專利名稱：用于印刷電子器件的印刷兼容設計及布圖方案的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及印刷電子器件的布圖、包含這些布圖或以這些布圖為基礎的印刷電路、以及利用這些布圖來形成電路中的結構的方法。印刷電路可包括單獨的或與傳統(tǒng)形成的結構結合的印刷半導體、導體和/或介電質結構。用于形成印刷電路的方法包括在各種基板上和/或與這些布圖對應的圖案中的結構上印刷半導體、導體、介電質和/或摻質油墨。
背景技術：
印刷電子電路具有不同于傳統(tǒng)電路中由光刻方式限定的電路的特定制造問題。第一，印刷技術的層對層之間的對準度(registration)較差，致使覆蓋容差較大。第二，印刷技術的分辨率一般比光刻方式低，且一些印刷技術可能具有非對稱的分辨率限制(即， 在一方向上的分辨率與不同方向上的分辨率不同)。第三，印刷技術通常會表現(xiàn)出鄰近性 (proximity)和與形狀相關的效應，例如毛細作用(wicking)、與鄰近/相鄰的圖案融合等， 這些會導致非理想圖案的產生。在各種印刷過程中，液體油墨可以利用如噴墨印刷、凹版印刷、網印、柔版印刷等技術來選擇性沉積(例如印刷)。印刷電子器件提供了降低傳統(tǒng)半導體和/或集成電路制造的處理成本的可能性，其一般是通過利用電子油墨(例如含有一種或多種前體 (precursor)以形成經摻雜或未摻雜的半導電性、導電性或介電結構或膜的油墨)的附加沉積來產生電子特征部(例如電功能性或絕緣性結構或膜)。這種印刷結構的形成方法基于下列原因而具有成本效益(i)前體材料的有效使用、以及(ii)將沉積與圖案化結合為單一的印刷步驟。使用經摻雜或未摻雜的導電性、半導電性與介電質油墨來形成電性結構可于制造集成電路和/或其內的結構時減少或最小化掩蔽、光刻與蝕刻的步驟數(shù)量。因此，在集成電路與顯示器制造業(yè)中存在發(fā)展利用油墨技術形成電子裝置的方法的強烈動機。然而，印刷這種電子油墨會存在特殊的問題，因為液體可能會在表面上呈現(xiàn)動態(tài)散布。此種散布與油墨的潤濕與蒸發(fā)特性有關。同時，油墨也可表現(xiàn)出鄰近性和與形狀相關的效應，例如與鄰近或相鄰圖案的融合，其會產生與所需圖案相比明顯的且有時是致命的偏差。一般而言，由印刷方法所形成的結構的分辨率、層間對準度、以及圖案精確性(根據(jù)角落處的清晰度、線緣的粗糙度等)會比傳統(tǒng)光刻技術所形成的差。然而，印刷方式可提供所期望的效益，例如成本效益以及可使電路中各層之間平滑地過渡(例如，不會遭遇急劇的臺階部且提供更完整和/或均勻的后續(xù)沉積結構的臺階部覆蓋率)的平滑(例如圓頂形)結構輪廓。印刷技術有時會受到降低的分辨率以及非對稱的分辨率限制(例如在一方向(如X軸)上的分辨率與另一方向(例如y軸)上的分辨率不同)的影響。此外，圖案精確性也可能是印刷電路特征部的一個問題，舉例而言，在傳統(tǒng)光刻中，像不規(guī)則多邊形等布圖形狀并不特別有問題；然而，由于油墨的潤濕和毛細作用效應， 這類形狀并不特別適合于印刷技術。圖1示出了一種傳統(tǒng)布圖方法，其中半導體島狀部11-16的各第一布圖10和柵極 21-29的第二布圖20包括不規(guī)則形狀(例如12、14、16以及22-27)。這是一般的方式，和 /或在利用傳統(tǒng)光刻過程的專用集成電路(Application Specific IntegratedCircuit, ASIC)設計中所實行的。利用這些傳統(tǒng)布圖來印刷電子油墨是困難的，因為通常無法以光刻所能達成的最小尺寸來印出特征部，且印成不規(guī)則幾何形狀和/或印在非平坦或非均勻表面上的油墨可能會受到液相物理現(xiàn)象的不良影響(例如由于散布、沿著下方表面形貌的毛細現(xiàn)象、表面能量、因表面張力效應而起珠等原因而偏離理想/目標圖案)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施方式涉及印刷電子電路的布圖、利用或根據(jù)這些布圖所產生的印刷電路結構、(光)刻蝕所定義和印刷的電子結構的結合、包含這些布圖與印刷結構的電路、 以及利用這些布圖來形成電路(其通過在許多可能基板的其中一個基板上印刷半導體、導體、介電質和/或摻質結構而形成)的方法。更具體而言，本發(fā)明的實施方式涉及與印刷電子油墨組成物(例如包含一種或多種為導體、介電質、或經摻雜或未摻雜半導體的前體) 兼容的布圖。由于印在基板上的電子油墨易受到數(shù)種不同現(xiàn)象(例如散布(潤濕)與去濕 (de-wetting)行為、毛細現(xiàn)象、印刷失準、圖案鄰近效應、邊緣與角落效應、膜形貌/形態(tài)上的不一致性等)影響而偏離預定的印刷圖案，本發(fā)明的布圖所提供的圖案一般可于電子油墨印至基板上時提供較大的特征部間間隔與較大的特征部形成區(qū)域。在印刷電子器件應用中，特征部尺寸(例如線寬、厚度等)的控制程度和安置的精確度隨印刷方法而明顯不同。布圖可設計成使得圖案節(jié)距(pitch)與間隔補償印刷電子油墨的表現(xiàn)和/或傾向(例如，散布(潤濕)與去濕(高表面張力)行為、毛細現(xiàn)象、圖案鄰近效應、邊緣與角落效應、膜形貌/形態(tài)上的不一致性等)。因此，本發(fā)明的布圖、以及電路與形成包含這些布圖或以這些布圖為基礎的電路的方法可以用來改善包括以圖案印刷一種或多種油墨的過程的性能和產率。這些布圖可以包含具有印刷兼容形狀(例如條形、矩形、橢圓形、圓形等)的圖案以及沿著優(yōu)選方向的配置或排列。這在傳統(tǒng)光刻過程中不是必要的，但在印刷電路中，這些形狀與方向的選擇有助于實現(xiàn)穩(wěn)固、可重制性高的印刷結構。 例如，在噴墨印刷(例如含有半導體或金屬前體(如聚硅烷或銀)的油墨噴墨印刷)或網印(例如含N型或P型摻質源的介電質前體的網印)方面，印刷兼容形狀包括直線(line)、 正方形、矩形、圓形與橢圓形。就凹版印刷而言，印刷兼容形狀包括矩形、正方形與直線(見圖2)。在一些實施方式中，本發(fā)明的電路布圖(例如可形成電路或電路元件的布圖)包括(光)刻蝕所定義的直線和/或其它結構(例如焊盤)，在其上以預定圖案(例如印刷結構或油墨的布圖)印刷出電子油墨。電路布圖可以包含多層圖案，該圖案定義各層內的結構形狀。例如，電路布圖可以包含限定結構層的第一圖案，所述結構例如是平行的半導體島狀部(例如，其具有線性結構或形狀)；以及一個或多個在第一層上方限定對應數(shù)量的功能層的圖案。第一結構層可包括一條或多條直線(例如一連串重復、其間具有(一個或多個)預定間隔的平行的垂直和/或水平直線島狀部)和/或焊盤(例如呈矩形、正方形、梯形、橢圓形、圓形等)。在第一層上方所形成的層可以包含電路元件中的結構(例如薄膜晶體管、電容器、二極管、互連結構等)，該結構沿著第一層的結構彼此分隔預定距離。沿著上方沉積有電子油墨的結構(例如(光)刻蝕所限定的直線和/或焊盤)排列的點被選擇以提供接下來要形成的特征部之間的適當間隔(其中該特征部通過以預定圖案沉積電子油墨(例如印刷)而形成)。單獨的直線和其它電路結構實質上可以由任何直線間/結構間間隔所分隔，所述間隔調節(jié)其上所印刷的電子油墨的潤濕，并且相鄰和/或鄰近的印刷結構間并不會有不期望的交疊或短路情形發(fā)生。布圖可以用于形成或印刷電路的方法中，該方法包括在基板上預先形成的圖案上方以預定圖案(例如，包含直線、正方形、矩形、圓形、橢圓形等)印上油墨組成物，例如半導體、介電質或導體油墨。該預先形成的圖案包括第一結構層(例如直線和/或焊盤)，其可通過印刷或傳統(tǒng)沉積方式(例如化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)、物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)等)、光刻與蝕刻技術而形成。另外的(一個或多個)層可以通過傳統(tǒng)光刻技術和/或印刷電子油墨而形成，但一般而言，至少有一個另外的層是通過印刷電子油墨而形成。這些另外的層可以包含電路元件中的結構(例如薄膜晶體管、電容器、二極管、互連結構等)，所述結構可以形成于第一結構層上方。在其它應用中，摻質油墨(例如包含P型或N型摻質的介電質油墨)、介電質油墨、或金屬油墨(例如用于形成硅化物)可以印刷于第一結構層中的半導體(例如硅、鍺等)直線、焊盤和/或島狀部的預先形成圖案的上方。然后對沉積在基板和/或第一結構層上方的電子油墨進行處理。例如，在沉積在硅結構上方的摻質油墨的例子中，其上具有摻質油墨的硅結構的圖案可以在摻質油墨沉積后受熱，以驅使摻質進入硅結構中。本發(fā)明的第一方面涉及印刷電路的布圖，該布圖包括電路特征部的第一布圖，該電路特征部的第一布圖包括與該電路中的第一組印刷結構相對應的第一多個特征部，所述第一多個特征部中的每一個特征部為獨立的印刷兼容形狀，該形狀具有與所述第一多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行的方向；以及電路特征部的第二布圖，該電路特征部的第二布圖具有與該電路中的第二組印刷結構相對應的第二多個特征部，所述第二多個特征部中的每一個特征部為獨立的印刷兼容形狀，該形狀具有與所述第二多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行且與所述第一多個特征部中的每一個特征部的方向正交或平行的方向。所述第一多個特征部和所述第二多個特征部的每一個都具有一個或多個子集，且所述第二多個特征部的一個或多個子集分別與所述第一多個特征部的一個或多個子集交疊。例如，第一多個特征部可以包括多個平行的半導體島狀部，每一個半導體島狀部都可以視為所述第一多個特征部的子集，且第二多個特征部的每一個子集可以包括多個電路元件，該電路元件具有與半導體島狀部交疊的印刷兼容形狀。第二多個特征部的第一子集可以與第一多個特征部(例如第一半導體島狀部)交疊，第二多個特征部的第二子集可以與第一多個特征部的另一個子集(例如第二半導體島狀部)交疊…等等。如本文所述，各個印刷兼容幾何形狀和/或圖案(例如直線、正方形、矩形、圓形和橢圓形等)可以相同或不同。
在第二方面中，本發(fā)明涉及印刷在基板上的電路，該電路包括第一印刷層和第二印刷層；該第一印刷層實質上由第一多個電路結構組成，所述第一多個電路結構的每一個結構具有印刷兼容形狀，該印刷兼容形狀的方向與所述第一多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行；該第二印刷層具有第二多個結構，所述第二多個結構中的每一個結構具有實質上由印刷兼容形狀組成的形狀，該印刷兼容形狀的方向與所述第二多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行且與所述第一多個結構中的每一個結構的長度和寬度正交或平行。如上述關于布圖的說明，第一多個結構和第二多個結構的每一個都具有第一和第二子集，且第二多個特征部的一個或多個子集可以分別與第一多個特征部的一個或多個子集交疊。第一多個特征部可以包括第二多個特征部位于其上的半導體島狀部、直線、焊盤、或其它結構。第二多個特征部可以包括電路元件中的結構(例如電容器、 二極管、晶體管與浮置柵極單元)，該結構包括具有半導體材料(包括IVA族元素)或金屬材料的至少一層，并且具有平滑和/或圓頂形輪廓(參見如2008年10月1日遞交的待審美國專利申請第12/243，880號，(代理卷號IDR1574)，通過引用合并在此)。該半導體材料可以包含氫化、去氫化、或非氫化非晶性、微結晶性、或多晶性的硅材。半導體材料也可以包含鍺、或者硅和鍺的混合物。金屬材料可以包含任何適合形成柵極的金屬，這些金屬柵極可以通過在第一多個特征部的結構上印刷油墨而形成，其中該油墨包含一種或多種金屬前體，例如(有機)金屬性化合物、(有機)金屬性合成物、(有機)金屬性簇合物、金屬納米粒子、以及上述物質的組合。在第三實施方式中，本發(fā)明涉及集成電路中的層的印刷方法，該方法包括印刷具有第一多個結構的第一層，所述第一多個結構的每一個結構都具有實質上由印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述印刷兼容形狀具有與所述第一多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行的方向；以及印刷具有第二多個結構的第二層，所述第二多個結構的每一個結構都具有實質上由印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述印刷兼容形狀具有與所述第二多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行且所述第一多個結構中的每一個結構的長度和寬度正交或平行的方向。如本文所述，印刷兼容形狀可以具有數(shù)個不同幾何形狀及圖案中的任何一種。印刷的電子油墨可以包含以預定、印刷兼容圖案在基板上方沉積的一種或多種電子或絕緣前體(例如經摻雜或未摻雜的(聚) 硅烷、(聚)鍺烷、(聚)硅鍺烷((Poly)Silagermanes)、(環(huán))硅烷、(環(huán))鍺烷、(環(huán))硅鍺烷、硅和/或鍺納米粒子、經摻雜或未摻雜的介電質前體、和/或金屬鹽類、化合物、合成物、或納米粒子)。或者，第一或第二層的電路特征部可通過涂布(例如旋涂、擠壓式涂布、 CVD、PVD等)、光刻、以及各向同性和/或各向異性蝕刻技術而形成。此外，第一和第二層的電路特征部可以印在一個或多個傳統(tǒng)地形成(例如光刻方式所限定)的電路特征部上。這里所述的本發(fā)明的實施方式提供了改良的布圖、包含這些布圖或以這些布圖為基礎的電子電路、以及印刷電子油墨以形成電子裝置中所使用的電子電路的方法。這些電路、布圖與方法促進了使用可印刷電子油墨的電子制造的發(fā)展，并減少或避免使用相對浪費、昂貴、有害和/或耗時的傳統(tǒng)技術，例如覆蓋沉積、圖案化和/或蝕刻程序。電子油墨可用來在各種基板上制造薄膜晶體管、電容器、二極管、互連結構、及包含上述的集成電路，所述基板包括但不限于玻璃(例如石英、液晶顯示器(LiquidCrystal Display，IXD)玻璃)片材、箔片或板、塑料和/或金屬箔片、片材或平板、硅晶圓等，上述全部都可在其上進一步包括一個或多個阻障層和/或平面化層(例如聚酰亞胺或其它聚合物、硅和/或氧化鋁等)。 文中所述以電子油墨形成的電子裝置的應用包括但不限于顯示器、射頻裝置、傳感器、易失性及非易失性存儲器、光伏電池、識別標記和/或安全標記、智能卡等。參考優(yōu)選實施方式的詳細說明，可清楚了解本發(fā)明的進一步效益和其它優(yōu)勢。


圖1示出傳統(tǒng)布圖的上下視圖，該傳統(tǒng)布圖的圖案具有多邊形和/或不規(guī)則形狀。圖2示出如這里所述的用于印刷電子電路的根據(jù)一個實施方式的示例性布圖的上下視圖。圖3A至圖3C示出如這里所述的用于印刷電子電路的根據(jù)另一個實施方式的示例性布圖的上下視圖。圖4示出如這里所述的用于制造印刷的MOS薄膜晶體管的根據(jù)一個實施方式的示例性布圖的上下視圖。圖5示出用于通過在基板上以圖案印刷出導體層而編程ROM單元的示例性布圖的上下視圖，該基板中最上面的電性結構層具有印刷兼容形狀。
具體實施例方式現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的各個實施方式，其示例在附圖中示出。結合示例性實施方式來描述本發(fā)明，將理解的是，說明并非要將本發(fā)明限制于這些實施方式。相反，本發(fā)明涵蓋了在如所附權利要求所定義的本發(fā)明的精神與范圍內包括的替代例、修改例與等效例。 此外，在下述詳細描述中，提出了各種特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的全面理解。然而，本領域技術人員應該理解，本發(fā)明可于這些特定細節(jié)以外實施。在其它示例中，不會再詳細說明公知的方法、處理、構件與電路，以避免不必要地混淆本發(fā)明的各方面。此外，應該理解，本文所述的可能的變更例與結合例并非用于限制本發(fā)明。具體而言，公開的彼此不一致的變化例可視需要而混合或搭配。為便于及易于說明，術語“耦合至”、“連接至”以及“與…連通”是代表直接或間接的耦合、連接或連通，除非其另行明確指明。這些術語在本文中一般地交替使用，但被定義為該領域所認同的意義。此外，可以交替使用“形狀”、“特征部”、“直線”、“結構”和/或其它這類術語，而使用一個此類術語一般將包括其它術語，盡管該術語的意義可以從使用其的上下文得知。而且，為便于且易于說明，可以交替使用“部分”、“部”以及“區(qū)域”，但這些術語一般也定義為其于該領域中所被認同的意義。術語“(半)導體”、“(半)導電性”、“(半) 傳導性”以及其語法上的等效術語是指導電性和/或半導電性的材料、前體、層、特征部、或其它種類或結構。術語“硅烷”是指主要或基本上含有由(1)硅和/或鍺，以及( 氫所組成的化合物或化合物的混合物；術語“聚硅烷”是指主要含有至少15個硅和/或鍺原子的種類的化合物或化合物的混合物。術語“(聚)硅烷”是指為硅烷、聚硅烷或兩者的化合物或化合物的混合物；這種(聚)硅烷種類(即硅烷和/或聚硅烷)可以包含一個或多個分支、交鏈和/ 或環(huán)、和/或一定量的或一定原子百分率的鹵素原子(例如氯)和/或鹵素等效物，其對于特定應用的既定組成物的性質不具顯著負面影響。術語“(環(huán))烷類”是指基本上由碳與氫組成的化合物或化合物的混合物，其可為線性、分支和/或環(huán)狀。術語“(環(huán))硅烷類”是指基本上由(1)硅和/或鍺、及( 氫所組成的化合物或化合物的混合物，其含有一個或多個環(huán)且低于15個硅和/或鍺原子。術語“雜(環(huán))硅烷”是指基本上由(1)硅和/或鍺、(2) 氫、及C3) —個或多個摻質原子(例如B、P、As或Sb)所組成并含有一個或多個環(huán)的化合物或化合物的混合物，該摻質原子可由傳統(tǒng)烴基、甲硅烷基、甲鍺烷基等取代基取代。為進一步闡明，在本發(fā)明中當使用括號來表示前綴、后綴或復數(shù)形式(例如在詞尾的“S”或“es”) 時，括號內的項目是可選的；例如，(聚)硅烷在本發(fā)明中是指硅烷和/或聚硅烷(如上所述)。而且，結構或特征部的“主要表面”為由該結構或特征部的最大軸至少部分限定的表面 (例如，當結構被弄圓且具有大于其厚度的半徑時，(一個或多個)徑向表面為結構的主要表面；然而，當結構是正方形、矩形或橢圓形時，結構的主要表面一般為由兩個最大軸(通常是長度與寬度)所限定的表面)。除此之外，術語“經摻雜”是指材料以實質上可控制劑量的公知摻質進行摻雜(例如輕度摻雜、重度摻雜、或以其間的任何摻雜等級進行摻雜)。在本發(fā)明中，術語“沉積”(及其語法上的變化例)旨在涵蓋所有形式的沉積，包括覆蓋沉積(例如CVD和PVD)、涂布、及印刷。在各個實施方式中，涂布可以包含旋涂、噴涂、狹縫式涂布、擠壓式涂布、液面彎曲式涂布(meniscus coating)、浸漬涂布(dip coating)、滑桿式涂布、泵分配、注射式分配、和/或沾筆涂布(pen-coating)。在其它實施方式中，印刷包含噴墨、凹版印刷、平版印刷、軟版印刷、氣體噴印、激光轉印或局部激光CVD、激光寫入、 網印、狹縫擠出、模板印刷、鑄印、打點法和/或選擇性沾筆涂布。一般而言，“涂布”是指油墨或其它材料沉積在基本上整個基板上的過程；而“印刷”一般是指油墨或其它材料以預定圖案選擇性沉積的過程。而且，除非另行指明，否則在上下文中所使用的術語“公知”、“固定”、“既定”、“某些”、以及“預定”通常是指一個數(shù)值、量值、參數(shù)、限制、條件、狀態(tài)、過程、進程、方法、實施方式、或前述的組合，其在理論上是可變的，但是一般可以預先設定，并且之后在使用中并不會改變。以下將參考示例性實施方式詳細說明本發(fā)明的各個方面。示例性布圖本發(fā)明的布圖旨在提供特征部的預定圖案(例如，在薄膜晶體管、電容器、二極管、互連結構等中的直線、島狀部(island)、焊盤(pad)、板、層或其它結構)，其形狀和/或排列可以與印刷電子油墨(例如，含有一種或多種導體、介電質、摻質、或經摻雜和/或未摻雜的半導體前體的油墨)兼容。這些布圖可使用于單獨以印刷所形成、或由傳統(tǒng)(光)刻蝕圖案化與印刷的組合所形成的電路中。因此，利用本發(fā)明的布圖所形成的電路可以具有傳統(tǒng)形成的電子結構與印刷的電子結構的組合。一般而言，本發(fā)明的布圖中的圖案基本上是由水平或垂直對齊的特征部(如圖2所示)所組成，在特征部之間具有印刷兼容的間隔。 在布圖中的特征部排列大幅改良了實質上與布案相符的印刷結構。參照圖2，本發(fā)明的布圖100可包括第一層110，該第一層110包括在基板上的具有預定圖案的多個特征部112、114、116。該圖案一般基本上是由一個或多個印刷兼容形狀所組成，例如矩形、直線、島狀部、焊盤、正方形、圓形或橢圓形(例如一系列的(視需要而重復)的垂直、水平、平行和/或正交的矩形，其間具有預定間隔)。布圖100也包括一個或多個特征部組120、130、140，所述一個或多個特征部組120、130、140具有印刷兼容形狀，并且以預定圖案印刷于第一層110中的各個特征部112、114、116上方。在第二層(包括組120、130和140)的預定圖案中的各印刷兼容形狀的幾何和/或方向一般為垂直或水平，并且/ 或者平行或正交于第二層圖案中和第一層圖案中的每一個特征部。第一層110中的特征部可以由傳統(tǒng)光刻與蝕刻技術、或者是通過這里描述的印刷技術進行限定。然而，在第二層中的特征部可以通過印刷技術進行限定。因此，在印刷電路的第一層和第二層中、對應于具有印刷兼容形狀的特征部的結構可以通過印刷電子油墨、或印刷電子油墨與傳統(tǒng)沉積和圖案化(利用覆蓋沉積、光刻與蝕刻)的組合而形成。當然，本發(fā)明的布圖方式可應用至電路的兩個以上的層(例如三個以上的層、四個以上的層等)，但一般而言，在此布圖方式中最低層以外的至少一層是通過圖案化所形成的。第一層110的特征部112、114、116可以具有能夠利用傳統(tǒng)沉積與圖案化技術、或利用電子油墨的印刷技術而達到的任何尺寸(例如長度與寬度、直徑等)。例如，特征部 112、114、116的寬度介于約0. 01至約1000 μ m的范圍(例如0. 1至500 μ m、1至100 μ m、或其中的任何其它范圍)，且其長度介于約0. 1至約10，000 μ m的范圍(例如1至5000 μ m、 10至2000 μ m、或本發(fā)明的任何其它數(shù)值范圍)。例如，第一層中的結構(例如半導體島狀部)具有的長度介于約50 μ m至約1000 μ m、寬度介于約10 μ m至約100 μ m。本發(fā)明的布圖的印刷兼容特征部具有實質上恒定的尺寸(例如矩形、正方形、圓形或直線)、或以自中心的最小或最大尺寸(例如橢圓形)的弧度或角度為函數(shù)而變化的尺寸。例如，具有實質上恒定尺寸的特征部所具有的長度、寬度和/或直徑以0.001至 100 μ m (例如0. 1至50 μ m、1至25 μ m、或本發(fā)明中任何其它數(shù)值范圍)的范圍、或0. 1至 50% (例如0.5至20%、1至10%、或本發(fā)明中任何其它數(shù)值范圍)的范圍而改變。本發(fā)明的布圖可以包括不同大小、不同類型(例如一些形狀為矩形，而其它形狀為圓形或正方形等)的形狀，且每一個布圖具有任何數(shù)量的特征部，其恰與根據(jù)應用設計規(guī)則所限定的布圖區(qū)域相配。在本發(fā)明的布圖中，特征部寬度與長度、特征部間間隔、以及特征部配置(例如圖案、設計規(guī)則等)可根據(jù)電路設計和/或利用此布圖所形成的電路的預定用途而變化。布圖100中的單獨特征部實質上以與用于制造對應結構的應用方法的分辨率限制兼容的任何最小距離而分隔。任何印刷層的特征部因而大致分隔充足的距離以考慮到印刷在下層的特征部上的電子油墨的預期潤濕(散布)。因此，間隔一般足以避免在第一特征部位置中印刷的油墨的散布，并避免其接觸在相同或相鄰的第一層結構上方的相鄰特征部位置中所印刷的油墨。在相鄰的第一層特征部112、114與116之間的最小間隔可以至少為14111(例如5 4111、1(^111、2(^111或大于14111的任何其它數(shù)值)。沿著第一層中特征部的相鄰第二層特征部之間(例如在特征部112上方的特征部122與IM之間)的最小間隔可以等于或大于相鄰的第一層特征部之間的最小間隔(例如約1 μ m、5 μ m、10 μ m、20 μ m或大于1 μ m的任何其它數(shù)值)，但在相鄰的第一層特征部上或上方的相鄰的第二層特征部之間 (例如分別在特征部112、114上方之特征部122與132之間)的最小間隔可以小于相鄰的第一層特征部之間的最小間隔(例如，至少約0. ΙμπκΟ. 5μπ 、1μπ 、2μπ 或大于0. Ιμπ 的任何其它數(shù)值)，根據(jù)用于形成第二層的油墨的潤濕特性、下面的第一層結構的表面形貌和 /或表面能量而定。在利用噴墨印刷器印刷電子油墨的實施方式中，印刷器一般所具有的印刷器網格為最小尺寸單位，例如點(dot)或像素(pixel)。在第一層結構之間的特征部間間隔應為噴墨印刷器的印刷網格的至少一個最小尺寸單位(例如直徑為1至500 μ m的點或像素)。在一些實施方式中，特征部間間隔為印刷設備的兩個以上的最小尺寸單位。在第一電路層包括傳統(tǒng)、以光刻技術限定的矩形或直線的具體實施方式
中，矩形或直線在其端部可以包括一個或多個焊盤以形成接觸點和/或互連結構。所述焊盤的寬度可以大于其所附接的矩形或直線的寬度。在此實施方式中，焊盤可以與相鄰矩形或直線 (或在相鄰矩形或直線的端部處的焊盤)交錯或偏移。在第二層(或任何后續(xù)的印刷層)中，特征部與通過下述形成的印刷電子結構對應，即以預定圖案將電子油墨組成物(例如經摻雜或未摻雜的半導體、介電質、摻質或導體油墨)印刷于下層上，并且然后以輻射、加熱、固化和/或退火方式來處理印刷油墨以形成印刷的電子結構，如這里所述。印刷可以包括噴墨、凹版、軟版、平版或網印印刷等(這里將進一步描述)。其電子油墨可以為介電質油墨、摻質油墨(例如進一步包含P型或N型摻質的介電質油墨)、經摻雜或未摻雜的半導體油墨、或金屬油墨。形成印刷電路結構的示例性方法圖3A表示在電子電路的第一層中包含平行矩形210及215的布圖。在一個實施方式中，矩形210及215表示要形成于基板上或上方的MOS晶體管的半導體島狀部。從矩形210及215所形成的半導體島狀部可能具有1到10，000 μ m范圍的長度(例如25到 5000 μ m、50到3000 μ m或其中的任何其它范圍)，以及1到500 μ m范圍的寬度。盡管圖3A 在該第一層只包括兩個矩形210及215，然而本發(fā)明的實施方式不應該限制于這樣的布置。 本發(fā)明的布圖結構的實施方式包括一個或多個圖案，每一圖案具有兩個或更多個平行特征部(例如第一特征部子集具有兩個或更多個平行矩形，而第二特征部子集具有兩個或更多個平行矩形，其與該第一特征部子集正交或垂直)。相鄰矩形210及215之間的間隔大約為0. 1到500 μ m(例如1到250 μ m、2到 15(^111或其中的任何其它范圍)，以容納將印刷于其上的電路元件220、222、224、226、230、 232及234。一般來說，特征部210和215之間的距離越遠，在其上印刷油墨時，沿著特征部 210和215的毛細現(xiàn)象效應越小。對于噴墨印刷應用，因為當前噴墨印刷器的限制，該間隔可以約Ιμ 這么小(例如10μπι、20μπι、50μπι、100μπι或至少10 μ m的任何其它值)。然而，本發(fā)明并不局限于這樣的范圍。對于網印、軟版印刷及其它技術，最小的間隔值可以是約1 μ m，或至少1 μ m的任何值。這樣的間隔適合用來印刷圓形、橢圓形、直線/矩形或電子油墨的其它形狀。在第一層中，由矩形210及215所表示的結構的形成可以通過覆蓋沉積(例如真空沉積方法，諸如化學氣相沉積(Chemical Vapor D印osition，CVD)、等離子強化CVD、低壓 CVD、原子層沉積(Atomic Layer D印osition，ALD)、濺鍍沉積、蒸鍍等，或者其它像噴涂、浸漬涂布、刮刀涂布、液面彎曲式涂布、狹縫式涂布、擠壓式涂布、沾筆涂布、打點法、旋涂等這樣的涂布方法)，以形成電子材料層。該電子材料層可以由傳統(tǒng)的光刻及蝕刻(例如各向異性(干式或等離子)蝕刻和/或各向同性(濕式)蝕刻)圖案化以形成與矩形210和215 對應的一組電路結構(例如直線或島狀部)。然而，與第一層的特征部210和215對應的結構優(yōu)選地以在基板上或上方印刷電子油墨的方式而形成。光刻所限定的電路結構易于具有較銳利的邊緣及角落，而且其大致上都是垂直的邊緣。在光刻限定的結構上形成的電子功能層的沉積(由覆蓋沉積或印刷) 可能會導致非均勻性、不連續(xù)性或沉積層的間隙。通過印刷液態(tài)油墨所形成的結構的形狀和輪廓可以由印刷過程條件的組合而控制在相當?shù)某潭取榱藢娀钚越Y構(例如半導體、介電質或導體結構)的前體的油墨組成物印成其尺寸盡可能接近在布圖中的對應特征部尺寸的印刷兼容形狀，該印刷的油墨必須是固定住或“拴住的”。溶劑揮發(fā)時若沒有拴住液體的機制，該液體可能會消退直到其在表面上形成一個或多個球狀液滴，或以相對未受控制的方式散布，而不是形成具有印刷兼容形狀的結構?？梢哉{整例如油墨粘度、油墨接觸角、溶劑揮發(fā)速率、前體質量負荷、前體可溶性及基板表面能量等參數(shù)，以實現(xiàn)在印刷過程中可維持其形狀的印刷結構，且在印刷、干燥和/或固化后具有圓頂狀和/或平滑、弄圓的橫截面輪廓。在很多情形中，該輪廓在X和 y (水平和垂直)尺寸方面平滑地變化，以避免在表面形貌方面有銳利的過渡發(fā)生(見分別于2008年10月1日、2008年5月2日及2007年8月21日所申請的美國專利申請第 12/243，880 號、第 12/114，741 號(代理卷號 IDR1574、IDR1102 和 IDR0982)，這些申請的相關部分都通過引用被合并于此)。這允許了傳統(tǒng)光刻限定的過程所無法輕易實現(xiàn)的裝置可靠性。例如，如果(例如通過印刷電子油墨)在傳統(tǒng)的、光刻圖案化的結構上沉積電路元件諸如柵極或金屬互連結構，則由于漏電流所造成的電荷損失可能會發(fā)生于傳統(tǒng)形成的結構的其中交疊的電路元件遇到銳利邊緣或角落的位置處。該漏電流可以通過形成如本發(fā)明所公開的具有平滑和/或圓頂形狀的幾何形狀的結構而避免。本發(fā)明的實施方式包括柵極電極和其它圖案化的特征部，而這些特征部沒有跨接在銳利的過渡區(qū)域或臺階部上，或跨接在溝道(晶體管的情況下)或其它結構上。一般來說，本發(fā)明所公開的半導體、介電質及導體結構的輪廓允許不會遭遇到銳利臺階部的平滑變化，因此避免了在印刷過程中在這樣結構上印刷的油墨的不連續(xù)性，因而實現(xiàn)了之后所印刷的結構的完整的臺階部覆蓋。本發(fā)明的印刷方法包括印刷包含一種或多種以預定圖案(例如包含一種或多種印刷兼容形狀，例如直線、正方形、矩形、圓形或橢圓形的圖案)的電子前體的電子油墨組成物，以在一層電路中形成對應數(shù)量的特征部(見2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114，741號(代理卷號IDR1102)。本發(fā)明的結構也可以按照預定、印刷兼容形狀來沉積或印刷包含一種或多種摻質(例如N型和/或P型摻質)和/或一種或多種介電質或半導體前體的油墨組成物來形成。本發(fā)明的電子油墨組成物可以利用本領域技術人員所熟知的任何適合的沉積技術沉積于基板上。例如，該油墨通過文中所述的涂布或印刷方式進行沉積。文中所公開的印刷電子油墨組成物的方法優(yōu)選地包含以噴墨印刷、凹版印刷、網印、平版印刷、軟版印刷、注射分配、打點法、模板印刷、鑄印、泵分配、激光轉印、局部激光CVD和/ 或沾筆涂布等方法將包含電子材料前體的油墨組成物形成于基板上，其中只有該基板的預定部分(通常是對應印刷兼容形狀)由該組成物所覆蓋(見分別于2007年8月3日、2008 年5月2日、2008年10月1日及2009年7月M日所申請的美國專利申請第11/888,949 號、第 12/114，741 號、第 12/243, 880 號及第 12/509，351 號(代理卷號 IDR0742、IDR1102、 IDR1574及IDR0652)，這些申請的相關部分通過引用合并于此)。該用于形成電路結構的油墨組成物通常包含⑴一種或多種介電質、半導體或導體前體和(ii)溶劑，其中可溶入該一種或多種電子前體。該介電質、半導體或導體前體存在的量可能介于該電子油墨組成物的重量的1到99% (例如1到40%、5到25%或其中的任何其它數(shù)值范圍)。該電子油墨組成物可以進一步包含一種或多種摻質源，通常(但不限定于)基本上由一種或多種傳統(tǒng)的半導體摻雜原子(例如B、P、As或Sb)所構成。所述一種或多種摻質源可以是該組成物的重量的0. 00001到大約30% (或其中的任何其它數(shù)值范圍，例如0. 001到大約10% )。該介電質、半導體或導體前體存在的量通?？商峁┐蠹s2到 100，OOOcP (例如大約2到大約100cP、大約4到大約50cP、大約4到大約25cP，或其中的任何其它數(shù)值范圍)的粘度。該組成物可以進一步包含一種或多種傳統(tǒng)添加物(例如0.01到 10wt%的微量，或其中的任何其它數(shù)值范圍)，例如表面張力消除劑、潤濕劑、表面活性劑、 粘合劑、增稠劑、光啟始劑等。這些添加物可以幫助調整油墨的粘度、表面張力、濕度和/或其它特性以促使油墨被固定或“拴在”基板上(見2008年5月2日所提交的美國專利申請第12/114，741號(代理卷號IDR1102)，該申請的相關部分通過引用合并于此)。在該電子油墨內的前體及其它選擇性的組成物的量可以經過調整以與所選的沉積方法(例如噴墨印刷、網印等)兼容。該電子油墨可以是半導體油墨組成物，包含一種或多種半導體前體。在一個實施方式中，所述一種或多種半導體前體包括IVA族元素的前體(優(yōu)選地為Si和/或Ge)， 例如直鏈、分支、交聯(lián)、環(huán)狀或多環(huán)狀的(聚)硅烷、(聚)鍺烷、(聚)鍺硅烷或(聚)硅鍺烷(這里將統(tǒng)稱為(聚)硅烷類)和/或硅和/或鍺納米粒子(見于2003年7月8 日所申請的美國專利申請第10/616，147號(代理卷號K0V-004)、2004年2月27日所申請的美國專利申請第10/789，317號(代理卷號IDR0020) ,2004年9月M日所申請的美國專利申請第10/949，013號(代理卷號IDR0302)、2006年10月5日所申請的美國專利申請第11/543，414號(代理卷號K0V-(^6)、2007年10月4日所申請的美國專利申請第11/867,587號(代理卷號IDR0884)以及2008年5月2日所申請的美國專利申請第 12/114，741號(代理卷號IDR1102)，這些申請的相關部分通過引用合并于此)。這樣的前體對于制造非晶性氫化、微結晶性和/或多晶體半導體膜是很有用的?；蛘撸景l(fā)明的油墨組成物可以是導電性的油墨，包含一種或多種金屬前體，例如 (有機)金屬化合物、合成物和/或簇合物、一種或多種金屬納米粒子及其組合等。例如， (有機)金屬化合物、合成物、簇合物及納米粒子包括公知的化合物、合成物、簇合物和/或金屬的納米粒子，金屬例如為鋁、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鎂、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、 銥、鎳、鈀、鉬、銅、銀、金、鋅、鎘、鎵、銦、鉈、錫、鉛及祕，優(yōu)選地為鋁、鈦、鉿、鉭、鉬、鎢、鈷、 鎳、鈀、鉬、銅、銀及金(見美國專利7，294，449及2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114,741號(代理卷號IDR1102)及2009年7月M日所申請的美國專利申請第 12/509，351號(代理卷號IDR0652)，這些申請的相關部分通過引用合并于此)。本發(fā)明的油墨組成物可以包含一種或多種介電質前體和/或摻質(例如包含一種或多種η型或ρ型摻質)，所述摻質可能對于半導體結構(例如硅線或島狀部等)的摻雜模式是有用的。所述介電質和/或摻質油墨組成物可以包含一種或多種介電質前體，例如分子、有機金屬、多分子和/或二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、鋁酸鹽、鈦酸鹽、鈦硅酸鹽、氧化鋯、氧化鉿、氧化鈰等納米粒子源，其能夠形成(摻雜的)介電質膜(見于2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114，741號(代理卷號IDR1102)，該申請的相關部分通過引用合并于此)。例如，該介電質前體可以包含硅酸鹽化合物，該硅酸鹽化合物包含硅及氧、以及視需要包含一種或多種摻雜原子源，例如含有B、P、As和/或Sb的化合物?？蛇x地或者另外地，該介電質前體可以包含化合物，該化合物在發(fā)生聚合或沉淀時會形成硅酸鹽介電材料，例如半硅氧烷、硅氧烷、硅氮烷、氧化的硅烷例如環(huán)狀的-(O-SiH2)5等。或者，該介電質前體可以包含其它有效的介電材料源，例如氧化后的鍺烷、鋁酸鹽源(例如Al2O3的源，如三甲氧基鋁或三乙氧基鋁)、鈦酸鹽源(例如TW2的源，如四甲氧基鈦或四乙氧基鈦等)、鋁硅酸鹽源、鈦硅酸鹽源、鍺酸鹽源(例如Geh的源，如四甲氧鍺或四乙氧鍺等)、氧化鉿、氧化鋯、氧化鈰等。這樣的前體可以包含有機取代基，例如烷基、烷氧基、烷胺基、芳基和/或芳氧基等。介電質前體進一步包括可氧化的前體，例如硅烷、鍺烷、鍺硅烷或硅、鍺、金屬等納米粒子，金屬例如為鋁、鈰、鈦、鉿、鋯等，和/或如此元素和/或金屬的氧化物、氮化物和 /或氮氧化物。適合的硅烷、鍺烷及鍺硅烷(以及其制備方法)描述于2003年7月8日所申請的美國專利申請第10/616，147號(代理卷號K0V-004)、2004年2月27日所申請的美國專利申請第10/789，317號(代理卷號IDR0020)、2004年9月M日所申請的美國專利申請第10/949,013號(代理卷號IDR030》以及2007年10月4日所申請的美國專利申請第 11/867，587號(代理卷號IDR0884)，這些申請的相關部分通過引用合并于此。在本發(fā)明的油墨組成物中的溶劑可以為對該油墨組成物提供相對高度的穩(wěn)定性的一種溶劑，以提供有利的粘度及揮發(fā)度(例如足夠避免印刷器噴嘴在噴墨印刷情形中阻塞，允許該印刷或涂布的油墨在相對低溫及相對短的時間下干燥和/或通?？扇菀缀?或完全地從該組成物中移除；參見2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114，741號 (代理卷號IDR1102)及2009年7月M日所申請的美國專利申請第12/509,351號(代理卷號IDR0652)，這些申請的相關部分通過引用合并于此)。例如，在該油墨以30-90°C的溫度印刷到平臺上，以及緊接在30到200°C (優(yōu)選地在等于或高于平臺的溫度值)的溫度下加熱5到90分鐘后(可選地，在真空狀態(tài)下)，該溶劑優(yōu)選地能基本上完全被移除。該溶劑在該油墨組成物中可以維持重量百分比0到99% (例如10到95%、50到90%或其中的任何其它數(shù)值范圍)的比例?；蛘?，該溶劑可以體積或體積比加入，該體積或體積比足夠配制適用于網印的油墨或糊狀物(例如具有范圍約10，OOOcP到100，OOOcP的粘度值的糊狀物)，或配制適用于凹版印刷的油墨(例如具有范圍約20cP到200cP的粘度值的油墨)。一般來說，電性功能層或絕緣層可以通過在基板或具有預定印刷兼容形狀、預先存在的電路結構的圖案上印上一層電子油墨組成物(例如包含一種或多種摻雜或未摻雜的半導體、導體或介電質前體，以及溶劑或溶劑混合物，并且優(yōu)選地，上述的一種或多種其它添加物)而形成，并且在印刷該電子油墨于該(執(zhí)行的)結構上后，可以進行處理該印刷的電子油墨(例如輻射、加熱、固化和/或退火等)，以形成大致與布圖中的圖案相符的印刷結構。在不同的實施方式中，該油墨組成物同時和/或順序地經過輻射(例如以可見光、紫光外、紅外光和/或光化輻射)，并可選地在印刷期間和/或之后進行加熱，因而以干燥、寡聚合(oligomerizing)、聚合和/或固定或“拴住”的方式將所沉積的油墨組成物形成于該基板上。該方法可以進一步包含加熱和/或固化該經過印刷、輻射的油墨以進一步聚合該前體和/或形成圖案化的、具電性功能的層。因此，該具有印刷兼容形狀的電路結構可以通過沉積(例如印刷或涂布)電子油墨組成物、輻射和/或加熱該油墨、以及固化該油墨以在該基板上(其本身包含具有印刷兼容形狀的結構)形成與該布圖中的特征部對應的結構的方式來制造。這里所描述的電路可以形成于任何適當?shù)幕迳?。該基板一般來說包含機械支撐結構，該機械支撐結構在電學上可能是遲鈍或活潑的，且可能包括一個或多個預定的物理、電學和/或光學性質。適當?shù)碾妼W遲鈍或不活潑的基板可以包含玻璃或其它陶瓷板、碟、 片(例如包含顯示類型的玻璃、石英、非晶質二氧化硅等)，介電質和/或塑料片或碟(例如透明塑料，如聚碳酸酯片、聚酰亞胺或聚乙烯片等)，及其層疊的變型等?？蛇x地，適當?shù)膶щ娀蹇梢园雽w晶圓或碟(例如硅晶圓)、金屬碟、膜、片、厚片或箔片等。前述的任一種基板在其上可能包括一個或多個緩沖器、保護層、平坦層、機械支撐層和/或絕緣層等。例如，緩沖層、平坦層和/或絕緣層可以包含聚酰亞胺或其它聚合物層或片、二氧化硅和/或氧化鋁等。適合的基板詳細描述于2007年8月3日所申請的待審美國專利申請第 11/888，949號(代理卷號IDR0742)、2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114，741 號(代理卷號IDR1102)、2008年10月1日所申請的美國專利申請第12/243，880號(代理卷號IDR1574)以及2009年7月M日所申請的美國專利申請第12/509,351號(代理卷號 IDR0652)，這些申請的相關部分通過引用合并于此。在其它實施方式中，該基板可以利用其它化合物進行處理，以調整及改善該基板表面上的油墨組成物的表現(xiàn)。由印刷于基板上的油墨所形成的電路特征部的輪廓及尺寸可以通過調整基板的表面能量來控制與改善，以優(yōu)化基板與印刷油墨之間的接觸角(例如從0°到15° )。這樣的接觸角可以用來微調該特征部或線寬度，(參見2008年5月2日所申請的美國專利申請第12/114，741號(代理卷號IDR1102)，該申請的相關部分通過引用合并于此)。圖;3B的布圖示出第二層，該第二層包含第一組特征部220、222、2M及226以及第二組特征部230、232及234。該第一組特征部的單獨特征部220、222、2M及2 每一個以與該第一層的特征部210正交或平行的方向來形成。同樣地，該第二組特征部的單獨特征部230、232及234每一個以與該第一層的特征部215正交或平行的方向來形成。該特征部具有與該電子油墨印刷技術兼容的形狀和尺寸。在該第二層中的特征部的長度與寬度可以是1到10，000 μ m(優(yōu)選地5到5000 μ m、10到2500 μ m或其中的任何其它數(shù)值范圍)。在一個示例中，特征部220、222、2M及2 可以對應于柵極電極結構，并且具有的寬度(如圖 3B中所示的水平尺寸)介于約0. 01到500 μ m之間(例如1到200 μ m、10到100 μ m或其中的任何其它數(shù)值范圍)，并且長度(如圖3B中所示垂直尺寸)介于約1到5000 μ m之間 (例如10到2500μπι、50到1000 μ m或其中的任何其它數(shù)值范圍)。此外，該特征部230、 232及234可以對應提供絕緣功能的結構，其中特征部230、232及234具有的寬度和/或長度足以使得下面的半導體結構的一部分(例如對應矩形210及215的部分)維持在大致上未經摻雜的狀態(tài)，因而使與在該特征部230、232及234的一側上的矩形210或215對應的結構區(qū)域和與在該特征部230、232及234的相反側上的矩形210或215對應的結構區(qū)域絕緣。在這樣的實施方式中，與該特征部230、232及234對應的結構不與任何其它導電結構電連接，或者它們電連接到可永久截止任何可能形成在下層結構(例如對應該矩形210或 215)中的晶體管的電位。在第二層中的一組特征部內的特征部之間的間隔以及在該第一組特征部中的結構和在該第二組特征部中的結構之間的間隔必須是與印刷兼容的，也就是其必須足以避免印刷結構在通過印刷電性油墨形成電路的過程中發(fā)生交疊或短路的情況。在相鄰的第一層特征部(例如矩形210和21 上方的相鄰的第二層特征部(例如特征部220和230)之間的最小間隔可以是約0. 1到100 μ m(例如1到80 μ m、2到50 μ m或至少大約0. 1 μ m的其它數(shù)值)。在通過使用噴墨印刷器來印刷電子油墨所形成的結構的實施方式中，最小的特征部間間隔至少為一個或兩個最小尺寸單位(例如點或像素，每一個都具有從20到IOOym 的直徑，并且在一個示例中，該直徑約為30 μ m)。圖;3B中所示的布圖包括第一層和第二層的特征部，該布圖容納要形成在該電路的第一和第二層上方的另外的印刷層。參考圖3C，該布圖可以在第一及第二層上方包括一個或多個另外的層，這些另外的層由這里所述的電子油墨印刷技術形成。例如，圖3C示出包括第一特征部240及與其平行的第二特征部M5的第三布圖的實施方式。優(yōu)選地，該第一特征部240完全地交疊于該第一布圖的特征部210及該第二布圖的特征部220、222和 230，并且該第二特征部245完全交疊于該第一布圖的第二特征部215及該第二布圖的特征部224、226、232和234。在本實施方式中，第三布圖的特征部240與245分別對應該第一與第二摻雜的介電質。該第一與第二摻雜的介電質可以包含相同的摻質或具有相同或不同類型和/或導電性的不同摻質?；蛘?，該第三層可以包含中間介電層或其它電路層(例如用于形成金屬硅化物柵極的金屬層)形成于該圖3B的第一與第二層上方。參考圖4，在摻質從經摻雜的介電質240/245擴散進入與圖3A至圖所示特征部 210和215對應的下方結構之后，摻質被活化(例如通過激光輻射或熱能)以形成各種MOS 晶體管。例如，當經摻雜的介電質240具有第一類型的摻質(例如N型)時并且經摻雜的介電質245具有第二、互補類型的摻質(例如P型)時，形成具有第一導電類型的源極/漏極端子350S、350D、352S和352D以及具有與源極/漏極端子350S、350D、352S和352D不同的第二導電類型的源極/漏極端子354S、3MD、356S與356D。如圖4所示，形成了四個薄膜 CMOS晶體管。示例性印刷電路上述的印刷電路包括第一層電路結構，該第一層電路結構形成在基板上，并且可以通過以預定圖案在基板上印刷電子油墨、或通過傳統(tǒng)沉積、光刻、以及各向同性/各向異性蝕刻技術而形成。如上所述，該第一層電路結構可以具有預定圖案的多個印刷兼容形狀， 其間具有預定的間隔。該第一層電路結構可以包含半導體、導體、和/或介電質材料。在各種實施方式，第一層電路結構包含在文中所述的基板上或上方的半導體層(例如硅、鍺、砷化鎵(GaAs)、硫化鋅(ZnS)、硒化鎘(CcKe)、碳化硅(SiC)、金屬氧化物等)或導電層(例如金屬層)。第一層中的結構具有一個或多個印刷兼容形狀，且各印刷兼容形狀可以相同或不同。第一電路層的結構可以包含直線或矩形的半導體材料，例如經摻雜或未摻雜的非晶硅 (其可以是經氫化的)、微晶硅、多晶硅、鍺、砷化鎵、其它化合物半導體(例如hP、ais、cc^e 等)、金屬硫屬化物半導體(例如CdTe、CdSeTe、a^e、ZnS等)、或其組合?；蛘?，第一電路層可包含直線或矩形的導電性材料，所述導電性材料可以包含鋁、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、 鉬、鎢、錳、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉬、銅、銀、金、鋅、鎘、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍、或其合金或組合。在示例性實施方式中，該導電性材料可以包含鋁、鈦、鉿、鉭、鉬、鎢、鈷、鎳、鈀、 鉬、銅、銀、金、或其合金或組合。第一電路層還可以包含呈矩形、正方形、橢圓形或圓形的經摻雜或未摻雜的介電質材料(見本文中其它部分所述的介電質材料示例)。在示例性實施方式中，通過在基板上印刷電子油墨而形成電路。形成電路結構的該方法產生一種具有比由傳統(tǒng)技術所形成的結構更大尺寸的結構(例如，介于1至 10，000 μ m的范圍、10至5000 μ m的范圍、或其中的任何其它數(shù)值范圍)，且該結構具有圓頂形的橫截面輪廓(參見如美國專利申請第12/114，741號(2008年5月2日申請，代理卷號為10附102)、美國專利申請第12/243，880號(2008年10月1日申請，代理卷號IDR1574)、 和美國專利申請第12/509，351號(2009年7月M日申請，代理卷號IDR065》，申請的相關部分通過引用合并于此)。當印刷結構具有圓頂形的橫截面輪廓時，其還可以具有弄圓的端部(因此實質上為橢圓形)，即使其對應的布圖特征部可以具有矩形的形狀。本發(fā)明的電路并不限于2或3層，并且可包括多達10、12或更多層，如同一般的集成電路。為了說明簡易清晰，本文所提供的示例限于小數(shù)量的層。例如，特定的集成電路 (Integrated Circuit, IC)可以包括另外的層，例如與上述半導體島狀部層類似、且適合作為電路元件(例如電容器、二極管、晶體管等)中的結構的平行半導體直線/矩形層；中間絕緣層(例如包含旋涂介電質、印刷介電質、CVD沉積的介電質等)；和/或一個或多個交替的平行導體直線/矩形層和中間絕緣層(其中通常具有多個接觸孔，該接觸孔暴露部分的下方(半)導體結構)，類似于上述的(一個或多個)導體層和(一個或多個)介電層， 并且適合作為薄膜電路中的互連結構和/或接觸結構。這些另外的層可通過印刷(如這里所述)或通過覆蓋沉積、光刻及蝕刻等方式形成。圖3A至圖3C中所示的形成于電路層上的結構一般經由中間絕緣層中的導電性接觸通孔而連接至圖3A至圖3C中的任何(半)導體層。圖5示出了用于只讀存儲器電路(例如ROM)的電路設計400，其包含了(光) 刻所限定的結構與印刷結構。此實施方式包括光刻所限定的結構410a-C、415a-C、4Ua-C 和417a-c，其代表傳統(tǒng)地形成的焊盤結構，且具有印刷兼容的形狀(例如正方形)。結構 410a-c和415a_c、以及結構412a_c和417a_c排列為相鄰的對(例如410a和415a)。在替代的實施方式中，結構410a-C、415a-C、41^i-C和417a_c可以為印刷結構，該印刷結構具有不同的印刷兼容形狀(例如矩形或圓形)。成對的相鄰結構(例如結構410a與415a)可以彼此分隔一定距離，該距離使相鄰的結構電性隔離(例如從0. 01至100 μ m、0. 1至50 μ m、 1至20 μ m、或其中的任何其它數(shù)值范圍)。在圖5的實施方式中，電路400設計為使得電子油墨可印刷在指定的成對的相鄰結構(例如結構410a和415a、或結構432b和437b)上，以形成覆蓋并因此與相鄰結構的兩個部分都電接觸的結構420、422。在給定印刷的對準與分辨率限制的情況下，存儲器陣列布圖的節(jié)距與大小一般受限于需大到足以容許電子油墨印刷技術的分辨率和對準限制的結構。因此，相鄰的結構 410a-c,415a-c,412a-c和417a_c必須夠大以容納形成于其上且與相鄰的結構電連接的印刷結構的整個區(qū)域。因此，結構410a-C、415a-C、41^i-C和417a_c具有的寬度與長度的范圍介于約0. 1至500 μ m(例如1至250 μ m、15至150 μ m、或其中的任何其它數(shù)值范圍)、或介于此范圍的直徑(當結構410a-c、415a-c、4Ua-c和417a_c為圓形時)。圖5的電路設計/布圖與存儲器電路兼容，其中印刷的電子油墨用以編程存儲器電路。例如，圖5代表預編程的存儲器陣列，其中編程通過選擇性地將電子油墨印刷在相鄰的結構對上方而完成。例如，選擇性地在位置420與422處印刷銀油墨，以使圖5中的結構410a-41fe和412b-417b所限定的斷路短接。電子結構420與相鄰結構410a和41 電連接，相鄰結構410a和41 與晶體管430a(可以通過光刻與蝕刻形成)、字線442和位線 452(兩者可以通過[i]光刻與蝕刻或[ii]印刷形成)一起代表要編程的位(例如編程為二進制的“0”狀態(tài))，而留下未編程的位(例如相鄰的結構410b與41 )，通過上方不具有印刷結構而未改變(例如處于二進制的“1”狀態(tài))。存儲器陣列400中的結構大小可以在實施方式中產生明顯的可用空間，包括在可編程結構410a-c、415a-c、4Ua-c和417a_c下面、分辨率相對較高的電路結構與單元(例如晶體管430a-c和43h-c)。通過利用較高分辨率電路之間的空間來容納其它電路(例如列驅動器電路塊440、位線感測電路塊450、以及列與行解碼器)，可以節(jié)省空間并繼續(xù)使用低分辨率印刷來編程存儲器。因此，在一些實施方式中，電路設計可以包括具有印刷兼容形狀的多個層、以及一個或多個傳統(tǒng)層(例如具有由光刻和/或計算機輔助設計軟件所限定的形狀)。同樣地，本發(fā)明方法可以包含印刷具有印刷兼容形狀的多個層、以及通過傳統(tǒng)處理(例如光刻圖案化、顯影與蝕刻)來形成一個或多個另外的層。示例性軟件、計算機可讀介質與電子呈現(xiàn)方式本發(fā)明也包括算法、計算機程序和/或軟件，所述算法、計算機程序和/或軟件可實施和/或執(zhí)行于配備有傳統(tǒng)數(shù)字信號處理器的通用計算機或工作站中，配置為設計電路中的一個或多個結構層。因此，本發(fā)明的進一步方面涉及用于在電路布圖中設置結構的方法與軟件。例如，本發(fā)明可以進一步涉及計算機程序或含有一組指令的計算機可讀介質，其在由適當處理裝置(例如信號處理裝置，諸如微控制器、微處理器或DSP裝置)執(zhí)行時，配置為生成前述的布圖。例如，這些指令可以包括一個或多個指令，以將與第一組結構對應的第一多個特征部設置在第一電路層中，所述第一多個特征部的每一個特征部實質上獨立由第一印刷兼容形狀所組成，所述第一印刷兼容形狀的方向與所述第一多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行，根據(jù)一組設計規(guī)則(例如包括關于最小寬度、最小和/或最大長度、 最小特征部間間隔、厚度、橫截面曲率或接觸角、印刷器的最小網格尺寸等規(guī)則)而定。在一些實施方式中，第一層由與印刷結構對應的特征部所組成。這些指令可以進一步包括一個或多個指令以將與一組印刷結構對應的第二多個特征部設置在印刷電路的第二層中，所述第二多個特征部的每一個特征部實質上獨立由第二印刷兼容形狀所組成，所述第二印刷兼容形狀的方向與該第二多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行、以及與所述第一多個特征部中的每一個特征部的方向正交或平行。所述第二多個特征部一般根據(jù)一組設計規(guī)則而設置，所述一組設計規(guī)則一般描述了相同的參數(shù)(關于結構的最小和/或最大尺寸、最小特征部間間隔等)，但可以具有與關于所述第一多個特征部的設計規(guī)則不同的值。如本發(fā)明所述，印刷兼容形狀可以選自由矩形、正方形、直線、圓形與橢圓形所組成的組。計算機程序可以位于任何種類的可讀介質上，且計算機可讀介質可以包含任何的實體介質，該實體介質能夠由配置為讀取該介質并且執(zhí)行存儲在其上或其中的編碼的處理裝置所讀取，例如軟盤、CD-ROM、磁帶或硬盤驅動。該編碼可以包含對象碼、源碼和/或二進制碼。電路布圖的程序或電子呈現(xiàn)方式也可以配置為通過適當?shù)慕橘|傳輸，所述介質例如為銅線、傳統(tǒng)雙鉸線、傳統(tǒng)網絡線、傳統(tǒng)光學數(shù)據(jù)傳輸線、或甚至是用于無線信號傳輸?shù)目諝饣蛘婵?例如太空)。實施本發(fā)明的電路布圖的程序或電子呈現(xiàn)方式的編碼可為數(shù)字的，并且一般由傳統(tǒng)數(shù)字數(shù)據(jù)處理器(例如微處理器、微控制器、或諸如可編程門陣列、可編程邏輯電路/裝置、或專用(集成)電路等的邏輯電路)配置用于處理。
結論/概要本發(fā)明的實施方式涉及電路布圖，所述電路布圖與通過印刷電子油墨的電路形成方法及通過印刷而形成的電路元件兼容。本發(fā)明的其它實施方式涉及電子電路，所述電子電路包括利用這些布圖所形成的電路元件(并且通過印刷電子油墨而形成)。根據(jù)本發(fā)明， 各種半導體、導體、介電質與摻質(電子)油墨都可以印刷在各種基板上。利用傳統(tǒng)布圖來印刷這些電子油墨的技術可能是困難的，因為這些特征部一般無法以光刻所能實現(xiàn)的最小尺寸來印刷，且以不規(guī)則幾何和/或布圖所印刷的油墨會因液相的物理現(xiàn)象(例如，因散布、沿著下方表面形貌的毛細作用、因表面張力效應而起珠等而偏移理想/目標圖案)而受到不良影響。利用印刷兼容電路布圖與電子油墨(而非相對較浪費、昂貴和/或耗時的傳統(tǒng)(光)刻蝕技術)的電子制造的發(fā)展可以使得電子裝置的制造更有效率和/或便宜。本發(fā)明的具體實施方式
的前面描述為了示例與說明的目的而提出。它們不是排它性，也不是用來將本發(fā)明限制于所公開的具體形式，并且顯然，鑒于前述教導可進行許多的修改與變化。所選擇與說明的實施方式為更進一步解釋本發(fā)明的原理及其實施應用，以使該領域技術人員可利用本發(fā)明與各種具體實施方式
和各種修改以適于特定用途。應該理解，本發(fā)明的范圍由所附權利要求和其等效物所限定。
權利要求
1.一種用于印刷電路的布圖，所述布圖包括用于所述印刷電路的第一層的第一布圖，所述第一布圖實質上由與所述印刷電路中的一組第結構對應的第一多個特征部組成，所述第一多個特征部中的每一個特征部實質上獨立地由第一印刷兼容形狀組成，所述第一印刷兼容形狀具有與所述第一多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行的方向；和用于所述印刷電路的第二印刷層的第二布圖，所述第二布圖實質上由分別與所述印刷電路中的一組印刷結構對應的第二多個特征部組成，所述第二多個特征部中的每一個特征部實質上獨立地由第二印刷兼容形狀組成，所述第二印刷兼容形狀具有與所述第二多個特征部中的每一個其它特征部的方向正交或平行且與所述第一多個特征部中的每一個特征部的方向正交或平行的方向；其中，所述第二多個特征部的第一子集和第二子集分別與所述第一多個特征部的第一子集和第二子集交疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的布圖，其中，所述第一印刷兼容形狀和第二印刷兼容形狀中的每一個獨立地選自由矩形、正方形、直線、圓形和橢圓形組成的組。
3.根據(jù)權利要求2所述的布圖，其中，所述第一多個特征部中的每一個特征部實質上由矩形、正方形或者具有長度和寬度的直線組成，其中所述第一多個特征部中的每一個特征部的長度和寬度與所述第一多個特征部中的每一個其它特征部的長度和寬度正交或平行。
4.根據(jù)權利要求3所述的布圖，其中，所述第二多個特征部中的每一個特征部實質上由矩形或者具有長度和寬度的直線組成，其中所述第二多個特征部中的每一個特征部的長度和寬度與所述第一多個特征部和所述第二多個特征部中的每一個其它特征部的長度和寬度正交或平行。
5.根據(jù)權利要求3所述的布圖，其中，所述第一多個特征部中的每一個特征部實質上由矩形或正方形組成，并且所述第二多個特征部中的每一個特征部實質上由具有直徑的圓形或具有最大長度和最大寬度的橢圓形組成。
6.根據(jù)權利要求5所述的布圖，其中，所述第一多個特征部的所述第一子集中的每一個特征部的長度或寬度大于所述第二多個特征部的所述第一子集中的每一個特征部的直徑和/或最大寬度，并且所述第一多個特征部的所述第二子集中的每一個特征部的長度或寬度大于所述第二多個特征部的所述第二子集中的每一個特征部的直徑和/或最大寬度。
7.根據(jù)權利要求1所述的布圖，其中，所述第二多個特征部中的每一個特征部具有比所述第一多個特征部中的每一個特征部的寬度大的長度或寬度。
8.根據(jù)權利要求7所述的布圖，其中，所述第一多個特征部中的每一個特征部具有第一最小長度和第一最小寬度，并且所述第二多個特征部中的每一個特征部具有分別等于或大于所述第一最小長度和所述第一最小寬度的第二最小長度和第二最小寬度。
9.根據(jù)權利要求8所述的布圖，其中，所述第一多個特征部具有第一最小特征部間間隔，并且所述第二多個特征部具有等于或大于所述第一特征部間間隔的第二特征部間間隔。
10.根據(jù)權利要求9所述的布圖，其中，所述第一最小長度、所述第一最小寬度、所述第一特征部間間隔、所述第二最小長度、所述第二最小寬度和所述第二特征部間間隔中的每一個與印刷器網格相關。
11.一種印刷電路，所述印刷電路包括第一層，所述第一層實質上由第一多個結構組成，所述第一多個結構中的每一個結構具有實質上由第一印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述第一多個結構中的每一個結構具有與所述第一多個結構中的每一個其它結構的方向正交或平行的方向；和第二印刷層，所述第二印刷層實質上由第二多個結構組成，所述第二多個結構中的每一個結構具有實質上由第二印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述第二多個結構中的每一個結構具有與所述第二多個結構中的每一個其它結構的方向正交或平行且與所述第一多個結構中的每一個結構的方向正交或平行的方向；其中，所述第二多個結構的第一子集和第二子集分別與所述第一多個結構的第一子集和第二子集交疊。
12.根據(jù)權利要求11所述的印刷電路，其中，所述第一印刷兼容形狀和所述第二印刷兼容形狀中的每一個獨立地選自由矩形、正方形、直線、圓形和橢圓形組成的組。
13.根據(jù)權利要求12所述的印刷電路，其中，所述第一多個結構中的每一個結構實質上由矩形、正方形或者具有長度和寬度的直線組成，其中所述第一多個結構中的每一個結構的長度和寬度與所述第一多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行。
14.根據(jù)權利要求13所述的印刷電路，其中，所述第一多個結構中的每一個結構實質上由矩形或正方形組成，并且所述第二多個結構中的每一個結構實質上由具有直徑的圓形或具有最大長度和最大寬度的橢圓形組成。
15.根據(jù)權利要求11所述的印刷電路，其中，所述第一多個結構的所述第一子集中的每一個結構的長度或寬度大于所述第二多個結構的所述第一子集中的每一個結構的直徑和/或最大寬度，并且所述第一多個結構的所述第二子集中的每一個結構的長度或寬度大于所述第二多個結構的所述第二子集中的每一個結構的直徑和/或最大寬度。
16.根據(jù)權利要求15所述的印刷電路，其中，所述第一多個結構中的每一個結構具有第一最小長度和第一最小寬度；所述第一多個結構具有第一最小結構間間隔；所述第二多個結構中的每一個結構具有分別等于或大于所述第一最小長度和所述第一最小寬度的第二最小長度和第二最小寬度；并且所述第二多個結構具有等于或大于所述第一結構間間隔的第二結構間間隔。
17.根據(jù)權利要求16所述的印刷電路，其中，所述第一最小長度、所述第一最小寬度、 所述第一特征部間間隔、所述第二最小長度、所述第二最小寬度和所述第二特征部間間隔中的每一個與印刷器網格相關。
18.根據(jù)權利要求11所述的印刷電路，其中，第一組結構包含元素硅和/或鍺，并且第二組結構包含IVA族元素和/或金屬。
19.一種用于在集成電路中印刷一個或多個層的方法，所述方法包括形成第一層，所述第一層實質上由第一多個結構組成，所述第一多個結構中的每一個結構具有實質上由第一印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述第一多個結構中的每一個結構具有與所述第一多個結構中的每一個其它結構的方向正交或平行的方向；以及印刷第二層，所述第二層實質上由第二多個結構組成，所述第二多個結構中的每一個結構具有實質上由第二印刷兼容形狀組成的在布圖視圖中的形狀，所述第二多個結構具有與所述第二多個結構中的每一個其它結構的方向正交或平行且與所述第一多個結構中的每一個結構的方向正交或平行的方向；其中，所述第二多個結構的第一子集和第二子集分別與所述第一多個結構的第一子集和第二子集交疊。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，所述第一印刷兼容形狀和所述第二印刷兼容形狀中的每一個獨立地選自由矩形、正方形、直線、圓形和橢圓形組成的組。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述第一多個結構中的每一個結構實質上由矩形、正方形或者具有長度和寬度的直線組成，并且所述第二多個結構中的每一個結構實質上由矩形或具有長度和寬度的直線組成，其中所述第一多個結構中的每一個結構的長度與寬度與所述第一多個結構中的每一個其它結構的長度和寬度正交或平行，并且所述第二多個結構中的每一個結構的長度和寬度與所述第一多個結構和所述第二多個結構中的每一個其它結構的方向正交或平行。
22.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述第一多個結構中的每一個結構實質上由矩形或正方形組成，并且所述第二多個結構中的每一個結構實質上由具有直徑的圓形或具有最大長度和最大寬度的橢圓形組成，其中所述第一多個結構的所述第一子集中的每一個結構的長度或寬度大于所述第二多個結構的所述第一子集中的每一個結構的直徑和/或最大寬度，并且所述第一多個結構的所述第二子集中的每一個結構的長度或寬度大于所述第二多個結構的所述第二子集中的每一個結構的直徑和/或最大寬度。
23.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，所述第一多個結構中的每一個結構具有第一最小長度和第一最小寬度；所述第一多個結構具有第一最小結構間間隔；所述第二多個結構中的每一個結構具有第二最小長度和第二最小寬度；所述第二多個結構具有第二結構間間隔；所述第二最小長度和所述第二最小寬度分別大于或等于所述第一最小長度和所述第一最小寬度；并且所述第二結構間間隔等于或大于所述第一結構間間隔。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中，所述第一最小長度、所述第一最小寬度、所述第一結構間間隔、所述第二最小長度、所述第二最小寬度和所述第二結構間間隔中的每一個與印刷器網格相關。
25.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，印刷所述第二層的步驟包括在所述第一層上或上方印刷包含一種或多種半導體和/或金屬前體的油墨組成物。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中，形成所述第一層的步驟包括將電子油墨組成物印刷到基板上。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式涉及與印刷電子油墨兼容的電路布圖、通過印刷電子油墨或結合印刷和傳統(tǒng)覆蓋沉積與光刻所形成的印刷電路、以及通過在具有印刷兼容形狀的結構上印刷電子油墨的電路形成方法。所述布圖包括的特征部具有(i)印刷兼容形狀，以及(ii)與布圖中的每一個其它特征部的方向正交或平行的方向。
文檔編號H03K17/693GK102474254SQ201080034595
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2009年8月5日
發(fā)明者L·克利夫蘭, V·蘇巴馬尼安, 王志港 申請人:寇比歐股份有限公司