TW200926308A - Process for atomic layer deposition - Google Patents
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Description
200926308 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於諸如薄膜電晶體、環境阻障層、電容 器、絕緣體及匯流排線之薄膜電子組件及裝置，其中複數 層係藉由大氣原子層沈積方法製造。特定言之，本發明係 • 關於用於製造半導體材料層、介電材料層、傳導電極材料 • 層以及用於薄膜電晶體的保護層之方法，其可用於電子裝 置申，特別在顯示器中。 〇 【先前技術】 材料的沈積係薄膜電子裝置之製造中的關鍵步驟，該等 裝置包括半導體裝置及支撐電子組件，例如電阻器及電容 器、絕緣體、保護層、匯流排線以及其他導電結構。使用 包括蒸發、CVD及喷濺之昂貴的真空沈積方式來進行傳統 薄膜電子材料沈積。在利用不涉及與真空處理相關聯之費 用的沈積方法中存在實質利益。在典型真空處理中，需要 • 較大金屬室及複雜的真空抽取系統以便提供必要的環境。 此等項目增加系統的資本成本並且排除以連續腹板為基礎 的系統之容易使用。 • 用於電子裝置製造的沈積設備之成本在初始支出、循環 • 時間以及底面積方面繼續為驅使製造生產力改良的較大動 機。傳統上，尋求改良方法循環時間的半導體製造者配置 設備以最小化材料在方法步驟之間的行進距離。遺憾地， 此途徑通常以製造空間之有效率的使用為代價產生放置成 彼此靠近的不同大小之工具。相反，將相同設備之群組放 132840.doc 200926308 置在一起產生最高可行工具封裝密度；然而材料流及循環 時間通常會折衷。 私用-共用工具集以沈積各種電子材料會呈現改良一生 產"又施之0又什的數個機會。一共用設備基底簡單地提供高 . I具封裝密度，因為相同大小之沈積模組擬合在一起並最 小化所浪費的空間之數量。能夠改變透過一特定設備模組 ' 所沈積的材料允許方法流中的巨大靈活性，甚至致能自一 # n又施之多個產品。許多其他成本益處亦係從維持 罾 更少類型的設備之需求得出的。 在於塑踢或撓性基板上沈積電子材料方面亦存在利益， 特定因為此等支撐件將係更具機械堅固性、重量較輕、而 且可能藉由允許捲對捲處理而導致較便宜的製造。一撓性 基板之有用範例係聚對苯二曱酸乙二酯。然而，此類塑膠 限制裝置處理至200。(：以下。 薄膜電晶體（T F T)表示大部分薄膜組件的電子及製造問 〇 題。薄膜電晶體（TFT)係廣泛用作電子設備（例如主動矩陣 液晶顯示器、智慧卡、以及各種其他電子裝置及其組件） 中的切換元件。薄膜電晶體（TFT)係場效電晶體（FET)之一 • 範例。一 FET之為人熟知的範例係MOSFET (金氧半導體 . FET)，即如今用於高速應用的傳統切換元件。對於其中一 電晶體需要加以應用於一基板之應用，通常使用一薄膜電 曰曰體。製造薄膜電晶體的關鍵係沈積材料（包括半導體或 通道材料、閘極介電質、傳導電極、以及保護材料）於該 土板上。目前，大部分薄膜裝置係使用真空沈積非晶矽作 132840.doc 200926308 為通道材料來製造。 作為用於TFT中的半導體之非晶矽具有其缺點。在電晶 體的製造期間，非晶矽的沈積需要相對較困難或複雜的方 法’例如電漿增強型化學汽相沈積以及高溫（通常為36(rc ) 以達到對於顯示應用足夠的電特徵。此類高處理溫度不允 許在由某些塑膠製造的基板上沈積’其可能另外期望用於 諸如撓性顯示器之應用。 ❹ ❹ 過去十年來，各種材料已受到關注作為用於薄膜電晶體 之半導體通道中的非晶矽之潛在替代方案。期望半導體、 介電、傳導及保護材料，其處理起來比較簡單，尤其能夠 藉由相對簡單之方法應用於較大區域的材料。可在較低溫 度下沈積的半導體、介電、傳導及保護材料將為撓性電子 裝置開闢較寬範圍的基板材料，包括塑膠。 發現實務無機半導體作為當前以矽為基礎的科技之替換 者亦已成為相當大之研究努力的主旨。例如，已知金氧半 導體，其構成採用或不採用包括諸如鋁之金屬的額外摻雜 元素所沈積的氧化鋅、氧化銦、氧化鎵銦鋅、氧化錫或氧 化錫。其為透明之此類半導體材料可具有用於某些應用的 額外優點’如以下所論述。 可用於TFT中的半導體材料必須顯示數個特徵。在薄膜 電晶體之典型應用+，期望可控制透過該裝置的電流之流 量的開關目此，期望當開啟該開關時高電流可流經該 裝置。電流流量的程度係與半導體電荷載子移動率相關。 當關閉該裝置時，難電流流量係極小。此係與自然電荷 132840.doc 200926308 載子濃度相關。此外，期望該裝置受可見光的微弱影響或 根本不受其影響以避免光保護層。為了使此點成為現實， 半導體帶隙必須係足夠大（>3 eV)因此曝露於可見光並不引 起帶間躍遷。以氧化鋅為基礎的材料能夠施配此等特徵。 此外，在以實際同谷篁腹板為基礎的大氣製造方案中，古 度期望用於該方法中的化學品係便宜而且具低毒性的，此 亦*T藉由使用以ZnO為基礎的材料及其先驅物之多數來滿 足。 ® 當該裝置係在其關閉狀態時的高開啟/關閉此結果具有 極低的電流流量，其係通常稱為電流漏電。存在其中低漏 電係本質的許多應用。在顯示應用中，像素選擇電晶體需 要低漏電。此選擇電晶體係一開關，其允許電荷進入並儲 存於像素中。在無漏電之一完美電晶體中，一旦將電荷儲 存在像素中，就將該電晶體切換至其他關閉狀態而且此電 荷無法藉由透過該選擇電晶體的漏電而變小。一電晶體中 〇 太尚的關閉電流將引起該像素中的儲存電荷之衰減，此產 生較差的顯不效能。 與有用操作相關的另一電晶體特徵係藉由次臨限斜率所 • 表不的電阳體開啟之陡度。隨著一電晶體之閘極電壓的改 . 冑該電曰曰體將在特徵為低電流流量的關閉狀態中啟動， 並轉變至特徵為高電流流量的開啟狀態。當閉極電壓達到 該電晶體開始開啟的-點時，隨著閉極電壓的增加，在沒 極電抓中存在實質增加。稱為次臨限斜率的此增加係以每 十倍汲極電流的閘極電壓之伏特數來測量。此表達因此表 132840.doc 200926308 示產生錄電財的十倍增加㈣㈣閘極電壓之伏特 數。次臨限斜率之較低數值指示較快裝置開啟而且係期望 的。 已揭示用於製造氧化鋅膜之久接 a 乳野联之各種方法，高溫及低溫兩種 方法’包括射頻磁控喷濺或修改反應平面磁控滅錄。
Ohya等人（日本應用物理雜誌，第i部分，2〇〇1年1月， 第40卷’第1號’第297·8頁）揭示藉由化學溶液沈積製造的 ΖηΟ薄膜電晶體。 ❹ 透明傳導氧化物係在專注於透明料氧化物化合物之材 料及特性的材料研究公告之2000年8月發行物，2〇〇〇年第 25卷（8)中審查。 用於沈積此類氧化物半導體的一種低溫方法係揭示在 Caixia等人的專利US 20〇4/〇127〇38中。此專利公開案揭示 半導體沈積方法，其使用具有惰性氣體中的氧之受控部 分壓力之大氣中的金屬氧化物（Zn〇、In2〇3、Sn〇2、Cd⑺ 或金屬（Zn、In、Sn、Cd)目標之磁控濺鍍。此係低温方 法’其可與溫度敏感之基板及組件（例如用於撓性聚合物 基板上的顯示器之驅動電路）相容。Car cia等人之場效電晶 體係基於標稱未摻雜金氧半導體，其必須使用物理汽相沈 積或化學汽相沈積，較佳使用rf(射頻）磁控濺鍍加以沈積。 日本Kokai JP2004349583揭示產生一薄膜電晶體之方 式’其中氧化辞奈米微粒之分散物經喷墨用以形成半導體 通道。然而’未說明關於分散物的製備之實際範例。 US 2004/0127038揭示使用濺鍍作為真空沈積方式來產 132840.doc -10· 200926308 生南品質氧化辞薄膜電晶體之方法。
Steven K，Volkman等人在「使用ZnO奈米微粒之新穎透 明空氣穩定可印刷n型半導體科技」，2〇〇4 ieee國際電子 裝置會議技術摘要第769頁2004辛揭示使用有機穩定氧化 辞奈米微粒產生薄膜電晶體之方式。揭示的方式涉及曝露 於400°C的溫度。
儘管已採用濺鍍技術製造成功的以氧化辞為基礎之裝 置，但疋應清楚需要對反應氣體組成物（例如氧氣含量）之 極精確控制以產生良好品質裝置。其中混合兩種反應氣體 以形成期望膜材料之化學汽相沈積（CVD)技術可以係達到 高品質膜生長的有用途徑。原子層沈積（「ALD」）係又一 另一替代膜沈積科技，其可提供改良式厚度解析度及保形 能力，與其CVD前任科技相比。ALD方法將傳統cvd之傳 統薄臈沈積方法分割成單一原子層沈積步驟。 ALD可用作形成若干類型之薄膜電子裝置的製造步驟， 該等裝置包括半導體裝置及支撐電子組件，例如電阻器及 電容器、絕緣體、匯流排線以及其他導電結構。勘係特 別適合於形成電子裝置之組件中的金屬氧化物之薄層。可 採用ALD加以沈積的一般類別之功能材料包括導體、介電 質或絕緣體以及半導體。 導體’例如钟化鎵、 〇 且當傳導直至或超過 個原子層。一原子層 有用半導體材料之範例係化合物半 氮化鎵、硫化鎘、氧化鋅以及硫化鋅 有利地，ALD步驟係自我終止的並 自我終止曝露時間時可精確地沈積一 132840.doc 200926308 般範圍係從〇 · 1至0 5分子單層，其中典型尺寸係約只是 幾埃之等級。在ALD中’一原子層之沈積係一反應分子先 驅物與該基板之間的化學反應之成果。在每一分離的ALD 反應與沈積步驟中，淨反應沈積所期望的原子層並大體上 消除最初包括在分子先驅物中的「額外」原子。以其最純 形式’ ALD涉及在完全缺少該反應之另一或其他先驅物的 情兄下該等先驅物之每一者的吸收及反應。實務上，在任 何方法中均難以避免不同先驅物之一些直接反應，從而導 致^、量的化學汽相沈積反應。主張實行ALD的任何方法之 目標係獲得與一 ALD方法相稱的裝置效能及屬性，同時認 識到可容忍少量的CVD反應。 在ALD應用中，通常在分離階段中將二種分子先驅物引 入於ALD反應器中。例如，一金屬先驅物分子mlx包含一 金屬元素Μ，其係鍵結至一原子或分子配位基[。例如，M 可以係但不限於Al、W、Ta、Si、Zn等。當基板表面經製 備用以直接與該分子先驅物反應時，該金屬先驅物與該基 板反應。例如’基板表面通常經製備用以包括含氫配位 基、AH或類似物，其係與該金屬先驅物反應。硫（s)、氧 (〇)及氮（N)係一些典型A種類。氣態先驅物分子有效地與 基板表面上的配位物反應，從而產生該金屬之一單一原子 層的沈積： 基板-AH+MLX*^ 基板 _AMLX -1+HL (1) 其中HL係反應副產物。在該反應期間，消耗初始表面配 位基AH，而且該表面變為採用配位基AMLx-i加以覆蓋， 132840.doc -12· 200926308 該等配位基無法進一步與金屬先驅物MLx反應。因此，當 採用AMLxm物種替換該表面上的初始ah配位基之全部 時，該反應自我終止。反應階段係通常後隨一惰性氣體沖 洗階段，其在另一先驅物之分離引入之前從該室消除過多 的金屬先驅物以及HL副產物物種。 一第二分子先驅物因此係用以恢復該基板朝該金屬先驅 物的表面反應性。此係（例如）藉由移除L配位基並重新沈 積AH配位基來完成。在此情況下，該第二先驅物通常包 含期望（通常為非金屬）元素A (即〇、N、S)，以及氫（即 H20、NH3、H2S)。下一反應係如下： 基板 _A-ML + AHY —基板-A-M-AH + HL (2) 此將該基板轉換回至其ΑΗ覆蓋狀態^ (本文中，基於簡 單之目的，未平衡化學反應^ )期望額外元素Α係併入該膜 中而且非期望配位基L係消除為揮發性副產物。再次地， 該反應消耗反應部位（此次為L終止部位）而且當該基板上 的反應部位係完全空乏時自我終止《因此藉由使惰性沖洗 氣體在一第二沖洗階段中流動而從沈積室移除該第二分子 先驅物。 概述而言’因此一 ALD方法需要順次交替至該基板的化 學品之通量。如以上論述的表示性ALD方法係具有四個不 同操作階段的循環： 1. MLX反應； 2. MLX沖洗； 3. AHy反應；以及 132840.doc -13- 200926308 4. AHy沖洗，並接著返回至階段1。 採用中間沖洗操作將該基板表面恢復至其初始反應狀態 的交替表面反應及先驅物移除之此重複序列係一典型ALD 沈積循環。ALD操作之一關鍵特徵係將該基板恢復至其初 始表面化學條件。使用此重複步驟集，能以在化學動力、 每循環的沈積、組成物及厚度方面全部相同的均等計量層 將一膜層壓於該基板上。
自我飽和表面反應使ALD不受傳輸不均勻性的影響，此 可另外削弱表面均勻性，其原因在於工程公差及流方法之 限制或關於表面佈局（即，沈積於三維、高縱橫比結構 中）。作為一般規則，一反應方法中的化學品之不均勻流 量通常在不同區域中產生不同完成時間。然而，採用 ALD，允許該等反應之每一者在整個基板表面上完成。因 此，完成動力的差異不對均勻性施加懲罰。此係因為 首先完成該反應的區域會自我終止該反應；其他區域能夠 繼續，直至整個經處置的表面經歷預計反應。 通常地，-ALD方法在一單一㈣循環内沈積〇」至〇2 ⑽的膜（採用如較早列舉的編號步驟14)”必須達到一有 用提二:广了仃的循環時間以便為許多或大部分半導體應 用&供從3 mn至300 nm之範圍内的—均勻媒厚度，而 至為其他應用提供較厚膜。工举 八揚S β 菜產量軚準規定基板應在2 刀鐘至3刀鐘内加以處理，此意指⑽循 從0.6秒至ό秒的範圍内。 β’、入係在 - ALD方法必須能夠為許 另双手且可靠地執行此 132840.doc 200926308 序列以便允許許多基板之有成本效益的塗布。在努力最小 化一 ALD反應需要達到自我終止的時間中，在任何給定反 應溫度下，一種途徑已係使用所謂的r脈衝」方法最大化 流入該ALD反應器中的化學品之通量。在脈衝式ald方法 中，一基板坐落在一室中並且係藉由允許一第—氣體進入 該室而曝露於以上氣體序列，後隨一抽取循環以移除該氣 體，後隨引入一第二氣體至該室’後隨一抽取循環以移除 該第二氣體。可在任何頻率及氣體類型及/或濃度中的變 化下重複此序列。淨效應係整個室經歷氣體組成物隨時間 的變化，並因此此類ALD可稱為時間相依ALD。大多數現 有ALD方法係時間相依ALD。 為了最大化至該ALD反應器的化學品之通量，有利的係 引入分子先驅物至具有惰性氣體之最小稀釋並在高壓力下 的該ALD反應器中。然而，此等措施針對達到短循環時間 並從該ALD反應器迅速移除此等分子先驅物之需求而發揮 作用。迅速移除進而規定該ALD反應器中的氣體駐留時間 應加以最小化。 現有ALD途徑已隨縮短反應時間並改良化學利用效率的 需求’與另-方面最小化沖洗氣體逗留及化學移除時間的 需求之間的權衡而折衷。克服時間相依ALD系統之固有限 制的一種途徑係不斷地提供每一反應物氣體並連續地透過 每一氣體移除該基板。在此等系統中現在相對恆定的氣體 組成物，但是其係定位於該處理系統之特定區域或空間。 因此，此等系統將稱為空間相依ALd系統。 132840.doc 200926308 例如，至Yudovsky之名稱為「诚TS£ a丄 冉馬擔^衣層沈積用之氣體分配 系統」的美國專利第M2M63號說明一空間相依ald處理 系統其在真空下具有用於先驅物及沖洗氣體的分離氣體 璋，從而隨每-氣體埠之間的真空幫料交替。每一氣體 彳朝基板垂直向下引導其氣體串流。分離氣體流係由壁 或隔板並採用真空抽取加以分離以排出每一氣體串流之兩 * 侧上的氣體。每—隔板之—下部分靠近該基板（例如離該 基板表面〇.5 mm或更大）延伸。以此方式，該等隔板之下 冑分係與該基板表面分離-距離，其係、足以在氣體串流與 該基板表面反應之後允許氣體串流在該等下部分周圍朝真 空埠流動。 提供一旋轉轉盤或另一傳輸裝置以固持一或多個基板晶 圓。採用此配置，該基板係在不同氣體串流下穿梭，從而 實現ALD沈積。在一項具體實施例中，該基板係透過一室 在一線性路徑中移動’其中該基板係往返通過若干次。 _ 使用連續氣體流空間相依ALD之另一方法係顯示在至等 人Suntola之名稱為「實行化合薄膜之生長之方法」的美國 專利第4,413,022號中。一氣體流陣列具備交替來源氣體開 口、載體氣體開口以及真空排放開口。該基板在該陣列上 的往復運動再次實現ALD沈積，而無需脈衝式操作。在圖 13及14之具體實施例中，特定言之’藉由該基板在來源開 口之固定陣列上的往復運動來實施一基板表面與反應蒸汽 之間的循序交互作用；藉由排放開口之間的載體氣體開口 形成擴散阻障物^ Suntola等人陳述即使在大氣壓力下採用 132840.doc -16- 200926308 此y具體實施例進行操作仍係可行的，儘管提供該方法之 很 >'細節或範例或不提供該等細節或範例。 雖然諸如，563 YudGVsky及奶Su_a等人專利中說明的 方法之方法可避免脈衝式氣體途#所时的困難之一些， 但是此等方法具有其他缺點。例如，將極難以將均勾真空 維持在—陣列之^同點處並將同步氣體流及真空維持在補 充壓力目此使提供至該基板表面的氣體通量之均勾性折
❹ 衷563 Yudovsky專利之氣體流施配單元與，〇22 $仙滅等 人專利之氣體流陣列皆不可使用為較緊密接近於該基板超 過 0.5 mm。 至Selitser的美國專利公開案第2〇〇5/〇〇8461〇號揭示一大 氣壓力原子層化學汽相沈積方法。Selits_述藉由將操作 壓力改變為大氣壓力來獲得反應速率的特別增加，此將涉 及反應物之濃度的等級增加，因此増強表面反應物速率。 Selitser之具體實施例涉及用於該方法之每一階段的分離 室，儘管圖10顯示其中移除室壁之一具體實施例。一系列 刀離注入器係在一旋轉環形基板支架軌道周圍隔開。每一 注入器獨立地併入操作反應物、沖洗以及排放氣體歧管而 且在每一基板於該方法中在下面通過時為每一基板控制並 擔當一個完整的單層沈積及反應物沖洗循環^ Selitser說明 很少或未說明氣體注入器或歧管之特定細節，儘管陳述選 擇該等注入器之間距因此藉由沖洗氣體流以及每一注入器 中所併入的排放歧管來預防自鄰近注入器的交又污染。 一空間相依ALD方法可採用下列申請案中更詳細說明的 132840.doc -17- 200926308 其他SX備或系統來完成.共同讓渡的美國申請案序列號 11/392,007，美國申凊案序列號11/392,006;美國申請案序 列號11/620,740，以及美國申請案序列號11/62〇,744，其係 於2007年1月8日由Levy申請而且名稱為「使用藉由氣體壓 力與基板分離的施配頭之沈積系統與方法」。此等系統嘗 試克服一空間ALD系統之困難態樣之一，其係連續流動的 相互反應軋體之非期望互混。特定言之，美國序列號 11/392,007使用新穎橫向流圖案以預防互混，而美國序列 號11/620,744及美國序列號丨1/620,74〇使用藉由該方法之反 應氣體之壓力所部分懸空的塗布頭以完成改良式氣體分 離。 以上論述的參考係主要關於藉由使用各種ALd方式來製 造一單一層。未認識到具有沈積裝備之一單一件以沈積一 TFT裝置中的作用層之大部分（若非全部）的潛在製造益 處。
Sugihara等人的US 2006/0244107揭示製備具有一鄰近阻 障層之以經受體摻雜之Zn〇為基礎的TFT之方式。在其方 式中，藉由使用具有300°C之基板溫度的脈衝式雷射沈積 並使用氣氧化物作為用於以Zn〇為基礎的半導體層之 雜物來製備該等膜^ Sugihara等人確實論述TFT，其中介 電質（Ah〇3)、半導體（Zn〇)及保護層（Al2〇3)係全部使用相 同方式沈積。然而，脈衝式雷射沈積之Sugihara等人專利 中揭示的方式係一真空方法而且並不完全適合於高產量。 另外’在Sugihara等人專利中未認識到具有一共用方法係 132840.doc -18· 200926308 一製造優點；事實上其建議用於該保護層的替代性材料， 包括樹脂，其不可藉由用以沈積該半導體之脈衝式雷射沈 積方法來沈積。 因此’仍需要能夠以低成本製造高品質TFT裝置，而無 需多種類型的沈積裝備。 【發明内容】 本發明係關於一種製造包含包括一閘極層、一介電層、 一通道層、一源極與汲極層以及一保護層的至少五層之一 薄膜電晶體之方法，其中至少三層係藉由大體上在大氣壓 力或其以上實行的一原子層沈積（ALD)方法來生長，其中 在沈積期間該基板之溫度係在3〇〇它以下，而且其中該 ALD方法包含透過與該基板隔開的複數個輸出開口同時引 導按順序包含至少一第一反應氣態材料、一惰性沖洗氣體 以及第一反應氣態材料的一系列氣體流，並且在相對該 複數個輸出開口之一方向上傳輸該基板，因此該基板經歷 第一、第二及第三氣態材料之一序列並因而該序列使一層 藉由ALD形成於該基板上β 本發明係進一步關於製造用於薄膜電晶體之半導體材料 層、介電材料層、傳導電極材料層以及保護層之方法，該 等層係使用裝備之共用件來沈積，其中該方法係大體上在 大氣壓力或其以上實行而且在沈積期間該基板之溫度係在 300°C以下。在該方法期間，該基板或用於氣態材料之沈 積裝置或兩者能夠提供該沈積裝置之輸出面與該基板之間 的相對移動，同時維持緊密接近。 132840.doc 19 200926308 在一較佳具體實施例中，該方法可採用經受薄臈沈積之 一基板的連續移動來操作，其中該方法能夠輸送支撐件或 作為經過該沈積裝置的腹板，較佳在大體大氣壓力下且在 向周圍環境開放的未密封環境中。 本發明a -優點係其提供用於原子層沈積一以氧化辞為 基礎的η型半導體於一基板上之有利方法’其係完全適合 於若干不同類型的基板及沈積環境。 ❹
本發明之又一另一優點係其係可調適以沈積於一腹板或 另一移動基板上，包括沈積於一較大區域基板上。 本發明之另一優點係其允許在較佳具體實施例中於大氣 壓力條件下操作。 本發明<另一優點係其可在大氣壓力下用力低溫方法 中’該方法可在向周圍環境大氣開放的未密封環境中加以 實施。 本發明亦係關於包含較佳在—撓性基板上且藉由本方法 製造的以氧化鋅為基礎的半導體之電晶體。 f由本方式製造的半導體臈能夠以膜形式展現大於〇1 ⑽2/vS之優良的場效電子移動率以及大於1〇4之開啟與關 閉比率’纟中效能特性係足以用於各種相關科技，包括主 動矩陣顯示器底板。 除該半導體以外，一 TFT結構還包括用於注入電流於該 半導體中的傳導電極，其係共用稱為—源極與—汲極。藉 由本發明製造的半導㈣可用於薄膜電晶體巾，其分別包 含連接至-半導體臈之隔開的第—及第二接觸構件。一第 132840.doc -20- 200926308 三接觸構件可藉由一絕緣體與該半導體膜隔開，而且經調 適用以藉由施加於該第三接觸構件的電壓來控制透過該膜 在該等第一與第二接觸構件之間的電流。該等第一、第二 與第二接觸構件可對應於一場效電晶體中的一汲極、源極 與閘極電極。 在閱讀結合顯示並說明本發明之解說性具體實施例的圖 式進行的下列詳細說明之後，熟習此項技術者將明白本發 明之目的、特徵及優點。
【實施方式】 可在30(TC的最大支撐溫度以下，更佳在之“工以下或 甚至在約為室温之溫度（25。(：至7(rC)實行製造本發明之薄 臈電晶冑或電子裝置或至少生產肖薄膜|導體的整個方 法 旦擇握本文中包含的本發明之知識，則溫度選擇一 般取決於該技術巾已知的支#及處理參數。此等溫度係完 全在傳統積體電路及半導體處理溫度以下，此致能各種相 對便宜的支撐件（例如撓性聚合支撐件）之任一者的使用。 因此，本發明致能包含具有明顯改良式效能的薄膜電晶體 之相對便宜電路的生產。 對於以下說明，術語「氣體」或「氣態材料」係在廣義 上用以包含-絲圍的汽化或氣態元素、化合物或材料之 任-者。本文中使用的其他術語（例如反應物、先驅物、 真空及惰性氣體）全部具有其傳統含義，此將為熟習材料 沈積技術者所完全瞭解。提供的圖式並未按比例繪製但是 係預計顯示本發明之-些具體實施例的總功能及結構配 132840.doc -21 - 200926308 置。 ❹ ❹ 本發明之方法提供與製造薄膜電晶體之傳統途徑的明顯 違貪’從而使用將氣態材料施配至一基板表面的系統以沈 積功能層，並且其可調適以沈積於較大及以腹板為基礎的 基板上而且能夠以改良式產量速度達到高度均勻的薄膜沈 積。本發明之方法將一連續空間相依ALD(與脈衝式或時 間相依ALD相對）之氣態材料分配用於該等電晶體組件之 三或多個。本發明之方法允許以大氣或近大氣壓力操作而 且能夠在未密封或戶外環境中操作。 在本方法之一項具體實施例中，藉由原子層沈積方法生 長薄膜電晶體中的該閘極層、用於該閘極層的介電層、通 道層、源極與汲極層以及保護層。在另一具體實施例中， 藉由本原子層沈積方法生長僅（或至少）該介電層、通道層 及該保護層。在又一另一具體實施例中，藉由本原子層沈 積方法生長僅（或至少）該閘極層、該介電層、通道層及該 保瘦層。在_特定具體實施例巾，該五層之至少三個係氧 化物層。在另—特定具體實施例中，#由本原子層沈積方 法生長該閘極層而且該閘極層係採用選自銦、㉟、硼及氟 之一元素所摻雜的氧化鋅。在又一另一 疋具體實施例 藉由本原子層沈積方法生長該源極與沒極層而且 極與汲極層係採用選自銦 '鋁、 Λ '、 氧介絲+ ’及氟之一疋素所摻雜的 氧化鋅。在本方法之又一另一且體實 , ，、菔貫施例中，該閘極層係 藉由本原子層沈積方法生長的金屬， ，、 # μ , , κ 碉而且該源極與汲極層 '、藉由本原子層沈積方法生長的金屬。 132840.doc •22- 200926308 圖1係用於製造用於本發明之一項具體實施例的一 TFT 之一作用層中的一膜之一方法的一具體實施例之廣義步驟 圖’其中使用二種反應氣體，即一第一分子先驅物與一第 二分子先驅物。氣體係從一氣體來源供應並且可（例如）經 由一沈積裝置施配至該基板。可使用計量及閥門設備以提 供氣態材料至該沈積裝置。
如步驟1中所示，提供用於該系統的氣態材料之連續供 應以沈積材料之一薄膜於一基板上。按順序應用序列15中 的步驟。在步驟2中，相對於該基板之一給定區域（稱為通 道區域），引導一第一先驅物或反應氣態材料以在一第一 通道中於該基板之通道區域之上流動並與其反應。在步驟 3中，出現該系統中的該基板與多通道流之相對移動，此 設定針對步驟4的階段，其中在該給定通道區域之上出現 具有惰性氣體的第二通道（沖洗）流。接著，在步驟5中該 基板與該等多通道流之相對移動設計針對步驟6的階段， 其中該給定通道區域係經歷原子層沈積，其中一第二分子 先驅物現在(在此特定具體實施例中，冑肖地且大體上平 行於該基板之表面)係在該基板之該給定區域之上並且與 該基板上的先前層反應以產生（理論上）一期望材料之單 層。-第-分子先驅物係呈氣體形式，例如有機金屬化： 物’如二乙基辞或三甲基銘。在此—具體實施例中，該第 二分子_物亦係呈氣態形式而且可以係、（例如）非金屬氧 化it物。視需要地，可以任何方式將一揮發性受體摻雜 化合物供應至該线，其中允許該化合物與生長膜中的部 132840.doc -23- 200926308 位反應。因&，其可與該第—或第二分子先驅物或隨該沖 洗氣體一起施配。較佳地，該揮發性受體係與氧化分子 驅物共同施配。 在步驟7中，該基板與該等多通道流之相對移動因此針 對步驟8做好準備，其中此次再次使用一惰性氣體以從自 先前步驟6的該給定通道區域掃除過多的第二分子先驅 物。在步驟9中，再次出現該基板與該等多通道流之相對 移動，此針對一重複序列做好準備，並返回至步驟2。按 9 S要多：欠重複該循環以建立—期望m。在豸方法之本具體 實施例中，相對於對應於由一流量通道所覆蓋的區域之該 基板之一給定通道區域來重複該等步驟。同時，在步驟1 中為各種通道供應必要的氣態材料。與圖丨中的方框Η之 序列同時處理其他鄰近通道區域，此產生平行的多通道 流，如總步驟11中所指示。平行流可以係大體上正交或大 體上平行於該沈積裝置之輸出面。 》 該第一分子先驅物之主要目的係向後朝與該第一分子先 驅物之反應性來調節該基板表面。該第二分子先驅物亦提 供自刀子氣體的材料以與該表面上的金屬組合例如在 ZnO範例中與新近沈積的含鋅先驅物形成氧化物。 此特定具體實施例並不需要使用一真空沖洗以在將一分 子先驅物應用於該基板之後移除該分子先驅物。大部分研 究者預期沖洗步驟係ALD方法中的最明顯通量限制步驟。 假定（例如）將AX及BY用於圖1中的二種反應物氣體。當 供應反應氣體AX流並在一給定基板區域之上流動時，反 132840.doc -24- 200926308 應氣體ΑΧ之原子在一基板上經化學吸收，從而產生一層a 以及配位基X之一表面（相聯化學吸收）（步驟2)。接著，採 用一惰性氣體沖洗剩餘反應氣體Αχ(步驟4)。接著，出現 反應氣體BY之流，以及Αχ (表面）與8¥(氣體）之間的化學 反應，從而在該基板上產生AB之一分子層（分離化學吸收） (步驟6)。冲洗剩餘氣體Βγ及該反應之副產物（步驟8)。可 藉由重複該方法循環（步驟2至9)許多次來增加該薄膜之厚 度。 因為該膜可每次沈積-個單層，所以其趨向於係保形的 而且具有均勻厚度。 可使用本發明之方法製造的氧化物包括但不限於： ΖηΟ、仏〇3、氧化鈦、氧化銦及氧化锡。可使用本發明之 方法製造的混合結構氧化物可包括(例如”—Ο。可使用 本發明之方法製造的摻雜材料可包括（例如）、 MgxZni.x〇以及 LiZnO。 可使用本發明之方法製造的金屬包括但不限於：銅、 鎢、鋁、鎳、釕及鍺。熟習此項技術者應明白，可沈積 二、三或多種金屬之合金，化合物可與二、三或多種組分 沈積’而且亦可生產諸如分級膜及奈米層塵物的此類物 品° 此等變化僅係在交替循環中使用本發明之特定具體實施 例的變體。在本發明之精神及範圍内存在許多其他變化， 因此本發明並非僅受以下巾請專利範圍的限制。 對於可詩勘薄財法中的各_發性切先驅物、 132840.doc -25· 200926308 先驅物組合以及反應物，參考由Glocker及Shah編緝的薄 媒處理科技手冊，第1卷，1995年費城，物理研究所（ιορ) 出版物，第B1.5:1至B1.5:16頁，如本文中所引用；以及由 Nalwa編緝的薄膜材料手冊，第！卷，第1〇3至159頁，如本 文中所引用，其包括前者參考之表格V1.5 ；!。 儘管氧化物基板提供用於ALD沈積的群組，但是可藉由 '適當表面處置使用塑膠基板。 現在參考圖2，其顯示一沈積裝置1〇之一項具體實施例 ® 的斷面側視圖’該沈積裝置可在本方法中用於依據本發明 原子層沈積一半導體於一基板20上。沈積裝置10具有用於 接受一第一氣態材料之一氣體入口埠14、用於接受一第二 氣態材料之一氣體入口琿16、以及用於接受一第三氣態材 料之一氣體入口埠18。此等氣體係經由具有隨後說明之一 結構配置的輸出通道12在一輸出面36上發出。圖2及隨後 圖3至4B中的箭頭指氣態材料之擴散傳輸，而非從一輸出 通道接收的流。在此特定具體實施例中，該流量係大體上
P 從該圖之頁面引導出來，如以下進一步說明。 在一項具體實施例中’氣體入口埠14及16經調適用以接 受第一及第·一氣體’其按順序在該基板表面上反應以實現 ALD沈積，而且氣體入口埠18接收相對於該等第一及第二 氣體係惰性的一沖洗氣體。沈積裝置1〇係與基板2〇隔開提 供在一基板支撐件上的一距離D’如隨後更詳細地說明。 藉由基板20之移動，藉由沈積裝置1〇之移動，或藉由基板 20及沈積裝置10兩者之移動，可在基板2〇與沈積裝置1〇之 132840.doc -26- 200926308 間提供往復運動。在圖2中所示的特定具體實施例令，基 板20係以往復方式橫跨輸出面36移動，如藉由箭頭r並藉 由至圖2中的基板20之右及左側的幻影外形所指示。應該 注意往復運動使用沈積裝置10的薄膜沈積並非始終需要S 復運動。亦可提供基板20與沈積裝置10之間的其他類型之 相對運動，例如基板20或沈積裝置1〇在一或多個方向上的 移動，如隨後更詳細地說明。 圖3之斷面圖顯示在沈積裝置10之輸出面刊的―部分之 〇 上發出的氣體流。在此特定配置中，由隔板22分離的每一 輸出通道12係與圖2中所見的氣體入口埠14、16或18之一 進行氣態流流通。每一輸出通道12通常施配一第一反應物 氣態材料〇、或一第二反應物氣態材料M、或一第三惰性 氣態材料I。 圖3顯示氣體之一相對基本或簡單配置。預想可在一薄 膜單一沈積中於各種埠處按順序施配複數個非金屬沈積先 p 驅物（如材料〇)或複數個含金屬先驅物材料，包括至少一 3鋅先驅物（如材料M)。或者，當製造（例如）具有金屬之 交替層或具有混合在一金屬氧化物材料中的少量摻雜物之 複雜薄膜材料時’可在一單一輸出通道中應用反應物氣體 之一混合物’例如金屬先驅物材料之一混合物或金屬與非 金屬先驅物之一混合物。標識為I的中間串流分離任何反 應物通道，其中該等氣體很可能彼此反應。第一及第二反 應物氣態材料〇及河彼此反應以實現ALd沈積，但是反應 物氣態材料0與M均不與惰性氣態材料I反應。用於圖3及 132840.doc -27· 200926308 隨後圖中的術語建議一些典型類型的反應物氣體。例如， 第一反應物氣態材料〇可以係一氧化氣態材料，第二反應 物氣態材料]VI可以係一金屬含鋅化合物。惰性氣態材料1可 能係氮、氬、氦或共同用作ALD方法中的沖洗氣體之其他 氣體。惰性氣態材料I相對於第一或第二反應物氣態材料〇 及Μ係惰性的。第一與第二反應物氣態材料之間的反應可 在一項具體實施例中形成一金屬氧化物或另一二元化合 ❹
物，例如氧化鋅ΖηΟ。二種以上反應物氣態材料之間的反 應可形成諸如一三元化合物之另一以氧化辞為基礎的材 料，例如ΖηΑΙΟ。 圖4A及4B之斷面圖以簡化示意形式顯示，當施配反應 物氣態材料Ο及Μ時，隨著基板20沿沈積裝置1〇之輸出面 36傳遞，實行Ald塗布操作。在圖4Α中，基板2〇之表面首 先從指定為施配第一反應物氣態材料〇的輸出通道12接收 一氧化材料。該基板之表面現在包含材料〇之一部分反應 形式’其係易於與材料Μ反應。接著，隨著基板2()通過至 第二反應物氣態材料Μ之金屬化合物之路徑中，與m的反 應會發生，從而形成-金屬氧化物或可採用二種反應物氣 態材料形成的某一另一薄膜材料。 如圖4A及4B所示，惰性氣態材料1係提供在第一與第二 反應物氣態材料〇與Μ之流之間的每—個交替輸出通道η 中。循序輸出通道12係鄰近的，~，共享由所示|體實施 例中的隔板22形成的-共用邊界。本文中，輸出通道⑽ 藉由在正交於基板20之表面的方向上延伸之隔板22界定並 132840.doc -28- 200926308 彼此分離。 如上所述，在此特定具體實施例中，不存在散佈在輸出 通道12之間的真空通道，即，在施配氣態材料的一通道之 任一側上不存在真空通道以汲取該等隔板周圍的氣態材 料。此有利的緊湊配置因所使用的創新氣體流而係可行 的。不像針對該基板應用大體垂直（即，正交）氣體流並因 此必須排除相對垂直方向上的廢氣體之較早方法的氣體施 配陣列一樣’沈積裝置1 〇沿用於每一反應物及惰性氣體之 表面來引導一氣體流（在一項具體實施例中較佳為大體層 流狀）並以不同方式處置廢氣體及反應副產物，如隨後所 說明。用於本發明中的氣體流係沿且一般平行於該基板表 面之平面引導。換言之，氣體之流係大體上橫向於一基板 之平面而非正交於所處理的基板。 圖5及6從輸出面36(即，從相對於圖2至4B的外側）顯示 可用於本方法中的一沈積裝置10之一項具體實施例的透視 圖。在此具體實施例中界定並分離鄰近輸出通道12的隔板 22係表示為部分地切掉’以允許從氣體出口琿24流動的氣 體流之較佳可見度。圖5及6亦顯示用於此揭示内容之圖式 中的參考X、y、z座標軸指派。輸出通道丨2係大體上平行 的而且在對應於X座標抽的長度方向上延伸。使用此座標 才曰派’基板20之往復運動或相對於基板2〇的運動係在y座 標方向上。 圖6顯示採用此具體實施例從沈積裝置丨〇施配的各種氣 態材料之氣體流F!、F〇及FM。氣體流Fi、1?〇及1?1^係在χ方 132840.doc •29- 200926308 向上’即，沿細長輸出通道12之長度。 圖7A、7B、7C及7D之斷面圖係正交於圖2至4B之斷面 而取並且顯示自此視圖之一個方向上的氣體流。在每一輸 出通道12内’對應氣態材料流自一氣體輸出埠24，其係以 幻影顯示在圖7A、7B、7C及7D之視圖中。在圖7A之具體 實施例中，氣體流F1沿輸出通道12之長度並橫跨基板20引 導氣態材料’此係相對於圖5及6來說明。氣體流！^在此配 ❹
置令繼續經過沈積裝置10之邊緣，從而向外流入環境中， 或在期望情況下流入一氣體收集歧管（未顯示）。圖7B顯示 用於氣體流F2的一替代性具體實施例，其中輸出通道12亦 提供一排放埠26以重新引導或排除該氣體流。圖7C顯示用 於氣體流F3的一替代性具體實施例，其中氣體輸出埠“係 在中央定位在輸出通道12内並且在兩個方向上沿該通道引 導氣體流中的氣態材料。圖7〇顯示用於氣體流料的一替代 性具體實施例，其中氣體輸出埠24亦係在中央定位，其中 =多個排放埠26適當地放置在輸出通道12之極端附近。儘 管單向流係較佳的，但是某程度的混合可出現而且甚至在 某程度上可能係有利的，取決於—特定應用中所涉及的流 速及其他情形。 I特定沈積裝置1〇可使用氣體流組態或其組合，圖了八之 FI:、圖7心2流、圖7(：之酿、圖7D^4流或某另一 變之任—者組態的輸出通道12，其中氣 以沿輸出通道12橫跨美板2〇4動，鲂祛w s竹、ϋ导用 .㈣基板2G流動，較佳以具有受控混合的 机或平穩方式。在一項具體實施例中，一或多個排 132840.doc -30- 200926308 放埠26係提供用於施配一反應物氣態材料的每一輸出通道 12。例如，參考圖6，用於標識為〇及厘之第一及第二反應 物氣態材料的輸出通道12係與排放埠26 一起組態以排出或 排除反應物物質，從而遵循流F2之圖案（圖7B)。此允許材 料之某再循環並預防歧管之端部附近的非期望之混合及反 應。用於標識為I之惰性氣態材料的輸出通道12並不使用 排放埠26並因此遵循流F1之圖案（圖7Α)β儘管在一些具體 實施例中層流係較佳的，但是某程度的混合可出現而且甚 至在某程度上可能係有利的，取決於一特定應用中所涉及 的流速及其他情形。 排放埠26在傳統意義上並非一真空埠，但是經簡單地提 供用以排除其對應輸出通道12中的氣態流，因此促進該通 道内的均勻氣體流圖案。僅稍小於氣體輸出埠24處的氣體 壓力之反壓力的負引力可助於促進一有序氣體流。該負引 力可（例如）在0.9及1.0大氣之壓力下操作，而一典型真空 係（例如）在0.1個大氣壓以下。如圖78及7〇之虛線外形所 不，一可選檔板58可經提供以將流圖案重新引導至排放埠 26中。 因為不需要至一真空排放開口之隔板22周圍的氣體流， 所以輸出面36可定位成極接近於該基板表面之j μ(接近 0.025 mm)内。藉由比較，一較早途徑（例如較早引用的至 Yudovsky之美國專利第6,821，563號中所說明的途徑）需要 通道側壁之邊緣周圍的氣體流並因此係限於至該基板表面 的0’5 mm或更大距離，在本發明中將沈積裝置1〇定位成更 132840.doc •31 · 200926308 接近於該基板表面係較佳的。在一較佳具體實施例中自 該基板之表面的距離D可以係0.4 mm或較小，較佳在群r、尤 積裝置之輸出面或提供流通道的導引壁之底部的爪以 内，更佳在0.25 mm以内。 圖8A及8B之斷面圖顯示期望使距離〇為相對較小，從而 與本發明之操作一致的原因。在此等圖式中，沈積裝置ι〇 係在基板20之上從左至右移動’如箭頭所指示。隨著運送 一反應氣態材料Μ的輸出通道12在一區域之上向右移動， 其遇到自下一鄰近（先前時間）輸出通道的一擴散層72，其 主要係惰性氣態材料I。為了在基板2〇之表面上反應，反 應氣態材料Μ必須透過具有與距離d成比例的厚度之擴散 層72擴散。藉由比較，圖8Β顯示當距離〇係減小時所發生 的情況：擴散層72係按比例地減小。透過擴散層72的擴散 更迅速且更有效率地發生，從而允許較少的浪費並減小在 基板20之表面上進行反應所需要的時間之總量。下隔板壁 22亦預防較少氣體從先前時間輸出通道氣體保留。應該注 意，該等通道中的氣體之流係正交於圖8八及犯之頁面， 如藉由箭頭之背部所示，此流維持一濃度梯度，其協助透 過薄膜擴散層72擴散至基板20之表面。該表面係在用於擴 散及任何混合之足夠時間内曝露於Μ之氣體流以替換先前 時間輸出通道氣體。在此特定具體實施例中，氣體之流係 橫跨該表面而非直接至該表面中，因此其限制出口通道之 間的反應物氣體之非期望混合，此可能另外藉由歧管及/ 或基板之相對振盪所加劇。 132840.doc -32- 200926308 為了沿輸出通道12之長度提供平穩氣體流，氣體輸出埠 24可背離法線以一角度傾斜，如圖7A及7B中所指示。視 需要地’亦可使用某一類型的氣體流重新引導結構以從氣 體輸出埠24引導一向下氣體流因此其形成大體上平行於輸 出面36運行的氣體流。 ❹ ❹ 圖9之平面圖顯示可用於一項具體實施例中的一沈積裝 置10之一部分的輸出面36。為最佳化此特定具體實施例中 的定向氣體流，重新引導板38可加以定位在輸出通道12之 每一者中以引導反應物氣態材料。在所示的具體實施例 中，僅施配反應物氣態材料的輸出通道12具備重新引導板 38及排放埠26。此特定配置在—些應用中可能係有利的， f中有利的係以惰性氣體包圍沈積裝置1〇，以便減少周圍 %境氣體之不必要的引入。然而，重新引導板38可用於所 有輸出通道12上。此外，排放物可用於一些或全部輸出 通道12上。在另-可仃具體實施例中，重新引導板可用於 所有通道上，但Μ4㈣導板Μ π邊緣可以根據考量 哪個通道而係在-不心軸位置處。特定言之可能期望 使得用於惰性氣㈣的料58 (如圖7Β請中所示）之出 口邊緣位置係在低於反應物氣體之位置的X軸位置處，因 此惰性沖洗流可如上所述用㈣離各種通道。 圖9亦顯示一項具體實施例中的輸出通道之圖案。本文 ^頃發現㈣有利㈣提供惰性氣體通道】作為沈積裝 置1〇之最外面的通道。具有第 且L 有第—反應物氣態材料〇的氧化 通道係緊靠該最外面的通道， 口马此等通道調節用於與第 132840.doc • 33 - 200926308 二反應物質氣態材料Μ之金屬組件的ALD反應之表面。 圖10顯示可用於本方法中的一沈積裝置1〇之一項具體實 施例，其中採用具有形成管道46a、b、c之孔徑40的堆疊 金屬板42及44形成寬度W、長度L及高度Η之通道。圖11A 顯示以此方式形成的沈積裝置1〇之一單一輸出通道12區段 的分解視圖，其顯示交替分隔板42及施配板44中的孔徑40 之一配置。圖11Β顯示用於一鄰近輸出通道12的一類似分 解視圖。藉由孔徑40之對準形成的管道46a、46b及46c透 過沈積裝置10延伸並提供用於氣態流流通的輸入導管，從 而從外部來源接受不同反應物及惰性氣態材料並提供重新 引導結構’其沿較早說明的輸出面36提供氣體流。檔板及 其他重新引導結構並未在此等圖式中顯示，但是可以使用 具適當結構之堆疊板加以提供，或在組裝該裝置之後加以 應用。 圖11A及11B之分解視圖分別顯示採用堆叠板42及44形 成的一單一輸出通道12。在圖U A之範例中，輸出通道12 提供從管道46b提供的氣態材料。管道46a&46c在圖UA所 示的具體實施例中傳導經過此通道的其他氣體。尺寸及孔 徑不同於束缚輸出通道12之分隔板42的施配板44包含一重 新引導室48，其將管道46b中的氣體之一部分重新引導至 氣體流F1中。在圖ΠΒ之範例中，輸出通道12提供從管道 46a提供的氣態材料。管道46b及46c在圖UB所示的具體實 施例中傳導經過此通道的其他氣體。板42及44應該具有一 適當金屬以傳導反應氣態材料，例如不銹鋼或其他金屬。 132840.doc -34 - 200926308 期望當為此一具體實施例組裝纟量板時m該基板 的氣體流橫跨施配一微粒流（I、M或〇)的通道之全部係均 勻的。此可藉由該等板之適當設計完《，該適當設計如在 用於每-板的流圖案之某部分中具有限制，該等板經準確 地加工用以為每一通道提供可再生壓力降落。 儘管堆疊板之方式係構造用於本發明中的一沈積裝置之 特別有用方式，但是存在建構此類結構並可用於可在本方 法中使用的沈積裝置之替代性具體實施例中的若干其他方 式。例如，用於本方法中的沈積裝置可藉由一金屬區塊或 黏結在一起之數個金屬區塊的直接加工來構造。此外，可 使用涉及内部模製特徵的模製技術，此將為熟習此項技術 者所瞭解。亦可使用若干立體低倍攝影技術之任一者構造 一沈積裝置。 從圖10、11A及11B之範例具體實施例可看出，沈積裝 置10可構造為具極小大小，其中每一輸出通道12具有一張 金屬板之寬度。例如，在使用圖1〇、11A及UB之配置的 一項具體實施例中，輸出通道12在寬度w上係〇 〇34英吋 (0.86 mm)。用於不同材料的輸出通道12可在不同厚度下 製造以獲得寬度W範圍，其對於一緊凑配置而言較佳係從 0.01英吋（0·25 mm)至0.1英吋（2.5 mm)。輸出通道12之長度 L可變化，取決於所需要的均勻性及期望氣體壓力。在一 項具體實施例中，輸出通道長度L係3英吋（75 mm)。在一 項具體實施例中採用堆疊板42之延伸部分形成的輸出通道 12之高度Η係0.1英吋。 132840.doc •35- 200926308 因為氣體流可由於構建的低壓力區而不注意地汲取周圍 環境氣體，所以可能有用的係提供自一惰性層的額外保護 阻障物。參考圖12，其顯示一包絡氣體流fe，藉由其將惰 性軋體之—額外流用於沈積裝置10之一或多個側上以預防 周圍環境氣體污染該等方法氣體。 如特別相對於圖4A及4B所說明，沈積裝置1〇需要相對 ^基，20之表面的移動以便實行其沈積功能。此相對移動 可以右干方式來獲得，該等方式包括沈積裝置10及基板20 之任者或兩者的移動，例如藉由提供一基板支撐件的一 方法之移動。移動可以係振蘯或往復的或可以係連續移 動，取決於需要多少個沈積循環。亦可使用-基板之旋 轉’特別在-批量方法中，儘管連續方法係較佳的。 通常地，ALD需要多個沈積循環，從而隨每—循環建構 -受控膜深度。將術語用於較早提供的氣態材料之類型， ❹ :單一循環可(例如)在-簡單設計中提供第-反應物氣態 材料0之—種應用以及第二反應物氣態材料Μ之-種應 用。 二及Μ反應物氣態材料的輸出通道之間的距離決定 循環所需要的往復移動之距離。對於該範例，將 ^㈣置1G’其在用於每—輸出通道12之寬度 W上具有0.034英吋的標稱通道寬 見度以及至少0·20英吋的 二域將本文中使用的師對於此範例，基板2°之 -區域將在此距離内的移動情況下曝露於第 材料0及第二反應物氣態材料Μ。在-些情況下:、對均； 132840.doc -36 - 200926308 性的考量可能需要測量每-循環中的往復運動之數量的隨 機性以便減小沿往復行進之極端的邊緣效應或累積。 一沈積裝置1〇可具有僅足夠的輸出通道12以提供一單一 猶環。或者，沈積裝置10可具有一多個循環之一配置，從 而致能其覆蓋一較大沈積區域或致能其在一距離内的往復 運動，該距離允許往復運動距離之一次橫向運動上的二或 多個沈積循環。
在-項具體實施例中，該基板之—給定區域係曝露於一 通道中的氣體流少於500毫秒，較佳少於1〇〇毫秒。在振逢 期間該基板至-通道的相對移動係以至少〇」的速 度’而且該通道中的氣體流係至少i較佳地，在 沈積期間該基板之溫度係在3〇〇〇c以下更佳在25〇γ以 下0 例如，在-項特定具體實施财，發現每循環在 處置表面的i/4上形成-個原子直徑之—層。因此，在此 情況下，需要四個循環以在處理表面上形成丨原子直徑之 均勻層同樣地’為了在此情況下形成丄〇個原子直徑之 一均勻層’將需要40個循環。 用於本方法之-項具體實施例中㈣的—沈積裝置此 往復運動的—優點係其允許沈積於其區域超過輸出㈣之 區域的-基板20上。圖13示意性地顯示如何使用沿如藉由 箭頭^示的㈣之往復運動並亦使用相對於X軸正交或橫 向於往復運動之移動來實現此較寬閣區域覆蓋。此外，必 須強調藉由沈積裝置H)之移動，或藉由具備提供移動之一 132840.doc •37- 200926308 基板支撐件74的基板20之移動，或藉由沈積裝置1〇及基板 20兩者之移動，可實現x*y方向上的運動，如圖13中所 示0 在圖13中，該沈積器及該基板之相對運動係彼此正交。 . 亦可使此相對運動平行。在此情況下，相對運動需要具有 表不振盪的非零頻率分量以及表示該基板之位移的零頻率 • 分量。可藉由下列達到此組合：與一固定基板之上的該沈 積裝置之位移組合的振盪；與該基板相對於一固定基板沈 ❹ 冑裝置之位移組合的振盪；以任何組合，其中藉由兩個基 板之移動提供振盪及固定運動。 在一較佳具體實施例中，可在或接近大氣壓力並在較寬 範圍的周圍環境及基板溫度内，較佳在300〇C以下的溫度 實行ALD。較佳地’需要一相對乾淨環境以最小化污染之 可旎，然而，备使用本發明之方法的較佳具體實施例 時’不需要完全「無塵室」條件或惰性氣體填充圍封物以 _ 獲得良好效能。 圖Μ顯示用於製造一薄金屬或金屬氧化物膜之一原子層 沈積（ALD)方法60,該膜具有一室5〇,其用於提供相對完 全受控及無污染的環境。氣體供應28a、28b及28e透過供 應線32提供第一、第二及第三氣態材料至沈積裝置.撓 性供應線32之可選使用促進沈積裝置1〇之移動之容易。基 於簡單’ -可選真空蒸汽恢復方法及其他支撐組件並未在 圖13中加以顯示但亦可加以使用…傳輸子系統Μ提供一 基板支樓件’其沿沈積裝置10之輸出面36輸送基板20,從 132840.doc -38- 200926308 而使用本揭示内容中使用的座標軸系統提供x方向上的移 動。可由一控制邏輯處理器56 (例如電腦或專用微處理器 組裝件）提供運動控制，以及閥門與其他支撐組件的總控 制。在圖14之配置中，控制邏輯處理器56控制一驅動器 以提供往復運動至沈積裝置10並亦控制傳輸子系統W之傳 輸馬達52。 圖〗5顯示用於薄膜沈積於一腹板基板66上的一原子層沈 積（ALD)方法70之一替代性具體實施例，該基板係沿擔當 一基板支撐件的腹板輸送器62輸送經過沈積裝置1(^一沈 積裝置傳輸器64在橫向於腹板行進方向之一方向上橫跨腹 板基板66之表面輸送沈積裝置1〇。在一項具體實施例中， 沈積裝置傳輸器64使用橫跨腹板基板66之寬度的一導螺 桿。在另-項具體實施例中，在沿腹板62之適當位置處使 用多個沈積裝置10。 圖16顯示用於使用一固定沈積裝置1〇沈積一腹板配置中 的-金“金純化物薄膜之另一原子層沈積(ald)系統 70 ’其中流圖案係定向成正交於圖14之組態。在此配置 中，腹板輸送器62自身之運動提供ALD沈積所需要的移 動。在此環境中亦可使用往復運動，例如藉由重複地倒轉 一腹板滚筒之旋轉的方向以相對於沈積裝置1〇向冑及向後 移動基板66。往復運動亦可藉由允許該沈積裝置橫跨其軸 與滾筒軸-致的-弧度之一往復運動來獲得，而在一怪定 運動中移動該腹板。參考圖I7，其顯示沈積裝置10之-部 分的-具體實施例’其中輸出面36具有—彎曲量，此對一 132840.doc -39- 200926308 些腹板塗布應用可能係可利的。可提供凸出或凹入曲率。 視需要地，本方法可採用下列美國申請案中更詳細說明 的其他設備或系統完成：共用讓渡的美國申請案序列號 11/392,007;美國申請案序列號11/392,006;美國申請案序 列號1 1/620,744 ;以及美國申請案序列號11/62〇,74〇。 在後三個應用中的具體實施例中，具有用於提供用於薄 • 膜材料沈積於一基板上的氣態材料之一輸出面的一施配裝 置包含細長發出通道之三個群組之細長發出通道的至少一 © 個群組中的細長發出通道（即，下列之至少一個群組：⑴ 一或多個第一細長發出通道，（ii) 一或多個第二細長通 道，以及（iii)複數個第三細長通道）），其能夠相對於該施 配裝置之該輸出面大體上正交地分別引導該第一氣態材 料、該第二氣態材料以及第三氣態材料之至少一者的一材 料流’該氣態材料流能夠大體上正交於該基板之表面從該 至少一個群組中的細長發出通道之每一者直接或間接地加 以提供。 在一項具體實施例中’孔徑板係大體上佈置成平行於輸 出面’而且該等孔徑板之至少一者上的孔徑形成該等第 • 一、第二及第三細長發出通道。在另一替代性具體實施例 . 中，該等孔徑板係相對於該輸出面大體上正交地佈置。 在一此具體實施例中，該沈積裝置包含排放通道，例如 用於薄膜材料沈積一以氧化鋅為基礎的半導體於一基板上 的一施配裝置，其包含：（a)複數個入口埠，其包含能夠接 收分別用於一第一反應氣態材料、一第二反應氣態材料及 132840,doc -40- 200926308
-第三（惰性沖洗）氣態材料之一共同供應的至少—第_入 口璋、-第二人口埠以及—第三人口埠；（b)能夠從薄膜材 料沈積接收排放氣體的至少―個排放埠以及至少二個細長 排放通道’該等細長排放通道之每—者能夠與該至少一個 排放埠進行氣態流體流通；以及⑷至少三個複數個細長輪 出通道：ω第-複數個第一細長輸出通道、⑼第二複數 個第二細長輸出通道、以及㈣第三複數個第三細長輸出 通道’該等第一、第二及第三細長輸出通道之每一者能夠 分別與對應第一入口埠、第二入口埠及第三入口埠之一進 行氣態流體流通；纟中該等第一、第二及第三細長輸出通 道之每-者與該等細長排放通道之每—者大體上平行地在 :長度方向上延伸；其中每—第—細長輸出通道係在其至 少一個細長側上藉由一相對較近細長排放通道以及一相對 不那麼近的第三細長輸出通道與—最近第二細長輸出通道 分離’而且其中每一第一細長發出通道及每一第二細長發 出通道係位於相對較近細長排放通道之間以及相對不那麼 近的細長發出通道之間。 另外的具體實施例可包含與細長發出通道之三個群組之 至；一個群組相關聯的一氣體擴散器因此該等第一、第二 及第三氣態材料之至少-個分別能夠在薄膜材料沈積於該 基板上期間，在從該㈣裝置施配至該基板之前透過該氣 體擴散器來傳遞’而且其中該氣體擴散器維持第一、第二 及第三氣態材料之至少一個在下游與細長發出通道之至少 個群組中的細長發出通道之每一者的流量隔離。 132840.doc -41 - 200926308 用於透 ，從而 在一項具體實施例中，此一氣體擴散器能夠提供 過其傳遞的氣態材料之摩擦因數，其係大於ΐχΐ〇2 中至少一個第一、第二 置。在本發明之一項具 多孔材料，該等第一、 提供反壓力並提升壓力的等化，其 及第氣態材料之流量退出該施配裝 體實施例中，該氣體擴散器包含一 第二及第三氣態材料之至少一個透過該材料傳遞。在本發 ❹
明之一第二具體實施例中’該氣體擴散器包含一機械形成 組裝件，其包含（例如）包括互連傳遞的至少二個元件其 中喷嘴係連接至由該二個元件中的平行表面區域之間的薄 空間所提供的一流量路徑。 在一項具體實施例中，自該等沈積裝置的氣體流之一或 多個提供一壓力，其至少幫助該基板之表面與施配頭之面 的分離，從而提供「浮動頭」或「空氣轴承」類型沈積 頭，此可有助於穩疋氣體流並限制氣體流之混合。 儘管沈積僅出現在展現反應氣體之一交替序列的沈積頭 之區域中，但是實務考量規定一沈積系統具有鄰近於沈積 頭的區段以提供一區域，其上將一基板載入塗布區段中並 從S亥塗布區段卸載該基板，而且視需要地為經過沈積區域 延伸的該基板之部分提供支撐件，如圖26之沈積方法60中 所才Β示’其中基板20之部分係顯示為放大部分21&及21b。 基於定義之目的’考量基板行進之方向，進入區段2〇〇係 在沈積或塗布區段220前面的區段，而且退出區段240係在 沈積或塗布區段220後面的區段。 因為沈積頭視需要地經由一氣體軸承效應維持其至該基 132840.doc •42· 200926308 板的接近’所以方便的係進入及退出區段亦使用一類似效 應。此等區段可具有氣體施配槽（或更一般地，埠）之分 配，其係極類似於沈積區段之氣體施配槽之分配。事實 上，在一些情形下可行的係進入及退出槽係與沈積區域中 的輸出槽相同，僅為其供應一單一氣體除外。 可為進入區段2〇〇及退出區段240供應任何浮動氣體，其 不會不利地影響薄臈之製造及效能。在許多情況下，可能 期望使用一惰性氣體作為用於進入區段2〇〇及退出區段24〇 ^ #浮動氣體。或者，因為該基板很可能在沈積之前或之後 看見空氣，所以可能存在可藉由使用空氣作為此等區段之 或兩者的浮動氣體達到氣體利用方面的成本節省之時 間。 進入區段2〇〇及退出區段24〇可視需要地僅使用一單一氣 體供應而不考量額外氣體處置。在一較佳具體實施例中， 進^區奴200及退出區段24〇之非沈積輸出面具有供應氣體 φ 進入或退出區段之非沈積輸出面的非沈積輸出開口 252之一配置以及從非沈積輸出面之表面撤回氣體的氣體 排放琿254之-配置。_放埠254之使用允許該基板之更堅 . 固定位以及該基板與該非沈積輸出面之間的一適當間隙之 維持" 如以上所指不，對於進入區段200及退出區段240，該非 尤積輸出面可具有輸出開口 25 2及排放埠254，其可採取槽 ，形式’如針對沈積或塗布區段所想像。g而，此等開口 可八有任何方便形狀，因為與該塗布區段比較，在此等區 132840.doc -43· 200926308 段中不需要自一種類型的開口之氣體與自另一種類型的開 口之氣體的包含或分離。其他類型的開口之範例將係正方 形、五邊形或較佳地環形開口等。 在非沈積輸出開口 252及排放埠254係槽的情況下，槽之 較佳配置將係使每一排放埠或通道2 5 4藉由非沈積輸出開 口 252加以包圍在第一侧上，且同樣地在每一非沈積輸出 開口 252處藉由排放埠254加以包圍在每一側上。在一較佳 具體實施例中，該等進入及退出區段之最遠端處的開口將 係非沈積輸出開口。在非沈積輸出開口 252及排放埠254係 環形開口的情況下，此等開口可採用提供該等類型之開口 之一替代方案的任何方式加以佈置。一個較佳配置將係一 正方形圖案上的孔，其中每一輸出開口 252係由其具有排 放埠254的最近鄰近者加以包圍，且同樣地每一排放埠係 由非沈積輸出開口 252包圍。 或者，該4進入及退出區段可使用多孔材料以施配氣體 至非沈積輸出面。 該等進入、退出及塗布區段可加以維持在一指明預選定 溫度或溫度範圍内，視需要地將不同温度設定點用於該等 區段之每'^者。 可將一基板重複地曝露於自該塗布頭的氣體之交替序列 所採用的任何方式將引起一臈之ALD生長。一往復運動已 在先前技術中想像用於此一生長。然而，往復運動涉及一 複雜機械系統以允許基板載入以及基板方向的重複倒轉。 在復運動的不那麼顯而易見但仍明顯的問題係該基板的至 132840.doc 200926308 少一部分在其生長期間必須從每一衝程之間的沈積區域撤 回’從而導致撤回區域曝露於一可能未受控環境。 ❹
對以上問題的本解決方式涉及設計具有足夠ALD循環的 塗布或施配頭’ 一基板僅需要透過塗布區域實施一單一通 過’或最多一單一雙向通過以便為一特定薄膜接收所需的 沈積量。可以看出在此一組態中’該基板上任何位置處的 整個ALD生長可在一項較佳具體實施例中加以完成，而根 本無需基於沈積目的來引起該基板之方向的倒轉。 再次參考圖26之具體實施例之沈積系統6〇，可藉由下列 方式形成一期望厚度之完整薄膜層：將該基板載入至進入 區段200中，透過進入區段2〇〇傳輸該基板，傳輸該基板至 塗布區段220並透過該區段傳輸，繼續將該基板傳輸至退 出區段24G中，其中可採用完成的薄膜來移除基板2〇。此 具有額外優點：在完成期望層厚度之前，沒有理由從塗布 區域移除該基板。除避免任何曝露於—未受控環境之外， 一單-通過中㈣續生長應該增加該基板上任何給定點上 的總沈積速率。 、單向運動的另-優點係簡化基板傳輸所需要的機械 系統。基板傳輸可❹任何鋪的引祕性㈣之裝置* 線::達驅動式線性階段、-旋轉馬達驅二 :=I 、或如熟習此項技術者所瞭解的任 何其他引入線性運動之太士 的非接… 亦可完成提供該基板之移動 的非接觸方式。此類方守—> # 式包括黏性力，例如定向氣體串 流、磁性及電性作用力。 & Π虱體串 132840.doc -45- 200926308 因為該系統不需要該基板之方向上的任何變化，而且氣 體軸承效應產生低摩擦，所以亦可藉由下列方式完成該基 板透過沈積區的行進：使該基板具備一初速度並接著允許 該基板至少在某程度上藉由其自己的慣性透過沈積區滑 . #。可藉由以上論述的運動方法之心者給予該基板的初 速度。 亦可行的係藉由重力效應給予該基板速度。因此，可使 °亥等塗布、進入及退出區段傾斜以允許重力饋送完成該基 霤 &之運動的部分或全部。此外，此等區段的傾斜程度在機 械上係可變的因此在一沈積過程期間可藉由將該塗布區 段、進入區段或退出區段之傾斜從水平改變為某傾斜位準 來加速一固定基板。 儘官單向單一通過沈積系統就基板傳輸之簡單性而言可 能係較佳的，但是一雙向系統對於具有較小覆蓋區之沈積 系統可能係較佳的《在一雙向系統情況下，該進入及退出 • 區&將具有類似於單向系統之長度的長度，但是相對而 言，該塗布區段將僅為該長度的一半。再次參考圖26，在 此一具體實施例中期望厚度之一完整薄膜層藉由下列方式 來形成：將基板20載入至進入區段2〇〇,傳輸該基板通過 進入區段200 ’傳輸該基板至塗布區段220並通過該區段， 繼續傳輸該基板至退出區段24〇中，其中該基板傳輸方向 將加以倒轉並且該基板將往回傳輸通過塗布區段22〇至進 入區段200’於此處可移除具有完整薄膜之該基板。 本發明之塗布區段220、進入區段2〇〇及退出區段240係 132840.doc • 46 · 200926308 具有大量内部通路及沈積輸出面開口的複雜機械系統。通 常此等系統將由大量接合零件構造。此外，為了達到一單 一通過沈積，該塗布區段之長度以及沈積輸出面槽之數目 可以係相當大。例如，一單一沈積循環可能需要八個細長 槽：沖洗-排放-第一反應氣體-排放-沖洗_排放_第二反應氣 體-排放。若假定一單一沈積循環產生丨入的層厚度，則達 到1000 Α的層厚度將需要1000個以上循環。若進一步假定 該等細長槽之每一者係與其鄰近者分離〇 〇25英吋，則該 沈積區的總長度將係16.7英呎。此外’若該進入區段及退 出區段需要具某一合理長度以支撐該基板，則此等區段可 輕易地超過5英呎長度。 可能難以藉由構建一單一單片沈積裝置達到構建此一較 大沈積區域。困難起於數個因素。首先，所有此類長頭將 由數千個零件組成，而且一成功構造頭將需要組裝此大量 零件而無明顯或不可接受的缺陷。此外，在安裝並處置一 極大頭於總沈積系統中可能存在明顯問題。最後，若該頭 係在操作中損壞，則更換一單一大頭將係極昂貴而且消耗 時間。 單一大沈積頭的一替代方案係構造獨立模組之頭。一模 組可表不一完整區段，例如該進入、退出或塗布區段◊或 者，可以採用若干模組構造一給定區段。圖27顯示涉及模 組式組態的一項具體實施例之視圖。在圖27中，進入區段 200係由4個模組202a、202b、202c及202d組成。沈積系統 60之塗布區段220係由5個模組222a、222b、222c、222d及 132840.doc -47- 200926308 222e組成。該塗布區段之一放大部分顯示二個模組與一基 板部分21C的鄰近’其中該等模組之面相對於該基板的位 移中的變化係保持在用於改良式結果的距離χχ之最大期望 變化内"此等塗布區段模組可以係相同或不同的，取決於 最終沈積系統60之設計。基於實務目的，複數個塗布區段 模組之每一者最小地包含適當數目的輸出開口及排放槔以 完成一單一 ALD循環。較佳地，該等模組將加以設計用於 至五個完整ALD循環。圖27顯示由一單一模組組成的一 退出區段240。熟習此項技術者應瞭解模組之許多組合可 用於構造一最終沈積系統，而且圖27僅用以解說一個解說 性具體實施例或可行配置’其將當然取決於並經調適用於 所塗布的特定基板、特定方法、所涉及的材料及薄膜、以 及所製造的裝置之特定類型。 在一項較佳具體實施例中，該沈積系統可包含（例如）該 塗布區段中的八或更多個模組，較佳為10至1000個模組。 此類模組之每一者可包含一施配頭，其係大體上分離且獨 立地構造、組裝並放置在該沈積系統中。 為瞭解模組之數目可如何影響構造該塗布區段中的產 量’考量由8000個板組成的一塗布區段之範例。假定在組 裝中’存在一缺陷速率因此在組裝每一 200個板中存在於 該組裝件中具有一缺陷之2%的機會。在組裝此區段分別 作為200個板之模組中，將需要4〇個工作模組，並因此接 近41個模組將需要加以組裝以產生40個可用模組（接近2% 的浪費工作）。為嘗試8000個板之一單一構造，一單一構 132840.doc -48 · 200926308 造工作之機率係〇·9840=44%。因此，將需要接近2個完整 塗布區段以產生一單一工作區段（接近5〇%的浪費工作）。 本發明之一項具體實施例中的本模組式態樣可明顯避免或 減小該問題。 在一較佳具體實施例中，本發明之該等塗布、進入及退 出區段全部採用一氣體軸承效應操作。因此，該基板與該 沈積裝置之間的分離可以係極小，有時低如丨〇微米。因此 極重要的係’區段之沈積輸出面具有無中斷的表面。在一 模組式組態中’採用圖27之該塗布區段解說的一區段之模 組具有完全對準的沈積輸出面。圖27之插圖的距離χχ需要 係較小以便完成此對準並具有位置/高度中的極低失配。 距離XX應該係小於1〇微米，較佳小於5微米，甚至更佳小 於2微米。 存在若干方式用以達到該等模組之適當高度位置。該等 模組可個別地加以安裝在一位置調整構件上並且在安裝一 給定模組之後，該位置調整構件可用以調整該沈積輸出面 之尚度至某期望位置。尚度調整構件之範例係旋轉測微 汁定位器、壓電定位器以及該技術中已知的其他構件。 通常期望塗布由一單一材料組成的一薄臈。然而存在期 望薄膜，其中可用包含不同材料之若干層的一完整膜。在 一模組式塗布區段情況下，可行的係該塗布區段内的複數 個模組能夠施配不同氣體，因此並非所有模組均產生相同 塗層。圖28解說一沈積系統6〇之一項具體實施例，其中該 塗布區段之該等模組施配不同沈積化學品。塗布區段22〇 132840.doc •49· 200926308 係由九個模組組成。模組232a經調適用以施配化學品以形 成一第一薄膜材料，模组232b經調適用以施配化學品以形 成一第二薄膜材料’以及模組232c經調適用以施配化學品 以形成一第三薄膜材料。配置模組232a、2321)及232(；因此 進入退出區段240的完整薄膜塗層分別包含相對於基板部 分21d所示的總多薄膜結構330中的第一薄膜材料332a、第 二薄膜材料332b以及第三薄膜材料332c之交替薄膜層。由 塗布區段220之對應模組内的ald循環之數目決定此等層 之每一者的厚度。熟習此項技術者應該瞭解，該等第一、 第二及第三材料可以係可使用如先前已說明的此ALd沈積 系統所適當沈積之任何材料。圖28不應該視為具限制性， 相反地’其應該用作用於形成一多層薄膜的一個可行構 造。圖28中的退出區段240及進入區段200中的模組202a至 202d係類似於先前圖式中解釋的區段及模組。 本發明之方法在其能力方面係有利於實行在較寬溫度 (在一些具體實施例中包括室溫或近室溫）範圍内沈積於一 基板上。本發明之方法可在一真空環境中操作，但是係特 別完全適合於在或接近大氣壓力操作。 可藉由熟習此項技術者所瞭解的傳統技術來完成採用 ALD沈積半導體、介電、導電及保護材料生產薄膜電晶體 及電子裝置。在一項具體實施例中，提供一基板，如以上 說明的活性材料之一膜或層可應用於該基板，而且製造至 該層的電接點。藉由期望電晶體之結構決定準確的方法序 列。因此’在（例如）一場效電晶體之生產中，一閘極電極 132840.doc -50- 200926308 可以係首先沈積於-基板上，例如一真空或溶液沈積金屬 或有機導體，或-ALD沈積導體。該間極電極接著可與一 )1電質絕緣並且接著可在頂部上應用源極與沒極電極以及 η通道半導體材料之-層。可採用熟f此項技術者所瞭解 @慣例方式改變此—電晶體之結構及因此其生產之序列。 目此’或者可首先沈積一閘極電極，後隨沈積一閘極介電 質’接著可應用該半導體，並且最終在該半導體層上沈積 帛於該源極電極與汲極電極的接點。-第三結構可使該等 源、極與汲極電極首先加以沈積，接著沈積該半導體，其中 在頂部上沈積介電質及閘極電極。 熟習此項技術者將識別到可構造其他結構及/或可在該 薄膜電晶體之以上說明的組件之間插入中間表面修改層。 在大部分具體實施例中，一場效電晶體包含一絕緣層、一 閘極電極、包含如本文中說明的Zn〇材料之一半導體層、 一源極電極與一汲極電極，其中該絕緣層、該閘極電極、 亥半導體層、該源極電極以及該汲極電極係在任何序列 中，只要該閘極電極及該半導體層接觸該絕緣層之相對 側，並且該源極電極與該汲極電極兩者皆接觸該半導體 層0 用於製造此等結構的技術包括選擇性沈積、循序遮蔽、 微影蝕刻、雷射及/或熟習此項技術者瞭解的其他手段❶ 一溥膜電晶體（TFT)係一主動裝置，其係用於切換並簡 化電子信號的電子電路之建構區塊。具吸引力的TFT裝置 特徵包括開啟電流與關閉電流之高比率，以及較陡的次臨 132840,doc -51 · 200926308 限斜率。在此-TFT裝置之操作中，當使該控制問極電極 通電時，在該等源極與汲極電極之間施加的電壓建立一大 體電流流量。即，由施加於該閘極電極的偏壓電壓調變或 控制該等源極與汲極電極之間的電流之流量。該以氧化辞 為基礎的半導體TFT之材料與裝置參數之間的關係可由近 似等式表達（見半導體裝置中的Sze :物理與科技，j〇hn Wiley & Sons (1981)):
W
❹ Id = uMCJyrvJ 其中id係飽和源極與汲極電流，（^系與絕緣層相關聯的幾 何閘極電容，W及L係實體裝置尺寸，_以氧化鋅為基礎 的半導體中的載子（電洞或電子）移動率，以及^係施加閘 極電壓，並且vth係臨限電壓。理想地，TFT僅當施加適當 性極之閘極電壓時允許電流傳遞。然而，採用零閘極電 壓，源極與汲極之間的「關閉」電流將取決於以氧化鋅為 基礎的半導體之内在傳導率σ， σ = «gry 其中η係電荷載子密度而且q係電荷，因此 • (hd) = a(Wt/L) Vsd @Vg = 0 其中1係以氧化鋅為基礎的半導體層厚度而且Vsd係在源極 與汲極之間施加的電壓。因此，對於操作為一良好電子開 關（例如在一顯示器中）的TFT而言，在高開啟/關閉電流比 率情況下，該半導體需要具有高載子移動率但極小的内在 傳導率或等效地，低電荷載子密度。> 1 〇4的開啟/關閉比 132840.doc -52- 200926308 率係實務裝置所期望的。 明的TFT結構包括以金屬氧化物為基礎的半導 ，、有共同稱為一源極與一汲極之傳導電
^注入電流於該半導體I以及―電容電荷注入方案Ϊ ^於控制及/或調變源極與沒極電流。以金屬氧化物為 導體抓之—項特別有吸引力的應用係在用於撓 二聚：物曰基板上的顯示器之驅動電路。金氧半導體電晶體 $電晶體陣列可用於包括但不限於平面板顯示器之應 用令’例如主動矩陣成像器、感測器、中賈格標識、電子 紙系統、rf識別標籤以及rf庫存標籤。 本發明係較佳地用於製造一「增強模式電晶體」，此意 指其中存在零閘極電壓下一源極與一沒極之間相對於開啟 電流流量之可忽略關閉電流流量的電晶體。換言之，該電 晶體：置係「通常關閉」。(相反，一空乏模式電晶體係 通书開啟」，其意指大於一大體可忽略電流在零閘極電 壓下在一源極與一汲極之間流動。增強模式裝置係通常較 佳的。） 現在參考圖20至25，參考此等特定圖式，相對於該薄膜 電晶體中的層之術語r之上」、「以上」、「以下」及類似物 指該等層之順序’其中該薄膜半導體層係在該閘極電極以 上’但是並不一定指示該等層就係鄰近的或不存在中間 層。此外描述符「頂部」及「底部」指該接點相對於該半 導體的部署’其中底部表示離該基板較近而且頂部表示離 該基板較遠。「垂直」意指大體上正交於一基板之表面。 132840.doc -53· 200926308
❹ 圖20至25之具體實施例中說明場效電晶體，其中該電晶 體結構的至少一部分可以係大體透明的。因此，使用本發 明製造的一電晶體結構之可選特徵係該構造之選定具體實 施例’或包括該半導體通道層及該閘極絕緣體層的其子 集’可展現橫跨電磁光譜之可見部分（及/或某些變量中的 紅外線部分）的至少90%且更特別至少95%的光學透射。該 結構之額外組件（即，基板、閘極電極、源極/汲極端子）之 每一者可視需要地係不透明的或大體上透明的，取決於該 電晶體之期望最終使用。在某些具體實施例中，該電晶體 結構總體上（及/或該電晶體之個別組件）可展現橫跨電磁光 譜之可見部分（及/或某些變量中的紅外線部分）之至少 50%，更特別至少70%，且最特別至少9〇%的光學透射。 因可選透明度，依據本發明製造的電晶體可有利地包括在 光電子顯不裝置中作為耦合至至少一個顯示元件的開關， 如以下更詳細地說明。 典型沈積薄膜電晶體之斷面圖係顯示在圖2〇至25中。例 如圖20解說一典型底部接觸組態，而且圖21解說一典型 頂部接觸組態。 20及21之具體實施例中的每—薄膜電晶體（tft)包含 -保護層175、一源極電極12〇、一汲極電極13〇、一閘極 電極144、-閘極介電質156、—基板128以及以連接源極 電極120线極電極13()的—膜之形式的本發明之半導體 170。當該TFT在—增強模式中操作時，從該源極電極注入 至該半導體中的電荷係移動的而且—電流主要在該半導體 132840.doc •54· 200926308 與介電質介面之HH)埃内的-薄通道區域中從源極流動至 汲極。參見A. D〇dabalapur，L. T〇rsi H E ⑽，科學 測，·、27〇。在圖2〇之組態中，該電荷僅需要從源極 電極120橫向地注入以形成該通道。在缺少一問極場時， 料道理想地具有很少電荷載子；ϋ此當該裝置係、在關閉 模式中時理想上不存在源極與汲極傳導。 • 關閉電㈣定義為當尚未藉由施加-閘極電壓將電荷有 意也注入該通道中時在源極電極120與沒極電極13 〇之間流 自的電"it。此因一閘極與源極電壓而出現，該電壓在假定 一 η通道時比瞭解為臨限電壓的某一電壓小。參見半導體 裝置中的Sze :物理與科技，John Wiley & Sons (1981) ’ 第438至443頁。開啟電流係定義為當已藉由施加一適當電 歷至閘極電極144而在該通道中有意地累積電荷載子並且 該通道係在冑導時在源極電極！ 2〇與汲極電極工3 〇之間流動 的電流對於n通道累積模式TFT，此出現在大於臨限電壓 _ 之閘極與源極電廢中。#望此臨限電壓對於η通道操作係 零’或稱大。藉由下列方式完成開啟與關閉之間的切換： 施加並移除從閘極電極⑷橫跨閘極介電質156至該半導體 與介電質介面的電場，從而有效地對一電容器充電。 本文中說明的電晶體組態之特定範例係基於解說目的而 X不應該視為限制所附中請專利範圍之麟。例如，一另 (第一）特疋電晶體結構係顯示在圖22中，其中一 TFT結 構之第二變化包括一絕緣基板丨28，其上佈置一源極電 極120與一汲極電極13〇。提供一半導體膜丨7〇因此製造該 132840.doc -55· 200926308 等源極與汲極電極之間的接點。在閘極介電質156之頂部 表面上（從一垂直透視圖）佈置一閘極電極丨44。換言之，在 閘極介電質156之相對表面上提供閘極電極144及半導體膜 170。在該電晶體結構之上提供一保護層175。 圖23中顯示一TFT結構之又一第四變化。此TFT結構包 括一玻璃基板128，其上佈置一半導體通道層17〇。在與鄰 近於玻璃基板128之表面相對的半導體通道層17〇之一表面 上提供一源極電極120與一汲極電極13〇。在半導體通道層 170、源極電極12〇與汲極電極13〇之上佈置一閘極介電質 156。在閘極介電質156之頂部表面上（從一垂直透視圖）佈 置一閘極電極144。換言之，在閘極介電質156之相對表面 上提供閘極電極144及半導體通道層17(^在該電晶體結構 之上提供一保護層175。 例如藉由界定半導體通道層170的一膜之沈積及圖案 化，可製造圖23之TFT結構。例如’可經由微影蝕刻沈積 並圖案化以500埃ZnO為基礎的臈。接著可沈積並圖案化 源極電極120及汲極電極130。例如，可以期望圖案沈積一 5〇〇埃經鋁或銦摻雜之氧化鋅或鋁或銀，或其他金屬源極/ 汲極電極膜。隨後，接著可在半導體通道層17〇、源極電 極120與汲極電極丨3〇之上沈積並圖案化閘極介電質156。 例如’可沈積並圖案化或選擇性地沈積一2〇〇〇埃氧化鋁介 電質。通道（未顯示）可透過閘極介電質156形成以電連接至 源極電極120與汲極電極130。接著可在閘極介電質156之 上沈積並圖案化閘極電極144。例如，可沈積及/或圖案化 132840.doc •56· 200926308 一 2000埃經鋁或銦摻雜之氧化辞或IT〇或金屬膜。接著可 在該電晶體結構之上沈積並圖案化一保護層175。通道（未 顯不）可透過保護層形成以電連接至源極電極12〇、閘極電 極144與汲極電極130。例如，可沈積並圖案化或選擇性地 沈積一 2000埃氧化鋁保護層。 或者，可藉由採用In、Α卜Ga或任何其他適當η型摻雜 物選擇性地摻雜該半導體通道層之端部製造圖23之以上組 態中的接點。 用於在製造、測試及/或使用期間支撐TFT的支撐件可包 括有機或無機材料。例如，該支揮件可包含無機玻璃、陶 究箱、聚合材料、填充聚合材料、塗布金屬绪、丙烯酸、 環氧樹脂、聚醯胺、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚酮、聚（氧 基-1、4-亞苯基氧基q、4_亞苯基碳醯基_丨、4_亞苯基）（有 時稱為聚(二醚酮)3tPEEK)、聚降冰片烯、聚苯氧化物、 聚（乙烯萘基二甲酸二乙酯）(pEN)、聚（乙烯對苯二酸 鹽）(pet)、聚㈤硬）(PES)、聚（亞苯基硫化物）(pps)以及纖 維強化塑膠（FRP)。撓性基板在其係採用一絕緣層加以塗 布以電隔離該薄膜電晶體的情況下亦可以係薄金屬羯，例 不銹鋼 撓性支撐件在本發明之一些具體實施例中允 許捲處理’其可以係連續的，從而提供比例之經濟以及平 面及/或剛性支樓件之上的製造之經濟。選擇的該挽性支 律件較佳能夠使用低作用力(如藉由空手)纏繞在小於5〇em 直控，更佳25 cm直徑，最佳1〇⑽直徑的一圓筒之圓周周 圍’而不扭曲或斷裂。該較佳撓性支撐件可自身捲起。然 132840.doc -57- 200926308 而’若撓性並非一關注，則該基板可以係由包括玻璃及矽 之材料製造的一晶圓或薄片。該基板之厚度可以變化，而 且依據一特定範例其範圍可以係從100 4111至〗em。
在本發明之一些具體實施例中，該支撑件可以係可選 的。例如，在如圖21之頂部構造中，當該閘極電極及/或 閘極介電質為所得TFT之預計使用提供足夠的支撐件時， 不需要該支撐件。另外，該支撐件可與一臨時支撐件組 合。在此一具體實施例中，一支撐件係可分離地黏著於或 機械地附於該支撐件，例如當基於臨時目的（例如製造、 傳輸、測試及/或儲存）而期望該支撐件時。例如，一撓性 聚合支撐件可黏著於剛性玻璃支撐件，從其可移除支撐 件。 該閘極電極可以係任何有用導電材料。該技術中已知的 各種閘極材料亦係適合的’該等材料包括金$、退化推雜 半導體、傳導聚合物、以及可印刷材料，例如碳油墨、銀 樹脂或可燒結金屬奈米微粒懸浮物。例如，閘極電極可包 含摻雜矽或金屬，例如鋁、鉻、金、銀、鎳、銅、鎢、 纪、銘、鈕以及鈦。閘極電極材料亦可包括透明導體，例 如氧化銦錫（ITO)、ZnO、Sn〇24In2〇3。亦可使用導電聚 合物’例如聚苯胺、聚(3、4_乙稀二氧㈣v聚(苯乙稀續 酸鹽KPED〇T:PSS)。另外，可使用此等材料之合金、組 合及多層。在本發明之一較佳具體實施例中，該閉極電極 包含-傳導氧化物或金屬而且係藉由用以沈積該半導體層 的相同ALD方法來沈積。 132840.doc -58- 200926308 該閘極電極之厚度可以變化’而且依據一特定範例其範 :可以係從50至1000 nm。可藉由化學汽相沈積、濺鍍、 蒸發及/或摻雜或溶液處理將閘極電極引人該結構中。 相同材料可提供該閘極電極功能而且亦提供該支撐件的 支撐力能。例如，摻雜矽可用作閘極電極並支撐該TFT。 s 3極；I電質係在與該閘極電極接觸中提供。此閘極介 電=將該閘極電極與TFT裝置之平衡電絕緣。因此，該閉 =二電質包含-電絕緣材料。該閘極介電質應該具有一適 電常數其可根據該特定裝置以及使用情形較廣泛地 變化i例如，對於一閘極介電質，已瞭解從2至2〇〇或更高 的-介電常數。可用於該閘極介電質的材料可包含(例如) 一無機電絕緣材料。該閘極介電質可包含具有不同介電常 數的不同材料之複數層。 可用於該閘極介電質的材料之特定範例包括銘酸鹽、組 酸鹽、鈦酸鹽、錯酸鹽、氧化鋁、二氧化矽、氧化鈕、氧 化鈦、氮化矽、鈦酸鋇、鈦酸鋇錫、鈦酸鋇鍅、猫化辞以 1化鋅此外，可將此等範例之合金、組合及多層用於 該閉極介電質。在此等材料中，氧化銘、二氧化發及祕化 鋅係較佳的較佳藉由用以沈積該半導體層之相同ALD方 法沈積該閘極介電質。該閘極介電質可提供在該TFT中作 為分離層，或形成於該閘極上，例如藉由氧化該閘極材 料以形成該閉極介電質。_電層彳包含具有不同介電常 數的二或多層。在皆於本文中引用的美國專利第5,981，97〇 號以及共同待審之美國申請案公開案第2〇〇6/〇2i4i54號中 132840.doc -59- 200926308 論述此類絕緣體。閘極絕緣體材料通常展現大於5 eV的帶 隙。 該閘極絕緣體層之厚度可以變化，而且依據特定範例其 範圍可以係從10至300 nm。該閘極介電層可藉由諸如化學 汽相沈積、濺鍍、原子層沈積或蒸發、溶液之技術加以引 入至該結構中。
源極/汲極端子指一 TFT之端子，在其之間在一電場之影 響下出現傳導。設計者通常當在—電路中操作該tft時根 據施加於該端子的電壓指定一特定源極/汲極端子為一 「源極」或一「汲極」。 該源極電極與汲極電極可藉由至少該閘極介電質與該閘 極電極分離，而該以氧化鋅為基礎的半導體層可以係在該 源極電極或沒極電極之上或以下。該等源極與汲極電極可 以係任何有用導電材料。使用材料包括以上針對該閘極電 極所說明的材料之大部分，例如鋁、鋇、鈣、鉻、金、 銀錄叙、始、欽、銅、鶴、聚苯胺、pED〇T : 、 其他傳導聚合物、其合金、其組合及其多層。其他解說性 材料包括透明n型導體，例如氧化銦錫（ιτ〇)、〜〇、如〇2 或In2〇3較佳電極係銀、金、pED〇T : pss或鋁。 該源極與及極電極可藉由任何有用手段加以提供，例如 化學或物理汽相沈積(例如，熱蒸發、減鍍)、蒸發、喷墨 P刷或經由擴散或離子植人及溶液沈積的該半導體通道 ^ #雜。在本發明之_較佳具體實施財，該源極 與汲極電極包今—禮道 得等氧化物或金屬而且係藉由用以沈積 I32840.doc -60- 200926308 該半導體層的相同ALD方法來沈積。可藉由已知方式（例 如陰影遮蔽、加法微影蝕刻、減法微影蝕刻、印刷、微接 觸印刷以及圖案化塗布)完成此等電極之圖案化。可製造 該等源極與汲極端子因此其係幾何對稱或非對稱的。 可以任何方式提供至該閘極、源極、汲極與基板的電接 點。例如，可使用金屬線、跡線、線路、互連、導體、信 號路徑以及發信媒體以提供期望電連接件。以上列舉的相 關術語一般係可互換的，而且以從特定至一般的順序出 現。—般為鋁（A1)、銅（(:…或八丨與。之合金的金屬線係典 尘的導體，其提供用於耦合或互連電路的信號路徑。亦可 利用除金屬以外的導體。 在另層覆蓋重要電接點的情況下’至該電接點的連接 件可藉由構建穿透該接點之「通道」來製造。此類通道可 藉由方便圖案化操作（例如微影術、触刻或以雷射為基礎 的方法）來製造。 該電晶體之一解說性n通道操作涉及施加一正電壓於該 和電極，使該源極接地，以及施加一正電壓於該没極。 例如，可在操作期間將5至40 V之電壓施加於該閘極電極 與該沒極。臨限電壓的範圍可以係從-10至20 V，儘管裝 置可採用較大範圍操作。電子沿該半導體薄膜從該源極流 動’並透過該汲極從該電晶體流出。該等電子的有效移動 率可根據該特定結構變化，但是對於有用實務應用而言通 常應該係大於〇.〇i cm 2 v·、.！。當該電晶體係一增強模式 電晶體時’簡單地藉由移除施加於該閘極電極的正電壓會 132840.doc -61 - 200926308 將該電晶體關閉。 其中可用TFT及其他裝置的電子裝置包括（例如）更複雜 的電路’例如移位暫存器、積體電路、邏輯電路、智慧 卡、記憶體裝置、射頻識別標籤、用於主動矩陣顯示器的 底板、主動矩陣顯示器（例如液晶或OLED)、太陽能電 池、環形振盡器以及補充電路，例如與使用可用p型有機 半導體材料（例如並五苯）製造的其他電晶體組合之反相器 電路。在一主動矩陣顯示器中，依據本發明之一電晶體可 用作該顯7FH之-像素的電壓保持電路之部分。在包含該 TFT的裝置中’此類TFT係在操作中藉由該技術中已知的 構件來連接。 微電子裝置之一個範例係一主動矩陣液晶顯示器 (AMLCD)。一此裝置係一光電子顯示器，其包括具有電極 、及佈置在該等電極之間的一電光材料之元件。該透明電 ΒΘ體之連接電極可連接至該顯示元件之一電極，而該切 換7L件及該顯示元件至少部分地彼此重疊。一光電子顯示 器元件係在本文中瞭解為其光學特性在一電數量（例如電 流或電壓）之影響下變化_顯示元件，例如通常稱為液晶 顯不器（LCD)的—元件。目前詳述的電晶體具有足夠的電 流，其在如此高的頻率下運送用於切換該顯示元件的容量 以致可在一液晶顯示器中將該電晶體用作一切換元件。該 顯示元件在電條件下擔當一電容器，其係藉由相伴電晶體 來充電或放電。該光電子顯示裝置可包括許多顯示裳置， 每一者具有（例如）配置在一矩陣中的其自己的電晶體。某 132840.doc -62· 200926308 些主動矩陣像素設計，尤其供應經電流驅動的顯示效應之 設計，可能需要數個電晶體及該像素電路中的其他電組 件。 圖24中描述一基本AMLCD單元電路之一特定範例。該 AMLCD單元電路包括如目前說明的一電晶體1〇〇，以及與 其電耦合的一 LCD像素102。電晶體1〇〇及LCD像素1〇2 — 起形成一電晶體/像素單元104。在所示的配置中，電晶體 100係經由汲極電極130電耦合至LCD像素102。電晶體1〇〇 ® 之閘極電極144係電耦合至一列或控制線1〇8 (亦稱為一選 擇或閘極線），其接收用於電晶體1〇〇的開啟/關閉輸入。電 晶體100之源極電極120係電耦合至一行或資料線1〇6，其 接收用於控制LCD像素102的一信號。每一 LCD像素102亦 可視為表示依據顯示器設計之電容的電容器。 圖25顯示一典型像素佈局，其中資料線1〇6通向個別源 極電極120 ’控制線1〇8通向個別閘極電極144、半導體17〇 與分別形成一像素導體替的沒極電極13〇。 ❹ 範例 塗布設備之說明 • 下列薄膜範例之全部使用如圖Μ中指示的流量設定。該 • &量設定係供應有氮氣體流81 ’其已經淨化用以移除氧及 水污染至！ PPm以下。氣體係由—歧管轉向至數個流量 計，其控制沖洗氣體以及透過起泡器轉向的氣體之流量以 選擇反應先驅物。除氮供應以外，氣流9〇亦係施配至該設 備。空氣經預處理用以移除水分。 132840.doc -63 - 200926308 下列流係施配至該ALD塗布設備：包含在氮氣體中稀釋 的金屬先驅物之金屬（鋅）先驅物流92 ;包含在氮氣體中稀 釋的非金屬先驅物或氧化劑之含氧化劑流93 ;僅由惰性氣 體組成的氮沖洗流95。如以下說明控制此等串流之組成物 及流量。 氣體起泡器82包含二乙基鋅。氣體起泡器83包含三甲基 • 鋁。起泡器係保持在室溫下。流量計85及86分別施配沖洗 氮之流至二乙基辞起泡器82及三甲基鋁起泡器83。起泡器 © 之輸出現在包含採用個別先驅物溶液所飽和的氮氣體。此 等輸出流係與從流量計87施配的說氣體稀釋流混合以產生 金屬先驅物流92之溢流。在下列範例中，該等流將係如 下： 流量計85 :至二乙基鋅起泡器流 流量計86 :至二甲基鋁起泡器流 流量計87 ··至金屬先驅物稀釋流 氣體起泡器84包含用於在室溫下控制的純水（或用於發 明範例之水中的氮）。流量計88施配純氮氣體之流至氣體 起泡器84 ’其輸出表示飽和水蒸汽之串流。流量計9丨控制 一氣流。水起泡器輸出及空氣串流係與自流量計89的稀釋 串流混合以產生含氧化劑流93之溢流，其具有一可變水組 成物、氨組成物、氧組成物以及總流。在下列範例中，該 等流將係如下： 流量計88 :至水起泡器 流量計89 :至氧化劑稀釋流 132840.doc 200926308 流量計91:至氣流 流量計94控制將施配至該塗布設備的純氮之流。 串流或流9 2 ' 9 3及9 5係接著施配至一大氣壓力塗布頭， 其中該等串流或流係從該等通道或微室槽引導出來，如圖 19中所指示。在該等細長通道與基板97之間存在接近〇15 mm的間隙96 »該等微室係接近2.5 mm高，0.86 mm寬，並 且沿係76 mm的該塗布頭之長度運行。此組態中的反應物 材料係施配至該槽的中間並且在前後流出。 為了實行一沈積’該塗布頭係定位在該基板之一部分之 上並接著在該基板之上以往復形式移動，如由箭頭98所表 示。往復循環的長度係32 mm。往復循環的運動之速率係 30 mm/sec。 使用下列特徵化： 電晶體測量與分析之說明 採用惠普Packard HP 415 6參數分析器實行使用本發明製
造的裝置之電晶體特徵化。在黑暗圍封物中於空氣中進行 裝置測試。 通常從數個裝置平均結果。對於每一裝置，沒極電流 (Id)係針對閘極電壓(Vg)之各種值測數量為與源極與汲極電 壓οω成函數關係。此外，對於每一裝置，該汲極電流係 針對源極與&極電壓之各種數值測量為㈣極電壓成函數 關係。對於大部分裝置而言，Vg係從，ν掠過至2〇 ν， 其中將汲極電壓保持在20 V。 臨限電廢 從該資料擷取的參數包括場效移動率以) 132840.doc •65- 200926308 (Vth)以及測量的汲極電流之[。^。打比率。此等測量可在無 需任何保護膜或半導體薄膜情況下進行，從而在採用或^ 採用保護料況下產生相同結果。在鮮區域巾擷取場效 移動率’纟中Vd>Vg_Vth。在此區域中’汲極電流係由下 列等式提供（參見半導體裝置中的Sze :物理與科技，j〇hn Wiley & Sons (1981))：
W /rf=2LMC^~v>»y ® 《中WM分別係通道寬度及長度，而且CDX係該介電層之 電容’其係該材料之介電厚度及介電常之㈣。在提供此 等式的情況下，從直線擬合至曲線之線性部分擷 取飽和場效移動率。臨限電壓vth係此直線擬合之x截獲。 繪製與閘極電壓成函數關係的汲極電流之對數。從對數 id繪圖擷取的參數包括I〇n/I()ff比率。I〇n/I()ff&率簡單地係最 大與最小汲極電流之比率。基於本發明之目的，藉由定義 為超過臨限電壓之閘極電壓10 V情況下的汲極電流之開啟 β 電流，與定義為該電晶體因其而係在一關閉狀態中的—閘 極電壓情況下的汲極電流之關閉電流的比率。本範例中的 測量係在電壓超過10 V時進行，此將產生對測量的較小變 化。 所用的材料： (1) 導電ΙΤΟ基板（鈉鈣玻璃上的1〇〇 nm厚，其可以商業 方式從MBC公司購得，產品#255)。 (2) MesAl (以商業方式從愛爾德利克化學公司購得）。 132840.doc • 66 - 200926308 (3) Ε^Ζη (以商業方式從愛爾德利克化學公司購得）。 (4) 氫氧化銨[含水氨]’（試劑級，〜29重量％氨以商業 方式從J. T. Baker化學公司購得） 範例1 此範例之目的係採用介電質、半導體、以及藉由以上說 明的ALD塗布設備所製備的保護層製備一 TFT裝置。此薄 膜電晶體裝置（TFT)係由一玻璃基板、一汀〇 (氧化銦錫）閘 極電極、一 1100 Α厚αι2ο3介電層、一 200人厚211〇層、蒸 發Α1金屬源極/汲極電極以及一2〇〇 Α厚Al2〇3保護層組成。 本文中已在圖5至12中詳細地說明用以製備八12〇3及211〇層 的裝置。玎0塗布玻璃之2.5又2.5平方英吋（62.51111112)工件 係定位在此裝置之壓板上，藉由真空協助保持在適當位置 並加熱至200°C。具有玻璃基板的壓板係定位在引導活性 先驅物氣體之流的該塗布頭下面。該IT〇基板與該塗布頭 之間的間距係使用一測微計調整至3 〇微米。 該塗布頭具有透過以下流的隔離通道：（1)惰性氮氣 體，（2)氮與水蒸汽之混合物；以及（3 )氮中的活性金屬炫 基蒸ίΐι之混合物（Me; Α1或Ei^Zn)。藉由個別大流量控制計 透過包含在一氣密起泡器中的純液晶（MesAl或Et2Zn)並藉 由起泡氮來控制活性金屬烷基蒸汽之流速。藉由調整透過 一起泡器中的純水所傳遞的氮之起泡速率來控制水蒸汽之 流量。將該塗布頭之溫度維持在40°C。調整個別氣體之流 速至以下表格1中所示的設定，藉由橫跨該基板在指明的 循環數目内振盪該塗布頭來啟動該塗布方法《以下表格2 132840.doc -67- 200926308 中顯示具有ITO閘極電極與ALD塗布介電質、半導體以及 保護層的以上裝置（樣本1)之電測試結果。 表格1 樣本 層 Me3Al1 Et2Zn1 Me3In1 水 水/氨β 具有金 屬燒基 的化載 體 用於水 的Ν2載 體 ν2 惰性 沖洗 循環 基板 溫度 °c 1， 2, 3 Α1〕〇3 介電質 4 0 0 15 0 45 90 644 330 200 1， 2, 3 ZnO 200 A 0 13 0 0 15 45 90 644 62 240 2, 3 經In摻雜 之ZnO 200 A 0 13 40 15 0 45 90 644 600 240 1， 1， 3 ΔΙ2Ο3 保護層 4 0 0 15 0 45 90 644 55 200 •以seem為單位的所有流量數值（標準立方釐米/分鐘） 132840.doc -68- 1 2 29% NH3按水中的重量 範例2 2 此範例之目的係製備一 TFT裝置，其具有由用於介電質 及半導體層之相同ALD塗布系統所製備的經In摻雜之ZnO 的一透明導電閘極電極。該等裝置具有下列斷面組成物： 玻璃基板/經In摻雜之ZnO閘極電極/Al2〇3介電質/ZnO半導 體/A1源極與汲極電極。經In摻雜之ZnO閘極電極層7A係製 備用於ZnO半導體層，下列情況除外：以40 seem的流速將 三曱基銦蒸汽流加至二乙鋅流，並且層係生長至接近2000 A厚。經In摻雜之ZnO閘極電極層之電阻率經測量係 200926308 3-3xHTQ2 〇hm*cm。一 Ai2〇3 介電層（7B)及一 Zn〇 半導體層 (7C)係接著使用表格！中指明的設定塗布於層7A之頂部 上。紹源極與汲極接點係透過陰影光罩蒸發於層7C之頂部 上，從而產生具有50、1〇〇或150 μιη之通道長度及6〇〇 μιη 之通道寬度的薄膜電晶體。一微影钱刻方法係用以隔離該 基板上的裝置’從而產生Ζη〇之島狀物。以下表格2中顯 不具有經In摻雜之ΖηΟ電極的以上裝置（樣本2)之電測試結 果0
範例3 此範例之目的係製備一 TFT裝置，其具有由用於介電 質、半導體及保護層層之相同ALD塗布系統所製備的經In 摻雜之ZnO的一透明導電閘極電極〆該等裝置具有下列斷 面組成物：玻璃基板/經In摻雜之Zn〇閘極電極/Al2〇3介電 質/ZnO半導體/A1源極與汲極電極/A12〇3保護層。該樣本係 製備用於範例2而且電測試’並且隨後該保護層係使用 ALD塗布系統及列舉用於以上表格〖中的保護層之條件來 應用。接著再次電測試該樣本。具有經In摻雜之Zn〇閘極 電極的以上裝置（樣本3)之電測試結果係顯示在以下表格2 中而且與樣本2之結果比較，樣本2除其沒有保護層以外係 相同的。 132840.doc 69- 200926308 表格2 樣本 平均移動率 (cm2/Vs) 平均Wi〇/ff 1 (具有ITO閘極電極、 及ALD沈積介電質、 半導體、以及保護層 之裝置） 5.3 4 X 1〇8 2 (具有ALD沈積閘極電 極、介電質、以及半 導體層之裝置） 5.0 6 X 108 3 (具有ALD沈積閘極電 極，介電質、半導體 及保護層之裝置） 4.9 8 X 107 表格2中的資料證實該等裝置全部完全用作場效電晶 體，其具有約5 Cm2/Vs的移動率以及超過i χ 1〇7的電流開 啟/關閉比率。樣本2及3的資料另外顯示在此工作中於大 氣壓力原子層沈積裝置上產生的ΙηΖη〇層係足夠導電的因 此其完全用作一TFT裝置中的閘極電極。 Ο 【圖式簡單說明】 雖然該說明#以特別指丨並清楚主張本發明之標的的申 . 料利範圍來總結，但是據信從結合附圖進行的以上說明 將更好地瞭解本發明，在該等附圖中： 圖1係說明本方法之步驟的流程圖； 圖2係用於可在本方法中使用之原子層沈積的—沈積裝 置之一項具體實施例的斷面侧視圖； 圖3係用於氣態材料之一個範例性系統、分配氣態材料 132840.doc 200926308 於經受薄膜沈積的一基板之一具體實施例的斷面側視圖； 圖4 A及4B係氣態材料之一系統的分配之一項具體實施 例的斷面側視圖’其示意性地顯示相伴沈積操作； 圖5係自輸出面側的可用於沈積於該基板上的一沈積裝 置之一項具體實施例的一部分之透視圖，其顯示輸出通道 相對於該基板之方位及往復運動； 圖6係如圖5中的透視圖，其顯示該沈積裝置中的氣體流 之一個範例配置； 圖7A、7B、7C及7D係正交於先前圖2至4]8之斷面圖所 截取的斷面圖，其顯示各種具體實施例中的輸出通道之氣 體流方向； 圖8 A及8B係顯不自用於提供氣態材料至該基板表面的 一沈積裝置之輸出面的減小距離之影響的斷面圖； 圖9係諸如圖3中所示的可用於本方法中的一沈積裝置之 輸出面的平面圖，其顯示氣態材料透過依據本發明之一項 具體實施例的輸出通道之一配置的移動； 圖10係採用可在本方法中使用 <堆疊板形成的一沈積裝 置之一項具體實施例的透視圊； 圖11A及11B係使用圖10中所示的堆疊式板結構的一沈 積裝置之構造的分解圖，該等分解圖顯示用於在該方法中 使用的不同氣體之二個不同輸出通道； 圖12係顯示使用沿該沈積裝置之周長引導的惰性氣體之 包絡罩的一具體實施例之透視圖； 圖13係顯示用於入往復及正交移動的一替代性運動圖案 132840.doc 71 200926308 之示意圖； 圖14係使用依據本發明之方法的一沈積系統之一項具體 實施例的方塊圖； 圖15係顯示應用於依據本發明之一移動腹板的一沈積系 統之一項具體實施例的方塊圖； 圖1 6係顯示應用於依據本發明之一移動腹板的沈積系統 之另一項具體實施例的方塊圖，其中該沈積裝置係固定 的； 圖17係可用於本方法中的帶有具有弯曲之輸出面的一沈 積裝置之一項具體實施例的斷面側視圖； 圖1 8係於依據該等範例的一薄膜沈積方法之源極材料的 方塊圖； 圖19係用於本方法中的一沈積裝置之斷面側視圖，其顯 示提供至經受該等範例之薄膜沈積方法的一基板之氣態材 料之配置； 圖20解說具有底部閘極/底部接點組態的—典型薄膜電 晶體之斷面圖； 圖21解說具有底部閘極/頂部接點組態的一典型薄膜電 晶體之斷面圖； 圖22解說具有頂部閘極/底部接點結構的一典型薄膜電 晶體之斷面圖； 圖2 3解說具有頂部閘極/頂部接點結構的一典型薄膜電 晶體之斷面圖； 圖24解說包含一選擇電晶體及表示由顯示器設計所致的 132840.doc •72- ❹ ❹ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 200926308 電容之電容^ _說===矩陣像素設計； 塾的-典型像素佈局線、薄臈電晶體及像素導體 圖26係顯示主要塗布區段及進人與退出區段的-沈積系 統之側視圖； 圖27係顯4含與本發明—致的模組之—沈積系統的透 視圖；以及 圖28係解說使用發明沈積系統之—項具體實施例形成薄 膜的透視圖。 【主要元件符號說明】 用於系統的氣態材料之連績供應 基板之通道區域之上的第一分子先 驅物之第一通道流 基板與多通道流之相對移動 具有通道區域之上的惰性氣體之第 二通道流 基板與多通道流之相對移動 通道區域之上的第二分子先驅物之 第三通道流 基板與多通道流之相對移動 具有通道區域之上的惰性氣體之第 四通道流 基板與多通道流沈積裝置之相對移 動 132840.doc -73- 200926308
10 沈積裝置 11 平行的多 通道流 12 輸出通道 14、 16、18 氣體入口 埠 15 序列 20 基板 21a 、21b、 基板之部 分 21c 、21d 22 隔板 24 氣體輸出 埠 26 排放埠 28a 、28b 、 28c 氣體供應 30 驅動器 32 供應線 36 輸出面 38 重新引導 板 40 孔徑 42 分隔板 44 施配板 46a 、46b 、 46c 管道 48 重新引導 室 50 室 52 傳輸馬達 54 傳輸子系 統 132840.doc -74- 200926308
56 控制邏輯處理器 58 檔板 60 原子層沈積（ALD)方法 62 腹板輸送器 64 沈積裝置傳輸 66 腹板基板 70 原子層沈積（ALD)方法 72 擴散層 74 基板支樓件 81 氮氣體流 82、 83、84 氣體起泡器 85 ' 86、87 、 流量計 88 > 89 90 氣流 91 流量計 92 金屬先驅物流 93 包含氧化劑之流 94 流量計 95 氮沖洗流 96 間隙 97 範例基板 98 箭頭 100 電晶體 102 LCD像素 132840.doc -75- 200926308
104 電晶體/像素單元 106 行或資料線 108 列或控制線 120 源極電極 128 基板 130 沒極電極 144 閘極電極 156 閘極介電質 170 半導體 175 保護層 200 進入區段 202a、202b 進入區段模組 202c ' 202d 進入區段模組 220 塗布區段 222a、222b 塗布區段模組 222c、222d、 塗布區段模組 222e 232a 經調適用於第一薄犋材料之模组 232b 經調適用於第二薄膜材料之模組 232c 經調適用於第三薄膜材料之模組 240 退出區段 252 輸出開口 254 排放埠 332a 第一薄膜材料之薄膜 132840.doc -76 · 200926308 332b 332c
D FI 、 F2 、 F3 、 F4
Fi ' F〇 ' FM '
• H
I
❹ L
M
O
R
W
XX 第二薄膜材料之薄膜 第三薄膜材料之薄膜 距離 氣體流 FE氣體流 通道高度 惰性氣態材料 通道長度 第二反應物氣態材料 第一反應物氣態材料 箭頭 通道寬度 距離 132840.doc -77-
Claims (1)
- 200926308 十、申請專利範圍： 1， 種製造一薄膜電晶體之方法，該薄膜電晶體包含包括 閘極層、介電層、一通道層、一源極與汲極層以及 保護層的至少五層，其中該五層之至少三層係藉由大 體上在大氣壓力或其以上實施的一原子層沈積方法來生 長’其中在沈積期間該基板之溫度係在3〇〇〇c以下，而 . 且其中該原子層沈積方法包含透過與該基板隔開的複數 個輸出開口同時引導按順序包含至少一第一反應氣態材 ❹ ：、-惰性淨化氣體以及-第二反應氣態材料的一系列 氣體流，並且在相對該複數個輸出㈤口之一方向上傳輸 該基板，而因此該基板上的任何點經歷該帛—、該第 -及該第三氣態材料之—序列並因而該序列使—層藉由 原子層沈積形成。 2.如凊求項1之方法，其中在該通道層之該沈積期間，該 第反應氧態材料係包含鋅及有機基團的一揮發性有機 辞先驅物化合物，以甚4 〇 ^ 乂產生一以氧化鋅為基礎的薄膜半導 ▼ 體0 3. :求項2之方法，其中_揮發性受體摻雜物先驅物係 〆通道層之形成期間引人至該第—反應氣態材料、該 反應氣態材料、該惰性沖洗氣體或-補充氣態材料 額卜軋體流中’因而該揮發性受體摻雜物先驅物反 應並且係併入作為一 .氧化辞為基礎的薄臈半導體 中的一受體摻雜物。 4·如請求項3之方法，盆中_ /、T孩揮發性受體掺雜物先驅物包 132840.doc 200926308 含選自由N、P、As、Li、Na、Κ、Cu、Ag或其混合物組 成的群組之一元素。 5. 如請求項3之方法，其中該揮發性受體摻雜物先驅物包 含呈NO、AO、ν〇2或氨之形式的氮。 6. 如清求項1之方法’其中該閘極層、用於該閘極層的該 "電層、該通道層、該源極與汲極層以及該保護層係藉 由原子層沈積方法生長。7. 如請求項丨之方法，其中該介電層、該通道層以及該保 護層係藉由原子層沈積方法生長。 如凊求項1之方法，其中該閘極層、該介電層、該通道 層以及該保護層係藉由原子層沈積方法生長。 9.如請求項丨之方法，其中該五層之至少三層係氧化物 層0 1 〇.如明求項1之方法，其中該閘極層係藉由原子層沈積方 法生長而且該閘極層係採用選自銦、鋁、硼及氟之一元 素所摻雜的氧化鋅。 .如"月求項1之方法’其中該源極與沒極層係藉由原子廣 沈積：法生長而且該源極與汲極層係採用選自銦、鋁、 棚及氟之—元素所#雜的氧化鋅。 h 1法’其中該閘極層係藉由原子層沈積方 且該閘極層係-金屬並且其中該源極與汲極層 j由原子層沈積方法生長而且㈣源極料極層係- 金屬。 1 3.如请求項1之方法，其 弁甲該系列氧體流係由一沈積裝置 132840.doc 200926308 提供’該沈積裝置面對平面圖中的該基板包含平行的一 系列細長輸出開口，其係定位至與其緊密接近的該基 板，在該沈積裝置之一輸出面中，在1 mm内與經受沈積 的一基板表面隔開。 14. 如請求項13之方法，其中該基板之一給定區域係在少於 100毫秒内曝露於一通道中的一氣體流並且其中該基板 與該沈積裝置的相對移動係以至少〇 1 cm/sec的速度。 15. 如請求項13之方法，其中該沈積裝置進一步包含用於該 第一與該第二反應氣態材料的大體平行細長輸出開口之 間的若干排放開口。 16. 如請求項15之方法，其中該等氣態材料之一或多者對用 於薄膜沈積之該基板表面的該等流提供從該基板表面分 離一施配頭之該沈積輸出面的一作用力之至少部分。 17. 如請求項1之方法，其中該基板或用於該基板的一支撐 件包含一移動腹板，其中一支撐件將該基板之一表面維 φ 持在一沈積裝置之一輸出面之0.3 mm内的一分離距離。 18. 如請求項1之方法，其包含用於按順序薄膜沈積一固態 材料於一基板上的一沈積系統，其包含： • (A)—進入區段； . (B)—塗布區段，其包含： ⑴複數個來源，其分別用於複數個氣態材料，該等 來源分別包含用於一第一、一第二以及一第三氣態 材料的至少一第一、一第二以及一第三來源； (Π)—施配頭，其用於施配該複數個氣態材料至接收 132840.doc 200926308 該薄膜沈積的一基板，該施配頭包含： (a) 複數個入口埠，其包含分別用於接收該第一、 該第二以及該第三氣態材料的至少一第一、一第 二以及一第三入口埠；以及 (b) —沈積輸出面’其係與該基板分離一距離並且 包含用於該第一、該第二以及該第三氣態材料之 每一者的複數個大體平行細長輸出開口，其中該 施配頭經設計用以從該沈積輸出面中的該等輸出 開口同時施配該第一、該第二以及該第三氣態材 料； (C) 一退出區段； (D) 移動構件，其用於以一單向通過移動該基板通過該塗 布區段；以及 (E) 維持構件’其在薄膜沈積期間維持該施配頭之該沈積 輸出面與該基板之一表面之間的一大體均勻距離，其中 該塗布區段中的該施配頭經設計用以提供該等氣態材料 之一或多者之流至用於薄膜沈積之該基板的該表面，該 等流亦提供從該基板之該表面分離該施配頭之該沈積輸 出面的一作用力之至少部分，其中視需要地該進入區段 及/或該退出區段分別包含一非沈積輸出面，其具有複數 個非沈積輸出開口，該等開口經設計用以在通過該沈積 系統之至少部分期間提供非反應氣體之氣體流至該基板 之該表面。 19.如睛求項18之方法，其中該塗布區段係包含複數個沈積 132840.doc 200926308 模組’其中該複數個沈積模組中的每一沈積模組至少部 分地貢獻該塗布區段之一沈積功能，並且其中視需要地 該進入區段及/或該退出區段係包含複數個非沈積模組， 其中該複數個非沈積模組中的每一非沈積模組至少部分 地分別貢獻該進入或該退出區段之一輸送及/或可選物理 處理功能。 * 20 21. Ο 22. .如請求項19之方法’其中該塗布區段係包含至少一第一 及一第二沈積模組並且其中該第一沈積模組形成不同於 由該第二沈積模組所形成的一組成物之一薄膜的一組成 物之一薄膜。 如請求項1之方法，其中該方法係用以製造一薄膜電晶 體中的一半導體，其中一薄膜包含一以氧化鋅為基礎的 材料，該方法包含在一基板上在3〇(rc或較低的溫度下 形成一以氧化鋅為基礎的材料之至少一層，其中該以氧 化鋅為基礎的材料係至少二種反應氣體（即包含一有機鋅 先驅物化合物的一第一反應氣體以及包含一反應含氧氣 態材料的一第二反應氣體）之一反應產物，並且其中該方 法進一步包含形成一隔開的源極電極與汲極電極，其中 該源極電極與該汲極電極係藉由該n型以氧化鋅為基礎 的薄膜半導體分離並與其電連接；以及形成與該η型以 氧化鋅為基礎的薄膜半導體隔開的一閘極電極。 如請求項21之方法，其包含不必按順序的下列步驟： 提供該基板； 提供一閘極電極材料於該基板之上； 132840.doc 200926308 提供一介電層於該閘極電極材料之上； 形成該η型以氧化鋅為基礎的薄膜半導體於該閘極介 電質之上；以及 提供鄰近於該η型以氧化辞為基礎的薄膜半導體之一 源極電極與一没極電極。 23. —種電子裝置，其包含依據請求項22製造的多個薄膜電 •晶體，並且其中該電子裝置係選自由一積體電路、主動 矩陣顯示器、太陽能電池、主動矩陣成像器、感測器及 射頻（rf)價格標識、識別碼或庫存標識組成的一群組。 24. —種製造一薄膜電晶體之方法，該薄膜電晶體包含一基 板、一閘極電極、一閘極介電質、一半導體、一保護層 及一源極電極與一汲極電極，其中該閘極介電質、該半 導體及該保護層、該閘極電極或該源極電極與該汲極電 極之至少一項係分別藉由一方法形成，其中該沈積方法 係大體上在大氣壓力或其以上實施的一原子層沈積 • (ALD)方法’其中在沈積期間該基板之溫度係在3〇〇〇c以 下，而且其中該ALD方法包含透過與該基板隔開的複數 個輸出開口同時引導按順序包含至少一第一反應氣態材 料、一惰性沖洗氣體以及一第二反應氣態材料的一系列 氣體流，並且在相對於複數個輸出開口的方向上傳輸該 基板，而且因此該基板上的任何點經歷該第一、該第二 以及該第三氣態材料之一序列並因而該序列使一層藉由 原子層沈積形成。 132840.doc
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI506071B (zh) * | 2009-09-23 | 2015-11-01 | Nanoco Technologies Ltd | 以半導體奈米粒子為主之材料 |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7789961B2 (en) * | 2007-01-08 | 2010-09-07 | Eastman Kodak Company | Delivery device comprising gas diffuser for thin film deposition |
| US11136667B2 (en) * | 2007-01-08 | 2021-10-05 | Eastman Kodak Company | Deposition system and method using a delivery head separated from a substrate by gas pressure |
| US7972898B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-07-05 | Eastman Kodak Company | Process for making doped zinc oxide |
| US8211231B2 (en) * | 2007-09-26 | 2012-07-03 | Eastman Kodak Company | Delivery device for deposition |
| US20090081360A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-03-26 | Fedorovskaya Elena A | Oled display encapsulation with the optical property |
| US8398770B2 (en) * | 2007-09-26 | 2013-03-19 | Eastman Kodak Company | Deposition system for thin film formation |
| EP2159304A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Apparatus and method for atomic layer deposition |
| FR2944140B1 (fr) * | 2009-04-02 | 2011-09-16 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de detection d'image electronique |
| WO2010151430A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Arkema Inc. | Chemical vapor deposition using n,o polydentate ligand complexes of metals |
| KR101969279B1 (ko) | 2009-10-29 | 2019-04-15 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
| US8691675B2 (en) * | 2009-11-25 | 2014-04-08 | International Business Machines Corporation | Vapor phase deposition processes for doping silicon |
| EP2360293A1 (en) | 2010-02-11 | 2011-08-24 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate |
| EP2362411A1 (en) | 2010-02-26 | 2011-08-31 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Apparatus and method for reactive ion etching |
| JP5569084B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2014-08-13 | セイコーエプソン株式会社 | 画像表示装置および画像表示方法 |
| US8865259B2 (en) | 2010-04-26 | 2014-10-21 | Singulus Mocvd Gmbh I.Gr. | Method and system for inline chemical vapor deposition |
| WO2012029596A1 (en) | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| US20120073568A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Applied Nanstructured Solutions, Llc. | Methods for in situ deposition of coatings and articles produced using same |
| US8486192B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-07-16 | Soitec | Thermalizing gas injectors for generating increased precursor gas, material deposition systems including such injectors, and related methods |
| US8133806B1 (en) | 2010-09-30 | 2012-03-13 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Systems and methods for forming semiconductor materials by atomic layer deposition |
| WO2012054538A1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Synos Technology, Inc. | Formation of barrier layer on device using atomic layer deposition |
| CN102021535A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-04-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 铝掺杂氧化锌透明导电薄膜的低温制备方法 |
| EP2481830A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Apparatus for atomic layer deposition. |
| KR101192221B1 (ko) * | 2011-03-25 | 2012-10-17 | 서울대학교산학협력단 | 산화아연 박막 트랜지스터 및 이의 제조방법 |
| JP5933895B2 (ja) * | 2011-11-10 | 2016-06-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
| US10106457B2 (en) | 2011-11-23 | 2018-10-23 | Corning Incorporated | Vapor deposition systems and processes for the protection of glass sheets |
| CN103165454B (zh) * | 2011-12-12 | 2016-08-17 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 半导体器件及其制造方法 |
| US9054255B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-06-09 | Sunpower Corporation | Solar cell having an emitter region with wide bandgap semiconductor material |
| US8653516B1 (en) | 2012-08-31 | 2014-02-18 | Eastman Kodak Company | High performance thin film transistor |
| CN102953048B (zh) * | 2012-11-13 | 2015-03-04 | 西安交通大学 | 一种纳米掺杂结构及其制备方法 |
| US20140206137A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-24 | David H. Levy | Deposition system for thin film formation |
| KR101933727B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2018-12-31 | 연세대학교 산학협력단 | 원자층 증착법으로 산화물 박막의 일부를 할로겐 원소로 도핑할 수 있는 할로겐 도핑 소스, 상기 할로겐 도핑 소스의 제조 방법, 상기 할로겐 원소 소스를 이용하여 원자층 증착법으로 산화물 박막의 일부를 할로겐으로 도핑하는 방법, 및 상기 방법을 이용하여 형성된 할로겐 원소가 도핑된 산화물 박막 |
| TWI480406B (zh) * | 2013-11-28 | 2015-04-11 | Metal Ind Res & Dev Ct | 鍍膜設備及輸送模組 |
| JP6228444B2 (ja) * | 2013-12-06 | 2017-11-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 |
| KR102244070B1 (ko) * | 2014-01-07 | 2021-04-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 기상 증착 장치, 기상 증착 방법 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법 |
| JP6713413B2 (ja) * | 2014-01-21 | 2020-06-24 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 低圧ツール交換を可能にする原子層堆積処理チャンバ |
| US20150287831A1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-10-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and electronic device including semiconductor device |
| KR102420015B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2022-07-12 | 삼성전자주식회사 | Cs-ald 장치의 샤워헤드 |
| WO2017048988A1 (en) | 2015-09-15 | 2017-03-23 | The Regents Of The University Of California | Multistep deposition of zinc oxide on gallium nitride |
| US10400332B2 (en) * | 2017-03-14 | 2019-09-03 | Eastman Kodak Company | Deposition system with interlocking deposition heads |
| US10501848B2 (en) * | 2017-03-14 | 2019-12-10 | Eastman Kodak Company | Deposition system with modular deposition heads |
| CN107604340B (zh) * | 2017-08-31 | 2023-09-01 | 安徽光智科技有限公司 | 化学气相沉积炉 |
| CN112447855A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 北京大学 | 一种薄膜晶体管的制备方法 |
| EP4076726A4 (en) * | 2019-12-18 | 2024-02-14 | Nfinite Nanotechnology Inc. | DEVICE AND METHOD FOR THIN FILM DEPOSITION |
| JP7098677B2 (ja) * | 2020-03-25 | 2022-07-11 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
| US20230047186A1 (en) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | Nano-Master, Inc. | Apparatus and Methods for Roll-to-Roll (R2R) Plasma Enhanced/Activated Atomic Layer Deposition (PEALD/PAALD) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI57975C (fi) | 1979-02-28 | 1980-11-10 | Lohja Ab Oy | Foerfarande och anordning vid uppbyggande av tunna foereningshinnor |
| US4430149A (en) * | 1981-12-30 | 1984-02-07 | Rca Corporation | Chemical vapor deposition of epitaxial silicon |
| JPS5941470A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-07 | Shimadzu Corp | 多室形薄膜作成装置 |
| US7563715B2 (en) * | 2005-12-05 | 2009-07-21 | Asm International N.V. | Method of producing thin films |
| US20050084610A1 (en) | 2002-08-13 | 2005-04-21 | Selitser Simon I. | Atmospheric pressure molecular layer CVD |
| US6821563B2 (en) | 2002-10-02 | 2004-11-23 | Applied Materials, Inc. | Gas distribution system for cyclical layer deposition |
| JP4108633B2 (ja) | 2003-06-20 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス |
| US20060003485A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Hoffman Randy L | Devices and methods of making the same |
| US7265003B2 (en) * | 2004-10-22 | 2007-09-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a transistor having a dual layer dielectric |
| JP4803578B2 (ja) * | 2005-12-08 | 2011-10-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
| WO2007106076A2 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-20 | Prasad Gadgil | Apparatus and method for large area multi-layer atomic layer chemical vapor processing of thin films |
| US11136667B2 (en) * | 2007-01-08 | 2021-10-05 | Eastman Kodak Company | Deposition system and method using a delivery head separated from a substrate by gas pressure |
| US20080296567A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-04 | Irving Lyn M | Method of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials |
-
2007
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-
2008
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI506071B (zh) * | 2009-09-23 | 2015-11-01 | Nanoco Technologies Ltd | 以半導體奈米粒子為主之材料 |
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