JP6233081B2 - ゲート絶縁膜、組成物、硬化膜、半導体素子、半導体素子の製造方法および表示装置 - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
尚、ドレイン電極とソース電極と半導体層とを設けた後、半導体層の上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を重畳するTFT構造は、正スタガ構造(トップゲート構造)と呼ばれている。
また、そのような懸念に対し、窒化珪素を用いたゲート絶縁膜を厚膜化して対応しようとする場合、ゲート絶縁膜形成の工程が長時間化し、TFTの生産性を低下させる懸念があった。
[A]ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む加水分解性化合物の加水分解縮合体、並びに
[B]アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、バリウムおよびセリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物である金属酸化物粒子
を含有する組成物を用いて形成されることを特徴とするゲート絶縁膜に関する。
[B]アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、バリウムおよびセリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物である金属酸化物粒子、並びに
[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤
を含有し、
半導体層と、ゲート電極と、その半導体層とそのゲート電極との間に配置されたゲート絶縁膜とを有する半導体素子のゲート絶縁膜の形成に用いられることを特徴とする組成物に関する。
半導体層と、ゲート電極と、その半導体層とそのゲート電極との間に配置されたゲート絶縁膜とを有する半導体素子のそのゲート絶縁膜に用いられることを特徴とする硬化膜に関する。
そして、ゲート絶縁膜は、
[A]加水分解縮合体、並びに、
[B]アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、バリウムおよびセリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物である金属酸化物粒子を含有する組成物を用いて形成されたものである。そして、その組成物では、さらに、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤を含有することが好ましい。
尚、本発明において、露光に際して照射される「放射線」には、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線および荷電粒子線等が含まれる。
<半導体素子>
図1は、本発明の実施形態の半導体素子の構造を模式的に説明する断面図である。
また、有機導電膜の材料としては、ポリアニリン、ポリチオフェンおよびポリピロ−ル等の導電性の有機化合物、またはこれらの混合物を挙げることができる。
ゲート電極4の厚みは、10nm〜1000nmとすることが好ましい。
半導体層6にa−Siを用いる場合、半導体層6の厚みは、30nm〜500nmとすることが好ましい。また、半導体層6と、第1のソース−ドレイン電極7または第2のソース−ドレイン電極8との間には、オーミックコンタクトを取るための図示されないn+Si層が10nm〜150nmの厚さで形成されることが好ましい。
これら酸化物を用いることによりTFT3は、移動度に優れた半導体層6をより低温で形成して有し、高ON/OFF比を示すことが可能となる。
<組成物>
本発明の実施形態の組成物は、[A]加水分解縮合体、および、[B]金属酸化物粒子を含有してなる組成物である。そして、本発明の実施形態の組成物は、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤を含有し、感放射線性を有することが好ましい。すなわち、本発明の実施形態の組成物は、感放射線性樹脂組成物であることが好ましい。
本実施形態の組成物の[A]成分である[A]加水分解縮合体は、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む加水分解縮合体である。この[A]加水分解縮合体は、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む加水分解性化合物の加水分解縮合物からなる。ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素は、同一の加水分解縮合物に含まれていてもよいし、異なる加水分解縮合物に含まれて、その混合物としてA]加水分解縮合体を構成してもよい。
4個の加水分解性基で置換されたチタン化合物として、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラフェノキシチタン、テトラベンジロキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラ−i−プロポキシチタン等;
1個の非加水分解性基と3個の加水分解性基とで置換されたチタン化合物として、メチルトリメトキシチタン、メチルトリエトキシチタン、メチルトリ−i−プロポキシチタン、メチルトリブトキシチタン、エチルトリメトキシチタン、エチルトリエトキシチタン、エチルトリ−i−プロポキシチタン、エチルトリブトキシチタン、ブチルトリメトキシチタン、フェニルトリメトキシチタン、フェニルトリエトキシチタン、ビニルトリメトキシチタン、ビニルトリエトキシチタン、ビニルトリ−n−プロポキシチタン等;
2個の非加水分解性基と2個の加水分解性基とで置換されたチタン化合物として、ジメチルジメトキシチタン、ジフェニルジメトキシチタン、ジブチルジメトキシチタン等;
3個の非加水分解性基と1個の加水分解性基とで置換されたチタン化合物として、トリブチルメトキシチタン、トリメチルメトキシチタン、トリメチルエトキシチタン、トリブチルエトキシチタン等をそれぞれ挙げることができる。
金属元素Mがアルミニウムであるものとして、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、エチルジエトキシアルミニウム、トリプロポキシアルミニウム等、
金属元素Mがジルコニウムであるものとして、テトラエトキシジルコニウム、メチルトリメトキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等、
金属元素Mが亜鉛であるものとして、ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜鉛、ジプロポキシ亜鉛、ジブトキシ亜鉛等、
金属元素Mがスズであるものとして、テトラエトキシスズ、メチルトリメトキシスズ、テトラブトキシスズ等が挙げられる。
以上のような加水分解性化合物は、1種単独で使用しても、または2種以上を組み合わせて使用してもよい。
下記式(1)で表される加水分解性化合物を挙げることができる。
4個の加水分解性基で置換されたシラン化合物として、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラベンジロキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン等;
1個の非加水分解性基と3個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−i−プロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−i−プロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等;
2個の非加水分解性基と2個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物として、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン等;
3個の非加水分解性基と1個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物として、トリブチルメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリブチルエトキシシラン等をそれぞれ挙げることができる。
本実施形態の組成物の[B]成分である[B]金属酸化物粒子は、組成物中に含有されることで、得られる硬化物の誘電特性である誘電率を制御することができる。例えば、本実施形態の組成物を用いて形成される、本実施形態の硬化膜の通電率を、半導体素子のゲート絶縁膜に用いられるのに好ましい、4〜7に制御することができる。その結果、本実施形態の組成物を用いて形成される硬化膜からなるゲート絶縁膜を有する本実施形態の半導体素子は、短絡防止能を確保しながら配線遅延が増大するのを防止することができる。
本実施形態の組成物は、[C]成分を含有することが好ましい。[C]成分としての[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤は、放射線を照射することにより、上述の[A]加水分解縮合体を縮合・硬化反応させる際の触媒として作用する酸性活性物質または塩基性活性物質を放出することができる化合物と定義される。尚、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤を分解し、酸性活性物質のカチオンまたは塩基性活性物質のアニオンを発生するために照射する放射線としては、上述したように、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線および荷電粒子線等を挙げることができる。これらの放射線の中でも、一定のエネルギーレベルを有し、大きな硬化速度を達成可能であり、しかも照射装置が比較的安価かつ小型であることから、紫外線を使用することが好ましい。
上記式(5−3)中、Lは、アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子である。m1は、0〜3の整数である。但し、Lが複数の場合、複数のLは互いに同一であっても異なっていてもよい。
本実施形態の組成物は、[A]加水分解縮合体、[B]金属酸化物粒子、および、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤に加え、[D]分散剤を含有することができる。
本実施形態の組成物は、[A]加水分解縮合体および[B]金属酸化物粒子に加え、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤や[D]分散剤の他、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の任意成分を含有することができる。その他の任意成分としては、[E]分散媒や、[F]界面活性剤等を含有することができる。以下、本実施形態の組成物のその他の任意成分である、[E]分散媒および[F]界面活性剤について説明する。
[E]成分である[E]分散媒は、[B]金属酸化物粒子を均一に分散可能であれば、特に限定されない。[E]分散媒は、[C]成分であるノニオン系分散剤を効果的に機能させ、[B]金属酸化物粒子を均一に分散させることができ、分散媒の種類によっては、その他の[A]加水分解縮合体等の溶媒としても機能する。
[E]分散媒は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
[F]成分である[F]界面活性剤は、本実施形態の組成物の塗布性の改善、塗布ムラの低減、放射線照射部の現像性を改良するために添加することができる。尚、この[F]界面活性剤には、[C]成分のノニオン系分散剤は含まれないものとする。好ましい[F]界面活性剤の例としては、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
本発明の実施形態の組成物は、上述した[A]加水分解縮合体および[B]金属酸化物粒子、さらに必要に応じて、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤、[D]分散剤、その他の任意成分を所定の割合で混合することで調製される。通常、本実施形態の組成物は、[B]金属酸化物粒子と[D]分散剤と[E]分散媒とを所定の割合で混合し、分散液とした上で、この分散液と、[A]加水分解縮合体、さらに必要に応じて、[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤や任意成分とを混合することで、分散液状態の本実施形態の組成物として調製をすることができる。
<硬化膜およびその形成>
上述した本実施形態の組成物を用いて形成される本実施形態の硬化膜およびそれを形成する方法について説明する。以下の説明では、本発明の実施形態の組成物が感放射線性を有し、感放射線性樹脂組成物である場合の実施形態について説明する。そして、得られた本実施形態の硬化膜は、例えば、上述した本実施形態の半導体素子のゲート絶縁膜として好適に用いることができる。
本実施形態の硬化膜の製造方法は、以下の工程を含む。
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程(現像工程)、および
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程(加熱工程)
次に、上述の工程(1)〜工程(4)の各工程について、より詳しく説明する。
上述の工程(1)において、基板上に、上述した本発明の実施形態の組成物を塗布した後、好ましくは塗布面を加熱(プレベーク)することにより溶剤を除去して、塗膜を形成する。
上述の工程(2)では、工程(1)で形成された基板上の塗膜の少なくとも一部を露光する。この場合、塗膜の一部を露光する際には、例えば、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光する。本実施形態の硬化膜が、上述した本実施形態の半導体素子のゲート絶縁膜として用いられる場合、フォトマスクのパターンは、ゲート絶縁膜のパターンに対応するものとなる。
上述の工程(3)では、工程(2)による露光後の塗膜を現像することにより、不要な部分(ポジ型の場合は、放射線の照射部分。ネガ型の場合は、放射線の非照射部分。)を除去して、所定のパターンを形成する。現像工程に使用される現像液としては、アルカリ(塩基性化合物)の水溶液が好ましい。アルカリの例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩等を挙げることができる。
上述の工程(4)では、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用い、パターニングされた膜を比較的高温で加熱することによって、本実施形態の組成物の[A]加水分解縮合体の縮合反応を促進し、硬化膜を得ることができる。そして、その所定形状にパターニングされた硬化膜を、本実施形態の半導体素子のゲート絶縁膜として用いることができる。
<表示装置>
本発明の実施形態の表示装置として、本実施形態の有機EL表示装置の例を用い、それについて図面を用いて説明する。
尚、陰極15と有機発光層14との間には、例えば、バリウム(Ba)、フッ化リチウム(LiF)等からなる電子注入層が配置されていてもよい。
したがって、本実施形態の有機EL表示装置1は、そのTFT3において、製造工程数を増大させることなく、1層構造のゲート絶縁膜により、その誘電特性の制御と絶縁性を実現することができる。
カラム:GPC−KF−801、GPC−KF−802、GPC−KF−803およびGPC−KF−804(昭和電工(株)製)を結合したもの
移動相:テトラヒドロフラン
[合成例1]
撹拌機付の容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテル144質量部を仕込み続いて、テトラブトキシチタン(TBT)21質量部、メチルトリメトキシシラン(MTMS)19質量部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達後、イオン交換水7質量部を仕込み、75℃になるまで加熱し、3時間保持した。次いで脱水剤としてオルト蟻酸メチル25質量部を加え、1時間攪拌した。さらに溶液温度を40℃にし、温度を保ちながらエバポレーションすることで、水および加水分解縮合で発生したアルコールを除去した。以上により加水分解縮合体(A−1)を得た。得られた加水分解縮合体の数平均分子量(Mn)は2500であり、分子量分布(Mw/Mn)は2であった。
撹拌機付の容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテル144質量部を仕込み続いて、メチルトリメトキシシラン(MTMS)13質量部、およびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)5質量部、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)6質量部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達後、イオン交換水7質量部を仕込み、75℃になるまで加熱し、3時間保持した。次いで脱水剤としてオルト蟻酸メチル25質量部を加え、1時間攪拌した。さらに溶液温度を40℃にし、温度を保ちながらエバポレーションすることで、水および加水分解縮合で発生したアルコールを除去した。以上により、[A]成分であるシロキサンポリマー(加水分解縮合体(A−2))を得た。得られた加水分解縮合体の数平均分子量(Mn)は2500であり、分子量分布(Mw/Mn)は2であった。
撹拌機付の容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテル144質量部を仕込み続いて、メチルトリメトキシシラン(MTMS)13質量部、及びテトラメトキシシラン(TMOS)11質量部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達後、イオン交換水7質量部を仕込み、75℃になるまで加熱し、3時間保持した。次いで、脱水剤としてオルト蟻酸メチル25質量部を加え、1時間攪拌した。さらに溶液温度を40℃にし、温度を保ちながらエバポレーションすることで、水および加水分解縮合で発生したアルコールを除去した。以上により、[A]成分であるシロキサンポリマー(加水分解縮合体(A−3))を得た。得られた加水分解縮合体の数平均分子量(Mn)は2500であり、分子量分布(Mw/Mn)は2であった。
冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部およびジエチレングリコールメチルエチルエーテル220質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸15質量部、メタクリル酸グリシジル45質量部、スチレン10質量部およびメタクリル酸ベンジル30質量部を仕込んで窒素置換し、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇し、この温度を5時間保持して重合することにより、共重合体(a−1)を含有する溶液を得た(固形分濃度=31.3質量%)。共重合体(a−1)は、Mw=12000であった。
[実施例1]
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン92質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−1)ジルコニウム酸化物粒子(ZrO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))5.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン90質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−2)チタン酸化物粒子(TiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))7.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン92質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−2)チタニウム酸化物粒子(TiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))5.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン92質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−3)チタン酸バリウム粒子(BaTiO3粒子(一時粒径20nm〜40nm))5.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン92質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−1)ジルコニウム酸化物粒子(ZrO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))2.0質量部および(B−4)シリコン酸化物粒子(SiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))3.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン93.5質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−1)ジルコニウム酸化物粒子(ZrO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))3.5質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン91質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−2)チタン酸化物粒子(TiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))2.0質量部および(B−4)シリコン酸化物粒子(SiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))4.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[A]成分として、合成例2で得られた酸解離性基を有しないシロキサンポリマー(加水分解縮合体(A−2))を含む溶液(加水分解縮合体(A−2)100質量部(固形分)に相当する量)を用いた。これに、キノンジアジド化合物(d−1)(下記に示す化合物)35質量部を混合し、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルに溶解させた後、[F]成分として、シリコン系界面活性剤であるSH8400 FLUID(東レダウコーニングシリコーン(株)製)0.3質量部を加え、その後、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性を有する組成物を調製した。
[D]成分の分散剤として、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル3質量部、[E]成分の分散媒としてメチルエチルケトン92質量部を混合し、ホモジナイザーで撹拌しながら[B]成分の金属酸化物粒子として(B−1)ジルコニウム酸化物粒子(ZrO2粒子(一時粒径20nm〜40nm))5.0質量部を約10分間にわたって徐々に加えた。粒子添加の後、約15分撹拌した。得られたスラリーを、SCミルを用いて分散し、[B]成分の分散液を得た。
[A]成分として、合成例2で得られた酸解離性基を有しないシロキサンポリマー(加水分解縮合体(A−2))を含む溶液(加水分解縮合体(A−2)100質量部(固形分)に相当する量)を用いた。これに、[C]成分として(C−1)光酸発生剤:1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート3.0質量部を混合し、[F]成分として、シリコン系界面活性剤であるSH8400 FLUID(東レダウコーニングシリコーン(株)製)0.3質量部を加え、その後、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性を有する組成物を調製した。
[A]成分として、比較合成例1で得られた共重合体(a−1)を含む溶液(100質量部(固形分)に相当する量)を用いた。これに、比較例2と同様にして金属酸化物粒子として(B−1)ジルコニウム酸化物粒子を加え、[C]成分として(C−1)光酸発生剤:1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート3.0質量部を混合し、[F]成分として、シリコン系界面活性剤であるSH8400 FLUID(東レダウコーニングシリコーン(株)製)0.3質量部を加え、その後、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性を有する組成物を調製した。
(B−2)TiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm)
(B−3)BaTiO3粒子(一時粒径20nm〜40nm)
(B−4)SiO2粒子(一時粒径20nm〜40nm)
(C−1)光酸発生剤:1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート
(C−2):5−プロピルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(IRGACURE(登録商標) PAG 103、BASF製)
(C−3)光塩基発生剤:2−ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート
上記の方法で調製した、実施例1〜実施例7および比較例1〜比較例3の組成物を使用し、以下のように組成物および硬化膜としての各種の特性を評価した。評価結果は、表1にまとめて示す。
実施例1〜実施例7および比較例1〜比較例3の組成物を用い、ガラス基板上に、スピンナを用いて各組成物を塗布した後、ホットプレート上で100℃にて2分間プレベークして塗膜を形成し、ガラス基板上に膜厚が1μmの膜をそれぞれ形成した。その後、クリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱することにより硬化膜を得た。この硬化膜が形成されたガラス基板の光線透過率を、分光光度計「150−20型ダブルビーム」((株)日立製作所製)を用いて400nm〜800nmの範囲の波長で測定した。最低光線透過率が90%以上の時、光線透過率は良好であると言える。尚、光線透過率の評価においては、形成する膜のパターニングは不要のため、そのための現像工程を省略し、塗膜形成の工程、放射線照射の工程および加熱工程のみを行い評価に供した。
実施例1〜実施例7および比較例1〜比較例3の組成物を用い、研磨したSUS304製基板上に、スピンナを用いて各組成物を塗布した後、ホットプレート上で100℃にて2分間プレベークすることにより膜厚3.0μmの塗膜を形成した。得られた各塗膜に対し、キヤノン(株)製PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、積算照射量が3000J/m2となるようにそれぞれ露光を行った後、クリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱することにより、基板上に硬化膜を形成した。この硬化膜上に、蒸着法によりPt/Pd電極パターンを形成し、誘電率測定用サンプルを作成した。得られたサンプルにつき、横河・ヒューレットパッカード(株)製HP16451B電極およびHP4284AプレシジョンLCRメータを用い、CV法により、周波数1kHzの周波数における誘電率を測定した。結果を表1に示す。尚、比誘電率の評価においては、形成する膜のパターニングは不要のため、現像工程を省略し、塗膜形成の工程、放射線照射の工程および加熱工程のみを行い評価に供した。
実施例1〜実施例7および比較例1〜比較例3の組成物を用い、基板としてその表面にITO膜の形成されたITO膜付き基板を用い、基板上に形成された硬化膜の密着性の評価を行った。
実施例1〜実施例7および比較例1〜比較例4の組成物を用い、銅を用いたゲート線であって一部がゲート電極となるゲート線の形成されたガラス基板上に、スピンナを用いて各組成物を塗布した後、ホットプレート上で100℃にて2分間プレベークすることにより膜厚100nmの塗膜を形成した。得られた各塗膜に対し、キヤノン(株)製PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、積算照射量が3000J/m2となるようにそれぞれ露光を行った後、クリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱することにより、基板上に硬化膜を形成した。
2 基板
3 TFT
4 ゲート電極
5 ゲート絶縁膜
6 半導体層
7 第1のソース−ドレイン電極
8 第2のソース−ドレイン電極
10 第1の絶縁膜
11 陽極
12 スルーホール
13 第2の絶縁膜
14 有機発光層
15 陰極
16 パッシベーション膜
17 封止層
19 無機絶縁膜
20 封止基板
Claims (7)
- In−Ga−Zn酸化物から形成されている半導体層とゲート電極とを有する半導体素子の該半導体層と該ゲート電極との間に配置されるゲート絶縁膜であって、
[A]ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む加水分解性化合物の加水分解縮合体、並びに
[B]アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、バリウムおよびセリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物である金属酸化物粒子
[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤から選ばれる少なくとも1種、
を含有する組成物を用いて形成されることを特徴とするゲート絶縁膜。 - [A]ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛およびスズからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む加水分解性化合物の加水分解縮合体、
[B]アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、バリウムおよびセリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物である金属酸化物粒子、並びに
[C]感放射線性酸発生剤または感放射線性塩基発生剤
を含有し、
In−Ga−Zn酸化物から形成されている半導体層と、ゲート電極と、該半導体層と該ゲート電極との間に配置されたゲート絶縁膜とを有する半導体素子の該ゲート絶縁膜の形成に用いられることを特徴とする組成物。 - 請求項3に記載の組成物を用いて形成される硬化膜であって、
In−Ga−Zn酸化物から形成されている半導体層と、ゲート電極と、該半導体層と該ゲート電極との間に配置されたゲート絶縁膜とを有する半導体素子の該ゲート絶縁膜に用いられることを特徴とする硬化膜。 - ゲート電極と、請求項1または2に記載のゲート絶縁膜と、In−Ga−Zn酸化物から形成されている半導体層とが、この順で基板上に配置されて、ボトムゲート構造を有することを特徴とする半導体素子。
- ゲート電極と、請求項1または2に記載のゲート絶縁膜と、In−Ga−Zn酸化物から形成されている半導体層とを、この順で基板上に設けることを特徴とする半導体素子の製造方法。
- 請求項5に記載の半導体素子を有することを特徴とする表示装置。
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