(57)【要約】      （修正有）【課題】アクティブマトリックス型有機電界発光素子に適す、ソース／ドレイン電極上部の保護膜層と画素電極との接着力が向上した薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極５７上部に基板全面にかけて有機平坦化膜層５８−１ａ及び無機膜層５８−２ａを次々と形成して、感光膜パターン形成後無機膜層５８−２ａ上にエッチングを行いソース／ドレイン電極５７のうち一つと画素電極６０ａを連結するコンタクトホールまたはビアホール５９ａを形成する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層、ゲート、ソース／ドレイン領域及びソース／ドレイン電極を備えた薄膜トランジスタの前記ソース／ドレイン電極と画素電極との間に形成されており、無機膜層及び有機平坦化膜層で構成された保護膜層を備えて、前記保護膜層のうち無機膜層の一部が前記画素電極と直接的に接触しており、前記無機膜層下部に前記ソース／ドレイン電極と接触する有機平坦化膜層を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記保護膜層はさらに前記有機平坦化膜層と前記ソース／ドレイン電極との間に無機膜層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記無機膜層はシリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）のうちから少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記有機平坦化膜層はポリアクリル系樹脂（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｓ  ｒｅｓｉｎ）、エポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ  ｒｅｓｉｎ）、フェノール樹脂（ｐｈｅｎｏｌ  ｒｅｓｉｎ）、ポリアミド系樹脂（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ  ｒｅｓｉｎ）、ポリイミド系樹脂（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ  ｒｅｓｉｎ）、不飽和ポリエステル系樹脂（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ  ｒｅｓｉｎ）、ポリフェニレン系樹脂（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｔｈｅｒｓ  ｒｅｓｉｎ）及びポリフェニレンスルフィド系樹脂（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅｓ  ｒｅｓｉｎ）、及びベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）からなる群より選択されたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記薄膜トランジスタはトップ−ゲートまたはボトム−ゲート構造であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタは有機電界発光表示装置の単位画素内の駆動薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲート電極と；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記有機平坦化膜層はポリアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）からなる群より選択されたことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記無機膜層はシリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記薄膜トランジスタはトップ−ゲートまたはボトム−ゲート構造であることを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記薄膜トランジスタは有機電界発光表示装置の単位画素内の駆動薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されたコンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記有機平坦化膜層はポリアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択されたことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
前記第１及び第２無機膜層は相互に同じであったり違ったりしており、シリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１５】
前記薄膜トランジスタはトップ−ゲートまたはボトム−ゲート構造であることを特徴とする請求項１２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
前記薄膜トランジスタは有機電界発光表示装置の単位画素内の駆動薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１７】
絶縁基板上に半導体層を形成する段階と；
前記半導体層を含んだ基板上にゲート絶縁膜層を形成する段階と；
前記半導体層上部の前記ゲート絶縁膜層上にゲートを形成する段階と；
前記半導体層に不純物をイオン注入してゲート両側の半導体層にソース／ドレイン領域を形成する段階と；
前記基板全面にかけて層間絶縁膜層を形成する段階と；
前記層間絶縁膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン領域を露出させるコンタクトホール／ビアホールを形成する段階と；
前記層間絶縁膜層上に前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされるソース／ドレイン電極を形成する段階と；
前記基板全面に保護膜層として有機平坦化膜層及び無機膜層を次々と形成する段階と；
前記有機平坦化膜層及び無機膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを形成する段階と；
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記保護膜層のエッチング工程は乾式エッチング工程で行うことを特徴とする請求項１７に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記乾式エッチング工程はイオンビームエッチング、ＲＦスパターリングエッチング及び反応イオンエッチング（ＲＩＥ）からなる群より選択された１種の方法で行うことを特徴とする請求項１８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
絶縁基板上に半導体層を形成する段階と；
前記半導体層を含んだ基板上にゲート絶縁膜層を形成する段階と；
前記半導体層上部の前記ゲート絶縁膜層上にゲートを形成する段階と；
前記半導体層に高農度不純物をイオン注入してゲート両側の半導体層にソース／ドレイン領域を形成する段階と；
前記基板全面にかけて層間絶縁膜層を形成する段階と；
前記層間絶縁膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン領域を露出させるコンタクトホール／ビアホールを形成する段階と；
前記層間絶縁膜層上に形成された前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされるソース／ドレイン電極を形成する段階と；
前記基板全面に保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層を次々と形成する段階と；
前記第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを形成する段階と；
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２１】
前記保護膜層のエッチング工程は乾式エッチング工程で行うことを特徴とする請求項２０に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２２】
前記乾式エッチング工程はイオンビームエッチング、ＲＦスパターリングエッチング及び反応イオンエッチング（ＲＩＥ）からなる群より選択された１種の方法で行うことを特徴とする請求項２０に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２３】
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン電極とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
前記基板全面にかけて形成された開口部を備えた平坦化膜と；
前記ソース／ドレイン電極のうち一つからコンタクトホールまたはビアホールを介して延長形成されて前記開口部を介して露出した画素電極と；
を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２４】
前記有機平坦化膜層はポリアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択されたことを特徴とする請求項２３に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２５】
前記無機膜層はシリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする請求項２３に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２６】
前記ソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極とを連結するコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする請求項２３に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２７】
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成された前記ソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール及び／またはビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
前記基板全面にかけて形成された開口部を備えた平坦化膜と；
前記ソース／ドレイン電極のうち一つからコンタクトホールまたはビアホールを介して延長形成されて前記開口部を介して露出した画素電極と；
を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２８】
前記有機平坦化膜層はポリアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択されたことを特徴とする請求項２７に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項２９】
前記第１無機膜層及び第２無機膜層は相互に同じであったり違ったりしており、シリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする請求項２７に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【請求項３０】
前記ソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極とを連結するコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする請求項２７に記載のアクティブマトリックス型有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子のビアホール形成時、有機平坦化及び無機膜層を次々と適用してマスクの数を低減してエッチング工程が単純化された薄膜トランジスタ及びこれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、平板表示装置（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のうちから有機電界発光表示装置（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は他の平板表示装置よりも使用温度範囲が広くて、衝撃や振動に強く、視野角が広くて、応答速度が速くてきれいな動画像を提供することができるなどの長所を有していて今後次世代平板表示装置で注目されている。
【０００３】
このような有機電界発光表示装置は、電子と正孔とが半導体内で電子−正孔対を作ったりキャリア（Ｃａｒｒｉｅｒ）がさらに高いエネルギー状態に励起された後再び安定化状態である基底状態に落ちたりする過程を介して光が発生する現象を利用する。
【０００４】
そして、前記有機電界発光素子は駆動方式によって別途の駆動源が必要なパッシブマトリックス型（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｔｙｐｅ）とスイッチング素子で機能する薄膜トランジスタを一体に備えたアクティブマトリックス型（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｔｙｐｅ）とに区分することができる。
【０００５】
図１は、従来のアクティブ型有機電界発光素子の断面図を示したものである。前記した構造を有する有機電界発光素子の製造方法をよく見れば、まず、一連の半導体製造工程の遂行により基板１０上にバッファー層（図示せず）、半導体層１１、ゲート１３、ソース／ドレイン領域１４−１、１４−２、層間絶縁膜層１５及びソース／ドレイン電極１７−１、１７−２を備えた薄膜トランジスタを形成する。
【０００６】
次に、前記薄膜トランジスタが形成された基板１０上に前記ソース／ドレイン電極１７−１、１７−２を含むように保護膜層１８として無機膜層１８−１、望ましくはＳｉＮＸを積層する。続いて、前記無機膜層１８−１上部に感光膜パターンを形成した次に、前記感光膜パターンをマスクにしてエッチング工程を実施して前記ソース／ドレイン電極１７−１、１７−２と連結されるコンタクトホールまたはビアホール１９−１を形成する。前記コンタクトホールまたはビアホール１９−１を形成した後、酸素プラズマまたは感光膜剥離（ｓｔｒｉｐ）などの工程を介して前記感光膜パターンを除去する。
【０００７】
次に、前記コンタクトホールまたはビアホール１９−１上に感光性またはエッチングタイプの有機平坦化膜層１８−２を形成して感光膜パターンを形成した次に、前記感光膜パターンに対してマスクエッチング工程を実施して後続工程の画素電極２０と連結されるコンタクトホールまたはビアホール１９を形成する。
【０００８】
次に、前記基板１０全面にかけて導電性物質を形成した次に、露光、現像及びエッチング工程を伴う公知のフォトリソグラフィ工程を行って、ソース／ドレイン電極１４−１、１４−２がコンタクトホールまたはビアホール１９を介して連結される画素電極２０を形成する。
【０００９】
次に、前記画素電極２０を含むように基板１０全面にかけて平坦化膜２１を形成した次に、前記画素電極２０が露出するように開口部２２を形成する。
【００１０】
以後前記画素電極２０上に有機膜層及び上部電極を通常的な工程を経て形成することによってアクティブマトリックス型有機電界発光素子を製作できる。
【００１１】
このようにソース／ドレイン電極１４−１、１４−２を保護して、画素電極２０とコンタクトされるコンタクトホールまたはビアホール１０を含む保護膜層１８は、無機膜層１８−１及び有機平坦化膜層１８−２を利用した二度のエッチング工程を介して行われるが、このようなエッチング工程は後続の封じ工程時シーラントが塗布される部位に残存するようになるかもしれない有機平坦化膜層１８−２を完全に除去するためである。その結果、前記ソース／ドレイン電極１７−１、１７−２と画素電極２０とを連結するコンタクトホールまたはビアホール２０を形成するために最少二度のマスクを利用した二度以上のエッチング工程が隨伴されなければならない問題点がある。
【００１２】
しかし、図２を参照すれば、前記薄膜トランジスタ断面を電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）写真で観察した結果、前記有機平坦化膜層１８−２と画素電極２０との間に浮き上がる現象が発生するのを確認することができた。このように保護膜層１８で有機平坦化膜層１８−２を用いる場合画素電極２０との接着力がよくなくて膜の浮き上がる現象が発生してこれによって洗浄、剥離などの工程で物理的衝撃により画素電極の剥離、クラック（亀裂）などが発生して不良を発生させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的はソース／ドレイン電極上部の保護膜層と画素電極との接着力が向上した薄膜トランジスタを提供することにある。
【００１４】
また、本発明のまた他の目的は封じ工程後密封接着力が改善された薄膜トランジスタを提供することにある。
【００１５】
また、本発明のまた他の目的は寿命が延びた薄膜トランジスタを提供することにある。
【００１６】
また、本発明のまた他の目的はソース／ドレイン電極と画素電極との間に形成される保護膜層として有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成された薄膜トランジスタを提供することにある。
【００１７】
また、本発明のまた他の目的はソース／ドレイン電極と画素電極との間に形成される保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成された薄膜トランジスタを提供することにある。
【００１８】
また、本発明のまた他の目的はソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極とを連結するコンタクトホールまたはビアホール形成時マスクの数を節減できる薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
【００１９】
また、本発明のまた他の目的はソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極との間に形成される保護膜層として有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成されたアクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供することにある。
【００２０】
また、本発明のまた他の目的はソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極との間に形成される保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成されたアクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記した目的を達成するために、本発明は：
半導体層、ゲート、ソース／ドレイン領域及びソース／ドレイン電極を備えた薄膜トランジスタの前記ソース／ドレイン電極と画素電極との間に形成されており、無機膜層及び有機平坦化膜層で構成された保護膜層を備えて、前記保護膜層のうち無機膜層の一部が前記画素電極と直接的に接触しており、前記無機膜層下部に前記ソース／ドレイン電極と接触する有機平坦化膜層を含む薄膜トランジスタを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように、本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、ソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極とを電気的に連結するコンタクトホールまたはビアホールを一つのマスクを用いて形成することによって、全体工程を単純化できる。
【００２３】
また、前記コンタクトホールまたはビアホールを含む保護膜層が無機膜層を含むことによって画素電極との接着力が改善されて封じ工程での密封接着力も向上する。
【００２４】
また、前記保護膜層の下部領域に無機膜層を選択的に形成することによって、ソース／ドレイン電極を外部の不純物及び水分から保護して薄膜トランジスタの寿命が延びる。
【００２５】
前記では本発明の望ましい実施形態を参照しながら説明したが、該技術分野の熟練された当業者は特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れ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ことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
具体的に、本発明は：
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；を含むことを特徴とする薄膜トランジスタを提供することを特徴とする。
【００２７】
この時、前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は：
半導体層、ゲート、ソース／ドレイン領域及びソース／ドレイン電極を備えた薄膜トランジスタの前記ソース／ドレイン電極と画素電極との間に形成された保護膜層が第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層で構成され、前記ソース／ドレイン電極のうち一つと画素電極とを連結するコンタクトホールまたはビアホールを含む薄膜トランジスタを提供することを特徴とする。
【００２９】
具体的に、本発明は：
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されたコンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；を含むことを特徴とする薄膜トランジスタを提供することを特徴とする。
【００３０】
この時、前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は：
絶縁基板上に半導体層を形成する段階と；
前記半導体層を含んだ基板上にゲート絶縁膜層を形成する段階と；
前記半導体層上部の前記ゲート絶縁膜層上にゲートを形成する段階と；
前記半導体層に不純物をイオン注入してゲート両側の半導体層にソース／ドレイン領域を形成する段階と；
前記基板全面にかけて層間絶縁膜層を形成する段階と；
前記層間絶縁膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン領域を露出させるコンタクトホール／ビアホールを形成する段階と；
前記層間絶縁膜層上に前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされるソース／ドレイン電極を形成する段階と；
前記基板全面に保護膜層として有機平坦化膜層及び無機膜層を次々と形成する段階と；
前記有機平坦化膜層及び無機膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを形成する段階と；を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供することを特徴とする。
【００３２】
この時前記有機平坦化膜層及び無機膜層で構成される保護膜層上に感光性パターン膜を形成して一つのマスクを利用したエッチング工程を行ってコンタクトホールまたはビアホールを形成することが望ましい。
【００３３】
また、本発明は：
絶縁基板上に半導体層を形成する段階と；
前記半導体層を含んだ基板上にゲート絶縁膜層を形成する段階と；
前記半導体層上部の前記ゲート絶縁膜層上にゲートを形成する段階と；
前記半導体層に高農度不純物をイオン注入してゲート両側の半導体層にソース／ドレイン領域を形成する段階と；
前記基板全面にかけて層間絶縁膜層を形成する段階と；
前記層間絶縁膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン領域を露出させるコンタクトホール／ビアホールを形成する段階と；
前記層間絶縁膜層上に形成された前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされるソース／ドレイン電極を形成する段階と；
前記基板全面に保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層を次々と形成する段階と；
前記第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層の選択された領域をエッチングして前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを形成する段階と；を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供することを特徴とする。
【００３４】
この時前記第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層上に感光性パターン膜を形成して一つのマスクを利用したエッチング工程を行ってコンタクトホールまたはビアホールを形成することが望ましい。
【００３５】
また、本発明は：
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成されたソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール／ビアホールを介して前記ソース／ドレイン電極とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に有機平坦化膜層及び無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
前記基板全面にかけて形成された開口部を備えた平坦化膜と；
前記ソース／ドレイン電極のうち一つからコンタクトホールまたはビアホールを介して延長形成されて前記開口部を介して露出した画素電極と；を備えたアクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供することを特徴とする。
【００３６】
この時、前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は：
絶縁基板上に形成された半導体層と；
前記半導体層を含んだ前記基板上に形成されたゲート絶縁膜層と；
前記半導体層上部のゲート絶縁膜層上に形成されたゲートと；
前記ゲート両側の半導体層に形成されたソース／ドレイン領域と；
前記基板全面に形成された前記ソース／ドレイン電極を露出させるコンタクトホール／ビアホールを備えた層間絶縁膜層と；
前記層間絶縁膜層上に形成されて前記コンタクトホール及び／またはビアホールを介して前記ソース／ドレイン領域とコンタクトされたソース／ドレイン電極と；
前記基板全面に保護膜層として第１無機膜層、有機平坦化膜層及び第２無機膜層が次々と形成されて前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールを備えた保護膜層と；
前記基板全面にかけて形成された開口部を備えた平坦化膜と；及び
前記ソース／ドレイン電極のうち一つからコンタクトホールまたはビアホールを介して延長形成されて前記開口部を介して露出した画素電極と；を備えたアクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供することを特徴とする。
【００３８】
この時、前記ソース／ドレイン電極のうち一つを露出させるコンタクトホールまたはビアホールは段差がないことを特徴とする。
【００３９】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。各図面において、層及び領域の長さ、厚さなどは便宜のために誇張されて表現されることもある。本明細書全体にかけて同一な参照番号は同一な構成要素を示す。
【００４０】
図３Ａないし図３Ｄは、本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタの製造方法を説明するための工程断面図を示したものである。
【００４１】
図３Ａを参照すれば、まずガラス基板または合成樹脂のような透明な絶縁基板５０ａ上にシリコン窒化膜またはシリコン酸化膜を利用してバッファー層（ｂｕｆｆｅｒ  ｌａｙｅｒ、図示せず）を形成する。前記バッファー層上部にポリシリコン膜を形成した次にパターニングしてアイランド状の半導体層５１ａを形成する。
【００４２】
次に、前記半導体層５１ａ上にゲート絶縁膜層５２ａを形成する。次に、前記ゲート絶縁膜層５２ａ上にゲート金属物質を蒸着した次にパターニングして前記半導体層５１ａ上部のゲート絶縁膜層５２ａ上にゲート５３ａを形成する。
【００４３】
続いて、所定の導電型を有する不純物、例えばｎ型またはｐ型不純物のうち一つを前記半導体層５１ａにイオン注入してゲート５３ａの両側の半導体層５１ａにソース／ドレイン領域５４−１ａ、５４−２ａを形成する。
【００４４】
図３Ｂを参照すれば、前記ゲート５３ａを含んだゲート絶縁膜層５２ａ上に層間絶縁膜層５５ａを形成する。
【００４５】
図３Ｃを参照すれば、前記形成された層間絶縁膜層５５ａ上に感光性またはエッチングタイプの有機平坦化膜層（図示せず）を塗布して感光膜パターンを形成した次に、選択領域を前記ソース／ドレイン領域５４−１ａ、５４−２ａが露出するようにエッチングしてコンタクトホール／ビアホール５６−１ａ、５６−２ａを形成する。
【００４６】
次に、前記コンタクトホール／ビアホール５６−１ａ、５６−２ａを含んだ前記層間絶縁膜層５５ａ上にソース／ドレイン電極用金属物質を蒸着する。続いて、前記蒸着されたソース／ドレイン金属物質をパターニングして前記コンタクトホール／ビアホール５６−１ａ、５６−２ａを介して前記ソース／ドレイン領域５４−１ａ、５４−２ａとそれぞれコンタクトされるソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａを形成する。
【００４７】
図３Ｄを参照すれば、前記ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａを含んで前記基板全面にかけて保護膜層５８ａとして有機平坦化膜層５８−１ａ及び無機膜層５８−２ａを次々と形成する。続いて、前記無機膜層５８−２ａ上に感光膜パターンを形成した次に、前記感光膜パターンをマスクにして前記有機平坦化層５８−１ａを含むように選択された領域をエッチングしてコンタクトホールまたはビアホール５９ａを形成する。
【００４８】
その結果、前記ソース／ドレイン電極５６−１ａ、５６−２ａのうち一つが前記コンタクトホールまたはビアホール５９ａを介して画素電極６０ａと電気的に連結され、これにより本発明で提示された第１実施形態による薄膜トランジスタが製造される。
【００４９】
特に、本発明で前記ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａ上部に形成される保護膜層５８ａは従来技術と違って有機平坦化膜層５８−１ａ及び無機膜層５８−２ａで形成される。
【００５０】
前記有機平坦化膜層５８−１ａを形成する物質は通常的に使われる感光性有機高分子またはエッチング型有機化合物を用いる。前記感光性有機高分子としてはポリアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂及びポリフェニレンスルフィド系樹脂などを使うことができ、望ましくは平坦化度が優秀なポリアクリル系樹脂及びポリイミド系樹脂を使うことができる。前記エッチング型有機化合物としてはベンゾシクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ、ＢＣＢ）が最も多く使われており、前記ＢＣＢは平坦化度が９５％以上であって、吸収率が小さいながら接合力（ａｄｈｅｓｉｏｎ）が良好であり、光透過度が９０％以上で非常に優秀であって有機平坦化膜層として最も広く使われている。
【００５１】
前記無機膜層５８−２ａを形成する物質も通常的に使われるＳｉＮＸまたはＳｉＯ２が可能である。このような無機膜層５８−２ａは外部からの水分または不純物の拡散を抑制する障壁役割をすると同時にソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａを保護するパッシベーション役割をする。また、画素電極との接着性が優秀であって封じ工程後密封接着力も向上して結果的に薄膜トランジスタの寿命を増加させることができる。
【００５２】
この時コンタクトホールまたはビアホール５９ａを形成するためのエッチング工程はこの分野で通常的に使われる方法を採択することができ、具体的には湿式エッチング（ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ）及び乾式エッチング（ｄｒｙ  ｅｔｃｈｉｎｇ）を使うことができ、望ましくは乾式エッチング工程を用いる。前記乾式エッチング工程はイオンビームエッチング、ＲＦスパターリングエッチング、反応イオンエッチング（ＲＩＥ）等色々な方法を選択的に使うことができる。
【００５３】
特に、本発明で提示した有機平坦化膜層５８−１ａ及び無機膜層５８−２ａを含む保護膜層５８ａは従来画素電極下部に有機平坦化膜層５８−１ａを用いて前記有機平坦化膜層５８−１ａと画素電極との接着力不備による有機平坦化膜層５８−１ａの剥離及び亀裂などの問題を解消できる。また、無機膜層５８−２ａ上部に感光膜パターンを積層後エッチング工程を行うことによって、密封部分に残存して剥離及び亀裂をもたらす有機平坦化膜層５８−１ａをすべて除去することができて、結果的に薄膜トランジスタの寿命を増加させることができる。
【００５４】
また、本発明は従来ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａのうち一つと画素電極とを連結するコンタクトホールまたはビアホール５９ａ形成時適用される二度以上のエッチング工程を一つのマスクだけを利用した一回のエッチング工程で遂行が可能であることによってマスク低減効果及び工程の単純化を図ることができる。
【００５５】
図４は、本発明の第２実施形態によるソース／ドレイン電極を有する薄膜トランジスタを説明するための断面図を示したものである。前記図４の構造を有する薄膜トランジスタの工程は前記第１実施例において行われたような同様の方法で行われる。
【００５６】
図４を参照すれば、本発明の第２実施形態による薄膜トランジスタは絶縁基板５０ｂ上に半導体層５１ｂが形成されて、前記半導体層５１ｂを含んだ前記基板５０ｂ上にゲート絶縁膜層５２ｂが形成されて、前記半導体層５１ｂ上部のゲート絶縁膜層５２ｂ上にゲート５３ｂが形成されて、前記ゲート５３ｂ両側の半導体層５１ｂにソース／ドレイン領域５４−１ｂ、５４−２ｂが形成されて、前記基板５０ｂ全面にソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂを露出させるコンタクトホール／ビアホール５６−１ｂ、５６−２ｂを備えた層間絶縁膜層５５ｂが形成されて、前記層間絶縁膜層５５ｂ上に前記コンタクトホール／ビアホール５６−１ｂ、５６−２ｂを介して前記ソース／ドレイン領域５４−１ｂ、５４−２ｂとコンタクトされるソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂが形成される。
【００５７】
次に、前記ソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂを含んで基板５０ｂ全面にかけて保護膜層５８ｂとして第１無機膜層５８−３ｂ、有機平坦化膜層５８−１ｂ及び第２無機膜層５８−２ｂを次々と形成して、前記第２無機膜層５８−２ｂ上部に感光膜パターンを形成した次に、前記感光膜パターンをマスクにして選択された領域をエッチングすることによってコンタクトホールまたはビアホール５９ｂを形成する。その結果、前記ソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂのうち一つが前記コンタクトホールまたはビアホール５９ｂを介して前記画素電極と電気的に連結され、これにより本発明で提示された第２実施形態による薄膜トランジスタが製造される。
【００５８】
前記有機平坦化膜層５８−１ｂ、第１及び第２無機膜層５８−１ｂ、５８−３ｂは既に前述したような物質が使用可能であり、この時有機平坦化膜層５８−１ｂ下部に積層される第１無機膜層５８−１ｂは前記有機平坦化膜層５８−１ｂ上部に積層される第２無機膜層５８−２ｂと相互に同じであったり違ったりしており、通常的に使われているＳｉＮＸまたはＳｉＯ２を使うことができ、望ましくはＳｉＮＸを用いる。
【００５９】
このように、本発明でのように有機平坦化膜層５８−１ｂ上部に第２無機膜層５８−２ｂを蒸着する場合後続工程での有機発光素子の画素電極との接着力を改善でき、封じ工程での密封接着力も向上させることができる。また、従来ソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂ及び画素電極を連結するコンタクトホールまたはビアホール５９ｂ形成時必要な二度以上のエッチング工程を一つのマスクだけで一回のエッチング工程を介して行うことができて、マスク低減効果を得て工程が単純化される利点がある。
【００６０】
特に、前記有機平坦化膜層５８−１ｂ下部に第１無機膜層５８−３ｂをさらに形成することによって、前記第１無機膜層５８−３ｂにより前記ソース／ドレイン電極５７−１ｂ、５７−２ｂを外部の不純物及び水分から保護することができ、結果的に薄膜トランジスタの寿命を増加させることができる。
【００６１】
以上、本発明の第１及び第２実施形態ではゲートがソース／ドレイン領域上部に位置するトップ−ゲート構造を有する薄膜トランジスタを説明したが、本発明で提示した保護膜層は前記ゲートがソース／ドレイン領域下部に位置するボトム−ゲート構造の薄膜トランジスタにも適切に導入できる。
【００６２】
また前記提示された薄膜トランジスタはアクティブマトリックス型有機電界発光素子に適切に導入できる。
【００６３】
図５は、前記第１実施形態による薄膜トランジスタをアクティブマトリックス型有機電界発光素子に導入した場合の断面図を示したものであって、図６は前記第２実施形態による薄膜トランジスタをアクティブマトリックス型有機電界発光素子に導入した場合の断面図を示したものである。
【００６４】
図５及び６を参照すれば、前記第１または第２実施形態により一連の半導体工程を経て半導体層５１ａ、５１ｂ、ゲート５３ａ、５３ｂ、ソース／ドレイン領域５４−１ａ、５４−２ａ、５４−１ｂ、５４−１ｂ及びソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａ、５７−１ｂ、５７−１ｂを備えて、前記ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａ、５７−１ｂ、５７−１ｂのうち一つと画素電極６０ａ、６０ｂとを連結するためのコンタクトホールまたはビアホール５９ａ、５９ｂを含む薄膜トランジスタを備える。
【００６５】
この時、前記ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａ、５７−１ｂ、５７−１ｂのうち一つと画素電極６０ａ、６０ｂとを連結するためのコンタクトホールまたはビアホール５９ａ、５９ｂを含む保護膜層５８ａ、５８ｂは、基板５０ａ、５０ｂ全面にかけて形成されて有機平坦化膜層５８−１ａ及び無機膜層５８−２ａが形成されていたり（第１実施形態、図５参照）、第１無機膜層５８−３ｂ、有機平坦化膜層５８−１ｂ及び第２無機膜層５８−２ｂが形成されていたりする構造（第２実施形態、図６参照）を有する。
【００６６】
次に、前記保護膜層５８ａ、５８ｂ上に前記コンタクトホールまたはビアホール５９ａ、５９ｂを介して前記ソース／ドレイン電極５７−１ａ、５７−２ａ、５７−１ｂ、５７−１ｂのうち一つと電気的に連結する画素電極６０ａ、６０ｂが形成される。
【００６７】
次に、前記画素電極６０ａ、６０ｂを露出させる開口部６２ａ、６２ｂを備えた平坦化用絶縁膜層６１ａ、６１ｂが前記画素電極６０ａ、６０ｂのエッジ部分を含んだ保護膜層５８ａ、５８ｂ上に形成される。
【００６８】
続いて、図示しなかったが、以後通常的な工程により前記開口部の前記画素電極上に有機膜層が形成されて、前記有機膜層を含んだ絶縁膜層上に上部電極が形成され、これを絶縁基板などの封じ手段で封じしてアクティブマトリックス型有機電界発光素子を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来のアクティブマトリックス型有機電界発光素子の断面図である。
【図２】前記アクティブマトリックス型有機電界発光素子の薄膜トランジスタ断面を見せる電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタの製造方法を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタの製造方法を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタの製造方法を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタの製造方法を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による薄膜トランジスタの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリックス型有機電界発光素子の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリックス型有機電界発光素子の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０、５０ａ、５０ｂ  基板
１１、５１ａ、５１ｂ  半導体層
１２、５２ａ、５２ｂ  ゲート絶縁膜層
１３、５３ａ、５３ｂ  ゲート
１４−１、１４−２、５４−１ａ、５４−２ａ、５４−１ｂ、５４−２ｂ  ソース／ドレイン領域
１５、５５ａ、５５ｂ  層間絶縁膜層
１６−１、１６−２、５６−１ａ、５６−２ａ、５６−１ｂ、５６−２ｂ  コンタクトホール／ビアホール
１７−１、１７−２、５７−１ａ、５７−２ａ、５７−１ｂ、５７−２ｂ  ソース／ドレイン電極
１８、５８ａ、５８ｂ  保護膜層
１８−１、５８−２ａ、５８−２ｂ、５８−３ｂ  無機膜層
１８−２、５８−１ａ、５８−１ｂ  有機平坦化膜層
１９、１９−１、１９−２、５９ａ、５９ｂ  コンタクトホールまたはビアホール
２０、６０ａ、６０ｂ  画素電極
２１、６１ａ、６１ｂ  平坦化膜層
２２、６２ａ、６２ｂ  開口部
【図１】
2005167215.tif 000003
【図２】
2005167215.tif 000004
【図３Ａ】
2005167215.tif 000005
【図３Ｂ】
2005167215.tif 000006
【図３Ｃ】
2005167215.tif 000007
【図３Ｄ】
2005167215.tif 000008
【図４】
2005167215.tif 000009
【図５】
2005167215.tif 000010
【図６】
2005167215.tif 000011