專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制備方法，液晶電視系統(tǒng)，和el電視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用以噴墨為代表的液滴噴射而制備半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制備中，為制造工藝的發(fā)展已經(jīng)試驗了液滴噴射的使用，通過所述工藝從一個母玻璃基片獲得了多個顯示板，用于有效的批量生產(chǎn)。
為了形成用于傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的薄膜圖形，使用了一種形成薄膜圖形的方法，其中，通過在基片的整個區(qū)域上涂覆抗蝕劑、預(yù)烘焙所涂的抗蝕劑以及然后以穿過光掩模的光如紫外線輻照，和抗蝕劑的顯影而形成光致抗蝕圖的光刻蝕工藝之后，把處于將成為所述薄膜圖形部分的薄膜(包含半導(dǎo)體材料、絕緣材料或?qū)w材料的薄膜)通過使用光致抗蝕圖作為掩模圖案的蝕刻除去。
另一方面，為了改善電流電壓特性，即驅(qū)動能力，例如，通過增加TFT在線性區(qū)和飽和區(qū)的漏電流，改善電子遷移率，增加?xùn)沤^緣膜的電容，和增加溝道寬度與溝道長度的比率(以下稱為W/L)(參見專利文獻(xiàn)1)。
(專利文獻(xiàn)1)日本專利未審公開No.2000-275678然而，用傳統(tǒng)光刻蝕工藝形成薄膜圖案的工藝存在問題，薄膜圖形和抗蝕劑的材料大部分都被浪費了，而且形成掩模圖案的工藝數(shù)多，從而降低了產(chǎn)量。
作為為了改善TFT電流電壓特性而增加W/L的方法之一，可以給出一種擴大溝道寬度(W)的方法。然而，這種結(jié)構(gòu)具有增加TFT面積的問題。在使用TFT作為透過型顯示設(shè)備的像素開關(guān)元件的情況下，在顯示部分的像素中存在一個或多個TFT。因此，增加TFT面積存在像素區(qū)的顯示區(qū)被減少，從而降低顯示元件孔徑比的問題。
另外，作為另一種增加W/L的方法，可以給出減小溝道長度(L)的方法。然而，為了在使用液滴噴射系統(tǒng)時減小溝道長度(L)，需要借助小直徑噴射噴嘴噴射具有小液滴尺寸的溶液，以形成薄膜圖案(柵電極或源區(qū)和漏區(qū))。然而，在具有小直徑噴射噴嘴的液滴噴射系統(tǒng)的情況下，噴射溶液的組合物會粘著在噴射噴嘴的頂端，干燥并固化，從而導(dǎo)致堵塞，使連續(xù)、穩(wěn)定地噴射定量的噴射溶液變得困難。所以，使用液滴噴射系統(tǒng)的方法會導(dǎo)致降低生產(chǎn)率和生產(chǎn)量的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述情況作出的，本發(fā)明的目的是提供一種制備具有高驅(qū)動能力(即，大W/L)的半導(dǎo)體器件的方法，根據(jù)本方法，材料的使用效率，以及生產(chǎn)量和生產(chǎn)率都得到了提高。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，其根據(jù)能夠選擇性地形成一種或多種制造該半導(dǎo)體諸如形成電路層或電極的導(dǎo)體層、半導(dǎo)體層、形成預(yù)定圖案的掩模層所必需圖案的方法而形成，其中源極和漏極之間的距離或源區(qū)和漏區(qū)之間的距離為0.1微米至10微米。
作為該方法，其能夠選擇性地形成圖案，使用液滴噴射(也被稱作噴墨，取決于其模式)。液滴噴射能夠形成預(yù)定的圖案，其通過選擇性地噴射用于特定目的而制備的組合物的液滴，以形成導(dǎo)體層、半導(dǎo)體層、絕緣層等。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，形成與半導(dǎo)體區(qū)相連的第一導(dǎo)電層，通過液滴噴射和涂覆法中的一種在第一導(dǎo)電層上形成絕緣層，用激光輻照部分絕緣層形成掩模圖案，以及用掩模圖案作為掩模通過蝕刻形成分離的第一導(dǎo)電層。因為該分離的第一導(dǎo)電層用作源和漏區(qū)或源和漏電極，所以該溝道長度大略地與該掩模圖案的寬度一致。該絕緣層是包含感光樹脂或斥液表面的層。通過用激光(也稱作激光束)輻照該絕緣層，激光輻照部分會發(fā)生反應(yīng)，從而能形成改性的掩模圖案。因此，減小激光的束寬就可以使溝道的長度變得更微小。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括集成電路、顯示器、無線電標(biāo)、包含半導(dǎo)體元件如TFT的IC標(biāo)。顯示器典型地包括液晶顯示器、發(fā)光顯示器、DMD(數(shù)字微鏡裝置)、PDP(等離子顯示板)、FED(場致發(fā)光顯示器)和電泳顯示器(電子紙)。需要指出的是，本發(fā)明中的TFT是交錯TFT，反向交錯TFT(溝道蝕刻型TFT或溝道保護(hù)TFT)，或共面TFT。
本發(fā)明中的顯示器是指使用顯示元件的顯示器，即圖像顯示器。此外，該顯示器包括所有附屬有連接體如軟性印刷電路(FPC)、TAB(帶式自動接合)帶或TCP(帶載封裝(Tape Carrier Package))的模塊，其中印刷電路板連接于TAB磁帶或TCP頂端的模塊，和其中IC(集成電路)和CPU(中央處理單元)都通過COG(在玻璃上嵌芯片(Chip On Glass))法直接安裝在顯示元件上的模塊。
本發(fā)明包含下述結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包含柵電極、柵絕緣膜、半導(dǎo)體區(qū)、源電極和漏電極，其中柵電極、半導(dǎo)體區(qū)、源電極和漏電極中的至少一種通過液滴噴射形成，且其中源電極和漏電極之間的距離為0.1微米至10微米。
此外，在半導(dǎo)體區(qū)與源和漏電極之間可以提供導(dǎo)電層。在這種情況下，導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
更進(jìn)一步，源和漏電極，以及源和漏區(qū)相對的邊緣部分可以或彎或曲的保持一定距離。在這種情況下，該邊緣部分是線性的彎或曲，或者具有直線和曲線。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，形成與半導(dǎo)體區(qū)相連的第一導(dǎo)電層，通過液滴噴射和涂覆法中的一種在第一導(dǎo)電層上形成絕緣層，用激光輻照部分絕緣層形成掩模圖案，以及用掩模圖案作為掩模通過蝕刻形成分離的第一導(dǎo)電層。
該絕緣層通過使用感光樹脂或用于形成斥液(liquid-repellent)表面的材料形成。在使用用于形成斥液表面的材料形成絕緣層的情況下，掩模圖案通過使用吸液(liquid-attracting)材料形成于絕緣層周圍。
分離的第一導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)，還可以通過液滴噴射在分離的第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層。
此外，第一導(dǎo)電層可以通過液滴噴射形成，在這種情況下，分離的第一導(dǎo)電層用作源電極和漏電極。
分離的第一導(dǎo)電層可以用作源電極、漏電極、源區(qū)和漏區(qū)。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，在導(dǎo)電層和半導(dǎo)體區(qū)之一上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)，在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上涂覆或滴加感光材料，暴露該感光材料于激光下，使暴露的感光材料顯影以形成第一掩模圖案，使用掩模圖案作為掩膜分離該導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，在導(dǎo)電層和半導(dǎo)體區(qū)之一上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)，在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電膜，在導(dǎo)電膜上涂覆或滴加感光材料，暴露該感光材料于激光下，使暴露的感光材料顯影以形成第一掩模圖案，使用掩模圖案作為掩模分離導(dǎo)電膜后分離該導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
該分離的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)用作源區(qū)和漏區(qū)。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，在導(dǎo)電層和絕緣膜之一上形成半導(dǎo)體區(qū)，通過液滴噴射和涂覆法中的一種在半導(dǎo)體區(qū)上形成斥液表面膜，通過用激光輻照部分該斥液表面膜形成吸液表面膜，以及在該吸液表面膜上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，在絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體區(qū)，在第一半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)，通過液滴噴射和涂覆法中的一種在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上形成第一斥液表面膜，通過用激光輻照部分第一斥液表面膜形成具有斥液表面區(qū)和吸液表面區(qū)的第二膜，在具有吸液表面區(qū)的第二膜上形成第二絕緣膜，用第二絕緣膜通過蝕刻具有斥液表面區(qū)的第二膜和導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)形成第二半導(dǎo)體區(qū)，以及形成與第二半導(dǎo)體區(qū)相連的導(dǎo)電層。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法的步驟包括，在絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體區(qū)，通過液滴噴射和涂覆法中的一種在半導(dǎo)體區(qū)上形成第一斥液表面膜，通過用激光輻照部分第一斥液表面膜形成具有斥液表面區(qū)和吸液表面區(qū)的第二膜，在具有吸液表面區(qū)的第二膜上形成第二絕緣膜，通過移除第二斥液表面膜形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)，以及形成與導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)相連的導(dǎo)電膜。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種根據(jù)上述方法形成的液晶電視系統(tǒng)或EL電視系統(tǒng)，其所具有的器件的源電極和漏電極之間的距離為0.1微米至10微米。
在本發(fā)明中，當(dāng)薄膜圖案如用于器件的電路層、用于形成電極的導(dǎo)電層、半導(dǎo)體層或用于形成預(yù)定圖案的掩模層是通過使用液滴噴射形成時，液滴可以通過改變噴嘴被噴射到任意位置，所述噴嘴即用于處于相關(guān)位置的包括該薄膜的材料的液滴與基材的噴射噴嘴。此外，根據(jù)噴嘴尺寸、液滴的噴射量和噴嘴與其上形成噴射液滴的基片的遷移速率之間的相對關(guān)系可以控制所形成的圖案的厚度和寬度。因此，即使在邊長為1-2m的大面積基片上，也可以通過在預(yù)想位置的精確噴射形成薄膜圖形。
另外，通過使用由暴露在激光束下并顯影而形成的掩模圖案可以形成用于元件的源和漏區(qū)或源和漏電極，就能形成具有微觀結(jié)構(gòu)和增大的W/L的元件，同時省略了利用光掩模進(jìn)行曝光和顯影的工藝，也就是光刻蝕工藝。因此，可以以更低成本、更高生產(chǎn)率和更高生產(chǎn)量制備具有更高驅(qū)動能力的半導(dǎo)體器件。


在附圖中圖1A-1E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖2A-2D是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖3A-3E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖4A-4E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖5A-5C是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖6A-6F是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖7A-7F是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；圖8A-8E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖9A-9C是根據(jù)本發(fā)明的顯示器的驅(qū)動電路安裝方法的俯視圖；圖10A-10D是根據(jù)本發(fā)明的顯示器的驅(qū)動電路安裝方法的橫剖面圖；圖11是電子器件結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是一個電子器件實施例的圖；圖13A-13B是電子器件實施例的視圖；圖14是線路結(jié)構(gòu)圖，其中通過在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板中使用TFT形成掃描線驅(qū)動電路；圖15是線路結(jié)構(gòu)圖，其中通過在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板中使用TFT形成掃描線驅(qū)動電路(移位寄存器電路)；圖16是線路結(jié)構(gòu)圖，其中通過在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板中使用TFT形成掃描線驅(qū)動電路(緩沖電路)；圖17A-17E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖18A-18E是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖19A-19C是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；
圖20是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖21是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖22是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖23是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖24是可以用于本發(fā)明的液滴噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖25A和25B是可以用本發(fā)明的液晶滴加方法的視圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖27A-27C是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖28A-28C是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖29A-29C是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖30A和30B是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖31是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖32是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖33是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖34是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；圖35A-35C是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光顯示模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖36A-36D是可以用于本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)圖；圖37A-37F是可以用于本發(fā)明發(fā)光顯示板的像素結(jié)構(gòu)的視圖；圖38A-38C是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光顯示板的結(jié)構(gòu)圖；圖39是根據(jù)本發(fā)明的激光直接影像系統(tǒng)的示意圖；圖40A-40D是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；圖41A-41D是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的橫剖面圖；以及圖42A-42D是用于制備根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工藝的俯視圖；具體實施方式
下面將要結(jié)合附圖描述實施方式和實施方案。因為本發(fā)明可以以各種方式實施，所以本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解本發(fā)明的方式和詳述可以在本發(fā)明的內(nèi)容和范圍內(nèi)進(jìn)行變化和改進(jìn)。因此，本發(fā)明并不受實施方式和實施方案描述的限制。附圖中相同的部分都被給予相同的附圖標(biāo)記，這些部分的詳細(xì)說明并不重復(fù)。
(實施方式1)在這個實施方式中，將結(jié)合圖1A-1E描述工藝，其中通過用激光束(以下也稱作激光)輻照形成的掩模圖案用于形成溝道長度短的TFT。
特別地，在這個實施方案中將要描述形成反向交錯TFT之一的溝道蝕刻型TFT作為半導(dǎo)體元件的工藝。
如圖1A所示，第一導(dǎo)電層102形成于基片101上。作為形成第一導(dǎo)電層102的方法，可以使用液滴噴射、印刷、電解電鍍、PVD或CVD。例如，在使用PVD或CVD的情況下，第一導(dǎo)電層102可以以這種方式形成在基片101上形成導(dǎo)電層，再在其上形成感光樹脂，用激光輻照該感光樹脂并顯影以形成掩模圖案，然后通過使用掩模圖案將導(dǎo)電層蝕刻成想要的形狀。此外，當(dāng)形成后面用作柵電極的第一導(dǎo)電層102從而具有多層導(dǎo)電層，可以形成多柵電極(multi-gate electrode)。在這個實施方式中，通過使用液滴噴射，可以將含有導(dǎo)電材料的組合物有選擇地噴射在基片101上形成第一導(dǎo)電層102。在這種情況下，因為不需要使用掩模圖案的蝕刻工藝，所以可以顯著地簡化制備工藝。
作為基片101可以使用玻璃基片、石英基片、包含絕緣材料的基片，比如陶瓷，如氧化鋁，可以經(jīng)得起后繼工藝加工溫度的耐熱塑料基片，硅片；金屬板等。此外，基片101可以具有大的尺寸，比如320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm。
作為第一導(dǎo)電層102，可以使用包含選自鈦(Ti)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、硅(Si)、鍺(Ge)、鋯(Zr)和鋇(Ba)的元素或者是主要包含任意這些元素的合金材料的單層，或者是這些單層組成的復(fù)合層。
在通過液滴噴射形成第一導(dǎo)電層102的情況下，溶解或分散在溶劑里的導(dǎo)體用作從噴嘴噴出的組合物。作為導(dǎo)體，可以使用金屬顆粒如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr或Ba，金屬鹵化物細(xì)顆粒，或分散的納米顆粒。另一選擇，可以使用用作透明導(dǎo)電膜的氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻雜鎵的氧化鋅(GZO)、含氧化硅的氧化銦錫、有機銦、有機錫等。此外，第一導(dǎo)電層102可以通過層壓含這些材料的導(dǎo)電層形成。
作為從噴嘴噴出的組合物，考慮到其比電阻值，優(yōu)選使用溶解或分散在溶劑里的金、銀和銅中的一種材料。更加優(yōu)選使用銀或銅，其具有較低的電阻而且不貴。然而，當(dāng)使用銅時，優(yōu)選提供一隔離膜與之結(jié)合，用作防止雜質(zhì)的防范措施。作為組合物的溶劑，可以使用有機溶劑如酯類如醋酸丁酯和醋酸乙酯、醇類如異丙醇和乙醇、甲基乙基酮、和丙酮。
作為在銅用作組合物的情況下的隔離膜，優(yōu)選使用一種包含氮的絕緣或?qū)щ姴牧?，如氮化硅、氧氮化硅、氮化鋁、氮化鈦、或氮化鉭(TaN)，它們可以通過液滴噴射形成。
為了防止組合物的干燥和從噴嘴平穩(wěn)噴射組合物，用于液滴噴射的組合物的粘度優(yōu)選為5-20mPa·s，其表面張力優(yōu)選為40N/m或以下。組合物的粘度等可以根據(jù)使用的溶劑和預(yù)定目的進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
雖然顆粒直徑取決于噴嘴的直徑、所需圖案的形狀等，但為了防止堵塞噴嘴和制備極端精致的圖案，優(yōu)選每個導(dǎo)體的顆粒直徑盡可能的小。優(yōu)選地，顆粒直徑為0.1微米或更小。組合物通過已知方法，如電解法、霧化法或濕體研碎法形成，以具有通常大約0.5-10微米的粒徑范圍。然而，當(dāng)組合物通過氣相蒸發(fā)法形成時，每個由分散劑保護(hù)的納米顆粒可以細(xì)化到大約7nm的尺寸。此外，當(dāng)使用包覆劑包覆這些納米顆粒的表面時，室溫下，這些納米顆粒就不會在溶劑中聚集，而是均勻地分散在溶劑中，顯示出類似于液體的行為。因此，優(yōu)選使用包覆劑。
組合物可以在減壓下噴射。這樣做的原因是，可以省略或縮短接下來的干燥和烘焙工藝，因為組合物的溶劑在噴射后和落在被加工物體上之前會揮發(fā)掉。在組合物噴射后，根據(jù)組合物的材料，通過激光輻照、快速熱退火、熱煅燒等在常壓或減壓下進(jìn)行干燥和/或烘焙工藝。雖然干燥和烘焙工藝都需要熱處理，但干燥的目的、溫度和時間都不同于烘焙。比如，干燥工藝在100℃下進(jìn)行3分鐘，而烘焙工藝是在200-350℃下進(jìn)行15-120分鐘。盡管加熱的溫度取決于基片的材料等，但為了很好的進(jìn)行干燥和烘焙，基片可能被加熱到100-800℃，優(yōu)選200-350℃。這一過程揮發(fā)了組合物中的溶劑或以化學(xué)方法除去分散劑，從而固化和收縮周邊樹脂，通過這樣可以促進(jìn)融合和熔接。用于該工藝的氣氛為含氧氣氛、氮氣氣氛或空氣。然而，優(yōu)選在含氧氣氛下進(jìn)行，這樣金屬元素分解或擴散于其中的溶劑可以容易地除去。
激光輻照可以通過使用連續(xù)波或脈沖氣體激光器，或使用連續(xù)波或脈沖固體激光器進(jìn)行。氣體激光器包括受激準(zhǔn)分子激光器，固態(tài)激光器包括使用晶體如摻雜有Cr、Nd的YAG或YVO4等的激光器。需要指出的是從激光吸收率上考慮，優(yōu)選使用連續(xù)波激光器。另一選擇，也可以使用所謂的混合激光輻照，其中連續(xù)波激光器和脈沖激光器結(jié)合使用。然而，取決于基片的耐熱性，由激光輻照的熱處理優(yōu)選短至幾微秒到幾十秒?？焖贌嵬嘶?RTA)以這種方式實施在惰性氣體氣氛下，用發(fā)射紫外到紅外光的紅外燈或鹵素?zé)粢钥焖偕郎?，從而即時加熱幾微秒到幾分鐘。這種即時進(jìn)行的處理能夠基本上僅加熱上部的薄膜，且具有對下部的其它薄膜沒有影響的優(yōu)點。
通過液滴噴射形成的導(dǎo)電層具有顆粒在三維空間不規(guī)則重疊的結(jié)構(gòu)。即，導(dǎo)電層包含三維聚集顆粒。因此，導(dǎo)電層的表面具有細(xì)微的不平整(凹面和凸面)。此外，通過加熱導(dǎo)電層，顆粒被烘焙而增大了顆粒直徑。因此，導(dǎo)電層表面在頂部和底部的不平整上有很大的不同。取決于加熱溫度、氣氛和加熱時間，包含粘合劑的有機材料殘留在導(dǎo)電層中。
在這個實施方式中，厚度為600-800nm的第一導(dǎo)電層102通過選擇性地噴射包含Ag的組合物(以下稱作Ag糊)，和適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行上述用于干燥和烘焙的熱處理或激光束輻照而形成。當(dāng)烘焙在O2氣氛下進(jìn)行時，Ag糊中的有機材料如粘合劑(熱固性樹脂)會分解，從而能得到幾乎不含有機材料的Ag膜。此外，膜的表面會變得平整和光滑。
在形成第一導(dǎo)電層102之前，優(yōu)選通過如濺射或蒸發(fā)的方法在基片101的表面形成一層基層，它由選自Ti(鈦)、W(鎢)、Cr(鉻)、Ta(鉭)、Ni(鎳)和Mo(鉬)的金屬材料或這些金屬材料的氧化物形成?；鶎拥暮穸瓤蔀?.01-10微米。因為形成的基層可能十分的薄，所以基層通常不需要多層結(jié)構(gòu)。因為形成基層是為了形成具有充分粘附性的第一導(dǎo)電層102，所以當(dāng)可以獲得充分的粘合性時，就不用再形成基層了。當(dāng)基層是導(dǎo)電層時，第一導(dǎo)電層102可以用作掩模圖案以蝕刻該基層。
此外，第一導(dǎo)電層102也可以這樣形成首先形成帶有凹陷部分的絕緣層，然后噴射包含導(dǎo)電材料的液滴以填充該凹陷部分。在這種情況下，優(yōu)選絕緣膜具有與填充在絕緣膜的凹陷部分的第一導(dǎo)電層相同的高度。具有這種結(jié)構(gòu)，第一絕緣層和后來形成的半導(dǎo)體層也具有平整性，從而可以防止由于這些層間的臺階引起的擊穿。此外，通過控制凹陷部分的寬度可以獲得布線的小型化。而且，通過控制凹陷部分的深度可以使布線變得更厚。當(dāng)在絕緣膜的凹陷部分提供有色層時，可以不使用濾色片就制備出可以全彩顯示的顯示器。
接著，第一絕緣膜103、第一半導(dǎo)體膜104、第二半導(dǎo)體膜105都循序地形成在基片101和柵電極(第一導(dǎo)電層102)上。在后面形成的TFT中，第一絕緣膜103、第一半導(dǎo)體膜104和第二半導(dǎo)體膜105分別用作柵絕緣膜、溝道形成區(qū)、和源和漏區(qū)。
第一絕緣膜103通過使用薄膜形成方法，如等離子體CVD或濺射形成氮化硅、氧化硅或其它含硅絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)，或者是它們的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選第一絕緣層膜103具有由氮化硅膜(氧氮化硅膜)、氧化硅膜和氮化硅膜(氧氮化硅膜)從柵電極側(cè)依次形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，因為柵電極與氮化硅膜相連，從而可以防止氧化衰退。
作為第一半導(dǎo)體膜104，可以是包含任意選自無定形半導(dǎo)體、無定形態(tài)和結(jié)晶態(tài)相混的半無定形半導(dǎo)體(也稱作SAS)、無定形半導(dǎo)體包含0.5-20納米結(jié)晶顆粒的微晶半導(dǎo)體(μc)和結(jié)晶半導(dǎo)體的膜。無論如何，形成主要包括硅、鍺化硅(SiGe)等的半導(dǎo)體膜，并具有10-60納米的厚度。
SAS具有介于無定形結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間體結(jié)構(gòu)，并具有相對自由能穩(wěn)定的第三態(tài)。此外，SAS包含具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)。至少在SAS膜的一個區(qū)，可以觀察到0.5-20納米的結(jié)晶區(qū)，而且在包含硅為主要成分的情況下，拉曼光譜移動到低于520cm-1的波數(shù)。根據(jù)X射線衍射，可以觀察到據(jù)認(rèn)為是由硅晶格引起的衍射峰(111)和(220)。作為懸空鍵的終止劑，氫或鹵素以1原子％或更多包含于SAS中。
SAS可以通過輝光放電分解硅化物氣體如SiH4得到。另外，可以用作硅化物氣體的氣體如Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4和SiF4。SAS可以通過稀釋的硅化物氣體輕松獲得，用于稀釋的氣體包括氫氣、氟氣、或者氫氣和氟氣的一種再加上一種或多種選自氦氣、氬氣、氪氣和氖氣的惰性氣體。在這種情況下，優(yōu)選硅化物氣體被稀釋的稀釋率為10-1000倍。另外，SAS可以通過被氦氣稀釋的Si2H6和GeF4獲得。優(yōu)選薄膜通過在約0.1-133Pa的減壓下輝光放電分解形成。為了產(chǎn)生輝光放電，可以使用1-120MHz的高頻電力，優(yōu)選為13-60MHz?；訜岬臏囟葍?yōu)選為300℃或更低，更優(yōu)選為100-250℃。
結(jié)晶半導(dǎo)體膜可以通過加熱或激光輻照使無定形半導(dǎo)體膜或SAS結(jié)晶而得到。另一選擇，結(jié)晶半導(dǎo)體膜也可以直接形成，其中使用氟化氣體如GeF4或F2和硅烷氣體如SiH4或Si2H6以及使用加熱或等離子體。
在形成n-溝道TFT的情況下，第二半導(dǎo)體膜105是導(dǎo)電的，并摻雜有15族元素，典型代表是磷或砷。在形成p-溝道TFT的情況下，第二半導(dǎo)體膜105摻雜有13族元素，典型代表為硼。第二半導(dǎo)體膜105通過等離子CVD用向其中加入包含第13或第15族元素如硼、磷或砷的氣體的硅化物氣體形成。另一選擇，在形成半導(dǎo)體膜后，導(dǎo)電第二半導(dǎo)體膜105可以通過向該半導(dǎo)體膜涂覆包含第13或第15族元素的溶液，然后用激光束輻照該半導(dǎo)體膜形成。作為激光束，可以適當(dāng)?shù)厥褂脧囊阎拿}沖激光器或連續(xù)波激光器發(fā)射出的激光束。
接著，在第二半導(dǎo)體膜105上形成第一掩模圖案106。優(yōu)選使用耐熱聚合物材料形成第一掩模圖案106，例如，液滴噴射具有以芳環(huán)或雜環(huán)為主鏈和包含帶有脂族小部分的高極性雜原子基團的聚合物材料。作為聚合物材料的典型例子有聚酰亞胺、聚苯并咪唑等。在使用聚酰亞胺的情況下，第一掩模圖案106可以通過從噴射噴嘴噴射包含聚酰亞胺的組合物至第二半導(dǎo)體膜105上，并在200℃下烘焙該組合物30分鐘而形成。
另一選擇，第一掩模圖案106可以通過預(yù)先形成具有斥液表面的掩模圖案，然后在沒有用具有斥液表面的掩模圖案覆蓋的區(qū)域涂覆或噴射聚合物材料形成。
接著，如圖1B所示，通過使用第一掩模圖案106蝕刻第二半導(dǎo)體膜105和第一半導(dǎo)體膜104以形成第一半導(dǎo)體區(qū)111和第二半導(dǎo)體區(qū)112。然后除去第一掩模圖案106。
第一半導(dǎo)體膜104和第二半導(dǎo)體膜105可以通過使用氯化氣體如Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4，氟化氣體如CF4、SF6、NF3或CHF3，或O2蝕刻。
第一半導(dǎo)體區(qū)111可以用有機半導(dǎo)體材料通過如印刷、噴涂或旋涂、液滴噴射的方法形成。在這種情況下，因為不需要蝕刻工藝，所以可以減少工藝數(shù)目。作為用于本發(fā)明的有機半導(dǎo)體材料，優(yōu)選具有包含共軛雙鍵骨架的π電子共軛聚合物材料。特別是可溶聚合物材料如聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物和并五苯。
另外，可以用作有機半導(dǎo)體材料的材料可以用于本發(fā)明。在這種情況下，第一半導(dǎo)體區(qū)111可以通過形成該刺料的可溶前體然后進(jìn)行加工形成。經(jīng)過前體的有機半導(dǎo)體材料包括聚亞噻吩基亞乙烯基、聚(2，5-噻吩基亞乙烯基)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔亞乙烯。
該前體不僅可以通過熱處理，而且可以通過添加反應(yīng)催化劑如氯化氫氣體轉(zhuǎn)變成有機半導(dǎo)體。此外，作為溶解可溶有機半導(dǎo)體材料的典型溶劑，可以使用甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、γ-丁內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、環(huán)己酮、2-丁酮、二噁烷、二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)等。
當(dāng)有機半導(dǎo)體用作第一半導(dǎo)體區(qū)111時，包含有機導(dǎo)電材料如聚乙炔、聚苯胺、聚亞乙二氧基噻吩(PEDOT)或聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)的導(dǎo)電層(接觸層)可以被形成，用于取代導(dǎo)電第二半導(dǎo)體區(qū)112。該導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
作為與有機半導(dǎo)體層相連的導(dǎo)電層，可以使用包含金屬元素的導(dǎo)電層取代包含有機材料的導(dǎo)電層。在這種情況下，因為許多有機半導(dǎo)體材料都包含在傳遞空穴作為載體的p型半導(dǎo)體中，為了與半導(dǎo)體層具有歐姆接觸，理想的是使用功函大的金屬。
特別地，理想的是使用選自金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳中的金屬，或其合金(包含一種或多種上述金屬)等。導(dǎo)電層可以使用包含金屬或合金的導(dǎo)電糊通過印刷、滾涂或液滴噴射形成。
而且，有機半導(dǎo)體層、包含有機導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層和包含金屬元素的導(dǎo)電層可以進(jìn)行復(fù)合。
接下來，如圖1C所示，感光樹脂113被涂覆于基片之上。作為涂覆感光樹脂113的方法，可以使用利用液體的涂覆方法如液滴噴射、噴墨、旋涂、滾涂或槽涂。作為感光樹脂，可以使用對從紫外到紅外的感光感的負(fù)型感光樹脂或正型感光樹脂。
作為感光樹脂，可以使用感光樹脂材料如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或聚氨酯樹脂。此外，可以使用感光有機材料如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、flare、聚酰亞胺。作為典型的正型感光樹脂，可以是包括酚醛清漆樹脂和作為感光劑的萘并醌二疊氮化合物的感光樹脂。作為反型感光樹脂，可以是包括基礎(chǔ)樹脂、二苯基硅烷二醇和氧產(chǎn)生劑的感光樹脂。在這個實施方式中，使用正型感光樹脂。
接著，為了曝光，用激光直接成像系統(tǒng)產(chǎn)生的激光束(以下也稱作激光)114輻照感光樹脂113。
激光直接成像系統(tǒng)將參照圖39進(jìn)行描述。如圖39所示，激光直接成像系統(tǒng)1001包括執(zhí)行各種激光束輻照控制的個人計算機(以下稱作PC)1002、輸出激光束的激光振蕩器1003、激光振蕩器1003的電源1004、用于減弱激光束的光學(xué)系統(tǒng)(ND濾波器)1005、用于調(diào)整激光束強度的聲-光調(diào)制器(AOM)1006、包含用于擴大或縮小激光束橫截面的透鏡和用于改變激光束光路的鏡子的光學(xué)系統(tǒng)1007、包含X軸和Y軸載物臺的基片移動機構(gòu)1009、用于從PC輸出的控制數(shù)據(jù)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換的D/A轉(zhuǎn)換器1010、根據(jù)從D/A轉(zhuǎn)換器中輸出的模擬電壓控制聲—光調(diào)制器1006的驅(qū)動器1011和輸出用于驅(qū)動基片移動機構(gòu)1009的驅(qū)動信號的驅(qū)動器1012。
作為激光振蕩器1003，可以使用能夠發(fā)射紫外光、可見光或紅外光的激光振蕩器。作為激光振蕩器，使用材料如KrF、ArF、KrF、XeCl、Xe等的受激準(zhǔn)分子激光振蕩器，使用材料如He、He-Cd、Ar、He-Ne、HF等的氣態(tài)激光振蕩器，使用晶體如摻雜有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3的固態(tài)激光振蕩器，以及使用GaN、GaAs、GaAlAs、InGraAsP等的半導(dǎo)體激光振蕩器都可使用。當(dāng)使用固態(tài)激光器時，優(yōu)選使用基波的第二到第五諧波。
下面將要描述通過使用激光直接成像系統(tǒng)使感光樹脂曝光的方法。當(dāng)基片1008安裝在基片移動機構(gòu)1009上時，PC1002通過使用攝影機(未示出)探測標(biāo)在基片1008上的標(biāo)志的位置。然后，PC1002基于探測標(biāo)志的位置數(shù)據(jù)和預(yù)先輸入的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于移動基片移動機構(gòu)1009的數(shù)據(jù)。然后，在從激光振蕩器1003發(fā)出的激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)1005衰減以后，PC1002通過驅(qū)動器1011控制聲-光調(diào)制器1006輸出的光的強度，從而通過聲-光調(diào)制器1006控制光的強度為預(yù)定量。然后，通過光學(xué)系統(tǒng)1007改變從聲-光調(diào)制器1006發(fā)出的激光束的光路和光束形狀，激光束通過棱鏡聚光，然后，用激光束輻照曝光涂于基片1008上的感光樹脂。在這種場合，基于PC1002產(chǎn)生的移動數(shù)據(jù)控制基片移動機構(gòu)1009在X軸和Y軸方向移動。從而，用激光束輻照預(yù)定區(qū)域以曝光該感光樹脂。
然后，感光樹脂被顯影以形成如圖1D所示的第二掩模圖案115。在這個實施方式中，因為使用正型感光樹脂，所以用激光束輻照的抗蝕劑部分被除去，以曝光第二半導(dǎo)體區(qū)112。因為激光的能量在抗蝕劑上部分地被轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫c部分抗蝕劑起作用，所以曝光的寬度變得的比射束點的寬度稍大。此外，由于激光束的波長較短，激光束可以聚集成具有較短的光束直徑。因此，為了使形成的第二掩模圖案具有更細(xì)微寬度的開口，優(yōu)選使用具有較短波長的激光束進(jìn)行輻照。
感光樹脂表面上的射束點通過光學(xué)系統(tǒng)形成點、圓、橢圓、矩形或直線(嚴(yán)格地說是長的矩形)。雖然射束點可能是圓形的，但是優(yōu)選線性射束點，因為可以形成均勻?qū)挾鹊目刮g劑掩模。
雖然圖39的系統(tǒng)顯示的例子中用于曝光的激光束輻照是從基片表面的上方一側(cè)進(jìn)行的，但是通過適當(dāng)?shù)馗淖児鈱W(xué)系統(tǒng)和所述基片移動機構(gòu)，用于曝光的激光束輻照也可以從基片背面的下方一側(cè)進(jìn)行。
雖然在這個實施方式中，該激光束輻照通過移動基片有選擇地進(jìn)行的，但是本發(fā)明不局限于此。該激光束輻照可以通過激光束在X-Y軸向上的掃描進(jìn)行。在這種情況下，光學(xué)系統(tǒng)1007優(yōu)選使用多面鏡、檢流計反射鏡，或聲-光導(dǎo)向裝置(AOD)。
然后，第二半導(dǎo)體區(qū)112通過使用第二掩模圖案115蝕刻以形成源和漏區(qū)116(也稱為接觸層)。然后，第二掩模圖案115通過使用剝離溶液的工藝或使用氧的灰磨工藝除去。因為第二掩模圖案115具有細(xì)微寬度的開口，所以蝕刻的第二半導(dǎo)體區(qū)的寬度是細(xì)微的，因此源區(qū)和漏區(qū)間的距離是很小的。即，可以不使用光掩模形成溝道長度短的TFT。
在第一半導(dǎo)體區(qū)111由SAS形成的情況中，除如這個實施方式所示的柵電極被源和漏區(qū)覆蓋的結(jié)構(gòu)之外，還可以使用其中柵電極的邊緣部分與源和漏區(qū)邊緣對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，也就是所謂的自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，和其中源和漏區(qū)不覆蓋柵電極而是與柵電極保持一定距離的結(jié)構(gòu)。
然后，如圖1E所示，作為源極和漏極的第二導(dǎo)電層117，通過液滴噴射導(dǎo)電材料形成于源和漏區(qū)之上。作為導(dǎo)電材料，可以使用與第一導(dǎo)電層102所用的材料相同的材料，其溶解或分散在溶劑里。在這個實施方式中，Ag糊被有選擇地噴射，然后，通過如上所述的激光束輻照或熱處理進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗稍锖秃姹?，形成膜厚?00-800納米的電極。
在這個實施方式中形成的TFT，彼此相對的源和漏區(qū)之間的距離與彼此相對的源和漏極間的距離稍有不同，源和漏區(qū)之間的距離較短。另外，源和漏區(qū)之間的距離就是溝道長度。
該源和漏極可以通過這樣的方式形成預(yù)先通過如液滴噴射或濺射的方法形成導(dǎo)電層，再通過液滴噴形成正型或負(fù)型感光樹脂，該感光樹脂用激光輻照曝光和顯影以形成掩模圖案，再借助于掩模圖案蝕刻該導(dǎo)電薄膜。
優(yōu)選在作為源和漏電極的第二導(dǎo)電層117上形成鈍化膜。該鈍化膜可以由薄膜形成方法如等離子CVD或濺射并用氮化硅、二氧化硅、氮化硅氧化物、氧氮化硅、氧氮化鋁、氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、氮化碳(CN)、或其它絕緣材料而形成。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模制造溝道長度短的溝道蝕刻型TFT。
(實施方式2)在這個實施方式中，將參考圖2A到2D，描述如實施方式1中的溝道蝕刻型TFT的形成工藝。這個實施方式與實施方式1在源電極和漏電極的制造工藝上有所不同。
如圖2A所示，第一導(dǎo)電層102、第一絕緣層103、第一半導(dǎo)體區(qū)111和第二半導(dǎo)體區(qū)112都以與實施方式1相同的方式形成在基片101上。
然后，在第二半導(dǎo)體區(qū)112和第一絕緣薄膜103上形成第二導(dǎo)電膜201。第二導(dǎo)電薄膜201的材料和制造方法可以與實施方式1第一導(dǎo)電層102中的那些相同。
接著，在基片上涂或噴射感光樹脂113，并以與實施方式1同樣的方式用激光114輻照感光樹脂113進(jìn)行曝光。然后，該曝光的感光樹脂顯影以形成如圖2B所示的第一掩模圖案115。由于該感光樹脂通過激光輻照曝光以形成第一掩模圖案115，所以該掩模圖案可以形成具有細(xì)微寬度的開口。
接著，使用第一掩模圖案115作為掩模蝕刻第二導(dǎo)電薄膜201以形成源和漏電極211。
然后，如圖2C所示，通過利用第一掩模圖案115作為掩模蝕刻第二半導(dǎo)體區(qū)112形成作為源區(qū)和漏區(qū)的第三半導(dǎo)體區(qū)221。雖然在這個實施方式中第二半導(dǎo)體區(qū)112是借助于第一掩模圖案115進(jìn)行蝕刻的，但是第二半導(dǎo)體區(qū)112也可以在除去第一掩模圖案115之后通過使用源和漏電極211作為掩模進(jìn)行蝕刻。隨后，優(yōu)選形成鈍化膜。
根據(jù)上述工藝，如圖2D所示。可以不使用光掩模制造溝道長度短的溝道蝕刻型TFT。需要指出的是在這個TFT中，該源和漏電極的內(nèi)緣部分之一與該源和漏區(qū)的內(nèi)緣部分之一是對準(zhǔn)的。
(實施方式3)在這個實施方式中，參考圖3A到3E，描述通過使用形成斥液表面的材料而形成溝道長度短的溝道蝕刻型TFT的工藝。在這個實施方式中，源和漏區(qū)通過在導(dǎo)電的第二半導(dǎo)體膜上形成掩模圖案，并用該掩模圖案蝕刻第二半導(dǎo)體膜而形成。
如圖2A所示，第一導(dǎo)電層102、第一絕緣層103和第一半導(dǎo)體膜都以與實施方式1相同的方法形成在基片101上。然后，由如實施方式1所示形成第一掩模圖案106并蝕刻該第一半導(dǎo)體薄膜而形成第一半導(dǎo)體區(qū)111。
然后，在第一半導(dǎo)體區(qū)111和第一絕緣薄膜103上形成第二半導(dǎo)體薄膜301。第二半導(dǎo)體薄膜301的材料和制備方法可以與實施方式1中所示的第二半導(dǎo)體薄膜105的相同。
然后，在第二半導(dǎo)體薄膜301上形成斥液表面區(qū)302。斥液表面區(qū)是其中表面與液體接觸角大的區(qū)。在這種表面上，液體散布成半球形。反之，吸液表面區(qū)是其中表面和液體接觸角小的區(qū)。在這種表面上，液體鋪展開而潤濕表面。
因此，當(dāng)接觸角不同的兩個區(qū)接觸的時候，兩個區(qū)中接觸角相對較大的一個作為斥液表面區(qū)，而另一個，其具有相對較小的接觸角，作為吸液表面區(qū)。當(dāng)液體涂覆或噴射至這兩個區(qū)上時，液體鋪展開而潤濕吸液表面而液體在斥液表面上散布成半球形。
當(dāng)該區(qū)凹凸不平的時候，斥液表面區(qū)的接觸角變得更大，其意味著所述斥液性能增強了，而吸液表面區(qū)的接觸角變得更小，其意味著吸液性能增強了。因此，當(dāng)包含組合物的液體被涂覆或噴射到凹凸不平的表面上并烘焙時，可以形成具有均勻邊緣部分的層。
在這個實施方式中，噴射或涂覆用于形成斥液表面的液體以形成斥液表面區(qū)。作為包含在溶液中用于形成斥液表面的組合物的例子，可以使用如化學(xué)式Rn-Si-X(4-n)(n＝1、2或3)表示的硅烷偶聯(lián)劑，其中R包括相對不活潑的基團如烷基，X包括水解性基團如鹵素，甲氧基，乙氧基或乙酰氧基，其可以通過縮合在基面上結(jié)合至吸附水或羥基上。
該斥液性能可以通過使用包含氟代烷基作為R的氟化硅烷偶聯(lián)劑(氟代烷基硅烷(FAS))，其是硅烷偶合劑的典型實例。FAS中的R具有由(CF3)(CF2)x(CH2)y表示的結(jié)構(gòu)(x0到10中的一個整數(shù)，y0到4中的一個整數(shù))。當(dāng)多個R或X連接至Si上時，所有的R或X可以相同或者它們中的一個或多個不同。作為典型的FAS，有氟代烷基硅烷(以下，稱為FAS)如十七氟代四氫癸基三乙氧基硅烷、十七氟代四氫癸基三氯硅烷、十三氟代四氫辛基三氯硅烷或三氟代丙基三甲氧基硅烷。
作為形成斥液表面用溶液的溶劑，可以使用能形成斥液表面的溶劑，例如，烴基溶劑如正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、二環(huán)戊烷、苯、甲苯、二甲苯、均四甲苯、茚、四氫化萘、萘烷、角鯊烯或四氫呋喃。
另外，作為用于形成斥液表面的溶液的組合物的例子，可以使用包含氟-碳鏈的材料(氟烴樹脂)。作為氟烴樹脂，可以使用聚四氟乙烯(PTFE；4-氟化乙烯樹脂)、全氟烷氧基烷烴(PFA；4-氟化乙烯全氟烷基乙烯醚共聚物樹脂)、全氟乙烯丙烯共聚物(PFEP；4-氟化乙烯-6-氟化丙烯共聚物樹脂)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE；4-氟化乙烯-乙烯共聚物樹脂)、聚偏二氟乙烯(PVDF；氟化亞乙烯樹脂)、聚三氟氯乙烯(PCTFE；3-氟化氯乙烯樹脂)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE；3-氟化氯乙烯-乙烯共聚物樹脂)、聚四氟乙烯-全氟間二氧雜環(huán)戊烯共聚物(TFE/PDD)、聚氟乙烯(PVF；氟化乙烯基樹脂)等。
隨后，當(dāng)粘附用于形成斥液表面的溶液的表面用乙醇洗滌時，可以形成極薄的斥液表面。
作為掩模圖案，斥液表面可以通過使用用于形成非斥液表面(即，用于形成吸液表面)的有機材料，然后通過后繼進(jìn)行CF4等離子化等工藝形成。例如可以使用其中水溶性樹脂如聚乙烯醇(PVA)混合在溶劑如H2O中的材料。此外，PVA可以與其它的水溶性樹脂組合使用。而且，當(dāng)掩模圖案具有斥液表面時，通過等離子處理可以進(jìn)一步改善其斥液性能。
等離子處理可以以這種方式進(jìn)行先準(zhǔn)備一個涂有電介質(zhì)的電極，然后借助于空氣、氧氣或氮氣產(chǎn)生等離子，從而使該電介質(zhì)暴露于該等離子。在這種情況下，不需要電極的全部表面都被電介質(zhì)覆蓋。當(dāng)包含氟的電介質(zhì)如Teflon(注冊商標(biāo))被用作電介質(zhì)時，在涂有電介質(zhì)的表面會形成CF2鍵，從而導(dǎo)致表面改性，由此得到斥液性質(zhì)。
然后，用激光114輻照斥液表面區(qū)302。作為激光114，可以適當(dāng)?shù)氖褂迷趯嵤┓绞?中描述的激光。在這個實施方式中，用激光114輻照用于形成源和漏區(qū)的區(qū)域。通過以具有比取代基鍵能更高能量的波長的光輻照，使顯示斥液性能的取代基的鍵斷開，其中，該取代基為形成斥液表面的材料中顯示斥液性能的取代基，通常為氟代烷基或連接至氟代烷基的烷基。即，用激光114輻照區(qū)域的斥液性被還原為顯示吸液性。在圖3B中，用激光114輻照的區(qū)域作為吸液表面區(qū)311，沒有用激光輻照的區(qū)域用作斥液表面區(qū)312。
然后，如圖3C所示，在吸液表面區(qū)311上形成第二掩模圖案321。在這種情況下，因為用于第二掩模圖案321的材料在斥液表面區(qū)321會滾落，所以在區(qū)312上沒有掩膜圖案形成。作為第二掩模圖案321，可以形成與實施方式1中描述的第一掩模圖案106相同的掩模圖案。通過用激光束輻照斥液表面區(qū)以形成吸液表面，可以不使用光掩模而形成掩模圖案。因為可以通過激光掃描法控制輻照區(qū)域，所以可以形成具有微小距離的掩模圖案。
然后，如圖3D所示，通過使用第二掩模圖案321作為掩模蝕刻第二半導(dǎo)體薄膜301以形成第二半導(dǎo)體區(qū)域331。作為用于蝕刻第二半導(dǎo)體薄膜301的方法，可以適當(dāng)?shù)厥褂脤嵤┓绞?中描述的用于蝕刻第二半導(dǎo)體膜105的方法。在這個刻蝕過程中，斥液表面區(qū)312也被蝕刻。需要指出的是，第二半導(dǎo)體區(qū)域331作為源區(qū)和漏區(qū)。然后，第二掩模圖案321被除去。
然后，如圖3E所示，通過噴射導(dǎo)電的材料以與源和漏區(qū)相連，形成源和漏極341。該源和漏極341可以由與實施方式1中所示的用作源和漏電極的第二導(dǎo)電膜117相同的材料和制造方法形成。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模而制造如圖2D所示的溝道長度短的溝道蝕刻型TFT。
(實施方式4)在這個實施方式中，參考圖4A到4E，描述通過使用形成斥液表面的材料形成溝道保護(hù)TFT的工藝。在這個實施方式中，在作為基膜的第一半導(dǎo)體膜上形成掩模圖案，該掩模圖案用于形成源區(qū)和漏區(qū)。另外，不作為源或漏區(qū)的區(qū)域被激光輻照以形成吸液表面。
如圖4A所示，第一導(dǎo)電層102、第一絕緣膜103、第一半導(dǎo)體膜104都以與實施方式1相同的方式形成在基片101上。然后，形成與實施方式1中第一掩模圖案106相似的第一掩模圖案401，并通過使用第一掩模圖案401蝕刻第一半導(dǎo)體膜104以形成如圖4B所示的第一半導(dǎo)體區(qū)411。
然后，通過在第一半導(dǎo)體區(qū)411上噴射或涂覆用于形成斥液表面的材料形成斥液表面區(qū)302。然后，用激光114輻照一部分斥液表面區(qū)302。在這里，用激光114輻照以后將形成源區(qū)和漏區(qū)的區(qū)域的外邊界。從而，被激光輻照的區(qū)域作為吸液表面區(qū)。在圖4C中，被激光輻照的區(qū)域作為吸液表面區(qū)412。沒有被激光輻照的區(qū)域作為斥液表面區(qū)413。
然后，如圖4D所示，在吸液表面上形成第二掩模圖案422。形成于溝道形成區(qū)域上的一部分第二掩模圖案422，作為溝道保護(hù)膜。第二掩模圖案422的材料和制造方法可以與第一掩模圖案401的相同。因為可以通過激光掃描法控制輻照區(qū)域，所以可以形成具有細(xì)微寬度的掩模圖案(溝道保護(hù)膜)。
然后，通過在被第二掩模圖案422包圍的區(qū)域噴射或涂覆導(dǎo)電材料形成第二導(dǎo)電層421。作為第二導(dǎo)電層421，可以形成包含有機導(dǎo)電的材料如聚乙炔、聚苯胺、聚亞乙二氧基噻吩(PEDOT)或聚苯乙烯砜(PSS)的導(dǎo)電層。第二導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
第二導(dǎo)電層421最好通過使用金屬如金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬或鎳，或包含該金屬的合金形成。通過印刷、輥涂或液滴噴射，包含金屬或合金的導(dǎo)電糊可以被用于形成第二導(dǎo)電層421。
然后，如圖4E所示，在第二導(dǎo)電層421上形成第三導(dǎo)電層431(源電極和漏電極)。在這種情況下，優(yōu)選通過使用電阻低的導(dǎo)電材料形成該第三導(dǎo)電層。第三導(dǎo)電層431的材料和制造方法可以與實施方式1中第二導(dǎo)電層117中的那些相同。雖然在這個實施方式中第三導(dǎo)電層在沒有除去第二掩模圖案422的情況下形成，但是本發(fā)明不局限于這種工藝。第三導(dǎo)電層可以如下面實施方式5所述，在除去第二掩模圖案后形成。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模而形成溝道長度短的溝道保護(hù)TFT。
(實施方式5)
在這個實施方式中，參考圖5A到5C，描述用形成斥液表面的材料形成具有短溝道長度的溝道保護(hù)TFT的工藝。在這個實施方式中，在作為基膜的第一半導(dǎo)體膜上形成掩模圖案，并用該掩模圖案形成源區(qū)和漏區(qū)。此外，通過輻照一部分由用于形成斥液表面的材料形成的層中的源區(qū)和漏區(qū)而形成吸液表面區(qū)。
如圖5A所示，第一導(dǎo)電層102、第一絕緣層103和第一半導(dǎo)體區(qū)411都以與實施方式4相同的方式形成在基片101上，并在第一半導(dǎo)體區(qū)411上涂覆或噴射用于形成斥液表面的材料。
然后，用激光114輻照用于形成斥液表面的材料。在這個實施方式中，用于源和漏區(qū)的區(qū)域被激光輻照以形成吸液表面區(qū)。因為可以通過激光掃描法控制輻照區(qū)域，所以可以形成具有細(xì)微寬度的掩模圖案(溝道保護(hù)膜)。
然后，如圖5B所示，導(dǎo)電的材料被涂覆或噴射到吸液表面區(qū)以形成第二導(dǎo)電層(源區(qū)和漏區(qū))512。需要指出的是，沒有被激光輻照的區(qū)域繼續(xù)用作斥液表面區(qū)511。
然后，如圖5C所示，在通過借助于氧氣的灰磨法除去斥液表面區(qū)511后，形成第三導(dǎo)電層521(源電極和漏極)。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模形成溝道長度短的TFT。
(實施方式6)在這個實施方式中，將參考圖6A到6F描述制備溝道長度短的交錯TFT的工藝。雖然在這個實施方式中參考實施方式3描述形成源區(qū)和漏區(qū)的工藝，該工藝不局限于此，也可以適當(dāng)使用其它實施方式中的工藝。
如圖6A所示，第一絕緣薄膜601被形成在基片101上，并在其上形成第一導(dǎo)電層602。第一導(dǎo)電層602在后面將被用作源電極和漏電極。第一導(dǎo)電層602的材料和制造方法可以與實施方式1中所述第一導(dǎo)電層102中的相同。
然后，在基片上形成導(dǎo)電的第一半導(dǎo)體膜603。第一半導(dǎo)體膜603可以通過使用與實施方式1中所述的第二半導(dǎo)體膜105相同的材料形成。然后，在第一半導(dǎo)體薄膜603上涂覆或噴射用于形成斥液表面的材料以形成斥液表面區(qū)302。然后，用激光114輻照一部分斥液表面區(qū)。在這個實施方式中，用于源和漏區(qū)的區(qū)域被激光輻照以形成吸水表面區(qū)。如圖6B所示，沒有被激光輻照的區(qū)域繼續(xù)用作斥液表面區(qū)611。然后，在用激光輻照的吸液表面區(qū)上形成第一掩模圖案612。第一掩模圖案612可以通過使用與實施方式1中所述的第一掩模圖案106相同的材料形成。因為可以通過激光掃描法控制輻照區(qū)域，所以可以形成具有細(xì)微距離的掩模圖案。
然后，如圖6C所示，通過使用第一掩模圖案612作為掩模蝕刻第一半導(dǎo)體膜603形成第一半導(dǎo)體區(qū)621。第一半導(dǎo)體區(qū)621用作源區(qū)和漏區(qū)。然后，除去第一掩模圖案612。
然后，如圖6D所示，形成第二半導(dǎo)體區(qū)631、第二絕緣膜632和第二導(dǎo)電層633。第二半導(dǎo)體區(qū)631用作溝道形成區(qū)，第二絕緣薄膜632用作柵絕緣膜，以及第二導(dǎo)電層633用作柵電極。
然后，在基片上涂覆或噴射正型或負(fù)型的感光樹脂113，并用激光634輻照進(jìn)行曝光并顯影。在這個實施方式中，使用正型感光樹脂，并用激光輻照用于形成接觸孔的區(qū)域。從而，如圖6E所示，形成第二掩模圖案641。
然后，通過使用第二掩模圖案641作為掩模蝕刻第二絕緣膜632，以形成接觸孔并暴露出一部分第一導(dǎo)電層602。然后，除去第二掩模圖案641。
然后，如圖6F所示；形成第三導(dǎo)電層651以在接觸孔中與第一導(dǎo)電層602相連。與實施方式1中描述的第二導(dǎo)電層117相同的材料可以用于形成第三導(dǎo)電層651。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模形成溝道長度短的交錯TFT。
(實施方式7)在這個實施方式中，將結(jié)合圖8A到8E描述與實施方式6中描述的不同的接觸孔形成工藝根據(jù)實施方式6形成如圖8A所示的交錯TFT。本實施方式中的交錯TFT包含第一絕緣膜601、第一導(dǎo)電層602、第一半導(dǎo)體區(qū)621、形成在源電極和漏電極之間并位于第一半導(dǎo)體區(qū)621之上的第二半導(dǎo)體區(qū)631、第二絕緣膜632和第二導(dǎo)電層633。
然后，如圖8B所示，在第一導(dǎo)電層602和第二絕緣膜632重疊的區(qū)域噴射用于形成斥液表面的溶液。然后，通過液滴噴射形成第一掩模圖案661和662。
然后，涂覆或噴射用于形成吸液表面的溶液。于是，形成第二掩模圖案663到665。作為吸液溶液的典型實例，有有機樹脂如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚縮醛、聚醚、聚氨酯、聚酰胺(尼龍)、呋喃樹脂和二烯丙基鄰苯二甲酸酯樹脂；硅氧烷；和聚硅氮烷。此外，使用極性溶劑如水、醇、醚、二甲基甲醛、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、氯仿或二氯甲烷的溶液也是可用的。用于涂覆形成吸液表面的溶液的方法可以使用如液滴噴射，噴墨，旋涂，輥涂或槽涂。
因為第一掩模圖案661和662各自具有斥液表面，所以第二掩模圖案663到665被形成在第一掩模圖案661和662的外邊緣，即，沒有形成第一掩模圖案的區(qū)域。
替代上述工藝，第二掩模圖案663到665也可以通過在第一掩模圖案661和662的溶劑干燥以后，涂覆用于形成吸液表面的溶液形成。同樣在這種情況下，因為第一掩模圖案661和662各自具有斥液表面，所以第二掩模圖案663到665被形成在第一掩模圖案661和662的外邊緣，即，沒有形成第一掩模圖案的區(qū)域。
然后，如圖8C所示，通過使用第二掩模圖案663到665蝕刻第一掩模圖案661和662，以及第二絕緣膜632，從而暴露出一部分源和漏電極。在這里，蝕刻后的第二絕緣膜632被表示為附圖標(biāo)記671。
然后，形成如圖8D所示的第三導(dǎo)電薄膜681和682。
需要說明的是，如圖8E所示，可以不除去第二掩模圖案663到665就形成第三導(dǎo)電薄膜691和692。在這種情況下，第二掩模圖案663到665被用作層間絕緣膜。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模形成接觸孔。
(實施方式8)在這個實施方式中，將結(jié)合圖7A到7F描述W/L大的TFT結(jié)構(gòu)。
圖7A是實施方式2中形成的反向交錯TFT的俯視圖，其中半導(dǎo)體區(qū)901、源和漏區(qū)902和源和漏電極903都層疊在柵電極900上。
源和漏電極相對的邊緣部分線性地彎曲。在這種情況下，呈以直角轉(zhuǎn)彎，即呈鋸齒形直角地掃描激光束或基片，并且所形成的掩模圖案用于形成該元件的源和漏區(qū)或源和漏電極。因此，可以形成具有線性彎曲形狀或直角鋸齒形狀的溝道形成區(qū)。由此，即使在微小的半導(dǎo)體區(qū)的情況下也可以使溝道長度變窄，和使溝道長度變大。
圖7B也是TFT的俯視圖。在這個例子中，當(dāng)形成用于形成源和漏區(qū)912和源和漏電極913的掩模圖案時，掃描激光束或基片從而以90度到180度之間的角線性地彎曲，即以90度到180度之間的角成鋸齒形。因此，溝道形成區(qū)具有以90度到180度之間的角線性地彎曲的形狀，即，以90度到180度之間的角成鋸齒形狀。
在這里，附圖標(biāo)記910代表柵電極，附圖標(biāo)記911代表半導(dǎo)體區(qū)。
圖7C到7D也是TFT的俯視圖。在這些例子中，當(dāng)用于形成源和漏區(qū)922和932和源和漏電極923和933的掩模圖案分別形成時，掃描激光束或基片，從而以0度到90度之間的角線性地彎曲，即以0度到90度之間的角成鋸齒形。因此，溝道形成區(qū)具有以0度到90度之間的角線性彎曲的形狀或以0度到90度之間的角成鋸齒形狀。在這里，附圖標(biāo)記920和930分別代表柵電極，附圖標(biāo)記921和931分別代表半導(dǎo)體區(qū)。
需要指出的是，圖7C和圖7D所示的TFT的溝道形成區(qū)都關(guān)于點對稱。
圖7E也是TFT的俯視圖。在這個例子中，當(dāng)用于通過蝕刻形成源和漏區(qū)942和源和漏電極943的掩模圖案形成時，掃描激光束或基片以形成一曲線。因此，溝道形成區(qū)具有曲線形狀。在這里，附圖標(biāo)記940代表柵電極，附圖標(biāo)記941代表半導(dǎo)體區(qū)。
圖7F也是TFT的俯視圖。在這個例子中，當(dāng)用于通過蝕刻形成源和漏區(qū)952和源和漏電極953的掩模圖案形成時，掃描激光束或基片以形成一直線和一曲線。因此，溝道形成區(qū)具有直線和曲線。在這里，附圖標(biāo)記950代表柵電極，附圖標(biāo)記951代表半導(dǎo)體區(qū)。
這種實施方式不僅可以應(yīng)用于實施方式2，也可以用于實施方式1-7。在這種情況下，源和漏區(qū)的邊緣部分與源和漏極的邊緣部分不對準(zhǔn)。
根據(jù)上述工藝，可以不使用光掩模而形成具有微小結(jié)構(gòu)和增大的W/L的元件。在這個實施方式中，因為元件的源和漏區(qū)或源和漏電極都借助通過激光束輻照形成的掩模圖案形成，所以可形成任意形狀的溝道形成區(qū)。因此，可以省略光刻蝕工藝而制備出具有微小結(jié)構(gòu)和增加的W/L的元件。從而，可以以低成本、高生產(chǎn)率和高生產(chǎn)量制備驅(qū)動能力高的半導(dǎo)體器件。
(實施方式9)
在這個實施方式中，將描述在實施方式中可以被用于形成掩模圖案的液滴噴射系統(tǒng)。在圖24中，在基片1900上，以點劃線顯示其中形成面板的區(qū)1930。
圖24顯示了一個用于形成線路等圖案的液滴噴射系統(tǒng)的例子。液滴噴射裝置1905包括具有多個噴嘴的噴頭。雖然在這個實施方式描述了三個噴頭(1903a、1903b和1903c)中各自包含十個噴嘴的例子，但噴嘴的數(shù)目和噴頭的數(shù)目可以根據(jù)待加工的面積、工藝等決定。
噴頭與控制裝置1907相連，通過電腦1910控制控制裝置1907，從而可以畫出預(yù)定的圖案?？梢愿鶕?jù)參考點測定繪圖的同步情況，例如，形成于固定在平臺1931上的基片1900上的標(biāo)記1911。另一選擇，基片1900的邊緣可以作為參考點。通過成像裝置1904如CCD測定參考點，并通過圖像處理裝置1909轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。計算機1910辨認(rèn)該數(shù)字信號并產(chǎn)生發(fā)往控制裝置1907的控制信號。當(dāng)圖案以這種方式畫出時，噴嘴頂端和繪圖表面的距離可以為0.1到5厘米，優(yōu)選為0.1到2厘米，更優(yōu)選為大約0.1厘米。當(dāng)這種距離越短時，液滴的落點越準(zhǔn)確。
在這種情況下，將被形成在基片1900上的圖案的信息被保存在記錄介質(zhì)1908中，并且基于這個信息的控制信號被發(fā)給控制裝置1907以分別控制各自的噴頭1903a 1903b和1903c。即，包含不同材料的液滴可以從各個噴頭1903a、1903b和1903c的噴嘴噴射。例如，當(dāng)從噴頭1903a和1903b的噴嘴噴射包含絕緣材料的液滴時，可以從噴頭1903c的噴嘴噴射包含導(dǎo)電材料的液滴。
此外，可以分別控制噴頭的各個噴嘴。因為噴嘴被分別控制，所以可以從特定的噴嘴噴射包含不同材料的液滴。例如，噴頭1903a可以具有噴射包含導(dǎo)電材料液滴的噴嘴和噴射包含絕緣材料液滴的噴嘴。
在大面積進(jìn)行液滴噴射的例子中，例如，形成層間絕緣膜工藝，可以從全部的噴嘴噴射包含用于層間絕緣膜的材料的液滴。此外，也可以從多個噴頭的所有噴嘴噴射包含用于層間絕緣膜的材料的液滴。從而，可以提高生產(chǎn)量。當(dāng)然，在形成層間絕緣膜的工藝中，也可以以這種方式在大面積上進(jìn)行液滴噴射工藝從一個噴嘴噴射包含用于層間絕緣膜的材料的液滴，而將掃描噴嘴或基片的次數(shù)增加。
其次，也可以通過噴頭的鋸齒形或來回移動在大的母體玻璃上形成圖案。在這種情況下，噴頭和基片可以掃描多次。當(dāng)噴頭相對基片掃描時，噴頭可以向掃描方向傾斜。
當(dāng)從大的母玻璃制備多塊面板時，噴頭優(yōu)選與面板具有相同的寬度。這是因為，這樣可以一次掃描形成面板的區(qū)1930而形成圖案，從而可以得到高生產(chǎn)量。
噴頭的寬度也可以比面板小。在這種情況下，多個的窄噴頭被串聯(lián)在一起以與一塊面板的寬度相等。通過多個窄噴頭的串聯(lián)布置可以防止由于噴頭寬度的增加而很可能導(dǎo)致的噴頭彎曲的產(chǎn)生。當(dāng)然，圖案也可以通過窄噴頭的多次掃描而形成。
優(yōu)選在減壓下噴射液滴進(jìn)行溶液的液滴噴射工藝。這是因為這樣可以使用于組合物的溶劑在噴射之后和降落到被加工物體之前進(jìn)行蒸發(fā)，從而可以省略組合物的干燥和烘焙工藝，也因為可以防止在導(dǎo)體上形成氧化膜等。此外，組合物的滴加(dropping)工藝也可以在含氮氣氛或有機氣體氣氛下進(jìn)行。
對于液滴噴射工藝，可以使用壓力法(piezo method)。壓力法在液滴的可控性和選擇墨水的自由度方面有優(yōu)越性，它也用于噴墨打印機。壓力法包括MLP(多層壓力)型和MLChip(多層陶瓷極度集成壓力段)型。根據(jù)組合物使用的溶劑，在液滴噴射工藝中還可以使用加熱法，其中的熱產(chǎn)生器會產(chǎn)生熱量，從而產(chǎn)生用于推動溶液前進(jìn)的氣泡。
(實施方式10)在這個實施方式中，將結(jié)合圖40A到42D描述多柵TFT中的柵電極的制備工藝。在這個實施方式中形成柵絕緣膜以后的工藝參照實施方式2描述。然而，該工藝不局限于此。可以適當(dāng)?shù)氖褂脤嵤┓绞?-9中的任何一個。
第一導(dǎo)電層102形成在基片101上。然后，噴射或涂覆感光材料2101以覆蓋第一導(dǎo)電層102。其次，用激光114輻照感光材料2101曝光。然后，該曝光的感光材料顯影以形成如圖40B所示的第一掩模圖案2102。因為在這個實施方式中使用正型感光樹脂作為感光材料2101，所以用激光114輻照待之后蝕刻的區(qū)域。此外，第一掩模圖案2102在用激光114輻照的區(qū)域有一個開口。
然后，如圖40C所示，借助第一掩模圖案2102蝕刻第一導(dǎo)電層102以形成柵電極2103。然后，除去第一掩模圖案2102以形成柵線路。在這個階段的基片的俯視圖在圖42A和42B中進(jìn)行舉例說明。
如圖42A所示，柵電極2103具有開口2105。此外，柵線路2106與柵電極2103相連。
因為該具有開口的柵電極在它的尾部連接，所以即使該柵電極的厚度不一致，薄膜的電阻率仍然幾乎相同，從而可以降低后來形成的TFT的性能差異。雖然在這個實施方式中提供了兩個開口，但也可以提供一個、三個或更多的開口。當(dāng)開口的數(shù)目增加時，在漏邊緣的電場降低，從而提高了減少空閑電流(off-current)的有益效果。
因為第一導(dǎo)電薄膜102可以通過使用具有窄開口的第一掩模圖案2102進(jìn)行蝕刻，所以可以不增加TFT的面積而形成多柵TFT。即，可以制備高集成半導(dǎo)體器件。
該柵電極可以是如圖42B所示的梳齒形柵電極2107。
然后，如圖40D所示，在柵電極2103上形成柵絕緣膜103、第一半導(dǎo)體區(qū)111、第二半導(dǎo)體區(qū)2121、源和漏電極211。多柵TFT可以通過形成源和漏電極211以便將柵電極2103的開口2105夾在中間而形成。另外，形成導(dǎo)電層2108-2111以覆蓋開口和開口旁的一部分柵電極。該導(dǎo)電層可以與第二半導(dǎo)體區(qū)2121、源和漏電極211同時形成。
在這種結(jié)構(gòu)的TFT中，在漏邊緣的電場降低，從而提高了減少空閑電流的有益效果。因此，當(dāng)這種TFT被用作液晶顯示器的開關(guān)元件時，對比度得到了改善。此外，因為可以形成所占面積小的多柵TFT，所以可以制備高集成半導(dǎo)體器件。
下面將結(jié)合圖41A到41D描述用負(fù)型感光樹脂形成多柵TFT的工藝。
如圖41A所示，在第一導(dǎo)電層102上噴射或涂覆感光材料2110。然后，該感光材料2110被激光114輻照曝光，顯影該曝光的感光材料以形成如圖41B所示的第一掩模圖案2111。因為在這里使用負(fù)型感光樹脂作為感光材料2110，所以對用作之后形成柵電極所用掩模的區(qū)域以激光114輻照。隨后，用激光輻照的區(qū)域用作掩模圖案。
然后，如圖41C所示，借助第一掩模圖案2111蝕刻第一導(dǎo)電層102以形成柵電極2112。然后，除去第一掩模圖案2111并形成柵圖案。在這個階段的基片的俯視圖在圖42C和42D中進(jìn)行舉例說明。
如圖42C所示，柵電極2112有一個開口2105。此外，柵線路2106與柵電極2112相連。這種結(jié)構(gòu)具有與如圖42A所示的柵電極2103相同的有益效果。此外，因為第一導(dǎo)電薄膜102可以通過使用具有窄開口的第一掩模圖案2112進(jìn)行蝕刻，所以可以不增加TFT的面積而形成多柵TFT。即，可以制備高集成半導(dǎo)體器件。
該柵電極可以是如圖42D所示的梳齒形柵電極2117。
然后，如圖41D所示，在柵電極2112上形成用作柵絕緣膜的第一絕緣膜103、第一半導(dǎo)體區(qū)111、第二半導(dǎo)體區(qū)2121、源和漏電極211。多柵TFT可以通過形成源和漏電極211以便將柵電極2103的開口2105夾在中間而形成。另外，形成導(dǎo)電層2114和2115以覆蓋開口和開口旁的一部分柵電極。該導(dǎo)電層可以與第二半導(dǎo)體區(qū)2121、源和漏電極211同時形成。
在這種結(jié)構(gòu)的TFT中，在漏邊緣的電場降低，從而提高了減少空閑電流的有益效果。因此，當(dāng)這種TFT被用作液晶顯示器的開關(guān)元件時，對比度得到了改善。此外，因為柵電極的寬度與激光束的波束寬度幾乎相同，所以可以形成具有微小結(jié)構(gòu)柵電極的TFT(即，溝道長度短的TFT)。因此，可以進(jìn)一步提高TFT的驅(qū)動能力。
下面將結(jié)合圖17A到17E、圖18A到18E、圖19A到19C和圖20到23，描述制備有源矩陣基片和具有該有源矩陣基片的顯示板的方法。這個實施方式將使用液晶顯示板作為顯示板進(jìn)行描述。圖17A到17E、圖18A到18E和圖19A到19C示意地顯示了像素部分和接線端子部分的縱向剖面結(jié)構(gòu)，圖20到23顯示了沿著線A-B和C-D的平面構(gòu)造。
如圖17A所示，基片800的表面在400℃下被氧化以形成膜厚100納米的絕緣膜801。這個絕緣膜用作后面將要形成的導(dǎo)電層的蝕刻阻止膜。然后，在絕緣膜801上形成第一導(dǎo)電層802，并通過液滴噴射在第一導(dǎo)電層上形成第一掩模圖案803到805。由Asahi Glass有限公司生產(chǎn)的AN100玻璃基片用作基片800，通過使用鎢靶和氬氣由濺射法形成膜厚100納米的鎢膜用作第一導(dǎo)電層802。聚酰亞胺通過液滴噴射進(jìn)行噴射，并在200℃下加熱烘焙30分鐘作為第一掩模圖案。第一掩模圖案被噴射到后面將要形成的柵線路層、柵電極層和連接導(dǎo)電層上。
然后，如圖17B所示，通過借助第一掩模圖案803到805蝕刻一部分第一導(dǎo)電層以形成柵線路層811，柵電極層812和連接導(dǎo)電層813。其后，通過使用剝離溶液剝離第一掩模圖案803到805。需要指出的是，圖17B示意地顯示了縱向剖面結(jié)構(gòu)，且圖20顯示了沿著線A-B和C-D的平面構(gòu)造，該圖將同時作為參照。
然后，如圖17C所示，通過等離子CVD法形成柵絕緣膜821。在加熱到400℃的反應(yīng)室里通過等離子CVD法用SiH4和N2O(SiH4N2O的流速比＝1∶200)形成膜厚110納米的氧氮化硅膜(H1.8％，N；2.6％，O63.9％，和Si31.7％)作為柵絕緣膜821。
然后，形成賦予n型導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體膜822和第二半導(dǎo)體膜823。通過等離子CVD法形成膜厚150納米的無定形硅膜作為第一半導(dǎo)體膜822。然后，除去無定形硅膜表面上的氧化膜。其后，通過使用硅烷氣體和磷化氫氣體形成具有50納米膜厚的半無定形硅膜作為第二半導(dǎo)體膜823。
然后，在第二半導(dǎo)體膜上形成第二掩模圖案824。聚酰亞胺通過液滴噴射被噴射到第二半導(dǎo)體薄膜上，并在200℃下加熱30分鐘，以形成第二掩模圖案。第二掩模圖案824被噴射到后面將形成第一和第二半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)域。
然后，如圖17D所示，通過使用第二掩模圖案蝕刻第一半導(dǎo)體膜822和第二半導(dǎo)體膜823以形成第一半導(dǎo)體區(qū)831和第二半導(dǎo)體區(qū)832。第一半導(dǎo)體膜和第二半導(dǎo)體膜通過使用混合氣體進(jìn)行蝕刻，混合氣體中CF4和O2的流速比為10∶9。其后，通過使用剝離溶液剝離第二掩模圖案824。需要指出的是，圖21顯示了第二掩模圖案剝離后，圖17D中的縱向剖面結(jié)構(gòu)沿著線A-B和C-D的平面結(jié)構(gòu)，該圖同時作為參照。
然后，如圖17E所示，形成第三掩模圖案841。由溶于溶劑的氟基硅烷偶聯(lián)劑溶液(其形成斥液表面)通過液滴噴射作為第三掩模圖案被噴射到柵絕緣膜821和連接導(dǎo)電層813重疊的區(qū)域。需要指出的是，該第三掩模圖案841是用來在隨后的漏電極和連接導(dǎo)電層813相連接區(qū)域中形成接觸孔的第四掩模圖案的保護(hù)膜。
然后，形成第四掩模圖案842。該第四掩模圖案是形成第一接觸孔的掩模，且通過液滴噴射噴射聚酰亞胺并在200℃下加熱30分鐘而形成。在這時候，因為第三掩模圖案841是斥液的而第四掩模圖案842是親液的，所以在第三掩模圖案形成的區(qū)域不會形成第四掩模圖案842。
如圖18A所示，第三掩模圖案841通過氧氣灰磨除去，以暴露出一部分柵絕緣膜。然后，通過使用第四掩模圖案842蝕刻該暴露的柵絕緣膜。該柵絕緣膜通過使用CHF3蝕刻以形成接觸孔851。其后，通過使用氧氣灰磨和使用剝離溶液蝕刻而剝離第四掩模圖案。
然后，如圖18B所示，通過液滴噴射形成第二導(dǎo)電層861。第二導(dǎo)電層將成為后來的源線路層和漏電路層。在這里，形成第二導(dǎo)電層861以連接至第二半導(dǎo)體區(qū)832和連接導(dǎo)電層813。在Ag(銀)顆粒分散溶液被噴射并在100℃下干燥30分鐘成為第二導(dǎo)電層861后，該溶液在230℃、氧氣濃度為10％的氣氛下加熱一小時而烘焙。
然后，在基片上涂覆感光聚合物862。這里，正型感光聚合物通過旋涂法進(jìn)行涂覆，并在干燥后進(jìn)行預(yù)烘焙。然后，用NdYVO4激光器發(fā)出的激光863輻照該感光聚合物862以進(jìn)行曝光后，使其顯影以形成如圖18C所示的第五掩模圖案871。因為可以通過激光掃描法控制輻照區(qū)域，所以可以形成具有細(xì)微間隔的掩模圖案。
然后，通過使用第五掩模圖案蝕刻第二導(dǎo)電層861和第二半導(dǎo)體區(qū)832以形成第三導(dǎo)電層(源線路層和漏電路層)872和第三半導(dǎo)體區(qū)(源和漏區(qū))873。第二半導(dǎo)體區(qū)832通過使用混合氣體進(jìn)行蝕刻，混合氣體中CF4和O2的流速比為10∶9。因為第五掩模圖案具有細(xì)微寬度的開口部分，所以第二半導(dǎo)體區(qū)的寬度被稍稍蝕刻，從而導(dǎo)致源區(qū)和漏區(qū)間距變窄。
其后，通過使用剝離溶液剝離第五掩模圖案871。需要指出的是，圖22顯示了第五掩模圖案剝離后，圖18C中的縱向剖面結(jié)構(gòu)沿著截線A-B和C-D的平面結(jié)構(gòu)，且該圖同時作為參照。
然后，如圖18D所示，形成保護(hù)膜874。使用硅靶，以氬氣和氮氣(Ar∶N2的流速比＝1∶1)作為濺射氣體，通過濺射法形成具有100納米膜厚的氮化硅膜作為保護(hù)膜。
然后，如圖18D所示，在保護(hù)膜874和連接導(dǎo)電層813重疊的區(qū)域和柵線路層和源線路層連接至接線端子的區(qū)域形成第六掩模圖案875和876之后，形成層間絕緣膜877。第六掩模圖案是用于形成后面將要形成的層間絕緣膜的掩模。溶于溶劑的氟基硅烷偶聯(lián)劑溶液(其形成斥液表面)通過液滴噴射被噴射成為第六掩模圖案，而聚酰亞胺通過液滴噴射被噴射成為層間絕緣膜877。其后，第六掩模圖案875和876，以及層間絕緣膜877都通過在200℃下加熱30分鐘和在300℃下加熱一小時進(jìn)行烘焙。
需要指出的是，除了聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺或耐熱有機樹脂如硅氧烷。無機材料、低介電常數(shù)(低-k)材料、二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、礬土膜等可以作為第六掩模圖案的材料。
然后，如圖18E所示，該第六掩模圖案875和876通過使用CF4、O2和He的混合氣體(CF4∶O2∶He的流速比＝8∶12∶7)進(jìn)行蝕刻。其后，一部分保護(hù)膜874和柵絕緣膜821被蝕刻以形成第二接觸孔。在這個蝕刻步驟里，在柵線路層和源線路層與接線端子連接的區(qū)域里的保護(hù)膜874和柵絕緣膜821也被蝕刻。
在第三導(dǎo)電層形成之后，形成第七掩模圖案。包含二氧化硅的氧化銦錫(ITO)通過濺射形成以具有110納米膜厚，作為第三導(dǎo)電層，而作為第七掩模圖案的聚酰亞胺通過液滴噴射滴落在后面形成像素電極的區(qū)域，并在200℃下加熱30分鐘。
在這個實施例中，第三導(dǎo)電層由包含二氧化硅的ITO形成以制備透射型液晶顯示板。然而，取而代之，第三導(dǎo)電層也可以使用包含氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、添加有鎵的氧化鋅(GZO)、包含二氧化硅的氧化銦錫等的組合物通過形成預(yù)定圖案并烘焙而形成。另外，就制造反射型液晶顯示板而言，可以使用主要包含金屬顆粒如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的組合物。
然后，通過使用第七掩模圖案蝕刻第三導(dǎo)電層形成像素電極878。在這個蝕刻步驟里，形成在柵線路層和源線路層與接線端子連接的區(qū)域里的第三導(dǎo)電層也被蝕刻。其后，通過使用剝離溶液剝離第七掩模圖案。需要指出的是，圖23顯示了相對于圖18E中的截線A-B和C-D的平面圖。
像素電極878與第二接觸孔中的連接導(dǎo)電層相連。因為連接導(dǎo)電層813和漏電路層872是連通的，所以像素電極878和漏電路層872也是電連通的。在這個實施例中，雖然漏電路層872是由銀(Ag)形成的，而像素電極878是由包含二氧化硅的ITO形成的，但由于漏電路層和像素電極并不直接相連，所以銀不會被氧化。因此，兩者(漏電路層和像素電極)可以電連通而不增加接觸電阻。
另一選擇，像素電極可以不通過蝕刻步驟，而通過作為形成像素電極另一種方法的液滴噴射法有選擇地滴下包含導(dǎo)電材料的溶液形成。而且，在后面不需要形成像素電極的區(qū)域中將用于形成斥液表面的溶液形成掩模圖案之后，像素電極可以通過噴射導(dǎo)電溶液形成。在這種情況下，掩模圖案可以通過使用氧氣的灰磨法除去。另一選擇，掩模圖案也可以不移除而留下來。
通過上述步驟，可以形成有源矩陣基片。
然后，如圖19A所示，通過印刷法或旋涂法形成絕緣膜以覆蓋第一像素電極878，并通過打磨形成對準(zhǔn)膜881。需要指出的是，該對準(zhǔn)膜881也可以通過傾斜蒸發(fā)法形成。
然后，通過液滴噴射在像素形成區(qū)的外圍形成封閉環(huán)形狀的密封材料882。通過分配器法(滴加法)在由密封材料882形成的封閉環(huán)內(nèi)部滴加液晶材料。
這里，滴加液晶材料的步驟如圖25A和25B所示。圖25A是通過分配器2701滴加液晶材料步驟的透視圖，而圖25B是相對于圖25A中截線A-B的剖視圖。
從分配器2701滴加或噴射液晶材料2704以覆蓋被密封材料2702環(huán)繞的像素部分2703?？梢酝ㄟ^移動分配器2701或通過固定分配器2701而移動基片2700形成液晶層。另一選擇，液晶材料可以通過使用多個分配器2701同時滴加。
如圖25B所示，液晶材料2704可以有選擇地在密封材料2702包圍的區(qū)域中滴加或噴射。
然后，如圖19B所示，在真空中，填充有液晶材料的液晶層888通過將基片800與具有對準(zhǔn)膜885和第二像素電極(相對電極)886的相對基片887粘接并進(jìn)行紫外固化而形成。
密封材料882可能混合有填料，更進(jìn)一步，在相對基片887中可以形成濾光片、屏蔽膜(黑色基質(zhì))等。另外，在粘接相對基片之后利用毛細(xì)管現(xiàn)象的用于注入液晶材料的浸漬法(管式方法(pipe method))可以用于代替分配器法(滴加法)作為形成液晶層888用的方法。
而且，在相對基片887上形成密封材料882和通過上述方法在密封材料882環(huán)繞的區(qū)域噴射液晶材料以后，具有像素部分的基片800可以與相對基片887粘接。
然后，如圖所示19C，當(dāng)絕緣膜形成于柵線路層811和源線路層(沒有顯示)各自的尾部時，該絕緣膜被除去。其后，通過各向異性的導(dǎo)電層891附著接線端子892(連接?xùn)啪€路層的接線端子，而連接源線路層的接線端子未示出)。而且，優(yōu)選使用密封樹脂密封每個電路層的連接部分和接線端子。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止從截面部分產(chǎn)生的濕氣穿透像素部分使其變質(zhì)。
通過上述步驟，可以制備液晶顯示板。需要指出的是，為了防止靜電放電的損害，可以在接線端子和源線路(柵線路)之間或像素部分中使用以二極管等為代表的保護(hù)電路。在這種情況下，也可以通過與上述TFT相同的步驟制備，并通過把像素部分的柵線路層和二極管的漏或源線路層連接起來，以防止靜電放電的損害。
需要指出的是，實施方式1-10中的任何一個都可以用于本實施例。
這個實施例中，將結(jié)合圖27A到27C、圖28A到28C、圖29A到29C、圖30A和30B，和圖31-34描述用作顯示板的發(fā)光顯示板的制備工藝。圖27A到27C、圖28A到28C、圖29A到29C、和圖30A和30B示意地顯示了像素部分和接線端子的縱向剖面結(jié)構(gòu)圖，而圖31到34顯示了相對于截線A-B和C-D的平面構(gòu)造。
如圖27A所示，與實施例1相同，基片2000的表面在400℃下被氧化以形成膜厚100納米的絕緣膜2001。然后，在絕緣膜2001上形成第一導(dǎo)電層，并通過液滴噴射在第一導(dǎo)電層上形成第一掩模圖案2003到2006。使用由AsahiGlass有限公司生產(chǎn)的AN100玻璃基片作為基片2000，通過濺射法形成的膜厚為100納米的鎢膜作為第一導(dǎo)電層。通過液滴噴射噴射聚酰亞胺，并在200℃下烘焙30分鐘成為第一掩模圖案。第一掩模圖案被噴射到后面將要形成的柵線路層、柵電極層和連接導(dǎo)電層上。
然后，通過借助第一掩模圖案2003到2006蝕刻一部分第一導(dǎo)電層以形成柵線路層2011、柵電極層2012和2013、和連接導(dǎo)電層2014。其后，通過使用剝離溶液剝離第一掩模圖案2003到2006。需要指出的是，圖27A示意地顯示了縱向剖面結(jié)構(gòu)，圖31顯示了相對截線A-B和C-D的平面結(jié)構(gòu)，且該圖同時作為參照。
然后，如圖27B所示，與實施例1相同，通過等離子CVD法形成柵絕緣膜2015、第一半導(dǎo)體膜2016、和賦予n型導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體膜2017。形成具有110納米膜厚度的氧氮化硅膜(H1.8％，N2.6％，O63.9％，和Si31.7％)作為柵絕緣膜2015。形成無定形硅膜作為第一半導(dǎo)體膜2016，形成具有50納米膜厚度的半無定形硅膜作為第二半導(dǎo)體膜2017。
然后，如圖27B所示，在第二半導(dǎo)體薄膜上形成第二掩模圖案2018和2019。聚酰亞胺通過液滴噴射被噴射到第二半導(dǎo)體薄膜上，并在200℃下加熱30分鐘以形成第二掩模圖案。第二掩模圖案2018被噴射到形成第一到第四半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)域。
然后，如圖27C所示，通過使用第二掩模圖案2018和2019蝕刻第一半導(dǎo)體膜2016和第二半導(dǎo)體膜2017以形成第一半導(dǎo)體區(qū)2021和2022以及第二半導(dǎo)體區(qū)2023和2024。第一半導(dǎo)體膜和第二半導(dǎo)體膜的蝕刻條件與實施例1中的相同。其后，通過使用剝離溶液剝離第二掩模圖案2018和2019。需要指出的是，圖32顯示了第二掩模圖案剝離后，圖27C中的縱向剖面結(jié)構(gòu)相對于截線A-B和C-D的平面結(jié)構(gòu)，且該圖同時作為參照。
然后，如圖28A所示，形成第三掩模圖案2031和2032。溶于溶劑的氟基硅烷偶聯(lián)劑溶液(其形成斥液表面)通過液滴噴射被噴射到柵絕緣膜2015和柵電極層2013，柵絕緣膜2015和連接導(dǎo)電層2014相互重疊的各個區(qū)域，作為第三掩模圖案。然后，形成第四掩模圖案2033。該第四掩模圖案是形成第一接觸孔用的掩模，通過液滴噴射噴射聚酰亞胺并在200℃下加熱30分鐘形成。在這時候，因為第三掩模圖案2031和2032都是斥液的，而第四掩模圖案2033是親液的，所以在第三掩模圖案形成的區(qū)域不會形成第四掩模圖案2033。
如圖28B所示，第三掩模圖案2031和2032通過氧氣灰磨除去，以暴露出一部分柵絕緣膜。然后，以與實施例1相同的方式，通過使用第四掩模圖案2033蝕刻該露出的柵絕緣膜。其后，通過使用氧氣灰磨和使用剝離溶液蝕刻，剝離第四掩模圖案。
然后，通過液滴噴射形成第二導(dǎo)電層2041和2042。第二導(dǎo)電層將成為后來的源線路層和漏線路層。在這里，形成第二導(dǎo)電層2041以連接第二半導(dǎo)體區(qū)2023和柵電極層2013，形成第二導(dǎo)電層2042以連接第二半導(dǎo)體區(qū)2024和連接導(dǎo)電層2014。
然后，如圖28C所示，在基片上涂覆感光聚合物2051。這里，正型感光聚合物通過旋涂法進(jìn)行涂覆，并在干燥后進(jìn)行預(yù)烘焙。然后，用NdYVO4激光器發(fā)出的激光2052和2053輻照該感光聚合物2051進(jìn)行曝光，然后使其顯影以形成如圖29A所示的第五掩模圖案2061。
然后，以與實施例1相同的方法，通過使用第五掩模圖案蝕刻第二導(dǎo)電層2041和2042，以及第二半導(dǎo)體區(qū)2023和2024，以形成第三導(dǎo)電層(源線路層和漏線路層)2062到2064和第三半導(dǎo)體區(qū)(源和漏區(qū))2065到2067。其后，通過使用剝離溶液剝離第五掩模圖案2061。需要指出的是，圖33顯示了第五掩模圖案剝離后，圖29A的縱向剖面結(jié)構(gòu)中，相對于截面A-B和C-D的平面結(jié)構(gòu)，且該圖同時作為參照。
然后，如圖29B所示，以與實施例1相同的方法形成保護(hù)膜2070。在保護(hù)膜2070和連接導(dǎo)電層2014重疊的區(qū)域，和柵線路層2011和源線路層連接至接線端子的區(qū)域形成第六掩模圖案2071和2072之后，形成層間絕緣膜2073。溶于溶劑的氟基硅烷偶聯(lián)劑溶液(其形成斥液表面)通過液滴噴射被噴射成為第六掩模圖案。通過液滴噴射以硅氧烷基材料為起始材料形成的由硅、氧和氫組成的化合物中，比如，噴射包含Si-O-Si鍵的無機硅氧烷，或其中連接至硅的氫被有機基團如甲基或苯基取代的有機硅氧烷的絕緣材料作為層間絕緣膜。其后，第六掩模圖案2071和2072，以及層間絕緣膜2073通過在200℃下加熱30分鐘和在300℃下加熱一小時進(jìn)行烘焙。
其后，與實施例1相同，在蝕刻第六掩模圖案2071和2072之后，一部分保護(hù)膜2070和柵絕緣膜2015被蝕刻以形成第二接觸孔。在這個蝕刻步驟里，在柵線路層和源線路層與接線端子連接的區(qū)域里的保護(hù)膜2070和柵絕緣膜2015也被蝕刻。
接著，如圖29C所示，在與連接導(dǎo)電層2014相連的第三導(dǎo)電層形成之后，形成第七掩模圖案。與實施例1相同，包含二氧化硅的氧化銦錫(ITO)形成具有110納米膜厚的膜，并蝕刻成需要的形狀，形成像素電極2081作為第三導(dǎo)電層。在這個蝕刻步驟里，在柵線路層和源線路層與接線端子連接的區(qū)域里形成的第三導(dǎo)電層也被蝕刻。
另一選擇，像素電極可以不通過蝕刻步驟形成，作為形成像素電極的另一種方法，通過液滴噴射有選擇地滴加包含導(dǎo)電材料的溶液而形成。而且，在后面不需要形成像素電極的區(qū)域中將用于形成斥液表面的溶液形成為掩模圖案之后，該像素電極可以通過噴射導(dǎo)電溶液形成。在這種情況下，掩模圖案可以通過使用氧氣灰磨除去。另一選擇，掩模圖案也可以不移除而留下來。
另一選擇，也可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、添加有鎵的氧化鋅(GZO)、包含二氧化硅的氧化銦錫作為像素電極的材料。
由于本實施例涉及發(fā)出的光從基片2000方向射出的結(jié)構(gòu)，換言之，透射型發(fā)光顯示板，所以其像素電極由透光導(dǎo)電膜形成。然而，在發(fā)射光朝與基片2000相反的方向的結(jié)構(gòu)中，換言之，制備反射型發(fā)光顯示板的情況下，可以使用主要包含金屬顆粒如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的組合物。在這種情況下，第六掩模圖案可以通過包含有色顏料、抗蝕劑等的絕緣膜形成。因為第六掩模圖案用作屏蔽膜，從而可以提高后面形成的顯示器的對比度。
其后，通過使用剝離溶液剝離第七掩模圖案。需要指出的是，圖34顯示了相對于圖29C中的截線A-B和C-D的平面圖。
像素電極2081與第二接觸孔中的連接導(dǎo)電層2014相連。因為連接導(dǎo)電層2014和漏線路層2064是連通的，所以像素電極2081和漏線路層2064也是電連通的。在這個實施例中，雖然漏線路層2064是由銀(Ag)形成的，而像素電極2081是由包含二氧化硅的ITO形成的，但由于漏線路層和像素電極并不直接相連，所以其中的銀不會被氧化。因此，兩者(漏線路層和像素電極)可以電連通而不增加接觸電阻。
通過上述步驟，可以形成具有開關(guān)TFT2082和驅(qū)動TFT2083的有源矩陣基片。
然后在整個表面上形成氮化硅或硅氮化物氧化物保護(hù)層，和絕緣層2091。接著，在通過旋涂或浸漬法在整個表面形成絕緣層之后，如圖30A所示通過蝕刻工藝形成一個開口，作為絕緣層2091。這個蝕刻通過同時蝕刻絕緣層2019之下的保護(hù)層而進(jìn)行，以露出第一像素電極2081。另外，當(dāng)絕緣層2091通過液滴噴射形成時，可以不必進(jìn)行這個蝕刻工藝。
絕緣層2091被形成具有一個開口，該開口具有根據(jù)對應(yīng)于第一電極2081形成像素的位置的通孔。絕緣層2091可以由以下材料形成無機絕緣材料如二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁等；丙烯酸、甲基丙烯酸、和它們的衍生物；耐熱高分子量物質(zhì)如聚酰亞胺、芳族聚酰胺或聚苯并咪唑；通過使用硅氧烷基材料作為起始材料形成的由硅、氧和氫組成的化合物中的包含硅-氧-硅鍵的無機硅氧烷絕緣材料；或其中與硅相連的氫被有機基團如甲基或苯基取代的有機硅氧烷絕緣材料。當(dāng)絕緣層2091由感光材料或非感光材料如丙烯酸或聚酰亞胺組成時，優(yōu)選其邊緣具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀，且上層中形成的薄膜沒有臺階斷口。
然后，在通過蒸發(fā)或涂覆如旋涂和墨噴形成發(fā)光物質(zhì)包含層2092后，形成第二像素電極2093，然后再形成發(fā)光元件2090。發(fā)光元件2090在結(jié)構(gòu)上與驅(qū)動TFT2083相連通。其后，形成保護(hù)復(fù)合層以密封發(fā)光元件2090。該保護(hù)復(fù)合層包括第一無機絕緣膜、應(yīng)力松弛膜和第二無機絕緣膜的疊層。
需要指出的是，在形成發(fā)光物質(zhì)包含層2092之前，通過在大氣壓、200℃下的熱處理除去絕緣層2091里面和其表面上吸附的濕氣。另外，熱處理優(yōu)選在200-400℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選在250-350℃和減壓下，以便通過真空蒸發(fā)法或低壓液滴噴射形成發(fā)光物質(zhì)包含層2092，而不暴露在空氣中。
另外，可以增加將第一像素電極2081的表面暴露在氧等離子體下或用紫外光輻照其表面的表面處理工藝。
發(fā)光物質(zhì)包含層2092由電荷注入傳輸物質(zhì)和包含有機化合物或無機化合物的發(fā)光材料組成。該發(fā)光物質(zhì)包含層2092包括一個或多個選自低分子量有機化合物，低聚物、枝狀體(dendrimer)等代表的中等分子量有機化合物和高分子量有機化合物的層。另一選擇，還可以混合具有電子注入傳輸性或空穴注入傳輸性的無機化合物。
在電荷注入傳輸物質(zhì)中，作為具有高電子傳輸性物質(zhì)的例子尤其可以給出如下述具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬配合物或類似物質(zhì)三(8-喹啉醇基)鋁(縮寫為Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇基)鋁(縮寫為Almq3)、二(10-羥苯并[h]-喹啉醇基)鈹(縮寫為BeBq2)、二(2-甲基-8-喹啉醇基)(4-苯基酚基)鋁(縮寫為BAlq)等。
另外，作為具有高空穴傳輸性物質(zhì)的例子，可以給出下列基于芳香族胺的化臺物(也就是具有苯環(huán)-氮鍵的化合物)；4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫為α-NPD)、4，4′-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫為TPD)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫為TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-二苯基-氨基]-三苯胺(縮寫為MTDATA)等。
另外，在電荷注入傳輸物質(zhì)中作為具有高電子注入能力的物質(zhì)的例子，可以給出堿金屬或堿土金屬化合物如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)或氟化鈣(CaF2)。另外，還可以使用具有高電子傳輸性物質(zhì)如Alq3和堿土金屬如鎂(Mg)的混合物。
在電荷注入傳輸物質(zhì)中作為具有高空穴注入能力的物質(zhì)的例子，可以給出下列金屬氧化物鉬氧化物(MoOx)、釩氧化物(VOx)、釕氧化物(RuOx)、鎢氧化物(WOx)、錳氧化物(MnOx)等。另外，還可以給出酞菁基化合物如酞菁(縮寫為H2Pc)或銅酞菁(CuPc)。
通過形成具有不同發(fā)射波長范圍的像素，發(fā)光層可以具有彩色顯示結(jié)構(gòu)。典型地，形成相應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))各顏色的發(fā)光層。在這種情況下，可以改善色純度，并且通過具有帶濾光器(著色層)的構(gòu)造防止像素部分產(chǎn)生鏡面，在濾光器中，在發(fā)射波長范圍內(nèi)的光被傳送到像素發(fā)光的方向。通過提供濾光器(著色層)可以省去通常必須的圓形偏振片等，且可以防止從發(fā)光層發(fā)出的光的損失。而且可以減小斜視像素部分(顯示屏)情況下產(chǎn)生的色調(diào)變化。
有多種形成發(fā)光層的發(fā)光材料。下列材料可以用作低分子量有機發(fā)光材料4-二氰基亞甲基-2-甲基6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛里定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為DCJT)、4-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛里定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、periflanthen、2，5-二氰基-1，4-二[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛里定-9-基)乙烯基]苯、N，N′-二甲基喹吖啶酮(縮寫為DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉醇基)鋁(縮寫為Alq3)、9，9′二蒽基、9，10-二苯基蒽(縮寫為DPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫為DNA)等。另外，也可以使用其它物質(zhì)。
另一方面，與低分子量有機發(fā)光材料相比，高分子量有機發(fā)光材料具有更高的物理強度和更高的元件耐久性。另外，因為可以通過涂覆沉積，所以比較容易形成元件。使用高分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)與在使用低分子量有機發(fā)光材料的例子中的相同，都是陰極/發(fā)光物質(zhì)包含層/陽極。然而，當(dāng)使用高分子量有機發(fā)光材料形成發(fā)光物質(zhì)包含層時，很難形成像使用低分子量有機發(fā)光材料情況下的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。因此，通常形成雙層結(jié)構(gòu)，特別是陰極/發(fā)光層/空穴傳輸層/陽極結(jié)構(gòu)。
因為發(fā)光顏色取決于形成發(fā)光層的材料，所以通過選擇這些材料可以形成發(fā)出所需熒光的發(fā)光元件。作為可以用于形成發(fā)光層的高分子量發(fā)光材料的例子，可以給出基于聚對亞苯基亞乙烯基、聚對亞苯基、聚噻吩和聚芴的發(fā)光材料。
下面給出作為基于聚對亞苯基亞乙烯基的發(fā)光材料的例子聚(對亞苯基亞乙烯基)[PPV]、聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[RO-PPV]、聚(2-(2′-乙基-己氧基)-5-甲氧基1，4-亞苯基亞乙烯基)[MEH-PPV]、聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亞苯基亞乙烯基)[ROPh-PPV]等的衍生物。下面給出基于聚對亞苯基的發(fā)光材料的例子聚對亞苯基(PPP)、聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基)[RO-PPP]、聚(2，5-二己氧基-1，4-亞苯基)等的衍生物。下面給出基于聚噻吩的發(fā)光材料的例子聚噻吩(PT)、聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHT]、聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-二環(huán)己基噻吩)[PDCHT]、聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩][POPT]、聚[3-(4-辛基苯基)-2，2二噻吩][PTOPT]等的衍生物。下面給出基于聚芴的發(fā)光材料的例子聚芴[PF]、聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等的衍生物。
需要指出的是，當(dāng)在陽極和具有發(fā)光性質(zhì)的高分子量有機發(fā)光材料之間插入具有空穴傳輸性的高分子量有機發(fā)光材料時，可以提高陽極的空穴注入能力。通常，受主材料溶于水形成的溶液通過旋涂等方法進(jìn)行涂覆。另外由于該受主材料不溶于有機溶劑，所以上述具有發(fā)光性的發(fā)光材料可以與之層壓。作為具有空穴傳輸性的高分子量有機發(fā)光材料的例子，可以給出如作為受主材料的PEDOT和樟腦磺酸(CSA)的混合物、作為受主材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物，等等。
另外，發(fā)光層也可以具有發(fā)射單色光或白光的結(jié)構(gòu)。使用白光發(fā)射材料通過構(gòu)成其中透射具有特定的波長光的濾光器(著色層)位于像素發(fā)光一側(cè)的結(jié)構(gòu)，從而能顯示彩色。
為了形成發(fā)射白光的發(fā)光層，例如，可以通過蒸發(fā)法順序地層壓Alq3、部分摻雜有發(fā)紅光顏料尼羅紅的Alq3、p-EtTAZ和TPD(芳族二胺)。另外，在通過使用旋涂進(jìn)行涂覆形成發(fā)光層的情況下，發(fā)光層優(yōu)選在涂覆后通過真空加熱進(jìn)行烘焙。例如聚(亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)溶液(PEDOT/PSS)可以被涂覆到整個表面并烘焙形成用作空穴注入層的膜。其后，在整個表面涂覆摻雜有發(fā)光中心顏料(如1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(對-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、尼羅紅或香豆素6)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液，并烘焙以形成用作發(fā)光層的膜。
該發(fā)光層可以被形成單層，且具有電子傳輸性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)可以被分散在具有空穴傳輸性的聚乙烯咔唑(PVK)中。另外，也可以通過分散30％PBD作為電子傳輸劑和分散適當(dāng)劑量的四種染料(TPB、香豆素6、DCM1和尼羅紅)獲得白光發(fā)射。除了獲得了發(fā)射白光的發(fā)光元件之外，如這里所示，還可以通過適當(dāng)選擇發(fā)光層的材料制備得到能夠發(fā)射紅光、綠光或藍(lán)光的發(fā)光元件。
而且，除了單重激發(fā)發(fā)光材料之外，發(fā)光層還可以使用包含金屬絡(luò)合物等的三重激發(fā)發(fā)光材料。例如在具有發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光發(fā)射性質(zhì)的像素中，由三重激發(fā)發(fā)光材料形成發(fā)光時間相對減少一半的紅光發(fā)射像素，而其它像素由單重激發(fā)發(fā)光材料形成。因為三重激發(fā)發(fā)光材料具有優(yōu)良的發(fā)光效率，從而具有需要較少的功率消耗以得到相同亮度的特征。換句話說，在將三重激發(fā)發(fā)光材料用于紅色像素中的情況中，需要流向發(fā)光元件的電流量較小，因此，可以提高可靠性?？梢杂萌丶ぐl(fā)發(fā)光材料形成發(fā)射紅光和綠光的像素，用單重激發(fā)發(fā)光材料形成發(fā)射藍(lán)光的像素，以減少功率消耗。此外，還可以通過由三重激發(fā)發(fā)光材料形成人類視感度發(fā)光效能(human spectral luminous efficacy)高的綠光發(fā)射元件來實現(xiàn)低功率消耗。
在已知的三重激發(fā)發(fā)光材料的例子中有用作摻雜劑的金屬絡(luò)合物，以第三過渡系列元素鉑作為中心金屬的金屬絡(luò)合物、以銥作為中心金屬的金屬絡(luò)合物等等。三重激發(fā)發(fā)光材料并不局限于這些化合物，也可以使用具有上述結(jié)構(gòu)、以周期表第8-10族元素為中心金屬的化合物。
上述物質(zhì)只是形成發(fā)光層包含的物質(zhì)的例子，發(fā)光元件可以通過適當(dāng)?shù)膶訅焊鱾€功能層如空穴注入傳輸層、空穴傳輸層、電子注入傳輸層、電子傳輸層、發(fā)光層、電子阻斷層或空穴阻斷層形成。另外，可以組合各個層形成混合層或混合連接。發(fā)光層的層結(jié)構(gòu)可以是各種各樣的。在不超出本發(fā)明內(nèi)容的范圍內(nèi)，可以允許全部使用電極來實現(xiàn)所述目的或通過分散來提供發(fā)光材料的變體，從而代替配備特定的電子注入?yún)^(qū)或發(fā)光區(qū)。
使用上述材料形成的發(fā)光元件通過具有正向偏壓進(jìn)行發(fā)光。使用該發(fā)光元件形成的顯示器像素可以通過簡單矩陣系統(tǒng)或有源矩陣系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動。在兩個體系中，每個像素通過在特定時機施加正向偏壓而發(fā)光；然而，在特定的周期內(nèi)，像素處于非發(fā)光狀態(tài)?？梢酝ㄟ^在非發(fā)光期間施加反向偏壓來提高發(fā)光元件的可靠性。當(dāng)在某種驅(qū)動條件下發(fā)光強度衰減、或由于像素中非發(fā)光區(qū)的擴展而亮度明顯衰減時，該發(fā)光元件處于衰弱模式。然而，可以通過交流電驅(qū)動來延遲這種衰減和提高顯示器的可靠性。
然后，如圖30B所示，使用密封基片2095形成密封材料2094以密封基片2000。其后，接線端子2096(連接?xùn)啪€路層的接線端子，而連接源線路層的接線端子未示出)通過各向異性導(dǎo)電層2098與柵線路層2011和源線路層(沒有顯示)的尾部相連。而且，優(yōu)選使用密封樹脂2907密封每個線路層和接線端子的連接部分。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止從截面部分產(chǎn)生的濕氣穿透像素部分使其變質(zhì)。
通過上述步驟，可以制備發(fā)光的顯示板。需要指出的是，可以在接線端子和源線路(柵線路)之間或像素部分中提供以二極管等為代表的、用于防止靜電放電損害的保護(hù)電路。在這種情況下，也可以通過與上述制備TFT相同的步驟，通過把像素部分的柵線路層和二極管的漏或源線路層連接起來，以防止靜電放電的損害。
需要指出的是，實施方式1-10中的任何一個都可以用于本實施例。另外，雖然這里顯示了制備作為顯示板的液晶顯示板和發(fā)光顯示板的方法，但實施例1和2不局限于此。實施例1和2可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于有源型顯示板如DMD(數(shù)字微鏡裝置)、PDP(等離子體顯示板)、FED(場致發(fā)光顯示器)或電泳顯示器(電子紙)。
將參考圖36A到36D描述可應(yīng)用于上述實施例的發(fā)光元件。
圖36A說明了第一像素電極11由包含二氧化硅濃度為1-15原子％的發(fā)光導(dǎo)電氧化物材料形成的例子。在像素電極11上形成發(fā)光物質(zhì)包含層16，該層具有空穴傳輸/注入層41、發(fā)光層42和電子注入/傳輸層43的疊層。在層16上形成第二像素電極17，其具有包含堿金屬或堿土金屬如LiF或MgAg的第一電極層33和由金屬材料如鋁形成的第二電極層34的疊層。這個像素結(jié)構(gòu)允許光如圖中箭頭所示，從第一像素電極11一側(cè)發(fā)出。
圖36B是光從第二像素電極17發(fā)出的例子，其中第一像素電極11具有由金屬如鋁或鈦或包含所述金屬和化學(xué)計量組成比或更少的氮的金屬材料形成的第一電極層35，和由包含1-15原子％或更少濃度二氧化硅的導(dǎo)電氧化物材料形成的第二電極層32。在第一像素電極11上形成發(fā)光物質(zhì)包含層16，該層具有空穴傳輸/注入層41、發(fā)光層42和電子注入/傳輸層43的疊層。在層16上形成第二像素電極17，其具有包含堿金屬或堿土金屬如LiF或CaF的第三電極層33和由金屬材料如鋁形成的第四電極層34的疊層。通過形成的各層的厚度為100納米或更小，以便透光，從而光可以從第二像素電極17發(fā)出。
在光可以從雙向發(fā)出的情況下，即從第一像素電極和第二像素電極發(fā)出，則在具有如圖36A或圖36B所示結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，具有大功函數(shù)的發(fā)光導(dǎo)電膜被用作第一像素電極11，而具有較小功函數(shù)的發(fā)光導(dǎo)電膜被用作第二像素電極17。典型地、第一像素電極11可由包含1-15原子％濃度二氧化硅的導(dǎo)電氧化物材料形成，第二像素電極17由包含堿金屬或堿土金屬如LiF或CaF的第三電極層33和由金屬材料如鋁形成的第四電極層34形成，以便每層的厚度為100納米或更小。
圖36C是光從第一像素電極11發(fā)出的例子，其中發(fā)光物質(zhì)包含層16具有依次排列的電子注入/傳輸層43、發(fā)光層42和空穴傳輸/注入層41的疊層。在發(fā)光物質(zhì)包含層16上形成第二像素電極17，其具有依次排列的由包含1-15原子％或更少濃度二氧化硅的導(dǎo)電氧化物材料形成的第二電極層32和由金屬如鋁或鈦或包含所述金屬和化學(xué)計量組成比或更少的氮的金屬材料形成的第一電極層35的疊層。第二像素電極17被形成具有包含堿金屬或堿土金屬如LiF或CaF的第三電極層33和由金屬材料如鋁形成的第四電極層34的疊層。通過形成的各層的厚度為100納米或更小，以便透光，從而光可以從第一像素電極11發(fā)出。
圖36D是光從第二像素電極17發(fā)出的例子，其中發(fā)光物質(zhì)包含層16具有依次排列的電子注入/傳輸層43、發(fā)光層42和空穴傳輸/注入層41的疊層。第一電極11具有和圖36C相同的結(jié)構(gòu)，并且被形成足夠厚，以反射從發(fā)光物質(zhì)包含層16發(fā)出的光。第二像素電極17由包含1-15原子％濃度二氧化硅的導(dǎo)電氧化物材料形成。在該結(jié)構(gòu)中，通過使用金屬氧化物，即無機物(典型地，如鉬氧化物或釩氧化物)形成空穴傳輸注入層41，在第二電極層32形成期間，引入氧，以改善空穴注入性能，從而可以減小驅(qū)動電壓。
在光可以從雙向發(fā)出的情況下，即從第一像素電極和第二像素電極發(fā)出，則在具有如圖36C或圖36D所示結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，具有較小功函數(shù)的發(fā)光導(dǎo)電膜被用作第一像素電極11，而具有較大功函數(shù)的發(fā)光導(dǎo)電膜被用作第二像素電極17。典型地，第一個像素電極11由包含堿金屬或堿土金屬如LiF或CaF的第三電極層33和由金屬材料如鋁形成的第四電極層34形成，以便每層的厚度為100納米或更小，第二像素電極17由包含1-15原子％濃度二氧化硅的導(dǎo)電氧化物材料形成。
將參考圖37A到37F，描述上述實施例所述的發(fā)光顯示板的像素電路及其操作系統(tǒng)。
在圖37A所示的像素中，信號線710、電源線711和712被安裝在列方向，而掃描線714被安裝在行方向。該像素還包括開關(guān)TFT701、驅(qū)動TFT703、電流控制TFT704、電容器702和發(fā)光元件705。
圖37C所示的像素具有與圖37A所示像素基本相同的結(jié)構(gòu)，其不同點僅在于TFT703的柵電極與安裝在行方向的電源線712相連接。即，圖37A和37C是相同的等效電路圖。然而，對比其中電源線712被安裝在列方向(圖37A)和其中電源線712被安排在行方向(圖37C)的情況，每個電源線路使用不同層的導(dǎo)電膜形成。在這個實施例中，需要注意的是與驅(qū)動TFT703的柵電極相連的線路，圖37A和37C分別顯示了形成這些線路的層是互不相同的。
在圖37A和37C所示的像素中，TFT703和704是串聯(lián)的。優(yōu)選TFT703的溝道長度L(703)和溝道寬度W(703)和TFT704的溝道長度L(704)和溝道寬度W(704)滿足L(703)/W(703)∶L(704)/W(704)＝5-6000∶1。
需要指出的是，TFT703運轉(zhuǎn)于飽和區(qū)，用于控制供給發(fā)光元件705的電流值，而TFT704運轉(zhuǎn)于線性區(qū)，用于控制供給發(fā)光元件705的電流。優(yōu)選兩個TFT按照制造步驟具有相同的導(dǎo)電類型，在這個實施例中，使用N溝道型TFT。TFT703也可以是增強型TFT和耗盡型TFT。根據(jù)本發(fā)明，具有上述結(jié)構(gòu)的TFT704運作于線性區(qū)。因此，TFT704的柵-源間電壓(Vgs)的輕微波動不會影響供給發(fā)光元件705的電流值。即，供給發(fā)光元件705的電流值可以通過運轉(zhuǎn)于飽和區(qū)的TFT703決定。上述結(jié)構(gòu)可以改善由于TFT的特性變化引起的發(fā)光元件的亮度不均，從而可以提供具有高畫面品質(zhì)的顯示器。
在圖37A到37D所示的每個像素中，TFT701控制著輸入像素的視頻信號。當(dāng)TFT701打開時，視頻信號被輸入到像素中。然后，視頻信號的電壓被固定在電容器702中。雖然在圖37A和37C所示的結(jié)構(gòu)中都提供了電容器702，但本發(fā)明并不局限于此。當(dāng)用柵電容等代替電容器用于固定視頻信號時，電容器702可以省略。
圖37B所示的像素具有和圖37A所示的基本相同的像素結(jié)構(gòu)，其不同點僅在于另外提供了TFT706和掃描線715。同樣地，圖37D所示的像素具有和圖37C一樣的像素結(jié)構(gòu)，其不同點僅在于另外提供了TFT706和掃描線715。
通過另外提供的掃描線715控制TFT706的開關(guān)(打開/閉合)。當(dāng)TFT706打開時，固定在電容器702內(nèi)的電荷得到釋放以閉合TFT704。即，TFT706的布置，使發(fā)光元件705強制處于無電流流入的狀態(tài)。因此，TFT706可以稱作消除TFT。因此，在圖37B和37D所示的結(jié)構(gòu)里，發(fā)射周期可以與書寫周期同時開始，或在書寫周期后立即開始，而不必等候所有像素的書寫信號都結(jié)束才開始，從而改善占空率。
在圖37E所示的像素中，信號線710、電源線711被安裝在列方向，而掃描線714被安裝在行方向。該像素還包括開關(guān)TFT701、驅(qū)動TFT703、電容器702和發(fā)光元件705。圖37F所示的像素具有和圖37E所示相同的像素結(jié)構(gòu)，不同點僅在于另外提供了TFT706和掃描線715。同樣，在圖37F所示結(jié)構(gòu)中，TFT706的布置改善了占空率。
特別地，當(dāng)包含無定形半導(dǎo)體等的薄膜晶體管如上述實施例那樣形成時，驅(qū)動TFT的半導(dǎo)體膜所占面積優(yōu)選較大。因此，考慮到孔徑比，優(yōu)選使用圖37E或37F，因為TFT的數(shù)目較小。
因為提供給每個像素的TFT可以低壓驅(qū)動，在增加像素密度的情況下這種有源矩陣發(fā)光裝置是有利的。另一方面，也可以形成以列提供TFT的無源矩陣顯示裝置。在每個像素中沒有TFT的無源矩陣顯示裝置具有較高的孔徑比。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示器中，用于圖像顯示的驅(qū)動方法并不特別限定。例如可以使用點序驅(qū)動方法、線序驅(qū)動方法或幀序驅(qū)動方法。典型地，使用線序驅(qū)動方法，其中可以適當(dāng)?shù)氖褂瞄g時灰度驅(qū)動方法或區(qū)域灰度驅(qū)動方法。輸入顯示器源線的圖像信號可以是模擬信號或數(shù)字信號。另外，顯示器的驅(qū)動電路可以適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)圖像信號進(jìn)行設(shè)計。
作為使用數(shù)字視頻信號的顯示器，有其中以恒壓(CV)視頻信號輸入像素的顯示器和其中以恒流(CC)視頻信號輸入像素的顯示器。使用恒壓(CV)視頻信號的顯示器包括其中恒壓被施加于發(fā)光元件的顯示器(CVCV)和其中恒流被施加于發(fā)光元件的顯示器(CVCC)。另外，使用恒流(CC)視頻信號的顯示器包括其中恒壓被施加于發(fā)光元件的顯示器(CCCV)和其中恒流被施加于發(fā)光元件的顯示器(CCCC)。
如上所述，可以采用各種電路結(jié)構(gòu)。
在這個實施例中，將結(jié)合圖9A到9C描述在上述實施例的顯示板上安裝驅(qū)動電路(信號線驅(qū)動電路1402和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b)的方法。
如圖9A所示，信號線驅(qū)動電路1402和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b被安裝在像素部分1401的周圍。在圖9A中，通過COG連接在基片1400上安裝集成電路片1405作為信號線驅(qū)動電路1402和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b等。每個集成電路片通過FPC(軟性印制電路)1406連接一外電路。
如圖9B所示，在通過使用SAS或結(jié)晶半導(dǎo)體形成TFT的例子中，像素部分1401和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b等被整體的形成于基片1400之上，而安裝信號線驅(qū)動電路1402等，作為分開的集成電路片。在圖9B中，集成電路片1405通過COG安裝在基片1400上作為信號線驅(qū)動電路1402。每個集成電路片通過FPC1406連接一外電路。
另外，如圖9C所示，也可以通過TAB代替COG來安裝信號線驅(qū)動電路1402等。每個集成電路片1405通過FPC1406連接一外電路。在圖9C中，通過TAB安裝信號線驅(qū)動電路，然而，掃描線驅(qū)動電路也可以通過TAB安裝。
當(dāng)通過TAB安裝集成電路片時，可以相對于基片提供更大的像素部分，從而獲得較窄的框架。
雖然可以使用硅片形成集成電路片，也可以提供在玻璃基片上形成的集成電路(以下稱作驅(qū)動IC)代替集成電路片。因為集成電路片由圓形硅片取得，所以其母板的形狀受到限制。相反，驅(qū)動IC的母板是玻璃，因此其形狀沒有限制。因此，可以實現(xiàn)較高產(chǎn)量。因此，可以自由設(shè)計驅(qū)動IC的形狀和尺寸。例如，當(dāng)形成邊長為15-80納米的IC驅(qū)動器時，與安裝集成電路片的情況相比，可以減少驅(qū)動IC的數(shù)目。從而，可以減少接線端子的數(shù)目，導(dǎo)致更高產(chǎn)品合格率。
驅(qū)動IC可以通過在基片上形成的結(jié)晶半導(dǎo)體形成，結(jié)晶半導(dǎo)體優(yōu)選通過連續(xù)波激光輻照形成。通過連續(xù)波激光輻照獲得的半導(dǎo)體膜具有很少的晶體缺陷，并具有很大的晶粒。因此，具有上述半導(dǎo)體膜的晶體管具有優(yōu)越的機動性和響應(yīng)速度，可以高速驅(qū)動。因此，該晶體管適合于驅(qū)動IC。
在這個實施例中，將結(jié)合圖10A到10D描述在上述實施例的顯示板上安裝驅(qū)動電路(信號線驅(qū)動電路1402和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b)的方法。作為安裝方法，可以使用如使用各向異性導(dǎo)電材料的連接方法或引線結(jié)合法，這里將結(jié)合圖10A到10D描述其中的一些例子。需要指出的是，這個實施例將描述驅(qū)動IC用于信號線驅(qū)動電路1402和掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b的情況。也可以適當(dāng)?shù)厥褂眉呻娐菲骝?qū)動IC。
圖10A是使用各向異性導(dǎo)電材料在有源矩陣基片1701上安裝驅(qū)動IC1703的例子。在有源矩陣基片1701上，形成線路(沒有顯示)如源線路和柵線路，以及作為線路引出電極的電極焊盤1702a和1702b。
在驅(qū)動IC1703的表面提供接線端子1704a和1704b，并在其周圍形成保護(hù)絕緣膜1705。
驅(qū)動IC1703通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)材料1706固定在有源矩陣基片1701上，接線端子1704a和1704b分別通過包含于各向異性導(dǎo)電粘結(jié)材料1706中的導(dǎo)電粒子1707與電極焊盤1702a和1702b電連接。該各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)材料1706是包含分散的導(dǎo)電粒子(粒徑為大約幾微米到幾百微米)的粘合劑樹脂，其典型地包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。另外，該導(dǎo)電粒子(粒徑為大約幾微米到幾百微米)由選自金、銀、銅、鈀和鉑的一種元素，或者是包含多種元素的合金粒子形成。另一選擇，也可以使用具有這些元素的多層結(jié)構(gòu)的粒子。進(jìn)一步地，可以使用涂覆有選自金、銀、銅、鈀和鉑中一種元素，或涂覆有包含多種元素的合金的樹脂顆粒。
還可以轉(zhuǎn)移并使用以在基膜上形成膜形式的各向異性導(dǎo)電膜代替各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)材料。各向異性導(dǎo)電膜也具有和各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)材料中相同的分散導(dǎo)電粒子。通過優(yōu)化混入各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)材料1706中的導(dǎo)電粒子1707的尺寸和密度，驅(qū)動IC可以以這種形式安裝在有源矩陣基片上。這種安裝方法適合于安裝如圖9A和9B所示的驅(qū)動IC。
圖10B是利用有機樹脂的收縮力的安裝方法的例子，其中緩沖層1711a和1711b分別通過使用如Ta或Ti形成于驅(qū)動IC1703的接線端子1704a和1704b的表面上，然后在其上通過化學(xué)鍍等方法形成厚度為約20微米的金凸起1712a和1712b。在驅(qū)動IC1703和有源矩陣基片1701之間插入光可固化的絕緣樹脂1713，在壓力下利用光可固化樹脂的收縮力焊接電極，從而安裝驅(qū)動IC。這種安裝方法適合于安裝如圖9A和9B所示的驅(qū)動IC。
另一選擇，如圖10C所示，當(dāng)使用粘合劑材料1721在有源矩陣基片1701上固定驅(qū)動IC1703時，CPU的接線端子1704a和1704b可以通過線路1722a和1722b分別與有源矩陣基片上的電極焊盤1702a和1702b相連。然后，用有機樹脂1723密封該面板。這種安裝方法適合于安裝如圖9A和9B所示的驅(qū)動IC。
另一選擇，如圖10D所示，通過插入包含導(dǎo)電粒子1708的各向異性導(dǎo)電粘結(jié)材料1706，驅(qū)動IC1703可以形成在FPC(軟性印刷電路)1731上面的線路1732之上。這個結(jié)構(gòu)可以被相當(dāng)有效地應(yīng)用于具有有限尺寸框架的電子器件，如便攜式終端。這種安裝方法適合于如圖9C所示的驅(qū)動IC。
需要指出的是，驅(qū)動IC的安裝方法沒有特別的限制，可以使用已知的COG結(jié)合、引線結(jié)合、TAB或使用墊板凸起的回流焊接。在執(zhí)行回流焊接的例子中，作為用于驅(qū)動IC或有源矩陣基片的基片，優(yōu)選使用高耐熱塑料，典型地有聚酰亞胺基片、HT基片(由Nippon Steel Chemical有限公司生產(chǎn))或包含具有極性基團的降冰片烯樹脂的ARTON(由JSR公司生產(chǎn))。

下面將描述驅(qū)動電路，如圖9B和9C所示，在實施例5所示的發(fā)光顯示板中，通過形成包含SAS的半導(dǎo)體層在基片1400上形成掃描線驅(qū)動電路。
圖14是包含使用SAS的N溝道TFT的掃描線驅(qū)動電路的方框圖，其顯示1-15cm2/V·s的場效應(yīng)遷移率。
在圖14中，1500表示的單元相當(dāng)于輸出單級取樣脈沖的脈沖輸出電路和包含n個脈沖輸出電路的移位寄存器。緩沖電路1501和1502的輸出端與像素相連。
圖15是脈沖輸出電路1500的特殊結(jié)構(gòu)，其中包含N溝道TFT 3601到3613。TFT的尺寸可以由使用SAS的N溝道TFT的工作特性決定。例如，當(dāng)溝道長度為8微米時，溝道寬度可以在10-80微米的范圍之內(nèi)。
圖16是緩沖電路1501的特殊結(jié)構(gòu)。該緩沖電路也包括N溝道TFT3620到3635。TFT的尺寸可以由使用SAS的N溝道TFT的工作特性決定。例如，當(dāng)溝道長度為10微米時，溝道寬度以在10-1800微米的范圍之內(nèi)。
在這個實施例中，將描述顯示模塊。如圖26所示的一個液晶模塊被用作顯示模塊的例子。
通過密封劑1600，使有源矩陣基片1601與相對基片1602粘合，在兩者之間提供像素部分1603和液晶層1604以形成顯示區(qū)。
著色層1605用于進(jìn)行彩色顯示。就RGB而言，提供與各自像素對應(yīng)的紅、綠和藍(lán)著色層。在有源矩陣基片1601和相對基片1602的外面，分別提供起偏片1607和1606。另外，在起偏片1606的表面形成保護(hù)膜1616以減少外部的震動。
在有源矩陣基片1601的表面提供接線端子1608，其通過FPC1609與接線板1610相連。FPC(或連接線)具備像素驅(qū)動電路(例如集成電路片或驅(qū)動IC)1611，而接線板1610具備合并的外電路1612，如控制電路和電源線路。
冷陰極管1613、反射板1614和光學(xué)膜1615都是背光元件，它們用作向液晶顯示板投射光的光源。液晶面板、光源、接線板、FPC等都通過遮光板1617固定和保護(hù)。
需要指出任何是，實施方式1-10中任何一個都可以用于該實施例。
在本實施例中，作為顯示模塊的例子，將結(jié)合圖35A到35C描述發(fā)光顯示模塊的剖視圖。
圖35A是發(fā)光顯示模塊的橫截面圖，其中通過密封劑1200，使有源矩陣基片1201與相對基片1202粘合，在兩者之間提供像素部分1203以形成顯示區(qū)。
在相對基片1202和像素部分1203之間形成空間1204。該空間可以充滿惰性氣體如氮氣，或者是高吸水性透光樹脂，以便更進(jìn)一步防止?jié)駳夂脱鯕獾拇┩?。該透光樹脂使得可以形成不降低透光率的模塊，即使發(fā)光元件發(fā)出的光從相對基片一邊發(fā)出。
另外，為了提高對比度，優(yōu)選至少該模塊的像素部分擁有起偏片或圓形起偏片(起偏片，1/4λ平面和1/2λ平面)。就從相對基片1202一邊顯示圖像而言，優(yōu)選在相對基片1202上依次提供1/4λ平面和1/2λ平面1205和起偏片1206。進(jìn)一步地，可以在起偏片上提供抗反射膜。
就同時從相對基片1202和有源矩陣基片1201上顯示圖像而言，優(yōu)選在其表面上同樣地提供1/4λ平面和1/2λ平面和起偏片1206。
在有源矩陣基片1202的表面提供接線端子1208，其通過FPC1209與接線板1210相連。FPC(或連接線)具備像素驅(qū)動電路(例如集成電路片或驅(qū)動IC)1211，而接線板1210具備合并的外電路1212，如控制電路和電源線路。
另一選擇，如圖35B所示，可以在像素部分1203和起偏片之間，或者像素部分和圓形起偏片之間提供著色層1207。在這種情況下，通過在像素部分提供能發(fā)白光的發(fā)光元件，并獨立地提供顯示RGB的著色層，可以進(jìn)行全色顯示。另一選擇，通過在像素部分提供能發(fā)藍(lán)光的發(fā)光元件，以及分別提供如顏色轉(zhuǎn)換層的層，可以進(jìn)行全色顯示。另外，著色層可以與在像素部分分別顯示紅、綠和藍(lán)光的發(fā)光元件結(jié)合使用。上述顯示模塊對于RGB中的每個都具有高的色純度，從而可以以高分辨率進(jìn)行顯示。
圖35C顯示了用保護(hù)膜1221，如膜和樹脂來密封有源矩陣基片和發(fā)光元件，而不像圖35A中那樣使用相對基片的情況。保護(hù)膜1221用于覆蓋像素部分1203的第二像素電極?？梢允褂糜袡C材料如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅酮樹脂等形成保護(hù)膜1221。保護(hù)膜1221可以通過液滴噴射滴加聚合物材料形成。在本實施例中，用分配器噴射環(huán)氧樹脂，然后干燥。進(jìn)一步地，可以在保護(hù)膜1221上提供相對基片。其余結(jié)構(gòu)與圖5A相同。
當(dāng)不使用相對基片進(jìn)行密封時，可以減小顯示器的重量、尺寸和厚度。
在本實施例的每個模塊中，通過使用FPC1209安裝接線板1210。然而，本發(fā)明不局限于此結(jié)構(gòu)。像素驅(qū)動電路1211和外電路1212可以通過COG(在玻璃上嵌芯片)結(jié)合直接安裝在基片之上。
需要指出任何是，實施方式1-10中任何一個都可以用于該實施例。在本實施例中，使用液晶顯示模塊和發(fā)光顯示模塊作為顯示模塊的例子。然而，該顯示模塊不局限于此。例如，本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于顯示模塊如DMD(數(shù)字微鏡裝置)、PDP(等離子體顯示板)、FED(場致發(fā)光顯示器)和電泳顯示器(電子紙)。
在本實施例中，將結(jié)合圖38A到38C描述用于上述實施例中顯示板的干燥劑。
圖38A是顯示板的俯視圖。圖38B是相對圖38A中截線(A)-(B)的剖視圖。圖38C是相對圖38A中截線(C)-(D)的剖視圖。
如圖38A所示、有源矩陣基片1800和相對基片1801通過密封劑1802相互粘合。在有源矩陣基片1800和相對基片1801之間提供像素區(qū)。在像素區(qū)中，像素1807形成于源線路1805和柵線路1806相互交叉的區(qū)域。在像素區(qū)和密封劑1802之間提供干燥劑1804。同樣在像素區(qū)，在柵線路1806或源線路1805上提供干燥劑1814。需要指出的是，在這里，干燥劑1814被提供于柵線路1806之上。然而，干燥劑1814也可以同時提供于柵線路和源線路之上。
作為干燥劑1804，優(yōu)選使用通過化學(xué)吸收吸水(H2O)的物質(zhì)，例如堿土金屬的氧化物如氧化鈣(CaO)或氧化鋇(BaO)。然而，干燥劑1804不局限于此。也可以使用通過物理吸收吸水的物質(zhì)，如沸石或硅膠。
包含在高濕氣可滲透性樹脂中的干燥劑作為顆粒物質(zhì)可以固定在基片之上。該高濕氣可滲透性樹脂包括丙烯酸樹脂如酯丙烯酸酯、醚丙烯酸酯、酯尿烷丙烯酸酯、醚尿烷丙烯酸酯、丁二烯尿烷丙烯酸酯、專用的尿烷丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、氨基樹脂丙烯酸酯和丙烯酸樹脂丙烯酸酯。另外，還可以使用環(huán)氧樹脂，比如雙酚A液態(tài)樹脂、雙酚A固體樹脂、含溴環(huán)氧樹脂、雙酚F樹脂、雙酚AD樹脂、酚醛樹脂、甲酚樹脂、酚醛清漆樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、Epi-Bis型(表氯醇-雙酚)環(huán)氧樹脂、縮水甘油酸酯樹脂、縮水甘油基胺樹脂、雜環(huán)環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂。還可以使用其它物質(zhì)。例如可以使用無機物，如硅氧烷。
進(jìn)一步地，作為吸水物質(zhì)，還可以使用其中能夠通過化學(xué)吸收吸水的分子與有機溶劑相混的凝固組合物。
需要指出的是，優(yōu)選使用比用作密封材料的物質(zhì)具有更高透濕性的物質(zhì)作為高濕氣可滲透性樹脂，或優(yōu)選使用上述無機物。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置中，滲入發(fā)光裝置的水可以在到達(dá)發(fā)光元件形成的區(qū)域之前被吸收。從而可以防止由水導(dǎo)致的提供在像素中的元件，如發(fā)光元件的退化。
如圖38B所示，在顯示板的周邊部分，在密封劑1802和像素區(qū)1803之間，提供干燥劑1804。另外，通過在相對基片1801或有源矩陣基片1800中形成用于干燥劑1804的凹陷部分，可以形成更薄的顯示板。
另外，如圖38C所示，在像素1807中形成用于驅(qū)動顯示元件的半導(dǎo)體元件部分的半導(dǎo)體區(qū)1811、柵線路1806、源線路1805和像素電極1812。在顯示板的像素部分，在相對基片1801中提供干燥劑1814以覆蓋柵線路1806。柵線路為源線路的兩到四倍寬。因此，通過在非顯示區(qū)的柵線路上覆蓋干燥劑1814，可以不用減少孔徑比，就可以防止?jié)駳鉂B入顯示元件和由濕氣導(dǎo)致的退化。進(jìn)一步地，通過在相對基片1801中形成用于干燥劑1814的凹陷部分，可以形成更薄的顯示板。
根據(jù)本發(fā)明，可以形成包含高度集成半導(dǎo)體元件的電路，該半導(dǎo)體元件具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，典型的半導(dǎo)體器件如信號線驅(qū)動電路、控制器、中央處理器、聲音加工電路變頻器、電源線路、發(fā)射/接收電路、存貯器或聲音加工電路放大器。進(jìn)一步地，可以提供具有高可靠性和低電耗的高速驅(qū)動芯片系統(tǒng)，其中組成系統(tǒng)的電路(功能電路)如MPU(微處理機元件)、存貯器，和I/O接口被安裝到一起形成一個單片。
通過在外殼內(nèi)組合上述實施例中所述的半導(dǎo)體器件可以制備各種電子器件。電子器件包括電視系統(tǒng)、攝像機、數(shù)字照相機、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音還原裝置(例如汽車聲頻和音響)、膝上型個人電腦、游戲機、輕便的信息末端(例如掌上電腦、移動電話、輕便的游戲機、電子圖書)、具有記錄介質(zhì)的圖像還原裝置(具體地，能夠還原記錄介質(zhì)如DVD(數(shù)字萬用盤)的裝置，其具有能夠顯示再現(xiàn)圖像的顯示部分)。作為電子器件的典型實例，圖11和12顯示了電視系統(tǒng)及其簡圖、圖13A和13B顯示了數(shù)字照相機。
圖11是接收模擬電視廣播的電視系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)簡圖。在圖11中，由天線1101接受的用于電視廣播的無線電波輸入到調(diào)諧器1102。調(diào)諧器1102混合從天線1101輸入的高頻電視信號和根據(jù)想要的接收器頻率控制的具有本地振蕩頻率的信號，以產(chǎn)生和輸出中頻(IF)信號。
從調(diào)諧器1102輸出的中頻信號通過中頻放大器(IF放大器)1103放大到需要的電壓，然后通過圖像檢測電路1104檢測圖像，同時通過聲測電路1105檢測聲音。從圖像檢測電路1104輸出的圖像信號通過圖像信號加工電路1106被分成亮度信號和色彩信號，再經(jīng)過預(yù)定的圖像信號加工轉(zhuǎn)變成圖像信號，然后輸出到顯示器的圖像信號輸出部分1108，該顯示器是使用根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的顯示器，典型地是比如液晶顯示器、發(fā)光顯示器、DMD(數(shù)字微鏡裝置)、PDP(等離子體顯示板)、FED(場致發(fā)光顯示器)或電泳顯示器(電子的紙)。需要指出的是，當(dāng)使用液晶顯示器作為顯示器時，該電視系統(tǒng)為液晶電視系統(tǒng)，而使用發(fā)光顯示器作為顯示器時，該電視系統(tǒng)為EL電視系統(tǒng)。使用其它顯示器的例子與此相同。
從聲測電路1105輸出的信號通過聲音信號加工電路1107被加工(例如，F(xiàn)M調(diào)諧)成聲音信號，然后該聲音信號被適當(dāng)?shù)胤糯蠛洼敵龅铰曇粜盘栞敵霾糠?109，如揚聲器。
需要指出的是，本發(fā)明的電視系統(tǒng)并不局限于用于模擬廣播如使用VHF頻寬、UHF頻寬等的地面廣播、電纜電視廣播或BS廣播的電視系統(tǒng)，還可以是用于數(shù)字地面廣播、電纜數(shù)字廣播或BS數(shù)字廣播的電視系統(tǒng)。
圖12是電視系統(tǒng)的正面透視圖，其包括外殼1151、顯示部分1152、揚聲器部分1153、操作部分1154和視頻輸入末端1155，并具有如圖11所示的結(jié)構(gòu)。
該顯示部分1152是圖11中用于顯示圖像的圖像信號輸出部分1108的實例。
該揚聲器1153是圖11中用于輸出聲音的聲音信號輸出部分的實例。
操作部分1154包括電源開關(guān)、音量開關(guān)、頻道選擇開關(guān)、調(diào)諧器開關(guān)和選擇開關(guān)。通過按按鈕，可以進(jìn)行電視系統(tǒng)電源開啟/關(guān)閉、圖像選擇、音量控制、調(diào)諧器選擇等操作。需要指出的是，雖然在圖中沒有顯示，上述操作也可以通過遙控器進(jìn)行。
視頻輸入末端1155是用于從外面，比如VTR、DVD或游戲機輸入圖像信號的末端。
當(dāng)本實施例所示的電視系統(tǒng)是壁掛電視系統(tǒng)時，在主體的背后提供掛鉤。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件作為用于電視系統(tǒng)的顯示部分的顯示器，可以以低成本、高產(chǎn)量和高產(chǎn)率制備該電視系統(tǒng)。另外，通過使用根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件作為控制電視系統(tǒng)圖像檢測電路、圖像信號加工電路、聲測電路和聲音加工電路的CPU，可以以低成本、高產(chǎn)量和高產(chǎn)率制備該電視系統(tǒng)。因此，本發(fā)明可以用于各種領(lǐng)域，特別是大面積顯示媒介，比如壁掛電視系統(tǒng)、在火車站或機場的信息顯示板和大街上的廣告牌。
圖13A和13B是數(shù)字照相機的例子。圖13A是數(shù)字照相機的正面透視圖，而圖13B是其背面透視圖。圖13A所示的數(shù)字照相機包括快門按鈕1301、總開關(guān)1302、取景窗1303、閃光器1304、透鏡1305、鏡筒1306和外殼1307。
另外，如圖13B所示，該數(shù)字照相機還包括取景目鏡窗1311、監(jiān)視器1312和操作按鈕1313。
當(dāng)快門按鈕1301被壓到一半的位置時，焦點調(diào)整裝置和曝光調(diào)整裝置開始運轉(zhuǎn)，當(dāng)快門按鈕1301被壓到底部位置時，快門打開。
通過壓或旋轉(zhuǎn)總開關(guān)1302，數(shù)字照相機的電源開關(guān)被開啟/關(guān)閉。
在數(shù)字照相機的正面，取景窗1303被布置在透鏡1305的上方，并通過如圖13B所示的取景目鏡窗1311來核對拍攝范圍和焦點位置。
閃光器1304被布置在數(shù)字照相機的正面上部。當(dāng)被拍目標(biāo)的亮度很低時，在快門按鈕1301被壓以打開快門時，輔助燈會閃光。
透鏡1305被布置數(shù)字照相機的正面。該透鏡包括聚焦透鏡和變焦透鏡，其與快門和一個沒有顯示的孔一起組成一個攝影光學(xué)系統(tǒng)。另外，還可以在透鏡后面提供圖像傳感器，如CCD(電荷耦合器)。
提供相機鏡筒1306用于移動透鏡，以調(diào)整聚焦透鏡、變焦透鏡等的焦點。當(dāng)拍攝照片時，透鏡1305通過送出相機鏡筒1306向前移動。當(dāng)攜帶時，透鏡通過縮回而收藏起來。在這個實施例中，使用該結(jié)構(gòu)，其中被拍目標(biāo)可以通過鏡筒的送出進(jìn)行調(diào)焦而被拍攝。然而，數(shù)字照相機不局限這種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明也可以應(yīng)用于不通過送出相機鏡筒，而通過根據(jù)外殼1307內(nèi)的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能進(jìn)行變焦來拍攝圖像的數(shù)字相機。
取景目鏡窗1311被提供在數(shù)字照相機的背面上部，并且被用來觀察核對拍攝范圍和焦點位置。
操作按鈕1313是多功能按鈕，被提供在數(shù)字照相機的背面，其包括設(shè)置按鈕、菜單按鈕、顯示按鈕、功能按鈕和選擇按鈕。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件作為監(jiān)視器的顯示器，可以以低成本、高產(chǎn)量和高產(chǎn)率制備數(shù)字照相機。另外，通過使用根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件作為通過多功能按鈕、總開關(guān)、快門按鈕等操作的輸入來執(zhí)行操作的CPU，以及控制進(jìn)行自動聚焦操作和自動調(diào)焦操作的電路的CPU、控制閃光燈和CCD驅(qū)動的定時控制電路、從通過圖像傳感器如CCD光電轉(zhuǎn)換的信號產(chǎn)生圖像信號的攝像電路、轉(zhuǎn)換在攝像電路中產(chǎn)生的圖像信號為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換電路和從存貯器上寫入或讀出圖像數(shù)據(jù)的存儲接口，等等，可以以低成本、高產(chǎn)量和高產(chǎn)率生產(chǎn)數(shù)字照相機。
雖然已經(jīng)通過結(jié)合附圖以舉例的方式充分地描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然還可以在此基礎(chǔ)上做各種變化和改進(jìn)。因此，除非這些變化和改進(jìn)超出了本發(fā)明在這里所限定的范圍，它們都被認(rèn)為包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包含在基片之上的柵電極；鄰近該柵電極的柵絕緣膜；鄰近該柵絕緣膜的半導(dǎo)體區(qū)；位于半導(dǎo)體區(qū)之上的源電極和漏電極，其中柵電極、半導(dǎo)體區(qū)、源電極和漏電極至少之一由液滴噴射形成，和其中源電極和漏電極之間的距離為0.1-10微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步在半導(dǎo)體區(qū)和源和漏電極之間包含導(dǎo)電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其中該導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中源和漏電極相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中源和漏電極相對的邊緣部分是線性彎曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中源和漏電極相對的邊緣部分是曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中源和漏電極相對的邊緣部分具有直線和曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是線性彎曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是曲線。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分具有直線和曲線。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，或彎或曲的保持一定距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是線性彎曲。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是曲線。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，具有直線和曲線。
16.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括形成與半導(dǎo)體區(qū)相連的第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成絕緣層；用激光輻照部分絕緣層形成掩模圖案；和用該掩模圖案作掩模通過蝕刻形成分開的第一導(dǎo)電層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中分開的第一導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中通過液滴噴射，在分開的第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中第二導(dǎo)電層用作源電極和漏電極。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中第一導(dǎo)電層通過液滴噴射形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中絕緣層通過使用液體的涂覆方法形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
23.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括形成半導(dǎo)體區(qū)；形成與半導(dǎo)體區(qū)相連的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)；形成與導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)相連的第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成絕緣層；用激光輻照部分絕緣層，形成掩模圖案；用該掩模圖案作為掩模通過蝕刻第一導(dǎo)電層形成源和漏電極，以及用該掩模圖案作掩模通過蝕刻導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)形成源和漏區(qū)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中通過使用感光樹脂形成絕緣層。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中通過使用感光樹脂形成絕緣層。
26.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中通過使用用于形成斥液表面的材料形成絕緣層。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中通過使用用于形成斥液表面的材料形成絕緣層。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中通過使用吸液材料在絕緣層的周圍形成掩模圖案。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中通過使用吸液材料在絕緣層的周圍形成掩模圖案。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中通過使用液體的涂覆方法形成絕緣層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
32.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在導(dǎo)電層上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)；在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上形成感光材料；用激光曝光感光材料，顯影該曝光的感光材料以形成第一掩模圖案；和用該掩模圖案作為掩模分開導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
33.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)；在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上形成感光材料；用激光曝光感光材料，顯影該曝光的感光材料以形成第一掩模圖案；和用該掩模圖案作為掩模分開導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
34.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)；在導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電膜；在導(dǎo)電膜上形成感光材料；用激光曝光感光材料，顯影該曝光的感光材料以形成第一掩模圖案；和用該掩模圖案作為掩模分離導(dǎo)電膜后，分開導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中分開的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)用作源區(qū)和漏區(qū)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中分開的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)用作源區(qū)和漏區(qū)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中分開的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)用作源區(qū)和漏區(qū)。
38.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中感光材料通過使用液體的涂覆方法形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中感光材料通過使用液體的涂覆方法形成。
40.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中感光材料通過使用液體的涂覆方法形成。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
42.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
44.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在絕緣膜上形成半導(dǎo)體區(qū)；在半導(dǎo)體區(qū)上形成斥液表面膜；通過用激光輻照至少一部分斥液表面膜而形成第一吸液表面區(qū)；和在第一吸液表面區(qū)上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)。
45.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體區(qū)；在第一半導(dǎo)體區(qū)上形成導(dǎo)電半導(dǎo)體膜；在導(dǎo)電半導(dǎo)體膜上形成第一斥液表面膜；通過用激光輻照至少一部分第一斥液表面膜而形成第一斥液表面區(qū)和第二吸液表面區(qū)；在第二吸液表面區(qū)上形成第二絕緣膜；用第二絕緣膜作掩模，通過蝕刻第一斥液表面區(qū)和導(dǎo)電半導(dǎo)體膜形成第二半導(dǎo)體區(qū)；和形成與第二半導(dǎo)體區(qū)相連的導(dǎo)電層。
46.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括在絕緣膜上形成半導(dǎo)體區(qū)；在半導(dǎo)體區(qū)上形成第一斥液表面膜；通過用激光輻照至少一部分第一斥液表面膜形成第一斥液表面區(qū)和第二吸液表面區(qū)；在第二吸液表面區(qū)上形成第二絕緣膜；通過除去第一斥液表面區(qū)形成導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)；和形成與導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)相連的導(dǎo)電膜。
47.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中斥液表面膜通過使用液體的涂覆方法形成。
48.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中斥液表面膜通過使用液體的涂覆方法形成。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中斥液表面膜通過使用液體的涂覆方法形成。
50.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中涂覆方法為液滴噴射、噴墨、旋涂、輥涂或槽涂。
53.一種包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中該顯示器包含柵電極、柵絕緣膜、半導(dǎo)體區(qū)、源電極、漏電極和與漏電極相連的像素電極，其中柵電極、半導(dǎo)體區(qū)、源電極、漏電極和像素電極至少之一通過液滴噴射形成，和其中源電極和漏電極之間的距離為0.1-10微米。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，進(jìn)一步在源和漏電極與半導(dǎo)體區(qū)之間包含導(dǎo)電層。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
56.根據(jù)權(quán)利要求53的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分是線性彎曲。
58.根據(jù)權(quán)利要求56的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分是曲線。
59.根據(jù)權(quán)利要求56的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分具有直線和曲線。
60.根據(jù)權(quán)利要求55的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是線性彎曲。
62.根據(jù)權(quán)利要求60的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是曲線。
63.根據(jù)權(quán)利要求60的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分具有直線和曲線。
64.根據(jù)權(quán)利要求55的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)，以及源和漏電極相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
65.根據(jù)權(quán)利要求65的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是線性彎曲。
66.根據(jù)權(quán)利要求65的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是曲線。
67.根據(jù)權(quán)利要求65的包含顯示器的液晶電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，具有直線和曲線。
68.一種包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中該顯示器包含柵電極、柵絕緣膜、半導(dǎo)體區(qū)、源電極、漏電極和與漏電極相連的像素電極，其中柵電極、半導(dǎo)體區(qū)、源電極、漏電極和像素電極至少之一通過液滴噴射形成，和其中源電極和漏電極之間的距離為0.1-10微米。
69.根據(jù)權(quán)利要求68的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，進(jìn)一步在源和漏電極與半導(dǎo)體區(qū)之間包含導(dǎo)電層。
70.根據(jù)權(quán)利要求69的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中導(dǎo)電層用作源區(qū)和漏區(qū)。
71.根據(jù)權(quán)利要求68的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
72.根據(jù)權(quán)利要求71的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分是線性彎曲。
73.根據(jù)權(quán)利要求71的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分是曲線。
74.根據(jù)權(quán)利要求71的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏電極相對的邊緣部分具有直線和曲線。
75.根據(jù)權(quán)利要求70的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
76.根據(jù)權(quán)利要求75的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是線性彎曲。
77.根據(jù)權(quán)利要求75的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分是曲線。
78.根據(jù)權(quán)利要求75的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分具有直線和曲線。
79.根據(jù)權(quán)利要求70的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)，以及源和漏電極相對的邊緣部分或彎或曲的保持一定距離。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是線性彎曲。
81.根據(jù)權(quán)利要求79的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，是曲線。
82.根據(jù)權(quán)利要求79的包含顯示器的EL電視系統(tǒng)，其中源和漏區(qū)相對的邊緣部分，以及源和漏電極相對的邊緣部分，具有直線和曲線。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種制備具有高驅(qū)動能力(即，大W/L)的半導(dǎo)體器件的方法，根據(jù)本方法，材料的使用效率，以及生產(chǎn)量和生產(chǎn)率都得到了提高。本發(fā)明提供一種制備半導(dǎo)體器件的方法，其步驟包括形成與半導(dǎo)體區(qū)相連的第一導(dǎo)電層、通過液滴噴射或涂覆在第一導(dǎo)電層上形成絕緣層、用激光輻照部分絕緣層形成掩模圖案和通過借助該掩模圖案作為掩模蝕刻形成分開的第一導(dǎo)電層。
文檔編號H01L29/786GK1658052SQ200510064080
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者山崎舜平, 鈴木幸惠 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所