專利名稱：像素結(jié)構(gòu)的制造方法及有機發(fā)光元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法及有機發(fā)光元件的制造方法。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光元件是一種自發(fā)光性的元件。一般來說，有源式有機發(fā)光元件包括多個 像素結(jié)構(gòu)，像素結(jié)構(gòu)包括薄膜晶體管、與薄膜晶體管電性連接的陽極、發(fā)光層以及陰極。薄 膜晶體管包括柵極、源極與漏極以及溝道層。上述的薄膜晶體管所使用的溝道層材質(zhì)大多為非晶硅(amorphous silicon, a-Si)。一般來說，為了減少溝道層與源極、或溝道層與漏極間的接觸電阻，通常會在溝道層 上形成歐姆接觸層。然而，由于非晶硅薄膜晶體管的載流子遷移率(carrier mobility)較 低且信賴性(reliability)不佳。因此，目前已經(jīng)有發(fā)展出一種金屬氧化物半導體薄膜晶 體管(metal oxide semiconductor thin filmtransistor)。一般金屬氧化物半導體薄膜晶體管的源極與漏極的材質(zhì)是使用鋁或者是鉬。然 而，用來蝕刻鋁或者是鉬的蝕刻液(又可稱為鋁酸)對于金屬氧化物半導體薄膜晶體管的 金屬氧化物半導體溝道層的蝕刻選擇比不高。因而使得金屬氧化物半導體薄膜晶體管的源 極與漏極的蝕刻程序非常難以控制。此外，一般有機發(fā)光元件的制造程序是先形成薄膜晶體管。之后，形成第一有機層 以覆蓋薄膜晶體管，再形成第二有機層以作為有機發(fā)光元件的發(fā)光層的阻隔壁。由于此種 方法需兩道有機層的制作程序，因而制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其可以解決傳統(tǒng)金屬氧化物半導體薄膜晶 體管的源極與漏極的蝕刻程序非常難以控制的問題。本發(fā)明提供一種有機發(fā)光元件的制造方法，其可以解決傳統(tǒng)金屬氧化物半導體薄 膜晶體管的源極與漏極的蝕刻程序非常難以控制的問題，而且可以節(jié)省制造成本。本發(fā)明提出一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法。此方法包括在基板上形成柵極。形成介電 層以覆蓋柵極與基板。在柵極上方的介電層上形成圖案化金屬氧化物半導體層與圖案化金 屬蝕刻阻擋層。形成第一導電層以覆蓋圖案化金屬蝕刻阻擋層以及介電層。利用圖案化金 屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化第一導電層，而形成源極以及漏極。形成第二導電 層以覆蓋源極、漏極以及介電層。利用圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化第 二導電層，而形成第一電極層。之后，移除位于源極與漏極之間被暴露出來的圖案化金屬蝕 刻阻擋層。本發(fā)明提出一種有機發(fā)光元件的制造方法。此方法包括在基板上形成柵極。形成 介電層以覆蓋柵極與基板。在柵極上方的介電層上形成圖案化金屬氧化物半導體層與圖案 化金屬蝕刻阻擋層。形成第一導電層以覆蓋圖案化金屬蝕刻阻擋層以及介電層。利用圖案 化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化第一導電層，而形成源極以及漏極。形成第二導電層以覆蓋源極、漏極以及介電層。利用圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案 化第二導電層，而形成第一電極層。移除位于源極與漏極之間被暴露出來的圖案化金屬蝕 刻阻擋層。之后，在基板上形成有機材料層，其暴露出第一電極層。在暴露的第一電極層上 形成發(fā)光層。在發(fā)光層上形成第二電極層?；谏鲜?，由于本發(fā)明使用圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻第一導電層(定義源 極以及漏極)時的蝕刻終止層，此圖案化金屬蝕刻阻擋層又可繼續(xù)作為蝕刻第二導電層 (定義第一電極層)時的蝕刻終止層。因此，本發(fā)明的圖案化金屬蝕刻阻擋層可以在第一導 電層以及第二導電層的蝕刻過程中避免金屬氧化物半導體層遭到過渡蝕刻。此外，本發(fā)明 所提出的有機發(fā)光元件只需要形成一層有機層，因此可以節(jié)省制造成本。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖 作詳細說明如下。


圖1至圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光元件的制造流程示意圖。其中，附圖標記說明如下100 基板102a:柵極102b:電容下電極102c:下導電層102d:接墊104:介電層106 圖案化金屬氧化物半導體層108 圖案化金屬蝕刻阻擋層108a 殘留的金屬蝕刻阻擋層110:第一導電層112,120 光致抗蝕劑層114a:源極114b:漏極114c:電容上電極114d:上導電層116:開口118:第二導電層118a:第一電極層118b:接墊接觸層122 有機材料層124 發(fā)光層126:第二電極層A 薄膜晶體管區(qū)B 電容器區(qū)
C 跨線區(qū)D 接墊區(qū)
具體實施例方式圖1至圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光元件的制造流程示意圖。請參照 圖1，首先提供基板100。在本實施例中，基板100具有薄膜晶體管區(qū)A、電容器區(qū)B、跨線區(qū) C以及接墊區(qū)D。在此，薄膜晶體管區(qū)A與電容器區(qū)B可構(gòu)成一個像素區(qū)域(一個像素結(jié)構(gòu) 所在的區(qū)域)。本發(fā)明不限基板100上具有上述四種元件區(qū)域。根據(jù)其他實施例，基板100 上可以包含薄膜晶體管區(qū)A、電容器區(qū)B、跨線區(qū)C以及接墊區(qū)D的任一、任二或任三個區(qū)域 的組合。根據(jù)另一實施例，基板100還可包括上述四個區(qū)域以外的區(qū)域。另外，基板100的材質(zhì)可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例 如導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是其它可適用的材料。若使用導 電材料或金屬時，則在基板100上覆蓋一層絕緣層(未示出)，以避免短路問題。接著，在基板100上形成柵極102a。根據(jù)本實施例，柵極102a是形成在薄膜晶體 管區(qū)A中。在形成柵極102a的同時，還包括形成與柵極102a連接的掃描線(未示出)，在 電容器區(qū)B中形成電容下電極102b，在跨線區(qū)C中形成導電層102c，并且在接墊區(qū)D中形 成接墊102d，其中接墊102d與掃描線電性連接。形成上述柵極102a、電容下電極102b、導 電層102c以及接墊102d的方法例如是先沉積一層導電層，之后利用光刻程序以及蝕刻程 序圖案化此導電層來形成。此導電層的材質(zhì)例如是金屬。之后，形成介電層104以覆蓋柵極102a與基板100。在本實施例中，介電層104還 覆蓋了電容下電極102b、下導電層102c以及接墊102d。介電層104的材質(zhì)例如是氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅、其它合適的材料。接著，在柵極102a上方的介電層104上形成圖案化金屬氧化物半導體層106與圖 案化金屬蝕刻阻擋層108。根據(jù)本實施例，形成圖案化金屬氧化物半導體層106以及圖案化 金屬蝕刻阻擋層108的方法包括連續(xù)形成金屬氧化物半導體材料層(未示出)以及金屬蝕 刻阻擋材料層(未示出)。之后，利用光刻程序以及蝕刻程序以圖案化所述金屬氧化物半導 體材料層以及所述金屬蝕刻阻擋材料層。如此，即可以形成具有相同圖案的圖案化金屬氧 化物半導體層106以及圖案化金屬蝕刻阻擋層108。在本實施例中，金屬氧化物半導體層106包括銦鎵鋅氧化物 (Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZ0)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide，ΙΖ0)、鎵鋅氧化物 (Gallium-Zinc Oxide，GZ0)、鋅錫氧化物(Zinc-Tin Oxide，ΖΤ0)，或氧化鋅(Zinc Oxide, ZnO)。圖案化金屬蝕刻阻擋層108包括鋁酸蝕刻液阻擋層。所謂鋁酸蝕刻液阻擋層指的 是可以阻擋于蝕刻金屬鋁時所使用的蝕刻液的膜層。一般來說，用來蝕刻金屬鋁的蝕刻液 (又稱鋁酸蝕刻液)可包括磷酸、硝酸以及醋酸的混合物。而可用來阻擋鋁酸蝕刻液的材質(zhì) 即可作為圖案化金屬蝕刻阻擋層108的材料。因此圖案化金屬蝕刻阻擋層108可選自鈦、 鎢、鉻及其合金所組成的族群。接著，請參照圖2，形成第一導電層110以覆蓋圖案化金屬蝕刻阻擋層108以及介 電層104。第一導電層110的材質(zhì)是選自鋁、鉬或其合金或是其疊層。
請參照圖3，在第一導電層110上形成光致抗蝕劑層112。根據(jù)本實施例，光致抗 蝕劑層112在薄膜晶體管區(qū)A是覆蓋住預定形成源極與漏極的區(qū)域。光致抗蝕劑層112在 電容器區(qū)B是覆蓋住預定形成電容上電極的區(qū)域。光致抗蝕劑層112在跨線區(qū)C是覆蓋住 預定形成上導電層的區(qū)域。請參照圖4，利用光致抗蝕劑層112作為蝕刻掩模，對第一導電層110進行蝕刻程 序，以在薄膜晶體管區(qū)A中形成源極114a以及漏極114b。在本實施例中，此蝕刻程序還包 括定義出與源極114a連接的數(shù)據(jù)線(未示出)。此蝕刻程序還同時在電容器區(qū)B中形成電 容上電極114c，并且在跨線區(qū)C中形成上導電層114d。在此，對第一導電層110進行蝕刻 程序所使用的蝕刻液例如是鋁酸蝕刻液，其包括磷酸、硝酸以及醋酸的混合物。特別是，在 此蝕刻過程中，圖案化金屬蝕刻阻擋層108是作為蝕刻終止層，可提供足夠的蝕刻選擇比， 以達到蝕刻阻擋的目的。換言之，此蝕刻程序會自動終止于圖案化金屬蝕刻阻擋層108，而 使得圖案化金屬氧化物半導體層106不會受到此蝕刻程序的影響。請參照圖5，接著將圖4的光致抗蝕劑層112移除，使得源極114a以及漏極114b、 電容上電極114c以及導電層114d暴露出來。之后，請參照圖6，在接墊區(qū)D的介電層104 中形成開口 116，其暴露出接墊102d。類似地，在介電層104中形成開口 116的方法例如是 采用光刻程序以及蝕刻程序。請參照圖7，接著形成第二導電層118以覆蓋源極114a、漏極114b以及介電層 104。在本實施例中，第二導電層118還覆蓋電容上電極114c、導電層114d以及被暴露出的 接墊102d。在此，第二導電層118包括透明導電層或是金屬層與透明導電層的疊層。所述 的透明導電層包括透明金屬氧化物，例如是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或是鋁鋅 氧化物(AZO)等，但不限于此。之后，在第二導電層118上形成光致抗蝕劑層120。根據(jù)本實施例，光致抗蝕劑層 120是覆蓋住預定形成第一電極層的區(qū)域。此外，光致抗蝕劑層120還覆蓋接墊區(qū)D中預定 形成接墊接觸層的區(qū)域。請參照圖8，利用光致抗蝕劑層120作為蝕刻掩模，對第二導電層118進行蝕刻程 序，以在形成第一電極層118a，并且同時在接墊區(qū)D中形成接墊接觸層118b。在本實施例 中，蝕刻第二導電層118所使用的蝕刻液包括草酸。特別是，在此蝕刻過程中，再次使用圖 案化金屬蝕刻阻擋層108作為蝕刻終止層。換言之，此蝕刻程序同樣會自動終止于圖案化 金屬蝕刻阻擋層108，而使得圖案化金屬氧化物半導體層106不會受到此蝕刻程序的影響。 一般來說，由于第二導電層118的材質(zhì)(金屬氧化物透明導電層)與圖案化金屬氧化物半 導體層106的材料組成/性質(zhì)有相似之處，例如第二導電層118的材質(zhì)使用銦錫氧化物，金 屬氧化物半導體層106的材質(zhì)使用銦鎵鋅氧化物，因此用來蝕刻第二導電層118的蝕刻液 容易對圖案化金屬氧化物半導體層106產(chǎn)生蝕刻作用。因而，本發(fā)明在圖案化金屬氧化物 半導體層106上利用圖案化金屬蝕刻阻擋層108作為蝕刻終止層，可以保護圖案化金屬氧 化物半導體層106不受到此蝕刻程序的影響。之后，移除位于源極114a與漏極114b之間被暴露出來的圖案化金屬蝕刻阻擋層 108，以使圖案化金屬氧化物半導體層106暴露出來。根據(jù)本實施例，移除金屬蝕刻阻擋層 108所使用的蝕刻氣體包括三氯化硼(BCl3)與氯氣的混合物，或六氟化硫(SF6)、四氟化碳 (CF4)與氧氣(O2)的混合物。在此移除步驟之后，有一小部分的金屬蝕刻阻擋層108a會殘留于源極114a與圖案化金屬氧化物半導體層106之間以及漏極114b與圖案化金屬氧化物 半導體層106之間，如圖9所示。此外，圖案化金屬蝕刻阻擋層108a可以直接接觸圖案化金屬氧化物半導體層106 以及源極114a與漏極114b，達到電性連接的目的。若是使用介電材料層如氮化硅層作為鋁 酸蝕刻液與草酸蝕刻液阻擋層，雖然可以達到阻擋鋁酸與草酸蝕刻的目的，但是將造成金 屬氧化物半導體層106難以跟源極114a與漏極114b直接接觸電性連接，為了要移除介電 材料層需要額外的清除步驟，增加制造成本，而且強制清除會對源極114a與漏極114b結(jié)構(gòu) 造成破壞，導致元件損壞。請參照圖10，將圖9的光致抗蝕劑層120移除，使得第一電極層118a以及接墊接 觸層118b暴露出來。特別值得一提的是，第一電極層118a會與薄膜晶體管的漏極114b 電性接觸，且第一電極層118a在每一個像素區(qū)域中為獨立的電極圖案。此外，第一電極層 118a是直接與介電層104接觸。之后，如圖11所示，在基板100上形成有機材料層122，其暴露出第一電極層 118a。在本實施例中，有機材料層122還覆蓋部分的第一電極層118a。形成有機材料層122 的方法例如是先涂布一層感光有機層(未示出)，之后利用光刻程序以圖案化此感光有機 層。所形成的有機材料層122是暴露出每一個像素區(qū)域中的第一電極層118a，并且覆蓋位 于每一像素區(qū)域周圍的第一電極層118a。接著，于被有機材料層122暴露的第一電極層118a上形成發(fā)光層124。發(fā)光層124 例如是有機發(fā)光材料，其在每一個像素區(qū)域中可為紅色有機發(fā)光材料、綠色有機發(fā)光材料、 藍色有機發(fā)光材料、或者是其他顏色有機發(fā)光材料(例如白、橘、紫等等)。發(fā)光層124可為 小分子有機發(fā)光材料或是高分子有機發(fā)光材料。之后，在有機材料層122以及發(fā)光層124 上形成第二電極層126。各像素區(qū)域的第二電極層126可為共用電極。第二電極層126可 采用金屬或者是金屬氧化物。一般來說，第一電極層118a是作為有機發(fā)光元件的陽極，而 第二電極層126是作為有機發(fā)光元件的為陰極。值得一提的是，上述第一電極層118a與第二電極層126可采用金屬或金屬氧化物 等導電材質(zhì)。倘若第一電極層118a與第二電極層126兩者皆采用透明導電材質(zhì)，那么所 形成的有機發(fā)光元件為雙面發(fā)光元件。倘若第一電極層118a與第二電極層126其中之一 采用透明導電材質(zhì)，那么所形成的有機發(fā)光元件可稱為底部發(fā)光型或是頂部發(fā)光型發(fā)光元 件。另外，在第一電極層118a與第二電極層126之間更可進一步設(shè)置電子傳輸層、電子注 入層、空穴傳輸層、空穴注入層或是上述四種膜層的組合(未示出)。由于上述的有機發(fā)光 元件的詳細結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，因此不再贅述。綜上所述，由于本發(fā)明使用金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻第一導電層(定義源極以及 漏極)時的蝕刻終止層，此金屬蝕刻阻擋層又可繼續(xù)作為蝕刻第二導電層(定義第一電極 層)時的蝕刻終止層。因此，本發(fā)明的金屬蝕刻阻擋層可以在第一導電層以及第二導電層 的蝕刻過程中避免金屬氧化物半導體層遭到過渡蝕刻。此外，本發(fā)明所提出的有機發(fā)光元 件只需要形成一層有機層，換言之第一電極層是直接與介電層接觸。因此本發(fā)明的有機發(fā) 光元件的制造方法相較于傳統(tǒng)有機發(fā)光元件的制造方法具有成本低的優(yōu)點。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，適用于一基板，包括在該基板上形成一柵極；形成一介電層，覆蓋該柵極與該基板；在該柵極上方的該介電層上形成一圖案化金屬氧化物半導體層與一圖案化金屬蝕刻阻擋層；形成一第一導電層，其覆蓋該圖案化金屬蝕刻阻擋層以及該介電層；利用該圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化該第一導電層，而形成一源極以及一漏極；形成一第二導電層，其覆蓋該源極、該漏極以及該介電層；利用該圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化該第二導電層，而形成一第一電極層；以及移除位于該源極與該漏極之間且被暴露出來的該圖案化金屬蝕刻阻擋層。
2.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該圖案化金屬氧化物半導體層 以及該圖案化金屬蝕刻阻擋層的方法包括連續(xù)形成一金屬氧化物半導體材料層以及一金屬蝕刻阻擋材料層；以及 圖案化該金屬氧化物半導體材料層以及該金屬蝕刻阻擋材料層，以形成具有相同圖案 的該圖案化金屬氧化物半導體層以及該圖案化金屬蝕刻阻擋層。
3.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該圖案化金屬蝕刻阻擋層包括一鋁 酸蝕刻液與草酸蝕刻液阻擋層。
4.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該圖案化金屬蝕刻阻擋層選自鈦、 鎢、鉻及其合金所組成的族群。
5.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該圖案化金屬氧化物半導體層包括 銦鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、鎵鋅氧化物、鋅錫氧化物，或氧化鋅。
6.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第二導電層包括一透明導電層或 是一金屬層與一透明導電層的疊層。
7.如權(quán)利要求6所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該透明導電層包括一透明金屬氧化物。
8.如權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該透明金屬氧化物包括銦錫氧化物。
9.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括 在該基板上形成一有機材料層，其暴露出該第一電極層； 在暴露的該第一電極層上形成一發(fā)光層；以及在該發(fā)光層上形成一第二電極層。
10.如權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一電極層直接與該介電層接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該有機材料層覆蓋部分的該第一 電極層。
12.如權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一電極層包括陽極，該第二電 極層包括陰極。
13.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中圖案化該第一導電層所使用的一 蝕刻液包括一鋁酸蝕刻液。
14.如權(quán)利要求13所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該鋁酸蝕刻液包括磷酸、硝酸以 及醋酸的混合物。
15.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中圖案化該第二導電層所使用的一 蝕刻液包括草酸。
16.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其中移除位于該源極與該漏極之間且 被暴露出來的該圖案化金屬蝕刻阻擋層所使用的一蝕刻氣體包括氯化硼與氯氣的混合物。
17.一種有機發(fā)光元件的制造方法，適用于一基板，包括 在該基板上形成一柵極；形成一介電層，覆蓋該柵極與該基板；在該柵極上方的該介電層上形成一圖案化金屬氧化物半導體層與一圖案化金屬蝕刻 阻擋層；形成一第一導電層，其覆蓋該金屬蝕刻阻擋層以及該介電層； 利用該金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化該第一導電層，以形成一源極以及 一漏極；形成一第二導電層，其覆蓋該源極、該漏極以及該介電層；利用該金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化該第二導電層，以形成一第一電極層；移除位于該源極與該漏極之間且被暴露出來的該金屬蝕刻阻擋層； 在該基板上形成一有機材料層，其暴露出該第一電極層； 在暴露的該第一電極層上形成一發(fā)光層；以及 在該發(fā)光層上形成一第二電極層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法及有機發(fā)光元件的制造方法。此像素結(jié)構(gòu)的制造方法包括在基板上形成柵極。形成介電層以覆蓋柵極與基板。在柵極上方的介電層上形成圖案化金屬氧化物半導體層與圖案化金屬蝕刻阻擋層。形成第一導電層以覆蓋圖案化金屬蝕刻阻擋層以及介電層。利用圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化第一導電層，而形成源極以及漏極。形成第二導電層以覆蓋源極、漏極以及介電層。利用圖案化金屬蝕刻阻擋層作為蝕刻終止層，以圖案化第二導電層，而形成第一電極層。之后，移除位于源極與漏極之間被暴露出來的圖案化金屬蝕刻阻擋層。本發(fā)明可避免金屬氧化物半導體層遭到過渡蝕刻，且可節(jié)省制造成本。
文檔編號H01L21/77GK101950733SQ20101024383
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者丁宏哲, 李劉中, 陳佳榆 申請人:友達光電股份有限公司