CN101427608A

CN101427608A - 半导体器件的制造方法

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Publication number: CN101427608A
Application number: CN200780014616.2A
Authority: CN
Inventors: 藤井照幸
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2027-05-28
Also published as: CN101427608B; TW200810583A; KR20090024244A; TWI472261B; WO2007142163A1; US8313355B2; US20070287207A1

Abstract

本发明涉及提供一种以低成本制造的具有良好再现性的半导体器件。一种半导体器件的制造方法包括步骤：在基板上方形成第一电极；在所述基板和所述第一电极上方形成绝缘层；将模具压向所述绝缘层以在所述绝缘层中形成开口；使所述模具与形成所述开口的所述绝缘层分离；硬化形成所述开口的所述绝缘层以形成分隔壁；在所述第一电极和所述分隔壁上方形成发光层；和在所述发光层上方形成第二电极。该绝缘层包含热塑性树脂材料或光可固化树脂材料。分隔壁具有20至50°的截面锥角，且圆化其顶部和底部的边缘。

Description

半导体器件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体器件和用于制造该半导体器件的方法。

背景技术

已经展开了对利用发光元件的发光器件的开发，在该发光元件中，在一对电极之间包括具有发光层的层，并且其通过施加在电极之间的电流发光。与称为薄显示器的其它显示器件相比，这种发光器件更大的优势是减小了厚度和重量，由于自发光显示器件而具有高水平的可见度，并且具有很快的响应速度。因此，这种发光器件已经作为下一代显示器被积极开发，并且部分发光器件已经付诸于实际应用。

如上述的发光器件，给出了一种发光显示器，其中发光元件插在电极之间，并且薄膜晶体管(TFT)相互连接，该发光元件包含有机物质、无机物质、或有机物质和无机物质的混合物的用于进行被称为电致发光(在下文中，称为“EL”)的发光的层。

由于电致发光元件(EL元件)可以发射高亮度的光，所以可以显示唤起的(evocative)多色图像。例如，由发光元件获得的发光亮度高达100至10000cd/m²。由于发光显示器具有很快的响应速度，并且是自发光的，所以这种发光显示器的优点在于能够降低厚度和重量。通过发光材料是否是有机化合物或有机化合物来区分可以应用到本发明的利用电致发光的发光元件。通常前者称为有机EL元件，而后者称为无机EL元件。

作为用来隔开EL元件像素的材料(在下文中，称为分隔壁)，使用树脂材料(参见专利文献1：日本公开的专利申请No.2000-294378)。在某些情形下，这种树脂材料通过干法蚀刻或湿法蚀刻图案化，或用赋予树脂自身感光性并进行曝光和显影工艺的方式图案化。

发明内容

当通过干法蚀刻或湿法蚀刻形成分隔壁时，存在如下缺陷：在每个基板中或甚至在同一个基板上分隔壁长度会变化。

而且，通过由干法蚀刻或湿法蚀刻形成分隔壁的方法，很难形成具有有目的地控制的分隔壁锥角的分隔壁。

当分隔壁的锥角太大时，形成在其上的膜就会很薄；因此，会很容易造成短路。另外，当分隔壁上方的膜很薄时，膜的物理强度很容易被降低。此外，当分隔壁的锥角太大时，湿气很容易由此进入。

当分隔壁的顶部和底部的边缘不是圆的时，形成在其上的膜也不是圆的；因此，形成在分隔壁上的膜可能会破裂。当该膜破裂时，湿气就会很容易由此进入，或很容易导致短路。

在图22B中示出了分隔壁的顶部和底部的边缘不是圆形的一个例子。图22B中示出的半导体器件具有角形的分隔壁1051a和1051b和它们之间的开口1052。分隔壁1051a和1051b的每个边缘具有锥角Φ。对于这种形状，如上所述，湿气很容易进入，并且很容易造成短路。

根据本发明的一个特征，当分隔壁由树脂材料形成时，使用纳米压印，以便可以用优良的再现性形成截面锥角为20°至50°并且顶部和底部的边缘为圆形形状的分隔壁，也就是说，包括曲面的形状的分隔壁。

例如，如下形成本发明的用来隔开元件的分隔壁。

在其上已经形成有元件的基板上，均匀地形成树脂材料，并且通过热压印或光压印，用铸模(也称为模具)挤压(推压)该树脂材料。接下来，将该模具从树脂材料分离，并且如果需要的话，通过氧等离子体等移除残留的树脂材料。然后，如果需要，通过加热、光照等使形成为预定形状的树脂材料完全硬化。从而，形成了分隔壁。

当通过纳米压印形成分隔壁时，可以形成与用步进设备形成的分隔壁一样精确的分隔壁，也就是，具有纳米(nm)精度的分隔壁。另外，由于分隔壁是在纳米压印中利用模具(铸模)形成的，所以可以用优良的再现性形成多个分隔壁，该分隔壁几乎没有不同，并且可以降低制造成本。

本发明还涉及一种制造半导体器件的方法，其中在基板上形成第一电极；在基板和第一电极上形成包含热塑性树脂材料或热固性树脂材料的绝缘层；用模具按压该绝缘层，以在第一电极上方的绝缘层中形成开口；将模具与形成了开口的绝缘层分离；在分离模具之后，硬化形成了开口的绝缘层，以形成分隔壁；在第一电极和分隔壁上形成发光层；和在发光层上形成第二电极。

在本发明中，绝缘层是通过加热硬化的。

本发明涉及一种制造半导体器件的方法，其中在基板上形成第一电极；在基板和第一电极上形成包含光可固化的树脂材料的绝缘层；模具挤压该绝缘层，以在第一电极上方的绝缘层中形成开口；将模具与形成了开口的绝缘层分开；在分开模具之后，硬化形成了开口的绝缘层，以形成分隔壁；在第一电极和分隔壁上形成发光层；和在发光层上形成第二电极。

在本发明中，绝缘层是通过光照射硬化的。

在本发明中，模具是由金属材料或绝缘材料形成的，并且在模具的表面上形成了凹陷。

在本发明中，使用分隔壁，其具有20°至50°的截面锥角，并且具有其顶部和底部的边缘为圆形的形状。

应注意，在本说明书中，半导体器件通常指的是利用半导体操作的元件和器件，并且在该范畴中包括具有其中包括半导体元件的发光器件等的电子光学器件和安装有电子光学器件的电子设备。

由本发明，通过具有优良再现性的简单方法，可以形成利用树脂材料的分隔壁。从而，可以制造几乎没有变化的低成本发光显示器。

另外，由于分隔壁的锥角是20°到50°，这并不大，所以可以防止该分隔壁上形成的膜很薄。因此，可以避免分隔壁上的膜物理强度的降低。

而且，当分隔壁的顶部和底部的边缘为圆形时，也就是说，当分隔壁的顶部和底部的边缘是弯曲的时，可以防止形成在分隔壁上的膜破裂。

当分隔壁的锥角为20°至50°且分隔壁的顶部和底部的边缘为圆形时，可以防止湿气进入，并且可以防止短路。从而，可以获得高可靠性发光显示器件。

附图说明

在附图中：

图1A和1B是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图2A和2B是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图3A至3C是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图4A至4D是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图5A至5C是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图6A至6C是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图7A和7B是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图8A和8B是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图9A和9B是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图10是示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图11是示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图12是示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图13A至13C是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图14A至14C是每个都示出本发明的半导体器件制造工艺的图；

图15是示出本发明的EL模块的图；

图16是示出本发明的图像接收器的结构的框图；

图17A和17B是每个都示出应用本发明的电子设备的实例的图；

图18是示出本发明的模块的图；

图19是示出本发明的模块的图；

图20是示出应用本发明的电子设备的实例的图；

图21A至21E是每个都示出应用本发明的电子设备的实例的图；

图22A和22B是分别示出本发明的半导体器件的截面图和示出常规半导体器件的截面图。

具体实施方式

实施例模式

参考附图，在下文中将说明本发明的实施例模式。然而，本发明可以用许多不同的模式来实施，并且本领域的技术人员很容易理解，在没有偏离本发明的目的和范围的前提下，可以用各种方式修改本发明的模式和细节。因此，本发明不应该解释为限制于该实施例模式的描述。要注意，在下文示出的图中，相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且将省略它们的重复描述。

在该实施例模式中，参考图1A和1B、图2A和2B以及图3A至3C，将说明本发明的发光显示器的发光元件的制造工艺。

首先，在基板101上方形成第一电极102(102a、102b、102c、102d等)(见图1A)。例如，玻璃、石英等可用于基板101。要注意，在形成第一电极102之前，可以在基板101上形成基绝缘膜。

金属、合金、导电化合物、这些的混合物等，可以用于第一电极102和在随后的步骤中要形成的第二电极114(114a、114b、114c、114d等)。具体地，例如，给出了氧化铟-氧化锡(也称为“ITO”的氧化铟锡)、含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(也称为“IZO”的氧化铟锌)、含氧化钨和氧化锌的氧化钨-氧化铟等。这种导电金属氧化膜通常通过溅射形成。例如，通过利用其中向氧化铟中加入1wt％到20wt％的氧化锌的靶进行溅射，可以形成氧化铟-氧化锌(IZO)。另外，通过利用其中氧化铟中含0.5wt％到5wt％的氧化钨和含0.1wt％到1wt％的氧化锌的靶进行溅射，可以形成含氧化锌的氧化铟-氧化钨。

此外，铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛(TiN))等，可以用作第一电极102和第二电极114。

要注意，在第一电极102和第二电极114都是透光电极、或者第一电极102或第二电极114是透光电极的情况下，即使用低可见光透射率的材料形成该电极，通过将电极形成为1到50nm、优选为5到20nm厚的方法，该电极也可以用作透光电极。此外，除了溅射之外，还可以通过真空蒸发、CVD或溶胶凝胶方法形成该电极。

由于通过第一电极102或第二电极114光发射到外部，所以必须至少使第一电极102或第二电极114由透光材料形成。另外，优选选择该材料，以使第一电极102的功函数高于第二电极114的功函数。此外，对于第一电极102和第二电极114的每一个，不必具有一层结构，而是可以具有包括两层或多层的结构。

然后，如图1B所示，由树脂材料形成的绝缘层104形成在基板101和第一电极102上方。对于绝缘层104，可以使用包含热塑性树脂材料或光可固化树脂材料的绝缘层。

下面的材料可以用作这种热塑性树脂材料或光可固化树脂材料：丙烯酸、酚醛树脂、含硅的树脂、己二烯酞酸树脂、乙酸乙烯树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯树脂(methacryl resin)、聚乙烯树脂、聚丙烯、聚碳酸脂、聚脂、聚酰胺(尼龙)等。

另外，可以使用例如聚酰亚胺、酚醛树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂的热固性树脂。

接下来，用铸模(也称为模具)105挤压绝缘层104，以在绝缘层104中形成开口107(107a、107b、107c、107d等)(见图2A)。例如，在热塑性树脂材料用作绝缘层104的情况下，模具105挤压绝缘膜104，该绝缘层104在被加热到比玻璃转换点更高的温度后是软的，并且当温度降低并且该绝缘层104会再次变硬时，模具105同绝缘层104分开。在光可固化树脂材料用作绝缘层104的情况下，模具105挤压绝缘层104，然后进行光照射(典型地，紫外线照射)，使绝缘层104变硬。

另外，在热固性树脂材料用作绝缘层104的情况下，将绝缘层104加热到固化温度，同时将模具105向着绝缘层104按压，也就是说，模具105挤压该绝缘层104，并且将模具105保持到被硬化。

模具105由金属材料或例如石英的绝缘材料形成，并且预先在其表面上形成凹陷。例如，该表面上的凹陷是利用电子束光刻形成的。

此时，形成了模具105表面上的凹陷，使得在随后步骤中要实现的分隔壁112具有20°到50°的锥角，并且每个分隔壁112的底部和顶部的边缘是圆的，也就是说，边缘具有弯曲的表面。形成具有这种锥角和形状的分隔壁112，以便可以获得如下优点，其中当在分隔壁112上形成发光层113和第二电极114时，改善了阶梯覆盖，并且可以防止短路。

图22A示出了本发明的半导体器件，其中每个分隔壁的底部和顶部的边缘都是圆的。图22A的分隔壁151(151a和151b)与图3A中示出的分隔壁112是相同的。在图22A中，在具有底部和顶部的圆形边缘的分隔壁151a和151b之间有一个开口152。另外，分隔壁151的边缘具有锥角θ。利用具有这种形状的分隔壁，可以防止形成在分隔壁151a和151b上和开口152中的膜(发光层113等)破裂，因此可以防止短路。

接下来，如图2B所示，将模具105同绝缘层104分开。此时，利用超声波振动绝缘层104，以便模具105同绝缘层104分开，同时抑制绝缘层104变形。模具105同绝缘层104分开，可以形成具有图案的绝缘层109。

另外，此时，如果需要的话，利用湿法蚀刻或干法蚀刻来移除电极102上树脂材料的残余物。例如，通过氧等离子体等可以移除电极102上方的残留树脂材料。

接下来，将绝缘层109加热到完全硬化，以获得分隔壁112(见图3A)。可以通过热处理、光照射、利用树脂等来硬化绝缘层109。

随后，在第一电极102和分隔壁112上方形成发光层113(113a、113b、113c、113d等)(见图3B)。在该实施例模式中，有机化合物用作发光层113。

下面的材料可以用作由有机化合物形成的发光层113。例如，作为发红光的发光材料，使用Alq₃(三-(8-羟基喹啉)铝)：DCM1(4-(二氰亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯)-4H-吡喃)、Alq₃：rubrene：BisDCJTM等。作为发绿光的发光材料，使用Alq₃：DMQD(N，N’-二甲基喹吖啶酮(dimethylquinacridone))、Alq₃：香豆素6等。作为发蓝光的发光材料，使用α-NPD、tBu-DNA等。

可以将本发明应用到无机化合物用作发光层113的情况。

根据元件的机构，将利用无机化合物作为发光材料的无机EL元件分成分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。前者和后者的不同在于：前者具有发光材料的颗粒在粘合剂中分散的电致发光层，而后者具有由发光材料的薄膜形成的电致发光层。然而，它们的共同点在于它们都需要通过高电场加速的电子。要注意，作为获得的发光机制，有利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光和利用金属离子的内壳层电子跃迁的局部型发光。通常，散射型无机EL元件表现为施主-受主复合型发光，而薄膜型无机EL元件表现为局部型发光。

可用于本发明的发光材料包括基础材料和变为发光中心的杂质元素。通过改变包含的杂质元素，可以获得各种颜色的发光。例如固相法或液相法(共沉淀法)的各种方法可以用来形成发光材料。另外，可以使用蒸发分解法、双分解法、利用前体的热分解反应的方法、反胶态离子方法、上述方法和高温烘焙相结合的方法、例如冷冻干燥方法的液相法等。

固相法是：称量基础材料和杂质元素或包含杂质元素的化合物的重量，将它们在研钵中混合，在电子炉中加热并烘焙该混合物以发生反应，以使杂质元素包含在基础材料中。烘焙温度优选为700至1500℃。这是因为当温度太低时不能进行固体反应，而当温度太高时该基础材料会分解。要注意，虽然可以在粉末状态进行该烘焙，但是优选在颗粒状态进行烘焙。虽然固相法需要在相对高的温度下烘焙，但是该固相法是容易的；因此，获得了高生产率并且固相法适合于大量生产。

液相法(共沉淀法)是：基础材料或含基础材料的化合物和杂质元素或含杂质元素的化合物在溶液中反应，干燥，然后烘焙。发光材料的颗粒均匀分布，并且即使颗粒尺寸很小且烘焙温度很低时，该反应也可以进行。

作为用于发光材料的基础材料，可以使用硫化物、氧化物或氮化物。对于氮化物，例如，可以使用如下的：硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫化钙(CaS)、硫化钇(Y₂S₃)、硫化镓(Ca₂S₃)、硫化锶(SrS)、硫化钡(BaS)等。对于氧化物，例如，可以使用氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y₂O₃)等。对于氮化物，例如，可以使用氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等。此外，还可以使用硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)等。可选地，还可以使用例如硫代镓酸钙(CaGa₂S₄)、硫代镓酸锶(SrGa₂S₄)、或硫代镓酸钡(BaGa₂S₄)等。

对于局部型发光的发光中心，可以使用锰(Mn)、铜(Cu)、钐(Sm)、铽(Tb)、铒(Er)、铥(Tm)、铕(Eu)、铈(Ce)、镨(Pr)等。应该注意，为了电荷补偿可以加入例如氟(F)或氯(Cl)的卤素元素。

另一方面，作为施主-受主复合型发光的发射中心，可以使用包含形成施主能级的第一杂质元素和形成受主能级的第二杂质元素的发光材料。作为第一杂质元素，例如，可以使用氟(F)、氯(Cl)、铝(Al)等。作为第二杂质元素，例如，可以使用铜(Cu)、银(Ag)等。

在通过固相法合成施主-受主复合型发光的发光材料的情况下，称重基础材料、第一杂质元素或包含第一杂质元素的化合物、以及第二杂质元素或包含第二杂质元素的化合物的每一个，并在研钵中混合，然后，在电子炉中加热和烘焙。上述的基础材料可以用作该基础材料。作为第一杂质元素或包含第一杂质原素的化合物，例如，可以使用氟(F)、氯(Cl)、硫化铝(Al₂S₃)等。作为第二杂质元素或包含第二杂质元素的化合物，例如，可以使用铜(Cu)、银(Ag)、硫化铜(Cu₂S)、硫化银(Ag₂S)等。烘焙温度优选为700至1500℃。这是因为当温度太低时，不能进行固体反应，而当温度太高时，基础材料就分解了。应该注意，虽然可以在粉末状态进行烘焙，但是优选在颗粒状态进行烘焙。

作为在使用固相反应情况下的杂质元素，可以使用包含第一杂质元素和第二杂质元素的化合物。在这种情况下，杂质元素很容易扩散，并且很容易进行固相反应，因此可以获得均匀的发光材料。而且，由于不必要的杂质元素不能进入，所以可以获得高纯度的发光材料。作为包含第一杂质元素和第二杂质元素的化合物，例如，可以使用氯化铜(CuCl)、氯化银(AgCl)等。

要注意，这些杂质元素可以以0.01到10atom％的浓度，优选为0.05到5atom％的浓度包含在基础材料中。

在薄膜型无机EL元件的情况下，包含上述发光材料的发光层可以由下面的方法形成：例如电阻加热蒸发法或电子束蒸发(EB蒸发)法的真空蒸发法；例如溅射法的物理气相沉积法(PVD)；例如金属有机CVD法或低压氢化物输送CVD法的化学气相沉积法(CVD)；原子层外延法(ALE)等。

随后，在发光层113上方形成第二电极114(114a、114b、114c、114d等)(见图3C)。第二电极114是由与第一电极102相同的材料和形成步骤形成的。

通过该实施例模式，通过简单具有优良再现性的方法，可以形成利用树脂材料的分隔壁。从而，可以制造具有很少变化的低成本发光显示器件。另外，由于分隔壁的锥角为不是很大的20°到50°，所以可以避免形成在分隔壁上的膜变薄。因此，可以避免分隔壁上方的膜的物理强度降低。

要注意，如果需要的话，该实施例模式可以与实施例结合。

[实施例1]

参考图4A至4D、图5A至5C、图6A至6C、图7A和7B、图8A和8B、图9A和9B、图10、图11和图12，将说明利用本发明的半导体器件的制造方法的一个实例。

首先，如图4A所示，在基板501上方形成基膜502。作为基板501，例如，可以使用例如钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃的玻璃基板、石英基板、不锈钢基板等。另外，可以使用由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)或PEN(聚萘二甲酸乙二酯)代表的塑料制成的基板或由例如丙烯酸的柔性合成树脂制成的基板。

为了防止包含在基板501中的例如Na的碱金属或碱土金属扩散进入半导体膜，并对半导体元件的特性有不利影响，因此提供基膜502。

对于基膜502，可以使用氧化硅、氮化硅、包含氮的氧化硅、包含氧的氮化硅等，并且可以形成单层或例如两层结构或三层结构的叠层结构。在利用包含一些碱金属或碱土金属的基板的情况下，例如利用玻璃基板、不锈钢基板或塑料基板的情况下，从防止杂质扩散的观点考虑，提供基膜是有效的；然而，在杂质扩散不是大问题的情况下，例如利用石英基板的情况下，不必提供基膜。

在本实施例中，利用SiH₄、NH₃、N₂O、N₂和H₂作为反应气体，在该基板上方形成具有50nm厚度的含氧的氮化硅膜作为下基膜502a，并且利用SiH₄和N₂O作为反应气体，在下基膜502a上方形成具有100nm厚度的含氮的氧化硅膜作为上基膜502b。可选地，含氧的氮化硅膜的厚度可以为140nm，并且叠置在其上方的含氮的氧化硅膜的厚度可以是100nm。

接下来，在基膜502上方形成半导体膜503。该半导体膜503的厚度为25到100nm(优选，30到60nm)。要注意，不仅硅(Si)，而且锗化硅(SiGe)也可以用作半导体。在利用锗化硅的情况下，优选锗的浓度大约为0.01至4.5atomic％。

对于半导体膜503，可以使用利用例如硅烷或锗烷的半导体材料气体通过气相沉积法或溅射法形成的非晶形半导体、半非晶形半导体(也称为微晶，并且在下文中，称为“SAS”)等。

半非晶形半导体(SAS)具有处于非晶形结构和晶体结构(包括单晶和多晶)之间的中间结构和在自由能级方面稳定的第三状态，并且包括具有短程有序和晶格畸变的晶体区。在膜中至少一部分区域包括0.5至20nm的晶体区域。当包含硅作为主成分时，Raman光谱向低于520cm^-1的波数侧偏移。

通过X-射线衍射，观察到被认为是源自硅晶格的衍射峰(111)和(220)。包含至少1atomic％或更多的氢和卤素作为终结不饱和键的材料。

SAS是通过含硅气体的辉光放电分解(等离子体CVD)形成的。作为含硅的气体，除了SiH₄之外，可以使用Si₂H₆、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiCl₄、SiF₄等。而且，可以结合F₂和GeF₄。含硅的气体可以用H₂或H₂和选自He、Ar、Kr和Ne中一种或多种类型的稀有气体元素来稀释。

稀释比率在2到1000倍的范围内，压力在0.1至133Pa的范围内，电源频率为1至120MHz，优选13至60MHz。基板加热温度优选低于或等于300℃，并且SAS也可以在100至200℃的基板加热温度下形成。

这里，作为形成膜时主要引入的杂质元素，希望包含从大气组分例如氧、氮或碳得到的、小于或等于1×10²⁰cm^-3的杂质。尤其是，氧浓度优选小于或等于5×10¹⁹cm^-3，更优选，小于或等于1×10¹⁹cm^-3。

而且，当含有稀有气体元素例如氦、氩、氪或氖以进一步增加晶格畸变时，可以增强稳定性，且可以获得良好的SAS。另外，作为半导体膜，可在通过利用氟基气体形成的SAS层上方叠置利用氢基气体形成的SAS层。

非晶形半导体以氢化非晶硅为代表。可选地，如上所述，可以使用半非晶形半导体或包括晶相作为其半导体膜的一部分的半导体。

在该实施例中，作为半导体膜503，通过等离子体CVD法形成54nm厚的非晶硅膜。

接下来，将促进半导体结晶的金属元素引入到半导体膜503中。不特别限制引入金属元素到半导体膜503中的方法，只要它是在半导体膜503的表面或内部包含金属元素的方法。例如，可以使用溅射法、CVD法、等离子体处理法(包括等离子体CVD法)、吸收法、或添加金属盐溶液的方法。

在这些方法中，利用溶液的方法的有用之处在于，该方法简单且容易进行金属元素的浓度控制。此时，希望通过在氧气氛下的UV光照射、热氧化、用包含羟基或过氧化氢等的臭氧水处理等形成氧化膜，以提高半导体膜503的表面可湿性并且在非晶形半导体膜的整个表面上方散布该溶液。

作为促进半导体结晶的金属元素，可以使用选自镍(Ni)、锗(Ge)、铁(Fe)、钯(Pd)、锡(Sn)、铅(Pd)、钴(Co)、铂(Pt)、铜(Cu)和金(Au)的一种或多种元素。在该实施例中，使用镍(Ni)作为金属元素，且通过旋涂法在半导体膜503的表面上方加入液相的醋酸镍溶液作为包含金属元素的溶液504(见图4A)。

接下来，在氮气氛下，在450至500℃的温度下保持半导体膜503一小时，以便释放半导体膜503中的氢。这通过在半导体膜503中有意形成不饱和键来降低后续结晶中的阈值能量。

然后，通过在氮气氛下在550至600℃下的热处理来结晶半导体膜5034至8小时，以便获得结晶的半导体膜505。通过该金属元素，可以将用于结晶半导体膜503的温度设置在相对较低的550至600℃。

接下来，用线性激光束500照射结晶半导体膜505，以便进一步提高结晶度(见图4B)。

在进行激光照射的情况下，可在激光结晶之前，在500℃对结晶半导体膜505进行热处理一小时，以增加结晶半导体膜505对激光的耐受力。

对于激光结晶，可以使用连续波激光器，或者作为伪CW激光器，可以使用具有重复频率大于或等于10MHz、优选大于或等于80MHz的脉冲振荡激光器。

具体地，作为连续波激光器，下面可以给出：Ar激光器、Kr激光器、CO₂激光器、YAG激光器、YVO₄激光器、YLF激光器、YALO₃激光器、GdVO₄激光器、Y₂O₃激光器、红宝石激光器、紫翠玉宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器、氦镉激光器等。

作为伪CW激光器，只要脉冲振荡的重复频率可以大于或等于10MHz、优选大于或等于80MHz，就可以使用以下激光器：脉冲振荡激光器例如Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器、CO₂激光器、YAG激光器、Y₂O₃激光器、YVO₄激光器、YLF激光器、YAlO₃激光器、GdVO₄激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、紫翠玉宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器、铜蒸发激光器、或金蒸发激光器等。

当重复频率增加时，这种脉冲振荡激光器最终显示出等效于连续波激光器的效果。

例如，在利用能够连续振荡的固态激光器的情况下，通过用二次至四次谐波的激光照射可以获得具有大粒径的晶体。一般，希望使用YAG激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。例如，通过非线性光学元件将从连续波YAG激光器发出的激光转换成高谐波，且发出至半导体膜505。能量密度可以接近0.01至100MW/cm²(优选0.1至10MW/cm²)。

要注意，可在包含稀有气体或惰性气体例如氮的气氛中发射激光。这使得能够抑制由于激光照射引起的半导体的粗糙表面，且能防止由于界面态密度的变化而产生的阈值电压的变化。

用如上所述的激光束500照射半导体膜505，以便形成结晶度进一步增加的结晶半导体膜506(见图4C)。

接下来，如图4D所示，利用结晶半导体膜506形成岛状的半导体膜507、508、509和510。这些岛状的半导体膜507至510的每个都变成在以下步骤中形成的TFT的有源层。

接下来，把杂质引入到岛状半导体膜507至510中以控制该阈值。在该实施例中，通过掺杂乙硼烷(B₂H₆)把硼(B)引入到岛状半导体膜507至510的每一个中。

然后，形成绝缘膜511以覆盖岛状半导体膜507至510。例如，对于半导体膜511可以形成氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅等。作为形成方法可以使用等离子体CVD法、溅射法等。

接下来，在绝缘膜511上方形成导电膜之后，形成第一导电膜512和第二导电膜513。利用这些第一导电膜512和第二导电膜513形成栅电极515、516、517、518和519。

形成栅电极515至519中的每一个以具有由导电膜形成的单层结构或包括两层或多个导电膜叠层的结构。在叠置两层或多层导电膜的情况下，可叠置选自钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)和铝(Al)的元素或包含上述元素作为其主要成分的合金材料或化合物材料以形成栅电极515至519。可选地，可利用以掺杂有例如磷(P)的杂质元素的多晶硅膜为代表的半导体膜来形成栅电极。

在该实施例中，首先，形成10至50nm、例如30nm厚的氮化钽(TaN)膜作为第一导电膜512。然后，在第一导电膜512上方形成200至400nm、例如370nm厚的钨(W)膜作为第二导电膜513，以便形成由第一导电膜512和第二导电膜513形成的叠层膜(见图5A)。

接下来，对第二导电膜和第一导电膜连续进行各向异性蚀刻，然后对第二导电膜进行各向同性蚀刻，以便形成上栅电极515b、516b、517b、518b和519b以及下栅电极515a、516a、517a、518a和519a。从而，形成栅电极515至519(见图5B)。

栅电极515至519可用作栅极布线的一部分。可选地，可形成另一栅极布线以将栅电极515至519连接至栅极布线。

另外，当形成栅电极515至519时，蚀刻绝缘膜511的一部分，以便形成栅极绝缘膜514。

然后，利用栅电极515至519或抗蚀剂作为掩模，把赋予一种导电性(n型或p型导电性)的杂质加到岛状半导体膜507至510的每一个，以便形成源区、漏区，此外还形成低浓度杂质区等。

首先，利用磷化氢(PH₃)以60至120keV的加速电压和1×10¹³至1×10¹⁵cm^-2的剂量把磷(P)引入岛状半导体膜中。当引入该杂质时，形成了n沟道TFT 542的沟道形成区525及n沟道TFT 543的沟道形成区528和531。

另外，为了制造p沟道TFT 541和544，利用乙硼烷(B₂H₆)以60至100keV、例如80keV的施加电压和1×10¹³至5×10¹⁵cm^-2、例如3×10¹⁵cm^-2的剂量把硼(B)引入到岛状半导体膜中。从而，形成了p沟道TFT 541的源区或漏区521及p沟道TFT 544的源区或漏区533。而且，当引入该杂质时，形成了p沟道TFT 541的沟道形成区522和p沟道TFT 544的沟道形成区534。

此外，利用磷化氢(PH₃)以40至80keV、例如50keV的施加电压和1.0×10¹⁵至2.5×10¹⁶cm^-2、例如3.0×10¹⁵cm^-2的剂量把磷(P)引入到n沟道TFT 542的岛状半导体膜508和n沟道TFT 543的岛状半导体膜509中。从而，形成了n沟道TFT 542的源区或漏区523和低浓度杂质区524、以及n沟道TFT 543的源区或漏区526、529和532和低浓度杂质区527和530。

在该实施例中，在n沟道TFT 542的源区或漏区523和n沟道TFT 543的源区或漏区526、529和532的每个中包含1×10¹⁹至5×10²¹cm^-3浓度的磷(P)。

另外，在n沟道TFT 542的低浓度杂质区524和n沟道TFT 543的低浓度杂质区527和530的每个中包含1×10¹⁸至5×10¹⁹cm^-3浓度的磷(P)。

而且，在p沟道TFT 541的源区或漏区521和p沟道TFT 544的源区或漏区533的每个中包含1×10¹⁹至5×10²¹cm^-3浓度的硼(B)。

接下来，形成第一层间绝缘膜551覆盖岛状半导体膜507至510、栅极绝缘膜514和栅电极515至519。

通过等离子体CVD法或溅射法，第一层间绝缘膜551由含硅的绝缘膜形成，例如，氧化硅膜、氮化硅膜、或含氮的氧化硅膜、或其叠层膜。不必说，第一层间绝缘膜551不限于含氮的氧化硅膜、氮化硅膜、或其叠层膜，且第一层间绝缘膜551可由含硅的另一绝缘膜的单层或叠层形成。

在该实施例中，在引入该杂质之后，通过等离子体CVD法形成50nm厚的含氮的氧化硅膜，且通过激光照射法激活该杂质，或者可选地，形成含氮的氧化硅膜，且通过在氮气氛下在550℃加热4小时来激活该杂质。

接下来，通过等离子体CVD法形成50nm厚的氮化硅膜，且进一步形成600nm厚的含氮的氧化硅膜。由含氮的氧化硅膜、氮化硅膜和含氮的氧化硅膜形成的叠层膜是第一层间绝缘膜551。

接下来，在410℃加热整个第一层间绝缘膜551一小时，且从氮化硅膜释放氢，以便进行氢化。

然后，形成用作平坦化膜的第二层间绝缘膜552，覆盖第一层间绝缘膜551(见图6A)。

第二层间绝缘膜552可以由感光或非感光有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、氨基聚酰亚胺、光刻胶或苯并环丁烯)或硅氧烷以及其叠层形成。作为有机材料，可以使用正感光有机树脂或负感光有机树脂。

硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)的键形成的基干结构，且具有包含至少氢(例如，烷基或芳基基团)作为取代的有机基团。可选地，作为该取代，可使用氟基团。而且可选地，可使用包含至少氢的有机基团和氟基团作为取代。

在该实施例中，作为第二层间绝缘膜552，通过旋涂法形成硅氧烷。

要注意，可在第二层间绝缘膜552上方形成第三层间绝缘膜。作为第三层间绝缘膜，使用相比于其它绝缘膜不容易透过湿气、氧等的膜。一般，可以使用通过溅射法或CVD法获得的氮化硅膜、氧化硅膜、含氧的氮化硅膜(组分比：N>O)、含氮的氧化硅膜(组分比：N<O)、含碳作为其主要组分的薄膜(例如，金刚石类碳膜(DLC膜)、氮化碳膜(CN膜))等。

接下来，在第二层间绝缘膜552上方形成透明导电膜553(见图6B)。作为本发明中使用的透明导电膜，使用含硅(Si)的氧化铟锡合金(也称为含Si的氧化铟锡)。

除了含Si的氧化铟锡合金之外，可使用透明导电膜，例如利用氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、氧化铟、或其中氧化锌(ZnO)以2至20wt％与氧化铟混合的靶来形成的导电膜。

接下来，利用透明导电膜553形成像素电极554(见图6C)。可通过湿法蚀刻法蚀刻透明导电膜553，以便形成像素电极554。

蚀刻第一层间绝缘膜551和第二层间绝缘膜552，以便在第一层间绝缘膜551和第二层间绝缘膜552中形成到达岛状半导体膜507至510的接触孔(见图7A)。

在第二层间绝缘膜552上方形成第三导电膜555和第四导电膜556以覆盖上述接触孔(见图7B)。

在该实施例中，作为第三导电膜555，可使用由钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、或铬(Cr)、或利用该元素的合金膜形成的膜。在该实施例中，通过溅射法形成100nm厚的钼(Mo)。

作为第四导电膜556，通过溅射法形成包含铝作为其主要成分的膜。作为包含铝作为其主要成分的膜，可以使用铝膜；包含镍、钴和铁中至少一种元素的铝合金膜；或包含碳以及镍、钴和铁中至少一种元素的铝合金膜。在该实施例中，通过溅射法形成700nm厚的铝膜。

接下来，蚀刻第四导电膜556，以便形成电极561b、562b、563b、564b、565b、566b和567b(见图8A)。

通过利用BCl₃和Cl₂的混合气体的干蚀刻来蚀刻第四导电膜556。在该实施例中，分别利用BCl₃和Cl₂以60sccm和20sccm的流速进行干蚀刻。

此时，第三导电膜555成为蚀刻停止层，从而，像素电极554不与BCl₃和Cl₂的混合气体接触。因此，可以防止颗粒的产生。

接下来，蚀刻第三导电膜555，以便形成电极561a、562a、563a、564a、565a、566a和567a。在该实施例中，利用CF₄和O₂以30至60sccm和40至70sccm的流速对第三导电膜555进行干蚀刻。

此时，由于像素电极554不与CF₄和O₂反应，所以没有形成小颗粒。像素电极554成为用于蚀刻第三导电膜555以形成电极567a的蚀刻停止层。

通过上述步骤，形成电极561、562、563、564、565、566和567。对于电极561至567中的每一个，电极和布线可由相同材料及通过相同工艺形成。可选地，电极和布线可分离地形成且相互连接。

通过上述顺序的步骤，形成n沟道TFT 542和543及p沟道TFT541和544。n沟道TFT 542和p沟道TFT 541用电极562相互连接，以便形成CMOS电路571(见图8B)。

从而，形成了双发射型显示器件的TFT基板。在图8B中，在基板501上方提供驱动电路部分595和像素部分596，并且在驱动电路部分595中形成包括n沟道542和p沟道TFT 541的CMOS电路571。

在像素部分596中，形成用作像素TFT的p沟道544和驱动像素TFT的n沟道TFT 543。在该实施例中，像素电极554用作发光元件的阳极。

接下来，通过本发明，在形成电极561至567之后，形成覆盖像素电极554的边缘的绝缘体581(称为分隔壁、阻挡层等)。

基于上述实施例模式的介绍形成了绝缘体581。也就是说，以形成包含热固性树脂材料、热塑性树脂材料或光可固化树脂材料的绝缘层的这种方式形成了绝缘体581，将模具压向该绝缘层以形成形状，且进行热处理或光照射。

另外，如实施例模式中描述的，绝缘体581的截面锥角为20至50°，并且使绝缘体581的底部和顶部的边缘圆形化。

在形成绝缘体581之后，形成有机化合物层582。然后，形成10至800nm厚的第二电极583，也就是，形成了发光元件的阴极。作为第二电极583，除了氧化铟锡(ITO)合金之外，例如，可以使用利用如下靶而形成的膜，在所述靶中，将包含Si元素的氧化铟与氧化锌以2至20wt％进一步混合。

有机化合物层582包括空穴注入层601、空穴传输层602、发光层603、电子传输层604和电子注入层605，其每个都通过蒸发法或涂覆法形成。而且，优选在形成有机化合物层582之前进行真空加热用于除气，以增加发光元件的可靠性。例如，在蒸发有机化合物材料之前，希望在低压气氛或惰性气氛下进行200至300℃的热处理以移除包含在基板中的气体。

接下来，利用蒸发掩模在像素电极554的上方选择性地共蒸发氧化钼(MoOx)，4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(α-NPD)和ruburene，以便形成空穴注入层601。

而且，除了MoOx之外，可以使用具有高空穴注入性质的材料，例如铜酞菁(CuPc)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)或氧化钨(WOx)。可选地，可使用通过涂覆法由具有高空穴注入性质的高分子材料形成的膜，例如聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)溶液或聚苯乙烯磺酸溶液(PSS)，作为空穴注入层601。

然后，利用蒸发掩模选择性地蒸发α-NPD，以便在空穴注入层601的上方形成空穴传输层602。要注意，除了α-NPD之外，可以使用具有高空穴传输性质的材料，其典型代表为芳族胺化合物，例如4，4′-二[N-(3-甲苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简写：TPD)；4，4′，4″-三[N，N-联苯-氨基]-三苯胺(简写：TDATA)；4，4′，4″-三[N-(3-甲苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(简写：MTDATA)。

然后，选择性地形成发光层603。为了获得全色显示器件，对准用于每种发光颜色(R、G和B中的每个)的蒸发掩模，然后对于每种发光颜色选择性地进行蒸发。

接下来，利用蒸发掩模选择性地蒸发Alq₃(三-(8-羟基喹啉)铝)，以便在发光层603的上方形成电子传输层604。要注意，除了Alq₃之外，可以使用具有高电子传输性质的材料，其典型代表为具有喹啉基干或苯并喹啉基干的金属络合物，例如三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简写：Almq₃)、二(10-羟基苯并)[h]喹啉)铍(简写：BeBq₂)或二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-phenylphenolato-铝(简写：BAlq)等。

此外，可以使用具有恶唑基或噻唑基配位体的金属络合物，例如bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazolato]zinc(简写：Zn(BOX)₂)或bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzothiazolato]zinc(简写：Zn(BTZ)₂)等。

除了金属络合物之外，由于高的电子传输性质，可以使用下面的物质作为电子传输层604：2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole(简写：PBD)、1，3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole-2-yl]benzene(简写：OXD-7)、3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1，2，4-triazole(简写：TAZ)、3-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-1，2，4-triazole(简写：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简写：BPhen)、2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10邻二氮菲(简写：BCP)等。

然后，共蒸发4，4-二(5-甲基苯并恶唑-2-基)1，2-二苯乙烯(简写：BzOs)和锂(Li)，以便整体形成覆盖电子传输层604和绝缘体581的电子注入层605。利用苯并恶唑衍生物(BzOs)，抑制在随后的步骤中由于在形成第二电极583时执行的溅射法而引起的损伤。

而且，除了BzOs:Li之外，可以使用具有高电子注入性质的材料，例如碱性金属或碱土金属的化合物，例如CaF₂、氟化锂(LiF)或氟化铯(CsF)。此外，可以使用混合Alq₃和镁(Mg)的材料。

接下来，在电子注入层605的上方形成10至800nm厚的第二电极583，也就是说，有机发光元件的阴极。作为第二电极583，除了氧化铟锡(ITO)合金之外，例如，可以使用利用如下靶而形成的导电膜，在所述靶中，在包含Si的氧化铟锡合金或氧化铟中包含了2至20atomic％的氧化锌(ZnO)。

要注意，由于在该实施例中说明了制造双发射型显示器件的实例，所以第二电极583由具有透光性质的电极形成；然而，在制造单侧发射型显示器件的情况下，第二电极583可利用反射导电材料形成。作为这种导电材料，优选使用金属、合金、具有小功函数(3.8eV或更小的功函数)的导电化合物及这些的混合物。

作为用于第二电极583的材料的具体实例，除了属于周期表的1族或2族的元素，也就是，碱性金属例如Li或Cs、碱土金属例如Mg、Ca或Sr、和包含金属(Mg:Ag或Al:Li)的合金或包含该金属的化合物(LiF、CsF或CaF₂)之外，可以使用包括稀土金属的过渡金属。可选地，第二电极583可以由金属例如Al或Ag的叠层形成。

如上所述，形成发光元件584。适当地选择用于包括在发光元件584中的阳极554、有机化合物582和阴极583每个的材料，且也调节每个的厚度。希望阳极和阴极由相同的材料形成，具有接近相同的厚度，优选具有大约100nm厚的薄膜。

另外，如果有必要，如图9B所示，形成防止湿气进入的透明保护层585来覆盖发光元件584。作为透明保护层585，可以使用通过溅射法或CVD法获得的氮化硅膜、氧化硅膜、含氧的氮化硅膜(组分比：N>O)、含氮的氧化硅膜(组分比：N<O)、含碳作为其主要组分的薄膜(例如，金刚石类碳膜(DLC膜)、氮化碳膜(CN膜))等。要注意，图10示出了图9B的部分的放大图。

图12示出了对于R、G和B的每一个分离地形成像素部分中的像素TFT的实例。在用于红色(R)的像素中，像素TFT 544R连接至像素电极554R，且形成空穴注入层601R、空穴传输层602R、发光层603R、电子传输层604R、电子注入层605R、阴极583和透明保护层585。

在用于绿色(G)的像素中，像素TFT 544G连接至像素电极554G，且形成空穴注入层601G、空穴传输层602G、发光层603G、电子传输层604G、电子注入层605G、阴极583和透明保护层585。

在用于蓝色(B)的像素中，像素TFT 544B连接至像素电极554B，且形成空穴注入层601B、空穴传输层602B、发光层603B、电子传输层604B、电子注入层605B、阴极583和透明保护层585。

作为发红光的发光层603R，使用例如Alq3：DCM1或Alq3：ruburene：BisDCJTM的材料。作为发绿光的发光层603G，使用例如Alq3：DMQD(N-N′-二甲基喹吖啶酮)或Alq3：香豆素6的材料。作为发蓝光的发光层603B，使用例如α-NPD或tBu-DNA的材料。

随后，在包括CMOS电路571的驱动电路部分595上方提供包括用于确保基板之间间隔的间隙材料的密封剂，以便第二基板591和基板501相互连接。第二基板591可以是透光玻璃基板或石英基板。

要注意，在基板501和591之间的间隔中，在提供像素部分596的区域592中，可设置干燥剂作为气隙(惰性气体)，或该区域可填充有透明密封剂(例如紫外线固化或热固性的环氧树脂)。

由于发光元件包括其每一个都由透光材料形成的像素电极554和第二电极583，所以光可以从一个发光元件的两个方向发出，也就是，从两侧发出。

利用上述面板结构，从顶表面的光发射可以基本等于从底表面的光发射。

此外，可分别在基板501和591上方提供光学膜(极化膜或圆极化膜)597和598，以提高对比度(见图11)。

要注意，尽管在该实施例中采用了顶栅极TFT，但本发明不限于该结构，且可以适当地使用底栅极(反交错式)TFT或交错式TFT。另外，本发明不限于具有单栅极结构的TFT，且可采用包括多个沟道形成区的多栅极TFT，例如，双栅极TFT。

通过该实施例，可以通过具有良好再现性的简单方法形成利用树脂材料的分隔壁。从而，可以制造具有更少变化的低成本发光显示器件。另外，由于分隔壁的锥角为并不大的20至50°，所以可以防止形成在分隔壁上方的膜变薄。因此，可以避免分隔壁上方的膜的物理强度减小。

如果有必要的话，该实施例可以与实施例模式和其它实施例自由组合。

[实施例2]

在该实施例中，将参考图13A至13C和图14A至14C说明把本发明应用到无机EL元件的实例。

利用电致发光的发光元件是通过发光材料是有机化合物还是无机化合物来区分的。通常，把前者称为有机EL元件，把后者称为无机EL元件。在实施例1中描述了在本发明中使用有机EL元件的实例。

将无机EL元件分为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件，这取决于它的元件结构。前者和后者不同之处在于，前者具有其中发光材料的颗粒分散在粘合剂(binder)中的电致发光层，而后者具有由发光材料薄膜形成的电致发光层。然而，前者和后者共同之处在于，它们需要被高电场加速的电子。

要注意，作为获得的光发射的机理，有利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光和利用金属离子内壳电子跃迁的局部型发光。通常，分散型无机EL元件表现为施主-受主复合型发光，且薄膜型无机EL元件表现为局部型发光。

本发明中可以使用的发光材料包括基础材料和成为发射中心的杂质元素。通过改变将被包含的杂质元素，可以获得各种颜色的发光。可以使用各种方法例如固相法或液相法(共沉淀法)用于形成发光材料。另外，可以使用蒸发分解法、双分解法、利用前体的热分解反应的方法、反胶态离子法、上述方法和高温烘焙的组合方法、液相法例如制冷干燥法等。

固相法是称量基础材料和杂质元素或包含杂质元素的化合物的重量的方法，在研钵中混合它们，在将进行反应的电子炉中加热和烘焙该混合物，以便在基础材料中包括杂质元素。烘焙温度优选700至1500℃。这是因为当该温度太低时固体反应不会进行，而当温度太高时基础材料会被分解。要注意，尽管可在粉末状态进行该烘焙，但优选在颗粒状态下进行该烘焙。尽管固相法需要在相对高的温度下烘焙，但固相法是容易的；因此，获得了高产率且固相法适合于大量生产。

液相法(共沉积法)是基础材料或包含基础材料和杂质元素的化合物或包含杂质元素的化合物在溶液中反应，干燥，且然后被烘焙的方法。发光材料的颗粒均匀分布，且甚至在粒度小且烘焙温度低时反应也可以进行。

作为用于发光材料的基础材料，可以使用硫化物、氧化物或氮化物。对于氮化物，例如，可以使用：硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫化钙(CaS)、硫化钇(Y₂S₃)、硫化镓(Ga₂S₃)、硫化锶(SrS)、硫化钡(BaS)等。对于氧化物，例如，可以使用氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y₂O₃)等。对于氮化物，例如，可以使用氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等。

此外，作为用于发光材料的基础材料，还可以使用硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)等。可选地，还可以使用三重混合晶体例如硫代镓酸钙(CaGa₂S₄)、硫代镓酸锶(SrGa₂S₄)、或硫代镓酸钡(BaGa₂S₄)。

对于局部型发光的发射中心，可以使用锰(Mn)、铜(Cu)、钐(Sm)、铽(Tb)、铒(Er)、铥(Tm)、铕(Eu)、铈(Ce)、镨(Pr)等。要注意，可加入卤素元素例如氟(F)或氯(Cl)用于电荷补偿。

另一方面，对于施主-受主复合型发光的发射中心，可以使用包含形成施主能级的第一杂质元素和形成受主能级的第二杂质元素的发光材料。作为第一杂质元素，例如，可以使用氟(F)、氯(Cl)、铝(Al)等。作为第二杂质元素，例如，可以使用铜(Cu)、银(Ag)等。

在通过固相法合成用于施主-受主复合型发光的发光材料的情况下，称量基础材料、第一杂质元素或包含第一杂质元素的化合物、和第二杂质元素或包含第二杂质元素的化合物中的每个的重量并且在研钵中混合，然后在电子炉中加热和烘焙。

对于基础材料可以使用上述的基础材料。作为第一杂质元素或包含第一杂质元素的化合物，例如，可以使用氟(F)、氯(Cl)、硫化铝(Al₂S₃)等。作为第二杂质元素或包含第二杂质元素的化合物，例如，可以使用铜(Cu)、银(Ag)、硫化铜(Cu₂S)、硫化银(Ag₂S)等。

该烘焙温度优选为700至1500℃。这是因为当该温度太低时固体反应不会进行，而当温度太高时基础材料会分解。要注意，尽管可在粉末状态进行该烘焙，但优选在颗粒状态进行该烘焙。

作为在利用固相反应的情况下的杂质元素，可使用包含第一杂质元素和第二杂质元素的化合物。在该情况下，杂质元素容易扩散且固相反应容易进行；由此，可以获得均匀的发光材料。而且，由于多余的杂质元素不会进入，所以可以获得具有高纯度的发光材料。作为包含第一杂质元素和第二杂质元素的化合物，例如，可以使用氯化铜(CuCl)、氯化银(AgCl)等。

要注意，在基础材料中可包含浓度为0.01至10atom％、优选0.05至5atom％的这些杂质元素。

在薄膜型无机EL元件的情况下，包含上述发光材料的电致发光层可以通过真空蒸发法例如电阻加热蒸发法或电子束蒸发(EB蒸发)法；物理蒸发沉积法(PVD)例如溅射法；化学气相沉积法(CVD)例如金属有机CVD法或低压氢化物运输CVD法；原子层外延法(ALE)等形成。

在图13A至13C中示出了可以用作发光元件的薄膜型无机EL元件的实例。在图13A至13C中，发光元件包括第一电极层250、电致发光层252和第二电极层253。

为了利用图13A至13C中所示的发光元件制造发光器件，在实施例1中描述的图11中所示的发光器件中，图13A至13C中的发光元件可用图11中的发光元件584代替。

图13B和13C中所示的发光元件的每一个都具有在图13A中所示的发光元件中电极层和电致发光层之间提供绝缘层的结构。图13B中所示的发光元件具有在第一电极层250和电致发光层252之间的绝缘层254。图13C中所示的发光元件具有在第一电极层250和电致发光层252之间的绝缘层254a，且具有第二电极层253和电致发光层252之间的绝缘层254b。如上所述，可在电致发光层和夹住电致发光层的一对电极层中的一个之间提供绝缘层。可选地，可在电致发光层和夹住电致发光层的一对电极层中的一个之间提供绝缘层、以及在电致发光层和该对电极层中另一个之间提供另一绝缘层。而且，绝缘层可以是单层或包括多层的叠层。

另外，尽管提供绝缘层254与图13B中的第一电极层250接触，但绝缘层和电致发光层的顺序可反转以便绝缘层254与第二电极层253接触。

在分散型无机EL元件的情况下，微粒的发光材料分散在粘合剂中，以便形成膜电致发光层。当通过发光材料的形成方法不能获得足够的具有期望尺寸的颗粒时，可通过在研钵等中碾压将发光材料加工成颗粒。粘合剂是用于以分散状态固定颗粒的发光材料和以电致发光层的形式保持发光材料的物质。发光材料通过粘合剂均匀地分散在电致发光层中且被固定。

在分散型无机EL元件的情况下，作为电致发光层的形成方法，可以使用能够选择性地形成电致发光层的液滴释放法；印刷法(例如丝网印刷或胶印法)；或涂覆法例如旋涂法；浸渍法；分散法等。尽管对于电致发光层的厚度没有特别的限制，但其厚度优选在10至1000nm的范围内。包含发光材料的电致发光层中的发光材料与粘合剂的比可大于或等于50wt％且小于或等于80wt％。

在图14A至14C中示出了可以用作发光元件的分散型无机EL元件的实例。图14A中所示的发光元件具有叠置第一电极层260、电致发光层262和第二电极层263且在电致发光层262中包含由粘合剂保持的发光材料261的结构。

为了利用图14A至14C中所示的发光元件制造发光器件，在实施例1中描述的图11中所示的发光器件中，图14A至14C中的发光元件可用图11中的发光元件584代替。

作为可以在该实施例中使用的粘合剂，可以使用绝缘材料，且可以使用有机材料或无机材料，或者可使用有机材料和无机材料的混合材料。作为有机绝缘材料，可以使用具有相对较高介电常数的聚合物，例如氰乙基纤维素基树脂；或树脂例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯基树脂、硅树脂、环氧树脂、或偏二氟乙烯。可选地，可使用耐热聚合物，例如芳香族聚酰胺或聚苯并咪唑(polybenzoimidazole)、或硅氧烷树脂。

硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)的键形成的基干结构且具有包含至少氢(例如，烷基或芳基基团)作为取代基的有机基团。可选地，作为取代基，可使用氟基团。而且可选地，作为取代基，可使用包含至少氢和氟基团的有机基团。

还可使用乙烯基树脂例如聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛、或树脂材料例如酚醛树脂、酚醛清漆树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯树脂、恶唑树脂(聚苯并恶唑)作为有机材料以及上述材料。介电常数还可以通过恰当地混合这些树脂与具有高介电常数的微颗粒例如钛酸钡(BaTiO3)或钛酸锶(SrTiO3)来控制。

作为包含在粘合剂中的无机材料，可以使用：选自氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、含氧和氮的硅、氮化铝(AlN)、含氧和氮的铝或氧化铝(Al₂O₃)、氧化钛(TiO₂)、BaTiO₃、SrTiO₃、钛酸铅(PbTiO₃)、铌酸钾(KNbO₃)、铌酸铅(PbNbO₃)、氧化钽(Ta₂O₅)、钽酸钡(BaTa₂O₆)、钽酸锂(LiTaO₃)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、ZnS和包含无机材料的其它物质的材料。当具有高介电常数的无机材料与有机材料混合时(通过添加等)，可以进一步控制和增加包括发光材料和粘合剂的电致发光层的介电常数。

在该制造工艺中，在包含粘合剂的溶液中分散发光材料。作为可以在该实施例中使用的包含粘合剂的溶液的溶剂，优选如下的溶剂，其溶解粘合剂材料且可以制作具有粘度适合于形成电致发光层的方法(各种湿法工艺)和所希望厚度的溶液。当可以使用有机溶剂等时，例如，当使用硅氧烷树脂作为粘合剂时，可以使用丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯(也称为PGMEA)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(也称为MMB)等。

图14B和14C中所示的发光元件的每一个都具有在图14A所示的发光元件中在电极层和电致发光层之间提供绝缘层的结构。图14B中所示的发光元件具有在第一电极层260和电致发光层262之间的绝缘层264。图14C中所示的发光元件具有在第一电极层260和电致发光层262之间的绝缘层264a，且具有第二电极层263和电致发光层262之间的绝缘层264b。如上所述，可在电致发光层和夹住电致发光层的一对电极层中之一之间提供绝缘层。可选地，可在电致发光层和夹住电致发光层的一对电极层中之一之间提供绝缘层、以及在电致发光层和该对电极层中另一个之间提供另一绝缘层。而且，绝缘层可以是单层或包括多层的叠层。

另外，尽管提供绝缘层264与图14B中的第一电极层260接触，但绝缘层和电致发光层的顺序可反转以便绝缘层264与第二电极层263接触。

没有特别限制绝缘层例如图13A至13C中的绝缘层254和图14A至14C中的绝缘层264；然而，优选该绝缘层具有高的耐受电压，是致密膜，此外具有高的介电常数。

例如，可以利用氧化硅(SiO₂)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铪(HfO₂)、氧化钽(Ta₂O₅)、钛酸钡(BaTiO₃)、钛酸锶(SrTiO₃)、钛酸铅(PbTiO₃)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化锆(ZrO₂)等；其混合膜；或包含这些中的两种或多种的叠层膜形成该绝缘层。

这些绝缘层可以通过溅射、蒸发、CVD等形成。可选地，可以以在粘合剂中分散这些绝缘材料的颗粒的形式来形成该绝缘层。粘合剂材料可由与在电致发光层中包含的粘合剂相似的材料且通过与其相似的方法形成。尽管对绝缘层的厚度没有特别的限制，但其厚度优选在10至1000nm的范围内。

尽管在该实施例中描述的发光元件通过在其之间插入电致发光层的该对电极层之间施加电压而发光，但发光元件也可以通过DC驱动或AC驱动来操作。

通过该实施例，可以通过具有良好再现性的简单方法形成利用树脂材料的分隔壁。从而，可以制造包括无机EL元件的具有更少变化的低成本的半导体器件。另外，由于分隔壁的锥角为不是很大的20至50°，所以可以防止形成在分隔壁上方的膜变薄。因此，可以避免分隔壁上方的膜的物理强度减小。

[实施例3]

应用本发明的电子设备，以下可以给出：照相机，例如摄像机或数字摄像机；护目镜型显示器；导航系统；音频再现器件(例如车载音频部件机)；计算机；博弈机；便携式信息终端(例如可移动计算机、蜂窝电话、便携式博弈机或电子书籍阅读器)；具有记录媒质的图像再现设备(具体地，用于再现记录媒质和具有显示再现图像的显示器的设备，例如数字化视频光盘(DVD))等。

在图15、图16、图17A和17B、图18、图19、图20和图21A至21E中示出了电子设备的具体实例。

图15示出了其中组合显示面板301和电路基板311的EL模块。在电路基板311上方，形成了控制电路312、信号分割电路313等。电路基板311通过连接布线314电连接至显示面板301。

该显示面板301包括配置有多个像素的像素部分302、扫描线驱动电路303、和将视频信号提供给所选像素的信号线驱动电路304。EL模块的显示面板301可通过实施例1或2中描述的显示器件的制造方法来制造。

电视接收机可以通过图15中所示的EL模块来完成。图16是示出接收机的主要结构的框图。调谐器321接收视频信号和音频信号。通过视频信号放大器电路322、视频信号处理电路323和控制电路312来处理该视频信号，其中视频信号处理电路323将从视频信号放大器电路322输出的信号转换成对应于红、绿和蓝每种颜色的彩色信号，以及控制电路312用于将视频信号转换成驱动器IC的输入规范。控制电路312输出信号至扫描线一侧和信号线一侧。在数字驱动的情况下，信号分割电路313可配置在信号线一侧且输入数字信号可分成将被提供的m片。

在通过调谐器321接收的信号中，把音频信号发送给音频信号放大器电路325且通过音频信号处理电路326将其输出供给扬声器327。控制电路328对接收台(接收频率)的控制信号或来自输入部分329的音量进行接收，并把信号发送给调谐器321或音频信号处理电路326。

如图17A所示，把EL模块结合到底盘331中，以便可以完成电视接收机。通过EL模块形成显示屏332。另外，适当地提供扬声器333、操作开关334等。

图17B示出了显示器是无线便携式的便携式电视接收机。电池和信号接收机被结合到底盘342中，且显示部分343和扬声器部分347通过该电池驱动。该电池可以用电池充电器340重复充电。另外，电池充电器340可以发送和接收视频信号并且可以把该视频信号发送给显示器的信号接收机。底盘343通过操作键346控制。

另外，也可以把图17B中所示的器件称为双向视频/音频通信器件，因为该器件可以通过操作键346的操作把来自底盘342的信号发送给电池充电器340。而且，通过操作键346的操作，可以把信号从底盘342发送给电池充电器340且可把信号从电池充电器进一步发送给另一电子设备，以便也能够通信控制另一电子设备。因此，也把该器件称为通用遥控器。可以把本发明应用到显示部分343。

当把本发明用于图15、图16和图17A和17B中所示的电视接收机时，可以获得具有更少变化且以低成本制造的显示器件的电视接收机。

不必说，本发明不限于电视接收机，且除了个人计算机的监视器以外，还可以应用到各种应用，具体地，作为大面积显示媒质，例如，在火车站或机场的信息显示板，街道上的广告显示板等。

图18和图19每个都示出其中组合了显示面板351和印刷电路板352的模块。显示面板351包括具有多个像素的像素部分353、第一扫描线驱动电路354、第二扫描线驱动电路355和把视频信号提供给所选像素的信号线驱动电路356。

印刷电路板352配置有控制器357、中央处理单元(CPU)358、存储器359、电源电路360、音频处理电路361、发送-接收电路362等。印刷电路板352和显示面板351通过柔性印刷电路(FPC)363相互连接。印刷电路板352可配置有电容器、缓冲电路等，以便防止电源电压或信号的噪音、或信号上升的延迟。另外，通过COG(玻璃上芯片)法可在显示面板351上安装控制器357、音频处理电路361、存储器359、CPU 358、电源电路360等。COG法能使印刷电路板352的尺寸减小。

通过提供用于印刷电路板352的接口364来输入和输出各种控制信号。另外，为印刷电路板352提供用于把信号发送给天线和从天线接收信号的天线端口365。

图19是图18中所示的模块的框图。该模块包括作为存储器359的VRAM 366、DRAM 367、闪存368等。将在面板上显示的图像的数据、图像数据或音频数据、和各种程序分别存储在VRAM 366、DRAM 367和闪存中。

电源电路360提供能量用于操作显示面板351、控制器357、CUP358、音频处理电路361、存储器359和发送-接收电路362。另外，根据面板规格，电源电路360配置有电流源。

CPU 358包括控制信号产生电路370、解码器371、寄存器372、运算电路373、RAM 374、用于CPU 358的接口379等。通过接口379输入到CPU 358中的各种信号一旦被保持在寄存器372中，就被输入到运算电路373、解码器371等中。在运算电路373中，基于输入信号进行操作，且指定向其发送各种指令的位置。另一方面，输入到解码器371中的信号被解码且被输入到控制信号产生电路370中。基于输入信号，控制信号产生电路370产生包括各种指令的信号，且把该信号发送给由运算电路373指定的位置，具体地，存储器359、发送-接收电路362、音频处理电路361、控制器357等。

存储器359、发送-接收电路362、音频处理电路361和控制器357每一个都根据收到的指令操作。以下简要说明该操作。

通过接口364把从输入单元375输入的信号发送给安装在印刷电路板352上的CPU 358。控制信号产生电路370根据从输入单元375发送的信号把存储在VRAM 366中的图像数据转换成预定格式，并且将它发送给控制器357，其中输入单元375例如是指点设备或键盘。

控制器357根据面板规格对包括从CPU 358发送的图像数据的信号进行数据处理，且把它提供给显示面板351。另外，基于从电源电路360输入的电源电压和从CPU 358输入的各种信号，控制器357产生Hsync信号、Vsync信号、时钟信号CLK、交流电压(AC Cont)和开关信号L/R，并将它们提供给显示面板351。

在发送-接收电路362中，处理由天线378发送和接收的信号，如无线电波，具体地，包括了例如隔离器、带通滤波器、VCO(电压控制振荡器)、LPF(低通滤波器)、耦合器和不平衡变压器的高频电路。在发送-接收电路362中，根据来自CPU 358的指令将在发送-接收电路362发送和接收的信号当中的包括音频信息的信号发送给音频处理电路361。

根据CPU 358的指令发送的包括音频信息的信号，在音频处理电路361中被解调成音频信号，并且被发送给扬声器377。另外，根据来自CPU 358的指令，从麦克风376发送的音频信号在音频处理电路361中调制，并且发送给发送-接收电路362。

可以安装控制器357、CPU 358、电源电路360、音频处理电路361和存储器359作为该实施例的组件(package)。该实施例可以应用到除高频电路例如隔离器、带通滤波器、VCO(电压控制振荡器)、LPF(低通滤波器)、耦合器和不平衡变压器之外的任何电路。

图20示出了包括图18和19所示模块的蜂窝电话的一种模式。以可拆卸的方式把显示面板351结合到外壳380中。外壳380的形状和尺寸可以根据显示面板351的尺寸适当地改变。把固定显示面板351的外壳380连接到印刷板381以组装为模块。

显示面板351经由FPC 363连接至印刷板381。在印刷板381上，形成扬声器382、麦克风383、发送-接收电路384和包括CPU、控制器等的信号处理电路385。这种模块与输入单元386、电池387和天线390组合，并且被放置在底盘389中。设置显示面板351的像素部分使得可以从形成在底盘389中的窗口中看到。

该实施例的蜂窝电话可以根据其功能或应用以各种方式改变。例如，甚至当蜂窝电话配置有多个显示面板时或者当外壳被适当地分成多个部分且可以用铰链打开和闭合时，都可以获得上述的操作效果。

当本发明用于图18、图19和图20所示的蜂窝电话时，可以获得具有更少变化且以低成本制造的显示器件的蜂窝电话。

图21A示出了其中包括底盘401、支座402、显示部分403等的EL显示器件。本发明可以利用图15中所示的EL模块和图18中所示的显示面板的结构应用到显示部分403。

通过本发明，可以获得具有更少变化和以低成本制造的显示器件的显示器。

图21B示出了其中包括主体411、底盘412、显示部分413、键盘414、外部连接端口415、指点器件416等的计算机。本发明可以利用图15中所示的EL模块和图18中所示的显示面板的结构应用到显示部分413。

通过本发明，可以获得具有更少变化和以低成本制造的显示器件的计算机。

图21C示出了其中包括主体421、显示部分422、开关423、操作键424、红外端口425等的便携式计算机。本发明可以利用图15中所示的EL模块和图18中所示的显示面板的结构应用到显示部分422。

图21D示出了其中包括底盘431、显示部分432、扬声器部分433、操作键434、记录媒质插入部分435等的便携式博弈机。本发明可以利用图15中所示的EL模块和图18中所示的显示面板的结构应用到显示部分432。

通过本发明，可以获得具有更少变化和以低成本制造的显示器件的博弈机。

图21E示出了配置有记录媒质的便携式图像再现设备(具体地，DVD再现设备)，其中包括主体441、底盘442、第一显示部分443、第二显示部分444、记录媒质读取部分445、操作键446、扬声器部分447等。要注意，记录媒质包括DVD等。

第一显示部分443主要显示图像信息，且第二显示部分444主要显示文字信息。本发明可以利用图15中所示的EL模块和图18中所示的显示面板的结构应用到第一显示部分443和第二显示部分444。要注意，配置有记录媒质的图像再现设备包括家用博弈机等。

通过本发明，可以获得具有更少变化和以低成本制造的显示器件的图像再现设备。

对于用于电子设备的显示器件的每一个，可以使用耐热性的塑料基板以及玻璃基板，这取决于尺寸、强度或有意的目的。因此，可以实现重量的进一步缩减。

要注意，该实施例中示出的实例仅是实例，且本发明不限于这些应用。

通过该实施例，可以通过具有良好再现性的简单方法形成利用树脂材料的分隔壁。从而，可以制造具有更少变化的、低成本显示器件的电子设备。另外，由于分隔壁的锥角为不是太大的20至50°，所以可以防止形成在分隔壁上方的膜变薄。因此，可以避免分隔壁上方的膜的物理强度减小。

该实施例可以与实施例模式和其它实施例自由组合。

工业实用性

在本发明中，当分隔壁通过纳米压印形成时，可以以良好的再现性形成多个分隔壁。从而，可以制造具有更少变化且以低成本制造的显示器件。

本申请以2006年6月9日在日本专利局提交的日本专利申请序列号no.2006-160907为基础，其全部内容通过引用结合在这里。

Claims

1.一种用于制造半导体器件的方法，包括如下步骤：

在基板上方形成第一电极；

在所述基板和所述第一电极上方形成包含热塑性树脂材料或热固性树脂材料的绝缘层；

将模具压向所述绝缘层以在所述第一电极上方的所述绝缘层中形成开口；

使所述模具与其中形成有所述开口的所述绝缘层分离；

在分离所述模具之后，硬化其中形成有所述开口的所述绝缘层以形成分隔壁；

在所述第一电极和所述分隔壁上方形成发光层；和

在所述发光层上方形成第二电极。

2.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中通过加热来硬化所述绝缘层。

3.一种用于制造半导体器件的方法，包括如下步骤：

在基板上方形成第一电极；

在所述基板和所述第一电极上方形成包含光可固化树脂材料的绝缘层；

使所述模具与其中形成有所述开口的所述绝缘层分离；

在所述第一电极和所述分隔壁上方形成发光层；和

在所述发光层上方形成第二电极。

4.根据权利要求3所述的制造半导体器件的方法，其中通过光照射硬化所述绝缘层。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制造半导体器件的方法，其中所述模具由金属材料或绝缘材料形成，且在所述模具的表面上形成凹陷。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的制造半导体器件的方法，其中所述分隔壁具有20°到50°的截面锥角，并圆化所述分隔壁的顶部和底部的边缘。