[发明专利]利用非交联的光-或热-可交联的聚合物层进行金属水平激光烧蚀来减少帽状突起的影响

说明书

技术领域

本文涉及有机电子领域，特别是电阻器，电容器，二极管，晶体管等的制造。

在实践中，它对于金属水平的蚀刻的步骤中造成的表面退化提供了一种解决方案。它在蚀刻步骤中提供了一种更为具体的应用方案，即通过有机电子电极的准分子型激光烧蚀。

背景技术

准分子的方法，该方法可通过图1中所示出的设备进行实施，能够构造和形成通过罩子（1）的突出而获得的图案。通过穿过由玻璃以及铝制成的罩子（1）的UV光束（3，准分子）和层表面（基板，2）之间的交互作用实现基板（2）的烧蚀。

准分子激光是一种气体激光，在紫外线波长范围内以脉冲模式发射，根据所用的混合气体在193和351纳米之间。混合气体由一种稀有气体G（氩气，氙气，氪）和卤代化合物X（F₂，盐酸）组成。激发，无论是电子的还是电子束，都导致形成了受激分子GX*[ArF(λ=193nm),KrF(λ=248nm),XeCl(λ=308nm),XeF(λ=351nm)]。传输的能量大约一焦耳，脉冲持续时间从10到150毫微秒不等，而频率可以达到1千赫。高能准分子能量源出现在1992年（P_平均：从500到1,000W），为其用于表面处理开辟了道路。

准分子激光具有特定的优点：具有高光子能（几个eV）能够实现光化学效应，具有亚微细粒的空间分辨率的处理能力，和非常有限的热效应，紫外线比红外的激光事项耦合更有效。大于300nm，通过光纤传输出现是可能的。

在烧蚀期间，熔融边缘或帽状的金属突出部（图1B）出现在蚀刻边缘上，根据所使用的能量：低能量引起帽状凸起，而高能量引起通常为分层的或熔融维度大于1微米的熔融边缘。这样的侧面在使用这些图案以形成电子元件的过程中是一个很大的问题，沉积厚度在要求的100纳米的沉积层的技术被使用。沉积在100纳米或更少的薄层，例如，在图案上从30纳米到70纳米的半导体层所显示的这样的突起和配置引起了许多问题。

这尤其可能导致电力泄漏，步骤经过困难，维度损失（例如，关于通道的宽度），过早老化....

现在，可以看到，无论是所使用的金属（钛，铜，金，镍，铂，...），还是由罩子投影的激光烧蚀技术，它们从来没有留下一个完美的图案边缘。这是该方法所固有的，并可以被解释为在“激光射击”过程中紫外光的热量使金属爆裂。

这个缺点在微电子学，特别是在形成的晶体管中是一个主要问题。

微电子学通常围绕于开发无机材料，如硅（Si）或砷化镓（GaAs）。现在另一个途径探索则围绕有机材料，如聚合物，由于其容易大规模制造，其机械阻力，其灵活的结构，或易于再处理。因此，基于有机发光二极管（OLED），或基于有机薄膜晶体管（OTFT）的显示，已被设计出。此外，层沉积技术的使用，例如，通过旋涂，喷墨打印纸，或丝印，已通过使用水溶性聚合物成为可能。

然而，不同的有机和/或无机层的叠加，引起了一些问题。特别是，晶体管的设计需要两个导电等级：

在高栅结构（图2A）中，在源极和漏极电极（6，7）被不同类型的方法，如一种准分子型激光烧蚀方法，蚀刻后，导电等级1（4）沉积在基板（5）上。此步骤需要非常优良精准的激光束的能量的调整，以将帽状突起减少到最低限度的。

在低栅结构（图3A）中，在源极和漏极电极（6，7）被激光蚀刻后，导电性的第2级（4）沉积在栅极绝缘层（9）。相似的，此步骤需要非常优良精准的激光束的能量的调整，以将帽状突起和栅极电介质的劣化减少到最低限度的。

因此，显然需要发展能够减少这种蚀刻图案边缘影响的技术解决方案。

发明内容

因此，本发明能够减少由于激光烧蚀方法所固有的帽状突起以及图案边缘小珠的出现。

因此，本发明是基于使用表现为非交联的或部分交联的激光-可交联材质，来保护被激光蚀刻的金属层。

换句话说，本发明涉及一种用于通过激光烧蚀或蚀刻构造金属层的方法，根据在被烧蚀或蚀刻的金属层的后部设置一层保护层。

更具体而言，本发明的目的在于使用激光蚀刻金属层，该方法包括以下步骤：

-保护层在基板上的沉积，所述层包括一个激光-可交联的材料并且表现为非交联或部分交联的形式;

-导电层在保护层上的沉积；

-导电层的激光蚀刻；

适合用于实施本发明方法的基板可以是塑料基板（PEN，PET），覆盖了厚度介于10和200纳米之间的金属（金，铝，银，钯，...），或金属表面（金，铝，...），或导电性表面（例如，PEDOT PSS）的塑料基板。