用于控制可转移半导体结构的释放的结构及方法与流程

技术特征：

1.一种微型装置阵列，所述阵列包括：

源衬底，其具有处理侧；

牺牲层，其包括硅(1 0 0)牺牲材料、位于所述源衬底的所述处理侧上；

多个可释放微型物件，其至少部分地形成于所述牺牲层上；

多个锚定件结构，其位于所述源衬底的所述处理侧上，其中所述锚定件结构在不存在所述牺牲材料的情况下仍刚性地附接到所述源衬底；及

多个系链，其中所述多个系链中的每一系链将所述多个可释放微型物件中的一个可释放微型物件连接到所述锚定件结构中的一者且每一可释放微型物件通过单个系链连接到锚定件。

2.根据权利要求1所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者经定大小及定形以在弹性体印模接触对应微型物件时断开以将所述对应微型物件从所述源衬底微转印到不同于所述源衬底的目标衬底。

3.根据权利要求1或2所述的阵列，其中所述牺牲材料是所述源衬底的一部分。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的阵列，其中所述锚定件结构形成连续结构，其沿至少一个维度横跨所述多个可释放微型物件中的多于一个可释放微型物件。

5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的阵列，其中所述锚定件结构包括多个锚定件。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个锚定件中的每一者的特征是局部地有凹角或阴角，且所述多个可释放微型物件中的每一者的局部特征是有凸角或阳角。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者是宽度为10μm到40μm的系链。

8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者是具有狭窄形状且宽度为1μm到5μm、5μm到10μm、10μm到15μm、15μm到20μm或20μm到40μm的系链。

9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的阵列，其中所述系链中的每一者包括一或多个凹口，所述一或多个凹口在相应可释放微型物件相对于所述锚定件结构移动时提供断裂点。

10.根据权利要求1所述的阵列，其中在与所述系链所附接到的所述可释放微型物件或所述锚定件的边缘平行的方向上，所述系链的与所述锚定件接触的部分不和所述系链的与所述可释放微型物件接触的部分重叠。

11.根据权利要求1所述的阵列，其中所述系链具有不附接到所述锚定件或所述可释放微型物件的相对侧，其中所述相对侧在x方向及y方向中的至少一者上重叠。

12.根据权利要求1所述的阵列，其中所述可释放微型物件与所述锚定件在x方向上分离开一分离距离x，所述系链以锐角θ附接到所述锚定件或所述可释放微型物件，且所述系链附接到所述锚定件或可释放微型物件处的第一边缘与第二边缘之间的距离是y，且y小于或等于x*tan(θ)。

13.根据权利要求1所述的阵列，其中：

第一对的第一系链与第二系链在y方向上偏移且在偏移方向上不重叠，且第二对的第一系链与第二系链在与所述锚定件或所述可释放微型物件的边缘垂直的x方向上偏移且在偏移方向上不重叠；或

一对第一系链与第二系链在所述y方向上偏移且在所述偏移方向上不重叠，且在所述x方向上偏移且在所述偏移方向上不重叠。

14.一种使用(1 0 0)硅系统制成适合于微转印的薄且低成本的晶片封装微尺度装置的方法，所述方法包括：

提供多个微尺度装置；

使用微组装技术将所述微尺度装置组装到载体晶片上，其中所述载体晶片包括硅(1 0 0)及第一介电层；

将所述经组装微尺度装置嵌入于第二介电层内；及

将所述第一介电层及所述第二介电层图案化以与锚定件及系链一起界定所述微尺度装置中的每一者的周界，所述锚定件及所述系链在所述微尺度装置相对于所述载体晶片移动时保持所述微尺度装置相对于所述载体晶片的空间配置，借此提供具有适合于微转印到其它衬底的微尺度装置的晶片级薄晶片封装。

15.根据权利要求14所述的方法，其包括：

在所述微尺度装置的顶部表面或底部表面中的至少一者上形成衬垫结构，借此形成可表面安装装置。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述微尺度装置各自包括集成电路，所述集成电路与至少两个传感器及使用相同的晶片级金属化物产生的天线互连。

17.根据权利要求14到16中任一权利要求所述的方法，其包括：

将所述微尺度装置微转印到卷带上；及

使用带馈送式高速射片机来将所述微尺度装置施加到目的地衬底。

18.根据权利要求14到17中任一权利要求所述的方法，其包括：

使用晶片馈送式裸片附接工具来预模制所述微尺度装置，借此形成引线框架上封装。

19.根据权利要求14到18中任一权利要求所述的方法，其包括：

使用晶片馈送式裸片附接工具来形成所述微尺度装置的封装中封装装置。

20.根据权利要求14到19中任一权利要求所述的方法，其包括：

使用晶片馈送式裸片附接工具或晶片馈送式微型转印机来由所述微尺度装置形成晶片级封装。

21.一种制作可印刷组件阵列的方法，所述方法包括：

在源衬底的处理侧上形成包括硅(1 0 0)牺牲材料的牺牲层；

至少部分地在所述牺牲层上形成多个可释放微型物件；

在所述源衬底上形成锚定件结构，所述锚定件结构在不存在所述牺牲材料的情况下仍刚性地附接到所述源衬底；

形成多个系链，其中所述多个系链中的每一系链将所述多个可释放微型物件中的一个可释放微型物件连接到所述锚定件结构中的一者，所述多个系链中的每一系链位于所述多个可释放微型物件中的相应可释放微型物件的偏离中心、面向锚定件的边缘上，且每一系链经定形以响应于所述可释放微型物件的移动而断裂，使得在不存在所述牺牲材料的情况下：

所述可释放微型物件相对于所述锚定件结构移动；

所述系链变形并受到机械应力；且

所述多个系链中的每一系链仍刚性地附接到相应锚定件及所述多个微型物件中的相应可释放微型物件两者，借此保持所述多个可释放微型物件相对于所述源衬底的空间配置；及

移除在所述多个可释放微型物件下面的所述牺牲材料的至少一部分，使得所述可释放微型物件相对于所述锚定件结构移动且所述系链变形并受到机械应力。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述移除过程相对于释放所述锚定件结构的速率在所述多个可释放微型物件下方迅速进展。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中所述多个系链中的每一系链具有宽度为10μm到40μm的狭窄形状，借此抑制局部凹角或阴角的形成。

24.根据权利要求21到23中任一权利要求所述的方法，其中所述牺牲层具有各向异性晶体结构，所述移除过程由于所述各向异性晶体结构而在一些方向上进展较快且在其它方向上进展较慢。

25.根据权利要求21到24中任一权利要求所述的方法，其中所述多个系链中的每一系链包括一或多个凹口，所述凹口在可释放微型物件移动时为所述可释放微型物件提供断裂点。

26.根据权利要求21到25中任一权利要求所述的方法，其中所述移除过程在接近给定系链的区域处达到完成。

27.一种制作多个可转移微型物件的方法，所述方法包括：

在源衬底的处理侧上形成包括硅(1 0 0)牺牲材料的牺牲层；

至少部分地在所述牺牲层上形成多个可释放微型物件(例如，可印刷电子组件、可印刷有源组件、微型装置、微尺度装置)；

将聚合物层(例如，光致抗蚀剂材料、光可界定材料)施加于所述多个可释放微型物件及所述源衬底的至少一部分上方，其中所述聚合物层囊封所述多个可释放微型物件(例如，所述多个可释放微型物件的除与所述牺牲层接触的部分以外的部分)；

处理所述聚合物层以：

(i)在所述源衬底上为所述多个可转移微型物件形成多个锚定件结构，

(ii)在每一可转移微型物件与所述多个锚定件结构中的一个预定锚定件结构之间形成至少一个系链，及

(iii)针对所述可释放微型物件中的每一者，在所述聚合物层中形成通到相应可转移微型物件下面的所述牺牲层的一部分的进入端口；及

移除(例如，通过底切蚀刻或烧蚀)所述多个可释放微型物件下面的所述牺牲层的至少一部分。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述一或多个锚定件结构在所述可转移微型物件移动时仍刚性地附接到所述衬底。

29.根据权利要求27或28所述的方法，其中在所述多个可释放微型物件下面的所述牺牲层的至少一部分致使所述多个可释放微型物件中的每一者移动并对所述多个系链的相应子组施加应力。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述多个系链的所述相应子组包括单个系链。

31.根据权利要求27到30中任一权利要求所述的方法，其包括转移所述可释放微型物件及从所述微型物件移除所述聚合物的至少一部分。

32.根据权利要求31所述的方法，其中从所述微型物件移除所述聚合物的至少一部分包括进行所述聚合物的溶解、蚀刻及灰化中的至少一者。

33.根据权利要求27到32中任一权利要求所述的方法，其包括通过使印刷印模的至少一部分接触所述聚合物的对应部分来转移所述可释放微型物件。

34.一种微型装置阵列，所述阵列包括：

源衬底，其具有处理侧；

牺牲层，其包括硅(1 0 0)牺牲材料、位于所述源衬底的所述处理侧上；

多个可释放微型物件，其至少部分地形成于所述牺牲层上；

多个锚定件结构，其位于所述源衬底的所述处理侧上，其中所述锚定件结构在不存在所述牺牲材料的情况下仍刚性地附接到所述源衬底；及

多个系链，其中所述多个系链中的每一系链将所述多个可释放微型物件中的一个可释放微型物件连接到所述锚定件结构中的一者，且所述多个系链中的每一系链位于所述多个可释放微型物件中的相应可释放微型物件的偏离中心、面向锚定件的边缘上，使得在不存在所述牺牲材料的情况下所述可释放微型物件相对于所述锚定件结构移动且所述系链变形并受到机械应力。

35.根据权利要求34所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者经定大小及定形以在弹性体印模接触对应微型物件以将所述对应微型物件从所述源衬底微转印到不同于所述源衬底的目标衬底时断开。

36.根据权利要求34或35所述的阵列，其中所述牺牲材料是所述源衬底的一部分。

37.根据权利要求34到36中任一权利要求所述的阵列，其中所述锚定件结构形成连续结构，其沿至少一个维度横跨所述多个可释放微型物件中的多于一个可释放微型物件。

38.根据权利要求34到37中任一权利要求所述的阵列，其中所述锚定件结构包括多个锚定件。

39.根据权利要求34到38中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个锚定件中的每一者的特征是局部地有凹角或阴角，且所述多个可释放微型物件中的每一者的局部特征是有凸角或阳角。

40.根据权利要求34到39中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者是宽度为10μm到40μm的系链。

41.根据权利要求34到40中任一权利要求所述的阵列，其中所述多个系链中的每一者是具有狭窄形状且宽度为1μm到5μm、5μm到10μm、10μm到15μm、15μm到20μm或20μm到40μm的系链。

42.根据权利要求34到41中任一权利要求所述的阵列，其中所述系链中的每一者包括一或多个凹口，所述一或多个凹口在相应可释放微型物件相对于所述锚定件结构移动时提供断裂点。

43.根据权利要求34到42中任一权利要求所述的阵列，其中不可能绘制出由所述锚定件、所述系链及所述微型物件覆盖的具有平行于<0 1 1>方向的边缘且具有穿过所述微型物件的边缘的矩形。

44.根据权利要求34到43中任一权利要求所述的阵列，其中具有平行于所述<0 1 1>方向的边缘的由所述锚定件、所述系链及可印刷结构覆盖的任一矩形不具有穿过可印刷微型物件的边缘。

45.根据权利要求34到44中任一权利要求所述的阵列，其中不可能绘制出由所述锚定件、所述系链及所述可印刷微型物件覆盖的具有平行于所述<0 1 1>方向的边缘且具有穿过所述可印刷微型物件的边缘的矩形。

46.根据权利要求14到33中任一权利要求所述的方法，其中不可能绘制出由所述锚定件、所述系链及所述微型物件覆盖的具有平行于所述<0 1 1>方向的边缘且具有穿过所述微型物件的边缘的矩形。

47.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的阵列，其中不可能绘制出由所述锚定件、所述系链及所述微型物件覆盖的具有平行于所述<0 1 1>方向的边缘且具有穿过所述微型物件的边缘的矩形。

48.根据权利要求1所述的阵列，其中所述系链至少部分地形成于所述衬底的顶部表面中。

49.根据权利要求1所述的阵列，其中释放层具有各向异性蚀刻特性。

50.根据权利要求1所述的阵列，其中所述系链包含不与所述牺牲层直接接触的材料。

51.根据权利要求50所述的阵列，其中所述系链在围绕所述牺牲层的暴露表面绘制的凸包的区域中与衬底表面断开连接。

52.根据权利要求14所述的方法，其中在所述衬底的顶部表面中至少部分地形成所述系链。

53.根据权利要求14所述的方法，其中所述释放层具有各向异性蚀刻特性。

54.根据权利要求14所述的方法，其中所述系链包含不与所述牺牲层直接接触的材料。

55.根据权利要求54所述的方法，其中所述系链在围绕所述牺牲层的所述暴露表面绘制的凸包的所述区域中与所述衬底表面断开连接。

56.根据权利要求21所述的方法，其中在所述衬底的所述顶部表面中至少部分地形成所述系链。

57.根据权利要求21所述的方法，其中所述释放层具有各向异性蚀刻特性。

58.根据权利要求21所述的方法，其中所述系链包含不与所述牺牲层直接接触的材料。

59.根据权利要求58所述的方法，其中所述系链在围绕所述牺牲层的所述暴露表面绘制的凸包的所述区域中与所述衬底表面断开连接。

60.根据权利要求27所述的方法，其中在所述衬底的所述顶部表面中至少部分地形成所述系链。

61.根据权利要求27所述的方法，其中所述释放层具有各向异性蚀刻特性。

62.根据权利要求27所述的方法，其中所述系链包含不与所述牺牲层直接接触的材料。

63.根据权利要求62所述的方法，其中所述系链在围绕所述牺牲层的所述暴露表面绘制的凸包的所述区域中与所述衬底表面断开连接。

64.根据权利要求34所述的阵列，其中所述系链至少部分地形成于所述衬底的所述顶部表面中。

65.根据权利要求34所述的阵列，其中所述释放层具有各向异性蚀刻特性。

66.根据权利要求34所述的阵列，其中所述系链包含不与所述牺牲层直接接触的材料。

67.根据权利要求66所述的阵列，其中所述系链在围绕所述牺牲层的所述暴露表面绘制的凸包的所述区域中与所述衬底表面断开连接。