电器、半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

在目前情形中，在制造过程大量使用了旋转涂敷的薄膜制备方法。随着将来基板尺寸的增大，使用旋转涂敷的薄膜制备方法在批量生产方面具有不利的方面，因为用于旋转大尺寸基板的机械装置变大并存在大量的材料溶液损耗或废液。根据本发明专利技术，在半导体装置制造过程中，通过小滴释放选择性地释放光敏导电材料溶液，选择性地曝光于激光等，并进行显影，由此可以实现精微导电图形。因为缩短了图形化过程并可减小导电图形制备过程中使用的材料量，本发明专利技术可以大幅减小成本。因此，本发明专利技术可以应用于制造大尺寸基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体装置以及制造该半导体装置的方法，该半导体装置具有包含薄膜晶体管(下文中称为TFT)的电路。更具体而言，本专利技术涉及安装有电光装置的电器，其中该电光装置以具有有机发光元件的发光显示装置或液晶显示面板为代表。这里使用的术语“半导体装置”是指通常可以通过利用半导体特性进行工作的装置，例如电光装置、半导体电路、以及电器。
技术介绍
近年来，使用形成于具有绝缘表面的基板上的半导体薄膜制备薄膜晶体管(TFT)的技术已经引起重视。薄膜晶体管广泛应用于诸如IC或电光装置之类的电子装置，特别地发展成用于图像显示装置的开关元件。作为图像显示装置，液晶显示装置通常是公知的。和无源矩阵液晶显示装置相比，有源矩阵液晶显示装置更经常用作图像显示装置，因为有源矩阵显示装置可以获得比无源矩阵显示装置更为清晰的图像。在有源矩阵液晶显示装置中，通过驱动排列成矩阵配置的像素电极而在屏幕上形成显示图形。具体而言，在选定的像素电极以及与该像素电极相对应的对置电极之间施加电压时，夹在该像素电极与对置电极之间的液晶层出现光学调制，观察者将该光学调制识别为显示图像。传统上所采用的有效地进行批量生产的制造技术为，从一个母体玻璃基板剪下多个液晶显示面板。该母体玻璃基板的尺寸从20世纪90年代第一代的300×400mm增大到21世纪初第四代的680×880mm或730×920mm。同时制造技术得到发展，使得可以从一个基板获得多个显示面板。近年来，已经开始了对具有EL元件作为自发光发光元件的的发光装置的研究。该发光装置也称为有机EL显示或有机发光二极管。由于适用于电影显示的高速响应速度、低电压、低功耗驱动等特性，这些发光装置在新一代蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、或下一代显示器中的应用已经引起关注。EL元件包含阳极、阴极、以及夹在该阳极和阴极之间包含用作发光层的有机化合物的层(下文中称为EL层)。一旦对该阳极和阴极施加电压，从该EL(电致发光)层发射光线。从该EL元件可以获得从单重激发态返回到基态时出现的荧光以及从三重激发态返回到基态时出现的磷光。有源矩阵显示装置的应用范围已经得到扩展。随着屏幕尺寸增大，对高清晰度、高开口率、高可靠性的要求随之增大。未审查专利公开No.2000-298446公开了可以通过形成包含多个平铺面板的一个显示屏幕而实现的大尺寸显示器。然而，由于使用了多个面板，该大尺寸显示器需要高成本以及独特的驱动方法。在屏幕尺寸增大的同时，提高生产率并减小成本的要求也增加。未审查专利公开No.2000-188251公开了使用一种装置在半导体晶片上形成薄膜的技术，该装置能够以小直径线的形式连续地释放抗蚀剂溶液从而改善用于制备薄膜的溶液的成品率。
技术实现思路
在目前情形下，在制造过程中广泛地使用一种采用旋转涂敷的薄膜制备方法。随着将来基板尺寸的进一步增大，使用旋转涂敷的薄膜制备方法在批量生产方面具有不利的方面，因为用于旋转大尺寸基板的机械装置变大并存在大量的材料溶液损耗或废液。在矩形基板旋转涂敷材料溶液的情形中，涂敷的薄膜趋于不平整，即，涂敷薄膜趋于出现每一个均以旋转轴为中心的圆形点。本专利技术提供一种使用小滴释放(dropletdischarging)方法的制造工艺，所述小滴释放方法适用于在大规模生产中制造大尺寸基板。鉴于前述问题，本专利技术的目标是提供一种使用由小滴释放方法形成的布线的大屏幕显示器及其制造方法。本专利技术的另一个目标是提供一种发光装置，其中通过小滴释放方法形成具有预期电极宽度的布线并将沟道长度为10μm或更短的TFT布置在像素中。本专利技术的另外一个目标是提供一种液晶显示装置，其中通过小滴释放方法形成具有预期电极宽度的布线并将沟道长度为10μm或更短的TFT布置在像素中。根据本专利技术，通过小滴释放选择性地释放光敏导电材料溶液，选择性地曝光于激光，并进行显影，由此可以实现精微布线图形。本专利技术可以大幅减小成本，因为缩短了图形化过程并可减小导电图形制备过程中使用的材料数量。因此，本专利技术可以应用于制造大尺寸基板。该导电材料溶液包含诸如Ag、Au、Cu、Ni、Al或Pt的金属或合金；以及包含有机高分子树脂的光敏树脂、光聚合引发剂、光聚合、或溶剂。可以使用酚醛清漆树脂、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸共聚物、纤维素衍生物、环橡胶树脂等作为该有机高分子树脂。光敏材料可以主要地划分为负型和正型。使用负型光敏材料时，被曝光部分产生化学反应，且由于显影液作用只留下发生化学反应的部分，接着形成图形。使用正型光敏材料时，被曝光部分产生化学反应，且发生化学反应的部分被溶解，接着只留下未被曝光部分，接着形成图形。另外，由于布线的宽度是由激光辐射的精度决定的，可以获得预期的布线宽度，而与液滴的粘性或数量或者喷嘴直径无关。通常，布线宽度根据喷嘴释放的材料溶液与基板之间的接触角而变化。例如，典型喷墨装置中直径为50μm×50μm的喷嘴所释放的小滴数量为30至200pl，所获得的布线宽度为60至300μm。根据本专利技术，通过激光曝光可以获得宽度窄的布线(例如电极宽度为3μm至10μm)。直径比典型喷嘴小的喷嘴所释放的材料溶液量为0.1至40pl，所获得的布线宽度为5至100μm。使用小滴释放方法形成布线图形时，可从喷嘴以点的形式间歇地逐滴释放导电材料，或者以带状形式连续地释放导电材料。在本专利技术中，通过以点或带的形式释放导电材料，可以恰当地形成导电图形。在形成宽度相对较大的布线图形时，通过以带状的形式释放导电材料而形成布线的方法可以获得更高的生产率。在通过小滴释放形成布线图形之前，优选地在基板的整个表面或选定区域上形成用于改善粘合性的基底层。或者，进行基底预处理。作为基底层的形成方法，可以执行通过喷射或溅射的方法在整个表面上滴下光催化材料(氧化钛(TiOx)、钛酸锶(SrTiO3)、硒化镉(CdSe)、钽酸钾(KTaO3)、硫化镉(CdS)、氧化锆(ZrO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO3))的处理。或者，可执行通过喷墨或溶胶凝胶选择性形成有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸、或者使用一种材料的涂层绝缘膜，该材料具有由硅(Si)-氧(O)键形成的骨架，且该材料包含选自包括氢、氟化物、烷基、以及芳香烃的组中至少一个作为取代基)的处理。光催化物质是指具有光催化功能的物质，该物质受到紫外区域的光线(波长为400nm或更小，优选地，380nm或更小)辐射时会产生光催化活性。如果使用以喷墨方法为代表的小滴释放方法将混合到溶剂的导体释放到光催化物质上，则可以实现精微绘制。在向TiOx发射光线之前，TiOx具有亲脂性但没有亲水性，即TiOx具有脱水性。通过光辐射，TiOx产生光催化活性并失去亲脂性。另外，根据光线辐射时间，TiOx能够同时具有亲脂性和亲水性。通过将过渡金属(Pd、Pt、Cr、Ni、V、Mn、Fe、Ce、Mo、W等)掺杂到光催化物质中，由于可见光范围内(波长为400至800nm)的光，可以提高光催化活性或者产生光催化活性。由于可由光催化物质决定光波长，光辐射指发射波长能够产生光催化物质的光催化活性的光。使用以喷墨方法为代表的小滴释放方法同时进行光辐射，可以释放混合到溶剂中的导体。在整个表面上形成可由激光波长产生光催化活性的光催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，包括：通过小滴释放将包含光敏材料的导电材料释放到基板的绝缘表面上，形成第一导电薄膜图形；选择性地将该第一导电薄膜图形曝光于激光；以及通过显影被曝光的第一导电薄膜图形而形成第二导电薄膜图形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川慎志，山崎舜平，小路博信，
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]