聚合物設備的固態壓花的製作方法

2023-07-01 21:06:51 3

專利名稱：聚合物設備的固態壓花的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備，特別是有機電子設備，以及用於形成這些設備的方法。
背景技術：
半導體共軛聚合物薄膜電晶體(TFTs)近來在集成在塑料襯底上的便宜的邏輯電路(C.Drury等，APL 73，108(1998))以及光電子集成設備以及高解析度有效矩陣顯示器中的象素電晶體開關(H.Sirringhaus等，Science 280，1741(1998)，A.Dodabalapur等，Appl.Phys.Lett.73，142(1998))的應用引起關注。在具有聚合體半導體以及無機金屬電極以及柵極介質層的測試設備結構中，已經顯示高性能TFTs。與非晶矽的性能相比，已經實現達到0.1cm2/Vs的電荷載流子遷移率以及106-108的開-關電流比(H.Sirringhaus等，Advances inSolid State Physics 39，101(1999))。
聚合物半導體的一個優點是它們適用於簡單和低成本的溶液處理。然而，所有聚合物TFT設備以及集成電路的製作需要有能力形成聚合物導體、半導體以及絕緣體的橫向圖形。已經演示過各種圖形技術，諸如照相平版印刷(WO99/10939A2)、絲網印刷(Z.Bao等，Chem.Mat.9，1299(1997))、軟平版印刷衝壓(J.A.Rogers，Appl.Phys.Lett.75，1010(1999))和微型模塑(J.A.Rogers，Appl.Phys.Lett.72，2716(1998))，以及直接噴墨印刷(H.Sirringhaus等，UK 0009911.9)。
許多直接印刷技術不能提供定義TFT的源極和漏極所需的圖形解析度。為獲得足夠的驅動電流和開關速度，需要低於10μm的溝道長度。在噴墨列印的情況下，通過列印在包含不同表面自由能的區域的預定圖案的襯底上來克服這種解析度問題(H.Sirringhaus等，UK0009915.0)。
在US專利申請60/182,919中，說明了一種方法，該方法通過固態壓花(embossing)能微切聚合物載體上的無機金屬膜(N.Stutzmann等，Adv.Mat.12，557(2000))。在高溫下，將包含一列尖銳、凸出的楔形物的「硬」母版(master)壓入聚合物承載的金屬膜中。對半晶質聚合物，諸如聚(四氟乙烯-六氟丙烯)(FEP)、聚乙烯(PE)或對苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)來說，壓花溫度高於聚合物的玻璃相變，但低於其熔化溫度。在非晶態聚合物，諸如無規聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的情況下，使用玻璃相變附近的溫度。在壓花期間，母版滲入金屬聚合物結構中，並且遠離楔形物發生材料的塑性流動。如果壓痕深度大於金屬膜厚度，則生成穿過金屬膜的凹槽。在剩餘的區域中，保存金屬聚合物層結構的完整性，因為以固態執行壓花並且主要橫向發生塑性流動。

發明內容
根據本發明，提供如附後的權利要求所述的方法和設備。具體來說，根據本發明的一個方面，提供用於在多層結構中形成電子設備的方法，該多層結構包含至少第一層和第二層，該方法包括迫使切削工具的微切突起進入多層結構以便使該突起微切(microcut)通過第一層。
本發明的其他方面包括通過上述或其他方法形成的設備，以及包括一個或多個這種設備的集成電路、邏輯電路、顯示電路和/或存儲設備電路。最好所述設備形成在公共的襯底上。最好，所述設備形成在有機材料的公共層中。
本發明的優選方面涉及可將固態壓花用於製作聚合物電晶體設備以及電路的方法。


現在將通過例子，參考附圖來描述本發明。
圖1是固態壓花和微切方法的一個實施例的示意圖；圖2表示在不同聚合物載體上的微切PEDOT膜的環境掃描電子顯微術圖象(A/B在3μm PMMA上的800 PEDOT；C/D在3μmPVP上的800 PEDOT)。亮的區域是用PEDOT覆蓋的區域；圖3是可能的源-漏極結構的示意性頂視圖，以便通過將直接印刷與固態壓花結合來製作離散TFT設備的規則陣列。對集成電路製作來說，可通過直接印刷來限定任何兩個TFT設備間的互連，如用虛線所示；圖4表示用於通過將固態壓花和直接印刷結合起來製作頂柵(top-gate)聚合物TFT的順序過程的示意圖；圖5表示用於通過固態壓花製作縱向聚合物TFT的可能的過程順序；圖6示例說明用於通過將固態壓花和選擇的表面飾變結合起來製作用於聚合物TFTs的自定位柵極的方法；圖7表示用於準備能用來通過直接噴墨印刷製作窄導電互連線以及電極的表面自由能圖形的另一方法；圖8示例說明通過固態壓花製作通孔互連；圖9表示用於製作縱向電晶體和具有三層壓花金/1μmPVP/金的完整電晶體的照片的多層結構的另外的示意圖；圖10表示利用作為源-漏極的電極E2和E3測量的縱向、壓花聚合物電晶體的輸出和傳輸特性；圖11表示利用作為源-漏極的電極E2和E4來測量的平面、壓花聚合物電晶體的輸出和傳輸特性；圖12表示用來在卷到卷(reel-to-reel)過程中壓花連續、柔性襯底的圓柱形微切工具；圖13表示在同樣也形成光波導結構的縱向側壁上製成的發光二極體設備；圖14表示具有提供電子和空穴注入發光半導體材料中的n型和p型電晶體溝道的電驅動的雷射設備；
圖15表示具有形成在微切凹槽中的橫向p-n結的設備；圖16通過結合多個包括相同或不同花紋結構的微切工具，能容易地製作諸如平面(圖16a)，但也可以是圓柱形(圖16b)的大面積微切工具。替換地，也可通過彎曲例如，包含足夠柔軟的凸緣的薄片來製作圓柱形微切工具(圖16c)。
具體實施例方式
第一個例子示例說明將固態壓花應用於微切導電聚合物薄膜。
圖1表示固態壓花在厚的、平滑的絕緣聚合物載體諸如PMMA、聚乙烯苯酚(PVP)、聚苯乙烯(PS)或聚醯亞胺(PI)頂部的PEDOT/PSS薄膜的示意圖。通過分別從15-30％重量百分比的溶液在丙烯二醇甲基醚乙酸酯(PVP)和環戊酮(PMMA)中進行旋塗以產生2-3lμm的膜厚度來將絕緣聚合物膜沉積在7059玻璃襯底上。在沉積PEDOT前，通過O2等離子處理，親水性地煉製絕緣聚合物的表面，以便增加PEDOT膜的附著力。然後由噴水霧旋塗PEDOT/PSS(來自拜爾公司的Baytron P)的800厚的膜。利用約1kg/mm2的負載，在150℃(PVP)、100℃(PS)、105℃(PMMA)條件下執行壓花60分鐘。也已經示出了其他工藝條件以得出滿意的結果。接著，在去除壓力和母版之前，將樣本冷卻到室溫。
在根據本發明的方法中最關鍵的在於，在微觀結構方法中，聚合物襯底3處於固態。因此，對非晶態聚合物而言，在玻璃相變溫度Tg附近執行該方法。後一溫度通常是公知的並且可在例如PolymerHandbook(Eds.，J.Brandrup，H.Immergut，E.A.Grulke，JohnWileySons.，New York，1999)中找到，或可根據標準的熱分析方法很容易地確定。最好，根據本發明的微結構方法在從低於Tg約50℃到高於Tg約50℃，更好是從低於該相變溫度約40℃到高於該相變溫度約40℃的溫度範圍內執行。最優選的溫度範圍是從低於Tg約25℃到高於Tg約25℃。對半晶質聚合物而言，根據本發明的微結構方法在約為玻璃相變溫度Tg和熔化溫度Tm間的溫度狀態中執行。後一溫度通常是公知的並且可在例如Polymer Handbook中找到，或可根據標準的熱分析方法很容易地確定。最好，在從低於Tg約50℃到低於Tm約1℃，更好是從低於Tg約25℃到低於Tm約2℃的溫度範圍內執行微結構方法。最優選的溫度範圍是從Tg到低於Tm約5℃。其他工藝參數，諸如應用到母版的負載以及應用期間的時限，均不太關鍵並且很容易調整這些參數以便確保實現所需的將母版透過一層或多層2a。
該方法的其他重要特徵中的一個是待壓花的母版或襯底可與軟似橡膠的材料接觸，通過該軟似橡膠的材料，以相似的方式傳送壓花期間的壓力以便獲得穿過襯底的深度相似的微凹槽。
應注意到，導電聚合物薄膜，諸如用聚苯乙烯磺酸質子化的聚(3，4-乙烯雙氧噻吩)(PEDOT/PSS)具有與無機金屬諸如金或銀的硬的多晶膜相比非常不同的機械性能和彈性以及粘結性。因此，用於處理硬薄膜的技術通常不擴展到聚合物薄膜的處理。
圖2表示PMMA上微切PEDOT薄膜的環境掃描電子顯微術(ESEM)圖象。在這種情況下，矽母版包括尖銳楔形物突起的平行陣列。通過楔形物的形狀以及壓痕深度來確定微切凹槽，即PEDOT電極的間隔空隙的橫向尺寸。已經使用具有開度角2為70°的楔形物製作出由具有低於0.6μm間隔以及約1.5μm的壓痕深度的間隙分開的PEDOT平行帶的圖形(圖2)。
在某些情況下，發現僅每隔一條線被微切(見圖2D)。在某些情況下，這可能是可接受的，但如果避免它的話，發現有助於增進PEDOT層對下層聚合物載體的附著力，例如通過在沉積PEDOT前，利用粘合促進劑或等離子處理聚合物載體。
另一例子示出了一種方法，通過該方法，可將固態壓花與直接印刷結合來限定全聚合物電晶體設備和集成TFT電路。利用微切導電聚合物膜來精確地限定具有亞微米解析度的TFT的源和漏極間的有源溝道(active channel)區域。將固態壓花與直接印刷技術，諸如噴墨印刷或絲網印刷結合。這允許製作具有在設備間的不包含導電材料的區域的離散TFT設備和任意的集成電路。注意，結合薄膜沉積技術諸如蒸發，旋塗或到塗的微切僅能去除小面積中的導電材料。下述特徵是重要的-將微切與直接印刷結合為了在壓花前定義襯底上的導電粗略圖形，可使用多種印刷技術。通過諸如噴墨、或絲網印刷或微型模塑技術等技術可直接沉積導電聚合物電極。為了增加電極的導電性，有可能將印刷的導電聚合物圖形用作為用於無機金屬材料的後續的電極沉積的模板。在這種情況下，微切導電聚合物和無機材料膜的雙層結構。替代地，可印刷(通過例如，噴墨或微觸點印刷)隨後可用來啟動化學澱積導電層的層(H.Kind等，Langmuir 2000，6367(2000))。然而，另一種可能性是直接印刷導電層的溶液可處理的前體(precursor)，諸如有機金屬化合物或導電粒子的膠態懸浮體(Kydd等，WO98/37133)。
在第二步驟中，然後通過固態壓花微切電極圖形來定義小的源(S)-漏(D)間距。圖3表示一種可能的結構，在該結構中，通過直接印刷沉積一排矩形電極圖形以及互連線，然後通過包含定義指狀組合型的源-漏極的楔形物的母版來壓花。指狀組合型電極是有利的，因為它們允許在小的區域上形成具有大的溝道寬度的TFTs。用這種方式能製作任意的以及更複雜的源-漏電極圖形。
-配準原則上，壓花溝道必須相對於先前沉積的粗略的電極圖形精確地對準。這可通過用具有光學定位的掩模對準器來執行壓花步驟而實現。然而，通過定義周期TFT陣列，諸如圖3中所示的陣列可大大地克服配準問題，在圖3中，母版和粗略電極圖形在一個或兩個方向中是周期性的。在這種情況下，對準要求不是關鍵的。為製作集成TFT電路，陣列的各個TFTs可通過印刷的互連線以及通孔互連來連接(參見下文)。
-電氣及結構完整性為避免壓花步驟損環TFT層，特別是絕緣柵極介質，選擇頂柵TFT結構，其中將TFT層形成在壓花源-漏圖形上並且在該壓花源-漏圖形之後。如圖4所示，從溶液沉積半導體和聚合物柵極絕緣聚合物的薄層然後直接印刷導電聚合物柵極(G)。對於低容積導電性的共軛聚合物，不需要半導體聚合物層的圖形。形成該層結構需要仔細選擇溶劑以免溶解和膨脹下層。然而，已經顯示出交替順序地使用極性和非極性溶劑能實現TFT的不同聚合物-聚合物交界處足夠的結構完整性(H.Sirringhaus等，UK 0009911.9)。材料的一種可能的順序如圖4所示。
結構自組織為獲得高的載流子遷移率，需要很好地排列半導體聚合物，這可通過利用自組織機制來實現。可使用各種自組織半導體聚合物，諸如區域規則的聚-3-已基噻吩(P3HT)，以及聚芴共聚物，諸如聚-9，9』-二辛基芴-共-二硫代苯(F8T2)。在諸如圖4中的設備中，在壓花的密紋內形成溝道。凹槽的地形剖面可用來導致半導體聚合物的對準。也可使用雙壓花。在沉積PEDOT S/D層前，可對聚合物載體一次壓花，以便定義與TFT溝道平行的聚合物載體中的密紋。由於以固態執行壓花，在第二正交壓花步驟期間保持該花紋以便定義溝道(N.Stutzmann等，Adv.Mat.12，557(2000))。如果使用液態晶體半導體聚合物，諸如F8T2(H.Sirringhaus等，Appl.Phys Lett.77，406(2000)，可使用第一壓花圖形作為對準層導致主要平行於TFT溝道的聚合物鏈的對準(J.Wang等，Appl.Phys Lett.77，166(2000))。
另一例子描述了定義聚合物多層結構中的垂直側壁的方法，可用該方法製作縱向聚合物TFT設備。
在縱向TFT(參見例子，A.Saitoh等，Jpn.J.Appl.Phys.36，668(1997))中，與在平面TFT情況下的高解析度圖形步驟不同的是，由沉積層中一個的厚度來限定溝道長度。在一種可能的結構中，首先沉積由用薄的介電層分開的源和漏電極層構成的臺面型結構，該薄的介電層的厚度確定TFT的溝道長度。然後通過適當的方法，諸如化學腐蝕方法來形成垂直側壁。將半導體和絕緣層沉積在側壁上，隨後是柵電極。已經使用無機材料製作好了縱向TFTs。它們之所以有用，是因為它們允許形成亞微米溝道長度而不需要昂貴的平版印刷工具，但卻提供提高的電路速度和驅動電流。
因為與形成垂直側壁以及將聚合物層的保形溶液塗在真正垂直的側壁上相關的困難，至今還沒有演示過縱向聚合物TFTs。由於普通有機溶劑中聚合物的高溶解度以及缺乏各向異性腐蝕機制，用於形成側壁的化學腐蝕方法造成在無機半導體的情況下，導致腐蝕在一個晶體學方向中快於在允許形成輪廓分明的小平面中的其他方向的問題。更多的定向的物理腐蝕方法，諸如活性離子腐蝕遇到由於等離子體暴露而劣化電功能性聚合物的問題。
固態壓花提供新的方法來克服這些聚合物特有的困難，並且以很好控制的方法來限定側壁。圖5表示縱向聚合物TFT的結構，其中在壓花密紋的偽縱向傾斜側壁上形成溝道。首層結構由兩個由絕緣聚合物層諸如層PI或PVP分開的導電聚合物層組成，通過直接印刷粗略形成這兩個導電聚合物層的圖形。可通過旋塗來沉積絕緣層。絕緣分隔層的厚度應當低於2μm，優選是低於1μm，最優是低於0.5μm。可用通過母版和聚合物層間的摩擦力來限定最小厚度，即可用這種方式實現的溝道長度。摩擦易於在壓花期間引起上導電聚合物層的凸緣向下運動。如果分隔層的厚度太小，則可能導致兩個導電聚合物層間的電短路。可通過化學改變母版，諸如沉積功能自組合表面單層以最小化母版和聚合物層或其他減小摩擦的潤滑劑間的附著力來最小化摩擦力。在壓花步驟後，通過沉積半導體聚合物以及柵極絕緣聚合物的保形層來完成該設備。通過有限傾斜由母版的開度角α定義的側壁，易於進行保形塗覆。最後，將柵極圖形印刷在與側壁重疊的密紋中。通過適當定義的印刷源-漏圖形，可在每個密紋的兩個側壁上獲得TFT操作。
根據本發明的一個實施例的縱向電晶體通過下述方法製作首先通過在50瓦用在二甲苯中的聲處理(Aldrich)以及隨後的氧等離子體處理來清洗非晶體態聚對苯二甲酸乙二醇聚酯，PET膜(厚度＝0.25mm，Goodfellow)60秒。然後，利用適合的障板，熱蒸發大小為1×5mm，厚度為40nm的預先結構化的金襯墊。在異丙醇IPA(Aldrich)中以2000rpm旋塗重量百分比為10％的聚乙烯基苯酚、PVP(Mw≈20kg mol-1，Tg≈151℃；Aldrich)溶液60秒，以便產生這些金襯墊頂部的約1□m厚的絕緣膜。接著，用如上所述相同的方式蒸發第二組金襯墊，然而，相對於先前形成的襯墊稍微移動這些襯墊以便允許啟動它們的定址(addressing)。然後通過在80℃用如上所述製作的微切工具壓花多層系統、應用1kg mm-2的額定壓力30分鐘來在PET襯底上微切兩個金和PVP層，以便定義源-漏電極。為此，採用Tribotrak壓制裝置(DACA儀器)。然後，通過首先以2000rpm在無水二甲苯(Romil Ltd.)中旋塗半導體聚合物，聚(3-已基噻吩)、P3HT(由R.A.J.Janssen，TUE Eindhoven，荷蘭提供)的重量百分比為8％的溶液達60秒，然後同樣以2000rpm在無水醋酸丁酯(RomilLtd.)中旋塗重量百分比為7％的聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA(Mw≈120kg mol-1，Tg≈10；Aldrich)溶液達60秒；最後，通過相同的障板，熱蒸發另一組金電極以限定柵電極，從而完成縱向電晶體。
圖10表示通過微切由PET襯底上的聚乙烯基苯酚的薄層分開的雙層金電極而製作的這種縱向聚合物TFT的輸出和傳輸特性。在該例子中，半導體聚合物層是具有沉積在頂部的PMMA的柵介電層的區域規則的聚-3-已基噻吩(P3HT)的層。可觀測清洗P型累積操作。儘管注意到通過避免將P3HT暴露於大氣中來最小化P3HT的摻雜(在惰性氮大氣下處理)，由於P3HT的某些殘留的摻雜，該設備是常導通的。然而，最重要的是，在頂部和底部源-漏電極間觀測不到短路，很明顯，微切技術能保存多層堆棧的完整性而不會在不同層中產生電短路。
這提供了在寬範圍中應用該設備的方法，其中微切能用來定義不同層中具有電極的垂直側壁。其他具有這種垂直側壁的有用的結構是具有彼此在頂部堆疊的陽極和陰極(用不同材料形成)的垂直發光二極體(見圖13)。如果用發光材料，諸如具有高於襯底以及用來分開陽極和陰極的介電聚合物分隔層的折射率的共軛聚合物來填充微切凹槽，來自LED的光能耦合到波導中。可在壓花凹槽中將光引導到相同襯底上的某些其他位置，在這些位置，可利用以與LED相同的方法形成的垂直光電檢測器檢測該光。這為集成光學通信電路提供了簡單的製作方法。
可用這種方法製作的另一有用的設備是電驅動的雷射器。近來，已經演示過基於有機單晶的電驅動雷射器(Schn等，Science289，599(2000))。該設備結構是基於在有機單晶的兩側上形成的TFT設備，從晶體的相對側邊提供電子和空穴的注入。沿TFTs的平行溝道，通過高折射率的柵電極實現波導。然而，需要在晶體的相對側邊上設備精確對準的製作方法不適合於集成。在這裡，建議通過更適合於集成電路製作的固態壓花製作類似的設備結構的方法。示意圖如圖14所示。可在沉積到微壓花的凹槽中的半導體層的底面上形成P溝道，同時在該層的頂面形成N溝道，或反之亦然。如上所述能實現發射光的波導。可通過例如將層順序沉積於已經預先壓花的、具有在垂直於雷射器波導的方向中的凹槽的襯底上來實現雷射器動作所需的光反饋。
垂直側壁也可用來形成半導體各層，諸如橫向p-n節之間的輪廓分明的交界，如圖15所示。
另一個例子演示了用於形成能被用來製作引導和限制聚合物圖形的溶液沉積的表面自由能圖形的表面花紋特徵的方法。
沉積聚合物圖形的許多直接印刷技術遇到防礙形成具有幾微米的精密標度特徵以及線的相對低的解析度的問題。在噴墨印刷的情況下，例如，通過無控制將噴墨滴鋪展到襯底上以及在飛行方向中按統計學變化，可將解析度限定到20-50μm。已經顯示出，通過印刷到包含表面自由能的預先製作的圖形的襯底上，可顯著地提高解析度。在從水溶液沉積的PEDOT/PSS的情況下，可使用疏水的邊沿來控制小滴的鋪散，以便將PEDOT沉積物精確地局限於親水的表面區域。不同的技術已經演示了製作這種表面自由能圖形，諸如在親水的玻璃襯底上的疏水的聚醯亞胺層的照相平版印刷圖形，或自組合的(self-assembled)單層的照相圖形(H.Sirringhaus等，UK0009915.0)。
生成表面自由能圖形的另一種技術是軟平板印刷衝壓(例如參見Y.Xia等，Angew.Chem.Int.Ed.37，550(1998))。在這裡，通過將聚(二甲基矽氧烷)的溶液(PDMS)澆在有圖形的母版上來製作包含表面花紋特徵的軟印章。在固化和剝去母版後，將印章暴露於自組合單層(SAM)的溶液中，然後與樣本表面接觸。有選擇地將SAM傳送到那些直接與印章接觸的區域中的樣本上，這產生表面自由能的局部修改。
通過利用由壓花步驟產生的地形花紋特徵，固態壓花提供用於將材料沉積局限於壓花密紋的很好的、自對準方法。
如果將材料溶液沉積在包含密紋的襯底上，通過表面張力，將溶液吸入密紋內。這提供了用於在密紋內有選擇地沉積材料的機制。
可通過修改襯底的表面能量來增強該效果。如果將壓花樣本與已經暴露於自組合單層的平的軟圖章接觸，則僅在平面表面區域SAM，而不是在密紋的側壁上發生SAM的傳送。可通過使用為軟平版印刷開發的材料和過程來製作平面圖章，而不需要表面花紋，即母版上的圖形。
與軟平版印刷不同，該技術的一個有吸引力的優點在於，它不需要相對於先前沉積的圖形來對準或配準。它允許例如利用極好的方法來製作用於印刷TFT的柵電極的自對準的表面自由能圖形，如圖6所示。如果將柵絕緣層的平面表面區域修改成疏水的，則將噴墨印刷的柵電極的沉積，例如在水中的PEDOT/PSS局限於密紋而不會擴散到疏水的表面區域中。這允許製作具有源/漏和柵電極之間的小的疊加電容的自對準TFT。該特徵在縱向TFTs的情況下特別有用，因為由地形凹槽提供的印刷柵電極的自對準克服了縱向電晶體設備結構的一個通常的問題。由於垂直金屬化的難以對準，大多數縱向電晶體遇到源-漏和柵電極間的大的重疊的問題。作為電容減小的結果，使用壓花縱向電晶體的集成電路將顯示出改進的開關次數和更好的扇出(fan-out)。
對於這種表面圖形的材料的一個可能的選擇是使用PVP的柵絕緣層。由於附加在每個苯環上的羥基，PVP是中等極性聚合物。通過氧等離子體的短暫暴露，可將其表面做成甚至更具有親水性，以便水的接觸角變為低於30°。然而，PVP不可溶於水，並且允許從水溶液進行PEDOT/PSS柵極的沉積而不會溶解。通過暴露於烷基三氯甲矽烷或氟化烷基三氯甲矽烷的自組合單層，可使其表面變為疏水性。可實現超過60°的接觸角。該接觸角差足以將來自水溶液的噴墨沉積的PEDOT/PSS滴的沉積限定到親水性的表面區域。
可替換的改變結構的上部的表面的方法是使用蒸氣方法，例如，蒸發，其中，以銳角將蒸氣直接對準上表面。這允許凹槽的側面相對於蒸氣遮蔽至少凹槽的較深部分，以便僅表面處理凹槽的上面部分以及頂面。
在圖7中示出了通過衝壓甚至不需要表面改變的用於這種表面預先成形的替換的方法。如果將疏水性聚合物層，諸如聚(二辛基芴)(F8)旋塗在親水性聚合物層如PVP上，當親水性聚合物暴露在密紋的側壁上時，在壓花時可自動形成表面自由能圖形。用類似的方式，結合噴墨印刷，可使用該方法來定義精細的隔離線特徵，例如，用於製作具有任意圖形的高密度排列的細的互連線。
另一個例子演示了用於形成通孔互連的方法。
為形成使用如上所述類型的設備的集成TFT電路，有必要在電極和不同層的互連之間製作通孔互連。已經演示過製作這些通孔的不同方法，諸如使用噴墨印刷(H.Sirringhuas等，UK0009917.6)、照相平版印刷圖形(G.H.Gelinck等，Appl.Phys.Lett.77，1487(2000))的介電層的局部腐蝕，或使用機械壓合機連續衝孔(C.J.Drury等，WO99/10929)。
固態壓花提供了替換的方法來開啟這些通孔互連，如圖8所示。如果母版包含一排尖銳的錐體(N.Stutzmann等，Adv.Mat.12，557(2000))，壓花可用來生成通過暴露於下層導電電極的表面的電介層的小直徑的錐體微切。可按順序的印刷步驟利用導電聚合物填充凹槽。該方法也可應用於包含絕緣和半導體聚合物順序的更複雜的多層結構。
用錐體楔形物的大小和壓痕深度來定義通孔的大小。使用具有70°的開度角的楔形物，可製作具有幾微米或甚至亞微米尺寸的通孔。通孔的小尺寸對製作高密度集成電路來說是重要的。
這種方法的一個優點在於，它允許以平行的方式形成大量互連，而諸如機械壓合或噴墨印刷的技術基本上是連續的。
在所有上述實施例中，PEDOT/PSS可由能從溶液沉積的任何導電聚合物代替。例如，聚苯胺或聚吡咯。然而，PEDOT/PSS的一些有吸引力的特徵是(a)固有的低擴散率的聚合摻雜劑(PSS)，(b)良好的熱穩定性以及空氣穩定性，以及(c)與普通空穴傳輸的半導體聚合物的電離電勢良好匹配的≈5.1eV的功函數允許有效率的空穴載載流子注入。
微切工具在其上具有微切突起。這些適合於採取尖銳突起的特徵，諸如脊、鋸齒型結構、長釘等等。這些微切工具的製造方法以及材料對微切方法來說不是關鍵的。然而，製造工具的材料應當足夠硬，並且突起應當足夠尖銳，以便該工具能切通這些層。當該工具切通多層結構的上層時，特徵高度h應當超過將被切割的層或多層的厚度d。這些特徵的特有尺寸，諸如特徵高度h，最好在1mm到1nm的範圍內。較優選的是在約100μm至5nm之間，最優選的是在10μm至10nm之間。為提供適當的銳度，這些特徵的突起邊緣的曲率半徑應當最好低於500nm，較優選的是低於100nm，最優選的是低於10nm。
尖銳的突起特徵可是簡單的幾何形狀(例如，線形脊)或更複雜的特徵，例如指狀組合型特徵。適合的幾何形狀的例子包括圓錐以及錐體突起陣列，或線性突起陣列。用於突起的一個有用的結構是線性的並且彼此平行。
微切工具適用於包括至少一個切割邊緣，但最好是多個邊緣。後者允許在單個壓花/微切步驟中製作多個設備。突出邊緣也可有相同或彼此不同的幾何形狀。例如，根據本發明的微切工具可包括線型邊緣(圖12的示意性俯視圖)，通過該工具，例如，在聚合物襯底(圖12)上的預先構成的導電層可在一個步驟中被切割，產生例如用在諸如薄膜電晶體的電子設備中的電極陣列。
在另一例子中，微切母版可是平面或圓柱形，或可具有最適用於繞制的設備或設備結構以及製作方法的任何幾何結構。由於它們允許在卷到卷過程壓花連續的柔韌襯底(見圖12)，所以圓柱形微切工具特別有用。卷到卷製作可提供比標準的批處理更高的生產能力和更低成本。在這種情況下，最好以固態執行壓花則特別重要，其中壓花凹槽在撤回壓花工具後保持它們的形狀。如果以液相執行壓花，則有必要在去除微切工具前，降低襯底溫度，這對利用軋制圓柱微切工具來說很難實現。柔性工具可用柔軟的塑料結構來構成，或可是另一種材料的柔性薄片，例如，矽薄片(例如，20微米厚)。
可通過例如結合多個包括相同或不同花紋結構的微切工具來製作根據本發明的一個實施例的大面積的微切工具(見圖16)。可通過首先生產平面工具，隨後軋制或彎曲該平面工具來製作圓柱形微切工具(見圖16)。
可通過本領域公知的許多方法來製造適合的母版，包括但不局限於各向異性腐蝕方法、平版印刷方法、電鍍、電鑄等等。在本發明的範圍內最優選的是應用各向異性腐蝕技術來製作適合的特徵，因為這些特徵能以最直接的方式產生具有低於10nm的曲率半徑的邊緣的特徵。具體來說，單晶或多晶無機材料的各向異性腐蝕包含在本發明的範圍內。最適合的材料(但本發明並不局限於)是單晶{100}矽，為此，可使用具有或不具有異丙醇(IPA)的添加劑的諸如氫氧化鉀(KOH)或氫氧化四甲基銨(TMAH)的水溶液的各向異性腐蝕劑。可採用與{100}矽不同的其他材料以及不同於以上列出的各向異性腐蝕劑來改變例如腐蝕角或腐蝕率。這些對微型製造領域的普通技術人員來說也是顯而易見的。同樣，為製作更複雜的結構，例如用於產生指狀組合型特徵所需的矩形角，可應用結合不同補償結構的各向異性腐蝕技術，該技術被設計成用「犧牲」束或類似的結構來保護角落，直到達到所需的腐蝕深度。這些腐蝕技術也是公知的(比較vanKampen，R.P.以及Wolffenbuttel，R.F.J.Micromech.Microeng.5，91(1995)，Scheibe，C.以及Obermeier，E.J.Micromech.Microeng.5，109(1995)，Enoksson，P.J.Micromech.Microeng.7，141(1997))。
矽的各向異性腐蝕適合用來產生用作具有與矽的{111}面相應的面的突起的工具或母版的模具。這些面之間的角度為70°(或更精確在說，70.53°)。矽片的厚度適合於為約300微米。可使用能被各向異性腐蝕的其他材料-適合的其他半導體材料。
通過各向異性腐蝕技術，首先在例如矽晶片中產生尖銳的特徵來製作微切工具。該微形晶片可用作工具本身，或可隨後製造該晶片的複製品以用作工具。如果將晶片形成為所需工具的負片，則可將工具鑄造在晶片上。如果晶片是所需晶片的正版，則製造該晶片的第一複製品，然後將工具形成為該第一複製品的複製品。這些複製品適合於用諸如熱塑性和熱固性聚合物材料製成。這具有可將尖銳的凹槽腐蝕到原始的母版，如矽晶片中的優點，這通常是比腐蝕尖銳脊更直接的方法。這種原始母版的聚合複製品應當足夠硬並能切穿所構成些層。因此，用作複製品生產的聚合物最好具有大於25℃的玻璃相變溫度，較優選的是大於110℃，最好是大於150℃。後一溫度通常是公知的，並可在例如Polymer Handbook(Eds.，J.Brandrup，H.Immergut，E.A.Grulke，John WileySons.，New York，1999)中找到。最好，將高玻璃相變、熱固性樹脂用來產生複製的微切工具，諸如氰酸鹽酯樹脂(例如，4，4』亞乙基二苯基二氰酸鹽以及低(e-亞甲基-1，5-亞苯基氰酸鹽)，或環氧樹脂，諸如四功能化合物的四乙縮水甘油基二氨基二苯甲烷)。後者可先與諸如4，4』-氨苯碸，DDS的芳香族硬化劑混合。為製作複製品，通過例如冷卻、熱或光化學交聯來鑄造、注入或反應模壓和凝固如上所提到的聚合物熔體、溶液或預先聚合液體以便與母版結構接觸。例如，通過使原始母版表面變成疏水，使用適當的表面處理，諸如利用自組合單層的化學改變(例如，使用例如十八(烷)三氯矽烷、全氟癸基三氯矽烷以及烯丙基三氯矽烷，來自蒸氣狀態的甲矽烷基化)使其變為無附著力。替換地，可在原始母版的表面上採用去除塗層或試劑，諸如矽油。將這些塗層應用到工具的切割面上也很有用。
如上所述，原始母版結構的這些聚合複製品可再次用來產生第二、第三或更高代複製品(「次-母版」)，其具有與原始母版相同的花紋結構或原始母版的負片。關鍵的是，最終微切工具包括尖銳的突出邊緣，諸如尖脊。為了經由例如壓花、注入或反應模塑產生這些「次母版」，它們後來可用來複製最終的微切工具，最好採用顯示出良好的無附著力特性的聚合材料，諸如全氟化聚合物、聚烯烴，聚苯乙烯或矽橡膠(例如，聚二甲基矽氧烷)。顯然，根據將製作的設備和設備構造，可以按最需要的任何幾何結構彎曲或碾壓或成形這些次母版，以便產生圓柱形的微切工具或具有更複雜幾何結構的微切工具。為此，將柔軟的聚合材料，諸如聚二甲基矽氧烷或聚烯烴用於次母版生產是很用的。
通過首先利用聚苯乙烯，PS(雜亂排列的聚苯乙烯，Mw≈105kgmol-1，Tg≈100℃；Aldich)產生複製陰模來準備根據本發明一個實施例的次母版。為此，在180℃，用包括尖銳凹槽(高h≈10mm，周期A＝500mm，邊緣角α＝70°；MikroMasch，Narva mnt.13，10151，Tallinn，Estonia)的矽母版，將300gmm-2的額定壓力應用到後者上5分鐘(參見Stutzamnn，N.，Tervoort，T.A.，Bastiaansen，C.W.M.Feldman，K.Smith，P.Adv.Mater.12，557(2000))，壓花PS粒狀物。隨後，通過將預聚合液體注到這些壓花的PS膜上並在室溫，於大氣中固化24小時，從而製作根據本發明一個實施例的第二代聚二甲基矽氧烷(Sylgard矽彈性體184；Dow Corning Corporation)複製品。通過首先在110℃熔化氰酸鹽酯樹脂Primaset PT15(Lonza)3分鐘、將該熔融體澆鑄在結構化的PDMS薄膜上，在170℃固化它4小時，隨後在200℃固化24小時，並且在PDMS複製品末端去除固化的、表面結構化的熱固樹脂來產生第3代熱固樹脂複製品，從而製作最終的微切工具。
也可能使用由直接從薄的晶片的各向異性腐蝕製作的微切工具。如果晶片的厚度低於50μm，那麼這種微切工具是柔韌的並且能安裝在適用於卷對卷壓花的圓柱滾軸上。
為了使用微切來製作複雜的集成電路，可用任意圖形的楔形物來製作微切工具，這能定義任何複雜電路的關鍵設備尺寸。如果由晶片的各向異性腐蝕來定義這種複雜的母版，則需要使用高級的腐蝕技術，諸如角補償(參見van Kampen，R.P.以及Wolffenbuttel，R.F.J.Micromech.Microeng.5，91(1995)，Scheibe，C.以及Obermeier，E.J.Micromech，Microeng.5，109(1995)，Enoksson，P.J.Micromech.Microeng.7，141(1997))，以便確保假定來切割多層堆棧的某一層的工具的所有突出楔形物具有相同的高度。
另外，微切工具可具有很簡單的楔形圖案，諸如一排平行的、線性楔子。在這種情況下，所有關鍵設備尺寸需要布置在規則的網格上。然而，仍可通過適當定義將切割的層的粗略圖形，以及通過將適當的互連沉積在規則間隔的設備之間來定義任何複雜的電路。該方法特別適合於基於直接印刷和微切的結合(見圖12)的卷對卷方法。在第一步中，通過諸如噴墨印刷的技術寫入具有適當互連的規則排列的源-漏極。然後，由微切定義源-漏電極之間的溝道間隙。有源矩陣顯示便是這種規則排列的TFTs特別有用的一個例子。
類似的方法可應用來製作用於多層互連方案的通孔，由具有規則排列的點例如突起的微切工具開始，隨後填充選擇的通孔以便提供想要的電路功能。
另一個例子描述了一種方法，利用該方法，可通過在相同母版上定義不同高度的楔形物來選擇地切割不同層設備中的特徵。在後續的步驟中可執行定義母版的楔形物的腐蝕方法，例如，通過改變腐蝕掩模的平版印刷特徵的寬度，以便定義具有不同高度的幾種楔形物圖形。這種母版可用來在單個壓花步驟中定義設備的幾層中的關鍵設備尺寸。
工具最好具有面向待切割的材料的切割面，並且從此突出切割突起。切割面最好是平面的。在許多情況下，最好是切割突起均具有相同的深度。
在此描述的方法和設備不局限於用溶液處理過的聚合物製作的設備。可用例如，能通過印刷膠狀懸浮，或通過電鍍到預置圖案襯底上沉積的無機導體來形成電路或顯示設備中的TFT的一些導電電極或互連。在並非所有層均由溶液沉積而來的設備中，該設備的一個或多個PEDOT/PSS部分可用諸如真空沉積的導體的不溶性導電材料代替。
對半導體層，可使用顯示出超過10-3cm2/Vs，最好是超過10-2cm2/Vs的足夠的場效應遷移率的任何溶液適合加工的共軛聚合或低聚材料。適合的材料可從例如H.E.Katz，J.Mater.Chem.7，369(1997)或Z.Bao，Advanced Materials 12，227(2000)中查到。其他的可能性包括具有溶解的側鏈的小共軛分子(J.G.Laquindanum等，J.Am.Chem.Soc.120，664(1998)、來自溶液的半導體有機-無機混合材料自組合(C.R.Kagan等，Science 286，946(1999))、或溶液沉積的無機半導體，諸如CdSe毫微粒子(B.A.Ridley等，Science 286，746(1999))。
半導體材料也能是無機半導體，諸如通過真空或等離子沉積技術沉積的薄膜矽。
可通過除噴墨印刷以外的技術粗略成形電極。適合的技術包括軟平版印刷(J.A.Rogers等，Appl.Phys.Lett.75，1010(1999)；S.Brittain等，Physics World May 1998，p.31)、絲網印刷(Z.Bao等，Chem.Mat.9，12999(1997))以及照相平版印刷(見WO99/10939)或電鍍。噴墨印刷被認為特別適合於具有良好配準的大面積圖案成形，特別用於柔韌的塑料襯底。
可將設備沉積在另一種襯底材料，諸如朔膠，或例如聚醚碸的柔韌的塑料襯底上。這些材料最好是以薄片的形式，最好是聚合物材料，以及可是透明的和/或柔韌的。
儘管最好通過溶液處理和印刷技術沉積設備和電路的所有層以及各組成部分，但也可通過真空沉積技術沉積和/或照相平版印刷方法圖案成形諸如半導體層的一個或多個組成部分。
諸如如上所述製作的TFTs的設備可以是更複雜的電路或設備的部分，其中一個或多個這種設備可彼此集成和/或與其他設備集成。應用的例子包括用於顯示器或存儲設備的邏輯電路和有源矩陣電路，或用戶定義的門陣列電路。
微切方法也可用來成形這種電路的其他組成部分。一個可能性是圖案成形有源矩陣顯示器的象素電極。在高解析度的顯示器中，由應用到每個象素電極的電壓控制每個象素(例如，液晶、有機或聚合物發光二極體)的光學狀態。在有源矩陣顯示器中，每個象素包含電壓門閂，諸如TFT，其保持象素上的電壓，同時尋址和寫入其他象素。如果TFTs以及尋址線與象素電極一樣在設備的不同層中，例如，位於象素電極下並通過通孔與象素電極連接則連續象素電極微切能產生非常高的孔徑比顯示，其中孔徑比僅由微切凹槽的小寬度限定。
在施力步驟，例如5C內，將微切工具保持在與多層結構相同的溫度是有益的。或者，它們可處於不同的溫度從而，在施力步驟期間，微切工具的溫度不同於多層結構的溫度，可高5℃。
本發明不局限於上述例子。本發明的方面包括所有在此描述的原理的新穎的和/或創造性的方面以及在此描述的特徵的所有新穎的和/或創造性組合。
申請人注意到，本發明可包括在此清楚或隱含或其以任何概述方式公開的任何特徵或特徵的組合，而不限於以上闡述的定義的範圍。根據上述說明，對本領域的技術人員來說，在本發明的範圍內做出各種修改是顯而易見的。
權利要求
1.一種用於以多層結構形成電子設備的方法，該多層結構至少包括第一層和第二層，該方法包括迫使切割工具的微切突起進入該多層結構中以便導致該突起微切過第一層。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於微切突起微切過第一層並進入第二層。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於第一和第二層具有不同的電特性。
4.如權利要求1至3中任何一個所述的方法，其特徵在於在形成至少一層的材料處於其固態的同時執行迫使步驟。
5.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於突起具有至少一個其曲率半徑小於100nm的邊緣。
6.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於突起具有至少一個其曲率半徑小於10nm的邊緣
7.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於突起的深度小於10微米。
8.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於突起的深度小於1微米。
9.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於在與各層平行的至少一個方向中的突起的寬度小於100微米。
10.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於在與各層平行的至少一個方向中的突起的寬度小於10微米。
11.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於在與各層平行的至少一個方向中的突起的寬度小於2微米。
12.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於突起是用其表面已經被處理以便減小工具和多層結構之間的摩擦係數的材料形成。
13.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於微切工具或多層結構或兩者在微切步驟期間與軟材料接觸。
14.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於工具是支承突起的柔韌的薄片。
15.如權利要求1-14中任何一個所述的方法，其特徵在於工具在結構上翻轉。
16.如權利要求1-15中任何一個所述的方法，其特徵在於工具基本上按線性路徑在結構上翻轉。
17.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於切割工具具有多個微切突起。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於突起採用拉長脊的形式。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於脊是線性的。
20.如權利要求18或19所述的方法，其特徵在於脊是平行的。
21.如權利要求17-20中任何一個所述的方法，其特徵在於突起的深度相同。
22.如權利要求17-20中任何一個所述的方法，其特徵在於突起深度不同。
23.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於在迫使步驟期間，微切工具的溫度處於多層結構溫度的5℃內。
24.如權利要求1-22中任何一個所述的方法，其特徵在於在迫使步驟期間，微切工具的溫度與多層結構溫度的不同大於5℃。
25.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於第一層是導電或半導電的。
26.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於第二層是不導電的或半導電的。
27.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於第一和第二層形成電子設備的功能上不同的部分。
28.如權利要求25-27中任何一個所述的方法，其特徵在於已經通過微切定義的第一層的兩個分開的區域形成電子開關設備的各電極。
29.如權利要求25-28中任何一個所述的方法，其特徵在於已經通過微切定義的第一層的兩個分開的區域形成電晶體設備的源極和漏極。
30.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於多層結構在從第一層的第二層的另一面上具有另外的層，以及迫使步驟包括迫使切割工具的微切突起進入多層結構以便使突起微切過第一層和第二層，以及切過或切入該另外的層中的至少一層。
31.如權利要求30所述的方法，其特徵在於第一層和另外層的至少一層是導電或半導電的。
32.如權利要求31所述的方法，其特徵在於微切工具切入或切過所述另外的半導電或導電層。
33.如權利要求30至32中任何一個所述的方法，其特徵在於第一層和所述另外的導電或半導電層形成設備的功能上不同的部件。
34.如權利要求33所述的方法，其特徵在於第一層和所述另外的導電或半導電層形成電子開關設備的各電極。
35.如權利要求34所述的方法，其特徵在於第一層和所述另外的導電或半導電層分別形成電晶體設備的源極和漏極。
36.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於迫使步驟在所述結構中形成至少一個凹槽，並且該方法包括將至少一種或多種材料沉積在微切多層結構的頂部。
37.如權利要求36所述的方法，其特徵在於將至少一種所述材料有選擇地沉積在凹槽中，或有選擇地接近該凹槽，或有選擇地接近並部分進入該凹槽中。
38.如權利要求36所述的方法，其特徵在於沉積在多層結構上的至少一種所述材料在該多層結構上或選擇性地在凹槽結構上或選擇性地在緊鄰該凹槽的結構的至少一部分上形成保形塗層。
39.如權利要求36至38中任何一個所述的方法，其特徵在於通過印刷沉積至少一種所述材料。
40.如權利要求36至39中任何一個所述的方法，其特徵在於至少一種所述材料是半導電材料。
41.如權利要求40所述的方法，其特徵在於所述半導電材料是聚合物。
42.如權利要求40或41所述的方法，其特徵在於所述半導電材料形成電子開關設備的有源半導體層。
43.如權利要求40至42中任何一個所述的方法，其特徵在於安排所述半導電材料以便發射光。
44.如權利要求36至43中任何一個所述的方法，其特徵在於安排將至少一種材料沉積在凹槽中以便引導光。
45.如權利要求36至43中任何一個所述的方法，其特徵在於沉積在凹槽中的一種所述材料是導電的。
46.如權利要求45所述的方法，其特徵在於所述導電材料形成電子開關設備的柵極。
47.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於第一層是有機的。
48.如權利要求1至47中任何一個所述的方法，其特徵在於第一層是金屬的。
49.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於第二層是有機的。
50.一種用於在襯底上形成電子或光學設備的方法，包括步驟(a)在襯底上形成至少一個凹槽結構；(b)將材料沉積在襯底頂部，由此將材料的沉積限定到凹槽結構和/或與該凹槽結構相鄰的區域上。
51.如權利要求50所述的方法，其特徵在於所述凹槽結構通過微切形成。
52.如權利要求50或51所述的方法，包括改變在緊鄰凹槽的至少部分區域內的襯底的表面層的表面能而不改變該凹槽結構至少部分內的表面能的附加的步驟。
53.如權利要求52所述的方法，其特徵在於表面改變的步驟是使得通過沉積的材料降低所述區域中將被弄溼的襯底的表面層的材料的電容。
54.如權利要求52或53所述的方法，其特徵在於所述改變襯底的表面能的附加步驟是通過使襯底與表面改變試劑接觸來執行的，用這種方式，在至少部分凹槽結構中不建立接觸。
55.如權利要求50至54中任何一個所述的方法，其特徵在於襯底包含具有不同於該襯底的表面層的自由表面能的至少一層埋層，其中微切步驟暴露凹槽中的至少部分埋層。
56.如權利要求55所述的方法，其特徵在於所述暴露的埋層提高了將被限定到凹槽結構的沉積材料的親合性。
57.如權利要求50或51所述的方法，其特徵在於表面改變是通過將材料以銳角向襯底引導以便到達襯底的上表面來執行的。
58.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於該工具比襯底的至少一層硬。
59.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於在多層結構中定義電極。
60.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於所述設備是開關設備。
61.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於所述設備是電晶體。
62.一種微切工具，其具有多個由各向異性腐蝕形成的微切結構。
63.如權利要求62所述的微切工具，其特徵在於每個結構具有至少一個邊緣，該邊緣具有小於100nm的曲率半徑。
64.如權利要求62所述的微切工具，其特徵在於每個結構具有至少一個邊緣，該邊緣具有小於10nm的曲率半徑。
65.如權利要求62至64中任何一個所述的微切工具，其特徵在於每個結構的深度小於10微米。
66.如權利要求62至65中任何一個所述的微切工具，其特徵在於該工具由矽形成。
67.如權利要求62至66中任何一個所述的微切工具，其特徵在於每個結構是突起。
68.如權利要求62至66中任何一個所述的微切工具，其特徵在於每個結構是凹陷。
69.一種用於形成微切工具的方法，通過各向異性地腐蝕材料本體以便在其上形成多個微切結構。
70.如權利要求69所述的方法，其特徵在於所述結構是突起，其中該方法包括迫使突起進入襯底中以便使突起微切入該襯底。
71.如權利要求69所述的方法，包括在材料的另外的本體中形成工具的一個或多個壓痕，以及將這些本體中的一個壓入一個襯底中，以便使在那個本體中形成的突起微切入該襯底中。
72.一種用於形成電子設備的方法，包括迫使切割工具的微切突起進入襯底中，以便使突起微切入該襯底中，從而定義該設備的各特徵，其中突起採用多個拉長脊的形式。
73.如權利要求72所述的方法，其特徵在於脊是線性的。
74.如權利要求72或73所述的方法，其特徵在於脊是平行的。
75.一種用於在多層結構中形成電子和/或光學設備的方法，該多層結構至少包括第一層和第二層，該方法包括迫使切割工具的微切突起進入多層結構以便使該突起微切過第一層並進入第二層，在暴露第二層的結構中留下凹陷處；以及將材料沉積在該凹陷中。
76.如在前任何一個權利要求所述的方法，包括迫使相同或不同切割工具的微切突起進入多層結構中的第二步驟，其中，使在第二迫使步驟中切割工具的定向不同於在第一迫使步驟中切割工具的定向。
77.如權利要求76所述的方法，其特徵在於第一迫使步驟在結構中形成第一拉長切口系列，以及第二迫使步驟形成相對於第一切口系列轉動一個角度的第二拉長切口系列。
78.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於各突起深度均相同。
79.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於各突起深度不同。
80.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於使多層結構的至少一層形成圖案。
81.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於通過直接印刷，使多層結構的至少一層形成圖案。
82.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於使沉積在多層結構上的至少一種材料形成圖案。
83.如在前任何一個權利要求所述的方法，其特徵在於通過直接印刷，使沉積在多層結構上的至少一種材料形成圖案。
84.一種由根據上述任何一個權利要求的方法形成的電子設備。
85.一種由根據上述任何一個權利要求的方法形成的電子開關設備。
86.一種由根據上述任何一個權利要求的方法形成的電晶體設備。
87.一種由根據上述任何一個權利要求的方法形成的發光設備。
88.一種由根據上述任何一個權利要求的方法形成的雷射設備。
89.一種在多層結構上形成的電子開關設備，包括下述元件第一和第二導電層；在兩個導電層間的第一電絕緣或半導電層；切過導電和第一電絕緣或半導電體層中的至少一個的凹槽結構；沉積到與兩種導電材料接觸的該凹槽結構中的至少另一個電絕緣或半導電層；在沉積到該凹槽結構中的該另外的電絕緣或半導電層頂部的第三導電層。
90.如權利要求89所述的電子開關設備，其中以由凹槽結構吸引材料的方式沉積第三導電層，以及將該第三導電層的材料限定到凹槽結構和/或緊鄰該凹槽結構的區域，以便降低第三導電層和第一及第二導電層之間的電容。
91.一種包括多個如權利要求84-90中任何一個所述的設備的邏輯電路、顯示器或存儲器設備。
92.如權利要求91所述的邏輯電路，其特徵在於所述設備形成在一個公共襯底上。
93.如權利要求91或92所述的邏輯電路，其特徵在於所述設備形成在有機材料的一個公共層中。
全文摘要
一種用於形成有機或部分有機開關設備的方法，包括通過溶液處理和直接印刷，沉積導電、半導電層和/或絕緣層；通過固態壓花在多層結構中定義密紋；以及在密紋內形成開關設備。
文檔編號H01L29/12GK1475036SQ0181881
公開日2004年2月11日 申請日期2001年10月4日 優先權日2000年10月4日
發明者亨寧·西林豪斯, 亨寧 西林豪斯, H 弗蘭德, 理察·H·弗蘭德, 施圖茨曼, 納塔莉·施圖茨曼, 保羅·史密斯, 史密斯 申請人:劍橋大學技術服務有限公司, 蘇黎士聯合高等工業學校