在三维表面上的薄化且柔性的半导体元件制造技术

本发明专利技术描述了形成一种装置的方法，在所述装置上，将柔性组件元件附接到三维表面上。在某些方面，本发明专利技术包括：将柔性半导体器件结合到具有电触头的三维表面上。在某些方面，可将形成的器件结合到眼科装置中。

【技术实现步骤摘要】
在三维表面上的薄化且柔性的半导体元件相关申请的交叉引用本专利技术要求2012年7月24日提交的美国申请序列号61/674，887的权益。
技术介绍
1.抟术领域本专利技术描述了用于形成包括位于电互连部上的柔性半导体元件的装置的方法。更具体地，所述柔性半导体元件可变形或弯曲，以便附接至三维成形的区域。本文所述的方法可用于例如通电眼科装置的领域。_5] 2.相关领域的讨论传统上，诸如接触镜片、眼内透镜或泪点塞等眼科装置包括具有矫正、美容或治疗特性的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供以下功能中的一种或多种:视力矫正功能、美容增强作用以及治疗效果。每种功能由透镜的物理特性提供。将折射特性结合到透镜中的设计可提供视力矫正功能。掺入透镜中的颜料可提供美容增强作用。掺入透镜中的活性剂可提供治疗功能。无需使透镜处于通电状态就能实现这些物理特性。最近，有理论表明，可将有源组件结合到接触镜片中。一些组件可包括半导体器件。一些例子已经示出了在置于动物眼睛上的接触镜片中嵌入的半导体器件。还已经描述了如何以众多方式在透镜结构本身内使有源组件通电和激活。由透镜结构限定的空间的拓扑学和大小创造用于限定不同功能的新的且挑战性的环境。在许多实施例中，重要的是，提供可靠的、紧凑的且节省成本的装置来将组件结合到眼科装置内。在某些实施例中，可能有利的是，包括薄化且柔性的组件。因此，为了改进眼科装置的生产并且为了将电子组件结合到非平面应用中的一般进步，设计了新颖的方法和形状因数解决方案，其可以实现一些组件的薄化和柔性。重要的是， 注意到这些改进还可以用于非眼科应用中。还期望的是，产生解决了与三维衬底上的电子组件有关的眼科和非眼科需求的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的薄化且柔性的半导体元件克服了与如上所简要描述的现有技术有关的缺点。本专利技术描述了与薄化的柔性组件的应用有关的方法和装置。在某些示例性实施例中，可以将所得的装置结合到具有附加功能的通电眼科透镜中。例如，可以将薄化的柔性组件包括在这样的通电眼科透镜中:其包括能够以离散的方式改变透镜的光学特性的可变光学部分。此外，本专利技术教导了将薄化且柔性的半导体器件和元件结合到限定空间的结构和/或功能结构中的方法。在某些示例性实施例中，可以存在在本专利技术的范围内的非半导体元件。例如，在某些示例性实施例中，可能期望包括薄的柔性的具有通孔的二氧化硅片作为元件。在某些示例性实施例中，这些结构将具有这样的区域:在所述区域中是非平面的并因此具有三维形状。在这些实施例中，所述区域可在复杂表面上具有沉积的冶金学触头和电路由部件。薄化且柔性的半导体组件可被施加到冶金学触头、电路由部件上、以及复杂表面上。为了附接该柔性元件，所述装置有时可能需要从它们的正常备用状态弯曲或变形，以便适形于复杂表面。取决于装置的期望特征，其中的限定空间的结构和区域可存在许多不同的设计。所述不同的设计可在所述区域内产生复杂三维表面，这有时可能要求一些或所有装置组件的柔性。例如，在设计成围绕眼科装置组件放置的圆柱形设计中，柔性表面可围绕眼科装置组件的径向路径的至少一部分弯曲。当平坦表面围绕径向路径回转以形成圆柱形形状时，可以在与径向路径垂直的方向限定圆柱形设计的轴线。根据本公开内容所描述的方法和例子，众多可用于将薄化且柔性的半导体元件定位在不同的三维表面内部或表面上的方法和设计对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。在本专利技术的某些方面，所述方法和设计可提供装置本身的附加的或改进的功能，即设计部件。在某些尤其是涉及眼科透镜的示例性实施例中，用于防止半导体元件的意外光散射和适应装置的空间需求的设计例子包括围绕组件(例如，可变光学组件)定位的圆柱形设计，其轴线指向这样的方向:当光束穿过眼科装置的至少某些部分前进并进入眼中时，所述光束可呈现的方向。这可以被称作光路的轴线。其它类型的装置特征可能决定可附接柔性组件的表面区域。在某些示例性实施例中，所述表面区域可包括圆锥形或锥形的设计。圆柱形设计部件与锥形部件共有一些相似性；然而，它们的差异在于，在锥形部件中，弯曲的半导体的顶部径向路径和底径向路径的尺寸可能是不同的。这通过简单的截锥(其中一端的半径小于另一端的半径)部件来理解。薄化的半导体器件可以弯曲成圆锥；然而，不同于圆柱形设计类型的部件，要将柔性元件弯曲成圆锥的起始形状不是直线的-即它不具有直线周围侧边。相反，它具有弯曲的或曲线的侧边。 在眼科装置中使用的不同类型的部件(其可能描述可连接柔性元件的表面区域)可以源自被称作片状垂悬区(Flap)形状。片状垂悬区是可以沿着眼科装置的一般表面形状部署的区域。片状垂悬区可以是平坦的或非平坦的。就非平坦的片状垂悬区而言，片状垂悬区的表面拓扑学可以在多个方向变化；然而，一种典型情况具有在眼科装置的径向方向上和在与径向方向向外垂直的方向上的变化。可以将柔性元件部署在这些片状垂悬区的表面上并以多种方式互连，所述方式包括通过使用形成于片状垂悬区部件的更大表面上的互连部。在本专利技术的相关方面，可以将不同的片状垂悬区设计用于眼科装置中以增加眼睛的氧暴露。本公开内容可以在不同类型的装置(其中柔性可能是有利的并且通常存在空间限制)中实现众多优点。一种类型的装置包括具有构建在其表面和内部的集成电路的半导体器件。存在众多的半导体器件，包括由不同形式的硅(包括晶体硅、多晶硅和非晶硅)连同其它半导体(诸如砷化硅、砷化锗和砷化镓)制成的那些。同样，可以由衬底形成复杂的器件结构，其中半导体层是显著薄的，并且以将其放在绝缘体层上面的方式制造。薄化形式的这种在绝缘体层上面的半导体层可以产生显著薄的且相对透明的特征，其中与半导体本身或半导体在绝缘体上型装置的光相互作用性质对于装置性能可能具有附加的重要性。例如，在某些示例性实施例中，对于装置性能的附加重要性可以包括构造对于光相互作用信号而言有用的装置的能力。【附图说明】根据本专利技术的优选实施例(如在附图中示出的)的下述更具体的描述，本专利技术的前述和其它特征和优点将显而易见。图1A和IB示出了可以用于某些眼科装置中的示例性三维衬底。图2A和2B示出了用于半导体和在绝缘体衬底上的半导体的薄化的示例性方面。图3A和3B示出了结合到眼科装置中的示例性片状垂悬区结构。图4A和4B示出了位于眼科装置的结构上的示例性的垂直设计部件。图5A和5B示出了位于眼科装置的结构上的示例性的锥形设计部件。图6示出了位于眼科装置的结构上的示例性径向沟设计部件。图7示出了具有透明半导体元件的示例性实现的眼科装置的光学区域。图8A-8D示出了片状垂悬区设计、垂直设计、径向设计、沟设计和锥形设计静止弯曲外貌的示例性表示。图9A-9D示 出了不同设计类型的示例性互连方面。图10A-10C示出了示例性的电路和电路元件可靠性及其设计方面。图11A-11C示出了示例性的电路互连可靠性及其设计方面。图12A-12C示出了结合到眼睛插入装置中的示例性螺旋结构。【具体实施方式】本专利技术涉及对于位于三维表面上的薄且柔性的半导体器件的应用而言有用的方法和装置。在下述部分中，将给出本专利技术的实施例的详细示例性描述。优选的和可替代的实施例的描述仅仅是示例性实施例，并且本领域的技术人员应当理解，变化、改进和改变可以是显而易见的。因此，应当理解，所述示例性实施例不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产电子装置的方法，包括以下步骤：形成具有至少表面区域的第一衬底，其中所述表面区域不是平面的；将电触头附接到所述表面区域上；以及将包含柔性半导体的电子元件附接到所述电触头，其中所述柔性半导体弯曲以适形于所述非平面的表面。

【技术特征摘要】
2012.07.24 US 61/674,887;2013.07.19 US 13/946,0061.一种生产电子装置的方法，包括以下步骤: 形成具有至少表面区域的第一衬底，其中所述表面区域不是平面的； 将电触头附接到所述表面区域上；以及 将包含柔性半导体的电子元件附接到所述电触头，其中所述柔性半导体弯曲以适形于所述非平面的表面。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述电子装置放入眼科装置内的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面区域包括弯曲表面，所述弯曲表面形成用于圆柱形电子元件的至少一部分的支撑件。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述圆柱形电子元件取向为其径向轴线沿着所述眼科装置的光路的轴线。5.根据权利要求4所述的方法，其中执行所述电子装置的设计以包括至少一个冗余元件。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述半导体包括晶体硅。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述半导体包括多晶硅。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述半导体包括非晶硅。9.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面区域包括弯曲表面，其中其形成用于锥形电子元件的至少一部分的支撑件。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述锥形通常取向为其径向轴线沿着所述眼科装置的光路的轴线。11.根据权利要求10所述的方法，其中执行所述电子装置的设计以包括至少一个冗余元件。12.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面区域包括弯曲表面，其中其形成包含非平坦的片状垂悬区形状的至少一部分的支撑件。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述片状垂悬区形状利用表面定向，所述表面的表面法线在所述眼科装置的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：RB普格，JD里亚尔，DB奥特斯，A托纳，FA弗里特斯，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：