CN100364048C - 金属/绝缘层/金属结构的制造方法 - Google Patents

金属/绝缘层/金属结构的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种金属/绝缘层/金属(Metal insulator metal；MIM)结构的制造方法，包括下列步骤：提供一玻璃基板，并形成第一导电层于此玻璃基板上，接着形成一绝缘层于此第一导电层上，然后导入一气体对此绝缘层进行退火处理，以及形成第二导电层于此绝缘层上。此方法更包括：在上述形成一绝缘层于此第一导电层上的步骤前，导入一气体对此第一导电层进行退火处理。

Description

金属/绝缘层/金属结构的制造方法
技术领域
本发明是有关于一种金属/绝缘层/金属结构的制造方法，且特别有关于一种利用气体退火方式以强化此金属/绝缘层/金属结构的绝缘层的方法。
背景技术
退火(Annealing)是一种加热过程。在此过程中将待处理的对象加热以产生所要的物理或化学变化，且在待处理的对象的表面只增加或移除非常少量的物质。
一习知金属/绝缘层/金属结构的制程是利用化学气相沉积法在一导电层上形成一绝缘层。然后，利用一激光退火制程来强化此绝缘层，但是激光的均匀性控制不易，较不具量产价值。
另一习知金属/绝缘层/金属结构的制程是一湿式制程，并利用化学气相沉积法在一导电层上形成一绝缘层。由于此绝缘层是在含水气的状况下被形成，因此此绝缘层本身含有水气。经过退火处理后，此绝缘层中的水气会蒸发，因此可能会在绝缘层中留下孔洞。
在后续的上层电极的蚀刻制程中，蚀刻液容易顺着绝缘层的孔洞流下，而蚀刻绝缘层下方的金属，而使得组件受损。因此，业界亟需一种能强化绝缘层的方法，以解决此的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一就是提供一种可以强化金属/绝缘层/金属结构的绝缘层的方法。
为达此目的，本发明的方法主要包括下列步骤：提供一玻璃基板，并形成第一导电层于此玻璃基板上，接着形成一绝缘层于此第一导电层上，然后导入一气体对此绝缘层进行退火处理，以及形成第二导电层于此绝缘层上。此方法更包括：在上述形成一绝缘层于此第一导电层上的步骤前，导入一气体对此第一导电层进行退火处理。
本发明的方法是属于一种干式制程，且此绝缘层或是此导电层经过气体退火处理之后，由于气体退火处理所使用的气体包括一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、或上述气体与惰性气体的混合气体，因此可以在绝缘层或是此导电层的表面形成一层薄薄的且含氮的氧化物或是含氢的氧化物，如此便可强化绝缘层本身的结构。因此，在后续的上层电极的蚀刻制程中，经过强化的绝缘层便可以防止蚀刻液侵蚀绝缘层下方的金属。
本发明的金属/绝缘层/金属结构可以应用于双选择性二极管(Dualselected diode)，作为开关装置(Switching device)使用。
附图说明
图1A至图1D是绘示根据本发明一较佳实施例的金属/绝缘层/金属结构的制程剖面图。
图2A至图2E是绘示根据本发明另一较佳实施例的金属/绝缘层/金属结构的制程剖面图。
符号说明：
110、210～玻璃基板；120、220～第一导电层；230～气体；140、240～绝缘层；150、250～气体；160、260～第二导电层。
具体实施方式
为让本发明的目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1A至图1D是绘示根据本发明一较佳实施例的金属/绝缘层/金属结构的制程剖面图。在此实施例中，对金属/绝缘层/金属结构进行一次气体退火处理，此方法包括下列主要步骤：
首先，提供一玻璃基板110，并于此玻璃基板110上形成第一导电层120，如图1A所示。此第一导电层120例如是铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝-硅-铜(Al-Si-Cu)的合金、钨(W)、或铬(Cr)。在另一实施例中，此第一导电层120亦可包括多个子层，例如两个子层或三个子层。此第一导电层120的厚度大体介于1000埃至3000埃之间。
接着，利用化学气相沉积法或是其它沉积法以形成一绝缘层140于此第一导电层120上，如图1B所示。此绝缘层140例如是氧化钽(TaOx)、氧化钛(TiOx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化硅(SiNx)、氧化铝(AlOx)、或氧化铬(CrOx)。此绝缘层140的厚度大体介于250埃至1200埃之间。
之后，导入一气体150对此绝缘层140进行退火处理，如图1C所示。其中，此气体150是一混合气体，主要成分为二氧化氮(NO2)与惰性气体。在本发明另一较佳实施例中，此气体150可以包括一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3)、氢气(H2)、或是上述气体与惰性气体的混合气体。此退火处理的温度大体介于200℃至450℃之间。此退火处理的时间大体介于20分钟至60分钟之间。
在另一较佳实施例中，此退火处理的温度大体介于400℃至600℃之间。此退火处理的时间大体介于20秒至60秒之间。又在另一较佳实施例中，此退火处理可以是一快速退火处理。
然后，形成第二导电层160于此绝缘层140上，如图1D所示。此第二导电层160例如是铟锡氧化物(Indiumtin oxide；ITO)或铟锌氧化物(Indiumzinc oxide；IZO)。此第二导电层160的厚度大体介于600埃至1000埃之间。
图2A至图2E是绘示根据本发明另一较佳实施例的金属/绝缘层/金属结构的制程剖面图。在此实施例中，至少对此金属/绝缘层/金属结构进行二次气体退火处理，此方法包括下列主要步骤：
首先，提供一玻璃基板210，并形成第一导电层220于此玻璃基板210上，如图2A所示。此第一导电层220例如是铝(A1)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝-硅-铜(Al-Si-Cu)的合金、钨(W)、或是铬(Cr)。在另一实施例中，此第一导电层220亦可包括多个子层，例如两个子层或三个子层。此第一导电层220的厚度大体介于1000埃至3000埃之间。
然后，导入一气体230对此第一导电层220进行退火处理，如图2B所示。其中，此气体230是一混合气体，主要成分为二氧化氮(NO2)与惰性气体。在本发明另一较佳实施例中，此气体230可以包括一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3)、氢气(H2)、或是上述气体与惰性气体的混合气体。此退火处理的温度大体介于200℃至450℃之间，且此退火处理的时间大体介于20分钟至60分钟之间。
在本发明另一较佳实施例中，此退火处理的温度大体介于400℃至600℃之间，且此退火处理的时间大体介于20秒至60秒之间。
接着，利用化学气相沉积法或是其它沉积法以形成一绝缘层240于此第一导电层220上，如图2C所示。此绝缘层240例如是氧化钽(TaOx)、氧化钛(TiOx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化硅(SiNx)、氧化铝(A1Ox)、或是氧化铬(CrOx)。此绝缘层240的厚度大体介于250埃至1200埃之间。
之后，导入一气体250对此绝缘层240进行退火处理，如图2D所示。其中，此气体250是一混合气体，主要成分为二氧化氮(NO2)与惰性气体。在本发明另一较佳实施例中，此气体250可以包括一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3)、氢气(H2)、或是上述气体与惰性气体的混合气体。此退火处理的温度大体介于200℃至450℃之间。此退火处理的时间大体介于20分钟至60分钟之间。
在另一较佳实施例中，此退火处理的温度大体介于400℃至600℃之间。此退火处理的时间大体介于20秒至60秒之间。在另一较佳实施例中，此退火处理可以是一快速退火处理。
然后，形成第二导电层260于此绝缘层240上，如图2E所示。此第二导电层260例如是铟锡氧化物(Indium tin oxide；ITO)或铟锌氧化物(Indiumzinc oxide；IZO)。此第二导电层260的厚度大体介于600埃至1000埃之间。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种金属/绝缘层/金属结构的制造方法，包括下列步骤：
提供一玻璃基板；
形成第一导电层于该玻璃基板上；
形成一绝缘层于该第一导电层上；
导入一气体对该绝缘层进行退火处理，其中该气体包括一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、氨气、氢气或上述气体与惰性气体的混合气体；以及
形成第二导电层于该绝缘层上。
2.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该金属/绝缘层/金属结构的制造方法，还包括：
在该形成一绝缘层于该第一导电层上的步骤前，导入一气体对该第一导电层进行退火处理，其中该气体包括一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、氨气、氢气或上述气体与惰性气体的混合气体。
3.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中绝缘层退火处理的温度介于200℃至450℃之间。
4.根据权利要求3所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中绝缘层退火处理的时间介于20分钟至60分钟之间。
5.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中对绝缘层退火处理的温度介于400℃至600℃之间。
6.根据权利要求5所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中绝缘层退火处理的时间介于20秒至60秒之间。
7.根据权利要求2所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中第一导电层退火处理的温度介于200℃至450℃之间。
8.根据权利要求7所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中第一导电层退火处理的时间介于20分钟至60分钟之间。
9.根据权利要求2所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中第一导电层退火处理的温度介于400℃至600℃之间。
10.根据权利要求9所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中第一导电层退火处理的时间介于20秒至60秒之间。
11.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该第一导电层是选自铝、钛、钽、铝-硅-铜的合金、钨、以及铬中之一。
12.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该第一导电层还包括多个子层。
13.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该第一导电层的厚度介于1000埃至3000埃之间。
14.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该绝缘层是选自氧化钽、氧化钛、氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、以及氧化铬中之一。
15.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该绝缘层的厚度介于250埃至1200埃之间。
16.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该第二导电层包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
17.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中该第二导电层的厚度介于600埃至1000埃之间。
18.根据权利要求1所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中绝缘层退火处理是一快速退火处理。
19.根据权利要求2所述的金属/绝缘层/金属结构的制造方法，其中第一导电层退火处理是一快速退火处理。
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