CN102842533A - 有机发光显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机发光显示装置和一种制造该有机发光显示装置的方法，该方法包括：形成包括位于栅极绝缘层上的下栅电极和位于所述下栅电极上的上栅电极的栅电极；使用所述栅电极作为掩模在所述半导体有源层处形成源区和漏区；在所述基底上形成层间绝缘层，并蚀刻所述层间绝缘层，以产生暴露所述源区的部分和所述漏区的部分的接触孔；在基底上形成源/漏电极原料，并蚀刻所述源/漏电极原料，以形成源电极和漏电极；在所述半导体有源层处通过注入杂质离子形成具有轻掺杂漏极(LDD)区的栅极叠置的轻掺杂漏极(GOLDD)结构；在所述基底上沉积保护层；以及在所述基底上形成显示器件。
Description
本申请要求于2011年6月21日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0060230号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
根据本发明的实施例的多个方面涉及一种有机发光显示装置。
背景技术
有机发光显示装置(OLED)已经应用在诸如数字相机、摄像机、便携式摄像机、个人数字助理(PDA)、智能电话、超薄电视、超纤薄膝上型电脑、平板电脑和柔性显示装置的电子/电气产品中。
当分别从阳极和阴极注入的空穴和电子在有机发射层中复合时，有机发光显示装置显示彩色图像。有机发光显示装置具有包括阳极、阴极以及设置在阳极和阴极之间的有机发射层的堆叠结构。
然而，利用这种结构难以实现高发光效率，因而，可选地在有机发射层与每个电极之间设置包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层等的其他中间层。
这里，根据驱动方法，可以将有机发光显示装置分为无源矩阵(PM)OLED和有源矩阵(AM)OLED。AM OLED包括用作开关的薄膜晶体管(TFT)。期望的是，提高可靠性并降低多晶硅TFT在断开状态下的漏电性能。
为了提高可靠性并降低TFT的漏电性能，已经使用了轻掺杂漏极(LDD)结构。
在具有LDD结构的TFT中，形成栅电极，然后掺杂用于形成LDD结构的低剂量杂质。然后，为了形成TFT的源区和漏区，通过光刻工艺进一步掺杂高剂量杂质。
然而，具有LDD结构的TFT具有减小的驱动电流，并使用更多的掩模来制成。因此，降低了良品率，并提高了制造成本。
发明内容
根据本发明的实施例的多个方面提出一种通过在TFT中选择性地形成栅极叠置的轻掺杂漏极(GOLDD)结构而具有降低的驱动电流和优异的漏电性能的有机发光显示装置和一种制造该有机发光显示装置的方法。
根据本发明的实施例，提供了一种制造有机发光显示装置的方法，该方法包括：在基底上形成半导体有源层；在所述基底和所述半导体有源层上形成栅极绝缘层；形成包括位于所述栅极绝缘层上的下栅电极和位于所述下栅电极上的上栅电极的栅电极；使用所述栅电极作为掩模在所述半导体有源层处形成源区和漏区；在所述基底上形成层间绝缘层，并蚀刻所述层间绝缘层，以产生暴露所述源区的部分和所述漏区的部分的接触孔；在所述基底上形成源/漏电极原料，并蚀刻所述源/漏电极原料，以形成源电极和漏电极；在所述半导体有源层处通过注入杂质离子形成具有轻掺杂漏极(LDD)区的栅极叠置的轻掺杂漏极(GOLDD)结构；在所述基底上沉积保护层；以及在所述基底上形成显示器件。
可以蚀刻所述层间绝缘层，当蚀刻所述层间绝缘层时，可以暴露所述上栅电极的边缘部分。
当蚀刻所述源/漏电极原料时，所述上栅电极的所述边缘部分可以与所述源/漏电极原料并发地(例如，同时地)被蚀刻，以暴露所述下栅电极的边缘部分。
所述上栅电极的长度可以比所述下栅电极的长度短。
在蚀刻所述源/漏电极原料之后，可以将所述源电极电连接到所述源区，并可以将所述漏电极电连接到所述漏区，其中，所述源电极和所述漏电极可以围绕所述栅极绝缘层和所述层间绝缘层的侧壁，并且所述接触孔的部分可以保持为空。
形成GOLDD结构的步骤可以包括：通过所述下栅电极的所述边缘部分注入杂质离子，从而可以在所述半导体有源层的与所述下栅电极的所述边缘部分垂直对应的一部分处形成具有低杂质离子浓度的LDD区。
所述下栅电极的所述边缘部分和具有低杂质离子浓度的所述LDD区可以彼此叠置。
所述下栅电极可以包括透明导电膜。
所述上栅电极可以具有单层结构或多层结构，所述单层结构包括从由Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au组成的组中选择的一种，所述多层结构包括Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au的混合物。
根据本发明的另一实施例，提供了一种有机发光显示装置，该有机发光显示装置包括：半导体有源层，位于基底上并具有源区和漏区、轻掺杂漏极(LDD)区以及沟道区；栅极绝缘层，位于所述半导体有源层上；栅电极，包括位于所述栅极绝缘层上的下栅电极和位于所述下栅电极上的上栅电极；层间绝缘层，位于所述栅电极上并具有接触孔；源电极和漏电极，经由所述接触孔分别电连接到所述源区和所述漏区；保护层，位于所述层间绝缘层上；以及显示器件，位于所述基底上，其中，所述上栅电极的长度比所述下栅电极的长度短，以使所述下栅电极的边缘部分与所述LDD区叠置，用所述源电极和所述漏电极填充所述接触孔的部分，使得所述栅极绝缘层和所述层间绝缘层的侧壁被围绕，覆盖所述源电极和所述漏电极的保护层沉积在所述接触孔的其它部分中。
所述半导体有源层的不同区域中的掺杂的杂质离子的浓度可以按照所述源区和所述漏区、所述LDD区以及所述沟道区的顺序为相对高到相对低。
所述下栅电极可以包括透明导电膜。
所述上栅电极可以具有单层结构或多层结构，所述单层结构包括从由Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au组成的组中选择的一种，所述多层结构包括Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au的混合物。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其他特征及方面将变得更加明显，在附图中：
图1A是根据本发明实施例的结构的剖视图，其中，半导体有源层、栅极绝缘层和栅电极形成在基底上；
图1B是在图1A中的半导体有源层上形成源区和漏区的结构的剖视图；
图1C是在图1A中的基底上形成层间绝缘层的结构的剖视图；
图1D是在图1C中的基底中形成接触孔的结构的剖视图；
图1E是在图1D中的基底上形成源/漏电极原料的结构的剖视图；
图1F是在图1E中的基底上形成源/漏电极的结构的剖视图；
图1G是在图1中F的基底上形成GOLDD结构的结构的剖视图；
图1H是在图1G中的基底上形成显示器件的结构的剖视图。
具体实施方式
因为本发明允许各种改变和许多实施例，所以将在附图中示出特定的实施例，并在书面描述中详细地描述特定的实施例。然而，这并非旨在将本发明限制到具体的实践模式，而是应当理解，在本发明中包括不脱离本发明的精神和技术范围的所有改变、等价物和替代物。在本发明的描述中，当认为现有技术的某些详细解释会不必要地使本发明的本质变得模糊时，则将它们省略。
尽管可以使用如“第一”、“第二”等的此类术语来描述各种组件，但是这样的组件决不局限于以上术语。以上术语仅用来将一个组件与另一个组件区分开。
在本说明书中使用的术语仅用来描述特定的实施例，并不旨在限制本发明。以单数形式使用的表述包括复数的表述，除非其在上下文中具有明显不同的含义。在本说明书中，应当理解的是，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在表示存在说明书中公开的特征、数量、步骤、动作、组件、部件或它们的组合，并不旨在排除可以存在或可以添加一个或多个其它特征、数量、步骤、动作、组件、部件或它们的组合的可能性。
在下文中，将参照附图更充分地描述根据本发明实施例的有机发光显示装置，在附图中示出了本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号指示相同的元件，因而将省略对它们的重复描述。
图1A至图1H是用于顺序地描述根据本发明实施例的制造有机发光显示装置100的方法的示图。
参照图1A，准备基底101。基底101可以是诸如玻璃基底或塑料基底的绝缘基底。
在基底101上形成缓冲层102。缓冲层102可以具有包括有机材料、无机材料或者交替地堆叠的有机材料和无机材料的结构。缓冲层102阻挡氧和湿气，防止湿气或杂质从基底101扩散，或在半导体有源层103的晶化过程中控制热传输速率，从而有助于半导体的晶化。
然后，在缓冲层102上形成厚度为大约
至大约的半导体有源层103。如果使用多晶硅形成半导体有源层103，则通过准备非晶硅、将非晶硅晶化为多晶硅并将多晶硅图案化来形成半导体有源层103。
可以通过使用诸如快速热退火(RTA)、固相结晶(SPC)、准分子激光退火(ELA)、金属诱导结晶(MIC)、金属诱导横向结晶(MILC)、超晶粒硅(SGS)或连续横向结晶(SLS)的各种适当方法来执行非晶硅的晶化。
然后，在基底101上方的半导体有源层103上沉积栅极绝缘层104。栅极绝缘层104可以具有包括SiO2的单层结构或包括SiO2和SiNx的双层结构，并可以具有大约
至大约
的总厚度。
然后，在栅极绝缘层104上形成栅电极105。沉积栅电极105并将栅电极105图案化为具有包括下栅电极106和上栅电极107的双层结构。
下栅电极106可以包括诸如ITO层或IZO层的透明导电层(或透明导电膜)，上栅电极107可以包括在蚀刻过程中具有选择比的材料。上栅电极107可以包括一种或多种金属，并可以具有包括Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Cu、Ti、Ag、Ni、W、Au的单层结构或者包括它们的任何混合物的多层结构。
例如，可以通过将ITO沉积为大约的厚度来形成下栅电极106，并可以通过将Mo/Al/Mo沉积为
或
的厚度来形成上栅电极107。
然后，如图1B所示，使用栅电极105作为掩模将N型或P型杂质离子掺杂在半导体有源层103上，以形成源区108和漏区109。源区108和漏区109之间的其上未掺杂有杂质的区域被用作沟道区110。
然后，在基底101上方形成层间绝缘层111，如图1C所示。层间绝缘层111可以具有包括SiO2的单层结构或包括SiO2和SiNx的双层结构。层间绝缘层111的总厚度在大约
至大约
的范围内。
然后，如图1D所示，蚀刻层间绝缘层111，以选择性地去除栅极绝缘层104和层间绝缘层111，从而形成接触孔112。通过形成接触孔112，暴露了源区108的一部分和漏区109的一部分。
这里，暴露上栅电极107的一部分。即，当蚀刻层间绝缘层111时，上栅电极107的边缘部分113未被层间绝缘层111覆盖而是被暴露。
因此，在接触孔112中未形成层间绝缘层111。
然后，如图1E所示，在基底101上方沉积源/漏金属原料114。将源/漏金属原料114沉积为具有Mo/Al/Mo结构，并且该结构的厚度在大约1000/4000/1000
至大约1000/6000/1000
的范围内。沉积源/漏金属原料114，以覆盖接触孔112、层间绝缘层111以及上栅电极107的边缘113。
然后，在源/漏金属原料114上涂覆光致抗蚀剂(未示出)，并蚀刻源/漏金属原料114。通过蚀刻源/漏金属原料114，形成经由接触孔112电连接到源区108的源电极115和经由接触孔112连接到漏区109的漏电极116，如图1F所示。
在这方面，源电极115和漏电极116未完全填充整个接触孔112。即，接触孔112的一部分填充有源电极115和漏电极116，从而堆叠的栅极绝缘层104和层间绝缘层111的侧壁被源电极115和漏电极116围绕，并且接触孔112的其它部分保持为空。
具体地说，当蚀刻源/漏金属原料(图1E中的114)时，因为上栅电极107的边缘部分113未被层间绝缘层111覆盖且被暴露，所以上栅电极107的边缘部分113(图1E)与源/漏金属原料114并发地(例如，同时地)被蚀刻。因此，上栅电极107和源/漏金属原料114可以由相同的材料形成。
在这方面，可以使用蚀刻上栅电极107的边缘部分113和源/漏金属原料114但不蚀刻下栅电极106的蚀刻剂。因此，蚀刻上栅电极107的边缘部分113，从而暴露下栅电极106的边缘部分117。
在并发地(例如，同时地)蚀刻源/漏金属原料114和上栅电极107的边缘部分113时，上栅电极107的长度L1比下栅电极106的长度L2短。
然后，如图1G所示，通过注入N型或P型杂质离子形成轻掺杂漏极(LDD)区120，使得掺杂剂的浓度小于源区108和漏区109的浓度。
换言之，因为下栅电极106的长度L2大于上栅电极107的长度L1，所以经由下栅电极106的从上栅电极107延伸出的边缘部分117将杂质离子注入到半导体有源层上，以形成LDD区120。因此，半导体有源层的不同区域中的掺杂的杂质离子的浓度可按照源区108和漏区109、LDD区120和沟道区110的顺序为从相对高变化到相对低。
这样，根据当前实施例，形成栅电极105和LDD区120彼此叠置的栅极叠置的轻掺杂漏极(GOLDD)结构。如上所述，因为上栅电极107的长度比下栅电极106的长度短，所以可以在没有使用掩模的情况下形成GOLDD结构。
然后，如图1H所示，形成具有像素单元的显示器件，在像素单元中，GOLDD结构形成在薄膜晶体管(TFT)单元中。如果对用于形成显示器件的每个功能层(例如，像素单元的阳极)应用5-掩模工艺，则每个功能层可以在形成TFT单元的栅电极105时并发地(例如，同时地)形成，或者可使用用于形成薄层的单独工艺来形成用于形成显示器件的每个功能层(例如，像素单元的阳极)。然而，该方法不限于此。
在下文中，将描述使用形成薄层的单独工艺形成的显示器件的每个功能层。将有机发光显示装置描述为显示器件，但是还可以在不受限制的情况下使用各种显示器件。
在其上形成有源电极115和漏电极116的基底101上方沉积保护层121。保护层(例如，钝化层和/或平坦化层)121可以包括诸如压克力、苯并环丁烯(BCB)和聚酰亚胺(PI)的有机材料或诸如SiNx的无机材料，并可以具有单层结构或多层结构。也可以将其它变型应用到保护层。因此，保护层121覆盖源电极115和漏电极116，并填充接触孔112的剩余空间，从而保护TFT。
然后，蚀刻像素单元的保护层121，并经由接触孔122将源电极115和漏电极116中的一个电连接到用作阳极的第一电极123。
第一电极123是有机发光显示器件的电极之一，并可以包括各种导电材料。第一电极123可以是透明电极或反射电极。可以使用ITO、IZO、ZnO或In2O3形成透明电极，可以通过使用Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或它们的任何化合物形成反射层并在反射层上形成ITO、IZO、ZnO或In2O3来形成反射电极。
然后，通过使用绝缘材料在第一电极123上形成像素限定层124，以暴露第一电极123的至少一部分。
然后，在第一电极123的暴露部分上形成包括发射层的中间层125。中间层125可以由低分子量有机材料或高分子量有机材料形成。
当使用低分子量有机材料时，可以将中间层125形成为包括从由空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)组成的组中选择的至少一个层的单层或多层堆叠结构。
如果使用低分子量有机材料，则可以使用诸如铜酞菁(CuPc)、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPB)、三-8-羟基喹啉铝(Alq3)等的各种有机材料。可以通过使用掩模的真空沉积来形成这些低分子量有机材料。
当使用高分子量有机材料时，中间层125通常可以包括HTL和EML。在这方面，可以使用PEDOT形成HTL，并且可以通过丝网印刷或喷墨印刷使用聚苯撑乙烯(PPV)和聚芴来形成EML。
然后，将用作阴极的第二电极126形成为面向第一电极123，其中，中间层125位于第二电极126和第一电极123之间。
第二电极126可以是透明电极或反射电极。
透明电极可以包括包含Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg或它们的任何化合物的层以及在由用于形成透明电极的材料(例如，ITO、IZO、ZnO或In2O3)形成的层上形成的辅助电极或汇流电极线。当第二电极126被形成为反射电极时，在第二电极126的整个表面上沉积Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或它们的化合物。
根据上面描述的方法来制备有机发光显示装置100。
如上所述，根据基于本发明实施例的有机发光显示装置和制造该有机发光显示装置的方法，可以提高TFT的热载流子可靠性或漏电性能。
另外，可以在5-掩模工艺过程中在未使用另外的掩模的情况下形成GOLDD结构，因此，可以降低制造成本。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求书及其等价物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节方面的各种改变。
Claims (15)
1.一种制造有机发光显示装置的方法，所述方法包括：
在基底上形成半导体有源层；
在所述基底和所述半导体有源层上形成栅极绝缘层；
形成包括位于所述栅极绝缘层上的下栅电极和位于所述下栅电极上的上栅电极的栅电极；
使用所述栅电极作为掩模在所述半导体有源层处形成源区和漏区；
在所述基底上形成层间绝缘层，并蚀刻所述层间绝缘层，以产生暴露所述源区的部分和所述漏区的部分的接触孔；
在所述基底上形成源/漏电极原料并蚀刻所述源/漏电极原料，以形成源电极和漏电极；
通过注入杂质离子在所述半导体有源层处形成具有轻掺杂漏极区的栅极叠置的轻掺杂漏极结构；
在所述基底上沉积保护层；以及
在所述基底上形成显示器件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当蚀刻所述层间绝缘层时，暴露所述上栅电极的边缘部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当蚀刻所述源/漏电极原料时，所述上栅电极的所述边缘部分与所述源/漏电极原料同时被蚀刻，以暴露所述下栅电极的边缘部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述上栅电极的长度比所述下栅电极的长度短。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在蚀刻所述源/漏电极原料之后，
将所述源电极电连接到所述源区，以及
将所述漏电极电连接到所述漏区，
其中，所述源电极和所述漏电极围绕所述栅极绝缘层和所述层间绝缘层的侧壁，并且所述接触孔的部分保持为空。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，形成栅极叠置的轻掺杂漏极结构的步骤包括：通过所述下栅电极的所述边缘部分注入杂质离子，从而在所述半导体有源层的与所述下栅电极的所述边缘部分垂直对应的一部分处形成具有低杂质离子浓度的轻掺杂漏极区。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述下栅电极的所述边缘部分和具有低杂质离子浓度的所述轻掺杂漏极区彼此叠置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下栅电极包括透明导电膜。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上栅电极具有单层结构或多层结构，所述单层结构包括从由Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au组成的组中选择的一种，所述多层结构包括Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au的混合物。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述接触孔中形成保护层。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显示器件是有机发光器件。
12.一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：
半导体有源层，位于基底上并具有源区和漏区、轻掺杂漏极区以及沟道区；
栅极绝缘层，位于所述半导体有源层上；
栅电极，包括位于所述栅极绝缘层上的下栅电极和位于所述下栅电极上的上栅电极；
层间绝缘层，位于所述栅电极上并具有接触孔；
源电极和漏电极，经由所述接触孔分别电连接到所述源区和所述漏区；
保护层，位于所述层间绝缘层上；以及
显示器件，位于所述基底上，
其中，所述上栅电极的长度比所述下栅电极的长度短，以使所述下栅电极的边缘部分与所述轻掺杂漏极区叠置，以及
所述保护层填充所述接触孔的除了所述接触孔的被所述源电极和所述漏电极填充的部分之外的部分，并覆盖所述源电极和所述漏电极。
13.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中，所述半导体有源层的不同区域中的掺杂的杂质离子的浓度按照所述源区和所述漏区、所述轻掺杂漏极区以及所述沟道区的顺序为相对高到相对低。
14.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中，所述下栅电极包括透明导电膜。
15.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中，所述上栅电极具有单层结构或多层结构，所述单层结构包括从由Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au组成的组中选择的一种，所述多层结构包括Mo、MoW、Cr、Al、Al合金、Mg、Ni、W和Au的混合物。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |