CN115745417B - 一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法 - Google Patents
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Abstract
一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法，包括：将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板通过真空传送机构置入CVD真空腔体；将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板与加热承载基座接触，使玻璃基板受热均匀；在真空腔体内同时通入N2O，NH3，SiH4，N2，通过调压阀将真空腔体压力控制在1350mtorr；以4000W输出功率通过等离子体解离制程气体形成薄膜沉积在玻璃基板上；沉膜完成之后关闭等离子体系统并将真空腔体内N2O、NH3、SiH4、N2气体排出。本发明提出一种新的沉积薄膜方法，调整SiOxNy膜质应力形态为压应力不易受底层金属膜层的热应力及平坦层有机物影响，增强膜质间匹配度。
Description
【技术领域】
本发明属于半导体薄膜的制作方法技术领域，具体是指一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法。
【背景技术】
传统液晶显示器的Array(阵列基板)工艺制程的绝缘层所选用的工艺材料一般有氮化硅(SiNx)与氧化硅(SiOx)两种，其与金属层或画素电极层搭配形成电容环境，金属层材料一般有四种：钼铝钼、铜铝铜、钛铝钛和银铝银，其中钼为最常用且性价比较高的材料，但钼金属活动性相对较强，在铟镓锌氧化物InGaZnO(IGZO)产品上与氧化硅(SiOx)搭配易被化学气相沉积制程的氧电浆氧化形成氧化钼出现膜剥现象。
在In Cell技术中Matel 3(第三金属层)与Matel 1/2(第一、二金属层)隔着一层平坦层(如图1所示)，平坦层有机物的outgassing(挥发)/solvent(溶解)会污染膜层搭配界面出现膜剥现象，故与Matel3和平坦层接触的非金属材料需有良好的应力匹配来增强膜层间的键结力。
目前市面上对液晶显示器的功能要求逐渐多样化，但符合生产经济效益的工艺材料种类少，故需要对现有的工艺材料针对其材料特性进行调整，从而提升面板性能。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法，其制备的是一种新的等离子增强型化学气相层沉积薄膜，其具有最佳应力形态以改善第三绝缘层与底层界面的键结强度适配，且运用至铟镓锌氧化物上电性测试稳定。
本发明这样实现的：
一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法，包括如下步骤：
步骤S1:将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板通过真空传送机构置入CVD(ChemicalVaporDeposition化学气相沉积)真空腔体；
步骤S2:将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板与加热承载基座接触，使玻璃基板受热均匀；
步骤S3：在真空腔体内同时通入N2O 10800sccm，NH35400 sccm，SiH4 1700sccm，N220160sccm，通过调压阀将真空腔体压力控制在1350mtorr；
步骤S4：以4000W输出功率通过等离子体解离步骤S3的制程气体形成SiOxNy薄膜沉积在玻璃基板上；
步骤S5：沉膜完成之后关闭等离子体系统并将真空腔体内N2O、NH3、SiH4、N2气体排出；
步骤S6：将沉膜完成后的基板传出真空腔体，完成SiOxNy沉积制程。
进一步地，所述真空腔体内上下电极间距为1065mils。
本发明的优点在于：本发明提出一种新的等离子增强型化学气相层积薄膜的制备方法，调整SiOxNy膜质应力形态为压应力不易受底层金属膜层的热应力及平坦层有机物的outgassing/solven影响，增强膜质间匹配度。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步描述。
图1是TFT阵列基板结构示意图。
图2是本发明的方法流程示意图。
图3是三种方案膜质的参数对比表。
图4是图3中三种方案膜质的特征值表现对比图。
图5是使用三种方案大板均匀分布点位TFT特性曲线对比图。
图6是三种不同第三绝缘层材质对应产品自动光学检测出的产品缺陷情况对比图。
图7是本发明膜质使用电子扫描显微镜显示膜层架构无异常图。
附图说明：1、玻璃基板；2、第一金属层M1(栅级)；3、第一绝缘层；4、半导体层(IGZO)；5、第二金属层M2(源级/漏极)；6、第二绝缘层；7、平坦层；8、第三金属层(TP)；9、第三绝缘层。
【具体实施方式】
如图2所示，一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法，包括如下步骤：
步骤S1:将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板通过真空传送机构置入CVD(ChemicalVaporDeposition化学气相沉积)真空腔体；
步骤S2:将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板与加热承载基座接触，使玻璃基板受热均匀；
步骤S3：在真空腔体内同时通入N2O 10800sccm，NH35400 sccm，SiH4 1700sccm，N220160sccm，通过调压阀将真空腔体压力控制在1350mtorr；真空腔体内上下电极间距为1065mils；
步骤S4：以4000W输出功率通过等离子体解离步骤S3的制程气体形成SiOxNy薄膜沉积在玻璃基板上；
步骤S5：沉膜完成之后关闭等离子体系统并将真空腔体内N2O、NH3、SiH4、N2气体排出；
步骤S6：将沉膜完成后的基板传出真空腔体，完成SiOxNy沉积制程。
图3是三种方案膜质的参数对比表(其中SiOxNy3为本发明)，图4是三种方案膜质的特征值表现对比图。
从图5使用三种方案大板均匀分布点位TFT特性曲线对比图，可以看出第三绝缘层使用SiOxNy 1大板均匀分布点位TFT特性曲线，电性表现较收敛；第三绝缘层使用SiOxNy 2大板均匀分布点位TFT特性曲线，电性表现发散；第三绝缘层使用SiOxNy 3大板均匀分布点位TFT特性曲线，电性表现最优。
图6是三种不同第三绝缘层材质对应产品自动光学检测出的产品缺陷情况对比图。第三绝缘层使用SiOxNy 1在阵列制程氧化铟锡高温退火站点后发现膜浮，膜浮发生界面为第三绝缘层与Matal分离；第三绝缘层使用SiOxNy2在阵列制程氧化铟锡高温退火站点后发现膜剥，膜浮发生界面为第三绝缘层与平坦层剥离；使用第三绝缘层使用SiOxNy3从阵列制程完成到合板状态均无发现膜剥，说明SiOxNy 3膜质适用与In Cell技术铟镓锌氧化物Matel 3和平坦层接触上，对膜浮有效抑制。
图7是SiOxNy 3膜质使用电子扫描显微镜显示膜层架构无异常图。
本发明开发了一种新型等离子增强型化学气相层沉积薄膜，调整至最佳应力形态以改善第三绝缘层与底层界面的键结强度适配且运用至铟镓锌氧化物上电性测试稳定。
本发明制备的薄膜是一种介于氮化硅(SiNx)与氧化硅(SiOx)的绝缘膜氮氧化硅(siliconoxynitride)(化学式：SiOxNy)，此膜质最大的特点是可通过制程气体中NH3的流量和N2O/SiH4气体流量比去改变薄膜的化学组成，进而折射率可在1.47到2.05中进行大幅度调变。所以可视不同的膜层结构调整氮氧化硅(SiOxNy)膜质增强膜层间键结力，提升产品品质。调整适用于ln Cell技术铟镓锌氧化物Matel 3和平坦层接触的SiOxNy膜质，提高膜层间的键结力，进而提高产品良率。
以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1:将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板通过真空传送机构置入CVD真空腔体；
步骤S2: 将待沉积SiOxNy绝缘层的玻璃基板与加热承载基座接触，使玻璃基板受热均匀；
步骤S3：在真空腔体内同时通入N2O 10800 sccm，NH3 5400 sccm，SiH4 1700 sccm，N220160 sccm，通过调压阀将真空腔体压力控制在1350 mtorr；所述真空腔体内上下电极间距为1065mils；
步骤S4：以4000W输出功率通过等离子体解离步骤S3的制程气体形成SiOxNy薄膜沉积在玻璃基板上；
步骤S5：沉膜完成之后关闭等离子体系统并将真空腔体内N2O、NH3、SiH4、N2气体排出；
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