[發(fā)明專利]通過使用聚合物掩模的選擇性沉積

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280059809.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN103959434A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.S.伯貝里;D.H.萊維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊斯曼柯達(dá)公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/36;H01L21/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;李炳愛

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將材料選擇性沉積到基底上以制備電子器件的方法。沉積的材料包括是特定的氰基丙烯酸酯聚合物的沉積抑制劑材料。本發(fā)明還涉及使用該方法制備的器件。

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發(fā)明背景

現(xiàn)代電子產(chǎn)品需要電活性或光學(xué)活性材料的多個(gè)圖案化層，有時(shí)在相對(duì)大的基底上。電子產(chǎn)品如射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽、光伏器件、光學(xué)和化學(xué)傳感器在其電子電路中均需要一定水平的圖案化。平板顯示器，如液晶顯示器或電致發(fā)光顯示器依賴于精確圖案化的順序?qū)右孕纬杀嘲宓谋∧そM件。這些組件包括電容器、晶體管和電源總線。該行業(yè)為了性能增益與成本降低一直在尋找新的材料沉積和層圖案化的方法。

薄膜晶體管（TFT）可視為代表了許多薄膜組件的電子與制造問題。TFT廣泛用作電子設(shè)備中的開關(guān)元件，例如在有源矩陣液晶顯示器、智能卡和多種其它電子器件及其組件中。薄膜晶體管（TFT）是場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）的一個(gè)實(shí)例。FET的最著名的實(shí)例是MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體FET），當(dāng)今用于高速應(yīng)用的常規(guī)開關(guān)元件。對(duì)其中需要將晶體管施加至基底的應(yīng)用，通常使用薄膜晶體管。制造薄膜晶體管的關(guān)鍵步驟涉及將半導(dǎo)體沉積到襯底上。目前，大多數(shù)薄膜器件使用真空沉積無定形硅作為半導(dǎo)體來制造，其用傳統(tǒng)光刻法圖案化。作為用于TFT的半導(dǎo)體的無定形硅具有其缺點(diǎn)。因此，努力嘗試找到合適的替代品。

對(duì)于在塑性或柔性襯底上沉積薄膜半導(dǎo)體存在越來越大的興趣，特別是因?yàn)檫@些載體在機(jī)械上更為強(qiáng)健，重量更輕，并例如通過允許卷對(duì)卷處理而能夠更經(jīng)濟(jì)地制造。柔性襯底的可用實(shí)例是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。但是此類塑料將器件加工限制在低于200℃。

盡管柔性襯底具有潛在的優(yōu)勢(shì)，在常規(guī)制造過程中使用傳統(tǒng)光刻法時(shí)存在與塑性載體相關(guān)的許多問題，使得難以在高達(dá)一米或更高的典型襯底寬度上排列晶體管組件。傳統(tǒng)光刻法和設(shè)備受到襯底的最大處理溫度、耐溶劑性、尺寸穩(wěn)定性、水和溶劑溶脹的所有關(guān)鍵參數(shù)的嚴(yán)重影響、所有關(guān)鍵參數(shù)中塑料載體通常劣于玻璃。

存在對(duì)利用更低成本的沉積方法的興趣，該方法不涉及與真空處理和用光刻法圖案化相關(guān)的支出。在典型的真空處理中，需要大的金屬室和復(fù)雜的真空抽氣系統(tǒng)以提供必需的環(huán)境。在典型的光刻系統(tǒng)中，除去許多在真空室中沉積的材料。該沉積和光刻法項(xiàng)目具有高資產(chǎn)成本，并排除了容易地采用基于連續(xù)網(wǎng)輻的系統(tǒng)。

在過去十年中，已經(jīng)關(guān)注各種材料作為用于薄膜晶體管的半導(dǎo)體通道的無定形硅的潛在替代品。發(fā)現(xiàn)潛在的無機(jī)半導(dǎo)體作為目前基于硅的技術(shù)的替代是許多研究工作的主題。例如，金屬氧化物半導(dǎo)體是已知的，其包括含有或不含有附加摻雜元素（包括金屬如鋁）的沉積的氧化鋅、氧化銦、鎵銦鋅氧化物、氧化錫或氧化鎘。此類半導(dǎo)體，其是透明的，如下所述可以具有對(duì)特定應(yīng)用的附加優(yōu)勢(shì)。此外，金屬氧化物電介質(zhì)如氧化鋁（Al₂O₃）和TiO₂可用于實(shí)際的電子應(yīng)用以及光學(xué)應(yīng)用如干涉濾光器。

此外，金屬氧化物材料可以在各種電子器件中充當(dāng)阻隔或封裝元件。這些材料也需要圖案化以連接封裝的器件。

盡管已經(jīng)用濺射技術(shù)在電子器件中制造了成功的薄膜，顯然，需要非常精確地控制反應(yīng)氣體的組成（如氧含量）以制造品質(zhì)良好的器件。化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)（其中一種或多種反應(yīng)性氣體沉積或反應(yīng)以便在表面處形成所需膜材料）是可用于實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)膜生長(zhǎng)的路線。原子層沉積（“ALD”）是又一種可選的膜沉積技術(shù)，與其CVD前身相比，該技術(shù)能夠提供改善的厚度分辨率和保形能力。該ALD法將常規(guī)CVD的常規(guī)薄膜沉積過程分解為單原子層沉積步驟。

ALD可以用作形成多種類型的薄膜電子器件的制造步驟，所述薄膜電子器件包括半導(dǎo)體器件和配套的電子部件，如電阻器與電容器、絕緣子、總線和其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。ALD特別適于在電子器件的組件中形成金屬氧化物薄層。可以用ALD沉積的官能材料的一般類別包括導(dǎo)體、電介質(zhì)或絕緣體，以及半導(dǎo)體。可用的半導(dǎo)體材料的實(shí)例是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵、氮化鎵、硫化鎘、氧化鋅和硫化鋅。