[發(fā)明專利]在載體負(fù)載的基底上形成電子器件的方法和所得器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910007052.0
• 申請日: 2009-02-09
• 公開（公告）號: CN101552227A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·S·克爾;T·J·特雷威爾;M·A·哈蘭;J·T·默里
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾斯特里姆保健公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉 鍇;韋欣華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及電子器件制造，更特別涉及將柔性(flexible) 基底裝配到載體上并在該基底上形成電子器件的方法。

背景技術(shù)

薄膜晶體管(TFT)器件廣泛用于電光陣列和顯示板的開關(guān)或驅(qū) 動電路。傳統(tǒng)上采用沉積、圖案化和蝕刻步驟的公知次序在剛性基底 (通常為玻璃或硅)上制造TFT器件。例如，非晶硅TFT器件要求將 金屬，如鋁、鉻或鉬；非晶硅半導(dǎo)體；和絕緣體如SiO₂或Si₃N₄沉積 到基底上、圖案化和蝕刻。半導(dǎo)體薄膜以典型厚度為幾納米至幾百納 米的層形式形成，中間層厚度大約幾微米，且半導(dǎo)體薄膜可以在位于 剛性基底上的絕緣表面上形成。

對剛性基底的要求主要基于制造方法本身的要求。熱特性特別重 要，因為TFF器件在相對高溫下制造。由此，已成功使用的基底材料 的范圍略微有限，通常限于玻璃、石英或其它剛性的硅基材料。

可以在某些類型的金屬箔和塑料基底上形成TFT器件，從而在其 制造中實現(xiàn)一定程度的柔性。但是，如基底與TFT材料之間的化學(xué)不 相容性、基底與器件層之間的熱膨脹失配、平面性與表面形態(tài)、以及 電容耦合或可能的短路之類的問題使金屬箔基底更難以用在許多用 途中。

TFT的制造方法需要200-300℃或更高的溫度，包括會使許多類 型的塑料基底不可用的溫度。因此，公認(rèn)的是，如美國專利No. 7,045,442(Maruyama等人)中所述，TFT不能直接在塑料基底上形 成。為了提供安裝在塑料基底上的TFT器件的益處，Maruyama等人，’ 442的公開內(nèi)容描述了在起初粘附到載體基底上的剝離層(release layer)上形成TFT的方法。一旦制成TFT電路，隨即將剝離層與其 載體基底分離，并可以層壓到更輕和更柔軟的塑料上。

盡管已經(jīng)提出一些在柔性基底上形成TFT元件的解決方案，仍存 在大量顯著的技術(shù)障礙。如Maruyama等人，’442中所述的為TFT器 件提供的剝離層的層壓需要額外的制造步驟和材料，并表現(xiàn)出固有的 對齊困難。使用更高性能的塑料仍會留下熱膨脹(用熱膨脹系數(shù)，CTE 表示)方面的困難，并需要額外的層和工藝以保護該塑料。使用脈動 準(zhǔn)分子激光器的解決方案不能提供更傳統(tǒng)的TFT制造技術(shù)的全部能 力，并由此具有有限的效用。因為TFT必須在剝離層上或在某些必須 在柔性基底上形成的中間層上形成，剛剛所述的已知方法無一提供確 實足以取代玻璃或其它硅基基底的柔性基底。

在柔性基底上制造TFT通常要求在層沉積的各階段過程中將基底 固定在一定類型的載體上。此類載體更重要的功能之一是為柔性基底 提供尺寸穩(wěn)定性。因此，例如，傳統(tǒng)上提供剛性玻璃載體。如日本專 利公開號JP?7-325297A2(Ichikawa)中所述，TFT器件可以形成到 借助粘合層臨時固定到玻璃載體上的塑料基底上。

但是，玻璃載體的使用對可用的柔性基底材料的類型施加了一些 限制。某些類型的塑料與玻璃基底的使用相容，但由于它們表現(xiàn)出與 用于沉積的溫度區(qū)接近的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T_g，它們是不實用的。因此， 塑料基底在制造周期中往往稍微軟化以造成不想要的膨脹。金屬沒有 這種缺點。但是，金屬材料沒有隨溫度改變而表現(xiàn)出尺寸“寬容性”。 金屬與玻璃之間熱膨脹系數(shù)(CTE)的顯著差異造成過度應(yīng)力，這會 損壞玻璃或?qū)е陆饘倩走^早從玻璃載體上脫離，從而損失其尺寸穩(wěn) 定性。

由此可以看出，盡管開發(fā)和擴展塑料和金屬作為柔性基底的應(yīng)用 已經(jīng)受到極大的關(guān)注，但與傳統(tǒng)玻璃載體的相容性仍對基底材料類型 施加了一些限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供形成電子器件的方法，包括下列步 驟：修整載體表面以形成用于保持柔性基底的保持區(qū)域(holding area)；用涂施在載體的至少保持區(qū)域與接觸表面的相應(yīng)區(qū)域之間的 粘合中間材料將柔性基底的接觸表面施加到載體上；除去柔性基底與 載體之間的夾留氣體；加工該基底以便在其上形成電子器件；和將柔 性基底從保持區(qū)域上移除。

本發(fā)明的另一目的在于提供制造到柔性基底上的電子器件。采用 本發(fā)明的實施方案，可用柔性基底的范圍可以包括各種類型的金屬， 包括某些類型的金屬箔，以及其它非常薄的基底。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，其使玻璃或其它類似載體適合在高溫下加工 柔性基底。