DE102016217235B4 - Verfahren zur strukturierung einer schicht und vorrichtung mit einer strukturierten schicht - Google Patents

Verfahren zur strukturierung einer schicht und vorrichtung mit einer strukturierten schicht Download PDF

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Abstract

Verfahren (100) zur Strukturierung einer Schicht (12) mit folgenden Schritten:Bereitstellen (110) eines Schichtstapels (20) umfassend eine erste Schicht (12) umfassend ein erstes Material und eine zweite Schicht (14) umfassend ein zweites Material, wobei der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass zumindest eine erste Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) auf einem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) angeordnet ist;Beleuchten (120) des Schichtstapels (20) mit einer gepulsten Lichtquelle (22), so dass ein Teil eines von der gepulsten Lichtquelle ausgesendeten Lichts (24) von dem Schichtstapel (20) absorbiert wird und eine Umwandlung des Teils in thermische Energie erfolgt;wobei durch das Umwandeln ein mechanischer Stress in der ersten Schicht (12) und zweiten Schicht (14) erzeugt wird, und so ein Riss (26) in der ersten Schicht (12) in einem Bereich der Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) erzeugt wird, so dass die Strukturierung der ersten Schicht (12) erhalten wird; undbei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass die Umwandlung des Teils in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht (12) auf eine Temperatur größer als die Temperatur der zweiten Schicht (14) erwärmt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Strukturierung einer Schicht, beispielsweise einer leitfähigen Dünnschicht und auf eine Vorrichtung, die mit einem derartigen Verfahren hergestellt wurde, d. h. eine strukturierte Schicht aufweist.
  • Tintenstrahldrucken (engl.: Ink Jet) ist eine Technologie, die als geeignet erscheint, um mit ihr elektronische Komponenten herzustellen. Gründe hierfür sind u.a. die Eigenschaft als additiver Prozess, eine hohe erreichbare Genauigkeit und das berührungslose Aufbringen von Tinte während des Druckens. Eine Einschränkung der Tintenstrahltechnologie ist ihre Auflösung bzw. die Auflösung der mit ihr gedruckten Strukturen, falls Strukturen im Mikrometer bis Nanometer-Bereich gedruckt werden sollen. Um die Auflösungsbarriere zu überwinden, wurden eine Reihe von Techniken entwickelt, die jedoch jeweils ihre eigenen Nachteile aufweisen.
  • So ist beispielsweise in [1] ein in den 23a-23d schematisch dargestelltes Verfahren beschrieben, in welchem eine Verteilung von wasserbasierter leitfähiger Polymertinte auf einem hydrophilen Substrat dadurch in Form gebracht wird, dass ein Muster von engen abweisenden, hydrophoben Oberflächen erzeugt wird. Es konnten Vorrichtungen mit einer Kanalbreite von 5 µm erzeugt werden. Auf einem Glassubstrat 1002 wird die Polyamidtinte 1004 aufgebracht, siehe 23a. Mittels eines Sauerstoff(O2)-Plasmaätzverfahrens werden Teile des Glassubstrats 1002 freigelegt, um eine Glasoberfläche 1006 freizulegen, siehe 23b. In diesen Bereichen können mittels poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), einem elektrisch leitfähigen Polymer beispielsweise Anschlüsse eines Transistors (Source, Drain) gedruckt werden. Zwischen den in den Bereichen 1006 gedruckten leitfähigen Strukturen ist der Kanal 1008 ausgebildet, siehe 23c. Auf den mit S (Source) und D (Drain) gedruckten Strukturen kann Halbleitermaterial 1012 und darauf dielektrisches Material 1014 angeordnet werden. Auf dem dielektrischen Material 1014 kann eine weitere Struktur (Gate) gedruckt werden, 23d.
  • 24a-24c zeigen ein Verfahren gemäß [2], in welchem ein selektives Laser-Sintern genutzt wird, um einen organischen Feldeffekttransistor (Organic Field Effect Transistor - OFET) mit einer Kanallänge von 1,5 µm herzustellen. Bei dem selektiven Laser-Sintern zum Herstellen von OFETs mit einer Kanallänge von in etwa 1 µm werden Nanopartikel 1018 in einem organischen Lösungsmittel 1022 dispergiert und mittels Tintenstrahldruckverfahren auf einem polymeren Substrat 1024 aufgebracht. Die Struktur wird lokal gesintert. Hierfür wird ein Scannen mit einem fokussierten Argon (Ar)-Laser vorgenommen, um gesinterte Bereiche 1026 der Nanopartikel 1018 zu erhalten, siehe 24b. Ungesinterte Nanopartikel werden mit einem organischen Lösungsmittel entfernt, um eine entsprechende Struktur auf dem Substrat 1024 zu erhalten, siehe 24c.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens ist eine Verschwendung von Material (Nanopartikel) und Zeit.
  • Ein in [3] dargestelltes Verfahren zum elektro-hydrodynamischen Strahldrucken (ElectroHydrodynamic Jet - EHJ), wird genutzt, um Kanallängen von 1 µm zu erhalten. Innendurchmesser der Druckdüsen bis hin zu 500 nm erlauben einen Punktdurchmesser von in etwa 490 nm. In [3] wird eine erreichbare Kanallänge von 1 ± 0,2 µm angegeben. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass EHJ relativ langsame Druckgeschwindigkeiten ermöglicht. Ein weiterer Nachteile besteht darin, dass durch die geringen Düsendurchmesser Materialeinschränkungen dahingehend resultieren, dass Nanopartikeltinten Nanopartikeln kleiner als ca. 25 nm haben müssen und das Verfahren schwierig zu kontrollieren und zu skalieren ist.
  • Der in [4] beschriebene Twin-Line Deposition-Prozess (Anordnung einer doppelten Linie) ist eine Technik, in welcher der sogenannte Kaffeering-Effekt ausgenutzt wird, um zwei voneinander getrennte Linien zu erhalten, die aus einer abgeschiedenen Linie auf dem Substrat erhalten werden. Ein kontrolliertes Brechen (cracking) von Dünnfilm-Dielektrika wurde von S. Mani et al. untersucht. Hierfür wurden scharfkantige Gräben oder sogenannte Stresserzeuger (engl.: Stress Raisers) in Plasma-abgeschiedenen Dünnfilmen gebracht und diese Filme einer Zugspannung ausgesetzt. Wenn Zugspannung von genügender Stärke appliziert wurde, wurden Risse von den „stress raisers“ ausgehend ausgeformt.
  • Koo Hyun Nam et al. berichteten über drei reproduzierbare Rissmorphologien, nämlich gerade, oszillierend und geordnet gegabelt. Hierfür wurden Mikrokerben in ein Siliziumsubstrat geätzt. Die Konzentration der Stresskräfte verursachten Risse in dem Siliziumnitridfilm während der Abscheidung. Prozessparameter wurden variiert, um verschiedene Morphologien der Risse zu erhalten. Rissbreiten von 10 nm wurden in [8] berichtet.
  • In [6] beschrieben und in den 25a und 25b schematisch dargestellt, ist ein Verfahren, mit welchem Risse unter Verwendung elektrischer Spannung hergestellt werden. Source- und Drain-Elektroden werden als gemeinsame Elektrode 1028 auf einem Stapel umfassend das Gate 1032, ein Dielektrikum 1034 und ein Halbleitermaterial 1036, angeordnet. Der Kanal wird in der gemeinsamen Elektrode 1028 durch ein Anlegen von Spannung an beiden Enden ausgebildet. Der Riss 1038 wird in der Mitte ausgebildet, der dann als Kanal fungiert und die Elektroden 1028a und 1028b separiert, welche dann als Source-Elektrode und Drain-Elektrode genutzt werden, 25b.
  • In WO 2003/ 055 636 A1 wird ein Verfahren zur Laser-Ablation beschrieben, bei dem mittels einer gepulsten Laserquelle ein Abtrag der zu entfernenden Schicht erfolgt.
  • In US 5 171 650 A ist ein System und ein Verfahren beschrieben, um gleichzeitig ein Muster in einem Komposit-Material zu erzeugen und zu transferieren.
  • In US 6 258 633 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenverbindung von einer ersten Metalllage durch ein Dielektrikum zu einer zweiten Metalllage beschrieben.
  • Es besteht deshalb ein Bedarf an einfachen, schnellen und steuerbaren Konzepten zur Bereitstellung von Rissen in Schichtstrukturen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Strukturierung einer Schicht und Vorrichtungen mit einer solch strukturierten Schicht zu schaffen, das präzise steuerbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass eine Stressinduzierung zum Ausbilden von Rissen in einer Schicht durch die Erwärmung zweier aneinandergrenzender Schichten mittels einer gepulsten Lichtquelle erhalten werden kann. Hierdurch kann einfach und reproduzierbar Energie in den Schichtstapel eingebracht werden. Ferner kann durch das Aufbringen einer Schicht an einer zu strukturierenden Schicht mit nachfolgendem Erwärmen beider Schichten der Riss in der ersten Schicht an der Oberflächenkante der zweiten Schicht erzeugt werden, so dass Ort und Ausbildung des Risses mittels der Oberflächenkante der ersten Schicht hochgradig steuerbar sind. So können präzise Risse erhalten werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Strukturierung einer Schicht das Bereitstellen eines Schichtstapels, der eine erste Schicht umfassend ein erstes Material und eine zweite Schicht umfassend ein zweites Material aufweist. Der Schichtstapel wird so erzeugt, dass zumindest eine erste Oberflächenkante der zweiten Schicht auf einem Oberflächenbereich der ersten Schicht angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ein Beleuchten des Schichtstapels mit einer gepulsten Lichtquelle, so dass ein Teil eines von der gepulsten Lichtquelle ausgesendeten Lichts von dem Schichtstapel absorbiert und eine Umwandlung des Teils in thermische Energie erfolgt. Durch das Umwandeln wird ein mechanischer Stress in der ersten Schicht und in der zweiten Schicht erzeugt, so dass ein Riss in der ersten Schicht in einem Bereich der Oberflächenkante der zweiten Schicht erzeugt wird. So wird die Strukturierung der ersten Schicht erhalten.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Beleuchten so ausgeführt, dass von der gepulsten Lichtquelle zumindest ein Blitzlichtimpuls ausgesendet wird, der eine zeitliche Dauer von zumindest 3 µs und höchstens 30 Sekunden aufweist. Vorteilhaft daran ist, dass das Ausmaß an thermischer Energie durch Anzahl der Lichtimpulse und deren zeitliche Dauer in hohem Maße steuerbar ist, so dass auch die Ausbreitung der Risse hochgradig steuerbar ist. Das Beleuchten wird so ausgeführt, dass die Umwandlung des Teils in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht auf eine Temperatur größer als die Temperatur der zweiten Schicht erwärmt wird. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, das Verfahren so auszuführen, dass das Bereitstellen des Schichtstapels folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats; Drucken einer Silbertinte auf das Substrat; Ausformen der ersten Schicht aus der Silbertinte umfassend Trocknen der Silbertinte; Drucken eines dielektrischen Materials auf die erste Schicht, so dass zumindest eine erste Oberflächenkante auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht angeordnet ist und Ausformen der zweiten Schicht aus dem dielektrischen Material umfassend Trocknen des dielektrischen Materials.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Schichtstapel so bereitgestellt, dass das erste Material ein Silbermaterial umfasst und dass das zweite Material ein dielektrisches Material aufweist. Vorteilhaft daran ist, dass aus diesen Materialien Schalterstrukturen, etwa Transistoren, gebildet werden können. Auch weitere elektronische Bauelemente sind herstellbar.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Bereitstellen des Schichtstapels ein Bereitstellen eines Substrats, ein Drucken einer Silbertinte auf das Substrat, ein Ausformen der ersten Schicht aus der Silbertinte durch Trocknen der Silbertinte. Das Verfahren umfasst ein Drucken eines dielektrischen Materials auf die erste Schicht, so dass die zumindest erste Oberflächenkante auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht angeordnet ist, etwa indem das dielektrische Material lediglich auf Teilbereiche der ersten Schicht gedruckt wird, um so die Oberflächenkante auszubilden. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausformen der zweiten Schicht aus dem dielektrischen Material durch Trocknen des dielektrischen Materials oder zumindest umfassend das Trocknen. Vorteilhaft daran ist, das Silbertinten einfach und mit hoher Genauigkeit ausgeformt und aufgebracht werden können.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Drucken der Silbertinte mit einem Tintenstrahldrucken ausgeführt, oder, das heißt alternativ oder zusätzlich, das dielektrische Material wird mit einem Tintenstrahldrucken aufgebracht. Vorteilhaft daran ist, dass insbesondere Tintenstrahldruckverfahren ein kontaktfreies Aufbringen mit hoher Auflösung und präzise Druckvorgänge ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Bereitstellen des Schichtstapels so, dass die Oberflächenkante der zweiten Schicht einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht aufweist, so dass der Riss der ersten Schicht den gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf aufweist. Vorteilhaft daran ist, dass neben lediglich gerade ausgebildeten Rissen eine beliebige Rissform oder ein beliebiger Rissverlauf erzeugt werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Trocknen der Silbertinte ausgeführt, um eine getrocknete Silbertinte zu erhalten. Das Ausformen der ersten Schicht umfasst ein Sintern der getrockneten Silbertinte. Vorteilhaft daran ist, dass durch das Sintern eine robuste Schicht aus der Silbertinte erhalten werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung eine strukturierte Schicht, die einen Riss aufweist, der mit einem Verfahren gemäß vorangehend erläuterter Ausführungsbeispiele erhalten wurde. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Riss einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf. Vorteilhaft daran ist, dass die Rissform an die Form der Vorrichtung oder an Anforderungen der Schichtstrukturierung angepasst werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand weiterer abhängiger Patentansprüche.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen.
    • 1 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Strukturierung einer Schicht gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2a eine schematische Seitenschnittansicht eines Schichtstapels, wie er beispielsweise in einem Schritt des Verfahrens gemäß 1 bereitgestellt werden kann, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2b eine schematische Aufsicht auf eine erste Schicht des Schichtstapels vor Anordnen einer zweiten Schicht, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2c eine schematische Aufsicht des Schichtstapels, bei dem die zweite Schicht auf der ersten Schicht angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2d eine schematische Aufsicht auf einen Schichtstapel, bei dem ein Teilbereich der zweiten Schicht eine gekrümmte umlaufende Oberflächenkante aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2e eine schematische Seitenschnittansicht des Schichtstapels mit erzeugtem Riss gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 3a-c ein schematisches Diagramm eines Ablaufs einer Erzeugung eines Risses gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Strukturieren einer Schicht gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5 eine schematische Übersicht über beispielhafte Parameter, die während einer Beleuchtung mit einer gepulsten Lichtquelle variierbar sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 6a-b eine schematische Gegenüberstellung zwischen Ergebnissen der Strukturierung, die mit einem Einfachimpuls der gepulsten Lichtquelle und mit Mehrfachimpulsen erhalten werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 7a-g mikroskopische Bilder, die einen Trend der morphologischen Morphologie einer Schicht des Schichtstapels bei unterschiedlicher Beleuchtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigen;
    • 8 eine schematische Seitenschnittansicht eines Schichtstapels, der mit dem Licht behandelt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 9a-b Abbildungen von Rissen, die unter Verwendung eines cPVP Dielektrikums als zweite Schicht und unter Verwendung des IPL-Parameters III der 5 erhalten wurden, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 10 eine schematische Ansicht eines weiteren Schichtstapels gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 11a-d Ergebnisse bezüglich der Rissbildung für die verschiedenen Varianten der Beleuchtung analog den 9a und 9b und gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 12 schematische Ansicht eines Schichtstapels bei dem unterschiedliche Materialen als Substrat nutzbar sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 13a-b Aufnahmen von Rissen zur Illustration des Einflusses des Substrats auf die Rissbildung, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 14a-c schematische Darstellungen der Abhängigkeit des Risses von der Größe der ersten Schicht, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 15a eine mikroskopische Aufnahmen eine aufgedruckten Silberschicht vor einem Optimierungsschritt des Verfahrens nach 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel
    • 15b eine mikroskopische Aufnahmen eine aufgedruckten Silberschicht nach dem Optimierungsschritt des Verfahrens nach 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 16a eine schematische Darstellung eines Verlaufs eines Oberflächenprofils im Zusammenhang mit dem Druckvorgang der 19a und gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 16b eine schematische Darstellung eines Verlaufs des Oberflächenprofils nach der Optimierung und für den Druckvorgang der 19b und gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 17 eine schematische Graphik, bei der eine Rissbreite über eine Breite der Silberschicht aufgetragen ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 18 eine schematische Übersicht über die Variationsmöglichkeiten von Prozessparametern gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 19 eine schematische Ansicht einer erhaltenen Rissausbildung bei Verwendung einer 3 mm breiten durch eine Silbertinte hergestellten ersten Schicht, und einer 10 Pixel breiten zweiten Dielektrikumsschicht, die mit dem IPL-Parameter III aus 5 behandelt wurde gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 20 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung von Transistoren durch Rissbildung gemäß einem hierin beschriebenen Ausführungsbeispiel,
    • 21a-d Aufnahmen zur Illustration der Herstellung eines optischen Gitters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 22 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das während des Bereitstellens des Schichtstapels in einem Schritt des Verfahrens nach 1 ausgeführt werden kann gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 23a-d eine schematische Darstellung eines Verfahren, in welchem eine Verteilung von wasserbasierter leitfähiger Polymertinte auf einem hydrophilen Substrat in Form gebracht wird, gemäß dem Stand der Technik;
    • 24a-c eine schematische Darstellung eines Verfahren, in welchem ein selektives Laser-Sintern genutzt wird, um einen organischen Feldeffekttransistor herzustellen, gemäß dem Stand der Technik;
    • 25a-b eine schematische Darstellung eines Verfahrens, mit welchem Risse unter Verwendung elektrischer Spannung hergestellt werden, gemäß dem Stand der Technik;
  • Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
  • Nachfolgende Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Erzeugung von Rissen in zu strukturierenden Schichten, um diese zu strukturieren. Obwohl hierbei Bezug genommen wird auf die Strukturierung von Schichten, die aus einer Silbertinte erhalten werden, sind die Ausführungsbeispiele nicht hierauf beschränkt. Es ist möglich, beliebige flüssig prozessierbare Materialien zu nutzen, wobei elektrisch leitfähige, ggf. metallische, und/oder elektrisch isolierende Materialien nutzbar sind. Obwohl nachfolgende Ausführungsbeispiele die Verwendung einer Silbertinte vorschlagen, sind somit auch andere Materialien zum Erhalten einer Schicht nutzbar, etwa weitere Metallnanopartikeltinten oder Metallmikropartikeltinten bspw. umfassend Gold, Kupfer, Platin, Wolfram, Aluminium, Eisen, Molybdän, oder eine Kombination hieraus. Alternativ oder zusätzlich können auch Nano - oder/und Mikropartikeltinten anderer Materialien wie etwa Keramiken, Metalloxide, Halbleiter oder Polymere eingesetzt werden.
  • Der Begriff Tinte ist somit nicht darauf beschränkt, dass es sich um dispergierte Partikel handelt, sondern bedeutet, dass es sich um eine prozessierbare Flüssigkeit handelt, aus der eine flächige Schicht und/oder eine beliebig geformte Oberfläche der Schicht erhalten lässt. Die beschriebenen Tinten können jedoch Mikro- und/oder Nanopartikel umfassen. Derartige Partikel können eine beliebige Form aufweisen, etwa sphärisch, Flakes (Flocken), stab- oder röhrenförmig. Alternativ oder zusätzlich können auch sogenannte MOD-Tinten (MOD = Metal Organic Decomposition, Zersetzung Metall-Organischer Materialien) eingesetzt werden, die auch als partikelfreie Tintensysteme bezeichnet werden können.
  • Obwohl sich nachfolgende Ausführungen darauf beziehen, dass die Tinten mittels eines Druckverfahrens, insbesondere eines Tintenstrahldruckverfahrens (Inkjet) auf ein Substrat aufgebracht werden, sind hierin beschriebene Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt. Es können auch andere, insbesondere nasse Prozesse, wie Siebdruck, Spin-coating (Rotationsbeschichtung), Galvanik, Slot-Die Coating (Düsenbeschichtung), Drop casting (Auftropen oder Pipettieren von Flüssigkeiten auf Oberflächen), Roller pen (Auftragen einer Flüssigkeit über eine Art Ventil, ähnlich einem Kugelschreiber, wo die Tinte per Kontakt mit dem Papier durch eine Kugel übertragen wird), dip coating (Tauchen oder Tauchbeschichten), Streichen, Tauchen, etc. angewendet werden, um eine Schicht anzuordnen. Ebenso können PVD (physikalische Gasphasenabscheidung), CVD (chemische Gasphasenabscheidung) oder ähnliche Prozesse angewendet werden, um die Schicht zu erzeugen. Manche der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Nano- oder Mikropartikeltinten oder -systeme, die während eines Sinterprozesses nach einer Aufbringung auf dem Substrat verdichtet werden können. Die Verdichtung ermöglicht einen geringen elektrischen Flächenwiderstand und/oder eine hohe Schichtstabilität und ist in manchen Ausführungen bevorzugt.
  • Obwohl die nachfolgenden Ausführungen darauf Bezug nehmen, dass die zu strukturierende erste Schicht mit einer dielektrischen zweiten Schicht bedeckt wird, um mittels weiterer Schritte die Strukturierung der ersten Schicht zu erhalten, sind die Ausführungsbeispiele nicht auf die Verwendung dielektrischer Schichten beschränkt, obwohl deren Verwendung vorteilhaft ist. Ein Aspekt, der zum Umfang der Strukturierung der ersten Schicht beiträgt, ist die Erzeugung von thermischer Energie, um einen mechanischen Stress in dem Schichtstapel der ersten und zweiten Schicht zu erhalten. Hierbei ist die elektrische Leitfähigkeit oder Isolationsfähigkeit selbst nicht erforderlich. Es können somit auch leitfähige Schichten nutzbar sein. Als dielektrische Schichten können bspw. UV-aushärtbare Tinten, etwa Acrylate, genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können lösemittelbasierte Tinten genutzt werden, die ausgebildet sind, um thermisch auszuhärten oder um durch wegschlagen/verdunsten des Lösemittels auszuhärten, etwa PMMA (Polymethylmethacrylat) in Anisol, PVP (Poly-4-vinyl-phenol) in PGMEA (Propylenglycolmonomethyletheracetat), Lacke. Ferner können Polymere, Metalle oder Keramiken als Tintenbestandteile eingesetzt werden. Eine Farbe der zweiten Schicht kann von geringer Relevanz sein, es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn die zweite Schicht eine geringere Absorption einer zugeführten Beleuchtung aufweist, als die erste Schicht, um ein hohes Maß an thermischem Stress in der ersten Schicht zu erzeugen.
  • Wie die erste Schicht ist auch bei der zweiten Schicht anzumerken, dass diese nicht zwingend durch den Inkjetdruck bereitgestellt wird. Wie es für die erste Schicht beschrieben ist, können andere Verfahren verwendet werden, etwa nasse Prozess wie Siebdruck, Spin-coating, Galvanik, Streichen, Tauchen, etc. Ebenso können PVD, CVD oder ähnliche Prozesse angewendet werden, um die Schicht erzeugen. Die zweite Schicht kann auch entstehen, indem bspw. eine dünne Folie des Materials aufgebracht, z.B. geklebt wird. Vereinfacht kann also bspw. ein Klebeband auf die erste Schicht geklebt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, dass zumindest ein Teil der ersten Schicht von der zweiten Schicht unbedeckt bleibt. Dies kann etwa dadurch erhalten werden, dass die zweite Schicht geometrisch kleiner ist, als die erste Schicht um an einer Kante zwischen einem von der zweiten Schicht bedeckten Bereich und einem von der zweiten Schicht unbedeckten Bereich Risse zu erzeugen. Das bedeutet, dass in einem solchen Fall ein Teil der ersten Schicht unbedeckt ist.
  • Der Schichtstapel kann an oder auf einem Substrat bereitgestellt werden. Obwohl nachfolgende Ausführungsbeispiele die Verwendung von flexiblen Substraten vorschlagen, sind die Ausführungsbeispiele nicht hierauf beschränkt. Es können auch starre Substrate verwendet werden, etwa umfassend Glasmaterialien, Keramikmaterialien, Metalle, Holz, Silizium und dergleichen. Flexible Materialien können bspw. Polymere sein, wobei thermoplastische Polymere vorteilhaft sind. Bspw. können Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonate (PC) und dergleichen verwendet werden. Bei der Verwendung flexibler Substrate kann womöglich eine geringere Beleuchtungsenergie des IPL Prozesses ausreichend sein, um zumindest einen Riss zu erzeugen.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens 100 zur Strukturierung einer Schicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren umfasst einen Schritt 110, in welchem ein Bereitstellen eines Schichtstapels erfolgt, der eine erste Schicht umfassend ein erstes Material und eine zweite Schicht umfassend ein zweites Material umfasst. Der Schichtstapel wird so erzeugt, dass zumindest eine erste Oberflächenkante der zweiten Schicht auf einem Oberflächenbereich der ersten Schicht angeordnet ist. In einem Schritt 120 erfolgt eine Beleuchtung des Schichtstapels mit einer gepulsten Lichtquelle, so dass ein Teil eines von der gepulsten Lichtquelle ausgesendeten Lichts von dem Schichtstapel absorbiert und eine Umwandlung des Teils in thermische Energie erfolgt. Durch das Umwandeln der Energie des Lichts in thermische Energie wird ein mechanischer Stress in der ersten Schicht und der zweiten Schicht erzeugt. Hiermit wird ein Riss in der ersten Schicht erzeugt. Der Riss ist in einem Bereich der ersten Schicht angeordnet, an dem die Oberflächenkante der zweiten Schicht angeordnet ist. Hierdurch wird die Strukturierung der ersten Schicht erhalten. Es kann vorteilhaft sein, wenn die erste Schicht durch die Absorption ein höheres Maß an thermischer Energie bereitstellt als die zweite Schicht. Dies kann eine Art Wärmeisolierenden Effekt der zweiten Schicht für die erste Schicht ermöglichen, so dass ein Temperaturgradient in der ersten Schicht auftritt, der zwischen den von der zweiten Schicht bedeckten Bereichen und unbedeckten Bereichen entsteht. Dieser Temperaturgradient kann die Rissbildung unterstützen und/oder ermöglichen. Anders ausgedrückt kann die zweite Schicht an den Stellen, an denen sie die erste Schicht bedeckt, die erste Schicht daran hindern, sich schnell abzukühlen.
  • Vorteilhaft an der gepulsten Lichtquelle ist, dass Intensität, zeitliche Dauer, eine Dauer von Zeiten zwischen zwei Pulsen und eine Anzahl von Lichtpulsen steuerbar ist, so dass nicht nur ein Mittelwert der Lichtenergie, die über einen gewissen Zeitraum hinweg abgegeben wird, steuerbar ist, sondern auch der zeitliche Verlauf abgegebener Lichtenergie innerhalb der Impulse und zwischen den Impulsen. Damit kann auch ein zeitlicher Verlauf der thermischen Energie, die in dem Schichtstapel umgewandelt wird, gesteuert werden, und so die Rissausbildung mit einer hohen Präzision gesteuert werden.
  • Insbesondere kann die Verwendung einer breitbandigen gepulsten Lichtquelle, etwa einer Xenon-Lampe, vorteilhaft sein. Dies ermöglicht die Absorption von breitbandigem Licht in dem Schichtstapel. Verglichen mit einer Verwendung eines Lasers, der sowohl hochfokussiert als auch schmalbandig betrieben wird, erfolgt mittels einer gepulsten Lichtquelle, insbesondere gepulster breitbandiger Lichtquellen wenig oder kein Materialabtrag während der Rissbildung, so dass das Verfahren auch für Prozesse anwendbar ist, die in einem Reinraum oder dergleichen angewendet werden. Hier würde ein Materialabtrag zu einer Verunreinigung der Umgebung führen.
  • Die erste Schicht umfasst ein erstes Material, während die zweite Schicht ein zweites Material aufweist, die bevorzugt voneinander verschieden sind. Der Begriff Material soll hier nicht so verstanden werden, dass er die Verwendung einzelner oder reiner Stoffe einschränkend bedeutet, obwohl dies durchaus möglich ist. Vielmehr kann es sich bei dem ersten Material und/oder dem zweiten Material auch um Materialgemische handeln, etwa um Polymere, aus getrockneten und/oder gesinterten Tinten erhaltenen Materialien oder um eine Mischung, die zumindest zwei voneinander verschiedene Stoffe umfasst.
  • Obwohl sich einige der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele darauf beziehen, dass die erste Schicht eine Silberschicht ist und die zweite Schicht eine dielektrische Schicht ist, kann sowohl die erste Schicht als auch die zweite Schicht weitere oder andere Materialien aufweisen. Das bedeutet, dass der Schichtstapel so bereitgestellt werden kann, dass das erste Material ein Silbermaterial umfasst und so dass das zweite Material ein dielektrisches Material umfasst. So kann anstelle von Silber in der ersten Schicht auch alternativ oder zusätzlich ein beliebiges anderes Material angeordnet sein, beispielsweise ein leitfähiges, etwa metallisches Material. Das zweite Material kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich ein beliebiges anderes Material sein, es kann sich insbesondere um ein dielektrisches Polymer handeln.
  • 2a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Schichtstapels 20, wie er beispielsweise im Schritt 110 bereitgestellt werden kann. Auf einer ersten Schicht 12 ist eine zweite Schicht 14 angeordnet. Der Schichtstapel kann auf einem optionalen Substrat 16 angeordnet sein, um die Handhabung des Schichtstapels zu erleichtern. Allerdings kann die erste Schicht 12 und die zweite Schicht 14 auch auf einer beliebigen Struktur angeordnet sein, die dann als Substrat fungiert oder kann auch ohne ein Substrat bereitgestellt werden. Die erste Schicht 12 kann beispielsweise aus einer Silberpartikeltinte erhalten werden. Die Partikel können einen Durchmesser im Mikrometer-Bereich bis hin zum Nanometer-Bereich aufweisen, können aber auch kleiner oder größer sein. Als Silberbasierte Tinten bieten sich beispielsweise Flow-Metal® SW 1020 von Bando Chemical Industries Ltd. an, die Wasser-basiert sind und 35 bis 45 Gewichtsprozent Silber aufweisen. Andere Tinten, etwa von UT Dots, Inc. können Lösungsmittel-basiert sein und 25 bis 60 Gewichtsprozent Silber aufweisen. Es kann jedoch auch aufgedampftes Silber verwendet werden. Wie es vorangehend bereits erläutert wurde, ist das Material oder das Materialgemisch der ersten Schicht nicht auf Silber und dergleichen eingeschränkt.
  • Bei der zweiten Schicht 14 kann es sich beispielsweise um ein für ein Licht der gepulsten Lichtquelle zumindest teilweise oder großteils transparentes oder opakes Material handeln. Großteils transparent bedeutet, in einem Umfang von zumindest 40 %, zumindest 60 % oder zumindest 80 % transparent. Sendet die gepulste Lichtquelle beispielsweise ultraviolette Strahlung aus, so kann das Material der zweiten Schicht 14 UV-transparent oder UV-opak sein. So kann beispielsweise cPVP (Cross-linked Poly(4-vinylphenol)) eingesetzt werden, welches im sichtbaren Bereich transparent ist.
  • Die Schicht 12 kann eine Schichtdicke in einem Bereich von 1 nm bis 1 mm, in einem Bereich von 5 nm bis 500 µm oder on einem Bereich von 10 nm bis 100 µm aufweisen. Die zweite Schicht 14 kann eine Schichtdicke von bspw. höchstens 100 µm, von höchstens 80 µm oder von höchstens 50 µm aufweisen. Das bedeutet, dass die zweite Schicht dicker sein kann als die erste Schicht, um ein genügend hohes Maß an mechanischem Stress zu erzeugen und/oder um die Wärmeenergie der ersten Schicht aufgrund des gepulsten Blitzlichtes zu isolieren. Die zweite Schicht 14 kann so angeordnet oder bereitgestellt werden, dass sie eine Schichtdicke aufweist, die hinreichend groß ist, um bei unterschiedlicher thermische Energie der ersten Schicht lange zu erhalten und bei thermischer Ausdehnung einen hinreichend großen mechanischen Stress in der benachbarten Schicht zu erzeugen, so dass die benachbarte Schicht Risse bildet. Sowohl das erste Material als auch das zweite Material können einzeln oder in Kombination mit einem Tintenstrahldruckverfahren gedruckt werden.
  • 2b zeigt eine schematische Aufsicht auf die erste Schicht 12 vor Anordnen der zweiten Schicht. Beispielsweise ist die erste Schicht 12 in Form eines Rechtecks mit einer ersten Abmessung x und einer zweiten Abmessung y angeordnet. Selbstverständlich kann die erste Schicht 12 auch eine beliebige andere Form aufweisen, etwas rund, elliptisch oder polygon oder eine Mischung daraus. Die Abmessungen x und y der ersten Schicht 12 können beliebig sein. Beispielsweise kann die Abmessung y in einem Bereich von 0,1 mm bis 300 mm, 0,2 mm bis 100 mm oder 1 mm bis 10 mm, in etwa 5 mm, oder dergleichen betragen. Wird die erste Schicht 12 beispielsweise während einer Waferbasierten Fertigung angewendet, so können Teilbereiche oder auch der gesamte Wafer mit der ersten Schicht 12 bedeckt werden. Die Oberfläche der ersten Schicht 12 weist den Oberflächenbereich 15 auf. Der Oberflächenbereich 15 kann als derjenige Bereich der Oberfläche der ersten Schicht 12 verstanden werden, in welchem der Riss erzeugt werden soll und in welchem die Oberflächenkante der zweiten Schicht angeordnet wird. Die den Oberflächenbereich 15 aufweisende Oberfläche der Schicht 12 kann von einem Substrat abgewandt sein. Anders ausgedrückt ist der Oberflächenbereich 15 ein Bereich einer Oberfläche. Die Schicht kann so betrachtet werden, dass sie im Wesentlichen sechs Oberflächen eines Würfels aufweist. Hiervon können zwei Oberflächen Hauptoberflächen sein, wovon eine dem Substrat zugewandt und eine abgewandt ist. Die den Oberflächenbereich 15 aufweisende Oberfläche kann diejenige Hauptoberfläche sein, die dem Substrat abgewandt ist.
  • 2c zeigt eine schematische Aufsicht des Schichtstapels 20, bei dem die zweite Schicht 14 auf der ersten Schicht 12 angeordnet ist. Die zweite Schicht 14 ist dabei so an der ersten Schicht 12 angeordnet, dass zwei Oberflächenkanten 18a und 18b im Bereich der ersten Schicht 12 verlaufen. Ist die zweite Schicht 14 beispielsweise ebenfalls als Rechteck ausgebildet, so kann es sich um die Seitenkanten der zweiten Schicht 14 handeln, die an der Oberfläche der ersten Schicht 12 angeordnet sind, wenn die zweite Schicht 14 beispielsweise eine kleinere Abmessung entlang der Abmessung y aufweist, als die erste Schicht 12. Basierend auf einer Form und Größe der zweiten Schicht 14 kann die zweite Schicht 14 zumindest eine Oberflächenkante 18a oder 18b an der zweiten Schicht erzeugen, etwa wenn die Abmessung y' größer als dargestellt ist und beispielsweise eine Abmessung y'* aufweist, so dass die zweite Schicht 14 an drei Seiten mit der Schicht 12 überlappt.
  • In anderen Worten zeigen die 2a und 2c ein prinzipielles Layout mit einer unteren Silberschicht und einer oberen dielektrischen Schicht, die auch als Stressbündeler (Stress Concentrator) bezeichnet werden kann. Beispielhafte Abmessungen der 2a sind beispielsweise eine konstante Länge (Abmessung y) von 5 mm. Die dielektrische Schicht kann eine variable Breite von 1 px, 10 px, 20 px oder 100 px entlang der Richtung y aufweisen. Die Einheit px kann sich auf eine Auflösungsgrenze beziehen, die von einem Verfahren oder einer Vorrichtung zur Implementierung der Schicht erreichbar ist. So kann sich die Einheit px bei einem Tintenstrahldrucker oder einem Tintenstrahldruckverfahren auf einen kleinsten druckbaren Bereich, etwa einen Bildpunkt (engl.: Pixel) beziehen. Das bedeutet, dass sich die Breite px auf eine Anzahl der Einzeltropfen beziehen kann, welche die Breite y der zweiten Schicht 14 ergeben. Basierend auf dem Abstand der Tropfen ergibt sich die Gesamtbreite. Bei einem Tropfenabstand von 0,025 mm ergeben sich bspw. Breiten von 0,025 mm (1 px), 0,25 mm (10px), 0,5 mm (20px) und 2,5 mm (100px).
  • Alternativ kann die zweite Schicht 14 eine umlaufende Oberflächenkante erzeugen, beispielsweise wenn sowohl die Abmessung y' als auch die Abmessung x' kleiner ist als die vergleichbare Abmessung der ersten Schicht 12 und die zweite Schicht 14 an keiner Seite über die erste Schicht 12 hinauslappt.
  • Obwohl die erste Schicht 12 und die zweite Schicht 14 als rechteckig dargestellt sind, können beliebige Oberflächenformen erhalten werden. Insbesondere kann beispielsweise die zweite Schicht 14 eine andere Form aufweisen, etwa gekrümmt, rund, elliptisch oder polygonzugartig.
  • Ein solches Szenario ist in der 2d dargestellt, bei der an der ersten Schicht 12 eine Schicht 14a angeordnet ist, die zwei Oberflächenkanten 18a und 18b an dem Oberflächenbereich 15 der ersten Schicht 12 bildet. Die Oberflächenkanten 18a und 18b sind voneinander verschieden gebildet und beispielsweise gekrümmt.
  • Eine weitere zweite Schicht 14b überlappt nicht mit den äußeren Kanten der ersten Schicht 12, so dass sie eine umlaufende Oberflächenkante 18c auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht 12 bildet. Die zweiten Schichten 14a und 14b können an einer gemeinsamen Höhenebene des Schichtstapels angeordnet sein und bspw. Teilbereiche einer gemeinsamen Schicht sein, wobei die Teilbereiche solche Bereiche darstellen, an denen die zweite Schicht 14 implementiert ist, während die Schicht 14 an anderen Bereichen nicht angeordnet ist.
  • 2e zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des Schichtstapels 20 mit erzeugten Rissen 26a und 26b gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Risse sind in einem Bereich der Oberflächenkanten 18a und 18b entstanden. Die Risse können entlang einer Tiefenrichtung 17 eine veränderliche Abmessung, d. h. Rissbreite, entlang einer lateralen Erstreckungsrichtung 19 der ersten Schicht 12 umfassen. Die Tiefenrichtung 17 kann parallel zu einer Oberflächennormalen N der ersten Schicht 12, der zweiten Schicht 14 und/oder der des Substrats 16 angeordnet sein. Die Ausdehnung entlang der Tiefenrichtung 17 kann in einem Mittenbereich des Oberflächenbereichs ein Maximum aufweisen, das bedeutet, dass mit zunehmendem Abstand vom Rand der ersten Schicht 12 eine zunehmende Risstiefe erhalten werden kann.
  • 3 zeigt ein schematisches Diagramm der Erzeugung eines Risses gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie in 3a illustriert ist, kann die erste Schicht 12 bereitgestellt werden. In 3b dargestellt ist die Anordnung der zweiten Schicht 14 an einer Hauptseite der ersten Schicht 12, so dass die Oberflächenkanten 18a und 18b auf dem Oberflächenbereich der Hauptseite der Schicht 12 angeordnet sind.
  • Wie in 3c dargestellt ist, wird eine gepulste Lichtquelle 22 genutzt, um Licht 24 zu emittieren. Das Licht 24 kann breitbandig sein, das bedeutet, einen Wellenlängenbereich von zumindest 50 nm, von zumindest 100 nm oder von zumindest 200 nm umfassen. Der Schichtstapel, d. h. die Schichten 12 und 14 absorbieren einen Teil des Lichts 24, wobei die Absorption zu einer Erwärmung der Schichten führt. Dabei kann basierend auf einem unterschiedlichen Grad der Absorption eine unterschiedliche Erwärmung der Schichten 12 und 14 erfolgen. Die unterschiedliche Erwärmung kann somit zu thermischen Stress in den Schichten 12 und 14 führen, wobei der Anteil der Schicht 12 welcher von der Schicht 14 bedeckt ist, die Wärme schlechter, d.h., in einem geringerem Umfang, abführen kann als der Anteil der Schicht 12, welcher nicht von der Schicht 14 bedeckt ist. Basierend auf dem thermischen Stress kann an den Oberflächenkanten 18a und 18b jeweils ein Riss 26a bzw. 26b erzeugt werden, der die Schicht 12 lokal verdünnt. Die Verdünnung kann so weit reichen, dass die Schicht 12 durchtrennt wird.
  • Wie es vorangehend bereits erläutert wurde, kann die Abmessung y' der Schicht 14 frei einstellbar sein. Grenzen der Einstellbarkeit können sich beispielsweise durch die Auflösung eines Druckverfahrens, mit dem etwa die Silbertinte auf die Schicht 12 aufgedruckt wird, bilden. Die Auflösungsgrenze kann sich beispielsweise als Punkt (Pixel = px) bilden. Die Abmessung y' der Schicht 14 kann somit voneinander verschiedene Werte oder Pixel aufweisen. Je höher die Abmessung y' ist, desto größer kann die Kraft ausfallen, die mittels des thermischen Stresses induziert wird. Dies kann zu einer Verbreiterung der Risse 26a und/oder 26b führen. Vereinfacht wird dies, je breiter die Schicht 14 entlang der Abmessung y', desto breiter die Abmessung der Risse 26a und 26b entlang dieser Richtung.
  • 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Strukturieren einer Schicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einem Schritt 410 wird beispielsweise Silbertinte gedruckt, etwa auf ein Substrat. Als Substrat hierfür, auch für andere Ausführungsbeispiele, kann sich beispielsweise PET (Polyethylentherephtalat, PEN (Polyethylennaphthalat) oder Glas eignen. Insbesondere können Substrate auch danach ausgewählt werden, ob sie, wie etwa Polymere, flexibel sind oder, wie etwa Glas, starr sind. Das bedeutet, dass der Schichtstapel auf einem flexiblen oder starren Substrat bereitstellbar ist.
  • In einem Schritt 420, der auf den Schritt 410 folgt, erfolgt ein Trocknen und/oder Sintern der Silbertinte. Beispielsweise kann Lösungsmittel, das während des Druckens der Silbertinte in selbiger anwesend ist, während des Trocknens entweichen. Der so enthaltene trockene Stoff kann gesintert werden. Ist die Silbertinte beispielsweise eine Silbernanopartikeltinte, so kann während des Sinterns ein Verschmelzen bzw. Verbacken der Nanopartikel erhalten werden, so dass eine hohe und/oder gleichmäßige Kraftübertragung während der Induzierung des thermischen Stresses erhalten werden kann. Gleichzeitig kann das Sintern bzw. das Verbacken der Partikel die Leitfähigkeit der Schicht fördern oder überhaupt erst ermöglichen. Das Sintern oder Verbacken kann auch als eine Zusammenfügung oder ein Verschmelzen der Partikel verstanden werden. Das bedeutet, dass während des Trocknens und/oder Sinterns ein Aushärten der Partikel bzw. der Schicht erfolgen kann. Das Trocknen kann, sofern es ausgeführt wird, so ausgeführt werden, dass die Trocknung oder Sinterung der jeweiligen Schicht oder Tinte nur teilweise erfolgt. D. h., dass der Schichtstapel so bereitgestellt werden kann, dass die erste Schicht höchstens unvollständig, d. h. nicht oder teilweise, gesintert ist. Dies ermöglicht, dass die erste Schicht während der IPL-Behandlung eine Sinterung erfährt, was für die Rissbildung vorteilhaft ist. Gemäß Ausführungsbeispielen wird der Schichtstapel so bereitgestellt, dass die erste Schicht höchstens unvollständig, d. h. nicht oder teilweise, gesintert ist und während der IPL-Behandlung eine Sinterung erfährt.
  • In einem Schritt 430 wird die elektrische Tinte gedruckt. Dies kann so erfolgen, dass zumindest eine Oberflächenkante auf einem Oberflächenbereich der getrockneten und/oder gesinterten Silbertintenschicht angeordnet ist. Der Begriff „dielektrische Tinte“ soll nicht dahin gehend eingeschränkt verstanden werden, dass die Tinte selbst bereits dielektrische Eigenschaften haben soll, sondern dass mit ihr dielektrisches Material aufgetragen werden soll. Die dielektrische Eigenschaft kann zwar bereits in der dielektrischen Tinte vorhanden sein, es ist jedoch ausreichend, wenn die dielektrische Eigenschaft während des Schrittes 440 erhalten wird, während dem ein Trocknen und/oder Ausheilen oder Aushärten der dielektrischen Tinte erhalten wird. Die Schritte 420 und/oder 440 können im Rahmen des Trocknens eine Erwärmung der jeweiligen Tinte umfassen, so dass ein Entweichen von Lösungsmitteln beschleunigt ist. Dies ist jedoch nicht erforderlich, das heißt, das jeweilige Trocknen kann auch bei Raumtemperatur erfolgen.
  • In einem Schritt 450, der auf den Schritt 440 folgt, wird der Schichtstapel beleuchtet, wie es im Zusammenhang mit dem Schritt 120 beschrieben ist. Ein intensives gepulstes Licht (Intense Pulse Light - IPL) wird genutzt, um den Schichtstapel zu beleuchten.
  • In einem optionalen Schritt 460 kann eine Charakterisierung der mittels der IPL-Behandlung erhaltenen Risse erfolgen. In einem ebenfalls optionalen Schritt 470 kann daraufhin eine Prozessoptimierung stattfinden.
  • Die Prozessoptimierung kann sich darauf beziehen, ein oder mehrere Eigenschaften der Verfahren gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen anzupassen, um die Form, Ausbreitung oder Eigenschaft des Risses nach gewünschten Parametern einzustellen, d. h. zu optimieren.
  • 5 zeigt eine schematische Übersicht über beispielhafte Parameter, die während der Beleuchtung mit der gepulsten Lichtquelle variierbar sind. In einer Spalte „IPL-Parameter“ ist eine Bezeichnung der unterschiedlichen Parametersätze angetragen. Wie es aus der Tabelle hervorgeht, kann beispielsweise die Spannungsintensität der Lichtquelle variiert werden, was mit einer Variation in der Beleuchtungsstärke einhergehen kann. Beispielsweise kann bei einer höheren Spannung eine höhere Beleuchtungsintensität erhalten werden als bei einer niedrigeren Spannung.
  • In einer Spalte „Pulsdauer“ ist angedeutet, dass die Dauer eines einzelnen Lichtpulses variiert werden kann. Obwohl sämtliche Dauern mit 1000 µs angegeben sind, kann eine Pulsdauer einen beliebigen Wert betragen, soweit technisch möglich, beispielsweise in einem Zeitbereich zwischen 0,01 µs und mehreren Minuten, zwischen 0,1 µs und 10000 µs oder zwischen 1 µs und 5000 µs. Vorteilhaft kann eine zeitliche Dauer eines Blitzlichtimpulses der gepulsten Lichtquelle in einem Bereich 3 µs und 30 s, zwischen 700 µs und 2 s oder zwischen 500 µs und 1,2 s liegen. Jeder einzelne Blitzlichtimpuls kann eine Zeitdauer zwischen 300 ms und 3 s, zwischen 400 ms und 2 s oder zwischen 500 ms und 1200 ms aufweisen. Prinzipiell sind jedoch auch andere Werte vorstellbar und/oder implementierbar. So kann die Zeitdauer des Pulses ebenso wie die Beleuchtungsintensität und/oder die Anzahl der Pulse und/oder ein zeitlicher Abstand zwischen den Pulsen die Rissbildung beeinflussen. Bei starren Substraten kann eine höhere Anzahl von Pulsen, eine längere zeitliche Dauer des Blitzlichtimpulses und/oder eine höhere Beleuchtungsintensität verwendet werden, um den Riss zu erhalten.
  • Ferner kann eine Anzahl n der Pulse variiert werden, wobei beispielhaft Werte zwischen 1 und 20 angegeben sind. Es ist jedoch eine beliebige andere Anzahl von Pulsen einstellbar, etwa in einem Bereich zwischen 1 und 10000, 1 und 1000 oder zwischen 5 und 100. Während jeden Pulses kann die gepulste Lichtquelle ausgebildet sein, um einen Blitzlichtimpuls auszusenden. Ein Blitzlichtimpuls kann dabei das Licht der gepulsten Lichtquelle, bevorzugt ein breitbandiges Licht bereitstellen. Das bedeutet, dass das Beleuchten so ausgeführt werden kann, dass die Lichtquelle zumindest einen Blitzlichtimpuls aussendet. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Beleuchten so ausgeführt werden, dass zumindest 2, zumindest 5 oder zumindest 8 Blitzlichtimpulse ausgeführt werden.
  • Ferner kann eine Wiederholrate, d. h. eine Frequenz der Pulse variiert werden. Eine Variation eines beliebigen Parameters kann bspw. eine Variation der Energiedichte, die auf den Schichtstapel geschickt wird, bedeuten. So kann eine Variation in der Energiedichte pro Impuls, d. h. pro Blitzlichtimpuls, als auch in einer insgesamten Energiedichte über alle Pulse hinweg, behalten werden. Bei der angegebenen Energiedichte handelt es sich beispielhaft um eine theoretische Energiedichte, die mittels Software bestimmt wird. Eine tatsächlich erhaltene Energiedichte der Mehrfachimpulse kann geringer sein, als die angenommene Multiplikation.
  • Für die Werte der Tabelle der 5 wurde die Pulsdauer über die Anzahl der Messungen konstant gehalten. Für Mehrfachpuls-Parameter wurden Frequenz und Spannung der Lichtquelle ebenfalls konstant gehalten und lediglich die Pulsanzahl variiert.
  • Die 6a und 6b zeigen eine schematische Gegenüberstellung zwischen einem Einfachimpuls, 6a, und Mehrfachimpulsen, 6b. Während bei einem Einfachimpuls gemäß der 6a die Spannung, welche mit der Intensität des Blitzlichtimpulses korreliert, variierbar ist und auch die Pulsdauer über eine Zeit t variierbar ist, um insgesamt die Energiedichte, die an den Schichtstapel gesendet wird, zu variieren, ist gemäß der 6b über die Frequenz, einen zeitlichen Abstand zwischen zwei Impulsen, der Pulsdauer, der Pulsanzahl und der Intensität eine höhere Anzahl von Parametern variierbar. Insbesondere können auch andere Parameter genutzt werden, etwa eine relative Einschaltdauer (Duty Cylcle) des Pulses.
  • Die 7a bis 7d zeigen mikroskopische Bilder, die einen Trend der morphologischen Morphologie oder Veränderungen in der Schicht zeigen, wobei beispielsweise UT Dots als Silbertinte verwendet wurde, die auf PET gedruckt wurde.
  • Wie es beispielsweise in 7a dargestellt ist, können in der Schicht 12 beispielsweise vor der IPL keine Risse sichtbar sein. Wird eine IPL, mit mehreren Pulsen (Parametersätze I bis III in 5) angewendet, so ist ersichtlich, dass eine höhere Anzahl von Pulsen zu einer höheren Rissbildung führt. Die 7b bis 7d zeigen schematisch eine zunehmende Rissbildung (Dunkellinien) bei zunehmender Pulsdauer, vgl. 5. Die in 5 dargestellten Parametersätze IV bis VI sind lediglich Vergleichswerte, bei denen ggf. Anpassungen vorgenommen werden müssen, um eine hinreichende Rissbildung zu erhalten. Die Parameter IV bis VI zeigen jeweils lediglich einen einzelnen Puls. Das bedeutet, dass eine Anwendung von mehreren Pulsen die gewünschte Rissbildung unterstützt.
  • Neben der Abhängigkeit von den Beleuchtungsparametern kann auch die Ausgestaltung der ersten Schicht zu veränderlichen Rissparametern führen, wie es nachfolgend für Silbertinte beschrieben wird.
  • Ein in 8 dargestellter Schichtstapel weist beispielsweise das Substrat 16 und die Schichten 12 und 14 auf, die mit dem Licht 24 behandelt werden.
  • Die 9a und 9b zeigen jeweils unterschiedliche Charakterisierungen für die Rissbildung bei Verwendung von UT Dots. Es Eine Rissbildung zeigt sich in der 9b für UT Dots Silbertinte. Ein Grund hierfür ist sowohl die prinzipielle Tendenz der UT Dots Silbertinte zur Rissbildung als auch der fortschreitende Sinterprozess. UT Dots Silbertinte kann einen abnehmenden Schichtwiderstand bei verschiedenen IPL-Parametern aufweisen und deshalb einen fortschreitenden Sinterprozess über die Beleuchtung hinweg aufweisen. Organische Stoffe und gegebenenfalls Lösungsmittel werden weiterhin abgegeben oder treten aus der Schicht aus, was dazu führen kann, dass die Schicht unter Stress ist. Bei Verwendung von Bando als Silbertinte kann bei dem dargestellten IPL-Parameter III ebenfalls eine Rissbildung erhalten werden, wenn bspw. eine höhere Anzahl von Pulsen verwendet wird. Eine Bando Tinte kann möglicherweise nach einer unvollständigen Nachbehandlung im Ofen, etwa bei geringen Temperaturen, auch zu einer ausgeprägten Rissbildung führen. Hierfür können jedoch die gesamten Tinteneigenschaften betrachten werden, welche hier im Beispiel UT Dots die Rissbildung besonders unterstützen, so etwa die Nanopartikelgröße, die Konzentration der Partikel und weiterer Zusatzstoffe. Allgemein können hier eine Vielzahl anderer Tinten verwendet werden.
  • Die 9a und 9b wurden dabei beispielhaft unter Verwendung eines cPVP Dielektrikums als zweite Schicht, welche eine Breite von 10 px aufwies und unter Verwendung des IPL-Parameters III erfasst.
  • Ein in 10 schematisch dargestellter Schichtstapel 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel soll illustrieren, dass verschiedene Eigenschaften oder Materialien der zweiten Schicht 14 ebenfalls Einflüsse auf die Ausbildung der Risse haben.
  • Für die nachfolgenden Erläuterungen weist das Substrat 16 beispielsweise PET-Materialien auf. Die Schicht 12 wurde unter Verwendung von UT Dots Silbertinte hergestellt, während die IPL-Parameter III aus 5 verwendet wurden.
  • Die 11a bis 11d zeigen analog den 9a und 9b Ergebnisse bezüglich der Rissbildung für die verschiedenen Varianten. So zeigen die 11a und 11 b Ergebnisse für UVopake Tinte und die 11c und 11d Ergebnisse für cPVP-Tinte. Die 11b und 12d weisen gegenüber den 11a und 11c einen höheren Vergrößerungsfaktor auf.
  • Für die cPVP-Tinte wird jedoch eine definierte Rissbildung erhalten, wie es durch den relativ geraden Verlauf des Risses 26 in 11 a und 11b erkennbar ist. Die transparente Tinte lässt zwar das Licht hindurch, jedoch kann hierbei die Silberschicht erwärmt werden. Die Erwärmung der Silberschicht hat wiederum einen Einfluss auf die cPVP-Schicht 14, die eine thermisch ausgeheilte Tinte sein kann, so dass Hitze einen Einfluss aufweisen kann. Hierdurch kann eine Ausdehnung oder eine Kontraktion der Schicht erhalten werden, so dass der Riss 26 entsteht. Es versteht sich, dass gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen die Begriffe „oben, unten, links, rechts, vorne und hinten“ keine einschränkende Wirkung entfalten, sondern lediglich der Unterscheidbarkeit gegenüber einander sowie zur besseren Verständlichkeit verwendet werden. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe durch Drehung eines Objekts im Raum wechselseitig vertauschbar sind, weshalb hier keine einschränkende Wirkung verstanden werden kann.
  • Anhand der 12 und 13a bis 13b wird unter Verweis auf den in 12 dargestellten Schichtstapel 140 ein Einfluss des Substrats 16 auf die Rissbildung dargestellt. Beispielsweise kann das Substrat 16 PET, PEN und/oder Glas umfassen. Für die beispielhaften mikroskopischen Bilder der 13a (PEN) und 13b (PET) wurde eine UT Dots Silbertinte und cPVP Dielektrikum verwendet, wobei der Schichtstapel mit dem IPL-Parametern III beleuchtet wurde. Die sichtbaren weißen Linien zeigen die Risse 26 an. Wie bereits erwähnt, kann auf für starre Substrate wie Glas eine Rissbildung erhalten werden, ggf. unter Nutzung einer höheren Beleuchtungsenergie.
  • Leichte Rissbildung wurde auf PEN festgestellt. Dies kann an der, verglichen mit PET, höheren Temperaturstabilität liegen. Die höchste Rissbildung wurde auf PET festgestellt. Verglichen mit den beiden anderen Materialien Glas und PEN weist PET die geringste thermische Stabilität und die geringste Glasübergangstemperatur auf.
  • Gemäß hierin bestehenden Ausführungsbeispielen kann die Ausdehnung des Risses entlang einer lateralen Erstreckungsrichtung der Oberflächenkante veränderlich sein. Die Ausdehnung kann entlang einer Tiefenrichtung parallel zu einer Oberflächennormale des Oberflächenbereichs verlaufen. Vereinfacht bedeutet dies, dass die Rissbreite entlang einer Tiefenrichtung des Risses veränderlich ist und beispielsweise benachbart zu der dielektrischen Schicht größer ist als benachbart zu dem Substrat. Die Rissbreite kann gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen in einem Bereich zwischen 20 nm und 5 mm, zwischen 50 nm und 3 mm oder zwischen 100 nm und 0,5 mm liegen, beispielsweise in etwa 5 µm.
  • Die 14a bis 14c illustrieren beispielhaft die Abhängigkeit des Risses von der Größe der ersten Schicht 12. In den drei Fällen wurde ein PET-Substrat, UT Dots Silbertinte und cPVP dielektrische Schichten mit einer Abmessung von 100 px sowie der IPL-Parameter III verwendet. Die beispielhaft und lediglich exemplarisch ausgewählten Werte von 1 mm, 2 mm und 3 mm beziehen sich auf die Länge der Oberflächenkante der ersten Schicht, entlang derer der Riss 26 erzeugt wird.
  • Mit zunehmender Größe der Silberschicht von 14a über 14b bis hin zu 14c nimmt die Rissbreite zu. Das bedeutet, je größer die Silberschicht entlang der lateralen Richtungen senkrecht zu der Oberflächennormalen und/oder parallel hierzu, desto größer die erhaltenen Risse.
  • Die 15a und 15b zeigen jeweils eine mikroskopische Aufnahme einer aufgedruckten Silberschicht vor dem Optimierungsschritt 470 (15a) bzw. danach (15b). Hierfür wurde auf ein PET-Substrat eine UT Dots Silbertinte und eine cPVP dielektrische Schicht aufgetragen. Für die Beleuchtung wurde der IPL-Parameter III verwendet. Ein langanhaltender Druckprozess kann zu Inhomogenitäten während des Trocknens der Silberschicht und zu einem Kaffeering-Effekt führen, d. h. es werden zwei Bereiche erhalten, die durch unterschiedlich schnelles Trocknen voneinander getrennt sind, wie es die Linie 28 andeutet. Ein hierdurch erhaltener dicker Rand (Kaffeering-Effekt) kann dazu führen, dass ein Riss senkrecht zu der Linie 28 nicht homogen und/oder nicht kontinuierlich ausfällt. Die Optimierung, die in 15b dargestellt ist, umfasst beispielsweise eine Reduzierung der Druckzeit durch Verwendung mehrerer Düsen und/oder ein Drucken lediglich eines Musters während einer Zeit, so dass nicht mehrere Male in x- und/oder y-Richtung gedruckt wird. Die dann noch nassen Proben können homogen in einem Ofen gesintert werden. Die dargestellt Optimierung bzw. Verbesserung kann zu einem Gewinn dahin gehend führen, dass 80% mehr kontinuierliche Risse erzeugbar sind. Ausführungsbeispiele beziehen sich deshalb darauf, dass die Silbertinte in einem Bereich, an dem die Oberflächenkante angeordnet wird, in einem einzigen Durchgang gedruckt wird, so dass der Kaffeering-Effekt reduziert oder verhindert ist.
  • 16a zeigt schematisch einen Verlauf eines Oberflächenprofils im Zusammenhang mit dem Druckvorgang der 15a. 16b zeigt schematisch einen Verlauf des Oberflächenprofils nach der Optimierung und für den Druckvorgang der 15b. Die Optimierung kann zu einer Reduzierung des Kaffeering-Effekts führen, so dass die Schicht homogener ist und eine geringere Rauheit aufweist.
  • 17 zeigt eine schematische Graphik, bei der eine Rissbreite über eine Breite der Silberschicht, die insgesamt 3 mm breit ist, aufgetragen ist. Verschiedene Messkurven 1 bis 3 zeigen die Rissbreite nach dem vorangegangenen Optimierungsschritt in Abhängigkeit der verwendeten Fläche (Drop Space) und mithin der Schichtdicke. Der Drop Space bezeichnet den Tropfenabstand mit welchem die einzelnen Tintentropen auf dem Substrat aufgebracht werden. Eine dünnere Schicht, etwa 40 µm, die zu einer Schichtdicke von 130 nm nach dem IPL-Sintern, d. h. der Beleuchtung, führt, resultiert in einer geringen Rissbreite, siehe Kurve 1. Eine dickere Schicht, zwei Schichten mit Drop Space 40 µm oder einer Schicht mit einem Drop Space von 35 µm, beide mit einer Schichtdicke von ca. 170 nm nach dem IPL-Sintern resultieren in breiteren Rissen. Generell wurden alle drei Proben homogen gesintert ohne oder mit lediglich vernachlässigbaren Kaffeering-Effekten. Die Graphik der 17 bezieht sich dabei auf eine Silberschicht mit einer Abmessung von 3 mm entlang der Messrichtung, wobei die dielektrische Schicht mit einer Abmessung von 10 px aufgedruckt wurde und der Schichtstapel mit den IPL-Parametern III der 5 beleuchtet wurde. Eine zunehmende Schichtdicke der zweiten Schicht (bspw. im Bereich von 100 nm - 2000 nm) durch Aufdrucken von zwei oder drei Schichten aufeinander wird die Rissbreite und die Formierung der Risse nicht wesentlich beeinflusst. Werden die Standardabweichungen und die Fluktuationen der drei Schichtdicken berücksichtigt, so kann vereinfacht gesagt werden, dass die Rissbreite in der gleichen Größenordnung liegt, wenn bspw. die Silberschicht eine Breite von 3 mm und die zweite Schicht eine laterale Ausdehnung von 100 px aufweist.
  • Bei Verwendung einer dielektrischen Tinte, die transparent für die Strahlung der gepulsten Lichtquelle ist, wird selbige in geringem Umfang oder nicht von dem emittierten Licht beeinflusst, da ein vernachlässigbarer Anteil des Lichts absorbiert wird und hauptsächlich eine Transmission stattfindet. Das bedeutet, dass ein vernachlässigbarer Effekt durch Hitze durch das darunter liegende Silber erhalten wird. Wird hingegen ein opakes Material verwendet, etwa UV-opak, so kann das Licht absorbiert werden und so eher zufällig angeordnete und undefinierte Risse erhalten werden. Wird cPVP als transparentes Material (Polymertinte) verwendet, die bei einer Hitzebehandlung ausheilt, so kann auch bei geringfügiger Absorption von Licht, aber durch die erhöhte Temperatur des darunter liegenden Silbers eine thermische Deformation und so eine Rissbildung erhalten werden.
  • Die IPL-Parameter können dahin gehend klassifiziert werden, dass bei Verwendung eines einzelnen Pulses mit den beschriebenen Parametern gemäß vorangehenden Ausführungen noch keine oder nur geringe und unkontrollierte Rissbildung entsteht oder Schichten oder Substrate aufgrund der einmaligen, hohen und abrupten Energiezufuhr ungewollt beschädigt werden, während bei Anwendung mehrerer Blitzlichtimpulse eine reproduzierbare, substratschonende und kontrollierte Rissausbildung erfolgt. Wird jedoch der einzelne Puls mit einer höheren Beleuchtungsintensität und/oder einer höheren Beleuchtungsdauer entsprechend auf die Schichteigenschaften (Schichtdicke, laterale Ausdehnung, Absorption, ...) optimiert ausgeführt, so kann auch mit einem einzelnen Blitzlichtimpuls eine kontrollierte Rissbildung erhalten werden.
  • Darüber hinaus zeigen vorangehende Erläuterungen, dass eine zunehmende Flächenausdehnung der ersten Schicht zu breiteren Rissen führt. Wird die erste Schicht 12 breiter ausgeführt, so führt dies ebenfalls zu breiteren Rissen. Eine höhere Flächenausdehnung der Schicht 14 führt ebenfalls zu einer Ausbildung der Risse dahin gehend, dass diese breiter werden. Wird die Energie der Blitzlichtimpulse erhöht, so führt dies ebenfalls zu breiteren Rissen. Eine vorteilhafte Ausführung hierin beschriebener Ausführungsbeispiele kann demnach eine dünne und homogene erste Schicht 12, etwa aus Silbertinte, umfassen, die so gedruckt wird, dass möglichst keine Kaffeering-Effekte auftreten. An dieser Schicht kann die Schicht 14 als dielektrische Schicht mit einer Breite von 10 px oder 20 px angeordnet werden.
  • Sämtliche hierin beschriebene Parameter, etwa die Ausdehnung der Schicht 12, die Ausdehnung der Schicht 14 oder die IPL-Parameter können miteinander korreliert werden und die Rissbreite kann dementsprechend eingestellt werden, um dünnere oder dickere Risse, je nach Bedarf der Anwendungsform zu erhalten. Es kann vorteilhaft sein, dünne Risse zu erzeugen. Je dünner die Risse, das heißt je geringer deren Breite, desto höher kann eine Auflösung der Strukturierung sein, die damit erzeugt wird. Es ist schwer und aufwendig konventionelle Risse oder allgemein eine Strukturierung im Bereich weniger µm oder sogar nm zu erzeugen, also mit größeren Dimensionen.
    18 zeigt eine schematische Übersicht über die Variationsmöglichkeiten der vorangehend erläuterten Parameter. Die exemplarische Tabelle zeigt, bezüglich welcher der Komponenten des Verfahrens, das heißt des Substrats, der ersten Schicht 12, der zweiten Schicht 14 oder der Beleuchtung mit dem Licht 24, Einflüsse dahin gehend erhalten werden, dass eine Rissbreite breit oder schmal ausfällt. Eine hohe Energiedichte der Beleuchtung 24 kann zu einem breiteren Riss führen, während eine niedrige Energiedichte zu einem schmalen Riss führen kann. Eine Breite der Schicht 14 entlang der Richtung y kann erhöht werden oder groß sein, um einen breiten Riss zu erhalten, wohingegen eine niedrige Breite oder eine kleine Breite zu einem schmalen Riss führt.
  • 19 zeigt eine schematische Ansicht einer erhaltenen Rissausbildung bei Verwendung einer 3 mm breiten durch UT Dots Silbertinte hergestellten Schicht mit einer 10 px breiten cPVP dielektrischen Schicht, die an einem PET-Substrat angeordnet sind und die mit dem IPL-Parameter III, das heißt einer rechnerischen Energiedichte von 10.800 Millijoule pro Quadratzentimeter (mJ/cm2), erhalten wurden. Durch die Beleuchtung der beiden Oberflächenkanten können die beiden Risse 26a und 26b erhalten werden. Ist nur ein Riss in der ersten Schicht gewünscht, so ist dies bspw. dadurch möglich, dass lediglich eine Oberflächenkante belichtet wird. Es ist bspw. vorstellbar, dass die zweite Schicht mit der ersten Schicht an zumindest einer Seite bis an den Rand der ersten Schicht hinreicht oder den Rand gar überlappt, so dass an dem Oberflächenbereich der ersten Schicht lediglich eine Kante angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich können, wie dargestellt, auch zumindest zwei Kanten angeordnet sein, wobei zumindest eine Kante nicht belichtet wird, indem die Beleuchtung entweder nicht auf die Kante gerichtet wird und/oder die nicht zu belichtende Kante von der Beleuchtung abgeschattet wird.
  • 20 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 2900 gemäß einem hierin beschriebenen Ausführungsbeispiel, mit welchem beispielsweise ein Dünnfilmtransistor (Thin Film Transistor - TFT) herstellbar ist. In einem Schritt 2910 wird die Schicht 12 gedruckt, beispielsweise auf ein Substrat oder das Substrat 16. In einem darauffolgenden Schritt 2920 wird die Schicht 14a an der Schicht 12 angeordnet, beispielsweise durch ein Tintenstrahldruckverfahren. In einem danach folgenden Schritt 2930 erfolgt die Ausbildung zumindest eines Risses 26 im Bereich der Oberflächenkante 18 der Schicht 14. Dies kann mittels der Beleuchtung gemäß hierin beschriebenem Ausführungsbeispiel erhalten werden.
  • In einem darauffolgenden Schritt 2940 kann ein Halbleitermaterial 32 zumindest im Bereich des Risses angeordnet werden, etwa durch Abscheidung oder mittels eines Druckverfahrens. Das bedeutet, dass der Kanal, der mittels des Risses 26 im Schritt 2930 erhalten wird, mit Halbleitermaterial 32 aufgefüllt werden kann, um eine Halbleiterfunktionalität zu erhalten.
  • In einem darauffolgenden Schritt 2950 kann weiteres dielektrisches Material an der Schicht 12 angeordnet werden, etwa durch Überdrucken der Schicht 14a oder durch Erweiterung der Schicht 14a an lateralen Bereichen, so dass das Halbleitermaterial 32 von dielektrischem Material bedeckt ist.
  • In einem darauffolgenden Schritt 2960 kann an der dielektrischen Schicht 14b in einem Bereich über dem Halbleitermaterial 32 eine Elektrode 34 angeordnet werden, etwa mittels eines Druckverfahrens. Das Druckverfahren kann beispielsweise ein Tintenstrahldruckverfahren sein. Das angeordnete Material kann beispielsweise ebenfalls ein Silbermaterial sein, welches sich gut für Tintenstrahldruckverfahren eignet. Die strukturierte Schicht 12 kann somit als Source-Anschluss und Drain-Anschluss dienen, während die Elektrode 34 beispielsweise als Gate-Elektrode nutzbar ist.
  • Eine Kanallänge, das heißt Rissbreite, des so erhaltenen TFT kann in etwa 20 ± 3 µm betragen. Wie es vorangehend beschrieben wurde, können jedoch auch andere, bspw. deutliche kleinere oder deutlich größere Rissbreiten einstellbar sein.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können beispielsweise auch andere Komponenten herstellbar sein, etwa optische Gitter. 21a zeigt beispielsweise die Silberschicht 12, auf der mehrere punkt- oder kreisförmige dielektrischen Schichten 14a bis 14c angeordnet sind. 21b zeigt eine vergrößerte Darstellung auf punkt- oder kreisförmige Schichten 14a-f. Die dielektrischen Schichten 14a bis 14c können auch als Bereiche oder Abschnitte derselben Schicht verstanden werden, die an lateral unterschiedlichen Stellen angeordnet ist und voneinander beabstandet sind. Die Bereiche 14a bis 14c können beispielsweise in einer Gitterstruktur angeordnet sein. Wie es in der 21c dargestellt ist, können basierend auf der IPL-Beleuchtung Risse 26 in der Schicht 12 erhalten werden, um so ein optisches Gitter zu strukturieren. So können durch die Risse 26 Licht hindurchtreten, etwa wenn das Substrat transparent für das entsprechende Licht gebildet ist. Das Gitter kann somit durch die dargestellten Kreismuster bzw. Lochmuster oder gekrümmte oder runde Kanten erhalten werden.
  • 21d verdeutlicht, dass an dem Übergang zwischen dem Substrat 16 und der Schicht 12 ebenfalls ein Riss in der Silberschicht erhalten wird.
  • Beispielsweise können für eine derartige Ausführungsform eine andere Anzahl von Pulsen, etwa 2, 4, 6 oder 8 Pulse mit einer zu bestimmenden Energiedichte verwendet werden, etwa in einem Bereich zwischen 3000 und 5000, zwischen 3500 und 4500 oder in etwa 4300 mJ/cm2. Es kann bspw. eine Rissbreite von in etwa 5 ± 1 µm erhalten werden.
  • 22 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 3100, das während des Bereitstellens des Schichtstapels in dem Schritt 110 oder als Teil dessen ausgeführt werden kann. Das Verfahren 3100 umfasst einen Schritt 3110, in welchem ein Substrat bereitgestellt wird, etwa ein Glassubstrat, ein PEN-Substrat, ein PET-Substrat oder ein beliebiges anderes geeignetes Substrat.
  • In einem Schritt 3120 erfolgt ein Ausformen der ersten Schicht 12 aus einer Silbertinte. Der Schritt umfasst ebenfalls ein Trocknen der Silbertinte. Wie es vorangehend erläutert wurde, kann das Trocknen der Silbertinte auch alternativ oder zusätzlich ein Sintern derselben zum Verbinden der Partikel der Silbertinte umfassen.
  • In einem Schritt 3130 erfolgt ein Drucken eines dielektrischen Materials auf die erste Schicht, so dass die zumindest erste Oberflächenkante auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht angeordnet ist. In einem Schritt 3140 erfolgt ein Ausformen der zweiten Schicht aus dem dielektrischen Material umfassend ein Trocknen des dielektrischen Materials. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Ausheilen der dielektrischen Schicht erfolgen.
  • Hierin beschriebene Druckverfahren ermöglichen es, zu strukturierende Schichten in beliebigen Abmessungen zu erzeugen. Insbesondere können auch Wafer-Strukturen bedruckt werden, etwa im Vielfachnutzen, d. h. mehrere identische Strukturen an mehreren oder vielen Orten des Wafers.
  • Hierin beschriebene Erläuterungen im Zusammenhang mit nicht-kontinuierlichen Rissen und kontinuierlichen Rissen basieren auf einer Kategorisierung der Risse. Risse, bei denen die zwei Hälften der Silberschicht weiterhin miteinander (elektrisch) verbunden waren, die Risse jedoch zumindest die Hälfte der Oberflächenkante durchzogen, d.h. in über 50 % der axialen Erstreckungsrichtung in der Schicht erkennbar waren, werden als nichtkontinuierliche Risse kategorisiert. Das bedeutet, es bestehen Risse, jedoch ist die Silberschicht in einem Bereich von höchstens 50% weiterhin miteinander verbunden. Als kontinuierliche Risse werden derartige Risse bezeichnet, die eine Verbindung zwischen zwei Seiten der Silberschicht vollständig durchtrennen, so dass keine Verbindung zwischen den beiden Seiten bestehen.
  • Obige Ausführungsbeispiele können genutzt werden, um eine Strukturierung/Rissbildung oder Unterbrechung eines dünnen Films zu erzeugen, der gegebenenfalls auf einem flexiblen Substrat angeordnet wird. Der Schichtstapel wird Lichtblitzen, das heißt Blitzlichtimpulsen ausgesetzt, so dass im dünnen Film Risse entstehen, und zwar genau entlang der Kante des darauf aufgebrachten dünnen Films. Bei dem dünnen Film handelt es sich beispielsweise um die Schicht 12. Die geometrischen Eigenschaften des Risses lassen sich durch Variation der Blitzlichtbehandlung, der Materialauswahl der dünnen Schicht und/oder des Substrats variieren. Dies kann auch so verstanden werden, dass auf einem Substrat eine Lösung mit Partikeln bereitgestellt wird. Diese Lösung wird beispielsweise durch eine Düsenöffnung eines Tintenstrahldruckers auf ein Substrat ausgestoßen. Hierzu eignet sich besonders die Tintenstrahl-Technologie. Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich somit auf eine induzierte Rissbildung in dünnen Schichten durch Blitzeinwirkung. Ferner beziehen sich Ausführungsbeispiele auf eine Einstellung der geometrischen Risseigenschaften durch Variation der Parameter des Lichtblitzes und der verwendeten Materialien für Substrat, zu strukturierende Schicht und die daran angeordnete Schichten, die die Oberflächenkante bereitstellen. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Einstellung der Position des Risses durch Applizieren einer weiteren dünnen Schicht, an deren Kante sich Risse in der darunterliegenden Schicht ausbilden.
  • Somit beziehen sich hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele auf einen Ansatz zur hochauflösenden Strukturierung von Silberschichten durch kontrollierte Rissausbildung. Lichtblitze werden genutzt, um Risse zu induzieren, wobei die Risse in einem trockenen und festen dünnen Metallfilm auf einem flexiblen Substrat induzierbar sind. Die Position dieser Risse kann durch das Aufdrucken eines Stressbündelers (Stress Concentrator), etwa aus dielektrischem Material, gesteuert oder definiert werden. Der Stressbündeler kann an einer Hauptseite des zu strukturierenden Metallfilms angeordnet werden. Um geringe Rissabmessungen oder Rissbreiten zu erhalten, die ungeachtet dessen in hohem Maße reproduzierbar sind, wurde der Einfluss der Materialien und der Prozessschritte oder der Prozessparameter auf die Rissausbildung untersucht und bewertet. Weiterhin kann eine Auswahl des Materials für den Stressbündeler hilfreich sein, um die Risse an der gewünschten Position entstehen zu lassen, wobei die Risse hinreichend genau definiert und reproduzierbar erzeugt werden. Die Rissbreite kann von mehreren Faktoren abhängen, wie etwa der Abmessung der zu strukturierenden Schicht, der Größe des Stressbündelers und den Parametern für die Beleuchtung, das heißt den IPL-Parametern. Risse mit einer Breite von bis zu 5 µm wurden erreicht, wobei eine geringere Rissbreite vorteilhaft sein kann. Diese Risse können als Kanal genutzt werden, um Dünnfilmtransistoren herzustellen. Alternativ können auch optische Gitter hergestellt werden.
  • Das beschriebene Tintenstrahldrucken kann als digitale Drucktechnologie verstanden werden, die flüssiges Material an dem Substrat in Form von Tropfen anordnet. Limitierungen des Tintenstrahldruckverfahrens können sich auf die hohe Auflösung des Verfahrens beziehen. Eine erzielbare Auflösung kann beispielsweise im Bereich von 20 bis 50 µm erreicht werden, wie es in [7] beschrieben ist. Eine Benetzung des Substrats durch die Tinte kann von mehreren Faktoren abhängen, wie etwa der Substrattemperatur, der Oberflächenenergie, einer Viskosität und die Oberflächenspannung der Tinte und dergleichen.
  • In hochkontrollierten Umgebungen werden ebenfalls Auflösungen von 20 bis 50 µm erzielt, wie es beispielsweise in [1] beschrieben ist. Derartige Limitierungen sind eine Herausforderung für die Implementierung, die unter Anwendung der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele überwunden werden können. Effiziente Dünnfilmtransistoren mit schnellen Schalteigenschaften und adäquaten Steuerströmen können insbesondere mit Kanallängen von 5 µm hergestellt werden, siehe [1] und [8]. Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele ermöglichen Kanäle mit derartigen Abmessungen.
  • Eine Möglichkeit, um derartige hohe Auflösungen zu implementieren, ist es, Risse zu nutzen, die als Störstellen in die gedruckten Funktionsschichten eingebracht werden. Das bedeutet, dass die Auflösungsgrenzen der Tintenstrahldrucktechnologie durch die Implementierung von Rissen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen überwunden werden können.
  • Obwohl Risse als Defekte im Bereich der Dünnfilmherstellung betrachtet werden, zeigen obige Ausführungen, dass derartige Risse in kontrollierter Umgebung als gewollte Schaltungsstrukturen nutzbar sind. Insbesondere können sie als Strukturierungsverfahren und zur Implementierung höherer Auflösungen genutzt werden. Dies kann insbesondere unter Nutzen der IPL im Zuge des Sinterns von Materialien genutzt werden, um die Rissausbildung zu steuern. Die Rissausbildung kann insbesondere in Silber-Nanopartikel-Tinte gesteuert werden, die von einer dielektrischen Tinte bedeckt wird und die als Stressbündeler genutzt wird.
  • Gegenüber einer Strukturierung mit Laser weisen hierin beschriebene Ausführungsbeispiele die Vorteile auf, dass breitbandiges Licht günstig über große Flächen und mit moderatem Energieaufwand bereitgestellt werden kann, während Laser lediglich punktförmig und schmalbandig appliziert werden können und Materialabtrag produzieren, was in Reinräumen unerwünscht ist. Ferner sind Laser flächenmäßig begrenzt und weisen einen hohen Aufwand auf. Demgegenüber ermöglichen hierin beschriebene Ausführungsbeispiele, dass eine leichte Skalierung auch auf große Flächen möglich ist und kein Material abgetragen wird, welches dann umherfliegt. Das bedeutet, dass die Rissbildung durch eine unterschiedliche Erwärmung zwischen der zu strukturierenden Schicht und der daran angeordneten dielektrischen Schicht erhalten wird. Beispielsweise kann die zu strukturierende Schicht auf eine Temperatur zwischen 800 °C und 900 °C erwärmt werden, während die dielektrische Schicht bzw. die Schicht 14 auf eine geringere Temperatur erwärmt wird, etwa 30 °C. Diese Werte sind als beispielhaft zu verstehen. Ein Einfluss auf die Rissbildung ist der Temperaturunterschied zwischen den Schichten bzw. die unterschiedliche thermische Ausdehnung. Diese kann bereits dann erhalten werden, wenn der Temperaturunterschied zwischen der ersten und zweiten Schicht zumindest 50 °C beträgt. Das bedeutet, dass das Beleuchten so ausgeführt werden kann, dass die Umwandlung des Teils der Beleuchtung in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht (12) auf eine erste Temperatur erwärmt wird und die zweite Temperatur auf eine zweite Temperatur erwärmt wird, die geringer ist, als die erste Temperatur. Der Temperaturunterschied zwischen der ersten und zweiten Temperatur beträgt zumindest 50 °C, zumindest 100 °C oder zumindest 150 °C.
  • Allgemein kann das Beleuchten so ausgeführt werden, dass die Umwandlung des Teils in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht 12 auf eine Temperatur größer als die Temperatur der zweiten Schicht 14 erwärmt wird.
  • Dies kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass der Schichtstapel umfassend die Schichten 12 und 14 so bereitgestellt wird, dass das Material der Schicht 12 eine größere Menge des von der Lichtquelle aus gesendeten Lichts absorbiert als das Material der Schicht 14.
  • Obwohl vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiele so beschrieben sind, dass die Oberflächenkante gerade ausgeführt ist, kann das Bereitstellen des Schichtstapels auch so erfolgen, dass die Oberflächenkante der zweiten Schicht einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht aufweist. So kann der Riss in der ersten Schicht einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf aufweisen, der mit dem Verlauf der Oberflächenkante übereinstimmt.
  • Eine Position und/oder ein Verlauf des Risses in der ersten Schicht kann somit im Wesentlichen mit einer Position und einem Verlauf der Oberflächenkante der zweiten Schicht auf dem Oberflächenbereich der ersten Schicht übereinstimmen.
  • Allgemein kann der Schichtstapel aber auch so bereitgestellt werden, dass die erste Schicht elektrisch leitfähig ist und so dass die zweite Schicht elektrisch isolierend ist. Zwar ist es für die Rissbildung nicht erforderlich, dass die zweite Schicht elektrisch isolierend ist, jedoch kann es dahin gehend vorteilhaft sein, als die zweite Schicht im weiteren Verlauf oder Herstellungsprozess als elektrisch isolierende Schicht nutzbar ist, etwa für die Herstellung von Dünnfilmtransistoren.
  • Die Ausdehnung des Risses entlang der Tiefenrichtung kann in einem Mittenbereich des Oberflächenbereichs ein Maximum aufweisen, das heißt zu den Rändern hin abnehmen.
  • Obwohl manche der obigen Ausführungen Bezug nehmen auf konkrete Abmessungen der Strukturen oder Risse, versteht es sich, dass basierend auf anderen und beliebig wählbaren und dimensionierbaren Abmessungen von Schichten oder Strukturen andere Abmessungen von Schichten oder Rissen erhalten werden können und obige Ausführungen lediglich exemplarisch zu verstehen sind.
  • Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden.
  • Referenzliste
    • [1] H. Sirringhaus, T. Kawase, R. H. Friend und T. Shimoda, „High-Resolution Inkjet Printing of All-Polymer Transistor Circuits," Science, Bd. 290, S. 2123-2126, 2000.
    • [2] S. H. Ko, H. Pan, C. P. Grigoropoulos, C. K. Luscombe, J. M. J. Frechet und D. Poulikakos, „All-inkjet-printed flexible electronics fabrication on a polymer substrate by low-temperature high-resolution selective laser sintering of metal nanoparticles," Nanotechnology, Bd. 18, S. 345202 (1-8), 2007.
    • [3] J.-U. Park, M. Hardy, S. J. Kang, K. Barton, K. Adair, D. K. Mukhopadhyay, C. Y. Lee, M. S. Trano, A. G. Alleyne, J. G. Georgiadis, P. M. Ferreira und J. A. Rogers, „High-resolution electrohydrodynamic jet printing," Nature materials, Bd. 6, S. 782-789, 2007.
    • [4] V. Bromberg, S. Ma und T. J. Singler, „High-resolution inkjet printing of electrically conducting lines of silver nanoparticles by edge-enhanced twin-line deposition," Applied Physics Leiters, Bd. 102, Nr. 214101, S. 1-4, 2013.
    • [5] K. H. Nam, I.H. Park und S. H. Ko, „Patterning by controlled cracking", Nature, vol. 485, Nr. Mai, S.. 221-225, 2012.
    • [6] T. Kazuhiko, „Organic thin film transistor and method of manufacturing the same“. Japan Patent 2005294286A , 20. Oktober 2005.
    • [7] N. T. Dinh, E. Sowade, T. Blaudeck, S. Hermann, R. D. Rodriguez, D. R. Zahn, S. E. Schulz, R. R. Baumann und O. Kanoun, „High-resolution inkjet printing of conductive carbon nanotube twin lines utilizing evaporation-driven self-assembly," Carbon, Bd. 96, S. 382-393, 2016.

Claims (28)

  1. Verfahren (100) zur Strukturierung einer Schicht (12) mit folgenden Schritten: Bereitstellen (110) eines Schichtstapels (20) umfassend eine erste Schicht (12) umfassend ein erstes Material und eine zweite Schicht (14) umfassend ein zweites Material, wobei der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass zumindest eine erste Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) auf einem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) angeordnet ist; Beleuchten (120) des Schichtstapels (20) mit einer gepulsten Lichtquelle (22), so dass ein Teil eines von der gepulsten Lichtquelle ausgesendeten Lichts (24) von dem Schichtstapel (20) absorbiert wird und eine Umwandlung des Teils in thermische Energie erfolgt; wobei durch das Umwandeln ein mechanischer Stress in der ersten Schicht (12) und zweiten Schicht (14) erzeugt wird, und so ein Riss (26) in der ersten Schicht (12) in einem Bereich der Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) erzeugt wird, so dass die Strukturierung der ersten Schicht (12) erhalten wird; und bei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass die Umwandlung des Teils in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht (12) auf eine Temperatur größer als die Temperatur der zweiten Schicht (14) erwärmt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Oberflächenkante (18a-b) ein Rand der zweiten Schicht (14) ist, über den die erste Schicht (12) hinausgeht.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Riss (26) ohne Materialabtrag gebildet wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel auf einem flexiblen oder starren Substrat (16) bereitgestellt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass die gepulsten Lichtquelle (22) ein breitbandiges Licht (24) bereitstellt.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass die gepulste Lichtquelle (22) zumindest einen Blitzlichtimpuls aussendet.
  7. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten (120) mit einer Anzahl von zumindest 2 Blitzlichtimpulsen ausgeführt wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass ein von der gepulsten Lichtquelle (22) ausgesendeter Blitzlichtimpuls eine zeitliche Dauer von zumindest 3 µs und höchstens 30 s aufweist.
  9. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten (120) mit einer Xenon-Lampe ausgeführt wird.
  10. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten (120) so ausgeführt wird, dass die Umwandlung des Teils in die thermische Energie so erfolgt, dass die erste Schicht (12) auf eine erste Temperatur erwärmt wird und die zweite Schicht (14) auf eine zweite Temperatur erwärmt wird, die geringer ist als die erste Temperatur, und so dass ein Temperaturunterschied zwischen der ersten und zweiten Temperatur zumindest 50°C beträgt.
  11. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass das erste Material eine größere Menge des von der gepulsten Lichtquelle (22) ausgesendeten Lichts (24) absorbiert als das zweite Material.
  12. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Bereitstellen (110) des Schichtstapels (20) so erfolgt, dass die Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf auf dem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) aufweist, so dass der Riss (26) in der ersten Schicht (12) den gekrümmten oder den polygonzugartigen Verlauf aufweist.
  13. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel (20) so bereitgestellt, dass die erste Schicht (12) höchstens unvollständig gesintert ist und während dem Beleuchten (120) eine Sinterung erfährt.
  14. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Schritte, wobei eine Position und ein Verlauf des Risses (26) in der ersten Schicht (12) im Wesentlichen mit einer Position und einem Verlauf der Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) auf dem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) übereinstimmen.
  15. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass das erste Material ein Silbermaterial umfasst und so dass das zweite Material ein dielektrisches Material umfasst.
  16. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass die erste Schicht (12) elektrisch leitfähig ist und so dass die zweite Schicht (14) elektrisch isolierend ist.
  17. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass die erste Schicht (12) eine Schichtdicke von höchstens 100 µm aufweist.
  18. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass die zweite Schicht (14) eine Schichtdicke von höchstens 100 µm aufweist.
  19. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Bereitstellen (110) des Schichtstapels folgende Schritte umfasst: Bereitstellen (3110) eines Substrats (16); Drucken einer Silbertinte auf das Substrat (16) Ausformen (3120) der ersten Schicht (12) aus der Silbertinte umfassend Trocknen der Silbertinte; Drucken (3130) eines dielektrischen Materials (3130) auf die erste Schicht (12), so dass zumindest eine erste Oberflächenkante (18a) auf dem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) angeordnet ist; Ausformen (3140) der zweiten Schicht (14) aus dem dielektrischen Material umfassend Trocknen des dielektrischen Materials.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem das Drucken der Silbertinte mit einem Tintenstrahldrucken ausgeführt wird, oder bei dem das Drucken des dielektrischen Materials mit einem Tintenstrahldrucken ausgeführt wird.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 19 oder 20, bei dem das Trocknen der Silbertinte ausgeführt wird, um eine getrocknete Silbertinte zu erhalten, und bei dem das Ausformen (3120) der ersten Schicht (12) ein Sintern der getrockneten Silbertinte umfasst.
  22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem das Drucken der Silbertinte in einem Bereich, an dem die Oberflächenkante (18a-b) angeordnet wird, in einem einzigen Durchgang gedruckt wird.
  23. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine Ausdehnung des Risses (26) entlang einer Tiefenrichtung parallel zu einer Oberflächennormale des Oberflächenbereichs (15) entlang einer lateralen Erstreckungsrichtung der Oberflächenkante veränderlich ist.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 23, bei der die Ausdehnung entlang der Tiefenrichtung in einem Mittenbereich des Oberflächenbereichs (15) ein Maximum aufweist.
  25. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Riss (26) mit einer Rissbreite entlang einer Richtung senkrecht zu einer Ersterstreckungsrichtung der Oberflächenkante und senkrecht zu einer Oberflächennormalen des Oberflächenbereichs (15) erhalten wird, die zumindest 20 nm und höchstens 5 mm beträgt.
  26. Verfahren (100) zur Strukturierung einer Schicht (12) mit folgenden Schritten: Bereitstellen (110) eines Schichtstapels (20) umfassend eine erste Schicht (12) umfassend ein erstes Material und eine zweite Schicht (14) umfassend ein zweites Material, wobei der Schichtstapel (20) so bereitgestellt wird, dass zumindest eine erste Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) auf einem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) angeordnet ist; Beleuchten (120) des Schichtstapels (20) mit einer gepulsten Lichtquelle (22), so dass ein Teil eines von der gepulsten Lichtquelle ausgesendeten Lichts (24) von dem Schichtstapel (20) absorbiert wird und eine Umwandlung des Teils in thermische Energie erfolgt; wobei durch das Umwandeln ein mechanischer Stress in der ersten Schicht (12) und zweiten Schicht (14) erzeugt wird, und so ein Riss (26) in der ersten Schicht (12) in einem Bereich der Oberflächenkante (18a-b) der zweiten Schicht (14) erzeugt wird, so dass die Strukturierung der ersten Schicht (12) erhalten wird; und wobei das Bereitstellen (110) des Schichtstapels folgende Schritte umfasst: Bereitstellen (3110) eines Substrats (16); Drucken einer Silbertinte auf das Substrat (16) Ausformen (3120) der ersten Schicht (12) aus der Silbertinte umfassend Trocknen der Silbertinte; Drucken (3130) eines dielektrischen Materials (3130) auf die erste Schicht (12), so dass zumindest eine erste Oberflächenkante (18a) auf dem Oberflächenbereich (15) der ersten Schicht (12) angeordnet ist; Ausformen (3140) der zweiten Schicht (14) aus dem dielektrischen Material umfassend Trocknen des dielektrischen Materials.
  27. Vorrichtung mit einer strukturierten Schicht (12), die einen Riss (26) aufweist, der mit einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche erhalten wurde.
  28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, bei der der Riss einen gekrümmten oder polygonzugartigen Verlauf aufweist.
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