[发明专利]具有材料修改的波长透明材料的激光烧蚀

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请案主张提交于2015年5月11日的美国临时申请案第62/159,865号的权益，此申请案全部并入本文中。

技术领域

本公开内容的实施方式一般涉及制造微电子和电化学器件的方法，且更具体的，但并非独占性地，涉及用于在薄膜电池制造中提高对下层金属层的激光烧蚀选择性的封装和介电材料的修改(modification)。

背景技术

在微电子和电化学器件制造中，(多个)介电层频繁用于金属化层之间并且也用作封装层的一部分。使用激光烧蚀在(多个)介电层中钻出过孔(via)或孔洞，并在(多个)金属化层上精确停止可为极具挑战性的，并且对金属化层的不良损害或甚至移除金属化层，和金属飞溅和再沉积可为烧蚀工艺的不良副作用--这降低了器件的制造产量。需要改良的介电材料和激光烧蚀工艺以改良产量。

发明内容

在一些实施方式中，在光谱中可见光与近紫外线部分内的激光吸收可被增加以用于封装和介电材料(诸如，聚对二甲苯和氧化铝)，所述封装/介电材料通常在光谱的这些部分内是透明的，以改良通过激光烧蚀来移除金属化层上方的封装/介电材料的层的一部分的选择性，所述增强是通过使用以下中的一个或多个实现的：(1)在激光烧蚀之前的封装/介电层的紫外线曝露；(2)将染料和类似吸光材料纳入封装/介电材料；(3)形成具有组成梯度的封装/介电层。经上述修改的封装/介电层可并入电化学器件，如固态薄膜电池(thin film battery；TFB)。用于制造电化学器件的方法可利用如本文所述的对封装/介电层的材料修改。

根据一些实施方式，用于制造电化学器件的方法可包括：在金属电极上提供介电材料层；增强介电材料层在可见光和近紫外线范围内的光吸收，形成增强的介电材料的层；和使用具有在可见光和近紫外线范围中的波长的激光在所述层的选择区域中激光烧蚀大体上所有增强的介电材料，其中所述激光烧蚀使得金属电极大体上保持完整。

根据一些实施方式，用于制造电化学器件的方法可包括：在金属电极上提供介电材料层，所述层经设计以在可见光和近紫外线范围内实现更高的激光吸收；和使用具有在可见光和近紫外范围中的波长的激光在所述层的选择区域中激光烧蚀大体上所有介电材料，其中所述激光烧蚀使得金属电极大体上保持完整。

根据一些实施方式，电化学器件可包括：基板；器件层堆叠，所述堆叠形成于基板上，所述堆叠包括阴极集电器层、阴极层、电解质层、阳极层和阳极集电器层；和封装层，所述封装层覆盖堆叠，所述封装层经设计以强力吸收可见光和近紫外线范围内的激光。

附图说明

在结合附图查看下文中对特定实施方式的描述之后，对于熟悉本领域的一般技术人员而言，本公开内容的这些和其他构思和特征将显而易见，在这些附图中：

图1和图2图示覆盖电极的封装层的不良激光烧蚀结果的示意图；

图3和图4图示根据一些实施方式的覆盖电极的封装层的期望激光烧蚀结果的示意图；

图5是根据一些实施方式的覆盖电极的封装层的烧蚀前紫外线曝露的示意图；

图6图示根据一些实施方式的用于聚对二氯甲苯(Parylene-C)封装层的光衰减对比紫外线剂量的点线图；

图7是根据一些实施方式的覆盖电极的封装层的示意图，所述封装层具有组成梯度以改良激光能量吸收；

图8是根据一些实施方式用于薄膜电池的在薄基板上的TFB器件的第一实例的横截面图；和

图9是根据一些实施方式的用于薄膜电池的在薄基板上的TFB器件的第二实例的横截面图。

具体实施方式