[发明专利]金属氧化物TFT稳定性改进

说明书

技术领域

本文所述实施方式总体涉及减少电介质层和钝化层中的氢量。更具体地，本文所述实施方式总体涉及减少用于金属氧化物薄膜晶体管(TFT)的含硅层中的氢量。

背景技术

金属氧化物半导体(诸如氧化锌(ZnO)和氧化镓铟锌(IGZO))由于其高载流子迁移率、低处理温度及光透明性而在器件制造方面受到关注。由金属氧化物半导体制成的TFT(即，MO-TFT)尤其用于光学显示器的主动矩阵寻址方案。金属氧化物半导体的处理温度低允许显示背板在廉价塑料基板(诸如聚对苯甲酸乙二醇酯(PET)基板和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)基板)上形成。氧化物半导体TFT的透明性致使像素孔径增加并且使显示器更亮。

MO-TFT稳定性和性能对结合到MO-TFT本身和结合到接触层的氢含量很敏感。接触层可包括沟道接合面层或本体层(bulklayer)。接触层可包括CVD沉积膜，诸如氧化硅(SiO)膜、氮氧化硅(SiON)膜、氮化硅(SiN)膜，等等。在许多的半导体中，已经发现，间质氢(层间的氢)是充当两性杂质(可根据杂质掺入的半导体材料而充当施体(donor)或受体(acceptor)的杂质)。因此，在p型材料中，氢通常是充当施体；并且在n型材料中，氢通常是充当受体。然而，在MO-TFT中，氢可为有害的。常规等离子体增强化学气相沉积(PECVD)会使膜中形成很高的氢含量。例如，通过常规PECVD沉积的SiO包含约4％氢，并且通过常规PECVD沉积的SiN包含约35％氢。常规PECVD膜的氢含量在电压/光偏置条件下，引发高的阈值电压偏移(V_阈值偏移)。

因此，在本领域，需要降低与MO-TFT一起使用的膜中的氢含量。

发明内容

本文所述实施方式总体涉及与MO-TFT一起使用的基本不含氢的薄膜及其制造方法。在一个实施方式中，薄膜晶体管可包括：基板；金属氧化物半导体层，所述金属氧化物半导体层形成在基板表面的一部分上；沟道接合面层，所述沟道接合面层包含氟氧化硅(SiOF)，接触无定形金属氧化物层，其中所述沟道接合面层基本不含有氢；以及含硅的覆盖层，所述覆盖层形成在所述沟道接合面层上。

在另一实施方式中，提供一种用于制造薄膜晶体管的方法，所述方法包括：将基板置于处理腔室中；将金属氧化物半导体层沉积在基板表面的一部分上，所述金属氧化物半导体层包含氧化锌；使用MW-PECVD激活含SiF₄的沉积气体，从而形成被激活的沉积气体，其中所述沉积气体不包括氢；将所述被激活的沉积气体递送至所述基板上，从而将含SiOF的沟道接合面层沉积在金属氧化物薄膜晶体管层上；以及将覆盖层沉积在所述沟道接合面层和所述金属氧化物薄膜晶体管层上。

附图说明

因此，为了详细理解本发明的上述特征结构的方式，上文简要概述的本发明的更具体的描述可以参照实现方式进行，一些实现方式图示在附图中。

然而，应当注意，附图仅图示了本发明的典型实施方式，并且因此不应被视为本发明的范围的限制，因为本发明的实施方式可以允许其他等效实施方式。

图1是根据本发明的一个实施方式的示意MW-PECVD腔室的横截面图；

图2A至图2H是根据一个实施方式的处于各种处理阶段上的具有不含氢的沟道接合面层的MO-TFT膜堆叠的横截面图；以及

图3是根据一个实施方式的用于MO-TFT膜堆叠的方法的流程图。

为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。应预见到，一个实施方式中公开的要素可有利地用于其他实施方式，而无需进一步叙述。

具体实施方式