[發(fā)明專利]用于制造半導(dǎo)體裝置的過(guò)程

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280054898.X
• 申請(qǐng)日: 2012-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104094404A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.伊斯哈拉;M.范登茲旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 代爾夫特科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/12
• 分類號(hào): H01L27/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進(jìn);胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造薄膜(半導(dǎo)體)裝置的至少一部分的過(guò)程和一種根據(jù)這種過(guò)程制造的裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體裝置(諸如，二極管和晶體管)是電子裝置的基本部件。對(duì)于用于其生產(chǎn)的新的、替代的、更便宜的和/或改進(jìn)的制造過(guò)程存在持續(xù)的需求。

當(dāng)前，特定興趣存在于用于例如RFID標(biāo)簽、柔性LED和LCD顯示器以及光伏設(shè)備的柔性電子部件的生產(chǎn)的過(guò)程中。通常使用所謂的卷對(duì)卷(R2R)處理(也稱為卷筒處理或卷盤(pán)對(duì)卷盤(pán)處理)生產(chǎn)柔性電子設(shè)備。R2R處理指代其中薄膜以連續(xù)的方式沉積在柔性(塑料)基底上并且被處理成電子部件的生產(chǎn)方法。

在R2R過(guò)程中，優(yōu)選地使用印刷技術(shù)(例如，壓印、噴墨或絲網(wǎng)印刷)和涂覆技術(shù)(例如，輥涂或噴涂)以便實(shí)現(xiàn)高吞吐量、低成本處理。這種技術(shù)包括油墨(即，液體成分)的使用，油墨能夠使用簡(jiǎn)單的涂覆或印刷技術(shù)而被沉積在基底上。以這種方式，能夠以傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造方法的成本的一小部分加工柔性電子設(shè)備。然而，R2R處理是仍然處于開(kāi)發(fā)中的技術(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)用于高性能應(yīng)用的柔性電子設(shè)備(諸如，HF RFID和用于可折疊電話的電子設(shè)備)而需要克服的問(wèn)題包括用于實(shí)現(xiàn)具有小特征尺寸和高對(duì)準(zhǔn)精度的薄膜結(jié)構(gòu)的低成本過(guò)程的開(kāi)發(fā)和用于在柔性塑料基底上實(shí)現(xiàn)高遷移率半導(dǎo)體薄膜的基于油墨的過(guò)程的開(kāi)發(fā)。

US 6,861,365 B2描述柔性基底上的薄膜半導(dǎo)體多層堆上的三維抗蝕劑結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。3D掩模的隨后(各向異性)蝕刻允許在多層堆中形成薄膜半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。最小特征尺寸和對(duì)準(zhǔn)精度由3D掩模確定，通過(guò)光刻法來(lái)另外確定3D掩模。然而，蝕刻步驟基于真空過(guò)程，因此為R2R過(guò)程提供低效的能耗和材料使用。此外，雖然3D抗蝕劑掩模提供需要的對(duì)準(zhǔn)，但它引入了大量的設(shè)計(jì)約束和處理復(fù)雜性。

EP 1 087 428 A1描述一種用于基于含硅油墨形成硅膜的方法。包含硅烷化合物的溶液使用噴墨印刷而被涂敷在石英基底上。在溶劑蒸發(fā)之后，形成硅前體膜，硅前體膜隨后通過(guò)退火步驟變換為硅。然而，該方法需要高達(dá)550℃的非常高的溫度以將膜中的硅烷化合物轉(zhuǎn)換成晶體硅。這種高溫處理步驟不能結(jié)合柔性塑料基底使用。

因此，在本領(lǐng)域需要用于在柔性塑料基底上制造薄膜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于減少或消除現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。在第一方面，本發(fā)明可涉及一種用于制造薄膜裝置的至少一部分的方法，其中該方法可包括：在基底中形成一個(gè)或多個(gè)凹痕，優(yōu)選地，基底是塑料基底，凹痕包括側(cè)壁和底部；利用第一油墨填充所述一個(gè)或多個(gè)凹痕中的至少一個(gè)，所述第一油墨包括第一材料前體，優(yōu)選地，所述第一油墨包括第一金屬前體、半導(dǎo)體前體或金屬氧化物前體；以及將所述第一油墨的至少一部分退火，從而凹痕里面的所述底部的表面被去濕，并且形成凹痕里面的第一材料的縮窄第一結(jié)構(gòu)。本發(fā)明允許在凹痕中使用油墨的去濕來(lái)簡(jiǎn)單而便宜地實(shí)現(xiàn)窄結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述側(cè)壁可被配置為與所述底部的所述表面相比對(duì)于所述油墨具有更低的親和力；或者，其中所述底部的所述表面被配置為與所述側(cè)壁相比對(duì)于所述油墨具有更低的親和力?？赏ㄟ^(guò)側(cè)壁和底部表面對(duì)油墨的親和力來(lái)控制去濕，并且因此控制凹痕里面的第一結(jié)構(gòu)的形成。

在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)側(cè)壁和底部的材料的選擇來(lái)控制對(duì)所述油墨的所述親和力；和/或其中通過(guò)所述側(cè)壁和所述底部的表面處理來(lái)控制對(duì)所述油墨的所述親和力，優(yōu)選地，通過(guò)所述側(cè)壁和所述底部的等離子體處理來(lái)控制對(duì)所述油墨的所述親和力；和/或其中通過(guò)將預(yù)定表面活性劑和/或溶劑添加到油墨以改變其潤(rùn)濕性質(zhì)來(lái)控制對(duì)所述油墨的所述親和力；和/或其中通過(guò)利用UV輻射照射所述油墨來(lái)控制對(duì)所述油墨的所述親和力。

在實(shí)施例中，所述退火可包括：通過(guò)將所述油墨暴露于微波來(lái)將所述油墨中的所述材料前體變換為無(wú)機(jī)材料，優(yōu)選地，變換為非晶半導(dǎo)體材料，優(yōu)選地，從100 W和10 kW之間的范圍選擇微波功率，微波頻率處于300 MHz和300 Ghz之間的范圍內(nèi)；和/或通過(guò)使所述油墨經(jīng)受熱退火步驟來(lái)將所述油墨中的所述材料前體變換為無(wú)機(jī)材料，其中所述油墨暴露于50和350℃之間的范圍內(nèi)的溫度。因此，材料前體可通過(guò)具有相對(duì)低的處理溫度的過(guò)程而變換為(固態(tài))有機(jī)材料，例如非晶材料，由此實(shí)現(xiàn)適合在塑料(聚酰亞胺)基底、箔和/或板上加工電子裝置的方法。