具有高密度存储电容器的晶体管的制造制造技术

本发明专利技术提供用于在衬底上制造TFT和存储电容器的设备和方法。在一个方面中，设备包含TFT和存储电容器，其中所述TFT包含第一金属层、第二金属层和半导体层，其中所述半导体层受第一蚀刻终止层和第二蚀刻终止层保护。所述存储电容器包含作为在所述第一金属层与所述第二金属层之间的电介质的所述第二蚀刻终止层。在另一方面中，设备包含TFT和存储电容器，其中所述TFT包含第一金属层、电介质层和半导体层，其中所述半导体层受蚀刻终止层保护。所述存储电容器包含作为在所述第一金属层与所述半导体层之间的电介质的所述电介质层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权数据本专利文献主张2014年10月13日申请的标题为“具有高密度存储电容器的晶体管的制造(FABRICATIONOFTRANSISTORWITHHIGHDENSITYSTORAGECAPACITOR)”的美国专利申请案第14/512,948号(代理人案号QUALP253/144819)的优先权，所述申请案主张2014年5月29日申请的标题为“具有高密度存储电容器的晶体管的制造(FABRICATIONOFTRANSISTORWITHHIGHDENSITYSTORAGECAPACITOR)”的美国临时专利申请案第62/004,590号(代理人案号QUALP253P/144819P1)的优先权权益，所述申请案中的每一者特此出于所有目以全文引用的方式并入。
本专利技术涉及电荷存储和传送元件，且更特定来说，涉及机电系统和装置中晶体管结构和存储电容器的制造。
技术介绍
机电系统(EMS)包含具有电气和机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜和光学薄膜)以及电子元件的装置。EMS装置或元件可以多种尺度来制造，包含(但不限于)微尺度和纳米尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有范围为约一微米到数百微米或更大的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电气和机电装置的其它微机械加工工艺来产生机电元件。一类型的EMS装置被称为干涉式调制器(IMOD)。术语IMOD或干涉式光调制器是指使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，IMOD显示元件可包含一对导电板，其中的一者或两者可整体或部分为透明和/或反射性的，且能够在施加适当电信号后即进行相对运动。举例来说，一个板可包含沉积于衬底上方、沉积于衬底上或由衬底支撑的静止层，且另一板可包含通过气隙与静止层分离的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于IMOD显示元件上的光的光学干涉。基于IMOD的显示装置具有广泛范围的应用，且预期用于改良现有产品以及产生新产品，尤其具有显示能力的那些产品。在EMS驱动的显示面板和其它电压/电荷驱动像素显示器(例如，液晶显示器(LCD))中，常常需要针对整个帧同步地更新显示元件。在习知同步帧更新方案中，将用于每一帧的像素或显示元件数据一次一行像素地写入或扫描到每一对应的像素处的电荷存储元件(例如，存储电容器)中。在其它行经定址时电荷存储元件需要保存所存储的数据直到新的数据被再次扫描入为止。此操作方法可能需要高电容以用于在驱动显示元件的同时存储数据。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各具有若干创新方面，其中无单一者单独负责本文中所揭示的所需属性。本专利技术中描述的标的物的一个创新方面可实施于设备中，所述设备包含具有第一区和邻近于所述第一区的第二区的衬底、在所述衬底的所述第一区上的薄膜晶体管(TFT)，以及在所述衬底的所述第二区上的存储电容器。所述TFT包含在所述衬底上的第一金属层、在所述第一金属层上方并具有在源极区与漏极区之间的沟道区的半导体层、在所述半导体层上的第一蚀刻终止层、在所述第一蚀刻终止层上的第二蚀刻终止层，以及接触所述半导体层的所述源极区和所述漏极区的第二金属层。所述存储电容器包含在所述衬底上的所述第一金属层、在所述衬底的所述第二区上方的所述第一金属层上的所述第二蚀刻终止层，以及在所述衬底的所述第二区上方的所述第二蚀刻终止层上的所述第二金属层。在一些实施方案中，所述设备进一步包含在所述衬底的所述第一区上方的所述第一金属层与所述半导体层之间的电介质层，其中所述电介质层和所述第一蚀刻终止层中的每一者包含二氧化硅。在一些实施方案中，所述半导体层包含氧化铟镓锌(InGaZnO)。在一些实施方案中，所述第二蚀刻终止层具有小于约100纳米的厚度。在一些实施方案中，所述设备进一步包含延伸穿过所述第一蚀刻终止层到所述衬底的第二区上的所述第一金属层的一或多个第一开口，以及延伸穿过所述第一蚀刻终止层和所述第二蚀刻终止层到所述半导体层的所述源极区和所述漏极区的一或多个第二开口。所述第二金属层可基本上填充一或多个第一开口和一或多个第二开口。所述第二蚀刻终止层可沿延伸穿过第一蚀刻终止层的一或多个第一开口的侧壁而保形。本专利技术中描述的标的物的另一创新方面可实施于设备中，所述设备包含具有第一区和邻近于所述第一区的第二区的衬底、在所述衬底的所述第一区上的TFT，以及在所述衬底的所述第二区上的存储电容器。所述TFT包含在所述衬底上的第一金属层、在所述第一金属层上的电介质层、在所述电介质层上的半导体层，以及在所述半导体层上的蚀刻终止层。所述存储电容器包含在所述衬底上的所述第一金属、在所述第一金属层上的所述电介质层、在所述衬底的所述第二区上方的所述电介质层上并具有暴露区和未暴露区的所述半导体层，以及在所述半导体层的所述未暴露区上的所述蚀刻终止层，以及在所述半导体层的所述暴露区上的第二金属层。在一些实施方案中，所述电介质层和所述蚀刻终止层中的每一者包含二氧化硅。在一些实施方案中，所述半导体层包含InGaZnO。在一些实施方案中，电介质层具有在约50纳米与约500纳米之间的厚度。在一些实施方案中，所述半导体层具有在所述衬底的所述第一区上方的源极区与漏极区之间的沟道区，且所述设备进一步包含延伸穿过所述蚀刻终止层到所述半导体层的所述暴露区的一或多个第一开口，以及延伸穿过所述蚀刻终止层到所述半导体层的所述源极区和所述漏极区的一或多个第二开口。所述第二金属层接触所述半导体层的所述源极区和所述漏极区，其中所述第二金属层基本上填充一或多个第一开口和一或多个第二开口。与所述第二金属层接触的所述半导体层的所述暴露区为导电的。本专利技术中所描述的标的物的另一创新方面可在于衬底上制造TFT和存储电容器的方法中实施。所述方法包含提供具有第一区和邻近于所述第一区的第二区的衬底，在所述衬底的所述第一区和所述第二区上形成第一金属层，在所述衬底的所述第一区和所述第二区上方的所述第一金属层上形成电介质层，形成在所述衬底的所述第一区上方的所述电介质层上并具有在源极区与漏极区之间的沟道区的半导体层，在所述衬底的所述第一区上方的所述半导体层上和在所述衬底的所述第二区上方的所述电介质层上形成第一蚀刻终止层，形成延伸穿过所述蚀刻终止层和所述电介质层到在所述衬底的所述第二区上方的所述第一金属层的一或多个第一开口，在所述衬底的所述第一区上方和在一或多个第一开口中的所述第一蚀刻终止层上和在所述衬底的所述第二区上方的所述第一金属层上形成第二蚀刻终止层，形成延伸穿过所述第二蚀刻终止层和所述第一蚀刻终止层到所述半导体层的所述源极区和所述漏极区的一或多个第二开口，以及在所述一或多个第一开口中的所述第二蚀刻终止层上和在所述一或多个第二开口中的所述半导体层的所述源极区和所述漏极区上形成第二金属层。在一些实施方案中，在所述源极区上的所述第二金属层经配置以输出输出信号以驱动EMS显示元件，且在所述半导体层的所述漏极区上的所述第二金属层经配置以接收输入信号以引起电荷沿所述衬底的所述第二区上方的第二金属层积累。在一些实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：衬底，其具有第一区和邻近于所述第一区的第二区；薄膜晶体管TFT，其在所述衬底的所述第一区上，所述TFT包含：第一金属层，其在所述衬底上，半导体层，其在所述第一金属层上方，所述半导体层具有在源极区与漏极区之间的沟道区，第一蚀刻终止层，其在所述半导体层上，第二蚀刻终止层，其在所述第一蚀刻终止层上，和第二金属层，其接触所述半导体层的所述源极区和所述漏极区；和存储电容器，其在所述衬底的所述第二区上，所述存储电容器包含：所述第一金属层，其在所述衬底上，所述第二蚀刻终止层，其在所述衬底的所述第二区上方的所述第一金属层上，和所述第二金属层，其在所述衬底的所述第二区上方的所述第二蚀刻终止层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 US 62/004,590;2014.10.13 US 14/512,9481.一种设备，其包括：衬底，其具有第一区和邻近于所述第一区的第二区；薄膜晶体管TFT，其在所述衬底的所述第一区上，所述TFT包含：第一金属层，其在所述衬底上，半导体层，其在所述第一金属层上方，所述半导体层具有在源极区与漏极区之间的沟道区，第一蚀刻终止层，其在所述半导体层上，第二蚀刻终止层，其在所述第一蚀刻终止层上，和第二金属层，其接触所述半导体层的所述源极区和所述漏极区；和存储电容器，其在所述衬底的所述第二区上，所述存储电容器包含：所述第一金属层，其在所述衬底上，所述第二蚀刻终止层，其在所述衬底的所述第二区上方的所述第一金属层上，和所述第二金属层，其在所述衬底的所述第二区上方的所述第二蚀刻终止层上。2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：电介质层，其在所述衬底的所述第一区上方的所述第一金属层与所述半导体层之间，其中所述电介质层和所述第一蚀刻终止层中的每一者包含二氧化硅。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一蚀刻终止层和所述第二蚀刻终止层中的每一者包含二氧化硅。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述半导体层包含氧化铟镓锌InGaZnO。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述衬底包含玻璃。6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：机电系统EMS显示元件，其中所述衬底为在所述EMS显示元件上方的缓冲层。7.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其中所述第二蚀刻终止层具有小于约100纳米的厚度。8.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：一或多个第一开口，其延伸穿过所述第一蚀刻终止层到所述衬底的所述第二区上的所述第一金属层；和一或多个第二开口，其延伸穿过所述第一蚀刻终止层和所述第二蚀刻终止层到所述半导体层的所述源极区和所述漏极区。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第二金属层基本上填充所述一或多个第一开口和所述一或多个第二开口。10.根据权利要求8所述的设备，其中所述第二蚀刻终止层沿延伸穿过所述第一蚀刻终止层的所述一或多个第一开口的侧壁而保形。11.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其中所述第二金属层接触在所述源极区处的所述半导体层并经配置以输出输出信号以驱动EMS显示元件。12.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其中所述第二金属层接触在所述漏极区处的所述半导体层且经配置以接收输入信号，其中所述输入信号引起电荷沿在所述衬底的所述第二区上方的所述第二蚀刻终止层上的所述第二金属层积累。13.一种设备，其包括：衬底，其具有第一区和邻近于所述第一区的第二区；薄膜晶体管TFT，其在所述衬底的所述第一区上，所述TFT包含：第一金属层，其在所述衬底上，电介质层，其在所述第一金属层上，半导体层，其在所述电介质层上，和蚀刻终止层，其在所述半导体层上；和存储电容器，其在所述衬底的所述第二区上，所述存储电容器包含：所述第一金属层，其在所述衬底上，所述电介质层，其在所述第一金属层上，所述半导体层，其在所述电介质层上，在所述衬底的所述第二部分上方的所述半导体层具有暴露区和未暴露区，所述蚀刻终止层，其在所述半导体层的所述未暴露区上，和第二金属层，其在所述半导体层的所述暴露区上。14.根据权利要求13所述的设备，其中所述电介质层和所述蚀刻终止层中的每一者包含二氧化硅。15.根据权利要求13所述的设备，其中所述半导体层包含氧化铟镓锌InGaZnO。16.根据权利要求13所述的设备，其中所述衬底包含玻璃。17.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：机电系统EMS显示元件，其中所述衬底为在所述EMS显示元件上方的缓冲层。18.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：金天弘，冯子青，徐在亨，塔利斯·扬·张，
申请(专利权)人：追踪有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US