薄膜トランジスタ、その製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置
【課題】薄膜トランジスタ、その製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタは、基板と、上記基板上に位置するバッファ層と、上記バッファ層上に位置する半導体層と、上記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、上記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、上記ゲート絶縁膜上に位置し、上記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、を含み、上記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを有する。
【解決手段】薄膜トランジスタは、基板と、上記基板上に位置するバッファ層と、上記バッファ層上に位置する半導体層と、上記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、上記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、上記ゲート絶縁膜上に位置し、上記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、を含み、上記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置の製造方法に関し、ソース/ドレイン電極用金属を利用して電界印加を用いるジュール熱(joule heating)による結晶化過程を行うことで、アーク放電を防止して素子の不良を最小化し、効果的に生産収率を増進させる方法を提供する。
【背景技術】
【0002】
一般的な熱処理方法としては、熱処理炉を用いるファーネスアニーリング(furnace annealing)法、ハロゲンランプなどの放射熱を用いるRTA(rapid thermal annealing)法、レーザを用いるレーザアニーリング(laser annealing)法、ジュール加熱を利用する熱処理方法などの多様な方法がある。そして、このような熱処理方法は、熱処理温度の範囲、熱処理温度の均一性、昇温速度、冷却速度、購入価格、維持コストなどを考慮し、材料及び工程の特性に合わせて選択される。特に、高温の熱処理が要求されるか、または材料及び工程の特性上に材料の局所的な領域に高速熱処理を必要とする場合は選択できる熱処理方法は非常に限定される。
【0003】
上記の熱処理方法の中、レーザアニーリング方法は、材料の表面に急速な熱処理が可能ではあるが、レーザの波長及び熱処理を必要とする物質の種類によって熱処理可否が決まるので、熱処理できる材料は限定される。特に、大面積の熱処理を行う場合にはラインビームタイプのレーザを重畳してスキャニングしなければならないので、レーザビーム強度の不均一性及びレーザビーム自体の時間による照射量の不均一性などの問題点が発生する。また、装備の価格とともに維持コストが非常に高いという短所もある。
【0004】
RTA法は、半導体製造工程によく用いられるが、現在技術としては直径300mmシリコンウエハのみに適用が可能であり、それより大きい基板を均一に熱処理するには限界がある。また、熱処理の最大昇温速度が400℃/secであって、それより大きい昇温速度を必要とする工程では使用ができない。
【0005】
したがって、上記問題点を解決できるとともに、工程上の制約を受けず、熱処理できる熱処理方法に対する研究が盛んに行われている。その中に、導電層に電界を印加してジュール加熱する急速熱処理方法があって、この熱処理方法は、発生する高熱の熱伝導によって所望する素材を選択的に急速熱処理することができ、上記のRTA工程の昇温速度よりもさらに大きい昇温速度を期待することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】大韓民国出願公開第2004−0102350号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記のように、電界印加によるジュール加熱を利用する熱処理方法においてジュール加熱中に発生するアークなどの物理的現象による不良が解決できない問題点がある。
【0008】
本発明は、素子に利用する電極用金属を用いて電界印加により結晶化した半導体層を含む薄膜トランジスタの製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置の製造方法を提供し、金属膜を半導体層に直接接触して結晶化時にアークの発生を防止し、熱伝導を効果的に行い結晶化させることができ、また、工程を単純化して収率を高めることができる方法を提供するのに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、薄膜トランジスタ及び有機電界発光表示装置の製造方法に関し、基板と、前記基板上に位置するバッファ層と、前記バッファ層上に位置する半導体層と、前記半導体層上に位置するソース/ドレイン電極と、前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と含み、前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。
【0010】
また、基板と、前記基板上に位置するバッファ層と、前記バッファ層上に位置する半導体層と、前記半導体層上に位置するソース/ドレイン電極と、前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、前記基板全面にわたって位置する絶縁膜と、前記絶縁膜上に位置する前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極を含み、前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置及び製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0011】
本発明は電極を形成する際、用いるソース/ドレイン電極用薄膜に電界を印加して用いて非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化することで、従来のジュール熱による多結晶シリコン層の製造時に発生するアークの問題点を解決することができ、非晶質シリコン層パターン上に金属膜が直接形成されて、効果的な結晶化を行うことができる。そして、ソース/ドレイン電極を続いてパターニングし、ホールを介して半導体層に不純物をドーピングして工程を単純化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1B】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1C】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1D】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1E】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1F】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1G】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1H】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1I】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図2A】本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法に関する図である。
【図2B】本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0014】
<実施形態>
図1Aないし図1Dは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【0015】
図1Aに示すように、基板100を準備し、前記基板100上にバッファ層110を形成する。前記基板100はガラスまたはプラスチックなどとすることができ、前記バッファ層110は前記基板100から発生する水分または不純物拡散を防止したり、結晶化時の熱伝達速度を調節したりすることで、非晶質シリコン層の結晶化がよく形成できるようにする役割をし、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような絶縁膜を用いて単層またはこれらの複層で形成することができる。
【0016】
次いで、図1Bに示すように、前記バッファ層110上部に非晶質シリコン層パターン120’を形成する。
【0017】
その後、図1Cに示すように、基板100全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜130Aを形成した後、電界を印加して非晶質シリコン層を結晶化して半導体層120に形成する。
【0018】
前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aは、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つから形成することができる。
そして、前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aは、一般に前記ソース/ドレイン電極130a、130bを形成するための厚さで形成すればよく、好ましくは50〜300nmに形成する。その理由として、50nmよりも薄く形成した場合はソース/ドレイン電極用金属膜130Aが不均一に形成されて熱伝導が均一ではなく不均一な結晶化が起きるからであって、そして、パターニングしてソース/ドレイン電極に形成する際には300nm以下の厚さが電極としての役割に無理がなく、薄膜素子としても適当な厚さであるからである。
【0019】
このとき、前記結晶化を好ましく行うためには約100〜10000V/cmの電界を1us〜1sec間加える。その理由は、100V以下の電界は結晶化に不足するジュール熱を出し、10000V以上の電界は局所的なアークを発生させる。そして、1us以下に電界を印加すると不十分なジュール熱で結晶化を行うことが困難で、1sec以上電界を印加すると基板が曲がったり、熱伝導による端の結晶化不良が発生したりして素子に悪影響を与えるからである。
【0020】
その後、図1Dに示すように、前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aをパターニングしてソース/ドレイン電極130a、130bを形成する。そして、前記ソース/ドレイン電極130a、130bをパターニングする際には1つ以上のホール(h;図1Eに示す)を一緒に形成し、このホールは前記半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120b上に位置するように形成させる。
【0021】
このとき、前記ソース/ドレイン電極130a、130bは、半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに対応するようにパターニングする。
【0022】
図1Eは図1Dの平面図である。図1Dに示すように、前記ソース/ドレイン電極130a、130bは半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに対応するようにパターニングし、前記ソース/ドレイン領域120a、120b上に位置する部分には1つ以上のホール(h)を含む。このとき、前記ホール(h)は、後で半導体層120に不純物を注入するために形成したものであって、前記ホール(h)の位置または形状を調節することで、半導体層内の不純物ドーピング濃度を調節することができる。
【0023】
前記ホール(h)は、ソース/ドレイン電極130a、130bをパターンする際に、一緒にパターンさせて形成する。
【0024】
図1F及び図1Gは、適用可能な前記ソース/ドレイン電極130a、130bのパターン模様であり、ホールの形態がこれに限定されるものではなく、多角形、直線型などに不純物注入ができればいかなる形状であってもかまわない。
【0025】
続いて、上記のように形成されたソース/ドレイン電極130a、130bのホール(h)を介して、前記半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに不純物イオンをドーピングする。このとき、不純物イオンは通常のN型またはP型の不純物を用いることができる。不純物がドーピングされない領域120cは、後でチャンネル領域となる。
【0026】
その後、図1Hに示すように、前記基板100の全面にわたってゲート絶縁膜140を形成する。前記ゲート絶縁膜140はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらのこの中層とすることができる。
【0027】
その後、図1Iに示すように、前記ゲート絶縁膜140上に前記半導体層120に対応するようにゲート電極150を形成する。
【0028】
前記ゲート電極150は、前記ソース/ドレイン電極130a、130bに重畳されないように形成して半導体層120のチャンネル領域120cに形成されるようにし、アルミニウム(Al)またはアルミニウム−ネオジム(Al−Nd)のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム(Cr)またはモリブデン(Mo)合金の上にアルミニウム合金が積層された多重層に形成することができる。
【0029】
以上のように、本発明による薄膜トランジスタが完成される。
【0030】
図2A及び図2Bは、前記本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタを含む有機電界発光表示装置の図であって、ここでは、上述の薄膜トランジスタを含むものを例として説明する。
【0031】
図2Aに示すように、本発明の図1Aないし図1Iの実施形態に係る薄膜トランジスタを含む前記基板100全面に絶縁膜160を形成させる。前記絶縁膜160は1つ以上の層で形成することができ、保護膜または平坦化膜を含むことができる。前記絶縁膜160は、無機膜であるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはシリゲートオンガラスから選択されるいずれか1つまたは有機膜であるポリイミド(polyimide)、ベンゾサイクロブチン系樹脂(benzocyclobutene series resin)またはアクリレート(acrylate)から選択されるいずれか1つから形成することができる。また、前記無機膜と前記有機膜との積層構造に形成することもできる。
【0032】
前記ゲート絶縁膜140と絶縁膜160をエッチングしてビアホール(a)を形成し、前記ソース/ドレイン電極130a、130bの一部を露出させる。
【0033】
その後、前記ビアホール(a)を介して前記ソース/ドレイン電極130a、130bの中からいずれか1つに接続する第1電極170を形成する。前記第1電極170は、アノードまたはカソードで形成することができる。前記第1電極170がアノードの場合、前記アノードは、ITO、IZOまたはITZOから選択されるいずれか1つからなる透明導電膜として形成することができ、カソードの場合、前記カソードは、Mg、Ca、Al、Ag、Baまたはこれらの合金を用いて形成することができる。
【0034】
次いで、図2Bに示すように、前記第1電極170上に前記第1電極170の表面の一部を露出させる開口部を有する画素定義膜175を形成し、前記露出した第1電極170上に発光層を含む有機膜層180を形成する。前記有機膜層180には、正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子抑制層、電子注入層及び電子輸送層からなる群から選択される1つまたは複数層をさらに含むことができる。続いて、前記有機膜層180上に第2電極185を形成する。これにより、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置が完成される。
【0035】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0036】
100 基板
110 バッファ層
120 半導体層
120a、120b ソース/ドレイン領域
120c チャンネル領域
130a、130b ソース/ドレイン電極
140 ゲート絶縁膜
150 ゲート電極
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置の製造方法に関し、ソース/ドレイン電極用金属を利用して電界印加を用いるジュール熱(joule heating)による結晶化過程を行うことで、アーク放電を防止して素子の不良を最小化し、効果的に生産収率を増進させる方法を提供する。
【背景技術】
【0002】
一般的な熱処理方法としては、熱処理炉を用いるファーネスアニーリング(furnace annealing)法、ハロゲンランプなどの放射熱を用いるRTA(rapid thermal annealing)法、レーザを用いるレーザアニーリング(laser annealing)法、ジュール加熱を利用する熱処理方法などの多様な方法がある。そして、このような熱処理方法は、熱処理温度の範囲、熱処理温度の均一性、昇温速度、冷却速度、購入価格、維持コストなどを考慮し、材料及び工程の特性に合わせて選択される。特に、高温の熱処理が要求されるか、または材料及び工程の特性上に材料の局所的な領域に高速熱処理を必要とする場合は選択できる熱処理方法は非常に限定される。
【0003】
上記の熱処理方法の中、レーザアニーリング方法は、材料の表面に急速な熱処理が可能ではあるが、レーザの波長及び熱処理を必要とする物質の種類によって熱処理可否が決まるので、熱処理できる材料は限定される。特に、大面積の熱処理を行う場合にはラインビームタイプのレーザを重畳してスキャニングしなければならないので、レーザビーム強度の不均一性及びレーザビーム自体の時間による照射量の不均一性などの問題点が発生する。また、装備の価格とともに維持コストが非常に高いという短所もある。
【0004】
RTA法は、半導体製造工程によく用いられるが、現在技術としては直径300mmシリコンウエハのみに適用が可能であり、それより大きい基板を均一に熱処理するには限界がある。また、熱処理の最大昇温速度が400℃/secであって、それより大きい昇温速度を必要とする工程では使用ができない。
【0005】
したがって、上記問題点を解決できるとともに、工程上の制約を受けず、熱処理できる熱処理方法に対する研究が盛んに行われている。その中に、導電層に電界を印加してジュール加熱する急速熱処理方法があって、この熱処理方法は、発生する高熱の熱伝導によって所望する素材を選択的に急速熱処理することができ、上記のRTA工程の昇温速度よりもさらに大きい昇温速度を期待することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】大韓民国出願公開第2004−0102350号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記のように、電界印加によるジュール加熱を利用する熱処理方法においてジュール加熱中に発生するアークなどの物理的現象による不良が解決できない問題点がある。
【0008】
本発明は、素子に利用する電極用金属を用いて電界印加により結晶化した半導体層を含む薄膜トランジスタの製造方法及びそれを含む有機電界発光表示装置の製造方法を提供し、金属膜を半導体層に直接接触して結晶化時にアークの発生を防止し、熱伝導を効果的に行い結晶化させることができ、また、工程を単純化して収率を高めることができる方法を提供するのに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、薄膜トランジスタ及び有機電界発光表示装置の製造方法に関し、基板と、前記基板上に位置するバッファ層と、前記バッファ層上に位置する半導体層と、前記半導体層上に位置するソース/ドレイン電極と、前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と含み、前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。
【0010】
また、基板と、前記基板上に位置するバッファ層と、前記バッファ層上に位置する半導体層と、前記半導体層上に位置するソース/ドレイン電極と、前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、前記基板全面にわたって位置する絶縁膜と、前記絶縁膜上に位置する前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極を含み、前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置及び製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0011】
本発明は電極を形成する際、用いるソース/ドレイン電極用薄膜に電界を印加して用いて非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化することで、従来のジュール熱による多結晶シリコン層の製造時に発生するアークの問題点を解決することができ、非晶質シリコン層パターン上に金属膜が直接形成されて、効果的な結晶化を行うことができる。そして、ソース/ドレイン電極を続いてパターニングし、ホールを介して半導体層に不純物をドーピングして工程を単純化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1B】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1C】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1D】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1E】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1F】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1G】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1H】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図1I】本発明に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【図2A】本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法に関する図である。
【図2B】本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0014】
<実施形態>
図1Aないし図1Dは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタに関する図である。
【0015】
図1Aに示すように、基板100を準備し、前記基板100上にバッファ層110を形成する。前記基板100はガラスまたはプラスチックなどとすることができ、前記バッファ層110は前記基板100から発生する水分または不純物拡散を防止したり、結晶化時の熱伝達速度を調節したりすることで、非晶質シリコン層の結晶化がよく形成できるようにする役割をし、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような絶縁膜を用いて単層またはこれらの複層で形成することができる。
【0016】
次いで、図1Bに示すように、前記バッファ層110上部に非晶質シリコン層パターン120’を形成する。
【0017】
その後、図1Cに示すように、基板100全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜130Aを形成した後、電界を印加して非晶質シリコン層を結晶化して半導体層120に形成する。
【0018】
前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aは、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つから形成することができる。
そして、前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aは、一般に前記ソース/ドレイン電極130a、130bを形成するための厚さで形成すればよく、好ましくは50〜300nmに形成する。その理由として、50nmよりも薄く形成した場合はソース/ドレイン電極用金属膜130Aが不均一に形成されて熱伝導が均一ではなく不均一な結晶化が起きるからであって、そして、パターニングしてソース/ドレイン電極に形成する際には300nm以下の厚さが電極としての役割に無理がなく、薄膜素子としても適当な厚さであるからである。
【0019】
このとき、前記結晶化を好ましく行うためには約100〜10000V/cmの電界を1us〜1sec間加える。その理由は、100V以下の電界は結晶化に不足するジュール熱を出し、10000V以上の電界は局所的なアークを発生させる。そして、1us以下に電界を印加すると不十分なジュール熱で結晶化を行うことが困難で、1sec以上電界を印加すると基板が曲がったり、熱伝導による端の結晶化不良が発生したりして素子に悪影響を与えるからである。
【0020】
その後、図1Dに示すように、前記ソース/ドレイン電極用金属膜130Aをパターニングしてソース/ドレイン電極130a、130bを形成する。そして、前記ソース/ドレイン電極130a、130bをパターニングする際には1つ以上のホール(h;図1Eに示す)を一緒に形成し、このホールは前記半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120b上に位置するように形成させる。
【0021】
このとき、前記ソース/ドレイン電極130a、130bは、半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに対応するようにパターニングする。
【0022】
図1Eは図1Dの平面図である。図1Dに示すように、前記ソース/ドレイン電極130a、130bは半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに対応するようにパターニングし、前記ソース/ドレイン領域120a、120b上に位置する部分には1つ以上のホール(h)を含む。このとき、前記ホール(h)は、後で半導体層120に不純物を注入するために形成したものであって、前記ホール(h)の位置または形状を調節することで、半導体層内の不純物ドーピング濃度を調節することができる。
【0023】
前記ホール(h)は、ソース/ドレイン電極130a、130bをパターンする際に、一緒にパターンさせて形成する。
【0024】
図1F及び図1Gは、適用可能な前記ソース/ドレイン電極130a、130bのパターン模様であり、ホールの形態がこれに限定されるものではなく、多角形、直線型などに不純物注入ができればいかなる形状であってもかまわない。
【0025】
続いて、上記のように形成されたソース/ドレイン電極130a、130bのホール(h)を介して、前記半導体層120のソース/ドレイン領域120a、120bに不純物イオンをドーピングする。このとき、不純物イオンは通常のN型またはP型の不純物を用いることができる。不純物がドーピングされない領域120cは、後でチャンネル領域となる。
【0026】
その後、図1Hに示すように、前記基板100の全面にわたってゲート絶縁膜140を形成する。前記ゲート絶縁膜140はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらのこの中層とすることができる。
【0027】
その後、図1Iに示すように、前記ゲート絶縁膜140上に前記半導体層120に対応するようにゲート電極150を形成する。
【0028】
前記ゲート電極150は、前記ソース/ドレイン電極130a、130bに重畳されないように形成して半導体層120のチャンネル領域120cに形成されるようにし、アルミニウム(Al)またはアルミニウム−ネオジム(Al−Nd)のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム(Cr)またはモリブデン(Mo)合金の上にアルミニウム合金が積層された多重層に形成することができる。
【0029】
以上のように、本発明による薄膜トランジスタが完成される。
【0030】
図2A及び図2Bは、前記本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタを含む有機電界発光表示装置の図であって、ここでは、上述の薄膜トランジスタを含むものを例として説明する。
【0031】
図2Aに示すように、本発明の図1Aないし図1Iの実施形態に係る薄膜トランジスタを含む前記基板100全面に絶縁膜160を形成させる。前記絶縁膜160は1つ以上の層で形成することができ、保護膜または平坦化膜を含むことができる。前記絶縁膜160は、無機膜であるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはシリゲートオンガラスから選択されるいずれか1つまたは有機膜であるポリイミド(polyimide)、ベンゾサイクロブチン系樹脂(benzocyclobutene series resin)またはアクリレート(acrylate)から選択されるいずれか1つから形成することができる。また、前記無機膜と前記有機膜との積層構造に形成することもできる。
【0032】
前記ゲート絶縁膜140と絶縁膜160をエッチングしてビアホール(a)を形成し、前記ソース/ドレイン電極130a、130bの一部を露出させる。
【0033】
その後、前記ビアホール(a)を介して前記ソース/ドレイン電極130a、130bの中からいずれか1つに接続する第1電極170を形成する。前記第1電極170は、アノードまたはカソードで形成することができる。前記第1電極170がアノードの場合、前記アノードは、ITO、IZOまたはITZOから選択されるいずれか1つからなる透明導電膜として形成することができ、カソードの場合、前記カソードは、Mg、Ca、Al、Ag、Baまたはこれらの合金を用いて形成することができる。
【0034】
次いで、図2Bに示すように、前記第1電極170上に前記第1電極170の表面の一部を露出させる開口部を有する画素定義膜175を形成し、前記露出した第1電極170上に発光層を含む有機膜層180を形成する。前記有機膜層180には、正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子抑制層、電子注入層及び電子輸送層からなる群から選択される1つまたは複数層をさらに含むことができる。続いて、前記有機膜層180上に第2電極185を形成する。これにより、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置が完成される。
【0035】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0036】
100 基板
110 バッファ層
120 半導体層
120a、120b ソース/ドレイン領域
120c チャンネル領域
130a、130b ソース/ドレイン電極
140 ゲート絶縁膜
150 ゲート電極
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に位置するバッファ層と、
前記バッファ層上に位置する半導体層と、
前記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、
前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、を含み、
前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを有することを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項2】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置することを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項3】
前記ソース/ドレイン電極が対応する半導体層領域には不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の薄膜トランジスタ、
【請求項4】
前記ソース/ドレイン電極は、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項5】
前記半導体層は、ジュール熱加熱により形成された多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項6】
前記ソース/ドレイン電極の厚さは、50〜300nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項7】
基板を提供する工程と、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層パターンを形成する工程と、
前記基板全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜に電界を印加し、前記非晶質シリコン層パターンを結晶化して半導体層に形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜をパターニングし、前記半導体層と接続するソース/ドレイン電極及び前記ソース/ドレイン電極に1つまたは多数のホールを形成する工程と、
前記基板全面にわたってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層と対応するゲート電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項8】
前記ホールを形成した後、前記ホールを介して半導体層に不純物をドーピングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項9】
前記不純物は、N型またはP型不純物であることを特徴とする請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項10】
前記結晶化は、前記ソース/ドレイン電極用金属膜に100〜10000V/cmの電界を印加して行うことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項11】
基板と、
前記基板上に位置するバッファ層と、
前記バッファ層上に位置する半導体層と、
前記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、
前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、
前記基板全面にわたって位置する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に位置する前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極と、を含み、
前記ソース/ドレイン電極は1つ以上のホールを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項12】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置することを特徴とする請求項11に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項13】
前記ソース/ドレイン電極に対応する半導体層領域には、不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項11または12のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項14】
前記ソース/ドレイン電極は、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つを含むことを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項15】
前記半導体層は、ジュール熱加熱により形成された多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項16】
前記ソース/ドレイン電極の厚さは、50〜300nmであることを特徴とする請求項11〜15のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項17】
基板を提供する工程と、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層パターンを形成する工程と、
前記基板全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜に電界を印加し、前記非晶質シリコン層パターンを結晶化して半導体層に形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜をパターニングし、前記半導体層と接続するソース/ドレイン電極及び前記ソース/ドレイン電極に1つまたは多数のホールを形成する工程と、
前記基板全面にわたってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層と対応するゲート電極を形成する工程と、
前記基板全面にわたって絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項18】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置するように形成することを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項19】
前記ホールを介して半導体層に不純物をドーピングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記不純物は、N型またはP型不純物であることを特徴とする請求項19に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項21】
前記結晶化は、前記ソース/ドレイン電極用金属膜に100〜10000V/cmの電界を印加して行うことを特徴とする請求項18〜20のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項1】
基板と、
前記基板上に位置するバッファ層と、
前記バッファ層上に位置する半導体層と、
前記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、
前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、を含み、
前記ソース/ドレイン電極は1つまたは多数のホールを有することを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項2】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置することを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項3】
前記ソース/ドレイン電極が対応する半導体層領域には不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の薄膜トランジスタ、
【請求項4】
前記ソース/ドレイン電極は、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項5】
前記半導体層は、ジュール熱加熱により形成された多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項6】
前記ソース/ドレイン電極の厚さは、50〜300nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項7】
基板を提供する工程と、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層パターンを形成する工程と、
前記基板全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜に電界を印加し、前記非晶質シリコン層パターンを結晶化して半導体層に形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜をパターニングし、前記半導体層と接続するソース/ドレイン電極及び前記ソース/ドレイン電極に1つまたは多数のホールを形成する工程と、
前記基板全面にわたってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層と対応するゲート電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項8】
前記ホールを形成した後、前記ホールを介して半導体層に不純物をドーピングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項9】
前記不純物は、N型またはP型不純物であることを特徴とする請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項10】
前記結晶化は、前記ソース/ドレイン電極用金属膜に100〜10000V/cmの電界を印加して行うことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項11】
基板と、
前記基板上に位置するバッファ層と、
前記バッファ層上に位置する半導体層と、
前記半導体層上に直接接触して位置するソース/ドレイン電極と、
前記基板全面にわたって位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層に対応するように位置するゲート電極と、
前記基板全面にわたって位置する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に位置する前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極と、を含み、
前記ソース/ドレイン電極は1つ以上のホールを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項12】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置することを特徴とする請求項11に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項13】
前記ソース/ドレイン電極に対応する半導体層領域には、不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項11または12のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項14】
前記ソース/ドレイン電極は、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデンタングステン(MoW)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、銅(Cu)、モリブデン合金(Mo alloy)、アルミニウム合金(Al alloy)、及び銅合金(Cu alloy)から選択されるいずれか1つを含むことを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項15】
前記半導体層は、ジュール熱加熱により形成された多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項16】
前記ソース/ドレイン電極の厚さは、50〜300nmであることを特徴とする請求項11〜15のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項17】
基板を提供する工程と、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層パターンを形成する工程と、
前記基板全面にわたってソース/ドレイン電極用金属膜を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜に電界を印加し、前記非晶質シリコン層パターンを結晶化して半導体層に形成する工程と、
前記ソース/ドレイン電極用金属膜をパターニングし、前記半導体層と接続するソース/ドレイン電極及び前記ソース/ドレイン電極に1つまたは多数のホールを形成する工程と、
前記基板全面にわたってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に位置し、前記半導体層と対応するゲート電極を形成する工程と、
前記基板全面にわたって絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記ソース/ドレイン電極と電気的に接続する第1電極、有機膜及び第2電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項18】
前記ホールは、前記半導体層のソース/ドレイン領域上に位置するように形成することを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項19】
前記ホールを介して半導体層に不純物をドーピングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記不純物は、N型またはP型不純物であることを特徴とする請求項19に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【請求項21】
前記結晶化は、前記ソース/ドレイン電極用金属膜に100〜10000V/cmの電界を印加して行うことを特徴とする請求項18〜20のいずれか1項に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図2A】
【図2B】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図2A】
【図2B】
【公開番号】特開2011−40732(P2011−40732A)
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−160794(P2010−160794)
【出願日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Fターム(参考)】
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