濺鍍靶材組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型的實(shí)施方式一般涉及一種摻雜的鋅濺鍍靶材。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化銦鎵鋅(Indium-gallium-zinc oxide, IGZ0)是一種有名的半導(dǎo)體材料，具有高迀移率(mobilityhIGZO是被普遍認(rèn)為將可用于下一代薄膜晶體管(TFT)的半導(dǎo)體材料的多種金屬氧化物半導(dǎo)體材料之一。對(duì)于IGZO來(lái)說(shuō)，可以得到在約30cm2/V_s與約40cm2/V-s之間的迀移率。然而，在生產(chǎn)中，IGZO并不是非常穩(wěn)定的。為了增加IGZO的穩(wěn)定性，需犧牲迀移率，使迀移率小于1cmVV-S，從而得到TFT中的穩(wěn)定IGZO膜。
[0003]IGZO并非被認(rèn)為是用于下一代TFT的唯一金屬氧化物半導(dǎo)體材料。氧化鋅和氮氧化鋅也被認(rèn)為是金屬氧化物半導(dǎo)體TFT的合適選擇。氧化鋅和氮氧化鋅具有高于IGZO的迀移率，但與IGZO同樣遭遇迀移率穩(wěn)定性問(wèn)題。為了獲得穩(wěn)定的鋅基半導(dǎo)體膜，需犧牲迀移率。
[0004]因此，本領(lǐng)域中需要穩(wěn)定形成鋅基半導(dǎo)體材料而同時(shí)維持高迀移率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型一般涉及一種由鋅和摻雜物組成的濺鍍靶材。鋅被用于金屬氧化物半導(dǎo)體材料，如IGZ0、氧化鋅和氮氧化鋅。所述鋅可通過(guò)在期望氣氛下濺鍍鋅靶材來(lái)傳遞。如果使用純鋅濺鍍靶材，除非使迀移率減至1cmVV-S以下，否則無(wú)法生產(chǎn)穩(wěn)定的膜。通過(guò)添加一摻雜物(如鎵)，不僅可以沉積穩(wěn)定的膜，而且所述膜會(huì)具有大于30cm2/V-S的迀移率。所述摻雜物可直接并入所述鋅中，或者作為直接鄰近鋅濺鍍靶材的單獨(dú)濺鍍靶材。
[0006]在一個(gè)實(shí)施方式中，濺鍍靶材組件包括:背管；以及濺鍍靶材，所述濺鍍靶材被耦接至所述背管，并包含鋅和分散(disperse)在所述鋅中的一或多個(gè)摻雜物(dopant)。
[0007]在另一實(shí)施方式中，濺鍍靶材組件包括:背管;第一濺鍍靶材，所述第一濺鍍靶材被耦接至所述背管，并包含鋅；以及第二濺鍍靶材，所述第二濺鍍靶材被耦接至所述背管，鄰近所述第一濺鍍靶材設(shè)置，并且包含選自由以下項(xiàng)組成的組中的一或多項(xiàng):鎵、銦、Ιη203、6&0、631660、6602、錫、氧化錫、釕、此02、鉿、鈦、1102、TiN、硅、S1x(其中x是I或2)、硼、B2O3、及其組合。
【附圖說(shuō)明】
[0008]因此，為了詳細(xì)理解本實(shí)用新型的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，上文簡(jiǎn)要概述的本實(shí)用新型的更具體的描述可以參照實(shí)施方式進(jìn)行，一些實(shí)施方式圖示在附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅圖示了本實(shí)用新型的典型實(shí)施方式，并且因此不應(yīng)被視為本實(shí)用新型的范圍的限制，因?yàn)楸緦?shí)用新型可允許其他等效實(shí)施方式。
[0009]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的物理氣相沉積(PVD)的示意橫截面圖。
[0010]圖2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的濺鍍靶材的示意圖。[0011 ]圖2B是根據(jù)另一實(shí)施方式的濺鍍靶材的示意圖。
[0012]圖2C是根據(jù)另一實(shí)施方式的濺鍍靶材的示意圖。
[0013]圖3A和圖3B是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的分別被噴涂到背管和背板上的靶材的示意圖。
[0014]為了促進(jìn)理解，已盡可能使用相同參考數(shù)字指定各圖所共有的相同元件。應(yīng)預(yù)見(jiàn)至IJ，一個(gè)實(shí)施方式中公開(kāi)的要素可有利地用于其他實(shí)施方式，而無(wú)需具體地指明。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型一般涉及一種由鋅和摻雜物組成的鍍?yōu)R靶材。鋅被用于金屬氧化物半導(dǎo)體材料，如IGZ0、氧化鋅和氮氧化鋅。鋅可通過(guò)在期望氣氛下濺鍍鋅靶材來(lái)傳遞。如果使用純鋅派鍍革E材，除非使迀移率(mobility)減至10cm2/V_s以下，否則無(wú)法生產(chǎn)穩(wěn)定的膜。通過(guò)添加一摻雜物(如鎵)，不僅可以沉積穩(wěn)定的膜，而且所述膜會(huì)具有大于30cm2/V-S的迀移率。摻雜物可直接并入鋅中，或者作為直接鄰近鋅濺鍍靶材的單獨(dú)濺鍍靶材。
[0016]本文中的描述將會(huì)參照PVD設(shè)備進(jìn)行。可被用來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的合適PVD設(shè)備可從作為加利福尼亞圣克拉拉市應(yīng)用材料公司(Applied Materials , Inc., Santa Clara,CA.)的子公司的AKT美國(guó)公司(AKT America ,Inc.)可提供的AKT PIVOT PVD設(shè)備或AKT NewAristo PVD設(shè)備獲得。應(yīng)當(dāng)了解，本文所討論的實(shí)施方式也可使用其他制造商銷(xiāo)售的PVD設(shè)備。
[0017]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的PVD設(shè)備100的示意橫截面圖。設(shè)備100包括腔室主體102，腔室主體102具有一或多個(gè)濺鍍靶材組件104在其中。濺鍍靶材組件104設(shè)置在腔室主體102內(nèi)，與基板106相對(duì)。應(yīng)當(dāng)了解，雖然濺鍍靶材組件104示為設(shè)置在基板106的上方，但該濺鍍靶材組件104與基板106也可具有其他定向。舉例來(lái)說(shuō)，基板106可為豎直的，濺鍍靶材組件104也可如此。如圖1所示，基板106可通過(guò)耦接至電源108而被偏壓、可通過(guò)耦接至地面而被接地，或可電性浮置(floating)。處理氣體(如惰性氣體或反應(yīng)氣體)可以穿過(guò)親接至一或多個(gè)氣源112的一或多個(gè)氣體入口端口 110而被引入腔室主體102。
[0018]濺鍍靶材組件104也可被耦接至電源114。電源114可以包括DC電源或AC電源。應(yīng)當(dāng)了解，雖然將會(huì)參照旋轉(zhuǎn)、圓柱型的濺鍍靶材進(jìn)行描述，但是本文所公開(kāi)的實(shí)施方式同樣也適用于平面濺鍍靶材。每一濺鍍靶材組件104包括濺鍍靶材116，濺鍍靶材116粘結(jié)(bond)背管118(或在平面濺鍍靶材的情況中，粘結(jié)平板)。磁控管(magnetron)120可設(shè)置在背管118后方。對(duì)于旋轉(zhuǎn)、圓柱型的濺鍍靶材組件104而言，靶材116(以及背管118)可如箭頭所示那樣旋轉(zhuǎn)，同時(shí)磁控管120產(chǎn)生磁場(chǎng)。材料是從派鍍革El材116派鍍出來(lái)(sputter of f)，并與反應(yīng)氣體反應(yīng)且在基板106上沉積為一層。在氮氧化鋅情況下，鋅濺鍍靶材與氧和氮這兩者反應(yīng)，從而在基板上形成氮氧化鋅。
[0019]如上所述，純鋅靶材可以產(chǎn)生具有高迀移率的半導(dǎo)體膜，但是該膜將不穩(wěn)定。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，通過(guò)并入在約2 %至30 %之間的量的摻雜物，就可產(chǎn)生穩(wěn)定的膜，并且該膜可以具有大于30cm2/V-S的迀移率。因此，派鍍靶材116可以包含一或多個(gè)摻雜物。
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