(57)【要約】【課題】信頼性が改善された表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】表示装置は、シリコン半導体を含む第１アクティブパターン、前記第１アクティブパターンをカバーする第１絶縁層、前記第１絶縁層の上に配置される第１ゲート電極、前記第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層、前記第２絶縁層の上に配置され、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むゲート配線パターン、前記ゲート配線パターンをカバーする第３絶縁層、及び前記第３絶縁層の上に配置され、酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを含む。【選択図】図１１
2020031206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン半導体を含む第１アクティブパターンと、
前記第１アクティブパターンをカバーする第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に配置される第１ゲート電極と、
前記第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に配置され、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むゲート配線パターンと、
前記ゲート配線パターンをカバーする第３絶縁層と、
前記第３絶縁層の上に配置され、酸化物半導体を含む第２アクティブパターンとを含む、表示装置。
【請求項２】
前記下部層の厚さは５０Å乃至３００Åであり、前記上部層の厚さは２，０００Å乃至２，５００Åであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記下部層はチタニウムを含み、前記上部層はモリブデンを含むことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第３絶縁層は、シリコン窒化物を含む下部バリア層、及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記下部バリア層の厚さは２００Å乃至１，０００Åであり、前記上部バリア層の厚さは１，０００Å乃至３，０００Åであることを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２絶縁層と前記第３絶縁層との間に配置され、前記第２アクティブパターンと重なり合う下部ゲート電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記下部ゲート電極はチタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２アクティブパターンの上に配置される上部ゲート電極をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１アクティブパターンと電気的に連結される有機発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
シリコン半導体を含む第１アクティブパターンと、
前記第１アクティブパターンをカバーする第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に配置される第１ゲート電極と、
前記第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に配置される下部ゲート電極と、
前記下部ゲート電極をカバーし、シリコン窒化物を含む下部バリア層、及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含む第３絶縁層と、
前記第３絶縁層の上に配置され、前記下部ゲート電極と重なり合い、酸化物半導体を含む第２アクティブパターンと、
前記第２アクティブパターンの上に配置される上部ゲート電極とを含む、表示装置。
【請求項１１】
前記下部バリア層の厚さは２００Å乃至１，０００Åであり、前記上部バリア層の厚さは１，０００Å乃至３，０００Åであることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第２絶縁層と前記第３絶縁層との間に配置されるゲート配線パターンをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記下部ゲート電極は、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
シリコン半導体を含む第１アクティブパターンの上に配置された第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層の上に、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層と、モリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むゲート金属層を形成するステップと、
フッ素系化合物を含む第１エッチングガスを用いて前記上部層をエッチングするステップと、
前記第１エッチングガスと異なる物質を含む第２エッチングガスを用いて前記下部層をエッチングしてゲート金属パターンを形成するステップと、
前記ゲート金属パターンの上に第３絶縁層を形成するステップと、
前記第３絶縁層の上に酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを形成するステップとを含む、表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１エッチングガスは、ＳｉＦ４、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３、及びＳＦ６からなるグループから選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第２エッチングガスは、塩素系化合物及び酸素を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第２エッチングガスは、ＣＬ２及びＯ２を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第３絶縁層は、シリコン窒化物を含む下部バリア層及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ゲート金属パターンは、前記第１ゲート電極または前記第１アクティブパターンと重なり合うゲート配線パターンを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記ゲート金属パターンは、前記第２アクティブパターンと重なり合う下部ゲート電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記第２アクティブパターンの上に上部ゲート電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２２】
シリコン半導体を含む第１アクティブパターンの上に配置された第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層の上に、ゲート金属層を形成するステップと、
フッ素系化合物を含む第１エッチングガスを用いて前記ゲート金属層をエッチングして、下部ゲート電極を含むゲート金属パターンを形成するステップと、
前記ゲート金属パターンの上に、シリコン窒化物を含む下部バリア層、及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含む第３絶縁層を形成するステップと、
前記第３絶縁層の上に酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを形成するステップと、
前記第２アクティブパターンの上に上部ゲート電極を形成するステップとを含む、表示装置の製造方法。
【請求項２３】
前記ゲート金属パターンは、前記第１ゲート電極と重なり合うゲート配線パターンをさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２４】
前記ゲート金属パターンを形成した後、前記第２絶縁層をＳＦ６及びＯ２を含む処理ガスを用いてプラズマ処理するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、より詳しくは、有機発光表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光表示装置は、自発光可能な表示装置であって、バックライトのような別途の光源を必要とせず、厚さの減少が容易で、フレキシブル表示装置の具現に適切であるので、その使用が増加している。
【０００３】
最近、低電力で有機発光ダイオードを効率よく駆動するために、シリコン系半導体素子及び酸化物系半導体素子を同時に含む有機発光表示装置が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、信頼性が改善された表示装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、前記表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明の例示的な実施形態に従う表示装置は、シリコン半導体を含む第１アクティブパターン、前記第１アクティブパターンをカバーする第１絶縁層、前記第１絶縁層の上に配置される第１ゲート電極、前記第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層、前記第２絶縁層の上に配置され、チタニウム（チタン）またはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むゲート配線パターン、前記ゲート配線パターンをカバーする第３絶縁層、及び、前記第３絶縁層の上に配置され、酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを含む。
【０００７】
一実施形態によれば、前記下部層の厚さは５０Å乃至３００Åであり、前記上部層の厚さは２，０００Å乃至２，５００Åである。
【０００８】
一実施形態によれば、前記下部層はチタニウムを含み、前記上部層はモリブデンを含む。
【０００９】
一実施形態によれば、前記第３絶縁層は、シリコン窒化物を含む下部バリア層、及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含む。
【００１０】
一実施形態によれば、前記下部バリア層の厚さは２００Å乃至１，０００Åであり、前記上部バリア層の厚さは１，０００Å乃至３，０００Åである。
【００１１】
一実施形態によれば、前記表示装置は、前記第２絶縁層と前記第３絶縁層との間に配置され、前記第２アクティブパターンと重なり合う下部ゲート電極をさらに含む。
【００１２】
一実施形態によれば、前記下部ゲート電極はチタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層とモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含む。
【００１３】
一実施形態によれば、前記表示装置は、前記第２アクティブパターンの上に配置される上部ゲート電極をさらに含むことを特徴とする表示装置。
【００１４】
一実施形態によれば、前記表示装置は、前記第１アクティブパターンと電気的に連結される有機発光ダイオードをさらに含む。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態に従う表示装置は、シリコン半導体を含む第１アクティブパターン、前記第１アクティブパターンをカバーする第１絶縁層、前記第１絶縁層の上に配置される第１ゲート電極、前記第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層、前記第２絶縁層の上に配置される下部ゲート電極、前記下部ゲート電極をカバーし、シリコン窒化物を含む下部バリア層及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含む第３絶縁層、前記第３絶縁層の上に配置され、前記下部ゲート電極と重なり合い、酸化物半導体を含む第２アクティブパターン、及び前記第２アクティブパターンの上に配置される上部ゲート電極を含む。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態に従う表示装置の製造方法は、シリコン半導体を含む第１アクティブパターンの上に配置された第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層の上に、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層と、モリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含むゲート金属層を形成するステップ、フッ素系化合物を含む第１エッチングガスを用いて前記上部層をエッチングするステップ、前記第１エッチングガスと異なる物質を含む第２エッチングガスを用いて前記下部層をエッチングしてゲート金属パターンを形成するステップ、前記ゲート金属パターンの上に第３絶縁層を形成するステップ、及び前記第３絶縁層の上に酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを形成するステップを含む。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態に従う表示装置の製造方法は、シリコン半導体を含む第１アクティブパターンの上に配置された第１ゲート電極をカバーする第２絶縁層の上に、ゲート金属層を形成するステップ、フッ素系化合物を含む第１エッチングガスを用いて前記ゲート金属層をエッチングして、下部ゲート電極を含むゲート金属パターンを形成するステップ、前記ゲート金属パターンの上に、シリコン窒化物を含む下部バリア層、及び前記下部バリア層の上に配置され、シリコン酸化物を含む上部バリア層を含む第３絶縁層を形成するステップ、前記第３絶縁層の上に酸化物半導体を含む第２アクティブパターンを形成するステップ、及び前記第２アクティブパターンの上に上部ゲート電極を形成するステップを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の例示的な実施形態によれば、下部ゲート電極またはゲート配線パターンを含むゲート金属パターンは、モリブデン／チタニウムの多層構造を含むことができる。したがって、前記ゲート金属パターンの上に配置される絶縁層にフッ素イオンが拡散されることを防止することができる。
【００１９】
また、前記ゲート金属パターンの上に、シリコン窒化物を含む下部バリア層とシリコン酸化物を含む上部バリア層を含むバリア絶縁層が配置されて、前記ゲート金属パターン及び下部の絶縁層から拡散されるフッ素イオンを遮断することができる。
【００２０】
また、前記ゲート金属パターンを形成した後、処理ガスのプラズマを用いてゲート金属パターンの下部の絶縁層からフッ素イオンを除去することができる。
【００２１】
したがって、前記絶縁層の上に配置される酸化物半導体素子の信頼性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(1)である。シリコン系半導体素子のための半導体活性層のパターン（第１アクティブパターン）、及び、これを覆う無機絶縁膜（第１絶縁層）を形成した段階を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(2)である。シリコン系半導体素子のゲート電極（第１ゲート電極）を形成した段階を示す。
【図３】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(3)である。引き続き、ドーピングを行なう段階を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(4)である。中間の金属配線パターン（「ゲート配線パターン」）を形成するための第１のエッチングの段階を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(5)である。中間の金属配線パターン（「ゲート配線パターン」）を形成するための第２のエッチングの段階を示す。
【図６】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(6)である。中間の金属配線パターン（「ゲート配線パターン」）を形成した段階を示す。
【図７】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(7)である。酸化物系半導体素子のための半導体活性層のパターン（第２アクティブパターン）を形成した段階を示す。
【図８】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(8)である。酸化物系半導体素子のゲート電極（第２ゲート電極）を形成するための金属層の成膜、及び、フォトレジストパターンの形成を行なった段階を示す。
【図９】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(9)である。酸化物系半導体素子のゲート電極（第２ゲート電極）を形成した段階を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した一連の断面図(10)である。酸化物系半導体素子のゲート電極（第２ゲート電極）を覆う無機絶縁膜（第４絶縁層）、及び、各半導体素子のソース及びゲート電極を含む金属配線パターン（第１データ金属パターン）を形成した段階を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に従う、図１〜１０の段階を経て得られた有機発光表示を図示した断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に従う、図１１のものから変形された有機発光表示装置を図示した断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に従う、図１１〜１２のものから変形された有機発光表示装置の製造方法を図示するための、図４〜５に対応する断面図断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に従う、図１１〜１２のものから変形された有機発光表示装置の製造方法を図示するための、図１３の段階に続く処理工程を示す断面図ある。
【図１５】本発明の一実施形態に従う、図１１〜１２のものから変形された有機発光表示装置の製造方法を図示するための、図７にほぼ対応する断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に従う、図１３〜１５の段階を経て得られた有機発光表示を図示した断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に従う、図１６のものからさらに変形された有機発光表示装置を図示した断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に従う、図１６のものから、別の点でさらに変形された有機発光表示装置を図示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の例示的な実施形態に従う表示装置及び表示装置の製造方法に対して詳細に説明する。添付した図面において、同一または類似の構成要素に対しては同一または類似の参照符号を使用する。
【００２４】
図１から図１１は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した断面図である。
【００２５】
図１を参照すると、ベース基板１００の上に半導体パターン１１２を形成する。
【００２６】
前記ベース基板１００は、ガラス、クォーツ（石英）、シリコン、高分子樹脂などを含むことができる。例えば、前記高分子樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミドなどを含むことができる。
【００２７】
前記ベース基板１００と前記半導体パターン１１２との間にはバッファ層１１０が配置できる。したがって、前記半導体パターン１１２は前記バッファ層１１０の上に形成できる。前記バッファ層１１０は、前記ベース基板１００の下部から異物、水分、または外気の侵入を減少または遮断することができ、前記ベース基板１００の上面を平坦化することができる。例えば、前記バッファ層１１０は、酸化物または窒化物などの無機物質を含むことができる。一実施形態によれば、前記バッファ層１１０は、シリコン窒化物を含む下部層と、シリコン酸化物を含む上部層を含む多層構造を有することができる。
【００２８】
前記半導体パターン１１２は、多結晶シリコン（ポリシリコン）を含むことができる。前記半導体パターン１１２を形成するために、非晶質シリコン層を形成した後、前記非晶質シリコン層を結晶化して、多結晶シリコン層を形成することができる。
【００２９】
例えば、前記非晶質シリコン層は、スパッタリング、低圧化学蒸着（low-pressure chemical vapor deposition、ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化化学蒸着（plasma−enhanced chemical vapor deposition、ＰＥＣＶＤ）などにより形成できる。前記非晶質シリコン層はエキシマレーザアニーリング（Excimer Laser Annealing）、順次側面固相化（Sequential Lateral Solidification）などにより結晶化できる。
【００３０】
例えば、前記多結晶シリコン層は、表面を平坦化するために、化学機械研磨（ＣＭＰ）などにより研磨されることができ、フォトリソグラフィなどによりパターニングされて、前記半導体パターンが形成できる。前記半導体パターンは必要によってＮ型不純物またはＰ型不純物によりドーピングできる。
【００３１】
次に、前記半導体パターンをカバーする第１絶縁層１２０を形成する。前記第１絶縁層１２０は、前記半導体パターン１１２から形成されるチャンネルと、前記第１絶縁層１２０の上に形成されるゲート電極を絶縁することができる。
【００３２】
例えば、前記第１絶縁層１２０は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン炭化物、またはこれらの組合せを含むことができ、アルミニウム酸化物、タンタリウム（タンタル）酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などの絶縁性金属酸化物を含むこともできる。例えば、前記第１絶縁層１２０は、シリコン窒化物またはシリコン酸化物の単一層または多層構造を有することができる。
【００３３】
図２を参照すると、前記第１絶縁層１２０の上に第１ゲート金属層を形成し、前記第１ゲート金属層の上に第１フォトレジストパターンＰＲ１を形成する。
【００３４】
前記第１ゲート金属層は、金属、金属合金、金属窒化物、導電性金属酸化物などを含むことができる。例えば、前記第１ゲート金属層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、またはこれらの合金を含むことができ、単一層（単層膜）または互いに異なる金属層を含む多層（積層膜）構造を有することができる。
【００３５】
前記第１フォトレジストパターンＰＲ１は、前記半導体パターン１１２と部分的に重なり合うことができる。前記第１フォトレジストパターンＰＲ１、並びに、後述の第２〜４フォトレジストパターンＰＲ２〜４は、いずれも、フェノール系樹脂、アクリル樹脂などのバインダー樹脂を含むフォトレジスト組成物をコーティングし、露光及び現像して形成できる。そして、パターニングの完成の後、または、パターニングに続く処理工程の終了後、酸素ガスなどを用いたドライエッチングにより除去することができる。
【００３６】
次に、前記第１フォトレジストパターンＰＲ１をマスクに用いて、前記第１ゲート金属層をエッチングすることで、第１ゲート電極ＧＥ１を形成する。例えば、前記第１ゲート金属層は、プラズマなどを用いたドライエッチングによりエッチングできる。前記第１ゲート電極ＧＥ１が形成されることによって、前記第１ゲート電極ＧＥ１の周辺の第１絶縁層１２０が露出されうる。
【００３７】
図３を参照すると、露出した第１絶縁層１２０に、不純物を提供する。例えば、前記不純物はボロン（ホウ素）などのＰ型不純物でありうる。このような不純物の注入によって、前記第１ゲート電極ＧＥ１と重なり合わない、前記半導体パターン１１２の周辺部にはＰ型不純物がドーピングされて、第１ドーピング領域ＰＤ１及び第２ドーピング領域ＰＤ２を形成することができる。前記半導体パターン１１２で、前記第１ゲート電極ＧＥ１と重なる部分は、ドーピングされずに残り、チャンネル領域ＣＨ１ををなすことができる。
【００３８】
したがって、前記第１ドーピング領域ＰＤ１、前記第２ドーピング領域ＰＤ２、及び前記チャンネル領域ＣＨ１は、同一の層内に連続して配置されうるのであり、前記第１ドーピング領域ＰＤ１、前記第２ドーピング領域ＰＤ２、及び前記チャンネル領域ＣＨ１を含む一つの島状のパターンを、第１アクティブパターンＡＰ１と呼ぶこととする。
【００３９】
前記第１フォトレジストパターンＰＲ１は、ドーピング工程の後または前に除去できる。
【００４０】
図４を参照すると、前記第１ゲート電極ＧＥ１をカバーする第２絶縁層１３０を形成する。前記第２絶縁層１３０の上には第２ゲート金属層ＧＬ２が形成される。前記第２ゲート金属層ＧＬ２の上には第２フォトレジストパターンＰＲ２が形成される。
【００４１】
例えば、前記第２絶縁層１３０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、またはこれらの組合せを含むことができ、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などの絶縁性金属酸化物を含むこともできる。一実施形態によれば、前記第２絶縁層１３０はシリコン窒化物を含むことができる。
【００４２】
一実施形態によれば、前記第２ゲート金属層ＧＬ２は、下部層ＬＬ、及び、前記下部層の上に配置される上部層ＨＬを含む。前記下部層ＬＬはチタニウムまたはチタニウム合金を含み、前記上部層ＨＬはモリブデンまたはモリブデン合金を含む。一実施形態によれば、前記下部層ＬＬはチタニウムを含み、前記上部層ＨＬはモリブデンを含むことができる。
【００４３】
前記上部層ＨＬの厚さは、前記下部層ＬＬの厚さより大きいことがある。一実施形態によれば、前記下部層ＬＬの厚さは約５０Å乃至３００Åであり、前記上部層ＨＬの厚さは約２，０００Å乃至２，５００Åでありうる。前記範囲を維持する場合、適正なスキュー(skew；食い違い)とテーパー角を得ることができる。すなわち、上部層ＨＬの縁が、下部層ＬＬの縁よりも、適当な距離だけ、内側に位置するとともに、上部層ＨＬ及び下部層ＬＬの縁部が、適当なテーパー角を有するようにすることができる。
【００４４】
図４から図６を参照すると、前記第２フォトレジストパターンＰＲ２をマスクに用いて、前記第２ゲート金属層ＧＬ２の上部層ＨＬをエッチングする。
【００４５】
一実施形態によれば、前記上部層ＨＬは、フッ素系化合物を含む第１エッチングガスのプラズマを用いてエッチングできる。例えば、前記フッ素系化合物は、ＳｉＦ４、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３、ＳＦ６、またはこれらの組合せを含むことができる。
【００４６】
一実施形態によれば、前記下部層ＬＬは、前記第１エッチングガスと異なる物質のプラズマを用いてエッチングできる。例えば、前記下部層ＬＬをエッチングするための第２エッチングガスは、塩素系化合物を含むことができる。好ましくは、前記第２エッチングガスは、塩素系化合物及び酸素を含むことができる。例えば、前記下部層ＬＬは、ＣＬ２（塩素ガス）及びＯ２（酸素）を含む混合ガスのプラズマを用いてエッチングできる。
【００４７】
このようなエッチングによって、前記第２絶縁層１３０の上にゲート配線パターンＧＰが形成される。前記ゲート配線パターンＧＰは、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層ＧＰｂ、及びモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層ＧＰａを含む。
【００４８】
例えば、前記ゲート配線パターンＧＰは、データ信号を提供するデータ信号配線、ゲート信号を提供するゲート信号配線、初期化信号を提供する初期化信号配線、発光信号を提供する発光信号配線、電源電圧を提供する電源電圧配線などのうちの少なくとも一つを含むことができる。一実施形態によれば、前記ゲート配線パターンＧＰの少なくとも一部は、前記第１ゲート電極ＧＥ１または前記第１アクティブパターンＡＰ１と重なり合うことができる。
【００４９】
前記第２ゲート金属層ＧＬ２がフッ素系化合物を用いてエッチングされる場合、エッチングガスから発生したフッ素イオンが前記第２絶縁層１３０の表面に残留するか、または前記第２絶縁層１３０の絶縁物質、例えばシリコン窒化物と結合しうる。前記フッ素イオンが前記第２絶縁層１３０の上に配置される第３絶縁層に拡散される場合、前記第３絶縁層と接触する酸化物半導体の特性を低下させることがある。本発明の一実施形態によれば、第２ゲート金属層はモリブデン／チタニウムの積層構造（下層側のモリブデン層と、上層側のチタン層との積層構造）を有する。したがって、第２絶縁層１３０と接触する下部層（モリブデン層）は、フッ素系化合物でない異なる物質でエッチングされうるのであり、これによって、第２絶縁層１３０の表面に残留するか、または前記第２絶縁層１３０と結合するフッ素イオンを減少させうる。
【００５０】
図７を参照すると、前記ゲート配線パターンＧＰをカバーする第３絶縁層１４０を形成する。前記第３絶縁層１４０の上に第２アクティブパターンＡＰ２を形成する。
【００５１】
例えば、前記第３絶縁層１４０は，シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、またはこれらの組合せを含むことができ、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などの絶縁性金属酸化物を含むこともできる。一実施形態によれば、前記第３絶縁層１４０はシリコン酸化物を含むことができる。
【００５２】
前記第２アクティブパターンＡＰ２は、酸化物半導体を含む。例えば、前記第２アクティブパターンＡＰ２は、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを含有する二成分系化合物（ＡＢｘ）、三成分系化合物（ＡＢｘＣｙ）、四成分系化合物（ＡＢｘＣｙＤｚ）などを含むことができる。例えば、第２アクティブパターンＡＰ２は、亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）、ガリウム酸化物（ＧａＯｘ）、チタニウム酸化物（ＴｉＯｘ）、スズ酸化物（ＳｎＯｘ）、インジウム酸化物（ＩｎＯｘ）、インジウム−ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、ガリウム−亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、亜鉛−マグネシウム酸化物（ＺＭＯ）、亜鉛−スズ酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−ジルコニウム酸化物（ＺｎＺｒｘＯｙ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−スズ酸化物（ＩＺＴＯ）、インジウム−ガリウム−ハフニウム酸化物（ＩＧＨＯ）、スズ−アルミニウム−亜鉛酸化物（ＴＡＺＯ）、及びインジウム−ガリウム−スズ酸化物（ＩＧＴＯ）などを含むことができる。
【００５３】
図８を参照すると、前記第２アクティブパターンＡＰ２をカバーする予備絶縁層１５０を形成する。前記予備絶縁層１５０の上に第３ゲート金属層ＧＬ３を形成する。前記第３ゲート金属層ＧＬ３の上に、第４フォトレジストパターンＰＲ４を形成する。前記第４フォトレジストパターンＰＲ４は、前記第２アクティブパターンＡＰ２と重なるように配置される。特には、第２アクティブパターンＡＰ２の両端部を除く部分と、重なり合うように配置される。
【００５４】
例えば、前記予備絶縁層１５０は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン炭化物、またはこれらの組合せを含むことができ、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などの絶縁性金属酸化物を含むこともできる。例えば、前記予備絶縁層１５０はシリコン酸化物を含むことができる。
【００５５】
前記第３ゲート金属層ＧＬ３は、金属、金属合金、金属窒化物、導電性金属酸化物などを含むことができる。例えば、前記第３ゲート金属層ＧＬ３は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、またはこれらの合金を含むことができ、単一層（単層）構造、または、複数の、互いに異なる金属の層を含む積層構造を有することができる。
【００５６】
図９を参照すると、前記第４フォトレジストパターンＰＲ４をマスクに用いて、前記第３ゲート金属層ＧＬ３をエッチングして第２ゲート電極ＧＥ２を形成する。次に、前記第２ゲート電極ＧＥ２をマスクに用いて、前記予備絶縁層１５０をエッチングして、ゲート絶縁パターン１５２を形成する。したがって、前記ゲート絶縁パターン１５２は、平面図上で、前記第２ゲート電極ＧＥ２と実質的に同一の形状を有することができる。
【００５７】
前記ゲート絶縁パターン１５２を形成する過程で、または別途の工程を通じて、前記第２アクティブパターンＡＰ２における露出した領域（図９での左右の端部）にて、金属成分が還元されて伝導性が増加しうる。したがって、前記第２アクティブパターンＡＰ２における露出した領域は、オーミック層の役割をすることができる。
【００５８】
図１０を参照すると、前記第２ゲート電極ＧＥ２及び前記第２アクティブパターンＡＰ２をカバーする第４絶縁層１６０を形成してから、前記第４絶縁層１６０をパターニングすることで、前記第２ゲート電極ＧＥ２、前記第２アクティブパターンＡＰ２の左右の端部、及び、前記第１アクティブパターンＡＰ１のドーピング領域ＰＤ１、ＰＤ２をそれぞれ部分的に露出する一連のコンタクトホールを形成する。
【００５９】
次に、第１データ金属層を形成して前記各コンタクトホールを充填し、前記第１データ金属層をパターニングする。これによって、前記第１アクティブパターンＡＰ１の第１ドーピング領域ＰＤ１と接触する第１ソース電極ＳＥ１、前記第２ドーピング領域ＰＤ２と接触する第１ドレイン電極ＤＥ１、前記第２アクティブパターンＡＰ２の左右一方の端部と接触する第２ソース電極ＳＥ２、前記第２アクティブパターンＡＰ２の左右の他方の端部と接触し、前記第２ソース電極ＳＥ２と離隔した第２ドレイン電極ＤＥ２、前記第２ゲート電極ＧＥ２と接触するゲート連結電極ＧＣＥを含む第１データ金属パターンが形成される。
【００６０】
例えば、前記第４絶縁層１６０は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン炭化物、またはこれらの組合せを含むことができ、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などの絶縁性金属酸化物を含むこともできる。一実施形態によれば、前記第４絶縁層１６０はシリコン酸化物を含む下部層及びシリコン窒化物を含む上部層を含む積層構造を有することができる。
【００６１】
前記第１データ金属層は、金属、金属合金、金属窒化物、導電性金属酸化物などを含むことができる。例えば、前記第１データ金属層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、またはこれらの合金を含むことができ、単一層構造、または互いに異なる金属層を含む積層構造を有することができる。
【００６２】
図１１を参照すると、前記第１データ金属パターンをカバーする第５絶縁層１７０を形成する。前記第５絶縁層１７０をパターニングして、前記第１ドレイン電極ＤＥ１を部分的に露出するコンタクトホールを形成する。次に、第２データ金属層を形成して、前記コンタクトホールを充填し、前記第２データ金属層をパターニングして、前記第１ドレイン電極ＤＥ１と接触する連結電極ＣＥを形成する。
【００６３】
次に、前記連結電極ＣＥをカバーする第６絶縁層１８０を形成する。前記第６絶縁層１８０をパターニングして、前記連結電極ＣＥを部分的に露出するコンタクトホールを形成する。次に、下部電極層を形成して、前記コンタクトホールを充填し、前記下部金属層をパターニングして、有機発光ダイオード２００の下部電極２１０を形成する。
【００６４】
例えば、前記第５絶縁層１７０及び前記第６絶縁層１８０は、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂などの有機絶縁物質を含むことができ、基板の上面が平坦化できるように実質的に平坦な上面を有することができる。
【００６５】
前記下部電極２１０はアノードとして作動することができる。例えば、前記下部電極２１０は、発光タイプによって透過電極として形成されるか、または反射電極として形成されうる。前記下部電極２１０が透過電極として形成される場合、前記下部電極２１０は、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛スズ酸化物、インジウム酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物などを含むことができる。前記下部電極２１０は、反射電極として形成される場合、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）などのうちの少なくとも一種の金属を含むことができ、このような金属の層と、前記透過電極に使われた物質の層とを含む積層構造を有することもできる。
【００６６】
前記第６絶縁層１８０の上には画素定義層１９０が形成される。前記画素定義層１９０は、前記下部電極２１０の少なくとも一部を露出する開口部を有する。例えば、前記画素定義層１９０は有機絶縁物質を含むことができる。
【００６７】
前記下部電極２１０の上には発光層２２０が形成される。前記発光層２２０は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層などの機能層のうちの少なくとも１つ以上の層を、単層または積層の構造で含むことができる。前記発光層２２０は、低分子有機化合物または高分子有機化合物を含むことができる。
【００６８】
一実施形態で、前記発光層２２０は、赤色、緑色、または青色光を発光することができる。他の実施形態で、前記発光層２２０が白色を発光する場合、前記発光層２２０は、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層を含む少なくとも３層の多層構造を含むか、または、赤色、緑色、及び青色の発光物質を含む単層構造を含むことができる。
【００６９】
例えば、前記発光層２２０は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、蒸着などの方法により形成できる。
【００７０】
前記発光層２２０の上には上部電極２３０が形成される。前記上部電極２３０は、前記薄膜トランジスタ基板を含む表示装置の発光タイプによって、透過電極として形成されるか、または反射電極として形成されうる。例えば、前記上部電極２３０が透明電極として形成される場合、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム弗化物（ＬｉＦ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛スズ酸化物、インジウム酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物、またはこれらの組合せを含むことができる。
【００７１】
例えば、前記上部電極２３０は、複数の画素に亘って、表示領域上で連続するように延長できる。一実施形態によれば、前記上部電極２３０の上には、キャッピング層及び遮断層がさらに形成されうる。
【００７２】
一実施形態によれば、前記有機発光ダイオード２0０の上には、封止層３００が形成されうる。例えば、前記封止層３００は、無機層と有機層との積層構造を有することができる。例えば、前記有機層は、ポリアクリレートなどの高分子硬化物を含むことができる。例えば、前記高分子硬化物は、モノマーの重合及び架橋の反応により三次元重合体として形成できる。例えば、前記無機層は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、アルミニウム酸化物、タンタリウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物などを含むことができる。
【００７３】
前記有機発光表示装置は、前記上部電極２３０の側へと光が放出される前面発光タイプでありうるが、本発明はこれに限定されず、背面発光タイプの有機発光表示装置の製造にも利用できる。
【００７４】
前記有機発光表示装置は、画素ごとの半導体素子として、酸化物系半導体素子とシリコン系半導体素子とを含む。一実施形態によれば、前記シリコン系半導体素子は、前記有機発光ダイオード２００に電流を供給する駆動トランジスタの役割をすることができる。
【００７５】
一実施形態によれば、前記シリコン系半導体素子は、第１アクティブパターンＡＰ１、第１ゲート電極ＧＥ１、第１ソース電極ＳＥ１、及び第１ドレイン電極ＤＥ１を含むことができる。
【００７６】
例えば、前記第１アクティブパターンＡＰ１は、チャンネル領域ＣＨ１、第１ドーピング領域ＰＤ１、及び第２ドーピング領域ＰＤ２を含むことができる。前記第１ゲート電極ＧＥ１は、前記第１アクティブパターンＡＰ１の上に配置されて、前記チャンネル領域ＣＨ１と重なり合うことができる。前記第１ソース電極ＳＥ１は前記第１ドーピング領域ＰＤ１と接触し、前記第１ドレイン電極ＤＥ１は前記第２ドーピング領域ＰＤ２と接触することができる。
【００７７】
一実施形態によれば、前記酸化物系半導体素子は、前記駆動トランジスタを制御するスイッチングトランジスタの役割をすることができる。例えば、前記酸化物系半導体素子のドレイン電極は、前記シリコン系半導体素子のゲート電極に電気的に連結できる。
【００７８】
一実施形態によれば、前記酸化物系半導体素子は、トップゲート構造を有することができる。例えば、前記酸化物系半導体素子は、第２ゲート電極ＧＥ２、前記第２ゲート電極ＧＥ２の下に配置される第２アクティブパターンＡＰ２、第２ソース電極ＳＥ２、及び第２ドレイン電極ＤＥ２を含むことができる。
【００７９】
図１２は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置を図示した断面図である。
【００８０】
図１２に図示された有機発光表示装置は、第２アクティブパターンＡＰ２の下に配置される第３絶縁層１４０を除いては、図１０に図示された有機発光表示装置と実質的に同一の構成を有する。
【００８１】
図１2を参照すると、第３絶縁層１４０はゲート配線パターンＧＰ及び第２絶縁層１３０をカバーする。前記第３絶縁層１４０の上には酸化物半導体を含む第２アクティブパターンＡＰ２が配置される。
【００８２】
前記第３絶縁層１４０は、前記第２絶縁層１３０及び前記ゲート配線パターンＧＰと接触する下部バリア層１４２及び前記下部バリア層１４２の上に配置される上部バリア層１４４を含むことができる。
【００８３】
一実施形態によれば、前記下部バリア層１４２はシリコン窒化物を含むことができる。したがって、前記下部バリア層１４２は前記第２絶縁層１３０に残留したフッ素イオンの上部への拡散を防止することができる。
【００８４】
一実施形態によれば、前記上部バリア層１４４は、シリコン酸化物を含むことができる。したがって、前記上部バリア層１４４は、前記下部バリア層１４２から水素イオンが上部に拡散されることを防止することができる。
【００８５】
結果的に、前記第３絶縁層１４０は、前記第３絶縁層１４０の上に配置される第２アクティブパターンＡＰ２の素子特性が水素イオンまたはフッ素イオンにより低下することを防止することができる。
【００８６】
一実施形態によれば、前記上部バリア層１４４の厚さは前記下部バリア層１４２の厚さより厚い。例えば、前記下部バリア層１４２の厚さは約２００Å乃至１，０００Åであり、前記上部バリア層１４４の厚さは約１，０００Å乃至３，０００Åでありうる。前記上部バリア層１４４及び下部バリア層１４２の厚さが小さ過ぎる場合、バリア性能が低下することがある。
【００８７】
前記実施形態で、前記第３絶縁層は二重層構造を有するものとして図示されているが、本発明の実施形態はこれに限定されず、シリコン窒化物を含む下部バリア層とシリコン酸化物を含む上部バリア層を含む３層以上の多層構造にも適用できる。
【００８８】
図１３から図１６は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置の製造方法を図示した断面図である。
【００８９】
図１３を参照すると、ベース基板１００の上にバッファ層１１０を形成する。
【００９０】
前記バッファ層１１０の上に半導体パターンを形成する。前記半導体パターンをカバーする第１絶縁層１２０を形成する。前記第１絶縁層１２０の上に第１ゲート電極ＧＥ１を形成する。前記半導体パターンを部分的にドーピングして第１ドーピング領域ＰＤ１、前記第１ドーピング領域ＰＤ１と離隔した第２ドーピング領域ＰＤ２、及び前記第１ドーピング領域ＰＤ１と前記第２ドーピング領域ＰＤ２との間に配置されるチャンネル領域ＣＨ１を含む第１アクティブパターンＡＰ１を形成する。前記第１ゲート電極ＧＥ１をカバーする第２絶縁層１３０を形成する。
【００９１】
前記バッファ層１１０、前記第１アクティブパターンＡＰ１、前記第１絶縁層１２０、前記第１ゲート電極ＧＥ１、及び前記第２絶縁層１３０を形成する方法は、図１から図４を参照して説明された方法と同一である。
【００９２】
次に、前記第２絶縁層１３０の上に第２ゲート金属層ＧＬ２を形成する。前記第２ゲート金属層ＧＬ２の上には第２フォトレジストパターンＰＲ２及び第３フォトレジストパターンＰＲ３を形成する。一実施形態によれば、前記第２フォトレジストパターンＰＲ２は前記第１ゲート電極ＧＥ１と重なり合うことができる。
【００９３】
前記第２ゲート金属層ＧＬ２は、金属、金属合金、金属窒化物、導電性金属酸化物などを含むことができる。例えば、前記第２ゲート金属層ＧＬ２は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、またはこれらの合金を含むことができ、単一層または互いに異なる金属層を含む多層構造を有することができる。一実施形態によれば、前記第２ゲート金属層ＧＬ２はモリブデンまたはモリブデン合金を含むことができる。
【００９４】
図１３及び図１４を参照すると、前記第２フォトレジストパターンＰＲ２及び第３フォトレジストパターンＰＲ３をマスクに用いて、前記第２ゲート金属層ＧＬ２をパターニングする。これによって、前記第２フォトレジストパターンＰＲ２の下部に配置されたゲート配線パターンＧＰと、前記第３フォトレジストパターンＰＲ３の下部に配置された下部ゲート電極ＢＧＥを含むゲート金属パターンが形成できる。
【００９５】
前記第２ゲート金属層ＧＬ２は、ドライエッチングによりパターニングできる。例えば、フッ素系化合物のプラズマが前記第２ゲート金属層ＧＬ２に提供できる。例えば、前記フッ素系化合物はＳｉＦ４、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３、ＳＦ６、またはこれらの組合せを含むことができる。
【００９６】
前記第２ゲート金属層ＧＬ２がフッ素系化合物を用いてエッチングされる場合、エッチングガスから発生したフッ素イオンが前記第２絶縁層１３０の表面に残留するか、または前記第２絶縁層１３０の絶縁物質、例えばシリコン窒化物と結合されうる。そこで、一実施形態によれば、前記フッ素イオンを除去するための後処理を遂行することができる。
【００９７】
例えば、図１４に図示したように、ＳＦ６及びＯ２を含むプラズマ処理ガスを前記第２絶縁層１３０に提供することができる。前記表面処理を通じて前記第２絶縁層１３０に残留するフッ素イオンまたはフッ素と結合されたシリコン窒化物などが除去できる。したがって、フッ素イオン拡散による素子の信頼性低下を防止することができる。
【００９８】
前記表面処理は、前記第２フォトレジストパターンＰＲ２及び第３フォトレジストパターンＰＲ３を除去する前に、または後に遂行できる。
【００９９】
図１５を参照すると、前記下部ゲート電極ＢＧＥ及び前記ゲート配線パターンＧＰをカバーする第３絶縁層１４０を形成する。
【０１００】
前記第３絶縁層１４０は、前記第２絶縁層１３０及び前記下部ゲート電極ＢＧＥと接触する下部バリア層１４２及び前記下部バリア層１４２の上に配置される上部バリア層１４４を含むことができる。一実施形態によれば、前記下部バリア層１４２はシリコン窒化物を含むことができ、前記上部バリア層１４４はシリコン酸化物を含むことができる。したがって、前記第２絶縁層１３０または前記第２ゲート電極ＧＥ２に残留したフッ素イオンが上部バリア層１４4に拡散されることを防止することができ、前記下部バリア層１４２から水素イオンが上部に拡散されることを防止することができる。
【０１０１】
図１６を参照すると、前記第３絶縁層１４０の上に第２アクティブパターンＡＰ２を形成する。前記第２アクティブパターンＡＰ２の上に予備絶縁層及び第３ゲート金属層を形成した後、前記予備絶縁層及び前記第３ゲート金属層をパターニングして、前記第２アクティブパターンＡＰ２の上に配置される上部ゲート電極ＴＧＥ、及び前記上部ゲート電極ＴＧＥと前記第２アクティブパターンＡＰ２との間に配置されるゲート絶縁パターン１５２を形成する。
【０１０２】
前記上部ゲート電極ＴＧＥ、前記第２アクティブパターンＡＰ２、及び前記第３絶縁層１４０をカバーする第４絶縁層１６０を形成する。
【０１０３】
次に、前記第１アクティブパターンＡＰ１の第１ドーピング領域ＰＤ１と接触する第１ソース電極ＳＥ１、前記第２ドーピング領域ＰＤ２と接触する第１ドレイン電極ＤＥ１、前記第２アクティブパターンＡＰ２と接触する第２ソース電極ＳＥ２、前記第２アクティブパターンＡＰ２と接触し、前記第２ソース電極ＳＥ２と離隔した第２ドレイン電極ＤＥ２、前記第２ゲート電極ＧＥ２と接触するゲート連結電極ＧＣＥを含む第１データ金属パターンを形成する。
【０１０４】
次に、前記第１データ金属パターンをカバーする第５絶縁層１７０を形成する。前記第５絶縁層１７０を貫通して、前記第１ドレイン電極ＤＥ１と接触する連結電極ＣＥを形成する。前記連結電極ＣＥをカバーする第６絶縁層１８０を形成する。
【０１０５】
次に、下部電極２１０、発光層２２０、及び上部電極２３０を含む有機発光ダイオード２００、画素定義層１９０、及び封止層３００を形成する。
【０１０６】
本発明の実施形態によれば、酸化物系半導体素子とシリコン系半導体素子を含む有機発光表示装置において、酸化物系半導体素子のアクティブパターンの下部及び上部にゲート電極が各々配置される二重ゲート構造を有する。したがって、素子信頼性を向上させ、より精密に酸化物系半導体素子を制御することができる。
【０１０７】
また、前記下部ゲート電極ＢＧＥと前記第２アクティブパターンＡＰ２との間にはシリコン窒化物を含む下部バリア層１４２とシリコン酸化物を含む上部バリア層１４４を含むバリア絶縁層１４０が配置されて、前記下部ゲート電極ＢＧＥ及び下部の絶縁層から拡散されるフッ素イオンを遮断することができる。したがって、前記酸化物系半導体素子の信頼性を増加させることができる。
【０１０８】
図１７は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置を図示した断面図である。前記有機発光表示装置は、下部ゲート電極ＢＧＥ及びゲート配線パターンＧＰが二層構造を有することを除いては、図１６に図示された有機発光表示装置と実質的に同一である。
【０１０９】
図１７を参照すると、第２絶縁層１３０の上には下部ゲート電極ＢＧＥ及びゲート配線パターンＧＰが配置される。
【０１１０】
前記下部ゲート電極ＢＧＥは、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層ＧＥｂ、及びモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層ＧＥａを含む。前記ゲート配線パターンＧＰは、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層ＧＰｂ、及びモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層ＧＰａを含む。
【０１１１】
一実施形態によれば、前記下部ゲート電極ＢＧＥ及び前記ゲート配線パターンＧＰは、チタニウムまたはチタニウム合金を含む下部層、及びモリブデンまたはモリブデン合金を含む上部層を含む第２ゲート金属層から形成できる。
【０１１２】
一実施形態によれば、前記上部層はフッ素系化合物のプラズマを用いてエッチングされることができ、前記下部層は前記上部層のエッチングプラズマと異なる物質のプラズマを用いてエッチングできる。
【０１１３】
したがって、前記第２絶縁層１３０と接触する下部層はフッ素系化合物でない、他の物質でエッチングされることができ、これによって、第２絶縁層１３０の表面に残留するか、または前記第２絶縁層１３０と結合するフッ素イオンを減少させることができる。
【０１１４】
また、前記下部ゲート電極ＢＧＥ及び上部ゲート配線パターンＧＰの上にはシリコン窒化物を含む下部バリア層１４２とシリコン酸化物を含む上部バリア層１４４を含むバリア絶縁層１４０が配置されて、前記下部ゲート電極ＢＧＥから拡散されるフッ素イオンを遮断することができる。
【０１１５】
図１８は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置を図示した断面図である。前記有機発光表示装置は、第１アクティブパターンを除いては、図１６に図示された有機発光表示装置と実質的に同一である。
【０１１６】
例えば、図１８に図示したように、有機発光表示装置のシリコン系半導体素子はＮＭＯＳ構成を有することができる。例えば、駆動トランジスタの第１アクティブパターンＡＰ１は、チャンネル領域ＣＨ１、第１高濃度ドーピング領域ＮＨＤ１、第１低濃度ドーピング領域ＮＬＤ１、第２低濃度ドーピング領域ＮＬＤ２、及び第２高濃度ドーピング領域ＮＨＤ２を含むことができる。
【０１１７】
前記第１高濃度ドーピング領域ＮＨＤ１及び前記第２高濃度ドーピング領域ＮＨＤ２には、燐、砒（ひ）素などのＮ型不純物が高濃度でドーピングされることができ、前記第１低濃度ドーピング領域ＮＬＤ１及び前記第２低濃度ドーピング領域ＮＬＤ２にはＮ型不純物が低濃度でドーピングできる。
【０１１８】
前記Ｎ型不純物がドーピングされていない領域は、チャンネル領域ＣＨ１として定義できる。
【０１１９】
前記第１低濃度ドーピング領域ＮＬＤ１は前記第１高濃度ドーピング領域ＮＨＤ１及び前記チャンネル領域ＣＨ１の間に配置されることができ、前記第２低濃度ドーピング領域ＮＬＤ２は前記第２高濃度ドーピング領域ＮＨＤ２及び前記チャンネル領域ＣＨ１の間に配置できる。
【０１２０】
前記第１高濃度ドーピング領域ＮＨＤ１は第１ソース電極ＳＥ１と連結されることができ、前記第２高濃度ドーピング領域ＮＨＤ２は第１ドレイン電極ＤＥ１と連結できる。
【０１２１】
上記のＮＭＯＳ構成を有する第１アクティブパターンＡＰ１は、図１１、図１２、及び図１７に図示された有機発光表示装置にも適用できる。
【０１２２】
前述したところでは、本発明の例示的な実施形態を参照して説明したが、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば、以下の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
【０１２３】
好ましい実施形態によると、具体的な課題及び解決手段は、下記のとおりである。
【０１２４】
特には有機発光表示装置では、各画素ドット中に、複数のTFTを配置する必要があり、また、解像度及び画素開口率を向上させる必要がある。
【０１２５】
そのため、各画素ドット中にて、複数のTFTを上層側と、下層側とに分けて配置することが考えられる。この際、パターニングの工程数を最小限とするために、一つの半導体活性層のパターン（「アクティブパターンAP」）により、TFTのチャネル領域と、ソース領域及びドレイン領域とを形成する。これらのTFTは、半導体活性層のパターンがポリシリコンや金属酸化物で形成される。
【０１２６】
具体的には、下層側に、比較的高温の工程を必要とするポリシリコンのTFT（silicon based transistor）を配置し、上層側に、酸化物半導体のTFT（oxide-based transistor）を配置する。少なくとも、下層側のポリシリコンのTFTは、トップゲート型である。
【０１２７】
画素回路のための金属配線パターンには、好ましくは、下記(1)〜(4)が、下層側（基板の側）からこの順に含まれる。
【０１２８】
(1) 「第１ゲート金属層」のパターン
「第１ゲート電極ＧＥ１」（ポリシリコンのTFTのもの）を含む。
【０１２９】
(2) 「ゲート配線パターンＧＰ」（「第２ゲート金属層ＧＬ２」のパターン）
下層側のポリシリコンのTFTと、上層側の酸化物半導体のTFTとの間の層に位置する。
すなわち、「第１ゲート電極ＧＥ１」（ポリシリコンのTFTのもの）を覆う「第２ゲート絶縁膜１３０」と、絶縁性金属酸化物からなる下層側の層間絶縁膜（interlayer insulator；「第３絶縁層１４０」）との間に配置される。この層間絶縁膜の上には、酸化物半導体のTFTにおける半導体活性層パターン（「第２アクティブパターンＡＰ２」）が位置する。
【０１３０】
(3) 「第３ゲート金属層ＧＬ３」のパターン
「第２ゲート電極ＧＥ２」（酸化物半導体のTFTのもの）を含む。
【０１３１】
(4) 「第１データ金属パターン」
「第２ゲート電極ＧＥ２」を覆う、絶縁性金属酸化物からなる上層側の層間絶縁膜（interlayer insulator；「第４絶縁層１６０」）の上に位置し、各TFTのソース電極(SE1,SE2)及びドレイン電極(DE1,DE2)、及び、「第２ゲート電極ＧＥ２と接触するゲート連結電極ＧＣＥ」を含む。
【０１３２】
「ゲート配線パターンＧＰ」は、「データ信号を提供するデータ信号配線」などの信号配線や、電源電圧配線を形成するのに用いられる。このような配線には、融点が高くて上層や下層との短絡が少なく、また、接触抵抗が小さいものが好ましく、このような例として、特に、モリブデン（Mo）の金属層または合金層をを挙げることができる。
【０１３３】
なお、モリブデン（Mo）に代えて、または、組み合わせて、タンタル（Ta）、ハフニウム(Hf)、ニオブ（Nb）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも一つを用いることもできる。
【０１３４】
表示装置の高精細化にともない、パターニングには、ドライエッチングを行なうのが好ましく、モリブデン（Mo）を含む層をドライエッチングによってパターニングするには、フッ素化合物（例えばＳＦ６やＣＦ４）をエッチングガスに用いたプラズマエッチングが適している。
【０１３５】
ところが、「第２ゲート絶縁膜１３０」中に、フッ素イオンが残留すると、下層側の層間絶縁膜（「第３絶縁層１４０」）中に拡散し、上層側のTFTの酸化物半導体層「第２アクティブパターンＡＰ２」）を劣化させうる。
【０１３６】
そこで、下記Ａ〜Ｃの少なくとも一つを採用する。また、下記Ａを採用する場合に、好ましくは下記Ａ１とすることができ、下記Ｂを採用する場合に、下記Ｂ１〜Ｂ２の少なくともいずれかとすることができ、下記Ｃを採用する場合に、下記Ｃ１またはＣ２とすることができる。
【０１３７】
Ａ  「ゲート配線パターンＧＰ」が、モリブデン（Mo）の単体または合金からなる層（「上部層」）を含む積層膜（特には二層膜）であり、
チタン（Ti）などの、非フッ素系ドライエッチングが可能で、比較的融点の高い金属または合金からなる「下部層」を含む。
【０１３８】
上層側にあるモリブデン（Mo）の層をエッチングした後、「下部層」をエッチングする際に、「第２ゲート絶縁膜１３０」の表層近傍にあるフッ素イオンの濃度が低下する。
【０１３９】
Ａ１  「ゲート配線パターンＧＰ」の配線層の厚みを、100〜300nm（1000〜3000Å）とすることができ、このうち、「下部層」の厚みを、5〜50nm、特には10〜25nmとすることができる。
【０１４０】
Ｂ  「ゲート配線パターンＧＰ」を覆う、下層側の層間絶縁膜（「第３絶縁層１４０」）は、下層側の窒化シリコン含有膜（「下部バリア層１４２」）と、上層側の酸化シリコン含有膜（「上部バリア層１４４」）とを含む積層膜（特には二層膜）である。
【０１４１】
窒化シリコン含有膜（「下部バリア層１４２」）は、フッ素イオンの拡散を防ぐ効果が大きく、酸化シリコン含有膜（「上部バリア層１４４」）は、透湿防止など、酸素透過防止などの、一般的な層間絶縁膜としての性能に優れる。
【０１４２】
Ｂ１  下層側の層間絶縁膜（「第３絶縁層１４０」）の厚みを、100〜400nm、特には200〜300nmとすることができ、このうち、窒化シリコン含有膜（「下部バリア層１４２」）の厚みを、20〜100nm、特には30〜50nmとすることができる。
【０１４３】
Ｂ２  「第３絶縁層１４０」は、「上部バリア層１４４」と、「下部バリア層１４２」との間に酸化窒化シリコン膜を含むこともでき、この酸化窒化シリコン膜は、下層側から上層側へと、酸化物含量が連続的に増大するものであってもよい。
すなわち、「第３絶縁層１４０」は、「上部バリア層１４４」と、「下部バリア層１４２」との間で、明確な境界がなく、連続的に移行するものであっても良い。
【０１４４】
Ｃ  フッ素化合物（例えばＳＦ６やＣＦ４）を用いたドライエッチングに続けて、フッ素化合物と酸素ガスとの混合ガス（例えば、酸素ガスが３０モル％以上）を用いたドライエッチングを行なう。
【０１４５】
Ｃ１  フッ素化合物（例えばＳＦ６やＣＦ４）を用いたドライエッチングにより、「ゲート配線パターンＧＰ」を得るためのパターニングを完成する少し前の段階で、酸素ガスをエッチングガスに加えて、ドライエッチングを続ける。このようにして、パターニングを完成させる。
【０１４６】
Ｃ２  上記Ｃ１に代えて、フッ素化合物（例えばＳＦ６やＣＦ４）を用いたドライエッチングによりパターニングが完成した後に、追加的に、フッ素化合物（例えばＳＦ６やＣＦ４）と酸素ガスとの混合ガスをエッチングガスとするドライエッチングを、短時間だけ行なう。
【０１４７】
このような処理により、特には酸素のイオンまたはラジカルの作用によって、「第２ゲート絶縁膜１３０」の表層近傍にあるフッ素イオンの濃度が低下する。
【０１４８】
なお、ドライエッチングは、真空チャンバー内にて、高周波電圧を印加するとともにエッチングガス（反応ガス）を供給しつつ行なう放電プラズマ雰囲気中での処理である。ドライエッチングは、スパッタエッチング、ケミカル・ドライエッチング、及び、反応性イオンエッチングのいずれか、または、これらの任意の組み合わせでありうる。好ましくは、サイドエッチングが少ない、反応性イオンエッチングでありうる。
【０１４９】
具体的な実施形態において、好ましくは、下記Ｄ１〜Ｄ５の少なくともいずれかとすることができる。
【０１５０】
Ｄ１  「ゲート配線パターンＧＰ」は、少なくとも部分的に、「第１ゲート金属層」のパターンと重ねあわされる。これにより、「第１ゲート金属層」のパターンの損傷を防ぐことができ、また、電位を保持するためのコンデンサー(capacitor)を形成することができる。
【０１５１】
Ｄ２  「ゲート配線パターンＧＰ」以外の金属配線層、すなわち、「第１ゲート金属層」、「第３ゲート金属層ＧＬ３」及び「第１データ金属パターン」は、いずれも、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの、低抵抗の金属から形成される。
【０１５２】
Ｄ３  「第１ゲート電極ＧＥ１」がパターニングにより形成された際、下層側にあるポリシリコンのTFTにおける半導体活性層のパターン（「第１アクティブパターンＡＰ１」）は、「第１ゲート電極ＧＥ１」から左右に突き出す部分に、ドーピング処理を行なうことで、ソース領域及びドレイン領域を形成する。
【０１５３】
Ｄ４  上層側にある酸化物半導体のTFTを形成する際、「第２ゲート電極ＧＥ２」、及び、これと輪郭がほぼ等しい「ゲート絶縁パターン１５２」を形成する。このためのエッチングの際に、酸化物半導体活性層のパターン（「第２アクティブパターンＡＰ２」）は、第２ゲート電極ＧＥ２」から左右に突き出す部分が、エッチングの還元性イオン種などにより、少なくとも部分的に金属に還元されて、ソース領域及びドレイン領域となる。
【０１５４】
Ｄ５  「第１データ金属パターン」の上には、第５絶縁層１７０及び前記第６絶縁層１８０を形成し、この上に、画素電極２１０を形成する。第５絶縁層１７０及び前記第６絶縁層１８０は、いずれも、フェノール樹脂、アクリル樹脂などの樹脂からなる平坦化膜である。第５絶縁層１７０と、前記第６絶縁層１８０との間には、画素電極２１０と、「第１ドレイン電極ＤＥ１」とを接触させるための「連結電極ＣＥ」を配置する。すなわち、樹脂平坦化膜を二層構造とし、二層の間に「連結電極ＣＥ」を配置することで、最下層の「第１ドレイン電極ＤＥ１」から、最上層に近い画素電極２１０までの電気的な接続がスムーズに行なわれるようにする。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、有機発光表示装置を備えることができる多様なディスプレイ機器に適用できる。例えば、本発明は車両用、船舶用、及び航空機用ディスプレイ装置、携帯用通信装置、展示用または情報伝達用ディスプレイ装置、医療用ディスプレイ装置、家電用ディスプレイ装置などの多様なディスプレイ機器に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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