專利名稱：：用于制造摻雜的氧化鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明廣義地涉及沉積薄膜鋅氧化物基材料和，更特別地是，涉及使用原子層沉積的方法。特別是，本發(fā)明涉及制造用于薄膜晶體管的銦摻雜的鋅氧化物基半導(dǎo)體材料的膜的方法，其可被用于電子設(shè)備，特別是在顯示器中，其在低溫和接近大氣壓下的制造是有利的。
背景技術(shù)：
：薄膜晶體管(TFTs)廣泛用作電子設(shè)備，例如有源陣列液晶顯示器、智能卡和各種其它電子設(shè)備及其部件中的開關(guān)元件。薄膜晶體管(TFT)是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的一個(gè)實(shí)例。FET的最著名實(shí)例為MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體-FET)，當(dāng)今用于高速應(yīng)用的常規(guī)開關(guān)元件。對(duì)于其中晶體管需要施加到基材的應(yīng)用，通常使用薄膜晶體管。制造薄膜晶體管的關(guān)鍵步驟包括半導(dǎo)體在基材上的沉積。目前，大多數(shù)薄膜器件使用真空沉積的非晶硅作為半導(dǎo)體來制造。非晶硅作為TFTs中使用的半導(dǎo)體仍然具有缺點(diǎn)。非晶硅在制造晶體管期間的沉積需要相對(duì)困難或復(fù)雜的工藝，例如等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相沉積和高溫(通常為360°C),以獲得對(duì)于顯示器應(yīng)用而言充足的電氣特性。這種高工藝溫度不允許在由某些塑料制成的基材上沉積，而所述塑料另外可能適用于例如柔性顯示器的一些應(yīng)用。在塑料或柔性基材上沉淀薄膜半導(dǎo)體的興趣日益增長(zhǎng)，特別是因?yàn)檫@些載體(support)將是更加機(jī)械穩(wěn)固的，重量更輕的，和潛在地通過允許卷對(duì)卷(roll-to-roll)加工導(dǎo)致達(dá)到更加便宜的制造。柔性基材的有用的實(shí)例是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。然而，這樣的塑料限制設(shè)備低于200°C下加工。對(duì)于利用不涉及與真空處理相關(guān)花費(fèi)的沉積方法也同樣有興趣。在典型的真空處理中，為了提供必要的環(huán)境需要大的金屬室和復(fù)雜的抽真空系統(tǒng)。這些項(xiàng)目增加了系統(tǒng)的資本費(fèi)用和阻礙了基于連續(xù)卷材(web)的系統(tǒng)的容易使用。過去十年中，各種材料已經(jīng)受到關(guān)注，作為薄膜晶體管的半導(dǎo)體通道中使用的非晶硅的潛在替代物。半導(dǎo)體材料是理想的，它們處理起來更簡(jiǎn)單，特別是能夠通過相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝施加到大面積的那些?？梢栽谳^低溫度沉積的半導(dǎo)體材料將開拓許多用于柔性電子設(shè)備的基材材料，包括塑料。因而，由容易沉積的半導(dǎo)體材料制成的薄膜晶體管被認(rèn)為是用于在各種的電子設(shè)備或部件如顯示器背板、便攜式計(jì)算機(jī)、傳呼機(jī)、報(bào)單卡片(transactioncard)中的存儲(chǔ)單元以及身份標(biāo)簽中電路的潛在關(guān)鍵技術(shù)，其中制造的便利性，機(jī)械柔韌性，和/或適度的操作溫度是重要考慮因素。發(fā)現(xiàn)實(shí)用的無機(jī)半導(dǎo)體作為現(xiàn)有硅基技術(shù)的替代也已是相當(dāng)多研究工作的目標(biāo)。例如，金屬氧化物半導(dǎo)體是已知的，包括氧化鋅、氧化銦、氧化鎵銦鋅、氧化錫或氧化鎘，其沉積有包括例如鋁的金屬的額外摻雜元素或者沒有。這種半導(dǎo)體材料是透明的，對(duì)于下述某些申請(qǐng)可能具有額外的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜赥FT的半導(dǎo)體材料必須顯示一些特性。在薄膜晶體管的一般應(yīng)用中，要求能夠控制電流通過設(shè)備的開關(guān)。因此，需要在開關(guān)接通時(shí)，高電流可以通過設(shè)備。電流的范圍與半導(dǎo)體電荷載流子遷移率有關(guān)。當(dāng)設(shè)備被切斷時(shí)，需要電流很小。這與固有的電荷載流子濃度有關(guān)。此外，需要設(shè)備微弱地或完全不受可見光的影響，以免除光線保護(hù)層。為了使其成為現(xiàn)實(shí)，半導(dǎo)體帶隙必須足夠大(>3eV)，使得暴露于可見光不產(chǎn)生帶間躍遷。氧化鋅基材材料能夠提供這些特征。此外，在一個(gè)真實(shí)的高容量卷材基常壓制造系統(tǒng)中，高度理想的是工藝中使用的化學(xué)品廉價(jià)和低毒，這也可以通過使用ZnO基材材料及其大部分前體得到滿足。高通/斷比率導(dǎo)致設(shè)備在其斷開狀態(tài)下具有極低電流，這經(jīng)常稱為漏電。存在許多應(yīng)用，其中低漏電是必需的。在顯示器應(yīng)用中，像素選擇晶體管需要低漏電。這種選擇晶體管是允許電荷進(jìn)入像素并儲(chǔ)存在像素中的開關(guān)。在沒有漏電的完好晶體管中，一旦電荷儲(chǔ)存在像素中，晶體管切換到其斷開狀態(tài)，電荷不能通過經(jīng)由選擇晶體管漏電加以削減。晶體管中過高的斷開電流將引起像素中儲(chǔ)存的電荷衰減，導(dǎo)致顯示器性能差。與有效工作有關(guān)的另一個(gè)晶體管特性為由亞閾值斜率(subthresholdslope)表示的接通的晶體管斜度(steepness)。隨著晶體管的柵極電壓變化，晶體管將以低電流為特征的斷開狀態(tài)啟動(dòng)，以及躍遷到以高電流為特征的接通狀態(tài)。當(dāng)柵極電壓達(dá)到晶體管開始接通的點(diǎn)時(shí)，隨著增長(zhǎng)的柵極電壓，漏極電流存在顯著增長(zhǎng)。這種增長(zhǎng)被稱為亞閾值斜率，以每十倍漏極電流，柵極電壓的伏特?cái)?shù)計(jì)量。因此該詞語表示在漏極電流中產(chǎn)生10倍增長(zhǎng)所需的柵極電壓的伏特?cái)?shù)。較低的亞閾值斜率值表示設(shè)備接通更快并且是理想的。已經(jīng)公開了各種制造氧化鋅薄膜的方法，高溫和低溫方法都有，包括射頻磁控濺射或改進(jìn)的反應(yīng)性平面磁控濺射。Ohya等人(JapaneseJournalofAppliedPhysics,1部分，2001年1月，40卷，1期，297-8頁)公開由化學(xué)溶液沉積制造的ZnO的薄膜晶體管。2000年8月發(fā)行的MaterialsResearchBulletin，25卷(8)2000中綜述了透明導(dǎo)電氧化物，致力于透明導(dǎo)電氧化物的材料和性能。一種沉積這種氧化物半導(dǎo)體的低溫方法在Carcia等人的US2004/0127038中公開。該專利公開一種半導(dǎo)體沉積方法，在具有惰性氣體中的受控氧分壓的氣氛中磁控濺射金屬氧化物(ZnO、In2O3>SnO2>CdO)或金屬(Zn、In、Sn、Cd)目標(biāo)物。這是一種低溫方法，與熱敏基材和部件，例如柔性聚合物基材上的顯示器的驅(qū)動(dòng)電路匹配。Carcia等人的場(chǎng)效應(yīng)晶體管基于必須使用物理汽相沉積或化學(xué)汽相沉積，優(yōu)選rf(射頻)磁控濺射沉積的標(biāo)稱無摻雜的金屬氧化物半導(dǎo)體。StevenK.Volkman等人在"Anoveltransparentair-stableprintablen-typesemiconductortechnologyusingZnOnanoparticles”，2004IEEEInternationalElectronDevicemeetingTechnicalDigest,2004年，769頁中公開一種使用有機(jī)穩(wěn)定的氧化鋅納米顆粒制造薄膜晶體管的方法。該公開的方法涉及暴露于400°C的溫度。雖然已經(jīng)成功地利用濺射技術(shù)制造氧化鋅基設(shè)備，但是很明顯為制造優(yōu)質(zhì)設(shè)備需要對(duì)反應(yīng)性氣體組成(例如氧氣含量)加以非常精確的控制?；瘜W(xué)汽相沉積(CVD)技術(shù)，其中兩種反應(yīng)性氣體混合形成所需薄膜材料，可能是獲得高品質(zhì)薄膜增長(zhǎng)的有效方法。原子層沉積(“ALD”)是另一種替代的薄膜沉積技術(shù)，與CVD前身相比，原子層沉積可以提供改善的厚度分辨率和保形能力。ALD方法將常規(guī)CVD的常規(guī)薄膜沉積方法分成單原子層(singleatomic-layer)沉積步驟。ALD可以用作形成多種薄膜電子設(shè)備的制造步驟，所述薄膜電子設(shè)備包括半導(dǎo)體設(shè)備和負(fù)載的電子元件，例如電阻和電容、絕緣體、總線(busline)和其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。ALD特別適合于形成電子設(shè)備各部件中的金屬氧化物薄層。可以利用ALD沉積的功能材料的一般類別包括導(dǎo)體、介電體或絕緣體，以及半導(dǎo)體。有用的半導(dǎo)體材料的實(shí)例為化合物半導(dǎo)體，例如砷化鎵、氮化鎵、硫化鎘、氧化鋅和硫化鋅?？梢杂萌缟纤龅墓δ軐又圃煸S多的器件結(jié)構(gòu)。電容器源于在兩個(gè)導(dǎo)體之間放置電介體。二極管源于在兩個(gè)導(dǎo)電電極之間放置兩個(gè)互補(bǔ)的載流子類型(carriertype)的半導(dǎo)體。也可以在互補(bǔ)的載流子類型的半導(dǎo)體之間設(shè)置固有的半導(dǎo)體區(qū)域，表明該區(qū)域具有少量的自由電荷載流子。二極管也可以通過在兩個(gè)導(dǎo)體之間放置單個(gè)半導(dǎo)體而構(gòu)成，其中導(dǎo)體/半導(dǎo)體界面之一產(chǎn)生強(qiáng)烈阻止在一個(gè)方向上的電流肖特基勢(shì)壘。晶體管源于在導(dǎo)體(柵)上放置絕緣層隨后放置半導(dǎo)電層。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的附加導(dǎo)體電極(源極和漏極)彼此以間隔放置并與上半導(dǎo)體層接觸，可以形成晶體管。只要產(chǎn)生臨界界面，任何上述器件可以用各種結(jié)構(gòu)制造。有利地，ALD步驟自我終止并且當(dāng)實(shí)施直至或者超過自我終止暴露時(shí)間時(shí)可以精確地沉積一個(gè)原子層。原子層通常為0.1至0.5個(gè)分子單層，典型尺寸數(shù)量級(jí)為至多幾埃。ALD中，原子層的沉積為反應(yīng)性分子前體和基材之間的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。在各個(gè)分離的ALD反應(yīng)-沉積步驟中，純反應(yīng)沉積所需原子層并基本消除最初包括在分子前體中的“額外”原子。在其最純態(tài)，ALD在完全沒有其它一種或多種前體存在下，涉及各個(gè)前體的吸附和反應(yīng)。實(shí)際上在任何方法中難以避免產(chǎn)生少量化學(xué)汽相沉積反應(yīng)的不同前體的某種直接反應(yīng)。任何聲稱能進(jìn)行ALD的方法的目標(biāo)是獲得與ALD方法相當(dāng)?shù)脑O(shè)備性能和特征，同時(shí)認(rèn)識(shí)到可以允許少量CVD反應(yīng)。在ALD應(yīng)用中，通常在分離的步驟中將兩種分子前體引入ALD反應(yīng)器。例如，金屬前體分子MLx包括鍵合到原子或分子配體L的金屬元素M。例如M可以為但不限于Al、W、Ta、Si、Zn等。當(dāng)基材表面被制造來與分子前體直接反應(yīng)時(shí)，金屬前體與基材反應(yīng)。例如，通?；谋砻姹恢苽鋪戆ㄅc金屬前體反應(yīng)性的含氫配體AH等。硫(S)、氧(O)和氮(N)為一些典型的A物質(zhì)。氣態(tài)前體分子有效地與基材表面上的所有配體反應(yīng)，導(dǎo)致金屬的單原子層的沉積基材-AH+MLX—基材-AMLh+HL(1)其中HL為反應(yīng)副產(chǎn)物。反應(yīng)期間，初始表面配體AH被消耗，表面變?yōu)橛葾MLlri配體覆蓋，不能與金屬前體MLx進(jìn)一步反應(yīng)。因此，當(dāng)表面上的所有初始AH配體由AMLlri物質(zhì)取代時(shí)，該反應(yīng)自我終止。反應(yīng)步驟之后通常為惰性氣體吹掃步驟，惰性氣體吹掃步驟在單獨(dú)引入其它前體之前從室清除過量的金屬前體和HL副產(chǎn)物。第二分子前體然后用來恢復(fù)基材對(duì)金屬前體的表面反應(yīng)性。這一點(diǎn)例如通過去除L配體并再次沉積AH配體來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，第二前體通常包括所需(通常非金屬的)元素A(即O、N、S)，和氫(即H2CKNH3>H2S)。接下來的反應(yīng)如下基材-A-ML+AHy—基材-A-M-AH+HL(2)這樣將表面轉(zhuǎn)化回到其AH覆蓋狀態(tài)。(這里，為了簡(jiǎn)化起見，化學(xué)反應(yīng)并未平衡。)所需的添加元素A結(jié)合進(jìn)薄膜中，不希望有的配體L以揮發(fā)性副產(chǎn)物的形式被清除。反應(yīng)重新消耗反應(yīng)性位點(diǎn)(此時(shí)L終止的位點(diǎn))，并在基材上的反應(yīng)性位點(diǎn)完全消耗時(shí)自我終止。第二分子前體然后通過在第二吹掃步驟中流通惰性吹掃氣體，從沉積室中去除。于是概括地說，ALD方法需要對(duì)于基材依次交替的化學(xué)品流。上述代表性ALD方法為一個(gè)具有四個(gè)不同的工作步驟的循環(huán)1.MLx反應(yīng)；2.MLx吹掃；3.AHy反應(yīng)；禾口4.AHY吹掃，然后回到步驟1。這種交替的表面反應(yīng)和前體去除，并且插入吹掃工作的重復(fù)順序是一種典型的ALD沉積循環(huán)，其將基材表面恢復(fù)至其初始反應(yīng)狀態(tài)。ALD工作的關(guān)鍵特征為將基材恢復(fù)至其初始表面化學(xué)狀態(tài)。使用這種重復(fù)的步驟組合，薄膜可以以化學(xué)動(dòng)力學(xué)、每循環(huán)沉積、組成和厚度都相同的等計(jì)量層(equalmeteredlayers)的形式鋪設(shè)到基材上。自飽和表面反應(yīng)使ALD對(duì)傳送不均勻性較不敏感，這可能另外損害表面均勻性，原因是工程容忍度和流動(dòng)工藝的限制或者與表面形貌有關(guān)(即沉積成三維高長(zhǎng)寬比結(jié)構(gòu))。一般，反應(yīng)過程中化學(xué)品的不均勻流通常導(dǎo)致在不同區(qū)域完成次數(shù)不同。但是利用ALD允許各反應(yīng)在整個(gè)基材表面上完成。因此，完成動(dòng)力學(xué)的差異對(duì)均勻性沒有不利影響。這是因?yàn)槭紫韧瓿煞磻?yīng)的區(qū)域自身終止反應(yīng)；其它區(qū)域能夠繼續(xù)，直到完全處理的表面經(jīng)歷預(yù)定反應(yīng)。通常，ALD工藝在單一ALD循環(huán)中沉積0.1-0.2nm薄膜(利用如前所列編號(hào)步驟1至4)。必須達(dá)到有用且經(jīng)濟(jì)可行的循環(huán)時(shí)間，以便對(duì)于許多或大多數(shù)半導(dǎo)體應(yīng)用提供3nm至30nm的均勻薄膜厚度，以及對(duì)于其它應(yīng)用，提供甚至更厚的薄膜。工業(yè)生產(chǎn)率標(biāo)準(zhǔn)要求基材在2分鐘至3分鐘內(nèi)進(jìn)行處理，這意味著ALD循環(huán)時(shí)間必須在0.6秒至6秒內(nèi)。為了允許劃算地涂布許多基材，ALD方法必須能夠?qū)⑦@一順序高效地和可靠地執(zhí)行多個(gè)循環(huán)。為了在任何給定反應(yīng)溫度使ALD反應(yīng)需要達(dá)到自身終止的時(shí)間減到最少，一種方法使用所謂的“脈沖”方法已使流入ALD反應(yīng)器的化學(xué)品流達(dá)到最大。在脈沖ALD方法中，基材放置在室中并暴露于上述氣體順序，所述氣體順序?yàn)槭沟谝粴怏w進(jìn)入室，隨后進(jìn)行泵送循環(huán)去除該氣體，隨后將第二氣體引入室，隨后進(jìn)行泵送循環(huán)去除第二氣體。這一順序可以以任何頻率和氣體類型和/或濃度方面的任何變化下重復(fù)。實(shí)際效果為整個(gè)室經(jīng)歷氣體組成隨時(shí)間的變化，因此這種ALD可以稱為時(shí)間依賴ALD。大多數(shù)現(xiàn)有ALD方法為時(shí)間依賴ALD。為了使進(jìn)入ALD反應(yīng)器的化學(xué)品流達(dá)到最大，有利的是以最小惰性氣體稀釋并在高壓下將分子前體引入ALD反應(yīng)器中。但是，這些措施對(duì)達(dá)到短循環(huán)時(shí)間的需求和從ALD反應(yīng)器中快速去除這些分子前體產(chǎn)生消極影響?？焖偃コM(jìn)而要求將ALD反應(yīng)器中的氣體停留時(shí)間減到最少。現(xiàn)有ALD方法已經(jīng)在縮短反應(yīng)時(shí)間的需求和提高化學(xué)品使用效率之間采取折衷選擇，另一方面，需要使吹掃氣體停留和化學(xué)品去除時(shí)間減到最少?？朔r(shí)間依賴ALD系統(tǒng)的固有限制的一種方法為連續(xù)提供各反應(yīng)氣體，并移動(dòng)基材連續(xù)通過各氣體。這些系統(tǒng)中，存在相對(duì)固定的氣體組成，但是其位于處理系統(tǒng)的特定區(qū)域或空間。因此，這些系統(tǒng)將稱為空間依賴ALD系統(tǒng)。例如，Yudovsky的名為“GASDISTRIBUTIONSYSTEMFORCYCLICALLAYERDEPOSITION”的US6,821,563描述一種空間依賴ALD處理系統(tǒng)，其在真空下具有用于前體和吹掃氣體的單獨(dú)氣體口，各氣體口之間交替具有真空泵口。各氣體口將其氣流垂直向下引向基材。單獨(dú)的氣流由壁或隔斷分隔，用于抽空氣體的真空泵在各氣流的兩側(cè)。各隔斷的下部延伸接近基材，例如距離基材表面0.5mm或更大。以這種方式，隔斷的下部與基材表面間隔一定距離，該距離足以允許氣流在與基材表面反應(yīng)之后繞過下部流向真空口。提供可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤或其它輸送設(shè)備用于容納一個(gè)或多個(gè)基材晶片。以這種布置，基材在不同的氣體流下方往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)ALD沉積。在一個(gè)實(shí)施方案中，基材以線性路徑移動(dòng)通過室，基材在其中來回通過多次。使用連續(xù)氣流空間依賴ALD的另一種方法在Suntola等人的標(biāo)題為“METHODFORPERFORMINGGROWTHOFCOMPOUNDTHINFILMS”的US4,413,022中說明。氣流陣列具有交替的源氣體口、載氣口和真空排氣口。在該陣列上往復(fù)移動(dòng)基材同樣實(shí)現(xiàn)ALD沉積，而不需要脈沖工作。在圖13和14的實(shí)施方案中，具體地，通過在源口的固定陣列上往復(fù)移動(dòng)基材產(chǎn)生基材表面和反應(yīng)性蒸汽之間的連續(xù)相互作用；擴(kuò)散壁壘由排氣口之間的載氣口形成。Suntola等人聲稱這種實(shí)施方案甚至可以在大氣壓下工作，但是幾乎沒有或者沒有提供該方法或?qū)嵤├募?xì)節(jié)。雖然例如'563Yudovsky和'022Suntola等人的專利中描述的那些方法可以避免脈沖氣體方法固有的一些難題，但是這些方法具有其它缺點(diǎn)。例如，可能很難在陣列中的不同點(diǎn)處保持均勻真空，以及在互補(bǔ)壓力下保持同步氣流和真空，因此損害提供到基材表面的氣流的均勻性。‘563Yudovsky專利的氣流輸送裝置和'022Suntola等人的專利的氣流陣列均不能以比0.5mm更非常接近于基材的形式使用。Selitser的US2005/0084610公開一種大氣壓原子層化學(xué)汽相沉積方法。Selitser聲稱通過改變工作壓力至大氣壓額外提高反應(yīng)速率，這將涉及反應(yīng)物濃度的數(shù)量級(jí)增力口，以及隨之而來的表面反應(yīng)物速率的增加。Selitser的實(shí)施方案涉及用于方法各步驟的單獨(dú)的室，但是圖10說明其中去除室壁的實(shí)施方案。一系列單獨(dú)的注射器圍繞旋轉(zhuǎn)的圓形基材支架軌道間隔。各注射器獨(dú)立結(jié)合工作的反應(yīng)物、吹掃和排氣歧管，控制和作為在工藝下通過的各基材的一個(gè)完全單層沉積和反應(yīng)物吹掃循環(huán)。Selitser幾乎沒有或者沒有描述氣體注射器或歧管的具體細(xì)節(jié)，盡管聲稱選擇注射器的間距，以便通過吹掃各注射器中結(jié)合的氣流和排氣歧管，防止相鄰注射器受到交叉污染?？臻g依賴ALD方法可以用其它裝置或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述裝置或系統(tǒng)更詳細(xì)地描述在普通轉(zhuǎn)讓美國(guó)申請(qǐng)No.11/392,007；美國(guó)申請(qǐng)No.11/392,006；美國(guó)申請(qǐng)No.ll/620,744；和美國(guó)申請(qǐng)No.11/620,740中。這些系統(tǒng)試圖克服空間ALD系統(tǒng)的難題之一，連續(xù)流動(dòng)的互相反應(yīng)性氣體的不希望有的混合。具體地，美國(guó)申請(qǐng)No.11/392,007使用新的橫向流模式來阻止混合，而美國(guó)申請(qǐng)No.ll/620,744和美國(guó)申請(qǐng)No.ll/620,740使用由方法的反應(yīng)性氣體壓力部分懸浮的涂布頭來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的氣體分離?？茖W(xué)家近年來已經(jīng)建立理論，非晶膜比多晶膜或晶體膜更堅(jiān)固。與多聚晶膜相比的優(yōu)點(diǎn)是降低的表面粗糙度和沒有作為電荷捕獲位點(diǎn)和擴(kuò)散通道的晶界。盡管單一的晶體膜通常具有最高的遷移率(mobilities)，在大面積上的單晶體的膜的沉積是很難的，特別是如果要求基材選擇中的撓性。非晶的氧化鋅基半導(dǎo)體特別地有利，這是因?yàn)閺木B(tài)到非晶態(tài)的載流子遷移率方面的困難與晶體和非晶硅相比要小得多。這是由于這樣的事實(shí)，即ZnO的導(dǎo)帶由球形對(duì)稱的s型波函數(shù)組成，然而硅的導(dǎo)帶由ρ型的波函數(shù)組成。銦摻雜的鋅氧化物膜和銦鋅氧化物(IZOs)已經(jīng)受到關(guān)注，其既可以作為導(dǎo)電的透明氧化物，也可以作為用于設(shè)備如薄膜晶體管(TFTs)的透明半導(dǎo)電材料。如上所述，這些類型的膜一般地由真空方法如rf磁控濺射制得。Song等在2007年報(bào)告了通過rf磁控濺射在室溫下形成非晶的銦鋅氧化物TFTs(Song等，AppliedPhysicsLetters90，022106(2007))。為了控制活性通道的載流子濃度，必須控制濺射室內(nèi)的氧氣分壓。由化學(xué)噴霧熱解形成的銦摻雜的鋅氧化物膜的研究已經(jīng)由Joseph等進(jìn)行(Joseph等，Bull.Mater.Sci.28，5，(2005))。Joseph等稱能形成低電阻IZO膜，然而，本質(zhì)上是多晶的。另外，所用的噴霧熱解技術(shù)要求723K或大約450°C的基材溫度。半導(dǎo)體化學(xué)改性的一種普通方法是在半導(dǎo)體基質(zhì)內(nèi)包括改變半導(dǎo)體的電氣性質(zhì)的其它的原子或分子。這些附加的原子一般地通過接受或提供移動(dòng)電荷到系統(tǒng)進(jìn)行操作。就像鋅氧化物的半導(dǎo)體來說，受主摻雜劑可用于捕獲電子，從而推動(dòng)半導(dǎo)體具有增加的空穴濃度和趨向P型半導(dǎo)體。為要求導(dǎo)電率的應(yīng)用中所希望的效果，做為選擇，施主摻雜劑趨向釋放電子和在類似鋅氧化物的半導(dǎo)體內(nèi)這可以產(chǎn)生非常多的導(dǎo)帶電子(conductionbandelectron)。銦是用于鋅氧化物基材料的施主摻雜劑。在有些情況下，將施主摻雜劑和受主摻雜劑加入鋅氧化物基材料可以增加對(duì)選擇載流子類型和濃度的控制。Chen等發(fā)現(xiàn)對(duì)于用銦和氮共摻雜的鋅氧化物膜，它們可以通過控制基材溫度將膜從ρ型改變?yōu)棣切?Chen，等，AppliedPhysicsLetters，89，252113(2006))。在他們的實(shí)驗(yàn)中，Chen等用直流(DC)活性磁控濺射在440°C至600°C之間改變基材的溫度。因而已知在鋅氧化物基薄膜中引入銦能夠提供減少涂層結(jié)晶度和增加導(dǎo)電率的好處。存在提供有用的和成本低的用于生產(chǎn)銦摻雜的鋅氧化物基膜的方法的需求。發(fā)明簡(jiǎn)述在通過空間ALD方法制造的材料中，材料內(nèi)的缺陷可以導(dǎo)致兩個(gè)有害效應(yīng)。第一，這樣的材料可以趨向具有過高的本地電荷載流子的濃度，導(dǎo)致高斷路電流。第二，這樣的材料可以趨向包含瑕疵位點(diǎn)，其可能引起容積充電效應(yīng)(bulkchargingeffect)，導(dǎo)致不良的亞閾值斜率。本發(fā)明提供摻雜方法，其可以允許以空間依賴ALD系統(tǒng)生產(chǎn)的鋅氧化物基半導(dǎo)體材料實(shí)際上有效地工作和更堅(jiān)固地運(yùn)行。因此，本發(fā)明涉及一種制造銦摻雜的η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體的方法，該方法將薄膜材料沉積在指定的基材的表面區(qū)域(該表面區(qū)域是整個(gè)表面區(qū)域或者其所選擇的部分)，其中該沉積方法是通過基本上在大氣壓或大氣壓以上的壓力下進(jìn)行的原子層沉積方法，其中在沉積期間該基材的溫度是在300°C以下，和其中原子層沉積方法包括同時(shí)沿著基本上并行的細(xì)長(zhǎng)通道引導(dǎo)一系列氣流通過與基材間隔開的多個(gè)輸出口，該氣流依次包括包括含鋅化合物的至少第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、惰性吹掃氣體、和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料，和在相對(duì)于多個(gè)輸出口的方向上輸送基材，使得在基材表面區(qū)域上的任意點(diǎn)經(jīng)過順序的第一、第二和第三氣態(tài)材料，由此該順序?qū)е卤∧ねㄟ^在基材的表面區(qū)域上原子層沉積而形成，其中揮發(fā)性的含銦的化合物被引入到第一反應(yīng)性氣態(tài)材料或者補(bǔ)充的氣態(tài)材料，使得含銦的化合物具有大于20%的含鋅化合物的摩爾流水平的摩爾流。該方法期間，氣態(tài)材料的基材或沉積設(shè)備或兩者能夠在沉積設(shè)備的輸出面和基材之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持緊密的接近度。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該方法可以利用進(jìn)行薄膜沉積的基材的連續(xù)移動(dòng)來工作，其中該方法能夠優(yōu)選在對(duì)基本大氣壓下的環(huán)境未密封的環(huán)境中輸送卷材上的載體或作為卷材經(jīng)過沉積設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為提供一種在基材上原子層沉積銦摻雜的氧化鋅基薄膜的有利方法，非常適合于許多不同類型的基材和沉積環(huán)境。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為適合在卷材或其它移動(dòng)基材上沉積，包括在大面積基材上沉積。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為在優(yōu)選實(shí)施方案中允許在大氣壓條件下工作。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為可以用于大氣壓下的低溫方法，該方法可以在對(duì)環(huán)境大氣開放的非密封環(huán)境中實(shí)施。本發(fā)明還涉及由本方法制造的晶體管，包括優(yōu)選在柔性基材上的氧化鋅基半導(dǎo)體。由本方法制造的半導(dǎo)體薄膜能夠以膜形式顯示大于0.1cm2/VS的優(yōu)異場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率和大于IO4的通-斷比，其中操作性能足以滿足用于多種相關(guān)技術(shù)，包括有源矩陣顯示器底板。除了氧化鋅基半導(dǎo)體之外，TFT結(jié)構(gòu)包括通常稱為源極和漏極的導(dǎo)電電極，用于將電流注入氧化鋅基半導(dǎo)體中。由本發(fā)明制造的η通道半導(dǎo)體膜可以用于各自包括連接到η通道半導(dǎo)體膜的間隔的第一和第二觸點(diǎn)裝置(conductmeans)的薄膜晶體管。第三觸點(diǎn)裝置可以通過絕緣器與所述半導(dǎo)體薄膜間隔，并且適合于通過施加到第三觸點(diǎn)裝置的電壓來控制通過所述膜的第一和第二觸點(diǎn)裝置之間的電流。第一、第二和第三觸點(diǎn)裝置可以對(duì)應(yīng)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的漏極、源極和柵極。通過閱讀以下詳細(xì)說明并結(jié)合顯示和描述本發(fā)明示例實(shí)施方式的附圖，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說變得顯而易見。附圖簡(jiǎn)述雖然本說明書以特別指出并清楚地要求本發(fā)明主題的權(quán)利要求結(jié)束，但是據(jù)信本發(fā)明將根據(jù)以下說明并結(jié)合附圖得到更好地理解，其中圖1為描述本方法的步驟的流程圖；圖2為一種可以用于本方法的原子層沉積的沉積設(shè)備的實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D；圖3為分配氣態(tài)材料到經(jīng)歷薄膜沉積的基材的一種示例性氣態(tài)材料系統(tǒng)的實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D；圖4A和4B為示意性顯示伴隨沉積工作的氣態(tài)材料系統(tǒng)分布的一種實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D；圖5為可以用于在基材上沉積的沉積設(shè)備實(shí)施方案的一部分從輸出面?zhèn)鹊耐敢晥D，顯示輸出通道相對(duì)于基材和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向；圖6為圖5中的透視圖，顯示氣流在沉積設(shè)備中的示例性布局；圖7A、7B、7C和7D為以直角方式取自前述圖2-4B的剖面圖的剖面圖，顯示各個(gè)實(shí)施方案中的輸出通道的氣流方向；圖8A和8B為顯示與沉積設(shè)備輸出面的距離減小對(duì)向基材表面提供氣態(tài)材料的影響的剖面圖；圖9為可以用于本方法的如圖3中顯示的沉積設(shè)備輸出面的平面圖，顯示通過根據(jù)一個(gè)本發(fā)明實(shí)施方案的輸出通道布局的氣態(tài)材料移動(dòng)；圖10為一種可以用于本方法的由層疊板形成的沉積設(shè)備的實(shí)施方案的透視圖；圖IlA和IlB為使用圖10中所示層疊板結(jié)構(gòu)的沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)立體圖，該立體圖顯示該方法中使用的對(duì)于不同氣體的兩個(gè)不同的輸出通道；圖12為顯示使用包圍管罩沿著沉積設(shè)備邊緣引導(dǎo)惰性氣體的實(shí)施方案的透視圖；圖13為顯示往復(fù)和正交移動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式的示意圖；圖14為使用本發(fā)明方法的沉積系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的框圖；圖15為顯示根據(jù)本方法應(yīng)用于移動(dòng)卷材的沉積系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的框圖；圖16為顯示根據(jù)本方法應(yīng)用于移動(dòng)卷材的沉積系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案的框圖，沉積設(shè)備是靜止的；圖17為一種可以用于本方法的輸出面具有曲率的的沉積設(shè)備的實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D；圖18為根據(jù)實(shí)施例用于薄膜沉積方法的源材料的框圖；圖19為用于本方法的沉積設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D，顯示提供到經(jīng)歷實(shí)施例薄膜沉積方法的基材的氣態(tài)材料布局；圖20說明具有底部柵極/底部觸點(diǎn)構(gòu)造的典型薄膜晶體管的剖視圖；圖21說明具有底部柵極/頂部觸點(diǎn)構(gòu)造的典型薄膜晶體管的剖視圖；圖22說明具有頂部柵極/底部觸點(diǎn)構(gòu)造的典型薄膜晶體管的剖視圖；圖23說明具有頂部柵極/頂部觸點(diǎn)構(gòu)造的典型薄膜晶體管的剖視圖；圖24說明一種典型的有源矩陣像素設(shè)計(jì)，包括一種選擇晶體管和顯示歸因于顯示器設(shè)計(jì)的電容的電容器；圖25說明一種典型的像素布局，包括數(shù)據(jù)線、控制線、薄膜晶體管和像素導(dǎo)體墊；圖26顯示一系列銦摻雜的氧化鋅膜的疊加X射線衍射譜，其在此使用常壓ALD方法以一定范圍內(nèi)的銦摻雜劑量制得，其中當(dāng)銦摻雜劑量最高時(shí)峰強(qiáng)度減少，同時(shí)氧化鋅膜的結(jié)晶度接近非晶形狀態(tài)如實(shí)施例所述；和圖27顯示一系列銦摻雜的氧化鋅層的CESR譜的對(duì)比變化，銦含量從0至較高含量變化，如實(shí)施例所述。發(fā)明詳述按照本發(fā)明方法制得的半導(dǎo)體膜顯示出大于0.01cm2/VS的場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率，優(yōu)選至少0.1cm7vS，更優(yōu)選大于lcm2/Vs。另外，按照本發(fā)明制得的η通道半導(dǎo)體設(shè)備能夠提供至少IO4的通/斷比率，有利地至少IO5或106。此外，設(shè)備微弱或根本不受可見光的影響是理想的。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，半導(dǎo)體帶隙必須足夠大(>3eV)以便暴露于可見光不會(huì)引起帶間躍遷(inter-bandtransition)。鋅氧化物基材料能夠產(chǎn)生高遷移率，低載流子濃度，和高帶隙。此外，在基于真正的高容量卷材(realhighvolumewebbased)的常壓制造方案中，用于該方法的化學(xué)處理(chemistries)既便宜又低毒性是非常理想的，其也可以通過使用氧化鋅-基材料和它的大部分的前體而被滿足。本發(fā)明使用η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體，其通過原子層沉積方法被沉積成為基材的表面區(qū)域上的薄膜材料，既可以是其整個(gè)表面區(qū)域也可以是選定的部分。該原子層沉積方法包括同時(shí)沿著基本上并行的細(xì)長(zhǎng)通道引導(dǎo)一系列氣流通過與基材間隔開的多個(gè)輸出口，該氣流依次包括包括含鋅化合物的至少第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、惰性吹掃氣體、和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料，和在相對(duì)于多個(gè)輸出口的方向上輸送基材，使得在基材表面區(qū)域上的任意點(diǎn)經(jīng)過順序的第一、第二和第三氣態(tài)材料。尤其揮發(fā)性的含銦的化合物被引入到第一反應(yīng)性氣態(tài)材料或者補(bǔ)充的氣態(tài)材料，使得含銦的化合物具有大于20%的含鋅化合物的摩爾流水平的摩爾流。優(yōu)選，鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體內(nèi)鋅與銦的重量比是0.05到0.7，優(yōu)選0.2到0.5。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，通過X射線衍射測(cè)定，銦的引入導(dǎo)致鋅氧化物基膜的結(jié)晶度小于85%。揮發(fā)性的含銦化合物合適地可以是三烷基銦化合物，如三甲基銦，或環(huán)戊二烯基銦⑴，其中烷基具有1到4個(gè)碳原子，優(yōu)選1到2個(gè)碳原子。在本發(fā)明方法中，由于銦引入鋅氧化物基膜，氧化鋅基膜的電阻率相對(duì)于不含銦的類似膜的電阻率會(huì)減少。來源于含銦的化合物或前體的加入的銦摻雜劑的存在可以提供在薄膜材料中在電阻率上的至少10倍的下降。因此，鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體可以有效地作為薄膜晶體管的通道層或作為薄膜晶體管的一個(gè)或一個(gè)以上的導(dǎo)電電極例如柵材料。鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體在一些應(yīng)用例如顯示器中還可以作為電子電路中的的電氣導(dǎo)管(electricalconduit)。鋅氧化物基半導(dǎo)體材料可以包含能形成半導(dǎo)電氧化物如錫或鎘及其組合的較小數(shù)量的其它金屬。例如，Chiang，H.Q.等的〃Highmobilitytransparentthin-filmtransistorswithamorphouszinctinoxidechannellayer,"AppliedPhysicsLetters86，013503(2005)公開了鋅錫氧化物材料。因此，術(shù)語“鋅氧化物基”意指主要包含鋅和銦作為金屬的組成，但(排除氧)是允許至多20%重量的其它元素或摻雜劑，這將會(huì)為熟練技術(shù)人員理解。在這里，涂布的銦摻雜的鋅氧化物層中最高的銦/鋅比率是45重量％(銦原子與鋅原子的質(zhì)量)。銦摻雜的鋅氧化物可以具有不同的優(yōu)選銦濃度，這取決于該材料是否被用作導(dǎo)電材料或半導(dǎo)電材料，例如導(dǎo)電電極或晶體管的半導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)于晶體管內(nèi)的半導(dǎo)體優(yōu)選的銦/鋅重量比是10重量％銦，和對(duì)于導(dǎo)電材料的優(yōu)選的銦/鋅比，例如柵電極，是30重量％?？偟恼f來，銦/鋅重量比的優(yōu)選范圍在5%和60%之間，更優(yōu)選為10到50%之間。因?yàn)闇\施主(shallowdonor)的存在，名義上未摻雜的鋅氧化物顯示η型導(dǎo)電性。歸因于與化學(xué)計(jì)量偏差的晶格缺陷被認(rèn)為在淺施主能態(tài)(state)的產(chǎn)生中起作用，盡管非故意地加入氫也被認(rèn)作淺施主能態(tài)的源。參見D.C丄ook，J.R.Sizelove和J.W.Hemsky，Phys.Rev.Lett.82,2552-2555(1999);C.G.VandeWalle,Phys.Rev.Lett.851012(2000)。這些淺施主通常它們?cè)谘趸\的導(dǎo)帶邊沿之下引入小于IOOmeV的滿能級(jí)(occupiedenergylevels)。占據(jù)這些淺施主能態(tài)的電子可以經(jīng)由熱激發(fā)被促進(jìn)進(jìn)入導(dǎo)帶和產(chǎn)生固有導(dǎo)電性(intrinsicconductivity)。為了改善斷路電流，氧化鋅基半導(dǎo)體必須具有少量的本地載流子，從而產(chǎn)生高電阻率。按照一個(gè)實(shí)施方式，因此，氧化鋅的電阻率可以通過使用受主摻雜劑的取代摻雜提高，該受主摻雜劑由揮發(fā)性的有機(jī)化合物制成，例如，包含受主摻雜劑如N，P,As,Li，Na,K，Cu,Ag，或其混合的揮發(fā)性化合物。優(yōu)選，受主摻雜劑包含第V族元素，更優(yōu)選氮，例如，使用包含NO，N2O,NO2,或氨形式的氮的受主摻雜劑前體。一般地，無論是第(V)族元素取代氧還是第(IA)族或(IB)族元素取代鋅，受主摻雜劑具有比其替換的原子更少的價(jià)電子。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，沒有受主摻雜劑的半導(dǎo)體的通斷時(shí)間比小于LOxIO60此外，受主摻雜劑的存在提供了至少IO2的電阻率的增大，其中沒有受主摻雜劑的半導(dǎo)體的電阻率小于500歐姆*cm。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，受主摻雜劑的存在還提供了至少25%，更優(yōu)選至少50%的遷移率的增大。在本發(fā)明中使用的揮發(fā)性化合物被定義為在某種程度上能在室溫下以汽相存在的化合物，以便它們可以氣體的形式被輸送到反應(yīng)室。對(duì)于這樣的氣體為了獲得足夠的揮發(fā)性材料從而有效地作用于沉積方法，揮發(fā)性化合物必須具有在室溫下大于O.lmmHg的蒸氣壓，優(yōu)選大于ImmHg。摻雜劑如氮，例如優(yōu)選存在于最終的半導(dǎo)體中的量為0.001%到5%，更優(yōu)選0.01%到1%。受主摻雜劑一般地是雜質(zhì)，其在氧化鋅基材料帶隙中引入低于淺施主的能級(jí)的能級(jí)和能夠接受電子。這種受主摻雜劑可以是比其替換的原子具有更少價(jià)電子的雜質(zhì)原子。ZnO基材料的實(shí)例是取代氧的第(V)族元素，例如氮，磷或砷，或取代鋅的第⑴和(IB)族元素，例如鋰，鈉，鉀，銅或銀。參見U.0zgur，Ya.LAlivov,C.Liu,A.Teke，M.A.Reshchikov，S.Doan,V.Avratin,S.-J.Cho，andH.Morkoc,J.Appl.Phys.98041301(2001)。另外，還有其它的較小量的常規(guī)的摻雜劑，優(yōu)選小于10重量％，在沉積期間及之后，可任選地在也被納入鋅氧化物基半導(dǎo)體。通道層的厚度可以改變，和按照具體的實(shí)施例它可以在5nm至500nm之間變化，優(yōu)選IOnm至50nm。通道的長(zhǎng)度和寬度由像素大小和構(gòu)建時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則確定。一般地，通道寬度可以在10至1000μm之間變化。通道長(zhǎng)度可以變化，和按照具體的實(shí)施例它可以在1到100μm之間變化。本發(fā)明的制造薄膜晶體管或電子設(shè)備的整個(gè)方法，或至少薄膜半導(dǎo)體的制造可以在低于300°C，更優(yōu)選低于250°C的最大載體溫度，或甚至大約室溫(25°C至70°C)的溫度下進(jìn)行。溫度選擇通常取決于本領(lǐng)域中已知的載體和工藝參數(shù)，一旦人們具有在此包含的本發(fā)明的知識(shí)。這些溫度充分低于常規(guī)的集成電路和半導(dǎo)體加工溫度，這樣能夠使用各種相對(duì)廉價(jià)的載體，例如柔性聚合載體的任一種。因此，本發(fā)明能夠制造包含具有顯著改進(jìn)的性能的薄膜晶體管的相對(duì)廉價(jià)的電路。對(duì)于以下說明，術(shù)語“氣體”或“氣態(tài)材料”用來在廣義上包括任何范圍的蒸發(fā)或氣態(tài)元素、化合物或材料。在此使用的其它術(shù)語，例如反應(yīng)物、前體、真空和惰性氣體，均具有材料沉積
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)人員公知的常規(guī)含義。提供的附圖未按比例繪制，而是用來顯示本發(fā)明的一些實(shí)施方案的整體功能和結(jié)構(gòu)布置。本發(fā)明的方法顯著偏離制造鋅氧化物基η型半導(dǎo)體的常規(guī)方法，使用將氣態(tài)材料輸送到基材表面的系統(tǒng)，其可適合于在較大的和基于卷材的基材上沉積，并且能夠以提高的通過速率獲得高度一致的薄膜沉積。本發(fā)明的方法使用連續(xù)空間依賴ALD(與脈沖或時(shí)間依賴ALD相反)氣態(tài)材料分布。本發(fā)明的方法允許在大氣壓或接近大氣壓下工作，能夠在未密封或開放空氣環(huán)境中工作。圖1為制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氧化鋅基η-型半導(dǎo)體的膜的方法的一個(gè)實(shí)施方案的概括步驟圖示，其中使用兩種反應(yīng)性氣體，第一分子前體和第二分子前體。氣體由氣源供給并且可以例如經(jīng)由沉積設(shè)備輸送至基材?？梢允褂糜糜谔峁鈶B(tài)材料至沉積設(shè)備的計(jì)量和閥門設(shè)備。如步驟1所示，向系統(tǒng)連續(xù)供給氣態(tài)材料用于將材料薄膜沉積到基材上。連續(xù)實(shí)施順序15的步驟。步驟2中，相對(duì)于基材的給定區(qū)域(稱為通道區(qū)域)，引導(dǎo)第一分子前體或反應(yīng)性氣態(tài)材料橫跨基材的通道區(qū)域在第一個(gè)通道中流動(dòng)和與基材的通道區(qū)域反應(yīng)。步驟3中，基材和系統(tǒng)中的多通道流發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)定為步驟4，其中具有惰性氣體的第二個(gè)通道(吹掃)流在給定通道區(qū)域發(fā)生。然后，在步驟5中，基材和多通道流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)設(shè)定步驟6的步驟，其中給定通道區(qū)域進(jìn)行原子層沉積，其中第二分子前體現(xiàn)在相對(duì)基材的給定通道區(qū)域橫向流動(dòng)(該特殊實(shí)施方案中，橫向和基本平行于基材表面)并與基材上的前述層反應(yīng)產(chǎn)生(理論上)所需材料的單層。第一分子前體為氣體形式的含鋅化合物，和沉積的材料是含鋅化合物，例如有機(jī)鋅化合物，例如二乙基鋅。在這種實(shí)施方案中，第二分子前體可以為例如非金屬氧化劑。揮發(fā)性受體摻雜化合物可以以任何方式供給到系統(tǒng)，其中允許其與生長(zhǎng)膜中的位點(diǎn)反應(yīng)。因此，其可以與第一或第二分子前體，或吹掃氣體一起輸送。優(yōu)選揮發(fā)性受體與氧化分子前體同樣輸送。步驟7中，基材和多通道流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)然后設(shè)定步驟8的步驟，其中再次使用惰性氣體，此次用來吹掃來自前述步驟6的給定通道區(qū)域的過量第二分子前體。步驟9中，基材和多通道再次發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)定返回至步驟2的重復(fù)順序的步驟。該循環(huán)根據(jù)需要重復(fù)多次，以產(chǎn)生所需薄膜。在本方法的實(shí)施方案中，各步驟可以對(duì)于與由流動(dòng)通道覆蓋的區(qū)域?qū)?yīng)的基材的給定通道區(qū)域重復(fù)。同時(shí)，各個(gè)通道以步驟1中的必要的氣態(tài)材料供給。與圖1中的方框15的順序同時(shí)，其它相鄰?fù)ǖ绤^(qū)域被處理，產(chǎn)生平行的多通道流，如整體步驟11中指明的。平行流可以與沉積設(shè)備的輸出面基本正交或基本平行。第二分子前體的主要目的是調(diào)理基材表面與第一分子前體呈反應(yīng)性。第二分子前體還提供來自分子氣體的材料在表面處與金屬結(jié)合，與新沉積的含鋅前體形成氧化物。將分子前體施加到基材之后，該特殊實(shí)施方案不需要使用真空吹掃去除分子前體。大多數(shù)研究人員預(yù)期吹掃步驟是ALD方法中最重要的生產(chǎn)率限制步驟。對(duì)于圖1中的兩種反應(yīng)性氣體，假定使用例如AX和BY。當(dāng)供給反應(yīng)氣體AX流并相對(duì)給定基材區(qū)域流動(dòng)時(shí)，反應(yīng)氣體AX的原子化學(xué)吸附到基材上，產(chǎn)生A的層和配體X的表面(締合化學(xué)吸附)(步驟2)。然后，剩余的反應(yīng)氣體AX用惰性氣體吹掃(步驟4)。然后，反應(yīng)氣體BY流動(dòng)，在AX(表面)和BY(氣體)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在基材上產(chǎn)生AB分子層(離解化學(xué)吸附)(步驟6)。吹掃剩余的氣體BY和反應(yīng)的副產(chǎn)物(步驟8)。薄膜的厚度可以通過多次重復(fù)處理循環(huán)(步驟2-9)來增加。因?yàn)楸∧た梢砸淮纬练e一層，所以其傾向于是形狀一致的并具有均勻厚度。可以使用本發(fā)明方法制造的氧化物包括但不限于ZnO、氧化銦和氧化錫?？梢允褂帽景l(fā)明方法制造的混合的結(jié)構(gòu)氧化物可以包括例如InZnO?？梢允褂帽景l(fā)明方法制造的摻雜材料可以包括例如以銦摻雜的ZnO:Al，MgxZivxO和LiZnO。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是可以沉積兩種、三種或更多金屬的合金，可以沉積具有兩種、三種或更多組分的化合物，以及此類材料也可以以遞變(graded)薄膜和納米層壓材料的形式產(chǎn)生。這些變化只不過是在替代循環(huán)中使用本發(fā)明的特殊實(shí)施方案的變體。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)存在許多其它變化，因此本發(fā)明僅由以下權(quán)利要求加以限制。對(duì)于ALD薄膜方法中有用的各種揮發(fā)性含鋅前體、前體組合和反應(yīng)物，參考由Glocker禾口Shah編著的HandbookofThinFilmProcessTechnologv,1卷，InstituteofPhysics(IOP)Publishing,Philadelphial995,B1.5:1至B1.5:16頁，在此引用；和由Nalwa編著的HandbookofThinFilmMaterials,1卷，103至159頁，在此引用，包括前一參考文獻(xiàn)的表格V1.5.1。盡管氧化物基材為ALD沉積提供基團(tuán)，但是塑料基材可以用于合適的表面處理?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，顯示沉積設(shè)備10的一個(gè)實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D，根據(jù)本發(fā)明，該沉積設(shè)備10可以在本方法中用于在基材20上進(jìn)行鋅氧化物基半導(dǎo)體的原子層沉積。沉積設(shè)備10具有接收第一氣態(tài)材料的進(jìn)氣口14，接收第二氣態(tài)材料的進(jìn)氣口16，和接收第三氣態(tài)材料的進(jìn)氣口18。這些氣體經(jīng)由具有下述結(jié)構(gòu)布置的輸出通道12排射到輸出面36。圖2和隨后的圖3-4B中的箭頭表示由輸出通道接收的氣態(tài)材料，而非流的擴(kuò)散輸送。在該特殊實(shí)施方案中，流實(shí)質(zhì)上被引出附圖頁面，如以下進(jìn)一步描述的。在一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)氣口14和16適合于接收第一和第二氣體，該第一和第二氣體隨后在基材表面上反應(yīng)實(shí)現(xiàn)ALD沉積，進(jìn)氣口18接收對(duì)第一和第二氣體惰性的吹掃氣體。沉積設(shè)備10與在基材載體上提供的基材20隔開距離D，如隨后更詳細(xì)描述的。通過移動(dòng)基材20，移動(dòng)沉積設(shè)備10，或移動(dòng)基材20和沉積設(shè)備10兩者，可以在基材20和沉積設(shè)備10之間提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在圖2中所示的特殊實(shí)施方案中，基材20以往復(fù)方式橫跨輸出表面36移動(dòng)，如圖2中的箭頭R和基材20的左右兩邊的虛線輪廓所示。應(yīng)理解對(duì)于使用沉積設(shè)備10的薄膜沉積來說，往復(fù)運(yùn)動(dòng)并不總是必須的。也可以在基材20和沉積設(shè)備10之間提供其它類型相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如在一個(gè)或多個(gè)方向移動(dòng)基材20或沉積設(shè)備10，如隨后更詳細(xì)描述的。圖3的剖視圖顯示在沉積設(shè)備10的一部分輸出面36排射的氣流。在該特殊布局中，由隔斷22隔開的各輸出通道12與圖2中看到的進(jìn)氣口14、16或18之一氣流連通。各輸出通道12通常輸送第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O，或第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M，或第三惰性氣態(tài)材料I。圖3顯示氣體的較基礎(chǔ)或簡(jiǎn)單的布置?？赡艿氖窃诒∧我怀练e中在不同的孔口可以依次輸送多種非金屬沉積前體(例如材料O)或多種含金屬前體材料，包括至少一種含鋅前體(例如材料M)?？蛇x地，當(dāng)制造復(fù)雜薄膜材料，例如具有交替的金屬層或具有少量混合在金屬氧化物材料中的摻雜劑的薄膜材料時(shí)，可以在單一輸出通道處施加反應(yīng)性氣體的混合物，例如金屬前體材料的混合物或金屬和非金屬前體的混合物。標(biāo)記為I的間流分隔其中氣體可能互相反應(yīng)的任何反應(yīng)物通道。第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M互相反應(yīng)實(shí)現(xiàn)ALD沉積，但是反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M都不與惰性氣態(tài)材料I反應(yīng)。圖3和以下使用的命名表示反應(yīng)性氣體的一些典型類型。例如，第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O可以為氧化氣態(tài)材料；第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M可以為含金屬鋅化合物。惰性氣態(tài)材料I可以為氮?dú)?、氬氣、氦氣，或在ALD方法中通常用作吹掃氣體的其它氣體。惰性氣態(tài)材料I對(duì)第一或第二反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M為惰性。第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料之間的反應(yīng)可以形成金屬氧化物或其它二元化合物，例如在一個(gè)實(shí)施方案中為氧化鋅ZnO。多于兩種反應(yīng)物氣態(tài)材料之間的反應(yīng)可以形成其它氧化鋅基材料，例如三元化合物，例如ZnAlO。圖4A和4B的剖面圖以原理圖形式顯示如下進(jìn)行的ALD涂布操作當(dāng)輸送反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M時(shí)，基材20沿沉積設(shè)備10的輸出面36經(jīng)過。圖4A中，基材20的表面首先接收來自指定為供給第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O的輸出通道12的氧化劑?；牡谋砻娆F(xiàn)在包含對(duì)與材料M反應(yīng)敏感的材料O的部分反應(yīng)形式。然后，隨著基材20經(jīng)過第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M的金屬化合物的通路，其與M發(fā)生反應(yīng)，形成金屬氧化物或可以由兩種反應(yīng)物氣態(tài)材料形成的某些其它薄膜材料。如圖4A和4B所示，在第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M流之間，每隔一個(gè)輸出通道12提供惰性氣態(tài)材料I。連續(xù)的輸出通道12是相鄰的，也即共享一個(gè)由所示實(shí)施方案中的隔斷22形成的公用邊界。這里，輸出通道12彼此由垂直延伸到基材20表面的隔斷22界定和分隔。如上所述，在該特殊實(shí)施方案中，輸出通道12之間沒有引入真空通道，也即輸送氣態(tài)材料的通道兩側(cè)上沒有真空通道來抽出隔斷周圍的氣態(tài)材料。借助于使用本發(fā)明的氣流，這種有利的緊湊布置是可能的。不同于早期方法的氣體輸送陣列，早期方法相對(duì)基材施加基本垂直的(也即正交的)氣流，并且然后以相反的垂直方向抽出廢氣，沉積設(shè)備10對(duì)于各反應(yīng)物和惰性氣體沿著表面引導(dǎo)氣流(在一個(gè)實(shí)施方案中優(yōu)選為基本層流)，并以不同的方式處理廢氣和反應(yīng)副產(chǎn)物，如隨后描述的。本發(fā)明中使用的氣流沿著基材表面的平面并且通常平行于表面基材的平面引入。換言之，氣體流基本橫貫基材平面，而不是垂直于處理的基材。圖5和6顯示可以用于本方法的沉積設(shè)備10的一個(gè)實(shí)施方案的從輸出面36(也即從相對(duì)于圖2-4B的下側(cè))的透視圖。該實(shí)施方案中界定和分隔相鄰輸出通道12的隔斷22以部分剖開的形式顯示，以允許從出氣口24流動(dòng)的氣流的更好可視性。圖5和6還顯示本公開內(nèi)容的附圖中使用的基準(zhǔn)X，y，ζ坐標(biāo)軸賦值。輸出通道12在對(duì)應(yīng)于χ坐標(biāo)軸的長(zhǎng)度方向中基本平行和擴(kuò)展?；?0的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或相對(duì)于基材20的運(yùn)動(dòng)為使用本坐標(biāo)賦值的y坐標(biāo)方向。圖6顯示根據(jù)本實(shí)施方案，從沉積設(shè)備10輸送的各種氣態(tài)材料的氣流FnF0和Fm。氣流朽、F。和Fm為χ方向，也即沿著細(xì)長(zhǎng)輸出通道12的長(zhǎng)度。圖7A、7B、7C和7D的剖面圖以直角方式取自圖2-4B的剖面，并顯示來自該視圖的一個(gè)方向的氣流。各輸出通道12內(nèi)，相應(yīng)的氣態(tài)材料由圖7A、7B、7C和7D中的剖視圖顯示的出氣口24流動(dòng)。在圖7A的實(shí)施方案中，氣流Fl沿著輸出通道12的長(zhǎng)度引導(dǎo)氣態(tài)材料并橫跨基材20，如參照?qǐng)D5和6所述的。流Fl繼續(xù)經(jīng)過該布局中的沉積設(shè)備10的邊緣，向外流入環(huán)境，或如果需要，流入氣體收集歧管(未示出)。圖7B顯示氣流F2的替代實(shí)施方案，其中輸出通道12還提供用于改變或引出氣流的排氣口26。圖7C顯示氣流F3的替代實(shí)施方案，其中出氣口24居中設(shè)置在輸出通道12內(nèi)，并沿著兩個(gè)方向中的通道引導(dǎo)氣流中的氣態(tài)材料。圖7D顯示氣流F4的替代實(shí)施方案，其中出氣口24同樣居中設(shè)置，靠近輸出通道12的末端適當(dāng)設(shè)置多個(gè)排氣口26。盡管單向流是優(yōu)選的，但是可以發(fā)生一定程度的混合，并且甚至在某種程度上可能是有利的，取決于流速和特殊應(yīng)用中涉及的其它情況。特殊的沉積設(shè)備10可以使用輸出通道12，所述輸出通道12使用氣流構(gòu)造的任何一個(gè)或其組合配置，所述氣流為圖7A的Fl流、圖7B的F2流、圖7C的F3流、圖7D的F4流，或其中氣態(tài)材料優(yōu)選以基本層流或平穩(wěn)形式伴隨受控混合被沿著輸出通道12引導(dǎo)流過基材20的某種其它變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于輸送反應(yīng)物氣態(tài)材料的每個(gè)輸出通道12提供一個(gè)或多個(gè)排氣口26。例如，參照?qǐng)D6，標(biāo)記為O和M的第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料的輸出通道12配置有排氣口26，以按照流F2的模式(圖7B)排空或抽出反應(yīng)物。這一點(diǎn)允許回收材料并防止不合要求的混合以及歧管終點(diǎn)附近的反應(yīng)。標(biāo)記為I的惰性氣態(tài)材料的輸出通道12不使用排氣口26并因此按照Fl的模式(圖7A)。盡管層流在一些實(shí)施方案中是優(yōu)選的，但是可以發(fā)生一定程度的混合，并且甚至在某種程度上可能是有利的，取決于流速和特殊應(yīng)用中涉及的其它情況。排氣口26不是常規(guī)含義上的真空口，而是僅被提供來抽取其相應(yīng)輸出通道12中的氣流，由此促進(jìn)通道內(nèi)的均一氣流模式。僅略微低于出氣口24的氣壓負(fù)值的負(fù)向抽吸可以有助于促進(jìn)有序氣流。負(fù)向抽吸可以例如在0.9至1.0大氣壓的壓力下工作，而典型的真空例如為低于0.1大氣壓。如圖7B和7D中的虛線輪廓所示的任選的擋板58可以提供來重新引導(dǎo)流模式進(jìn)入排氣口26。因?yàn)楦魯?2周圍不需要?dú)饬鱽碚婵张艢猓敵雒?6可以非常接近地定位于基材表面，在1密耳(大約0.025mm)內(nèi)。比較起來，以前的方法，例如先前引用的Yudovsky的US6,821,563中描述的方法需要?dú)饬鲊@通道側(cè)壁的邊緣，并因此限制與基材表面的距離為0.5mm或更大。將沉積設(shè)備10接近于基材表面定位在本發(fā)明中是優(yōu)選的。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，沉積設(shè)備的輸出面或提供流道的導(dǎo)流壁的底部離開基材表面的距離D可以為0.4mm或更小，優(yōu)選在0.3mm內(nèi)，更優(yōu)選在0.25mm內(nèi)。圖8A和8B的剖面圖顯示按照本發(fā)明的操作，希望具有相對(duì)小的距離D的原因。在這些圖中，沉積設(shè)備10從左至右在基材20之上移動(dòng)，如箭頭標(biāo)明的。隨著攜帶反應(yīng)性氣態(tài)材料M的輸出通道12移動(dòng)到區(qū)域正上方，其遇到來自下一個(gè)相鄰(時(shí)間在前(previous-in-time))的主要是惰性氣態(tài)材料I的輸出通道。以便在基材20的表面上反應(yīng)，反應(yīng)性氣態(tài)材料M必須通過厚度與距離D成正比的擴(kuò)散層72擴(kuò)散。比較起來，圖8B顯示當(dāng)距離D縮小時(shí)發(fā)生的情況擴(kuò)散層72成比例地縮小。通過擴(kuò)散層72的擴(kuò)散更快速和更高效地發(fā)生，允許廢棄物更少并且減少了在基材20表面上反應(yīng)所需的時(shí)間總量。較低的隔斷壁22還防止較少的氣體仍然來自時(shí)間在前的輸出通道氣體。應(yīng)注意通道中的氣流垂直于圖8A和8B的頁面，如由箭頭的反向所示，該流保持有助于擴(kuò)散通過薄的擴(kuò)散層72到達(dá)基材20表面的濃度梯度。表面暴露于M的氣流充足的時(shí)間，用于擴(kuò)散和任何混合，以替代時(shí)間在前的輸出通道氣體。在該特殊實(shí)施方案中，氣流跨越表面而不是直接進(jìn)入表面，使得其限制了可以另外由歧管和/或基材的相對(duì)擺動(dòng)加劇的輸出通道之間的反應(yīng)性氣體的不合要求混合。為了沿著輸出通道12的長(zhǎng)度提供平穩(wěn)流，出氣口24可以以偏離正交的角度傾斜，如圖7A和7B中所示。任選，也可以使用某種氣流重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)來重新引導(dǎo)來自出氣口24的向下流，使其形成基本與輸出面36平行移動(dòng)的氣流。圖9的平面圖顯示可以用于一個(gè)實(shí)施方案的沉積設(shè)備10的一部分的輸出面36。為了優(yōu)化該特殊實(shí)施方案中的定向的氣流，重新引導(dǎo)板38可以設(shè)置在每個(gè)輸出通道12中用于引導(dǎo)反應(yīng)物氣態(tài)材料。在所示的實(shí)施方案中，僅輸送反應(yīng)物氣態(tài)材料的輸出通道12裝有重新引導(dǎo)板38和排氣口26。這種特殊布局在一些應(yīng)用中可以是有利的，其中有利的是用惰性氣體包圍沉積設(shè)備10，以減少不希望有的環(huán)境氣體的引入。但是，重新引導(dǎo)板38可以在所有輸出通道12上使用。此外，排氣口26可以在一些或所有輸出通道12上使用。在另一個(gè)可能的實(shí)施方案中，重新引導(dǎo)板可以在所有通道上使用，但是重新引導(dǎo)板的輸出邊緣可以處于不同的χ軸位置，取決于所考慮的通道。具體地，可能理想的是惰性流的擋板58(如圖7B和7D所示)的輸出邊緣位置比反應(yīng)性氣體的那些處于更低的χ軸位置，使得惰性吹掃流可以起上述作用來分隔各個(gè)通道。圖9還顯示一個(gè)實(shí)施方案中的輸出通道的模式。這里，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)特別有利的是提供惰性氣體通道I作為沉積設(shè)備10的最外通道。具有第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O的氧化通道緊挨著最外通道，因?yàn)檫@些調(diào)理表面用于與第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M的金屬成份的ALD反應(yīng)。圖10顯示可以用于本方法的沉積設(shè)備10的一個(gè)實(shí)施方案，其中寬W、長(zhǎng)L和高H的通道由具有形成管道46a、b、c的孔口40的層疊金屬板42和44形成。圖IlA顯示用這種方法形成的沉積設(shè)備10的單一輸出通道12部分的立體圖，顯示孔口40在交替的隔板42和輸送板44中的布局。圖IlB顯示相鄰輸出通道12的相似立體圖。由排成直線的孔口40形成的管道46a、46b和46c貫穿沉積設(shè)備10并為氣流交換提供輸入管道，接收來自外部源的不同反應(yīng)物和惰性氣態(tài)材料，并提供沿著前述輸出面36提供氣流的重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。擋板和其它重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在這些圖中未示出，但是可以使用適當(dāng)構(gòu)造的層疊板來提供，或在設(shè)備組裝之后應(yīng)用。圖IlA和IlB的立體圖各自顯示由層疊板42和44形成的單一輸出通道12。在圖IlA的實(shí)施例中，輸出通道12提供來自管道46b的氣態(tài)材料。在圖IlA中顯示的實(shí)施方案中，管道46a和46c引導(dǎo)其它氣體通過該通道。與限制輸出通道12的隔板42尺寸和孔徑不同的輸送板44包含重新引導(dǎo)室48，該室重新引導(dǎo)管道46b中的一部分氣體進(jìn)入18氣流F1。在圖IlB的實(shí)施例中，輸出通道12提供來自管道46a的氣態(tài)材料。在圖IlB中顯示的實(shí)施方案中，管道46b和46c引導(dǎo)其它氣體通過該通道。板42和44應(yīng)為適合于引導(dǎo)反應(yīng)性氣態(tài)材料的金屬，例如不銹鋼或其它金屬。理想的是當(dāng)在這種實(shí)施方案中組裝大量板時(shí)，輸送至基材的氣流均勻穿過所有輸送顆粒流的通道(I、M或O)。這一點(diǎn)可以通過適當(dāng)設(shè)計(jì)板來實(shí)現(xiàn)，例如在各板的流動(dòng)模式的某部分中具有節(jié)流器(restriction)，該節(jié)流器被精加工以便為各通道提供可再現(xiàn)的壓降。盡管層疊板的方法是構(gòu)造本發(fā)明中使用的沉積設(shè)備的特別有用的方法，仍然存在許多其它方法來構(gòu)造這種結(jié)構(gòu)，并且可用于可在本方法中使用的沉積設(shè)備的替代實(shí)施方案。例如，可以通過直接機(jī)械加工一個(gè)金屬塊或粘合在一起的若干金屬塊來制造本方法中使用的沉積設(shè)備。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的，可以使用涉及內(nèi)模特征的模塑技術(shù)。沉積設(shè)備也可以使用許多立體光刻技術(shù)的任一種來構(gòu)造。如可以從圖10、IlA和IlB的示例實(shí)施方案中看到的，沉積設(shè)備10可以構(gòu)造為具有非常小的尺寸，各輸出通道12具有一片金屬鍍層的寬度。例如，在一個(gè)使用圖10、IlA和IlB的布局的實(shí)施方案中，輸出通道12的寬度W為0.034英寸(0.86mm)。不同材料的輸出通道12可以以不同厚度制造，以獲得緊湊布局的優(yōu)選0.01英寸(0.25mm)至0.1英寸(2.5mm)的寬度W范圍。輸出通道12的長(zhǎng)度L可以變化，取決于所需的均勻性和氣壓。在一個(gè)實(shí)施方案中，輸出通道長(zhǎng)度L為3英寸(75mm)。在一個(gè)實(shí)施方案中，由層疊板42的延伸部分形成的輸出通道12的高度H為0.1英寸。因?yàn)闅饬骺赡苡捎诋a(chǎn)生低壓區(qū)而無意中吸入環(huán)境氣體，所以可能有利的是提供來自惰性層的額外的保護(hù)隔層。參照?qǐng)D12，顯示了包封氣流Fe，在沉積設(shè)備10的一側(cè)或多側(cè)使用額外的惰性氣體流來防止環(huán)境氣體污染工藝氣體。如根據(jù)圖4A和4B特別描述的，沉積設(shè)備10需要相對(duì)于基材20的表面移動(dòng)，以執(zhí)行其沉積功能。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以用許多方法獲得，包括移動(dòng)沉積設(shè)備10和基材20之一或兩者，例如按照提供基材載體的方法的移動(dòng)。移動(dòng)可以為搖擺或擺動(dòng)或者可以為連續(xù)移動(dòng)，取決于需要多少沉積循環(huán)。也可以使用基材的旋轉(zhuǎn)，特別是在間歇方法中，盡管連續(xù)方法是優(yōu)選的。通常，ALD需要多個(gè)沉積循環(huán)，每個(gè)循環(huán)形成受控的薄膜厚度。使用先前給定的氣態(tài)材料類型的命名，例如在簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)中，單一循環(huán)可以提供第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O的一個(gè)施加和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M的一個(gè)施加。O和M反應(yīng)物氣態(tài)材料的輸出通道之間的距離決定完成每個(gè)循環(huán)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的所需距離。對(duì)于圖9的實(shí)例沉積設(shè)備10，每個(gè)輸出通道12的額定通道寬度W為0.034英寸，將需要至少0.20英寸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(沿著如在此使用的y軸)。對(duì)于該實(shí)例，隨著在該距離上移動(dòng)，基材20的區(qū)域?qū)⒈┞队诘谝环磻?yīng)物氣態(tài)材料O和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M兩者。有時(shí)，均勻性的考慮可能要求隨機(jī)測(cè)量每個(gè)循環(huán)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)量，以減少邊緣效應(yīng)或沿往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的末端的堆積。沉積設(shè)備10可以僅具有足夠的輸出通道12來提供單一循環(huán)。可選地，沉積設(shè)備10可以具有多循環(huán)布局，使其能夠覆蓋較大的沉積區(qū)域或能夠在一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離行程中允許兩個(gè)或多個(gè)沉積循環(huán)的距離上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基材的給定區(qū)域暴露于通道中的氣流少于500毫秒，優(yōu)選少于100毫秒。擺動(dòng)過程中基材對(duì)于通道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速率為至少O.lcm/sec，和通道中的氣流為至少lcm/sec。優(yōu)選，沉積期間基材的溫度低于300°C，更優(yōu)選低于250°C。例如，在一個(gè)特殊應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)每個(gè)O-M循環(huán)在1/4處理表面上形成一個(gè)原子直徑的層。因此，在這種情況下，在處理表面上形成1原子直徑的均勻?qū)有枰膫€(gè)循環(huán)。類似地，在這種情況下形成10個(gè)原子直徑的均勻?qū)佑谑菍⑿枰?0個(gè)循環(huán)。用于本方法的一個(gè)實(shí)施方案中使用的沉積設(shè)備10的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)為其允許在面積超過輸出面36的面積的基材20上沉積。圖13示意性地顯示使用沿著由箭頭R所示的y軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)于χ軸對(duì)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)正交或橫向的移動(dòng)，可以怎樣影響這一較寬的區(qū)域范圍。此外，人們強(qiáng)調(diào)說如圖13所示，χ或y方向中的運(yùn)動(dòng)可以受沉積設(shè)備10的移動(dòng)，或基材20的移動(dòng)，或沉積設(shè)備10和基材20的移動(dòng)影響，所述基材20利用提供移動(dòng)的基材載體74提供。圖13中，沉積頭和基材的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為彼此垂直。以平行的方式相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是可能的。在這種情況下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)需要具有描述擺動(dòng)的非零頻率分量和描述基材偏移的零頻率分量。這種組合可以由以下獲得與沉積設(shè)備在固定基材上位移結(jié)合的擺動(dòng)；與基材相對(duì)于固定基材沉積設(shè)備位移結(jié)合的擺動(dòng)；或其中擺動(dòng)和固定運(yùn)動(dòng)由基材的移動(dòng)提供的任何組合。如上所述，本ALD方法可以在大氣壓或接近大氣壓下，和在寬的環(huán)境和基材溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選在低于300°C的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選，為將污染可能性減到最小，需要相對(duì)清潔的環(huán)境；但是當(dāng)使用本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案時(shí)，獲得良好性能將不需要完全“清潔室”條件或充有惰性氣體的外罩。圖14顯示用于制造氧化鋅基半導(dǎo)體的原子層沉積(ALD)60方法，具有室50用于提供相對(duì)良好的受控和無污染物環(huán)境。氣體源28a、28b和28c通過供給管線32向沉積設(shè)備10提供第一、第二和第三氣態(tài)材料。任選使用柔性供給管線32使沉積設(shè)備10容易移動(dòng)。為簡(jiǎn)單起見，任選的真空蒸汽回收方法和其它載體部件在圖15中未示出，但是也可以使用。移動(dòng)子系統(tǒng)54提供基材載體，基材載體沿著沉積設(shè)備10的輸出面36輸送基材20，在χ方向中提供移動(dòng)，使用本公開內(nèi)容中使用的坐標(biāo)軸系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)控制以及閥門和其它承載部件的總體控制可以由控制邏輯處理器56提供，例如計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ梦⑿吞幚頇C(jī)組合件。在圖14的布局中，控制邏輯處理器56控制調(diào)節(jié)器30為沉積設(shè)備10提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及控制移動(dòng)子系統(tǒng)54的移動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)52。圖15顯示用于在卷材基材66上薄膜沉積氧化鋅基半導(dǎo)體的原子層沉積(ALD)方法70的替代實(shí)施方案，所述卷材基材66沿著卷材傳送帶62被輸送通過沉積設(shè)備10，起基材載體的作用。沉積設(shè)備移動(dòng)64輸送沉積設(shè)備10在與卷材移動(dòng)方向橫向的方向中橫跨卷材基材66的表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，沉積設(shè)備移動(dòng)64使用橫跨卷材基材66寬度的導(dǎo)桿。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在沿著卷材62的合適位置使用多個(gè)沉積設(shè)備10。圖16顯示用于在卷材配制(arrangement)中沉積氧化鋅基半導(dǎo)體的另一種原子層沉積(ALD)系統(tǒng)70，使用靜止的沉積設(shè)備10，其中流模式與圖14的構(gòu)造成直角取向。在這一布局中，卷材傳送帶62的運(yùn)動(dòng)本身提供ALD沉積所需的移動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)也可以用于這種情況，例如通過反復(fù)反轉(zhuǎn)卷材輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以相對(duì)于沉積設(shè)備10向前和向后移動(dòng)基材66。往復(fù)運(yùn)動(dòng)也可以通過使沉積設(shè)備橫跨一個(gè)拱形往復(fù)運(yùn)動(dòng)來獲得，該拱形的軸與滾動(dòng)軸一致，同時(shí)卷材以恒定運(yùn)動(dòng)形式移動(dòng)。參照?qǐng)D17，顯示沉積設(shè)備10的一部分的實(shí)施方案，其中輸出面36具有一定曲率，這可能對(duì)于一些卷材涂布應(yīng)用是有利的?？梢蕴峁┩骨驶虬记省Ｈ芜x，本方法可以用普通轉(zhuǎn)讓的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)11/392,007;美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)11/392,006；美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)11/620,744;和美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)11/620,740中更詳細(xì)描述的其它裝置或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在后三個(gè)申請(qǐng)中的實(shí)施方案中，輸送裝置具有提供氣態(tài)材料用于在基材上薄膜材料沉積的輸出面，輸送裝置包括三類細(xì)長(zhǎng)噴射通道的至少一類細(xì)長(zhǎng)噴射通道的細(xì)長(zhǎng)噴射通道，(即至少一類ω—個(gè)或多個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)噴射通道，Gi)—個(gè)或多個(gè)第二細(xì)長(zhǎng)通道，和Gii)多個(gè)第三細(xì)長(zhǎng)通道)，所述細(xì)長(zhǎng)通道能夠以相對(duì)于輸送裝置輸出面基本成直角的方式分別引導(dǎo)第一氣態(tài)材料、第二氣態(tài)材料和第三氣態(tài)材料的至少一個(gè)的流，氣態(tài)材料的流能夠由至少一類中的每個(gè)細(xì)長(zhǎng)噴射通道直接或間接地以基本成直角的方式向基材表面提供。在一個(gè)實(shí)施方案中，有孔板基本平行于輸出面布置，至少一個(gè)有孔板上的孔口形成第一、第二和第三細(xì)長(zhǎng)噴射通道。在替代實(shí)施方案中，有孔板相對(duì)于輸出面基本垂直布置。在一個(gè)這樣的實(shí)施方案中，沉積設(shè)備包括排氣通道，例如用于在基材上薄膜材料沉積氧化鋅基半導(dǎo)體的輸送裝置，該輸送裝置包括(a)多個(gè)入口，該入口包括能夠分別接收第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、第二反應(yīng)性氣態(tài)材料和第三(惰性吹掃)氣態(tài)材料的常用源的至少一個(gè)第一入口、第二入口和第三入口；(b)能夠接收來自薄膜材料沉積的排氣的至少一個(gè)排氣口，和至少兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)排氣通道，每個(gè)細(xì)長(zhǎng)排氣通道能夠與至少一個(gè)排氣口交換氣態(tài)流體；和(c)至少三組(pluralities)細(xì)長(zhǎng)輸出通道，(i)第一組第一細(xì)長(zhǎng)輸出通道，Gi)第二組第二細(xì)長(zhǎng)輸出通道，和(iii)第三組第三細(xì)長(zhǎng)輸出通道，第一、第二和第三細(xì)長(zhǎng)輸出通道的每一個(gè)能夠分別與相應(yīng)的第一入口、第二入口和第三入口之一交換氣態(tài)流體；其中第一、第二和第三細(xì)長(zhǎng)輸出通道的每一個(gè)和細(xì)長(zhǎng)排氣通道的每一個(gè)在基本平行的長(zhǎng)度方向上延伸；其中每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)輸出通道在其至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)側(cè)由相對(duì)較近的細(xì)長(zhǎng)排氣通道和相對(duì)較遠(yuǎn)的第三細(xì)長(zhǎng)輸出通道將其與最近的第二細(xì)長(zhǎng)輸出通道隔開；和其中每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)噴射通道和每個(gè)第二細(xì)長(zhǎng)噴射通道位于相對(duì)較近的細(xì)長(zhǎng)排氣通道之間和相對(duì)較遠(yuǎn)的細(xì)長(zhǎng)噴射通道之間。送料頭具有細(xì)長(zhǎng)的輸出口，輸出口位于用于提供氣體材料到基材的送料頭的輸出面中。在某些情況下，每個(gè)細(xì)長(zhǎng)的輸出口可以與相應(yīng)的細(xì)長(zhǎng)的輸出/排出通道相連接和任選地，在一些實(shí)施方式中，可以在輸出面形成其口。其它實(shí)施方案可以包括與三種細(xì)長(zhǎng)噴射通道的至少一種結(jié)合的氣體擴(kuò)散器，使得第一、第二和第三氣態(tài)材料的至少一個(gè)分別能夠在基材上薄膜材料沉積期間在由輸送裝置輸送到基材之前經(jīng)過氣體擴(kuò)散器，和其中氣體擴(kuò)散器保持來自至少一種細(xì)長(zhǎng)噴射通道中的每個(gè)細(xì)長(zhǎng)噴射通道的第一、第二和第三氣態(tài)材料順流的至少一個(gè)流分離。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣的氣體擴(kuò)散器能夠?yàn)榻?jīng)過的氣態(tài)材料提供大于IXlO2的摩擦系數(shù)，由此提供反壓和在至少一個(gè)第一、第二和第三氣態(tài)材料的流離開輸送裝置時(shí)促進(jìn)壓力均衡。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體擴(kuò)散器包括多孔材料，第一、第二和第三氣態(tài)材料通過該多孔材料。在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，氣體擴(kuò)散器包括機(jī)械形成的包括至少兩個(gè)部件的組合件，該部件包括互連通道，例如其中噴口連接到由兩個(gè)部件中的平行表面積之間的細(xì)小空間提供的流路。在一個(gè)實(shí)施方案中，來自沉積設(shè)備的一個(gè)或一個(gè)以上個(gè)氣流提供至少有助于將基材表面與輸送頭表面隔開的壓力，由此提供“浮動(dòng)頭”或“空氣軸承”型沉積頭，其可以有助于穩(wěn)定氣流和限制氣流的混合。本發(fā)明的方法優(yōu)點(diǎn)在于其能夠在寬的溫度范圍內(nèi)，包括在一些實(shí)施方案中室溫或接近室溫，在基材上進(jìn)行沉積。本發(fā)明的方法可以在真空環(huán)境中工作，但是特別適合于在大氣壓或接近大氣壓下工作。由ALD沉積的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)薄膜晶體管和電子設(shè)備可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供基材，如上所述的半導(dǎo)體材料的膜或?qū)涌梢允┘拥交纳?，并且與該層構(gòu)成電接觸。精確的工藝程序由所需半導(dǎo)體部件的結(jié)構(gòu)決定。因此，例如在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的生產(chǎn)中，柵極可以首先沉積在基材上，例如真空或溶液沉積的金屬或有機(jī)導(dǎo)體。柵極然后可以與介電替絕緣，然后可以在其上施加源極和漏極以及一個(gè)η-通道半導(dǎo)體材料層。這種晶體管的結(jié)構(gòu)和由此其生產(chǎn)順序可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的通常方式變化。因此，可選地，可以首先沉積柵極，隨后沉積柵極介電體，然后可以施加半導(dǎo)體，以及最后連接沉積在半導(dǎo)體層上的源極和漏極。第三種結(jié)構(gòu)可以具有首先沉積的源極和漏極，然后為半導(dǎo)體，以及在頂部沉積的介電體和柵極。本領(lǐng)域技術(shù)人員將公認(rèn)可以構(gòu)造其它結(jié)構(gòu)和/或可以在上述薄膜晶體管部件之間插入中間表面改性層。在大多數(shù)實(shí)施方案中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括絕緣層、柵極、包括在此描述的ZnO材料的半導(dǎo)體層、源極和漏極，其中絕緣層、柵極、半導(dǎo)體層、源極和漏極為任何順序，只要柵極和半導(dǎo)體層連接絕緣層的相對(duì)側(cè)，源極和漏極連接半導(dǎo)體層。本發(fā)明方法在大的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行沉積到基材上的性能是有優(yōu)勢(shì)的，在一些實(shí)施方式中包括室溫或接近室溫。本發(fā)明的方法能夠在真空環(huán)境下操作，但是特別好地適合于在常壓或接近常壓下操作。正如前面提到的那樣，Song等報(bào)告了關(guān)于非晶的銦氧化鋅TFTs在室溫下形成，盡管該TFTs通過rf磁控濺射制備(Song等，應(yīng)用物理學(xué)通訊90，022106(2007))。Song等報(bào)告了關(guān)于使用該濺射的銦氧化鋅制備導(dǎo)電柵和源極/漏極。為了獲得電極所必需的更高導(dǎo)電性，必須控制濺射室內(nèi)的氧分壓在很窄的濃度范圍內(nèi)。用于制造這些結(jié)構(gòu)的方法包括選擇性沉積，連續(xù)的光刻掩模，光刻法，激光，和/或熟練技術(shù)人員知曉的其它的方法。薄膜晶體管(TFT)為有源器件，其為轉(zhuǎn)換和放大電子信號(hào)的電子電路的構(gòu)件。有吸引力的TFT設(shè)備特性包括高電流通斷比，和陡升亞閾值斜率(steepsubthresholdslope)。在這種TFT設(shè)備的操作中，只有當(dāng)控制柵極被激發(fā)時(shí)，源極和漏極之間施加的電壓產(chǎn)生顯著的電流。也即源極和漏極之間的電流由施加于柵極的偏壓調(diào)制或控制。氧化鋅基半導(dǎo)體TFT的材料和設(shè)備參數(shù)之間的關(guān)系可以由以下近似方程表達(dá)(參見SzeinSemiconductorDevices-PhysicsandTechnology,JohnWiley&Sons(1981))Cw(^-Krt)1其中Id為飽和源極-漏極電流，C為與絕緣層有關(guān)的幾何柵極電容，W和L為實(shí)際設(shè)備尺寸，μ為氧化鋅基半導(dǎo)體中的載體(空穴或電子)遷移率，和Vg為施加的柵電壓，和Vth為閾值電壓。理想地，只有當(dāng)施加適當(dāng)極性的柵電壓時(shí)，TFT允許電流通路。但是，對(duì)于零值柵電壓，源極和漏極之間的“斷”電流將取決于氧化鋅基半導(dǎo)體的本征電導(dǎo)率σ，O=nqμ其中η為電荷載流子密度和q為電荷，使得(Isd)=σ(Wt/L)Vsd@Vg=0其中t為氧化鋅基半導(dǎo)體層厚度，Vsd為源極和漏極之間施加的電壓。因此，為了TFT例如在顯示器中作為具有高通/斷電流比的優(yōu)良電子開關(guān)，半導(dǎo)體需要具有高載流子遷移率但是非常小的本征電導(dǎo)率，或相當(dāng)于低的電荷載流子密度。對(duì)于實(shí)際設(shè)備，通/斷比>IO4是理想的。在此描述的TFT結(jié)構(gòu)包括透明的鋅氧化物基半導(dǎo)體，具有用于將電流注入鋅氧化物基半導(dǎo)體中的通常稱為源極和漏極的導(dǎo)電電極，和用于控制和/或調(diào)制源極-漏極電流的電容電荷注入系統(tǒng)。鋅氧化物基半導(dǎo)體TFT的一種特別有吸引力的應(yīng)用為柔性聚合物基材上的顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。鋅氧化物半導(dǎo)體晶體管和/或晶體管陣列可用于以下應(yīng)用，包括但不限于平板顯示器，例如有源矩陣成像器、傳感器、rf價(jià)格標(biāo)簽、電子紙系統(tǒng)、rf識(shí)別標(biāo)簽和rf庫(kù)存標(biāo)簽。對(duì)于改善半導(dǎo)體層的堅(jiān)固性(當(dāng)被用作通道材料時(shí))和電極的導(dǎo)電率(當(dāng)被用作導(dǎo)電電極時(shí))，在這些晶體管中包含銦摻雜可能是有效的。本發(fā)明優(yōu)選用于制造“放大_模式晶體管”，其表示其中在零值柵電壓下在源極和漏極之間存在相對(duì)于接通電流可忽略的中斷電流的晶體管。換言之，晶體管設(shè)備為“常斷狀態(tài)”。(相反，耗盡-模式晶體管為“常通狀態(tài)”，表示在零值柵電壓下在源極和漏極之間超過基本可忽略的電流。放大-模式設(shè)備通常是優(yōu)選的。)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖20至25，根據(jù)這些特殊附圖，相對(duì)于薄膜晶體管中的各層，術(shù)語“之上”、“高于”、“低于”等表示各層的順序，其中薄膜半導(dǎo)體層在柵極之上，但是并不必然指明各層緊密相鄰或沒有中間層。描述詞“頂部”和“底部”也表示觸點(diǎn)相對(duì)于半導(dǎo)體的布置，底部表示較接近基材，頂部表示較遠(yuǎn)離基材?！按怪薄北硎净敬怪庇诨谋砻妗D20至25的實(shí)施方案中描述的是增強(qiáng)模式的(enhancement-mode)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中晶體管結(jié)構(gòu)的至少一部分可以是基本透明的。相應(yīng)地，使用本發(fā)明制造的晶體管結(jié)構(gòu)的任選特性為構(gòu)造的選定實(shí)施方案或其子集，包括半導(dǎo)體通道層和柵極絕緣器層，可以顯示橫跨電磁波譜的可見光部分(和/或某些變化中的紅外部分)的至少90%，更具體地至少95%的光傳輸。結(jié)構(gòu)的每個(gè)輔助部件(即基材、柵極、源極/漏極端子)可以是任選不透明的或基本透明的，取決于晶體管的所需最終用途。在某些實(shí)施方案中，晶體管結(jié)構(gòu)總體上(和/或晶體管的獨(dú)立部件)可以顯示橫跨電磁波譜的可見光部分(和/或某些變化中的紅外部分)的至少50%，更具體地至少70%，和最特別地至少90%的光傳輸。因?yàn)槿芜x的透明性，根據(jù)本發(fā)明制造的晶體管可以有利地包括在光電子顯示設(shè)備中作為聯(lián)接于至少一個(gè)顯示元件的轉(zhuǎn)換開關(guān)，如以下非常詳細(xì)描述的。典型的沉積薄膜晶體管的橫剖面圖在圖20-25中顯示。例如，圖20說明典型的底部觸點(diǎn)構(gòu)造，和圖21說明典型的頂部觸點(diǎn)構(gòu)造。圖20和21的實(shí)施方案中的每個(gè)薄膜晶體管(TFT)包含將源極連接至漏極130的薄膜形式的本發(fā)明的源極120、漏極130、柵極144、柵極介電體156、基材128和半導(dǎo)體170。當(dāng)TFT以放大-模式工作時(shí)，從源極注入半導(dǎo)體的電荷是可移動(dòng)的，電流從源極流至漏極，主要在半導(dǎo)體_介電體界面的100埃內(nèi)的細(xì)小通道區(qū)中。參見A.Dodabalapur，L.TorsiH.E.Katz,Science1995，268，270。在圖20的構(gòu)造中，電荷僅需要從源極120橫向注入以形成通道。在沒有柵極區(qū)域的情況下，通道理想地幾乎沒有電荷載流子；結(jié)果當(dāng)設(shè)備處于中斷模式時(shí)理想地不存在源極_漏極導(dǎo)電。中斷電流定義為沒有通過使用柵電壓將電荷有意注入到通道中時(shí)，源極120和漏極130之間的電流。對(duì)于柵極-源極電壓，這發(fā)生的比被稱為閾值電壓的某一電壓更負(fù)向，呈現(xiàn)η-通道。參見SzeinSemiconductorDevices-PhysicsandTechnology,JohnWiley&Sons(1981),438-443頁。接通電流定義為當(dāng)通過向柵極144施加適當(dāng)電壓，通道中已經(jīng)有意聚集電荷載流子，并且通道導(dǎo)電時(shí)，源極120和漏極130之間的電流。對(duì)于η-通道聚集-模式TFT，這在柵極-源極電壓下發(fā)生的比閾值電壓更正向。理想的是對(duì)于η-通道操作，閾值電壓為零或略微正值。通斷之間的轉(zhuǎn)換通過從柵極144穿過柵極介電體156向半導(dǎo)體-介電界面施加和去除電場(chǎng)，有效地使電容器帶電來實(shí)現(xiàn)。在此描述的晶體管構(gòu)造的特殊實(shí)例是為了說明性目的，不應(yīng)被認(rèn)為是限制所附權(quán)利要求的范圍。例如，另一(第三)特殊晶體管結(jié)構(gòu)在圖22中顯示，其中TFT結(jié)構(gòu)的第三種變化包括絕緣基材128，其上配置源極120和漏極130。提供半導(dǎo)體薄膜170，以制造源極和漏極之間的觸點(diǎn)。柵極144配置在柵極介電體156的頂部表面上(根據(jù)垂直透視圖)。換言之，柵極144和半導(dǎo)體薄膜170提供在柵極介電體156的相對(duì)表面。圖22的TFT結(jié)構(gòu)可以這樣制造，例如，通過沉積和圖案化膜，該膜限定源極120和漏極130。例如，500埃的ITO源/漏極膜可以被濺射在玻璃基材128上。源極和漏極的圖案化可以通過陰影掩膜(shadowmasking)或光刻法實(shí)現(xiàn)。源/漏極可以任選地被退火。半導(dǎo)體膜170然后可以在源極120，漏極130，和基材128之上被沉積和成圖案。例如，氧化鋅基膜可以被沉積，然后經(jīng)由光刻法或在沉積期間圖案化而成圖案。隨后，柵電介體156可以在半導(dǎo)體膜170之上被沉積和成圖案。例如，2000埃的Al2O3膜可以被濺射沉積，然后經(jīng)由陰影掩膜或光刻法而成圖案。通路(via)(沒有顯示)可以通過將柵電介體156與源極120和漏極130的電連接而形成。Al2O3膜可以被任選地退火。柵電極144可以在電介體156之上被沉積和成圖案。例如2000埃的ITO膜可以被濺射沉積，然后經(jīng)由陰影掩膜和光刻法而被成圖案。ITO膜可以任選地被退火。TFT結(jié)構(gòu)的第四種變化在圖23中顯示。TFT結(jié)構(gòu)包括基材128，其上配置半導(dǎo)體通道層170。源極120和漏極130在與玻璃基材128鄰接的表面相對(duì)的半導(dǎo)體通道層170的表面上提供。柵極介電體156配置在半導(dǎo)體通道層170、源極120和漏極130之上。柵極144配置在柵極介電體156的頂部表面上(根據(jù)垂直透視圖)。換言之，柵極144和半導(dǎo)體通道層170提供在柵極介電體156的相對(duì)表面。圖23的TFT結(jié)構(gòu)可以例如通過使劃定半導(dǎo)體通道層170的薄膜沉積和形成圖案來制造。例如，經(jīng)由光刻法可以將500埃ZnO基薄膜沉積和形成圖案。源極120和漏極130然后可以沉積和形成圖案。例如，可以以所需圖案沉積500埃鋁或銀或其它金屬源極/漏極薄膜。隨后，柵極介電體156然后可以在半導(dǎo)體通道層170、源極120和漏極130之上沉積和形成圖案。例如，2000埃介電體可以沉積和形成圖案或有選擇地沉積?？梢酝ㄟ^柵極介電體156形成通路(未示出)以與源極120和漏極130電連接。然后柵電極144可以在柵電介體156之上被沉積和成圖案。例如2000埃的ITO或金屬膜可以被沉積和/或成圖案。可選地，上述圖23的構(gòu)造中的觸點(diǎn)可以通過將半導(dǎo)體通道層末端與In、Al、或任何其它合適的η-型摻雜劑選擇性摻雜來制造。制造、測(cè)試和/或使用期間支持TFT的基材可以包括有機(jī)或無機(jī)材料。例如，載體可以包括無機(jī)玻璃、陶瓷箔、聚合物材料、填充聚合物材料、涂布金屬箔、丙烯酸樹酯、環(huán)氧樹脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚酮、聚(氧-1，4-亞苯基氧基-1，4-亞苯基羰基-1，4-亞苯基)(有時(shí)稱為聚(醚醚酮)或PEEK)、聚降冰片烯、聚氧化亞苯基、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(醚砜)(PES)、聚(苯硫醚)(PPS)和纖維增強(qiáng)塑料(FRP)。柔性基材也可以為薄的金屬箔，例如不銹鋼，條件是它們涂有絕緣層以與薄膜晶體管電學(xué)絕緣。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，柔性載體允許輥軋法，該輥軋法可以是連續(xù)的，提供規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和在平坦和/或剛性載體之上制造經(jīng)濟(jì)性。選擇的柔性載體優(yōu)選能夠使用少量力，例如用未受協(xié)助的手，包裹少于50cm直徑，更優(yōu)選25cm直徑，最優(yōu)選IOcm直徑的筒的圓周，沒有扭曲或斷裂。優(yōu)選的柔性載體可以在其自身上輥壓。但是，如果柔韌性不是關(guān)注點(diǎn)，則基材可以為由包括玻璃和硅的材料制造的晶片或片材?；牡暮穸瓤梢宰兓⑶腋鶕?jù)特殊實(shí)施例，其可以為ΙΟΟμιη至lcm。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，載體可以是任選的。例如，在圖21中的頂部構(gòu)造中，當(dāng)柵極和/或柵極介電體為所得TFT的預(yù)定用途提供充分的支持時(shí)，載體是不需要的。此外，載體可以與臨時(shí)載體結(jié)合。在這種實(shí)施方案中，載體可以為可分離地粘合或機(jī)械地固定到載體，例如當(dāng)希望該載體用于臨時(shí)目的，例如制造、移動(dòng)、測(cè)試和/或存儲(chǔ)時(shí)。例如，柔性聚合物載體可以粘合到剛性玻璃載體，該載體可以從玻璃載體去除。柵極可以為任何有用的導(dǎo)電材料。本領(lǐng)域中已知的各種柵極材料也是合適的，包括金屬，退化摻雜(degeneratelydoped)半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物和可印刷材料，例如碳墨、銀-環(huán)氧，或可燒結(jié)金屬納米顆粒懸浮體。例如，柵極可以包括摻雜硅，或金屬，例如鋁、鉻、金、銀、鎳、銅、鎢、鈀、鉬、鉭和鈦。柵極材料也可以包括透明導(dǎo)體，例如氧化銦錫(ITO)、ZnO>31102或111203。也可以使用導(dǎo)電聚合物，例如聚苯胺、聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)。此外，可以使用這些材料的合金、組合和多層物。柵極的厚度可以變化，并且根據(jù)特殊實(shí)施例，其厚度可以為50至lOOOnm。柵極可以由化學(xué)汽相沉積、濺射、蒸發(fā)和/或摻雜或溶液方法引入到該結(jié)構(gòu)中。相同的材料可以提供柵極功能以及提供載體的支撐功能。例如，摻雜硅可以起柵極和支撐TFT的作用。提供柵極介電體與柵極接觸。柵極介電體將柵極與TFT設(shè)備的其余部分電學(xué)隔25離。因此，柵極介電體包括電學(xué)絕緣材料。柵極介電體應(yīng)具有合適的介電常數(shù)，該介電常數(shù)可以廣泛地變化，取決于特定設(shè)備和使用情況。例如，對(duì)于柵極介電體已知的是介電常數(shù)為2至100或甚至更高。有用的柵極介電體材料可以包括例如無機(jī)電學(xué)絕緣材料。柵電介體可以包括聚合材料，如聚偏二氟乙烯(PVDF)，氰基纖維素類，聚酰亞胺類，等。柵極介電體可以包括具有不同介電常數(shù)的不同材料的多個(gè)層?？捎糜谠摉艠O介電體的材料的具體實(shí)例包括鍶酸鹽(strontiate)、鉭酸鹽、鈦酸鹽、鋯酸鹽、氧化鋁、氧化硅、氧化鉭、氧化鈦、氮化硅、鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇、鈦酸鋯酸鋇、硒化鋅和硫化鋅。此外，這些實(shí)例的合金、組合和多層物可以用于柵極介電體。這些材料中，氧化鋁、氧化硅和硒化鋅是優(yōu)選的。此外，聚合物材料如聚酰亞胺類，聚乙烯醇，聚(4-乙烯基酚)，聚酰亞胺，和聚(偏氟乙烯)，聚苯乙烯和其取代的衍生物，聚(乙烯基萘)和其取代的衍生物，和聚(甲基丙烯酸甲酯)和其它具備合適的介電常數(shù)的絕緣體。柵極介電體可以在TFT中以單獨(dú)的層的形式提供，或例如通過氧化柵極材料形成柵極介電體，在柵極上形成。介電體層可以包括兩個(gè)或多個(gè)具有不同介電常數(shù)的層。這種絕緣體在引用的US專利5,981,970和共同未決US專利公開2006/0214154中討論。柵極絕緣體材料通常顯示大于5eV的帶隙。柵極絕緣體層的厚度可以變化，根據(jù)特殊實(shí)例，其厚度可以為10至300nm。柵極介電體層可以由例如化學(xué)汽相沉積、濺射、原子層沉積或蒸發(fā)、溶液的技術(shù)引入到該結(jié)構(gòu)中。源極/漏極端子表示TFT的未端，其間在電場(chǎng)的影響下存在傳導(dǎo)性。設(shè)計(jì)師經(jīng)常根據(jù)TFT在電路中工作時(shí)施加于端子的電壓，將特定的源極/漏極端子稱為“源極”或“漏極”。源極和漏極通過至少柵極介電體與柵極隔開，同時(shí)氧化鋅基半導(dǎo)體層可以在源極和漏極之上或之下。源極和漏極可以為任何有用的導(dǎo)電材料。有用的材料包括上述用于柵極的那些材料的大多數(shù)，例如鋁、鋇、鈣、鉻、金、銀、鎳、鈀、鉬、鈦、銅、鎢、聚苯胺、PEDOT:PSS、其它導(dǎo)電聚合物、其合金、其組合及其多層物。其它說明性材料包括透明的η型導(dǎo)體，例如銦錫氧化物(ITO)、ZnO>SnO2或Ιη203。優(yōu)選的電極為銀、金、PEDOT:PSS或鋁。源極和漏極可以由任何有用的手段提供，例如化學(xué)或物理汽相沉積(例如熱蒸發(fā)、濺射)、蒸發(fā)、墨噴印刷或半導(dǎo)體通道層材料經(jīng)由擴(kuò)散或離子注入的摻雜，以及溶液沉積。可以由已知的方法實(shí)現(xiàn)使這些電極形成圖案，所述方法例如陰影掩模、助劑光刻法、負(fù)光刻法、印刷、微接觸印刷和圖案涂布。可以制造源極和漏極端子，使得它們幾何對(duì)稱或非對(duì)稱?？梢砸匀魏畏绞教峁┡c柵極、源極、漏極和基材的電觸點(diǎn)。例如，金屬線、跡線(trace)、線路、互聯(lián)、導(dǎo)體、信號(hào)通路和信號(hào)介質(zhì)可以用于提供所需電連接。上述術(shù)語通?？苫Q，并且以從特殊到一般的順序出現(xiàn)。金屬線，通常鋁(Al)、銅(Cu)，或Al和Cu的合金，是提供用于偶聯(lián)或互聯(lián)電路的信號(hào)通路的典型導(dǎo)體。也可以使用不同于金屬的導(dǎo)體。在其中另一個(gè)層覆蓋所考慮的電觸點(diǎn)的情況下，通過產(chǎn)生一個(gè)穿透到觸點(diǎn)的“通路”，可以完成與電觸點(diǎn)的連接。這種通路可以由適當(dāng)?shù)男纬蓤D案操作，例如平版印刷、蝕刻，或激光器基方法來制造。晶體管的說明性η-通道操作涉及向柵極施加正電壓，將源極接地，和向漏極施加正電壓。例如，可以在操作期間向柵極和漏極施加5至40V的電壓。閾值電壓可以為負(fù)10至20V，盡管設(shè)備可以以更大的范圍工作。電子從源極，沿著半導(dǎo)體薄膜流動(dòng)，經(jīng)過漏極流出晶體管。電子的有效遷移率可以變化，取決于特定的結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于有用的實(shí)際應(yīng)用，通常應(yīng)大于(XOlcm2V-1S—1。當(dāng)晶體管為放大-模式晶體管時(shí)，僅去除施加到柵極的正電壓使晶體管中斷。其中可使用TFTs和其它設(shè)備的電子設(shè)備包括例如更復(fù)雜的電路，例如移位存儲(chǔ)器、集成電路、邏輯電路、智能卡、存儲(chǔ)裝置、射頻識(shí)別標(biāo)簽、有源陣列顯示器的底板、有源陣列顯示器(例如液晶或OLED)、太陽能電池、環(huán)形振蕩器和互補(bǔ)電路，例如反相電路，與使用可用的ρ-型有機(jī)半導(dǎo)體材料，例如并五苯制造的其它晶體管結(jié)合。在有源陣列顯示器中，本發(fā)明的晶體管可以用作顯示器的像素的電壓維持電路的一部分。在包含TFTs的設(shè)備中，這種TFTs由本領(lǐng)域中已知的手段有效連接。微電子設(shè)備的實(shí)例為有源陣列液晶顯示器(AMLCD)。一種此類設(shè)備為光電子顯示器，包括具有電極和布置在電極之間的電光材料的部件。透明晶體管的連接電極可以連接到顯示元件的電極，同時(shí)開關(guān)元件和顯示元件彼此至少部分重疊。光電子顯示元件這里理解為一種顯示元件，其光學(xué)性質(zhì)在電量，例如電流或電壓的影響下發(fā)生變化，例如通常稱為液晶顯示器(LCD)的元件。所述晶體管具有充足的載流量用于在高頻下轉(zhuǎn)換顯示元件，可以將晶體管用作液晶顯示器中的開關(guān)元件。顯示元件在電氣術(shù)語中起由附帶的晶體管充電或放電的電容器的作用。光電子顯示器件可以包括許多顯示元件，其自身具有晶體管，例如布置在陣列中。某些有源陣列像素設(shè)計(jì)，特別是提供電流驅(qū)動(dòng)的顯示器效果的那些，在像素電路中可能需要一些晶體管和其它電氣部件。基礎(chǔ)AMLCD電池電路的特殊實(shí)例在圖24中描繪。AMLCD電池電路包括上述晶體管100，和與其電學(xué)偶聯(lián)的LCD像素102。晶體管100和LCD像素102—起形成晶體管/像素電池104。在所示布局中，晶體管100通過漏極130與LCD像素102電學(xué)偶聯(lián)。晶體管100的柵極144與接收晶體管100的通/斷輸入的行線(rowline)或控制線108(也稱為選擇線或柵線)電學(xué)偶聯(lián)。晶體管100的源極120與接收用于控制LCD像素102的信號(hào)的列線(columnline)或數(shù)據(jù)線106電學(xué)偶聯(lián)。每個(gè)LCD像素102也可以被視為根據(jù)顯示器設(shè)計(jì)顯示電容的電容器。圖25顯示一種典型的像素布局，其中數(shù)據(jù)線106引向獨(dú)立的源極120，控制線108引向獨(dú)立的各自形成像素導(dǎo)體襯墊的柵極144、半導(dǎo)體170和漏極130。實(shí)施例涂布裝置的說明所有以下薄膜實(shí)施例使用如圖18中標(biāo)明的流設(shè)置。流設(shè)置以氮?dú)饬?1供給，所述氮?dú)饬饕呀?jīng)凈化去除氧氣和水污染物至低于lppm。氣體由歧管引入到若干流量計(jì)，其控制吹掃氣體流以及經(jīng)過鼓泡器引導(dǎo)以選擇反應(yīng)性前體的氣流。除了氮?dú)夤?yīng)之外，也將空氣流90通過流量計(jì)輸送至該裝置?？諝獗皇褂梅肿雍Y預(yù)先處理以去除水汽。將以下流輸送至ALD涂布裝置包含在氮?dú)庵邢♂尩慕饘偾绑w的金屬(鋅)前體流92;包含在氮?dú)庵邢♂尩姆墙饘偾绑w或氧化劑的含氧化劑流93;和僅由惰性氣體組成的氮?dú)馇逑戳?5。這些流的組成和流動(dòng)如下所述控制。氣體鼓泡器82包含液態(tài)二乙基鋅。氣體鼓泡器83包含液態(tài)三甲基鋁。兩個(gè)鼓泡器都保持在室溫下。氣體鼓泡器99包含固體三甲基銦。這個(gè)鼓泡器被通過水浴加熱到60°C，以便增加三甲基銦的蒸氣壓。流量計(jì)85，86，和100分別地輸送純氮?dú)饬鞯蕉一\鼓泡器82，三甲基鋁鼓泡器83，和三甲基銦鼓泡器99。鼓泡器的輸出現(xiàn)在包含用相應(yīng)的前體溶液飽和的氮?dú)狻＿@些輸出流與從流量計(jì)87輸送的氮?dú)庀♂屃骰旌?，產(chǎn)生金屬前體流92的整體流。在以下實(shí)施例中，各流將如下流量計(jì)85二乙基鋅鼓泡器流流量計(jì)100三甲基銦鼓泡器流流量計(jì)86三甲基鋁鼓泡器流流量計(jì)87金屬前體稀釋流氣體鼓泡器84包含室溫下的用于控制的純水(或氨水)。流量計(jì)88輸送純氮?dú)饬髦翚怏w鼓泡器84，其輸出表示飽和水蒸汽流股。水鼓泡器輸出和氮?dú)饬髋c來自流量計(jì)89的稀釋流混合，產(chǎn)生含氧化劑流93的整體流，其具有可調(diào)的水蒸汽組成、氨水組成、氮?dú)饨M成和總流量。在以下實(shí)施例中，各流將如下流量計(jì)88水鼓泡器流量計(jì)89氧化劑稀釋流流量計(jì)94控制輸送至涂布裝置的純氮?dú)饬鳌９闪骰蛄?2、93和95然后輸送至大氣壓涂布頭，在其中它們被引出通道或微室狹槽，如圖19中所示。細(xì)長(zhǎng)通道和基材97之間存在大約30微米的間隙96。微室為大約2.5mm高，0.86mm寬，和運(yùn)行涂布頭的長(zhǎng)度，為76mm。這一構(gòu)造中的反應(yīng)物材料被輸送至狹槽的中部并向前和向后流出。為了進(jìn)行沉積，涂布頭位于一部分基材之上，然后以往復(fù)形式在基材之上移動(dòng)，如箭頭98所示。往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的長(zhǎng)度為32mm。往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率為30mm/secο使用以下特性晶體管測(cè)量和分析的說明使用本發(fā)明制造的設(shè)備制備的晶體管特性用HewlettPackardHP4156參數(shù)分析儀執(zhí)行。在黑暗外罩中的空氣中完成設(shè)備測(cè)試。結(jié)果通常根據(jù)若干設(shè)備取平均值。對(duì)于各設(shè)備，漏極電流(Id)作為源極-漏極電壓(Vd)對(duì)于柵極電壓的各個(gè)值(Vg)的函數(shù)測(cè)量。此外，對(duì)于各設(shè)備，漏極電流作為柵極電壓對(duì)于各個(gè)源極-漏極電壓值的函數(shù)測(cè)量。對(duì)于大多數(shù)設(shè)備，對(duì)于每個(gè)測(cè)量的漏電壓，Vg的范圍從-IOV到30V變化，一般地10V，20V,和30V。遷移率測(cè)量從30V的范圍(sweep)進(jìn)行。從數(shù)據(jù)提取的參數(shù)包括場(chǎng)效應(yīng)遷移率(μ)，閾值電壓(Vth)，和測(cè)量的漏極電流的I31Affi比率。這些測(cè)量可以在半導(dǎo)體薄膜上沒有任何保護(hù)薄膜的基礎(chǔ)上進(jìn)行，有或沒有保護(hù)薄膜產(chǎn)生基本相同的結(jié)果。場(chǎng)效應(yīng)遷移率在飽和區(qū)中提取，其中vd>vg-vth。在該區(qū)域中，漏極電流由以下公式給出(參見SzeinSemiconductorDevices-PhysicsandTechnology，JohnWiley&Sons(1981))U/Zrf=^CorCK,-Fa)2其中，W和L分別為通道寬度和長(zhǎng)度，Ccix為介電體層的電容，其為介電體厚度和材料的介電常數(shù)的函數(shù)。給出的該公式，飽和場(chǎng)效應(yīng)遷移率從對(duì)VId對(duì)比Vg曲線的線性部分的直接擬合中提取。閾值電壓Vth為該直接擬合的X截距。繪制漏極電流的對(duì)數(shù)作為柵極電壓的函數(shù)的曲線。從IogId曲線提取的參數(shù)包括I31Affi比率。該I31Affi比率簡(jiǎn)單地為最大漏極電流對(duì)最小漏極電流的比率。為了請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明的目的，通/斷比率由接通電流對(duì)中斷電流的比率計(jì)量，所述接通電流定義為在超過閾值電壓ιν的柵極電壓下的漏極電流，中斷電流定義為晶體管處于中斷狀態(tài)的柵極電壓下的漏極電流。超過ιν進(jìn)行本實(shí)施例中的測(cè)量將導(dǎo)致測(cè)量的微小變化。使用的材料(1)導(dǎo)電ITO基材(IOOnm厚ITO在鈉鈣玻璃上，可購(gòu)自MBC，產(chǎn)品#225)(2)Me3Al(可購(gòu)自AldrichChemicalCo.)(3)Et2Zn(可購(gòu)自AldrichChemicalCo.)(4)Me3In(可購(gòu)自StremChemicalCo.)(5)氫氧化銨[氨水]，(試劑級(jí)，29wt%氨水，購(gòu)自J.T.BakerChemicalCo.)。實(shí)施例1這個(gè)實(shí)施例顯示銦氧化物(In2O3當(dāng)單獨(dú)時(shí))已經(jīng)被結(jié)合進(jìn)鋅氧化物(ZnO當(dāng)單獨(dú)時(shí))半導(dǎo)體層成為銦_鋅_氧化物材料。使用上述裝置制備的樣品使用X射線熒光光譜學(xué)在被凈化的熔融石英基材上被分析(GMelectronics63x63-040p)。下面的表1顯示鋅和銦前體的流速以及被檢出的鋅和銦的含量。表1樣品二乙基鋅氣體流速Sccm三甲基銦氣體流速Sccm摩爾流比率，In/Zn，百分比基礎(chǔ)檢測(cè)到的Zn不蹤(ug/cm2)*檢測(cè)到的In(μg/cm2)**重量比In/Zn對(duì)比例IA130083.70IB132023%85.3沒有檢測(cè)出小于1.4IC134046%66.46.60.10ID138092%46.212.90.28IE13160185%32.714.80.45*鋅的XRF測(cè)量誤差(1σ)值是0.3%**Ιη的XRF測(cè)量誤差(1ο)是1-2%表1中的數(shù)據(jù)顯示使用此實(shí)驗(yàn)方法，相當(dāng)大量的In2O3已經(jīng)被摻雜進(jìn)ZnO主體(host)，而且通過控制各個(gè)的金屬前體的流速有可能獲得在O和0.50之間的In/Zn比率。實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例顯示ZnO基半導(dǎo)體層隨著加入的In2O3的增加在結(jié)晶度方面的變化。X射線衍射被用于測(cè)定在前述實(shí)施例1中使用的相同涂層的相關(guān)結(jié)晶度。X射線衍射分析能夠測(cè)定材料是否是非晶的(無定形的)，這是因?yàn)橥昝赖胤墙Y(jié)晶材料將產(chǎn)生沒有晶格的峰。為了量化這些InZnO樣品的結(jié)晶度，峰形擬合(profilefitting)總和了(sum)在每個(gè)跡線(trace)中晶格峰的相對(duì)面積(relativearea)。該結(jié)果列入下面的表2中。圖26是表2中系列的X射線衍射譜的疊加曲線圖?？梢匀菀椎乜闯鼍哂辛銚诫sIn(樣品IA)的ZnO示蹤的峰的強(qiáng)度在相對(duì)強(qiáng)度上顯著地減小和當(dāng)In在最高含量被引入ZnO晶格中(樣品IE)時(shí)變寬，其中的后者被注意到接近于完全地非晶的結(jié)構(gòu)。表2樣品二乙基鋅流速(Sccm)三甲基銦流速(Sccm)相對(duì)結(jié)晶度*對(duì)比IA130100IB132084%IC134062%ID138039%IE1316018%*所用的銅_ka輻射表2顯示隨著膜中的In2O3含量增加，結(jié)晶度顯著地下降。因?yàn)榘雽?dǎo)體膜內(nèi)的晶體區(qū)域可能是膜不均勻性的來源，較低的結(jié)晶度與更加均勻、堅(jiān)固的薄膜有關(guān)。比較例3制備未摻雜的Zn0膜晶體管這個(gè)實(shí)施例說明了薄膜晶體管設(shè)備(TFT)的制備，其由玻璃基材，ITO(銦錫氧化物)柵電極，1100埃厚的Al2O3介電層，和200埃厚、具備蒸發(fā)的鋁金屬源/漏接觸點(diǎn)(contact)的未摻雜的氧化鋅層。該設(shè)備用于制備Al2O3和ZnO層已經(jīng)詳細(xì)描繪在這里的圖5到12中。2.5X2.5平方英寸(62.5平方毫米)片的ITO涂布的玻璃被布置在該設(shè)備的壓板(platen)上，通過真空輔助固定就位，和被加熱到200°C。具有玻璃基材的壓板被布置在涂布頭的下面，涂布頭引導(dǎo)活性前體氣流。ITO基材和涂布頭的間距使用測(cè)微計(jì)調(diào)整到30微米。涂布頭具有絕緣的(isolated)通道，如下氣體流過該通道(1)惰性氮?dú)猓?2)氮和水蒸汽的混合物；和(3)5活性金屬烷基蒸汽(Me3Al或Et2Zn)在氮中的混合物。利用單獨(dú)的質(zhì)量流量控制計(jì)，通過鼓泡氮?dú)馔ㄟ^包括在氣密的鼓泡器中的純液體(Me3Al或Et2Zn)來控制活性金屬烷基蒸汽的流速。通過調(diào)整氮?dú)獯┻^鼓泡器中的純水的鼓泡率來控制水蒸汽流。涂布頭的溫度維持在40°C。調(diào)整各氣體流速達(dá)到下表3所示的設(shè)置，涂布方法是通過擺動(dòng)涂布頭跨越基材以指定的循環(huán)數(shù)來起動(dòng)。對(duì)于樣品比較例3A，發(fā)明例4A，比較例3B，和發(fā)明例4B，共有層(commonlayer)的Al2O3電介體被沉積在ITO基材上，其使用下表3中層A的工藝參數(shù)。實(shí)施例4制備銦-摻雜的ZnO薄膜晶體管除了三甲基銦蒸汽流被添加到二乙基鋅流之外，樣品4中銦-摻雜ZnO層的制備與樣品3中相同，濃度在下面表3指定下。表3樣品層Me3Al*Et2Zn*Me3In*水水/氨“具有金屬煉基WN2載體水的N2載體N2惰性吹掃氣體循環(huán)數(shù)基材溫度"CAAl2O34001504590644330200對(duì)比3AZnO200埃01301504590644622404AIn摻雜ZnO200埃01340150459064462240對(duì)比3BN摻雜ZnO200埃01300154590644622404BIn和N-摻雜ZnO200埃01340015459064462240*流速值insccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分)，**29重量％NH3在水中通過陰影掩模，鋁源接觸點(diǎn)和漏接觸點(diǎn)被蒸發(fā)在比較例的3A，比較例的3B，本發(fā)明例的4A，和本發(fā)明例的4B的樣品上，產(chǎn)生薄膜晶體管，其具有50，100或150μm的通道長(zhǎng)度和500μm的通道寬度。光刻工藝被用于使設(shè)備在基材上絕緣，產(chǎn)生ZnO的絕緣區(qū)(isoland)。對(duì)于上述設(shè)備的電氣試驗(yàn)的結(jié)果顯示在下面的表4中31表權(quán)利要求1.一種制造η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體的方法，該方法將薄膜材料沉積在基材的表面區(qū)域，該表面區(qū)域是整個(gè)表面區(qū)域或者所選擇的部分，其中沉積是通過基本上在大氣壓或大氣壓以上的壓力下進(jìn)行的原子層沉積方法，其中在沉積期間該基材的溫度是在300°C以下，和其中原子層沉積方法包括同時(shí)沿著基本上并行的細(xì)長(zhǎng)通道引導(dǎo)一系列氣流通過與基材間隔開的多個(gè)輸出口，該氣流依次包括在沉積期間包括具有摩爾流的含鋅化合物的至少第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、惰性吹掃氣體、和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料，和在相對(duì)于多個(gè)輸出口的方向上輸送基材，使得在基材表面區(qū)域上的任意點(diǎn)經(jīng)過順序的第一、第二和第三氣態(tài)材料，由此該順序?qū)е卤∧ねㄟ^在基材的表面區(qū)域上原子層沉積而形成，其中揮發(fā)性的含銦的化合物被引入到第一反應(yīng)性氣態(tài)材料或者補(bǔ)充的氣態(tài)材料，使得含銦的化合物具有大于20%的含鋅化合物的摩爾流水平的摩爾流。2.權(quán)利要求1所述的方法，其中該鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體被用于薄膜晶體管中。3.權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過X射線衍射測(cè)定，鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體的結(jié)晶度小于85%。4.權(quán)利要求1所述的方法，其中揮發(fā)性的含銦化合物是三烷基銦化合物，或環(huán)戊二烯基銦⑴，其中該烷基具有1到4個(gè)碳原子。5.權(quán)利要求1所述的方法，其中鋅氧化物基的薄膜半導(dǎo)體的電阻率相對(duì)于不合有銦的類似膜的電阻率減少。6.權(quán)利要求5所述的方法，其中得自含銦化合物的引入的銦摻雜劑作為前體的存在提供了在薄膜材料中電阻率的至少10的倍數(shù)的下降。7.權(quán)利要求1所述的方法，其中在鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體中鋅與銦的重量比是0.05到0.7。8.權(quán)利要求1所述的方法，其中揮發(fā)性受主摻雜劑前體被引入第二反應(yīng)性氣態(tài)材料、惰性的吹掃氣體，或補(bǔ)充的氣態(tài)材料的附加氣流。9.權(quán)利要求8所述的方法，其中揮發(fā)性受主摻雜劑前體包含選自N，P,As,Li，Na，K的元素或其混合。10.權(quán)利要求8所述的方法，其中揮發(fā)性受主摻雜劑前體是NO、NO2或氨氣。11.權(quán)利要求1所述的方法，其中鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體用作薄膜晶體管的通道層。12.權(quán)利要求1所述的方法，其中鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體用作薄膜晶體管的一種或一種以上的導(dǎo)電電極。13.權(quán)利要求1所述的方法，其中鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體用作電子電路中的電氣導(dǎo)管。14.權(quán)利要求1所述的方法，其中系列的氣流通過沉積設(shè)備提供，該沉積設(shè)備包括，在俯視圖中面向基材的一系列細(xì)長(zhǎng)的輸出口，該輸出口基本上平行地與基材緊密接近地位于基材之上，在沉積設(shè)備的輸出面中，與進(jìn)行沉積的基材的表面間隔在Imm之內(nèi)。15.權(quán)利要求14的方法，其中在用于第一反應(yīng)性氣態(tài)材料和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料的系列的細(xì)長(zhǎng)輸出口之間沒有排氣通道。16.權(quán)利要求14所述的方法，其中該沉積設(shè)備進(jìn)一步包括在用于第一反應(yīng)性氣態(tài)材料和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料的基本上平行的細(xì)長(zhǎng)輸出口之間的排氣通道。17.權(quán)利要求14所述的方法，其中用于薄膜沉積的到基材表面的一種或一種以上的氣態(tài)材料流提供了將沉積設(shè)備的沉積輸出面與該基材的表面分離開的至少一部分的力。18.權(quán)利要求14所述的方法，其中用于薄膜半導(dǎo)體原子層沉積的基材的表面區(qū)域超出了該沉積設(shè)備的輸出面總表面區(qū)域。19.權(quán)利要求1所述的方法，其中基材或基材的載體包括移動(dòng)卷材。20.權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法是呈對(duì)環(huán)境大氣非密封的關(guān)系。21.權(quán)利要求1所述的方法，其中該原子層沉積過程是在沉積系統(tǒng)中進(jìn)行的，該沉積系統(tǒng)順序地包括(A)入口部分；(B)涂布部分，該涂布部分包括ω分別地多種氣態(tài)材料的多個(gè)源，該氣態(tài)材料分別包括至少第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、第二反應(yīng)性氣態(tài)材料、和惰性吹掃氣體；()至少一個(gè)用于輸送多種氣體材料到用于接受薄膜沉積的基材的送料頭，該送料頭包括(a)多個(gè)進(jìn)氣口，包括，分別地用于接受第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、第二反應(yīng)性氣態(tài)材料、和惰性的吹掃氣體的至少第一、第二、和第三進(jìn)氣口；和(b)沉積輸出面，其與基材間隔有距離和包括用于第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、第二反應(yīng)性氣態(tài)材料、和惰性吹掃氣體中的每一種的多個(gè)基本上平行的細(xì)長(zhǎng)的輸出口，其中該送料頭被設(shè)計(jì)用于同時(shí)輸送來自在沉積輸出面中的細(xì)長(zhǎng)輸出口的第一反應(yīng)性氣態(tài)材料、第二反應(yīng)性氣態(tài)材料和惰性吹掃氣體；(C)出口部分；(D)用于以單向路徑移動(dòng)基材通過涂布部分的裝置；和(E)在薄膜沉積期間維持至該送料頭的沉積輸出面和基材的表面之間的基本上均勻距離的裝置，其中在涂布部分中的該送料頭被設(shè)計(jì)用以提供一種或一種以上的氣態(tài)材料流到用于薄膜沉積的基材表面，該氣態(tài)材料流還提供將該送料頭的沉積輸出面與基材的表面分離開的至少一部分的力，其中任選地該入口部分和/或該出口部分各包括具有多個(gè)非沉積輸出口的非沉積輸出面，該輸出口被設(shè)計(jì)用于在通過該沉積系統(tǒng)的至少部分的路經(jīng)期間將非反應(yīng)性氣體的氣流提供到基材的表面。22.權(quán)利要求21的方法，其中該基材的表面區(qū)域暴露于通道中的氣流以小于100毫秒。23.權(quán)利要求21的方法，其中該基材與沉積頭的相對(duì)移動(dòng)在至少O.lcm/sec的速度下。24.權(quán)利要求21的方法，其中該方法被用于生產(chǎn)在電子設(shè)備內(nèi)的多種的薄膜晶體管，每個(gè)薄膜晶體管包括該η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體，其中第一反應(yīng)性氣態(tài)材料包括有機(jī)鋅前體化合物和第二反應(yīng)性氣態(tài)材料包括反應(yīng)性的含氧氣態(tài)材料。25.權(quán)利要求24所述的方法，其中該方法對(duì)于多種薄膜晶體管中的每一種進(jìn)一步包括，形成相間隔的源極和漏極，其中該源極和該漏極被η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體間隔開和電連接；和形成與η型鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體間隔開的柵電極，其中該電子設(shè)備選自集成電路，活性矩陣顯示器，太陽能電池，活性矩陣成像儀，傳感器，和射頻價(jià)格標(biāo)簽，識(shí)別標(biāo)簽，或庫(kù)存標(biāo)簽。全文摘要本發(fā)明涉及一種制造用于晶體管中的鋅氧化物基薄膜半導(dǎo)體的方法，包括在基材上薄膜沉積，包括提供多種氣態(tài)材料，該氣態(tài)材料包括第一，第二，和第三氣態(tài)材料，其中第一氣態(tài)材料是含鋅揮發(fā)性材料和第二氣態(tài)材料是對(duì)其具有反應(yīng)性的，使得當(dāng)?shù)谝换虻诙鈶B(tài)材料之一在基材的表面上，第一或第二氣態(tài)材料的另一種將反應(yīng)從而在基材上形成材料層，其中第三氣態(tài)材料是惰性的和其中揮發(fā)性的含銦化合物被引入到第一反應(yīng)性氣態(tài)材料或附加的氣態(tài)材料。文檔編號(hào)H01L21/365GK102017104SQ200880109145公開日2011年4月13日申請(qǐng)日期2008年9月24日優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日發(fā)明者D·C·弗里曼,D·H·萊維,P·J·考德里-科爾萬,T·D·保利克申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司