CN100477276C - 驱动有机发光二极管的薄膜晶体管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种驱动有机发光二极管的薄膜晶体管，其包含基板、第一多晶硅岛、绝缘层、栅极金属层、具有滤光功能的介电层，以及导体层：该第一多晶硅岛形成在该基板之上；该绝缘层形成在该基板之上且覆盖该第一多晶硅岛；该栅极金属层形成在该绝缘层上；该具有滤光功能的介电层形成在该绝缘层之上且覆盖该栅极金属层，该介电层开设有数个接触孔，该等接触孔贯穿该介电层与该绝缘层；该导体层形成在该介电层之上，且经由该等接触孔分别与该第一多晶硅岛接触。

Description

驱动有机发光二极管的薄膜晶体管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法，尤其涉及一种使用彩色滤光片作为介电层以驱动有机发光二极管的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

有机发光二极管(OLED)广泛地应用于各种场合以做为显示器组件之用，为了实现高精细度的画质，并为了避免不同颜色的衰变(different aging)，目前的研究方向已转变为将白光有机发光二极管与彩色滤光片进行整合。

美国专利第6515428号是公开一种有机发光二极管的结构，其剖面图如图1所示，其中一基板10上形成一缓冲层11，该缓冲层11上再形成一多晶硅岛12，该多晶硅岛12上形成氧化层13，该氧化层13上再形成介电层14，接着层15穿过该介电层14与该氧化层13而与该多晶硅岛12相连接，之后形成一被动层16在该介电层14之上且该被动层16中设有一彩色滤光片17，之后再以一导体层18与该导体层15相连接，最后再于该导体层18上形成一有机发光二极管19。在此种结构中，由于介电层上需要另外再形成一彩色滤光片，故使得制造工艺较为复杂，且组件厚度与成本皆会提高。

再者，美国专利第6037195号公开了一般薄膜晶体管的工艺。该薄膜晶体管的剖面图如图2所示，其中在一基板20上形成一缓冲层21，接着在该缓冲层21上形成两个多晶硅岛22，再来形成一绝缘层23在该缓冲层21上且覆盖该等多晶硅岛22，之后在该绝缘层23上形成栅极金属，接着再形成一氧化层24在该绝缘层23上，然后以一导体层25穿过该氧化层24与该绝缘层23而与该等多晶硅岛22相连接，之后沉积一保护层26在该氧化层24上，最后再以另一导体层27与该导体层25相连接。在此种结构下，往往需要多道光罩工艺，而使得组件的制作变为复杂。

因此，所需要的是一种薄膜晶体管，其可克服现有技术的缺点，本发明可满足此需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种薄膜晶体管及其制造方法，其是使用具有滤光效果的材质作为介电层，以达到将彩色滤光片整合在该薄膜晶体管中，故可达到降低成本与简化生产流程的目的。

本发明的次要目的是提供一种薄膜晶体管及其制造方法，其可使用具有不同颜色滤光效果的介电层并搭配单一颜色(白光)有机发光二极管，以消除当使用不同颜色的有机发光二极管时，会有不同生命衰退期的缺陷。

为达上述目的，本发明是提供一种驱动有机发光二极管的薄膜晶体管，其包含：

基板；

第一多晶硅岛，形成在该基板之上；

绝缘层，形成在该基板之上且覆盖该第一多晶硅岛；

栅极金属层，形成在该基板之上且覆盖该绝缘层上；

具有滤光功能的介电层，形成在该绝缘层之上且覆盖该栅极金属层，该介电层开设有数个接触孔，该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层；以及

导体层，形成在该介电层之上，且经由该数个接触孔分别与该第一多晶硅岛接触。

较佳地，该第一多晶硅岛为P型掺杂或N型掺杂。

较佳地，若该第一多晶硅岛为P型掺杂，则该基板上还可设有第二多晶硅岛，该绝缘层覆盖该第二多晶硅岛且该导体层亦借由该数个接触孔与该第二多晶硅岛接触，该第二多晶硅岛为N型掺杂。

为达上述目的，本发明还提供一种薄膜晶体管的制造方法，其包含：

(a)提供一基板；

(b)在该基板上形成第一多晶硅岛与第二多晶硅岛；

(c)以离子布植方式对该第一多晶硅岛进行N型掺杂；

(d)在该基板上形成一绝缘层，且该绝缘层覆盖该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛；

(e)在相对于该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛之处分别形成第一栅极金属与第二栅极金属在该绝缘层上；

(f)以离子布植方式再次对该第一多晶硅岛进行N型掺杂；

(g)以离子布植方式对该第二多晶硅岛进行P型掺杂；

(h)在该绝缘层上形成具有滤光功能的介电层，且该介电层覆盖该第一栅极金属与该第二栅极金属；

(i)在该介电层上开设数个接触孔，使该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层而分别连通至该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛；

(j)在该介电层上形成一导体层；以及

(k)蚀刻该导体层以形成所需的电路图案。

为达上述目的，本发明还提供另一种薄膜晶体管的制造方法，其包含：

(a)提供一基板；

(b)在该基板上形成一多晶硅岛；

(c)在该基板上形成绝缘层，且该绝缘层覆盖该多晶硅岛；

(d)在相对于该多晶硅岛之处形成栅极金属在该绝缘层上；

(e)以离子布植方式对该多晶硅岛进行P型掺杂；

(f)在该绝缘层上形成一具有滤光功能的介电层，且该介电层覆盖该栅极金属；

(g)在该介电层上开设数个接触孔，使该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层而连通至该多晶硅岛；

(h)在该介电层上形成一导体层；以及

(i)蚀刻该导体层以形成所需的电路图案。

较佳地，该基板为可透光的。

较佳地，该基板选自玻璃、塑料、石英、硅晶与不锈钢。

较佳地，该导体层是由金属所制成。

为对于本发明的结构、功效及其方法有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。

附图说明

图1为现有技术有机发光二极管结构的横剖面图；

图2为现有技术薄膜晶体管结构的横剖面图；

图3为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图4为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图5为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图6为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图7为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图8为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图9为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图10为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图11为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图12为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图13为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第一实施例；

图14为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图15为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图16为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图17为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图18为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图19为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图20为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图21为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；

图22为本发明薄膜晶体管的制造方法的流程图，其显示第二实施例；以及

图23为本发明的P型薄膜晶体管与有机发光二极管相连接时的横剖面图。

附图标号说明：10基板；11缓冲层；12多晶硅岛；13氧化层；14介电层；15导体层；16被动层；17彩色滤光片；18导体层；19有机发光二极管；20基板；21缓冲层；22多晶硅岛；23绝缘层；24氧化层；25导体层；26保护层；27导体层；30基板；31多晶硅岛；310电极区；311电极区；312-N^-掺杂区；313-N^-掺杂区；32多晶硅岛；320电极区；321电极区；33绝缘层；34栅极金属；35栅极金属；36介电层；37接触孔；38接触孔；39接触孔；40接触孔；41导体层；50基板；51多晶硅岛；510电极区；511电极区；52绝缘层；53栅极金属；54介电层；55接触孔；56接触孔；57导体层；58介电层；59有机发光二极管；60电极层。

具体实施方式

以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利了解，但本发明的技术手段并不限于所列举附图。

图3至图13是示意本发明薄膜晶体管的制造方法，其为第一实施例，本实施例中公开可用于驱动有机发光二极管的一互补式薄膜晶体管的制造方法。

在图3中，首先提供一基板30。

接着在该基板30上分别形成一多晶硅岛31与一多晶硅岛32(第一道光罩工艺)，如图4所示。

其次，以离子布植方式对该多晶硅岛31进行N型(N⁺)掺杂(第二道光罩工艺)，使得该多晶硅岛31两端形成电极区310与电极区311，如图5所示。

接着，在该基板30上形成一绝缘层33，该绝缘层33覆盖该多晶硅岛31与该多晶硅岛32，如图6所示。

之后在图7中，在该绝缘层33上，在相对应在该多晶硅岛31与该多晶硅岛32之处分别形成一栅极金属34与另一栅极金属35(第三道光罩工艺)。

接着，以自我对准(self-align)方式进行离子布植，再次对该多晶硅岛31进行N型(N^-)掺杂，使得该电极区310与该电极区311旁边分别形成N^-掺杂区312与N^-掺杂区313，如图8所示。

之后，再次以离子布植方式对该多晶硅岛32进行P型(P⁺)掺杂(第四道光罩工艺)，使该多晶硅岛32两端形成电极区320与电极区321，如图9所示。

接着在该绝缘层33上形成一具有滤光功能的介电层36，该介电层36可使用彩色滤光片来制作，且该介电层36覆盖该栅极金属34与该栅极金属35，如图10所示。

然后，在该介电层36上开设接触孔37、接触孔38、接触孔39及接触孔40(第五道光罩工艺)，该接触孔37、接触孔38、接触孔39及接触孔40贯穿该介电层36与该绝缘层33而分别连通至该多晶硅岛31与该多晶硅岛32，如图11所示。

接着，在该介电层36上形成一导体层41，使其完全覆盖该介电层36并填满该接触孔37、接触孔38、接触孔39及接触孔40，如图12所示。

最后，蚀刻该导体层41(第六道光罩工艺)以形成所需的电路图案，如图13所示。

如此，只需使用六道光罩工艺，即可得到具有滤光功能的互补式薄膜晶体管结构。

图14至图22是示意本发明薄膜晶体管的制造方法，其为第二实施例，本实施例中公开可用在驱动有机发光二极管的一P型薄膜晶体管的制造方法。

在图14中，首先提供一基板50。

接着在该基板50上形成一多晶硅岛51(第一道光罩工艺)，如图15所示。

其次，在该基板50上形成一绝缘层52，该绝缘层52覆盖该多晶硅岛51，如图16所示。

之后在图17中，在该绝缘层52上，在相对应在该多晶硅岛51之处形成一栅极金属53(第二道光罩工艺)。

接着，以自我对准(self-align)方式进行离子布植，意即对该多晶硅岛51进行P型(P⁺)掺杂，使得该多晶硅岛51两端形成电极区510与电极区511，如图18所示。

接着在该绝缘层52上形成具有滤光功能的介电层54，该介电层54可使用彩色滤光片来制作，且该介电层54覆盖该栅极金属53，如图19所示。

再来，在该介电层54上开设接触孔55及接触孔56(第三道光罩工艺)，该接触孔55及接触孔56贯穿该介电层54与该绝缘层52而连通至该多晶硅岛51，如图20所示。

接着，在该介电层54上形成一导体层57，使其完全覆盖该介电层54并填满该接触孔55及接触孔56，如图21所示。

最后，蚀刻该导体层57(第四道光罩工艺)以形成所需的电路图案，如图22所示。

如此，只需使用四道光罩工艺，即可得到具有滤光功能的P型薄膜晶体管结构。

再请参照图23，其为本发明的P型薄膜晶体管与有机发光二极管相连接时的横剖面图，图23的组件符号均是沿用本发明第二实施例中的组件符号，故相同组件符号所代表的组件在此不再赘述。在该图中，导体层57作为有机发光二极管59之下电极，该导体层57之上设置有介电层58，该导体层57与该有机发光二极管59相连接，且该有机发光二极管59之上还与一电极层60相连接，该电极层60作为该有机发光二极管59之上电极。

在本发明第二实施例中，亦可以类似方式来制作N型薄膜晶体管，其亦可达到减少光罩、减少工艺步骤与降低成本的目的。又该导体层较佳由金属所构成，该基板为可透光且可由玻璃、塑料、石英、硅晶与不锈钢所组成的群组中选择。

此外，由在现有技术需使用红绿蓝三种颜色的有机发光二极管来进行混光，在此种情形下常会因为有机发光二极管的寿命周期不同而造成色偏；而本发明的薄膜晶体管结构是使用具有不同颜色滤光效果的介电层来搭配单一颜色(例如白光)的有机发光二极管，故可消除传统三色有机发光二极管具有不同衰变速率的问题。

由此可知，本专利所提出的薄膜晶体管仅需使用四道至六道光罩工艺即可完成，可大幅降低成本与简化生产流程，且可避免当使用不同颜色的有机发光二极管时，会有不同生命衰退期的缺陷，为此技术领域中极具竞争力的产品。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属在本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包含：

一基板；

一第一多晶硅岛，形成在该基板之上；

一绝缘层，形成在该基板之上且覆盖该第一多晶硅岛；

一栅极金属层，形成在该基板之上且覆盖该绝缘层上；

一具有滤光功能的介电层，形成在该绝缘层之上且覆盖该栅极金属层，该介电层开设有数个接触孔，该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层；以及

一导体层，形成在该介电层之上，且经由该数个接触孔分别与该第一多晶硅岛接触。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该第一多晶硅岛为P型掺杂。

3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，该基板上还设有第二多晶硅岛，该绝缘层覆盖该第二多晶硅岛且该导体层亦借由该数个接触孔与该第二多晶硅岛接触，该第二多晶硅岛为N型掺杂。

4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该第一多晶硅岛为N型掺杂。

5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该基板为可透光型。

6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该基板选自玻璃、塑料、石英、硅晶与不锈钢。

7.一种薄膜晶体管的制造方法，包含：

(a)提供一基板；

(b)在该基板上形成第一多晶硅岛与第二多晶硅岛；

(c)以离子布植方式对该第一多晶硅岛进行N型掺杂；

(d)在该基板上形成绝缘层，且该绝缘层覆盖该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛；

(e)在相对在该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛之处分别形成第一栅极金属与第二栅极金属在该绝缘层上；

(f)以离子布植方式再次对该第一多晶硅岛进行N型掺杂；

(g)以离子布植方式对该第二多晶硅岛进行P型掺杂；

(h)在该绝缘层上形成具有滤光功能的介电层，且该介电层覆盖该第一栅极金属与该第二栅极金属；

(i)在该介电层上开设数个接触孔，使该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层而分别连通至该第一多晶硅岛与该第二多晶硅岛；

(j)在该介电层上形成导体层；以及

(k)蚀刻该导体层以形成所需的电路图案与有机发光二极管的下电极。

8.如权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，该基板选自玻璃、塑料、石英、硅晶与不锈钢。

9.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：包含：

(a)提供一基板；

(b)在该基板上形成一多晶硅岛；

(c)在该基板上形成绝缘层，且该绝缘层覆盖该多晶硅岛；

(d)在相对在该多晶硅岛之处形成栅极金属在该绝缘层上；

(e)以离子布植方式对该多晶硅岛进行P型掺杂；

(f)在该绝缘层上形成具有滤光功能的介电层，且该介电层覆盖该栅极金属；

(g)在该介电层上开设数个接触孔，使该数个接触孔贯穿该介电层与该绝缘层而连通至该多晶硅岛；

(h)在该介电层上形成导体层；以及

(i)蚀刻该导体层以形成所需的电路图案与有机发光二极管的下电极。

10.如权利要求9所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，该基板选自玻璃、塑料、石英、硅晶与不锈钢。

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