半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种半导体器件和显示器件及其制造方法，通过简化了的工艺，能够以改进了的材料效率来制作这种半导体器件和显示器件。另一目的是提供一种技术，此技术能够以良好的可控性在所需的形状中形成诸如包括在半导体器件或显示器件中的布线之类的图形。制造本发明专利技术半导体器件的方法的一个特点是包括下列步骤：形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上形成对包含导电材料的组分浸润性低的区域以及对此组分浸润性高的区域；以及用此组分在浸润性高的区域中形成导电材料。由于能够形成浸润性非常不同的各个区域（浸润性差别大的区域），故液体导电材料或绝缘材料仅仅被精确地固定到形成区。因此，能够在所需图形中精确地形成导电层或绝缘层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用印刷方法制作的。
技术介绍
薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)和采用薄膜晶体管的电路，是借助于将各种半导体、绝缘材料、导电材料之类的薄膜层叠在衬底上，然后用光刻技术恰当地形成预定的图形，来制造的。光刻技术是一种利用光将采用不透光的称为光掩模的材料形成在透明平面上的电路之类的图形转移到目标衬底的技术，此技术被广泛地用于半导体集成电路之类的制造工艺。在采用光刻技术的常规制造工艺中，包括曝光、显影、烘焙、剥离等的多阶段步骤，被要求处置由称为光抗蚀剂的光敏有机树脂材料组成的掩模图形。因此，增加了光刻步骤的数目，不可避免地提高了制造成本。为了解决上述这一问题，已经试图减少制造TFT的光刻步骤的数目(例如参考文献1日本专利公开No.H11-251259)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种技术，用此技术，能够在TFT、采用TFT的电路、或用TFT形成的显示器件的制造工艺中减少光刻步骤的数目，从而简化制造工艺，且能够以高的成品率和低的成本在边长大于1米的大面积衬底上制造TFT、采用TFT的电路、或用TFT形成的显示器件。本专利技术的另一目的是提供一种技术，用此技术，诸如包括在半导体器件或显示器件中的布线之类的组成部分，能够被形成在具有良好粘合性的所需形状中。在本专利技术中，液体组分被附着到形成区，并用烘焙、干燥等方法固化，以便形成导电层或绝缘层。在这种方法的情况下，为了改善导电层或绝缘层的形状或形成区的精度，液体组分必须以精密的方式被附着到形成区。特别是当形成用来组成电路的布线层时，布线层形成区的误差引起对电学性质的不利影响，例如短路。由于包含导电材料颗粒的液体组分处于液体形式，故受到形成区表面状态的很大影响。在本专利技术中，执行了用来控制液体组分涂敷区的浸润性的处理。确切地说，表面粗糙的层被形成在液体组分的附着区中，以便提高控制浸润性的效果。固体表面的浸润性受到表面化学性质的影响。若形成对液体组分具有低浸润性的材料，则其表面是液体组分浸润性低的区域(以下也称为低浸润性区)。另一方面，若形成对液体组分具有高浸润性的材料，则其表面是液体组分浸润性高的区域(以下也称为高浸润性区)。在本专利技术中，控制表面浸润性的处理意味着在液体组分的附着区中形成对液体组分具有不同浸润性的区域。浸润性不同的各个区域具有不同的对液体组分的浸润性，包含导电材料的组分在各个区域上的接触角彼此不同。包含导电材料的组分在其上的接触角大的区域，是浸润性较低的区域(以下也称为低浸润性区)，而其上接触角小的区域，是浸润性较大的区域(以下也称为高浸润性区)。当接触角大时，具有流动性的液体组分在区域表面上不扩展，表面推斥此组分，因而不被浸润。当接触角小时，具有流动性的液体组分在表面上扩展，表面因而被浸润得很好。因此，浸润性不同的各个区域具有不同的表面能。浸润性低的区域具有低的表面能，而浸润性高的区域具有高的表面能。除了表面的化学性质之外，浸润性还受到表面物理形状(表面粗糙性)的影响。在几何形状不均匀的粗糙表面上，存在着比平坦表面上更大的浸润性差别。换言之，借助于在表面粗糙性大的表面上形成对液体组分浸润性低的材料而得到的低浸润性区，与借助于在平坦表面上形成相同材料而得到的低浸润性区相比，呈现出对液体组分更大的推斥。以相同的方式，粗糙表面上的高浸润性区具有对液体组分更高的浸润性，并呈现出比平坦表面上的高浸润性区更高的亲液性。由于能够在表面粗糙的层上形成浸润性非常不同的各个区域(浸润性差别大的各个区域)，故液体导电材料或绝缘材料仅仅能够被精确地附着在形成区。在本专利技术中，表面粗糙的层被形成在其上附着用来形成导电层或绝缘层的液体组分的区域内。表面粗糙的层可以被形成为衬底与导电层之间的缓冲层，或可以借助于对用作支持件的如衬底那样的材料的表面进行加工来形成粗糙的表面。表面粗糙的层可以不如薄膜那样具有连续性。例如，可以借助于将颗粒状材料分散在衬底上以具有不均匀的形状，来形成粗糙的表面。可以对层的表面施加物理力或冲击，以便具有不均匀的形状，或可以用化学处理(用具有腐蚀作用的溶液进行表面腐蚀等)来局部形变(局部溶解等)，或借助于加热，来得到不均匀的形状。有机材料或无机材料可以被用作表面粗糙的层，也可以采用绝缘材料或导电材料，因为此层可以具有有效控制表面浸润性的功能。粗糙表面的不均匀形状比发射到粗糙表面的液体组分的滴珠直径足够小，粗糙表面的表面面积由于足够小的不均匀形状的存在而被增大。于是，在滴珠尺寸的尺度上可以认为粗糙表面是平坦的。液体组分在附着到表面时的滴珠直径优选为比是为确定表面粗糙度的参数的表面粗糙度值大1000倍或以上。此外，包括不均匀形状的粗糙表面对粗糙表面区(不包括不均匀形状造成的表面面积增大的面积)的表面面积比率优选为1.5或以上。浸润性的差别与各个区域的关系有关。可以借助于在粗糙表面层上选择性地形成低浸润性区，来形成浸润性不同的二种区域。借助于形成和采用掩模层来选择性地形成低浸润性材料的方法以及利用掩模层来执行表面处理以便降低浸润性的方法等，可以被用作选择性地形成低浸润性区的方法。或者，可以采用在形成低浸润性区之后选择性地消除低浸润性效果(清除或分解低浸润性材料)的方法等。作为用来改变和控制表面浸润性的一种方法，存在着借助于利用光辐照能量来分解表面材料和修正表面区而改变浸润性的方法。具有氟碳原子团(或链)的材料或包含硅烷耦合剂的材料，可以被用作浸润性低的材料。硅烷耦合剂能够形成单分子膜；以能够有效地执行分解和修正，从而在短时间内改变浸润性。此外，由于具有烷基原子团的硅烷耦合剂当被安置在衬底上时呈现出低的浸润性，故不仅能够采用具有氟碳原子团的硅烷耦合剂，而且还能够采用具有烷基原子团的硅烷耦合剂。根据本专利技术，能够形成浸润性非常不同的各个区域(浸润性差别大的各个区域)。于是，液体导电材料或绝缘材料仅仅被精确地附着到形成区。导电层或绝缘层因而能够被精确地形成在所需的图形中。注意，本说明书中的术语“半导体器件”意味着能够利用半导体性质工作的器件。能够用本专利技术来制造多层布线层或诸如具有处理器的芯片(以下称为处理器芯片)之类的半导体器件。本专利技术还能够被用于有显示功能的显示器件。采用本专利技术的显示器件包括发光显示器件和液晶显示器件等。在发光显示器件中，TFT被连接到发光元件，在发光元件中，包含有机材料或有机材料与无机材料的混合物的称为电致发光(以下称为“EL”)的发光层被插入在电极之间；液晶显示器件采用具有液晶材料的液晶元件作为显示元件。制造本专利技术半导体器件的方法的一个特点是包含下列步骤形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上方形成对包含导电材料的组分浸润性低的区域以及对此组分浸润性高的区域；以及在浸润性高的区域中用此组分形成导电层。制造本专利技术半导体器件的方法的另一个特点是包含下列步骤形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上方形成对包含绝缘材料的组分浸润性低的区域以及对此组分浸润性高的区域；以及在浸润性高的区域中用此组分形成绝缘层。制造本专利技术半导体器件的方法的另一个特点是包含下列步骤形成具有粗糙表面的层；在具有粗糙表面的层上方形成具有氟碳原子团的材料；用光选择性地辐照具有氟碳原子团的材料，以便形成第一区域和对包含导电材料的组分浸润性高于第一区域的第二区域；以及在第二区域中用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括：形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上方，形成对包含导电材料的组分具有低浸润性的区域以及对此组分具有高浸润性的区域；以及用此组分在浸润性高的区域中形成导电层。

【技术特征摘要】
JP 2004-12-17 2004-3664301.一种制造半导体器件的方法，包括形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上方，形成对包含导电材料的组分具有低浸润性的区域以及对此组分具有高浸润性的区域；以及用此组分在浸润性高的区域中形成导电层。2.一种制造半导体器件的方法，包括形成具有粗糙表面的层；在粗糙表面上方，形成对包含绝缘材料的组分具有低浸润性的区域以及对此组分具有高浸润性的区域；以及用此组分在浸润性高的区域中形成绝缘层。3.一种制造半导体器件的方法，包括形成具有粗糙表面的层；在具有粗糙表面的层上方，形成具有氟碳原子团的材料；用光选择性地辐照具有氟碳原子团的材料，以便形成第一区域和第二区域，与第一区域相比，第二区域对包含导电材料的组分具有更高的浸润性；以及用此组分在第二区域中形成导电层。4.一种制造半导体器件的方法，包括形成具有粗糙表面的层；在具有粗糙表面的层上方，选择性地形成掩模层；在具有粗糙表面的层和掩模层上方形成具有氟碳原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：森末将文，前川慎志，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]