專利名稱：多晶硅薄膜晶體管陣列板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列板及其制造方法，特別是一種用于有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的薄膜晶體管陣列板。
背景技術(shù)：
通常，有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器是一種自發(fā)射顯示裝置，其通過激發(fā)有機(jī)發(fā)光材料發(fā)射光來顯示圖像。有機(jī)EL顯示器包括一個(gè)陽極(空穴注入電極)，一個(gè)陰極(電子注入電極)，和一個(gè)插入它們之間的有機(jī)發(fā)光層。當(dāng)空穴和電子注入發(fā)光層時(shí)，它們復(fù)合并隨著發(fā)射出光成對湮滅。發(fā)光層進(jìn)一步包括電子輸運(yùn)層(ETL)和空穴輸運(yùn)層(HTL)以及用于增強(qiáng)光發(fā)射的電子注入層(EIL)和空穴注入層(HIL)。
有機(jī)EL顯示器的多個(gè)像素成矩陣排列并由無源矩陣(或簡單矩陣)尋址或有源矩陣尋址驅(qū)動(dòng)，每個(gè)像素包括一陰極，一陽極和一發(fā)光層。
無源矩陣型有機(jī)EL顯示器包括多個(gè)陽極線，與陽極線交叉的多個(gè)陰極線，以及多個(gè)像素，每個(gè)像素包括一發(fā)光層。選擇其中一陰極線和其中一陽極線使位于被選信號線的交叉處的像素發(fā)光。
有源矩陣型有機(jī)EL顯示器包括多個(gè)像素，每個(gè)像素包括一開關(guān)晶體管和一驅(qū)動(dòng)晶體管以及一陰極，一陽極和一發(fā)光層。EL顯示器進(jìn)一步包括多個(gè)柵極線傳輸柵極信號和多個(gè)數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)電壓。開關(guān)晶體管與其中一條柵極線和其中一條數(shù)據(jù)線連接，并響應(yīng)柵極信號傳送來自數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電壓。驅(qū)動(dòng)晶體管接收來自開關(guān)晶體管的數(shù)據(jù)電壓并根據(jù)數(shù)據(jù)電壓驅(qū)動(dòng)電流。來自驅(qū)動(dòng)晶體管的電流進(jìn)入發(fā)光層引起發(fā)光，其強(qiáng)度取決于該電流。EL顯示器的彩色顯示通過提供紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光層而獲得。
EL顯示器嚴(yán)格要求各驅(qū)動(dòng)晶體管的特性相同，因?yàn)轵?qū)動(dòng)晶體管特性不同導(dǎo)致顯示器屏幕在相同灰度下有不同的亮度。
晶體管可以是多晶硅薄膜晶體管(TFT)并且多晶硅TFT的特性主要取決于晶化工藝。當(dāng)使用受激準(zhǔn)分子激光退火(ELA)時(shí)，被照射區(qū)域呈線性，并且因照射步驟的不均勻的能量會(huì)導(dǎo)致線性區(qū)域具有不同的器件特性，這很容易想象。連續(xù)橫向凝固(SLS)改進(jìn)了TFT器件特性的一致性，但是由于激光束具有約±10％的不可避免的能量偏差，這一改進(jìn)還不夠。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種薄膜晶體管陣列板，其包括包括多個(gè)像素區(qū)域的絕緣襯底；形成在襯底上的柵極線；第一數(shù)據(jù)線，與柵極線絕緣并且與柵極線交叉以限定像素區(qū)域；第二數(shù)據(jù)線，與柵極線絕緣并且與柵極線交叉；多個(gè)像素電極，形成在像素區(qū)域內(nèi)；多個(gè)開關(guān)薄膜晶體管，連接于柵極線和數(shù)據(jù)線并且包括多晶硅構(gòu)件；以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，連接于開關(guān)薄膜晶體管、像素電極和第二數(shù)據(jù)線，并包括多晶硅構(gòu)件，其中襯底包括多組分區(qū)(divisional area)，每個(gè)分區(qū)提供有具有大體相同的驅(qū)動(dòng)能力的開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，一個(gè)組中的分區(qū)內(nèi)的開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管具有不同的驅(qū)動(dòng)能力，不同組中的分區(qū)混合。
優(yōu)選的是，最近鄰的分區(qū)屬于不同的組，次近鄰的分區(qū)屬于相同的組。
每個(gè)像素區(qū)域包括一個(gè)分區(qū)。
具有不同驅(qū)動(dòng)能力的開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的多晶硅構(gòu)件可以具有不同的晶體特性(crystalline characteristic)。
提供一種薄膜晶體管陣列板，其包括包括多個(gè)像素區(qū)域的絕緣襯底；多個(gè)多晶硅構(gòu)件，提供于像素區(qū)域上；柵極絕緣層，形成在多晶硅構(gòu)件上；柵極線，形成在柵極絕緣層上；第一層間絕緣層，形成在柵極線上；數(shù)據(jù)線，形成在第一層間絕緣層上并且與柵極線交叉以限定像素區(qū)域；第二層間絕緣層，形成在數(shù)據(jù)線上；多個(gè)像素電極，形成在第二層間絕緣層上并置于像素區(qū)域中，其中襯底包括多組分區(qū)，每個(gè)分區(qū)提供有具有大體相同的驅(qū)動(dòng)能力的多晶硅構(gòu)件，一組中的多個(gè)分區(qū)中的多晶硅構(gòu)件具有不同的驅(qū)動(dòng)能力，不同組的分區(qū)混合。
薄膜晶體管陣列板還進(jìn)一步包括多個(gè)形成于像素電極上的有機(jī)發(fā)光構(gòu)件；形成于像素電極上并限定發(fā)光構(gòu)件占據(jù)的區(qū)域的多個(gè)隔墻(partition)；以及形成于發(fā)光構(gòu)件和隔墻上的公共電極。
優(yōu)選的是，多晶硅構(gòu)件包括多個(gè)包括溝道區(qū)和源極漏極區(qū)的開關(guān)晶體管部分，多個(gè)包括溝道區(qū)和源極漏極區(qū)的驅(qū)動(dòng)晶體管部分，和多個(gè)連接于驅(qū)動(dòng)晶體管部分的存儲電極部分；柵極線包含多個(gè)第一柵極電極，多個(gè)第二柵極電極，和多個(gè)分別與開關(guān)晶體管部分、驅(qū)動(dòng)晶體管部分和存儲電極部分重疊的存儲電極；其中數(shù)據(jù)線包含多個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)線、多個(gè)連接于第一數(shù)據(jù)線和開關(guān)晶體管部分的源極區(qū)的第一源極電極、多個(gè)連接于開關(guān)晶體管部分的漏極區(qū)和第二柵極電極的第一漏極電極、以及多個(gè)連接于第二數(shù)據(jù)線和驅(qū)動(dòng)晶體管部分的源極區(qū)的第二源極電極；且像素電極與驅(qū)動(dòng)晶體管部分的漏極區(qū)相連接。
提供一種制造薄膜晶體管陣列板的方法，其包括在絕緣襯底上沉積非晶硅層；使用掩模通過多個(gè)激光照射將非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼?；在多晶硅層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成多個(gè)柵極線；在柵極線上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成多個(gè)數(shù)據(jù)線；在數(shù)據(jù)線上形成第二層間絕緣層；以及在第二層間絕緣層上形成多個(gè)像素電極，其中掩模包含混合排列的多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)。
該方法還進(jìn)一步包括在像素電極上形成多個(gè)隔墻；在隔墻限定的區(qū)域中在像素電極上形成多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件；以及在發(fā)光層上形成公共電極。
掩模的透射區(qū)和阻擋區(qū)優(yōu)選具有由至少一個(gè)像素區(qū)域決定的區(qū)域和形狀。
透射區(qū)和阻擋區(qū)優(yōu)選排列得使每個(gè)透射區(qū)在橫向和縱向上鄰近于阻擋區(qū)域，并且在對角線方向鄰近于其它透射區(qū)。
掩模包括至少兩個(gè)包括透射區(qū)和阻擋區(qū)的區(qū)塊(block)，不同區(qū)塊中的透射區(qū)和阻擋區(qū)排列不同。該轉(zhuǎn)變包括將掩模移動(dòng)一與每一個(gè)區(qū)塊寬度相等的距離；以及穿過掩模照射激光束。
優(yōu)選的是，包括在所有區(qū)塊中的透射區(qū)形成一完整區(qū)塊。
提供一種硅的結(jié)晶方法，其包括在絕緣襯底上沉積非晶硅層；通過透過包括多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)的掩模照射激光束來熔化非晶硅層；以及結(jié)晶熔化的非晶硅層，其中至少阻擋區(qū)和透射區(qū)的邊界具有臺階狀形狀(stepwise structure)。
優(yōu)選的是該至少的邊界或者形成一個(gè)透射區(qū)的上部邊界或者形成其下部邊界。
透射區(qū)域可以包括具有臺階狀邊界和具有長度和寬度并且在其寬度方向排列的多個(gè)臺階狀的縫隙。
透射區(qū)還可以包括排列形成列的多個(gè)矩形縫隙，且臺階狀縫隙排列形成其它列。
優(yōu)選的是，臺階狀縫隙和矩形縫隙偏移排列。
提供一種用于使用激光束進(jìn)行硅結(jié)晶的掩模，其包括多個(gè)用于透射激光束的透射區(qū)；以及多個(gè)用于阻擋激光束的阻擋區(qū)，其中至少透射區(qū)和阻擋區(qū)的邊界具有臺階形狀。
提供一種制造包括多個(gè)開關(guān)薄膜晶體管、多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件的電致發(fā)光顯示裝置的方法，其包括沉積用于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的非晶硅層；穿過包括多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)的掩模，通過照射激光束來熔化非晶硅層；以及結(jié)晶熔化的非晶硅層，其中至少阻擋區(qū)和透射區(qū)的邊界具有臺階形狀。


通過參考相關(guān)附圖詳細(xì)描述實(shí)施例，本發(fā)明將變得更加顯然，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于有機(jī)EL顯示器的TFT陣列板的布局圖；圖2是圖1所示TFT陣列板沿II-II′線截取的剖面圖；圖3是圖1所示TFT陣列板沿III-III′線截取的剖面圖；圖4是圖1所示TFT陣列板沿IV-IV′線截取的剖面圖；圖5是通過按照本發(fā)明一實(shí)施例制造TFT陣列板的方法形成的多晶硅構(gòu)件的布局圖；圖6是用于形成圖5所示的多晶硅構(gòu)件的激光照射掩模的布局圖；圖7示出使用圖6所示的掩模在非晶硅層上的激光照射；圖8是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的掩模的布局圖；圖9示出穿過圖8所示掩模照射激光束的方法；圖10A描述了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)晶掩模；圖10B是圖10A的放大圖；圖11示出通過使用圖10所示掩模制作的晶化硅層；以及圖12示出按照本發(fā)明另一實(shí)施例的掩模。
具體實(shí)施例下面參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更加全面的描述。然而本發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施，不限于這里列出的各實(shí)施例。
附圖中，為了清楚放大了層的厚度和區(qū)域。自始至終相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。需要理解的是當(dāng)指出諸如層、膜、區(qū)域、基板或板等的部件位于其它部件之“上”時(shí)，這些部件可以是直接位于該其它部件之上或者也可以存在其它中間部件。相反，當(dāng)指出某部件“直接”位于其它部件之“上”時(shí)，不存在中間部件。
然后，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的薄膜晶體管陣列板及其制造方法。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于有機(jī)EL顯示器的TFT陣列板的布局圖，圖2是圖1所示TFT陣列板沿II-II′線截取的剖面圖，圖3是圖1所示TFT陣列板沿III-III′線截取的剖面圖，圖4是圖1所示TFT陣列板沿IV-IV′線截取的剖面圖。
優(yōu)選由多晶硅制成的半導(dǎo)體層形成于絕緣襯底110上。半導(dǎo)體層包括多個(gè)開關(guān)TFT部分140和多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT部分142。每個(gè)開關(guān)TFT部分140包括諸如源極區(qū)1403、中間區(qū)和漏極區(qū)1405的摻雜有n型雜質(zhì)并彼此分離的多個(gè)雜質(zhì)區(qū)、以及置于雜質(zhì)區(qū)1403和1405之間的諸如一對溝道區(qū)1402和1404的多個(gè)本征區(qū)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT部分142包括諸如源極區(qū)1423和漏極區(qū)1425的摻雜有p型雜質(zhì)并彼此分離的多個(gè)雜質(zhì)區(qū)、以及置于雜質(zhì)區(qū)1423和1425之間的諸如溝道區(qū)1422的本征區(qū)。源極區(qū)1423延伸形成存儲電極區(qū)146。
替代地，根據(jù)驅(qū)動(dòng)條件，開關(guān)TFT部分140的雜質(zhì)區(qū)1403和1405摻以p型雜質(zhì)，而驅(qū)動(dòng)晶體管部分150b的雜質(zhì)區(qū)1423和1425摻以n型雜質(zhì)。
半導(dǎo)體層140和142可以具有取決于位置的不同晶體特性。
例如，在對角線方向上鄰近的像素區(qū)基本上具有相同的晶體特性，而在橫向方向和縱向方向上鄰近的像素區(qū)具有不同的晶體特性。
圖1中半導(dǎo)體層140和142的由相同陰影線指示的部分基本上具有相同的晶體特性。
優(yōu)選由氧化硅或氮化硅制成的阻擋層(未示出)可以被置于半導(dǎo)體層140和142之下。
優(yōu)選由氧化硅或氮化硅制成的柵極絕緣層130形成在半導(dǎo)體層140和142上。
包括多個(gè)第一柵極電極123和多個(gè)第二柵極電極122的多個(gè)柵極線121形成在柵極絕緣層130上，柵極線優(yōu)選由低電阻率材料如Ag、Ag合金、Al或Al合金制成。柵極線121可以具有包括低電阻率層的多層結(jié)構(gòu)。每個(gè)第一柵極電極123包括一對從柵極線121分支出來的開關(guān)電極部分1231和1232，它們和開關(guān)TFT部分140交叉，從而它們與該對溝道區(qū)1402和1404交疊。每個(gè)第二柵極電極122與柵極線121分離并且與驅(qū)動(dòng)TFT部分142交叉，從而它與溝道區(qū)1422重疊。第二柵極電極122延伸形成與半導(dǎo)體層140和142的存儲電極區(qū)146重疊的存儲電極124以形成存儲電容器。
柵極線121可以進(jìn)一步包括連接于柵極線末端的用來接收來自外部器件的柵極信號的多個(gè)柵極焊盤(pad)(未示出)。存儲電極124與存儲電極區(qū)146或后面將要說明的第二數(shù)據(jù)線172重疊以形成多個(gè)存儲電容器。具有多層結(jié)構(gòu)的柵極線121優(yōu)選包括具有與其它材料的良好接觸特性的材料。
優(yōu)選由氮化硅、氧化硅或有機(jī)絕緣體構(gòu)成的第一層間絕緣膜801形成在柵極線121、以及第一和第二柵極電極123和122上。
包括多個(gè)第一源極電極173的多條數(shù)據(jù)線171、包括多個(gè)第二源極174的多條電源電壓線172、以及多個(gè)第一和第二漏極電極175和176形成在第一層間絕緣膜801上。
基本上在縱向方向延伸的數(shù)據(jù)線171、基本上在縱向方向延伸的電源電壓線172、以及第一和第二漏極電極175和176優(yōu)選由低電阻率材料構(gòu)成，例如Ag、Ag合金、Al或Al合金，或者替代地，它們可以具有包含低電阻率層的多層結(jié)構(gòu)。
每個(gè)第一源極電極173從數(shù)據(jù)線171分岔出來，并且通過穿透第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130的接觸孔1803與開關(guān)TFT部分140的源極區(qū)1403連接。每個(gè)第一漏極電極175通過穿透第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130的接觸孔1805與開關(guān)TFT部分140的漏極區(qū)1405連接。第一漏極電極175還通過穿透第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130的接觸孔1822與第二柵極電極122連接。
每個(gè)第二源極電極174從電源電壓線172分岔出來，并且通過穿透第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130的接觸孔1823與驅(qū)動(dòng)TFT部分142的源極區(qū)1423連接。每個(gè)第二漏極電極176通過穿透第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130的接觸孔1825與第二漏極區(qū)1425連接。
數(shù)據(jù)線171和電源電壓線172可以包括多個(gè)與外部電路連接的擴(kuò)展部分。
第二層間絕緣膜802形成在數(shù)據(jù)線171、電源電壓線172及漏極電極175和176上。第二層間絕緣膜802優(yōu)選由氮化硅、氧化硅或有機(jī)絕緣材料構(gòu)成，并且其具有多個(gè)暴露第二漏極電極176的接觸孔1855。
多個(gè)像素電極192形成在第二層間絕緣膜802上。每個(gè)像素電極192通過接觸孔1855與第二漏極電極176連接，并且其優(yōu)選由諸如ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成。
TFT陣列板可以進(jìn)一步包括用來分隔有機(jī)EL顯示板的像素的圍繞像素電極192的多個(gè)隔墻(未示出)，其優(yōu)選由有機(jī)材料構(gòu)成；形成在像素電極192上并置于由分隔物限定的凹陷中的多個(gè)紅、綠和藍(lán)色發(fā)光構(gòu)件(未示出)；以及形成在發(fā)光構(gòu)件和隔墻上的公共電極(未示出)。
如上所述，半導(dǎo)體層140和142的晶體特性在對角線方向上是一致的，同時(shí)它們在橫向和縱向方向上是不同的。因此，具有不同驅(qū)動(dòng)能力的TFT以混合的方式分布，以防止提供有具有不同驅(qū)動(dòng)能力的TFT的區(qū)域之間條紋的起源(conception of stripes)。
將參照圖5-7以及圖1-4詳細(xì)說明按照本發(fā)明一實(shí)施例的圖1-4所示的用于有機(jī)EL顯示裝置的TFT陣列板的制造方法。
圖5是通過按照本發(fā)明一實(shí)施例的TFT陣列板的制造方法形成的多晶硅構(gòu)件的布局圖，圖6是用于形成圖5所示的多晶硅構(gòu)件的激光照射掩模的布局圖，圖7示出使用圖6所示的掩模的非晶硅層上的激光照射。
首先，優(yōu)選由氧化硅構(gòu)成的阻擋層(未示出)形成在絕緣襯底110上，并且非晶硅層沉積在阻擋層上。非晶硅層的沉積優(yōu)選通過LPCVD(低溫化學(xué)氣相沉積)、PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)或?yàn)R鍍進(jìn)行。
接著，對非晶硅層進(jìn)行激光退火使其結(jié)晶為多晶硅層。非晶硅層的激光退火使用圖6所示的掩模進(jìn)行。
參照圖6，掩模的白色區(qū)域透射激光束，同時(shí)黑色區(qū)域阻擋激光束。每個(gè)透射區(qū)域和每個(gè)阻擋區(qū)域可以與一個(gè)像素區(qū)或多個(gè)像素區(qū)對應(yīng)。
圖6所示的掩模與襯底110對準(zhǔn)，并且激光束穿過掩模照射。非晶硅層的暴露給激光束的部分被熔化，同時(shí)非晶硅層的在掩模的阻擋區(qū)域下的部分沒有熔化。可以用足以熔化非晶硅層的能量進(jìn)行激光照射一次，或可以以較弱的能量進(jìn)行多次以熔化非晶硅層。
其后，在一方向上移動(dòng)掩模，并再次照射激光束。掩模的移動(dòng)方向可以是橫向、縱向或?qū)蔷€方向。掩模覆蓋先前照射步驟中以掩模覆蓋的一些區(qū)域，并且非晶硅層的在先前照射步驟中被掩模的阻擋區(qū)域阻擋的部分中的一些暴露給激光束。
例如，圖7示出了非晶硅層在一照射步驟中暴露于激光束的部分(由附圖標(biāo)記A表示)、以及非晶硅層在下一照射步驟中暴露于激光束的部分(由附圖標(biāo)記B表示)。
這樣，非晶硅層的所有部分被熔化以被多晶結(jié)晶(poly-crystallized)，并且光刻蝕刻(photo-etch)多晶硅層以形成多對開關(guān)TFT部分140和驅(qū)動(dòng)TFT部分142。因此，如圖5所示，在橫向方向和縱向方向中相鄰的部分的多晶特性是不同的，而在對角線方向中相鄰的部分的多晶特性是相同的。
在多晶硅層140和142上沉積柵極絕緣層130。
接著，在柵極絕緣層130上沉積柵極金屬層，并且光致抗蝕劑膜(未示出)得以涂布、曝光和顯影以形成第一光致抗蝕劑。通過使用第一光致抗蝕劑作為蝕刻掩模蝕刻柵極金屬層以形成包含存儲電極124的多個(gè)柵極電極122和多個(gè)柵極金屬構(gòu)件(未示出)。將P型雜質(zhì)注入多晶硅層的驅(qū)動(dòng)TFT部分142的暴露部分，以形成多個(gè)P型雜質(zhì)區(qū)1423和1425。這時(shí)，多晶硅層的開關(guān)TFT部分140覆蓋有第一光致抗蝕劑和柵極金屬構(gòu)件，以防止雜質(zhì)注入。
去除第一光致抗蝕劑，并涂布、曝光和顯影另一光致抗蝕劑膜以形成第二光致抗蝕劑。通過使用第一光致抗蝕劑作為蝕刻掩模蝕刻柵極金屬層以形成包括柵極電極123的多個(gè)柵極線121。將N型雜質(zhì)注入多晶硅層的開關(guān)TFT部分140的暴露部分，以形成多個(gè)N型雜質(zhì)區(qū)1403和1405。這時(shí)，多晶硅層的驅(qū)動(dòng)TFT部分142覆蓋有第二光致抗蝕劑以防止雜質(zhì)注入。
在柵極線121和柵極電極123和122上沉積第一層間絕緣膜801。光刻蝕刻第一層間絕緣膜801和柵極絕緣層130，以分別形成暴露雜質(zhì)區(qū)1403、1405、1423和1425的多個(gè)接觸孔1803、1805、1823和1825，以及暴露柵極電極122的多個(gè)接觸孔1822。
參照圖8，沉積并光刻蝕刻數(shù)據(jù)金屬層以形成包括第一源極電極173的多條數(shù)據(jù)線171、包括多個(gè)第二源極電極174的多條電源電壓線172、以及多個(gè)第一和第二漏極電極175和176。
第二層間絕緣膜802沉積在數(shù)據(jù)線171、電源電壓線172和漏極電極175和176以及第一層間絕緣膜801上。光刻蝕刻第二層間絕緣膜802以形成暴露第二漏極電極176的多個(gè)接觸孔1855。
沉積諸如ITO和IZO′的透明導(dǎo)電材料或諸如Al和Ag的反射材料，并對其構(gòu)圖，以形成多個(gè)像素電極192。
在像素電極192和第二層間絕緣膜802上涂布包含黑色顏料的有機(jī)膜，并對其進(jìn)行曝光和顯影以形成在像素電極192上限定多個(gè)凹陷的多個(gè)隔墻。此后，通過遮蔽之后的沉積或噴墨印刷在凹陷中形成多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件。有機(jī)發(fā)光構(gòu)件70優(yōu)選具有多層結(jié)構(gòu)。
然后，在發(fā)光構(gòu)件上沉積有機(jī)導(dǎo)電材料以形成緩沖層，并且在緩沖層上沉積ITO或IZO以形成公共電極。
由諸如Al的低電阻率材料構(gòu)成的輔助電極(未示出)可以形成于透明公共電極形成之前或之后。
頂部發(fā)光型有機(jī)EL顯示板包括一不透明的像素電極和一透明的公共電極，而底部發(fā)光型有機(jī)EL顯示板包括一透明的像素電極和一不透明的公共電極。
圖8是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的掩模的布局圖。
如圖8所示，按照本發(fā)明另一實(shí)施例的用于激光照射的掩模包括橫向排列的兩列，且每列包括縱向排列的五個(gè)區(qū)塊(block)。盡管兩列有一些偏移，但它們的透射區(qū)域以相同方式排列。五個(gè)區(qū)塊具有以不同方式排列的透射區(qū)域，并且它們的透射區(qū)域可以形成一完整的區(qū)塊。
透射區(qū)域的排列可以改變。
圖9示出穿過圖8所示的掩模照射激光束的方法。
掩模與硅層對準(zhǔn)，穿過掩模激光照射硅層。
掩模向下移動(dòng)一與區(qū)塊的縱向?qū)挾认嗟鹊木嚯x，穿過掩模激光照射硅層。
以此方式，分步重復(fù)(step-and-repeat)被進(jìn)行五次，使非晶硅層的所有部分結(jié)晶。
按照此實(shí)施例的激光退火使得硅層區(qū)域具有若干種晶體特性。
分步重復(fù)的次數(shù)不限于上述實(shí)施例。例如，通過提供十個(gè)區(qū)塊進(jìn)行十次分步重復(fù)，這十個(gè)區(qū)塊包括形成一完整區(qū)塊的多個(gè)透射區(qū)域。
圖10A顯示了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)晶掩模，圖10B是圖10A的放大圖。
掩模包括用來透射激光束的多個(gè)縫隙51和用來阻擋激光束的阻擋區(qū)52。
縫隙51包括排成一列的臺階狀縫隙51a和排成另一列的矩形縫隙51b。
如圖10A和10B所示，每個(gè)臺階狀縫隙51a的邊界57具有臺階形狀?？p隙51a的臺階逐漸降低和/或升高。臺階狀縫隙51a的臺階狀邊界57形成上部邊界。但是，其也可以形成縫隙51a的下部邊界。
臺階狀縫隙51a和矩形縫隙51b在橫向方向上偏移排列。
圖11示出通過使用圖10所示的掩模制成的晶化硅層。
非晶硅層通過其上放置的掩模暴露給激光束，使得被激光束照射的部分熔化成液態(tài)。激光束具有足以完全熔化非晶硅的高能量。于是，在熔融區(qū)內(nèi)沒有固態(tài)籽晶(seed)以用來開始結(jié)晶生長。
如圖11所示，暴露于激光束的非晶硅層包括固相區(qū)域1a和液相區(qū)域1b。晶粒生長從固相區(qū)域1a和液相區(qū)域1b的邊界53開始，并沿著垂直于邊界53的方向進(jìn)行。參照圖11，晶粒生長從上部邊界58a和下部邊界58b開始，分別向下和向上進(jìn)行，并在橫向生長的晶粒58彼此相遇的中心橫向線53處停止。
參照圖10A和圖10B，結(jié)晶通過使用臺階狀縫隙51a并且于是通過矩形縫隙51b來進(jìn)行。由于臺階狀縫隙51a和矩形縫隙51b是偏置的，所以非晶硅層的所有區(qū)域被晶化。晶粒生長主要在交迭掩模的臺階狀縫隙51a和矩形縫隙51b的位置處。
同時(shí)，TFT的電流驅(qū)動(dòng)能力取決于多晶晶粒(polycrystalline grain)58的長度和寬度，其由用于SLS的掩模中的縫隙51的決定。特別是，多晶晶粒58的長度和寬度通過調(diào)節(jié)圖10A和10B中所示的臺階狀縫隙51a和矩形縫隙51b之間的重疊距離來控制。圖10B顯示了重疊距離a、b、c和d。
例如，當(dāng)臺階狀邊界57是一較低邊界時(shí)，上部的晶粒生長點(diǎn)是不同的。因此，晶粒的尺寸是可控的，并且上部晶粒和下部晶粒之間的晶粒邊界也是可控的。
圖11顯示了具有不同尺寸的晶粒以及彼此不重合的晶粒邊界。
這樣，通過SLS工藝得到了具有不同電流驅(qū)動(dòng)能力的多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT。
此時(shí)，具有不同重疊長度a、b、c和d的臺階的寬度L優(yōu)選等于像素區(qū)的寬度，以均勻分布具有不同電流驅(qū)動(dòng)能力的TFT。
因此，TFT的特性變化不易于發(fā)現(xiàn)(conceive)，顯示器的圖像質(zhì)量也得以提高。
圖12示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的掩模。
參照圖12，按照此實(shí)施例的掩模只包括臺階狀縫隙51a。一旦進(jìn)行了一激光照射步驟，則將掩模向上或向下移動(dòng)一預(yù)定距離，以用于下一照射步驟。
在上述結(jié)構(gòu)中，雖然TFT具有不同的特性，但TFT均勻分布在襯底上，使得差異不易于發(fā)現(xiàn)。
雖然以上已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)清楚理解的是，對于此處所教導(dǎo)的基本發(fā)明構(gòu)思的對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的各種更改和/或改進(jìn)，仍然落入本發(fā)明的如所附權(quán)利要求所定義的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列板，包括包括多個(gè)像素區(qū)域的絕緣襯底；形成在該襯底上的柵極線；第一數(shù)據(jù)線，與該柵極線絕緣并與該柵極線交叉以限定所述像素區(qū)域；第二數(shù)據(jù)線，與該柵極線絕緣并與該柵極線交叉；形成在所述像素區(qū)域中的多個(gè)像素電極；與該柵極線和數(shù)據(jù)線連接并包括多晶硅構(gòu)件的多個(gè)開關(guān)薄膜晶體管；以及與所述開關(guān)薄膜晶體管、所述像素電極和所述第二數(shù)據(jù)線連接并包括多晶硅構(gòu)件的多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，其中，該襯底包括多組分區(qū)，每個(gè)分區(qū)提供有基本上具有相同驅(qū)動(dòng)能力的所述開關(guān)薄膜晶體管和所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，所述多個(gè)組中的一個(gè)組中的分區(qū)中的開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管具有不同的驅(qū)動(dòng)能力，不同組中的分區(qū)得以混合。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中最近鄰的分區(qū)屬于不同的組，次最近鄰的分區(qū)屬于相同的組。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中每個(gè)像素區(qū)域包括所述分區(qū)中的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中具有不同驅(qū)動(dòng)能力的開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的多晶硅構(gòu)件具有不同的晶體特性。
5.一種薄膜晶體管陣列板，包括包括多個(gè)像素區(qū)域的絕緣襯底；設(shè)置于所述像素區(qū)域上的多個(gè)多晶硅構(gòu)件；形成在所述多晶硅構(gòu)件上的柵極絕緣層；形成在所述柵極絕緣層上的柵極線；形成在所述柵極線上的第一層間絕緣層；數(shù)據(jù)線，形成在所述第一層間絕緣層上并且與所述柵極線交叉以限定所述像素區(qū)域；形成在所述數(shù)據(jù)線上的第二層間絕緣層；以及形成在所述第二層間絕緣層上并且置于所述像素區(qū)域中的多個(gè)像素電極，其中，該襯底包括多組分區(qū)，每個(gè)分區(qū)提供有基本上具有相同驅(qū)動(dòng)能力的多晶硅構(gòu)件，所述多個(gè)組中的一組中的分區(qū)中的多晶硅構(gòu)件具有不同驅(qū)動(dòng)能力，不同組中的分區(qū)得以混合。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列板，還包括形成在所述像素電極上的多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件；形成在所述像素電極上并限定被所述發(fā)光構(gòu)件占據(jù)的區(qū)域的多個(gè)隔墻；以及形成在所述發(fā)光構(gòu)件和隔墻上的公共電極。
7.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列板，其中所述多晶硅構(gòu)件包含多個(gè)包括溝道區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)的開關(guān)晶體管部分，多個(gè)包括溝道區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)的驅(qū)動(dòng)晶體管部分，以及多個(gè)與所述驅(qū)動(dòng)晶體管部分連接的存儲電極部分；所述柵極線包含多個(gè)第一柵極電極、多個(gè)第二柵極電極、以及多個(gè)分別與所述開關(guān)晶體管部分、所述驅(qū)動(dòng)晶體管部分和所述存儲電極部分交迭的存儲電極；其中所述數(shù)據(jù)線包含多個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)線，多個(gè)與第一數(shù)據(jù)線和所述開關(guān)晶體管部分的所述源極區(qū)連接的第一源極電極，多個(gè)與所述開關(guān)晶體管部分的所述漏極區(qū)和所述第二柵極電極連接的第一漏極電極，以及多個(gè)與第二數(shù)據(jù)線和所述驅(qū)動(dòng)晶體管部分的所述源極區(qū)連接的第二源極電極；以及與所述驅(qū)動(dòng)晶體管部分的所述漏極區(qū)連接的所述像素電極。
8.一種制造薄膜晶體管陣列板的方法，該方法包括在絕緣襯底上沉積非晶硅層；使用掩模通過多次激光照射將該非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼?；在該多晶硅層上形成柵極絕緣層；在該柵極絕緣層上形成多個(gè)柵極線；在所述柵極線上形成第一層間絕緣層；在該第一層間絕緣層上形成多個(gè)數(shù)據(jù)線；在所述數(shù)據(jù)線上形成第二層間絕緣層；以及在該第二層間絕緣層上形成多個(gè)像素電極，其中該掩模包括以混合方式排列的多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在所述像素電極上形成多個(gè)隔墻；在由所述隔墻限定的區(qū)域中在所述像素電極上形成多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件；以及在該發(fā)光層上形成公共電極。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該掩模的所述透射區(qū)和所述阻擋區(qū)具有由至少一個(gè)像素區(qū)域決定的區(qū)域和形狀。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述透射區(qū)和所述阻擋區(qū)排列來使得每個(gè)透射區(qū)在橫向方向和縱向方向鄰近所述阻擋區(qū)，并且在對角線方向鄰近其它透射區(qū)。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該掩模包括至少兩個(gè)包括所述透射區(qū)和所述阻擋區(qū)的區(qū)塊，不同區(qū)塊中的所述透射區(qū)和所述阻擋區(qū)被不同地排列，以及該轉(zhuǎn)變包括將該掩模移動(dòng)一與每個(gè)區(qū)塊的寬度相等的距離；以及通過該掩模照射激光束。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中包括在所有區(qū)塊中的所述透射區(qū)形成一完整區(qū)塊。
14.一種硅結(jié)晶方法，包括在絕緣襯底上沉積非晶硅層；通過穿過掩模照射激光束來熔化該非晶硅層，該掩模包括多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)；以及結(jié)晶該熔化的非晶硅層，其中，所述阻擋區(qū)和所述透射區(qū)的至少一邊界具有臺階形狀。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該至少一邊界形成所述透射區(qū)中的一個(gè)區(qū)的上部邊界或下部邊界。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述透射區(qū)包括具有臺階狀邊界并具有長度和寬度并在其寬度方向上排列的多個(gè)臺階狀縫隙。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述透射區(qū)還包括排列成列的多個(gè)矩形縫隙，且所述臺階狀縫隙排列成另一列。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述臺階狀縫隙和所述矩形縫隙偏移排列。
19.一種用于采用激光束的硅結(jié)晶的掩模，該掩模包括多個(gè)用于透射該激光束的透射區(qū)；以及多個(gè)用于阻擋該激光束的阻擋區(qū)，其中，所述透射區(qū)和阻擋區(qū)的至少一邊界具有臺階狀形狀。
20.一種制造電致發(fā)光顯示裝置的方法，該顯示裝置包括多個(gè)開關(guān)薄膜晶體管、多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和多個(gè)有機(jī)發(fā)光構(gòu)件，該方法包括沉積用于所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的非晶硅層；通過穿過包括多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)的掩模照射激光束來熔化該非晶硅層；以及結(jié)晶該熔化的非晶硅層，其中，所述阻擋區(qū)和所述透射區(qū)的至少一邊界具有臺階形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多晶硅薄膜晶體管陣列板及其制造方法，其包括在絕緣襯底上沉積非晶硅層；使用掩模通過多次激光照射將非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼樱辉诙嗑Ч鑼由闲纬蓶艠O絕緣層；在柵極絕緣層上形成多個(gè)柵極線；在柵極線上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成多個(gè)數(shù)據(jù)線；在數(shù)據(jù)線上形成第二層間絕緣層；以及在第二層間絕緣層上形成多個(gè)像素電極，其中掩模包含以混合方向排列的多個(gè)透射區(qū)和多個(gè)阻擋區(qū)。
文檔編號H01L21/77GK1521806SQ200410031320
公開日2004年8月18日 申請日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者金縣裁, 姜淑映, 金東范, 李秀卿, 姜明求 申請人:三星電子株式會(huì)社