具备保护膜的薄膜晶体管基板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜晶体管基板，其为具备保护膜的薄膜晶体管基板，可赋予高的驱动稳定性。一种薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管基板包含薄膜晶体管、以及将薄膜晶体管包覆的由硅氧烷组合物的固化物形成的保护膜，薄膜晶体管具有包含氧化物半导体的半导体层，硅氧烷组合物含有聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂。

Thin Film Transistor Substrate with Protective Film and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具备保护膜的薄膜晶体管基板及其制造方法
本专利技术涉及具备保护膜的薄膜晶体管基板及其制造方法。
技术介绍
近年来，对于高分辨率显示器，正在活跃地开发着使用以非晶InGaZnO为代表的氧化物半导体的薄膜晶体管。与在液晶显示器中使用的非晶硅薄膜晶体管相比较而言，氧化物半导体显现电子迁移率大、ON/OFF比大等优异的电特性，因而期待成为有机EL显示器的驱动元件、省电元件。在对于显示器的开发中，特别是，保持作为晶体管而言的元件作动稳定性与在大面积基板上的均匀性成为重要的课题。关于在元件作动稳定性上极其重要的要素，存在有保护氧化物半导体层不受外部气氛的损害的绝缘膜。然而，作为这样的绝缘膜，主要使用着在以往的使用非晶硅的薄膜晶体管中应用的保护用绝缘膜(专利文献1和2)，存在有没有充分发挥氧化物半导体本质上具有的物性的担忧。而且，可认为这成为使用氧化物半导体的薄膜晶体管的性能受限制的主要原因之一。氧化物半导体中的保护膜必须抑制水分、氢、氧等的侵入。这些杂质的侵入显著地改变氧化物半导体的导电性，引起阈值的变动等而阻碍作动稳定性。从这样的观点考虑，关于以往的保护用绝缘膜，主要是以单层或者多层适用利用了化学气相沉积法(CVD)、溅射等物理气相沉积法(PVD)而得到的SiOx、SiNx、SiONx等。关于用于成膜出这些高阻隔(barrier)性的无机膜的CVD等制造工艺，存在有对使用了氧化物半导体的薄膜晶体管的基底层即、氧化物半导体造成损坏的担忧。具体而言，作为利用真空蒸镀装置形成的以往的保护膜，存在有SiO2膜、SiN膜，但由于这些膜是通过利用等离子体等将原料气体分解而成膜，因而在该制作工艺中，利用等离子体而产生的离子种有时会对氧化物半导体表面造成损坏，有时会使得膜特性发生劣化。另外存在有如下的担忧：在制造氧化物半导体元件之时，因各种各样的化学溶液、干法蚀刻等工艺而使得氧化物半导体进一步劣化。因此，作为不受工序的伤害的保护，一并适用着蚀刻阻挡层(etchstopper)等保护膜(专利文献3)。另外，在使用了这样的以气体为原料的成膜方法的情况下，在制成大屏幕的显示器之时，不易成膜出均匀的保护膜。因此，为了解决这样的问题点，因而提出了利用涂布法而成膜出保护膜，例如，还提出了使用了硅氧烷树脂的涂布型保护膜(专利文献1)，但是驱动稳定性留有更进一步改良的余地。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-146332号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的课题本专利技术人等对解决上述那样的课题的方法进行研究，获得了如下的见解：使用包含含氟化合物的特定的硅氧烷组合物而形成保护膜，在加热固化后进行适当的追加加热以及退火时，则可赋予薄膜晶体管基板以更高的驱动稳定性。本专利技术基于相关的见解而完成。因此，本专利技术的目的在于提供一种薄膜晶体管基板，其为具备包含氟的保护膜的薄膜晶体管基板，可赋予高的驱动稳定性。另外，本专利技术的目的在于提供一种制造方法，其为具备包含氟的保护膜的薄膜晶体管基板的制造方法，可更简便地赋予更高的驱动稳定性。另外，本专利技术的另一目的在于提供在该制造方法中使用的硅氧烷组合物。用于解决课题的方案本专利技术的薄膜晶体管基板的特征在于，其为包含薄膜晶体管、以及包覆前述薄膜晶体管的由硅氧烷组合物的固化物形成的保护膜的薄膜晶体管基板，前述薄膜晶体管具有包含氧化物半导体的半导体层，前述硅氧烷组合物含有聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂，前述聚硅氧烷是包含由以下的通式(Ia)表示的重复单元的聚硅氧烷式中，R1表示：氢；1～3价的碳原子数1～30的直链状、分支状或者环状的饱和或者不饱和的脂肪族烃基；或者1～3价的碳原子数6～30的芳香族烃基，在前述脂肪族烃基以及前述芳香族烃基中，1个以上的亚甲基是非置换的、或者被氧基、酰亚胺基或者羰基置换，1个以上的氢是非置换的、或者被氟、羟基或者烷氧基置换，且1个以上的碳是非置换的、或者被硅置换，在R1为2价或3价的情况下，R1将多个重复单元中所含的Si彼此进行连结。另外，本专利技术的薄膜晶体管基板的制造方法是前述薄膜晶体管基板的制造方法，其特征在于，包含以下的工序：准备硅氧烷组合物的工序，将前述硅氧烷组合物涂布于薄膜晶体管而形成保护膜前体层的工序，将前述保护膜前体层进行加热固化而形成保护膜的工序，将所形成的保护膜进一步进行追加加热的工序，以及将具备前述保护膜的薄膜晶体管进行退火处理的工序；所述硅氧烷组合物含有聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂，前述聚硅氧烷包含(I)由以下的通式(Ia)表示的重复单元：式中，R1表示：氢；1～3价的碳原子数1～30的直链状、分支状或者环状的饱和或者不饱和的脂肪族烃基；或者1～3价的碳原子数6～30的芳香族烃基，在前述脂肪族烃基以及前述芳香族烃基中，1个以上的亚甲基是非置换的、或者被氧基、酰亚胺基或者羰基置换，1个以上的氢是非置换的、或者被氟、羟基或者烷氧基置换，且1个以上的碳是非置换的、或者被硅置换，在R1为2价或3价的情况下，R1将多个重复单元中所含的Si彼此进行连结。此外，本专利技术的薄层晶体管基板制造用硅氧烷组合物的特征在于，含有聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂，前述聚硅氧烷包含(I)由以下的通式(Ia)表示的重复单元：式中，R1表示：氢；1～3价的碳原子数1～30的直链状、分支状或者环状的饱和或者不饱和的脂肪族烃基、或者1～3价的碳原子数6～30的芳香族烃基，在前述脂肪族烃基以及前述芳香族烃基中，1个以上的亚甲基是非置换的、或者被氧基、酰亚胺基或者羰基置换，1个以上的氢是非置换的、或者被氟、羟基或者烷氧基置换，且1个以上的碳是非置换的、或者被硅置换，在R1为2价或3价的情况下，R1将多个重复单元中所含的Si彼此进行连结。专利技术的效果本专利技术可提供一种薄膜晶体管基板，其对于电压应力、光应力、光/电压应力而显现高的稳定性。另外，根据本专利技术的方法，可简便地制造具有在以往的涂布型保护膜方面不易实现的相对于应力的高稳定性的薄膜晶体管，进一步由于在制造工序中不需真空装置等，因而也可大幅地提高生产率。此外，根据本专利技术的组合物，可形成稳定性高于以往的涂布型保护膜的保护膜。附图说明图1是表示本专利技术的具备保护膜的薄膜晶体管基板的一个形态(实施例1)的示意图。图2是表示本专利技术的具备保护膜的薄膜晶体管基板的其它的一个形态的示意图。图3是表示本专利技术的具备保护膜的薄膜晶体管基板的其它的一个形态的示意图。具体实施方式对于本专利技术的实施方式，一边参照附有的附图一边如以下那样详细说明。首先，图1示出了利用本专利技术的制造方法形成出的具备保护膜的薄膜晶体管基板1的一个形态。在图1中，在栅极层2之上形成栅极绝缘层3，在其上形成了金属氧化物半导体层4。进一步在金属氧化物半导体层4的两端，按照与栅极绝缘层3相接的方式分别形成源极5与漏极6。另外，虽然未图示，但是也可在金属氧化物半导体层4之上形成了蚀刻阻挡层。保护膜7按照将这些金属氧化物半导体层4、源极5、以及漏极6覆盖的方式形成。关于其它的实施方式，例如，也可同样地适用具有经由保护膜7上的接触孔9而形成了与氧化物半导体层4接触的源极5以及漏极6这样的结构的薄膜晶体管基板(图2)、或者顶栅(topgate)结构的薄膜晶体管基板。又，此处所示的结构仅仅是例示，根据本专利技术的制造方法，也可制造具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管基板包含：薄膜晶体管、以及包覆所述薄膜晶体管的由硅氧烷组合物的固化物形成的保护膜，所述薄膜晶体管具有包含氧化物半导体的半导体层，所述硅氧烷组合物含有：聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂，所述聚硅氧烷是包含由以下的通式(Ia)表示的重复单元的聚硅氧烷：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.28 JP 2016-2305601.一种薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管基板包含：薄膜晶体管、以及包覆所述薄膜晶体管的由硅氧烷组合物的固化物形成的保护膜，所述薄膜晶体管具有包含氧化物半导体的半导体层，所述硅氧烷组合物含有：聚硅氧烷、含氟化合物、以及溶剂，所述聚硅氧烷是包含由以下的通式(Ia)表示的重复单元的聚硅氧烷：式中，R1表示：氢；1～3价的碳原子数1～30的直链状、分支状或者环状的饱和或者不饱和的脂肪族烃基；或者1～3价的碳原子数6～30的芳香族烃基，在所述脂肪族烃基以及所述芳香族烃基中，1个以上的亚甲基是非置换的、或者被氧基、酰亚胺基或者羰基置换，1个以上的氢是非置换的、或者被氟、羟基或者烷氧基置换，且1个以上的碳是非置换的、或者被硅置换，在R1为2价或3价的情况下，R1将多个重复单元中所含的Si彼此进行连结。2.根据权利要求1所述的基板，其中，所述聚硅氧烷进一步包含由以下的通式(Ib)表示的重复单元：3.根据权利要求1或2所述的基板，其中，所述含氟化合物为含氟表面活性剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板，其中，所述含氟化合物是下述式(M)：R4Si(OR5)3(M)式中，R4是碳原子数1～8的完全地或者部分地被氟取代的烃基，R5表示碳原子数1～5的烷基。5.根据权利要求1～4中任一项所述的基板，其中，所述含氟化合物为感光剂。6.根据权利要求1～5中任一项所述的基板，其中，所述感光剂进一步包含不包含氟原子的感光剂。7.根据权利要求1～6中任一项所述的基板，其中，在所述硅氧烷组合物中，源自所述含氟化合物的氟原子的数量相对于源自所述聚硅氧烷的硅原子的数量之比为0.002～0.4。8.根据权利要求1～7中任一项所述的基板，其中，所述聚硅氧烷包含聚硅氧烷(I)与聚硅氧烷(II)，所述聚硅氧烷(I)是通过在碱性催化剂的存在下将由下述式(ia)表示的硅烷化合物、以及由下述式(ib)表示的硅烷化合物进行水解以及缩合而获得的聚硅氧烷，预烘烤后的膜可溶于5质量％四甲基氢氧化铵水溶液，其溶解速度为/秒以下，R1’[Si(ORa)3]p(ia)Si(ORa)4(ib)式中，R1’表示：氢；1～3价的碳原子数1～30的直链状、分支状或者环状的饱和或者不饱和的脂肪族烃基；或者1～3价的碳原子数6～30的芳香族烃基，在所述脂肪族烃基以及所述芳香族烃基中，1个以上的亚甲基是非置换的、或者被氧基、酰亚胺基或者羰基置换，1个以上的氢是非置换的、或者被氟、羟基或者烷氧基置换，且1个以上的碳是非置换的、或者被硅置换，Ra表示碳原子数1～10的烷基；所述聚硅氧烷(II)是通过在酸性或者碱性催化剂的存在下至少将上述通式(ia)的硅烷化合物进行水解以及缩合而获得的聚硅氧烷，预烘烤后的膜可溶于2.38质量％四甲基氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦冈行治，石河泰明，吉田尚史，谷口克人，野中敏章，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE