CN107532282A - 制造用于显示器制造的层堆叠的方法和其设备 - Google Patents

制造用于显示器制造的层堆叠的方法和其设备 Download PDF

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Abstract

本公开内容描述了一种制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法和其设备。所述方法包括通过使用第一处理参数集合从含氧化铟的靶溅射第一层而将层堆叠沉积(101)至基板上；使用与第一处理参数集合不同的第二处理参数集合从含氧化铟的靶将第二层溅射至第一层上；以及通过蚀刻来图案化(102)层堆叠。所述设备(200)包括真空腔室(210)；一个或多个含氧化铟的靶(220a、220b)，所述一个或多个含氧化铟的靶在真空腔室内用于溅射透明导电氧化物层；气体分配系统(230)，所述气体分配系统用于在真空腔室内提供处理气体；以及控制器(240)，所述控制器被连接至气体分配系统(230)并且被配置为执行用于进行所述方法的程序代码。

Description

制造用于显示器制造的层堆叠的方法和其设备
技术领域
本公开内容涉及一种用于在真空处理腔室中涂覆基板的方法和设备。特定而言，本公开内容涉及一种在基板上形成用于显示器制造的至少一层溅射材料的设备和方法。特别地，实施方式涉及一种在电子装置的基板和层堆叠上制造晶体管的设备和方法。
背景技术
在许多应用中，期望在基板上(例如，在玻璃基板上)沉积薄层。常规地，在涂覆设备的不同腔室中涂覆基板。针对一些应用来说，使用气相沉积技术在真空中涂覆基板。已知用于在基板上沉积材料的若干方法。例如，基板可通过物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺等等来涂覆。一般来说，工艺在待涂覆的基板所在的处理设备或处理腔室中进行。
在过去几年中，电子装置且尤其是光电装置表现出成本的显著降低。此外，在显示器中的像素密度持续增加。针对TFT显示器来说，期望高密度TFT集成。然而，尽管在装置内的薄膜晶体管(TFT)的数量增加，仍尝试提高产率并且尝试降低制造成本。
由此，存在对提供用于在制造期间调整TFT显示器性质(尤其针对高质量和低成本)的改进的方法和设备的持续需求。
发明内容
鉴于上述情况，提供了一种根据独立权利要求的制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法和其设备。此外，提供了用于电子装置的图案化层堆叠和包括通过根据本文所述的实施方式的制造图案化层堆叠的方法制造的图案化层的电子装置。另外的优点、特征、方面和细节从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法。所述方法包括通过使用第一处理参数集合从含氧化铟的靶溅射第一层而将层堆叠沉积至基板上；使用与第一处理参数集合不同的第二处理参数集合从含氧化铟的靶将第二层溅射至第一层上，其中第一处理参数集合适于层堆叠的高可蚀刻性，并且其中第二处理参数集合适于第二层堆叠的低电阻；以及通过蚀刻来图案化层堆叠。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于电子装置的图案化层堆叠，所述图案化层堆叠通过根据本文所述的实施方式的制造图案化层堆叠的方法来制造。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种电子装置，所述电子装置包括通过根据本文所述的实施方式的制造图案化层堆叠的方法制造的图案化层堆叠。
根据本公开内容的又另一方面，提供了一种沉积用于显示器制造的层堆叠的设备。所述设备包括：真空腔室；一个或多个含氧化铟的靶，所述一个或多个含氧化铟的靶在真空腔室内用于溅射透明导电氧化物层；气体分配系统，所述气体分配系统用于在真空腔室内提供处理气体；蚀刻装置，所述蚀刻装置用于蚀刻层堆叠；以及控制器，所述控制器连接至所述气体分配系统并且被配置为执行程序代码以便进行根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法。
附图说明
为了能够详细理解本文所述的本公开内容的上述特征，可通过参考各实施方式获得上文所简要概述的更具体的描述。附图涉及本公开内容的实施方式，并且在下文中进行描述：
图1示出了根据本文所述的实施方式的沉积用于显示器制造的层的设备的示意图；
图2示出了根据本文所述的其他实施方式的沉积用于显示器制造的层的设备的示意图；
图3示出了根据本文所述的实施方式示出制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法的方框图；
图4A示出了根据本文所述的实施方式的在图案化之前的层堆叠的示意图；
图4B示出了根据本文所述的实施方式的在图案化之后的层堆叠的示意图。
具体实施方式
现将详细参考本公开内容的各个实施方式，它们的一个或多个示例在附图中示出。在以下对附图的描述中，相同标号是指相同部件。在下文中，仅描述了相对于个别实施方式的差异。每个示例以解释本公开内容的方式提供并且不意欲限制本公开内容。此外，作为一个实施方式的部分予以示出或描述的特征可用于其他实施方式或与其他实施方式结合，进而又产生进一步的实施方式。意欲使所述描述包括这样的修改和变化。
在本公开内容中，表达“处理气体氛围”可被理解为在处理腔室内部(尤其在用于沉积层的设备的真空处理腔室内部)的氛围。“处理气体氛围”可具有由处理腔室内的容积规定的体积。
在本公开内容中，缩写“H2”代表氢，尤其代表气态氢。
此外，在本公开内容中，缩写“O2”代表氧，尤其代表气态氧。
在本公开内容中，表达“无定形结构的程度”可被理解为在固态中无定形结构与非无定形结构的比率。非无定形结构可以是结晶结构。无定形结构可以是玻璃状结构。
在本公开内容中，表达“薄层电阻”可被理解为通过根据本文所述的实施方式的方法制造的层的电阻。具体来说，“薄层电阻”可指层被认为是二维实体的情形。可理解，表达“薄层电阻”暗指电流是沿着层的平面(即，电流不垂直于层)。此外，薄层电阻可指关于均匀层厚度的电阻率的情形。
在图1中，示出了根据本文所述的实施方式的沉积用于显示器制造的层堆叠的设备200的示意图。根据本文所述的实施方式，沉积用于显示器制造的层堆叠的设备包括：真空腔室210；一个或多个含有氧化铟(尤其是氧化铟锡(ITO))的靶220a、220b，所述一个或多个含有氧化铟的靶220a、220b在所述真空腔室内用于溅射透明导电氧化物层(例如，第一层和/或第二层)；气体分配系统230，所述气体分配系统用于在所述真空腔室内提供处理气体；蚀刻装置280，所述蚀刻装置用于蚀刻层堆叠；以及控制器240，所述控制器连接至气体分配系统230并且被配置为执行程序代码。在执行程序代码时，可进行如本文所述的制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法。
如图1示例性地示出，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，真空腔室210由腔室壁211限定并且可以在用于水蒸汽的第一气体入口231处和用于H2的第二气体入口232处连接至气体分配系统230。如图1所示，第一气体入口231可经由具有第一质量流量控制器234(例如，第一阀)的第一导管连接至气体分配系统230，所述第一质量流量控制器被配置为用于控制提供至处理气体氛围222的水蒸汽的量。第二气体入口232可经由具有第二质量流量控制器235(例如，第二阀)的第二导管连接至气体分配系统230，所述第二质量流量控制器被配置为用于控制提供至处理气体氛围的H2的量。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统可包括用于提供水蒸汽的第一气源和用于提供H2的第二气源。由此，如本文所述的设备可被配置为用于彼此独立地提供水蒸汽和H2，使得能独立地控制在真空腔室210内的处理气体氛围222的水蒸汽含量和/或H2含量。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统可包括用于提供惰性气体的第三气源。用于提供惰性气体的第三气源可被配置为用于与水蒸汽和/或H2分开地将惰性气体提供至处理气体氛围，例如通过连接真空腔室与用于提供惰性气体的第三气源的分开的气体入口。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统可包括被配置为用于控制提供至处理气体氛围的惰性气体的量的惰性气体流量控制器(未示出)。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，用于提供惰性气体的第三气源可用于提供惰性气体/水蒸汽混合物，所述混合物可被提供至在真空腔室内的处理气体氛围。例如，惰性气体/水蒸汽混合物可在所述惰性气体/水蒸汽混合物被提供至真空腔室内的处理气体氛围之前通过混合来自第三气源的惰性气体与来自第一气源的水蒸汽提供。额外或替代地，用于提供惰性的第三气源可用于提供惰性气体/H2混合物，所述混合物可例如通过第二气体入口被提供至真空腔室内的处理气体氛围。由此，惰性气体/H2混合物可在惰性气体/水蒸汽混合物被提供至真空腔室内的处理气体氛围之前通过混合来自第三气源的惰性气体与来自第二气源的H2提供。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，用于将水蒸汽提供至真空腔室210中的处理气体氛围222的气体分配系统230的第一气源可提供惰性气体/水蒸汽混合物。在惰性气体/水蒸汽混合物中惰性气体的分压可选自如本文所规定的在惰性气体分压下限与惰性气体分压上限之间的范围。由此，在惰性气体/水蒸汽混合物中水蒸汽的分压可选自如本文所规定的在水蒸汽分压下限与水蒸汽分压上限之间的范围。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，用于将H2提供至真空腔室210中的处理气体氛围222的气体分配系统230的第二气源可提供惰性气体/H2混合物。在惰性气体/H2混合物中惰性气体的分压可选自如本文所规定的惰性气体分压下限至惰性气体分压上限。因此，在惰性气体/H2混合物中H2的分压可选自如本文所规定的H2分压下限至H2分压上限。
示例性地参考图1，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，真空腔室210可包括连接至出口导管的出口端口233，所述出口导管与出口泵236流体连接以用于在真空腔室210中提供真空。
如图1所示，根据本文所述的实施方式的沉积用于显示器制造的层堆叠的设备可包括用于蚀刻已经沉积在基板300上的层堆叠的蚀刻装置280。如图1示例性地示出，蚀刻装置280可位于真空腔室210的外部。例如，蚀刻装置280可通过真空锁定腔室290连接至真空腔室210，其中在真空腔室210中进行层堆叠的沉积。例如，如图1所示，可将真空锁定腔室290设置于真空腔室210的侧壁处。真空锁定腔室290可被配置为用于将处理气体氛围与蚀刻装置280内的氛围分开。例如，蚀刻装置可被配置为具有蚀刻源281的蚀刻腔室。蚀刻源281可被配置为用于干法化学蚀刻或湿法化学蚀刻。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可在蚀刻之前施加用于经由暴露至辐射来结构化层堆叠的光刻胶涂层。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，沉积用于显示器制造的层堆叠的设备可被配置为用于通过真空锁定腔室290将基板从真空腔室210运输至蚀刻装置280中，其中在真空腔室中进行层堆叠的沉积。
如图1所示，在真空腔室210内，可提供第一沉积源223a和第二沉积源223b。沉积源可以是例如可旋转阴极，所述可旋转阴极具有待在基板上沉积的材料的靶。具体来说，靶可以是含氧化铟锡(ITO)的靶，尤其是含有ITO 90/10的靶。根据本文所述的实施方式，ITO90/10包括In2O3:SnO2＝90:10的比率的氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，阴极可以是其中具有磁体组件221a、221b的可旋转阴极。由此，可利用如本文所述的设备进行磁控溅射以用于沉积层。如图1示例性地示出，第一沉积源223a和第二沉积源223b的阴极可连接至电源250。依据沉积工艺的性质，阴极可连接至AC(交流)电源或DC(直流)电源。例如，从氧化铟靶溅射(例如，用于透明导电氧化物膜)可进行为DC溅射。特别地，在如本文所述的方法中产生的第一层和/或第二层可以DC模式从氧化铟靶溅射。在DC溅射的情形中，第一沉积源223a可连接至第一DC电源并且第二沉积源223b可连接至第二DC电源。由此，针对DC溅射来说，第一沉积源223a和第二沉积源223b可具有分开的DC电源。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，DC溅射可包括脉冲DC溅射，尤其是双极脉冲DC溅射。由此，电源可被配置为用于提供脉冲DC，尤其用于提供双极脉冲DC。特别地，用于第一沉积源223a的第一DC电源和用于第二沉积源223b的第二DC电源可被配置为用于提供脉冲DC功率，尤其用于提供双极脉冲DC。在图1中，示出了沉积源和待涂覆的基板300的水平布置。在可与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式中，可使用沉积源和待涂覆的基板300的垂直布置。由此，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，可以提供蚀刻装置，所述蚀刻装置被配置为用于在垂直设置中蚀刻层堆叠。
示例性地参考图1，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可在真空腔室210中提供传感器270以用于测量处理气体氛围222的组成。特别地，传感器270可被配置为用于测量在如本文所规定的相应含量范围内的惰性气体、H2、O2和残余气体的含量。
如图1所示，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，传感器270、包括第一质量流量控制器234和第二质量流量控制器235的气体分配系统230、以及出口泵236可连接至控制器240。控制器240可控制包括第一质量流量控制器234和第二质量流量控制器235的气体分配系统230、惰性气体流量控制器、以及出口泵236，使得可在真空腔室210中产生并维持具有如本文所述的组成的处理氛围。由此，可彼此独立地控制具有如本文所述的组成的所选择的第一处理气体氛围的全部组分和具有如所述的组成的所选择的第二处理气体氛围的全部组分。特别地，控制器可被配置为用于控制气体分配系统，使得可彼此独立地控制H2的流量、O2的流量、以及惰性气体的流量以建立具有如本文所述的所选择的组成的第一处理气体氛围和具有如本文所述的所选择的组成的第二处理气体氛围。由此，可非常准确地调节所选择的处理气体氛围的组成。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，控制器240可连接至电源250。或者，例如，在DC溅射的情形中，控制器可连接至第一DC电源并且连接至第二DC电源。此外，控制器可被配置为用于将供应至第一沉积源223a和第二沉积源223b的第一功率控制在如本文由针对第一功率的相应下限与上限所规定的第一功率范围内。相应地，控制器可被配置为用于将供应至第一沉积源223a和第二沉积源223b的第二功率控制在如本文由针对第二功率的相应下限和上限所规定的第二功率范围内。
当如本文所述的沉积用于显示器制造的层堆叠的设备200用于进行根据本文所述的实施方式的制造图案化层堆叠的方法时，如图1示例性地示出，可将基板300设置在沉积源下方。基板300可布置在基板支撑件310上。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可将用于待涂覆的基板的基板支撑装置设置在真空腔室中。例如，基板支撑装置可包括传送辊、磁体导向系统和另外特征。基板支撑装置可包括用于驱动待涂覆的基板进入或离开真空腔室210的基板驱动系统。例如，基板驱动系统可被配置为用于将未涂覆的基板运输至真空腔室内并且用于将已涂覆的基板(例如，具有如本文所述的层堆叠)从真空腔室210运输至蚀刻装置280中。
示例性地参考图2，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，真空腔室210可在用于O2的第三气体入口238处连接至气体分配系统230。如图2所示，第三气体入口238可经由具有第三质量流量控制器237(例如，第三阀)的第三导管连接至气体分配系统230，所述第三质量流量控制器被配置为用于控制提供至处理气体氛围222的O2的量。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统可包括用于提供O2的第四气源。由此，如本文所述的设备可被配置为用于彼此独立地提供水蒸汽、H2、和O2，使得可独立地控制在真空腔室210内的处理气体氛围222的水蒸汽含量和/或H2含量和/或O2含量。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统230的用于将O2提供至真空腔室210中的处理气体氛围222的第四气源可提供惰性气体/O2混合物。在惰性气体/O2混合物中惰性气体的分压可选自如本文所规定的在惰性气体分压下限与惰性气体分压上限之间的范围。相应地，在惰性气体/O2混合物中O2的分压可选自如本文所规定的在O2分压下限与O2分压上限之间的范围。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，用于提供惰性气体的第三气源可用于提供惰性气体/O2混合物，所述混合物可被提供至真空腔室内的处理气体氛围。例如，惰性气体/O2混合物可在惰性气体/O2蒸汽混合物被提供至真空腔室内的处理气体氛围之前通过混合来自第三气源的惰性气体与来自第四气源的O2提供。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，气体分配系统230可包括泵和/或压缩器以用于在真空腔室内提供处理气体氛围的所要压力。特别地，气体分配系统可包括泵和/或压缩器以用于根据如本文由惰性气体、H2、水蒸汽和O2的相应上分压限和下分压限所规定的相应分压范围提供惰性气体的分压和/或提供H2的分压和/或提供水蒸汽的分压和/或提供O2的分压。
如图2所示，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，传感器270、包括第一质量流量控制器234、第二质量流量控制器235和第三质量流量控制器237的气体分配系统230、以及出口泵236可连接至控制器240。控制器240可控制包括第一质量流量控制器234、第二质量流量控制器235、第三质量流量控制器237的气体分配系统230、以及出口泵236，使得可在真空腔室210中产生并维持具有如本文所述的组成的处理氛围。
由此，根据如本文所述的实施方式的设备被配置为通过采用根据本文所述的实施方式的制造层堆叠的方法来制造用于显示器制造的层堆叠。
图3示出了根据如本文所述的实施方式示出制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法的方框图。方法100包括通过使用第一处理参数集合从含氧化铟的靶溅射第一层而将层堆叠沉积101至基板上。此外，所述方法包括使用与第一处理参数集合不同的第二处理参数集合从含氧化铟的靶将第二层溅射至第一层上。根据本文所述的实施方式，第一处理参数集合适于层堆叠的高可蚀刻性并且第二处理参数集合适于层堆叠的低电阻。此外，根据本文所述的实施方式，所述方法包括通过蚀刻(例如通过化学蚀刻，尤其通过湿法化学蚀刻)图案化102层堆叠。
根据本文所述的实施方式，表达“第一处理参数集合适于层堆叠的高可蚀刻性”可被理解为第一处理参数集合适于使得在由第一处理参数集合规定的溅射条件下溅射的第一层的分子结构适于蚀刻，例如，化学蚀刻，尤其是湿法化学蚀刻。例如，第一处理参数集合可适于使得在由所述第一处理参数集合规定的溅射条件下溅射的第一层的分子结构具有如本文所规定的下限至上限的无定形结构的程度。
根据本文所述的实施方式，表达“第一处理参数集合适于层堆叠的高可蚀刻性”可被理解为第一处理参数集合适于使得层堆叠的第一层的可蚀刻性比层堆叠的第二层的可蚀刻性更佳，层堆叠的第二层在由第二处理参数集合所规定的溅射条件下溅射。例如，第一处理参数集合可适于使得第一层中无定形结构的程度比第二层中无定形结构的程度更高。由此，第一层的可蚀刻性可影响层堆叠的可蚀刻性。
根据本文所述的实施方式，表达“第二处理参数集合适于层堆叠的低电阻”可被理解为第二处理参数集合适于使得在由第二处理参数集合所规定的溅射条件下溅射的层堆叠的第二层具有来自在100μOhm cm的下限、尤其125μOhm cm的下限、更尤其150μOhm cm的下限与200μOhm cm的上限、尤其250μOhm cm的上限、更尤其300μOhm cm的上限之间的范围的电阻率。由此，第二层的薄层电阻可影响层堆叠的薄层电阻。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，通过从含氧化铟的靶溅射而将层堆叠沉积101至基板上可包括从含氧化铟锡(ITO)的靶(尤其是含ITO 90/10的靶)溅射。根据本文所述的实施方式，ITO 90/10包括In2O3:SnO2＝90:10的比率的氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，将层堆叠沉积101至基板上可于室温进行。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第一处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个第一参数：在第一处理气体氛围中提供的H2含量；在第一处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量；在第一处理气体氛围中提供的O2含量；第一处理气体氛围的第一总压力；以及供应至含氧化铟的靶的第一功率。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，沉积第一层可于室温进行。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围中H2的含量可来自在2.2％的下限、尤其4.2％的下限、更尤其6.1％的下限与10％的上限、尤其15.0％的上限、更尤其20.0％的上限之间的范围。关于H2的下限，应理解，H2的爆炸下限是4.1％并且惰性化下限是6.0％。通过在第一处理气体氛围中(其中在第一处理气体氛围中H2的含量已经选自如本文所述的下限至上限)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第一层，尤其是层堆叠的第一导电氧化物层，可调节层堆叠的可蚀刻性。特别地，层堆叠的可蚀刻性取决于层堆叠的无定形结构的程度，所述无定形结构的程度可例如通过在第一处理气体氛围中的H2的含量来控制。特别地，通过增加在第一处理气体氛围中的H2的含量，可增加在层堆叠的第一层中无定形结构的程度。由此，可改进层堆叠的可蚀刻性。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围中水蒸汽的含量可来自在0.0％的下限、尤其2.0％的下限、更尤其4.0％的下限与6.0％的上限、尤其8.0％的上限、更尤其10.0％的上限之间的范围。通过在第一处理气体氛围中(其中在第一处理气体氛围中水蒸汽的含量已经选自在如本文所述的下限与上限之间的范围)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第一层，尤其是层堆叠的第一导电氧化物层，可调节层堆叠的可蚀刻性。特别地，层堆叠的可蚀刻性取决于层堆叠的无定形结构的程度，所述无定形结构的程度可例如通过第一处理气体氛围中水蒸汽的含量来控制。特别地，通过增加在第一处理气体氛围中水蒸汽的含量，可增加在层堆叠的第一层中无定形结构的程度。由此，可改进层堆叠的可蚀刻性。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，水蒸汽与H2的比率来自在1:1的下限、尤其1:1.25的下限、更尤其1:1.5的下限与1:2的上限、尤其1:3的上限、更尤其1:4的上限之间的范围。通过在处理气体氛围中从含氧化铟的靶溅射透明导电氧化物层，其中在处理气体氛围中水蒸汽与H2含量的比率已经选自在如本文所述的下限与上限之间的范围，对在氧化物层中的无定形结构的程度的控制得以改进。由此，例如，与在氧化物层中的无定形结构的程度仅可通过水蒸汽控制的情形相比，可更精确地控制无定形结构的程度。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，在第一处理气体氛围中O2的含量可来自在0.5％的下限、尤其1.0％的下限、更尤其1.5％的下限与3.0％的上限、尤其4.0％的上限、更尤其15.0％的上限之间的范围。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可在利用第一处理气体氛围填充真空腔室之前混合第一处理气体氛围的全部组分气体。由此，在第一处理气体氛围中沉积第一层期间，第一处理气体氛围的全部组分气体可流动通过相同气体喷头。特别地，依据如本文所述的第一处理气体氛围的所选择的组成，可将H2、水蒸汽、O2和惰性气体通过相同气体喷头供应至真空腔室。例如，可在经由气体喷头将所选择的第一处理气体的气态组分提供至真空腔室中之前在混合单元中混合所选择的第一处理气体氛围的气态组分。由此，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，用于沉积层堆叠的设备可包括混合单元，所述混合单元用于在经由气体喷头将所选择的第一处理气体的气态组分提供至真空腔室中之前混合所选择的第一处理气体的气态组分。由此，可在真空腔室中建立非常均匀的处理第一气体氛围。
由此，通过在具有如本文所述的水蒸汽含量和/或H2含量的处理气体氛围中从含有铟的靶溅射层堆叠的第一层，可抑制结晶ITO相的形成。鉴于此，在例如通过化学蚀刻随后图案化溅射的氧化物层的情形中，可实现在氧化物层上的结晶ITO残余物的减少。由此，可提高用于TFT显示器制造的图案化氧化物层的质量。此外，通过提供具有如本文所述的水蒸汽含量和H2含量的处理气体氛围，可减少或甚至消除处理气体氛围中H2的易燃和爆炸的风险。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第一处理气体氛围的第一总压力可来自在0.2Pa的下限、尤其0.3Pa的下限、更尤其0.4Pa的下限与0.6Pa的上限、尤其0.7Pa的上限、更尤其0.8Pa的上限之间的范围。特别地，第一处理气体氛围的总压力可以是0.3Pa。通过在处理气体氛围中(其中处理气体氛围的第一总压力已经选自如本文所述的下限至上限)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第一层，可调节层堆叠的可蚀刻性。具体来说，层堆叠的可蚀刻性取决于层堆叠的无定形结构的程度，所述无定形结构的程度可例如通过第一处理气体氛围中的总压力来控制。特别地，通过增加第一处理气体氛围的总压力，可增加在层堆叠的第一层中无定形结构的程度。由此，能改进层堆叠的可蚀刻性。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，供应至含氧化铟的靶的第一功率可来自在1kW的下限、尤其2kW的下限、更尤其4kW的下限与5kW的上限、尤其10kW的上限、更尤其15kW的上限之间的范围。例如，在使用具有2.7m的靶长度的第8.5代靶的情形中，靶可被提供来自在0.4kW/m与5.6kW/m之间的范围的功率。由此，应理解，可相对于靶的长度归一化供应至靶的第一功率的相应下限和上限。通过使用第一功率(第一功率已经选自在如本文所述的下限与上限之间的范围)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第一层，可调节氧化物层的无定形结构的程度。特别地，通过减小供应至含氧化铟的靶的第一功率，可增加在层堆叠的第一层中无定形结构的程度。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第二处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个第二参数：在第二处理气体氛围中提供的H2含量；在第二处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量；在第二处理气体氛围中提供的O2含量；第二处理气体氛围的第二总压力；以及供应至含氧化铟的靶的第二功率。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，沉积第二层可于室温进行。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，在第二处理气体氛围中O2的含量可来自在0.5％的下限、尤其1.0％的下限、更尤其1.5％的下限与3.0％的上限、尤其4.0％的上限、更尤其15.0％的上限之间的范围。通过在第二处理气体氛围中从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第二层，其中在处理气体氛围中O2的含量已经选自在如本文所述的下限与上限之间的范围，可关于低电阻调节并优化层堆叠的薄层电阻。特别地，为了关于低电阻优化薄层电阻，O2的含量必须选自在下临界值与上临界值之间的范围。例如，在O2的含量低于下临界值或高于上临界值的情形中，可获得相对高值的薄层电阻。由此，如本文所述的实施方式提供关于低电阻调节并优化氧化物层堆叠的薄层电阻。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第二处理气体氛围中H2的含量可来自在2.2％的下限、尤其5.0％的下限、更尤其7.0％的下限与10％的上限、尤其15.0％的上限、更尤其20.0％的上限之间的范围。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第二处理气体氛围中水蒸汽的含量可来自在0.0％的下限、尤其2.0％的下限、更尤其4.0％的下限与6.0％的上限、尤其8.0％的上限、更尤其10.0％的上限之间的范围。
应理解，根据第二处理气体氛围包括水蒸汽、H2、惰性气体和O2的本文所述的实施方式，水蒸汽、H2、惰性气体和O2的相应含量可合计达处理气体氛围的100％。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可在利用第二处理气体氛围填充真空腔室之前混合第二处理气体氛围的全部组分气体。由此，在第二处理气体氛围中沉积第二层期间，第二处理气体氛围的全部组分气体可流动通过相同气体喷头。特别地，依据如本文所述的第二处理气体氛围的所选择的组成，可将H2、水蒸汽、O2和惰性气体通过相同气体喷头供应至真空腔室。例如，可在经由气体喷头将所选择的第二处理气体的气态组分提供至真空腔室中之前在混合单元中混合所选择的第二处理气体氛围的气态组分。由此，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，用于沉积层堆叠的设备可包括混合单元，所述混合单元用于在经由气体喷头将所选择的第二处理气体的气态组分提供至真空腔室中之前混合所选择的第二处理气体的气态组分。由此，能在真空腔室中建立非常均匀的第二处理气体氛围。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第二处理气体氛围的第二总压力可低于第一处理气体氛围的第一总压力。第二处理气体氛围的第二总压力可来自在0.2Pa的下限、尤其0.3Pa的下限、更尤其0.4Pa的下限与0.6Pa的上限、尤其0.7Pa的上限、更尤其0.8Pa的上限之间的范围。特别地，第二处理气体氛围的总压力可以是0.3Pa。通过在处理气体氛围中(其中第二处理气体氛围的第二总压力已经被选择为低于第一处理气体氛围的第一总压力)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第二层，可调节层堆叠的结晶度。特别地，层堆叠的结晶度可例如通过第二处理气体氛围中的第二总压力来控制。特别地，通过减小第二处理气体氛围的第二总压力，可增加在层堆叠的第二层中的结晶程度。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，用于溅射第二层的供应至含氧化铟的靶的第二功率可高于用于溅射第一层的供应至含氧化铟的靶的第一功率。供应至含氧化铟的靶的第二功率可来自在5kW的下限、尤其8kW的下限、更尤其10kW的下限与13kW的上限、尤其16kW的上限、更尤其20kW的上限之间的范围。例如，在使用具有2.7m的靶长度的第8.5代靶的情形下，靶可被提供来自在1.9kW/m与7.4kW/m之间的范围的功率。由此，应理解，可相对于靶的长度归一化供应至靶的第二功率的相应下限和上限。通过使用第二功率(所述第二功率已经选自如本文所述的下限至上限)从含氧化铟的靶溅射层堆叠的第二层，可调节层堆叠的结晶度。特别地，层堆叠的结晶度可例如通过供应至含氧化铟的靶的第二功率来控制。特别地，通过增大供应至含氧化铟的靶的第二功率，可增加在层堆叠的第二层中的结晶程度。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第一处理气体氛围包括水蒸汽、H2、O2和惰性气体。应理解，根据本文所述的实施方式的第一处理气体氛围的组分的含量可合计达100％。特别地，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，水蒸汽、H2、O2和惰性气体的含量可合计达第一处理气体氛围的100％。惰性气体可选自由氦、氖、氩、氪、氙或氡组成的组。特别地，惰性气体可以是氩(Ar)。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围中水蒸汽的分压可来自在0.0Pa的下限(例如，在其中已针对第一处理气体氛围或第二处理气体氛围选择0.0％的水蒸汽含量的下限的情形中)与0.08Pa的上限(例如，在其中已针对具有0.8Pa的总压力上限的第一处理气体氛围选择10.0％的水蒸汽含量的上限的情形中)之间的范围。
由此，应理解，在处理气体氛围中水蒸汽的分压可通过处理气体氛围的以百分数[％]计的所选择的水蒸汽含量与处理气体氛围的以帕斯卡[Pa]计的所选择的总压力的乘积来计算。由此，依据在处理气体氛围中水蒸汽含量的上限和下限的所选择值以及处理气体氛围的总压力的上限和下限的所选择值，可计算并选择在处理气体氛围中水蒸汽的分压的下限和上限的对应值。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围中H2的分压可来自在0.0044Pa的下限(例如，在其中已针对具有0.2Pa的总压力下限的第一处理气体氛围选择2.2％的H2含量的下限的情形中)与0.16Pa的上限(例如，在其中已针对具有0.8Pa的总压力上限的第一处理气体氛围选择20.0％的H2含量的上限的情形中)之间的范围。
由此，应理解，在处理气体氛围中H2的分压可通过处理气体氛围的以百分数[％]计的所选择的H2含量与处理气体氛围的以帕斯卡[Pa]计的所选择的总压力的乘积来计算。由此，依据在处理气体氛围中H2含量的上限和下限的所选择值以及处理气体氛围的总压力的上限和下限的所选择值，可计算并选择在处理气体氛围中H2的分压的下限和上限的对应值。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第二处理气体氛围包括水蒸汽、H2、O2和惰性气体。应理解，根据本文所述的实施方式的第二处理气体氛围的组分的含量可合计达100％。特别地，根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，水蒸汽、H2、O2和惰性气体的含量可合计达第二处理气体氛围的100％。惰性气体可选自由氦、氖、氩、氪、氙或氡组成的组。特别地，惰性气体可以是氩(Ar)。在第二处理气体氛围中水蒸汽和H2的含量和分压可在如本文由第一处理气体氛围的相应上限和下限所规定的范围内选择。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在处理气体氛围中O2的分压可来自在0.001Pa的下限(例如，在其中已针对具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择0.5％的O2含量的下限的情形中)与0.12Pa的上限(例如，在其中已针对具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择15.0％的O2含量的上限的情形中)之间的范围。
由此，应理解，在处理气体氛围中O2的分压可通过处理气体氛围的以百分数[％]计的所选择的O2含量与处理气体氛围的以帕斯卡[Pa]计的所选择的总压力的乘积来计算。由此，依据在处理气体氛围中O2含量的上限和下限的所选择值以及处理气体氛围的总压力的上限和下限的所选择值，可计算并选择在处理气体氛围中O2的分压的上限和下限的对应值。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围和/或第二处理气体氛围中惰性气体的含量可来自在55％的下限、尤其73％的下限、更尤其81％的下限与87.5％的上限、尤其92.0％的上限、更尤其97.3％的上限之间的范围。通过在处理气体氛围中(其中在处理气体氛围中惰性气体的含量已经选自在如本文所述的下限与上限之间的范围)从含氧化铟的靶溅射透明导电氧化物层，可确保透明导电氧化物层的质量。特别地，通过提供具有如本文所述的惰性气体的处理气体氛围，可减少或甚至消除在处理气体氛围中H2的易燃和爆炸的风险。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，在第一处理气体氛围和/或第二处理气体氛围中惰性气体的分压可来自在0.11Pa的下限(例如，在其中已针对具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择55％的惰性气体含量的下限、10％的水蒸汽含量的上限、20％的H2含量的上限和15.0％的O2含量的上限的情形中)与0.7784Pa的上限(例如，在其中已针对具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择97.3％的惰性气体含量的上限、0.0％的水蒸汽含量的下限、2.2％的H2含量的下限和0.5％的O2含量的下限的情形中)之间的范围。
由此，应理解，在处理气体氛围中惰性气体的分压可通过处理气体氛围的以百分数[％]计的所选择的惰性气体含量与处理气体氛围的以帕斯卡[Pa]计的所选择的总压力的乘积来计算。由此，依据在处理气体氛围中惰性气体含量的上限和下限的所选择值以及处理气体氛围的总压力的上限和下限的所选择值，可计算并选择在处理气体氛围中惰性气体的分压的下限和上限的对应值。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可选择并控制第一处理氛围以用于控制层堆叠的可蚀刻性，例如通过控制第一层的无定形结构的程度，例如，通过控制在第一处理气体氛围中水蒸汽的含量和/或H2的含量。特别地，通过增加第一处理气体氛围中水蒸汽的含量和/或H2的含量，可增加第一层中无定形结构的程度。特别地，通过增加第一处理气体氛围中H2的含量，可减少尤其在基板与第一层之间的界面处的晶粒数量。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可通过仅控制在第一处理气体氛围中H2的含量来改进层堆叠的可蚀刻性。这可有益于调节层堆叠性质的电阻率，尤其因为除了影响层堆叠的可蚀刻性之外水蒸汽也可影响电阻率。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可选择并控制第二处理氛围以用于控制层堆叠的薄层电阻104，例如通过在沉积第二层期间控制第二处理气体氛围中O2的含量。特别地，为了在退火之后关于低电阻来优化层堆叠的薄层电阻，在层沉积期间在第二处理气体氛围中O2的含量必须选自在如本文所述的下限与上限之间的范围。根据实施方式，在层沉积之后可例如在从200℃至250℃的温度范围中进行退火过程。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，层堆叠退火之后的电阻率可来自在100μOhm cm的下限、尤其120μOhm cm的下限、更尤其150μOhm cm的下限与250μOhmcm的上限、尤其275μOhm cm的上限、更尤其上限300μOhm cm之间的范围。特别地，层堆叠退火之后的电阻率可为约230μOhm cm。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，层堆叠的电阻率可通过第二层来确定。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第一处理气体氛围可由水蒸汽、H2、惰性气体和残余气体组成。在由水蒸汽、H2、惰性气体和残余气体组成的第一处理气体氛围中水蒸汽、H2、惰性气体和残余气体的含量可选自如本文所述的相应下限至相应上限。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第二处理气体氛围可由水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体组成。在由水蒸汽、H2、惰性气体和O2以及残余气体组成的第二处理气体氛围中水蒸汽、H2、惰性气体和O2的含量可选自如本文所述的相应下限至相应上限。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，残余气体可能是在第一处理气体氛围或第二处理气体氛围中的任何杂质或任何污染物。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，残余气体的含量可以是相应处理气体氛围的0.0％至1.0％。特别地，残余气体的含量可以是相应处理气体氛围的0.0％。应理解，根据本文所述的实施方式的处理气体氛围的组分的含量可合计达100％。
通过采用根据本文所述的实施方式的制造图案化层堆叠的方法，例如通过根据本文所述的实施方式的设备，可制造如图4B示例性地示出的图案化层堆叠334。在图4A中，示出了在图案化之前(尤其在通过蚀刻进行图案化之前)的层堆叠333。根据通过根据本文所述的实施方式的方法制造的图案化层堆叠334的实施方式，层堆叠可包括第一层311和第二层312。第一层311可直接沉积在基板300上。如图4A示例性地示出，第二层312可直接沉积在第一层312上。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第一层可具有来自在10nm的下限、尤其15nm的下限、更尤其20nm的下限与30nm的上限、尤其40nm的上限、更尤其50nm的上限之间的范围的第一厚度T1。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，第二层可具有来自在30nm的下限、尤其40nm的下限、更尤其50nm的下限与70nm的上限、尤其85nm的上限、更尤其150nm的上限之间的范围的第二厚度T2。
如图4B示例性地示出，根据本文所述的实施方式的图案化层堆叠334可包括规则地间隔开的空腔330。空腔可通过使用化学蚀刻(尤其湿法化学蚀刻)来产生。根据可与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，可在蚀刻之前施加用于经由暴露至辐射来结构化层堆叠的光刻胶涂层。此外，空腔可具有对应于第一层的第一厚度T1与第二层的第二厚度T2的总和的深度。
根据本文所述的实施方式，通过根据本文所述的实施方式的制造层堆叠的方法来制造的层堆叠可用于电子装置中，尤其用于光电装置中。由此，通过提供具有根据本文所述的实施方式的层堆叠的电子装置，能改进电子装置的质量。特别地，技术人员应理解，根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的层堆叠的方法和其设备提供了高质量且低成本的TFT显示器制造。

Claims (15)

1.一种制造用于显示器制造的图案化层堆叠的方法(100)，包括：
通过使用第一处理参数集合从含氧化铟的靶溅射第一层而将层堆叠沉积(101)至基板上；
使用与所述第一处理参数集合不同的第二处理参数集合从含氧化铟的靶将第二层溅射至所述第一层上，其中所述第一处理参数集合适于所述层堆叠的高可蚀刻性，并且其中所述第二处理参数集合适于所述层堆叠的低电阻；以及
通过蚀刻来图案化(102)所述层堆叠。
2.如权利要求1所述的方法(100)，
其中所述第一处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个第一参数：
-在第一处理气体氛围中提供的H2含量；
-在所述第一处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量；
-在所述第一处理气体氛围中提供的O2含量；
-所述第一处理气体氛围的第一总压力；以及
-供应至所述含氧化铟的靶的第一功率。
3.如权利要求2所述的方法(100)，
其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述H2含量是从2.2％至20.0％。
4.如权利要求2或3所述的方法(100)，
其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述水蒸汽的含量是从0.0％至10％。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法(100)，
其中所述第一处理气体氛围的所述第一总压力是从0.2Pa至0.8Pa。
6.如权利要求2至5中任一项所述的方法(100)，
其中供应至所述含氧化铟的靶的所述第一功率是从0.4kW/m至5.6kW/m。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法(100)，
其中所述第二处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个第二参数：
-在第二处理气体氛围中提供的H2含量；
-在所述第二处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量；
-在所述第二处理气体氛围中提供的O2含量；
-所述第二处理气体氛围的第二总压力；以及
-供应至所述含氧化铟的靶的第二功率。
8.如权利要求7所述的方法(100)，
其中在所述第二处理气体氛围中提供的所述O2含量是从0.5％至15.0％。
9.如权利要求7或8所述的方法(100)，
其中所述第二处理气体氛围的所述第二总压力是从0.2Pa至0.8Pa。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法(100)，
其中供应至所述含氧化铟的靶的所述第二功率是从1.9kW/m至7.4kW/m。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法(100)，
其中所述第一层具有从10nm至50nm的厚度并且所述第二层具有从30nm至150nm的厚度。
12.如权利要求1所述的方法(100)，
其中所述靶是含氧化铟锡(ITO)的靶，尤其是ITO 90/10，
其中所述第一处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个第一参数：
-在第一处理气体氛围中提供的H2含量，其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述H2含量是从2.2％至20.0％；
-在所述第一处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量，其中所述水蒸汽的含量是从0.0％至10％；
-在第二处理气体氛围中提供的O2含量，其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述O2含量是从0.5％至15.0％；
-所述第一处理气体氛围的第一总压力，其中所述第一处理气体氛围的所述第一总压力是从0.2Pa至0.8Pa；以及
-供应至所述含氧化铟的靶的第一功率，其中供应至所述含氧化铟的靶的所述第一功率是从0.4kW/m至5.6kW/m，
其中所述第二处理参数集合包括选自由以下项组成的组中的至少一个参数：
-在第二处理气体氛围中提供的H2含量，其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述H2含量是从2.2％至20.0％；
-在所述第二处理气体氛围中提供的水蒸汽的含量，其中所述水蒸汽的含量是从0.0％至10％，
-在第二处理气体氛围中提供的O2含量，其中在所述第一处理气体氛围中提供的所述O2含量是从0.5％至15.0％；
-所述第二处理气体氛围的第二总压力，其中所述第二处理气体氛围的所述总压力是从0.2Pa至0.8Pa；以及
-以及供应至所述含氧化铟的靶的第二功率，其中供应至所述含氧化铟的靶的所述第二功率是从1.9kW/m至7.4kW/m，
其中所述第一层具有从20nm至50nm的厚度，并且其中所述第二层具有从30nm至150nm的厚度。
13.一种通过如权利要求1至12中任一项所述的方法(100)制造的用于电子装置的图案化层堆叠(334)。
14.一种包括如权利要求13所述的图案化层堆叠(334)的电子装置。
15.一种沉积用于显示器制造的层堆叠的设备(200)，包括：
真空腔室(210)；
一个或多个含氧化铟的靶(220a、220b)，所述一个或多个含氧化铟的靶在所述真空腔室(210)内用于溅射透明导电氧化物层；
气体分配系统(230)，所述气体分配系统用于在所述真空腔室(210)内提供处理气体；
尤其用于蚀刻所述层堆叠的蚀刻装置(280)，以及
控制器(240)，所述控制器连接至所述气体分配系统(230)并且被配置为执行程序代码，其中在执行所述程序代码时进行如权利要求1至13中任一项所述的方法(100)。
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