[發明專利]鈍化層的制造方法

在審

• 申請號: 201410365998.5
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104911553A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 董寰乾;黃宏勝;余建輝;張鼎張
• 申請（專利權）人: 中國鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/58;C23C14/06;C23C14/08;H01L21/56;H01L23/29
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

技術領域

本發明是有關于一種晶體管器件的制造技術，且特別是有關于一種鈍化層的制造方法。

背景技術

薄膜晶體管(TFTs)是有源矩陣式平面顯示器(Active-Matrix?Flat?Panel?Display；AM-FPD)的關鍵組件。傳統的有源矩陣式平面顯示器的有源層的材料以硅薄膜為主。然而，由于硅薄膜在可見光區域皆不透光，因此會影響顯示器的開口率。此外，非晶硅的光漏電流大，且場效應遷移率低，因而僅能應用于一般規格的平面顯示器產品。因此，硅基有源層材料已無法滿足下一代平面顯示器的發展趨勢，例如大尺寸、高更新頻率、高分辨率、電流驅動的有機發光二極體(OLED)、及柔性基底的需求，而必須另外尋求具有更高遷移率、可見光區段透明、及可低溫濺射等特性的有源層材料。

而因透明氧化物半導體材料，尤其是非晶態銦鎵鋅氧化物(a-IGZO)薄膜，具有高透光性，因此將其應用在薄膜晶體管中可增加顯示器的開口率，而且已成為下一代薄膜晶體管的有源層材料。然而，在薄膜晶體管的應用上，非晶態銦鎵鋅氧化物材料雖具有許多超越硅基半導體材料的優點，但銦鎵鋅氧化物薄膜相當容易受到環境氧氣、水汽與光照的影響，而導致其所用于的薄膜晶體管的半導體性質穩定性下降。

針對平面顯示器的薄膜晶體管所面臨的問題，目前有多種解決方案提出。中國臺灣專利公告編號第I397184號提出一種氧化物半導體薄膜晶體管，其將傳統薄膜晶體管技術中使用最少光掩膜制造工藝次數的下柵極設計，改為上柵極設計，而將怕接觸空氣與水汽的銦鎵鋅氧化物有源層從最外側移至玻璃基底側。此專利技術雖可防止銦鎵鋅氧化物層與氧氣或水汽的接觸，但是所需光掩膜制造工藝數量增加，而導致生產成本增加以及生產效率降低。

中國臺灣專利公告編號第I387119號提出一種處理半導體器件的方法，其在薄膜晶體管中增加可放射紫外光的元件，以恢復銦鎵鋅氧化物層受氧氣或水汽影響的半導體電學性質。此專利技術所提出的方法雖然有效，但是增加放射紫外光的元件，不僅會使制造工藝更為復雜，而導致制造工藝成本增加，且此技術需額外增加控制紫外光元件發光的控制元件，而使得整個晶體管的系統變復雜。

中國臺灣專利公告編號第I412137號提出一種薄膜晶體管及顯示單元，其使用氧化鋁薄膜作為鈍化層來保護銦鎵鋅氧化物層，以防止氧氣及水汽接觸銦鎵鋅氧化物層。但是氧化鋁薄膜的沉積需使用射頻(radio?frequency；RF)制造工藝，因此不僅氧化鋁薄膜的沉積速率慢，而導致生產效率不佳，并且容易使基底升溫，進而影響銦鎵鋅氧化物層的性質。

另一方面，E.S.Sundholm等人于2012年6月的國際電氣電子工程師協會的電子元件協會所出版的期刊(IEEE?ELECTRON?DEVICE?LETTERS)第33卷第6期中提出一種利用鋅錫硅氧化物(ZTSO)阻擋層的非晶態氧化物半導體的鈍化(Passivation?of?Amorphous?Oxide?Semiconductors?Utilizing?a?Zinc–Tin–Silicon–Oxide?Barrier?Layer)。此技術以鋅錫硅氧化物作為鈍化層材料，借以隔絕氧氣及水汽，來保護銦鎵鋅氧化物層。但是鋅錫硅氧化物薄膜必須以射頻制造工藝濺射，因此不僅設備成本高，且生產效率不佳。

S.H.Choi于2012年3月的國際電氣電子工程師協會的電子器件協會所出版的期刊第33卷第3期中提出一種改善銦鎵鋅氧化物的薄膜晶體管的電性與可靠度的低溫有機環化全氟聚合物(cyclized?perfluoropolymer；CYTOP)鈍化層(Low-Temperature?Organic(CYTOP)Passivation?for?Improvement?of?Electric?Characteristics?and?Reliability?in?IGZO?TFTs)。此技術以環化全氟聚合物有機物作為鈍化層材料。然而，此環化全氟聚合物有機物薄膜需以旋轉涂布法的工序制作，因此僅能應用于小尺寸玻璃基底，不符合銦鎵鋅氧化物應用于大尺寸面板的需求。