JP2011054936A - 有機発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、酸化物半導体層及び多結晶シリコン半導体層を共に使用して、全体的な性能を向上させると同時に、製造工程を単純化した、有機発光表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態による有機発光表示装置は、基板本体と、第１ゲート電極、第１半導体層、第１ソース電極、及び第１ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第１薄膜トランジスターと、第２半導体層、第２ゲート電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第２薄膜トランジスターと、前記第１薄膜トランジスターと接続された有機発光素子とを含む。また、前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含む。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の実施形態による有機発光表示装置は、基板本体と、第１ゲート電極、第１半導体層、第１ソース電極、及び第１ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第１薄膜トランジスターと、第２半導体層、第２ゲート電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第２薄膜トランジスターと、前記第１薄膜トランジスターと接続された有機発光素子とを含む。また、前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含む。
【選択図】図３
Description
本発明は、有機発光表示装置に関するものであって、より詳しくは、酸化物半導体層及び多結晶シリコン半導体層を共に使用した有機発光表示装置に関するものである。
有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）は、光を放出する有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を含んで画像を表示する自発光型表示装置である。有機発光表示装置は、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）とは異なり別途の光源が不要であるため、相対的に厚さ及び重量を減らすことができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、及び高い反応速度などの高品位特性を有するため、携帯用電子機器の次世代表示装置として注目されている。
最近では、酸化物薄膜トランジスター（ｏｘｉｄｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えた有機発光表示装置が特に注目されている。酸化物薄膜トランジスターとは、酸化物半導体を使用した薄膜トランジスターのことである。酸化物薄膜トランジスターは、非晶質シリコンを使用した薄膜トランジスターに比べて相対的に電子移動度及び信頼性が高いだけでなく、総合的に性能が優れている。また、酸化物薄膜トランジスターを備えた有機発光表示装置は、透明な表示装置を実現するのに有利である。
しかし、酸化物薄膜トランジスターは、多結晶シリコンを使用した薄膜トランジスターに比べて均一性は優れているが、電荷移動度が多少低い。従って、有機発光表示装置において酸化物薄膜トランジスターのみを使用する場合、全体的な性能の向上には限界があった。
本発明は、前述した背景技術の問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、酸化物半導体層及び多結晶シリコン半導体層を共に使用して、全体的な性能を向上させると同時に、製造工程を単純化した、有機発光表示装置及びその製造方法を提供することである。
本発明の第１実施形態による有機発光表示装置は、基板本体と、第１ゲート電極、第１半導体層、第１ソース電極、及び第１ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第１薄膜トランジスターと、第２半導体層、第２ゲート電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第２薄膜トランジスターと、前記第１薄膜トランジスターと接続された有機発光素子とを含む。また、前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含む。
前記第１半導体層は、前記第１ゲート電極上に絶縁配置され、前記第２ゲート電極は、前記第２半導体層上に絶縁配置される。
また、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置は、基板本体と、前記基板本体上に形成された第１ゲート電極及び第２半導体層と、前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を間において前記第１ゲート電極上に形成された前記第１半導体層と、前記ゲート絶縁膜を間において前記第２半導体層上に形成された第２ゲート電極と、前記第１半導体層及び前記第２ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１ソース電極、第１ドレイン電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極と、を含む。また、前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含む。
前記第１ソース電極及び前記第１ドレイン電極は、前記層間絶縁膜を貫通して前記第１半導体層と接触し、前記第２ソース電極及び前記第２ドレイン電極は、前記層間絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を共に貫通して前記第２半導体層と接触する。
前記有機発光装置において、前記第１半導体層は酸化物半導体層である。
前記第１半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び錫（Ｓｎ）のうちの一つ以上の元素及び酸素（Ｏ）を含むことができる。
前記第２半導体層は、前記第２ゲート電極と重畳したチャンネル領域と、前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域とに区分される。
前記第２ゲート電極は金属膜で形成される。
前記第２半導体層の前記チャンネル領域は不純物がドーピングされない多結晶シリコン層であり、前記第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域は不純物がドーピングされた多結晶シリコン層である。
前記不純物はＰ型不純物である。
前記第１ゲート電極は、第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域と同様に形成される。
また、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置の製造方法は、基板本体上に多結晶シリコン層を形成する段階と、前記多結晶シリコン層をパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）して第１ゲート電極中間体及び第２半導体層中間体を形成する段階と、前記第１ゲート電極中間体及び前記第２半導体層中間体上にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に前記第２半導体層の一部と重畳するように第２ゲート電極を形成する段階と、前記第１ゲート電極中間体及び前記第２半導体層中間体に不純物をドーピングして第１ゲート電極及び第２半導体層を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極と重畳するように前記第１半導体層を形成する段階とを含む。
前記第１半導体層は酸化物半導体層である。
前記第１半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び錫（Ｓｎ）のうちの一つ以上の元素及び酸素（Ｏ）を含むことができる。
前記第２半導体層は、前記第２ゲート電極によって前記不純物のドーピングが遮断されたチャンネル領域と、前記不純物がドーピングされて前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域とに区分される。
前記第１ゲート電極は、前記第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域と同様に形成される。
前記第２ゲート電極は金属膜で形成される。
前記不純物はＰ型不純物である。
前記有機発光表示装置の製造方法において、前記第１半導体層及び前記第２ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する段階と、前記層間絶縁膜をエッチングして前記第１半導体層の一部を露出する第１ソース接触孔及び第１ドレイン接触孔を形成し、前記層間絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を共にエッチングして前記第２半導体層の一部を露出する第２ソース接触孔及び第２ドレイン接触孔を形成する段階と、前記第１ソース接触孔及び前記第１ドレイン接触孔を通して前記第１半導体層と接触して、互いに離隔された第１ソース電極及び第１ドレイン電極を形成し、前記第２ソース接触孔及び前記第２ドレイン接触孔を通して前記第２半導体層と接触して、互いに離隔された第２ソース電極及び第２ドレイン電極を形成する段階とをさらに含むことができる。
本発明により、有機発光表示装置は、酸化物半導体層及び多結晶シリコン半導体層を共に使用して、全体的な性能を向上させると同時に、単純な構造を有することができる。
また、有機発光表示装置の製造方法を単純化することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。
本発明を明確に説明するために、説明に不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似した構成要素については、同一な参照符号を付けた。
また、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示された通りであるとは限らない。
図面では、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。また、図面においては、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」または「上部」にあるという時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示したように、有機発光表示装置１０１は、表示領域（ＤＡ）及び非表示領域（ＮＡ）に区分された基板本体１１１を含む。基板本体１１１の表示領域（ＤＡ）には複数の画素（ＰＥ）（図２に示す）が形成されて画像を表示し、非表示領域（ＮＡ）には複数の駆動回路が形成される。
図２に示したように、本発明の第１実施形態では、一つの画素（ＰＥ）が有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）７０、二つの薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）１０、２０、そして一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０を備えた２Ｔｒ−１Ｃａｐ構造を有する。しかし、本発明の第１実施形態がこれに限定されるのではない。従って、有機発光表示装置１０１は、一つの画素（ＰＥ）が三つ以上の薄膜トランジスター及び二つ以上の蓄電素子を備えることもでき、別途の配線がさらに形成されて、多様な構造を有することもできる。このように、追加的に形成される薄膜トランジスター及び蓄電素子は、補償回路を構成する。
補償回路は、画素（ＰＥ）毎に形成された有機発光素子７０の均一性を向上させて、画質に偏差が発生するのを抑制する。一般に、補償回路は、４つ乃至８つの薄膜トランジスターを有する。
また、基板本体１１１の非表示領域（ＮＡ）上に形成された駆動回路も追加の薄膜トランジスターを含むことができる。
有機発光素子７０は、正孔注入電極であるアノード（ａｎｏｄｅ）電極、電子注入電極であるカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極、そしてアノード電極及びカソード電極の間に配置された有機発光層を含む。
本発明の第１実施形態による二つの薄膜トランジスターは、第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０を含む。
第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０は、各々ゲート電極、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を含む。また、第１薄膜トランジスター１０の半導体層は酸化物半導体層であり、第２薄膜トランジスター２０の半導体層は多結晶シリコン半導体層である。つまり、第１薄膜トランジスター１０は酸化物薄膜トランジスターであり、第２薄膜トランジスター２０は多結晶シリコン薄膜トランジスターである。
第１薄膜トランジスター１０は有機発光素子７０と接続され、第２薄膜トランジスターはスキャンライン（ＳＬ）及びデータライン（ＤＬ）と接続される。
第２薄膜トランジスター２０は、発光させようとする画素（ＰＥ）を選択するスイッチング素子として使用される。第２薄膜トランジスター２０のゲート電極はスキャンライン（ＳＬ）と接続され、第２薄膜トランジスター２０のソース電極はデータライン（ＤＬ）と接続される。第２薄膜トランジスター２０は、スキャンライン（ＳＬ）に入力されるスイッチング電圧に応じてデータライン（ＤＬ）から入力されるデータ電圧を第１薄膜トランジスター１０に伝達する。
蓄電素子８０は、第２薄膜トランジスター２０及び共通電源ライン（ＶＤＤ）に接続されて、第２薄膜トランジスター２０から伝送された電圧及び共通電源ライン（ＶＤＤ）に供給される電圧の差に相当する電圧を保存する。
第１薄膜トランジスター１０は、選択された画素（ＰＥ）内の有機発光素子７０を発光させるための駆動電源を供給する。第１薄膜トランジスター１０のゲート電極は、第２薄膜トランジスター２０のドレイン電極と接続された蓄電素子８０のいずれか一つの蓄電板と接続される。また、第１薄膜トランジスター１０のソース電極及び蓄電素子８０の他の一つ蓄電板は各々共通電源ライン（ＶＤＤ）と接続される。また、第１薄膜トランジスター１０のドレイン電極は有機発光素子７０のアノード電極と接続される。このように、第１薄膜トランジスター１０は共通電源ライン（ＶＤＤ）及び蓄電素子８０に接続されて、蓄電素子８０に保存された電圧及びしきい電圧の差の二乗に比例する出力電流（ＩＯＥＬＤ）を有機発光素子７０に供給する。有機発光素子７０は、第１薄膜トランジスター１０から供給された出力電流（ＩＯＬＥＤ）によって発光する。
このような画素（ＰＥ）の構成は、前述したものに限定されずに多様に変形することができる。
図３に示したように、第１薄膜トランジスター１０は、第１ゲート電極１２１、第１半導体層１４１、第１ソース電極１６３、及び第１ドレイン電極１６４を含む。また、第２薄膜トランジスター２０は、第２ゲート電極１４５、第２半導体層１２５、第２ソース電極１６５、及び第２ドレイン電極１６６を含む。ここで、第１半導体層１４１は酸化物半導体層であり、第２半導体層１２５は多結晶シリコン半導体層である。
以下、図３を参照して、本発明の第１実施形態による第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０の構造を積層順序を中心に詳しく説明する。
基板本体１１１は、ガラス、石英、セラミック、及びプラスチックなどで構成された絶縁性基板で形成される。しかし、本発明の第１実施形態がこれに限定されるのではなく、基板本体１１１がステンレス鋼などで構成された金属性基板で形成されてもよい。
基板本体１１１上にはバッファー層１１５が形成される。バッファー層１１５は、多様な無機膜及び有機膜のうちの一つ以上の膜で形成される。バッファー層１１５は、不純元素または水分などの不要な成分の浸透を防止すると同時に、表面を平坦化する役割を果たす。しかし、バッファー層１１５は必ずしも必要な構成ではなく、基板本体１１１の種類及び工程条件によっては省略される。
バッファー層１１５上には第１ゲート電極１２１及び第２半導体層１２５が形成される。
第２半導体層１２５は、チャンネル領域１２６と、チャンネル領域１２６の両側に各々形成されたソース領域１２８及びドレイン領域１２７とに区分される。第２半導体層１２５のチャンネル領域１２６は不純物がドーピングされない多結晶シリコン層、つまり真性半導体である。第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７は不純物がドーピングされた多結晶シリコン層である。この時、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７にドーピングされる不純物はＰ型不純物である。例えば、ホウ素（Ｂ）イオンなどの物質がＰ型不純物として使用される。しかし、本発明の第１実施形態が前述したものに限定されるのではない。従って、ドーピングされる不純物がＮ型不純物であってもよい。この場合、リン（Ｐ）イオンなどの物質がＮ型不純物として使用される。
第１ゲート電極１２１は、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７と同様に形成される。つまり、第１ゲート電極１２１は不純物がドーピングされた多結晶シリコン層で形成される。第１ゲート電極１２１は、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７が形成される時に同一層に共に形成される。
第１ゲート電極１２１及び第２半導体層１２５上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成されたゲート絶縁膜１３０が形成される。しかし、本発明の第１実施形態において、ゲート絶縁膜１３０の素材が前述したものに限定されるのではない。
ゲート絶縁膜１３０上には第２ゲート電極１４５及び第１半導体層１４１が形成される。
第２ゲート電極１４５は、第２半導体層１２５のチャンネル領域１２６と重畳して形成される。第２ゲート電極１４５は、第２半導体層１２５を形成する過程において、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７に不純物をドーピングする時に、チャンネル領域１２６に不純物がドーピングされるのを遮断する役割を果たす。また、第２ゲート電極１４５は金属膜で形成される。例えば、第２ゲート電極１４５は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏなどの金属、またはこれらを含む合金などで形成される。この時、第２ゲート電極１４５は、単一層で形成されたり、物理化学的特性が優れているＣｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、またはこれらを含む合金の金属膜と、比抵抗が小さいＡｌ系またはＡｇ系の金属膜とを含む多重層で形成される。しかし、本発明の第１実施形態が前述したものに限定されるのではない。従って、第２ゲート電極１４５は、金属膜以外にも、当該技術分野の当業者に公知の多様な導電性物質で形成される。但し、第２ゲート電極１４５は、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７に不純物をドーピングする時に、チャンネル領域１２６に不純物がドーピングされるのを遮断しなければならない。
第１半導体層１４１は、少なくとも一部の領域が第１ゲート電極１２１と重畳する。また、第１半導体層１４１は酸化物半導体層で形成される。第１半導体層１４１は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び錫（Ｓｎ）のうちの一つ以上の元素及び酸素（Ｏ）を含む酸化物で形成される。例えば、第１半導体層１４１は、ＩｎＺｎＯ、ＩｎＧａＯ、ＩｎＳｎＯ、ＺｎＳｎＯ、ＧａＳｎＯ、ＧａＺｎＯ、及びＧａＩｎＺｎＯなどの混合酸化物で形成される。
酸化物半導体を使用する第１薄膜トランジスター１０は、水素化非晶質シリコンを使用する薄膜トランジスターに比べて電荷の有効移動度（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が２乃至１００倍程度大きく、オン／オフ電流比が１０５乃至１０８の値を有する。つまり、酸化物半導体を使用した第１薄膜トランジスター１０は、相対的に半導体特性が優れている。また、酸化物半導体の場合、バンドギャップ（ｂａｎｄ ｇａｐ）が約３．０ｅＶ乃至３．５ｅＶであるため、可視光に対して漏洩光電流が発生しない。従って、第１薄膜トランジスター１０の瞬間的な残像を防止することができる。また、第１薄膜トランジスター１０の特性を向上させるために、第１半導体層１４１に周期律表上の３族、４族、５族、または遷移元素を追加的に含ませてもよい。
第１半導体層１４１及び第２ゲート電極１４５上には層間絶縁膜１５０が形成される。層間絶縁膜１５０は、第１半導体層１４１の一部を露出する第１ソース接触孔１５３及び第１ドレイン接触孔１５４を有する。また、層間絶縁膜１５０及びゲート絶縁膜１３０は、共に第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７の一部を各々露出する第２ソース接触孔１５５及び第２ドレイン接触孔１５６を有する。層間絶縁膜１５０は、ゲート絶縁膜１３０と同様に、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成されるが、これに限定されない。
層間絶縁膜１５０上には、第１ソース接触孔１５３及び第１ドレイン電極１５４を通して第１半導体層１４１と接触して、互いに離隔された第１ソース電極１６３及び第１ドレイン電極１６４と、第２ソース接触孔１５５及び第２ドレイン電極１５６を通して第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７と各々接触して、互いに離隔された第２ソース電極１６５及び第２ドレイン電極１６６とが形成される。
このような構成によって、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１は、酸化物薄膜トランジスターの第１薄膜トランジスター１０及び多結晶シリコン薄膜トランジスターの第２薄膜トランジスター２０を共に使用して、効率的に性能を向上させると同時に、簡素な構造を有することができる。
具体的には、有機発光素子７０と直接接続されて有機発光素子７０を駆動する第１薄膜トランジスター１０として、均一性が相対的に優れている酸化物薄膜トランジスターを使用し、非表示領域（ＮＡ）の駆動回路や画素（ＰＥ）のスイッチングまたは補償回路などに使用される第２薄膜トランジスター２０として、電子移動度が相対的に優れている多結晶シリコン薄膜トランジスターを使用することができる。
従って、有機発光表示装置１０１は、全体的に均一性及び電子移動度を共に向上させることができる。
以下、図４乃至図６を参照して、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１の製造方法を第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０の形成過程を中心に説明する。
まず、図４に示したように、基板本体１１１上にバッファー層１１５を形成し、バッファー層１１５上に多結晶シリコン層を形成する。多結晶シリコン層は、まず非晶質シリコン層を形成し、これを結晶化させる方法で形成することができる。非晶質シリコン層を結晶化させる方法としては、当該技術分野の当業者に公知の多様な方法を使用することができる。例えば、非晶質シリコン層は、熱、レーザー、ジュール熱、電場、または触媒金属などを利用して結晶化させることができる。また、多結晶シリコン層をパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）して第１ゲート電極中間体２２１及び第２半導体層中間体２２５を形成する。
次に、図５に示したように、第１ゲート電極中間体２２１及び第２半導体層中間体２２５上にゲート絶縁膜１３０を形成する。ゲート絶縁膜１３０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成される。また、ゲート絶縁膜１３０上に第２半導体層中間体２２５の一部と重畳するように第２ゲート電極１４５を形成する。ここで、第２ゲート電極１４５は、金属膜を蒸着した後でこれをパターニングして形成される。
次に、第１ゲート電極中間体２２１及び第２半導体層中間体２２５に不純物をドーピングして第１ゲート電極１２１及び第２半導体層１２５を形成する。この時、第２半導体層１２５は、第２ゲート電極１４５によって不純物のドーピングが遮断されたチャンネル領域１２６と、不純物がドーピングされてチャンネル領域１２６の両側に形成されたソース領域１２８及びドレイン領域１２７とに区分される。また、第１ゲート電極１２１は、第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７と同様に、不純物がドーピングされた多結晶シリコン層で形成される。図５の矢印は不純物がドーピングされることを示す。
このように、本発明の第１実施形態では、導電性を有する不純物がドーピングされた多結晶シリコン層を第１ゲート電極１２１として使用して、有機発光表示装置１０１の全体的な構造を簡素化することができる。つまり、第１ゲート電極１２１及び第２半導体層１２５を各々別途に形成せずに、第２半導体層１２５を形成する過程で第１ゲート電極１２１を共に形成して、有機発光表示装置の全体的な製造工程を単純化することができる。
次に、図６に示したように、ゲート絶縁膜１３０上に第１ゲート電極１２１と少なくとも一部が重畳するように第１半導体層１４１を形成する。この時、第１半導体層１４１は酸化物半導体層である。第１半導体層１４１は、酸化物半導体をスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）または蒸発法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などの物理的気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）法など、当該技術分野の当業者に公知の多様な方法を利用して蒸着した後、これをパターニングして形成される。
次に、先に図３に示したように、第１半導体層１４１及び第２ゲート電極１４５上に層間絶縁膜１５０を形成する。そして、層間絶縁膜１５０をエッチングして第１半導体層１４１の一部を露出する第１ソース接触孔１５３及び第１ドレイン接触孔１５４を形成し、層間絶縁膜１５０及びゲート絶縁膜１３０を共にエッチングして第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７の一部を各々露出する第２ソース接触孔１５５及び第２ドレイン接触孔１５６を形成する。
次に、第１ソース接触孔１５３及び第１ドレイン接触孔１５４を通して第１半導体層１４１と接触して、互いに離隔された第１ソース電極１６３及び第１ドレイン電極１６４を形成し、第２ソース接触孔１５５及び第２ドレイン接触孔１５６を通して第２半導体層１２５のソース領域１２８及びドレイン領域１２７と各々接触して、互いに離隔された第２ソース電極１６５及び第２ドレイン電極１６６を形成する。
以上のような製造方法によって本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１を製造することができる。
一般に、多結晶シリコン薄膜トランジスター及び酸化物薄膜トランジスターを共に使用する場合、多結晶シリコン薄膜トランジスター及び酸化物薄膜トランジスターの構造及び使用される素材が互いに異なって、製造工程が複雑になる。
しかし、本発明の第１実施形態によれば、酸化物薄膜トランジスターである第１薄膜トランジスター１０及び多結晶シリコン薄膜トランジスターである第２薄膜トランジスター２０を効果的に形成することができる。
具体的には、第１薄膜トランジスター１０の第１ゲート電極１２１及び第２薄膜トランジスター２０の第２半導体層１２５を同一層に共に形成することができて、有機発光表示装置１０１の全体的な製造工程を単純化することができる。
以上において、本発明を望ましい実施形態を通して説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の概念及び範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であることを本発明が属する技術分野の当業者は容易に理解することができる。
１０１ 有機発光表示装置
１１１ 基板本体
１０、２０ 薄膜トランジスター
１１５ バッファー層
１２１、１４５ ゲート電極
１２５、１４１ 半導体層
１２６ チャンネル領域
１２７ ドレイン領域
１２８ ソース領域
１３０ ゲート絶縁膜
１５０ 層間絶縁膜
１５３，１５５ ソース接触孔
１５４，１５６ ドレイン接触孔
１６３，１６５ ソース電極
１６４，１６６ ドレイン電極
２２１ ゲート電極中間体
２２５ 半導体層中間体
７０ 有機発光素子
８０ 蓄電素子
ＤＡ 表示領域
ＮＡ 非表示領域
１１１ 基板本体
１０、２０ 薄膜トランジスター
１１５ バッファー層
１２１、１４５ ゲート電極
１２５、１４１ 半導体層
１２６ チャンネル領域
１２７ ドレイン領域
１２８ ソース領域
１３０ ゲート絶縁膜
１５０ 層間絶縁膜
１５３，１５５ ソース接触孔
１５４，１５６ ドレイン接触孔
１６３，１６５ ソース電極
１６４，１６６ ドレイン電極
２２１ ゲート電極中間体
２２５ 半導体層中間体
７０ 有機発光素子
８０ 蓄電素子
ＤＡ 表示領域
ＮＡ 非表示領域
Claims (19)
- 基板本体、
第１ゲート電極、第１半導体層、第１ソース電極、及び第１ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第１薄膜トランジスター、
第２半導体層、第２ゲート電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極を有して、前記基板本体上に形成された第２薄膜トランジスター、並びに
前記第１薄膜トランジスターと接続された有機発光素子を含み、
前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含むことを特徴とする、有機発光表示装置。 - 前記第１半導体層は、前記第１ゲート電極上に絶縁配置され、
前記第２ゲート電極は、前記第２半導体層上に絶縁配置されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光表示装置。 - 基板本体、
前記基板本体上に形成された第１ゲート電極及び第２半導体層、
前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層上に形成されたゲート絶縁膜、
前記ゲート絶縁膜を間において前記第１ゲート電極上に形成された前記第１半導体層、
前記ゲート絶縁膜を間において前記第２半導体層上に形成された第２ゲート電極、
前記第１半導体層及び前記第２ゲート電極上に形成された層間絶縁膜、並びに
前記層間絶縁膜上に形成された第１ソース電極、第１ドレイン電極、第２ソース電極、及び第２ドレイン電極を含み、
前記第１ゲート電極及び前記第２半導体層は互いに同一層に形成されて、各々多結晶シリコンを含むことを特徴とする、有機発光表示装置。 - 前記第１ソース電極及び前記第１ドレイン電極は、前記層間絶縁膜を貫通して前記第１半導体層と接触し、
前記第２ソース電極及び前記第２ドレイン電極は、前記層間絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を共に貫通して前記第２半導体層と接触することを特徴とする、請求項３に記載の有機発光表示装置。 - 前記第１半導体層は酸化物半導体層であることを特徴とする、請求項１乃至４のうちの何れか一つに記載の有機発光表示装置。
- 前記第１半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び錫（Ｓｎ）のうちの一つ以上の元素及び酸素（Ｏ）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機発光表示装置。
- 前記第２半導体層は、前記第２ゲート電極と重畳したチャンネル領域と、前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域とに区分されることを特徴とする、請求項５に記載の有機発光表示装置。
- 前記第２ゲート電極は金属膜で形成されることを特徴とする、請求項７に記載の有機発光表示装置。
- 前記第２半導体層の前記チャンネル領域は不純物がドーピングされない多結晶シリコン層であり、
前記第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域は不純物がドーピングされた多結晶シリコン層であることを特徴とする、請求項７に記載の有機発光表示装置。 - 前記不純物はＰ型不純物であることを特徴とする、請求項９に記載の有機発光表示装置。
- 前記第１ゲート電極は、第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域と同様に形成されることを特徴とする、請求項９に記載の有機発光表示装置。
- 基板本体上に多結晶シリコン層を形成する段階、
前記多結晶シリコン層をパターニングして第１ゲート電極中間体及び第２半導体層中間体を形成する段階、
前記第１ゲート電極中間体及び前記第２半導体層中間体上にゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上に前記第２半導体層の一部と重畳するように第２ゲート電極を形成する段階、
前記第１ゲート電極中間体及び前記第２半導体層中間体に不純物をドーピングして第１ゲート電極及び第２半導体層を形成する段階、そして
前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極と重畳するように前記第１半導体層を形成する段階を含むことを特徴とする、有機発光表示装置の製造方法。 - 前記第１半導体層は酸化物半導体層であることを特徴とする、請求項１２に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記第１半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び錫（Ｓｎ）のうちの一つ以上の元素及び酸素（Ｏ）を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記第２半導体層は、前記第２ゲート電極によって前記不純物のドーピングが遮断されたチャンネル領域と、前記不純物がドーピングされて前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域とに区分されることを特徴とする、請求項１３に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記第１ゲート電極は、前記第２半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域と同様に形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記第２ゲート電極は金属膜で形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記不純物はＰ型不純物であることを特徴とする、請求項１５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記第１半導体層及び前記第２ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する段階、
前記層間絶縁膜をエッチングして前記第１半導体層の一部を露出する第１ソース接触孔及び第１ドレイン接触孔を形成し、前記層間絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を共にエッチングして前記第２半導体層の一部を露出する第２ソース接触孔及び第２ドレイン接触孔を形成する段階、及び
前記第１ソース接触孔及び前記第１ドレイン接触孔を通して前記第１半導体層と接触して、互いに離隔された第１ソース電極及び第１ドレイン電極を形成し、前記第２ソース接触孔及び前記第２ドレイン接触孔を通して前記第２半導体層と接触して、互いに離隔された第２ソース電極及び第２ドレイン電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１２乃至１８のうちの何れか一つに記載の有機発光表示装置の製造方法。
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