[發明專利]可延展柔性無機光電子器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201611182489.4
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106783745B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 江宇;徐云;宋國峰;白霖;陳華民;王磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/84
• 分類號: H01L21/84;H01L27/142;H01L27/144;H01L27/15
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種可延展柔性無機光電子器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、在襯底上生長外延材料，并刻蝕形成多個光電子器件單元，在所述多個光電子器件單元上制備接觸電極；

步驟2、在所述接觸電極及多個光電子器件單元之間的間隙中形成聚合物-金屬-聚合物互連結構；

步驟3、在所述聚合物-金屬-聚合物互連結構上旋涂膠膜，并對所述膠膜選擇性顯影去除；

步驟4、將步驟3制備的結構黏附于預拉伸并固定的柔性可延展襯底上，并腐蝕去除所述生長有外延材料的襯底；

步驟5、去除步驟3中剩余的膠膜，逐漸釋放所述預拉伸并固定的柔性可延展襯底，形成翹曲結構，完成器件制備。

2.如權利要求1所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述聚合物-金屬-聚合物互連結構的制備方法為：

步驟2-1、在所述接觸電極及多個光電子器件單元臺面間的間隙中涂敷第一柔性聚合物材料層；

步驟2-2、刻蝕所述第一柔性聚合物材料層形成接觸小孔，刻蝕至所述接觸電極為止，并在接觸小孔中和所述第一柔性聚合物材料層上濺射金屬層；

步驟2-3、在所述金屬層上涂敷第二柔性聚合物材料層，形成所述聚合物-金屬-聚合物互連結構。

3.如權利要求2所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述第一柔性聚合物材料層和第二柔性聚合物材料層的材料為聚酰亞胺、多官能團環氧樹脂和聚苯乙烯中的同一種或不同種，所述第一柔性聚合物材料層與所述第二柔性聚合物材料層的厚度差不超過較薄一層的一倍，并大于所述金屬層的厚度。

4.如權利要求1所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述步驟3中對膠膜選擇性顯影去除的步驟包括：每間隔一光電子器件單元，去除單個光電子器件單元上表面的膠膜。

5.如權利要求1所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，步驟1中在襯底上生長的所述外延材料包括一腐蝕停止層，在所述刻蝕形成多個光電子器件單元的步驟中，刻蝕至所述腐蝕停止層上表面為止；步驟4中所述腐蝕去除生長有外延材料的襯底的步驟完成后，還包括腐蝕去除所述腐蝕停止層的步驟。

6.如權利要求5所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述光電子器件為基于半導體材料的光電子器件，包括Si基、GaAs基、GaN基或InP基的發光二極管、激光二極管、探測器或太陽能電池。

7.如權利要求6所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，對于Si基光電子器件，所述腐蝕停止層的材料為SiO₂、SiGe合金、SiC和SiN；對于GaAs基的光電子器件，所述腐蝕停止層的材料為AlAs、x大于0.9的Al_xGa_1-xAs、InGaP、AlGaP；對于GaN基的光電子器件，所述腐蝕停止層的材料為Si、SiO₂；對于InP基的光電子器件，所述腐蝕停止層的材料為InGaAs、InAlAs。

8.如權利要求1所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述多個光電子器件單元的寬度與其之間的間隙寬度之比應大于等于所設計的可延展性值。

9.如權利要求1所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法，其特征在于，所述柔性可延展襯底的材料為含有聚二甲基硅氧烷或聚丙烯酸酯的膠帶；所述膠膜為含有萘醌及其衍生物或聚甲基丙烯酸甲酯的光刻膠；所述步驟5中去除步驟3中剩余膠膜的方法為采用顯影液對曝光后的膠膜進行腐蝕，所述顯影液為四甲基氫氧化銨溶液或丙酮。

10.一種可延展柔性無機光電子器件，采用如權利要求1-9中任一項所述的可延展柔性無機光電子器件的制備方法制備得到。