[发明专利]金属氧化物层形成方法和等离子体增强化学气相沉积装置

说明书

提供了一种金属氧化物层形成方法和等离子体增强化学气相沉积装置。所述方法包括在将有机金属化合物和氧化剂连续地注入到腔室中的同时，重复地引起等离子体关闭时间段和等离子体开启时间段。一个循环包括一个等离子体关闭时间段和一个等离子体开启时间段。在等离子体关闭时间段期间，在基底上形成包括具有多个原子层的有机金属化合物的物理和化学吸附层。在等离子体开启时间段期间，通过物理和化学吸附层中的金属原子与氧化剂中的氧原子的化学反应，形成比两个原子层厚的金属氧化物层。

本申请要求于2017年8月14日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0103137号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用而全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种形成金属氧化物层的方法和一种形成金属氧化物层的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装置。

背景技术

随着显示器的分辨率已经增加，像素变得越来越小，并且随着电容器的尺寸减小，提供可接受的电容逐渐变得越来越困难。传统电容器的介电层包括氧化硅或氮化硅，并且通常通过化学气相沉积(CVD)方法形成。

使用诸如氧化锆、氧化钛或氧化铪的金属氧化物层的电容器可以具有比氧化硅、氮化硅作为介电层的介电性大的介电性。可以通过原子层沉积(ALD)方法形成具有高介电性的金属氧化物层。

传统的原子层沉积工艺包括：第一操作，在基底上化学吸附有机金属化合物；第二操作，去除(吹扫)剩余的有机金属化合物；第三操作，使所吸附的有机金属化合物的金属原子与氧化剂的氧原子经受化学反应以形成金属氧化物的原子层；以及第四操作，去除(吹扫)副产物。

上述的第一操作至第四操作构成一个循环，并重复该循环直到获得期望的膜厚度。原子层沉积方法提供优异的膜质量，但原子层沉积方法的成膜速度非常慢，例如，每分钟(min)10埃至因此原子层沉积方法会需要许多分钟(例如，几十分钟)来形成对于显示器具有期望厚度的介电层，并且原子层沉积方法在批量生产方面是不利的。

在本背景技术部分中公开的以上信息仅是为了增强对所描述的技术的背景的理解，因此，它可以包含不构成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

所描述的技术致力于提供一种用于提高成膜速度的形成金属氧化物层的方法以及一种在形成高介电金属氧化物层时形成金属氧化物层的等离子体增强化学气相沉积装置。

示例性实施例提供了一种形成金属氧化物层的方法，该方法包括在将有机金属化合物和氧化剂连续地注入到腔室中的同时，重复地引起等离子体关闭时间段和等离子体开启时间段，一个循环包括一个等离子体关闭时间段和一个等离子体开启时间段。在等离子体关闭时间段期间，在基底上形成包括具有两个或更多个原子层的有机金属化合物的物理和化学吸附层。在等离子体开启时间段期间，通过物理和化学吸附层中的金属原子与氧化剂中的氧原子的化学反应，形成比两个原子层厚的金属氧化物层。

等离子体关闭时间段和等离子体开启时间段可以具有相同的持续时间，并且等离子体的强度可以在等离子体开启时间段期间具有恒定值。

等离子体开启时间段可以具有比等离子体关闭时间段的持续时间长的持续时间，并且等离子体的强度可以在等离子体开启时间段期间具有恒定值。等离子体开启时间段可以具有与循环次数的增加成比例地增长的持续时间。

等离子体关闭时间段和等离子体开启时间段可以具有相同的持续时间，并且等离子体的强度可以在等离子体开启时间段期间与循环次数的增加成比例地增大。

等离子体开启时间段可以具有与循环次数的增加成比例地增长的持续时间，并且等离子体开启时间段期间的等离子体的强度可以与循环次数的增加成比例地增大。

可以通过单独的管道将有机金属化合物和氧化剂注入到腔室中，并且有机金属化合物可以穿过至少一个扩散器并被提供到基底。