具備保護膜的薄膜晶體管基板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及具備保護膜的薄膜晶體管基板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，W高分辨率顯示器為方向，正在活躍地開發(fā)著一種使用了W非晶態(tài) InGaZnO為代表的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管。關(guān)于氧化物半導(dǎo)體，與在液晶顯示器中使 用的非晶態(tài)娃薄膜晶體管相比較而言，電子遷移率大，顯示出大的0N/0FF比等優(yōu)異的電特 性，因而期待成為有機化顯示器的驅(qū)動元件、省電元件。在朝向顯示器的開發(fā)中，特別是保 持作為晶體管而言的設(shè)備運作穩(wěn)定性W及在大面積基板上的均勻性成為重要的課題。作為 對于設(shè)備運作穩(wěn)定性而言極其重要的要素，存在有保護氧化物半導(dǎo)體層不受外部環(huán)境的損 害的絕緣膜。然而，作為該樣的絕緣膜，主要使用著W往的使用了非晶態(tài)娃的薄膜晶體管中 所利用的保護用絕緣膜（專利文獻1和2)，有可能沒有充分發(fā)揮氧化物半導(dǎo)體本質(zhì)上具有 的物性。而且，可認(rèn)為該成為使用了氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的性能受限制的主要原因 之一。
[0003] 氧化物半導(dǎo)體中的保護膜必須是抑制水分、氨、氧等的侵入的保護膜。該些雜質(zhì)的 侵入顯著地改變氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電性，阻礙闊值的變動等運作穩(wěn)定性。從該樣的觀點考 慮，關(guān)于W往的保護用絕緣膜，主要W單層或者多層適用通過利用化學(xué)氣相沉積法（CVD)、 瓣射等物理氣相沉積法（PVD)而得到的SiOx、Si化、SiONx等。用于成膜出該些高阻隔性 的無機膜的CVD等制造工藝有可能對使用了氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的基底層（即氧化 物半導(dǎo)體）造成損傷。具體而言，作為利用真空蒸鍛裝置而形成出的W往的保護膜，存在有 Si〇2膜、SiN膜，但是該些膜通過利用等離子體等將原料氣體分解而成膜，因而在該制作工 藝中，存在有通過等離子體而產(chǎn)生的離子種對氧化物半導(dǎo)體表面造成損傷，使得膜特性發(fā) 生劣化的情況。另外，在制造氧化物半導(dǎo)體元件之時，有可能因各種各樣的化學(xué)溶液、干法 蝕刻等工藝而導(dǎo)致氧化物半導(dǎo)體進一步劣化。因此，作為不受工序的傷害的保護，一并適用 了蝕刻阻擋膜等保護膜（專利文獻3)。
[0004] 另外，在使用了該樣的W氣體為原料的成膜方法的情況下，在制作大屏幕的顯示 器時，不易成膜出均勻的保護膜。因此，為了解決該樣的問題，提出了利用涂布法而成膜出 保護膜。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 ;日本特開2013-211410號公報 [000引專利文獻2 ;日本特開2013-207247號公報
[0009] 專利文獻3 ;日本特開2012-235105號公報
[0010] 專利文獻4 ;日本特開2013-89971號公報
[0011] 非專利文獻
[0012] 非專利文獻l:JuanPaoloBermundo、YasuakiIshikawa、HarukaYamazaki、 ToshiakiNonaka、YukiharuUraoka、"Effectofpolysilsesquioxanepassivation layeronthedarkandilluminatednegativebiasstressofamorphousInGaZnO thin-filmtransistors"、第60次應(yīng)用物理學(xué)會春季學(xué)術(shù)講演會講演預(yù)備稿集、2013年3 月 29 日、29p-F1-5
[0013] 非專利文獻 2;JuanPaoloBermundo、YasuakiIshikawa、HarukaYamazaki、 ToshiakiNonaka、YukiharuUraoka、"Effectofreactiveionetchingand post-annealingconditionsonthecharacteristicsandreliabilityofa-InGaZnO thin-filmtransistorswithpolysilsesquioxanebasedpassivationlayer"、The 13thInternationalMeetingonInformationDisplay(IMID)講演預(yù)備稿集、2013 年 8 月 26 日、431 頁（P2-30)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明想要解決的課題
[0015] 但是，在一直W來該樣的涂布法中使用的保護膜形成用溶液中，主要地包含有聚 酷亞胺樹脂、丙締酸類樹脂，使用該溶液形成的膜無法在高溫進行退火，因而大多無法發(fā)揮 充分的性能，留有改良的余地。另外，還提出了一種使用了硅氧烷樹脂的涂布型保護膜（專 利文獻4)，但是在該文獻中，雖然具備有該保護膜的半導(dǎo)體元件顯示了初期的晶體管特性， 但是對于驅(qū)動穩(wěn)定性沒有進行充分的公開，可認(rèn)為存有改良的余地。另外提出了如下的方 法；使用硅氧烷樹脂作為涂布型保護膜，將在利用干法蝕刻對保護膜進行加工時劣化了的 氧化物半導(dǎo)體元件在氧氣環(huán)境下W30(TC退火2小時，從而恢復(fù)半導(dǎo)體元件特性，制造可靠 性高的元件（非專利文獻1和2)。但是，利用干法蝕刻對保護膜進行加工的方法、高溫下的 半導(dǎo)體元件的長時間退火是高成本的，另外從生產(chǎn)效率的觀點考慮也存有更進一步改良的 余地。
[0016] 本發(fā)明人對解決上述那樣的課題的方法進行研討，獲得了如下的見解：可W利用 簡便的方法，由含有堿溶解速度不同的至少兩種聚硅氧烷、感光劑W及溶劑的感光性娃氧 燒組合物形成具備保護膜的薄膜晶體管基板。進一步獲得了如下的見解：在該樣的具備保 護膜的薄膜晶體管基板中，可抑制薄膜晶體管的劣化，可利用比較平緩的退火而賦予薄膜 晶體管基板W高的驅(qū)動穩(wěn)定性。本發(fā)明基于相關(guān)的見解而完成。
[0017] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜晶體管基板，其為具備保護膜的薄膜晶體 管基板，并且可賦予高的驅(qū)動穩(wěn)定性。
[001引另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種具備保護膜的薄膜晶體管基板的制造方 法，該制造方法可通過曝光顯影而進行保護膜的加工，可進一步通過薄膜晶體管基板的退 火而賦予薄膜晶體管W高的驅(qū)動穩(wěn)定性。
[0019] 用于解決問題的方案
[0020] 本發(fā)明的一個實施方式提供一種薄膜晶體管基板，其為包含薄膜晶體管、W及由 覆蓋前述薄膜晶體管的感光性硅氧烷組合物的固化物形成的保護膜的薄膜晶體管基板，其 特征在于，前述薄膜晶體管具有由氧化物半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體層，前述感光性硅氧烷組合 物含有堿溶解速度不同的至少兩種聚硅氧烷、感光劑W及溶劑。
[0021] 另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，提供由感光性硅氧烷組合物形成的上述的薄 膜晶體管基板，關(guān)于該感光性硅氧烷組合物，上述聚硅氧烷包含聚硅氧烷（I)和聚硅氧烷 (II)，
[0022] 該聚硅氧烷（I)是在堿性催化劑的存在下使由下述式（1)表示的硅烷化合物與由 下述式（2)表示的硅烷化合物進行水解W及縮合而獲得的聚硅氧烷，并且預(yù)烘烤后的膜可 溶于5重量％四甲基氨氧化錠水溶液，其溶解速度為1 000A/秒W下，
[002引 RSi(ORi)3 (1)
[0024]Si(OR')4似
[0025] 式中，R表示碳原子數(shù)1~20的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀烷基、或者至少一個亞甲基 也可被氧取代的碳原子數(shù)1~20的直鏈狀、支鏈狀或者環(huán)狀烷基、或碳原子數(shù)6~20的芳 基、或者至少一個氨也可被氣取代的碳原子數(shù)6~20的芳基，Ri表示碳原子數(shù)1~5的燒 基，
[0026] 該聚硅氧烷（II)是在酸性或者堿性催化劑的存在下至少使前述通式（1)的硅烷 化合物進行水解W及縮合而獲得的聚硅氧烷，并且預(yù)烘烤后的膜可溶于2. 38重量％四甲 基氨氧化錠水溶液，其溶解速度為100A/秒W上。
[0027] 本發(fā)明的其它的實施方式提供上述的薄膜晶體管基板的制造方法，該制造方法包 含如下工序：
[002引準(zhǔn)備含有堿溶解速度不同的至少兩種聚硅氧