TWI808759B - 電極連接結構及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種電極連接結構，包括基板、第一電極、第二電極、半導體層、第三電極，以及導電塊。第一電極及第二電極位於基板上。半導體層位於第一電極及第二電極上。第三電極位於半導體層上。導電塊貫穿半導體層及第三電極並直接接觸第二電極及第三電極，此導電塊具有第一上表面與第三電極的第二上表面處於不同平面。
Description
本揭示內容是關於一種電極連接結構及其形成方法。
具有主動式矩陣可驅動或讀取訊號的元件具諸多應用，例如主動矩陣有機發光二極體（Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED）與影像感測器(Photodiode Based Image Sensor)。然而隨著光二極體在半導體產業中逐漸微型化，良好的光二極體需避免電極之間因接觸造成短路，亦需藉由移除電極與外接導線之間連接處的材料，才能避免電極與外接導線之間形成過高電阻而影響電流生成。
此外，光二極體材料的選擇也從以往基於矽的材料發展至有機半導體材料、量子點材料或是鈣鈦礦材料等。相應於材料的轉變，光二極體的結構亦改變為由下而上層層堆疊的結構。然而此種製造過程使用的光阻類化學品可能與新興的有機半導體材料、量子點材料或是鈣鈦礦材料等不相容，例如微影製程中使用的極性溶劑可能分解鈣鈦礦材料，使得基於鈣鈦礦材料的光二極體圖案化困難，難以得到具有良好電極連接結構的光二極體。因此，如何得到具有良好電極連接結構且製程方式與現今技術相容的光二極體為必須解決的問題。
本揭示內容是關於一種電極連接結構，在一些實施方式中，電極連接結構包括基板、第一電極、第二電極、半導體層、第三電極及導電塊。第一電極及第二電極位於基板上。半導體層位於第一電極及第二電極上。第三電極位於半導體層上。導電塊貫穿半導體層並直接接觸第二電極及第三電極，此導電塊具有第一上表面與第三電極的第二上表面處於不同平面。
在一些實施方式中，導電塊更包括延伸部份覆蓋第三電極的第二上表面。
在一些實施方式中，半導體層包括光活性層、載子傳遞層或其組合，光活性層的材料包括有機半導體、量子點、鈣鈦礦或其組合。
本揭示內容是關於一種形成電極連接結構之方法，在一些實施方式中，方法包括以下操作：形成第一電極和第二電極於基板上、形成半導體層於第一電極和第二電極上、形成第三電極於半導體層上、形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極，以及沉積直接接觸第二電極及第三電極並具有第一上表面與第三電極的第二上表面處於不同平面的導電塊於通孔中。
在一些實施方式中，形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極包括形成光阻層於第三電極上、圖案化光阻層以形成開口暴露出第三電極、蝕刻開口內的第三電極及第三電極下方的半導體層以形成通孔，以及移除光阻層。
在一些實施方式中，形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極包括以雷射移除第三電極的部份和半導體層的部份以形成通孔。
在一些實施方式中，方法更包括在形成第三電極於半導體層上之前形成遮罩於半導體層的部份上，其中形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極包括以下操作：移除遮罩，其中第三電極具有開口暴露出半導體層的部份；形成圖案化光阻層於第三電極上，此圖案化光阻層具有開口連通第三電極的開口；蝕刻或剝除第三電極的開口內的半導體層的部份以形成通孔；以及移除光阻層。
在一些實施方式中，方法更包括在形成第三電極於半導體層上之前形成遮罩於半導體層的部份上，其中形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極包括以下操作：移除遮罩，其中第三電極具有開口暴露出半導體層的部份；以及以雷射移除第三電極的開口內的半導體層的部份以形成通孔。
在一些實施方式中，沉積導電塊於通孔中包括形成具有開口暴露出通孔的遮罩於第三電極上、沉積導電塊於通孔中，以及移除遮罩。
在一些實施方式中，沉積導電塊於通孔中包括形成光阻層於第三電極上和通孔中、圖案化光阻層以形成開口暴露出通孔、沉積導電塊於通孔中，以及移除光阻層。
下文提供不同實施例說明本揭示內容的不同特徵。為簡化當前的揭露，下文將介紹元件和配置的具體示例。當然，這些僅是示例，並不意欲限制。例如下文中第一特徵在第二特徵上方形成的描述可能包括第一特徵和第二特徵直接接觸形成的實施例，也可能包括第一特徵和第二特徵之間形成其他特徵，使第一特徵和第二特徵不直接接觸的實施例。
此外，空間相對術語，例如下方和上方等，可便於在本文中描述一個元件或特徵與圖中另一個元件或特徵的關係。除了圖中描述的方向，空間相對術語旨在涵蓋裝置於使用或操作時的不同方向。裝置可能以其他方式定位（旋轉90度或其他方向），本文使用空間相對的描述可同樣相對應地解釋。在本文的討論中，除非另有說明，否則不同圖中相同的參照編號是指使用相同或相似材料藉由相同或相似方法形成的相同或相似元件。
本揭示內容提供一種電極連接結構，其包括基板、第一電極、第二電極、半導體層、第三電極及導電塊。第一電極及第二電極位於基板上。半導體層位於第一電極及第二電極上。第三電極位於半導體層上。導電塊貫穿半導體層及第三電極並直接接觸第二電極及第三電極，此導電塊具有第一上表面與第三電極的第二上表面處於不同平面。下文將根據實施例詳細說明本揭示內容的電極連接結構。
第1A圖至第1B圖是根據本揭示內容一些實施例的電極連接結構剖面圖，例如光二極體中電極連接結構的剖面圖。在第1A圖至第1B圖所示的實施例中，電極連接結構包括基板101、第一電極103、第二電極105、半導體層107、第三電極109、導電塊111、封裝層113及通孔H1。在一些實施例中，本揭示內容的半導體層107包括與現今微影蝕刻製程使用的化學品不相容且只得藉助溶液型態的製程方式形成的有機半導體、量子點、鈣鈦礦或其組合等材料。舉例來說，本揭示內容的半導體層107包括易在微影製程的極性溶劑中分解的鈣鈦礦量子點材料。也就是說，本揭示內容的半導體層107具有難以藉由微影蝕刻製程圖案化的特性。然而藉由下文形成電極連接結構之方法所形成的電極連接結構，在不損傷半導體層107的特性的前提下將半導體層107圖案化，例如形成通孔H1的圖案，使導電塊111實質上完全填滿通孔H1，良好地連接第三電極109和第二電極105，不會有半導體層107因圖案化不完全而位於通孔H1中造成電阻過高，影響電流生成的問題。導電塊111的材料則不僅可與第三電極109的材料相同，也可與第三電極109的材料不相同。以及導電塊111的第一上表面111V高於第三電極109的第二上表面109V。
接下來詳細說明第1A圖至第1B圖所示的電極連接結構。在一些實施例中，基板101為透明基板，例如可撓的聚乙烯對苯二甲酸酯（Polyethylene terphthalate，PET）、聚萘二甲酸乙二酯（Poly ethylene naphthalate，PEN）、聚醯亞胺（Polyimide，PI），或是例如不可撓的玻璃基板、晶圓類基板（Silicon Wafer）。在一些實施例中，基板101為薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT）基板。在一些實施例中，基板101為互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS）基板。在一些實施例中，基板101為電路。在如第1A圖至第1B圖所示的實施例中，第一電極103及第二電極105位於基板101上，彼此空間上隔開。而且第一電極103和第二電極105嵌入基板101中，使第一電極103、第二電極105及基板101共同形成的上表面實質上齊平，有利於半導體層107形成於此相對較平坦的表面上。在一些實施例中，第一電極103為單元電極，可如第1A圖至第1B圖所示具有複數個，且各自隔開，以例如陣列的排列方式對應半導體層107中像素的位置。
繼續參照第1A圖至第1B圖。半導體層107位於第一電極103及第二電極105上。半導體層107包括光活性層與必要之複數層載子傳遞層（未圖示），光活性層的材料包括有機半導體、量子點、鈣鈦礦或其組合，例如具有通式ABX
3的鈣鈦礦量子點，其中A可為甲脒（Formamidinium，FA）、甲銨（methylammonium，MA）、銫或其組合；B可為鉛、錫或其組合；以及X可為鹵素，或是例如有機半導體層，如P3HT:PCBM、PTB7:PCBM、PM6:Y6、共軛聚合物：富勒烯衍生物（Conjugated Polymer:Fulletene Derivative）、共軛聚合物：非富勒烯受體（Conjugated Polymer:Non-Fullerene Acceptor）、共軛聚合物：共軛聚合物（Conjugated Polymer:Conjugated Polymer）、共軛小分子：共軛小分子（Conjugated Small Molecule:Conjugated Small Molecule）、共軛小分子：共軛聚合物（Conjugated Small Molecule:Conjugated Polymer）等組合，但不以此為限，亦或是硒化鎘（CdSe）、硫化鎘（CdS）、硫化鋅（ZnS）、磷化銦（InP）、硫化鉛（PbS）等量子點材料，但亦不以此為限。亦或者發光型態之有機半導體，如MEH-PPV，但亦不以此為限。這些光活性層的材料具有極佳的光電轉換效率，然而由於本身材料的特性，這些材料往往藉由溶液型態的製程例如旋轉塗佈的方式形成於第一電極103及第二電極105上。在一些實施例中，半導體層107不限於單層，例如可具有複數層的堆疊結構，在光活性層的上下各具有載子傳輸層，用於幫助電子與電洞收集至第一電極103和第三電極109。
繼續參照第1A圖至第1B圖。第三電極109位於半導體層107上，並藉由半導體層107與下方的第一電極103空間上隔開，避免與第一電極103直接接觸造成短路。在一些實施例中，相較於對應半導體層107中像素位置排列的單元電極，例如第1A圖至第1B圖所示的第一電極103，第三電極109為半導體層107中像素的共同電極。在一些實施例中，第一電極103、第二電極105與第三電極109的材料可為金屬，例如鋁、銀、鉬、銅、鈦、氮化鈦（TiN）等；金屬氧化物，例如氧化銦錫（ITO）等；碳系材料，例如奈米碳管等；以及有機導電材料等。在一些實施例中，第一電極103作為陽極而第三電極109作為陰極，或是第一電極103作為陰極而第三電極109作為陽極，陽極及陰極連接至電壓源（未圖示），並在一些實施例中用以收集半導體層107所產生之電流。在一些實施例中，電晶體電路與電容設置於基板101內。
繼續參照第1A圖至第1B圖。導電塊111貫穿半導體層107及第三電極109，並直接接觸第二電極105的部份105A及第三電極109，使第三電極109透過導電塊111與第二電極105的部份105A連接。在一些實施例中，第三電極109透過第二電極105作為連接電極，與例如在基板101內的驅動或讀取電路連接，以形成完整的電性迴路。需注意的是，導電塊111實質上完全填滿通孔H1，不具有半導體層107位於通孔H1中，使導電塊111良好的連接第三電極109和第二電極105的部份105A，不會因通孔H1中具有半導體層107而造成電阻過高，進而影響電流生成。在一些實施例中，導電塊111的材料可為金屬，例如鋁、銀、鉬、銅、鈦、氮化鈦（TiN）等；金屬氧化物，例如氧化銦錫（ITO）等；碳系材料，例如奈米碳管等；以及有機導電材料等。在一些實施例中，導電塊111的材料與第三電極109的材料相同。在一些實施例中，導電塊111的材料與第三電極109的材料不相同。然而需注意的是，不論導電塊111的材料和第三電極109的材料是否相同或不相同，導電塊111和第三電極109並非一體成型，使得例如導電塊111的第一上表面111V並非與第三電極109的第二上表面109V處於同一平面。第1A圖與第1B圖的差別在於第1B圖的導電塊111更包括覆蓋第三電極109的第二上表面109V且位於第一電極103上的延伸部份111C。
繼續參照第1A圖至第1B圖。封裝層113形成在第三電極109及導電塊111上，並形成在基板101的邊緣部份101B上，完整包覆其下的第三電極109、導電塊111及半導體層107，免於受到外界氧氣或水氣滲入電極連接結構，造成電極（例如第三電極109等）或半導體層107中的光活性層等氧化而影響功能正常運作。在一些實施例中，封裝層113的材料為氮化矽、氮氧化矽、氧化矽、環氧樹脂等，或其組合。需注意的是，封裝層113直接接觸基板101的邊緣部份101B，實質上不具有半導體層107介於封裝層113與基板101的邊緣部份101B之間，以提供完整的封裝層113包覆。
上述電極連接結構包括因材料特性只得藉由溶液型態的製程塗佈形成的半導體層107，亦由於材料特性與現今微影製程所使用的化學品不相容，半導體層107難以藉由在其上形成光阻層而圖案化。然而上述電極連接結構具有通孔H1圖案貫穿半導體層107，可使位於通孔H1中的導電塊111與第二電極105的部份105A良好的連接（意即實質上未有半導體層107介於導電塊111與第二電極105的部份105A之間）。上述電極連接結構在微型化之後，例如填滿導電塊111的通孔H1僅具微米等級時，亦具有上述特徵。
本揭示內容提供一種形成電極連接結構之方法，其包括以下操作：形成第一電極和第二電極於基板上、形成半導體層於第一電極和第二電極上、形成第三電極於半導體層上、形成通孔貫穿第三電極和半導體層以暴露出第二電極，以及沉積直接接觸第二電極及第三電極的導電塊於通孔中，此導電塊具有第一上表面與第三電極的第二上表面處於不同平面。下文將根據實施例詳細說明本揭示內容形成電極連接結構之方法。
第2A圖至第2E圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構200的中間階段剖面圖。第3A圖至第3B圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構300的中間階段剖面圖。第4A圖至第4E圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構400的中間階段剖面圖。第5A圖至第5C圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構500的中間階段剖面圖。以本揭示內容的方法形成之電極連接結構200、電極連接結構300、電極連接結構400及電極連接結構500實質上具有與第1A圖或第1B圖相同的最終結構，然而具有不同的中間階段結構，其中相同的元件編號可互相參照，表示由實質上相同的材料藉由實質上相同的方法形成，因此下文不再贅述相關細節。本揭示內容形成電極連接結構之方法包括圖案化難以與現今微影製程的化學品相容但又只得藉助溶液型態的製程方式形成的半導體層107。藉由使第三電極109直接形成在半導體層107上，使兩者直接接觸，再接續圖案化第三電極109和半導體層107，或同時圖案化第三電極109和半導體層107，可得到貫穿第三電極109和半導體層107的通孔H1，此通孔H1暴露出第二電極105的部份105A，實質上不具有半導體層107殘留於第二電極105的部份105A之上，使後續沈積於通孔H1中的導電塊111良好的連接第二電極105及第三電極109，不會有殘留的半導體層107造成電阻過高，進而影響電流生成。也就是說，本揭示內容的半導體層107即使只得藉助溶液型態的製程方式形成且與現今微影製程所使用的化學品不相容，仍得藉由本揭示內容提供之方法依所需圖案進行圖案化，例如上述的通孔H1圖案。
接下來詳細說明第2A圖至第2E圖，形成電極連接結構200的中間階段剖面圖。在第2A圖中，形成第一電極103和第二電極105於基板101上，其中第一電極103和第二電極105彼此空間上隔開，並嵌入基板101。在一些實施例中，第一電極103具有複數個，且各自隔開，以例如陣列的排列方式對應將於後續製程形成其上的半導體層107中像素的位置。接著，藉由例如旋轉塗佈的方式形成半導體層107於第一電極103、第二電極105及基板101上。然後，形成第三電極109於半導體層107上。在一些實施例中，第三電極109與半導體層107直接接觸。
在第2B圖至第2E圖中，形成通孔H1貫穿第三電極109和半導體層107以暴露出第二電極105。詳細來說，在第2B圖中，形成光阻層201於第三電極109上，第三電極109不與光阻層201有相容性問題（例如互溶或發生化學反應等問題），可將具有相容性問題的半導體層107和光阻層201在空間上隔開。在一些實施例中，光阻層201與第三電極109直接接觸。接著，在第2C圖中，圖案化光阻層201以形成開口O1暴露出第三電極109的部份109A及開口O2暴露出第三電極109的邊緣部份109B，開口O1定義出後續製程中導電塊111沈積並填充的位置，開口O2定義出後續製程中封裝層113沈積並填充的位置。在第2D圖中（同時參照第2C圖），蝕刻開口O1內的第三電極109的部份109A及下方的半導體層107的部份107A以形成通孔H1，以及蝕刻開口O2內的第三電極109的邊緣部份109B及下方的半導體層107的邊緣部份107B以形成更深的開口O3。通孔H1暴露出第二電極105的部份105A，而開口O3暴露出基板101的邊緣部份101B。然後，在第2E圖中，移除第2D圖中的光阻層201。
參照第2E圖、第1A圖及第1B圖。在如第2E圖所示的實施例中，沉積導電塊111於通孔H1中，再沈積封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，即可得到如第1A圖或第1B圖所示的電極連接結構。詳細的沉積導電塊111於通孔H1中的中間過程請參考下面第6圖至第9C圖。形成的導電塊111直接接觸第二電極105及第三電極109，具有良好的電極連接，並具有第一上表面111V與第三電極的第二上表面109V並非處於同一平面的特徵（如第1A圖或第1B圖所示）。
接下來詳細說明第3A圖至第3B圖，形成電極連接結構300的中間階段剖面圖。在第3A圖中，形成第一電極103和第二電極105於基板101上，形成半導體層107於第一電極103、第二電極105及基板101上，以及形成第三電極109於半導體層107上。第3A圖的實施方式請參照上述第2A圖的實施方式，此處不再贅述。
在第3B圖中，形成通孔H1貫穿第三電極109和半導體層107以暴露出第二電極105。詳細來說，以雷射301同時移除第三電極109的部份109A和半導體層107的部份107A以形成通孔H1，以及以雷射303和雷射305同時移除第三電極109的邊緣部份109B和半導體層107的邊緣部份107B以形成開口O4。藉由雷射剝離的方式可避免使用與半導體層107不相容的光阻層進行圖案化，且藉由雷射301同時移除第三電極109的部份109A和半導體層107的部份107A，以及藉由雷射303和雷射305同時移除第三電極109的邊緣部份109B和半導體層107的邊緣部份107B，可確保得到同時貫穿第三電極109及半導體層107且對準第二電極105的部份105A的通孔H1及對準基板101的邊緣部份101B的開口O4。也就是說，通孔H1暴露出第二電極105的部份105A，而開口O4暴露出基板101的邊緣部份101B。
參照第3B圖、第1A圖及第1B圖。在如第3B圖所示的實施例中，沉積導電塊111於通孔H1中，再沈積封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，即可得到如第1A圖或第1B圖所示的電極連接結構。詳細的沉積導電塊111於通孔H1中的中間過程請參考下面第6圖至第9C圖。形成的導電塊111直接接觸第二電極105及第三電極109，具有良好的電極連接，並具有第一上表面111V與第三電極的第二上表面109V不處於同一平面的特徵（如第1A圖或第1B圖所示）。
接下來詳細說明第4A圖至第4E圖，形成電極連接結構400的中間階段剖面圖。在第4A圖中，形成第一電極103和第二電極105於基板101上，以及形成半導體層107於第一電極103、第二電極105及基板101上。第4A圖的實施方式請參照上述第2A圖的實施方式，此處不再贅述。
在第4B圖至第4E圖中，形成通孔H1貫穿第三電極109和半導體層107以暴露出第二電極105。在第4B圖中，形成第三電極109於半導體層107上之前更包括形成遮罩401於半導體層107的部份107A和邊緣部份107B上，以分別定義出後續製程中導電塊111沈積並填充的位置和封裝層113沈積並填充的位置。在一些實施例中，第三電極109藉由非溶液型態的製程方式形成於半導體層107上，例如藉由真空鍍膜的方式。同時參照第4C圖，藉由遮罩401覆蓋半導體層107的部份107A和邊緣部份107B，使形成於半導體層107上的第三電極109圖案化，在移除遮罩401之後形成開口O5和開口O6於第三電極109中，分別暴露出半導體層107的部份107A和邊緣部份107B。在第4C圖中，形成圖案化光阻層402於第三電極109上，圖案化光阻層402具有開口O7和開口O8分別連通第三電極的開口O5和開口O6。第三電極109不與圖案化光阻層402有相容性問題（例如互溶或發生化學反應等問題），可將具有相容性問題的半導體層107和圖案化光阻層402在空間上隔開。在第4D圖中（同時參照第4C圖），蝕刻未被圖案化光阻層402保護的部份，即第三電極109的開口O5內的半導體層107的部份107A以形成通孔H1，以及第三電極109的開口O6內的半導體層107的邊緣部份107B以形成開口O9。通孔H1和開口O9各自貫穿第三電極109和半導體層107並分別暴露出第二電極105的部份105A和基板101的邊緣部份101B。在第4E圖中，移除第4D圖中的圖案化光阻層402。
參照第4E圖、第1A圖及第1B圖。在如第4E圖所示的實施例中，沉積導電塊111於通孔H1中，再沈積封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，即可得到如第1A圖或第1B圖所示的電極連接結構。詳細的沉積導電塊111於通孔H1中的中間過程請參考下面第6圖至第9C圖。形成的導電塊111直接接觸第二電極105及第三電極109，具有良好的電極連接，並具有第一上表面111V與第三電極的第二上表面109V不處於同一平面的特徵（如第1A圖或第1B圖所示）。
接下來詳細說明第5A圖至第5C圖，形成電極連接結構500的中間階段剖面圖。在第5A圖中，形成第一電極103和第二電極105於基板101上，以及形成半導體層107於第一電極103、第二電極105及基板101上。第5A圖的實施方式請參照上述第2A圖的實施方式，此處不再贅述。
在第5B圖至第5C圖中，形成通孔H1貫穿第三電極109和半導體層107以暴露出第二電極105。在第5B圖中，形成第三電極109於半導體層107上之前包括形成遮罩501於半導體層107的部份107A和邊緣部份107B上，以分別定義出後續製程中導電塊111沈積並填充的位置和封裝層113沈積並填充的位置。在一些實施例中，第三電極109藉由非溶液型態的製程方式形成於半導體層107上，例如藉由真空鍍膜的方式。藉由遮罩501覆蓋半導體層107的部份107A和邊緣部份107B，使形成於半導體層107上的第三電極109圖案化，在移除遮罩501之後形成開口O10和開口O11於第三電極109中，分別暴露出半導體層107的部份107A和邊緣部份107B。在第5C圖中，同時參照第5B圖，以雷射503移除第三電極109的開口O10內的半導體層107的部份107A以形成通孔H1，以及以雷射505和雷射507移除第三電極109的開口O11內的半導體層107的邊緣部份107B以形成開口O12。藉由雷射剝離的方式可避免使用與半導體層107不相容的光阻層進行圖案化，且可確保得到貫穿第三電極109及半導體層107且對準第二電極105的部份105A的通孔H1及對準基板101的邊緣部份101B的開口O12。也就是說，通孔H1暴露出第二電極105的部份105A，而開口O12暴露出基板101的邊緣部份101B。
參照第5C圖、第1A圖及第1B圖。在如第5C圖所示的實施例中，沉積導電塊111於通孔H1中，再沈積封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，即可得到如第1A圖或第1B圖所示的電極連接結構。詳細的沉積導電塊111於通孔H1中的中間過程請參考下面第6圖至第9C圖。形成的導電塊111直接接觸第二電極105及第三電極109，具有良好的電極連接，並具有第一上表面111V與第三電極的第二上表面109V不處於同一平面的特徵（如第1A圖或第1B圖所示）。
第6圖是根據本揭示內容一些實施例之方法沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。第7圖是根據本揭示內容一些實施例之方法沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。第8A圖至第8C圖是根據本揭示內容一些實施例之方法沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。第9A圖至第9C圖是根據本揭示內容一些實施例之方法沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。第2E圖的電極連接結構200、第3B圖的電極連接結構300、第4E圖的電極連接結構400及第5C圖的電極連接結構500可藉由上述任一沉積導電塊於通孔中之方法，例如第6圖之方法、第7圖之方法、第8A圖至第8C圖之方法，或是第9A圖至第9C圖之方法，得到如第1A圖或第1B圖所示的最終的電極連接結構。
接下來詳細說明第6圖，沉積導電塊111於通孔H1中之方法。在第6圖中，形成遮罩601於第三電極109上。遮罩601具有開口O13暴露出通孔H1。開口O13的孔徑L2大於通孔H1的孔徑L1且小於第二電極105的寬度L3。使導電塊111沈積於通孔H1中的時候可完全填滿通孔H1，並且在半導體層107發出的光係往半導體層107向第三電極109的方向發出且導電塊111不由透明材料形成的實施例中可避免導電塊111擋住光發出。沉積導電塊111於通孔H1中之後移除遮罩601，並接續形成封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，得到如第1A圖所示的電極連接結構。
接下來詳細說明第7圖，沉積導電塊111於通孔H1中之方法。在第7圖中，形成遮罩701於第三電極109上。遮罩701具有開口O14暴露出通孔H1。開口O14的孔徑L4大於通孔H1的孔徑L1、位於第一電極103之上，且小於第三電極109的寬度L5。使導電塊111不僅在沈積於通孔H1中的時候可完全填滿通孔H1，也具有延伸部份111C覆蓋第三電極109的第二上表面109V，增加與第三電極109的接觸面積並減少電阻。沉積導電塊111於通孔H1中之後移除遮罩701，並接續形成封裝層113於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，得到如第1B圖所示的電極連接結構。
接下來詳細說明第8A圖至第8C圖，沉積導電塊111於通孔H1中之方法。在第8A圖中，形成光阻層801於第三電極109上、通孔H1中及基板101的邊緣部份101B上。接著在第8B圖中，圖案化光阻層801以形成開口O15暴露出通孔H1。開口O15定義最終的電極連接結構中導電塊111的位置，其孔徑L6大於通孔H1的孔徑L1且小於第二電極105的寬度L3。使導電塊111在後續參照第8C圖的製程中沈積於開口O15內的時候可完全填滿通孔H1，沉積於開口O15外的時候則具有光阻層801介於導電塊111與下方的第三電極109之間，益於後續製程移除光阻層801的時候一併移除開口O15外的導電塊111。也就是說，最終得到的電極連接結構僅具有位於開口O15內的導電塊111，不具有開口O15外（例如位於第一電極103之上）的導電塊111。繼續參照第8C圖，沉積導電塊111於通孔H1中及光阻層801上。移除光阻層801，使光阻層801上的導電塊111一併移除之後，得到僅具有位於開口O15內的導電塊111，並接續將封裝層113形成於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，得到如第1A圖所示的電極連接結構。
接下來詳細說明第9A圖至第9C圖，沉積導電塊111於通孔H1中之方法。在第9A圖中，形成光阻層901於第三電極109上、通孔H1中及基板101的邊緣部份101B上。接著在第9B圖中，圖案化光阻層901以形成開口O16暴露出通孔H1。開口O16定義最終的電極連接結構中導電塊111的位置，其孔徑L7大於通孔H1的孔徑L1、位於第一電極103之上，且小於第三電極109的寬度L5。使導電塊111在後續參照第9C圖的製程中沈積於開口O16內的時候可完全填滿通孔H1，並具有延伸部份111C覆蓋第三電極109的第二上表面109V。而導電塊111沉積於開口O16外的時候則具有光阻層901介於導電塊111與下方的基板101的邊緣部份101B之間。也就是說，最終得到的電極連接結構不僅具有位於通孔H1內的導電塊111，亦具有延伸部份111C位於於第一電極103之上。繼續參照第9C圖，沉積導電塊111於通孔H1中及光阻層901上。接著移除光阻層901，使光阻層901上的導電塊111一併移除之後，得到僅具有位於開口O16內的導電塊111，並接續將封裝層113形成於第三電極109、導電塊111及基板101的邊緣部份101B上，得到如第1B圖所示的電極連接結構。
上述方法形成之電極連接結構，使只得藉由溶液型態的製程塗佈於電極連接結構上的半導體層107，可避免與微影製程所使用的化學品直接接觸，意即避免半導體層107與微影製程所使用的化學品因材料特性而產生例如互溶或化學反應等製程上不相容的問題，並得到可圖案化的半導體層107，使導電塊111與第二電極105的部份105A良好的連接（意即實質上未有半導體層107介於導電塊111與第二電極105的部份105A之間），而封裝層113亦與基板101的邊緣部份101B良好的接觸（意即實質上未有半導體層107介於封裝層113與基板101的邊緣部份101B之間）。上述電極連接結構在微型化之後，亦具有上述特徵。此外，由於本揭示內容係先圖案化第三電極109再沉積導電塊111，使導電塊111和第三電極109並非一體成型，兩者不僅可由相同材料形成，亦可由不同材料形成，並具有例如導電塊111的第一上表面111V與第三電極109的第二上表面109V不處於同一平面的特徵。
本文概述一些實施例的特徵，使領域中的通常知識者可更好地了解當前揭露的方面。領域中的通常知識者應認知到他們可隨時利用本揭示內容作為設計或修改其他流程和結構的基礎，以實現相同的目的和/或實現此處介紹的實施例的相同優勢。領域中的通常知識者還應認知到這種等價建構不會偏離本揭示內容的精神和範圍，他們可在不偏離本揭示內容的精神和範圍下在此進行各種改變、替換和修改。
101:基板
101B:邊緣部份
103:第一電極
105:第二電極
105A:部份
107:半導體層
107A:部份
107B:邊緣部份
109:第三電極
109A:部份
109B:邊緣部份
109V:第二上表面
111:導電塊
111C:延伸部份
111V:第一上表面
113:封裝層
201:光阻層
301:雷射
303:雷射
305:雷射
401:遮罩
402:圖案化光阻層
501:遮罩
503:雷射
505:雷射
507:雷射
601:遮罩
701:遮罩
801:光阻層
901:光阻層
H1:通孔
L1:孔徑
L2:孔徑
L3:寬度
L4:孔徑
L5:寬度
L6:孔徑
L7:孔徑
O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8、O9、O10、O11、O12、O13、O14、O15、O16:開口
閱讀本揭示內容的附圖時，建議從下文敘述瞭解本揭示的各個面向。需注意的是，按照工業的標準做法，各種特徵尺寸未依比例繪製。為了使討論更清晰，各種特徵尺寸可任意增加或減少。
第1A圖至第1B圖是根據本揭示內容一些實施例的電極連接結構剖面圖。
第2A圖至第2E圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構的中間階段剖面圖。
第3A圖至第3B圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構的中間階段剖面圖。
第4A圖至第4E圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構的中間階段剖面圖。
第5A圖至第5C圖是根據本揭示內容一些實施例形成電極連接結構的中間階段剖面圖。
第6圖是根據本揭示內容一些實施例沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。
第7圖是根據本揭示內容一些實施例沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。
第8A圖至第8C圖是根據本揭示內容一些實施例沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。
第9A圖至第9C圖是根據本揭示內容一些實施例沉積導電塊於通孔中的中間階段剖面圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
101:基板
101B:邊緣部份
103:第一電極
105:第二電極
105A:部份
107:半導體層
109:第三電極
109V:第二上表面
111:導電塊
111V:第一上表面
113:封裝層
H1:通孔
L1:孔徑
Claims (10)
- 一種電極連接結構，包括： 一基板； 一第一電極及一第二電極，位於該基板上； 一半導體層，位於該第一電極及該第二電極上； 一第三電極，位於該半導體層上；以及 一導電塊，貫穿該半導體層及該第三電極，直接接觸該第二電極及該第三電極，該導電塊具有一第一上表面與該第三電極的一第二上表面處於不同平面。
- 如請求項1所述之電極連接結構，其中該導電塊更包括一延伸部份覆蓋該第三電極的該第二上表面。
- 如請求項1所述之電極連接結構，其中該半導體層包括一光活性層、一載子傳遞層或其組合，該光活性層的材料包括有機半導體、量子點、鈣鈦礦或其組合。
- 一種形成電極連接結構之方法，包括： 形成一第一電極和一第二電極於一基板上； 形成一半導體層於該第一電極和該第二電極上； 形成一第三電極於該半導體層上； 形成一通孔貫穿該第三電極和該半導體層以暴露出該第二電極；以及 沉積一導電塊於該通孔中，該導電塊直接接觸該第二電極及該第三電極，且該導電塊的一第一上表面與該第三電極的一第二上表面處於不同平面。
- 如請求項4所述之方法，其中形成該通孔貫穿該第三電極和該半導體層以暴露出該第二電極包括： 形成一光阻層於該第三電極上； 圖案化該光阻層以形成一開口暴露出該第三電極； 蝕刻該開口內的該第三電極及該第三電極下方的該半導體層以形成該通孔；以及 移除該光阻層。
- 如請求項4所述之方法，其中形成該通孔貫穿該第三電極和該半導體層以暴露出該第二電極包括： 以一雷射移除該第三電極的一部份和該半導體層的一部份以形成該通孔。
- 如請求項4所述之方法，更包括在形成該第三電極於該半導體層上之前： 形成一遮罩於該半導體層的一部份上， 其中形成該通孔貫穿該第三電極和該半導體層以暴露出該第二電極包括： 移除該遮罩，其中該第三電極具有一開口暴露出該半導體層的該部份； 形成一圖案化光阻層於該第三電極上，該圖案化光阻層具有一開口連通該第三電極的該開口； 蝕刻或剝除該第三電極的該開口內的該半導體層的該部份以形成該通孔；以及 移除該圖案化光阻層。
- 如請求項4所述之方法，更包括在形成該第三電極於該半導體層上之前： 形成一遮罩於該半導體層的一部份上， 其中形成該通孔貫穿該第三電極和該半導體層以暴露出該第二電極包括： 移除該遮罩，其中該第三電極具有一開口暴露出該半導體層的該部份；以及 以一雷射移除該第三電極的該開口內的該半導體層的該部份以形成該通孔。
- 如請求項4所述之方法，其中沉積該導電塊於該通孔中包括： 形成一遮罩於該第三電極上，該遮罩具有一開口暴露出該通孔； 沉積該導電塊於該通孔中；以及 移除該遮罩。
- 如請求項4所述之方法，其中沉積該導電塊於該通孔中包括： 形成一光阻層於該第三電極上和該通孔中； 圖案化該光阻層以形成一開口暴露出該通孔； 沉積該導電塊於該通孔中；以及 移除該光阻層。
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-
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