[发明专利]制造栅极绝缘层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种制造栅极绝缘层的方法。

背景技术

目前，平板显示器，例如液晶显示装置、有机电致发光显示装置等，主 要采用有源矩阵驱动模式，通过驱动电路部分的薄膜晶体管(TFT)作为开关 元件，为像素电极输出信号。薄膜晶体管的性能是决定显示装置品质的重要 因素，要求其具备高击穿耐压、低漏电流，以增强可靠性，有效降低显示装 置的不良率。

常见的薄膜晶体管一般包括：绝缘基板、栅极、栅极绝缘层、有源半导 体层和源电极/漏电极层，其中栅极绝缘层位于栅极和有源半导体层之间，对 于TFT的稳定性及防静电都非常重要。大尺寸、高分辨率、高频驱动是平板 显示器的主要发展方向，因此对TFT迁移率提高和金属线阻抗降低的需求也 会增加。目前多数方法是采用铟镓锌氧化物(IGZO)替代非晶硅(A-Si)作为 TFT的有源半导体层，迁移率可由约1cm²/(V·S)提高至约10cm²/(V·S)，同 时采用Cu替代Al作为栅极，其中Cu的阻值约为2μΩ而Al的阻值约为 3～3.5μΩ。但采用上述方法时同样存在一些问题，IGZO层对氢非常敏感，氢 会使得IGZO层的电性能发生变化，甚至会导致有源层从半导体变为导 体；栅极Cu对氧非常敏感，氧会将Cu氧化，从而失去栅极应有的作用。

目前大部分薄膜晶体管采用氧化硅层作为栅极绝缘层，但Cu会直接 与氧化硅形成CuSi_xO_y而增高阻抗，同时与氮化硅相比，氧化硅的介电常 数较小，抗静电释放能力较差，漏电流较高，对于基板中的碱金属离子 阻挡效果较差，容易影响TFT的性能。

因此，目前需要一种制造栅极绝缘层的方法以克服上述问题并兼顾 TFT的稳定性和抗静电能力。

发明内容

为解决上述问题，本发明通过形成氮化硅层和氧化硅层顺次层叠的栅极 绝缘层，有效地保护栅极和有源半导体层，提高薄膜晶体管的性能。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将 从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

本发明提供一种制造栅极绝缘层的方法，包括：采用化学气相沉积法， 在栅极上依次沉积氮化硅层和氧化硅层，得到所述氮化硅层和所述氧化硅层 顺次层叠的栅极绝缘层，其中所述栅极为Cu栅极。

在本发明方法的一个实施方式中，沉积所述氮化硅层的温度为 420～450℃，沉积所述氧化硅层的温度为420～450℃。

在本发明方法的另一个实施方式中，沉积所述氮化硅层的原料气体为 甲硅烷和氨气，沉积所述氧化硅层的原料气体为甲硅烷和一氧化二氮。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述甲硅烷和所述氨气的流量比 为1:1至1:3。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述甲硅烷和所述一氧化二氮 的流量比为1:1至1:3。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述方法还包括在沉积所述氮化硅 层之前通入氮气。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述方法还包括在通入所述氮气 之前通入氢气。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述氢气的流量为 5000～8000sccm，通入时间为5～10秒，其中所述氮气的流量为 5000～8000sccm，通入时间为5～10秒。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述方法还包括在沉积氮化硅 层后进行去氢处理，其中所述去氢处理是将所述氮化硅层在450～550℃下 加热30～50分钟。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述方法还包括在所述氧化硅层上 沉积有源半导体层。

采用本发明的方法制造栅极绝缘层，可有效保护Cu栅极和有源半导体 层，沉积形成的氮化硅层可有效隔离氧，防止Cu被氧化，而沉积形成的氧 化硅层可有效隔离氢，防止有源半导体层被还原，此外该氮化硅层和氧化硅 层顺次层叠的栅极绝缘层可有效阻挡玻璃基板内的碱金属离子，增强抗静电 释放(ESD)能力并降低漏电流，提高等效电容。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护 范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限 制本发明。