CN100383921C - 功能膜的制造方法、薄膜晶体管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种功能膜的制造方法,其特征在于,包括:将含有熔点为900℃以上且使粒径为30nm~150nm时的熔点为255℃以上的金属和金属氧化物材料作为溶质的第1油墨配置于基板(P)上的工序、在已配置的第1油墨上配置含有金属有机盐作为溶质的第2油墨X2的工序。由此,本发明提供与烧成温度无关、即即使在将烧成温度设定为低温的情况下膜表面的平坦性和膜的致密性也良好且可以充分确保需要的膜特性的功能膜的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能膜的制造方法以及薄膜晶体管的制造方法。
背景技术
在制造作为用于液晶装置等电光学装置的开关元件的薄膜晶体管(TFT)时,在形成电极或布线等的工序中,例如使用光刻法。在利用被称为喷溅法、CVD的已有成膜方法预先形成功能膜之后,在基板上涂布被称为抗蚀剂的感光材料,照射回路图案而进行显影之后,按照抗蚀剂图案而蚀刻功能膜,由此形成功能薄膜的回路图案。在利用了该一系列光刻法的功能薄膜的形成、图案形成在成膜处理和蚀刻处理时需要真空装置等大规模的设备和复杂的工序,另外,材料使用效率为几%左右,其中的大部分不得不被废弃,不仅制造成本高,而且生产率也低。
对此,提出使用从液体喷头以液滴状喷出功能液体材料的液滴喷出法(所谓喷墨法)在基板上形成功能膜的图案(薄膜图案)的方法(例如,参照专利文献1)。在该方法中,在基板上直接按照图案涂布作为使金属微粒等导电性微粒分散的功能液的薄膜图案用油墨,然后进行热处理或激光照射,变换成薄膜的导电膜图案。通过该方法,具有下述优点:不需要以往的成膜处理、光刻法以及蚀刻工序,在处理工艺大幅度变简单的同时,原材料的使用量也减少,并提高生产率。
专利文献1:特开2003-317945号公报
通过在专利文献1中公开的技术,是形成与想要形成的功能薄膜图案相对应的围堰,向该围堰间喷出功能液之后,通过干燥得到薄膜图案。在这里,使用将主体材料的熔点高(例如1000℃以上)且由微粒化引起的熔点降低小的金属微粒(例如ITO或Ni等)作为溶质的功能性油墨,通过上述喷墨法形成薄膜图案,从而形成薄膜晶体管,在此情况下,有时会发生如下问题。
具体地说,在非晶硅TFT的制造工艺中,为了防止在非晶硅中被烧结(sintering)的氢的脱离,需要使功能性油墨的烧成温度约为250℃以下。但是,在将上述高熔点金属微粒作为溶质的功能性油墨中,即使需要利用250℃以下的烧成温度得到功能膜,也没有在微粒间发生熔敷或烧结,所以膜表面的平坦性和膜的致密性极差,不能得到需要的膜特性,此外,还成为了上层的功能膜、例如栅极绝缘膜等层间绝缘膜的耐压不良或导电膜间的接触不良以及与基板(基底膜)的粘附强度不良等的原因。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而进行的发明,其目的在于,提供与烧成温度无关、也就是说即使在将烧成温度设定为低温的情况下膜表面的平坦性和膜的致密性也良好而且可以充分确保需要的膜特性的功能膜的制造方法,和利用了该功能膜的制造方法的薄膜晶体管的制造方法。
为了达到上述目的,本发明的功能膜的制造方法的特征在于,将含有主体的熔点为900℃以上且使粒径为30nm~150nm时的熔点为255℃以上的金属和金属氧化物材料作为溶质的第1油墨配置于基板上的工序、在已配置的第1油墨上配置含有金属有机盐作为溶质的第2油墨的工序。
本发明的功能膜的制造方法的特征在于,将含有主体的熔点为900℃以上且使粒径为30nm~150nm时的熔点为255℃以上的金属或金属氧化物材料作为溶质的第1油墨配置于基板上的工序、在已配置的第1油墨上配置含有金属有机盐作为溶质的第2油墨的工序。
通过这样的方法,在烧成以高熔点金属为溶质的第1油墨而成为高熔点金属膜(第1功能膜)的情况下,即使在将该烧成温度设定为低温(例如250℃左右)的情况下,得到的功能膜的表面平坦性和致密性也变得良好。这是因为在第1油墨上配置了含有金属有机盐作为溶质的第2油墨。也就是说,本发明的功能膜是在通过低温烧成形成的高熔点金属膜上形成由金属有机盐构成的金属有机盐膜(第2功能膜)而得到的,对于该金属有机盐,由于生成金属和金属氧化物的金属有机盐的分解温度为相对低温,所以能够通过烧成产生致密的膜,其结果是功能膜的表面平坦性变得出色。另外,在通过烧成第1油墨得到的多孔质功能膜上,渗透使涂布量最佳化的第2油墨,由此可以同时得到与基板(基底膜)的高粘附性。
还有,进行各工序以将由金属有机盐构成的金属有机盐膜配置于高熔点金属模的表层侧。具体地说,在对第1油墨进行干燥或烧成之后,配置第2油墨,或者也可以用各不互溶的溶媒构成第1油墨和第2油墨,然后统一对各油墨进行烧成。另外,假如使第1油墨与第2油墨互溶而统一对进行各油墨烧成时,设定金属有机盐的含有率或者各油墨的涂布量以使第2油墨中的金属有机盐的分解后的金属重量必然比在第1油墨中含有的微粒的金属重量多。
作为构成第1油墨的金属材料(高熔点金属材料),例如可以使用镍、锰、钛、钽、钨、钼、氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物、铟锌氧化物、含卤素氧化锡、以及金、银、铜的氧化物中的任意一种。另外,作为构成第2油墨的金属有机盐,可以使用构成上述金属材料的金属有机盐。通过使用这样的材料,可以解决如上所述的课题。
另外,作为上述第2油墨,除了上述金属有机盐以外,还可以使用含有填充剂和粘合剂而成的油墨。在这种情况下,可以使得到的功能膜的表面平坦性和致密性提高,而且可以得到与基板(基底膜)的高粘附性。
进而,作为上述第2油墨,除了上述金属有机盐以外,还可以使用含有由上述金属材料构成的粒径为30nm~150nm的颗粒而成的油墨。还有,作为金属有机盐与微粒的比率,更优选金属有机盐的分解后的金属重量比含有的金属颗粒的重量多。即使在这种情况下,也可以使得到的功能膜的表面平坦性和致密性提高。还有,在采用了该第2油墨的情况下,可以得到高熔点金属膜与金属有机盐膜进而与基板(基底膜)的良好的粘附性。
作为配置上述第1油墨和第2油墨的方法,例如可以采用使用了液滴喷出装置的液滴喷出法。此外,还可以采用利用了毛细管现象的CAP涂层法。
接着,为了解决上述课题,本发明的薄膜晶体管的制造方法的特征在于,包括使用上述功能膜的制造方法形成导电膜的工序。通过这样的方法可以形成表面平坦性和致密性出色的导电膜,其结果是所设计的膜特性可以得到实现。因而,通过本发明的制造方法得到的薄膜晶体管,其可靠性出色,难以发生该导电膜上的层间绝缘膜的耐压不良或导电膜间的接触不良以及与基板(基底膜)之间的粘附强度不良等。
附图说明
图1是表示本实施方式的布线图案形成工序的截面模式图。
图2是表示继图1之后的布线图案的形成工序的截面模式图。
图3是表示继图2之后的布线图案的形成工序的截面模式图。
图4是表示液滴喷出装置的简要立体图。
图5是用于说明利用压电方式的液状体的喷出原理的模式图。
图6是用于说明Cap涂层法的截面模式图。
图中:P-基板,X1-第1布线图案用油墨(第1油墨)、X2-第2布线图案用油墨(第2油墨)。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。还有,在各图中,为了使各层或各构件成为能够在图面上辨识的程度的大小,分别使各层或各构件的缩尺不同。
首先,对本发明的功能膜的制造方法的一个实施方式进行说明。下面所示的制造方法的特征在于,形成围堰,通过使用了液滴喷出装置的液滴喷出法在被该围堰围绕的区域形成布线图案(功能膜)。下面对各工序分别进行详细说明。
本实施方式中的布线图案(功能膜)的形成方法,是在将第1布线图案用油墨配置于基板上之后配置第2布线图案用油墨的方法,大致由HMDS膜形成工序、围堰形成工序、残渣处理工序(亲液化处理工序)、疏液化处理工序、第1材料配置工序、第1干燥工序、第2材料配置工序、第2干燥工序以及烧成工序构成。下面分别对每个工序进行详细说明。
(HMDS形成工序)
首先,如图1(a)所示,准备玻璃等基板P,在该基板P上形成HMDS膜(六甲基二硅氨烷)32。该HMDS膜32提高基板P与围堰31(参照图1(b))的粘附性,例如可以通过使HMDS成为蒸气状后而使其附着于对象物上的方法(HMDS处理)形成。
(围堰形成工序)
围堰是起到隔开构件功能的构件,围堰的形成可以通过平版印刷法或印刷法等任意方法进行。例如,当使用平版印刷法时,如图1(b)所示,利用旋涂法、喷涂法、辊涂法、模具涂敷法、浸涂法等规定的方法在基板P上按照需要的高度涂布有机系感光性材料31,在其上涂布抗蚀剂层。接着,按照围堰形状实施掩蔽,通过对抗蚀剂进行曝光、显影而使与围堰形状一致的抗蚀剂残存。最后进行蚀刻以除去掩模以外的部分的围堰材料。另外,可以形成下层由无机物或有机物且对功能液显示出亲液性的材料构成、上层由有机物且显示疏液性的材料构成的2层以上的围堰(凸部)。
通过上述方法,形成围堰B、B,以包围可以形成如图1(c)所示的布线图案的区域(例如10μm宽度)的周边,并形成围堰间(布线图案形成区域)34。
作为形成围堰B的有机材料,可以是原本就对液体材料显示出疏液性的材料,如后所述,也可以是能够通过等离子体处理而疏液化、与基底基板之间的粘附性良好且容易通过光刻法形成图案的绝缘有机材料。例如,可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、烯烃树脂、三聚氰胺树脂等高分子材料。
(HMDS膜图案形成工序)
在基板P上形成围堰B之后,接着,通过对围堰间34的HMDS膜32(围堰B、B间的底部)进行蚀刻,如图2(a)所示,使HMDS膜32形成图案。具体地说,例如用2.5%氢氟酸水溶液且以围堰B为掩模对已形成围堰B的基板P实施蚀刻,由此对HMDS膜进行蚀刻。这样使基板P在围堰B、B间的底部露出。
(残渣处理工序(亲液化处理工序))
接着,为了除去围堰间34中的在形成围堰时的抗蚀剂(有机物)残渣,对基板P实施残渣处理。作为残渣处理,可以选择通过照射紫外线进行残渣处理的紫外线(UV)照射处理或在大气气氛中将氧气作为处理气体的O2等离子体处理等,在此实施的是O2等离子体处理。
具体地说,通过从等离子体放电电极对基板P照射等离子体状态的氧气来进行。作为O2等离子体处理的条件,例如等离子体功率为50W~1000W,氧气流量为50ml/min~100ml/min,相对于等离子体放电电极的基板P的板运送速度为0.5mm/sec~10mm/sec,基板温度为70℃~90℃。还有,在基板P为玻璃基板的情况下,其表面相对于布线图案形成材料具有亲液性,如同本实施方式那样为了处理残渣而实施O2等离子体处理或紫外线照射处理,可以提高在围堰间34的底部露出的基板P的亲液性。
(疏液化处理工序)
接着,对围堰B进行疏液化处理,向其表面赋予疏液性。作为疏液化处理,例如可以采用在大气气氛中将四氟甲烷作为处理气体的等离子体处理法(CF4等离子体处理法)。对于CF4等离子体处理的条件,例如等离子体功率为50W~1000W,四氟甲烷气体流量为50ml/min~100ml/min,相对于等离子体放电电极的基体运送速度为0.5mm/sec~1020mm/sec,基体温度为70℃~90℃。还有,作为处理气体,不限于四氟甲烷(四氟化碳),也可以使用其它氟碳化合物系气体。
通过进行这样的疏液化处理,向构成围堰B的树脂中导入氟基,赋予相对基板P的高疏液性。还有,作为上述疏液化处理的O2等离子体处理,也可以在形成围堰B之前进行,丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂等由于具有进行通过O2等离子体的前处理更容易被氟化(疏液化)的性质,所以最好在形成围堰B之后进行O2等离子体处理。还有,通过针对围堰B的疏液化处理,尽管对预先已实施亲液化处理的基板P表面多少会有一些影响,特别是在基板P由玻璃等构成的情况下,由于没有出现由疏液化处理引起的氟基的导入,所以基板P的疏液性即润湿性实质上没有受损。另外,对于围堰B,是由具有疏液性的材料(例如具有氟基的树脂材料)形成,所以也可以省略其疏液处理。
(第1材料配置工序)
接着,如图2(b)所示,将第1布线用油墨(功能液)作为第1材料配置于在围堰间34露出的基板P上。在这里,使用具备液滴喷头1的液滴喷出装置喷出液滴X1,构成该液滴X1的油墨是使用高熔点金属的微粒作为溶质的布线图案用油墨。
还有,作为液滴喷出条件,例如可以在油墨重量为4ng/dot、油墨速度(喷出速度)为5m/sec~7m/sec的条件下进行。另外,喷出液滴的气氛优选被设定为温度60℃以下、湿度80%以下。这样,可以在液滴喷头1的喷嘴不被堵塞的情况下进行稳定的液滴喷出。
在该材料配置工序中,如图2(b)所示,以液滴的形式从液滴喷头1喷出布线图案用油墨X1,将该液滴配置于在围堰间34露出的基板P上。此时,在围堰间34露出的基板P被围堰B包围,所以可以阻止布线图案用油墨X1扩张到规定位置以外。另外,由于围堰B的表面被赋予疏液性,所以即使喷出的布线图案用油墨X1的一部分被喷到围堰B上,也会由于围堰B表面成为疏液性而从围堰B弹起,流落到围堰间34中。进而,由于在围堰间34露出的基板P被赋予亲液性,所以被喷出的布线图案用油墨X1变得容易在围堰间34露出的基板P上扩展,这样,如图2(c)所示,可以在围堰间34的延伸方向上均匀地配置布线图案用油墨X1。
在本实施方式中采用的布线图案形成用油墨(功能液),是由将高熔点金属材料的导电性微粒分散于分散介质中的分散液构成。在这里,作为导电性微粒,例如使用熔点在900℃以上且粒径为30nm~150nm时的熔点为255℃以上的金属材料的微粒。具体地说,可以使用镍、锰、钛、钽、钨、钼、氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物、铟锌氧化物、含卤素氧化锡、以及金、银、铜的氧化物中的任意一种。还有,这些导电性微粒可以通过在表面上涂敷有机物等而使用以提高分散性。
另一方面,作为分散介质,只要可以分散上述的导电性微粒且不发生凝聚,就没有特别限定。例如,除了水以外,可以例示为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类,正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、异丙基苯、均四甲苯、茚、二戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己基苯等烃系化合物,另外乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、对二噁烷等醚系化合物,进而碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性化合物。其中,从微粒的分散性和分散液的稳定性、还有向液滴喷出法(喷墨法)的应用的容易程度的观点出发,优选水、醇类、烃系化合物、醚系化合物,作为更优选的分散介质,可以举出水、烃系化合物。
上述导电性微粒的分散液的表面张力优选在0.02N/m以上0.07N/m以下的范围。在通过液滴喷出法喷出液滴时,如果表面张力不到0.02N/m,由于油墨组合物对喷嘴面的润湿性增大,所以容易产生飞行弯曲,如果超过0.07N/m,由于在喷嘴顶端的新月形状不稳定,所以难以控制喷出量或喷出时机。为了调整表面张力,最好在不大大降低与基板的接触角的范围内,在上述分散液中微量添加氟系、硅酮系、非离子系等表面张力调节剂。非离子系表面张力调节剂有助于改善液体向基板的润湿性,改进膜的流平性,防止发生膜的微细的凹凸不平等。上述表面张力调节剂可以根据需要含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
上述分散液的粘度优选为1mPa·s以上50mPa·s以下。当使用喷墨法将液体材料作为液滴喷出时,在粘度比1mPa·s小的情况下,喷嘴周边部容易因油墨的流出被污染,另外,在粘度比50mPa·s大的情况下,喷嘴孔的堵塞频率变高,不仅难以顺利地喷出液滴,而且液滴的喷出量减少。
在这里,对液滴喷出装置的简要结构进行说明。图4是表示液滴喷出装置IJ的简要构成的立体图。液滴喷出装置IJ具备液滴喷头101、X轴方向驱动轴104、Y轴方向引导轴105、控制装置CONT、平台(stage)107、清洗机构108、基台(base)109和加热器115。
平台107支撑通过该液滴喷出装置IJ配置液体材料(布线图案用油墨)的基板P,具备将基板P固定于基准位置的未图示的固定机构。
液滴喷头101是具备多个喷头的多喷嘴型的液滴喷头,使其纵向与X轴方向一致。多个喷嘴以一定间隔被设于液滴喷头101的下面。从液滴喷头101的喷嘴向由平台107支撑的基板P喷出含有上述的导电性微粒的布线图案用油墨。
在X轴方向驱动轴104上连接有X轴方向驱动电动机102。X轴方向驱动电动机102是步进电动机等,当从控制装置CONT提供X轴方向的驱动信号时,使X轴方向驱动轴104旋转。如果X轴方向驱动轴104旋转,则液滴喷头101在X轴方向上移动。
Y轴方向引导轴105以相对基台109不动的方式被固定。平台107具备Y轴方向驱动电动机103。Y轴方向驱动电动机103为步进电动机等,如果从控制装置CONT提供Y轴方向的驱动信号,则使平台107在Y轴方向移动。
控制装置CONT向液滴喷头101提供液滴的喷出控制用电压。另外,向X轴方向驱动电动机102提供对液滴喷头101的X轴方向的移动进行控制的驱动脉冲信号,向Y轴方向驱动电动机103提供对平台107的Y轴方向的移动进行控制的驱动脉冲信号。
清洗机构108是清洗液滴喷头101的装置。清洗机构108具备未图示的Y轴方向的驱动电动机。通过该Y轴方向的驱动电动机的驱动,清洗机构沿着Y轴方向引导轴105移动。清洗机构108的移动也被控制装置CONT控制。
加热器115在这里是通过灯退火(lamp anneal)对基板P进行热处理的器械,进行在配置于基板P上的液体材料中所含的溶媒的蒸发和干燥。该加热器115的电源的接通和断开也由控制装置CONT控制。
液滴喷出装置IJ在相对扫描液滴喷头101和支撑基板P的平台107的同时,从沿X轴方向排列于液滴喷头101的下面的多个喷头向基板P喷出液滴。
图5是表示用于说明通过压电方式的液体材料的喷出原理的图。
在图5中,与收容液体材料(布线图案用油墨、功能液)的液体室121相邻设置有压电元件122。借助含有对液体材料进行收容的材料容器的液体材料供给系统123,向液体室121中提供液体材料。压电元件122与驱动电路124连接,借助该驱动电路124向压电元件122施加电压,通过使压电元件122变形而导致液体室121变形,从喷嘴125喷出液体材料。在这种情况下,通过使施加电压的值发生变化,控制压电元件122的变形量。另外,通过改变施加电压的频率,控制压电元件122的变形速度。由于利用压电元件的液滴喷出不对材料加热,所以具有不给材料的组成带来影响的优点。
(第1干燥工序)
在向基板P喷出规定量的布线图案用油墨X1之后,为了除去分散介质,根据需要进行干燥处理。该干燥处理除了例如通过加热基板P的通常的热板、电炉等进行处理以外,还可以通过灯退火进行。对用于灯退火的光的光源没有特别限定,但可以将红外线灯、氙气灯、YAG激光器、氩气灯、二氧化碳气体激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光器等作为光源使用。这些光源通常被使用的输出功率范围是10W以上5000W以下的范围,而在本实施方式中,100W以上1000W以下的范围就足够。
接着,如图3(a)所示,通过该中间干燥工序,在围堰间34的基板P上形成了用上述高熔点金属材料构成的第1布线图案(第1功能膜)Y1。还有,在即使没有除去布线图案用油墨X1的分散介质也不混合布线图案用油墨X1与其它种类的布线图案用油墨的情况下,可以省略中间干燥工序。
(第2材料配置工序)
接着,如图3(b)所示,将作为第2材料的第2布线图案用油墨(功能液)X2配置于围堰间34的第1布线图案Y1上。在这里,与第1材料配置工序一样,使用图4所示的液滴喷出装置IJ作为喷出液滴X2的装置,构成该液滴X2的油墨是使用高熔点金属的有机盐作为溶质的布线图案用油墨。
作为这样的有机盐,可以例示上述高熔点金属的有机盐,例如氯化物、甲酸盐、乙酸盐、乙酰丙酮盐、乙基己烷盐、螯合剂、络合物等,具体可以例示氯化铟、甲酸铟、乙酸铟、乙酰丙酮铟、乙基己烷铟、氯化锡、甲酸锡、乙酸锡、乙酰丙酮锡、乙基己烷锡等。另一方面,作为分散介质,只要是可以使上述有机盐分散且不引起凝聚的物质则没有特别限定,可以适当使用在第1材料配置工序中使用的溶媒。
还有,可以在第2布线图案用油墨X2中适当含有填充剂或粘合剂。例如,除了乙烯基系硅烷偶合剂以外,可以例示氨基系、环氧系、甲基丙烯酰氧系、巯基系、酮亚胺系、阳离子系、氨基系等硅烷偶合剂。另外,也可以含有钛酸盐系、铝酸盐系的偶合剂。另外,也可以含有纤维素系、硅氧烷、硅油等粘合剂。通过含有这样的添加剂,可以改善形成的第2布线图案与第1布线图案Y1进而与基板(基底膜)的粘附性。进而,对于第2布线图案用油墨X2,可以含有由金属材料构成的粒径为30nm~150nm左右的微粒,即使在这种情况下,也可以改善与第1布线图案Y1进而与基板(基底膜)的粘附性。
(第2干燥工序)
在涂布如上所述的第2布线图案用油墨X2之后,为了除去分散介质,根据需要进行干燥处理。通过该干燥处理,第2布线图案用油墨X2成为第2布线图案Y2。还有,干燥方法可以采用与形成上述第1布线图案时同样的方法进行。
接着,如图3(c)所示,通过该中间干燥工序,可以在围堰间34的第1布线图案Y1上形成由上述的金属有机盐构成的第2布线图案(第2功能膜)Y2。
(烧成工序)
对于喷出工序后的干燥膜,为了使微粒间的电接触充分,有必要完全除去分散介质,同时还有必要使金属有机盐发生热分解而生成金属或金属氧化物。所以,对喷出工序后的基板实施热处理和/或光处理作为烧成工序。热处理和/或光处理通常是在大气中进行的,根据需要也可以在氮气、氩气、氦气等惰性气体气氛中进行。热处理和/或光处理的处理温度是在考虑分散介质的沸点(蒸气压)、气氛气体的种类或压力、微粒的分散性或氧化性等热性能、金属有机盐的热和化学分解性能、进而考虑基材的耐热温度或薄膜晶体管的特性转换等之后而适当决定的。
通过如上所述的工序,形成如图3(c)所示的功能膜33。在本实施方式中,由于在由高熔点金属材料构成的第1布线图案Y1上配置由金属有机盐构成的第2布线图案Y2,所以与烧成温度无关,得到的功能膜33的表面平坦性、致密性以及与基板(基底膜)的粘附性非常高。
具体地说,在没有形成由金属有机盐构成的第2布线图案Y2且通过250℃的烧成得到第1布线图案Y1的情况下,在功能膜上空隙多,表面平坦性也极差。与此相对,如本实施方式中所示,在第1布线图案Y1上形成第2布线图案Y2,通过250℃的烧成得到功能膜,在此情况下,没有从膜的上面到膜中相连的空隙,表面平坦性也良好。
进而,具体地说,作为比较例,将ITO微粒的分散液涂布于玻璃基板上并在250℃下进行烧成,在此情况下,观察到从膜的上面到膜中相连的空隙,膜表面的平均粗糙度Rmax为150nm以上。另一方面,作为实施例,在涂布ITO微粒的分散液之后,进一步涂布含有ITO有机盐和纤维素系粘合剂的分散液且在250℃下进行烧成,在此情况下,没有从膜的上面到膜中相连的空隙,膜的表面的平均粗糙度Rmax为100nm左右。作为其它实施例,在涂布ITO微粒的分散液之后,进一步涂布含有铟有机盐和锡有机盐的分散液且在250℃下进行烧成,在此情况下,没有从膜的上面到膜中相连的空隙,膜的表面的平均粗糙度Rmax为50nm以下。
如上所述的功能膜的制造方法,可以用于形成构成薄膜晶体管的电极或布线的工序中。具体地说,对于形成栅电极的工序、形成源电极或漏电极的工序、进而形成源极布线等布线的工序而言,可以采用上述功能膜的制造方法。
特别是在将非晶硅膜用作有源层的薄膜晶体管中,为了防止在非晶硅中被烧结的氢的脱离,有必要使电极或布线的烧成温度为约250℃以下。因此,在制造这样的薄膜晶体管时,通过采用上述功能膜的制造方法,可以改善膜表面的平坦性和膜的致密性,其结果是可以得到需要的膜特性,难以产生栅极绝缘膜等层间绝缘膜的耐压不良或导电膜间的接触不良等。
还有,在上述实施方式中,为了配置液滴(功能膜)而采用使用了液滴喷出装置的液滴喷出法,作为其它方法,例如也可以采用如图6所示的Cap涂敷法。Cap涂敷法是利用毛细管现象的成膜法,向涂布液70中插入裂缝71,在这种状态下,如果使涂布液面上升,则在裂缝71的上端产生液体膨出72。相对该液体膨出72使基板P接触,通过使基板P在规定方向上平行移动,可以将涂布液70涂布于基板P面上。
另外,在本实施方式中,同时进行第1布线图案的烧成和第2布线图案的烧成,也可以在对第1油墨进行干燥、烧成之后配置第2油墨。在这种情况下,形成的第1布线图案相对于第2材料配置工序中的溶媒(分散媒)的稳定性提高。
Claims (10)
1.一种功能膜的制造方法,其特征在于,包括:
将含有主体的熔点为900℃以上且使粒径为30nm~150nm时的熔点为255℃以上的金属或金属氧化物材料作为溶质的第1油墨配置于基板上的工序、在已配置的第1油墨上配置含有金属有机盐作为溶质的第2油墨的工序。
2.根据权利要求1所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
包括在将所述第1油墨配置于基板上之后除去该第1油墨的溶媒而形成第1功能膜的工序,在已形成的第1功能膜上配置所述第2油墨。
3.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
所述金属材料为镍、锰、钛、钽、钨、钼中的任意一种,所述金属氧化物材料为氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物、铟锌氧化物、含卤素氧化锡、以及金、银、铜的氧化物中的任意一种。
4.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
所述金属有机盐由含有所述金属材料的有机物构成。
5.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
在所述第2油墨中,除了所述金属有机盐以外,还含有填充剂和粘合剂。
6.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
在所述第2油墨中,除了所述金属有机盐以外,还含有由所述金属材料构成的粒径为30nm~150nm的颗粒。
7.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
在所述第2油墨中,除了所述金属有机盐以外,还含有由所述金属材料构成的粒径为40nm~150nm的颗粒,并且金属有机盐分解后的金属重量比所述第2油墨中所含的金属颗粒的重量大。
8.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
通过使用了液滴喷出装置的液滴喷出法配置所述第1油墨和所述第2油墨。
9.根据权利要求1或者2所述的功能膜的制造方法,其特征在于,
通过利用了毛细管现象的CAP涂层法配置所述第1油墨和所述第2油墨。
10.一种薄膜晶体管的制造方法,其特征在于,
包括使用权利要求1~9中任意一项所述的方法形成导电膜的工序。
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