CN116137874A - 金属网格阵列及其制备方法、薄膜传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种金属网格阵列及其制备方法、薄膜传感器及其制备方法，属于电子器件技术领域。本公开的金属网格阵列的制备方法包括：提供一衬底基板；在衬底基板上形成第一金属层，作为种子层；在种子层背离衬底基板的一侧形成第一层间介质层；第一层间介质层包括位于工作区且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；对种子层进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线；各工作区中的第一金属线和第二金属线交叉设置形成多个金属网格。
Description
本公开属于电子器件技术领域，具体涉及一种金属网格阵列及其制备方法、薄膜传感器及其制备方法。
目前，玻璃基半导体产业常用的微纳加工工艺线宽在2-3μm左右。而某些薄膜显示及传感器件对微纳加工的线宽提出了更高的要求，比如透明天线或射频器件等。前者主要是使用窄线宽的金属网格作为信号的发射及接收单元，而后者则是在射频器件中应用更窄的沟道长度以实现更高的截止频率。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种金属网格阵列及其制备方法、薄膜传感器及其制备方法。
第一方面，本公开实施例提供一种金属网格阵列的制备方法，所述金属网格阵列包括多个工作区和多个冗余区；所述工作区和所述冗余区在第一方向和第二方向均交替设置；其中，所述制备方法包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成第一金属层，作为种子层；
在所述种子层背离所述衬底基板的一侧形成第一层间介质层；所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；
对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线；各所述工作区中的所述第一金属线和所述第二金属线交叉设置形成多个金属网格。
可选地，所述第一层间介质层还包括位于所述冗余区、且延伸方 向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构，以及位于所述第三凹槽结构的延伸方向和所述第四凹槽结构的延伸方向交叉位置的多个分割块；所述分割块将所述第三凹槽结构和所述第四凹槽结构均分割成多个凹槽部；
在所述对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线的同时，还包括：
形成位于所述第三凹槽结构的第三金属线和位于第四凹槽结构的第四金属线；所述第三金属线和所述第四金属线在二者交叉位置断开设置；各所述冗余区中的第三金属线的延伸方向和第四金属线的延伸方向交叉设置形成多个冗余金属网格。
可选地，形成所述第一层间介质层的步骤包括：
通过硬掩模曝光工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述第一层间介质层上形成位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；和/或形成位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构。
可选地，形成所述第一层间介质层的步骤包括：
通过纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述层间介质层上形成位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；和/或形成位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构。
可选地，在所述衬底基板上形成种子层的步骤包括：
在所述衬底基板的一侧沉积一第一金属层，所述第一金属层覆盖所述衬底基板；
对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线之后，还包括：
剥离衬底基板；
将位于所述第一层间介质层的所述第一凹槽结构和所述第二凹槽结构外的所述种子层材料去除。
可选地，在所述衬底基板上形成种子层的步骤包括：
在所述衬底基板的一侧沉积一第一金属层，通过构图工艺形成多个金属图案；
在所述种子层背离所述衬底基板的一侧形成第一层间介质层；所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构的步骤中，所述第一凹槽结构和第二凹槽结构均与所述金属图案对应设置。
可选地，在提供一衬底基板之后，还包括：
在所述衬底基板的一侧上形成第二金属层；
在所述衬底基板上形成第一金属层作为种子层具体包括：
在第二金属层背离所述衬底基板的一侧形成第一金属层，所述第一金属层在所述衬底基板上的正投影与所述第二金属层在所述衬底基板上的正投影相重合。
可选地，在所述衬底基板的一侧上形成第二金属层的步骤之前，还包括：
在所述衬底基板上形成分离层，所述分离层覆盖所述衬底基板。
可选地，在形成多个所述金属网格之后，还包括：
在所述第一层间介质层背离所述衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
可选地，在形成多个所述冗余金属网格之后，还包括：
在所述第一层间介质层背离所述衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
第二方面，本公开实施例提供一种金属网格阵列，所述金属网格阵列包括多个工作区和多个冗余区；所述工作区和所述冗余区在第一方向和第二方向均交替设置；其中，所述金属网格阵列包括：
衬底基板；
设置在所述衬底基板上的第一金属层；
设置在所述第一金属层背离所述衬底基板的一侧的第一层间介质层，所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；
以及多个金属网格，每个所述金属网格包括设置在多个所述第一凹槽结构中的第一金属线和多个所述第二凹槽结构中的第二金属线。
可选地，所述第一层间介质层还包括位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构，以及位于所述第三凹槽结构的延伸方向和所述第四凹槽结构的延伸方向交叉位置的多个分割块；所述分割块将所述第三凹槽结构和所述第四凹槽结构均分割成多个凹槽部；
所述金属网格阵列还包括：
多个冗余金属网格，每个所述冗余金属网格包括设置在多个所述第三凹槽结构中的第三金属线和设置在多个所述第四凹槽结构中的第四金属线。
第三方面，本公开实施例提供一种薄膜传感器的制备方法，包括上述的金属网格阵列的制备方法。
第四方面，本公开实施例提供一种薄膜传感器，包括上述的金属网格阵列。
图1为一种示例性的薄膜传感器的结构示意图；
图2为图1所示的薄膜传感器沿A-A＇方向上的截面结构示意图；
图3为本公开实施例提供的一种金属网格阵列的结构示意图；
图4为本公开实施提供的一种金属网格阵列的制备方法的流程图；
图5为本公开实施例的金属网格阵列的制备方法的步骤S13所形成的中间产品的俯视图；
图6为本公开实施例的金属网格阵列的制备方法的步骤S14所形成的中间产品的俯视图；
图7为图3所示的金属网格阵列的另一种制备方法的流程图；
图8为图3所示金属网格阵列的又一种制备方法的流程图；
图9为本公开实施例提供的另一种金属网格阵列的结构示意图；
图10为本公开实施例提供的另一种金属网格阵列的制备方法的流程图；
图11为本公开实施例的金属网格阵列的制备方法的步骤S93所形成在冗余区的中间产品的俯视图；
图12为本公开实施例的金属网格阵列的制备方法的步骤S94所形成在冗余区的中间产品的俯视图；
图13为本公开实施例提供的一种金属网格的制备方法的流程图；
图14为本公开实施例提供的另一种金属网格的制备方法的流程图；
图15为本公开实施例提供的又一种金属网格的制备方法的流程图。
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他 元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1为一种示例性的薄膜传感器的结构示意图；图2为图1所示的薄膜传感器沿A-A＇方向上的截面结构示意图，如图1和图2所示，该薄膜传感器包括：基底1，基底1具有相对设置的第一表面和第二表面，即上表面和下表面；第一导电层2和第二导电层3分别位于基底1的第一表面和第二表面。以薄膜传感器为透明天线为例，其中，第一导电层2可以为辐射层，第二导电层3可以为接地层。其中，辐射层可作为天线结构的接收单元，也可用于天线结构发射单元。
为了保证第一导电层2和第二导电层3具有良好的光线透过率，第一导电层2和第二导电层3需进行图案化处理，例如，第一导电层2可以采用金属材料制成的网格线构成，第二导电层3也可以采用金属材料制成的网格线构成。可以理解的是，第一导电层2和第二导电层3还可以采用其他图案的结构构成，例如，菱形、三角形等图案的块状电极，在此不再一一列举。由图1可以看出，在基底1的两个表面上并非整面均设置有第一导电层2和第二导电层3，即网格线。对于任一网格线则是由电连接的金属网格构成。由于金属网格的材料以及形成工艺，导致金属网格的线宽较宽，严重影响薄膜传感器的光线透过率，从而影响用户的使用体验。
在此还需要说明的是，上述的金属网格也不局限于应用在天线结构中，还可以用于触控面板中，作为触控电极。当然，金属网格还可以用于各种金属线中，在此不再一一列举。
为了解决上述的技术问题，在本公开实施例中提供过一种金属网 格阵列及其制备方法、薄膜传感器。在本公开实施例中仅以金属网格阵列应用在天线中，作为天线的接收单元和/或发射单元为例，但应当理解这并不构成对本公开实施例保护范围的限制。
图3为本公开实施例的一种金属网格阵列的结构示意图，如图3所示，本公开实施例提供一种金属网格阵列，金属网格阵列包括多个工作区AA和多个冗余区BB，工作区AA中设置有金属网格1000。工作区AA和冗余区BB在第一方向和第二方向均交替设置，即金属网格阵列中的位于工作区AA的金属网格100沿行方向间隔设置，并且沿列方向也间隔设置。
其中，工作区AA是指金属网格阵列在此区域处于工作状态，冗余区BB是指未设置金属网格1000的非工作区域。也即，在工作区AA中金属网格1000中的网格线是连续的，在网格线交叉位置是无断点的。
图4为一种金属网格阵列的制备方法的流程图，如图4所示，本公开实施例提供一种金属网格阵列的制备方法，其用于制备如图3所示的金属网格阵列，金属网格阵列的制备方法包括如下步骤：
S11、提供一衬底基板100。
其中，衬底基板100的材料可以为柔性材料或者刚性材料，本实施例是以衬底基板100的材料为刚性材料为例进行说明，其中，刚性材料可以包括但不限于玻璃、蓝宝石和石英等。
S12、在衬底基板100上形成第一金属层101，作为种子层。
其中，可以采用蒸镀或者溅射的方式在衬底基板100上形成第一金属层101并作为种子层，为后续的电镀工艺做准备。第一金属层101的材料可以根据情况进行选择，例如第一金属层101的材料可以为铜、钛、铝、银中一种或者多种。
S13、在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层 102，第一层间介质层包括位于工作区(AA)且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202(如图5所示)。
其中，第一层间介质层102的材料包括但不限于有机材料或者无机材料。例如有机材料包括但不限于聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。例如无机材料包括但不限于硅的氧化物(SiOx)、硅的氮化物(SiNx)、铪的氧化物(HfOx)、硅的氮氧化物(SiON)、铝的氧化物(AlOx)等。
其中，当第一层间介质层102的材料为有机材料时，可采用涂覆或者旋涂的工艺组在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102。当第一层间介质层102的材料为无机材料时，可采用采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式或溅射方式在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102。
其中，在本步骤中，可通过构图工艺形成交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。在实施例中，“构图工艺”是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步；当然，“构图工艺”也可为压印工艺、喷墨打印工艺等其它工艺。
需要说明的是，在本实施例中，第一层间介质层102的层数可以为一层也可以为多层，本实施例是以第一层间介质层102的层数为一层为例进行说明。
S14、对种子层101进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，各工作区AA中的第一金属线301和第二金属线302交叉设置形成多个金 属网格1000。
其中，采用线电镀工艺对种子层进行电镀，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，各工作区中的第一金属线301和第二金属线302交叉设置形成多个金属网格1000(金属网格结构如图6所示)。
“线电镀工艺”是在种子层101上的第一凹槽结构201和第二凹槽结构202内设置电镀引线，在电镀过程中，金属在凹槽结构内高速淀积，随时间增加，凹槽结构的侧壁上的金属逐渐长厚，直至将凹槽结构完全填实，最终形成的多条金属线交叉设置形成多个金属网格。
在本实施例中，在种子层101背离衬底基板的一侧形成第一层间介质层102，通过构图工艺在第一层间介质层102上形成多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202，并通过线电镀工艺形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，从而形成多个金属网格1000，相比于现有技术，可减少金属刻蚀的步骤，有助于增加金属线的线宽的均匀性及金属线良品率。
在一些实施例中，S13、在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102，第一层间介质层102包括位于工作区AA且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202的步骤具体包括：
S131、在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102。
其中，第一层间介质层与S13步骤中第一层间介质层的形成方式相同，在此不再赘述。
S132、通过硬掩模曝光工艺(Hard Mask)和电感耦合等离子刻蚀工艺在第一层间介质层102上形成交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。
其中，硬掩模(Hard Mask)是一种通过CVD(Chemical Vapor Deposition,CVD)生成的无机薄膜材料。其主要成分通常有TiN、SiOx、SiNx等。硬掩模主要运用于多重光刻工艺中，首先把多重光刻胶图像转移到硬掩模上，然后通过硬掩模将最终图形刻蚀转移到衬底上。
在本实施例中，例如，将硬掩模层(如SiOx、SiNx、Metal、ITO)被沉积在第一层间介质层上；将光刻胶材料(PR/BARC)旋涂在硬掩模层上；通过曝光、显影将第一凹槽结构的图形和第二凹槽结构的图形转移到硬掩模层；剥离残余光刻胶之后，通过电感耦合等离子刻蚀工艺(ICP)，把硬掩模上的第一凹槽结构的图形和第二凹槽结构的图形刻蚀到第一层间介质层上。
在本实施例中，通过Hard Mask+ICP工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，可以保证第一层间介质层上的凹槽结构相对于衬底基板的表面垂直，有助于后续所形成金属网格的线宽均匀，并且可实现形成的金属线的超窄线宽。其中，金属网格的线宽是指形成在第一凹槽结构或第二凹槽结构中的金属材料所形成的金属线的宽度，该金属线的宽度等于或者大致等于第一凹槽结构或第二凹槽结构的槽宽，本公开实施例中形成的金属网格的线宽可以在1.5μm以下。
在一些实施例中，S13、在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102，第一层间介质层102包括位于工作区AA且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202的步骤具体包括：
通过纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述层间介质层102上形成交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。
在本实施例中，通过采用纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，可以保证第一层间介质层上的凹槽结构相对于衬底基板的表面垂直，有助于后续所形成金属网格的 线宽均匀，并且可实现形成的金属线的超窄线宽。
图7为图3所示的金属网格阵列的另一种制备方法的流程图，如图7所示，金属网格阵列的制备方法具体包括：
S71、提供一衬底基板100。
其中，S71的步骤与S11的步骤相同，在此不再赘述。
S72、在衬底基板100上形成分离层1001，分离层1001覆盖衬底基板100。
其中，可采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式或溅射方式在衬底基板100上形成分离层1001。
S73、在分离层1001背离衬底基板100的一侧形成第二金属层1002。
其中，可采用蒸镀或溅射的方式在分离层1001背离衬底基板100的一侧形成第二金属层1002。
S74、在第二金属层1002背离衬底基板100的一侧形成第一金属层101，第一金属层101在衬底基板100上的正投影与第二金属层1002在衬底基板100上的正投影相重合。第一金属层101材料与第二金属层1002的材料的不同，例如，第一金属层101材料为铜，第二金属层1002的材料为钛。
其中，可采用蒸镀或溅射的方式在第二金属层1002背离衬底基板100的一侧形成第一金属层101，第一金属层101作为电镀的种子层。
S75、在第一金属层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102，第一层间介质层102包括交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。
其中，S75的步骤与S13的步骤相同，在此不再赘述。可以理解的是，可采用Hard Mask+ICP工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，或者可采用通过采用纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在第一 层间介质层上形成凹槽结构，具体流程在此不再赘述。
S76、对第一金属层101进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，第一金属线301和第二金属线302交叉设置形成金属网格1000。
其中，S76的步骤与S14的步骤相同，在此不再赘述。
S77、剥离分离层1001后，刻蚀去除第二金属层1002，以及刻蚀掉位于第一凹槽结构201和第二凹槽结构202外的第一金属层101的材料去除，得到多个金属网格。
其中，可采用激光照射剥离掉分离层1001和衬底基板100，并通过干刻或者湿刻工艺去除第一金属层101和第二金属层1002。
在本实施中，通过线电镀工艺形成位于第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线，增加了金属线的线宽的均匀性及金属线的良品率。另外，通过Hard Mask+ICP工艺或纳米压印工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，可以保证第一层间介质层上的凹槽结构相对于衬底基板的表面垂直，有助于后续所形成的金属网格线宽的均匀性，并且可实现形成的金属线的超窄线宽。还有，通过设置第二金属层，可进一步增加第一金属层的附着力。
图8为图3所示金属网格阵列的又一种制备方法的流程图，如图8所示，金属网格阵列的制备方法具体包括：
S81、提供一衬底基板100。
其中，S81的步骤与S71的步骤相同，在此不再赘述。
S82、在衬底基板100上形成分离层1001，分离层1001覆盖衬底基板100。
其中，S82的步骤与S72的步骤相同，在此不再赘述。
S83、在分离层1001背离衬底基板100的一侧形成第二金属层1002。
其中，S83的步骤与S73的步骤相同，在此不再赘述。
S84、在第二金属层1002背离衬底基板100的一侧形成第一金属层101。
其中，可采用蒸镀或溅射的方式在第二金属层1002背离衬底基板100的一侧形成第一金属层101，第一金属层101作为电镀的种子层。
S85、通过构图工艺形成多个金属图案1010。
其中，通过光刻胶涂覆，显影、曝光和刻蚀工艺形成多个金属图案1010。
S86、在多个金属图案101所在层背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102，之后，在第一层间介质层102上形成交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202，其中，凹槽结构与金属图案一一对应设置。
其中，可采用Hard Mask+ICP工艺在第一层间介质层102上形成与金属图案1010对应设置的第一凹槽结构201和第二凹槽结构202，或者可采用通过采用纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在第一层间介质层102上形成与金属图案1010一一对设置的第一凹槽结构201和第二凹槽结构202。
S87、通过电镀工艺形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，第一金属线和第二金属线交叉设置形成金属网格。
其中，可采用线电镀工艺形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302。
S88、剥离分离层1001，刻蚀掉第二金属层1002，得到多个金属网格1000。
其中，可采用激光照射剥离掉分离层1001和衬底基板100，得到金属网格阵列。
在本实施中，通过线电镀工艺形成位于第一凹槽结构的第一金属 线和位于第二凹槽结构中的第二金属线，有助于增加金属线的线宽的均匀性及金属线良品率，并且可减少第一金属层刻蚀的步骤。另外，通过Hard Mask+ICP工艺或纳米压印工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，可以保证第一层间介质层上的凹槽结构相对于衬底基板的表面垂直，有助于后续所形成的金属网格的线宽均匀，并且可实现形成的金属线的超窄线宽。还有，通过设置第二金属层，可增加第一金属层的附着力。
在一些实施例中，在图7所示的S77步骤之后，或者图8所示的S88步骤之后，金属网格阵列的制备方法还可包括：
在第一层间介质层背离衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
其中，可将薄膜通过透明光学胶(OCA胶)贴合在第一层间介质层102上。柔性薄膜材料可为COP薄膜、聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)至少之一。
在本实施例中，通过在刚性衬底基板上形成金属网格阵列，然后将剥离掉刚性衬底的金属网格阵列贴附到柔性薄膜，从而可增加柔性薄膜的贴附面积。
图9为本公开实施例的另一种金属网格阵列的结构示意图，如图9所示，本公开实施例提供一种金属网格阵列，金属网格阵列包括多个工作区AA和多个冗余区BB，工作区AA中设置有金属网格1000，冗余区BB中设置有冗余网格2000。工作区AA和冗余区BB在第一方向和第二方向均交替设置，即金属网格阵列中的位于工作区AA的金属网格100沿行方向间隔设置，并且沿列方向也间隔设置，同理，位于冗余区BB的冗余金属网格2000沿行方向间隔设置，并且沿列方向也间隔设置。
其中，工作区AA是指金属网格阵列在此区域处于工作状态，冗余区BB是指金属网格阵列在此区域处于非工作状态。也即，在工作 区AA中金属网格1000中的网格线是连续的，在网格线交叉位置是无断点的。在冗余区BB中冗余金属网格2000中的网格线是非连续的，在网格线交叉位置是有断点的。
图10为一种金属网格阵列的制备方法的流程图，如图10所示，本公开实施例提供一种金属网格阵列的制备方法，其用于制备如图9所示的金属网格阵列，金属网格阵列的制备方法包括如下步骤：
S91、提供一衬底基板100。
其中，在一些示例中衬底基板100的材料可以为柔性材料或者刚性材料，本实施例是以衬底基板100的材料为刚性材料为例进行说明，其中，刚性材料可以包括但不限于玻璃、蓝宝石和石英等。
S92、在衬底基板100上形成第一金属层101，作为种子层。
其中，可以采用蒸镀或者溅射的方式在衬底基板100上形成第一金属层101并作为种子层，为后续的电镀工艺做准备。第一金属层101的材料可以根据情况进行选择，例如第一金属层101的材料可以为铜、钛、铝、银中一种或者多种。
S93、在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102，第一层间介质层102包括位于工作区AA且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。(如图5所示)。第一层间介质层102还包括位于冗余区BB且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构203和多个第四凹槽结构204，以及位于第三凹槽结构203的延伸方向和第四凹槽结构204的延伸方向交叉位置的多个分割块(205)，分割块将第三凹槽结构203和第四凹槽结构204均分割成多个凹槽部(2031,2041)，(如图11所示)。
其中，第一层间介质层102的材料包括但不限于有机材料或者无机材料。例如有机材料包括但不限于聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。 例如无机材料包括但不限于硅的氧化物(SiOx)、硅的氮化物(SiNx)、铪的氧化物(HfOx)、硅的氮氧化物(SiON)、铝的氧化物(AlOx)等。
其中，当第一层间介质层102的材料为有机材料时，可采用涂覆或者旋涂的工艺组在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102。当第一层间介质层102的材料为无机材料时，可采用采用等离子体增强化学气相沉积方式、低压化学气相沉积方式、大气压化学气相沉积方式或电子回旋谐振化学气相沉积方式或溅射方式在种子层101背离衬底基板100的一侧形成第一层间介质层102。
其中，在本步骤中，可通过一次构图工艺形成交叉设置的多个第一凹槽结构201、多个第二凹槽结构202、多个第三凹槽结构203、多个第四凹槽结构204，以及位于第三凹槽结构203的延伸方向和所述第四凹槽结构204的延伸方向交叉位置的多个分割块205。在本实施例中，“构图工艺”是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步；当然，“构图工艺”也可为压印工艺、喷墨打印工艺等其它工艺。
需要说明的是，在本实施例中，第一层间介质层的层数可以为一层也可以为多层，本实施例是以第一层间介质层的层数为一层为例进行说明。
S94、对种子层101进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，各工作区中的第一金属线301和第二金属线301交叉设置形成多个金属网格1000。同时还形成位于第三凹槽结构203的第三金属线303和位于第四凹槽结构204的第四金属线304。第三金属线303和第四金属线304在二者交叉位置断开设置，各冗余区BB中的第三金属线303的延 伸方向和第四金属线304的延伸方向交叉设置形成多个冗余金属网格2000。
其中，采用线电镀工艺对种子层进行电镀，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，各工作区AA中的第一金属线301和第二金属线302交叉设置形成多个金属网格1000(形成的金属网格结构如图6所示)。以及同时形成位于第三凹槽结构203的第三金属线303和位于第四凹槽结构204的第四金属线304，第三金属线303和第四金属线304在二者交叉位置断开设置，各冗余区BB中的第三金属线303的延伸方向和第四金属线304的延伸方向交叉设置形成多个冗余金属网格2000(形成的冗余金属网格结构如图12所示)。
在本实施例中，通过线电镀工艺形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301、位于第二凹槽结构202中的第二金属线302、位于第三凹槽结构203中的第三金属线303以及位于第四凹槽结构204中的第四金属线304，有助于增加金属线的线宽的均匀性及金属线良品率。
在一些实施例中，在第一层间介质层102上形成位于冗余区BB且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构203和多个第四凹槽结构204，以及位于第三凹槽结构203的延伸方向和第四凹槽结构204的延伸方向交叉位置的多个分割块205的步骤具体包括：
通过硬掩模曝光工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述第一层间介质层102上形成位于冗余区BB且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构203和多个第四凹槽结构204以及分割块205。或者，通过纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在第一层间介质层102上形成位于冗余区BB且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构203和多个第四凹槽结构204以及分割块205。
在本实施例中，通过硬掩模曝光工艺(或纳米压印工艺)和电感 耦合等离子刻蚀工艺在第一层间介质层上形成凹槽结构，可以保证第一层间介质层上的凹槽结构相对于衬底基板的表面垂直，有助于后续所形成的金属网格的线宽均匀，并且可实现形成的金属线的超窄线宽。
在一些实施例中，在形成多个冗余金属网格和多个金属网格之后还包括：在第一层间介质层背离衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
在本实施例中，通过在刚性衬底基板上形成金属网格阵列，然后将剥离掉刚性衬底的金属网格阵列贴附到柔性薄膜，从而增加了柔性薄膜的贴附面积。
为了更加充分的理解本发明，下面例举几种金属阵列中的金属网格的制备方法的实施例进行说明：
实施例1
图13为一种金属网格的制备方法的流程图，如图13所示，制备方法包括：
S131、提供一衬底基板，衬底基板的材料为玻璃Glass，在玻璃衬底基板上形成分离层DBL，在分离层DBL背离玻璃衬底基板的一侧形成铜薄膜层Cu，在铜薄膜层Cu背离玻璃衬底基板的一侧形成第一层间介质层，其中，第一层间介质层为双侧结构，包括OC(透明光学胶)层和SiN层。然后，在SiN层上涂覆光刻胶PR。
S132、通过构图工艺形成贯穿OC层和SiN层的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。
S133、对铜薄膜层进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，即形成金属网格结构。
在形成金属网格结构之后还可以包括：
S134、在SiN层背离玻璃衬底基板的一侧贴附COP薄膜。
S135、采用激光照射剥离分离层DBL。
S136、干刻蚀掉铜薄膜层Cu。
在S136之后，还可将第二衬底基板贴附到OC层背离COP薄膜的一侧，其中，第二衬底基板可以为手机面板等。
实施例2
图14为另一种金属网格的制备方法的流程图，如图14所示，制备方法包括：
S141、提供一玻璃衬底基板Glass，在玻璃衬底基板上形成分离层DBL，在分离层DBL背离玻璃衬底基板的一侧形成铜薄膜层Cu，通过构图工艺在铜薄膜层Cu形成多个金属图案200。在多个金属图案200背离玻璃衬底基板Glass的一侧形成第一层间介质层，其中，第一层间介质层为双侧结构，包括OC(透明光学胶)层和SiN层。之后，在SiN层上涂覆光刻胶PR。
S142、通过构图工艺形成贯穿OC层和SiN层的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构201，其中，凹槽结构与金属图案对应设置。
S143、对铜薄膜层Cu进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302，即形成金属网格结构。
在形成金属网格结构之后还可以包括：
S144、在SiN层背离玻璃衬底基板的一侧贴附COP薄膜。
S145、采用激光照射剥离分离层DBL。
在S145之后，还可将第二衬底基板贴附到OC层背离COP薄膜的一侧，其中，第二衬底基板可以为手机面板等。
实施例3
图15为又一种金属网格的制备方法的流程图，如图15所示，制备方法包括：
S151、提供一玻璃衬底基板Glass，在玻璃衬底基板Glass上形成分离层DBL，在分离层DBL背离玻璃衬底基板的一侧形成铜薄膜层Cu，在铜薄膜层背离玻璃衬底基板的一侧涂覆光刻胶PR。通过曝光、显影形成贯穿光刻胶层的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。
S152、对铜薄膜层进行电镀工艺，形成位于第一凹槽结构201的第一金属线301和位于第二凹槽结构202中的第二金属线302。
S153、在第一金属线301和第二金属线302上覆盖一层OC层(即层间介质层)。
S154、在OC层背离玻璃衬底基板的一侧贴附COP薄膜。
S155、采用激光照射剥离分离层DBL。
S156、干刻蚀掉铜薄膜层Cu。
在S156之后，还可将第二衬底基板贴附到OC层背离COP薄膜的一侧，其中，第二衬底基板可以为手机面板等。
需要说明的是，冗余金属网格的制备只需要改变上述实施例中的掩膜版即可获得，在此不再举例说明。
本公开实施例提供一种金属网格阵列，如图3、图5和图6所示，金属网格阵列包括多个工作区AA和多个冗余区BB，工作区AA和冗余区BB在第一方向和第二方向均交替设置。金属网格阵列包括衬底基板100、第一金属层101、第一层间介质层102和多个金属网格1000。
具体的，第一金属层101设置在衬底基板100上，第一层间介质层102设置在第一金属层101背离衬底基板100的一侧，并且第一层间介质层102包括位于工作区AA且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。其中，每个金属网格1000包括设置在多个第一凹槽结构201中的第一金属线301和多个所述第二凹槽结构202中的第二金属线302。
本公开实施例还提供一种金属网格阵列，如图9、图11和图12所示，金属网格阵列包括多个工作区AA和多个冗余区BB，工作区AA和冗余区BB在第一方向和第二方向均交替设置。金属网格阵列包括衬底基板100、第一金属层101、第一层间介质层102、多个金属网格1000和多个冗余金属网格2000。
具体的，第一金属层101设置在衬底基板100上，第一层间介质层102设置在第一金属层101背离衬底基板100的一侧，并且第一层间介质层102包括位于工作区AA且交叉设置的多个第一凹槽结构201和多个第二凹槽结构202。第一层间介质层102还包括位于冗余区BB且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构203和多个第四凹槽结构204，以及位于第三凹槽结构203的延伸方向和第四凹槽结构204的延伸方向交叉位置的多个分割块205，分割,205将第三凹槽结构203和第四凹槽结构204均分割成多个凹槽部(2031，2041)。
其中，多个金属网格中的一个金属网格1000包括设置在多个第一凹槽结构201中的第一金属线301和多个所述第二凹槽结构202中的第二金属线302。多个冗余金属网格中的一个冗余金属网格2000包括设置在多个第三凹槽结构203中的第三金属线303和设置在多个第四凹槽结构204中的第四金属线304。
本公开实施例还提供一种薄膜传感器的制备方法，该方法可以包括上述的金属网格阵列的制备方法。
由于本公开实施例中的薄膜传感器的制备方法包括上述的金属网格阵列的制备方法，故该方法所形成薄膜传感器的透过率高，对将该薄膜传感器应用至显示设备中后，对显示设备的光学效果影响明显降低。
本公开实施例还提供一种薄膜传感器，其可以采用上述的方法制备。该薄膜传感器包括但不限于透明天线。本公开实施例中的薄膜传 感器中的金属网格采用上述的方法制备，故该金属线宽不大于2μm，例如在1.5μm以下。
所述薄膜传感器可以包括天线。本公开实施例中的天线还可用于汽车、火车(包括高铁)、飞机、建筑物等的玻璃窗系统中。该天线可以固定在玻璃窗的内侧(靠近室内的一侧)。由于天线的光学透过率较高，故其在实现通信功能的同时对玻璃窗的透过率影响并不大，且该种天线也将成为一种美化天线的趋势。其中，本公开实施例中的玻璃窗包括但不限于双层玻璃，玻璃窗的类型还可以是单层玻璃、夹层玻璃、薄玻璃及厚玻璃等。
在一些示例中，本公开实施例提供的天线装置还包括收发单元、射频收发机、信号放大器、功率放大器、滤波单元。天线装置中的天线可以作为发送天线，也可以作为接收天线。其中，收发单元可以包括基带和接收端，基带提供至少一个频段的信号，例如提供2G信号、3G信号、4G信号、5G信号等，并将至少一个频段的信号发送给射频收发机。而天线装置中的天线接收到信号后，可以经过滤波单元、功率放大器、信号放大器、射频收发机的处理后传输给收发单元中的接收端，接收端例如可以为智慧网关等。
进一步地，射频收发机与收发单元相连，用于调制收发单元发送的信号，或用于解调天线接收的信号后传输给收发单元。具体地，射频收发机可以包括发射电路、接收电路、调制电路、解调电路，发射电路接收基带提供的多种类型的信号后，调制电路可以对基带提供的多种类型的信号进行调制，再发送给天线。而天线接收信号传输给射频收发机的接收电路，接收电路将信号传输给解调电路，解调电路对信号进行解调后传输给接收端。
进一步地，射频收发机连接信号放大器和功率放大器，信号放大器和功率放大器再连接滤波单元，滤波单元连接至少一个天线。在天 线装置进行发送信号的过程中，信号放大器用于提高射频收发机输出的信号的信噪比后传输给滤波单元；功率放大器用于放大射频收发机输出的信号的功率后传输给滤波单元；滤波单元具体可以包括双工器和滤波电路，滤波单元将信号放大器和功率放大器输出的信号进行合路且滤除杂波后传输给天线，天线将信号辐射出去。在天线装置进行接收信号的过程中，天线接收到信号后传输给滤波单元，滤波单元将天线接收的信号滤除杂波后传输给信号放大器和功率放大器，信号放大器将天线接收的信号进行增益，增加信号的信噪比；功率放大器将天线接收的信号的功率放大。天线接收的信号经过功率放大器、信号放大器处理后传输给射频收发机，射频收发机再传输给收发单元。
在一些示例中，信号放大器可以包括多种类型的信号放大器，例如低噪声放大器，在此不做限制。
在一些示例中，本公开实施例提供的天线装置还包括电源管理单元，电源管理单元连接功率放大器，为功率放大器提供用于放大信号的电压。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (14)
- 一种金属网格阵列的制备方法，所述金属网格阵列包括多个工作区和多个冗余区；所述工作区和所述冗余区在第一方向和第二方向均交替设置；其中，所述制备方法包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板上形成第一金属层，作为种子层；在所述种子层背离所述衬底基板的一侧形成第一层间介质层；所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线；各所述工作区中的所述第一金属线和所述第二金属线交叉设置形成多个金属网格。
- 根据权利要求1所述的金属网格阵列的制备方法，其中，所述第一层间介质层还包括位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构，以及位于所述第三凹槽结构的延伸方向和所述第四凹槽结构的延伸方向交叉位置的多个分割块；所述分割块将所述第三凹槽结构和所述第四凹槽结构均分割成多个凹槽部；在所述对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线的同时，还包括：形成位于所述第三凹槽结构的第三金属线和位于第四凹槽结构的第四金属线；所述第三金属线和所述第四金属线在二者交叉位置断开设置；各所述冗余区中的第三金属线的延伸方向和第四金属线的延伸方向交叉设置形成多个冗余金属网格。
- 根据权利要求2所述的金属网格阵列的制备方法，其中，形成所述第一层间介质层的步骤包括：通过硬掩模曝光工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述第一层间介质层上形成位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；和/或形成位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的 多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构。
- 根据权利要求2所述的金属网格阵列的制备方法，其中，形成所述第一层间介质层的步骤包括：通过纳米压印工艺和电感耦合等离子刻蚀工艺在所述层间介质层上形成位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；和/或形成位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构。
- 根据权利要求1所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在所述衬底基板上形成种子层的步骤包括：在所述衬底基板的一侧沉积一第一金属层，所述第一金属层覆盖所述衬底基板；对所述种子层进行电镀工艺，形成位于所述第一凹槽结构的第一金属线和位于第二凹槽结构中的第二金属线之后，还包括：剥离衬底基板；将位于所述第一层间介质层的所述第一凹槽结构和所述第二凹槽结构外的所述种子层材料去除。
- 根据权利要求1所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在所述衬底基板上形成种子层的步骤包括：在所述衬底基板的一侧沉积一第一金属层，通过构图工艺形成多个金属图案；在所述种子层背离所述衬底基板的一侧形成第一层间介质层；所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构的步骤中，所述第一凹槽结构和第二凹槽结构均与所述金属图案对应设置。
- 根据权利要求1所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在提供一衬底基板之后，还包括：在所述衬底基板的一侧上形成第二金属层；在所述衬底基板上形成第一金属层作为种子层具体包括：在第二金属层背离所述衬底基板的一侧形成第一金属层，所述第一金属层在所述衬底基板上的正投影与所述第二金属层在所述衬底基板上的正投影相重合。
- 根据权利要求7所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在所述衬底基板的一侧上形成第二金属层的步骤之前，还包括：在所述衬底基板上形成分离层，所述分离层覆盖所述衬底基板。
- 根据权利要求1所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在形成多个所述金属网格之后，还包括：在所述第一层间介质层背离所述衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
- 根据权利要求2所述的金属网格阵列的制备方法，其中，在形成多个所述冗余金属网格之后，还包括：在所述第一层间介质层背离所述衬底基板的一侧形成柔性薄膜。
- 一种金属网格阵列，所述金属网格阵列包括多个工作区和多个冗余区；所述工作区和所述冗余区在第一方向和第二方向均交替设置；其中，所述金属网格阵列包括：衬底基板；设置在所述衬底基板上的第一金属层；设置在所述第一金属层背离所述衬底基板的一侧的第一层间介质层，所述第一层间介质层包括位于所述工作区、且交叉设置的多个第一凹槽结构和多个第二凹槽结构；以及多个金属网格，每个所述金属网格包括设置在多个所述第一凹槽结构中的第一金属线和多个所述第二凹槽结构中的第二金属线。
- 根据权利要求11所述的金属网格阵列，其中，所述第一层间介质层还包括位于所述冗余区、且延伸方向交叉设置的多个第三凹槽结构和多个第四凹槽结构，以及位于所述第三凹槽结构的延伸方向和所述第四凹槽结构的延伸方向交叉位置的多个分割块；所述分割块将所述第三凹槽结构和所述第四凹槽结构均分割成多个凹槽部；所述金属网格阵列还包括：多个冗余金属网格，每个所述冗余金属网格包括设置在多个所述第三凹槽结构中的第三金属线和设置在多个所述第四凹槽结构中的第四金属线。
- 一种薄膜传感器的制备方法，其中，包括如权利要求1-10中任一项所述的金属网格阵列的制备方法。
- 一种薄膜传感器，其中，包括如权利要求11或12中所述的金属网格阵列。
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