用于基于电极的器件的原子层沉积工艺的掩蔽方法技术

用于基于电极的器件的原子层沉积工艺的掩蔽方法在此被公开，其中焊料被用为掩蔽材料。所述方法包含使具有有源器件区域以及阻挡层的电气器件的电气接触组件暴露，其中阻挡层由原子层沉积工艺所形成。本方法包含沉积焊料元件在电气接触组件上，然后以原子层沉积工艺形成阻挡层。阻挡层会覆盖有源器件区域并且还覆盖分别覆盖电气接触组件的焊料元件。之后焊料元件会被熔融，因而移除覆盖焊料元件的阻挡层的相应部分。类似的方法可用于在形成分层电容器时暴露接触件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原子层沉积(atomiclayerdeposition,ALD)，特别是涉及用于形成基于电极的器件的原子层沉积工艺的掩蔽方法。在此所提及之任何公开文献或专利文献所公开之整体可结合参照，包含：美国专利4,814,289、5,696,394、6,717,193、7,939,932以及8,445,937，以及授权前美国专利文献公开US2010/0164083、US2012/0098146、US2013/0009264、与US2013/0177760。
技术介绍
ALD是一种沉积方法，其中非常薄(原子级的)的材料层可以沉积在表面上。ALD是非选择性的，也就是说薄膜是一致地沉积在所有暴露的表面上。ALD可以使用在电气器件制造的封装阶段中，从而在电气器件上形成涂层，其中该涂层作为气体、湿气或水的阻挡层。举例来说，此类涂层可以用在有机发光二极管(organiclight-emittingdevices,OLEDs)、数字微镜器件(digitalmirrordevices,DMDs)、微机电器件(micro-electrical-mechanicaldevices,MEMS)、太阳能电池、传感器、电容器以及集成电路(IC)上，其可受益于完全地被密封而与环境隔绝。典型可通过ALD来沉积作为阻挡层的涂层包含介电层，例如Al2O3以及TiO2；金属导电层，例如TiN、Pt、Ru；以及透明导电层，例如氧化铟锡(indiumtinoxide)以及掺铝氧化锌(aluminumdopedzincoxide)。许多电气器件包含至少一个区域需要被维持没有覆盖的状态，如此方可以被使用。此种区域的一个例子就是接触垫(contactpads)或者接触针(contactpins)，其用来在电气器件与外部电源(例如，电源)之间建立电性连接。接触垫或接触针需要被暴露，如此一来电气接触才能够被建立。这意味着阻挡层或者一个或者多个其他这种层不能够覆盖接触垫或接触针。这要求对于阻挡层或者覆盖接触垫或接触针的其他这种层的一部分的选择性移除。选择性地移除一部分的阻挡层典型地已经可以通过机械加工或者通过使用遮蔽或者切割胶带来掩蔽接触垫或接触针的方式来实现。这些处理方式具有显著的缺点，包含损害接触垫或接触针、接触件质量下降、以及限制了ALD层的沉积温度。
技术实现思路
本专利技术涉及基于电极的电气器件的ALD工艺的掩蔽方法，其中焊料用作为掩蔽材料。所述方法包含使具有有源器件区域以及阻挡层的电气器件的电气接触组件暴露，其中阻挡层是由原子层沉积方式所形成。本方法包含沉积焊料元件于电气接触组件上，然后以原子层沉积方式形成阻挡层，其中阻挡层覆盖有源器件区域并且覆盖分别地覆盖电气接触组件的焊料元件。之后焊料元件会被熔融，因而移除覆盖焊料元件的阻挡层的相应部分。类似的方法可施用在形成层状电容器时，用来暴露电气接触件，其中至少一部分被覆盖的金属层必须被暴露以形成电气接触件。本专利技术的一个方面是一种暴露电气器件的电气接触组件的方法，该电气器件具有有源器件区域以及通过ALD工艺所形成的阻挡层。本方法包含：沉积焊料元件于电气接触组件上；使用原子层沉积形成该阻挡层，其中该阻挡层覆盖该有源器件区域以及覆盖分别覆盖电气接触组件的焊料元件；以及熔融焊料元件，以移除覆盖焊料元件的阻挡层的相应部分。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中该阻挡层包含Al2O3,SiO2,TiO2以及ZrO2的至少一个。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中焊料元件是使用焊料凸块技术所形成的。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述电气接触组件位于所述有源器件区域的周界的至少一部分周围。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中熔融所述焊料元件的步骤包含通过所述阻挡层对所述焊料元件施加热。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述热由激光器来提供。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，还包含从所述电气接触组件移除所述焊料元件以暴露所述电气接触组件。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述焊料元件中的每个焊料元件的至少一部分留在相应的所述电气接触组件上。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述有源区域包含发光器、光传感器、微机电器件、电解电容器以及数字微镜器件中的至少一个。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，还包含与所述电气接触组件中的一个或多个电气接触组件建立电气接触。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述电气接触组件包含电气接触垫或电气接触针。本专利技术的另一个方面是一种为基于电极的电气器件提供至少一个电气接触的方法，所述方法包含：a)使用原子层沉积工艺在支撑基板上沉积第一金属层，其中所述第一金属层定义第一电极；b)在所述第一金属层上沉积至少一个第一焊料元件；c)在所述第一金属层与所述至少一个第一焊料元件之上形成绝缘层；d)熔融所述第一焊料元件以移除所述绝缘层的相应部分，以形成所述第一金属层的至少一个暴露部分；e)在所述第一金属层的所述至少一个暴露部分上沉积至少一个第二焊料元件；f)在所述绝缘层与所述至少一个第二焊料元件之上增加第二金属层，以定义第二电极；以及g)熔融所述至少一个第二焊料元件以暴露所述第一金属层的所述至少一个暴露部分，以定义所述第一电极的至少一个电气接触。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述基于电极的电气器件是电容器。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中形成所述绝缘层的步骤包含使用原子层沉积工艺沉积绝缘材料。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述绝缘材料为Al2O3。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述支撑基板包含由绝缘材料所制成的微细管板。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述第一金属层与所述第二金属层中的至少一个由铂所制成。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述支撑基板包含具有高纵宽的特征。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，所述基于电极的电气器件是金属-氧化物-金属式的电容器。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中所述至少一个第一焊料元件和第二焊料元件包括相应多个的所述第一焊料元件和所述第二焊料元件。本专利技术的另一个方面是如前述之方法，其中步骤e)包含所述至少一个第二焊料单元覆盖紧邻于所述第一金属层的所述至少一个暴露部分的所述绝缘层的部分，且其中步骤g)暴露在步骤e)中所覆盖的所述绝缘层的所述部分。额外的特征和优点在以下的具体实施方式中给出，并且部分地将在本领域技术人员阅读该说明书后变得清楚或者通过实践在本说明书、其权利要求书以及说明书附图中描述的实施例后被认识到。要理解的是，之前的大体描述和之后的具体实施方式仅仅是示例性的，并且旨在提供综述或者框架以理解权利要求的本质和特征。附图说明图1A为由上而下的例示电气器件的示意图，绘示出有源器件区域、环绕有源器件区域之周界的电气接触组件、以及覆盖电气器件的表面的ALD阻挡层；图1B为沿图1A的1B-1B剖面线的电气器件的剖面示意图，其绘示形成于电气接触组件上的焊料元件，其中ALD阻挡层覆盖焊料元件；图1C类似图1B，其绘示了向图1B的结构施加热以熔融焊料元件；图1D类似图1C，其绘示了焊料元件被熔融，导致位于电气接触组件上的ALD阻挡层的部分被移除，因此暴露电气接触组件并且允许向暴露处建立电连接；图2A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暴露电气器件的电气接触组件的方法，所述电气器件具有有源器件区域以及通过原子层沉积所形成的阻挡层，所述方法包含：在所述电气接触组件上沉积焊料元件；使用原子层沉积形成所述阻挡层，其中所述阻挡层覆盖所述有源器件区域并且还覆盖分别地覆盖所述电气接触组件的所述焊料元件；以及熔融所述焊料元件，以移除覆盖所述焊料元件的所述阻挡层的相应部分。

【技术特征摘要】
2015.07.20 US 62/194,4261.一种暴露电气器件的电气接触组件的方法，所述电气器件具有有源器件区域以及通过原子层沉积所形成的阻挡层，所述方法包含：在所述电气接触组件上沉积焊料元件；使用原子层沉积形成所述阻挡层，其中所述阻挡层覆盖所述有源器件区域并且还覆盖分别地覆盖所述电气接触组件的所述焊料元件；以及熔融所述焊料元件，以移除覆盖所述焊料元件的所述阻挡层的相应部分。2.如权利要求1所述的方法，其中所述阻挡层包含Al2O3,SiO2,TiO2以及ZrO2中的至少一个。3.如权利要求1所述的方法，其中所述焊料元件是使用焊料凸块技术所形成的。4.如权利要求1所述的方法，其中所述电气接触组件位于所述有源器件区域的周界的至少一部分周围。5.如权利要求1所述的方法，其中熔融所述焊料元件的步骤包含通过所述阻挡层对所述焊料元件施加热。6.如权利要求5所述的方法，其中所述热由激光器来提供。7.如权利要求1所述的方法，还包含从所述电气接触组件移除所述焊料元件以暴露所述电气接触组件。8.如权利要求1所述的方法，其中所述焊料元件中的每个焊料元件的至少一部分留在相应的所述电气接触组件上。9.如权利要求1所述的方法，其中所述有源区域包含发光器、光传感器、微机电器件、电解电容器以及数字微镜器件中的至少一个。10.如权利要求1所述的方法，还包含与所述电气接触组件中的一个或多个电气接触组件建立电气接触。11.如权利要求1所述的方法，其中所述电气接触组件包含电气接触垫或电气接触针。12.一种为基于电极的电气器件提供至少一个电气接触件的方法，所述方法包含：a)使用原...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·巴蒂亚，
申请(专利权)人：超科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US