一种基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法与流程

本发明涉及发光器件制造领域，尤其涉及一种基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法。

背景技术：

现有技术中的发光器件的电极制备方法多采用pvd成膜加上干法或湿法刻蚀出单独的电极结构，如授权公告号为cn101459226b，发明名称为“顶部发光有机显示器的阳极结构及其制造工艺”公开了在硅衬底上用pvd的方法镀膜形成阳极电机的方法，但是采用镀膜法形成电极需要多套掩膜版，生产成本很高，且多套掩膜版之间需解决垂直对准的技术问题。剥离工艺是一种通过牺牲材料在基底表面上建立目标材料结构的常用方法。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法，将剥离工艺与传统的成膜工艺相结合，降低生产成本，提高产品良率。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是将剥离工艺与传统的成膜工艺相结合，降低生产成本，提高产品良率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法，包括以下步骤：

在单晶硅衬底上铺设隔离材料层，利用掩膜版刻蚀出下电极所在区域，所述硅衬底中包含驱动电路，所述驱动电路包含金属氧化物半导体场效应晶体管；

在具有镂空的第一隔离材料的硅衬底上沉积下电极材料，且露出第一隔离材料的侧面；

采用干法或湿法去除第一隔离材料以及覆盖其上的下电极材料，形成单个独立的下电极；

在平整的单个独立的所述下电极上制作发光材料和上电极材料，所述发光材料为有机材料或无机材料。

进一步地，还包含在所述下电极间填充第二隔离材料，直至填平下电极间的空隙的步骤。

进一步地，所述第一隔离材料和第二隔离材料为光致抗蚀剂、氧化硅、氮化硅中的一种或其混合物。

进一步地，所述第一隔离材料层呈正梯形状或倒梯形状。

进一步地，所述下电极材料的边沿形成弧形或台阶形或斜边形。

进一步地，还包括使所述下电极清洁和平坦化的步骤。

进一步地，所述下电极包含用于和硅衬底接触的第一接触层，所述第一接触层的材料为cr、ti、ta、ni、ito、znox单质或其任意比例的混合物。

进一步地，所述下电极包含用于反射发光材料发射出光的光反射层，所述光反射层的材料为al、ag金属单质或其任意比例的混合物。

进一步地，所述下电极包含用于改善下电极和所述发光材料触性能的第二接触层，所述第二接触层为ito、gaino、gainsno、znino、zninsno、cr、mo、ni、pt、au、cu、ti、w、zr、ta、zrox、vox、moox、alox、znox、snox、mon、tinx、tisixny、wsix、wnx、wsixty、tanx、tasixny、siox、sinx、sic、c60单质或其任意比例的混合物。

进一步地，还包含在上电极上制作至少一层薄膜封装材料，所述薄膜封装材料用于隔离水和氧。

进一步地，所述金属氧化物半导体场效应晶体管用于产生微电流以驱动所述发光材料发光，或者产生电压以驱动所述发光材料发光。

本发明所述的基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法，先将隔离物设置在硅衬底上，然后逐层沉积形成电极的所需材料，最后将隔离物去除便得到了彼此分离的单个电极，这样的电极制备方法后端工艺中只需在少数两层掩膜版便可形成独立电极结构，比直接或独立制作下电极图案的方案大大降低了生产成本，也因剥离工艺无需在多层电极材料之间对准，可以提高产品良率。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的电极制备方法的流程图；

图2(a)是本发明的另一个较佳实施例的电极制备方法的流程图；

图2(b)是本发明的一个较佳实施例中第二隔离材料23的侧剖图；

图2(c)是本发明的另一个较佳实施例中第二隔离材料23的侧剖图；

图3(a)是本发明的一个较佳实施例的具有正梯形状的第一隔离材料21的制作流程图；

图3(b)是本发明的一个较佳实施例的具有倒梯状的第一隔离材料21的制作流程图；

图4是本发明的一个较佳实施例的隔离物设置在硅衬底上的示意图；

图5是本发明的一个较佳实施例的剥离工艺后的剖面图；

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例一：

本实施例所述的基于剥离工艺的硅基发光器件的电极制备方法包括以下步骤(如图1所示)：

步骤91：在单晶硅衬底10上铺设第一隔离材料层21，利用掩膜版刻蚀出下电极所在区域(如图4所示)，作为一个优选例，所述第一隔离材料层21的宽度小于5μm，高度小于3μm，所述下电极之间的间距不大于20μm；进一步地，所述第一隔离材料为光致抗蚀剂、氧化硅、氮化硅或其混合物，所述硅衬底中包含驱动电路，所述驱动电路包含金属氧化物半导体场效应晶体管。

步骤92：在具有镂空第一隔离材料21的硅衬底上沉积下电极材料22，使下电极材料22覆盖至发光区，所述沉积为pvd方法或cvd方法。进一步地，所述pvd方法为电子束蒸发、热蒸发、离子束辅助沉积、溅射方法，所述cvd方法为apcvd、lpcvd、pecvd、mocvd方法。进一步地，露出第一隔离材料侧面。

步骤93：采用干法或湿法去除第一隔离材料21以及覆盖其上的下电极材料22，形成单个独立的下电极22。进一步地，所述下电极材料22的边沿形成弧形或台阶形或斜边形(如图5所示)。

步骤94在平整的单个独立的下电极22上制作发光材料24和上电极材料25，所述发光材料为一种有机材料或无机材料，所述有机材料包含有空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层、电子传输层，所述无机材料包含n型掺杂层、多重量子阱层、p型掺杂层，所述上电极材料25为导电金属单体或导电金属混合物。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于，在步骤93和步骤94之间增加步骤95(如图2(a)所示)：在所述电极间填充第二隔离材料23，直至填平电极间的空隙，形成一个平整的包含单个独立电极的表面，所述第二隔离材料23为光致抗蚀剂、氧化硅、氮化硅或其混合物，且第二隔离材料23的表面与下电极材料22的表面相平或略凹陷于(如图2(b)所示)或凸出于(如图2(c)所示)下电极22。

实施例三：

本实施例与实施例一、二基本相同，特别之处在于，所述第一隔离材料层呈正梯形或倒梯形形状(如图3(a)和图3(b)所示)。

进一步地，所述电极制备方法还包括在步骤94之前增加使所述下电极清洁和平坦化的步骤，例如，所述清洁和等离子体清洗法，所述平坦化工艺为cmp。

进一步地，所述硅衬底10中包含驱动电路，所述驱动电路包含金属氧化物半导体场效应晶体管，所述金属氧化物半导体场效应晶体管用于产生电流以驱动所述发光材料发光。

进一步地，在步骤94后在上电极上制作至少一层薄膜封装材料，所述薄膜封装材料用于隔断水和氧气。

实施例四：

本实施例与实施例一、二基本相同，进一步地，所述硅衬底10上具有反射发光材料发射出光的光反射层，所述光反射层的材料为al、ag金属单质或它们任意比例的混合物。

进一步地，所述光反射层上具有用于改善下电极材料22和发光材料24性能的第二接触层，所述第二接触层为ito、gaino、gainsno、znino、zninsno、cr、mo、ni、pt、au、cu、ti、w、zr、ta、zrox、vox、moox、alox、znox、snox、mon、tinx、tisixny、wsix、wnx、wsixty、tanx、tasixny、siox、sinx、sic、c60单质或它们任意比例的混合物。

进一步地，所述下电极材料22和光反射层之间还包含第一接触层，所述第一接触层的材料为cr、ti、ta、ni、ito、znox单质或它们任意比例的混合物，所述第一接触层用于更好匹配下电极材料22和光反射层。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。