用于制造显示器件的方法

摘要

一种用于制造显示器件的方法，其包括以下步骤：通过在第一基板上进行SPC(固相结晶)过程而形成有源层；在含有90至97％流量的氢(H2)和10至3％流量的硅烷(SiH4)的大气下，在该有源层上形成非晶硅(a-Si)的缓冲层；在该缓冲层上形成N型杂质层；形成金属层以覆盖该N型杂质层；利用第一蚀刻法去掉金属膜而形成源极和漏极；以及利用第二蚀刻法将N型杂质层和缓冲层断开。

权利要求

1.一种制造显示器件的方法，包括：

通过在第一基板上进行固相结晶过程而形成有源层；

在含有90％至97％流量的氢(H2)和3％至10％流量的硅烷(SiH4)的大气下，在该有源层上形成非晶硅(a-Si)的缓冲层；

在该缓冲层上形成N型杂质层；

形成金属层以覆盖该N型杂质层；

利用第一蚀刻法去掉金属层而形成源极和漏极；以及利用第二蚀刻法将N型杂质层和缓冲层断开，

其中该缓冲层用于防止在有源层上形成N型杂质层过程中微剥落的发生并用作在有源层与N型杂质层之间的缓冲，其中该缓冲层的厚度是10至

2.根据权利要求1所述的方法，在形成有源层之后，包括通过缓冲氧化物蚀刻剂清理而去掉在该有源层的结晶时所形成的热氧化膜。

3.根据权利要求1所述的方法，在形成有源层之前，包括在第一基板上形成栅极和在该栅极上形成第一绝缘膜。

4.根据权利要求3所述的方法，包括在该源极和该漏极上形成第二绝缘膜，和在第二绝缘膜上形成待连接到该源极或该漏极的第一电极。

5.根据权利要求4所述的方法，包括通过提供与第一基板隔开且相对的第二基板并将第一和第二基板粘合来形成显示板。

6.根据权利要求5所述的方法，其中该显示板包括在第一基板和第二基板之间的液晶层以及置于第二基板上的黑色矩阵和滤色片。

7.根据权利要求5所述的方法，其中该显示板包括置于第一电极上的有机发光层和置于该有机发光层上的第二电极。

8.根据权利要求1所述的方法，在断开之后，包括在该源极和该漏极上形成第一绝缘膜和在第一绝缘膜上形成栅极。

9.根据权利要求8所述的方法，包括在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜以覆盖该栅极，和在第二绝缘膜上形成待连接到该源极或漏极的第一电极。

10.根据权利要求9所述的方法，包括通过提供与第一基板隔开且相对的第二基板并将第一和第二基板粘合来形成显示板。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该显示板包括在第一基板和第二基板之间的液晶层以及置于第二基板上的黑色矩阵和滤色片。

12.根据权利要求10所述的方法，其中该显示板包括置于第一电极上的有机发光层和置于该有机发光层上的第二电极。

说明书

用于制造显示器件的方法

[0001] 本申请要求于2008年6月26日提交的韩国专利申请No.10-2008-0060946的优先权，该专利申请在此通过引用引入本文。

技术领域

[0002] 本发明涉及显示器件的制造方法。

背景技术

[0003] 随着信息技术的发展，对于用户和信息之间的连接介质的显示器件的要求正逐渐增多。因此，对于如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)和等离子体显示板(PDP)的平板显示器(FPD)的需求正逐渐增大。

[0004] 本文中，液晶显示器或有机发光二极管能够以薄膜构造来实现，并且出于生产的目的而将其分成安装在移动电话、数字摄像机等上的小型显示器件和安装在电视、监视器等上的大型显示器件。

[0005] 液晶显示器或有机发光显示器使用置于第一基板上的晶体管阵列。该晶体管阵列中包含的晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极。该晶体管阵列中包含的晶体管对液晶显示器或有机发光显示器的可靠性、显示质量和使用寿命有巨大的影响。

[0006] 同时，利用SPC(固相结晶)膜作为有源层的常规晶体管阵列结构具有在结晶后于结晶膜上形成N型杂质层的过程中容易出现微剥落的问题，这会从该有源层上剥落该N型杂质层。

[0007] 当出现如上所述的微剥落时，相应的区域起粒子源的作用。因此，不能进行随后的过程，并且即使进行随后的过程，该器件也变得不平坦。因此，需要解决这一问题。

发明内容

[0008] 本发明的一个方面提供了一种显示器件的制造方法，其包括：通过在第一基板上进行SPC(固相结晶)过程而形成有源层；在含有90至97％流量的氢(H2)和10至3％流量的硅烷(SiH4)的大气下在该有源层上形成非晶硅(a-Si)的缓冲层(cushioning layer)；在该缓冲层上形成N型杂质层；形成金属层以覆盖该N型杂质层；利用第一蚀刻法去掉金属膜而形成源极和漏极；以及利用第二蚀刻法将N型杂质层和缓冲层断开(separate)。

附图说明

[0009] 所包括的附图提供对本发明的进一步理解，附图合并到说明书中并构成说明书的一部分，用于图解说明本发明的实施方式，并且连同文字描述一起用来解释本发明的原理。

[0010] 图1至3是用于解释根据本发明一个示例性实施方式的显示器件的制造方法的横截面视图；

[0011] 图4和5示出晶体管的横截面；

[0012] 图6是根据本发明一个示例性实施方式而制造的晶体管的IV曲线的对比图；

[0013] 图7是利用倒置交错的底部栅极型晶体管的液晶显示器的图解说明；

[0014] 图8是利用共面的顶部栅极型晶体管的液晶显示器的图解说明；

[0015] 图9是利用倒置交错的底部栅极型晶体管的有机发光显示器的图解说明；

[0016] 图10是利用共面的顶部栅极型晶体管的有机发光显示器的图解说明；以及[0017] 图11示出有机发光二极管的分层结构。

[0018] 发明详述

[0019] 现在详细地参考本发明的实施方式，附图中图解说明了本发明的实施例。

[0020] 下面描述根据本发明一个示例性实施方式的显示器件的制造方法。

[0021] 首先，如图1中所示，进行通过在第一基板110上完成SPC(固相结晶)过程来形成有源层130的步骤。本文中，在第一基板110上形成的有源层130可以是非晶型的a-SPC。

[0022] 接着，如图1中所示，在含有90至97％流量的氢(H2)和10至3％流量的硅烷(SiH4)的大气下，进行在有源层130上形成非晶硅(a-Si)的缓冲层131的步骤。

[0023] 接着，如图1中所示，进行在缓冲层131上形成N型杂质层132的步骤。

[0024] 接着，如图1中所示，进行形成金属层133以覆盖N型杂质层的步骤。

[0025] 接着，如图2中所示，进行利用第一蚀刻法E1通过去掉金属层133来形成源极133a和漏极133b的步骤。本文中，第一蚀刻法E1可以是湿蚀刻(W/E)，但不限于此。

[0026] 接着，如图3中所示，进行利用第二蚀刻法E2将N型杂质层132和缓冲层133断开的步骤。本文中，第二蚀刻法E2可以是干蚀刻(D/E)，但不限于此。

[0027] 同时，上面解释的方法可以包括在有源层130形成步骤之后通过BOE(缓冲氧化物蚀刻剂)清理而去掉在有源层130的结晶时所形成的热氧化膜的步骤。

[0028] 通过进行这一过程，可以通过随后的过程来形成如在下面的图4和5中所示的晶体管。

[0029] 首先，图4示出了以倒置交错的底部栅极结构形成的晶体管。

[0030] 为了形成倒置交错的底部栅极型晶体管，在有源层130形成步骤之前，进行在第一基板110上形成栅极115的步骤，并进行在栅极115上形成第一绝缘膜120的步骤。然后，在第一绝缘膜120上形成有源层130、缓冲层131、N型杂质层132和金属层133，通过利用第一蚀刻法由源极133a和漏极133b形成金属层133，以及利用第二蚀刻法使N型杂质层132和缓冲层131彼此断开。然后，进行在源极133a和漏极133b上形成第二绝缘膜135的步骤，并进行在第二绝缘膜135上形成待连接到源极133a或漏极133b的第一电极137的步骤。

[0031] 接着，图5示出了以共面的顶部栅极结构形成的晶体管。

[0032] 为了形成共面的顶部栅极型晶体管，在第一基板110上形成有源层130、缓冲层131、N型杂质层132和金属层133，通过利用第一蚀刻法由源极133a和漏极133b形成金属层133，并且通过利用第二蚀刻法将N型杂质层132和缓冲层131彼此断开。在断开步骤之后，进行在源极133a和漏极133b上形成第一绝缘膜120的步骤，并且进行在第一绝缘膜
120上形成栅极115的步骤。然后，进行在第一绝缘膜120上形成覆盖栅极115的第二绝缘膜135的步骤，并进行在第二绝缘膜135上形成待连接到源极133a或漏极133b的第一电极137的步骤。本文中，缓冲层111可以置于第一基板110和有源层130之间。

[0033] 通过如上所见的利用本发明一个示例性实施方式而形成如图4和5中所示的晶体管，如图6中所示能够改进晶体管的IV曲线。本文中，图6的(G1)是常规晶体管的IV曲线，而图6的(G2)是由根据本发明一个示例性实施方式的制造方法所制造的晶体管的IV曲线。

[0034] 同时，在本发明的制造方法中，在含有90至97％流量的氢(H2)和10至3％流量的硅烷(SiH4)的大气下在有源层130上形成非晶硅(a-Si)的缓冲层131。

[0035] 在这一过程中，如果与常规的a-Si沉积条件相比，氢(H2)的流量增大且硅烷(SiH4)的流量减小，那么硅基(Si基)的量相对下降，从而使a-Si层的沉积速率急剧地降低。

[0036] 但是，在上面提到的缓慢的沉积速率的条件下，如果a-Si的缓冲层131沉积在由SPC结晶膜所形成的有源层130之上并且在缓冲层131上形成n+a-Si的N型杂质层132，那么会减少层间晶格失配并增大粘附力，从而防止出现微剥落。

[0037] 通常，薄膜的内应力非常大，即大约109～1010达因(dyne)/cm2。因此，如果单单通过物理吸附而在膜与基板之间界面上形成粘附力，那么可能会引起剥落。这种内应力由基板和沉积膜之间的晶格失配、快速的沉积速率、膜中包含的杂质层等来形成。

[0038] 但是，如果实施根据本发明一个示例性实施方式的方法，那么在由SPC结晶膜所形成的有源层130与N型杂质层132之间的杂质层的出现率会降低，从而使晶格失配的影响变得较小。此外，通过以缓慢的沉积速率在有源层130上形成a-Si的缓冲层131能够抑制诸如微剥落的问题。

[0039] 缓冲层131的厚度是10至300

[0040] 本文中，形成N型杂质层132的目的是在晶体管器件的源极133a和漏极133b端提供欧姆接触。

[0041] 如果形成的缓冲层131为10 或更厚，那么其用作在有源层130和N型杂质层132之间的物理缓冲和欧姆接触，并且能够抑制微剥落。如果形成的缓冲层131为300 或更薄，那么其用作电偏移以减小漏电流，并用作缓冲和欧姆接触。但是，如果形成的缓冲层131比300 更厚，例如400或500 那么阻抗与厚度成比例地增大，这可能会降低器件特性。

[0042] 在上面解释的过程之后，可以进行通过提供与第一基板隔开并相对的第二基板并将第一、第二基板粘合来形成显示板以制造显示器件的步骤。

[0043] 在下文中，将描述通过利用上面解释的晶体管所制造的显示器件。

[0044] 首先，如下面所描述的，可以形成如图7中所示的利用倒置交错的底部栅极型晶体管的液晶显示器。

[0045] 栅极115可以置于第一基板110的一个表面上。第一绝缘膜20可以置于栅极115上。由SPC过程形成的非晶形有源层130可以置于第一绝缘膜120上以便置于与栅极115相对应的区域中。缓冲层131可以置于有源层130上，而用作欧姆接触的N型杂质层132可以置于缓冲层131上。源极133a和漏极133b可以置于N型杂质层132上。第二绝缘膜135可以置于源极133a和133b上。连接到源极133a和漏极133b的第一电极137可以置于第二绝缘膜135上。

[0046] 此外，面向第一电极137的公共电极(未示出)可以置于第二绝缘膜135上。这种公共电极可以置于第一基板110和第二基板150上。

[0047] 用于保持与第二基板150的单元间隙的隔离物154可以置于在第一基板110上设置的第二绝缘膜135上，且对应于源极133a和漏极133b。

[0048] 黑色矩阵151可以置于第二基板150的一个表面上。该黑色矩阵151是非显示区域，其可以布置为对应于其中布置有隔离物154的区域。滤色片52可以置于黑色矩阵151之间。滤色片152可以是除红色、绿色和蓝色之外的其他颜色。

[0049] 保护涂层153可以置于黑色矩阵151和滤色片152上。其上形成有黑色矩阵151和滤色片152的第二基板150可以根据其结构而省略保护涂层153。

[0050] 可以用粘性构件160将第一基板110和第二基板150粘合在一起，且可以在第一基板110和第二基板150之间形成液晶层155，从而完成显示板。这里，根据显示板的驱动模式可以不同形式形成液晶层155。此外，根据显示板的驱动模式也可以不同形式形成第一电极137和公共电极。

[0051] 接着，如下面所描述的，可以形成如图8中所示的利用共面的顶部栅极型晶体管的液晶显示器。

[0052] 由SPC过程而形成的非晶形有源层130可以置于第一基板110的一个表面上。缓冲层131可以置于有源层130上，用作欧姆接触的N型杂质层132可以置于缓冲层131上。

[0053] 这里，缓冲层111可以置于第一基板110和有源层130之间。源极133a和漏极133b可以置于N型杂质层132上。第一绝缘膜120可以置于源极133a和漏极133b上。栅极114可以置于第一绝缘膜120上与有源层130相对应的区域中。第二绝缘膜135可以置于栅极115上。连接到源极133a和漏极133b的第一电极137可以置于第二绝缘膜135上。

[0054] 此外，面向第一电极137的公共电极(未示出)可以置于第二绝缘膜135上。这种公共电极可以置于第一基板110和第二基板150上。

[0055] 用于保持与第二基板150的单元间隙的隔离物154可以置于在第一基板110上设置的第二绝缘膜135上，且对应于源极133a和漏极133b。

[0056] 黑色矩阵151可以置于第二基板150的一个表面上。该黑色矩阵151是非显示区域，其可以布置为对应于其中布置隔离物154的区域。滤色片152可以置于黑色矩阵151之间。该滤色片152可以具有除红色、绿色和蓝色之外的其他颜色。

[0057] 保护涂层153可以置于黑色矩阵151和滤色片152上。其上形成有黑色矩阵151和滤色片152的第二基板150可以根据其结构而省略保护涂层153。

[0058] 可以用粘性构件160将第一基板110和第二基板150粘合在一起，且可以在第一基板110和第二基板150之间形成液晶层155，从而完成显示板。这里，根据显示板的驱动模式可以形成不同形式的液晶层155。此外，根据显示板的驱动模式也可以形成不同形式的第一电极137和公共电极。

[0059] 首先，如下面所描述的，能够形成如图9中所示的利用倒置交错的底部栅极型晶体管的液晶显示器。

[0060] 栅极115可以置于第一基板110的一个表面上。第一绝缘膜120可以置于栅极115上。由SPC过程而形成的非晶形有源层130可以置于第一绝缘膜120上与栅极115相对应的区域中。缓冲层131可以置于有源层130上，用作欧姆接触的N型杂质层132可以置于缓冲层131上。源极133a和漏极133b可以置于N型杂质层132上。第二绝缘膜135可以置于源极133a和漏极133b上。连接到源极133a和漏极133b的第一电极137可以置于第二绝缘膜135上。第一电极137可以置于在第二绝缘膜135上的第三绝缘膜136上，但不限于此。

[0061] 具有开口的边沿层138可以置于第一电极137上，以便露出第一电极137的一部分。有机发光层139可以置于第一电极137上。第二电极140可以置于有机发光层139上。这里，第一电极137和第二电极140根据其发光方式可以分别选择作为阳极和阴极。

[0062] 由于在第一基板110上形成的器件不能抵挡(weak)湿气或氧，因此可以利用第二基板150和粘性构件160来将第一基板110和第二基板150粘合，由此完成显示板。这里，可以在第一基板110和第二基板120之间形成吸湿剂。同时，可以使第一基板110上形成的第一电极137、有机发光层139和第二电极140在第二基板150上形成。在这种情况下，在第二基板150上形成的器件可以电连接到在第一基板110上形成的晶体管等。

[0063] 接着，如下面所述，可以形成如图10中所示的利用共面的顶部栅极型晶体管的有机发光显示器。

[0064] 由SPC过程而形成的非晶形有源层130可以置于第一基板110的一个表面上。缓冲层131可以置于有源层130上，而用作欧姆接触的N型杂质层132可以置于缓冲层131上。

[0065] 这里，缓冲层111可以置于第一基板110和有源层130之间。源极133a和漏极133b可以置于N型杂质层132上。第一绝缘膜120可以置于源极133a和漏极133b上。栅极114可以置于第一绝缘膜120上与有源层130相对应的区域中。第二绝缘膜135可以置于栅极115上。连接到源极133a和漏极133b的第一电极137可以置于第二绝缘膜135上。
第一电极137可以置于在第二绝缘膜135上的第三绝缘膜136上，但不限于此。

[0066] 具有开口的边沿层138可以置于第一电极137上，以便露出第一电极137的一部分。有机发光层139可以置于第一电极137上。第二电极140可以置于有机发光层139上。这里，第一电极137和第二电极140根据其发光方式可以分别选择作为阳极和阴极。

[0067] 由于在第一基板110上形成的器件不能抵挡湿气或氧，因此可以利用第二基板150和粘性构件160来将第一基板110和第二基板150粘合，由此完成显示板。这里，可以在第一基板110和第二基板120之间形成吸湿剂。同时，可以使第一基板110上形成的第一电极137、有机发光层139和第二电极140在第二基板150上形成。在这种情况下，在第二基板150上形成的器件可以电连接到在第一基板110上形成的晶体管等。

[0068] 同时，包括如图9和10中所示形成的有机发光层139的有机发光二极管可以具有如图11中所示的结构。

[0069] 下文中，将参考图11更详细地描述有机发光二极管。

[0070] 空穴注入层139a可以置于第一电极137上。空穴注入层139a可以由选自铜酞菁(CuPc)、PEDOT(聚(3，4)乙烯二氧噻吩)、聚苯胺(PANI)和NPD(N，N-二萘-N，N′-二苯基联苯胺)中的一或多种来形成，但不限于此。

[0071] 空穴传输层139b可以置于空穴注入层139a上。空穴传输层139b用以平稳地传输空穴。该空穴传输层139b可以由选自NPD(N，N-二萘-N，N′-二苯基联苯胺)、TPD(N，N′-二-(3-甲基苯基)-N，N′-二-(苯基)-联苯胺)、s-TAD和MTDATA(4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)中的一或多种来形成，但不限于此。

[0072] 发光层139c可以置于空穴传输层139b上。

[0073] 发光层139c可以由能够产生红、绿、蓝和白光的材料来形成，例如磷光材料或荧光材料。

[0074] 在发光层139c产生红光的情况下，发光层139c包括基质材料，所述基质材料含有咔唑联二苯(CBP)或N，N-二咔唑基-3，5-苯(mCP)。此外，发光层139c可以由包括掺杂材料的磷光材料形成或由荧光材料形成，所述掺杂材料包括选自PIQIr(acac)(二(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮化铱)、PQIr(acac)(二(1-苯基喹啉)乙酰丙酮化铱)、PQIr(三(1-苯基喹啉)铱)和PtOEP(八乙基卟啉铂)中的一或多种，所述荧光材料包括PBD:Eu(DBM)3(苯酚)或苝，但不限于此。

[0075] 在发光层139c产生绿光的情况下，发光层139c包括含有CBP或mCP的基质材料。此外，发光层139c可以由包括掺杂材料的磷光材料形成或由荧光材料形成，所述掺杂材料包括铱(ppy)3(fac三(2-苯基吡啶)铱)，所述荧光材料包括Alq3(三(8-羟基喹啉并)铝)，但不限于此。

[0076] 在发光层139c产生蓝光的情况下，发光层139c包括含有CBP或mCP的基质材料。此外，发光层139c可以由包括掺杂材料的磷光材料形成或由荧光材料形成，所述掺杂材料包括(4，6-F2ppy)2Irpic，所述荧光材料包括从下面的组中选出的任一种，所述组由螺旋DPVBi、螺旋6P、联苯乙烯-苯(DSB)、联苯乙烯-亚芳基(distyryl-arylene)(DSA)、PFO类聚合物以及PPV类聚合物组成，但不限于此。

[0077] 电子传输层139d可以置于发光层139c上。电子传输层139d用以促进电子传输。电子传输层139d可以由选自Alq3(三(8-羟基喹啉并)铝)、PBD、TAZ、螺旋PBD、Balq和SAlq中的一或多种来形成，但不限于此。

[0078] 电子注入层139e可以置于电子传输层139d上。电子注入层139e用以促进电子注入。电子注入层139e可以由Alq3(三(8-羟基喹啉并)铝)、PBD、TAZ、螺旋PBD、Balq和SAlq形成，但不限于此。

[0079] 这里，本发明不限于图11。可以省略电子注入层139a、电子传输层139b、空穴传输层139d、空穴注入层139e中的至少一个。

[0080] 同时，能够在如图7至10中制造显示器件中共同使用的材料如下。

[0081] 栅极115可以由选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)及其组合物中任一种来形成。栅极115可以具有由Mo、Al、Cr、Au、Ti、Ni、Nd或Cu或其组合物而形成的多层结构。栅极115可以具有包括Mo/Al--Nd或Mo/Al的双层结构。

[0082] 第一绝缘膜120可以包括氧化硅(SiOX)膜、氮化硅(SiNX)膜，或多层结构，但不限于此。

[0083] 源极133a和漏极133b可以具有单层结构或多层结构。当源极133a和漏极133b具有单层结构时，源极133a和漏极133b可以由选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)或其组合物中任一种来形成。当源极133a和漏极133b具有多层结构时，源极133a和漏极133b可以具有包括Mo/Al--Nd的双层结构或包括Mo/Al/Mo或Mo/Al--Nd/Mo的三层结构。

[0084] 第二绝缘膜135可以包括氧化硅(SiOX)膜、氮化硅(SiNX)膜，或多层结构，但不限于此。第二绝缘膜135可以是钝化膜。

[0085] 第一电极137可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化锌(ZnO)中的任一种来形成。

[0086] 如从上面可见，本发明的一个示例性实施方式能够提供一种显示器件的制造方法，其通过抑制在晶体管形成时有源层与杂质层之间的微剥落来表现出优秀的驱动能力和可靠性，并使其更易于制造采用SPC膜作为有源层的先进的晶体管。

[0087] 上述实施方式和优点仅仅是示例性的，不应理解为对本发明的限制。本发明的教导可以很容易地应用于其他类型的装置。上述实施方式的描述是说明性的，而非限制本发明的范围。许多可选择的技术方案、修改和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。在权利要求中，手段加功能的权利要求覆盖本文所述用以执行列举出的功能的结构，并且不仅是结构上的等效方案，而且是等效的结构。此外，除非在权利要求的限定中明确指出了术语“装置”，否则这种限定不应当用35USC 112(6)来解释。