[发明专利]柔性集成电路器件及其组件和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路器件，更具体地，涉及柔性集成电路器件及其组件和制造方法。

背景技术

柔性集成电路可以弯曲或延伸，在受到外力时可以保持集成电路的完整性和功能。此外，柔性集成电路还可以低成本地获得大面积的电子器件。因此，柔性集成电路在可穿戴电子产品等领域有广泛的应用前景。

基于硅晶片等的半导体芯片自身是刚性的，不容易弯曲或延伸，在受到外力时容易受损。已经发现厚度小于50微米的半导体薄层是柔性的。形成柔性电路的一种已知方法是先在硅晶片等的半导体薄层中形成集成电路的半导体器件，然后将半导体薄层从硅芯片转移到柔性片上。该方法的主要缺点是由于半导体薄层的厚度受到限制，因此在集成电路设计和制造中产生了很多困难。在转移半导体薄层时，由于蚀刻损耗大量的半导体材料，导致柔性集成电路成本过高。

制造柔性电路的另一种已知方法将半导体衬底中形成的半导体器件分离成多个刚性的衬底岛。在衬底岛之间形成可弹性变形的连接部件，使得刚性的衬底岛组成柔性的衬底岛网络。衬底岛网络可以附着于树脂片上，以进一步提高机械强度。连接部件可以仅仅提供机械支撑功能，也可以同时提供机械支撑功能和不同衬底岛之间的电连接功能。连接部件通常由金属材料组成，并且形成在绝缘层上。已经认识到该方法的主要缺点是在连接部件中存在着机械应力。连接部件和绝缘层之间的热膨胀系数失配，在制造工艺中以及在实际使用中容易断裂，导致柔性集成电路的成品率低、可靠性差。

此外，在上述现有技术的方法中，为了转移半导体薄层或分离衬底岛，都需要从半导体衬底的背面蚀刻，对半导体衬底减薄。该背面蚀刻的工艺时间过长并且损耗大量的半导体材料，导致柔性集成电路成本过高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种改进的柔性集成电路器件及其组件和制造方法，以提高柔性集成电路的可靠性并降低制造成本。

根据本发明的第一方面，提供一种柔性集成电路器件，包括：彼此分离的多个半导体岛，所述多个半导体岛包括各自的半导体器件；多个互连部件，所述多个互连部件用于将相邻的半导体岛彼此连接；支撑层，所述支撑层附着于所述多个半导体岛上，其中，所述多个互连部件分别包括位于半导体岛内的端部和位于半导体岛之间的中间部，使得所述柔性集成电路器件不仅可弯曲，而且沿着至少一个方向可伸缩。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件的中间部的顶部表面暴露。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件的中间部在所述多个半导体岛之间悬置。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件的中间部具有弯曲或折叠的形状。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件的中间部的形状是选自线形、折线形、S形、Z字形中的一种形状。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件分布成沿着至少一个方向可伸缩。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件分布成沿着两个方向可伸缩。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件由金属材料组成。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件中的至少一个用于电连接相邻的半导体岛中的半导体器件。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件分别由至少一个金属层组成。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个互连部件中的至少一个由多个金属层组成。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述至少一个互连部件为管状结构，其中所述多个金属层分别构成管状结构的外壁的底部、侧壁和顶部。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述多个金属层还构成管状结构的芯部。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述管状结构的外壁为网状。

优选地，在柔性集成电路器件中，所述支撑层由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚-酰亚胺(PEI)、聚醚-酮(PEEK)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的一种组成。

根据本发明的第二方面，提供一种柔性集成电路组件，包括：支撑基板；以及上述的柔性集成电路器件，其中，柔性集成电路器件位于支撑基板之中或与支撑基板形成叠层。

优选地，在所述柔性集成电路组件中，所述支撑基板由选自树脂、布、纸张中的一种组成。