(57)【要約】【課題】マイクロ工学又は超小型電子工学の工程を実行することを可能にし、取り扱いやすい可撓性構造体を提供する。【解決手段】可撓性構造体（１３）の製造方法は、第１及び第２の薄膜（３、４）の境界を設定する第１及び第２の脆化領域（３．５、４．６）を形成するために、第１及び第２のソース基板（１、２）にイオン種を注入する工程と、剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板（９）を準備する工程と、第１及び第２の脆化領域（３．５、４．６）によって境界が設定された可撓性構造体（１３）を含む積層体（１２）を形成するように、可撓性基板（９）の第１及び第２の面上に第１及び第２の薄膜（３、４）をそれぞれ固定する工程−ここで、可撓性構造体（１３）は、第１及び第２の薄膜（３、４）の移動を可能にする補強効果を有する−と、第１及び第２の薄膜（３、４）を可撓性基板（９）上に移動させるための破砕用熱履歴を印加する工程とを備える。【選択図】図１
2013131760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶材料で構成された第１の薄膜（３）の境界を設定する第１の脆化領域（３．５）を形成するために、第１のソース基板（１）にイオン種を注入する工程と、
単結晶材料で構成された第２の薄膜（４）の境界を設定する第２の脆化領域（４．６）を形成するために、第２のソース基板（２）にイオン種を注入する工程と、
剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板（９）を準備する工程と、
前記第１の脆化領域（３．５）及び前記第２の脆化領域（４．６）によって境界が設定された可撓性構造体（１３）を含む積層体（１２）を形成するように、前記可撓性基板（９）の前記第１の面及び前記第２の面上に前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）をそれぞれ固定する工程−ここで、前記可撓性構造体（１３）は、前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）の移動を可能にする補強効果を有する−と、
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）を前記可撓性基板（９）上に移動させるための破砕用熱履歴を印加する工程とを備えていることを特徴とする可撓性構造体（１３）の製造方法。
【請求項２】
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）を固定する工程の前に、
前記第１の薄膜（３）上及び／又は前記可撓性基板の前記第１の面上に、少なくとも１層の一次補強膜（７）を形成する工程と、
前記第２の薄膜（４）上及び／又は前記可撓性基板の前記第２の面上に少なくとも１層の二次補強膜（８）を形成する工程とをさらに備え、
前記一次補強膜（７）と前記二次補強膜（８）の積層硬度は、前記剛性Ｒ以下であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記一次補強膜（７）の形成工程では、前記第１の薄膜（３）上に前記一次補強膜（７）を形成し、
前記二次補強膜（８）の形成工程では、前記第２の薄膜上に前記二次補強膜（８）を形成し、
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）を固定する工程は、
前記一次補強膜（７）と、前記可撓性基板（９）の前記第１の面との間に接着材料（１１ａ）からなる第１の層を形成する工程と、
前記二次補強膜（８）と、前記可撓性基板（９）の前記第２の面との間に接着材料（１１ｂ）からなる第２の層を形成する工程とを含んでおり、
前記接着材料（１１ａ、１１ｂ）は、ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢ、ポリイミド及び光感受性ポリマーのうちから選ばれた少なくとも１つの材料であることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記一次補強膜（７）の形成工程では、前記可撓性基板（９）の前記第１の面上に前記一次補強膜（７）を形成し、
前記二次補強膜（８）の形成工程では、前記可撓性基板（９）の前記第２の面上に前記二次補強膜（８）を形成し、
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）を固定する工程は、
前記一次補強膜（７）と前記第１の薄膜（３）とを直接接合する工程と、
前記二次補強膜（８）と前記第２の薄膜（４）とを直接接合する工程とを含んでいることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第１のソース基板（１）にイオン種を注入する工程、及び前記第２のソース基板（２）にイオン種を注入する工程では、それぞれ互いに異なるドーズ量でイオン種を注入することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記破砕用熱履歴を印加する工程は、
前記第１の薄膜（３）又は前記第２の薄膜（４）を前記可撓性基板（９）上に移動させることができるように第１の熱履歴を印加する第１の工程と、
前記第１の薄膜（３）又は前記第２の薄膜（４）の他方を前記可撓性基板（９）上に移動させることができるように追加的な第２の熱履歴を印加する第２の工程とを含んでいることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
移動された前記第１の薄膜（３）及び／又は移動された前記第２の薄膜（４）の自由面内又は自由面上に少なくとも１つのマイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程を行う工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記一次補強膜（７）と前記二次補強膜（８）とで相異なる膜厚を選択する工程を含んでいることを特徴とする請求項２〜７のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記一次補強膜（７）及び前記二次補強膜（８）は、０．１μｍ以上３０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上２０μｍ以下の膜厚を有するとともに１０ＧＰａ以上のヤング率を示し、好ましくはＳｉＯｘＮｙの式で表されるＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮ：Ｈ、ＳｉｘＮｙ、及びＡｌｘＯｙで表されるＡｌ２Ｏ３のうち少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項２〜８のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記可撓性基板（９）は、金属シート、ゴム重合体、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなガラス状ポリマーから選ばれた少なくとも１つの材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）の構成材料は、単結晶材料であり、例えば圧電材料、磁性材料、及びＳｉ、ＳｉＧｅなどのＩＶ族元素を有する材料、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｓＧａ又はＩｎＰなどのＩＩＩ族及びＶ族元素を有する材料である半導体材料から選ばれた材料であることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
中間構造体（１４）であって、その基部から表面までの間に、
脆化された第１のソース基板（１）の原板（５）に固定された第１の薄膜（３）、又は脆化された第２のソース基板（２）の原板（６）に固定された第２の薄膜（４）と、
原板（５）に固定された前記第１の薄膜（３）上の一次補強膜（７）、又は原板（６）に固定された前記第２の薄膜（４）上の二次補強膜と、
剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板（９）と、
前記一次補強膜（７）と前記二次補強膜（８）の積層硬度がＲ以下である、前記一次補強膜（７）又は前記二次補強膜（８）の他方と、
前記可撓性基板上に移動された前記第１の薄膜（３）又は前記第２の薄膜（４）の他方とを備え、
移動された前記第１の薄膜（３）又は前記第２の薄膜（４）の他方の膜厚は、５μｍ未満、好ましくは２．５μｍ未満であることを特徴とする中間構造体（１４）。
【請求項１３】
把持されるのに適しており、マイクロ工学、超小型電子工学、及び洗浄工程の少なくとも１つに適用され、請求項１２に記載の中間構造体（１４）から得られる可撓性構造体（１３）であって、その表面から基部までの間に、
膜厚が５μｍ未満の第１の薄膜（３）と、
一次補強膜（７）と、
剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板（９）と、
前記二次補強膜（８）と、
膜厚が５μｍ未満の第２の薄膜（４）とを備えており、
外部からの応力がない状態で、前記可撓性構造体（１３）の曲率半径は、２０ｃｍを超え、好ましくは５０ｃｍを超え、より好ましくは１ｍを超えていることを特徴とする可撓性構造体（１３）。
【請求項１４】
前記第１の薄膜（３）及び前記第２の薄膜（４）はシリコンを含んでおり、互いに同一の、０．０１μｍ以上２．５μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上１．５μ以下、より好ましくは０．１μｍ以上１μｍ以下の膜厚を有しており、
前記一次補強膜（７）及び前記二次補強膜（８）は、シリコン酸化物を含んでおり、互いに同一の、０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上６μｍ以下の膜厚を有しており、
前記可撓性基板（９）は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなガラス状ポリマーで構成され、１００μｍ以上２００μｍ以下の膜厚を有していることを特徴とする請求項１３に記載の可撓性構造体（１３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、マイクロ工学、超小型電子工学、及び洗浄工程の少なくとも１つに適用される、把持されるのに適した可撓性構造体の製造方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、中間構造体及び可撓性構造体に関する。この製造方法及び可撓性構造体は、とりわけＩＣカード、スマートテキスタイルといった可撓性技術、マイクロ工学、超小型電子工学、可撓性電子工学の分野に応用してもよいし、歪みゲージの製造に応用してもよい。
【背景技術】
【０００３】
可撓体技術の分野では、変形可能で弾性を有し、単結晶材料からなる厚さが例えば５μｍ未満の薄膜上、又は当該薄膜内に電子デバイスを形成することが必要となる。今のところ、単結晶材料の可撓性フィルムそれ自体がそれ程多くは入手できず、もしこれらのフィルムが存在し、あるいは支援なしに作製できるとしても、とりわけ超小型電子工学の標準的手法によって扱うには薄すぎる。当該フィルムは実際に、それ自身曲げられ易く、変形したり折れ曲がったりする傾向があり、このことが電子デバイスの製造での使用を難しくしている。
【０００４】
ポリマーや金属シートなど、既存の可撓性基板上に単結晶材料の薄膜を成長させることは、これらの基板が結晶材料を成長させるのに適した表面の種（seed）を有していないため、不可能である。
【０００５】
さらに、脆化したソース基板を用いるSmartCut（登録商標）技術によって可撓性基板上へ非常に薄い膜を移動させるのは困難である。時々、膜の一部分だけが移動されるにすぎない。これは、ソース基板内への注入によって形成された空洞の脆化が面又は部分に沿って進行するだけの剛性が可撓性基板にないためである、と説明できる。その空洞は、それから全方向に向かって、特に、剥離面又は領域に対して垂直な軸に沿って進行し、膜のブリスタリング（膨れ）が生じる。
【０００６】
他方で、補強用の膜を薄膜と可撓性基板との間に挿入することによって、単結晶材料からなるソース基板からポリマーなどで構成された可撓性基板上に薄膜を移動させることができる。もし得られた構造体が実際に可撓性を有していれば、その後の技術的プロセスで当該構造体を使用するのが困難になるかも知れない。当該構造体は、製造中に異なる膜内で保持された応力のため、一般的に室温で強い歪み（たわみ又はねじれ等）を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の１つは、この欠点を克服するため、単結晶材料からなる薄膜を含み、当該薄膜内又は薄膜上でマイクロ工学又は超小型電子工学の工程を実行することを可能にするように、内在的な（すなわち、外部からの応力がなく、室温の状態で）曲がりが小さくなっており、取り扱いやすい可撓性構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明の第１の局面によれば、可撓性構造体の製造方法は、
単結晶材料で構成された第１の薄膜の境界を設定する第１の脆化領域を形成するために、第１のソース基板にイオン種を注入する工程と、
単結晶材料で構成された第２の薄膜の境界を設定する第２の脆化領域を形成するために、第２のソース基板にイオン種を注入する工程と、
剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板を準備する工程と、
前記第１の脆化領域及び前記第２の脆化領域によって境界が設定された可撓性構造体を含む積層体を形成するように、前記可撓性基板の前記第１の面及び前記第２の面上に前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜をそれぞれ固定する工程−ここで、前記可撓性構造体は、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜の移動を可能にする補強効果を有する−と、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜を前記可撓性基板上に移動させるための破砕用熱履歴(fracture thermal budget)を印加する工程とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、自然曲率半径が２０ｃｍ以上、好ましくは５０ｃｍ以上、より好ましくは１ｍ以上の可撓性基板を得ることが可能となる。
【００１０】
この構造体は、もしさらに十分な寸法（典型的には数ｍｍ以上）有していれば、より扱い易くなる。標準的な基板の寸法の例は、直径にして１００ｍｍ又は２００ｍｍ程度である。この構造体は、把持されるのに適しており、マイクロ工学技術、超小型電子工学技術、及び洗浄工程の少なくとも１つを適用することが可能となっている。
【００１１】
剛性Ｒは、Ｒ＝ＥＨ３／１２（１−ν２）の式から算出してもよい。ここで、Ｅは可撓性基板の構成材料のヤング率（単位はＧＰａ）であり、Ｈは基板の高さ又は厚さ（単位はμｍ）に相当し、ν（ニュー）は基板材料のポアソン比（単位なし）に相当する。可撓性基板の曲げ剛性又は剛性は、例えば外部応力の印加に対して弾性変形できるように低くなっている。比較として、７２５μｍの膜厚を有し、ヤング率が約１３０ＧＰａで、弾性変形能力が極めて低い市販のシリコン基板の剛性は、４×１０９ＧＰａ・μｍ３のオーダーである。
【００１２】
円筒構造体の「曲率半径ρ」は、ｒ２／２Δの式によって求められる。ここで、ｒは当該構造体の半径を表し、Δ（デルタ）はこの構造体によって推定された曲がり（ｂｏｗ）であり、この構造体の表面の中心で測定された。例えば、５ｍｍの曲がりは、半径が１００ｍｍ（又は８インチ）の構造体では１ｍの曲率半径に相当する。
【００１３】
「自然曲率半径」の表現は、室温においていかなる外部応力も受けていないときの可撓性基板に固有の曲率半径を表す。
【００１４】
本明細書において、「可撓性構造体」とは、変形可能で、マイクロ工学又は超小型電子工学上の操作又は一旦形成されてからの使用等の際に印加される外部応力によって弾性的に変形しうるのに適した構造体を意味するものとする。
構造体の可撓性は、例えば機械的及び機能的に元のままの状態を維持しながら、曲率半径が２０ｃｍ以上、５０ｃｍや１ｍ以上に達してもよいことを保証する。可塑性の変形とは異なり、可撓性構造体の弾性変形は、例えばクラックの形成、膜厚の欠陥、圧縮、ブリスタリング、薄膜移動の際の分離又はデラミネーション（薄い膜に裂けること）によって薄膜の材料が損傷するのを防ぎ、製造工程中又は使用中に構造体材料の特性を維持させることができる。
【００１５】
さらに、第１の薄膜は可撓性基板の第１の面に固定され、第２の薄膜は第１の面とは逆の面である、可撓性基板の第２の面に固定される。
【００１６】
本明細書において、「第１の薄膜は可撓性基板の第１の面に固定され、第２の薄膜は可撓性基板の第２の面に固定される」とは、第１の薄膜及び第２の薄膜の露出面（すなわち、イオン種の注入が行われた表面）を、可撓性基板の第１の面及び第２の面上にそれぞれ固定することを意味する。
【００１７】
本明細書において、「薄膜の移動を可能にする補強効果（stiffening effect）」とは、積層された薄膜の補強によって得られる補強効果であって、可撓性基板の硬度が、ソース基板の表面に平行な脆化領域に空洞を発達させるのに十分であることによってもたらされる効果を意味する。この補強効果によって、特に、ブリスタリングを発生させることなく薄膜全体を可撓性基板上に移動させることが可能となる。
【００１８】
本明細書において、「熱履歴（thermalbudget）」とは、与えられた期間を通した熱処理の印加を意味する。
【００１９】
このようにして、可撓性基板上に薄膜を移動させて可撓性で弾性変形可能な構造体が得ることができる。さらに、その構造体の実質的に左右対称の配置は、取り扱いやすいこと、把持しやすいこと、相対的に曲率半径が大きいこと（すなわち、外部応力が印加されない状態で実質的に平坦な構造体が得られること）を確実にしており、技術的な工程を実施可能にしている。
【００２０】
一実施形態によれば、破砕用熱履歴の効果が完了するように、引張り応力、剪断応力、曲げ応力、ねじれ応力といった機械的応力を印加することにより、破砕用熱履歴の印加は補助されている。このようにして、破砕用熱履歴の温度又は時間を低減し、例えばポリマー内の可撓性基板が損傷を受けないようにすることができる。
【００２１】
本発明の別の製造方法は、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜を固定する工程の前に、
前記第１の薄膜上及び／又は前記可撓性基板の前記第１の面上に、少なくとも１層の一次補強膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜上及び／又は前記可撓性基板の前記第２の面上に少なくとも１層の二次補強膜を形成する工程とをさらに備え、
前記一次補強膜と前記二次補強膜の積層硬度は、前記剛性Ｒ以下である。
【００２２】
「補強膜」は、同じ膜厚の可撓性基板よりも高い剛性を有している膜を意味する。補強膜は、薄膜に隣接して配置される。このように、可撓性構造体は、可撓性基板、一次補強膜及び二次補強膜だけでなく、第１の薄膜及び第２の薄膜も備えている。後者（一次補強膜及び二次補強膜）は、破砕用熱履歴の印加中に、ソース基板の表面に対して実質的に平行な面に沿った脆化領域内での破砕を伝播させるために、薄膜及び支持基板によってもたらされる補強効果を完了させる。可撓性基板と同様に薄膜も、それら自身の剛性及び厚さに依存する補強効果にある程度関与する。付加的な補強膜は、薄膜及び可撓性基板で十分な補強効果が得られない場合にだけ必要とされる。
【００２３】
「一次補強膜」と「二次補強膜」とは似た機能を有している。ある実施形態によれば、これら一次補強膜及び二次補強膜もまた似ている。
【００２４】
このように、第１の一次補強膜と第２の一次補強膜とを直接接合させるために、第１の薄膜上に第１の一次補強膜を堆積し、可撓性基板の第１の面上に第２の一次補強膜を堆積することは可能である。これらの一次補強膜と二次補強膜との接合は、単層の一次補強膜の形成へとつながる。この直接接合により、薄膜の移動に有利な、より大きい接着エネルギーが与えられる。これらの堆積は、もちろん、独立して、あるいは第１及び第２の一次補強膜の役割を果たす第１の薄膜の固定に対する付帯物として、可撓性基板の第２の面上への第２の薄膜の固定にも利用できる。
【００２５】
補強膜は、異なる材料からなる複数の層で構成されていてもよい。
【００２６】
第１及び第２の補強膜の存在と関連する構造体の剛性の増加は、可撓性基板の剛性に対して小さくなければならない。これは、所望の可撓性を備えた構造体を得るためであり、剛性の増加は、可撓性支持体の剛性の５０％を超えないことが好ましく、あるいは可撓性支持体の剛性の２０％程度が好ましい。
【００２７】
一次補強膜及び二次補強膜は、堆積法によって形成されることが好ましい。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、可撓性構造体の製造方法は、前記第１の薄膜上に前記一次補強膜を形成する工程と、前記第２の薄膜上に前記二次補強膜を形成する工程とを備えており、
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜を固定する工程は、
前記一次補強膜と前記可撓性基板の前記第１の面との間に接着材料からなる第１の層を形成する工程と、
前記二次補強膜と前記可撓性基板の前記第２の面との間に接着材料からなる第２の層を形成する工程とを含んでおり、
前記接着材料は、補強膜と可撓性基板とを接着させるために、DVD-bis-BCB、ポリイミド及び光感受性ポリマーのうちから選ばれた少なくとも１つの材料になっている。この接着は、簡単に適用できる。接着材料の層を堆積する前に表面を高精度に平坦化したり、洗浄によって清浄化する必要はない。
【００２９】
破砕用熱履歴は、接着が可能となる熱圧着により行われることが好ましい。印加される圧力は、１０ｋＰａ程度であってもよい。
【００３０】
１つの可能性によれば、接着材料の層は、膜を互いに接触させる前、あるいはそれぞれの膜を可撓性基板に接触させる前の予備的な熱処理によって架橋される。それらが一旦接触すると、得られる接着エネルギーはかなり低くなる。
【００３１】
このことは、接着剤からなる第１及び第２での構造体の解体に役立ちうる。この解体は、特に、薄膜上に所望のデバイスを製造した後に役立てられる。
【００３２】
もう１つの可能性によれば、接着材料の層が、熱履歴の印加の間に架橋される。得られる結合エネルギーは、このように、より強い。この（強い）結合エネルギーはまた、可撓性構造体内で実質的な応力を生じさせる技術的な操作を可能にする。
【００３３】
また、可撓性基板の製造方法は、前記可撓性基板の前記第１の面上に前記一次補強膜を形成する工程と、
前記可撓性基板の前記第２の面上に前記二次補強膜を形成する工程とを備え、
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜を固定する工程は、
前記一次補強膜と前記第１の薄膜とを直接接合する工程と、
前記二次補強膜と前記第２の薄膜とを直接接合する工程とを含んでいる。
【００３４】
一実施形態によれば、第１のソース基板と第２のソース基板とは同じ材料で構成され、両ソース基板への注入工程は同じ条件下（イオン種、ドーズ量、エネルギー等）で実施され、第１の薄膜の移動及び第２の薄膜の移動は、破砕用（熱）履歴の印加の際に同時に起こるか、又は時間がずれて(time-shifted way)起こる。
【００３５】
別の実施形態において、前記第１のソース基板にイオン種を注入する工程、及び前記第２のソース基板にイオン種を注入する工程では、それぞれ互いに異なるドーズ量でイオン種を注入する。ここで、ソース基板に破砕を起こすために加えられる破砕用熱履歴は、特にイオン種のドーズ量に依存する。このように、両ソース基板に注入される不純物のドーズ量が異なる場合、特に注入される材料が同じ性質を持っているとき、それぞれの破砕は、継続期間及び／又は温度が異なる破砕用熱処理によって行われる。相異なる材料からなり、異なるドーズ量の不純物が注入されたソース基板を用いる場合、異なる熱履歴も必要になりうる。
【００３６】
本発明の適用の可能性によれば、前記破砕用熱履歴を印加する工程は、
前記第１の薄膜又は前記第２の薄膜を前記可撓性基板上に移動させることができるように第１の熱履歴を印加する第１の工程と、
前記第１の薄膜又は前記第２の薄膜の他方を前記可撓性基板上に移動させることができるように追加的な第２の熱履歴を印加する第２の工程とを含んでいる。
【００３７】
製造方法は、第１の熱履歴を印加する第１の工程と追加的な第２の熱履歴を印加する第２の工程との間に、移動された前記第１の薄膜又は移動された前記第２の薄膜の自由面内又は自由面上に少なくとも１つのマイクロ工学上又は超小型電子工学上の操作を行う工程を含んでいれば有利である。未移転の薄膜がまだ分離されていない、原板(negative）とも呼ばれる支持体の存在は、構造体にいくらかの剛性を与える。この剛性は特に、表面仕上げや研磨工程といった、可撓性構造体上及び移動された両薄膜上で実施するのが困難であろう工程の適用を可能にしうる。
【００３８】
１つの可能性によれば、少なくとも１つのマイクロ工学上又は超小型電子工学上の操作の適用は、少なくとも部分的に追加的な第２の熱履歴を提供する。この構成では、追加的な第２の熱履歴を大きく低減することができ、サイクルタイムの短縮及び製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
本発明の製造方法によれば、典型的には、移動された前記第１の薄膜及び／又は移動された前記第２の薄膜の自由面内又は自由面上にマイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程を行う工程を含む。この場合、膜の移動は、間に工学上の（技術的な）工程が実施された２つ工程で得られる。この移動により、最後に移動された膜上で行われる少なくとももう１つの他の技術的工程を減らすことができる。薄膜の移動が単一の工程によって得られる場合、その結果得られる構造体は、薄膜の両方又は一方を機能的にするため、あるいはそれらの方法を実施する、又は適用対象に使用することができるように、十分な曲率半径を有している。
【００４０】
本発明の別の例に係る製造方法は、一次補強膜及び二次補強膜を形成するための、ヤング率が異なる材料を選択する工程を備えている。このことにより、同じ構造体の補強膜材料が単一のものに限定されなくなる。
【００４１】
別の例において、第１のソース基板及び第２のソース基板にイオン種を注入する工程では、両ソース基板に対して異なるエネルギーでイオン注入する。この方法によれば、特に薄膜が同じ材料で構成されている場合、構造体の両側で互いに膜厚の異なる薄膜を設けることができる。薄膜が異なる材料で構成される場合でも、このイオン注入方法によって相異なる膜厚を有する薄膜を得ることができる。
【００４２】
第１の薄膜及び第２の薄膜の膜厚は、所望の用途に都合がよいため、５μｍ未満であることが好ましく、２．５μｍ未満であればより好ましい。
【００４３】
別の実施形態によれば、可撓性構造体にはいかなる補強膜も無く、薄膜の移動に適する補強効果を得るために、第１の薄膜及び第２の薄膜の膜厚は、１８μｍ未満である。一次補強膜及び二次補強膜について、異なる膜厚を選択する工程を含んでいれば、好ましい。これにより、薄膜の材料の性質、薄膜の膜厚及び／又は補強膜の材料によって生じる構造体内の応力のバランスを取ることができ、外部応力が無い室温において、大きい曲率半径を有する（実質的に平坦な）最終的な構造体を得ることができる。
【００４４】
１つの可能性によれば、注入工程では、水素、ホウ素、ヘリウム及び他のガスから選ばれた１又は複数のイオン種の注入を行う。共注入（特に、水素とヘリウム又は水素とホウ素）することで、破砕用熱履歴の温度を低減でき、それによって、可撓性基板（特に、ポリマーからなる場合）の材料が損傷を受けるのを防ぐことができる、ということが分かっている。
【００４５】
一次補強膜及び二次補強膜の膜厚は、０．１μｍ以上３０μｍ以下であると好ましく、０．５μｍ以上２０μｍ以下であればより好ましい。一次補強膜及び二次補強膜は、１０ＧＰａ以上のヤング率を示し、好ましくは最終的な可撓性構造体の剛性が高くなりすぎないように、ＳｉＯｘＮｙの式で表されるＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮ：Ｈ、ＳｉｘＮｙ、及びＡｌｘＯｙで表されるＡｌ２Ｏ３のうち少なくとも１つの材料で構成されていることが好ましい。
【００４６】
ＳｉｘＮｙは、式０．２＜（y/x）＜１．４によって定義される。
【００４７】
可能な一実施形態によれば、可撓性構造体に期待される可撓性を得るために、可撓性基板は金属シート、ゴム重合体、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなガラス状ポリマーから選ばれた少なくとも１つの材料で構成されている。
【００４８】
例えば、金属シートは、その膜厚が数μｍ〜５０μｍの範囲にあればよく、約１０ＧＰａと１００ＭＰａとの間の範囲のヤング率を有するガラス状ポリマーは、一例として、５０μｍ〜２００μｍ程度の膜厚を有していてもよい。０．１ＭＰａと２０ＭＰａの間の範囲のヤング率を有するゴム重合体は、一例として、５０μｍと２０００μｍとの間の範囲の膜厚を有していてもよい。
【００４９】
第１の薄膜及び第２の薄膜の構成材料は単結晶材料であり、例えば圧電材料、磁性材料、及びＳｉ、ＳｉＧｅなどのＩＶ族元素を有する材料、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｓＧａ又はＩｎＰなどのＩＩＩ族及びＶ族元素を有する材料である半導体材料から選ばれた材料である。これは、Ｇａ、Ｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ又はＡｓのようなＩＩＩ族及びＶ族元素を含む二元、三元、四元混晶であってもよい。
【００５０】
実施形態によれば、第１の薄膜と第２の薄膜は、同じ性質を有していてもよいし、異なる性質を有していてもよい。
【００５１】
１つの可能性によれば、第１の薄膜及び第２の薄膜は、単一材料又は複数の材料で構成されていてもよい。
【００５２】
本発明の第２の局面によれば、中間構造体であって、その基部から表面までの間に、
脆化された第１のソース基板の原板に固定された第１の薄膜、又は脆化された第２のソース基板の原板に固定された第２の薄膜と、
原板に固定された前記第１の薄膜上の一次補強膜、又は原板に固定された前記第２の薄膜上の二次補強膜と、
剛性Ｒが１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板と、
前記一次補強膜と前記二次補強膜の積層剛性がＲ以下であるとき、前記一次補強膜又は前記二次補強膜の他方と、
前記可撓性基板上に移動された前記第１の薄膜又は前記第２の薄膜の他方とを備え、
移動された前記第１の薄膜又は前記第２の薄膜の他方の膜厚は、５μｍ未満、好ましくは２．５μｍ未満である。
【００５３】
本明細書において「移動(transfer)」の語は、イオン種の注入によって得られた脆化領域でソース基板を破砕して、ソース基板の原板が移動によって可撓性基板に固定される薄膜と区別されるようにする動作を意味する。
【００５４】
本明細書において「移動された（第１又は第２の）薄膜」とは、イオン種の注入によって得られた脆化領域でソース基板の原板から引き離され、又は分離され、可撓性基板に固定された膜を意味する。脆化領域は全体的に平坦で注入されたソース基板の表面に平行に広がる。
【００５５】
この中間構造体は、把持及び取り扱いされやすく、可撓性基板の存在により可撓性を有している。この中間構造体は、移動された薄膜の表面仕上げを支持するのに十分な剛性を残している。
【００５６】
別の実施形態において、可撓性基板の剛性Ｒが７×１０６ＧＰａ・μｍ３未満であれば、有利である。
【００５７】
本発明の第３の局面に係る可撓性構造体は、把持されるのに適しており、マイクロ工学、超小型電子工学、及び洗浄工程の少なくとも１つに適用され、上述した中間構造体から得られる可撓性構造体であって、その表面から基部までの間に、
膜厚が５μｍ未満の第１の薄膜と、
一次補強膜と、
剛性が１０７ＧＰａ・μｍ３以下の可撓性基板と、
前記二次補強膜と、
膜厚が５μｍ未満の第２の薄膜とを備えており、
外部からの応力がない状態で、前記可撓性構造体の曲率半径は、２０ｃｍを超え、好ましくは５０ｃｍを超え、より好ましくは１ｍを超えている。
【００５８】
この構成によれば、自発変形が小さい一方で、可撓性構造体の取り扱いやすさを保証することができる。可撓性構造体は、目的とする用途に応じて弾性変形することが好ましい。
【００５９】
特定の実施形態によれば、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜の構成材料は、単結晶材料であり、例えば圧電材料、磁性材料、及びＳｉ、ＳｉＧｅなどのＩＶ族元素を有する材料、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｓＧａ又はＩｎＰなどのＩＩＩ族及びＶ族元素を有する材料である半導体材料から選ばれた材料であり、薄膜の膜厚は、１０ｎｍ〜５μｍ程度の範囲にあり、
ＳｉＯｘＮｙの式で表されるＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮ：Ｈ、ＳｉｘＮｙ、及びＡｌｘＯｙで表されるＡｌ２Ｏ３のうち少なくとも１つで構成され、０．１μｍ以上３０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上２０μｍ以下の膜厚を有する前記一次補強膜及び前記二次補強膜と、
金属シート、ゴム重合体及びガラス状ポリマーから選ばれた可撓性基板とを備えている。
【００６０】
第１の薄膜及び第２の薄膜の構成材料はＧａ、Ｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ又はＡｓなどのＩＩＩ族−Ｖ族元素を有する二元、三元、又は四元混晶であってもよい。
【００６１】
好ましくは、可撓性構造体は、シリコンを含んでおり、互いに同一の、０．０１μｍ以上２．５μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上１．５μ以下、より好ましくは０．１μｍ以上１μｍ以下の膜厚を有する第１の薄膜及び第２の薄膜と、
シリコン酸化物を含んでおり、互いに同一の、０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上６μｍ以下の膜厚を有している一次補強膜及び二次補強膜と、
Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなガラス状ポリマーで構成され、１００μｍ以上２００μｍ以下の膜厚を有している可撓性基板とを備えている。
【００６２】
他の局面において、本発明の目的及び利点は、非限定的な例として挙げられ、添付された図面に参照された以下の５つの実施形態の説明を読むことで明らかになる。図は読みやすくするためのものであり、図示された要素の全ての縮尺を観察する必要はない。ソース基板中の点線は、第１及び第２の脆化領域を表している。脆化領域は全体的に平坦で、ソース基板のイオン注入された表面に平行に広がっている。後に続く詳細な説明では、単純化するために、異なる実施形態での同一、類似又は均等な要素について同じ参照符号を付すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る可撓性構造体の製造方法での工程を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る可撓性構造体の製造方法での工程を示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第３の実施形態に係る可撓性構造体の製造方法での工程を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る可撓性構造体の製造方法での工程を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実施形態に係る可撓性構造体の製造方法での工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
（第１の実施形態）
図１（ａ）に示すように、この方法は、膜厚が約７２５μｍの単結晶シリコンからなるバルクソース基板に適用される。第１のソース基板１の脆化領域（３．５）及び第２のソース基板２の脆化領域（４．６）は、ホウ素と水素の２種類のイオン種を注入することで得られる。この注入は、一般に共注入と呼ばれ、両ソース基板１、２共に同じ条件下で実施される。イオン注入は、ホウ素（Ｂ）イオンのドーズ量が１×１０１５Ｂ／ｃｍ２で、水素イオンのドーズ量が４×１０１６Ｈ／ｃｍ２で、ホウ素イオンと水素イオンの注入エネルギーはそれぞれ８０ｋｅＶ、２７ｋｅＶである。これにより、ソース基板１に第１の薄膜３及び原板５の範囲を設定し、ソース基板２に第２の薄膜４及び原板６の範囲を設定する。このホウ素と水素の共注入は、シリコン薄膜を移動するために印加される熱履歴の温度を低減するのに特に効果的である。この方法で、特に可撓性基板がポリマーを含む場合には、可撓性基板１、２内に損傷が生じないように十分に温度を低くすることが好ましい。
【００６５】
図１（ｂ）に示すように、ＳｉＯ２からなる一次補強膜７及び二次補強膜８は、膜厚が３μｍのオーダーに達するまで第１の薄膜３上及び第２の薄膜４上にＣＶＤなどの化学気相成長技術によって堆積される。補強膜７、８の堆積は、ソース基板１、２を破砕しないように約２５０℃で行われる。それにも関らず、堆積工程では、予備的な熱履歴を行って、熱履歴の期間の短縮及び温度の低減を可能にできる。熱履歴によっていかなる破砕も起こさない限りにおいて、補強膜７、８の堆積に他の方法を用いてもよい。
【００６６】
図１（ｃ）に示すように、第１及び第２の薄膜３、４に固定するための、膜厚が１２５μｍのＫａｐｔｏｎ（登録商標）タイプのポリマーからなる可撓性基板９を用意する。遠心コーティング又は「スピンコーティング」の名称で当業者によく知られているスピンオン堆積法によって可撓性基板９の第１の面上及び第２の面上にそれぞれＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢからなる接着材料１１ａ、１１ｂの層（第１の層及び第２の層）を堆積する。これに代えて、接着材料１１ａの第１の層及び接着材料１１ｂの第２の層は、一次補強膜７及び二次補強膜８の自由面上にそれぞれ堆積されていてもよい。接着材料１１ａ、１１ｂからなる層の膜厚は、例えば５μｍ〜１０μｍ以上までの範囲で変更できる。
【００６７】
それから、図１（ｄ）に示すように、一次補強膜７で覆われた第１の薄膜３を可撓性基板９の第１の面に接触させるとともに、二次補強膜８で覆われた第２の薄膜４を可撓性基板９の第２の面に接触させる。これによって得られた積層体１２は接着を得るための熱圧着装置（図示せず）の一部内に配置される。圧力は１０ｋＰａのオーダーとし、温度を３００℃にして１時間４５分程度処理を行う。熱圧着はまた、破砕用熱履歴を提供するとともに、ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢで構成された接着材料１１ａ、１１ｂからなる層の架橋を誘発する。
【００６８】
図１（ｅ）に示すように、膜厚が約０．３５μｍの薄膜３、４は、可撓性構造体１３を形成できるように、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）からなる可撓性基板９上へと移動される。膜厚が１２５μｍのポリマー基板（可撓性基板９）は、１．５×１０６ＧＰａ・μｍ３以下の剛性Ｒをもたらす。一次補強膜７及び二次補強膜８の剛性は、脆化領域で鋭く、実質的に平坦な破砕を得るために空洞（キャビティ）の適切な進展を保証する。この脆化領域は、可撓性基板９単体では得られない。しかしながら、共にＳｉＯ２からなる一次補強膜７及び二次補強膜８の膜厚は、両補強膜が可撓性基板９の剛性Ｒ以下の積層剛性を残すように選定される。これにより、可撓性構造体１３及び単結晶シリコンからなる薄膜３、４に所望の可撓性を与えることができる。得られた可撓性構造体１３は、把持及び取り扱いが容易のままであるのにも関わらず、外部応力の存在下で実際に弾性的に変形可能である。その上、可撓性構造体１３が左右対称であれば、例えば材料の堆積中の条件に関して、温度変化がある場合の材料の熱膨張係数（ＴＥＣｓ）の違いによる影響などの、製造時に生じる応力のバランスを取ることができる。本発明の範囲内で、得られた可撓性構造体１３は可撓性基板と比較して実質的に左右対称の応力を有しており、結果として、例えば直径が２００ｍｍであるのに対し曲がりが３ｍｍであり、非常に大きな曲率半径又は非常に小さい曲がり(ｂｏｗ)を保持している。可撓性構造体１３はそれ故、取り扱いやすくマイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程を実施するのに適している。
【００６９】
図示しない可能性では、ソース基板１、２の各原板５、６は再使用可能であり、新たな膜移動のためにリサイクルすることができる。
【００７０】
図示しない代替例によれば、可撓性基板が直接接合を許容できる場合、補強膜と可撓性基板との直接接合を進めることも可能である。この場合、組み立てが行われる面は、表面粗さや親水性／疎水性などの点について接合に適するように適切な準備が施されてもよい。
【００７１】
（第２の実施形態）
図２（ａ）に示すように、第２の実施形態に係る製造方法では、シリコンからなる両ソース基板１、２に対して同様の方法でホウ素イオンと水素イオンをそれぞれ共注入する。ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ２５０ｋｅＶ、７０ｋｅＶとする。本実施形態の方法では、第１の実施形態の方法に比べて注入エネルギーが大きく、薄膜３、４の膜厚も大きくなっている。
【００７２】
次に、図２（ｂ）に示すように、先に使用されたのと同じＫａｐｔｏｎ（登録商標）タイプの材料からなる可撓性基板９の第１の面上及び第２の面上に２５０℃のオーダーの温度でのＣＶＤによって、ＳｉＯ２からなる一次補強膜７及び二次補強膜８を堆積する。堆積温度が可撓性基板９が損傷しうる温度を超えない限りにおいて、補強膜７、８の堆積に他の方法を用いてもよい。一次補強膜７と二次補強膜８の膜厚は互いに同じであり、例えば４μｍ〜６μｍまでの間で適宜変更可能である。
【００７３】
図２（ｃ）に代替的に示すように、接着材料１１ａからなる第１の層は、一次補強膜７の露出面上に堆積されてから架橋の前にソース基板１の脆化領域に接触され、接着材料１１ｂからなる第２の層は、二次補強膜８の露出面上に堆積されてから架橋の前にソース基板２の脆化領域に接触される。これらの接着剤層の膜厚は、破砕用の熱履歴を印加する間に補強効果を得るための圧密状態にできるように設定されるべきである。例えば、接着剤層の膜厚は、０．１μｍであってもよい。これについて、出願番号ＦＲ／１０／５４９６９のフランス国特許出願の教示を参照することができ、異なるモデルにおいて破砕を得るために要求される補強効果の適用について、当該出願の内容は本出願の一部として考慮されるべきである。
【００７４】
次に、図２（ｄ）に示すように、得られた積層体１２は、熱圧着装置の一部内に取り付けられ、温度が２５０℃、圧力が１０ｋＰａのオーダーの下で、破砕用熱履歴に達するために約１４時間の処理を行う。
【００７５】
次に、図２（ｅ）に示すように、自然状態での曲率半径が１ｍより大きい可撓性構造体１３を得るために、共に約０．６８μｍの膜厚を有する第１の薄膜３及び第２の薄膜４は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）からなる可撓性基板９上へと移動される。この可撓性構造体１３は、先に説明したのと同様の理由で、取り扱いやすく、マイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程を実施するのに適している。
【００７６】
接着面を接触させる前の、接着材料１１ａ、１１ｂからなる層の架橋は、接着面の接触後に架橋を実施する場合に比べて実質的な接着エネルギーの低減につながる。このことは、例えば機能化した後で薄膜を分離したり、他の基板上に薄膜を移動させるために可撓性構造体１３の解体を望む場合に、役立ちうる。
【００７７】
（第３の実施形態）
図３（ａ）に示すように、本発明の第３の実施形態に係る製造方法では、共にシリコンからなる第１のソース基板１と第２のソース基板２とで共注入されるホウ素イオン及び水素イオンのドーズ量を互いに異なるようにする。第１のソース基板１に対しては、ホウ素（Ｂ）イオンのドーズ量が１×１０１５Ｂ／ｃｍ２で、水素イオンのドーズ量が４×１０１６Ｈ／ｃｍ２で、ホウ素イオンと水素イオンの注入エネルギーはそれぞれ８０ｋｅＶ、２７ｋｅＶとする。第２のソース基板２に対しては、ホウ素イオンのドーズ量が１×１０１５Ｂ／ｃｍ２で、水素イオンのドーズ量が３×１０１６Ｈ／ｃｍ２で、ホウ素イオンと水素イオンの注入エネルギーはそれぞれ８０ｋｅＶ、２７ｋｅＶとする。注入される不純物のドーズ量は破砕用熱履歴に直接影響を及ぼすので、第１の薄膜３及び第２の薄膜４の両薄膜は、相異なる２つの熱履歴によって破砕及び移動がなされてもよい。
【００７８】
次に、図３（ｂ）に示すように、約２５０℃の条件でのＣＶＤにより第１の薄膜３上にＳｉＯ２からなる第１の補強膜７を堆積するとともに、第２の薄膜４上にＳｉＯ２からなる第２の補強膜８を堆積する。ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢなどの接着材料１１ａ、１１ｂからなる第１の層及び第２の層は、補強膜７、８の露出面上にそれぞれ堆積される。
【００７９】
次に、図３（ｃ）に示すように、共に脆化された第１のソース基板１及び第２のソース基板２は、ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢの架橋前にＫａｐｔｏｎ（登録商標）からなる可撓性基板９にそれぞれ接触される。
【００８０】
次いで、図３（ｄ）に示すように、得られた積層体１２は、熱圧着装置の一部内に置かれ、温度３００℃、圧力１０ｋＰａの条件で約１時間４５分の第１の熱履歴が印加される。
【００８１】
次に、図３（ｅ）に示すように、第１の熱履歴によって、膜厚がほぼ０．３５μｍの第１の薄膜３を単独で移動させることで、中間構造体１４を得ることができる。そうして、最終的な可撓性構造体１３上に原板６が未だ固定された中間構造体１４上で、例えば単結晶からなる第１の薄膜３に対して表面仕上げや研磨処理、あるいはその他のマイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程をより容易に適用することが可能となる。
【００８２】
次に、図３（ｆ）に示すように、３００℃の温度下で１８時間の第２の熱履歴が中間構造体１４に印加される。この結果、膜厚がほぼ０．３５μｍの第２の薄膜４が移動され、取り扱いが容易で自然状態での曲率半径が１ｍより大きい可撓性構造体１３が形成される。
【００８３】
（第４の実施形態）
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、第４の実施形態に係る製造方法では、第１の薄膜３と一次補強膜７、及び第２の薄膜４と二次補強膜８とをそれぞれ直接接合する。
【００８４】
まず、図４（ａ）に示すように、シリコンからなる両ソース基板１、２に対して同様の方法でホウ素イオンと水素イオンをそれぞれ共注入する。ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ２５０ｋｅＶ、７０ｋｅＶとする。
【００８５】
次に、図４（ｂ）に示すように、先に使用されたのと同じＫａｐｔｏｎ（登録商標）タイプの材料からなる可撓性基板９の第１の面上及び第２の面上に２５０℃のオーダーの温度でのＣＶＤによって、ＳｉＯ２からなる一次補強膜７及び二次補強膜８を堆積する。
【００８６】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１の薄膜３の表面と第１の補強膜７の表面、及び第２の薄膜４の表面と第２の補強膜８の表面とをそれぞれ直接接合するために、これらの表面に対し、表面粗さや親水性／疎水性などの点で準備が施される。
【００８７】
次いで、図４（ｄ）に示すように、これらの準備された表面は、固定のために接触させられる。次に、得られた積層体１２に対し、２５０℃、１４時間の条件で熱履歴を印加する。
【００８８】
次いで、図４（ｅ）に示すように、自然状態での曲率半径が１ｍより大きい可撓性構造体１３を得るために、共に約０．６８μｍの膜厚を有する第１の薄膜３及び第２の薄膜４は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）からなる可撓性基板９上へと移動される。この可撓性構造体１３は、先に説明したのと同様の理由で、取り扱いやすく、マイクロ工学上又は超小型電子工学上の工程を実施するのに適している。
【００８９】
（第５の実施形態）
図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、第５の実施形態に係る製造方法では、いかなる補強膜も設けずに可撓性構造体１３が作製される。薄膜の移動に適した可撓性構造体１３の補強効果は、可撓性基板９及び薄膜３、４の材料選定と、結果的に薄膜の膜厚を材料に適合するようにすることにより得られる。
【００９０】
まず、図５（ａ）に示すように、本実施形態の方法は、単結晶シリコンからなる２つのバルクソース基板１、２に適用される。第１及び第２のソース基板１、２における脆化領域３．５、４．６は、約１５μｍの深さで形成される。薄膜３、４の範囲は脆化領域３．５、４．６によって設定され、破砕のために要求される補強効果を得るのに十分な剛性を薄膜自体が有している。そのような膜は、例えば５００ｋｅＶを超える（例えば１ＭｅＶオーダー）注入エネルギーで水素を注入することにより得られる。
【００９１】
図５（ｂ）に示すように、可撓性基板９は例えば膜厚が１５μｍの可撓性金属シートで構成され、第１の薄膜３及び第２の薄膜４を固定するために設けられる。金属シートの使用は、大多数のポリマーに比べてより高温に耐えることができるので、熱履歴の温度をより高くすることができる、という利点をもたらす。
【００９２】
それから、図５（ｃ）に示すように、第１及び第２の薄膜３、４を可撓性基板９の第１の面及び第２の面にそれぞれ接着させる。次いで、積層体１２は、破砕のために４５０℃以上５００℃以下のオーダーの温度で処理される。
【００９３】
次に、図５（ｄ）に示すように、可撓性構造体１３を形成するために、第１の薄膜３及び第２の薄膜４は可撓性基板９上へと移動される。薄膜３、４及び可撓性基板９の各剛性は、可撓性基板９単独では得られない脆化領域３．５、４．６において鋭く、実質的に平坦な破砕を行うための空洞（cavity）の良好な進展を保証する。得られた可撓性構造体１３は実質的に平坦で、把持及び取り扱いが容易のままであるのにも関わらず、外部応力の存在下で弾性的に変形可能である。
【００９４】
（上述の実施形態の他）図示しない代替的な例によれば、一次補強膜及び二次補強膜の構成材料の性質は、可撓性基板のそれぞれの面上で異なっていてもよい。種々の応力（堆積条件に関する応力、可撓性構造体を構成する材料の熱膨張係数の違いによる応力）及び種々のヤング率を考慮に入れて、適合しやすくするために、もし必要であれば標準的な力学の教科書の助力を得て、可撓性支持体の各面でそれぞれ匹敵する影響が得られるように、補強膜の膜厚を設定してもよい。
これによって、外部応力がない室温の状態で平面的に変形する、又はほとんど変形しない最終的な可撓性構造体を得ることができる。続いて行われる技術的操作において扱い易い可撓性基板を有しているので、得られた構造体は可撓性を有している。図示しない例において、この方法は、単結晶シリコンからなる２つのバルクソース基板に適用される。第１及び第２のソース基板の脆化平面は、ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ２５０ｋｅＶ、７０ｋｅＶとしたホウ素と水素の共注入によって得られる。シリコン酸化物（ＳｉＯ２）及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）でそれぞれ構成される一次補強膜及び二次補強膜は、７μｍオーダー及び２μｍオーダーの膜厚でそれぞれ堆積される。シリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）は、一般的に式：０．２＜（y/x）＜１．４によって定義される。
【００９５】
補強膜の堆積は、３００℃の温度下、ソース基板上で当該補強膜が応力を受けないように実行される。
【００９６】
第１及び第２の薄膜３、４に固定するための、膜厚が１２５μｍのＫａｐｔｏｎ（登録商標）タイプのポリマーからなる可撓性基板が設けられる。ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢからなる接着材料の第１及び第２の層は、スピンコーティング又はスピンオン堆積法によって各補強膜上にそれぞれ堆積される。これに代えて、接着材料の第１の層及び接着材料の第２の層はまた、可撓性基板の表面の少なくとも１つの上に堆積されてもよい。接着材料からなる層の膜厚は、例えば０．１μｍから１０μｍより大きい範囲で変更してもよい。
【００９７】
第１の薄膜及び第２の薄膜は、一次補強膜及び二次補強膜で覆われ、それから可撓性基板の第１及び第２の面にそれぞれ接触される。
【００９８】
それから、積層体は接着を得るために、圧力を１０ｋＰａのオーダーとし、温度を３００℃にして１時間４５分程度処理される。
【００９９】
膜厚が約０．６５μｍの薄膜は、可撓性構造体を形成できるようにＫａｐｔｏｎ（登録商標）からなる可撓性基板上へ移動される。この際、補強膜は薄膜と可撓性基板との間の中間位置に存在する。
【０１００】
得られた可撓性構造体の曲がり(ｂｏｗ)は、非常に小さく、例えば、可撓性構造体の直径が２００ｍｍになるように５ｍｍ未満となっている。
【０１０１】
別の例に係る製造方法では、一次補強用の酸化膜の膜厚が小さく、約６．７５μｍとなっており、得られた可撓性構造体の曲がりが数百μｍのオーダーであることを除き、上述した全てのパラメータは保持されている。
【０１０２】
さらに、第１のソース基板と第２のソース基板とは互いに異なるエネルギーでイオン注入されていてもよい。特に、注入エネルギーはより大きくても小さくてもよく、第１の薄膜と第２の薄膜の膜厚に違いに対応させることができる。用いられる材料のヤング率、及び薄膜の膜厚の差異を考慮して、適用されるべき補強膜の膜厚の差異を推量することができる。例えば、この方法は単結晶シリコンからなる２つのバルクソース基板に適用される。第１のソース基板内へのイオン注入は、ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ２５０ｋｅＶ、７０ｋｅＶとする共注入によってなされる。第２のソース基板内へのイオン注入は、ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ８０ｋｅＶ、２７ｋｅＶとする共注入によってなされる。
【０１０３】
第１の薄膜上に堆積される一次補強膜はシリコン酸化物（ＳｉＯ２）で構成され、６．５μｍオーダーの膜厚を有している。第２の薄膜上に堆積される二次補強膜はシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）で構成され、２μｍオーダーの膜厚を有している。
【０１０４】
ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢからなる接着材料の第１及び第２の層は、可撓性基板の第１の面及び第２の面に接触される前に各補強膜上にそれぞれ堆積される。
【０１０５】
それから、３００℃の温度で圧力を１０ｋＰａとした状態で、１時間４５分構造体の処理をする。
【０１０６】
膜厚が約０．６５μｍの第１の薄膜は、膜厚が約０．３５μｍの第２の薄膜は、可撓性のＫａｐｔｏｎ（登録商標）基板上に移動され、曲がりが非常に小さい可撓性構造体が形成される。この曲がりは、直径が２００ｍｍの可撓性構造体を形成するため３ｍｍ未満となっている。
【０１０７】
代替例に係る製造方法では、シリコンからなる第１のソース基板に、ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ８０ｋｅＶ、２７ｋｅＶとして共注入を行う。また、シリコンからなる第２のソース基板に、ホウ素イオンと水素イオンのドーズ量をそれぞれ１×１０１５Ｂ／ｃｍ２、４×１０１６Ｈ／ｃｍ２とし、注入エネルギーをそれぞれ２５０ｋｅＶ、７０ｋｅＶとして共注入を行う。
【０１０８】
この例では、第１の薄膜上に膜厚が７．２５μｍのシリコン酸化物からなる一次補強膜が堆積される。第２の薄膜上に膜厚が２μｍの二次補強膜が堆積される。可撓性支持体はＫａｐｔｏｎ（登録商標）で構成され、膜厚は１２５μｍである。先に記載したその他のパラメータは、保持される。
【０１０９】
移動された第１の薄膜の膜厚は約０．３５μｍとより小さくなっており、第２の薄膜の膜厚は約０．６５μｍとなっている。得られた可撓性構造体における曲がりは、数百μｍのオーダーである。
【０１１０】
これと同じ原理によって、可撓性基板のいずれか一方の面（サイド）と他方の面とで単結晶薄膜の材料が異なっており、そのため、薄膜が異なった剛性を有し、構造体で異なった変形が誘導されてもよい。移動されることになる薄膜材料の剛性の差異だけでなく、ヤング率の差異を考慮に入れることにより、適用されるべき補強膜の膜厚の差異を推量することができる。例えば、もし第１の薄膜の剛性が第２の薄膜の剛性よりも小さいとすると、応力のバランスを取るために、一次補強膜の膜厚は、二次補強膜の膜厚よりも大きくされる。
【０１１１】
図示しない代替例においてはまた、可撓性基板の一方の面上（の第１の層）と他方の面上（の第２の層）とで接着材料の性質を異なるものとすることができる。ゴム重合体で形成された接着剤は、可撓性構造体の剛性にいかなる影響も与えずに（構造体に）残る。一方で、可撓性構造体上で誘発される応力がもはや左右対称でないなら、これらの接着剤は構造体の平坦度に影響を与える。当業者はこのことを考慮しなければならず、接着剤の選択と対称性を維持するための膜厚に基づいた決定により必要なことをしなければならない。
【０１１２】
別の図示しない代替例において、第１のソース基板及び第２のソース基板は、多様な性質で、別の材料からなるシード支持基板上にエピタキシーにより堆積される単結晶薄膜を有する複合材料を含んでいてもよい。
【０１１３】
もちろん、第１の補強膜と第２の補強膜は、２つの連続する工程で実施されてもよい。これと同様の方法で、直接接着又は接着性の膜を介して両薄膜を可撓性基板に固定するための工程はまた、２つの連続する工程で実施されてもよい。
【０１１４】
本発明の図示しない他の代替例に係る方法はまた、第１の薄膜上に一次補強膜を堆積し、可撓性基板の第２の面上又は逆の面上に二次補強膜を堆積してもよい。
【０１１５】
さらに、第２の薄膜の、可撓性基板の第２の面上への固定が直接接合によってなされてもよいのに対し、第１の薄膜の、可撓性基板の第１の面上への固定には接着が適用されてもよい。
【０１１６】
図示しない代替例によれば、注入エネルギーが２５ｋｅＶ、ドーズ量が１×１０１７Ｈ／ｃｍ２であるシリコンへの水素単独でのイオン注入を行うことにより、２５０℃、１５時間の条件で破砕を生じさせることが可能となる。図示しない、別のさらなる代替例によれば、シリコンへのヘリウム及び水素の共注入は、３００℃、２０時間の条件で破砕を生じさせる。ここで、ヘリウムイオンは注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量４×１０１６Ｈｅ／ｃｍ２の条件で注入され、水素イオンは注入エネルギー３２ｋｅＶ、ドーズ量４×１０１６Ｈ／ｃｍ２の条件で注入される。これらの条件によれば、低温の熱履歴での破砕を可能にすることができ、可撓性基板に適合させることができる。また、ここでは、水素とホウ素とを共注入する場合と同様の方法をとることができる。
【０１１７】
本発明は、例として上述した実施形態に限定されるものではなく、全ての技術的均等物及び代替手段、実施形態の組み合わせを明白に含む。
【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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