形成无氢含硅介电薄膜的方法技术

本公开的实施例一般提供在薄膜晶体管(TFT)器件中形成无氢含硅层的方法。在TFT器件、光电二极管、半导体二极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或其他适合的显示器应用中，无氢含硅层可以作为钝化层、栅极介电层、蚀刻终止层或其他适合的层。在一个实施例中，在薄膜晶体管中形成无氢含硅层的方法包括：供应包括无氢含硅气体和反应气体的气体混合物进入等离子体增强化学气相沉积腔室内，其中无氢含硅气体选自由SiF4、SiCl4及Si2Cl6所组成的群组；以及在有该气体混合物存在的情况下，在基板上形成无氢含硅层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成无氢含硅介电薄膜的方法专利技术背景专利
本专利技术的实施例一般关于形成不含氢元素的介电薄膜的方法。更特别的是，此专利技术是关于利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺来形成无氢含硅介电层的方法。相关技术的描述显示器件已经使用于广泛的电子应用上，例如：电视、监视器、手机、MP3播放器、电子书阅读器和个人数字助理(personaldigitalassistants，PDAs)等等。显示器件一般被设计为藉由对液晶施加电场而产生所需的影像，所述液晶填补两基板之间的间隙并具有可控制介电场强度的各向异性介电常数。藉由调节传输通过基板的光量，可有效控制亮度和影像的强度、品质和功率消耗。各式各样的显示器件，例如：主动式矩阵液晶显示器(activematrixliquidcrystaldisplay，AMLCD)或主动式矩阵有机发光二极管(activematrixorganiclightemittingdiodes，AMOLED)，可应用为采用触控面板的显示装置的光源。透明非晶氧化物半导体(transparentamorphousoxidesemiconductor；TAOS)或金属氧化物材料广泛用为显示器件中的半导体材料，以改进器件的电性能。被用于透明非晶氧化物半导体（TAOS）或金属氧化物材料的例子包括非晶铟镓锌氧化物(amorphousgalliumindiumzincoxide；a-IGZO)、氧化锌等等。然而，在工艺期间，等离子体可能使透明非晶氧化物半导体（TAOS）或金属氧化物材料受损。此外，相邻的介电层中所含有的氢元素，可能会有害地渗入透明非晶氧化物半导体（TAOS）或金属氧化物材料，且可能攻击透明非晶氧化物半导体（TAOS）或金属氧化物材料，因而导致漏电或其他类型的器件失效。此外，其中一种可能发现的伤害为，由于氢原子施主效应的影响，可能失去半导体特性并转变成导体。因此，需要一种能制造具有改善的电性能及稳定度的薄膜晶体管器件的方法。
技术实现思路
本公开的实施例一般提供利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺，形成供显示器件所用的无氢含硅层的方法。在薄膜晶体管（TFT）器件或其他适合的显示器应用中，无氢含硅层可作为钝化层、栅极介电层、蚀刻终止层或其他适合的层。在一个实施例中，一种用以在薄膜晶体管中形成无氢含硅层的方法包括：供应包括无氢含硅气体和反应气体的气体混合物进入等离子体增强化学气相沉积腔室，其中无氢含硅气体选自由SiF4、SiCl4及Si2Cl6所组成的群组，并且在该气体混合物的存在下，在基板上形成无氢含硅层。在另一个实施例中，一种用以在薄膜晶体管中形成无氢含硅层的方法包括：供应包括无氢含硅气体和反应气体的气体混合物进入等离子体增强化学气相沉积腔室，其中无氢含硅气体选自由SiF4、SiCl4及Si2Cl6所组成的群组，其中以约大于10的气流比例(以容积计)供应无氢含硅气体与反应气体，接着在该气体混合物的存在下，在基板上形成无氢含硅层。在另一个实施例中，一种用以在薄膜晶体管中形成无氢含硅层的方法包括：提供基板到处理腔室，所述基板上形成有活性层，其中活性层选自由a-IGZO（非晶铟镓锌氧化物）、InGaZnON、ZnO、ZnON、ZnSnO、CdSnO、GaSnO、TiSnO、CuAlO、SrCuO、LaCuOS、GaN、InGaN、AlGaN及InGaAlN所组成的群组；供应包括无氢含硅气体和反应气体的气体混合物进入等离子体增强化学气相沉积腔室，其中无氢含硅气体选自由SiF4、SiCl4及Si2Cl6所组成的群组，并于该气体混合物存在下，在设置于基板上的活性层上形成无氢含硅层。附图的简要描述藉由参照说明于附图中的本专利技术的实施例，可获得并了解上文所简述并详细描述于下文中的本专利技术的特征。图1为薄膜晶体管器件结构的截面图；图2描绘可根据本专利技术的一个实施例，可被用于沉积无氢含硅层的处理腔室的截面图；图3描绘根据本专利技术的实施例，在器件结构中形成无氢含硅层的方法的一个实施例的流程图；以及图4为根据本专利技术的另一实施例的薄膜晶体管器件结构的截面图。为有助于理解，在可能的情况下使用相同的参考标号以指明对于诸附图公用的相同元件。可想到的是，一个实施例的元件和特征可有利地加入另一实施例中而无需进一步复述。然而，应注意的是，附图仅说明本专利技术的示例性实施例，因此不应视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术也允许其它等效实施例。详细描述本公开的数个实施例一般提供形成供显示器件所用的无氢含硅层的方法。在TFT器件、OLED器件、LED器件、或其他合适的显示器应用中，无氢含硅层可用作钝化层、栅极介电层、蚀刻终止层、或其他合适的层。图1描绘薄膜晶体管器件150，该薄膜晶体管器件150设置在基板100上。在基板100上形成且图案化栅极电极层102，接着是第一栅极绝缘层104。第二栅极绝缘层或钝化层106可视情况形成于第一栅极绝缘层104之上。在一个实施例中，该栅极电极层102可由任何合适的金属材料制造，例如铝(Al)、钨(W)、铬(Cr)、钽(Ta)、钼(Mo)或上述金属的组合。用于第一及第二栅极绝缘层104、106的适用材料可为氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或其相似物。活性层108形成于第二栅极绝缘层106之上。在没有第二绝缘层106的实施例中，活性层108可直接形成于第一栅极绝缘层104之上。活性层108可选自透明的金属氧化物材料，该材料具有高电子迁移率也具有低温制造处理需求，因此允许挠性基板材料(例如塑胶材料)在低温下进行处理，而不会有基板损伤。合适的活性层108实例包括a-IGZO(非晶铟镓锌氧化物)、InGaZnON、ZnO、ZnON、ZnSnO、CdSnO、GaSnO、TiSnO、CuAlO、SrCuO、LaCuOS、GaN、InGaN、AlGaN或InGaAlN等。活性层108形成后，可形成蚀刻终止层114于活性层108之上。蚀刻终止层114可类似于第一和第二栅极绝缘层104、106，由无氢含硅层形成。蚀刻终止层114可被图案化以在活性层108上形成期望图案，以在后续的蚀刻工艺中，方便将特征结构转印至设置在基板100上的薄膜层上。虽然图1所描述的蚀刻终止层114被图案化成期望的图案，值得注意的是蚀刻终止层114可以是任何形式，包括在器件150中的整个连续无变化的薄膜或所需的任意不同的特征结构。在一个实施例中，如图1所示，蚀刻终止层114可为单层的介电层，由氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、金属介电层(如Ta2O5或TiO2)或其他所需的适合的介电层所制造。在一个实施例中，蚀刻终止层114可为复合薄膜形式，包括相邻于活性层108而设置的第一介电层和第一介电层上的第二介电层。当第一介电层直接接触活性层108，第一介电层可配置为无氢介电层，第一介电层的制造方法参考图3进一步于下文中讨论。第二介电层可以是任何适合的介电层，包括含氢介电层或无氢介电层。蚀刻终止层114形成后，接着将源极-漏极金属电极层110设置于蚀刻终止层114上。随后，进行蚀刻工艺以在源极-漏极金属电极层110中形成通道120，该蚀刻工艺利用下方的蚀刻终止层114作为阻挡层，以避免过度蚀刻至下面的活性层108。蚀刻处理后，接着将钝化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.20 US 61/375,6431.一种在薄膜晶体管中形成无氢含硅层的方法，包括：供应气体混合物至等离子体增强化学气相沉积腔室内，所述气体混合物包括无氢含硅气体和反应气体，其中所述无氢含硅气体选自由SiCl4及Si2Cl6所组成的群组，其中以约60：1和10：1之间的以容积计的气流比例供应所述无氢含硅气体与所述反应气体；以及在有所述气体混合物存在的情况下，在基板上形成无氢含硅层。2.如权利要求1所述的方法，其中所述反应气体选自由O2、N2O、NO2、O3、CO和CO2所组成的群组。3.如权利要求2所述的方法，其中所述无氢含硅层为氧化硅层。4.如权利要求1所述的方法，其中所述反应气体选自由NH3和N2所组成的群组。5.如权利要求4所述的方法，其中所述无氢含硅层为氮化硅层。6.如权利要求1所述的方法，其中所述反应气体选自由N2O、NO2、O2和NH3气体的组合，以及O2和N2气体的组合所组成的群组。7.如权利要求6所述的方法，其中所述无氢含硅层为氮氧化硅层。8.如权利要求1所述的方法，其中所述无氢含硅层为薄膜晶体管器件中的钝化层、栅极绝缘层、蚀刻终止层。9.如权利要求1所述的方法，其中所述无氢含硅层是介面层，所述介面层设置为邻近形成于薄膜晶体管器件中的活性层或源极-漏极金属电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔寿永，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：