图案化光酸蚀刻以及由其制得的制品制造技术

本发明专利技术提供了一种制品，所述制品包括基底，所述基底包括可酸蚀刻层、水溶性聚合物基质和光酸产生剂。本发明专利技术还提供了一种图案化的方法，所述方法可提供可用于形成电活性器件的图案化层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用光酸蚀刻图案化的方法以及由其制得的制品。
技术介绍
集成电路包括诸如通过电连接连接在一起的电阻器、二极管、电 容器和晶体管之类器件的电活性组合。薄膜集成电路包括通常在半导体材料上形成的多个层，例如金属层、电介质层以及活性层。通常， 薄膜电路元件和薄膜集成电路通过如下方式产生沉积多种材料层， 然后用加成或减成法中的光刻法来使这些层图案化，加成或减成法可 包括化学蚀刻步骤以限定各电路元件。传统集成电路可直接构建在硅芯片上。最近，柔性集成电路己受 到关注。已经表明，可将半导体(例如氧化锌)沉积到玻璃或塑料基 底上，然后可将这样的玻璃或塑料基底用于构建非常有用的集成电路。 目前用于使薄膜集成电路中大部分层(例如存在于平板显示器中的那 些)图案化的方法为沉积给定材料(例如用于薄膜晶体管的半导体) 的连续层、用光致抗蚀剂涂布所述层、通过暴露于辐射使光致抗蚀剂 图案化、使光致抗蚀剂显影、然后使用干法蚀刻或湿法蚀刻工艺蚀刻 掉连续层的未保护部分，以生成图案化的电路元件。
技术实现思路
根据以上所述内容，我们认识到需要更快且涉及更少步骤的制备薄膜集成电路的方法。已经发现，可将图案化和蚀刻工艺结合为一个 步骤，不需要光致抗蚀剂显影步骤和酸蚀刻步骤。减少使薄膜集成电 路中的层图案化所需要的步骤数可显著节省成本。在一个方面，本专利技术提供包括基底的制品，该基底包括可酸蚀刻 层、水溶性聚合物基质和光酸产生剂。在另一方面，本专利技术提供图案化方法，该方法包括提供含可酸蚀 刻层以及水溶性聚合物基质的基底、提供光酸产生剂、使基底暴露于 光化辐射以及移除基质。在又一个方面，本专利技术提供使电活性器件层图案化的方法，该方 法包括提供含导电可酸蚀刻层的基底、向基底添加水溶性聚合物基质 和光酸产生剂、使器件暴露于光化辐射以及移除基质。本专利技术提供使薄膜集成电路图案化的简化的、低成本的方法，该 方法与上述传统方法相比具有较少的步骤。该方法使用从存在于水溶性聚合物基质中的光酸产生剂(PAG)产生的酸来蚀刻基底上的酸敏感涂层。当将聚合物基质暴露于辐射时，酸可以图案形式产生，该辐 射已通过使其透过掩模而被图案化。在本申请中术语一、一个和该与至少一种可互换使用，意指一种或多种被描述的要素；术语可酸蚀刻指与产生的酸反应而改变材料的物理特性的那 些材料，这些特性是例如导电性、溶解度、透明性、半透明性、色度、反射性等；术语导电性指导电或半导电的材料；术语图案、图案化的或图案化指一种或多种构造或 制备这类构造的方法，该构造可包括规则阵列或无规阵列的特征物或结构或两者的组合；以及术语水溶速率指通过下列工序测得的材料样品完全溶解所需 的实耗时间将0.5gm的样品、3ml的水加入5ml的小瓶中，将小瓶盖 上。记录样品在振动小瓶时完全溶解于水中所需的时间。样品完全溶 解的实耗时间为水溶速率。本专利技术的上述内容并非旨在描述本专利技术的每个公开的实施例或每 种具体实施形式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。 附图说明图la示出了包括制品的本专利技术的实施例，该制品包括含光酸产生 剂的聚合物基质和光掩模。图lb示出了在暴露和显影之后图la中所示的本专利技术的实施例。图2a示出了包括具有聚合物基质和包含光酸产生剂的供体层以及 光掩模的制品的本专利技术的实施例。图2b示出了在暴露和显影之后图2a中所示的本专利技术的实施例。图3为实例1的薄膜晶体管的显微照片，该薄膜晶体管在源电极 和漏电极之间具有ZnO。图4为根据本专利技术的方法蚀刻的实例1的薄膜晶体管的显微照片， 该薄膜晶体管在源电极和漏电极之间具有ZnO。图5为实例1的薄膜晶体管在光酸蚀刻之前和之后的性能特性曲 线图。具体实施例方式本文中的所有数值均可以由术语约来修饰。用端点表示的数 值范围包括该范围内包含的所有数值(例如，1至5包括1、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4禾口 5)。光酸蚀刻可用于生成图案化的制品。提供的制品包括基底、水溶性聚合物基质以及光酸产生剂，该水溶性基底包括可酸蚀刻层。使用 图案化光生酸作为蚀刻剂可容易地制造该图案化的制品。可使光酸产 生剂图案化然后暴露于光化辐射，或者可例如通过使光化辐射透过掩 模来使其图案化。本专利技术还设想了图案化光酸产生剂或被图案化的辐射的组合。制品包括基底。可用于该目的的基底包括(例如)硅晶片、玻璃 薄板、柔性玻璃以及诸如聚酰亚胺、聚酯之类的聚合物、金属箔等。 还设想基底可包括导电材料，例如薄膜电子器件的构造中用作电极的 那些。这包括诸如例如铝、铜、金和硅之类的材料。基底包括可酸蚀刻层。通常可酸蚀刻层可为沉积在基底上的绝缘 材料、导电材料或半导体材料的薄层。可酸蚀刻层可包括例如可酸蚀 刻金属层的导体。可酸蚀刻金属层包括(例如)导电金属，例如铝、 钛、银、铜和金。可酸蚀刻层还可包括导电金属氧化物或半导体金属 氧化物。可酸蚀刻的金属氧化物包括(例如)氧化锌、氧化锡、氧化 铟、铟锡氧化物以及铟-镓-锌氧化物。这些金属尤其是有用的，因为这 些金属氧化物是透明的并因而可用于制备透明电极，这些透明电极可 用于诸如发光二极管之类的发光电活性器件或诸如光伏电池之类的光 活性器件。可用于本专利技术中的其他可酸蚀刻层包括绝缘体或电介质， 例如金属氧化物和金属氮化物，例如氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二 氧化硅和氮化硅。可酸蚀刻层还可以是基底自身的表面。如本文所用的，可酸蚀刻层可指与光生酸反应而改变材料的某些 重要物理特性(例如溶解度)的材料层。然而，可改变并在术语可 酸蚀刻的的语境中的材料的其他重要物理特性包括导电性或导热性、 透明性、色度、不透明性以及反射性。可酸蚀刻层可为基底自身的表 面。例如，如果基底为玻璃，则可酸蚀刻层可为玻璃表面，当暴露于 酸(例如氢氟酸)时该玻璃表面的透明性(或反射性)可改变。制品包括水溶性聚合物基质。基质可包括诸如水溶性成膜聚合物、 溶解加速剂以及可溶于成膜剂中的固体颗粒之类的组分。当用水洗涤时，可在约30分钟或更少、约15分钟或更少、约5分钟或更少或甚 至约1分钟或更少的时间内将基质从基底中移除。快速移除基质可有 助于抑制酸扩散至未暴露的区域，酸扩散至未暴露的区域会降低图案 化区域的分辨率。基质的第一组分为水溶性成膜聚合物。合适的聚合物的M。一般可以为至少2，000，通常在2,000至400,000的范围内。成膜聚合物为可 被涂布从而生成薄的、连续的薄片材料的聚合物。成膜聚合物可提供 涂层基质，在该涂层基质内带有其他成分。尽管这种类型的聚合物是 水溶性的，但它们可慢慢溶解。合适的水溶性聚合物的水溶速率通常 在1分钟至IO小时范围内，并且一般来讲最有用的水溶性聚合物的水 溶速率为1分钟至4小时。成膜聚合物可包括(例如)聚乙烯醇(Mn 为3,000)、聚(丙烯酸)(Mn为卯，OOO或更大)以及聚乙烯基吡咯垸酮 (M。为40,000或360,000)。可使用本领域的技术人员已知的其他水 溶性成膜聚合物。本专利技术聚合物基质的第二成分可任选为溶解加速剂。该溶解加速 剂可包括水溶性化合物，该水溶性化合物还可与成膜聚合物相容并起 到加快用聚合物制备的涂层的溶解速率的作用。溶解加速剂可比聚合 物更快速地溶解在水中，并且可用的化合物为水溶速率为30分钟或更 少的那些。适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，包括：　基底，所述基底包括可酸蚀刻层；　水溶性聚合物基质；和　光酸产生剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-1 11/756,8661.一种制品，包括基底，所述基底包括可酸蚀刻层；水溶性聚合物基质；和光酸产生剂。2. 根据权利要求1所述的制品， 底的表面。3. 根据权利要求1所述的制品， 属或导电金属氧化物。4. 根据权利要求3所述的制品， 和铟锡氧化物。5. 根据权利要求1所述的制品， 成膜聚合物。其中所述可酸蚀刻层包括所述基其中所述可酸蚀刻层包括导电金其中所述金属氧化物选自氧化锌其中所述聚合物基质包含水溶性6. 根据权利要求5所述的制品，其中所述成膜聚合物包含聚乙烯 醇、聚丙烯酸和聚乙烯基吡咯烷酮中的至少一者。7. 根据权利要求6所述的制品，其中所述成膜聚合物包含聚乙烯醇。8. 根据权利要求6所述的制品，其中所述成膜聚合物包括水溶性 阻焊层。9. 根据权利要求1所述的制品，其中所述聚合物基质被图案化。10. 根据权利要求1所述的制品，其中所述聚合物基质包含所述 光酸产生剂。11. 根据权利要求io所述的制品，其中所述光酸产生剂包含三芳基锍氯化物。12. 根据权利要求1所述的制品，还包括供体层。13. 根据权利要求12所述的制品，其中所述供体层包含所述光酸 产生剂。14. 根据权利要求12所述的制品，其中所述供体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩S马奥尼，史蒂文D泰斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]