分离方法技术

一种分离方法，包括：　　　　依此次序形成金属膜、第一氧化物和含有氢的半导体膜；以及　　　　将支撑物接合到含有该第一氧化物和该半导体膜的释放层，并通过物理方法从提供有该金属层的衬底分离粘接到该支撑物的该释放层；　　　　其中进行热处理以便使该半导体膜中含有的氢扩散，通过还原在该金属膜和该第一氧化物膜之间的表面边界处形成的第二氧化物来形成第三氧化物，并分离含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜、含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜和该金属膜之间的表面边界、或含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜和该第一氧化物之间的表面边界。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于分离释放层(release layer)的方法。具体地，本专利技术涉及一种将包含各种器件的释放层进行分离的方法。更具体地，本专利技术涉及一种典型以液晶模块、EL(电致发光)模块等作为其中一种元件的显示装置的电子设备。
技术介绍
近年来，用于形成由衬底的绝缘表面之上形成的半导体薄膜(具有大约几nm至几百nm厚度)组成的TFT的技术吸引了人们的注意。TFT用于电子器件例如IC、光电器件等，并且特别是将TFT开发为显示装置的驱动电路或开关器件。在这种显示装置中，通常采用玻璃衬底和石英衬底，然而，它们具有例如易碎且重的缺点。此外，玻璃衬底和石英衬底难于进行批量生长。因此，试图在典型为柔性塑料膜(塑料衬底)的具有柔性的衬底之上形成TFT器件。然而，在采用高性能多晶硅膜作为TFT的有源层的情况下，就需要几百度的高温处理来作为制造工艺，因此就不能直接在塑料膜上形成TFT。因此，提出了一种用于将在衬底之上形成的释放层通过分离层从衬底进行分离的。例如，形成由非晶硅(或多晶硅)形成的分离层，并通过穿过衬底的激光辐照来释放非晶硅中含有的氢以产生空间，然后分离衬底(见参考文献1未审专利公开No.10-125929)。此外，参考文献2(未审专利公开No.10-125930)公开了一种利用参考文献1中公开的技术将释放层(在参考文献中称为转移层)粘贴到塑料膜来完成液晶显示装置。然而，上述方法要求衬底完全透光、并且要求相对大量的激光辐照量来足以释放在非晶硅中包含的氢，因此就会出现损伤释放层的问题。此外，根据上述方法，在分离层之上形成器件并在制造工艺期间进行高温热处理等的情况下，因为由于热处理减少了分离层中含有的氢，即使将激光辐照到分离层，也存在不能充分地进行分离的危险。因此，为了保持在分离层中含有的氢的数量，可以限制在形成分离层之后的工艺。在上述参考文献的说明书中，为了防止释放层被损伤而提供遮光层或反射层，在此情况下，就难于制造透明液晶显示装置或底部发光型的发光显示装置。
技术实现思路
根据上述观点，本专利技术的一个目的是提供一种用于易于分离大面积的整个释放层的。本专利技术的另一个目的是提供一种在形成释放层期间不会限制例如衬底种类的衬底使用的。为了解决上述问题，本专利技术采用以下方法。本专利技术是一种用于易于分离大面积的整个释放层的。而且，本专利技术是一种在形成释放层期间不会限制例如衬底种类的衬底使用的。包括步骤依此次序形成金属膜、第一氧化物、和含有氢的半导体膜；以及将支撑物接合到包含第一氧化物和半导体膜的释放层，并通过物理方法将接合到支撑物的释放层从提供有金属层的衬底中分离。在此中，进行热处理以便扩散在半导体膜中含有的氢，通过还原在金属膜和第一氧化物膜之间的表面边界处形成的第二氧化物来形成第三氧化物，并分离包含第二氧化物和第三氧化物的薄膜、包含第二氧化物和第三氧化物的薄膜与金属膜之间的表面边界，或包含第二氧化物和第三氧化物的薄膜与第一氧化物之间的表面边界。作为金属膜，采用选自由W(钨)、Ti(钛)、Mo(钼)、Cr(铬)、Nd(钕)、Fe(铁)、Ni(镍)、Co(钴)、Zr(锆)、Zn(锌)、Ru(钌)、Rh(铑)、Pd(钯)、Os(锇)、Ir(铱)组成的组中的元素；由合金材料或化合物材料形成的单层，每种材料包含上述元素作为其主要成分；或采用由这些金属或这些金属混合物形成的叠层。第一氧化物由绝缘膜例如氧化硅膜形成。通过溅射在金属膜之上形成第一氧化物的期间自然地形成第二氧化物，但也可以通过热氧化来形成第二氧化物。由于在第一氧化物中含有氢，则通过还原反应有时就不会出现第二氧化物。因此，优选形成不含有氢的第一氧化物。而且，可以通过CVD来形成含有氢的半导体膜，并可以用含有氢的氮化物膜来代替含有氢的半导体膜，因为两种膜都可以通过热处理使其中含有的氢分散。因此，在本专利技术中，通过由于氢的还原反应来进行剥离，所以优选采用通过热处理使氢分散的薄膜。优选在400℃或更高温度下进行热处理。400℃的温度是进行分离的可接受温度的界限。此外，热处理不必总是用于金属膜材料的结晶化，例如不用热处理就能结晶化钼。释放层包括氧化物膜和含有氢的半导体膜。优选在氧化物膜和半导体膜之间的表面边界处形成基底膜。优选采用氮氧化硅膜或氮化硅氧化物膜作为基底膜。优选在分离之前形成使用半导体膜作为有源层的晶体管和连接到晶体管的器件。器件列举的实例有半导体器件、发光器件、液晶器件等。此外，优选被分离的释放层接合到新的衬底。在将释放层接合到塑料衬底的情况下，可以形成薄的、即使跌落也难以破碎、重量轻的TFT衬底。由于内部和外部因素，用于形成金属膜的材料可以在晶体结构中存在一些缺陷。原子价数目是不同的。通过键合到氧或氢原子，材料就成为不同的化合物。在用作金属膜例如氧化钨(WO3-x)、氧化钼(MoO3-x)或氧化钛(TiO2-x)的化合物(非化学计量比化合物)中，通过结晶学切变(CS)工艺就不出现缺陷，就是说，通过结晶学切变(CS)工艺，一些八面体的键合就从角共用转变为边共用。将根据结晶学切变的现象来解释分离机理，就是说，由钨(W)形成金属膜，且通过氢气就使氧化钨(VI)(WO3)还原为氧化钨(IV)(WO2)，因此就分离了含有WO3和WO2的薄膜，或将该薄膜和另一薄膜之间的表面边界进行分离。首先，将解释WO3和WO2的晶体结构。WO3具有畸变的铼氧化物结构(AB3，规则八面体)，其体心处具有钨且在六个角处具有氧(图1)。WO2具有畸变的金红石结构，其中正离子位于正方形的角和体心，且六个负离子与正离子配位。由于剪切、通过将一些八面体的键合从角共用转变为边共用就获得了氧化钨的非化学计量比(non-stoichiometry)。在规则间隔处产生剪切，其结果就切断铼结构的区域。在此方面，由多个共用边的八面体形成聚集体。如上所述，在氧化钨中观察到此结构中的一些八面体从角共用转变为边共用的现象。氧化钨与氢反应并转变为氧化钨(V)(W2O5)、W4O11，进一步转变为氧化钨(IV)(WO2)、金属钨(W)。换句话说，金属钨与氢反应并降低其原子价数。通过结晶学切变现象和氧化钨的特性，因在400℃或更高温度下通过热处理从上层膜分散的氢而发生还原反应，然后组分开始转变。组分转变就导致了晶体结构的转变。具体地，铼氧化物结构就转变为畸变的金红石结构，且氧化钨的内部结构就产生畸变。因此，分离就成为可能。此外，可以认为，因从上层膜中分散的氢而导致键的断裂，减少了部分内聚力，因此，氧化钨的内部就变得易于断裂。由上述架构组成本专利技术，因为可以进行整个表面的分离，所以可以以高产量在柔性薄膜衬底之上形成TFT等。根据本专利技术，不强调TFT等。发光装置、液晶显示装置和其它显示装置很薄，即使它们跌落也不会破碎。此外，在弯曲表面或不规则形状上显示图像也成为可能。根据本专利技术，可以再次使用支撑物等并采用低成本的薄膜衬底，因此通过协同效应就可以减少显示装置的成本。根据本专利技术形成的TFT可以在顶部发射、底部发射和双发射的发光装置，透明型、反射型和半透明型等的液晶显示装置中使用。附图说明图1示出氧化钨结构的晶体结构图；图2示出氧化钨结构的晶体结构图；图3A-3E是显示分离工艺的解释性示意图；图4A-4K是实验结果图；图5A和5B是TE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离方法，包括依此次序形成金属膜、第一氧化物和含有氢的半导体膜；以及将支撑物接合到含有该第一氧化物和该半导体膜的释放层，并通过物理方法从提供有该金属层的衬底分离粘接到该支撑物的该释放层；其中进行热处理以便使该半导体膜中含有的氢扩散，通过还原在该金属膜和该第一氧化物膜之间的表面边界处形成的第二氧化物来形成第三氧化物，并分离含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜、含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜和该金属膜之间的表面边界、或含有该第二氧化物和该第三氧化物的薄膜和该第一氧化物之间的表面边界。2.根据权利要求1的方法，其中金属膜由选自由W(钨)、Ti(钛)、Mo(钼)、Cr(铬)、Nd(钕)、Fe(铁)、Ni(镍)、Co(钴)、Zr(锆)、Zn(锌)、Ru(钌)、Rh(铑)、Pd(钯)、Os(锇)、Ir(铱)组成的组中的元素；由合金材料或化合物材料形成的单层，每种材料包含上述元素作为其主要成分；或由这些金属或这些金属混合物形成的叠层形成。3.根据权利要求1的方法，其中在400℃或更高温度下进行热处理。4.根据权利要求1的方法，其中结晶化第二氧化物和第三氧化物。5.根据权利要求1的方法，其中第一氧化物由通过溅射淀积的氧化硅膜形成。6.根据权利要求1的方法，其中半导体膜由通过CVD淀积的硅膜形成。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山纯矢，大野由美子，高山彻，后藤裕吾，山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：