[发明专利]多层叠气密性阻挡层和相关结构以及气密性密封方法

说明书

优先权声明

本申请要求2010年4月20日提交的美国专利申请第12/763541号的权益。该文献内容以及本文提及的出版物、专利和专利文献的全部内容都通过参考结合于此。

技术领域

本发明一般涉及气密性阻挡层，更具体涉及独立多层叠气密性片、相关结构以及形成气密性密封件的方法。

背景技术

气密性阻挡层可用于保护敏感性材料，以免接触各种有害的液体和气体。如本文所用，“气密性”表示完全或基本密封的状态，尤其是针对水或空气的逃逸或进入，不过还设想了针对接触其他液体和气体的保护。

形成气密性阻挡层的方法包括：物理气相沉积(PVD)法，例如溅射或蒸发；或者化学气相沉积(CVD)法，例如等离子体增强CVD(PECVD)，其中直接在待保护的装置或材料上形成气密性阻挡层。例如，可使用反应性和非反应性溅射形成气密性阻挡层，例如在室温或升高的温度的工艺条件下形成。反应性溅射联合反应性气体如氧气或氮气进行，导致形成相应的化合物阻挡层(即氧化物或氮化物)。非反应性溅射可使用具有所需组成的氧化物或氮化物靶进行，从而形成具有类似或相关组成的阻挡层。

相对于非反应性溅射，反应性溅射或CVD在经济上是有利的，因为其沉积速率较高。虽然通过反应性溅射能实现提高的生产量，但是其固有的反应特性通常不适用于需要保护的敏感性装置或材料。

鉴于以上情况，非常需要这样的气密性阻挡层，它们具有经济性和装置适应性，能保护敏感性工件如装置、制品或原材料，以免它们不利地接触氧气、水、热或其他污染物。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了一种气密性阻挡层，该阻挡层的形成过程与将其施加于工件的过程分开(decoupled)。气密性阻挡层本身的形成(例如通过物理或化学气相沉积)可涉及氧气、水、溶剂、升高的温度、离子轰击等。通过在第一步骤中形成气密性阻挡层，然后在后续步骤中将该气密性阻挡层施加于工件，可避免在施加气密性阻挡层的过程中使该工件接触侵蚀性或其他有害的工艺条件。

本发明描述了独立多层叠气密性阻挡层，该阻挡层设计成能至少部分包封敏感性装置、制品或材料，所述敏感性装置、制品或材料会因为氧气、湿气、热或其他污染物而劣化。独立多层叠气密性片包括交替结构化形成叠置几何形式的一个或多个无机薄膜以及一个或多个挠性承载膜。具体来说，根据一种实施方式的独立多层叠气密片包括：第一承载膜，具有相对的第一和第二主表面的无机薄膜，以及第二承载膜，其中所述无机薄膜的第一主表面在第一承载膜的表面上形成，第二承载膜在无机薄膜的第二主表面上形成。在其他一些实施方式中，多层叠垫圈包含在合适的垫圈元件上形成的无机薄膜。所述无机薄膜可包含一种或多种氧化物或氮化物，所述氧化物或氮化物包括各种玻璃组成，而承载膜和垫圈元件可包含挠性聚合物材料，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

对工件进行气密性密封的方法包括将工件支承在基片上，形成多层叠气密片，将气密片置于工件上，使其在工件外围的基片区域中与基片直接或间接气密性接触，从而对工件进行包封。

可使用多层叠密封组合件对起初在基片表面上形成的装置进行气密性密封，所述多层叠密封组合件包括多层叠气密片和多层叠气密性垫圈。所述多层叠气密性垫圈位于装置外围的基片表面上，所述多层叠气密片位于所述装置上并与所述垫圈气密性接触。

以下详细说明中将提出本发明的其他特性和优点，部分特性和优点对了解详细说明的本领域技术人员而言是显而易见的，或可通过如包括以下详细说明、权利要求以及附图的本文所述实施本发明而认识到。

应该理解，以上一般说明和以下详细说明都提出了本发明的实施方式，为理解要求权利的本发明性质和特性提供概述或框架。包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在说明书中并构成说明书的一部分。附图描绘本发明的一些实施方式，与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

附图说明

图1是根据一种实施方式的多层叠气密片的示意图；

图2是使用多层叠气密片的气密性密封装置的示意图；

图3是使用气密性薄膜和气密性阻挡垫圈对装置进行气密性密封的方法的示意图；

图4是使用4层气密片对装置进行气密性密封的方法的示意图。

发明详述