JP2014513425A - Double active layer for semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
ある実施形態は、半導体デバイス用の二重活性層を含む。関連するデバイス及び方法の別の実施形態も開示される。 Some embodiments include a dual active layer for a semiconductor device. Other embodiments of related devices and methods are also disclosed.
Description
米国連邦支援の研究開発に関する言及
米国政府は、本発明におけるペイドアップライセンス(paid−up license)を有し、米国陸軍研究所(Army Research Lab)(ARL)による認可/契約番号W911NF−04−2−0005の条件によって提供される妥当な条件に基づき、限定された状況において、特許権者から他者へのライセンスの供与を要求する権利を有する。
US Federally Assisted Research and Development The US government has a paid-up license in the present invention and is authorized / contract number W911NF-04-2 by the Army Research Lab (ARL). -Have the right to request a license from the patentee to others in a limited situation, based on reasonable conditions provided by the conditions of 0005.
関連出願の相互参照
本出願は、2011年4月7日に出願された米国仮特許出願第61/472,992号明細書の利益を主張する。米国仮特許出願第61/472,992号明細書は参照によりその全体が本明細書に援用される。
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 472,992, filed Apr. 7, 2011. US Provisional Patent Application No. 61 / 472,992 is hereby incorporated by reference in its entirety.
本出願は、2010年5月28日に出願された国際出願PCT/US10/36569号明細書の一部継続出願である。国際出願PCT/US10/36569号明細書は、2009年5月29日に出願された米国仮特許出願第61/182,464号明細書、及び2009年7月30日に出願された米国仮特許出願第61/230,051号明細書の利益を主張する。一方、国際出願PCT/US10/36569号明細書は、(a)2008年12月2日に出願された米国仮特許出願第61/119,303号明細書の優先件を主張する2009年11月30日に出願された国際出願PCT/US09/66114号明細書;(b)2008年12月2日に出願された米国仮特許出願第61/119,248号明細書の優先権を主張する2009年11月30日に出願された国際出願PCT/US09/66111号明細書;及び(c)2009年12月1日に出願された国際出願PCT/US09/66259号明細書の一部継続出願である。国際出願PCT/US09/66259号明細書は:(i)2008年12月2日に出願された米国仮特許出願第61/119,217号明細書;(ii)米国仮特許出願第61/182,464号明細書;及び(iii)米国仮特許出願第61/230,051号明細書の利益を主張する。 This application is a continuation-in-part of the international application PCT / US10 / 36569, filed on May 28, 2010. International application PCT / US10 / 36569 includes US provisional patent application 61 / 182,464 filed May 29, 2009 and US provisional patent filed July 30, 2009. Claim the benefit of application 61 / 230,051. On the other hand, the international application PCT / US10 / 36569 is filed as follows: (a) US Provisional Patent Application No. 61 / 119,303 filed on December 2, 2008, claiming priority International application PCT / US09 / 66114 filed on 30th; (b) 2009 claims US priority 61 / 119,248 filed on 2nd December 2008 International application PCT / US09 / 66111 filed on November 30, 2009; and (c) a partial continuation application of international application PCT / US09 / 66259 filed on December 1, 2009. is there. International application PCT / US09 / 66259 includes: (i) US Provisional Patent Application No. 61 / 119,217, filed December 2, 2008; (ii) US Provisional Patent Application No. 61/182. , 464; and (iii) US Provisional Patent Application 61 / 230,051.
国際出願PCT/US10/36569号明細書、米国仮特許出願第61/182,464号明細書、米国仮特許出願第61/230,051号明細書、国際出願PCT/US09/66114号明細書、米国仮特許出願第61/119,303号明細書、国際出願PCT/US09/66111号明細書、米国仮特許出願第61/119,248号明細書、国際出願PCT/US09/66259号明細書、及び米国仮特許出願第61/119,217号明細書は、それらの全体が参照により本明細書に援用される。 International application PCT / US10 / 36569, US provisional patent application 61 / 182,464, US provisional patent application 61 / 230,051, international application PCT / US09 / 66114, US provisional patent application 61 / 119,303, international application PCT / US09 / 66111, US provisional patent application 61 / 119,248, international application PCT / US09 / 66259, And US Provisional Patent Application No. 61 / 119,217 are hereby incorporated by reference in their entirety.
本発明は、一般に、半導体デバイスに関し、特に、二重活性層を有する半導体デバイス及びその製造方法に関する。 The present invention generally relates to semiconductor devices, and more particularly to a semiconductor device having a double active layer and a method for manufacturing the same.
薄膜トランジスタは、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイなどの多種多様なディスプレイ技術に電力を供給するために一般に使用されている。多くの薄膜トランジスタでは、非晶質シリコンが活性層として使用されているが、非晶質シリコンの使用は、非晶質シリコンの低移動度及び低オン/オフ比のために不都合となる場合がある。同様に、非晶質シリコンの高温の処理温度も、フレキシブルディスプレイを製造する場合は不都合となりうる。 Thin film transistors are commonly used to power a wide variety of display technologies such as liquid crystal displays, electrophoretic displays, organic light emitting diode displays, and the like. Many thin film transistors use amorphous silicon as the active layer, but the use of amorphous silicon can be inconvenient due to the low mobility and low on / off ratio of amorphous silicon. . Similarly, the high processing temperature of amorphous silicon can be inconvenient when manufacturing flexible displays.
従って、活性層の移動度及びオン/オフ比を改善しながら、低温処理が可能となるシステム及びその製造方法が必要とされているか、又は有益となる可能性がある。 Therefore, a system and a method for manufacturing the same that can be processed at a low temperature while improving the mobility and on / off ratio of the active layer may be required or beneficial.
実施形態の更なる説明を容易にするため、以下の図面を提供する。 In order to facilitate further description of the embodiments, the following drawings are provided.
説明を簡略化し明確にするために、図面は、構成の一般的方法を示しており、周知の特徴及び技術の説明及び詳細は、本発明の不要な曖昧さを回避するために割愛する場合がある。更に、図面中の要素は、必ずしも縮尺通りには描かれていない。例えば、図中の一部の要素の寸法は、本発明の実施形態のより良い理解を助けるために他の要素に対して誇張されている場合がある。異なる図面中の同じ参照番号は同じ要素を表す。 For simplicity and clarity of illustration, the drawings illustrate general methods of construction, and descriptions and details of well-known features and techniques may be omitted to avoid unnecessary ambiguity of the present invention. is there. Moreover, elements in the drawings are not necessarily drawn to scale. For example, the dimensions of some elements in the figures may be exaggerated relative to other elements to help better understand the embodiments of the present invention. The same reference numbers in different drawings represent the same element.
説明及び特許請求の範囲において用語「第1」、「第2」、「第3」、「第4」などがある場合、それらは類似の要素を区別するために使用されており、必ずしも特定の順序又は時系列を表すために使用されているのではない。このように使用される用語は、本明細書に記載の実施形態が、例えば本明細書に示されるもの及び本明細書に別に記載されるもの以外の順序で操作可能となるように、適切な状況下で交換可能となることを理解されたい。更に、用語「含む」及び「有する」、並びにそれらの変形は、非排他的な包含を扱うことを意図しており、そのため、一連の要素を含むプロセス、方法、システム、物品、デバイス、又は装置は、からなる時もそれらの要素に限定されるものではなく、そのようなプロセス、方法、システム、物品、デバイス、又は装置に対して明確に列挙されず固有のものでもない他の要素を含んでよい。 Where there are terms "first", "second", "third", "fourth", etc. in the description and claims, they are used to distinguish similar elements and are not necessarily specified It is not used to represent an order or time series. The terms used in this manner are appropriate so that the embodiments described herein can be operated in an order other than that described herein, for example, and those described elsewhere herein. It should be understood that it can be exchanged under circumstances. Furthermore, the terms “comprising” and “having”, and variations thereof, are intended to cover non-exclusive inclusions, and thus a process, method, system, article, device, or apparatus that includes a series of elements. Is not limited to those elements, and includes other elements that are not specifically listed or inherent in such processes, methods, systems, articles, devices, or apparatus. It's okay.
詳細な説明及び特許請求の範囲において用語「左」、「右」、「前」、「後」、「上部」、「底部」、「上方」、「下方」などがある場合、それらは説明の目的で使用され、必ずしも不変の相対位置を表すわけではない。このように使用される用語は、本明細書に記載の本発明の実施形態が、例えば本明細書に示されるもの及び本明細書に別に記載されるもの以外の他の方向で操作可能となるように、適切な状況下で交換可能となることを理解されたい。 In the detailed description and claims, the terms “left”, “right”, “front”, “rear”, “top”, “bottom”, “upper”, “lower”, etc. It is used for purposes and does not necessarily represent an invariant relative position. Terms used in this manner allow the embodiments of the invention described herein to operate in other directions than, for example, those shown herein and those described elsewhere herein. As such, it should be understood that it can be exchanged under appropriate circumstances.
用語「結合する」(couple)、「結合した」(coupled)、「結合する」(couples)、「結合」(coupling)などは、広く理解すべきであり、2つ以上の要素又は信号を電気的、機械的、及び/又はその他の方法で連結することを意味する。2つ以上の電気的要素が、電気的に結合するが、機械的及びその他の方法では結合しない場合があり;2つ以上の機械的要素が、機械的に結合するが、電気的及びその他の方法では結合しない場合があり;2つ以上の電気的要素が、機械的に結合するが、電気的及びその他の方法では結合しない場合がある。結合は、あらゆる時間の長さで存在することができ、例えば、永久的又は半永久的であってよいし、ごく短時間であってもよい。 The terms “coupled”, “coupled”, “couples”, “coupled” and the like are to be understood broadly and two or more elements or signals may be electrically connected. Means to be connected by mechanical, mechanical and / or other methods. Two or more electrical elements may be electrically coupled, but not mechanically or otherwise; two or more mechanical elements may be mechanically coupled, but electrical and other The method may not be coupled; two or more electrical elements may be mechanically coupled, but not electrically and otherwise. The bond can exist for any length of time, for example it can be permanent or semi-permanent, or it can be very short.
「電気的結合」などは、広く理解すべきであり、出力信号、デジタル信号、及び/又はその他の種類の電気信号あるいは電気信号の組み合わせのいずれであろうと任意の信号を含む結合を含んでいる。「機械的結合」などは、広く理解すべきであり、あらゆる種類の機械的結合を含んでいる。 “Electrical coupling” and the like is to be understood broadly and includes coupling that includes any signal, whether output signals, digital signals, and / or other types of electrical signals or combinations of electrical signals. . “Mechanical coupling” and the like are to be understood broadly and include all kinds of mechanical coupling.
「結合した」などの単語の近くに「取り外し可能に」、「取り外し可能」などの単語がないことは、問題となる結合などが、取り外し可能である、又は可能でないことを意味するものではない。 The absence of a word such as “removable” or “removable” near a word such as “combined” does not mean that the problematic bond or the like is removable or not possible. .
一部の実施形態は電子デバイスを含む。多くの実施形態においては、電子デバイスはトランジスタを含むことができる。トランジスタは、ゲート金属層、ゲート金属層の上のトランジスタ活性層、及びトランジスタ活性層の上のソース/ドレインコンタクト層を含むことができる。ソース/ドレインコンタクト層は、第1のソース/ドレインコンタクト及び第2のソース/ドレインコンタクトを含むことができる。同じ又は異なる実施形態において、トランジスタ活性層は、ゲート金属層の上の第1の活性層を含むことができ、第1の活性層は少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含む。同じ又は異なる実施形態において、トランジスタ活性層は、第1の活性層の上の第2の活性層を含むことができ、第2の活性層は少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含む。ある実施形態においては、第1の活性層は第1の導電率を有し、第2の活性層は第2の導電率を有し、第1の導電率は第2の導電率よりも高い。 Some embodiments include an electronic device. In many embodiments, the electronic device can include a transistor. The transistor can include a gate metal layer, a transistor active layer over the gate metal layer, and a source / drain contact layer over the transistor active layer. The source / drain contact layer can include a first source / drain contact and a second source / drain contact. In the same or different embodiments, the transistor active layer can include a first active layer over the gate metal layer, and the first active layer includes at least one first metal oxide. In the same or different embodiments, the transistor active layer can include a second active layer over the first active layer, and the second active layer includes at least one second metal oxide. In some embodiments, the first active layer has a first conductivity, the second active layer has a second conductivity, and the first conductivity is higher than the second conductivity. .
種々の実施形態は半導体デバイスを含む。多くの実施形態においては、半導体デバイスは、基板、基板上の障壁層、障壁層上のゲート金属層、ゲート金属層上のゲート障壁層、ゲート障壁層上のトランジスタ活性層、トランジスタ活性層上のエッチング停止層、エッチング停止層上のメサパッシベーション層、並びにメサパッシベーション層及びトランジスタ活性層の上のソース/ドレインコンタクト層を含む。同じ又は異なる実施形態において、トランジスタ活性層は、ゲート金属層上に第1の活性層を含み、第1の活性層は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含む。同じ又は異なる実施形態においては、トランジスタ活性層は、第1の活性層上、及び第1の活性層とエッチング停止層との間に第2の活性層を含み、第2の活性層は、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含む。ある実施形態においては、第1の活性層は第1の導電率を有し、第2の活性層は第2の導電率を有し、第1の導電率は第2の導電率よりも高い。 Various embodiments include a semiconductor device. In many embodiments, a semiconductor device includes a substrate, a barrier layer on the substrate, a gate metal layer on the barrier layer, a gate barrier layer on the gate metal layer, a transistor active layer on the gate barrier layer, on a transistor active layer. An etch stop layer, a mesa passivation layer on the etch stop layer, and a source / drain contact layer on the mesa passivation layer and the transistor active layer. In the same or different embodiments, the transistor active layer includes a first active layer on the gate metal layer, and the first active layer includes at least one first metal oxide. In the same or different embodiments, the transistor active layer includes a second active layer on the first active layer and between the first active layer and the etch stop layer, the second active layer comprising at least One type of second metal oxide is included. In some embodiments, the first active layer has a first conductivity, the second active layer has a second conductivity, and the first conductivity is higher than the second conductivity. .
更なる実施形態は、半導体デバイスの製造方法を含む。この方法は:基板提供するステップと;ゲート金属層を基板の上方に提供するステップと;第1の活性層をゲート金属層の上方に提供するステップであって、第1の活性層が、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含み、第1の導電率を有するステップと;第2の活性層を第1の活性層の上方に提供するステップであって、第2の活性層が、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含み、第1の導電率よりも低い第2の導電率を有するステップと;ソース/ドレインコンタクト層を第2の活性層の上方に提供するステップとを含む。 A further embodiment includes a method of manufacturing a semiconductor device. The method includes: providing a substrate; providing a gate metal layer above the substrate; providing a first active layer above the gate metal layer, wherein the first active layer is at least Including a first type of metal oxide and having a first conductivity; providing a second active layer above the first active layer, wherein the second active layer comprises: Providing at least one second metal oxide and having a second conductivity lower than the first conductivity; and providing a source / drain contact layer above the second active layer. Including.
本明細書において使用される場合、用語「そり」(bowing)は、基板の上面及び底面、即ち両主面に対して平行なメジアン面に対する基板の湾曲を意味する。本明細書において使用される場合、用語「たわみ」(warping)は、基板の上面及び底面、即ち両主面に対して垂直なz軸に対する基板表面の直線変位を意味する。本明細書において使用される場合、用語「歪み」(distortion)は、面内(即ち、基板の上面及び底面、即ち両主面に対して平行なx−y面)における基板の変位を意味する。例えば、歪みは、基板のx−y面内での収縮及び/又は基板のx−y面内での膨張を含むことができる。 As used herein, the term “bowing” means the curvature of the substrate relative to the top and bottom surfaces of the substrate, ie, the median plane parallel to both major surfaces. As used herein, the term “warping” means the linear displacement of the substrate surface relative to the z-axis perpendicular to the top and bottom surfaces of the substrate, ie, both major surfaces. As used herein, the term “distortion” refers to the displacement of a substrate in the plane (ie, the top and bottom surfaces of the substrate, ie, the xy plane parallel to both major surfaces). . For example, the strain can include contraction in the xy plane of the substrate and / or expansion in the xy plane of the substrate.
本明細書において使用される場合、用語「CTE整合材料」は、基準材料の熱膨張係数(CTE)との差が約20パーセント(%)未満であるCTEを有する材料を意味する。好ましくは、CTEの差は、約10%未満、5%未満、3%未満、又は1%未満である。本明細書において使用される場合、「研磨」は、表面のラッピング及びポリシング、あるいは表面のラッピングのみを意味することができる。 As used herein, the term “CTE matching material” means a material having a CTE that is less than about 20 percent (%) in difference from the coefficient of thermal expansion (CTE) of the reference material. Preferably, the CTE difference is less than about 10%, less than 5%, less than 3%, or less than 1%. As used herein, “polishing” can mean surface lapping and polishing, or surface lapping only.
図面を参照すると、図1は、第1の実施形態による半導体デバイスを提供する方法100の一例を示す。同じ又は異なる実施形態においては、方法100は、薄膜トランジスタを可撓性基板上に提供する方法と見なすことができる。方法100は単に例示的なものであり、本明細書で提供される実施形態に限定されるものではない。方法100は、本明細書において具体的に示されず説明されない多くの異なる実施形態又は例で使用することができる。
Referring to the drawings, FIG. 1 shows an example of a
方法100は、可撓性基板を提供する手順110を含む。図2は、第1の実施形態による可撓性基板を提供する手順110を示すフローチャートである。
The
手順110は、可撓性基板を供給するプロセス211を含む。本明細書において使用される場合、用語「可撓性基板」は、その形状を容易に適合させる可撓性材料を含む自立基板を意味する。ある実施形態においては、プロセス211は、可撓性基板を供給するステップを含むことができる。例えば、低弾性率は、約5ギガパスカル(GPa)未満の弾性率であると見なすことができる。
多くの例において、可撓性基板はプラスチック基板である。例えば、可撓性基板としては、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー、又は液晶ポリマーを挙げることができる。 In many instances, the flexible substrate is a plastic substrate. For example, examples of the flexible substrate include polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyimide, polycarbonate, cyclic olefin copolymer, and liquid crystal polymer.
多くの例において、可撓性基板は、可撓性基板の1つ以上の面にコーティングを含むことができる。このコーティングは、可撓性基板の耐擦傷性を改善し、及び/又は基板表面上のガス放出又はオリゴマー結晶化の防止を促進することができる。更に、コーティングは、コーティングが上に配置される可撓性基板の面を平坦化することができる。コーティングは歪みの減少を促進することもできる。ある例においては、コーティングは、電気デバイスが製造される可撓性基板の面にのみ配置される。別の例においては、コーティングは可撓性基板の両面に存在する。種々の実施形態において可撓性基板は、予備平坦化して提供することができる。例えば、可撓性基板は、日本の東京においてDuPont Teijin Filmsより商品名「planarized Teonex(登録商標) Q65」で販売されるPEN基板であってよい。別の実施形態においては、可撓性基板は、提供後に平坦化することができる。例えば、方法2700(図27)は、基板の平坦化方法を示す。 In many instances, the flexible substrate can include a coating on one or more sides of the flexible substrate. This coating can improve the scratch resistance of the flexible substrate and / or help prevent outgassing or oligomer crystallization on the substrate surface. Furthermore, the coating can planarize the surface of the flexible substrate on which the coating is disposed. The coating can also help reduce distortion. In some examples, the coating is only placed on the surface of the flexible substrate on which the electrical device is manufactured. In another example, the coating is on both sides of the flexible substrate. In various embodiments, the flexible substrate can be provided pre-planarized. For example, the flexible substrate may be a PEN substrate sold under the trade name “planarized Teonex® Q65” by DuPont Teijin Films in Tokyo, Japan. In another embodiment, the flexible substrate can be planarized after provision. For example, method 2700 (FIG. 27) illustrates a method for planarizing a substrate.
可撓性基板又はプラスチック基板の厚さは約25マイクロメートル(μm)〜約300μmの範囲内であってよい。同じ又は異なる実施形態においては、可撓性基板又はプラスチック基板の厚さは約100μm〜約200μmの範囲内であってよい。 The thickness of the flexible substrate or plastic substrate may be in the range of about 25 micrometers (μm) to about 300 μm. In the same or different embodiments, the thickness of the flexible substrate or plastic substrate may be in the range of about 100 μm to about 200 μm.
ある例においては、可撓性基板は、紙裁断機又はセラミックはさみを用いてプラスチック材料のロールからプラスチック基板のシートを切断することによって得ることができる。種々の例においては、プラスチック基板の切断後、切断したシートは、窒素ガンでブロークリーニングが行われる。手順110のある実施形態においては、切断及びブローイングプロセスの何れか又は両方は、プロセス211の一部となる代わりに、後述のプロセス212の一部となることができる。
In one example, the flexible substrate can be obtained by cutting a sheet of plastic substrate from a roll of plastic material using a paper cutter or ceramic scissors. In various examples, after cutting the plastic substrate, the cut sheet is blow cleaned with a nitrogen gun. In some embodiments of
図2の手順110は、可撓性基板を準備するプロセス212に続く。図3は、第1の実施形態による可撓性基板を準備するプロセス212を示すフローチャートである。
The
図2のプロセス212は、可撓性基板をベークする作業330を含むことができる。可撓性基板のベークによって、方法100(図1)中に後に浸出する可能性がある可撓性基板中のオリゴマー及び他の化学物質の放出を促進することができる。
The
ある例においては、可撓性基板は、真空ベークプロセスを用いてベークすることができる。例えば、可撓性基板のはいったオーブン中の温度は、約2〜3時間かけて摂氏約160℃(℃)〜約200℃まで上昇させることができる。可撓性基板は、約160℃〜約200℃及び約1ミリトル(mTorr)〜約10mTorrの圧力において1時間ベークすることができる。次に、オーブン中の温度を90℃〜約115℃の間に下げることができ、可撓性基板を更に約8時間ベークすることができる。他のベークプロセスを使用することもできる。ベークプロセスの終了後、ベークで生じたあらゆる残留物又は化学物質を拭き取って、可撓性基板を清浄にすることができる。 In some examples, the flexible substrate can be baked using a vacuum baking process. For example, the temperature in the oven with the flexible substrate can be raised to about 160 ° C. (° C.) to about 200 ° C. over about 2-3 hours. The flexible substrate can be baked at about 160 ° C. to about 200 ° C. and a pressure of about 1 millitorr (mTorr) to about 10 mTorr for 1 hour. The temperature in the oven can then be lowered to between 90 ° C. and about 115 ° C., and the flexible substrate can be baked for an additional about 8 hours. Other baking processes can also be used. After completion of the baking process, any residue or chemicals generated by the baking can be wiped away to clean the flexible substrate.
続いて、図3のプロセス212は、保護テンプレート提供する作業331を含む。保護テンプレートは、可撓性基板の配置のガイドとして、可撓性基板と種々の処理装置のローラー及び/又はハンドリング機構との間の保護層としての両方で機能することができる。ある例においては、保護テンプレートは、マイラー又は任意の安価なプラスチックのシートである。
Subsequently, the
保護テンプレートは、50μm〜15mmの厚さであってよく、約0.5m(メートル)〜約1.5mの長さに切断することができる。種々の実施形態において、作業331の一部として、保護テンプレートは半分に折りたたまれ、ローラー(例えば、ホットロールラミネーター)に通すことで折り目の固定が促進される。作業331の一部として保護シートの裏側上でキャリア基板のライントレースを行うこともできる。更に、保護テンプレートを約90℃〜約110℃で約5分〜約10分間ベークすることで、保護テンプレートの平坦化を促進することができる。
The protective template may be 50 μm to 15 mm thick and can be cut to a length of about 0.5 m (meters) to about 1.5 m. In various embodiments, as part of
図3のプロセス212は、可撓性基板の第1の表面の少なくとも一部に保護材料を取り付ける作業332に続く。ある実施形態においては、保護材料は、可撓性基板の平坦化された表面の少なくとも一部の上方に取り付けられる。ある例においては、保護材料は、可撓性基板の一部には取り付けられない。
保護材料は、可撓性基板の平坦化された表面の擦傷及び付着を防止し、従って欠陥が減少する。ある例においては、青色の低タックテープ(例えば、Semiconductor Equipment Corporation製、部品番号18133−7.50)又はマイラーを保護材料として使用することができる。保護材料は約25μm〜約100μmの厚さであってよい。例えば、保護材料は約70μmの厚さであってよい。ある例においては、保護材料と可撓性基板との間の気泡を除去するためにローラーを使用して、可撓性基板の平坦化された表面上に保護材料をロール掛けすることで保護材料が取り付けられる。 The protective material prevents scratching and adhesion of the planarized surface of the flexible substrate, thus reducing defects. In some examples, blue low tack tape (eg, manufactured by Semiconductor Equipment Corporation, part number 18133-7.50) or mylar can be used as a protective material. The protective material may be about 25 μm to about 100 μm thick. For example, the protective material may be about 70 μm thick. In one example, the protective material is rolled by rolling the protective material onto the planarized surface of the flexible substrate using a roller to remove air bubbles between the protective material and the flexible substrate. Is attached.
続いて、図3のプロセス212は、可撓性基板及び保護材料をウエハの形状に切断する作業333を含む。打抜きテンプレートを使用して、ウエハ形状を可撓性基板(平坦化面が存在する場合は、それを上向きにする)及び/又は保護材料にプレスすることができる。一実施形態においては、打抜きテンプレートを使用することで、保護材料及び可撓性基板に同時に一時的又は永久的な圧痕が形成される。
Subsequently, the
打抜きテンプレートのプレスによって、可撓性基板を完全に通過して切断される場合は、プレス打抜きによって可撓性基板上のコーティングに亀裂が生じて可撓性基板全体に広がることがあるため、その可撓性基板は廃棄される。プレスを使用して可撓性基板及び/又は保護材料の中にウエハ形状の輪郭を形成した後、可撓性基板及び保護材料を同時に互いに切断する。ある例においては、可撓性基板及び保護材料は、打抜きテンプレートによって形成された圧痕の約1ミリメートル外側がセラミックはさみで切断される。 If the stamping template press cuts completely through the flexible substrate, the stamping may cause the coating on the flexible substrate to crack and spread throughout the flexible substrate. The flexible substrate is discarded. After forming a wafer-shaped profile in the flexible substrate and / or protective material using a press, the flexible substrate and protective material are simultaneously cut from one another. In one example, the flexible substrate and protective material are cut with ceramic scissors about 1 millimeter outside the indentation formed by the stamped template.
ある例においては、可撓性基板は、可撓性基板及び保護材料の中のウエハ形状から延在するタブを含む。タブは、図2のプロセス217でラミネーターを通過するときに、キャリア基板に対する可撓性基板の位置合わせに役立てるために使用することができる。図4は、第1の実施形態による可撓性基板450の上面図を示す。可撓性基板450は、本体452及びタブ451を含むことができる。多くの例において、本体452は円形を有することができる。図4には示されていないが、同様に成形されたタブを含む保護材料が可撓性基板450の上方に配置される。一実施形態においては、タブは、打抜きテンプレートの一部ではなく、及び可撓性基板及び保護材料にフリーハンドで、又は自由に切り込まれる。
In one example, the flexible substrate includes a tab extending from the wafer shape in the flexible substrate and protective material. The tab can be used to help align the flexible substrate with respect to the carrier substrate as it passes through the laminator in
再び図3を参照すると、図3のプロセス212は、可撓性基板を清浄にする作業334に続く。ある例においては、可撓性基板の第2の面又は平坦化されていない面(即ち、保護材料を有さない面)を乾拭きして、オリゴマー、他の化学物質、又はパーティクルを除去する。その後、可撓性基板の保護材料を有する平坦化された面を窒素ガンでブロークリーニングする。別の例においては、両面の乾拭き及び/又はブロークリーニングが行われる。
Referring again to FIG. 3, the
次に、図3のプロセス212は、可撓性基板と保護テンプレートとの位置合わせを行う作業335を含む。ある例においては、ウエハ形状とともにタブを有する可撓性基板は、作業331でキャリア基板に描かれた、又は保護テンプレート上に形成されたライントレースと位置合わせされる。キャリア基板のライントレースは、可撓性基板のウエハ形状よりも通常はわずかに大きい。
Next, the
続いて、図3のプロセス212は、可撓性基板を保護テンプレートに結合させる作業336を含む。ある実施形態においては、可撓性基板のタブの一部を保護テンプレートに取り付けることによって、可撓性基板が保護テンプレートに取り付けられる。例えば、両面テープで、可撓性基板のタブを保護テンプレートに結合させることができる。ある例においては、保護材料の一部を剥離してタブから除去し、両面テープを可撓性基板のタブの露出部分に結合させる。ある例においては、保護材料の一部は、ピンセットを用いて剥離することができ、セラミックはさみを用いて保護テンプレートから切り取ることができる。別の例においては、図3の作業332において、保護材料はタブの一部には取り付けられる、その部分に両面テープが取り付けされ、保護材料の一部の剥離及び除去が不要となる。
Subsequently,
可撓性基板を保護コーティングに結合させた後、次に保護テンプレートで可撓性基板の上を覆う。図5は、第1の実施形態による、可撓性基板450を保護テンプレート555に取り付けた後の可撓性基板組立体540の部分断面図を示す。この例では、テープ556は可撓性基板450及び保護テンプレート555に結合する。前述のように、保護材料553は可撓性基板450に結合する。
After bonding the flexible substrate to the protective coating, the protective template is then covered over the flexible substrate. FIG. 5 shows a partial cross-sectional view of the
ある例においては、可撓性基板の一面のみが保護テンプレートに取り付けられる。別の例においては、可撓性基板の両面が保護テンプレートに取り付けられる。 In some examples, only one side of the flexible substrate is attached to the protective template. In another example, both sides of the flexible substrate are attached to a protective template.
次に、図3のプロセス212は、可撓性基板、保護材料、及び保護テンプレートを積層する作業337を含む。可撓性基板及び保護材料は、折りたたまれた保護テンプレートの半分ずつの間に配置される。可撓性基板、保護材料、及び保護テンプレートは、ホットロールラミネーターを用いて積層して、保護材料と保護テンプレートとの間、更に保護材料と可撓性基板との間の気泡を除去することができる。ある例においては、可撓性基板及び保護テンプレートは、ガイドシート(例えば、Lexan(登録商標)ガイドシート)の上方に配置されて、ホットロールラミネーター中に供給される。一例として、可撓性基板及び保護材料のタブを最初にラミネーター中に供給することができる。可撓性基板及び保護テンプレートは、約120kPa(キロパスカル)〜約160kPaの圧力及び約90℃〜約110℃の温度で積層される。積層速度は約1メートル/分〜約2メートル/分とすることができる。
Next, the
可撓性基板及び保護テンプレートの積層後、プロセス212が完了する。再び図2を参照すると、図2の手順110は、キャリア基板を適用するプロセス213を含む。多くの実施形態においては、キャリア基板は6、8、12、又は18インチのウエハ又はパネルであってよい。ある実施形態においては、キャリア基板は約370mm×470mmのパネルであってよい。
After lamination of the flexible substrate and the protective template,
キャリア基板は、第1の表面と、第1の表面の反対側の第2の表面とを含むことができる。ある例においては、第1の表面及び第2の表面の少なくとも1つは研磨されている。後に可撓性基板と結合しない表面を研磨することで、キャリア基板を取り扱うための真空チャック又はエアチャックの機能が改善される。また、後に可撓性基板に結合する表面を研磨することで、可撓性基板に結合した後にz軸での可撓性基板組立体の粗さを生じさせうるキャリア基板表面の位相的特徴が除去される。 The carrier substrate can include a first surface and a second surface opposite the first surface. In some examples, at least one of the first surface and the second surface is polished. Polishing the surface that is not subsequently bonded to the flexible substrate improves the function of the vacuum chuck or air chuck for handling the carrier substrate. Also, the topological features of the carrier substrate surface that can cause roughness of the flexible substrate assembly in the z-axis after being bonded to the flexible substrate by polishing the surface that will later be bonded to the flexible substrate. Removed.
種々の実施形態において、キャリア基板は、アルミナ(Al2O3)、シリコン、低CTEガラス、鋼、サファイア、ホウケイ酸バリウム、ソーダ石灰ケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、又は可撓性基板とCTE整合している別の材料の少なくとも1つを含む。キャリア基板のCTEは、可撓性基板のCTEと整合しているべきである。CTEが整合していないと、キャリア基板と可撓性基板との間で応力が生じることがある。 In various embodiments, the carrier substrate is alumina (Al 2 O 3 ), silicon, low CTE glass, steel, sapphire, barium borosilicate, soda lime silicate, alkali silicate, or flexible substrate and CTE. Including at least one of the other materials in alignment. The CTE of the carrier substrate should be aligned with the CTE of the flexible substrate. If the CTEs are not aligned, stress may occur between the carrier substrate and the flexible substrate.
例えば、キャリア基板は、約0.7mm〜約1.1mmの間の厚さを有するサファイアを含むことができる。キャリア基板は、約0.7mm〜約1.1mmの間の厚さを有する96%アルミナを含むこともできる。異なる一実施形態においては、96%アルミナの厚さは約2.0mmである。別の一例においては、キャリア基板は、少なくとも約0.65mmの厚さを有する単結晶シリコンウエハであってよい。更に別の一実施形態においては、キャリア基板は、少なくとも約0.5mmの厚さを有するステンレス鋼を含むことができる。ある例においては、キャリア基板は、可撓性基板よりもわずかに大きい。 For example, the carrier substrate can include sapphire having a thickness between about 0.7 mm and about 1.1 mm. The carrier substrate can also include 96% alumina having a thickness between about 0.7 mm and about 1.1 mm. In a different embodiment, the 96% alumina thickness is about 2.0 mm. In another example, the carrier substrate may be a single crystal silicon wafer having a thickness of at least about 0.65 mm. In yet another embodiment, the carrier substrate can comprise stainless steel having a thickness of at least about 0.5 mm. In some examples, the carrier substrate is slightly larger than the flexible substrate.
次に、図2の手順110は、架橋性接着剤を提供するプロセス214を含む。ある例においては、架橋性接着剤は、約2×10−4Torr・リットル/秒未満の速度でガスを放出する。ある例においては、架橋性接着剤は熱硬化性及び/又はUV(紫外)光硬化性である。
Next, the
種々の実施形態において、橋性接着剤は、架橋性アクリル接着剤である。同じ又は異なる実施形態において、架橋性接着剤は、架橋性感圧アクリル接着剤又は架橋性粘弾性ポリマーである。ある例においては、接着剤のCTEは、可撓性基板及びキャリア基板のCTEと比較して非常に大きい。しかし、接着剤層は、可撓性基板及びキャリア基板の厚さと比較して薄いため、接着剤が可撓性基板とキャリア基板との間に応力(即ち粘弾性)を生じさせることがないので、接着剤のCTEは重要ではない。 In various embodiments, the crosslinkable adhesive is a crosslinkable acrylic adhesive. In the same or different embodiments, the crosslinkable adhesive is a crosslinkable pressure sensitive acrylic adhesive or a crosslinkable viscoelastic polymer. In one example, the CTE of the adhesive is very large compared to the CTE of the flexible substrate and the carrier substrate. However, since the adhesive layer is thin compared to the thickness of the flexible substrate and the carrier substrate, the adhesive does not cause stress (that is, viscoelasticity) between the flexible substrate and the carrier substrate. The CTE of the adhesive is not important.
続いて、図2の手順110は、架橋性接着剤をキャリア基板の第1の表面の上方に堆積するプロセス215を含む。多くの実施形態においては、架橋性接着剤のキャリア基板の第1の表面の上への堆積は、スピンコーティング、スプレーコーティング、押出コーティング、プリフォーム積層、スロットダイコーティング、スクリーン積層、及びスクリーン印刷の少なくとも1つの方法を使用して行うことができる。
Subsequently, the
例えば、キャリア基板を架橋性接着剤でコーティングすることができる。キャリア基板及び架橋性接着剤を回転させて、キャリア基板の第1の表面の上方に架橋性接着剤を分散させることができる。ある実施形態においては、架橋性接着剤を有するキャリア基板を約900rpm(回転/分)〜1100rpmで約20秒〜約30秒間回転させ、次に架橋性接着剤を有するキャリア基板を約3400rpm〜約3600rpmで約10秒〜30秒秒間回転させることで、架橋性接着剤がキャリア基板上にスピンコーティングされる。異なる一実施形態においては、架橋性接着剤を有するキャリア基板を、約600rpm〜約700rpmで回転させることでキャリア基板表面がコーティングされ、次に約3400rpm〜約3600rpmで回転させることで、架橋性接着剤の厚さが調節される。 For example, the carrier substrate can be coated with a crosslinkable adhesive. The carrier substrate and the crosslinkable adhesive can be rotated to disperse the crosslinkable adhesive above the first surface of the carrier substrate. In some embodiments, the carrier substrate having a crosslinkable adhesive is rotated from about 900 rpm (rev / min) to 1100 rpm for about 20 seconds to about 30 seconds, and then the carrier substrate having a crosslinkable adhesive is about 3400 rpm to about The crosslinkable adhesive is spin-coated on the carrier substrate by rotating at 3600 rpm for about 10 seconds to 30 seconds. In a different embodiment, a carrier substrate having a crosslinkable adhesive is coated at the surface of the carrier substrate by rotating at about 600 rpm to about 700 rpm, and then rotated at about 3400 rpm to about 3600 rpm to form a crosslinkable adhesive. The thickness of the agent is adjusted.
スピンコーティングの前に、架橋性接着剤は、キャリア基板の幾何学的中心の上又は上方に供給することができる。異なる一実施形態においては、キャリア基板が回転している間に、キャリア基板の上又は上方に架橋性接着剤を供給することができる。 Prior to spin coating, the crosslinkable adhesive can be delivered over or above the geometric center of the carrier substrate. In a different embodiment, the crosslinkable adhesive can be supplied on or above the carrier substrate while the carrier substrate is rotating.
堆積手順後のキャリア基板の上の架橋性接着剤の厚さは約3μm〜約15μmの間であってよい。同じ又は異なる実施形態において、堆積手順後のキャリア基板の上の架橋性接着剤の厚さは約10μm〜約12μmの間であってよい。 The thickness of the crosslinkable adhesive on the carrier substrate after the deposition procedure may be between about 3 μm and about 15 μm. In the same or different embodiments, the thickness of the crosslinkable adhesive on the carrier substrate after the deposition procedure may be between about 10 μm and about 12 μm.
図2の手順110は、架橋性接着剤をベークするプロセス216に続く。ある実施形態においては、架橋性接着剤は、溶媒を除去するためにベークすることができる。例えば、架橋性接着剤は、80℃で30分間ベークし、次に130℃で15分間ベークすることができる。
The
別の例においては、架橋性接着剤はベークされない。例えば、架橋性接着剤が溶媒を全く含まない場合は、ベークは不要である。更に、架橋性接着剤が非常に粘稠である場合、プロセス215で接着剤を堆積する前に、粘度を低下させるために架橋性接着剤に更に溶媒を加えることができる。
In another example, the crosslinkable adhesive is not baked. For example, if the crosslinkable adhesive does not contain any solvent, baking is not necessary. Further, if the crosslinkable adhesive is very viscous, additional solvent can be added to the crosslinkable adhesive to reduce the viscosity before depositing the adhesive in
その後、キャリア基板を保護テンプレート上に配置することができる。図6に示されるように、可撓性基板は保護テンプレートの一部(又は半分)と既に結合しており、架橋性接着剤を有するキャリア基板を保護テンプレートの別の部分(又は半分)の上方に配置することができる。ある例においては、この時点で架橋性接着剤は依然として液体状態である。従って、架橋性接着剤がコーティングされたキャリア基板は、可撓性基板に結合する前に、水平で約8〜約12時間保管することができる。 The carrier substrate can then be placed on the protective template. As shown in FIG. 6, the flexible substrate is already bonded to a part (or half) of the protective template, and the carrier substrate with the crosslinkable adhesive is placed over another part (or half) of the protective template. Can be arranged. In some instances, at this point, the crosslinkable adhesive is still in a liquid state. Thus, the carrier substrate coated with the crosslinkable adhesive can be stored horizontally for about 8 to about 12 hours before bonding to the flexible substrate.
次に、図2の手順110は、架橋性接着剤を使用してキャリア基板を可撓性基板に結合させながら、両方の基板を半分ずつの保護テンプレートの間に配置するプロセス217を含む。可撓性基板の第2の表面は、キャリア基板の第1の表面の上方に配置することができ、接着剤は、可撓性基板の第2の表面とキャリア基板の第1の表面との間に配置される。
Next, the
ある例においては、キャリア基板と可撓性基板との間の気泡が除去するために、半分ずつの保護テンプレートの間で可撓性基板組立体を積層することによって、架橋性接着剤を用いてキャリア基板が可撓性基板に結合される。可撓性基板の積層では、最初にキャリア基板と可撓性基板との位置合わせが行われ、そのため積層されると、キャリア基板と可撓性基板が位置合わせされる。次に、位置合わせされた構造は、ホットロールラミネーターに通すことができ、これは図3の作業337のラミネーターと同じものであってよい。可撓性基板組立体は、約0.4〜0.6メートル/分の速度で積層することができる。
In one example, a crosslinkable adhesive is used by laminating the flexible substrate assembly between half of the protective template to remove air bubbles between the carrier substrate and the flexible substrate. A carrier substrate is bonded to the flexible substrate. In the stacking of the flexible substrate, the carrier substrate and the flexible substrate are first aligned, and when stacked, the carrier substrate and the flexible substrate are aligned. The aligned structure can then be passed through a hot roll laminator, which may be the same as the laminator in
また、種々の実施形態において、積層時に、保護材料が保護テンプレートに固着することがある。この問題を回避するため、作業337及び/又は作業332の積層の前に、保護テンプレートと保護材料との間に遮蔽材料を配置することができる。遮蔽材料は、例えば蝋紙であってよい。一実施形態においては、製造元から入手したときに、遮蔽材料が最初から保護材料に取り付けられている。
In various embodiments, the protective material may stick to the protective template during lamination. To avoid this problem, a shielding material can be placed between the protective template and the protective material prior to the lamination of
同じ又は異なる実施形態においては、積層中に、一部の架橋性接着剤が、キャリア基板と可撓性基板の間から押し出されて、特にキャリア基板及び上にある架橋性接着剤層は可撓性基板よりわずかに大きいため、一部の架橋性接着剤が、可撓性基板の第1の面、即ち上面に付着することがある。しかし保護材料が存在することで、この問題の発生が防止される。保護材料は最終的に取り外されて廃棄されるので、押し出されて(可撓性基板の代わりに)保護材料の上面に付着する架橋性接着剤は重要ではない。 In the same or different embodiments, during lamination, some crosslinkable adhesive is extruded from between the carrier substrate and the flexible substrate, in particular the carrier substrate and the overlying crosslinkable adhesive layer are flexible. Some crosslinkable adhesives may adhere to the first or top surface of the flexible substrate because it is slightly larger than the flexible substrate. However, the presence of the protective material prevents this problem from occurring. Since the protective material is eventually removed and discarded, the crosslinkable adhesive that is extruded (instead of the flexible substrate) and adheres to the top surface of the protective material is not critical.
図6は、第1の実施形態によるキャリア基板651を可撓性基板組立体540に結合させた後の可撓性基板組立体540の部分断面図を示す。この実施形態において、架橋性接着剤652によって、キャリア基板651の表面661が可撓性基板450の表面662に結合する。可撓性基板450表面656の表面の上方に保護材料553が配置される。保護材料553と保護テンプレート555との間に遮蔽材料654が配置される。保護テンプレート555は折り重ねられ、それによって保護テンプレート555はキャリア基板651の表面663の下にも配置される。テープ556によって、保護テンプレート555が可撓性基板450のタブ451に結合する。
FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of the
再び図2を参照すると、手順110は、可撓性基板組立体を処理するプロセス218に続く。図7は、第1の実施形態による可撓性基板組立体を処理するプロセス218を示すフローチャートである。
Referring again to FIG. 2, the
図7のプロセス218は、可撓性基板組立体を切断する作業730を含む。ある例においては、セラミックはさみを使用して、保護テンプレートを切断し、保護テンプレートの間に配置された可撓性基板の位置合わせタブまで切断するが、位置合わせタブの全体は除去しない。可撓性基板組立体を切断した後、保護テンプレートは、手で遮蔽材料及びキャリア基板から剥離したり他の方法で除去したりすることができる。図8は、第1の実施形態による、可撓性基板組立体を切断し保護テンプレートを除去した後の可撓性基板組立体540の断面図を示す。特に、図8中では、保護テンプレート555(図5及び6)、及び可撓性基板450のテープ556(図5及び6)が除去されている。
再び図7を参照すると、プロセス218の次の作業は、手で遮蔽材料を除去する作業731である。ある例においては、可撓性基板組立体は、遮蔽材料がテーブルに面するようにテーブルに置かれる。可撓性基板組立体をテーブルからゆっくりと引き離しながら、遮蔽層を可撓性基板組立体から除去(例えば剥離)する。即ち、可撓性基板組立体を水平方向にテーブルから移動させながら、遮蔽層は、テーブルの端部から下方に引っ張ることで除去することができる。ある例においては、遮蔽層を除去した後に、可撓性基板が、キャリア基板の適切な中心上にない場合、又はその他の位置合わせが行われていない場合、プラスチック基板をスライドさせてキャリア基板と位置合わせすることができる。
Referring again to FIG. 7, the next operation in
続いて、図7のプロセス218は、位置合わせタブを可撓性組立体から取り外す作業732を含む。ある例においては、位置合わせタブは、セラミックはさみを用いて可撓性基板から切り取ることができる。z軸方向(キャリア基板に対して)で可撓性基板が移動すると、可撓性基板がキャリア基板から層間剥離しうるので、この切断はゆっくりと行うべきである。層間剥離が生じる場合には、可撓性基板組立体を再積層することができる。図9は、第1の実施形態による、位置合わせタブを除去した後の可撓性基板組立体540の断面図を示す。
Subsequently, the
次に、図7のプロセス218は、可撓性基板組立体を洗浄する作業733を含む。ある例においては、可撓性基板組立体はヘキサンで洗浄される。ヘキサンは、可撓性基板組立体を回転させ、保護材料上にヘキサンを噴霧することによって塗布することができる。保護材料が洗浄された後、キャリア基板の露出面及び/又は端部は、ヘキサンを用いて清浄に拭き取られる。
Next, the
図7の手順218は、架橋性接着剤を硬化させる作業734に続く。同じ又は異なる実施形態において、架橋性接着剤はUV硬化される。例えば、可撓性基板組立体は、UV光に約15〜25秒間室温で露光して、架橋性接着剤を硬化させることができる。ある実施形態においては、架橋性接着剤は、約320nm(ナノメートル)〜約390nmの範囲のUV光範囲で約75mW/cm2(ミリワット/平方センチメートル)の強度を有するUV光で硬化させることができる。Torrington,ConnecticutのDymax Corporationにより製造されたDymax 2000−EC UV Curing Flood Lampを架橋性接着剤の硬化に使用することができる。
種々の例において、架橋性接着剤は、作業736においてベークする間に熱硬化する。ある例においては、架橋性接着剤の端部はUV硬化し、架橋性接着剤の残りの部分は作業736のベーク中に熱硬化する。
In various examples, the crosslinkable adhesive is thermally cured during baking at
続いて、図7のプロセス218は、可撓性基板組立体から保護材料を除去する作業735を含む。ある例においては、保護材料は、ピンセットを使用してゆっくりと除去することができる。除去プロセス中、可撓性基板のキャリア基板からの層間剥離を防止するために、保護材料はできるだけ平坦に維持される。別の例においては、保護材料はUV光によって除去可能となりうる。これらの例においては、UV光中に保護材料の粘着性が失われる。図10は、第1の実施形態による、保護材料を可撓性基板組立体から除去した後の可撓性基板組立体540の断面図を示す。
Subsequently, the
次に、図7のプロセス218は、可撓性基板組立体をベークする作業736を含む。可撓性基板組立体のベークは、可撓性基板の歪み、そり、及びたわみの軽減に有用となりうる。ある実施形態においては、ベークによって接着剤を硬化させることもできる。
Next, the
ある例においては、可撓性基板組立体は、真空ベークプロセスを使用してベークすることができる。例えば、可撓性基板組立体の入ったオーブン中の温度を、2〜3時間で約160℃〜約190℃に上昇させることができる。可撓性基板組立体は、180℃及び約1mTorr〜約10mTorrの圧力で約50分〜70分ベークすることができる。次にオーブン中の温度を約90℃〜115℃の間まで下げることができ、可撓性基板組立体を更に約7時間〜約9時間ベークすることができる。別のベークプロセスを使用することもできる。ベークプロセスの終了後、可撓性基板組立体は洗浄され、約90℃〜110℃のオーブンに最短で約2時間入れられる。 In some examples, the flexible substrate assembly can be baked using a vacuum baking process. For example, the temperature in the oven containing the flexible substrate assembly can be raised to about 160 ° C. to about 190 ° C. in a few hours. The flexible substrate assembly may be baked at 180 ° C. and a pressure of about 1 mTorr to about 10 mTorr for about 50 to 70 minutes. The temperature in the oven can then be lowered to between about 90 ° C. and 115 ° C., and the flexible substrate assembly can be baked for an additional about 7 hours to about 9 hours. Another baking process can be used. After completion of the bake process, the flexible substrate assembly is cleaned and placed in an oven at about 90 ° C. to 110 ° C. for a minimum of about 2 hours.
可撓性基板組立体をベークした後、プロセス218が完了し、従って手順110も完了する。本明細書に記載のような手順110、及び同様の手順によって、歪みのない、又は少なくとも最小限の歪み(例えばWilmington,MassachusettsのAzores Corporation製造のAzores 5200のほぼ検出限界)を有する可撓性基板上に1つ以上の電気部品の製造が可能となる。可撓性基板上に電気部品を製造する従来技術方法では、取り扱いの誤り、フォトリソグラフィの位置合わせ誤差、及びライン/層の欠陥が生じうる顕著な歪みの問題が発生する。
After baking the flexible substrate assembly,
再び図1を参照すると、方法100は、半導体素子を提供する手順120を含む。図11は、第1の実施形態による半導体素子を提供する手順120を示すフローチャートである。
Referring again to FIG. 1, the
図11の手順120は、1つ以上の第1の半導体素子を提供するプロセス1112を含む。図12は、第1の実施形態による1つ以上の第1の半導体素子を提供するプロセス1112を示すフローチャートである。
The
図12のプロセス1112は、ゲート金属層を提供する作業1211を含む。図13は、第1の実施形態によるゲート金属層を提供した後の半導体デバイス1350の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図29に見ることができるように、デバイス構築領域の断面図は、線「a」における半導体デバイス1350の一部の断面図である。デバイス構築断面図は、a−Siコンタクト領域2980及びビア領域2982の断面図を含む。更に、図14は、第1の実施形態によるゲート金属層の提供後の半導体デバイス1350の一例のゲートコンタクト構築領域の断面図を示す。図29に見ることができるように、ゲートコンタクト構築領域の断面図は、線「b」における半導体デバイス1350の一部の断面図である。ゲートコンタクト構築断面図は、ゲートコンタクト領域2981の断面図を含む。図29は単なる例であり、本明細書において提供される実施形態に限定されるものではない。
図13及び14を参照すると、例えば、厚さ約0.30μmの窒化ケイ素パッシベーション層1352が、可撓性基板組立体540の上方に提供される。窒化ケイ素パッシベーション層1352は、可撓性基板組立体540の可撓性基板450(図10)の上方に提供することができる。ある実施形態においては、窒化ケイ素パッシベーション層1352を堆積する前に、可撓性基板450をベークすることができる。
Referring to FIGS. 13 and 14, for example, a silicon
更に、パターン化された金属ゲート1353を窒化ケイ素パッシベーション層1352の上方に提供することができる。パターン化された金属ゲート1353はモリブデンを含むことができる。ある例においては、モリブデンの約0.15μmの層を窒化ケイ素パッシベーション層1352の上方に堆積し、次にパターンエッチングを行って、パターン化された金属ゲート1353を形成することができる。例えば、モリブデンは、スパッタリングによって窒化ケイ素パッシベーション層1352の上方に堆積することができる。ある例においては、モリブデンは、Rockleigh,New JerseyのKDF Electronic,Inc.製造のKDF 744を使用して堆積することができる。同じ又は異なる例において、パターン化された金属ゲート1353は、Santa Clara,CaliforniaのApplied Materials,Inc.製造のAMAT 8330を使用してエッチングすることができる。
Further, a patterned
続いて、図12のプロセス1112は、活性スタックを提供する作業1212を含む。図15及び16は、第1の実施形態による活性スタックの提供後の半導体デバイス1350の一例を示す。
Subsequently, the
図15及び16を参照すると、例えばパターン化された金属ゲート層1353及び窒化ケイ素パッシベーション層1352の上方に、窒化ケイ素ゲート誘電体1554を形成することができる。図15を参照すると、例えば、半導体デバイス1350のデバイス構築領域で、パターン化された非晶質シリコン(a−Si)層1555を窒化ケイ素ゲート誘電体1554の上方に提供することができ、パターン化された窒化ケイ素の金属間誘電体(IMD)層1556をa−Si層1555の上方に提供することができる。
With reference to FIGS. 15 and 16, a silicon nitride gate dielectric 1554 can be formed, for example, over the patterned
ある例においては、図15及び16に示されるように、プラズマ強化化学気相堆積(PECVD)によって、窒化ケイ素ゲート誘電体1554を、半導体デバイス1350の金属ゲート層1353及び窒化ケイ素パッシベーション層1352の上方に堆積することができる。同じ又は異なる例において、窒化ケイ素ゲート誘電体1554は約0.30μmの厚さであってよい。
In one example, as shown in FIGS. 15 and 16, silicon
図15を参照すると、一例として、PECVDによってa−Si層1555を窒化ケイ素ゲート誘電体1554の上方に堆積することができる。同じ又は異なる例において、a−Si層1555は約0.08μmの厚さであってよい。
Referring to FIG. 15, by way of example, an
また、一例として、PECVDによって窒化ケイ素IMD層1556をa−Si層1555の上方に堆積することができる。同じ又は異なる例において、窒化ケイ素IMD層1556は約0.10μmの厚さであってよい。
As an example, a silicon
ある例においては、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556のすべては、Santa Clara,CaliforniaのApplied Materials,Inc.製造のAMAT P5000を用いたPECVDによって堆積することができる。同じ又は異なる例において、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556が半導体デバイス1350に堆積される温度は約180℃を超える。例えば、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556が半導体デバイス1350上に堆積される温度は約180℃〜約250℃である。一例として、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556が半導体デバイス1350上に堆積される温度は約188℃〜約193℃である。更に、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556の半導体デバイス1350上への堆積は、ほぼ真空で行うことができる。
In one example, silicon
窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556を半導体デバイス1350の上方に堆積した後、得られた層をエッチングすることができる。例えば、窒化ケイ素は、10:1緩衝酸化物エッチング(BOE)を使用してエッチングすることができる。更に、a−Si層1555はAMAT 8330を使用してエッチングすることができる。ある例においては、窒化ケイ素IMD層1556及びa−Si層1555がエッチングされることで、a−Si層1555が露出し、即ち、a−Si層1555は窒化ケイ素IMD層1556によって完全には覆われなくなる。
After the silicon
次に、図12のプロセス1112は、メサパッシベーション層を提供する作業1213を含む。図17及び18は、第1の実施形態によるメサパッシベーション層を提供した後の半導体デバイス1350の一例を示す。
Next, the
図17を参照すると、一例として、半導体デバイス1350のデバイス構築領域中で、メサパッシベーション層1757が、半導体デバイス1350の窒化ケイ素ゲート誘電体1554、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556の上方に堆積される。メサパッシベーション層1757は窒化ケイ素を含むことができる。メサパッシベーション層1757は、a−Si層1555の上方に堆積して、a−Si層1555の表面を不活性化及び/又は封入し、それによってa−Si層1555の表面の汚染を防止し、a−Si層1555の表面に沿った漏れ電流を減少させることができる。図18を参照すると、一例として、半導体デバイス1350のゲートコンタクト構築領域中で、メサパッシベーション層1757を窒化ケイ素ゲート誘電体1554の上方に堆積することができる。
Referring to FIG. 17, as an example, in the device construction region of
メサパッシベーション層1757は、PECVDによって半導体デバイス1350の上方に堆積することができる。一例として、メサパッシベーション層1757は約0.10μmの厚さであってよい。同じ又は異なる例において、メサパッシベーション層1757は、AMAT P5000を用いてPECVDにより堆積することができる
A
続いて、図12のプロセス1112は、1つ以上のメサパッシベーション層のポストエッチングを行う作業1214を含む。図19及び20は、1つ以上のメサパッシベーション層のポストエッチングを行った後の半導体デバイス1350の断面図を示す。例えば、図20は、コンタクトゲートエッチングを半導体デバイス1350のゲートコンタクト構築域中で行った後の半導体デバイス1350を示す。同じ又は異なる例において、図19は、半導体デバイス1350のデバイス構築域中でコンタクトa−Siエッチングを行った後の半導体デバイス1350を示す。
Subsequently, the
半導体デバイス1350のゲートコンタクト構築域のコンタクトゲートエッチングによって、窒化ケイ素をエッチング除去することができる。例えば、コンタクトゲートエッチングによって、メサパッシベーション層1757及び窒化ケイ素ゲート誘電体1554をエッチング除去することができる。多くの例において、窒化ケイ素ゲート誘電体1554の下にある金属ゲート層1353は、エッチングプロセスのエッチング停止層として機能する。コンタクトゲート構築域のコンタクトゲートエッチングは、Petaluma,CaliforniaのTegal Corporation製造のTegal 903中で行うことができる。コンタクトゲートエッチングの後、ゲートコンタクト2091が半導体デバイス1350上に形成される。ゲートコンタクト2091は図29のゲートコンタクト領域2981に対応する。
Silicon nitride can be etched away by contact gate etching of the gate contact build area of the
半導体デバイス1350のデバイス構築域のコンタクトa−Siエッチングによって、窒化ケイ素をエッチング除去することができる。例えば、コンタクトa−Siエッチングによって、メサパッシベーション層1757及び窒化ケイ素IMD層1556をエッチング除去することができる。窒化ケイ素層は10:1BOEを使用してエッチングすることができる。窒化ケイ素層1556の下のa−Si層1555は、エッチングプロセスのエッチング停止層として機能することができる。コンタクトa−Siエッチング後、a−Siコンタクト1990が半導体デバイス1350上に形成される。a−Siコンタクト1990は、図29のa−Siコンタクト領域2980に対応する。この実施形態において、コンタクトa−Siエッチング及びコンタクトゲートエッチングは、別のエッチングマスクを使用して別々にエッチングすることができる。
Silicon nitride can be etched away by contact a-Si etching in the device construction area of the
作業1214の後、図12のプロセス1112は完了する。図11を参照すると、手順120は、1つ以上のコンタクト素子を提供するプロセス1113に続く。図21は、プロセス1113が完了した後の半導体デバイス1350の一例のデバイス構築域の断面図を示す。更に、図22は、プロセス1113が完了した後の半導体デバイス1350の一例のゲートコンタクト構築域の断面図を示す。
After
図21に示される例において、メサパッシベーション層1757、a−Si層1555、及び窒化ケイ素IMD層1556の一部の上方に、N+a−Si層2159が提供されている。図21に示されるように、拡散障壁2158がN+a−Si層2159の上方に提供され、金属層2160が拡散障壁2158の上方に提供されている。同様に、図22の例において、メサパッシベーション層1757、窒化ケイ素ゲート誘電体1554、及びゲート金属層1353の一部の上方に、N+a−Si層2159が提供されている。また、図22に示されるように、拡散障壁2158がN+a−Si層2159の上方に提供され、金属層2160が拡散障壁2158の上方に提供されている。
In the example shown in FIG. 21, an N +
N+a−Si層2159は、PECVDによって提供することができる。一例として、N+a−Si層2159は約0.05μmの厚さであってよい。同じ又は異なる例において、N+a−Si層2159は、AMAT P5000を用いてPECVDにより堆積することができる。
The N +
一例として、拡散障壁2158はタンタル(Ta)を含むことができる。同じ又は異なる例において、金属層2160はアルミニウム(Al)を含むことができる。拡散障壁2158は、金属層2160からの原子の移動の防止、例えば、Al原子のN+a−Si層2159、続いてa−Si層1555への拡散の防止に役立てることができる。拡散障壁2158及び金属層2160は、スパッタリングによってN+a−Si層2159の上方に堆積することができる。ある例においては、拡散障壁2158及び金属層2160は、KDF 744を用いて堆積することができる。
As an example, the
N+a−Si層2159、拡散障壁2158、及び金属層2160を半導体デバイス1350上に堆積した後、これら3つの層のエッチングを行う。一例として、3つの層は、AMAT 8330を用いてエッチングすることができる。ある例においては、N+a−Si層2159、拡散障壁2158、及び金属層2160は、3つすべての層で1つの処方を用いてエッチングされる。一例として、N+a−Si層2159、拡散障壁2158、及び金属層2160は、約140sccm(標準立方センチメートル/分)の流量の三塩化ホウ素(BCl3)、及び約10sccmの流量の塩素ガス(Cl2)を約20mTorrの圧力で1分45秒使用することでエッチングされる。次に、Cl2を30sccmまで増加させながら、圧力を10mTorrまで15分間低下させる。次に、BCl3の流量を30sccmまで増加させ、圧力を15mTorrまで増加させる。最後に、BCl3及びCl2の流量を0にして、酸素(O2)を50mTorrの圧力で50sccmにおいて60分間供給する。
After the N +
種々の実施形態において、手順120は、ベース誘電体材料を提供するプロセス1198を含むことができる。ベース誘電体材料は、スピンオン誘電体材料の場合は均一表面(例えばぬれ層)を得ることができる(例えば、誘電体層2461(図24))。ある例においては、ベース誘電体材料は、酸化ケイ素又は窒化ケイ素を含むことができる。多くの例において、ベース誘電体材料は、後述のような第2の誘電体材料を得るために使用されるプロセス(即ち、プロセス1117)と類似又は同一のプロセスを使用して得ることができる。別の実施形態においては、手順120は、ベース誘電体材料を提供するステップを含まない。
In various embodiments, the
続いて、手順120は、第1の誘電体材料を提供するプロセス1114を含む。第1の誘電体材料は、プロセス1113の1つ以上のコンタクト素子の上方に提供することができる。ある例においては、第1の誘電体材料は、有機シロキサン系誘電体材料、オルガノシロキサン誘電体材料、及び/又はシロキサン系誘電体材料であってよい。種々の実施形態において、第1の誘電体材料は有機材料であってよい。有機シロキサン系誘電体材料を使用することで、非有機シロキサン系誘電体材料よりも厚い膜及び可撓性の高い膜を得ることができる。ある例においては、第1の誘電体材料は、中間層誘電体として使用することができる。別の例においては、第1の誘電体材料は層内誘電体として使用することができる。
Subsequently, the
表1は、一実施形態によるプロセス1114における第1の誘電体材料として使用できる誘電体材料の一例の性質を示す。
Table 1 illustrates exemplary properties of a dielectric material that can be used as the first dielectric material in
表1中に使用されている場合、膜厚は、表中の他の性質を示す誘電体材料の所望の厚さを意味する。透過率は、誘電体材料を透過する光のパーセント値を意味する。平坦化は、誘電体材料の平坦化度(DOP)を意味する。プラズマ誘起損傷に対する抵抗性は、この膜を損傷しないプラズマを示す。付着性は、誘電体材料が少なくともこれらの他の材料と結合できることを意味する。ガス放出は、誘電体材料のガス放出圧力、又は誘電体材料がガスを放出する速度を意味することができる。吸湿は、誘電体材料が水分を吸収する割合を意味することができる。供給装置は、誘電体材料の塗布に使用できる装置を意味する。 When used in Table 1, film thickness means the desired thickness of the dielectric material exhibiting other properties in the table. Transmittance means the percentage of light that passes through the dielectric material. Planarization means the degree of planarization (DOP) of the dielectric material. Resistance to plasma-induced damage indicates a plasma that does not damage this film. Adhesive means that the dielectric material can be bonded to at least these other materials. Outgassing can mean the outgassing pressure of the dielectric material, or the rate at which the dielectric material releases gas. Moisture absorption can mean the rate at which the dielectric material absorbs moisture. A supply device refers to a device that can be used to apply a dielectric material.
表2は、一実施形態によるプロセス1114における第1の誘電体材料として使用できる誘電体材料の第2の例の性質を示す。
Table 2 illustrates properties of a second example of a dielectric material that can be used as the first dielectric material in
表2に使用されているように、エッチング化学は、誘電体材料のエッチングに使用できるエッチング化学を意味する。エッチング速度は、そのエッチング化学を使用した場合の誘電体材料の最低エッチング速度である。特徴の大きさは、誘電体材料を用いて形成される素子又は特徴の最小サイズを意味する。破壊電圧は、誘電体材料が導体として機能し始める単位長さ当たりの電圧である。耐熱性は、不安定となるまでに材料が耐えることができる最低温度である。 As used in Table 2, etch chemistry refers to etch chemistry that can be used to etch dielectric materials. The etch rate is the minimum etch rate of the dielectric material using that etch chemistry. Feature size refers to the minimum size of an element or feature formed using a dielectric material. The breakdown voltage is a voltage per unit length at which the dielectric material starts to function as a conductor. Heat resistance is the lowest temperature that a material can withstand before becoming unstable.
図23は、第1の誘電体材料を提供するプロセス1114の一例を示す。種々の実施形態において、第1の誘電体材料はスピンオン誘電体であってよい。従って、これらの例において、誘電体は、第1の誘電体材料を第1の金属層及び種々の窒化ケイ素層の上方にスピンコーティングすることによって半導体デバイスに塗布することができる。種々の実施形態において、第1の誘電体材料の塗布は、West Chester,OhioのRite Track,Inc.より入手可能なRite Track 8600中で行うことができる。
FIG. 23 illustrates an example of a
図23を参照すると、プロセス1114は、半導体デバイスを第1の所定の速度で回転させる作業2330を含むことができる。ある例においては、第1の所定のスピン速度は約500rpm〜約2000rpmの間である。同じ又は異なる実施形態において、第1の所定の速度は約1000rpmである。
Referring to FIG. 23,
続いて、プロセス1114は、第1の誘電体材料を供給する作業2331を含むことができる。ある例においては、基板を第1の所定の速度で回転させながら、第1の誘電体材料を基板の上方に供給する。ある例においては、シリンジを用いて第1の誘電体材料を供給することができる。基板が直径6インチのウエハの場合、約4mL(ミリリットル)を半導体デバイスの上方に供給することができる。ある例においては、供給中のシリンジ先端の圧力は約15kPaであってよい。同じ又は異なる実施形態において、シリンジによって第1の誘電体材料を供給した後、シリンジは約1kPaの吸引背圧を有する。シリンジの吸引背圧によって、供給プロセスの完了後にシリンジから更なる量の第1の誘電体材料がしたたり落ちるのが防止される。6インチウエハの場合、供給プロセスは約3秒を要する。作業2331が完了するまで、半導体デバイスを第1の所定の速度で回転させる。
Subsequently, the
種々の実施形態において、動的供給方法が使用される。即ち、基板を回転させながら、第1の誘電体材料が供給される。ある例においては、第1の誘電体材料は基板の中央に供給される。別の例においては、供給プロセスの開始時に、シリンジを基板の中央の上方に配置し、基板の中央から基板の端まで約30〜約60ミリメートル/秒の一定速度で移動させながら、基板を回転させる。別の実施形態においては、静的供給方法が使用される。即ち、供給プロセス中、基板を回転させない。 In various embodiments, a dynamic delivery method is used. That is, the first dielectric material is supplied while rotating the substrate. In some examples, the first dielectric material is provided in the center of the substrate. In another example, at the beginning of the dispensing process, the syringe is placed above the center of the substrate and rotated while moving from the center of the substrate to the edge of the substrate at a constant speed of about 30 to about 60 millimeters / second. Let In another embodiment, a static delivery method is used. That is, the substrate is not rotated during the supply process.
次に、プロセス1114は、半導体デバイスの速度を第1の所定の速度から第2の所定の速度に増加させる作業2332を含む。ある例においては、第2の所定のスピン速度は約2000rpm〜約4000rpmの間である。同じ又は異なる実施形態において、第2の所定の速度は約2600rpmである。半導体デバイスを約2600rpmの第2の所定の速度で約30秒間回転させることで、半導体デバイスの表面上に約2μmの厚さで第1の誘電体材料を分散させることができる。異なる厚さの第1の誘電体材料は、異なる第2の所定の速度を使用することで実現できる。
Next, the
図30は、第1の誘電体材料の厚さ対半導体材料スピン速度(即ち速度)を示す。 FIG. 30 shows the thickness of the first dielectric material versus the semiconductor material spin speed (ie, speed).
プロセス1114は、エッジビード除去を行う作業2333を更に含むことができる。ある例においては、作業2331及び2332の間、第1の誘電体材料は、基板の端部に向かう遠心力のために外側に流れ、半導体デバイス上面の端部で隆起部(即ちエッジビード)が形成される。エッジビードは乾燥すると、剥落して、半導体デバイスの欠陥が増加し、及び/又は製造存置が損傷することがある。従って、エッジビードは作業2333で除去される。ある例においては、作業2331及び2332に使用される装置は、エッジビード除去デバイスを含むことができる。ある例においては、基板端部周囲の第1の誘電体材料を除去するために、エッジビードに溶媒が噴霧される。ある例においては、半導体デバイスを第3の所定の速度で回転させながら、基板端部の約5〜約6ミリメートル内側に溶媒が噴霧される。ある例においては、基板の端部からの第1の誘電体材料を除去することは、第2の誘電体材料を第1の誘電体材料の上方に提供する場合に(図11のプロセス1117)、第1の誘電体材料の端部を第2の誘電体材料が覆うのにも役立つ。
ある例においては、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、又はその他のエッジビード除去溶媒を使用できる。ある例においては、エッジビード除去プロセス中、半導体デバイスを約1000rpmの第3の所定の速度で回転させる。ある例においては、半導体デバイスを第3の所定の速度で約30秒間回転させ、このときにビードエッジに溶媒が噴霧される。 In some examples, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), or other edge bead removal solvent can be used. In one example, the semiconductor device is rotated at a third predetermined speed of about 1000 rpm during the edge bead removal process. In one example, the semiconductor device is rotated at a third predetermined speed for about 30 seconds, at which time the bead edge is sprayed with solvent.
続いて、プロセス1114は、半導体デバイスの回転を停止させる作業2334に続く。半導体デバイスの回転を停止させた後、プロセス1114が完了する。
Subsequently,
再び図11を参照すると、手順120は、半導体デバイスをベークするプロセス1115を含む。ある例においては、半導体デバイスのベークは、プロセス1114の第1の誘電体材料、プロセス1113の1つ以上のコンタクト素子、プロセス1112の1つ以上の第1の半導体素子、及び手順110の基板のベークを含む。ベークの目的の1つは、エッジビードプロセスでの溶媒を蒸発させることである。半導体デバイスのベークは、平坦化度を増加させ、膜の欠陥を減少させ、第1の誘電体材料を架橋させることもできる。
Referring again to FIG. 11, the
種々の実施形態において、半導体デバイスのベークは、2つの連続するベークを用いて行われる。ベークプロセスは、ホットプレートを用いて大気圧で行うことができる。プロセス1115は、例えばRite Track 8800中で行うことができる。
In various embodiments, the semiconductor device is baked using two successive bake. The bake process can be performed at atmospheric pressure using a hot plate.
第1のベークは、約160℃で約60秒間のベークである。別の一例では、第1のベークは、約150℃で約60秒間のベークであってよい。第1のベークの終了後、ある例においては、半導体デバイスを約30秒間冷却した後、第2のベークを行う。半導体デバイスは、室温で(冷却板を使用せずに)冷却することができる。これらの例では半導体デバイスを冷却するが、その理由は、ハンドリングシステムは、半導体デバイスの取り扱いに、ポリテトラフルオロエチレン(例えば、Wilmington,DelawareのE.I.du Pont de Nemours and CompanyのTeflon(登録商標)材料)がコーティングされたチャックが使用されるからである。ポリテトラフルオロエチレンがコーティングされたチャックの上方に高温の半導体デバイスを置くと、チャックが損傷することがある。他の装置が使用される場合は、場合により冷却プロセスを省くことができる。 The first bake is a bake at about 160 ° C. for about 60 seconds. In another example, the first bake may be a bake at about 150 ° C. for about 60 seconds. After completion of the first bake, in one example, the semiconductor device is cooled for about 30 seconds and then a second bake is performed. The semiconductor device can be cooled at room temperature (without using a cooling plate). In these examples, the semiconductor device is cooled because the handling system handles polytetrafluoroethylene (eg, Teflon from EI du Pont de Nemours and Company in Wilmington, Delaware). This is because a chuck coated with (trademark) material) is used. Placing a hot semiconductor device over a polytetrafluoroethylene coated chuck can damage the chuck. If other devices are used, the cooling process can optionally be omitted.
半導体デバイスを冷却した後、半導体デバイスをホットプレート上で第2の時間ベークすることができる。ある実施形態においては、第2のベークは、約160℃よりも高温で約60秒であってよく、その理由は、160℃がPGMEAの沸点だからである。例えば、第1のベークが160℃で行われた場合、第2のベークは約170℃で約60秒間行うことができる。第1のベークが150℃で行われた場合、第2のベークは約200℃で約60秒間行うことができる。第2のベーク尾終了後、半導体デバイスを再び30秒間冷却することができる。別の実施形態においては、別の順序のベークを行うことができる。 After cooling the semiconductor device, the semiconductor device can be baked on the hot plate for a second time. In some embodiments, the second bake may be about 60 seconds above about 160 ° C. because 160 ° C. is the boiling point of PGMEA. For example, if the first bake is performed at 160 ° C., the second bake can be performed at about 170 ° C. for about 60 seconds. If the first bake is performed at 150 ° C., the second bake can be performed at about 200 ° C. for about 60 seconds. After the end of the second bake tail, the semiconductor device can be cooled again for 30 seconds. In another embodiment, a different order of baking can be performed.
ベークの終了後、手順120の次のプロセスは、第1の誘電体材料を硬化させるプロセス1116である。第1の誘電体材料の硬化によって、第1の誘電体材料の架橋を改善させることができる。ある例においては、硬化は、コンベクションオーブン中、窒素雰囲気において大気圧(即ち、ほぼ1気圧)で行うことができる。
After the bake is complete, the next process in
種々の例において、半導体デバイスをオーブンに入れることができる。その後、オーブン中の温度を約200℃まで上昇させることができ、半導体デバイスを約200℃で約1時間ベークすることができる。プロセス1114の第1の誘電体材料のガスの放出を最小限にするために、温度を約1〜2℃/分の速度で上昇させる。ベークの完了後、温度をゆっくりと(例えば、1〜2℃/分)室温まで低下させる。
In various examples, the semiconductor device can be placed in an oven. Thereafter, the temperature in the oven can be raised to about 200 ° C. and the semiconductor device can be baked at about 200 ° C. for about 1 hour. To minimize outgassing of the first dielectric material of
別の一実施形態においては、5つの別個のベークを有するベーク手順を使用することができる。第1のベークは、約60℃で約10分間のベークであってよい。室温から約60℃までの温度上昇時間は約10分である。約60℃におけるベーク後、約32分で約160℃まで温度を上昇させる。半導体デバイスを約160℃で約35分間ベークする。 In another embodiment, a bake procedure with 5 separate bake can be used. The first bake may be a bake at about 60 ° C. for about 10 minutes. The temperature rise time from room temperature to about 60 ° C. is about 10 minutes. After baking at about 60 ° C., the temperature is raised to about 160 ° C. in about 32 minutes. The semiconductor device is baked at about 160 ° C. for about 35 minutes.
次に、160℃のベークの後、コンベクションオーブンの温度を約10分で約180℃まで上昇させる。半導体デバイスを約180℃で約20分間ベークする。 Next, after baking at 160 ° C., the temperature of the convection oven is increased to about 180 ° C. in about 10 minutes. The semiconductor device is baked at about 180 ° C. for about 20 minutes.
180℃のベークの後、温度を約50分で約200℃まで上昇させる。半導体デバイスを約200℃で約60分間ベークする。最後に、このベーク手順中、オーブン中の温度を約70分間で約60℃まで低下させる。半導体デバイスを約60℃で約10分間ベークする。ベークの終了後、図11の手順120を進行させる前に、半導体デバイスをほぼ室温まで冷却する。半導体デバイスのベークは、1つ以上のコンタクト素子のアニールを促進することができる。
After baking at 180 ° C., the temperature is raised to about 200 ° C. in about 50 minutes. The semiconductor device is baked at about 200 ° C. for about 60 minutes. Finally, during this baking procedure, the temperature in the oven is reduced to about 60 ° C. in about 70 minutes. The semiconductor device is baked at about 60 ° C. for about 10 minutes. After the bake is completed, the semiconductor device is cooled to approximately room temperature before proceeding with the
続いて、手順120は、第2の誘電体材料を提供するプロセス1117を含む。ある例においては、第2の誘電体材料を提供するステップは、第2の誘電体材料をオルガノシロキサン誘電体層(即ち、プロセス1114の第1の誘電体材料)の上方に堆積するステップを含むことができる。ある例においては、第2の誘電体材料は窒化ケイ素を含むことができる。同じ又は異なる例において、第2の誘電体材料は、オキシ窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化ケイ素、及び/又は二酸化ケイ素(SiO2)を含むことができる。ある例においては、低温PECVDプロセスを使用して第2の誘電体材料を堆積することができる。ある例においては、第2の誘電体材料を提供するステップの一部として、第1の誘電体材料が第2の誘電体材料で覆われる。ある例においては、第1の誘電体材料の端部を第2の誘電体材料で覆うことができ、そのため第1の誘電体材料は、後の酸素(O2)プラズマアッシングに曝露しない。ある例においては、酸素プラズマアッシングによって第1の誘電体材料が劣化することがある。
Subsequently, the
第2の誘電体材料は約0.1μm〜約0.2μmの厚さで堆積することができる。第2の誘電体材料は、後のエッチングから第1の誘電体材料を保護するために堆積することができる。 The second dielectric material can be deposited with a thickness of about 0.1 μm to about 0.2 μm. A second dielectric material can be deposited to protect the first dielectric material from subsequent etching.
手順120の次のプロセスは、第2の誘電体材料の上方にマスクを提供するプロセス1118である。プロセス1118で使用されるマスクは、図11のプロセス1119のエッチング作業のエッチングマスクであってよい。
The next process in
ある例においては、プロセス1118は、シロキサン系誘電体層(即ち、プロセス1114の第1の誘電体材料)の上方にパターン化されたフォトレジストを塗布するステップ、又は有機シロキサン系誘電体(即ち、プロセス1114の第1の誘電体材料)の上のマスクをパターン化するステップを含むことができる。同様に、プロセス1118は、オルガノシロキサン誘電体層(即ち、プロセス1114の第1の誘電体材料)の上方にパターンされたマスクを提供するステップを含むことができる。
In one example,
ある例においては、マスクは、第1の誘電体材料及び第2の誘電体材料のエッチングされるべきでない1つ以上の部分を覆う。図11のプロセス1119のエッチングプロセス中にマスクを通過してエッチングされない厚さを有するマスクを提供することができる。ある例においては、マスクは約3.5μm又は約2.5μm〜約5.0μmの厚さを有することができる。
In certain examples, the mask covers one or more portions of the first dielectric material and the second dielectric material that are not to be etched. A mask having a thickness that is not etched through the mask during the etching process of
ある例においては、マスクはフォトレジストを含む。ある例においては、フォトレジストは、Luxembourg,LuxembourgのAZ Materials製造のAZ Electronic Materials MiR 900 Photoresistであってよい。ある例においては、フォトレジストは、Rite Track 8800を使用して第2の誘電体材料の上方にコーティングされる。例えば、半導体デバイスは、蒸気下塗りを行い、マスク(例えば、フォトレジスト)をスピンコーティングすることができる。半導体デバイスのコーティング後、半導体デバイスを約105℃で約60秒間ベークする。 In some examples, the mask includes a photoresist. In one example, the photoresist may be AZ Electronic Materials MiR 900 Photoistist manufactured by AZ Materials, Luxemburg, Luxemburg. In one example, the photoresist is coated over the second dielectric material using Rite Track 8800. For example, a semiconductor device can be vapor primed and a mask (eg, photoresist) spin coated. After coating the semiconductor device, the semiconductor device is baked at about 105 ° C. for about 60 seconds.
次に、半導体デバイスは、テンプレートと正確な位置に合わし、UV(紫外)光に露光して、マスク画像をテンプレートからマスクに転写する。マスクの露光後、半導体デバイスを約110℃で約90秒間ベークする。次にマスクを、標準的な現像化合物を有する約90秒間のパドルを用いて現像して、フォトレジストのUV光に露光していない部分を除去する。 Next, the semiconductor device is aligned with the template and is exposed to UV (ultraviolet) light to transfer the mask image from the template to the mask. After exposure of the mask, the semiconductor device is baked at about 110 ° C. for about 90 seconds. The mask is then developed using a paddle of about 90 seconds with a standard developing compound to remove portions of the photoresist not exposed to UV light.
現像終了後、第2の誘電体材料の上へのマスクの提供の残りの部分では、フォトレジストリフロープロセスをマスク上で行う。フォトレジストリフローは、フォトレジストの現像後にマスクを加熱して、フォトレジストを少なくとも半流動体にして流動させるプロセスである。 After development is complete, a photo-registry flow process is performed on the mask for the remainder of the provision of the mask over the second dielectric material. Photoregistry flow is a process in which a mask is heated after development of the photoresist to cause the photoresist to flow into at least a semi-fluid.
ある例においては、半導体デバイスを約140℃で約60秒間ベークする。このフォトレジストリフロープロセスは、マスク端部の鮮明さが低下し、従って図11のプロセス1119のエッチングの場合、第1の誘電体及び第2の誘電体中のビアの側面が傾斜を有する。ある例においては、傾斜の大きさは、水平から約30度の角度となる。
In one example, the semiconductor device is baked at about 140 ° C. for about 60 seconds. This photo-registry flow process reduces the sharpness of the mask edge so that, in the case of the
次に、手順120は、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料をエッチングするプロセス1119を含む。ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料をエッチングして、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料の中にビアを形成する。
Next, the
ある例においては、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料は、同じエッチングマスクを使用して同じプロセス中でエッチングされる。別の例においては、第1の誘電体材料は第1のプロセスでエッチングされ、第2の誘電体は第2のプロセスでエッチングされ、ベース誘電体は第3のプロセスでエッチングされる。 In some examples, the base dielectric material, the first dielectric material, and the second dielectric material are etched in the same process using the same etch mask. In another example, the first dielectric material is etched in a first process, the second dielectric is etched in a second process, and the base dielectric is etched in a third process.
これらの別の例では、マスクをベース誘電体材料に取り付けることができ;ベース誘電体材料をエッチングすることができ;図11のプロセス1114で第1の誘電体材料が提供される前に、マスクを除去することができる。続いて、マスクを第1の誘電体材料に取り付けることができ;第1の誘電体材料をエッチングすることができ;図11のプロセス1118で第2の誘電体材料を提供する前に、マスクを除去することができる。次に、マスクを第2の誘電体材料に取り付けることができ、第2の誘電体材料をエッチングすることができる。別の一例においては、プロセス1118のマスクを用いて第2の誘電体材料をエッチングすることができ;そのマスクを除去することができ;パターン化された第2の誘電体材料を、第1の誘電体材料のパターン化のためのマスクとして使用することができる。
In these other examples, the mask can be attached to the base dielectric material; the base dielectric material can be etched; before the first dielectric material is provided in
多くの実施形態においては、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料はプラズマエッチングされる。異なる実施形態の同じものにおいて、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料は反応性イオンエッチング(RIE)される。ある例においては、ベース誘電体材料、第1の誘電体材料、及び第2の誘電体材料はフッ素系エッチャントでエッチングされる。ある例においては、エッチャントは、トリフルオロメタン(CHF3)、六フッ化硫黄(SF6)、又はその他のフッ素系エッチャントであってよい。 In many embodiments, the base dielectric material, the first dielectric material, and the second dielectric material are plasma etched. In the same of different embodiments, the base dielectric material, the first dielectric material, and the second dielectric material are reactive ion etched (RIE). In one example, the base dielectric material, the first dielectric material, and the second dielectric material are etched with a fluorine-based etchant. In some examples, the etchant may be trifluoromethane (CHF 3 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), or other fluorine-based etchant.
ベース誘電体材料が存在しない(即ち、プロセス1198が省略される)一部の例では、第1の材料は前述のオルガノシロキサン誘電体材料であってよく、第2の材料は窒化ケイ素であってよい。これらの例においては、第1の誘電体材料及び第2の誘電体材料は、六フッ化硫黄(SF6)を用いて約4分間RIEエッチングすることができる。六フッ化硫黄がエッチャントとして使用される場合、エッチングは1:2の六フッ化硫黄対酸素(O2)比のプラズマチャンバー中で行うことができる。
In some examples where the base dielectric material is not present (ie,
六フッ化硫黄による第1の誘電体材料及び第2の誘電体材料のエッチング速度は、ほぼ同じである(即ち、約0.5μm/分)。しかし、第2の誘電体材料のエッチング速度は、第1の誘電体材料よりもわずかに速い。ある例においては、エッチング中のプラズマチャンバー中の圧力は約50mTorr〜約400mTorrである。RIEエッチングは、Petaluma,CaliforniaのTegal Corporation製造のTegal 901中で行うことができる。 The etch rates of the first dielectric material and the second dielectric material with sulfur hexafluoride are approximately the same (ie, about 0.5 μm / min). However, the etch rate of the second dielectric material is slightly faster than the first dielectric material. In one example, the pressure in the plasma chamber during etching is between about 50 mTorr and about 400 mTorr. RIE etching can be performed in Tegal 901 manufactured by Tegal Corporation of Petaluma, California.
第2の誘電体材料は第1の誘電体材料の前にエッチングすることができ;第1の誘電体材料はベース誘電体材料の前にエッチングすることができる。多くの例において、ベース誘電体材料の下にある金属層は、エッチングプロセスのエッチング停止層として機能する。六フッ化硫黄がエッチャントとして使用される場合、金属層はアルミニウムであってよい。この実施形態において、金属層がモリブデン及びタンタルであることはできないが、その理由は、六フッ化硫黄がこれら2種類の金属をエッチングするからである。異なる一実施形態においては、上にある第2の誘電体層のエッチングが時間差のあるエッチングの場合に、金属層はモリブデン及び/又はタンタルを含むことができる。 The second dielectric material can be etched before the first dielectric material; the first dielectric material can be etched before the base dielectric material. In many instances, the metal layer underlying the base dielectric material functions as an etch stop layer for the etching process. If sulfur hexafluoride is used as the etchant, the metal layer may be aluminum. In this embodiment, the metal layer cannot be molybdenum and tantalum because sulfur hexafluoride etches these two metals. In a different embodiment, the metal layer can comprise molybdenum and / or tantalum when the etching of the overlying second dielectric layer is a time lag etch.
一部の例では、緩衝酸化物エッチング(BOE)及び塩素系エッチャントを使用できないが、その理由は、第1の誘電体材料がオルガノシロキサン誘電体材料を含む場合、それらによってエッチングされないからである。図24は、エッチベース誘電体材料2499、第1の誘電体材料2461、及び第2の誘電体材料2462のエッチング後の半導体デバイス1350の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図11のプロセス1119の後、図24に示されるように半導体デバイス1350はビア2463を含むことができる。ビア2463は、図29のビア領域2982に対応する。第2の誘電体層2462の上のマスクは図24に示されていない。
In some examples, buffered oxide etch (BOE) and chlorinated etchants cannot be used because if the first dielectric material includes an organosiloxane dielectric material, it will not be etched by them. FIG. 24 illustrates a cross-sectional view of an example device building region of a
再び図11を参照すると、手順120の次のプロセスは、マスクを除去するプロセス1120である。ある例においては、マスク(例えば、フォトレジスト)を110℃未満の温度でアッシングすることでマスクが除去される。マスクが110℃を超える温度でアッシングされると、第1の誘電体材料に亀裂が生じる場合がある。従って、ある例においては、マスクのアッシングは約70℃〜約90℃の範囲内の温度で行われる。同じ又は異なる例において、マスクのアッシングは約77℃〜約84℃の範囲内の温度で行われる。
Referring again to FIG. 11, the next process in
アッシングは約300mTorr以下の圧力で行うことができる。アッシングプロセス中、約50sccmの速度で酸素(O2)をチャンバー内に流すことができる。種々の例において、アッシング手順はTegal 901中で行うことができる。マスクのアッシング後、半導体デバイスを脱イオン水で洗浄し、スピン乾燥することができる。ある例においては、洗浄はクイックダンプリンス装置(quick dump rinser)中で行うことができ、乾燥はスピンリンス乾燥機中で行うことができる。 Ashing can be performed at a pressure of about 300 mTorr or less. During the ashing process, oxygen (O 2 ) can be flowed into the chamber at a rate of about 50 sccm. In various examples, the ashing procedure can be performed in Tegal 901. After ashing the mask, the semiconductor device can be washed with deionized water and spin dried. In one example, the cleaning can be performed in a quick dump rinser and the drying can be performed in a spin rinse dryer.
別の例においては、湿式ストリップを使用してフォトレジストを除去することができる。ある実施形態においては、N−メチルピロリジノン(NMP)系ストリッパーを使用できる。 In another example, a wet strip can be used to remove the photoresist. In some embodiments, an N-methylpyrrolidinone (NMP) based stripper can be used.
図21の手順120の次のプロセスは、1つ以上の第2の半導体素子を提供するプロセス1121である。1つ以上の第2の半導体素子の例としては、第2の金属層、インジウムスズ酸化物(ITO)層、及び窒化ケイ素層を挙げることができる。
21 is a
一例として、図25は、第2の金属層2564及びITO層2565を提供した後の半導体デバイス1350の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。第2の金属層2564は、第2の誘電体材料2462の上、及びビア2463の少なくとも一部の中に堆積することができる(図24)。第2の金属層2564は、モリブデンを含むことができ、約0.15μmの厚さであってよい。ある例においては、第2の金属層2564は、KDF 744を用いてスパッタリングによって堆積することができる。
As an example, FIG. 25 shows a cross-sectional view of an example device building region of a
ITO層2565は、第2の金属層2564の上方に堆積することができる。ITO層2565は、インジウムスズ酸化物を含むことができ、約0.05μmの厚さであってよい。ある例においては、ITO層は、KDF 744を用いてスパッタリングによって堆積することができる。
An
ある例においては、第2の金属層2564はパターンエッチングされる。次にITO層2565を第2の金属層2564の上方に堆積して、次にパターンエッチングすることができる。一例として、第2の金属層2564及びITO層2565はAMAT 8330を用いてエッチングすることができる。
In one example, the
図26は、窒化ケイ素層2666を提供した後の半導体デバイス350の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。窒化ケイ素層2666は、ITO層2565の上似た移籍することができ、約0.10μmの厚さであってよい。ある例においては、窒化ケイ素層2666は、AMAT P5000を用いてPECVDにより堆積することができる。同じ又は別の例において、窒化ケイ素層2666は、Tegal 901を使用し、ITO層2565を停止層として使用してエッチングすることができる。
FIG. 26 shows a cross-sectional view of an example device build region of a semiconductor device 350 after providing a
プロセス1121の後、手順120が完了する。図1を参照すると、方法100の次の手順は、可撓性基板に結合した半導体素子を含む可撓性基板をキャリア基板から取り外す手順130である。ある例においては、可撓性基板をキャリア基板から手で剥離することによって、可撓性基板をキャリア基板から取り外すことができる。
After
別の一実施形態を参照すると、図27は、可撓性基板を平坦化する方法2700の一例を示す。同じ又は異なる実施形態においては、方法2700は、オルガノシロキサン誘電体材料をエッチングする方法と見なすことができる。方法2700は、有機シロキサン系誘電体をエッチングする方法、又はシロキサン系誘電体材料をエッチングする方法と見なすこともできる。方法2700は単なる例であり、本明細書において提供される実施形態に限定されるものではない。本明細書において明確に示されず説明されない多くの異なる実施形態又は例で方法2700を使用することができる。
Referring to another embodiment, FIG. 27 shows an example of a
図27を参照すると、方法2700は、手順2711を含む。手順2711は、図2のプロセス211と類似又は同一のものであってよい。基板は、図4の基板450と類似又は同一のものであってよい。更に別の実施形態においては、手順2711は図1の方法110と類似又は同一のものであってよく、基板は、可撓性基板組立体540の一部となることができる基板450と類似又は同一のものであってよい。
Referring to FIG. 27,
方法2700は、第1の誘電体材料を提供する手順2712に続くことができる。ある例においては、第1の誘電体材料は、図24の第2の誘電体材料2462及び図11のプロセス1117と類似又は同一のものであってよい。例えば、第2の誘電体材料2462は、約0.1μm〜約0.2μmの厚さを有する窒化ケイ素層を含むことができる。
The
方法2700の次の手順は、第2の誘電体材料を提供する手順2713である。第2の誘電体材料は、図24第1の誘電体材料2461と類似又は同一のものであってよい。手順2713は、図1のプロセス1114と類似又は同一のものであってよい。
The next procedure in
方法2700は、第2の誘電体材料をベークする手順2714に続く。ある例においては、手順2714は、図11のプロセス1115と類似又は同一のものであってよい。
The
続いて、方法2700は、第2の誘電体材料を硬化させる手順2715を含む。ある例においては、手順2715は、図11のプロセス1116と類似又は同一のものであってよい。
Subsequently, the
別の例においては、コンベクションオーブン中で5つの別個のベークを有する異なるベーク手順を使用することができる。第1のベークは、約40℃で約10分間のベークであってよい。室温から約40℃までの温度上昇時間は約2分である。40℃におけるベーク後、約32分で約160℃まで温度を上昇させる。次に、可撓性基板を約160℃で約35分間ベークする。 In another example, a different baking procedure with 5 separate bakes in a convection oven can be used. The first bake may be a bake at about 40 ° C. for about 10 minutes. The temperature rise time from room temperature to about 40 ° C. is about 2 minutes. After baking at 40 ° C., the temperature is increased to about 160 ° C. in about 32 minutes. Next, the flexible substrate is baked at about 160 ° C. for about 35 minutes.
次に、160℃のベークの後、コンベクションオーブンの温度を約10分で約180℃まで上昇させる。可撓性基板を約180℃で約20分間ベークする。 Next, after baking at 160 ° C., the temperature of the convection oven is increased to about 180 ° C. in about 10 minutes. The flexible substrate is baked at about 180 ° C. for about 20 minutes.
180℃のベークの後、温度を約50分で約230℃まで上昇させる。あるいは、温度を約2℃/分で約230℃まで上昇させる。可撓性基板を約230℃で約15時間ベークする。 After baking at 180 ° C., the temperature is increased to about 230 ° C. in about 50 minutes. Alternatively, the temperature is increased to about 230 ° C. at about 2 ° C./min. The flexible substrate is baked at about 230 ° C. for about 15 hours.
最後に、このベーク手順中、オーブンの温度を約85分で約60℃まで低下させる。可撓性基板を約60℃で約10分間ベークする。ベークの終了後、図27の方法2700を進行させる前に、可撓性基板をほぼ室温まで冷却する。
Finally, during this baking procedure, the oven temperature is reduced to about 60 ° C. in about 85 minutes. The flexible substrate is baked at about 60 ° C. for about 10 minutes. After the bake is complete, the flexible substrate is cooled to approximately room temperature before proceeding with the
方法2700は、第3の誘電体材料を提供する手順2716に続く。ある例においては、第3の誘電体材料は、約0.2μm〜約0.4μmの厚さで堆積することができる。ある例においては、第3の誘電体材料は約0.3μmの厚さの窒化ケイ素層であってよい。第3の誘電体材料の堆積後、可撓性基板をその場で約180℃において約5分間ベークすることができる。ある例においては、第3の誘電体材料は、図13の窒化物パッシベーション層1352と類似又は同一のものであってよい。
The
図28は、第2の実施形態による第3の誘電体材料を提供した後の半導体デバイス2850の一例を示す。これらの例において、第1の誘電体材料2871は可撓性基板組立体540の上方に提供される。第2の誘電体材料2872は第1の誘電体材料2871の上方に提供され、第3の誘電体材料2873は第2の誘電体材料2872の上方に提供される。
FIG. 28 shows an example of a
第3の誘電体層を提供した後、方法2700は完了する。得られる半導体デバイス(図28の2850)は、方法100の手順110で提供される可撓性基板として使用することができる。
After providing the third dielectric layer,
図面に戻ると、図31は、一実施形態による半導体デバイスの製造方法3100の一例を示す。方法3100は単なる例であり、本明細書において提供される実施形態に限定されるものではない。本明細書において明確に示されず説明されない多くの異なる実施形態又は例で方法3100を使用することができる。方法3100は、方法120(図2)と類似のものであってよい。ある実施形態においては、方法3100の手順、プロセス、及び/又は作業は、記載の順序で実施することができる。別の実施形態においては、方法3100の手順、プロセス、及び/又は作業は、あらゆる他の好適な順序で実施することができる。更に別の実施形態においては、方法3100の1つ以上の手順、プロセス、及び/又は作業を組み合わせたり省略したりすることができる。
Returning to the drawing, FIG. 31 shows an example of a semiconductor
これより図31を参照すると、方法3100は、基板を提供する手順3101を含む。ある実施形態においては、手順3101は、プロセス211(図2)及び/又は方法110(図2)と類似又は同一のものであってよい。基板は、図32及び33に示されるような基板3208と類似又は同一のものであってよい。
Referring now to FIG. 31,
再び図31を参照すると、方法3100は、障壁層を基板の上方及び/又は上に提供する手順3102を含むことができる。ある実施形態においては、手順3103は、ゲート金属層を障壁層の上方に提供するステップを含む。多くの実施形態においては、手順3102は、後述のような手順3103の前、及び/又は手順3101の後に行われる。障壁層は、図32及び33に示され後述されるような障壁層3209と類似又は同一のものであってよい。
Referring again to FIG. 31, the
また図31を参照すると、方法3100は、ゲート金属層を基板の上方に提供する手順3103を含む。多くの実施形態においては、手順3103は、後述のような手順3104及び/又は3105の前、及び/又は手順3102の後に行われる。ある実施形態においては、手順3103は、作業1211(図12)と類似又は同一のものであってよい。種々の実施形態において、ゲート金属層は、図32及び33に示され後述されるようなゲート金属層3202と類似又は同一のものであってよい。図49は、一実施形態によるゲート金属層を基板の上方に提供する手順3103を示すフローチャートである。
Referring also to FIG. 31, the
種々の実施形態において、手順3103は、ゲート金属層を基板の上方及び/又は上に堆積するプロセス4901を含むことができる。手順3103は、ゲート金属層の上方に第1のフォトレジスト層を堆積して現像するプロセス4902を含むことができる。手順3103は、第1のフォトレジスト層を第1のエッチングマスクとして使用しながら、第1のエッチャントを用いてゲート金属層をエッチングするプロセス4903を含むことができる。
In various embodiments, the
図32は、一実施形態による手順3103を行った後の半導体デバイス3200の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図46に見ることができるように、デバイス構築領域の断面図は、線「a」における半導体デバイス3200の一部の断面図である。デバイス構築断面図は、デバイス構築コンタクト領域4680及びビア領域4682を含む。更に、図33は、一実施形態による手順3103を行った後の半導体デバイス3200の一例のゲートコンタクト構築領域の断面図を示す。図46に見ることができるように、ゲートコンタクト構築領域の断面図は、線「b」における半導体デバイス3200の一部の断面図である。ゲートコンタクト構築断面図は、ゲートコンタクト領域4681の断面図を含む。図46は、単なる例であり、本明細書において提供される実施形態に限定されるものではない。
FIG. 32 illustrates a cross-sectional view of an example device construction region of a
多くの実施形態においては、電子デバイス(図示せず)は、特に部品の中でも1つ以上の半導体デバイス3200を含む。多くの実施形態においては、半導体デバイス3200は、トランジスタ又は薄膜トランジスタを含む。同じ又は異なる実施形態においては、電子デバイスはディスプレイを含むことができ、ディスプレイは半導体デバイス/トランジスタを含む。同じ又は異なる実施形態においては、ディスプレイは、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、又は有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイの何れかを含むことができる。
In many embodiments, an electronic device (not shown) includes one or
種々の例において、半導体デバイス3200は、10,000秒の正及び負のゲートバイアス直流(DC)応力下で18.6cm2/V・sの実効飽和移動度及び2.2ボルト以下の閾値電圧シフトを有することができる。別の例においては、半導体デバイス3200は約200℃以下の温度で処理することができる。
In various examples, the
図32及び33を参照すると、例えば、ゲート金属層3202は、基板3208及び/又は障壁層3209の上方に存在することができる。同じ又は異なる実施形態においては、ゲート金属層3202は障壁層3209上に存在することができる。
Referring to FIGS. 32 and 33, for example, the
種々の実施形態において、基板3208は、剛性基板及び/又は可撓性基板を含むことができる。ある実施形態においては、基板3208は、基板450(図4)、可撓性基板組立体540の一部(図5、6、8、9、又は10)、又はキャリア基板651(図6)と類似又は同一のものであってよい。
In various embodiments, the
多くの実施形態においては、障壁層3209は第1の誘電体材料を含むことができる。第1の誘電体材料は二酸化ケイ素及び/又は窒化ケイ素を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、障壁層3209は、パッシベーション層1352(図13)と類似又は同一のものであってよい。同じ又は異なる実施形態においては、障壁層3209は、約200ナノメートル以上の厚さ及び約400ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、障壁層3209は約300ナノメートルの厚さであってよい。
In many embodiments, the
多くの実施形態においては、ゲート金属層3202は、モリブデン、アルミニウム、タンタル、クロム、又はタングステンの1種類以上を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、ゲート金属層3202は、パターン化された金属ゲート1353(図13)と類似又は同一のものであってよい。同じ又は異なる実施形態においては、ゲート金属層3202は約100ナノメートル以上の厚さ及び約200ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、ゲート金属層3202は約150ナノメートルの厚さであってよい。
In many embodiments, the
これより再び図31を参照すると、方法3100は、ゲート障壁層をゲート金属層の上方及び/又は上に提供する手順3104を含むことができる。多くの実施形態においては、手順3104は、後述のような手順3105の前、及び/又は手順3103の後に行われる。ゲート障壁層は、図35及び36に示され後述されるようなゲート障壁層3510と類似又は同一であってよい。
Referring now again to FIG. 31, the
これよりまた図31を参照すると、方法3100は、トランジスタ活性層をゲート金属層の上方に提供する手順3105を含む。多くの実施形態においては、手順3105は、後述のような手順3106の前、及び/又は手順3104の後に行われる。図34は、一実施形態によるゲート金属層の上方にトランジスタ活性層を提供する手順3105を示すフローチャートである。トランジスタ活性層は、図35及び36に示され後述されるようなトランジスタ活性層3505と類似又は同一のものであってよく、図47に示され後述されるように第1の活性層4706及び第2の活性層4707を含むことができる。多くの実施形態においては、エッチング停止層3511と類似又は同一のエッチング停止層(図示せず)が、図35に示され後述されるようにトランジスタ活性層の上方及び/又は上に存在することができる。
Still referring to FIG. 31,
図34の手順3105は、ゲート金属層の上方及び/又は上に第1の活性層を提供するプロセス3401を含む。多くの実施形態においては、第1の活性層は、後述のような第1の活性層4706と類似していてよい。
ある実施形態においては、プロセス3401は、(a)基板を真空チャンバーの内部に入れるステップと、(b)真空チャンバーの内部で、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化ハフニウム、又は酸化アルミニウムの少なくとも1つを含むターゲット材料のスパッタリングを、アルゴンを含む第1の供給ガスを用いて行うステップとを含むことができる。ある実施形態においては、第1の供給ガスは、アルゴンに加えて又はその代わりに窒素を含むことができる。
In some embodiments, the
図34の手順3105は、第1の活性層の上方及び/又は上に第2の活性層を提供するプロセス3402を含む。同じ又は異なる実施形態においては、第2の活性層は、後述のような第2の活性層4707と類似していてよい。手順3105に関して、第1の活性層のみを含むトランジスタ活性層の場合、半導体デバイスを分岐させなくてよい。
The
ある実施形態においては、プロセス3402は、(a)酸素を第1の供給ガスと混合して、アルゴン及び2体積パーセントの酸素を含む第2の供給ガスを形成するステップと、(b)真空チャンバーの内部に第2の供給ガスを使用して、真空チャンバーの内部でターゲット材料のスパッタリングを行うステップとを含むことができる。種々の実施形態において、プロセス3402は、プロセス3401の直後に行うことができる。例えば、プロセス3402で供給される酸素が単純に第1の供給ガスに加えられ、それによってプロセス3401が直接プロセス3402に移行するように、プロセス3402を行うことができる。
In some embodiments, the
多くの実施形態においては、プロセス3401及び/又はプロセス3402は、約10ミリトル以上、及び約20ミリトル以下の圧力で行うことができる。同じ又は異なる実施形態において、プロセス3401及び/又はプロセス3402は約16ミリトルの圧力で行うことができる。同じ又は異なる実施形態においては、プロセス3401及び/又はプロセス3402は約25℃以上及び約39℃以下の温度で行うことができる。
In many embodiments,
図34の手順3105は、第2の活性層及び/又は第1の活性層の上方に第2のフォトレジスト層を堆積して現像するプロセス3403を含むことができる。ある実施形態においては、第2のフォトレジスト層は、プロセス4902に関して前述したような第1のフォトレジスト層と類似又は同一のものであってよい。多くの実施形態においては、プロセス3403は、エッチング停止層、第2の活性層、及び/又は第1の活性層の上方に第2のフォトレジスト層を堆積して現像するステップを含むことができる。多くの実施形態においては、エッチング停止層は、エッチング停止層3511(図35)と類似又は同一のものである。
The
図34の手順3105は、第2のフォトレジスト層を第2のエッチングマスクとして使用しながら、第2の活性層及び第1の活性層を第2のエッチャントでエッチングするプロセス3404を含むことができる。多くの実施形態においては、プロセス3404は、第2のフォトレジスト層を第2のエッチングマスクとして使用しながら、エッチング停止層、第2の活性層、及び第1の活性層を第2のエッチャントでエッチングするステップを含む。多くの実施形態においては、プロセス3404は、AMAT 8330を用いて行うことができる。ある実施形態においては、第2のエッチャントはドライエッチャントを含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、ドライエッチャントは酸素、塩化水素、及びメタンを含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、酸素、塩化水素、及びメタンを、10、100、及び20体積部で含むことができる。多くの実施形態においては、プロセス3404の実施は、前述のようなITO層2565(図25)のエッチングと類似又は同一のものであってよい。
The
ある実施形態においては、プロセス3403及びプロセス3404はプロセス3401の後に行うことができ、プロセス3402の後で繰り返すことができる。同じ又は異なる実施形態においては、第2のフォトレジスト及び/又は第2のエッチャントは、プロセス3403及びプロセス3404が行われる両方の場合でそれぞれ同じであってよいし、一方又は両方が異なっていてもよい。別の実施形態においては、プロセス3403及びプロセス3404は、プロセス3401及びプロセス3402の両方の完了後にのみ行うことができる。
In some embodiments,
図47は、プロセス3401及び3402を行った後の半導体デバイス3200の一例を示す。図47を参照すると、例えば、第1の活性層4706は、ゲート金属層3202の上方に存在することができ、及び/又は第2の活性層4707は第1の活性層4706の上方に存在することができる。種々の実施形態において、第1の活性層4706は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含み第1の導電率を有する。同じ又は異なる実施形態においては、第2の活性層4707は、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含み、第2の導電率を有する。図47には示されていないが、ある実施形態において、エッチング停止層3511と類似又は同一のエッチング停止層が、第2の活性層4707の上方及び/又は上に存在することができる。
FIG. 47 shows an example of a
多くの例において、第1の活性層4706及び/又は第2の活性層4707とで酸化物及び異なる導電率を使用することで、非晶質シリコンで構成される活性層よりも移動度、オン/オフ電流比、及び/又は安定性を改善することができる。結果として、より小型の半導体デバイスを得ることができ、ディスプレイ解像度を増加させることができる。
In many instances, the use of oxides and different conductivities with the first
多くの実施形態においては、少なくとも1種類の第1の金属酸化物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化ハフニウム、又は酸化アルミニウムの1種類以上を、互いに等しい又は等しくない比率で含むことができる。例えば、ある実施形態においては、少なくとも1種類の第1の金属酸化物は、約60パーセントの酸化亜鉛及び約40パーセントの酸化インジウムを含むことができる。別の例においては、少なくとも1種類の第1の金属酸化物は、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を互いに等しい比率で含むことができる。種々の実施形態において、少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、少なくとも1種類の第2の金属酸化物が少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含む場合、少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物の構成化合物/元素を含むことができるが、構成化合物/元素を異なる比率で含むことができ、あるいは少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物構成化合物/元素と、その構成化合物/元素の相対比率との両方を含むことができる。別の実施形態においては、少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物とは異なっていてよく、少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物とは異なる少なくとも1種類の構成化合物/元素を含むことができ、及び/又は少なくとも1種類の第1の金属酸化物の比率とは異なる比率の少なくとも1種類の第2の金属酸化物を有することができる(例えば、少なくとも1種類の第1の金属酸化物が、約60パーセントの酸化亜鉛及び約40パーセントの酸化インジウムを含み、少なくとも1種類の第2の金属酸化物が酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を互いに等しい比率で含む、又はその逆)。別の例においては、少なくとも1種類の第2の金属酸化物及び少なくとも1種類の第1の金属酸化物の両方が酸化亜鉛及び酸化インジウムを含むが、少なくとも1種類の第2の金属酸化物は、酸化亜鉛対酸化インジウムの比率が約60:40であり、少なくとも1種類の第1の金属酸化物は酸化亜鉛対酸化インジウムの比率が約59:41となる場合など、これらの差がより小さくてもよい。 In many embodiments, the at least one first metal oxide comprises one or more of indium oxide, zinc oxide, gallium oxide, tin oxide, hafnium oxide, or aluminum oxide in a ratio that is equal to or not equal to each other. Can be included. For example, in some embodiments, the at least one first metal oxide can include about 60 percent zinc oxide and about 40 percent indium oxide. In another example, the at least one first metal oxide can include indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide in equal proportions to each other. In various embodiments, the at least one second metal oxide can include at least one first metal oxide. In the same or different embodiments, when the at least one second metal oxide comprises at least one first metal oxide, the at least one second metal oxide is at least one first metal oxide. The constituent compounds / elements of one metal oxide can be included, but the constituent compounds / elements can be included in different ratios, or at least one second metal oxide can contain at least one first Both metal oxide constituent compounds / elements and the relative proportions of the constituent compounds / elements can be included. In another embodiment, the at least one second metal oxide may be different from the at least one first metal oxide, and the at least one second metal oxide is at least 1 At least one type of constituent compound / element that is different from the type of first metal oxide and / or at least one type of first compound in a ratio different from the ratio of the at least one type of first metal oxide. (E.g., the at least one first metal oxide comprises about 60 percent zinc oxide and about 40 percent indium oxide, and the at least one second metal oxide). The object comprises indium oxide, gallium oxide and zinc oxide in equal proportions to each other or vice versa). In another example, both the at least one second metal oxide and the at least one first metal oxide include zinc oxide and indium oxide, but the at least one second metal oxide is The difference between the zinc oxide and indium oxide is about 60:40, and the difference between the at least one first metal oxide is smaller, such as when the ratio of zinc oxide to indium oxide is about 59:41. May be.
多くの実施形態においては、トランジスタ活性層3505は、約40ナノメートル以上の厚さ及び約60ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、トランジスタ活性層3505は、約50ナノメートルの厚さであってよい。同じ又は異なる実施形態においては、第1の活性層4706は、約5ナノメートル以上の厚さ及び約40ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、第1の活性層4706は、約5ナノメートル以上の厚さ及び約20ナノメートル以下の厚さであってよい。従って、多くの実施形態においては、第1の活性層4706が例えば25ナノメートルの厚さである場合、第2の活性層4707は約25ナノメートルの厚さであってよい。更なる例においては、第1の活性層4706が40ナノメートルの厚さである場合、第2の活性層4707は約10ナノメートルの厚さであってよい。
In many embodiments, the transistor
多くの実施形態においては、第1の活性層4706は第1の導電率を有する。例えば、第1の導電率は約0.002オーム・センチメートルであってよい。同じ又は異なる実施形態においては、第2の活性層4707は第2の導電率を有する。例えば、第2の導電率は約10オーム・センチメートル以上、及び約200オーム・センチメートル以下であってよい。種々の実施形態において、第1の導電率は第2の導電率よりも高い。別の実施形態においては、第1の導電率は第2の導電率よりも低い。
In many embodiments, the first
これよりまた図31を参照すると、方法3100は、トランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方、及び/又はトランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の1つの上方にエッチング停止層を提供する手順3106を含むことができる。多くの実施形態においては、手順3106は、手順3107及び/又は3108の前、及び/又は手順3105の後に行われる。エッチング停止層は、図35及び36に示されるようなエッチング停止層3511と類似又は同一のものであってよい。図35及び36は、トランジスタ活性層の上方にエッチング停止層を提供した後の半導体デバイス3200の一例を示す。
Still referring to FIG. 31, the
図35及び36を参照すると、例えば、ゲート障壁層3510は、ゲート金属層3202及び/又は障壁層3209の上方及び/又は上、トランジスタ活性層3505の下方、及び/又はゲート金属層3202とトランジスタ活性層3505との間に存在することができる。種々の実施形態において、ゲート障壁層3510は、ゲート誘電体層1554(図15)と類似又は同一のものであってよい。多くの実施形態においては、ゲート障壁層3510は第2の誘電体材料を含むことができる。第2の誘電体材料は二酸化ケイ素を含むことができる。ゲート障壁層3510は、ゲート金属層3502に最も近い側で、窒化ケイ素又は他の誘電体で緩衝されうる。同じ又は異なる実施形態においては、ゲート障壁層3510は、約100ナノメートル以上の厚さ及び約300ナノメートル以下の厚さであってよい。
Referring to FIGS. 35 and 36, for example, the
再び図35及び36を参照すると、ある実施形態において、トランジスタ活性層3505は、ゲート金属層3202の上方に存在することができ、及び/又はゲート障壁層3510の上方及び/又は上に存在することができる。トランジスタ活性層3505は、前述のような第1の活性層4706(図47)及び第2の活性層4707(図47)を含むことができる。
Referring again to FIGS. 35 and 36, in some embodiments, the transistor
再び図35及び36を参照すると、ある実施形態において、トランジスタ活性層3505の上方にエッチング停止層3511が存在することができる。同じ又は異なる実施形態においては、エッチング停止層3511は、トランジスタ活性層3505及び/又はゲート障壁層3510の少なくとも一部の上方及び/又は上、ソース/ドレインコンタクト層4150(図41及び42)の下方、及び/又はトランジスタ活性層3505の一部とソース/ドレインコンタクト層4150との間に存在することができる。種々の実施形態において、エッチング停止層3511は、IMD層1556(図15)と類似又は同一のものであってよい。多くの実施形態においては、エッチング停止層3511は第3の誘電体材料を含むことができる。第3の誘電体材料は二酸化ケイ素を含むことができる。エッチング停止層3511は、ソース/ドレインコンタクト層4150に最も近い側で窒化ケイ素によって緩衝されうる。同じ又は異なる実施形態においては、エッチング停止層3511は、約50ナノメートル以上の厚さ及び約200ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、エッチング停止層3511は約100ナノメートルの厚さであってよい。
Referring again to FIGS. 35 and 36, in some embodiments, an
これよりまた図31を参照すると、方法3100は、エッチング停止層の上方及び/又は上にメサパッシベーション層を提供する手順3107を含むことができる。多くの実施形態においては、手順3107は、作業1213(図12)と類似又は同一のものであってよい。多くの実施形態においては、手順3107は、手順3108の前、及び/又は手順3106の後に行われる。メサパッシベーション層は、図37及び38に示されるようなメサパッシベーション層3712と類似又は同一のものであってよい。図37及び38は、エッチング停止層の上方及び/又は上にメサパッシベーション層を提供した後の半導体デバイス3200の一例を示す。
Still referring to FIG. 31, the
図37及び38を参照すると、例えば、メサパッシベーション層3712は、エッチング停止層3511の上方及び/又は上、ソース/ドレインコンタクト層4150(図41及び42)の下方、及び/又はエッチング停止層3511とソース/ドレインコンタクト層4150との間に存在することができる。種々の実施形態において、メサパッシベーション層3712は、メサパッシベーション層1757(図17)と類似又は同一のものであってよい。多くの実施形態においては、メサパッシベーション層3712は第4の誘電体材料を含むことができる。第4の誘電体材料は二酸化ケイ素を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、メサパッシベーション層3712は、約50ナノメートル以上の厚さ及び約200ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、メサパッシベーション層3712は約100ナノメートルの厚さであってよい。メサパッシベーション層3712は、エッチングプロセス中にトランジスタ活性層3505の側壁を保護することができる。
Referring to FIGS. 37 and 38, for example, the
多くの実施形態においては、方法3100は前述の作業1214(図12)と類似又は同一の、1つ以上のメサパッシベーション層のポストエッチングを行う手順3108を含むことができる。図39及び40は、1つ以上のメサパッシベーション層のポストエッチングを行った後の半導体デバイス3200の断面図を示す。例えば、図40は、半導体デバイス3200のゲートコンタクト構築域でコンタクトゲートエッチングを行った後の半導体デバイス3200を示す。同じ又は異なる例において、図39は、半導体デバイス3200のデバイス構築域でデバイス構築コンタクト領域のエッチングを行った後の半導体デバイス3200を示す。手順3109の後、ゲートコンタクト4091を半導体3200上に形成することができる。ゲートコンタクト4091は、図46のゲートコンタクト領域4681に対応する。手順3109の後、デバイス構築コンタクト3990が半導体3200上に形成される。デバイス構築コンタクト3990は、図46のデバイス構築コンタクト領域4680に対応する。
In many embodiments, the
これよりまた図31を参照すると、方法3100は、トランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方にソース/ドレインコンタクト層を提供する手順3109を含む。同じ又は異なる実施形態においては、手順3109は、トランジスタ活性層の一部の上、及び/又はメサパッシベーション層の上方にソース/ドレインコンタクト層を提供するステップを含むことができる。ある実施形態においては、手順3109は、プロセス1113(図11)と類似又は同一のものであってよく、ソース/ドレインコンタクト層は、ソース/ドレインコンタクト層4150(図41)と類似又は同一のものであってよい。図48は、一実施形態によるトランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方にソース/ドレインコンタクト層を提供する手順3109を示すフローチャートである。
Still referring to FIG. 31, the
図48を参照すると、ある実施形態においては、手順3109は、トランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方に1つ以上の金属層を堆積するステップを含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、手順3109は、トランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方に第1の金属層を堆積するプロセス4801を含むことができる。ある実施形態においては、プロセス4801は、トランジスタ活性層、第1の活性層、及び/又は第2の活性層の上方に第1の金属層を堆積して、ソース/ドレインコンタクト層を形成するステップを含むことができる。更なる実施形態においては、手順3109は、第1の金属層の上方に第2の金属層を堆積して、第1の金属層及び第2の金属層からソース/ドレインコンタクト層を形成するプロセス4802を含むことができる。ある実施形態においては、第1の金属層はモリブデンを含み、第2の金属層はアルミニウムを含む。ある実施形態においては、手順3109は、ソース/ドレインコンタクト層の上方に第3のフォトレジスト層を堆積して現像するプロセス4803を含むことができる。更なる実施形態においては、手順3109は、第3のフォトレジスト層を第3のエッチングマスクとして使用しながら、ソース/ドレインコンタクト層を第3のエッチャントでエッチングするプロセス4804を含むことができる。ある実施形態においては、プロセス4802を省略することができる。多くの実施形態においては、第3のエッチャントはドライエッチャントであってよい。同じ又は異なる実施形態においては、ドライエッチャントは、塩素及び三塩化ホウ素、及び/又は塩素及び酸素を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、塩素及び三塩化ホウ素は第1の金属層(例えば、アルミニウム)のエッチングに使用することができ、塩素及び酸素cabは第2の金属層のエッチングに使用される。
Referring to FIG. 48, in some embodiments,
図41は、手順3109が終了した後の半導体デバイス3200の一例のデバイス構築域の断面図を示す。更に、図42は、手順3109が終了した後の半導体デバイス3200の一例のゲートコンタクト構築域の断面図を示す。
FIG. 41 shows a cross-sectional view of an example device construction area of
図41及び42を参照すると、例えば、ソース/ドレインコンタクト層4150はトランジスタ活性層3505の上方に存在することができる。同じ又は異なる実施形態においては、ソース/ドレインコンタクト層4150は、トランジスタ活性層3505上に存在することができる。再び図31を参照すると、種々の実施形態において、ソース/ドレインコンタクト層4150は、第1のソース/ドレインコンタクト4104及び/又は第2のソース/ドレインコンタクト4105を含むことができる。ある実施形態においては、第1のソース/ドレインコンタクト4104は、トランジスタドレインコンタクトを含むことができ、第2のソース/ドレインコンタクト4105はトランジスタソースコンタクトを含むことができ、又はその逆であってよい。同じ又は異なる実施形態においては、ソース/ドレインコンタクト層4150は、メサパッシベーション層3712及びトランジスタ活性層3505の一方又は両方の上方及び/又は上に存在することができる。種々の実施形態において、ソース/ドレインコンタクト層4150は、モリブデン又はアルミニウムの少なくとも1つを含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、ソース/ドレインコンタクト層4150は、約100ナノメートル以上の厚さ及び約200ナノメートル以下の厚さであってよい。更なる実施形態においては、ソース/ドレインコンタクト層4150は約150ナノメートルの厚さであってよい。
Referring to FIGS. 41 and 42, for example, a source /
これよりまた図31を参照すると、方法3100は、プロセス1198(図11)と類似又は同一の、ベース誘電体材料を提供する手順3110を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1114(図11)と類似又は同一の、第5の誘電体材料提供する手順3111を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1115(図11)と類似又は同一の、半導体デバイスをベークする手順を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1116(図11)と類似又は同一の、第5の誘電体材料を硬化させる手順3112を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1117(図11)と類似又は同一の、第6の誘電体材料を提供する手順3113を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1118(図11)と類似又は同一の、第6の誘電体材料の上方にマスクを提供する手順3114を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1119(図11)と類似又は同一の、ベース誘電体材料、第5の誘電体材料、及び第6の誘電体材料をエッチングする手順3115を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1120(図11)と類似又は同一の、マスクを除去する手順3116を含むことができる。同じ又は異なる実施形態においては、方法3100は、プロセス1121(図11)と類似又は同一の、1つ以上の半導体素子を提供する手順3117を含むことができる。種々の実施形態において、手順3110〜3117の1つ以上を省略することができる。
Still referring to FIG. 31, the
図43は、手順3101〜3116を行った後の半導体デバイス3200の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図43を参照すると、誘電体材料4399、第5の誘電体材料4361、及び第6の誘電体材料4362が、ソース/ドレインコンタクト層4150の上方に堆積される。誘電体材料4399、第5の誘電体材料4361、及び/又は第6の誘電体材料4362は、それぞれ誘電体材料2499(図24)、第1の誘電体材料2461(図24)、及び/又は第2の誘電体材料2462(図24)と類似していてよい。手順3114(図31)の後、半導体デバイス3200は、図43に示されるようにビア4363含むことができ、これらはビア2463(図24)と類似又は同一のものであってよい。ビア4363は、図46のビア領域4682に対応する。第6の誘電体層4362の上のマスクは図43には示されていない。
FIG. 43 is a cross-sectional view of an example device construction region of the
一実施形態においては、図44は、手順3117を行った後の半導体デバイス3200の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図44を参照すると、第3の金属層4464及びITO層4465は、第6の誘電体材料4362の上方に提供することができる。同じ又は異なる実施形態においては、第3の金属層4464は、第6の誘電体材料4362の上方、及びビア4363(図43)の少なくとも一部の中に提供することができる。多くの実施形態においては、第3の金属層4464及びITO層4465は、それぞれ第2の金属層2564(図25)及びITO層2565(図25)と類似のものであってよい。
In one embodiment, FIG. 44 shows a cross-sectional view of an example device construction region of
図44に示される実施形態とは異なる別の一実施形態において、図45は、手順3117を行った後の半導体デバイス3200の別の一例のデバイス構築領域の断面図を示す。図45を参照すると、窒化ケイ素層4566をITO層4465の上方に提供することができる。
In another embodiment, different from the embodiment shown in FIG. 44, FIG. 45 shows a cross-sectional view of another example device construction region of
特定の実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の意図及び範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であることは当業者には理解されよう。従って、実施形態の開示は、本発明の範囲の例を意図したものであって、限定を意図したものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって要求される程度でのみ限定されることを意図する。本明細書において議論した半導体デバイス及び半導体デバイスの提供方法が種々の実施形態で実現可能であり、前述のこれらの実施形態の特定の議論は、可能性のあるすべての実施形態の完全な説明を必ずしも意味するものではないことを、当業者には容易に明らかとなるであろう。むしろ、図面の詳細な説明、及び/又は図面自体が、少なくとも1つの好ましい実施形態を開示しており、別の実施形態を開示しうる。例えば、それぞれの活性層を除けば、半導体デバイス1350(図13〜22、24〜26、及び29)及び3200(図32〜33及び35〜47)は互いに類似又は同一のものであってよく、方法120(図11)及び3100(図31)は互いに類似又は同一のものであってよい。 Although the invention has been described with reference to particular embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the disclosure of the embodiments is intended as an example of the scope of the present invention and not as a limitation. It is intended that the scope of the invention be limited only to the extent required by the appended claims. The semiconductor devices and methods of providing semiconductor devices discussed herein can be implemented in various embodiments, and the specific discussion of these embodiments described above provides a complete description of all possible embodiments. It will be readily apparent to those skilled in the art that this does not necessarily mean. Rather, the detailed description of the drawings and / or the drawings themselves disclose at least one preferred embodiment and may disclose alternative embodiments. For example, except for the respective active layer, the semiconductor devices 1350 (FIGS. 13-22, 24-26, and 29) and 3200 (FIGS. 32-33 and 35-47) may be similar or identical to each other, Methods 120 (FIG. 11) and 3100 (FIG. 31) may be similar or identical to each other.
特定の何れかの請求項において請求されるすべての要素は、その特定の請求項で請求される実施形態にとって必須である。従って、1つ以上の請求される要素を置換すると、再構成されたものとなり、補償できない。更に、利益、他の利点、及び問題解決法は、特定の実施形態に関して記載されている。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、並びに、なんらかの利益、利点、又は解決法を発生させたり、より顕著となったりすることがある、あらゆる1つ以上の要素は、そのような利益、利点、解決法、又は用途が請求項に明確に記載されなくても、そのような請求項の何れか又はすべての重要、必要、又は本質的な特徴又は要素であるとして解釈すべきではない。 All elements claimed in any particular claim are essential to the embodiment claimed in that particular claim. Thus, replacing one or more claimed elements is reconstituted and cannot be compensated. In addition, benefits, other advantages, and solutions to problems have been described with regard to specific embodiments. However, these benefits, benefits, solutions to problems, and any one or more factors that may generate or become more prominent in any benefit, advantage, or solution are such benefits. If an advantage, solution, or use is not expressly recited in a claim, it should not be construed as an important, essential, or essential feature or element of any or all such claims .
更に、本明細書に開示される実施形態及び限定は、それらの実施形態及び/又は限定が(1)請求項において明確に請求されておらず、(2)均等論に基づいた請求項の明確な要素及び/又は限定の同等物である、又は場合により同等物となる場合には、公有の原則に基づいて公共のものとはならない。 Further, the embodiments and limitations disclosed herein are not explicitly claimed in (1) the claims, and (2) the claims are clearly based on the doctrine of equivalents. Is not equivalent to a public element based on the principle of public ownership.
Claims (33)
前記ゲート金属層の上方のトランジスタ活性層と、
前記トランジスタ活性層の上方のソース/ドレインコンタクト層であって、第1のソース/ドレインコンタクト及び第2のソース/ドレインコンタクトを含むソース/ドレインコンタクト層と、からなるトランジスタを含み、
前記トランジスタ活性層は、
前記ゲート金属層の上方の第1の活性層であって、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含む第1の活性層、及び、
前記第1の活性層の上方の第2の活性層であって、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含む第2の活性層、を含み、
前記第1の活性層は、第1の導電率を有し、
前記第2の活性層は、第2の導電率を有し、
前記第1の導電率は、前記第2の導電率よりも高い、
ことを特徴とする電子デバイス。 A gate metal layer,
A transistor active layer above the gate metal layer;
A source / drain contact layer above the transistor active layer, comprising a source / drain contact layer including a first source / drain contact and a second source / drain contact;
The transistor active layer is
A first active layer above the gate metal layer, the first active layer comprising at least one first metal oxide; and
A second active layer above the first active layer, the second active layer comprising at least one second metal oxide,
The first active layer has a first conductivity;
The second active layer has a second conductivity;
The first conductivity is higher than the second conductivity;
An electronic device characterized by that.
前記ゲート金属層は、前記基板の上方に存在し、
前記基板は、剛性基板又は可撓性基板の1つを含み、
前記基板が前記剛性基板を含む場合、前記剛性基板はシリコンを含み、
前記基板が前記可撓性基板を含む場合、前記可撓性基板はプラスチック又はステンレス鋼の1つを含み、かつ前記プラスチックはポリエチレンナプタレート(napthalate)を含む、
ことを特徴とする請求項1記載の電子デバイス。 Further comprising a substrate,
The gate metal layer is above the substrate;
The substrate includes one of a rigid substrate or a flexible substrate,
If the substrate comprises the rigid substrate, the rigid substrate comprises silicon;
If the substrate comprises the flexible substrate, the flexible substrate comprises one of plastic or stainless steel, and the plastic comprises polyethylene napthalate;
The electronic device according to claim 1.
前記第1のソース/ドレインコンタクトは、前記トランジスタ活性層上に存在し、
前記第2のソース/ドレインコンタクトは、前記トランジスタ活性層上に存在する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電子デバイス。 The transistor active layer is on the gate metal layer;
The first source / drain contact is on the transistor active layer;
The second source / drain contact is on the transistor active layer;
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の電子デバイス。 And further comprising one of a liquid crystal display, an electrophoretic display, or an organic light emitting diode display comprising the transistor.
The electronic device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜4の内の何れか一項記載の電子デバイス。 The at least one first metal oxide includes at least one of indium oxide, zinc oxide, gallium oxide, tin oxide, hafnium oxide, and aluminum oxide.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項記載の電子デバイス。 The at least one first metal oxide comprises about 60 percent zinc oxide and about 40 percent indium oxide.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項記載の電子デバイス。 The at least one first metal oxide includes indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide in an equal ratio to each other.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項記載の電子デバイス。 The at least one type of second metal oxide includes the at least one type of first metal oxide.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項記載の電子デバイス。 The first active layer is about 5 nanometers or more thick and about 40 nanometers or less;
The electronic device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜9の何れか一項記載の電子デバイス。 The transistor active layer has a thickness of about 40 nanometers or more and a thickness of about 60 nanometers or less;
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項記載の電子デバイス。 The gate metal layer includes at least one of molybdenum, aluminum, tantalum, chromium, and tungsten.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記ソース/ドレインコンタクト層は、約100ナノメートル以上の厚さであり、かつ約200ナノメートル以下の厚さである、
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項記載の電子デバイス。 The source / drain contact layer includes at least one of molybdenum and aluminum;
The source / drain contact layer has a thickness of about 100 nanometers or more and a thickness of about 200 nanometers or less.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記ゲート金属層は、前記障壁層の上方に存在し、
前記障壁層は、第1の誘電体材料を含み、
前記第1の誘電体材料は、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の内の少なくとも1つを含み、
前記障壁層は、約200ナノメートル以上の厚さであり、かつ約400ナノメートル以下の厚さである、
ことを特徴とする請求項1〜12の何れか一項記載の電子デバイス。 A barrier layer;
The gate metal layer exists above the barrier layer;
The barrier layer includes a first dielectric material;
The first dielectric material comprises at least one of silicon dioxide and silicon nitride;
The barrier layer has a thickness of about 200 nanometers or more and a thickness of about 400 nanometers or less;
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記ゲート障壁層は、第2の誘電体材料を含み、
前記第2の誘電体材料は、二酸化ケイ素を含み、
前記ゲート障壁層は、約100ナノメートル以上の厚さであり、かつ約300ナノメートル以下の厚さである、
ことを特徴とする請求項1〜13の何れか一項記載の電子デバイス。 A gate barrier layer between the gate metal layer and the transistor active layer;
The gate barrier layer includes a second dielectric material;
The second dielectric material comprises silicon dioxide;
The gate barrier layer has a thickness of about 100 nanometers or more and a thickness of about 300 nanometers or less;
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記エッチング停止層が、(a)前記トランジスタ活性層の一部と、(b)前記ソースコンタクト及び前記ドレインコンタクトとの間に存在し、
前記エッチング停止層は、第3の誘電体材料を含み、
前記第3の誘電体材料は、二酸化ケイ素を含み、
前記エッチング停止層は、約50ナノメートル以上の厚さであり、かつ約200ナノメートル以下の厚さである、
ことを特徴とする請求項1〜14の何れか一項記載の電子デバイス。 An etch stop layer above the transistor active layer;
The etch stop layer exists between (a) a portion of the transistor active layer and (b) the source contact and the drain contact;
The etch stop layer includes a third dielectric material;
The third dielectric material comprises silicon dioxide;
The etch stop layer is about 50 nanometers or more thick and about 200 nanometers or less;
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記メサパッシベーション層は、(a)前記エッチング停止層と(b)前記ソース/ドレインコンタクト層との間に存在し、
前記メサパッシベーション層は、第4の誘電体材料を含み、
前記第4の誘電体材料は、二酸化ケイ素を含み、
前記メサパッシベーション層は、約50ナノメートル以上の厚さであり、かつ約200ナノメートル以下の厚さである、
ことを特徴とする請求項15記載の電子デバイス。 Further comprising a mesa passivation layer above the etch stop layer;
The mesa passivation layer exists between (a) the etch stop layer and (b) the source / drain contact layer;
The mesa passivation layer includes a fourth dielectric material;
The fourth dielectric material comprises silicon dioxide;
The mesa passivation layer is about 50 nanometers or more thick and about 200 nanometers or less;
The electronic device according to claim 15.
前記基板上の障壁層と、
前記障壁層上のゲート金属層と、
前記ゲート金属層上のゲート障壁層と、
前記ゲート障壁層上のトランジスタ活性層と、
前記トランジスタ活性層上のエッチング停止層と、
前記エッチング停止層上のメサパッシベーション層と、
前記メサパッシベーション層及び前記トランジスタ活性層の上のソース/ドレインコンタクト層と、を含み、
前記トランジスタ活性層は、
前記ゲート金属層上の第1の活性層であって、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含む第1の活性層、及び
前記第1の活性層上であり、かつ前記第1の活性層と前記エッチング停止層との間の第2の活性層であって、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含む第2の活性層、を含み、
前記第1の活性層は、第1の導電率を有し、
前記第2の活性層は、第2の導電率を有し、
前記第1の導電率は、前記第2の導電率よりも高い、
ことを特徴とする半導体デバイス。 A substrate,
A barrier layer on the substrate;
A gate metal layer on the barrier layer;
A gate barrier layer on the gate metal layer;
A transistor active layer on the gate barrier layer;
An etch stop layer on the transistor active layer;
A mesa passivation layer on the etch stop layer;
A source / drain contact layer on the mesa passivation layer and the transistor active layer, and
The transistor active layer is
A first active layer on the gate metal layer, the first active layer including at least one first metal oxide; and on the first active layer and the first active layer. A second active layer between the layer and the etch stop layer, the second active layer comprising at least one second metal oxide,
The first active layer has a first conductivity;
The second active layer has a second conductivity;
The first conductivity is higher than the second conductivity;
A semiconductor device characterized by that.
ことを特徴とする請求項17記載の半導体デバイス。 The at least one first metal oxide includes at least one of indium oxide, zinc oxide, gallium oxide, tin oxide, hafnium oxide, and aluminum oxide.
The semiconductor device according to claim 17.
ことを特徴とする請求項17又は18記載の半導体デバイス。 The at least one type of second metal oxide includes the at least one type of first metal oxide.
The semiconductor device according to claim 17 or 18, wherein
ことを特徴とする請求項17〜19の何れか一項記載の半導体デバイス。 The first active layer has a thickness of about 5 nanometers or more and a thickness of about 40 nanometers or less.
The semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
ことを特徴とする請求項17〜20の何れか一項記載の半導体デバイス。 The transistor active layer has a thickness of about 40 nanometers or more and a thickness of about 60 nanometers or less.
The semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
基板を提供するステップと、
ゲート金属層を前記基板の上方に提供するステップと、
第1の活性層を前記ゲート金属層の上方に提供するステップであって、前記第1の活性層は、少なくとも1種類の第1の金属酸化物を含み、かつ第1の導電率を有するステップと、
第2の活性層を前記第1の活性層の上方に提供するステップであって、前記第2の活性層は、少なくとも1種類の第2の金属酸化物を含み、かつ前記第1の導電率よりも低い第2の導電率を有するステップと、
ソース/ドレインコンタクト層を前記第2の活性層の上方に提供するステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Providing a substrate;
Providing a gate metal layer over the substrate;
Providing a first active layer over the gate metal layer, the first active layer including at least one first metal oxide and having a first conductivity; When,
Providing a second active layer above the first active layer, the second active layer including at least one second metal oxide and the first conductivity; Having a lower second conductivity than:
Providing a source / drain contact layer over the second active layer;
The manufacturing method characterized by including.
前記基板が前記剛性基板を含む場合、前記剛性基板はシリコンを含み、
前記基板が前記可撓性基板を含む場合、前記可撓性基板はプラスチック及びステンレス鋼の内の1つを含み、かつ前記プラスチックはポリエチレンナプタレート(napthalate)を含む、
ことを特徴とする請求項22記載の方法。 The substrate includes one of a rigid substrate and a flexible substrate;
If the substrate comprises the rigid substrate, the rigid substrate comprises silicon;
If the substrate comprises the flexible substrate, the flexible substrate comprises one of plastic and stainless steel, and the plastic comprises polyethylene naphthalate;
23. The method of claim 22, wherein:
モリブデン、アルミニウム、タンタル、クロム、及びタングステンの内の少なくとも1つを前記基板の上方に堆積するステップと、
第1のフォトレジスト層を前記ゲート金属層の上方に堆積して、現像するステップと、
前記第1のフォトレジスト層を第1のエッチングマスクとして使用しながら、前記ゲート金属層を第1のエッチャントでエッチングするステップとを含む、
ことを特徴とする請求項22又は23記載の方法。 Providing a gate metal layer over the substrate comprises:
Depositing at least one of molybdenum, aluminum, tantalum, chromium, and tungsten over the substrate;
Depositing and developing a first photoresist layer over the gate metal layer;
Etching the gate metal layer with a first etchant while using the first photoresist layer as a first etch mask.
24. A method according to claim 22 or 23.
前記少なくとも1種類の第2の金属酸化物を前記第1の活性層上に堆積するステップと、
第2のフォトレジスト層を前記第2の活性層の上方に堆積して、現像するステップと、
前記第2のフォトレジスト層を第2のエッチングマスクとして使用しながら、前記第2の活性層及び前記第1の活性層を第2のエッチャントでエッチングするステップとを含む、
ことを特徴とする請求項22〜24の何れか一項記載の方法。 Providing the second active layer above the first active layer comprises:
Depositing the at least one second metal oxide on the first active layer;
Depositing and developing a second photoresist layer over the second active layer;
Etching the second active layer and the first active layer with a second etchant while using the second photoresist layer as a second etching mask.
25. A method according to any one of claims 22 to 24.
モリブデン及びアルミニウムの内の少なくとも1つを前記第2の活性層の上方に堆積するステップと、
第3のフォトレジスト層を前記ソース/ドレインコンタクト層の上方に堆積して、現像するステップと、
前記第3のフォトレジスト層を第3のエッチングマスクとして使用しながら、前記ソース/ドレインコンタクト層を第3のエッチャントでエッチングするステップと、
を含むことを特徴とする請求項22〜25の何れか一項記載の方法。 Providing a source / drain contact layer above the second active layer comprises:
Depositing at least one of molybdenum and aluminum over the second active layer;
Depositing and developing a third photoresist layer over the source / drain contact layer;
Etching the source / drain contact layer with a third etchant while using the third photoresist layer as a third etching mask;
26. The method according to any one of claims 22 to 25, comprising:
真空チャンバー内部に前記基板を入れるステップと、
前記真空チャンバーの内部での、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化ハフニウム、及び酸化アルミニウムの内の少なくとも1つを含むターゲット材料のスパッタリングを、アルゴンを含む第1の供給ガスを用いて行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項22〜26の何れか一項記載の方法。 Providing the first active layer above the gate metal layer comprises:
Placing the substrate inside a vacuum chamber;
Sputtering of a target material containing at least one of indium oxide, zinc oxide, gallium oxide, tin oxide, hafnium oxide, and aluminum oxide inside the vacuum chamber is performed using a first supply gas containing argon. Steps to be performed,
27. A method according to any one of claims 22 to 26, comprising:
酸素を前記第1の供給ガスと混合して、アルゴン及び2体積パーセントの酸素を含む第2の供給ガスを形成するステップと、
前記真空チャンバーの内部での前記ターゲット材料のスパッタリングを、前記真空チャンバーの内部で前記第2の供給ガスを用いて行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項27記載の方法。 Providing the second active layer above the first active layer comprises:
Mixing oxygen with the first feed gas to form a second feed gas comprising argon and 2 volume percent oxygen;
Performing sputtering of the target material within the vacuum chamber using the second supply gas within the vacuum chamber;
28. The method of claim 27, comprising:
ことを特徴とする請求項22〜28の何れか一項記載の方法。 The at least one type of second metal oxide includes the at least one type of first metal oxide.
29. A method according to any one of claims 22 to 28.
ことを特徴とする請求項22〜29の何れか一項記載の方法。 Providing a first active layer above the gate metal layer and providing a second active layer above the first active layer at a pressure of about 10 mTorr or more and about 20 mTorr or less; At a temperature of about 25 ° C. or higher and about 39 ° C. or lower,
30. A method as claimed in any one of claims 22 to 29.
前記第1の活性層を前記ゲート金属層の上方に提供するステップの前に、ゲート障壁層を前記ゲート金属層の上方に提供するステップであって、前記ゲート障壁層は二酸化ケイ素を含むステップと、
前記ソース/ドレインコンタクト層を前記第2の活性層の上方に提供するステップの前に、エッチング停止層を前記第2の活性層の上方に提供するステップであって、前記エッチング停止層は二酸化ケイ素を含むステップと、
メサパッシベーション層を前記エッチング停止層の上方に提供するステップであって、前記メサパッシベーション層は二酸化ケイ素を含むステップと、
の少なくとも1つを含む、少なくとも1つの材料層を前記基板の上方に提供するステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項22〜30の何れか一項記載の方法。 Providing a barrier layer over the substrate prior to providing the gate metal layer over the substrate, the barrier layer including at least one of silicon dioxide and silicon nitride. Steps,
Providing a gate barrier layer above the gate metal layer prior to providing the first active layer above the gate metal layer, the gate barrier layer comprising silicon dioxide; ,
Providing an etch stop layer above the second active layer prior to providing the source / drain contact layer above the second active layer, the etch stop layer being silicon dioxide Including steps,
Providing a mesa passivation layer over the etch stop layer, the mesa passivation layer comprising silicon dioxide;
Further comprising providing at least one material layer over the substrate, including at least one of:
31. A method according to any one of claims 22-30.
前記ゲート金属層を前記基板の上方に提供するステップの前に、障壁層を前記基板上に提供するステップであって、前記障壁層は、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の内の少なくとも1つを含むステップと、
前記第1の活性層を前記ゲート金属層の上方に提供するステップの前に、ゲート障壁層を前記ゲート金属層上に提供するステップであって、前記ゲート障壁層は二酸化ケイ素を含むステップと、
前記ソース/ドレインコンタクト層を前記第2の活性層の上方に提供するステップの前に、エッチング停止層を前記第2の活性層上に提供するステップであって、前記エッチング停止層は二酸化ケイ素を含むステップと、
メサパッシベーション層を前記エッチング停止層上に提供するステップであって、前記メサパッシベーション層は二酸化ケイ素を含むステップと、
の少なくとも1つを更に含む、
ことを特徴とする請求項23〜30の何れか一項記載の方法。 Providing at least one layer of material over the substrate comprises:
Providing a barrier layer on the substrate prior to providing the gate metal layer over the substrate, the barrier layer including at least one of silicon dioxide and silicon nitride. When,
Providing a gate barrier layer on the gate metal layer prior to providing the first active layer over the gate metal layer, the gate barrier layer comprising silicon dioxide;
Providing an etch stop layer on the second active layer prior to providing the source / drain contact layer over the second active layer, wherein the etch stop layer comprises silicon dioxide; Including steps;
Providing a mesa passivation layer on the etch stop layer, the mesa passivation layer comprising silicon dioxide;
Further comprising at least one of
31. A method as claimed in any one of claims 23 to 30.
前記第1の活性層を前記ゲート金属層の上方に提供するステップは、前記第1の活性層を前記ゲート障壁層上に提供するステップを含み、
第2の活性層を前記第1の活性層の上方に提供するステップは、前記第2の活性層を前記第1の活性層上に提供するステップを含む、
ことを特徴とする請求項22〜32の何れか一項記載の方法。 Providing the gate metal layer over the substrate includes providing the gate metal layer on the barrier layer;
Providing the first active layer over the gate metal layer comprises providing the first active layer on the gate barrier layer;
Providing a second active layer over the first active layer includes providing the second active layer on the first active layer;
33. A method as claimed in any one of claims 22 to 32.
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