專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由場效應(yīng)晶體管(以下稱為FET)組成的電路的半導(dǎo)體器件及其制造方法。此外，在本發(fā)明的說明書中涉及的FET是指常規(guī)的元件，其中FET的基本原理以元件具體化，并包括利用氧化物作為絕緣膜的MIS FET、MOS FET和利用半導(dǎo)體薄膜的薄膜晶體管。本發(fā)明特別涉及一種電子裝置，在該電子裝置中裝配作為其一部分的具有發(fā)光二極管的半導(dǎo)體器件。
此外，在本發(fā)明的說明書中涉及的半導(dǎo)體器件是指通常利用半導(dǎo)體特性以實現(xiàn)功能的器件，和電光器件、發(fā)光器件，半導(dǎo)體電路和電子設(shè)備都稱為半導(dǎo)體器件。
而且，半導(dǎo)體器件包括其中連接器安裝在發(fā)光器件上，例如，F(xiàn)PC(柔性印刷電路)、或TAB帶(自動粘結(jié)帶)、或TCP(載體封裝帶)的所有模塊，其中在TAB帶、或TCP的尖端上提供印刷電路板的模塊，或其中直接在發(fā)光二極管上利用COG(玻璃上芯片)封裝IC(集成電路)的模塊。
背景技術(shù)：
近年來，具有EL元件作為自發(fā)光元件的發(fā)光器件已經(jīng)被積極地進(jìn)行研究，特別地，已經(jīng)注意到利用有機(jī)材料作為EL材料的發(fā)光器件。這種發(fā)光器件稱作EL顯示器或發(fā)光二極管。應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的說明書中涉及的發(fā)光器件是指圖形顯示器、發(fā)光器件或光源(包括照明器件)。
此外，EL元件包括含有有機(jī)化學(xué)化合物的層(以下稱為EL層)，其中獲得在施加電場時產(chǎn)生的光(電致發(fā)光)，以及陽極和陰極。而在有機(jī)化學(xué)化合物中的光發(fā)射包括當(dāng)從單重激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時產(chǎn)生的發(fā)射(熒光)和當(dāng)從三重激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時產(chǎn)生的發(fā)射(磷光)，根據(jù)本發(fā)明通過淀積裝置和淀積方法制造的發(fā)光器件可應(yīng)用于采用任何一種發(fā)射的情況。
發(fā)光器件具有一種特征，其中因為它們是一種與液晶顯示器不同的自發(fā)光器件，所以就不存在可視角的問題。那就是說，當(dāng)在室外作為顯示器使用時，發(fā)光器件就比液晶顯示器更實用，并且已在各種結(jié)構(gòu)中都提出了它的應(yīng)用。
當(dāng)構(gòu)造EL元件使得在一對電極之間插入EL層時，EL層通常具有疊層結(jié)構(gòu)。典型地，列舉了一種“空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層”的疊層結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率非常高并適合于幾乎所有目前正在研究和開發(fā)的發(fā)光器件。
此外，由陰極、EL層和陽極形成的發(fā)光元件稱作EL元件，并包括兩種類型，那就是說，一種系統(tǒng)(簡單的矩陣系統(tǒng))，其中在彼此垂直設(shè)置的兩種條形電極之間形成EL層，和一種系統(tǒng)(有源矩陣系統(tǒng))，其中在連接到TFT并以矩陣結(jié)構(gòu)排列的像素電極和相對電極之間形成EL層。然而，應(yīng)當(dāng)相信，在像素密度增加的情況下，其中給每個像素(或一個點)提供開關(guān)的有源矩陣系統(tǒng)是有利的。
而且，已經(jīng)建立有源矩陣型發(fā)光器件，其中形成電連接到襯底上的TFT的電極作為陽極，在陽極上形成有機(jī)化合物層，在有機(jī)化合物層上形成的具有陰極的發(fā)光元件被提供，且從為透明電極的陽極朝向TFT取出在有機(jī)化合物層中產(chǎn)生的光。
因此，根據(jù)本發(fā)明，制造的有源矩陣型發(fā)光器件就具有這樣結(jié)構(gòu)(以下稱為上表面輸出結(jié)構(gòu))的發(fā)光元件，其中形成第一電極作為陽極，在陽極上形成含有有機(jī)化合物的層，在含有有機(jī)化合物的層上形成由用于光發(fā)射傳輸?shù)牡诙姌O組成的陰極?；蛘?，制造的有源矩陣型發(fā)光器件具有這樣結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，其中形成第一電極作為陰極，在陰極上形成含有有機(jī)化合物的層，在含有有機(jī)化合物的層上形成由用于光發(fā)射傳輸?shù)牡诙姌O組成的陽極。
而且，在含有有機(jī)化合物的層中產(chǎn)生的所有光并不朝向觀察者(用戶)取出，而是例如橫向地(平行于襯底表面的方向)發(fā)射光，結(jié)果，橫向發(fā)射的光沒有取出以至造成損失。因此，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光器件及其制造方法，該發(fā)光器件構(gòu)成為可以提高在一定方向上發(fā)出的光的數(shù)量。
而且，在具有有機(jī)化合物的發(fā)光元件中，考慮一條路徑，沿該路徑從電極注入的電子和空穴就轉(zhuǎn)換為最終從元件取出的光子。僅一定比例的流過外圍電路的電流才能對作為電子-空穴對的載流子復(fù)合起作用，作為復(fù)合的部分電子-空穴對被消耗用于產(chǎn)生發(fā)光的分子激子。產(chǎn)生的激子就以熒光量子效率規(guī)定的比例轉(zhuǎn)換為光子，且在不同路徑中去激活剩余部分就產(chǎn)生例如熱釋放和紅外光發(fā)射。因此，當(dāng)驅(qū)動這種發(fā)光元件產(chǎn)生發(fā)射時，就產(chǎn)生焦耳(Joule)熱以至導(dǎo)致有機(jī)化合物層的分解和晶化，由此導(dǎo)致了發(fā)光元件的退化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是有效地消除或降低在具有有機(jī)化合物層的發(fā)光元件中熱的產(chǎn)生。
本發(fā)明包括利用半導(dǎo)體襯底形成TFT，形成第一電極，第一電極構(gòu)成FET的電極(漏電極或源電極)并由疊置的金屬層形成；形成覆蓋第一電極的端部的絕緣物(稱為堤壩(bank)、分隔物)，此后以自對準(zhǔn)方式用絕緣物作為掩模進(jìn)行部分絕緣物的腐蝕并進(jìn)行第一電極的中心部分的腐蝕以便減薄該區(qū)域并在端部形成臺階部分。這種腐蝕將第一電極的中心部分減薄為平坦表面，有絕緣物覆蓋的第一電極的此端部在形狀上就變得厚，那就是，凹形形狀(凹陷)。并且在第一電極上形成含有有機(jī)化合物的層和第二電極以完成發(fā)光元件。
根據(jù)本發(fā)明，在第一電極的臺階部分上形成的傾斜表面反射或收集橫向發(fā)射以提高在確定方向(穿過第二電極的方向)上取出光的數(shù)量。
因此，限定傾斜表面的部分優(yōu)選由光反射金屬，例如具有鋁、銀等為主要成分的材料制成，并且與含有有機(jī)化合物的層接觸的中心部分優(yōu)選由具有大的功函數(shù)的陽極材料或具有小的功函數(shù)的陰極材料制成。
而且，本發(fā)明采用散熱優(yōu)良的半導(dǎo)體襯底以便能夠有效地消除或減少產(chǎn)生的熱。此外，能夠在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底上同時形成除了發(fā)光元件和連接到發(fā)光元件的FET之外的各種電路(具有CMOS電路例如反相器電路、NAND電路、AND電路、NOR電路、OR電路、移位寄存器電路、取樣電路、D/A轉(zhuǎn)換器電路、A/D轉(zhuǎn)換器電路、緩沖器電路等的驅(qū)動電路，校正電路，例如CPU、SRAM、DRAM等的存儲元件，由硅氧烷、薄膜二極管、電阻元件等的PIN連接組成的光電換能器)。此外，除了三維地集成這些電路之外還能夠制造微小的部分(patter)。因此，能夠減少不同電路和具有元件的驅(qū)動電路占用的面積，以致由于框架部分的面積制造得較小，所以整個尺寸就可以制造得更緊湊。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，單一地制造FET的第一電極和漏電極以便減少掩模和步驟的總數(shù)量，可以增加一個光掩模以便由不同材料來制造第一電極。此外，為了提供數(shù)值孔徑的增加，可以增加兩個光掩模以便形成由疊置的金屬層組成的通過絕緣膜連接到FET的漏電極(或源極)的第一電極。
在本申請的說明書中公開的本發(fā)明結(jié)構(gòu)提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括連接到在半導(dǎo)體襯底上提供的場效應(yīng)晶體管的第一電極，覆蓋第一電極的一個端部的絕緣物，含有有機(jī)化學(xué)化合物并與第一電極接觸的層，以及與該層接觸的第二電極，其中第一電極在它的一個端部上具有朝向第一電極的的中心的傾斜表面、并且該傾斜表面反射從含有有機(jī)化學(xué)化合物的層發(fā)射的光。
而且，本發(fā)明的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括連接到在半導(dǎo)體襯底上提供的場效應(yīng)晶體管的第一電極，覆蓋第一電極的一個端部的絕緣物，含有有機(jī)化學(xué)化合物并與第一電極接觸的層，以及與該層接觸的第二電極，其中第一電極的中心為凹形形狀以至具有比它的一個端部更小的薄膜厚度。
而且，本發(fā)明的再一種結(jié)構(gòu)提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括連接到在半導(dǎo)體襯底上提供的場效應(yīng)晶體管的第一電極，覆蓋第一電極的一個端部的絕緣物，含有有機(jī)化學(xué)化合物并與第一電極接觸的層，以及與該層接觸的第二電極，其中第一電極是多層結(jié)構(gòu)和在第一電極的中心處疊置的數(shù)量大于在它的一個端部疊置的數(shù)量。
而且，當(dāng)利用涂敷方法形成由高分子聚合物組成的有機(jī)化學(xué)化合物層時，本發(fā)明為了消除覆蓋的失效，還設(shè)計一種在各個像素之間提供絕緣物結(jié)構(gòu)(稱作堤壩、隔離物、阻擋物等)。各個結(jié)構(gòu)具有這樣特征其中絕緣物的上端部具有彎曲表面，該彎曲表面的曲率半徑為0.2μm至3μm。此外，絕緣物的錐角滿足35°至55°。
提供曲率半徑以便有利于臺階部分的覆蓋質(zhì)量，因此即使當(dāng)此后形成的并含有有機(jī)化學(xué)化合物的層非常薄時也能夠進(jìn)行淀積。
而且，在各種結(jié)構(gòu)中，第一電極包括直接朝向它的中心的傾斜表面，并且傾斜度(還稱作錐角)為大于30°但小于70°。此外，必須適當(dāng)?shù)卦O(shè)置傾斜度、有機(jī)化學(xué)化合物層的材料和薄膜厚度或第二電極的材料和薄膜厚度以致防止由第一電極的傾斜表面反射的光在層之間分散并成為漫射光。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，第二電極包括允許光透過的導(dǎo)電膜，例如，薄的金屬膜、透明導(dǎo)電膜或它們的疊層膜。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，第一電極為凹形形狀并以絕緣物作為掩模以自對準(zhǔn)形成。因此，在形成第一電極的形狀中就不用增加掩模。此外，第一電極的臺階部分(傾斜部分的上端)基本上對應(yīng)于絕緣物的側(cè)面，考慮到覆蓋臺階部分，期望第一電極的傾斜表面的傾斜度和絕緣物側(cè)的傾斜度優(yōu)選彼此相同。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，第一電極為場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分。通過制造漏電極或源電極的一部分為第一電極，就能夠進(jìn)行同時形成并由此能夠減少掩模和步驟的數(shù)量。或者，可以在不同步驟中獨立地形成第一電極和場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極，在此情況中，第一電極可以由與場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極不同的材料制造。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，第一電極是陽極且第二電極是陰極。或者，第一電極是陰極而第二電極是陽極。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射白光的材料制造，并與在密封劑上提供的濾色器結(jié)合，或者，含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射單色光的材料制造，并與在密封劑上提供的彩色轉(zhuǎn)換層或彩色層結(jié)合。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，通過使用利用淀積掩模的淀積方法就可以實現(xiàn)為陰極的電極(電極，光透過該電極)的薄膜電阻的降低，以便在形成第一電極的臺階部分之后在被設(shè)置在各個像素之間的絕緣物上形成布線(稱作輔助布線或第三電極)。而且，本發(fā)明具有這樣特征其中利用輔助布線形成引出的布線以便與較低層中存在的其它布線連接。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
而且，在各個結(jié)構(gòu)中，在半導(dǎo)體襯底上提供CPU、存儲元件、薄膜二極管、光電換能器或電阻元件。
而且，用于實現(xiàn)各個結(jié)構(gòu)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該半導(dǎo)體器件具有發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括陽極、含有有機(jī)化學(xué)化合物并與陽極接觸的層、以及與含有有機(jī)化學(xué)化合物的層接觸的陰極，該方法包括步驟在半導(dǎo)體襯底上形成場效應(yīng)晶體管；形成絕緣物，該絕緣物覆蓋第一電極的一個端部，該第一電極是場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分；進(jìn)行以絕緣物作為掩模的腐蝕以便減薄第一電極的中心，使得沿第一電極的邊緣暴露傾斜表面，第一電極包括疊置的金屬層；形成含有有機(jī)化學(xué)化合物并與第一電極的中心和傾斜表面接觸的層；在含有有機(jī)化學(xué)化合物的層上形成第二電極，其由允許光透過的金屬薄膜制成。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，第一電極包括疊置的光反射金屬層和作為蝕刻停止物的金屬層，對光反射金屬層進(jìn)行腐蝕，并使光反射金屬材料暴露為傾斜表面。
而且，通過對第一電極進(jìn)行腐蝕，作為蝕刻停止物的金屬層的表面也可以略微被腐蝕。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，第一電極是陽極并由具有比第二電極的功函數(shù)更高的功函數(shù)的金屬層制成。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，第一電極包括含有鈦的第一金屬層、含有氮化鈦或氮化鎢的第二金屬層、含有鋁的第三金屬層和含有氮化鈦的第四金屬層的疊層。
此外，因為第一金屬層與TFT的源區(qū)和漏區(qū)接觸，所以它滿足選擇適合與硅氧烷歐姆接觸的金屬材料(典型地，鈦)，優(yōu)選具有大的功函數(shù)的材料用于作為陽極的第二金屬層，優(yōu)選具有高的光反射系數(shù)的金屬材料用于反射來自發(fā)光元件的光的第三金屬層，并且優(yōu)選用于避免第三金屬層的小丘和晶須和避免第三金屬層上的鏡反射的金屬材料(氮化鈦，鈦)作為第四金屬層。
而且，第一電極不限于四層結(jié)構(gòu)，但也不特別限制只要提供的電極包括由作為陽極的金屬層和具有傾斜表面的金屬層組成的至少兩層，該傾斜表面反射來自發(fā)光元件的光。
而且，圖12表明非常低的Ti含量的鋁膜的反射系數(shù)和TiN膜(100nm)的反射系數(shù)。氮化鈦是一種能夠防止鏡反射的材料。而且，但采用氮化鈦作為陽極時，它使反射幾乎沒有，因此就不產(chǎn)生由于發(fā)光元件返回的光的干涉。因此，即使不提供任何圓形極化板，也能夠制造面板結(jié)構(gòu)。
例如，第一電極可以是由作為第一金屬層的鈦、作為第二金屬層的氮化鈦、作為第三金屬層的含有鋁的金屬層、作為第四金屬層的氮化鈦、作為第五金屬層的含有鋁的金屬層和作為第六金屬層的氮化鈦組成的六層結(jié)構(gòu)。六層結(jié)構(gòu)使第四金屬層為陽極，并具有反射發(fā)光元件的光的第五金屬層的傾斜表面，在陽極下面提供含有鋁的金屬層，以致在整個第一電極中實現(xiàn)降低電阻。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，通過在臭氧氣氛下進(jìn)行紫外光幅照工藝(稱作UV臭氧化)，就可以提高作為陽極的金屬層的功函數(shù)。圖13示出功函數(shù)隨UV臭氧化時間變化的測量結(jié)果。如圖13所示，氮化鈦具有4.7eV的功函數(shù)，利用UV臭氧化(6分鐘)就可以將功函數(shù)提高為5.05eV。此外，對于氮化鉭以相同方式就可以獲得增加功函數(shù)的趨向。而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，通過進(jìn)行等離子體處理就可以提高作為陽極的金屬層的功函數(shù)，該等離子體處理使用例如N2、O2、Ar、BCl和Cl2的一種或多種氣體。
此外，在該環(huán)境中并使用由Riken Keiki公司制造的具有光電子光譜學(xué)的“光電子光譜學(xué)設(shè)備AC-2”來進(jìn)行圖13中所示的功函數(shù)的測量。
而且，在用絕緣物作為掩模進(jìn)行腐蝕并采用等離子體蝕刻處理的情況下，其中減薄第一電極的中心，以至沿第一電極的邊緣暴露傾斜表面，在減薄中心的同時根據(jù)腐蝕氣體可以提高作為陽極的金屬層的功函數(shù)。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，覆蓋第一電極的該端的絕緣物在它的上端部處具有曲率半徑的彎曲表面且曲率半徑為0.2μm至0.3μm。
而且，在與制造方法相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
此外，EL元件包括含有有機(jī)化學(xué)化合物的層(以下稱為EL層)，其中獲得依據(jù)應(yīng)用電場而產(chǎn)生的光發(fā)射(電致發(fā)光)，陽極和陰極。有機(jī)化學(xué)化合物中的光發(fā)射包括當(dāng)從單重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時的發(fā)光(熒光)，和當(dāng)從三重激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時的發(fā)光(磷光)，根據(jù)本發(fā)明的通過制造設(shè)備和淀積方法制造的發(fā)光器件可應(yīng)用于所采用的任何一種發(fā)射的情況。
當(dāng)具有EL層的發(fā)光元件(EL元件)被構(gòu)成為在一對電極之間插入EL層時，EL層通常具有疊層結(jié)構(gòu)。典型地，列舉了由Kodak Eastman公司的Tang提出的“空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層”的疊層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率非常高并適合于目前正在研究和開發(fā)幾乎所有的發(fā)光器件。
而且，空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層或者空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/空穴注入層可以依此次序?qū)盈B在陽極上?？梢栽诎l(fā)光層上摻雜熒光色素等。而且，所有這些層可以由低分子材料或高分子聚合物材料形成。此外，在陰極和陽極之間提供的所有層通常稱為EL層。因此，在EL層中包括所有的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和空穴注入層。
而且，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件，并不特別限制屏幕顯示器的驅(qū)動方法，但可采用例如逐點驅(qū)動方法、逐行驅(qū)動方法、逐面驅(qū)動方法等等。典型地，它滿足采用的逐行驅(qū)動方法和適合采用的時間共享梯度驅(qū)動方法和面積梯度驅(qū)動方法。而且，輸入到發(fā)光器件的源布線的圖像信號可以是模擬信號或數(shù)字信號，并且它滿足與圖像信號一致而被適當(dāng)設(shè)計的驅(qū)動電路。


圖1A和1B是示出第一實施例的圖；圖2A和2B是示出實例1的圖；圖3A在3C是示出實例1的圖；圖4是示出第三實施例的圖；圖5A至5C是示出第二實施例的圖；圖6A和6B是示出實例2的圖；圖7是示出實例2的圖；圖8是包括發(fā)光器件的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)方框圖；圖9A和9B是示出實例3的圖；圖10A至10F是示出電子設(shè)備的實例圖；圖11A和11B是示出電子設(shè)備的實例圖；圖12是表示非常低的Ti含量的鋁薄膜的反射系數(shù)和TiN膜(100nm)的反射系數(shù)的曲線；以及圖13是表示功函數(shù)隨UV臭氧化時間變化的曲線。
具體實施例方式
下面將描述本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1A是示出有源矩陣型發(fā)光器件(部分像素)的剖面圖。這里，將簡要解釋發(fā)光元件，其中含有有機(jī)化合物的層由發(fā)射白光的聚合物材料組成。
在圖1A中，在半導(dǎo)體襯底10上提供的FET(PMOSFET)是用于控制流到白光發(fā)射層20的電流的元件，參考數(shù)字13、14表示源區(qū)或漏區(qū)。
可以采用N型或P型單晶硅襯底(<100>襯底、<110>襯底、<111>襯底等)或高純半導(dǎo)體襯底用于半導(dǎo)體襯底10。而且，例如，將具有直徑為200mm至300mm的晶片(圓形)切割成矩形襯底，然后在其上形成FET?？蛇x擇地，可以進(jìn)行多次圖形化，其中在形成FET和發(fā)光元件之后將晶片分割成所需尺寸的部分。而且，可以采用GaAs襯底、InP襯底、用于GaN系統(tǒng)外延的GaN襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe等為代表的化合物半導(dǎo)體襯底用于半導(dǎo)體襯底10。而且，可以利用晶片涂敷方法和SIMOX(注入氧的分離)方法來形成SOI(絕緣體上硅)襯底結(jié)構(gòu)。
在半導(dǎo)體襯底10上形成場氧化膜11，并且在柵電極15下面提供柵絕緣膜12。盡管是一個例子，其中橫向于柵電極15形成側(cè)壁，但并不限制于此。通過采用選擇氧化方法(還稱作LOCOS方法)在開口上形成場氧化膜11用于分離各個元件以便進(jìn)行半導(dǎo)體襯底的熱氧化來形成氧化膜(襯墊氧化膜)，利用CVD方法以便在氧化膜上淀積掩模氮化物膜，進(jìn)行圖形化，暴露只到達(dá)開口的硅表面以便進(jìn)行熱氧化來實現(xiàn)的。
而且，可以采用溝槽隔離來代替LOCOS方法，在溝槽隔離中的設(shè)計原則適合于至多0.25μm的精細(xì)工藝。溝槽隔離是進(jìn)行元件隔離的一種方法，即在硅氧烷襯底上形成凹槽(溝槽)之后將絕緣材料例如氧化物膜等重填充到凹槽中。
而且，參考數(shù)字16a表示由氮化硅膜和氧氮化硅膜組成的層間絕緣膜，參考數(shù)字16b表示通過涂敷方法形成的由光敏或非光敏的有機(jī)材料組成的平坦化絕緣膜，或由無機(jī)材料組成的平坦絕緣膜(含有涂敷的氧化硅膜、PSG(添加磷的玻璃)、BPSG(添加硼和磷的玻璃)等)，或它們的疊層膜。而且，盡管未示出，在單一像素上提供單一FET(NMOS或PMOS)或多個FET。在同一半導(dǎo)體襯底上形成NMOS和PMOS的情況下，就需要提供具有不同于襯底的導(dǎo)電性的導(dǎo)電性的區(qū)域(阱)，其方法包括P阱系統(tǒng)，其中在N型襯底上形成P阱，在P阱上形成N溝道晶體管以及在N型襯底上形成P溝道晶體管；N阱系統(tǒng)，其中在P型襯底上形成N阱，在N阱上形成P溝道晶體管以及在P型襯底上形成N溝道晶體管；以及雙阱系統(tǒng)，在N型或P型襯底上形成N阱和P阱，在N阱上形成P溝道晶體管以及在P阱上形成N溝道晶體管。而且，雖然示出具有一個溝道形成區(qū)的FET，但并不限制于此，并且FET可以具有多個溝道。
而且，參考數(shù)字18a至18d表示第一電極，即發(fā)光元件的陽極(或陰極)，21表示第二電極，即發(fā)光元件的陰極(或陽極)。這里，依此次本層疊鈦膜18a、氮化鈦膜18b、含有鋁作為主要成分的膜18c和氮化鈦膜18d，并且膜18b與作為陽極的含有有機(jī)化合物的層20接觸。而且，在同一疊層結(jié)構(gòu)中形成電源線17。疊層結(jié)構(gòu)包括含有鋁作為主要成分的膜并且可以制成低電阻的布線，并同時形成源布線22等。
而且，為了提供發(fā)射白光，在待烘焙的整個表面上提供作為空穴注入層的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS)之后，在待烘焙的整個表面上提供摻有作為光發(fā)射中心色素(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(1，1，4，4-tetraphenyl-1，3-butadiene(TPB)，4-二氰基二甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)4H-膽色烷(DCM1)4-dicyanomethylene-2-methyl-6-(P-dimethylamino-styryl)-4H-bilane，尼羅(Nile)紅，香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液作為含有有機(jī)化合物的層20。此外，PEDOT/PSS采用水作為溶劑并不在有機(jī)溶劑中溶解。因此，當(dāng)在其上提供PVK時，就不害怕再次被溶解。而且，因為PEDOT/PSS和PVK彼此的溶劑不同，優(yōu)選采用不同的淀積室。而且，含有有機(jī)化合物的層20可以制造為單層，并且可以在空穴傳輸特性的聚乙烯咔唑(PVK)中分散電子傳輸特性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)。而且，通過分散30wt％作為電子傳輸劑的PBD并分散適當(dāng)數(shù)量的四種色素(TPD，香豆素6，DCM1，Nile紅)就可以獲得白光發(fā)射。
而且，通過適當(dāng)?shù)剡x擇含有發(fā)射紅光的有機(jī)化合物的薄膜、含有發(fā)射綠光的有機(jī)化合物的薄膜和含有發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物的薄膜并使它們重疊來用于彩色混合就可以整體的獲得白光發(fā)射。
而且，在采用淀積方法形成1nm至10nm膜厚的CaF2之后，采用濺射方法或淀積方法最終形成大約10nm膜厚的Al膜以便形成作為陰極的電極21。對于陰極，必須適當(dāng)?shù)剡x擇膜厚和材料以使來自含有有機(jī)化合物的層20的光穿過。此外，在本申請的說明書中涉及的陰極被確定為不僅為由小的功函數(shù)的材料制造的單層而且是由具有小的功函數(shù)的材料制造的薄膜和導(dǎo)電膜組成的疊層膜。
當(dāng)采用Al膜作為第二電極21時，與含有有機(jī)化合物的層20接觸的材料可以是除了氧化物之外的一種材料，由此可以提高發(fā)光器件的可靠性。此外，可以采用透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)替代Al膜用于第二電極21。而且，可以由薄的金屬層(典型地，合金例如MgAg、MgIn、AlLi等)來替代CaF2。
而且，第一電極的兩個端部和其間的部分覆蓋有絕緣物19(稱作阻擋物或堤壩)。在本發(fā)明中，絕緣物19的剖面形狀是重要的。用于形成絕緣物19的腐蝕工藝形成第一電極18的凹形形狀。在絕緣物19的上端沒有設(shè)置彎曲表面的情況下，在絕緣物19的上端會形成凸起，就會容易產(chǎn)生淀積失敗。因此，根據(jù)本發(fā)明，在絕緣物19的上端上形成具有曲率半徑的彎曲表面，對應(yīng)于彎曲表面暴露第一電極18c、18d的一部分以便形成傾斜表面，并進(jìn)行腐蝕工藝以至使第一電極18b被暴露于一個產(chǎn)生發(fā)光的區(qū)域。而且，可以進(jìn)行用于平坦暴露的第一電極18b的表面的工藝(CMP工藝等)。而且，可以進(jìn)行腐蝕工藝以便增加第一電極18b的膜厚并使第一電極18b的一部分為傾斜表面。此外，曲率半徑優(yōu)選為0.2μm至0.3μm。根據(jù)本發(fā)明，可以有利地制造用于有機(jī)化合物膜和金屬膜的覆蓋物。而且，絕緣物19側(cè)面處的兩個錐角和第一電極18c、18d的傾斜表面處的錐角滿足45°±10°。
此外，不特別地限制用于進(jìn)行第一電極的凹形形狀腐蝕的工藝，干法腐蝕、或濕法腐蝕、或它們組合的腐蝕方法可以采用。通過采用例如ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕方法和適當(dāng)?shù)卣{(diào)整的腐蝕條件(提供到線圈型電極的電能、提供的襯底側(cè)上的電極的電能、襯底側(cè)上的電極溫度等)就可以將薄膜腐蝕為所需的錐形。此外，可以適當(dāng)?shù)夭捎靡訡l2、BCl3、SiCl4、CCl4等為代表的氯化氣體，或以CH4、SF6、NF3等為代表的含氟化合物氣體，或O2。這里，在1.9Pa的壓力下、在線圈型電極上形成450W的RF(13.56MHz)電功率，還在襯底(樣品臺)側(cè)上形成100W的RF(13.56MHz)電功率，并且提供基本上為負(fù)的自偏電壓。此外，在襯底側(cè)上的電極尺寸為具有12.5cm×12.5cm的面積，線圈型電極(這里，提供有線圈的石英圓盤)的圓盤尺寸為具有直徑25cm的面積?？梢酝ㄟ^采用BCl3和Cl2作為腐蝕氣體并使各個氣體的流速比為60/20(sccm)來形成第一電極和絕緣物的形狀。
而且，三層結(jié)構(gòu)滿足，例如，可依此次序?qū)盈B鈦膜18a、氮化鈦膜18b和含有鋁作為主要成分的膜18c。
本發(fā)明具有一個特征，其中通過第一電極18c、18d的傾斜表面來反射從有機(jī)化合物層20發(fā)射的光以便提高在圖1A中的箭頭所示方向上取出的總光量。
而且，如圖1B所示，為了在導(dǎo)電膜(陰極)21中獲得低的電阻，可以在導(dǎo)電膜21上設(shè)置輔助電極23。輔助電極23滿足通過淀積方法有選擇地形成，其中采用淀積掩模。
而且，盡管未示出，為了提高發(fā)光器件的可靠性，優(yōu)選在第二電極21上形成保護(hù)膜。保護(hù)膜是絕緣膜作為它的主要成分的薄膜或者具有碳作為它的主要成分的薄膜，該絕緣膜具有通過濺射方法(DC系統(tǒng)、RF系統(tǒng))獲得的氮化硅和氧氮化硅作為它的主要成分。通過利用硅靶并在含有氮和氬的氣氛中形成而獲得氮化硅膜。而且，可以采用氮化硅靶。而且，可以通過利用采用遠(yuǎn)程(remote)等離子體的淀積裝置形成保護(hù)膜。而且，為了使發(fā)射的光穿過保護(hù)膜，優(yōu)選保護(hù)膜的膜厚盡可能薄。
本發(fā)明具有一個特征，其中具有碳作為它的主要成分的薄膜是3至50nm膜厚的DLC(類金剛石碳)。DLC膜具有SP3偶合作為短程有序中碳之間的偶合而宏觀是非晶結(jié)構(gòu)。DLC膜具有70-95原子％的碳和5-30原子％的氫的成分，該薄膜非常堅硬并且絕緣特性優(yōu)異。而且，這種DLC膜的特征在于對于水汽、氧氣等的氣體滲透性低。而且，已經(jīng)公知，通過微硬度計測量，這種薄膜具有15-25GPa的硬度。
可以通過使用等離子體CVD方法(典型地，RF等離子體CVD方法、微波CVD方法、電子回旋共振(ECR)CVD方法等)、濺射方法等形成DLC膜。無論采用何種淀積方法，都能夠形成具有良好粘接性的DLC膜。當(dāng)在陰極上安裝襯底時，進(jìn)行DLC膜的淀積?？蛇x擇地，通過施加負(fù)偏壓并在一定程度上采用離子轟擊，就可以形成微小并且堅硬的膜。
采用氫氣和碳?xì)浠衔餁怏w(例如，CH4、C2H2、C6H6等)作為淀積中采用的反應(yīng)氣體，由輝光放電引起電離，并且加速離子并使離子撞擊其上提供負(fù)自偏電壓的陰極，進(jìn)行淀積。由此就能獲得微小并且堅硬的DLC膜。此外，DLC膜是對可見光為透明的或半透明的絕緣膜。
在本申請的說明書中，對可見光透明指可見光的透射率為80-100％，對可見光半透明指可見光的透射率為50-80％。
而且，雖然在此作為一個例子已經(jīng)描述了頂柵型TFT，但是本發(fā)明與TFT結(jié)構(gòu)無關(guān)，并且本發(fā)明適用于例如底柵型(背面(rear ward)交錯型)TFT和正向交錯型TFT。
(第二實施例)下面，將在圖5A中給出對一種方法(以下稱為濾色器方法)的解釋，在該方法中，將發(fā)射白光的元件和濾色器組合在一起。
濾色器方法是一種系統(tǒng)，其中通過形成具有有機(jī)化學(xué)化合物的發(fā)光元件獲得發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光，該有機(jī)化學(xué)化合物呈現(xiàn)為白光發(fā)射并使獲得的白光發(fā)射穿過濾色器。
有獲得發(fā)射白光的不同的方法，在此將解釋由聚合物材料組成并可通過采用涂敷形成發(fā)光層的情況。在此情況下，通過調(diào)整溶液就能進(jìn)行在制造發(fā)光層的聚合物材料上的色素的摻雜，并且與淀積方法比較更容易獲得該層，淀積方法中進(jìn)行用于摻雜多種色素的共同淀積。
具體地，在將被烘焙的整個表面上提供作為空穴注入層的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS)之后，在將被烘焙的整個表面上提供作為發(fā)光層的摻雜有發(fā)光中心色素(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰基二甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)4H-膽色烷(DCM1)，尼羅(Nile)紅，香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液之后，在由具有大的功函數(shù)的金屬(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)制造的陽極上形成陰極，通過疊置含有小的功函數(shù)的金屬(Li、Mg、Cs)和透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)而形成該陰極。此外，PEDOT/PSS采用水作為溶劑而并不在有機(jī)溶劑中溶解。因此，當(dāng)在其上提供PVK時，就不害怕再次被溶解。而且，因為PEDOT/PSS和PVK彼此的溶劑不同，優(yōu)選不采用相同的淀積室。
而且，雖然已經(jīng)顯示了上述實例，其中疊置有機(jī)化學(xué)化合物層，但該有機(jī)化學(xué)化合物層也可制造為單層。例如，可以在空穴傳輸特性的聚乙烯咔唑(PVK)中分散電子傳輸特性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)。而且，通過分散30wt％作為電子傳輸劑的PBD并分散適當(dāng)數(shù)量的四種色素(TPD，香豆素6，DCM1，Nile紅)就可以獲得白光發(fā)射。
此外，在陽極和陰極之間形成有機(jī)化學(xué)化合物層，從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子在有機(jī)化學(xué)化合物層中再聚合以便在有機(jī)化學(xué)化合物層上發(fā)射白光。
而且，通過適當(dāng)?shù)剡x擇發(fā)射紅光的有機(jī)化學(xué)化合物層、發(fā)射綠光的有機(jī)化學(xué)化合物層和發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化學(xué)化合物層并且重疊它們用于彩色混合就可以整體的獲得白光發(fā)射。
以上述方式形成的有機(jī)化學(xué)化合物層就能夠提供作為整體的白光發(fā)射。
通過形成濾色器，來自發(fā)光元件的白光發(fā)射可被分開并獲得紅光發(fā)射、綠光發(fā)射和紅光發(fā)射，該濾色器分別提供有在一個方向上吸收除了發(fā)射的紅光之外發(fā)射的光的彩色層(R)、吸收除了發(fā)射的綠光之外發(fā)射的光的彩色層(G)、吸收除了發(fā)射的藍(lán)光之外發(fā)射的光的彩色層(B)，在該方向上有機(jī)化學(xué)化合物層產(chǎn)生白光發(fā)射。而且，在有源矩陣型的情況下，在襯底和濾色器之間形成TFT。
而且，對于彩色層(R、G、B)可以采用傾斜鑲嵌排列、三角形鑲嵌排列、RGBG四像素排列或RGBW四像素排列以及最簡單的條紋圖型。
利用由有機(jī)光敏材料制造的彩色抗蝕劑形成構(gòu)成濾色器的彩色層，其中分散色素。此外，白光發(fā)射具有色度坐標(biāo)(x，y)＝(0.34，0.35)。通過發(fā)射的白光與濾色器結(jié)合就可以充分保證全色的顏色再現(xiàn)性。
此外，在此情況下，即使當(dāng)由此獲得的發(fā)光顏色彼此不同，因為由有機(jī)化學(xué)化合物層形成所有薄膜，其呈現(xiàn)為發(fā)射白光，就不必對發(fā)射的每一種彩色光單獨涂敷有機(jī)化學(xué)化合物層。而且，不必特別需要防止鏡反射的任何圓形極化板。
下面將參照圖5B解釋CCM方法(彩色轉(zhuǎn)換介質(zhì))，通過具有發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化學(xué)化合物層的藍(lán)色發(fā)光元件和熒光彩色轉(zhuǎn)換層的組合來完成CCM方法。
CCD方法激活具有從藍(lán)色發(fā)光元件發(fā)出的藍(lán)色光的熒光的彩色轉(zhuǎn)換層并在各彩色轉(zhuǎn)換層中進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換。具體地，在彩色轉(zhuǎn)換層上進(jìn)行藍(lán)光到紅光(B→R)的轉(zhuǎn)換，在彩色轉(zhuǎn)換層上進(jìn)行藍(lán)光到綠光(B→G)的轉(zhuǎn)換，在彩色轉(zhuǎn)換層上進(jìn)行藍(lán)光到藍(lán)光(B→B)的轉(zhuǎn)換(此外，進(jìn)行藍(lán)光到藍(lán)光(B→B)的轉(zhuǎn)換不是必需的)，由此獲得發(fā)射的紅光、藍(lán)光和綠光。通過CCD方法，構(gòu)造為在襯底和彩色轉(zhuǎn)換層之間形成TFT以便形成有源矩陣型情況下的有機(jī)化學(xué)化合物層。
此外，在此情況下，不必單獨地涂敷彩色轉(zhuǎn)換層。而且，不特別需要任何防止鏡面反射的圓形極化板。
而且，因為在利用CCD方法中存在一個問題，即由于熒光通過室外日光激活彩色轉(zhuǎn)換層，以致會降低對比度，所以優(yōu)選通過設(shè)置圖5C中所示的濾色器來提高對比度。
而且，本實施例可以與第一實施例結(jié)合。
(第三實施例)圖4示出一個實例，其中在半導(dǎo)體襯底上形成基底絕緣膜并在該基底絕緣膜上形成一種FET類型的TFT。
可以采用N型或P型單晶硅襯底(<100>襯底、<110>襯底、<111>襯底等)、或高純半導(dǎo)體襯底作為半導(dǎo)體襯底40。而且，例如，將直徑為200mm-300mm的晶片(圓形)切割成矩形襯底，然后在其上形成FET。可選擇地，可以進(jìn)行多次圖形化，其中在形成FET和發(fā)光元件之后將晶片分割成所需尺寸的部分。而且，可以采用以GaAs襯底、InP襯底、對于GaN系統(tǒng)外延的GaN襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe等為代表的化學(xué)化合物半導(dǎo)體襯底作為半導(dǎo)體襯底40。而且，可以利用晶片涂敷方法和SIMOX(注入氧分離)方法來形成SOI(絕緣體上硅)襯底結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體襯底40用于分散發(fā)光元件產(chǎn)生的熱。
首先，在半導(dǎo)體襯底40上形成基底絕緣膜41。
采用等離子體CVD方法來形成用SiH4、NH3和N2O作為反應(yīng)氣體來淀積10-200nm(優(yōu)選，50-100nm)的氧氮化硅膜作為基底絕緣膜41的第一層。這里，形成50nm膜厚的氧氮化硅膜(成分比為Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。隨后，采用等離子體CVD方法來形成用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體來淀積50-200nm(優(yōu)選，100-150nm)的氧氮化硅膜作為基底絕緣膜41的第二層。這里，形成100nm膜厚的氧氮化硅膜(成分比為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。雖然在本實例中采用兩層結(jié)構(gòu)作為基底絕緣膜41，但可以采用一種疊置單層或兩層絕緣膜的結(jié)構(gòu)。
隨后，在絕緣膜上形成半導(dǎo)體層。通過利用公知的方法(濺射方法、LPCVD方法、等離子體CVD方法等)淀積具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜來形成構(gòu)成TFT的有源層的半導(dǎo)體層，此后將晶體半導(dǎo)體膜圖形化為所需的結(jié)構(gòu)，通過公知的晶化工藝(利用催化劑例如鎳等的激光晶化方法、熱晶化方法等)獲得該晶體半導(dǎo)體膜。半導(dǎo)體層形成具有25-80nm(優(yōu)選30-60nm)的厚度。晶體半導(dǎo)體膜并不限制所用的材料但優(yōu)選由硅、硅-鍺合金等形成。
而且，在利用激光晶化方法形成晶體半導(dǎo)體膜的情況下，就能夠采用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)射型準(zhǔn)分子激光、YAG激光和YVO4激光。
在采用這種激光的情況下，優(yōu)選采用一種方法，其中通過光學(xué)系統(tǒng)線性地收集從激光振蕩器發(fā)射的激光束以便輻照到半導(dǎo)體膜上。雖然晶化條件由操作者選擇，當(dāng)采用準(zhǔn)分子激光時，他們可以采用30Hz的脈沖振蕩頻率和100-400mJ/cm2(典型地，200-300mJ/cm2)的激光能量密度。當(dāng)采用YAG激光時，他們優(yōu)選采用其的二次諧波的1-10kHz的脈沖振蕩頻率和300-400mJ/cm2(典型地，350-500mJ/cm2)的激光能量密度。可以將線性地收集的具有100-1000μm例如400μm寬度的激光束輻照在整個襯底上，線性激光束的重疊率為80-98％。
隨后，用含有氫氟酸的腐蝕劑清潔半導(dǎo)體層的表面以便形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜。利用等離子體CVD方法或濺射方法形成40-150nm厚度并含有硅的柵絕緣膜。在本實例中，采用等離子體CVD方法來形成由115nm厚度的氧氮化硅膜組成的膜(成分比為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。當(dāng)然，柵絕緣膜并不限制于氧氮化硅膜，可以采用單層或疊層結(jié)構(gòu)的含有硅的其它絕緣膜。
隨后，在清潔柵絕緣膜的表面之后，形成柵電極45。隨后，用柵電極作為掩模腐蝕柵絕緣膜以形成柵絕緣膜42。
隨后，適當(dāng)?shù)靥砑咏o半導(dǎo)體賦予p型的雜質(zhì)元素(B等)，添加硼以便形成源區(qū)43和漏區(qū)44。在添加之后，進(jìn)行熱處理，強(qiáng)光輻照或激光束輻照以激活雜質(zhì)元素。而且，同時能夠用激活來修復(fù)等離子體對柵絕緣膜42的損傷和等離子體對柵絕緣膜42和半導(dǎo)體層之間的界面的損傷。
在隨后的工藝中，PCVD方法被用來形成由氮化硅膜和氧氮化硅膜制造的層間絕緣膜46a和層間絕緣膜46b，利用由通過涂敷方法形成的光敏或非光敏的有機(jī)材料(聚酰亞胺，丙烯酸，聚酰胺，聚酰亞胺酰胺，抗蝕劑，或苯并環(huán)丁烯)組成的平坦的絕緣膜，或由無機(jī)材料組成的平坦絕緣膜(含有涂敷的氧化硅膜、PSG(添加磷的玻璃)、BPSG(添加硼和磷的玻璃)等)，或它們的疊層膜。隨后，在氫化作用之后，形成到達(dá)源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔。隨后，形成源電極(布線)52、絕緣物49、電源線47和第一電極(漏電極)48a-48d以至以與第一實施例中所述的相同方式形成TFT(P溝道型TFT)。
隨后的工藝與第一實施例中的工藝相同，并且滿足形成根據(jù)第一實施例的含有有機(jī)化學(xué)化合物的層50和由導(dǎo)電膜制造的第二電極51。
而且，本實施例可以任意地與第一實施例或第二實施例結(jié)合。
將參照下面的實例更詳細(xì)地描述以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明。
(實例)[實例1]在本實例中，將參照圖2和3利用實例簡要地描述形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的步驟。
首先，采用公知的技術(shù)在半導(dǎo)體基板30上形成MOSFET。利用公知的技術(shù)，通過場氧化膜31進(jìn)行元件隔離，并進(jìn)行摻雜工藝以形成漏區(qū)32或源區(qū)3。
而且，利用PCVD方法形成由氮化硅膜和氧氮化硅膜組成的層間絕緣膜33，并利用由通過涂敷方法形成的光敏或非光敏的有機(jī)材料(聚酰亞胺，丙烯酸，聚酰胺，聚酰亞胺酰胺，抗蝕劑，或苯并環(huán)丁烯)組成的平坦的絕緣膜，或由無機(jī)材料組成的平坦的絕緣膜(含有涂敷的氧化硅膜、PSG(添加磷的玻璃)、BPSG(添加硼和磷的玻璃)等)，或它們的疊層膜形成層間絕緣膜35。
在氫化作用之后，形成到達(dá)源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔。隨后，形成源電極(布線)和第一電極(漏電極)以完成TFT(p溝道型TFT)。
在上述工藝中，形成MOSFET(這里，僅示出漏區(qū)32)層間絕緣膜33、35和第一電極36a-36d(圖3A)。
在本實例中，采用100nm-1μm范圍的膜，該膜含有選自Ti、TiN、TiSixNy、Al、Ag、Ni、W、WSix、WNx、WSixTy、Ta、TaNx、TaSixNy、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In或Mo的一種元素作為它的主要成分，或含有所述元素作為它的主要成分的合金材料，或化學(xué)化合物材料或這些膜的疊層用于第一電極36a-36d。
特別地，第一電極36a優(yōu)選由能夠與硅歐姆接觸的典型為鈦的材料制造直至膜厚為10-100nm的范圍。而且，在薄膜情況下第一電極36b優(yōu)選由具有大的功函數(shù)的材料(TiN、TaN、MoN、Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn)的材料制造并滿足膜厚為10-500nm的范圍。而且，第一電極36c由反射光的典型為含有Al或Ag作為它的主要成分的金屬材料制造并滿足100-600nm的膜厚范圍。此外，第一電極36b還作為防止第一電極36c和第一電極36a的合金化的阻擋層。而且，第一電極36d優(yōu)選由典型為金屬氮化物(TiN、WN等)的材料制造并滿足20-100nm的膜厚范圍，用于防止氧化、防止腐蝕、或防止第一電極36c的小丘。此外，也可以省略第一電極36d。
而且，第一電極36a-36d可以與其它布線例如源極布線34、電源線等同時形成。
隨后，形成絕緣物(稱作堤壩、隔離物、阻擋層等)以覆蓋第一電極的端部(與漏區(qū)32接觸的部分)(圖3B)。雖然可以采用無機(jī)材料(氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等)、光敏或非光敏的有機(jī)材料(聚酰亞胺，丙烯酸，聚酰胺，聚酰亞胺酰胺，抗蝕劑，或苯并環(huán)丁烯)、或這些材料的疊層等來制造絕緣物，但是在本實例中采用光敏有機(jī)樹脂。例如，當(dāng)采用正型光敏丙烯酸作為絕緣物的材料時，優(yōu)選只在絕緣物的上端部形成具有曲率半徑的彎曲表面。而且，絕緣物可以采用通過光敏幅照在腐蝕劑中不溶解的負(fù)型材料和通過光在腐蝕劑中溶解的正型材料。
隨后，如圖3C中所示，在進(jìn)行絕緣物的腐蝕。同時部分去除第一電極36c、36d進(jìn)行腐蝕是必要的，以致在第一電極36c的暴露表面上形成傾斜表面并平坦第一電極36b的暴露表面。在腐蝕中，干法腐蝕或濕法腐蝕能夠進(jìn)行一次或多次，選擇高選擇比的條件用于第一電極36b和第一電極36c。并且優(yōu)選，絕緣物的上端最終具有0.2μm-3μm的曲率半徑。而且，最后，朝向第一電極的中心的傾斜表面的角度(傾角，錐角)為超過30°但小于70°以便反射從此后形成的含有有機(jī)化學(xué)化合物的層發(fā)射的光。
隨后，利用淀積方法或涂敷方法形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層38。例如，當(dāng)采用淀積方法時，在淀積室中進(jìn)行淀積，其中直到真空度等于或低于5×10-3乇(0.665Pa)、優(yōu)選達(dá)到10-4-10-6Pa進(jìn)行蒸發(fā)。在淀積期間，通過電阻加熱預(yù)先汽化有機(jī)化學(xué)化合物并在淀積時向遮擋板的開口向襯底散射有機(jī)化學(xué)化合物。汽化的有機(jī)化學(xué)化合物向上散射以至通過在金屬掩模上的孔淀積在襯底上。通過淀積獲得的疊層形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層以至在發(fā)光元件中整體呈現(xiàn)白色。
例如，通過連續(xù)疊置部分摻雜有發(fā)射紅光的色素的Alq3、Alq3、p-EtTAZ和TPD(芳族二胺)就可以獲得白色。
而且，在利用旋涂的涂敷方法形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層的情況下，優(yōu)選在涂敷之后通過真空加熱進(jìn)行烘焙。例如，應(yīng)當(dāng)滿足，在將被烘焙的整個表面上提供作為空穴注入層的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS)之后，在被烘焙的整個表面上提供作為發(fā)光層的摻有發(fā)光中心色素(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰基二甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)4H-膽色烷(DCM1)，尼羅(Nile)紅，香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液。
而且，雖然已經(jīng)示出一個實例，其中有機(jī)化學(xué)化合物包括疊層，但有機(jī)化學(xué)化合物可以制造為單層。例如，可以在空穴傳輸特性的聚乙烯咔唑(PVK)中分散電子傳輸特性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)。而且，通過分散30wt％作為電子傳輸劑的PBD并分散適當(dāng)數(shù)量的四種色素(TPD，香豆素6，DCM1，Nile紅)就可以獲得白光發(fā)射。而且，可以疊置由聚合物材料制造的層和由低分子材料制造的層來提供有機(jī)化學(xué)化合物。而且，有機(jī)化學(xué)化合物層可以包含無機(jī)材料，例如硅氧烷。
隨后，在含有小的功函數(shù)的金屬的薄膜(通過共同淀積例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、GaN等的合金、或?qū)儆谥芷诒碇械牡谝蛔寤虻诙宓脑睾弯X形成的膜)上淀積并疊置薄的導(dǎo)電膜(這里，鋁膜)(圖2B)。鋁膜具有阻擋水汽和氧的高性能并優(yōu)選作為提高發(fā)光器件的可靠性的導(dǎo)電膜39。此外，圖2B示出沿圖2(A)中的點劃線A-A｀的剖面圖。在本實例中，疊層膜足夠薄以至允許發(fā)射的光穿過并作為陰極。而且，可以采用透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)來代替薄的導(dǎo)電膜。而且，為了在陰極中獲得低的電阻，可以在導(dǎo)電膜39上提供輔助電極。而且，應(yīng)當(dāng)滿足，在形成陰極時，采用在淀積中電阻加熱以便利用淀積掩模選擇性地形成陰極。
由此獲得的發(fā)光元件顯示在由圖2B中的箭頭表示的方向上發(fā)射白光，并反射第一電極36c的傾斜表面上的橫向光以增加箭頭表示的方向上發(fā)射的光的數(shù)量。此外，圖2A中虛線表示區(qū)域，其中形成用于分離元件的場氧化膜或柵極布線。
在上述工藝中，在已經(jīng)完成直到第二電極(導(dǎo)電膜39)的形成之后，為了密封在襯底30上形成的發(fā)光元件，通過密封劑粘結(jié)密封襯底(透明襯底)。此外，為了保證密封襯底和發(fā)光元件之間的間隔，可以提供由樹脂膜制造的隔離物。并且在密封劑之中的空間中填充惰性氣體例如氮氣等。此外，優(yōu)選采用環(huán)氧基的樹脂作為密封劑。而且，密封劑是一種期望的使盡可能少量的水汽和氧滲透的材料。此外，可以在空間中容置有效地吸收氧和水的物質(zhì)(干燥劑)。
通過按上述方式在空間中密封發(fā)光元件，就能夠使發(fā)光元件完全地與外界隔離并防止例如水汽和氧的物質(zhì)從外界進(jìn)入，水汽和氧會促使有機(jī)化學(xué)化合物層的退化。因此，就能夠獲得高可靠的發(fā)光元件。
下面將參照圖6和7解釋一個實例，其中形成輔助電極。
圖6A是示出像素的頂視圖，并且圖6B是沿點劃線A-A｀的剖面圖。
關(guān)于絕緣物67的形成工藝與實例1中的工藝相同，因此在此省略用于形成絕緣物67的工藝。圖2B中的絕緣物37對應(yīng)于圖6B中的絕緣物67。
根據(jù)實例1，在具有絕緣表面的襯底上形成場氧化膜，漏區(qū)62，層間絕緣膜63、65，第一電極66a-66d和絕緣物67。
隨后，選擇地形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層68。在本實例中，利用其中采用淀積掩模的淀積方法或噴墨方法選擇性地形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層68。
隨后，利用其中采用淀積掩模的淀積方法在絕緣物67上選擇性地形成輔助電極60。輔助電極60滿足被設(shè)置為具有從0.2μm-0.5μm范圍的膜厚。在本實例中，圖6A中示出作為在Y方向上排列的輔助電極60，但并特別不限制于這種排列，而也可以是例如圖7中所示的排列在X方向上的輔助電極70。此外，沿圖7中所示的點劃線A-A｀的剖面圖與圖2B中示出的相同。
隨后，以與實例1中的相同方式，在含有小的功函數(shù)的金屬的薄膜(通過共同淀積例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、GaN等的合金、或?qū)儆谥芷诒碇械牡谝蛔寤虻诙宓脑睾弯X形成的膜)上淀積并疊置薄的導(dǎo)電膜(這里，鋁膜)69。在本實例中，疊層膜足夠薄以至允許發(fā)射的光穿過并作為陰極。而且，可以采用透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)來代替薄的導(dǎo)電膜。而且，在本實例中，為了在陰極中獲得低的電阻，在絕緣物67上以與薄的導(dǎo)電膜69接觸的方式提供輔助電極60。
由此獲得的發(fā)光元件顯示由圖6B中的箭頭表示的方向上發(fā)射白光，并反射第一電極66c的傾斜表面上的橫向光以增加箭頭表示的方向上發(fā)射的光的數(shù)量。
而且，因為在本實例中形成輔助電極60、70來實現(xiàn)陰極中的低阻，所以本實例可以應(yīng)用于具有大尺寸的像素部分的器件。
而且，在本實例中，在形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層68之后，形成輔助電極60，但并不特別限制于這種形成次序，可以在形成輔助電極60之后形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層。
而且，本實例可以任意地與第一至第三實施例和實例1中的任何一個結(jié)合。
將參照圖9A和9B來解釋本實例，圖9A和9B是示出有源矩陣型的整個發(fā)光器件的外觀圖。此外，在圖9A是示出發(fā)光器件的頂視圖，并且圖9B是沿圖9A中的線A-A｀的剖面圖。參考數(shù)字901表示由虛線代表的源信號導(dǎo)體驅(qū)動電路，902表示像素部分，以及903表示柵信號導(dǎo)體驅(qū)動電路。而且，參考數(shù)字904表示密封的襯底，905表示密封劑，密封劑905包圍的內(nèi)部限定空間907。而且，參考數(shù)字930a、930b表示利用COG(玻璃上芯片)方法、布線焊接方法或TAB(自動焊接帶)方法在半導(dǎo)體襯底910上安裝的IC芯片。
雖然圖9A示出提供有存儲器、CPU、D/A轉(zhuǎn)換器等的IC芯片的安裝，但本發(fā)明采用半導(dǎo)體襯底作為襯底，因此就能夠在同一襯底上形成復(fù)雜的集成電路(存儲器、CPU、D/A轉(zhuǎn)換器等)。圖8是以便攜式信息終端例如PDA形式的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)方框圖，其中在半導(dǎo)體襯底上制造各種電路。
圖8中示出的安裝在半導(dǎo)體器件上的電路，包括由穩(wěn)定電源和高速、高精度的運(yùn)算放大器組成的電源電路、控制器、存儲器、校正電路等。此外，可以在同一襯底上制造CPU，在CPU中處理的信息作為圖像信號從圖像信號處理電路輸出到控制器的數(shù)據(jù)信號?？刂破饔糜趯D像信號和時鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號側(cè)驅(qū)動電路和柵極信號側(cè)驅(qū)動電路的各自的時序規(guī)范。
因此，控制器用于將圖像信號分成對應(yīng)于顯示器中的相應(yīng)的像素的數(shù)據(jù)并將從外面輸入的水平同步信號和垂直同步信號轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動電路的起動信號和用于內(nèi)部電源電路的ac轉(zhuǎn)換的時序控制信號。
對于便攜式信息終端例如PDA需要用可充電類型的電池作為電源而不需要連接到AC插座而在室外和長時間在火車上應(yīng)用。而且，對于這種電子器件同時還需要制造為便于攜帶為主的重量輕、體積小。隨著容量的提高，將增加為電子器件重量的主要部分的電池的重量。因此，為了降低這種電子器件的能量消耗，就需要在軟件方面采取措施，例如打開背光的時間控制，和待機(jī)模式的設(shè)置。
例如，當(dāng)沒有輸入信號輸入到CPU時，待機(jī)模式就開始同步中止部分操作。在像素部分，就會抑制EL元件的發(fā)光強(qiáng)度，或停止圖像本身的顯示?？蛇x擇地，采取措施以致在各個像素中制造存儲元件并可以切換到顯示靜止圖像的模式。在此方式下，就能夠降低電子器件的功耗。
而且，為了顯示靜止圖像，通過暫停CPU、VRAM等等的圖像信號處理電路的功能就能夠獲得功耗的降低。
此外，參考數(shù)字908表示用于將信號輸入到源信號線驅(qū)動電路901和柵極信號線驅(qū)動電路903的傳輸?shù)牟季€，通過該布線從外圍輸入端的FPC(柔性印刷電路)接收視頻信號和時鐘信號。此外，雖然只示出FPC，但印刷電路板(PWB)也可以被安裝到FPC。在本申請的說明書中，發(fā)光器件不僅包括發(fā)光器件自身而且包括其中在其上安裝FPC或PWB的情況下的發(fā)光器件。
隨后，將參照圖9B解釋剖面結(jié)構(gòu)。驅(qū)動電路和像素部分形成在半導(dǎo)體襯底910上，這里示出作為驅(qū)動電路的源信號導(dǎo)體驅(qū)動電路901和像素部分902。
此外，源信號導(dǎo)體驅(qū)動電路901包括CMOS電路，其中n溝道型FET923和p溝道型FET924結(jié)合在一起。而且，可以由公知的CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成包括驅(qū)動電路的TFTs。而且，雖然實例提供于集成類型的驅(qū)動器，其中在襯底上形成驅(qū)動電路，但不必需要求驅(qū)動電路形成在襯底上，也可以形成在襯底之外。
而且，由多個像素形成像素部分902，像素包括開關(guān)FET911、電流控制FET912和電連接到FET漏極的第一電極(陽極)913。
而且，在第一電極(陽極)913的兩個端部上形成絕緣物914，第一電極部分地包括沿絕緣物914的側(cè)面的傾斜表面。與絕緣物914的形成一起同時形成第一電極的傾斜表面。傾斜表面反射從含有有機(jī)化學(xué)化合物的層915發(fā)出的光以便提高由圖9中的箭頭表示方向上的發(fā)光數(shù)量。
而且，在第一電極(陽極)913上選擇性地形成含有有機(jī)化學(xué)化合物的層915。此外，在含有有機(jī)化學(xué)化合物的層915上形成第二電極(陰極)916。由此，形成由第一電極(陽極)913、含有有機(jī)化學(xué)化合物的層915和第二電極(陰極)916組成的發(fā)光元件918。這里，因為在本實例中發(fā)光元件918發(fā)射白光，提供由彩色層931和BM932組成的濾色器(這里，為了簡化沒有示出覆蓋層)。
而且，在絕緣物914上形成構(gòu)成實例2中示出的部分結(jié)構(gòu)的第三電極(輔助電極)917以便實現(xiàn)降低第二電極的電阻。而且，第二電極(陰極)916還起到通過第三電極917和連接布線908電連接到FPC909為所有像素的公共布線的功能。
而且，為了密封在半導(dǎo)體襯底910上形成的發(fā)光元件918，采用密封劑905用于粘結(jié)密封襯底904。此外，為了確保密封襯底904和發(fā)光元件918之間的間隔，可以提供由樹脂薄膜制造的隔離物。并且惰性氣體例如氮氣等填充到密封劑905內(nèi)部的空間907。此外，優(yōu)選采用環(huán)氧基樹脂作為密封劑905。而且，密封劑905是所需的一種使盡可能少的水汽和氧滲透的材料。此外，在空間907內(nèi)部可以包含有效吸收氧和水的物質(zhì)。
而且，可以在本實例中采用除玻璃襯底和石英襯底之外的由FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜(myler)、聚酯、丙烯酸等制成的塑料襯底，作為構(gòu)成密封襯底904的材料。而且，在采用密封劑905粘結(jié)密封襯底904之后，可以用密封劑進(jìn)行密封以致覆蓋側(cè)面(暴露的表面)。
通過上述方式在空間907中密封發(fā)光元件，就能夠使發(fā)光元件與外界完全隔離并防止促使有機(jī)化學(xué)化合物層退化的物質(zhì)例如水汽和氧從外側(cè)進(jìn)入。因此，就能夠獲得高可靠性的發(fā)光器件。
而且，本實例可以與第一至第三實施例、實例1和實例2中的任意一個自由地結(jié)合。
通過實施本發(fā)明，就完成所有電子設(shè)備，其包括具有發(fā)光元件的模塊(有源矩陣型EL模塊)。
這種電子設(shè)備包括攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、頭戴式顯示器(護(hù)目鏡型顯示器)、汽車導(dǎo)航、汽車音響、個人計算機(jī)、便攜式信息終端(移動計算機(jī)、攜帶式電話或電子圖書等)。圖10A至10F、11A和11B示出這種電子設(shè)備的實例。
圖10A示出一種個人計算機(jī)，其包括主體2001、圖像輸入單元2002、顯示單元2003、鍵盤2004等等。然而，本發(fā)明采用半導(dǎo)體襯底(例如，具有300mm直徑的晶片)，以至顯示屏尺寸小或中等。
圖10B示出一種攝像機(jī)，其包括主體2101、顯示單元2102、聲音輸入單元2103、控制開關(guān)2104、電池2105、圖像接收器2106等等。
圖10C示出一種移動計算機(jī)，其包括主體2201、攝像單元2202、圖像接收單元2203、控制開關(guān)2204、顯示單元2205等等。
圖10D示出一種護(hù)目型顯示器，其包括主體2301、顯示單元2302、臂2203等等。
圖10E示出一種利用記錄程序的記錄介質(zhì)(以下稱為記錄介質(zhì))的播放器，包括主體2401、顯示單元2402、揚(yáng)聲器單元2403、記錄介質(zhì)2404、控制開關(guān)2405等等。此外，利用DVD(數(shù)字通用磁盤)、CD等作為記錄介質(zhì)的播放器能夠欣賞音樂、欣賞電影、玩游戲、和Internet(上互連網(wǎng))。
圖10F示出一種數(shù)字照像機(jī)，其包括主體2501、顯示單元2502、目鏡單元2503、控制開關(guān)2504、圖像接收單元(未示出)等等。
圖11A示出一種攜帶式電話，其包括主體2901、聲音輸出單元2902、聲音輸入單元2903、顯示單元2904、控制開關(guān)2905、天線2906、圖像輸入單元(CCD、圖像傳感器等)2907。
圖11B示出一種便攜式圖書(電子圖書)，其包括主體3001、顯示單元3002、3003、記錄介質(zhì)3004、控制開關(guān)3005、天線3006等等。
如上所述，本發(fā)明提供一種非常廣泛范圍的應(yīng)用并適用于所有領(lǐng)域中制造電子設(shè)備的方法。而且，還可以利用第一至第三實施例、實例1至3中的任意組合的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)本實例中的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，通過傾斜表面反射從含有有機(jī)化學(xué)化合物的層發(fā)射的光當(dāng)中在橫向方向(平行于襯底表面的方向)上發(fā)射的光，傾斜表面形成在第一電極的臺階部分，由此可以提高從確定方向(穿過第二電極的方向)上發(fā)出的光的總量。就是說，就能夠?qū)崿F(xiàn)涉及發(fā)光中的較小損失例如漫射光的發(fā)光元件。
而且，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)驅(qū)動發(fā)光元件時產(chǎn)生的熱通過半導(dǎo)體襯底被消散，這樣，可以實現(xiàn)高可靠性的發(fā)光元件。
而且，除了發(fā)光元件之外的各種電路可以集成在半導(dǎo)體襯底上以便獲得半導(dǎo)體器件的高度小型化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括場效應(yīng)晶體管，被提供在半導(dǎo)體襯底上；發(fā)光元件，包括連接到該場效應(yīng)晶體管的第一電極，在該第一電極上的含有有機(jī)化合物的層和在該層上的第二電極；以及絕緣膜，覆蓋該第一電極的端部，其中該第一電極具有朝向該第一電極的中心的傾斜表面，并且該傾斜表面反射從含有有機(jī)化學(xué)化合物的該層發(fā)射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第二電極包括允許光透過的導(dǎo)電膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是凹形形狀，并用絕緣物作為掩模以自對準(zhǔn)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陽極，第二電極是陰極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陰極，第二電極是陽極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中第一電極由與場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的材料不同的材料制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中傾斜表面的傾斜角大于30°但小于70°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中覆蓋第一電極的該端部的絕緣物在它的上端部處有具有曲率半徑的彎曲表面并且曲率半徑為0.2μm-0.3μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射紅光的材料、或發(fā)射綠光的材料或發(fā)射藍(lán)光的材料制造。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射白光的材料制造，并且與在密封劑上提供的濾色器結(jié)合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射單色光材料制造并與密封劑上提供的彩色轉(zhuǎn)換層或彩色層結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中在半導(dǎo)體襯底上提供CPU、存儲元件、薄膜二極管、光電換能器或電阻元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體器件是選自由攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航、DVD播放器、電子游戲設(shè)備或便攜式信息終端組成的組中的一種。
16.一種包括發(fā)光元件的半導(dǎo)體器件，它包括場效應(yīng)晶體管，被提供在半導(dǎo)體襯底上；發(fā)光元件，包括連接到該場效應(yīng)晶體管的第一電極、在該第一電極上的含有有機(jī)化合物的層和在該層上的第二電極；以及絕緣膜，覆蓋該第一電極的端部，其中該第一電極的中心為凹形形狀以至比它的端部具有更薄的膜厚。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第二電極包括允許光透過的導(dǎo)電膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是凹形形狀并用絕緣物作為掩模以自對準(zhǔn)形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陽極，第二電極是陰極。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陰極，第二電極是陽極。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極由與場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的材料不同的材料制造。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中第一電極包括朝向它的中心的傾斜表面，傾斜角大于30°但小于70°。
24.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中覆蓋第一電極的該端部的絕緣物在它的上端部處有具有曲率半徑的彎曲表面并且曲率半徑為0.2μm-0.3μm。
25.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射紅光的材料、或發(fā)射綠光的材料，或發(fā)射藍(lán)光的材料制造。
26.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射白光的材料制造，并且與在密封劑上提供的濾色器結(jié)合。
27.根據(jù)權(quán)利要求16的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射單色光材料制造并與密封劑上提供的彩色轉(zhuǎn)換層或彩色層結(jié)合。
28.根據(jù)權(quán)利要求16的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
29.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中在半導(dǎo)體襯底上提供CPU、存儲元件、薄膜二極管、光電換能器或電阻元件。
30.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體器件是選自由攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航、DVD播放器、電子游戲設(shè)備或便攜式信息終端組成的組中的一種。
31.一種包括發(fā)光元件的半導(dǎo)體器件，它包括場效應(yīng)晶體管，被提供在半導(dǎo)體襯底上；發(fā)光元件，包括連接到該場效應(yīng)晶體管的第一電極、在該第一電極上的含有有機(jī)化合物的層和在該層上的第二電極；以及絕緣膜，覆蓋該第一電極的端部，其中該第一電極具有多層，并且該第一電極的中心處的該多層的數(shù)量大于它的端部的數(shù)量。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第二電極包括允許光透過的導(dǎo)電膜。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是凹形形狀并用絕緣物作為掩模以自對準(zhǔn)形成。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陽極，第二電極是陰極。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陰極，第二電極是陽極。
36.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極由與場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的材料不同的材料制造。
38.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中第一電極包括朝向它的中心的傾斜表面，傾斜角大于30°但小于70°。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中覆蓋第一電極的該端部的絕緣物在它的上端部處有具有曲率半徑的彎曲表面并且曲率半徑為0.2μm-0.3μm。
40.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射紅光的材料、或發(fā)射綠光的材料或發(fā)射藍(lán)光的材料制造。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射白光的材料制造，并且與在密封劑上提供的濾色器結(jié)合。
42.根據(jù)權(quán)利要求31的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射單色光材料制造并與密封劑上提供的彩色轉(zhuǎn)換層或彩色層結(jié)合。
43.根據(jù)權(quán)利要求31的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中場效應(yīng)晶體管是MISFET，MOSFET或TFT。
44.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中在半導(dǎo)體襯底上提供CPU、存儲元件、薄膜二極管、光電換能器或電阻元件。
45.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體器件是選自由攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航、DVD播放器、電子游戲設(shè)備或便攜式信息終端組成的組中的一種。
46.一種具有發(fā)光元件的半導(dǎo)體器件的制造方法，該發(fā)光元件包括陽極、在該陽極上的含有有機(jī)化合物的層和在該含有有機(jī)化合物的層上的陰極，該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成場效應(yīng)晶體管；形成覆蓋第一電極的端部的絕緣膜，該第一電極包括疊層的金屬層，其中該第一電極是該場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分；用該絕緣膜作為掩模來進(jìn)行腐蝕以便減薄該第一電極的中心，由此沿該第一電極的邊緣部分暴露該第一電極的傾斜表面；在該第一電極的所述中心和所述傾斜表面上形成含有有機(jī)化合物的層；在該含有有機(jī)化合物的層上形成包括允許光透過的金屬薄膜的第二電極。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中第一電極包括疊置的反射光的金屬層和作為腐蝕停止層的金屬層，腐蝕反射光的金屬層并使反射光的金屬材料暴露于傾斜表面。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中第一電極是包括具有比第二電極的功函數(shù)更大的功函數(shù)的金屬層的陽極。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的任何一種的方法，其中第一電極包括含有鈦的第一金屬層、含有氮化鈦或氮化鎢的第二金屬層、含有鋁的第三金屬層和含有氮化鈦的第四金屬層的疊層。
50.根據(jù)權(quán)利要求46的任何一種的方法，其中覆蓋第一電極的端部的絕緣膜在它的上端部有具有曲率半徑的彎曲表面并且曲率半徑為0.2μm-0.3μm。
51.根據(jù)權(quán)利要求45的任何一種的方法，其中場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
52.一種半導(dǎo)體器件，包括在半導(dǎo)體襯底上提供的場效應(yīng)晶體管；發(fā)光元件，包括連接到該場效應(yīng)晶體管的第一電極、在該第一電極上的含有有機(jī)化合物的層和在該層上的第二電極；以及覆蓋該第一電極的端部的絕緣膜，其中該第一電極具有凹陷，并且該凹陷的底部寬度小于該凹陷的頂部寬度。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第二電極包括允許光透過的導(dǎo)電膜。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極為凹形形狀，并用絕緣物作為掩模以自對準(zhǔn)形成。
55.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陽極，第二電極是陰極。
56.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是陰極，第二電極是陽極。
57.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極是場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的一部分。
58.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極由與場效應(yīng)晶體管的漏電極或源電極的材料不同的材料制造。
59.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中第一電極包括朝向它的中心的傾斜表面，傾斜角大于30°但小于70°。
60.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中覆蓋第一電極的該端部的絕緣物在它的上端部處有具有曲率半徑的彎曲表面并且曲率半徑為0.2μm-0.3μm。
61.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射紅光的材料、或發(fā)射綠光的材料或發(fā)射藍(lán)光的材料制造。
62.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射白光的材料制造，并且與在密封劑上提供的濾色器結(jié)合。
63.根據(jù)權(quán)利要求52的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中含有有機(jī)化學(xué)化合物的層由發(fā)射單色光材料制造并與密封劑上提供的彩色轉(zhuǎn)換層或彩色層結(jié)合。
64.根據(jù)權(quán)利要求52的任何一種的半導(dǎo)體器件，其中場效應(yīng)晶體管是MISFET、MOSFET或TFT。
65.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中在半導(dǎo)體襯底上提供CPU、存儲元件、薄膜二極管、光電換能器或電阻元件。
66.根據(jù)權(quán)利要求52的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體器件是選自由攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、汽車導(dǎo)航、DVD播放器、電子游戲設(shè)備或便攜式信息終端組成的組中的一個。
全文摘要
在半導(dǎo)體襯底上形成FET，在絕緣物的上端上形成具有曲率半徑的彎曲表面，對應(yīng)于該彎曲表面將部分第一電極暴露以便形成傾斜表面，腐蝕限定發(fā)光區(qū)的區(qū)域以便暴露第一電極。通過第一電極的傾斜表面反射從有機(jī)化學(xué)化合物層發(fā)射的光以便提高從確定方向上取出的光的總量。
文檔編號H01L51/52GK1453883SQ03124019
公開日2003年11月5日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者山崎舜平, 瀨尾哲史, 桑原秀明 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所