用于分离的膜穿孔制造技术

本发明专利技术涉及用于分离的膜穿孔。提供了用于从预制大面积光电元件单元分离半导体装置光电元件单元的方法，连同相应的瓦片单元结构，其中沿着光电元件单元边界来切割瓦片单元，同时使沿着光电元件单元边界分布的一组特定耳片段完整。瓦片单元可以是半导体层的多层复合物，其中传导性金属基底支撑在聚合物层上并且通过粘合剂膜粘附到聚合物层，其中耳片段被从上面完全切穿半导体层及其金属基底，并且还可以从下面部分地切穿聚合物层，使聚合物层的至少一部分留在耳片段处的位置。瓦片单元可以被处理，使得组成的光电元件单元通过耳片段保持在一起，直到所选光电元件单元的物理最终分离为止。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于分离的膜穿孔相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119(e)要求2014年9月11日提交的在先美国临时申请62/049, 227的优先权。
本专利技术涉及用于随后测试和处理的半导体装置的预制阵列(fabricated array)的制备，并且特别涉及用于从这类阵列分离各个半导体装置的排列。
技术介绍
用于产生半导体薄膜光电装置的方法包括制造相对大面积的单元或“瓦片(tile)”，所述单元或“瓦片”然后被分离成较小的单元或“光电元件(cell)”。用于此分离的仪器包括机械切割工具和激光器。这些仪器获取“瓦片”并且产生“光电元件”，而没有中间态。这类利用完全分离的光电元件的现有方法需要昂贵的另外的工具以用于随后的光电元件-水平处理和加工。取得使薄膜光电瓦片有效分离成各个光电元件同时允许各个光电元件仍然作为单个瓦片被处理和加工的技术可以存在加工优势。使用已经在线而没有另外的材料要求的工具的分离方法将是可取的。还期望有利于光电元件的容易测试和处理的方法。
技术实现思路
本文描述了用于将剪切光电元件保持在适当的位置并且在瓦片的原始几何结构内定向的方法。光电元件与彼此的物理最终分离稍后接着发生。方法将包括使战略材料在切割过程中通过在切割期间跳跃某些段而保持完整，并且留下将容易拉开的材料(“耳片”)的具体几何结构。各个光电元件在最终分离之前在比如测试、处理和库存控制的制造过程期间通过耳片保持在其各自的位置中。耳片提供结构支撑，使得剪切光电元件不丧失与其原始几何结构的对准，并且仍然可以作为单个瓦片单元被处理。这些耳片的数目、安置和几何结构被优化，以平衡保持强度与通过断裂或切割那些耳片最后物理地分离所选的光电元件的需要。本专利技术允许:高度可靠的切割和分离过程；各个光电元件的简化测试；切割之后的光电元件测试；切割和测试之后但分离之前膜的便利存储/库存建立；沿着制造线的可靠瓦片水平处理；可控且一致的分离力；待经受分离力/应力的区域/几何结构的选择性；以及在最终分离之前光电元件支撑点的空间控制(在机器人处理期间优化端效应器)。【附图说明】图1示出了激光分离之前框架组件上的材料的膜。图2示出了激光分离的结果。图3示出了完全分离的且外部框架移除的光电元件。 图4示出了具有残留耳片的单个完全分离的光电元件的近视图。图5示出了在激光分离之后其中耳片负责将两个相邻光电元件保持在适当位置的材料的膜的实施方案的横截面。【具体实施方式】参考图1，看到框架组件11上的材料的膜在其在任何激光或机械分离之前的状态。如在图5中看到，瓦片13可以是近似1微米至20微米厚的薄半导体膜35的多层复合物，其由近似25微米至100微米厚的聚合物片材31支撑，聚合物片材31比如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。半导体膜35的铜基底34可以通过近似25微米至100微米厚层的粘合剂(PSA) 33结合至PET片材31。回到图1，例如近似lOOmmX 100mm大小的材料的瓦片13可以这样产生并且以许多单独光电元件15图案修饰。各个光电元件15最终必须彼此分离，以便根据质量把它们分类。释放(分离)光电元件的可重复、精确、快速、低成本的方法将是非常吸引人的。参考图2，方法将包括适当叠加至少两种切割图案:一种不具有耳片并且一种具有耳片。第一种将以未中断的线穿过瓦片切割，但不穿过材料的全部深度；第二种将完成其中没有耳片的区域中的穿透，但不移除沿着耳片本身的任何另外的材料，留下将在后续步骤中容易分离的材料的具体几何结构。一个实施例将是耳片固定物21，所述耳片固定物21将把光电元件15保持在适当的位置，直到每个光电元件15被(或光电元件的组被)故意从相邻光电元件和/或框架边界17拉开。可选择地，光电元件可以通过机械或激光切割遗留的耳片几何结构来从其位置切割。如在图2中看到，由于激光分离，材料的膜仍然在其中光电元件15大部分分离(光电元件边界处的间隙19)但其中“耳片”21依然把光电元件15保持在适当位置的框架组件11上。耳片的数目(此处通过在光电元件的较长边上具有3个耳片且在光电元件的较短边上具有2个耳片的实例表示)将取决于光电元件15的大小和耳片21的强度。框架17可以放在卡盘中，这样所选的光电元件15可以通过机械地断裂那些把所选光电元件保持在适当位置的耳片21来从框架17(和从其他光电元件15)拉出。在图3中，现在所有的光电元件15完全分离，并且使外部框架17(图2中)完全移除和丢弃。图4示出了具有残留耳片21的单个完全分离的光电元件15的近视图(这是仅为了说明一在我们的实施方案中，耳片常常足够小，例如200微米宽或更小，以至于裸眼不可见)。回到图5，激光分离之后材料的膜使耳片21将两个相邻光电元件保持在适当位置。膜材料的层结构示出了薄膜半导体35和金属层34使用粘合剂33附接至PET片材31。在此实施方案中，激光切割已经完全穿透金属和半导体层34和35 (在顶部切口 37处)，并且部分地穿过PET层31 (在底部切口 39)，但由PET层31的某一部分和可能地粘合层33的某一部分构成的耳片21已经通过对顶部切口 37、底部切口 39或两者应用耳片图案而留下。(在无耳片区域，顶部切口和底部切口“重叠”，使得所有的层完全穿透。)取决于所选的粘合材料的强度，如果需要，可以留下更多的聚合物支撑部31。S卩，底部切口 39可以更浅或全然消除。由于半导体和金属层34和35在光电元件周长上的所有点处被利索地穿透，所以可以避免光电装置在最终分离期间的变形，并且减少损坏的机会。此外，耳片特征几何结构以及耳片的数目和安置将需要保持强度相对于用于完全分离所需的力的优化(例如，按常规进行尝试-错误测试)。例如，耳片强度与耳片的长度和厚度成正比例。耳片尺寸当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从预制大面积瓦片单元分离半导体装置光电元件单元的方法，包括：沿着光电元件单元边界切割瓦片单元，同时使沿着所述光电元件单元边界分布的一组指定耳片段局部完整；在至少一个制造过程操作期间处理所述瓦片单元，使得各个光电元件单元通过所述耳片段依然保持在一起作为单个瓦片单元的部分；以及通过断开沿着所选光电元件单元的边界的所有耳片段从所述瓦片单元物理地拆开至少一个所选光电元件单元。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯思德·索拉布吉，丹尼尔·G·帕特森，
申请(专利权)人：奥塔装置公司，
类型：发明
国别省市：美国;US