[发明专利]含硅氧烷的可光图案化沉积抑制剂

说明书

技术领域

本发明涉及通过选区沉积形成图案化(patterned)膜的方法。特别是，本发明涉及采用含有可光图案化的机硅氧烷化合物作为沉积抑制剂化合物的组合物的方法。

背景技术

现代电子设备需要多个图案化的电或光活性材料层，有时是在较大的基材(substrate)上。诸如射频识别(RFID)标签、光电、光和化学传感器之类的电子设备在其电子线路中都需要一定水平的图案化。平板显示器，如液晶显示器或电致发光显示器(例如OLED)依赖于精确图案化的序列层来形成背板薄膜元件。这些元件包括电容器、晶体管和电源总线。为了提升性能和降低成本，行业内在不断探索材料沉积和层图案化的新方法。

薄膜晶体管(TFT)可被看作许多薄膜元件的电子和制造问题的代表。TFT在电子设备，例如有源矩阵(active-matrix)液晶显示器、智能卡和各种其它电子仪器及其部件，中被广泛用作开关元件。薄膜晶体管(TFT)是场效应晶体管(FET)的一个实例。FET的最有名例子是MOSFET(金属氧化物半导体-FET)，当今用于高速应用的常规开关元件。对于需要将晶体管施加到基材上的应用，一般使用薄膜晶体管。制造薄膜晶体管的关键步骤涉及将半导体沉积到基材上。目前，大多数薄膜器件是使用真空沉积的非晶硅作为半导体，采用常规的光刻法对其图案化，来制造的。

非晶硅作为半导体用于TFT仍存在其缺陷。在制造晶体管时，非晶硅的沉积需要相对较难或复杂的方法如等离子体增强化学气相沉积和高温(一般360℃)来实现对于显示器应用来说足够的电特性。这种高处理温度使得不能实现在由某些塑料制成的基材上的沉积，而所述塑料可能对于诸如柔性显示器之类的应用来说是期望的。

人们对在塑料或柔性基材上沉积薄膜半导体的兴趣越来越大，特别是由于这些载体机械强度较高、重量较轻且，例如通过允许采用卷对卷(roll-to-roll)工艺，使得可以实现更经济的制造。柔性基材的一个有用的例子是聚对苯二甲酸乙二醇酯。然而，这类塑料将器件处理限制在低于200℃。

尽管柔性基材具有潜在优点，但在常规制造过程中采用传统的光刻法时存在许多与塑性载体有关的问题，使得难以在宽度达到1米或1米以上的典型基材上进行晶体管元件的排列(alignment)。基材的最大处理温度、耐溶剂性、尺寸稳定性、水和溶剂溶胀可能会对传统的光刻工艺和设备产生严重影响，塑性载体的所有关键参数通常都不及玻璃。

令人感兴趣的还有采用不涉及与真空处理和减去法图案化(subtractive patterning)工艺有关的费用的低成本沉积工艺。在典型的真空工艺中，为提供必要的环境，需要大的金属室和复杂的抽真空系统。在典型的减去法图案化系统中，在真空室中沉积的大部分材料都，例如在蚀刻步骤中，被除去。这些沉积和图案化方法投资成本高，还排除了基于连续卷幅(continuous web)的系统的方便使用。

在过去十年间，有许多材料作为用于薄膜晶体管的半导体沟道的非晶硅的可能的替代物引起了人们的注意。易于加工的半导体材料是可取的，特别是那些能够通过较简单的工艺施加到大面积上的半导体材料。可在较低温度沉积的半导体材料将为柔性电子设备开拓出包括塑料在内的更宽范围的基材材料。易于加工和图案化的介电材料也是低成本和柔性电子设备成功实现的关键。

为目前的硅基技术找到实用的无机半导体替代物也是许多研究工作的目标。例如，已知有金属氧化物半导体，包括沉积时有或者没有包括金属如铝在内的其它掺杂元素的氧化锌、氧化铟、氧化碌铟锌、氧化锡或氧化镉。如下所述，这类透明的半导体材料对于某些应用来说具有额外的优点。另外，金属氧化物电介质如氧化铝(Al₂O₃)和TiO₂在实际的电子应用以及光学应用如干涉滤光片中也很有用。

许多器件结构可以使用如上所述的功能层来制造。将电介质放置在两个导体之间可以得到电容器。将两个互补载体类型的半导体放置在两个导电电极之间可以得到二极管。在所述互补载体类型的半导体之间还可存在本征半导体区，即该区具有低自由电荷载体数。也可以通过将单个半导体放置在两个导体之间来构造二极管，其中一个导体/半导体界面产生强烈阻止在一个方向上的电流的肖特基势垒。通过在导体(栅极)上放置绝缘层，接着放置半导电层可以得到晶体管。如果散布地(spaced apart)与所述顶端半导体层接触设置两个或两个以上额外的导体电极(源和漏极)，可以形成晶体管。只要生成了关键的界面，可以以各种构型生成任何上述器件。