氮化硅介电层的处理方法、薄膜晶体管和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种氮化硅介电层的处理方法、防止半导体结构异常放电的方法、薄膜晶体管和显示装置，氮化硅介电层的处理方法包括对所述氮化硅介电层进行深紫外光照射，其中，在所述深紫外光照射前，对所述氮化硅介电层进行掺杂。通过采用人为制造缺陷的方法，在氮化硅介电层中掺杂不同元素，引入缺陷能级作为光生电子和空穴的复合中心，诱导并促进电子和空穴的复合，从而有效防止半导体结构中的氮化硅介电层在清洁过程进行深紫外光照射所导致的电子积累及进而产生的异常放电现象，减少产品中放电击毁的发生率。

Processing method of silicon nitride dielectric layer, thin film transistor and display device

The present invention provides a processing method of silicon nitride dielectric layer, a method for preventing abnormal discharge of semiconductor structure, a thin film transistor and a display device. The processing method of silicon nitride dielectric layer includes deep ultraviolet irradiation on the silicon nitride dielectric layer, wherein the silicon nitride dielectric layer is irradiated before the deep ultraviolet irradiation. Doping. By means of artificial fabrication of defects, different elements are doped into silicon nitride dielectric layer, and defect energy level is introduced as the composite center of photogenerated electrons and holes, which induces and promotes the composite of electrons and holes, thus effectively preventing the silicon nitride dielectric layer in semiconductor structure from being irradiated by deep ultraviolet light during cleaning process. The accumulation of electrons and the resulting abnormal discharge can reduce the incidence of electrical discharge in products.

【技术实现步骤摘要】
氮化硅介电层的处理方法、薄膜晶体管和显示装置
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种氮化硅介电层的处理方法和防止半导体结构异常放电的方法。
技术介绍
氮化硅由于其较高的介电常数(k≈7)，可以用在半导体制造领域的栅极介电层。制备氮化硅现阶段通常采用等离子束增强化学气相沉积的方法(PECVD)，现阶段由于PECVD设备的洁净度要求，在进行化学气相沉积之前需要对沉积目标材料进行清洁，其中清洁的一个重要单元是使用深紫外光进行照射，在深紫外光的照射下，氧气会变为臭氧进而形成氧自由基，进而氧化有机污染物生成水二氧化碳等产物。但如上所述，深紫外光不但可以与氧气反应，其较高的能量也会与氮化硅进行作用，使氮化硅材料发生电子的从价带到导带的跃迁，产生光生自由电子与空穴对。由于氮化硅层通常紧贴着金属导线层，与金属导线形成异质结，金属起到一个促进光生电子空穴分离的作用，容易在金属导线的端点积累电荷导致异常放电，击穿介电层导致上下层短路，产生不良。在实际生产中，解决上述问题的方法通常是缩短金属层导线的长度和宽度，减少电荷积累量，长线通过跳孔经过其他层进行连接。但随着产品设计版图的余量有限，不能无限制的减小布线的长度；另一种解决方法是生产清洗过程关闭紫外灯，或加装离子风机来中和电荷，但是这种对设备的改造具有很大的限制，关闭紫外灯又会导致相应杂质得不到去除，产生其他不良。因此，亟需一种新的氮化硅介电层的清洁方法，以克服上述存在的种种问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种半导体结构及其制造方法，用以解决半导体结构中的氮化硅介电层进行深紫外光照射易发生电子跃迁而异常放电的问题，减少产品中放电击毁的发生率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种氮化硅介电层的处理方法，包括对所述氮化硅介电层进行深紫外光照射，其中，在所述深紫外光照射前，对所述氮化硅介电层进行掺杂。根据本专利技术的一个实施方式，所述氮化硅介电层由等离子束增强化学气相沉积方法制备。根据本专利技术的一个实施方式，所述掺杂方法包括通过扩散的方式，在所述等离子束增强化学气相沉积的过程中向氮化硅介电层通入磷烷。根据本专利技术的一个实施方式，所述掺杂方法包括在形成所述氮化硅介电层后，通过溅射装置将稀土离子注入至所述氮化硅介电层。根据本专利技术的一个实施方式，所述溅射装置的靶材为稀土氧化物靶材。根据本专利技术的一个实施方式，所述稀土离子选自镧离子、钇离子和铈离子中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施方式，所述深紫外光的波长小于234nm。本专利技术还提供一种防止半导体结构异常放电的方法，所述半导体结构包括导电层和与其相邻的氮化硅介电层，采用上述方法对氮化硅介电层清洁。本专利技术还提供一种薄膜晶体管，包括掺杂的氮化硅介电层。本专利技术还提供一种薄膜晶体管，包括上述薄膜晶体管。根据上述技术方案的描述可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过采用人为制造缺陷的方法，在氮化硅介电层中掺杂不同元素，引入缺陷能级作为光生电子和空穴的复合中心，诱导并促进电子和空穴的复合，从而有效防止半导体结构中的氮化硅介电层在清洁过程进行深紫外照射所导致的电子积累及进而产生的异常放电现象,，减少产品中放电击毁的发生率。附图说明图1显示一种现有半导体产品的异常放电现象；图2为氮化硅受深紫外光激发产生光生电子和空穴的示意图；图3为对氮化硅掺杂后电子和空穴复合的示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术也可通过其它不同的实施方式加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术所公开的构思下赋予不同的修饰与变更。本专利技术提供一种氮化硅介电层的处理方法，包括对所述氮化硅介电层进行深紫外光照射，在所述深紫外光照射前，对所述氮化硅介电层进行掺杂。氮化硅作为半导体领域常用的栅极介电层，在受到深紫外光照射时，其较高的能量会与氮化硅进行作用，使氮化硅材料发生电子的从价带到导带的跃迁，产生光生自由电子与空穴对，导致与其相邻的导电层积累电荷而异常放电，击穿介电层导致上下层短路，产生不良。通过对氮化硅介电层进行掺杂工艺，可以人为制造缺陷，使缺陷作为复合中心，促进光生电子和空穴的复合，从而避免因深紫外光照射产生的电荷积累现象，进而避免异常放电。在一些实施例中，所述氮化硅介电层由等离子束增强化学气相沉积方法制备。等离子束增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，PECVD)是一种在沉积室利用辉光放电使其电离后在衬底上进行化学反应沉积的半导体薄膜材料制备和其他材料薄膜的制备方法。等离子束增强化学气相沉积的主要优点是沉积温度低，对基体的结构和物理性质影响小；膜的厚度及成分均匀性好；膜组织致密、针孔少；膜层的附着力强等。现阶段制备氮化硅主要通过PECVD的方法制备，但由于PECVD设备的洁净度要求，通常需要在化学气相沉积之前对沉积目标材料进行清洗，其中清洗的一个重要单元是使用深紫外光照射，此时氧气会变为臭氧，进而形成氧自由基氧化有机污染物生成二氧化碳等产物。但如前述，深紫外光照射产生的较高能量也会与氮化硅进行作用，最终导致产品异常放电。因此，采用前述掺杂的方法可大大避免在氮化硅制备的清洗步骤中所产生的异常放电问题，提高产品良率。在一些实施例中，所述掺杂方法包括通过扩散的方式，在所述等离子束增强化学气相沉积的过程中向氮化硅介电层通入磷烷。所述扩散的方式具体是指半导体掺杂技术中的热扩散技术，即对于施主或受主杂质的掺入，需要进行较高温度的热扩散。通过加热，让晶体原子的热运动加剧，以使得某些原子获得足够高的能量而离开晶格位置、留下空位(与此同时也产生出等量的间隙原子，空位和间隙原子统称为热缺陷)，也因此原子的扩散系数随着温度的升高而指数式增大。前述掺杂的磷烷与氮化硅的质量比可根据实际需要进行调整。在一些实施例中，掺杂方法包括在形成所述氮化硅介电层后，通过溅射装置将稀土离子注入至所述氮化硅介电层。溅射是以一定能量的粒子(离子或中性原子、分子)轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出固体表面的工艺。溅射只能在一定的真空状态下进行。溅射用的轰击粒子包括但不限于氩离子等带正电荷的惰性气体离子。在一些实施例中，所述溅射装置的靶材为稀土氧化物靶材。轰击粒子如氩离子在电场加速下获得动能轰击稀土氧化物靶材，当轰击粒子的能量低于5电子伏时，仅对靶极最外表层产生作用，主要使靶极表面原来吸附的杂质脱附。当轰击粒子能量达到靶极原子的结合能(约为靶极材料的升华热)时，引起靶材表面的原子迁移，产生表面损伤。轰击粒子的能量超过靶极材料升华热的四倍时，原子被推出晶格位置成为汽相逸出而产生溅射。在一些实施例中，所述稀土离子与氮化硅的质量比可根据实际需要进行调整，所述稀土离子包括但不限于镧离子、钇离子和铈离子等。在一些实施例中，所述深紫外光的波长小于234nm。例如，在PECVD工艺中采用172nm的深紫外光照射对氮化硅介电层进行清洗。在一些实施例中，提供一种防止半导体结构异常放电的方法，所述半导体结构包括导电层和与其相邻的氮化硅介电层，采用上述方法对所述氮化硅介电层清洁。所述导电层包括但不限于金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅介电层的处理方法，包括对所述氮化硅介电层进行深紫外光照射，其特征在于，在所述深紫外光照射前，对所述氮化硅介电层进行掺杂。

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅介电层的处理方法，包括对所述氮化硅介电层进行深紫外光照射，其特征在于，在所述深紫外光照射前，对所述氮化硅介电层进行掺杂。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述氮化硅介电层由等离子束增强化学气相沉积方法制备。3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述掺杂方法包括通过扩散的方式，在所述等离子束增强化学气相沉积的过程中向氮化硅介电层通入磷烷。4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述掺杂方法包括在形成所述氮化硅介电层后，通过溅射装置将稀土离子注入至所述氮化硅介电层。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛元杰，王凤涛，卢凯，李京鹏，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11