專利名稱:半導(dǎo)體顯示設(shè)備及其設(shè)計(jì)方法制造方法和訂單接收系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù):
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及半導(dǎo)體顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)方法和制造方法、采用所述制造方法制造的半導(dǎo)體顯示設(shè)備和采用所述制造方法制造的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng)(order receiving system)。
背景技術(shù):
最近幾年來(lái),在一個(gè)玻璃襯底上形成TFT的技術(shù)有著迅速的進(jìn)展,開(kāi)發(fā)了這種技術(shù)在有源矩陣型半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。特別是,采用多晶體硅薄膜的TFT(聚-Si TFT)具有比傳統(tǒng)的采用非晶態(tài)薄膜的TFT更高的場(chǎng)效應(yīng)移動(dòng)性(field effect mobility),而且能快速操作。因此,采用聚-Si TFT,可以實(shí)現(xiàn)將驅(qū)動(dòng)電路和控制器與像素部分一起集成在玻璃襯底上的基于玻璃的系統(tǒng)。
迄今為止半導(dǎo)體顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路都是在一個(gè)硅襯底上形成的,通過(guò)FPC之類連接到顯示設(shè)備的像素部分上。然而,如果IC通過(guò)FPC連接到形成像素部分的玻璃襯底上,就會(huì)出現(xiàn)連接部分抗機(jī)械沖擊較弱的問(wèn)題。這個(gè)缺點(diǎn)隨著FPC布線的增多越來(lái)越嚴(yán)重。為了避免這些問(wèn)題,通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電路與像素部分一起配置在玻璃襯底上可以減少FPC布線,從而可以減小顯示設(shè)備。
例如,在作為半導(dǎo)體器件之一的有源矩陣型液晶顯示器的情況下,它通常具有依次選擇像素部分內(nèi)多個(gè)像素中的一個(gè)或幾個(gè)像素的掃描線驅(qū)動(dòng)電路和將具有圖像信息的信號(hào)(視頻信號(hào))輸入一個(gè)所選的像素的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。在玻璃襯底上與像素部分一起形成所述驅(qū)動(dòng)電路可以提高液晶顯示器的抗機(jī)械沖擊的性能,而且可以減小液晶顯示器的尺寸。
此外,最近幾年中,也試驗(yàn)了在玻璃襯底上象驅(qū)動(dòng)電路那樣地形成迄今在硅襯底上形成的控制器。如果可以在同一個(gè)玻璃襯底上與像素部分一起形成控制器和驅(qū)動(dòng)電路,那末半導(dǎo)體器件的尺寸可以大大減小,而且抗機(jī)械沖擊性能可以大大提高。
然而,控制器具有產(chǎn)生確定驅(qū)動(dòng)電路和像素部分操作的定時(shí)的信號(hào)的功能,以及處理來(lái)自外部視頻信號(hào)源的恒定標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)使之適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路和像素部分的規(guī)格和半導(dǎo)體顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方法的功能。因此,在每種情況下都應(yīng)該按照半導(dǎo)體設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格和驅(qū)動(dòng)方法改變控制器的設(shè)計(jì)。
例如,如果需要改變控制器的設(shè)計(jì)以制造不同的樣機(jī)或者為每個(gè)客戶改變控制器的設(shè)計(jì),在控制器與驅(qū)動(dòng)電路和像素部分一起在玻璃襯底上形成的情況下,每次都要改變所有的掩模,包括像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的掩模。因此,很難降低這種半導(dǎo)體顯示設(shè)備的生產(chǎn)成本。
特別是在最近幾年中,有著大量的小規(guī)模生產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的傾向,因?yàn)檫@種設(shè)備用于各種電子設(shè)備的顯示部分。因此,可以預(yù)期,如果控制器與驅(qū)動(dòng)電路和像素部分一起在玻璃襯底上形成的話就會(huì)出現(xiàn)由于上述的控制器設(shè)計(jì)改變而導(dǎo)致成本增加的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題,本發(fā)明的目的是提供一種為具體應(yīng)用配備的半導(dǎo)體設(shè)備的可以降低改變控制器設(shè)計(jì)的成本的設(shè)計(jì)方法,以及提供一種采用所述設(shè)計(jì)方法形成的半導(dǎo)體設(shè)備的訂單接收系統(tǒng)。
本發(fā)明的發(fā)明人研究了實(shí)現(xiàn)使用如在ASIC(專用集成電路)中的TFT的控制器的設(shè)計(jì),從而得出了本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法。按照本發(fā)明,無(wú)論控制器是什么規(guī)格,事先在一個(gè)襯底上形成用于控制器的多個(gè)TFT。然后,按照控制器的設(shè)計(jì),適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)在一個(gè)與形成這些TFT的層不同的層上形成的布線實(shí)現(xiàn)用作每個(gè)TFT的三個(gè)接線端的源極、漏極和柵極之間的連接。此時(shí),根據(jù)控制器的規(guī)格,不必使用設(shè)置在襯底上的所有TFT,有些TFT可以保持不用。
此外,為了可以自由地設(shè)計(jì)控制器,要求設(shè)置許多大小和極性不同的TFT。由于增加了各種大小和極性的TFT,可以實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì),因此有可能制造與不同規(guī)格的半導(dǎo)體顯示設(shè)備相應(yīng)的控制器。但是,在過(guò)分增加TFT時(shí),控制器沒(méi)有用到的TFT也增加。結(jié)果,也很難減小半導(dǎo)體顯示設(shè)備。因此,在襯底上為控制器形成的TET的數(shù)量及其大小和極性可以由設(shè)計(jì)人員折衷考慮,適當(dāng)設(shè)定。
而且,在一些上述的TFT中,還可以事先將一個(gè)活動(dòng)層(activelayer)與一個(gè)柵極相互連接成一個(gè)單元(基本單元),從而形成多個(gè)基本單元。然后,通過(guò)布線實(shí)現(xiàn)基本單元內(nèi)的各個(gè)TFT的源極、漏極和柵極之間的連接,使得各種邏輯元件可以用基本單元形成,從而控制器可以用這些邏輯元件的組合設(shè)計(jì)。
除了上述結(jié)構(gòu),可以事先在襯底上形成通過(guò)連接活動(dòng)層和一些TFT的柵極形成的各種邏輯元件。然后,通過(guò)在一個(gè)與形成邏輯元件的TFT的不同的層上形成的布線適當(dāng)?shù)剡B接各個(gè)邏輯元件的接線端,從而可以形成規(guī)格滿足要求的控制器。
按照上述結(jié)構(gòu),在控制器的規(guī)格改變時(shí),只要改變連接事先形成的這些TFT或邏輯元件的布線的設(shè)計(jì)就可以了,因此可以改變最少到只有兩個(gè)掩模一個(gè)布線圖案掩模和一個(gè)布線接觸孔掩模。因此,可以減小與控制器設(shè)計(jì)改變關(guān)聯(lián)的成本,制造規(guī)格不同的控制器。
此外,在這種半導(dǎo)體顯示設(shè)備中,在像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)格確定而與像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)格相應(yīng)的控制器的規(guī)格還沒(méi)有確定的情況下,可以預(yù)先制造除布線之外的一些與TFT或電路元件相應(yīng)的部分。此后,按照客戶定購(gòu)的控制器的規(guī)格,設(shè)計(jì)制造連接各TFT或電路元件的布線,從而可以制造出規(guī)格滿足要求的控制器。因此,在控制器的規(guī)格沒(méi)有確定的階段,就可以開(kāi)始制造半導(dǎo)體顯示設(shè)備,因此可以縮短從接收到客戶訂單開(kāi)始到將產(chǎn)品交付給客戶的TAT(周轉(zhuǎn)周期)。因此,可以改善對(duì)客戶的服務(wù)。
注意,本發(fā)明并不局限于控制器的設(shè)計(jì)方法,本發(fā)明也可用于包括信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和掃描線驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明在本說(shuō)明的附圖中
圖1A至1C為一個(gè)基本單元和D觸發(fā)器的電路圖;圖2A和2B為一個(gè)基本單元和D觸發(fā)器的俯視圖;圖3為本發(fā)明的訂單接收系統(tǒng)的流程圖;圖4A和4B為用圖1所示的基本單元形成的NAND的電路圖;圖5為用圖1所示的基本單元形成的NAND的俯視圖;圖6A和6B為用圖1所示的基本單元形成的NOR的電路圖;圖7為用圖1所示的基本單元形成的NOR的俯視圖;圖8為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的方框圖;
圖9A和9B為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路方框圖;圖10為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的電路方框圖;圖11A和11B為用圖1所示的基本單元形成的D觸發(fā)器的俯視圖;圖12為本發(fā)明的訂單接收系統(tǒng)的流程圖;圖13A至13C為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法的示意圖;圖14A至14C為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法的示意圖;圖15A和15B為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法的示意圖;圖16為一個(gè)供本發(fā)明的控制器使用的TFT的剖視圖;圖17A至17C為一個(gè)供本發(fā)明的控制器使用的TFT的俯視圖和剖視圖;圖18為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的剖視圖;圖19A至19C為本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的外觀圖和剖視圖;圖20A至20H為一些采用本發(fā)明的半導(dǎo)體設(shè)備的電子設(shè)備的示意圖;以及圖21A和21B為一個(gè)供本發(fā)明的控制器使用的TFT的剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明下面將說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)方法。
圖1A示出了在通過(guò)連接一些TFT內(nèi)的一個(gè)活動(dòng)層和一個(gè)柵極形成的基本單元的例子。圖1A所示的基本單元包括三個(gè)p溝道TFT11、12、13和三個(gè)n溝道TFT14、15、16。
三個(gè)p溝道TFT11、12、13串聯(lián)連接。也就是說(shuō),p溝道TFT12的源極和漏極中的一個(gè)與p溝道TFT11的源極/漏極連接,而另一個(gè)與p溝道TFT13的源/漏極連接。
注意,在本說(shuō)明書(shū)中,所謂“連接”都是指電連接,除非另有說(shuō)明。
同樣,三個(gè)n溝道TFT14、15、16也串聯(lián)連接。也就是說(shuō),n溝道TFT15的源極和漏極中的一個(gè)與n溝道TFT14的源極/漏極連接,而另一個(gè)與n溝道TFT16的源極/漏極連接。
此外,p溝道TFT12的柵極與n溝道TFT15的柵極相互連接。同樣,p溝道TFT13的柵極與n溝道TFT16的柵極相互連接。
注意,為了說(shuō)明方便起見(jiàn),在圖1A中,p溝道TFT11與12連接的節(jié)點(diǎn)和p溝道TFT12與13連接的節(jié)點(diǎn)以下分別標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字20和21。此外,n溝道TFT14與15連接的節(jié)點(diǎn)和n溝道TFT15與16連接的節(jié)點(diǎn)分別標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字22和23,此外,p溝道TFT11的源極和漏極中不與節(jié)點(diǎn)20連接的那個(gè)接線端標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字25。p溝道TFT13的源極和漏極中不與節(jié)點(diǎn)21連接的那個(gè)接線端標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字26。n溝道TFT14的源極和漏極中不與節(jié)點(diǎn)22連接的那個(gè)接線端標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字27。n溝道TFT16的源極和漏極中不與節(jié)點(diǎn)23連接的那個(gè)接線端標(biāo)為標(biāo)注數(shù)字28。
圖2A為圖1A的基本單元的俯視圖。p溝道TFT11、12和13共有一個(gè)活動(dòng)層30。n溝道TFT14、15和16共有一個(gè)活動(dòng)層31。布線32、34和35與活動(dòng)層30交疊,在它們之間插入了一層?xùn)艠O絕緣薄膜(未示出),柵極絕緣薄膜與活動(dòng)層30接觸。同樣、布線33、34和35與活動(dòng)層31交疊,在它們之間插入了一層?xùn)艠O絕緣薄膜(未示出),柵極絕緣薄膜與活動(dòng)層31接觸。在這里,布線32至35用作在它們與活動(dòng)層30或31交疊的部分內(nèi)的柵極。下面,部分用作這些TFT的柵極的布線32至35各稱為柵極布線,以便將它們與形成下面要說(shuō)明的邏輯元件的布線相區(qū)別。
柵極布線32、34和35的與活動(dòng)層30交疊的部分分別用作p溝道TFT11、12和13的柵極。
柵極布線33、34和35的與活動(dòng)層31交疊的部分分別用作n溝道TFT14、15和16的柵極。
下面,將對(duì)由上述基本單元組成的D-型觸發(fā)電路的例子進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)在一個(gè)與形成活動(dòng)層和柵極的層不同的層內(nèi)形成的布線適當(dāng)?shù)剡B接圖1A和圖2A所示的基本單元的接線端和節(jié)點(diǎn),從而形成這個(gè)D觸發(fā)器。
圖1B為示出根據(jù)圖1A的基本單元形成的D觸發(fā)器的電路圖。在圖1B中,將圖1A的基本單元內(nèi)的接線端25和27相互連接在一起。此外,節(jié)點(diǎn)20和22與p溝道TFT13和n溝道TFT16的柵極連接。接線端26和28與p溝道TFT12和n溝道TFT15的柵極連接。電壓Vdd加到節(jié)點(diǎn)21上,而電壓Vss加到節(jié)點(diǎn)23上。在這里,Vdd>Vss。
圖1C為圖1B的等效電路。由圖1C可見(jiàn),形成了一個(gè)選通門40和一個(gè)觸發(fā)電路41。
圖2B為圖1B的D觸發(fā)器的俯視圖。形成一層隔層絕緣薄膜(未示出)覆蓋活動(dòng)層30和31、柵極布線32至35和柵極絕緣薄膜(未示出)。然后,在隔層絕緣薄膜上,形成布線42至49,通過(guò)在隔層絕緣薄膜和柵極絕緣薄膜內(nèi)形成的接觸孔與活動(dòng)層30和31和柵極布線32至35接觸。
在圖2B中,標(biāo)注數(shù)字131所標(biāo)的是接觸部分。
具體地說(shuō),布線42與柵極布線32接觸,而布線43與柵極布線33接觸。
布線44在活動(dòng)層30的與柵極布線34交疊的部分與活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層30接觸。同樣,布線46在活動(dòng)層31的與柵極布線34交疊的部分與活動(dòng)層31與柵極布線35交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層31接觸。
布線49在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線32交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與其他布線交疊)與活動(dòng)層30接觸。此外,布線49在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線33交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與其他布線交疊)與活動(dòng)層31接觸。
布線47在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與其他布線交疊)與活動(dòng)層30接觸。此外,布線47在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與其他布線交疊)與活動(dòng)層31接觸。而且,布線47與柵極布線34接觸。
布線48與柵極布線35接觸。此外,布線48在活動(dòng)層30的與柵極布線32交疊的部分與活動(dòng)層30與柵極布線34交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層30接觸。而且,布線48在活動(dòng)層31的與柵極布線33交疊的部分與活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層31接觸。
同樣,布線45在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線33交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與其他布線交疊)與活動(dòng)層31接觸。
這樣,按照?qǐng)D2B的設(shè)計(jì),制造布線42至49,就制造出如圖2B所示的D觸發(fā)電路。
注意,在這個(gè)實(shí)施方式中,說(shuō)明了用圖1A和圖2A的基本單元組成D觸發(fā)電路的例子,但是本發(fā)明并不局限于這種電路配置?;締卧呐渲貌⒉痪窒抻趫D1A和圖2A所示的,可以由設(shè)計(jì)人員適當(dāng)另行設(shè)計(jì)。此外,根據(jù)基本單元形成的電路或邏輯元件并不局限于制造D觸發(fā)電路,也可以制造其他電路或邏輯元件。此時(shí),不需要用基本單元內(nèi)形成的所有TFT設(shè)計(jì)電路或邏輯元件,可以只用基本單元的一部分TFT形成電路或邏輯元件。此外,事先在襯底上形成具有如圖1A和圖2A所示的配置的基本單元和具有其他配置的各種基本單元,可以用這些具有各種配置的基本單元來(lái)形成各種邏輯元件或電路。
采用上述結(jié)構(gòu),在本發(fā)明中,在控制器的規(guī)格改變時(shí),只要設(shè)計(jì)連接事先形成的TFT或邏輯元件的布線和設(shè)計(jì)接觸孔就可以了。因此,為此只要改變兩個(gè)掩模就可以了。這樣就可以降低與控制器設(shè)計(jì)改變關(guān)聯(lián)的成本,制造出規(guī)格不同的控制器。此外,本發(fā)明并不局限于控制器的設(shè)計(jì)方法,本發(fā)明也可適用于包括信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和掃描線驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。
下面,將結(jié)合圖3所示的流程圖說(shuō)明采用上述設(shè)計(jì)方法的本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng)。
首先,對(duì)所有的襯底都用一個(gè)共同的掩模A執(zhí)行步驟A。對(duì)所有的襯底共同的步驟A包括直到形成覆蓋TFT的隔層絕緣薄膜的步驟的全部步驟。其典型例子包括形成活動(dòng)層、使活動(dòng)層晶化、形成柵極絕緣薄膜、對(duì)活動(dòng)層摻雜、形成柵極、形成隔層絕緣薄膜等等。
如上所述的對(duì)所有襯底共同的步驟A完成后,等待客戶的訂單。在按照客戶的訂單確定了控制器的規(guī)格后,按控制器的設(shè)計(jì)在隔層絕緣薄膜和柵極絕緣薄膜內(nèi)形成接觸孔,再形成相應(yīng)布線,與各TFT的源極、漏極和柵極接觸。
用按照每個(gè)襯底的控制器的設(shè)計(jì)形成的相互不同的掩模(B-1,B-2,B-3,B-4,B-5)制造這些布線。
然后,再執(zhí)行對(duì)所有襯底共同的步驟C,執(zhí)行在用每個(gè)襯底不同的掩模形成布線后的全部步驟。在液晶顯示器的情況下,例如步驟C包括形成隔層絕緣薄膜、形成像素電極、粘接到對(duì)置襯底上、注入液晶和其他一些步驟。在采用OLED(有機(jī)發(fā)光設(shè)備)的發(fā)光設(shè)備的情況下,步驟C包括形成隔層絕緣薄膜、形成像素電極、形成有機(jī)發(fā)光層、形成陰極、形成保護(hù)膜、密封襯底和其他一些步驟。
OLED包括一個(gè)下面稱為有機(jī)發(fā)光層的層、一個(gè)陽(yáng)極層和一個(gè)陰極層,有機(jī)發(fā)光層包括一種在加有電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生光(場(chǎng)致發(fā)光)的有機(jī)化合物(有機(jī)發(fā)光材料)。從有機(jī)化合物得到的光區(qū)分為根據(jù)從單態(tài)激勵(lì)返回到基態(tài)的光發(fā)射(熒光)和根據(jù)從三態(tài)激勵(lì)返回到基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以采用上述一種光發(fā)射或兩種光發(fā)射。
注意,在本說(shuō)明中,所有配置在OLED的陽(yáng)極與陰極之間的層一起定義為有機(jī)發(fā)光層。具體地說(shuō),有機(jī)發(fā)光層包括一個(gè)發(fā)光層、一個(gè)空穴注入層、一個(gè)電子注入層、一個(gè)空穴傳送層、一個(gè)電子傳送層等等。作為OLED的基本結(jié)構(gòu),陽(yáng)極、發(fā)光層和陰極按所述次序?qū)盈B。除了這種結(jié)構(gòu),在有些情況下采用陽(yáng)極、空穴注入層、發(fā)光層和陰極按所述次序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)或者采用陽(yáng)極、空穴注入層、發(fā)光層、電子傳送層和陰極按所述次序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。
在完成對(duì)所有襯底共同的步驟C時(shí),就制成了這種半導(dǎo)體顯示設(shè)備,可以作為產(chǎn)品發(fā)給客戶。
按照訂單接收系統(tǒng),在這種半導(dǎo)體顯示設(shè)備中,在像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)格確定而與像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)格相應(yīng)的控制器的規(guī)格還沒(méi)有確定的情況下,可以預(yù)先制造除布線之外的一些與TFT或電路元件相應(yīng)的部分。因此,在從接收到客戶的涉及控制器的規(guī)格的訂單到制成半導(dǎo)體顯示設(shè)備的時(shí)間內(nèi)并不包括在制造布線前的各步驟所需的時(shí)間。因此,可以縮短從接收到客戶的訂單開(kāi)始到將產(chǎn)品交付給客戶的周期,即TAT(周轉(zhuǎn)周期)。這樣就可以改善對(duì)客戶的服務(wù)。
下面將說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例。
在這個(gè)實(shí)施例中,對(duì)通過(guò)在一個(gè)與形成活動(dòng)層和柵極不同的層內(nèi)形成的布線適當(dāng)?shù)剡B接圖1A和圖2A所示的基本單元的接線端和節(jié)點(diǎn)從而得到NAND的例子進(jìn)行說(shuō)明。
圖4A為示出根據(jù)圖1A的基本單元形成的一個(gè)NAND電路的電路圖。在圖4A中,圖1A的基本單元內(nèi)的節(jié)點(diǎn)21與22相互連接。同樣,電壓Vdd加到節(jié)點(diǎn)20和接線端26上,而電壓Vss加到接線端28上。在這里,Vdd>Vss。
圖4B為圖4A的等效電路圖。
圖5為圖4A的NAND電路的俯視圖。形成一層隔層絕緣薄膜(未示出)覆蓋活動(dòng)層30和31、柵極布線32至35和柵極絕緣薄膜(未示出)。然后,在隔層絕緣薄膜上,形成布線60至65,通過(guò)在隔層絕緣薄膜和柵極絕緣薄膜內(nèi)形成的接觸孔與活動(dòng)層30和31和柵極布線32至35接觸。
在圖5中,標(biāo)注數(shù)字132所標(biāo)的是接觸部分。
具體地說(shuō),布線60在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線35交疊)與活動(dòng)層30交疊。
布線61與柵極布線35接觸。
布線62在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線34交疊)與活動(dòng)層30交疊。
布線63在活動(dòng)層30的與柵極布線34交疊的部分與活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層30接觸。此外,布線63在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線35交疊)與活動(dòng)層31交疊。
布線64在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線34交疊)與活動(dòng)層31交疊。
布線65與柵極布線34接觸。
這樣,按照?qǐng)D5的設(shè)計(jì),制造布線60至65,就制造出如圖5所示的NAND電路。
注意,在這個(gè)實(shí)施例中,說(shuō)明了用圖1A和圖2A的基本單元組成NAND電路的例子,但是本發(fā)明并不局限于這種電路配置。基本單元的配置并不局限于圖1A和圖2A所示的,可以由設(shè)計(jì)人員適當(dāng)另行設(shè)計(jì)。此外,根據(jù)基本單元形成的電路或邏輯元件不局限于制造NAND電路,也可以制造其他電路或邏輯元件。此時(shí),不需要用基本單元內(nèi)形成的所有TFT設(shè)計(jì)電路或邏輯元件,可以只用基本單元的一部分TFT形成電路或邏輯元件。例如,在這個(gè)實(shí)施例中,就沒(méi)有用p溝道TFT11和n溝道TFT14。此外,可以事先在襯底上形成具有如圖1A和圖2A所示的配置的基本單元和具有其他配置的各種基本單元,用這些具有各種配置的基本單元來(lái)形成邏輯元件或電路。
在這個(gè)實(shí)施例中,對(duì)通過(guò)在一個(gè)與形成活動(dòng)層和柵極不同的層內(nèi)形成的布線適當(dāng)?shù)剡B接圖1A和圖2A所示的基本單元的接線端和節(jié)點(diǎn)從而制造一個(gè)NOR電路的例子進(jìn)行說(shuō)明。
圖6A為示出根據(jù)圖1A的基本單元形成的一個(gè)NOR電路的電路圖。在圖6A中,圖1A的基本單元內(nèi)的節(jié)點(diǎn)23與接線端26相互連接。此外,電壓Vdd加到節(jié)點(diǎn)20上,而電壓Vss加到節(jié)點(diǎn)22和接線端28上。在這里,Vdd>Vss。
圖6B為圖6A的等效電路圖。
圖7為圖6A的NOR電路的俯視圖。形成一層隔層絕緣薄膜(未示出)覆蓋活動(dòng)層30和31、柵極布線32至35和柵極絕緣薄膜(未示出)。然后,在隔層絕緣薄膜上,形成布線70至75,通過(guò)在隔層絕緣薄膜和柵極絕緣薄膜內(nèi)形成的接觸孔與活動(dòng)層30和31和柵極布線32至35接觸。
在圖7中,標(biāo)注數(shù)字133所標(biāo)的是接觸部分。
具體地說(shuō),布線70在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線35交疊)與活動(dòng)層30交疊。
布線71與柵極布線35接觸。
布線72在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線34交疊)與活動(dòng)層30交疊。此外,布線72在活動(dòng)層31的與柵極布線34交疊的部分與活動(dòng)層31與柵極布線35交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層31接觸。
布線73在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線34交疊)與活動(dòng)層31交疊。
布線74與柵極布線34接觸。
布線75在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與柵極布線35交疊)與活動(dòng)層31交疊。
這樣,按照?qǐng)D7的設(shè)計(jì),制造布線70至67,就制造出如圖7所示的NOR電路。
注意,在這個(gè)實(shí)施例中,說(shuō)明了用圖1A和圖2A的基本單元組成NOR電路的例子,但是本發(fā)明并不局限于這種電路配置?;締卧呐渲貌⒉痪窒抻趫D1A和圖2A所示的,可以由設(shè)計(jì)人員適當(dāng)另行設(shè)計(jì)。此外,根據(jù)基本單元形成的電路或邏輯元件不局限于NOR電路,也可以制造其他電路或邏輯元件。此時(shí),不需要用基本單元內(nèi)形成的所有TFT設(shè)計(jì)電路或邏輯元件,可以只用基本單元的一部分TFT形成電路或邏輯元件。例如,在這個(gè)實(shí)施例中,就沒(méi)有用p溝道TFT11和n溝道TFT14。此外,可以事先在襯底上形成具有如圖1A和圖2A所示的配置的基本單元和具有其他配置的各種基本單元,用具有各種配置的這些基本單元來(lái)形成各邏輯元件或電路。
本實(shí)施例可以結(jié)合實(shí)施例1實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)實(shí)施例中,以發(fā)光設(shè)備為例說(shuō)明用本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法制造的半導(dǎo)體設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖8為這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的方框圖。在圖8所示的發(fā)光設(shè)備中,在襯底100上配置了有著多個(gè)像素102的像素部分101、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103、掃描線驅(qū)動(dòng)電路104和控制器105。
雖然這實(shí)施例示出了一個(gè)像素102,但實(shí)際上,形成了多個(gè)像素102。像素102包括OLED106、信號(hào)線107、掃描線108、電源線109和TFT110和111。
控制器105將確定掃描線驅(qū)動(dòng)電路104和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103的操作定時(shí)的信號(hào)輸入每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。
例如,將時(shí)鐘信號(hào)(CLK)和起動(dòng)脈沖信號(hào)(SP)輸入掃描驅(qū)動(dòng)電路104。確定像素選擇定時(shí)的選擇信號(hào)根據(jù)輸入掃描線驅(qū)動(dòng)電路的CLK和SP產(chǎn)生。像素102由從掃瞄驅(qū)動(dòng)電路104輸入掃描線108的選擇定時(shí)選擇。
在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103內(nèi),輸入時(shí)鐘信號(hào)(CLK)起動(dòng)脈沖信號(hào)(SP)和視頻信號(hào)。確定視頻信號(hào)采樣的定時(shí)的采樣信號(hào)在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103內(nèi)產(chǎn)生。信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路103與在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103內(nèi)產(chǎn)生的采樣信號(hào)同步對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行采樣,將所采的視頻信號(hào)輸入信號(hào)線107。視頻信號(hào)輸入所選的像素102。
下面結(jié)合圖9較為詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)施例的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路104和掃描線驅(qū)動(dòng)器104的結(jié)構(gòu)。在圖9中說(shuō)明的視頻信號(hào)是數(shù)字信號(hào)的情況。圖9A示出了信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103,它包括移位寄存器120、鎖存器(A)121和鎖存器(B)122。
在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103內(nèi),時(shí)鐘信號(hào)(CLK)和起動(dòng)脈沖信號(hào)(SP)輸入移位寄存器120。移位寄存器120根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)(CK)和起動(dòng)脈沖(SP)按次序產(chǎn)生采樣信號(hào),采樣信號(hào)在通過(guò)緩存器(圖中未示出)后依次供給后面的電路。
或者,移位寄存器120的采樣信號(hào)可以由一個(gè)緩存器之類的緩存和放大。由于許多電路或電路元件連接到輸入采樣信號(hào)的布線上,因此這布線具有高的負(fù)載電容(寄生電容)。這個(gè)緩存器有效地防止了由高負(fù)載電容引起的定時(shí)信號(hào)的上升或下降的“延遲”。緩存器并不總是必需配置的。
經(jīng)緩存器放大的采樣信號(hào)輸入鎖存器(A)121。鎖存器(A)121具有處理n比特的數(shù)字視頻信號(hào)的多個(gè)鎖存級(jí)。在采樣信號(hào)輸入時(shí),鎖存器(A)121逐漸寫(xiě)入和保持從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路103外部輸入的n比特?cái)?shù)字視頻信號(hào)。
在數(shù)字視頻信號(hào)輸入鎖存器(A)121時(shí),數(shù)字視頻信號(hào)可以相繼輸入鎖存器(A)121的這些鎖存級(jí)。然而,本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。可以將鎖存器(A)121的這些鎖存級(jí)分成若干組,視頻信號(hào)可以同時(shí)并行地輸入相應(yīng)的組,執(zhí)行分段驅(qū)動(dòng)。此外,組的個(gè)數(shù)稱為分部數(shù)。例如,在這些鎖存器分成每四級(jí)一組時(shí),就稱為具有4分的分段驅(qū)動(dòng)。
視頻信號(hào)完全寫(xiě)入鎖存器(A)121的所有鎖存級(jí)的周期稱為行周期。實(shí)際上,存在行周期包括上述行周期再加上水平回掃期的情況。
一個(gè)行周期結(jié)束后,鎖存的信號(hào)輸入鎖存器(B)122。此時(shí),寫(xiě)入和存儲(chǔ)在鎖存器(A)121內(nèi)的視頻信號(hào)一起發(fā)送,寫(xiě)入和存儲(chǔ)在鎖存器(B)122的所有鎖存級(jí)內(nèi)。
在將數(shù)字視頻發(fā)送給鎖存器(B)122后,按照來(lái)自移位寄存器120的定時(shí)信號(hào)執(zhí)行將數(shù)字視頻信號(hào)寫(xiě)入鎖存器(A)121。
在下一個(gè)行周期內(nèi),寫(xiě)入和存儲(chǔ)在鎖存器(B)122內(nèi)的數(shù)字視頻信號(hào)輸入信號(hào)線。
也可以不用移位寄存器而用其它像譯碼器電路那樣的電路將數(shù)字視頻信號(hào)串行寫(xiě)入鎖存電路。
圖9B例示了掃描線驅(qū)動(dòng)電路。
掃描線驅(qū)動(dòng)電路104包括移位寄存器123和緩沖電路124。根據(jù)情況,還可以配置一個(gè)電平移動(dòng)器。
在掃描線驅(qū)動(dòng)電路104內(nèi),來(lái)自移位寄存器123的選擇信號(hào)輸入緩沖電路124和輸入一個(gè)相應(yīng)的掃描行。這個(gè)掃描行與一行像素的TFT的柵極連接,因此一行像素的所有開(kāi)關(guān)TFT必須同時(shí)導(dǎo)通。因此,需要用一個(gè)電流容量大的緩存器。
也可以不用移位寄存器而用其它像譯碼器電路那樣的電路選擇選通信號(hào)和提供定時(shí)信號(hào)。
下面將詳細(xì)說(shuō)明控制器105的組成。圖10示出了這個(gè)實(shí)施例的控制器的組成??刂破?05包括接口(I/F)150、畫(huà)面鏈接接收機(jī)151、鎖相環(huán)152(PLL)、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器(FPGA)153、SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)154和155、ROM(只讀存儲(chǔ)器)157、電壓調(diào)整電路158和電源159。此外雖然在這個(gè)實(shí)施例中用的是SDRAM,但如果能寫(xiě)入和讀出高速數(shù)據(jù),也可以用DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)和SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。
在畫(huà)面鏈接接收機(jī)151內(nèi),對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)執(zhí)行并串行變換后通過(guò)接口150輸入半導(dǎo)體顯示設(shè)備,而且作為與R、G和B的彩色相應(yīng)的數(shù)字視頻信號(hào)輸入現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153。
此外,在畫(huà)面鏈接接收機(jī)151內(nèi)根據(jù)通過(guò)接口150輸入半導(dǎo)體顯示設(shè)備的各種信號(hào)產(chǎn)生Hsync信號(hào)、Vsyac信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)CLK和交流電壓(AC Cont),輸入給現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153。
鎖相環(huán)152具有使輸入半導(dǎo)體顯示設(shè)備的各種信號(hào)的頻率和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153的工作頻率的相位協(xié)同的功能。雖然現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153的工作頻率不一定與輸入半導(dǎo)體顯示設(shè)備的各種信號(hào)的頻率相同,但鎖相環(huán)152可以調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153的工作頻率使它們可以相互同步。
控制現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153工作的程序存儲(chǔ)在ROM157內(nèi),現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153按照這程序進(jìn)行工作。
輸入信號(hào)變換部分153的數(shù)字視頻一寫(xiě)入SDRAM154和155就得到保持?,F(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153讀出當(dāng)前保持在SDRAM154的數(shù)字視頻信號(hào)的所有比特中與所有像素相應(yīng)的數(shù)字視頻信號(hào)的每個(gè)比特,將它們輸入給信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。
此外,現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153將與每個(gè)比特相應(yīng)的OLED的發(fā)光期長(zhǎng)度的信息輸入掃描線驅(qū)動(dòng)電路。
此外,電壓調(diào)整電路158與從現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器153輸入的信號(hào)同步調(diào)整每個(gè)像素的OLED的陽(yáng)極與陰極之間的電壓。電源159為電壓調(diào)整電路158、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)線電路103、掃描線驅(qū)動(dòng)電路104和像素部分101提供相應(yīng)的固定電壓。
本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)方法可用于控制器的各種電路中可以用TFT形成的電路。
在本發(fā)明中使用的驅(qū)動(dòng)電路和控制器并不局限于在這個(gè)實(shí)施例中所示的這種組成情況。本實(shí)施例也可以自由地結(jié)合實(shí)施例1或2實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)實(shí)施例中,將說(shuō)明通過(guò)在一個(gè)形成活動(dòng)層和襯底內(nèi)形成的布線適當(dāng)?shù)剡B接圖2A所示的基本單元的接線端和節(jié)點(diǎn)從而形成一個(gè)D觸發(fā)器的例子。
圖11A示出了在形成基本單元前在襯底上形成的布線82至89的版面。圖21A示出了沿圖11A的線C-C′切剖的剖視圖。在形成布線82至89后,形成基膜95,作為絕緣薄膜。可以用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)平整基膜表面,消除布線82至89引起的不平整。
在形成基膜后,用蝕刻法除去基膜的一些部分,暴露布線82至89的相應(yīng)部分。
按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法,可以確定根據(jù)布線82至89的版面和布線82至89由于基膜蝕刻而暴露的位置形成的邏輯電路或電路。因此,在控制器設(shè)計(jì)結(jié)束后就可以確定布線82至89的版面和通過(guò)基膜蝕刻暴露的布線82至89的位置。
形成活動(dòng)層30和31。活動(dòng)層30和31與布線82至89由于蝕刻而暴露的部分接觸。形成與活動(dòng)層30和31接觸的柵極絕緣薄膜90。蝕刻部分柵極絕緣薄膜和基膜,以便暴露布線82至89的相應(yīng)部分。柵極布線32至35與布線82至89的由于蝕刻而暴露的部分接觸。
圖21B為沿圖11B的線C-C′切剖的剖視圖。
在圖11B中,標(biāo)注數(shù)字134所標(biāo)的是接觸部分。
具體地說(shuō),布線82與柵極布線32接觸。布線83與柵極布線33接觸。
布線84在活動(dòng)層30的與柵極布線34交疊的部分94與活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分93之間的區(qū)域91與活動(dòng)層30接觸。布線86在活動(dòng)層31的與柵極布線34交疊的部分與活動(dòng)層31與柵極布線35交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層31接觸。
布線89在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線32交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與另一柵極布線交疊)與活動(dòng)層30交疊。布線89在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線33交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與另一柵極布線交疊)與活動(dòng)層31交疊。
布線87在活動(dòng)層30被活動(dòng)層30與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與另一柵極布線交疊)與活動(dòng)層30交疊。布線87在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線35交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與另一柵極布線交疊)與活動(dòng)層31交疊。此外,布線87與柵極布線34接觸。
布線88與柵極布線35接觸。布線88在活動(dòng)層30的與柵極布線32交疊的部分與活動(dòng)層30與柵極布線34交疊的部分94之間的區(qū)域92與活動(dòng)層30接觸。布線88在活動(dòng)層31的與柵極布線33交疊的部分與活動(dòng)層31與柵極布線34交疊的部分之間的區(qū)域與活動(dòng)層31接觸。
布線85在活動(dòng)層31被活動(dòng)層31與柵極布線33交疊的部分分成兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域(另一個(gè)區(qū)域與另一柵極布線交疊)與活動(dòng)層31交疊。
如圖11B所示的D觸發(fā)電路可以通過(guò)在圖11B所示的設(shè)計(jì)后形成布線82至89制造。
下面,將結(jié)合圖12所示的流程圖說(shuō)明采用上述設(shè)計(jì)方法的本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng)。
在這個(gè)實(shí)施例中,在根據(jù)客戶的訂單確定控制器的規(guī)格后,按照控制器的設(shè)計(jì)形成布線。用按照每個(gè)襯底的控制器的設(shè)計(jì)形成的相互不同的掩模(A-1,A-2,A-3,A-4,A-5)制造這些布線。
首先,對(duì)所有的襯底都用共同的掩模B執(zhí)行步驟B。對(duì)所有的襯底共同的步驟B包括直到形成與TFT交疊的隔層絕緣薄膜的步驟。通常,可以包括形成活動(dòng)層、晶化活動(dòng)層、形成柵極絕緣薄膜、對(duì)活動(dòng)層摻雜、形成柵極和形成絕緣薄膜。在液晶顯示器的情況下,例如步驟B包括形成隔層絕緣薄膜、形成像素電極、粘接到對(duì)置襯底上、注入液晶和其他一些步驟。在采用OLED(有機(jī)發(fā)光設(shè)備)的發(fā)光設(shè)備的情況下,步驟B包括形成隔層絕緣薄膜、形成像素電極、形成有機(jī)發(fā)光層、形成陰極、形成保護(hù)膜、密封襯底和其他一些步驟。
在對(duì)所有襯底共同的步驟B結(jié)束時(shí),就制成了半導(dǎo)體顯示設(shè)備,可以作為產(chǎn)品發(fā)給客戶。
采用上述結(jié)構(gòu),在本發(fā)明中,在控制器的規(guī)格改變時(shí),只要設(shè)計(jì)連接事先形成的TFT或邏輯元件的布線和設(shè)計(jì)接觸孔就可以了。因此,只要改變形成圖案和接觸孔的兩個(gè)掩模。這樣就可以降低與控制器設(shè)計(jì)改變關(guān)聯(lián)的成本,制造出規(guī)格不同的控制器。
在本發(fā)明中使用的驅(qū)動(dòng)電路并不局限于在這個(gè)實(shí)施例中所示的結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例可以自由地結(jié)合實(shí)施例1至3實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)實(shí)施例中,將說(shuō)明在同一個(gè)襯底上同時(shí)制造像素部分和控制器的TFT(n溝道TFT和p溝道TFT)的方法。
首先,如圖13A所示,在一個(gè)用諸如由Coning公司的7059玻璃和1737玻璃代表的硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃之類的玻璃形成的襯底5001上形成用諸如二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或氮氧化硅之類的絕緣薄膜形成的基膜5002。例如,形成用等離子CVD方法由SiH4、NH3和N2O形成的厚度為10nm至200nm(最好為50nm至100nm)的氮氧化硅薄膜5002a。在這上面類似地形成一層由SiH4和N2O形成的厚度為50nm至200nm(最好為100至150nm)的氫氮氧化硅薄膜5002b。在這個(gè)實(shí)施例中,基膜5002具有雙層結(jié)構(gòu),但是也可以做成為上述兩個(gè)層中的一個(gè)層的單層薄膜或者具有兩層以上的上述絕緣薄膜的復(fù)合薄膜。
由在一個(gè)具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜上執(zhí)行激光晶化方法或已知的熱晶化方法得到的晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜形成一些島狀半導(dǎo)體層5003至5006。這些島狀半導(dǎo)體層5003至5006的厚度都為25nm至80nm(最好為30nm至60nm)。對(duì)晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜的材料沒(méi)有限制,但是晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜最好由硅、硅鍺(SiGe)合金等形成。
在用激光晶化方法制造晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜時(shí),使用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)光型的準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器。在用這些激光器時(shí),最好用通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)將從激光振蕩器發(fā)射的激光束會(huì)聚成直線再照射到半導(dǎo)體薄膜上的方法。晶化條件由操作者適當(dāng)選擇。在用準(zhǔn)分子激光器時(shí),脈沖振蕩頻率設(shè)置為300Hz,而激光能量密度設(shè)置為100mJ/cm2至400mJ/cm2(通常為200mJ/cm2至300mJ/cm2)。在用YAG激光器時(shí),脈沖振蕩頻率最好設(shè)置為30KHz至300KHz用它的二次諧波),而激光能量密度最好設(shè)置為300mJ/cm2至600mJ/cm2(通常為350至500mJ/cm2)。會(huì)聚成直線形狀的寬度為100μm至1000μm(例如為400μm)的激光束照射到整個(gè)襯底表面上。此時(shí),線狀激光束的重疊比設(shè)置為50%至90%。
注意,可以用連續(xù)振蕩型或脈沖振蕩型的氣體激光器或固態(tài)激光器。可以用諸如準(zhǔn)分子激光器、Ar激光器、Kr激光器之類的氣體激光器和諸如YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAIO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍(lán)寶石激光器之類的固態(tài)激光器形成激光束。此外,也可以將諸如摻有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAIO3激光器之類的水晶用作固態(tài)激光器。激光器的基波根據(jù)摻雜材料而不同,因此得到具有近似為1μm的基波的激光束??梢杂梅蔷€性的光學(xué)元件來(lái)得到與基波相應(yīng)的諧波。
還可以使用在用非線性光學(xué)元件將固體激光器產(chǎn)生的紅外激光變換成綠激光后再用另一個(gè)非線性元件產(chǎn)生的紫外激光。
在執(zhí)行非晶態(tài)半導(dǎo)體的晶化時(shí),最好應(yīng)用能連續(xù)振蕩的固態(tài)激光器的基波的二次諧波至四次諧波,以便得到一個(gè)大晶粒的晶核。通常,最好應(yīng)用NdYVO4激光器(基波為1064nm)的二次諧波(厚度為532nm)或三次諧波(厚度為355nm)。具體地說(shuō),用非線性光學(xué)元件將具有10W輸出的連續(xù)振蕩型YVO4激光器發(fā)射的激光束變換成一個(gè)諧波。此外,也可以用YVO4的晶核和非線性光學(xué)元件將諧波發(fā)射入諧振器。然后,更為可取的是用一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)形成具有矩形或橢圓形的激光束,照射需處理的物質(zhì)。此時(shí),要求能量密度近似為0.01MW/cm2至100MW/cm2(最好為0.01MW/cm2至10MW/cm2)。半導(dǎo)體薄膜相對(duì)激光束以10cm/s至2000cm/s的速率移動(dòng),以便使這些激光束對(duì)半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行照射。
然后,形成一層?xùn)艠O絕緣薄膜5007,覆蓋島狀半導(dǎo)體層5003至5006。柵極絕緣薄膜5007用等離子CVD方法或?yàn)R射方法由含有硅的絕緣薄膜形成,厚度為40nm至150nm。在這個(gè)實(shí)施例中,柵極絕緣薄膜5007由氮氧化硅薄膜形成,厚度為120nm。然而,柵極絕緣薄膜并不局限于這樣的氮氧化硅薄膜,也可以是含有其他硅的絕緣薄膜,具有單層或疊層結(jié)構(gòu)。例如,在用二氧化硅薄膜時(shí),用等離子CVD方法混合TEOS(四乙基原硅酸酯)和O2,反應(yīng)壓力設(shè)置為40Pa,襯底的溫度設(shè)置為300℃至400℃,放電的高頻(13.56MHz)功率密度設(shè)置為0.5W/cm2至0.8W/cm2。因此,這個(gè)二氧化硅薄膜可以通過(guò)放電形成。這樣制造的二氧化硅薄膜于是可以通過(guò)在400℃至500℃下加溫退火得到更好的作為柵極絕緣薄膜的特性。
在柵極絕緣薄膜5007上形成用來(lái)形成柵極的一層第一導(dǎo)電薄膜5008和一層第二導(dǎo)電薄膜5009。在這個(gè)實(shí)施例中,由Ta形成厚度為50nm至100nm的第一導(dǎo)電薄膜5008,而由W形成厚度為100nm至300nm的第二導(dǎo)電薄膜5009。
Ta薄膜用濺射方法形成,用Ar濺射Ta的目標(biāo)。在這種情況下,在Ar中添加適當(dāng)量的Xe和Kr時(shí),可以釋放Ta薄膜的內(nèi)應(yīng)力,從而防止這層薄膜剝落。α相Ta薄膜的電阻率大約為20μΩcm,因此這Ta薄膜可以用于柵極。然而,β相Ta層的電阻率大約為180μΩcm,因此不適用于柵極。在事先形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)接近Ta的α相結(jié)晶結(jié)構(gòu)、厚度大約10nm至50nm的一氮化鉭作為Ta薄膜的基底來(lái)形成α相的Ta薄膜時(shí),可以很容易得到α相的Ta薄膜。
W薄膜用濺射方法以W作為目標(biāo)形成。此外,W薄膜也可以用熱CVD方法用六氟化鎢(WF6)形成。在任何情況下,必須減小電阻,以便將這種薄膜用作柵極。所希望的是,將W薄膜的電阻率設(shè)置為等于或小于20μΩcm。在增大W薄膜的晶粒時(shí),可以減小W薄膜的電阻率。然而,在W薄膜內(nèi)有許多諸如氧之類的的雜質(zhì)元素時(shí),就會(huì)妨礙晶化,增大電阻率。因此,在用濺射方法的情況下,用純度為99.9999%或99.99%的W目標(biāo),而且在形成W薄膜時(shí)要特別小心,不讓雜質(zhì)從氣相混入W薄膜。這樣就可以得到9μΩcm至20μΩcm的電阻率。
在這個(gè)實(shí)施例中,第一導(dǎo)電薄膜5008由Ta形成,而第二導(dǎo)電薄膜5009由W形成。然而,本發(fā)明并不局限于這種情況。這兩層導(dǎo)電薄膜都也可以由從Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中選出的一種元素或者以這些元素作為主要成分的合金或化合物來(lái)形成。此外,也可以用以摻有諸如磷光體之類的雜質(zhì)元素的多晶硅薄膜為代表的半導(dǎo)體薄膜。除了在這個(gè)實(shí)施例中所示的那些之外,組合的例子還包括第一導(dǎo)電薄膜由一氮化鉭(TaN)形成,第二導(dǎo)電薄膜由W形成;第一導(dǎo)電薄膜由一氮化鉭(TaN)形成,第二導(dǎo)電薄膜由Al形成;以及第一導(dǎo)電薄膜由一氮化鉭(TaN),第二導(dǎo)電薄膜由Cu形成。還可以用以摻有諸如磷光體或Ag Pd Cu合金之類的雜質(zhì)元素的多晶硅薄膜為代表的半導(dǎo)體薄膜作為第一導(dǎo)電薄膜或第二導(dǎo)電薄膜。
此外,導(dǎo)電薄膜還不局限于雙層結(jié)構(gòu)。例如,也可以用一層鎢薄膜、一層鋁和硅的合金(Al-Si)薄膜和一層一氮化鈦依次層疊的三層結(jié)構(gòu)。此外,如果采用三層結(jié)構(gòu),也可以用氮化鎢來(lái)代替鎢,用鋁和鈦的合金(Al-Ti)薄膜來(lái)代替鋁和硅的合金(Al-Si)薄膜,和用鈦薄膜來(lái)代替一氮化鈦薄膜。
注意,非常重要的是按照導(dǎo)電薄膜材料選擇最適合的蝕刻方法和蝕刻劑類型。
然后,用抗蝕劑形成掩模5010,執(zhí)行形成電極和布線的第一蝕刻處理。在這個(gè)實(shí)施例中,用的是ICP(電感偶合等離子)蝕刻法,將CF4和Cl2與一種氣體混合,用于蝕刻。在壓強(qiáng)為1Pa的情況下將500W的RF(13.56MHz)功率加到線圈型的電極上,產(chǎn)生等離子體。100W的射頻(13.56MHz)功率也加到襯底側(cè)(樣本級(jí)),再加上一個(gè)充分負(fù)的自偏壓。在CF4和Cl2混合時(shí),就將W薄膜和Ta薄膜蝕刻到同樣的程度。
在上述蝕刻條件下,通過(guò)使由抗蝕劑形成的掩模的形狀成為適當(dāng)?shù)男螤睿捎诩拥揭r底側(cè)的偏壓的作用將第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的端部加工成退拔形狀。退拔部分的角度設(shè)置為15°至45°。最好是蝕刻時(shí)間增長(zhǎng)10%至20%,以便使蝕刻不會(huì)在柵極絕緣薄膜上留下殘?jiān)?。由于氮氧化硅薄膜與W薄膜的選擇比為2至4(通常為3),因此過(guò)蝕刻處理蝕刻了氮氧化硅薄膜的外露面大約20nm至50nm。這樣,第一蝕刻處理形成了具有由第一和第二導(dǎo)電層形成的第一形狀的導(dǎo)電層5011至5016(第一導(dǎo)電層5011a至5016a和第二導(dǎo)電層5011b至5016b)。在柵極絕緣薄膜5007中沒(méi)有被具有第一形狀的導(dǎo)電層5011至5016覆蓋的區(qū)域蝕刻掉大約20nm至50nm,因此形成了一個(gè)退拔了的區(qū)域(圖13B)。
然后,通過(guò)執(zhí)行第一摻雜處理添加賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(圖13B)。摻雜方法可以是離子摻雜方法或離子植入方法。離子摻雜方法在劑量設(shè)置為1×1013atom/cm2(每平方厘米的原子數(shù))至5×1014atom/cm2和加速電壓設(shè)置為60keV至100keV的條件下執(zhí)行。用一種屬于組15的元素通常為磷(P)或砷(As)作為賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。然而,在這里使用的是磷(P)。在這種情況下,導(dǎo)電層5011至5014用作對(duì)賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素的掩模,而第一摻雜區(qū)5017至5024以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素以1×1020atom/cm3(每立方厘米的原子數(shù))至1×1021atom/cm3的濃度加入第一摻雜區(qū)。
接著,在不除去抗蝕劑掩模的情況下執(zhí)行第二蝕刻處理,如圖13C所示。用CF4、Cl2和O2作為蝕刻氣體有選擇地對(duì)W薄膜進(jìn)行蝕刻。通過(guò)第二蝕刻處理形成具有第二形狀的導(dǎo)電層5026至5031(第一導(dǎo)電層5026a至5031a和第二導(dǎo)電層5026b至5031b)。柵極絕緣薄膜5007的沒(méi)有被第二形狀的導(dǎo)電層5026至5031覆蓋的區(qū)域再蝕刻掉20nm至50nm左右,從而形成一個(gè)減薄了的區(qū)域。
在用CF4和Cl2的混合氣體蝕刻W薄膜或Ta薄膜的蝕刻反應(yīng)可以根據(jù)所產(chǎn)生的基或離子種類的汽壓假設(shè)。在比較W和Ta的氟化物和氯化物的汽壓時(shí),作為W的一種氟化物的WF6的汽壓是非常高的,而其他WCI5、TaF5和TaCl5的汽壓相互近似相等。因此,W薄膜和Ta薄膜都用CF4和Cl2的混合氣體蝕刻。然而,在將適當(dāng)?shù)腛2添入這種混合氣體時(shí),CF4就與O2起反應(yīng),成為CO和F,產(chǎn)生大量的F基或F離子。因此,提高了氟化物具有高汽壓的W薄膜的蝕刻速度。與此相比,在增大F時(shí)對(duì)于Ta薄膜的情況蝕刻速度提高得比較小。由于Ta比W更容易氧化,Ta薄膜的表面就容易被添加的O2氧化。由于Ta的氧化物不與氟或氯化物起反應(yīng),因此又減小了Ta薄膜的蝕刻速度。所以,可以使W薄膜與Ta薄膜之間在蝕刻速度上有所差異,從而可以將W薄膜的蝕刻速度設(shè)置得比Ta薄膜的蝕刻速度高。
然后執(zhí)行第二摻雜處理,如圖14A所示。在這種情況下,通過(guò)將劑量減小到小于在第一摻雜處理中的劑量在高加速電壓下以比第一摻雜處理中小的劑量用賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素進(jìn)行摻雜。例如加速電壓設(shè)置為70keV至120keV,劑量設(shè)置為1×1013atom/cm2。這樣,就在圖13B的島狀半導(dǎo)體層中形成的第一摻雜區(qū)內(nèi)形成一個(gè)新的摻雜區(qū)。在摻雜中,用第二形狀的導(dǎo)電層5026至5030作為對(duì)雜質(zhì)元素的掩模,進(jìn)行摻雜,使雜質(zhì)元素也添加入第二導(dǎo)電層5026a至5030a下面的區(qū)域。這樣,就形成與第二導(dǎo)電層5026a至5030a交疊的第三摻雜區(qū)5032至5041和在第一摻雜區(qū)與第三摻雜區(qū)之間的第二摻雜區(qū)5042至5051。賦予n型的雜質(zhì)元素的濃度在第二摻雜區(qū)內(nèi)設(shè)置為1×1017atom/cm3至1×1019atom/Gm3,而在第三摻雜區(qū)內(nèi)設(shè)置為1×1016atom/cm3至1×1018atom/cm3。
在島狀半導(dǎo)體層5004和5006內(nèi)形成導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電型相反的第四摻雜區(qū)5052至5074,從而形成p溝道型TFT,如圖14B所示。用第二形狀的導(dǎo)電層5027b和5030b作為對(duì)雜質(zhì)元素的掩模,以自對(duì)準(zhǔn)方式形成摻雜區(qū)。此時(shí),用一個(gè)抗蝕掩模5200完全覆蓋形成n溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體層5003和布線部分5031。摻雜區(qū)5052至5074已經(jīng)用濃度不同的磷摻雜。通過(guò)離子摻雜用乙硼烷(B2H6)對(duì)摻雜區(qū)5052至5074摻雜,在相應(yīng)的摻雜區(qū)內(nèi)的雜質(zhì)濃度設(shè)置為2×1020atom/cm3至2×1021atom/cm3。
通過(guò)以上這些步驟,在相應(yīng)的島狀半導(dǎo)體層內(nèi)形成這些摻雜區(qū)。與島狀半導(dǎo)體層交疊的第二形狀的導(dǎo)電層5026至5030起著柵極的作用。標(biāo)注數(shù)字5031所標(biāo)的是島狀第一掃描線。
如圖14C所示,執(zhí)行一個(gè)激活添加入島狀半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的步驟,以控制導(dǎo)電類型。通過(guò)用爐進(jìn)行爐內(nèi)退火的加溫退火方法來(lái)完成這個(gè)處理。此外,也可以用激光退火方法或快速加溫退火方法(RTA方法)。在這種加溫退火方法中,在氧濃度等于或小于1ppm(最好是等于或小于0.1ppm)的氮保護(hù)環(huán)境內(nèi)在400℃至700℃的溫度下完成這個(gè)處理。在這個(gè)實(shí)施例中,在500℃的溫度下執(zhí)行四個(gè)小時(shí)的熱處理。在第二導(dǎo)電層5026至5031內(nèi)使用的布線材料抗熱差時(shí),最好在形成可以保護(hù)布線等的隔層絕緣薄膜(主要成分為硅)后執(zhí)行激活。
在采用激光退火方法時(shí),可以用晶化中所用的激光器。在執(zhí)行激活時(shí),移動(dòng)速度設(shè)置成與晶化處理中的一樣,而要求能量密度為0.01MW/cm2至100MW/cm2左右(最好為0.01MW/cm2至10MW/cm2)。
再在包括3%至100%的氫的環(huán)境內(nèi)在300℃至450℃溫度下執(zhí)行1至12小時(shí)的熱處理,使島狀半導(dǎo)體層氫化。這個(gè)步驟由受到熱激勵(lì)的氫終止半導(dǎo)體層的懸空鍵。作為另一種氫化措施,也可以執(zhí)行等離子氫化(用由等離子激勵(lì)的氫)。
接著,如圖15A所示,由厚度為100nm至200nm的氮氧化硅薄膜形成第一隔層絕緣薄膜5075。再在第一隔層絕緣薄膜上用有機(jī)絕緣材料形成第二隔層絕緣薄膜5076。用以有機(jī)樹(shù)脂作為材料的薄膜作為第二隔層絕緣薄膜5076??梢杂镁埘啺?、聚酰胺、丙烯酸、BCB(benzocyclobutene)等作為這種有機(jī)樹(shù)脂。特別是,由于提供第二隔層絕緣薄膜5076主要為了平整,因此在平整薄膜中出色的丙烯酸更為可取。在這個(gè)實(shí)施例中,形成一層厚度可足以填平TFT造成的位差的丙烯酸薄膜。其上的薄膜厚度最好設(shè)置為1μm至5μm(更可取的是設(shè)置為2μm至4μm)。
在這個(gè)實(shí)施例中,雖然控制器的規(guī)格還沒(méi)有確定,但可以預(yù)先完成上述這些步驟。上述步驟是用一個(gè)共同的掩模對(duì)所有的襯底執(zhí)行的。在確定控制器的規(guī)格后,按照控制器的規(guī)格,確定在所有襯底上控制器內(nèi)TFT的摻雜區(qū)(源極/漏極)的位置、要與柵極接觸的布線版面和接觸孔。
形成第一隔層絕緣薄膜5075、第二隔層絕緣薄膜5076和柵極絕緣薄膜5007的接觸孔??刂破鞯牟季€5077至5079和與其他TFT和布線連接的布線5080至5083同時(shí)形成。
在形成接觸孔中,通達(dá)n型摻雜區(qū)5017和5018或p型摻雜區(qū)5052至5074的接觸孔、通達(dá)布線5031的接觸孔(未示出)、通達(dá)電流供給線的接觸孔和通達(dá)柵極的接觸孔(未示出)用干蝕刻或濕蝕刻方法形成。
然后,使一層具有三層構(gòu)造的疊層薄膜形成所要求的形狀的圖案,用作布線5077至5083。在這三層構(gòu)造中,厚度為100nm的Ti薄膜、含有Ti的厚度為300nm的鋁薄膜和厚度為150nm的Ti薄膜連續(xù)地用濺射方法形成。當(dāng)然,也可以用別的導(dǎo)電薄膜。
對(duì)所有的襯底用一個(gè)共同的掩模執(zhí)行在布線形成后的步驟。
形成與連接電極5082接觸的像素電極5084的圖案,以形成像素電極5084。在這個(gè)實(shí)施例中,形成厚為110nm的ITO薄膜110作為像素電極5084,在ITO薄膜110上形成圖案。通過(guò)將像素電極5084排列成使像素電極5084與連接電極5082接觸和與連接布線5082交疊形成接觸。此外,也可以用2%至20%的氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合而成的透明導(dǎo)電薄膜。像素電極5084成為OLED的陽(yáng)極(見(jiàn)圖15)。
接著形成一層厚度為500nm的含有硅的絕緣薄膜(在這個(gè)實(shí)施例中為二氧化硅薄膜),如圖15B所示。形成一層起工作面作用的第三隔層絕緣薄膜,其中在與像素電極5084相應(yīng)的位置形成一個(gè)開(kāi)口。在形成開(kāi)口時(shí),用濕蝕刻法可以很容易使開(kāi)口的側(cè)壁成退拔形。在開(kāi)口的側(cè)壁不夠平緩時(shí),由于位差引起的有機(jī)發(fā)光層惡化就成為顯著的問(wèn)題。
接著,在不暴露于大氣的情況下用真空蒸發(fā)方法連續(xù)形成有機(jī)發(fā)光層5086和陰極(MgAg電極)5087。有機(jī)發(fā)光層5086的厚度為80nm至200nm(通常為100nm至120nm),而陰極5067的厚度為180nm至300nm(通常為200nm至250nm)。
在這個(gè)處理中,對(duì)于一個(gè)與紅相應(yīng)的像素、一個(gè)與綠相應(yīng)的像素和一個(gè)與藍(lán)相應(yīng)的像素相繼地形成有機(jī)發(fā)光層。在這種情況下,由于有機(jī)發(fā)光層具有不足對(duì)溶解的阻抗,因此必須分別對(duì)每種顏色形成有機(jī)發(fā)光層,而不是用光刻技術(shù)。所以,最好是用一個(gè)金屬掩膜覆蓋除了所要求的像素之外的部分,使得只在所要求的部分有選擇地形成有機(jī)發(fā)光層。
也就是說(shuō),首先設(shè)置一個(gè)覆蓋除與紅色相應(yīng)的像素之外的所有部分的掩模,用這個(gè)掩模有選擇地形成發(fā)射紅光的有機(jī)發(fā)光層。接著,設(shè)置一個(gè)覆蓋除與綠色相應(yīng)的像素之外的所有部分的掩模,用這個(gè)掩模有選擇地形成發(fā)射綠光的有機(jī)發(fā)光層。再設(shè)置一個(gè)覆蓋除與藍(lán)色相應(yīng)的像素之外的所有部分的掩模,用這個(gè)掩模有選擇地形成發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)發(fā)光層。在這里,用了不同的掩模,但是也可以重復(fù)地用同一個(gè)掩模。
在這里,用的是形成發(fā)射與RGB相應(yīng)的三種光的元的系統(tǒng)。然而,也可以用將一個(gè)發(fā)射白光的發(fā)光元與一個(gè)濾色器組合在一起的系統(tǒng)、將發(fā)射藍(lán)光或青綠光的發(fā)光元與一種熒光物質(zhì)(熒光色變換媒體CCM)組合在一起的系統(tǒng)、使用一個(gè)透明電極將分別與R、G和B相應(yīng)的發(fā)光元與陰極(對(duì)置電極)交疊的系統(tǒng)等。
可以用一種已知的材料作為有機(jī)發(fā)光層5086??紤]到驅(qū)動(dòng)電壓,更可取的是用有機(jī)材料作為這種已知的材料。例如,對(duì)于這種有機(jī)發(fā)光層可取的是采用一個(gè)包括一個(gè)空穴注入層、一個(gè)空穴傳送層、一個(gè)發(fā)光層和一個(gè)電子注入層的四層結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例為OLED的陰極用了MgAg,但是也可以用其他已知材料。
然后,形成陰極5087。這個(gè)實(shí)施例為陰極5087用了MgAg,但是并不局限于此??梢杂闷渌阎牟牧闲纬申帢O5087。
雖然圖中沒(méi)有示出,但在陰極做成薄陰極的情況下光可以向上發(fā)射。
然后,形成保護(hù)電極5088,與有機(jī)發(fā)光層和陰極交疊??梢杂煤袖X作為主要成分的導(dǎo)電層作為保護(hù)電極5088。在形成有機(jī)發(fā)光層和陰極時(shí)用另一個(gè)掩模用真空淀積方法形成保護(hù)電極5088。此外,在形成有機(jī)發(fā)光層和陰極后在不釋放空氣的情況下連續(xù)形成保護(hù)電極。
最后,形成一層厚度為300nm的由氮化硅薄膜形成的鈍化膜5089。由于形成了鈍化膜5089,保護(hù)電極5088起著使有機(jī)發(fā)光層與水汽之類隔離的作用。因此,OLED的可靠性可以得到進(jìn)一步的改善。
這樣,就制成了這種具有圖15B所示結(jié)構(gòu)的有源矩陣型發(fā)光設(shè)備。雖然在這個(gè)實(shí)施例的制造步驟中,由于這種結(jié)構(gòu)或步驟,信號(hào)線由形成柵極的材料Ta和W形成而掃描線由形成源極/漏極的布線材料A1形成,但是也可以用其他材料形成。
由于除了像素部分和控制器在驅(qū)動(dòng)電路部分內(nèi)配置了具有最佳結(jié)構(gòu)的TFT,在這個(gè)實(shí)施例中的有源矩陣襯底具有很高的可靠性和得到改善的工作特性。此外,在晶化處理中,由于添加了諸如Ni之類的金屬催化劑,結(jié)晶性也可以得到改善。因此,信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)頻率可以設(shè)置為10MHz以上。
首先,用具有減少熱載流子注入以盡可能不降低操作速度的結(jié)構(gòu)的TFT作為形成驅(qū)動(dòng)電路部分的CMOS電路的n溝道型TFT。這里,驅(qū)動(dòng)電路包括移位寄存器、緩存器、電平移動(dòng)器、線順序驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的鎖存器、點(diǎn)順序驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的選通門等。
在這個(gè)實(shí)施例的情況下,n溝道型TFT的活動(dòng)層包括源極區(qū)、漏極區(qū)、GOLD區(qū)、LDD區(qū)和溝道形成區(qū)。GOLD區(qū)通過(guò)柵極絕緣薄膜與柵極交疊。
由于熱載流子注入CMOS電路的p溝道型TFT而引起的惡化幾乎可以忽略。因此,不必特別在p溝道型TFT內(nèi)形成LDD區(qū)。然而,與n溝道型TFT類似,可以在p溝道型TFT內(nèi)形成LDD區(qū)作為對(duì)抗熱載流子的措施。
此外,在驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)使用電流可以雙向流過(guò)溝道形成區(qū)的CMOS電路即源極和漏極區(qū)的作用可以互換的CMOS電路時(shí),對(duì)于構(gòu)成CMOS電路的n溝道型TFT來(lái)說(shuō)最好形成一些LDD區(qū),使得溝道形成區(qū)夾在LDD區(qū)之間。作為一個(gè)例子,是在點(diǎn)順序驅(qū)動(dòng)器內(nèi)所用的選通門。在驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)用要求盡可能減小截止?fàn)顟B(tài)電流值的CMOS電路時(shí),形成CMOS電路的n溝道型TFT最好具有一部分LDD區(qū)與柵極交疊的結(jié)構(gòu)。在點(diǎn)順序驅(qū)動(dòng)中使用的選通門也可以作為一個(gè)這樣的例子。
實(shí)際上,用一層高度氣密和允許少量氣體透過(guò)的保護(hù)膜(諸如疊層薄膜和UV可固化樹(shù)脂薄膜)或透光密封材料封裝達(dá)到圖15B狀態(tài)的設(shè)備,以便進(jìn)一步避免暴露在外界空氣中??梢詫⒃诿芊獾脑O(shè)備內(nèi)的空間設(shè)置成惰性環(huán)境,或在那里放有吸濕性材料(例如氧化鋇),以改善發(fā)光元的可靠性。
在通過(guò)封裝或其他處理保證了氣密性后,就可以接上將外部信號(hào)接線端與從在襯底上形成的元或電路引出的接線端連接起來(lái)的連接器(軟性印制電路FPC)。在本說(shuō)明中將處在可以發(fā)貨的狀態(tài)的設(shè)備稱為顯示設(shè)備。
本實(shí)施例可以自由地與實(shí)施例1至4結(jié)合。
在OLED內(nèi)所用的有機(jī)發(fā)光材料大致分為低分子量材料和高分子量材料。本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備既可以用低分子量有機(jī)發(fā)光材料也可以用高分子量有機(jī)發(fā)光材料。
低分子量有機(jī)發(fā)光材料用蒸發(fā)方法形成。這使它容易形成層疊結(jié)構(gòu),從而可以通過(guò)將一些具有不同功能的薄膜,諸如一個(gè)空穴傳送層和一個(gè)電子傳送層,層疊起來(lái),提高效率。不一定就要有明顯的空穴傳送層和電子傳送層。一個(gè)混合狀態(tài)的單層或者多層,例如在日本專利申請(qǐng)No.2001-020817中所揭示的那樣,可以延長(zhǎng)OLED的工作壽命和改善發(fā)光效率。
低分子量有機(jī)發(fā)光材料的例子有具有作為配合基的喹啉醇(Alq3)和三苯胺衍生物(TPD)的鋁合成物。
另一方面,高分子量有機(jī)發(fā)光材料機(jī)械上比低分子量材料更堅(jiān)固,從而可以提高發(fā)光元的耐用性。此外,高分子量材料可以用涂刷方法形成,因此制造這種發(fā)光元比較容易。
一個(gè)用高分子量有機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光元的結(jié)構(gòu)基本上與一個(gè)用低分子量有機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光元的結(jié)構(gòu)相同,具有一個(gè)陰極、一個(gè)有機(jī)發(fā)光層和一個(gè)陽(yáng)極。在有機(jī)發(fā)光層由一種高分子量有機(jī)發(fā)光材料形成時(shí),在所知的這些結(jié)構(gòu)中流行的是雙層結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)椴幌笥玫头肿恿坑袡C(jī)發(fā)光材料的情況,用高分子量材料不容易形成層疊結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō),一個(gè)用高分子量有機(jī)發(fā)光材料的元具有一個(gè)陰極、一個(gè)發(fā)光層、一個(gè)空穴傳送層和一個(gè)陽(yáng)極。在用高分子量有機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光元內(nèi)可以用Ca作為陰極材料。
從一個(gè)發(fā)光元發(fā)出的光的顏色由它的發(fā)光層的材料確定。因此,可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟牧闲纬梢粋€(gè)發(fā)出所需顏色的光的發(fā)光元??捎脕?lái)形成發(fā)光層的高分子量有機(jī)發(fā)光材料是以聚對(duì)二乙烯基苯為基礎(chǔ)的材料、以聚對(duì)亞苯基為基礎(chǔ)的材料、以聚噻吩為基礎(chǔ)的材料或以聚芴為基礎(chǔ)的材料。
以聚對(duì)二乙烯基苯為基礎(chǔ)的材料是聚(對(duì)二乙烯基苯)(標(biāo)為PPV)的衍生物,例如,聚(2,5-二烷氧基-1,4-二乙烯基苯)(標(biāo)為RO-PPV)、聚(2-(2-乙基-己氧基)-5-甲氧基-1,4-二乙烯基苯)(標(biāo)為MEH-PPV)和聚(2-(二烷氧基苯基)-1,4-二乙烯基苯)(標(biāo)為ROPh-PPV)。
以聚對(duì)亞苯基為基礎(chǔ)的材料是聚對(duì)亞苯基(標(biāo)為PPP)的衍生物,例如,聚(2,5-二烷氧基-1,4-亞苯基)(標(biāo)為RO-PPP)和聚(2,5-二己氧基1,4-亞苯基)。
以聚噻吩為基礎(chǔ)的材料是聚噻吩(標(biāo)為PF)的衍生物,例如,聚(3-烷基噻吩)(標(biāo)為PAT)、聚(3-乙基噻吩)(標(biāo)為PHT)、聚(3-環(huán)己基噻吩)(標(biāo)為PCHT)、聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)(標(biāo)為PCHMT)、聚(3,4-二環(huán)己基噻吩)(標(biāo)為PDCHT)、聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩](標(biāo)為POPT)和聚[3-(4-辛基苯基)-2,2-二噻吩](標(biāo)為PTOPT)。
以聚芴為基礎(chǔ)的材料是聚芴(標(biāo)為PF)的衍生物,例如,聚(9,9-二烷基芴)(標(biāo)為PDAF)和聚(9,9-二辛基芴)(標(biāo)為PDOF)。
如果一個(gè)由能傳送空穴的高分子量有機(jī)發(fā)光材料形成的層夾在一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)發(fā)光的高分子量有機(jī)發(fā)光材料層之間,從陽(yáng)極注入空穴的情況就可以得到改善。這種空穴傳送材料通常與受主材料一起溶解入水內(nèi),這種溶解是由旋涂之類施加的。由于空穴傳送材料是不能在有機(jī)溶劑內(nèi)溶解的,因此其薄膜可以與上述發(fā)光的有機(jī)發(fā)光材料層形成一個(gè)疊層。
能傳送空穴的高分子量有機(jī)發(fā)光材料通過(guò)將PEDOT與用作受主材料的樟腦磺酸(標(biāo)為CSA)混合得到。也可以用聚苯胺(標(biāo)為PANI)和用作受主物質(zhì)的聚苯乙烯磺酸(標(biāo)為PSS)的混合物。
除了上述的低分子或高分子的有機(jī)發(fā)光材料之外,也可以用所謂的中間分子量有機(jī)發(fā)光材料,如不具有升華性能或溶解性能的有機(jī)化合物的聚合體(最好為分子性為20或者更小的聚合體)或分子鏈長(zhǎng)為10μm或者更短的(最好為50nm或者更短的)有機(jī)化合物的聚合體。
這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以自由地與實(shí)施例1至5的任何結(jié)構(gòu)結(jié)合。
在這個(gè)實(shí)施例中,將說(shuō)明用于本發(fā)明的控制器的TFT的結(jié)構(gòu)。圖16為示出這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)n溝道TFT751和一個(gè)p溝道TFT752的剖視圖。
n溝道TFT751包括半導(dǎo)體薄膜760、第一電極762、第一絕緣薄膜770、第二絕緣薄膜751和第二電極761。半導(dǎo)體薄膜760包括具有第一濃度的導(dǎo)電型摻雜區(qū)763、具有第二濃度的導(dǎo)電型摻雜區(qū)765和溝道形成區(qū)764。
注意,在這個(gè)實(shí)施例中,第一絕緣薄膜770具有由兩層絕緣薄膜770a和770b組成的層疊結(jié)構(gòu)。然而,第一絕緣薄膜770可以是單層絕緣薄膜,也可以具有三層以上的絕緣薄膜層疊起來(lái)的層疊結(jié)構(gòu)。
第一電極762和溝道形成區(qū)764與插在它們之間的第一絕緣薄膜770相互交疊。第二電極761和溝道形成區(qū)764與插在它們之間的第二絕緣薄膜751相互交疊。
p溝道TFT752包括半導(dǎo)體薄膜780、第一電極782、第一絕緣薄膜770、第二絕緣薄膜751和第二電極781。半導(dǎo)體薄膜780包括具有第三濃度的導(dǎo)電型摻雜區(qū)783和溝道形成區(qū)784。
第一電極782和溝道形成區(qū)784與插在它們之間的第一絕緣薄膜770相互交疊。第二電極781和溝道形成區(qū)784與插在它們之間的第二絕緣薄膜751相互交疊。
此外,在這個(gè)實(shí)施例中第一電極762和第二電極761是電連接的,雖然圖中沒(méi)有示出。同樣,第一電極782和第二電極781也是電連接的。注意,本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu),也可以采用第一電極762和第二電極761相互電隔離而在第一電極762上加有一定電壓的結(jié)構(gòu)。此外,本發(fā)明也可以采用第一電極782和第二電極781相互電隔離而第一電極782上加有一定電壓的結(jié)構(gòu)。
與單電極的情況相比,將給定的電壓加到第一電極上,可以減小門限值的變動(dòng)和截止電流。而且,將電平相同的電壓加到第一和第二電極上,使得耗盡層可以象使半導(dǎo)體薄膜充分減薄的情況那樣快速擴(kuò)展。結(jié)果,可以減小子門限系數(shù)和進(jìn)一步提高場(chǎng)效應(yīng)移動(dòng)性。因此,與單電極的情況相比,可以增大導(dǎo)通電流。因此,驅(qū)動(dòng)電路采用具有這種結(jié)構(gòu)的TFT,可以降低驅(qū)動(dòng)電壓。由于可以增大導(dǎo)通電流,因此可以減小TFT(特別是減小溝道寬度),從而提高集成密度。
n溝道TFT751和p溝道TFT752兩個(gè)都用第一隔層絕緣薄膜771和第二隔層絕緣薄膜772覆蓋。按照本發(fā)明,n溝道TFT751、p溝道TFT752和如上所述覆蓋這兩個(gè)TFT的第一隔層絕緣薄膜771和第二隔層絕緣薄膜772可以在控制器的規(guī)格確定之前制造。
在控制器規(guī)格確定后,按照控制器的規(guī)格在第一隔層絕緣薄膜771、第二隔層絕緣薄膜772和第二絕緣薄膜內(nèi)形成接觸孔,以形成布線741至745。布線741至745連接到配置在TFT的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)的摻雜區(qū)或TFT的柵極。布線的數(shù)量及其版面根據(jù)控制器的規(guī)格改變。在這個(gè)實(shí)施例中,布線741與具有第一濃度的一種導(dǎo)電型摻雜區(qū)763中的一個(gè)接觸,而布線742與另一個(gè)接觸。此外,布線743與具有第三濃度的一種導(dǎo)電型摻雜區(qū)783中的一個(gè)接觸,而布線745與另一個(gè)接觸。布線744與柵極781接觸。
注意,這個(gè)實(shí)施例可以與任何實(shí)施例1至6結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)實(shí)施例中,將說(shuō)明用于本發(fā)明的控制器的TFT的結(jié)構(gòu)。圖17A為示出這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)n溝道TFT931和一個(gè)p溝道TFT932的俯視圖。圖17B和17C為分別沿圖17A中的破折線A-A′和破折線B-B′切剖的剖視圖。
在圖17A至17C中,n溝道TFT931包括在用作基底的絕緣薄膜922(下面將稱為基膜)922上的柵極901、與柵極901接觸的柵極絕緣薄膜920和與柵極絕緣薄膜920接觸的活動(dòng)層。這里,活動(dòng)層包括溝道形成區(qū)906、摻雜區(qū)902和903(溝道形成區(qū)906夾在它們之間)和分別在溝道形成區(qū)906與摻雜區(qū)902和903之間形成的LDD區(qū)904和905。由907標(biāo)示的是一層保護(hù)溝道形成區(qū)906的保護(hù)薄膜。
p溝道TFT932包括在基膜922上的柵極911、與柵極911接觸的柵極絕緣薄膜920和與柵極絕緣薄膜920接觸的活動(dòng)層。這里,活動(dòng)層包括溝道形成區(qū)916和摻雜區(qū)912和913(溝道形成區(qū)916夾在它們之間)。由917標(biāo)示的是一層保護(hù)溝道形成區(qū)916的保護(hù)薄膜。
n溝道TFT931和p溝道TFT932兩個(gè)都被一層第一隔層絕緣薄膜921覆蓋。按照本發(fā)明,n溝道TFT931、p溝道TFT932和覆蓋這兩個(gè)TFT的第一隔層絕緣薄膜921都可以在控制器的規(guī)格確定之前制造。
在控制器規(guī)格確定后,按照控制器的規(guī)格在第一隔層絕緣薄膜921和柵極絕緣薄膜920內(nèi)形成接觸孔,以形成布線908、909、910和919。布線908、909、910和919分別接至配置在TFT的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)的相應(yīng)摻雜區(qū)或TFT的柵極。布線的數(shù)量及其版面根據(jù)控制器的規(guī)格改變。在這個(gè)實(shí)施例中,布線與摻雜區(qū)902接觸,而布線909與摻雜區(qū)903和912接觸。此外,布線919和910分別與摻雜區(qū)913和柵極901電連接。
這里,柵極絕緣薄膜920或第一隔層絕緣薄膜921可以對(duì)在襯底上的所有的TFT同樣形成,也可以按照電路或單元分別形成。
注意,這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以自由地結(jié)合實(shí)施例1至6實(shí)現(xiàn)。
以下對(duì)這個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明涉及構(gòu)成一個(gè)用陰極作為一個(gè)像素電極的像素的情況。
圖18例示了按照這個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的一個(gè)像素的剖視圖。在圖18中,在襯底3501上制造的n溝道型TFT3502是用已知方法制造的。在這個(gè)實(shí)施例中,采用了基于雙柵極結(jié)構(gòu)的n溝道型TFT3502。然而,也可以采用單柵極結(jié)構(gòu)、三柵極結(jié)構(gòu)或有三個(gè)以上的柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)只示出了一些具有像素的n溝道型TFT和控制饋給像素電極的電流的p溝道型TFT,其他TFT也可以參照?qǐng)D18所示的結(jié)構(gòu)制造。
p溝道型TFT3503與n溝道TFT相應(yīng),可以用已知的方法制造。標(biāo)注數(shù)字538所標(biāo)的布線相應(yīng)于使以上n溝道型TFT3502的柵極539a與它的另一個(gè)柵極539b電鏈接的掃描線。
在這個(gè)實(shí)施例中,以上p溝道型TFT3503例示為具有單柵極結(jié)構(gòu)。然而,p溝道型TFT可以具有多個(gè)TFT相互串聯(lián)的多柵極結(jié)構(gòu)。此外,也可以用這樣的結(jié)構(gòu)將一個(gè)溝道形成區(qū)充分地分成多個(gè)連接相互并聯(lián)的多個(gè)TFT的部分,從而使這些TFT能高效率地輻射熱量。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于克服TFT的熱老化相當(dāng)有效。
在n溝道型TFT3502和p溝道型TFT3503上形成一層第一隔層絕緣薄膜541。再在第一隔層絕緣薄膜541上形成一層由樹(shù)脂絕緣薄膜制成的第二隔層絕緣薄膜542。極其重要的是用第二隔層絕緣薄膜542充分平整由于配置TFT而引起的臺(tái)階。這是因?yàn)?,由于稍后需形成的有機(jī)發(fā)光層是非常薄的,存在這樣的臺(tái)階會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不良的光發(fā)射??紤]到這種情況,在形成像素電極前,要求盡可能平整上面所述的臺(tái)階,以便能在一個(gè)充分整平的表面上形成有機(jī)發(fā)光層。
標(biāo)注數(shù)字543所標(biāo)的是一個(gè)像素電極,也就是為發(fā)光元配置的陰極,由一個(gè)高反射的導(dǎo)電薄膜組成。像素電極543電連接到p溝道型TFT3503的漏極區(qū)。對(duì)于像素電極543來(lái)說(shuō),希望用具有低阻值的導(dǎo)電薄膜,例如鋁合金薄膜、銅合金薄膜或銀合金薄膜,或者是這些合金薄膜的疊層。當(dāng)然也可以用由上述這些合金薄膜再加上另一種適宜導(dǎo)電的金屬薄膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。
在一對(duì)由樹(shù)脂絕緣薄膜(最好為樹(shù)脂)構(gòu)成的堤544a與544b之間的凹槽(與一個(gè)像素相應(yīng))內(nèi)形成一個(gè)發(fā)光層545。雖然在這里只示出了一個(gè)像素,但也可以分別形成與紅、綠、藍(lán)三色分別相應(yīng)的多個(gè)發(fā)光層。用諸如π共軛聚合物材料之類的有機(jī)發(fā)光材料構(gòu)成發(fā)光層。通常,可用的聚合物材料包括例如聚對(duì)二乙烯基苯(PPV)、polyvinylcarbazol(PVK)和聚芴。
有各種包括上述PPV的有機(jī)發(fā)光材料。例如,可以用在H.Shenk、H.Becker、O.Gelsen、E.Kiuge、W.Spreitzer的“用于發(fā)光二極管的聚合物”(“polymers for Light Emitting Diodes”,Euro Display,Proceedings,1999,pp.33-37)中引用的那些材料和在JP 10-92576中提出的那些材料。
作為上述發(fā)光層的一個(gè)具體例子,可以用氰基-聚亞苯基-亞乙烯基來(lái)構(gòu)成一個(gè)發(fā)紅光的層;用聚亞苯基-亞乙烯基來(lái)構(gòu)成一個(gè)發(fā)綠光的層;以及用polyphnylene或聚烷基亞苯基來(lái)構(gòu)成一個(gè)發(fā)藍(lán)光的層。建議各光的發(fā)光層的厚度應(yīng)該在30nm至150nm的范圍內(nèi),最好在40nm至100nm的范圍內(nèi)。
然而以上說(shuō)明只涉及可用來(lái)構(gòu)成發(fā)光層的有機(jī)發(fā)光材料的典型例子,因此不必將可用的有機(jī)發(fā)光材料限制在上面所引用的那些。因此,有機(jī)發(fā)光層(能發(fā)光和使載流子運(yùn)動(dòng)的層)可以自由地與發(fā)光層、電子傳送層以及電子注入層互相組合。
例如,這個(gè)實(shí)施例例示了用聚合物材料構(gòu)成發(fā)光層的情況。然而,它也可以用例如低分子量有機(jī)發(fā)光材料。為了構(gòu)成電子傳送層和電子注入層,也可以用例如諸如碳化硅之類的的無(wú)機(jī)材料??梢杂猛ǔK牟牧献鳛檫@種有機(jī)發(fā)光材料和無(wú)機(jī)發(fā)光材料。
在這個(gè)實(shí)施例中,形成具有層疊結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光層,其中在發(fā)光層545上形成一個(gè)由聚噻吩(PEDOT)或polyaniline(PAni)構(gòu)成的空穴注入層546。在空穴注入層546上形成一個(gè)由透明的導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的陽(yáng)極547。在這個(gè)實(shí)施例中,發(fā)光層545產(chǎn)生的光朝TFT的上表面方向輻射。因此,陽(yáng)極547必須對(duì)光是透明的。為了形成透明的導(dǎo)電薄膜,可以用包括氧化銦和二氧化錫的化合物或者包括氧化銦和氧化鋅的化合物。然而,由于透明的導(dǎo)電薄膜是在形成耐熱性能都不好的發(fā)光層545和空穴注入層546后形成的,因此要求在盡可能低的溫度的情況下形成陽(yáng)極547。
形成陽(yáng)極547后,就制成了發(fā)光元3505。在這里,發(fā)光元3505配有像素電極(陰極)543、發(fā)光層545、空穴注入層546和陽(yáng)極547。由于像素電極543的區(qū)域基本上與像素的總區(qū)域一致,因此整個(gè)像素本身起著一個(gè)發(fā)光元的作用。所以,在實(shí)際使用中可以得到非常高的發(fā)光效率,從而能以高亮度顯示圖像。
這個(gè)實(shí)施例還在陽(yáng)極547上配置了一層第二鈍化膜548。要求用氮化硅或氮氧化硅來(lái)構(gòu)成第二鈍化膜548。第二鈍化膜48使發(fā)光元3505與外界隔離,防止有機(jī)發(fā)光材料氧化使其性能變差和防止氣體成分離開(kāi)有機(jī)發(fā)光材料。采用上述這種格局,還提高了發(fā)光設(shè)備的可靠性。
如上所述,圖18所示的本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備包括一些各有如圖中所示的結(jié)構(gòu)的像素部分。特別是,這種發(fā)光設(shè)備用了截止電流值十分低的TFT3502和能完全經(jīng)得起熱載流子注入的TFT3503。由于有這些優(yōu)點(diǎn),這種發(fā)光設(shè)備可靠性高,而且可以顯示清晰的圖像。
順便說(shuō)一下,實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)可以自由地結(jié)合實(shí)施例1至6的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
在實(shí)施例10中,將結(jié)合圖19說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的組成。圖19這種發(fā)光設(shè)備的俯視圖,圖19B為沿圖19A中的線A-A′切剖的剖視圖,而圖19C為沿圖19A中的線B-B′切剖的剖視圖。
配置了一個(gè)密封件4009,包圍配置在襯底4001上的像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、第一和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b以及控制器4401。此外,在像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、第一和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b以及控制器4401上形成了一層密封材料4008。因此,像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、第一和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b以及控制器4401被襯底4001、密封件4009和密封材料4008與填料4210一起密封。
此外,在襯底4001上配置的像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、第一和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b以及控制器4401都有多個(gè)TFT。在圖19B中,代表性地示出了在基膜4010上形成的包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路TFT(圖中示出了一個(gè)n溝道TFT和一個(gè)p溝道TFT)4201和包括在像素部分4002內(nèi)的電流控制TFT4202。
在這個(gè)實(shí)施例中,用已知方法制造的p溝道TFT或n溝道TFT用作驅(qū)動(dòng)TFT4201,而用已知方法制造的p溝道TFT用作電流控制TFT4202。連接到電流控制TFT4202的柵極上的記憶電容器(未示出)配置在像素部分4002內(nèi)。
在驅(qū)動(dòng)TFT4201和電流控制TFT4202上形成一層隔層絕緣薄膜(平整薄膜)4301,再在這上面形成與電流控制TFT4202的漏極電連接的像素電極(陽(yáng)極)4203。一層透明的具有大功函的導(dǎo)電薄膜供像素電極4203用??梢杂醚趸熀脱趸a的化合物、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫或氧化銦形成透明的導(dǎo)電薄膜。也可以用加有鎵的上述透明導(dǎo)電薄膜。
然后,在像素電極4203上形成絕緣薄膜4302,絕緣薄膜4302在像素電極4203上形成一個(gè)開(kāi)口部分。在這個(gè)開(kāi)口部分內(nèi),在像素電極4203上形成一個(gè)有機(jī)發(fā)光層4204??梢杂靡阎挠袡C(jī)光發(fā)光材料或無(wú)機(jī)發(fā)光材料來(lái)形成有機(jī)發(fā)光層4204。此外,作為有機(jī)發(fā)光材料的有低分子量(單體)材料和高分子量(聚合物)材料,這兩種材料都可以使用。
可以用已知的蒸發(fā)技術(shù)或者貼敷技術(shù)作為形成有機(jī)發(fā)光層4204的方法。此外,有機(jī)發(fā)光層的結(jié)構(gòu)可以采用自由地組合空穴注入層、空穴傳送層、發(fā)光層、電子傳送層和電子注入層形成的疊層結(jié)構(gòu)或單層結(jié)構(gòu)。
在有機(jī)發(fā)光層4204上形成一個(gè)由具有光屏蔽性能的導(dǎo)電薄膜(通常為含有鋁、銅或銀作為主要成分的導(dǎo)電薄膜或者是以上導(dǎo)電薄膜和另一個(gè)導(dǎo)電薄膜的層疊薄膜)制成的陰極4205。此外,最好盡可能除去在陰極4205和有機(jī)發(fā)光層4204的界面處存在的水汽和氧。因此,這樣的設(shè)備必需在氮或惰性氣體環(huán)境中形成有機(jī)發(fā)光層4204,再在不對(duì)氧和水汽暴露的情況下形成陰極4205。在這個(gè)實(shí)施例中,可以用多腔型(成串工具型)薄膜形成設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述薄膜的淀積。此外,還要將一個(gè)預(yù)定的電壓加到陰極4205上。
如上所述,形成了由像素電極(陽(yáng)極)4203、有機(jī)的發(fā)光層4204和陰極4205構(gòu)成的OLED4303。此外,還在絕緣薄膜4302上形成一層保護(hù)薄膜4303,覆蓋發(fā)光元4303。保護(hù)薄膜4303有效地防止了氧、水汽之類的滲入發(fā)光元4303。
標(biāo)注符號(hào)4005a所標(biāo)的是一個(gè)拉到與電源線連接的布線,布線4005a與控制器4202的源極區(qū)電連接。拉出的布線4005a在密封件4009與襯底4001之間穿過(guò),通過(guò)各向異性導(dǎo)電薄膜4300與FPC4006的FPC布線4301電連接。
密封材料4008可以用玻璃材料、金屬材料(通常是不銹鋼)陶瓷材料或塑料(包括塑料薄膜)。作為塑料,可以用FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、Mylar薄膜、聚酯薄膜、或聚丙烯樹(shù)脂薄膜。此外,還可以用具有PVF薄膜或Mylar薄膜夾鋁箔的結(jié)構(gòu)的片。
然而,在OLED的光朝覆蓋件側(cè)發(fā)射的情況下,要求覆蓋件是透明的。在這種情況下,用諸如玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯酸薄膜之類的透明物質(zhì)。
此外,除了諸如氮或氬之類的惰性氣體,可以用紫外線可固化樹(shù)脂或熱固樹(shù)脂作為填料4210,因此可以用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯一乙酸乙烯共聚物)。在這個(gè)實(shí)施例中,填料用的是氮。
此外,在襯底4001側(cè)的密封材料4008的表面上形成了一個(gè)凹陷部分4007,其中設(shè)置了吸濕性材料或可以吸收氧的物質(zhì),以便使填料4210受到吸濕性材料(最好為氧化鋇)或可以吸收氧的物質(zhì)的作用。然后,用凹陷部分覆蓋件4208將吸濕性材料或可以吸收氧的物質(zhì)4207保持在凹陷部分4007內(nèi),使得吸濕性材料或可以吸收氧的物質(zhì)4207不會(huì)消散。注意,凹陷部分覆蓋件4208呈細(xì)網(wǎng)格形狀,具有空氣和水汽可穿透而吸濕性材料或可以吸收氧的物質(zhì)4207不可穿透的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)置了吸濕性材料或可以吸收氧的物質(zhì)4207,可以抑制OLED4303的惡化。
如圖19C所示,形成了像素電極4203,同時(shí)形成一層導(dǎo)電薄膜4203a,與拉出的布線4005a接觸。
此外,各向異性導(dǎo)電薄膜4300具有導(dǎo)電的填料4300a。通過(guò)熱壓襯底4001和FPC4006由導(dǎo)電填料4300a使襯底4001上的導(dǎo)電薄膜4203a和FPC4006上的FPC布線4301相互電連接。
注意,這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以自由地結(jié)合實(shí)施例1至9所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
可以應(yīng)用本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的電子設(shè)備包括攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、放聲設(shè)備(汽車音頻設(shè)備和音響裝置)、膝上計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(手持型計(jì)算機(jī),移動(dòng)電話機(jī),便攜式游戲機(jī),電子圖書(shū),等等)、含有記錄媒體的圖像重放設(shè)備(具體地說(shuō),可以重放諸如數(shù)字通用視盤(pán)(DVD)之類的記錄媒體的包括一個(gè)顯示重放圖像的顯示器的設(shè)備)等等。圖20分別示出了這些電子設(shè)備的各種具體例子。
圖20A例示了一個(gè)發(fā)光顯示設(shè)備,它包括外殼2001、支承座2002、顯示部分2003、揚(yáng)聲部分2004、視頻輸入端2005等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分2003。發(fā)光設(shè)備是自發(fā)光型,因此不需要背光。因此,其顯示部分的厚度比液晶顯示器的薄。這種發(fā)光顯示設(shè)備包括了顯示信息用的全部顯示設(shè)備,例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視廣播接收機(jī)和廣告顯示器。
圖20B例示了一個(gè)數(shù)碼相機(jī),它包括主體2101、顯示部分2102、圖像接收部分2103、操作鍵2104、外接端口2105、快門鍵2106等。本發(fā)明的這個(gè)數(shù)碼相機(jī)用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2102。
圖20C例示了一個(gè)筆記本型計(jì)算機(jī),它包括主體2201、外殼2202、顯示部分2203、鍵盤(pán)2204、外接端口2205、鼠標(biāo)2206等。這個(gè)膝上型計(jì)算機(jī)用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2203。
圖20D例示了一個(gè)手持型計(jì)算機(jī),它包括主體2301、顯示部分2302、開(kāi)關(guān)2303、操作鍵2304、紅外端口2305等。這個(gè)手持型計(jì)算機(jī)用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2302。
圖20E例示了一個(gè)包括記錄媒體便攜式圖像重放設(shè)備(具體地說(shuō)為DVD重放設(shè)備),它包括主體2401、外殼2402、顯示部分A2403、顯示部分B2404、記錄媒體(DVD之類)讀出部分2405、操作鍵2406、揚(yáng)聲部分2407等。顯示部分A2403主要用來(lái)顯示圖像信息,而顯示部分B2404主要用來(lái)顯示字符信息。這種包括記錄媒體的圖像重放設(shè)備還包括游戲機(jī)之類。這種圖像重放設(shè)備用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分A2403和B2404。
圖20F例示了一個(gè)護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器),它包括主體2501、顯示部分2502、鏡臂部分2503等。這個(gè)護(hù)目鏡型顯示器用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2502。
圖20G例示了數(shù)字?jǐn)z像機(jī),它包括主體2601、顯示部分2602、外殼2603、外部連接端口2604、遙控接收部分2605、圖像接收部分2606、電池2607、語(yǔ)音輸入部分2608、操作鍵2609等。這個(gè)攝像機(jī)用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2602。
圖20H例示了一個(gè)移動(dòng)電話機(jī),它包括主體2701、外殼2702、顯示部分2703、語(yǔ)音輸入部分2704、語(yǔ)音輸出部分2705、操作鍵2706、外部連接端口2707、天線2708等。注意,顯示器部分2703由于是在發(fā)黑的背景上顯示白色字符,因此可以減小移動(dòng)電話機(jī)的功率消耗。這個(gè)移動(dòng)電話機(jī)用了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體顯示設(shè)備作為顯示部分2703。
在將來(lái)從有機(jī)發(fā)光材料可以發(fā)出更亮的光時(shí),按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的發(fā)光設(shè)備就可應(yīng)用于用透鏡之類擴(kuò)大含有輸出圖像信息的光加以投射的前投或背投型投影機(jī)。
本發(fā)明的電子設(shè)備可以用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的控制器作為信號(hào)控制電路等。
如上所述,本發(fā)明可以以不同方式應(yīng)用于所有技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的各種各樣的電子設(shè)備。在這個(gè)實(shí)施例中的電子設(shè)備可以用具有自由組合實(shí)施例1至10中的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的發(fā)光設(shè)備得到。
在本發(fā)明中,如在ASIC情況下那樣設(shè)計(jì)使用TFT的控制器,從而在控制器的規(guī)格改變時(shí)只要設(shè)計(jì)連接事先形成的那些TFT或邏輯元件的布線就可以了,所以可以改變最少到只有兩個(gè)掩模一個(gè)形成布線圖案的掩模和一個(gè)形成線路的接觸孔的掩模。因此,可以降低與控制器設(shè)計(jì)改變關(guān)聯(lián)的成本和制造規(guī)格不同的控制器。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)計(jì)包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟使事先形成的多個(gè)TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
2.一種設(shè)計(jì)包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟事先形成多個(gè)包括多個(gè)有些源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;使每個(gè)基本單元中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
3.一種設(shè)計(jì)包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟事先形成多個(gè)包括多個(gè)TFT的邏輯元件;以及使這些邏輯元件中的一些邏輯元件的接線端通過(guò)布線連接,形成控制器。
4.一種設(shè)計(jì)包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟蝕刻一層覆蓋事先形成的多個(gè)TFT的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使所述一些TFT中的一些源極、漏極和柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
5.一種設(shè)計(jì)包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟事先形成多個(gè)包括多個(gè)有些源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;蝕刻一層覆蓋這些基本單元的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使所述一些TFT中的一些源極、漏極和柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
6.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟形成多個(gè)TFT;使這些TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
7.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟形成多個(gè)包括多個(gè)有些源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;使每個(gè)基本單元中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
8.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟形成多個(gè)包括多個(gè)TFT的邏輯元件;以及使這些邏輯元件中的一些邏輯元件的接線端通過(guò)布線連接,形成控制器。
9.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟形成多個(gè)TFT;蝕刻一層覆蓋這些TFT的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使所述一些TFT中的這些源極、漏極或者柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
10.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟形成一個(gè)包括多個(gè)有些源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;蝕刻一層覆蓋這個(gè)基本單元的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使所述一些TFT中的這些源極、漏極或柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
11.一種制造包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟;在一個(gè)絕緣表面上形成多個(gè)布線;形成一層與這些布線接觸的基膜;部分蝕刻基膜,暴露這些布線的一部分;形成一層覆蓋基膜的半導(dǎo)體薄膜,接觸這些布線;形成一層與半導(dǎo)體薄膜接觸的柵極絕緣薄膜;部分蝕刻?hào)艠O絕緣薄膜和基膜,暴露這些布線的一部分;形成一層導(dǎo)電薄膜覆蓋柵極絕緣薄膜,蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成與這些布線接觸的電極;向半導(dǎo)體薄膜添加賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì);控制這些布線的版面,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
12.一種制造多個(gè)各包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的方法,所述方法包括下列步驟提供至少兩個(gè)襯底;在一個(gè)第一共同處理中,在所述至少兩個(gè)襯底的每個(gè)襯底上形成多個(gè)TFT;使所述至少兩個(gè)襯底的一個(gè)襯底的這些TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成第一多個(gè)邏輯元件;使所述至少兩個(gè)襯底的另一個(gè)襯底的這些TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線相互連接,形成第二多個(gè)邏輯元件;以及在一個(gè)第二共同處理中,處理所述至少兩個(gè)襯底,其中所述第一和第二多個(gè)邏輯元件通過(guò)不同的處理形成。
13.一種半導(dǎo)體顯示設(shè)備,所述半導(dǎo)體顯示設(shè)備用按照任何權(quán)利要求6至12所述的制造方法制造。
14.一種按照任何權(quán)利要求6至12所述的半導(dǎo)體顯示設(shè)備,其中所述半導(dǎo)體顯示設(shè)備可用于包括發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、手持型計(jì)算機(jī)、圖像重放設(shè)備、護(hù)目鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話機(jī)的設(shè)備。
15.一種包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括事先形成多個(gè)TFT;按照根據(jù)客戶的訂單確定的控制器的規(guī)格,使這些TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
16.一種包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括事先形成多個(gè)包括多個(gè)任何源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;按照根據(jù)客戶的訂單確定的控制器的規(guī)格,使每個(gè)基本單元的這些TFT中的一些TFT的源極、漏極或柵極通過(guò)布線連接,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
17.一種包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括事先形成多個(gè)包括多個(gè)TFT的邏輯元件;以及按照根據(jù)客戶的訂單確定的控制器的規(guī)格,使這些邏輯元件中的一些邏輯元件的接線端連接,形成控制器。
18.一種包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括事先形成多個(gè)TFT;蝕刻一層覆蓋這些TFT的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;按照根據(jù)客戶的訂單確定的控制器的規(guī)格,蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使這些TFT中的所述一些TFT的源極、漏極或柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
19.一種包括一個(gè)控制器的半導(dǎo)體顯示設(shè)備的訂單接收系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括事先形成多個(gè)包括多個(gè)任何源極、漏極和柵極相互連接的TFT的基本單元;蝕刻一層覆蓋這些基本單元的隔層絕緣薄膜,暴露這些TFT中的一些TFT的源極、漏極和柵極之一;形成一層導(dǎo)電薄膜,覆蓋隔層絕緣薄膜;按照根據(jù)客戶的訂單確定的控制器的規(guī)格,蝕刻導(dǎo)電薄膜,形成使這些TFT中的所述一些TFT的源極、漏極或柵極相互連接的布線;通過(guò)形成布線,形成多個(gè)邏輯元件;以及用這些邏輯元件形成控制器。
20.一種按照任何權(quán)利要求15至19所述的訂單接收系統(tǒng),其中所述半導(dǎo)體顯示設(shè)備可用于包括發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、手持型計(jì)算機(jī)、圖像重放設(shè)備、護(hù)目鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話機(jī)的設(shè)備。
全文摘要
無(wú)論控制器是什么規(guī)格,事先在一個(gè)襯底上形成用于控制器的多個(gè)TFT。然后,按照控制器的設(shè)計(jì),適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)在一個(gè)與形成這些TFT的層不同的層上形成的布線實(shí)現(xiàn)用作每個(gè)TFT的三個(gè)接線端的源極、漏極和柵極之間的連接,從而形成規(guī)格滿足要求的控制器。此時(shí),按照控制器的規(guī)格不必使用設(shè)置在襯底上的所有TFT,有些TFT可以保持不用。
文檔編號(hào)G02F1/1345GK1412607SQ0214570
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月11日
發(fā)明者山崎舜平, 秋葉麻衣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所