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KR101081307B1 - 능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101081307B1
KR101081307B1 KR1020050112115A KR20050112115A KR101081307B1 KR 101081307 B1 KR101081307 B1 KR 101081307B1 KR 1020050112115 A KR1020050112115 A KR 1020050112115A KR 20050112115 A KR20050112115 A KR 20050112115A KR 101081307 B1 KR101081307 B1 KR 101081307B1
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interlayer insulating
insulating film
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electrode
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사천홍시현시기건유한공사
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Abstract

본 발명의 능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법은 투명 기판 상에 트랜지스터를 위한 구조, 즉 소스/드레인 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극을 형성하고, 그 다음에 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막 상에 다층구조를 갖는 층간절연막을 증착하고, 사진식각공정을 이용하여 상기 층간절연막에 상기 소스/드레인 영역의 콘택홀을 형성하고, 상기 콘택홀 내에 소스/드레인 전극을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극 상에 보호막을 증착한다. 이후, 상기 보호막 상에, 상기 보호막의 비아홀을 거쳐 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 애노드 전극을 형성하고, 상기 애노드 전극 상에 유기 발광층을 증착하고, 상기 유기 발광층 상에 캐소드 전극을 형성한다. 여기서, 상기 층간절연막을 다층으로 형성하고 상기 다층의 층간절연막 중 상층의 층간절연막의 폭보다 하층의 층간절연막의 폭을 더 넓게 형성하도록 함으로써 상기 콘택홀의 폭을 더 확대할 수가 있다. 그 결과, 상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 더 확대하고 나아가 상기 소스/드레인 영역과 상기 소스/드레인 전극의 콘택저항을 줄일 수가 있다.
능동형 유기 발광소자, 소스/드레인 영역, 소스/드레인 전극, 층간절연막, 다층구조, 콘택홀, 폭, 콘택저항

Description

능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법{active matrix organic light emitting diode and method for manufacturing the same}
도 1은 일반적인 능동형 유기 발광소자(active matrix organic light emitting diode: AMOLED)의 요부를 나타낸 단면 구조도.
도 2는 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자의 요부를 나타낸 단면 구조도.
도 3은 도 2의 드레인 영역과 드레인 전극 사이의 콘택홀을 나타낸 확대 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자의 제조방법을 나타낸 공정순서도.
본 발명은 유기 발광소자(organic light emitting diode: OLED)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소스/드레인 영역 상에 다층의 층간절연막을 형성하고 상기 다층의 층간절연막 중 상층의 층간절연막보다 하층의 층간절연막에서 콘택홀의 폭을 더 넓게 함으로써 소스/드레인 전극과 소스/드레인 영역간의 콘택저항을 줄이도 록 한 능동형 유기 발광소자(active matrix organic light emitting diode: AMOLED) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에 들어, 기존의 음극선관(cathode ray tube: CRT)의 단점인 무거운 무게와 큰 부피를 해결하기 위해 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다. 이들 평판 표시장치 중에는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display : LCD), 전계방출 표시장치(field emission display : FED) 및 유기 발광소자(organic light emitting diode: OLED) 등이 있다. 특히, 상기 유기 발광소자는 차세대 평판표시장치로서 큰 주목을 받고 있으며, 구동 방식에 따라 수동형 유기 발광소자(passive matrix organic light emitting diode: PMOLED)와 능동형 유기 발광소자(active matrix organic light emitting diode: AMOLED)로 크게 구분된다.
일반적인 능동형 유기 발광소자는 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 있다. 즉, 도 1에서 투명 기판(10)의 전역 상에 버퍼절연막(11)이 형성된다. 상기 버퍼절연막(11) 상의 트랜지스터 형성 영역에 트랜지스터를 위한 반도체층(12), 소스/드레인 영역(13),(15), 게이트 절연막(17), 게이트 전극(19), 층간절연막(21), 소스/드레인 전극(23),(25), 보호막(27)이 형성된다. 또한, 상기 보호막(27) 상의 애노드 전극 형성 영역에 투명 전극용 재질의 애노드 전극(29)이 상기 보호막(27)의 비아홀을 거쳐 상기 드레인 전극(25)에 전기적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 층간절연막(31)의 개구부 내의 노출된 애노드 전극(29) 상에 유기 발광층(33)이 형성되고, 상기 유기 발광층(33) 상에 캐소드 전극(35)이 상기 애노드 전극과 교차 배 열하도록 형성된다. 상기 유기 발광층(33)은 도면에서 단일층으로 구성된 것처럼 도시되어 있으나, 실제로는 상기 애노드 전극(29)으로부터 상측으로 정공주입층(hole injection layer: HIL), 정공수송층(hole transport layer: HTL), 발광층(emission layer: EML), 전자수송층(electron transport layer: ETL), 전자주입층(electron injection layer: EIL)이 순차적으로 증착된 다층 구조를 비롯하여 공지된 다양한 다층 구조를 가질 수가 있다.
그런데, 종래에는 상기 소스/드레인 전극(23),(25)과 소스/드레인 영역(13),(15)이 상기 층간절연막(21)과 게이트 절연막(17)을 관통하는 각각의 콘택홀(22)을 통하여 전기적 연결된다. 상기 콘택홀(22)은 상기 소스/드레인 영역(13),(15)의 콘택영역 상의 상기 층간절연막(21)과 게이트 절연막(17)을 건식 식각 공정에 의해 식각함으로써 형성된다. 이때, 상기 콘택홀(22)의 폭은 건식 식각의 특성상 상기 층간절연막(21)의 상측부에서 하측부로 갈수록 좁아진다.
그러나, 상기 층간절연막(21)이 산화막의 단일층 구조로 형성되고, 상기 층간절연막(21)의 두께가 두꺼워질 경우, 상기 층간절연막(21)의 콘택홀(22)의 하측부의 폭이 상기 콘택홀(22)의 상측부의 폭보다 더욱 좁아지므로 상기 소스/드레인 전극(13),(15)의 콘택영역의 면적도 더욱 좁아진다. 그 결과, 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과 소스/드레인 전극(23),(25)의 콘택 저항이 상대적으로 증가하고 나아가 능동형 유기 발광소자의 특성이 나빠지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 능동형 유기 발광소자의 드레인 영역과 드레인 전극 사이의 층간절연막을 다층구조로 형성하여 층간절연막의 하측부의 콘택홀을 확대함으로써 소스/드레인 전극과 소스/드레인 영역간의 콘택저항을 줄이도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 소스/드레인 전극과 소스/드레인 영역간의 콘택저항을 줄임으로써 능동형 유기 발광소자의 특성을 향상하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기 발광소자는, 투명 기판; 상기 투명 기판 상의 트랜지스터 형성 영역에 형성된, 소스/드레인 영역, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 포함하는 트랜지스터; 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막 상에 다층구조로 형성되며, 상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 층간절연막; 상기 층간절연막 상에 형성되며, 상기 콘택홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결된 소스/드레인 전극; 상기 소스/드레인 전극 상의 보호막의 일부분 상에 투명 도전성 재질로 형성되며, 상기 보호막의 비아홀을 통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 애노드 전극; 상기 애노드 전극 상에 증착된 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층 상에 형성되며, 상기 애노드 전극과 교차 배열된 캐소드 전극을 포함하되, 상기 층간절연막은 2층 이상의 다층 구조로 형성되며, 상기 층간절연막의 인접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭은 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부 에서 더 넓은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 층간절연막은 하층의 제1 층간절연막과 상층의 제2 층간절연막을 갖는 2층 구조로 형성되며, 상기 제1, 2 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭은 상기 제2 층간절연막의 하측부보다 상기 제1 층간절연막의 상측부에서 더 넓은 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 제1 층간절연막은 산화막이고, 상기 제2 층간절연막은 질화막인 것이 가능하다.
또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기 발광소자의 제조방법은, 투명 기판 상의 트랜지스터 형성 영역에 트랜지스터를 위한 소스/드레인 영역, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 포함하여 상기 게이트 절연막 상에 다층구조를 갖는 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 노출하기 위해, 상기 층간절연막에 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결하기 위해, 상기 층간절연막 상에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 소스/드레인 전극과 층간절연막 상에, 상기 드레인 전극의 일부분을 노출하기 위한 비아홀을 갖는 보호막을 형성하는 단계; 상기 비아홀을 통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결하기 위해, 상기 보호막 상에 투명 도전성 재질의 애노드 전극을 형성하는 단계; 상기 애노드 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 발광층 상에 상기 애노드 전극과 교차하도록 배열하는 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 층간절연막을 2층 이상의 다층 구조로 형성하며, 상기 층간절연막의 인 접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭을 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부에서 더 넓게 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 층간절연막을 하층의 제1 층간절연막과 상층의 제2 층간절연막을 갖는 2층 구조로 형성하며, 상기 제1, 2 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭을 상기 제2 층간절연막의 하측부보다 상기 제1 층간절연막의 상측부에서 더 넓게 형성하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 제1 층간절연막을 산화막으로, 상기 제2 층간절연막을 질화막으로 형성할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일한 구성 및 동일한 작용을 갖는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여한다.
도 2는 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자의 요부를 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 능동형 유기 발광소자에서는 투명 기판(10)의 전역 상에 버퍼절연막(11)이 형성된다. 상기 투명 기판(10)은 소다 라임(sodalime) 글래스 기판 또는 비알칼리(non alkali) 글래스 기판 등과 같은 글래스 기판으로 구성되거나, 고분자 재질의 기판으로 구성될 수 있다. 상기 버퍼 절연막(11)은 도면에 도시된 바와 같이 단일층으로 구성되어 있으나, 실제로는 하층의 질화막과 상층의 버퍼산화막으로 구성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 버퍼 절연막(11) 상의 트랜지스터 형성 영역에 트랜지스터를 위한 소스/드레인 영역(13),(15)과 상기 소스/드레인 영역(13),(15) 사이의 반도체층(12)이 형성되고, 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과 반도체층(12)을 포함하여 상기 버퍼 절연막(11) 상에 산화막 등과 같은 게이트 절연막(17)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(17) 상의 게이트 전극 형성 영역에 게이트 전극(19)이 형성되고, 상기 게이트 전극(19)을 포함하여 상기 게이트 절연막(17) 상에 층간절연막(41)이 형성된다.
상기 층간절연막(41)은 다층구조로 형성된다. 즉, 상기 층간절연막(41)은 하층의 제1 층간절연막(41a)과 상층의 제2 층간절연막(41b)으로 구성된다. 상기 제1 층간절연막(41a)은 산화막, 예를 들어 PECVD 공정 등에 의해 증착된 산화막으로 형성되고, 상기 제2 층간절연막(41b)은 질화막, 예를 들어 PECVD 공정 등에 의해 증착된 질화막으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1, 2 층간절연막(41a),(41b) 모두가 질화막이거나, 산화막인 경우도 가능하다. 상기 제1, 2 층간절연막(41a),(41b)은 모두 산화막이더라도 실제로는 BSG, BPSG, PSG 등으로 각각 구분될 수 있을 뿐만 아니라 도핑 농도 차이도 있을 수 있다.
또한, 상기 소스/드레인 영역(13),(15)의 콘택영역을 노출하기 위해, 상기 층간절연막(41) 및 게이트 절연막(17)의 일부분을 관통하는 콘택홀(42)이 형성된다. 즉, 상기 제1 층간절연막(41a) 및 상기 게이트 절연막(17)을 함께 관통하는 제1 콘택홀(42a)과, 상기 제2 층간절연막(41b)을 관통하는 제2 콘택홀(42b)이 형성된다. 상기 제2 콘택홀(42b)의 폭은 식각공정의 특성상 상기 제2 층간절연막(41b)의 상측부에서 하측부로 갈수록 좁아지고, 마찬가지로, 상기 제1 콘택홀(42a)의 폭도 상기 제1 층간절연막(41a)의 상측부에서 하측부로 갈수록 좁아진다. 더욱이, 상기 제1 층간절연막(41a)과 제2 층간절연막(41b)의 계면에서 상기 제1 콘택홀(42a)의 상측부의 폭은 상기 제2 콘택홀(42b)의 하측부의 폭보다 넓게 형성된다.
또한, 상기 층간절연막(41) 상의 소스/드레인 전극 형성 영역과 상기 콘택홀(42) 내에 소스/드레인 전극(43),(45)이 형성된다. 상기 소스/드레인 전극(43),(45)은 상기 콘택홀(42)을 통하여 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과 전기적으로 콘택한다. 상기 소스/드레인 전극(43),(45)은 저저항 도전성 재질, 예를 들어 Mo, Mo/Al/Ti, Ti/Al/Ti 등 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 소스/드레인 전극(43),(45)을 포함하여 상기 층간절연막(41) 상에 예를 들어 질화막 등과 같은 재질의 보호막(47)이 형성되고, 상기 보호막(47)의 비아홀을 통하여 상기 드레인 전극(45)에 전기적으로 접촉하도록 상기 보호막(47) 상의 애노드 전극 형성 영역에 애노드 전극(49)이 형성된다. 상기 애노드 전극(49)은 투명 도전성 재질, 예를 들어, ITO, IZO, ZnO, SnO, In2O3, ITO/Ag/ITO, ITO-Ag/ITO, ITO/ITO-Ag/ITO 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 화소 영역의 상기 애노드 전극(49)을 노출하기 위한 개구부를 갖도록 상기 애노드 전극(49)과 보호막(47) 상에 질화막 등의 층간절연막(51)이 형성되고, 상기 층간절연막(51)의 개구부 내의 노출된 애노드 전극(49) 상에 유기 발광층(53)이 형성되고, 상기 유기 발광층(53) 상에 캐소드 전극(55)이 상기 애노드 전극(49) 과 교차 배열하도록 형성된다. 상기 유기 발광층(53)은 상기 애노드 전극(49)으로부터 상측으로 정공주입층(hole injection layer: HIL), 정공수송층(hole transport layer: HTL), 발광층(emission layer: EML), 전자수송층(electron transport layer: ETL), 전자주입층(electron injection layer: EIL)이 순차적으로 증착된 다층 구조로 형성되거나 그 외의 공지된 다층 구조로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 능동형 유기 발광소자에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 층간절연막(41)의 제1 층간절연막(41a)과 제2 층간절연막(41b)이 각각 상이한 재질로 형성되므로 상기 제1 층간절연막(41a)을 관통하는 제1 콘택홀(41a)과 상기 제2 층간절연막(41b)을 관통하는 제2 콘택홀(42b)이 건식 식각공정 또는 습식 식각공정에 의해 형성되고 나면, 상기 제1 층간절연막(41a)과 제2 층간절연막(41b)의 계면에서 상기 제1 콘택홀(41a)의 상측부의 폭(W1)은 상기 제2 콘택홀(42b)의 하측부의 폭(W2)보다 더 넓게 확대될 수 있다.
한편, 상기 층간절연막(41)은 도면에 도시하지 않았지만, 2층의 다층구조 이외에 3층 이상의 다층구조로 형성되는 것도 가능하며, 이 경우에도 인접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭은 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부에서 더 넓은 것이 가능하다. 설명의 편의상 설명의 중복을 피하기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명은 상기 층간절연막(41)을 다층구조로 형성함으로써 종래에 비하여 상기 콘택홀(41) 내의 노출된, 상기 드레인 영역(15)의 콘택영역을 더 넓게 확대할 수 있으므로 상기 드레인 영역(15)과 드레인 전극(45)의 콘택저항을 더 감 소할 수 있고, 나아가 능동형 유기 발광소자의 동작 특성을 향상할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자의 제조방법을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.
도 4a를 참조하면, 먼저, 투명 기판(10), 예를 들어 소다라임(sodalime) 글래스 기판, 무알칼리(nonalkali) 글래스 기판 등과 같은 재질의 글래스 기판 또는 고분자 재질의 기판을 준비한다.
이어서, 공지된 방법을 이용하여 상기 투명 기판(10) 상의 트랜지스터 형성 영역에 능동형 유기 발광소자를 위한 트랜지스터를 형성한다. 이를 좀 더 상세히 언급하면, 상기 투명 기판(10)의 전역 상에 버퍼절연막(11)을 증착하고, 상기 버퍼절연막(11) 상에 소스/드레인 영역(13),(15)과 상기 소스/드레인 영역(13),(15) 사이의 반도체층(12)을 형성하고, 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과 반도체층(12)을 포함하여 상기 버퍼절연막(11) 상에 게이트 절연막(17)을 증착하고, 상기 게이트 절연막(17) 상의 게이트 전극 형성 영역에 게이트 전극(19)을 형성한다. 여기서, 상기 버퍼절연막(11)은 예를 들어 PECVD 공정 등을 이용하여 버퍼산화막과 같은 단일층으로 형성한 것처럼 도시되어 있으나, 실제로는 하층의 질화막과 상층의 버퍼산화막으로 형성하는 것도 가능하다. 상기 게이트 절연막(17)은 예를 들어 PECVD 공정 등을 이용하여 산화막 등으로 형성하는 것이 가능하다.
그런 다음, 상기 게이트 전극(19)을 포함하여 상기 게이트 절연막(17) 상에 상이한 재질의 다층구조를 갖는 층간절연막(41)을 증착한다. 즉, 예를 들어 PECVD공정 등을 이용하여 상기 게이트 전극(19)을 포함하여 상기 게이트 절연막(17) 상에 하층의 제1 층간절연막(41a)을 증착한 후 상기 제1 층간절연막(41a) 상에 상층의 제2 층간절연막(41b)을 증착한다. 상기 제1 층간절연막(41a)을 예를 들어 산화막으로 형성하고, 상기 제2 층간절연막(41b)을 예를 들어 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1, 2 층간절연막(41a),(41b) 모두를 질화막으로 형성하거나, 산화막으로 형성할 수 있으며, 상기 제1, 2 층간절연막(41a),(41b)은 모두 산화막이더라도 실제로는 BSG, BPSG, PSG 등으로 각각 구분될 수 있을 뿐만 아니라 도핑 농도 차이도 있을 수 있다. 상기 층간절연막(41)을 도면에 도시하지 않았지만, 2층의 다층구조 이외에 3층 이상의 다층구조로 형성되는 것도 가능하다.
도 4b를 참조하면, 이후, 사진식각공정을 이용하여 상기 소스/드레인 영역(13),(15)의 콘택영역 상의 층간절연막(41) 및 게이트 절연막(17)을 제거함으로써 상기 소스/드레인 영역(13),(15)의 콘택영역을 노출하는 콘택홀(42)을 각각 형성한다. 이때, 상기 층간절연막(41) 및 게이트 절연막(17)을 건식 식각공정에 의해 제거하는 경우, 상기 제2 층간절연막(41b)의 질화막을 예를 들어 SF6/O2/N2, SF6/O2/He 등과 같은 에천트에 의해 제거하고, 상기 제1 층간절연막(41a)의 산화막 및 게이트 절연막(17)의 산화막을 예를 들어 CH4/CO2/SF6, SF6/CO2/H2, SF6/Ar/C4F8/H2 등과 같은 에천트에 의해 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 층간절연막(41) 및 게이트 절연막(17)을 습식 식각공정에 의해 제거하는 경우, 상기 제2 층간절연막(41b)의 질화막을 예를 들어 인산 용액에 의해 제거하고, 상기 제1 층간절연막(41a)의 산화막 및 게이트 절연막(17)의 산화막을 불산 용액에 의해 제거하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제2 층간절연막(41b)을 관통하는 제2 콘택홀(42b)의 폭은 식각공정의 특성상 상기 제2 층간절연막(41b)의 상측부에서 하측부로 갈수록 좁아지고, 마찬가지로, 상기 제1 콘택홀(42a)의 폭도 상기 제1 층간절연막(41a)의 상측부에서 하측부로 갈수록 좁아진다. 더욱이, 상기 제1 층간절연막(41a)과 제2 층간절연막(41b)의 계면에서 상기 제1 콘택홀(42a)의 상측부의 폭(W1)은 상기 제2 콘택홀(42b)의 하측부의 폭(W2)보다 더 넓게 확대된다.
따라서, 본 발명은 종래에 비하여, 상기 제1 콘택홀(42a) 내의 노출된, 상기 소스드레인 영역(13),(15)의 콘택영역을 더 넓게 확대할 수 있으므로 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과, 후속 공정에서 형성할 소스/드레인 전극(43),(45)간의 콘택저항을 더 감소할 수 있고, 나아가 능동형 유기 발광소자의 동작 특성을 향상할 수 있다.
한편, 상기 층간절연막(41)은 도면에 도시하지 않았지만, 2층의 다층구조 이외에 3층 이상의 다층구조로 형성되는 것도 가능하며, 이 경우에도 인접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭을 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부에서 더 넓게 형성하는 것이 가능하다. 설명의 편의상 설명의 중복을 피하기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4c를 참조하면, 이어서, 스퍼터링 공정 등을 이용하여 상기 콘택홀(42)의 내부와 상기 콘택홀(42) 외측의 층간절연막(41) 상에 소스/드레인 전극(43),(45)을 위한 도전층, 예를 들어 Mo, Mo/Al/Ti, Ti/Al/Ti 등과 같은 저저항의 도전층을 증착한 후 사진식각공정을 이용하여 상기 층간절연막(41) 상의 소스/드레인 전극 형성 영역에 소스/드레인 전극(43),(45)을 형성한다. 이때, 상기 콘택홀(42) 내부에 상기 도전층을 완전히 충진하는 것이 바람직한데, 이는 상기 소스/드레인 전극(43),(45)과 상기 소스/드레인 영역(13),(15)의 콘택저항을 낮추어주기 위함이다.
따라서, 상기 소스/드레인 전극(43),(45)은 상기 제1 콘택홀(42a)에 의해 더 넓게 노출된, 상기 드레인 영역(15)의 콘택영역 상에 증착되므로 상기 소스/드레인 영역(13),(15)과 소스/드레인 전극(43),(45)간의 콘택영역이 확대된다. 그 결과, 상기 소스/드레인 전극(43),(45)의 콘택저항이 더 감소되고 나아가 능동형 유기 발광소자의 동작 특성이 향상될 수 있다.
그런 다음, 상기 소스/드레인 전극(43),(45)을 포함하여 상기 층간절연막(41) 상에 예를 들어 PECVD공정 등에 의해 질화막 등과 같은 보호막(47)을 증착하여 트랜지스터의 형성 공정을 완료한다.
도 4d를 참조하면, 이후, 후속 공정에서 형성할 애노드 전극(49)과의 전기적 연결을 위한 상기 드레인 전극(45)의 일부분을 노출하기 위해, 사진식각공정을 이용하여 상기 보호막(47)의 비아홀 형성 영역을 제거하여 비아홀을 형성함으로써 상기 비아홀 내의 드레인 전극(45)을 노출한다. 그 다음에, 스퍼터링 공정 등을 이용하여 상기 보호막(47)의 비아홀 내부와 상기 보호막(47) 상에 애노드 전극(49)을 위한 투명 도전성 재질 예를 들어, ITO, IZO, ZnO, SnO, In2O3, ITO/Ag/ITO, ITO-Ag/ITO, ITO/ITO-Ag/ITO 중 어느 하나를 증착한다. 이때, 상기 비아홀 내에 상기 투명 도전성 재질을 완전히 충진하는 것이 바람직한데, 이는 상기 애노드 전극(49)과 드레인 전극(45)의 콘택저항을 낮추어주기 위함이다.
이어, 통상적인 공정을 이용하여 상기 결과 구조의 기판(10) 상에 애노드 전극(49), 층간절연막(51), 유기 발광층(53) 및 캐소드 전극(55)을 형성한다. 즉, 사진식각공정을 이용하여 상기 투명 도전성 재질을 유기 발광소자의 애노드 전극 형성 영역 상에만 남기고 나머지 영역의 상기 투명 도전성 재질을 완전히 제거함으로써 상기 보호막(47) 상의 애노드 전극 형성 영역에 애노드 전극(49)을 형성한다. 그 다음에, 예를 들어 PECVD 공정 등을 이용하여 상기 애노드 전극(49)과 보호막(47) 상에 질화막 등의 층간절연막(51)을 증착하고, 사진식각공정을 이용하여 화소 영역의 상기 애노드 전극(49)을 노출하기 위한, 상기 층간절연막(51)의 개구부를 형성한다. 이후, 상기 개구부 내의 노출된 애노드 전극(49)의 부분 및 상기 층간절연막(51) 상에 유기 발광층(53)을 증착한다. 설명의 편의상, 도면에서 상기 유기 발광층(53)을 단일층으로 형성한 것처럼 도시하였으나, 실제로는 상기 애노드 전극(49)으로부터 상측으로 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL)을 순차적으로 증착한 다층 구조를 비롯하여 공지된 다양한 다층 구조로 형성할 수가 있음은 자명한 사실이다. 이어서, 상기 애노드 전극(49)과 교차 배열하도록 상기 유기 발광층(53) 상에 캐소드 전극(55)을 형성하여 본 발명의 능동형 유기 발광소자의 제조 공정을 완료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 능동형 유기 발광소자 및 그 제조방법은 투명 기판 상에 트랜지스터를 위한 구조, 즉 소스/드레인 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극을 형성하고, 그 다음에 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막 상에 다층구조를 갖는 층간절연막을 증착하고, 사진식각공정을 이용하여 상기 층간절연막에 상기 소스/드레인 영역의 콘택홀을 형성하고, 상기 콘택홀 내에 소스/드레인 전극을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극 상에 보호막을 증착한다. 이후, 상기 보호막 상에, 상기 보호막의 비아홀을 거쳐 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 애노드 전극을 형성하고, 상기 애노드 전극 상에 유기 발광층을 증착하고, 상기 유기 발광층 상에 캐소드 전극을 형성한다. 여기서, 상기 층간절연막을 다층으로 형성하고 상기 다층의 층간절연막 중 상층의 층간절연막의 폭보다 하층의 층간절연막의 폭을 더 넓게 형성하도록 함으로써 상기 콘택홀의 폭을 더 확대할 수가 있다. 그 결과, 상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 더 확대하고 나아가 상기 소스/드레인 영역과 상기 소스/드레인 전극의 콘택저항을 줄일 수가 있다. 더욱이, 본 발명은 상기 콘택저항을 줄임으로써 능동형 유기 발광소자의 동작 특성을 향상할 수가 있다. 한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (6)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상의 트랜지스터 형성 영역에 형성된, 소스/드레인 영역, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 포함하는 트랜지스터;
    상기 게이트 전극 및 게이트 절연막 상에 다층구조로 형성되며, 상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 층간절연막;
    상기 층간절연막 상에 형성되며, 상기 콘택홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결된 소스/드레인 전극;
    상기 소스/드레인 전극 상의 보호막의 일부분 상에 투명 도전성 재질로 형성되며, 상기 보호막의 비아홀을 통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 애노드 전극;
    상기 애노드 전극 상에 증착된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 형성되며, 상기 애노드 전극과 교차 배열된 캐소드 전극을 포함하되,
    상기 층간절연막은 2층 이상의 다층 구조로 형성되며, 상기 층간절연막의 인접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭은 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부에서 더 넓은 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 층간절연막은 하층의 제1 층간절연막과 상층의 제2 층간절연막을 갖는 2층 구조로 형성되며, 상기 제1, 2 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭은 상기 제2 층간절연막의 하측부보다 상기 제1 층간절연막의 상측부에서 더 넓은 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 층간절연막은 산화막이고, 상기 제2 층간절연막은 질화막인 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자.
  4. 투명 기판 상의 트랜지스터 형성 영역에 트랜지스터를 위한 소스/드레인 영역, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극을 포함하여 상기 게이트 절연막 상에 다층구조를 갖는 층간절연막을 형성하는 단계;
    상기 소스/드레인 영역의 콘택영역을 노출하기 위해, 상기 층간절연막에 콘택홀을 형성하는 단계;
    상기 콘택홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결하기 위해, 상기 층간절연막 상에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 소스/드레인 전극과 층간절연막 상에, 상기 드레인 전극의 일부분을 노 출하기 위한 비아홀을 갖는 보호막을 형성하는 단계;
    상기 비아홀을 통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결하기 위해, 상기 보호막 상에 투명 도전성 재질의 애노드 전극을 형성하는 단계;
    상기 애노드 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광층 상에 상기 애노드 전극과 교차하도록 배열하는 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 층간절연막을 2층 이상의 다층 구조로 형성하며, 상기 층간절연막의 인접한 상, 하층 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭을 상기 상층 층간절연막의 하측부보다 상기 하층 층간절연막의 상측부에서 더 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자의 제조방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 층간절연막을 하층의 제1 층간절연막과 상층의 제2 층간절연막을 갖는 2층 구조로 형성하며, 상기 제1, 2 층간절연막의 계면에서 상기 콘택홀의 폭을 상기 제2 층간절연막의 하측부보다 상기 제1 층간절연막의 상측부에서 더 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 층간절연막을 산화막으로, 상기 제2 층간절연막을 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광소자의 제조방법.
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