[發(fā)明專利]用于顯示器應用的層堆疊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880072510.6
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN111316420B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 芮祥新;崔壽永;栗田真一;翟羽佳;趙來
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本公開內容的實施方式一般地涉及包含高介電常數(shù)電介質層的層堆疊，所述層堆疊形成于第一電介質層與金屬電極上方。高介電常數(shù)電介質層具有20或更高的介電常數(shù)值且可形成為電子裝置中的電容器、柵極絕緣層或任意合適的絕緣層的一部分，電子裝置例如顯示器裝置。層堆疊包含設置于第一電介質層與金屬層上的第二電介質層，和設置于第二電介質層上的高介電常數(shù)電介質層。第二電介質層提供均質表面，高介電常數(shù)電介質層形成于均質表面上。均質表面使高介電常數(shù)電介質材料得以均勻地沉積于其上，這樣產生均勻的厚度分布。

背景

技術領域

本公開內容的實施方式一般地涉及一種用于顯示器裝置的包含電介質層的層堆疊，所述電介質層具有高介電常數(shù)(dielectric?constant,K)值。尤其是，本公開內容的實施方式涉及沉積于具有金屬材料與電介質材料的表面上方的包含電介質層的層堆疊，電介質層具有高介電常數(shù)(dielectric?constant,K)值。

背景技術

顯示器裝置已被廣泛使用于各種電子應用，諸如電視、屏幕、手機、MP3播放器、電子書閱讀器、個人數(shù)字助理(PDAs)和類似應用。電容器，例如金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器，于一些裝置中，常使用并形成電容器以在操作顯示器裝置時電容器儲存電荷。電容器儲存電荷以維持驅動薄膜晶體管(TFT)的柵極電壓，以定義出每幀中每像素的亮度。TFT電路中的儲存電容器通常為MIM結構，MIM結構包含設置于二金屬電極之間的電介質層。需要所形成的電容器具有適于顯示器裝置的高電容。電容可能通過改變電介質材料和/或電介質層的尺寸來調整。例如，當電介質層以具有高介電常數(shù)值的材料加以取代，電容同樣將會增加。二氧化鋯(Zirconium?dioxide,ZrO₂)具有范圍為約20至約50的介電常數(shù)值，且適合作為電容器中的電介質層。然而，沉積于同時具有金屬部分與電介質部分的表面上的二氧化鋯層，金屬部分例如金屬互連器，電介質部分諸如氮化硅(silicon?nitride,SiN)，由于高介電常數(shù)的電介質層于金屬部分與電介質部分上的沉積速率不同，導致二氧化鋯層具有不均勻的厚度分布。具有不均勻厚度分布的高介電常數(shù)電介質層可于后續(xù)的高介電常數(shù)電介質層的圖案化工藝期間引起過蝕刻和/或蝕刻不足。

因此，需要一種在高介電常數(shù)層形成于具有不同材料的表面上方的應用中，能夠形成具有均勻厚度分布的高介電常數(shù)層的解決方案。

發(fā)明內容

本公開內容的實施方式一般地涉及一種包含電介質層的層堆疊，電介質層具有高介電常數(shù)值，電介質層位于具有金屬材料與電介質材料的表面上方。在一實施方式中，一種結構包含第一電介質層、設置于第一電介質層上的金屬電極及設置于第一電介質層與金屬電極上的層堆疊。層堆疊包含設置于第一電介質層與金屬電極上的第二電介質層，及設置于第二電介質層上的高介電常數(shù)電介質層。

在另一實施方式中，一種將高介電常數(shù)電介質層形成于電介質表面及金屬表面上方的方法包含：沉積第一電介質層于第二電介質層與金屬電極上；沉積高介電常數(shù)電介質層于第一電介質層上；及使高介電常數(shù)電介質層退火(annealing)。

在另一實施方式中，一種系統(tǒng)包含傳送腔室、耦接于傳送腔室的等離子體輔助原子層沉積(plasma?enhanced?atomic?layer?deposition)腔室、耦接于傳送腔室的熱處理腔室、以及用以進行如下數(shù)個步驟的控制器：在等離子體輔助原子層沉積腔室中沉積第一電介質層于第二電介質層與金屬電極上；在等離子體輔助原子層沉積腔室中沉積高介電常數(shù)電介質層于第一電介質層上；及在熱處理腔室中使高介電常數(shù)電介質層退火。

附圖說明

以上簡要概述的本公開內容的上述詳述特征可以被詳細理解的方式、以及對本公開內容的更特定描述，可通過參照實現(xiàn)方式來獲得，一些實施方式繪示于附圖中。然而，應注意的是，附圖僅為本公開內容的典型實施方式，因而不應被視為對本公開內容的保護范圍的局限，因為本公開內容可以允許其他等同有效的實施方式。