專利名稱：發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用發(fā)光元件的發(fā)光器件，發(fā)光元件在一對電極之間具有含有機化合物的層(下文稱做含有機化合物的層)，在電極上施加電場得到熒光或磷光，并涉及制造這種新穎發(fā)光器件的方法。這里，在本說明書中使用的術(shù)語“發(fā)光器件”表示圖像顯示器件、發(fā)光器件以及光源(包括照明單元)中的一種。此外，發(fā)光器件可以是發(fā)光器件的任何一種，例如其上固定有柔性印刷電路板(FPC)、帶式自動接合(TAB)、或載帶封裝(TCP)的模塊；印刷布線板安裝在TAB帶或TCP端部的模塊；以及通過玻板上芯片(COG)系統(tǒng)將集成電路(IC)直接安裝在發(fā)光元件上的模塊。
背景技術(shù)：
近些年來，使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜(厚度在約幾納米到幾百納米范圍內(nèi))構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)令人關(guān)注。薄膜晶體管已廣泛地應(yīng)用在如IC和光電器件等的電子器件中。特別是，這種晶體管的發(fā)展加快了提供圖像顯示器件的開關(guān)元件的進程。
使用有機化合物作為發(fā)光體的發(fā)光元件特點在于厚度薄、重量輕、響應(yīng)快、低電壓DC驅(qū)動等，已期望用于下一代平板顯示器的應(yīng)用中。此外，由于寬視角和優(yōu)良的能見度，其內(nèi)發(fā)光元件排列成矩陣構(gòu)形的顯示器件被認為比常規(guī)的液晶顯示器件更有優(yōu)勢。
具有有機化合物的發(fā)光元件包括含有通過施加電場可以產(chǎn)生電致發(fā)光的有機化合物的層(下文稱做EL層)、以及陽極和陰極。發(fā)光元件的發(fā)光機理如下。也就是，當電壓施加到夾在一對電極之間的有機化合物層時，由陰極注入的電子和由陽極注入的電子空穴在有機化合物層的發(fā)光中心相互復(fù)合形成分子激發(fā)。隨后，當分子激發(fā)返回基態(tài)時，通過釋放能量發(fā)生發(fā)光。在本領(lǐng)域中已知兩種類型的激發(fā)態(tài)，受激單重態(tài)和受激三重態(tài)?？梢栽谌魏我环N狀態(tài)中發(fā)光。
可以由如無源矩陣驅(qū)動(單純矩陣類型)和有源矩陣驅(qū)動(有源矩陣類型)等的公知驅(qū)動系統(tǒng)中的一種操作由多個排列成矩陣構(gòu)形的發(fā)光元件構(gòu)成的發(fā)光器件。然而，當像素密度增加時，優(yōu)選使用其中每個像素(或每個點)提供有開關(guān)的有源矩陣型系統(tǒng)，是由于它可以在低電壓下驅(qū)動。
根據(jù)光輻射的方向，有源矩陣型發(fā)光器件可以設(shè)計成兩種不同的方式。其中的一種是由EL元件發(fā)出的光穿過相對的襯底并射入觀察者的眼內(nèi)(即，下側(cè)輻射型)。此時，觀察者能夠識別來自相對襯底的圖像。另一種是從EL元件發(fā)出的光穿過該元件的襯底并射入觀察者的眼內(nèi)(即，上側(cè)輻射型)。此時，觀察者能識別來自EL元件方向的圖像。
此外，現(xiàn)已研究了單體和聚合材料用于作為有機化合物層(即，嚴格意義上的發(fā)光層)的有機化合物，該化合物為發(fā)光元件的中心。其中，更關(guān)注聚合材料，是由于與單體材料相比，它的高耐熱性和易于處理。
為了由有機化合物形成膜，蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂覆法、以及噴墨法在本領(lǐng)域中已公知。其中，為了使用聚合物材料實現(xiàn)全色圖像形成，旋轉(zhuǎn)涂覆法和噴墨涂覆在本領(lǐng)域中特別公知。
具有有機化合物的發(fā)光元件的不足之處在于它易于受到由于各種因素而退化，所以它的最大問題是增加它的可靠性(使它的使用壽命更長)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種有源矩陣型發(fā)光器件的制造方法，以及具有高可靠性的這種有源矩陣型發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。
在說明書中公開的本發(fā)明的第一方案中，提供一種發(fā)光器件，有在具有它們各自的絕緣表面的第一和第二襯底之間包括多個發(fā)光元件的像素部分，以及包括多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，其中薄膜晶體管涂覆有由有機絕緣膜和覆蓋有機絕緣膜的無機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣膜；在層間絕緣膜的開口處，由無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面形成的臺階部分；無機絕緣膜沿有機絕緣膜的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；并且第一電極的端部涂覆有絕緣材料，在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面。
根據(jù)本發(fā)明第一方案的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，有機絕緣膜的表面變得平坦，由此第一電極的表面也變得平坦，防止了EL元件發(fā)生短路。由于形成了無機絕緣膜，它可以通過阻擋來自EL元件的雜質(zhì)擴散來保護TFT，并防止了來自有機絕緣膜的氣體逸出。此外，由于提供了無機絕緣膜，蝕刻第一電極時，可以防止有機絕緣膜被蝕刻。此外，由于無機絕緣膜具有帶曲率半徑的彎曲表面，因此源電極或漏電極的覆蓋也變得非常好。進行幾次蝕刻處理，在層間絕緣膜開口處、在無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面上形成臺階。由此，形成接觸孔時可以防止損傷TFT。由于具有曲率半徑的彎曲表面提供在覆蓋第一電極的絕緣材料上，EL層的覆蓋能良好地抑制產(chǎn)生收縮等。
此外，有機絕緣膜可以形成在覆蓋薄膜晶體管的無機絕緣膜上。因此，本發(fā)明的第二方案是提供一種發(fā)光器件，具有在有它們各自絕緣面的第一和第二襯底之間包括多個發(fā)光元件的像素部分，以及包括多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，其中薄膜晶體管涂覆有由無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣膜；在層間絕緣膜的開口處，由無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面形成臺階部分；有機絕緣膜的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；第一電極的端部涂覆有絕緣材料，在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面。
根據(jù)本發(fā)明第二方案的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，有機絕緣膜的表面變得平坦，由此第一電極的表面也變得平坦，防止了EL元件發(fā)生短路。此外，無機絕緣膜形成在TFT的有源層附近的位置，通過阻擋來自EL元件的雜質(zhì)擴散有效地保護了TFT。此時，擴散氫原子的無機絕緣膜和阻擋來自EL元件的雜質(zhì)擴散的無機絕緣膜疊置同時相互接觸。
在本發(fā)明的以上各方案中，像素部分可以具有電連接到第一電極的薄膜晶體管，如圖1到5所示。與薄膜晶體管的源區(qū)或漏區(qū)接觸的布線接觸第一電極的一部分，并且可以提供在第一電極上。此時，形成布線之后，形成第一電極。此外，如圖6到8所示，像素部分可以包括電連接到第一電極的薄膜晶體管，第一電極可以接觸與薄膜晶體管的源區(qū)或漏區(qū)接觸的部分布線并提供在布線上。此時，在形成布線之前形成第一電極。
本發(fā)明的第三方案是提供一種發(fā)光器件，具有在有它們各自絕緣表面的第一和第二襯底之間包括多個發(fā)光元件的像素部分，以及包括多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，其中薄膜晶體管涂覆有由有機絕緣膜和覆蓋有機絕緣膜的無機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣膜；在層間絕緣膜的開口處，由無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面形成臺階部分；無機絕緣膜沿有機絕緣膜的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；第一電極的端部涂覆有絕緣材料，在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；以及第一電極的端部具有延伸到第一電極中心的傾斜面，其中傾斜面反射由含有機化合物層發(fā)出的光。
此外，本發(fā)明的另一方案可以構(gòu)成圖16和17所示的例子，因此本發(fā)明的第四方案是一種發(fā)光器件，具有在有它們各自絕緣表面的第一和第二襯底之間包括多個發(fā)光元件的像素部分，以及包括多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，其中薄膜晶體管涂覆有由無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣膜；在層間絕緣膜的開口處，由無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面形成的臺階部分；有機絕緣膜的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；第一電極的端部涂覆有絕緣材料，在其上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面；以及第一電極的端部具有延伸到第一電極中心的傾斜面，其中傾斜面反射由含有機化合物層發(fā)出的光。
在本發(fā)明的以上第三和第四方案中，第一電極具有延伸到第一電極中心的傾斜面，它的傾斜角可以超過30°并小于70°。
在本發(fā)明的以上第三和第四方案中，覆蓋第一電極端部的絕緣材料在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，曲率半徑可以為0.2μm到3μm。由于具有曲率半徑的彎曲表面形成在覆蓋第一電極端部的絕緣材料的上端部上，因此清洗第一電極表面時，第一電極的表面可以防止異物(灰塵或類似物)留在第一電極的底部。
在本發(fā)明的以上各方案中，含有機化合物的層可以是發(fā)紅光的材料、發(fā)綠光的材料、或發(fā)藍光的材料。或者，含有機材料的層可以是發(fā)白光的材料，可以與提供在第一襯底或第二襯底上的濾色器一起使用。此外，在本發(fā)明的以上各方案中，含有機化合物的層可以是發(fā)單色光的材料并且可以與形成在第一襯底或第二襯底上的變色層或著色層一起使用。
此外，為了制造新穎的發(fā)光器件，本發(fā)明的一個方案是具有發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光元件包括具有絕緣表面的襯底上的薄膜晶體管、電連接到薄膜晶體管的第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，包括以下步驟通過蝕刻覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的無機絕緣膜形成延伸到薄膜晶體管的源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔，然后形成有機絕緣膜，通過蝕刻有機絕緣膜再次形成延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成連接電極，接觸薄膜晶體管的源區(qū)或漏區(qū)；形成接觸連接電極的第一電極；形成覆蓋第一電極端部的絕緣材料；形成與絕緣材料的側(cè)表面和第一電極接觸的含有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
對于制造本發(fā)明第三和第四方案的發(fā)光器件，本發(fā)明的另一方案是制造具有發(fā)光元件的發(fā)光器件的方法，其中發(fā)光元件包括具有絕緣表面的襯底上的薄膜晶體管、電連接到薄膜晶體管的第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的由氮化硅膜和氮氧化硅膜的疊層組成的無機絕緣膜之后，氫化無機絕緣膜；通過蝕刻無機絕緣膜形成延伸到電極的接觸孔和延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成連接到源區(qū)或漏區(qū)的電極；形成覆蓋電極的層間絕緣膜；
通過蝕刻層間絕緣膜形成延伸到電極的接觸孔和延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成由連接到源區(qū)或漏區(qū)的金屬層的疊層組成的第一電極；形成覆蓋該電極的層間絕緣膜；形成覆蓋第一電極端部的絕緣材料；通過使用絕緣材料作為掩模進行蝕刻減薄第一電極的中心，以使沿第一電極的邊緣露出傾斜表面；形成含有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極，其中第二電極由透光的金屬薄膜組成。
此外，形成氮氧化硅膜之后，可進行氫化。因此，為了得到本發(fā)明第三和第四方案的發(fā)光器件，本發(fā)明的另一方案是制造具有發(fā)光元件的發(fā)光器件的方法，其中發(fā)光元件包括具有絕緣表面的襯底上的薄膜晶體管、電連接到薄膜晶體管的第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的氮氧化硅膜之后進行氫化；通過濺射法在氮氧化硅膜上形成氮化硅膜；通過蝕刻氮氧化硅膜和氮化硅膜形成延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成連接到源區(qū)或漏區(qū)的電極；形成覆蓋該電極的層間絕緣膜；通過蝕刻層間絕緣膜形成延伸到電極的接觸孔和延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成由連接到源區(qū)或漏區(qū)的金屬層的疊層組成的第一電極；形成覆蓋第一電極端部的絕緣材料；通過使用絕緣材料作為掩模進行蝕刻減薄第一電極的中心，以使沿第一電極的邊緣露出傾斜表面；形成含有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極，其中第二電極由透光的金屬薄膜組成。
為了制造本發(fā)明第三和第四方案每一個的發(fā)光器件，本發(fā)明的再一方案是制造具有發(fā)光元件的發(fā)光器件的方法，其中發(fā)光元件包括具有絕緣表面的襯底上的薄膜晶體管、電連接到薄膜晶體管的第一電極、含有有機化合物并與第一電極接觸的層、以及與含有有機化合物的層接觸的第二電極，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的氮氧化硅膜之后進行氫化；通過蝕刻氮氧化硅膜形成延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成連接到源區(qū)或漏區(qū)的電極；通過濺射法在電極上形成氮化硅膜和氮氧化硅膜；在氧氮化硅膜上形成層間絕緣膜；通過蝕刻層間絕緣膜和氮化硅膜形成延伸到電極的接觸孔和延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔；形成由連接到源區(qū)或漏區(qū)的金屬層的疊層組成的第一電極；形成覆蓋第一電極端部的絕緣材料；通過使用絕緣材料作為掩模進行蝕刻減薄第一電極的中心，以使沿第一電極的邊緣露出傾斜表面；形成含有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極，其中第二電極由透光的金屬薄膜組成。
在本發(fā)明的制造方法以上方案的每一個中，第一電極可以是發(fā)光元件的陽極或陰極。
此外，在本發(fā)明的制造方法以上方案的每一個中，有機樹脂材料在它的上端部可以具有帶曲率半徑的彎曲表面，曲率半徑可以為0.2μm到3μm。
此外，在本發(fā)明的制造方法的每個以上方案中，覆蓋第一電極端部的絕緣材料可以在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，曲率半徑可以為0.2μm到3μm。
此外，發(fā)光元件(EL元件)包括含有通過施加電場產(chǎn)生電致發(fā)光的有機化合物的層(下文稱做EL層)，以及陽極和陰極。有機化合物有兩種類型的發(fā)光激發(fā)態(tài)。一種是由受激單重態(tài)返回到基態(tài)時發(fā)光(熒光)，另一種是由受激三重態(tài)返回到基態(tài)時發(fā)光(磷光)。這兩種都可以應(yīng)用到本發(fā)明制造的發(fā)光器件上。此外，含有機化合物層的層(EL層)也可以含有如硅的無機材料。
對于本發(fā)明的發(fā)光器件，圖像表示的驅(qū)動方法不限于具體的方法。例如，可以用點順序驅(qū)動系統(tǒng)、線順序驅(qū)動系統(tǒng)、相順序驅(qū)動系統(tǒng)等。通常，采用線順序驅(qū)動系統(tǒng)。如果需要，可以以適當?shù)姆绞绞褂脮r分等級驅(qū)動法或區(qū)域等級驅(qū)動法。此外，輸入發(fā)光器件源線中的圖像信號可以是模擬信號或數(shù)字信號。此外，可以適當?shù)卦O(shè)計驅(qū)動電路以適合圖像信號。


圖1A示出了本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光器件的俯視圖，圖1B示出了驅(qū)動電路和像素部分(例1)的剖面圖；圖2示出了本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光器件的像素部分和連接部分(例1)的剖面圖；圖3示出了例1的剖面圖；圖4A和4B示出了例2的剖面圖；圖5A和5B示出了例1的剖面圖；圖6A和6B示出了例3的剖面圖；圖7A和7B示出了例3的剖面圖；圖8A和8B示出了例3的剖面圖；圖9A和9B示出了例4的剖面圖；圖10A和10B示出了例5的剖面圖；圖11A和11B示出了例5的剖面圖；圖12A示出了像素部分(例4)的俯視圖，圖12B示出了圖12A的剖面圖；圖13A到13C示出了制造工藝(例4)的剖面圖；圖14示出了例6的剖面圖；圖15A和15B示出了例7的剖面圖；圖16示出了例8的剖面圖；圖17A和17B示出了例8的剖面圖；圖18A示出了像素部分的俯視圖，圖18B示出了等效電路(例8)；圖19為TEM觀測的照片(例4)；圖20A到20C示出了例9的圖；圖21A到21F示出了電子設(shè)備的例子(例10)；圖22A和22C示出了電子設(shè)備的例子(例10)。
具體實施例方式
下面參考附圖介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
下面參考圖1A、1B和2，首先，介紹作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的有源矩陣型發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。圖1A示出了發(fā)光器件的俯視圖，圖1B示出了沿圖1A中的點線A-A’和點線B-B’的裝置兩部分的剖面圖。
在圖1A、1B中，參考數(shù)字1表示源信號線驅(qū)動電路，2表示像素部分，3表示柵極信號線驅(qū)動電路。此外，參考數(shù)字4表示密封的襯底，5表示密封的粘合劑。由密封粘合劑5環(huán)繞和限定的內(nèi)部區(qū)域為空區(qū)。此外，參考數(shù)字7表示在發(fā)光元件公共的上電極和襯底上的布線之間進行連接的連接區(qū)。
此外，設(shè)計本實施例的發(fā)光器件以使從提供作為外部輸入端子的柔性印刷電路(FPC)6接受視頻信號和時鐘信號。這里，雖然圖中沒有示出，但印刷線路板(PWB)可以貼附到FPC上。本說明書中使用的術(shù)語“發(fā)光器件”不僅表示發(fā)光器件自身，也表示帶有FPC或貼附有PWB的FPC的發(fā)光器件。
現(xiàn)在參考圖1B，介紹發(fā)光器件的剖面結(jié)構(gòu)。在襯底10上，形成驅(qū)動電路和像素部分。在圖中，示出了作為驅(qū)動電路的源信號線驅(qū)動電路1和像素部分。此外，在源信號線驅(qū)動電路1中，形成CMOS電路，為n溝道TFT8和p溝道TFT9的組合。n溝道TFT8包括溝道形成區(qū)13a，在其上通過柵絕緣膜15堆疊有柵電極17的上層；低濃度雜質(zhì)區(qū)13d，在其上通過柵絕緣膜15堆疊柵電極17的下層；低濃度雜質(zhì)區(qū)13c，在其上不堆疊柵電極17的下層，并且提供高濃度的雜質(zhì)區(qū)13b作為源區(qū)或漏區(qū)。此外，p溝道TFT9包括溝道形成區(qū)14a，在其上柵電極18的上層通過柵絕緣膜15堆疊；低濃度雜質(zhì)區(qū)14d，在其上通過柵絕緣膜15堆疊柵電極18的下層；低濃度雜質(zhì)區(qū)14c，在其上不堆疊柵電極18的下層，并且提供高濃度的雜質(zhì)區(qū)14b作為源區(qū)或漏區(qū)。此外，參考數(shù)字25、26和27表示源電極或漏電極?？梢允褂霉腃MOS電路、PMOS電路或NMOS電路制備形成驅(qū)動電路的TFT。在本實施例中，提供一種驅(qū)動電路形成在襯底上的驅(qū)動器集成型。然而根據(jù)本發(fā)明，不限于這種設(shè)計。此外，可以形成在外部，而不是襯底上。
此外，像素部分2包括開關(guān)TFT40和包括第一電極(陽極)28a和電流控制TFT的多個像素，其中提供第一電極28a作為電連接到電流控制TFT的漏區(qū)或源區(qū)12b(高雜質(zhì)濃度區(qū))的下電極。多個TFT形成在一個像素中。電流控制TFT包括溝道形成區(qū)12a，在其上通過柵絕緣膜15堆疊柵電極16a和16b的上層16b；低濃度雜質(zhì)區(qū)12d，在其上通過柵絕緣膜15堆疊柵電極的下層16a；以及低濃度雜質(zhì)區(qū)12c，在其上沒有堆疊柵電極的下層16a。這里，參考數(shù)字23表示源電極或漏電極，24表示第一電極28a和高濃度雜質(zhì)區(qū)12b之間進行連接的連接電極。
在圖1B中，僅示出了電流控制TFT。然而在圖2中的剖面圖也示出了排列在像素部分2上的開關(guān)TFT40和電容(capacity)41。在圖2中，使用n溝道TFT舉例說明開關(guān)TFT40，具有多個溝道形成區(qū)50a，在其上通過柵絕緣膜15堆疊柵電極44。這里，參考數(shù)字47和48表示源布線或漏布線，50b表示源區(qū)或漏區(qū)，50c表示低濃度雜質(zhì)區(qū)，在其上沒有堆疊柵電極44，50d表示低雜質(zhì)濃度區(qū)，在其上堆疊柵電極44。在電容41中，提供層間絕緣膜22，20作為介質(zhì)材料，使用電極46和電極43形成保持電容。此外，提供柵絕緣膜15作為介質(zhì)材料，使用電極43和半導(dǎo)體膜42形成保持電容。在圖2中，與圖1A和1B中相同的結(jié)構(gòu)部件用相同的參考數(shù)字表示。
此外，每個層間絕緣膜20，21，22可以是例如光敏或非光敏有機材料(例如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)；用濺射法、CVD法或涂覆法涂覆的無機材料(例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)；或它們的疊層。在圖1A、1B和2中，無機絕緣膜20由氮化硅膜制成，并形成在柵電極和柵絕緣膜15上。形成無機絕緣膜20以便將氫引入膜內(nèi)，并提供用于通過熱處理端接半導(dǎo)體層的懸掛鍵的氫化?？梢詺浠挥谙虏康陌雽?dǎo)體，而與是否存在由氧化膜構(gòu)成的絕緣硅膜15無關(guān)。此外，通過涂覆光敏有機材料形成層間絕緣膜21，之后用濕法蝕刻或干法刻蝕選擇性蝕刻，以使上部變成具有曲率半徑的彎曲表面。當有機材料用做層間絕緣膜21時，來自層間絕緣膜21的水、氣體或雜質(zhì)會擴散使以后要形成的發(fā)光元件性能變壞。為了防止這種不足，優(yōu)選用層間絕緣膜22涂覆層間絕緣膜21，層間絕緣膜22例如為氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化的氮化鋁膜或它們的疊層。此外，層間絕緣膜22能夠防止來自襯底10的雜質(zhì)擴散到發(fā)光元件，或者由發(fā)光元件分散到TFT。此外，使用具有吸濕性質(zhì)的有機材料作為層間絕緣膜21時，當暴露在如隨后的步驟中其它構(gòu)圖使用的如脫模(releasing)溶液的溶液時，該膜會膨脹。這需要再次烘烤或用層間絕緣膜22覆蓋，以防止層間絕緣膜21膨脹。
此外，本發(fā)明不限于圖1A、1B和2所示的層間絕緣膜的層疊順序，或者形成膜和其氫化的步驟順序。此外，如圖3所示，用于防止雜質(zhì)分散的層間絕緣膜221形成在用于氫化的層間絕緣膜上，然后被氫化，之后通過涂覆法用有機樹脂材料形成膜。此時，通過對膜進行濕法蝕刻或干法刻蝕可以形成在它的上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面的層間絕緣膜222。對有機樹脂膜進行干法刻蝕時，會產(chǎn)生電荷，由此存在使TFT特性變化的可能性。因此，優(yōu)選用濕法蝕刻蝕刻膜。蝕刻由無機絕緣膜和有機樹脂膜的疊層制成的層間絕緣膜時，可以僅對有機樹脂膜進行濕法蝕刻，或者干法刻蝕無機絕緣膜并形成有機樹脂膜之后進行濕法蝕刻。
使用光敏有機樹脂材料作為層間絕緣膜21時，它的上端部往往會變成具有曲率半徑的彎曲表面。另一方面，使用非光敏有機樹脂材料或無機材料作為層間絕緣膜222時，所得膜的結(jié)構(gòu)如圖4A和4B的剖面圖所示。
此外，制備下側(cè)輻射型顯示器時，優(yōu)選使用透明材料作為層間絕緣膜20到21的每一個。
此外，絕緣材料(也稱做堤岸(bank)、隔斷、隔離物、堤或類似物)30形成在第一電極(陽極)28a的兩端，含有有機化合物的層(稱做EL層)31形成在第一電極(陽極)28a上。形成EL層31之前或之后，優(yōu)選通過在真空中加熱進行排氣。含有機化合物31的層很薄，所以優(yōu)選使第一電極的表面平坦。例如，構(gòu)圖第一電極28a之前或之后，通過化學或機械研磨處理(通常為CMP技術(shù)或類似物)可以使膜平坦。進行CMP時，電極24或絕緣材料30形成為薄膜，電極24的端部需要為錐形以提高第一電極的平坦度。這是由于沒有進行CMP的區(qū)域減少。為了提高第一電極表面的清潔度，進行清洗(刷洗等)用于除去異物(灰塵或類似物)。為了清洗，電極24的端部制成錐形以防止異物(灰塵或類似物)留在第一電極的端部。
絕緣材料30可以是光敏或非光敏有機材料(例如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)；用CVD法、濺射法或涂覆法涂覆的無機材料(例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)；或它們的疊層。使用光敏有機材料作為絕緣材料30時，有用的光敏有機材料可以大致分成兩種類型。也就是，一種是通過光敏光照射不溶于蝕刻劑的負型，另一種是通過光照可溶于蝕刻劑的正型。根據(jù)本發(fā)明，可以適當?shù)厥褂脙煞N類型。
使用光敏有機材料作為絕緣材料30時，如圖1A、1B和2所示，往往會變成在上端部具有曲率的彎曲表面。使用非光敏有機材料或無機材料時，絕緣材料330，430變成具有如圖4A和4B所示的剖面圖的形狀。
此外，使用有機材料作為絕緣材料30或每個層間絕緣膜20到22時，重要的是在真空中通過熱處理使材料排氣以去除膜中的氣體或水。因此，優(yōu)選排氣之后形成含有機化合物的層31。
在含有機化合物的層31上，形成第二電極(陰極)32作為上電極。隨后，形成由第一電極(陽極)28a、含有機化合物的層31以及第二電極(陰極)32組成的發(fā)光元件。當提供發(fā)光元件用于發(fā)射白光時，著色層和濾色器(為簡化圖中未示出)安裝在襯底10上。
第二電極32可以作為所有像素公用的布線，并通過布線與FPC6電連接。此外，在圖2中，示出了用于第二電極32和布線45之間進行電連接的連接區(qū)7。布線45延伸至電連接FPC6。
在圖1B所示的端子部分上，用如導(dǎo)電粘結(jié)劑等的粘結(jié)劑將與柵電極相同的步驟形成的電極19a，19b的疊層形成的端電極、與源電極或漏電極相同的步驟形成的電極、以及與第一電極28a的相同步驟形成的電極28b粘結(jié)在FPC6上。這里，端子部分的結(jié)構(gòu)不限于圖1B所示的結(jié)構(gòu)?？梢赃m當?shù)匦薷牟⑿纬伞?br> 此外，為密封形成在襯底10上的發(fā)光元件，使用密封粘結(jié)劑5在其上層疊密封的襯底4。此外，為了得到密封的襯底4和發(fā)光元件之間的間隔，可以得到由樹脂膜制成的間隔層。然后，如氮氣的惰性氣體填充在密封粘結(jié)劑5的內(nèi)部空間中。此外，密封粘結(jié)劑5可以優(yōu)選由環(huán)氧樹脂制成。此外，密封粘結(jié)劑5可以優(yōu)選由盡可能少滲透水和氧的材料制成。此外，密封粘結(jié)劑5含有將氧和水吸收到空間內(nèi)部效果的物質(zhì)。
在本實施例中，密封襯底4可以由如玻璃襯底、石英襯底、或玻璃纖維增強塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、miler、聚酯、丙烯、或類似物制成的塑料襯底。此外，使用密封粘結(jié)劑5粘貼密封的襯底4之后，可以用密封粘結(jié)劑5密封以覆蓋側(cè)表面(暴露的表面)。
如上所述，通過將發(fā)光元件密封到封閉空間內(nèi)，發(fā)光元件可以完全地與外部隔開，由此可以防止如水或氧等加速有機化合物層退化的物質(zhì)滲透。因此，可以得到具有高可靠性的發(fā)光器件。
此外，本發(fā)明不限于圖2所示的像素部分的開關(guān)TFT結(jié)構(gòu)。如圖5A所示，例如，通過柵絕緣膜，沒有堆疊在柵電極上的LDD區(qū)60c可以僅形成在溝道形成區(qū)60a和漏區(qū)(或源區(qū))60b之間。這里，不限定柵電極的形狀。此外，如圖5B所示，可以形成為單層?xùn)烹姌O。
此外，在以上的說明中以頂柵型TFT為例進行了介紹。然而，可以不考慮TFT結(jié)構(gòu)應(yīng)用本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于底柵型(反向交錯型)TFT或正向交錯型TFT。
在圖1B中，示出了形成連接到源區(qū)或漏區(qū)的連接電極24之后形成第一電極28a的結(jié)構(gòu)。然而，根據(jù)本發(fā)明，不具體地限定于這種結(jié)構(gòu)。此外，例如，可以在形成第一電極628a之后形成連接到源區(qū)或漏區(qū)的連接電極624，如圖6A所示。
此外，如圖9A所示，通過提供絕緣材料30作掩模并蝕刻掩模制備電極。也就是，形成電極以使它由第一電極1024a、和具有反射來自含有機化合物層1031的光的傾斜面的電極1024b組成。在圖9A中，為了在沿中圖中箭頭所示的方向發(fā)射光，提供第二電極1032作為薄金屬膜、透明導(dǎo)電膜或其疊層。
此外如圖15A所示，形成覆蓋接觸源區(qū)或漏區(qū)的電極1424的層間絕緣膜1431之后，第一電極1428a可以形成在層間絕緣膜1431上。
此外，如圖16所示，布線1525到1527可以形成在層間絕緣膜20上，然后驅(qū)動電路的布線可以延伸或接觸其它部件。此外，電極可以由第一電極1524a和電極1524b組成，電極制備成在端部具有傾斜面，反射來自含有機化合物層1531的光，層間絕緣膜1521覆蓋在布線上。在圖16A中，示出了沿圖中的箭頭方向中發(fā)射光截取的結(jié)構(gòu)(上側(cè)輻射型)。
這里，將參考下面的例子更詳細地介紹以上構(gòu)成的本發(fā)明。
這里，使用圖1B和2詳細介紹在相同的襯底上同時制造像素部分、以及像素部分外圍中提供的驅(qū)動電路的TFT(n溝道TFT和p溝道TFT)的方法，以制造具有EL元件的發(fā)光器件。
對于基底絕緣膜11的下層，在400℃的膜淀積溫度下通過使用等離子體CVD，由SiH4、NH3和N2O作為原料氣體(組分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)形成的50nm厚(優(yōu)選10到200nm)的氮氧化硅形成在厚度0.7mm耐熱玻璃襯底(第一襯底10)上。然后，用臭氧水清潔表面之后，借助稀釋的氫氟酸(用1/100稀釋)除去表面上的氧化膜。接下來，對于基底絕緣膜11的上層，在400℃的膜淀積溫度下通過使用等離子體CVD，由SiH4和N2O作為原料氣體(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)形成100nm厚(優(yōu)選50到200nm)的氮氧化硅形成于其上，由此形成疊層。此外，不暴露到大氣，在300℃的膜淀積溫度下通過使用等離子體CVD，由SiH4作為膜淀積氣體形成厚度54nm(優(yōu)選25到80nm)具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(此時為非晶硅膜)。
在本例中，基底絕緣膜11顯示為兩層結(jié)構(gòu)形式，但也可以采用單層絕緣膜或?qū)盈B兩層或多層的結(jié)構(gòu)。此外，對半導(dǎo)體膜的材料沒有限制。然而，半導(dǎo)體膜優(yōu)選使用已知的方式(濺射、LPCVD、等離子體CVD等)由硅或硅鍺(Si1-xGex(x＝0.0001到0.02))合金形成。此外，等離子體CVD裝置可以是單晶片型或批量型。此外，可以在相同的膜形成室中連續(xù)地形成基底絕緣膜和半導(dǎo)體膜，同時不暴露到大氣。
隨后，清潔具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜表面之后，由臭氧水在表面上形成厚度約2nm的極薄氧化膜。然后，為了控制TFT的閾值電壓，摻雜微量的雜質(zhì)元素(硼或磷)。這里，使用離子摻雜法，其中乙硼烷(B2H6)為等離子體激活而沒有質(zhì)量分離，在下面的摻雜條件下將硼添加到非晶硅膜15kV的加速電壓；用氫氣稀釋到1％的乙硼烷流速為30sccm；以及2×1012atom/cm2的劑量。
然后，使用旋轉(zhuǎn)器涂敷含10ppm重量鎳的乙酸鎳鹽溶液。代替涂敷，也可以使用通過濺射將鎳元素噴射到整個表面的方法。
接下來，進行熱處理進行結(jié)晶化，由此形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。使用電爐或強光照射的加熱工藝進行該熱處理。使用電爐進行加熱工藝時，可以在500到650℃進行4到24小時。這里，進行用于脫氫的加熱工藝(500℃1小時)之后，進行用于結(jié)晶化的加熱工藝(550℃4小時)，由此得到具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜。注意，雖然通過使用電爐的加熱工藝進行結(jié)晶化，但也可以借助燈退火裝置進行結(jié)晶化。還應(yīng)該注意，這里使用了用鎳作為促進硅結(jié)晶化的金屬元素的結(jié)晶化技術(shù)，但也可以使用其它公知的晶化技術(shù)，例如固相生長法和激光晶化法。
此后，通過稀釋的氫氟酸或類似物除去具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜表面上的氧化膜之后，在大氣中或在氧氣氣氛中進行第一激光(XeCl308nm波長)照射用于升高晶化速率和修復(fù)留在晶粒中的缺陷。波長為400nm或更短的受激準分子激光或YAG激光的二次諧波或三次諧波用做激光。在任何一種情況中，使用約10到1000Hz重復(fù)頻率的脈沖激光，通過光學系統(tǒng)將脈沖激光會聚為100到500mJ/cm2，進行90到95％覆蓋率的照射，由此掃描硅膜表面。這里，在大氣中以30Hz的重復(fù)頻率以及470mJ/cm2的能量密度下進行第一激光照射。應(yīng)該注意通過第一激光照射在表面上形成氧化膜，是由于在大氣或氧氣氣氛中進行的照射。雖然這里示出了使用脈沖激光的例子，但也可以使用連續(xù)的振蕩激光。當進行非晶半導(dǎo)體膜的晶化時，優(yōu)選通過使用能夠連續(xù)振蕩的固態(tài)激光施加基波的二次諧波到四次諧波，以便得到大晶粒尺寸的晶體。通常，優(yōu)選采用NdYVO4激光(1064nm的基波)的二次諧波(厚度為532nm)或三次諧波(厚度為355nm)。具體地，使用非線性光學元件將由10W輸出的連續(xù)振蕩型YVO4激光器發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波。此外，也可以使用將YVO4的晶體和非線性光學元件放入諧振器內(nèi)發(fā)射諧波的方法。然后，更優(yōu)選，通過光學系統(tǒng)形成激光束以具有矩形或橢圓形，由此，照射要處理的物質(zhì)。此時，需要約0.01到100MW/cm2(優(yōu)選01.到10MW/cm2)的能量密度。相對激光束以約10到2000cm/s的速率移動半導(dǎo)體膜，以照射半導(dǎo)體膜。
雖然這里在使用鎳作為促進晶化的金屬元素進行熱處理之后進行激光照射的技術(shù)，但也可以不摻雜鎳通過連續(xù)的振蕩激光(YVO4激光的二次諧波)進行非晶硅膜的晶化。
通過該激光照射形成的氧化膜和通過用臭氧水處理表面120秒形成的氧化膜一起制成總厚度1到5nm的阻擋層。雖然這里使用臭氧水形成阻擋層，但也可以使用其它方法，例如在氧氣氣氛中進行紫外線照射或氧化等離子體處理以氧化具有晶化結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面。此外，對于形成阻擋層的其它方法，可以通過等離子體CVD法、濺射法、蒸發(fā)法或類似方法淀積厚度約1nm到10nm的氧化膜。在本說明書中，術(shù)語阻擋層是指具有的膜質(zhì)量或膜厚度允許在吸雜(gettering)步驟中金屬元素穿過并且在除去作為吸雜點(gettering site)的層的步驟中起蝕刻終止層作用的層。
在阻擋層上，通過濺射形成厚度50到400nm，在本例中為150nm的含氬元素的非晶硅膜作為吸雜點。在本例中通過濺射形成膜的條件包括將膜形成壓強設(shè)置為0.3Pa，氣體(Ar)流速為50sccm，膜形成功率為3kW以及襯底溫度為150℃。在以上條件下形成的非晶硅膜含有3×1020到6×1020atom/cm3原子濃度的氬元素，和含1×1019到3×1019atom/cm3原子濃度的氧。此后，在熱處理中使用電爐在550℃下4小時，用于吸雜以減少具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中的鎳濃度。此外，可以使用代替電爐的燈退火裝置進行吸雜。
隨后，用阻擋層作為蝕刻終止層選擇性地除去作為吸雜點的含氬元素的非晶硅膜，然后，通過稀釋的氫氟酸選擇性地除去阻擋層。應(yīng)該注意在吸雜中鎳有可能移動到高氧濃度的區(qū)域，希望吸雜之后除去氧化膜組成的阻擋層。
接下來，在得到的具有晶體結(jié)構(gòu)的硅膜(也稱做多晶硅膜)表面上用臭氧水形成薄氧化膜之后，形成抗蝕劑制成的掩模，進行蝕刻工藝得到需要的形狀，由此形成相互隔開的島形半導(dǎo)體層。形成半導(dǎo)體層之后，除去由抗蝕劑制成的掩模。
然后用含氫氟酸的蝕刻劑除去氧化膜，同時，清潔硅膜表面。此后，形成含硅作為主要成分的絕緣膜，變成柵絕緣膜15。在本例中，通過等離子體CVD形成厚度115nm的氮氧化硅膜(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。
接下來，以疊層形式在柵絕緣膜15上形成厚度20到100nm的第一導(dǎo)電膜和厚度100到400nm的第二導(dǎo)電膜。在本例中，在柵絕緣膜15上依次疊置50nm厚的氮化鉭膜和370nm厚的鎢膜，在其上構(gòu)圖形成隨后將介紹的每個柵電極和每個線。
對于形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料，使用選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu組成的組中的一種元素，或含有以上元素作為主要成分的合金材料或化合物材料。此外，可以使用摻雜有如磷的雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜，或AgPdCu合金作為第一導(dǎo)電膜或第二導(dǎo)電膜。此外，本發(fā)明不限于兩層結(jié)構(gòu)。例如，可以采用三層結(jié)構(gòu)，其中依次疊置50nm厚的鎢膜、厚度500nm的鋁和硅(Al-Si)的合金膜以及30nm厚的氮化鈦膜。此外，當為三層結(jié)構(gòu)時，可以使用氮化鎢代替第一導(dǎo)電膜的鎢，可以使用鋁和鈦(Al-Ti)的合金膜代替第二導(dǎo)電膜的鋁和硅(Al-Si)的合金膜，可以使用鈦膜代替第三導(dǎo)電膜的氮化鈦膜。此外，也可以采用單層結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選使用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法用于以上提到的第一和第二導(dǎo)電膜的蝕刻工藝(第一和第二蝕刻工藝)。使用ICP蝕刻法，適當?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(施加到線圈形電極的電能、施加到襯底側(cè)電極的電能、襯底側(cè)上電極的溫度等)，由此可以蝕刻導(dǎo)電膜具有需要的錐形。對于蝕刻氣體，可以從通常為Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4的氯基氣體或者通常為CF4、SF6或NF3的氟基氣體和O2中選擇的合適的一種。
在本例中，形成抗蝕劑掩模之后，700W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，及1Pa的壓強作為第一蝕刻條件，CF4、SF6或NF3和O2可以適當?shù)赜米鑫g刻氣體。每個氣體流速設(shè)置為25/25/10(sccm)，150W的RF(13.56MHz)功率也施加到襯底(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。應(yīng)該注意，襯底側(cè)上的電極區(qū)域的尺寸為12.5cm×12.5cm，線圈形電極(這里使用包括線圈的石英盤)具有25cm的直徑。采用第一蝕刻條件，蝕刻W膜將第一導(dǎo)電層的端部形成錐形。該錐形部分的角度從15°到45°。此后，除去抗蝕劑掩模并采用第二蝕刻條件。使用CF4和Cl2作為蝕刻氣體，氣體的流速設(shè)置為30/30sccm，500W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行蝕刻約30秒。20W的RF(13.56MHz)功率也施加到襯底側(cè)(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。在混合CF4和Cl2的第二蝕刻條件下，在相同的級別下蝕刻W膜和TaN膜。這里，第一蝕刻條件和第二蝕刻條件稱做第一蝕刻處理。
此外，當采用依次層疊50nm厚的鎢膜、厚度500nm的鋁和硅(Al-Si)的合金膜以及30nm厚的氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)時，在以下第一蝕刻工藝的第一蝕刻條件下BCl3、Cl2和O2用做原料氣體；氣體的流速設(shè)置為65/10/5(sccm)；以及450W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，壓強為1.2Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行蝕刻117秒。對于第一蝕刻工藝的第二蝕刻條件，CF4、Cl2和O2用做蝕刻氣體；氣體的流速設(shè)置為25/25/10sccm；以及500W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體。采用以上條件，進行約30秒蝕刻已足夠。
之后，不除去抗蝕劑掩模，使用柵電極作為掩模進行第一摻雜處理以摻雜整個表面。第一摻雜處理使用離子摻雜或離子注入。對于引入n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，通常使用磷(P)或砷(As)。以自對準的方式形成第一雜質(zhì)區(qū)(n+區(qū))13b和50b。將1×1020到1×1021atom/cm3密度范圍中的n型摻雜雜質(zhì)元素添加到第一雜質(zhì)區(qū)。
隨后，不除去抗蝕劑掩模進行第二蝕刻處理。這里CF4和Cl2用做蝕刻氣體；氣體的流速設(shè)置為30/30sccm；以及500W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行約60秒的蝕刻。20W的RF(13.56MHz)電源也施加到襯底側(cè)(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。之后，不除去抗蝕劑掩模進行蝕刻處理，在以下第四條件下其中CF4、Cl2和O2用做蝕刻氣體；氣體的流速設(shè)置為20/20/20sccm；以及500W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行約20秒的蝕刻。20W的RF(13.56MHz)電源也施加到襯底側(cè)(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。這里，第三蝕刻條件和第四蝕刻條件稱做第二蝕刻處理。用第二蝕刻處理對W膜和Tan膜進行各向異性蝕刻。通過將氧氣添加到蝕刻氣體，W膜和Tan膜之間產(chǎn)生蝕刻速度差異。雖然沒有示出，但沒有被第一導(dǎo)電層覆蓋的柵絕緣膜被蝕刻得更多，并且變得更薄。在該階段，形成由作為下層的第一導(dǎo)電層16a和作為上層的第二導(dǎo)電層16b組成的柵電極和電極16和17到18。
之后，不除去抗蝕劑掩模，使用柵電極作為掩模進行第二摻雜處理摻雜整個表面。形成與部分柵電極12c、13c、14c以及50c重疊的雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))以及不與柵電極12d、13d、14d和50d重疊的雜質(zhì)區(qū)。第二摻雜處理使用離子摻雜或離子注入。在本例中，在用氫氣稀釋到5％的磷化氫(PH3)氣體流速為30sccm、1.5×1013atom/cm2的劑量以及90kV的加速電壓的條件下進行離子摻雜法?？刮g劑掩模和第二導(dǎo)電膜作為n型摻雜雜質(zhì)元素的掩模，形成第二雜質(zhì)區(qū)12d、13d、14d以及50d。將1×1016到1×1017atom/cm3密度范圍中的n型摻雜雜質(zhì)元素添加到雜質(zhì)區(qū)13d和14d。在本例中，與第二雜質(zhì)區(qū)13a和14d相同濃度范圍的區(qū)域稱做n-區(qū)。
除去抗蝕劑掩模之后，形成新的抗蝕劑掩模進行第三摻雜處理。通過第三摻雜處理，形成第三雜質(zhì)區(qū)、第四雜質(zhì)區(qū)以及第五雜質(zhì)區(qū)，也就是形成其中添加p型摻雜雜質(zhì)元素(硼和類似物)的p溝道型TFT的半導(dǎo)體層。
密度范圍為1×1020atom/cm3到1×1021atom/cm3的p型摻雜雜質(zhì)元素添加到第三雜質(zhì)區(qū)12b，14b。應(yīng)該注意，在第三雜質(zhì)區(qū)中，在前一步驟中已添加了磷(P)(n--區(qū))，但以高于磷密度10倍的密度添加p型摻雜雜質(zhì)元素。由此，第三雜質(zhì)區(qū)具有p型導(dǎo)電類型。在本例中，與第三雜質(zhì)區(qū)相同密度范圍的區(qū)域稱做p+區(qū)。
第四雜質(zhì)區(qū)12c和14c形成在不與第二導(dǎo)電層的錐形部分重疊的區(qū)域，并添加有密度范圍為1×1018atom/cm3到1×1020atom/cm3的p型雜質(zhì)元素。這里，在前一步驟中添加磷(P)與具有與第四雜質(zhì)區(qū)相同密度范圍的區(qū)域(n-區(qū))稱做p-區(qū)。此外，在前一步驟中添加磷(P)與具有與第二導(dǎo)電層的錐形部分重疊的第五雜質(zhì)區(qū)12d，14d的區(qū)域(n--區(qū))稱做p--區(qū)。
通過以上介紹的步驟，具有n型或p型摻雜雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)形成在各半導(dǎo)體層中。
并且，除去抗蝕劑掩模，進行清潔，然后進行激活添加到各半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的步驟。在該激活步驟中，使用激光退火法、使用燈光源的快速熱退火(RTA)法、用由YAG激光器或受激準分子激光器從背面發(fā)出的光照射的方法、使用爐的熱處理、或它們的組合。
接下來，形成基本上覆蓋整個表面的層間絕緣膜20。在本例中，通過等離子體CVD形成50nm厚的氮氧化硅膜。當然，層間絕緣膜20不限于氮氧化硅膜，可以單層或疊層結(jié)構(gòu)使用含硅的其它絕緣膜。這里，用含氫的條件在層間絕緣膜中進行膜形成。隨后，進行熱處理(300到550℃進行1到12小時)，由此進行氫化半導(dǎo)體層的步驟。該步驟為通過含在層間絕緣膜20中的氫端接半導(dǎo)體層的懸掛鍵的步驟。無論是否存在由氧化硅膜形成的絕緣膜(未示出)，都可以氫化半導(dǎo)體層。對于其它方式的氫化，可以進行等離子體氫化(使用等離子體激活的氫)。
接著，由有機絕緣材料形成的層間絕緣膜形成在層間絕緣膜20上。在本例中，通過涂覆法形成厚度1.6μm的正型光敏丙烯酸樹脂膜并成為在接觸孔的上端部具有彎曲表面的層間絕緣膜21。此外，通過使用RF電源的濺射在其上層疊20到50nm厚度由氮化硅制成的層間絕緣膜22。具體地，希望是在氮氣氣氛中使用硅靶和RF功率通過濺射形成的氮化硅膜，是由于它很致密，當然能夠阻止?jié)駳夂脱酰⑶覍τ?0nm的膜厚度水平，能夠充分地阻止如Li等容易擴散的金屬元素。層間絕緣膜22為多層，可以是例如厚度20nm到50nm的氮氧化鋁膜和厚度20到50nm的氮化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意，雖然這里示出了在丙烯酸樹脂膜上層疊氮化硅膜的例子，但不特別地限定于此。有機絕緣膜和無機絕緣膜的總厚度可以設(shè)置為0.5到2.0μm。
隨后，通過除去柵絕緣膜15和層間絕緣膜20和22形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。此外，形成層間絕緣膜20，21，22、接觸孔、以及氫化的順序不特別地限定。
此后，使用Al、Ti、Mo、W等形成電極23到27，46到48。具體地，形成源布線、電源線、汲取(extraction)電極、電容布線以及連接電極。對于電極和布線的材料，使用包括含鋁硅膜(厚度350nm)、Ti膜(厚度100nm)、以及Ti膜(厚度50nm)的層疊膜。并進行構(gòu)圖。由此，適當?shù)匦纬稍措姌O、源布線、連接電極、汲取電極以及電源線。此外，用于與層間絕緣膜重疊的柵極布線接觸的汲取電極提供在柵極布線的邊緣部分。在每個布線的其它邊緣部分中形成提供用于連接外部電路和外部電源的多個電極的輸入-輸出端部分。
接著，形成第一電極28a以連接并與連接電極24重疊，連接電極24與用于與電流控制的p溝道TFT制成的TFT的漏極區(qū)12b連接。在本例中，第一電極28a作為EL元件的陽極，由于EL元件通過第一電極28a發(fā)光，因此它可以是透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)，具有很大的功函數(shù)。例如，當ITO用做第一電極時，通過濺射，氫氣或潮濕的蒸汽包含在氣氛中以得到大氣狀態(tài)中的ITO膜，此后在其上進行200℃到225℃溫度下的熱處理。
此外，為了平坦化第一電極28a的表面，形成第一電極28a之后或者形成絕緣材料30之后進行如CMP的平坦化處理。在形成絕緣材料30之后進行CMP處理的情況下，優(yōu)選形成層間絕緣膜22以增加絕緣材料30和層間絕緣膜21之間的粘和性。
如上所述，形成具有n溝道TFT8、p溝道TFT9、互補地組合n溝道TFT8和p溝道TFT9的CMOS電路的源驅(qū)動電路1、以及在一個像素中提供的多個n溝道TFT40或多個p溝道TFT的像素部分2。
稱做堤岸的絕緣膜30形成在第一電極28a的兩端以覆蓋它的端部。通過有機樹脂膜或包括硅的絕緣膜可以形成堤岸30。這里，對于絕緣材料30，使用正型光敏丙烯酸樹脂膜形成具有圖1B所示形狀的堤岸。
之后，在端部用堤岸30覆蓋的第一電極28a上形成EL層31和第二電極32(EL元件的陰極)。
通過自由地組合發(fā)光層、電荷傳輸層以及電荷注入層形成EL層31(用于發(fā)光并移動載流子以引起發(fā)光的層)。例如，使用單體有機EL材料或聚合物有機EL材料形成EL層。EL層可以是通過單重激發(fā)發(fā)光(熒光)的發(fā)光材料(單重化合物)形成的薄膜，或者是通過三重激發(fā)發(fā)光(磷光)的發(fā)光材料(三重化合物)形成的薄膜。如碳化硅的無機材料用做電荷傳輸層和電荷注入層。可以使用已知的EL材料和無機材料。
據(jù)說陰極32的優(yōu)選材料是具有小功函數(shù)的金屬(通常為元素周期表中屬于1族或2族的金屬元素)或這種金屬的合金。隨著功函數(shù)變小，發(fā)光效率提高。因此，特別希望使用含為堿金屬中一種含Li(鋰)的合金材料作為陰極材料。陰極也作為所有像素公用的布線，并通過連接布線連接到具有輸入端部分的端電極19a、19b和28b。
接下來，優(yōu)選通過有機樹脂、保護膜(未示出)、密封襯底、或密封罐密封至少具有陰極、有機化合物層和陽極的EL，以將EL元件完全與外部隔絕，并防止由于氧化EL層加速退化的外部物質(zhì)如濕氣和氧等的滲透。然而，不需要在以后將連接FPC的輸入-輸出端部中提供保護膜或類似物。此外，如果需要，可以放置干燥劑以除去密封間隙中的濕氣。
使用各向異性導(dǎo)電材料將FPC6(柔性電路板)貼附到輸入-輸出端部的電極28b。應(yīng)該注意電極28b與第一電極28a同時形成。各向異性導(dǎo)電材料由樹脂和直徑為幾十到幾百μm的導(dǎo)電顆粒組成，顆粒的表面鍍有Au或類似物。導(dǎo)電顆粒將輸入-輸出端部分的電極電連接到FPC中形成的布線。
如果需要，可以提供如變色層組成的圓形偏振板的光學膜、濾色器、偏振板和相差板，可以安裝IC芯片。
根據(jù)以上步驟，完成了與FPC連接的模塊型發(fā)光器件(圖1A)。
此外，本發(fā)明不限于圖1A、1B和2中示出的TFT結(jié)構(gòu)，此外如5A圖所示，雖然與用于圖1A、1B和2所示TFT的掩?？倲?shù)相比這里增加了不止一個掩模，但是可以設(shè)計得使像素部分的開關(guān)TFT70在柵電極上沒有堆積雜質(zhì)區(qū)以進一步減小TFT的OFF關(guān)斷電流。
下面將介紹圖5A所示TFT的制造方法。為簡化起見，這里僅介紹與圖1B和2所示剖面結(jié)構(gòu)的制造方法的不同點(柵電極的蝕刻條件和摻雜的順序)。這里，在圖5A中，與圖1A、1B和2中相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
首先，根據(jù)圖1B的制造方法，第一導(dǎo)電膜(TaN膜)和第二導(dǎo)電膜(W膜)形成在柵絕緣膜15上。形成抗蝕劑掩模之后，700W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，以及1Pa的壓強作為第一蝕刻條件，CF4、SF6或NF3和O2可以適當?shù)赜米鑫g刻氣體。每個氣體流速設(shè)置為25/25/10(sccm)，150W的RF(13.56MHz)功率也施加到襯底(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。此后，除去抗蝕劑掩模并采用第二蝕刻條件。使用CF4和Cl2作為蝕刻氣體，氣體的流速設(shè)置為30/30sccm，500W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行蝕刻約30秒。20W的RF(13.56MHz)電源也施加到襯底側(cè)(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。在混合CF4和Cl2的第二蝕刻條件下，在相同的程度下蝕刻W膜和TaN膜。這里，第一蝕刻條件和第二蝕刻條件稱做第一蝕刻處理。
隨后，不除去抗蝕劑掩模進行第二蝕刻處理。這里CF4和Cl2用做蝕刻氣體；氣體的流速設(shè)置為30/30sccm；以及500W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈形電極，壓強為1Pa，產(chǎn)生等離子體，由此進行約60秒的蝕刻。20W的RF(13.56MHz)電源也施加到襯底側(cè)(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。之后，不除去抗蝕劑掩模進行蝕刻處理在以下第四條件下CF4、Cl2和O2用做蝕刻氣體；氣體的流速設(shè)置為20/20/20sccm；以及500W的RF(13.56MHz)電源施加到線圈形電極，壓強為1Pa產(chǎn)生等離子體，由此進行約20秒的蝕刻。20W的RF(13.56MHz)電源也施加到襯底(樣品臺)，以基本上施加負自偏置電壓。這里，第三蝕刻條件和第四蝕刻條件稱做第二蝕刻處理。在該階段，形成由作為下層的第一導(dǎo)電層66a和作為上層的第二導(dǎo)電層66b組成的柵電極和電極64和63。由于蝕刻條件與圖1B的不同，實際上，柵電極稍有不同。
之后，除去抗蝕劑掩模，使用柵電極304到307作為掩模進行第一摻雜處理以摻雜整個表面。在離子摻雜中，劑量設(shè)置為1.5×1014atom/cm2并且加速電壓設(shè)置為60到100kV。通常使用磷(P)或砷(As)作為賦予n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。以自對準的方式形成雜質(zhì)區(qū)(n--區(qū))60c。
隨后，形成新的抗蝕劑掩模。為了降低TFTT70的OFF電流值，形成掩模以覆蓋溝道形成區(qū)60a或形成像素部分的開關(guān)TFT的一部分半導(dǎo)體層。形成掩膜以保護溝道形成區(qū)或形成驅(qū)動電路的p溝道TFT(未示出)的半導(dǎo)體層部分。此外，形成掩模以覆蓋用于形成像素部分或它的周邊部分的電流控制TFT的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)62a。
接著，使用抗蝕劑掩模進行選擇性的第二摻雜處理形成與驅(qū)動電路的n溝道TFT(未示出)的柵電極的一部分重疊的雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))。通過離子摻雜法或離子注入法進行第二摻雜處理。在本例中，在用氫氣稀釋到5％的磷化氫(PH3)流速為30sccm、1.5×1013atom/cm2的劑量以及90kV的加速電壓的條件下進行離子摻雜法?？刮g劑掩模和第二導(dǎo)電膜作為n型摻雜雜質(zhì)元素的掩模，形成第二雜質(zhì)區(qū)。將1×1016到1×1017atom/cm3密度范圍中的n型摻雜雜質(zhì)元素添加到雜質(zhì)區(qū)。
不除去抗蝕劑掩模進行第三摻雜處理。通過離子摻雜法或離子注入法進行第三摻雜處理。對于n型摻雜雜質(zhì)元素，通常使用磷(P)或砷(As)。在本例中，在用氫氣稀釋到5％的磷化氫(PH3)流速為40sccm、2×1013atom/cm2的劑量以及80kV的加速電壓的條件下進行離子摻雜法。此時，抗蝕劑掩模、第一導(dǎo)電層以及第二導(dǎo)電層作為用于n型摻雜雜質(zhì)元素的掩模，并且形成雜質(zhì)區(qū)60b。將1×1020到1×1021atom/cm3密度范圍中的n型摻雜雜質(zhì)元素添加到雜質(zhì)區(qū)60b。
如上所述，在圖1B所示的制造工藝中，雖然p溝道TFT也添加高濃度的n型雜質(zhì)元素，但通過選擇性地摻雜，可以增加不止一個掩模，可以不添加這些進行圖5A的制造工藝。
除去抗蝕劑掩模之后，形成由抗蝕劑制成的掩模，進行第四摻雜處理。通過第四摻雜處理，形成第四雜質(zhì)區(qū)62c、62d和雜質(zhì)區(qū)62b，也就是形成基中添加p型摻雜雜質(zhì)元素的p溝道型TFT的半導(dǎo)體層。
密度范圍為1×1020atom/cm3到1×1021atom/cm3的p型摻雜雜質(zhì)元素添加到第四雜質(zhì)區(qū)62b。應(yīng)該注意，在第四雜質(zhì)區(qū)62b、62c中，在前一步驟中已添加了磷(P)(n--區(qū))，但以高于磷密度10倍的密度添加p型摻雜雜質(zhì)元素。由此，雜質(zhì)區(qū)62b，62c具有p型導(dǎo)電類型。
形成雜質(zhì)區(qū)62c和62d與第二導(dǎo)電層的錐形部分重疊，并添加有密度范圍為1×1018atom/cm3到1×1020atom/cm3的p型雜質(zhì)元素。
通過以上介紹的步驟，具有n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)區(qū)60到60c和具有p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)區(qū)形成在各半導(dǎo)體層中。
隨后的制造步驟與圖1B和圖2中示出的相同，因此這里省略了說明。
此外，柵電極可以為單層，或者具有TFT結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)可以容易地實現(xiàn)柵電極的進一步小型化，例如圖5B中所示。得到圖5B中所示結(jié)構(gòu)時，在形成柵電極、柵電極516到518、以及電極519之前，使用抗蝕劑制成的掩模并通過摻雜提供n型或p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素可以適當?shù)匦纬擅總€低濃度雜質(zhì)區(qū)12c、13c、14c，之后使用抗蝕劑制成的掩模通過自對準或摻雜形成高濃度的雜質(zhì)區(qū)13b、14b、12b。在圖5B中，與圖1B中相同結(jié)構(gòu)的部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，如圖3所示，在層間絕緣膜20上形成由無機絕緣膜制成的層間絕緣膜221之后，可以形成有機樹脂制成的層間絕緣膜222。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，通過僅一個掩模形成接觸孔，由此減少了掩模的總量。這里，通過等離子體CVD法將層間絕緣膜20制備為膜厚度5nm的氮氧化硅膜，之后使用RF電源通過濺射法層疊由20到50nm厚的氮化硅膜制成的層間絕緣膜221。此后，通過300到550℃溫度下熱處理1到12小時進行半導(dǎo)體層的氫化步驟。隨后，通過除去柵絕緣膜15、層間絕緣膜20，221形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔，之后形成由光敏有機絕緣材料制成的層間絕緣膜222。通過涂覆法可以形成正型光敏丙烯酸樹脂膜，并成為在它的端部具有彎曲表面的層間絕緣膜211。
此外，形成這些層間絕緣膜20，221，222和接觸孔以及氫化的順序不特別地限定。此外，例如，形成層間絕緣膜20之后進行氫化，之后形成層間絕緣膜221。這里，在圖3中，與圖1B相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，本例可選地與實施例組合，沒有任何限制。
在例1中，介紹了形成在它的端部具有彎曲表面的層間絕緣膜和絕緣材料的例子。在本例中，與例1不同的另一例子顯示在圖4A和4B中。在圖4A和4B中，與圖1B相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
在本例中，示出了形成層間絕緣膜之后，使用相同的掩模通過蝕刻形成接觸孔的例子。
首先，根據(jù)例1，工藝進行到形成層間絕緣膜20，之后進行氫化。隨后，如圖4A所示，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜321。此外，使用濺射法形成由無機材料制成的層間絕緣膜322。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做層間絕緣膜321的材料，氮化硅膜用做層間絕緣膜322的材料。然后，形成抗蝕劑制成的掩模，在一定的時間或階段中進行干法刻蝕形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。隨后，形成布線或電極323到327。此外，和例1中一樣，形成第一電極28a使它的一部分堆疊并與電極324接觸。然后，形成絕緣材料330以使它覆蓋第一電極28a的端部。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做絕緣材料330。在隨后的步驟中，根據(jù)例1形成EL層31、第二電極32等，得到具有圖4A所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
此外，本例可以與例1組合。在本例中，非光敏有機樹脂用做層間絕緣膜321和絕緣材料330的每一個。然而，可以考慮兩種或多種組合。例如，可以使用非光敏有機樹脂材料形成層間絕緣膜321，而絕緣材料330可以形成為使用光敏有機樹脂材料的結(jié)構(gòu)。
此外，如圖4B所示，由無機材料制成的層間絕緣膜421形成在層間絕緣膜20上以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。之后，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜422。然后，進行蝕刻形成接觸孔。此外，層疊層間絕緣膜之后，僅在由樹脂制成的層間絕緣膜422上進行蝕刻，之后使用抗蝕劑制成的掩模，通過蝕刻由無機材料制成的層間絕緣膜421，20和柵極絕緣膜15形成接觸孔。
接下來，可以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的布線或每個電極423到427。在隨后的步驟中，根據(jù)例1形成EL層31、第二電極32等，得到具有圖4B所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
在本例中，如圖6A所示，形成第一電極、接觸孔以及連接電極的順序與例1的不同。提供圖6A所示的結(jié)構(gòu)用于說明可以容易地進行平坦第一電極的CMP過程的工藝。然而，在構(gòu)圖用于形成與第一電極接觸的連接電極時，優(yōu)選進行蝕刻或清洗，以防止蝕刻的殘留物留在第一電極上。為簡化起見，僅介紹了與例1的不同之處。這里，在圖6A中，與圖1B相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
首先，根據(jù)例1，在每個層間絕緣膜20，21，22中形成接觸孔，之后形成第一電極628a。然后，形成連接電極624和布線23到27以堆積它們與第一電極628a接觸。隨后，形成覆蓋第一電極628a端部的絕緣材料30。根據(jù)例1進行隨后的步驟，得到圖6A中顯示的狀態(tài)。這里，在端部中，與第一電極628a同時形成的電極628b形成在與柵電極同時形成的電極19a，19b上。此外，F(xiàn)PC6疊置其上。
此外，為了平坦第一電極628a的表面，形成第一電極682a或形成絕緣材料30之后進行如CMP的任何平坦化處理。形成絕緣材料30之后進行CMP處理時，優(yōu)選形成層間絕緣膜22以增加絕緣材料30和層間絕緣膜21之間的粘結(jié)性。
此外，圖6B示出了層間絕緣膜的結(jié)構(gòu)與圖6A不同的另一例子。如圖6B所示，在層間絕緣膜20上形成由無機絕緣膜制成的層間絕緣膜621之后，形成由有機樹脂制成的層間絕緣膜622。這里，通過等離子體CVD法將層間絕緣膜20制備為膜厚度50nm的氮氧化硅膜，之后使用RF電源通過濺射法層疊20到50nm厚的氮化硅膜制成的層間絕緣膜621。此后，通過300到550℃溫度下熱處理1到12小時進行半導(dǎo)體層的氫化步驟。隨后，通過除去柵絕緣膜15、層間絕緣膜20，621形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔，之后形成由光敏有機絕緣材料制成的層間絕緣膜622。通過涂覆法可以形成正型光敏丙烯酸樹脂膜，成為在它的端部具有彎曲表面的層間絕緣膜621。
此外，形成這些層間絕緣膜20，621，622和接觸孔以及氫化的順序不特別地限定。此外，例如，形成層間絕緣膜20之后進行氫化，之后形成層間絕緣膜621。這里，在圖6B中，與圖1B相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，形成層間絕緣膜之后，使用相同的掩模通過蝕刻形成接觸孔。
首先，根據(jù)例1，工藝進行到形成層間絕緣膜20，之后進行氫化。隨后，如圖7A所示，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜721。此外，使用濺射法形成由無機材料制成的層間絕緣膜722。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做層間絕緣膜721的材料，氮化硅膜用做層間絕緣膜722的材料。然后，形成抗蝕劑制成的掩模，在一定的時間或階段中進行干法刻蝕形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。隨后，形成布線或電極723到727。形成第一電極728a使它的一部分與電極724重疊并接觸。然后，形成絕緣材料730以使它覆蓋第一電極728a的端部。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做絕緣材料730。在隨后的步驟中，根據(jù)例1形成EL層31、第二電極32等，得到具有圖7A所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
此外，本例可以與例1組合。在本例中，非光敏有機樹脂材料用做層間絕緣膜721和絕緣材料730的每一個。然而，可以考慮兩種或多種組合。例如，可以使用非光敏有機樹脂材料形成層間絕緣膜721，而絕緣材料730可以形成為使用光敏有機樹脂材料的結(jié)構(gòu)。
此外，如圖7B所示，由無機材料制成的層間絕緣膜821形成在層間絕緣膜20上以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。之后，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜822。然后，進行蝕刻形成接觸孔。此外，層疊層間絕緣膜之后，僅在由樹脂制成的層間絕緣膜822上進行蝕刻，之后使用抗蝕劑制成的掩模，通過蝕刻由無機材料制成的層間絕緣膜821，20和柵絕緣膜15形成接觸孔。
接下來，可以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的布線或每個電極723到727。在隨后的步驟中，根據(jù)例1形成EL層31、第二電極32等，得到具有圖7B所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
此外，如圖8A所示，形成第一電極928、連接電極624以及絕緣材料30之后，可以形成具有大功函數(shù)的透明導(dǎo)電膜929a。優(yōu)選與電流控制TFT連接的第一電極928由具有優(yōu)良反射性質(zhì)的金屬膜(主要包括Ag或Al的金屬材料)形成。第一電極928反射由含有機化合物層(未示出)發(fā)出的光。順便提起，為簡化，在圖8A中未示出EL層和第二電極。
此外，形成絕緣材料30之后要形成的電極提供為層狀結(jié)構(gòu)。在圖8B中，示出了具有反射性質(zhì)的金屬膜929c(主要包括Ag或Al的金屬材料)和導(dǎo)電膜929a層疊的一個例子。圖8B所示的結(jié)構(gòu)具有沿絕緣材料30的側(cè)面的金屬膜，由此平行于襯底表面方向中發(fā)出的光可以在金屬膜929c的傾斜面上反射。此外，可以使用圖5A或圖5B中示出的TFT結(jié)構(gòu)代替圖6A、圖6B、圖7A、圖7B、圖8A和圖8B中的每一個顯示的TFT結(jié)構(gòu)。
圖9A和9B示出了結(jié)構(gòu)與以上介紹的例子不同的的另一例子。
在含有機化合物的層上產(chǎn)生的所有光沒有從為透明電極的陰極發(fā)出而到達TFT，但光例如橫向地(平行于襯底表面的方向)發(fā)出，由此，沒有獲得橫向發(fā)出的光，因此構(gòu)成損失。因此，本例示出了構(gòu)成以增加發(fā)光元件中某個方向中獲得的光量的發(fā)光器件及其制造方法。
該例包括形成由金屬層的疊層制成的第一電極，形成覆蓋第一電極一個端部的絕緣體(稱做堤岸、隔斷)，此后用絕緣體做掩模自對準地蝕刻絕緣體的一部分，蝕刻第一電極的中心部分以減薄區(qū)域并在端部形成臺階部分。這種蝕刻將第一電極的中心部分減薄為平坦表面，并且由絕緣體覆蓋的第一電極的端部形狀上制得較厚，也就是凹形(凹陷)。含有機化合物的層和第二電極形成在第一電極上以完成發(fā)光元件。
根據(jù)本例的結(jié)構(gòu)，形成在第一電極臺階部分上的傾斜表面反射或收集橫向發(fā)射以增加在某個方向中獲得的光量(經(jīng)過第二電極的方向)。
因此，限定了傾斜表面的部分優(yōu)選由反光金屬制成，例如具有鋁、銀或類似物做主要成分的材料，與含有機化合物層接觸的中心部分優(yōu)選由具有大功函數(shù)的陽極材料制成，或者是具有小功函數(shù)的陰極材料制成。
圖12A和12B示出了有源矩陣型發(fā)光器件(一部分像素)。圖12B示出了沿圖12A的虛線A-A’截取的剖面圖。
首先，基底絕緣膜1231形成在具有絕緣表面的絕緣襯底1230上?；捉^緣膜1231為疊層，第一層為使用反應(yīng)氣體SiH4、NH3和N2O通過等離子體CVD形成厚度10到200nm(優(yōu)選50到100nm)的氮氧化硅膜。這里，形成厚度為50nm的氮氧化硅膜(組分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。基底絕緣膜1231的第二層為使用反應(yīng)氣體SiH4和N2O通過等離子體CVD形成厚度50到200nm(優(yōu)選100到150nm)的氮氧化硅膜。這里，形成厚度為100nm的氮氧化硅膜(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。雖然本例中基底絕緣膜1231具有兩層結(jié)構(gòu)，但可以取而代之使用以上絕緣膜的單層或多于兩層的疊層。
接下來，半導(dǎo)體層形成在基底膜上。通過已知的方法(濺射、LPCVD、等離子體CVD等)形成具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，對膜進行公知的結(jié)晶化處理(激光結(jié)晶化、熱結(jié)晶化、使用鎳或其它催化劑的熱結(jié)晶化等)，然后將得到的晶體半導(dǎo)體膜構(gòu)圖成需要的形狀，得到用做TFT有源層的半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層的厚度設(shè)置為25到80nm(優(yōu)選30到60nm)。晶體半導(dǎo)體膜的材料不限定，但優(yōu)選硅、硅鍺合金等。
當使用激光晶化形成晶體半導(dǎo)體膜時，使用脈沖振蕩型或連續(xù)波受激準分子層、YAG層、或YVO4激光器。在照射半導(dǎo)體膜之前，來自這些激光振蕩器中的一種的發(fā)出的激光通過光學系統(tǒng)集中成線形。選擇晶化條件以適合各種情況。然而，當使用受激準分子層時，脈沖振蕩頻率設(shè)置為30Hz并且激光能量密度設(shè)置為100到400mJ/cm2(通常200到300mJ/cm2)。當使用YAG激光器時，使用它的二次諧波，脈沖振蕩頻率設(shè)置為1到10KHz并且激光能量密度設(shè)置為300到600mJ/cm2(通常350到500mJ/cm2)。激光集中為寬度100到1000μm，例如400μm的線形，用該線形激光照射襯底的整個表面，將激光的覆蓋率設(shè)置為80到98％。
接下來，用含氫氟酸的蝕刻劑清洗半導(dǎo)體層的表面形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜1233。柵絕緣膜1233為含硅的絕緣膜，通過等離子體CVD或濺射形成具有40到150nm的厚度。在本例中，通過等離子體CVD形成厚度為115nm的氮氧化硅膜(組分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。柵絕緣膜不限定為氮氧化硅膜，當然可以是其它含硅的絕緣膜的單層或疊層。
清洗柵絕緣膜1233的表面，然后形成柵電極。
隨后，用賦予半導(dǎo)體p型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素，這里為硼(B)適當?shù)負诫s半導(dǎo)體層，形成源區(qū)1232和漏區(qū)1232。摻雜之后，對半導(dǎo)體層進行熱處理，強光照射或激光照射以便激活雜質(zhì)元素。在激活雜質(zhì)元素的同時，修復(fù)了對柵絕緣膜的等離子體損傷和對柵絕緣膜與半導(dǎo)體層之間界面的等離子體損傷。通過在室溫到300℃用YAG激光器的二次諧波從正面或背面照射襯底能特別有效地激活雜質(zhì)元素。YAG激光器是優(yōu)選的激活手段，是由于它需要較少的維護。
隨后的步驟包括由有機或無機材料(涂覆的氧化硅膜、PSG(摻磷玻璃)、BPSG(摻硼和磷的玻璃)等)形成層間絕緣膜1235，氫化半導(dǎo)體層、以及形成達到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔。然后，形成源電極(線)和第一電極(漏電極)1236以完成TFT(p溝道TFT)。
雖然在本例的說明中使用了p溝道TFT，但如果使用n型雜質(zhì)元素(例如P或As)代替p型雜質(zhì)元素，那么可以形成n溝道TFT。
通過以上步驟形成TFT(在圖中僅示出了漏區(qū)1232)、柵絕緣膜1233、層間絕緣膜1235、以及第一電極的層1236a到1236d(圖13A)。
本例中的第一電極的層1236a到1236d的每個為主要含選自Ti、TiN、TiSixNy、Al、Ag、Ni、W、WSix、WNx、WSixNy、Ta、TaNx、TaSixNy、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In以及Mo，或者主要含以上元素的合金或化合物材料的膜，或者這些膜的疊層。層1236a到1236d的總厚度設(shè)置在100nm和800nm之間。
特別是，接觸漏區(qū)1232的第一電極的層1236a優(yōu)選由可以與硅形成歐姆接觸的材料形成，通常是鈦，形成10到100nm的厚度。對于第一電極的層1236b，當形成薄膜時，優(yōu)選具有大功函數(shù)的材料(TiN、TaN、MoN、Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn)層的厚度設(shè)置為10到100nm。對于第一電極的層1236c，優(yōu)選反射光的金屬材料，通常為含Al或Ag的金屬材料，層的厚度設(shè)置為100到600nm。第一電極的層1236b也作為阻擋層用于防止第一電極的層1236c和1236a形成合金。對于第一電極的層1236d，優(yōu)選能夠防止第一電極的層1236c氧化侵蝕并避免突起或類似物的材料(通常為金屬氮化物，例如TiN或WN)，層的厚度設(shè)置為20到100nm。
形成第一電極的層1236a到1236d的同時形成其它連線，例如源線1234和電源線。因此，工藝需要較少的光掩模(總共7個掩模用于半導(dǎo)體層的構(gòu)圖掩模(掩模1)、用于柵極線的構(gòu)圖掩模(掩模2)、用于選擇性摻雜n型雜質(zhì)元素的的摻雜掩模(掩模3)、用于選擇性摻雜p型雜質(zhì)元素的的摻雜掩模(掩模4)、用于形成達到半導(dǎo)體層的接觸孔的掩模(掩模5)、用于第一電極、源極線和電源線的構(gòu)圖掩模(掩模6)、以及用于形成絕緣材料的掩模(掩模7)。在現(xiàn)有技術(shù)中，第一電極形成在與形成源線和電源線不同的層上，因此需要用于形成第一電極的單獨的掩模，由此總共需要8個掩模。當同時形成第一電極的層1236a到1236d和連線時，需要將總的連線電阻設(shè)置得較低。
接下來，形成絕緣材料(稱做堤岸、隔斷、阻擋或類似物)以覆蓋第一電極的邊緣(與漏區(qū)1232接觸的部分)(圖13B)。絕緣材料為無機材料的膜或疊層(例如氧化硅、氮化硅、和氮氧化硅)和光敏或非光敏有機材料(例如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑以及苯并環(huán)丁烯)。在本例中使用光敏有機樹脂。例如如果正型光敏丙烯酸用做絕緣材料的材料，那么優(yōu)選僅彎曲絕緣材料的上邊緣部分以得到曲率半徑。光照下在蝕刻劑中變得不可溶的負型光敏材料和光照下在蝕刻劑中變得可溶的正型光敏材料都可以用做絕緣材料。
如圖13C所示蝕刻絕緣材料，同時部分除去第一電極的層1236c和1236d。重要的是蝕刻膜由此在第一電極的層1236c的露出面中形成斜坡，并且第一電極的層1236b得到平坦的露出面。該蝕刻使用了干法刻蝕或濕法蝕刻，并在一個步驟中完成或分成幾個步驟。選擇蝕刻條件使第一電極的層1236b和第一電極的層1236c之間的選擇率高。例如，蝕刻條件包括使用ICP蝕刻裝置，使用60(sccm)20(sccm)比例的BCl3和Cl2的反應(yīng)氣體，在1.9Pa的壓強下，將450W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈形電極。同時，襯底側(cè)(樣品臺)也給予100W的RF(13.56MHz)功率，可以得到圖13C所示的形狀。應(yīng)該注意，襯底側(cè)上的電極面積的尺寸為12.5cm×12.5cm，并且線圈形電極(這里使用包括線圈的石英盤)具有25cm的直徑。實際得到的第一電極的TEM觀測的照片顯示在圖19中。優(yōu)選，絕緣材料的上邊緣部分的最終曲率半徑為0.2到3μm。朝第一電極中心傾斜的斜面的最終角度(傾斜角或圓錐角)大于30°并小于70°，由此斜坡反射以后形成的含有機化合物層發(fā)出的光。優(yōu)選使用UV光照射第一電極1236b的露出表面以增加第一電極1236b的功函數(shù)。通過用UV光照射TiN薄膜，功函數(shù)可以增加到5eV左右。
接下來，通過圖12B所示的蒸發(fā)或涂覆形成含有機化合物的層1238。應(yīng)該注意優(yōu)選在含有機化合物的層1238形成之前通過在真空中加熱進行排氣。當選擇蒸鍍時，例如將膜形成室抽真空直到真空度達到5×10-3Torr(0.665Pa)或更小，優(yōu)選10-4到10-6Pa用于蒸發(fā)。在蒸發(fā)之前，通過電阻加熱汽化有機化合物。隨著擋板打開用于蒸發(fā)，汽化的有機化合物流向襯底。汽化的有機化合物向上流動然后通過金屬掩模中形成的開口淀積在襯底上。通過蒸發(fā)形成含有機化合物的層，以便發(fā)光元件總體發(fā)白光。
例如，依次層疊Alq3膜、部分摻雜有發(fā)紅光色素(pigment)的尼羅(Nile)紅的Alq3膜、Alq3膜、p-EtTAZ膜以及TPD(芳香族二胺)膜以得到白光。
另一方面，當通過使用旋涂涂覆形成含有機化合物層時，優(yōu)選通過真空加熱烘焙涂覆后的層。例如，聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)-(PEDOT/PSS)的水溶液涂覆到整個表面，并烘焙形成作為空穴注入層的膜。然后，將摻雜有發(fā)光中心色素(例如，1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、尼羅紅或香豆素6)的聚乙烯咔唑溶液涂覆到整個表面并烘焙形成用做發(fā)光層的膜。
雖然在以上的例子中層疊了有機化合物層，但可以使用單層膜作為有機化合物層。例如，能夠傳輸電子的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)分散在能夠傳輸空穴的聚乙烯咔唑(PVK)中。得到白光發(fā)射的另一方法是分散30wt％的PBD作為電子傳輸劑并分散適量的四種色素(TPB、香豆素6、DCM1和尼羅紅)。此外，有機化合物層可以是聚合物材料和單體材料的疊層。
下一步是形成含小功函數(shù)金屬的薄膜(如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN的合金膜，或是通過共同蒸發(fā)屬于元素周期表中1或2族的元素和鋁形成的膜)，并再其上通過蒸發(fā)形成薄導(dǎo)電膜(這里為鋁膜)1239。鋁膜能夠有利地阻止?jié)駳夂脱?，因此為提高發(fā)光器件可靠性的導(dǎo)電膜1239的優(yōu)選材料。該疊層很薄，足以讓發(fā)射的光穿過，并且在本例中作為陰極。薄導(dǎo)電膜可以用透明導(dǎo)電膜代替(例如ITO(氧化銦氧化錫合金)膜、In2O3-ZnO(氧化銦-氧化鋅合金)膜、或者ZnO(氧化鋅)膜)。在導(dǎo)電膜1239上，形成輔助電極以便降低陰極的電阻。使用蒸發(fā)掩模通過蒸發(fā)電阻加熱選擇性地形成陰極。
如此得到的發(fā)光元件在圖12B中箭頭所指的方向中發(fā)出白光。通過第一電極的層1236c中的斜面反射橫向中發(fā)出的光，由此增加了箭頭方向中的光量。
通過形成第二電極(導(dǎo)電膜1239)如此完成制造工藝之后，使用密封劑粘結(jié)密封襯底(透明襯底)密封形成在襯底1230上形成的發(fā)光元件。可以提供由樹脂膜形成的間隔塊以便保持密封襯底和發(fā)光元件之間的間隙。由密封劑環(huán)繞的空間用氮氣或其它惰性氣體填充。對于密封劑，優(yōu)選環(huán)氧基樹脂。希望密封劑材料盡可能少地透過濕氣和氧。具有吸收氧和濕氣的物質(zhì)(例如干燥劑)可以放置在密封劑環(huán)繞的空間中。
通過在以上的空間中封閉發(fā)光元件，發(fā)光元件可以完全地與外部隔開，由此可以防止如水或氧等加速有機化合物層退化的外部物質(zhì)滲透。因此，可以得到具有高可靠性的發(fā)光器件。
這里發(fā)光器件的剖面圖的一個例子顯示在圖9A中?？梢愿鶕?jù)以上介紹的步驟和例1得到圖9A所示的結(jié)構(gòu)。為簡化起見，這里，與圖1B中相同的結(jié)構(gòu)部件用相同的參考數(shù)字表示。對應(yīng)于圖12B中1236a和1236b的電極參考圖9A中的數(shù)字1024a，對應(yīng)于1236c的電極參考圖9A中的數(shù)字1024b。根據(jù)例1可以得到直到在層間絕緣膜20，21和22上形成接觸孔的步驟，根據(jù)以上介紹的步驟以自對準方式形成線1023到1027、形成絕緣材料、進行各向異性蝕刻形成電極1024b的傾斜面和絕緣材料1030的傾斜面的順序得到隨后的步驟。此外，對應(yīng)于圖12B中導(dǎo)電膜1239的電極參考圖9A中的數(shù)字1032。
如圖9B所示，在層間絕緣膜20上形成無機絕緣膜制成的層間絕緣膜221之后，可以形成有機樹脂制成的層間絕緣膜222。這里，通過等離子體CVD法將層間絕緣膜20制備為膜厚度50nm的氮氧化硅膜，之后使用RF電源通過濺射法層疊20到50nm厚的氮化硅膜制成的層間絕緣膜221。此后，通過300到550℃溫度下熱處理1到12小時進行半導(dǎo)體層的氫化步驟。隨后，通過除去柵絕緣膜15、層間絕緣膜20，221形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔，之后形成由光敏有機絕緣材料制成的層間絕緣膜222。通過涂覆法可以形成正型光敏丙烯酸樹脂膜，成為在它的上端部具有彎曲表面的層間絕緣膜222。
此外，形成這些層間絕緣膜20，221，222和接觸孔以及氫化的順序不特別地限定。此外，例如，可以形成層間絕緣膜20之后進行氫化，之后形成層間絕緣膜221。這里，在圖9B中，與圖1B3，9A相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，本例可選地與本發(fā)明的實施例或?qū)嵗?至3中的其一組合，沒有任何限制。
在例4中，介紹了形成在它的上端部具有彎曲表面的層間絕緣膜和絕緣材料的例子。在本例中，與例4不同的另一例子顯示在圖10中。在圖10A和10B中，與圖4B相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
在本例中，示出了形成層間絕緣膜之后，使用相同的掩模通過蝕刻形成接觸孔的例子。
首先，根據(jù)例1，工藝進行到形成層間絕緣膜20，之后進行氫化。隨后，如圖10A所示，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜321。此外，使用濺射法形成由無機材料制成的層間絕緣膜322。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做層間絕緣膜321的材料，氮化硅膜用做層間絕緣膜322的材料。然后，形成抗蝕劑制成的掩模，在一定的時間或階段中進行干法刻蝕形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。隨后，形成布線或延伸到每個雜質(zhì)區(qū)域的電極1123到1127。此外，和例4中一樣，形成絕緣材料1130以使它覆蓋第一電極的端部。隨后絕緣材料1130作為掩模以除去部分電極而露出第一電極1124a，由此朝向中心形成具有傾斜面的電極1124b。這里，非光敏丙烯酸樹脂用做絕緣材料1130。在隨后的步驟中，根據(jù)例4形成EL層1131、第二電極1132等，得到具有圖10A所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
此外，本例可以與例4組合。在本例中，非光敏有機樹脂材料用做層間絕緣膜321和絕緣材料1130的每一個。然而，可以考慮兩種或多種組合。例如，可以使用非光敏有機樹脂材料形成層間絕緣膜321，而絕緣材料1130可以形成為使用光敏有機樹脂材料的結(jié)構(gòu)。
此外，如圖10B所示，由無機材料制成的層間絕緣膜421形成在層間絕緣膜20上以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。之后，使用如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等的有機材料，或是如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等的無機材料，通過涂覆法形成層間絕緣膜422。然后，進行蝕刻形成接觸孔。此外，層疊層間絕緣膜之后，僅在由樹脂制成的層間絕緣膜422上進行蝕刻，之后使用抗蝕劑制成的掩模，通過蝕刻由無機材料制成的層間絕緣膜421，20和柵絕緣膜15形成接觸孔。
接下來，可以形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的布線或每個電極1123到1127。在隨后的步驟中，根據(jù)例4形成EL層1131、第二電極1132等，得到具有圖10B所示截面結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置。
此外，本發(fā)明不限于圖9A到10B所示的TFT結(jié)構(gòu)。如圖11A所示，或者可以設(shè)計成像素部分的開關(guān)TFT70沒有堆疊在柵電極上的雜質(zhì)區(qū)。
此外，在制備圖11A所示的TFT的工序中，可以參考例1的圖5A中所示的工藝進行，由此這里省略了詳細說明。此外，在圖11A中，與圖1A、1B、2、5A和9A相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，柵電極可以形成為單層或具有圖11B所示的TFT結(jié)構(gòu)。得到圖11B所示的結(jié)構(gòu)時，通過形成柵電極516到518之前使用抗蝕劑制成的掩模，用提供n型導(dǎo)電性或p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素適當?shù)負诫s形成每個低濃度的雜質(zhì)區(qū)12c、13c、14c，形成電極519，之后通過自對準或使用抗蝕劑制成的掩模形成高濃度雜質(zhì)區(qū)13b、14b、12b。在圖11B中，與圖1B、5B和9A相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，本例可以可選地與本發(fā)明的實施例或例1-4中之一任意組合，而沒有限制。
在本例中，圖14中示出了另一個例子，與描述上側(cè)輻射型的例5不同。
在圖14中，有源矩陣型發(fā)光器件作為下側(cè)輻射型并設(shè)計成增加從某個方向中發(fā)出光的強度。下面介紹發(fā)光器件及其制造方法。
在本例中，由透明導(dǎo)電膜或是具有半透明性的薄金屬膜形成第一電極膜1336a。然后，形成用于在第一電極1136a和TFT之間連接的連線1336b，1336c或排列在第一電極周圍的連線1334。在第一電極外圍形成布線1334時，適當?shù)卣{(diào)節(jié)干法刻蝕或濕法蝕刻條件，布線1334的剖面形狀形成為圖14所示的倒錐形。相對于襯底的表面，布線1334和1336b的每個邊的傾斜面的角度(傾斜角和圓錐角)超過120°并小于160°。傾斜面將反射以后將形成的含有機化合物層1338發(fā)出的光。
在本例的結(jié)構(gòu)中，形成在第一電極外圍上的每個布線1334，1336b的傾斜面反射或收集橫向中發(fā)出的光，以增加在一個方向中(穿過第一電極的方向)發(fā)出的光強度。
通過涂覆法使用有機材料或無機材料制備覆蓋倒錐形布線1334和第一電極1336a端部的絕緣材料1337(稱做堤岸或屏蔽)，含有機化合物層1338形成在第一電極1336a上，形成了第二電極1339，完成了發(fā)光元件的制備。
隨后，優(yōu)選使用主要由反射光的金屬組成的材料，例如鋁或銀制成具有傾斜面的每個電極1336b，1336c或布線1334。此外，電極1336c形成為接觸電極的上層，而電極1336b形成為接觸電極的下層。由此，電極1336c優(yōu)選由保護電極1336b不氧化、侵蝕或產(chǎn)生突起或類以物的材料制成，通常的例子為膜厚度20到100nm的金屬氮化物(例如，TiN或WN)。此外，具有傾斜面的電極或布線提供有三層結(jié)構(gòu)，如能夠與漏區(qū)1332接觸并與硅(通常為鈦)形成歐姆接觸且膜厚度為10到100nm的材料。
在圖14中，參考數(shù)字1330表示具有絕緣表面的襯底，1331表示絕緣基底膜，1332表示源區(qū)或漏區(qū)，1333表示柵絕緣膜，1335表示由有機或無機材料(含涂覆的氧化硅膜、磷玻璃(PSG)、硼磷玻璃(BPSG)等等)形成的層間絕緣膜，1338表示包括含有機化合物的層，1339表示包含薄層的第二電極，薄層中含有具有小功函數(shù)的金屬(如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN的合金，或是通過共同淀積屬于元素周期表中1或2族的元素和鋁形成的膜)，以及形成其上的導(dǎo)電膜(本例中為鋁膜)。
此外，第一電極1336a可以是透明導(dǎo)電膜(例如氧化銦氧化錫合金(ITO)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、或者氧化鋅(ZnO))。此外，第一電極1336a可以是具有大功函數(shù)的金屬材料薄膜(TiN、Pt、Cr、W、Ni、Zn或Sn)，例如膜厚度為10到100nm具有透明性的金屬薄膜。
此外，本例可任選與本發(fā)明的實施例或例1-5中之一任意組合，而沒有限制。
在本例中，參考圖15A和15B，將介紹形成額外的層間絕緣膜以使第一電極和連接電極相互不同。為簡化說明，僅介紹與得到圖1B所示剖面結(jié)構(gòu)的工序的不同之處。在圖15A和15B中，與圖1A和1B相同的結(jié)構(gòu)部件由圖1A和1B中相同的參考數(shù)字表示。
優(yōu)先，根據(jù)例1，在層間絕緣膜20，21和22的每一個中形成接觸孔。然后，使用Al、Ti、Mo、W或類似物形成電極23，1424和25到27(即，源布線、電源線、引線電極、電容布線以及連接電極)。
隨后，形成層間絕緣膜1431。對于該層間絕緣膜1431，可使用光敏或非光敏有機材料(例如聚酰亞胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)或用濺射法、CVD法或涂覆法涂覆的無機材料(例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)；或它們的疊層。
在本實施例中，首先通過涂覆法形成正型光敏丙烯酸樹脂膜。然后，在以上丙烯酸樹脂膜的上端部形成具有彎曲表面的層間絕緣膜1431。此外，雖然在圖中未示出，但使用RF電源通過濺射法可以形成膜厚度20到50nm的無機絕緣膜(例如氮化硅膜)以覆蓋層間絕緣膜1431。
隨后，形成第一電極1428a。在本例中，為使第一電極1428a作為EL元件的陽極，第一電極1428a為具有大功函數(shù)的透明導(dǎo)電膜(例如氧化銦錫合金(ITO)、氧化銦鋅合金(In2O3-ZnO)、或者氧化鋅(ZnO))?；蛘撸谝浑姌O1428a可以是具有大功函數(shù)的金屬材料。
當將發(fā)光器件設(shè)計為其中從EL層31發(fā)出的光穿過第二電極1432的上側(cè)輻射型時，可以適當?shù)剡x擇和調(diào)節(jié)材料以及膜厚度制備第二電極1432以提供具有透明性的第二電極1432。此外，當將發(fā)光器件設(shè)計為其中從EL層31發(fā)出的光穿過第一電極1428a的下側(cè)輻射型時，可以適當?shù)剡x擇和調(diào)節(jié)材料以及膜厚度制備第一電極1428a以提供具有透明性的第一電極1428a。此外，當為下側(cè)輻射型時，優(yōu)選使用透明材料作為層間絕緣膜1431和21。
此外，為了平坦第一電極1428a的表面，可以在形成第一電極1428a之前或之后，或者在形成第一電極1428a隨后形成絕緣材料1430之后進行如CMP的平坦化處理。當進行CMP處理時，優(yōu)選在層間絕緣膜1431上形成無機絕緣膜(未示出)以提高粘附性。
隨后，稱做堤岸的絕緣材料1430形成在兩端以覆蓋第一電極1428a的端部。堤岸1430可以由有機樹脂膜或含硅絕緣膜形成。這里，對于絕緣材料1430，可以使用正型光敏丙烯酸樹脂膜形成圖15A所示形狀的背面。
此外，EL層31和第二電極(EL元件的陰極)1432形成在具有堤岸1430涂覆在兩端的第一電極1428a上。含小功函數(shù)的金屬的薄膜(如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN的合金，或是通過共同淀積屬于元素周期表中1或2族的元素和鋁形成的膜)和導(dǎo)電膜(本例中為為鋁膜)淀積在薄膜上形成疊層膜。疊層膜具有足夠的膜厚度，足以允許發(fā)出的光穿過層疊的膜。在本實施例中，層疊膜作為陰極。此外，代替薄導(dǎo)電膜，可以使用透明導(dǎo)電膜(例如ITO(氧化銦錫合金)膜、In2O3-ZnO(氧化銦鋅合金)膜、或者ZnO(氧化鋅)膜)。
通過適當?shù)剡x擇如此第一電極1428a和第二電極1432的材料，得到的發(fā)光元件可以成為上側(cè)輻射型或下側(cè)輻射型。在隨后的步驟中，根據(jù)例1形成EL層31、其它結(jié)構(gòu)部件，得到具有圖15A所示剖面結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
這里在端部中，與第一電極1428a同時形成的電極1428b形成在與柵電極同時形成的電極19a，19b上。此外，F(xiàn)PC6附著于其上。
此外，如圖15B所示，在層間絕緣膜20上形成由無機絕緣膜制成的層間絕緣膜621之后，可以形成有機樹脂制成的層間絕緣膜622。這里，通過等離子體CVD法將層間絕緣膜20制備為膜厚度50nm的氮氧化硅膜，之后使用RF電源通過濺射法層疊20到50nm厚的氮化硅膜制成的層間絕緣膜621。此后，通過300到550℃溫度下熱處理1到12小時進行半導(dǎo)體層的氫化步驟。隨后，通過除去柵絕緣膜15、層間絕緣膜20，621形成延伸到每個雜質(zhì)區(qū)的接觸孔，之后形成由光敏有機絕緣材料制成的層間絕緣膜622。通過涂覆法可以形成正型光敏丙烯酸樹脂膜，成為在它的上端部具有彎曲表面的層間絕緣膜622。
此外，形成這些層間絕緣膜20，621，622和接觸孔以及氫化的順序不特別地限定。此外，例如，形成層間絕緣膜20之后進行氫化，之后形成層間絕緣膜621。這里，在圖15B中，與圖1B和圖15A相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
在本例中，此外，光敏有機樹脂用做每個層間絕緣膜21，1431和絕緣材料1430。此外，它們每個的上端部具有彎曲的表面。然而根據(jù)本發(fā)明，不特別地限定這種結(jié)構(gòu)。可以使用無機絕緣膜形成這些層中的一層。此外，這些層中的一層可以由非光敏有機樹脂形成，以使它的上端部變成錐形。形成EL層31之前清洗時，絕緣材料1430的錐形端部可以防止異物(灰塵或類似物)留在端部。
此外，本例可選地與本發(fā)明的實施例或例1到6之一組合，沒有任何限制。
在本例中，在圖16中示出了另一個例子，它的一部分與例4不同。在例16中，為簡化，與圖1B相同的結(jié)構(gòu)部件用相同的參考數(shù)字表示。
在本例中，介紹了在層間絕緣膜20和柵絕緣膜15的每一個中形成接觸孔、之后形成布線1525，1526，1527用于連接源區(qū)或漏區(qū)12b之一，或是驅(qū)動電路中TFT的源電極或漏電極的例子。形成這些電極之后，形成層間絕緣膜1521，形成延伸到源區(qū)或漏區(qū)12b的接觸孔。然后，根據(jù)例1，形成與源區(qū)或漏區(qū)12b接觸的第一電極1524a和1524b。隨后，形成覆蓋第一電極1524a和1524b端部的絕緣材料1530(稱做堤岸或隔斷)，之后使用絕緣材料1530作為掩模以自對準方式蝕刻部分絕緣材料1530，同時薄薄地蝕刻第一電極1524b的中心在它的端部上形成臺階。
在本例中，第一電極1524b和布線1525到1527形成在不同層上，由此可以擴大第一電極1524b的平坦區(qū)域以增加集成度。
在本例中，優(yōu)選將發(fā)光元件設(shè)計為上側(cè)輻射型。圖18A為像素的一個例子的俯視圖，圖18B為圖18A的等效電路。圖18A和18B所示的像素結(jié)構(gòu)的詳細說明可以參見U.S.專利申請No.10/245,711。每個像素包括電源電路、開關(guān)部分、以及發(fā)光元件。發(fā)光元件、電流源電路、以及開關(guān)部分在電源基線(base line)和電源線之間串聯(lián)連接。使用數(shù)字圖片信號，可以接通和切斷開關(guān)部分。此外，在從像素外部進入的控制信號的基礎(chǔ)上限定穿過電流源電路的恒定電流強度。當開關(guān)部分處于ON狀態(tài)時，由電流源電路定義的恒定電流流入發(fā)光元件允許從中發(fā)光。當開關(guān)部分處于OFF狀態(tài)時，沒有電流流入發(fā)光元件，由此不會發(fā)生發(fā)光元件的發(fā)光。因此，可以使用圖片信號通過控制開關(guān)部分的ON和OFF狀態(tài)表示級別。因此，具有以下優(yōu)點的顯示裝置可以通過圖18A和18B所示的像素結(jié)構(gòu)獲得。也就是，顯示裝置使發(fā)光元件以恒定的亮度發(fā)光，而不取決于由于退化等電流特性的變化。此外，信號可以以高寫入速度寫入每個像素以表示正確的級別。此外，可以低成本地制造顯示裝置，并且可以減小尺寸。
在圖18中，參考數(shù)字1851表示信號線，1852表示選擇的柵極線，1853表示電流線，1854表示電源線，1855擦除柵極線，1856表示電流柵極線，1857表示選擇晶體管，1858表示驅(qū)動晶體管，1859表示視頻電容器，1860表示擦除晶體管，1861表示電流源晶體管，1862表示輸入晶體管，1863表示保持晶體管，1864表示電流源電容器，1865表示發(fā)光元件。
在圖18A和18B中，但不限于此，驅(qū)動晶體管1858為p溝道晶體管，選擇的晶體管1857和擦除晶體管1855為n溝道晶體管。此外，每個選擇晶體管1857、驅(qū)動晶體管1858以及擦除晶體管1855可以是n溝道晶體管或是p溝道晶體管。
選擇晶體管1857的柵電極連接到選擇柵極線1852。選擇晶體管1857的源極端和漏極端之一連接到信號線1851，它的另一端連接到驅(qū)動晶體管1858的柵電極。驅(qū)動晶體管1858的源極端和漏極端之一連接到發(fā)光元件1865的一端，另一端連接到擦除晶體管1860。此外，視頻電容器1859的一個電極連接到驅(qū)動晶體管1858的柵電極，它的另一端連接到電源線1854。擦除晶體管1860的源極端和漏極端之一連接到電流源晶體管1861的柵電極和輸入晶體管1862，它的另一端連接到驅(qū)動晶體管1858。擦除晶體管1860的柵電極連接到擦除柵極線1855。
此外，擦除晶體管1860的源極端和漏極端不限于以上連接結(jié)構(gòu)。此外，可以有各種連接結(jié)構(gòu)，例如，通過接通擦除晶體管釋放保持在保持電容中的電荷的連接結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明不限于圖16所示的的TFT結(jié)構(gòu)。此外如圖17A所示，可以設(shè)計成像素部分的開關(guān)TFT70在柵電極上沒有堆疊雜質(zhì)區(qū)。
此外，通過參考圖5A所示的工藝進行制備圖17A所示的TFT，因此這里省略了詳細說明。此外，在圖17A中，與圖2、圖5A和圖16相同的結(jié)構(gòu)部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，柵電極可以為單層，或者具有圖17B所示的TFT結(jié)構(gòu)。要得到圖17B所示的結(jié)構(gòu)，在形成柵電極、柵電極516到518、以及電極519之前，使用抗蝕劑制成的掩模通過摻雜提供n型或p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素可以適當?shù)匦纬擅總€低濃度雜質(zhì)區(qū)12c、13c、14c，之后使用抗蝕劑制成的掩模通過自對準或摻雜形成高濃度的雜質(zhì)區(qū)13b、14b、12b。在圖17B中，與圖1B、圖5B和圖16中相同結(jié)構(gòu)的部件由相同的參考數(shù)字表示。
此外，本例可選地與本發(fā)明的實施例或例1到5之一組合，沒有任何限制。
下面參考圖20介紹組合發(fā)白光元件和濾色器(下文稱做濾色器法)的方法。
濾色器法為一種形成具有顯示白色熒光的有機化合物膜的發(fā)光元件并使得到的白色熒光穿過濾色器由此獲得紅、綠、藍的系統(tǒng)。
為得到白熒光，本領(lǐng)域中有多種方法。這里，我們介紹使用可以由通過涂覆形成的高聚合材料制成的發(fā)光層的情況。此時，通過調(diào)節(jié)溶液將色素摻雜到要形成到發(fā)光層的高聚合材料內(nèi)。換句話說，與進行共同淀積摻雜多種色素的蒸發(fā)法相比，它可以極容易地得到。
具體地，將聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶液涂覆到包括具有大功函數(shù)(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)金屬的陽極的整個表面形成作為空穴注入之后，在整個表面上涂覆并燒結(jié)摻雜有發(fā)光芯色素(例如，1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、尼羅紅或香豆素6等)用做發(fā)光層的聚乙烯咔唑(PVK)溶液，在其上形成陰極包括層疊的具有小功函數(shù)(Li、Mg、Cs)金屬的薄膜和透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)。此外，PEDOT/PSS使用水做溶劑，并且不溶解在有機溶劑中。因此，即使PVK涂覆在其上，也不必擔心再次溶解。此外，PEDOT/PSS和PVK的溶劑種類相互不同，因此優(yōu)選不使用相同的膜形成室。
此外，雖然在以上介紹的例子中示出了層疊有機化合物層的例子，但可以構(gòu)成單層的有機化合物層。例如，具有電子傳輸特性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)分散在具有空穴傳輸特性的聚乙烯咔唑(PVK)中。此外，通過分散30wt％的PBD作為電子傳輸劑并分散適量的四種色素(TPB、香豆素6、DCM1和尼羅紅)可以得到白色光。
此外，有機化合物膜形成在陰極和陽極之間，通過由陽極注入的空穴與陰極注入的電子在有機化合物膜復(fù)合，在有機化合物膜中可以獲得白色光。
此外，通過適當?shù)剡x擇發(fā)紅光的有機化合物膜、發(fā)綠光的有機化合物膜以及發(fā)藍光的有機化合物膜并層疊這些膜以混合顏色也可以整體地獲得白色光。
以上介紹形成的有機化合物膜可以整體上獲得白色光。
可以沿從以上有機化合物膜的發(fā)白光的方向設(shè)置濾色器。濾色器具有吸收除了紅光的著色層(R)、吸收除了綠光的著色層(G)、以及吸收除了藍光的著色層(B)。因此，來自發(fā)光元件的白光可以分離成不同的顏色，由此可以得到紅、綠和蘭色發(fā)光。對于有源矩陣型發(fā)光器件，薄膜晶體管(TFT)形成在襯底和濾色器之間。
此外，著色層(R、G、B)具有條形圖形，為最簡單的圖形，或者可以選自對角線鑲嵌布局、三角形圖形、RGBG四像素布局、RGBW四像素布局等。
可以使用分別分散有色素的有機光敏材料形成的彩色抗蝕劑制備形成濾色器的色素層。由此，白光的色坐標為(x，y)＝(0.34，0.35)?，F(xiàn)已知當白色光與濾色器組合時，可以確保顏色再現(xiàn)性性能為全色。
此時，此外，即使所得發(fā)光顏色不同，通過用每種發(fā)光顏色獨立地涂覆它們，不需要形成有機化合物膜，是由于它們都由表示白光的有機化合物膜制成。此外，不是特別需要為了防止鏡面反射的圓形偏振板。
接下來，我們參考圖20B介紹通過組合具有藍光有機化合物膜的發(fā)藍光元件和變色層可以實現(xiàn)的變色介質(zhì)(CCM)法。
CCM法通過用發(fā)藍光元件發(fā)出的藍光激發(fā)熒光變色層進行每種變色層的顏色變化。具體地，變色層進行從藍到紅(B→R)的變化，變色層進行從藍到綠(B→G)的變化，變色層進行從藍到藍(B→B)的變化(從藍到藍的變化可以省略)以分別得到紅、綠和藍光。當為CCM法時，在襯底和變色層之間具有TFT的結(jié)構(gòu)提供在有源矩陣型發(fā)光層中。
此時，同樣不需要獨立地涂覆形成有機化合物膜。此外，不是特別需要為了防止鏡面反射的圓形偏振板。
此外，使用CCM法時，變色層發(fā)熒光，由此可以受外部的光激發(fā)，導(dǎo)致對比度下降。因此，優(yōu)選通過附加圖20C所示的濾色器或類似物增加對比度。
此外，本例可選地與本發(fā)明的實施例或例1到8之一組合，沒有任何限制。
通過實施本發(fā)明，可以完成具有EL元件(例如有源矩陣EL模塊)形成其內(nèi)的所有電子裝置。
下面給出了這些電子裝置視頻攝像機、數(shù)字照相機、頭戴顯示器(目鏡型顯示器goggle type display)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、投影儀、汽車立體聲系統(tǒng)、個人計算機、電子播放機、便攜信息終端(移動計算機、移動電話或電子書籍等)等。在圖21A-22C中示出了這些例子。
圖21A是個人計算機，包括主體2001、圖像輸入部分2002、顯示部分2003和鍵盤2004等。
圖21B是視頻攝像機，包括主體2101、顯示部分2102、聲音輸入部分2103、操作開關(guān)2104、電池2105和圖像接收部分2106等。
圖21C是移動計算機，包括主體2201、攝像機部分2202、圖像接收部分2203、操作開關(guān)2204和顯示部分2205等。
圖21D是目鏡型顯示器，包括主體2301、顯示部分2302和臂狀部分2303等。
圖21E是采用記錄介質(zhì)記錄節(jié)目(下文中稱作記錄介質(zhì))的播放器，包括主體2401、顯示部分2402、揚聲器部分2403、記錄介質(zhì)2404和操作開關(guān)2405等。該裝置采用DVD(數(shù)字化視頻光盤)、CD等作為記錄介質(zhì)，并能進行音樂欣賞、電影欣賞、游戲和上網(wǎng)。
圖21F是數(shù)字照相機，包括主體2501、顯示部分2502、取景器2503、操作開關(guān)2504和圖像接收部分(未在圖中示出)等。
圖22A是移動電話，包括主體2901、聲音輸出部分2902、聲音輸入部分2903、顯示部分2904、操作開關(guān)2905、天線2906和圖像輸入部分(CCD、圖像傳感器等)2907等。
圖22B是便攜書籍(電子書籍)，包括主體3001、顯示部分3002和3003、記錄介質(zhì)3004、操作開關(guān)3005和天線3006等。
圖22C是顯示器，包括主體3101、支撐部分3102和顯示部分3103等。
此外，在圖22中的顯示器具有小的、中等尺寸或大尺寸的屏幕，例如5到20英寸。另外，為了制造這種尺寸的顯示部件，優(yōu)選采用一側(cè)為一米的襯底通過成套印刷(gang printing)來大量生產(chǎn)。
如上所述，本發(fā)明的適用范圍極其廣泛，并且本發(fā)明可用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。注意，本例中的這些電子設(shè)備可通地利用實施例以及例1到9的構(gòu)造的任何組合來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)具有高可靠性的有源矩陣型發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括在第一襯底和第二襯底之間具有發(fā)光元件和第一薄膜晶體管的像素部分；以及具有多個第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、在第一電極上含有有機化合物的層以及在含有有機化合物的層上的第二電極，其中第一薄膜晶體管涂覆有由有機絕緣膜和覆蓋有機絕緣膜的無機絕緣膜組成的層間絕緣層；其中在開口部分中形成臺階；其中無機絕緣膜具有沿有機絕緣膜的上端部的彎曲表面；以及其中第一電極的端部涂覆有上端部具有彎曲表面的絕緣材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線與第一電極的一部分接觸，并提供在第一電極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中第一電極與連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線的一部分接觸，并提供在布線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中第一電極具有傾斜面，并且傾斜角為30°到70°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中絕緣材料在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)紅光材料、發(fā)綠光材料或發(fā)藍光材料中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中含有有機材料的層是發(fā)白光材料，并與濾色器組合使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)單色光的材料，并與變色層組合使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
10.一種發(fā)光器件，包括在第一襯底和第二襯底之間具有發(fā)光元件和第一薄膜晶體管的像素部分；以及具有多個第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、在第一電極上含有有機化合物的層以及在含有有機化合物的層上的第二電極；其中第一薄膜晶體管涂覆有由無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣層；其中在無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面之間的開口部分中形成臺階；其中有機膜的上端部具有彎曲的表面；以及其中第一電極的端部涂覆有上端部具有彎曲表面的絕緣材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線與第一電極的一部分接觸，并提供在第一電極上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中第一電極與連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線的一部分接觸，并提供在布線上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中第一電極具有傾斜面，并且傾斜角為30°到70°。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中絕緣材料在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)紅光材料、發(fā)綠光材料或發(fā)藍光材料中的一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中含有有機材料的層是發(fā)白光的材料，并與濾色器組合使用。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)單色光的材料，并與變色層組合使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
19.一種發(fā)光器件，包括在第一襯底和第二襯底之間具有發(fā)光元件和第一薄膜晶體管的像素部分；以及具有多個第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、在第一電極上含有有機化合物的層以及在含有有機化合物的層上的第二電極，其中第一薄膜晶體管涂覆有由有機絕緣膜和覆蓋有機絕緣膜的無機絕緣膜組成的層間絕緣層；其中在開口部分中形成臺階；其中無機絕緣膜具有沿有機絕緣膜的上端部的彎曲表面；以及其中第一電極的端部具有傾斜面，傾斜面反射從含有有機化合物的層發(fā)出的光。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線與第一電極的一部分接觸，并提供在第一電極上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中第一電極與連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線的一部分接觸，并提供在布線上。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中第一電極具有傾斜面，并且傾斜角為30°到70°。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中絕緣材料在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)紅光材料、發(fā)綠光材料或發(fā)藍光材料中的一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中含有有機材料的層是發(fā)白光材料，并與濾色器組合使用。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)單色光的材料，并與變色層組合使用。
27.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
28.一種發(fā)光器件，包括在第一襯底和第二襯底之間具有發(fā)光元件和第一薄膜晶體管的像素部分；以及具有多個第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路，其中發(fā)光元件具有第一電極、在第一電極上含有有機化合物的層以及在含有有機化合物的層上的第二電極；其中第一薄膜晶體管涂覆有由無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層組成的層間絕緣層；其中在無機絕緣膜的側(cè)表面和有機絕緣膜的側(cè)表面之間的開口部分形成臺階；其中有機膜的上端具有彎曲的表面；以及其中第一電極的端部具有傾斜面，傾斜面反射從含有有機化合物的層發(fā)出的光。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線與第一電極的一部分接觸，并提供在第一電極上。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中第一薄膜晶體管電連接到第一電極，以及其中第一電極與連接到薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一的布線的一部分接觸，并提供在布線上。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中第一電極具有傾斜面，并且傾斜角為30°到70°。
32.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中絕緣材料在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)紅光材料、發(fā)綠光材料或發(fā)藍光材料中的一種。
34.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中含有有機材料的層是發(fā)白光材料，并與濾色器組合使用。
35.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中含有有機化合物的層是發(fā)單色光的材料，并與變色層組合使用。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
37.一種發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和薄膜晶體管的漏區(qū)的無機絕緣膜；通過蝕刻無機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第一接觸孔；在無機絕緣膜上形成有機絕緣膜；通過蝕刻有機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第二接觸孔；形成連接電極，用于連接源區(qū)和漏區(qū)之一；形成接觸連接電極的第一電極；在第一電極上形成含有有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光器件的制造方法，其中第一電極作為發(fā)光元件的陽極和陰極中的一個。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光器件的制造方法，其中有機絕緣膜在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
41.一種發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和薄膜晶體管的漏區(qū)的無機絕緣膜；通過蝕刻無機絕緣膜形成至少兩個分別延伸到源區(qū)和漏區(qū)的第一接觸孔；形成布線，用于連接源區(qū)和漏區(qū)之一；在無機絕緣膜和布線上形成有機絕緣膜；通過蝕刻有機絕緣膜形成至少兩個第二接觸孔，兩個第二接觸孔中的一個延伸到布線，兩個第二接觸孔中的另一個延伸到源區(qū)和漏區(qū)中的另外一個；形成至少兩個連接電極，兩個連接電極中的一個連接布線，兩個連接電極中的另一個連接源區(qū)和漏區(qū)的另外一個；形成接觸兩個連接電極中至少一個的第一電極；在第一電極上形成含有有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的發(fā)光器件的制造方法，其中第一電極作為發(fā)光元件的陽極和陰極中的一個。
43.根據(jù)權(quán)利要求41的發(fā)光器件的制造方法，其中有機絕緣膜在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
44.根據(jù)權(quán)利要求41的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
45.一種發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和薄膜晶體管的漏區(qū)的無機絕緣膜；通過蝕刻無機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第一接觸孔；在無機絕緣膜上形成有機絕緣膜；通過蝕刻有機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第二接觸孔；形成由金屬層的疊層構(gòu)成的連接到源區(qū)和漏區(qū)之一的第一電極；形成覆蓋第一電極端部的絕緣材料；用絕緣材料作為掩模，通過蝕刻使第一電極的中心變薄，從而沿第一電極的邊緣露出傾斜的表面；在第一電極上形成含有有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的發(fā)光器件的制造方法，其中第一電極作為發(fā)光元件的陽極和陰極中的一種。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的發(fā)光器件的制造方法，其中有機絕緣膜在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
48.根據(jù)權(quán)利要求45的發(fā)光器件的制造方法，其中絕緣材料在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
49.根據(jù)權(quán)利要求45的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
50.一種發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和薄膜晶體管的漏區(qū)的無機絕緣膜；在無機絕緣膜上通過濺射的方法形成氮化硅膜；通過蝕刻無機絕緣膜和氮化硅膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第一接觸孔；在氮化硅膜上形成有機絕緣膜；通過蝕刻有機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第二接觸孔；形成連接電極，用于連接源區(qū)和漏區(qū)之一；形成接觸連接電極的第一電極；在第一電極上形成含有有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的發(fā)光器件的制造方法，其中第一電極作為發(fā)光元件的陽極和陰極中的一個。
52.根據(jù)權(quán)利要求50的發(fā)光器件的制造方法，其中有機絕緣膜在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
53.根據(jù)權(quán)利要求50的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
54.一種發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成覆蓋薄膜晶體管的源區(qū)和薄膜晶體管的漏區(qū)的無機絕緣膜；通過蝕刻無機絕緣膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第一接觸孔；在無機絕緣膜上形成有機絕緣膜；在有機絕緣膜上通過濺射的方法形成氮化硅膜；通過蝕刻有機絕緣膜和氮化硅膜形成延伸到源區(qū)和漏區(qū)之一的第二接觸孔；形成連接電極，用于連接源區(qū)和漏區(qū)之一；形成接觸連接電極的第一電極；在第一電極上形成含有有機化合物的層；以及在含有機化合物的層上形成第二電極。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的發(fā)光器件的制造方法，其中第一電極作為發(fā)光元件的陽極和陰極中的一個。
56.根據(jù)權(quán)利要求54的發(fā)光器件的制造方法，其中有機絕緣膜在上端部具有帶曲率半徑的彎曲表面，并且曲率半徑為0.2μm到3μm。
57.根據(jù)權(quán)利要求54的發(fā)光器件的制造方法，其中發(fā)光器件是從由視頻攝像機、數(shù)字照相機、目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機、DVD播放器、電子播放設(shè)備以及個人數(shù)字助理構(gòu)成的組中選擇的一種。
全文摘要
含有有機化合物的發(fā)光元件的不足之處在于它易于受到各種因素的影響而退化，所以它的最大問題是增加它的可靠性(使它的使用壽命更長)。本發(fā)明提供一種有源矩陣型發(fā)光器件的制造方法，以及具有高可靠性的這種有源矩陣型發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。在方法中，形成延伸到源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔，然后在層間絕緣膜上形成由光敏有機絕緣材料制成的層間絕緣膜。在層間絕緣膜的上端部具有彎曲表面。隨后，用RF電源通過濺射的方法形成由氮化硅膜提供的膜的厚度為20到50nm的層間絕緣膜。
文檔編號G09F9/30GK1458640SQ03142788
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者山崎舜平, 村上智史, 納光明 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所