射频标签及其制作工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种射频标签及其制作工艺，其中，射频标签的制作工艺包括以下步骤：提供柔性衬底，柔性衬底包括天线区和芯片区；在柔性衬底上沉积导电薄膜，并通过刻蚀工艺在天线区形成天线，在芯片区形成金属氧化物薄膜晶体管的金属电极。本发明专利技术的射频标签，包括柔性衬底以及在柔性衬底上一体成型的天线和金属氧化物薄膜晶体管的金属电极，应用于物流自动分拣系统。本发明专利技术在柔性衬底上同时集成了天线和金属氧化物薄膜晶体管芯片的金属电极，结构稳定，不易折断，而且满足低成本的要求，可以重复使用，更好地满足了物流、运输等行业的使用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种射频标签及其制作工艺。
技术介绍
随着智能手机以及移动支付的普及，中国电子商务飞速发展起来，带动着物流行业呈爆炸式增长，全国日平均快递单从2013年的3000件增到如今的5000万件。由于市场容量足够大，越来越多的快递公司涌进来分一杯羹，各公司之间的竞争渐趋于白热化，成本也越压越低。因此，为了提升市场竞争力，降低人力成本和提高作业效率，急需建立一套更先进更有效的物流自动分拣系统。在现有的物流自动分拣系统中，射频标签(又称电子标签)作为核心部件起到了举足轻重的作用。由于射频标签具有非接触性、各项同性等特点，分拣中心可以准确读取传送带上附在包裹上的射频标签，再将它传送到相应的区域进行装配。所以，使用射频标签可以极大地提高物流分拣的效率。但是，目前射频标签通常采用的射频标签是单晶硅衬底，材料价格比较昂贵，而且通过高耗能的CMOS工艺实现，其整体成本较高；而且芯片本身需要通过粘合胶固定在基底上，容易发生折断，通常只能使用一次。所以，现有的射频标签无论是从成本还是结构上均难以满足物流、运输等行业的需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，克服现有技术水平的缺点和不足，本专利技术提供一种射频标签及其制作工艺，通过在柔性衬底上将金属氧化物薄膜晶体管与天线一体化集成，实现低成本的射频标签。本专利技术提供的射频标签的制作工艺，包括以下步骤：提供柔性衬底，所述柔性衬底包括天线区和芯片区；在所述柔性衬底上沉积导电薄膜，并通过刻蚀工艺在所述天线区形成天线，在所述芯片区形成金属氧化物薄膜晶体管的金属电极。作为一种可实施方式，本专利技术提供的射频标签的制作工艺，还包括以下步骤：在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的金属电极之后，在所述芯片区沉积金属氧化物薄膜，并通过刻蚀工艺形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层；在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层之后，沉积形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层；在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层之后，沉积导电薄膜，形成导电引线层和所述金属氧化物薄膜晶体管的栅极。作为一种可实施方式，所述导电薄膜的材料为金属和/或透明导电氧化物。作为一种可实施方式，所述金属氧化物薄膜的材料为氧化锌、氧化铟、氧化铜、氧化锡，或是由锌、铟、锡、镓、钛、铝、银以及铜中的两种或两种以上组成的复合氧化物。作为一种可实施方式，所述柔性衬底的材料为玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、或聚酰亚胺薄膜。作为一种可实施方式，所述沉积过程的工艺温度要求为400摄氏度以下。作为一种可实施方式，所述金属氧化物薄膜的厚度小于50纳米。作为一种可实施方式，所述沉积过程采用的是磁控溅射法、化学气相沉积、热蒸发、原子层沉积、脉冲激光沉积、化学溶液以及外延生长中的一种或多种。相应地，本专利技术还提供一种射频标签，包括衬底，以及在所述衬底上生长的天线和金属氧化物薄膜晶体管；所述衬底为柔性衬底；所述天线与所述金属氧化物薄膜晶体管的金属电极一体成型。作为一种可实施方式，所述衬底的材料为聚二甲基硅氧烷或者聚酰亚胺薄膜。本专利技术提供的射频标签，应用于物流自动分拣系统。本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：本专利技术提供的射频标签及其制作工艺，采用同时沉积并且刻蚀电极层和天线层的方法，在柔性衬底上同时集成了天线和金属氧化物薄膜晶体管的金属电极，从而避免使用硅基材料，同时减少了单独制造天线的成本，以及芯片与天线之间的连接成本，满足低成本的要求。而且使用柔性衬底，天线和金属电极一体成型，结构稳固，不易折断，可以重复使用，更好地满足了物流、运输等行业的使用需求。附图说明图1为传统的射频标签的结构示意图；图2为图1所示的传统的射频标签的封装结构示意图；图3为本专利技术提供的射频标签的制作工艺的一实施例的流程图；图4a、图4b、图4c以及图4d为本专利技术提供的射频标签的制作工艺的另一具体实施例的示意图；图5是本专利技术提供的射频标签的一实施例的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。图1为传统的射频标签(也称，RFID标签)的结构示意图，其主要由外围天线2和内部芯片1组成，附着在塑料或基底4上。天线一端与芯片1直接相连，天线另一端通过引线3与芯片1相连接。其封装方式如图2所示，芯片1与天线2两端通过电极贴合实现电连接，同时，芯片1通过粘合胶6固定在基底4上，结构不稳固，容易发生折断。芯片1的厚度一般约为550微米，天线2需要单独制作在基底4上，然后再进行贴合。由于受结构和封装工艺的限制，使得传统的射频标签选用的硅基材料、封装工艺、以及天线材料等成本都很高，而且容易发生折断，难以满足低成本、多次使用的要求。基于此，本专利技术提供了一种射频标签的制作工艺，如图3所示，包括以下步骤：S100、提供柔性衬底，柔性衬底包括天线区和芯片区；S200、在柔性衬底上沉积导电薄膜，并通过刻蚀工艺在天线区形成天线，在芯片区形成金属氧化物薄膜晶体管的金属电极。作为一种可实施方式，本专利技术提供的射频标签的制作工艺，还包括以下步骤：S300、在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的金属电极之后，在所述芯片区沉积金属氧化物薄膜，并通过刻蚀工艺形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层；S400、在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层之后，沉积形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层；S500、在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层之后，沉积导电薄膜，形成导电引线层和所述金属氧化物薄膜晶体管的栅极。上述导电薄膜的材料为金属、或者透明导电氧化物、或者金属与透明导电氧化物的组合。例如可以为铝、钼、铬等。金属氧化物薄膜的材料为氧化锌、氧化铟、氧化铜、氧化锡，或是由锌、铟、锡、镓、钛、铝、银以及铜中的两种或两种以上组成的复合氧化物。柔性衬底的材料为玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、或聚酰亚胺薄膜。沉积过程可以采用磁控溅射法、化学气相沉积、热蒸发、原子层沉积、脉冲激光沉积、化学溶液以及外延生长中的一种或多种。本专利技术通过在柔性衬底上分区同时集成天线和金属氧化物薄膜晶体管的金属电极，避免使用硅基材料，同时减少了单独制造天线的成本，以及芯片与天线之间的连接成本，满足低成本的要求。而且使用柔性衬底，天线和金属氧化物薄膜晶体管的金属电极一体成型，芯片结构稳固，不易折断，可以重复使用，更好地满足了物流、运输等行业的使用需求。具体地，本专利技术实施例一：首先，将柔性衬底100划分为天线区和芯片区，在柔性衬底100上沉积一层导电薄膜，在天线区刻蚀形成天线200，在芯片区刻蚀形成源漏区300，即金属电极，源极和漏极，如图4a所示；接下来，在图4a所示的结构上沉积金属氧化物薄膜，并通过刻蚀工艺形成有源层400(金属氧化物薄膜晶体管的沟道区)，如图4b所示；在图4b所示的结构上沉积形成栅介电层500(金属氧化物薄膜晶体管的栅绝缘层)，如图4c所示；最后，在图4c所示的结构上沉积一导电引线层600，如图4d所示，导电引线层600的一部分作为栅极，通过通孔与天线200的另一端连接。上述沉积过程的工艺温度要求为400摄氏度以下，若采用磁控溅射法和化学溶液法甚至可以在室温下进行。本实施例中沉积的导电薄膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频标签的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：提供柔性衬底，所述柔性衬底包括天线区和芯片区；在所述柔性衬底上沉积导电薄膜，并通过刻蚀工艺在所述天线区形成天线，在所述芯片区形成金属氧化物薄膜晶体管的金属电极。

【技术特征摘要】
1.一种射频标签的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：提供柔性衬底，所述柔性衬底包括天线区和芯片区；在所述柔性衬底上沉积导电薄膜，并通过刻蚀工艺在所述天线区形成天线，在所述芯片区形成金属氧化物薄膜晶体管的金属电极。2.根据权利要求1所述的射频标签的制作工艺，其特征在于，还包括以下步骤：在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的金属电极之后，在所述芯片区沉积金属氧化物薄膜，并通过刻蚀工艺形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层；在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的有源层之后，沉积形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层；在形成所述金属氧化物薄膜晶体管的栅介电层之后，沉积导电薄膜，形成导电引线层和所述金属氧化物薄膜晶体管的栅极。3.根据权利要求1所述的射频标签的制作工艺，其特征在于，所述导电薄膜的材料为金属和/或透明导电氧化物。4.根据权利要求2所述的射频标签的制作工艺，其特征在于，所述金属氧化物薄膜的材料为氧化锌、氧化铟、氧化铜、氧化锡...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓青，
申请(专利权)人：杭州潮盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33