喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物、二氧化硅系被膜的形成方法、半导体设备及太阳能电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物，其含有硅化合物、溶剂和表面调节剂，溶剂含有γ-丁内酯、沸点为80～100℃的第二溶剂以及沸点为180～230℃的第三溶剂，相对于溶剂的总质量，所述γ-丁内酯的质量比为0.2以上，相对于溶剂的总质量，第二溶剂的质量比为0.2～0.5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物，其含有硅化合物、溶剂和表面调节剂，溶剂含有γ-丁内酯、沸点为80～100℃的第二溶剂以及沸点为180～230℃的第三溶剂，相对于溶剂的总质量，所述γ-丁内酯的质量比为0.2以上，相对于溶剂的总质量，第二溶剂的质量比为0.2～0.5。【专利说明】喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物、二氧化硅系被膜的形成方法、半导体设备及太阳能电池系统
本专利技术涉及喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物、二氧化硅系被膜的形成方法、半导体设备及太阳能电池系统。
技术介绍
二氧化硅系被膜由于绝缘性、耐热性、透明性以及耐磨耗性等优异，因此在各种领域得以适用。例如，在半导体设备中，出于绝缘性、耐热性以及阻挡性的考虑，适用于配线间的绝缘膜、元件分离膜及掩模材料等用途，在液晶设备中，出于绝缘性、耐热性及透明性的考虑，适用于元件的保护膜等用途。以往，作为获得二氧化硅系被膜的一般的方法，已知有气相生长法及涂布法。在半导体领域，气相生长法广泛适应，有着可得到致密的二氧化硅系被膜等特长。但是，有需要特殊的装置、伴随着近年的处理基材的大型化而装置成本增大等问题。另一方面，涂布法有着可以比较简便的装置成膜、向大型基材的成膜也比较容易等特长。作为涂布法，可以列举旋涂、喷涂、浸溃法、辊涂法及丝网印刷法等。然而，作为形成图案化的二氧化硅系被膜的方法，光刻法成为主流。但是，采用了光刻法的图案化有着工序复杂、成本高这样的缺点。因此，近年作为可以简便廉价地形成图案的方法，研究了喷墨法(专利文献I)。喷墨法能够在所期望的位置形成所期望的图案，因此无需像光刻法那样在基板整个面上形成二氧化硅系被膜，可以极大地削减使用的材料量,因此成本方面也好、环境方面也好有着极大的优点。作为获得喷墨对应的二氧化硅系被膜形成组合物的方法，已知有以烷氧基硅烷作为原料的溶胶凝胶法(专利文献2、3)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-279134号公报专利文献2:日本特开2009-239983号公报专利文献3:日本特开2009-253127号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，如专利文献2所记载的那样，作为溶剂使用乙醇或水时，或如专利文献3所记载的那样，在100°c以下的溶剂占组成全体的70~90质量％时，重复喷墨描绘的未排出和排出的操作的话，容易引起喷嘴堵塞。量产时，由于重复这样的排出和未排出，所述以往的二氧化硅系被膜形成组合物作为可供实用的产品还不充分。此外，对于喷墨对应的二氧化硅系被膜形成组合物，使用其描绘图案时，期待描绘图案的截面形状为矩形或接近矩形。例如，使用这样的二氧化硅系被膜形成组合物来形成绝缘膜时，如果图案截面形状不为矩形的话(即，绝缘膜的膜厚在膜缘部降低)，则绝缘性会局部地降低，其结果是有时使设备特性降低。进一步地，喷墨对应的二氧化硅系被膜形成组合物有时用作掩模材料。此时，掩模材料的膜厚薄的话，则不能得到充分的掩模性，因此需要将膜厚增加一定程度。但是，在意图增加膜厚时，在用旋涂法或喷墨法等向基板上涂布二氧化硅系被膜形成组合物后，使其预固化或固化的过程中，有时产生裂纹。涂布部面内的局部裂纹有时会使设备特性降低，因此期望不产生。这样地，对于喷墨对应的二氧化硅系被膜形成组合物，要求:即使重复未排出和排出的操作，喷墨喷嘴也可不产生堵塞地进行排出，此外可形成具有更接近矩形的截面形状的描绘图案，进一步即使增加描绘图案的膜厚，在预固化及固化时，也不产生裂纹。因此，需要含有二氧化硅系被膜形成组合物的油墨在喷嘴前端部的非干燥性，和对着落时液滴润湿性的抑制，进一步即使增加膜厚也不产生裂纹的耐裂纹性。然而，全部满足这些特性是非常困难的。本专利技术的目的在于，提供一种喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物，其即使重复未排出和排出的操作也可不产生喷墨喷嘴的堵塞地进行排出，此外可形成具有更接近矩形的截面形状的描绘图案，且即使增加描绘图案的膜厚也能够抑制裂纹的产生。本专利技术的目的还在于提供一种使用了该组合物的二氧化硅系被膜的形成方法、半导体设备以及太阳能电池系统。用于解决问题的方案为了解决前述问题，本专利技术提供下述(I)及(2)所记载的喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物、下述(3)所记载的二氧化硅系被膜的形成方法、下述(4)所记载的半导体设备以及下述(5)所记载的太阳能电池系统。(I) 一种喷墨用二 氧化硅系被膜形成组合物，其含有硅化合物、溶剂和表面调节剂，所述硅化合物为将如下单体成分水解、缩聚而得到的硅化合物，所述单体成分含有:通式(I) =PhSiX3表示的化合物，式中，Ph表示也可具有取代基的苯基，X表示水解性基团，多个存在的X可以相同也可不同，通式(II) =R1nSiXpn表示的化合物，式中，R1表示碳原子数I~20的烷基，X表示水解性基团，η表示O或I的整数，多个存在的X可以相同也可不同，以及通式(III) = R22SiX2表示的化合物，式中，R2表示碳原子数I~20的有机基团，X表示水解性基团，多个存在的R2以及X各自可以相同也可不同；所述溶剂含有Y-丁内酯、沸点为80~100°C的第二溶剂以及沸点为180~230°C的第三溶剂，相对于溶剂的总质量，所述Y-丁内酯的质量比为0.2以上，相对于所述溶剂的总质量，所述第二溶剂的质量比为0.2~0.5。(2)如(I)所述的组合物，其中，所述表面调节剂为硅酮系表面调节剂。(3) 一种二氧化硅系被膜的形成方法，其具备:通过喷墨法排出(I)或(2)所述的组合物而进行图案描绘，形成描绘图案膜的工序，和使描绘图案膜固化的工序。(4) —种半导体设备,其具备:基板，和在该基板上通过(3)所述的方法而形成的二氧化硅系被膜。(5)—种太阳能电池系统，其具备(4)所述的半导体设备。专利技术效果根据本专利技术，提供一种喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物，其即使重复未排出和排出的操作也可不产生喷墨喷嘴的堵塞地进行排出，此外可形成具有更接近矩形的截面形状的描绘图案，且即使增加描绘图案的膜厚也能够抑制预固化和固化后的裂纹的产生。根据本专利技术，提供使用了该组合物的二氧化硅系被膜的形成方法、半导体设备以及太阳能电池系统。此外，对于通过本专利技术实现上述效果的理由，本专利技术人等推测如下。即，为了即使重复未排出和排出的操作也不产生油墨喷嘴的堵塞，此外可使描绘时的图案截面形状接近矩形，且即使使描绘图案的膜厚增加也可以抑制预固化和固化后的裂纹的产生，需要兼具含有喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物的油墨在喷嘴前端部的非干燥性，和对着落时的液滴润湿扩展性的抑制、以及即使厚膜较厚也不产生裂纹的耐裂纹性。为了满足这些特性，作为喷墨用二氧化硅系被膜形成组合物的溶剂，重要的是，使用含有作为低沸点成分的第二溶剂和作为高沸点成分的Y-丁内酯以及第三溶剂的混合溶剂。而且，极为重要的是，在该混合溶剂中，按照相对于溶剂的总质量，Y-丁内酯及第二溶剂的质量比为特定的数值范围的方式调整各自的含量。由此，认为主要通过Y-丁内酯和第三溶剂的作用，可高水平地达成在喷嘴前端的非干燥性，此外主要通过Y-丁内酯和第二溶剂的作用，可高水平地达成对油墨着落时的液滴润湿扩展性的抑制，进一步通过在硅氧烷骨架中含有苯基以及含有二官能的Si，可高水平地达成耐裂纹性。此外，在本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：冈田悠平，吉川贵浩，野部茂，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：
国别省市：