金屬氧化物tft穩(wěn)定性改進(jìn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所述實(shí)施方式總體設(shè)及減少電介質(zhì)層和純化層中的氨量。更具體地，本文所 述實(shí)施方式總體設(shè)及減少用于金屬氧化物薄膜晶體管（TFT)的含娃層中的氨量。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬氧化物半導(dǎo)體（諸如氧化鋒狂no)和氧化嫁銅鋒（IGZO))由于其高載流子 遷移率、低處理溫度及光透明性而在器件制造方面受到關(guān)注。由金屬氧化物半導(dǎo)體制成的 TFT(即，M0-TFT)尤其用于光學(xué)顯示器的主動(dòng)矩陣尋址方案。金屬氧化物半導(dǎo)體的處理溫 度低允許顯示背板在廉價(jià)塑料基板（諸如聚對(duì)苯甲酸乙二醇醋（陽T)基板和聚糞二甲酸乙 二醇醋（陽腳基板）上形成。氧化物半導(dǎo)體TFT的透明性致使像素孔徑增加并且使顯示器 更亮。
[0003] MO-TFT穩(wěn)定性和性能對(duì)結(jié)合到MO-TFT本身和結(jié)合到接觸層的氨含量很敏感。接 觸層可包括溝道接合面層或本體層化Ulklayer)。接觸層可包括CVD沉積膜，諸如氧化娃 (SiO)膜、氮氧化娃（SiON)膜、氮化娃（SiN)膜，等等。在許多的半導(dǎo)體中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，間質(zhì) 氨（層間的氨）是充當(dāng)兩性雜質(zhì)（可根據(jù)雜質(zhì)滲入的半導(dǎo)體材料而充當(dāng)施體（donor)或 受體（acceptor)的雜質(zhì)）。因此，在P型材料中，氨通常是充當(dāng)施體；并且在n型材料中， 氨通常是充當(dāng)受體。然而，在MO-TFT中，氨可為有害的。常規(guī)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD)會(huì)使膜中形成很高的氨含量。例如，通過常規(guī)PECVD沉積的SiO包含約4%氨，并 且通過常規(guī)PECVD沉積的SiN包含約35%氨。常規(guī)PECVD膜的氨含量在電壓/光偏置條件 下，引發(fā)高的闊值電壓偏移（V,偏移）。
[0004]因此，在本領(lǐng)域，需要降低與MO-TFT-起使用的膜中的氨含量。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本文所述實(shí)施方式總體設(shè)及與MO-TFT-起使用的基本不含氨的薄膜及其制造 方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，薄膜晶體管可包括：基板；金屬氧化物半導(dǎo)體層，所述金屬氧化 物半導(dǎo)體層形成在基板表面的一部分上；溝道接合面層，所述溝道接合面層包含氣氧化娃 (SiOF)，接觸無定形金屬氧化物層，其中所述溝道接合面層基本不含有氨；W及含娃的覆蓋 層，所述覆蓋層形成在所述溝道接合面層上。
[0006] 在另一實(shí)施方式中，提供一種用于制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括：將基板 置于處理腔室中；將金屬氧化物半導(dǎo)體層沉積在基板表面的一部分上，所述金屬氧化物半 導(dǎo)體層包含氧化鋒；使用MW-PECVD激活含SiF4的沉積氣體，從而形成被激活的沉積氣體， 其中所述沉積氣體不包括氨；將所述被激活的沉積氣體遞送至所述基板上，從而將含SiOF 的溝道接合面層沉積在金屬氧化物薄膜晶體管層上；W及將覆蓋層沉積在所述溝道接合面 層和所述金屬氧化物薄膜晶體管層上。
【附圖說明】
[0007] 因此，為了詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，上文簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明的更 具體的描述可W參照實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行，一些實(shí)現(xiàn)方式圖示在附圖中。
[0008] 然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅圖示了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，并且因此不應(yīng)被視為本發(fā) 明的范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施方式可W允許其他等效實(shí)施方式。
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示意MW-PECVD腔室的橫截面圖；
[0010] 圖2A至圖2H是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的處于各種處理階段上的具有不含氨的溝道接 合面層的MO-TFT膜堆疊的橫截面圖；W及
[0011] 圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于MO-TFT膜堆疊的方法的流程圖。
[0012] 為了促進(jìn)理解，已盡可能使用相同元件符號(hào)指定各圖所共有的相同元件。應(yīng)預(yù)見 至IJ，一個(gè)實(shí)施方式中公開的要素可有利地用于其他實(shí)施方式，而無需進(jìn)一步敘述。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本文公開一種穩(wěn)定性更高的MO-TFT結(jié)構(gòu)及其制造方法。由于氨在MO-TFT結(jié)構(gòu)中 的施體活性（donoractivity) ,MO-TFT層和封裝層（其可包括溝道接合面層和覆蓋層）兩 者中的氨濃度都應(yīng)當(dāng)受到限制。為此，可使用通過微波PECVD(MW-PECVD)激活的沉積氣體 來沉積純化層。在本文中的實(shí)施方式中，被MW-PECVD激活的運(yùn)些沉積氣體可W包括可直接 被MW-PECVD激發(fā)或間接激活的氣體，諸如通過遞送從惰性氣體或組成氣體形成的遠(yuǎn)程等 離子體來激活沉積氣體。在一或多個(gè)實(shí)施方式中，純化層可W是包括至少一個(gè)溝道接合面 層和覆蓋層的多層結(jié)構(gòu)。溝道接合面層為最下層，并且在純化層與金屬氧化物半導(dǎo)體之間 形成接合面。典型溝道接合面層可W包括高多孔性含娃電介質(zhì)層，諸如氣氧化娃（SIOF)。覆 蓋層形成于溝道接合面層上方，并且用來密封多孔溝道接合面層。典型的覆蓋層可包括含 致密娃的電介質(zhì)層，諸如娃氧化物（SiOy)、氮氧化娃或氮化娃。在使用MW-PECVD時(shí)，不僅發(fā) 生下方層的沉積時(shí)所處的溫度要比使用標(biāo)準(zhǔn)PECVD來進(jìn)行的等效沉積時(shí)所處的溫度更低， 而且引入所得的層的氨也被減少。W下參考附圖更清楚地描述本文所述實(shí)施方式。
[0014] W下所述實(shí)施方式可在加利福尼亞州圣克拉拉市美國AKT公司（應(yīng)用材料公 司的子公司）（AKTAmerica,Inc. ,asubsidiaryofAppliedMaterials,Inc. ,Santa Clara,CA)所提供的陽CVD腔室中實(shí)踐。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也適于其他腔室，包括可從其制 造商獲得的裝置。
[0015] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的MW-PECVD腔室的橫截面圖。工藝腔室100被配置成允 許將一或多個(gè)膜沉積在基板102上，而部將基板102從工藝腔室100移除。雖然W下描述 提及MW-PECVD腔室，尤其提及將微波和氣體供源設(shè)置在水平定位的基板基座（susceptor) 上方W進(jìn)行水平沉積工藝的水平類型腔室，但應(yīng)理解，本發(fā)明也適于垂直類型沉積腔室， 垂直類型沉積腔室具有豎直地附接到工藝腔室的腔室壁上的微波線源（microwaveline sources)W及用來將基板支撐成豎直構(gòu)型的豎直定位的基板基座。另外，應(yīng)當(dāng)注意，附圖W 及對(duì)應(yīng)描述僅是示例性的，并且單個(gè)實(shí)施方式所描述的任何單獨(dú)硬件特征可與本說明書中 描述的其他實(shí)施方式中的任何實(shí)施方式組合。
[0016] 基板102可為W下材料薄片：金屬、塑料、有機(jī)材料、娃、玻璃、石英、或聚合物材料 等等。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板102是含娃層將沉積于其上的玻璃基板。在其他實(shí)施方式 中，基板102可為經(jīng)滲雜或W其他方式改性的玻璃基板，諸如具有MO-TFT層形成于其上的 玻璃基板。 陽017] 處理腔室100通常包括腔室壁104、腔室底106W及腔室蓋108,它們將工藝容積 199限定在其中。工藝容積199被禪接至真空系統(tǒng)109,并具有基板基座110設(shè)置在其中。 工藝容積199可通過狹縫閥開口 112來進(jìn)入，使得基板102可移入或移出處理腔室100。腔 室壁104、腔室底106W及腔室蓋108可由整塊侶或適于等離子體處理的其他材料制成。腔 室蓋108是由腔室壁104支撐，并且可移除W便于維修工藝腔室100?；寤?10可禪接 至致動(dòng)器114,W升高或降低基板基座110。
[0018] 基板基座110可任選地包括加熱/冷卻元件（諸如電阻式加熱器198及/或冷卻 流體導(dǎo)管196)，W將基板基座110維持處于期望溫度。升降桿116可移動(dòng)地穿過基板基座 110設(shè)置，W在基板102放置在基板基座110上之前和在基板102從基板基座110上移除之 后，可控制地支撐基板102。
[0019] 除其他外，根據(jù)本發(fā)明的工藝腔室100的主要部件可W包括氣體供源120和微波 源126。微波源126可W包括至少一或多個(gè)微波天線128,所述微波天線128被配置成與氣 體供源120的縱向方向平行。氣體供源120可W位于微波源126和基板102之間。
[0020] 氣體供源120可W包含氣體供給線路121陣列，所述氣體供給線路121被配置成 接收來自氣源122A及/或氣源122B的一或多種前驅(qū)氣體及/或載體氣體。微波源126可 W位于氣體供源120與工藝腔室100頂部（例如，腔室蓋108)之間。微波源126通常包括 微波天線128W及連接到微波天線128的禪接機(jī)構(gòu)130。微波源126可W接地。雖然僅僅 示出單個(gè)微波天線128,但可預(yù)期，微波天線128數(shù)量可W根據(jù)基板102大小增加。
[0021] 微波供源132被連接至微波源126,并且可向微波天線128