本发明专利技术提供用于衬底上的薄膜晶体管TFT装置的系统、方法和设备。在一个方面中，所述TFT装置包含栅极电极、氧化物半导体层，以及在所述栅极电极与所述氧化物半导体层之间的栅极绝缘体。所述氧化物半导体层包含至少两种金属氧化物，其中所述两种金属氧化物在所述氧化物半导体层的下表面与上表面之间相对于彼此具有变化的浓度。所述TFT装置还包含邻近于所述氧化物半导体层的一部分的源极金属和邻近于所述氧化物半导体层的另一部分的漏极金属。所述氧化物半导体层的组成可通过使用原子层沉积ALD的顺序沉积技术来精确控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于薄膜晶体管的通过原子层沉积进行的金属氧化物层组 成te?制 优先权丰张 本申请案主张在2013年1月25日申请且标题为"用于薄膜晶体管的通过原子层 沉积进行的金属氧化物层组成控制（METALOXIDELAYERCOMPOSITIONCONTROLBYATOMIC LAYERDEPOSITIONFORTHINFILMTRANSISTOR)"的第 13/750, 959 号美国申请案（代理人 案号：QUALP170B/123018U2)的优先权，所述美国申请案特此以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及金属氧化物层的制造，且更特定来说涉及用于薄膜晶体管装置的金属 氧化物半导体层的制造方法。
技术介绍
机电系统（EMS)包含多个装置，其具有电及机械元件、激活器、换能器、传感器、例 如镜面及光学膜等光学组件及电子器件。EMS装置或元件可以多种尺度制造，包含（但不限 于）微尺度及纳米尺度。举例来说，微机电系统（MEMS)装置可包含横向大小在约一微米到 数百微米或以上的范围内的结构。纳米机电系统（NEMS)装置可包含大小小于一微米（包 含例如小于数百纳米的大小）的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所 沉积材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来形成机电元件。 一种类型的EMS装置称作干涉式调制器（MOD)。术语MOD或干涉光调制器是指 使用干涉式吸收原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，頂0D显示 元件可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可全部或部分地透明、具反射性和/ 或吸收性且在施加适当电信号时能够相对运动。举例来说，一个板可包含沉积于衬底上方、 其上或由其支撑的静止层，且另一板可包含通过气隙与所述静止层分隔的反射隔膜。薄吸 收导体与反射镜之间的间隙导致在吸收层中发生对光学能量的光谱选择性吸收，借此修改 反射光的光谱。举例来说，入射白色光可经反射为彩色光。基于MOD的显示装置具有广范 围的应用，且预期用于改进现有产品并形成新的产品，尤其是具有显示能力的产品。 硬件和数据处理设备可与机电系统相关联。此硬件和数据处理设备可包含薄膜晶 体管（TFT)装置。TFT装置是包含以半导电材料的源极区、漏极区和沟道区的一类场效应晶 体管。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，其任一者都不能单独决定本 文中所揭示的所要属性。 本专利技术中所描述的目标物的一个创新方面可实施于TFT装置中。所述TFT装置 包含栅极、作用层，所述作用层具有源极区、漏极区和沟道区，其中所述沟道区在所述源极 区与所述漏极区之间，且其中所述作用层包含至少两种金属氧化物，所述至少两种金属氧 化物在所述作用层的下表面与上表面之间相对于彼此具有变化的浓度。所述TFT装置还包 含在所述作用层与所述栅极之间的栅极绝缘体、邻近于所述作用层的所述源极区的源极金 属，和邻近于所述作用层的所述漏极区的漏极金属。 在一些实施方案中，栅极在栅极绝缘体上方且作用层在栅极绝缘体下方。在一些 实施方案中，栅极在栅极绝缘体下方且作用层在栅极绝缘体上方。在一些实施方案中，作用 层实质上包含接近作用层与栅极绝缘体之间的界面的实质上半导电金属氧化物。在一些实 施方案中，所述作用层包含氧化铟镓锌（IGZO)。氧化镓的浓度可从背对栅极的作用层的表 面到面对栅极的作用层的表面增加。氧化镓的浓度可在背对栅极的作用层的表面处小于约 5%且在面对栅极的作用层的表面处大于约95%。在一些实施方案中，作用层可为非晶的。 在一些实施方案中，作用层的厚度可小于约100A. 本专利技术中所描述的目标物的另一创新方面可实施于一种方法中。所述方法包含： 提供衬底；在第一沉积循环中通过原子层沉积（ALD)来沉积第一金属氧化物；在第二沉积 循环中通过ALD沉积第二金属氧化物；及以沉积顺序在多个第一沉积循环和第二沉积循环 内在所述衬底上形成多组分金属氧化物半导体薄膜，其中所述第一沉积循环在所述沉积顺 序期间以增加的频率发生。 在一些实施方案中，沉积所述第一金属氧化物包含：将第一金属前驱物脉冲输送 于衬底上方且将氧化剂前驱物脉冲输送于所述第一金属前驱物上方以形成所述第一金属 氧化物。沉积所述第二金属氧化物包含：将第二金属前驱物脉冲输送于衬底上方且将氧化 剂前驱物脉冲输送于所述第二金属前驱物上方以形成所述第二金属氧化物。在一些实施方 案中，提供所述衬底包含：用疏水性光致抗蚀剂预图案化所述衬底，所述疏水性光致抗蚀剂 具有一或多个开口以暴露所述衬底的部分以使得在所述衬底的经暴露部分中形成多组分 氧化物半导体薄膜。沉积所述第一金属氧化物或沉积所述第二金属氧化物包含：在所述衬 底的所述经暴露部分上选择性地沉积所述第一金属氧化物或所述第二金属氧化物。 本专利技术中所描述的目标物的另一创新方面可实施于一种设备中。所述设备包含衬 底和在所述衬底上方的薄膜晶体管（TFT)。所述TFT包含：在所述衬底上方的栅极金属；在 所述衬底和所述栅极金属上方的电介质层；在所述电介质层上方的氧化物半导体层，其中 所述氧化物半导体层具有源极区、漏极区和沟道区以使得所述沟道区在所述源极区与所述 漏极区之间；邻近于所述氧化物半导体层的所述源极区的源极金属，邻近于所述氧化物半 导体层的所述漏极区的漏极金属。所述氧化物半导体层包含至少两种金属氧化物，其中所 述两种金属氧化物在所述氧化物半导体层的下表面与上表面之间相对于彼此具有变化的 浓度。 本专利技术中所描述的目标物的另一创新方面可实施于一种设备中。所述设备包含衬 底和在所述衬底上方的薄膜晶体管（TFT)。所述TFT包含在所述衬底上方的氧化物半导体 层，其中所述氧化物半导体层具有源极区、漏极区和沟道区以使得所述沟道区在所述源极 区与所述漏极区之间；在所述氧化物半导体层的所述沟道区上方的电介质层；在所述电介 质层上方的栅极金属；邻近于所述氧化物半导体层的所述源极区的源极金属；及邻近于所 述氧化物半导体层的所述漏极区的漏极金属。所述氧化物半导体层包含至少两种金属氧化 物，其中所述两种金属氧化物在所述氧化物半导体层的下表面与上表面之间相对于彼此具 有变化的浓度。 在附图及下文描述中阐述本专利技术中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。 尽管本专利技术中所提供的实例主要是在基于EMS及MEMS的显示器的方面来描述，但本文中所 提供的概念可适用于其它类型的显示器，例如液晶显示器、有机发光二极管（"OLED"）显示 器及场发射显示器。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易 见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。【附图说明】 图1是描绘干涉式调制器（MOD)显示装置的一系列或阵列的显示元件中的两个 邻近IM0D显示元件的等角视图图解说明。 图2是图解说明并入有包含頂0D显示元件的三元件X三元件阵列的基于頂0D 显示器的电子装置的系统框图。 图3A和3B是包含机电系统（EMS)元件阵列和背板的EMS封装的一部分的示意性 分解部分透视图。 图4A展示具有疏水性光致抗蚀剂的衬底的横截面示意图的实例。 图4B展示其中图4A中的衬底的经暴露部分被羟基化作用处理的所述衬底的横截 面示意图的实例。 图4C展示其中金本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜晶体管TFT装置，其包括：栅极；作用层，所述作用层具有源极区、漏极区和沟道区，其中所述沟道区在所述源极区与所述漏极区之间，且其中所述作用层包含至少两种金属氧化物，所述至少两种金属氧化物在所述作用层的下表面与上表面之间相对于彼此具有变化的浓度；栅极绝缘体，其在所述作用层与所述栅极之间；源极金属，其邻近于所述作用层的所述源极区；及漏极金属，其邻近于所述作用层的所述漏极区。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·贤哲·洪，梁洪松，金天弘，冯子青，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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