专利名称：有机发光显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光显示装置(OLED)及其制造方法，更特别地，涉及一种OLED，其中当同时形成金属互连和栅极电极时或者当形成第一电极时，形成用于电连接元件的互连，使得通过减少所使用掩模的数量，缩短总体制造工艺并降低制造成本。
背景技术：
在平板显示装置(FPD)中，有机发光显示装置(OLED)是一种具有宽视角和1ms或更短的快响应速度的发光装置。另外，OLED能以低成本制造为薄的厚度并具有良好的对比度。
在具有置于阳极和阴极之间的有机发光层(EML)的OLED中，从阳极传输的空穴与从阴极传输的电子结合从而形成空穴-电子对，即激子(exciton)。这样，OLED通过激子从激发态转变到基态时产生的能量发光。
通常，由于OLED的每个像素包括薄膜晶体管(TFT)，因此不管OLED的像素数目，提供特定的电流，以致于OLED能以稳定的亮度发光并消耗较小的功率。由于这个原因，OLED特别适于高分辨率大尺寸显示装置。
图1A至1K是剖视图，示出具有顶栅型(top gate type)CMOS TFT的传统OLED及其制造方法。
参照图1A，具有顶栅型互补金属氧化物半导体(CMOS)TFT的传统OLED包括基板100，基板100具有第一TFT区域A、第二TFT区域B、以及开口区域C。非晶硅(a-Si)层沉积在基板100上，通过结晶方法结晶，然后利用第一掩模(未示出)图案化，由此形成第一半导体层110和第二半导体层115。
通常，掩模在光刻工艺中用于形成光致抗蚀剂(PR)图案。蚀刻工艺利用所形成的PR图案进行。之后，利用干蚀刻工艺通过灰化工艺(ashing process)去除PR图案。在灰化工艺之后，残余的PR通过PR剥离(stripping)工艺被全部去除。
参照图1B，栅绝缘层120形成在具有第一和第二半导体层110和115的基板100的整个表面上。在第一和第二TFT区域A和B中在第一和第二半导体层110和115上利用第二掩模(未示出)形成第一PR图案125。可进行第一杂质注入工艺127从而将n型杂质离子例如P离子、As离子、Sb离子或Bi离子注入到第一TFT区域A的第一半导体层110中。从而，第一TFT区域A的第一半导体层110形成包括第一源极和漏极区域110s和110d以及置于第一源极和漏极区域110s和110d之间的第一沟道区域110c的NMOS晶体管。
参照图1C，栅极电极材料沉积在第一和第二TFT区域A和B中栅绝缘层120上且然后利用第三掩模(未示出)被构图，由此形成与第一和第二半导体层110和115的第一沟道区域110c和第二沟道区域115c对应的第一栅极电极130和第二栅极电极135。在此情形下，第一栅极电极130被构图成比第一TFT区域A中第一半导体层110的第一沟道区域110c小的尺寸。第二杂质注入工艺140利用第一栅极电极130作为掩模进行，由此在第一半导体层110的第一沟道区域110c的预定区域中形成轻掺杂漏极(LDD)区域110e。这样，第一TFT区域A的第一半导体层110定义掺杂有n型杂质离子的第一源极和漏极区域110s和110d、LDD区域110e、以及置于LDD区域110e之间的第一沟道区域110c。另外，由于第二杂质注入工艺140，第二TFT区域B的半导体层115定义第二源极和漏极区域115s和115d以及第二沟道区域115c。
参照图1D，利用第四掩模(未示出)形成第二光致抗蚀剂图案145以完全覆盖第一TFT区域A且覆盖第二TFT区域B中的仅第二栅极电极135。然后进行第三杂质注入工艺150使得P型杂质离子例如B离子、Al离子、Ga离子或In离子被注入到第二TFT区域B的第二源极和漏极区域115s和115d中。在此情形下，以比LDD区域110e更高的浓度将P型杂质离子注入到第二TFT区域B的第二源极和漏极区域115s和115d中。因此，第二TFT区域B的第二半导体层115形成包括第二源极和漏极区域115s和115d以及第二沟道区域115c的PMOS晶体管。
在此工艺中，形成具有NMOS晶体管和PMOS晶体管两者的CMOS晶体管。
参照图1E，层间绝缘层155形成在具有第一和第二栅极电极130和135的基板100的整个表面上。利用第五掩模(未示出)在形成于第一和第二TFT区域A和B中的层间绝缘层155中形成接触孔160以暴露第一和第二源极和漏极区域110s、110d、115s和115d的部分。
参照图1F，源极和漏极电极材料通过层间绝缘层155的接触孔160沉积然后利用第六掩模(未示出)构图，由此形成分别与第一和第二半导体层110和115的第一和第二源极和漏极区域110s、110d、115s和115d接触的第一和第二源极和漏极电极165s、165d、170s和170d。
参照图1G，钝化层175形成在具有第一和第二源极和漏极电极165s、165d、170s和170d的基板100的整个表面上。利用第七掩模(未示出)通过进行蚀刻工艺，在形成于开口区域C中的钝化层175中形成第一通孔180。
参照图1H，平坦化层185形成在具有带第一通孔180的钝化层175的基板100的整个表面上以减少步骤。利用第八掩模(未示出)和相关于平坦化层185具有高度蚀刻选择性的蚀刻剂进行湿蚀刻处理，在开口区域C的平坦化层185中形成第二通孔190。
参照图1I和1J，第一电极195形成在第二通孔190周围以及在开口区域C的第一和第二通孔180和190的内壁和底表面上。第一电极195为包括透明电极195b和具有高反射率的反射层195a的反射阳极。
参照图1I，通过沉积铝(Al)且然后利用第九掩模(未示出)构图铝(Al)来形成第一电极195的反射层195a。
参照图1J，通过在反射层195a上沉积氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)且然后利用第十掩模(未示出)通过湿或干蚀刻工艺构图所沉积的材料来形成透明电极195b。
参照图1K，像素定义层197沉积在具有第一电极195的基板100的整个表面上且然后利用第十一掩模(未示出)构图，由此形成开口P以暴露第一电极195的一部分表面。
具有至少发光层的有机层(未示出)形成在第一电极195的暴露表面上，第二电极(未示出)沉积在具有有机层的基板100的整个表面上。第二电极是薄透射电极，其由选自包括Mg、Ca、Al、Ag及其合金的组的一种材料形成。
通过普通方法将具有第二电极的基板100与上基板封装在一起，由此完成具有顶栅型CMOS TFT的顶发射(top-emitting)OLED。所述CMOS TFT在NMOS晶体管中包括LDD区域。
另外，制造具有带LDD区域的底栅型CMOS TFT的OLED的方法与上述制造具有带LDD区域的顶栅型CMOS TFT的OLED的方法类似。
首先，栅极电极材料沉积在基板的第一TFT区域和第二TFT区域中且然后利用第一掩模构图，由此形成栅极电极。在与栅极电极对应的栅绝缘层上形成半导体层且然后利用第二掩模构图。利用第三掩模将n型杂质离子注入到第一TFT区域中半导体层中，从而形成NMOS区域。另外，利用第四掩模注入LDD杂质离子以形成LDD区域。之后，利用第五掩模将p型杂质离子注入到第二TFT区域的半导体层中，从而形成PMOS区域。结果，获得了具有带LDD区域的NMOS晶体管和PMOS晶体管的CMOS晶体管。
之后，与上述制造具有顶栅型CMOS TFT的OLED的方法相同，利用第六掩模在层间绝缘层中形成接触孔，利用第七掩模构图源极和漏极电极，利用第八掩模形成第一通孔，利用第九掩模形成第二通孔，利用第十掩模构图第一电极的反射层，利用第十一掩模构图第一电极的透明电极，以及利用第十二掩模形成具有开口的像素定义层。也就是说，通过进行掩模工艺十二次来形成具有带LDD区域的底栅型CMOS TFT的OLED。
如上所述，因为PMOS TFT和NMOS TFT应形成在单个基板上，通孔应被构图两次，第一电极应被构图两次，所以具有带LDD区域的顶栅型或底栅型CMOS TFT的OLED的制造需要相当多的工艺步骤。另外，尽管形成LDD区域来减小NMOS TFT的泄漏电流并解决小型化引起的热载流子效应，但是LDD区域的形成会导致用于制造CMOS TFT的掩模数量的进一步增加。
通过进行掩模工艺十一至十二次来获得具有带LDD区域的顶栅型或底栅型CMOS TFT的传统OLED。因此，总体工艺作业时间延长，工艺变得复杂，产率降低，产品成本增大。
发明内容
本发明涉及一种有机发光显示装置(OLED)及其制造方法，其中当同时形成金属互连和栅极电极时或者当形成第一电极时，形成用于电连接元件的互连，使得通过减少所使用掩模的数量来缩短总体制造工艺并降低制造成本。
在本发明的一个示例性实施例中，OLED包括具有第一薄膜晶体管(TFT)、第二TFT和金属互连的基板；设置在具有所述第一TFT、所述第二TFT和所述金属互连的所述基板上的平坦化层；设置在所述平坦化层的预定区域中以暴露所述第一TFT的第一源极和漏极区域、所述第二TFT的第二源极和漏极区域、以及所述金属互连的预定区域的接触孔；以及用于通过所述接触孔电连接所述金属互连、所述第一源极和漏极区域、以及所述第二源极和漏极区域的互连。
在根据本发明的另一示例性实施例中，OLED包括设置于基板上的金属互连、第一栅极电极、以及第二栅极电极；设置于所述金属互连、所述第一栅极所述、以及所述第二栅极电极上的栅绝缘层；设置于所述栅绝缘层上的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层对应于所述第一栅极电极且包括第一源极和漏极区域以及第一沟道区域，所述第二半导体层对应于所述第二栅极电极且包括第二源极和漏极区域以及第二沟道区域；设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层上的平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层的预定区域形成的且暴露所述金属互连、所述第一源极和漏极区域、以及所述第二源极和漏极区域的预定区域的接触孔；用于通过所述接触孔将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接的第一互连，用于通过所述接触孔将所述第一源极和漏极区域中的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接的第二互连，以及通过所述接触孔连接到所述第二源极和漏极区域的另一个的第一电极；设置在所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极上且暴露所述第一电极的预定区域的像素定义层；以及设置于所述第一电极的暴露区域上的有机层和第二电极，所述有机层包括至少一个有机发光层(EML)。
在本发明的又一个示例性实施例中，OLED包括设置于基板上的金属互连；设置于所述金属互连上的缓冲层；设置于所述缓冲层上的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括第一源极和漏极区域以及第一沟道区域，所述第二半导体层包括第二源极和漏极区域以及第二沟道区域；设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层上的栅绝缘层；设置于所述栅绝缘层上并分别对应于所述第一沟道区域和所述第二沟道区域的第一栅极电极和第二栅极电极；设置于所述第一栅极电极和所述第二栅极电极上的平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层和所述栅绝缘层的预定区域以暴露所述第一源极和漏极区域以及所述第二源极和漏极区域的预定区域形成的接触孔，以及通过蚀刻所述平坦化层、所述栅绝缘层、以及所述缓冲层的预定区域从而暴露所述金属互连的预定区域形成的接触孔；用于通过所述接触孔将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接的第一互连，用于通过所述接触孔将所述所述第一源极和漏极区域中的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接的第二互连，以及通过所述接触孔连接到所述第二源极和漏极区域的另一个的第一电极；设置于所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极上并暴露所述第一电极的预定区域的像素定义层；以及设置于所述第一电极的所述暴露区域上的有机层和第二电极，所述有机层包括至少一个有机发光层(EML)。
在本发明的再一示例性实施例中，一种制造OLED的方法包括在基板上形成金属互连；在所述金属互连上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成第一半导体层和第二半导体层；在所述第一半导体层和所述第二半导体层上形成栅绝缘层；在所述栅绝缘层上形成第一栅极和第二栅极使得所述第一栅极电极和所述第二栅极电极分别对应于所述第一半导体层的第一沟道区域和所述第二半导体层的第二沟道区域；在所述第一栅极电极和所述第二栅极电极上形成平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层和所述栅绝缘层的预定区域形成暴露所述第一半导体层的第一源极和漏极区域的预定区域以及所述第二半导体层的第二源极和漏极区域的预定区域的接触孔，且通过蚀刻所述平坦化层、所述栅绝缘层、以及所述缓冲层的预定区域形成暴露所述金属互连的预定区域的接触孔；在具有所述接触孔的所述基板上形成反射层和透明层；通过构图所述反射层和所述透明层形成第一互连、第二互连、以及第一电极，所述第一互连用于将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接，所述第二互连用于将所述第一源极和漏极区域中的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接，所述第一电极连接到所述第二源极和漏极区域的另一个；在具有所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极的基板上形成像素定义层以暴露所述第一电极的预定区域；以及在所述第一电极的暴露区域上形成至少具有有机发光层的有机层和第二电极。
现在将参照附图相关于本发明的特定示例性实施例描述本发明的上述和其它特征，附图中图1A至1K是剖视图，示出具有顶栅型CMOS薄膜晶体管(TFT)的传统有机发光显示装置(OLED)及其制造方法；图2A至2H是剖视图，示出根据本发明一示例性实施例的具有底栅型CMOS TFT的OLED及其制造方法；以及图3A至3I是剖视图，示出根据本发明另一示例性实施例的具有顶栅型CMOS TFT的OLED及其制造方法。
具体实施例方式
现在将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。在附图中，为清楚起见而放大了层的厚度和区域。在整个说明文件中相同的附图标记表示相同的元件。
实施例1图2A至2H是剖视图，示出根据本发明一示例性实施例的具有底栅型互补金属氧化物半导体薄膜晶体管(CMOS TFT)的有机发光显示装置(OLED)及其制造方法。
参照图2A至2H，根据本发明一示例性实施例的具有底栅型CMOSTFT的OLED包括具有第一TFT区域A、第二TFT区域B、开口区域C、以及互连区域D的基板200。基板200可以是由玻璃、塑料或石英形成的透明基板。
参照图2A，第一栅极电极210、第二栅极电极215、以及金属互连220形成在基板200的第一和第二TFT区域A和B中并利用第一掩模(未示出)构图。第一和第二栅极电极210和215可以由选自包括钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、以及它们的合金的组的一种材料形成，例如，钨钼(MoW)、钼(Mo)、钨(W)、硅化钨(WSi2)、硅化钼(MoSi2)、以及铝(Al)。第一和第二栅极电极210和215可以通过溅镀法或真空沉积法形成。通常，第一和第二栅极电极210和215可同通过利用溅镀法沉积材料且然后构图所沉积的材料来形成。
第一掩模通过光刻工艺根据形成在中间掩模(reticle)上的图案形成光致抗蚀剂图案，然后光致抗蚀剂图案通过灰化和光致抗蚀剂剥离工艺被去除。
在形成第一和第二栅极电极210和215期间，金属互连220形成在基板200的互连区域D中。金属互连220与第一和第二栅极电极210和215形成在相同层上并与第一和第二栅极电极210和215间隔开预定距离。金属互连220可以通过沉积与第一和第二栅极电极210和215相同的材料且然后使用第一掩模构图所述材料而形成。
参照图2B，栅绝缘层230形成在具有第一和第二栅极电极210和215以及金属互连220的基板200的整个表面上。栅绝缘层230可以是氧化硅层、氮化硅层、或者它们的堆叠层。栅绝缘层230可以通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺或低压CVD(LPCVD)工艺形成。
利用第二掩模(未示出)分别在第一和第二TFT区域A和B中在栅绝缘层230上形成第一半导体层240和第二半导体层245。在此情形下，第一和第二半导体层240和245可以由非晶硅(a-Si)或多晶硅(poly-Si)形成，优选为多晶硅。第一和第二半导体层240和245可以通过利用PECVD工艺沉积a-Si，利用结晶方法将a-Si结晶为多晶硅层，且利用第二掩模构图所述多晶硅层而形成。在此情形下，在利用PECVD工艺沉积a-Si之后接着利用退火工艺使a-Si脱氢从而降低氢的浓度。
之后，用于构图第一和第二半导体层240和245的第二掩模被定位于基板200之下，利用第二掩模且利用第一和第二栅极电极210和215作为掩模进行背曝光工艺从而形成与第一和第二TFT区域A和B中第一和第二半导体层240和245的预定区域上的第一和第二栅极电极210和215对应的第一光致抗蚀剂图案247。
更具体地，背曝光工艺包括将用于构图第一和第二半导体层240和245的第二掩模定位于基板200之下且朝向基板200的底部辐照光。这样，第一光致抗蚀剂图案247形成在第一和第二半导体层240和245的与所述第一和第二TFT区域A和B中的第一和第二栅极电极210和215对应的预定区域上。第一光致抗蚀剂图案247可以由正光敏材料形成。这样，当部分第一光致抗蚀剂图案247暴露于光时，该部分变为在显影液中可溶的材料且因此被蚀刻。通常，光敏材料由控制粘度的溶剂、与紫外(UV)线反应的光活性化合物、以及是化学结合物(chemical combination)的聚合物树脂构成。光敏材料可包括丙烯酸树脂或聚酰亚胺(PI)。
因此，位于透射从基板200的底部入射的光的栅绝缘层230上和半导体层的不与栅极电极对应的区域上的光致抗蚀剂在背曝光工艺中暴露于光，变为在显影液中可溶的材料，且被蚀刻。另一方面，由于形成在基板200的第一和第二TFT区域A和B中的第一和第二栅极电极210和215由金属形成且不能传输光，因此它们不曝光于从基板200的底部入射的光，从而使第一光致抗蚀剂图案247形成与第一和第二电极210和215相同的尺寸。
通过利用由背曝光工艺得到的第一光致抗蚀剂图案247进行第一杂质注入工艺250，将轻掺杂漏极(LDD)杂质离子注入到第一和第二半导体层240和245中。这样，LDD区域240e和第一沟道区域240c形成于第一TFT区域A中，第二源极和漏极区域245s和245d以及第二沟道区域245c形成于第二TFT区域B中。第一杂质注入工艺250可以使用普通n型杂质离子进行，例如PH3离子。特别地，形成LDD区域240e以改善TFT的性能。另外，因为在第一和第二半导体层240和245的形成之后通过背曝光工艺形成第一光致抗蚀剂图案247，所以能将LDD杂质离子注入到第一TFT区域A中的第一半导体层240中而不需另外的掩模，使得数量上能节省一道掩模工艺。
在背曝光工艺不必要或不能使用的情况下，可以利用用于光致抗蚀剂图案的掩模形成第一光致抗蚀剂图案247。然而，此时需要多一道掩模。
参照图2C，第一光致抗蚀剂图案247被去除，利用第三掩模(未示出)形成第二光致抗蚀剂图案255。具体地，第二光致抗蚀剂图案255形成为具有比第一TFT区域A中第一半导体240上的第一沟道区域240c稍大的宽度从而完全覆盖第一沟道区域240c和部分覆盖LDD区域240e。另外，第二光致抗蚀剂图案255形成为完全覆盖第二TFT区域B中的第二半导体层245。
之后，利用第二光致抗蚀剂图案255将n型杂质离子注入第一TFT区域A中LDD区域240e的暴露部分中。n型杂质离子包括选自含有磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)的组的一种材料。n型杂质离子的浓度高于LDD杂质离子的浓度。结果，包括掺杂以n型杂质离子的第一源极和漏极区域240s和240d、掺杂以LDD杂质离子的LDD区域240e、以及置于LDD区域240e之间的第一沟道区域240c的NMOS晶体管形成在第一半导体层240中。另一方面，形成在被第二光致抗蚀剂图案255覆盖的第二TFT区域B中的第二半导体层245没有被掺杂以n型杂质离子。
参照图2D，第二光致抗蚀剂图案255被去除，利用第四掩模(未示出)形成第三光致抗蚀剂图案265。第三光致抗蚀剂图案265覆盖通过第一杂质注入工艺250定义于第二TFT区域B的第二半导体层245中的第二沟道区域245c，暴露第二源极和漏极区域245s和245d，并完全覆盖第一TFT区域A中的第一半导体层240。
随后，利用第三光致抗蚀剂图案265进行第三杂质注入工艺270，使得p型杂质离子被注入到第二TFT区域B的第二源极和漏极区域245s和245d中。p型杂质离子包括选自含有硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)的组的一种。p型杂质离子的浓度高于LDD杂质离子的浓度。这样，包括被掺杂以p型杂质离子的第二源极和漏极区域245s和245d、置于第二源极和漏极区域245s和245d之间的第二沟道区域245c的PMOS晶体管形成在第二半导体层245中。另一方面，形成在被第三光致抗蚀剂图案265覆盖的第一TFT区域中的第一半导体层240未被掺杂以p型杂质离子。
结果，形成了具有形成在第一TFT区域A中的NMOS晶体管和形成在第二TFT区域B中的PMOS晶体管两者的CMOS TFT。
参照图2E，钝化层275形成于第一和第二半导体层240和245上。通常，形成钝化层275从而防止TFT受外界污染。钝化层275可以由无机绝缘层形成，其是氮化硅层、氧化硅层、或它们的堆叠层。钝化层275可以通过PECVD工艺或LPCVD工艺形成。优选地，通过沉积无机绝缘材料，退火该材料，以及氢化退火后的材料而获得钝化层275。
平坦化层280形成在钝化层275上以减少台阶。平坦化层280通常可以由选自含有苯环丁烷(BCB)、Pl、聚酰胺(PA)、丙烯酸树脂和酚醛树脂的组的一种有机材料形成。平坦化层280可以通过旋涂工艺形成。
之后，形成在第一和第二TFT区域A和B以及互连区域D中的钝化层275和平坦化层280利用第五掩模(未示出)被蚀刻，由此在钝化层275和平坦化层280中形成接触孔285从而暴露部分第一和第二源极和漏极区域240s、240d、245s和245d以及金属互连220。
参照图2F，包括反射层290a和透明层290b的第一电极材料层290设置于接触孔285中且然后通过毯式蚀刻(blanket etching)被构图，从而形成第一电极291、第一互连292、以及第二互连293。
反射层290a由具有高反射率的金属形成，其是选自含有铝(Al)、银(Ag)、及其合金的组中的一种。另外，透明层290b由ITO和IZO之一形成。这样，第一电极291形成为反射阳极。反射层290a和透明层290b可以通过溅镀方法、真空沉积方法、或离子电镀方法顺序沉积。通常，反射层290a和透明层290b通过溅镀方法形成。
第一电极材料层290的反射层290a可以由Ag形成，使得反射层290a可以通过毯式蚀刻与透明层290b一起被构图，透明层290b可以由ITO形成。第一电极材料层290可以通过利用溅镀方法顺序沉积Ag和ITO且然后利用第六掩模(未示出)通过毯式蚀刻湿或干蚀刻Ag层和ITO层来形成。毯式蚀刻可以利用普通蚀刻工艺。通过毯式蚀刻包括反射层290a和透明层290b的第一电极材料层290，在形成第一电极291期间数量上可节省一道掩模工艺。
结果，第一电极材料层290被构图从而形成第一互连292和第二互连293。第一互连292将形成于互连区域C中的金属互连220与形成于第一TFT区域A中的第一半导体层240的第一源极和漏极区域240s和240d中的一个(例如第一源极区域240s)连接。另外，第二互连293将形成于第一TFT区域A中的第一半导体层240的第一源极和漏极区域240s和240d中的另一个(例如第一漏极区域240d)与形成于第二TFT区域B中的第二半导体层245的第二源极和漏极区域245s和245d中的一个(例如第二源极区域245s)连接。
当形成第一电极291时，所述第一电极291是与第二源极和漏极区域245s和245d接触的反射阳极，形成用于将第二源极和漏极区域245s和245d与源极和漏极电极连接的接触孔的工艺，以及形成源极和漏极电极的工艺可以被省略，使得数量上能进一步节省一道掩模工艺。
参照图2G，像素定义层295形成于基板200的整个表面上以暴露第一电极291的预定区域。像素定义层295通常由选自包括BCB、Pl、PA、丙烯酸树脂和酚醛树脂的组的一种有机材料形成。通过利用旋涂工艺沉积有机材料且然后利用第七掩模蚀刻来形成像素定义层295，使得开口P形成于开口区域C中从而暴露第一电极291的部分表面。开口P可以通过干或湿蚀刻工艺形成，通常是湿蚀刻工艺。
参照图2H，至少包括有机发光层(EML)的有机层297和第二电极299形成于开口P中第一电极291的暴露部分上。除了EML之外，有机层297还可包括电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)和空穴注入层(HIL)中的至少一种。
EML可以由低分子物质或高分子物质形成。低分子物质可以是选自含有三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、并三苯、环戊二烯、ZnPBO、Balq和DPVBi的组的一种。高分子物质可以是选自含有聚噻吩(PT)、对聚对苯乙炔(poly(p-phenylenevinylene)，PPV)、聚亚苯基(PPP)和它们的衍生物的组的一种。有机层297可以通过真空沉积方法、旋涂法、喷墨印刷法、或激光诱导热成像(LITI)法形成。通常，有机层297可以通过旋涂法形成。另外，有机层297可以利用遮光掩模通过LITI法或真空沉积法构图。
第二电极299是薄透射电极，其可以由选自含有Mg、Ca、Al、Ag、及其合金的组的一种形成。另外，第二电极299可以通过真空沉积法形成。
具有第二电极299的基板200利用普通方法与上基板封装起来。这样，根据本发明该实施例的具有带LDD区域的底栅型CMOS TFT的顶部发射OLED使用七个掩模完成(或如果不使用背曝光工艺则使用八个掩模)。
实施例2图3A至3I是剖视图，示出根据本发明另一实施例的具有顶栅型CMOSTFT的OLED及其制造方法。
参照图3A，根据本发明另一实施例的具有顶栅型CMOS TFT的OLED包括具有第一TFT区域A、第二TFT区域B、开口区域C和互连区域D的基板300。基板300可以是由玻璃、塑料或石英形成的透明基板。
金属互连310利用第一掩模(未示出)形成在基板300的互连区域D中。金属互连310可以由选自含有Mo、W、Al、及其合金的组的一种材料形成。金属互连310可以通过溅镀方法或真空沉积法形成。通常，金属互连310可以通过利用溅镀方法沉积材料且然后构图所沉积的材料来形成。
参照图3B，缓冲层320形成在具有金属互连310的基板300的整个表面上，第一半导体层330和第二半导体层335被形成且然后利用第二掩模(未示出)被构图在第一和第二TFT区域A和B中缓冲层320上。
形成缓冲层320从而保护稍后将形成的TFT免受从基板300扩散的杂质离子的影响。缓冲层320可以是氧化硅层、氮化硅层、或它们的堆叠层。缓冲层320通过PECVD工艺或LPCVD工艺形成。形成第一和第二半导体层330和335的方法与实施例1中描述的方法相同。
参照图3C，利用第三掩模(未示出)形成第一光致抗蚀剂图案340从而暴露第一TFT区域A中第一半导体层330的预定区域，利用第一光致抗蚀剂图案340进行第一杂质注入工艺345使得n型杂质离子被注入到第一半导体层330中。n型杂质离子包括选自含有P、As、Sb和Bi的组的一种。从而，第一半导体层330定义掺杂以n型杂质离子的第一源极和漏极区域330s和330d，以及置于第一源极和漏极区域330s和330d之间的第一沟道区域330c。另一方面，形成在被第一光致抗蚀剂图案340覆盖的第二TFT区域B中的第二半导体层335未被掺杂以n型杂质离子。
参照图3D，在第一杂质注入工艺345之后，通过灰化(ashing)和PR剥离工艺去除第一光致抗蚀剂图案340，栅绝缘层350形成于具有第一和第二半导体层330和335的基板300的整个表面上。栅绝缘层350可以是氧化硅层、氮化硅层、或它们的堆叠层。另外，栅绝缘层350可以通过PECVD工艺或LPCVD工艺获得。
第一栅极电极360和第二栅极电极365利用第四掩模(未示出)形成于第一和第二TFT区域A和B中栅绝缘层350上。第一和第二栅极电极360和365由选自含有Mo、W、Al、以及它们的合金的组的一种材料形成。在此情况下，形成在第一TFT区域A中的第一栅极电极360形成为具有比图3C所示的第一沟道区域330c小的宽度从而为将在后面形成的LDD区域留出空间。第一和第二栅极电极360和365可以通过溅镀方法或真空沉积方法形成。通常，第一和第二栅极电极360和365通过利用溅镀方法沉积材料且然后构图所沉积的材料而形成。
利用第一和第二栅极电极360和365作为掩模在第一和第二TFT区域A和B中进行第二杂质注入工艺370，使得LDD区域330e形成于第一半导体层330中。掺入LDD区域330e中的杂质离子是n型杂质离子，通常为PH3。LDD杂质离子的浓度低于n型杂质离子的浓度。因此，形成于第一TFT区域A中的第一半导体层330形成包括被掺杂以n型杂质离子的第一源极和漏极区域330s和330d、被掺杂以低浓度杂质离子的LDD区域330e、以及置于LDD区域330e之间的第一沟道区域330c的NMOS晶体管。在此情况下，由于第二杂质注入工艺370，形成于第二TFT区域B中的第二半导体层335定义第二源极和漏极区域335s和335d以及置于第二源极和漏极区域335s和335d之间的第二沟道区域335c。
参照图3E，利用第五掩模(未示出)形成第二光致抗蚀剂图案375以完全覆盖第一TFT区域A中的第一半导体层330且暴露第二TFT区域B中的第二半导体层335。利用第二光致抗蚀剂图案375在第二TFT区域B中的第二半导体层335上进行第三杂质注入工艺380从而注入p型杂质离子以形成第二源极和漏极区域335s和335d。p型杂质离子包括选自含有B、Al、Ga和In的组的一种。p型杂质离子的浓度高于LDD杂质离子的浓度。这样，第二半导体层335形成包括被掺杂以p型杂质离子的第二源极和漏极区域335s和335d、以及置于第二源极和漏极区域335s和335d之间的第二沟道区域335c的PMOS晶体管。
从而，形成了具有形成在第一TFT区域A中的NMOS晶体管和形成在第二TFT区域B中的PMOS晶体管两者的CMOS TFT。
参照图3F，钝化层382形成于第一和第二栅极电极360和365上，然后平坦化层385形成于钝化层382上。
利用第六掩模(未示出)蚀刻钝化层382和平坦化层385，由此形成接触孔387从而暴露部分第一和第二源极和漏极区域330s、330d、335s和335d以及金属互连310。
形成钝化层382、平坦化层385、以及接触孔387的方法与实施例1中描述的方法的相同。
参照图3G，包括反射层390a和透明层390b的第一电极材料层390堆叠于接触孔387中，然后利用第七掩模(未示出)通过毯式蚀刻工艺被构图，由此形成第一电极391、第一互连392、以及第二互连393。
第一电极材料层390的形成和构图与实施例1中描述的相同。包括反射层390a和透明层390b的第一电极材料层390被毯式蚀刻，使得在形成第一电极391期间可以在数量上节省一道掩模工艺。
结果，第一电极391与第二TFT区域B中第二半导体层335的第二源极和漏极区域335s和335d之一连接，第一互连392与互连区域C中金属互连310以及第一TFT区域A中第一源极和漏极区域330s和330d中的一个接触。另外，第二互连393与第一TFT区域A中第一源极和漏极区域330s和330d的另一个以及第二TFT区域B中第二源极和漏极区域335s和335d的另一个接触。
由于第一电极391、第一互连392、以及第二互连393同时形成，所以形成用于将源极和漏极区域与源极和漏极电极连接的接触孔的工艺、以及形成源极和漏极电极的工艺能被省略。因此，数量上能进一步节省两道掩模工艺。
参照图3H，像素定义层395形成在具有第一电极391的基板300的整个表面上。形成像素定义层395的方法与实施例1中描述的方法相同。利用第八掩模(未示出)蚀刻像素定义层395使得开口P形成于开口区域C中从而暴露第一电极391的部分表面。开口P通过干或湿蚀刻工艺形成。
参照图3I，至少具有EML的有机层397和第二电极399形成于开口P中第一电极391的暴露部分上。形成有机层397和第二电极399的方法与实施例1中描述的方法相同。
利用普通方法将具有第二电极399的基板300与上基板封装起来。这样，根据本发明另一实施例的具有带LDD区域的顶栅型CMOS TFT的顶部发射OLED利用八道掩模工艺完成了。
根据如上所述的本发明，当形成作为反射阳极的第一电极时，同时使互连与内部器件接触。这样，与使用11至12道掩模工艺的传统OLED相比，具有带LDD区域的CMOS TFT的OLED仅使用了7至8道掩模工艺形成。因此，能缩短总体制造工艺，减少制造成本，增加产量。
尽管参照其特定示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本发明所附权利要求及其等价物定义的本发明的思想和范围的情况下能进行许多修改和变化。
本申请要求享有于2005年6月22提交的韩国专利申请No.2005-54165的优先权，在此引入其全部内容作为参考。
权利要求
1.一种有机发光显示装置(OLED)，包括具有第一薄膜晶体管(TFT)、第二TFT、以及金属互连的基板；设置于具有所述第一TFT、所述第二TFT、以及所述金属互连的所述基板上的平坦化层；设置于所述平坦化层的预定区域中从而暴露所述第一TFT的第一源极和漏极区域、所述第二TFT的第二源极和漏极区域、以及所述金属互连的预定区域的接触孔；以及用于通过所述接触孔电连接所述金属互连、所述第一源极和漏极区域、以及所述第二源极和漏极区域的互连。
2.根据权利要求1所述的OLED，还包括连接到所述第一源极和漏极区域以及所述第二源极和漏极区域之一的第一电极；设置于所述第一电极上的有机层；以及设置于所述有机层上的第二电极。
3.根据权利要求2所述的OLED，其中所述第一电极包括反射层和透明层。
4.根据权利要求3所述的OLED，其中所述反射层由选自含有铝(Al)、银(Ag)、以及它们的合金的组的一种形成。
5.根据权利要求3所述的OLED，其中所述透明层由氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)之一形成。
6.根据权利要求1所述的OLED，其中所述互连设置在与所述第一电极相同的层上且由与所述第一电极相同的材料形成。
7.根据权利要求1所述的OLED，其中所述第一TFT的第一栅极电极、所述第二TFT的第二栅极电极、以及所述金属互连设置在相同层上。
8.根据权利要求7所述的OLED，其中所述第一栅极电极、所述第二栅极电极、以及所述金属互连由选自含有钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、以及它们的合金的组的一种形成。
9.根据权利要求1所述的OLED，其中所述第一TFT包括设置于所述基板上的第一栅极电极；设置于所述第一栅极电极上的栅绝缘层；以及设置于所述栅绝缘层上的第一半导体层，对应于所述第一栅极电极，且包括所述第一源极和漏极区域以及第一沟道区域，且其中所述第二TFT包括设置于所述基板上的第二栅极电极；设置于所述第二栅极电极上的所述栅绝缘层；以及设置于所述栅绝缘层上的第二半导体层，对应于所述第二栅极电极，且包括所述第二源极和漏极区域以及第二沟道区域。
10.根据权利要求1所述的OLED，其中所述第一TFT包括设置于所述基板上且包括所述第一源极和漏极区域以及第一沟道区域的第一半导体层；设置于所述第一半导体层上的栅绝缘层；以及设置于所述栅绝缘层上且对应于所述第一沟道区域的第一栅极电极，且其中所述第二TFT包括设置于所述基板上且包括所述第二源极和漏极区域以及第二沟道区域的第二半导体层；设置于所述第二半导体层上的栅绝缘层；以及设置于所述栅绝缘层上且对应于所述第二沟道区域的第二栅极电极。
11.根据权利要求9或10所述的OLED，还包括设置于所述第一和第二漏极区域与所述第一沟道区域之间的轻掺杂漏极(LDD)区域。
12.一种有机发光显示装置(OLED)，包括设置于基板上的金属互连、第一栅极电极、以及第二栅极电极；设置于所述金属互连、所述第一栅极电极、以及所述第二栅极电极上的栅绝缘层；设置于所述栅绝缘层上的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层对应于所述第一栅极电极且包括第一源极和漏极区域以及第一沟道区域，所述第二半导体层对应于所述第二栅极电极且包括第二源极和漏极区域以及第二沟道区域；设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层上的平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层的预定区域形成且暴露所述金属互连、所述第一源极和漏极区域、以及所述第二源极和漏极区域的预定区域的接触孔；用于通过所述接触孔将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接的第一互连，用于通过所述接触孔将所述第一源极和漏极区域的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接的第二互连，以及通过所述接触孔连接到所述第二源极和漏极区域的另一个的第一电极；设置于所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极上并暴露所述第一电极的预定区域的像素定义层；以及设置于所述第一电极的所述暴露区域上的有机层和第二电极，所述有机层至少包括有机发光层。
13.根据权利要求12所述的OLED，其中所述金属互连、所述第一栅极电极、以及所述第二栅极电极由相同材料形成。
14.根据权利要求12所述的OLED，还包括设置于所述第一源极和漏极区域与所述第一沟道区域之间或所述第二源极和漏极区域与所述第二沟道区域之间的LDD区域。
15.根据权利要求12所述的OLED，其中所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极包括反射层和透明层。
16.一种有机发光显示装置(OLED)，包括设置于基板上的金属互连；设置于所述金属互连上的缓冲层；设置于所述缓冲层上的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括第一源极和漏极区域以及第一沟道区域，所述第二半导体层包括第二源极和漏极区域以及第二沟道区域；设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层上的栅绝缘层；设置于所述栅绝缘层上且分别对应于所述第一沟道区域和所述第二沟道区域的第一栅极电极和第二栅极电极；设置于所述第一栅极电极和所述第二栅极电极上的平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层和所述栅绝缘层的预定区域形成来暴露所述第一源极和漏极区域以及所述第二源极和漏极区域的预定区域，以及通过蚀刻所述平坦化层、所述栅绝缘层、以及所述缓冲层的预定区域形成来暴露所述金属互连的预定区域的接触孔；用于通过所述接触孔将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接的第一互连，用于通过所述接触孔将所述第一源极和漏极区域的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接的第二互连，以及通过所述接触孔连接到所述第二源极和漏极区域的另一个的第一电极；设置于所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极上并暴露所述第一电极的预定区域的像素定义层；以及设置于所述第一电极的所述暴露区域上的有机层和第二电极，所述有机层至少包括有机发光层。
17.根据权利要求16所述的OLED，还包括设置于所述第一源极和漏极区域与所述第一沟道区域之间或所述第二源极和漏极区域与所述第二沟道区域之间的LDD区域。
18.根据权利要求16所述的OLED，其中所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极包括反射层和透明层。
19.一种制造OLED的方法，包括在基板上形成金属互连；在所述金属互连上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成第一半导体层和第二半导体层；在所述第一半导体层和所述第二半导体层上形成栅绝缘层；在所述栅绝缘层上形成第一栅极电极和第二栅极电极使得所述第一栅极电极和所述第二栅极电极分别对应于所述第一半导体层的第一沟道区域和所述第二半导体层的第二沟道区域；在所述第一栅极电极和所述第二栅极电极上形成平坦化层；通过蚀刻所述平坦化层和所述栅绝缘层的预定区域形成接触孔以暴露所述第一半导体层的第一源极和漏极区域的预定区域以及所述第二半导体层的第二源极和漏极区域的预定区域，且通过蚀刻所述平坦化层、所述栅绝缘层、以及所述缓冲层的预定区域形成接触孔以暴露所述金属互连的预定区域；在具有所述接触孔的所述基板上形成反射层和透明层；通过构图所述反射层和所述透明层形成第一互连、第二互连、以及第一电极，所述第一互连用于将所述金属互连与所述第一源极和漏极区域之一连接，所述第二互连用于将所述第一源极和漏极区域的另一个与所述第二源极和漏极区域之一连接，所述第一电极连接到所述第二源极和漏极区域的另一个；在具有所述第一互连、所述第二互连、以及所述第一电极的所述基板上形成像素定义层以暴露所述第一电极的预定区域；以及在所述第一电极的所述暴露区域形成至少包括有机发光层的有机层和第二电极。
20.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述第一半导体层和所述第二半导体层包括在所述缓冲层上形成硅层；构图所述硅层且形成第一硅图案和第二硅图案；在所述第一硅图案和所述第二硅图案的预定区域上形成第一光致抗蚀剂图案并以低浓度注入第一杂质离子；去除所述第一光致抗蚀剂图案，形成第二光致抗蚀剂图案以覆盖比所述第一光致抗蚀剂图案覆盖的所述第一硅图案的区域具有更大宽度的所述第一硅图案且完全覆盖所述第二硅图案，且通过以高浓度将第一杂质离子注入到所述第一硅图案中形成具有第一源极和漏极区域、LDD区域、以及第一沟道区域的第一半导体层；以及去除所述第二光致抗蚀剂图案，形成第三光致抗蚀剂图案从而完全覆盖所述第一半导体层且覆盖与所述第二硅图案的被所述第一光致抗蚀剂图案覆盖的区域相同的区域，且通过以高浓度注入第二杂质离子形成具有第二源极和漏极区域以及第二沟道区域的第二半导体层。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一杂质离子是n型杂质离子。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二杂质离子是p型杂质离子。
全文摘要
本发明提供一种有机发光显示装置(OLED)及其制造方法。在同时形成金属互连和栅极电极时或在形成第一电极时，形成用于电连接元件的互连。从而，能减少使用掩模的次数，从而缩短总体制造工艺且降低制造成本。
文档编号H01L21/82GK1897299SQ20061012572
公开日2007年1月17日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者黄义勋, 李相杰 申请人:三星Sdi株式会社