成表面及び前記第２の力印加表面は互いにほぼ平行であり、互いに距離Ｄ２だけ隔てられ、
(ｂ)前記第２の基板は酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックからなる工程；
(Ｂ)前記第１及び第２の接合形成表面を接触させる工程；
(Ｃ)前記第１及び第２の基板を前記第１及び第２の接合形成表面において互いに接合させるに十分な時間中に、同時に、
(１)前記第１及び第２の接合形成表面を互いに押し付けるために前記第１及び第２の力印加表面に力を印加し、
(２)前記第１及び第２の基板に、前記第１及び第２の力印加表面のそれぞれにおける第１及び第２の電圧Ｖ１及びＶ２を特徴とする電場をかけ、ここで、前記第１及び第２の電圧は前記第１及び第２の力印加表面において均一であり、前記電場が前記第１の基板から前記第２の基板に向くようにＶ１はＶ２より高い、及び
(３)前記第１及び第２の基板を加熱し、ここで、前記加熱は前記第１及び第２の力印加表面のそれぞれにおける第１及び第２の温度Ｔ１及びＴ２を特徴とし、前記第１及び第２の温度は前記第１及び第２の力印加表面において均一であり、共通の温度への冷却時に前記第１及び第２の基板が相異なる収縮を受け、よって前記分離域において前記第１の基板を弱化させるように選ばれる工程；及び
(Ｄ)前記接合された第１及び第２の基板を冷却する工程及び前記分離域において前記第１及び第２の部分を分離する工程；
を有してなり、
前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが、前記工程(Ｃ)中に、前記第２の接合形成表面から離れて前記第２の力印加表面に向かう方向に前記第２の基板内を移動する陽イオンを含有する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが、前記工程(Ｃ)中に、前記第２の接合形成表面から離れて前記第２の力印加表面に向かう方向に前記第２の基板内を移動する非架橋酸素をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の基板の前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが、関係式：
５×１０−７/℃≦ＣＴＥ≦７５×１０−７/℃，及び
ρ≦１０１６Ω-ｃｍ
を満たす、０〜３００℃熱膨張係数ＣＴＥ及び２５０℃比抵抗ρを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記工程(Ｃ)中に、前記第１及び第２の基板が、少なくともある程度は、前記第１の基板の前記半導体材料の前記第２の基板から発生する酸素との反応により互いに接合することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基板の前記半導体材料の前記第２の基板から発生する酸素との反応が、前記第１の接合形成表面に始まり、前記分離域に向かって延びる、酸素濃度が高められた混成領域をつくることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記工程(Ｃ)中の前記陽イオンの前記移動が、前記第２の接合形成表面に始まり、前記第２の力印加表面に向かって前記第２の基板内に延びる、陽イオンが減耗している陽イオン空乏領域を形成し、
(i)  前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが以下の陽イオン、Ｌｉ＋１，Ｎａ＋１，Ｋ＋１，Ｃｓ＋１，Ｍｇ＋２，Ｃａ＋２，Ｓｒ＋２及び/またはＢａ＋２であるアルカリ／アルカリ土類イオンの内の１つまたはそれより多くを含有し、
(ii) 前記陽イオン空乏領域では前記アルカリ／アルカリ土類イオンの内の１つまたはそれより多くが減耗している、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
(i)  前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが含有する前記アルカリ／アルカリ土類イオンのそれぞれが、(１)前記第２の基板内にあり、(２)前記第２の接合形成表面にほぼ平行であり、(３)前記第２の接合形成表面から距離Ｄ２/２だけ隔てられている、基準面において基準濃度Ｃｉ/基準を有し、
(ii) 前記陽イオン空乏領域が、δD≧１０ｎｍの条件を満たす厚さδDを有するものであって、当該δDが、前記第２の接合形成面と、１）前記第２の基板内にあり、２）前記第２の接合形成表面にほぼ平行で、３）前記酸化物グラスまたは酸化物ガラス−セラミックが含有する前記アルカリ／アルカリ土類イオンのうちの少なくとも１つについて下記の関係式：
Ｃｉ（ｘ）／Ｃｉ／Ｒｅｆ≦0.5、0≦x≦δD
（Ｃｉ（ｘ）：前記少なくとも１つのアルカリまたはアルカリ土類イオンの、前記第２の接合面からの距離の関数としての濃度；Ｃｉ（ｘ）及びＣｉ／Ｒｅｆは原子百分率単位）
を満足する、前記第２の接合形成面から最も離れた面との距離である
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記工程(Ｃ)が不活性雰囲気内で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記工程(Ｃ)(１)において、前記第１及び第２の力印加表面に印加される単位面積当りの力Ｐが、関係式：
１ｐｓｉ(６.９×１０３Ｐａ)≦Ｐ≦１００ｐｓｉ(６.９×１０５Ｐａ)
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｖ１及びＶ２が、Ｄを工程(Ｃ)中の前記第１の力印加表面と前記第２の力印加表面の間の距離として、関係式：
１００Ｖ/ｃｍ≦(Ｖ１−Ｖ２)/Ｄ≦４０ｋＶ/ｃｍ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックの歪点ＴＳ並びに前記Ｔ１及びＴ２が、℃を単位とし、関係式：
(i)   ＴＳ−３５０≦Ｔ１≦ＴＳ＋３５０，及び
(ii)  ＴＳ−３５０≦Ｔ２≦ＴＳ＋３５０
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
(i)   ３００℃≦Ｔ１≦８００℃，及び
(ii)  ３００℃≦Ｔ２≦８００℃
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ＣＴＥ１を前記実質的に単結晶の半導体材料の０℃熱膨張係数、ＣＴＥ２を前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックの０〜３００℃熱膨張係数として、
ＣＴＥ１−２０×１０−７/℃≦ＣＴＥ２≦ＣＴＥ１＋２０×１０−７/℃
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記工程(Ａ)の前に、リセスを前記第１の基板に形成し、前記リセスは前記第１の接合形成表面に始まり、前記第１の接合形成表面から前記第１の基板の本体内に延び、よって前記第１の接合形成表面を互いに比較的独立に膨張及び収縮できる実質的に分離された領域に分割することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが透明であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記工程(Ｄ)後の前記第１の接合形成表面と前記第２の接合形成表面の間の接合強度が少なくとも８Ｊ/ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の基板に接合された少なくとも１つの追加の第２の部分を形成するために、少なくとも１つの追加の第１の基板を用いてさらに少なくとも１回前記工程(Ｂ)から(Ｄ)を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の部分が、関係式：
【数１】
2006518116.tif 000001
を満たす表面積Ａｉを有し、ここで、前記第２の部分のいずれもが円周を有していればＡＴ＝７５０ｃｍ２であり、前記第２の部分のいずれもが円周を有していなければＡＴ＝５００ｃｍ２であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の基板に接合された少なくとも２つの第２の部分を提供するために、少なくとも２つの第１の基板を用いて前記工程(Ａ)から(Ｄ)を実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の部分が、関係式：
【数２】
2006518116.tif 000002
を満たす表面積Ａｉを有し、ここで、前記第２の部分のいずれもが円周を有していればＡＴ＝７５０ｃｍ２であり、前記第２の部分のいずれもが円周を有していなければＡＴ＝５００ｃｍ２であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の部分の面積が７５０ｃｍ２より大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
実質的に単結晶の半導体材料である材料Ｓ及び陽イオンを含有する酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックである材料Ｇを有する絶縁体上半導体構造であって、
前記絶縁体上半導体構造の少なくとも一部が、
材料Ｓ、
酸素含有量が高められた材料Ｓ、
実質的に可動陽イオンをふくまない陽イオン濃度が低められた材料Ｇ、
可動陽イオンの濃度が高められた材料Ｇであって、前記陽イオン濃度が低められた材料Ｇからの少なくともいつのアルカリ土類可動イオンをふくむもの、及び
材料Ｇ、
の順序で構成されていることを特徴とする絶縁体上半導体構造。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのタイプの陽イオンがアルカリイオンまたはアルカリ土類イオンを含むことを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２４】
前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが、関係式：
５×１０−７/℃≦ＣＴＥ≦７５×１０−７/℃，及び
ρ≦１０１６Ω-ｃｍ
を満たす０〜３００℃熱膨張係数ＣＴＥ及び２５０℃比抵抗ρを有し、前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックが１０００℃より低い歪点を有することを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２５】
前記材料Ｓの厚さが１０μｍより薄いことを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２６】
前記材料Ｓと前記材料Ｇの間の接合強度が少なくとも８Ｊ/ｍ２であることを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２７】
前記材料Ｇ内のリチウムイオン、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの濃度の総和が酸化物ベースで１.０重量％より少なく、前記材料Ｓが１０ｃｍより大きい最大寸法を有することを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２８】
前記材料Ｇが透明であることを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項２９】
ＣＴＥ１を前記実質的に単結晶の半導体材料の０℃熱膨張係数、ＣＴＥ２を前記酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックの０〜３００℃熱膨張係数として、
ＣＴＥ１−２０×１０−７/℃≦ＣＴＥ２≦ＣＴＥ１＋２０×１０−７/℃
であることを特徴とする請求項２２に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３０】
ガラス及びガラス−セラミック材料のうちの少なくとも１つからなる基板、
複数の領域であって、当該複数の領域の各々が、実質的に単結晶の半導体材料からなり、前記基板の対応する領域に結合されているもの、
を有してなる絶縁体上半導体構造であって、
前記基板が、(i) 実質的に単結晶の半導体材料からなる前記複数の領域に隣接する第１の基板層であって、当該第１の基板層が実質的に可動陽イオンを含まない低められた陽イオン濃度を有するもの、及び(ii) 前記第１の基板層に隣接する第２の基板層であって、少なくとも１つのアルカリ土類可動陽イオンを含む可動陽イオン濃度が高められたもの、を有してなることを特徴とする絶縁体上半導体構造。
【請求項３１】
前記第２の層に張り合わされた非晶質または多結晶の半導体材料をさらに有することを特徴とする請求項３０に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３２】
前記第２の層の面積が７５０ｃｍ２より大きいことを特徴とする請求項３０に記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３３】
請求項３０に記載の絶縁体上半導体構造を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項３４】
実質的に単結晶の半導体材料である材料Ｓ及び陽イオンを含有する酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックである材料Ｇを有する絶縁体上半導体構造であって、
前記絶縁体上半導体構造の少なくとも一部が、
材料Ｓ；
酸素含有量が高められた材料Ｓ；
可動陽イオン濃度が低められた材料Ｇ；
可動陽イオン濃度が高められた材料Ｇ；及び
材料Ｇ、
の順で構成されており、前記可動陽イオン濃度が低められた材料Ｇが、前記材料Ｓの中への前記材料Ｇからのイオンの再マイグレーションを防止するように働くことを特徴とする絶縁体上半導体構造。
【請求項３５】
前記可動陽イオンが、Ｌｉ＋１、Ｎａ＋１、Ｋ＋１、Ｃｓ＋１、Ｍｇ＋２、Ｃａ＋２、Ｓｒ＋２及びＢａ＋２のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３４記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３６】
前記可動陽イオン濃度が低められた材料Ｇが、実質的に前記アルカリ／アルカリ土類イオンのすべてがディプリートされていることを特徴とする請求項３５記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３７】
前記可動陽イオン濃度が低められた材料Ｇが１つまたはそれ以上のネットワーク形成イオンを含むことを特徴とする請求項３５記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項３８】
絶縁体上半導体構造であって、
実質的に単結晶の半導体材料である第１の層；
前記第１の層の上に位置する酸素濃度が高められた実質的に単結晶の半導体材料である第２の層；及び
酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックの基板であって、
（i）前記実質的に単結晶の半導体材料である第２の層に隣接する第１の基板であって、当該第１の基板が、実質的に可動陽イオンが存在しない低められた陽イオン濃度を有するもの；
（ii）前記第１の基板に隣接する第２の基板であって、当該第２の基板が可動陽イオンの陽イオン濃度が高められ、少なくとも１つのアルカリ土類可動イオンを含むもの；
を有しなる絶縁体上半導体構造。
【請求項３９】
酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックの前記基板が更に前記第２の基板に隣接する第３の基板を有することを特徴とする請求項３８記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項４０】
可動陽イオン濃度が低められた前記第１の基板が、実質的に前記アルカリ／アルカリ土類イオンのすべてがディプリートされていることを特徴とする請求項３８記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項４１】
可動陽イオン濃度が低められた前記第１の基板が、１つまたはそれ以上のネットワーク形成イオンを含むことを特徴とする請求項４０記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項４２】
前記可動陽イオンが、Ｌｉ＋１、Ｎａ＋１、Ｋ＋１、Ｃｓ＋１、Ｍｇ＋２、Ｃａ＋２、Ｓｒ＋２及びＢａ＋２のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３８記載の絶縁体上半導体構造。
【請求項４３】
前記可動陽イオン濃度が高められた前記第２の基板の可動陽イオンが前記第１の基板から動くことを特徴とする請求項３８記載の絶縁体上半導体構造。