CN114892129A - 使用水蒸汽制造用于显示器制造的层的方法和所述方法的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法和所述方法的设备。所述方法包括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。处理气体氛围(222)包含水蒸汽、H2，和惰性气体，其中水蒸汽的含量是从1％至10％，其中H2的含量是从2.2％至20.0％，且其中惰性气体的含量是从55.0％至96.3％。设备(200)包括：真空腔室(210)；一或多个含氧化铟的靶(220a、220b)，在真空腔室内部用于溅射透明导电氧化物层；气体分配系统(230)，用于在真空腔室之内提供处理气体；和控制器(240)，连接至气体分配系统并被配置为执行用于进行本方法的程序代码。
Description
本申请是申请日为2015年5月8日、申请号为201580078939.2、发明名称为“使用水蒸汽制造用于显示器制造的层的方法和所述方法的设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开内容涉及用于在真空处理腔室中涂布基板的方法和设备。特别地，本公开内容涉及在用于显示器制造的基板上形成至少一层溅射材料的设备和方法。
背景技术
在许多应用中，需要在基板，例如在玻璃基板上沉积薄层。通常，在涂布设备的不同腔室中涂布基板。对于一些应用，使用气相沉积技术在真空中涂布基板。已知用于在基板上沉积材料的若干方法。例如，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)工艺等涂布基板。通常，所述工艺是在待涂布的基板所在的工艺设备或工艺腔室中执行。
电子装置，特别是光电装置在过去的几年中显示了成本的显著降低。此外，显示器中的像素密度不断增大。对于TFT显示器，需要一种高密度TFT集成。然而，尽管在装置之内的薄膜晶体管(TFT)的数目增加，仍试图增加产量且试图降低制造成本。
因此，持续需要提供用于在制造期间调整TFT显示器性质(特别关于高质量和低成本)的方法和设备。
发明内容
鉴于上文，提供了一种根据独立权利要求的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法和所述方法的设备。此外，提供一种包括由根据本文所述的实施方式的制造层的方法所制造的层的电子装置。进一步的优点、特征、方面和细节将从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据本公开内容的一个方面，提供一种制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法。所述方法包括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。所述处理气体氛围包括水蒸汽、H2、和惰性气体，其中水蒸汽的含量是从1％至10％，其中H2的含量是从2.2％至20.0％，且其中惰性气体的含量是从70.0％至96.8％。
根据本公开内容的进一步的方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括由根据本文所述的实施方式的制造多个薄膜晶体管的层的方法所制造的层。
根据本公开内容的进一步的方面，提供一种沉积用于显示器制造的层的设备。所述设备包括：真空腔室；一或多个含氧化铟的靶，在真空腔室之内用于溅射透明导电氧化物层；气体分配系统，用于在真空腔室之内提供处理气体，其中所述真空腔室在用于水蒸汽的第一进气口和用于H2的第二进气口处连接至气体分配系统，特别地其中所述真空腔室进一步在用于O2的第三进气口处连接至气体分配系统；和控制器，连接至气体分配系统并被配置为执行程序代码，其中在执行程序代码时，进行根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法。
附图说明
为了能详细理解本文所述的本公开内容的上述特征，可通过参考实施方式获得以上简要概述的更特定描述。附图涉及本公开内容的实施方式且被描述于下：
图1示出根据本文所述的实施方式的用于沉积用于显示器制造的层的设备的示意图；
图2示出根据本文所述的实施方式的用于沉积用于显示器制造的层的设备的示意图；
图3示出说明根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法的方块图；
图4示出说明根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法的方块图。
具体实施方式
现将详细参考本公开内容的各种实施方式，所述实施方式的一或多个实例在附图中示出。在附图的以下描述中，相同的标号指代相同的部件。在下文中，仅描述关于各个实施方式的差异。各实例是通过解释本公开内容的方式提供的且不意味作为本公开内容的限制。此外，示出或描述为一个实施方式的一部分的特征可用于其他实施方式，或与其他实施方式结合使用以产生更进一步的实施方式。本描述意图包括这些修改和变化。
在本公开内容中，表达“处理气体氛围”可被理解为处理腔室内部，特别地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部的容积所指定的体积。
在本公开内容中，缩写“H2”代表氢，特别地代表气态氢。
此外，在本公开内容中，缩写“O2”代表氧，特别地代表气态氧。
在本公开内容中，表达“无定形结构的程度”可理解为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”可理解为由根据本文所述的实施方式的方法制造的层的电阻。特别地，“薄层电阻”可代表其中所述层被视为二维实体的情况。应可以理解，表达“薄层电阻”意指电流沿着层的平面(即，电流不垂直于层)。进一步，薄层电阻可表示均匀层厚度的电阻率的情况。
在图1中，示出根据本文所述的实施方式的用于沉积用于显示器制造的层的设备200的示意图。根据本文所述的实施方式，用于沉积用于显示器制造的层的设备包括：真空腔室210；一或多个含氧化铟，特别地含氧化铟锡(ITO)的靶220a、220b，在真空腔室之内用于溅射透明导电氧化物层；气体分配系统230，用于在真空腔室之内提供处理气体；和控制器240，连接至气体分配系统230并被配置为执行程序代码。在执行程序代码时，进行如本文所述的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法。
如图1中示例性地示出，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，真空腔室210由腔室壁211限制且可在用于水蒸汽的第一进气口231和用于H2的第二进气口232处连接至气体分配系统230。如图1中所示，第一进气口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。第二进气口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。因此，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，以使得在真空腔室210之内的处理气体氛围222的水蒸汽含量和/或H2含量能被独立地控制。此外，气体分配系统可包括用于提供惰性气体的第三气源。根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，气体分配系统可包括惰性气体流量控制器(未示出)，所述惰性气体流量控制器被配置为用于控制提供至处理气体氛围的惰性气体的量。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，气体分配系统可包括用于提供惰性气体的单独气源。用于提供惰性气体的单独气源可被配置为用于，例如通过将真空腔室与用于提供惰性气体的单独气源连接的单独进气口，独立于水蒸汽和/或H2提供惰性气体至处理气体氛围。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，用于提供惰性气体的单独气源可被用于提供惰性气体/水蒸汽混合物，所述惰性气体/水蒸汽混合物可例如通过第一进气口提供至真空腔室内部的处理气体氛围。另外地或替代地，用于提供惰性气体的单独气源可被用于提供惰性气体/H2混合物，所述惰性气体/H2混合物可例如通过第二进气口提供至真空腔室内部的处理气体氛围。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，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/水蒸汽混合物中的惰性气体的分压可从本文指定的惰性气体分压的下限和惰性气体分压的上限之间的范围中选择。因此，惰性气体/水蒸汽混合物中的水蒸汽的分压可从本文指定的水蒸汽分压的下限和水蒸汽分压的上限之间的范围中选择。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，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混合物中的惰性气体的分压可从在本文指定的惰性气体分压的下限和惰性气体分压的上限之间的范围中选择。因此，在惰性气体/H2混合物中的H2的分压可从在本文指定的H2分压的下限和H2分压的上限之间的范围中选择。
示例性参考图1，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，真空腔室210可包括连接至出口导管的出口端口233，所述出口导管与在真空腔室210中提供真空的出口泵236流体连接。
如图1中所示，可在真空腔室210之内提供第一沉积源223a和第二沉积源223b。沉积源可例如是具有待沉积在基板上的材料的靶的可旋转阴极。特别地，所述靶可以是含氧化铟锡(ITO)的靶，特别地含ITO 90/10的靶。根据本文所述的实施方式，ITO 90/10包括比例为In2O3∶SnO2＝90∶10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结合的实施方式，阴极可以是在所述阴极中具有磁体组件221a、221b的可旋转阴极。因此，使用如本文所述的设备，可进行磁控溅射以用于沉积层。如图1中示例性地示出，第一沉积源223a和第二沉积源223b的阴极可连接至电源250。根据沉积工艺的性质，阴极可被连接至AC电源或DC电源。例如，从氧化铟靶的溅射(例如用于透明导电氧化物膜)可进行为DC溅射。在DC溅射的情况下，第一沉积源223a可连接至第一DC电源且第二沉积源223b可连接至第二DC电源。因此，对于DC溅射，第二沉积源223b和第二沉积源223b可具有独立的DC电源。根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，DC溅射可包括脉冲DC溅射，特别地双极脉冲DC溅射。因此，电源可被配置为用于提供脉冲DC，特别地双极脉冲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。在图1中，示出沉积源和待涂布的基板300的水平布置。在可与本文公开的其他实施方式结合的一些实施方式中，可使用沉积源和待涂布的基板300的垂直布置。
示例性参考图1，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，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指定的各个含量范围之内的惰性气体、水蒸汽、H2、O2和残余气体的含量。
如图1中所示，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，传感器270、气体分配系统230和出口泵236可被连接至控制器240，所述气体分配系统230包括第一质量流量控制器234和第二质量流量控制器235。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和出口泵236，以便能在真空腔室210中产生且保持具有如本文所述的成分的处理氛围。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，控制器240可被连接至电源。进一步，控制器可被配置为用于控制供应至第一沉积源223a的第一功率和被配置为用于控制供应至第二沉积源223b的第二功率。
当本文所述的沉积用于显示器制造的层的设备200用于进行根据本文所述的实施方式的制造层的方法时，基板300可被设置在沉积源之下，如图1中示例性示出。基板300可被布置在基板支撑件310上。根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，用于待涂布的基板的基板支撑装置可被设置在真空腔室中。例如，基板支撑装置可包括输送辊、磁导引系统和进一步特征。基板支撑装置可包括用于将待涂布的基板驱动进出真空腔室210的基板驱动系统。
示例性参照图2，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，真空腔室210可在用于O2的第三进气口238处连接至气体分配系统230。如图2中所示，第三进气口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。因此，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，以使得真空腔室210之内的处理气体氛围222的水蒸汽含量和/或H2含量和/或O2含量能被独立地控制。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，用于将O2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的第四气源可提供惰性气体/O2混合物。在惰性气体/O2混合物中的惰性气体的分压可从在本文指定的惰性气体分压的下限和惰性气体分压的上限之间的范围中选择。因此，在惰性气体/O2混合物中的O2的分压可从在本文指定的O2分压的下限和O2分压的上限之间的范围中选择。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，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部提供所需压力的处理气体氛围。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的相应分压上限和下限所指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中所示，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，第三质量流量控制器237可连接至控制器240。因此，控制器240可控制气体分配系统230和出口泵236，所述气体分配系统230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、惰性气体流量控制器，以便能在真空腔室210中产生且维持具有如本文所述成分的处理氛围处理氛围。因此，具有本文所述的成分的选择的处理气体氛围的所有成分可被彼此独立地控制。特别地，控制器可被配置为用于控制气体分配系统以使得水蒸汽的流动、H2的流动、惰性气体的流动和O2的流动能被彼此独立地控制，以便建立具有本文所述的所选成分的处理气体氛围。因此，所选处理气体氛围的成分能被非常精确地调整。
因此，根据本文所述的实施方式的设备被配置为用于通过使用根据本文所述的实施方式的制造层的方法来制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层。
图3示出说明根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法的方块图。方法100包括在处理气体氛围中从含氧化铟的靶溅射101透明导电氧化物层。特别地，所述靶可以是含氧化铟锡(ITO)的靶，特别地含ITO 90/10的靶。根据本文所述的实施方式，ITO 90/10包括比例为In2O3∶SnO2＝90∶10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结合的实施方式，处理气体氛围包括水蒸汽、H2和惰性气体。应理解，根据本文所述的实施方式的处理气体氛围的成分含量可总计达100％。特别地，根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，水蒸汽、H2和惰性气体的含量可总计达处理气体氛围的100％。惰性气体可从氦、氖、氩、氪、氙或氡组成的群组中选择。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结合的实施方式，处理气体氛围中的水蒸汽含量可来自在1％的下限、特别地2.0％的下限、更特别地4％的下限和6％的上限、特别地8％的上限、更特别地10.0％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，其中处理气体氛围中的水蒸汽含量已从在本文所述的下限和上限之间的范围中选择，可调整氧化物层的无定形结构的程度。特别地，通过增加处理气体氛围中的水蒸汽含量，氧化物层中的无定形结构的程度可增加。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，处理气体氛围中的H2含量可来自在2.2％的下限、特别地4.2％的下限、更特别地6.1％的下限和10％的上限、特别地15.0％的上限、更特别地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％且惰性化下限是6.0％。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，其中处理气体氛围中的H2含量已从在本文所述的下限和上限之间的范围中选择，可调整氧化物层的无定形结构的程度。特别地，通过增加处理气体氛围中的H2含量，氧化物层中的无定形结构的程度可增加。
因此，通过在具有如本文所述的水蒸汽含量和H2含量的处理气体氛围中从含铟的靶溅射透明导电氧化物层，可抑制结晶ITO相的形成。鉴于此，在随后例如通过湿式化学蚀刻图案化溅射的氧化物层的情况下，能实现在氧化物层上的结晶ITO残留物的减少。因此，能提高用于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，能降低或甚至消除处理气体氛围中的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结合的实施方式，处理气体氛围中的惰性气体含量可来自在55％的下限、特别地73％的下限、更特别地81％的下限和87.5％的上限、特别地92.0％的上限、更特别地96.3％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，其中处理气体氛围中的惰性气体的含量已从在本文所述的下限和上限之间的范围中选择，能确保透明导电氧化物层的品质。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，能降低或甚至消除处理气体氛围中的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结合的实施方式，水蒸汽与H2的比率来自在4∶1的下限、特别地2∶1的下限、更特别地1∶1.5的下限和1∶2的上限、特别地1∶3的上限、更特别地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，其中处理气体氛围中的水蒸汽与H2含量的比率已从在本文所述的下限和上限之间的范围中选择，对氧化物层中无定形结构的程度的控制得到提高。因此，无定形结构的程度能被更精确地控制，例如与其中氧化物层中的无定形结构的程度可仅由水蒸汽控制的情况相比。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，处理气体氛围的总压力可来自在0.2Pa的下限、特别地0.3Pa的下限、更特别地0.4Pa的下限和0.6Pa的上限、特别地0.7Pa的上限、更特别地0.8Pa的上限之间的范围。特别地，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从含氧化铟的靶溅射透明导电氧化物层，其中处理气体氛围的总压力已从本文所述的下限到上限中选择，可调整氧化物层的无定形结构的程度。特别地，通过增加处理气体氛围的总压力，氧化物层中的无定形结构的程度可增加。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，在真空腔室中建立处理气体氛围之前，处理气体氛围的所有组成气体可混合。因此，在溅射透明导电氧化物层之前或期间，处理气体氛围的所有组成气体可通过相同的气体喷淋器供应至真空腔室。特别地，根据本文所述的处理气体氛围的所选成分，水蒸汽、H2、惰性气体和O2可通过相同的气体喷淋器供应至真空腔室。例如，选择的处理气体氛围的气体成分可在所选择的处理气体经由气体喷淋器提供至真空腔室中之前在混合单元中混合。因此，根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，用于沉积层的设备可包括混合单元，所述混合单元用于在所选择的处理气体的气体成分经由气体喷淋器提供至真空腔室中之前将所选择的处理气体的气体成分混合。因此，可在真空腔室中建立非常均匀的处理气体氛围。因此，可在真空腔室中建立非常均匀的处理气体氛围。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，在处理气体氛围中的水蒸汽的分压可来自在0.004Pa的下限(例如，在其中已对于具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择2.0％的水蒸气含量的下限的情况下)和0.8Pa的上限(例如，在其中已对于具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择10.0％的水蒸气含量的上限的情况下)之间的范围。
因此，应将理解，处理气体氛围中的水蒸汽的分压可通过处理气体氛围的所选择的水蒸汽含量(以百分比[％]为单位)与处理气体氛围的所选择的总压力(以帕斯卡[Pa]为单位)的乘积来计算。因此，根据处理气体氛围中的水蒸汽含量的所选择上限值和下限值和处理气体氛围的总压力的所选择上限值和下限值，可计算和选择在处理气体氛围中的水蒸汽的分压的对应下限值和上限值。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，在处理气体氛围中的H2的分压可来自在0.0044Pa的下限(例如，在其中已对于具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择2.2％的H2含量的下限的情况下)和0.16Pa的上限(例如，在其中已对于具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择20.0％的H2含量的上限的情况下)之间的范围。
因此，应将理解，处理气体氛围中的H2的分压可通过处理气体氛围的所选择H2含量(以百分比[％]为单位)与处理气体氛围的所选择总压力(以帕斯卡[Pa]为单位)的乘积来计算。因此，根据处理气体氛围中的H2含量的所选择上限值和下限值和处理气体氛围的总压力的所选择上限值和下限值，可计算和选择在处理气体氛围中的H2的分压的对应下限值和上限值。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，处理气体氛围222进一步包括O2。处理气体氛围中的O2含量可来自在0.5％的下限、特别地1.0％的下限、更特别地1.5％的下限和3.0％的上限、特别地4.0％的上限、更特别地15.0％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，其中处理气体氛围中的O2含量已从本文所述的下限和上限之间的范围中选择，可关于低电阻而调整和最佳化氧化物层的薄层电阻。特别地，为了关于低电阻最佳化薄层电阻，O2含量必须从下临界值和上临界值之间的范围中选择。例如，在O2含量低于下临界值或高于上临界值的情况下，可获得薄层电阻的相对高值。因此，本文所述的实施方式提供关于低电阻调整和最佳化氧化物层的薄层电阻。
应理解，根据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的各自含量可总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结合的实施方式，在处理气体氛围中的O2分压可来自在0.001Pa的下限(例如，在其中已对于具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择0.5％的O2含量的下限的情况下)和0.12Pa的上限(例如，在其中已对于具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择15.0％的O2含量的上限的情况下)之间的范围。
因此，应将理解，处理气体氛围中的O2的分压可通过处理气体氛围的所选择O2含量(以百分比[％]为单位)与处理气体氛围的所选择总压力(以帕斯卡[Pa]为单位)的乘积来计算。因此，根据处理气体氛围中的O2含量的所选择上限值和下限值和处理气体氛围的总压力的所选择上限值和下限值，可计算和选择在处理气体氛围中的O2分压的对应下限值和上限值。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，处理气体氛围中的惰性气体的分压可来自在0.11Pa的下限(例如，在其中已对于具有0.2Pa的总压力下限的处理气体氛围选择了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5.0％的O2含量的上限的情况下)和0.7704Pa的上限(例如，在其中已对于具有0.8Pa的总压力上限的处理气体氛围选择了96.3％的惰性气体含量的上限、1％的水蒸气含量的下限、2.2％的H2含量的下限、和0.5％的O2含量的下限的情况下)之间的范围。
因此，应将理解，处理气体氛围中的惰性气体的分压可通过处理气体氛围的所选择惰性气体含量(以百分数[％]为单位)与处理气体氛围的所选择总压力(以帕斯卡[Pa]为单位)的乘积来计算。因此，根据处理气体氛围中惰性气体含量的所选择上限值和下限值和处理气体氛围的总压力的所选择上限值和下限值，可计算和选择处理气体氛围中的惰性气体分压的对应下限值和上限值。
如图4的方块图中示例性地示出，根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法可进一步包括单独地提供水蒸汽和H2102至处理气体氛围。因此，提高了对氧化物层中的无定形结构的程度的控制且能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结合的实施方式，水蒸汽可以惰性气体/水蒸汽混合物提供至处理气体氛围。在惰性气体/水蒸汽混合物中的惰性气体的分压可从如本文所规定的惰性气体分压的下限至惰性气体分压的上限选择。在惰性气体/水蒸汽混合物中的水蒸汽的分压可从在如本文所规定的水蒸汽分压的下限和水蒸汽分压的上限之间的范围选择。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，H2可以惰性气体/H2混合物提供至处理气体氛围。通过以惰性气体/H2混合物将H2提供至处理气体氛围，能降低或甚至消除在气体分配系统中的H2的易燃和爆炸风险。在惰性气体/H2混合物中的惰性气体的分压可从在如本文指定的惰性气体分压的下限和惰性气体分压的上限之间的范围中选择。在惰性气体/H2混合物中的H2的分压可从在如本文指定的H2分压的下限和H2分压的上限之间的范围中选择。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，O2以惰性气体/O2混合物提供至处理气体氛围。在惰性气体/O2混合物中的惰性气体的分压可从在如本文指定的惰性气体分压的下限和惰性气体分压的上限之间的范围中选择。在惰性气体/O2混合物中的O2的分压可从在如本文指定的O2分压的下限和O2分压的上限之间的范围中选择。
示例性参照图4，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，所述方法可进一步包括利用在处理气体氛围中的水蒸汽含量和/或H2含量控制氧化物层的无定形结构103的程度。特别地，通过增加处理气体氛围中的水蒸汽含量和/或H2含量，氧化物层中的无定形结构的程度可增加。特别地，通过增加在第一处理气体氛围中的H2含量，晶粒数目，特别地在基板和第一层之间的界面处的晶粒数目可减少。
进一步，如图3的方块图中示例性地示出，根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，所述方法可进一步包括利用在处理气体氛围中的O2含量控制氧化物层的薄层电阻104。特别地，为了在退火之后关于低电阻最佳化层堆叠的薄层电阻，在层沉积期间处理气体氛围中的O2含量必须从如本文所述的下限和上限之间的范围中选择。根据实施方式，在层沉积之后，可例如在从200℃至250℃的温度范围中执行退火程序。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，透明导电氧化物层退火之后的电阻率可来自在下限100μOhm em、特别地210μOhm cm的下限、更特别地220μOhm cm的下限和260μOhm cm的上限、特别地上限280μOhmcm、更特别地上限400μOhm cm之间的范围中。特别地，氧化物层退火之后的电阻率可以是大约230μOhm em。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，处理气体氛围由水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体组成。在由水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体组成的处理气体氛围中的水蒸汽、H2、惰性气体和O2的含量可从如本文所述的各个下限和各个上限之间的范围中选择。残余气体可以是处理气体氛围中的任何杂质或任何污染物。在由水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体组成的处理气体氛围中，残余气体的含量可以是处理气体氛围的0.0％至1.0％。根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，残余气体的含量是处理气体氛围的0.0％。应理解，根据本文所述的实施方式的处理气体氛围的成分含量可合计达100％。特别地，在其中残余气体存在于处理气体氛围中的情况下或在其中处理气体氛围不含有残余气体，即残余气体的含量是0.0％的情况下，水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体的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结合的实施方式，制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法可进一步包括例如通过蚀刻，特别地湿式化学蚀刻来图案化层。此外，根据本文所述的实施方式的制造层的方法可包括例如在图案化之后使层退火。
根据本文所述的实施方式，由根据本文所述的实施方式的制造层的方法所制造的层可用于电子装置中，特别地用于光电装置中。因此，通过提供具有根据本文所述的实施方式的层的电子装置，可提高电子装置的品质。特别地，技术人员将理解，根据本文所述的实施方式的制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法和所述方法的设备特别地关于高品质和低成本提供在制造期间对TFT显示器性质的调整。
Claims (15)
1.一种制造用于显示器制造的多个薄膜晶体管的层的方法(100)，包含：
在处理气体氛围(222)中从含氧化铟的靶溅射(101)透明导电氧化物层，
其中所述处理气体氛围(222)包含水蒸汽、H2、O2和惰性气体，
其中水蒸汽的含量是从1％至10％，
其中H2的含量是从2.2％至20.0％，
其中O2的含量是从0.5％至15.0％，
其中在所述处理气体氛围(222)中的O2的分压是从0.001Pa至0.12Pa，
其中惰性气体的含量是从55.0％至96.8％，其中所述处理气体氛围(222)的总压力是从0.2Pa至0.8Pa，
其中所述处理气体氛围的成分总计达100％，
其中所述方法进一步包括利用所述处理气体氛围(222)中的O2的含量控制所述氧化物层的薄层电阻(104)，并且其中所述电阻率是从100μOhm cm至400μOhm cm。
2.如权利要求1所述的方法(100)，
其中水蒸汽与H2的比率是从4∶1至1∶4。
3.如权利要求1所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的分压是从0.002Pa至0.08Pa。
4.如权利要求2所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的分压是从0.002Pa至0.08Pa。
5.如权利要求1所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的H2的分压是从0.0044Pa至0.16Pa。
6.如权利要求2所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的H2的分压是从0.0044Pa至0.16Pa。
7.如权利要求3所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的H2的分压是从0.0044Pa至0.16Pa。
8.如权利要求4所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的H2的分压是从0.0044Pa至0.16Pa。
9.如权利要求1所述的方法(100)，
其中在所述处理气体氛围(222)中的惰性气体的分压是从0.11Pa至0.7704Pa。
10.如权利要求1所述的方法(100)，
进一步包含利用所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的含量和/或所述处理气体氛围(222)中的H2的含量控制所述氧化物层的无定形结构(103)的程度。
11.如权利要求1所述的方法(100)，
进一步包含利用所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的含量控制所述氧化物层的薄层电阻(104)，其中所述电阻率是从100μOhm cm至400μOhm cm。
12.如权利要求1所述的方法(100)，
其中所述处理气体氛围(222)由水蒸汽、H2、惰性气体、O2和残余气体组成，
其中所述水蒸汽的含量是从1％至10％
其中所述H2的含量是从2.2％至20.0％，
其中所述惰性气体的含量是从55.0％至96.3％，
其中所述O2的含量是从0.5％至15.0％，并且
其中所述残余气体的含量是从0.0至1.0％。
13.如权利要求12所述的方法(100)，
其中所述靶是含氧化铟锡(ITO)的靶，特别地含ITO 90/10的靶，
其中在所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的分压是从0.002Pa至0.08Pa，
其中在所述处理气体氛围中的H2的分压是从0.0044Pa至0.16Pa，
其中在所述处理气体氛围中的惰性气体的分压是从0.11Pa至0.7744Pa，所述方法进一步包含：
-利用所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的含量和/或利用所述处理气体氛围(222)的H2的含量控制所述氧化物层的无定形结构(103)的程度；和
-进一步包含利用所述处理气体氛围(222)中的水蒸汽的含量控制所述氧化物层的薄层电阻(104)。
14.一种包含层的电子装置，所述层由如权利要求1至13中任一项所述的方法(100)制造。
15.一种用于沉积用于显示器制造的层的设备(200)，包含：
真空腔室(210)；
一或多个含氧化铟，特别地含氧化铟锡(ITO)的靶(220a，220b)，所述靶在所述真空腔室之内用于溅射透明导电氧化物层；
气体分配系统(230)，用于在所述真空腔室之内提供处理气体，其中所述真空腔室(210)在用于水蒸汽的第一进气口(234)和用于H2的第二进气口(235)处连接至所述气体分配系统(230)，特别地其中所述真空腔室(210)进一步在用于O2的第三进气口(237)处连接至所述气体分配系统(230)；和
控制器(240)，连接至所述气体分配系统(230)并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。
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