CN100392876C - 电子设备,半导体器件,以及适用于制造此类器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供一种高可靠性EL显示器件以及制造该显示器件的方法，它可以屏蔽侵入的潮气或氧，这是劣化EL元件性能的一个因素，而没有增大EL显示器件。在本发明中，涂敷作为一种方法，用于形成高热稳定性平整薄膜16，典型的是，TFT的中间绝缘薄膜(作为以后发光元件的基础薄膜)，在该薄膜中，采用硅(Si)和氧(O)的组合构成主干结构。在形成之后，再形成具有锥形形状的边缘部分和开孔部分。此后，添加具有相对较大原子半径的惰性元素产生变形，以改进或高密度化其表面(包括侧面)，从而防止潮气或氧的侵入。

Description

电子设备，半导体器件，以及适用于制造此类器件的方法
技术领域
本发明涉及含有包括薄膜晶体管(下文称之为TFT)电路的半导体器件，以及涉及制造该器件的方法。例如，本发明涉及在其上面安装由液晶显示屏作为典型的电光器件或者含有有机发光元件的发光显示器件作为它的部件的电子设备。
在本申请中，术语“半导体器件”通常是指利用半导体特征和功能的器件，而电光器件、半导体电路和电子设备都包含着半导体器件中。
背景技术
近年来，利用在具有绝缘表面的基片上所形成的半导体薄膜(厚度大约为几nm至几百nm)来制造薄膜晶体管(TFT)的技术引人注目。这类薄膜晶体管已经在诸如IC和电光器件的电子设备中得到了广泛的应用，特别是，TFT作为图像显示器件的开关元件的研发正在紧张地进行着。
为了能够在图像显示器件中获得高质量的图像，有源矩阵液晶显示器件和有源矩阵发光器件作为图像显示器件引起了广泛的关注，在该器件中使用以矩阵方式排列的像素电极以及作为开关元件连接着各个像素电极的TFT。
这类有源矩阵显示器件正在扩展着它的应用。因此，该器件就需要随着屏幕尺寸的增加具有高的精度、高的开孔率和高的可靠性。
有可能在适用于安装在液晶显示器件上的液晶模块的单一基片上，在各个功能模块中，基于CMOS电路制成执行图像显示的像素部分，和用于控制像素部分的驱动电路，例如，移位寄存器电路、电平位移电路，缓冲器电路、采样电路等等。
此外，在液晶模块的像素部分中，可以将TFT(像素TFT)配置于几十至几百万像素中的每一个，并且各个像素TFT都设有一个像素电极。在及向基片一边上提供了反向电极，使得液晶可以插入在两个电极之间，从而形成一种可使用液晶作为介质的电容器。施加在各个像素上的电压可通过TFT的开关功能来控制，以控制对电容器的充电应用。于是，可驱动液晶，从而通过控制传输光的总量来显示图像。
在液晶显示器件中，当像素电极制成在非均匀的中间绝缘薄膜上时，该非均匀性也会沿着中间绝缘薄膜的非均匀性形成在像素电极的表面上。这种不均匀部分就存在着产生液晶取向缺陷的可能性。
近年来，有关EL元件作为自身发光的发光元件的发光器件的研究十分活跃。发光器件也可认为是一种有机EL显示器或者一种有机发光二极管。由于这些发光器件所具有的特性是，例如，适用于电影显示的快响应速度，低电压、低功耗驱动，因此作为包括新一代蜂窝电话和个人数字助理(PDA)的新一代显示器吸引着各界的关注。
对于EL元件来说，它是通过将有机化合物层夹在一对电极之间且向两电极施加电压，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在有机化合物层中的发光中心复合，从而形成分子激发，并且当分子激发返回到基态时，就释放能量而发射光。在激发态中存在着众所周知的单电子键激发和三电子键激发，显然可以通过这两种激发态就能够发射光。
作为EL元件所使用的光发射材料，有无机光发射材料和有机光发射材料，并且采用低电压驱动的有机光发射材料更能引人注目。
然而，也在使用EL元件的发光器件中，当在具有非均匀性的之间绝缘薄膜上形成阳极(或阴极)时，就有可能在阳极和阴极之间产生短路，因为含有有机化合物的层很薄。
此外，使用有机材料用于EL元件的有机EL元件存在着一个问题，诸如发光的亮度或均匀性之类的发光性能与早期相比较会明显劣化。低可靠性是一个产生对实际应用限制的重要因素。
作为一个较差可靠性的因素，是从外部侵入到有机EL元件内的潮气和氧气。
在使用EL元件的EL显示器件(屏)中，侵入到内部的潮气会引起可靠性严重下降，因而从发光显示器件的外围产生黑点、收缩和亮度劣化。黑点(包括不能发射光的像素)是一种亮度局部劣化的现象。例如，当在上部电极出现孔时就会产生黑点。收缩是一种亮度从像素的边缘开始劣化的现象。
因此，已经开发了一种具有适用于防止EL元件出现上述劣化的结构的显示器件。为了能够防止上述问题，有一种方法，该方法是将EL元件存储于一个空气密封的容器中，通过将EL元件密封在一个封闭的空间中以屏蔽外来的空气，并且还为分离在封闭空间中EL元件提供干燥剂(例如，参考1：日本专利特许公告No.9-148066)。
此外，还有另一种方法，是在具有El元件的绝缘层上形成密封剂，并且覆盖件环绕着密封空间，以及采用树脂等制成的填充剂来填充该密封剂，从而EL元件与外界密封(例如，参考2：日本专利特许公告No.13-203076)。
在以上所提及的参考文献中，在具有EL元件的绝缘层上形成密封层，并且形成由覆盖层和密封层包围的密封空间。
简单地说，在大多数情况下，引起诸如黑点之类劣化的潮气会侵入至在密封之后的显示器件。此外，潮气或氧气主要是通过密封剂侵入的，因为在大多数情况下绝缘体和覆盖材料都是由金属或玻璃所制成的。
当用于密封的密封剂在层叠的薄膜上时，所有的层叠薄膜都会与屏幕外部的大气直接接触。因此，在屏幕外部的潮气或氧气会通过层叠的薄膜侵入到显示器件的内部。此外，当诸如丙烯酸之类的高透湿性和吸水性的材料作为中间层材料使用时，所侵入的潮气和氧气就会增加。
此外，在进行分隔壁图形化的情况下，或者在形成中间层薄膜之后的接触孔孔径步骤或清洗步骤中，当中间层薄膜具有吸水性能时，在这些步骤中潮气就会侵入到中间层薄膜的内部。
潮气或氧气从中间层薄膜的外表面侵入，随后在通过由于在接触孔中的源极和漏极电极的沉积性能较差而产生的断开部分等等之后就会侵入到直接与EL元件相接触的中间层薄膜中。另外，侵入中间层薄膜中的潮气还会侵入到EL元件中。应该想到的是，各种劣化包括EL显示器件的内部污染，电子性能的劣化，黑点或者收缩。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种高可靠性EL显示器件以及该器件的制造方法，该器件通过屏蔽所侵入的潮气和氧化而没有增大EL显示器件，其中，潮气或氧气是EL元件性能劣化的重要因素。
此外，本发明提供一种中间层绝缘薄膜，该薄膜可以具有足够的平整性以及在具有适用于半导体器件所使用的平整性的绝缘薄膜中的绝缘性，并且在该薄膜中，即使在以下所进行沾湿步骤中也不会改变潮气的成分。
在本发明中，中间层薄膜具有高耐热性，绝缘性以及作为中间层绝缘薄膜具有平整性所需的平整度。较佳的是，使用由甩胶涂覆为典型的应用作为形成诸如中间层薄膜的方法，而不是采用CVD或者蒸发沉积的方法。
在本发明中，涂覆可作为形成高热稳定性平整薄膜的方法，典型的是，在TFT上的中间层薄膜(以下可将该薄膜作为发光元件的基础薄膜)，其中通过硅(Si)和氧气(O)的组合构成主干结构。在形成之后，在形成一个边缘部分或者一个开孔部分，使之具有锥形形状。然后，通过添加具有比较大的原子半径的惰性元素形成变形，从而改变或增加其表面密度(包括一侧面)，以防止潮气或氧气的侵入。
通过添加惰性元素或改进高热稳定性平整薄膜的表面，在以后所进行的使用液体的步骤(也称之为湿步骤)时，要防止溶剂成份侵入到高热稳定性平整薄膜中或者发生反应。此外，在以后所进行的热处理步骤中，也要防止潮气或气体从高热稳定平整薄膜的内部释放出来。另外，也可以改变时间来防止潮气或气体从高热稳定性平整薄膜的内部释放出来，以增强半导体器件的可靠性。
在液晶显示器件或发光显示器件中，由密封剂和一对密封的基片环绕着显示部分的四周。然而，在基片的整个表面上都提供了TFT的中间绝缘薄膜。因此，当所讨论的密封剂的图形设在中间绝缘薄膜的四周边缘之内时，就有可能从处于密封剂图形外边的中间绝缘薄膜部分侵入潮气或杂质。因此，作为TFT中间绝缘薄膜使用的高热稳定平整薄膜的四周较佳的是制成在密封剂的图形之内，由密封剂覆盖着高热稳定性平整薄膜的边缘部分，以便于与密封剂的图形相重叠。另外，通过将高热稳定性平整薄膜的边缘部分形成具有锥形形状并且将其中的惰性元素添加至较高的密度，就能够防止潮气或氧气的侵入。此外，只在具有锥形形状的高热稳定性平整薄膜的边缘部分中有选择性的进行腐蚀。
在本申请中所披露的发明第一部分内容是提供一种发光器件，该发光器件可包括一个显示部分和一个边缘部分，其中，显示部分是通过将发光元件排列在一对基片之间所制成的，该发光元件可以制成在一个基片上所已制成的高热稳定性平整薄膜上，并且一对基片是采用环绕着显示部分四周的密封剂相互固定的，而高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状，并且添加了惰性元素。
另外，在液晶显示器件或发光显示器件中，在中间绝缘薄膜中制成作为接触孔使用的开孔。因此，在形成开孔之后所进行的引线图形化的湿腐蚀或纯水清洗时，溶剂的成份就会侵入到中间绝缘薄膜或者与此反应。因此，较佳的是，在形成高热稳定性平整薄膜中的开孔之后，通过添加惰性元素来提高开孔部分的一侧面密度，来防止潮气或氧气的侵入。
随后，进行引线的图形化。在本发明中，在具有锥形形状的高热稳定性平整薄膜中形成开孔的步骤是与形成具有锥形形状的高热稳定性平整薄膜的边缘部分的步骤是同时进行的，随后，通过整体添加惰性元素来进行改进。
在本发明中，由本申请所提出的适用于形成中间绝缘薄膜的方法可采用以下步骤显示。首先，在进行了纯水的清洗之后，进行较薄的预湿处理，以提高可湿性。随后，将称之为清漆的液体原材料稀释于溶剂中，它包含了由硅(Si)和氧(O)组合的低分子量成份(原始原料)，并且采用甩胶涂覆等方法将其涂覆在基片上。然后，通过溶剂的挥发(蒸发)以及通过加热在基片上的清漆产生低分子量成份的交联反应，就能够以一种薄膜的方式来获得中间绝缘薄膜。之后，去除在基片四周所形成的部分中间绝缘薄膜。此外，可以通过甩胶的旋转速度、旋转时间、以及清漆的密度和粘性来控制薄膜的厚度。
作为中间绝缘薄膜的材料，该材料的主干结构是由硅(Si)和氧(O)的组合所构成的，它至少具有一种氢、氟、烷基和芳烃来作为取代基。在烘焙之后的中间绝缘薄膜可称之为含有烷基的SiOX。
此外，作为添加的惰性元素，可以使用一种或多种He、Ne、Ar、Kr和Xe、在上述元素中，较佳的是使用氩气，因为它具有比较大的原子半径且很便宜。另外，较佳的是，即使添加了惰性元素，也不会降低中间绝缘薄膜的的光透射性。可以使用离子掺杂、离子诸如或者等离子体处理的方法来适当地添加惰性元素。
本发明的第二部分内容是提供一种发光显示器件，该显示器件包括显示部分，该显示部分是通过将发光元件排列在一对基片之间来形成的，其中发光元件连接着在一个基片上所制成的薄膜晶体管，在薄膜晶体管上所形成的添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜作为中间绝缘薄膜，以及在高热稳定性平整薄膜上形成的发光元件。
本发明的第三部分内容是提供一种发光显示器件，该显示器件包括显示部分，该显示部分是通过将发光元件排列在一对基片之间来形成的，其中发光元件连接着在一个基片上所制成的薄膜晶体管，在薄膜晶体管上所形成的添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜作为中间绝缘薄膜，薄膜晶体管的元件和漏极电极都通过在高热稳定性平整薄膜中所设置的开孔连接有源层，该开孔部分具有锥形形状并添加惰性元素，以及在高热稳定性平整薄膜上形成的发光元件。
正如以上所提及的第二或第三部分内容，一对基片采用环绕着显示部分四周的密封剂相互固定着，以及高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状且添加惰性元素。
此外，正如以上所提及的各部分内容，在高热稳定性平整薄膜中所包含的惰性元素浓度范围为从1×1019atoms/cm3至5×1021atoms/cm3，典型的是，从2×1019atoms/cm3至2×1021atoms/cm3。
此外，正如以上所提及的各部分内容，在高热稳定性平整薄膜边缘部分上的锥形角度为大于30°和小于75°。然而，当使用的等离子体处理或间接掺杂的方法来添加惰性元素时，高热稳定性平整薄膜的一侧面就会改变，而没有能够形成具有锥形形状的边缘部分。
此外，正如以上所提及的各部分内容，密封剂覆盖着在高热稳定性平整薄膜边缘部分的一侧面，或者环绕着高热稳定性平整薄膜的四周。当密封剂设置成覆盖着高热稳定性平整薄膜的一侧面时，就能够通过屏蔽会引起EL元件性能下降的潮气或氧气的侵入而不增大EL显示器件，来获得具有高可靠性的EL显示器件。
在各个以上所提及的部分内容中，发光器件可以应用于有源矩阵类型和无源矩阵类型。
此外，发光元件(EL元件)具有一层含有有机化合物的层，该有机化合物可通过阳极和阴极施加一个电场来产生发光(电致发光)。在有机化合物中的发光包括从一个单激发态返回至基态的发光(荧光)和从三重激发态返回至基态的发光(磷光)。根据本发明所制造的发光器件可以应用于发光使用的两种情况。
具有EL层的发光元件(EL元件)是采用将EL层夹在一对电极之间的结构所构成的，并且EL层通常是采用层叠结构所构成的。典型的是，所提出的层叠结构是“空穴传输层/发光层/电子传输层”的结构。该结构可具有非常高的发光效率，并且近来，几乎所有正在进行的有关发光器件的研究和开发都采用这一结构。
此外，另一种层叠结构是空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，或者，空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，依次层叠在阳极上。发光层可以采用荧光色素等等掺杂。另外，所有的层都可以使用低分子量材料或者使用高分子量材料来形成。此外，可以使用含有无机材料的层。另外，在本说明中，所有设置在阴极和阳极之间的层都可称之为EL层。因此，在EL层中包括了所有的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
在根据本发明的发光器件中，用于屏幕显示的驱动方法并没有特殊的限制。例如，可以使用点序列驱动方法、线序列驱动方法或者平面序列驱动方法来用于驱动。典型的是，使用线序列驱动方法，以及也可以适当地使用时分灰度级驱动方法或者区域灰度级驱动方法。此外，用于输入至发光器件的源极线的视频信号可以是模拟信号也可以是数字信号。可以根据视频信号适当地设计驱动电路等等。
有关制造方法的第四部分内容是提供用于制造发光器件的方法，该发光器件包括制成在具有绝缘表面的基片上的薄膜晶体管和发光元件，其中，制造发光器件的方法所包括的步骤：形成薄膜晶体管，它包括在具有绝缘表面的第一基片上的源极区域、漏极区域以及在两者之间的沟道形成区域，栅极绝缘薄膜和栅极电极的半导体层；形成高热稳定性平整的薄膜，它具有由薄膜晶体管所产生的不平坦的形状；形成开孔部分，该开孔部分具有锥形形状的边，并且处于源极区域或者漏极区域上，以及通过有选择性地去除高热稳定性平整薄膜而形成的锥形形状的四周；将惰性元素添加至高热稳定性平整薄膜中；形成接触孔，该接触孔通过有选择性地去除栅极绝缘薄膜使其到达源极区域或者漏极区域；形成到达源极区域或者漏极区域的电极和阳极；在阳极上形成一层含有有机化合物的层；在含有有机化合物的层上形成阴极；采用环绕着发光元件四周的密封剂通过将第二基片与第一基片粘结在一起来密封发光元件。
有关制造方法的第五部分内容是提供用于制造发光器件的方法，该发光器件包括制成在具有绝缘表面的基片上的薄膜晶体管和发光元件，其中，制造发光器件的方法所包括的步骤：形成薄膜晶体管，它包括具有绝缘表面的第一基片上的源极区域、漏极区域以及在两者之间的沟道形成区域，在栅极绝缘薄膜和栅极电极的半导体层；形成高热稳定性平整的薄膜，它具有由薄膜晶体管所产生的不平坦的形状；形成接触孔，该接触孔具有锥形形状并且到达源极区域或者漏极区域，以及通过有选择性地去除栅极绝缘薄膜使其四周具有锥形形状；将惰性元素添加至高热稳定性平整薄膜中；形成到达源极区域或者漏极区域的电极和阳极；在阳极上形成一层含有有机化合物的层；在含有有机化合物的层上形成阴极；采用环绕着发光元件四周的密封剂通过将第二基片与第一基片粘结在一起来密封发光元件。
正如以上所提及的第四和第五部分内容，高热稳定性平整薄膜是由涂覆所形成的含有烷基的SiOX薄膜。在第四和第五部分内容中，可以采用离子掺杂、离子注入或者等离子体处理的方法来进行向高热稳定性平整薄膜添加惰性元素的步骤。
本发明的第六部分内容是提供一种半导体器件，该半导体器件包括将薄膜晶体管排列在一对基片之间所形成的显示部分，其中，在薄膜晶体管上形成添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜作为中间绝缘薄膜，薄膜晶体管的源极电极或漏极电极都通过在高热稳定性平整薄膜上所提供的开孔部分连接着有源层，并且该开孔部分具有锥形形状且添加惰性元素。
根据第六部分内容，采用环绕着显示部分四周的密封剂将一对基片相互固定在一起，并且高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状且添加惰性元素。
本发明的第七部分内容是提供一种半导体器件，该半导体器件包括将薄膜晶体管排列在一对基片之间所形成的显示部分，其中，在薄膜晶体管上形成添加惰性元素而改良表面的高热稳定性平整薄膜作为中间绝缘薄膜，薄膜晶体管的源极电极或漏极电极都通过在高热稳定性平整薄膜上所提供的开孔部分连接着有源层。
本发明可以应用于任何TFT结构。例如，本发明可以应用于顶部为栅极的TFT、底部为栅极(相反交错的)的TFT或者交错的TFT。
作为TFT的有源层，可以适当地使用非晶半导体薄膜、含有晶体结构的半导体薄膜、含有非晶金额构的半导体化合物薄膜。此外，也可以使用半非晶半导体薄膜作为TFT的有源层，该半非晶半导体薄膜是具有非晶结构和晶体结构(包括单晶和多晶)的中间结构的半导体，这三种状态是积极稳定的，并且所包括的晶体区域具有较短的距离范围和晶格畸变(也称之为微晶体半导体薄膜)。在半非晶半导体薄膜中，至少一个薄膜区域包括晶粒直径为0.5nm至20nm的晶粒，并且在拉曼频谱中，标明硅的峰值移到了520cm-1波数的下边。此外，在半非晶半导体薄膜中，可以采用X射线衍射方法观察到Si晶格的(111)和(220)的衍射峰值。半非晶半导体薄膜包括至少1atom％的氢或卤素作为在未复合一侧(摆动能带)的中和剂。可以采用硅化物气体的发光放电分解(等离子体CVD)的方法来制造半非晶半导体薄膜。作为硅化物气体，可以使用SiH4，以及Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4以及其它等等。硅化物气体可以采用H2，或者H2与一种和多种稀有气体元素，例如，He、Ar、Kr和Ne，进行稀释。其稀释的比率范围为从2倍至1000倍。压力范围大致为从0.1Pa至133Pa；功率频率从1MHZ至120MHz，较佳的是从13MHz至60MHz；以及基片加热温度最高为300℃，较佳的是从100℃至250℃。大气成分杂质，例如，氧、氮和碳，作为在薄膜中的杂质元素较佳的是最多为1×1020atoms/cm3，特别是，氧的浓度较佳的是为5×1019atoms/cm3，较佳的是，最多为1×1019atoms/cm3。值得注意的是，在使用半非晶薄膜作为有源层的TFT电场效应迁移率为从1cm2/Vsec至10cm2/Vsec。
根据本发明的高热稳定性平整薄膜，可以通过消除由于在液晶显示器件中的栅极电极或半导体层所引起的不平整来防止液晶的定位缺陷。高热稳定性平整薄膜可以具有高的光透射性和较佳的显示性能。
此外，在使用含有有机化合物层作为发光层的发光器件中，通过提供具有少量脱水和脱气的中间绝缘薄膜可以提高可靠性，在该结构中，可以防止潮气、氧或者其它等等从外部通过中间绝缘薄膜侵入到有机EL元件，而没有增大发光器件。
附图说明
图1A至1D显示了发光器件的制造步骤。
图2A至2C显示了发光器件的剖面和俯视示意图。
图3A和3B是发光器件的示意图。
图4A至4C显示是发光器件的示意图。
图5A至5C是显示应用装置和边缘去除器的示意图。
图6是显示高热稳定性平整薄膜的形成流程的示意图。
图7A至7C是显示惰性元素添加步骤的流程示意图。
图8A和8B是显示发光器件的剖面和边缘部分的示意图(实施例1)。
图9是显示边缘部分放大说明的示意图(实施例2)。
图10A和10B是显示发光器件剖面的示意图(实施例3)。
图11是显示有源矩阵液晶显示器件的示意图(实施例4)。
图12A至12G是显示一例电子设备实例的示意图。
图13是显示一例电子设备实例的示意图。
具体实施方式
下文将详细讨论本发明的实施例模式。
在基片10上形成基础绝缘薄膜11。作为基片10，可以使用表面具有绝缘薄膜的玻璃基片、石英基片、硅基片、金属基片或者不锈钢基片。也可以使用能够经受处理温度的塑料基片。
作为基础绝缘薄膜11，可以使用诸如二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者氮氧化硅薄膜。在该实施例模式中基础绝缘薄膜11使用了双层结构，但是也可以使用具有一个单层薄膜的结构，或者两层和更多层绝缘薄膜的层叠结构。值得注意的是，并不需要特别制成基础绝缘薄膜。
随后，在基础绝缘薄膜上形成半导体层。可以采用熟知的方法(溅射，LPCVD，等离子体CVD或者其它等)制成具有非晶结构的半导体薄膜，采用熟知的结晶处理方法(激光结晶，热结晶，使用诸如镍之类催化剂的热结晶，或者其它等)结晶半导体薄膜，以及使用第一光掩模图形化所结晶的半导体薄膜使之具有所需形状，便可获得半导体层。所形成的半导体层的厚度为从25nm至80nm(较佳的是，从30nm至70nm)。对结晶半导体薄膜的材料并没有任何特别的限制；但是，结晶半导体薄膜可以较佳的是由硅、锗化硅(SiGe)或者其它等所构成。
此外，连续振荡激光器可以用于具有非晶结构的半导体薄膜的结晶处理。当结晶非晶半导体薄膜时，较佳的是，使用固体激光器可以应用基波的两次至四次谐波，这样连续振荡有可能获得较大晶粒直径的结晶。典型的是，可以应用Nd:YVO4激光器(基波为1064nm)的两次谐波(532nm)或者三次谐波(355nm)。当使用连续振荡激光器时，可采用非线性光学元件将从输出功率为10瓦的连续振荡YVO4激光所辐射出的激光转换成谐波。还有一种辐射谐波方法是将YVO4晶体和非线性光学元件放置在谐振器中。于是，可以较佳地形成谐波，从而由光学系统在受辐照的表面上产生矩形或椭圆形的形状，随之辐照需要处理的目标。这时，所需要的能量为大约0.01MW/cm2至100MW/cm2(较佳的是从0.1MW/cm2至10MW/cm2)。所需辐照的半导体薄膜可以大约10cm/s至2000cm/s的速度相对于激光作移动。
接着，在去除光阻掩模之后，形成覆盖半导体层的绝缘薄膜12。采用等离子体CVD或溅射方法所形成的绝缘薄膜12的厚度为从1nm至200nm。较佳的是，在形成包括薄膜厚度10nm至50nm硅的绝缘薄膜的单层或层叠结构之后，采用微波的等离子体，进行表面渗氮处理以形成绝缘薄膜12。
这样，当使用等离子体CVD来形成在厚度上较薄的绝缘薄膜时，就需要采用延长形成速率的方法来获得具有良好可控性的薄的薄膜厚度。例如，当RF功率设置为100W、10KHz；压力为0.3Torr；N2O气体流量，400sccm；以及SiH4气体流量，1sccm时，二氧化硅薄膜的沉积速度可以设置为6nm/min。采用微波的等离子体的渗氮处理是采用微波源(2.45GHz)并且以氮气作为反应气体。
值得注意的是，氮气的浓度会随着离开绝缘薄膜12的距离而下降。因为这样，二氧化硅的表面就能够以高浓度渗氮。此外，可以通过减小在二氧化硅薄膜和有源层之间界面的氮来防止器件的性能下降。此外，经过渗氮表面处理的绝缘薄膜12可具有TFT的栅极绝缘薄膜的功能。
接着，在绝缘薄膜12上形成导电薄膜，且其厚度为100nm至600nm。这里，可以使用溅射的方法来形成包括TaN薄膜和W薄膜的层叠导电薄膜。这里所引用的TaN薄膜和W薄膜的层叠是作为导电薄膜，但是这并不限制于此。作为导电薄膜，可以使用含有Ta、W。Ti、Mo、Al或Cu元素的单层，含有上述元素作为主要化合物的合金材料或者化合物材料，或者单层的层叠。也可以使用由多晶硅薄膜分类的半导体薄膜，在该多晶硅薄膜中掺入了诸如磷的杂质元素。
随后，使用第二光掩模形成光阻掩模，并且采用湿腐蚀或者干腐蚀的方法进行腐蚀。在腐蚀步骤中，腐蚀导电薄膜，以形成导电层14a、14b、15a和15b。此外，导电层14a和14b具有TFT栅极电极的功能，而导电薄膜15a和15b具有端点电极的功能。
接着，在去除光阻掩模之后，使用第三光掩模形成最新的光阻掩模。进行第一次掺杂步骤，以低浓度的方式将呈现出n型导电性的杂质元素(典型的是，磷或As)掺入至半导体中，从而形成n沟道的TFT(未显示)。光阻掩模覆盖着用于p沟道TFT的区域和邻近导电层的区域。在第一掺杂步骤中通过绝缘薄膜形成的浓度的杂质区域。尽管可以使用多个TFT来驱动一个发光元件，但是当只采用p沟道TFT来驱动发光元件时，就不一定需要以上所提及的掺杂步骤。
随后，在去除光阻掩模之后，使用第四光掩模形成最新的光阻掩模。进行第二次掺杂步骤，以高浓度的方式将呈现出p型导电性的杂质元素(典型的是，硼)掺入至半导体中。采用第二掺杂步骤进行通过绝缘薄膜12的掺杂来形成P型高浓度杂质区域17和18。
随后，使用第五光掩模形成最新的光阻掩模。进行第三次掺杂步骤，以高浓度的方式将呈现出n型导电性的杂质元素(典型的是，磷或As)掺入至半导体中，从而形成n沟道的TFT(未显示)。在将掺杂的数量设置为1×1013atoms/cm2至5×1015atoms/cm2以及加速电压设置为60KV至100KV的条件下进行第三次掺杂步骤。光阻掩模覆盖着用于P沟道TFT的区域和邻近导电层的区域。采用第三掺杂步骤进行通过绝缘薄膜12的掺杂来形成N型高浓度杂质区域。
然后，在去除了光阻掩模并形成了含有氢的绝缘薄膜13之后，对添加至半导体层的杂质元素进行激活和氢化处理。可使用PCVD所获得氮氧化硅薄膜(SiNO薄膜)来形成含有氢的绝缘薄膜13。在半导体薄膜结晶时常使用金属元素来促进结晶，典型的金属元素是镍，因此，也可以在激活的同时进行吸气，以减小在沟道形成区域中的镍浓度。
随后，形成用于中间绝缘薄膜的高热稳定性平整薄膜16。作为高热稳定性平整薄膜，可以使用涂覆所获得的硅(Si)和氧(O)组合形成主干结构的绝缘薄膜。
这里，将参考图5A至5C和图6详细讨论高热稳定性平整薄膜16的形成流程。
首先，进行要处理基片的纯水清洗。可以进行微气体清洗。接着，在进行140℃持续110秒的脱水之后，通过采用水冷盘持续120秒的冷却来调节基片的温度。接着，将基片传送并放置于甩胶涂覆设备上，正如图5A所示。
图5A显示了甩胶涂覆设备的剖面示意图。在图5A中，标号1001表示喷嘴；1002表示基片，1003表示涂覆盘，以及1004表示涂覆材料溶液。甩胶涂覆设备所具有的机械结构是将涂覆材料的溶液从喷嘴中1001中滴出，以及将基片1002水平放置在涂覆盘1003中并且整个涂覆盘一起旋转。甩胶涂覆装置还具有一个机械结构以控制在涂覆盘1003中的大气压力。
接着，进行预湿涂覆，以采用更稀的有机溶剂，例如，通过混合芳(族)烃(甲苯或者其它等等)、酒精、酯醋酸盐或者其它等等所制成的挥发性混合溶液，来提高其可湿性。当滴出70ml的较稀溶液时，可以在利用旋转基片(旋转速率为100rpm)的离心力来扩散较薄的溶液之后，采用高速(旋转速率为450rpm)旋转基片来抛甩出更薄的溶液。
接着，在溶剂(丙二醇甲胺醚)中溶解硅氧烷系聚合物而制备的待涂覆材料的溶液，通过逐渐旋转(旋转速率为从0rpm至1000rpm)基片以及从喷嘴1001中滴出待涂覆材料的溶液，由离心力使其充分扩散。之后，在保持基片持续30秒以校平由涂覆步骤所形成的薄膜之后。逐渐旋转基片(旋转速率为从0rpm至1400rpm)。
涂覆盘1003的内部进行排气减压，可在1分钟中完成减压的干燥。
采用在图5A所示的甩胶涂覆设备中所装备的边缘去除器进行边缘去除处理。图5B显示了所装备的边缘去除器1006，它装备一个可以并行沿着基片1002边缘移动的部件。在边缘去除器1006中，提供了一个如图5C所示的更薄的扩散喷嘴1007，从而可夹在基片的一边和由更薄溶液所溶解的涂覆薄膜1008的四周之间。通过以图中所示的箭头方向排出液体和气体以此去除在基片边缘面的四周上由涂覆步骤所形成的薄膜。
随后，通过进行110℃持续170秒的烘焙来完成预烘焙。
图6显示了以上所提及流程的流程框图。
从甩胶涂覆设备中取出基片并加以冷却。随后，再进行270℃持续1小时的烘焙。于是，就形成了高热稳定性平整薄膜(图1A)。
此外，可以采用喷墨方式形成高热稳定性平整薄膜16。使用喷墨机可节省材料溶液。
去除四周的高热稳定性平整薄膜16，同时，采用第六掩模在高热稳定性平整薄膜16中形成接触孔。这里，可以在获得有关绝缘薄膜13的所需选择性比率的条件下，进行腐蚀(湿腐蚀或干腐蚀)。尽管对所使用的腐蚀气体并没有限制，但是所适合于使用的气体包括CF4，O2，He和Ar。进行干腐蚀所设置的CF4流量为380sccm；O2为290sccm；He为500sccm和Ar为500sccm；RF功率为3000W；以及压力为25Pa。此外，腐蚀时间可以增加至大约从10％至20％的比率，以腐蚀绝缘薄膜13不在其表面上留下任何剩余物质。可以进行一次腐蚀或者多次腐蚀，以获得锥形形状。这里，获得锥形形状所进行的第二次腐蚀是采用CF4，O2和He且将CF4的流量设置为550sccm；O2为450sccm；He为350sccm；RF为3000W；以及压力为25Pa(图1B)。
接着，进行惰性元素的掺杂处理，以在高热稳定性平整薄膜16的表面上形成高密度部分20(图1C)。可以采用离子掺杂或离子注入的方法来进行掺杂处理。典型的是，使用氩气(Ar)作为惰性元素。通过添加具有相对较大原子半径的惰性元素可以产生变形，从而使其表面(包括侧面)变得具有较高的密度，以防止潮气或氧气的侵入。在高密度部分20中所含有的惰性元素的浓度范围可以设置在从1×109atoms/cm3至5×1021atoms/cm3，典型的是，从2×1019atoms/cm3至2×1021atoms/cm3。此外，形成具有锥形形状的高热稳定性平整薄膜16的侧面，以便于掺杂。要求将锥形角度θ设置为大于30°或小于75°。
这里，尽管涂覆步骤或掺杂步骤可以根据图7C所示的流程进行，但是流程没有特别限制于这一次序。例如，正如图7A所示，惰性元素的掺杂可以在基本完成了材料溶液的涂覆，减压干燥和烘焙之后进行。此外，正如图7B所示，可以在进行了材料溶液的涂覆，减压干燥和惰性元素的掺杂之后才进行烘焙。然而，在图7A和图7B所示的步骤中，惰性元素并不能充分的掺杂到开孔部分的侧面和边缘部分的侧面。因此，较佳的是再增加一项处理，在该项处理中，以倾斜的方向再进行掺杂或者将惰性元素添加至开孔部分的侧面和边缘部分的侧面。
在高热稳定性平整薄膜16的形成前后，可以进行电晕处理、等离子体处理或者耦合剂处理，以改善粘结性。此外，两种或多种电晕处理、等离子体处理或者耦合剂处理类组合，并且在这种情况下，处理的次序没有特别限制。
随后，使用高热稳定性平整薄膜16作为掩模进行腐蚀，并且有选择性地去除所曝光的绝缘薄膜12和13。可以使用CF4和Ar作为腐蚀气体进行绝缘薄膜12和13的腐蚀处理。值得注意的是，腐蚀时间可以增加至大约从10％至20％的比率，以腐蚀绝缘薄膜13而不在其表面上留下任何剩余物质。
接着，在形成了导电薄膜之后，通过使用第八掩模进行的腐蚀来形成引线21和22(图1D)。
随之，使用第九掩模形成有机发光元件的第一电极23，即，阳极(或阴极)。作为第一电极23所使用的薄膜可以是含有Ti、TIN、TiSiXNy、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNy、NbN、Mo、Cr、PtZn、Sn、In或Mo物质的薄膜，含有上述物质作为主要成份的合金材料或化合物材料的薄膜或者薄膜的层叠，其总的厚度范围为从100nm至800nm。
此外，在图4B所示的底部发光器件或者图4C所示的发光器件的情况下，作为第一电极的材料，透明导电薄膜(ITO(氧化锡铟)、ITSO、氧化锌(ZnO)、IZO(氧化锌铟))，其中可以将从2[％]至20[％]的氧化锌混合到氧化铟中。
接着，使用第十掩模形成隔离器29(称之为岸、分隔壁、势垒等等)，以覆盖这第一电极23的边缘部分。该隔离器29可以包括由涂覆所获得的无机材料(二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或者其它等等)、光敏或非光敏的有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺脱氨(基)酶、树脂、苯环丁烷)、SOG薄膜(例如，包括烷基的SiOX薄膜)，或者这些薄膜的层叠。例如，在使用正片光敏丙烯酸作为有机树脂的材料时，较佳的是，只对隔离器的上边缘部分提供具有弯曲半径的弯曲表面。对于隔离器来说，可以使用在光下不溶解于腐蚀剂的负片光敏材料，也可以使用在光下不溶解于腐蚀剂的正片光敏材料。
接着，采用蒸发或涂覆的方法来形成含有有机化合物24的层。较佳的是，在形成含有有机化合物的层之前，进行真空加热，从而进行脱气，以便于提高可靠性。例如，较佳的是，在蒸发有机化合物材料之前，在减压大气或者惰性气体的条件下，在从200℃至300℃的温度下进行热处理，以便于去除在基片中所包含的气体。在采用蒸发的方法来形成含有有机化合物材料的层的情况下，薄膜形成腔室的蒸发必须是在真空度大致为5×10-3Torr(0.665Pa)，较佳的是，从10-4Torr至10-6Toor。有机化合物在蒸发过程中可以采用电阻加热预蒸发。预蒸发的有机化合物可以通过在蒸发时打开挡板向基片方向扩散。蒸发的有机化合物向前扩散并且通过金属掩模所提供的开孔部分蒸发到基片上。
例如，采用蒸发通过依次层叠Alq3，Alq3可采用NiLe红色部分掺杂，这是红色发光的色素，p-EtTAZ和TPD(芳烃二(元)胺)，就能够获得白光的发射。
在使用甩胶涂覆来形成含有有机化合物的层的情况中，在涂覆之后，所涂覆的层较佳的是采用真空加热的烘焙。例如，聚(乙烯、二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酰)，即，(PEDOT/PSS)的水性溶液可以涂覆在整个表面上并且烘焙，以形成作为空穴注入层的薄膜。随后，采用发光中心色素(例如，1，1，4，4-四苯基1-1，3-丁二烯(TPB)，4-氰氧亚甲基-2-甲基-6-(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)，Nile red，或者香豆素6)掺杂的乙烯聚合物的咔唑(PVK)溶液可以涂覆整个表面并进行烘焙，以形成作为发光层的薄膜。PEDOT/PSS的溶液是水性的，并且PEDOT/PSS不溶解于有机溶剂。因此，即使在PEDOT/PSS上涂覆PVK的情况，空穴注入层也不会存在着溶解的危险。因为用于PEDOT/PSS和PVK的溶剂是相互不同的，较佳的是，也不使用相同的薄膜形成腔室。可以形成具有单层结构的含有有机化合物层24。在这种情况下，可以在能够传输空穴的乙烯聚合物的咔唑(PVK)扩散能够传输电子的1，3，4-二唑啉硫酮衍生物(PBD)。此外，也通过扩散30wt％的PBD作为电子传输剂以及以适当的量扩散四种色素(TPB、香豆素6、DCM1、和Nile red)来获得白光发射。
含有有机化合物的层包括分别采用R、G和B颜色分布形成的层，以在一个屏幕上实现全彩色。
之后，由导电薄膜来制成第二电极25，即，形成有机发光元件的阴极(或者阳极)。作为第二电极25，可以使用诸如MgAg、MgIn、AlLi之类合金所制成的薄膜、诸如CaF2或CaN之类的化合物、或者属于元素周期表中族1或2的元素所制成的薄膜、以及采用共同蒸发的铝。
在通过如图4A所示的第二电极发光的顶部发光器件的情况下，或者在图4C所示的发光器件中，可以使用厚度为从1nm至10nm的铝薄膜或者含有少量Li的铝薄膜。当采用铝薄膜作为第二电极时，就有可能采用不是氧化物的材料来形成与含有有机化合物的层相接触的材料，从而提高发光器件的可靠性。此外，在形成厚度为从1nm至10nm的铝薄膜之前，也可以形成含有CaF2、MgF2或BaF2的光投射层(薄膜厚度为从1nm至5nm)。
随后，可以采用蒸发或溅射的方法来形成透明保护层26。透明保护层26保护第二电极25。
接着，通过采用密封剂28粘结密封基片33来密封发光元件。粘结密封基片，使得密封剂28覆盖着高热稳定性平整薄膜16的边缘部分(锥形部分)。值得注意的是，由密封剂28所环绕着的区域可以采用透明填料27来填充。对填料27并没有特别限制，只要该填料是光透射性的材料。典型的是，可以使用紫外固化的环氧树脂或热固化环氧树脂。这里，可以使用高热稳定性UV氧化树脂(产品编号：2500Clear，由Electrolite公司制造)，它所具有的折射系数为1.50、粘性为500cps、短D硬度为90、张力强度为3000psi、Tg点为150℃、体电阻为1×1015Ω.cm，耐压为450V/mil。此外，通过采用填料27来填充在一对基片之间的间隔以提高总的透射性。
最后，以熟知的方法采用各向异性的导电薄膜31将FPC 32粘结在端点电极35上。对于端点电极35，较佳的是使用透明导电薄膜并且形成在与栅极引线同时形成的端点电极315a和15b上(图2A)。
图2B是边缘部分的放大示意图。锥形角度θ设置为大于30°和小于75°。
图2C是俯视图。可以采用密封剂28覆盖高热稳定性平整薄膜的边缘部分34，正如图2C所示。在图2C中沿着A-B剖线所显示的剖面图对应于图2A。
图3A显示了在第二电极26和下层中的引线35之间的连接状态。引线35连接着端点电极15c和15d。图3B显示了由n沟道TFT 36和p沟道TFT 37所构成的驱动电路部分。
采用这种方法所制成的有源发光器件，在高热稳定性平整薄膜16中，边缘部分具有锥形形状并且还具有开孔部分，典型的是，中间绝缘层(作为以后发光元件基础薄膜的薄膜)可以采用由硅(Si)和氧(O)的组合所构成的主干结构。此外，通过添加具有相对较大原子半径的惰性元素来改进其表面的密度(包括侧面)，从而防止潮气或氧的侵入。因而，可以进一步提高发光器件的可靠性。
下列实施例更详细地讨论包括上述实施例的发明。
[实施例1]
在该实施例中，参考图8A和8B讨论了一例采用金属层覆盖边缘部分的实例。不是边缘部分的其它部分类同于图2A所示实施例模式中的部分，因此这里省略了讨论。值得注意的是，在图8A和8B中所使用的相同标号表示与图2A中相同部分。
通过覆盖高热稳定性平整薄膜的四周来形成金属层621和622。金属层621和622可以与源极/漏极电极21和22同时形成，或者采用图形化分别形成。然而，连接这端点电极的引线部分不能由金属层621和622所覆盖，尽管在图中没有显示。
图8B显示了边缘部分的放大剖面示意图。在高热稳定性平整薄膜16中具有台阶的边缘部分的侧面可以采用金属层621和622覆盖。由于边缘部分具有锥形形状，所以覆盖是较为容易的。此外，由于惰性元素添加至高热稳定性平整薄膜的表面并且形成了高密度部分20，所以与金属层的粘结性也非常好。
在该实施例中，还可以通过采用金属层621和622来覆盖添加了惰性元素的边缘部分的侧面并具有锥形形状，进一步防止潮气等等的侵入。
该实施例可以与实施例模式任意组合。
[实施例2]
在该实施例中，参考图9讨论了一例采用等离子体处理添加惰性元素的边缘部分的实例。不是边缘部分的其它部分类同于图2B所示实施例模式中的部分，因此这里省略了讨论。值得注意的是，在图9中所使用的相同标号表示与图2B中相同部分。
该实施例是一例通过添加惰性元素在表面(侧面)上形成高密度部分，而没有使高热稳定性平整薄膜16的边缘部分形成锥形形状的实例。
在该实施例中，高热稳定性平整薄膜16的边缘部分是几乎垂直的，并且在其上面的边缘部分上具有弯曲形状。
即使边缘部分具有图9所示的这类形状，也可以采用等离子体处理方法通过在其表面(包括侧面)上添加惰性元素来提供高密度部分。
根据该实施例，可以获得有效防止潮气或者其它等等侵入的密封结构，而不再需要进行形成锥形形状的腐蚀。
该实施例可以与实施例模式或实施例1任意组合。
[实施例3]
参考图10A和10B讨论该实施例中的一例反向交错的TFT。TFT和端点电极之外的部分类同于图2A所示的实施例模式中的部分；因此可省略对其进行详细讨论。值得注意的是，在图10A和10B中所使用的如图2A相同的标号是由于表示与图2A中所相同的部分。
图10A所示的TFT是一种沟道终止类型。栅极电极719和端点电极715是同时形成的，并在栅极绝缘薄膜12上层叠着含有非晶半导体薄膜714a的半导体层，n+层718以及金属层717。在半导体层714a的沟道形成区域上形成沟道终止器714b。此外，形成源极/漏极电极721和722。
图10B所示的TFT是沟道腐蚀类型。栅极电极819和端点电极815是同时形成的，并在栅极绝缘薄膜12上层叠着含有非晶半导体薄膜814的半导体层，n+层818以及金属层817。要稀疏腐蚀半导体层814的沟道形成区域的部分。此外，形成源极/漏极电极821和822。
在非晶半导体薄膜的位置上也可以使用半非晶半导体薄膜(称之为微晶体半导体薄膜)，它在非晶结构和结晶结构(包括单晶和多晶)之间具有中间结构，并且对自由能量具有稳定的第三种条件以及包括具有短距离排序和晶格位错的结晶区域。作为半非晶半导体薄膜的制造方法来说，可以进行硅化物的气体放电分解(等离子体CVD)。作为硅化物气体，可以使用SiH4，或者还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4或其它等等。硅化物气体可以采用H2，或者H2和一种或多种稀有气体元素：He、Ar、Kr和Ne来稀释。稀释的比率范围在从2倍至1000倍之内。压力范围大致为从0.1Pa至133Pa；功率频率从1MHZ至120MHz，较佳的是从13MHz至60MHz；以及基片加热温度最高为300℃，较佳的是从100℃至250℃。大气成分杂质，例如，氧、氮和碳，作为在薄膜中的杂质元素较佳的是最多为1×1020atoms/cm3，特别是，氧的浓度较佳的是为5×1019atoms/cm3，较佳的是，最多为1×1019atoms/cm3。值得注意的是，在使用半非晶薄膜作为有源层的TFT电场效应迁移率为从1cm2/Vsec至10cm2/Vsec。
该实施例可以与实施例模式、实施例1或实施例2任意组合。
[实施例4]
在该实施例中，参考图11讨论一例有源液晶显示器件的实例。
下文中讨论制造步骤的实例。
首先，利用光透明基片600来形成有源矩阵基片。较佳的是，可以使用具有下列大尺寸的基片，包括，例如，600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm、1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、或2600mm×3100mm；因此可以减少制造成本。可以使用由康宁(Corning)公司所生产的#7059玻璃或#1737玻璃分类的含有硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃或其它类似的玻璃基片。此外，也可以使诸如石英基片基片或者塑料基片之类的光透射型基片。
在采用溅射的方法在具有绝缘表面的基片600上全部形成导电层之后，进行第一次光刻步骤，以形成光阻掩模。腐蚀去掉光阻掩模所不需要的部分，从而形成引线和电极(栅极电极、存储电容器引线、端点和其它等等)。值得注意的是，如果需要的话，可以在基片600上形成基础绝缘薄膜。
作为引线和电极的材料，可以使用Ti、Ta、W、Mo、Cr或Nd的元素、含有上述元素作为主要成份的合金，或者含有上述元素作为主要成份的氮化物。此外，包括多层且各层都包含着选自Ti、Ta、W、Mo、Cr或Nd的元素、含有上述元素作为主要成份的合金，或者含有上述元素作为主要成份的氮化物的物质的层叠结构。
当屏幕尺寸扩大时，就会增加各个引线的长度。就会相应出现高电阻引线的问题并会增加电源功耗。因此，引线和电极可以包含Cu、Al、Ag、Au、Cr、Fe、Ni或Pt材料以及上述材料的合金，以降低引线电阻和获得较低的功耗。此外，可以采用喷墨机使用液体来形成引线和电极，在该液体中，可以高浓度地分别扩散着而不是聚集着诸如Ag、Au、Cu和Pd之类超细微粒(颗粒直径从5nm至10nm)金属。
随之，采用PCVD方法来整体形成栅极绝缘薄膜。栅极绝缘薄膜可以采用氮化硅薄膜和二氧化硅薄膜层叠的腐蚀来形成，使其所具有的厚度位从50nm至200nm，较佳的是，150nm。值得注意的是，栅极绝缘薄膜并没有限制于层叠结构，并且也可以使用诸如二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、二氧化钽薄膜或者其它等等。
接着，就可以采用诸如等离子体CVD或者溅射之类众所周知的方法在栅极绝缘薄膜上整体形成第一层非晶半导体薄膜，该薄膜所具有的厚度位从50nm至200nm，较佳的是，从100nm至150nm。典型的是，所形成的非晶硅(a-Si)薄膜厚度为100nm。当在大尺寸基片上形成薄膜时，腔室也必须扩大，因此，排空腔室就需要更长的处理时间和大量的薄膜形成气体。于是，采用在大气压力条件下的线性等离子体CVD装置来形成非晶硅(a-Si)薄膜机能够进一步降低成本。
此后，形成包括影响一类导电类型(n类型导电或者p类型导电)的杂质的第二层非晶半导体薄膜，其薄膜厚度为从20nm至80nm。包括影响一类导电类型(n类型导电或者p类型导电)的杂质的第二层非晶半导体薄膜可以采用诸如等离子体CVD或者溅射之类众所周知的方法整体形成。在该实施例中，采用溅射的方法使用添加磷的硅靶来形成包括n类型杂质元素的第二层非晶半导体薄膜。
接着，采用第二光刻步骤形成光阻掩模，并且腐蚀去掉不需要的部分，从而形成第一层岛状非晶半导体薄膜和第二层岛状非晶半导体薄膜。适用于这种情况的腐蚀方法，可以采用湿腐蚀，也可以采用干腐蚀。
在采用溅射的方法形成覆盖着第二岛状非晶半导体薄膜的导电层之后，进行第三光刻步骤，以形成光阻掩模。腐蚀去掉不需要的部分，从而形成引线和电极(源极引线、漏极电极、存储电容器电极。以及其它等等)。Al、Ti、Ta、W、Mo、Cr或Nd的元素、含有上述元素作为主要成份的合金，或者含有上述元素作为主要成份的氮化物。此外，包括多层且各层都包含着选自Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Cu、Ag、Au、Fe、Ni或Pt的元素、或者含有上述元素作为主要成份的合金都可以作为引线和电极的材料来使用。此外，可以采用喷墨机使用液体来形成引线和电极，在该液体中，可以高浓度地分别扩散着而不是聚集着诸如Ag、Au、Cu和Pd之类超细微粒(颗粒直径从5nm至10nm)金属。当采用喷墨机来形成引线和电极时，就不再需要光刻步骤，所以就能够获得进一步降低成本。
随后，采用第四光刻步骤形成光阻掩模，并且通过腐蚀掉不需要的部分来形成源极引线、漏极电极和电容器电极。适用于这种情况的腐蚀方法，可以采用湿腐蚀，也可以采用干腐蚀。形成存储电容器，它可以具有含有相同材料的绝缘薄膜，使得栅极绝缘薄膜可以作为介质来使用。使用源极引线和漏极电极作为掩模以自对准的腐蚀来去除部分第二非晶半导体薄膜，进而也使部分第一非晶半导体薄膜变薄。较薄的区域可以作为TFT的沟道形成区域。
采用等离子体CVD整体形成具有150nm厚的含有氮化硅薄膜的包含薄膜(未显示)和具有1μm厚的高热稳定性平整薄膜1609在涂覆了称之为清漆的液体原料之后，烘焙高热稳定性平整薄膜1609，在清漆中，将包含了由硅(Si)和氧(O)组合的低分子量成份(原始原料)稀释于溶剂中，并且采用甩胶涂覆或喷墨方法将其涂覆在基片上。高热稳定性平整薄膜1609可以具有比丙烯更高的光透射性，并且适用于液晶显示器件的中间绝缘薄膜。
接着，在形成高热稳定平整薄膜1609中的接触孔的同时，去除在四周上的高热稳定性平整薄膜。
之后，进行使用惰性元素的掺杂处理，以高热稳定平整薄膜1609的表面上形成高密度部分1619。作为掺杂处理，可以采用离子掺杂，也可以采用离子注入。典型的是，可以使用氩气(Ar)作为杂质元素。通过添加具有相对较大原子半径的惰性元素就会产生变形，从而改进表面(包括侧面)或者提高密度，以防止潮气或氧的侵入；因此就能够防止液晶的劣化。
于是，沟道腐蚀TFT可以采用氢化方法来制造。
值得注意的是，作为一例本实施例中的TFT结构实例，讨论了沟道腐蚀类型；然而，结构并不显示于此。也可以采用沟道截止TFT、上栅极TFT和交错的TFT中的任意一种结构。
接着，形成含有ITO(氧化锡铟)，氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)，或者氧化锌(ZnO)的透明电极薄膜。此后，可以通过光刻步骤和腐蚀步骤来形成像素电极1601。
于是，就能够制造包括在像素部分中的源极引线、反向交错TFT和存储电容器和端点部分的有源矩阵基片。
在有源矩阵基片上形成对准薄膜1623之后，进行摩擦处理。在该实施例中，通过对诸如丙烯酸树脂薄膜之类的有机树脂薄膜进行图形化，在需要的位置上形成保持基片之间间隙的柱形间隔器1602。此外，也可以在基片上散布着球形间隔器代替柱形间隔器。
随后，制备反向基片。该反向基片包括滤色器1620，在滤色器中，对应于各个像素设置了色彩层和光屏蔽层。平整薄膜提供了覆盖色彩层和光屏蔽层。接着，在平整薄膜上形成由透明导电薄膜所制成反向电极1621，以重叠像素部分。邻近反向基片的对准薄膜1622整体形成，并随后，进行摩擦处理。
在环绕着有源矩阵基片的像素部分涂敷密封剂之后，采用液晶填充设备在减压的条件下将液晶冲入到密封剂所环绕着的区域。之后，在减压不暴露大气气体的条件下，采用密封剂1607将有源矩阵基片和反向基片相互粘结在一起。通过相互粘结将两个基片密封，使得密封剂1607可以覆盖着高热稳定性平整薄膜1609的边缘部分(锥形部分)。密封剂1607与填料(未显示)相混合。两个基片可使用填料和柱形间隔器1602相互粘结在一起，使得基片具有均匀的间隔。通过采用滴入液晶的方法，就可以减少在制造步骤中所使用的液晶量，当使用大尺寸的基片时就能显著减少成本。
于是，就完成了有源液晶显示器件。如果需要的话，可以将有源矩阵基片或反向基片切割成所需要的形状。此外，可以使用众所周知的技术来适当提供诸如偏振板1603或滤色器的光学薄膜。可以使用已知的技术将FPC进一步粘结到基片上。
通过提供根据上述步骤所厚的液晶模块就能够完成有源矩阵液晶显示器件，该器件具有背光1604和光波导1605并且采用后盖1606来盖着液晶模块。图8B显示了有源矩阵显示器件的局部剖面示意图。值得注意的是，后盖和液晶模块可以采用粘结剂和有机树脂来固定。偏振板1603可粘结着有源矩阵基片和相对的基片，因为液晶显示器件是透射型的。
此外，在该实施例中所讨论的一例透射类型的实例；然而，液晶显示器件并不限制于此，并且可以制造反射性或半透明性的液晶显示器件。在获得反射性液晶显示器件时，可以使用具有高光学反射性能的金属薄膜，典型的是，含有铝或银作为主要成份的薄膜，上述薄膜的层叠或者其它等等作为像素的电极。
该实施例可以与实施例模式任意组合。
[实施例5]
在该实施例中，参考图12A至12G和图13讨论一例具有显示部分的电子设备的实例。通过应用本发明可以完成具有液晶显示器件或发光器件的电子设备。
电子设备的实例如下：视频摄像机；数字摄像机；眼罩型显示器(头盔型显示器)；导航系统；音频播放器(车辆音响，音响部件，以及其它等等)；膝上个人计算机；游戏机；个人数字助理(移动计算机，手机，便携式游戏机，电子书，或者其它等的那个)；包括记录媒介的图像播放器(特别是，能够处理在诸如数字通用碟盘(DVD)之类记录媒介中的数据以及具有能够显示数据图像的显示器的设备)；以及其它等等。
图12是膝上个人计算机的投影图，图12B是呈折叠状态的投影图。该膝上计算机包括主板2201、外壳2202、显示部分2203a和2203b、键盘2204、外部连接端口2205。定位鼠标器2206、以及其它等等。通过将本发明应用于显示部分2203a和2203b，表面添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜可有效地防止来自外部的潮气和杂质，并且可以实现具有高可靠性的膝上个人计算机。
图12C显示了一台电视机，它包括外壳2001、支架2002、显示部分2003、视频输入端2005，以及其它等等。电视机可以包括能够显示信息的所有电视机，包括适用于个人计算机的电视机，适用于电视广播接受和适用于公告的电视机。通过将本发明应用于显示部分2003，表面添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜在整个屏幕上具有高的平整性，即使是在大尺寸的情况下。因而，就能够完成表现生动的电视机。
图12D显示了一例便携式游戏机，它包括主板2501、显示部分2502、操作开关2504、以及其它等等。通过将本发明应用于显示部分2505，可以杜绝引起EL元件性能劣化的潮气或氧的侵入，而不增大显示部分。因此，就能够完成具有高可靠性、具有小的显示部分的便携式游戏机。
图12E是手机的投影图，以及图12F是折叠状态的投影图。收集包括主板2701、外壳2702、显示部分2703a和2703b、音频输入部分2704、音频输出部分2705、操作按键2706、外部连接端口2707、天线2708，以及其它等等。
图12E和12F所示的手机具有一个主要以全彩色来显示图像的高清晰度显示部分2703a和一个主要显示字符和符号的区域彩色显示部分2703b，通过将本发明应用于显示部分2703a和2703b，可以杜绝引起EL元件性能劣化的潮气或氧的侵入，而不增大显示部分。因此，可以完成具有重量轻和小的显示部分的手机。
图12G显示了诸如广告板的显示板，它包括显示部分2801、外壳2802、诸如LED发光的发光部分2803，以及其它等等。通过将本发明应用于显示板2801，就可以完成呈现明亮显示的显示板，因为表面添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜具有高的光透射性。
图13显示了一例安装在车辆上的显示部分的实例。这里，车辆是作为装载工具的典型实例，但是本发明并没有特别限制于此。也就是说，本发明可以应用于飞机、火车、电车、或者其它等等、作为特别安装在车辆上的显示器件，强调的是在服务环境(车辆内部承受着高温度和高湿度)中的高可靠性。
图13显示了车辆驾驶员座位附近。汽车前部仪表板2301具有音频播放器，特别是，车辆音频系统和车辆导航系统。车辆音频系统的主板2401包括显示部分2402和操作开关2403和2404。通过将本发明应用于显示部分，表面添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜可以有效地防止来自外部的潮气和杂质。进而，就可以完成高可靠性的车辆音频系统。
通过将本发明进一步应用于车辆导航系统的显示部分2300，可以有效地防止来自外部的潮气和杂质。进而，就可以完成高可靠性的车辆导航系统。
通过将本发明进一步应用于在车辆中显示空调状态的显示部分2305，可以有效地防止来自外部的潮气和杂质。进而，就可以完成高可靠性的车辆导航系统。
此外，在方向盘部分2302附近，汽车前部仪表板2301具有显示部分2303，在该显示部分中形成了诸如速度计之类测量仪器的数字显示。通过将本发明应用于显示部分2303，表面添加惰性元素的高热稳定性平整薄膜可以有效地防止来自外部的潮气和杂质。进而，就可以完成高可靠性的机械仪表。
此外，在该实施例中，讨论了车载音频系统和车辆导航系统，然而，本发明也可以应用于其它车辆仪表和固定的音频和导航系统。
正如以上所提及，通过应用本发明所获得的发光器件或液晶显示器件可以各种电子设备的显示部分。值得注意的是，采用实施例模式以及实施例1至4中任意结构所制造的半导体器件都可以用于该实施例的电子设备。
通过应用本发明所获得的高热稳定平整薄膜(典型的是，包括烷基的SiOX薄膜)可通过使用杂质元素的掺杂以改进表面(包括侧面)或提高器密度来防止潮气或氧的侵入。
根据本发明的高热稳定性平整薄膜可以制成为耐用的绝缘薄膜，以便于多层引线的回流处理。

Claims (28)

1.一种具有显示部分的发光器件，它包括：
第一基片；
在所述第一基片上的高热稳定性平整薄膜；
在所述高热稳定性平整薄膜上的发光元件；
环绕着所述第一基片的显示部分四周的密封剂；和，
第二基片，
其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状并添加了惰性元素。
2.一种具有显示部分的发光器件，它包括：
第一基片；
在所述第一基片上的薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管上的添加了惰性元素的高热稳定性平整薄膜；
在所述高热稳定性平整薄膜上的发光元件；和，
在所述发光元件上的第二基片，
其中，所述薄膜晶体管电连接所述发光元件，并且
所述高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状并添加了所述惰性元素。
3.一种具有显示部分的发光器件，它包括：
第一基片；
在所述第一基片上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
有源层；
栅极绝缘薄膜；
栅极；
源极；和，
漏极；
在所述薄膜晶体管上的添加了惰性元素的高热稳定性平整薄膜；
在所述高热稳定性平整薄膜上的发光元件；和，
在所述发光元件上的第二基片，
其中，所述薄膜晶体管电连接所述发光元件，
所述源极和漏极之一通过在所述高热稳定性平整薄膜中提供的开孔部分连接着所述有源层，
所述开孔部分具有锥形形状并添加了所述惰性元素，并且
所述高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状并添加了所述惰性元素。
4.如权利要求2或3所述的发光器件，其特征在于，所述第一和第二基片采用环绕着所述显示部分四周的密封剂粘结在一起。
5.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，在所述高热稳定性平整薄膜中所含有的惰性元素是在从1×1019atoms/cm3至5×1021atoms/cm3的浓度范围内。
6.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，在所述高热稳定性平整薄膜中所含有的惰性元素是在从2×1019atoms/cm3至2×1021atoms/cm3的浓度范围内。
7.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述惰性元素是选自He、Ne、Ar、Kr和Xe构成的族中的一种元素。
8.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述惰性元素是选自He、Ne、Ar、Kr和Xe构成的族中的多种元素。
9.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜之边缘部分的锥形角度为大于30°并小于75°。
10.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜是主干结构由硅和氧的组合所构成的材料，它至少具有氢、氟、烷基和芳烃中的一种来作为取代基。
11.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述密封剂覆盖在所述高热稳定性平整薄膜之边缘部分的侧面上。
12.如权利要求4所述的发光器件，其特征在于，所述密封剂覆盖在所述高热稳定性平整薄膜之边缘部分的侧面上。
13.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述密封剂环绕着所述高热稳定性平整薄膜的四周。
14.如权利要求4所述的发光器件，其特征在于，所述密封剂环绕着所述高热稳定性平整薄膜的四周。
15.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件是有源矩阵类型。
16.如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件是无源矩阵类型。
17.一种电子设备，它包括如权利要求1至3中任一项所述的发光器件，所述电子设备选自视频摄像机、数字摄像机、车辆导航系统、个人计算机和个人数字助理中的一种。
18.一种包括显示部分的半导体器件，它包括：
第一基片；
在所述第一基片上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
有源层；
栅极绝缘薄膜；
栅极；
源极；和，
漏极；
在所述薄膜晶体管上的添加了惰性元素的高热稳定性平整薄膜；和，
第二基片，
其中，所述源极和漏极之一通过在所述高热稳定性平整薄膜中提供的开孔部分连接着所述有源层，
所述开孔部分具有锥形形状并添加惰性元素，并且
所述高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状并添加了所述惰性元素。
19.如权利要求18所述的半导体器件，其特征在于，所述第一和第二基片采用环绕着所述显示部分四周的密封剂相粘结。
20.一种电子设备，它包括如权利要求18所述的半导体器件，所述电子设备选自视频摄像机、数字摄像机、车辆导航系统、个人计算机和个人数字助理中的一种。
21.一种包括显示部分的半导体器件，它包括：
第一基片；
在所述第一基片上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
有源层；
栅极绝缘薄膜；
栅极；
源极；和，
漏极；
在所述薄膜晶体管上的添加了惰性元素的高热稳定性平整薄膜；和，
第二基片，
其中，所述高热稳定性平整薄膜的边缘部分具有锥形形状并添加了所述惰性元素。
22.一种电子设备，它包括如权利要求21所述的半导体器件，所述电子设备选自视频摄像机、数字摄像机、车辆导航系统、个人计算机和个人数字助理中的一种。
23.一种用于制造发光器件的方法，它包括下述步骤：
在具有绝缘表面的第一基片上，形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括具有源极区域、漏极区域以及在两者之间的沟道形成区域的半导体层，栅极绝缘薄膜和栅极；
在所述薄膜晶体管上，形成高热稳定性平整薄膜；
有选择性地去除所述高热稳定性平整薄膜，以在所述源极区域和漏极区域上形成侧面具有锥形形状的开孔部分，并且形成具有锥形形状的边缘部分；
将惰性元素添加至所述高热稳定性平整薄膜中；
有选择性地去除所述栅极绝缘薄膜，以形成到达所述源极区域和所述漏极区域的接触孔；
形成电连接源极区域和漏极区域之一的引线；
形成电连接所述引线的第一电极；
在所述第一电极上，形成含有有机化合物的层；
在含有有机化合物的所述层上，形成第二电极；和，
通过采用环绕着所述发光元件四周的密封剂将第二基片与所述第一基片相粘结，来密封所述发光元件。
24.如权利要求23所述的用于制造发光器件的方法，其特征在于，所述惰性元素包含选自He、Ne、Ar、Kr和Xe构成的族中的一种元素。
25.如权利要求23所述的用于制造发光器件的方法，其特征在于，所述惰性元素包含选自He、Ne、Ar、Kr和Xe构成的族中的多种元素。
26.如权利要求23所述的用于制造发光器件的方法，其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜之边缘部分的锥形角度为大于30°并小于75°。
27.如权利要求23所述的用于制造发光器件的方法，其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜之开孔部分的锥形角度为大于30°并小于75°。
28.如权利要求23所述的用于制造发光器件的方法，其特征在于，所述高热稳定性平整薄膜是主干结构由硅和氧的组合所构成的材料，它至少具有氢、氟、烷基和芳烃中的一种来作为取代基。
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