專(zhuān)利名稱(chēng)：柔性集成單片電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種由柔性電路元件組成的柔性集成單片電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的單片集成電路包括廣泛不同的電路元件，例如在普通單晶體半導(dǎo)體晶片內(nèi)部或者在其上部結(jié)合的二極管、晶體管、電阻器、電容器和線圈。由半導(dǎo)體晶帶、絕緣層區(qū)域和金屬導(dǎo)電連接組成的多路、復(fù)雜的集成電路結(jié)構(gòu)非常薄，厚度通常不超過(guò)幾個(gè)微米。電荷載流子在薄層和通道中實(shí)際上在芯片的表面運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)表明，層厚小于50μm的半導(dǎo)體材料薄層自身是柔性的，并且，具有該層厚的集成電路在被重復(fù)彎曲壓迫后依然保持運(yùn)行。使芯片變?yōu)閯傂缘闹皇莻鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片的大的相對(duì)于電路元件的深度的厚度。
如果具有功能性元件及其相互連接的表面層被成功地從剛性的基上分離，制造柔性的集成電路是可能的。
因?yàn)閷?duì)用于構(gòu)成在柔性數(shù)據(jù)載體上的、用于物體和人的后勤學(xué)跟蹤的電子儀器的小而便利的集成電路的需求的增長(zhǎng)，已知，此種柔性集成電路已經(jīng)成為廣泛的技術(shù)努力的目標(biāo)。
特別是對(duì)于作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡或聰明卡的芯卡，其發(fā)展趨勢(shì)是朝著一種具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)?、帶有或不帶有接觸件的多功能卡的方向，以使芯片卡的使用能夠被擴(kuò)展到廣泛不同的領(lǐng)域，例如付款、健康、電信和安全。為個(gè)這個(gè)目的，它們被配備了比以往更大尺寸的半導(dǎo)體電路，以便在卡上容納更多的電子功能。如果以傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝在一個(gè)剛性芯片上實(shí)現(xiàn)這些半導(dǎo)體電路，當(dāng)使用者彎曲該卡時(shí)，它們將容易爆裂和斷開(kāi)。因此，需要一種用于具備高集成化、能夠經(jīng)受強(qiáng)機(jī)械負(fù)載的芯片卡的集成電路。
從US6027958可知一種柔性集成電路，該集成電路包括在一個(gè)在二氧化硅層上的硅半導(dǎo)體材料，一個(gè)用硅半導(dǎo)體材料制造的集成電路，一個(gè)二氧化硅或氮化硅的、用于密封集成電路的包圍層，和一個(gè)連接到集成電路的柔性支持層。
但是，US6027958中的柔性集成電路具有有關(guān)制造和操作的多方面的缺陷。其制造過(guò)程包括多個(gè)步驟，因而，實(shí)質(zhì)上增加了制造成本和不合格品的百分比。也必須特別關(guān)注各層的質(zhì)量，并且尤其關(guān)注其中的相互粘附和在柔性集成電路中伴隨的脫層效果。SiO2或Si3N4的包圍層是易碎的、容易斷裂、容易顯示出裂縫，并且具有差的粘著力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種柔性集成電路，它具有改良的粘接特性，并且它能夠以簡(jiǎn)單而便宜的方式、以基本上的任何尺寸被實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明中，該發(fā)明目的是通過(guò)一種柔性集成單片電路而實(shí)現(xiàn)的，該柔性集成電路基本上是由柔性電路元件、柔性電路元件間的連接元件、和由至少一層含有聚合物的材料層組成的柔性包覆層而構(gòu)成。
由含有聚合物的材料層制成的柔性包覆層同時(shí)具有三個(gè)功能它充當(dāng)一個(gè)鈍化層；充當(dāng)一個(gè)平面化層；和充當(dāng)集成電路元件及其相互連接元件的機(jī)械支撐。聚合物層用于使電路元件鈍化和平面化。同時(shí)，聚合物層使最終產(chǎn)品具有足夠的機(jī)械穩(wěn)固性，以便充當(dāng)集成單片電路唯一的支撐。
本發(fā)明優(yōu)選的是，聚合物是從聚酰亞胺、聚碳酸酯、碳氟化合物、聚砜(polysulphon)、環(huán)氧化合物、苯酚、三聚氰胺、聚酯、和硅樹(shù)脂或其共聚物的組群中選擇。
尤其優(yōu)選的是，聚合物是從聚酰亞胺樹(shù)脂的組群中選擇。由此，本發(fā)明中的集成單片電路將因此表現(xiàn)出非常低的脫層風(fēng)險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述材料層包括用于機(jī)械加固包覆層的加固材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述材料層包括導(dǎo)熱填充材料。該填充材料用于提高對(duì)聚合物材料低的熱傳導(dǎo)率的熱傳導(dǎo)率補(bǔ)償。
柔性集成單片電路的所述材料層可以包括一種用于集成電路光學(xué)屏蔽的顏料。在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述材料層包括導(dǎo)電填充材料。一種具備導(dǎo)電填充材料的包覆層可能通過(guò)壓力接觸制造接觸件而不用費(fèi)力地蝕刻接觸件孔。另外，該導(dǎo)電填充材料可以同時(shí)為電路元件形成電磁屏蔽。
包覆層也可以包括一個(gè)區(qū)域板，再次用于集成電路的電磁屏蔽。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，包覆層包括一個(gè)在柔性集成單片電路第一表面上的第一層和在第二表面上的第二層。電路元件被這樣裝入一個(gè)聚合物薄膜。該雙面包覆層能夠減少表面壓力，并且為柔性集成單片電路的兩個(gè)主表面提供了機(jī)械支撐。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，由至少一層包含聚合物的包覆材料層組成的柔性包覆層的兩邊(或表面)裝備有柔性電路元件。這樣具有以下重要的優(yōu)點(diǎn)首先，包裝密度可以增加到兩倍；其次，已經(jīng)注意到這樣的設(shè)備幾乎不會(huì)蜷縮；它保持完全平整的狀態(tài)。這可能是歸功于柔性包覆層兩面壓力的平衡。這是非常重要的特征，因?yàn)椋鼮槟切┮笫瞧降谋患庸ぴO(shè)備提供了可能的各種加工工序，例如切成小方塊的工序或者加標(biāo)記工序。考慮到該特征，所述設(shè)備優(yōu)先地具備一個(gè)關(guān)于柔性包覆層對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。最后，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是柔性包覆層是透明的，因此，包覆層兩邊的柔性電路元件可以在光學(xué)上彼此聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)電路元件可以是一個(gè)包含例如III-V半導(dǎo)體材料的發(fā)光設(shè)備；而另一個(gè)電路元件可以包含對(duì)上述一個(gè)電路元件發(fā)出的光敏感的半導(dǎo)體材料。
本發(fā)明還涉及一種制造柔性集成單片電路的方法。由此，集成單片電路元件和連接元件形成在一個(gè)半導(dǎo)體基片的內(nèi)部和上面，背向半導(dǎo)體基片的集成電路元件主表面被包覆著聚合物樹(shù)脂，并且，半導(dǎo)體基片被去除。
該方法基于半導(dǎo)體工藝中通常的加工步驟，并且將以少數(shù)的加工步驟制造一種柔性集成單片電路。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方法的實(shí)施例中，柔性包覆層的雙面以相同的方式裝備了柔性電路元件。這具有上面提到的重要優(yōu)點(diǎn)。包括電路元件的半導(dǎo)體主體基片可以以相同方式、或者以相同或不同的步驟被去除。
尤其優(yōu)選的是一種含有聚合物的包覆層由旋轉(zhuǎn)包覆工藝提供的方法。旋轉(zhuǎn)包覆工藝具有極好的平整化效果。在旋轉(zhuǎn)包覆工藝中包覆的措施能夠弄平集成電路元件表面的臺(tái)階，以便獲得具有平坦表面的電路。
如果柔性包覆層的另一個(gè)側(cè)面被進(jìn)一步裝備柔性電路元件，包含聚合物的包覆層被優(yōu)選地配備一個(gè)二氧化硅的薄層(例如0.5μm厚)以替代裝備一個(gè)被稱(chēng)為底層涂料的層，例如MOPS(＝甲基丙烯丙氧基三甲氧基硅烷(metacryloxypropyltrimethoxysilane))，在粘接劑被涂于其上之前，包含增進(jìn)的(柔性)電路元件的增進(jìn)的半導(dǎo)體主體被永久地連接上，然后，在包覆層任何一邊的半導(dǎo)體主體(半導(dǎo)體)基片可以同時(shí)或者分別地被去除。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明將參照六幅附圖被更詳細(xì)地說(shuō)明。


圖1至6以橫截面的方式圖示了根據(jù)本發(fā)明中制造方法的中間產(chǎn)品。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中的柔性集成單片電路基本上由柔性電路元件、柔性電路元件間的連接元件、和一個(gè)柔性包覆層組成，所述柔性包覆層包括至少一層含有聚合物的包覆材料。例如，這樣的集成電路可以被構(gòu)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、數(shù)字電路、或模擬電路。
柔性集成單片電路的電路元件2可以由任何適當(dāng)?shù)挠性椿驘o(wú)源的元件組成，例如二極管、肖脫基二極管、CMOS晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、薄膜晶體管、電容器、電阻器、線圈、微和毫微元件例如LR和UV傳感器、氣體傳感器、光電元件、及其各自的連接元件。
連接元件表示集成電路元件被上涂料的區(qū)域之間的電接觸件、以及使集成單片電路的單獨(dú)元件互相聯(lián)接的電接觸件。它們使電連接延伸到集成單片電路的邊緣，在那里它們被加寬至結(jié)合墊板。通常連接元件被安排在柔性集成單片電路的一個(gè)或兩個(gè)主表面上。
柔性集成單片電路進(jìn)一步包括一柔性包覆層，該柔性包覆層由至少一層含有聚合物的包覆材料組成。此外，該柔性包覆層可以包括其他材料層，例如電絕緣于集成電路或另外使其免于周?chē)h(huán)境影響的電介質(zhì)材料。該柔性包覆層也可以由兩層組成，每一層安排在集成電路元件兩個(gè)主表面之一上，共同密封集成電路，位于第二面上的第二層減少了表面的壓力。
聚合物層的厚度典型地在1至50μm之間，優(yōu)選2至5μm。
可以被利用的聚合物是例如環(huán)氧化物、苯酚、三聚氰胺、聚酯、和硅樹(shù)脂及其單獨(dú)或混合其它聚合物的共聚體，并且該聚合物可以通過(guò)纖維、顏料、填充物、玻璃或金屬來(lái)增強(qiáng)。在更高的操作溫度依然穩(wěn)定的高等級(jí)產(chǎn)品是基于聚酰亞胺樹(shù)脂、]碳氟化合物樹(shù)脂(聚四氟乙烯)、聚砜樹(shù)脂。
尤其優(yōu)選的材料層是從聚酰亞胺和苯環(huán)丁二烯形成的組群中選擇的聚合物樹(shù)脂。
聚酰亞胺是由芳香基和酸酰亞胺基組成的聚合物樹(shù)脂。聚酰亞胺聚合物例如是聚酰亞胺、聚異酰亞胺、順丁烯二酰亞胺、雙馬來(lái)酰亞胺(bismaeinimides)、聚酰胺酰亞胺、聚中酰亞胺(polymidimides)、聚酰胺酯和聚酰亞胺-異吲哚喹唑啉二酮酰亞胺(isoindoloquinazolinedionimide)。優(yōu)選的聚酰亞胺是Kapton，它是由4，4’-氧二苯胺(oxydianilihne)和苯四酸、二酸酐(dianhydride)縮聚而成的。
聚酰亞胺充當(dāng)一個(gè)電壓緩沖器。它們具有極好的劃痕抵抗力，這使得它們適于作為機(jī)械保護(hù)層。
一個(gè)替換的、優(yōu)選的、可以被使用的柔性包覆層材料是苯并環(huán)丁二烯(benzocyclobutadiene)。其特征表現(xiàn)為低的吸水作用和較低的加工溫度。
在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，材料層是一個(gè)被裝填的聚合物，裝填的材料層可以獲得機(jī)械加固、聚合物層的熱或電傳導(dǎo)性的改進(jìn)、或電路元件的光學(xué)屏蔽。
合適的機(jī)械加固材料是，例如有機(jī)聚合纖維，如芳族聚酸胺纖維、碳纖維或玻璃纖維。導(dǎo)熱填充材料的加入能夠提高樹(shù)脂基體的熱傳導(dǎo)性。聚合物層充當(dāng)某種程度的熱電阻，在判斷集成單片電路熱平衡時(shí)必須將它們考慮進(jìn)去。優(yōu)選使用氧化鋁、氮化硼、和表面氧化的銅微粒。
用于提高導(dǎo)電性的填充物能夠補(bǔ)償聚合物材料的低導(dǎo)電性。作為等方性的導(dǎo)電填充物，平坦微粒狀的或薄片狀的銀是最合適的填充物。進(jìn)一步優(yōu)選的導(dǎo)電填充物是石墨與包括銅、硼、金、或鋁的金屬微粒。
可以采用的、用于光學(xué)屏蔽的顏料是SnO2、ITO、TiO2、和ZnO。
本發(fā)明的柔性集成單片電路以這樣的步驟被制造，其中，集成單片電路元件和連接元件被形成在半導(dǎo)體基片的內(nèi)部和上面，背向半導(dǎo)體基片的集成電路元件和連接元件的第一表面具有一個(gè)由至少一層含有聚合物的材料層組成的包覆層，并且，半導(dǎo)體基片被去除。
以下將參考圖1至圖6更詳細(xì)地說(shuō)明制造第一實(shí)施例中的柔性集成單片電路的方法，圖1至圖6以截面圖的形式表示了制造過(guò)程中的幾步。
集成單片電路首先被構(gòu)造在一個(gè)部件內(nèi)，在該部件內(nèi)所有的集成電路元件，例如二極管、晶體管、電阻器、包括集成電路元件的連接元件被安排在一公用區(qū)的內(nèi)部或上部，第一臨時(shí)基片是一種技術(shù)人員已知的方式，以便組成上述部件。
圖1表示一個(gè)平坦的第一臨時(shí)半導(dǎo)體基片1。半導(dǎo)體基片1可以從多個(gè)可能的基片中選擇，例如半導(dǎo)體性質(zhì)的單晶硅、半導(dǎo)體性質(zhì)的多晶硅、半導(dǎo)體性質(zhì)的非晶硅、依附于玻璃上的硅、依附于青玉上的硅、依附于石英上的硅。圖1所示的半導(dǎo)體基片是一個(gè)具有單晶硅晶片11和氧化層12的SOI基片。
通過(guò)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)，例如平面工藝或SOI工藝，有源的也可能無(wú)源的電路元件2形成在基片的一個(gè)主表面內(nèi)部或上部。
為制造該集成電路元件，在或鄰近一個(gè)確定傳導(dǎo)性類(lèi)型和確切傳導(dǎo)率等級(jí)的單晶體的表面進(jìn)行加工。引入電路元件，例如通過(guò)平面工藝或SOI工藝選擇性地采用氧化步驟、影印石版步驟、選擇蝕刻步驟、和中間摻雜步驟例如擴(kuò)散或離子培植。
整個(gè)晶片表面被覆蓋著金屬、金屬硅化物、或大大地?fù)诫s質(zhì)的多晶硅，用于制造金屬、金屬硅化物、或大大地?fù)诫s質(zhì)的多晶硅的連接元件，使集成電路的電路元件彼此連接和連接到位于電路邊緣的接觸墊片，在其上面，所述層的多余區(qū)域通過(guò)濕的化學(xué)藥品或干燥蝕刻術(shù)被除去，以得到一個(gè)構(gòu)造。
然后，裝在半導(dǎo)體基片上的集成電路元件包含其連接元件在其背向半導(dǎo)體基片的表面上覆蓋上柔性包覆層3。
為此，一個(gè)由聚合物組成的包覆材料薄層被提供在它的全部或部分表面上。優(yōu)選地，所述層通過(guò)旋轉(zhuǎn)包覆、噴霧或薄膜構(gòu)造而提供，并且隨后被硬化。
聚酰亞胺樹(shù)脂層的初始材料是通過(guò)溶解在溶劑中的聚酰亞胺的化學(xué)前體而形成。在將物質(zhì)旋轉(zhuǎn)包覆在晶片上后，溶劑在100攝氏度蒸發(fā)干燥，在溫度為300至400攝氏度時(shí)，產(chǎn)生聚合。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，聚合物層包括一個(gè)區(qū)域板(浮動(dòng)結(jié))。為制造區(qū)域板，第一聚合物薄層被提供，然后是一層很薄的導(dǎo)電材料，隨后是再一層的聚合物。
隨后，被柔性層3覆蓋的，具有第一臨時(shí)半導(dǎo)體基片1和安排在其上的電路元件2的晶片以這樣的方式被加固，即通過(guò)一個(gè)粘接層或釋放層將晶片的第一主表面覆蓋在一個(gè)第二臨時(shí)載體基片(加工晶片)5上面。如圖3和圖4中所示。
上述粘接層優(yōu)選這樣的一種層，它能夠在熱處理過(guò)程中或通過(guò)溶劑的方式或其他對(duì)電路元件不構(gòu)成相當(dāng)大的熱、機(jī)械或化學(xué)負(fù)荷的方式而輕易地再被去除。熱處理過(guò)程應(yīng)在300攝氏度以下，尤其在150攝氏度以下進(jìn)行，合適的粘接層是一種光阻材料層，該光阻材料可溶于丙酮。該粘接層可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)包覆被提供?；蛘撸撜辰訉涌梢杂上炛瞥?。
第二臨時(shí)載體或加工晶片可以由任何合適的材料制成，例如半導(dǎo)體材料、陶瓷材料如氧化鋁、玻璃、石英、或者象鋁一樣的金屬。
現(xiàn)在，從其他主表面除去第一臨時(shí)半導(dǎo)體基片，直到集成電路元件的后面被顯露出來(lái)，參看圖5。
除去第一半導(dǎo)體基片的合適方法是研磨、濕的化學(xué)蝕刻、和晶片后面的拋光。
在研磨過(guò)程中，晶片的電路面被用蠟固定在一個(gè)研磨機(jī)械的轉(zhuǎn)子上，這樣它的后面在研磨盤(pán)上滑動(dòng)。研磨劑是與蠟混合的碳化硅或氧化鋁粉末。在此種方式中，晶片的厚度可以被減至250μm。
或者，通過(guò)濕的化學(xué)蝕刻溶劑移去第一基片是可能的，其間，一種涂料或蠟掩蓋被構(gòu)成的表面。氫氟酸和硝酸的稀釋混合物提供了1到2μm/min可能的蝕刻速度。該蝕刻步驟也可以在研磨步驟后進(jìn)行。
除去第一基片的一種合適方法是拋光法，覆蓋金剛石的旋轉(zhuǎn)的拋光盤(pán)以粗略的方式快速地除去晶片后面不必要材料。在一個(gè)后序的細(xì)拋光階段，小于100nm的粗糙程度和±3μm的晶片厚度公差被獲得。
或者，如果集成電路元件被提供在一個(gè)容易被分開(kāi)的基片層上，例如一個(gè)疏松的二氧化硅層，第一基片可以被分裂開(kāi)。
在制造工序中的此處，如果這樣預(yù)期，一個(gè)具有結(jié)合墊片的附加鍍金屬層面可以被提供在集成電路元件裸露的后面上。同樣地，一個(gè)進(jìn)一步的聚合物層可以被提供在所述后面。在另一實(shí)施里中，一個(gè)也可以用于增強(qiáng)機(jī)械穩(wěn)定性的保護(hù)金屬箔，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞奖徽掣?，或者通過(guò)其他方式被提供。
然后，第二臨時(shí)載體或加工晶片和柔性包覆層之間的連接可以被除去。合適的方法是，例如，通過(guò)扎緊膠帶并扯掉金屬箔而剝離柔性集成電路，或通過(guò)粘著層的化學(xué)、熱、機(jī)械處理。
如圖6所示，在從臨時(shí)加工晶片分離后，和粘著層可能的處理過(guò)程后，柔性包覆層和具備連接元件的電路元件一同形成柔性集成電路。
具有集成電路元件連同其相關(guān)連接的半導(dǎo)體薄膜對(duì)進(jìn)一步的處理是有用的，它充分被接觸且擺脫第一半導(dǎo)體基片的剩余部分，并且具有一個(gè)被定義的后表面。
整個(gè)結(jié)構(gòu)是柔性的，且可以被用在彎曲狀態(tài)，但是它也可以選擇被連接到一個(gè)固定不變或易彎曲的基片。整個(gè)集成電路元件保持柔性對(duì)于一些應(yīng)用是有利的，例如用于將其安裝在電子生活消費(fèi)品的彎曲機(jī)架上，或簡(jiǎn)單地減少其重量。同時(shí)，大面積的柔性集成電路可以簡(jiǎn)單地被卷起以便運(yùn)輸。
它可以用于上面提到的應(yīng)用，也用于利用傳統(tǒng)標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用、用于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)容后勤管理的通過(guò)無(wú)線電遙控?cái)?shù)據(jù)傳輸方式的倉(cāng)庫(kù)物品的標(biāo)記、貨物的標(biāo)記、太陽(yáng)能電池的大面積的集成板表面、以及用于具有薄膜晶體管的平的圖像屏幕。
實(shí)施例在具有以傳統(tǒng)的平面工藝或SOI工藝得到的集成單片電路(圖1)的硅晶片制造過(guò)程的最后，具有幾個(gè)微米厚的液態(tài)的聚合物薄膜(圖2)被提供在元件的側(cè)面，并且被硬化。所述聚合物薄膜可以通過(guò)商業(yè)上可得到的著色儀器，在半導(dǎo)體框架的制造過(guò)程中被提供。聚酰亞胺是尤為合適的，因?yàn)槠浣宦?lián)后具有很好的機(jī)械和熱穩(wěn)定性。在對(duì)粘接劑(第一層)進(jìn)行合適的預(yù)處理后，通過(guò)一種以后容易被除去(圖3，4)的粘接劑將一個(gè)載體盤(pán)(圖3)固定在覆蓋著聚酰亞胺的晶片上。合適的是，例如，經(jīng)熱或紫外(UV)照射而硬化的丙烯酸脂或環(huán)氧膠。載體盤(pán)(例如玻璃)提供了充足的剛性，使得在后續(xù)硅基片去除到一個(gè)薄的殘留層及其進(jìn)一步的處理中能夠利用半導(dǎo)體制造中的常用機(jī)器。載體盤(pán)在以后的階段被再次除去，并且可以被再利用，對(duì)于最終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，粘接劑也沒(méi)用意義。
現(xiàn)在，通過(guò)機(jī)械拋光和/或濕的化學(xué)蝕刻，支撐元件的晶片中的硅從后側(cè)被除去，以降至一個(gè)預(yù)期的厚度(典型的厚度是0.2至20μ)，一個(gè)合適的蝕刻停止層(圖4，5)，例如SOI晶片的被掩蓋的氧化物或硅晶片內(nèi)一個(gè)濃厚的摻雜層，用于控制硅的去除。
一個(gè)單晶硅薄層保留下來(lái)，它包括布線層和鈍化層和通過(guò)粘接層連接到載體晶片的聚酰亞胺層。
留在包括所有電路元件的載體晶片上的層在其蝕刻后表面上被覆蓋額外的鈍化層(例如等離子體氮化物或BCB)，并且被提供接觸孔以用于后續(xù)的電接觸。在該側(cè)面上，通過(guò)半導(dǎo)體制造中的通常工序也可能提供進(jìn)一步的敷金屬層，所以，后續(xù)的集成電路在其上部的和下部的側(cè)面具有一個(gè)或幾個(gè)布線平面。
載體晶片然后被去除(圖6)。該去除可以是一種純機(jī)械分離，因?yàn)榫哂屑呻娐返木埘啺繁∑?Kapton)被剝離載體晶片，或通過(guò)化學(xué)方式被分離。
集成單片電路在一個(gè)薄的、柔性的(如果這樣預(yù)期)和透明的、充當(dāng)載體晶片的薄片上部和下部擁有布線和鈍化層。該方法不限于SOI晶片，并且可以用于在半導(dǎo)體制造工藝中所有的傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片。
在一個(gè)有利的變更中，另一具有集成單片電路元件的硅晶片被附著在第一硅晶片上以代替圖3中的載體盤(pán)2。代替臨時(shí)的粘膠劑，粘膠劑被使用在被計(jì)劃成永久的情況下。如圖4中所示，第一硅晶片的基片被去除，例如通過(guò)CMP(＝化學(xué)機(jī)械磨光)，也是在這樣的情況下，以相同的方式，第二硅晶片的基片被去除，這樣變更的結(jié)果，在圖中沒(méi)有顯示，是一個(gè)柔性包覆層，例如兩側(cè)覆蓋了柔性電路元件的聚酰亞胺。
所描述的方法對(duì)于個(gè)別的集成電路(ICs)是不實(shí)用的，但是區(qū)別于和優(yōu)于目前已知方法的是晶片剝離工序。
個(gè)別的集成電路可以通過(guò)從薄片切削或在后續(xù)的再粘貼工藝中被迅速獲得。
權(quán)利要求
1.一種柔性集成單片電路，它基本上由柔性電路元件、柔性電路元件間的連接元件和由至少一層含有一種聚合物的材料層組成的柔性包覆層而構(gòu)成的。
2.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述聚合物選自聚酰亞胺、聚碳酸酯、碳氟化合物、聚砜(polysulphon)、環(huán)氧化物、苯酚、三聚氰胺、聚酯和硅氧烷樹(shù)脂或它們的共聚物的組群。
3.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述聚合物選自聚酰亞胺樹(shù)脂的組群。
4.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆材料包括一加固材料。
5.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆材料包括一導(dǎo)熱填充材料。
6.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆材料包括一導(dǎo)電填充材料。
7.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆材料包括一顏料。
8.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆層包括一區(qū)域板。
9.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述包覆層包括一個(gè)在柔性集成單片電路第一表面上的第一層和第二表面上的第二層。
10.如權(quán)利要求1中的柔性集成單片電路，其特征在于上述柔性包覆層在其互相相對(duì)的兩個(gè)主表面上裝備有電路元件。
11.一種制造柔性集成單片電路的方法，其中，集成單片電路元件和連接元件被形成在半導(dǎo)體基片的內(nèi)部或上部，帶有背向半導(dǎo)體基片的集成電路元件的主表面被用聚合物樹(shù)脂包覆，并且半導(dǎo)體基片被去除。
12.一種制造如權(quán)利要求10中的柔性集成單片電路的方法，其特征在于位于電路元件對(duì)面的包覆層的其他主表面也以相同的方式裝備有進(jìn)一步的電路元件。
13.如權(quán)利要求11或12中的柔性集成單片電路的制造方法，其特征在于上述包覆層包括一在旋轉(zhuǎn)包覆工藝中提供的聚合物。
全文摘要
一種柔性的集成單片電路,它基本上由柔性電路元件、柔性電路元件間的連接元件和由至少一層包含一種聚合物的材料層組成的柔性包覆層而構(gòu)成的,它適于作為小而便利的集成電路用于安裝在進(jìn)行物體和人的后勤跟蹤的柔性數(shù)據(jù)載體上的電子設(shè)備。本發(fā)明也涉及一種制造柔性集成單片電路的方法,其中集成單片電路元件和連接元件被形成在半導(dǎo)體基片的內(nèi)部或上部,帶有背向半導(dǎo)體基片的集成電路元件的主表面被用聚合物樹(shù)脂包覆,并且半導(dǎo)體基片被去除。該方法基于半導(dǎo)體技術(shù)中傳統(tǒng)的加工步驟并且通過(guò)小數(shù)量的加工步驟制造一種柔性集成單片電路。
文檔編號(hào)H01L23/538GK1384543SQ0212312
公開(kāi)日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月8日
發(fā)明者J·H·?？? W·施尼特, H·波爾曼, A·加基斯, M·博努斯, M·謝菲爾, H·G·R·馬斯, T·M·麥克爾森, R·達(dá)克 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司