可变形的集成电路装置制造方法及图纸

提供一种集成电路装置，该集成电路装置包括刚性衬底岛和至少一个折叠结构。该刚性衬底岛具有带电路区域电路元件的主衬底表面。该折叠结构附连到该衬底岛上且可从松弛折叠状态展开成应变的展开状态。该折叠结构包含至少一个无源电气构件。该折叠结构还在其折叠状态具有带面积矢量的至少一个表面，该面积矢量包括在平行于主衬底表面的方向中的非零面积矢量分量，在使折叠结构从折叠状态变形为展开状态时，该面积矢量分量减小或消失。由本发明专利技术提供的折叠结构允许以较小的横向延伸来制造集成电路装置且因此占据非常少量的芯片面积，这减小了每个装置的成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可变形的集成电路装置和一种制造可变形的集成 电路装置的方法。
技术介绍
可变形的集成电路由于它们适应它们所用于的操作环境的特定几 何边界条件能力而备受关注。举例而言，与常规的刚性集成电路装置 不同，为了安装到弯曲表面上，可使可变形的集成电路弯曲。US 6，479，890公开了可变形的集成电路装置，其包括嵌于柔性箔中 的多个衬底岛。连接线布置于柔性箔上用于电连接衬底岛。同样，US 6，953，982 Bl描述了一种可变形的集成电路装置，其由封装于聚酰亚胺 薄膜中的硅岛形成。为了制造硅岛，通过湿法蚀刻将硅晶片蚀刻到所 希望的厚度且然后通过反应性离子蚀刻(RIE)从背面进行图案化。从US 6,455,931 Bl获知一种可变形的集成电路装置。为了连接相 邻的衬底岛，提供在平行于主衬底表面的平面中曲折延伸的折叠金属 互连形式的折叠结构。在将该装置放置于其操作位置时，这种可扩展 结构有益于增加个别电路构件之间的面积。但是，曲折延伸的导电轨 迹在变形期间会引起机械稳定性问题，这增加了不可靠(即装置故障) 的风险。因而稳定性需要导体轨迹有足够的宽度，而这在制造期间占 用相当大的芯片面积并因此导致装置相当昂贵。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种具有折叠结构的可变形的集成 电路装置，可利用较小的芯片面积占用量来制造这种可变形的集成电 路装置。本专利技术的另一目的在于提供一种制造具有折叠结构的可变形集成 电路装置的方法，可通过占用较小的芯片面积来制造这种可变形的集 成电路装置。根据本专利技术的第一方面，提供一种集成电路装置，其包括衬底岛5和至少一个折叠结构，该衬底岛具有带有电路区域电路元件的主衬底 表面。该折叠结构附连到衬底岛上且可从松弛、折叠的状态展开成应 变的展开状态。折叠结构包含至少一个无源电气构件。该折叠结构在 其折叠状态还具有带面积矢量的至少一个表面，该面积矢量包括在平行于主衬底表面方向的非零(non-vanishing)面积矢量分量，在使折 叠结构从折叠状态变形为展开状态时该面积矢量分量减小或消失。本专利技术的集成电路装置提供在折叠结构方面优于已知现有装置的 改进，该折叠结构可从松弛的折叠状态展开成应变的展开状态。应变 是由于作用于折叠结构上的应力所造成的变形的几何表达。应变是大 小和/或形状的变化。在本专利技术的集成电路装置中，折叠结构具有带面积矢量的表面， 该面积矢量包括在平行于主衬底表面的方向的非零面积矢量分量。面 积矢量典型地相对于无穷小的表面元件来定义。如果表面是平面，那 么对于所有表面元件，表面矢量将相同。表面元件的该面积矢量是在 垂直于表面元件方向的矢量。表面矢量的方向随着空间中特定表面元 件的定向而不同。如果表面弯曲，那么表面的不同相应表面元件的表 面矢量方向将因相应表面元件的定向而改变。在本专利技术的集成电路装置中，折叠结构包括带有在平行于折叠结 构表面方向的非零面积矢量分量的表面。这意味着表面相对于主衬底 表面倾斜或者垂直定向。但是，当使折叠结构从折叠状态变形为展开 状态时此面积矢量分量减小或消失。所提到的折叠结构在折叠状态的表面无需为平面表面，其也可具 有弯曲部段，即，在折叠状态在不同表面元件中具有变化的面积矢量， 或者具有梯形轮廓。折叠结构可包括带有平行于主衬底表面的零面积 矢量分量的额外表面部段。由本专利技术所提供的折叠结构允许以较小的横向延伸来制造集成电 路装置且因此占据非常少量的芯片面积，这减小每个装置的成本。本专利技术的集成电路装置的折叠结构包括至少一个无源电气构件。 无源电气构件(例如)为导体，如互连线或电容器或感应器。在下文中将描述本专利技术的集成电路装置的优选实施例。除非清楚 地陈述为其它情况，这些实施例可相互组合。在一组替代实施例中，折叠结构在其折叠状态具有类似于直立形式或倒置形式的字母u或字母v的部段。因此，这组包括四个替代实 施例。在这组的第一对实施例中，折叠结构在截面图中类似于直立或倒 置的字母u。字母u具有由弧形部段连接在一起的两个竖直线。但是,该单纯的u形的实用变型包括用包含直线的截面轮廊来代替弧形部段，或者用包含斜线的截面轮廓来代替竖直边线，或者呈梯形轮廓。这些变型被总称为类似于字母u。在这组的第二对实施例中，折叠结构在截面图中具有类似于直立或倒置形式的字母V的轮廊。字母V由结束于共同交点的两个倾斜直 线形成。但是，此单纯V型的实用变型也是可能的。举例而言，直线可被梯形轮廓替代。而且，直线可倾斜但不相交，那么，这形成在字 母u与v之间的中间结构的轮廓。折叠结构的这些截面轮廓的其它变型也是可能的且可由本领域一 般技术人员容易地设计。在本专利技术的集成电路装置的另一优选实施例中，折叠结构包括嵌 于可弹性变形材料中的导体轨迹。导体轨迹可形成无源电气构件的一 部分。由于施加应力的缘故，对于折叠、松弛状态而言，弹性变形是 形状可逆变化。这些应力可为拉伸(但不限于)(拉)、压缩(推)、 剪切、弯曲或扭曲(扭转)。当停止施加应力时，可弹性变形的连接 返回其原始形状。应指出的是，本专利技术并不排除折叠结构的塑性变形，这是不可逆 的变形。塑性变形和弹性变形典型地共存且应用于不同的应力区域。 折叠结构的塑性变形能力可对折叠结构的机械性质形成有益的作用。 举例而言，可弹性变形的材料在经受超过极限应力量的应力时可为非 弹性变形的。在另一实施例中，对于从折叠状态到展开状态的变形而言，将导体轨迹布置于折叠结构的中性线(neutral line )中。在这个实施例中， 导体轨迹在展开期间经受最小可能的应变量。以此方式，典型地由金 属制成的导体轨迹尽可能多地避免发生应变，这增加导体轨迹和因此 集成电路装置的寿命和可靠性。在另一优选实施例中，折叠结构是无支撑的(free-standing)折叠 结构。这意味着，除了其端部外，折叠结构并不固定到表面上。在中间区域并不提供固定。此实施例特别有益于使折叠结构的展开更为容 易。在一个优选实施例中，折叠结构使衬底岛与天线相互连接。此实 施例形成本专利技术在无线通信领域中应用的情况。举例而言，无线传感器或RFID标签装置可使用本专利技术。例如，也由压力传感器形成本专利技术 的实用应用，压力传感器可与可植入的支架连接且在支架植入和膨胀 之后经由集成天线(on-chip antenna )与夕卜界通信。一实施例具有在四个侧面附连到衬底岛上的折叠结构。在此实施 例中相邻的侧面优选地彼此成90。角。此实施例的集成电路装置是可展 开的以在所有四个方向延伸。但应指出的是衬底岛无需为矩形的。其 它形状，诸如圆形或六边形、八边形等也是可能的。在将集成电路装置放置于其操作位置之前，使集成电路装置的搬 运更容易的有益中间产品将集成电路装置安装于暂时性载体上。这种 中间产品使得能在运输或搬运期间所施加的应力不造成结构失效风险 的情况下运输和搬运该装置。下面描述的段落转至本专利技术的方法方面。根据本专利技术的第二方面，提供一种制造集成电路装置的方法。该方法包括以下步骤-提供具有主衬底表面的衬底，该主衬底表面包括带有电路元件的至少一个电路区域；-在电路区域外部的主衬底表面上制造模板结构，该模板结构具有带面积矢量的至少一个表面，该面积矢量包括在平行于衬底表面方向的非零面积矢量分量；-在模板结构上沉积蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路装置（１００），包括：　衬底岛（１３６），其具有带电路区域（１０４）的主衬底表面（１１４），所述电路区域（１０４）包含电路元件，且包括：　至少一个折叠结构（１４２，１４４），其附连到所述衬底岛上且可从松弛折叠状态展开 为应变的展开状态，其中所述折叠结构包含至少一个无源电气构件（１２８）且在其折叠状态具有带面积矢量（Ｖ）的至少一个表面（１２２．１，１２２．２），所述面积矢量（Ｖ）包括在平行于所述主衬底表面（１１４）的方向中的非零面积矢量分量（Ｖ｜｜），在使所述折叠结构从所述折叠状态变成展开状态时所述面积矢量分量变小或消失。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R德克，AMH汤姆比尔，T佐姆波利迪斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]