含銦氧化膜和制造該膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的氧化銦膜、或涉及含銦氧化膜，以及涉及形成該膜的方法。通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積，其中使用在室溫下為液體的銦材料，可以在具有大面積的襯底上形成含銦氧化膜，特別是可以在用于制造顯示器的襯底上形成含銦氧化膜。
【專利說(shuō)明】含銦氧化膜和制造該膜的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含銦氧化膜和用于形成該氧化膜的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 含銦氧化物是透明的而且能導(dǎo)電，并因此已被廣泛用于工業(yè)中。由于較高的導(dǎo)電 率或其它優(yōu)點(diǎn)，所以常用的是含有銦和其它金屬的復(fù)合氧化銦膜或摻雜有其它諸如氟之類 的元素的氧化銦膜，而不是僅含有銦的氧化銦膜。舉例而言，長(zhǎng)期以來(lái)，銦錫氧化物（ΙΤ0) 已被用作液晶顯示器（LCD)的電極。近年來(lái)，已經(jīng)積極開(kāi)展將含有銦、鎵和鋅的氧化物 (In-Ga-Zn_0，IGZ0)用于透明薄膜晶體管中的研究。除了 Sn、Ga和Zn，其它諸如A1和Mg等 金屬也可以用于含銦的復(fù)合氧化膜中。在當(dāng)前工業(yè)中使用的大多數(shù)的ΙΤ0膜已經(jīng)通過(guò)濺射 法制備。如在國(guó)際專利申請(qǐng)公開(kāi)No. W02010/024279(韓國(guó)專利公開(kāi)No. 10-2011-0028393) 中所描述的，IGZ0膜也通常通過(guò)濺射法來(lái)制備。
[0003] 交替地引入源氣體與襯底接觸的化學(xué)氣相沉積（CVD)或原子層沉積的優(yōu)點(diǎn)是能 夠在不平坦的表面上形成具有均勻厚度的薄膜。
[0004] Elam等報(bào)道了一種使用在室溫下為固體的環(huán)戊二烯基銦（Cpln)通過(guò)原子層沉積 形成 Ιη20^ΡΙΙΤ0膜的方法[J.W. Elam et al·，''Atomic Layer Deposition of ln203 Using Cyclopentadienyl Indium:A New Synthetic Route to Transparent Conducting Oxide Films"，Chemistry of Materials, Volume 18, p3571 (2006) ；J. W. Elam et al.，"Atomic Layer Deposition of Indium Tin Oxide Thin Films Using Nonhalogenated Precursors"Journal of Physical Chemistry C，volume 112，pl938(2008)]。汽化固體化 合物并且以均勻的濃度將其供應(yīng)到大面積的襯底是非常困難的，并且因此很難在工業(yè)上應(yīng) 用使用Cpln作為銦源在大面積的襯底上形成Ιη 203和ΙΤ0膜的方法。
[0005] 已有使用其它銦化合物代替Cpln作為原料通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成 氧化銦膜或含銦氧化膜的已知方法。Ritala等報(bào)道了一種使用111(：1 3和311(：14通過(guò)原子層 沉積形成氧化銦膜或 ΙΤ0膜的方法[M.Ritala et al.，"Enhanced Growth Rate in Atomic Layer Epitaxy of Indium Oxide and Indium-Tin Oxide Thin Films"，Electrochemical and Solid-State Letters，volume l，pl56 (1998)] olnClg 在室溫下為固體，而為了 以氣態(tài) 狀態(tài)供應(yīng)InCl3，需要在285°C的高溫下加熱源供應(yīng)單元。Ritala等也報(bào)道了一種使用在室 溫下為固體的 In(hfac)3、In(thd)3、和 In(acac)3(hfac =六氟戊二酮酸；thd = 2, 2, 6, 6 -四甲基-3, 5 -庚二酮酸；acac = 2, 4 -戊二酮酸）形成導(dǎo)電的氧化銦膜、ΙΤ0、和摻雜有 氟的氧化銦膜[M. Ritala et al.，〃ALE Growth of Transparent Conductors"，Material Research Society Symposium Proceedings, volume 426, p513 (1996) ]。Nielsen 等手艮道了 一種使用In (3〇3(3)3通過(guò)原子層沉積形成氧化銦膜的方法[0. Nielsen et al.，"Thin films of ln203 by atomic layer deposition using In(acac)3〃，Thin Solid Films, volume 517, p6320 (2009) ]。Ott等報(bào)道了一種使用在室溫下為固體的In (CH3) 3形成氧化銦膜的方 法[A. W. Ott et al.，''Surface chemistry of ln203 deposition using In(CH3)3 and H20 in a binary reaction sequence"，Applied Surface Science, volume 112, p205 (1997)]〇 Jin Ho Park等報(bào)道了一種使用在室溫下為固體的[(CH3)2In(acac)]2形成氧化銦膜的方 法[J· - H. Park et al. , 〃The X - ray single crystal structure of [Me2In (acac)]2 and its use as a single - source precursor for the deposition of indium oxide thin films"，Journal of Materials Chemistry, volume 11, p2346 (2001) ] 〇 Gaskell 和 Sheel 還報(bào)道了一種使用[(CH3)2In(acac)]2形成摻雜有氟的氧化銦膜的方法[D. W. Sheel and J. M. Gaskell,''Deposition of fluorine doped indium oxide by atmospheric pressure chemical vapour deposition"，Thin Solid Films, volume 520,pl242 (2011)]〇 Barry 等報(bào)道了一種使用在室溫下為固體的In[(NiPr)2CN(CH3) 2]3為原料通過(guò)化學(xué)氣相沉積形 成氧化銦膜的方法[S. T. Barry et al. ,''Chemical vapour deposition of ln203 thin films from a tris - guanidinate indium precursor"，Dalton Transactions, volume 40, p9425(2011)]〇
[0006] 到目前為止，用于形成氧化銦薄膜或含銦氧化膜的所有銦源在室溫下都為固體。 還沒(méi)有使用在室溫下為液體的銦化合物通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成氧化銦膜或 含銦氧化膜的已知方法。此外，還沒(méi)有經(jīng)由化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成具有相當(dāng)于通 過(guò)濺射法形成的含銦氧化膜所具有的以便被用作透明電極的高導(dǎo)電率的氧化銦膜或含銦 氧化膜的已知例子。
[0007] 使用IGZ0的薄膜晶體管的速度比使用非結(jié)晶硅的薄膜晶體管的速度高，并且因 此，已經(jīng)積極開(kāi)展將使用IGZ0的薄膜晶體管應(yīng)用于諸如TV等大面積的LCD面板的研究。為 了控制IGZ0氧化膜的組合物，有必要通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成IGZ0,但是很難 使用在室溫下為固體的原料于甚至大于1米的寬度和長(zhǎng)度的顯示玻璃襯底上形成氧化銦 膜或含銦氧化膜。
[0008] 為了將IGZ0膜形成于大面積的襯底上，尤其是可以被應(yīng)用到TV等大面積的顯示 襯底，需要使用液體銦化合物通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成氧化銦膜或含銦氧化 膜。特別是，在使用玻璃襯底的情況下，有必要使用在200°C或更低的溫度下的液體銦化合 物通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成氧化銦膜或含銦氧化膜。


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0009] 鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在襯底上形成含銦氧化膜的方法。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目的也提供一種在大面積的襯底上形成含銦氧化膜的方法。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在大面積的透明襯底上形成含銦氧化膜的方法。
[0012] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供從在室溫下為液體的銦化合物的氣體和含氧氣體形 成的含銦氧化膜：或其上形成有該含銦氧化膜的襯底。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有高導(dǎo)電率的含銦氧化膜，或其上形成有該含 銦氧化膜的襯底。
[0014] 然而，通過(guò)本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式要解決的問(wèn)題不局限于上述問(wèn)題。雖然這 里沒(méi)有描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員從下面的描述可以清楚地理解通過(guò)本發(fā)明要解決的其它 問(wèn)題。 解決的問(wèn)題的方法
[0015] 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種形成含銦氧化膜的方法，其包括：提供在室溫下 為液體的銦化合物的氣體和含氧氣體至襯底進(jìn)行反應(yīng)。
[0016] 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種由在室溫下為液體的銦化合物的氣體與含氧氣 體反應(yīng)形成的含銦氧化膜。
[0017] 在本發(fā)明的第三方面，提供了一種包括根據(jù)該第二方面的該含銦氧化膜的襯底。 本發(fā)明的效果
[0018] 用于形成含銦氧化膜的常規(guī)銦化合物在室溫下為固體，并因此，當(dāng)制備膜時(shí)，為了 以氣態(tài)狀態(tài)供應(yīng)銦化合物，需要在高溫下加熱常規(guī)銦化合物，而且汽化固體并且以均勻的 濃度將它們供應(yīng)到大面積的襯底是非常困難的。然而，本發(fā)明制備含銦氧化膜的銦化合物 在室溫下為液體，從而可以容易地蒸發(fā)以及可以以均勻的濃度供應(yīng)到大面積的襯底。
[0019] 通過(guò)使用本發(fā)明的方法，可以容易地在襯底上形成含銦氧化膜。特別是，通過(guò)使用 本發(fā)明的方法，可以容易地形成具有低電阻率（即具有高導(dǎo)電率）的含銦氧化膜。作為包 含銦、鎵和鋅的氧化膜的IGZ0膜可以用于制備在顯示裝置中的透明薄膜晶體管，以及同樣 形成的ΙΤ0可以被用作透明導(dǎo)電膜。此外，通過(guò)本發(fā)明的方法，可以在大面積的襯底上形成 含銦氧化膜，大面積的襯底如，大面積的玻璃或聚合物襯底。該聚合物襯底可以是柔性襯底 并且可以以成卷的形式使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了氧化銦膜的霍爾遷移率和載流子濃度。
[0021] 圖2根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了氧化銦膜的電阻率。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。然而，要注意的是，本發(fā)明并不受限于本實(shí)施方式，而是可以以 各種其它方式來(lái)體現(xiàn)。在附圖中，為簡(jiǎn)化解釋起見(jiàn)，省略了與描述無(wú)關(guān)的部件，以及在本發(fā) 明的所有文件中同樣的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
[0023] 在本發(fā)明的所有文件中，術(shù)語(yǔ)"連接到"或"耦合到"用于表示一個(gè)元件與另一個(gè) 元件的連接或耦合，其包括一元件被"直接連接到或直接耦合到"另一元件的情況以及一元 件經(jīng)由另一元件被"電連接到或電耦合到"又一元件的情況的兩種情況。
[0024] 在本發(fā)明的所有文件中，術(shù)語(yǔ)"上"用于表示一個(gè)元件相對(duì)于另一個(gè)元件的位置， 其包括一個(gè)元件與另一個(gè)元件相鄰的情況以及任何其它元件存在于這兩種元件之間的情 況的兩種情況。
[0025] 在本發(fā)明的所有文件中，文件中所用的術(shù)語(yǔ)"包括或包含"和/或"包括有或包含 有"是指除了所描述的部件、步驟、操作和/或元件之外不排除一個(gè)或多個(gè)其它組件、步驟、 操作和/或存在或添加的元素，除非上下文另有規(guī)定。術(shù)語(yǔ)"約或近似"或"基本上"意指 具有接近數(shù)值或可允許的誤差規(guī)定的范圍的意思，并意在防止為理解本發(fā)明所公開(kāi)的準(zhǔn)確 的數(shù)值或絕對(duì)的數(shù)值被任何不合情理的第三方非法地或不正當(dāng)?shù)厥褂?。在本發(fā)明的所有文 件中，術(shù)語(yǔ)"的步驟"并不意味著"用于……步驟"。
[0026] 在本發(fā)明的所有文件中，在馬庫(kù)什類型描述中包括的術(shù)語(yǔ)"……的組合"是指選自 由以馬庫(kù)什類型所描述的部件、步驟、操作和/或元件組成的群組中的一個(gè)或多個(gè)部件、步 驟、操作和/或元件的混合物或組合，并且因此是指本發(fā)明包括選自馬庫(kù)什組中的一個(gè)或 多個(gè)部件、步驟、操作和/或元件。
[0027] 在下文中，將參考實(shí)施方式、實(shí)施例和附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明形成氧化銦膜的制備 方法。然而，本發(fā)明并不受限于下面的實(shí)施方式、實(shí)施例和附圖。
[0028] 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種形成含銦氧化膜的方法，其包括：提供銦化合物 的氣體和含氧氣體至襯底進(jìn)行反應(yīng)。
[0029] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，銦化合物在室溫下可以為液體，并且可以 包括選自由可以容易蒸發(fā)的雙三甲基甲硅烷基二乙基銦[(CH 3CH2)2InN[Si(CH3)2] 2 ; Et2InN(TMS)2;此處，TMS是指Si(CH3) 3]、二甲基（3-二甲基氨丙基）銦 [(CH3) 2In (CH2) 3N (CH3) 2 ;Me2In (CH2) 3NMe2]以及它們的組合物組成的群組中的一員，但 也可以不局限于此。舉例而言，Et 2InN(TMS)2在約KKTC的蒸汽壓為約4.5托，以及 Me2In (CH2) 3^e2在約50°C的蒸汽壓為約2. 7托，并因此，它們適合于用作化學(xué)氣相沉積或原 子層沉積的原料。上述銦化合物在室溫下為液體，并因此在相對(duì)低的溫度可以容易汽化，以 及可以以均勻的濃度供應(yīng)到襯底，并因此可以應(yīng)用到大面積的襯底。
[0030] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含氧氣體可包括選自由H20、H20 2、02、03和它們 的組合物組成的群組中的氣體，但也可以不局限于此。
[0031] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，襯底可以是具有大面積的襯底，例如，寬度和長(zhǎng) 度分別為約1米或以上，但也可以不局限于此。舉例而言，具有大面積的襯底的寬度和長(zhǎng)度 可以分別為約1米或1米以上、2米或2米以上、3米或3米以上、4米或4米以上、5米或5 米以上、6米或6米以上、7米或7米以上、8米或8米以上、9米或9米以上、或10米或10 米以上，但也可以不局限于此。
[0032] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，可以使用沒(méi)有特別限制的本領(lǐng)域中所使用的襯 底。舉例而言，襯底可以包括玻璃、硅、氧化硅、或聚合物，但也可以不局限于此。
[0033] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，襯底可以是具有大面積的玻璃襯底，但也可以 不局限于此。此外，襯底可以是包含聚合物的襯底，但也可以不局限于此。舉例而言，含有 聚合物的襯底可以具有作為柔性襯底的纏繞成卷的形式的類型，但也可以不局限于此。在 本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含有聚合物的襯底可以是包含耐熱聚合物的襯底，但也可 以不局限于此。舉例而言，聚合物可以包括選自聚酯（PET)、聚乙烯萘酸酯（PEN)、聚碳酸酯 (PC)、聚醚酰亞胺（PEI)、聚醚砜（PES)、聚醚醚酮（PEEK)、和聚酰亞胺中的一員，但也可以 不局限于此。
[0034] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，可以將襯底保持在從室溫至約500°C的溫度下， 例如，從室溫至約450°C、從室溫至約400°C、從室溫至約350°C、從室溫至約30(TC、從室溫 至約250°C、從室溫至約200°C、從約50°C至約500°C、從約50°C至約450°C、從約50°C至約 400°C、從約50°C至約350°C、從約50°C至約300°C、從約50°C至約250°C、從約50°C至約 200°C、從約50°C至約150°C、從約KKTC至約500°C、從約KKTC至約450°C、從約100°C至約 400°C、從約KKTC至約350°C、從約KKTC至約300°C、從約KKTC至約250°C、從約KKTC至 約200°C、從約KKTC至約150°C、從約150°C至約500°C、從約150°C至約450°C、從約150°C 至約400°C、從約150°C至約350°C、從約150°C至約300°C、從約150°C至約250°C、從約 150°C至約200°C、從約175°C至約500°C、從約175°C至約450°C、從約175°C至約400°C、從 約175°C至約350°C、從約175°C至約300°C、從約175°C至約250°C、從約175°C至約200°C、 從約200°C至約500°C、從約200°C至約450°C、從約200°C至約400°C、從約200°C至約 350°C、從約200°C至約300°C、從約200°C至約250°C、從約225°C至約500°C、從約225°C至 約450°C、從約225°C至約400°C、從約225°C至約350°C、從約225°C至約300°C、或者從約 225°C至約250°C，但也可以不局限于此。
[0035] 舉例而言，在使用Et2InN(TMS)Jt為銦化合物的情況下，可以將襯底保持在約 175°C至約300°C的溫度下，但也可以不局限于此。舉例而言，在使用Me 2In (CH2) 3^e2作為銦 化合物的情況下，可以將襯底保持在約225°C至約300°C的溫度下，但也可以不局限于此。
[0036] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含銦氧化膜的電阻率可以為至多或小于約 1Χ1(Γ4Ω .cm，例如，至多或小于約8Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約6Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小 于約4Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約2Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約1Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小 于約8Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小于約6Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小于約4Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小 于約2Χ1(Γ6Ω .cm、或至多或小于約1Χ1〇_6Ω .cm，但也可以不局限于此。在本發(fā)明的示 例性的實(shí)施方式中，在使用Et2InN(TMS)2作為銦化合物的情況下，含銦氧化膜的電阻率可 以為約1. 6X 1(Γ5Ω · cm，在使用Me2In(CH2)3匪e 2作為銦化合物的情況下，含銦氧化膜的電 阻率可以為約9.2Χ1(Γ5Ω ·_，但也可以不局限于此。與使用常規(guī)銦化合物制備的含銦氧 化膜的電阻率相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式的含銦氧化膜的電阻率減少到約五十 分之一或約五十分之一以下、約百分之一或約百分之一以下、約五百分之一或約五百分之 一以下、約千分之一或以下、或約五千分之一或約五千分之一以下，這表明根據(jù)本發(fā)明的不 例性的實(shí)施方式的含銦氧化膜的導(dǎo)電率大大提高了。
[0037] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含銦氧化膜可以不包括或可以基本上不包括除 了銦、氧和碳之外的其它元素，但也可以不局限于此。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，含銦 氧化膜可以不包括或可以基本上不包括除了銦、氧和少于1 at%的碳之外的其它元素，但 也可以不局限于此。
[0038] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成含銦 氧化膜，但也可以不局限于此。通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積，供應(yīng)氣態(tài)的源到襯底，并 因此，可以在不平坦的表面上形成具有均勻厚度的膜，并且以均勻的濃度供應(yīng)源氣體到大 面積的襯底或成卷的形式的襯底，并因此，可以形成均勻的膜。在使用原子層沉積的情況 下，也可以使用配置來(lái)依次供應(yīng)每種源氣體的典型的時(shí)分原子層沉積裝置。否則，可以使用 空分原子層沉積裝置，其利用在填充有原子層沉積所需要的一種源氣體的區(qū)域與填充有另 一種源氣體的區(qū)域之間往復(fù)移動(dòng)襯底的方式。如果襯底是成卷的形式的聚合物襯底，則可 以使用配置來(lái)拆卷以暴露襯底的表面然后將上面形成有膜的襯底重卷為成卷的形式的卷 到卷式（roll to roll)化學(xué)氣相沉積裝置或卷到卷式原子層沉積裝置。化學(xué)氣相沉積或 原子層沉積可以是使用等離子體的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD)或等離子體增強(qiáng) 原子層沉積（PEALD)，但也可以不局限于此。通常，與沒(méi)有使用等離子體的方法相比，等離子 體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或等離子體增強(qiáng)原子層沉積具有能夠在較低的成膜溫度下形成高質(zhì) 量的膜的優(yōu)點(diǎn)。
[0039] 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種通過(guò)含氧氣體與在室溫下為液體的銦化合物氣 體進(jìn)行反應(yīng)形成的含銦氧化膜。
[0040] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，銦化合物可以包括選自由Et2InN(TMS) 2、 Me2In(CH2)3We2以及它們的組合物組成的群組中的一員，但也可以不局限于此。
[0041] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含氧氣體可包括選自由H20、H20 2、02、03和它們 的組合物組成的群組中的氣體，但也可以不局限于此。
[0042] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含銦氧化膜的電阻率為至多或小于約 1Χ1(Γ4Ω .cm，例如，至多或小于約8Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約6Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小 于約4Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約2Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小于約1Χ1(Γ5Ω .cm、至多或小 于約8Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小于約6Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小于約4Χ1(Γ6Ω ·〇!!、至多或小 于約2Χ1(Γ6Ω .cm、或至多或小于約1Χ1〇_6Ω .cm，但也可以不局限于此。在本發(fā)明的示 例性的實(shí)施方式中，在使用Et2InN(TMS)2作為銦化合物的情況下，含銦氧化膜的電阻率可 以為約1. 6X 1(Γ5Ω · cm，在使用Me2In(CH2)3匪e 2作為銦化合物的情況下，含銦氧化膜的電 阻率可以為約9.2Χ1(Γ5Ω ·_，但也可以不局限于此。與使用常規(guī)銦化合物形成的含銦氧 化膜的電阻率相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式的含銦氧化膜的電阻率的值減少到約 五十分之一或約五十分之一以下、約百分之一或約百分之一以下、約五百分之一或約五百 分之一以下、約千分之一或約千分之一以下、或約五千分之一或約五千分之一以下，這表明 根據(jù)本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式的含銦氧化膜的導(dǎo)電率得到了大的提高。
[0043] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，含銦氧化膜可以不包括或可以基本上不包括除 了銦、氧和碳之外的其它元素，但也可以不局限于此。在另一個(gè)實(shí)施方式中，含銦氧化膜可 以不包括或可以基本上不包括除了銦、氧和少于lat%的碳之外的其它元素，但也可以不局 限于此。
[0044] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成含銦 氧化膜，但也可以不局限于此。
[0045] 在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，襯底可以包括玻璃、硅、氧化硅、或聚合物，但也 可以不局限于此。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的含銦氧化膜可以包括所描述的有關(guān)根據(jù)本發(fā)明的第一 方面的形成含銦氧化膜的方法的所有內(nèi)容，但是為了方便而省略了這些內(nèi)容。
[0047] 在本發(fā)明的第三方面，提供了一種包括根據(jù)第二方面的含銦氧化膜的襯底。 實(shí)施本發(fā)明的模式
[0048] 在下文中，將參照實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于此。
[0049][實(shí)施例]
[0050] 實(shí)施例1 :使用Et2InN(TMS) 2通過(guò)原子層沉積形成氧化銦膜
[0051] 交替地引入在室溫下為液體的Et2InN(TMS)2氣體和H 20氣與襯底接觸。在本實(shí)施 例中，硅襯底以及上面形成有氧化硅膜的硅襯底中的每一種都有使用。這兩種襯底在每原 子層沉積的氣體供應(yīng)周期內(nèi)都具有相同的膜生長(zhǎng)速率。將襯底保持在從l〇〇°C至275°C的 溫度下。在從30°C至60°C的溫度下蒸發(fā)Et 2InN(TMS)2。通過(guò)使用典型的時(shí)分原子層沉積 裝置，將Et2InN(TMS) 2的氣體、惰性氣體、H20氣和惰性氣體反復(fù)依次供應(yīng)到放置襯底的區(qū) 域分別持續(xù)1秒、10秒、1秒和10秒?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的惰性氣體，例如N 2氣、Ar 氣、He氣、或它們的組合氣體。在本實(shí)施例中，使用Ar氣作為惰性氣體。在襯底的溫度范 圍從175°C至225°C，即使當(dāng)增加Et2InN(TMS)2的供應(yīng)量時(shí)，每原子層沉積的氣體供應(yīng)周期 內(nèi)的膜生長(zhǎng)速率（生長(zhǎng)-每-周期，GPC)也是恒定在從0. 067nm/周期至0. 069nm/周期的 范圍內(nèi)。在以175°C、200°C、225°C、250°C、和275°C的溫度加熱的氧化硅膜襯底上，所形成 的氧化銦膜的厚度為從約30nm至約35nm，以及通過(guò)測(cè)量霍爾效應(yīng)所得到的霍爾遷移率、載 流子濃度、和電阻率如圖1和圖2所示。在本實(shí)例中，在275°C所形成的氧化銦膜的電阻率 為1. 6 X 1(Γ5 Ω · cm，這意味著相當(dāng)于通過(guò)常規(guī)的濺射法所形成的常用的透明電極的高導(dǎo)電 率。作為通過(guò)X-射線光電子能譜（XPS)分析的結(jié)果，在175°C形成的氧化銦膜中除了銦和 氧之外還檢測(cè)出4. 3at%的碳，以及在200°C形成的氧化銦膜中除了銦和氧之外還檢測(cè)出 0. 3at%的碳。在250°C和275°C形成的氧化銦膜中分別沒(méi)有檢測(cè)出碳。
[0052] 實(shí)施例2 :使用Me2In (CH2) 3匪e2通過(guò)原子層沉積形成氧化銦膜
[0053] 引入H20氣和在室溫下為液體的Me2In(CH 2)3We2的氣體與襯底接觸。在本實(shí)施 例中，硅襯底以及上面形成有氧化硅膜的硅襯底中的每一種都有使用。這兩種襯底在每原 子層沉積的氣體供應(yīng)周期內(nèi)都具有相同的膜生長(zhǎng)速率。將襯底保持在從l〇〇°C至275°C 的溫度下。在室溫下蒸發(fā)Me 2In(CH2)3NMe2。通過(guò)使用典型的時(shí)分原子層沉積裝置，將 Et 2InN(TMS)2的氣體、惰性氣體、H20氣和惰性氣體反復(fù)依次供應(yīng)到放置襯底的區(qū)域分別持 續(xù)1秒、10秒、1秒和10秒。可以使用本領(lǐng)域中已知的惰性氣體，例如N 2氣、Ar氣、He氣、 或它們的組合物。在本實(shí)施例中，使用Ar氣作為惰性氣體。在襯底的溫度為275°C，即使 當(dāng)增加Me 2In(CH2)3We2的供應(yīng)量時(shí)，每原子層沉積的氣體供應(yīng)周期內(nèi)的膜生長(zhǎng)速率（生 長(zhǎng)-每-周期，GPC)是恒定在0. 059nm/周期。在襯底的溫度為225°C或更低時(shí)幾乎沒(méi)有形 成氧化銦膜（GPC〈0.01nm/周期）。作為在275°C的溫度加熱的氧化硅膜上形成的氧化銦膜 的霍爾效應(yīng)的測(cè)量的結(jié)果，電阻率為9. 2 X 10_5 Ω · cm，霍爾遷移率為0. 35cm2/V · sec，以及 載流子濃度為1.7 X 1023。
[0054] 實(shí)施例3 :使用Et2InN(TMS)2通過(guò)原子層沉積形成IGZ0膜
[0055] 交替地引入Et2InN(TMS)2氣、三甲基鎵（TMG)氣、二乙基鋅（DEZ)氣、和H 20氣與 襯底接觸。將襯底保持在從室溫至500°C或500°C以下的溫度，更優(yōu)選從50°C至200°C或更 低，并且還更優(yōu)選從50°C至150°C。在IGZ0膜的生長(zhǎng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體供應(yīng)周期1、氣體供 應(yīng)周期2和氣體供應(yīng)周期3的順序和比率，可以調(diào)整金屬比率，其中在供應(yīng)周期1中依次引 入Et 2InN(TMS)2氣、惰性氣體、H20氣和惰性氣體與襯底接觸；其中在供應(yīng)周期2中依次引 入TMG氣、惰性氣體、H 20氣和惰性氣體與襯底接觸；其中在供應(yīng)周期3中依次引入DEZ氣、 惰性氣體、H20氣和惰性氣體與襯底接觸。舉例而言，通過(guò)重復(fù)氣體供應(yīng)周期1-氣體供應(yīng)周 期2-氣體供應(yīng)周期1-氣體供應(yīng)周期3的超級(jí)周期所形成的IGZ0膜比通過(guò)重復(fù)氣體供應(yīng) 周期1-氣體供應(yīng)周期2-氣體供應(yīng)周期3的超級(jí)周期所形成的IGZ0膜的In含量高?？梢?使用諸如玻璃、硅、或聚合物之類的本領(lǐng)域中已知的任何一種作為襯底?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中 已知的惰性氣體，例如N 2氣、Ar氣、He氣、或它們的組合物?？梢允褂肏202氣體、氧（02)氣 和臭氧（〇 3)氣代替H20氣用作形成氧化物的氧氣源。
[0056] 實(shí)施例4 :使用Et2InN (TMS) 2通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成氧化銦膜
[0057] 同時(shí)供應(yīng)Et2InN(TMS)2氣和H20氣至襯底，以便在襯底上形成氧化銦膜。將襯底 保持在從室溫至500°C或500°C以下的溫度，更優(yōu)選從50°C至200°C或更低，并且還更優(yōu)選 從50°C至150°C。設(shè)置好襯底的溫度后，使用載氣供應(yīng)Et2InN(TMS)2氣至放置襯底的化學(xué) 氣相沉積裝置中，并在同一時(shí)間，供應(yīng)H20氣。可以使用本領(lǐng)域中已知的載氣，例如N2氣、Ar 氣、He氣、或它們的組合物?？梢允褂弥T如玻璃或硅之類的本領(lǐng)域中已知的任何一種作為 襯底?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的惰性氣體，例如N 2氣、Ar氣、He氣、或它們的組合氣體?？?以使用H202氣體、氧（0 2)氣和臭氧（03)氣代替H20氣用作形成氧化物的氧氣源。
[0058] 為了說(shuō)明的目的提供了本發(fā)明的上述描述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在不改變 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和本質(zhì)特征的情況下可以做出各種改變和變型。因此，很顯然，上述實(shí)施 方式是在各個(gè)方面的說(shuō)明，并且不限制本發(fā)明。例如，被描述為單個(gè)類型的每個(gè)組件都可以 以分布的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣地，被描述為分布的方式的組件也可以以組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0059] 本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定，而不是由實(shí)施方式的詳細(xì)描述來(lái)限 定。應(yīng)當(dāng)理解的是，由權(quán)利要求及其等同方式的含義和范圍構(gòu)思出的所有變型和實(shí)施方式 都落入本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于形成含銦氧化膜的方法，其包括：提供含氧氣體和氣體狀態(tài)的銦化合物至 襯底進(jìn)行反應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述銦化合物包括選自由 Et2InN(TMS) 2、Me2In(CH2)3NMe2以及它們的組合物組成的群組中的一員。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述含銦氧化膜的電阻率 是1Χ1(Γ4Ω · cm或更低。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述含銦氧化膜只包括銦 元素、氧元素和碳元素。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述銦化合物在室溫下為 液體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中將所述襯底保持在從室溫 至500°C的溫度下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中將所述襯底保持在從 175°C至300°C的溫度下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中將所述襯底保持在從 225°C至300°C的溫度下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述含銦氧化膜是通過(guò)化 學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述含氧氣體包括選自 由H20、H20 2、02、03和它們的組合物組成的群組中的氣體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成含銦氧化膜的方法，其中所述襯底包括玻璃、硅、 氧化硅、或聚合物。
12. -種含銦氧化膜，其是由含氧氣體與在室溫下為液體的銦化合物的氣體反應(yīng)形成 的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的含銦氧化膜，其中所述銦化合物包括選自由Et2InN (TMS) 2、 Me2In (CH2) 3We2以及它們的組合物組成的群組中的一員。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的含銦氧化膜，其中所述含銦氧化膜的電阻率是 1 X 1CT4 Ω · cm 或更低。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的含銦氧化膜，其中所述含銦氧化膜是通過(guò)化學(xué)氣相沉積或 原子層沉積形成的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的含銦氧化膜，其中所述含銦氧化膜只包括銦元素、氧元素 和碳元素。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的含銦氧化膜，其中所述襯底包括玻璃、硅、氧化硅、或聚合 物。
18. -種襯底，其包括權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的含銦氧化膜。
【文檔編號(hào)】C23C16/06GK104105666SQ201380006939
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月27日
【發(fā)明者】高元勇, 金炳洙, 馬東煥 申請(qǐng)人:Up化學(xué)株式會(huì)社