[发明专利]硅化物间隙薄膜晶体管

说明书

优先权主张

本申请案主张2011年8月24日申请的标题为“硅化物间隙薄膜晶体管(SILICIDE GAP THIN FILM TRANSISTOR)”的第13／217，177号美国专利申请案(代理人案号QUALP055／100085)的优先权，所述申请案的全部特此出于所有目的并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及薄膜晶体管装置，且更特定来说涉及薄膜晶体管装置的制造方法。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电元件及机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(包含镜)及电子器件的装置。机电系统可以多种尺度制造，包含(但不限于)微尺度及纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)装置可包含具有在约1微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于1微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及／或蚀除衬底及／或经沉积材料层的部分或添加层的其它微机械加工工艺产生机电元件以形成电装置及机电装置。

一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。如本文使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指代使用光学干涉原理选择性地吸收及／或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉式调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为全部或部分透明及／或具反射性的且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在一实施方案中，一板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射膜。一板相对于另一板的位置可改变入射在所述干涉式调制器上的光的光学干涉。干涉式调制器装置具有广泛的应用，且预期用于改进现有产品及产生新产品，尤其是具有显示能力的产品。

硬件及数据处理设备可与机电系统相关联。此硬件及数据处理设备可包含薄膜晶体管(TFT)装置。TFT装置包含在半导体材料中的源极区域、漏极区域及沟道区域。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干新颖方面，所述若干新颖方面都不单独促成本文揭示的所要属性。

可在制造薄膜晶体管(TFT)装置的方法中实施本发明中描述的标的物的一个新颖方面。具有表面的衬底可包含在衬底表面的区域上的第一硅层，其中所述第一硅层使所述衬底表面的区域保持暴露。可在所述第一硅层上形成第一金属层。可在所述第一金属层及所述衬底表面的暴露区域上形成第一电介质层。可处理所述第一金属层及所述第一硅层，从而使所述第一金属层与所述第一硅层反应以形成第一硅化物层及介于所述第一硅化物层与所述第一电介质层之间的第一间隙。可在所述第一电介质层上形成非晶硅层，其中所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的暴露区域的第一硅区域及第二硅区域，以及上覆于所述第一间隙的第三硅区域，其中所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间。可加热及冷却所述非晶硅层。所述第一硅区域及所述第二硅区域可以快于所述第三硅区域的速率冷却。

在一些实施方案中，所述第一金属层包含钛、镍、钼、钽、钨、铂或钴。在一些实施方案中，所述第三硅区域可包含单个硅晶粒(grain)或若干硅晶粒，且所述第一硅区域及所述第二硅区域可包含非晶硅或小于所述第三硅区域中的单个硅晶粒或若干硅晶粒的硅晶粒。在一些实施方案中，介于第一硅化物层与第一电介质层之间的第一间隙可为真空间隙。

也可在制造薄膜晶体管(TFT)装置的方法中实施本发明中描述的标的物的另一新颖方面。具有表面的衬底可包含在所述衬底表面的区域上的硅层，其中所述硅层使所述衬底表面的区域保持暴露。可在所述硅层上形成金属层。可移除所述金属层及所述硅层的一部分以暴露所述衬底表面的一部分。可在所述金属层、所述衬底表面的暴露区域及所述衬底表面的暴露部分上形成电介质层。可处理所述金属层及所述硅层，从而使所述金属层与所述硅层反应以形成硅化物层及介于所述硅化物层与所述电介质层之间的间隙。可在所述电介质层上形成非晶硅层，所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的暴露区域的第一硅区域及第二硅区域以及上覆于所述间隙的第三硅区域，其中所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间。可加热及冷却所述非晶硅层。所述第一硅区域及所述第二硅区域可以快于所述第三硅区域的速率冷却。

在一些实施方案中，所述金属层包含钛、镍、钼、钽、钨、铂或钴。在一些实施方案中，所述第三硅区域可包含单个硅晶粒或若干硅晶粒，且所述第一硅区域及所述第二硅区域可包含非晶硅或小于所述第三硅区域中的单个硅晶粒或若干硅晶粒的硅晶粒。