形成包括具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的oled顯示器的結(jié)構(gòu)的方法和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及形成包括具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器的結(jié)構(gòu)的方法和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。采用剝落來(lái)產(chǎn)生單晶半導(dǎo)體層。在剝落之前在單晶半導(dǎo)體襯底上形成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）邏輯和存儲(chǔ)器件。可以在剝落之前或之后形成有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）驅(qū)動(dòng)電路、太陽(yáng)能電池單體、傳感器、電池等。剝落的單晶半導(dǎo)體層可以被轉(zhuǎn)移到襯底。OLED顯示器可以形成在剝落的單晶半導(dǎo)體層中，以實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)包括集成在所述單晶半導(dǎo)體層上的具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器和其它功能器件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】形成包括具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器的結(jié)構(gòu)的方法和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，更具體地，涉及形成這樣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法:該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括集成在同一單晶半導(dǎo)體襯底上的具有有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器、邏輯和存儲(chǔ)器件以及其它功能器件。本公開(kāi)還涉及使用本公開(kāi)的方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，諸如計(jì)算筆記本和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的移動(dòng)信息和電信裝置經(jīng)歷了快速的發(fā)展。這種裝置正變得更輕且更高效。最近，平板顯示器正變得越來(lái)越普遍地用于這些裝置。當(dāng)前，液晶顯示器(LCD)被用作平板顯示器，但是LCD具有一些缺點(diǎn)，例如需要背景照明以及有線的視角。
[0003]除了液晶，有機(jī)發(fā)光二極管一所謂的“有機(jī)LED”或“0LED”——也可以用在平板顯示器中。這種OLED與IXD相比具有更高的發(fā)光效率以及增加的視角。OLED的基本特征是特定有機(jī)材料的電致發(fā)光。所述特定有機(jī)材料以一級(jí)近似確定由對(duì)應(yīng)的OLED發(fā)射的光的顏色，即波長(zhǎng)。
[0004]典型的OLED包括通常由玻璃或類(lèi)似的透明材料制成的襯底。陽(yáng)極層位于襯底上。陽(yáng)極層可以由具有相對(duì)高功函數(shù)的材料制成并且對(duì)于可見(jiàn)光是基本透明的。用于陽(yáng)極層的典型材料是銦錫氧化物(ΙΤ0)。電致發(fā)光材料層位于陽(yáng)極層上，用作有機(jī)OLED的發(fā)射層。用于形成發(fā)射層的常見(jiàn)材料是諸如例如聚對(duì)苯乙炔(PPV)以及像三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)那樣的分子。在分子的情況下，發(fā)射層典型地包括若干層分子。具有較低功函數(shù)的材料(如鋁(Al)、鈣(Ca)或鎂(Mg))的陰極層位于發(fā)射層上。在OLED的操作期間，陰極層和陽(yáng)極層被連接到電源。
[0005]電致發(fā)光的基本原理以及因此OLED的基本原理如下:陽(yáng)極層和陰極層向發(fā)射層中注入電荷載流子，即電子和空穴。在發(fā)射層中，電荷載流子被輸運(yùn)并且電荷相反的電荷載流子形成所謂的激子，即受激狀態(tài)。激子通過(guò)產(chǎn)生光而輻射衰變至基態(tài)。然后所產(chǎn)生的光被OLED通過(guò)由例如ITO的透明材料制成的陽(yáng)極層發(fā)射。所產(chǎn)生的光的顏色取決于用于有機(jī)層的材料。
[0006]此外，已知所謂的多層0LED。多層OLED包括多個(gè)陰極層和/或多個(gè)有機(jī)層和/或多個(gè)陽(yáng)極層。通過(guò)使用多個(gè)有機(jī)層，OLED的效率與包括單個(gè)有機(jī)層的有機(jī)LED相比增加。多個(gè)有機(jī)層的兩個(gè)有機(jī)層之間的界面對(duì)于至少一種電荷載流子類(lèi)型可以用作降低流過(guò)二極管的電流的阻擋物(barrier)。因此，所述至少一種電荷載流子類(lèi)型在所述界面處聚集并且因此電子和空穴的復(fù)合概率增加，得到更高效率的0LED。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提供了一種成本有效的方法，該方法在將諸如例如邏輯(logic)、存儲(chǔ)器、太陽(yáng)能電池單體、電池和/或傳感器的各種電子功能器件(function)與OLED顯示器集成在單片半導(dǎo)體材料上的同時(shí)，改善了 OLED驅(qū)動(dòng)電路的性能。特別地，本公開(kāi)利用剝落(spalling)以產(chǎn)生剝落的包含用于OLED顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體材料，同時(shí)集成包括例如邏輯、存儲(chǔ)器、傳感器、電池和/或太陽(yáng)能電池單體的很多功能器件。OLED顯示器的驅(qū)動(dòng)電路得到改善，具有更大的驅(qū)動(dòng)電流和更長(zhǎng)的壽命。因此通過(guò)使用本公開(kāi)的方法，使得邏輯、存儲(chǔ)器和其它裝置的單片集成成為可能。
[0008]具體地，采用剝落來(lái)產(chǎn)生單晶半導(dǎo)體層。在剝落之前在單晶半導(dǎo)體襯底上形成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)邏輯和存儲(chǔ)器件。可以在剝落之前或之后形成OLED驅(qū)動(dòng)電路、太陽(yáng)能電池單體、傳感器、電池等。剝落的單晶半導(dǎo)體層可以被轉(zhuǎn)移到襯底。OLED顯示器可以形成在剝落的單晶半導(dǎo)體層中以實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu):該結(jié)構(gòu)包括集成在所述單晶半導(dǎo)體層上的具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器和其它功能器件。
[0009]在本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種形成包括具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器的結(jié)構(gòu)的方法。本公開(kāi)的方法包括提供單晶半導(dǎo)體襯底，該單晶半導(dǎo)體襯底具有形成在該單晶半導(dǎo)體襯底的暴露表面上的至少邏輯和存儲(chǔ)器件。然后在其上形成有所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件的所述單晶半導(dǎo)體襯底的暴露表面上形成表面保護(hù)層。然后在所述表面保護(hù)層上方形成應(yīng)力源層并且之后執(zhí)行剝落。該剝落提供剝落的單晶半導(dǎo)體層，該剝落的單晶半導(dǎo)體層具有位于其表面上的所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件。將襯底形成在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的與具有位于其上的所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件的表面相反的表面上。接下來(lái)，在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層上并且與所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件相鄰地形成有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器。
[0010]在本公開(kāi)的其它方面，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括單晶半導(dǎo)體層，所述單晶半導(dǎo)體層具有位于該單晶半導(dǎo)體層的一部分上的OLED顯示器以及位于該單晶半導(dǎo)體層的另一部分上的CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件，所述OLED顯示器具有下伏的(underlying)OLED驅(qū)動(dòng)電路。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是(通過(guò)橫截面視圖)示例出根據(jù)本公開(kāi)的第一方法實(shí)施例的單晶半導(dǎo)體襯底的圖示，該單晶半導(dǎo)體襯底至少包括在其上制造的OLED驅(qū)動(dòng)電路以及邏輯和存儲(chǔ)器件。
[0012]圖2是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在單晶半導(dǎo)體襯底的暴露表面上形成表面保護(hù)層之后以及在表面保護(hù)層上方形成應(yīng)力源層之后的圖1的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0013]圖3是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在應(yīng)力源層上方形成處理襯底(handlesubstrate)之后并且在剝落之后的圖2的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0014]圖4是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在剝落的單晶半導(dǎo)體層的最底部表面上形成襯底之后的圖3的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0015]圖5是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在從剝落的單晶半導(dǎo)體層去除所述處理襯底、應(yīng)力源層和表面保護(hù)層之后的圖4的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0016]圖6是圖5所示例的結(jié)構(gòu)的圖示，示出了沿著進(jìn)入以及伸出紙的平面的圈出區(qū)域中的OLED驅(qū)動(dòng)電路。
[0017]圖7A是根據(jù)本公開(kāi)的其中提供具有底部發(fā)射OLED顯示器的實(shí)施例、在蝕刻位于相鄰OLED驅(qū)動(dòng)電路之間的所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的暴露部分之后的圖6所示例的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0018]圖7B是在形成底部透明電極之后的圖7A所示例的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0019]圖7C是在形成有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部電極之后的圖7B所示例的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0020]圖8是根據(jù)本公開(kāi)的其中提供具有頂部發(fā)射的OLED顯示器的實(shí)施例、在沉積底部電極、有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部透明電極之后的圖6所示例的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0021]圖9是(通過(guò)橫截面視圖)示例出根據(jù)本公開(kāi)的第二方法實(shí)施例的單晶半導(dǎo)體襯底的圖示，該單晶半導(dǎo)體襯底包括在其上制造的邏輯和存儲(chǔ)器件。
[0022]圖10是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在單晶半導(dǎo)體襯底的暴露表面上形成表面保護(hù)層之后以及在所述表面保護(hù)層上方形成應(yīng)力源層之后的圖9的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0023]圖11是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在應(yīng)力源層上方形成處理襯底之后并且在剝落之后的圖10的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0024]圖12是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在剝落的單晶半導(dǎo)體層的最底部表面上形成襯底之后的圖11的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0025]圖13是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在從剝落的單晶半導(dǎo)體層去除所述處理襯底、應(yīng)力源層和表面保護(hù)層之后的圖12的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0026]圖14是(通過(guò)橫截面視圖)示例出在形成可選的其它功能器件之后并且在形成OLED驅(qū)動(dòng)電路之后的圖13的結(jié)構(gòu)的圖示。
[0027]圖15是(通過(guò)自頂向下視圖)示例出根據(jù)本公開(kāi)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖示，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括集成在同一單晶半導(dǎo)體層上的具有OLED驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器、CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件以及其它功能器件。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在將參考下面的討論和本申請(qǐng)的附圖更詳細(xì)地描述提供了用于形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法的本公開(kāi)，在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中具有OLED驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器、CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件、以及其它功能器件被集成在同一單晶半導(dǎo)體襯底上。注意，本申請(qǐng)的附圖是僅為了示例的目的而提供的，因此它們未按比例繪制。在附圖和后面的描述中，相似的材料用相似附圖標(biāo)記指代。為了下文的描述，詞語(yǔ)“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“頂部”、“底部”及其派生詞應(yīng)當(dāng)涉及在本申請(qǐng)的附圖中取向的部件、層和/或材料。
[0029]在下面的描述中，闡述了大量的特定細(xì)節(jié)，例如具體的結(jié)構(gòu)、部件、材料、尺寸、處理步驟和技術(shù)，以便提供對(duì)本發(fā)明的徹底的理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本公開(kāi)可以在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下以可行的備選工藝選項(xiàng)來(lái)實(shí)施。在其它情況下，未詳細(xì)描述公知的結(jié)構(gòu)或處理步驟，以免使本公開(kāi)的各種實(shí)施例模糊不清。
[0030]諸如顯示器、邏輯、存儲(chǔ)器、電池、傳感器等的電子模塊通常分開(kāi)制造并且連接到一起以實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)。這種構(gòu)造有缺點(diǎn)。例如，OLED顯不器由基于非晶娃或多晶娃的薄月吳晶體管(TFT)驅(qū)動(dòng)。然而，這些技術(shù)有缺點(diǎn)(非晶硅的驅(qū)動(dòng)電流小且壽命短；多晶硅需要精確的工藝控制以及相對(duì)高的處理溫度)并且能夠用增加成本的單晶硅驅(qū)動(dòng)電路改善。同樣，邏輯和存儲(chǔ)器形成在單晶硅芯片上并且不能與顯示器和其它功能器件單片集成。這種混合方法使得系統(tǒng)不是那么有效率并且增加了封裝成本。此外，隨著觸摸屏顯示器作為人-機(jī)界面在電子裝置中變得越來(lái)越重要，需要成本有效的方式來(lái)提高OLED驅(qū)動(dòng)電路的性能以及將各種電子功能器件與OLED顯示器集成在單片半導(dǎo)體材料上。
[0031]首先參考圖1，示例了根據(jù)本公開(kāi)的第一方法實(shí)施例的單晶半導(dǎo)體襯底10，該單晶半導(dǎo)體襯底10至少包括在其上制造的OLED驅(qū)動(dòng)電路12以及邏輯和存儲(chǔ)器件14。單晶半導(dǎo)體襯底10還可以包括也形成于其上的其它功能器件，例如傳感器、電池和/或太陽(yáng)能電池單體。在圖1中，元件15表示能夠在單晶半導(dǎo)體襯底10上制造的這些其它功能器件。
[0032]注意，盡管圖中示出了 OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15位于襯底10內(nèi)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件可位于單晶半導(dǎo)體襯底10的表面上和/或內(nèi)。本公開(kāi)的圖僅僅提供了這些功能器件可能存在于單晶半導(dǎo)體襯底10上的位置的表示。
[0033]與術(shù)語(yǔ)單晶半導(dǎo)體襯底10結(jié)合使用的術(shù)語(yǔ)“單晶”表示其中整個(gè)樣品的晶格直到樣品的邊緣是連續(xù)的并且不中斷的，其中沒(méi)有晶界。能夠在本公開(kāi)中采用的單晶半導(dǎo)體襯底10包括其斷裂韌度小于隨后描述的應(yīng)力源材料的斷裂韌度的半導(dǎo)體材料。斷裂韌度是描述包含裂紋的材料的抗斷裂的能力的特性。斷裂韌度標(biāo)記為Klc;。下標(biāo)Ic表示在垂直于裂紋的法向張應(yīng)力下打開(kāi)的I型裂紋，并且c意味著它是臨界值。I型斷裂韌度典型地是最重要的值，這是因?yàn)閯兟湫蛿嗔淹ǔ０l(fā)生在襯底中的II型應(yīng)力(剪切)為零的位置處，并且通常在負(fù)載條件下不存在III型應(yīng)力(撕裂)。斷裂韌度是表達(dá)當(dāng)存在裂紋時(shí)材料對(duì)于脆性斷裂的抗耐性的定量方式。
[0034]單晶半導(dǎo)體襯底10的半導(dǎo)體材料可以包括但是不限于S1、Ge、SiGe, SiGeC, SiC,Ge合金、GaSb、GaP、GaAs、InAs、InP、以及所有其它II1-V或I1-VI化合物半導(dǎo)體。典型地，單晶半導(dǎo)體襯底10由硅構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，單晶半導(dǎo)體襯底10是體半導(dǎo)體材料。在其它實(shí)施例中，單晶半導(dǎo)體襯底10可以包括層疊半導(dǎo)體材料，諸如例如絕緣體上半導(dǎo)體或聚合物襯底上半導(dǎo)體。能夠用作單晶半導(dǎo)體襯底10的絕緣體上半導(dǎo)體襯底的示例性例子包括絕緣體上娃和絕緣體上娃鍺。
[0035]單晶半導(dǎo)體襯底10可以是摻雜的、未摻雜的或包含摻雜區(qū)域和未摻雜區(qū)域。
[0036]OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14、以及諸如例如傳感器、電池和/或太陽(yáng)能電池單體的其它功能器件15可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)形成?？梢岳帽竟_(kāi)的方法將包括OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14、以及其它功能器件15的襯底10的上部從單晶半導(dǎo)體襯底10的剩余部分去除。
[0037]貫穿本公開(kāi)使用術(shù)語(yǔ)“0LED驅(qū)動(dòng)電路”來(lái)表示利用諸如薄膜晶體管(TFT)元件的沉積以及通過(guò)光刻和蝕刻對(duì)這些元件進(jìn)行構(gòu)圖的常規(guī)技術(shù)形成的TFT的網(wǎng)絡(luò)，即陣列。本申請(qǐng)中未提供關(guān)于OLED驅(qū)動(dòng)電路的具體細(xì)節(jié)，以免使得本公開(kāi)的方法變得模糊不清。
[0038]貫穿本公開(kāi)使用術(shù)語(yǔ)“邏輯器件”來(lái)表示能夠利用諸如晶體管元件的沉積以及通過(guò)光刻和蝕刻對(duì)這些元件進(jìn)行構(gòu)圖的常規(guī)技術(shù)制造的CMOS晶體管的陣列。本申請(qǐng)中未提供關(guān)于邏輯器件的具體細(xì)節(jié)，以免使得本公開(kāi)的方法變得模糊不清。
[0039]貫穿本公開(kāi)使用術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)器件”來(lái)表示能夠存儲(chǔ)信息的CMOS晶體管和電容器的陣列?？梢岳帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)技術(shù)制造所述存儲(chǔ)器件。本申請(qǐng)中未提供關(guān)于存儲(chǔ)器件的具體細(xì)節(jié)，以免使得本公開(kāi)的方法變得模糊不清。
[0040]注意，盡管本公開(kāi)的該實(shí)施例在本公開(kāi)的此點(diǎn)描述和示例了存在于單晶半導(dǎo)體襯底10上的OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15，但是本公開(kāi)和方法不限于僅僅這種實(shí)施例。其它實(shí)施例是可能的，只要在本公開(kāi)的此點(diǎn)至少邏輯和存儲(chǔ)器件14形成在單晶半導(dǎo)體襯底10上即可。
[0041]參考圖2，示例了在單晶半導(dǎo)體襯底10的暴露表面上形成表面保護(hù)層18之后以及在所述表面保護(hù)層18上方形成應(yīng)力源層20之后的圖1的結(jié)構(gòu)。
[0042]在本公開(kāi)中采用的表面保護(hù)層18包括可以用作隨后形成的應(yīng)力源層20的蝕刻停止層的任何材料。在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，表面保護(hù)層18可以包括但是不限于Ti/W、T1、Cr、Ni或它們的任何組合。通常，并且當(dāng)將Ni用作應(yīng)力源層20的材料時(shí)，表面保護(hù)層18包含Ti。表面保護(hù)層18可以包括單個(gè)層或者其可以包括含有至少兩個(gè)不同的層的多層結(jié)構(gòu)。
[0043]表面保護(hù)層18可以在室溫(15°C -40°C，即288K到313K)或更高的溫度下形成。在一個(gè)實(shí)施例中，表面保護(hù)層18可以在20°C (293K)到180°C (353K)的溫度下形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，表面保護(hù)層18可以在20°C (293K)到60°C (333K)的溫度下形成。
[0044]可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的沉積技術(shù)形成表面保護(hù)層18。例如，可以通過(guò)濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、化學(xué)溶液沉積、物理氣相沉積以及鍍敷(plating)，形成表面保護(hù)層18。當(dāng)采用濺射沉積時(shí)，濺射沉積工藝可以進(jìn)一步包括在沉積之前的原位濺射清潔工藝。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，表面保護(hù)層18典型地具有5nm到200nm的厚度，其中IOOnm到150nm的厚度更典型。在本公開(kāi)中也可以采用在上述厚度范圍以下和/或以上的表面保護(hù)層18的其它厚度。
[0046]在一些實(shí)施例中，并且在形成應(yīng)力源層20之前，可以在表面保護(hù)層18上形成可選的鍍敷籽層(未示出)。典型地在隨后要形成的應(yīng)力源材料是金屬的實(shí)施例中采用所述可選的鍍敷籽層，并且使用鍍敷來(lái)形成包含金屬的應(yīng)力源材料。可選的鍍敷籽層用來(lái)選擇性地促進(jìn)預(yù)先選擇的包含金屬的應(yīng)力源材料的隨后鍍敷。可選的鍍敷籽層可以包括例如單層Ni或諸如Al (底部)/Ti/Ni (頂部)的兩種或更多種金屬的層疊結(jié)構(gòu)。
[0047]該可選的鍍敷籽層的厚度可以根據(jù)該可選的鍍敷籽層的(一種或多種)材料以及形成其所使用的技術(shù)而變化。典型地，該可選的鍍敷籽層的厚度為2nm到400nm。所述可選的鍍敷籽層可以通過(guò)常規(guī)沉積工藝形成，所述沉積工藝包括例如:化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、原子層沉積(ALD)、以及可以包括蒸鍍和/或?yàn)R射的物理氣相沉積(PVD)技術(shù)。
[0048]根據(jù)本公開(kāi)，表面保護(hù)層18以及可選的鍍敷籽層(如果采用)在不導(dǎo)致在單晶半導(dǎo)體襯底10內(nèi)發(fā)生自發(fā)剝落的溫度下形成?！白园l(fā)”的意思是發(fā)生薄材料層從單晶半導(dǎo)體襯底10的去除而無(wú)需采用任何人工手段來(lái)引發(fā)用于使薄材料層從單晶半導(dǎo)體襯底10斷開(kāi)的裂紋形成和傳播。“人工”的意思是裂紋形成和傳播明顯用于使薄材料層從單晶半導(dǎo)體襯底10斷開(kāi)。
[0049]本公開(kāi)中采用的應(yīng)力源層20包括當(dāng)在剝落溫度下位于單晶半導(dǎo)體襯底10頂上時(shí)受到張應(yīng)力的任何材料。因此，應(yīng)力源材料在此處也可以稱(chēng)為應(yīng)力引發(fā)材料。根據(jù)本公開(kāi)，應(yīng)力源層20具有導(dǎo)致在單晶半導(dǎo)體襯底10內(nèi)發(fā)生剝落型斷裂的臨界厚度和應(yīng)力值?！皠兟湫蛿嗔选笔侵噶鸭y形成在單晶半導(dǎo)體襯底10內(nèi)并且負(fù)荷力的組合將裂紋軌跡保持在應(yīng)力源/襯底界面下方的深度?！芭R界條件”的意思是對(duì)于給定的應(yīng)力源材料和單晶半導(dǎo)體襯底材料組合，應(yīng)力源層20的厚度值和應(yīng)力源值被選擇為使得剝落型斷裂是可能的(能夠產(chǎn)生大于襯底的Kre的K1值)。[0050]應(yīng)力源層20的厚度被選擇為在單晶半導(dǎo)體襯底10內(nèi)提供期望的(一個(gè)或多個(gè))斷裂深度。例如，如果將應(yīng)力源層20選擇為Ni，則斷裂將在應(yīng)力源層20下方約2到3倍的Ni厚度的深度處發(fā)生。應(yīng)力源層20的應(yīng)力值被選擇為滿足剝落型斷裂的臨界條件。這可以通過(guò)轉(zhuǎn)化由tM (2.5χ106) (Κκ3/2)]/σ2給出的經(jīng)驗(yàn)方程估計(jì)，其中是臨界應(yīng)力源層厚度(以微米為單位)，Krc是單晶半導(dǎo)體襯底10的斷裂韌度(以MPa.m1/2為單位)，并且σ是應(yīng)力源層20的應(yīng)力值(以Mpa或兆帕斯卡為單位)。上述表達(dá)式是指導(dǎo)，在實(shí)踐中，能夠在比由上述表達(dá)式預(yù)測(cè)的值小了至多20%的應(yīng)力或厚度值下發(fā)生剝落。
[0051]當(dāng)在單晶半導(dǎo)體襯底10上方施加時(shí)處于張應(yīng)力下并且因此可以用作應(yīng)力源層20的材料的示例性例子包括但不限于金屬、諸如剝落引發(fā)帶(tape)層的聚合物或者其任何組合。應(yīng)力源層20可以包括一種應(yīng)力源材料，或者可以采用包括至少兩層不同的應(yīng)力源材料的多層應(yīng)力源結(jié)構(gòu)。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力源層20是金屬。在另一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力源層20是剝落引發(fā)帶。在又一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力源層20可以包括具有下部和上部?jī)刹糠?two-part)應(yīng)力源層。所述兩部分應(yīng)力源層的上部可以由剝落引發(fā)帶層構(gòu)成。
[0053]當(dāng)采用金屬作為應(yīng)力源層20時(shí)，所述金屬可以包括例如N1、Cr、Fe或W。也可以采用這些金屬的合金。在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力源層20包括由Ni構(gòu)成的至少一個(gè)層。
[0054]當(dāng)采用聚合物作為應(yīng)力源層20時(shí)，所述聚合物是由重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的大的高分子。這些子單元典型地通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵連接。能夠用作應(yīng)力源層的聚合物的示例性例子包括但不限于聚酰亞胺、聚酯、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯脂以及聚氯乙烯。
[0055]當(dāng)將剝落引發(fā)帶層用作應(yīng)力源層20時(shí)，剝落引發(fā)帶層包括任何在用于形成該帶的第一溫度下為柔性的、軟的并且無(wú)應(yīng)力、但是在剝落期間使用的第二溫度下為牢固的、易延展的并且可伸長(zhǎng)的壓敏帶?！皦好魩А笔侵冈谑┘訅毫Φ那闆r下將有粘性而不需要用于活化的溶劑、熱或水的粘合帶。在第二溫度下所述帶中的張應(yīng)力主要是由于單晶半導(dǎo)體襯底10 (具有較低的熱膨脹系數(shù))與所述帶(具有較高的熱膨脹系數(shù))之間的熱膨脹失配引起的。
[0056]典型地，在本公開(kāi)中用作應(yīng)力源層20的壓敏帶至少包括粘著層和基體層。用于該壓敏帶的粘著層和基體層的材料包括具有或沒(méi)有合適的增塑劑的諸如例如丙烯酸脂類(lèi)、聚酯、烯烴和乙烯樹(shù)脂(vinyl)的聚合物材料。增塑劑是能夠增加它們所添加到的聚合物材料的塑性的添加劑。
[0057]應(yīng)力源層20能夠利用任何公知的沉積工藝形成。通常，通過(guò)浸潰涂布、旋涂、刷涂、濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、化學(xué)溶液沉積、物理氣相沉積和鍍敷中的任何一種完成沉積以形成包括金屬或聚合物作為應(yīng)力源材料的應(yīng)力源層20。在一些實(shí)施例中，當(dāng)應(yīng)力源層20是帶時(shí)，可以用手或用機(jī)械裝置施加應(yīng)力源層20。
[0058]應(yīng)力源層20可以在處于室溫(15°C -40°C)的第一溫度下形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)采用了帶層時(shí)，帶層可以在從15°C到60°C的第一溫度下形成。
[0059]如果應(yīng)力源層20具有金屬性質(zhì)，則其典型地具有從3 μ m到50 μ m的范圍內(nèi)的厚度，其中4μπ?到7μπ?的范圍內(nèi)的厚度是更典型的。在本公開(kāi)中也可以采用在上述厚度范圍以下和/或以上的應(yīng)力源層20的其它厚度。
[0060]如果應(yīng)力源層20具有聚合物性質(zhì)，則其典型地具有從10 μ m到200 μ m的范圍內(nèi)的厚度，其中50μπι到100 μ m的范圍內(nèi)的厚度是更典型的。在本公開(kāi)中也可以采用在上述厚度范圍以下和/或以上的應(yīng)力源層20的其它厚度。
[0061]參考圖3，示例了在應(yīng)力源層20上方形成處理襯底22之后并且在剝落之后的圖2的結(jié)構(gòu)。在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，可以省略處理襯底22。因此，處理襯底是本公開(kāi)的可選部件。本公開(kāi)中采用的處理襯底22包括任何具有典型地小于30cm的最小曲率半徑的柔性材料。能夠用作處理襯底22的柔性材料的示例性例子包括金屬箔或聚酰亞胺箔。
[0062]處理襯底22可以用于在處理剝落部分——即，在應(yīng)力源層20下方且在單晶半導(dǎo)體襯底10的斷裂表面上方的單晶半導(dǎo)體襯底10的部分一時(shí)提供更好的斷裂控制和更多通用性。此外，處理襯底22可用于在剝落期間引導(dǎo)裂紋傳播。本公開(kāi)的處理襯底22典型地但不必需地在處于室溫(15°C -40°C)的第一溫度下形成。
[0063]處理襯底22可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的沉積技術(shù)形成，所述沉積技術(shù)包括例如浸潰涂布、旋涂、刷涂、濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、化學(xué)溶液沉積、物理氣相沉積和鍍敷。在一些實(shí)施例中，處理襯底22可以手動(dòng)地或通過(guò)機(jī)械裝置而被施加在應(yīng)力源層20頂部。
[0064]處理襯底22典型地具有從I μ m到數(shù)mm的厚度，其中70 μ m到120 μ m的厚度是更典型的。在本公開(kāi)中也可以采用在上述厚度范圍以下和/或以上的處理襯底22的其它厚度。
[0065]可以在室溫下或者在低于室溫的溫度下開(kāi)始剝落。在一個(gè)實(shí)施例中，在室溫(即，20°C到40°C)下進(jìn)行剝落。在另一個(gè)實(shí)施例中，在低于20°C的溫度下進(jìn)行剝落。在又一個(gè)實(shí)施例中，剝落發(fā)生在77K或更低的溫度。在再一個(gè)實(shí)施例中，剝落發(fā)生在低于206K的溫度。在又一個(gè)實(shí)施例中，剝落發(fā)生在175K到130K的溫度。
[0066]當(dāng)使用低于室溫的溫度時(shí)，可以通過(guò)利用任何冷卻裝置將所述結(jié)構(gòu)冷卻下降至室溫以下來(lái)實(shí)現(xiàn)低于室溫的剝落工藝。例如，可以通過(guò)將所述結(jié)構(gòu)放置在液氮浴、液氦浴、冰浴、干冰浴、超臨界流體浴或任何低溫環(huán)境液體或氣體中實(shí)現(xiàn)冷卻。
[0067]當(dāng)在低于室溫的溫度下進(jìn)行剝落時(shí)，通過(guò)允許剝落的結(jié)構(gòu)處于室溫下而允許剝落的結(jié)構(gòu)緩慢溫暖至室溫，使剝落的結(jié)構(gòu)返回到室溫?；蛘?，可以利用任何加熱裝置將剝落的結(jié)構(gòu)加熱到室溫。
[0068]如圖3所示，剝落將單晶半導(dǎo)體襯底10的不包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的部分從單晶半導(dǎo)體襯底10的包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的另一部分去除。在圖中，元件IOA指單晶半導(dǎo)體襯底10的不包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的部分，而元件IOB是指單晶半導(dǎo)體襯底10的包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的部分。
[0069]此處也將元件IOB稱(chēng)為剝落的單晶半導(dǎo)體層(或簡(jiǎn)言之，剝落層)，而元件IOA在此處可以稱(chēng)為非剝落層。如圖所示，包含單晶半導(dǎo)體襯底10的包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的部分的剝落層IOB仍然包含表面保護(hù)層18、應(yīng)力源層20和處理襯底22。[0070]在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，剝落層IOB具有小于100微米的厚度。在本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例中，剝落層IOB具有小于50微米的厚度。在本公開(kāi)的又一個(gè)實(shí)施例中，剝落層IOB具有25微米到40微米的厚度。
[0071]現(xiàn)在參考圖4，示例了在剝落層IOB的與包含OLED驅(qū)動(dòng)電路12、邏輯和存儲(chǔ)器件14以及其它功能器件15的表面相反的最底部表面上形成襯底24之后的圖3的結(jié)構(gòu)。襯底24可以是剛性的或柔性的，并且可以包括例如半導(dǎo)體材料、玻璃、陶瓷、帶或塑料。典型地，襯底24由玻璃或塑料構(gòu)成。襯底24可以通過(guò)接合而被形成在剝落層IOB的最底部表面上。可以在室溫直到約300°C的溫度下實(shí)現(xiàn)接合。
[0072]可以在存在或不存在表面保護(hù)層18、應(yīng)力源層20和處理襯底22的條件下將襯底24施加到剝落層10B。在圖4所示例的實(shí)施例中，在存在表面保護(hù)層18、應(yīng)力源層20和處理襯底22的條件下，將襯底24形成在剝落層IOB上。
[0073]參考圖5，示例了在從剝落層IOB去除處理襯底22、應(yīng)力源層20和表面保護(hù)層18之后的圖4的結(jié)構(gòu)?？梢岳帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)技術(shù)從剝落層IOB去除處理襯底
22、應(yīng)力源層20和表面保護(hù)層18。
[0074]例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用王水(HN03/HC1)來(lái)去除處理襯底22、應(yīng)力源層
20、可選的鍍敷籽層和表面保護(hù)層18。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用UV或熱處理來(lái)去除處理襯底22，之后通過(guò)化學(xué)蝕刻來(lái)去除應(yīng)力源層20，之后通過(guò)不同的化學(xué)蝕刻來(lái)去除可選的鍍敷籽層和表面保護(hù)層18。
[0075]現(xiàn)在參考圖6，示例了圖5所示的結(jié)構(gòu)，示出了沿著進(jìn)入以及伸出紙的平面的圈出區(qū)域中的OLED驅(qū)動(dòng)電路。具體地，圖6示出了包括襯底24、剝落層IOB和OLED驅(qū)動(dòng)電路12的陣列(即，存在于剝落層IOB內(nèi)和上的TFT)的結(jié)構(gòu)。
[0076]現(xiàn)在參考圖7A，示例了根據(jù)其中提供底部發(fā)射的OLED顯示器的本公開(kāi)的實(shí)施例、在蝕刻位于相鄰薄膜晶體管之間的剝落層IOB的暴露部分之后的圖6所示的結(jié)構(gòu)。利用相對(duì)于OLED驅(qū)動(dòng)電路選擇性地蝕刻半導(dǎo)體材料的選擇性蝕刻工藝，進(jìn)行對(duì)剝落的單晶半導(dǎo)體層IOB的暴露部分的蝕刻，該蝕刻在襯底24的最上表面的頂上停止。該蝕刻提供了從頂部到底部包括OLED驅(qū)動(dòng)電路12以及剝落的單晶半導(dǎo)體層IOB的剩余部分的材料疊層25。
[0077]在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，選擇性蝕刻工藝可以包括蝕刻掩膜(通常是氧化物層)的沉積以及利用諸如例如四甲基氫氧化銨(TMAH)或KOH蝕刻的濕法化學(xué)蝕刻、或包括例如氟基化學(xué)物質(zhì)的干法蝕刻進(jìn)行的硅蝕刻?？梢栽趧兟鋵覫OB的其它部分上形成阻擋掩膜(未示出)，以便保護(hù)包括邏輯和存儲(chǔ)器件14及其它功能器件15的區(qū)域。
[0078]現(xiàn)在參考圖7B，示例了在形成底部透明電極26之后的圖7A的結(jié)構(gòu)。底部透明電極26形成在材料疊層25的最上表面上以及位于相鄰材料疊層25之間的襯底24的暴露的最上表面上。底部透明電極可以包括透明導(dǎo)電氧化物，所述透明導(dǎo)電氧化物例如是但不限于摻氟的錫氧化物(SnO2:F)、摻鋁的鋅氧化物(ZnO:Al)、錫氧化物(SnO)和銦錫氧化物(InSnO2或簡(jiǎn)言之，ΙΤ0)。也可以使用這種透明導(dǎo)電氧化物的多層疊層作為底部電極26。
[0079]底部透明電極26的厚度可以根據(jù)所采用的透明導(dǎo)電材料的類(lèi)型及用于形成透明導(dǎo)電材料的技術(shù)而改變。典型地，并且在一個(gè)實(shí)施例中，底部透明電極26的厚度在從20nm到500nm的范圍內(nèi)。也可以采用其它厚度，包括小于20nm和/或大于500nm的厚度。用于最小化從Si的表面的反射的底部透明電極26的最佳厚度在70nm到IlOnm的范圍內(nèi)。[0080]底部透明電極26典型地使用諸如濺射或CVD的沉積工藝形成。適用于形成底部透明電極材料的CVD工藝的例子包括但不限于APCVD、LPCVD, PECVD, MOCVD及其組合。濺射的例子包括但不限于RF和DC磁控濺射。在一些實(shí)施例中，可以在底部透明電極材料的沉積之后進(jìn)行構(gòu)圖工藝。
[0081]現(xiàn)在參考圖7C，示例了在形成有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部電極30之后的圖7B的結(jié)構(gòu)。如圖所示，有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部電極30位于底部透明電極26的位于襯底24的暴露表面上的部分上方。
[0082]在本公開(kāi)中采用的有機(jī)電致發(fā)光材料28包括響應(yīng)于電流而發(fā)射光的任何有機(jī)材料或有機(jī)材料的多層疊層，所述有機(jī)材料包括例如有機(jī)金屬螯合物、導(dǎo)電聚合物、突光染料、磷光染料以及共軛樹(shù)枝狀大分子(conjugated dendrimer)。可以用作有機(jī)電致發(fā)光材料28的有機(jī)材料的例子包括但不限于聚對(duì)苯乙炔(PPV)、聚萘乙炔(PNV)、三(2-苯基吡啶)銥(Ir (ppy)3)以及三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)。
[0083]有機(jī)電致發(fā)光材料28可以通過(guò)常規(guī)技術(shù)形成，所述常規(guī)技術(shù)包括例如旋涂、浸潰涂布、浸沒(méi)以及化學(xué)氣相沉積。典型地，并且在一個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電致發(fā)光材料28的厚度在從數(shù)nm到數(shù)百nm的范圍內(nèi)。也可以采用包括前述范圍以上和/或以下厚度的其它厚度。
[0084]在一些實(shí)施例中，頂部電池30可以包括具有低于底部透明電極26的功函數(shù)的材料或材料的多層疊層。例如，頂部電極30可以由鋁(Al)、鈣(Ca)和/或鎂(Mg)構(gòu)成。在另一個(gè)實(shí)施例中，頂部電極30可以包括上面提及的透明導(dǎo)電氧化物之一。頂部電極30可以利用任何沉積工藝形成，所述沉積工藝包括例如通過(guò)遮蔽掩模的濺射和熱蒸鍍。典型地，并且在一個(gè)實(shí)施例中，頂部電極30的厚度在從20nm到IOOnm的范圍內(nèi)。也可以采用包括前述范圍以上和/或以下厚度的其它厚度。
[0085]在本公開(kāi)的該實(shí)施例的底部發(fā)射OLED顯示器件中，有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部電極30可以具有垂直地彼此一致的側(cè)壁表面。
[0086]現(xiàn)在參考圖8，圖8是根據(jù)其中提供具有頂部發(fā)射的OLED顯示器的本公開(kāi)的實(shí)施例、在沉積底部電極32、有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部透明電極34之后的圖6所示例的結(jié)構(gòu)的表示。在本公開(kāi)的該實(shí)施例中，底部電極32包括以上提及的用于頂部電極30的材料之一，而頂部透明電極34包括以上提及的用于底部透明電極26的材料之一。在本公開(kāi)的底部發(fā)射實(shí)施例中，可以如上所述地形成底部電極32、有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部透明電極34。
[0087]在本公開(kāi)的該實(shí)施例的頂部發(fā)射OLED顯示器件中，底部電極32、有機(jī)電致發(fā)光材料28和頂部透明電極24可以具有垂直地彼此一致的側(cè)壁表面。
[0088]現(xiàn)在參考圖9，示例了根據(jù)本公開(kāi)的第二方法實(shí)施例的單晶半導(dǎo)體襯底10，該單晶半導(dǎo)體襯底10包括在其上制造的CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件14。特別地，該實(shí)施例利用類(lèi)似于圖1所示例的結(jié)構(gòu)，但OLED驅(qū)動(dòng)電路12和其它功能器件還未形成于單晶半導(dǎo)體襯底10中。
[0089]現(xiàn)在參考圖10，示例了在單晶半導(dǎo)體襯底10的暴露表面上形成表面保護(hù)層18之后以及在所述表面保護(hù)層18上方形成應(yīng)力源層20之后的圖9的結(jié)構(gòu)。表面保護(hù)層18和應(yīng)力源層20與如上所述形成圖2所示結(jié)構(gòu)時(shí)的表面保護(hù)層18和應(yīng)力源層20相同。
[0090]現(xiàn)在參考圖11，示例了在應(yīng)力源層20上方形成處理襯底22之后并且在剝落之后的圖10的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，可以省略處理襯底22。處理襯底22及其形成裝置與如上所述形成圖3所示結(jié)構(gòu)時(shí)的相同。在本公開(kāi)的該實(shí)施例中使用的剝落工藝與在本公開(kāi)的前述實(shí)施例中提及的剝落工藝相同。在該實(shí)施例中，剝落層IOB僅包括位于其上的CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件14。
[0091]現(xiàn)在參考圖12，示例了在剝落層IOB的最底部表面上形成襯底24之后的圖11的結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中使用的襯底24包括在形成圖4所示的結(jié)構(gòu)時(shí)在上文中提及的襯底之一。同樣，上文中提及的接合技術(shù)可以在此處用于形成圖12所示的結(jié)構(gòu)。
[0092]現(xiàn)在參考圖13，示例了在從剝落層IOB去除處理襯底22、應(yīng)力源層20和表面保護(hù)層18之后的圖12的結(jié)構(gòu)。處理襯底22、應(yīng)力源層20和表面保護(hù)層18的去除包括在形成圖5所示結(jié)構(gòu)時(shí)在上文中提及的技術(shù)之一。在一些實(shí)施例中，可以在將襯底24形成在剝落的單晶半導(dǎo)體襯底IOB的最底部表面上之前去除處理襯底22、應(yīng)力源層20和表面保護(hù)層18。
[0093]現(xiàn)在參考圖14，示例了在形成可選的其它功能器件15之后并且在形成OLED驅(qū)動(dòng)電路12之后圖13的結(jié)構(gòu)。可選的其它功能器件15和OLED器件電路12與上文中結(jié)合本公開(kāi)的圖1描述的相同。
[0094]在提供圖14所示的結(jié)構(gòu)之后，可以使用圖7A-7C中使用的工藝來(lái)提供具有底部發(fā)射的OLED顯示器，或者使用圖8中的工藝來(lái)形成具有頂部發(fā)射的OLED顯示器。
[0095]不管使用上述實(shí)施例中的哪一個(gè)或者不管提供具有底部發(fā)射還是頂部發(fā)射的OLED顯示器，本公開(kāi)的方法都提供諸如例如圖15中所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括集成在同一單晶半導(dǎo)體層(即剝落層10B)上的OLED顯示器100、CM0S邏輯和存儲(chǔ)器件102、以及其它功能器件104。OLED驅(qū)動(dòng)電路位于OLED顯示器100下方。OLED顯示器可以包括多個(gè)頂部發(fā)射OLED器件或者多個(gè)底部發(fā)射OLED器件。
[0096]盡管關(guān)于本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例特別示出和描述了本公開(kāi)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，可以做出前述和其它形式和細(xì)節(jié)上的變化。因此，本公開(kāi)旨在不限于所描述和示例的確切形式和細(xì)節(jié)，而是落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種形成包括具有半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路的OLED顯示器的結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 提供單晶半導(dǎo)體襯底，所述單晶半導(dǎo)體襯底具有形成在該單晶半導(dǎo)體襯底的暴露表面上的至少邏輯和存儲(chǔ)器件； 在其上形成有所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件的所述單晶半導(dǎo)體襯底的所述暴露表面上形成表面保護(hù)層； 在所述表面保護(hù)層上方形成應(yīng)力源層； 剝落所述單晶半導(dǎo)體襯底，以提供剝落的單晶半導(dǎo)體層，所述剝落的單晶半導(dǎo)體層具有位于其表面上的所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件； 將襯底形成在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的與具有位于其上的所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件的表面相反的表面上；以及 在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層上并且與所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件相鄰地形成有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述單晶半導(dǎo)體襯底還包括位于所述單晶半導(dǎo)體襯底的所述暴露表面上并且與所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件相鄰的OLED驅(qū)動(dòng)電路，其中所述OLED驅(qū)動(dòng)電路在形成所述表面保護(hù)層之前形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述形成所述OLED顯示器之前在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的一部分上形成OLED驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其`中形成所述表面保護(hù)層包括:選擇Ti/W、T1、Cr或Ni中的一者作為表面保護(hù)材料；以及沉積所述表面保護(hù)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述單晶半導(dǎo)體襯底的斷裂韌度低于所述應(yīng)力源層的斷裂韌度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述應(yīng)力源層包括金屬、聚合物或它們的任何組口 ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述應(yīng)力源層至少包括所述聚合物，并且所述聚合物是剝落引發(fā)帶層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述應(yīng)力源層包括所述金屬，并且所述金屬是鎳。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在室溫下進(jìn)行所述剝落。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在低于室溫的溫度下進(jìn)行所述剝落。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在剝落之前在所述應(yīng)力源層頂上形成處理襯
。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述襯底之后去除所述應(yīng)力源層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述襯底之前去除所述應(yīng)力源層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯底是玻璃或塑料，并且通過(guò)接合而被形成在所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的與具有位于其上的所述至少邏輯和存儲(chǔ)器件的表面相反的表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述OLED顯示器形成在OLED驅(qū)動(dòng)電路上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述形成所述OLED顯示器包括形成底部發(fā)射OLED器件陣列，其中所述底部發(fā)射OLED器件陣列的每個(gè)底部發(fā)射OLED器件包括底部透明電極、有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述形成所述底部發(fā)射器件陣列包括:蝕刻位于相鄰OLED驅(qū)動(dòng)電路之間的所述剝落的單晶半導(dǎo)體層的暴露部分；以及形成所述底部透明電極，其中所述底部透明電極的一部分與位于所述剝落的單晶半導(dǎo)體層下方的襯底的最上表面直接接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述形成所述OLED顯示器包括形成頂部發(fā)射OLED器件陣列，其中所述頂部發(fā)射OLED器件陣列的每個(gè)頂部發(fā)射OLED器件包括底部電極、有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部透明電極。
19.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括: 單晶半導(dǎo)體層，所述單晶半導(dǎo)體層具有位于該單晶半導(dǎo)體層的一部分上的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器以及位于該單晶半導(dǎo)體層的另一部分上的CMOS邏輯和存儲(chǔ)器件，所述OLED顯示器具有下伏的OLED驅(qū)動(dòng)電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述單晶半導(dǎo)體層包括選自S1、Ge、SiGe、SiGeC, SiC, Ge 合金、GaSb, GaP、GaAs, InAs 和 InP 的半導(dǎo)體材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述單晶半導(dǎo)體層包括硅。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述OLED驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)薄膜晶體管。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括位于所述單晶半導(dǎo)體層的又一部分上的太陽(yáng)能電池單體、電池、或傳感器中的至少一者。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括位于所述單晶半導(dǎo)體層的直接下方的玻璃襯底。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括位于所述單晶半導(dǎo)體層的直接下方的塑性襯底。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述單晶半導(dǎo)體層具有小于100微米的厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述OLED顯示器包括底部發(fā)射OLED器件陣列。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述底部發(fā)射OLED器件陣列的每個(gè)底部發(fā)射OLED器件包括底部透明電極、有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部電極。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述底部電極的一部分與位于所述單晶半導(dǎo)體層下方的襯底的最上表面直接接觸。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述OLED顯示器包括頂部發(fā)射OLED器件陣列。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述頂部發(fā)射OLED器件陣列的每個(gè)頂部發(fā)射OLED器件包括底部電極、有機(jī)電致發(fā)光材料和頂部透明電極。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述底部電極、所述有機(jī)電致發(fā)光材料和所述頂部透明電極中的每一者具有垂直地彼此一致的側(cè)壁表面。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述OLED顯示器包括OLED器件陣列，所述OLED器件陣列的每個(gè)OLED器件包括位于底部電極和頂部電極之間的作為有機(jī)電致發(fā)光材料的導(dǎo)電聚合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述底部電極或所述頂部電極之一包括透明導(dǎo)電氧化物。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述透明導(dǎo)電氧化物包括摻氟的錫氧化物(Sn02: F)、摻鋁的鋅氧化物(ZnO: Al)、錫氧化物(SnO)或銦錫氧化物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述底部電極由銦錫氧化物構(gòu)成。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述頂部電極由銦錫氧化物構(gòu)成。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電聚合物包括聚對(duì)苯乙炔。
【文檔編號(hào)】H01L27/32GK103682175SQ201310435444
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】李寧, D·K·薩達(dá)那 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司