本發(fā)明涉及導(dǎo)體組合物油墨、層疊布線構(gòu)件、半導(dǎo)體元件和電子設(shè)備以及層疊布線構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù):
隔著包含樹脂的絕緣層而配置有2個電極的層疊布線構(gòu)件,例如,用于半導(dǎo)體晶體管等半導(dǎo)體元件、靜電電容式的觸摸面板傳感器、撓性印刷基板(fpc)那樣的印刷基板等各種器件。在這樣的層疊布線構(gòu)件中,通常采用如下結(jié)構(gòu),即,在絕緣層設(shè)置接觸孔,在該接觸孔內(nèi)連接兩電極。
作為設(shè)置有接觸孔的絕緣層的形成方法,一直以來使用了將在基板上整個面形成的絕緣膜通過光刻法或蝕刻法等方法來除去絕緣膜的一部分的方法。特別是在半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體層使用了有機半導(dǎo)體的有機薄膜晶體管的情況下,半導(dǎo)體層大多缺乏對有機溶劑的耐性,需要作為設(shè)置于上部的鈍化層的絕緣膜。此外,在使用了并五苯等低分子有機半導(dǎo)體的情況下,尤其缺乏對有機溶劑的耐性。作為這樣的情況下的鈍化層,研究了以cytop為代表的氟系絕緣膜的利用。但是,由于氟系絕緣膜用油墨的表面張力較小,所以通過噴墨法(ij)、版印刷等方法進行圖案形成是很困難的。因此,需要采用如下方法,即,通過旋涂法等在基板上整個面形成了氟系絕緣膜之后,通過光刻法、蝕刻法等方法來除去氟系絕緣膜的一部分。
為了解決這樣的問題,例如,在專利文獻1中提出了一種方法,即,在導(dǎo)電層上配置成為核(core)的材料,并在其上層疊了膜之后,除去所述膜的核或核的附近部分來形成孔的通孔的形成方法。此外,在專利文獻2中提出了一種方法,即,在基材上形成能夠除去的柱體,在形成有柱體的基材上形成了絕緣層之后,通過除去柱體,從而在絕緣層形成接觸孔。
但是,在這些方法中,也都需要除去核或柱體的工序,擔(dān)心核或柱體等的殘渣殘留于接觸孔內(nèi)。此外,在專利文獻2的方法中,由于柱體形成利用了靜電吸引型液滴噴吐法,因此工序需要時間,生產(chǎn)性有可能出現(xiàn)問題。
在專利文獻3中,提出了一種方法,即,在形成了過孔柱(viapost)之后使用具有比過孔柱的頭部稍大的非噴吐區(qū)域的絲網(wǎng)印版來形成層間絕緣膜。但是,由于使用絲網(wǎng)印刷,所以存在如下問題,即,過孔柱的微細化較難,此外層間絕緣膜的材料也限制于能應(yīng)用絲網(wǎng)印刷的材料。
在專利文獻4中,提出了一種方法,即,在設(shè)置于基板上的布線圖案上,通過噴墨法以端部比中央部突出的形狀直接形成過孔。但是,在本方法中由于使用導(dǎo)電部突出的周緣部,因此存在如下問題,即,隨著所形成的導(dǎo)電部變小,變得不能得到有效的導(dǎo)電面積,或在所有的過孔中完全重現(xiàn)過孔形狀很困難。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:jp特開2006-245238號公報
專利文獻2:jp特開2012-186455號公報
專利文獻3:jp特開2006-295116號公報
專利文獻4:jp特開2008-108857號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明的目的在于,提供一種能夠通過簡單的方法來形成絕緣層的過孔柱的層疊布線構(gòu)件的制造方法、以及導(dǎo)體組合物油墨、層疊布線構(gòu)件、半導(dǎo)體元件以及電子設(shè)備。
用于解決課題的手段
根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供了一種層疊布線構(gòu)件,具備:布線構(gòu)件,具有基材以及形成在所述基材上的第1電極;由導(dǎo)電體構(gòu)成的導(dǎo)電性凸部,包含導(dǎo)電性材料以及疏液劑,形成在所述第1電極上,與所述第1電極導(dǎo)通,作為過孔柱而發(fā)揮作用,所述導(dǎo)電性材料為金屬粒子,所述疏液劑是形成自組裝單分子膜的含氟化合物,表面能量大于30mn/m且為80mn/m以下;絕緣層,由樹脂組合物構(gòu)成,并具有所述導(dǎo)電性凸部;和第2電極,與所述導(dǎo)電性凸部導(dǎo)通,并形成在所述絕緣層上,所述導(dǎo)電性凸部的高度大于所述絕緣層的厚度,從所述絕緣層突出的所述導(dǎo)電性凸部的至少一部分與所述第2電極導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供了一種層疊布線構(gòu)件的制造方法,具備:第1工序,準(zhǔn)備具有基材以及形成在所述基材上的第1電極的布線構(gòu)件,通過將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨涂敷在所述第1電極上并進行燒成,從而形成由導(dǎo)電體構(gòu)成的導(dǎo)電性凸部,該導(dǎo)電性凸部與所述第1電極導(dǎo)通,具有疏液性,并且作為過孔柱而發(fā)揮作用,所述導(dǎo)電性材料為金屬粒子,所述疏液劑是形成自組裝單分子膜的含氟化合物,表面能量大于30mn/m且為80mn/m以下;第2工序,通過在形成了所述導(dǎo)電性凸部的所述布線構(gòu)件上形成樹脂組合物的涂膜并使其固化,從而形成具有所述導(dǎo)電性凸部的絕緣層,使得所述導(dǎo)電性凸部的高度大于所述絕緣層的厚度;和第3工序,在所述絕緣層上形成第2電極,使得與從所述絕緣層突出的所述導(dǎo)電性凸部的至少一部分導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供一種導(dǎo)體組合物油墨,用于前述的本發(fā)明的一方式所涉及的層疊布線構(gòu)件的制造方法,其特征在于,包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑,所述導(dǎo)電性材料是金屬粒子,所述疏液劑是形成自組裝單分子膜的含氟硫醇化合物,以180℃加熱30分鐘而得到的固化膜的表面能量大于30mn/m且為80mn/m以下。
根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供了一種半導(dǎo)體元件,具備前述的本發(fā)明的一方式所涉及的層疊布線構(gòu)件,其特征在于,所述第1電極是源極電極、漏極電極或中間電極,所述第2電極是柵極電極、中間電極或外部輸入輸出電極。
根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供了一種電子設(shè)備,具備前述的本發(fā)明的一方式所涉及的層疊布線構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供能通過簡單的方法來形成絕緣層的過孔柱的層疊布線構(gòu)件的制造方法、以及導(dǎo)體組合物油墨、層疊布線構(gòu)件、半導(dǎo)體元件和電子設(shè)備。
附圖說明
圖1a是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
圖1b是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
圖1c是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
圖1d是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
圖1e是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
圖2a是對本實施方式中的導(dǎo)體組合物油墨和涂敷位置進行說明的說明圖。
圖2b是對本實施方式中的導(dǎo)體組合物油墨和涂敷位置進行說明的說明圖。
圖3a是對本實施方式中的導(dǎo)電性凸部的縱剖面形狀進行說明的說明圖。
圖3b是對本實施方式中的導(dǎo)電性凸部的縱剖面形狀進行說明的說明圖。
圖3c是對本實施方式中的導(dǎo)電性凸部的縱剖面形狀進行說明的說明圖。
圖4是對本實施方式中的導(dǎo)電性凸部進行說明的說明圖。
圖5a是對本實施方式中的絕緣層進行說明的說明圖。
圖5b是對本實施方式中的絕緣層進行說明的說明圖。
圖6a是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的工序圖。
圖6b是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的工序圖。
圖6c是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的工序圖。
圖6d是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的工序圖。
圖7a是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖7b是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖7c是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖8a是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖8b是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖8c是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖8d是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖8e是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。
圖9是表示由本實施方式制造的半導(dǎo)體元件的概略剖面圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對作為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式之一的一實施方式詳細進行說明。另外,在各圖中,為了使本發(fā)明的內(nèi)容容易理解,夸大示出了各結(jié)構(gòu)的形狀等。
此外,以下敘述的實施方式因為是本發(fā)明的優(yōu)選的具體例,所以在技術(shù)上附加了各種優(yōu)選的限定,但本發(fā)明的范圍只要在以下的說明中并無特別限定本發(fā)明的意思的記載,則并不限于這些方式。
<層疊布線構(gòu)件的制造方法>
首先,對本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法進行說明。
本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法是具備以下說明的第1工序(導(dǎo)電性凸部形成工序)、第2工序(絕緣層形成工序)和第3工序(第2電極形成工序)的方法。
圖1a~圖1e是表示本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法的工序圖。
在本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法中,首先如圖1a所示,準(zhǔn)備具有基材21以及形成在基材21上的第1電極22的布線構(gòu)件2。接下來,通過將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨在第1電極22上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而如圖1b所示,形成與第1電極22導(dǎo)通并具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3(導(dǎo)電性凸部形成工序)。接下來,如圖1c所示,在形成了導(dǎo)電性凸部3的布線構(gòu)件2上形成樹脂組合物的涂膜4a。接下來,通過使樹脂組合物的涂膜4a固化,從而如圖1d所示,導(dǎo)電性凸部3作為過孔柱而發(fā)揮作用,在導(dǎo)電性凸部3以外的部分形成絕緣層4(絕緣層形成工序)。接下來,如圖1e所示,在絕緣層4上形成第2電極6,使得與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3導(dǎo)通(第2電極形成工序)。如上能夠制造層疊布線構(gòu)件1。
根據(jù)本實施方式,通過具備形成具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3的導(dǎo)電性凸部形成工序以及形成絕緣層4的絕緣層形成工序,從而能夠以簡單的方法形成具有過孔柱的絕緣層。
更具體而言,在本實施方式中,通過導(dǎo)電性凸部形成工序,能夠形成具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3,所以在絕緣層形成工序中在布線構(gòu)件2上涂敷了樹脂組合物的情況下,在導(dǎo)電性凸部3的表面能夠排斥樹脂組合物。因此,能夠形成樹脂組合物的涂膜4a,使得不覆蓋導(dǎo)電性凸部3,并通過使該涂膜4a固化,能夠形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3的絕緣層4。
因此,在本實施方式中,與使用光刻法等的現(xiàn)有的方法相比,能夠以更簡便的方法形成具有過孔柱的絕緣層4。
此外,作為以較少的工序形成具有過孔柱的絕緣層的方法,例如,也研究了使用通過絲網(wǎng)印刷法來印刷具有接觸孔的絕緣層的方法,但是絕緣層的薄膜化較難,此外接觸孔的微細化很困難。
作為其他能夠?qū)渲M合物進行圖案形成的涂敷法,可以列舉噴墨法、凹版膠版印刷法等,但在樹脂組合物的表面張力較小的情況下,不能進行良好的圖案形成。
另一方面,在本實施方式中,無需對樹脂組合物的涂膜4a進行圖案形成,能夠?qū)渲M合物涂敷在布線構(gòu)件2上的整個面,因此能夠形成平坦性良好的絕緣層4。
[第1工序:導(dǎo)電性凸部形成工序]
在導(dǎo)電性凸部形成工序中,如圖1a所示,準(zhǔn)備具有基材21以及形成在基材21上的第1電極22的布線構(gòu)件2。然后,通過將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨在第1電極22上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而形成與第1電極22導(dǎo)通、具有疏液性并且作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3(參照圖1b)。
(布線構(gòu)件)
布線構(gòu)件2具有基材21和第1電極22。
基材21支撐第1電極22。此外,基材21通常具有耐熱性。作為基材21的耐熱性,只要是針對層疊布線構(gòu)件的制造工序中的加熱不產(chǎn)生變形等的程度則并無特別限定。
作為基材21,只要是具備規(guī)定的自支撐性的基材則并無特別限定,能夠根據(jù)通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的用途等,使用具有任意功能的基材21。
作為基材21,可以列舉玻璃基材等不具有可撓性的剛性基材、以及由塑料樹脂構(gòu)成的薄膜等具有可撓性的柔性基材。作為塑料樹脂,例如,可以列舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酯砜(pes)、聚酰亞胺(pi)、聚醚醚酮(peek)、聚碳酸酯(pc)、聚苯硫醚(pps)以及聚醚酰亞胺(pei)等。
此外,基材21可以是單層,也可以是層疊體。在基材21是層疊體的情況下,例如,也可以具有形成在基材21上的包含固化性樹脂的平坦化層等。此外,也可以具有形成在基材21上的阻擋層。
在基材21具有透明性的情況下,優(yōu)選可見光區(qū)域中的透射率為80%以上。在此,透射率能夠通過jisk7361-1(塑料-透明材料的全光線透射率的試驗方法)來測定。
第1電極22形成在基材21上。第1電極22只要形成在基材21上即可,既可以直接形成在基材21上,也可以隔著其他層形成在基材21上。另外,在以下的說明中,有時將布線構(gòu)件2中形成有第1電極22的結(jié)構(gòu)的表面稱為絕緣層的形成面來進行說明。
此外,第1電極22通常在基材21上形成為圖案狀。作為第1電極22的俯視形狀,能夠根據(jù)通過本實施方式的制造方法制造的層疊布線構(gòu)件1的種類來適當(dāng)選擇。作為第1電極22的俯視形狀,例如,可以列舉線狀、用于電極焊盤的焊盤形狀等。
作為用于第1電極22的材料,只要具有所希望的導(dǎo)電性則并無特別限定,例如,能夠使用ta、ti、al、zr、cr、nb、hf、mo、au、ag、pt、cu、mo-ta合金、ag合金、cu合金、al合金等金屬材料、ito(氧化銦錫)、izo(氧化銦鋅)等的透明導(dǎo)電性無機材料等導(dǎo)電性無機材料、pedot/pss(聚亞乙基二氧基噻吩/聚苯乙烯磺酸)等導(dǎo)電性有機材料。此外,也能夠使用包含導(dǎo)電性微粒子的導(dǎo)電性糊劑。另外,關(guān)于導(dǎo)電性微粒子,能夠適當(dāng)選擇在后述的導(dǎo)體組合物油墨中使用的導(dǎo)電性微粒子來使用。此外,關(guān)于用于導(dǎo)電性糊劑的其他成分,可以與一般的成分相同,例如能夠適當(dāng)選擇在后述的導(dǎo)體組合物油墨中使用的溶劑、任意的成分等來使用。
作為第1電極22的厚度,只要能夠具有所希望的導(dǎo)電性則并無特別限定,但是例如優(yōu)選為30nm以上且5000nm以下,更優(yōu)選為50nm以上且2000nm以下,尤其優(yōu)選為200nm以上且2000nm以下。
這是因為若第1電極22的厚度過厚,則第1電極22所引起的層差變大,因而有可能難以良好地形成絕緣層。此外,若第1電極22的厚度過薄,則有可能難以呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。
在本實施方式中,“厚度”是指通過一般的測定方法而得到的厚度。作為厚度的測定方法,例如,可以列舉通過用觸針在表面進行描繪并檢測凹凸來計算厚度的觸針式的方法、對利用透射型電子顯微鏡(tem)、掃描型電子顯微鏡(sem)等得到的觀察像進行測定的方法、基于分光反射光譜來計算厚度的光學(xué)式的方法等。另外,作為厚度,也可以使用成為對象的結(jié)構(gòu)的多個部位處的厚度測定結(jié)果的平均值。
關(guān)于第1電極22的表面的潤濕性,只要通過將導(dǎo)體組合物油墨涂敷或印刷為圖案狀,從而能夠形成所希望的導(dǎo)電性凸部,則并無特別限定。作為第1電極22的表面的潤濕性,例如,第1電極22的表面與水的接觸角優(yōu)選為1°以上且95°以下,更優(yōu)選為1°以上且90°以下,尤其優(yōu)選為20°以上且90°以下。
這是因為若上述接觸角過大,則不能與后面形成的導(dǎo)電性凸部3的疏液性形成潤濕性差。此外,若上述接觸角過小,則導(dǎo)體組合物油墨變得容易潤濕擴散,有可能在與第1電極22相鄰的其他電極等形成導(dǎo)電性凸部3而容易發(fā)生導(dǎo)通不良。
另外,“與水的接觸角”是指與25℃的水的接觸角。
本實施方式中的上述接觸角,例如,能夠通過在測定對象上滴下1微升的液體,從側(cè)面觀測所滴下的液滴的形狀,測量液滴與測定對象所成的角來測定。本實施方式中的接觸角,例如,通過使用井元制作所制的接觸角測定裝置來測定。此外,本發(fā)明中的接觸角,例如,能夠使用協(xié)和界面科學(xué)制的接觸角計dm-901來測定。
作為第1電極22的形成方法,可以與一般的電極的形成方法相同。具體而言,可以列舉如下方法,即,在基材21上的整個面形成了導(dǎo)電層之后,使用光刻法來蝕刻為規(guī)定的圖案。此外,作為在基材21上的整個面形成導(dǎo)電層的方法,可以列舉真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等pvd法、cvd法等。
此外,作為第1電極22的形成方法,能夠通過使用了導(dǎo)電性糊劑的印刷方法來形成。作為印刷法,例如,能夠列舉噴墨法、絲網(wǎng)印刷法、凹版膠版印刷法、反轉(zhuǎn)膠版印刷法等。
在本實施方式中,作為第1電極22的形成方法,優(yōu)選采用使用了印刷法的方法。這是因為通過印刷法而形成的導(dǎo)電層與通過蒸鍍法等而形成的導(dǎo)電層相比,容易調(diào)整導(dǎo)電層的表面的潤濕性,并容易控制導(dǎo)電性凸部3的形狀。
布線構(gòu)件2只要具有上述的基材21以及第1電極22則并無特別限定,能夠適當(dāng)選擇并追加所需的結(jié)構(gòu)。例如,布線構(gòu)件2也可以具有形成在基材21上的布線構(gòu)件用電極(未圖示)以及形成為覆蓋布線構(gòu)件用電極(未圖示)的布線構(gòu)件用絕緣層(未圖示)。在該情況下,第1電極22形成在布線構(gòu)件用絕緣層上。此外,在與第1電極22同一平面上,也可以形成有第1電極22以外的其他電極。
關(guān)于布線構(gòu)件用電極以及第1電極22以外的其他電極的俯視形狀,能夠根據(jù)通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的種類等來適當(dāng)選擇。此外,關(guān)于布線構(gòu)件用電極以及第1電極22以外的其他電極的材料、厚度以及形成方法,由于與第1電極22相同,故而在此省略說明。
作為布線構(gòu)件用絕緣層的材料,只要具有絕緣性則并無特別限定,例如,可以列舉丙烯酸系樹脂、酚系樹脂、氟系樹脂、環(huán)氧系樹脂、雙酚芴系樹脂(cardoresin)、乙烯系樹脂、酰亞胺系樹脂、酚醛清漆系樹脂等有機材料、sio2、sinx、al2o3等無機材料。布線構(gòu)件用絕緣層的材料可以是一種,也可以是兩種以上。另外,作為布線構(gòu)件用絕緣層的材料,能夠使用在后述的絕緣層形成工序中使用的樹脂組合物。
關(guān)于布線構(gòu)件用絕緣層的厚度,能夠根據(jù)通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的用途等來適當(dāng)選擇。
作為布線構(gòu)件用絕緣層的形成方法,能夠使用后述的絕緣層4的形成方法。此外,在布線構(gòu)件用絕緣層是無機材料的情況下,例如,能夠采用cvd法等。
(導(dǎo)體組合物油墨)
本工序中使用的導(dǎo)體組合物油墨包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑。
導(dǎo)電性材料成為導(dǎo)電性凸部3的導(dǎo)電性顯現(xiàn)的起源。作為導(dǎo)電性材料,是能夠?qū)?dǎo)電性凸部3賦予所希望的導(dǎo)電性的材料,具體而言為金屬粒子。
導(dǎo)電性材料也可以是金屬粒子分散在溶劑中的納米膠體。
作為金屬粒子的金屬種類,可以列舉銀、銅、水銀、錫、銦、鎳、鈀、鉑以及金等。另外,這些金屬可以單獨使用一種,也可以同時使用兩種以上。這些金屬當(dāng)中,從與上述的疏液劑的親和性的觀點出發(fā),尤其優(yōu)選銀。
金屬粒子優(yōu)選平均粒徑為10nm以上且1000nm以下。此外,也可以包含直徑50nm以下的金屬納米線。金屬粒子的平均粒徑能夠通過透射型電子顯微鏡(tem)觀察來測定。具體而言,可以列舉如下方法,即,在包含50個左右粒子的視野中,測定全部粒子的投影面積當(dāng)量圓直徑,計算其平均的方法。
導(dǎo)電性材料的含有量相對于導(dǎo)體組合物油墨總量,優(yōu)選為15質(zhì)量%以上且75質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以上且50質(zhì)量%以下。若導(dǎo)電性材料的含有量在上述范圍內(nèi),則能夠更高效地形成導(dǎo)電性凸部。
疏液劑對導(dǎo)電性凸部3賦予疏液性。作為疏液劑,具體而言是形成自組裝單分子膜(self-assembledmonomolecularfilm)的含氟硫醇化合物。
形成自組裝單分子膜的含氟硫醇化合物在使用了金屬粒子作為導(dǎo)電性材料的情況下,能夠確保導(dǎo)電性,同時給金屬粒子帶來疏液性。結(jié)果,由導(dǎo)體組合物油墨得到的導(dǎo)電性凸部能夠同時實現(xiàn)導(dǎo)電性和疏液性。
另外,疏液劑并不限定于含氟硫醇化合物,只要是含氟的組合物(含氟化合物)即可。作為這樣的含氟化合物,例如,可以列舉含氟二硫化物化合物。
作為形成自組裝單分子膜的含氟硫醇化合物,可以列舉具有芳香環(huán)的含氟硫醇化合物、具有氟化部的烷硫醇等。這些當(dāng)中,從金屬粒子的表面改性出發(fā),優(yōu)選從由具有芳香環(huán)(優(yōu)選為苯環(huán))的碳數(shù)6~20的范圍內(nèi)的含氟硫醇構(gòu)成的組中選擇的至少一個化合物。
作為具有芳香環(huán)的碳數(shù)6~20的范圍內(nèi)的含氟硫醇,具體而言,可以列舉三氟甲基苯硫醇(例如4-三氟甲基苯硫醇、3-三氟甲基苯硫醇)、五氟苯硫醇、2,3,5,6-四氟苯硫醇、2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯硫醇、2,3,5,6-四氟-4-巰基苯甲酸甲酯、3,5-雙三氟甲基苯硫醇、4-氟苯硫醇以及11-(2,3,4,5,6-五氟芐基)-1-十一烷硫醇等。這些當(dāng)中,從疏液性的觀點出發(fā),尤其優(yōu)選三氟甲基苯硫醇、2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯硫醇。
作為含氟二硫化物化合物,可以列舉具有芳香環(huán)的含氟二硫化物化合物、具有具備氟化部的碳鏈的二硫化物化合物等。作為具有芳香環(huán)的含氟二硫化物化合物,具體而言,可以列舉上述的含氟硫醇化合物進行二聚化而成的化合物,從疏液性的觀點出發(fā),尤其優(yōu)選三氟甲基苯硫醇或2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯硫醇進行二聚化而成的化合物。
疏液劑的含有量相對于導(dǎo)體組合物油墨總量而言,優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以下。只要疏液劑的含有量在所述上限以下,就不會阻礙導(dǎo)體組合物油墨中的導(dǎo)電性材料的分散性。此外,從由導(dǎo)體組合物油墨得到的導(dǎo)電性凸部的疏液性的觀點出發(fā),疏液劑的含有量的下限優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以上。
溶劑用于使導(dǎo)電性材料以及疏液劑分散或溶解。
作為溶劑,可以列舉水、醇系溶劑(一元醇系溶劑、二元醇系溶劑、多元醇系溶劑等)、烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醚系溶劑、乙二醇二甲醚(glyme)系溶劑、鹵素系溶劑等。這些溶劑既可以單獨使用一種,也可以將兩種以上混合使用。這些當(dāng)中,從印刷性的觀點出發(fā),優(yōu)選醇系溶劑。作為醇系溶劑,可以列舉異丙醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、環(huán)己醇、1-甲氧基-2-丙醇等。此外,作為酮系溶劑,可以列舉環(huán)己酮、甲基異丁基酮等。
此外,溶劑的表面張力優(yōu)選在25℃下為40mn/m以上且65mn/m以下。只要溶劑的表面張力在上述范圍內(nèi),則能夠使導(dǎo)體組合物油墨充分地附著于基底。另外,表面張力能夠通過懸滴法來測定。
作為表面張力在25℃下為40mn/m以上且65mn/m以下的醇系溶劑,可以列舉乙二醇、甘油、1,3-丙二醇等。這些當(dāng)中優(yōu)選1,3-丙二醇。
溶劑的含有量相對于導(dǎo)體組合物油墨總量而言,優(yōu)選為25質(zhì)量%以上且85質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以上且80質(zhì)量%以下。只要溶劑的含有量在上述范圍內(nèi),則能夠適當(dāng)?shù)赝糠髮?dǎo)體組合物油墨。
本實施方式中的導(dǎo)體組合物油墨除了包含上述的各成分之外,還可以包含任意的成分。
作為各種任意成分,可以列舉分散劑等。
這些任意成分優(yōu)選相對于導(dǎo)體組合物油墨總量為10質(zhì)量%以下。
在本實施方式中的導(dǎo)體組合物油墨中,通過旋涂將該導(dǎo)體組合物油墨成膜在玻璃基板上,并在180℃下燒成30分鐘而得到的固化膜的表面能量需要大于30mn/m且為80mn/m以下。
另外,表面能量是指,根據(jù)用各溶劑測定的接觸角的值,通過運用基于北崎、畑的擴展fowkes式的幾何學(xué)平均法的解析(北崎寧昭、畑敏雄等,日本粘接協(xié)會志,第8卷(3)131-141頁(1972年))而求出的值。
作為調(diào)整對導(dǎo)體組合物油墨進行旋涂并燒成得到的固化膜的表面能量的手段,可以列舉調(diào)整疏液劑的種類、混合量等。
若固化膜的表面能量小于所述下限值,則疏液劑的量增多,導(dǎo)體組合物油墨中的導(dǎo)電性材料凝聚,變得不能保持油墨狀態(tài)。此外,若固化膜的表面能量大于所述上限值,則疏液性下降,變得不能對絕緣層進行開孔。此外,從同樣的觀點出發(fā),固化膜的表面能量優(yōu)選為32mn/m以上且70mn/m以下,更優(yōu)選為35mn/m以上且60mn/m以下,尤其優(yōu)選為40mn/m以上且50mn/m以下。
(導(dǎo)體組合物油墨的涂敷方法以及燒成方法)
在本工序中,上述的導(dǎo)體組合物油墨在第1電極22上涂敷為圖案狀。
在此,所謂“將導(dǎo)體組合物油墨涂敷成圖案狀”是指在第1電極22上涂敷導(dǎo)體組合物油墨使得具有規(guī)定的俯視形狀,并不包含在形成了第1電極22的布線構(gòu)件2上的整個面涂敷導(dǎo)體組合物油墨的情況。
在本工序中,只要能夠?qū)?dǎo)體組合物油墨涂敷在第1電極22上即可,既可以如圖2a所示,僅在第1電極22上涂敷導(dǎo)體組合物油墨,形成附著物3a,也可以如圖2b所示在第1電極22上及其附近涂敷導(dǎo)體組合物油墨,形成附著物3a。在該情況下,導(dǎo)體組合物油墨通常涂敷在第1電極22上,并且涂敷為和與上述第1電極22相鄰的其他電極22a不導(dǎo)通。在本實施方式中更優(yōu)選將導(dǎo)體組合物油墨僅涂敷在第1電極22上。這是因為會容易調(diào)整第1電極22的表面的潤濕性以及導(dǎo)體組合物油墨的物性來調(diào)整導(dǎo)電性凸部3的形狀。
另外,圖2a、圖2b是對導(dǎo)體組合物油墨的涂敷位置進行說明的說明圖。
作為導(dǎo)體組合物油墨的涂敷方法,只要是能夠在第1電極22上將導(dǎo)體組合物油墨涂敷成規(guī)定的圖案狀的方法,則并無特別限定,例如,可以列舉噴墨法、分配器法、絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷法、凹版膠版印刷法、反轉(zhuǎn)膠版印刷法、凸版印刷法等。在本實施方式中,其中優(yōu)選使用噴墨法。這是因為容易將導(dǎo)體組合物油墨涂敷在第1電極22上。
作為涂敷在第1電極22上的導(dǎo)體組合物油墨的燒成方法,只要能夠除去導(dǎo)體組合物油墨中包含的溶劑,使導(dǎo)體組合物油墨固化,則并無特別限定,能夠使用一般的燒成方法。具體而言,能夠使用熱板等來進行燒成。
在本工序中,也可以在燒成前或燒成過程中進行照射超聲波等來促進疏液劑的轉(zhuǎn)移的處理。
此外,關(guān)于本工序中的燒成溫度以及燒成時間,根據(jù)導(dǎo)體組合物油墨中包含的溶劑、疏液劑等的種類來適當(dāng)調(diào)整。
作為本工序中的燒成溫度,只要是能夠除去導(dǎo)體組合物油墨中包含的溶劑的溫度,則并無特別限定,但優(yōu)選為100℃以上且220℃以下,更優(yōu)選為120℃以上且200℃以下。這是因為在燒成溫度過高的情況下,導(dǎo)電性材料發(fā)生劣化,有可能難以呈現(xiàn)所希望的導(dǎo)電性。此外,這是因為在燒成溫度過低的情況下,有可能由于溶劑殘存于導(dǎo)電性凸部,從而在后述的絕緣層形成工序中雜質(zhì)混入到絕緣層。
此外,作為本工序中的燒成時間,只要是能夠除去導(dǎo)體組合物油墨中包含的溶劑的時間,則并無特別限定,但優(yōu)選為10分鐘以上且60分鐘以下,更優(yōu)選為15分鐘以上且60分鐘以下,尤其優(yōu)選為30分鐘以上且60分鐘以下。這是因為在燒成時間過短的情況下,導(dǎo)體組合物油墨的疏液劑難以充分轉(zhuǎn)移,因此有可能難以使導(dǎo)電性凸部3的疏液性良好。此外,這是因為在燒成時間過長的情況下,導(dǎo)電性材料等發(fā)生劣化,有可能難以呈現(xiàn)所希望的導(dǎo)電性。此外,是因為生產(chǎn)性有可能下降。
(導(dǎo)電性凸部)
通過本工序形成的導(dǎo)電性凸部3形成在第1電極22上。導(dǎo)電性凸部3可以形成有多個。此外,導(dǎo)電性凸部3具有疏液性,并且作為過孔柱而發(fā)揮作用。該導(dǎo)電性凸部3需要是包含所述導(dǎo)電性材料以及所述疏液劑、并且表面能量大于30mn/m且為80mn/m以下的導(dǎo)電體。此外,在該導(dǎo)電體中,從表面能量以及導(dǎo)電性的觀點出發(fā),優(yōu)選所述導(dǎo)電性材料以及所述疏液劑露出于表面。
在此,所謂“導(dǎo)電性凸部具有疏液性”,是指導(dǎo)電性凸部3的表面與水的接觸角大于第1電極22的表面與水的接觸角以及基材21的表面與水的接觸角。
具體而言,是指導(dǎo)電性凸部3的表面與水的接觸角和第1電極22的表面與水的接觸角之差為5°以上,優(yōu)選為20°以上。這是因為若兩者的接觸角之差較小,則在形成有導(dǎo)電性凸部3的布線構(gòu)件2上涂敷了樹脂組合物的情況下利用潤濕性的差異來排斥樹脂組合物有可能會變得困難。
此外,作為上述接觸角之差的上限值,根據(jù)導(dǎo)電性凸部3的材料、第1電極22的材料等來適當(dāng)決定,而并無特別限定,但例如為100°程度。
此外,是指導(dǎo)電性凸部3的表面與水的接觸角和基材21的表面與水的接觸角之差為5°以上,優(yōu)選為20°以上。這是因為若兩者的接觸角之差較小,則在形成有導(dǎo)電性凸部3的布線構(gòu)件2上涂敷了樹脂組合物的情況下,利用潤濕性的差異來排斥樹脂組合物有可能會變得困難。
此外,作為上述接觸角之差的上限值,根據(jù)導(dǎo)電性凸部3的材料、基材21的材料等來適當(dāng)決定,而并無特別限定,但例如為100°程度。
關(guān)于導(dǎo)電性凸部3的形成位置,通常與上述的導(dǎo)體組合物油墨的涂敷位置相同。
此外,作為導(dǎo)電性凸部3的疏液性,只要能夠通過排斥在后述的絕緣層形成工序中使用的樹脂組合物從而使導(dǎo)電性凸部3作為過孔柱而發(fā)揮作用,則并無特別限定。作為導(dǎo)電性凸部3的表面與水的接觸角,優(yōu)選為90°以上,更優(yōu)選為100°以上且120°以下。這是因為若上述接觸角過小,則排斥涂敷在導(dǎo)電性凸部3上的樹脂組合物變得困難,形成過孔柱有可能會變得困難。
作為導(dǎo)電性凸部3的俯視形狀,只要能夠形成過孔柱,則并無特別限定,例如,可以列舉圓形、橢圓形、四邊形、多邊形等。其中,導(dǎo)電性凸部3的俯視形狀優(yōu)選為圓形、橢圓形。
作為導(dǎo)電性凸部3的縱剖面形狀,可以列舉圖3a所示那樣的半圓形、圖3b所示那樣的半橢圓形、未圖示的梯形、四邊形等。此外,這些形狀也可以在中央具有平坦部或凹陷。另外,在圖3c中,示出了在半橢圓形的中央具有平坦部的形狀。
另外,圖3a~圖3c是對本實施方式中的導(dǎo)電性凸部3的縱剖面形狀進行說明的說明圖。所謂導(dǎo)電性凸部3的縱剖面形狀,是指相對于基材21垂直方向的導(dǎo)電性凸部3的剖面形狀。
作為導(dǎo)電性凸部3的大小,只要能夠形成能經(jīng)由導(dǎo)電性凸部3使第1電極22以及后述的第2電極6導(dǎo)通的過孔柱,則并無特別限定,但例如優(yōu)選為1μm以上且5000μm以下,更優(yōu)選為5μm以上且1000μm以下,尤其優(yōu)選為10μm以上且100μm以下。這是因為在導(dǎo)電性凸部3過大的情況下,通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的高精細化、高集成化有可能會變得困難。此外,這是因為在導(dǎo)電性凸部3過小的情況下,使導(dǎo)電性凸部3與后述的第2電極6良好地導(dǎo)通有可能會變得困難。
另外,所謂“導(dǎo)電性凸部3的大小”,是指導(dǎo)電性凸部3的俯視形狀的大小,例如,在俯視形狀為圓形的情況下是指直徑,在俯視形狀為四邊形的情況下,是指一邊的寬度。此外,在俯視形狀為長方形、橢圓形等具有短邊以及長邊的形狀的情況下是指短邊的寬度。此外,在俯視形狀為多邊形的情況下,是指內(nèi)切圓的直徑。
具體地,所謂導(dǎo)電性凸部3的大小,是指圖4中由u所示的距離。
作為導(dǎo)電性凸部3的高度,只要能夠使得與后述的第2電極6導(dǎo)通,則并無特別限定,但優(yōu)選為10nm以上且10000nm以下,更優(yōu)選為100nm以上且8000nm以下。這是因為在導(dǎo)電性凸部3的高度過高的情況下,使通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的第2電極6側(cè)表面的平坦性良好有可能會變得困難,而在導(dǎo)電性凸部3的高度過低的情況下,導(dǎo)電性凸部3呈現(xiàn)所希望的導(dǎo)電性有可能會變得困難。
另外,所謂“導(dǎo)電性凸部3的高度”,是指在導(dǎo)電性凸部3的縱剖面形狀中與基材垂直方向的距離最大的部分的值,是指后述的圖5a、圖5b中由x所示的距離。
作為導(dǎo)電性凸部3的縱橫比(aspectratio)(高度/大小),只要能夠形成過孔柱,則并無特別限定,但優(yōu)選為0.001以上且1以下,更優(yōu)選為0.01以上且0.8以下,尤其優(yōu)選為0.01以上且0.5以下。這是因為在導(dǎo)電性凸部3的縱橫比過大的情況下,有可能難以形成導(dǎo)電性凸部3自身、或有可能在導(dǎo)電性凸部3變得容易產(chǎn)生破損等。此外,這是因為在導(dǎo)電性凸部3的縱橫比過小的情況下,導(dǎo)電性凸部3呈現(xiàn)充分的導(dǎo)電性、疏液性有可能會變得困難。
[第2工序:絕緣層形成工序]
在絕緣層形成工序中,如圖1c所示,通過在形成有導(dǎo)電性凸部3的布線構(gòu)件2上形成樹脂組合物的涂膜4a,并使其固化,從而形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3的絕緣層4(參照圖1d)。
(樹脂組合物)
本工序中使用的樹脂組合物至少含有樹脂,并根據(jù)需要含有聚合引發(fā)劑等其他成分。在此,所謂樹脂,是除了包含單體、低聚物之外,還包含聚合物的概念。
作為樹脂,例如,可以列舉丙烯酸酯系、環(huán)氧系、聚酯系等的電離輻射線固化性樹脂、丙烯酸酯系、聚氨酯系、環(huán)氧系、聚硅氧烷系等的熱固化性樹脂。另外,所謂電離輻射線,意味著具有能夠使分子聚合并固化的能量的電磁波或帶電粒子,例如,可以列舉所有的紫外線(uv-a、uv-b、uv-c)、可見光線、伽馬射線、x射線、電子束等。
作為這樣的樹脂,其中優(yōu)選為熱固化性樹脂。這是因為通過使用熱固化性樹脂,從而能夠使絕緣層4的絕緣性更加良好。
此外,作為本工序中使用的樹脂組合物,也可以使用氟系樹脂組合物。所謂氟系樹脂組合物,至少含有氟系樹脂,并根據(jù)需要含有聚合引發(fā)劑等其他成分。
作為構(gòu)成氟系樹脂組合物的樹脂,可以列舉添加了氟的聚酰亞胺、添加了氟的聚對二甲苯、聚苯乙烯、cytop(注冊商標(biāo))、teflon(注冊商標(biāo))、teflon(注冊商標(biāo))af、氟聚芳醚等。此外,作為代表性的示例,可以列舉cytop(旭硝子公司制),但并不限定于此。
作為這樣的樹脂,其中優(yōu)選為熱固化性樹脂。這是因為通過使用熱固化性樹脂,從而能夠使絕緣層4的絕緣性更加良好。
樹脂組合物通常含有溶劑。作為樹脂組合物中含有的溶劑,能夠根據(jù)導(dǎo)電性凸部3的疏液性、形成絕緣層4的基底的潤濕性、粘度等來適當(dāng)選擇,能夠設(shè)為與一般的樹脂組合物中使用的溶劑相同。
此外,在樹脂組合物為氟系樹脂組合物的情況下,通常含有氟系溶劑。但是,在將氟系樹脂組合物用作鈍化層的情況下,需要選擇對于基底的半導(dǎo)體層等對溶劑的耐性低的基底層不造成損傷的氟系溶劑。
樹脂組合物進一步根據(jù)需要,也能夠含有聚合引發(fā)劑、光敏劑、抗氧化劑、阻聚劑、交聯(lián)劑、紅外線吸收劑、防靜電劑、粘度調(diào)節(jié)劑、粘合增進劑等。
作為樹脂組合物的粘度,只要是具有規(guī)定的涂敷性、并能夠通過導(dǎo)電性凸部3的疏液性來排斥的程度,則并無特別限定。作為具體的樹脂組合物的粘度,在25℃下,優(yōu)選為1.0mpa·s以上且10000mpa·s以下,更優(yōu)選為5mpa·s以上且1000mpa·s以下,尤其優(yōu)選為20mpa·s以上且500mpa·s以下。這是因為在樹脂組合物的粘度過低的情況下,形成樹脂組合物的涂膜4a變得困難,而在樹脂組合物的粘度過高的情況下得到表面的潤濕性的差異的效果有可能會變得困難。
另外,關(guān)于粘度的測定方法,只要是能夠精度良好地測定粘度的方法,則并無特別限定,但例如可以列舉使用流變儀、b型粘度計、毛細管式粘度計等粘度測定裝置的方法。此外,作為粘度的測定方法,能夠使用數(shù)字粘度計(東機產(chǎn)業(yè)株式會社tv-35)。
作為樹脂組合物的表面張力,只要是具有規(guī)定的涂敷性并能夠通過導(dǎo)電性凸部3的疏液性來排斥的程度,則并無特別限定。作為具體的樹脂組合物的表面張力,在25℃下,優(yōu)選為5mn/m以上且70mn/m以下,更優(yōu)選為10mn/m以上且50mn/m以下。這是因為在樹脂組合物的表面張力過低的情況下,趨向于變得難以排斥導(dǎo)電性凸部3上的樹脂組合物,而在樹脂組合物的表面張力過高的情況下,形成絕緣層4有可能會變得困難。
另外,關(guān)于表面張力的測定方法,只要是能夠精度良好地測定表面張力的方法,則并無特別限定,但例如可以列舉wilhelmy法(平板法)、懸滴法(pendantdropmethod)、young-laplace法、dunouy法等。此外,作為表面張力的測定方法,能夠使用高精度表面張力計(協(xié)和界面科學(xué)社dy-700)。
(絕緣層的形成方法)
在本工序中,絕緣層4通過將上述的樹脂組合物涂敷在形成有導(dǎo)電性凸部3的布線構(gòu)件2上而形成。
作為涂敷方法,只要能夠形成具有所希望的厚度的絕緣層4,則并無特別限定,能夠使用一般的涂敷法。具體而言,可以列舉狹縫涂布法、旋涂法、模涂法、輥涂法、棒涂法、lb法、浸涂法、噴涂法、刮涂法、以及澆鑄法等。在本實施方式中,其中優(yōu)選使用旋涂法以及狹縫涂布法。這是因為能夠使絕緣層4的平坦性良好。
此外,關(guān)于樹脂組合物的涂膜4a的厚度,只要能夠形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3的絕緣層4,則并無特別限定,樹脂組合物的涂膜4a的厚度可以大于導(dǎo)電性凸部3的高度,也可以與導(dǎo)電性凸部3的高度相等,還可以小于導(dǎo)電性凸部3的高度。
此外,在樹脂組合物的涂膜4a的厚度比導(dǎo)電性凸部3的高度厚的情況下,涂膜4a也可以形成為覆蓋導(dǎo)電性凸部3。能夠通過調(diào)整樹脂組合物的粘度以及表面張力等,從而使得隨著時間經(jīng)過而排斥涂敷在導(dǎo)電性凸部3上的樹脂組合物。
作為樹脂組合物的涂膜4a的固化方法,根據(jù)樹脂組合物的種類來適當(dāng)選擇。此外,由于能夠使用一般的固化方法,故而在此省略說明。
(絕緣層)
絕緣層4是為了對第1電極22與后述的第2電極6進行絕緣而形成的。此外,絕緣層4具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3。
絕緣層4的厚度只要能夠?qū)Φ?電極22以及后述的第2電極6進行絕緣,則并無特別限定。另外,如圖5a、圖5b所示,在將導(dǎo)電性凸部3的高度設(shè)為x且將第1電極22上的絕緣層4的厚度設(shè)為y的情況下,需要導(dǎo)電性凸部3的高度x大于第1電極22上的絕緣層4的厚度y。在本實施方式中,如圖5a以及圖5b所示,導(dǎo)電性凸部3的高度x大于第1電極22上的絕緣層4的厚度y。這是因為由于能夠在作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3上更可靠地形成后述的第2電極6,因此能夠使第1電極22以及后述的第2電極6良好地導(dǎo)通。
此外,這是因為由于能夠使通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的形成有第2電極6的面更加平坦,因此能夠使層疊布線構(gòu)件1與其他結(jié)構(gòu)良好地層疊配置。
所謂“第1電極22上的絕緣層4的厚度”,是指距第1電極22的表面的絕緣層的厚度方向的距離,是指在圖5a、圖5b中由y所示的距離。
另外,圖5a、圖5b是對本實施方式中的絕緣層4進行說明的說明圖。
導(dǎo)電性凸部3的高度x優(yōu)選相對于第1電極22上的絕緣層4的厚度y超過1倍且為10倍以下。這是因為通過使x以及y的比率處于上述范圍內(nèi),從而能夠使導(dǎo)電性凸部3以及后述的第2電極6更容易導(dǎo)通。
作為第1電極22上的絕緣層4的厚度y,只要具有保護半導(dǎo)體層等基底層的作用,則并無特別限定,能夠根據(jù)通過本實施方式制造的層疊布線構(gòu)件1的用途來適當(dāng)選擇,但優(yōu)選為0.1μm以上且10μm以下,更優(yōu)選為0.5μm以上且5μm以下。這是因為若絕緣層4的厚度過厚,則使導(dǎo)電性凸部3作為過孔柱而發(fā)揮作用有可能會變得困難。此外,這是因為若絕緣層4的厚度過薄,則呈現(xiàn)充分的保護性有可能會變得困難。
通過本工序形成的絕緣層4具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3。此外,在這樣的絕緣層4中,導(dǎo)電性凸部3的一部分從絕緣層4突出。
此外,在本工序中,只要能夠形成至少1層的絕緣層4即可,也可以形成多個絕緣層。
[第3工序:第2電極形成工序]
在第2電極形成工序中,如圖1e所示,在絕緣層4上形成第2電極6,使得與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3導(dǎo)通。在該情況下,從絕緣層4突出的導(dǎo)電性凸部3的至少一部分與第2電極6接觸并導(dǎo)通。
作為用于第2電極6的材料,只要具有所希望的導(dǎo)電性,則并無特別限定,能夠從上述的第1電極22所使用的材料中適當(dāng)選擇。
第2電極6通常在絕緣層4上形成為圖案狀。作為第2電極6的俯視形狀,能夠根據(jù)通過本實施方式的制造方法制造的層疊布線構(gòu)件1的種類來適當(dāng)選擇。
關(guān)于第2電極6的形成方法,由于能夠設(shè)為與上述的第1電極22的形成方法相同,故而在此省略說明。關(guān)于第2電極6的厚度,只要能夠獲得與導(dǎo)電性凸部3以及第1電極22之間的導(dǎo)通,則并無特別限定。這是因為若為絕緣層4的厚度與導(dǎo)電性凸部3的高度之差以下,則存在難以獲得導(dǎo)通的情況。具體而言,優(yōu)選為30nm以上且5000nm以下,更優(yōu)選為50nm以上且4000nm以下,尤其優(yōu)選為200nm以上且2000nm以下。
此外,在本工序中,也可以在第2電極6形成前對導(dǎo)電性凸部3進行親水化處理。作為親水化處理,只要能夠抑制導(dǎo)電性凸部3的導(dǎo)電性的下降,并能夠減小導(dǎo)電性凸部3的表面與水的接觸角,則并無特別限定。例如,可以列舉使用了氫等離子體的親水化處理等。
[其他工序]
本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法只要具有上述的各工序,則并無特別限定,能夠適當(dāng)選擇追加所需的結(jié)構(gòu)。例如,可以列舉形成上述的布線構(gòu)件2的工序等。
[用途]
本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法能夠應(yīng)用于具有兩個電極經(jīng)由過孔柱而導(dǎo)通的層疊構(gòu)造的器件的制造方法。具體而言,例如,能夠應(yīng)用于半導(dǎo)體元件、觸摸面板傳感器、rf-id(radiofrequencyidentification)、有機電致發(fā)光元件、撓性印刷基板(fpc)等的制造方法。
<層疊布線構(gòu)件>
本實施方式的層疊布線構(gòu)件1例如能夠通過上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法來制造。而且,本實施方式的層疊布線構(gòu)件1具備:具有基材21以及形成在基材21上的第1電極22的布線構(gòu)件2;包含導(dǎo)電性材料以及疏液劑,在第1電極22上形成為圖案狀,與第1電極22導(dǎo)通,并作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3;由樹脂組合物構(gòu)成,具有導(dǎo)電性凸部3的絕緣層4;和與導(dǎo)電性凸部3導(dǎo)通,形成在絕緣層4上的第2電極6。
本實施方式的層疊布線構(gòu)件1能夠用于液晶顯示器、電視機、汽車導(dǎo)航、便攜式電話、游戲機、數(shù)碼照相機、個人計算機、打印機等電子設(shè)備。
<半導(dǎo)體元件的制造方法>
接下來,基于附圖對本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法進行說明。
另外,本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法中的工序的一部分與上述的本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法相同,所以省略或簡化其詳細說明的一部分。
此外,在以下的說明中,所謂“半導(dǎo)體晶體管”,是指具有源極電極、漏極電極、半導(dǎo)體層以及柵極電極的結(jié)構(gòu)。
本實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法是具備以下說明的第1工序(導(dǎo)電性凸部形成工序)、第2工序(絕緣層形成工序)和第3工序(電極形成工序)的方法。
圖6a~圖6d是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的工序圖。
在圖6a~圖6d中,對制造具有底柵極底接觸型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件的示例進行說明。在本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法中,首先如圖6a所示,準(zhǔn)備布線構(gòu)件2,布線構(gòu)件2具有:基材31;形成在基材31上的柵極電極32;形成為覆蓋柵極電極32的柵極絕緣層33;形成在柵極絕緣層33上的源極電極34以及漏極電極35;和形成于源極電極34以及漏極電極35之間的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層36。接著,通過將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨在漏極電極35上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而如圖6b所示,形成與漏極電極35導(dǎo)通并具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3(導(dǎo)電性凸部形成工序)。接著,雖未圖示,但通過形成樹脂組合物的涂膜使得覆蓋源極電極34、漏極電極35以及半導(dǎo)體層36b并使其固化,從而如圖6c所示,形成鈍化層37作為具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3的絕緣層4(絕緣層形成工序)。接著,如圖6d所示,在鈍化層37上形成外部輸入輸出電極38使得與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3導(dǎo)通(電極形成工序)。通過以上工序,能夠制造半導(dǎo)體元件30。
此外,圖7a~圖7c是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。此外,在圖7a~圖7c中,對制造具有底柵極頂接觸型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件的示例進行說明。在該實施方式中的第2工序(絕緣層形成工序)中,也可以形成2層以上的絕緣層,例如也可以作為絕緣層,如圖7a所示,涂敷樹脂組合物使得覆蓋源極電極34、漏極電極35以及半導(dǎo)體層36而形成鈍化層37之后,如圖7b所示,在鈍化層37上形成遮光性樹脂組合物的涂膜并使其固化而形成遮光層39。此外,在該情況下,通過調(diào)整樹脂組合物以及遮光性樹脂組合物的物性,從而能夠使用形成在漏極電極35上的導(dǎo)電性凸部3,來形成作為貫通鈍化層37以及遮光層39的過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3。
另外,圖7c示出了在遮光層39上形成外部輸入輸出電極38的工序。
關(guān)于圖7a~圖7c中未說明的符號,由于能夠設(shè)為與圖6a~圖6d中已經(jīng)說明的內(nèi)容相同,故而在此省略說明。
圖8a~圖8e是表示本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法的其他例子的工序圖。此外,在圖8a~圖8e中,對制造具有頂柵極底接觸型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件的示例進行說明。在本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法中,首先如圖8a所示,準(zhǔn)備布線構(gòu)件2,布線構(gòu)件2具有:基材31;形成在基材31上的源極電極34以及漏極電極35a;和形成于源極電極34以及漏極電極35a之間的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層36。接著,通過將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨在漏極電極35a上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而如圖8b所示,形成與漏極電極35a導(dǎo)通并具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3a(導(dǎo)電性凸部形成工序)。接著雖未圖示,但通過形成樹脂組合物的涂膜使得覆蓋源極電極34、漏極電極35a以及半導(dǎo)體層36并使其固化,從而如圖8c所示,形成柵極絕緣層33作為具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3a的絕緣層(絕緣層形成工序)。接著,如圖8d所示,在柵極絕緣層33上形成柵極電極32。此外,此時與柵極電極32同時在柵極絕緣層33上形成中間電極35b,使得中間電極35b與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3a導(dǎo)通(電極形成工序)。此外,在本實施方式中,根據(jù)需要,在中間電極35b形成后再次將導(dǎo)體組合物油墨在中間電極35b上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而如圖8e所示,形成與中間電極35b導(dǎo)通并具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3b(導(dǎo)電性凸部形成工序)。然后,通過涂敷樹脂組合物使得覆蓋柵極電極32以及中間電極35b并使其固化,從而形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3b的鈍化層37(絕緣層形成工序)。接著,在鈍化層37上形成外部輸入輸出電極38,使得與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3b導(dǎo)通(電極形成工序)。通過以上工序,能夠制造半導(dǎo)體元件30。
在本實施方式中如圖9所示,在制造具有頂柵極型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件30的情況下,也可以層疊形成柵極絕緣層33以及鈍化層37作為絕緣層。另外,關(guān)于包含絕緣層形成工序的形成多個絕緣層的工序,由于能夠設(shè)為與上述的圖7a~圖7c中已經(jīng)說明的內(nèi)容相同,故而在此省略說明。
另外,圖9是表示通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件的一例的概略剖面圖,示出了具有頂柵極頂接觸型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件的例子。
根據(jù)本實施方式,通過具備形成具有疏液性的導(dǎo)電性凸部3的導(dǎo)電性凸部形成工序以及形成絕緣層4的絕緣層形成工序,從而能夠以簡單的方式形成具有過孔柱的絕緣層。
[第1工序:導(dǎo)電性凸部形成工序]
在導(dǎo)電性凸部形成工序中,通過準(zhǔn)備具有基材31、形成在基材31上(或在基材31上形成的柵極絕緣層33上)的源極電極34以及漏極電極35、和形成于源極電極34以及漏極電極35之間的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層36的布線構(gòu)件2,并將包含導(dǎo)電性材料、疏液劑以及溶劑的導(dǎo)體組合物油墨在漏極電極35上涂敷成圖案狀并進行燒成,從而形成與漏極電極35導(dǎo)通、具有疏液性、并且作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3。
(布線構(gòu)件)
布線構(gòu)件2根據(jù)半導(dǎo)體晶體管的構(gòu)造而不同,但例如在如圖6a所示制造具有底柵極底接觸型的半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體元件的情況下,具有基材31、柵極電極32、柵極絕緣層33、源極電極34和漏極電極35、以及半導(dǎo)體層36。以下,對各構(gòu)成進行說明。另外,關(guān)于基材31,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中使用的基材相同,故而在此省略說明。
源極電極34以及漏極電極35形成為在源極電極34以及漏極電極35之間具有所希望的溝道區(qū)域。
源極電極34以及漏極電極35既可以直接形成在基材31上,也可以如后所述形成在柵極絕緣層33上。
源極電極34以及漏極電極35之間的溝道區(qū)域的大小根據(jù)半導(dǎo)體元件的用途等來適當(dāng)選擇,并無特別限定。
作為溝道長度,只要是在溝道區(qū)域內(nèi)能夠形成半導(dǎo)體層的程度,則并無特別限定,但優(yōu)選為1μm以上且100μm以下,更優(yōu)選為3μm以上且50μm以下,尤其優(yōu)選為5μm以上且10μm以下。所謂溝道長度,是指源極電極34以及漏極電極35之間的距離。
作為源極電極34以及漏極電極35的材料,能夠從上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的第1電極的材料中適當(dāng)選擇來使用。此外,關(guān)于源極電極34以及漏極電極35的厚度以及形成方法,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的第1電極相同,故而在此省略說明。
半導(dǎo)體層36形成于包含源極電極34以及漏極電極35之間的溝道區(qū)域的區(qū)域。此外,半導(dǎo)體層36對半導(dǎo)體晶體管賦予半導(dǎo)體特性。
半導(dǎo)體層36的形成位置根據(jù)半導(dǎo)體晶體管的構(gòu)造來適當(dāng)選擇,通常如圖8a以及圖9所示形成在基材31上,或者如圖6a以及圖7a所示形成在柵極絕緣層33上。此外,既可以如圖6a以及圖8a所示,在源極電極34以及漏極電極35、35a上形成半導(dǎo)體層36,也可以如圖7a以及圖9所示,在半導(dǎo)體層36上形成源極電極34以及漏極電極35。
半導(dǎo)體層36只要形成于源極電極34以及漏極電極35之間的溝道區(qū)域,則并無特別限定,關(guān)于具體的圖案形狀等,由于能夠設(shè)為與公知的半導(dǎo)體元件中使用的圖案形狀等相同,故而在此省略說明。
作為半導(dǎo)體層36,既可以是有機半導(dǎo)體層,也可以是無機半導(dǎo)體層。
關(guān)于有機半導(dǎo)體層的材料、厚度以及形成方法,能夠設(shè)為與一般的有機半導(dǎo)體層所使用的相同。此外,關(guān)于無機半導(dǎo)體層的材料、厚度、形成方法,能夠設(shè)為與一般的無機半導(dǎo)體層所使用的相同。
在通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有底柵極型的半導(dǎo)體晶體管的情況下,在布線構(gòu)件2的基材31與源極電極34以及漏極電極35之間,通常形成柵極電極32以及柵極絕緣層33。
柵極電極32通常如圖6a以及圖7a所示,形成在基材31上。
作為柵極電極32的材料,能夠從上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的第1電極的材料中適當(dāng)選擇來使用。此外,關(guān)于柵極電極32的厚度以及形成方法,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的第1電極的厚度以及形成方法相同,故而在此省略說明。
柵極絕緣層33形成為對柵極電極與源極電極以及漏極電極進行絕緣,通常如圖6a以及圖7a所示形成在柵極電極32上。
關(guān)于構(gòu)成柵極絕緣層33的材料、厚度以及形成方法,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的布線構(gòu)件用絕緣層相同,故而在此省略說明。
(導(dǎo)體組合物油墨)
關(guān)于導(dǎo)體組合物油墨、其涂敷方法和燒成方法、以及導(dǎo)電性凸部,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的相同,故而在此省略說明。
[第2工序:絕緣層形成工序]
在絕緣層形成工序中,通過形成樹脂組合物的涂膜使得覆蓋源極電極34、漏極電極35以及半導(dǎo)體層36并使其固化,從而形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3的絕緣層(鈍化層37等)。
關(guān)于絕緣層形成工序,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的絕緣層形成工序相同,故而在此省略說明。
作為通過本工序形成的絕緣層,根據(jù)半導(dǎo)體晶體管的構(gòu)造來適當(dāng)選擇。例如,在通過本實施方式的制造的半導(dǎo)體元件30具有頂柵極型的半導(dǎo)體晶體管的情況下,作為絕緣層,至少形成柵極絕緣層33。
另一方面,在通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有底柵極型的半導(dǎo)體晶體管的情況下,作為絕緣層,形成鈍化層37以及遮光層39中的至少任意一者。
鈍化層37是為了防止由于空氣中存在的水分或氧的作用致使半導(dǎo)體層劣化而設(shè)置的。此外,在使用了低分子有機半導(dǎo)體的情況下特別是對溶劑的耐性低成為問題,但通過鈍化層37還起到了進行保護使得不受上部層形成時的溶劑影響的作用。
遮光層39在上述的半導(dǎo)體層36包含有機半導(dǎo)體材料的情況下,為了防止對有機半導(dǎo)體層的光照射而設(shè)置。通過形成了遮光層39,從而能夠抑制截止電流的增加、有機半導(dǎo)體層的經(jīng)時性劣化。
在形成遮光層39作為絕緣層的情況下,在樹脂組合物中含有遮光性材料。關(guān)于遮光性材料,由于能夠設(shè)為與一般的有機半導(dǎo)體元件中使用的材料相同,故而在此省略說明。
在本工序中,只要能夠形成柵極絕緣層33、鈍化層37以及遮光層39中的至少1層即可,也可以層疊形成2層以上。此外,也可以將柵極絕緣層33、鈍化層37以及遮光層39分別形成為由多層構(gòu)成。
另外,關(guān)于各層的厚度與導(dǎo)電性凸部的高度的關(guān)系等,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的絕緣層的厚度與導(dǎo)電性凸部的高度的關(guān)系等相同,故而在此省略說明。
[第3工序:電極形成工序]
在電極形成工序中,在絕緣層(鈍化層37、柵極絕緣層33等)上形成中間電極35b或外部輸入輸出電極38,使得與作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3導(dǎo)通。
關(guān)于通過本工序形成的電極,根據(jù)半導(dǎo)體晶體管的構(gòu)造來適當(dāng)選擇。例如,在通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有頂柵極型的半導(dǎo)體晶體管的情況下,如圖8d所示,存在與柵極電極32一起形成中間電極35b的情況。中間電極35b用于對漏極電極35a與外部輸入輸出電極38進行連接。此外,也可以在鈍化層37上形成外部輸入輸出電極38。
另一方面,在通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有底柵極型的半導(dǎo)體晶體管的情況下,在鈍化層37上形成外部輸入輸出電極38。
關(guān)于電極形成工序,由于能夠設(shè)為與上述的層疊布線構(gòu)件的制造方法中的第2電極形成工序相同,故而在此省略說明。
作為通過本工序形成的外部輸入輸出電極38,能夠設(shè)為與一般的半導(dǎo)體元件中使用的相同。例如,在將本實施方式的半導(dǎo)體元件30用于顯示裝置的驅(qū)動的情況下,能夠列舉像素電極。此外,在將本實施方式的半導(dǎo)體元件30用于壓力傳感器或溫度傳感器的情況下,能夠列舉輸入電極。
關(guān)于外部輸入輸出電極38以及中間電極35b的俯視形狀,能夠根據(jù)通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30的用途來適當(dāng)選擇。
[其他工序]
本實施方式的半導(dǎo)體元件的制造方法只要具有上述的各工序,則并無特別限定,能夠適當(dāng)選擇追加所需的工序。
此外,在通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有頂柵極型的半導(dǎo)體晶體管并且具有中間電極35b的情況下,通常進行在中間電極35b上形成鈍化層37的工序、以及在鈍化層37上形成外部輸入輸出電極38的工序。此時,如圖8a~圖8e所示,也可以形成具有作為過孔柱而發(fā)揮作用的導(dǎo)電性凸部3b的鈍化層37。
[半導(dǎo)體元件的構(gòu)造]
作為通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30具有的半導(dǎo)體晶體管,可以是底柵極頂接觸型、底柵極底柵極型、頂柵極頂接觸型、或頂柵極底接觸型中的任意一種形態(tài)。
[用途]
通過本實施方式制造的半導(dǎo)體元件30例如能夠作為使用tft方式的顯示裝置的tft陣列基材來使用。作為這樣的顯示裝置,例如,可以列舉液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、有機el顯示裝置等。此外,半導(dǎo)體元件也能夠用于溫度傳感器、壓力傳感器等。
<半導(dǎo)體元件>
本實施方式的半導(dǎo)體元件30例如能夠通過上述的半導(dǎo)體元件的制造方法來制造。而且,本實施方式的半導(dǎo)體元件30具備:布線構(gòu)件2,具有基材31、形成于基材31的源極電極34以及漏極電極35、35a、和形成于源極電極34以及漏極電極35、35a之間的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層36;導(dǎo)電性凸部3、3a,包含導(dǎo)電性材料以及疏液劑,在漏極電極35、35a上形成為圖案狀,與漏極電極35、35a導(dǎo)通,并作為過孔柱而發(fā)揮作用;絕緣層(鈍化層37等),由樹脂組合物構(gòu)成,并具有導(dǎo)電性凸部3、3a;和中間電極35b或外部輸入輸出電極38,與導(dǎo)電性凸部3、3a導(dǎo)通,形成在絕緣層(鈍化層37等)上。
本實施方式的半導(dǎo)體元件30能夠用于液晶顯示器、電視機、汽車導(dǎo)航、便攜式電話、游戲機、數(shù)碼照相機、個人計算機、打印機等電子設(shè)備。
<實施方式的變形>
本發(fā)明并不限定于前述的實施方式,在能夠達成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等均包含于本發(fā)明。
例如,在所述實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法中,制造了實現(xiàn)第1電極與第2電極的導(dǎo)通并具有2層布線電極的層疊布線構(gòu)件,但并不限定于此。即使是3層以上的布線電極,也能夠應(yīng)用所述實施方式的層疊布線構(gòu)件的制造方法。
實施例
接下來,通過實施例以及比較例來進一步詳細地說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于這些例子。
[實施例1]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大?。?0mm×40mm、厚度:0.7mm)。通過旋涂法在上述基材的表面對導(dǎo)體組合物油墨(將銀納米膠體(平均粒徑:40nm)和2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯硫醇和溶劑(水、乙二醇、1,3-丙二醇和甘油的混合溶劑)按照質(zhì)量比39.7∶0.8∶59.5的比例混合而成)進行成膜,并以180℃進行30分鐘燒成,形成了固化膜。對該固化膜的表面能量進行了測定的結(jié)果為48.3mn/m。
[實施例2]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大小:40mm×40mm、厚度:0.7mm)。利用真空蒸鍍法在上述基材的表面對金的薄膜進行了成膜。用臺階儀(kla-tencorp-15)對金的薄膜的厚度進行了測定的結(jié)果為50nm。
在上述的金電極上,通過噴墨印刷法向相同位置反復(fù)噴吐實施例1中使用的導(dǎo)體組合物油墨,以180℃進行30分鐘燒成,由此形成了具有疏液性的導(dǎo)電性凸部。該導(dǎo)電性凸部的直徑為30μm,高度為5.5μm。
為了調(diào)制樹脂組合物,使poly(methylmethacrylate)(pmma,sigma-aldrich445746)按5質(zhì)量%溶解于1-methoxy-2-propylacetate(關(guān)東化學(xué))。若用高精度表面張力計(協(xié)和界面科學(xué)社dy-700)對該樹脂組合物的表面張力進行測定,則在25℃下為29.4mn/m。此外,用數(shù)字粘度計(英弘精機株式會社dv-e)對上述樹脂組合物的粘度進行了測定的結(jié)果在25℃下為113mpa·s。
使用敷料器(pi-1210自動涂敷裝置)在形成了導(dǎo)電性凸部的上述基材的表面涂敷上述的樹脂組合物之后,在130℃的熱板(asoneec-1200np)上使其干燥5分鐘,形成了基于pmma的絕緣層。若用顯微鏡(olympus公司mx61)觀察絕緣層表面,則上述的導(dǎo)電性凸部上的絕緣層呈現(xiàn)開孔。
此外,利用真空蒸鍍法對金的薄膜以50nm的厚度進行了成膜,使得與上述的金電極正交。然后,對下部的金電極與上部的金電極的電連接進行了確認,結(jié)果能夠確認導(dǎo)通。
通過以上,確認了如下內(nèi)容,即,由導(dǎo)電性凸部貫通絕緣層,進行了開孔,導(dǎo)電性凸部作為過孔柱而發(fā)揮作用。
[實施例3]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大?。?0mm×40mm、厚度:0.7mm)。通過旋涂法在上述基材的表面,對導(dǎo)體組合物油墨(將銀納米膠體(平均粒徑:40nm)和2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯硫醇和溶劑(水、乙二醇、1,3-丙二醇和甘油的混合溶劑)按照質(zhì)量比39.4∶1.5∶59.1的比例進行混合而成)進行成膜,并以180℃進行30分鐘燒成,形成了固化膜。對該固化膜的表面能量進行了測定的結(jié)果為43.8mn/m。
[實施例4]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大?。?0mm×40mm、厚度:0.7mm)。利用真空蒸鍍法在上述基材的表面對50nm的金的薄膜進行了成膜。在上述的金電極上通過噴墨印刷法反復(fù)噴吐實施例3中使用的導(dǎo)體組合物油墨,并以180℃進行30分鐘燒成,由此形成了具有疏液性的導(dǎo)電性凸部。該導(dǎo)電性凸部的直徑為26μm,高度為5μm。
作為氟系樹脂組合物而使用了cytop(ctl-809m,旭硝子公司制)。若用高精度表面張力計對cytop的表面張力進行測定,則在25℃下為19mn/m。此外,用數(shù)字粘度計(東機產(chǎn)業(yè)株式會社tv-35)對上述氟系樹脂組合物的粘度進行了測定的結(jié)果在25℃下為311mpa·s。另外,cytop也可以用氟系溶劑適當(dāng)進行稀釋。
使用旋涂機(ms-a15mikasa株式會社)以500rpm旋轉(zhuǎn)5秒,接著以4000rpm旋轉(zhuǎn)30秒將上述的氟系樹脂組合物涂敷于形成了導(dǎo)電性凸部的上述基材的表面之后,在180℃的熱板上干燥30分鐘,形成了基于cytop的氟系絕緣層。若用顯微鏡觀察氟系絕緣層表面,則氟系絕緣層以上述的導(dǎo)電性凸部為中心而呈現(xiàn)直徑12.5μm的開孔,導(dǎo)電性凸部的表面露出。用臺階儀對氟系絕緣層的膜厚進行了測定的結(jié)果為400nm。此外若同樣用臺階儀測定包含導(dǎo)電性凸部的區(qū)域,則導(dǎo)電性凸部的表面位于距氟系絕緣層的表面4.6μm上方處,形成了與雙方的高度相應(yīng)的層差。
此外,利用真空蒸鍍法對金的薄膜以50nm的厚度進行了成膜,使得與上述的金電極正交。然后,對下部的金電極與上部的金電極的電連接進行了確認,結(jié)果能夠確認導(dǎo)通。
通過以上,確認了如下內(nèi)容,即,由導(dǎo)電性凸部貫通氟系絕緣層,進行了開孔,導(dǎo)電性凸部作為過孔柱而發(fā)揮作用。
[比較例1]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大?。?0mm×40mm、厚度:0.7mm)。通過旋涂法在上述基材的表面,對市售的銀納米油墨(sigma-aldrich736465-100g)進行成膜,并以180℃進行30分鐘燒成,形成了固化膜。對該固化膜的表面能量進行了測定的結(jié)果為90.9mn/m。
[比較例2]
作為基材,準(zhǔn)備了玻璃(corning公司制的eaglexg、大?。?0mm×40mm、厚度:0.7mm)。利用真空蒸鍍法在上述基材的表面對金的薄膜進行了成膜。用臺階儀對金的薄膜的厚度進行了測定的結(jié)果為50nm。在上述的金電極上,通過噴墨印刷法來印刷市售的銀納米油墨(sigma-aldrich736465-100g),并以180℃進行30分鐘燒成,由此形成了導(dǎo)電性凸部。該導(dǎo)電性凸部的直徑為50μm,高度為520nm。
在上述基材的表面與實施例1同樣地形成了基于cytop的氟系絕緣層。雖然進行了基于顯微鏡觀察和層差測定的評價,但導(dǎo)電性凸部的表面由氟系絕緣層包覆,未確認到開孔。
[實施例5]
通過以下的過程來制作了頂柵極底接觸型的有機薄膜晶體管。
作為基材,準(zhǔn)備了實施例1的玻璃。在上述基材的表面固定以源極電極以及漏極電極的圖案具有開孔的金屬掩模,利用真空蒸鍍法對金的薄膜進行了成膜。若與實施例1相同地測定金的薄膜的厚度,則為100nm。在該源極電極以及漏極電極上通過噴墨印刷法來涂敷使regioregularpoly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)(p3ht,sigma-aldrich698989)以1wt%溶解于decahydronaphthalene(和光純藥工業(yè))而成的有機半導(dǎo)體油墨,并在150℃的熱板上使其干燥了10分鐘。
在上述的源極電極以及漏極電極中在與晶體管的動作無關(guān)的部位與實施例4同樣地形成了具有疏液性的導(dǎo)電性凸部。接著與實施例4同樣地涂敷cytop并進行干燥,從而形成了厚度0.4μm的柵極絕緣層。從顯微鏡觀察確認了在柵極絕緣層的表面由于具有疏液性的導(dǎo)電性凸部的效果而形成了過孔柱。將具有與分別形成于源極電極以及漏極電極的過孔柱重疊的引出線的圖案的開孔的金屬掩模固定于基材,利用真空蒸鍍法將金蒸鍍100nm,在基材上形成了從位于柵極絕緣層的下方的源極電極以及漏極電極引出的引出線。
在上述的基材的表面固定具有柵極電極圖案的開孔的金屬掩模,利用真空蒸鍍法將鋁蒸鍍200nm,制作出頂柵極底接觸型的有機薄膜晶體管。
使測定用的探針分別接觸經(jīng)由過孔柱與源極電極以及漏極電極連接的引出線,使用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀(agilent公司b1500a)對晶體管特性進行了測定。所制作的晶體管呈現(xiàn)了如下正常的動作,即,電流值根據(jù)源極電極以及漏極電極間的電位差而增大,柵極電壓能夠?qū)ζ溥M行控制。
通過以上,確認了由導(dǎo)電性凸部貫通氟系絕緣層,進行了開孔,實現(xiàn)了層間導(dǎo)通。即,確認了能夠以簡單的方法形成氟系絕緣層的過孔柱。
符號說明
1…層疊布線構(gòu)件
2…布線構(gòu)件
21…基材
22…第1電極
3、3a、3b…導(dǎo)電性凸部
4…絕緣層
4a…樹脂組合物的涂膜
6…第2電極
30…半導(dǎo)體元件
31…基材
32…柵極電極
33…柵極絕緣層
34…源極電極
35、35a…漏極電極
35b…中間電極
36…半導(dǎo)體層
37…鈍化層
38…外部輸入輸出電極