专利名称：发光器件及其制造方法
1、发明的领域本发明涉及具有发光元件的发光器件及制造发光器件的方法，其中发光元件由阳极、阴极和含有通过施加电场能发光的有机化合物的膜(该膜以下称为有机化合物层)构成。具体而言，本发明涉及采用驱动电压和元件寿命分别比常规元件低和长的发光元件的发光器件。本说明书中的发光器件指的是采用发光元件的图像显示器件。而且，下列组件都被包含于发光器件的定义中通过将连接器如各向异性导电膜(FPC柔性印刷电路)、TAB(带式自动键合)带、或TCP(带式载体封装)固定到发光元件上得到的组件；其中在TAB带或TCP的端部提供印刷布线板的组件；和其中利用COG(玻璃上芯片)方法将IC(集成电路)直接安装到发光元件上的组件。
2、相关技术的说明由于它们的薄和轻重量、快速响应和直流低压驱动的特性，作为下一代平板显示元件的注意力集中在发光元件。而且，作为自发光和具有宽视角给发光元件提供更好的可视性。因此，发光元件被看作是电设备的显示屏的有效元件并正在积极发展。
一般认为，发光元件通过下列机理发光在夹在有机化合物层之间的电极之间施加电压，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在有机化合物层的发光中心复合，形成分子激子，分子激子返回基态同时释放能量，使发光元件发光。在有机化合物中产生的分子激子采用单激发或三激发。本说明书涉及从单激发发光的元件和从三激发发光的元件。
这些发光元件通过驱动方法分类为无源矩阵(简单矩阵)型和有源矩阵型。最吸引人的元件是有源矩阵型元件，因为它们能以QVGA级数量的象素或更多象素显示高清晰的图像。
具有发光元件的有源矩阵发光器件的元件结构如图2中所示。TFT202形成在衬底201上，层间绝缘膜203形成在TFT 202上。
在层间绝缘膜203上形成通过布线204电连接到TFT 202的阳极(象素电极)205。适合于阳极205的材料是具有大功函数的透明导电材料。建议采用ITO(氧化铟锡)膜、氧化锡(SnO2)膜、氧化锡和氧化锌(ZnO)的合金膜、半透明金膜、聚苯胺膜等。这些膜当中，最好使用ITO膜，因为它具有约3.75eV的带隙和在可见光范围中的高度透明性。
有机化合物层206形成在阳极205上。在本说明书中，设置在阳极和阴极之间的所有层一起构成有机化合物层。具体而言，有机化合物层206包括发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴转移层、电子转移层等。发光元件的基本结构是阳极、发光层和阴极按顺序层叠的叠层结构。该基本结构可被修改为阳极、空穴注入层、发光层和阴极按顺序层叠的叠层，或阳极、空穴注入层、和发光层、电子转移层、和阴极按顺序层叠的叠层。
形成有机化合物层206之后，形成阴极以完成发光元件209。阴极通常由具有小功函数(通常，属于周期表中1或2族的金属)的金属形成。在本说明书中，这种金属(包括碱金属和碱土金属)称为碱金属。
用有机树脂材料形成堤208以覆盖阳极边缘并防止在该位置的阳极和阴极之间短路。
图2表示一个象素和其中形成的发光元件。实际象素部分提供有各如图2所示那样构成的多个发光元件，以便构成有源矩阵发光器件。
在发光器件的上述常规结构中，层间绝缘膜和形成在层间绝缘膜上的阳极(透明导电材料)具有不同的热膨胀系数。当对与该常规发光器件结构一样的其中具有不同热膨胀系数的材料互相接触的结构进行热处理时，在具有较小热膨胀系数的材料一侧(这种情况下为阳极)上的界面中产生破裂。阳极是用于参与光发射的空穴注入到有机化合物层中的电极。如果在阳极中产生破裂，裂痕将影响空穴的产生，并减少了注入的空穴数量，甚至使发光元件本身退化。阳极表面的不规则性也影响空穴的产生和注入。
此外，有机化合物层本来就容易被氧和潮气退化。鉴于此，通常使用如聚酰亚胺、酰胺和丙烯酸等的有机树脂材料形成层间绝缘膜，并且从该层间绝缘膜释放的氧或其它气体将使发光元件退化。
而且，发光元件的阴极由能严重损害TFT特性的碱金属材料如Al或Mg形成。混合在TFT的有源层中的碱金属使TFT的电特性改变，并且不可能给TFT提供长期可靠性。
为了避免损害TFT特性，最好通过将TFT制造步骤处理室(洁净室)与发光元件制造步骤处理室(洁净室)分开来防止TFT的有源层的碱金属污染。但是，给制造工艺增加了为了防止碱金属污染而在室(洁净室)移动衬底时出现的其它问题；TFT衬底可能由于空气中的灰尘或其它污物而被污染，并且TFT元件可能被静电放电损坏。
本发明的特征在于层间绝缘膜形成在TFT上，TFT形成在绝缘体上；绝缘膜形成在层间绝缘膜上；形成阳极以便通过布线电连接到TFT；形成树脂绝缘膜以便覆盖阳极和布线；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；热处理之后擦洗或清晰阳极；和形成绝缘膜以覆盖阳极和堤。
形成在层间绝缘膜和阳极之间的绝缘膜抑制了由热处理引起的在有不同热膨胀系数的相邻材料中产生的破裂。因此发光元件可具有长寿命。这个绝缘膜还能防止从层间绝缘膜释放的气体或潮气到达发光元件。该绝缘膜可以是无机绝缘膜，或者可以是通过等离子体处理的表面修正得到的固化膜或DLC膜。
通过擦洗阳极，阳极表面的不规则性可以被修平，并且可去掉阳极表面上的灰尘。
通过形成覆盖阳极和堤的绝缘膜，可实现要注入到有机化合物层中的空穴和电子的平衡量的效果。
本发明的其它方案的特征在于形成用于形成堤的树脂绝缘膜；将衬底移动到可避免被碱金属或其它污物污染的处理室中；和刻蚀树脂绝缘膜以形成堤。
在形成用于保护TFT的半导体膜的绝缘膜之后进行抗静电处理。用于形成TFT衬底的第一处理室(第一洁净室)与用于形成发光元件的第二处理室(第二洁净室)分开。这样，降低了来自形成发光元件的阴极的碱金属材料的碱金属如Al或Mg混合在TFT的有源层中的风险。结果是，可提高TFT的电特性及其长期可靠性。
抗静电膜是用不影响形成堤、阳极和布线的树脂绝缘膜的材料形成的，并用水清洗等其它简单方法去掉。作为这种材料，具有进行抗静电处理所需要的导电性的材料是合适的(例如，10-8[S/m]或更多)。一般采用导电有机材料，例如通过旋涂形成包括导电聚合物的抗静电膜，并通过蒸发形成包括导电低分子的抗静电膜。具体而言，可使用聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)、聚苯胺(PAni)、甘油脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、N，N-二(2-羟乙基)烷胺(烷基二乙醇胺)、N-2-羟乙基-N-2-羟基烷胺(羟烷基单乙醇胺)、聚氧化乙烯烷胺、聚氧化惭烯烷胺脂肪酸酯、烷基二乙醇酰胺、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基磷酸酯、四烷基铵盐、三烷基苯基铵盐、烷基甜菜碱、烷基咪唑鎓甜菜碱等。这些材料可容易地用水或有机溶剂去掉。此外，有机绝缘材料如聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、聚酰亚胺酰胺(polyimideamide)或BCB(苯并环丁烯)可用做抗静电膜。由上述材料形成的抗静电膜可适用于所有实施例。
本发明的其它方案的特征在于包括用于结晶而在阳极上进行热处理之后形成堤和在堤表面上进行等离子体处理的步骤。
在堤表面上通过等离子体处理而对其进行表面修正形成固化膜。这防止了堤释放其潮气和使发光元件退化。
图17A-17F是表示根据实施例的制造发光器件的工艺的示意图；图18A和18B是表示制造发光器件的工艺的示意图；图19是表示本发明的制造工艺的流程图；图20A-20D是表示进行发光器件制造工艺的例子的示意图；图21A-21C是表示进行发光器件制造工艺的例子的示意图；图22A和22B是表示进行发光器件制造工艺的例子的示意图；图23A和23B是表示进行发光器件制造工艺的例子的示意图。
在电流控制TFT 101上，形成层间绝缘膜102，用于平面化。层间绝缘膜102是由有机树脂材料如聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、聚酰亚胺酰胺、环氧树脂、或BCB(苯并环丁烯)形成，且具有约1.0-2.0μm的平均厚度。衬底适合通过形成层间绝缘膜102来整平。而且，由于有机树脂材料的介电常数一般较低，因此层间绝缘膜可减少寄生电容。
接着，在层间绝缘膜102上形成第一绝缘膜103，以便使从层间绝缘膜102释放的气体不会影响发光元件。第一绝缘膜103是无机绝缘膜，一般为氧化硅膜、氮氧化硅膜或氮化硅膜，或者具有上述膜组合的叠层结构。第一绝缘膜是利用等离子体CVD形成的，其中反应压力设定为20-200Pa，衬底温度设定为300-400℃，用于放电的高频(13.56MHz)功率密度设定为0.1-1.0W/cm2。或者，通过在层间绝缘膜表面上进行等离子体处理，形成含有选自由氢、氮、卤代碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
此后形成具有所希望图形的抗蚀剂掩模。形成到达电流控制TFT101的漏区的接触孔，以便形成布线104。该布线是由作为导电金属膜的Al膜或Ti膜、或Al和Ti的合金膜形成的。通过溅射或真空蒸发淀积该材料以形成膜，并将得到的膜构图成所希望的形状。
接着形成用做发光层的阳极的透明导电膜105。透明导电膜105通常由氧化铟锡(ITO)、或其中混合了2-20％的氧化锌(ZnO)的氧化铟形成。
阳极是通过刻蚀透明导电膜105形成的。然后，形成堤107，并在230-350℃进行热处理。在本说明书中，具有在阳极上方的开口并覆盖阳极边缘的绝缘膜称为堤(图1B和1C)。
用PVA(聚乙烯醇)-基多孔物质和清洗液擦洗阳极106的表面，以便整平阳极106的表面并从其上去掉灰尘。在本说明书中，用PVA(聚乙烯醇)基多孔物质擦洗阳极表面以整平该表面并从其上去掉灰尘表示为擦洗。
擦洗阳极表面之后，形成第二绝缘膜。然后在第二绝缘膜110上形成有机化合物层111和阴极112。第二绝缘膜110是通过旋涂形成厚度为1-5nm的聚酰亚胺、酰胺、丙烯酸、或其它有机树脂绝缘膜。
有机化合物层111是除了发光层之外还有空穴注入层、空穴转移层、空穴阻挡层、电子转移层、电子注入层、缓冲层等组合的叠层。有机化合物层111的厚度优选为约10-400nm。
阴极112是在有机化合物层111形成之后通过蒸发形成的。阴极112的材料是MgAg或Al-Li合金(铝和锂的合金)。或者，阴极可以是属于周期表中1或2族的元素和铝的共蒸发形成的膜。阴极112的厚度优选约为80-200nm。
利用原子力显微镜(AFM)观察擦洗处理之后透明导电膜的表面状态，结果示于图14-16中。
本实施例中的表面观察用做在玻璃衬底上形成为110nm厚并通过在250℃热处理结晶的ITO膜的测量表面。
图14和15表示用AFM观察到的衬底表面的不规则性。图14中所示的是在擦洗处理之前观察测量表面的结果，而图15是在擦洗处理之后观察测量表面的结果。
图16表示用Bellclean(Ozu Corporation的产品)作为擦洗的PVA基多孔材料而在擦洗处理之前和之后的平均表面粗糙度(Ra)。这里平均表面粗糙度扩展为三维，以便可以相对于要观察的表面施加由JIS B0601确定的中心线平均高度。从结果看来，擦洗处理之后，测量表面上的平均表面粗糙度减小了，水平度提高了。
实施例1本实施例将介绍利用本发明制造的发光元件。这里参考图3A-6B所述的是在同一衬底上同时制造象素部分的TFTs和驱动电路的TFTs(n沟道TFT和p沟道TFT)的方法的例子。象素部分具有本发明的发光元件。驱动电路设置在象素部分的周边。
首先，制备玻璃衬底900。在本例中，硼硅酸钡玻璃，典型的例子是Corning#7059玻璃或#1737玻璃(Corning Incorporated的产品)，或硼硅酸铝玻璃可用做衬底900。衬底900可以是任何透光衬底，也可以使用石英衬底。如果对于本例的工艺处理具有耐热性，则可以采用塑料衬底。
接着，如图3A所示，在衬底900上用绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜形成基底绝缘膜901。在本例中，基底绝缘膜901具有两层结构。但是，上面列出的单层或两层以上的多层绝缘膜也可用做基底绝缘膜。基底绝缘膜901的第一层是采用SiH4、NH3和N2O作为反应气体用等离子体CVD形成厚度为10-200nm(优选为50-100nm)的氮氧化硅膜901a。本例中形成的氮氧化硅膜901a(成分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)的厚度为50nm。基底绝缘膜901的第二层是用SiH4和N2O做反应气体用等离子体CVD形成厚度为50-200nm(优选100-150nm)的氮氧化硅膜901b。本例中形成的氮氧化硅膜901b(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。的厚度为100nm。
在基底绝缘膜901上形成半导体层902-905。半导体层902-905是通过将结晶半导体膜构图成所希望的形状形成的，其中结晶半导体膜是通过用公知方法(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)形成带有非晶结构的半导体膜，然后对该膜进行公知的结晶处理(例如激光结晶、热结晶、或用镍或其它催化剂的热结晶)得到的。半导体层902-905的厚度各为25-80nm(优选30-60nm)。结晶半导体膜的材料不限，但是优选硅或硅锗(SiXGe1-X(X＝0.0001-0.02))合金。本例中，用等离子体CVD形成厚度为55nm的非晶硅膜，然后将含有镍的溶液施加于非晶硅膜的上表面。接着对非晶硅膜进行脱氢处理(在500℃进行1小时)，然后进行热结晶(在550℃，进行4小时)，再进行激光退火，用于提高结晶度以得到结晶硅膜。在该结晶硅膜上进行利用光刻的构图处理，形成半导体层902-905。
在形成半导体层902-905之后，可以用微量杂质元素(硼或磷)掺杂半导体层902-905，以便控制TFTs的阈值。
如果采用激光结晶形成结晶半导体膜，可采用脉冲振荡型或连续波准分子激光器、YAG激光器、或YVO4激光器。由这些激光器选出的一种激光器发射的激光优选在照射半导体膜之前用光学系统聚集成线形光束。虽然结晶的条件可由操作者适当设定，但是有一些优选条件。当使用准分子激光器时，优选条件包括设定脉冲振荡频率为300Hz，激光能量密度为100-400mJ/cm2(典型为200-300mJ/cm2)。当使用YAG激光时，优选条件包括使用其二次谐波，设定脉冲振荡频率为30-300kHz，激光能量密度为300-600mJ/cm2(典型为350-500mJ/cm2)。激光被聚集成宽度为100-1000μm、例如400μm的线形光束，以便用该光束照射衬底的整个表面。在照射中，线形激光的叠加率设定为50-90％。
接下来，形成覆盖半导体层902-905的栅绝缘膜906。栅绝缘膜906是用等离子体CVD或溅射由含有硅的绝缘膜形成的，且厚度为40-150nm。
本例使用通过等离子体CVD形成的厚度为110nm的氮氧化硅膜(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。栅绝缘膜不限于氮氧化硅膜，当然可以是含有硅的其它绝缘膜的单层或叠层。
栅绝缘膜使用氧化硅膜时，可用等离子体CVD形成该膜，其中TEOS(原硅酸四乙酯)和O2混合，反应压力设定为40Pa，衬底温度设定为300-400℃，用于放电的高频(13.56MHz)功率密度设定为0.5-0.8W/cm2。当该膜接受后来的在400-500℃的热退火时，如此形成的氧化硅膜提供作为栅绝缘膜的优异特性。
在栅绝缘膜906上形成厚度为200-400nm(优选为250-350nm)、用于形成栅极的耐热导电层907。如果需要，耐热导电层907可以是单层、或两层、三层或多层的叠层。耐热导电层可以是含有选自由Ta、Ti和W构成的组的元素的膜。或者，耐热导电层可以是含有上面列出的一种元素和其它元素的合金膜，或含有上面列出的元素的组合的合金膜。采用溅射或CVD形成耐热导电层。为了减小该层的电阻，应当降低该层中含有的杂质的浓度，特别是氧的浓度优选减小到30ppm或更少。在本例中，W膜形成为300nm厚。W膜可以用W做靶利用溅射法形成，或用六氟化钨(WF6)的热CVD法形成。在每种情况下，为了用W膜做栅极，W膜必须具有低电阻率。所希望的W膜的电阻率为20μΩcm或更低。可通过增加晶粒尺寸来减小W膜的电阻率，但是，如果W膜中有太多的杂质元素如氧，抑制了结晶并使电阻率升高。相应地，当用溅射法形成W膜时，采用纯度为99.9至99.9999％的W靶，并且应非常小心不允许气相杂质混合到正在形成的W膜中。结果是，W膜可具有9-20μΩcm的电阻率。
还可用溅射形成用于耐热导电层907的Ta膜。Ta膜是用Ar做溅射气体形成的。如果给溅射气体添加适量的Xe或Kr，得到的Ta膜的内部应力很容易防止Ta膜剥离。处于α相的Ta膜的电阻率为约20μΩcm，并且可用做栅极。另一方面，处于β相的Ta膜的电阻率约为180μΩcm并且不适合用于栅极。处于α相的Ta膜可以很容易地通过形成作为Ta膜的基底的具有近似于α相的晶体结构的TaN膜获得。虽然图中未示出，在耐热导电层907下面形成厚度为约2-20nm且用磷(P)掺杂的硅膜是有效的。这提高了与要形成在其上的导电膜的粘附力并防止氧化。同时，硅膜防止了包含在耐热导电层907和908中的微量碱金属元素扩散到第一形状栅绝缘膜906中。无论使用哪种材料，耐热导电层907的优选电阻率范围为10-50μΩcm。
在本例中，TaN膜用于第一导电膜907，W膜用于第二导电膜908(图3A)。
接着，用光刻技术形成抗蚀剂掩模909。然后进行第一刻蚀处理。第一刻蚀处理是在第一刻蚀条件和第二刻蚀条件下进行的。
在本例中，采用ICP刻蚀装置，Cl2、CF4和O2用做刻蚀气体，其气体流速的比为25/25/10，在1Pa的压力下提供3.2W/cm2的RF(13.56MHz)功率以产生等离子体。还给衬底一侧(样品阶段(samplestage))提供224mW/cm2的RF(13.56MHz)功率，以便给其施加基本上负自偏置电压。在第一刻蚀条件下刻蚀W膜。然后在不去掉抗蚀剂掩模的情况下将第一刻蚀条件转换成第二刻蚀条件。在第二刻蚀条件下，CF4和Cl2用做刻蚀气体，气体流速的比设定为30/30SCCM，在1Pa压力下提供RF(13.56MHz)功率以产生等离子体。还给衬底一侧(样品阶段)提供20W的RF(13.56MHz)功率，以便可以施加基本负自偏置电压。
通过第一刻蚀处理形成具有第一锥形的导电层910-913。导电层910-913的锥部的角度设定为15-30°。为了在不留下任何残余物的情况下刻蚀该膜，刻蚀时间延长约10-20％，用于过刻蚀(over-etching)。氮氧化硅膜(栅绝缘膜906)对W膜的选择率为2-4(典型为3)，于是氮氧化硅膜的露出表面通过过刻蚀处理被刻蚀约20-50nm(图3B)。
然后进行第一掺杂处理，以便用导电类型的杂质元素掺杂半导体层。在该掺杂步骤中在不去掉抗蚀剂掩模909的情况下使用提供n型导电性的杂质元素。用第一锥形导电层910和913做掩模，用杂质元素部分掺杂半导体层902-905，由此按自对准方式形成第一n型杂质区914-917。用于提供n型导电性的杂质元素是周期表中的15族元素，典型为磷(P)或砷(As)。这里的掺杂使用磷和离子掺杂。在第一n型杂质区914-917中提供n型导电性的杂质元素的浓度为1×1020-1×1021原子/cm3(图3B)。
然后在不去掉抗蚀剂掩模的情况下进行第二刻蚀处理。第二刻蚀处理是在第三刻蚀条件和第四刻蚀条件下进行的。在第二刻蚀处理中，与第一刻蚀处理一样，采用ICP装置，CF4和Cl2用做刻蚀气体，其流速的比为30/30SCCM，在1Pa压力下提供RF(13.56MHz)功率以产生等离子体。还给衬底一侧(样品阶段)提供20W的RF(13.56MHz)功率，以便对其施加基本负自偏置电压。在第三刻蚀条件下形成的是导电膜918-921，其中W膜和TaW膜被刻蚀到相同程度(图3C)。
在它们的位置上留下抗蚀剂掩模的同时，将刻蚀条件改变为第四刻蚀条件。在第一刻蚀条件下，CF4、Cl2和O2用做刻蚀气体，并在1Pa的压力下提供RF(13.56MHz)功率以产生等离子体。还给衬底一侧(样品阶段)提供20W的RF(13.56MHz)功率，以便对其施加基本负自偏置电压。在第四刻蚀条件下刻蚀W膜，形成第二形状导电膜922-925(图3D) 。
进行第二掺杂步骤(其中通过第二形状第一导电膜922a-925a用n型杂质元素掺杂半导体层)。结果是，在与第一n型杂质区914-917接触的沟道形成区的一侧上分别形成第二n型杂质区926-929。每个第二n型杂质区中的杂质的浓度设定为1×1016-1×1019原子/cm3。在第二掺杂步骤中，也通过第一层第二形状导电膜922a-925a的锥部n型杂质元素掺杂半导体层。在本说明书中，与第一层第二形状导电膜922a-925a重叠的第二n型杂质区的部分称为Lov(‘ov’表示‘重叠’)区，而不与第一层第二形状导电膜922a-925a重叠的第二n型杂质区的部分称为Loff(‘off’表示‘偏离’)区(图4A)。
如图4B所示，分别在用做p沟道TFTs的有源层的半导体层902和905中形成杂质区932(932a和932b)和933(933a和933b)。杂质区932和933的导电类型与所述一个导电类型相反。也通过用p型导电性的杂质元素掺杂半导体层同时用第二导电层922作掩模，也按自对准方式形成杂质区932和933。在该掺杂之前，形成覆盖作为n沟道TFTs的有源层的半导体层903和904的整个表面的抗蚀剂掩模930和931。p型杂质区932和933是利用乙硼烷(B2H6)的离子掺杂形成的。在每个p型杂质区932和933中，提供p型导电性的杂质的浓度设定为2×1020-2×1021原子/cm3。
在更近处观察，p型杂质区932和933含有提供n型导电性的杂质元素。然而，如果p型杂质区932和933用提供p型导电性的杂质元素以比提供n型导电性的杂质元素的浓度高1.5-3倍的浓度掺杂，则它们用做p沟道TFTs的源区和漏区是没有问题的。
之后，在第二形状导电层922-925和栅绝缘膜906上形成第一层间绝缘膜934，如图4C所示。第一层间绝缘膜934是氧化硅膜、氮氧化硅膜、或氮化硅膜，或具有上述膜组合的叠层。在任何一种情况下，第一层间绝缘膜934设定为100-200nm。如果氧化硅膜用于第一层间绝缘膜934，则可用等离子体CVD形成该膜，其中混合了TEOS和O2，反应压力设定为40Pa，衬底温度设定为300-400℃，用于放电的高频(13.56MHz)功率密度设定为0.5-0.8W/cm2。如果氮氧化硅膜用于第一层间绝缘膜934，可用等离子体CVD由SiH4、N2O和NH3，或由SiH4和N2O形成该膜。这种情况下的膜形成条件包括设定反应压力为20-200Pa，衬底温度为300-400℃，高频(60MHz)功率密度为0.1-1.0W/cm2。第一层间绝缘膜934可以是由SiH4、N2O和H2形成的氮氧化硅水合物膜。作为第一层间绝缘膜的氮化硅膜可同样用等离子体CVD由SiH4和NH3形成。
然后进行激活步骤以激活用于以不同浓度掺杂半导体层并给它们提供n型或p型导电性的杂质元素。激活步骤是通过使用退火炉的热退火实现的。也可采用激光退火或快速热退火(RTA)代替。热退火是在氧浓度为1ppm或更少、优选0.1ppm或更少的氮气氛下、在400-700℃、典型为500-600℃的温度下进行的，本例中的热处理是在550℃下进行4小时。如果具有低耐热性的塑料衬底用做衬底900，最好采用激光退火。
在该热处理步骤中，在结晶半导体层的步骤中使用的催化剂元素(镍)被移动(吸气)到用有吸气效应的周期表中的15族元素(本例中为磷)重掺杂的第一n型杂质区中。作为吸气的结果，在沟道形成区中催化剂元素的浓度减少。
激活步骤之后是半导体层的氢化步骤，该步骤是通过在300-450℃下热处理1-12小时同时将气氛气体改变为含有3-100％氢的气氛进行的。该步骤是用于利用热受激氢端接1016-1018/cm3半导体层。其它可用的氢化方法包括等离子体氢化(采用被等离子体激发的氢)。无论使用哪种方法，希望半导体层的缺陷密度减少到1016/cm3或更低。为此，用0.01-0.1原子％的氢掺杂半导体层.
用有机绝缘材料形成平均厚度为1.0-2.0μm的第二层间绝缘膜935。第二层间绝缘膜可以由有机树脂材料如聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、聚酰亚胺酰胺、或BCB(苯并环丁烯)形成。例如，当使用施加于衬底之后热聚合的类型的聚酰亚胺时，通过在洁净炉中在300℃下焙烧形成该膜。如果第二层间绝缘膜是由丙烯酸形成，则采用双包装类型。用固化剂混合主材料，用旋涂器将混合物施加于衬底的整个表面上，该衬底在80℃的holt板上预热60秒，然后在250℃的洁净炉中焙烧60分钟以形成膜。
由有机绝缘材料形成的第二层间绝缘膜935能适当地整平表面。而且，由于有机树脂材料的介电常数一般较低，因此层间绝缘膜可减少寄生电容。然而，有机树脂材料是吸湿的且不适合用做保护膜。因此，如在本例中那样，第二层间绝缘膜与由氧化硅膜、氮氧化硅膜或氮化硅膜形成的第一层间绝缘膜934组合使用。
由有机绝缘材料形成的第二层间绝缘膜935可释放潮气和气体。发光元件容易被潮气或气体(氧)退化是公知的。事实上，在使用有机树脂绝缘膜形成层间绝缘膜的发光器件中，发光元件可能很容易受到因为发光器件在工作中产生的热量而从有机树脂绝缘膜释放的潮气和氧的影响而退化。因此，在由有机树脂材料形成的第二层间绝缘膜935上形成第一绝缘膜936。
氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜等用于第一绝缘膜936。这里第一绝缘膜936是通过溅射或等离子体CVD形成的。可以在形成接触孔之后形成第一绝缘膜936。
然后形成具有给定图形的抗蚀剂掩模，以便形成到达形成在半导体层总并用做源区或漏区的杂质区的接触孔。接触孔是用干刻蚀形成的。在这种情况下，CF4和O2的混合物用做刻蚀第一绝缘膜936的刻蚀气体。然后将刻蚀气体改变为CF4、O2和He的混合物以刻蚀由有机树脂材料形成的第二层间绝缘膜935。然后刻蚀气体再转换回到刻蚀第一层间绝缘膜934的CF4和O2。进一步将刻蚀气体改变为CHF3，以便增强与半导体层的选择率，刻蚀栅绝缘膜906。由此获得接触孔。
同溅射或真空蒸发形成金属导电膜并利用掩模构图。然后刻蚀该膜以形成布线937-943。虽然图中未示出，本例中的布线由厚度为50nm的Ti膜和厚度为500nm的合金膜(Al-Ti合金膜)的叠层形成。
然后在其上形成厚度为80-120nm的透明导电膜。然后刻蚀该膜以形成阳极944(图5A)。本例中使用的透明导电膜是氧化铟锡(ITO)膜或通过用氧化铟混合2-20％氧化锌(ZnO)得到的膜。
形成与漏布线943接触和重叠的阳极944，由此阳极与电流控制TFT的漏区电连接(图5A)。此时阳极944可承受在180-350℃的热处理。
接着，在阳极944上形成第三层间绝缘膜945，如图5B所示。此时，衬底可以移动到用于形成发光元件的处理室(洁净室)中。为了避免TFT衬底被空气中的灰尘污染或损坏，在第三层间绝缘膜945上形成具有抗静电效应的超薄膜946(以下称为抗静电膜)。抗静电膜946是由能通过水清洗而去掉的材料形成的(图5C)。代替形成抗静电膜，衬底可以在抗静电装载壳体中保存。在改变处理室之前，可以对已经完成上述步骤的TFT衬底进行操作测试。
当TFT衬底进入用于形成发光元件的处理室(洁净室)时，通过水清洗去掉抗静电膜946。然后刻蚀第三层间绝缘膜945以形成在与象素(发光元件)一致的位置上具有开口的堤947。本例中抗蚀剂用于形成堤947。本例中的堤947为约1μm厚，覆盖阳极与布线接触的部分的堤947的区域为锥形(图6A)。在TFT衬底进入用于形成发光元件的处理室之后，可再次对TFT衬底进行操作测试。
虽然本例中抗蚀剂膜用于堤947，但是，在某些情况下可采用聚酰亚胺膜、酰胺膜、丙烯酸膜、BCB(苯并环丁烯)膜、氧化硅膜等。如果使用感光丙烯酸形成堤947，优选刻蚀感光丙烯酸，然后在180-350℃进行热处理。当使用非感光丙烯酸膜时，优选在180-350℃进行热处理，然后刻蚀以形成堤。
接下来，在阳极表面上进行擦洗处理。在本例中，用Bellclean(OzuCorporation的产品)擦洗阳极944的表面，以便整平阳极944的表面并从其上去掉灰尘。在擦洗时，纯水用做清洗液，缠绕Bellclean的轴的旋转数量设定为100-300rpm，下降值设定为0.1-1.0mm(图6A)。
接着，在真空中焙烧TFT衬底。为了从形成堤的树脂绝缘膜释放潮气和气体，在如0.01Toor或更低的恒定真空度下进行真空抽空。可以在去掉抗静电膜之后\擦洗处理之后或在形成发光元件之前进行在真空中的焙烧。
形成覆盖堤947和阳极944的第二绝缘膜948。第二绝缘膜948是用旋涂、蒸发、溅射等形成厚度为1-5nm的有机树脂膜，如聚酰亚胺膜、酰胺膜、或聚酰亚胺酰胺膜。通过形成该绝缘膜，可避免阳极944的表面破裂，可防止发光元件的退化。
通过蒸发在第二绝缘膜948上形成有机化合物层949和阴极950。本例中，MgAg电极用于发光元件的阴极，但也可使用其它公知材料代替。有机化合物层949是除了发光层以外还有空穴注入层、空穴转移层、电子转移层、电子注入层、缓冲层等组合的叠层。本例中使用的有机化合物层将在下面详细介绍。
本例中，铜酞菁用于空穴注入层，而α-NPD用于空穴转移层。两层都可以用蒸发形成。
接着形成发光层。在本例中，不同材料用于不同发光层以获得发射不同颜色光的有机化合物层。本例中形成的有机化合物层是三种类型的发射红光的，发射绿光的，和发射蓝光的。所有类型的有机化合物层都可通过蒸发形成。因此，可以使用金属掩模，以便用在不同象素之间变化的材料形成发光层。
发射红光的发光层是由用DCM掺杂的Alq3形成的。代替地，可使用作为Eu络合物的(1，10-菲咯啉)-三(1，3-二苯-丙烷-1，3-dionato)铕(III)(Eu(DBM)3(Phen))掺杂的N，N’-二亚水扬基-1，6-己烷双胺化物)锌(II)(Zn(salhn))。也可使用其它公知材料。
发射绿光的发光层可以由CBP和Ir(ppy)3通过共蒸发形成。在这种情况下优选由BCP形成空穴阻挡层。也可使用喹啉酸铝络合物(Alq3)和苯并喹啉醇化铍络合物(BeBq)代替。该层可以由用做掺杂剂香豆素6的喹啉酸铝络合物(Alq3)、喹吖啶酮等形成。也可采用其它公知材料。
发射蓝光的发光层可以由作为二苯乙烯基(distylyl)衍生物的DPVBi、是具有偶氮甲碱化合物作为其配位体的锌络合物的N， N’-二亚水扬基-1，6-己烷双胺化物)锌(II)(Zn(salhn))、或用苝掺杂的4，4’-双(2，2-二苯-乙烯基)-联苯(DPVBi)形成。也可使用其它公知材料。
接着形成电子转移层。1，3，4-氧杂二唑衍生物、1，2，4-三唑衍生物(例如TAZ)、等可用于电子转移层。在本例中，1，2，4-三唑衍生物(TAZ)是通过蒸发形成的，且厚度为30-60nm。
通过上面的步骤，完成了具有叠层结构的有机化合物层。在本例中，有机化合物层949的厚度为10-400nm(典型为60-150nm)，阴极950的厚度为80-200nm(典型为100-150nm)。
形成有机化合物层之后，通过蒸发形成发光元件的阴极950。在本例中，MgAg用于构成发光元件的阴极的导电膜。然而，也可以采用Al-Li合金膜(铝和锂的合金膜)或通过铝和属于周期表1或2族的元素的共蒸发得到的膜。
由此完成了具有图6B所示结构的发光器件。阳极944、有机化合物层949、和阴极950重叠的部分951对应发光元件。
p沟道TFT 1000和n沟道TFT 1001是驱动电路的TFTs，并构成CMOS。开关TFT 1002和电流控制TFT 1003是象素部分的TFTs。驱动电路的TFTs和象素部分的TFTs可形成在同一衬底上。
在使用发光元件的发光器件的情况下，其驱动电路可用具有约5-6V、最大10V的电压的电源操作。因此，由于热电子引起的TFTs的退化不是严重问题。
实施例2本例将参照图19-22B介绍制造发光器件的工艺的另一例子。实施例1的说明之后，完成了到达在栅绝缘膜906上形成两层导电膜907和908的步骤的步骤，如图3A所示。
接着，在图20A中介绍使用掩模909a-909d刻蚀导电膜907和908以形成具有第一锥形的导电层3901-3904的工艺。ICP(感应耦合等离子体)刻蚀用于该刻蚀。虽然刻蚀气体不限，但可使用CF4、Cl2和O2刻蚀W膜和氮化钽膜。CF4、Cl2和O2的气体流速分别设定为25/25/10，在1Pa的压力下给线圈电极提供RF(13.56MHz)功率，用于刻蚀。还给衬底一侧(样品阶段)提供150W的RF(13.56MHz)功率，以便施加基本负自偏置电压。在这些第一刻蚀条件下，W膜主要被刻蚀成具有给定形状。
之后，将刻蚀气体改变为CF4和Cl2，其气体流速的比设定为30/30，并在1Pa的压力下给线圈电极提供500W的RF(13.56MHK)功率以产生等离子体，用于刻蚀30秒。还给衬底一侧(样品阶段)提供20W的RF(13.56MHz)功率，以便施加基本负自偏置电压。利用CF4和Cl2的混合物，以大约相同的速率刻蚀氮化钽膜和W膜。由此形成具有第一锥形的导电层3901-3904。其锥部的角度为45-75°。为了在不在第二绝缘膜上留下任何残余物的情况下刻蚀膜，对于过刻蚀，刻蚀时间延长约10-20％。没有用第一锥形导电层3901-3904覆盖的栅绝缘膜906的区域的表面被刻蚀并且变薄了约20-50nm(图20A)。
然后，在不去掉掩模909a-909d的情况下，进行第二刻蚀处理，如图20B所示。在第二刻蚀处理中，混合CF4、Cl2和O2作为刻蚀气体，其气体流速的比设定为20/20/20，在1Pa的压力下给线圈电极提供500W的RF(13.56MHz)功率以产生等离子体。还给衬底一侧(样品阶段)提供20W的RF(13.56MHz)功率，以便施加比第一实施例中的自偏置电压低的自偏置电压。在这些刻蚀条件下，作为第二导电膜的W膜被刻蚀。由此形成具有第二锥形的导电层3905-3908。没有被第二锥形导电层3905-3908覆盖的栅绝缘膜906的区域的表面被刻蚀并且变薄了约20-50nm。
去掉抗蚀剂掩模之后，进行第一掺杂处理，以便用提供n型导电性的杂质元素(n型杂质元素)掺杂半导体层。第一掺杂处理使用用于注入离子的离子掺杂而不用质量分离。在掺杂中，第二锥形导电层3905-3908用做掩模，使用被氢稀释的磷化氢(PH3)气体和被稀有气体稀释的磷化氢气体在半导体层902-905中形成含有第一浓度的n型杂质元素的n型杂质区3909-3912。通过该掺杂形成的含有第一浓度的n型杂质元素的n型杂质区3909-3912含有浓度为1×1016-1×1017原子/cm3的磷(图20C)。
接着形成的是分别完全覆盖半导体层902和905的第一掩模3913和3915，和覆盖半导体层904上的第二锥形导电层3907和覆盖一部分半导体层904的第二掩模3914。然后，进行第二掺杂处理。在第二掺杂处理中，通过第二锥形导电层3906a掺杂半导体层903以具有含第二浓度的n型杂质元素的n型杂质区3917和含有第三浓度的n型杂质元素的n型杂质区3916和3918。通过该掺杂形成的含有第二浓度的n型杂质元素的n型杂质区3917含有浓度为1×1017-1×1019原子/cm3的磷。通过该掺杂形成的含有第三浓度的n型杂质元素的n型杂质区3916和3918各含有浓度为1×1020-1×1021原子/cm3的磷(图20D)。
如上所述，在本例中，在一个掺杂步骤中形成各含有第二浓度的n型杂质元素的n型杂质区和含有第三浓度的n型杂质元素的n型杂质区。然而，掺杂步骤可以分为两个步骤以用杂质元素掺杂半导体层。
接下来，如图21A所示，形成覆盖半导体层903和904的掩模3919和3920，以便进行第三掺杂处理。在掺杂中，被氢稀释的乙硼烷(B2H6)气体或被稀有气体稀释的乙硼烷气体用于在半导体层902和905中形成含有第一浓度的p型杂质元素的p型杂质区3921和3923及含有第二浓度的p型杂质元素的p型杂质区3922和3924。含有第一浓度的p型杂质元素的p型杂质区3921和3923各含有浓度为2×1020-3×1021原子/cm3的硼。在叠加第二锥形导电层3905a-3908a的区域中形成含有第二浓度的p型杂质元素的p型杂质区3922和3924。
如图21B所示，第一层间绝缘膜3925是由通过等离子体CVD形成的氮化硅膜或氮氧化硅膜形成的，且厚度为50nm。为了给用于掺杂半导体层的杂质元素进行激活处理，用炉子在410℃进行热处理。这个热处理还半导体层被从氮化硅膜或氮氧化硅膜释放的氢氢化。
热处理可以用使用炉子的方法以外的其它方法实现。可采用RTA的热处理代替(包括使用气体或光作为热源的RTA法)。如果用炉子进行热处理，在热处理之前形成覆盖栅极和栅绝缘膜的绝缘膜，或者热处理气氛设定为减压氮气氛，以便防止形成栅极的导电膜氧化。或者，可以用YAG激光的二次谐波(532nm)光照射半导体层。正如上面看到的，有几种激活用于掺杂半导体层的杂质元素的方法，操作者可以从中选择一种适合它的方法。
在第一层间绝缘膜3925上，用丙烯酸形成第二层间绝缘膜3926。通过溅射在第二层间绝缘膜3926上形成氮化硅膜，作为用于保护TFTs不进入杂质的第一绝缘膜3927(以下该膜还称为阻挡绝缘膜) (图21C)。
在阻挡绝缘膜3927上，形成厚度为80-120nm的透明导电膜，并被刻蚀形成阳极3928(图22A)。本例中的透明电极是氧化铟锡(ITO)膜，或通过用2-20％的氧化锌(ZnO)混合氧化铟得到的透明导电膜。
然后形成具有给定图形的抗蚀剂掩模，以便形成分别到达形成在半导体层中以用做源区或漏区的杂质区3916、3918、3921和3923的接触孔。接触孔是利用干刻蚀形成的。
通过溅射或真空蒸发形成金属导电膜并使用掩模构图。然后刻蚀该膜以形成布线3929-3935。虽然图中未示出，本例中的布线是由厚度为50nm的Ti膜和厚度为500nm的合金膜(Al-Ti合金膜)的叠层形成的。
接着，形成覆盖阳极3928和布线3929-3935的第三层间绝缘膜3936。现在，制造工艺进行到衬底从用于形成TFT衬底的处理室(以下称为第一洁净室)移动到用于形成发光元件的处理室(以下称为第二洁净室)，以便减少来自用于发光元件的阴极的碱金属材料的碱金属如Al或Mg混合到TFTs的有源层中的风险。
为避免在移动过程中TFT衬底被空气中的灰尘污染和TFT衬底由于静电造成的静电放电损坏，在第三层间绝缘膜3936上形成具有抗静电效应的超薄膜3937(以下称为抗静电膜)。抗静电膜3937是由能够用水清洗等其它简单方法除去的材料形成的(图22A)。代替形成抗静电膜，在移动过程中衬底可以储存在能防止静电放电损坏的壳体中。
在改变处理室之前，可以对已经完成上面步骤的TFT衬底进行操作测试。到此时为止的步骤是用于在第一处理室(洁净室)中处理的，图19的流程图所示。
在从第一处理室向第二处理室移动过程中可能出现各种情况。例如，TFT衬底可能在同一房屋的不同建筑之间、或在位于不同位置但由同一公司所有的工厂(处理室，如洁净室)之间、或在由不同公司所有的工厂(处理室，如洁净室)之间移动。在任何情况下，移动时，应小心不能损伤TFT衬底。
然后，制造工艺继续在第二处理室(洁净室)中进行处理，如图19的流程图所示。进入第二处理室的TFT衬底用水清洗，以便去掉抗静电膜3937。刻蚀第三层间绝缘膜3936以形成堤3938。该堤在与象素(发光元件)一致的位置上具有开口，并且为锥形以覆盖布线3934与阳极3928接触的部分和覆盖阳极3928的边缘。在本例中，堤3938是由厚度约为1μm的抗蚀剂形成的。此时，可再次在进入第二处理室的TFT衬底上进行操作测试。
为了防止发光元件由于从堤3938释放的潮气和气体而退化，用氮化硅膜等第二绝缘膜3939覆盖堤3938的表面。第二绝缘膜3939是用于保护发光元件不证引起发光元件退化的潮气和气体进入的绝缘膜。相应地，第二绝缘膜还称为第二阻挡绝缘膜3939。
接着，在真空中焙烧TFT衬底。为了从形成堤的树脂绝缘膜释放潮气和气体，在例如0.01Torr或更低的恒定真空度下进行真空抽空。真空中的焙烧可以在去掉抗静电膜之后或在形成发光元件之前进行。
接下来，在第二绝缘膜3939上通过蒸发形成有机化合物层3940，以便使有机化合物层与阳极3939接触。在有机化合物层3940上，通过蒸发形成阴极3941。本实施例采用MgAg电极用于发光元件的阴极，但是也可以采用其它公知材料代替。有机化合物层是除了发光层还具有空穴注入层、空穴转移层、电子转移层、电子注入层、缓冲层等组合的叠层。本例中的有机化合物层是在实施例1的说明之后形成的。
由此完成了具有图22B所示结构的发光器件。阳极3928、有机化合物层3940、和阴极3941重叠的部分3942对应发光元件。
如上所述，通过将用于形成TFT衬底的处理室(如第一洁净室)与用于形成发光元件的处理室(如第二洁净室)分开，可保护TFT的有源层不让用于发光元件的阴极的碱金属材料如Al或Mg进入，并且得到优异的发光器件。
实施例3实施例1或2的说明之后，完成了进行到形成第二层间绝缘膜(935或3926)的步骤的制造工艺。然后，代替实施例1的形成第一绝缘膜936，在第二层间绝缘膜上进行等离子体处理以修正第二层间绝缘膜(935或3926)的表面。将参照图7介绍这个方法。
第二层间绝缘膜接受在例如选自由氢、氮、碳氢化合物、卤化碳、氟化氢、和稀有气体(如Ar、He或Ne)构成的组的一种或多种气体中的等离子体处理，以便在第二层间绝缘膜(935或3926)上重新形成涂层，或将该表面上存在的官能团改变为不同的官能团。由此实现第二层间绝缘膜(935或3926)的表面修正。如图7所示，在第二层间绝缘膜(935或3926)的表面上形成致密膜935B。本说明书中这个膜被称为固化膜。该膜可防止从有机树脂膜释放气体或潮气。
本例中，在表面修正之后形成阳极(ITO)，由此避免具有不同热膨胀系数的材料接受热处理同时互相接触的情况。因此，可防止ITO电极的破裂和防止发光元件的退化。在形成接触孔之前或之后进行用于第二层间绝缘膜(935或3926)的等离子体处理。
固化膜935B是通过在由有机绝缘材料形成的第二层间绝缘膜(935或3926)表面上在选自由氢、氮、碳氢化合物、卤化碳、氟化氢和稀有气体(如Ar、He或Ne)构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理形成的。因而，固化膜935B含有氢、氮、碳氢化合物、卤化碳、氟化氢和稀有气体(如Ar、He或Ne)以外的气体元素之一。
实施例4在实施例1或2的说明之后，完成了进行到形成第二层间绝缘膜(935或3926)的步骤的制造工艺。然后，如图12所示，在第二层间绝缘膜(935或3926)上形成作为第一绝缘膜936的DLC膜936B。
DLC膜的特性是具有在1550cm-1附近有不对称峰值和在1300cm-1附近有肩部的Raman光谱分布。当用显微硬度测试器测量时，DLC膜呈现15-25Gpa的硬度。DLC膜的特征在于它的优异的抗化学性。而且，DLC膜可以在室温和100℃之间的温度范围内形成。可用于形成DLC膜的方法的例子包括溅射、ECR等离子体CVD、高频等离子体CVD、和离子束蒸发。DLC膜的厚度设定为5-50nm。
实施例5本例介绍采用DLC膜以外的其它绝缘材料形成第二层间绝缘膜(935，3926)上的绝缘膜936的情况。
在实施例1或2的说明之后，完成了进行到形成第二层间绝缘膜(935，3926)的步骤的制造工艺。然后，作为第一绝缘膜936，用硅做靶通过溅射形成氮化硅膜936。可适当设定膜形成条件，但是特别优选使用氮(N2)或氮和氩的混合物作为溅射气体并施加用于溅射的高频功率。衬底温度设定为室温，并且不总是需要加热装置。如果有机绝缘膜用做层间绝缘膜，则最好在不加热衬底的情况下形成氮化硅膜。为了很好地去掉被吸收或吸附的潮气，优选通过在50-100℃的真空中对衬底加热几分钟到几小时而进行脱氢处理。为了提供膜形成条件的例子，采用用硼掺杂的1-2Ωsq.硅靶，单独供应氮气体，在0.4Pa提供800W的高频功率(13.56MHz)，靶的尺寸设定为直径为152.4mm。在这些条件下得到的膜形成率为2-4nm/min。
由此得到的氮化硅膜含有浓度为1原子％或更少的杂质，如氧和氢，并具有在可见光范围内的80％或更高的透射率。通过该膜具有在400nm波长的80％或更高的透射率，证明了这个膜的透明度特别高。此外，这种方法能够在不严重损伤表面的情况下形成致密膜。
如上所述，氮化硅膜可用于绝缘膜936。接下来的步骤与实施例1或2中的步骤相同。
实施例6本例介绍采用DLC膜以外的其它绝缘膜形成第二层同绝缘膜(935，3926)上的第一绝缘膜936的例子。
实施例1或2的说明之后，完成了进行到形成第二层间绝缘膜(935或3926)的步骤的制造工艺。然后在通过混合氩气和氮气得到的气氛下，采用氮化铝(AlN)靶形成AlXNY膜。含在AlXNY膜中的杂质、特别是氧的浓度的可接受范围是小于0-10原子％。可以通过适当调整溅射条件(衬底温度、使用的原材料气体的类型、其流速、膜形成压力等)来控制氧的浓度。或者，可以在含有氮气的气氛下采用铝(Al)靶形成该膜。还可以通过蒸发或其它公知技术代替溅射来形成该膜。
除了AlXNY膜以外，还可以采用通过在混合氩气、氮气和氧气得到的气氛下使用氮化铝(AlN)靶形成的AlNXOY膜。含在AlNXOY膜中的氮的浓度的可接受范围是几个原子％或更多，优选2.5-47.5原子％。可以通过适当调整溅射条件(衬底温度、使用的原材料气体的类型、其流速、膜形成压力等)来控制氮的浓度。或者，可以采用在含有氮气和氧气的气氛下采用铝(Al)靶形成该膜。还可以通过蒸发或其它公知技术代替溅射形成该膜。
上述AlXNY膜和AlNXOY膜都是高度透光的(具有在可见光范围内的80-91.3％的透射率)且不会阻挡从发光元件发射的光。
如上所述，AlXNY膜和AlNXOY膜可用于绝缘膜936。接下来的步骤与实施例1的那些步骤相同。
实施例7
实施例1或2的说明之后，完成了进行到形成第二层间绝缘膜(935或3926)的步骤的制造工艺。然后，如图13所示，通过等离子体处理修正第二层间绝缘膜的表面，以便在该表面上形成固化膜935B。在该固化膜935B上形成DLC膜936B。溅射、ECR等离子体CVD、高频等离子体CVD、离子束蒸发等可用于形成DLC膜936B，以便具有5-50nm的厚度。
实施例8根据实施例1或2的制造工艺形成堤(947或3938)。然后，在堤(947或3938)的表面上进行等离子体处理以修正堤(947或3938)的表面。这种情况将参照图8介绍。
有机树脂绝缘膜用于形成堤(947或3938)。不希望地，有机树脂绝缘膜由于在发光器件工作中发产生的热而容易释放潮气或气体。
因而，在热处理之后，对堤的修正表面进行等离子体处理，如图8所示。等离子体处理是在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组中的一种或多种气体中进行的。
结果是，堤的表面变得致密，以便形成含有选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组中的一种或多种气体的固化膜。该固化膜可防止潮气和气体(氧)进入内部，由此防止发光元件退化。
本例可以以与实施例1-7的任何一个组合。
实施例9实施例1的说明之后，完成了直到形成第二层间绝缘膜(935或3926)的步骤的制造工艺(图18A)。然后，在第二层间绝缘膜(935或3926)上形成第一绝缘膜936。第一绝缘膜936可以是实施例2或3中介绍的DLC膜、氮化硅膜、氮化铝膜或氮氧化铝膜。在第一绝缘膜936上，形成ITO膜并构图成所希望的形状，形成阳极1937。
然后形成抗蚀剂掩模，以便形成到达形成在半导体层中并作为源区或漏区的杂质区的接触孔。接触孔是通过干刻蚀等形成的。这可以根据通过溅射或真空蒸发形成金属导电膜并被刻蚀以形成布线1938-1944。与实施例1一样，布线1938-1944是由厚度为50nm的Ti膜和厚度为500nM的合金膜(Al-Ti膜)的叠层形成的。
在本例中在形成布线1938-1944之前形成阳极1937的情况下(图18B)，即使在阳极由覆盖率差的材料形成的情况下，也不会由于在阳极1938上存在破损布线1943而产生如布线破损等问题。
在形成布线之后，根据实施例1形成堤、有机化合物层和阴极。
本例可与实施例1-7组合。
实施例10本例介绍用做TFT的有源层的半导体膜利用催化剂元素结晶然后减少得到的半导体膜中的催化剂元素的浓度的方法。
在图17A中，衬底1100优选由硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃或石英形成。在衬底1100表面上，形成厚度为10-200nm的无机绝缘膜，作为基底绝缘膜1101。合适的基底绝缘膜是通过等离子体CVD形成的氮氧化硅膜。由SiH4、NH3和N2O形成厚度为50nm的第一氮氧化硅膜，然后由SiH4和N2O形成厚度为100nm的第二氮氧化硅膜，以便获得基底绝缘膜。提供的基底绝缘膜能防止包含在玻璃衬底中的碱金属扩散到要形成在上层的半导体膜中，因此，如果采用石英衬底，可省去基底绝缘膜。
在基底绝缘膜1101上形成氮化硅膜1102。提供氮化硅膜1102用于防止后来在半导体膜结晶的步骤中使用的催化剂元素(一般为镍)粘附于基底绝缘膜1101上，并避免含在基底绝缘膜1101中的氧的有害影响。注意氮化硅膜1102是通过等离子体CVD形成的，厚度为1-5nm。
在氮化硅膜1102上形成非晶半导体膜1103。主要含有硅的半导体材料用于非晶半导体膜1103。非晶半导体膜通常是通过等离子体CVD、减压CVD、或溅射形成的厚度为10-100nM的非晶硅膜或非晶硅锗膜。为了得到满意的晶体，含在非晶半导体膜1103中的杂质如氧和氮的浓度被减少5×1018原子/cm3或更低。这些杂质可能妨碍非晶半导体膜的结晶，并在结晶之后，将增加捕获中心和复合中心的密度。为此，希望使用高纯度的材料气体和配有镜面修整反应室(通过场抛光处理的)和无离子真空抽空系统的超高真空CVD装置。在不将衬底暴露于空气的情况下，连续形成基底绝缘膜1101、氮化硅膜1102和非晶半导体膜1103。
用具有加速结晶的催化功能的金属元素掺杂非晶硅膜1103的表面(图17B)。具有加速半导体膜结晶的催化功能的金属元素的例子包括铁(Fe)、镍(Ne)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)、和金(Au)。可采用选自上述元素的一种或多种金属元素。通常，选择镍，并且通过旋涂器施加含有1-100ppm重量镍的乙酸镍溶液以形成含催化剂层1104。为了确保平滑地施加该溶液，在非晶硅膜1103上进行表面处理。表面处理包括由含臭氧的水溶液形成超薄氧化物膜、用氟酸和过氧化氢水溶液的混合物刻蚀氧化物膜以形成洁净表面，和再次由含臭氧的溶液形成超薄氧化物膜。由于半导体膜如硅膜的表面是固有疏水的，因此通过用这种方法形成氧化物膜均匀施加乙酸镍溶液。
形成含催化剂层1104的方法不限于此，当然，可采用溅射、蒸发等离子体处理等代替。
在保持非晶硅膜1103与含催化剂层1104接触的同时，进行用于结晶的热处理。热处理可采用使用电炉的炉退火、或使用卤素灯、金属卤化物灯、氙电弧灯、碳电弧灯、高压钠灯、高压汞灯等的快速热退火(RTA)。
如果选择RTA，用于加热的灯光源点燃1-60秒，优选30-60秒，重复1-10次，优选2-6次。从灯光源发射的光的强度可任意设定，只要半导体膜瞬间被加热到600-1000℃、优选650-750℃即可。当其温度到达这么高时，半导体膜单独瞬时被加热，但衬底1100本身不变形。由此非晶半导体膜被结晶以获得结晶硅膜1105，如图17C所示。只有当提供含催化剂层时实现了由这种处理进行的结晶。
如果选择炉退火，在结晶的热处理之前，在500℃进行热处理1小时以释放含在非晶硅膜1103中的氢。然后，在在550-600℃、优选在580℃的氮气氛中在电炉中对衬底进行热处理4小时，以便使非晶硅膜1103结晶。由此形成如图17C中所示的结晶硅膜1105。
有效的是用激光照射结晶硅膜1105，以便提高结晶率(膜的晶体成分与整个体积的比率)和修复留在晶粒中的缺陷。
由此得到的结晶硅膜1105具有浓度平均高于1×1019原子/cm3的剩余催化剂元素(这里为镍)。剩余催化剂元素能影响TFT特性，因此必须减少半导体膜中的催化剂元素的浓度。下面介绍在结晶步骤之后怎样减少半导体膜中的催化剂元素的浓度。
首先，在结晶硅膜1105的表面上形成薄层1106，如图17D所示。在本说明书中，形成在结晶硅膜1105上的薄层1106被称为阻挡层1106，因为提供该层是为了防止结晶硅膜1105在后来去除吸气部分时被刻蚀。
阻挡层1106的厚度设定为1-10nm。得到阻挡层的简单方法是通过用臭氧水处理表面形成化学氧化物。在用其中过氧化氢与硫酸、盐酸或硝酸混合的水溶液处理时也可形成化学氧化物。其它合适可用的方法包括在氧化气氛中的等离子体处理、和在含氧气氛中用通过UV辐射产生的臭氧进行的氧化处理。或者，通过在洁净炉中加热直到200-350℃形成的薄氧化物膜可用做阻挡层。通过等离子体CVD、溅射或蒸发形成的厚度为1-5nm的氧化物膜也可以用做阻挡层。在任何情况下，用做阻挡层的膜在吸气步骤中必须容许催化剂元素移动到吸气部分中，同时在去除吸气部分的步骤中能防止刻蚀剂渗入结晶硅膜1105中(保护该膜1105不受刻蚀剂影响)。这种膜的例子包括通过臭氧水处理形成的化学氧化物、硅氧化物(SiOX)膜和多孔膜。
在阻挡层1106上，形成第二半导体膜(通常为非晶硅膜)，作为吸气部分1107，厚度为20-250nm。第二半导体膜含有浓度为1×1020原子/cm3或更高的稀有气体。为了在刻蚀中提高对结晶硅膜1105的选择率，后来被去掉的吸气部分1107优选是低密度膜。
稀有气体元素本身在半导体膜中是惰性的。因此稀有气体元素不影响结晶硅膜1105。选自由氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)构成的组的一种或多种元素用做稀有气体元素。本发明的特征在于稀有气体元素用做形成吸气部分的离子源，并且形成含有这些元素的半导体膜用做吸气部分。
为了保证彻底进行吸气，此时必须进行热处理。热处理是通过炉退火或RTA实现的。如果选择炉退火，在450-600℃的氮气氛中进行热处理0.5-12小时。如果选择RTA，用于加热的灯光源点燃1-60秒，优选30-60秒，并重复1-10次，优选2-6次。从灯光源发射的光的强度可以任意设定，只要半导体膜被瞬时加热到600-1000℃、优选700-750℃即可。
在吸气过程中，要被吸气的区域(捕获部分)中的催化剂元素被热能释放并通过扩散移动到吸气部分。因而，吸气取决于处理温度和在更高温度的较短时间周期中的吸气过程。在本发明中，吸气过程中催化剂元素移动的距离约等于半导体膜的厚度，因此在相对短的时间周期内完成了本发明中的吸气(图17E)。
这个热处理不会使含有浓度为1×1019-1×1021原子/cm3、优选1×1020-1×1021原子/cm3、更希望为5×1020原子/cm3的稀有气体的半导体膜1107结晶。这是推测得到的，因为稀有气体元素不会在上述处理温度范围内再排出和剩余元素妨碍半导体膜结晶。
吸气步骤结束之后，通过选择刻蚀去掉吸收部分1107。采用的刻蚀方法可以是在不用等离子体情况下通过ClF3的干刻蚀，或使用肼或碱溶液如含有氢氧化四乙铵(化学式为(CH3)4NOH))的水溶液的湿刻蚀。阻挡层1106用做此时的刻蚀停止层。之后，用氟酸去掉阻挡层1106。
通过这种方法，得到其中催化剂元素的浓度被减少到1×1017原子/cm3或更低的结晶硅膜1108，如图17E所示。由于催化剂的作用，由此形成的结晶硅膜1108是大量细棒状晶体或薄平棒状晶体。宏观上看来，每个晶体以特定取向生长。
本例可与实施例1-9组合。
实施例11作为本例，参照图9A和9B，接着将具体介绍通过如图6B所示的实施例1-10的结合制造步骤制造的发光板将作为发光器件完成的工艺。
图9A是其中元件衬底是气密密封的发光板的顶视图，图9B是沿着图9A的线A-A’截取的剖面图。参考标记801表示源驱动侧电路，由电划线表示；参考标记802表示密封衬底；参考标记805是密封剂。由密封剂805包围的内部是空间807。
用于传输输入到源侧驱动电路801和栅侧驱动电路803的信号、视频信号或时钟信号的贯穿布线(未示出)从作为外部输入端的柔性印刷电路(FPC)809接收。这里示出了FPC连接到发光板的状态。在本说明书中，其上直接安装集成电路(ICs)的任何组件被称为发光器件。
参见图9B，下面介绍图9A所示的发光板的剖面结构。象素部分802和驱动电路部分形成在衬底810上。象素部分802由象素构成，每个象素包括电流控制TFT 811和电连接到其漏的阳极812。驱动电路部分由CMOS电路构成，其中n沟道型TFT 813和p沟道型TFT 814互相结合。
在每个阳极812的两侧形成堤815。此后，在阳极812上形成有机化合物层816和阴极817，以便形成发光元件818。
阴极817用做公用于所有象素的布线，并通过布线808电连接到FPC 809上。
由玻璃制成的密封衬底804用密封剂805粘接到衬底810上。作为密封剂805，优选采用紫外安装树脂或热固树脂。如果需要，为了在密封衬底804和发光元件818之间保持间隔，可以设置由树脂膜构成的空间。惰性气体如氮或稀有气体填充到由密封剂805包围的空间807中。希望密封剂805由其水和氧的渗透性尽可能小的材料制成。
通过将发光元件气密地放入上述结构中的空间807中，发光元件可以完全与外部隔绝。结果，可以防止发光元件由于来自外部的水含量或氧而退化。因而，制成具有高度可靠性的发光器件。
本例的结构可以与实施例1-10的结构任何组合。
实施例12图10A更具体地表示了利用本发明制造的发光器件的象素部分的顶面结构，如图10A所示，图10B表示其电路图。参见图10A-10B，开关TFT 704由图6所示的开关(n沟道)TFT 1002构成。相应地，关于其结构，将参照对于开关(n沟道)TFT 1002的说明。布线703是用于使开关TFT 704的栅极704a和704b彼此电连接的栅布线。
在本例中，采用其中形成两个沟道形成区的双栅结构。但是，也可以采用其中形成一个沟道形成区的单栅结构或其中形成三个沟道形成区的三栅结构。
开关TFT 704的源连接到源布线715，其漏连接到漏布线705。漏布线705电连接到电流控制TFT 706的栅极707。电流控制TFT 706由图6中的电流控制(p沟道型)TFT 1003构成。因此，关于其结构可参照关于开关(p沟道)TFT 1003的说明。在本例中，采用单栅结构。然而，也可以采用双栅结构或三栅结构。
电流控制TFT 706的源电连接到电流输送线716。其漏电连接到漏布线717。漏布线717电连接到由虚线表示的阳极(象素电极)718。
在这种情况下，在区域719中形成存储电容器(冷凝器)。冷凝器719由电连接到电流输送线716的半导体层720、形成与栅绝缘膜相同的层的绝缘膜(未示出)和栅极707构成。由栅极707、形成与第一层间绝缘膜相同的层的层(未示出)、和电流输送线716构成的电容器可以用做存储电容器。
本例的结构可以与实施例1-10的结构结合。
实施例13下面参照图23(A)和(B)介绍制造不同于实施例2的发光器件的工艺步骤的另一例子。
这些工艺步骤是根据实施例2进行的，直到图22(A)的状态。然后，TFT衬底被转送到第二处理室，通过水清洗去掉抗静电膜。然后如图23(A)所示形成堤3938。堤3938的表面可以用绝缘膜如氮化硅膜覆盖，这与实施例2一样，或者与实施例8一样，可以通过进行等离子体处理而进行表面修正。
首先利用旋涂法、溅射法等在阳极3928上形成由聚合物有机化合物形成的第一有机化合物层3950。该层是由具有正空穴转移特性的聚合物有机化合物材料或具有高的正空穴迁移率的聚合物有机化合物材料形成的。作为聚合物有机化合物材料，可采用聚乙烯二氧并噻吩(PEDOT)。
第二有机化合物层3951如发光层和电子转移层、和要在其上形成的阴极3952可以用与实施例1相同的方式形成。
如图23(B)的细节所示，通过适当改变粘度，第一有机化合物层3950的厚度在阳极3928上的厚度(t1)和在堤3938上的厚度(t2)之间有区别。换言之，阳极3928上的厚度(t1)由于由阳极3928和堤3938形成的凹部而较厚。
在阳极3928和堤3938互相接触的边缘部分3958的厚度(t3)变为最大，该层可以形成为具有一定的曲率。根据这种形状，第二有机化合物层3951和形成为其顶层的阴极3952的覆盖特性提高了。而且，抑制了由于应力聚集和电场聚集产生的破裂，以便防止发光元件由于退化和短路而出现故障。
实施例14使用发光元件的发光器件是自发光的，因此与液晶显示器件相比，在明亮环境中的可见度优异，并具有更宽的视角。相应地，采用本发明的发光器件可完成各种电子装置。
采用本发明的发光器件的电子装置的例子是视频摄像机；数字摄像机；护目镜型显示器(头部安装显示器)；导航系统；声频再生装置(汽车声频、声频部件等)；膝上计算机；游戏机构；便携式信息终端(移动计算机、便携式电话、便携式游戏机构、电子笔记本等)；和图像再现装置(具体而言，能在记录介质如数字通用盘(DVD)中处理数据和具有能显示数据图像的显示器件的装置)。特别希望具有发光元件的发光器件用于便携式信息终端，这是因为其荧光屏经常被斜视并且需要具有宽的视角。电子装置的具体例子示于图11A-11H中。
图11A表示显示器件，其由壳体2001、支撑底座2002、显示单元2003、扬声器单元2004、视频输入端子2005等构成。本发明的发光器件可适用于显示单元2003。具有发光元件的发光器件是自发光的，并且不需要背底照明，因此可以将显示单元做得比液晶显示器件薄。该显示器件包括用于显示信息的每种显示器件，如用于个人计算机的显示器件、用于接收TV广播的显示器件和用于广告的显示器件。
图11B表示数字静物摄像机，由主体2101、显示单元2102、图像接收单元2103、操作键盘2104、外部接口2105、快门2106等构成。该数字摄像机可通过采用本发明的发光器件作为显示单元2102而形成。
图11C表示膝上计算机，其由主体2201、壳体2202、显示单元2203、键盘2204、外部接口2205、点击鼠标2206等构成。该膝上计算机可通过将本发明的发光器件用于显示单元2203而形成。
图11D表示移动计算机，其由主体2301、显示单元2302、开关2303、操作键盘2304、红外线入口2305等构成。该移动计算机通过将本发明的发光器件用于显示单元2302而形成。
图11E表示配有记录介质(具体为DVD播放机)的便携式图像再现装置。该装置由主体2401、壳体2402、显示单元A 2403、显示单元B2404、记录介质(DVD)读取单元2404、操作键盘2406、扬声器单元2407等构成。显示单元A 2403主要显示图像信息，而显示单元B 2404主要显示文本信息。该便携式图像再现装置通过将本发明的发光器件用于显示单元A 2403和B 2404而形成。配有记录介质的该术语图像再现装置包括视频游戏机构。
图11F表示护目镜型显示器(头部安装显示器)，其由主体2501、显示单元2502、和臂单元2503构成。该护目镜型显示器可通过将本发明的发光器件用于显示单元2502而形成。
图11G表示视频摄像机，其由主体2601、显示单元2602、壳体2603、外部接口2604、遥控接收单元1605、图像接收单元2606、电池2607和声音输入单元2608、操作键盘2609等构成。该视频摄像机可通过将本发明的发光器件用于显示单元2602而形成。
图11H表示便携式蜂窝电话，其由主体2701、壳体2702、显示单元2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键盘2706、外部接口2707、天线2708等构成。该便携式电话可通过将本发明的发光器件用于显示单元2703而形成。如果显示单元2703在黑背景上显示白色字符，则可减少该便携式电话的功耗。
如果将来从有机材料发射的光的亮度增加了，具有有机元件的发光器件也可用在正面或背面投影仪中，其中光承载输出图像信息被透镜等放大以便投影在荧光屏上。
上面给出的电子装置经常显示通过电子通信线如互连网和CATV(电缆电视机)分布的信息，特别是具有增加频率的活动信息。由于有机材料具有快速响应速度，因此具有发光元件的发光器件适合于显示活动信息。
在发光器件中，发光的部分消耗功率。因此，希望通过用尽可能小的部分发光而显示信息。因而，如果发光器件用于主要显示文本信息的显示单元中，如便携式信息终端、特别是便携式电话、和声音再现装置，希望分配发光部分显示文本信息，同时不发光的部分用做背景。
如上所述，适用于本发明的发光器件的应用范围非常宽，并且每个领域的电子装置都可以采用该器件。可以采用通过执行实施例1-13中所示的方法而制造的发光器件完成本例中的电子装置。
通过应用本发明，减少了阳极的破裂，因此可防止发光元件的退化。本发明还包括整平阳极表面，由此增加有机化合物层中的电流密度。结果，可降低驱动电压并延长发光元件的寿命。
而且，本发明能在互相物理分开的用于形成TFT衬底的处理室和用于形成发光元件的处理室之间移动衬底而不引起TFT特性的退化或静电放电损伤。本发明的结构可解决由用做发先元件的材料的碱金属污染TFT和由于潮气或气体而使发光元件退化的问题，因此可提供优异的发光器件。
权利要求
1.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在第一绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在阳极和堤上的第二绝缘膜；在阳极上且第二绝缘膜置于其间的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其中第一绝缘膜是通过等离子体处理形成的固化膜，并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素。
2.根据权利要求1的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
3.根据权利要求1的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
4.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在第一绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在阳极和堤上的第二绝缘膜；在阳极上且第二绝缘膜置于其间的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其中第一绝缘膜是DLC膜。
5.根据权利要求4的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
6.根据权利要求4的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
7.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在第一绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在阳极和堤上的第二绝缘膜；在阳极上且第二绝缘膜置于其间的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其特征在于第一绝缘膜是氮化硅膜。
8.根据权利要求7的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
9.根据权利要求7的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
10.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在第一绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在阳极和堤上的第二绝缘膜；在阳极上且第二绝缘膜置于其间的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其中第一绝缘膜包括通过等离子体处理形成的固化膜和DLC膜。
11.根据权利要求10的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
12.根据权利要求10的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
13.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在该绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在阳极和堤上的第二绝缘膜；在阳极上且第二绝缘膜置于其间的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其中第一绝缘膜包括通过等离子体处理形成的固化膜和氮化硅膜。
14.根据权利要求13的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
15.根据权利要求13的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
16.一种发光器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上的第一绝缘膜；在该绝缘膜上的阳极；用于将薄膜晶体管电连接到阳极的布线；在第一绝缘膜、阳极的边缘部分和布线上的堤；在堤上的第二绝缘膜；在阳极上和堤上的有机化合物层；和在有机化合物层上的阴极，其中第二绝缘膜是氮化硅膜。
17.根据权利要求16的发光器件，其特征在于阳极表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.9nm或更低。
18.根据权利要求16的发光器件，其特征在于堤在其表面上具有通过等离子体处理形成并包括选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体元素的固化膜。
19.一种器件，包括在绝缘体上的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜上的电极；用于将薄膜晶体管电连接到电极并位于第一层间绝缘膜上的布线；在第一层间绝缘膜、电极和布线上的第二层间绝缘膜；和在第二层间绝缘膜上的抗静电膜。
20.根据权利要求19的发光器件，其特征在于电极是阳极或阴极。
21.制造根据权利要求19的器件的方法，其特征在于该膜包括选自由聚乙烯二氧噻吩、聚苯胺、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、N-2-羟基乙基-N-2-羟基烷胺[羟烷基单乙醇胺]、N，N-双(2-羟基乙基)烷基胺[烷基二乙醇胺]、烷基二乙醇酰胺、聚氧乙烯烷胺、聚氧乙烯烷胺脂肪酸酯、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基磷酸脂、四烷基铵盐、三烷基苄基铵盐、烷基甜菜碱、烷基咪唑鎓甜菜碱、和聚氧乙烯烷基苯基醚构成的组的有机导电材料。
22.根据权利要求21的发光器件，其特征在于有机导电材料是通过旋涂或蒸发形成的。
23.根据权利要求19的发光器件，其特征在于抗静电膜包括选自由聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、聚酰亚胺酰胺或苯并环丁烯的有机绝缘材料。
24.根据权利要求19的半导体器件，其特征在于该器件还包括在第二层间绝缘膜上的有机化合物层和在有机化合物层上的阴极。
25.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤在形成在绝缘体上的薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上形成布线；在第一绝缘膜上形成通过布线电连接到薄膜晶体管的阳极；形成覆盖阳极和布线的树脂绝缘膜；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；对树脂绝缘膜进行热处理；擦洗阳极；形成覆盖阳极和堤的第二绝缘膜；在第二绝缘膜上形成有机化合物层；和在有机化合物层上形成阴极。
26.根据权利要求25的制造发光器件的方法，其特征在于在堤上进行等离子体处理。
27.根据权利要求25的制造发光器件的方法，其特征在于在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理。
28.根据权利要求25的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤采用PVA基多孔材料。
29.根据权利要求25的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤是用于整平阳极表面的步骤。
30.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤在形成在绝缘体上的薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上形成布线；在第一绝缘膜上形成通过布线电连接到薄膜晶体管的阳极；对阳极进行第一热处理；形成覆盖阳极和布线的树脂绝缘膜，并刻蚀该树脂绝缘膜以形成堤；对树脂绝缘膜进行第二热处理；擦洗阳极；形成覆盖阳极和堤的第二绝缘膜；在第二绝缘膜上形成有机化合物层；和在有机化合物层上形成阴极。
31.根据权利要求30的制造发光器件的方法，其特征在于在堤上进行等离子体处理。
32.根据权利要求30的制造发光器件的方法，其特征在于在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理。
33.根据权利要求30的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤采用PVA基多孔材料。
34.根据权利要求30的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤是用于整平阳极表面的步骤。
35.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤在形成在绝缘体上的薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上形成第一绝缘膜；形成布线；形成通过布线电连接到薄膜晶体管的阳极；对阳极进行第一热处理；形成覆盖阳极和布线的树脂绝缘膜，其用做堤；对树脂绝缘膜进行第二热处理；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；擦洗阳极；形成覆盖阳极和堤的第二绝缘膜；在第二绝缘膜上形成有机化合物层；和在有机化合物层上形成阴极。
36.根据权利要求35的制造发光器件的方法，其特征在于在堤上进行等离子体处理。
37.根据权利要求35的制造发光器件的方法，其特征在于在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理。
38.根据权利要求35的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤采用PVA基多孔材料。
39.根据权利要求35的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤是用于整平阳极表面的步骤。
40.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤在形成在绝缘体上的薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜的表面上进行等离子体处理；形成布线；形成通过布线电连接到薄膜晶体管的阳极；形成覆盖阳极和布线的树脂绝缘膜；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；对树脂绝缘膜进行热处理；擦洗阳极；形成覆盖阳极和堤的绝缘膜；在绝缘膜上形成有机化合物层；和在有机化合物层上形成阴极。
41.根据权利要求40的制造发光器件的方法，其特征在于在堤上进行等离子体处理。
42.根据权利要求40的制造发光器件的方法，其特征在于在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理。
43.根据权利要求40的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤采用PVA基多孔材料。
44.根据权利要求40的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤是用于整平阳极表面的步骤。
45.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤在薄膜晶体管上形成层间绝缘膜，该薄膜晶体管形成在具有绝缘表面的衬底上；在层间绝缘膜的表面上进行等离子体处理；层间绝缘膜上形成阳极；在层间绝缘膜上形成布线；形成覆盖阳极、布线和层间绝缘膜的树脂绝缘膜；将其上形成薄膜晶体管的衬底从第一处理室移动到第二处理室；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；进行热处理；在堤的表面上进行等离子体处理；擦洗阳极；形成覆盖阳极和堤的绝缘膜；在绝缘膜上形成有机化合物层；和在有机化合物层上形成阴极。
46.根据权利要求45的制造发光器件的方法，其特征在于阳极部分地叠加布线，以便阳极电连接到薄膜晶体管。
47.根据权利要求45的制造发光器件的方法，其特征在于在选自由氢、氮、卤化碳、氟化氢和稀有气体构成的组的一种或多种气体中进行等离子体处理。
48.根据权利要求45的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤采用PVA基多孔材料。
49.根据权利要求45的制造发光器件的方法，其特征在于擦洗阳极的步骤是用于整平阳极表面的步骤。
50.一种制造器件的方法，包括以下步骤在具有绝缘表面的衬底上形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上形成电极；在层间绝缘膜上形成连接阳极与薄膜晶体管的布线；在电极、布线和层间绝缘膜上形成树脂绝缘膜；将其上形成薄膜晶体管的衬底从第一处理室移动到第二处理室。
51.根据权利要求50的制造发光器件的方法，其特征在于电极是阳极或阴极。
52.一种制造器件的方法，包括以下步骤在具有绝缘表面的衬底上形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管上形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上形成电极；在层间绝缘膜上形成连接阳极与薄膜晶体管的布线；在阳极、布线和层间绝缘膜上形成树脂绝缘膜；形成用于防止其上形成薄膜晶体管的衬底被污染和静电放电损伤的膜。
53.根据权利要求52的制造发光器件的方法，其特征在于电极是阳极或阴极。
54.根据权利要求52的制造器件的方法，其特征在于该膜包括选自由聚乙烯二氧噻吩、聚苯胺、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、N-2-羟基乙基-N-2-羟基烷胺[羟烷基单乙醇胺]、N，N-双(2-羟基乙基)烷基胺[烷基二乙醇胺]、烷基二乙醇酰胺、聚氧乙烯烷胺、聚氧乙烯烷胺脂肪酸酯、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基磷酸脂、四烷基铵盐、三烷基苄基铵盐、烷基甜菜碱、烷基咪唑鎓甜菜碱、和聚氧乙烯烷基苯基醚构成的组的有机导电材料。
55.根据权利要求54的制造发光器件的方法，其特征在于有机导电材料膜是通过旋涂或蒸发形成的。
56.根据权利要求52的制造发光器件的方法，其特征在于该膜包括选自由聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、和聚酰亚胺酰胺或苯并环丁烯构成的组的有机绝缘材料。
57.根据权利要求52的制造发光器件的方法，其特征在于该方法还包括去掉该膜、刻蚀树脂绝缘膜以形成堤、擦洗阳极、在堤和阳极上形成有机化合物层的步骤。
58.一种制造器件的方法，包括以下步骤去掉形成在树脂绝缘膜上的抗静电膜，该树脂绝缘膜形成在薄膜晶体管和阳极上；刻蚀树脂绝缘膜以形成堤；在真空中焙烧堤；在堤和阳极上形成有机化合物层；在有机化合物层上形成阴极。
59.根据权利要求58的制造器件的方法，其特征在于该膜包括选自由聚乙烯二氧噻吩、聚苯胺、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、N-2-羟基乙基-N-2-羟基烷胺[羟烷基单乙醇胺]、N，N-双(2-羟基乙基)烷基胺[烷基二乙醇胺]、烷基二乙醇酰胺、聚氧乙烯烷胺、聚氧乙烯烷胺脂肪酸酯、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基磷酸脂、四烷基铵盐、三烷基苄基铵盐、烷基甜菜碱、烷基咪唑鎓甜菜碱、和聚氧乙烯烷基苯基醚构成的组的有机导电材料。
60.根据权利要求59的制造发光器件的方法，其特征在于有机导电材料是通过旋涂或蒸发形成的。
61.根据权利要求58的制造发光器件的方法，其特征在于抗静电膜包括选自由聚酰亚胺、丙烯酸、酰胺、和聚酰亚胺酰胺或苯并环丁烯构成的组的有机绝缘材料。
全文摘要
提供一种高质量的发光器件,其具有长耐久的发光元件,该发光器件没有由于允许较小退化的结构造成的常规元件的问题,并提供制造发光器件的方法。形成堤之后,用PVA(聚乙烯醇)基多孔物质等擦洗暴露的阳极表面,以便整平该表面并从该表面去除灰尘。在TFT上的层间绝缘膜和阳极之间形成绝缘膜。或者,在TFT上的层间绝缘膜表面上进行等离子体处理,用于表面修正。
文档编号H01L27/32GK1372325SQ0210459
公开日2002年10月2日 申请日期2002年2月9日 优先权日2001年2月19日
发明者山形裕和, 山崎舜平, 高山彻 申请人:株式会社半导体能源研究所