膜形成用组合物及其膜、以及使用其的有机半导体元件的制造方法_4

文档序号:9635257阅读:来源:国知局
合而成的溶剂、C4F9OCH3 与2, 2, 3, 4, 4, 4-六氣下醇W质量比100:0.Ol~70:30混合而成的溶剂、〔4尸9〇邸2邸3与 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氣戊醇W质量比100:0.01~70:30混合而成的溶剂、CAFgOCHs与 (1,2, 2, 3, 3, 4, 4, 5-八氣环戊基)乙醇W质量比100:0.Ol~70:30混合而成的溶剂、 〔尸3〔尸2〔尸2〔尸2〔尸2邸2邸2邸3与2,2,2-^氣乙醇^质量比100:0.01~70:30混合而成的溶剂、 NOVEC7300与2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氣戊醇W质量比100:0.Ol~70:30混合而成的溶剂、 或Ve;rtrelSuprion与 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氣戊醇W质量比 100:0.Ol~70:30 混合而成 的溶剂。 阳166] 3.膜形成用组合物
[0167] [组成]
[0168] 关于本发明的膜形成用组合物所含的氣树脂与氣系溶剂的组成比,相对于氣系溶 剂100质量份,氣树脂为0. 1质量份W上且25质量份W下、优选为0. 5质量份W上且20质 量份W下。氣树脂少于0.1质量份时,形成的氣树脂膜变薄,无法充分保护有机半导体。氣 树脂多于25质量份时,难W均匀地涂布成膜。
[0169] 本发明的膜形成用组合物所含的氣树脂的含氣率为30质量%W上且65质量%W下,并且优选氣系溶剂的含氣率为50质量%W上且70质量% ^下。如果含氣率为W上的 范围内,则容易溶于氣系溶剂。
[0170] 本发明的膜形成用组合物所含的氣系溶剂的含氣率为50质量%W上且70质量%W下、更优选为55质量%W上且70质量% ^下。超过70质量%时,前述的氣树脂变得不 会充分溶解。另外,少于50质量%时,在有机半导体膜上涂布或印刷氣树脂膜时,有时会使 有机半导体膜的表面溶解或溶胀。 阳171][添加剂]
[0172] 本发明的膜形成用组合物在不会浸入作为涂布对象的有机物的程度下可W含有 除上述氣树脂和溶剂W外的成分作为添加剂。 阳173] 例如,可W出于提高涂布性、流平性、成膜性、保存稳定性或消泡性等的目的而配 混表面活性剂等添加剂。具体而言,可列举出作为市售表面活性剂的、DIC株式会社制的商 品名MEGAFAC、编号F142D、F172、F173或者F183,住友3M株式会社制的商品名FLU0RAD、 编号FC-135、FC-170C、FC-430 或者FC-431,AGCSeimiChemicalCo. ,Ltd.制的商品名 SURFL0N、编号S-112、S-113、S-131、S-141 或者S-145,或DowCorningToraySilicone Co.,Ltd.制的商品名、SH-28PA、SH-190、SH-193、SZ-6032 或者SF-8428。运些表面活性 剂的配混量相对于树脂组合物中的树脂100质量份通常为5质量份W下。需要说明的是, MEGAFAC为DIC株式会社的氣系添加剂(表面活性剂?表面改性剂)的商品名、FLUORAD 为住友3M株式会社制的氣系表面活性剂的商品名,W及SURFLON为AGCSeimi化emical Co.,Ltd.的氣系表面活性剂的商品名,分别进行了商标注册。
[0174] 另外,也可W配混固化剂。对使用的固化剂没有特别限定,例如可例示出=聚氯胺 固化剂、尿素树脂固化剂、多元酸固化剂、异氯酸醋固化剂或环氧固化剂。具体而言,可例示 出异佛尔酬二异氯酸醋、六亚甲基二异氯酸醋、甲苯二异氯酸醋或者二苯基甲烧二异氯酸 醋等异氯酸醋类、及其异氯脈酸醋、嵌段异氯酸醋或者缩二脈体等、烷基化=聚氯胺、径甲 基=聚氯胺、亚氨基=聚氯胺等=聚氯胺树脂或者尿素树脂等氨基化合物、或由双酪A等 多元酪与环氧氯丙烷的反应而得到的具有2个W上环氧基的环氧固化剂。运些固化剂的配 混量相对于树脂组合物中的树脂100质量份通常为35质量份W下。 阳1巧]4.有机半导体膜 阳176] 对使用本发明的膜形成用组合物加工而成的有机半导体膜进行说明。作为有机半 导体膜的材料,可W使用公知的材料。作为有机半导体,可例示出并五苯、蔥、并四苯、献菁 等有机低分子、聚乙烘系导电性高分子、聚对苯撑及其衍生物、聚苯乙烘及其衍生物等聚苯 撑系导电性高分子、聚化咯及其衍生物、聚嚷吩及其衍生物、聚巧喃及其衍生物等杂环系导 电性高分子、或聚苯胺及其衍生物等离子性导电性高分子等有机半导体、有机电荷移动络 合物。
[0177] 尤其,在本发明的有机半导体制造方法中,优选能够通过使用控系溶剂或芳香族 溶剂作为蚀刻溶剂的湿式蚀刻去除的有机半导体材料。作为运样的有机半导体材料,可例 示出蔥、并四苯W及并五苯等多环缩合芳香族控、献菁等有机低分子、聚乙烘系导电性高分 子、聚对苯撑及其衍生物、聚苯乙烘及其衍生物等聚苯撑系导电性高分子、聚化咯及其衍生 物、聚嚷吩及其衍生物、聚巧喃及其衍生物等杂环系导电性高分子。本发明的有机半导体制 造方法可W特别优选应用于多环缩合芳香族控。 阳17引5.有机半导体的制造方法
[0179] 本发明的有机半导体元件的制造中,为了在将有机半导体膜微细加工成期望的半 导体电路时保护半导体膜,在有机半导体膜上设置氣树脂膜。
[0180] 对于有机半导体元件的制造中的有机半导体电路的形成,不仅使用光刻法,还通 过使用凸版、凹版、平版、丝网印刷或压印法等的印刷法将图案转印到氣树脂膜上,然后对 有机半导体膜进行蚀刻处理,进行图案加工。 阳181] 首先,对使用本发明的膜形成用组合物在有机半导体上形成的氣树脂膜的图案加 工进行说明。 阳182] 本发明的膜形成用组合物可W通过在形成于基板上的有机半导体膜上进行湿式 涂布而形成氣树脂膜,可W通过光刻法、压印法或印刷法而在氣树脂膜上形成图案。如果在 有机半导体膜上涂布被覆氣树脂膜并进行图案加工,则能够通过后续的使用控系溶剂或芳 香族系溶剂的湿式蚀刻将该图案转印到有机半导体膜上。如此,通过使用本发明,能够对有 机半导体膜进行微细加工。 阳183]另外,本发明的膜形成用组合物可W通过印刷法或喷墨法直接在有机材料上形成 图案,可W通过后续的使用控系溶剂或芳香族系溶剂的湿式蚀刻将图案转印到有机材料 上。通过印刷法或喷墨法直接形成保护膜的图案时,将膜形成用组合物作为墨来使用。作 为印刷法,可例示出凸版印巧IJ、凹版印巧IJ、照相凹版印巧IJ、平板印巧IJ、丝网印巧IJ、热转印印刷 或逆转胶版印刷。 阳184] 将芳香族系溶剂用作蚀刻剂时,需要在蚀刻时氣树脂膜不溶或难溶于蚀刻剂。另 夕F,氣树脂膜在蚀刻后从有机半导体电路上被剥离或残留。剥离时,氣树脂膜优选不会使有 机半导体电路劣化。在有机半导体膜电路中残留氣树脂膜时,为了不使有机半导体的电路 图案发生短路,优选作为绝缘膜发挥作用。
[0185] 对有机半导体膜进行图案加工时,对于形成用于保护有机半导体电路的氣树脂膜 的膜形成用组合物及其膜,要求:(1)在有机半导体膜上容易进行膜形成、(2)能够不使有 机半导体电路劣化和短路地从有机半导体图案上去除、(3)具有不会对有机半导体电路的 电特性产生障碍的绝缘性、W及(4)难W被作为蚀刻剂的芳香族系溶剂轻易地侵蚀等。 阳186] 使用本发明的膜形成用组合物形成的氣树脂膜在有机半导体的制造中,可W根据 需要而用特定的氣系溶剂溶解去除。作为溶解去除时可W使用的溶剂,只要对有机半导体 造成的影响小,则可W使用与膜形成用组合物所含的氣系溶剂相同的氣系溶剂,也可W因 对氣树脂的溶解性更大等理由而使用其他氣系溶剂。 阳187] 作为溶解去除的方法,可W例示出如下的方法:将具有使用本发明的膜形成用组 合物形成的氣树脂膜的基板浸溃在氣系溶剂中、在使基板垂直或者倾斜的状态下倾倒氣系 溶剂、一边用旋涂机使基板旋转一边倾倒剥离溶剂、或将基板置于处于剥离溶剂的饱和蒸 气氛围的腔室内。在溶解去除中使用的氣系溶剂的质量相对于氣树脂膜的总质量优选为5 倍W上、更优选为10倍W上。氣系溶剂的使用量少时,氣树脂膜的去除变得不充分。另外, 使用本发明的膜形成用组合物形成的氣树脂膜具有绝缘性,因此即使未进行溶解去除而残 留在半导体元件中也不会损害半导体电路的特性。
[0188] [本发明的有机半导体元件的制造方法的一例]
[0189] 利用图1对使用膜形成用组合物的有机半导体的制造方法进行具体说明,但使用 本发明的膜形成用组合物的有机半导体的制造方法并不限定于此。
[0190] 首先,如图1的(A)所示,在基板1上,通过涂布或蒸锻有机半导体溶液而形成由 有机半导体膜形成的有机半导体膜2。 阳191] 接着,如图1的度)所示,使用本发明的膜形成用组合物,在有机半导体膜2上形 成氣树脂膜3。 阳192] 膜形成用组合物可W利用浸涂、喷涂、旋涂、棒涂、涂抹器或漉涂机等进行涂布,涂 布在有机半导体膜2上制成包含溶剂的涂膜后,使其自然干燥而形成氣树脂膜3。
[019引然后,可W将基板1加溫,对氣树脂膜3进行烘赔加工。烘赔中的加热溫度为 250°CW下。无需在250°CW上加热,更优选的溫度虽也取决于溶剂的沸点,但为10°CW上 且150°CW下。低于10°C时,干燥需要长时间,高于150°C时,有时形成的膜表面的均匀性受 损。另外,加热时间为30秒W上且15分钟W下。短于30秒时,担屯、氣树脂膜中有溶剂残 留,无需延长到15分钟W上。 阳194] 接着,如图1的(C)所示,利用光刻、或压印、凸版印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、 平板印刷、丝网印刷、热转印印刷或者逆转胶版印刷等印刷法、或喷墨法等,对氣树脂膜3 进行图案加工。
[0195] 在利用光刻的、由本发明的膜形成用组合物形成的氣树脂膜3的图案加工中,在 氣树脂膜3的上层形成未图示的光致抗蚀剂膜。例如,可W通过使用不会侵蚀氣树脂膜3 的溶剂来涂布光致抗蚀剂、或贴附干膜抗蚀剂的方法来形成光致抗蚀剂膜。通过涂布形成 光致抗蚀剂膜时,优选使用不会侵蚀氣树脂膜3的控系溶剂和芳香族系溶剂。接着,隔着 光掩模对光致抗蚀剂膜进行曝光,进行图案加工,通过使用溶剂的湿式蚀刻、反应性离子蚀 亥IJ、或气体蚀刻对氣树脂膜3和有机半导体膜2进行图案加工。
[0196] 在利用印刷法的氣树脂膜3的图案加工中,将图案从印刷原版转印到氣树脂膜3 上。转印的方法可例示出:将印刷原版的凹凸按压于氣树脂膜3的方法、仅将印刷原版的凸 部按压于氣树脂膜3并去除氣树脂膜3的方法。从印刷原版向氣树脂膜3转印图案时,优 选通过加热或溶剂的溶胀使氣树脂膜3发生软化而容易地产生形状变化。 阳197] 在利用喷墨法的氣树脂膜3的图案加工中,在希望残留氣树脂膜3的部位通过喷 墨涂布具有蚀刻耐性的材料而进行涂布,将未涂布的部位的氣树脂膜3通过蚀刻进行图案 加工。作为图案加工的方法,可例示出使用溶剂的湿式蚀刻、反应性离子蚀刻、或气体蚀刻。 阳19引此时,可W将基板1加溫并对经图案加工的氣树脂膜3进行烘赔加工。烘赔中的 加热溫度为250°CW下。无需加热至250°CW上,更优选的溫度虽也取决于溶剂的沸点,但 为10°CW上且150°CW下。低于10°C时,干燥需要长时间,高于150°C时,有时形成的氣树 脂膜3的表面的均匀性受损。另外,加热时间为30秒W上且1
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