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接觸空穴、半導(dǎo)體器件、液晶顯示器及el顯示器的制法的制作方法

文檔序號:6847405閱讀:337來源:國知局
專利名稱:接觸空穴、半導(dǎo)體器件、液晶顯示器及el顯示器的制法的制作方法
背景技術(shù)
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及利用以墨噴印刷為典型的微滴排放法的一種制造半導(dǎo)體器件、液晶顯示器和EL(場致發(fā)光)顯示器的方法。尤其,本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體器件中構(gòu)成接觸空穴的形成方法。
2.相關(guān)技術(shù)描述在半導(dǎo)體器件、液晶顯示器或EL顯示器的制造中,已經(jīng)建議將微滴排放設(shè)備用于形成薄膜和布線圖案,以降低設(shè)備費用和簡化步驟。在這種情況下,半導(dǎo)體器件的接觸空穴是通過如下步驟形成對涂布在基片整個表面上的抗蝕層(resist)進行預(yù)焙燒的步驟,通過其中將UV線等輻照穿過掩模和使之顯影的光刻法形成一種抗蝕層圖案,并利用該抗蝕層圖案作為掩模進行蝕刻和除去絕緣膜、半導(dǎo)體膜、金屬膜等。對于小玻璃基片或顯示器面板,可比較容易地通過曝光設(shè)備進行構(gòu)圖。但是,當(dāng)基片尺寸增大時,對顯示器面板的整個表面就不能一次通過一個曝光步驟進行處理。因此,其上涂布光致抗蝕劑的區(qū)域被分成許多個區(qū)塊,對各預(yù)定區(qū)塊順序進行曝光步驟,從而使基片整個表面得以曝光(例如,參見專利文獻1)。日本專利公開No.11-326951。但是,對于通過常規(guī)制造半導(dǎo)體器件的步驟形成接觸空穴的情況,要求在基片幾乎整個表面上形成光致抗蝕劑層,而使之涂在除形成接觸空穴區(qū)域以外的薄膜上,導(dǎo)致處理能力急劇下降。即使在提高了處理能力時,在所涂光致抗蝕劑的數(shù)量和基膜表面的質(zhì)量未加以充分控制的情況下,接觸空穴也會被光致抗蝕劑覆蓋并可能形成接觸缺陷。
發(fā)明綜述鑒于上述問題,本發(fā)明提供一種通過簡化步驟,來形成優(yōu)異接觸空穴以及夾層薄膜、平整薄膜和絕緣膜諸如在其周邊構(gòu)成柵極絕緣膜的方法。此外,本發(fā)明提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法,其費用低,處理能力大和產(chǎn)出率高。(1)按照本發(fā)明,一種形成接觸空穴的方法包括步驟在半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層或絕緣層上形成一層有機薄膜,在該有機薄膜其中待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案,在利用該掩模圖案作為掩模使該有機薄膜構(gòu)成島形圖案后除去該掩模圖案,然后在沿島形有機薄膜形成一層絕緣膜后除去該島形有機薄膜。該有機薄膜是一種含有機材料作為主成分并對此后形成的絕緣膜具有抗液性(liquid repellance)(疏水性)的薄膜。因此,當(dāng)在其中待形成接觸空穴的區(qū)域內(nèi)選擇性地形成例如為島形有機薄膜時,通過涂布絕緣膜的方法僅在該島形有機薄膜的周邊形成一層絕緣膜,因為這種島形有機薄膜排斥絕緣膜的絕緣材料。其結(jié)果,以自校準(zhǔn)方式在其中未形成絕緣膜的區(qū)域(而越過其中形成該島形有機薄膜的區(qū)域)形成接觸空穴(參見

圖1A-1F)。該絕緣膜,例如,TFT(薄膜晶體管)的夾層絕緣膜或平整膜,是由一種有機材料形成的,此有機材料為諸如聚酰亞胺基樹脂、丙烯酰基樹脂、聚酰胺基樹脂及硅氧烷基樹脂(一種通過硅與氧鍵合而獲得的具有主鏈結(jié)構(gòu)并具有至少一個氫取代基或除氫外還另外具有至少一個選自氟、烷基或芳烴的取代基的材料)。對于有機薄膜,采用對這種有機材料具有抗液性的材料,是以硅烷偶聯(lián)劑為典型。這種硅烷偶聯(lián)劑是以Rn-Si-X4-n(n=1、2、3)表示的一種硅化合物。這里,R是一種含相對惰性的基團諸如烷基或有反應(yīng)活性的基團諸如乙烯基、氨基團及環(huán)氧基的物質(zhì)。此外,X是由鹵素、甲氧基、乙氧基、基片表面的羥基諸如乙酰氧基團或可通過縮合與吸收水鍵合的水解物基團形成的。氟化硅烷偶聯(lián)劑是以氟烷基硅烷(FAS)為典型。這種有機薄膜可以在含氟諸如CF4及CHF3氣氛下通過等離子體處理形成。根據(jù)這一點,可以獲得一種含氟的有機薄膜。這種有機薄膜厚度可通過處理條件及時間加以控制。通過在O2氣氛下的等離子體處理(灰化(ashing))的方法,能夠除去這種由等離子體處理所形成的有機薄膜。注意有機薄膜及絕緣膜的組合不局限于上述,對它可任意加以確定,只要該有機薄膜對絕緣膜具有抗液性。另外,該絕緣膜不局限于夾層絕緣膜及平整膜,而且它包括任何其它絕緣膜,諸如半導(dǎo)體器件如TFT(薄膜晶體管)的柵極絕緣膜,和沿各含有機或無機化合物的發(fā)光層、電子注入層、電子傳遞層、空穴注入層及空穴傳遞層(此后統(tǒng)稱發(fā)光層等)所形成的EL顯示器的絕緣膜(也稱為存儲體(bank))。為了使有機薄膜構(gòu)成圖案,可通過旋涂、窄縫涂、浸涂、噴涂、微滴排放方法(墨噴印刷、網(wǎng)目印刷、膠印等)、刮刀、涂膠輥、幕涂機、刮刀涂布機等方法,在整個表面上涂布有機薄膜。然后,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案,利用該掩模圖案作為一種掩模除去該有機薄膜。因此,可選擇性地使有機薄膜形成為例如孤立的形狀。根據(jù)有機薄膜的材料,通過各種諸如O2灰化及常壓等離子體的方法,可除去該有機薄膜。當(dāng)然,通過等離子蝕刻、濕蝕刻,灰化等方法,可除去該有機薄膜。注意在本說明書中,有機薄膜包括由上述涂布方法形成的有機薄膜和由等離子體處理法形成的有機薄膜兩種。上述蝕刻包括利用化學(xué)品的濕蝕刻和干刻蝕或利用活性基或反應(yīng)性氣體等離子體的等離子蝕刻。在本說明書中,蝕刻意味著包括它們的任一種蝕刻方法。用于濕蝕刻中的化學(xué)品是以氫氟酸(HF)、硝酸、乙酸、熱磷酸、它們的混合物,或用水或氟化銨稀釋它們后所獲得的混合物為典型,但是本發(fā)明不局限于這些。用于干刻蝕的氣體,是以含氯氣體為典型,諸如Cl2、BCl3、SiCl4和CCl4;含氟氣體諸如CF4、SF6、NF3、和CHF3、O2、它們的混合氣體、或用稀有氣體諸如He和Ar混合它們所得的氣體,但是本發(fā)明不局限于這些??捎盟扇軜渲纬裳谀D案,水可溶樹脂諸如PVA(聚乙烯醇)、光敏或非光敏有機材料諸如聚酰亞胺、丙烯?;?、聚酰胺、光致抗蝕劑和苯并環(huán)丁烯,或一種有機樹脂諸如硅氧烷??蓛?yōu)選的是,通過微滴排放方法,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域選擇性地形成這些材料,盡管可以通過常規(guī)曝光和顯影步驟使它們構(gòu)成圖案。在利用掩模圖案使有機薄膜構(gòu)成圖案后,除去這些材料。尤其當(dāng)采用PVA時,用H2O能夠容易地除去該掩模圖案。當(dāng)采用聚酰亞胺或丙烯?;鶗r,用洗提劑能夠容易地除去該掩模圖案,諸如采用″Nagase光致抗蝕洗提劑N-300″(Nagase Chemte X Co.Ltd.公司的產(chǎn)品,以下稱為N300洗提劑),它含2-氨基乙醇和乙二醇醚作為主要組分、和″洗提劑710″(Tokyo Ohka Kogyo Co.,Ltd.公司的產(chǎn)品,以下稱為710洗提劑),它含主要組分鄰-二氯苯、苯酚和烷基苯磺酸酯。當(dāng)然,通過灰化或蝕刻可除去這種掩模圖案。在按照常規(guī)技術(shù)構(gòu)成掩模圖案時,也能夠采用這些脫除方法。注意當(dāng)這種掩模圖案的材料對以后形成的絕緣膜具有抗液性時,不必除去該掩模圖案,而可保留它。在這種情況下,可以在接觸空穴形成之后同時或順序地除去此掩模圖案和有機薄膜。也要注意,可直接和選擇性地采用微滴排放方法等形成此有機薄膜圖案。例如,在半導(dǎo)體器件諸如TFT中,該接觸空穴是以用于分別連接雜質(zhì)區(qū)諸如源極區(qū)和漏極區(qū)至源極線路和漏極線路(drain wiring)(也稱第二線路)的接觸空穴為典型。然而,肯定的是,這種接觸空穴不局限于此,而且本發(fā)明還能夠應(yīng)用于形成諸如TFT(包括用于集成電路(IC)諸如LSI的晶體管、存貯器及邏輯電路以及半導(dǎo)體器件諸如用于LCD和EL顯示器的TFT)的半導(dǎo)體器件和由TFT驅(qū)動的液晶顯示器、EL顯示器等中所需要的任何其它接觸空穴。例如,因為由有機或無機化合物形成的發(fā)光層等是在EL顯示器(參見圖11E)中上述存儲體之間形成的,所以將有機薄膜選擇性地形成在其中待形成發(fā)光層等的區(qū)域中,然后將用于該存儲體的絕緣材料涂布在整個表面上,從而能夠使這種存儲體形成在預(yù)定區(qū)域中。(2)按照本發(fā)明,半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟在基片上形成柵電極,在柵電極上用插入其間的柵極絕緣膜形成一層半導(dǎo)體層;在該半導(dǎo)體層上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的某區(qū)域形成一種掩模圖案;在利用該掩模圖案作為掩模,使有機薄膜構(gòu)成島形圖案之后,除去該掩模圖案;在沿島形有機薄膜形成絕緣膜之后,通過除去該島形有機薄膜,形成接觸空穴;和在該接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。這里此半導(dǎo)體器件主要指的是場效應(yīng)晶體管(FET)(也稱為單極晶體管)。FET是根據(jù)柵電極部分的結(jié)構(gòu)被分類為絕緣柵極FET(IGFET);利用金屬柵電極的金屬絕緣體半導(dǎo)體FET(MISFET);利用氧化硅薄膜作為絕緣膜的金屬氧化物半導(dǎo)體FET(MOSFET);薄膜晶體管(TFT),其中在絕緣體諸如玻璃和陶瓷上形成一層諸如無定形硅(a-Si)和多晶硅(p-Si)的半導(dǎo)體薄膜,和在該半導(dǎo)體薄膜內(nèi)形成的一種MOSFET等。這些晶體管均各被分類為N-通道晶體管(N-channel transistor)和P-通道晶體管(P-channeltransistor)。通過N-通道晶體管和P-通道晶體管構(gòu)成的線路(如反相電路)被稱作CMOS(互補MOS)線路。該半導(dǎo)體器件包括液晶面板、EL面板等,其上各有利用半導(dǎo)體材料的前述晶體管。晶體管的結(jié)構(gòu)被分類為一種其中由單一半導(dǎo)體層形成源極、漏極和通道區(qū)的共面結(jié)構(gòu);和其中由不同半導(dǎo)體層形成源極、漏極和通道區(qū)的交錯結(jié)構(gòu)。共面結(jié)構(gòu)和交錯結(jié)構(gòu)均各被分類為頂柵極結(jié)構(gòu)和底柵極結(jié)構(gòu)。因此,當(dāng)在頂柵極晶體管中,用插入其間的柵極絕緣膜在柵電極上形成半導(dǎo)體層時,將按半導(dǎo)體層、柵極絕緣膜和柵電極這個排序堆疊一起。同時,在底柵極晶體管中,將按柵電極、柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層這個排序堆疊一起。在接觸空穴中形成導(dǎo)體,以連接半導(dǎo)體層??蓪⒃摪雽?dǎo)體層和導(dǎo)體直接或間接地與插入其間的另一導(dǎo)電膜或半導(dǎo)體膜連接一起。其它結(jié)構(gòu)和對語詞的解釋均類似于前述(1)中的那些。(3)按照本發(fā)明,EL顯示器的制造方法包括步驟在基片上形成柵電極;在柵電極上用插入其間的柵極絕緣膜形成一層半導(dǎo)體層;在該半導(dǎo)體層上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜其中待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案,在利用該掩模圖案作為掩模使有機薄膜構(gòu)成島形圖案后除去該掩模圖案;在沿該島形有機薄膜形成絕緣膜之后,通過除去島形有機薄膜形成接觸空穴,在該接觸空穴中形成導(dǎo)體,和在該導(dǎo)體上形成一層含有機或無機化合物層。此EL顯示器是一種內(nèi)有利用電致發(fā)光(EL)的發(fā)光元件顯示器,并大致被分類為無源基質(zhì)型(passive matrix type)和有源基質(zhì)型(active matrixtype)。尤其,通過半導(dǎo)體器件諸如TFT控制的EL顯示器被稱為有源基質(zhì)EL顯示器(EL顯示器)。在發(fā)光元件中,發(fā)光層是一種內(nèi)含載體傳遞特征不同的有機或無機化合物多層薄膜,它被夾在一對電極之間,而且構(gòu)成這種發(fā)光層,要使能從一個電極注入空穴和從另一電極注入電子。發(fā)光元件利用了使其中從一個電極注入的空穴和從另一電極注入的電子再結(jié)合一起,以激發(fā)發(fā)光中心,而當(dāng)此受激態(tài)返回基態(tài)時又產(chǎn)生光的現(xiàn)象??昭ê碗娮舆M入發(fā)光層的注入特征,取決于形成電極的材料的功函數(shù)等(從金屬或半導(dǎo)體的表面吸取一個電子立即至其外表面所需要的最低能量)。優(yōu)選的是,對其注入空穴的電極具有高的功函數(shù),而對其注入電子的電極具有低的功函數(shù)。當(dāng)至少采用一種有機化合物材料用于發(fā)光層時,此EL顯示器被稱為有機EL顯示器。當(dāng)至少采用一種無機化合物材料用于發(fā)光層時,此EL顯示器被稱為無機EL顯示器。在采用有機化合物材料和無機化合物材料兩種的情況下,此EL顯示器被稱為混雜EL顯示器等。為了電學(xué)上連接半導(dǎo)體層至發(fā)光層等,將導(dǎo)體形成在接觸空穴中。對于有源基質(zhì)EL顯示器,半導(dǎo)體器件諸如TFT起決定是否對EL元件供給電流和使電流電路流向EL元件的開關(guān)作用。因此,半導(dǎo)體層中的電流通過導(dǎo)體流向該EL元件。注意此導(dǎo)體也可能起直接連通EL元件的象素電極作用。另一方面,也可單獨提供象素電極。此外,可將此半導(dǎo)體層和導(dǎo)體直接或間接地與插入其間的另一導(dǎo)電膜或半導(dǎo)體膜連接一起。其它結(jié)構(gòu)和對語詞的解釋類似于前述(1)和(2)的那些。(4)按照本發(fā)明,液晶顯示器的制造方法包括步驟在基片上形成柵電極;在柵電極上用插入其間的柵極絕緣膜形成一層半導(dǎo)體層;在該半導(dǎo)體層上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜其中待形成接觸空穴區(qū)域中形成一種掩模圖案;在利用該掩模圖案作為掩模,使有機薄膜構(gòu)成島形圖案之后除去該掩模圖案;在沿島形有機形成絕緣膜之后,通過除去該島形有機薄膜形成接觸空穴;在該接觸空穴中形成導(dǎo)體;和在該導(dǎo)體上形成一層液晶層。液晶顯示器是一種具有處于液體和固體間的中間狀態(tài)并以自然態(tài)松散有序排列的液晶分子的顯示器。這種顯示器利用了液晶分子其排列隨所施電壓而變的特性,此顯示器被大致分類為無源基質(zhì)型和有源基質(zhì)型。尤其,由半導(dǎo)體器件諸如TFT控制的液晶顯示器被稱為有源基質(zhì)液晶顯示器(AM-LCD)。LCD也被分為兩類用逆光為光源的透射型;和用外部光諸如日光和室內(nèi)燈為光源的反射型。通過浸涂、微滴排放方法等,可形成包括液晶分子的液晶層。作為液晶材料,可采用任何類型的液晶分子,諸如正向列型液晶(positivenematic liquid crystal)、負向列型液晶(negative nematic liquid crystal)、纏繞向列型(TN)液晶、超級纏繞向列型(STN)晶體、鐵電體液晶、和反鐵電型液晶。
在接觸空穴中形成導(dǎo)體,以使半導(dǎo)體層電連接象素電極,對該液晶層施加電壓。對于有源基質(zhì)液晶顯示器,半導(dǎo)體器件諸如TFT起選擇是否對液晶層施加電壓的開關(guān)作用。注意該導(dǎo)體也可能起象素電極作用,或可能單獨提供象素電極。此外,可直接或間接地將此半導(dǎo)體層及導(dǎo)體與插入其間的另一導(dǎo)電膜或半導(dǎo)體膜連接一起。其它結(jié)構(gòu)和對語詞的解釋類似于前述(1)和(2)的那些。按照本發(fā)明,是把用于夾層絕緣膜、平整薄膜、柵極絕緣膜等絕緣材料具有抗液性的有機薄膜,選擇性地形成在半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層或絕緣層上待形成接觸空穴的區(qū)域中的。然后,沿該有機薄膜形成絕緣膜,從而能夠在所需區(qū)域形成這些絕緣膜,并能夠在絕緣膜之間以自校準(zhǔn)方式形成接觸空穴。另外,可形成接觸空穴和絕緣膜而不必那些需要光致抗蝕劑掩模的曝光及顯影步驟。因此,與常規(guī)步驟相比,可大大簡化形成步驟。此外,當(dāng)通過微滴排放方法形成柵電極,掩模圖案,導(dǎo)體等時,通過改變基片和排出微滴的噴嘴之間的相對位置,可將含這些薄膜材料的微滴排放至任意區(qū)域。通過噴嘴直徑、微滴排放量和在噴嘴與待涂微滴基片的移動速度間的相對關(guān)系,可調(diào)節(jié)待構(gòu)成圖案的厚度和寬度。這樣就能夠準(zhǔn)確地排放薄膜材料,使在預(yù)定區(qū)域形成薄膜。另外,因為構(gòu)圖步驟,即利用光致抗蝕劑掩模曝光和顯影的步驟,能夠被省略,所以能嘗試明顯簡化此形成步驟和降低成本。此外,利用微滴排出方法,能夠在任意區(qū)域構(gòu)成圖案,并能夠調(diào)節(jié)待構(gòu)成圖案的厚度和寬度。因此,即使對于側(cè)邊有1至2米的大型半導(dǎo)體元件基片,也能夠高產(chǎn)出率和低費用地進行制造。按上所設(shè)定,可通過簡單步驟準(zhǔn)確地形成半導(dǎo)體器件中的接觸空穴和沿接觸空穴的絕緣膜。此外,有可能提供一種其費用低,處理能力大和產(chǎn)出率高的制造半導(dǎo)體器件的方法。
附圖簡要說明圖1A-1F是說明按照本發(fā)明形成接觸空穴的步驟2A-2E是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種通道受保護的TFT))的制造步驟圖。
圖3A-3D是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種通道受保護的TEF)的制造步驟圖。
圖4A-4D是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種通道蝕刻后的TFT)的制造步驟圖。
圖5A-5C是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種通道蝕刻后的TFT)的制造步驟圖。
圖6A-6D是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種頂柵極TFT)的制造步驟圖。
圖7A-7D是說明按照本發(fā)明半導(dǎo)體器件(一種頂柵極TEF)的制造步驟圖。
圖8A-8C是說明基膜預(yù)處理的步驟圖。
圖9A是按照本發(fā)明的一種EL顯示器象素的頂視圖,圖9B是其電路圖(正向交錯的)。
圖10A是按照本發(fā)明的一種EL顯示器象素的頂視圖,圖10B是其電路圖(逆向交錯的(inverted staggered))。
圖11A-11E是說明按照本發(fā)明一種EL顯示器的制造步驟圖。
圖12A-12C是分別說明頂部發(fā)射、底部發(fā)射和雙發(fā)射的發(fā)光器件圖。
圖13是說明利用本發(fā)明的一種EL電視機主要結(jié)構(gòu)方框圖。
圖14是按照本發(fā)明的一種液晶顯示器的象素頂視圖。
圖15A-15C是說明按照本發(fā)明的一種液晶顯示器的制造步驟圖。
圖16是說明一種微滴排出體系圖。
圖17是說明利用本發(fā)明的一種液晶電視機主要結(jié)構(gòu)方框圖。
圖18A和18B是說明一種模塊化的EL顯示器面板或LCD面板圖。
圖19是利用本發(fā)明的一種模塊化顯示器面板圖。
圖20是說明其中利用本發(fā)明通過TFT構(gòu)造的一種顯示器面板掃描行驅(qū)動器電路情況的電路圖(一種脈沖輸出電路)。
圖21是說明其中利用本發(fā)明通過TFT構(gòu)造的一種顯示器面板掃描行驅(qū)動器電路情況的電路圖(一種緩沖電路)。
圖22是說明通過硅烷偶聯(lián)劑改性的玻璃表面結(jié)構(gòu)圖。
圖23A和23B是說明導(dǎo)電微粒結(jié)構(gòu)圖。
圖24是說明微滴排出體系圖。
圖25A-25C是說明利用本發(fā)明的電子設(shè)備的實施例圖。
圖26是說明取決于溶質(zhì)濃度的掩膜圖案尺寸圖發(fā)明詳述盡管參考附圖以實施方案模式和實施方案的方式對本發(fā)明加以描述,但應(yīng)理解的是,對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說各種改變和改進都會是顯而易見的。因此,除非這種改變和改進偏離本發(fā)明范圍,它們都應(yīng)該是按其中所包括的內(nèi)容構(gòu)建的。例如,本發(fā)明是能夠通過各實施方案模式和實施方案以任意合并的方法加以實施的。因此,本發(fā)明不局限于這些實施方案模式和實施方案所描述的內(nèi)容。盡管本發(fā)明提供了一種利用無掩模法諸如微滴排放法制造所有類型的半導(dǎo)體器件、液晶顯示器和EL顯示器的方法,而不要求所有這些步驟都實施無掩模法,但它卻僅要求至少部分步驟包括無掩模法。因此,即使當(dāng)在下述制造方法中僅采用微滴排放步驟時,也可采用其它常規(guī)制造步驟諸如構(gòu)圖步驟代替。[實施方案模式1]在此實施方案模式中,參考圖1A-1F描述按照本發(fā)明形成接觸空穴的方法。首先,在基片10上形成一層導(dǎo)體或半導(dǎo)體膜11,然后在基片10整個表面上用旋涂、窄縫涂等方法涂布一層有機薄膜12(圖1A)。該有機薄膜12一般由氟基硅烷偶聯(lián)劑諸如氟烷基硅烷形成,但是本發(fā)明不局限于此。接著,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域選擇性地形成一層掩模圖案13(圖1B)。最好用微滴排放法選擇性地形成該掩模圖案13。掩模圖案13是由一種水可溶樹脂諸如PVA(聚乙烯醇)或有機樹脂諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬樾纬傻?,但是本發(fā)明不局限于此。然后,利用掩模圖案13作為掩模,除去有機薄膜12,從而獲得島形有機薄膜14(圖1C)。最好采用O2灰化或常壓放電等離子體的方法,除去有機薄膜12,但是本發(fā)明不局限于此??梢圆捎肬V臭氧處理、激光處理等代替。隨后,除去掩模圖案13(圖1D)。例如,對于采用PVA的掩模圖案13,用H2O(水洗)能容易地除去掩模圖案13。當(dāng)聚酰亞胺或丙烯?;糜谘谀D案13時,用N300洗提劑或710洗提劑,能容易地將其除去。當(dāng)然,也可采用灰化或蝕刻的方法除去掩模圖案13。盡管按此實施方案模式除去掩模圖案13,但在對以后形成的絕緣膜具有抗液性的情況下,它可能仍保留著。即使當(dāng)掩模圖案13不具有抗液性時,也可對其用CF4等離子體處理,使在形成掩模圖案13后獲得抗液性。接著,在基片10的整個表面涂布一層絕緣膜15。在此實施方案模式中,絕緣膜15是由硅氧烷形成的,硅氧烷是一種耐熱樹脂,但本發(fā)明不局限于此。在島形有機薄膜14上未形成絕緣膜15,因為島形有機薄膜14排斥絕緣膜15。因此,以自校準(zhǔn)方式形成了接觸空穴16。此時,絕緣膜15是錐形的(tapered),從而可改善與以后形成的導(dǎo)電膜的步進范圍(stepcoverage)。(圖1E)。此后采用O2灰化、常壓等離子體等方法,除去此島形有機薄膜14??梢圆捎肬V臭氧處理、激光處理等方法代替。接著,用微滴排放法,將含導(dǎo)電材料的組合物排放在接觸空穴16中,從而形成導(dǎo)體17,使之連接底層上的導(dǎo)體或半導(dǎo)體膜11。(圖1F)。對于在導(dǎo)體或半導(dǎo)體膜11上形成絕緣膜的情況,通過蝕刻等方法脫除它,以形成接觸空穴16。這種蝕刻最好利用相對于底層上導(dǎo)體或半導(dǎo)體膜11的蝕刻選擇性更高的蝕刻劑完成,(此蝕刻選擇性是待蝕刻材料的刻蝕速率a與蝕刻掩模材料及基膜材料的刻蝕速率b之間的比例a/b)。前述接觸空穴的形成方法可以應(yīng)用于形成諸如TFT(包括用于集成電路(IC)諸如LSI的晶體管、存貯器和邏輯電路以及半導(dǎo)體器件諸如用于LCD和EL顯示器的TFT)的半導(dǎo)體器件、和由TFT驅(qū)動的液晶顯示器、EL顯示器等中所需要的任何其它接觸空穴。[實施方案模式2]在此實施方案模式中,參考圖2A-2E和圖3A-3D描述了按照本發(fā)明的底部柵極TFT的制造方法,尤其一種通道受保護的TFT(a channel protectedTFT)的制造方法。首先,對在基片上待形成至少一種柵電極的區(qū)域施行基膜預(yù)處理。在此實施方案模式中,在基片100的整個表面上形成氧化鈦(TiOx)薄膜103(圖2A)。這種預(yù)處理可使基片100與以后通過排放含導(dǎo)電材料的組合物待形成的導(dǎo)電膜(這里為柵電極102)之間的粘結(jié)性增強。當(dāng)形成氧化鈦膜時,可增大光透射系數(shù)。同樣也可采用聚酰亞胺、丙烯?;蚰蜔針渲T如硅氧烷代替氧化鈦。另外,也可施行等離子體處理。也有可能采用一種光催化物質(zhì),諸如鈦酸鍶(SrTiO3)、硒化鎘(CdSe)、鉭酸鉀(KTaO3)、硫化鎘(CdS)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe2O3)、和氧化鎢(WO3)以及氧化鈦。可以形成一層含3d過渡元素或其氧化物、氮化物、或氮氧化合物的層代替。3d過渡元素包括Ti(鈦)、Sc(鈧)、V(釩)、Cr(鉻)、Mn(錳)、Fe(鐵)、Co(鈷)、Ni(鎳)、Cu(銅)、和Zn(鋅)。最好施行前述基膜預(yù)處理,以便增強基片和導(dǎo)電膜間的粘結(jié)性。利用導(dǎo)電膜諸如鈦膜的基膜預(yù)處理,能夠通過如圖8A-8C所示的某些方法完成。圖8A說明一種類似于圖2A所示的方法,其中在基片整個表面上或至少在柵電極802之下形成一層導(dǎo)電氧化物膜(這里為TiOx膜830)。圖8B說明一種方法,其中在基片整個表面上形成諸如鈦膜(這里為Ti膜829)的導(dǎo)電膜之后形成柵電極802,并利用柵電極802作為掩模,對鈦膜829進行氧化(烘烤,或O2離子注入,接著烘烤),從而沿柵電極802形成TiOx膜831。按照這種方法,能夠防止柵電極短路。圖8C說明一種方法,其中在該基片整個表面上形成Ti膜829之后,形成柵電極802,并利用柵電極802作為掩模,蝕刻其曝光后的Ti膜829。在這種情況下,可防止柵電極被短路。接著,通過噴嘴101對氧化鈦膜103排放含導(dǎo)電材料(以下簡稱導(dǎo)電糊膏)的組合物,從而形成柵電極102(圖2A)。在100℃溫度下干燥該排放出的組合物3分鐘,接著在氮或氧氣氛200-350℃下烘烤它15-30分鐘,形成柵電極102,但其條件不局限于這些。注意噴嘴101的形式不局限于圖2A所示的一種。如果在O2和N2的混合氣氛中進行烘烤,則包含在導(dǎo)電糊膏(如Ag糊膏)中的有機材料諸如粘合劑(熱固性樹脂)被分解,能夠獲得一種幾乎不含有機材料的導(dǎo)電膜。此外還可平整化該膜表面。O2相對于N2的混合比優(yōu)選為10-30%(更優(yōu)選約25%)。通過在低壓下排放出導(dǎo)電糊膏,使此導(dǎo)電糊膏中的溶劑蒸發(fā)。因此,可省略此后的熱處理,或減少熱處理的時間。根據(jù)導(dǎo)電膜的功能,可選擇各種材料作為導(dǎo)電材料。典型用于該導(dǎo)電材料的是銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、錫(Sn)、鈀(Pd)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、錸(Re)、鎢(W)、鋁(Al)、鉭(Ta)、銦(In)、碲(Te)、鉬(Mo)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、硅(Si)、鍺(Ge)、鋯(Zr)、鋇(Ba)、銻鉛、氧化錫銻、氟化物摻雜的氧化鋅、碳、石墨、玻璃化炭黑、鋰、鈹、鈉、鎂、鉀、鈣、鈧、錳、鎵、鈮、鈉-鉀合金、鎂-銅混合物、鎂-銀混合物、鎂-鋁混合物、鎂-銦混合物、鋁-氧化鋁混合物、鋰-鋁混合物等、或鹵化銀微粒、分散納米微粒、用作為透明導(dǎo)電膜的銦氧化錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、添加有鎵的氧化鋅(GZO)、其中將2-20%氧化鋅摻混入氧化銦的氧化銦鋅IZO)、有機銦、有機錫、氮化鈦等。此外,可將硅(Si)或氧化硅(SiOx)包含在用于濺射的糊膏或靶中,尤其作為用于透明導(dǎo)電膜的材料。例如,可采用一種其中將氧化硅包含在ITO(泛指ITO-SiOx;但以下簡稱為ITSO或NITO)的導(dǎo)電材料。此外,可堆疊這些材料層,以形成所需的導(dǎo)電膜。用作為微滴排放設(shè)備的噴嘴的直徑被設(shè)定在0.1-50μm,(優(yōu)選0.6-26μm),噴嘴排放的組合物量被設(shè)定在0.00001-50pl,(優(yōu)選0.0001-10pl)。此排放量隨噴嘴直徑成正比增加。此外,目標(biāo)物和噴嘴孔口間的距離優(yōu)選應(yīng)盡可能地短,并使其降低至約0.1-2毫米,以便將組合物排放在所需的區(qū)域。
從電阻率來看,從噴口排放出的組合物優(yōu)選是一種將金、銀或銅溶解或分散于某一溶劑中的溶液。更優(yōu)選地是,可使用低電阻的銀或銅。注意,使用銅時,優(yōu)選的是提供一種用于阻止雜質(zhì)進入的阻擋膜(barrierfilm)。作為溶劑使用的可以是酯類如醋酸丁酯和乙酸乙酯,醇類如異丙醇和乙醇,或諸如甲基乙基酮和丙酮的有機溶劑。對于使用銅線路的情況,可以用含氮的絕緣或?qū)щ姴牧现T如氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氮化鈦、和氮化鉭(TaN),來形成阻擋膜,這種材料是可通過微滴排放方法涂布的。在微滴排放方法中所用組合物的粘度優(yōu)選在300mPa·s或以下,以防止干燥和使該組合物流暢地從孔口排放出。該組合物的粘度、表面張力等可按照溶劑或用途適當(dāng)?shù)丶右栽O(shè)定。例如,其中ITO、ITSO、有機銦或有機錫被溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為5-50mPa·s;其中銀溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為5-20mPa·s;和其中金溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為10-20mPa·s。優(yōu)選的是,導(dǎo)體微粒的直徑應(yīng)盡可能小,以防止各噴嘴阻塞或造成細小花紋,更優(yōu)選地是,各微粒直徑為0.1μm或以下,不過這取決于各噴嘴直徑或所需圖案形狀。各組合物可用已知方法制成,諸如電解法、霧化法和濕研碎法(wet reduction),其粒度一般約為0.5-10μm。注意,對于用氣體蒸發(fā)方法形成的組合物,用分散劑保護的納米微粒細微到約7納米,當(dāng)它們有一層涂層所保護時,這些納米微粒在室溫下分散穩(wěn)定,而且同樣呈現(xiàn)液體行為而不會在溶劑中聚集。因此,優(yōu)選的是使用一層涂層。利用導(dǎo)電納米微粒的導(dǎo)電糊膏被稱作納米糊膏(nanopaste)。例如,Ag或Au的導(dǎo)電微粒優(yōu)選具有3-7納米的直徑。此納米糊膏的金屬含量優(yōu)選在10-75重量%范圍。例如,銀納米糊膏金屬含量為40-60重量%,金納米糊膏金屬含量為30-50重量%。溶劑含量優(yōu)選在20-80%范圍;和添加劑含量在10-20%范圍。作為溶劑,對于銀納米糊膏一般使用十四烷,對于金納米糊膏,一般使用AF溶劑(含環(huán)烷/石蠟烴=約8/2的低芳烴溶劑)。銀納米糊膏和金納米糊膏的粘度可優(yōu)選分別為5-20mPa·s和10-20mPa·s。當(dāng)混合進入導(dǎo)電糊膏諸如Cl、Fe、K、Na和SO4的雜質(zhì)被摻混進入TFT的半導(dǎo)體層(尤其,通道區(qū))時,則產(chǎn)生缺陷,降低了TFT特性。因此,最好使這些雜質(zhì)減少至10ppm或以下。當(dāng)在溫度220-250℃下加熱時,該納米糊膏可被固化。最好是,固化后的銀納米糊膏電阻在1-5μΩ·cm,膜厚度在5μm或以下;固化后的金納米糊膏電阻在1-10μΩ·cm和膜厚度在1μm或以下。此外,固化后銀納米糊膏和固化后金納米糊膏兩者最好金屬含量為95-98重量%。作為導(dǎo)電微粒,也使用由這種納米糊膏和一般用電解法、霧化法濕研碎法等產(chǎn)生的導(dǎo)電糊膏合并的混雜糊膏。形成柵電極層,可通過排放一種其中一種導(dǎo)電材料用另一種導(dǎo)電材料覆蓋的含微粒組合物。在這種情況下,最好在各導(dǎo)電材料之間構(gòu)成一層緩沖層。例如,在圖23A所示微粒結(jié)構(gòu)中,其中Cu2310用Ag2311覆蓋,可以在Cu2310和Ag2311(圖23B)之間提供一層由Ni或NiB(鎳硼)形成的緩沖層2312。在含導(dǎo)電材料組合物烘烤步驟中,當(dāng)采用與10-30%分壓的氧混合的氣體時,可以減少該柵電極層的導(dǎo)電膜電阻率,減小該導(dǎo)電膜的厚度,并使之平整。注意通過在低壓下排放出含導(dǎo)電材料的組合物的方法,使該組合物中的溶劑蒸發(fā),從而可縮短此后熱處理(干燥或烘烤)的時間。除前述干燥和烘烤外,可以實行諸如擠壓同時用加熱器加熱的加壓處理、輥處理和CMP(化學(xué)機械拋光),進一步平滑和平整表面。注意可以通過預(yù)先在基片的整個表面上涂布導(dǎo)電膜,然后利用掩模圖案蝕刻該導(dǎo)電膜的方法,形成柵電極102。此時,該掩模圖案最好是由微滴排放法形成的,但是也可采用常規(guī)的曝光和顯影。形成該掩模圖案,是用微滴排放法通過在該導(dǎo)電膜上選擇性地排放含丙烯?;?、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、聚酰亞胺、苯并咪唑或聚乙烯醇的有機組合物的方法。利用微滴排放法,能夠使該組合物選擇性地排放流出,使之僅在所需區(qū)域形成圖案。此外,可采用含光敏試劑的組合物作為掩模圖案的材料。例如,可以采用一種其中將作為正光致抗蝕劑的酚醛清漆樹脂及作為光敏劑的萘醌二疊氮化物化合物、作為負光致抗蝕劑的基礎(chǔ)樹脂、二苯基硅烷二醇、和酸發(fā)生劑等溶解或分散于一種已知溶劑中的組合物。也可以采用具有由硅(Si)與氧(O)鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)和具有至少一個氫取代基或除氫外另外具有一個或多個選自氟、烷基和芳烴的取代基的材料(一般為硅氧烷基聚合物)代替。最好是,在蝕刻該導(dǎo)電膜之前烘烤和固化該掩模圖案。在通過蝕刻形成柵電極102的情況下,優(yōu)選通過對該柵電極102錐形化,改善步進范圍,以避免與以后形成的半導(dǎo)體膜111電連接。在蝕刻之后除去該掩模圖案。作為基片100采用的是玻璃基片、石英基片、由絕緣物質(zhì)諸如氧化鋁制成的基片、能承受后續(xù)步驟處理溫度的耐熱塑料基片等。在這種情況下,最好形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x>y)、氧化氮化硅(SiNxOy)(x>y)(x,y=1、2…)等的一種絕緣基膜,以防止來自基片的雜質(zhì)等擴散。此外,作為基片100,可以采用由金屬諸如不銹鋼或半導(dǎo)體的基片,對其表面涂布氧化硅或氮化硅的絕緣膜。隨后,在柵電極102上形成一層?xùn)艠O絕緣膜104。該柵極絕緣膜104優(yōu)選是通過形成薄膜的方法諸如等離子體CVD和濺射,用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅、或氮氧化硅的薄膜而形成的。在此實施方案模式中,氮化硅薄膜(SiNx膜)104a、氧化硅薄膜(SiOx膜)104b和氮化硅薄膜(SiNx膜)104c是按這個排序堆疊在基片100上的,但本發(fā)明不局限于這些結(jié)構(gòu)、材料和方法(圖2B)。接著,在柵極絕緣膜104上形成一層半導(dǎo)體膜105(圖2C)。半導(dǎo)體膜105是用無定形半導(dǎo)體、結(jié)晶半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體形成的,其每個均主要含硅、硅鍺(SixGe1-x)等。半導(dǎo)體膜105可以通過等離子體CVD等方法形成。最好是半導(dǎo)體膜105厚度為10-100nm?,F(xiàn)簡要描述一種SAS(半無定形態(tài)硅,也稱為微晶硅),即一種前述的半無定形半導(dǎo)體。SAS可以通過硅氣體的輝光放電分解方法獲得。一般,采用SiH4作為硅氣體,但同樣也可采用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。用單一或多種選自氫、氫及氦、氬、氪和氖的稀有氣體元素稀釋該硅氣體的方法,可以促進SAS的形成。優(yōu)選以10-1000的稀釋比,稀釋該硅氣體。當(dāng)然,最好是在低壓下施行輝光放電分解,使形成SAS,但放電可在壓力約0.1-133帕下進行。用于產(chǎn)生輝光放電的電源頻率范圍在1-120MHz,更優(yōu)選供給13-60MHz下的RF電力。基片優(yōu)選在溫度300℃或以下加熱,更優(yōu)選在100-200℃下加熱。這種硅氣體也可與一種含碳氣體諸如CH4和C2H6、或與一種含鍺氣體諸如GeH4和GeF4混合,以固定能量頻帶寬度在1.5-2.4eV或0.9-1.1eV。當(dāng)用于控制價電子的雜質(zhì)元素未被有意加至SAS中時,SAS呈現(xiàn)小的N型導(dǎo)電率(N-type conductivity)。這是因為氧易于混合進入半導(dǎo)體膜,因為輝光放電是在比形成無定形半導(dǎo)體更高的電力下完成的。當(dāng)在淀積同時或淀積之后對包括TFT通道形成區(qū)的半導(dǎo)體膜加入賦予P型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素時,閾電壓能夠被控制。一般,硼是用于賦予P型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素??梢园?-1000ppm的比率將諸如B2H6和BF3的雜質(zhì)氣體混合至該硅氣體中。例如,在采用硼作為賦予P型電導(dǎo)率的雜質(zhì)元素情況下,優(yōu)選設(shè)定硼濃度在1×1014-6×1016個原子/厘米3。注意當(dāng)由這樣一種SAS形成通道形成區(qū)域時,能夠獲得1-10cm2/V·sec的場效應(yīng)遷移率(field effectmobility)。可通過以下步驟獲得一種結(jié)晶半導(dǎo)體膜用一種含諸如鎳的催化劑的溶液處理一種無定形半導(dǎo)體膜;在500-750℃的溫度下通過熱結(jié)晶方法獲得一種晶體硅半導(dǎo)體膜;并通過激光結(jié)晶方法提高該結(jié)晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度。通過利用乙硅烷(Si2H6)和氟化鍺(GeF4)作為材料氣體的LPCVD(低壓CVD)直接形成多晶半導(dǎo)體膜的方法,也能夠獲得這種結(jié)晶半導(dǎo)體膜。在這個實施方案模式中,氣體流率被固定到使?jié)M足Si2H6/GeF4=20/0.9,淀積溫度被設(shè)定在400-500℃,并采用He或Ar作為載氣,但是本發(fā)明不局限于這些條件。然后,在這種半導(dǎo)體膜105(圖2C)上形成一層絕緣膜106。這種絕緣膜106是可以用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅或氮氧化硅的薄膜形成的。另外,可以在整個表面上涂布一層諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬榈臉渲?。利用一種光致抗蝕劑等,選擇性地形成第一掩模圖案107。接著,利用第一掩模圖案107作為掩模,通過濕蝕刻或干刻蝕方法,蝕刻該該絕緣膜106,從而形成一層通道保護膜108(圖2D)。最好是,用微滴排放方法,選擇性地形成第一掩模圖案107,但也可通過常規(guī)曝光和顯影步驟形成它。注意第一掩模圖案107可以用諸如丙烯?;?、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、聚酰亞胺、苯并咪唑和聚乙烯醇的絕緣膜以及一種光致抗蝕劑形成。它適用于如下所述各種掩模圖案。在除去第一掩模圖案107后,使形成N型半導(dǎo)體膜109(圖2E)。此N型半導(dǎo)體膜109可以用無定形半導(dǎo)體、結(jié)晶半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體形成,其各個均主要含硅、硅鍺(SiGe)等。作為N型雜質(zhì)元素,可采用砷(As)或磷P)。此N型半導(dǎo)體膜109可用等離子體CVD等方法形成。例如,在由SAS(半無定形態(tài)硅)形成此N型半導(dǎo)體膜情況下,可通過等離子體CVD的方法,實行對SiH4、H2和PH3(膦)的混合氣體的輝光放電分解,以獲得一種N型(n+)硅薄膜。注意盡管這里采用的是N型半導(dǎo)體膜,但也可以采用含P型雜質(zhì)元素諸如硼(B)的P型半導(dǎo)體膜。盡管沒有說明,但可以利用另一種掩模圖案作為掩模,通過摻入一種雜質(zhì)元素的方法,形成這種N型半導(dǎo)體膜或P型半導(dǎo)體膜??梢圆捎觅x予P型導(dǎo)電率的硼(B)和賦予N型導(dǎo)電率的砷(As)或磷(P)作為雜質(zhì)元素??梢酝ㄟ^離子摻入或離子注入的方法,添加雜質(zhì)元素。注意可通過在摻入后的熱處理方法活化該半導(dǎo)體膜。隨后,利用光致抗蝕劑等,選擇性地形成第二掩模圖案110。然后,利用第二掩模圖案110作為掩模,通過濕蝕刻或干刻蝕方法,蝕刻這種半導(dǎo)體膜105和N型半導(dǎo)體膜109,從而形成島形半導(dǎo)體膜111、源極區(qū)112a和漏極區(qū)112b(圖3A)。優(yōu)選的是,用微滴排放方法,選擇性地形成第二掩模圖案110,但是也可通過常規(guī)曝光和顯影步驟形成它。這種島形半導(dǎo)體膜111和源極區(qū)和漏極區(qū)112a和112b,是同時在這個實施方案模式中形成的。但是,在利用第二掩模圖案110形成島形半導(dǎo)體膜和島形N型半導(dǎo)體膜之后,可以利用另一種掩模圖案,通過蝕刻,除去該島形N型半導(dǎo)體膜,以形成源極區(qū)和漏極區(qū)112a和112b。當(dāng)通過蝕刻方法除去N型半導(dǎo)體膜以形成源極區(qū)和漏極區(qū)112a和112b時,通道保護膜108防止了通道區(qū)119由于過度刻蝕等造成的損傷。盡管沒有說明,但可以進一步在源極和漏極區(qū)112a和112b上構(gòu)成鈍化膜,以阻止雜質(zhì)混合或擴散進入該半導(dǎo)體膜。該鈍化膜可以用氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅、氮氧化硅、鋁氮氧化合物、氧化鋁、金剛石狀碳(DLC)、氮化碳(CN)、或其它絕緣材料形成。也可以采用前述掩模圖案的材料。另外,該鈍化膜可以用許多這些材料形成。接著,在整個表面上涂布一層對以后形成的夾層絕緣膜有抗液性的有機薄膜113(圖3B)。在此實施方案模式中,氟烷基硅烷(FAS)是一種硅烷偶聯(lián)劑,是通過窄縫涂法形成的,但本發(fā)明不局限于這些材料和形成方法。注意因為FAS是一種單分子膜,其厚度約幾納米?,F(xiàn)在描述利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理。首先,通過旋涂、窄縫涂等方法,選擇性地將硅烷偶聯(lián)劑涂布在基片的整個表面上,或涂布在其中至少待形成有機薄膜的區(qū)域中。接著,使留下硅烷偶聯(lián)劑在室溫下受到干燥,并進行水洗,以除去不必要試劑。最后,烘烤該硅烷偶聯(lián)劑,以產(chǎn)生包括CF2/鏈及CF3鏈的硅氧烷網(wǎng)絡(luò)(一種結(jié)構(gòu),其中材料具有由硅(Si)與氧(O)鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu),它含至少一個氫取代基或除氫外還另外具有一個或多個選自氟、烷基和芳烴的取代基)??梢允÷愿稍锛八础F2及CF3可使其表面受硅烷偶聯(lián)劑處理的薄膜具有抗液性。硅烷偶聯(lián)劑是一種以Rn-Si-X4-n(n=1、2、3)表示的硅化合物。這里,R是一種含相對惰性的基團諸如烷基或活性基團諸如乙烯基、氨基及環(huán)氧基基團的物質(zhì)。此外,X是由鹵素、甲氧基、乙氧基、基片表面的羥基諸如乙酰氧基基團、或可與吸收水通過縮合而可鍵合的水解物基團形成的。尤其,當(dāng)R是惰性基團諸如烷基時,該薄膜表面具有諸如驅(qū)水性,抗粘著及摩擦性、潤滑性及光澤的特性。如果n=1,采用該硅化合物作為偶合劑;如果n=2,采用該硅化合物為硅氧烷聚合物的材料;及如果n=3,采用該硅化合物作為聚合物的一種甲基硅烷基化(silylating)試劑或嵌段劑(用于終止聚合物各端的封端試劑(end cap agent))。在此實施方案模式中所用FAS具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y表示的一種結(jié)構(gòu),(此處,x是0-10的一個整數(shù),y是0-4的一個整數(shù))。對于許多的R或X被鍵合至Si上的情況,R及X均可以是相同或不同的。硅烷偶聯(lián)劑是以氟烷氧基硅烷偶聯(lián)劑為典型。例如,CF3(CF2)kCH2CH2Si(OCH3)3,CF3(CF2)kCH2CH2SiCH3(OCH3)2,CF3(CF2)kCH2CH2Si(OCH2CH3)3(k=3、5、7、9);(CF3)2CF(CF2)mCH2CH2Si(OCH3)3、(CF3)2CF(CF2)mCH2CH2SiCH3(OCH3)2(m=4,6,8);和CF3(CF2)j(C6H4)C2H4Si(OCH3)3,CF3(CF2)j(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2(j=0,3,5,7)是作為硅烷偶聯(lián)劑的實例給出的。此硅烷偶聯(lián)劑也是以具有R為烷基的烷氧基硅烷為典型。優(yōu)選的是使用碳原子數(shù)為2-30個的烷氧基。典型的有乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷(ODS)、二十烷基三乙氧基硅烷、和三十烷基三乙氧基硅烷。對于在利用CF3(CF2)kCH2CH2Si(OCH3)3實行絕緣體玻璃表面改性情況下,玻璃表面結(jié)構(gòu)示于圖22。與粘連在玻璃上的液體(例如水)的接觸角,按CF<CF2<CF3順序增加。此外,碳氟化合物鏈越長,此接觸角傾向于較大。注意接觸角θ被定義為由液體表面與在靜態(tài)液體自由液面觸及固體表面區(qū)域內(nèi)固體表面所形成的角度。此接觸角取決于液體分子間的粘合力和液體與固體表面間的粘附力之間的大小關(guān)系。當(dāng)液體潤濕固體(粘服性強)時,接觸角為銳角,當(dāng)液體不濕潤固體時,此接觸角為鈍角。換句話說,接觸角越大,粘附越弱;即抗液性增加。代替FAS,作為具有抗液性的氟基樹脂,可采用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基鏈烷烴(PFA)、全氟乙烯-丙烯共聚物(PFEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚四氟乙烯-全氟代二氧雜環(huán)戊烯共聚物(TFE/PDD)、聚氟乙烯(PVF)等。注意在接觸角超過35°(更優(yōu)選45°)的情況下,此有機薄膜被認為有抗液性。注意有機薄膜113可以利用CF4氣體或CHF3氣體通過等離子體處理形成。在這種情況下,也可使用以稀有氣體稀釋后的混合氣體。此外,也可采用其它氣體,只要它們含氟。隨后,可在其中夾層絕緣膜間待形成接觸空穴的區(qū)域中,選擇性地形成第三掩模圖案114(圖3B)。最好是通過微滴排放法,選擇性地形成第三掩模圖案114。在此實施方案模式中,第三掩模圖案114是由PVA(聚乙烯醇)形成,但是本發(fā)明不局限于這一點,例如也可使用其它水可溶樹脂或有機樹脂,諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬?。然后,利用第三掩模圖案114作為掩模,除去有機薄膜113,從而形成島形有機薄膜115(圖3C)。最好通過O2灰化或常壓放電等離子體的方法,除去有機薄膜113,但是本發(fā)明不局限于此。例如,可采用UV臭氧處理、激光處理等。通過H2O(水洗),除去由PVA形成的第三掩模圖案114(圖3C)。注意在使用聚酰亞胺或丙烯酰基情況下,第三掩模圖案114能夠容易地通過N300洗提劑或710洗提劑除去。當(dāng)然,也可以采用灰化或蝕刻除去它。
盡管在此實施方案模式中除去了第三掩模圖案114,但在對以后形成的夾層絕緣膜具有抗液性的情況下,它可能仍留存著。即使當(dāng)?shù)谌谀D案114不具有抗液性時,用CF4等離子體等對它處理也可以獲得抗液性。例如,在用CF4等離子體處理水可溶樹脂諸如PVA時,它可以獲得對用作為夾層絕緣膜的有機樹脂諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬榈目挂盒浴H缓?,在此基片整個表面上涂布由有機樹脂形成的夾層絕緣膜116。盡管這里采用耐熱硅醚樹脂,但本發(fā)明不局限于此,也可采用諸如聚酰亞胺和丙烯?;挠袡C樹脂。此時,在此島形有機薄膜115上未形成夾層絕緣膜116,因為此島形有機薄膜115排斥該有機樹脂。因此,以自校準(zhǔn)方式形成接觸空穴117(圖3C)。此外,此時絕緣膜116是錐形的,因此可以改善與以后形成導(dǎo)電膜的步進范圍。注意此后通過O2灰化、常壓等離子體等方法,使島形有機薄膜115脫除。也可以實行UV臭氧處理、激光處理等代替。隨后,通過微滴排放的方法,將含導(dǎo)電材料的組合物排放至接觸空穴117中,然后對其干燥或烘烤,以形成源極線路118a和漏極線路(drainwiring)118b(統(tǒng)稱為第二線路)(圖3D)。將源極線路118a和漏極線路118b(第二線路)分別連接至TFT的源極和漏極區(qū)112a和112b。對于在源極區(qū)和漏極區(qū)112a和112b上形成鈍化膜的情況,利用夾層絕緣膜116作為掩模,通過蝕刻等方法除去它,以形成接觸空穴117。進行此蝕刻,最好利用相對于底層上構(gòu)成源極和漏極區(qū)半導(dǎo)體膜的蝕刻選擇性更高的蝕刻劑。此源極和漏極線路118a和118b可以用類似于柵電極所用的導(dǎo)電材料形成。盡管對于此實施方案模式的源極和漏極區(qū)是直接連接到源極和漏極線路的,但在其間可設(shè)置另一導(dǎo)電層(單層或多層)。用這種方式,可獲得通道受保護的TFT。由于這種通道受保護的TFT包括通道保護膜108,故有可能在蝕刻N型半導(dǎo)體膜以形成源極和漏極區(qū)時防止通道區(qū)119由于過度刻蝕而被損傷。因此,此通道受保護的TFT能夠具有穩(wěn)定的特征和高的遷移率。在此實施方案模式中,參考圖4A-4D和圖5A及5C描述了按照本發(fā)明的底部柵TFT的制造方法,尤其通道蝕刻后的TFT的制造方法。以與實施方案模式2中所述的相同方法(參見圖4A和圖2A-2C),能夠在基片400上形成柵電極402、柵極絕緣膜404和半導(dǎo)體膜405。在此實施方案模式中,省略了諸如形成氧化鈦膜的基膜預(yù)處理。但是,當(dāng)然,可以實行類似于實施方案模式2的預(yù)處理。此外,盡管柵極絕緣膜404具有單層結(jié)構(gòu),但它也可以有多層結(jié)構(gòu)。注意由于在此實施方案模式中沒有提供通道保護膜,所以不需要相當(dāng)于實施方案模式2中的第一掩模圖案的掩模圖案。在半導(dǎo)體膜405上形成N型半導(dǎo)體膜409,然后,形成掩模圖案420(它相當(dāng)于實施方案模式2中的第二掩模圖案,在此實施方案模式中被稱為第二掩模圖案(圖4A))。N型半導(dǎo)體膜409和第二掩模圖案420的材料和制造方法可以是與實施方案模式2中所示的相同。注意盡管這里采用的是N型半導(dǎo)體膜,但也可采用含P型雜質(zhì)元素諸如硼(B)的P型半導(dǎo)體膜。然后,利用第二掩模圖案420作為掩模,進行蝕刻,從而形成島形半導(dǎo)體膜411和島形N型半導(dǎo)體膜(圖4B)。隨后,形成源電極422和漏電極423(圖4C)。源電極和漏電極422和423最好是通過微滴排放法,排放含導(dǎo)電材料的組合物,接著加以干燥或烘烤,而形成的。此導(dǎo)電材料可任意選自實施方案模式2所示的材料作為柵電極的導(dǎo)電材料。利用源極和漏極422和423作為掩模,蝕刻此島形N型半導(dǎo)體膜421,從而形成源極區(qū)412a和漏極區(qū)412b(圖4D)。此時,需要控制刻蝕速率、處理時間等,以防止包括TFT的通道區(qū)419的島形半導(dǎo)體膜411受到損傷。盡管沒有說明,但在源極和漏極區(qū)412a和412b上可進一步提供一層鈍化膜,以防止雜質(zhì)混合進入該半導(dǎo)體膜中。這種鈍化膜可以用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅或氮氧化硅的薄膜形成。接著,在基片整個表面上涂布一層對以后形成的夾層絕緣膜有抗液性的有機薄膜413(圖5A)。在此實施方案模式中,氟烷基硅烷(FAS)是通過旋涂或窄縫涂法形成的,但是本發(fā)明不局限于這些材料和形成方法。注意因為FAS是一種單分子膜,故其厚度約幾納米。注意有機薄膜413可以利用CF4氣體或CHF3氣體通過等離子體處理形成。在這種情況下,也可以使用以稀有氣體稀釋的混合氣體。此外,也可以應(yīng)用其它氣體,只要它們含氟。接著,在其中在夾層絕緣膜間待形成接觸空穴的區(qū)域,選擇性地形成一種掩模圖案414(它相當(dāng)于實施方案模式2中的第三掩模圖案、和被稱為是在此實施方案模式中第三掩模圖案)(圖5A)。最好是用微滴排放方法,選擇性地形成此第三掩模圖案414。在此實施方案模式中,第三掩模圖案414是用PVA(聚乙烯醇)形成的,但本發(fā)明不局限于此,例如也可使用其它水可溶樹脂或有機樹脂,諸如聚酰亞胺、丙烯酰基和硅氧烷。利用第三掩模圖案414作為掩模,除去此有機薄膜413,以形成一層島形薄膜415(圖5B)。最好通過O2灰化或常壓放電等離子體的方法,除去有機薄膜413,但本發(fā)明不局限于這一點。例如,也可以采用UV臭氧處理、激光處理等。用H2O(水洗)使由PVA形成的第三掩模圖案414(圖5B)脫除。注意在使用聚酰亞胺或丙烯?;闆r下,采用N300洗提劑或710洗提劑,能夠容易地除去第三掩模圖案414。當(dāng)然,也可采用灰化或蝕刻的方法除去它。盡管在此實施方案模式中除去了第三掩模圖案414,但在對以后形成的夾層絕緣膜具有抗液性的情況下,它可能仍留存著。即使當(dāng)?shù)谌谀D案414不具有抗液性時,用CF4等離子體等也能夠?qū)λM行處理,以獲得抗液性。例如,在用CF4等離子體處理水可溶樹脂諸如PVA時,它能夠獲得對用作夾層絕緣膜的有機樹脂諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬榈目挂盒?。然后,在此基片整個表面上涂布由一種有機樹脂形成的夾層絕緣膜416。盡管這里采用耐熱硅醚樹脂,但本發(fā)明不局限于此,也可采用諸如聚酰亞胺和丙烯?;挠袡C樹脂。此時,在此島形有機薄膜415上未形成夾層絕緣膜416,因為此島形有機薄膜415排斥有機樹脂。因此,以一種自校準(zhǔn)方式形成接觸空穴417(圖5B)。此外,此時絕緣膜416是錐形的,因此可以改善與以后形成的導(dǎo)電膜的步進范圍。注意此后通過O2灰化、常壓等離子體等的方法除去島形有機薄膜415。用微滴排放方法。將含導(dǎo)電材料的組合物排放進入接觸空穴417中,接著加以干燥或烘烤,以形成源極線路418a和漏極線路418b(圖5C)。將源極線路418a和漏極線路418b分別連接至TFT的源電極和漏電極422和423上。對于在源電極和漏電極422和423上形成鈍化膜的情況,利用夾層絕緣膜416作為掩模,通過蝕刻等方法除去它,以形成接觸空穴417。進行此蝕刻,最好利用相對于底層上源極和漏極的蝕刻選擇性更高的蝕刻劑。形成此源極和漏極線路418a和418b,可以用任意選自實施方案模式2中所示的導(dǎo)電材料作為柵電極的導(dǎo)電材料。按照這樣的方式,能夠獲得通道蝕刻后的TFT。此通道蝕刻后的TFT具有不需要通道保護膜和可簡化掩模圖案形成步驟的好處。[實施方案模式4]在此實施方案模式中參考圖6A-6D和圖7A-7D,描述了按照本發(fā)明頂柵極TFT的制造方法。首先,在基片600上形成半導(dǎo)體膜605(圖6A)。半導(dǎo)體膜605是用無定形半導(dǎo)體、結(jié)晶半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體形成的,其每個均主要含硅、硅鍺(SixGe1-x)等。半導(dǎo)體膜605可以通過等離子體CVD等方法形成,其厚度最好在10-100nm范圍。在半導(dǎo)體膜605上形成N型半導(dǎo)體膜609(圖6A)。N型半導(dǎo)體膜609是由無定形半導(dǎo)體、結(jié)晶半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體形成的,其每個均主要含硅、硅鍺(SixGe1-x)等。作為N型雜質(zhì)元素,可以采用砷(As)或磷(P)。N型半導(dǎo)體膜609可以通過等離子體CVD等方法形成。例如,在由SAS(半無定形態(tài)硅)形成此N型半導(dǎo)體膜情況下,通過等離子體CVD完成對SiH4、H2和PH3(膦)的混合氣體的輝光放電分解,以獲得一種N型(n+)硅薄膜。注意盡管這里采用的是N型半導(dǎo)體膜,但也可采用含P型雜質(zhì)元素諸如硼(B)的P型半導(dǎo)體膜。然后,將來自噴嘴的含導(dǎo)電材料的組合物排放流至N型半導(dǎo)體膜609上,從而形成一種源電極624和漏電極625(圖6A)。通過在100℃溫度下干燥此排放流出的組合物3分鐘,然后在200-350℃溫度下烘烤它15-30分鐘,形成此源電極和漏電極624和625,但是本發(fā)明不局限于這些條件。此外,盡管在此實施方案模式中排放出含銀組合物(以下稱銀納米糊膏)作為導(dǎo)電材料,但此導(dǎo)電材料可以是任選自實施方案模式2中所示的材料作為柵電極的導(dǎo)電材料。注意可采用對由濺射形成的導(dǎo)電膜構(gòu)成圖案的方法,形成該源電極和漏電極624和625。隨后,利用此源電極和漏電極624和625作為掩模,蝕刻該N型半導(dǎo)體膜609,從而形成源極區(qū)612a和漏極區(qū)612b(圖6B)。此時,需要控制蝕刻條件,以便防止半導(dǎo)體膜605被蝕刻和脫除。但是,如果半導(dǎo)體膜605表面的刻蝕速率小,如圖6B所示,TFT特征衰變不嚴(yán)重。在此源電極和漏電極624和625上形成柵極絕緣膜604(圖6C)。優(yōu)選的是,該柵極絕緣膜604是通過薄膜形成方法諸如等離子體CVD和濺射方法,用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅、或氮氧化硅的薄膜形成的。在此實施方案模式中,形成氮化硅薄膜,其厚度達100nm。對于多層結(jié)構(gòu),可以按此順序使SiNx薄膜、SiOx薄膜及SiNx薄膜堆疊一起。利用光致抗蝕劑等,選擇性地形成一種掩模圖案626。接著利用此掩模圖案626作為掩模,蝕刻柵極絕緣膜604和半導(dǎo)體膜605,從而形成一層島形半導(dǎo)體膜619(圖6C)。最好是,用微滴排放方法,選擇性地形成掩模圖案626,但是也可通過常規(guī)曝光和顯影步驟形成它。此后除去掩模圖案626。在此實施方案模式中,在形成源極區(qū)和漏極區(qū)612a和612b之后,形成此島形半導(dǎo)體膜619。另外,在形成如圖6A所示半導(dǎo)體膜605和N型半導(dǎo)體膜609之后,可以形成一層島形半導(dǎo)體膜和一層島形N型半導(dǎo)體膜,然后,利用此源電極和漏電極624和625作為掩模,可以形成此源極區(qū)和漏極區(qū)612a和612b。在這種情況下,此柵極絕緣膜604是不需要被蝕刻的。然后,將含導(dǎo)電材料的組合物通過噴嘴627排放至柵極絕緣膜604上,從而形成柵電極628(圖6D)。通過在100℃溫度下干燥此排放流出的組合物3分鐘,然后在200-350℃溫度下烘烤它15-30分鐘,使形成此柵電極628,但是本發(fā)明不局限于這些條件。此外,盡管在此實施方案模式中銀納米糊膏被排放作為導(dǎo)電材料,此導(dǎo)電材料可以任選自實施方案模式2中所示的材料作為柵電極的導(dǎo)電材料。注意噴嘴627的形式不局限于圖6D所示一種。盡管未說明,但此前述基膜預(yù)處理可以應(yīng)用于此柵極絕緣膜604上至少待形成此柵電極628的某區(qū)域。根據(jù)這一點,可以改善柵電極628和柵極絕緣膜604之間的粘結(jié)性。此外,盡管未說明,但在柵電極628上可進一步提供一層鈍化膜,以防止雜質(zhì)混合進入該半導(dǎo)體膜中。這種鈍化膜可以是用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅或氮氧化硅的薄膜形成的。接著,在基片整個表面上涂布一層對以后形成的夾層絕緣膜具有抗液性的有機薄膜613(圖7A)。在此實施方案模式中,氟烷基硅烷(FAS)是用窄縫涂法形成的,但是本發(fā)明不局限于這些材料和形成方法。注意因為FAS是一種單分子膜,所以其厚度約幾納米。注意利用CF4氣體或CHF3氣體,通過等離子體處理的方法,可以形成有機薄膜613。在這種情況下,也可以使用以稀有氣體稀釋的混合氣體。此外,也可以應(yīng)用其它氣體,只要它們含氟。接著,在其中夾層絕緣膜間待形成接觸空穴的區(qū)域,選擇性地形成一種掩模圖案614(相當(dāng)于實施方案模式2和3中的第三掩模圖案)(圖7B)。最好是通過微滴排放方法選擇性地形成第三掩模圖案614。在此實施方案模式中,第三掩模圖案614是由PVA(聚乙烯醇)形成的,但是本發(fā)明不局限于這一點,例如也可使用其它水可溶樹脂或有機樹脂,諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬?。利用掩模圖案614作為掩模,除去有機薄膜613,以形成一層島形有機薄膜615(圖7B)。最好通過O2灰化或常壓放電等離子體的方法,除去有機薄膜613,但是本發(fā)明不局限于這一點。例如,也可以采用UV臭氧處理、激光處理等。通過H2O(水洗),除去由PVA形成的第三掩模圖案614(圖7C)。注意在使用聚酰亞胺或丙烯酰基情況下,用N300洗提劑或710洗提劑,能夠容易地除去掩模圖案614。當(dāng)然,也可采用灰化或蝕刻的方法除去它。盡管在此實施方案模式中除去了掩模圖案614,但在對以后形成的夾層絕緣膜具有抗液性的情況下,它可能仍留存著。即使當(dāng)掩模圖案614不具有抗液性時,用CF4等離子體等也能夠處理它,以獲得抗液性。例如,在用CF4等離子體處理水可溶樹脂諸如PVA時,它可獲得對用作夾層絕緣膜的有機樹脂諸如聚酰亞胺、丙烯?;凸柩跬榈目挂盒?。然后,在此基片整個表面上涂布由一種有機樹脂形成的夾層絕緣膜616。盡管這里采用耐熱硅醚樹脂,但本發(fā)明不局限于此,也可采用諸如聚酰亞胺和丙烯?;挠袡C樹脂。此時,在此島形有機薄膜615上未形成夾層絕緣膜616,因為此島形有機薄膜615排斥這種有機樹脂。因此,以一種自校準(zhǔn)方式形成接觸空穴617(圖7C)。此外,此時該絕緣膜616是錐形的,因此可以改善與以后形成的導(dǎo)電膜的步進范圍。注意此后通過O2灰化、常壓等離子體等方法,使島形有機薄膜615脫除。利用夾層絕緣膜616作為掩模,蝕刻待除去的曝光后的柵極絕緣膜604,從而完成接觸空穴617。注意可以一次除去柵極絕緣膜604和島形有機薄膜615。隨后,通過微滴排放方法,將含導(dǎo)電材料的組合物排放進入接觸孔617,然后加以干燥或烘烤,以形成源極線路618a和漏極線路618b(統(tǒng)稱為第二線路)(圖7D)。將此源極線路618a和此漏極線路618b(第二線路)分別連接至TFT的源電極和漏電極624和625。對于在源電極和漏電極624和625上形成鈍化膜的情況,利用夾層絕緣膜616作為掩模,通過蝕刻等方法除去它,以形成接觸空穴617。進行此蝕刻,最好利用相對于底層上源電極和漏電極的蝕刻選擇性更高的蝕刻劑。此源極和漏極線路618a和618b可以用類似于柵電極所用的導(dǎo)電材料形成。盡管在此實施方案模式中源極和漏極區(qū)是直接連接至源極和漏極線路上的,但可在其間設(shè)置另一層導(dǎo)電層(單層或多層)。按照這種方法,可獲得一種頂柵極TFT(這里是逆向交錯TFT)。在此實施方案模式中,通過利用按照本發(fā)明接觸空穴形成方法,形成此源電極和漏電極,接著按照本發(fā)明形成接觸空穴,并進一步形成源極和漏極線路。但是,TFT的形成方法不局限于上述的,而且源電極和漏電極也可以起配線作用。在這種情況下,源極和漏極線路118a和118b是不需要的(圖6D相當(dāng)于全TFT的橫斷面視圖)。此外,源電極和漏電極起所謂用于蝕刻N型半導(dǎo)體膜的金屬掩模作用。圖6A-6D和圖7A和7D所示TFT的前述制造方法具有新穎特征,諸如接觸空穴的形成方法和通過利用源電極和漏電極作為金屬掩模分離N型半導(dǎo)體膜的源極區(qū)及漏極區(qū)的形成。因此,圖6A-6D和圖7A及7D所示TFT的制造方法能夠提供一種利用微滴排放法的半導(dǎo)體器件制造方法,其費用低,處理能力高和產(chǎn)出率高。[實施方案1]
在此實施方案中,參考圖9A和9B、圖10A和10B、圖11A-11E和圖12A-12C,描述了按照本發(fā)明有源基質(zhì)EL發(fā)光器件的一種制造方法。對于由薄膜晶體管(TFT)驅(qū)動具有含有機或無機化合物層的發(fā)光元件的情況(一般利用電致發(fā)光(EL)的發(fā)光元件),如圖9A和9B所示,在象素區(qū)域一般采用至少兩個晶體管,它們是構(gòu)成用于阻止在切換TFT的ON電流變化的一個切換TFT和一個驅(qū)動TFT。在發(fā)光元件中,發(fā)光層有許多層的其載體傳輸特征不同的含有機或無機化合物的膜層,它被夾在一對電極之間,并構(gòu)成此發(fā)光層,以便使能從一個電極注入空穴和能從另一電極注入電子。這種發(fā)光元件利用了一種使其中從一個電極注入的空穴與從另一電極注入的電子再結(jié)合以激發(fā)發(fā)光中心和當(dāng)此受激態(tài)返回基態(tài)時產(chǎn)生光的現(xiàn)象。圖9B是一種在發(fā)光元件有正向交錯結(jié)構(gòu)情況下的電路圖,即驅(qū)動TFT1602的象素電極相當(dāng)于空穴注入電極(陽極)。同時,圖10B是一種在發(fā)光元件有逆向交錯結(jié)構(gòu)情況下的電路圖,即驅(qū)動TFT1602的象素電極相當(dāng)于電子注入電極(陰極)。圖9B中旁注數(shù)字1601表示一種切換TFT,用于對控制電流流向象素的ON/OFF。將切換TFT1601的漏極線路(或源極線路)連接至驅(qū)動TFT1602的柵電極層1609,如圖9B所示。由于柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層是在柵電極層1609和第二線路1605和1608(源極線路或漏極線路)之間被構(gòu)成的,故此驅(qū)動TFT1602的柵電極層1609是通過一個通路1610諸如接觸空穴被電連接至切換TFT1601的漏極線路1608(或源極線路)(參見圖9A)。注意這些旁注數(shù)字是等同于圖10A和10B中的數(shù)字。圖9A及9B和圖10A及10B中的旁注數(shù)字1611表示一種電容器,其位置不局限于圖9A及9B和圖10A及10B所示一種。注意旁注數(shù)字1607表示電源線、1606表示柵極線、1603表示發(fā)光元件。參考圖11A-11E,描述了按照本發(fā)明的一種發(fā)光器件和其制造方法。圖11A-11E說明沿圖9A及9B或圖10A及10B的X-X′線(切換TFT側(cè))和Y-Y′線(驅(qū)動TFT側(cè))的橫截面結(jié)構(gòu)。首先,在基片1100上某一其中待形成至少一層?xùn)烹姌O層(未說明)的區(qū)域形成所謂光催化物質(zhì),諸如鈦(Ti)及氧化鈦(TiOx)或耐熱樹脂諸如聚酰亞胺、丙烯?;肮柩跬椤A硗?,可以施行等離子體處理。按照這種預(yù)處理,有可能增強基片1100和以后通過排放含導(dǎo)電材料的組合物所形成的導(dǎo)電膜(這里為柵電極層1101及1102)間的粘結(jié)性。當(dāng)形成氧化鈦時,能夠增加光透射系數(shù)。氧化鈦可以直接形成,或通過與導(dǎo)電膜一起同時烘烤鈦膜的方法能夠獲得。也有可能利用一種光催化物質(zhì),諸如鈦酸鍶(SrTiO3)、硒化鎘(CdSe)、鉭酸鉀(KTaO3)、硫化鎘(CdS)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe2O3)、和氧化鎢(WO3)以及鈦和氧化鈦。最好施行前述基膜預(yù)處理,以便增強基片和導(dǎo)電膜間的粘結(jié)性。將含第一導(dǎo)電材料的組合物排放流出在基片1100上,或在實行預(yù)處理情況下排放流出在其中要施行預(yù)處理的區(qū)域。因此,形成了切換TFT的柵電極層及驅(qū)動TFT的柵電極層。這里柵電極層指的是單層或多層的導(dǎo)體,它包括TFT的至少一個柵電極部件。在100℃溫度下對排放出的組合物干燥3分鐘,接著在氮或氧氣氛200-350℃下烘烤它15-30分鐘,使形成該柵電極層,但是這些條件不局限于這些??筛鶕?jù)導(dǎo)電膜的功能,選擇各種材料作為第一導(dǎo)電材料。典型地用于第一導(dǎo)電材料的是銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、錫(Sn)、鉬(Pd)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、錸(Re)、鎢(W)、鋁(Al)、鉭(Ta)、銦(In)、碲(Te)、鍺(Ge)、鋯(Zr)、鋇(Ba)、銻鉛、氧化錫銻、氟化物摻雜的氧化鋅、碳、石墨、玻璃化炭黑、鋰、鈹、鈉、鎂、鉀、鈣、鈧、錳、鎵、鈮、鈉-鉀合金、鎂-銅混合物、鎂-銀混合物、鎂-鋁混合物、鎂-銦混合物、鋁-氧化鋁混合物、鋰-鋁混合物等、或鹵化銀微粒、分散納米微粒、用作為透明導(dǎo)電膜的銦氧化錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、添加有鎵的氧化鋅(GZnO)、其中將2-20%氧化鋅摻混入氧化銦的氧化銦鋅IZO)、有機銦、有機錫、氮化鈦等。此外,可將硅(Si)或氧化硅(SiOx)混合至前述導(dǎo)電材料中,尤其在用于透明導(dǎo)電膜時。例如,可采用一種其中將氧化硅包含在ITO中的導(dǎo)電材料(一般稱為ITO-SiOx;但是,簡稱為ITSO或NITO)。此外,可堆疊這些導(dǎo)電材料層,以形成所需的導(dǎo)電膜。設(shè)定用作微滴排放設(shè)備的噴嘴直徑在0.1-50μm,(優(yōu)選,0.6-26μm),設(shè)定通過噴嘴排放的組合物量在0.00001-50pl,(優(yōu)選0.0001-10pl)。排放量隨噴嘴直徑成比例地增加。此外,目標(biāo)物和噴嘴孔口間的距離優(yōu)選應(yīng)盡可能地短,并降低至約0.1-2毫米,以便排放出組合物至所需的區(qū)域。優(yōu)選采用的從孔口排放出的組合物是一種考慮到其電阻率將金、銀或銅溶解或分散于某一溶劑中的溶液。更優(yōu)選地是,可使用低電阻的銀或銅。注意使用銅時,優(yōu)選的是構(gòu)成一種用于防止雜質(zhì)進入的阻擋膜。作為溶劑使用的可以是酯類諸如醋酸丁酯和乙酸乙酯,醇類諸如異丙醇和乙醇,或諸如甲基乙基酮和丙酮的有機溶劑。作為阻擋膜,在線路用銅的情況下,可采用含氮的絕緣材料或?qū)щ姴牧现T如氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氮化鈦、和氮化鉭(TaN),這種材料可通過微滴排放方法涂布。在微滴排放方法中所用組合物的粘度優(yōu)選為300mPa·s或以下,以防止干燥并使該組合物可流暢地從孔口排放出??砂凑杖軇┗蛴猛具m當(dāng)?shù)剡x定組合物的粘度、表面張力等。例如,其中將ITO、ITSO、有機銦或有機錫溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為5-50mPa·s;其中將銀溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為5-20mPa·s;和其中將金溶解或分散于溶劑中的組合物的粘度為10-20mPa·s。優(yōu)選的是,導(dǎo)體微粒的直徑應(yīng)盡可能小,以防止各噴嘴阻塞或造成細小花紋,更優(yōu)選地是,各微粒直徑為0.1μm或以下,但這取決于各噴嘴的直徑或所希望的圖案圖形??刹捎靡阎椒ㄐ纬筛鹘M合物,諸如霧化法和濕研碎法,其粒度一般約為0.5-10μm。注意在通過蒸發(fā)方法形成組合物的情況下,用分散劑所保護的納米微粒細微至約7納米,這些納米微粒在室溫下分散穩(wěn)定,而且當(dāng)它們各被一層涂層所保護時同樣呈現(xiàn)類似于液體的行為,而在溶劑中不聚集。因此,優(yōu)選的是使用一層涂層。
可以通過排放其中一種導(dǎo)電材料用另一種導(dǎo)電材料覆蓋的一種含微粒的組合物,形成此柵電極層。在這種情況下,最好在各導(dǎo)電材料之間構(gòu)成一層緩沖層。例如,對于其中用Ag覆蓋Cu的微粒結(jié)構(gòu),可以在Cu和Ag之間構(gòu)成一層由鎳或NiB(鎳硼)形成的緩沖層。當(dāng)烘烤含導(dǎo)電材料組合物的步驟中,采用與分壓10-30%的氧混合的氣體時,能夠減少構(gòu)成該柵電極層的導(dǎo)電膜的電阻率,并能夠減小導(dǎo)電膜的厚度和使之平整。納米糊膏,含一種導(dǎo)電材料諸如Ag,屬于一種在有機溶劑分散或溶解有導(dǎo)電材料的。但是,這種納米糊膏也包括一種分散劑或一種被稱為粘合劑的熱固性樹脂。尤其,該粘合劑起防止烘烤過程中產(chǎn)生裂隙或烘烤不均勻的作用。此外,通過干燥或烘烤步驟,有機溶劑的蒸發(fā),分散劑經(jīng)溶解的消失,和粘合劑的固化和收縮,所有這些均同時進行,從而使納米微粒融合至固化(cure)納米糊膏。此時納米微粒長大幾十至一百倍,直徑為幾十納米,從而相鄰生長的微粒被融合鏈接一起,形成金屬鍵。另一方面,大部分殘余有機組分(約80至90%)被排擠出金屬鍵,并因此,形成一種含金屬鍵的導(dǎo)電膜,以及一層含有機組分的薄膜,覆蓋導(dǎo)電膜外部。當(dāng)在氮或氧氣氛條件下,在納米糊膏烘烤中氣體中,所含氧與含有機組分的薄膜中所含氫反應(yīng)時,就能夠脫除這種含有機組分的薄膜。對于烘烤氣氛中不含氧的情況,可通過氧等離子處理等方法,除去此含有機組分的薄膜。按照這種方式,通過在氮或氧氣氛下烘烤納米糊膏,或通過在烘烤之后的氧等離子體處理,可以除去此含有機組分的薄膜。因此,對含殘余金屬鍵的導(dǎo)電膜可以進行平整,并降低其厚度和電阻率。通過在低壓下排放出該組合物,使此含導(dǎo)電材料的組合物中的溶劑蒸發(fā)。因此,可縮短此后熱處理的時間(干燥或烘烤)。除前述干燥和烘烤步驟外,可以實行CMP(化學(xué)機械拋光),一種通過用導(dǎo)電膜上形成的平面度(planarity)蝕刻絕緣膜使導(dǎo)電膜平整方法(稱為逆向蝕刻(etch back)法)等,以進一步平滑和平整該表面。作為基片1100采用的是玻璃基片、石英基片、由絕緣物質(zhì)諸如氧化鋁制成的基片、能承受后續(xù)步驟處理溫度的耐熱塑料基片等。在這種情況下,最好形成一種氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x>y)、氧化氮化硅(SiNxOy)(x>y)(x,y=1、2…)等的絕緣基膜等,以防止來自基片的雜質(zhì)等擴散。此外,作為基片1100,通過對其表面涂布氧化硅或氮化硅的絕緣膜的方法,可使用由金屬諸如不銹鋼或半導(dǎo)體的基片。隨后,在柵電極層1101和1102上形成柵極絕緣膜1103。該柵極絕緣膜1103優(yōu)選是通過薄膜形成方法諸如等離子體CVD和濺射法,用單層或多層的含氮化硅、氧化硅、氮化硅氧化、或氮氧化硅的薄膜形成的。在此實施方案中,在基片1100上使氧化硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜按此次序堆疊一起,但本發(fā)明不局限于這些結(jié)構(gòu)、材料和方法。接著,在柵極絕緣膜1103上形成一層半導(dǎo)體膜。此N型半導(dǎo)體膜109用無定形半導(dǎo)體、結(jié)晶半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體形成,其每個均主要含硅、硅鍺(SiGe)等。此半導(dǎo)體膜可以通過等離子體CVD等方法形成。最好是此半導(dǎo)體膜厚度為10-100nm?,F(xiàn)對一種SAS(半無定型硅)即一種前述的半無定形半導(dǎo)體進行簡短描述。通過該硅氣體的輝光放電分解方法,能夠獲得該SAS。一般,采用SiH4作為硅氣體,也可以采用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCL4、SiF4等。通過用單一或許多選自氫、氫和氦、氬、氪和氖的稀有氣體元素稀釋該硅氣體的方法,能夠促進SAS的形成。此硅氣體優(yōu)選稀釋達到稀釋比10-1000。當(dāng)然,最好是在低壓下進行輝光放電分解反應(yīng)形成SAS,但放電可在壓力約0.1-133帕下實行。用于產(chǎn)生輝光放電的電源頻率范圍在1-120MHz,更優(yōu)選地是,供給13-60MHz的RF(射頻)電力。此基片優(yōu)選在溫度300℃或以下,更優(yōu)選100-200℃加熱。硅氣體也可與一種含碳氣體諸如CH4和C2H6或與一種含鍺氣體諸如GeH4和GeF4混合,以固定能量頻帶寬度在1.5-2.4eV或0.9-1.1eV。當(dāng)有意不向SAS添加控制價電子的雜質(zhì)元素時,SAS會呈現(xiàn)N型導(dǎo)電率小。這是因為氧易于混合進入半導(dǎo)體膜,因為輝光放電是在比形成無定形半導(dǎo)體情況更高的電力下完成的。當(dāng)?shù)矸e同時或淀積之后,對包括TFT的通道形成區(qū)的第一半導(dǎo)體膜加入賦予P型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素時,能夠使閾值得到控制。一般硼用于賦予P型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素??梢詫⒅T如B2H6和BF3的雜質(zhì)氣體混合至該硅氣體中,其比率為1-1000ppm。例如,在用硼作為賦予P型導(dǎo)電率的雜質(zhì)元素的情況下,硼的濃度優(yōu)選在1×1014-6×1016個原子/厘米3范圍。注意當(dāng)用這種SAS構(gòu)成通道形成區(qū)時,能夠獲得1-10厘米2/伏特-秒的場效應(yīng)遷移率。通過以下步驟,能夠獲得一種結(jié)晶半導(dǎo)體膜用一種含鎳等的溶液處理一種無定形半導(dǎo)體膜;在500-750℃的溫度下通過熱結(jié)晶獲得一種晶體硅半導(dǎo)體膜;和通過激光結(jié)晶提高該結(jié)晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度。利用乙硅烷(Si2H6)和氟化鍺(GeF4)作為材料氣體,通過LPCVD(低壓CVD)直接形成多晶半導(dǎo)體膜的方法,也能夠獲得這種結(jié)晶半導(dǎo)體膜。在此實施方案中,設(shè)定該氣體流率以達到Si2H6/GeF4=20/0.9,設(shè)定淀積溫度在400-500℃,并采用He或Ar作為載氣,但本發(fā)明不局限于這些條件。然后,在此半導(dǎo)體膜上形成N型半導(dǎo)體膜。作為N型雜質(zhì)元素,可用砷(As)或磷(P)。例如,在形成N型半導(dǎo)體膜的情況下,通過等離子體CVD實行對SiH4、H2和PH3(膦)的混合氣體的輝光放電分解,以獲得N型(n+)硅薄膜。注意也可以用含P型雜質(zhì)元素諸如硼(B)的P型半導(dǎo)體膜代替N型半導(dǎo)體膜。將含第二導(dǎo)電材料的組合物排放在N型半導(dǎo)體膜上,從而形成源電極1106和1130和漏電極1107和1140。第二導(dǎo)電材料、導(dǎo)電微粒結(jié)構(gòu)、其排放條件、干燥和焙烤條件等可任意選自對于第一導(dǎo)電材料以上所說明的那些。注意第一導(dǎo)電材料和第二導(dǎo)電材料可以有同樣的微粒結(jié)構(gòu)或不同的微粒結(jié)構(gòu)。盡管沒有說明,但在排放含第二導(dǎo)電材料的組合物之前,可以對N型半導(dǎo)體膜進行預(yù)處理。按照這一點,能夠增強N型半導(dǎo)體膜和源電極及漏電極間的粘結(jié)性。與在形成柵電極層中的預(yù)處理一樣,對其可實行預(yù)處理,但是需要采用的是導(dǎo)電材料。隨后,利用此源電極和漏電極1106、1130、1107和1140作為掩模,蝕刻N型半導(dǎo)體膜,從而形成源極區(qū)1110和1112和漏極區(qū)1111和1113。在此實施方案中,利用含氯氣體諸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4,或含氟氣體諸如CF4、SF6、NF3和CHF3、或O2,作為蝕刻氣體,實行等離子蝕刻,但是本發(fā)明不局限于此??梢酝ㄟ^利用CF4與O2混合氣體作為蝕刻氣體的常壓等離子體完成這種蝕刻。注意要求控制刻蝕速率、蝕刻時間等,以便不致通過對N型半導(dǎo)體膜的蝕刻脫除了半導(dǎo)體膜。但是,即使當(dāng)如圖11A所示對該半導(dǎo)體膜進行部分蝕刻時,在通道區(qū)中半導(dǎo)體膜厚度是5nm(50A)或更高時,優(yōu)選10nm(100A)或更高,更優(yōu)選50nm(500A)或更高時,也能夠獲得足夠的TFT遷移率。用微滴排放方法在應(yīng)成為半導(dǎo)體膜通道區(qū)的區(qū)域上形成絕緣膜1115。由于絕緣膜1115起通道保護膜作用,排放出的組合物是一種選自諸如硅氧烷的耐熱樹脂或諸如丙烯?;?、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、聚酰亞胺、苯并咪唑和聚乙烯醇的耐蝕刻的絕緣材料。優(yōu)選采用硅氧烷或聚酰亞胺。最好的也是,絕緣膜1115厚度為100nm或更高,更優(yōu)選200nm或更高,以便保護通道區(qū)不過度刻蝕。因此,盡管沒有說明,但可以形成絕緣膜1115,使之升高至源電極和漏電極以上。利用源電極和漏電極1106、1130、1107和1140和絕緣膜1115作為掩模,蝕刻該半導(dǎo)體膜,從而形成島形半導(dǎo)體膜1116和1118。在此實施方案中,利用含氯氣體諸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4、或含氟氣體諸如CF4、SF6、NF3和CHF3、或O2作為蝕刻氣體,完成等離子蝕刻,但是本發(fā)明不局限于此??梢酝ㄟ^利用CF4和O2的混合氣體作為蝕刻氣體的常壓等離子體方法,完成這種蝕刻。由于通道保護膜的絕緣膜1115是在島形半導(dǎo)體膜中的通道區(qū)形成的,此通道區(qū)不受由于蝕刻步驟中過度刻蝕的損傷。因此,可以獲得具有穩(wěn)定特征和高遷移率的通道受保護(通道限制器)的TFT,而不利用光致抗蝕劑掩模。此外,將含第三導(dǎo)電材料的組合物排放在源電極和漏電極1106、1130、1107和1140上,從而形成源極和漏極線路1121-1123。此時,線路1120是與源極和漏極線路1121-1123同時形成的。線路1120起用于形成柵極和漏極間的接觸空穴以及柵極和漏極間的線路的掩模作用。第三導(dǎo)電材料、導(dǎo)電微粒結(jié)構(gòu)、其排放條件、干燥和焙烤條件等可任意選自對于第一導(dǎo)電材料以上說明的那些。注意第二導(dǎo)電材料和第三導(dǎo)電材料可以有相同的微粒結(jié)構(gòu)或不同的微粒結(jié)構(gòu)。最好是通過微滴排放方法,利用透明導(dǎo)電膜諸如ITO、ITSO、ZnO、GZO、IZO、有機銦和有機錫,形成象素電極。盡管沒有說明,但用于增強與底層粘結(jié)性的預(yù)處理,也可以在形成源極和漏極線路1121至1123中完成。實行這種預(yù)處理可類似于在形成柵電極層1101和1102中的預(yù)處理。然后,利用線路1120和1122作為掩模,蝕刻除去柵極絕緣膜1103。在此實施方案中,利用含氯氣體諸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4,或含氟氣體諸如CF4、SF6、NF3和CHF3、或O2作為蝕刻氣體,完成等離子蝕刻,但是本發(fā)明不局限于此??赏ㄟ^利用常壓等離子體的方法完成該蝕刻。接著,排放含第四導(dǎo)電材料的組合物,以充填該接觸空穴,使形成連接?xùn)艠O和漏極的導(dǎo)體1125。對于此第四導(dǎo)電材料、導(dǎo)電微粒結(jié)構(gòu)、其排放條件、干燥和焙烤條件等,可任意選自對于第一導(dǎo)電材料以上說明的那些。注意第三導(dǎo)電材料和第四導(dǎo)電材料可以有相同的微粒結(jié)構(gòu)或不同的微粒結(jié)構(gòu)。盡管沒有說明,但最好在源極和漏極線路1121至1123上形成一層鈍化膜,以防止來自TFT上雜質(zhì)的擴散。可以用氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅、氮氧化硅、鋁氮氧化合物、氧化鋁、金剛石狀碳(DLC)、碳氮化物(CN)、或其它絕緣材料,通過薄膜形成法諸如等離子體CVD和濺射的方法,形成該鈍化膜。可采用與通道保護膜相同的材料,或也可采用這些材料的層疊代替。另外,可利用微滴排放方法,通過排放流出含絕緣材料微粒的組合物,形成這種鈍化膜。
隨后,在TFT源極和漏極上通過微滴排放法,旋涂,窄縫涂,噴涂等方法,形成液體排斥的材料1162。接著,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域形成由PVA、聚酰亞胺等形成的掩模1163(參見圖11A)。這種液體排斥材料1162可以用氟基硅烷偶聯(lián)劑諸如FAS(氟烷基硅烷)形成。可通過微滴排放方法選擇性地排放PVA、聚酰亞胺等,形成掩模1163。利用PVA等掩模1163,除去這種液體排斥材料1162(圖11b)。通過O2灰化或常壓等離子體的方法,可除去這種液體排斥材料1162。然后,對于PVA通過水洗,或?qū)τ诰埘啺吠ㄟ^N300洗提劑等方法,除去掩模1163。平整薄膜1151是通過微滴排放法、旋涂等方法形成的,同時在待形成接觸空穴的區(qū)域留下液體排斥材料1162(圖11C)。此時,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域沒有形成平整薄膜1151,因為其上涂有該液體排斥材料1162。此外,該接觸空穴不是逆向錐形的(inverted tapered)。優(yōu)選的是,通過微滴排放法,利用有機樹脂諸如丙烯酰基、聚酰亞胺和聚酰胺,或含硅氧烷基材料并包括Si-O鍵和Si-CHx鍵的絕緣膜,選擇性地形成該平整薄膜1151。在形成平整薄膜1151之后,通過O2灰化或常壓等離子體方法,除去液體排斥材料1162。在構(gòu)成了鈍化膜之處,也除去它。在該平整薄膜1151上,通過微滴排放法,形成穿越接觸空穴連接源電極或漏極的象素電極1126(圖11D)。根據(jù)象素電極1126是否透射光,此象素電極1126材料是選自諸如ITO和ITSO的一種透明導(dǎo)電材料,或諸如MgAg一種反射導(dǎo)電材料。在象素電極1126由ITO或ITSO形成的情況下,通過形成由氮化硅薄膜形成的阻擋膜1150的方法,能夠改善發(fā)光效率。通過微滴排放方法,在象素電極1126上選擇性地形成由有機樹脂膜或無機絕緣膜形成的存儲體1127。最好是用耐熱樹脂諸如硅氧烷,或諸如聚酰亞胺和丙烯?;鶚渲纬纱鎯w1127。尤其當(dāng)采用硅氧烷時,能夠在高溫下進行隨后的真空烘焙,從而能夠充分地除去對EL元件影響不利的水分。注意選擇性地形成存儲體1127,使其中具有曝光象素電極1126的通路??赏ㄟ^利用按照本發(fā)明的接觸空穴形成方法,形成這種通路。形成有機化合物層1128(場致發(fā)光層),要使之與存儲體1127通路中的象素電極1126接觸。這種有機化合物層1128可具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在多層結(jié)構(gòu)情況下,各層堆疊在半導(dǎo)體元件(象素電極)上,呈這種順序(1)陽極、空穴注入層、空穴傳遞層、發(fā)光層、電子傳遞層、和陰極;(2)陽極、空穴注入層、發(fā)光層、電子傳遞層、和陰極;(3)陽極、空穴注入層、空穴傳遞層、發(fā)光層、電子傳遞層、電子注入層和陰極;(4)陽極、空穴注入層、空穴傳遞層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子傳遞層、和陰極;或(5)陽極、空穴注入層、空穴傳遞層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子傳遞層、電子注入層、和陰極。這種結(jié)構(gòu)是一種所謂正向交錯結(jié)構(gòu),象素電極1126起陽極作用。另一方面,其中陰極置于比陽極更靠近半導(dǎo)體元件(象素電極)的結(jié)構(gòu)被稱為逆向交錯結(jié)構(gòu),而這種象素電極1126起陰極作用。在正向交錯結(jié)構(gòu)情況下,形成電子注入電極1129(陰極)要使之覆蓋有機化合物層1128。同時,在逆向交錯結(jié)構(gòu)情況下形成陽極。這種電子注入電極1129可以用功函數(shù)低的已知材料形成,諸如Ca、Al、CaF、MgAg和AlLi。在存儲體1127的通路中,空穴注入電極(象素電極)1126、有機化合物層1128和電子注入電極1129的重疊區(qū)相當(dāng)于發(fā)光元件(圖11E)。實際上,完成最多至圖11E所示狀態(tài)的元件優(yōu)選是用少量脫氣的氣密性保護膜(層壓薄膜、紫外線可固化樹脂膜等)包裝(密封)的,以便不致暴露于外界空氣。在此實施方案中,該元件是用密封基片1153與插入其間的絕緣體1152密封的。通過前述步驟,完成EL發(fā)光器件。注意在該EL發(fā)光器件中所用TFT的結(jié)構(gòu)不局限于此實施方案所示一種。此實施方案的EL發(fā)光器件能夠應(yīng)用于圖12A所示的各頂部發(fā)射的發(fā)光器件、圖12B所示底部發(fā)射的發(fā)光器件和圖12C所示雙發(fā)射的發(fā)光器件中的每一個。首先,描述雙發(fā)射的發(fā)光器件。在這種情況下,空穴注入電極1226可以用透明導(dǎo)電膜諸如ITO、ITSO、ZnO、IZO和GZO形成。當(dāng)采用ITSO作為陽極(空穴注入電極)1226時,可以重疊不同濃度的含氧化硅的ITSO層。更優(yōu)選地是,在底層(源極或漏極線路側(cè))上的ITSO含有低濃度的氧化硅,而在上層(發(fā)光層側(cè))之上的ITSO含高濃度的氧化硅。按照這樣,可以提高空穴注入至EL層中的效率,同時保持與TFT連接電阻低。當(dāng)然,陽極1226可以是多層的ITSO和其它材料(如底層上多層結(jié)構(gòu)的ITO和在上層的ITSO),或多層的其它材料。同時,薄鋁膜,含少量Li的鋁膜等,其厚度為1-10納米,用于陰極1243,以便透射來自發(fā)光層的光。因此,能夠獲得一種雙發(fā)射的發(fā)光器件,其中來自發(fā)光元件1246所示發(fā)射的光能夠被發(fā)射至頂面和底面(圖12C)。注意旁注數(shù)字1245、1241、1242和1244分別表示密封基片、存儲體、有機化合物層和絕緣體。即使當(dāng)該陰極1243是用例如與陽極1226材料相同的材料形成的,即透明導(dǎo)電膜諸如ITO和ITSO,也能夠獲得一種雙發(fā)射的發(fā)光器件。在這種情況下,該該透明導(dǎo)電膜可以是一種含硅或氧化硅的薄膜、或可以是其多層的薄膜。接著,參考圖12A描述一種頂部發(fā)射的發(fā)光器件。一般,其中來自發(fā)光元件的光能夠發(fā)射至基片背面(頂側(cè))的頂部發(fā)射的發(fā)光器件,能夠通過在圖12B所示的底部發(fā)射類型中彼此替換陽極(空穴注入電極)1226和陰極(電子注入電極)1243,反向堆疊有機化合物層,和顛倒電流控制TFT的極性(這里為N型通道TFT)而獲得。如圖12A所示,在反向堆疊電極和有機化合物層的情況下,采用多層結(jié)構(gòu)的光透射導(dǎo)電氧化物層,各層含不同濃度的氧化硅,作為空穴注入電極1226。因此,由于諸如提高發(fā)光效率和降低電耗的有利效應(yīng),能夠獲得高穩(wěn)定性的發(fā)光器件。這里可以采用反射金屬電極等作為電子注入電極(陰極)1243。注意通過涂布透明導(dǎo)電膜諸如ITO和ITSO至電子注入電極(陰極)1243上,能夠獲得頂部發(fā)射的發(fā)光器件,而不必交換在圖12B所示底部發(fā)射型中的空穴注入電極1226和電子注入電極1243。用于該陰極的透明導(dǎo)電膜可以是含硅或氧化硅的薄膜,或可以是其多層薄膜。此實施方案能夠結(jié)合其它實施方案模式和實施方案實施。利用按照實施方案1制造的EL顯示器模塊,能夠完成一種EL電視機。圖13是說明EL電視機主要結(jié)構(gòu)的方框圖。本發(fā)明能夠用于任何種類的EL顯示器面板,包括一種其中僅在顯示器面板上形成象素部分并通過TAB對其安裝掃描行驅(qū)動器電路903和信號行驅(qū)動器電路902的顯示器面板;一種其中通過COG在顯示器面板上安裝象素部件以及在其周邊的掃描行驅(qū)動器電路903和信號行驅(qū)動器電路902的顯示器面板;和一種其中利用由SAS形成的TFT在基片整體形成象素部件和掃描行驅(qū)動器電路903和對其安裝信號行驅(qū)動器電路902作為驅(qū)動器IC的顯示器面板。注意旁注數(shù)字901表示一個EL顯示器面板。其它外部電路包括,在視頻信號輸入端,用于放大由調(diào)諧器904接收的視頻信號的視頻信號放大器電路,用于轉(zhuǎn)化放大信號為相當(dāng)于紅、綠和藍各色的彩色信號的視頻信號處理電路906,用于轉(zhuǎn)化視頻信號以使之輸入至驅(qū)動器IC的控制電路907等。該控制電路907輸出信號至各掃描行端面和信號線端面。在以數(shù)字式驅(qū)動EL顯示器模塊的情況下,通過在信號行端面提供信號分頻器(signal divider)電路908,可采納一種其中將輸入數(shù)字信號分頻為待提供的m信號的結(jié)構(gòu)。把由調(diào)諧器904接收的聲頻信號傳輸至聲頻信號放大器電路909,將其輸出通過一種聲頻信號處理線路910提供給揚聲器913??刂齐娐?11接受接收站(接收頻率)數(shù)據(jù)和來自輸入部件912的音量控制數(shù)據(jù),并傳輸這些信號給調(diào)諧器904或聲頻信號處理線路910。通過插入包括這種外部電路的EL模塊進入機罩中,就能夠完成如圖25A所示的一臺電視機。此電視機包括一種通過EL顯示器模塊、揚聲器、控制開關(guān)等結(jié)構(gòu)成的顯示屏。以這種方式按照本發(fā)明能夠完成電視機。當(dāng)然,本發(fā)明可應(yīng)用于各種不同于電視機的設(shè)備,諸如個人電腦的監(jiān)視器,尤其大顯示裝置諸如車站或航空港的信息顯示器面板和街道上的廣告牌。[實施方案3]在此實施方案中,參考圖14和圖15A-15C描述了按照本發(fā)明的有源基質(zhì)液晶顯示器的制造方法。圖14是液晶顯示器一種象素的頂視平面圖。旁注數(shù)字1401表示切換TFT,它控制流至象素的電流的ON/OFF。在此實施方案中,采取了單柵極TFT,但是本發(fā)明不局限于此。也可以采取多柵極TFT。旁注數(shù)字1405表示一種源極或漏極線路(也稱為第二線路,第二金屬等),1413表示一種電容器線路,電容器1411是在電容器線路1413和象素電極1403之間形成的。注意電容器1411的位置不局限于這里所示的區(qū)域。旁注數(shù)字1406表示一種柵極線路。參考圖15A-15C描述了按照本發(fā)明的一種液晶顯示器和其制造方法。圖15A-15C圖表示沿圖14Z-X線(驅(qū)動TFT端面)和X-Y(線切換TFT端面)的橫截面結(jié)構(gòu)。圖15A-15C所示TFT的結(jié)構(gòu)和制造方法類似于實施方案1中所示的那些(參見圖11A)。注意在此實施方案中,末端配線1540是同時與柵電極層1501和1502形成的。在末端的柵極絕緣膜1503是利用一種金屬掩模1541除去的,從而形成一種接觸空穴。該接觸空穴填滿了一種導(dǎo)體,以形成末端電極1542。當(dāng)然,可以按照本發(fā)明形成該接觸空穴。盡管沒有說明,但最好在源極和漏極線路上形成一層鈍化膜,以防止來自TFT上雜質(zhì)的擴散??梢杂玫?、氧化硅、氧化氮化硅、氮氧化硅、鋁氮氧化合物、氧化鋁、金剛石狀碳(DLC)、碳氮化物(CN)、或其它絕緣材料,通過薄膜形成方法諸如等離子體CVD和濺射的方法,形成該鈍化膜。也可采用與通道保護膜相同的材料,或也可采用層疊的這些材料代替。另外,可通過微滴排放方法,排放流出含絕緣材料微粒的組合物,形成這種鈍化膜。隨后,通過微滴排放法、旋涂、窄縫涂、噴涂等方法,在TFT的源極和漏極上形成液體排斥材料1162。接著,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域形成由PVA、聚酰亞胺等形成的掩模。這種液體排斥材料可用氟基硅烷偶聯(lián)劑諸如FAS(氟烷基硅烷)形成。該掩??赏ㄟ^微滴排放方法選擇性地排放流出PVA、聚酰亞胺等方法形成。利用PVA等掩模除去這種液體排斥材料(圖11B)。通過O2灰化或常壓等離子體的方法,可除去這種液體排斥材料。爾后在PVA情況下通過水洗,或在聚酰亞胺情況下通過N300洗提劑等方法,除去該掩模。通過微滴排放法、旋涂、窄縫涂等方法,形成平整薄膜1551,同時在帶形成接觸空穴的區(qū)域留下該液體排斥材料(圖15B)。此時,在其中待形成接觸空穴的區(qū)域上未形成平整化薄膜1551,因為其上涂有液體排斥的材料1562。此外,該接觸空穴不是逆向錐形的(tapered)。優(yōu)選的是,該平整薄膜1551是選擇性地通過微滴排放方法,利用有機樹脂諸如丙烯酰基、聚酰亞胺和聚酰胺,或含硅氧烷基材料并包括Si-O鍵和Si-CHx鍵的絕緣膜,而形成的。在形成平整薄膜1551之后,通過O2灰化或常壓等離子體方法,除去液體排斥材料1562。在構(gòu)成鈍化膜的情況下,也除去它。穿過接觸空穴連接源電極或漏電極的象素電極1526,是在該平整薄膜1551上通過微滴排放方法形成的。象素電極1526的材料,根據(jù)象素電極1526是否透射光,選自諸如ITO和ITSO的一種透明導(dǎo)電材料,或諸如MgAg的一種反射導(dǎo)電材料。接著,將液晶層1571置于TFT基片和反基片1574之間,用密封件1576使之密封。在該TFT基片上按照象素電極1526上接觸部件的凹陷(depression)形成圓柱形襯墊(spacer)。該圓柱形襯墊1575高度是3-10μm,但是這取決于所用液晶材料。根據(jù)接觸空穴在接觸部件中形成的凹陷。因此,通過在凹陷形成圓柱形襯墊的方法,可以防止液晶分子校準(zhǔn)不當(dāng)。在TFT基片上形成校準(zhǔn)薄膜1570,然后進行研磨(rubbing)處理。在反基片1574上形成一層透明導(dǎo)電膜1573和一層校準(zhǔn)薄膜1572。隨后,用密封件1576使TFT基片和反基片1574彼此連接,并將液晶注入其中,以形成液晶層1571。用這種方式可以完成有源基質(zhì)液晶顯示器。通過浸涂(泵送法)的方法,能夠形成液晶層1571,其中在使兩基片彼此與密封件連接一起后,使配有連接基片(電池)的液晶注入通路的一端浸泡在液晶中,以通過毛細現(xiàn)象使液晶注入電池內(nèi)。另外,通過如圖16所示的所謂液晶排放方法,能夠形成液晶層1571,其中液晶是從配有密封件328及阻擋層329的基片321上方的噴嘴(取料器(dispenser))326排放流出,然后使反基片330與基片321連接。尤其,在采用大基片情況下液晶流出顯著。圖16所示阻擋層329是提供用于防止液晶分子327與密封件328間的化學(xué)反應(yīng)。在兩基片彼此連接的情況下,校準(zhǔn)標(biāo)記322或331通過成像設(shè)備323檢測,并通過CPU(中央處理單元)324和控制器325控制裝有兩個基片的平臺320。隨后,通過已知方法將FPC(軟性印制電路)1544用各向異性導(dǎo)電膜1543與端電極1542連接。端電極1542最好是由透明導(dǎo)電膜形成的,并使之連接到與柵電極同時形成的線路1540。通過前述步驟,完成包括象素部件654、驅(qū)動器電路部件653及末端部件652的有源基質(zhì)LCD基片(圖15C)。注意旁注數(shù)字1500、1510、1511-1514分別表示基片、絕緣膜、源極及漏極。此外,旁注數(shù)字1516及1518表示島形半導(dǎo)體膜。LCD基片中所用的TFT結(jié)構(gòu)不局限于此實施方案所示一種。注意這個實施方案能夠結(jié)合其它實施方案模式和實施方案實施。利用按照實施方案3制造的液晶顯示器面板,能夠完成一種液晶電視機。圖17是說明一種液晶電視機的主要結(jié)構(gòu)方框圖。本發(fā)明能夠用于任何種類的液晶顯示器面板1701一種其中僅在顯示器面板上形成象素部分,和通過TAB對其安裝掃描行驅(qū)動器電路1702及信號行驅(qū)動器電路1702的顯示器面板;一種其中在顯示器面板上通過COG安裝象素部件以及在其周邊的掃描行驅(qū)動器電路1703和信號行驅(qū)動器電路1702的顯示器面板;和一種其中通過利用由SAS形成的TFT在基片上整體形成象素部件和掃描行驅(qū)動器電路1703和對其安裝信號行驅(qū)動器電路1702作為驅(qū)動器IC的顯示器面板。其它外部電路包括,在視頻信號輸入端面,用于放大由調(diào)諧器1704接收的視頻信號放大器電路1705,用于轉(zhuǎn)化該放大信號為相當(dāng)于紅、綠和藍各色彩色信號的視頻信號處理電路1706,用于轉(zhuǎn)化該視頻信號使之輸入至驅(qū)動器IC的控制電路1707等。該控制電路1707輸出信號至各掃描行端面和信號行端面。在以數(shù)字式驅(qū)動液晶顯示器面板情況下,可以通過提供信號行端面中的信號分頻器電路1708,采取一種其中將輸入數(shù)字信號分頻為待供給的m信號的結(jié)構(gòu)。把由調(diào)諧器1704接收的聲頻信號傳輸至聲頻信號放大器電路1709,將其輸出通過聲頻信號處理線路1710提供給揚聲器1713??刂齐娐?711接受接收站(接收頻率)數(shù)據(jù)和來自輸入部件1712的音量控制數(shù)據(jù),并傳輸這些信號至調(diào)諧器1704或聲頻信號處理線路1710。通過把這種液晶模塊插入機罩中,能夠完成如圖25A所示的電視機。當(dāng)然,本發(fā)明可應(yīng)用于各種不同于電視機的設(shè)備,諸如個人電腦的監(jiān)視器,尤其大顯示器設(shè)備諸如車站或航空港的信息顯示器面板和街道上的廣告牌。[實施方案5]在此實施方案中,參考圖18A及18B描述了前述實施方案的模塊化EL顯示器面板或LCD面板。在圖18A所示模塊中,通過COG(Chip On Glass玻璃晶片)在象素部件701周邊形成包括驅(qū)動器電路的驅(qū)動器IC。當(dāng)然的是,可通過TAB(TapeAutomated Boding(自動預(yù)示帶))安裝驅(qū)動器IC。用密封件702將基片700連接至反基片703上。象素部件701可利用一種液晶作為顯示工具,如實施方案3及4所示,或可利用EL元件作為顯示工具,如實施方案1及2所示。由單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成的集成電路可以用于作為驅(qū)動器IC705a及705b和驅(qū)動器IC707a、707b及707c。該驅(qū)動器IC705a及705b和驅(qū)動器IC707a、707b及707c分別通過FPC706a及706b和FPC704a、704b及704c提供信號或電源。在圖18B所示模塊中,柵極驅(qū)動器712是在基片700上整體地形成的并與FPC710連接。此柵極驅(qū)動器712最好用遷移率高的半無定形硅(SAS)形成。利用多晶硅分別地形成源極驅(qū)動器709,在切割為粘性形狀之后連接在基片700上并連接到FPC711上。柵極驅(qū)動器712也可分別地利用多晶硅形成,并在切割成粘性形狀之后連接。當(dāng)此驅(qū)動器部件(驅(qū)動器電路部件)在基片上整體地形成或在切成粘性形狀之后連接時,與連接許多集成電路片的情況下相比,能夠簡化制造步驟,而且能夠有效利用基片面積。此實施方案能夠結(jié)合其它實施方案模式和實施方案實施。[實施方案6]在此實施方案中描述的,是其中掃描行驅(qū)動器電路是在基片100上利用由SAS形成的半導(dǎo)體層形成的情況。圖19是說明一種利用SAS通過N型通道TFT所構(gòu)建的掃描行驅(qū)動器電路的方框圖,其場效應(yīng)遷移率為1-15cm2/V·sec。在圖19中的,由500表示的方框相當(dāng)于用于輸出一個平臺(one stage)樣品脈沖的脈沖輸出電路,而移位寄存器(shift register)是通過n個脈沖輸出電路構(gòu)成的。旁注數(shù)字501表示一種使之連接象素502的緩沖電路。圖20說明一種脈沖輸出電路500的具體結(jié)構(gòu),它包括N型通道TFT2001-2013。可以根據(jù)利用SAS的N型通道TFT的工作特性設(shè)定各TFT的容量。例如,當(dāng)通道長度為8μm時,通道寬度可設(shè)定在10-80μm。圖21說明緩沖電路501的一種具體結(jié)構(gòu),它也包括N型通道TFT2120-2135??梢愿鶕?jù)利用SAS的N型通道TFT的工作特性設(shè)定各TFT的容量。例如,當(dāng)通道長度為8μm時,通道寬度可以設(shè)定在10-1800μm。此實施方案能夠結(jié)合其它實施方案模式和實施方案實施。[實施方案7]可以通過圖24所示的微滴排放體系,形成按照本發(fā)明的液晶顯示器。首先,利用電路設(shè)計工具2400,諸如CAD、CAM及CAE進行電路設(shè)計,從而確定校準(zhǔn)標(biāo)記所需要的薄膜及位置。然后,對電腦2402輸入包括所設(shè)計的薄膜及校準(zhǔn)標(biāo)記位置的薄膜圖案數(shù)據(jù)2401,用于通過記錄介質(zhì)或信息網(wǎng)絡(luò)諸如LAN(局域網(wǎng)路)控制微滴排放設(shè)備。按照薄膜圖案數(shù)據(jù)2401,確定在微滴排放設(shè)備2403各噴嘴之中(圓筒形器件,其小孔口用于噴射液體或氣體)的噴嘴,使它具有能存儲含薄膜材料的組合物的最佳孔口,或使之連接至存儲該組合物的儲罐,然后確定該微滴排放設(shè)備2403的掃描路徑(移動路徑)。對于預(yù)先確定最佳噴嘴的情況,僅要求確定噴嘴的移動路徑。通過光刻法或激光輻照,在其上待形成薄膜的基片2404上形成校準(zhǔn)標(biāo)記2417。接著,將配有校準(zhǔn)標(biāo)記2417的基片置于微滴排放設(shè)備中的一平臺2416上,校準(zhǔn)標(biāo)記2417的位置是通過該設(shè)備的成像設(shè)備2405檢測的,并將檢測數(shù)據(jù)通過成像處理設(shè)備2406輸入至計算機2402中作為位置信息2407。計算機2402對由CAD等設(shè)計的薄膜圖案數(shù)據(jù)2401與由成像設(shè)備所檢測的校準(zhǔn)標(biāo)記2417的位置信息2407進行比較,并調(diào)整基片2404及微滴排放設(shè)備2403。隨后,通過由控制器2408按照所確定的掃描路徑控制的微滴排放設(shè)備2403,排放流出組合物2418,從而形成所需要的薄膜圖案2409。對該組合物的排放量,可任意通過選擇孔口直徑加以控制。但是,此排放量隨其它條件諸如孔口移動速度、孔口及基片間的距離、組合物排放速度、排放空間的氣壓、及此空間溫度和濕度而略有改變。因此,最好也能夠控制這些條件。最好是,通過預(yù)先試驗及評價,獲得最佳條件,對該組合物各材料應(yīng)將這些條件匯集至數(shù)據(jù)庫2419中。
薄膜圖案數(shù)據(jù)2401包括例如在液晶顯示器、EL顯示器等中所用的有源基質(zhì)TFT基片的電路圖等。圖24的圓圈中的電路圖表示用于這種有源基質(zhì)TFT基片的導(dǎo)電膜。旁注數(shù)字2421表示所謂柵極線路,2422表示源極信號線路(第二線路),及2423表示象素電極、空穴注入電極或電子注入電極。旁注數(shù)字2420表示基片,2424表示校準(zhǔn)標(biāo)記。當(dāng)然,該薄膜圖案2409相當(dāng)于包括在薄膜圖案數(shù)據(jù)2401內(nèi)的柵極線路2421。微滴排放設(shè)備2403具有整體成型的噴嘴2410、2411及2412,但是本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。各噴嘴2410、2411及2412分別包括許多孔口2413、2414及2415。薄膜圖案2409是通過選擇噴嘴2410的預(yù)定孔口2413而構(gòu)成的。該微滴排放設(shè)備2403最好包括許多不同孔口直徑、排放量及噴嘴節(jié)距的噴嘴,以便能夠形成任何線路寬度的薄膜圖案,和縮短節(jié)拍時間。此外,最好是相鄰孔口間的距離應(yīng)盡可能地小。此外,為了在1米或更大側(cè)邊的大基片上進行高通量的排放,各噴嘴最好長度在1米或更長。該噴嘴可以是彈性化了的,以便控制相鄰孔口間的距離。此外,最好是傾斜地設(shè)定噴嘴或頭蓋,以便獲得高分辨率,即繪畫圖案流暢。按照這一點,能夠繪出大面積圖案諸如長方形圖案。也可能構(gòu)成與一個噴頭(head)平行而噴嘴節(jié)距不同的另一種噴頭。在這種情況下,各孔口直徑可以相同或不同。在微滴排放設(shè)備有許多如上所述噴嘴的情況下,要求提供存儲未用噴嘴的備品室。當(dāng)在備品室中提供氣體供應(yīng)設(shè)備及噴頭時,能將噴嘴放置在與組合物的溶劑相同氣氛下,因此,可防止被干燥至某種程度。此外,有可能提供一種清洗單元等,以提供凈化空氣和減少操作區(qū)的粉塵。在由于噴嘴的規(guī)格而不能使相鄰孔口間距減小的情況下,可以優(yōu)選使噴嘴節(jié)距設(shè)計成為顯示器象素整倍數(shù)樣的大。因此,可以通過移動噴嘴的方法,排放組合物。
如成像設(shè)備2405一樣,可采用諸如CCD(電荷耦合器件)的照相機轉(zhuǎn)化光強度為電信號。按照前述方法,通過固定其上安放基片2404的平臺2416和沿確定路徑掃描微滴排放設(shè)備2403的方法,能夠形成薄膜圖案2409。另外,通過固定微滴排放設(shè)備2403和沿根據(jù)薄膜圖案數(shù)據(jù)2401確定的路徑,在x、y和θ方向傳輸平臺2416的方法,可以形成薄膜圖案2409。此時,在該微滴排放設(shè)備2403有許多噴嘴的情況下,要求確定噴嘴具有最佳孔口,存儲含薄膜材料的組合物或連接至存儲該組合物儲罐。按照前述方法,僅利用噴嘴2410的一個預(yù)定孔口,通過排放微滴,形成薄膜圖案2409。但是,按照待形成薄膜的線路寬度或膜厚度,可以從許多孔口排放出該組合物。另外,利用多個噴嘴還可構(gòu)成許多功能。例如,當(dāng)控制排放條件以使首先從噴嘴2412(或2411)排放組合物,而且從該噴嘴2410排放同一組合物時,甚至在前一噴嘴2412出現(xiàn)諸如孔口阻塞問題時,也能夠從噴嘴2410排放該組合物。因此,至少可以防止斷線路等。另外,當(dāng)控制排放條件以使組合物從許多孔口直徑各不同的噴嘴排放時,也能夠形成平面薄膜,減少節(jié)拍時間。這種方法尤其適合于形成諸如LCD象素電極的薄膜,它要求平面性和待排放出組合物具有大面積。此外,當(dāng)控制排放條件以使組合物從許多孔口直徑各不同的噴嘴排放時,也能夠一次形成線路寬度不同的布線圖案。此外,當(dāng)控制排放條件以從組合物從許多孔口直徑各不同的噴嘴排放時,也能夠?qū)⒔M合物充填至縱橫比大的通路中,提供在部分絕緣膜中。按照這種方法,能夠防止空隙(絕緣膜和線路間產(chǎn)生的蟲孔(worm holes)),使能形成平整線路。按照前述微滴排放設(shè)備,它包括用于輸入薄膜圖案數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備、用于根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)定排放含薄膜材料組合物的噴嘴移動路徑的設(shè)定設(shè)備、用于檢測在基片上形成的校準(zhǔn)標(biāo)記的成像設(shè)備和用于控制噴嘴移動路徑的控制設(shè)備,能夠準(zhǔn)確控制在微滴排放中噴嘴或基片的移動路徑。當(dāng)用于控制微滴排放設(shè)備的電腦讀取對組合物排放條件的控制程序時,能夠按照某一排放組合物或其圖案準(zhǔn)確地控制各種條件,諸如孔口或基片的移動速度、組合物的排放量、孔口和基片間的距離、組合物的排放速度、排放空間的氣壓、溫度和濕度,以及基片的加熱溫度。因此,能夠在所要求的區(qū)域內(nèi)以縮短的節(jié)拍時間和高處理能力準(zhǔn)確地形成所需寬度、厚度和形狀的薄膜或線路,使得高產(chǎn)出諸如利用薄膜或線路形成的TFT的有源元件(active element),和利用該有源元件形成的液晶顯示器(LCD)、發(fā)光器件諸如有機EL顯示器、LSI等。尤其,按照本發(fā)明,在任意的區(qū)域內(nèi)能夠形成薄膜圖案或布線圖案,同時控制其寬度、厚度和形狀。因此,能夠高產(chǎn)出而且低成本地形成大面積的有源元件基片等。[實施方案8]作為利用實施方案2、4和5所示模塊的一種電子設(shè)備的實例,如圖25A-25C所示,可完成電視機,便攜書(電子圖書)和移動式電話。圖25A所示的電視機包括一個機罩2501,插入利用液晶或EL元件的顯示模塊2502。這種電視機能通過接收部件2505以及通過一個有線或無線連接的調(diào)制解調(diào)器2504的單程(從發(fā)送器至接收器)或雙程通信系統(tǒng),實現(xiàn)電視廣播接收。這種電視機可通過插入機罩2501的開關(guān)或單獨形成的遙控器2506進行操作。遙控器2506可以包括一個顯示部件2507用于顯示待輸出信息。這種電視機也可以包括一個主顯示屏2503以及一個用第二顯示模塊形成的并顯示通道、容量等的子顯示屏2508。在這種電視機中,通過一種寬視角的EL顯示器模塊可構(gòu)建主顯示屏2503,同時可通過一個電耗低的液晶顯示屏模塊構(gòu)建子顯示屏2508。另外,為考慮電力消耗優(yōu)先,可通過一個液晶顯示模塊構(gòu)建主顯示屏2503,同時通過一個EL顯示器模塊構(gòu)建子顯示屏2508,以便是能夠閃現(xiàn)的。圖25B是一本便攜書(電子書),它包括主體3101、顯示部件3102及3103、記錄介質(zhì)3104、操作開關(guān)3105、天線3106等。圖25C是一臺移動式電話,包括顯示器面板3001及操作面板3002,它們是用一個連接部件3003彼此連接的。在包括顯示部件3004的顯示器面板3001與包括操作鍵3006的操作面板3002之間連接部件3003的角度θ可任意改變。此移動式電話還包括聲頻輸出部件3005、電源開關(guān)3007、聲頻輸入部件3008及天線3009。在兩種情況下,按照本發(fā)明允許制造步驟簡化,可以高產(chǎn)出低成本地制造各具大屏幕的電視機、便攜書及移動式電話。[實施方案9]在此實施方案中所描述的是,圖1A-1F所述在接觸空穴形成中的掩膜圖案尺寸,它取決于溶質(zhì)濃度。首先,在加熱170℃的加熱板上固定一塊包括玻璃基片和氟烷基硅烷(FAS)的托盤,密封并加熱該托盤10分鐘,從而FAS被吸收在該基片表面上。然后用乙醇洗滌該基片表面。通過微滴排放法,選擇性地將用于形成掩膜圖案的組合物排放在FAS上待形成接觸空穴的區(qū)域。隨后在足以蒸發(fā)溶劑的高溫度下對其施行熱處理。在此實施方案中熱處理是在120℃下進行10分鐘。這里量測的是當(dāng)用于形成掩膜圖案的組合物中溶質(zhì)濃度變化時,在FAS上所形成的掩膜圖案尺寸。在此實施方案中,采用樣品(a)、樣品(b)、或樣品(c)作為形成掩膜圖案的組合物。樣品(a)至樣品(c)分別相當(dāng)于(a)含聚酰壓胺作為溶質(zhì)(Toray Industries Inc.,公司的產(chǎn)品,DL1602)和γ-丁內(nèi)酯為溶劑的溶液;(b)含聚醋酸乙烯(PVAc)作為溶質(zhì)和γ-丁內(nèi)酯為溶劑的溶液;和(c)含聚醋酸乙烯(PVAc)作為溶質(zhì)和乙基溶纖劑(ethylcelloslve)∶丁基溶纖劑=1∶1為溶劑的溶液。在此實施方案中,溶質(zhì)濃度是通過改變稀釋用于形成掩膜圖案的組合物的溶劑量而變化的,并對各組合物量測尺寸5次。表1說明樣品(a)的結(jié)果,表2說明樣品(b)的結(jié)果,表3說明樣品(c)的結(jié)果。表1-3的結(jié)果匯總示于圖26中。表1 表2 表3 如圖26所示,當(dāng)形成掩膜圖案的組合物被排放在其上形成FAS的基片上時,通過控制溶質(zhì)的濃度,能夠控制該掩膜圖案的尺寸。隨溶質(zhì)濃度降低,圖案尺寸減小。因此,當(dāng)形成掩膜圖案的組合物被排放在其上形成FAS的基片上時,通過控制溶質(zhì)濃度的方法,能夠控制該接觸空穴的尺寸。溶質(zhì)濃度降低會使接觸空穴尺寸減小。按照本發(fā)明,在半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層或絕緣層上選擇性地形成一層島形有機薄膜,和沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜。因此,能夠形成接觸空穴及絕緣膜,而不必利用光致抗蝕劑掩模的常規(guī)曝光及顯影步驟,使制造步驟徹底簡化。此外,按照本發(fā)明,可提供一種半導(dǎo)體器件制造方法,其低成本、處理能力高及產(chǎn)出率高。本發(fā)明這種有利效果可應(yīng)用于如這些實施方案所示的制造各種半導(dǎo)體器件諸如逆向交錯TFT及頂柵極TFT的方法。此外,本發(fā)明還可應(yīng)用于各種領(lǐng)域,諸如利用該半導(dǎo)體器件的有源基質(zhì)基片、利用這種基片,諸如EL顯示器的顯示器及在LSI中的接觸空穴的液晶顯示器、。
本申請是基于日本專利申請,序列No.2004-022039,在日本專利局2004 1月29日登記,其內(nèi)容在此引以參考。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法,包括在基片形成一層有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,使此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
2.一種制造半導(dǎo)體器件的方法,包括在一基片形成一層由硅烷偶聯(lián)劑形成的有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,對此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
3.一種制造半導(dǎo)體器件的方法,包括在含氟氣氛下通過等離子體處理,在一基片上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,對此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜,形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
4.按照權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中此硅烷偶聯(lián)劑是FAS(氟烷基硅烷)。
5.按照權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中此掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
6.按照權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中此掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
7.按照權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中此掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
8.按照權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中采用聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲?、聚酰胺基樹脂、或一種如下材料形成該絕緣膜,所述材料具有通過硅與氧鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基或芳烴取代基。
9.按照權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中采用聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲?、聚酰胺基樹脂、或一種如下材料形成該絕緣膜,所述材料具有通過硅與氧鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基或芳烴取代基。
10.按照權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中采用聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲⒕埘0坊鶚渲?、或一種如下材料形成該絕緣膜,所述材料具有通過硅與氧鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基或芳烴取代基。
11.按照權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
12.按照權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
13.按照權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體器件的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
14.一種制造顯示器的方法,包括在一種薄膜晶體管上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,對此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
15.一種制造顯示器的方法,包括在一種薄膜晶體管上形成一層由硅烷偶聯(lián)劑形成的有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,對此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
16.一種制造顯示器的方法,包括在含氟氣氛下通過等離子體處理,在一種薄膜晶體管上形成一層有機薄膜;在該有機薄膜上待形成接觸空穴的區(qū)域形成一種掩模圖案;利用該掩模圖案作為掩模,對此有機薄膜構(gòu)成一種島形圖案;除去此掩模圖案;沿此島形有機薄膜形成一層絕緣膜;通過除去此島形有機薄膜形成一種接觸空穴;及在此接觸空穴中形成一種導(dǎo)體。
17.按照權(quán)利要求14的制造顯示器的方法,其中該顯示器是包括在該導(dǎo)體上的一層含有機化合物或無機化合物層的一種EL(場致發(fā)光)顯示器。
18.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該顯示器是包括在該導(dǎo)體上的一層含有機化合物或無機化合物層的一種EL顯示器。
19.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中該顯示器是包括在該導(dǎo)體上的一層含有機化合物或無機化合物層的一種EL顯示器。
20.按照權(quán)利要求14的制造顯示器的方法,其中該顯示器是一種包括在該導(dǎo)體上的一層液晶層的液晶顯示器。
21.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該顯示器是一種包括在該導(dǎo)體上的一層液晶層的液晶顯示器。
22.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中該顯示器是一種包括在該導(dǎo)體上的一層液晶層的液晶顯示器。
23.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該硅烷偶聯(lián)劑是FAS(氟烷基硅烷)。
24.按照權(quán)利要求14的制造顯示器的方法,其中該掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
25.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
26.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中該掩模圖案是用PVA(聚乙烯醇)或聚酰亞胺形成的。
27.按照權(quán)利要求14制造顯示器的方法,其中形成該絕緣膜采用的是聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲⒕埘0坊鶚渲?、或一種具有通過硅與氧鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)的、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基、或芳烴取代基的材料。
28.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中形成該絕緣膜采用的是聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲?、聚酰胺基樹脂、或一種具有通過硅與氧鍵合獲得的主鏈結(jié)構(gòu)的、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基、或芳烴取代基的材料。
29.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中形成該絕緣膜采用的是聚酰亞胺基樹脂、丙烯?;鶚渲?、聚酰胺基樹脂、或一種具有通過硅與氧鍵合而獲得的主鏈結(jié)構(gòu)的、并含至少一種氫取代基、或除氫外還具有至少一種選自氟、烷基、或芳烴取代基的材料。
30.按照權(quán)利要求14的制造顯示器的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
31.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
32.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中該絕緣膜是通過窄縫涂或旋涂的方法形成的。
33.按照權(quán)利要求14的制造顯示器的方法,其中該顯示器是被用于選自電視機、便攜書及移動式電話的一種電子設(shè)備的。
34.按照權(quán)利要求15的制造顯示器的方法,其中該顯示器是被用于選自電視機、便攜書及移動式電話的一種電子設(shè)備的。
35.按照權(quán)利要求16的制造顯示器的方法,其中該顯示器是被用于選自電視機、便攜書及移動式電話的一種電子設(shè)備的。
全文摘要
在通過制造半導(dǎo)體器件的常規(guī)步驟形成接觸孔時,要求在基片幾乎整個表面上形成一層光致抗蝕劑,而使之涂在除待形成接觸空穴的區(qū)域以外的薄膜上,從而使處理能力急劇下降。按照本發(fā)明形成接觸空穴的方法及制造半導(dǎo)體器件、EL顯示器及液晶顯示器的方法,是在半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層或絕緣層上選擇性地形成一層島形有機薄膜,并沿該島形有機薄膜形成一層絕緣膜以形成接觸空穴。因此,不需要利用光致抗蝕劑的常規(guī)構(gòu)成圖案,可以達到高處理能力及低成本。
文檔編號H01L21/84GK1649096SQ20051000616
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者藤井嚴(yán), 城口裕子 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所
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