專利名稱：利用可組裝蔭罩模組來進行不同材料的蔭罩蒸鍍的制作方法
利用可組裝蔭罩模組來進行不同材料的蔭罩蒸鍍發(fā)明領域本發(fā)明涉及在一基體上形成一電子器件的一種方法，特別是涉及利用蔭 罩沉積技術(shù)在基體上形成一個或多個電子器件的電子元件。
背景技術(shù)：
帶有重復圖樣的電子電路如存儲、成像或顯示裝置在發(fā)光二極管(LED)工業(yè)已經(jīng)得到了廣泛應用。目前，這些電子電路通常采用光刻工藝 成形。蔭罩沉積工藝是一種已知技術(shù)并在微電子制造業(yè)應用多年。和光刻方法 相比，蔭罩沉積方法是一種成本極低且較為簡單的工藝。因此，利用蔭罩沉 積工藝形成電子電路將是一個較為理想的選擇。目前，在蔭罩沉積工藝中存在的一個問題是需要設計、制造和盤存大量 蔭罩，在每個蔭罩中通常在蔭罩內(nèi)有一個或多個帶有獨特尺寸和/或位置的 孔。因此，舉例來說，如果多個蔭罩沉積事件是需要生產(chǎn)一種帶有重復圖樣 電子電路的電子元件通常需要多個不同的蔭罩，因為每個沉積事件通常都要 求在基體上一種特定尺寸和/或一種特定位置的材料沉積。因此，較為理想的是通過提供可組裝開孔尺寸的蔭罩克服上述類似問 題，不必需要為每個沉積事件都設計、制造和盤存一獨特的蔭罩。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明揭示一種蔭罩沉積方法，包括(a)推進基體通過多個沉積真空 容器，每個真空容器都有一個材料沉積源和一個放置在那里的復合蔭罩。(b)通過相應蔭罩在基體上沉積位于每個沉積真空容器中材料沉積源的材 料，在基體上形成包含電子元件排列的電路。每個復合蔭罩都包含帶有至少 一個在其上通過第一孔的第一蔭罩和帶有至少一個在其上通過第二孔的第二 蔭罩。每個復合蔭罩的第一和第二蔭罩都通過與一個第二孔排列成行的第一 孔定位，在某種意義上確定通過復合蔭罩的一個恰當尺寸開孔，從而按照所 希望的圖樣在其中通過的基體上進行材料的沉積。較好的是，電路是完全通 過連續(xù)性的在基體上的材料沉積而形成。每個第一蔭罩都能有多個在其上通過的第一孔，所有所述第一孔都有相 同的尺寸。每個第二蔭罩都能有多個在其上通過的第二孔，所有所述的第二 孔都有相同的尺寸。所有第一蔭罩都有在其上通過第一孔的相同圖樣。所有第二孔都有在其 上通過第二孔的相同圖樣。每個第一孔都有和每個第二孔相同的尺寸。在每個第一蔭罩中第一孔的 圖樣都和在每個第二蔭罩中第二孔的圖樣相同。電路包含多個同樣的電子元件，每個電子元件都有相同的尺寸。在基體 上至少一種材料的沉積期間，每個第一孔和每個第二孔都有這樣的尺寸，比 每個電子元件尺寸的一半大，但小于和兩個第二孔排列成行的一個第一孔的 尺寸值，或反之亦然。較好的是，所有蔭罩都是相同的。一個第一沉積真空容器可以包含一個第一復合蔭罩，在這個蔭罩上有定 位的第一和第二蔭罩，利用相應第一和第二孔限定帶有第一尺寸規(guī)格的第一 復合蔭罩中的一個開孔。 一個第二沉積真空容器包含一個第二復合蔭罩，在 這個蔭罩上有定位的第一和第二蔭罩，利用相應第一和第二孔來限定帶有第 二的、不同尺寸的第二復合蔭罩中的一個開孔。多個沉積真空容器可相互連接。所述的基體是一種延伸片材，通過多個 沉積真空容器，沿其長度方向被推進，于是，至少基體的一部分經(jīng)過每個沉 積真空容器連續(xù)推進?；w的一部分從位于沉積真空容器中的沉積源中獲得 材料的沉積。本發(fā)明還可以是形成一電子器件的一種蔭罩沉積方法。這個方法包括(a) 提供多個相同的蔭罩，蔭罩擺放在許多倉中，形成類似數(shù)量的復合蔭 罩，每個復合蔭罩都放在帶有一個材料沉積源的一個沉積真空容器中；(b) 通過在第一復合蔭罩中的一個開孔，利用在一個第一沉積真空容器中 的材料沉積源在基體上沉積一個第一種材料，第一復合蔭罩通過在所述第一 個復合蔭罩的蔭罩倉中全部或部分排列的孔形成；和(c)通過在第二復合 蔭罩中的一個開孔，利用在第二沉積真空容器中的材料沉積源在基體上沉積 第二種材料，第二復合蔭罩通過在所述的第二復合蔭罩的蔭罩倉中全部或部 分排列的孔形成，其中包含至少一個(i)每個復合蔭罩的開孔的尺寸，和(ii)在材料沉積通過所述開孔期間與基體相對的每個復合蔭罩的開孔的位 置是不同的，因此，在基體上沉積的每種材料的尺寸和/或位置是不同的。該方法還進一步包括通過類似多個復合蔭罩中的開孔在基體上連續(xù)沉積 多種材料，來在基體上形成一排電子元件，其中每個孔都是通過形成所述的 復合蔭罩的蔭罩中的孔的全部或部分排列而成的。每種材料可以是一種導體、 一種絕緣體和一種半導體。 本發(fā)明還涉及一種蔭罩沉積系統(tǒng)，包括多個系列連接的沉積真空容器； 放置在每個沉積真空容器中的一個材料沉積源；放置在每個沉積真空容器中 的一個復合蔭罩，每個復合蔭罩由排列在一個倉中的多個相同蔭罩組成，每 個復合蔭罩有至少一個在其上通過的開孔，開孔由組成所述復合蔭罩的相同 蔭罩中全部或部分孔排列確定；和輸送基體通過系列連接的沉積真空容器的 方法，通過在相應復合蔭罩中至少一個開孔利用每個材料沉積源來獲得沉積 材料，這樣的話，通過每個材料沉積源沉積的材料在所述基體上形成至少一 電子元件。至少一個(i)每個復合蔭罩的每個開孔尺寸(ii)在沉積材料通過所 述的開孔期間，相對于基體的每個復合蔭罩的每個開孔位置可以是不同的。每個復合蔭罩可包括在其上通過的多個開孔。從每個材料沉積源的材料 沉積可在基體上形成多個電子元件。多個電子元件完全通過從材料沉積源上連續(xù)性的材料沉積形成于基體上。
基體可以是至少(i)電子絕緣的、(ii)柔性的、(iii)透明的基材 巾w一禾中。最后，該發(fā)明涉及一種形成電子器件的方法。該方法包括(a)提供一 種基體；(b)通過一個第一復合蔭罩在真空條件下于基體上沉積半導體材 料；(c)通過一個第二復合蔭罩在真空條件下于基體上沉積導電材料；和 (d)通過一個第三復合蔭罩在真空條件下于基體上沉積絕緣材料。實際的 沉積順序是通過電子裝置的電子元件設計確定的，而不是隨意而為的。每個 復合蔭罩可以包含多個相同的蔭罩，每個蔭罩都有在其上通過的一個孔。每 個復合蔭罩的蔭罩是通過它的孔確定位置的，孔排列方式限定通過復合蔭罩 的開孔，從而在通過基體上以所需要的圖樣來沉積相應材料。絕緣材料、半 導體材料和導體材料的沉積共同作用以形成經(jīng)過在復合蔭罩中的開孔，完全 通過連續(xù)性的材料沉積在基體上形成一電子元件。復合電子元件可以是一種薄膜晶體管(TFT， thin film transistor) 、 二 極管、存儲元件、電容器、或者是以上元件的任意組合。電子裝置還可包括 利用一種或多種導電材料沉積形成的互連元件。較好的是，所有復合蔭罩都是相同的并且是可組裝的，便于在基體上進 行所需要尺寸和位置的材料沉積。附圖的簡要說明

圖1A是用于形成高分辨率活動基體底板的像素結(jié)構(gòu)件的蔭罩沉積系統(tǒng) 示意圖；^、圖'1B是圖1A所示蔭罩沉積系統(tǒng)的單個沉積真空容器的放大視圖；圖2是一活動基體底板分像素件3X3排列的電路示意圖，其中所述3X3排列的2X2排列限定所述活動基體底板的像素件；圖3是圖2 —個分像素件的示例性實際配置的放大視圖。圖4是形成圖2分像素件的分像素結(jié)構(gòu)件的示范性實際配置視圖。圖5A是在圖1A用在蔭罩沉積系統(tǒng)中的一個復合蔭罩的局部視圖，通過復合蔭罩中的開孔在圖1A所示基體上沉積示于圖4分像素結(jié)構(gòu)件的多個部件；圖5B是沿圖5A中VB-VB線的一個剖示截面視圖；圖5C是沿圖5A中VC-VC線的一個剖示截面視圖；和圖6—圖19是圖1A所示蔭罩沉積系統(tǒng)的復合蔭罩中的開孔的序列視 圖，通過圖1A所示的開孔的多個材料沉積以形成與每個孔臨近的所示的分 像素結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的詳細說明參照標有和類似元件對應編號的附圖，對本發(fā)明進行具體描述。 參照附圖1A和1B， 一種用于形成電子器件的蔭罩沉積系統(tǒng)2，例如可 用于但沒有僅限于形成高分辨率活動基體發(fā)光二極管(LED)顯示器，包括 多個系列排布的沉積真空容器4 (例如沉積真空容器4a—4x)。沉積真空 容器4的數(shù)量和排布取決于形成相應產(chǎn)品所需要的沉積事件數(shù)量。
在使用蔭罩沉積系統(tǒng)2期間，利用含有一個放帶滾筒8和一個收帶滾筒 10的一種滾筒系統(tǒng)， 一種柔性基體6平移過系列排布的沉積真空容器4。每個沉積真空容器包括一個沉積源12、 一個基體支撐件14、 一個罩排 布系統(tǒng)15和一個復合蔭罩16。例如，沉積真空容器4a包括沉積源12a、基 體支撐件14a、罩排布系統(tǒng)15a和復合蔭罩16a;沉積真空容器4b包括沉積 源12b、基體支撐件14b、罩排布系統(tǒng)15b和復合蔭罩16b;沉積真空容器4 的其它任何編號的真空沉積容器都依此類推。每個沉積源12都裝有在通過對應的復合蔭罩16中的一個或多個開孔， 以所需要的材料在基體6上沉積復合；在一個沉積事件期間，相應復合蔭罩 16和在對應沉積真空容器4中的基體6的部分形成密切接觸。蔭罩沉積系統(tǒng)2的每個復合蔭罩16都包括一個或多個開孔。當基體6 平移通過蔭罩沉積系統(tǒng)2的時候，每個復合蔭罩16中的開孔都和利用在相 應沉積真空容器4中相應沉積源12在基體6上準備沉積材料的所需要圖樣 對應。每個復合蔭罩16都是由，例如，鎳、鉻、鋼鐵、銅、科伐鎳基合金 (Kovar )或殷鋼(Invar )，制造成型，期望的厚度是在20至200微米 之間，更好的是在20至50微米之間。Kova^和Inva^可以采用例如美國俄 勒岡州阿什蘭ESPIC集團公司(ESPICorp Inc. of Ashland)的產(chǎn)品。在美 國，Kova^是個注冊商標，注冊編號為No. 337,962，現(xiàn)為位于德拉瓦州的 威爾明頓CRS股份有限公司(CRS Holdings, Inc. of Wilmington)擁有； Inva^也是一個注冊商標，注冊編號為No. 63,970，現(xiàn)為法國的Imphy S. A. 集團公司(Imphy S. A. Corporation)擁有。本領域的技術(shù)人員希望蔭罩沉積系統(tǒng)2可能含有一些附加工作臺(沒有 在附圖中顯示)，例如一個退火工作臺、 一個測試工作臺、 一個或多個清洗 工作臺、 一個切割和裝配臺以及其它類似的已知工作臺。另外，沉積真空容 器4的數(shù)量、目的和排布可以根據(jù)一種特定應用的需要進行一種或多種材料 的沉積由本領域的普通技術(shù)人員來改變。在此結(jié)合名為"控制調(diào)控元件的活 動基材底板及其制造方法"、申請日為2002年9月26日、申請?zhí)枮?10/255， 972的美國專利所揭示的示例性蔭罩沉積系統(tǒng)和使用方法作為參照進 行說明。可利用沉積真空容器4在基體6上沉積材料，從而在基體6上形成電子 器件的一個或多個電子元件。每個電子元件可能是，例如， 一個薄膜晶體管 (TFT)、 一個存儲元件和一個電容器等，或者是一個或多個上述元件的組 合以形成一個高級電子元件，例如，但沒有限制于一個電子裝置的分像素件 或像素件。按照本發(fā)明，利用沉積真空容器4以連續(xù)性的沉積事件完全通過 在基體6上材料的連續(xù)性沉積可以形成多層電路。每個沉積真空容器4都和一個真空源(未顯示)相連接，裝配真空源的 目的在于建立一個適宜的真空條件，從而可以一種已知的技術(shù)方法例如濺射 或氣相沉積，通過在相應復合蔭罩16中的一個或多個開孔在基體6上利用 相應沉積源12沉積一定數(shù)量的材料。在此，基體6被描述為一種連續(xù)柔性片材，從放在一個預載真空容器中 的放帶滾筒8放出，進入沉積真空容器4。然而，這個并不能作為限制本發(fā) 明的條件，因為蔭罩沉積系統(tǒng)2可以配置成為連續(xù)處理多種單獨的或者單個的基體。每個沉積真空容器4都可以包括支撐件或?qū)蚱鱽肀苊庠谕苿踊w 6平移期間基體6的下垂。在蔭罩沉積系統(tǒng)2工作期間，在適宜的真空條件下，通過相應復合蔭罩 16中的一個或多個開孔，利用每個沉積源12在相應沉積真空容器4中于基 體6的部分上沉積材料；這樣的話，當推動基體6的所述部分通過沉積真空 容器4的時候，多種的累進圖樣就在基體6上形成了。更加具體的是，基體 6有多個部分，每個基體的部分都在每個沉積真空容器4中以預定時間間隔 定位。在此預定時間間隔期間，利用相應沉積源12在定位于相應沉積真空 容器4中的基體6的部分上沉積材料。在此預定時間間隔之后，逐步推進基 體6，使推進的基體6部分進入進行其它處理系列中的下一個真空容器，如 果有的話。這種基體歩進連續(xù)進行，直到每個基體6的部分都通過全部沉積 真空容器4。此后，在系列中于最后沉積真空容器4中的基體6的每個部分 都由收帶滾筒10進行回收，收帶滾筒10就位于一個存儲真空容器中(未顯 示)?？勺鳛檫x擇的是，把在蔭罩沉積系統(tǒng)2中的基體6的每個部分都通過 截斷器(沒有顯示)與基體6的其它部分分割開來。參照附圖2，利用蔭罩沉積系統(tǒng)2可形成示例性的LED像素件20a，像 素件20a含有分像素件22的2X2排布，例如分像素件22a-22d。分像素件 22a、 22b、 22c和22d可以分別是一個紅色分像素件、 一-個第一綠色分像素 件、 一個第二綠色分像素件和一個藍色分像素件。作為選擇的是，分像素件 22a、 22b、 22c和22d可以分別是一個紅色分像素件、 一個第一藍色分像素 件、 一個第二藍色分像素件和一個綠色分像素件。因為LED像素件20a代表 排布在任一用戶指定形成完整活動基材LED裝置的排列結(jié)構(gòu)中幾個相同像素 件中的一個，LED像素件20a的說明，包括說明的每個分像素件22顏色，不 能夠作為限制本發(fā)明的條件。在圖2中所示分像素件的相鄰像素件20b、 20c 和20d都出于例證的目的。分像素件22a和22b通過標在A行母線上的一個脈沖信號和分別標在A 列母線和B列母線上的電壓等級表明。分像素件22c和22d通過標在B行母 線上的一個脈沖信號和分別加在A列母線和B列母線上的電壓等級表明。在 說明的具體實施方式
中，每個分像素件22都包括和晶體管24及26相連接 的級聯(lián)件，例如但不僅限于是薄膜晶體管(TFT) ; — LED元件28是由夾在 兩個電極之間的光發(fā)射材料30構(gòu)成的；和作為電壓存儲元件的電容器32。 在一個示例性的非限制性的具體實施例中，每個分像素件22的晶體管24和 26、 LED元件28和電容器32以示于圖2的方式相互連接在一起。另外，對 每個分像素件22而言，晶體管24的控制終端和控制極端子與合適的行母線 之間采用電連接，節(jié)點34是由晶體管26的漏極端子和電容器32的一個端 子連接而成的，節(jié)點34與電源總線(Vcc)相連接，晶體管24的源極端子 和適宜的列母線連接。為了激活每個LED元件28，當在相應電源總線Vcc上施加一個適當電壓 的時候，施加在和晶體管24源極端子相連接的相應列母線上的電壓從一個 第一電壓件40變至一個第二電壓件42。在使用第二個電壓件42期間，在和 晶體管24控制極端子相連接的行母線上施加一個脈沖信號44。脈沖信號44 引起晶體管24和26響應，于是，在通過晶體管26的電壓降作用下，電源 總線Vcc上的電壓就施加到了 LED元件28的一個端子上。由于LED元件28 的其它端子和不同電位相連接，例如，接地電位，通過把電源總線Vcc上的 電壓施加在LED元件28，引起LED元件28照明。在使用脈沖信號44期間， 電容器32施加第二電壓件42和電源總線Vcc電壓之間的不同電壓，去掉通 過晶體管24上的任何電壓降。在脈沖信號44的終端，電容器32保存其儲存電壓并將此電壓施加到晶 體管26的控制極端子，于是LED元件28保持工作狀態(tài)，在沒有脈沖信號44 的情況下顯示照明狀態(tài)。當脈沖信號44施加到有第一電壓40的相應列母線上時，關(guān)閉LED元件 28。更具體的是，當?shù)谝浑妷?0加到晶體管24的源極端子使晶體管24啟 動的時候，在晶體管24的控制極端子施加脈沖信號44，于是電容器32通過 晶體管24放電，從而關(guān)閉晶體管26和停止LED元件28工作。在脈沖信號 44終端，電容器34施加近似電壓40的電壓，于是，即使在脈沖信號44停 止后，晶體管26保持關(guān)閉狀態(tài)，LED元件28保持待用狀態(tài)。用類似的方法，每個像素件20的每個分像素件22的每個LED元件28 可以響應在適當?shù)牧心妇€上的一個脈沖信號44的應用而被打開和關(guān)閉，當 第二電壓42和第一電壓40分別應用于在一個適當?shù)碾妷和ㄟ^適當?shù)碾娫纯?線Vcc的情況下的適當列母線。參照圖3并繼續(xù)參照圖2，分像素件結(jié)構(gòu)件50代表形成每個像素件20 的每個分像素件22的機械構(gòu)造，以所需要的沉積順序，延伸半導體部件 52，延伸半導體部件54，延伸金屬部件56，延伸金屬部件58，延伸金屬部 件60，矩形金屬部件62，延伸金屬部件64，延伸金屬部件66，延伸絕緣體 部件68，矩形絕緣體部件70，矩形絕緣體部件72，延伸金屬部件74，延伸 金屬部件76，矩形金屬部件78和矩形金屬部件80。每個金屬部件56 — 66和74 — 80都可通過一種蔭罩沉積工藝由任何適宜 的可沉積的導電材料制成，例如，但不僅限于鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳 (Ni)、鉻(Cr)、鋁(Al)、金(Au)或銦錫氧化物(ITO)。絕緣體部 件68 — 72都可通過蔭罩沉積工藝由任何適宜的且可沉積的非導電材料制 成，例如但不僅限于氧化鋁(A1203)或者氧化硅(Si02)。每個半導體部 件52和54都可通過蔭罩沉積工藝利用可沉積的半導體材料制成，并且適于 通過真空蒸發(fā)，成一薄膜晶體管(TFT)，例如，但不僅限于硒化鎘 (CdSe)、硫化鎘(CdS)或者碲(Te)。在分像素結(jié)構(gòu)件50中，利用含有金屬部件62、絕緣體部件72和金屬部 件80的倉形成電容器32;利用形成電容器32的部件組合加上半導體部件 54和金屬部件60形成晶體管26 (利用金屬部件80、 60和62作為晶體管26 的管門、源極和漏極)；利用半導體部件52、金屬部件56和58、絕緣體部 件68和金屬部件74和76的組合形成晶體管24 (利用金屬部件56和58作 為晶體管24的源極和漏極，利用金屬部件74和76形成晶體管24的管 門)。較好的是，圖2所示的每個分像素件22都由同樣的分像素結(jié)構(gòu)件實 現(xiàn)，例如分像素結(jié)構(gòu)件50。然而，這個也不應作為限制本發(fā)明的條件，因為
每個分像素件22可以通過任何適宜的分像素結(jié)構(gòu)件實現(xiàn)。然而，為了說明 本發(fā)明，可以認為下文中的每個分像素件22都是通過分像素結(jié)構(gòu)件50實現(xiàn) 的。在一個示例性的非限制性的實施例中，基體6是由一種非導電材料制 成，例如 一種鍍有金屬片材的絕緣材料；金屬部件60、 62和80是由Mo、 Cu、 Ni、 Cr、 Au或者Al制成的；絕緣體部件68 — 72是由A1203或者Si02 制成的；金屬部件56、 58、 64、 66和74 — 78是由Mo、 Cu、 Ni、 Cr、 Au或 者Al制成的，并且半導體部件52和54是由CdSe、 CdS、 Te或者其它任何 可利用蔭罩沉積工藝沉積的適宜的半導體材料制成的。為了完全形成每個功能分像素件22， 一種適宜的絕緣材料(未示出)通 過暴露金屬部件60全部或部分的開孔，在圖3所示的分像素結(jié)構(gòu)件50上面 沉積，。在沉積的絕緣材料上面接著沉積另一個金屬部件36，使絕緣材料和 金屬部件60通過絕緣材料中的開孔相接觸。此后，光發(fā)射材料30沉積在分 像素結(jié)構(gòu)件50上面，分像素結(jié)構(gòu)件50和金屬部件36相接觸，并且一種透 明金屬部件38沉積在光發(fā)射材料30上面，使光發(fā)射材料30夾在金屬部件 36和透明金屬部件38之間。較好的是，金屬部件36、光發(fā)射材料30和透 明金屬部件38的每個沉積物沉積在和它們對應的分像素件22上面，分像素 件22與它們對應分像素部件22上面的金屬部件36、光發(fā)射材料30和透明 金屬部件38的附近的沉積物是絕緣的。最后，在所有的金屬層38上面沉積 一層或片透明金屬材料(未示出)，夾在中間的絕緣材料作為所有分像素件 的公共電極。參照圖4并繼續(xù)參照圖1至圖3，在基體6上和圖2電路示意圖對應的 LED像素結(jié)構(gòu)件的一個實際實施例。在一個示例性的實施例中，每個像素件 20的整體尺寸為126X 126微米，每個分像素件22的整體尺寸為63X63為 微米。然而，每個像素件20和分像素件22a的上述尺寸僅是示例性的，不 能夠作為限制本發(fā)明的條件?，F(xiàn)在說明一個示例性的非限制性的沉積順序，通過蔭罩沉積系統(tǒng)2的復 合蔭罩16開孔進行沉積，形成含有每個分像素件22的分像素結(jié)構(gòu)件50。現(xiàn)參照圖5A — 5C并繼續(xù)參照所有前述附圖，每個復合蔭罩16包括在其 上通過的帶有多個第一孔92的第一蔭罩90、以及在其上通過的帶有多個第 二孔96的第二蔭罩94。帶有分別在其上通過多個第一孔92和多個第二孔 96的第一蔭罩90和第二蔭罩94的說明不應作為本發(fā)明的限制條件，因為根 據(jù)需要，第一蔭罩90可能僅包括一個單獨的第一孔92，第二蔭罩94可能僅 包括在其上通過的一個單獨第二孔96。出于說明本發(fā)明的目的，可以認為， 第--蔭罩90有多個在其上通過的第一孔92，第二蔭罩94有多個在其上通過 的第二孑L 96。較好的i，每個沉積真空容器4包括具有相同復合蔭罩16的一個示 例。因此，在沉積真空容器4b中的復合蔭罩16b要好是和在沉積真空容器 4a中的復合蔭罩16a相同；在沉積真空容器4c中的復合蔭罩16c要好是和 在沉積真空容器4b中的復合蔭罩16相同，并且依此類推。更具體的是，形 成復合蔭罩16的第一個蔭罩90要好是相同的，形成復合蔭罩16的第二蔭 罩94要好是相同的，并且每個蔭罩90要好是和每個蔭罩94是相同的。因
此，較好的是，利用相同的蔭罩90a和94a形成復合蔭罩16a;利用相同的 蔭罩90b和94b形成復合蔭罩16b，并且依此類推。為了完成所需要的材料沉積來形成每個分像素結(jié)構(gòu)件50的各種不同部 件，調(diào)整形成每個復合蔭罩16的第一蔭罩90和第二蔭罩94的位置使它們 彼此相互對應，這樣的話，為沉積在其上通過的材料，至少就位的各個第一 孔92和第二孔96部分的排成一直線，從而可確定在復合蔭罩16中開孔98 的適宜尺寸或規(guī)格和位置。每個復合蔭罩16也可用定位開孔98的方式在相 應沉積真空容器4中定位，便于在基體6上于所需要的位置的相應材料的沉 積。可以看出，為了沉積每個分像素結(jié)構(gòu)件50的每個部件52 — 80，利用由 相同蔭罩90和94構(gòu)成的相同復合蔭罩16，每個孔92和孔96的高度和寬度 僅需要略微大于分像素結(jié)構(gòu)件50高度和寬度的一半。因此，例如，如果分 像素結(jié)構(gòu)件50的整體尺寸是63X63微米，僅需要每個孔92和96的整體尺 寸略微大于分像素結(jié)構(gòu)件50的整體尺寸的一半，例如，示于圖5A的34X34 微米。限制每個孔92和孔96的長度和寬度略微大于每個分像素結(jié)構(gòu)件50的 各自長度和寬度的一半，可以使包含蔭罩沉積系統(tǒng)2的復合蔭罩16的蔭罩 90和94能夠沉積每個分像素結(jié)構(gòu)件50的每個部件52 — 80，同時避免兩個 或多個第二孔96和單個第-一孔92的一次或多次不必要的排列實例，或者反 之亦然。更加具體的是，選擇每個孔92和96的實際長度和寬度，作為避免 單個第一孔92和兩個或更多第二孔96之間不必要的一次或多次疊加的折衷 辦法，或者反之亦然，同時如最佳在圖3所示，可進行沉積完部件所需要的 疊加，例如，部件66疊加在部件56上；部件76疊加在部件74上；部件64 疊加在部件66上，并且依此類推。換句話說，限制每個孔92和96的長度 和寬度略微大于相應分像素結(jié)構(gòu)件50的長度和寬度的一半，可用相同的復 合蔭罩16形成分像素結(jié)構(gòu)件50的緊密組裝排列，每個復合蔭罩16都是由 相同的蔭罩90和94構(gòu)成。利用相同蔭罩90和94形成蔭罩沉積系統(tǒng)2的每 個復合蔭罩16的顯著優(yōu)點在于節(jié)省了為每個沉積真空容器4而設計、制造 和盤存獨特蔭罩所花費的相關(guān)時間和費用。另一個優(yōu)點在于，為形成每個復 合蔭罩16，蔭罩90和蔭罩94具有可互換性。特別方便之處在于，可以利用 一個新的或者干凈的蔭罩90或94替換一個已經(jīng)磨損的或者臟的(有材料結(jié) 垢的)蔭罩。圖5A-5C示出通過開孔98a在基體6的部分上沉積半導體部件52，開孔 98a分別由蔭罩90a和94a的第一孔92a和第二孔96a的部分排列而成的； 為在基體6上沉積材料形成半導體部件52，蔭罩90a和94a構(gòu)成復合蔭罩 16a，復合蔭罩16a在帶有沉積源12a的沉積真空容器4a中沉積。在圖5B 和5C中，出于說明的目的，基體6、第二蔭罩94a和第一蔭罩90a顯示為相 互分隔開來；然而，實際上，蔭罩90a和蔭罩94a處于密切接觸的位置，蔭 罩94a和基體6在半導體部件52沉積期間處于密切接觸的位置。還有，在 圖5B和5C中，半導體部件52的沉積高度因為說明的目的而有所放大。用于沉積材料部件54 — 80的蔭罩沉積系統(tǒng)2的每個復合蔭罩16的第一 蔭罩90和第二蔭罩94的位置分別參照第一和第二蔭罩90和94的一個單個
第一孔92和一個單個第二孔96的排列來形成相應的復合蔭罩16?，F(xiàn)在進一 步說明為了第一蔭罩90和第二蔭罩94的定位。在圖6至圖19中，出于說 明的目的，排列單個第一孔92和單個第二孔96來在相應復合蔭罩16中形 成開孔98，顯示為和一個示例性分像素結(jié)構(gòu)件50相鄰。參照圖6并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4a中于基體6的 部分上沉積每個半導體部件52，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合 蔭罩16b的沉積真空容器4b中。為了利用沉積源12b的材料沉積半導體部 件54，復合蔭罩16b的第一蔭罩90b和第二蔭罩94b如此就位，使每個分像 素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92b和一個單個第二孔96b排列形成復合蔭罩 16b的一個開孔98b。參照圖7并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4b中于基體6的 部分上沉積每個半導體部件54，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合 蔭罩16c的沉積真空容器4c中。為了利用沉積源12c的材料沉積金屬部件 56，復合蔭罩16c的第一蔭罩90c和第二蔭罩94c如此就位，使每個分像素 結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92c和一個單個第二孔96c排列形成復合蔭罩 16c的一個開孔98c。參照圖8并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4c中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件56，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16d的沉積真空容器4d中。為了利用沉積源12d的材料沉積金屬部件 58，復合蔭罩16d的第一個蔭罩90d和第二個蔭罩94d如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92d和一個單個第二孔96d排列形成復合蔭 罩16d的一個開孔98d。參照圖9并參照所有前述附圖，在沉積真空容器4d中于基體6的部分 上沉積每個金屬部件58，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭罩 16e的沉積真空容器4e中。為了利用沉積源12e的材料沉積金屬部件60， 復合蔭罩16e的第一個蔭罩90e和第二個蔭罩94e如此就位，使每個分像素 結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92e和一個單個第二孔96e排列形成復合蔭罩 16c的一個開孔98e。參照圖10并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4e中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件60，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16f的沉積真空容器4f中。為了利用沉積源12f的材料沉積金屬部件 62，復合蔭罩16f的第一個蔭罩90f和第二個蔭罩94f如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一個孔92f和一個單個第二個孔96f排列形成復 合蔭罩16f的一個開孔98f 。參照圖11并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4f中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件62，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16g的沉積真空容器4g中。為了利用沉積源12g的材料沉積每個金屬部 件64，復合蔭罩16g的第一個蔭罩90g和第二個蔭罩94g如此就位，使一個 單個第一個孔92g和一個單個第二個孔96g排列形成復合蔭罩16g的一個開 孔98g。參照圖12并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4g中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件64，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭
罩16h的沉積真空容器4h中。為了利用沉積源12h的材料沉積金屬部件 66，復合蔭罩16h的第一個蔭罩90h和第二個蔭罩94h如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一個孔92h和一個單個第二個孔96h排列形成復 合蔭罩16h的一個開孔98h。
參照圖13并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4h中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件66，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16i的沉積真空容器4i中。為了利用沉積源12i的材料沉積絕緣部件 68，復合蔭罩16i的第一個蔭罩90i和第二個蔭罩94i如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92i和一個單個第二孔96i排列形成復合蔭 罩16i的一個開孔98i。
參照圖14并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4i中于基體6的 部分上沉積每個絕緣部件68，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16j的沉積真空容器4j中。為了利用沉積源12j的材料沉積絕緣部件 70，復合蔭罩16j的第一個蔭罩90j和第二個蔭罩94j如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92j和一個單個第二孔96j排列形成復合蔭 罩16j的一個開孔98jo
參照圖15并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4j中于基體6的 部分上沉積每個絕緣部件70，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16k的沉積真空容器4k中。為了利用沉積源12k的材料沉積絕緣部件 72，復合蔭罩16k的第一個蔭罩90k和第二個蔭罩94k如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92k和一個單個第二孔96k排列形成復合蔭 罩16k的一個開孔98k。
參照圖16并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4k中于基體6的 部分上沉積每個絕緣部件72，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩161的沉積真空容器41中。為了利用沉積源121的材料沉積每個金屬部 件74，復合蔭罩161的第一個蔭罩901和第二個蔭罩941如此就位，使一個 單個第一孔921和一個單個第二孔961排列形成復合蔭罩161的一個開孔 981。
參照圖17并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器41中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件74，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16m的沉積真空容器4m中。為了利用沉積源12m的材料沉積金屬部件 76，復合蔭罩16m的第一蔭罩90m和第二蔭罩94m如此就位，使每個分像素 結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92m和一個單個第二孔96m排列形成復合蔭罩 16m的一個開孔98m。
參照圖18并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4m中于基體6的 部分上沉積每個金屬部件76，接著，將基體6的所述部分推進到含有復合蔭 罩16n的沉積真空容器4n中。為了利用沉積源12n的材料沉積金屬部件 78，復合蔭罩16n的第一蔭罩90n和第二蔭罩94n如此就位，使每個分像素 結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92n和一個單個第二孔96n排列形成復合蔭罩 16n的一個開孔98n。
最后，參照圖19并繼續(xù)參照所有前述附圖，在沉積真空容器4n中于基 體6的部分上沉積每個金屬部件78，接著，將基體6的所述部分推進到含有
復合蔭罩16o的沉積真空容器4o中。為了利用沉積源12o的材料沉積金屬 部件80，復合蔭罩16o的第一蔭罩90o和第二蔭罩94o如此就位，使每個分 像素結(jié)構(gòu)件50、 一個單個第一孔92o和一個單個第二孔96o排列形成復合蔭 罩16o的一個開孔98o。
在基體6上沉積金屬部件80完成由分像素結(jié)構(gòu)件50規(guī)定的電子元件的 成形。較好的是，所有分像素結(jié)構(gòu)件50都以上述的方法同時形成。此后， 如果需要的話，可以在基體6上沉積上面說明的附加部件或?qū)樱瑏砀纳齐娮?器件的制備，例如一個活動基材LED。
按照以上說明，所有蔭罩90都是相同的，所有蔭罩94也是相同的。另 外，每個蔭罩90都和每個蔭罩94是同樣的。限制每個孔92和孔96的尺 寸，使其長度和寬度都分別略微大于準備在那成形的分像素結(jié)構(gòu)件的長度和 寬度的一半，從而可以利用孔92和孔96的排列組合形成緊密組裝結(jié)構(gòu)，例 如分像素結(jié)構(gòu)件50的一個排列，在基體6上，同時避免在一個沉積事件 中， 一個單個第一孔92和兩個或更多第二孔96疊加，或者反之亦然。利用 多個相同蔭罩90和94來形成蔭罩沉積系統(tǒng)2中的復合蔭罩16，避免在蔭罩 沉積系統(tǒng)2中使用的的時候，不必要的設計、制造和盤存大量帶有不同規(guī)格 (或尺寸)和/或位置開孔的蔭罩。
較好的是，每個沉積真空容器4的罩排列系統(tǒng)15配置成為每個單個蔭 罩90和94中的一個或兩者有可選擇的x和/或y排列，蔭罩90和94在沉 積真空容器4的外部形成相應的復合蔭罩16，于是，可以調(diào)節(jié)復合蔭罩16 的每個開孔98的x和/或y規(guī)格，而不必破壞沉積真空容器4的真空條件。 因此，如果確定一個或多個通過復合蔭罩16的每個開孔98所沉積的材料規(guī) 格超過公差，可以利用蔭罩排列系統(tǒng)15調(diào)節(jié)所述的一個或多個規(guī)定，而不 必破壞沉積真空容器4的真空條件，使隨后的材料沉積滿足公差要求。每個 罩排列系統(tǒng)15都具有這樣的功能，可以一個調(diào)節(jié)復合蔭罩16每個開孔98 的一個或多個規(guī)格，這種調(diào)節(jié)功能在連續(xù)在線蔭罩沉積系統(tǒng)中是非常有用 的，可以在連續(xù)生產(chǎn)過程中補償每個開孔98上或周圍沉積材料的形成，因 此避免破壞沉積真空容器4的真空條件，來調(diào)節(jié)與這樣形成相對應的每個開 孔98的規(guī)格。在生產(chǎn)材料沉積之前和修正每個開孔98不以沉積材料的形式 如振動而引起規(guī)格的任何變化，每個罩排列系統(tǒng)15還可用于設置每個開孔 98的規(guī)格和在相應沉積真空容器4中的位置。
在一個非限制性的實施例中，罩排列系統(tǒng)15包含形成相應復合蔭罩16 的每個單個蔭罩90和94的x和/或y位置的微米尺度調(diào)節(jié)。然而，這不能 作為限制本發(fā)明的條件。
通過參照較好的具體實施例對本發(fā)明進行了詳細說明?？梢岳斫?，本領 域的普通技術(shù)人員在閱讀和理解上述具體說明的基礎上，可根據(jù)特定應用所 需要沉積的一種或多種材料來改進和變更本發(fā)明的詳細說明實施例組件來將 其制造出來。專利權(quán)人也認識到前面的描述僅是說明，這些改進和變更沒有 脫離本發(fā)明的待決權(quán)利要求書中所列的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、 形成一種電子裝置的一種蔭罩沉積方法包括(a) 推進一基體通過多個沉積真空容器，每個沉積真空容器都包括一個 材料沉積源和位于其中的一個復合蔭罩；和(b) 利用位于每個沉積真空容器中的材料沉積源在基體上沉積材料，通 過相應復合蔭罩在基體上形成由一排電子元件組成的一個電路，其中每個復合蔭罩包括一個第一蔭罩，第一蔭罩帶有至少一個在其上通過的第一孔和一個第二蔭罩，第二蔭罩帶有至少一個在其上通過的第二孔；和每個復合蔭罩的第一和第二蔭罩都通過和一個第二孔排列成行的一個第 一孔定位，按所需要尺寸規(guī)定開孔，經(jīng)過復合蔭罩按照所需要的圖樣在其上 通過的基體上沉積材料。
2、 權(quán)利要求l所述的方法，其中每個第一蔭罩都有多個在其上通過的第一孔，所有所述的第一孔都有相 同的尺寸；和每個第二蔭罩都有多個在其上通過的第二孔，所有所述的第二孔都有相 同的尺寸。
3、 權(quán)利要求2所述的方法，其中所有第一蔭罩都有在其上通過第一孔的相同圖樣；和 所有第二蔭罩都有在其上通過第二孔的相同圖樣。
4、 權(quán)利要求3所述的方法，其中每個第一孔都有和每個第二孔相同的尺寸；和在每個第一蔭罩中的第一孔的圖樣都和在每個第二蔭罩中的第二孔的圖 樣相同。
5、 權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的電路包括多個相同的電子元件，每個電子元件都有相同的尺寸；和在基體上沉積至少一種材料期間，每個第一孔和每個第二孔都有這樣的 尺寸，比每個電子元件尺寸的二分之一大，但比和兩個第二孔排列成行的一 個第一孔的尺寸小，或者反之亦然。
6、 在權(quán)利要求2所述的方法中，所有蔭罩都是相同的。
7、 權(quán)利要求6所述的方法，其中一個第一沉積真空容器包括一個第一復合蔭罩，這個復合蔭罩具有設置 的第一和第二蔭罩如此就位，相應的第一和第二孔限定一個開孔，這個開孔 具有在第一復合蔭罩中第一尺寸規(guī)格；和一個第二沉積真空容器包括一個第二復合蔭罩，這個復合蔭罩具有設置 的第一和第二蔭罩如此就位，相應的第一和第二孔限定一個開孔，這個開孔 在第二復合蔭罩中具有一個第二，不同的尺寸規(guī)格。
8、 權(quán)利要求l闡明的方法，其中 所述的多個沉積真空容器是相互連接的；所述的基體是一種延伸片材，通過多個沉積真空容器，沿其長度方向被 推進，于是，至少基體的一部分經(jīng)過每個沉積真空容器連續(xù)推進；和 所述的基體的一部分從位于沉積真空容器中的沉積源中獲得材料的沉積。
9、 形成一種電子裝置的一種蔭罩沉積方法包括(a) 利用排列在多個倉中的多個相同蔭罩形成類似數(shù)量的復合蔭罩，每個 復合蔭罩都和一個材料沉積源一起放置在一個沉積真空容器中；(b) 從在一個第一沉積真空容器中的材料沉積源的基體上沉積一個第一種 材料，是通過在一個第一復合蔭罩中的一個開孔，第一復合蔭罩是由形成所 述第一個復合蔭罩的蔭罩倉孔的全部或部分排列而成的；和(c)從一個第二個沉積真空容器中的材料沉積源在基體上沉積一個第二 種材料，是通過在一個第二個復合蔭罩中的開孔，利用在，第二個復合蔭罩 是由形成所述第二個復合蔭罩的蔭罩的倉孔的全部或部分排列而成的，其中 至少一個(i)每個復合蔭罩開孔尺寸，和(ii)在沉積材料經(jīng)過所述開孔 期間與基體相對的每個復合蔭罩開孔位置是不同的，于是，在基體上沉積的 每種材料的尺寸和/或位置是不同的。
10、 權(quán)利要求9所述的方法，還包括在基體上連續(xù)沉積多種材料，經(jīng)過 在類似多個復合蔭罩中的開孔，在基體上形成一排電子元件，其中每個開孔 都是由在形成所述復合蔭罩的蔭罩中的孔的全部或部分排列而成的。
11、 權(quán)利要求10所述的方法，其中每種材料可以是一個導體、 一個絕 緣體和一個半導體中的一種。
12、 一種蔭罩沉積系統(tǒng)包括 多個系列連接的沉積真空容器； 在每個沉積真空容器中都配有一個材料沉積源；設在每個沉積真空容器中的一個復合蔭罩，每個復合蔭罩由排列在一個 倉中的多個相同蔭罩組成，每個復合蔭罩有至少一個在其上通過的開孔，這 個開孔是由組成所述復合蔭罩的多個相同蔭罩中孔的全部或部分排列而成 的；禾口輸送基體通過系列連接沉積真空容器的方法，以獲得從每個材料沉積源 的一個沉積材料，通過在相應復合蔭罩中的至少一個開孔，以形成每個材料 沉積源在所述基體上形成至少一種電子元件。
13、 權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中至少一個(i)每個復合蔭罩的每個 開孔的一個尺寸，和(ii)在沉積材料經(jīng)過所述開孔的期間，相對于基體的 每個復合蔭罩復合的每個開孔位置是不同的。
14、 權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中每個復合蔭罩都含有在其中通過的多個開孔；和 從每個材料沉積源沉積的材料在基體上形成多個電子元件。
15、 權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，多個電子元件完全通過從材料沉 積源上連續(xù)性的材料沉積形成于基體上。
16、 權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，基體是至少(i)非導電的(ii) 柔性的和(iii)透明的材料中一種。
17、 權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中基體是由玻璃制備而成的。
18、 一種形成電子裝置的方法包括下列步驟 (a)提供一種基體； (b) 在真空條件下，通過復合蔭罩在基體上沉積半導體材料；(c) 在真空條件下，通過復合蔭罩在基體上沉積導電材料；和(d) 在真空條件下，通過復合蔭罩在基體上沉積絕緣材料，其中 每個復合蔭罩由多個相同的蔭罩組成，每個蔭罩都有在其中通過的孔。 每個復合蔭罩的蔭罩以通過其中的孔定位，以一定的方式排列確定開孔，通過復合蔭罩以所需要的圖樣在其中通過的基體上沉積材料；和絕緣材料、半導體材料和導體材料的沉積共同作用以形成經(jīng)過在復合蔭 罩中的開孔，完全通過連續(xù)性的材料沉積在基體上形成一電子元件。
19、 權(quán)利要求18中闡明的方法，其中電子元件可以是一種薄膜晶體管 (TFT)、 一種二極管、 一種儲存元件或者是一種電容器。
20、 權(quán)利要求18中闡明的方法，其中所有復合蔭罩都是相同的。
全文摘要
一種蔭罩沉積系統(tǒng)包括多個相同的蔭罩，利用排列在多個倉中的相同蔭罩形成類似數(shù)量的復合蔭罩，每個復合蔭罩連同一個材料沉積源放置在一個沉積真空容器中。通過在相應復合蔭罩中的開孔，利用材料沉積源在基體上沉積材料，每個開孔是由形成復合蔭罩的多個蔭罩中的孔的全部或部分排列而成，從而在基體上形成一排電子元件。
文檔編號H01L21/3205GK101124656SQ200680000288
公開日2008年2月13日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者托馬斯·P·布羅迪 申請人:阿德文泰克全球有限公司