专利名称：电致发光显示器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电致发光显示器(electro-luminescent display)，且特别涉及一种制造其像素区(pixel area)的方法。
背景技术：
近来平面显示器的技术有大幅地进步，其部分原因是因为在衬底如玻璃上制造薄膜晶体管(TFT)的技术越来越成熟。相对于需要背光源的液晶材料，许多人正大力研究可自行发光的电致发光元件，如有机发光二极管(OLED)，且因为电致发光元件可自行发光，所以比需要背光源的液晶显示器的亮度更高。
图1为现有电致发光显示元件10的剖面图，包括薄膜晶体管区110与像素区120，电致发光显示元件10包括衬底130、氮化硅缓冲层132、氧化硅缓冲层134、栅极氧化层136、层间介电(ILD)层138、铟锡氧化物(ITO)层140、有机发光层142与阴极层144。
在形成电致发光显示元件10的过程中，原本沉积在像素区120里的栅极氧化层136与层间介电(ILD)层138必须被移除，因为它们的存在会降低发光强度，其移除方式是利用光微影步骤先在像素区120中定义出栅极氧化层136与层间介电(ILD)层138所要移除的部分，然后再将此部分以蚀刻方式移除，以露出其下的氧化硅缓冲层134，然后再于其上沉积铟锡氧化物(ITO)层140与有机发光层142，以形成如图所示的衬底。
但此现有工艺方式会产生不平坦表面，因为栅极氧化层136与其下的氧化硅缓冲层134的蚀刻选择性很低，所以很难适当地控制蚀刻工艺的终点，这会使像素区120中的氧化硅缓冲层134产生不平坦的表面，所以随后所形成的铟锡氧化物(ITO)层140与有机发光层142也会产生不平坦的表面，而这会造成电致发光显示元件10效能的严重下降。
所以业界亟需提出一种电致发光显示器的工艺，以改善像素区材料层的不平坦面。
发明内容
本发明公开一种制造电致发光显示元件的方法，以提高形成于像素区中材料层表面平坦度，其中蚀刻停止层与第一以及第二缓冲层具有蚀刻选择性，因为有此蚀刻停止层的存在，所以很容易控制第一缓冲层的蚀刻，且在蚀刻时不会对其下的栅极氧化层造成伤害；接下来移除蚀刻停止层，此时第二缓冲层大体上还是保持平坦的表面，以改进电致发光显示元件的整体效能。
本发明公开一种制造电致发光显示元件中像素区的方法，包括形成至少一缓冲层于衬底上；形成蚀刻停止层于缓冲层上；形成至少一中间层于蚀刻停止层上；蚀刻中间层以露出蚀刻停止层，且蚀刻停止层与中间层实质上具有蚀刻选择性；以及蚀刻蚀刻停止层以露出缓冲层，且缓冲层与蚀刻停止层实质上具有蚀刻选择性，以提高暴露缓冲层表面平坦度。
按照本发明的另一方面，提供一种制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，包括形成第一缓冲层于衬底上；形成第二缓冲层于第一缓冲层上；形成蚀刻停止层于第二缓冲层上；形成第一中间层于蚀刻停止层上；形成第二中间层于第一中间层上；蚀刻第一中间层与第二中间层以露出蚀刻停止层，该蚀刻停止层与该第一中间层实质上具有选择性蚀刻比；蚀刻蚀刻停止层以露出第二缓冲层，该第二缓冲层与该蚀刻停止层实质上具有选择性蚀刻比；以及形成像素电极层于暴露的第二缓冲层上。
按照本发明的又一方面，提供一种制造电致发光显示元件中一像素区的方法，包括形成至少一以氧化硅为主的缓冲层于衬底上；形成以多晶硅为主的蚀刻停止层于缓冲层上；形成至少一以氧化硅为主的中间层于蚀刻停止层上；蚀刻中间层以露出蚀刻停止层，其中该中间层与该蚀刻停止层的蚀刻比大于20；以及蚀刻该蚀刻停止层以露出缓冲层，其中该蚀刻停止层与该缓冲层的蚀刻比大于20，以提高暴露缓冲层的表面平坦度。
此外，请参阅下列特定实施例的描述，以更加了解本发明操作的建构与方法以及其目的与优点，且在阅读时请一并参考附图。
图1为一现有电致发光显示元件的剖面图；图2A～2I为一系列剖面图，用以说明本发明一优选实施例形成电致发光显示元件的像素区的流程，以提高其表面平坦度；图3A～3D为一系列剖面图，用以说明本发明另一优选实施例形成电致发光显示元件的像素区的流程，以提高其表面平坦度。
附图标记说明10～电致发光显示元件110～薄膜晶体管(TFT)区120、200、300～像素区130、210、310～衬底132～氮化硅缓冲层134～氧化硅缓冲层136～栅极氧化层138～层间介电(ILD)层140～铟锡氧化物(ITO)层142～有机发光层144～阴极层220、320～第一缓冲层230、330～第二缓冲层240、340～蚀刻停止层250、350～第一中间层260、360～第二中间层270、370～导电层280、380～像素电极层具体实施方式
本发明公开一种制造电致发光显示元件的工艺，以提高形成于像素区中材料层表面平坦度，其中蚀刻停止层与第一以及第二缓冲层具有蚀刻选择性，因为有此蚀刻停止层的存在，所以很容易控制第一缓冲层的蚀刻，且在蚀刻时不会对其下的栅极氧化层造成伤害；接下来移除蚀刻停止层，此时第二缓冲层大体上还是保持平坦的表面，以改进电致发光显示元件的整体效能。
图2A～2I说明本发明一实施例的电致发光显示元件中像素区200的工艺。在图2A中，利用如化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等工艺在衬底210上形成第一缓冲层220，且此层由如氮化硅等介电材料所构成，而衬底210包括(但不限于)玻璃、石英或聚合物等材料。在图2B中，利用如CVD、LPCVD或PECVD等工艺在第一缓冲层220上形成第二缓冲层230，此层可为氧化硅(SiOx)层，且第一与第二缓冲层220与230可延伸到TFT区(未显示)。
在图2C中，蚀刻停止层240形成于第二缓冲层230上，此层可为具有厚度500埃的多晶硅层，且可藉由两步骤形成，第一步骤就是将多晶硅沉积于像素区220与TFT区中，而第二步骤就是对多晶硅层进行回蚀刻，以在TFT区中形成源极与漏极电极，且在像素区220中形成蚀刻停止层240，且由于蚀刻停止层240与源极、漏极都是用相同的多晶硅层所构成，所以就不需额外的掩模以节省成本，此外，蚀刻停止层可为任何的材料，只要此材料与第一、第二缓冲层具有蚀刻选择性即可。
在图2D中，第一中间层250形成于蚀刻停止层240上，且此层可为厚度约1000埃的氧化硅层，且此层可延伸到TFT区(未显示)，在此实施例中，在TFT区中的第一中间层250为栅极氧化层。
在图2E中，第二中间层260形成于第一中间层250上，且此层可为厚度约2500埃的氧化硅层，且此层可延伸到TFT区(未显示)，在此实施例中，在TFT区中的第二中间层260为层间介电(ILD)层。
在图2F中，利用湿蚀刻或干蚀刻等方式对第一与第二中间层250与260进行回蚀刻处理，且所使用的蚀刻剂对第一、第二中间层250、260与蚀刻停止层具有一定的蚀刻选择比，例如利用缓冲氧化物蚀刻剂(buffered oxideetchants，简称BOE)来蚀刻以氧化硅为主要材料的第一与第二中间层250与260，此BOE为HF和NH4F的混合物，且相对于多晶硅而言，对氧化硅具有较高的蚀刻率，所以可在移除第一与第二中间层250与260的同时，不会影响到蚀刻停止层240的表面平坦度，此表面一致度的定义如下一致度＝[(最大厚度-最小厚度)/(最大厚度+最小厚度)]*100％，换句话说，第一中间层250可被过度蚀刻，在此例中，氧化硅与多晶硅的蚀刻比大于20，如此可使蚀刻终点藉由侦测反应的反应物与/或产物而易于测得。
在图2G中，利用对蚀刻停止层240与其下的第二缓冲层230具有高选择性的蚀刻剂对蚀刻停止层240进行回蚀刻，如利用氯等离子体蚀刻由多晶硅所构成的蚀刻停止层240，因为相对于氧化硅，氯等离子体对多晶硅而言具有高的蚀刻选择比，所以可在移除蚀刻停止层240的同时不会影响到第二缓冲层230的表面平坦度，换句话说，蚀刻停止层240可被过度蚀刻，在此例中，氧化硅与多晶硅的蚀刻比大于20，如此可提高第二缓冲层230的表面平坦度。
以下列表为第二缓冲层一致度的实验结果，此结果利用扫描式电子显微镜(SEM)量测具有约500埃的第一缓冲层的200mm*200mm衬底。
在图2H中，形成导电层270以与TFT区中的源极与漏极电极连接。在图2I中，像素电极层280如ITO层形成于第二缓冲层230与第二中间层260上，且其具有平坦表面，所以可改善电致发光显示元件的整体效能。
图3A～3D说明本发明一实施例的电致发光显示元件中的像素区300的工艺。
在图3A中，利用图2A～2F所述的类似工艺在像素区300中形成如图所绘的结构，此结构包括衬底310、第一缓冲层320、第二缓冲层330、蚀刻停止层340、第一中间层350与第二中间层360；在图3B中，导电层370形成于部分的第一中间层350与蚀刻停止层340上；在图3C中，将未被导体层370所覆盖的蚀刻停止层340移除，且因为其具有高的蚀刻选择比，所以此蚀刻大致上不会影响到其下第一中间层350的表面平坦度；然后再将像素电极层380形成于暴露的第二缓冲层330与第二中间层360上，如图3D所示。
虽然本发明已公开优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域内的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，包括形成至少一缓冲层于一衬底上；形成一蚀刻停止层于该缓冲层上；形成至少一中间层于该蚀刻停止层上；蚀刻该中间层以露出该蚀刻停止层，该蚀刻停止层与该中间层实质上具有一选择性蚀刻比；以及蚀刻该蚀刻停止层以露出该缓冲层，该缓冲层与该蚀刻停止层实质上具有一选择性蚀刻比。
2.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，还包括在蚀刻该蚀刻停止层后形成一像素电极层于该暴露的缓冲层上。
3.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该中间层与该蚀刻停止层的蚀刻比大于20。
4.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该蚀刻停止层与该缓冲层的蚀刻比大于20。
5.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该缓冲层为一氧化硅层。
6.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该蚀刻停止层为一多晶硅层。
7.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该中间层为一氧化硅层。
8.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该中间层被过度蚀刻。
9.如权利要求1所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该蚀刻停止层被过度蚀刻。
10.一种制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，包括形成一第一缓冲层于一衬底上；形成一第二缓冲层于该第一缓冲层上；形成一蚀刻停止层于该第二缓冲层上；形成一第一中间层于该蚀刻停止层上；形成一第二中间层于该第一中间层上；蚀刻该第一中间层与该第二中间层以露出该蚀刻停止层，该蚀刻停止层与该第一中间层实质上具有一选择性蚀刻比；蚀刻该蚀刻停止层以露出该第二缓冲层，该第二缓冲层与该蚀刻停止层实质上具有一选择性蚀刻比；以及形成一像素电极层于该暴露的第二缓冲层上。
11.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该第一中间层与该蚀刻停止层的蚀刻比大于20。
12.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该蚀刻停止层与该第二缓冲层的蚀刻比大于20。
13.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该第二缓冲层为一氧化硅层。
14.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该蚀刻停止层为一多晶硅层。
15.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中该第一中间层为一氧化硅层。
16.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中以一缓冲氧化物蚀刻剂蚀刻该第一中间层。
17.如权利要求10所述的制造电致发光显示元件中至少一像素区的方法，其中以一氯等离子体蚀刻该蚀刻停止层。
18.一种制造电致发光显示元件中一像素区的方法，包括形成至少一以氧化硅为主的缓冲层于一衬底上；形成一以多晶硅为主的蚀刻停止层于该缓冲层上；形成至少一以氧化硅为主的中间层于该蚀刻停止层上；蚀刻该中间层以露出该蚀刻停止层，其中该中间层与该蚀刻停止层的蚀刻比大于20；以及蚀刻该蚀刻停止层以露出该缓冲层，其中该蚀刻停止层与该缓冲层的蚀刻比大于20，以提高该暴露缓冲层的一表面平坦度。
全文摘要
本发明公开一种制造电致发光显示元件中像素区的方法，以提高形成于像素区中材料层表面平坦度，包括形成至少一缓冲层于衬底上；形成蚀刻停止层于缓冲层上；形成至少一中间层于蚀刻停止层上；蚀刻中间层以露出蚀刻停止层，蚀刻停止层与中间层实质上具有蚀刻选择性；以及蚀刻蚀刻停止层以露出缓冲层，缓冲层与蚀刻停止层实质上具有蚀刻选择性，以提高暴露的缓冲层的表面平坦度。
文档编号H05B33/02GK1630440SQ200510003658
公开日2005年6月22日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年7月9日
发明者李信宏, 黄维邦, 陈俊雄 申请人:友达光电股份有限公司