[發明專利]制備基板上晶體島的方法

在審

• 申請號: 201710167835.X
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107068545A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 道格拉斯·R·迪卡爾
• 申請（專利權）人: 迪夫泰克激光公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔,楊文晰

交叉引用

本申請要求以下申請的優先權：

2016年6月16日遞交的編號為15/184,429的美國申請；以及

2017年2月10日遞交的編號為15/429,367的美國申請；

上述申請的內容以引用方式被包含于此。

技術領域

本申請涉及一種與基板鄰接的一個或多個島狀材料晶體島的制造方法。

背景技術

某些電子應用，如有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示器背板，需要在大區域上分布高品質半導體材料的小島。該區域的對角線可以為50英寸以上，超出了利用傳統的基于晶錠(boule)的技術所能夠制造的晶體半導體晶片的尺寸。

WO 2013/053052 A1(通過引用將其并入本文)公開了以下內容：制造大量的小型、松散的晶體半導體球體。然后將這些球體分布在圖案化的基板上并以預設位置固定在所述基板上，從而在所述基板上形成球體的陣列。將球體平坦化，使得各球體的截面暴露，由此提供高品質的晶體半導體島陣列，以用于在整體平坦化的表面上進行器件制造。

美國專利第4,637,855號(通過引用將其并入本文)公開了通過以下方式在基板上制造硅球體：將冶金級硅的漿料施加在基板上，然后將漿料層圖案化以提供均一尺寸的冶金硅區域。然后加熱所述基板以熔化硅，然后硅在所述基板表面上成珠，從而形成熔融的硅球，然后所述硅球冷卻而結晶。所述球體對基板具有非常弱的附著，可以通過簡單地將硅球敲松脫使硅球從基板上脫離。然后，收集松脫的球體并進行進一步加工。

US 2012/0067273 A1(通過引用將其并入本文)公開了通過以下方式制造硅晶片：使基板接觸熔融硅的儲庫，從而在基板上形成固體硅層，然后使該固體硅層與基板脫離。所公開的方法可以用于制造大面積的硅晶片。

發明內容

本申請提供了一種與基板鄰接的一個或多個島狀材料晶體島的制造方法。對于各晶體島，可以將島狀材料顆粒沉積到基板上，然后加熱基板和顆粒使顆粒熔化，融合顆粒以形成各個獨立的熔球。冷卻基板和各熔球使熔球結晶，從而使晶體島固定在基板上。

該方法可以允許使用顆粒原料制造晶體島。另外，在一些實施例中，固定在基板上的晶體島可以允許對島進行進一步加工。例如，可以使各晶體島的至少一部分平坦化從而暴露各島的截面。如果晶體島是品質足夠高的晶體半導體，這些截面可以用于制造電子器件。該方法還可以用于制造晶體島陣列，所述晶體島陣列可以分布在一定區域上，此區域的面積可以超過利用傳統基于晶錠的技術能夠制造的晶體半導體晶片的面積。

根據本申請的第一方面，提供了一種制造島狀材料晶體島的方法，該方法可以包括：將島狀材料顆粒沉積在基板上；加熱所述基板和所述島狀材料顆粒以熔化和融合所述顆粒，從而形成熔球；以及冷卻所述基板和所述熔球使所述熔球結晶，從而將島狀材料晶體島固定在所述基板上。

所述晶體島可以包括島狀材料單晶體或島狀材料多晶體。

所述方法可以進一步包括使所述晶體島的至少一部分平坦化從而暴露出所述晶體島的截面。

所述固定可以包括所述熔球以小于約90度的潤濕角潤濕所述基板，從而使所述晶體島附著于所述基板上。

所述沉積步驟可以包括在所述基板上設有凹陷，將所述島狀材料顆粒轉移至凹陷中。

當所述沉積包括設有凹陷并且將所述島狀材料顆粒轉移到所述凹陷中時，所述固定可以包括使所述凹陷的部分表面包封所述晶體島的部分表面。

當所述沉積包括設有凹陷并且將所述島狀材料顆粒轉移到所述凹陷中時，所述凹陷的形狀可以被設定為有至少一個頂點。

當所述沉積包括設有凹陷并且將所述島狀材料顆粒轉移到所述凹陷中時，所述凹陷可以包括第一凹陷和所述第一凹陷中的第二凹陷，所述第二凹陷可以比所述第一凹陷更小更深。

當所述沉積包括設有凹陷并且將所述島狀材料顆粒轉移到所述凹陷中時，所述轉移可以包括以下步驟中的一個或多個：將所述島狀材料顆粒使用晶錠技術放入所述凹陷中；以及利用帶電針使所述島狀材料顆粒靜電沉積到所述凹陷中。

當所述沉積包括設有凹陷并且將所述島狀材料顆粒轉移到所述凹陷中時，所述轉移可以包括：使懸浮液流到所述基板上并流入所述凹陷中，刮去位于所述基板上的在所述凹陷外的所述懸浮液，所述懸浮液可以包括島狀材料顆粒在載體介質中的分散體；所述加熱可以包括：在使所述島狀材料顆粒熔化并且融合之前去除所述載體介質。