電子器件及其制造方法
【專利說明】電子器件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請基于2014年3月19日提交的日本專利申請N0.2014-057008并要求其優(yōu)先權(quán)益，通過引用將該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請公開了電子器件及其制造方法。本文描述的實施例總地涉及具有使用有機半導(dǎo)體的薄膜晶體管的電子器件以及該電子器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]作為其中電子器件形成在具有大面積襯底上的系統(tǒng)，已知薄膜晶體管(TFT)形成在襯底上以構(gòu)成有源矩陣、電路等等。特定地，期望通過使用有機半導(dǎo)體而使用印刷技術(shù)形成電極、半導(dǎo)體等的圖案，藉此可以低成本在柔性襯底上以低溫形成電子器件。
[0005]作為有機薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)，通過在下層形成源和漏電極、在其上形成半導(dǎo)體層、形成柵絕緣層、并進一步形成柵電極而制造出的頂柵底部接觸式結(jié)構(gòu)是一種交錯結(jié)構(gòu)，其中柵電極以及源和漏電極經(jīng)由半導(dǎo)體排列，并因此認(rèn)為易于獲得TFT特性。
[0006]當(dāng)由有源矩陣驅(qū)動液晶、電泳粒子、有機EL材料等時，需要柵絕緣層打開并在各層彼此之間建立電連接，因為在頂柵底部接觸式結(jié)構(gòu)中源和漏電極存在于柵絕緣層之下。此外，當(dāng)形成諸如移位寄存器之類的電子電路時，需要將柵電極連接至源和漏電極，并且要求在柵絕緣層和層間連接中形成通孔。
[0007]在絕緣層內(nèi)形成通孔的方法的示例包括所謂的光刻方法，其中暴露并顯影抗蝕劑并通過將抗蝕劑用作掩模來加工該層；以及其中通過針等提供溶劑以局部地溶解絕緣層藉此實現(xiàn)連接的方法。
[0008]然而，光刻方法具有步驟復(fù)雜的問題，這增加了成本。在光刻方法描述的技術(shù)中，通過將柵電極作為掩模柵絕緣層經(jīng)受RIE (反應(yīng)離子蝕刻)處理，并因此為了將柵電極層連接至源和漏電極層的密度需要形成另一電極層。此外，柵電極的邊緣部分與柵絕緣層的圖案邊緣是共同的，并因此在柵電極和源和漏電極之間的絕緣性質(zhì)方面存在問題。因此，需要諸如附連附加絕緣層以覆蓋側(cè)表面的對策。此外，在其中通過針提供的溶劑來溶解絕緣層的方法中，存在的問題在于無法制成精細(xì)開口，并因此該方法可僅適用于顯示部部分外緣的粗略圖案化。
[0009]附圖簡述
[0010]圖1是第一實施例的電子器件的截面圖；
[0011]圖2A、2C、和2E是電子器件的制造方法的截面圖，且圖2B、2D、和2F是與截面圖對應(yīng)的平面圖；
[0012]圖3A、3C、和3E是電子器件的制造方法的截面圖，且圖3B、3D、和3F是與截面圖對應(yīng)的平面圖；
[0013]圖4A、4C、和4E是電子器件的制造方法的截面圖，且圖4B、4D、和4F是與截面圖對應(yīng)的平面圖；
[0014]圖5A和5C是電子器件的制造方法的截面圖，且圖5B和是與截面圖對應(yīng)的平面圖；
[0015]圖6A和6C是電子器件的制造方法的截面圖，且圖6B和6D是與截面圖對應(yīng)的平面圖；
[0016]圖7A是第一實施例的電子器件的截面圖，且圖7B是比較示例的電子器件的截面圖；
[0017]圖8是示出第一實施例和比較示例的Id-VgJ.性的圖；
[0018]圖9是示出第一實施例和比較示例的飽和區(qū)的迀移的圖；
[0019]圖1OA是在第一實施例中形成通孔的情況的截面圖；
[0020]圖1OB是在比較示例中形成通孔的情況的截面圖；
[0021]圖11是第二實施例的電子器件的截面圖；以及
[0022]圖12是第三實施例的電子器件的截面圖。
【具體實施方式】
[0023]總地來說，根據(jù)一個實施例，提供一種電子器件的制造方法，該電子器件包括在位于襯底上的由納米微粒導(dǎo)電材料制成的下電極、源電極、和漏電極；位于源電極和漏電極之間的有機半導(dǎo)體層；以及經(jīng)由柵絕緣層位于有機半導(dǎo)體層上的柵電極。該電子器件的制造方法包括:在有機半導(dǎo)體層上和下電極上形成非光敏樹脂層作為柵絕緣層；在該非光敏樹脂層上形成光敏樹脂層作為柵絕緣層；以及在該下電極上的光敏樹脂層內(nèi)形成通孔。
[0024]下文中，將參照附圖描述各實施例。注意在下面的說明中，具有相同功能和構(gòu)造的構(gòu)成要素用相同附圖標(biāo)記表示。
[0025](第一實施例)
[0026]圖1是第一實施例的電子器件的截面圖。
[0027]第一實施例的電子器件100包括形成在襯底I上的薄膜晶體管101和層間連接部102。層間連接部102連接至薄膜晶體管101。襯底I例如由玻璃或塑料薄膜制成。
[0028]樹脂層2形成在襯底I上，并且源電極3、漏電極4、和下電極9被形成在樹脂層2上。源電極3、漏電極4、和下電極9由納米微粒導(dǎo)電材料制成。例如，可采用Ag、Cu、Au等金屬的納米微粒作為該納米微粒導(dǎo)電材料。在襯底I上，形成連接布線13，該連接布線13將漏電極4電連接至下電極9。連接布線13可由與源電極3、漏電極4、和下電極9相同的納米微粒導(dǎo)電材料制成。對于源電極3、漏電極4、和下電極9的相應(yīng)膜厚，下電極9優(yōu)選地具有比源電極3和漏電極4更大的膜厚。
[0029]半導(dǎo)體層5形成在源電極3上、在漏電極4上、且在源電極3和漏電極4之間。半導(dǎo)體層5適于由有機半導(dǎo)體制成，但也可由有機-無機混合的材料等制成。有機半導(dǎo)體可以是低分子、高分子、或低和高分子混合物。這里，使用基于聚合物的有機材料作為半導(dǎo)體層5ο
[0030]在半導(dǎo)體層5上，形成第一柵絕緣層6以覆蓋半導(dǎo)體層5。在第一柵絕緣層6中，使用非光敏樹脂。作為非光敏樹脂，具有介電常數(shù)2-3并尤其具有低極化分量(極性基)的材料是優(yōu)選的。此處，使用基于聚苯乙烯的樹脂、基于部分氟的樹脂等作為非光敏樹脂。特定地，當(dāng)不包括光致酸生成劑的材料被用作非光敏樹脂時，可形成絕緣層以使TFT在電氣特性、界面特性、阻擋特性等等方面是良好的。當(dāng)用光照射時，光致酸生成劑生成酸。阻擋特性意味著在半導(dǎo)體層5和柵絕緣層之間材料擴散等被阻斷。
[0031]在第一柵絕緣層6上形成第二柵絕緣層7。在第二柵絕緣層7內(nèi)使用光敏樹脂。光敏樹脂是尤為適合的一種化學(xué)擴增類型的光敏樹脂，光敏樹脂與在被光照部分中由光致酸生成劑生成的酸進行反應(yīng)以改變其溶解度。當(dāng)使用化學(xué)擴增類型的光敏樹脂時，可形成高度敏感的精細(xì)圖案。可使用包括如至少一項的光致酸生成劑:三芳基硫鹽系列、萘酰亞胺系列、噻噸酮衍生物、三嗪、硝基芐酯、重氮甲烷、和鑰鹽。光敏樹脂優(yōu)選為正片型的，但也可以是負(fù)片型的。在其中分辨率可較低的器件的情形下，可使用光固化樹脂作為光敏樹脂。當(dāng)使用光固化樹脂時，用溶劑移除非固化部分以形成圖案。
[0032]在第二柵絕緣層7上形成柵電極8。柵電極8優(yōu)選地由納米微粒導(dǎo)電材料制成。
[0033]在層間連接部102中，第一柵絕緣層6形成在下電極9上且第二柵絕緣層7被形成在第一柵絕緣層6上。在位于下電極9上的第一柵絕緣層6和第二柵絕緣層7內(nèi)形成通孔10A，并且通孔導(dǎo)電膜10被形成在通孔1A內(nèi)。在第二柵絕緣層7上形成上電極11。上電極11經(jīng)由通孔導(dǎo)電膜10電連接至下電極9。上電極11優(yōu)選地由納米微粒導(dǎo)電材料制成。
[0034]在第一實施例中，根據(jù)其中第一柵絕緣層6被插在下電極9和第二柵絕緣層7之間的結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)適于印刷的納米微粒導(dǎo)電材料被用在下電極9 (以及源電極3和漏電極4)中時，下電極9可適于與通孔導(dǎo)電膜10形成接觸并進一步可適當(dāng)?shù)鼐S持TFT的特性。
[0035]根據(jù)上述提及的頂柵底部接觸式結(jié)構(gòu)，載流子通過柵電場累積在源電極3上的半導(dǎo)體層5內(nèi)以促進從源電極3注入載流子，藉此減小電接觸電阻并增加導(dǎo)通電流，從而獲得TFT特性方面的改進。特定地，有機半導(dǎo)體被用作半導(dǎo)體層5，因此接觸電阻容易增加，因此可使用交錯結(jié)構(gòu)以穩(wěn)定地改進TFT特性。柵絕緣層(非光敏樹脂)6被插在半導(dǎo)體層(有機半導(dǎo)體)5和柵絕緣層(光敏樹脂)7之間以改進半導(dǎo)體層5和柵絕緣層6之間的界面的特性(俘獲電平等)并抑制在光敏樹脂中給予感光性的組分的