專利名稱：薄膜晶體管陣列基板、其制造方法以及有機發(fā)光顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管陣列基板、包括該薄膜晶體管陣列基板的有機發(fā)光顯示設(shè)備以及制造該薄膜晶體管陣列基板的方法。
背景技術(shù)：
平板顯示設(shè)備(例如有機發(fā)光顯示設(shè)備或液晶顯示設(shè)備)包括薄膜晶體管(TFT)、電容器、連接上述電路部件的配線等。TFT、電容器、配線等被提供為形成在用于制造平板顯示設(shè)備的基板上的微圖案?；宓奈D案主要通過利用掩膜來轉(zhuǎn)移圖案的光刻工藝形成。根據(jù)光刻工藝，在需形成圖案的基板上均勻地涂覆光刻膠。光刻膠通過曝光裝置(例如光刻機)曝光。在正性光刻膠的情況下，被曝光的光刻膠經(jīng)歷顯影工藝。在光刻膠被顯影以后，通過使用剩余的光刻膠對基板上的圖案進(jìn)行蝕刻。在圖案形成以后，除去不需要的光刻膠。在上述利用掩膜轉(zhuǎn)移圖案的工藝中，需要準(zhǔn)備具有必需圖案的掩膜，使得用于準(zhǔn)備掩膜的成本隨使用掩膜的工藝數(shù)量增加而升高。此外，由于需要以上所述的許多操作，所以制造工藝變得復(fù)雜,制造時間延長并且制造成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列基板，包括該薄膜晶體管陣列基板的有機發(fā)光顯示設(shè)備以及制造該薄膜晶體管陣列基板的方法。根據(jù)本發(fā)明的方面，薄膜晶體管陣列基板可以包括:薄膜晶體管，包括有源層、柵電極、源電極、漏電極、第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層被布置在所述有源層與所述柵電極之間，所述第二絕緣層被布置在所述柵電極與所述源電極和所述漏電極之間；像素電極，被布置在所述第一絕緣層上并且包括與所述柵電極相同的材料；電容器，包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所述有源層布置在同一層上，所述第二電極與所述柵電極布置在同一層上；焊盤電極，被布置在所述第二絕緣層上并且包括與所述源電極和所述漏電極相同的材料；保護層，形成在所述焊盤電極上；以及第三絕緣層，形成在所述保護層上并且暴露所述像素電極。所述有源層可以包括摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料。所述像素電極可以包括透明導(dǎo)電氧化物。所述透明導(dǎo)電氧化物可以包括從下列材料所組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(ΙΖ0)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(Ιη203)、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)0所述第一電極可以包括摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料。在所述像素電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間可以形成間隔。所述像素電極的端部和所述第三絕緣層的端部可以彼此重疊。在所述第二電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間可以形成間隔。所述第三絕緣層可以在所述間隔中直接接觸所述第一絕緣層。所述保護層可以進(jìn)一步形成在所述源電極和所述漏電極上。所述焊盤電極可以包括具有不同電子遷移率的多個金屬層。所述多個金屬層可以包括包含鑰(Mo)的層和包含鋁(Al)的層。所述保護層可以包括金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物。所述透明導(dǎo)電氧化物可以包括從下列材料所組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(ΙΖ0)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(Ιη203)、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)0在所述焊盤電極的端部和所述保護層的端部之間可以形成間隔。所述第三絕緣層可以在所述間隔中直接接觸所述焊盤電極的上表面。所述柵電極可以包括包含透明導(dǎo)電氧化物的第一層和包含金屬的第二層。所述柵電極、所述源電極和所述漏電極可以包括相同的材料。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種有機發(fā)光顯示設(shè)備可以包括:薄膜晶體管，包括有源層、柵電極、源電極、漏電極、第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層被布置在所述有源層與所述柵電極之間，所述第二絕緣層被布置在所述柵電極與所述源電極和所述漏電極之間；像素電極，被布置在所述第一絕緣層上并且包括與所述柵電極相同的材料；電容器，包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所述有源層布置在同一層上，所述第二電極與所述柵電極布置在同一層上；焊盤電極，被布置在所述第二絕緣層上并且包括與所述源電極和所述漏電極相同的材料；保護層，形成在所述焊盤電極上；第三絕緣層，形成在所述保護層上并且暴露所述像素電極；有機發(fā)光層，被布置在所述像素電極上；以及對置電極，被布置在所述有機發(fā)光層上。所述對置電極可以是用于反射從所述有機發(fā)光層中發(fā)出的光的反射電極。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造薄膜晶體管陣列基板的方法可以包括:第一掩膜工藝，其中在基板上形成半導(dǎo)體層，并且通過對所述半導(dǎo)體層圖案化，形成薄膜晶體管的有源層和電容器的第一電極；第二掩膜工藝，其中形成第一絕緣層，在所述第一絕緣層上形成透明導(dǎo)電氧化物層和第一金屬層，并且通過對所述透明導(dǎo)電氧化物層和所述第一金屬層圖案化，形成像素電極、所述薄膜晶體管的柵電極和所述電容器的第二電極；第三掩膜工藝，其中形成第二絕緣層，并且在所述第二絕緣層中形成開口，以允許所述第二絕緣層暴露所述像素電極、所述有源層的源區(qū)和漏區(qū)以及所述第二電極；第四掩膜工藝，其中在所述第三掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上形成第二金屬層和保護層，通過對所述第二金屬層和所述保護層圖案化，形成焊盤電極以及分別連接到所述源區(qū)和所述漏區(qū)的源電極和漏電極，并且除去所述像素電極的第一金屬層和所述第二電極的第一金屬層；以及第五掩膜工藝，其中形成第三絕緣層，并且在所述第三絕緣層中形成開口，以暴露所述像素電極。在所述第二掩膜工藝以后，可以將離子雜質(zhì)摻到所述源區(qū)和所述漏區(qū)內(nèi)。
在所述第三掩膜工藝中，可以形成所述第二絕緣層的開口，以在所述像素電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。在所述第三掩膜工藝中，可以形成所述第二絕緣層的開口，以在所述第二電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。所述第一金屬層和所述第二金屬層可以是由相同的材料形成的。所述第二金屬層可以包括具有不同電子遷移率的多個金屬層。所述保護層可以是由金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物形成的。所述第四掩膜工藝可以包括:第一蝕刻工藝，用于對所述第一金屬層、所述第二金屬層和所述保護層蝕刻；以及第二蝕刻工藝，用于對所述保護層蝕刻。在所述第二蝕刻工藝中可以使用添加有 草酸或防金屬腐蝕劑的蝕刻劑。在所述第四掩膜工藝以后，可以將離子雜質(zhì)摻到所述第一電極內(nèi)。


本發(fā)明的更全面理解以及隨之產(chǎn)生的本發(fā)明的許多優(yōu)勢將顯而易見，因為通過參考下面的詳細(xì)描述，當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，本發(fā)明變得更容易理解，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件，其中:圖1是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備的剖面圖；圖2是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第一掩膜工藝的剖面圖；圖3是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第二掩膜工藝的剖面圖；圖4是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第三掩膜工藝的剖面圖；圖5和圖6是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第四掩膜工藝的剖面圖；圖7是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第五掩膜工藝的剖面圖；圖8是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的比較示例的像素區(qū)的剖面圖；圖9是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的比較示例的電容器區(qū)的剖面圖；圖10是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備的剖面圖；圖11是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第四掩膜工藝的第一蝕刻工藝的剖面圖；圖12是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第四掩膜工藝的第二蝕刻工藝的剖面圖；以及圖13是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備的第四掩膜工藝的第二摻雜工藝的剖面圖。
具體實施例方式
參考用于圖示本發(fā)明示例性實施例的附圖，以便獲得對本發(fā)明、本發(fā)明的優(yōu)勢以及通過實施本發(fā)明而實現(xiàn)的目的的充分理解。下文中，將通過對照附圖闡釋本發(fā)明的示例性實施例來詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元素。本發(fā)明中使用的術(shù)語“和/或”包括關(guān)聯(lián)列出的項目中一個或多個項目的任意組合或全部組合。像“……中的至少一個”這樣的措辭，當(dāng)其位于元素清單前面時，其改變元素的整個清單，而不改變該清單中的單個元素。
圖1是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的剖面圖。參考圖1，根據(jù)本實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備I包括基板10，在基板10上提供像素區(qū)PXL1、晶體管區(qū)TRl、電容器區(qū)CAPl和焊盤區(qū)PADl?；?0不僅可以被提供為玻璃基板，而且可以被提供為透明基板，例如包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺等的塑料基板。在基板10上可以提供緩沖層11。緩沖層11在基板10的上部分上形成平滑表面，以便防止雜質(zhì)元素的侵入。緩沖層11可以由氮化硅和/或氧化硅形成為單層或多層。在緩沖層11上提供有源層212。有源層212可以由包括非晶硅或晶體硅的半導(dǎo)體形成。有源層212可以包括溝道區(qū)212c、源區(qū)212a和漏區(qū)212b，源區(qū)212a和漏區(qū)212b被提供在溝道區(qū)212c外側(cè)并且摻有離子雜質(zhì)。在有源層212上與有源層212的溝道區(qū)212c相對應(yīng)的位置處提供柵電極214和215，其中第一絕緣層13是柵絕緣層并且介于有源層212與柵電極214和215之間。柵電極214和215以包括透明導(dǎo)電氧化物的第一層214和包括金屬的第二層215順序提供。第一層214可以包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(ΙΖ0)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(Ιη203)、氧化銦鎵(IGO)和氧化招鋅(ΑΖ0)。第二層215可以由從下面材料所組成的組中選擇的至少一種金屬形成為單層或多層:鋁(Al)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)和銅(Cu)。在柵電極214和215上提供分別連接到有源層212的源區(qū)212a和漏區(qū)212b的源電極217a和漏電極217b，其中第二絕緣層16是介于源電極217a和漏電極217b與柵電極214和215之間的層間電介質(zhì)。源電極217a和漏電極217b可以包括與柵電極214和215的第二層215相同的材料。例如，源電極217a和漏電極217b可以由從下列材料所組成的組中選擇的至少一種金屬形成為單層或多層:鋁(Al)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)和銅(Cu)。在源電極217a和漏電極217b中每一個的上表面上提供保護層18，保護層18用于防止源電極217a和漏電極217b被濕氣和氧所腐蝕。雖然圖1圖示了保護層18僅提供在源電極217a的上表面和漏電極217b的上表面上,但是本發(fā)明不局限于此。保護層18可以形成在與源電極217a和漏電極217b形成在同一平面上的配線(未示出)的上表面上。保護層18可以包括金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物。透明導(dǎo)電氧化物包括從由下列材料組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫(ITO )、氧化銦鋅(IZO )、氧化鋅(ZnO )、氧化銦(In2O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)。在第二絕緣層16上提供第三絕緣層19，以便覆蓋源電極217a和漏電極217b。在本實施例中，第一絕緣層13和第二絕緣層16被提供為無機絕緣層，而第三絕緣層19可以被提供為有機絕緣層。第三絕緣層19可以包括常見的商用聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS)、具有苯酹基(phenol group)的聚合物衍生物、丙烯酸類聚合物、酰亞胺類聚合物、芳醚類聚合物、酰胺類聚合物、氟類聚合物、對二甲苯類聚合物、乙烯醇類聚合物以及它們的混合物。在基板10、緩沖層11和第一絕緣層13上形成像素電極114，像素電極114包括與柵電極214和215的第一層214相同的透明導(dǎo)電氧化物。像素電極114可以包括從由下列材料組成的組中選擇的至少一種材料:氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IG0)和氧化鋁鋅(AZO)。第二絕緣層16形成在像素電極114外側(cè)。用于暴露像素電極114的第一開口 Cl形成在第二絕緣層16中。第一開口 Cl可以被形成得大于像素電極114，使得能夠在像素電極114的端部和第二絕緣層16的端部之間形成第一間隔G1。第三絕緣層19形成在第二絕緣層16上。用于暴露像素電極114的第四開口 C4形成在第三絕緣層19中。像素電極114的端部和第三絕緣層19的端部可以彼此重疊。在第四開口 C4中形成有機發(fā)光層120。有機發(fā)光層120可以是低分子有機材料或聚合物有機材料。當(dāng)有機發(fā)光層120是低分子有機材料時，可以相對于有機發(fā)光層120堆疊空穴傳輸層(HTL)、空穴注入層(HIL)、電子傳輸層(ETL)和電子注入層(EIL)0此外可以按需要堆疊多個層?？墒褂玫挠袡C材料可以包括銅酞菁(CuPc)、N' -二(萘-1-基)-N，N' - 二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)等。當(dāng)有機發(fā)光層120是聚合物有機材料時，除了有機發(fā)光層120以外還可以包括HTL。聚-(3，4)-乙烯基-二羥基噻吩(PEDOT)、聚苯胺(PANI)等可以用作HTL?？墒褂玫挠袡C材料可以包括聚合物有機材料，例如聚苯乙炔(PPV)類材料以及聚芴類材料。對置電極121作為公共電極被堆疊在有機發(fā)光層120上?？梢詫χ秒姌O121形成為包括反射材料的反射電極。對置電極121可以包括從由下列材料組成的組中選擇的至少一種材料:鋁(Al)、鎂(Mg)、鋰(Li)、鈣(Ca)、LiF/Ca和LiF/Al。由于將對置電極121提供為反射電極，所以從有機發(fā)光層120發(fā)出的光從對置電極121上反射，并穿過由透明導(dǎo)電氧化物形成的像素電極114，朝基板10繼續(xù)前進(jìn)。圖8是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的比較示例的像素區(qū)的剖面圖。參考圖8，像素電極114提供在基板10和第一絕緣層13上。像素電極114的端部與第二絕緣層16重疊預(yù)定寬度W1。由于第三絕緣層19在比第一開口 Cl更向內(nèi)的側(cè)面處覆蓋像素電極114的端部，所以由第四開口 C4限定的有效發(fā)光區(qū)減小。然而在本實施例中，由于在像素電極114的端部和第二絕緣層16的端部之間形成第一間隔G1，所以第三絕緣層19與像素電極114重疊的區(qū)域可以減小。因此，由于有效發(fā)光區(qū)增加，所以顯示設(shè)備的開口率得以增大。返回參考圖1，在電容器區(qū)CAPl中提供第一電極312、第二電極314和布置在第一電極312與第二電極314之間的第一絕緣層13。第一電極312可以包括與薄膜晶體管(TFT)的有源層212的源區(qū)212a和漏區(qū)212b相同材料的摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝浑姌O312由未摻離子雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體形成時，電容器具有金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS) CAP結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)?shù)谝浑姌O312由本實施例中的摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體形成時，電容器具有金屬-絕緣體-金屬(MM) CAP結(jié)構(gòu)，其具有比MOS CAP結(jié)構(gòu)大的電容，使得電容得以增加。因此，由于MM CAP用比MOS CAP結(jié)構(gòu)小的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了相同的電容，所以減小電容器區(qū)域的余地增加，使得像素電極可以被形成得大，因此開口率得以增大。此外，如后面將描述的，摻有離子雜質(zhì)的區(qū)域在第一電極312中連續(xù)分布而沒有中斷，使得電容器的信號傳輸質(zhì)量可以改善。在第一電極312的上表面上提供起絕緣層作用的第一絕緣層13。在第一絕緣層13上提供第二電極314，第二電極314包括與柵電極214和215的第一層214相同的透明導(dǎo)電氧化物。第二絕緣層16形成在第二電極314外側(cè)。在第二絕緣層16中形成用于暴露第二電極314的第三開口 C3。第三開口 C3可以被形成得大于第二電極314，使得可以在第二電極314的端部和第二絕緣層16的端部之間形成第二間隔G2。第三絕緣層19提供在第二電極314上。第三絕緣層19在第二間隔G2中可以直接接觸第一絕緣層13。第三絕緣層19可以被提供為有機絕緣層。由于第三絕緣層19是具有低介電常數(shù)的有機絕緣層，其提供在對置電極121和第二電極314之間，所以在對置電極121和第二電極314之間可以產(chǎn)生的寄生電容減小，使得可以防止由寄生電容導(dǎo)致的信號干擾。圖9是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的比較示例的電容器區(qū)CAPl的剖面圖。參考圖9，第一電極312提供在基板10上。第二絕緣層16提供在第一電極312上。第二電極314的端部與第二絕緣層16重疊預(yù)定寬度W2。第二電極314的被第二絕緣層16覆蓋的上層315的金屬繼續(xù)保留在重疊區(qū)中的第二電極314上，而沒有被蝕刻掉。由于上層315起防護掩膜的作用，所以第一電極312的與上層315對應(yīng)的部分ND未摻有離子雜質(zhì)。因此，電容器的電阻增加，由此信號傳輸質(zhì)量變差。然而，在本實施例中，第三開口 C3被形成得大于第二電極314，使得可以在第二電極314的端部和第二絕緣層16的端部之間形成第二間隔G2。由于在本實施例中，第二絕緣層16和第二電極314之間沒有重疊區(qū)，所以上層315不會保留在第二電極314上。因此，離子雜質(zhì)被連續(xù)摻雜到第一電極312內(nèi)，而沒有中斷，使得電容器的信號傳輸質(zhì)量可以改善。在有機發(fā)光顯示設(shè)備I的外側(cè)提供焊盤區(qū)PADl，焊盤區(qū)PADl設(shè)置有是外部驅(qū)動器的連接端子的焊盤電極417。在本實施例中，焊盤電極417可以由與源電極217a和和漏電極217b相同的材料形成。焊盤電極417可以包括具有不同電子遷移率的多個金屬層。例如，焊盤電極417可以由下列材料形成為單層或多層:鋁(Al)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)和銅(Cu)。此外，焊盤電極417與源電極217a和漏電極217b布置在同一層上。也就是說，焊盤電極417直接布置在第二絕緣層16上。由于焊盤電極417形成得晚于上面描述的柵電極214和215、像素電極114、第一電極312和第二電極314，所以可以防止在焊盤電極417上形成柵電極214和215、像素電極114、第一電極312和第二電極314的工藝期間，或者在從焊盤電極417上除去上述元素的工藝期間，焊盤電極417的可靠性變差。在焊盤電極417的上表面上提供保護層18。保護層18防止焊盤電極417被濕氣或氧所損傷。保護層18可以包括金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物。雖然圖1中未圖示出，但是根據(jù)本實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備I可以進(jìn)一步包括密封構(gòu)件(未示出)，密封構(gòu)件用于密封包括像素區(qū)PXL1、電容器區(qū)CAPl和晶體管區(qū)TRl的顯示區(qū)?？梢詫⒚芊鈽?gòu)件形成為包括玻璃材料、金屬膜或密封薄膜的基板，在基板中交替布置有機絕緣層和無機絕緣層?，F(xiàn)在在下文中對照圖2到圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的制造有機發(fā)光顯示設(shè)備I的方法。
圖2是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的第一掩膜工藝的剖面圖。參考圖2，在基板10上形成緩沖層11，并在緩沖層11上形成半導(dǎo)體層(未示出)。對半導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化，從而形成TFT的有源層212和電容器的第一電極312。雖然在上面的圖中未圖示，但是在將光刻膠(未示出)涂覆在半導(dǎo)體層上以后，通過使用第一光掩膜(未示出)的光刻工藝對半導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化。作為圖案化的結(jié)果，形成了上面描述的有源層212和第一電極312。使用光刻法的第一掩膜工藝通過由曝光裝置(未示出)對第一光掩膜曝光以后的顯影、蝕刻、剝離或灰化等的一系列工藝來執(zhí)行。半導(dǎo)體層可以由非晶硅或多晶硅形成。多晶硅可以通過對非晶硅進(jìn)行結(jié)晶來形成。對非晶硅結(jié)晶的方法可以包括多種方法，例如快速熱退火(RTA)方法、固相結(jié)晶(SPC)方法、準(zhǔn)分子激光退火(ELA)方法、金屬誘導(dǎo)結(jié)晶(MIC)方法、金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶(MILC)方法和連續(xù)橫向固化(SLS )方法。圖3是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的第二掩膜工藝的結(jié)果的剖面圖。參考圖3，在圖2的第一掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上形成第一絕緣層13。在第一絕緣層13上順序地堆疊透明導(dǎo)電氧化物層(未示出)和第一金屬層(未示出)，然后對透明導(dǎo)電氧化物層和第一金屬層進(jìn)行圖案化。如以上所述，第一金屬層可以由下列材料形成為單層或多層:鋁(Al)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)和銅(Cu)。作為圖案化的結(jié)果，在第一絕緣層13上形成柵電極214和215、電容器的第二電極314、第二電極314的上層315、像素電極114和像素電極114的上層115。在本實施例中，第二電極314的通過對第一金屬層進(jìn)行圖案化而形成的上層315包括包含鑰(Mo)的第一層315a、包含鋁(Al)的第二層315b和包含鑰(Mo)的第三層315c。在上面描述的結(jié)構(gòu)中第一次摻雜(D I)離子雜質(zhì)。離子雜質(zhì)可以是B離子或P離子，并且在TFT的有源層212的目標(biāo)結(jié)構(gòu)中以I X IO15原子/平方厘米(atoms/cm2)或更高的濃度摻雜。通過使用柵電極214和215作為自對準(zhǔn)掩膜來在有源層212中摻入離子雜質(zhì)，有源層212包括摻有離子雜質(zhì)的源區(qū)212a和漏區(qū)212b以及源區(qū)212a與漏區(qū)212b之間的溝道區(qū)212c。圖4是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的第三掩膜工藝的結(jié)果的剖面圖。參考圖4，在圖3的第二掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上形成第二絕緣層16。通過對第二絕緣層16進(jìn)行圖案化形成用于暴露像素電極114和其上層115第一開口 Cl、用于暴露有源層212的源區(qū)212a和漏區(qū)212b的第二開口 C2以及用于暴露第二電極314和其上層315的第三開口 C3。第一開口 Cl形成像素電極114的端部和第一間隔Gl，而第三開口 C3形成第二電極314的端部和第二間隔G2。圖5和圖6是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的第四掩膜工藝的結(jié)果的剖面圖。參考圖5，提供掩膜M，掩膜M具有遮光部分Ml、M2和M3以及透光部分M4。在圖4的第三掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上順序地形成第二金屬層17、保護層18和光刻膠PR。參考圖6，除去與透光部分M4對應(yīng)的區(qū)域，即像素電極114上的上層115、第二金屬層17和保護層18以及第二電極314上的上層315、第二金屬層17和保護層18。同時對與遮光部分M1、M2和M3對應(yīng)的區(qū)域中的第二金屬層17和保護層18進(jìn)行圖案化，從而形成具有保護層18的源電極217a和漏電極217b以及焊盤電極417。
第二金屬層17可以由具有不同電子遷移率的多個金屬層形成。在本實施例中，通過對第二金屬層17進(jìn)行圖案化而形成的焊盤電極417包括包含鑰(Mo)的第一層417a、包含鋁(Al)的第二層417b和包含鑰(Mo)的第三層417c。在同一掩膜工藝中對保護層18與第二金屬層17 —起圖案化，從而防止源電極217a、漏電極217b和焊盤電極417被濕氣和氧所損傷。在除去了像素電極114上的上層115、第二金屬層17和保護層18以及第二電極314上的上層315、第二金屬層17和保護層18以后，以第二電極314為目標(biāo)執(zhí)行第二摻雜工藝(D2)。在第二次摻雜D2以后，在第一次摻雜Dl中未摻雜的第一電極312被摻入離子雜質(zhì)，從而與第二電極314形成MIM CAP。此外，由于在第二電極314的端部與第二絕緣層16的端部之間形成的第二間隔G2，離子雜質(zhì)是沒有中斷的連續(xù)摻雜，從而可以防止電容器的信號傳輸質(zhì)量變差。雖然圖6中未詳細(xì)地圖示，但是可以通過在第四掩膜工藝中對第二金屬層17和保護層18進(jìn)行圖案化而一起形成數(shù)據(jù)配線。圖7是示意性圖示圖1的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的第五掩膜工藝的結(jié)果的剖面圖。參考圖7，在圖6的第四掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上形成第三絕緣層19，然后形成用于暴露像素電極114的上表面的第四開口 C4和用于暴露焊盤電極417的第五開口 C5。如上面描述的，由于在像素電極114的端部和第二絕緣層16的端部之間形成第一間隔G1，所以可以減少第三絕緣層19和像素電極114彼此重疊的區(qū)域。因此，由于有效發(fā)光區(qū)域增大，所以顯示設(shè)備的開口率得以增大。在第五掩膜工藝以后，在像素電極114上形成有機發(fā)光層120。在有機發(fā)光層120上形成圖1的作為公共電極的對置電極121，從而形成有機發(fā)光顯示設(shè)備I。此外，還可以在對置電極121上形成密封構(gòu)件(未示出)?，F(xiàn)在在下文中對照圖10到圖13描述根據(jù)本發(fā)明另一實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備
2。在下面的描述中，僅主要討論與根據(jù)以上所述實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的差別。圖10是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的剖面圖。參考圖10，在本實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的基板10上形成像素區(qū)PXL2、晶體管區(qū)TR2、電容器區(qū)CAP2和焊盤區(qū)PAD2。在本實施例中，像素區(qū)PXL2的結(jié)構(gòu)和電容器區(qū)CAP2的結(jié)構(gòu)與根據(jù)以上所述實施例的有機發(fā)光顯示設(shè)備I的像素區(qū)的結(jié)構(gòu)和電容器區(qū)的結(jié)構(gòu)相同。在焊盤區(qū)PAD2中的焊盤電極417的上表面上形成保護層18_2。在焊盤電極417的端部和保護層18-2的端部之間形成第三間隔G3。也就是說，保護層18-2的端部與焊盤電極417的端部相比向內(nèi)形成，使得第三絕緣層19在第三間隔G3中可以直接接觸焊盤電極417的上表面。上面描述的圖1的實施例的保護層18的端部被圖示成與焊盤電極417的端部匹配。然而，由于形成保護層18的材料的蝕刻速率和形成焊盤電極417的材料的蝕刻速率彼此不同，所以保護層18的端部實際上可以突出于焊盤電極417的外側(cè)。保護層18的突出部分可能在工藝期間斷裂成多個微粒，使得可能產(chǎn)生微粒缺陷。由于保護層18-2的端部與焊盤電極417的端部相比向內(nèi)形成，所以階梯覆蓋被改善。此外，由于焊盤電極417的直接接觸第三絕緣層19 (其是有機絕緣層)的表面區(qū)域增大，所以第三絕緣層19和焊盤電極417間的粘合力增強，從而可以提高焊盤電極417的可靠性。在晶體管區(qū)TR2中，在源電極217a的上表面和漏電極217b的上表面上形成保護層18-2，從而可以像上面描述的焊盤電極417上的保護層18-2 —樣防止微粒缺陷。下面對照圖11到圖13描述制造圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的方法。圖11到圖13主要圖示了有機發(fā)光顯示設(shè)備2的第四掩膜工藝。本實施例的在附圖中未圖示的第一到第三掩膜工藝以及第五掩膜工藝與上面描述的實施例的第一到第三掩膜工藝以及第五掩膜工藝相同。圖11是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的第四掩膜工藝的第一蝕刻工藝的剖面圖。圖12是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的第四掩膜工藝的第二蝕刻工藝的剖面圖。參考圖11，通過第一蝕刻工藝(IstETCH)除去像素電極114上的上層115 (見圖5)、第二金屬層17 (見圖5)和保護層18 (見圖5)以及第二電極314上的上層315 (見圖5)、第二金屬層17 (見圖5)和保護層18 (見圖5)。同時，光刻膠PRl和PR2保留在與遮光部分M1、M2和M3 (見圖5)對應(yīng)的區(qū)域中。焊盤電極417、源電極217a和漏電極217b分別形成在光刻膠PRl和PR2下面。保護層18-2形成在焊盤電極417、源電極217a和漏電極217b與光刻膠PRl和PR2之間。由于保護層18-2的蝕刻速率與源電極217a和漏電極217b的蝕刻速率是彼此不同的，所以保護層18-2的端部形成突出于源電極217a和漏電極217b中每一個的端部的尖端T2。同樣，由于保護層18-2的蝕刻速率和焊盤電極417的蝕刻速率是彼此不同的，所以保護層18-2的端部形成突出于焊盤電極417的端部的尖端Tl。如果像上面描述的實施例中那樣僅一次完成蝕刻工藝，那么在除去光刻膠PRl和PR2以后留下保護層18-2的尖端Tl和T2。尖端Tl和T2可能在工藝期間斷裂成多個微粒，使得可能產(chǎn)生微粒缺陷。參考圖12，通過第二蝕刻工藝(2nd ETCH)再次對保護層18_2進(jìn)行蝕刻。為此，可以使用添加有草酸或防金屬腐蝕劑的蝕刻劑。通過第二蝕刻工藝，保護層18-2的尖端Tl與焊盤電極417的端部形成第三間隔G3。保護層18-2的尖端T2與源電極217a和漏電極217b中每一個的端部形成第四間隔G4。在第二蝕刻工藝以后，除去保留在保護層18-2上的光刻膠PRl和PR2。圖13是示意性圖示圖10的有機發(fā)光顯示設(shè)備2的第四掩膜工藝的第二摻雜工藝的剖面圖。參考圖13，以第一電極312為目標(biāo)執(zhí)行第二摻雜D2工藝。用離子雜質(zhì)摻雜第一電極312，第一電極312與第二電極314 —起形成MM CAP。如果第二摻雜D2是在像上面描述的實施例那樣僅執(zhí)行第一蝕刻工藝而未除去保護層18-2的尖端Tl和T2的狀態(tài)下執(zhí)行，那么在尖端Tl和T2中積聚靜電，使得可能因此而產(chǎn)生放電。然而，在本實施例中，由于除去了保護層18-2的尖端Tl和T2，所以可以防止由于靜電和放電而導(dǎo)致的缺陷。如上面描述的，根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管陣列基板、包括該薄膜晶體管陣列基板的有機發(fā)光顯示設(shè)備以及制造該薄膜晶體管陣列基板的方法具有下面的效果:第一，在焊盤電極上形成保護層，使得可以防止焊盤電極的腐蝕。第二，除去了保護層的突出部分，使得可以防止由突出部分的微粒而導(dǎo)致的污染。第三，保護層的端部與焊盤電極的端部相比向內(nèi)形成，使得可以防止由于通過摻雜產(chǎn)生的靜電而導(dǎo)致的缺陷。
第四，保護層的端部與焊盤電極的端部相比向內(nèi)形成，使得可以提高階梯覆蓋。第五，保護層的端部與焊盤電極的端部相比向內(nèi)形成，使得可以增強像素限定層和焊盤電極間的粘合力。第六，消除了在電容器下電極中未摻有離子雜質(zhì)的現(xiàn)象，使得電容增大并且可以改善電容器配線的信號傳輸質(zhì)量。第七，可以增大開口率。第八，可以通過五次掩膜工藝制造薄膜晶體管陣列基板和有機發(fā)光顯示設(shè)備。盡管已關(guān)于本發(fā)明的示例性實施例詳細(xì)地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以在本發(fā)明中進(jìn)行多種形式上和細(xì)節(jié)上的改變，而不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板，包括: 薄膜晶體管，包括有源層、柵電極、源電極、漏電極、第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層被布置在所述有源層與所述柵電極之間，所述第二絕緣層被布置在所述柵電極與所述源電極和所述漏電極之間； 像素電極，被布置在所述第一絕緣層上并且包括與所述柵電極相同的材料； 電容器，包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所述有源層布置在同一層上，所述第二電極與所述柵電極布置在同一層上； 焊盤電極，被布置在所述第二絕緣層上并且包括與所述源電極和所述漏電極相同的材料； 保護層，形成在所述焊盤電極上；以及 第三絕緣層，形成在所述保護層上并且暴露所述像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述有源層包括摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述像素電極包括透明導(dǎo)電氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述透明導(dǎo)電氧化物包括從下列材料所組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅、氧化銦、氧化銦鎵和氧化鋁鋅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述第一電極包括摻有離子雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中在所述像素電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述像素電極的端部和所述第三絕緣層的端部彼此重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中在所述第二電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述第三絕緣層在所述間隔中直接接觸所述第一絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述保護層進(jìn)一步形成在所述源電極和所述漏電極上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述焊盤電極包括具有不同電子遷移率的多個金屬層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述多個金屬層包括包含鑰的層和包含鋁的層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述保護層包括金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述透明導(dǎo)電氧化物包括從下列材料所組成的組中選擇的至少一種:氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅、氧化銦、氧化銦鎵和氧化鋁鋅。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中在所述焊盤電極的端部和所述保護層的端部之間形成間隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述第三絕緣層在所述間隔中直接接觸所述焊盤電極的上表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述柵電極包括包含透明導(dǎo)電氧化物的第一層和包含金屬的第二層。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述柵電極、所述源電極和所述漏電極包括相同的材料。
19.一種有機 發(fā)光顯不設(shè)備,包括: 薄膜晶體管，包括有源層、柵電極、源電極、漏電極、第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層被布置在所述有源層與所述柵電極之間，所述第二絕緣層被布置在所述柵電極與所述源電極和所述漏電極之間； 像素電極，被布置在所述第一絕緣層上并且包括與所述柵電極相同的材料； 電容器，包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所述有源層布置在同一層上，所述第二電極與所述柵電極布置在同一層上； 焊盤電極，被布置在所述第二絕緣層上并且包括與所述源電極和所述漏電極相同的材料； 保護層，形成在所述焊盤電極上； 第三絕緣層，形成在所述保護層上并且暴露所述像素電極； 有機發(fā)光層，被布置在所述像素電極上；以及 對置電極，被布置在所述有機發(fā)光層上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的有機發(fā)光顯示設(shè)備，其中所述對置電極是用于反射從所述有機發(fā)光層中發(fā)出的光的反射電極。
21.一種制造薄膜晶體管陣列基板的方法，所述方法包括: 第一掩膜工藝，其中在基板上形成半導(dǎo)體層，并且通過對所述半導(dǎo)體層圖案化，形成薄膜晶體管的有源層和電容器的第一電極； 第二掩膜工藝，其中形成第一絕緣層，在所述第一絕緣層上形成透明導(dǎo)電氧化物層和第一金屬層，并且通過對所述透明導(dǎo)電氧化物層和所述第一金屬層圖案化，形成像素電極、所述薄膜晶體管的柵電極和所述電容器的第二電極； 第三掩膜工藝，其中形成第二絕緣層，并且在所述第二絕緣層中形成開口，以允許所述第二絕緣層暴露所述像素電極、所述有源層的源區(qū)和漏區(qū)以及所述第二電極； 第四掩膜工藝，其中在所述第三掩膜工藝的生成結(jié)構(gòu)上形成第二金屬層和保護層，通過對所述第二金屬層和所述保護層圖案化，形成焊盤電極以及分別連接到所述源區(qū)和所述漏區(qū)的源電極和漏電極，并且除去所述像素電極的第一金屬層和所述第二電極的第一金屬層；以及 第五掩膜工藝，其中形成第三絕緣層，并且在所述第三絕緣層中形成開口，以暴露所述像素電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述第二掩膜工藝以后，將離子雜質(zhì)摻到所述源區(qū)和所述漏區(qū)內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述第三掩膜工藝中，形成所述第二絕緣層的開口，以在所述像素電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述第三掩膜工藝中，形成所述第二絕緣層的開口，以在所述第二電極的端部和所述第二絕緣層的端部之間形成間隔。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一金屬層和所述第二金屬層是由相同的材料形成的。
26.根據(jù) 權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第二金屬層包括具有不同電子遷移率的多個金屬層。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述保護層是由金屬氧化物或透明導(dǎo)電氧化物形成的。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第四掩膜工藝包括: 第一蝕刻工藝，用于對所述第一金屬層、所述第二金屬層和所述保護層蝕刻；以及 第二蝕刻工藝，用于對所述保護層蝕刻。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在所述第二蝕刻工藝中使用添加有草酸或防金屬腐蝕劑的蝕刻劑。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述第四掩膜工藝以后，將離子雜質(zhì)摻到所述第一電極內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列基板、其制造方法以及有機發(fā)光顯示設(shè)備。所述薄膜晶體管陣列基板可以包括薄膜晶體管，包括有源層、柵電極、源電極、漏電極、被布置在有源層與柵電極之間的第一絕緣層以及被布置在柵電極與源電極和漏電極之間的第二絕緣層；像素電極，被布置在第一絕緣層上并且包括與柵電極相同的材料；電容器，包括與有源層布置在同一層上的第一電極和與柵電極布置在同一層上的第二電極；焊盤電極，被布置在第二絕緣層上并且包括與源電極和漏電極相同的材料；保護層，形成在焊盤電極上；以及第三絕緣層，形成在保護層上并且暴露像素電極。
文檔編號H01L27/12GK103137630SQ201210300799
公開日2013年6月5日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
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