[发明专利]薄膜晶体管的制造方法

说明书

本申请是株式会社半导体能源研究所于2006年5月19日提交的、申请号为200610082449.2、发明名称为“薄膜晶体管的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有圆形电极的薄膜晶体管(TFT)(下文称作圆形薄膜晶体管(TFT))、包括圆形薄膜晶体管的半导体器件及其制造方法。应当指出半导体器件相应于在衬底上方包括薄膜晶体管的薄膜晶体管衬底、在衬底上方包括薄膜晶体管和液晶的液晶面板衬底或液晶模块衬底、在衬底上方包括薄膜晶体管和发光元件的EL(电致发光)面板衬底或EL模块衬底、用密封材料密封的在衬底上方包括薄膜晶体管和液晶的液晶面板、用密封材料密封的在衬底上方包括薄膜晶体管和发光元件的EL面板衬底、包括连接到上述面板上的FPC等的模块、包括与该FPC等的端部连接的驱动器IC的模块、以及包括通过COG方法等安装到所述面板上的驱动器IC的模块。

背景技术

传统的薄膜晶体管使用诸如光掩模的掩模来形成，因此对于每次设计的改变都需要形成一个掩模。另外，作为主流的方法，通过在衬底的整个表面上形成薄膜来形成薄膜晶体管。举例来说，在连接电极和形成以夹住绝缘层的导线的情况中，需要在连接导线之前去除绝缘层。此外，电极、导线等的图案化需要使用掩模使抗蚀剂曝光，这就导致步骤数量增加并且效率和环境均受废液影响的问题。

应当指出传统的薄膜晶体管具有每个举例来说彼此线性或垂直交叉的电极。另外，传统的薄膜晶体管具有每个最后具有不会形成闭环结构的起始点和终点的电极。因此，在每个电极的中央和端部之间，机械和电学行为是不同的。此外，在电极中有许多不需要的区域，结果占据了薄膜晶体管的广泛区域。上述问题在具有传统形状的，特别是不使用掩模的方法(无掩模工艺)形成的薄膜晶体管中是明显存在的。

在为了解决上述问题而在传统方法中通过使用掩模形成具有圆形电极的圆形薄膜晶体管的情况中，难以使每个电极形成完美的圆形形状。最初，因为通过激光等绘出掩模，所以使用光掩模难以形成圆形形状的完美曲线。此外，当提高精确度时，成本增加。另外，当使用这种光掩模形成抗蚀剂并且进行蚀刻时，由该光掩模形成的抗蚀剂的角落部分可能被蚀刻得更多(诸如过蚀刻等)，这就导致形成变形的圆形形状。当薄膜晶体管的源电极和漏电极具有不规则形状时，难以形成均匀的沟道部分，这会引起薄膜晶体管特性的降低和变化。

另一方面，喷墨方法已经应用于平板显示器领域，并且作为不使用掩模(无掩模工艺)的方法被积极地发展，通过该方法可以不使用掩模而图案化薄膜。因为图案被直接绘出，容易应用于大的衬底，材料的效率是高的等，所以不需要掩模的喷墨方法具有许多优点，并且已经被应用于滤色器、等离子体显示器电极等的制造(举例来说，参见非专利文献1)。

但是，当使用这种无掩模工艺来形成具有传统形状的薄膜晶体管时，其形状与不确定的因素，诸如落下的液滴的形状有关。因此，难以控制电极、有源层等的形状。按照这种方式，无掩模工艺已经成为促进设计参数变化的主要因素，所述变化影响诸如薄膜晶体管沟道长度的特性。

[非专利文献1]

T.Shimoda,Ink-jet Technology for Fabrication Processes ofFlat Panel Displays,SID 03 DIGEST,第1178-1181页。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提供了形状比使用无掩模工艺的传统情况更容易控制的薄膜晶体管的制造方法，该方法通过诸如液滴释放方法的无掩模方法形成薄膜晶体管(诸如圆形薄膜晶体管)而简化了步骤并且降低了制造时间和成本。

为了解决上述问题，本发明提供了下面的措施。

根据本发明，通过诸如液滴释放方法，典型地是喷墨方法的无掩模方法，在衬底上方堆叠薄膜来形成薄膜晶体管。