CN101170058B - 半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种半导体器件的制造技术,其中在半导体器件的制造工序中,简化使用光致抗蚀剂的光刻工序,降低制造成本,并且提高生产率。在衬底上顺序层叠第一材料层、第二材料层来形成被照射物。对所述被照射物重叠地照射吸收到第一材料层的第一激光束和吸收到第二材料层的第二激光束,以使重叠地照射了激光束的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造方法。特别涉及在导电层、绝缘层等的薄膜中形成开口的方法。
背景技术
以往,MOS晶体管和薄膜晶体管(以下也称为TFT)及具有这些晶体管的半导体器件是通过如下方法制造的:在衬底上形成绝缘层、导电层等的薄膜,适当地利用光刻技术形成所希望的图形。所述光刻技术是指利用光将电路等的图形转印到目标对象上的技术,所述电路等的图形是在被称作光掩模的透明平板表面上由遮光的材料形成的。该技术已经广泛应用在半导体集成电路等的制造工序中。
但是,在使用光刻技术的制造工序中,必须要多步工序,例如使用被称作光致抗蚀剂的感光性树脂的抗蚀剂涂布、图形曝光、显影、将抗蚀剂用作掩模的蚀刻、以及抗蚀剂剥离等。因此,光刻工序的数目越多,制造成本越增加,并且生产率越降低。
例如,专利文献1中记载有如下的半导体器件的制造方法:使在绝缘膜中形成开口之际的蚀刻工序不必要,以使光刻工序简化。具体来说,在想要形成开口的区域预先形成抗蚀剂膜,在除了该抗蚀剂膜以外的区域形成绝缘膜,然后去除抗蚀剂膜,在绝缘膜中形成开口。
[专利文献1]特开2001-77194号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体器件的制造技术,其中简化光刻工序、或者减少光刻工序的数目。
本发明通过利用激光束的照射所引起的烧蚀而不使用光致抗蚀剂来形成用于电连接导电层和导电层的开口或电连接导电层和半导体层的开口。在本说明书中,将如本发明那样利用激光烧蚀来形成图形的工序称作激光烧蚀图形化工序(LAPP;Laser Ablation Patterning Process)。本发明利用激光烧蚀来形成开口图形。
此外,在本说明书中,烧蚀(也称为激光烧蚀)是指通过激光束的照射,被照射物的照射区域的一部分或全部被去除的现象。这里,烧蚀包括升华和蒸发的双方,所述升华是指通过激光束的照射,被照射物的照射区域的一部分或全部从固体状态变为气体状态的现象,而所述蒸发是指所述照射区域的一部分或全部从固体状态经过液体状态变为气体状态的现象。
被照射物是在衬底上顺序层叠形成有第一材料层和第二材料层的叠层物。此外,也可以在第一材料层的下层形成有其他材料层(例如,导电层、绝缘层、半导体层等)。
对被照射物重叠地照射吸收到第一材料层的第一激光束和吸收到第二材料层的第二激光束,以使被重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。
在本发明中,通过利用激光烧蚀而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序,可以形成开口。
第一激光束具有至少吸收到第一材料层的波长。换言之,第一激光束的振荡波长优选在于第一材料层的吸收波长区域内。更优选地,第一激光束的振荡波长优选为400nm以上。
第二激光束具有至少吸收到第二材料层的波长。换言之,第二激光束的振荡波长优选在于第二材料层的吸收波长区域内。更优选地,第二激光束的振荡波长优选为400nm以下。
本发明之一为如下:形成第一材料层,在第一材料层上形成第二材料层,对第一材料层及第二材料层重叠地照射由第一材料层吸收的第一激光束和由第二材料层吸收的第二激光束,通过这样去除第一激光束及第二激光束被重叠地照射了的区域中的第二材料层,以在第二材料层中形成开口。
本发明的另一结构为如下:形成第一材料层;在第一材料层上形成第二材料层;对第一材料层及第二材料层重叠地照射其振荡波长在于第一材料层的吸收波长区域内的第一激光束和其振荡波长在于第二材料层的吸收波长区域内的第二激光束,通过这样去除第一激光束及第二激光束被重叠地照射了的区域中的第二材料层,以在第二材料层中形成开口。
本发明的另一结构为如下:形成第一材料层;在第一材料层上形成第二材料层;对第一材料层及第二材料层重叠地照射其振荡波长为400nm以上的第一激光束和其振荡波长为400nm以下的第二激光束,通过这样去除第一激光束及第二激光束被重叠地照射了的区域中的第二材料层,以在第二材料层中形成开口。
第一激光束优选为具有比第二激光束长的波长的激光束。
此外,作为第一激光束使用从YAG激光器发射的二次谐波,作为第二激光束使用从YAG激光器发射的三次谐波。
此外,本发明的另一结构为如下:当将形成在被照射物中的第一激光束的束点面积设定为S1,且将第二激光束的束点面积为S2时,第一激光束及第二激光束优选照射设定为满足S1<S2。
此外,本发明的另一结构为如下:当将第一激光束的光束直径设定为W1,且将第二激光束的光束直径设定为W2时,第一激光束及第二激光束优选照射为满足W1<W2。
此外,本发明提供一种可以直接加工被照射物的激光加工装置。
本发明的激光加工装置之一为如下:包括:振荡波长为400nm以上的第一激光器;振荡波长为400nm以下的第二激光器;将从第一激光器发射的激光束及从第二激光器发射的激光束控制为在被照射物上重叠地照射的光学系统;以及支撑被照射物且可移动的载物台,其中,对被照射物重叠地照射从第一激光器发射的激光束及从第二激光器发射的激光束,通过这样去除被照射物的一部分。
此外,本发明的激光加工装置的另一结构为如下:包括:振荡波长为400nm以上的第一激光器;振荡波长为400nm以下的第二激光器;将从第一激光器发射的激光束控制为照射到被照射物的第一光学系统;将从第二激光器发射的激光束控制为在被照射物上与从第一激光器发射的激光束重叠地照射的第二光学系统;以及支撑被照射物且可移动的载物台,其中,对被照射物重叠地照射从第一激光器发射的激光束及从第二激光器发射的激光束,通过这样去除被照射物的一部分。此时,从相对方向照射从第一激光器发射的激光束及从第二激光器发射的激光束。
第一激光器优选为可见光激光器。此外,第二激光器优选为紫外激光器。
此外,本发明的激光加工装置的另一结构为如下:包括:固体激光器;分离从固体激光器发射的激光束的波长的分束器;将由分束器分离的固体激光器的二次谐波的激光束及由分束器分离的固体激光器的三次谐波的激光束控制为在被照射物上重叠地照射的光学系统;以及支撑被照射物且可移动的载物台,其中,对被照射物重叠地照射固体激光器的二次谐波的激光束及固体激光的三次谐波的激光束,通过这样去除被照射物的一部分。
固体激光器优选为YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YAlO3激光器、或者GdVO4激光器。
此外,光学系统可以是组合透镜或聚光镜来构成的结构。
通过应用本发明,可以在绝缘层等的薄膜中形成开口而不使用光致抗蚀剂。因此,本发明在半导体器件的制造工序中,可以简化形成开口的工序,从而可以降低制造成本,并且提高生产率。
附图说明
图1A至1C是说明本发明的概念图;
图2A和2B是说明本发明的概念图;
图3A至3C是说明本发明的概念图;
图4A至4D是表示本发明的半导体器件的制造方法的例子的图;
图5A和5B是表示本发明的半导体器件的制造方法的例子的图;
图6A和6B是表示本发明的半导体器件的制造方法的例子的图;
图7A至7C是说明本发明的概念图;
图8A至8D是说明本发明的概念图;
图9A至9C是表示本发明的半导体器件的制造方法的例子的图;
图10A至10C是表示本发明的半导体器件的制造方法的例子的图;
图11是说明涉及本发明的激光加工装置的图;
图12是表示可以适用于本发明的发光元件的结构的图;
图13A至13C是表示可以适用于本发明的发光元件的结构的图;
图14A至14C是表示可以适用于本发明的发光元件的结构的图;
图15A至15C是本发明的显示装置的俯视图;
图16A和16B是本发明的显示装置的俯视图;
图17是表示本发明的显示装置的例子的图;
图18是表示本发明的显示装置的例子的图;
图19是表示本发明的显示装置的例子的图;
图20是表示本发明的显示装置的例子的图;
图21是表示适用本发明的电子设备的主要结构的框图;
图22是表示本发明的显示装置的电路结构的例子的图;
图23是表示本发明的显示装置的电路结构的例子的图;
图24是表示本发明的显示装置的电路结构的例子的图;
图25A和25B是表示适用本发明的电子设备的例子的图;
图26A至26E是表示适用本发明的电子设备的例子的图;
图27A和27B是表示本发明的显示装置的例子的图;
图28是表示本发明的显示模块的结构例子的图;
图29A和29B是表示本发明的显示装置的例子的图;
图30是表示本发明的显示装置的例子的图;
图31A和31B是表示本发明的显示模块的结构例子的图;
图32是说明根据本发明的激光加工装置的图;
图33是说明根据本发明的激光加工装置的图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。但是,本发明不局限于以下说明,所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅限定在以下实施方式所记载的内容中。另外,在以下说明的本发明的结构中,在不同的图中使用相同的附图标记来表示相同的部分。
实施方式1
本发明的特征是在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂地光刻技术。在本实施方式中,在被照射物中形成用来电连接导电层和导电层的开口。以下,参照图1A至图3C说明应用本发明在被照射物形成开口的方法的一个方式。
图1A示出了应用本发明形成开口的被照射物的结构的一个例子。被照射物具有在衬底10上顺序层叠有导电层12、第一材料层14、第二材料层16的结构。对被照射物从第二材料层16一侧重叠地照射第一激光束18及第二激光束20。将在被照射物中被重叠地照射了第一激光束18及第二激光束20的区域为重叠照射区域22(参照图1A)。
衬底10使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者半导体衬底等。也可以在衬底10上形成基底绝缘层。在此情况下,使用绝缘材料如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x>y)、氮氧化硅(SiNxOy)(x>y)等来形成基底绝缘层。
使用导电材料来形成导电层12。例如,可以使用金属元素如银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)等;或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等。作为化合物材料,可以使用氮化合物、氧化合物、碳化合物、卤化合物等,具体地举出氮化铝、氮化钨、氮化钽等。导电层12可以通过溅射法、CVD法使用上述导电材料中的一种或多种材料以单层结构或叠层结构来形成。
使用能够吸收被照射的第一激光束18的材料来形成第一材料层14。例如,可以使用金属元素如铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)等;或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等。作为化合物材料,可以使用氮化合物、氧化合物、碳化合物、卤化合物等。另外,还可以使用半导体材料如硅、锗、硅锗、氧化钼、氧化锡、氧化铋、氧化钒、氧化镍、氧化锌、砷化钾、氮化钾、氧化铟、磷化铟、氮化铟、硫化镉、碲化镉、钛酸锶等。此外,还可以使用硫化锌、氮化硅、硫化汞、氯化铝等。第一材料层14通过气相淀积法、溅射法、或者CVD法等使用上述材料中的一种或多种以单层结构或叠层结构形成。此外,也可以对第一材料层14添加氢气或惰性气体(稀有气体如氦(He)、氩(Ar)、氪(Hr)、氖(Ne)、氙(Xe)等)。通过对第一材料层14添加氢气或惰性气体,可以在之后照射激光束之际使在第一材料层14内容易产生气体放出或蒸发。此外,第一材料层14优选使用沸点或升华点的温度比提供在下层的导电层12的熔点的温度低的材料来形成。通过使用上述材料来形成第一材料层14,可以防止在激光烧蚀之际损坏下层的导电层12。
使用能够吸收被照射的第二激光束20的材料来形成第二材料层16。此外,也可以使用能够透过第一激光束18的材料。例如,可以使用无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等;或者有机绝缘材料如聚酰氩胺、丙烯、聚酰胺、聚酰氩胺酰胺、苯并环丁烯、环氧树脂等。第二材料层16通过溅射法、CVD法、涂布法等使用上述材料中的一种或多种以单层结构或叠层结构形成。
第一激光束18的特征是具有吸收到第一材料层14的波长且具有使与第二激光束20重叠地照射的区域的一部分或全部烧蚀的能量。第一激光束18的振荡波长优选在于第一材料层14的吸收波长区域内。更优选地,第一激光束18的振荡波长比可见光线长(这里包括可见光线),具体来说是400nm以上。
如上所述那样,第一激光束18的波长,取决于构成第一材料层14的材料。例如,使用KrF、ArF、XeCl等的受激准分子激光器;He、He-Cd、Ar、He-Ne等的气体激光器;以在单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、以及GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4等中作为掺杂剂添加有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta中的一种或多种为媒质的固体激光器;GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP等半导体激光器;微微秒激光器;或者毫微微秒激光器等,通过适当地设定上述激光器的振荡波长,可以获得具有所希望的波长的第一激光束18。在此,微微秒激光器是指发射脉冲幅度为微微秒(10-12秒至10-10秒)的激光束的激光器。毫微微秒激光器是指发射脉冲幅度为毫微微秒(10-15秒至10-13秒)的激光束的激光器。在将第一激光束18设定为具有400nm以上的波长的激光束的情况下,优选使用在400nm以上的区域中具有强大的振荡波长的He-Cd激光器(440nm)、He-Ne激光器(632.8nm)、以及Ar激光器(488nm、514.5nm);YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器等固体激光器的基波(1054nm至1064nm)、以及二次谐波(527nm至532nm);或者GaAlAs激光器(780nm)等。此外,第一激光束18也可以使用连续振荡的激光束和脉冲振荡的激光束的一种。
第二激光束20的特征是具有吸收到第二材料层16的波长且具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。第二激光束20的振荡波长优选在于第二材料层16的吸收波长区域内。更优选地,第二激光束20的振荡波长是比可见光线短(这里不包括可见光线)的紫外线的波长左右,具体来说是400nm以下。
第二激光束20的波长取决于构成第二材料层16的材料。例如,使用KrF、ArF、XeCl、XeF等的受激准分子激光器;He、He-Cd、Ar、He-Ne等的气体激光器;以在单晶的YAG、YVO4、YLF、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、以及GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、以及GdVO4等中作为掺杂剂添加有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta中的一种或多种为媒质的固体激光器;GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP等半导体激光器;微微秒激光器;或者毫微微秒激光器等,通过适当地设定上述激光器的振荡波长,可以获得具有所希望的波长的第二激光束20。此外,微微秒激光器是指发射脉冲幅度为微微秒(10-12秒至10-10秒)的激光束的激光器。毫微微秒激光器是指发射脉冲幅度为毫微微秒(10-15秒至10-13秒)的激光束的激光器。在将第二激光束20设定为具有400nm以下的波长的激光束的情况下,优选使用在400nm以下的区域中具有强大的振荡波长的紫外激光器,并且优选使用XeF受激准分子激光器(351nm)、XeCl受激准分子激光器(308nm)、KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)、YAG激光器的三次谐波(355nm)等。此外,第二激光束20也可以使用连续振荡的激光束和脉冲振荡的激光束的一种。
照射到被照射物的第一激光束18吸收在第一材料层14,第二激光束20吸收在第二材料层16。第一激光束18和第二激光束20重叠地照射。此外,重叠照射区域22包括:在第二材料层16中第一激光束18和第二激光束20被重叠地照射了的区域;以及对应于在上层的第二材料层16中第一激光束18和第二激光束20被重叠地照射了的区域的第一材料层14的区域(参照图1A)。第一材料层14在重叠照射区域22中烧蚀,并且与上层的第二材料层16的重叠照射区域22一起去除。其结果,形成开口24。在开口的底面露出导电层12(参照图1B)。
通过对被照射物照射第二激光束20,加热第二材料层16。并且,与第二激光束20重叠地照射第一激光束18,使被照射物的一部分(重叠照射区域22)烧蚀来形成开口。此时,由于第二激光束20被照射了的区域的第二材料层16预先加热,所以构成第二材料层16的加热的区域的材料结合(包括化学结合)减弱,即变为容易烧蚀。因此,通过与第二激光束20重叠地照射第一激光束18,可以使被照射物的一部分容易烧蚀。
此外,由于可以减弱构成照射了第二激光束20的区域的第二材料层16的材料结合,所以可以减小第一激光束18的能量。因此,可以防止因激光束的照射而损坏位于第一材料层14下方的层或衬底。
此外,第一激光束18及第二激光束20的照射,也可以使用如下方式中的一种:(1)在照射第二激光束20的期间中照射第一激光束18的方式;(2)与第二激光束20同时照射第一激光束18的方式。
这里,将从斜方向看图1A的模式图示于图3A。在图3A中,被照射物形成有第一激光束18的第一光束点19、以及第二激光束20的第二光束点21。在此,第一光束点19的面积S1比第二光束点21的面积S2小。换言之,适当地调整且照射第一激光束18及第二激光束20,以便满足S1<S2。被照射物的被重叠地照射了第一激光束18及第二激光束20的区域(重叠照射区域22)被烧蚀。在图3A中,当使第一激光束18的光束直径W1比第二激光束20的光束直径W2小时,可以容易满足S1<S2。此外,在本说明书中的光束直径的定义为如下:当看到对于激光束的前进方向(光轴)垂直的截面的能量强度分布时的高峰值的1/e2水平的光束强度的幅度。
此外,第一激光束及第二激光束,只要其一部分重叠地照射即可,而不局限于图1A。例如,也可以如图2A和2B所示地照射激光束。
首先,说明图2A。被照射物与图1A所示的被照射物相同,并且具有在衬底10上顺序层叠有导电层12、第一材料层14、第二材料层16的结构。对被照射物从第二材料层16一侧重叠地照射第一激光束30及第二激光束32。在被照射物中,将第一激光束30及第二激光束32被重叠地照射了的区域设定为重叠照射区域34。
第一激光束30是满足与图1A的第一激光束18相同的条件的激光束。换言之,第一激光束30的特征是具有吸收到第一材料层14的波长且具有使与第二激光束32重叠地照射的区域的一部分或全部烧蚀的能量。此外,第二激光束32也是满足与图1A的第二激光束20相同的条件的激光束,并且其特征为具有吸收到第二材料层16的波长且具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。照射到被照射物的第一激光束30吸收在第一材料层14,第二激光束32吸收在第二材料层16。
图3B相当于从斜方向看图2A的模式图。在图3B中,在被照射物中形成有第一激光束30的第一光束点31、以及第二激光束32的第二光束点33。在此,第一光束点31的面积S1和第二光束点33的面积S2大概相同。换言之,适当地调整且照射第一激光束30及第二激光束32,以便满足S1≈S2。被照射物的被重叠地照射了第一激光束30及第二激光束32的区域(重叠照射区域34)被烧蚀。在图3B中,当使第一激光束30的光束直径W1和第二激光束32的光束直径W2相同时,可以容易满足S1≈S2。
对图2B来说,被照射物与图1A所示的被照射物相同,并且具有在衬底10上顺序层叠有导电层12、第一材料层14、第二材料层16的结构。对被照射物从第二材料层16一侧重叠地照射第一激光束40及第二激光束42。在被照射物中,将第一激光束40及第二激光束42被重叠地照射了的区域设定为重叠照射区域44。
第一激光束40是满足与图1A的第一激光束18相同的条件的激光束。换言之,第一激光束40的特征在于具有吸收到第一材料层14的波长且具有使与第二激光束42重叠地照射的区域的一部分或全部烧蚀的能量。此外,第二激光束42也是满足与图1A的第二激光束20相同的条件的激光束,并且其特征为具有吸收到第二材料层16的波长且具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。照射到被照射物的第一激光束40吸收在第一材料层14,第二激光束42吸收在第二材料层16。
图3C相当于从斜方向看图2B的模式图。在图3C中,在被照射物中形成有第一激光束40的第一光束点41、以及第二激光束42的第二光束点43。在此,第一光束点41的面积S1比第二光束点43的面积S2大。换言之,适当地调整且照射第一激光束40及第二激光束42,以便满足S1>S2。被照射物的被重叠地照射了第一激光束40及第二激光束42的区域(重叠照射区域44)被烧蚀。在图3C中,当使第一激光束40的光束直径W1比第二激光束42的光束直径W2大时,可以容易满足S1>S2。
此外,在图3A至3C中,强调地表示形成在被照射物的光束点,实际上光束点形成为对于被照射物更微小。
此外,在本实施方式中,第一激光束及第二激光束优选照射为满足S1<S2。被照射物的被重叠地照射了第一激光束及第二激光束的区域烧蚀。此外,被照射物的被照射了第二激光束的区域的第二材料层16容易烧蚀。通过将第一激光束及第二激光束照射为满足S1<S2,整个S1都烧蚀。与此相反,当将第一激光束及第二激光束照射为满足S1>S2时,S2都被烧蚀,但是S1产生不被烧蚀的区域。考虑到位于第一材料层14下方的层或衬底受到的损坏,第一激光束的照射区域优选为小。从而,可以使第一激光束的光束点S1整体烧蚀的S1<S2的条件可以有效地应用第一激光束及第二激光束,所以是优选的。
接下来,在开口24上形成导电层26。导电层26与导电层12电连接(参照图1C)。此外,在使用导电材料形成第一材料层14的情况下,导电层26与第一材料层14也电连接。通过上述工序,可以在被照射物(在本实施方式中是第二材料层16及第一材料层14)中形成电连接导电层和导电层的开口。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序,并且可以防止抗蚀剂材料、显影液等的材料的浪费,减少必要的光致掩模的数量。通过重叠地照射吸收到构成被照射物的不同的层(烧蚀的层(第一材料层)及层叠在其上方的层(第二材料层))的两种激光束,可以防止损坏其他层,容易形成开口。因此,在半导体器件的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。此外,还可以实现半导体器件的可靠性的提高。
实施方式2
在本实施方式中,说明在被照射物中形成用来电连接导电层和导电层或电连接导电层和半导体层的开口的方法。在实施方式1中,示出了以穿过层叠形成于导电层上的第一材料层及第二材料层的方式形成开口,在该开口的底面露出导电层的例子。在本实施方式中,示出形成到达导电层的开口的其他例子。此外,还示出形成到达半导体层的开口的例子。
图7A至7C示出在衬底上顺序层叠形成有导电层、第一材料层、第二材料层的被照射物中,形成到达导电层或第一材料层的开口的结构。此外,还示出在开口上形成有导电层,并且该导电层和形成于衬底上的导电层电连接的结构。
在图7A至7C中,如上述实施方式1所示那样,利用激光束的照射引起的烧蚀来形成被照射物中形成的开口。详细地说,对被照射物重叠地照射,具有吸收到层叠在导电层上的第一材料层的波长的第一激光束和吸收到被照射物的最表面层的第二材料层的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。第一激光束具有使与第二激光束重叠地照射的区域的一部分或全部烧蚀的能量。第二激光束具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。通过适当地选择第一激光束或第二激光束的能量、构成第一材料层或第二材料层的材料等,可以选择在被照射物中烧蚀且去除的部分。
如上所述那样,图7A至7C所示的被照射物,是在衬底上顺序层叠形成有导电层、第一材料层、第二材料层的结构。作为衬底,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者半导体衬底等。作为层叠于衬底上的导电层,可以使用导电材料来形成。例如,可以使用金属元素如银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)等;或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等来形成导电层。此外,也可以在衬底和导电层之间,形成用作保护层的基底绝缘层。基地绝缘层可以使用绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等。当形成基底绝缘层时,可以防止激光束的照射损坏衬底。
使用能够吸收被照射的第一激光束的材料来形成第一材料层。例如,可以使用包含铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)等的导电材料;或者半导体材料如硅、锗、硅锗、氧化钼、氧化锡、氧化铋、氧化钒、氧化镍、氧化锌、砷化钾、氮化钾、氧化铟、磷化铟、氮化铟、硫化镉、碲化镉、钛酸锶等。此外,第一材料层优选使用沸点或升华点的温度比下层的导电层的熔点低的材料来形成。当作为第一材料层使用沸点或升华点的温度比下层的导电层的熔点低的材料时,可以防止在激光烧蚀之际损坏下层的导电层。
使用能够吸收被照射的第二激光束的材料来形成第二材料层。此外,也可以使用能够透过第一激光束的透光性的无机绝缘材料或有机绝缘材料来形成。以下,参照附图具体地进行说明。
图7A是在层叠形成于导电层上的第一材料层及第二材料层中,通过激光烧蚀而仅仅去除了第二材料层的例子。图7A所示的被照射物是在衬底800上顺序层叠形成有导电层802、第一材料层804、第二材料层806的结构,以仅仅穿过第二材料层806的方式形成有开口810。在开口810的底面露出第一材料层804。此外,在开口810上形成有导电层808,其与第一材料层804接触。此外,在图7A中,第一材料层804通过使用导电材料来形成。通过以上工序,导电层808和第一材料层804电连接。
图7B是在层叠形成于导电层上的第一材料层及第二材料层中,通过激光烧蚀而去除了第二材料层及第一材料层的上层部的例子。图7B所示的被照射物是在衬底820上顺序层叠形成有导电层822、第一材料层824、第二材料层826的结构,以穿过第二材料层826且去除第一材料层824的上层部并存留其下层部的方式形成有开口830。在开口830的底面露出第一材料层824。在第一材料层824中的形成有开口830的区域的膜厚度比其他区域薄。此外,在开口830上形成有导电层828,其与第一材料层824接触。此外,在图7B中,与图7A相同,使用导电材料来形成第一材料层824。通过以上工序,导电层828和第一材料层824电连接。
图7C是形成于被照射物中的开口的侧面具有锥形的例子。图7C所示的被照射物具有在衬底840上顺序层叠形成有导电层842、第一材料层844、第二材料层846的结构。在被照射物中形成有开口850。在此示出以穿过第二材料层846及第一材料层844的方式形成开口850的例子。此外,开口850既可形成为仅仅穿过第二材料层846、又可形成为穿过第二材料层846且去除第一材料层844的上层部并存留其下层部。
在图7C中,形成于被照射物中的开口850为具有逐渐变细的形状,即,开口850的侧面对于底面为锥形。在开口850上形成有导电层848,并且该导电层848与导电层842接触。此外,导电层848在开口850的侧面与第一材料层844接触。如上所述那样,导电层842和导电层848电连接。此外,在使用导电材料形成第一材料层844的情况下,导电层848和第一材料层844也电连接。
接下来,说明在被照射物中形成到达导电层的开口、或者到达半导体层的开口的例子。在图8A至8D中示出在衬底上顺序层叠形成有第一材料层、第二材料层的被照射物中形成到达第一材料层的开口的结构。此外,还示出在开口上形成有导电层,并且导电层和第一材料层电连接的结构。
在图8A至8D中,如上述实施方式1所示那样,利用激光束的照射引起的烧蚀来形成被照射物中形成的开口。详细地说,对照射物重叠地照射具有吸收到第一材料层的波长的第一激光束和具有吸收到被照射物的最表面层的第二材料层的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。第一激光束具有使与第二激光束重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀的能量。第二激光束具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。通过适当地选择第一激光束和第二激光束的能量、构成第一材料层和第二材料层的材料等,可以选择在被照射物中烧蚀且去除的部分。
图8A至8D中的被照射物具有在衬底上顺序层叠形成有第一材料层、第二材料层的结构。作为衬底、第一材料层、以及第二材料层,可以使用与图7A至7C所示的材料相同的材料。作为衬底,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者半导体衬底等。第一材料层使用能够吸收第一激光束的导电材料、半导体材料等形成。第一材料层优选使用沸点或升华点的温度比下层的导电层的熔点低的材料来形成。例如,第一材料层可以使用包含铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)等的导电材料;或者半导体材料如硅、锗、硅锗、氧化钼、氧化锡、氧化铋、氧化钒、氧化镍、氧化锌、砷化钾、氮化钾、氧化铟、磷化铟、氮化铟、硫化镉、碲化镉、钛酸锶等。使用能够吸收第二激光束且透过第一激光束的绝缘材料来形成第二材料层。例如,作为第二材料层可以使用透光性的无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅等、以及透光性的有机绝缘材料如丙烯、环氧树脂等。
此外,在图8A至8D中,在使用具有透光性的衬底作为衬底的情况下,也可以从衬底一侧对第一材料层照射第一激光束。在此情况下,第二材料层也可不是透过第一光束的材料。此外,也可以使用无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅等在衬底和第一材料层之间形成基底绝缘层。基底绝缘层用作保护层,可以防止激光烧蚀损坏衬底。以下,具体地进行说明。
图8A是在层叠形成于衬底上的第一材料层及第二材料层中,通过激光烧蚀仅仅去除第二材料层的例子。图8A所示的被照射物具有在衬底860上顺序层叠形成有第一材料层862、第二材料层864的结构,并且以仅仅穿过第二材料层864的方式形成有开口868。在开口868的底面露出第一材料层862。此外,在开口868上形成有导电层866,并且该导电层866与第一材料层862接触。此时,当使用导电材料形成第一材料层862时,可以获得导电层通过开口868互相电连接的结构。当使用半导体材料形成第一材料层862时,可以获得导电层和半导体层通过开口868电连接的结构。
图8B是在层叠形成于衬底上的第一材料层及第二材料层中,通过激光烧蚀去除第二材料层及第一材料层的上层部的例子。图8B所示的被照射物具有在衬底870上顺序层叠形成有第一材料层872、第二材料层874的结构,并且以穿过第二材料层874且去除第一材料层872的上层部并存留其下层部的方式形成有开口878。在开口878的底面露出第一材料层872。在第一材料层872中的形成有开口878的区域的膜厚度比其他区域薄。此外,在开口878上形成有导电层876,该导电层876在开口878的底面及侧面与第一材料层872接触。此时,当使用导电材料形成第一材料层872时,可以获得导电层通过开口878互相电连接的结构。当使用半导体材料形成第一材料层872时,可以获得导电层和半导体层通过开口878电连接的结构。
图8C是在层叠形成于衬底上的第一材料层及第二材料层中,通过激光烧蚀去除第二材料层及第一材料层的例子。图8C所示的被照射物具有在衬底880上顺序层叠形成有第一材料层882、第二材料层884的结构,并且以穿过第二材料层884及第一材料层882的方式形成有开口888。在开口888的侧面露出第一材料层882。此外,在开口888上形成有导电层886,该导电层886在开口888的侧面与第一材料层882接触。此时,当使用导电材料形成第一材料层882时,可以获得导电层通过开口888互相电连接的结构。当使用半导体材料形成第一材料层882时,可以获得导电层和半导体层通过开口888电连接的结构。
图8D是形成于被照射物中的开口的侧面具有锥形的例子。图8D所示的被照射物具有在衬底890上顺序层叠形成有第一材料层892、第二材料层894的结构。在被照射物中形成有开口898。在此以穿过第二材料层894的方式形成有开口898。此外,开口898既可以穿过第二材料层894且去除第一材料层892的上层部并存留其下层部的方式来形成、又可以穿过第二材料层894及第一材料层892的方式来形成。
在图8D中,形成于被照射物中的开口898为具有逐渐变细的形状,即,开口898的侧面对于底面为锥形。在开口898上形成有导电层896,并且该导电层896与第一材料层892接触。此时,当使用导电材料形成第一材料层892时,可以获得导电层通过开口898互相电连接的结构。当使用半导体材料形成第一材料层892时,可以获得导电层和半导体层通过开口898电连接的结构。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成所希望的形式的开口,而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。此外,在由叠层物构成的被照射物中,通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,可以容易进行通过激光烧蚀的被照射物的加工,而不损坏其他层。因此,在半导体器件的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。此外,还可以制造可靠性高的半导体器件。
此外,本发明通过适当地选择被照射物的结构、构成第一材料层及第二材料层的材料、以及第一激光束及第二激光束的能量等,可以形成各种形式的开口。
本实施方式可以与上述实施方式1自由地进行组合。
实施方式3
在本实施方式中,说明根据本发明的激光加工装置的结构例子。
图11示出了根据本发明的激光加工装置的结构的模式图。根据本发明的激光加工装置具备第一激光器3120、第二激光器3130。从第一激光器3120发射第一激光束3122。从第二激光器3130发射第二激光束3132。从每个激光器(第一激光器3120、第二激光器3130)发射的激光束(第一激光束3122、第二激光束3132)通过组合有透镜和聚光镜的光学系统来控制前进方向或偏向方向等,并且重叠地照射到被照射物。具体来说,从第一激光器3120发射的第一激光束3122及从第二激光器3130发射的第二激光束3132通过透镜3142、透镜3146来控制前进方向或偏向方向等,并且通过聚光镜3140进行聚光,以照射到被照射物3110。此时,第一激光束3122及第二激光束3132通过透镜和聚光镜来控制为重叠地照射到被照射物3110。被照射物3110由载物台3100支撑,并且移动在所希望的位置。
被照射物3110具有在衬底3102上顺序形成有导电层3104、第一材料层3106、第二材料层3108的结构。此外,既可没有设置导电层3104,又可以接触于衬底3102上的方式设置有用作保护层的绝缘层等。在此情况下,使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等来形成绝缘层即可。
作为衬底3102、导电层3104、第一材料层3106、第二材料层3108,可以分别使用与上述实施方式1、2所示的材料相同的材料。例如,作为衬底3102,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者半导体衬底等。作为导电层3104,可以使用包含银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)等的导电材料形成。使用能够吸收第一激光束3122的材料来形成第一材料层3106。也可以使用能够吸收第二激光束且透过第一激光束的材料来形成。此外,第一材料层3106优选使用沸点或升华点的温度比下层的导电层3104的熔点低的材料(例如,熔点比较低的铬等)来形成。在本实施方式中,作为衬底3102使用玻璃衬底。导电层3104使用钨来形成,使用铬来形成第一材料层3106,并且也可以使用氧化硅来形成。
第一激光束3122具有吸收到第一材料层3106的波长。此外,第一激光束3122具有能够使与第二激光束3132重叠地照射了的区域烧蚀的能量。因此,发射第一激光束3122的第一激光器3120的振荡波长优选在于第一材料层的吸收波长区域内。更优选地,第一激光器3120的振荡波长比可见光线长(包括可见光线),具体地是400nm以上。
作为第一激光器3120,使用KrF、ArF、XeCl等的受激准分子激光器;He、He-Cd、Ar、He-Ne等的气体激光器;以在单晶的YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2SiO4)、YAlO3、以及GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4等中作为掺杂剂添加有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta中的一种或多种为媒质的固体激光器;GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP等半导体激光器;微微秒激光器;或者毫微微秒激光器等,通过适当地设定上述激光器的振荡波长,可以获得具有所希望的波长的第一激光束3122。优选使用在400nm以上的区域中具有强大的振荡波长的可见光激光器,即优选使用He-Cd激光器(440nm)、He-Ne激光器(632.8nm)、以及Ar激光器(488nm、514.5nm);YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器等固体激光器;或者GaAlAs激光器(780nm)等。此外,微微秒激光器是指发射脉冲幅度为微微秒(10-12秒至10-10秒)的激光束的激光器。毫微微秒激光器是指发射脉冲幅度为毫微微秒(10-15秒至10-13秒)的激光束的激光器。第一激光束3122也可以使用连续振荡的激光束和脉冲振荡的激光束的一种。在本实施方式中,作为第一激光器3120使用YAG激光器。
第二激光束3132具有吸收到第二材料层3108的波长。此外,还具有对被照射物不施加不可逆变化的能量。因此,发射第二激光束3132的第二激光器3130的振荡波长优选在于第二材料层3108的吸收波长区域内。更优选地,第二激光器3130的振荡波长是比可见光线短(不包括可见光线)的紫外线的波长,具体地是400nm以下。
作为第二激光器3130,使用作为第一激光器3120的具体例子举出的激光器,通过适当地设定该激光器的振荡波长来可以发射具有所希望的波长的第二激光束3132。优选使用在400nm以下的区域中具有强大的振荡波长的紫外激光器,并且优选使用XeF受激准分子激光器(351nm)、XeCl受激准分子激光器(308nm)、KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)、YAG激光器的三次谐波(355nm)等。在本实施方式中,作为第二激光器3130使用KrF受激准分子激光器。
从第一激光器3120发射的第一激光束3122,在透镜3142反射后,由聚光镜3140进行聚光而照射到被照射物3110,并吸收到第一材料层3106。从第二激光器3130发射的第二激光束3132在透镜3146反射,透过透镜3142,然后由聚光镜3140进行聚光而照射到被照射物3110,并吸收到第二材料层3108。在被照射物3110中,被重叠地照射第一激光束3122及第二激光束3132。被照射物3110的被重叠地照射第一激光束3122及第二激光束3132的区域的一部分或全部烧蚀,以形成开口。此时,被照射物3110由载物台3100移动,所希望的区域被加工。
根据本发明的激光加工装置的结构,也可以为图32所示的模式图的结构。图32所示的激光加工装置具备第一激光器3220、第二激光器3230。从第一激光器3220发射第一激光束3222。从第二激光器3230发射第二激光束3232。从每个激光器(第一激光器3220、第二激光器3230)发射的激光束(第一激光束3222、第二激光束3232)通过组合有透镜和聚光镜的光学系统(组合有透镜3242和聚光镜3244的第一光学系统、以及组合有透镜3246和聚光镜3240的第二光学系统)来控制前进方向或偏向方向等,并且重叠地照射到被照射物。具体来说,从第一激光器3220发射的第一激光束3222及从第二激光器3230发射的第二激光束3232通过透镜3242、透镜3246来控制前进方向或偏向方向等,并且通过聚光镜3244、聚光镜3240进行聚光,以照射到被照射物3210。此时,第一激光束3222及第二激光束3232通过透镜和聚光镜来控制为重叠地照射到被照射物3210。被照射物3210由载物台3200支撑,并且移动在所希望的位置。
被照射物3210具有在衬底3202上顺序层叠有第一材料层3204、第二材料层3206的结构。作为衬底3202,使用能够透过第一激光束3222的衬底。例如,使用具有透光性的衬底如玻璃衬底、石英衬底等。此外,也可以接触于衬底3202上的方式设置有用作保护层且具有透光性的绝缘层。例如,使用无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅等来形成绝缘层即可。
作为第一材料层3204,使用与图11所示的第一材料层3106相同的材料即可,也可以使用能够吸收第一激光束3222的材料来形成第一材料层3204。作为第二材料层3206使用与图11所示的第二材料层3108相同的材料即可,也可以使用能够吸收第二激光束3232的材料来形成第二材料层3206。此外,在图32中,由于从衬底3202一侧照射第一激光束3222,所以作为第二材料层3206可以使用不透过第一激光束3222的材料。
作为第一激光束3222及发射该第一激光束3222的第一激光器3220,使用与图11所示的第一激光束3122、第一激光器3120相同的材料即可,因此省略其说明。与此同样,作为第二激光束3232及发射该第二激光束3232的第二激光器3230,也可以使用与图11所示的第二激光束3132、第二激光器3130相同的材料即可。
从第一激光器3220发射的第一激光束3222在透镜3242反射,然后由聚光镜3244进行聚光而从衬底3202一侧照射到被照射物3210,并吸收到第一材料层3204。另一方面,从第二激光器3230发射的第二激光束3232在透镜3246反射,然后由聚光镜3240进行聚光而从第二材料层3206一侧照射到被照射物3210,并吸收到第二材料层3206。在被照射物3210中,重叠地照射第一激光束3222及第二激光束3232。被照射物3210的被重叠地照射第一激光束3222及第二激光束3232的区域的一部分或全部烧蚀,以形成开口。此时,被照射物3210由载物台3210支撑为铅直且移动到所希望的位置,所希望的区域被加工。
图11和图32的很大的不同之处在于,第一激光束从衬底一侧照射还是从第二材料层一侧照射。换言之,图32所示的激光加工装置的结构从相对方向照射第一激光束和第二激光束。在从衬底一侧照射第一激光束的情况下,衬底必须要透过第一激光束。与此相比,在从第二材料层一侧照射第一激光束的情况下,第二材料层必须要透过第一激光束。
此外,本发明的激光加工装置的结构,也可以为图33所示的模式图的结构。图33所示的激光加工装置具备固体激光器3430。从固体激光器3430发射基波的激光束3412。所述激光束3412由分束器3460分离为二次谐波的激光束3422和三次谐波的激光束3432。以下,将基波的激光束3412设定为基波激光束3412,将二次谐波的激光束3422设定为第一激光束3422,并且将三次谐波的激光束3432设定为第二激光束3432。由分束器3460分离了的激光束(第一激光束3422、第二激光束3432)通过组合有透镜和聚光镜的光学系统来控制前进方向或偏向方向等,并且重叠地照射到被照射物。具体来说,从固体激光器3430发射且由分束器3460分离了的第一激光束3422及第二激光束3432通过透镜3452、透镜3456、透镜3458来控制前进方向或偏向方向等,通过聚光镜3440进行聚光,并且照射到被照射物3410。此时,第一激光束3422及第二激光束3432通过透镜和聚光镜控制为重叠地照射到被照射物3410。被照射物3410由载物台3400支撑且移动到所希望的位置。
作为固体激光器3430,使用YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器等固体激光器。可以将上述固体激光器的基波(1054nm至1062nm)通过分束器分离为二次谐波(527nm至532nm)、三次谐波(351nm至355nm)。在本实施方式中,作为固体激光器3430使用YAG激光器。
被照射物3410具有在衬底3402上顺序层叠有第一材料层3406、第二材料层3408的结构。此外,也可以在衬底3402和第一材料层3406之间如图11所示地设置有导电层、或者绝缘层及导电层。在图33中,作为衬底3402,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者半导体衬底等。使用能够吸收第一激光束3422的材料来形成第一材料层3406。使用能够吸收第二激光束3432的材料来形成第二材料层3408。
例如,在作为固体激光器3430适用YAG激光器的情况下,第一激光束3422为YGA激光器的二次谐波(532nm),第二激光束3432为YAG激光器的三次谐波(355nm)。在此情况下,使用钼(Mo)来形成第一材料层3406。此外,使用氮化硅来形成第二材料层3408。
从固体激光器3430发射的基波激光束3412,通过分束器3460分离为第一激光束3422及第二激光束3432。第一激光束3422通过透镜3456、透镜3458、透镜3452反射,然后通过聚光镜3440进行聚光,并且照射到被照射物3410,并吸收到第一材料层3406。第二激光束3432透过透镜3452,然后通过聚光镜3440进行聚光,并且照射到被照射物3410,并吸收到第二材料层3408。在被照射物3410中,重叠地照射第一激光束3422及第二激光束3432。被照射物3410的被重叠地照射第一激光束3422及第二激光束3432的区域的一部分或全部烧蚀,以形成开口。此时,被照射物3410由载物台3400移动,所希望的区域被加工。
如图33所示那样,通过将分束器组合到激光加工装置,可以从一个固体激光器获得具有两种波长(二次谐波及三次谐波)的激光束。因此,由于可以减少具备的激光器的数目,所以可以降低装置的成本。此外,还可以实现装置的小型化。
此外,示于图11、图32、以及图33中的本实施方式的激光加工装置的结构是一个例子,并且布置在激光束的光路上的透镜、聚光镜等的数目及位置关系等没有特别的限制。此外,除了透镜、聚光镜以外,还可以使用光束扩展器、均匀器、偏振器、槽缝等,并且也可以组合这些来使用。
以上,通过使用如本实施方式所示的激光加工装置,可以在被照射物中的所希望的区域中形成开口而不利用光致抗蚀剂。此外,通过对被照射物重叠地照射两种激光束,以使每种激光束吸收到不同的层且烧蚀来形成开口。通过使用上述激光加工装置,在半导体器件的制造工序中,可以减少且简化光刻工序的数目,并且可以实现制造成本的降低,生产率的提高。
此外,本实施方式可以与上述实施方式1和2自由地进行组合。
实施方式4
在本实施方式中,说明适用本发明制造具有晶体管及显示元件的显示装置的方法。在此表示制造反交错型晶体管作为晶体管的例子。此外,还表示制造发光元件作为显示元件的例子。
如图9A所示,在衬底7000上夹着基底绝缘层7002,形成晶体管720。以下,参照图4A至图6B说明晶体管720的具体制造方法。
在衬底7000上形成基底绝缘层7002,在该基底绝缘层7002上形成导电层703(参照图4A)。作为衬底7000,使用包括钡硼硅酸盐玻璃、硼硅酸铝玻璃等的玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、或者具有能够承受本制造工序的处理温度的耐热性的塑料衬底。此外,也可以通过CMP法等研磨衬底7000的表面,以便平坦化。
基底绝缘层7002通过各种方法如CVD法、溅射法、旋涂法等,使用绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等,以单层结构或叠层结构形成。也可以不形成基底绝缘层7002,但是该基底绝缘层7002具有遮断来自衬底7000的污染物质等的效果。此外,还有在之后照射激光束之际防止损坏衬底的效果。
使用导电材料来形成导电层703即可,例如,可以使用金属元素如银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)等;或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等。此外,还可以使用以掺杂有磷(P)等杂质元素的多晶硅为代表的半导体材料、AgPdCu合金。此外,也可以为单层结构或叠层结构,例如可以为氮化钨膜和钼(Mo)膜的两层结构;顺序层叠膜厚度为50nm的钨膜、膜厚度为500nm的铝和硅的合金(Al-Si)膜、以及膜厚度为30nm的氮化钛膜的三层结构。此外,在采用三层结构的情况下,又可使用氮化钨而代替第一导电层的钨,又可使用铝和钛的合金膜(Al-Ti)而代替第二导电层的铝和硅的合金(Al-Si)膜、又可使用钛膜而代替第三导电层的氮化钛膜。
通过溅射法、PVD(Physical Vapor Deposition;物理气相淀积)法、减压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法等的CVD(Chemical Vapor Deposition;化学气相淀积法)法等来形成导电层703。
在导电层703上,顺序层叠形成第一材料层7402、第二材料层7404。从第二材料层7404一侧选择性地照射第一激光束7412及第二激光束7414。此时,以至少一部分重叠的方式照射第一激光束7412及第二激光束7414。将重叠地照射了第一激光束7412及第二激光束7414的区域设定为重叠照射区域7416(参照图4A)。
使用能够吸收第一激光束7412的材料来形成第一材料层7402。此外,也可以优选使用沸点或升华点的温度比提供在下层的导电层703的熔点的温度低的材料来形成。例如,可以使用导电材料如铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)等的金属元素、或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等;或者半导体材料如硅、锗、硅锗、氧化钼、氧化锡、氧化铋、氧化钒、氧化镍、氧化锌、砷化钾、氮化钾、氧化铟、磷化铟、氮化铟、硫化镉、碲化镉、钛酸锶等。此外,还可以使用硫化锌、氮化硅、硫化汞、氯化铝等。第一材料层7402通过气相淀积法、溅射法、或者CVD法等使用上述材料中的一种或多种以单层结构或叠层结构形成即可,例如可以使用膜厚度为20nm的铬膜、氧化锌膜、氮化铝膜。此外,导电层703只要是使用吸收第一激光束7412而烧蚀的材料来形成的层,也可以不提供第一材料层7402。
使用能够吸收第二激光束7414的材料来形成第二材料层7404。此外,也可以使用能够透过第一激光束7412的材料来形成。例如,可以使用无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等;或者有机绝缘材料如聚酰氩胺、丙烯、聚酰胺、聚酰氩胺酰胺、苯并环丁烯、环氧树脂等。第二材料层7404通过溅射法、CVD法、涂布法等使用上述材料中的一种或多种以单层结构或叠层结构形成即可,例如可以使用膜厚度为50nm的氮氧化硅、聚酰氩胺膜。
作为第一激光束7412,使用具有吸收到第一材料层7402的波长,且具有能够使与第二激光束7414重叠地照射了的区域烧蚀的能量的激光束。第一激光束7412的振荡波长优选在于第一材料层7402的吸收波长区域内。更优选地,第一激光束7412的振荡波长比可见光线长,具体地是400nm以上。这种激光束使用各种激光器如气体激光器、固体激光器、半导体激光器、微微秒激光器、毫微微秒激光器等,并且适当地设定上述激光器的振荡波长,来可以获得。此外,第一激光束7412也可以使用连续振荡的激光束和脉冲振荡的激光束中的一种。
作为第二激光束7414,使用具有吸收到第二材料层7404的波长,对被照射物(在此,相当于衬底7000至导电层703的叠层物)不施加不可逆变化的能量的激光束。第二激光束7414的振荡波长优选在于第二材料层7404的吸收波长区域内。更优选地,第二激光束7414的振荡波长是比可见光线短的紫外线的波长,具体地是400nm以下。这种激光束使用各种激光器如受激准分子激光器、气体激光器、固体激光器、半导体激光器等,并且适当地设定上述激光器的振荡波长,来可以获得。此外,第二激光束7414也可以使用连续振荡的激光束和脉冲振荡的激光束中的一种。
第一激光束7412吸收到第一材料层7402,而第二激光束7414吸收到第二材料层7404。第一材料层7402及第二材料层7404在被重叠地照射了第一激光束7412及第二激光束7414的区域(重叠照射区域7416)中烧蚀。以残余的第一材料层7403及第二材料层7405为掩模,选择性地蚀刻导电层703来形成栅电极层704(参照图4B)。
也可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成栅电极层704。通过使用这种方法,可以在所希望的地方选择性地形成导电层。此外,也可以在导电层703上使用光致抗蚀剂形成掩模,使用该掩模选择性地蚀刻导电层703来形成。
在通过利用蚀刻或激光烧蚀去除第一材料层7403及第二材料层7405之后,在栅电极层704上形成栅极绝缘层706,并且在该栅极绝缘层706上形成半导体层(参照图4C)。
通过CVD法、溅射法等使用绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等来形成栅极绝缘层706。栅极绝缘层706可以为单层结构或叠层结构。例如,栅极绝缘层706可以为氧氮化硅层的单层结构、氮化硅层及氧化硅层的两层叠层结构。此外,也可以使用这些形成三层以上的叠层结构。优选使用具有致密膜质的氮化硅。此外,在通过液滴喷射法使用银或铜形成下层的栅电极层704的情况下,优选使用氮化硅或NiB形成栅极绝缘层706。使用氮化硅或NiB形成的膜具有防止杂质扩散且使表面平坦化的效果。此外,也可以在形成栅极绝缘层706的工序中将氩等稀有气体元素包含于反应气体中。通过将稀有气体包含于反应气体中,可以在低温度下获得漏电流少且致密的绝缘层。
半导体层形成半导体层705及具有一导电性的半导体层709的叠层结构。可以利用以硅烷或锗烷为代表的半导体材料气体通过气相生长法或溅射法制造的非晶半导体(下文中也称作“AS”)、利用光能或热能来使所述非晶半导体结晶而成的多晶半导体、半非晶(也称作微晶或者微晶体,并且下文中也称作“SAS”)半导体等的结晶半导体等来形成半导体层。也可以通过各种方法(溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等)来形成。
SAS是这样一种半导体,其具有介于非晶结构和晶体结构(包括单晶和多晶)之间的中间结构,且具有在自由能方面稳定的第三态,还包括具有短程序列和晶格畸变的结晶区。在膜内至少一部分区域可以观察到0.5nm至20nm的结晶区。当以硅作为主要成分时,拉曼光谱迁移到低于520cm-1的低波数一侧。在X射线衍射中观察到被认为是由硅的晶格引起的衍射峰(111)和(220)。为了终结未键合键(悬空键),SAS含有至少1原子%或更多的氢或卤素。通过含有硅的气体的辉光放电分解(等离子体CVD)来形成SAS。作为含有硅的气体使用SiH4。此外,也可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。此外,也可以混合F2、GeF4。也可以使用H2或者H2和选自He、Ar、Kr、Ne中的一种或者多种稀有气体元素来稀释该含硅气体。稀释率在2倍至1000倍的范围。压力实质上在0.1Pa至133Pa的范围,以及电源频率在1MHz至120MHz的范围,优选在13MHz至60MHz的范围。衬底加热温度优选为300℃以下,也可以在100℃至200℃的衬底加热温度形成。这里,作为在形成膜时掺入的主要杂质元素,氧、氮或碳等来自大气成分的杂质优选为1×1020cm-3以下,尤其,氧浓度为5×1019cm-3以下,优选为1×1019cm-3以下。另外,通过添加稀有气体元素诸如氦、氩、氪、氖等以进一步加强晶格畸变来获得稳定性,得到良好的SAS。此外,作为半导体层,可以将由氢类气体形成的SAS层层叠在由氟类气体形成的SAS层之上。
作为非晶半导体,可以代表性地举出氢化非晶硅,作为晶体半导体,可以代表性地举出多晶硅等。多晶硅包括:用经过800℃以上的处理温度形成的多晶硅作为主要材料的所谓高温多晶硅;用在600℃以下的处理温度下形成的多晶硅为主要材料的所谓低温多晶硅;以及添加促进结晶的元素等而结晶的多晶硅等。当然还可以采用如上所述的半非晶半导体或者在部分半导体层中含有结晶相的半导体。
当半导体层使用晶体半导体如多晶半导体或半非晶半导体等时,该半导体层的制造方法可以使用各种方法(激光晶化法、热晶化法、利用镍等促进晶化的元素的热晶化法等)。另外,也可以通过对作为SAS的微晶半导体进行激光照射使其结晶而提高结晶性。例如,在使用硅而不导入促进晶化的元素来制造半导体层的情况下,在对非晶硅层照射激光束之前,通过在温度700℃的氮气环境中加热一个小时,来使非晶硅层中的含氢浓度释放至1×1020atoms/cm3以下。这是因为对含有多量氢的非晶硅层照射激光束时,该非晶硅层会被破坏的缘故。
作为将金属元素导入到非晶半导体层的方法,只要是能够使得该金属元素存在于非晶半导体层的表面或者其内部的方法就没有特别限制,例如,可以使用溅射法、CVD法、等离子体处理法(包括等离子体CVD法)、吸附法、涂敷金属盐溶液的方法。这些方法中,利用溶液的方法由于简单方便并且可以容易地调整金属元素的浓度所以有用。另外,为了改善非晶半导体层表面的润湿性,使水溶液散布于非晶半导体层的整个表面上,优选通过在氧气环境中的UV光照射、热氧化法、用含有羟基的臭氧水或过氧化氢水的处理等在非晶半导体层表面上形成氧化膜。
可以组合热处理和激光束照射使非晶半导体层结晶,或者也可以多次单独进行热处理或激光束照射。
此外,也可以通过等离子体法在衬底上直接形成晶体半导体层。或者也可以利用线状等离子体法在衬底上选择性地形成晶体半导体层。
半导体层可以使用有机半导体材料来形成。作为有机半导体材料,可以使用低分子材料、高分子材料等,也可以采用导电性高分子材料等材料。例如,可以使用由共轭双键组成骨架的π电子共轭高分子材料,具体地说,可以采用可溶性的高分子材料如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物、并五苯等。另外,作为有机半导体材料,还有可以通过形成可溶性的前体之后进行处理形成半导体层的材料。此外,作为这种有机半导体材料,可以举出聚亚噻吩基亚乙烯、聚(2,5-噻吩基亚乙烯)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚亚芳基亚乙烯等。
当将前体转换为有机半导体时,除了进行加热处理以外,还添加氯化氢气体等反应催化剂。此外,作为溶解这些可溶性有机半导体材料的典型溶剂,可以适用甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、γ-丁内酯、丁基溶纤剂、环己胺、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二氧六环、二甲基甲酰胺(DMP)、或THF(四氢呋喃)等。
在本实施方式中,作为半导体层705及具有一导电性的半导体层709,形成非晶半导体层。作为具有一导电性的半导体层709,形成包含赋予n型的杂质元素的磷(P)且具有n型的半导体层。具有一导电性的半导体层709用作源区及漏区,并且得到半导体层705和用作源电极或漏电极的导电层的良好的欧姆接触。此外,具有一导电性的半导体层709根据必要形成即可,可以形成具有赋予n型的杂质元素(P、As)且具有n型的半导体层或具有赋予p型的杂质元素(B)且具有p型的半导体层。
在具有一导电性的半导体层709上顺序层叠形成第一材料层7422、第二材料层7424。从第二材料层7424一侧选择性地照射第一激光束7432及第二激光束7434。此时,至少一部分重叠地照射第一激光束7432及第二激光束7434。将被重叠地照射第一激光束7432及第二激光束7434的区域设定为重叠照射区域7436(参照图4C)。
与上述第一材料层7402、第二材料层7404相同地形成第一材料层7422、第二材料层7424即可。此外,作为第一激光束7432,使用与上述第一激光束7412相同地具有吸收到第一材料层7422的波长且具有使重叠照射区域7436的一部分烧蚀的能量的激光束。作为第二激光束7434,使用与上述第二激光束7414相同地具有吸收到第二材料层7424的波长且具有对被照射物(在此相当于衬底7000至具有一导电性的半导体层709的叠层物)不施加不可逆变化的能量的激光束。
第一激光束7432吸收到第一材料层7422,而第二激光束7434吸收到第二材料层7424。第一材料层7422及第二材料层7424在被重叠地照射了第一激光束7432及第二激光束7434的区域(重叠照射区域7436)中烧蚀。以残余的第一材料层7423及第二材料层7425为掩模,选择性地蚀刻半导体层705及具有一导电性的半导体层709来形成半导体层707及具有一导电性的半导体层711(参照图4D)。
通过利用蚀刻和激光烧蚀,来去除第一材料层7423及第二材料层7425,然后在具有一导电性的半导体层711上,形成导电层713(参照图5A)。
使用导电材料来形成导电层713即可,例如,可以使用金属元素如银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)等;或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料等导电材料。此外,导电层713可以为单层结构或叠层结构。
通过溅射法、PVD(Physical Vapor Deposition)法、减压CVD(LPCVD)法、或者等离子体CVD法等的CVD(Chemical Vapor Deposition)法等来形成导电层713即可。
在导电层713上顺序层叠形成第一材料层7442、第二材料层7444。从第二材料层7444一侧选择性地照射第一激光束7452及第二激光束7454。此时,至少一部分重叠地照射第一激光束7452及第二激光束7454。将被重叠地照射第一激光束7452及第二激光束7454的区域设定为重叠照射区域7456(参照图5A)。
与上述第一材料层7402、第二材料层7404相同地形成第一材料层7442、第二材料层7444即可。此外,作为第一激光束7452,使用与上述第一激光束7412相同地具有吸收到第一材料层7442的波长且具有使重叠照射区域7456的一部分或全部烧蚀的能量的激光束。作为第二激光束7454,使用与上述第二激光束7414相同地具有吸收到第二材料层7444的波长且具有对被照射物(在此相当于衬底7000至导电层713的叠层物)不施加不可逆变化的能量的激光束。此外,只要是使用吸收第一激光束7452且烧蚀的材料来形成导电层713的层,就也可以不提供第一材料层7442。
第一激光束7452吸收到第一材料层7442,而第二激光束7454吸收到第二材料层7444。第一材料层7442及第二材料层7444在被重叠地照射了第一激光束7452及第二激光束7454的区域(重叠照射区域7456)中烧蚀。以残余的第一材料层7443a、第一材料层7443b、以及第二材料层7445a、第二材料层7445b为掩模,选择性地蚀刻导体层713来形成用作源电极层或漏电极层的导电层712a、导电层712b(参照图5B)。
也可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成导电层712a、导电层712b。通过使用这种方法,可以在所希望的地方选择性地形成导电层。此外,也可以在导电层713上使用光致抗蚀剂形成掩模,使用该掩模选择性地蚀刻导电层713来形成。
利用蚀刻和激光烧蚀,来去除第一材料层7443a、7443b、以及第二材料层7445a、7445b(参照图6A)。然后,以导电层712a、712b为掩模选择性地蚀刻具有一导电性的半导体层711,以使半导体层707露出。半导体层变为分离了的具有一导电性的半导体层710a、具有一导电性的半导体层710b、以及半导体层708(参照图6B)。此外,在选择性地蚀刻具有一导电性的半导体层711之后,有可能下层的半导体层708的露出部比其他部分凹陷。
也可以在通过溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等形成了的半导体层上使用光致抗蚀剂形成掩模,并且使用该掩模选择性地蚀刻来形成半导体层708、具有一导电性的半导体层710a、以及710b。
此外,也可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成半导体层708、具有一导电性的半导体层710a、以及710b。通过使用这种方法,可以在所希望的地方选择性地形成半导体层。
通过以上工序,可以制造反交错型晶体管(也称为底栅极型晶体管)的晶体管720。
接下来,以覆盖晶体管720的方式,形成绝缘层7010(参照图9A)。
使用选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝、类金刚石碳(DLC)、氮含有碳、聚硅氮烷、包含其他无机绝缘材料的物质中的材料等,以单层结构或叠层结构来形成绝缘层7010。此外,也可以使用包含硅氧烷的材料来形成。此外,也可以使用有机绝缘材料,可以使用聚酰氩胺、丙烯、聚酰胺、聚酰氩胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯等。此外,也可以使用恶唑树脂来形成,例如可以使用光固化型聚苯并恶唑等。
可以通过溅射法、PVD(Physical Vapor Deposition)法、减压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法等的CVD(Chemical Vapor Deposition)法、旋涂法等来形成绝缘层7010。
接下来,照射激光束(参照图9B),在绝缘层7010中形成到达导电层712b的开口7038(参照图9C)。
在图9C中,如上述实施方式1至3所示,利用激光束的照射引起的烧蚀来形成形成于绝缘层7010中的开口7038。
详细地说,如图9B所示,从绝缘层7010一侧重叠地照射具有吸收到导电层712b的波长的第一激光束7032和具有吸收到绝缘层7010的波长的第二激光束7034,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口7038。第一激光束7032具有使与第二激光束7034重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀的能量。第二激光束7034具有对衬底7000至绝缘层7010的叠层物不施加不可逆变化的能量。具体的激光束是根据上述实施方式的,因此省略其说明。在本实施方式中,通过第一激光束7032及第二激光束7034的照射引起的烧蚀仅仅去除绝缘层7010来形成开口。不言而喻,本发明不局限于此,也可以通过适当地选择第一激光束7032及第二激光束7034的能量等,以去除导电层712b的上层部并存留其下层部的方式或穿过导电层712b的方式形成开口。
此外,在使用具有透光性的材料形成衬底7000、基底绝缘层7002、栅极绝缘层706的情况下,也可以从衬底7000一侧照射第一激光束。吸收到绝缘层7010的第二激光束从绝缘层7010一侧照射。吸收到导电层712b的第一激光束从衬底7000一侧照射。此时,重叠地照射第一激光束及第二激光束。通过使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀,在绝缘层7010(或绝缘层7010及导电层712b)中形成开口7038。在此情况下,由于绝缘层7010不需要透过第一激光束,所以选择其材料的范围扩大。
此外,开口7038也可以在绝缘层7010上使用光致抗蚀剂形成掩模,使用该掩模选择性地蚀刻来形成。另外,也可以使用液滴喷射法形成掩模,使用该掩模选择性地蚀刻来形成。
接下来,形成与晶体管720电连接的发光元件7020。作为发光元件7020,形成显示红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)中的任一色的发光的发光元件即可。此外,也可以作为发光元件7020形成显示白色(W)的发光的发光元件,与此组合滤色片而得到RGB的发光。下面,说明发光元件7020的形成方法。
首先,在导电层712b露出了的开口7038中形成用作像素电极的发光元件的第一电极层7012。导电层712b和第一电极层7012电连接(参照图10A)。
第一电极层7012可以使用导电材料如铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化锌(ZnO)等来形成。例如,可以使用ITO中以2wt%至10wt%的范围内含有氧化硅的靶通过溅射法形成包含氧化硅的氧化铟锡。另外,也可以使用ZnO中掺杂有镓(Ga)的导电材料;使用包含氧化硅且氧化铟中以2wt%至20wt%的范围内混合有氧化锌(ZnO)的靶形成的氧化物导电材料的铟锌氧化物(IZO;indium zinc oxide)形成。
第一电极层7012可以选择性地蚀刻通过溅射法、PVD(Physical VaporDeposition)法、减压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法等的CVD(ChemicalVapor Deposition)法等形成的导电层。
此外,也可以使用液滴喷射法、印刷法(丝网印刷、胶印刷等形成图形的方法)、浸渍法、分配器法等,在所希望的地方选择性地形成第一导电层7012。
第一电极层7012也可以通过CMP法、聚乙烯醇类的多孔物清洗且研磨,以使其表面平坦化。此外,也可以在使用CMP法的研磨之后,对第一电极层7012表面进行紫外线照射、氧等离子体处理等。
接下来,以在第一电极层7012上具有开口的方式,形成隔壁层7014(参照图10B)。作为隔壁层7014可以使用以下材料来形成:无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、以及氧氮化铝等;丙烯酸、甲基丙烯酸、以及这些的衍生物;耐热高分子如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)等;以硅氧烷类材料为初始材料形成且由硅、氧、氢构成的化合物中的包含Si-O-Si键的无机硅氧烷;或者与硅键合的氢被有机基团如甲基或苯基取代得到的有机硅氧烷类绝缘材料。也可以通过利用感光性材料或非感光性材料如丙烯、聚酰亚胺等来形成。
可以通过利用液滴喷射法、印刷法、分配器法等,选择性地形成隔壁层7014。此外,也可以使用绝缘材料在整个面上形成隔壁层,利用光刻工序形成抗蚀剂掩模等,进行蚀刻加工来形成具有所希望的形状的隔壁层7014。另外,也可以使用感光性的材料在整个面上形成隔壁层,对由感光性的材料构成的隔壁层进行曝光及显影来形成具有所希望的形状的隔壁层7014。此外,隔壁层7014优选为曲率半径连续地改变的形状。通过使隔壁层为这种形状,提高形成于上方的层7016、第二电极层7018的覆盖性。
此外,在通过液滴喷射法排出组合物来形成隔壁层7014之后,为了提高平坦性,也可以通过压力压平表面以进行平坦化。作为压平的方法,可以用辊状物体在其表面上扫描来减少凹凸,或者也可以用平坦的板形物体垂直按压表面等。或者也可以利用溶剂等软化或者溶化其表面,用气刀消除表面上的凹凸。此外,也可以用CMP法进行研磨。当由于液滴喷射法产生凹凸时,可以将该工序应用于平坦其表面。当通过该工序提高平坦性时,可以防止显示装置的显示不均匀等,因此,可以显示高清晰度的图像。
接下来,在第一电极层7012及隔壁层7014上层叠形成层7016、第二电极层7018。从而,获得具有第一电极层7012和第二电极层7018之间夹持层7016的结构的发光元件7020(参照图10C)。层7016至少包括具有能够获得所希望的发光波长的发光材料的层(以下也称为发光层)。具体来说,层7016由包含有机化合物、无机化合物、或者双方的层形成。
通过以上工序,可以获得具备发光元件7020的显示装置。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序,并且可以防止抗蚀剂材料、显影液等的材料的浪费,减少必要的光致掩模的数量。通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,可以防止损坏其他层,容易形成开口。因此,在显示装置的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。此外,还可以制造可靠性高的半导体器件。
本实施方式可以与实施方式1至3自由地进行组合。
实施方式5
在本实施方式中,说明根据本发明的显示面板的结构。
图15A是表示根据本发明的显示面板的结构的俯视图,其中,在具有绝缘表面的衬底2700上形成有以矩阵形状排列像素2702的像素部2701、扫描线侧输入端子2703、以及信号线侧输入端子2704。像素的数量可以根据各种标准来设定,例如,XGA的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1024×768×3(RGB),UXGA的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1600×1200×3(RGB),以及对应于全标准高清晰的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702是通过使从扫描线侧输入端子2703延伸的扫描线和从信号线侧输入端子2704延伸的信号线交叉,以矩阵形状排列的。在每个像素2702中安装有开关元件和与其连接的像素电极。开关元件的具有代表性的一例是晶体管,通过晶体管的栅电极一侧连接到扫描线,并且晶体管的源电极或漏电极一侧连接到信号线,可以由从外部输入的信号独立控制每个像素。
图15A虽然示出了由外部驱动电路控制输入到扫描线及信号线的信号的显示装置的结构,但是,如图16A所示,也可以通过COG(玻璃上芯片)方式在衬底2700上安装驱动器IC 2751。此外,作为其他安装方式,也可以使用如图16B所示的TAB(载带自动键合)方式。驱动器IC可以形成在单晶半导体衬底上、或也可以在玻璃衬底上使用晶体管来形成电路。在图16A和16B中,驱动器IC2751与FPC(柔性印刷电路)2750连接。
此外,在使用结晶性高的多晶(微晶)半导体形成设置在像素中的晶体管的情况下,如图15B所示,也可以在衬底3700上形成扫描线侧驱动电路3702。在图15B中,附图标记3701是像素部,与图15A同样由外部驱动电路控制信号线侧驱动电路。在使用过渡率高的多晶(微晶)半导体、单晶半导体等形成设置在像素中的晶体管的情况下,如图15C所示,也可以在衬底4700上一体形成像素部4701、扫描线驱动电路4702、以及信号线驱动电路4704。
在本实施方式中,可以对用来形成连接开关元件和像素电极的布线(导电层)的开口、用来形成连接晶体管的栅电极和扫描线的布线(导电层)的开口、以及用来形成连接源电极或漏电极和信号线的布线(导电层)的开口等适用如上述实施方式1至4所示的利用激光烧蚀的本发明。
通过应用本发明,可以减少/简化使用了光致抗蚀剂的光刻工序。此外,本发明利用通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束而引起的激光烧蚀来形成开口。通过采用这种方法,可以防止损坏其他层或衬底,容易产生烧蚀。因此,可以减少制造显示面板之际的制造成本,并且提高生产率。
本实施方式可以与实施方式1至4适当地自由地进行组合。
实施方式6
在本实施方式中,参照图27A和27B说明根据本发明的显示装置的例子。
图27A示出了本实施方式中所示的显示装置的俯视模式图。此外,图27B示出了沿图27A中的线Q-R的剖视图。
图27A和27B所示的显示装置900在衬底901上具有像素部902和驱动电路部904。此外,在衬底901上方夹着密封剂910设置有密封衬底908。另外,在衬底901上设置有端子部906。控制构成像素部902的多个元素的工作的信号和电源电位通过端子部906从外部输入。
在像素部902中设置有发光元件930、驱动用晶体管924、开关用晶体管922、以及电容元件920。发光元件930在一对电极层之间夹持有至少包括发光层的层。发光元件930与驱动用晶体管924电连接。
位于发光元件930下方的电极层(与驱动用晶体管924电连接的电极层)的端部,由隔壁层918覆盖。使用如下材料来形成隔壁层918:无机绝缘材料如氧化硅、氮化硅等;有机绝缘材料如丙烯、聚酰胺、抗蚀剂等;或者硅氧烷材料等。可以由隔壁层918分离相邻设置的多个发光元件。此外,如本实施方式,通过使隔壁层918具有曲率半径连续改变的带着圆度的形状的端部,提高层叠形成在其上方的层的覆盖性,这是优选的。
在驱动电路部904中设置有多个晶体管926,并且构成控制像素部902的工作的驱动电路。在驱动电路部904中例如设置有移位寄存器、解码器、缓冲器、取样电路、锁存器等。
衬底901和密封衬底908以密封像素部902及驱动电路部904的方式通过密封剂910互相贴合。在密封衬底908上设置有颜色滤光片942和遮光层944。此外,本发明不局限于此,也可以不设置颜色滤光片942和遮光层944。
本实施方式和上述实施方式4的很大的不同之处在于晶体管的栅电极层位于比半导体层下方,或者比半导体层上方。其他结构是根据上述实施方式4的。
接下来,说明具体制造方法的例子。
在衬底901上作为基底绝缘层,通过溅射法、PVD(物理气相淀积)法、CVD(化学气相淀积)法如减压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法等,使用氮氧化硅以10nm至200nm(优选为50nm至150nm)的厚度形成基底绝缘层903a,并且使用氧氮化硅以50nm至200nm(优选为100nm至150nm)的厚度层叠形成基底绝缘层903b。或者也可以使用如下材料:丙烯酸、甲基丙烯酸、以及这些的衍生物;耐热高分子如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)等;或者硅氧烷树脂。另外,还可以使用树脂材料如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等乙烯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、或者氨酯树脂等。另外,还可以使用苯并环丁烯、聚对二甲苯、氟化醚、以及聚酰亚胺等的有机树脂、或者包含水溶性均聚物和水溶性共聚物的组成物材料等。另外,还可以使用恶唑树脂,例如可以使用光固化型聚苯并恶唑等。
此外,也可以使用液滴喷射法、印刷法(丝网印刷或胶版印刷等形成图形的方法)、旋转涂敷法等涂敷法、浸渍法、分散器法等。在本实施方式中,通过等离子体CVD法形成基底绝缘层903a、基底绝缘层903b。作为衬底901,可以使用玻璃衬底、石英衬底、硅衬底、金属衬底、或其表面形成有绝缘层的不锈钢衬底。另外,既可使用具有耐热性的塑料衬底,它能够耐受本实施方式的处理温度,又可使用薄膜之类的柔性衬底。作为塑料衬底,可以使用由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PES(聚醚砜)构成的衬底,而作为柔性衬底,可以使用丙烯等的合成树脂。
作为基底绝缘层,可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等,并且可以为单层结构或者两层或三层的叠层结构。
接下来,在基底绝缘层上形成半导体层。半导体层可以通过各种方法(溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等)以25nm至200nm(优选为30nm至150nm)的厚度形成。在本实施方式中,优选使用通过激光晶化使非晶半导体层晶化而形成的晶体半导体层。
在这样得到的半导体层中可以掺杂微量的杂质元素(硼或磷),以控制晶体管的阈值电压。可以对在晶化工序之前的非晶半导体层进行该杂质元素的掺杂。如果在非晶半导体层的状态下掺杂杂质元素,通过其后进行的用于晶化的加热处理,还可以同时激活杂质。此外,还可以改善在掺杂时产生的缺陷等。
半导体层可以选择性地蚀刻且加工为所希望的形状。此外,半导体层也可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成。
此外,通过与半导体层相同的工序还形成构成电容元件的下部电极层。下部电极层由与构成晶体管的半导体层相同的层形成。
形成覆盖半导体层的栅极绝缘层。栅极绝缘层通过等离子体CVD法或溅射法等以10nm至150nm的厚度由含硅的绝缘层形成。栅极绝缘层可以由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅或氮氧化硅等的无机绝缘材料形成,并且可以为叠层结构或单层结构。例如,绝缘层可以为氮化硅层、氧化硅层和氮化硅层这三层的叠层结构、氧氮化硅层的单层结构、或者两层的叠层结构等。
接下来,在栅极绝缘层上,形成栅电极层。可以通过溅射法、蒸镀法、CVD法等方法形成导电层,选择性地蚀刻该导电层来形成栅电极层。栅电极层由选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)、钕(Nd)等的金属元素;以上述金属元素为主要成分的合金材料或化合物材料形成即可。此外,作为栅电极层,可以使用以掺杂了磷等杂质元素的多晶硅为代表的半导体层或AgPdCu合金。此外,栅电极层可以为单层结构或叠层结构。此时,还形成在之后工序中完成的电容元件的上部电极层。上部电极层由与栅电极层相同的材料构成。
此外,在本实施方式中,将栅电极层的侧面形成为具有锥形。所述栅电极层的锥形可以在蚀刻加工之际使用湿式蚀刻法来形成。此外,也可以在进行干式蚀刻法之后,接着进行湿式蚀刻法来形成。此外,也可以形成具有垂直形状的侧面的栅电极层。此外,还可以使栅电极层为两层的叠层结构,并且每个层的锥度不同。通过使栅电极层的侧面为锥形,可以提高层叠在上层的层的覆盖性。
此外,可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成栅电极层。
此外,通过在形成栅电极层时的蚀刻工序,栅极绝缘层在一定程度上被蚀刻,其厚度有可能变薄(所谓的膜厚度的降低)。
对半导体层添加杂质元素来形成一对杂质区域。形成在半导体层中的杂质区域用作源区或漏区。作为添加的杂质元素,适当地选择赋予n型的杂质元素或赋予p型的杂质元素来添加即可。作为赋予n型的杂质元素,可以使用磷(P)或砷(As)等。作为赋予p型的杂质元素,可以使用硼(B)、铝(Al)、或镓(Ga)等。此时,在一对杂质区域之间形成有沟道形成区域。
此外,在半导体层中,也可以在用作源区或漏区的杂质区域和沟道形成区域之间形成被称为LDD(轻掺杂漏)区的杂质区域。LDD区是比源区或漏区低浓度的杂质区域。此外,LDD区可以为与栅电极层重叠的结构或不重叠的结构。
此外,为了激活杂质元素,也可以进行加热处理、强光照射或激光束照射。在激活的同时,能够恢复对于栅极绝缘层的等离子体损害或对于栅极绝缘层和半导体层之间的界面的等离子体损害。
接着,形成覆盖栅电极层和栅极绝缘层的第一层间绝缘层。在本实施方式中,使用绝缘层913和绝缘层914的叠层结构。绝缘层913和绝缘层914可以通过溅射法或等离子体CVD使用氮化硅层、氮氧化硅层、氧氮化硅层或氧化硅层等来形成,并且还可以以单层、或者三层以上的叠层结构形成其他含有硅的绝缘层。
进而,在氮气气氛中以300℃至550℃进行热处理1至12小时,进行使半导体层氢化的工序。优选在400℃至500℃的温度下进行该热处理。在这一工序中,使用包含在作为层间绝缘层的绝缘层913中的氢终止半导体层中的悬挂键。在本实施方式中,在410℃下进行加热处理。
作为绝缘层913和绝缘层914,可以由选自氮化铝、氧氮化铝、氮含量高于氧含量的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含氮碳、聚硅氮烷、或含有无机绝缘材料的其它物质中的材料形成。此外,还可以使用包含硅氧烷的材料。另外,也可以使用有机绝缘材料,可以使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、或苯并环丁烯。此外,也可以使用恶唑树脂,例如可以使用光固化型聚苯并恶唑等。
接下来,在绝缘层913、绝缘层914、栅极绝缘层中形成到达形成于半导体层中的源区或漏区的开口。
如上述实施方式4所示,可以通过利用激光束的照射引起的烧蚀来形成开口。详细地说,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。在本实施方式中,重叠地照射具有吸收到半导体层的波长的第一激光束和具有吸收到栅极绝缘层、绝缘层913及绝缘层914的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除栅极绝缘层、绝缘层913及绝缘层914来形成到达半导体层的开口。此外,第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。
也可以使用光致抗蚀剂形成掩模层,并且使用该掩模层进行蚀刻加工来形成到达半导体层的源区或漏区的开口。
在到达半导体层的源区或漏区的开口中,形成源电极层或漏电极层。通过以上工序,半导体层的源区或漏区和源电极层或漏电极层电连接。
可以通过PVD法、CVD法、蒸镀法等形成导电层,选择性地蚀刻该导电层来形成源电极层或漏电极层。作为源电极层或漏电极层的材料,使用Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、或Ba等的元素;以上述元素为主要成分的合金材料或以上述元素为主要成分的金属氮化物。源电极层或漏电极层可以为单层结构或叠层结构。
此外,可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成源电极层或漏电极层。另外,还可以使用回流法或镶嵌(damascene)法。通过使用这种方法,可以在所希望的地方选择性地形成导电层。此外,当形成源电极层或漏电极层时,形成有端子部906的端子电极层950。
通过以上工序,可以制造包括在像素部902中具有晶体管922、晶体管924且在驱动电路部904中具有多个晶体管926的有源矩阵衬底。
此外,本发明不局限于此,晶体管既可为形成有一个沟道形成区域的单栅极结构,又可为形成有两个沟道形成区域的双栅极结构或形成有三个沟道形成区域的三栅极结构。
接着,作为第二层间绝缘层形成绝缘层916。作为绝缘层916,可以由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、含有氮的氧化铝(也称为氧氮化铝)、含有氧的氮化铝(也称为氮氧化铝)、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含氮的碳膜、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)、矾土、以及含有无机绝缘材料的其它物质中的材料来形成。此外,还可以使用硅氧烷树脂。此外,可以使用有机绝缘材料,有机材料可以为感光性或非感光性,能够使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯、聚硅氮烷、或低介电常数(Low-k)材料。此外,也可以使用恶唑树脂,例如,可以使用光固化型聚苯并恶唑等。对于为平坦化所提供的层间绝缘层要求具有高耐热性、高绝缘性、以及高平坦度,由此,绝缘层916的形成方法优选使用以旋转涂敷法为代表的涂敷法。
还可以使用浸渍法、喷涂法、刮刀、辊涂、幕涂、刮刀涂布、CVD法或蒸镀法等来形成绝缘层916。也可以通过液滴喷射法来形成绝缘层916。当使用液滴喷射法时,能够节省材料溶液。另外,还可以使用如液滴喷射法那样能够转印或绘制图形的方法,例如印刷法(丝网印刷或胶版印刷等形成图形的方法)或分配器法等。
在像素部902中的绝缘层916中,形成到达晶体管924的源电极层或漏电极层的开口。通过与用来电连接源电极层或漏电极层和半导体层的源区或漏区的开口相同地形成开口即可。
例如,如上述实施方式1至4所示,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上层的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。详细地说,可以重叠地照射具有吸收到源电极层或漏电极层的波长的第一激光束和具有吸收到绝缘层916的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除绝缘层916来形成开口。此时,第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。此外,在通过利用激光束的照射引起的烧蚀形成开口的情况下,优选将比较容易蒸发的低熔点金属(在本实施方式中采用铬)用于源电极层或漏电极层。不言而喻,也可以使用光致抗蚀剂形成掩模层,并且使用该掩模层进行蚀刻加工来形成开口,而不利用激光烧蚀。
在像素部902中的绝缘层916上,形成发光元件930。发光元件930与晶体管924电连接。
首先,在设置于绝缘层916中且露出晶体管924的源电极层或漏电极层的开口中,形成第一电极层932。
接下来,以覆盖第一电极层932的端部且在该第一电极层932上具有开口的方式形成隔壁层918。作为隔壁层918,可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或氮氧化硅等,并且可以为单层结构或如双层、三层的叠层结构。另外,作为隔壁层918的其他材料,可以使用选自氮化铝、氧含量高于氮含量的氧氮化铝、氮含量高于氧含量的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含氮的碳、含有无机绝缘材料的其它物质中的材料。也可以使用含有硅氧烷的材料。此外,也可以使用有机绝缘材料,作为有机材料可以是感光性或非感光性,可以采用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯、聚硅氮烷。此外,也可以使用恶唑树脂,例如,可以使用光固化型聚苯并恶唑等。
可以使用能够选择性地形成图形的液滴喷射法、能够转印或绘制图形的印刷法(丝网印刷、胶印刷等,形成图形的方法)、分配器法、旋涂法等的涂敷法、浸渍法等来形成隔壁层918。此外,通过使用感光性的材料在整个面上形成隔壁层,对由感光性的材料构成的隔壁层进行曝光及显影,可以加工为所希望的形状。此外,也可以通过溅射法、PVD(Physical Vapor Deposition)法、减压CVD法或等离子体CVD法等CVD(Chemical Vapor Deposition)法在整个面上形成,使用光刻技术形成抗蚀剂等的掩模,蚀刻且加工为所希望的形状。
作为加工成所希望的形状的蚀刻加工,可以使用干式蚀刻法或湿式蚀刻法中的任一个。对于处理大面积衬底,适合使用等离子体蚀刻(干式蚀刻法之一)。作为蚀刻气体,使用氟系气体如CF4、CHF3、NF3等或氯系气体如Cl2、BCl3等,还可以在其中适当地添加惰性气体如He或Ar等。此外,当使用大气压放电的蚀刻加工时,可以实现局部的放电加工,而不需要在衬底的整个面上形成抗蚀剂等的掩模。
隔壁层918优选为曲率半径连续改变的形状。通过使隔壁层为这种形状,提高层叠形成在其上方的层的覆盖性。
接下来,在第一电极层932及隔壁层918上,层叠形成层934、第二电极层936。由此,获得具有在第一电极层932和第二电极层936之间夹持有层934的结构的发光元件930。层934由包含至少能够获得所希望的发光波长的发光材料的层构成。
第一电极层932和第二电极层936中的一方用作阳极,另一方用作阴极。可以使用如下材料来形成第一电极层932及第二电极层936:铟锡氧化物(ITO)、包含氧化硅的铟锡氧化物、包含2wt%至20wt%的氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)等形成。此外,还可以使用铝、锰和银的合金、以及铝和锂的合金等。
此外,为了将层934处所发光的光取出到外部,作为第一电极层932和第二电极层936中的一方或双方优选使用铟锡氧化物等,或者将银、铝等以几nm至几十nm的厚度形成为能够透过可见光。
可以在整个面上形成上述材料后,选择性地蚀刻来形成。此外第一电极层932可以使用各种印刷法(丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版印刷等,形成为所希望的图形的方法)、纳米压印法、液滴喷射法、分配器法、选择性的涂敷法等来形成第一电极层932。另外,还可以使用回流法或镶嵌(damascene)法。通过使用这种方法,可以在所希望的地方选择性地形成导电层。
此外,第一电极层932可以通过CMP法或聚乙烯醇类多孔体清洗来研磨,以使其表面平坦化。此外,还可以在进行使用CMP法的研磨后,对第一电极层932的表面进行紫外线照射或氧等离子体处理等。
还可以在形成第一电极层932之后进行加热处理。通过该加热处理,包含在第一电极层932中的水分被排放。由此,在第一电极层932中不会产生脱气等,从而即使在第一电极层932上形成容易被水分退化的发光材料,该发光材料也不会退化,因此,能够制造可靠性高的显示装置。
可以使用蒸镀法、溅射法等来形成第二电极层936。此外,也可以在第二电极层936上提供用作钝化层(保护层)的绝缘层。像这样以覆盖第二电极层936的方式提供钝化层是有效的。该钝化层能够由含有氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氧氮化铝、氮含量高于氧含量的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)或含氮的碳膜的绝缘层形成,并且可以使用所述绝缘层的单层结构或组合的叠层结构。或者还可以使用硅氧烷树脂。
此时,优选使用具有良好的覆盖性的膜作为钝化膜,使用碳膜,尤其使用DLC膜是有效的。DLC膜能够在从室温到100℃以下之间的温度范围下形成;因此,该DLC膜能够容易地在具有低耐热性的层934上方层叠形成。DLC膜能够通过等离子体CVD法(典型地,RF等离子体CVD法、微波CVD法、电子回旋共振(ECR)CVD法或热丝CVD法等)、燃烧火焰法、溅射法、离子束蒸镀法或激光蒸镀法等来形成。作为用于成膜的反应气体,使用氢气和碳化氢系气体(例如,CH4、C2H2和C6H6等),并且通过辉光放电来使离子化,将离子加速撞击在施加了负的自偏压的阴极上来成膜。另外,使用C2H4气体和N2气体作为反应气体来形成CN膜即可。DLC膜对氧气具有高阻挡效果,所以可以抑制层934的氧化。因此,可以防止后续的密封工序之中层934会氧化的问题。
形成在第一电极层932上的层934,至少由包含发光材料的发光层构成。使用有机化合物、无机化合物、或者包含有机化合物和无机化合物的层来形成发光层。通过在第一电极层932和第二电极层936之间设置层934来可以获得发光元件930。
通过由密封剂910固定如上那样形成有发光元件930的衬底901和密封衬底908,来密封发光元件930。作为密封剂910,典型地,优选使用可见光固化树脂、紫外线固化树脂或热固化树脂。例如,可以使用双酚A型液体树脂、双酚A型固体树脂、含溴环氧树脂、双酚F型树脂、双酚AD型树脂、酚树脂、甲酚型树脂、酚醛清漆型树脂、环状脂肪族环氧树脂、Epi-Bis型环氧树脂、缩水甘油酸酯树脂、缩水甘油胺系树脂、杂环环氧树脂或改性环氧树脂等的环氧树脂。此外,由密封剂包围的区域948可以用填料填充,也可以通过在氮气气氛中密封来封入氮气等。当具有透过填料取光的结构时,该填料需要具有透光性。典型地,可以使用可见光固化环氧树脂、紫外线固化环氧树脂、或热固化环氧树脂。通过以上工序,完成具有使用发光元件的显示功能的显示装置。另外,填料可以以液态滴落而填充在显示装置中。可以通过使用具有吸湿性的物质如干燥剂等作为填料,获得进一步大的吸水效果,而能够防止发光元件930的退化。
此外,为了防止由于水分所引起的元件的退化,也可以以围绕像素部902的方式提供干燥剂。例如,在形成于密封衬底上的凹部中提供干燥剂即可,并且通过采用这种结构,可以不防碍薄型设计。此外,当在对应于栅极布线层的区域中还形成干燥剂,吸水面积较大时,吸水效果高。另外,当在没有直接发光的栅极布线层上形成干燥剂时,不会降低取光效率。
此外,在本实施方式中,虽然示出了由玻璃衬底密封发光元件的情况,然而,密封处理是保护发光元件免受水分的影响的处理,并且可以使用下列方法中的任何一种方法:由覆盖材料机械封入的方法、用热固化树脂或紫外线固化树脂来封入的方法、以及由具有高阻挡能力的薄膜如金属氧化物或金属氮化物等密封的方法。作为覆盖材料,能够使用玻璃、陶瓷、塑料或金属,但是当光发射到覆盖材料一侧时需要使用具有透光性的材料。此外,覆盖材料和形成有上述发光元件的衬底使用热固化树脂或紫外线固化树脂等密封剂来贴合,并且通过热处理或紫外线照射处理固化树脂来形成封闭空间。在该封闭空间中提供以氧化钡为代表的吸湿材料也是有效的。该吸湿材料可以接触地提供在密封剂上,或提供在隔壁上或周围部分,以便不遮挡来自发光元件的光。而且,还可以由热固化树脂或紫外线固化树脂填充在覆盖材料和形成有发光元件的衬底之间的空间。在这种情况下,在热固化树脂或紫外线固化树脂中添加以氧化钡为代表的吸湿材料是有效的。
此外,源电极层或漏电极层和第一电极层932,也可以通过布线层(导电层)电连接,而不直接接触且连接。
在本实施方式中,采用如下结构:对端子部906上的端子电极层950通过各向异性导电层952连接FPC954,由此与外部电连接。
此外,如图27A所示,关于在本实施方式中所制造的显示装置,在与像素部902相同的衬底上设置有驱动电路部904。此外,本发明不局限于此,也可以通过上述COG方式或TAB方式安装IC芯片作为外围驱动电路。
此外,在本发明的显示装置中,对画面显示的驱动方法没有特别限制,例如可以使用点顺序驱动方法、线顺序驱动方法或面积顺序驱动方法等。典型地,使用线顺序驱动方法,并且适当地使用时分灰度驱动方法和面积灰度驱动方法即可。另外,输入到显示装置的源极线中的视频信号可以是模拟信号或数字信号,根据该视频信号而适当地设计驱动电路等即可。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序。此外,本发明可以通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,进行激光烧蚀来形成开口。通过采用这种方法,可以防止损坏其他层或衬底的同时,容易进行烧蚀来形成开口。因此,在显示装置的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。
本实施方式可以与实施方式1至5自由地进行组合。
实施方式7
显示装置的具有显示功能的发光元件可以适用各种元件结构。一般来说,发光元件包括发光材料是有机化合物的元件和发光材料是无机化合物的元件,前者被称为有机EL元件,而后者被称为无机EL元件。在此,参照图12至图14C说明能够适用于本发明的发光元件的例子。
图12示出了有机EL元件。在图12所示的发光元件中,在第一电极层8270和第二电极层8250之间夹持有层8260。第一电极层8270和第二电极层8250中的任何一方是阳极,另一方是阴极。此外,阳极是指对发光层注入空穴的电极,阴极是指对发光层注入电子的电极。在本实施方式中,第一电极层8270是阳极,第二电极层8250是阴极。此外,层8260具有顺序层叠有空穴注入层8262、空穴传输层8264、发光层8266、电子传输层8268、电子注入层8269的结构。
可以使用如下材料来形成第一电极层8270和第二电极层8250:铟锡氧化物(ITO)、包含氧化硅的铟锡氧化物、包含2wt%至20wt%的氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)等。此外,除了铝以外,还可以将锰和银的合金、铝和锂的合金等用来形成第一电极层8270。第一电极层8270的形成方法与上述实施方式4的第一电极层7012和实施方式6的第一电极层932相同。此外,第二电极层8250的形成方法没有特别的限制,例如可以使用溅射法、蒸镀法等形成。
此外,为了将所发光的光取出到外部,优选使用铟锡氧化物等形成第一电极层8270和第二电极层8250中的任何一方或双方,或者以几nm至几十nm的厚度形成银、铝等,以便能够透过可见光。
空穴注入层8262是具有帮助从第一电极层8270到空穴传输层8264注入空穴的功能的层。通过设置空穴注入层8262,缓和第一电极层8270和空穴传输层8264之间的电离电位的差别,容易注入空穴。优选使用如下物质形成空穴注入层8262:其电离电位比形成空穴传输层8264的物质小且比形成第一电极层8270的物质大的物质;或者当在空穴传输层8264和第一电极层8270之间设置为1nm至2nm的薄膜时,其能带弯曲的物质。作为能够用来形成空穴注入层8262的物质的具体例子,可以举出如下物质:酞菁基化合物如酞菁(H2Pc)或铜酞菁(CuPc)等;或者高分子材料如聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)等。换言之,通过在空穴传输性物质中选择空穴注入层8262处的电离电位比空穴传输层8264处的电离电位相对地小的物质,可以形成空穴注入层8262。在设置空穴注入层8262的情况下,第一电极层8270优选使用铟锡氧化物等具有高功函数的物质来形成。此外,本发明不局限于此,也可以不设置空穴注入层8262。
空穴传输层8264是具有将从第一电极层8270一侧注入的空穴传输到发光层8266的功能的层。通过以这种方式设置空穴传输层8264,可以加大第一电极层8270和发光层8266之间的距离,其结果,可以防止发光由于包含在第一电极层8270等中的金属而猝灭。空穴传输层8264优选使用空穴传输性物质来形成,特别优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质来形成。此外,空穴传输性物质是指其空穴的迁移率比电子的迁移率高的物质,其中空穴和电子的迁移率比(=空穴迁移率/电子迁移率)优选大于100。作为可以用来形成空穴传输层8264的物质的具体例子,可以使用如下物质:4,4′-双[N-(1-萘基(naphtyl))-N-苯基氨基]联苯(缩写:NPB);4,4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写:TPD);4,4′,4″-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(缩写:TDATA);4,4′,4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(缩写:MTDATA);4,4′-双{N-[4-(N,N-二-间-甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基}联苯(缩写:DNTPD);1,3,5-三[N,N-二(间-甲苯基)氨基]苯(缩写:m-MTDAB);4,4′,4″-三(N-咔唑基)三苯胺(缩写:TCTA);酞菁(缩写:H2Pc);铜酞菁(缩写:CuPc);氧钒酞菁(缩写:VOPc);4,4’-双[N-(4-联苯基)-N-苯胺]联苯(缩写:BBPB)等。此外,空穴传输层8264可以是单层结构或叠层结构。
发光层8266是具有发光功能的层,并且包含由有机化合物构成的发光材料。此外,发光层8266也可以包含无机化合物。包含于发光层8266中的有机化合物只要是发光性的有机化合物就并没有限制,而可以使用各种低分子系有机化合物、高分子系有机化合物。此外,作为发光性的有机化合物,可以使用荧光发光材料和磷光发光材料中的任何一种。发光层8266既可仅仅由发光性的有机化合物构成的层,又可为将发光性的有机化合物分散在具有比该有机化合物大的能隙的主体材料的结构。此外,在作为发光层8266使用混合有多个化合物的层如包含由有机化合物构成的发光材料和主体材料的层的情况下,可以使用共蒸镀法来形成。在此,共蒸镀法是指一种蒸镀方法,其中原料从设置在一个处理室中的多个蒸发源分别蒸发,在气相状态下混合蒸发了的材料,淀积到目标上。
电子传输层8268是具有将从第二电极层8250注入的电子传输到发光层8266的功能的层。通过以这种方式设置电子传输层8268,可以增长第二电极层8250和发光层8266之间的距离,其结果,可以防止发光由于包含在第二电极层8250等中的金属而猝灭。电子传输层8268优选使用电子传输性物质来形成,特别优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质来形成。此外,电子传输性物质是指其电子的迁移率比空穴的迁移率高的物质,其中,优选电子和空穴的迁移率比(=电子迁移率/空穴迁移率)大于100。作为可以用来形成电子传输层8268的物质的具体例子,可以举出如下物质:三(8-羟基喹啉)铝(缩写Alq3);三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(缩写:Almq3);双(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(缩写:BeBq2);双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基酚铝(缩写:BAlq);双[2-(2-羟基苯基)-苯并恶唑]锌(缩写:Zn(BOX)2);以及双[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(缩写:Zn(BTZ)2)等金属配合物;2-(4-联苯基)-5-(4-tert-丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(缩写:PBD);1,3-双[5-(p-tert-丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-2-某基]苯(缩写:OXD-7);3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基基)-1,2,4-三唑(缩写:TAZ);3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基基)-1,2,4-三唑(缩写:p-EtTAZ);红菲绕啉(缩写:BPhen);浴铜灵(缩写:BCP);以及4,4-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯(缩写:BzOs)等等。此外,电子传输层8268可以是单层结构或叠层结构。
电子注入层8269是具有帮助电子从第二电极层8250注入到电子传输层8268的功能的层。电子注入层8269可以在可以用来形成电子传输层8268的物质如BPhen、BCP、p-EtTAZ、TAZ、或BzOs等中选择其电子亲合势相对地高于用来形成电子传输层8268的物质的电子亲合势的物质来形成。通过这样形成电子注入层8269,第二电极层8250和电子传输层8268之间的电子亲合势差减小,由此电子很容易注入。此外,电子注入层8269也可以包含如下无机物质:锂(Li)、铯(Cs)等碱金属;锂氧化物、钾氧化物、钠氧化物等碱金属的氧化物;钙氧化物、锰氧化物等碱土金属的氧化物;氟化锂、氟化铯等碱金属的氟化物;氟化钙等碱土金属的氟化物;或者锰(Mg)、钙(Ca)等碱土金属等。此外,电子注入层8269既可为包含有机化合物如BPhen、BCP、p-EtTAZ、TAZ、或BzOs等的结构,又可为由无机化合物如LiF等的碱金属的氟化物或CaF2等的碱土金属的氟化物等构成的结构。如上那样,使用LiF等的碱金属的氟化物或CaF2等的碱土金属的氟化物等的无机化合物,以1nm至2nm的薄膜形成电子注入层8269,电子注入层8269的能带弯曲,或者在电子注入层8269中流入隧道电流,从而电子容易从第二电极层8250注入到电子传输层8268。
此外,也可以设置空穴产生层而代替空穴注入层8262,或者设置电子产生层而代替电子注入层8269。
在此,空穴产生层是指用于产生空穴的层。可以通过混合选自空穴传输性物质中的至少一种物质和对该空穴传输性物质具有电子接受性的物质来形成空穴产生层。在此,作为空穴传输性物质,可以使用与可以用来形成空穴传输层8264的物质相同的物质。此外,作为具有电子接受性的物质,优选使用金属氧化物如钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、或铼氧化物等。
此外,电子产生层是指用来产生电子的层。电子产生层可以通过混合选自电子传输性物质中的至少一种物质和对电子传输性物质具有电子供给性的物质来形成。在此,作为电子传输性物质,可以使用与可以用来形成电子传输层8268的物质相同的物质。此外,作为具有电子供给性的物质,可以使用选自碱金属及碱土金属中的物质,具体地说是锂(Li)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、锰(Mg)等。
都使用蒸镀法、液滴喷射法或涂敷法等来形成即可。第一电极层8270或第二电极层8250使用溅射法或蒸镀法等来形成空穴注入层8262、空穴传输层8264、发光层8266、电子传输层8268、电子注入层8269即可。
在本实施方式中,层8260至少包括发光层8266即可,并且适当地设置具有其他功能的层(空穴注入层8262、空穴传输层8264、电子传输层8268、电子注入层8269等)即可。
此外,也可以第一电极层8270是阴极,而第二电极层8250是阳极。在此情况下,层8260具有从第一电极层8270一侧顺序层叠有电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层的结构。
接下来,参照图13A至图14C说明无机EL元件。根据元件的结构,将无机EL元件分类为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。它们的不同点在于,前者具有将发光材料的粒子分散在粘合剂中的发光层,而后者具有包括发光材料的薄膜的发光层。然而,它们的共同点在于,两个都需要由高电场加速的电子。此外,作为获得的发光的机理,有两种类型:利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光、以及利用金属离子的内层电子跃迁的局部发光。一般地,在很多情况下,将施主-受主复合型发光使用于分散型无机EL元件,而将局部发光使用于薄膜型无机EL元件。
可以用于本发明的发光材料,由母体材料和杂质元素构成。杂质元素用作发光中心。可以通过改变所含有的杂质元素,获得各色的发光。作为发光材料的制造方法,可以使用固相法、液相法(共沉淀法)等各种方法。此外,还可以使用诸如喷雾热分解法、复分解法、利用母体的热分解反应的方法、反胶束(reverse micelle)法、组合上述方法和高温烧成的方法、冷冻干燥法等的液相法等。
固相法是使母体材料包含杂质元素的方法:称量母体材料及杂质元素或含有杂质元素的化合物,在研钵中混合,用电炉加热,并进行烧成使其进行反应。烧成温度优选为700℃至1500℃。这是因为在温度过低的情况下固体反应不进行,而在温度过高的情况下母体材料会分解。另外,也可以在粉末状态下进行烧成,然而优选在颗粒状态下进行烧成。该方法需要在比较高的温度下进行烧成,然而,因为该方法很简单,所以生产率好,适合于大量生产。
液相法(共沉淀法)是在溶液中使母体材料或含有母体材料的化合物及杂质元素或含有杂质元素的化合物反应,并使其干燥,然后进行烧成的方法。通过该方法,发光材料的粒子均匀地分布,粒径小,并且即使在烧成温度低的情况下,也可以进行反应。
作为用于发光材料的母体材料,可以使用硫化物、氧化物、氮化物。作为硫化物,例如可以使用硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡等。此外,作为氧化物,例如可以使用氧化锌、氧化钇等。此外,作为氮化物,例如可以使用氮化铝、氮化镓、氮化铟等。而且,可以使用硒化锌、碲化锌等,也可以使用硫化钙-镓(CaGa2S4)、硫化锶-镓(SrGa2S4)、硫化钡-镓(BaGa2S4)等的三元系混晶。
作为局部型发光的杂质元素,可以使用锰(Mn)、铜(Cu)、钐(Sm)、铽(Tb)、铒(Er)、铥(Tm)、铕(Eu)、铈(Ce)、镨(Pr)等。另外,也可以添加氟(F)、氯(Cl)等卤素。卤素还可以用作电荷补偿。
另一方面,作为施主-受主复合型发光的杂质元素,可以使用包含形成施主能级的第一杂质元素和形成受主能级的第二杂质元素的发光材料。作为第一杂质元素,例如可以使用氟(F)、氯(Cl)、铝(Al)等。作为第二杂质元素,例如,可以使用铜(Cu)、银(Ag)等。
在通过固相法合成施主-受主复合型发光的发光材料的情况下,分别称量母体材料、第一杂质元素或含有第一杂质元素的化合物、以及第二杂质元素或含有第二杂质元素的化合物,在研钵中混合,然后用电炉加热并且进行烧成。作为母体材料,可以使用上述母体材料。作为第一杂质元素或含有第一杂质元素的化合物,例如,可以使用氟(F)、氯(Cl)、硫化铝等。作为第二杂质元素或含有第二杂质元素的化合物,例如,可以使用铜(Cu)、银(Ag)、硫化铜、硫化银等。烧成温度优选为700至1500℃。这是因为在温度过低的情况下固体反应不进行,而在温度过高的情况下母体材料会分解。烧成可以以粉末状态进行,但是,优选以颗粒状态进行烧成。
此外,作为在利用固相反应的情况下的杂质元素,可以将由第一杂质元素和第二杂质元素构成的化合物组合使用。在这种情况下,由于杂质元素容易扩散,固相反应变得容易进行,因此可以获得均匀的发光材料。而且,由于不会进入不要的杂质元素,所以可以获得纯度高的发光材料。作为由第一杂质元素和第二杂质元素构成的化合物,例如,可以使用氯化铜、氯化银等。
此外,这些杂质元素的浓度相对于母体材料为0.01atom%至10atom%的范围即可,优选在0.05atom%至5atom%的范围。
在采用薄膜型无机EL元件的情况下,发光层是包含上述发光材料的层,可以通过电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀(EB蒸镀)法等真空蒸镀法;溅射法等物理气相生长法(PVD);有机金属CVD法、氢化物输送减压CVD法等化学气相生长法(CVD);或原子层外延法(ALE)等形成。
图13A至13C示出了可用作发光元件的薄膜型无机EL元件的一例。在图13A至13C中,发光元件包括第一电极层50、层51、第二电极层53。层51至少包括发光层52。
图13A所示的发光元件在第一电极层50和第二电极层53之间,夹持有仅仅由发光层52构成的层51。图13B和13C所示的发光元件具有在图13A的发光元件中的第一电极层50或第二电极层53和发光层52之间设置绝缘层的结构。图13B所示的发光元件在第一电极层50和发光层52之间具有绝缘层54。图13C所示的发光元件在第一电极层50和发光层52之间具有绝缘层54a,在第二电极层53和发光层52之间具有绝缘层54b。像这样,绝缘层可以仅设置在发光层和夹住发光层的一对电极层中的一方之间,也可以设置在发光层和其双方之间。此外,绝缘层可以是单层结构或叠层结构。
另外,尽管在图13B中与第一电极层50接触地设置绝缘层54,但可以通过颠倒绝缘层和发光层的顺序而与第二电极层53接触地设置绝缘层54。
接下来,说明分散型无机EL元件。在分散型无机EL元件的情况下,将粒子状态的发光材料分散在粘合剂中以形成膜状的发光层。当通过发光材料的制造方法不能充分获得具有所需尺寸的粒子时,通过用研钵等粉碎等而加工成粒子状态即可。粘合剂是指用于以分散状态固定粒状的发光材料并且用于保持作为发光层的形状的物质。发光材料利用粘合剂均匀分散并固定在发光层中。
在分散型无机EL元件的情况下,作为形成发光层的方法,可以使用可以选择性地形成发光层的液滴喷射法、印刷法(如丝网印刷或胶版印刷等)、旋转涂敷法等的涂敷法、浸渍法、分配器法等。对发光层的膜厚没有特别限制,但优选在10nm至1000nm的范围。此外,在包含发光材料及粘合剂的发光层中,发光材料的比率优选设为50wt%以上且80wt%以下。
图14A至14C示出了可用作发光元件的分散型无机EL元件的一例。图14A至14C中的发光元件包括第一电极层60、层65、第二电极层63。其中层65至少包括发光层。
图14A中的发光元件具有第一电极层60、发光层62、第二电极层63的叠层结构,其中发光层62包括由粘合剂保持的发光材料61。
作为可用于本实施方式的粘合剂,可以使用绝缘材料。具体来说,可以使用有机绝缘材料或无机绝缘材料,并且也可以使用有机绝缘材料和无机绝缘材料的混合材料。作为有机绝缘材料,可以使用氰乙基纤维素类树脂这样的具有比较高介电常数的聚合物;聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯类树脂、硅氧烷树脂、环氧树脂、偏二氟乙烯等树脂。此外,也可以使用芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑等耐热性高分子,或者硅氧烷树脂。此外,硅氧烷树脂相当于包括Si-O-Si键的树脂。硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的键构成骨架结构。作为取代基,使用至少含有氢的有机基(如烷基、芳烃)。也可以使用氟基作为取代基。此外,作为取代基,也可以使用至少含有氢的有机基和氟基。而且,也可以使用聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等乙烯基树脂;酚醛树酯;酚醛清漆树脂;丙烯酸类树脂;三聚氰胺树脂;聚氨酯树脂;恶唑树脂(聚苯并恶唑)等树脂材料。也可以通过合适地将这些树脂与具有高介电常数的微粒如钛酸钡或钛酸锶等混合来调节介电常数。
包含在粘合剂中的无机绝缘材料可以由选自以下物质的材料形成:氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、含氧及氮的硅、氮化铝、含氧及氮的铝、氧化铝、氧化钛、BaTiO3、SrTiO3、钛酸铅、铌酸钾、铌酸铅、氧化钽、钽酸钡、钽酸锂、氧化钇、氧化锆、以及包含其它无机绝缘材料的物质。通过在有机绝缘材料中(通过添加等)包含具有高介电常数的无机绝缘材料,可以进一步控制包括发光材料和粘合剂的发光层的介电常数,并且可以进一步提高介电常数。对于粘合剂,通过采用无机绝缘材料和有机绝缘材料的混合层,提高其介电常数时,可以由发光材料产生大电荷。
在制造工序中,发光材料被分散在包含粘合剂的溶液中,然而,作为可用在本实施方式中的包含粘合剂的溶液的溶剂,适当地选择如下溶剂即可,其溶解粘合剂材料并且可以制备适合于形成发光层的方法(各种湿法)和所需膜厚的粘度的溶液。可以使用有机溶剂等,例如使用硅氧烷树脂作为粘合剂的情况下,可以使用丙二醇一甲基醚、丙二醇一甲基醚乙酸酯(也称为PGMEA)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(也称为MMB)等。
图14B及14C所示的发光元件具有在图14A的发光元件中的第一电极层60或第二电极层63和发光层62之间设置绝缘层的结构。图14B所示的发光元件在第一电极层60和发光层62之间具有绝缘层64,图14C所示的发光元件在第一电极层60和发光层62之间具有绝缘层64a,在第二电极层63和发光层62之间具有绝缘层64b。像这样,绝缘层可以仅设置在发光层和夹住发光层的一对电极层中的一方之间,或者还可以提供在发光层和其双方之间。此外,绝缘层可以是单层结构或叠层结构。
另外,尽管在图14B中与第一电极层60接触地设置绝缘层64,但也可以通过颠倒绝缘层和发光层的顺序而与第二电极层63接触地设置绝缘层64。
尽管对图13B和13C中的绝缘层54、图14B和14C中的绝缘层64那样的绝缘层没有特别限制,但优选具有高绝缘耐压、致密膜质。而且,更优选具有高介电常数。例如,可以使用氧化硅(SiOx)、氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅、氧化锆等,或者它们的混合层或两种以上的叠层。这些绝缘层可以通过溅射法、蒸镀法、CVD法等形成。另外,绝缘层也可以通过在粘合剂中分散这些绝缘材料的粒子形成。使用与包含在发光层中的粘合剂相同的材料、方法来形成粘合剂材料即可。对其膜厚没有特别限制,但是优选在10nm至1000nm的范围。
图13A至图14C所示的无机EL元件可以通过在夹住发光层的一对电极层之间施加电压获得发光,但是,通过直流驱动或交流驱动都可以工作。
本实施方式(图12至图14C)所示的发光元件可以用作上述实施方式所示的显示装置的显示元件。
例如,在对图10A至10C所示的显示装置中适用图12所示的有机EL元件的情况下,第一电极层7012或第二电极层7018相当于第一电极层8270或第二电极层8250。层7016相当于层8260。与此相同,在适用于图27A和27B所示的显示装置中的情况下,第一电极层932或第二电极层936相当于第一电极层8270或第二电极层8250。层934相当于层8260。
此外,在对图10A至10C所示的显示装置中适用图13A至图14C所示的无机EL元件的情况下,也与上述相同。第一电极层7012或第二电极层7018相当于第一电极层50或第二电极层53、或者第一电极层60或第二电极层63。层7016相当于层51或层65。与此相同,在适用于图27A和27B所示的显示装置中的情况下,第一电极层932或第二电极层936相当于第一电极层50或第二电极层53、或者第一电极层60或第二电极层63。层934相当于层51或层65。
本发明可以适用于用来形成连接本实施方式中所示的发光元件及晶体管等的开口。通过适用本发明,在具有发光元件的显示装置的制造工序中,提高生产率。
本实施方式可以与实施方式4至6自由地进行组合。
实施方式8
在本实施方式中,说明液晶显示装置。
图29A是液晶显示装置的俯视图,图29B是沿图29A中的线G-H的剖视图。
如图29A所示,使用密封剂692将像素区606、作为扫描线驱动电路的驱动电路区608a、作为扫描线驱动区的驱动电路区608b密封在衬底600和密封衬底695之间,并且在衬底600上设置有由IC驱动器形成的信号线驱动电路的驱动电路区607。在像素区606中设置有晶体管622以及电容元件623,并且在驱动电路区608b中设置有具有晶体管620以及晶体管621的驱动电路。作为衬底600,可以适用与上述实施方式相同的衬底。在使用由合成树脂构成的衬底作为衬底600的情况下,通常担心与其他衬底相比其耐热温度低,但是通过在使用耐热性高的衬底的制造工序之后进行转置,也可以采用。
在像素区606中,衬底600上夹着基底绝缘膜604a、基底绝缘膜604b设置有成为开关元件的晶体管622。在本实施方式中,作为晶体管622使用多栅型薄膜晶体管。晶体管622包括具有用作源区及漏区的杂质区的半导体层、栅极绝缘层、具有两层叠层结构的栅电极层、源电极层以及漏电极层。源电极层或漏电极层与半导体层的杂质区电连接。此外,源电极层或漏电极层与像素电极层630电连接。
源电极层或漏电极层具有叠层结构。源电极层或漏电极层在形成于覆盖栅电极层的绝缘层612、绝缘层611、以及栅极绝缘层中的开口上与半导体层的杂质区接触且电连接。
如上述实施方式1至4所示,可以利用激光束的照射引起的烧蚀来形成到达半导体层的杂质区的开口。详细地说,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。在本实施方式中,重叠地照射具有吸收到半导体层的波长的第一激光束和具有吸收到栅极绝缘层、绝缘层611及绝缘层612的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除栅极绝缘层、绝缘层611及绝缘层612来形成到达半导体层的开口。此外,第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。
也可以使用光致抗蚀剂形成掩模层,使用该掩模层进行蚀刻加工来形成到达半导体层的杂质区的开口。
此外,源电极层或漏电极层644a、644b在形成于绝缘层615中的开口上与像素电极层630接触且电连接。形成于绝缘层615中的开口如上述实施方式1至4所示,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。详细地说,可以重叠地照射具有吸收到源电极层或漏电极层644b的波长的第一激光束和具有吸收到绝缘层615的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除源电极层或漏电极层644b、以及绝缘层615来形成开口。此时,第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。在本实施方式中,将比较容易蒸发的低熔点金属(在本实施方式中采用铬)用于源电极层或漏电极层644b。而将比源电极层或漏电极层644b不容易蒸发的高熔点金属(在本实施方式中采用钨)用于源电极层或漏电极层644a。此外,通过适当地选择激光束的能量或源电极层或漏电极层的材料,也可以通过烧蚀仅仅去除绝缘层615来形成开口。不言而喻,也可以使用光致抗蚀剂形成掩模层,并且使用该掩模层进行蚀刻加工来形成开口,而不利用激光烧蚀。
在源电极层或漏电极层644a、644b露出的开口上形成像素电极层630,从而源电极层或漏电极层644a、644b和像素电极层630电连接。
薄膜晶体管(TFT)可以以多种方法来制作。例如作为半导体层,适用晶体半导体层。在晶体半导体层上夹着栅极绝缘层设置栅电极层。可以使用该栅电极层对该晶体半导体层添加杂质元素。像这样,由于使用栅电极层添加杂质元素,所以不需要形成用来添加杂质元素的掩模层。栅电极层可以具有单层结构或叠层结构。杂质区通过控制其浓度,可以成为高浓度杂质区及低浓度杂质区。将这样具有低浓度杂质区的薄膜晶体管称为LDD(Lightly doped drain,轻掺杂漏极)结构。此外,低浓度杂质区可以与栅电极重叠地形成,将这种薄膜晶体管称为GOLD(Gate Overlaped LDD,栅极重叠轻掺杂漏极)结构。此外,通过在杂质区使用磷(P)等,使薄膜晶体管的极性成为n型。当使其成为p型时,添加硼(B)等即可。然后,形成覆盖栅电极层等的绝缘层611及绝缘层612。通过混入到绝缘层611(以及绝缘层612)中的氢,可以使晶体半导体层的悬空键终结。
为了进一步提高平坦性,也可以形成绝缘层615作为层间绝缘层。作为绝缘层615,可以使用有机绝缘材料、无机绝缘材料以单层结构或叠层结构形成。绝缘层615例如可以由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氧氮化铝、氮含量比氧含量多的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、聚硅氮烷、含氮碳(CN)、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)、矾土、其他含有无机绝缘材料的物质中的材料形成。另外,可以使用有机绝缘材料,并且作为有机材料,感光性、非感光性的都可以使用,可以使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯、硅氧烷树脂等。此外,硅氧烷树脂相当于含有Si-O-Si键的树脂。硅氧烷的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成。作为取代基,使用至少包含氢的有机基(例如,烷基、芳烃)。作为取代基,也可以使用氟基。此外,作为取代基,也可以使用至少包含氢的有机基和氟基。
此外,通过使用晶体半导体层,可以在同一衬底上集成地形成像素区和驱动电路区。在此情况下,将像素部中的晶体管和驱动电路区608b中的晶体管同时形成。用于驱动电路区608b的晶体管构成CMOS电路。构成CMOS电路的薄膜晶体管为GOLD结构,然而也可以使用如晶体管622的LDD结构。
在像素区606中的薄膜晶体管的结构不局限于本实施方式,可以为形成一个沟道形成区的单栅极结构、形成两个的双栅极结构、或形成三个的三栅极结构。此外,在外围驱动电路区中的薄膜晶体管也可以为单栅极结构、双栅极结构或三栅极结构。
此外,不局限于本实施方式所示的薄膜晶体管的制造方法,顶栅型(例如,正交错型)、底栅型(例如,反交错型)、具有在沟道区的上下夹着栅极绝缘膜配置的两个栅电极层的双栅型、或者其他结构也可以适用本发明。
下面,通过印刷法或液滴喷射法,以覆盖像素电极层630的方式形成称为取向膜的绝缘层631。此外,如果使用丝网印刷法或胶印刷法,则可以选择性地形成绝缘层631。然后,进行研磨处理。如果液晶模式例如为VA模式,则有时不进行上述研磨处理。用作取向膜的绝缘层633与绝缘层631同样。接着,通过液滴喷射法,将密封剂692形成在形成有像素的区域的周边区域。
然后,通过间隔物637贴合设置有用作取向膜的绝缘层633、用作相对电极的导电层634、用作彩色滤光片的着色层635、偏光器641(也称为偏振板)、以及偏光器642的密封衬底695和作为TFT衬底的衬底600,并且在其空隙中设置液晶层632。由于本实施方式的液晶显示装置是透过型,所以在衬底600的与具有元件的一面相反一侧设置偏光器(偏振板)643。偏光器可以通过粘合层设置在衬底上。在密封剂中也可以混入有填充剂,并且在密封衬底695上还可以形成有屏蔽膜(黑矩阵)等。此外,在液晶显示装置为全色显示的情况下,由呈现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的材料形成彩色滤光片等即可,而在显示装置为单色显示的情况下,不形成着色层或由呈现至少一种颜色的材料形成即可。
此外,当在背光灯中配置RGB的发光二极管(LED)等,并且采用通过时间分割进行彩色显示的继时加法混色法(field sequential method:场序制方法)时,有时不设置彩色滤光片。因为黑矩阵减少晶体管或CMOS电路的布线引起的外光反射,所以优选设置为与晶体管或CMOS电路重叠。此外,黑矩阵也可以形成为与电容元件重叠。这是因为可以防止构成电容元件的金属膜引起的反射的缘故。
作为形成液晶层的方法,可以使用分配器式(滴落式)、或者注入法,该注入法为在贴合具有元件的衬底600和密封衬底695之后,利用毛细现象注入液晶的方法。当处理不容易适用注入法的大型衬底时,优选适用滴落法。
也可以通过散布几μm的粒子来设置间隔物,但在本实施方式中采用在衬底的整个表面上形成树脂膜后,将其蚀刻加工来形成隔离物的方法。在通过旋涂器涂敷这种隔离物的材料之后,通过曝光和显影处理将其形成为预定的图形。而且,通过用洁净烘箱等在150℃至200℃进行加热并使其固化。这样制造的间隔物可以根据曝光和显影处理的条件而具有不同形状,但是,间隔物的形状优选为顶部平坦的柱状,这样可以当与相对一侧的衬底贴在一起时,确保液晶显示装置的机械强度。形状可以为圆锥、棱锥等而没有特别的限制。
接着,在与像素区电连接的端子电极层678a、678b上,通过各向异性导电体层696设置用于连接的布线衬底的FPC 694。FPC 694具有传达来自外部的信号或电位的作用。通过上述工序,可以制造具有显示功能的液晶显示装置。
此外,作为晶体管所具有的布线层(导电层)、栅电极层、像素电极层630、作为相对电极层的导电层634,可以从铟锡氧化物(ITO)、利用在氧化铟中混合了氧化锌(ZnO)的靶来形成的IZO(indium zinc oxide,氧化铟锌)、在氧化铟中混合了氧化硅的导电材料、有机铟、有机锡、含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物、钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等的金属元素、或者以上述金属元素为主要成分的合金材料或金属氮化物中选择。
也可以在偏振板和液晶层之间具有相位差板的状态下进行层叠。
此外,本实施方式虽然示出TN型液晶面板,但是上述工序也可以同样地应用于其他方式的液晶面板。例如,本实施方式可以适用于与玻璃衬底平行地施加电场来使液晶取向的横电场方式的液晶面板。此外,本实施方式可以适用于VA(Vertical Aligment,垂直取向)方式的液晶面板。
图17和图18示出VA型液晶面板的像素结构。图17是平面图,并且图18示出对应于图17中所示的线I-J的截面结构。在以下所示的说明中参照该两个图来描述。
在该像素结构中,在一个像素中具有多个像素电极,并且各个像素电极与TFT连接。各个TFT以由不同的栅极信号驱动的方式构成。换句话说,具有如下结构,即在被多象限设计的像素中独立控制施加给各个像素电极的信号。
像素电极层1624在开口(接触孔)1623中,通过布线层1618与TFT 1628连接。此外,像素电极层1626在开口(接触孔)1627中通过布线层1619与TFT1629连接。TFT 1628的栅电极层1602和TFT 1629的栅电极层1603分离,以便提供不同的栅极信号。另一方面,TFT 1628和TFT 1629共同使用用作数据线的布线层1616。
如上述实施方式1至4所示,可以利用激光束的照射引起的烧蚀来形成开口1623、开口1627。详细地说,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分烧蚀来形成开口。在本实施方式中,可以重叠地照射具有吸收到布线层1618、布线层1619的波长的第一激光束和具有吸收到上层的绝缘层1620及绝缘层1622的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除绝缘层1620、1622来形成开口。第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。此外,虽然去除绝缘层1620、1622来形成开口,但是也可以通过适当地选择第一激光束及第二激光束的能量、或构成布线层1618、1619的材料等,以去除布线层1618、1619的上层部并存留其下层部或穿过的方式形成开口。在此情况下,布线层1618、1619在开口的侧面(或侧面及底面)露出,可以与像素电极层1624、1626电连接。
可以在整个面上形成导电材料之后,选择性地蚀刻来形成像素电极层1624和像素电极层1626。像素电极层1624和像素电极层1626的形状不同,并且由槽缝(slit)1625分离。以包围以V字形扩展的像素电极层1624的外侧的方式形成像素电极层1626。通过TFT 1628及TFT 1629改变施加给像素电极层1624和像素电极层1626的电压的定时,控制液晶的取向。在相对衬底1601上形成有遮光层1632、着色层1636、相对电极层1640。此外,在着色层1636和相对电极层1640之间形成有平坦化层1637,防止液晶的取向无序。图19示出相对衬底一侧的结构。相对电极层1640是在不同的像素之间共同使用的电极,形成有槽缝1641。通过将该槽缝1641和像素电极层1624及像素电极层1626一侧的槽缝1625相互咬合地配置,可以有效地产生斜向电场控制液晶的取向。据此,可以根据地点改变液晶的取向方向,从而扩大视角。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序。此外,本发明通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,可以进行激光烧蚀来形成开口。以上述方式可以防止损坏其他层或衬底的同时,容易进行烧蚀来形成开口。因此,在显示装置的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。
本实施方式可以与实施方式1至4自由地进行组合。
实施方式9
在本实施方式中,说明作为显示元件使用液晶显示元件的液晶显示装置。
图30所示的显示装置在衬底450上的像素区上,设置有反交错型晶体管的晶体管420、像素电极层451、绝缘层452、绝缘层453、液晶层454、间隔物481、绝缘层435、相对电极层456、彩色滤光器458、黑矩阵457、相对衬底410、偏光板(偏振器)431、以及偏光板(偏振器)433,并且在衬底450上的密封区上设置有密封剂482、端子电极层487、各向异性导电层488、以及FPC486。
如上述实施方式6、8等所示,可以通过形成由导电材料或半导体材料构成的材料层,并且适当且选择性地蚀刻该材料层来形成在本实施方式中所制造的晶体管420的栅电极层、半导体层、源电极层、漏电极层、以及像素电极层451。
在本实施方式中,使用非晶半导体层作为形成沟道的半导体层。设置在形成沟道的半导体层和源电极层或漏电极层之间的具有一导电性的半导体层根据需要形成即可。在本实施方式中,层叠半导体层和作为具有一导电性的半导体层的非晶n型半导体层。另外,可以制造作为具有一导电性的半导体层形成n型半导体层的n沟道型薄膜晶体管的NMOS结构、形成p型半导体层的p沟道型薄膜晶体管的PMOS结构、n沟道型薄膜晶体管和p沟道型薄膜晶体管的CMOS结构。
为了赋予导电性,通过掺杂而添加赋予导电性的元素,在半导体层中形成杂质区,可以形成n沟道型晶体管、p沟道型晶体管。此外,还可以通过进行使用PH3气体的等离子体处理,对半导体层赋予导电性。
在本实施方式中,晶体管420为n沟道型反交错型薄膜晶体管。此外,也可以使用在半导体层的沟道区上设置有保护层的沟道保护型反交错型薄膜晶体管。
接着,说明背光灯单元352的结构。背光灯单元352包括:作为发出荧光的光源361的冷阴极管、热阴极管、发光二极管、无机EL、有机EL;将荧光高效率地引导到导光板365的灯光反射器362;在全反射荧光的同时将光引导到整个面的导光板365;减少明亮度的不均匀的扩散板366;以及用于再利用泄漏到导光板365的下面的光的反射板364。
背光灯单元352与用于调整光源361的亮度的控制电路连接。通过来自控制电路的信号供应,可以控制光源361的亮度。
晶体管420的源电极层或漏电极层及像素电极层451在形成于绝缘层452中的开口上电连接。该开口如上述实施方式1至4所示,可以利用激光束的照射引起的烧蚀来形成。详细地说,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。在本实施方式中,可以重叠地照射具有吸收到源电极层或漏电极层的波长的第一激光束和具有吸收到绝缘层452的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除源电极层或漏电极层、以及绝缘层452来形成开口。在开口的侧面及底面露出源电极层或漏电极层及具有一导电性的半导体层。第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。在利用激光束的照射引起的烧蚀来形成开口的情况下,优选将比较容易蒸发的低熔点金属(在本实施方式中采用铬)用于源电极层或漏电极层。此外,在本实施方式中,虽然表示以穿过绝缘层452及源电极层或漏电极层的方式形成开口的例子,但是通过适当地选择第一激光束和第二激光束的能量或构成源电极层或漏电极层及绝缘层等的材料,也可以以仅仅穿过绝缘层452的方式或以去除源电极层或漏电极层的上层部并存留其下层部的方式来形成开口。
在形成于绝缘层452中的开口上形成像素电极层451,从而像素电极层451和源电极层或漏电极层电连接。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序。此外,本发明通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,可以进行激光烧蚀来形成开口。以上述方式可以防止损坏其他层或衬底的同时,容易进行烧蚀来形成开口。因此,在显示装置的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。
本实施方式可以与实施方式1至4、以及实施方式8自由地进行组合。
实施方式10
在本实施方式中,说明与上述实施方式不同的显示装置的一例。
图20示出了适用本发明的有源矩阵型电子纸。此外,尽管图20示出了有源矩阵型电子纸,但是本发明也可适用于无源矩阵型电子纸。
作为电子纸,可以使用扭转球(twist ball)显示方式。扭转球显示方式是指如下所述进行显示的方式:将分别涂成白和黑的球形粒子配置在第一电极层及第二电极层之间,在第一电极层及第二电极层之间产生电位差而控制所述球形粒子的方向。
晶体管5801是非共面(reverse coplanar)型薄膜晶体管,包括栅电极层5802、栅极绝缘层5804、布线层5805a、布线层5805b、以及半导体层5806。布线层5805a、布线层5805b用作源电极层或漏电极层。此外,布线层5805b在形成于绝缘层5908中的开口上与第一电极层5807接触且电连接。在第一电极层5807和第二电极层5808之间设置有球形粒子5809,该球形粒子5809包括具有黑色区5900a及白色区5900b且周围充满了液体的空洞5904,并且在球形粒子5809的周围填充有树脂等填充材料5905。
在本实施方式中,如上述实施方式所示,可以通过形成由导电材料或半导体材料构成的材料层,并且适当且选择性地蚀刻该材料层来形成构成晶体管5801的栅电极层5802、半导体层5806、布线层5805a、5805b等。
布线层5805b在形成于绝缘层5908中的开口上与第一电极层5807电连接。该开口如上述实施方式1至4所示,可以利用激光束的照射引起的烧蚀来形成。详细地说,重叠地照射吸收到不同的层(使烧蚀的层及层叠于其上方的层)的两种激光束,以使重叠地照射了的区域的一部分或全部烧蚀来形成开口。在本实施方式中,可以重叠地照射具有吸收到布线层5805b的波长的第一激光束和具有吸收到绝缘层5908的波长的第二激光束,以使重叠地照射了的区域烧蚀来去除布线层5805b、以及绝缘层5908来形成开口。第一激光束具有能够使与第二激光束重叠地照射的区域烧蚀的能量。第二激光束具有对照射了的区域不施加不可逆变化的能量。在利用激光束的照射引起的烧蚀来形成开口的情况下,优选将比较容易蒸发的低熔点金属(在本实施方式中采用铬)用于布线层5805b。此外,在本实施方式中,虽然表示以穿过绝缘层5908及布线层5805b的方式形成开口的例子,但是通过适当地选择第一激光束和第二激光束的能量或构成布线层及绝缘层等的材料,也可以以仅仅穿过绝缘层5908的方式或以去除布线层5805b的上层部并存留其下层部的方式形成开口。
在形成于绝缘层5908中的开口上形成第一电极层5807,从而布线层5805b和第一电极层5807电连接。
通过利用激光烧蚀,可以在绝缘层中形成开口而不进行复杂的光刻工序。
此外,还可以代替扭转球而使用电泳元件。使用透明液体和直径为10μm至200μm的微胶囊,该微胶囊中密封有带正电白色微粒和带负电的黑色微粒。对于设置在第一电极层和第二电极层之间的微胶囊,当由第一电极层和第二电极层施加电场时,白色微粒和黑色微粒移动至相反方向,从而可以显示白色或黑色。利用这种原理的显示元件就是电泳显示元件,通常被称为电子纸。电泳显示元件具有比液晶显示元件高的反射率,因而不需要辅助光,耗电量低,并且在昏暗的地方也能辨别显示部。此外,即使不供应给显示部电源时,也能够保持显示过的图像,因此,即使使具有显示功能的显示装置远离电子波源,也能保存显示过的图像。
晶体管只要能用作开关元件就可以具有任何结构。作为半导体层,可以使用各种半导体如非晶半导体、晶体半导体、多晶半导体、微晶半导体等,或者也可以使用有机化合物形成有机晶体管。
在本实施方式中,具体示出了显示装置的结构是有源矩阵型的情况,但是本发明当然也可以适用于无源矩阵型的显示装置。
通过应用本发明,在所希望的区域中形成开口而不利用使用了光致抗蚀剂的光刻工序。因此,可以减少/简化光刻工序。此外,本发明通过重叠地照射吸收到不同的层的两种激光束,可以进行激光烧蚀来形成开口。以上述方式可以防止损坏其他层或衬底的同时,容易进行烧蚀来形成开口。因此,在显示装置的制造工序中,可以实现制造成本的降低,生产率的提高。
本实施方式可以与上述实施方式1至4自由地进行组合。
实施方式11
接着,说明在实施方式4至10所制造的显示面板上安装驱动用的驱动器电路的方式。
首先,参照图16A说明采用COG方式的显示装置。在衬底2700上设置有用来显示文字、图像等信息的像素部2701。设置有多个驱动电路的衬底被分成矩形,且分割后的驱动电路(也称为驱动器IC)2751被安装在衬底2700上。图16A示出了安装多个驱动器IC 2751、在驱动器IC 2751端部上的FPC 2750的方式。此外,也可以使分割的尺寸与像素部在信号线一侧上的边长实质上相同,从而在单数的驱动器IC的端部上安装带子。
此外,也可以采用TAB方式。在此情况下,如图16B所示那样粘贴多个带子,将驱动器IC安装在该带子上即可。与COG方式的情况相同,也可以将单个驱动器IC安装在单个带子上。在此情况下,从强度的问题上来看,优选一起贴合固定驱动器IC的金属片等。
从提高生产性的观点来看,优选将多个这些安装在显示面板上的驱动器IC形成在一边长为300mm至1000mm以上的矩形衬底上。
换言之,在衬底上形成多个将驱动电路部和输出-输入端子作为一个单元的电路图形,并最终分割使用即可。对于驱动器IC的长边的长度,考虑到像素部的一边的长度或像素间距,可以形成为长边为15mm至80mm短边为1mm至6mm的矩形,或者可以形成为与像素区的一边长的长度,或形成为像素部的一边长加上各个驱动电路的一边长的长度。
驱动器IC在外部尺寸方面胜于IC芯片的优点是长边的长度。当采用长边为15mm至80mm形成的驱动器IC时,对应于像素部安装所需的数目少于采用IC芯片时的数目,因此,能够提高制造成品率。此外,当在玻璃衬底上形成驱动器IC时,由于对用作母体的衬底的形状没有限制,故不会降低生产性。与从圆形硅晶片取得IC芯片的情况相比,这是一个很大的优点。
此外,在如图15B所示扫描线侧驱动电路3702集成地形成在衬底上的情况下,在像素部3701外侧的区域上安装形成有信号线一侧的驱动电路的驱动器IC。这些驱动器IC是信号线一侧的驱动电路。为了形成对应于RGB全色的像素区,XGA级要求3072个信号线,而UXGA级要求4800个信号线。以这样的数目形成的信号线在像素部3701的端部分成几个区块并形成引线,并且对应于驱动器IC的输出端子的间距而聚集。
优选由形成在衬底上的晶体半导体来形成驱动器IC,并且该晶体半导体优选借助于照射连续振荡的激光束来形成。因此,使用连续振荡的固体激光器或气体激光器作为所述产生激光束的振荡器。当采用连续振荡的激光束时,能够获得晶体缺陷少且大晶粒的多晶半导体层。当使用这种半导体层制造晶体管时,由于迁移率或响应速度良好,故能够实现高速驱动,从而与常规元件相比可以进一步提高元件工作频率,由于特性偏差很小而可以获得高可靠性。此外,以工作频率的进一步的提高为目的,优选使晶体管的沟道长度方向和激光束的扫描方向一致。这是因为在使用连续振荡的激光束进行激光结晶化的工序中,当晶体管的沟道长度方向和激光束在衬底上的扫描方向实质上平行(优选为-30度以上且30度以下)时,能够获得最高迁移率。此外,沟道长度方向与在沟道形成区中的电流流动方向一致,亦即电荷所移动的方向。这样制造的晶体管具有由其中晶粒在沟道方向上延伸存在的多晶半导体层构成的半导体层,这意味着晶粒界面实质上沿沟道方向上形成。
为了进行激光晶化,优选将激光束大幅度缩窄,并且该激光束的形状(射束点)的宽度优选与驱动器IC的短边的宽度相同,即为1mm以上且3mm以下左右。此外,为了确保对被照射物有足够且有效的能量密度,激光束的照射区优选为线形。但是此处所用的术语“线形”指的不是严格意义上的线条,而是纵横比大的长方形或长椭圆形。例如,指纵横比为2以上(优选为10以上且10000以下)的。像这样,通过使激光束的形状(射束点)的宽度与驱动器IC的短边的长度相同,可以提供生产性提高的显示装置的制造方法。
如图16A和16B所示,也可以安装驱动器IC作为扫描线驱动电路及信号线驱动电路的双方。在此情况下,优选使扫描线一侧和信号线一侧所使用的驱动器IC的规格不同。
在像素区中,信号线和扫描线交叉而形成矩阵,并且对应于各个交叉处布置晶体管。本实施方式的特征在于:使用将非晶半导体或半非晶半导体为沟道部的TFT作为布置在像素区中的晶体管。使用等离子体CVD法或溅射法等的方法来形成非晶半导体。可以采用等离子体CVD法以300℃以下的温度形成半非晶半导体,例如,即使采用外部尺寸为550mm×650mm的非碱性玻璃衬底,也可在短时间内形成为形成晶体管所需的膜厚。这种制造技术的特点在制造大画面显示装置时有效。此外,使用SAS来构成沟道形成区,半非晶TFT可以获得2cm2/V·sec至10cm2/V·sec的场效应迁移率。像这样,可以制造实现了系统型面板(system on panel)的显示面板。
通过利用具有由SAS形成的半导体层的TFT,扫描线侧驱动电路也可以集成地形成在衬底上。在使用具有由SAS形成的半导体层的TFT的情况下,优选将驱动器IC安装在扫描线侧驱动电路及信号线侧驱动电路的双方上。
在此情况下,优选在扫描线侧和信号线侧使用具有不同规格的驱动器IC。例如,构成扫描线侧的驱动器IC的晶体管被要求承受大约30V左右的电压;但驱动频率为100kHz以下,不太要求高速工作。因此,优选将构成扫描线侧驱动器的晶体管的沟道长度(L)设定为足够大。另一方面,信号线侧的驱动器IC的晶体管承受大约12V的电压即足够,但在3V下驱动频率为65MHz左右,要求高速工作。因此,优选根据微米规则来设定构成驱动器的晶体管的沟道长度等。
对安装驱动器IC的方法没有特别的限制,可以采用COG方式、引线接合法、或TAB法。
通过将驱动器IC的厚度设定为与相对衬底相同的厚度,使它们的高度实质上相同,这有助于显示装置整体的薄型化。此外,通过使用相同材质制作各衬底,即使该显示装置产生温度变化,也不产生热应力,不会损害由TFT制作的电路的特性。除此之外,如本实施方式所示通过使用比IC芯片长的驱动器IC来安装驱动电路,可以减小安装在一个像素区中的驱动器IC的数目。
如上所述,可以将驱动电路组合在显示面板上。
实施方式12
本实施方式示出以下例子:在根据实施方式4至11制造的显示面板(EL显示面板、液晶显示面板)中使用非晶半导体或SAS形成半导体层,并且在衬底上形成扫描线一侧的驱动电路。
图22示出由使用能够获得1cm2/V·sec至15cm2/V·sec的电场效应迁移率的SAS的n沟道型TFT构成的扫描线侧驱动电路的框图。
在图22中,附图标记8500所示的区块相当于输出一段取样脉冲的脉冲输出电路,并且移位寄存器由n个脉冲输出电路构成。附图标记8501表示缓冲电路,像素8502连接在其末端。
图23示出脉冲输出电路8500的具体结构,其中电路由n沟道型TFT 8601至8613构成。此时,TFT的尺寸可以根据使用SAS的n沟道型TFT的工作特性来确定。例如,当将沟道长度设定为8μm时,沟道宽度可以设定为10μm至80μm的范围。
此外,图24示出缓冲电路8501的具体结构。缓冲电路也同样地由n沟道型TFT 8620至8635构成。此时,TFT的尺寸可以根据使用SAS的n沟道型TFT的工作特性来确定。例如,当沟道长度设定为10μm时,沟道宽度可以设定为10μm至1800μm的范围。
为了实现这种电路,而需要通过布线使TFT相互连接。
通过上述工序,可以将驱动电路组合到显示面板中。
实施方式13
参照图28来说明本实施方式。图28示出了使用根据本发明制造的TFT衬底2800构成EL显示模块的一个例子。在图28中,在TFT衬底2800上形成有由像素构成的像素部。
在图28中,在像素部的外侧且在驱动电路和像素之间设置与形成在像素中的TFT相同的TFT,或通过将所述TFT的栅电极层连接到源电极层和漏电极层中的一方,以相同于二极管的方式工作的保护电路部2801。由单晶半导体形成的驱动器IC、由多晶半导体层形成在玻璃衬底上的保持驱动器(stickdriver)IC、或由SAS形成的驱动电路等被应用于驱动电路2809。
通过由液滴喷射法形成的间隔物2806a、间隔物2806b与密封衬底2820来固定TFT衬底2800。间隔物的设置优选满足如下条件:即使当衬底的厚度薄或像素部的面积加大时,也使两个衬底的间隔保持恒定。在与TFT 2802、TFT2803分别连接的发光元件2804、发光元件2805上且在TFT衬底2800和密封衬底2820之间的空隙中,可以填充至少对可见光具有透光性的树脂材料,并使其固化,或者也可以填充无水化的氮或惰性气体。
图28示出了发光元件2804、发光元件2805具有沿图中的箭头方向发光的顶部发射结构(top emission type)的情况。通过使各像素发射红色、绿色、蓝色的不同颜色的光,可以进行多彩色显示。此时,通过在密封衬底2820一侧形成对应于各种颜色的着色层2807a、着色层2807b、着色层2807c,可以提高发射到外部的光的颜色纯度。而且,也可以采用发射白色光的元件作为像素,并与着色层2807a、着色层2807b、着色层2807c组合。
作为外部电路的驱动电路2809通过布线衬底2810与设在外部电路衬底2811一端的扫描线或信号线连接端子连接。此外,也可以具有以下结构:以与TFT衬底2800接触或靠近的方式设置热管2813和散热板2812以提高散热效果,其中热管2813是用于将热传导到装置外部的管状高效热传导器件。
此外,图28示出了顶部发射型的EL显示模块,但也可以改变发光元件的结构或外部电路衬底的配置,采用底部发射结构,当然,也可以采用从顶面、底面双侧发射光的双向发射结构。在顶部发射型结构的情况下,也可以对成为隔壁的绝缘层着色,用作黑矩阵。可以采用液滴喷射法来形成该隔壁,将颜料类的黑色树脂、碳黑等混合到聚酰亚胺等的树脂材料中形成即可,还可以采用其叠层。
此外,在EL显示模块中,也可以使用相位差板、偏振板来遮挡从外部入射的光的反射光。在顶部发射型显示装置中,也可以对成为隔壁的绝缘层着色,用作黑矩阵。可以采用液滴喷射法等来形成该隔壁,可以将碳黑等混合到颜料类黑色树脂、聚酰亚胺等树脂材料中来形成,还可以采用其叠层。也可以通过液滴喷射法将不同的材料多次喷射到同一个区域,以形成隔壁。将λ/4板或λ/2板用作相位差板,并设计成能够控制光即可。作为其结构,从TFT元件衬底一侧按顺序为发光元件、密封衬底(密封剂)、相位差板(λ/4板或λ/2板)、以及偏振板,其中,从发光元件发射的光通过它们从偏振板一侧发射到外部。将上述相位差板、偏振板设置在光发射的一侧即可,或在双方发射的双向发射型显示装置中,也可以设在双方。此外,在偏振板的外侧可以具有反射防止膜。由此,可以显示分辨率更高、精确的图像。
在TFT衬底2800中,可以使用密封剂、粘结性树脂将树脂薄膜贴到形成有像素部的一侧来形成密封结构。虽然在本实施方式中示出了使用玻璃衬底的玻璃密封,但也可以采用如使用树脂的树脂密封、使用塑料的塑料密封、使用薄膜的薄膜密封等各种密封方法。在树脂薄膜的表面上优选设置防止蒸汽透过的气体阻挡膜。利用薄膜密封结构,可以实现进一步的薄型化及轻量化。
具备根据本发明制造的TFT衬底等的显示装置,其制造工序的一部分简化,在其制造工序中提高产生率。因此,可以批量生产性地制造显示模块。
本实施方式可以分别与实施方式1至7、实施方式11、12自由地进行组合。
实施方式14
参照图31A和31B来说明本实施方式。图31A和31B示出了使用根据本发明制造的TFT衬底2600来构成液晶显示模块的一个例子。
图31A为液晶显示模块的一个例子,其中,TFT衬底2600和相对衬底2601被密封剂2602固定,且在它们之间设有像素部2603和液晶层2604,以形成显示区。当进行彩色显示时,必须要着色层2605,在进行RGB方式的情况下,对应于各个像素设有对应于红、绿、蓝各种颜色的着色层。TFT衬底2600的外侧设置有偏振板2607、漫射片2613,并且相对衬底2601的外侧设置有偏振板2606。光源由冷阴极管2610和反射板2611构成。电路衬底2612通过柔性线路板2609与TFT衬底2600连接,并且组合有控制电路、电源电路等外部电路。此外,也可以以在偏振板和液晶层之间具有相位差板的方式层叠。
液晶显示模块可以采用TN(Twisted Nematic,扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching,平面内转换)模式、FFS(Fringe Field Switching,边缘电场转换)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment,多畴垂直取向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment,垂直取向构型)模式、ASM(Axially Symmetricaligned Micro-cell,轴对称排列微胞)模式、OCB(Optical CompensatedBirefringence,光学补偿双折射)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal,铁电液晶)模式、AFLC(Antiferroelectric Liquid Crystal,反铁电液晶)模式等。
图31B示出了一个例子,其中将OCB模式应用于图31A的液晶显示模块,并且成为FS-LCD(Field sequential-LCD;场顺序液晶显示装置)。FS-LCD在一帧周期内分别进行红色发光、绿色发光、以及蓝色发光,通过时间分割来合成图像,从而能够进行彩色显示。而且,采用发光二极管或冷阴极管等来进行各个发光,因而不需要彩色滤光片。因此,由于不需要排列三原色的彩色滤光片且限定各种颜色的显示区,所以哪个区域都可以进行三种颜色的显示。另一方面,由于在一帧周期内进行三种颜色的发光,因此要求液晶高速响应。当将采用FS方式的FLC模式及OCB模式应用于本发明的显示装置时,能够完成高性能且高画质的显示装置或液晶电视装置。
OCB模式的液晶层具有所谓的π单元结构。π单元结构是指液晶分子被取向成其预倾角相对于有源矩阵衬底和相对衬底的衬底之间的中心面呈面对称关系的结构。当对衬底之间未施加电压时,π单元结构中的取向状态是展曲取向,当施加电压时转入弯曲取向。当成为弯曲取向时进行白显示。若进一步施加电压,弯曲取向的液晶分子垂直于两个衬底而取向,并且成为光不透过的状态。此外,利用OCB模式,能够实现比常规的TN模式快约10倍的高响应速度。
此外,作为一种对应于FS方式的模式,还可以采用HV(HalfV)-FLC和SS(Surface Stabilized,表面稳定)-FLC等,所述HV-FLC和SS-FLC采用能够高速工作的强诱电性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)。OCB模式可以使用粘度比较低的向列相液晶,HV-FLC、SS-FLC可以使用具有强诱电相的近晶状液晶。
通过使液晶显示模块的单元间隙变窄,来提高液晶显示模块的光学响应速度。或者,通过降低液晶材料的粘度,也可以提高光学响应速度。在TN模式液晶显示模块的像素区的像素间距为30μm以下时,上述高速化更有效。此外,通过一瞬提高(或降低)外加电压的过驱动法,能够实现进一步的高速化。
图31B的液晶显示模块是透射型液晶显示模块,设有红色光源2910a、绿色光源2910b、蓝色光源2910c作为光源。为了分别控制红色光源2910a、绿色光源2910b、蓝色光源2910c的开通或关断,设置有控制部2912。各种颜色的发光由控制部2912控制,光入射至液晶,并且通过时间分割来合成图像,从而进行彩色显示。
在以上所述的液晶显示模块中,可以将本发明适用于TFT衬底2600的制造。此外,可以适用本发明形成用来连接TFT衬底2600和像素部等的开口。因此,由于可以简化一部工序,并且提高生产率,所以可以高批量生产性地制造液晶显示模块。
本实施方式可以分别与实施方式1至3、实施方式8至12适当地自由地进行组合而使用。
实施方式15
通过使用根据本发明形成的显示装置,可以制造电视装置(也简称为电视、或电视接收机)。图21为示出了电视装置的主要结构的框图。
构成根据本实施方式的电视装置的显示面板,由像素部9011、信号线侧驱动电路9012、扫描线侧驱动电路9013构成。在该显示面板中,信号线侧驱动电路9012及扫描线侧驱动电路9013,又可为如图15A所示的外部设置的驱动电路、又可为图16A所示通过COG方式另行安装作为驱动器IC、又可如图16B所示通过TAB方式安装作为驱动器IC。此外,既可如图15B所示地使用TFT形成扫描线侧驱动电路,并且与像素部集成地形成在衬底上,又可如图15C所示地使用TFT形成信号线侧驱动电路及扫描线侧驱动电路,并且与像素部集成地形成在衬底上。对图15A至图16B的详细说明在上述实施方式中进行,所以在此省略。
在图21中,作为其他外部电路的结构,在视频信号的输入一侧包括放大由调谐器904接收的信号中的视频信号的视频信号放大电路9015、将从其输出的信号转换为与红、绿、蓝每种颜色相应的色信号的视频信号处理电路9016、以及将该视频信号转换为驱动器IC的输入规格的控制电路9017等。控制电路9017将信号分别输出至扫描线一侧和信号线一侧。在进行数字驱动的情况下,也可以具有如下结构,即在信号线一侧设置信号分割电路9018,并且将输入数字信号分成m个来供给。
由调谐器9014接收的信号中的音频信号被传送至音频信号放大电路9019,并且其输出通过音频信号处理电路9110供给至扬声器9113中。控制电路9111从输入部9112接收接收站(接收频率)和音量的控制信息,并且将信号传送至调谐器9014、音频信号处理电路9110。
如图25A和25B所示,将上述显示模块结合在框体中,从而可以完成电视装置。当使用液晶显示模块作为显示模块时,可以完成液晶电视装置。当使用EL显示模块作为显示模块时,可以完成EL电视装置、等离子体电视、电子纸等。在图25A中,由显示模块形成主画面2403,并且作为其它辅助设备具有扬声器部2409、操作开关等。以这种方式,根据本发明可以完成电视装置。
在图25A中,将显示面板2402组合在框体2401中,可以由接收器2405接收普通的电视广播。而且,通过调制解调器2404连接到采用有线或无线方式的通讯网络,可以进行单方向(从发送者到接收者)或双方向(在发送者和接收者之间或在接收者之间)的信息通信。可以使用安装在框体2401中的开关或遥控装置2406来操作电视装置,并且也可以在该遥控装置2406中设置用于显示输出信息的显示部2407。
此外,除了主画面2403之外,电视装置可以包括使用第二显示面板形成的子画面2408来显示频道或音量等。在这种结构中,可以使用本发明的液晶显示面板或EL显示面板形成主画面2403及子画面2408。可以使用视度好的EL显示面板形成主画面2403,并且使用能够以低耗电量进行显示的液晶显示面板形成子画面。此外,为了优先降低耗电量,可以使用液晶显示面板形成主画面2403,使用EL显示面板形成子画面,以使子画面可以闪亮和闪灭。通过使用本发明,甚至当使用这种大尺寸衬底并且使用许多TFT、电子部件时,也可以抑制制造成本地制造显示装置。
图25B示出了具有例如20英寸至80英寸的大型显示部的电视装置,其包括框体2410、显示部2411、作为操作部的遥控装置2412、扬声器部2413等。将本发明应用于显示部2411的制造中。图25B的电视装置是壁挂式的,所以不需要大的设置空间。
当然,本发明不局限于电视装置,并且可以应用于各种各样的用途,如个人计算机的监视器、尤其是大面积的显示媒体如火车站或机场等的信息显示板或者街头上的广告显示板等。
可以适用本发明形成用来连接显示装置的TFT和像素的开口等。其结果,由于可以简化一部工序,并且在显示装置的制造中提高生产率。
本实施方式可以与上述实施方式1至14适当地自由地进行组合。
实施方式16
作为本发明的电子设备,可以举出电视装置(简称为电视,或者电视接收机)、数码相机、数码摄像机等的拍摄影像装置、便携式电话装置(简称为移动电话机、手机)、PDA等便携式信息终端设备、便携式游戏机、计算机用的监视器、计算机、汽车音响等的声音再现装置、家用游戏机等的具备记录媒体的图像再现装置等。对于其具体例子参照图26A至26E来说明。
图26A所示的便携式信息终端设备,包括主体9201、显示部9202等。显示部9202可以应用本发明的显示装置。其结果,可以通过简化了的工序制造,并且提高生产率,所以可以高批量生产地制造便携式信息终端设备。
图26B所示的数码摄像机,包括主体9700、显示部9701等。显示部9701可以应用本发明的显示装置。其结果,可以通过简化了的工序制造,并且提高生产率,所以可以高批量生产地制造数码摄像机。
图26C所示的移动电话机,包括主体9101、显示部9102等。显示部9102可以应用本发明的显示装置。其结果,可以通过简化了的工序制造,并且提高生产率,所以可以高批量生产地制造移动电话机。
图26D所示的便携式电视装置,包括主体9301、显示部9302等。显示部9302可以应用本发明的显示装置。其结果,可以通过简化了的工序制造,并且提高生产率,所以可以高批量生产地制造便携式电视装置。此外,可以将本发明的显示装置广泛地应用于如下的电视装置:安装到移动电话机等的便携式终端的小型电视装置;能够搬运的中型电视装置;以及大型电视装置(例如40英寸以上)。
图26E所示的便携式计算机,包括主体9401、显示部9402等。显示部9402可以应用本发明的显示装置。其结果,可以通过简化了的工序制造,并且提高生产率,所以可以高批量生产地制造便携式计算机。
这样,通过应用本发明的显示装置,可以高批量生产地制造电子设备。
本实施方式可以与上述实施方式1至15自由地进行组合。
本说明书根据2006年10月26日在日本专利局受理的日本专利申请号2006-290771而制作,所述申请内容包括在本说明书中。
Claims (15)
1.一种半导体器件的制造方法,包括以下工序:
形成第一材料层;
在所述第一材料层上形成第二材料层;以及
用第一激光束和第二激光束照射所述第一材料层及所述第二材料层,
其中,所述第一激光束至少由所述第一材料层吸收,
其中,所述第二激光束至少由所述第二材料层吸收,
其中,所述第一激光束和所述第二激光束在所述第一材料层及所述第二材料层的一区域中重叠,
其中,仅所述第一材料层及所述第二材料层的所述区域在所述照射步骤被去除,并且
其中,在相同时间用第一激光束和第二激光束对所述第一材料层和所述第二材料层进行照射。
2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,
所述第一激光束的波长比所述第二激光束的波长长。
3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,
从YAG激光器发射的二次谐波用作所述第一激光束,
其中,从所述YAG激光器发射的三次谐波用作所述第二激光束。
4.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的束点面积S1和在所述区域中的所述第二激光束的束点面积S2满足S1<S2的关系。
5.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的光束直径W1和在所述区域中的所述第二激光束的光束直径W2满足W1<W2的关系。
6.一种半导体器件的制造方法,包括以下工序:
形成第一材料层;
在所述第一材料层上形成第二材料层;以及
用第一激光束和第二激光束照射所述第一材料层及所述第二材料层,
其中,所述第一激光束的振荡波长在所述第一材料层的吸收波长范围内,
其中,所述第二激光束的振荡波长在所述第二材料层的吸收波长范围内,
其中,所述第一激光束和所述第二激光束在所述第一材料层及所述第二材料层的一区域中重叠,
其中,仅所述第一材料层及所述第二材料层的所述区域在所述照射步骤被去除,并且
其中,在相同时间用第一激光束和第二激光束对所述第一材料层和所述第二材料层进行照射。
7.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述第一激光束的波长比所述第二激光束的波长长。
8.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,
从YAG激光器发射的二次谐波用作所述第一激光束,
其中,从所述YAG激光器发射的三次谐波用作所述第二激光束。
9.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的束点面积S1和在所述区域中的所述第二激光束的束点面积S2满足S1<S2的关系。
10.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的光束直径W1和在所述区域中的所述第二激光束的光束直径W2满足W1<W2的关系。
11.一种半导体器件的制造方法,包括以下工序:
形成第一材料层;
在所述第一材料层上形成第二材料层;以及
用第一激光束和第二激光束照射所述第一材料层及所述第二材料层,
其中,所述第一激光束具有400nm以上的振荡波长,
其中,所述第二激光束具有400nm以下的振荡波长,
其中,所述第一激光束和所述第二激光束在所述第一材料层及所述第二材料层的一区域中重叠,
其中,仅所述第一材料层及所述第二材料层的所述区域在所述照射步骤被去除,并且
其中,在相同时间用第一激光束和第二激光束对所述第一材料层和所述第二材料层进行照射。
12.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,
所述第一激光束的振荡波长在所述第一材料层的吸收波长范围内,
其中,所述第二激光束的振荡波长在所述第二材料层的吸收波长范围内。
13.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,
从YAG激光器发射的二次谐波用作所述第一激光束,
其中,从所述YAG激光器发射的三次谐波用作所述第二激光束。
14.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的束点面积S1和在所述区域中的所述第二激光束的束点面积S2满足S1<S2的关系。
15.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,在所述区域中的所述第一激光束的光束直径W1和在所述区域中的所述第二激光束的光束直径W2满足W1<W2的关系。
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