機能性薄膜の転写方法

発明者： , , , , , ,
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：加藤一男
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2001-109369
公開番号（公開出願番号）：特開2002-305334
出願日： 2001年04月09日
公開日（公表日）： 2002年10月18日
要約：

【要約】【課題】分離層を用いた基板を用いることで、機能性薄膜構造と分離層の界面で容易かつ完全に剥離させ、欠陥の少ない機能性薄膜を得る方法である。【解決手段】第1基板1上に形成した機能性薄膜4を第2基板8上に転写する転写方法において、第1基板1上に金属窒化物層を含む分離層2を形成し、引き続いて分離層2上に、直接、酸素を含む機能性薄膜構造3、4、5を形成し、機能性薄膜構造3、4、5上に第2基板8を設け、加熱により機能性薄膜構造3、4、5側の分離層2を酸化して酸化層12を形成し、酸化層12と機能性薄膜構造3、4、5との界面で剥離して第1基板1上に形成した機能性薄膜構造3、4、5を第2基板8上に転写する。

請求項（抜粋）：

第1基板上に形成した機能性薄膜を第2基板上に転写する機能性薄膜の転写方法において、(1)第1基板上に金属窒化物層を含む分離層を形成する第1の工程と、(2)前記第1の工程に引き続いて前記分離層上に、直接、酸素を含む機能性薄膜構造を形成する第2の工程と、(3)前記機能性薄膜構造上に前記第2基板を設ける第3の工程と、(4)少なくとも前記第1基板を加熱して機能性薄膜構造側の分離層を酸化して酸化層を形成する第4の工程と、(5)前記酸化層と機能性薄膜構造との界面で剥離して前記第1基板上に形成した機能性薄膜構造を前記第2基板上に転写する第5の工程と、を有することを特徴とする機能性薄膜の転写方法。【請求項2】前記第1基板が、劈開面の形成された酸化物単結晶基板、または表面に酸化膜或いは窒化膜を形成してあるSiウエハであることを特徴とする請求項1記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項3】前記分離層がTi、V、Ta、Nb、Zr、Cr、Wのうち少なくとも1つを含む金属窒化物であることを特徴とする請求項1または2記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項4】前記分離層が2層よりなり、前記第1基板上に第1層として金属層を形成し、該金属層上に金属窒化物層よりなる第2層を形成することを特徴とする請求項1または記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項5】前記金属層がTi、Ta、Crのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項4記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項6】前記金属窒化物層がTi、V、Ta、Nb、Zr、Cr、Wのうち少なくとも1つを含む金属窒化物層であることを特徴とする請求項4または5記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項7】前記分離層の厚さが100nm乃至500nmの範囲であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項8】前記分離層がTi層及び/又はTiN層よりなり、その厚さが200nm乃至500nmの範囲であることを特徴とする請求項7記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項9】前記機能性薄膜構造が、少なくとも第1電極と、圧電性、焦電性、強誘電性、超伝導性、ないし磁性薄膜よりなり、該薄膜がイオン結合の酸素を有することを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項10】前記第1電極がPt、Au、Pd、Ir、Rh、Ruのうち少なくとも1つを含む貴金属材料であることを特徴とする請求項9記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項11】前記機能性薄膜構造は、前記薄膜上に第2電極を更に有することを特徴とする請求項9または10記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項12】前記機能性薄膜構造の膜厚が、半導体加工プロセスを利用して複数の素子を作製できる様に10μm以下であることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項13】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、別に第2基板を用意して、機能性薄膜構造と該第2基板を相対向して接合することを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項14】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、第2基板を機能性薄膜構造上に堆積して形成することを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項15】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、機能性薄膜構造と第2基板との間の接着強度は、機能性薄膜構造と分離層の酸化層の接合強度より高いことを特徴とする請求項13または14記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項16】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、金属などの接合層を介した圧着で機能性薄膜構造と第2基板を接合することを特徴とする請求項13または15記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項17】前記接合層は、Au、Pt、Pd、Ir、Rh、或いはRuであることを特徴とする請求項16記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項18】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、接着剤を用いて機能性薄膜構造と第2基板を接合することを特徴とする請求項13または15記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項19】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、ろう接剤層を用いて機能性薄膜構造と第2基板を接合することを特徴とする請求項13または15記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項20】前記機能性薄膜構造を前記第2基板上に転写する第5の工程後に、接合層、接着剤、或いはろう接剤層は除去することを特徴とする請求項16乃至19の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項21】前記機能性薄膜構造上に第2基板を設ける第3の工程において、陽極接合を用いて機能性薄膜構造と第2基板を接合することを特徴とする請求項13または15記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項22】前記分離層に酸化層を形成する第4の工程は、前記第2の工程で基板温度を比較的高温に保持しながら機能性薄膜を成膜し、その後で熱処理を行うことで実行されることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項23】前記分離層に酸化層を形成する第4の工程は、前記第2の工程で機能性薄膜を室温において成膜し、その後で酸化雰囲気中で熱処理を行うことで実行されることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項24】前記分離層に酸化層を形成する第4の工程は、前記第2の工程で基板温度を高温に保持しながら機能性薄膜を成膜し、同時に酸化層も形成することで実行されることを特徴とする請求項1乃至21の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項25】前記分離層に酸化層を形成する第4の工程において、酸化雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とする請求項1乃至23の何れかに記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項26】前記酸化雰囲気は、酸素、オゾン、および酸素またはオゾンに窒素、アルゴン、或いはヘリウムを混合したもののいずれかであることを特徴とする請求項25記載の機能性薄膜の転写方法。【請求項27】前記酸化雰囲気は、少なくともNOx、オゾン、酸素ラジカルないしプラズマといった酸素活性化粒子のいずれかを含むことを特徴とする請求項25記載の機能性薄膜の転写方法。

IPC (4件)：

H01L 41/22 , B41J 2/045 , B41J 2/055 , B41J 2/16

FI (3件)：

H01L 41/22 Z , B41J 3/04 103 A , B41J 3/04 103 H

Fターム (8件)：

2C057AF93 , 2C057AG44 , 2C057AP02 , 2C057AP14 , 2C057AP51 , 2C057AQ02 , 2C057BA05 , 2C057BA14

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