JPH11274681A - Electronic device and manufacture thereof - Google Patents

Electronic device and manufacture thereof

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Publication number
JPH11274681A
JPH11274681A JP7814898A JP7814898A JPH11274681A JP H11274681 A JPH11274681 A JP H11274681A JP 7814898 A JP7814898 A JP 7814898A JP 7814898 A JP7814898 A JP 7814898A JP H11274681 A JPH11274681 A JP H11274681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adsorption layer
electronic device
substrate
ink
solvent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7814898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Miyashita
悟 宮下
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11274681A publication Critical patent/JPH11274681A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture various types of electronic devices also by the printing method, by forming on a substrate an absorption layer having an absorbing power to a solvent for an ink contg. a material for forming element patterns of the electronic device. SOLUTION: To form an Si monoxide adsorption layer 13 on a substrate, Si dioxide is dispersed in a polar solvent to prepare a soln., it is coated on the entire substrate surface and dried over 150 deg.C to deposit Si dioxide as an adsorption layer 13 on the substrate, and an Ni-contg. ink soln. is jetted on the adsorption layer 13 by the ink jet method to form a pattern of gate electrodes 14, such that the solvent 30 in the ink is adsorbed in the adsorption layer 13, Ni in the ink is left on the adsorption layer 13, and the pattern of the gate electrodes 14 is accurately written on the substrate to quickly diffusing the solvent 30 in the adsorption layer 13 in this step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 この出願に係わる発明は電
子デバイスに係わり、特に、電子デバイスを構成する電
極、絶縁膜などの素子パターンが基板に印刷法によって
形成された電子デバイスに関するものである。本発明は
さらに、この電位デバイスの製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device, and more particularly, to an electronic device in which element patterns such as electrodes and insulating films constituting the electronic device are formed on a substrate by a printing method. The invention further relates to a method for manufacturing this potential device.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に電子デバイスの素子パターンを
形成する方法としては、スパッタ、蒸着等の真空プロセ
スで、全面に導電体膜、絶縁膜、半導体膜、誘電体膜等
を形成した後、フォトリソグラフィ技術で素子形状にパ
ターニングするのが一般的である。フォトリソグラフィ
技術とは、パターニングしたい薄膜上に感光性レジスト
を塗布し、フォトマスクを介して露光、現像した後、露
出した薄膜部分をドライエッチングあるいはウエットエ
ッチングする方法である。通常その後に、レジストを剥
離し、さらなる材料を成膜してからフォトリソグラフィ
工程が繰り返される。
2. Description of the Related Art As a method of forming an element pattern of an electronic device on a substrate, a conductive film, an insulating film, a semiconductor film, a dielectric film, etc. are formed on the entire surface by a vacuum process such as sputtering or vapor deposition. Generally, patterning is performed into an element shape by a photolithography technique. The photolithography technique is a method in which a photosensitive resist is applied on a thin film to be patterned, exposed and developed through a photomask, and then the exposed thin film portion is dry-etched or wet-etched. Usually, after that, the photolithography process is repeated after removing the resist and forming a further material.

【0003】最近では、フォトリソグラフィを用いずに
インクジェットプリンタヘッドを応用して、直接インク
化した材料をパターニングする方法が試みられている。
Recently, a method has been attempted in which an ink-jet printer head is applied without using photolithography to directly pattern a material made into ink.

【0004】この技術に関連する従来例として、例え
ば、特開昭8−327816号に、多数のフィルタエレ
メントを仕切るための多数の枠が形成された光透過性の
基板上の、各枠内に所定の色に着色されたインクを吐出
することにより各フィルタを製造するためのカラーフィ
ルタの製造方法が提案されている。
[0004] As a conventional example related to this technology, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-327816 discloses that each frame on a light-transmitting substrate on which a number of frames for partitioning a number of filter elements are formed. There has been proposed a method of manufacturing a color filter for manufacturing each filter by discharging ink colored in a predetermined color.

【0005】この方法は、レジストが不要であり、材料
を効率良く素子化できるという利点がある。インクを所
望の位置に納めるため、基板上に枠を設けたり、インク
中の染料を定着させるためのゼラチンやアクリルの吸着
層を設ける方法が検討されている。インクを吐出した
後、インクを均一に拡散させ、インク中の溶媒や溶剤を
除去させてパターニングされた薄膜が得られる。
[0005] This method has an advantage that a resist is not required and a material can be efficiently made into an element. In order to store the ink in a desired position, a method of providing a frame on a substrate or providing a gelatin or acrylic adsorption layer for fixing a dye in the ink has been studied. After the ink is ejected, the ink is uniformly diffused, and the solvent and the solvent in the ink are removed to obtain a patterned thin film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
を用いた既述の従来例は、インクが基板上に広がってし
まい。微細なパターンを形成することができない。すな
わち、インクを基板上に所望の位置に均質に形成できな
い。また、多数のフィルタエレメントを仕切る多数の枠
を作成する技術では、この枠を作るためのフォトエッチ
ング工程を新たに必要とする。また、異なる材料のイン
クを異なるパターンで印刷しようとしても、枠を用いる
技術では対応できない。
In the above-mentioned conventional example using an ink jet head, the ink spreads on the substrate. A fine pattern cannot be formed. That is, the ink cannot be uniformly formed at a desired position on the substrate. In addition, the technique of creating a large number of frames for partitioning a large number of filter elements requires a new photo-etching step for creating such a frame. Further, even if an attempt is made to print inks of different materials in different patterns, the technique using a frame cannot be used.

【0007】一方、ゼラチン等の溶媒層を作成し、イン
クを拡散、定着させる方法では、電子デバイスの素子構
造に不可欠な薄膜の積層ができず、インク材料が混ざり
合うという問題が発生する。また、電子デバイスに必要
な半導体や絶縁膜は、成膜後に加熱などの後処理を施す
のが一般的である。インクの定着に適したゼラチンやア
クリル等の有機多孔質膜は、耐熱性が低く、薄膜の機能
化が不十分になるという問題がある。
On the other hand, in the method of forming a solvent layer of gelatin or the like, and diffusing and fixing the ink, it is not possible to stack thin films indispensable for the element structure of an electronic device, and there is a problem that ink materials are mixed. In general, semiconductors and insulating films required for electronic devices are subjected to post-treatment such as heating after film formation. Organic porous films such as gelatin and acryl suitable for fixing ink have a problem that heat resistance is low and the function of the thin film becomes insufficient.

【0008】そこで、本発明の主目的は、電子デバイス
一般に適用可能な印刷技術を提供することを目的とする
ものである。本発明の他の目的は、この技術によって製
造される電子デバイスを提供することである。本発明の
他の目的は、微細なパターンが形成されたこの電子デバ
イスを提供することである。さらに他の目的は、加熱処
理を可能とするこの電子デバイスを提供することであ
る。さらに他の目的は、この電子デバイスの製造方法を
提供することである。
[0008] Therefore, a main object of the present invention is to provide a printing technique applicable to electronic devices in general. Another object of the present invention is to provide an electronic device manufactured by this technique. Another object of the present invention is to provide this electronic device in which a fine pattern is formed. Yet another object is to provide this electronic device that allows for heat treatment. Still another object is to provide a method for manufacturing the electronic device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、電子デバイス
の素子パターンを形成するための材料を含むインクの溶
媒に対して吸着能を有する吸着層を、基板上に形成した
ことを特徴とするものである。本発明によれば、インク
中の溶媒が吸着層中に吸着、浸透、或いは吸収されるた
めに、インクが広がることなくインク中の溶質成分であ
る素子パターン材料が吸着層上に積層する。
According to the present invention, an adsorbing layer having an adsorbing ability for a solvent of an ink containing a material for forming an element pattern of an electronic device is formed on a substrate. Things. According to the present invention, since the solvent in the ink is adsorbed, permeated, or absorbed in the adsorption layer, the element pattern material, which is a solute component in the ink, is laminated on the adsorption layer without spreading the ink.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】前記吸着層の好適な形態は無機多
孔質体である。無機多孔質体としては、無機酸化物微粒
子を基板上に堆積させたものが好適に使用される。例え
ば、酸化物微粒子を水やアルコールなどの極性溶媒に分
散させ、これを基板全面に塗工するか、或いは所望のパ
ターン状に塗布することもできる。前者はコーター等を
用いて行われ、後者はスクリーン印刷や、インクジェッ
トヘッドを用いたインクジェット法や、或いはインク温
度を上昇させて生じた気泡に因る圧力増強でインク液を
吐出させる噴射法(バブルジェット法)により実施でき
る。
The preferred form of the adsorption layer is an inorganic porous material. As the inorganic porous body, one obtained by depositing inorganic oxide fine particles on a substrate is suitably used. For example, the oxide fine particles may be dispersed in a polar solvent such as water or alcohol and applied to the entire surface of the substrate, or may be applied in a desired pattern. The former is performed using a coater or the like, and the latter is performed by screen printing, an ink jet method using an ink jet head, or an ink jet method (a bubble jet method in which an ink liquid is ejected by pressure increase caused by bubbles generated by increasing the ink temperature). Jet method).

【0011】この基板を加温下に置くと、酸化物微粒子
を含む溶液から溶媒が蒸散され基板上に多孔質の無機酸
化物層が定着される。本発明において使用可能な酸化物
としては、例えば、SiO、Al、TiO
ZrOの金属酸化物から成る群の少なくとも一つが好
適なものである。
When the substrate is placed under heating, the solvent evaporates from the solution containing the oxide fine particles, and the porous inorganic oxide layer is fixed on the substrate. Examples of oxides usable in the present invention include, for example, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 ,
At least one of the group consisting of metal oxides of ZrO 2 is preferred.

【0012】その酸化物からなる多孔質の径は、インク
中の溶質(電極や絶縁膜の構成材料)の粒径より小さい
ことが好ましい。こうすることによりインク中の溶質が
無機多孔質内に入り込まず、これが酸化物膜の上に堆積
して機能性の膜である電極や絶縁膜等の素子パターンを
形成できることになる。このような孔径としては、1ミ
クロン以下、好ましくは0.1ミクロン以下、0.00
1ミクロン以上である。孔径が0.001ミクロンを下
回ると、インク中の溶媒が酸化物膜に拡散・浸透・或い
は吸着される上で十分でないからである。 酸化物微粒
子として、粒径が10ミクロン以下であることが好まし
い。基板上に緻密な酸化物製堆積膜を形成するためであ
る。また、酸化物微粒子の堆積膜としては、10ミクロ
ン乃至100ミクロンが好ましいが、特に限定されな
い。この酸化物膜は低誘電率の絶縁膜として機能する。
It is preferable that the diameter of the porous material made of the oxide is smaller than the particle size of the solute (material constituting the electrode and the insulating film) in the ink. By doing so, the solute in the ink does not enter the inorganic porous material, and the solute is deposited on the oxide film to form an element pattern such as a functional film such as an electrode or an insulating film. As such a pore size, 1 micron or less, preferably 0.1 micron or less, 0.00
1 micron or more. If the pore diameter is less than 0.001 micron, the solvent in the ink is not sufficient to diffuse, permeate or adsorb to the oxide film. The oxide fine particles preferably have a particle size of 10 microns or less. This is for forming a dense oxide deposited film on the substrate. The thickness of the deposited film of oxide fine particles is preferably 10 μm to 100 μm, but is not particularly limited. This oxide film functions as a low dielectric constant insulating film.

【0013】吸着層を無機酸化物層からなる膜から形成
することにより、既述のように樹脂からこれを形成した
場合に比較して、耐熱性が向上する。本発明の電子デバ
イスでは、基板を耐熱性基板とすることにより、熱アニ
ール、レーザーアニールにも耐えられる、摂氏300度
以上、さらには摂氏500度以上の耐熱性が得られる。
したがって、TFT(薄膜トランジスタ)、TFD(薄
膜ダイオード)、RAM、その他基板上にコイルとコン
デンサを形成した電波応答シート、その他各種の電気回
路を印刷法によって基板上に形成できる。要するに、既
述のインクを基板上に直描することによって形成される
電気回路、電磁気回路、電気素子であれば特に限定され
ない。なお、吸着層が多孔質であることから、インク中
の溶媒が吸着層内に十分浸透することが可能となる。
By forming the adsorption layer from a film composed of an inorganic oxide layer, the heat resistance is improved as compared with the case where the adsorption layer is formed from a resin as described above. In the electronic device of the present invention, by using a heat-resistant substrate as the substrate, heat resistance of 300 ° C. or more, more preferably 500 ° C. or more, which can withstand thermal annealing and laser annealing is obtained.
Accordingly, a TFT (thin film transistor), a TFD (thin film diode), a RAM, a radio wave responsive sheet in which a coil and a capacitor are formed on a substrate, and other various electric circuits can be formed on the substrate by a printing method. In short, the present invention is not particularly limited as long as it is an electric circuit, an electromagnetic circuit, and an electric element formed by directly drawing the above-described ink on the substrate. In addition, since the adsorption layer is porous, the solvent in the ink can sufficiently penetrate into the adsorption layer.

【0014】前記インクとしては、溶媒に電極構成材等
の溶質の微粒子又はミセルが分散しているものが使用さ
れる。既述のように、溶質の粒径は吸着層の粒径よりも
大きいことが好ましい。溶媒としては、例えば、水、グ
リセリン、ジエチルグリコール、エタノールの混合物が
利用され、水は95重量%以下、グリセリンは20重量%
以下、ジエチレングリコール20重量%以下、エタノー
ルとして10重量%が使用される。溶質は、インク溶液
中に0.01〜10重量%含有される。
As the ink, an ink in which fine particles or micelles of a solute such as an electrode constituent material are dispersed in a solvent is used. As described above, it is preferable that the particle size of the solute is larger than the particle size of the adsorption layer. As the solvent, for example, water, glycerin, diethyl glycol, a mixture of ethanol is used, water is 95% by weight or less, glycerin is 20% by weight
Hereinafter, 20% by weight or less of diethylene glycol and 10% by weight of ethanol are used. The solute is contained in the ink solution at 0.01 to 10% by weight.

【0015】インクがインクジェット法を用いて基板に
吐出される場合、インク粘度として、1〜20、好まし
くは2〜4cpsが選択され、表面エネルギーとして、
20〜70、好ましくは、30〜60mN/mが選択
される。インクの溶質には、電子デバイスにおける電極
や絶縁膜などの素子パターンを作成する上で必要なS
i、Ni、Au、Ag,ITO、SiO2等の微粒子が
含まれる。このインクにはさらに必要に応じて、この溶
質成分と吸着してこれを水和するためのアクリル系の分
散樹脂、又は両方に親和性を持つカップリング剤が添加
される。
When the ink is ejected onto the substrate using the ink jet method, the viscosity of the ink is selected from 1 to 20, preferably 2 to 4 cps, and the surface energy is
20-70, preferably 30-60 mN / m 2 is selected. In the solute of the ink, S necessary for forming an element pattern such as an electrode or an insulating film in an electronic device is used.
Fine particles such as i, Ni, Au, Ag, ITO, and SiO2 are included. If necessary, an acrylic dispersion resin for adsorbing and hydrating the solute component or a coupling agent having an affinity for both is added to the ink.

【0016】基板上に前記酸化物の層を形成した後、物
理的に溶媒が完全に除去されるような温度条件、例えば
摂氏150度以上の温度でこの酸化物の層を乾燥する。
さらに必要に応じて摂氏300度以上の温度でアニール
を行う。この工程を経ることによって、酸化物の層は多
孔質化するとともに、脱水による強固な水素結合や粒界
が焼結する等して基板上に定着する。既述のインクを基
板上に印刷するには、インクジェットプリンタ、又はバ
ブルジェットプリンタによって既述のインクを基板上に
直接吐出する方式の他、ディスペンサー装置やボールペ
ン装置によってインクを基板上に塗工する方式に依る。
After forming the oxide layer on the substrate, the oxide layer is dried at a temperature condition such that the solvent is physically completely removed, for example, at a temperature of 150 ° C. or higher.
Further, if necessary, annealing is performed at a temperature of 300 degrees Celsius or more. Through this step, the oxide layer becomes porous, and is fixed on the substrate by strong hydrogen bonding due to dehydration and sintering of grain boundaries. In order to print the above-described ink on the substrate, in addition to a method of directly discharging the above-described ink onto the substrate by an inkjet printer or a bubble jet printer, the ink is coated on the substrate by a dispenser device or a ballpoint pen device. Depends on the method.

【0017】基板としては、ガラス基板、高融点樹脂基
板、シリコン等の半導体、或いは金属製のフィルムがあ
る。 続いて本発明の実施形態を詳しく説明する。図1
は、本発明の一実施形態に係わる薄膜トランジスタ(T
FT)10の断面図を示すものである。図2はこの平面
図である。図1は図2のI−I断面に相当する。このT
FTは液層デバイスの画素電極のスイッチング素子とし
て描かれている。
The substrate includes a glass substrate, a high melting point resin substrate, a semiconductor such as silicon, or a metal film. Next, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG.
Is a thin film transistor (T) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the FT) 10. FIG. 2 is this plan view. FIG. 1 corresponds to the II section of FIG. This T
FT is depicted as a switching element of a pixel electrode of the liquid layer device.

【0018】以下、このTFTの構成について説明す
る。ガラス等の耐熱性基板12の上に、酸化物多孔質か
らなる吸着層(二酸化珪素)13が形成されている。こ
の吸着層上にゲート電極としてのニッケル電極14が積
層されている。
Hereinafter, the structure of the TFT will be described. An adsorption layer (silicon dioxide) 13 made of porous oxide is formed on a heat-resistant substrate 12 made of glass or the like. A nickel electrode 14 as a gate electrode is laminated on this adsorption layer.

【0019】さらに、このニッケル電極14の上にゲー
ト酸化膜としての二酸化シリコン膜16が積層されてい
る。さらに、この上にチャネル領域となるシリコン膜1
8が積層されている。このシリコン膜の左右には、シリ
コン膜18のソース領域と密着するソース電極としての
ニッケル膜20とシリコン膜のドレイン領域と密着する
ドレイン電極としてのニッケル膜22が積層されてい
る。このドレイン電極には、画素電極となるITO膜2
4が積層されている。
Further, on this nickel electrode 14, a silicon dioxide film 16 as a gate oxide film is laminated. Further, a silicon film 1 serving as a channel region is formed thereon.
8 are stacked. On the left and right sides of the silicon film, a nickel film 20 as a source electrode in close contact with the source region of the silicon film 18 and a nickel film 22 as a drain electrode in close contact with the drain region of the silicon film are laminated. This drain electrode has an ITO film 2 serving as a pixel electrode.
4 are stacked.

【0020】図2において、20Aはゲート電極14と
ソース電極20の間に設けられた相関絶縁膜である。ま
た、16Aはインクジェットプリンタを用いて形成され
た、絶縁膜16の1ドット分に相当するものである。こ
れらのドットが集合されて絶縁膜16のパターンが形成
される。このことは絶縁膜以外の電極のパターン形成で
も同じである。 次に、このTFTの製造工程を図3に
基づいて説明する。図3はTFTの製造工程の各段階を
断面図によって示したものである。なお、図3において
図1の基板12の図示を省略している。 先ず、図3
(1)に示すように、二酸化珪素からなる吸着層13を
基板上に形成するために、二酸化珪素を極性溶媒に分散
させた溶液を調製して、基板全面上に塗布した。次い
で、これを摂氏150度以上の温度条件で乾燥させて基
板上に吸着層13として二酸化珪素を定着させた。この
時、吸着膜の膜厚を50ミクロンとした。
In FIG. 2, reference numeral 20A denotes a correlation insulating film provided between the gate electrode 14 and the source electrode 20. Reference numeral 16A corresponds to one dot of the insulating film 16 formed using an ink jet printer. These dots are collected to form a pattern of the insulating film 16. The same applies to the pattern formation of electrodes other than the insulating film. Next, a manufacturing process of the TFT will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing each step of the TFT manufacturing process. In FIG. 3, the illustration of the substrate 12 in FIG. 1 is omitted. First, FIG.
As shown in (1), in order to form an adsorption layer 13 made of silicon dioxide on a substrate, a solution in which silicon dioxide was dispersed in a polar solvent was prepared and applied over the entire surface of the substrate. Next, this was dried under a temperature condition of 150 ° C. or more, and silicon dioxide was fixed as an adsorption layer 13 on the substrate. At this time, the thickness of the adsorption film was set to 50 microns.

【0021】次いで、ゲート電極14を形成するため
に、ニッケルを含むインク溶液をインクジェット法によ
り、図2のゲート電極14のパターンを形成するように
吸着層13上に吐出した。この時、インク中の溶媒は、
符号30に示すように吸着層13中に吸着され、吸着層
13上にはインク中のニッケルが残存した。この過程に
おいて、溶媒30は吸着層13中に速やかに拡散するた
めに、図2に示すようなゲート電極14のパターンが正
確に基板上に描画される。この後、加圧条件下摂氏15
0度で基板を加熱して溶媒30を吸着層から蒸散させる
と、ニッケルが多孔質化しながら、吸着層上に定着す
る。このときニッケル膜の膜厚は0.2ミクロンになっ
た。この結果、インクのパターンが拡がらず、インク中
の溶質が微細なパターンとなって吸着層13上に堆積さ
れる。
Next, in order to form the gate electrode 14, an ink solution containing nickel was discharged onto the adsorption layer 13 by an ink jet method so as to form the pattern of the gate electrode 14 in FIG. At this time, the solvent in the ink is
As indicated by reference numeral 30, nickel was absorbed in the adsorption layer 13, and nickel in the ink remained on the adsorption layer 13. In this process, since the solvent 30 rapidly diffuses into the adsorption layer 13, the pattern of the gate electrode 14 as shown in FIG. 2 is accurately drawn on the substrate. After that, 15 degrees Celsius under pressurized condition
When the substrate is heated at 0 degrees to evaporate the solvent 30 from the adsorption layer, the nickel becomes porous and is fixed on the adsorption layer. At this time, the thickness of the nickel film became 0.2 μm. As a result, the ink pattern does not spread, and the solute in the ink becomes a fine pattern and is deposited on the adsorption layer 13.

【0022】次いで、(2)に示すように、ゲート絶縁
膜となる二酸化シリコン16を含有する溶液をインクジ
ェット法でゲート電極14上に直描する。この際、ゲー
ト電極14としてのニッケル層と吸着層13にそれぞれ
インクの溶媒が浸透し、この工程の後実施される摂氏1
50度の乾燥、及び摂氏500度のアニールによってこ
の溶媒は蒸散され、ゲート絶縁膜16のパターンがゲー
ト電極14と吸着層13の上に多孔質化して定着する。
このアニールは、例えば、レーザーなどが用いられる。
ニッケル層14に浸透した溶媒は、ニッケル層を越えて
吸着層13に拡散するので、ニッケル層14上にインク
ジェット法によって直描されたパターンを崩すことな
く、ゲート絶縁膜16のパターンが形成される。
Next, as shown in (2), a solution containing silicon dioxide 16 to be a gate insulating film is directly drawn on the gate electrode 14 by an ink jet method. At this time, the solvent of the ink penetrates into the nickel layer as the gate electrode 14 and the adsorption layer 13 respectively.
This solvent is evaporated by drying at 50 degrees and annealing at 500 degrees Celsius, and the pattern of the gate insulating film 16 is made porous and fixed on the gate electrode 14 and the adsorption layer 13.
For this annealing, for example, a laser or the like is used.
Since the solvent that has permeated the nickel layer 14 diffuses into the adsorption layer 13 beyond the nickel layer, the pattern of the gate insulating film 16 is formed on the nickel layer 14 without breaking the pattern directly drawn by the inkjet method. .

【0023】次いで、(3)に示されるように、TFT
のチャネル領域18となるSi含有のインクをインクジ
ェット法によってゲート絶縁膜16上に直描する。この
後、摂氏150度で乾燥させ、さらに、レーザーアニー
ルを実行することで、多結晶化させ、移動度の高い半導
体膜を得る。シリコンを含むインクの溶媒は、ゲート絶
縁膜16、ゲート電極14を介して吸着層13に向けて
徐々に浸透するので、シリコンのパターンは型くずれす
ることなく、ゲート絶縁膜16上に定着する。次の
(4)工程では、インクジェット法を用いて、ITO膜
24を吸着膜13上に直接描画(印刷)すると、インク
中の溶媒30は吸着層13中に浸透して吸着層13上に
はITO膜24のパターンが図2に示すようにそのまま
形成される。この後、摂氏150度で乾燥し、摂氏40
0度でアニールすると、吸着膜13上にITO膜が定着
される。
Next, as shown in (3), the TFT
Is directly drawn on the gate insulating film 16 by an ink-jet method. Thereafter, the semiconductor film is dried at 150 degrees Celsius, and is further subjected to laser annealing to be polycrystallized to obtain a semiconductor film with high mobility. Since the solvent of the ink containing silicon gradually penetrates toward the adsorption layer 13 through the gate insulating film 16 and the gate electrode 14, the silicon pattern is fixed on the gate insulating film 16 without being deformed. In the next step (4), when the ITO film 24 is directly drawn (printed) on the adsorption film 13 by using the ink jet method, the solvent 30 in the ink permeates into the adsorption layer 13 and The pattern of the ITO film 24 is formed as shown in FIG. After that, it is dried at 150 degrees Celsius and 40 degrees Celsius.
When annealing is performed at 0 degrees, the ITO film is fixed on the adsorption film 13.

【0024】次の工程(5)では、ソース領域とドレイ
ン領域に、ニッケルを含むインクをインクジェット法に
よってシリコン膜18、吸着層13、ITO膜24上に
直描する。この時、インク中の溶媒は最終的には吸着層
13まで吸収される。次いで、この溶媒は摂氏150度
下で基板を乾燥させることにより、蒸散される。この
後、必要に応じて、二酸化シリコンやポリイミド等の保
護膜を積層させることによって図1及び図2に示すTF
Tが完成される。なお、図3に示す製造工程において、
インク溶液に対する溶媒としては、水80重量パーセン
ト、グリセリン10重量パーセント、ジエチレングリコ
ール20重量パーセント、エタノール10重量パーセン
トを使用した。
In the next step (5), nickel-containing ink is directly drawn on the silicon film 18, the adsorption layer 13, and the ITO film 24 in the source region and the drain region by an ink-jet method. At this time, the solvent in the ink is finally absorbed up to the adsorption layer 13. The solvent is then evaporated by drying the substrate at 150 degrees Celsius. Thereafter, if necessary, a protective film such as silicon dioxide or polyimide is laminated to form the TF shown in FIGS.
T is completed. In the manufacturing process shown in FIG.
As a solvent for the ink solution, water 80% by weight, glycerin 10% by weight, diethylene glycol 20% by weight, and ethanol 10% by weight were used.

【0025】次に、本発明に係わる他の実施形態につい
て説明する。図4は、図3と同様な方法によって製造さ
れたTFD(薄膜ダイオード)の断面を示す図である。
この薄膜素子は、吸着層上に電極金属、次いで半導体、
電極金属及びITO24をインクジェット法を用いて順
次積層して形成する。この時、インク中の溶媒は、吸着
層13中に浸透するために、ほぼインクジェット法によ
る直描されたパターンのまま各層が基板上に定着され
る。
Next, another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a cross section of a TFD (thin film diode) manufactured by a method similar to that of FIG.
This thin-film element consists of an electrode metal, a semiconductor,
The electrode metal and ITO 24 are formed by sequentially laminating using an inkjet method. At this time, since the solvent in the ink penetrates into the adsorption layer 13, each layer is fixed on the substrate in a pattern almost directly drawn by the inkjet method.

【0026】また、MIM(Metal insulator metal)
構造も図3に説明したと同様な方法によって製造でき
る。
Also, MIM (Metal insulator metal)
The structure can be manufactured by a method similar to that described with reference to FIG.

【0027】図5は、さらに他の実施形態に係わるFe
RAMの断面図を示すものである。図5中左側にはTF
Tが形成され、その右側には図4と同様にM(Pt)−Ferr
oelectric(PZT)−M(Pt)の構造が形成されてい
る。これら各素子のパターンも図3と同様にインクジェ
ット法を用いて形成できる、インク中の溶媒は、吸着層
13に速やかに拡散されるために、インク中の電極材等
の溶質は目的の位置に均質に定着・積層される。ここで
はPZTを強誘電体結晶にするために、摂氏700度の
ランプアニールを行った。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a further embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a RAM. In the left side of FIG.
T is formed, and M (Pt) -Ferr is formed on the right side thereof as in FIG.
The structure of oelectric (PZT) -M (Pt) is formed. The pattern of each of these elements can also be formed by the ink-jet method as in FIG. 3. Since the solvent in the ink is rapidly diffused into the adsorption layer 13, the solute such as the electrode material in the ink is located at the target position. Uniformly fixed and laminated. Here, lamp annealing at 700 degrees Celsius was performed in order to turn PZT into a ferroelectric crystal.

【0028】図6は本発明のさらに他の形態を示すもの
である。図6は、基板上に形成された電波応答シートの
平面図である。この電波応答シートはRFタグとして非
接触で読み可能な情報媒体であり、コイルとコンデンサ
からなる共振回路を有している。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the radio wave responsive sheet formed on the substrate. The radio wave response sheet is an information medium that can be read in a non-contact manner as an RF tag, and has a resonance circuit including a coil and a capacitor.

【0029】図6において、この電波応答シート29と
して、本発明の製造方法によって製造されたRFタグが
示されている。電波応答シート29はRFタグ30Aと
基板31を備える。RFタグ30Aは、タグ形成物とし
ての基板31の上に、略渦巻き状のコイル32と、この
コイル32の渦巻き中心部に一体に形成した略矩形状の
コンデンサ33とを備える。コンデンサ33は、コイル
32の渦巻き中心部位に積層した誘電体33aおよび誘
電体33bとから成る。このRFタグ30は、既述のイ
ンクジェット法により製造される。
FIG. 6 shows an RF tag manufactured by the manufacturing method of the present invention as the radio wave responsive sheet 29. The radio wave response sheet 29 includes an RF tag 30A and a substrate 31. The RF tag 30A includes a substantially spiral coil 32 and a substantially rectangular capacitor 33 integrally formed at the center of the spiral of the coil 32 on a substrate 31 as a tag forming product. The capacitor 33 is composed of a dielectric 33a and a dielectric 33b stacked at the center of the spiral of the coil 32. This RF tag 30 is manufactured by the above-described inkjet method.

【0030】これらのコイル及びコンデンサも基板上に
形成された吸着層上にインクジェット法によってパター
ニングすることにより、コイル及びコンデンサの正確な
パターンを基板上に形成することができる。この結果、
共振周波数を正しくRFタグに設定することが可能とな
る。
By patterning these coils and capacitors on the attraction layer formed on the substrate by the ink jet method, an accurate pattern of the coils and capacitors can be formed on the substrate. As a result,
The resonance frequency can be set correctly in the RF tag.

【0031】なお、本発明が適用される電子デバイスと
しては説明されたものに限られない、本発明は、電子デ
バイスの集合からなる電気回路に適用されることは勿論
である。
The electronic device to which the present invention is applied is not limited to those described above. The present invention is, of course, applicable to an electric circuit comprising a group of electronic devices.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板上に
インク溶媒に対する吸着層を設けるようにしたため、広
く電子デバイスに適用可能な印刷法を提供することがで
き、その結果、印刷法によっても素子のパターンが基板
上に正確に形成された電子デバイスを提供することがで
きる。このパターンは基板上の目的とする位置に均質に
形成される。また、コンピュータなどで設計したデータ
を利用して直接パターニングすることができ、フォトマ
スク等が不要なため、設計変更が容易で小量生産にも対
応できる。
As described above, according to the present invention, since the adsorption layer for the ink solvent is provided on the substrate, it is possible to provide a printing method which can be widely applied to electronic devices. Also, it is possible to provide an electronic device in which an element pattern is accurately formed on a substrate. This pattern is uniformly formed at a target position on the substrate. In addition, patterning can be performed directly using data designed by a computer or the like, and since a photomask or the like is not required, design change is easy and small-volume production can be supported.

【0033】また、吸着層を無機多孔質体から構成する
ことにより、耐熱性が向上し、その結果、熱アニールや
レーザーアニールがこの吸着層を備えた基板に対して適
用できる。したがって、多種の電子デバイスを印刷法に
よって製造することが可能となる。
Further, by forming the adsorption layer from an inorganic porous material, heat resistance is improved, and as a result, thermal annealing or laser annealing can be applied to a substrate provided with this adsorption layer. Therefore, various types of electronic devices can be manufactured by a printing method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用されるTFT素子の断面図であ
り、図2のI−I断面に相当する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a TFT element to which the present invention is applied, and corresponds to a II cross section in FIG.

【図2】このTFT素子の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the TFT element.

【図3】TFT素子の製造工程を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the TFT element.

【図4】本発明が適用される他の実施形態に係わる、薄
膜素子ダイオードの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a thin-film element diode according to another embodiment to which the present invention is applied.

【図5】さらに他の実施形態に係わるFeRAMであ
る。
FIG. 5 is a FeRAM according to still another embodiment.

【図6】さらに他の実施形態に係わる電波応答シートの
平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a radio wave response sheet according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 TFT、12 基板、13 吸着層、14 ゲー
ト電極、16ゲート絶縁膜、18 シリコン電極膜、2
0 ソース電極、22 ドレイン電極、24ITO膜、
30 インクの溶媒
Reference Signs List 10 TFT, 12 substrate, 13 adsorption layer, 14 gate electrode, 16 gate insulating film, 18 silicon electrode film, 2
0 source electrode, 22 drain electrode, 24 ITO film,
30 Ink solvent

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に素子のパターンが印刷法によっ
て形成されてなる電子デバイスであって、前記素子パタ
ーンを形成するための材料を含むインクの溶媒に対して
吸着能を有する吸着層が前記基板上に形成されてなり、
かつ、この吸着層中に前記溶媒が吸着されることにより
前記材料がこの吸着層上に素子パターンとして積層され
てなること特徴とする電子デバイス。
1. An electronic device in which a pattern of elements is formed on a substrate by a printing method, wherein the adsorption layer having an adsorption ability with respect to a solvent of an ink containing a material for forming the element pattern is provided. Formed on the substrate,
An electronic device, wherein the material is laminated as an element pattern on the adsorption layer by adsorbing the solvent in the adsorption layer.
【請求項2】 前記吸着層が主として無機多孔質体から
なる請求項1記載の電子デバイス。
2. The electronic device according to claim 1, wherein said adsorption layer mainly comprises an inorganic porous material.
【請求項3】 前記吸着層の耐熱温度が、摂氏300度
以上である請求項1又は2記載の電子デバイス。
3. The electronic device according to claim 1, wherein the heat-resistant temperature of the adsorption layer is 300 degrees Celsius or higher.
【請求項4】 前記無機多孔質体は無機酸化物から形成
されてなる請求項2記載の電子デバイス。
4. The electronic device according to claim 2, wherein said inorganic porous body is formed from an inorganic oxide.
【請求項5】 前記多孔質体の孔径が、前記インク中に
含まれる前記材料成分の粒径よりも小さく形成されてい
る請求項2又は4記載の電子デバイス。
5. The electronic device according to claim 2, wherein a pore diameter of the porous body is formed smaller than a particle diameter of the material component contained in the ink.
【請求項6】 前記多孔質体の孔径が、0.001ミク
ロン以上1ミクロン以下である請求項2記載の電子デバ
イス。
6. The electronic device according to claim 2, wherein the pore size of the porous body is 0.001 μm or more and 1 μm or less.
【請求項7】 前記無機酸化物が、SiO、Al
、TiO、ZrOからなる群から選ばれる少なく
とも一つである請求項2記載の電子デバイス。
7. The method according to claim 1, wherein the inorganic oxide is SiO 2 , Al 2 O.
The electronic device according to claim 2, wherein the electronic device is at least one selected from the group consisting of 3 , TiO 2 , and ZrO 2 .
【請求項8】 前記無機酸化物の粒径が、10ミクロン
以下である請求項4記載の電子デバイス。
8. The electronic device according to claim 4, wherein the particle diameter of the inorganic oxide is 10 μm or less.
【請求項9】 前記素子パターンが電極膜のパターンと
絶縁膜のパターンを含む請求項1記載の電子デバイス。
9. The electronic device according to claim 1, wherein the element pattern includes an electrode film pattern and an insulating film pattern.
【請求項10】 基板上に素子のパターンを印刷法によ
って形成する電子デバイスの製造方法であって、前記素
子パターンを形成するための材料を含むインクの溶媒に
対する吸着能を有する吸着層を前記基板上に形成する工
程と、このインクを前記吸着層上に印刷する工程と、こ
の吸着層中に前記溶媒を吸着させて前記材料をこの吸着
層上に素子パターンとして積層させる工程とを備えるこ
とを特徴とする電子デバイスの製造方法。
10. A method for manufacturing an electronic device, wherein an element pattern is formed on a substrate by a printing method, the method comprising: forming an adsorption layer having an adsorbing ability on a solvent of an ink containing a material for forming the element pattern on the substrate. Forming on the adsorption layer the ink, and adsorbing the solvent in the adsorption layer, and laminating the material as an element pattern on the adsorption layer. A method for manufacturing an electronic device.
【請求項11】 前記吸着層を主として無機多孔質体か
ら構成する請求項10記載の方法。
11. The method according to claim 10, wherein said adsorption layer is mainly composed of an inorganic porous material.
【請求項12】 前記印刷法はインクジェットプリンタ
を用いるインクジェット法である請求項10記載の方
法。
12. The method according to claim 10, wherein the printing method is an inkjet method using an inkjet printer.
【請求項13】 前記吸着層をインクジェットプリンタ
を用いるインクジェット法によって前記基板上に形成す
る請求項10又は11記載の方法。
13. The method according to claim 10, wherein the adsorption layer is formed on the substrate by an inkjet method using an inkjet printer.
【請求項14】 無機酸化物を溶媒中に分散させた溶液
をインクジェット法によって前記基板上に印刷すること
により、請求項11記載の無機多孔質体を形成する請求
項10記載の方法。
14. The method according to claim 10, wherein a solution obtained by dispersing an inorganic oxide in a solvent is printed on the substrate by an ink-jet method to form the inorganic porous body according to claim 11.
【請求項15】 基板上に電子デバイスの素子パターン
形成材料を含むインクの溶媒に対する吸着層を形成した
後、この基板上にこのインクを塗布する、電子デバイス
における素子パターン印刷方法。
15. An element pattern printing method for an electronic device, comprising: forming an adsorption layer for a solvent of an ink containing an element pattern forming material of an electronic device on a substrate, and applying the ink onto the substrate.
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