專利名稱：沉積薄膜晶體管的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于用于沉積薄膜晶體管(TFT)的方法與系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于用于沉積TFT的柵極絕緣層的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
TFT是由多個(gè)薄膜所制造的特定類別的場效應(yīng)晶體管。這些薄膜形成半導(dǎo)體層(諸如構(gòu)成溝道的TFT的活性層)、介電質(zhì)層(諸如柵極絕緣層、蝕刻終止層或鈍化層)及金屬接觸(諸如TFT的柵極、漏極或源極)。這些薄膜形成在諸如玻璃的支撐基板上方。至少一些已知的TFT是被實(shí)施在廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)與電視監(jiān)視器的液晶有源矩陣顯示器(LCDs)中。又，至少一些已知的TFT是被實(shí)施在亦用于有源矩陣顯示器的有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)中。大致上，TFT包括用于將柵極端子予以絕緣的柵極絕緣層。尤其，至少一些已知的TFT被提供有由氧化硅(例如SiO2)形成的柵極絕緣層。在TFT的性能中，柵極絕緣層是重要因素。尤其，柵極絕緣層會(huì)大大影響TFT的擊穿電壓與漏電流。因此，需要提供一種用于形成柵極絕緣層的沉積方法與沉積系統(tǒng)，該柵極絕緣層有利于改善TFT的性能。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面中，本發(fā)明提供一種用于在基板上方形成薄膜晶體管柵極絕緣層的方法，該基板設(shè)置在處理腔室中。該方法包含:將處理氣體引進(jìn)，以在該處理腔室中產(chǎn)生等離子體；將該基板加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度；通過在中等頻率下濺射靶組件來在經(jīng)加熱的該基板上方沉積氧化硅(例如SiO或SiOy，諸如SiO2)、氧氮化硅(例如SiON)或氮化硅(例如SiN)。在另一方面中，本發(fā)明提供一種用于在基板上方形成薄膜晶體管的至少一部分的沉積系統(tǒng)。該沉積系統(tǒng)包含:處理腔室，該處理腔室適于容納處理氣體以在該處理腔室中產(chǎn)生等離子體；加熱系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)被配置成將該基板加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度；及濺射系統(tǒng)，該濺射系統(tǒng)用于通過在中等頻率下濺射靶組件來在經(jīng)加熱的該基板上方沉積氧化硅(例如SiO或SiOy，諸如SiO2)、氧氮化硅(例如SiON)或氮化硅(例如SiN)，使得柵極絕緣層形成在該基板上方。在又另一方面中，本發(fā)明提供一種用于與沉積系統(tǒng)一同使用的控制組件。該沉積系統(tǒng)被配置成在晶體管基板上形成薄膜晶體管的至少一部分，并且該沉積系統(tǒng)包含加熱系統(tǒng)與濺射系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)用于加熱該晶體管基板，該濺射系統(tǒng)用于通過在濺射頻率下濺射靶組件來沉積氧化硅(例如SiO或SiOy，諸如SiO2)、氧氮化硅(例如SiON)或氮化硅(例如SiN)。該控制組件包含:加熱控制模塊，該加熱控制模塊被配置成運(yùn)作該加熱系統(tǒng)，以將該晶體管基板的溫度調(diào)整到基板處理溫度；及濺射控制模塊，該濺射控制模塊被配置成運(yùn)作該濺射系統(tǒng)，以當(dāng)該基板處理溫度處于約介于50°C與350°C之間時(shí)通過在中等頻率范圍中的濺射頻率下濺射該靶組件來形成該薄膜晶體管的柵極絕緣層。在進(jìn)一步方面中，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管。該薄膜晶體管包括柵極絕緣層，該柵極絕緣層包括氧化硅、氧氮化硅或氮化硅，該柵極絕緣層通過在中等頻率下濺射靶組件而于介于50°C與350°C之間的基板處理溫度沉積在基板上方。令人驚訝地，根據(jù)上述方法、系統(tǒng)和組件的基板加熱與在中等頻率下的濺射的組合有利于提供具有特別高膜品質(zhì)的柵極絕緣層。這樣的特別高膜品質(zhì)有利于改善TFT的性能。尤其，本文所述的實(shí)施例可達(dá)到能促進(jìn)TFT的制造的膜品質(zhì)，該TFT相較于至少一些已知的TFT具有高擊穿電壓與低漏電流?？蓮膹膶贆?quán)利要求、實(shí)施方式與附圖知悉本發(fā)明的進(jìn)一步方面、優(yōu)點(diǎn)與特征。實(shí)施例亦針對用于實(shí)施所揭示的方法并包括用于執(zhí)行所述方法步驟的裝置部件的裝置。又，實(shí)施例亦針對方法，所描述的裝置能通過這些方法運(yùn)作或所描述的裝置能通過這些方法制造。這些方法可包括用于實(shí)施裝置功能或用于制造裝置部件的方法步驟?？赏ㄟ^硬件部件、固件、軟件、由適當(dāng)軟件予以編程的計(jì)算機(jī)、上述的任何組合、或以任何其他方式來執(zhí)行這些方法步驟。


對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的完整及可實(shí)施的揭示(包括最佳模式)尤其被揭示在本說明書的其余部分，包括對附圖的參照，其中:圖1是示范性沉積系統(tǒng)的示意圖；圖2是另一不范性沉積系統(tǒng)的不意圖；圖3是根據(jù)本文實(shí)施例可與沉積系統(tǒng)一同使用的示范性控制組件的框圖；圖4是不范性沉積方法的流程圖；圖5是又另一不范性沉積系統(tǒng)的不意圖；圖6是用于制造TFT的示范性系統(tǒng)的示意圖；及圖7是根據(jù)本文實(shí)施例所制造的TFT的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文將詳細(xì)地參照各種實(shí)施例，這些實(shí)施例的一或更多個(gè)實(shí)例被圖示在附圖中。各個(gè)實(shí)例是為了解釋而提供，并且各個(gè)實(shí)例不意圖構(gòu)成本發(fā)明的限制?？闪私獾氖?，一實(shí)施例的元件可有利地被用在其他實(shí)施例中，而無需贅述。本文所述的實(shí)施例包括一種用于形成TFT柵極絕緣層的方法，在該方法中:基板被加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度；及通過在中等頻率下濺射靶組件，以在經(jīng)加熱的基板上方沉積柵極絕緣材料(諸如氧化硅、氧氮化硅或氮化硅)。根據(jù)典型實(shí)施例，靶組件包括雙陰極。尤其，靶組件可包括至少兩個(gè)靶子組件，各個(gè)靶子組件包括可運(yùn)作地耦接到靶構(gòu)件的陰極，以濺射靶材料。根據(jù)典型實(shí)施例，柵極絕緣材料的沉積是在基板的溫度介于50°C與350°C之間時(shí)而被執(zhí)行。根據(jù)典型實(shí)施例，可提供頻率在IkHz至IOOkHz范圍中(例如20kHz至50kHz)的中級或中等頻率濺射，以沉積柵極絕緣材料。根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，通過在濺射期間經(jīng)由電極系統(tǒng)將中等頻率AC功率耦接到處理腔室中的等離子體來實(shí)現(xiàn)中等頻率濺射。典型地，電極系統(tǒng)是由至少兩個(gè)濺射陰極所形成。尤其，根據(jù)特定實(shí)施例，柵極絕緣材料的沉積包括從雙陰極的中等頻率(MF)濺射。如本文所使用，從雙陰極的MF濺射是指從包括雙靶的靶組件的濺射，其中各個(gè)靶包括陰極，此兩陰極被供應(yīng)有來自MF產(chǎn)生器的功率，使得各個(gè)陰極能以交替方式作用成陽極與陰極。根據(jù)典型實(shí)施例，MF產(chǎn)生器在IkHz至IOOkHz范圍中(諸如40kHz)的頻率下提供功率到這些陰極。這樣的基板加熱與中等頻率下的濺射的組合具有提供具有特別高膜品質(zhì)的柵極絕緣層的效果。柵極絕緣層的這種高膜品質(zhì)可容許TFT的制造，該TFT相較于至少一些已知的TFT具有改善的性質(zhì)。尤其，至少一些本文所述的實(shí)施例可容許TFT的制造，該TFT具有高擊穿電壓(諸如但不限于9MV/cm)與低漏電流(諸如但不限于InA/cm2)。相較于至少一些已知的TFT,這些擊穿電壓與漏電流的數(shù)值代表顯著的改善。尤其，至少一些本文所述的實(shí)施例可容許TFT的制造，該TFT相較于至少一些已知的TFT具有代表改善10至100倍的擊穿電壓與漏電流的數(shù)值。又，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣材料(諸如氧化硅、氧氮化硅或氮化硅)的濺射有利于TFT的制造，該TFT的制造可避免使用有毒氣體而不會(huì)損壞柵極絕緣層的膜品質(zhì)。相對地，至少一些在需要高膜品質(zhì)的應(yīng)用中形成柵極絕緣層的已知的方法(諸如化學(xué)氣相沉積(CVD))會(huì)產(chǎn)生這樣的有毒氣體。又，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的濺射有利于高品質(zhì)TFT的制造，其中所有的沉積步驟是由大面積濺射沉積來執(zhí)行。藉此，可顯著地增加在制造過程中的效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的濺射可容許TFT的制造，該TFT的制造在柵極絕緣層沉積在TFT的溝道層上時(shí)可避免TFT的溝道層的損壞而不會(huì)損壞柵極絕緣層的膜品質(zhì)。相對地，至少一些形成柵極絕緣層的已知的方法會(huì)通過沉積期間所產(chǎn)生的等離子體或通過氫進(jìn)入溝道的擴(kuò)散而對溝道層造成損壞。根據(jù)特定實(shí)施例，此沉積方法是為了形成TFT的柵極絕緣層，該TFT具有鄰近柵極絕緣層(即溝道)的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包括經(jīng)濺射的金屬氧化物(諸如但不限于銦鎵鋅氧化物(IGZO))。在此種TFT中，柵極絕緣層的品質(zhì)要求是非常高的。所以，根據(jù)本文所述的實(shí)施例的柵極絕緣層的沉積有利于這些種類的TFT，因?yàn)榭山宕舜龠M(jìn)特別高的膜品質(zhì)。本文所述的實(shí)施例包括用于形成TFT的至少一部分的沉積系統(tǒng)。圖1圖示這樣的沉積系統(tǒng)180的實(shí)例。在此示范性實(shí)施例中，沉積系統(tǒng)180包括處理腔室104，處理腔室104適于容納處理氣體116。根據(jù)典型實(shí)施例，處理腔室104是高真空腔室。處理氣體116用于在處理腔室104中產(chǎn)生等離子體。處理氣體116可包括氬、氧或氮的至少一個(gè)。例如，處理氣體116可包括氬，或替代地氬與氧，或替代地氬與氮，或替代地氬、氧與氮。示范性實(shí)施例更包括加熱系統(tǒng)112，加熱系統(tǒng)112用于將基板102加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度。示范性沉積系統(tǒng)180更包括濺射系統(tǒng)128，濺射系統(tǒng)128被配置成從靶組件108濺射靶材料，使得可在基板102上方沉積柵極絕緣材料(諸如氧化硅、氧氮化硅或氮化硅)。藉此，可在基板上方形成柵極絕緣層100，以制造TFT。在此示范性實(shí)施例中，靶組件108包括靶構(gòu)件106a、106b與陰極132a、132b，其中這些靶構(gòu)件含有靶材料。
根據(jù)特定實(shí)施例，通過在中等頻率下濺射該靶組件108來在經(jīng)加熱的基板102上方沉積氧化硅。藉此，可通過沉積氧化硅(尤其是SiO2)來形成柵極絕緣層，其中SiO2是具有良好特性的材料且有利于對柵極絕緣層的形成具有高控制性。根據(jù)特定實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)中等頻率濺射，濺射系統(tǒng)可包括至少兩個(gè)電極與電源，該兩個(gè)電極形成靶組件的一部分，該電源可運(yùn)作地耦接到這些電極，使得中等頻率AC功率在靶材料的濺射期間耦接到等離子體。如圖1所示，示范性沉積系統(tǒng)180更包括AC電源130，AC電源130經(jīng)由電連接件134a與134b而耦接到濺射系統(tǒng)128的陰極132a與132b。AC電源130對陰極132a與132b供應(yīng)用于在濺射期間在處理腔室104內(nèi)維持等離子體的電功率。根據(jù)典型實(shí)施例，陰極的運(yùn)作功率可以是介于IkW與200kW之間，尤其是介于5kW與IOOkW之間。AC電源130可耦接到任何適當(dāng)配置的電極，其中該任何適當(dāng)配置的電極可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使沉積系統(tǒng)180能夠在中等頻率下派射祀構(gòu)件。陰極132a與132b相對于個(gè)別的靶構(gòu)件106a、106b而設(shè)置，使得根據(jù)本文所述的實(shí)施例通過濺射靶材料而將柵極絕緣材料(諸如氧化硅、氧氮化硅或氮化硅)沉積在基板102上方。尤其，靶構(gòu)件106a、106b可接合到個(gè)別的陰極132a、132b。在替代的實(shí)施例中，靶構(gòu)件106a、106b沒有接合到個(gè)別的陰極。典型地，濺射系統(tǒng)128(尤其是AC電源130與電連接件134a、134b)被設(shè)置成使得各個(gè)陰極132a、132b能以交替方式作用成陽極和陰極。藉此，可促進(jìn)消除制程不穩(wěn)定性。陰極132a、132b可受水冷，并且可更包括內(nèi)嵌磁鐵組件(未示出)。又，濺射系統(tǒng)128可包括適當(dāng)?shù)慕拥仄帘?未示出)。本發(fā)明可設(shè)想出不同的設(shè)計(jì)并最終地設(shè)想出不同的磁鐵組件構(gòu)造，以解決根據(jù)本文所述的實(shí)施例的沉積系統(tǒng)的特定要求。在示范性實(shí)施例中，加熱系統(tǒng)112被配置成將基板102加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度。根據(jù)特定實(shí)施例，加熱系統(tǒng)可包括用于加熱基板102的加熱器玻璃。此外，濺射系統(tǒng)128被配置成通過中等頻率濺射而在經(jīng)加熱的基板102上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。根據(jù)典型實(shí)施例，沉積系統(tǒng)180被配置成在基板處于介于50°C與350°C之間的溫度時(shí)執(zhí)行氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的沉積。在此示范性實(shí)施例中，沉積通過在中等頻率下(例如在介于IkHz與IOOkHz之間的頻率下)濺射靶材料來執(zhí)行。也就是說，根據(jù)典型實(shí)施例，中等頻率功率由AC電源130產(chǎn)生且被傳送到陰極132a與132b，以在濺射期間耦接到處理腔室104內(nèi)的等離子體。藉此，中等頻率功率可被饋送到包含在腔室116中的等離子體，使得靶構(gòu)件106a、106b的濺射能持續(xù)。應(yīng)了解，典型地，濺射功率直接地對應(yīng)于施加至靶組件的電壓。典型地，除了接近OV的數(shù)值以外，所施加的電壓與濺射功率之間的關(guān)系在第一次近似中是線性的。所以，施加至靶組件的隨時(shí)間改變的電壓大致上造成隨時(shí)間改變的濺射功率。根據(jù)特定實(shí)施例，正電位被施加至陽極(圖1中未示出)，該陽極設(shè)置成靠近靶組件。這樣的陽極可具有條棒的形狀，其中條棒的軸典型地配置成平行于有角度的管的軸。在替代的實(shí)施例中，可施加不同的偏壓至基板。根據(jù)典型實(shí)施例，柵極絕緣層沉積在TFT的先前沉積/處理的層上(參見下文中的實(shí)例)。根據(jù)典型實(shí)施例，基板102包括TFT的多個(gè)層，這些層在柵極絕緣層100的沉積之前已經(jīng)形成。舉例而言，但不構(gòu)成限制，基板102可包括晶體管基板(例如玻璃)、柵極材料(例如銦錫氧化物(ITO))。在另一實(shí)例中，基板102可包括晶體管基板(例如玻璃)、包括源極和漏極接觸的導(dǎo)電層(例如ITO層)、及溝道層(例如IGZO層)。濺射可以二極管濺射或磁控管濺射的方式來執(zhí)行。在特定實(shí)施例中，磁控管濺射特別有利，因?yàn)樗_(dá)到的沉積速率相較于二極管濺射是高的。根據(jù)特定實(shí)施例，濺射系統(tǒng)包括磁鐵組件(諸如但不限于設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)的靶內(nèi)的磁鐵)，以將自由電子捕獲在所產(chǎn)生的磁場內(nèi)。根據(jù)典型實(shí)施例，這樣的磁鐵組件被配置成使得磁場直接鄰近于面對基板的靶表面產(chǎn)生。藉此，自由電子被迫在磁場內(nèi)移動(dòng)且無法逃逸，從而可增加將氣體分子予以離子化的機(jī)率(典型地為增加若干數(shù)量級)并因此可顯著地增加沉積速率。本文所使用的術(shù)語“磁鐵組件”是可產(chǎn)生磁場且包括至少一磁鐵的單元。根據(jù)典型實(shí)施例，磁鐵組件包括多個(gè)磁鐵。磁鐵組件可包括永久磁鐵或由永久磁鐵構(gòu)成。這樣的永久磁鐵可被配置在可旋轉(zhuǎn)的靶內(nèi)，使得自由電子被捕獲在所產(chǎn)生的磁場內(nèi)。根據(jù)典型實(shí)施例，濺射系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)的濺射靶?？尚D(zhuǎn)的靶可具有能使沉積系統(tǒng)按本文所述發(fā)揮作用的任何適當(dāng)幾何形狀。根據(jù)典型實(shí)施例，可旋轉(zhuǎn)的靶具有圓柱狀幾何形狀。根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件包括可旋轉(zhuǎn)的靶。尤其，靶組件可包括雙可旋轉(zhuǎn)的靶(尤其是用于MF濺射的雙可旋轉(zhuǎn)的靶)。圖2圖示沉積系統(tǒng)280的另一實(shí)例。在此示范性實(shí)施例中,派射系統(tǒng)包括祀組件206，靶組件206具有兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的圓柱狀靶子組件206a、206b。在可與本文所揭示的其他實(shí)施例組合的替代的實(shí)施例中，濺射系統(tǒng)可包括靶組件，靶組件具有一個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或四個(gè)以上祀(諸如但不限于示范性實(shí)施例中所述的靶)。可旋轉(zhuǎn)的圓柱狀靶組件的實(shí)例被描述在美國專利申請第12/577，073號中，該申請是在2009年10月9日提出申請且具有“Method For Coating A Substrate And Coater”的發(fā)明名稱，該申請?jiān)诖艘砸梅绞奖徊⑷胫帘疚牡皆撋暾埐粫?huì)與本發(fā)明不一致的程度。在可與本文所揭示的其他實(shí)施例組合的典型實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)的圓柱狀靶子組件206a、206b是由驅(qū)動(dòng)組件(未示出)驅(qū)動(dòng)。這些旋轉(zhuǎn)的圓柱狀靶子組件206a、206b的至少一個(gè)可包括支撐管226a、226b，磁鐵組件220a、220b設(shè)置在支撐管226a、226b中。這樣的支撐管226b、226b可由適當(dāng)?shù)姆谴判圆牧?諸如銅、黃銅或不銹鋼)形成且可根據(jù)要執(zhí)行的運(yùn)作的要求來設(shè)計(jì)。含有待濺射的靶材料的圓柱狀靶構(gòu)件230a、230b被設(shè)置在各個(gè)支撐管226a,226b 周圍。這些靶構(gòu)件可接合到各自的支撐管?；蛘?，這些靶構(gòu)件可以設(shè)置成沒有接合到支撐管。舉例而言，支撐管可包括一管，該管適于使一或更多個(gè)非接合的靶圓柱設(shè)置在該管周圍。該管可具有外表面以及至少三個(gè)或三個(gè)以上突部接收位置，其中該外表面適于面對這些靶圓柱的至少一個(gè)。該管可更包括多個(gè)突部，這些突部裝設(shè)在該管的外表面上而位于各個(gè)突部接收位置處，以將這些靶圓柱予以置中。這樣的支撐管的實(shí)例被描述在美國專利申請第12/505，363號中，該申請是在2009年7月17日提出申請且具有“Target BackingTube, Cylindrical Target, and Cylindrical Target Assembly” 的發(fā)明名稱，該申請?jiān)诖艘怨璉用方式被并入至本文到該申請不會(huì)與本發(fā)明不一致的程度。根據(jù)典型實(shí)施例，磁鐵組件220a、220b具有長形結(jié)構(gòu)，該長形結(jié)構(gòu)延伸成平行于內(nèi)含有這些組件的支撐管226a、226b的縱向延伸。舉例而言，磁鐵組件220a、220b可設(shè)置成平行于支撐管226a、226b的縱向軸或旋轉(zhuǎn)軸。根據(jù)典型實(shí)施例，磁鐵組件220a、220b具有和磁鐵組件220a、220b的各自支撐管實(shí)質(zhì)上相同的長度。舉例而言，磁鐵配置可具有一長度，該長度為支撐管在處理腔室204中的一部分的縱向延伸的約80%或更大(例如90%或更大)。這些磁鐵組件相對于彼此來配置且取向，使得濺射材料適當(dāng)?shù)鼐奂诨?02上。在典型實(shí)施例中，磁鐵組件可包括三個(gè)磁鐵的陣列。這樣的磁鐵組件的實(shí)例被描述在美國專利申請第12/641，080號中，該申請是在2009年12月17日提出申請且具有“AngleOf Magnetic Field For Rotary Magnetrons”的發(fā)明名稱，該申請?jiān)诖艘砸梅绞奖徊⑷胫帘疚牡皆撋暾埐粫?huì)與本發(fā)明不一致的程度。相較于其他靶(諸如平坦的靶)，可旋轉(zhuǎn)的靶有利于靶材料的顯著高利用度。也就是說，較多量的靶材料可被濺射出，并且當(dāng)沉積制程完成時(shí)，相對較少量的未使用的靶材料殘留在靶上。又，根據(jù)本文所述的實(shí)施例的包括可旋轉(zhuǎn)靶的沉積系統(tǒng)因靶幾何形狀和適當(dāng)濺射參數(shù)(即基板處理溫度與濺射頻率)的組合而有利于靶材料的高利用度，而不會(huì)損壞月吳品質(zhì)。沉積系統(tǒng)280可更包括AC電源222，AC電源222耦接到靶組件206的陰極。藉此，中等頻率功率可由AC電源222產(chǎn)生且在濺射期間耦接到處理腔室204內(nèi)的等離子體。在此示范性實(shí)施例中，AC電源222經(jīng)由各自的電連接件223a、223b耦接到支撐管226a、226b，這些管作用成陰極，以在濺射期間將電功率耦接到處理腔室104內(nèi)的等離子體?；蛘撸珹C電源222可耦接到任何適當(dāng)配置的電極，該任何適當(dāng)配置的電極可使沉積系統(tǒng)280能夠根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在中等頻率下濺射靶材料。根據(jù)特定實(shí)施例(如圖2所示的示范性實(shí)施例)，沉積系統(tǒng)280包括加熱系統(tǒng)210，加熱系統(tǒng)210具有加熱器212，加熱器212耦接到基板202以加熱基板。加熱系統(tǒng)210更包括加熱控制系統(tǒng)214，加熱控制系統(tǒng)214與加熱器212相關(guān)聯(lián)以控制基板處理溫度。加熱控制系統(tǒng)214被配置成將基板處理溫度調(diào)整到介于50°C與350°C之間的溫度。藉此，在通過中等頻率的柵極絕緣層200的形成期間，可調(diào)整基板處理溫度，因而可如上文所討論達(dá)到聞品質(zhì)的月旲。根據(jù)典型實(shí)施例，加熱系統(tǒng)210被配置成調(diào)整晶體管基板(即上面形成有TFT的至少一部分的基板)的溫度。在替代的實(shí)施例中，加熱系統(tǒng)210被配置成調(diào)整層的溫度，其中柵極絕緣層(諸如但不限于TFT的柵極絕緣層)形成在該層上。根據(jù)典型實(shí)施例(如圖2所示的示范性實(shí)施例)，沉積系統(tǒng)280更包括氣體供應(yīng)器224，氣體供應(yīng)器224與處理腔室204相關(guān)聯(lián)以供應(yīng)處理氣體216到處理腔室204。根據(jù)典型實(shí)施例，氣體供應(yīng)器224與靶組件206被配置成通過反應(yīng)濺射而形成柵極絕緣層200。尤其，根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件206包括靶材料，該靶材料會(huì)與處理氣體216中的反應(yīng)材料反應(yīng)。舉例而言，根據(jù)特定實(shí)施例，靶材料包括硅且處理氣體包括氧或氮的至少一者，使得當(dāng)硅被濺射時(shí)，經(jīng)濺射的硅會(huì)與處理氣體中的氧或氮的至少一者反應(yīng)，使得氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的膜可沉積在基板上方，藉此形成柵極絕緣層。根據(jù)特定實(shí)施例，氣體供應(yīng)器224與靶組件206被配置成通過完全反應(yīng)濺射來形成柵極絕緣層200。尤其,在這些實(shí)施例中，祀材料不包括反應(yīng)材料,并且實(shí)質(zhì)上,全部所沉積的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅是源自經(jīng)濺射的硅與處理氣體216中的氧或氮的至少一者的反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)反應(yīng)濺射的本發(fā)明的實(shí)施例有利于通過改變惰性氣體與反應(yīng)氣體的相對壓力而控制所沉積的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的組成。藉此，通過將適當(dāng)?shù)哪そM成控制與適當(dāng)?shù)臑R射參數(shù)(即基板處理溫度與濺射頻率)組合，本發(fā)明的至少一些實(shí)施例可促成特別高的膜品質(zhì)以形成柵極絕緣層。氣體供應(yīng)器224可包括分壓控制器(未示出)，以有利于處理氣體216的成分的分壓的控制。舉例而言，氣體供應(yīng)器224可包括多個(gè)致動(dòng)閥的配置，這些致動(dòng)閥通過動(dòng)態(tài)反饋控制來進(jìn)行控制，以精確地控制處理氣體的至少一成分(諸如但不限于氧、氮及/或氬)的分壓。此外，沉積系統(tǒng)280可包括泵送系統(tǒng)(未示出)，泵送系統(tǒng)能夠達(dá)成處理腔室204內(nèi)的壓力，該壓力是低到足以使得沉積系統(tǒng)能針對特定應(yīng)用而運(yùn)作(諸如IXKTmbar的壓力)。沉積期間的壓力(即沉積壓力)可介于I μ bar與10 μ bar之間。對于處理氣體包括氬與氧或氮的至少一者的特定實(shí)施例，氬分壓可介于I μ bar與4 μ bar之間，并且氧及/或氮分壓可介于I μ bar與8 μ bar之間。這些壓力數(shù)值不會(huì)構(gòu)成限制，并且用于沉積的壓力可具有任何適當(dāng)?shù)臄?shù)值，其中該任何適當(dāng)?shù)臄?shù)值可促成形成根據(jù)本文所述的實(shí)施例的柵極絕緣層。盡管圖1和2的示范性實(shí)施例圖示配置在水平配置的基板上方的靶組件，并且基板-靶的互連平面的定義是相對于這些實(shí)施例示例地被解釋，但是應(yīng)了解的是基板在空間中的取向亦可以是垂直的。尤其，對于大面積涂覆，基板的垂直取向可使垂直取向的基板的傳送與操控簡單容易。在其他實(shí)施例中，基板配置在介于水平取向與垂直取向之間的某個(gè)取向處。應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的沉積系統(tǒng)可包括需要用在特定應(yīng)用的任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、構(gòu)造、配置及/或部件。圖3圖示可與沉積系統(tǒng)一同使用的示范性控制組件300的框圖。示范性控制組件300可用以控制圖1和2的示范性沉積系統(tǒng)，以在晶體管基板上形成TFT的至少一部分。如上文所討論，示范性沉積系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)與濺射系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)用于加熱晶體管基板，濺射系統(tǒng)用于通過在濺射頻率下濺射靶組件來沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。示范性控制組件300包括加熱控制模塊302，加熱控制模塊302被配置成運(yùn)作加熱系統(tǒng)以將晶體管基板的溫度調(diào)整到基板處理溫度。示范性控制組件300更包括濺射控制模塊304，濺射控制模塊304被配置成運(yùn)作濺射系統(tǒng)，以當(dāng)基板處理溫度約介于50°C與350°C之間時(shí)，通過在中等頻率范圍中的濺射頻率下濺射靶材而形成TFT的柵極絕緣層。根據(jù)典型實(shí)施例，控制組件300可更包括輸入/輸出界面306，輸入/輸出界面306用于促進(jìn)與沉積系統(tǒng)(諸如上文所討論的沉積系統(tǒng))的通信。舉例而言，輸入/輸出界面306可使得加熱控制模塊302能夠接收與基板處理溫度相關(guān)的信號，并使加熱控制模塊302能夠傳送用于調(diào)整基板處理溫度的控制信號。典型地，示范性控制組件300包括實(shí)時(shí)控制器(未示出)，該實(shí)時(shí)控制器用于濺射參數(shù)(諸如但不限于基板溫度與濺射功率、電壓或電流)的實(shí)時(shí)控制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這樣的實(shí)時(shí)控制器可包括任何適當(dāng)?shù)幕谔幚砥骰蚧谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)尤其包括微控制器、專用集成電路(ASIC)、精簡指令集電路(RISC)、邏輯電路及/或進(jìn)一步地能執(zhí)行本文所述功能的任何其他電路或處理器。在特定實(shí)施例中，控制器102是包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)及/或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的微處理器，諸如具有2_Mb ROM以及64Kb RAM的32位微計(jì)算機(jī)。術(shù)語“實(shí)時(shí)”是指在輸入的變化會(huì)影響結(jié)果之后而在實(shí)質(zhì)上短的時(shí)間段中發(fā)生的結(jié)果，其中該時(shí)間段是可根據(jù)結(jié)果的重要性及/或系統(tǒng)處理輸入以產(chǎn)生結(jié)果的能力來選擇的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)典型實(shí)施例，加熱控制模塊302執(zhí)行加熱控制回路(諸如PID控制器)，以將基板處理溫度調(diào)整到預(yù)定溫度(諸如介于50°C與350°C之間的溫度)。濺射控制模塊304可執(zhí)行濺射控制回路，以當(dāng)基板處于預(yù)定溫度時(shí)，控制用于在基板上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的沉積系統(tǒng)的濺射系統(tǒng)。根據(jù)典型實(shí)施例，這樣的濺射控制回路被配置成適當(dāng)?shù)乜刂茷R射參數(shù)(諸如但不限于濺射功率、電壓或電流)。根據(jù)典型實(shí)施例，控制組件300可執(zhí)行控制回路，以控制整個(gè)TFT制造過程。舉例而言，控制組件300可運(yùn)作輸送器系統(tǒng)，以將基板傳送到處理腔室系統(tǒng)內(nèi)。此外，控制組件300可運(yùn)作沉積系統(tǒng)，例如通過運(yùn)作多個(gè)真空泵以將空氣從處理腔室排空，以確保處理腔室內(nèi)的氣氛適于執(zhí)行濺射。此外，控制組件300可運(yùn)作氣體供應(yīng)系統(tǒng)，以將特定量的第一成分氣體(諸如氬)饋送到處理腔室內(nèi)。此外，控制組件300可運(yùn)作氣體供應(yīng)系統(tǒng)，以將特定量的第二及/或第三成分氣體(諸如氧及/或氮)饋送到處理腔室內(nèi)。此外，控制組件300可運(yùn)作冷卻系統(tǒng)，以冷卻包含在靶內(nèi)的磁鐵組件。此外，控制組件300可運(yùn)作靶組件(諸如但不限于包括兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的靶的靶組件)，以在濺射期間將這些可旋轉(zhuǎn)的靶予以旋轉(zhuǎn)。此外，控制組件300可運(yùn)作AC電源，該AC電源可運(yùn)作地連接到處理腔室，以在通過等離子體的靶組件濺射期間維持腔室內(nèi)的等離子體。藉此，可通過濺射而濺射靶材料，并且可最終通過完全反應(yīng)濺射來沉積柵極絕緣材料(諸如氧化硅、氧氮化硅或氮化硅)而將柵極絕緣層形成在基板上方。圖4是流程圖，該流程示用于在基板上方形成TFT柵極絕緣層的示范性沉積方法400。這樣的沉積方法400可用以運(yùn)作圖1至3的示范性沉積系統(tǒng)180、280及/或控制組件300。示范性沉積方法400包括將處理氣體引進(jìn)402，以在設(shè)置有基板的處理腔室中產(chǎn)生等離子體。根據(jù)典型實(shí)施例，處理氣體是通過運(yùn)作與處理腔室相關(guān)聯(lián)的氣體供應(yīng)系統(tǒng)而被引進(jìn)，如上文所討論。示范性沉積方法400更包括將基板加熱404到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度。根據(jù)典型實(shí)施例，加熱404是通過運(yùn)作加熱系統(tǒng)被執(zhí)行，該加熱系統(tǒng)用于將基板加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度。根據(jù)特定實(shí)施例，加熱404是通過運(yùn)作加熱控制系統(tǒng)被執(zhí)行，該加熱控制系統(tǒng)被配置成將基板處理溫度調(diào)整到介于50°C與350°C之間的溫度。在典型實(shí)施例中，這樣的加熱控制系統(tǒng)與耦接到基板的加熱器相關(guān)聯(lián)，使得可控制基板處理溫度，如上所述。示范性沉積方法400更包括通過在中等頻率下濺射靶來在經(jīng)加熱的基板上方沉積406氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。根據(jù)典型實(shí)施例，加熱404是在沉積406之前且在沉積406期間被執(zhí)行，使得氧化硅、氧氮化硅或氮化硅可沉積在處于介于50°C與350°C之間的基板處理溫度的基板上方。根據(jù)典型實(shí)施例，沉積是在介于IkHz與IOOkHz之間的頻率下被執(zhí)行。在典型實(shí)施例中，磁鐵組件形成靶的一部分，如上所述。根據(jù)特定實(shí)施例，使用處理氣體(該處理氣體至少包括氬及/或氧或氮的至少ー者)來執(zhí)行濺射，如上所述。根據(jù)特定實(shí)施例，濺射406可以是完全反應(yīng)濺射。通過完全反應(yīng)濺射是指包括在含有反應(yīng)材料的氣氛中濺射不含有反應(yīng)材料的靶的制程。舉例而言，完全反應(yīng)濺射可包括在含有氧及/或氮的至少ー者的腔室中濺射純硅靶(例如含有高純硅(諸如純度為4N的硅)的靶)，以在基板上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。通過執(zhí)行完全反應(yīng)濺射，可有利于沉積參數(shù)與層厚度的適當(dāng)控制。通過將完全反應(yīng)濺射與基板加熱及在中等頻率下的濺射組合所提供的這樣的適當(dāng)控制，可更有利于達(dá)到所形成的柵極絕緣層的高膜品質(zhì)。在其他替代的實(shí)施例中，濺射可以是直接濺射。通過直接濺射是指包括濺射含有以反應(yīng)形式而待沉積的材料的靶的制程。舉例而言，濺射包括濺射包括氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的靶，以在基板上方沉積氧化硅。直接濺射有利于用于執(zhí)行沉積方法400的沉積系統(tǒng)的較不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榻又辉傩枰磻?yīng)成分氣體。又，通過基板加熱與中等頻率下的濺射的組合，本發(fā)明的執(zhí)行這些濺射方法的實(shí)施例不會(huì)犧牲所形成的柵極絕緣層的膜品質(zhì)。根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件包括純硅靶，即其中的靶材料是高純硅的靶。舉例而言，但不構(gòu)成限制，靶可包括純度為至少2N的硅(即99%純的硅)或純度為至少3N的硅(即99.9%純的硅)或甚至純度為至少4N的硅(即99.99%純的硅)或純度為更高的硅,或?qū)嵸|(zhì)上由上述的硅構(gòu)成。又，根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件包括純度為至少4N的純硅。高純度的硅有利于所沉積的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的化學(xué)計(jì)量的適當(dāng)控制。這樣的適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量控制，與基板加熱和在中等頻率下的濺射組合，可更有利于達(dá)到所形成柵極絕緣層的高月吳品質(zhì)。根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件包括具有低鐵含量的硅靶。尤其，靶組件可包括含硅的濺射材料，其中該濺射材料含有低于200ppm(即百萬分之一)的鉄。具有低鐵含量的靶的實(shí)例被描述在美國專利申請第12/388，342號中且被公開為公開號US20090218213，該申請是在2009年2月18日提出申請且具有“ Sprayed S1-or S1:Al_Target”的發(fā)明名稱，該申請?jiān)诖艘砸梅绞奖徊⑷胫帘疚牡皆撋暾埐粫?huì)與本發(fā)明不一致的程度。根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件含有鋁(Al)。尤其，靶組件中的靶材料可具有至少0.5%的鋁含量，或更詳細(xì)地說為具有1%的鋁含量。又，靶可具有低于3%的鋁含量，或更詳細(xì)地說為具有2%的鋁含量。根據(jù)特定實(shí)施例，靶組件可具有如上所述的鋁含量，并且此外具有低于200ppm的鐵含量。本發(fā)明的實(shí)施例更包括沉積系統(tǒng)，該沉積系統(tǒng)包括多個(gè)模塊。根據(jù)典型實(shí)施例，這多個(gè)模塊的每ー個(gè)模塊執(zhí)行TFT的至少ー層的沉積。圖5圖示用于形成TFT的至少一部分的另ー示范性沉積系統(tǒng)500。沉積系統(tǒng)500包括柵極絕緣層模塊502 (在此稱為GIL-模塊502)。GIL-模塊502是用于沉積柵極絕緣層且可被實(shí)現(xiàn)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的沉積系統(tǒng)。根據(jù)特定實(shí)施例，沉積模塊500可更包括溝道沉積模塊504，溝道沉積模塊504被配置成形成被配置成鄰近柵極絕緣層的半導(dǎo)體層。典型地，這樣的半導(dǎo)體層被配置成被運(yùn)作為TFT的溝道。根據(jù)典型實(shí)施例，溝道沉積模塊504被配置成通過濺射來形成半導(dǎo)體層。又，溝道沉積模塊504可被配置成形成半導(dǎo)體層，使得該半導(dǎo)體層包括諸如但不限于銦鎵鋅氧化物(IGZO)、氧化鋅(例如ZnO) ,ZnSnO或IZO的金屬氧化物。舉例而言，半導(dǎo)體層可被形成為金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜沉積成鄰近柵極絕緣層。組合半導(dǎo)體層(諸如金屬氧化物膜)的濺射與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成柵極絕緣層的方法，可有利于以高產(chǎn)率在基板上方大面積制造TFT而不會(huì)犧牲所制造的TFT的性能。
溝道沉積模塊504可包括任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造，該任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造可促成如上所述的半導(dǎo)體層(尤其是被配置成被運(yùn)作為TFT的溝道的半導(dǎo)體層)的沉積。舉例而言，溝道沉積模塊504可包括用于IGZO的直接濺射的陶瓷靶?；蛘撸瑴系莱练e模塊可被建構(gòu)成用于沉積IGZO的完全反應(yīng)濺射系統(tǒng)。根據(jù)特定實(shí)施例，沉積模塊500可更包括蝕刻終止層沉積模塊506 (在此稱為ESL-模塊506)，該ESL-模塊506被配置成形成鄰近TFT的半導(dǎo)體層(即TFT的活性層或溝道)的蝕刻終止層。根據(jù)典型實(shí)施例，ESL-模塊506被配置成通過濺射來形成蝕刻終止層。又，ESL-模塊506可被配置成形成蝕刻終止層，使得該蝕刻終止層包括氧化硅(例如SiO或SiOy)。舉例而言，蝕刻終止層可形成為SiO2層，該SiO2層鄰近TFT的活性層。ESL-模塊506可包括任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造，該任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造可促成TFT的蝕刻終止層的沉積。舉例而言，ESL-模塊506可被建構(gòu)成用于沉積SiO2的完全反應(yīng)派射系統(tǒng)?；蛘撸练e模塊500可被配置成執(zhí)行背溝道蝕刻(BCE)制程，以形成TFT的至少ー部分。藉此，可省略蝕刻終止層的形成以及ESL-模塊506。根據(jù)特定實(shí)施例，沉積模塊500被配置成沉積具有共平面結(jié)構(gòu)的TFT的至少一部分。根據(jù)典型實(shí)施例，沉積模塊更包括用于將溝道沉積模塊504所沉積的半導(dǎo)體層予以圖案化的圖案化模塊(未示出)。根據(jù)特定實(shí)施例，沉積模塊500可更包括鈍化層沉積模塊508 (在此稱為PL-模塊508)，該P(yáng)L-模塊508被配置成形成TFT的鈍化層。根據(jù)典型實(shí)施例，PL-模塊508被配置成通過濺射來形成鈍化層。又，PL-模塊508可被配置成形成鈍化層，使得該鈍化層包括氧化硅(例如SiO或SiOy)。舉例而言，鈍化層可被形成為SiO2層。PL-模塊508可包括任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造，該任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造可促成TFT的鈍化層的沉積。舉例而言，PL-模塊508可被建構(gòu)成用于沉積SiO2的完全反應(yīng)濺射系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的沉積系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)可有利于成本的減少、顯著更快速的循環(huán)時(shí)間、及可將生產(chǎn)效率予以最大化的沉積系統(tǒng)500的靈活構(gòu)造。又，根據(jù)本文所述的實(shí)施例被配置成形成柵極絕緣層或例如柵極絕緣層與蝕刻終止層或鈍化層的至少ー者的沉積系統(tǒng)可有利于TFT的制造，其中該沉積系統(tǒng)相較于例如基于CVD方法的沉積系統(tǒng)可避免有毒氣體的使用且不會(huì)損壞柵極絕緣層的膜品質(zhì)。根據(jù)典型實(shí)施例，上述的模塊被配置成在共同的基板上方形成不同的層，以形成TFT。可通過適當(dāng)?shù)妮斔推飨到y(tǒng)將這樣的基板傳送于不同的模塊之間。或者，基板可被形成為柔性帯，并通過卷-至-卷的帶傳送系統(tǒng)將該柔性帶傳送于不同的模塊之間。根據(jù)本文所述的實(shí)施例的沉積系統(tǒng)可與一或更多個(gè)模塊組合，以進(jìn)一歩地處理基板，并制造TFT (諸如為了形成柵極、源極及/或漏極接觸)。又，可在相同的模塊中執(zhí)行下文所述的沉積步驟的至少ー些或全部。應(yīng)了解，可使用其他方法(諸如但不限于原子層沉積或旋轉(zhuǎn)涂覆制程)來沉積半導(dǎo)體層、鈍化層、及/或最終地蝕刻終止層。圖7圖示根據(jù)本文所述的實(shí)施例制造的TFI700的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，TFI700是在模塊化制造系統(tǒng)(諸如圖6的示范性模塊化制造系統(tǒng)600)中被制造。這樣的系統(tǒng)可包括圖1或2所示的用于形成薄膜晶體管柵極絕緣層的示范性沉積系統(tǒng)中的ー個(gè)或圖5中所顯示的任何模塊。為了在制造系統(tǒng)600中制造TFI700，可提供透明基板730(例如玻璃基板)到可移動(dòng)的基板支撐件(未示出)上，以將透明基板730沿著傳送方向602傳送到制造系統(tǒng)600的第一沉積腔室640內(nèi)。在第一沉積腔室640內(nèi)，柵極層752可沉積在玻璃基板730的上表面732上?？赏ㄟ^濺射(例如使用設(shè)置在沉積腔室640中的濺射系統(tǒng)642)來執(zhí)行柵極層752的沉積。柵極層752可包括金屬或?qū)щ娡该鞑牧?，或者柵極層752可實(shí)質(zhì)上由金屬或?qū)щ娡该鞑牧蠘?gòu)成，金屬諸如但不限于銅、金或鈦，導(dǎo)電透明材料諸如但不限于ITO。柵極層752可包括阻擋/黏附層753和導(dǎo)電層754，或由阻擋/黏附層753和導(dǎo)電層754組成。在柵極層752沉積在透明基板730上之后，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第一圖案化腔室644內(nèi)，以將柵極層752予以圖案化。藉此，可形成TFI700的柵極752。在此，“圖案化”意指使用例如選擇性蝕刻技術(shù)將所沉積的材料層建構(gòu)形狀，而使所沉積的材料層具有期望的形狀和尺寸?？扇芜x地，可在模塊化制造系統(tǒng)600的另ー腔室中執(zhí)行選擇性蝕刻。在進(jìn)ー步步驟中，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第二沉積腔室646內(nèi)，以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成柵極絕緣層734。第二沉積腔室646可包括濺射系統(tǒng)648，濺射系統(tǒng)648用于通過濺射靶來形成柵極絕緣層734。尤其，柵極絕緣層734可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例沉積在柵極752與基板上表面732的暴露部分上方。柵極絕緣層734可包括氧化硅(例如SiO或SiOy,諸如SiO2)、氧氮化硅(例如SiON)或氮化硅(例如SiN)，或?qū)嵸|(zhì)上由上述的材料構(gòu)成，并且柵極絕緣層734可被沉積成具有介于約20nm與300nm之間的厚度。在進(jìn)ー步步驟中，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第三沉積腔室650內(nèi)，第三沉積腔室650可被建構(gòu)成如上所述的溝道沉積模塊504。接著，半導(dǎo)體層736可沉積在柵極絕緣層734上方。根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，半導(dǎo)體層736可包括半導(dǎo)體材料或?qū)嵸|(zhì)上由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，半導(dǎo)體材料諸如但不限于IGZO或摻雜硅，并且半導(dǎo)體層736可被沉積成具有介于約20nm與300nm之間的厚度。沉積半導(dǎo)體層736，使得該層構(gòu)成TFI700的溝道?？赏ㄟ^濺射(例如通過使用設(shè)置在沉積腔室650中的濺射系統(tǒng)652)來執(zhí)行半導(dǎo)體層736的沉積。根據(jù)ー些實(shí)施例，在進(jìn)ー步步驟中，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的進(jìn)ー步沉積腔室(未示出)內(nèi)，以在半導(dǎo)體層736上方形成蝕刻終止層782。蝕刻終止層782可包括氧化硅(例如SiO或SiOy,諸如SiO2)或?qū)嵸|(zhì)上由氧化硅(例如SiO或SiOy,諸如SiO2)構(gòu)成。此進(jìn)ー步沉積腔室可被建構(gòu)成如上所述的蝕刻終止層沉積模塊506。在沉積之后，可例如在進(jìn)ー步圖案化模塊(未示出)中或在第一圖案化模塊644中，將蝕刻終止層782予以圖案化。接著，執(zhí)行圖案化，使得蝕刻終止層782的一部分會(huì)殘留在半導(dǎo)體層736上方。藉此，在后續(xù)的源扱/漏極層的蝕刻以形成TFI700的源極與漏極接觸的期間，半導(dǎo)體層736不會(huì)暴露于等離子體。這樣的半導(dǎo)體層736的暴露會(huì)影響TFI700的性能?；蛘撸K化制造系統(tǒng)600可被配置成制造TFT而不沉積蝕刻終止層782。舉例而言，模塊化制造系統(tǒng)600可被配置成執(zhí)行背溝道蝕刻(BCE)制程，以為了形成TFI700。藉此，可省略蝕刻終止層782的形成。根據(jù)特定實(shí)施例，模塊化制造系統(tǒng)600被配置成沉積具有共平面結(jié)構(gòu)的TFT的至少一部分。在進(jìn)ー步步驟中，包括層752、734與736的經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第四沉積腔室654內(nèi)，以形成TFI700的源極與漏極接觸。或者，經(jīng)處理的基板可再次被引進(jìn)到第一沉積腔室640內(nèi)，以形成TFI700的源極與漏扱。在此制造步驟中，用于形成TFI700的源極與漏極的源極/漏極層770被沉積在半導(dǎo)體層736上方。源極/漏極層770可包括阻擋/黏附層772與導(dǎo)電層774。為此，使用腔室654的濺射系統(tǒng)656或腔室640的濺射系統(tǒng)642。源極/漏極層770可包括金屬或?qū)щ娡该鞑牧?，金屬諸如但不限于銅、金或鈦，導(dǎo)電透明材料諸如但不限于ITO。在進(jìn)ー步步驟中，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第二圖案化腔室658內(nèi)，以將源極/漏極層770予以圖案化。藉此，可形成源極電極770a與漏極電極770b。應(yīng)了解，圖7所示的源極電極與漏極電極的取向是隨意的；取決于器件配置，任ー電極可用作源極或漏極。源極與漏極電極770a、770b的圖案化可包括移除源極/漏極層770的一部分與下方的半導(dǎo)體層736的一部分。此移除在靠近柵極752處執(zhí)行，使得半導(dǎo)體層736能殘留在各自的源極與漏極電極之間。在進(jìn)ー步步驟中，經(jīng)處理的基板可被引進(jìn)到模塊化制造系統(tǒng)600的第四沉積腔室660內(nèi)，第四沉積腔室660可被建構(gòu)成如上所述的鈍化層沉積模塊508。接著，鈍化介電質(zhì)層780可沉積在完成的TFI700上方，而使鈍化介電質(zhì)層780達(dá)到具有例如介于約IOOnm與IOOOnm之間的厚度。可通過氧化硅(例如SiO或SiOy,諸如SiO2)的濺射(例如通過使用設(shè)置在沉積腔室660中的濺射系統(tǒng)662)來執(zhí)行層752的沉積。應(yīng)了解，模塊化制造系統(tǒng)600可被配置成使得上述沉積步驟的ー些沉積步驟在相同的沉積腔室中執(zhí)行。又，模塊化制造系統(tǒng)600可被配置成使得上述沉積步驟的全部沉積步驟在相同的沉積腔室中執(zhí)行。模塊化制造系統(tǒng)600可被建構(gòu)成模化組垂直線上系統(tǒng)，該模塊垂直線上系統(tǒng)包括裝載鎖閉模塊、傳送模塊、制程模塊(諸如上述的制程模塊)、旋轉(zhuǎn)模塊、匣盒模塊及/或氣氛操控單元。又，模塊化制造系統(tǒng)600可包括基板承載件、用于基板裝載與卸載的整合式機(jī)器人、與用于系統(tǒng)的運(yùn)作控制的計(jì)算機(jī)工作站。舉例而言，模塊化制造系統(tǒng)600可由被配置成如本文所述發(fā)揮作用的AKT-New Aristol800 (美國加州圣大克勞拉市的應(yīng)用材料公司)構(gòu)成。本說明書使用實(shí)例來掲示本發(fā)明(包括最佳模式)，并且可使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用及使用本發(fā)明。盡管本發(fā)明已經(jīng)以各種特定實(shí)施例來描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可了解的是本發(fā)明可在權(quán)利要求的精神與范疇下有變化地實(shí)施。特別地，上述的實(shí)施例的實(shí)例的彼此非互斥特征以及實(shí)施例或?qū)嵤├淖兓杀舜私M合。尤其，本發(fā)明可設(shè)想出根據(jù)本文所述的實(shí)施例而制造的TFT。此外，本發(fā)明可設(shè)想出沉積系統(tǒng)與控制組件，該沉積系統(tǒng)與該控制組件系被配置成形成根據(jù)本文所述的實(shí)施例而制造的TFT。再者，本發(fā)明的可專利范疇是由權(quán)利要求來界定并可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員能設(shè)想出的其他實(shí)例。意在將這樣的其他實(shí)例包括在權(quán)利要求的范疇內(nèi)。盡管上述說明是針對本發(fā)明的實(shí)施例，但是可在不悖離本發(fā)明的基本范疇下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他與進(jìn)ー步實(shí)施例，并且本發(fā)明的范疇是由隨附的權(quán)利要求來決定。
權(quán)利要求
1.一種用于在基板(102，202，730)上方形成薄膜晶體管柵極絕緣層(100，200，734)的方法，所述基板設(shè)置在處理腔室(104，204)中，所述方法包含: 將處理氣體(116，216)引進(jìn)，以在所述處理腔室(104，204)中產(chǎn)生等離子體； 將所述基板(102，202，730)加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度 '及 通過在中等頻率下濺射靶組件(108，206)來在經(jīng)加熱的所述基板(102，202，730)上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化硅、氧氮化硅或氮化硅的所述沉積是在介于IkHz與IOOkHz的頻率下被執(zhí)行。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中沉積包括從雙陰極(132a，132b，226a，226b)的MF濺射。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述靶組件(108，206)包括可旋轉(zhuǎn)的靶。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射是完全反應(yīng)濺射。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述靶組件(108，206)包括純硅靶。
7.一種用于在基板上方形成薄膜晶體管的至少一部分的沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)，所述沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)包含: 處理腔室(104，204)，所述處理腔室適于容納處理氣體(116，216)以在所述處理腔室(104,204)中產(chǎn)生等離子體； 加熱系統(tǒng)(110，210)，所述加熱系統(tǒng)被配置成將所述基板(102，202，730)加熱到介于50°C與350°C之間的基板處理溫度；及 濺射系統(tǒng)(128，228)，所述濺射系統(tǒng)被配置成通過在中等頻率下濺射靶組件(108，206)來在經(jīng)加熱的所述基板(102，202，730)上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅，使得柵極絕緣層(100，302，734)形成在所述基板(102，202，730)上方。
8.按權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)，其中所述加熱系統(tǒng)(110，210)包含加熱器(112，212)與加熱控制系統(tǒng)(214)，所述加熱器耦接到所述基板(102)以加熱所述基板，所述加熱控制系統(tǒng)與所述加熱器相關(guān)聯(lián)以控制所述基板處理溫度，所述加熱控制系統(tǒng)(214)被配置成將所述基板處理溫度調(diào)整到介于50°C與350°C之間的溫度。
9.按權(quán)利要求7或8所述的沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)，其中所述濺射系統(tǒng)(128，228)包括至少兩個(gè)電極與一電源(130，222)，所述電源可運(yùn)作地耦接到所述至少兩個(gè)電極，使得中等頻率AC功率在所述靶組件(108，206)的濺射期間耦接到所述等離子體。
10.按權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)，其中所述濺射系統(tǒng)(128，228)被配置成通過從雙陰極的MF濺射來沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅，所述雙陰極構(gòu)成所述陰極組件(108，206)的一部分。
11.按權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的沉積系統(tǒng)(280)，其中所述靶組件(108，206)包括可旋轉(zhuǎn)的靶。
12.按權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的沉積系統(tǒng)(280)，所述沉積系統(tǒng)進(jìn)一步包含氣體供應(yīng)器(224)，所述氣體供應(yīng)器與所述處理腔室(204)相關(guān)聯(lián)以供應(yīng)所述處理氣體(216)到所述處理腔室，所述氣體供應(yīng)器與所述靶組件被配置成通過所述靶(230a，230b)的完全反應(yīng)濺射來形成所述柵極絕緣層(200)。
13.一種用于與沉積系統(tǒng)(180，280，500，600) —同使用的控制組件(300)，所述沉積系統(tǒng)被配置成在晶體管基板上形成薄膜晶體管的至少一部分，所述沉積系統(tǒng)(180，280，500，600)包含加熱系統(tǒng)(110，210)與濺射系統(tǒng)(128，228)，所述加熱系統(tǒng)用于加熱所述晶體管基板，所述濺射系統(tǒng)用于通過在濺射頻率下濺射靶組件(160，230a，230b)來沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅，所述控制組件(300)包含: 加熱控制模塊(302)，所述加熱控制模塊被配置成運(yùn)作所述加熱系統(tǒng)(110，210)，以將所述晶體管基板的溫度調(diào)整到基板處理溫度；及 濺射控制模塊(304)，所述濺射控制模塊被配置成運(yùn)作所述濺射系統(tǒng)(128，228)，以當(dāng)所述基板處理溫度約介于50°C與350°C之間時(shí)通過在中等頻率范圍中的濺射頻率下濺射所述靶(106，230a，230b)來形成所述薄膜晶體管的柵極絕緣層(100，200，734)。
14.一種薄膜晶體管(700)，包含: 柵極絕緣層(100，200，734)，所述柵極絕緣層包括通過在中等頻率下濺射靶組件(108,206)以介于50°C與350°C之間的基板處理溫度沉積在基板(102，202，730)上的氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。
15.按權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管(700)，其中所述靶組件的濺射包括從雙陰極的M F濺射。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在基板(102)上方形成薄膜晶體管柵極絕緣層(100、302)的方法，該基板(102)設(shè)置在處理腔室(104)中。該方法包含將處理氣體(116)引進(jìn)，以在該處理腔室(104)中產(chǎn)生等離子體；將該基板(102)加熱到介于50℃與350℃之間的基板處理溫度；以及通過在中等頻率下濺射靶組件(108)來在經(jīng)加熱的該基板(102)上方沉積氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。
文檔編號H01L29/49GK103098218SQ201180043434
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者E·謝爾, O·格勞, R·韋伯, U·施賴伯 申請人:應(yīng)用材料公司