JPH04115232A - 半導体単結晶薄膜複合基板 - Google Patents
半導体単結晶薄膜複合基板Info
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- JPH04115232A JPH04115232A JP2236219A JP23621990A JPH04115232A JP H04115232 A JPH04115232 A JP H04115232A JP 2236219 A JP2236219 A JP 2236219A JP 23621990 A JP23621990 A JP 23621990A JP H04115232 A JPH04115232 A JP H04115232A
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アクティブマトリックス型の液晶光弁装置な
どに使用する半導体積結晶薄膜複合基板に関する。
どに使用する半導体積結晶薄膜複合基板に関する。
アクティブマトリックス型の液晶光弁装置の１′ライバ
ー、画素を選択するスイッチ素子は、液晶パネルの一部
を構成するガラス基板の表面に堆積された半導体薄膜に
形成されているのが通常である。
ー、画素を選択するスイッチ素子は、液晶パネルの一部
を構成するガラス基板の表面に堆積された半導体薄膜に
形成されているのが通常である。
ところが、この半導体薄膜は、ガラス基板上にシリコン
Ｎ膜を堆積させて形成するため、その膜はガラス基板の
影響を受けて、単結晶とはなり得す、非晶質あるいは多
結晶の薄膜構造になっている。
Ｎ膜を堆積させて形成するため、その膜はガラス基板の
影響を受けて、単結晶とはなり得す、非晶質あるいは多
結晶の薄膜構造になっている。
このような非晶質あるいは多結晶の薄膜構造では、サブ
ミクロン、又は、ミクロンオーダーのスイッチ素子を形
成することは事実上不可能であった。
ミクロン、又は、ミクロンオーダーのスイッチ素子を形
成することは事実上不可能であった。
すなわち、非晶質シリコン薄膜の成膜温度は、はぼ３０
０℃であり、また、多結晶シリコン薄膜の成膜温度：よ
、はぼ６００℃であり、８００℃以上の高温処理を必要
とする１、、 Ｓ Ｉ製造プロセスを活用することは困
難である。そのため、通常の半導体集積回路素子と同程
度に集積密度を高めることや、その特性」二、応答速度
を上げることが困難という問題点があった。
０℃であり、また、多結晶シリコン薄膜の成膜温度：よ
、はぼ６００℃であり、８００℃以上の高温処理を必要
とする１、、 Ｓ Ｉ製造プロセスを活用することは困
難である。そのため、通常の半導体集積回路素子と同程
度に集積密度を高めることや、その特性」二、応答速度
を上げることが困難という問題点があった。
本発明者らはこの問題を解決するため、第２図に示すよ
うに、石英（透明）基板１上にシリコン単結晶薄膜３を
直接に接着した半導体単結晶薄膜複合基板上を用い、こ
れにＬＳＩ製造プロセスを適用してｘ、Ｙドライバーや
トランジスタスイ／チマトリックスを作り、各液晶セル
を独立に駆動する光弁装置を提案した。
うに、石英（透明）基板１上にシリコン単結晶薄膜３を
直接に接着した半導体単結晶薄膜複合基板上を用い、こ
れにＬＳＩ製造プロセスを適用してｘ、Ｙドライバーや
トランジスタスイ／チマトリックスを作り、各液晶セル
を独立に駆動する光弁装置を提案した。
ここに、７は信号線、８は偏向板、９は画素電極、１０
は走査線、１１はスインチ素子、〕２は液晶層、１３は
共ｉ１１電極、】４はガラス担体、１５は対向基板であ
る。
は走査線、１１はスインチ素子、〕２は液晶層、１３は
共ｉ１１電極、】４はガラス担体、１５は対向基板であ
る。
しかしながら、シリコン単結晶薄膜と透明基板との温度
膨張係数が違う為、８００℃を必要とするＬＳＩ製造プ
ロセスの過程で、剥離、クラ、りの発生などの不都合が
生した。ちなみにノリコン単結晶膜の温度膨張係数は、
３． ６ Ｘ １０−Ｉ′／ｌであり、透明基板の温度
膨張係数は、石英の場合で、０．４ Ｘ Ｉ Ｏ−６／
’Ｃである。
膨張係数が違う為、８００℃を必要とするＬＳＩ製造プ
ロセスの過程で、剥離、クラ、りの発生などの不都合が
生した。ちなみにノリコン単結晶膜の温度膨張係数は、
３． ６ Ｘ １０−Ｉ′／ｌであり、透明基板の温度
膨張係数は、石英の場合で、０．４ Ｘ Ｉ Ｏ−６／
’Ｃである。
本発明は、この不都合を解消するために、シリコン単結
晶薄膜と透明基板との間に中間層を介在させ、両者の熱
的ソヨノクによる剥離、クラックなどの発生を極力防止
し、高品質で、かつ、生産効率の高い半導体単結晶複合
基板を提供することを目的とする。
晶薄膜と透明基板との間に中間層を介在させ、両者の熱
的ソヨノクによる剥離、クラックなどの発生を極力防止
し、高品質で、かつ、生産効率の高い半導体単結晶複合
基板を提供することを目的とする。
本発明の半導体単結晶薄膜複合基板において、上記目的
を達成するために採用した主たる手段は、シリコン単結
晶薄膜が、応力緩和層を介して透明基板に積層された点
であり、上記応力緩和層は、透明基板上に接着された薄
膜、又は、透明基板表面にイオン打ち込みにより形成さ
れていることを特徴とする。
を達成するために採用した主たる手段は、シリコン単結
晶薄膜が、応力緩和層を介して透明基板に積層された点
であり、上記応力緩和層は、透明基板上に接着された薄
膜、又は、透明基板表面にイオン打ち込みにより形成さ
れていることを特徴とする。
さらに、応力緩和層とシリコン単結晶薄膜の間に、不純
物マスク薄膜を介在させ、また、シリコン単結晶薄膜と
不純物マスクの間に、界面安定用薄膜を介在させている
。
物マスク薄膜を介在させ、また、シリコン単結晶薄膜と
不純物マスクの間に、界面安定用薄膜を介在させている
。
上述のように、ノリコン単結晶薄膜と透明基板との間に
中間層として応力緩和薄膜を介在させたので、両者の熱
膨張係数の差によってその境界に発生する応力は、上記
応力緩和薄膜が吸収緩和し、シリコン単結晶薄膜の１７
離、クランクの発生が防止できる。 又、シリコン単結
晶薄膜と接する透明基板の表面に、イオン打ち込み層を
形成したものでは、この打ち込み層の部分は温度による
軟化度が高くなる。そこで、ＬＳＩ製造プロセスの過程
でのシリコン単結晶薄膜と透明基板との間に住する熱膨
張係数の差による歪み力は、この層によって吸収され、
上記応力緩和薄膜と同じ作用をする。
中間層として応力緩和薄膜を介在させたので、両者の熱
膨張係数の差によってその境界に発生する応力は、上記
応力緩和薄膜が吸収緩和し、シリコン単結晶薄膜の１７
離、クランクの発生が防止できる。 又、シリコン単結
晶薄膜と接する透明基板の表面に、イオン打ち込み層を
形成したものでは、この打ち込み層の部分は温度による
軟化度が高くなる。そこで、ＬＳＩ製造プロセスの過程
でのシリコン単結晶薄膜と透明基板との間に住する熱膨
張係数の差による歪み力は、この層によって吸収され、
上記応力緩和薄膜と同じ作用をする。
上記応力緩和層とシリコン単結晶膜の間に、不純物マス
ク薄膜が介在したものでは、応力緩和層からシリコン単
結晶膜へ拡散する不純物の侵入を防止することができ、
シリコン単結晶膜の接着面に界面安定薄膜を介在させた
ものでは、上の作用に加えて単結晶に高倍すＨ性の集積
回路を形成することができる。
ク薄膜が介在したものでは、応力緩和層からシリコン単
結晶膜へ拡散する不純物の侵入を防止することができ、
シリコン単結晶膜の接着面に界面安定薄膜を介在させた
ものでは、上の作用に加えて単結晶に高倍すＨ性の集積
回路を形成することができる。
Ｃ実施例〕
第１図は、本発明の第１の実施例を示す閏で、１は石英
基板、２は応力緩和薄膜、３はシリコン単結晶薄膜であ
る。
基板、２は応力緩和薄膜、３はシリコン単結晶薄膜であ
る。
応力緩和薄膜２としては、Ｐ Ｓ Ｇ （Ｐｈｏｓｐｈ
ｏｓｉｌＩｃａｔｅ に１ａｓｓ）膜が最適である。そ
の外にＳｉｎ。
ｏｓｉｌＩｃａｔｅ に１ａｓｓ）膜が最適である。そ
の外にＳｉｎ。
Ｐ Ｓ Ｇ （８ｏｒｏｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌ
ａｓｓ ） １９、ＢＳＧ（８ｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ
Ｇｌａｓｓ）Ｍ、Ｐｏ１ｙＳｉ膜などもこの目的に
適した材料である。石英基板１、応力緩和薄膜２、シリ
コン単結晶膜３ば、図面に示すようにこの順序で積層さ
れ、それぞれ接着されている。
ａｓｓ ） １９、ＢＳＧ（８ｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ
Ｇｌａｓｓ）Ｍ、Ｐｏ１ｙＳｉ膜などもこの目的に
適した材料である。石英基板１、応力緩和薄膜２、シリ
コン単結晶膜３ば、図面に示すようにこの順序で積層さ
れ、それぞれ接着されている。
接着の手段は、熱圧着によるものである。
上述したように、石英基板１とシリコン単結晶膜３とは
、それぞれ温度膨張係数が違うため、この両者を直接は
りつけた構成による半導体単結晶複合′ｇｉ膜基板では
、８００℃を必要とするＬＳＩ製造プロセスの過程で、
ノリコン単結晶３膜土透明基板との間に剥離、クラ・り
などの不都合が生ずる。
、それぞれ温度膨張係数が違うため、この両者を直接は
りつけた構成による半導体単結晶複合′ｇｉ膜基板では
、８００℃を必要とするＬＳＩ製造プロセスの過程で、
ノリコン単結晶３膜土透明基板との間に剥離、クラ・り
などの不都合が生ずる。
しかし、本発明ではその中間に応力緩和薄膜２としてＰ
ＳＧ膜を介在させているので、温度膨張係数の違いニこ
よる応力１ま、この応力緩和薄膜２が吸収するので、７
・リコン華結晶膜３の剥離、クラックの発生を防止する
ことができる。
ＳＧ膜を介在させているので、温度膨張係数の違いニこ
よる応力１ま、この応力緩和薄膜２が吸収するので、７
・リコン華結晶膜３の剥離、クラックの発生を防止する
ことができる。
この応力緩和薄膜２の形成は、ＣＶＯ法以外に最近平坦
化に用いられている塗布タイプの５ｉ０２系のスピンコ
ード法でも形成できる。
化に用いられている塗布タイプの５ｉ０２系のスピンコ
ード法でも形成できる。
第３図は、本発明の別の実施例を示している。
第１図との相違は、応力緩ｓＮが、この実施例では石英
基板１の表層に形成された応力緩和領域４である点であ
る。この応力緩和領域４の形成は、石英基板１の表面へ
のイオン打ち込みによりなされる。打ち込むイオン種と
しては、リンが用いられる。その外に、ボロン・シリコ
ン・ゲルマニュウムなども好適である。打ち込み電圧と
しては、＋５ｃｌＫｅＶを用いた。
基板１の表層に形成された応力緩和領域４である点であ
る。この応力緩和領域４の形成は、石英基板１の表面へ
のイオン打ち込みによりなされる。打ち込むイオン種と
しては、リンが用いられる。その外に、ボロン・シリコ
ン・ゲルマニュウムなども好適である。打ち込み電圧と
しては、＋５ｃｌＫｅＶを用いた。
第４図は、本発明のさらに別の実施例を示二でいる。こ
れ：よ、第３図の実施例において７・ｌコン単結晶薄膜
３と石英基板１との間二こ不純物マスクｙｉ膜５を介在
させて接着しなものである。この不純物マスク薄膜の存
在により応力緩ｔＵＪ領域４の形成Ｑこ際して打ち込ま
れたイオン種が、不純物マスク薄膜５よりシリコン単結
晶薄膜３へ拡散することを防くことができる。不純物マ
スク薄膜５とこては、ノリコンチフカ膜を用いた。ほか
に、酸化膜などもこの用途に利用することができる。ま
た、これら不純物マスク薄膜５と単結晶薄膜３との接着
は、熱圧着で行った。
れ：よ、第３図の実施例において７・ｌコン単結晶薄膜
３と石英基板１との間二こ不純物マスクｙｉ膜５を介在
させて接着しなものである。この不純物マスク薄膜の存
在により応力緩ｔＵＪ領域４の形成Ｑこ際して打ち込ま
れたイオン種が、不純物マスク薄膜５よりシリコン単結
晶薄膜３へ拡散することを防くことができる。不純物マ
スク薄膜５とこては、ノリコンチフカ膜を用いた。ほか
に、酸化膜などもこの用途に利用することができる。ま
た、これら不純物マスク薄膜５と単結晶薄膜３との接着
は、熱圧着で行った。
この構成により、第３図の実施例に比べてより信頼性の
亮い光弁装置を得ることかできた。
亮い光弁装置を得ることかできた。
第５図は、本発明の他の実施例で、第１図の実施例を改
良したものに相当する。その違いは、第１図において、
応力緩和薄膜２とシリコン華結晶膜３との間に不純物マ
スク薄膜５を介在させて接着した点にある。この不純物
マスクｙｉ膜５の存在により応力ｌ！和薄膜２に含まれ
ている不純物あるいは有害物質かシリコン単結晶薄膜３
への拡散侵入することを防くことができる。
良したものに相当する。その違いは、第１図において、
応力緩和薄膜２とシリコン華結晶膜３との間に不純物マ
スク薄膜５を介在させて接着した点にある。この不純物
マスクｙｉ膜５の存在により応力ｌ！和薄膜２に含まれ
ている不純物あるいは有害物質かシリコン単結晶薄膜３
への拡散侵入することを防くことができる。
不純物マスク薄Ｍ５としては、第４図と同しものを使用
した。 この構成により、第１図の実施例に比べてより
信頼性の高い光弁装置を得ることができた。
した。 この構成により、第１図の実施例に比べてより
信頼性の高い光弁装置を得ることができた。
第６図は、本発明のさらに他の実施例で、第５図の実施
例を改良したものである。その違いは、第５図において
、不純物マスク薄膜５とシリコン単結晶薄膜３との間に
界面安定用薄膜６を介在させて接着したものである。こ
の界面安定用薄膜６の存在により、この界面安定用薄膜
６と単結晶薄膜３との間の界面電荷、界面準位を減少し
て、単結晶薄膜３に形成されるトランジスタの信頼性、
および特性バラツキを改善できる。
例を改良したものである。その違いは、第５図において
、不純物マスク薄膜５とシリコン単結晶薄膜３との間に
界面安定用薄膜６を介在させて接着したものである。こ
の界面安定用薄膜６の存在により、この界面安定用薄膜
６と単結晶薄膜３との間の界面電荷、界面準位を減少し
て、単結晶薄膜３に形成されるトランジスタの信頼性、
および特性バラツキを改善できる。
したがって、第５図の実施例に比べて、より信頼性の良
い量産性にすぐれた光弁装置を得ることができた。
い量産性にすぐれた光弁装置を得ることができた。
この界面安定用薄膜６としては、酸化膜（ＳｉＯ□）を
用いた。この膜は、接着剤に単結晶Ｆｉｌ膜３の表面に
形成する。この酸化膜は、熱酸化で形成してもよいし、
ＣＶＤ法で形成してもよい。また、界面安定用薄膜６と
不純物マスク薄膜５との接着は、熱圧着で行った方が、
界面は安定になる。
用いた。この膜は、接着剤に単結晶Ｆｉｌ膜３の表面に
形成する。この酸化膜は、熱酸化で形成してもよいし、
ＣＶＤ法で形成してもよい。また、界面安定用薄膜６と
不純物マスク薄膜５との接着は、熱圧着で行った方が、
界面は安定になる。
すなわち、熱圧着面は、ＣＶＤ法あるいは熱酸化で形成
された界面に比べ不安定であるからである。
された界面に比べ不安定であるからである。
本発明は、上記の構成によりソリコン単結晶薄膜と透明
基板との間に応力緩和層を介在させたので、弘）８部分
やクランクのない高品質の半導体単結晶薄膜複合基板を
得ることができた。さらに、不純物マクス薄膜、界面安
定用薄膜を介在させることによりより安定した性能の半
導体単結晶薄膜複合基板を得ることができた。
基板との間に応力緩和層を介在させたので、弘）８部分
やクランクのない高品質の半導体単結晶薄膜複合基板を
得ることができた。さらに、不純物マクス薄膜、界面安
定用薄膜を介在させることによりより安定した性能の半
導体単結晶薄膜複合基板を得ることができた。
第１図は、本発明の半導体単結晶薄膜複合基板の実施例
を示す断面図、第２図は従来の半導体単結晶薄膜複合基
板の断面図、第３図乃至第６図は、本発明のそれぞれの
別の実施例を示す断面図であ石英基板 応力緩和薄膜 ノリコン単結晶薄膜 応力緩和領域 不純物マスク薄膜 界面安定用薄膜
を示す断面図、第２図は従来の半導体単結晶薄膜複合基
板の断面図、第３図乃至第６図は、本発明のそれぞれの
別の実施例を示す断面図であ石英基板 応力緩和薄膜 ノリコン単結晶薄膜 応力緩和領域 不純物マスク薄膜 界面安定用薄膜
Claims (5)
- （１）シリコン単結晶薄膜が、応力緩和層を介して透明
基板に積層された半導体単結晶薄膜複合基板。 - （２）上記応力緩和層が、透明基板上に接着された薄膜
であることを特徴とする請求項１記載の半導体単結晶薄
膜複合基板。 - （３）上記応力緩和層が、透明基板表面にイオン打ち込
みにより形成されていることを特徴とする請求項１記載
の半導体単結晶薄膜複合基板。 - （４）上記応力緩和層とシリコン単結晶薄膜の間に、不
純物マスク薄膜が介在していることを特徴とする請求項
１記載の半導体単結晶薄膜複合基板。 - （５）シリコン単結晶薄膜と不純物マスクの間に、界面
安定用薄膜が介在していることを特徴とする請求項４記
載の半導体単結晶薄膜複合基板。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23621990A JP2976002B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体単結晶薄膜複合基板 |
| US07/749,292 US6067062A (en) | 1990-09-05 | 1991-08-23 | Light valve device |
| EP19910308095 EP0474474A3 (en) | 1990-09-05 | 1991-09-04 | Semiconductor light valve device and process for fabricating the same |
| CA002050736A CA2050736A1 (en) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Light valve device |
| KR1019910015526A KR100299024B1 (ko) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | 광밸브기판반도체장치 |
| US08/464,075 US5637187A (en) | 1990-09-05 | 1995-06-05 | Light valve device making |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23621990A JP2976002B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体単結晶薄膜複合基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115232A true JPH04115232A (ja) | 1992-04-16 |
| JP2976002B2 JP2976002B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16997548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23621990A Expired - Lifetime JP2976002B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体単結晶薄膜複合基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976002B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4490399C2 (de) * | 1993-01-19 | 1996-05-23 | Hughes Aircraft Co | Reflektierende Flüssigkristallanzeige, die Treibervorrichtungen umfaßt, die integral in einer monokristallinen Halbleiterschicht gebildet sind, und Verfahren zur Herstellung der Anzeige |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23621990A patent/JP2976002B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4490399C2 (de) * | 1993-01-19 | 1996-05-23 | Hughes Aircraft Co | Reflektierende Flüssigkristallanzeige, die Treibervorrichtungen umfaßt, die integral in einer monokristallinen Halbleiterschicht gebildet sind, und Verfahren zur Herstellung der Anzeige |
| US5537234A (en) * | 1993-01-19 | 1996-07-16 | Hughes Aircraft Company | Relective liquid crystal display including driver devices integrally formed in monocrystalline semiconductor layer and method of fabricating the display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976002B2 (ja) | 1999-11-10 |
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