專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法，特別涉及一種半導(dǎo)體裝置、顯示器及電子裝 置。
背景技術(shù)：
WO 2006/051457A1已披露一種半導(dǎo)體裝置制造方法。上述方法包括，在具有圖案化金屬層的合適基板表面上，排置一組擋墻結(jié)構(gòu)，由阻劑材料所制成的擋墻結(jié)構(gòu)定義出用為引導(dǎo)印刷材料的阻障層及腔室。例如，用以形成半導(dǎo)體區(qū)的適當(dāng)液態(tài)材料設(shè)置于這些腔室內(nèi)。上述方法中，建構(gòu)各腔室形狀以維持裝置結(jié)構(gòu)的各層之間的對(duì)準(zhǔn)。特別的是上述方法提供半導(dǎo)體裝置的自對(duì)準(zhǔn)層。

發(fā)明內(nèi)容
已知方法的缺點(diǎn)是來(lái)自基板上的適當(dāng)溶劑或分散液中的表面異質(zhì)物或沉淀物，會(huì)造成干燥液滴的液固態(tài)接觸線固定，即固定不動(dòng)在基板某位置。此情況下，相對(duì)快速的蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致材料位移至液滴周?chē)Ｔ谌軇┖头稚⒁和耆稍锖?，?huì)出現(xiàn)環(huán)形的溶質(zhì)沉積物。當(dāng)通過(guò)預(yù)圖案化表面的溶劑沉積物定義出半導(dǎo)體區(qū)(例如，以半導(dǎo)體溶劑的噴墨印刷成井形表面形貌)，此效應(yīng)特別顯著。依上述觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在基板上提供一圖案化導(dǎo)電材料層的步驟，其中圖案化導(dǎo)電材料層包括具有第一組內(nèi)緣的隔離元件。上述方法還包括在基板上提供一組擋墻結(jié)構(gòu)，以在其間形成一個(gè)或多個(gè)腔室的步驟。擋墻結(jié)構(gòu)具有與第一組內(nèi)緣配合的第二組內(nèi)緣。再者，相對(duì)于第一組內(nèi)緣及第二組內(nèi)緣形成的腔室中心，第二組內(nèi)緣設(shè)置于距第一組內(nèi)緣外側(cè)一既定距離。上述方法還包括在腔室內(nèi)沉積液態(tài)材料的步驟。擋墻結(jié)構(gòu)的特征相對(duì)于隔離元件的特征(如隔離元件各自的邊緣)橫向偏移，提供了利于干燥液態(tài)材料的形貌?？梢园l(fā)現(xiàn)當(dāng)擋墻結(jié)構(gòu)的各邊緣比原定義的隔離材料邊緣，定義出稍寬的腔室時(shí)，提供了同質(zhì)半導(dǎo)體層。因此，在特定實(shí)施例中，擋墻結(jié)構(gòu)的各邊緣置于距隔離元件邊緣的外側(cè)I至20微米的距離，特別是I至10微米的距離，更特別是I至5微米的距離，又更特別是I至3微米的距離。可以理解的是“置于外側(cè)”定義為腔室中心向外的方向，此特征將于第Ia-Id圖中詳細(xì)討論。本發(fā)明也提供一種半導(dǎo)體裝置，包括具有一導(dǎo)電材料層的基板，導(dǎo)電材料層包括具有第一組內(nèi)緣的一組隔離元件。隔離元件也包括具有與第一組內(nèi)緣配合的第二組內(nèi)緣的擋墻結(jié)構(gòu)。相對(duì)于第一組內(nèi)緣和第二組內(nèi)緣形成的腔室，第二組內(nèi)緣置于距第一組內(nèi)緣外側(cè)的一既定距離。本發(fā)明還包括具有上述半導(dǎo)體裝置的顯示器及電子裝置。本發(fā)明將參照?qǐng)D式進(jìn)一步討論上述及其他型態(tài)，相同標(biāo)號(hào)表示相同部件?？梢岳斫獾氖撬L圖式僅作為說(shuō)明目的，且不限制所附的權(quán)利要求的范圍。


盡管權(quán)利要求提出本發(fā)明的詳細(xì)特征，配合以下詳細(xì)說(shuō)明及所附圖式可徹底了解本發(fā)明目的及優(yōu)點(diǎn)，其中圖Ia-Id繪示出本發(fā)明各實(shí)施例的擋墻結(jié)構(gòu)邊緣與隔離元件邊緣之間橫向位移示意圖；圖2繪示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；圖3繪示出擋墻結(jié)構(gòu)實(shí)施例的剖面示意圖；圖4繪示出制造彎曲擋墻結(jié)構(gòu)實(shí)施例的方法示意圖；圖5繪示出利用光刻工藝圖案化擋墻結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的方法示意圖； 圖6繪示出以圖5實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的方法平面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia-Id繪示出本發(fā)明各實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置示意圖，其繪示出擋墻結(jié)構(gòu)邊緣及隔離元件邊緣之間的橫向位移。請(qǐng)參照?qǐng)DIa的實(shí)施例，其繪示出半導(dǎo)體裝置IOa的平面示意圖(上圖)以及沿著線段A-A’的剖面示意圖(下圖)。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)IOa包括一基板1，其上可排置一金屬層并圖案化形成多個(gè)的橫向隔離元件2a、2b，為了簡(jiǎn)化目的，此處僅繪示出兩個(gè)隔離元件。此外，一組擋墻結(jié)構(gòu)3a、3b排置于基板I上，以在其間形成一腔室。在本實(shí)施例中，擋墻結(jié)構(gòu)內(nèi)緣相對(duì)于隔離元件的內(nèi)緣朝橫向方向L向外移開(kāi)一既定距離xl、x2。此既定距離在I至20微米的范圍，更特別是在I至10微米的范圍，又更特別是在I至5微米的范圍，甚至更特別是在I至3微米的范圍，可以理解的是既定距離xl可相等或不相等于既定距離x2。可適當(dāng)形成擋墻結(jié)構(gòu)。例如，通過(guò)適當(dāng)掩模對(duì)適當(dāng)?shù)墓庾杵毓庖赃M(jìn)行光刻工藝。在擋墻結(jié)構(gòu)之間的腔室填入液態(tài)材料4，半導(dǎo)體材料或前驅(qū)材料皆可作為液態(tài)材料。擋墻結(jié)構(gòu)3a及3b分別通過(guò)半導(dǎo)體裝置IOa周?chē)膮^(qū)塊3d、3e相連結(jié),并形成封閉結(jié)構(gòu)。圖Ia實(shí)施例關(guān)于單一溝道半導(dǎo)體裝置的配置，例如薄膜電晶體(TFT)。圖Ib繪示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10b，其具有多個(gè)互相連接的腔室。同樣地，上圖為半導(dǎo)體裝置IOb的平面示意圖，而下圖為沿著線段B-B’的剖面示意圖。基板I包括朝橫向方向L隔開(kāi)的一組隔離元件2a、2b、2c、2d及2e，及一組擋墻結(jié)構(gòu)3a、3b、3c、3d及3e，與此組隔離元件2a、2b、2c、2d及2e配合，使擋墻結(jié)構(gòu)3a、3b、3c、3d及3e的內(nèi)緣相對(duì)于隔離元件2a、2b、2c、2d及2e的內(nèi)緣橫向向外移動(dòng)?？梢岳斫獾氖莻€(gè)別腔室4a、4b、4c、4d及4e通過(guò)區(qū)塊4e、4f及4g互相連接(繪示于平面示意圖)，以形成一體的蛇型的腔室(繪示于平面示意圖)。圖Ic繪示出另一實(shí)施例半導(dǎo)體裝置IOc的示意圖，其中隔離元件的間距不同于擋墻結(jié)構(gòu)的間距。請(qǐng)參照?qǐng)DIc的實(shí)施例，其繪示出半導(dǎo)體裝置IOc的平面示意圖(上圖)以及沿著線段C-C’的剖面示意圖(下圖)?；錓上有隔離元件2a、2b、2c以及由擋墻結(jié)構(gòu)3a、3b定義出的腔室，其為較大的腔室，例如大約是相鄰隔離元件2a、2b之間距離的兩倍大。因此，擋墻結(jié)構(gòu)的間距P2與隔離元件2a、2b、2c的間距Pl不同。在本實(shí)施例中，擋墻結(jié)構(gòu)3a、3b的個(gè)別內(nèi)緣，相對(duì)于對(duì)應(yīng)的隔離元件2a、2c的內(nèi)緣朝橫向方向L向外移開(kāi)。接著在腔室內(nèi)填入半導(dǎo)體材料4a、4b。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體材料的區(qū)域4a、4b通過(guò)架橋4c相連，如平面示意圖(上圖)所示。圖Id繪示出另一實(shí)施例半導(dǎo)體裝置IOd的示意圖,其繪示出半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的平面示意圖(上圖)以及沿著線段D-D’的剖面示意圖(下圖)。如同圖Ib及Ic的實(shí)施例，有關(guān)于多溝道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如薄膜電晶體(TFT)，溝道4a及4b通過(guò)架橋4c互相連接。在特定實(shí)施例中，在橫向方向L的隔離元件2b的尺寸不同，例如相對(duì)于元件2a及2c，其尺寸較大。半導(dǎo)體裝置IOd的其他特征大致上與圖Ib相同。圖2繪示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖，依方法20，先在基板上沉積合適的金屬層。接著，依步驟21，將金屬層圖案化以得到一組隔離元件?？梢岳斫獾氖歉綦x元件有關(guān)于可沿著基板的橫向方向識(shí)別個(gè)別元件的配置，如圖Ia-Id的任一圖所示。元件通過(guò)橫向架橋而在周?chē)鷧^(qū)域互相連接，進(jìn)而至少局部限制各個(gè)腔室。
依步驟22，圖案化與金屬層橫向隔離元件相鄰的擋墻結(jié)構(gòu)。例如，金屬層有關(guān)于半導(dǎo)體裝置(特別是薄膜電晶體裝置(TFT))的源極-漏極層。擋墻結(jié)構(gòu)包括第二組邊緣，其配合隔離元件的第一組邊緣。第二組邊緣相對(duì)于第一組邊緣朝橫向方向向外移開(kāi)。因此，在基板上形成一導(dǎo)電材料層，其具有圖案化且包括具有第一組內(nèi)緣的隔離元件，隔離元件的排置配合一組擋墻結(jié)構(gòu)的排置，以在其間形成一或多個(gè)腔室。擋墻結(jié)構(gòu)具有配合第一組邊緣的第二組內(nèi)緣，其中相對(duì)于第一內(nèi)緣及第二內(nèi)緣形成的腔室中心，第二組內(nèi)緣置于距第一組內(nèi)緣外側(cè)的一既定距離。因此，相對(duì)于腔室邊界，第一內(nèi)緣位在第二內(nèi)緣前方?？赡軙?huì)使用多種合適的沉積及/或圖案化技術(shù)以提供位在基板上的擋墻結(jié)構(gòu)。例如，可使用旋轉(zhuǎn)涂布工藝及后續(xù)的光刻工藝及/或蝕刻工藝。擋墻結(jié)構(gòu)無(wú)論是具有垂直或彎曲的側(cè)壁皆可，圖3有更詳細(xì)的實(shí)施例說(shuō)明。依步驟23，對(duì)接觸至少部分填入腔室的液態(tài)材料的擋墻結(jié)構(gòu)表面及/或下層表面進(jìn)行處理，以變更上述表面的濕潤(rùn)性質(zhì)。特別是變更對(duì)于水或溶劑的濕潤(rùn)性。較佳地，擋墻結(jié)構(gòu)表面(如朝向腔室的表面及/或上表面)是疏水及/或疏溶劑的。依步驟24，在腔室內(nèi)填入有關(guān)于半導(dǎo)體或前驅(qū)材料的適當(dāng)液態(tài)材料，接著可選擇性沉積一個(gè)或多個(gè)電介層、半導(dǎo)體或金屬層。半導(dǎo)體層包括可溶解或可分散的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料。可選擇性提供各種的添加劑，例如粘結(jié)劑和/或界面活性劑。圖3繪示出擋墻結(jié)構(gòu)的實(shí)施例30的示意圖，為了簡(jiǎn)化目的，未繪示出圖Ia-Id的金屬層隔離元件。在第一實(shí)施例中，提供基板31，其包括具有向腔室中心傾斜的側(cè)壁的擋墻結(jié)構(gòu)30a、30b。可以發(fā)現(xiàn)的是對(duì)于固定接觸角度Θ來(lái)說(shuō)，傾斜角度α可能影響沉積于腔室內(nèi)液態(tài)材料3的彎月高度。傾斜角度α可能對(duì)鄰近擋墻結(jié)構(gòu)的液體高度hl+h2與腔室中心的液體高度h2之間相對(duì)關(guān)系具有正向影響，而有利于高度hi的最小化。通過(guò)增加角度α，改善腔室中液態(tài)材料34的高度的均一性(homogeneity)(如，高度h2增加及高度hi趨近O)。需注意的是高度hi表示在腔室邊緣及中心的液態(tài)高度差。例如，可以發(fā)現(xiàn)的是具有大致上垂直排置側(cè)壁的擋墻結(jié)構(gòu)30c、30d，其高度h2值相較于側(cè)壁30a、30b的高度h2值來(lái)說(shuō)是增加的。通過(guò)進(jìn)一步增加側(cè)壁相對(duì)于基板的傾斜度產(chǎn)生向外的側(cè)壁30e、30f，高度h2值更增加，而高度hi趨近O。因此，可保證腔室中半導(dǎo)體材料具有大致上均一的高度。圖4繪示出制造彎曲擋墻結(jié)構(gòu)的方法實(shí)施例的示意圖。在方法40a中，大致上為矩形的側(cè)壁43排置于基板41上，包括熱塑性塑料或蠟材料，可通過(guò)加熱產(chǎn)生具有凸形壁面輪廓的結(jié)構(gòu)43a。另外，在方法40b中，可對(duì)形成于基板41上的塊體擋墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行各向同性蝕刻，以產(chǎn)生成具有凹形壁面輪廓的兩個(gè)擋墻結(jié)構(gòu)43b、43b’。接著，剝除蝕刻工藝中使用的掩模層，而在基板41上留 下凹面的擋墻結(jié)構(gòu)43b、43b’，可以理解的是為了簡(jiǎn)化目的，未繪示出圖Ia-Id中的隔離元件。圖5繪示出使用光刻工藝以圖案化擋墻結(jié)構(gòu)的方法實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例中，視圖50a繪示出使用從曝光儀器(未繪示)的適當(dāng)光源55發(fā)射出的輻射光線55a，從基板51背表面R進(jìn)行曝光工藝。在此排置中，金屬層的隔離兀件52a、52b作為掩模，以將感光材料56(排置在隔離元件52a、52b上)圖案化成合適的擋墻結(jié)構(gòu)。通過(guò)改變擋墻結(jié)構(gòu)材料56的曝光和顯影條件，可得到預(yù)期的壁面輪廓。請(qǐng)參照視圖50b，其繪示出后曝光后的條件。例如，通過(guò)過(guò)度曝光及/或過(guò)度顯影正型光阻材料，可制造出與導(dǎo)電圖案邊緣的后方相距距離xl及x2的擋墻結(jié)構(gòu)邊緣。同樣地，通過(guò)調(diào)整曝光及/或材料的參數(shù)，可能制造出傾斜或彎曲側(cè)壁的擋墻結(jié)構(gòu)。圖6繪示出以圖5實(shí)施例說(shuō)明又一方法實(shí)施例的平面示意圖。視圖60a繪示出一基板61 (對(duì)應(yīng)圖5的基板51)，其上為一層包括隔離元件62a、62b配合擋墻結(jié)構(gòu)63、63’所形成的一腔室66。較佳地,維持最小的腔室區(qū)塊66a、66b以避免液體漏流。擋墻結(jié)構(gòu)形成層可能包括多余的區(qū)塊63a、63b，為了移除這些區(qū)塊，在適當(dāng)?shù)钠毓獠襟E時(shí)，此層由前側(cè)曝光。視圖60b繪示出覆蓋在擋墻層上的掩模圖案64，留下多余未覆蓋的區(qū)塊63a、63b，視圖60b繪示出通過(guò)掩模圖案64的前側(cè)曝光步驟的結(jié)果，其中露出電極區(qū)域64a、64b。可以理解的是雖然本發(fā)明已以特定實(shí)施例披露如上，然本發(fā)明可實(shí)施于以上所述以外之處。所繪的圖式是用于說(shuō)明的目的而非用以限定本發(fā)明的范圍。此外，可結(jié)合不同的圖式中隔離特征。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置制造方法，包括下列步驟 在一基板上提供一圖案化的導(dǎo)電材料層，其包括具有第一組內(nèi)緣的隔離元件； 在該基板上提供一組擋墻結(jié)構(gòu)，其間形成一個(gè)或多個(gè)腔室，該組擋墻結(jié)構(gòu)具有與該第一組內(nèi)緣配合的第二組內(nèi)緣，其中相對(duì)于該第一組內(nèi)緣和該第二組內(nèi)緣所形成的該腔室的中心，該第二組內(nèi)緣設(shè)置于距該第一組內(nèi)緣外側(cè)一既定距離；以及 在每一腔室內(nèi)沉積一液態(tài)材料。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該既定距離在I至20微米的范圍。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該組隔離元件依第一間距排置，而該組擋墻結(jié)構(gòu)依第二間距排置，且該第一間距不同于該第二間距。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括下列步驟 變更該組擋墻結(jié)構(gòu)的一表面的表面特性，以變更其相對(duì)于水或溶劑的表面濕潤(rùn)性。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該表面包括朝向該腔室的一表面及/或該組擋墻結(jié)構(gòu)的一上表面。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該組擋墻結(jié)構(gòu)具垂直、有角度或彎曲的壁面。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該液態(tài)材料包括至少一溶劑及一半導(dǎo)體材料或一半導(dǎo)體材料的前驅(qū)物。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該液態(tài)材料包括至少一分散介質(zhì)及半導(dǎo)體材料的分散粒子或一半導(dǎo)體材料的前驅(qū)物。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇有機(jī)半導(dǎo)體材料作為該半導(dǎo)體材料。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料作為該半導(dǎo)體材料。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中通過(guò)背側(cè)光刻工藝圖案化該組擋墻結(jié)構(gòu)并以該組 隔離元件作為掩模，且其中該背側(cè)光刻工藝所使用的光線波長(zhǎng)可穿透該基板。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括一前側(cè)光刻工藝的步驟，以移除該組擋墻結(jié)構(gòu)的形成層的多余部份。
13.一種半導(dǎo)體裝置，包括 一基板，包括 一導(dǎo)電材料層，包括具有第一組內(nèi)緣的一組隔離元件；以及 多個(gè)擋墻結(jié)構(gòu)，具有配合該第一組內(nèi)緣的第二組內(nèi)緣，其中相對(duì)于該第一組內(nèi)緣和該第二組內(nèi)緣所形成的該腔室的中心，該第二組內(nèi)緣設(shè)置于距該第一組內(nèi)緣外側(cè)一既定距離。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其中該既定距離在I至20微米的范圍。
15.一種顯不器,包括 半導(dǎo)體裝置，包括 基板，包括 導(dǎo)電材料層，包括具有第一組內(nèi)緣的一組隔離元件；以及 多個(gè)擋墻結(jié)構(gòu)，具有配合該第一組內(nèi)緣的第二組內(nèi)緣，其中相對(duì)于該第一組內(nèi)緣和該第二組內(nèi)緣所形成的該腔室的中心，該第二組內(nèi)緣設(shè)置于距該第一組內(nèi)緣外側(cè)一既定距離。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示器，其中該基板可彎曲。
17.如權(quán)利要求16所述的顯示器，其中該顯示器可折迭。
18.一種電子裝置，包括具有半導(dǎo)體裝置的顯示器，該半導(dǎo)體裝置包括 基板，包括 導(dǎo)電材料層，包括具有第一組內(nèi)緣的一組隔離元件；以及 多個(gè)擋墻結(jié)構(gòu)，具有配合該第一組內(nèi)緣的第二組內(nèi)緣，其中相對(duì)于該第一組內(nèi)緣和該第二組內(nèi)緣所形成的該腔室的中心，該第二組內(nèi)緣設(shè)置于距該第一組內(nèi)緣外側(cè)一既定距離。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置制造方法(20)，包括在基板上提供圖案化導(dǎo)電材料層的步驟(21)，其中圖案化導(dǎo)電材料層包括具有第一組邊緣的隔離元件。上述方法還包括在基板上提供一組擋墻結(jié)構(gòu)而在其間形成一個(gè)或多個(gè)腔室的步驟(22)。擋墻結(jié)構(gòu)具有與第一組邊緣配合的第二組邊緣。第二組邊緣設(shè)置于距第一組邊緣后方一既定距離。再者，上述方法包括在腔室沉積液態(tài)材料的步驟(24)。本發(fā)明也披露具有上述特征的顯示器及電子裝置。
文檔編號(hào)H01L51/00GK102725876SQ201180007589
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者C.W.賽爾, E.J.A.拉索夫, N.A.J.M.范埃爾勒 申請(qǐng)人:聚合物視象有限公司