[发明专利]用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的介电薄膜的针孔评估方法

说明书

本发明通常有关于测量针孔的确认方法。在一方面，提供了在叠层中测量针孔的方法，所述叠层例如是薄膜晶体管叠层。所述方法可包括形成有源层于基板的沉积表面上、形成介电层于有源层之上、传送蚀刻剂于至少所述介电层，以蚀刻介电层与形成于介电层中的任何的针孔两者，以及使用有源层对蚀刻过的介电层的针孔密度进行光学测量。

背景

领域

本发明的实施例通常有关于一种用于评估薄膜晶体管(TFT)结构中的介电薄膜的针孔的方法。

相关技术描述

近年来，在薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)与具有此种薄膜晶体管的装置(例如是平板显示器(flat panel display)、所有种类的集成电路与用于机械开关与继电器(relays)的取代物)的关注已日渐增加。对于装置的稳定度与可重复性而言，许多薄膜晶体管(例如是金属氧化物半导体薄膜晶体管)对于氢气、氧气与水是非常敏感的。

对于装置的稳定度与可重复性而言，金属氧化物半导体薄膜晶体管对于氢气与水是非常敏感的。有源层(亦即金属氧化物半导体层)应通过蚀刻停止层(ES or etch stoplayer)(例如是用于蚀刻停止式薄膜晶体管(etch stop-TFTs))，以及用于背通道蚀刻式薄膜晶体管(back channel etch TFT)(例如是BCE TFT)的钝化层(passivation layer)，在薄膜晶体管的工艺期间及/或工艺之后受到保护。一般相信介电层的针孔是氢气及/或水穿透的主要路径。一般相信介电层中的针孔允许水和氢气穿过蚀刻停止层及/或钝化层而到达有源层(亦即金属氧化物半导体)。

为了侦测钝化层中针孔的形成，在氢氟酸(HF)蚀刻介电层之后已使用扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在数个点进行研究。扫描式电子显微镜的研究使用集中的高能量电子束来产生多种的信号，以产生物质的表面的高倍率的影像，此物质例如是钝化层。然而，扫描式电子显微镜的研究具有一些不易克服的缺陷。首先，由于扫描式电子显微镜通常应用于高倍率，使用扫描式电子显微镜观察大范围的薄膜较为困难。其次，扫描式电子显微镜无法分辨薄膜中的针孔以及蚀刻后的海绵状多孔薄膜之间的差异。

因此，现今需要用于确定针孔形成的改善的方法。

概要

本发明通常有关于薄膜晶体管(TFT)中介电薄膜的针孔的评估方法。在一个实施例中，一种分析装置的方法可包括形成有源层于基板的沉积表面上；形成介电层于有源层之上；蚀刻至少所述介电层，来去除介电层的至少40％，以产生蚀刻过的介电层；以及使用有源层对蚀刻过的介电层的针孔密度进行光学测量。

在另一实施例中，一种侦测针孔的方法可包括：设置基板于工艺腔室中；传送含卤素的蚀刻剂(halogen-containing etchant)至介电层，以将介电层的厚度蚀刻至约等同于有源层的厚度，其中有源层的多个部分暴露于含卤素的蚀刻剂；蚀刻有源层的所述暴露的部分，创造出一或多个空隙区域；以及检验基板的有源层中的所述空隙区域，所述空隙区域中的每一个对应于介电层中的针孔。基板可包括：有源层；以及介电层，所述介电层具有厚度。

在另一实施例中，一种分析装置的方法可包括：设置基板于工艺腔室中，所述基板具有沉积表面；形成铟镓锌氧化物有源层(IGZO active layer)于沉积表面上，铟镓锌氧化物层被沉积至第一厚度；形成氧化硅层于铟镓锌氧化物有源层之上，所述氧化硅层被沉积至第二厚度；传送包括氢氟酸的蚀刻剂至氧化硅层，蚀刻剂去除氧化硅层的第二厚度的约50％，其中铟镓锌氧化物有源层的多个部分暴露于蚀刻剂；蚀刻铟镓锌氧化物有源层的所述暴露的部分，以产生一或多个空隙区域；以及检验基板的所述空隙区域，所述空隙区域通过在所述铟镓锌氧化物有源层中的蚀刻剂所形成，所述空隙区域中的每一个对应于氧化硅层中的针孔。

附图简述