專利名稱：用于控制受控元件的有源矩陣背板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有形成于其上的電子元件的、基片，其可以用于控制受控元件，并且涉及一種在該基片上制造該電子元件的方法。本發(fā)明還涉及具有形成于其上的電子元件和受控元件的基片，其中電子元件可操作用于控制受控元件，并且涉及一種在該基片上制造電子元件和受控元件的方法。
相關(guān)技術(shù)描述有源矩陣背板廣泛地用于平板顯示器，用于將信號路由至顯示器的像素以產(chǎn)生可視圖像。目前，用于平板顯示器的有源矩陣背板是通過一系列的工藝形成的。用于生產(chǎn)多晶硅有源矩陣背板的示例性工藝步驟包括下列步驟多晶硅背板制造步驟 工藝步驟工藝1清洗底玻璃 34 剝離2檢查35 淀積ITO3Si淀積 36 抗蝕劑涂敷4抗蝕劑涂敷涂敷 37 軟烤5軟烤38 曝光像素電極6曝光39 顯影7顯影40 硬烤8硬烤41 蝕刻
9 蝕刻42剝離10剝離43抗蝕劑涂敷11退火/脫氫 44軟烤12激光再結(jié)晶 45曝光接觸開口13絕緣體(SiO2)淀積46顯影14SiNx淀積47硬烤15柵極金屬淀積48蝕刻16抗蝕劑涂敷涂敷 49剝離17軟烤50SiNx鈍化淀積18曝光51抗蝕劑涂敷19顯影52軟烤20硬烤53曝光接觸開口21蝕刻54顯影22剝離55硬烤23柵極金屬陽極化 56蝕刻24離子摻雜57剝離25摻雜劑活化 58連金屬淀積26總線金屬淀積59抗蝕劑涂敷27抗蝕劑涂敷 60硬烤28曝光61曝光金屬29軟烤62顯影30曝光63硬烤31顯影64蝕刻32硬烤65剝離33蝕刻如可以看到的，多晶硅有源矩陣背板制造工藝包括多個淀積和蝕刻步驟，以便于限定正確的背板圖形。
由于形成多晶硅有源矩陣背板需要多個步驟，因此用于多晶硅背板批量生產(chǎn)的具有足夠生產(chǎn)能力的鑄造廠是非常昂貴的。下面是所需用于制造多晶硅有源矩陣背板的示例性設(shè)備的部分列表。
設(shè)備玻璃處理干法/濕法剝離玻璃清洗濕法清洗等離子體CVD 激光結(jié)晶濺射離子注入抗蝕劑涂敷機(jī)抗蝕劑剝離顯影機(jī) 微粒檢驗(yàn)曝光系統(tǒng)陣列劃片/修補(bǔ)干法蝕刻系統(tǒng)Anti-ESD設(shè)備濕法蝕刻系統(tǒng)清洗爐由于多晶硅有源矩陣背板制造工藝的性質(zhì)，前述設(shè)備必須在一(1)級或者十(10)級超凈間中使用。此外，由于所需的設(shè)備數(shù)量以及每臺設(shè)備的尺寸，超凈間必須有相對大的面積，其是相對昂貴的。
而且，多晶硅是通過非晶硅的再結(jié)晶而再產(chǎn)生的。這導(dǎo)致了不均勻的顆粒尺寸和載流子遷移率，隨即其還轉(zhuǎn)化為對薄膜晶體管的閾值電壓的不利控制，特別是在大尺寸的電路中。目前，這些因素將多晶硅的使用限制于用于LCD投影機(jī)的小面積背板。
因此，本發(fā)明的目的在于，通過提供一種電子器件來克服上述限制和其他問題，該電子器件包括具有形成于其上的電子器件的基片，其用于控制受控元件的電子元件，其中在該基片上形成該電子元件的工藝相比于使用上文所述的多晶硅有源矩陣背板制造工藝在背板上形成電子元件的工藝來說是較簡單和較便宜的。通過閱讀和理解下面的詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，其他的目的也將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是形成電子器件的方法。該方法包括提供基片和在真空環(huán)境中通過遮蔽掩膜在基片上淀積半導(dǎo)體材料、傳導(dǎo)材料和絕緣材料。該絕緣材料、半導(dǎo)體材料和傳導(dǎo)材料共同用于在基片上形成電子元件。
該基片可以是撓性的、透明的、非導(dǎo)電的、或者是導(dǎo)電的，且具有置于電子元件和該基片的導(dǎo)電部分之間的電絕緣體。
電子元件可以是薄膜晶體管，該方法還可以包括在真空環(huán)境中通過遮蔽掩膜在基片上淀積光發(fā)射材料，使得由此光發(fā)射材料響應(yīng)于施加給該薄膜晶體管、二極管、存儲元件或者電容器的控制信號而發(fā)光。
本發(fā)明也是形成電子器件的方法，其包括使基片前移通過多個淀積真空室，其中每個淀積真空室具有置于其中的至少一個材料淀積源和遮蔽掩膜。來自置于每個淀積真空室中的至少一個材料淀積源的材料通過置于淀積真空室中的遮蔽掩膜淀積在基片上，以在基片上形成包括電子元件陣列的電路。該電路是通過在基片上連續(xù)淀積該材料而單獨(dú)形成的。
該多個淀積真空室可以是互連的。該基片可以是伸長的片，該基片沿其長度方向前移通過多個淀積真空室，由此基片的至少一個部分順序地前移通過每個淀積真空室，其中它接收來自置于淀積真空室中的淀積源的材料淀積物。
該基片可以包括沿其長度方向的多個隔開的部分，其可以前移通過多個真空室，由此該每個部分接收來自置于每個真空室中的淀積源的材料淀積物。
在電子元件是薄膜晶體管的情況中，對于每個薄膜晶體管，淀積步驟包括在基片上淀積半導(dǎo)體材料層，例如硒化鎘(CadmiumSelenide)、碲(Tellurium)、砷化銦(Indium-Arsenide)等；淀積相應(yīng)于該半導(dǎo)體材料和該基片的第一半導(dǎo)體相容傳導(dǎo)材料層，例如金-銦，使得由此隨其形成薄膜晶體管的源極和漏極；淀積相應(yīng)于該半導(dǎo)體材料、源極和漏極的第一絕緣體層，使得由此隨其形成柵極絕緣體；以及淀積作為相應(yīng)于柵極絕緣體、該半導(dǎo)體材料、源極和漏極的第二傳導(dǎo)相容傳導(dǎo)材料層，例如金-銦，使得由此隨其形成薄膜晶體管的柵極?？梢缘矸e相應(yīng)于第二傳導(dǎo)材料層和第一絕緣體層的第二絕緣體層，使得由此第二傳導(dǎo)材料層的至少一部分通過該第二絕緣體層中的窗口暴露出來?？梢缘矸e相應(yīng)于第二傳導(dǎo)材料層的第三半導(dǎo)體相容傳導(dǎo)材料層，并且其通過第二絕緣體層中的窗口形成輸出焊盤。
可以淀積第一傳導(dǎo)材料，使得用以通過至少一個薄膜晶體管的源極和漏極中的一個形成第一地址總線，并且可以淀積第二傳導(dǎo)材料，使得用以通過該至少一個薄膜晶體管的源極和漏極中的另一個形成第二地址總線。每條地址總線是可獨(dú)立尋址的。在形成電路的薄膜晶體管陣列的列或行中的每一個薄膜晶體管連接到公共的地址總線。
該電路還可以包括多個淀積的光發(fā)射元件，其中薄膜晶體管置于基片和該光發(fā)射元件之間。
為了形成每個光發(fā)射元件，在基片上淀積空穴輸運(yùn)材料使其同與該光發(fā)射元件相關(guān)的薄膜晶體管的供電端子電氣相通。隨后，每個光發(fā)射元件的光發(fā)射材料淀積在該空穴輸運(yùn)材料的至少一部分上使其同與該光發(fā)射元件的薄膜晶體管相關(guān)的供電端子對準(zhǔn)或相鄰。然后，每個光發(fā)射元件的電子輸運(yùn)材料淀積在每個光發(fā)射元件的至少部分光發(fā)射材料上。最后，每個光發(fā)射元件的傳導(dǎo)材料淀積在其至少部分電子輸運(yùn)材料上。


圖1是根據(jù)本發(fā)明用于在基片上制造電子元件和受控元件的示例性的串聯(lián)生產(chǎn)系統(tǒng)的側(cè)示圖；圖2是用于圖1所示生產(chǎn)系統(tǒng)的遮蔽掩膜的隔離部分的示圖；圖3是圖1所示基片的一部分的截面圖，該基片具有通過圖1所示生產(chǎn)系統(tǒng)淀積于其上的電子元件和受控元件；和圖4～9是在圖1所示基片的一部分上順序淀積材料用以通過圖1所示生產(chǎn)系統(tǒng)在該基片上形成電子元件的視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種電子器件及其制造方法，該電子器件包括一個或者多個淀積在基片上的電子元件，用于控制一個或者多個受控元件，該受控元件可以分立于該電子器件，或者是其整體的一部分。在下面的描述中，所述電子器件是具有有機(jī)發(fā)光二極管陣列(OLED)的有源矩陣背板，該陣列淀積在該有源矩陣背板上并且受到其選擇性地控制。然而，這不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制，這是因?yàn)槿魏晤愋偷碾娮釉?，諸如薄膜晶體管、二極管、電容器或者存儲元件，均可以形成在該基片上用于控制任何類型的受控元件，該受控元件可以形成在該基片上也可以不形成在該基片上?，F(xiàn)將通過參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中相似的參考數(shù)字對應(yīng)于相似的元件。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明用于生產(chǎn)電子器件(例如，具有形成于其上的OLED的有源矩陣背板)的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)2包括串聯(lián)連接的多個真空室。該多個真空室包括多個淀積真空室4、退火真空室20和測試真空室22。每個淀積真空室4包括填充有所需材料的淀積源8，該材料將通過遮蔽掩膜12淀積在基片10上，該遮蔽掩膜12也位于淀積真空室4中。
每個遮蔽掩膜12-1～12-12包括形成于片16中的孔隙14的圖形，例如，槽、孔等。圖2示出了從淀積真空室4-1的淀積源8-1處觀察的遮蔽掩膜12-1的示圖。當(dāng)基片10前移通過每個淀積真空室4-1～4-12時，形成在每個遮蔽掩膜12-1～12-12的片16中的孔隙14的圖形分別對應(yīng)于在淀積真空室4-1～4-12中將從淀積源8-1～8-12淀積在基片10上的材料的所需圖形。
在圖1所說明的生產(chǎn)系統(tǒng)2的實(shí)施例中，真空室4-1～4-6用于在基片10上淀積材料以在基片10上形成一個或者多個電子元件。每個電子元件可以是薄膜晶體管(TFT)、二極管、存儲元件或者電容器。為了下面的說明，一個或者多個電子元件將被描述為TFT矩陣。然而，這不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制。真空室4-7～4-11用于在基片10上淀積形成一個或者多個受控元件(例如，OLED)的材料，該受控元件可由在淀積真空室4-1～4-6中淀積的TFT矩陣控制。淀積真空室4-12用于在基片10上淀積保護(hù)密封層，用以保護(hù)在基片10上淀積的TFT矩陣和受控元件避免受到濕氣和不需要的外界微粒(例如，灰塵、污垢等)的影響。如果在淀積真空室4-1～4-6中淀積的一個或者多個電子元件將用于控制并非在淀積真空室4-7～4-11中的基片10上淀積的受控元件時，則這些真空室4-7～4-11可以省略，并且可以安置淀積真空室4-12用以在基片10自測試真空室22前移時接收基片10?？商鎿Q地，真空室22和4-7～4-12可以省略，并且可以安置存儲室39用以在基片10自退火真空室20前移時接收基片10。為了說明，淀積真空室4-7～4-11將被描述為在基片10上淀積所需用于形成OLED的材料。然而，這不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制。此外，真空室4、20和22的數(shù)量、用途和配置不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制，這是因?yàn)樵谛枰獣r，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以修改真空室4、20和22的數(shù)量、用途和配置，用于淀積一種或者多種所需用于特定應(yīng)用的材料。
退火真空室20被安置成用于在基片10自淀積真空室4-6前移時接收該基片10。退火真空室20包括加熱元件24，其用于將淀積在淀積真空室4-1～4-6中基片10上的材料加熱到適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟取Ｔ谕嘶鸷?，基?0前移進(jìn)入測試真空室22，其包括探針組件26，該探針組件26具有能夠根據(jù)需要移動進(jìn)入接觸或非接觸關(guān)系的探針(未示出)，其中TFT矩陣被淀積在基片10上，用于通過測試設(shè)備28進(jìn)行測試。
當(dāng)在測試真空室22中對基片10上的TFT矩陣的測試完成時，基片10前移通過淀積真空室4-7～4-12，其中形成OLED的材料淀積在該TFT矩陣上，并且密封涂層淀積在該TFT矩陣和該OLED上。
每個真空室4、20和22連接到用于在其中建立適當(dāng)真空的真空源(未示出)。更具體地，真空源在淀積真空室4-1～4-12中建立適當(dāng)?shù)恼婵眨沟梦挥诘矸e源8-1～8-12中所需材料的裝料能夠以某種本技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法，例如，濺射、氣相淀積等，穿過遮蔽掩膜12-1～12-12的片16的孔隙14淀積在基片10上。
在下面的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)2的描述中，基片10將被描述為連續(xù)的撓性板，其最初置于分配卷軸34上，該分配卷軸34將基片10分配到淀積真空室4-1中。分配卷軸34位于預(yù)載真空室35中，其連接到用于在其中建立適當(dāng)?shù)恼婵盏恼婵赵?未示出)。然而，可以配置生產(chǎn)系統(tǒng)2使之連續(xù)地處理多個獨(dú)立的基片10。每個淀積真空室4包括支撐或者導(dǎo)向裝置36，其避免了基片10在前移通過淀積真空室4-1～4-12時的下陷。
在生產(chǎn)系統(tǒng)2的運(yùn)行中，當(dāng)基片10前移通過淀積真空室4-1～4-12時，位于每個淀積源8-1～8-12中的材料在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境中淀積在基片10上，由此在基片10上形成了多個漸進(jìn)的圖形。更具體地，基片10具有多個部分，其安置在每個真空室4、20和22中用于預(yù)定的時間間隔。在該預(yù)定時間間隔中，材料從一個或者多個淀積源8淀積在基片10的位于對應(yīng)的淀積真空室4中的部分上，淀積在基片10的位于退火真空室20中的部分上的材料進(jìn)行退火，而淀積在基片10的位于測試真空室22中的部分上的TFT矩陣進(jìn)行測試。在該預(yù)定的時間間隔之后，使基片10分步前移，由此使基片10的多個部分串行地前移到下一個真空室4、20或者22，用于另外的適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｔ摲植角耙瞥掷m(xù)進(jìn)行，直至基片10的每個部分均通過所有的真空室4、20和22。然后，通過切片機(jī)36使每個離開淀積真空室4-12的基片10的部分同基片10的剩余部分分開，隨后基片10的該切開部分平直地存放在位于存儲真空室39中的適當(dāng)?shù)拇鎯ρb置38中。可替換地，在位于存儲真空室39中的收取卷軸(未示出)上接收離開淀積真空室4-12的基片10的每個部分。存儲真空室39連接到用于在其中建立適當(dāng)?shù)恼婵盏恼婵赵?未示出)。
將基片10描述為連續(xù)的撓性片不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制，這是因?yàn)榛?0還可以是剛性的和/或具有任何所需的尺寸或者形狀，例如，一個或者多個獨(dú)立的片，其可被同時安置在一個或者多個真空室4、20和22中。例如，基片10可以是剛性的，并且具有伸長的矩形的形式，其可以置于一個或者多個真空室4、20和22中。
下面，通過參考圖3～9并且繼續(xù)參考圖1，將描述用于形成有源矩陣OLED顯示器的一系列步驟。
如圖3中所示，基片10包括導(dǎo)電層50，該導(dǎo)電層50在其一個表面上具有絕緣體52?；?0的一部分進(jìn)入到淀積真空室4-1中，該電絕緣體層52面對淀積源8-1。在該示例性淀積順序中，淀積源8-1填充有半導(dǎo)體材料54。該半導(dǎo)體材料54由淀積源8-1通過遮蔽掩膜12-1淀積在與導(dǎo)電層50相對的電絕緣體層52的表面上。圖4示出了基片10的該部分的隔離的示圖，基片10的該部分接收位于電絕緣體52表面上的半導(dǎo)體材料54的淀積物以形成晶體管對70和74，如圖7所示。
每個遮蔽掩膜12對位于相應(yīng)淀積真空室4中的基片10的部分的對準(zhǔn)是關(guān)鍵的。為了這個目的，位于每個淀積真空室4中的基片10的該部分可以包括一個或者多個基準(zhǔn)標(biāo)記或者點(diǎn)(未示出)，位于每個淀積真空室4中的對準(zhǔn)裝置(未示出)可以使用該基準(zhǔn)標(biāo)記或者點(diǎn)，用于定位與接收在淀積真空室4中的基片10的該部分相關(guān)的相應(yīng)遮蔽掩膜12。每個對準(zhǔn)裝置可以包括光學(xué)或者機(jī)械裝置，用于確定相應(yīng)遮蔽掩膜相對于接收在相應(yīng)淀積真空室4中的基片10的該部分上的基準(zhǔn)標(biāo)記的位置。每個對準(zhǔn)裝置還可以包括驅(qū)動裝置，其聯(lián)接到相應(yīng)遮蔽掩膜，用以執(zhí)行遮蔽掩膜12相應(yīng)于基片10的該部分上的一個或者多個基準(zhǔn)標(biāo)記的x和y定位。該驅(qū)動裝置還可以包括用于使遮蔽掩膜12移動到與基片10的該部分相接觸用以在其上淀積材料的裝置。一旦在每個淀積真空室4中完成了將材料淀積在基片10上，則驅(qū)動裝置可以使相應(yīng)的遮蔽掩膜12從其中接收的基片10的該部分分離。該分離避免了遮蔽掩膜12在基片10前移到下一個真空室4、20或22時接觸淀積在基片10上的材料。
在淀積真空室4-1中將半導(dǎo)體材料54淀積在電絕緣體層52上之后，淀積真空室4-1中的基片10的該部分前移到淀積真空室4-2中。淀積真空室4-2中的淀積源8-2填充有半導(dǎo)體相容傳導(dǎo)材料56，其在淀積真空室4-2中通過遮蔽掩膜12-2淀積在基片10的該部分上，用以形成圖5所示的傳導(dǎo)材料56的圖形。
如果基片10具有伸長的形狀，則基片10的該部分可被置于兩個或者更多個淀積真空室4、20或22中，使基片10的該部分從淀積真空室4-1前移到淀積真空室4-2將會使得基片10的另一部分前移至淀積真空室4-1中。這樣，不同淀積真空室4中的材料可以在相同的時刻或者近似相同的時刻淀積在基片10的不同部分上。相似地，在將一種或者多種材料淀積在基片10的其他部分上時，淀積在基片10的多個部分上的電子元件的退火和測試可以在相同的時刻或者近似相同的時刻發(fā)生。這樣，圖1所示的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)2具有能夠同時處理基片10的多個部分的優(yōu)點(diǎn)，由此使處理基片10的每個部分的速率最大，用以產(chǎn)生完整的電子器件。
如圖3和5中所示，傳導(dǎo)材料56的一部分被淀積成與半導(dǎo)體材料部分54-1～54-2的相對側(cè)或者相對端相重疊，用以分別限定晶體管74和70的源極結(jié)構(gòu)58-1和58-2以及漏極結(jié)構(gòu)60-1-60-2。
取決于應(yīng)用，基片10的導(dǎo)電層50可以用作電源或者接地總線。為了該目的，如圖3所示，形成每個源極58的傳導(dǎo)材料56可以通過電絕緣體層52中的通孔或者過孔63與基片10的導(dǎo)電層50電氣相通。在將基片10引入到任何的真空室4、20或22之前，用于將每個源極58連接到導(dǎo)電層50的過孔63可以形成于電絕緣體層52中。
在上面的描述中，每個源極58被描述為通過電絕緣體層52中的過孔63連接到導(dǎo)電層50。然而，每個源極58可以通過兩個或者更多個過孔63連接到導(dǎo)電層50?？商鎿Q地，取決于應(yīng)用，每個漏極60可以通過兩個或者更多個電絕緣體層52中的過孔63連接到導(dǎo)電層50，而每個源極58通過電絕緣體層52保持與導(dǎo)電層50的電氣隔離。特別地，取決于形成在基片10上的電子元件的計(jì)劃應(yīng)用和/或作為電源總線或者接地總線的導(dǎo)電層50的計(jì)劃應(yīng)用，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地做出決定，確定通過一個或者多個電絕緣體層52中的過孔63將每個源極58連接到導(dǎo)電層50還是將每個漏極60連接到導(dǎo)電層50。
當(dāng)傳導(dǎo)材料56的淀積完成時，淀積真空室4-2中的基片10的該部分前移到淀積真空室4-3。淀積源8-3填充有絕緣材料62，其通過遮蔽掩膜12-3以圖6中所示的圖形淀積在位于淀積真空室4-3中的基片10的該部分上。
如圖3和6中所示，絕緣材料62可以覆蓋每個源極58和每個漏極60的全部或者一部分，該源極58和漏極60是通過在半導(dǎo)體材料54上淀積傳導(dǎo)材料56而形成的。此外，絕緣材料62還可以覆蓋傳導(dǎo)材料56的包括用于每個源極58-2的電源總線64的部分。
隨后，位于淀積真空室4-3中的基片10的該部分前移到淀積真空室4-4。淀積源8-4填充有傳導(dǎo)材料66，其通過遮蔽掩膜12-4以圖7中所示的圖形淀積在位于淀積真空室4-4中的基片10的該部分上。與每個源極58-2向右延伸的部分重疊的傳導(dǎo)材料部分66-4和與傳導(dǎo)材料66_4的該部分對準(zhǔn)的傳導(dǎo)材料56完成了用于源極58-2和用于與源極58-2處于相同列中的任何類似源極(未示出)的電源總線64。每個源極58-2左側(cè)的傳導(dǎo)材料部分66-3形成了用于源極58-1和用于與源極58-2處于相同列中的任何類似源極(未示出)的列總線68。傳導(dǎo)材料部分66-2連接到漏極60-1，并且覆蓋了一部分源極絕緣材料62，該部分源極絕緣材料62部分地覆蓋了源極58-2和漏極60-2，并且其處于同半導(dǎo)體材料54-2的隔開的平行關(guān)系。傳導(dǎo)材料部分66-2限定了柵極結(jié)構(gòu)69，其與源極58-2、漏極60-2、絕緣材料部分62-2和半導(dǎo)體材料54-2一起形成了晶體管70。
淀積在每個晶體管70上的與水平取向的絕緣材料62-1重疊的傳導(dǎo)材料部分66-1形成了行選擇總線72。更具體地，每個晶體管70上的傳導(dǎo)材料部分66-1與源極58-1、漏極60-1、半導(dǎo)體材料54-1和它們之間的絕緣材料62-1形成了晶體管74，其控制晶體管70的導(dǎo)通狀態(tài)，該晶體管70的柵極結(jié)構(gòu)69聯(lián)接到晶體管74的漏極60-1。例如，晶體管74-1控制晶體管70-1的導(dǎo)通狀態(tài)，并且晶體管74-2控制晶體管70-2的導(dǎo)通狀態(tài)。
在圖7中，在每個所說明的晶體管70下面的行選擇總線72用于選擇圖7所示的晶體管70下面的晶體管74的行。為了該目的，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，圖7僅示出了基片10的隔離的部分，其僅具有用于形成兩對晶體管74和70的材料部分。為了說明簡便，從圖4～9中略去了用于形成有源矩陣的其它晶體管對74和70的材料。
繼續(xù)參考圖7，當(dāng)選擇了晶體管70-1和70-2上面的行選擇總線72時，晶體管70-1和70-2分別響應(yīng)施加到與每個晶體管74-1和74-2相關(guān)的列總線68的電壓。這樣，當(dāng)適當(dāng)?shù)碾妷菏┘拥剿f明的晶體管70上面的行選擇總線72時，通過它們的相應(yīng)列總線68施加到晶體管74-1和74-2的源極58-1的電壓分別控制流進(jìn)晶體管70-1和70-2的電流量。這樣，通過簡單地控制施加到每個列總線68的電壓，當(dāng)適當(dāng)?shù)碾妷菏┘拥较鄳?yīng)的行總線時，可以選擇性地控制流進(jìn)每個晶體管70的電流量。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，每個傳導(dǎo)材料部分66、源極58、漏極60和絕緣材料部分62的實(shí)例限定了電容器。更具體地，傳導(dǎo)材料部分66限定了電容器的第一極板，絕緣材料62使該第一極板保持與源極58和漏極60的隔開的關(guān)系，該源極58和漏極60獨(dú)立地或者共同地限定了電容器的第二極板。如果其漏電流是足夠低的，則每個電容器可以用作二進(jìn)制存儲元件。
參考圖8，并且繼續(xù)參考圖1和3～7，在完成傳導(dǎo)材料66的淀積之后，淀積真空室4_4中的基片10的該部分前移進(jìn)入淀積真空室4-5。淀積源8-5填充有絕緣材料76，其以圖8中所示的圖形淀積在先前淀積在基片10上的基本全部材料上。然而，在該圖形中，晶體管70-1和70-2各自的漏極60-2的部分78-1和78-2未由絕緣材料76覆蓋。此外，每個電源總線64的輸入端和每個列總線68的輸入端未由絕緣材料76覆蓋。而且，每個行總線72的輸入端(未示出)也未由絕緣材料76覆蓋。在圖4～9中所示的實(shí)施例中，每個電源總線64的輸入端和每個列總線68的輸入端位于圖的頂部，并且每個行選擇總線72的輸入端(未示出)位于圖的右側(cè)。
當(dāng)完成絕緣材料76的淀積時，淀積真空室4-5中的基片10的該部分前移進(jìn)入淀積真空室4-6。淀積源8-6填充有傳導(dǎo)材料80，其通過遮蔽掩膜12-6以圖9中所示的圖形淀積在基片10上。如圖3所示，在淀積真空室4-5中未淀積絕緣材料76的每個部分78限定了過孔，通過該過孔傳導(dǎo)材料80與相應(yīng)晶體管70的漏極60-2相接觸。淀積在每個晶體管70上的傳導(dǎo)材料80限定了輸出焊盤84，其電壓可由相關(guān)的晶體管對70和74控制，例如，晶體管70-1和74-1。
在淀積了傳導(dǎo)材料80之后，基片10的該部分從淀積真空室4-6前移進(jìn)入退火真空室20，其中控制一個或者多個加熱元件24，用以向在淀積真空室4-1～4-6中淀積在基片10的該部分上的材料提供適當(dāng)?shù)耐嘶鸺訜帷?br> 上文所述的步驟和材料以及由此產(chǎn)生的電路是用于說明的目的，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明的限制，這是因?yàn)榈矸e順序、淀積材料和/或由此產(chǎn)生的電路是設(shè)計(jì)選擇的問題，其可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員確定。例如，可以倒轉(zhuǎn)每個晶體管的源極和漏極結(jié)構(gòu)，可以修改形成電路的TFT的設(shè)置和互連以適合于特定的應(yīng)用，每個TFT可以是獨(dú)立尋址的，或者TFT組可以以任何所需的圖形進(jìn)行尋址等等。
每個列總線68和行選擇總線52可以聯(lián)接到適當(dāng)?shù)男泻土锌刂七壿?未示出)，其可以在每個晶體管70和每個晶體管74在基片10上形成的同一時刻形成在基片10上。具體地，每個遮蔽掩膜12可以包括其片16中的孔隙14的適當(dāng)圖形，其使得在每個晶體管70和每個晶體管74在基片10上形成的同一時刻，能夠在基片10上形成適當(dāng)?shù)男泻土锌刂七壿嫛?br> 取決于具有多個形成于其上的薄膜晶體管70和74的基片10的計(jì)劃應(yīng)用，退火工藝可以是基片10的該部分所經(jīng)歷的最后步驟。如果是這樣，則退火真空室20的輸出聯(lián)接到存儲裝置38，其存儲基片10的該部分用于后續(xù)的工藝或用途。然而，如果基片10的該部分將經(jīng)歷額外的工藝步驟，例如，在輸出焊盤上形成OLED，則基片10的該部分可以前移至測試真空室22中，用于對其進(jìn)行測試。
在測試真空室22中，按照需要，使探針組件26的探針移動到與多種總線64、68和72以及輸出焊盤84處于接觸或者非接觸關(guān)系，隨后，在測試設(shè)備28的控制下，通過探針組件26，可以測試與每個輸出焊盤84相關(guān)的晶體管對70和74。
如果該測試失敗，則由此未通過的基片10的該部分被確認(rèn)或被指出，并且優(yōu)選地，不進(jìn)行進(jìn)一步的處理。然而，如果該測試通過，則基片10的該部分可以提交給進(jìn)一步的處理，如圖1中所示。
在每個輸出焊盤經(jīng)歷淀積以形成OLED的情況中，基片10的該部分從測試真空室22前移進(jìn)入淀積真空室4-7。淀積源8-7填充有空穴輸運(yùn)材料，諸如NPB(C44H32N2)，其通過遮蔽掩膜12-7淀積以在每個輸出焊盤84上形成空穴輸運(yùn)層90，如圖3所示。
在淀積空穴輸運(yùn)層90之后，基片10的該部分前移進(jìn)入淀積真空室4-8。淀積源8-8包括兩個分立可控的淀積源，用于淀積發(fā)射層92，其包括通過一個淀積源淀積的發(fā)射材料和通過另一個淀積源淀積的摻雜劑。在淀積源8-8用于形成紅發(fā)光二極管的情況中，發(fā)射材料可以是98％～99.5％的DCM(C23H21N3O)的重量和2％～0.5％的DMQA(C22H16N2O3)的重量。在淀積過程中，控制淀積源8-8以按照前述的百分比淀積發(fā)射材料和摻雜劑，用以在每個第三輸出焊盤84的空穴輸運(yùn)層90上形成發(fā)射層92。
在發(fā)射層92淀積到足夠的程度之后，控制淀積源8-8以終止摻雜劑材料的淀積，同時繼續(xù)淀積發(fā)射材料。在不加入摻雜劑的情況下繼續(xù)淀積發(fā)射材料使得在剛剛淀積的發(fā)射層92上形成了電子輸運(yùn)層94，如圖3中所示。
當(dāng)完成了淀積真空室4-8中的材料淀積時，基片的該部分順序步進(jìn)通過淀積真空室4-9和4-10，其中淀積源8-9和8-10以上文所討論的方式分別淀積綠發(fā)射層和藍(lán)發(fā)射層92以及電子輸運(yùn)層94，用以在基片10的該部分上形成多個色彩三元組。每個色彩三元組包括分立可控的紅、綠和藍(lán)OLED。
為了形成綠OLED，淀積源8-9共同淀積發(fā)射材料(諸如Alq3(C27H16AlN3O3))和摻雜劑(諸如香豆素153(C16H14F3O2))，用以形成綠光發(fā)射二極管的發(fā)射層92，并且僅淀積發(fā)射材料以形成綠發(fā)光二極管的電子輸運(yùn)層94。為了形成藍(lán)OLED，淀積源8-10共同淀積發(fā)射材料(諸如PPD(C52H36N2))和摻雜劑(諸如二萘嵌苯(C20H12))，用以形成藍(lán)光發(fā)射二極管的發(fā)射層92，并且僅淀積發(fā)射材料以形成藍(lán)光發(fā)射二極管的電子輸運(yùn)層94。
在輸出焊盤84上淀積每個層90、92和94以形成上文所述的色彩三元組之后，基片10的該部分前移進(jìn)入淀積真空室4-11。淀積源8-11填充有傳導(dǎo)材料96，其通過遮蔽掩膜12-11淀積在每個OLED的電子輸運(yùn)材料層94上。更優(yōu)選地，提供的傳導(dǎo)材料96不與形成每個輸出焊盤84的任何傳導(dǎo)材料80相接觸，在形成于基片10的該部分上的所有OLED上使傳導(dǎo)材料96淀積為相鄰的層。這樣，僅需要在幾個點(diǎn)接觸該相鄰的傳導(dǎo)材料層，以便于形成在基片10的該部分上形成的所有OLED的陰極98。在該設(shè)置中，傳導(dǎo)材料層96用作在基片10的該部分上形成的所有OLED的公共陰極結(jié)構(gòu)，而與每個OLED相關(guān)的輸出焊盤84操作用作與之相關(guān)的OLED結(jié)構(gòu)的陽極結(jié)構(gòu)。如果傳導(dǎo)材料96僅淀積在與每個輸出焊盤84相關(guān)的OLED結(jié)構(gòu)上，則有必要將傳導(dǎo)材料96的每個淀積物連接到適當(dāng)?shù)年帢O偏置源。
在淀積了傳導(dǎo)材料96之后，基片10的該部分從淀積真空室4-11前移進(jìn)入淀積真空室4-12。淀積源8-12填充有密封材料98，其通過遮蔽掩膜12-12在淀積在淀積于基片10的該部分上的材料的基本全部暴露表面上。為了使總線64、68、72和一個或者多個傳導(dǎo)材料96淀積物能夠進(jìn)行電接觸，密封材料98既不淀積在總線64、68、72的輸入端上，并且該密封材料98也不淀積在傳導(dǎo)材料96的一個或者多個淀積物的全部或者部分上。配置密封材料98以避免濕氣和顆粒物質(zhì)接觸任何淀積材料，除了那些有意暴露出來的淀積材料的那些部分。
可替換地，淀積真空室4-12可被認(rèn)為是置于淀積真空室4-11和存儲真空室39之間的多個串聯(lián)連接的淀積真空室的代表。這些串聯(lián)連接的淀積真空室中的每一個可以包括填充有適當(dāng)材料的淀積源8，該材料在基片10的一個或多個部分前移從其通過時通過遮蔽掩膜12淀積在基片10的該一個或者多個部分上，用以在其上形成保護(hù)密封層。適用于圖1所示的生產(chǎn)系統(tǒng)2的實(shí)施例的系統(tǒng)是GuardianTM工具，其由VitecSystem，Inc.of San Jose，California設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的淀積真空室，用于在淀積在基片10的該部分上的材料的基本全部暴露表面上淀積液態(tài)單體，用以產(chǎn)生顯微鏡可見的扁平表面。然后使液態(tài)單體硬化(聚合)為固體聚合物膜。隨后淀積第一透明陶瓷層，用以產(chǎn)生第一阻擋層，并且使用第二聚合物層用以保護(hù)該阻擋層并且產(chǎn)生第二扁平表面。在需要時重復(fù)該阻擋層/聚合物組合，直至獲得所需程度的不滲透性。
在上面的描述中，假設(shè)基片10是連續(xù)的片。在淀積密封材料98之后，淀積真空室4-12中的基片10的該部分從此處前移，由此切片機(jī)36將基片10的該部分同基片10的剩余部分切開。隨后，基片10的切開部分存儲在存儲真空室39的存儲裝置38中用于隨后的處理或應(yīng)用。可替換地，切片機(jī)36可以由收取卷軸(未示出)取代，其在基片10從淀積真空室4-12前移時接收該基片10。
上文所述的通過遮蔽掩膜12來淀積材料是用于說明本發(fā)明的目的，并且不應(yīng)被解釋為本發(fā)明的限制。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在單一的淀積真空室4中可能需要不止一個遮蔽掩膜12，以形成所需的圖形。例如，為了以圖8所示的方式淀積絕緣材料76，可以同時使用或者一次一個地使用兩個或者更多的遮蔽掩膜12，用以淀積所示的絕緣材料76的圖形。為了該目的，淀積真空室4-5可以包括用于替換所需用于淀積所示絕緣材料76的圖形的多個遮蔽掩膜的裝置(未示出)。可替換地，淀積真空室4-5可以被認(rèn)為是置于淀積真空室4-4和4-6之間的多個串聯(lián)連接的淀積真空室的代表。這些串聯(lián)連接的淀積真空室中的每一個可以包括填充有絕緣材料76的淀積源8，該材料在基片10的所選部分前移從其通過時通過遮蔽掩膜12淀積在基片10的該所選部分上。通過這些串聯(lián)連接的淀積真空室進(jìn)行的絕緣材料76的淀積將共同產(chǎn)生圖8所示的絕緣材料76的圖形。相似地，用以形成傳導(dǎo)材料部分66-1～66-4的傳導(dǎo)材料66的淀積可能需要多個遮蔽掩膜12，其每一個在其中具有不同的孔隙14圖形，可互換地安置在淀積真空室4-4中?？商鎿Q地，淀積真空室4-4可以被認(rèn)為是置于淀積真空室4-3和4-5之間的多個串聯(lián)連接的淀積真空室的代表。這些串聯(lián)連接的淀積真空室中的每一個可以包括填充有傳導(dǎo)材料66的淀積源8，該材料在基片10的所選部分前移從其通過時通過遮蔽掩膜中的一個淀積在基片10的該所選部分上。通過這些串聯(lián)連接的淀積真空室進(jìn)行的傳導(dǎo)材料66的淀積將共同產(chǎn)生圖7所示的傳導(dǎo)材料66的圖形。對于其中孔隙14的數(shù)量對形成遮蔽掩膜12的片16的結(jié)構(gòu)剛度有不利影響的情況中的任何其它遮蔽掩膜12，可以適用相似的說明。
如前文中可以看到的，本發(fā)明通過在基片上連續(xù)地淀積材料，能夠在基片上形成一個或者多個電子元件。重要的是，形成每個電子元件而不需要剝離工藝，即材料的去除。這表示了針對現(xiàn)有技術(shù)的重要的改進(jìn)，即其中通過連續(xù)的淀積序列形成了這些電子元件，由此顯著地提高了生產(chǎn)具有形成于其上的該電子元件的基片的生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明使得某些受控元件，諸如OLED，能夠淀積在電子元件上，以便于形成完整的系統(tǒng)，諸如顯示器的色彩三元組的陣列。
以上面的方式形成在基片10上的電子元件可以用于除OLED以外的多個應(yīng)用，用于形成顯示器的像素。例如，淀積在基片上的電子元件可以用于用于聲成像和X射線成像的大面積陣列、用于光學(xué)圖像處理的陣列、用于等離子體顯示面板的高電壓陣列以及大面積的自適應(yīng)和學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。此外，基片10不限于具有覆蓋導(dǎo)電層50的電絕緣層52。為了該目的，基片10可以由紙、塑料或者在其上可以淀積適當(dāng)材料的任何其他材料形成。
通過參考一個優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明。基于對前面的詳細(xì)描述的閱讀和理解，可以進(jìn)行顯而易見的修改和變化。例如，可以在需要時修改所述的順序以適應(yīng)特定的應(yīng)用。為了該目的，可以首先淀積受控元件，隨后淀積電子元件。因此，本發(fā)明不應(yīng)以任何方式解釋為受到上面的描述的限制，而是其目的在于，本發(fā)明應(yīng)被解釋為包括附屬權(quán)利要求或其等效物的范圍中的所有的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種有源陣列背板，包括基片，該基片具有由有源電子元件陣列組成的電路，每個有源電子元件包括半導(dǎo)體材料、絕緣體和傳導(dǎo)材料的適當(dāng)物理布局，用于形成所述有源電子元件，其中所述半導(dǎo)體材料是硒化鎘CdSe。
2.如權(quán)利要求1所述的有源陣列背板，其中，通過一系列遮蔽掩模氣相淀積事件，將所述電路形成在所述基片上。
3.如權(quán)利要求1所述的有源陣列背板，其中，所述電子元件包括薄膜晶體管TFT。
4.如權(quán)利要求3所述的有源陣列背板，其中，每個TFT包括所述半導(dǎo)體材料；第一傳導(dǎo)材料，該第一傳導(dǎo)材料與所述半導(dǎo)體材料重疊，以便于由此與之形成源極和漏極；第一柵極絕緣體，該第一柵極絕緣體與所述半導(dǎo)體材料、源極和漏極中每一個的至少一部分重疊；第二傳導(dǎo)材料，該第二傳導(dǎo)材料與每個TFT的柵極絕緣體的至少一部分重疊，以便于由此形成柵極；以及第二絕緣體，該第二絕緣體與每個TFT的所述第二傳導(dǎo)材料重疊，以便于由此通過所述第二絕緣體，暴露所述第一傳導(dǎo)材料的至少一部分。
全文摘要
一種有源陣列背板，包括基片，該基片具有包括有源電子元件陣列的電路。每個有源電子元件包括半導(dǎo)體材料、絕緣體和傳導(dǎo)材料的適當(dāng)物理布局，用于形成所述有源電子元件，其中所述半導(dǎo)體材料是硒化鎘CdSe。
文檔編號H01L29/02GK101038914SQ20071009217
公開日2007年9月19日 申請日期2003年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
發(fā)明者托馬斯·P·布羅迪, 保羅·R·馬姆伯格, 羅伯特·E·斯特普爾頓 申請人:阿德文泰克全球有限公司