[发明专利]发光器件

说明书

本发明申请是本发明申请人于2004年7月14日提交的、申请号为200410071204.0、发明名称为“发光器件”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光器件，该发光器件使用薄膜晶体管作为其驱动电路和像素部分。

背景技术

用廉价的玻璃衬底而形成的半导体器件随着分辨率的增加，用于安装的像素部分周围的区域(框缘区域)在衬底中所占比例增大，有妨碍发光器件的精巧化的倾向。所以，可以认为将用单晶硅片形成的IC(集成电路)安装到玻璃衬底的方式有其界限。包含驱动电路的集成电路和像素部分浑然一体地形成在同一块玻璃衬底上的技术，也就是所谓的面板上载系统(system on panel)化受到关注。

使用多晶半导体膜的薄膜晶体管(多晶TFT)的迁移率比使用非晶半导体膜的TFT的迁移率高2位数，具有能够将半导体器件的像素部分和其周围的驱动电路浑然一体地形成在同一块衬底上的优势。但是，跟使用非晶半导体膜的TFT相比，由于晶化半导体膜的工艺复杂，所以相应地又有成品与原料之比减低，成本增高的劣势。

例如，在多晶半导体膜的形成中通常使用的激光退火法的情形中，为了提高结晶性，有必要确保所需能源的密度。因此，激光束的长轴的长度就有了界限，这样就会使晶化工艺的处理能量减少，且使激光束的边缘附近的结晶性产生不均匀，其结果是对衬底的尺寸有了限制。另外，激光能源由于自身不均匀导致半导体膜的结晶性产生不均匀，所以该激光退火法有很难均匀处理被处理物的缺点。

但是，用非晶半导体膜形成沟道形成区的TFT的电场效应迁移率至多为0.4至0.8cm²/V.sec左右。因此，虽可以给像素部分作为开关元件使用，但是不适合作为选择像素的扫描线驱动电路、或给该被选择的像素提供视频信号的信号线驱动电路等要求高速运转的驱动电路。

半导体显示器件中特别是有源(主动)矩阵类型的发光器件的情况，在像素中提供至少两个晶体管，即：作为控制输入视频信号的开关元件发挥作用的晶体管和用来控制向该发光元件馈送电流的晶体管。所述用来控制向发光元件馈送电流的晶体管，优选的是，能够获取比用于开关元件的晶体管更高的导通(ON)电流。所以，对于发光器件来说，提高像素部分的TFT的迁移率是重要的课题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种发光器件，该发光器件在不使TFT的工艺复杂化的情况下可以实现面板上载系统，并且抑制成本。

本发明使用在非晶半导体膜中结晶粒分散存在的半晶半导体膜来制作薄膜晶体管(TFT)，并将该TFT用于像素部分或驱动电路从而制作发光器件。使用半晶半导体膜的TFT的迁移率为2至10cm²/V·sec，是使用非晶半导体膜的TFT的迁移率的2至20倍，所以可以将驱动电路的一部分或整个驱动电路和像素部分浑然一体地形成在同一块衬底上。

而且半晶半导体膜(微晶半导体膜)和多晶半导体膜不同，可以作为半晶半导体膜直接形成在衬底上。具体来说，可以用H₂将SiH₄的流量比稀释到2至1000倍，优选稀释到10至100倍，并通过等离子体CVD法形成膜。根据上述方法制作的半晶半导体膜包含微晶半导体膜，该微晶半导体膜在非晶半导体膜中包含0.5nm至20nm的晶粒。所以，和使用多晶半导体膜的情况不同，不需要在形成半导体膜之后执行对其进行晶化的工艺。并且，不会象使用激光束来晶化半导体膜那样，发生因在激光束的长轴的长度上有限度，所以衬底的尺寸也受到限制的情况。另外，可以减少制作TFT的工序，所以相应地可以提高发光器件成品与原料之比，并降低成本。

另外，本发明只要至少用半晶半导体膜来形成沟道形成区就可以。沟道形成区没有必要在其膜厚方向上全部是半晶半导体，只要其一部分包含半晶半导体即可。

另外，本说明书中的发光元件的范畴包括由电流或电压控制其亮度的元件，具体地说，包括用于OLED(有机发光二极管，Organic LightEmitting Diode)或FED(场致发射显示器，Field Emission Display)的MIM型的电子源元件(电子发射元件)等。