通過(guò)低溫工藝制造的薄膜半導(dǎo)體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】此處揭露的數(shù)個(gè)實(shí)施例有關(guān)于薄膜晶體管(TFT)與用以制造薄膜晶體管的方法。特別是，此處的實(shí)施例有關(guān)于用以在低溫下形成半導(dǎo)體層的方法，半導(dǎo)體層用于TFT中。半導(dǎo)體層的形成可通過(guò)：沉積氮化物層或氮氧化物層，例如氮化鋅或氮氧化鋅，且接著將氮化物層為具有不同的氧成分的氮氧化物層。氮氧化物層通過(guò)將沉積的氮化物層暴露于約攝氏85度到約攝氏150度之間的溫度下的濕空氣來(lái)形成。暴露溫度是低于一般用以直接地形成氮氧化物層或用以對(duì)氮氧化物層進(jìn)行退火的沉積溫度，退火可能在大約攝氏400度的溫度下執(zhí)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】通過(guò)低溫工藝制造的薄膜半導(dǎo)體
[0001]本發(fā)明中的政府權(quán)利
[0002]本發(fā)明根據(jù)由ARL獎(jiǎng)勵(lì)的第DAAD19-02-3-0001號(hào)協(xié)議下的政府支持而作出。政府對(duì)此發(fā)明有一定的權(quán)利。
[0003]發(fā)明的背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例大體上是有關(guān)于薄膜晶體管(thin film transistor, TFT)與用以制造薄膜晶體管的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]現(xiàn)行對(duì)薄膜晶體管(TFT)陣列的關(guān)注特別高，因?yàn)檫@些裝置可用于液晶有源矩陣顯示器(liquid crystal active matrix displays, IXD)之類(lèi)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品時(shí)常應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及電視平面面板。LCD亦可包含發(fā)光二極管(light emitting d1des, LED),例如用于背光的有機(jī)發(fā)光二極管(organic light emitting d1des, OLED)。LED及OLED需要薄膜晶體管來(lái)定址(addressing)顯示器的動(dòng)作。經(jīng)由TFT驅(qū)動(dòng)的電流(換言之，導(dǎo)通電流(on-current))受限于通道材料(通常意指活性材料、半導(dǎo)體材料或半導(dǎo)體活性材料)及通道的寬度和長(zhǎng)度。此外，啟動(dòng)電壓(turn-on voltage)通過(guò)半導(dǎo)體層的通道面積中的載子的堆積來(lái)確定，載子的堆積可隨著半導(dǎo)體材料內(nèi)的固定電荷(fixed charge)或界面內(nèi)的電荷捕獲的移動(dòng)(shift)、以及偏壓溫度加壓(bias temperature stress)或電流溫度加壓(current temperature stress)后的閾值電壓偏移而改變。
[0006]目前制造TFT內(nèi)的通道或半導(dǎo)體層的實(shí)施是于低溫下沉積半導(dǎo)體層且接著以較高溫度對(duì)半導(dǎo)體層進(jìn)行退火，以增加半導(dǎo)體層的穩(wěn)定性與遷移率。退火溫度受限于基板可承受的溫度。TFT的表現(xiàn)受限于沉積與退火的溫度。半導(dǎo)體層可經(jīng)由低溫沉積工藝來(lái)沉積，例如物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、派鍍、旋涂工藝(spin on process)等,但半導(dǎo)體層需要或者經(jīng)退火來(lái)穩(wěn)定薄膜結(jié)構(gòu)且讓電子裝置達(dá)到較好的表現(xiàn)，或者半導(dǎo)體層需具有沉積于其上的保護(hù)層(passivat1n layer)。舉例來(lái)說(shuō),對(duì)于一些在攝氏50度進(jìn)行沉積的氮氧化鋅薄膜來(lái)說(shuō)，例如遷移率與載子濃度的薄膜特性的改變?cè)诒┞队诳諝鈹?shù)周后被觀察出來(lái)(值得注意的是，薄膜未于高溫進(jìn)行退火且不具有保護(hù)層形成于其上)。
[0007]因此，在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，需要一種制造用于TFT的半導(dǎo)體層的方法，在該方法中，TFT的裝置表現(xiàn)不受限于退火及沉積溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]此處揭露的數(shù)個(gè)實(shí)施例有關(guān)于薄膜晶體管(TFT)與用以制造薄膜晶體管的方法。特別是，此處的實(shí)施例有關(guān)于用以在低溫下形成半導(dǎo)體層的方法，半導(dǎo)體層用于TFT中。半導(dǎo)體層可通過(guò)以下步驟形成:沉積氮化物層或氮氧化物層，例如氮化鋅或氮氧化鋅，且接著轉(zhuǎn)換該層為具有相較于從前不同的氧成分的層。轉(zhuǎn)換通過(guò)以下而發(fā)生:將氮化物層或氮氧化物層暴露于具有高達(dá)攝氏100度的高相對(duì)濕度的空氣，或者暴露于在高于攝氏100度的溫度下具有水汽的蒸汽或氣體；將氮化物層或氮氧化物層完全地(physically)浸于水中；或在將氮化物層暴露于蒸汽的同時(shí)將基板加熱至介于約攝氏100度與約攝氏200度之間的溫度。
[0009]于一實(shí)施例中，一種用以形成半導(dǎo)體氮氧化合物的方法包括:沉積氮化物層于基板上、以及暴露氮化物層于濕環(huán)境以將氮化物層轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體氮氧化物層。
[0010]于另一實(shí)施例中，一種用以形成半導(dǎo)體氮氧化合物的方法包括:沉積具有低氧成分的氮氧化物層于基板上、以及暴露氮氧化物層于濕環(huán)境以將該層轉(zhuǎn)換為具有高氧成分的半導(dǎo)體氮氧化物層。于另一實(shí)施例中，一種用以形成半導(dǎo)體氮氧化合物的方法包括:沉積具有低氧成分的氮氧化物層于基板上、以及暴露氮氧化物層于濕環(huán)境以將該層的頂部轉(zhuǎn)換為具有高氧成分的的半導(dǎo)體氮氧化物層。
[0011]于另一實(shí)施例中，一種用以制造薄膜晶體管的方法包括:形成柵極電極于基板上，沉積柵極介電層于柵極電極與基板上，以及形成半導(dǎo)體層于柵極介電層上。半導(dǎo)體層的形成包括:沉積氮化物層于柵極介電層上、以及暴露氮化物層于濕空氣以將氮化物層轉(zhuǎn)換為氮氧化物層。此方法還包括形成源極電極及漏極電極于半導(dǎo)體層上。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，可以參照實(shí)施例對(duì)以上簡(jiǎn)述的本發(fā)明作更具體的說(shuō)明，一些實(shí)施例圖示于附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不視為限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)允許其他等效的實(shí)施例。
[0013]圖1A-1C是薄膜晶體管100在各種制造階段的示意性剖面圖。
[0014]為便于理解，在可能的情況下使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代附圖中共同的相同元件?？梢詷?gòu)想，在無(wú)須特別敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施例中的元件便可有利地用于其他實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0015]此處揭露的數(shù)個(gè)實(shí)施例有關(guān)于薄膜晶體管(TFT)及用于制造薄膜晶體管的方法。特別是，此處的實(shí)施例有關(guān)于用以在低溫下形成TFT內(nèi)的半導(dǎo)體層的方法。半導(dǎo)體層的形成可通過(guò):沉積例如是氮化鋅或氮氧化鋅的氮化物層或氮氧化物層，且接著將該層轉(zhuǎn)換為具有相較于以往的不同的氧成分的層。轉(zhuǎn)換通過(guò)以下而發(fā)生:將氮化物層或氮氧化物層暴露于具有聞達(dá)攝氏100度的相對(duì)聞濕度的空氣，或者暴露于在聞?dòng)跀z氏100度的溫度下具有水汽的蒸汽或氣體；將氮化物層或氮氧化物層完全地(physically)浸于水中；或在將氮化物層暴露于蒸汽的同時(shí)將基板加熱至介于約攝氏100度及約攝氏200度之間的溫度。
[0016]圖1A-1C是TFT100在各種制造階段的示意性剖面圖。如圖1A所示，柵極電極104形成于基板102上?？捎糜诨?02的適合的材料包括但不限于:硅、鍺、硅鍺、鈉鈣玻璃(soda lime glass)、玻璃、半導(dǎo)體、塑膠、鋼或不銹鋼基板?？捎糜跂艠O電極104的適合的材料包括但不限于:鉻、銅、鋁、鉭、鈦、鑰及其組合，或者是常用于作為透明電極的諸如氧化銦錫(ITO)或氟摻雜氧化鋅(ZnO:F)這樣的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)。柵極電極104可通過(guò)適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)來(lái)進(jìn)行沉積，例如物理氣相沉積(PVD)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、旋涂工藝(spin-on process)及印刷工藝。柵極電極104可利用蝕刻工藝進(jìn)行圖案化。
[0017]柵極介電層106可沉積于柵極電極104上。可用于柵極介電層106的適合的材料包括二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鋁或其組合。柵極介電層106可通過(guò)適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)進(jìn)行沉積，包括等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。
[0018]半導(dǎo)體層108接著形成于柵極介電層106上，如圖1B所示。于實(shí)際應(yīng)用中，半導(dǎo)體層108通常稱(chēng)為通道層、活性層或半導(dǎo)體活性層。半導(dǎo)體層108可包括氮氧化物，例如氮氧化銦鎵鋅(IGZON)及氮氧化鋅(ZnON)。其他可被考慮的氮氧化物包括ZnOxNy、SnOxNy,InOxNyλ CdOxNyΛ GaOxNyΛ ZnSnOxNyΛ ZnInOxNyΛ ZnCdOxNyΛ ZnGaOxNyΛ SnInOxNyΛ SnCdOxNyΛSnGaOxNyλ InCdOxNyΛ InGaOxNyΛ CdGaOxNyΛ ZnSnInOxNyΛ ZnSnCdOxNyΛ ZnSnGaOxNyΛZnInCdOxNyλ ZnInGaOxNyλ ZnCdGaOxNyλ SnInCdOxNyλ SnInGaOxNyλ SnCdGaOxNyλ InCdGaOxNy、ZnSnlnCdOxNy、ZnSnInGaOxNy、ZnInCdGaOxNy、及 SnInCdGaOxNy。前述的各個(gè)氮氧化物可滲雜著摻雜物，例如銀、錫、鎵、?丐、娃、鈦、銅、鍺、銦、鎳、猛、絡(luò)、銀、鎂、氧化娃(SixOy)、氮化硅(SixNy)、氧化招(AlxOy)、及碳化娃(SiC)。一旦柵極電極104被施加偏壓，半導(dǎo)體層108允許電流流通于源極電極與漏極電極之間。在沉積之后，若有需要，則半導(dǎo)體層108可通過(guò)濕蝕刻工藝進(jìn)行圖案化。 [0019]半導(dǎo)體層108的形成可通過(guò):沉積氮化物層，且接著將氮化物層轉(zhuǎn)換為氮氧化物層。舉例來(lái)說(shuō)，為了形成氮氧化鋅層，可沉積二氮化三鋅(Zn3N2)，且接著將二氮化三鋅轉(zhuǎn)換為氮氧化鋅。氮化鋅層可通過(guò)適合的沉積方法來(lái)沉積，例如物理氣相沉積(PVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、旋涂工藝(spin-onprocess)或印刷工藝。于一實(shí)施例中，氮化鋅層通過(guò)PVD沉積。沉積于例如低于約攝氏100度的低溫下進(jìn)行。
[0020]在沉積氮化鋅層之后，氮化鋅層接著被轉(zhuǎn)換成氮氧化鋅層。此處有數(shù)個(gè)用以將氮化鋅層轉(zhuǎn)換為氮氧化鋅層的實(shí)施例。各個(gè)實(shí)施例包括暴露沉積的氮化物層至濕環(huán)境(換言之，暴露于液態(tài)或蒸汽形式的水(H20)，例如是攝氏95度且相對(duì)濕度為95%的空氣)。一實(shí)施例是采用熱環(huán)境，藉以使沉積的氮化鋅層暴露于攝氏95度且相對(duì)濕度為95%的空氣達(dá)30分鐘。于另一實(shí)施例中，氮化鋅層在高壓環(huán)境中且在低于攝氏100度的溫度下被完全地浸于水中(換言之，介于約l_2atm之間的壓力)。于另一實(shí)施例中，在氮化鋅暴露于蒸汽時(shí)，基板可被加熱至大約150度的溫度。用以暴露于濕環(huán)境的最高溫度為攝氏250度,但可考慮的是，低達(dá)攝氏100度的溫度是可使用的。于各個(gè)實(shí)施例中，氮化鋅層被轉(zhuǎn)換為氮氧化鋅層。可理解的是，此些實(shí)施例同樣可應(yīng)用在氮氧化物層被沉積且接著被轉(zhuǎn)換成為富含氧的氮氧化物層的情況下。
[0021]可理解的是，雖然此處的討論有關(guān)于沉積氮化鋅層且將氮化鋅層轉(zhuǎn)換為氮氧化鋅層，然而其他用以轉(zhuǎn)換為氮氧化物層的氮化物層可被考慮。重要而值得一提的是，沉積的氮化物層的遷移率與載子濃度可通過(guò)用摻雜物摻雜氮化物層來(lái)做調(diào)整。任何的摻雜可在氮化物層的沉積期間進(jìn)行。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)通過(guò)物理氣相沉積(PVD)來(lái)形成鋁摻雜的氮氧化鋅時(shí)，使用鋅和鋁的濺鍍靶材。相較于鋁和氮的反應(yīng)，鋅更容易與氮反應(yīng)，因此鋁摻雜的氮化鋅被沉積。此外，氮化物層的遷移率與載子濃度為使用于該層的金屬的函數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，相較于氮化鋅，氮化銦鎵鋅或氮化鋅錫各具有不同的遷移率及/或載子濃度。另外，在氮化物的沉積作為例子的情況下，只要沉積的材料可在轉(zhuǎn)換步驟中容易地被轉(zhuǎn)換成金屬氧化物、金屬氮氧化物或不同化合物，可以考慮沉積未完全氧化的金屬氮氧化物或另一可轉(zhuǎn)換的化合物。一般來(lái)說(shuō)，相較于所沉積的薄膜所被轉(zhuǎn)換成的薄膜，最初沉積的薄膜應(yīng)該較弱或較不穩(wěn)定。轉(zhuǎn)換可發(fā)生于在等離子體狀態(tài)中或非等離子體狀態(tài)中的反應(yīng)氣體(換言之，含氧氣體)環(huán)境里。轉(zhuǎn)換甚至可發(fā)生在液體中，此液體可具有催化劑添加于其中。轉(zhuǎn)換沉積的材料的反應(yīng)率可控制，使得反應(yīng)可發(fā)生于底部材料與沉積的材料，或僅發(fā)生于底部材料，或僅發(fā)生于復(fù)合材料。由于氧被添加至化合物，轉(zhuǎn)換的薄膜可為退化型半導(dǎo)體(degeneratedsemiconductor)，退化型半導(dǎo)體通常著稱(chēng)為T(mén)CO或具有以下特性的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有寬帶隙(band gap)與遠(yuǎn)離傳導(dǎo)帶(conduct1n band)或價(jià)帶(valance band)的費(fèi)米能階(Fermi level),價(jià)帶通常著稱(chēng)為絕緣帶(insulat1n band)。
[0022]此外，氮化物轉(zhuǎn)換成氮氧化物的工藝并不限于將金屬氮化物轉(zhuǎn)換為金屬氮氧化物。通過(guò)利用此處討論的實(shí)施例，氮化硅層可完全地被轉(zhuǎn)換成氧化硅層，使得沒(méi)有氮化硅余留下來(lái)。氮化硅轉(zhuǎn)換可發(fā)生在當(dāng)?shù)鑼痈采w半導(dǎo)體層108時(shí)，半導(dǎo)體層108包括作為保護(hù)層的氧化銦鎵鋅。氮化硅薄膜的轉(zhuǎn)換將改變保護(hù)層和半導(dǎo)體層之間的界面。
[0023]此處所討論的各個(gè)實(shí)施例有關(guān)將氮化物轉(zhuǎn)換為氮氧化合物。值得一提的是，若僅僅將氧化物暴露于含氮?dú)怏w，自氧化物化合物轉(zhuǎn)換成氮氧化物化合物并不能實(shí)現(xiàn)。相較于氮，氧為較積極(aggressive)的反應(yīng)物。因此，當(dāng)?shù)锉┞队谘鯕庵校鯇⑴c氮反應(yīng)而形成氮氧化物。然而，因?yàn)榈⒉幌裱跻粯拥囊子诜磻?yīng)，暴露于氮?dú)庵械难趸飳⒈３譃檠趸?。氮最多可摻雜于氧化物薄膜。因此，當(dāng)?shù)统杀镜貙⒌镛D(zhuǎn)換為氮氧化物為可能時(shí)，自氧化物轉(zhuǎn)換為氮氧化物的花費(fèi)為過(guò)高的。
[0024]即使利用低溫來(lái)沉積與轉(zhuǎn)換氮化物或氮氧化物具有好處，退火仍可在需要時(shí)被使用是可被考慮的。任何退火的執(zhí)行將改善半導(dǎo)體層108的穩(wěn)定性且可能改善半導(dǎo)體層108的遷移率，因?yàn)橥嘶鹨瞥吮∧?nèi)或表面上的雜質(zhì)且使半導(dǎo)體層108穩(wěn)定。值得注意的是，即使沒(méi)有進(jìn)行退火，轉(zhuǎn)換的氮氧化物層所具有的穩(wěn)定性如同直接形成且接著在大約攝氏400度的溫度進(jìn)行退火約10分鐘的氮氧化物層。如果退火確實(shí)有執(zhí)行，退火可在轉(zhuǎn)換步驟之前、之后或者之前與之后進(jìn)行，以增加半導(dǎo)體層108的遷移率。退火可在介于約攝氏150度與約攝氏400度之間的溫度，且于包括一氧化二氮(N20)、氮(N2)、氧(02)或其組合的空氣中進(jìn)行。
[0025]為半導(dǎo)體層108的轉(zhuǎn)換的薄膜是非柱狀(non-coIumnar)(換言之，非垂直)優(yōu)先地在垂直方向成長(zhǎng)，且從微觀層次(microscopic level)來(lái)看,通常具有隨機(jī)堆迭的卵石(boulder)的外表。轉(zhuǎn)換的層甚至是可漸變(graded),使得更多的氧化物是存在于接近暴露的上表面且更多的氮化物是存在于鄰近于柵極介電層106的表面，起因?yàn)檠踅?jīng)由半導(dǎo)體層108傳送。如同美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2010/0001272A1號(hào)中的討論，轉(zhuǎn)換的層甚至可制成為具有不同氧成分通過(guò)的多層結(jié)構(gòu)。
[0026]如圖1C所示，源極電極110及漏極電極112形成在半導(dǎo)體層108上。介于源極電極110及漏極電極112之間的半導(dǎo)體層108暴露的部分被稱(chēng)為主動(dòng)通道114。源極電極110及漏極電極112適合的材料包括鉻、銅、鋁、鉭、鈦、鑰、及其組合，或者上述所提及的TC0。源極電極110及漏極電極112可通過(guò)例如是PVD的適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成，沉積后接著是通過(guò)蝕刻來(lái)圖案化。
[0027]將氮化物轉(zhuǎn)換為氮氧化物而不是簡(jiǎn)單地沉積氮氧化物化合物比直接沉積氮氧化物更具有成本效益。舉例來(lái)說(shuō)，氮化鋅比氮氧化鋅易于沉積。當(dāng)直接形成氮氧化鋅時(shí)，含氮?dú)怏w及含氧氣體均被使用，其中相較于含氧氣體，含氮?dú)怏w的總量顯著地較多(舉例來(lái)說(shuō)，為含氧氣體的總量的5至10倍)。然而，如果僅沉積氮化物層，含氧氣體并未提供，這可降低復(fù)雜度、工藝開(kāi)發(fā)周期(process development cycles)及成本。此外，相較于將沉積的氮氧化物層退火至大約攝氏400度的溫度，將基板加熱至低于大約攝氏250度的溫度或在大約攝氏100度的環(huán)境中將氮化物層暴露于蒸汽更具有成本效益。相較于直接形成且在大約攝氏400度的溫度進(jìn)行退火約10分鐘并僅剛好為穩(wěn)定的薄膜的氮氧化物薄膜來(lái)說(shuō)，所產(chǎn)生的通過(guò)轉(zhuǎn)換所形成的氮氧化物薄膜具有類(lèi)似或獨(dú)特的薄膜特性。因此，沉積半導(dǎo)體層的溫度與對(duì)半導(dǎo)體層進(jìn)行退火的溫度并未限制TFT的表現(xiàn)。
[0028]可以理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用并非只是用于沉積氮化物層且將氮化物層轉(zhuǎn)換為氮氧化物層。亦可考慮的是，氮氧化物層可直接地形成且接著被轉(zhuǎn)換成富含氧的氮氧化物層。另外，用于任何轉(zhuǎn)換的所得到的結(jié)構(gòu)可為多層半導(dǎo)體層。舉例來(lái)說(shuō)，如果氮化鋅被沉積且接著被轉(zhuǎn)換，所得的多層結(jié)構(gòu)可包括位于與柵極介電層的界面處的氮化鋅，及位于與源極電極與漏極電極的界面處的氮氧化鋅。同樣地，如果氮氧化鋅被沉積且接著被轉(zhuǎn)換，所得的多層結(jié)構(gòu)可包括位于與柵極介電層的界面處的氮氧化鋅，以及位于與源極電極與漏極電極的界面處的富含氧的氮氧化鋅(換言之，相較于位于與柵極介電層的界面處的氮氧化鋅有較多的氧成分)。同樣地，如果氮氧化鋅被沉積且接著被轉(zhuǎn)換，所得的多層結(jié)構(gòu)可包括位于與柵極介電層的界面處的氮氧化鋅，以及位于與源極電極與漏極電極的界面處的氧化鋅(換言之，氮氧化物完全地被轉(zhuǎn)換成氧化物)。由于相較于半導(dǎo)體層與柵極介電層之間的界面，更多的氧位于半導(dǎo)體層與源極電極和漏極電極之間的界面，因?yàn)殡娮恿鹘?jīng)背通道(backchannel)而不是相鄰柵極，因此對(duì)TFT來(lái)說(shuō),截止電流(off current)降低。
[0029]雖然以上內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，然而在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他實(shí)施例和進(jìn)一步實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用以形成半導(dǎo)體氮氧化合物的方法，包括: 沉積氮化物層于基板上；以及 暴露所述氮化物層于濕環(huán)境以將所述氮化物層轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體氮氧化物層。
2.一種用以制造薄膜晶體管的方法，包括: 形成柵極電極于基板上； 沉積柵極介電層于所述柵極電極與所述基板上； 形成半導(dǎo)體層于所述柵極介電層上，所述形成包括: 沉積氮化物層于所述柵極介電層上；以及 暴露所述氮化物層于濕空氣以將所述氮化物層轉(zhuǎn)換為氮氧化物層；以及 形成源極電極及漏極電極于所述半導(dǎo)體層上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在相對(duì)濕度為百分之95的空氣中將所述氮化物層暴露于約攝氏95度的溫度下的蒸汽或水達(dá)約30分鐘。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在一環(huán)境內(nèi)將所述氮化物層浸于水中，所述環(huán)境具有介于約I與2atm之間的壓力及少于攝氏100度的溫度。
5.如權(quán)利要求1或2 所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在將所述氮化物層暴露于蒸汽時(shí)，將所述基板加熱至約100度到約250度的溫度。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氮化物層包括二氮化三鋅(Zn3N2)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物層是非柱狀(non-coIumnar)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物層于暴露后組成是漸變的(graded)，使得較大數(shù)量的氧相對(duì)于所述氮氧化物層的一表面存在于所述氮氧化物層中的另一表面。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述濕空氣包括水蒸汽。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括在介于約攝氏350度和約攝氏400度之間的溫度下且于包括一氧化二氮(N20)、氮(N2)、氧(02)或其組合的空氣中退火所述氮氧化物層。
11.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氮化物層包括一或數(shù)個(gè)元素，所述元素選自由鋅、錫、銦、鎵、鎘及其組合所組成的群組。
12.—種用以形成半導(dǎo)體氮氧化合物的方法，包括: 沉積氮氧化物層于基板上；以及 暴露所述氮氧化物層于濕環(huán)境，以增加所述氮氧化物層的氧成分。
13.一種用以制造薄膜晶體管的方法，包括: 形成柵極電極于基板上； 沉積柵極介電層于所述柵極電極與所述基板上； 形成半導(dǎo)體層于所述柵極介電層上，所述形成包括: 沉積氮氧化物層于所述柵極介電層上；以及 暴露所述氮氧化物層于濕空氣，以增加所述氮氧化物層的氧成分；以及 形成源極電極及漏極電極于所述半導(dǎo)體層上。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在相對(duì)濕度為百分之95的空氣中將所述氮氧化物層暴露于約攝氏95度的溫度下的蒸汽或水達(dá)約30分鐘。
15.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在一環(huán)境內(nèi)將所述氮氧化物層浸于水中，所述環(huán)境具有介于約I與2atm之間的壓力及少于攝氏100度的溫度。
16.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述暴露包括在將所述氮化物層暴露于蒸汽時(shí)，將所述基板加熱至約100度到約250度的溫度。
17.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物層于暴露后組成是漸變的(graded)，使得較大數(shù)量的氧相對(duì)于所述氮氧化物層的一表面存在于所述氮氧化物層中的另一表面。
18.如權(quán)利要求12或13所 述的方法，還包括在介于約攝氏350度和約攝氏400度之間的溫度下且包括一氧化二氮(N20)、氮(N2)、氧(02)或其組合的空氣中退火所述氮氧化物層。
19.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物層包括一或數(shù)個(gè)元素，所述元素選自由鋅、錫、銦、鎵、鎘及其組合所組成的群組。
【文檔編號(hào)】H01L21/20GK104040722SQ201280065560
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】Y·葉 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司