鈍化層的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種晶體管器件的制造技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種鈍化層的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管(TFTs)是有源矩陣式平面顯示器(Active-Matrix Flat PanelDisplay ;AM_FPD)的關(guān)鍵組件。傳統(tǒng)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(qū)域皆不透光，因此會(huì)影響顯示器的開口率。此外，非晶硅的光漏電流大，且場(chǎng)效應(yīng)遷移率低，因而僅能應(yīng)用于一般規(guī)格的平面顯示器產(chǎn)品。因此，硅基有源層材料已無(wú)法滿足下一代平面顯示器的發(fā)展趨勢(shì)，例如大尺寸、高更新頻率、高分辨率、電流驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)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(qū)段透明、及可低溫濺射等特性的有源層材料。
[0003]而因透明氧化物半導(dǎo)體材料，尤其是非晶態(tài)銦鎵鋅氧化物(a-1GZO)薄膜，具有高透光性，因此將其應(yīng)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(yīng)用上，非晶態(tài)銦鎵鋅氧化物材料雖具有許多超越硅基半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)，但銦鎵鋅氧化物薄膜相當(dāng)容易受到環(huán)境氧氣、水汽與光照的影響，而導(dǎo)致其所用于的薄膜晶體管的半導(dǎo)體性質(zhì)穩(wěn)定性下降。
[0004]針對(duì)平面顯示器的薄膜晶體管所面臨的問(wèn)題，目前有多種解決方案提出。中國(guó)臺(tái)灣專利公告編號(hào)第1397184號(hào)提出一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，其將傳統(tǒng)薄膜晶體管技術(shù)中使用最少光掩膜制造工藝次數(shù)的下柵極設(shè)計(jì)，改為上柵極設(shè)計(jì)，而將怕接觸空氣與水汽的銦鎵鋅氧化物有源層從最外側(cè)移至玻璃基底側(cè)。此專利技術(shù)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(shù)量增加，而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加以及生產(chǎn)效率降低。
[0005]中國(guó)臺(tái)灣專利公告編號(hào)第1387119號(hào)提出一種處理半導(dǎo)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(fù)銦鎵鋅氧化物層受氧氣或水汽影響的半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)。此專利技術(shù)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(huì)使制造工藝更為復(fù)雜，而導(dǎo)致制造工藝成本增加，且此技術(shù)需額外增加控制紫外光元件發(fā)光的控制元件，而使得整個(gè)晶體管的系統(tǒng)變復(fù)雜。
[0006]中國(guó)臺(tái)灣專利公告編號(hào)第1412137號(hào)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(lái)保護(hù)銦鎵鋅氧化物層，以防止氧氣及水汽接觸銦鎵鋅氧化物層。但是氧化招薄膜的沉積需使用射頻(rad1 frequency ；RF)制造工藝，因此不僅氧化招薄膜的沉積速率慢，而導(dǎo)致生產(chǎn)效率不佳，并且容易使基底升溫，進(jìn)而影響銦鎵鋅氧化物層的性質(zhì)。
[0007]另一方面，E.S.Sundholm等人于2012年6月的國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)的電子元件協(xié)會(huì)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娃氧化物(ZTSO)阻擋層的非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體的鈍化(Passivat1n of AmorphousOxide Semiconductors Utilizing a Zinc - Tin - Silicon - Oxide Barrier Layer)。此技術(shù)以鋅錫硅氧化物作為鈍化層材料，借以隔絕氧氣及水汽，來(lái)保護(hù)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(shè)備成本高，且生產(chǎn)效率不佳。
[0008]S.H.Choi于2012年3月的國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)的電子器件協(xié)會(huì)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(jī)環(huán)化全氟聚合物(cyclized perfluoropolymer ；CYT0P)純化層(Low-TemperatureOrganic (CYTOP) Passivat1n for Improvement of Electric Characteristics andReliability in IGZO TFTs)。此技術(shù)以環(huán)化全氟聚合物有機(jī)物作為鈍化層材料。然而，此環(huán)化全氟聚合物有機(jī)物薄膜需以旋轉(zhuǎn)涂布法的工序制作，因此僅能應(yīng)用于小尺寸玻璃基底，不符合銦鎵鋅氧化物應(yīng)用于大尺寸面板的需求。
[0009]G.W.Chang于2011年出版的固態(tài)薄膜(Thin Solid Films)期刊第520卷的第1608-1611頁(yè)中提出一種石蠟鈍化層對(duì)底柵非晶態(tài)銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管的電性的改善(Paraffin wax passivat1n layer improvements in electrical characteristics ofbottom gate amorphous indium - gallium - zinc oxide thin-film transistors)。此技術(shù)以石蠟有機(jī)物作為鈍化層材料。然而，此石蠟有機(jī)物薄膜也需以旋轉(zhuǎn)涂布法的工序制作，因此也僅能應(yīng)用于小尺寸玻璃基底，不符合銦鎵鋅氧化物應(yīng)用于大尺寸面板的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的一目的就是在提供一種鈍化層的制造方法，以解決薄膜晶體管器件的銦鎵鋅氧化物層易受環(huán)境氧氣和水汽影響的問(wèn)題，同時(shí)具有高的生產(chǎn)效率和低的制造成本。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種鈍化層的制造方法，其包含下列步驟。提供一薄膜晶體管器件，其中此薄膜晶體管器件包含一銦鎵鋅氧化物層。利用一硅鋁靶材進(jìn)行一濺射制造工藝，以形成一鈍化層覆蓋在前述銦鎵鋅氧化物層上。其中，硅鋁靶材由鋁與硅所組成，且派射制造工藝的工藝氣體包含氧氣與IS氣。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述的硅鋁靶材包含2(^丨％至80wt%的硅。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的濺射制造工藝包含利用直流磁控濺射方式或射頻磁控濺射方式。
[0014]依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述的氧氣與氬氣的比例為1:1至1:2。
[0015]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的工藝氣體還包含氮?dú)狻?br>[0016]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的氮?dú)馀c氬氣的比例為1:1至1:2。
[0017]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，在上述的濺射制造工藝中，工藝氣體的壓力為2?8mtorr。
[0018]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的鈍化層的厚度為25nm至lOOnm。
[0019]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的鈍化層包含硅鋁氧化物。
[0020]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，于上述濺射制造工藝后，還包含進(jìn)行一退火處理。
[0021]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述退火處理包含在大氣環(huán)境下，以300°C的工藝溫度進(jìn)行一個(gè)小時(shí)。
[0022]本發(fā)明還提供另一種鈍化層的制造方法，其包含:
[0023]提供一薄膜晶體管器件，其中該薄膜晶體管器件包含一銦鎵鋅氧化物層；利用一硅鋁靶材進(jìn)行一濺射制造工藝，以形成一鈍化層覆蓋在該銦鎵鋅氧化物層上，其中該硅鋁靶材由鋁與硅所組成，該濺射制造工藝的一工藝氣體包含一氮?dú)馀c一氬氣，該鈍化層包含硅鋁氮化物。
[0024]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，于上述濺射制造工藝后，還包含進(jìn)行一退火處理，該退火處理包含在大氣環(huán)境下，