发明名称 母基材上的可移除系统
摘要 本发明系有关在一母基材上来制成一可移除系统的方法。该方法系沈积一高表面体积比的牺牲层于一母基材上,并藉a)除掉该牺牲层中及其上的挥发化学物,及/或b)修正该层表面,而来稳定化该牺牲层。该方法会以一覆盖介质来覆盖在牺牲层上。一系统会被制设在该覆盖层上。该方法会形成贯孔来通达该牺牲层。该方法亦会设一顶层于该系统上来形成一包封系统。本发明亦包含除掉牺牲层来使该系统由母基板释离的步骤。本发明之方法亦包括选择性地除掉该系统与该覆盖层的一部份来形成围限一岛块阵列的空隙区,该岛块阵列系由元件、结构或系统与覆盖层区块等所组成;并以一牺牲材料来选择性地填满该围限岛块的空隙区。在此等方法中,该牺牲材料及高表面体积比的牺牲层将会被除去,而由该母基材释开该系统。本发明的方法亦包括在该释离系统之覆盖材料侧上布设一料层来形成一结构,而该系统系大致位于一弯曲应力减少的中立平面中。依据本发明所制成的系统乃可被置设于各种适当的基材上,包括挠性基材。
申请公布号 TWI293618 申请公布日期 2008.02.21
申请号 TW093134092 申请日期 2003.02.19
申请人 ?宾州研究机构 发明人 佛纳西;李汉东;李洋曲;古费;海耶斯
分类号 B81C1/00(2006.01);B81B7/00(2006.01) 主分类号 B81C1/00(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种母基材上的可移除系统,其藉由包含以下步 骤之方法所制设: 在一母基材上沈积一高表面积对体积比的牺牲层; 藉着a)除掉该牺牲层中及其上的挥发化学物质,及/ 或b)修正该层的表面,而来稳定化该牺牲层; 以一覆盖介质来覆盖该牺牲层; 在该覆盖介质上来制造一系统; 形成贯孔来通达该牺牲层;及 除去该牺牲层来释开该系统。 2.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统, 其中该高表面体积比的材料系为一柱状孔隙膜或 微球等。 3.如申请专利范围第2项之母基材上的可移除系统, 其中该柱状孔隙膜系选自于由下列材料所构成的 组群:矽、氧化矽、锗、氧化锗、及可选择地含有 氢、氯、或氟的矽合金。 4.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统, 其中该稳定化步骤包含由该牺牲层除去氢,藉部份 氧化及/或氮化来修正该牺牲层表面;而该覆盖步 骤包含将一包含有SiO2及Si3N4之叠膜结构的覆盖介 质覆设在该牺牲层上。 5.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统, 其更包含在该制造步骤之后,来将一聚合物、玻璃 、有机物、塑胶、半导体、石英、氧化物、氮化 物、绝缘体、导体、金属、或陶瓷顶层布设于该 系统上来形成一包封系统的步骤。 6.如申请专利范围第5项之母基材上的可移除系统, 其中通达该牺牲层的贯孔等系被设成贯穿该顶层 、系统、覆盖层、及/或母基材。 7.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统, 其中该母基材含有贯孔等可通达该牺牲层。 8.如申请专利范围第7项之母基材上的可移除系统, 其中在母基材内的贯孔等会在该基材平面中形成 一网路,或贯穿该基材的厚度。 9.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统, 其在该制造步骤之后,更包含调整该系统的曝露表 面以加强一顶层对该系统表面的连接之步骤。 10.如申请专利范围第1项之母基材上的可移除系统 ,其在该制造步骤之后,更包含以下步骤: 在该系统上敷设一聚合物层来形成一包封系统; 调整该聚合物顶层的曝露表面以加强连接;及 于该经调整的聚合物表面上覆设聚合物、玻璃、 有机物、塑胶、半导体、石英、氧化物、氮化物 、绝缘体、导体、金属或陶瓷顶层。 11.一种母基材上的可移除系统,其藉由包含以下步 骤之方法所制设: 在一母基材上沈积一高表面积对体积比的牺牲层; 藉着a)除掉该牺牲层中及其上的挥发化学物质,及/ 或b)修正该层的表面,而来稳定化该牺牲层; 以一覆盖介质来覆盖该牺牲层; 在该覆盖介质上来制造一系统; 形成贯孔来通达该牺牲层; 除去该牺牲层来释开该系统;及 将该系统黏接于一永久基材, 其中该永久基材系为挠性的。 12.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其中该高表面体积比的材料系为一柱状孔隙膜 或微球等。 13.如申请专利范围第12项之母基材上的可移除系 统,其中该柱状孔隙膜系选自于由下列材料所构成 的组群:矽、氧化矽、锗、氧化锗、及可选择地含 有氢、氯、或氟的矽合金。 14.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其中该稳定化步骤包含由该牺牲层除去氢,藉 部份氧化及/或氮化来修正该牺牲层表面;而该覆 盖步骤包含将一包含有SiO2及Si3N4之叠膜结构的覆 盖介质覆设在该牺牲层上。 15.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其更包含在该制造步骤之后,来将一聚合物、 玻璃、有机物、塑胶、半导体、石英、氧化物、 氮化物、绝缘体、导体、金属、或陶瓷顶层布设 于该系统上来形成一包封系统的步骤。 16.如申请专利范围第15项之母基材上的可移除系 统,其中通达该牺牲层的贯孔等系被设成贯穿该顶 层、系统、覆盖层、及/或母基材。 17.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其中该母基材含有贯孔等可通达该牺牲层。 18.如申请专利范围第17项之母基材上的可移除系 统,其中在母基材内的贯孔等会在该基材平面中形 成一网路,或贯穿该基材的厚度。 19.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其在该制造步骤之后,更包含调整该系统的曝 露表面以加强一顶层对该系统表面的连接之步骤 。 20.如申请专利范围第11项之母基材上的可移除系 统,其在该制造步骤之后,更包含以下步骤: 在该系统上敷设一聚合物层来形成一包封系统; 调整该聚合物顶层的曝露表面以加强连接;及 于该经调整的聚合物表面上覆设聚合物、玻璃、 有机物、塑胶、半导体、石英、氧化物、氮化物 、绝缘体、导体、金属或陶瓷顶层。 21.一种制设一可移除系统的方法,包含以下步骤: 在一母基材上形成一高表面积对体积比的牺牲层; 稳定化该牺牲层; 在该牺牲层上形成一覆盖介质; 在该覆盖介质上来制造一元件; 在该覆盖介质中形成孔来通达该牺牲层;及除去该 牺牲层来释开该系统。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中该稳定化步 骤包含除掉该牺牲层中及其上的挥发化学物质。 23.如申请专利范围第21项之方法,其中该稳定化步 骤包含藉部份氧化及/或氮化过程来修正该牺牲层 表面。 24.如申请专利范围第21项之方法,其中该高表面积 对体积比的牺牲层包含柱状孔隙膜、奈米球体、 微球与分子其中至少一种。 25.如申请专利范围第21项之方法,其中该元件系选 自于由下列所构成的组群:电晶体、二极体、电子 元件、化学元件、生物元件、生化元件、流体元 件、微机电元件、感测器、燃料电池、光电元件 、光生伏打电池、光学构件、微电子元件、显示 器、电路板系统及其组合物。 26.如申请专利范围第21项之方法,其更包含以一覆 盖介质来覆设在该牺牲层上。 图式简单说明: 第1图示出以一适当的涂层技术在一硬层且平滑表 面的母基材上沈积一牺牲层; 第2图示出在牺牲层上覆设一覆盖层; 第3图示出在该覆盖层上制成一功能系统; 第4图示出蚀刻出包围该等功能系统构件的沟槽深 入至该第一牺牲层,并藉习知技术例如顶面削除( lift-off)法来以第二牺牲材料填满该等沟槽; 第5a(截面)图及5b(顶视)图乃示出一聚合物层的覆 设及贯孔的形成; 第6a(截面)图及6b(顶视)图乃示出第二牺牲材料被 去除; 第7图示出该牺牲层被去除而在一聚合物基材上制 成一系统如第8图所示; 第8a图为本发明之分离系统的一例; 第8b图示出一实际的分离系统。在本例中,TFTs元件 系具有一挠性的塑胶最终基材; 第9图示出本发明用来制成一“智慧电路板"的应 用,其含有例如光学、光电子及电子元件等各种构 件; 第10(a)图示出一凹沟图案设在一硬质且光滑的基 板(母基板)上,例如矽片、石英、熔凝的二氧化矽 、金属、片材,或玻璃板上; 第10(b)图示出牺牲层的沈积,其最好系以一不均一 的薄膜涂层来形成; 第10(c)图示出完成的牺牲层,并示出该凹沟图案变 成封闭的微通道结构; 第10(d)图示出一覆盖材料的沈积,其可保护该牺牲 层及系统元件,以免遭受在释离处理时底下之释离 层产生的化学反应所影响; 第10(e)图示出在该母基材上之通道结构的覆盖层 上来制成习知的系统元件; 第10(f)图示出使用旋涂法、CVD法、喷涂法、或任 何其它适当的技术,来沈积或涂设一聚合物(塑胶) 膜; 第10(g)图示出该系统包括该塑胶膜的释离(分开), 其系将适当的化学或反应气体供入经由该等微通 道牺牲地溶解该释离层而来完成; 第11a图为一种被沈积的分离层材料之实例,其能符 合表一的所有要件,该层为一沈积的柱孔矽材料。 此材料会被用来作为制成第8b图之分离系统的分 离层; 第11b图为一沈积分离层的实例,其系由共价结合于 基材的二氧化矽奈米微粒所形成; 第12图示出本发明使用微粒来作为牺牲层的方法; 第13a与13b图示出使用微粒来作为牺牲层的方法,其 中该母基材含有通道式贯孔以接近该牺牲层; 第14图示出所沈积的柱状孔隙网路矽; 第15图为该薄膜在覆盖及高温处理后的状况,示出 该薄膜仍保有其某些结构质地和多孔性。
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