(57)【要約】  本開示の実施形態によって、概して、大容量且つ低漏れ性で、界面制御が良好な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）向け用途のコンデンサの形成方法が提供される。一実施形態では、薄膜トランジスタ構造体は、薄膜トランジスタ装置内に形成されたコンデンサを含む。コンデンサはさらに、基板上に配置された共通電極と、共通電極上に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成されたピクセル電極とを含む。界面保護層は、共通電極と誘電体層との間、または誘電体層とピクセル電極との間に形成される。薄膜トランジスタ構造体内には、高誘電率材料で製造されたゲート絶縁層もまた使用されていてよい。【選択図】図４
2019507903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタ構造体であって、
薄膜トランジスタ装置内に形成されたコンデンサを備え、前記コンデンサは、
基板上に配置された共通電極と、
前記共通電極上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成されたピクセル電極とをさらに備え、
前記共通電極と前記誘電体層の間、または前記誘電体層と前記ピクセル電極との間に界面保護層が形成される、薄膜トランジスタ構造体。
【請求項２】
前記誘電体層が、８よりも高い誘電率を有する高誘電体材料である、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記共通電極と前記基板の間に配置された平坦化層の下に形成されたゲート電極
をさらに含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記界面保護層は、ケイ素含有材料である、請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
前記誘電体層が窒化ケイ素層であるときに、前記界面保護層は酸窒化ケイ素層である、請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
前記界面保護層は、酸化ケイ素または酸窒化ケイ素層である、請求項２に記載の構造体。
【請求項７】
前記共通電極と前記ピクセル電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、銀ナノインク、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノインク、グラフェン、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）またはこれらの合金からなる群から選択された材料から製造される、請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
前記共通電極または前記ピクセル電極は、メッシュ電極またはグリッド電極である、請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
前記ピクセル電極が、第１の電極及び前記第１の電極上に配置された第２の電極を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項１０】
第２の電極はメッシュ電極またはグリッド電極である、請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
薄膜トランジスタ向け用途の基板上にコンデンサ構造体を形成する方法であって、
薄膜トランジスタ装置を形成するのに使用される基板上に共通電極を形成することと、
前記共通電極上に誘電体層を形成することと、
前記誘電体層上にピクセル電極を形成することを含み、
前記共通電極と前記誘電体層の間、または前記誘電体層と前記ピクセル電極との間に界面保護層が形成される、方法。
【請求項１２】
前記界面保護層は、酸窒化ケイ素層または酸化ケイ素層である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ピクセル電極が、メッシュ電極またはグリッド電極である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記共通電極及びピクセル電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、銀ナノインク、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノインク、グラフェン、またはこれらの合金からなる群から選択される材料から製造される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ピクセル電極が第１の電極及び前記第１の電極上に配置された第２の電極を含み、前記第２の電極はメッシュ電極またはグリッド電極である、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、大容量低漏れ性のピクセルコンデンサ構造体を形成することに関する。具体的には、本開示の実施形態は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用途向けの大容量低漏れ性のピクセルコンデンサ構造体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置は、テレビ、モニタ、携帯電話、ＭＰ３プレーヤー、電子書籍リーダー、及び携帯情報端末（ＰＤＡ）などといった、広い範囲の電子関連用途で使用されてきた。ディスプレイ装置は、概して、２つの基板間（例えばピクセル電極と共通電極との間）の空隙を充填し、誘電場の強度を制御する異方性誘電率を有している液晶に対して電荷を印加することによって、所望の画像を生成するように設計されている。基板を通して伝達される光量を調整することによって、光と画像の強度、画質、及び電力消費が有効に制御され得る。
【０００３】
タッチスクリーンパネルを利用するディスプレイ装置用の光源として、アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）やアクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）といった、様々な種々のディスプレイ装置が採用され得る。ＴＦＴ装置の製造に際しては、高電子移動度、低漏れ電流、及び高破壊電圧の電子装置によって、光の透過と回路の集積のためにより多くのピクセル領域をとることが可能になり、それによって、ディスプレイがより明るくなり、全体的な電気効率が上昇し、応答時間がより速くなり、ディスプレイの解像度が向上する結果となった。一部の装置では、ＴＦＴ装置の稼働中にときに電荷を貯蔵し得るコンデンサを形成するため、ピクセル電極と共通電極の間に誘電体層が配置されている。形成されたコンデンサには、ＴＦＴ装置に所望の電気性能を与えるため、大容量と低漏れ性を有することが求められる。容量は、ピクセル電極と共通電極の間に形成された誘電体層の誘電率、及び／または誘電体層の厚さを変化させることによって、調整され得る。例えば、誘電体層をより高い誘電率を持つ材料と交換すると、コンデンサの容量もまた増大する。しかし、誘電体層の材料の選択がコンデンサの容量に影響するだけではなく、誘電体層の材料の電極（ピクセル電極または共通電極のどちらか）との不適合によっても、膜構造の剥離や、界面接着の不良、界面材料の拡散という結果になり得る。
【０００４】
したがって、改良された装置の電気性能を生み出すＴＦＴ装置を製造するための、大容量且つ低漏れ性で、界面制御が良好なコンデンサを形成する方法を、改良する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態によって、概して、大容量且つ低漏れ性で、界面制御が良好な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）向け用途のコンデンサの形成方法が提供される。一実施形態では、薄膜トランジスタ構造体は、薄膜トランジスタ装置内に形成されたコンデンサを含む。コンデンサはさらに、基板上に配置された共通電極と、共通電極上に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成されたピクセル電極とを含む。界面保護層は、共通電極と誘電体層との間、または誘電体層とピクセル電極との間に形成される。
【０００６】
別の実施形態では、薄膜トランジスタ向け用途の基板上にコンデンサ構造体を形成する方法は、使用する基板上に共通電極を形成して薄膜トランジスタ装置を形成することと、共通電極上に誘電体層を形成することと、誘電体層上にピクセル電極を形成することとを含む。共通電極と誘電体層の間、または誘電体層とピクセル電極の間に、界面保護層が形成される。
【０００７】
さらに別の実施形態では、薄膜トランジスタ向け用途の基板上に絶縁層を形成する方法は、原子層堆積処理または、原子層堆積と化学気相成長とを含むハイブリッド処理によって基板上に高誘電率層を形成することを含み、高誘電率層は、薄膜トランジスタ装置内の、ゲート絶縁層、パッシベーション層、コンデンサ、層間絶縁膜、エッチング停止層である。
【０００８】
本開示の上記の特徴が得られる方法が詳細に理解できるように、上で簡潔に要約した本開示のより具体的な説明が、添付の図面に示されている本開示の実施形態を参照することによって得られてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態による誘電体層の堆積に用いられ得る、処理チャンバの断面図である。
【図２】本開示の一実施形態による材料層の堆積に用いられ得る、処理チャンバの断面図である。
【図３】ＴＦＴ装置構造体の一部を形成する方法の、一実施形態のプロセスフロー図である。
【図４】薄膜トランジスタ装置構造体の一実施例の断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、図４の薄膜トランジスタ内で使用され得る、膜構造の種々の例を示す。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、図４の薄膜トランジスタ内で使用され得る、膜構造の種々の例を示す。
【図７】本開示の一実施形態による高誘電率材料の堆積に用いられ得る、処理チャンバの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解しやすくするため、各図面に共通する同一の要素を指定する際に、可能であれば、同一の参照番号が使用されている。一実施形態のエレメント及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。
【００１１】
しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得ることから、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを例示しているのであって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
【００１２】
本開示の実施形態によって、概して、ディスプレイ装置用の、大容量且つ低漏れ性、または高誘電率の絶縁層といった、電気性能が強化されたコンデンサの形成方法が提供される。一実施例では、ディスプレイ装置内に形成されたコンデンサは、ピクセル電極と共通電極の間に形成された誘電体層を含んでいてよい。誘電体層は、８を超える誘電率を有する、高誘電率の誘電体材料であってよい。別の構成では、ピクセル電極と誘電体層との間、及び／または共通電極と誘電体層との間に、界面保護層が形成されていてよい。こうしたコンデンサ構造体は、良好な界面接着制御によって、トランジスタ及びダイオード装置の電気性能を有効に強化し得る。別の実施例では、ゲート絶縁層、エッチング停止層、または界面保護層といった誘電率が高い任意の絶縁層もまた、電気性能の強化と向上のために高誘電率材料を使用し得る。
【００１３】
図１は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ（処理チャンバ）１００の一実施形態の概略的断面図である。プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ（処理チャンバ）１００内では、絶縁層、ゲート絶縁層、エッチング停止層、パッシベーション層、層間絶縁膜、コンデンサ用誘電体層、またはＴＦＴ装置構造体内のパッシベーション層といった、誘電体層が堆積され得る。適切なプラズマ化学気相堆積チャンバの１つは、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。本開示を実施するために、他の製造業者から入手可能なものを含む他の堆積チャンバが使用され得ると考えられている。
【００１４】
チャンバ１００は、概して処理空間１０６を画定する壁１４２、底部１０４、及びリッド１１２を含む。処理空間１０６内には、ガス分配プレート１１０と基板支持体アセンブリ１３０が配置されていてよい。処理空間１０６は、壁１４２を貫通して形成されたバルブ１０８を通じてアクセスされ、それによって基板１０２がチャンバ１００の内外へ移送され得る。
【００１５】
基板支持体アセンブリ１３０は、その上で基板１０２を支持するための、基板受容面１３２を含む。基板支持体アセンブリ１３０は、ステム１３４によってリフトシステム１３６に連結されており、リフトシステム１３６は、基板移送位置と処理位置との間で基板支持体アセンブリ１３０を上昇及び下降させる。処理時にはオプションで、基板１０２のエッジにおける堆積を防止するために、基板１０２の外周上に、シャドウフレーム１３３が配置されてよい。リフトピン１３８が、基板支持体アセンブリ１３０を貫通して動作可能に配置されており、基板を基板受容面１３２から引き離すのに適合している。基板支持体アセンブリ１３０はまた、基板支持体アセンブリ１３０を所望の温度に維持するために使用される、加熱要素及び／または冷却要素１３９も含んでいてよい。基板支持体アセンブリ１３０は、基板支持体アセンブリ１３０の外周にＲＦリターンパスを設けるための接地ストラップ１３１もまた含んでいてよい。
【００１６】
ガス分配プレート１１０は、その外周で、懸架装置１１４によってチャンバ１００のリッド１１２または壁１４２に連結されている。ガス分配プレート１１０はまた、ガス分配プレート１１０の弛みの防止及び／または、真直度／湾曲度の制御を補助するために、１つ以上の中央支持体１１６によってリッド１１２に連結されていてもよい。ガス分配プレート１１０は、異なる寸法の異なる構成を有していてよい。例示の一実施形態においては、ガス分配プレート１１０は長方形の平面形状を有する。ガス分配プレート１１０は、内部に形成された複数の開口１１１を有する下流面１５０を有する。下流面１５０は、基板支持体アセンブリ１３０上に置かれた基板１０２の上面１１８に面している。開口１１１は、ガス分配プレート１１０全体にわたって、種々の形状、数、密度、寸法、及び分布を有していてよい。一実施形態では、開孔１１１の直径は、約０．０１インチと約１インチの間から選択されてよい。
【００１７】
リッド１１２を通り、次にガス分配プレート１１０内に形成された開口１１１を通って処理空間１０６にガスを供給するために、ガス源１２０がリッド１１２に連結されている。処理空間１０６内のガスを所望の圧力に維持するために、処理チャンバ１００に、真空ポンプ１０９が連結されてよい。
【００１８】
ガス分配プレート１１０と基板支持体アセンブリ１３０との間に電場を発生させるＲＦ電力を供給し、それによってガス分配プレート１１０と基板支持体アセンブリ１３０との間に存在するガスからプラズマが生成され得るように、リッド１１２及び／またはガス分配プレート１１０に、ＲＦ電源１２２が連結されている。ＲＦ電力は、様々なＲＦ周波数で印加されてよい。例えば、ＲＦ電力は約０．３ＭＨｚと約２００ＭＨｚの間の周波数で印加されてよい。一実施形態では、ＲＦ電力は、１３．５６ＭＨｚの周波数で供給される。
【００１９】
一実施形態では、ガス分配プレート１１０の下流面１５０のエッジは湾曲していてよく、それによって、ガス分配プレート１１０のエッジ及びコーナーと基板受容面１３２との間に、その結果、ガス分配プレート１１０と基板１０２の上面１１８との間に、間隔の傾斜（ｓｐａｃｉｎｇ  ｇｒａｄｉｅｎｔ）が規定されている。下流面１５０の形状は、特定の処理要件を満たすようにして選択されてよい。例えば、下流面１５０の形状は、凸形、平面、凹形、または他の適切な形状であってよい。したがって、基板のエッジ全体にわたる膜特性の均一性を微調整し、それによって基板のコーナーに堆積した膜の特性の不均一性を是正するために、エッジからコーナーへの間隔の傾斜が利用されてよい。加えて、基板のエッジと中央との間で膜特性の分布の均一性が制御され得るように、エッジから中央部にかけての間隔もまた制御されてよい。一実施形態では、ガス分配プレート１１０のエッジの中央部では、ガス分配プレート１１０のコーナーと比べて、基板１０２の上面１１８との間隔がより遠くなるように、ガス分配プレート１１０の凹形に湾曲したエッジが使用されてよい。別の実施形態では、ガス分配プレート１１０のコーナーでは、ガス分配プレート１１０のエッジの中央部と比べて、基板１０２の上面１１８との間隔がより遠くなるように、ガス分配プレート１１０の凸形に湾曲したエッジが使用されてよい。
【００２０】
ガス源とガス分配プレート１１０との間に、誘導結合された遠隔プラズマ源といった遠隔プラズマ源１２４もまた連結されていてよい。チャンバ構成要素を洗浄するのに使用されるプラズマを遠隔供給するため、基板処理と基板処理との間に、遠隔プラズマ源１２４内で洗浄ガスが励起されてよい。処理空間１０６に入る洗浄ガスは、電源１２２がガス分配プレート１１０に供給するＲＦ電力によって、さらに励起され得る。限定しないが、適切な洗浄ガスは、ＮＦ３、Ｆ２、及びＳＦ６を含む。
【００２１】
一実施形態では、チャンバ１００内で処理され得る基板１０２は、２５，０００ｃｍ２以上といった１０，０００ｃｍ２以上の表面積、例えば、例えば５５，０００ｃｍ２以上の表面積を有していてよい。基板が、処理後にカットされてより小さい他のデバイスを形成し得ることは、理解される。
【００２２】
一実施形態では、堆積中の基板支持体アセンブリの温度を約６００°Ｃ以下、例えば約１００°Ｃと約５００°Ｃの間、または約２００°Ｃと約５００°Ｃの間、例えば約３００°Ｃと５００°Ｃの間にするために、加熱要素及び／または冷却要素１３９がセットされてよい。
【００２３】
堆積中に基板需要面１３２上に置かれている基板１０２の上面１１８とガス分配プレート１１０との間の名目的な間隔は、４００ミルと約１，２００ミルの間、例えば４００ミルと約８００ミルの間、または所望の堆積結果を得るために必要なその他の距離で、概して変化していてよい。ガス分配プレート１１０が凹形の下流面を有している例示の一実施形態では、ガス分配プレート１１０のエッジの中央部と基板受容面１３２との間の間隔は、約４００ミルと約１４００ミルの間であり、ガス分配プレート１１０のコーナーと基板需要面１３２との間の間隔は、約３００ミルと約１２００ミルの間である。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態による、界面保護層及び／または、ピクセル電極もしくは共通電極といった金属電極の形成に適切な、例示の反応性スパッタ処理チャンバ２００である。処理チャンバ２００は、複数の処理チャンバ２００を有する真空処理システムの一部であってよい。本発明から受益するのに適合していてよい処理チャンバの一例は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理チャンバである。他の製造業者から入手可能なものを含む他のスパッタ処理チャンバが、本発明を実施するために適合され得ることに留意されたい。
【００２５】
処理チャンバ２００は、内部に画定され、リッドアセンブリ２０４によって取り囲まれた処理空間２１８を有する、チャンバ本体２０８を含む。チャンバ本体２０８は、側壁２１０及び底部２４６を有する。チャンバ本体２０８の寸法及び処理チャンバ２００の関連部品の寸法は限定されておらず、一般的に、図１の基板１０２といった、中で処理する基板のサイズよりも相対的に大きい。その結果、適切にサイズ決めされた処理チャンバ内で、あらゆる適切な基板サイズが処理され得る。適切な基板サイズの例は、約２０００ｃｍ２以上の平面表面積を有する基板を含む。
【００２６】
チャンバ本体２０８は、アルミニウムまたは他の適切な材料から製造されていてよい。チャンバ本体２０８の側壁２１０を貫通して、基板アクセスポート２３０が形成されており、処理チャンバ２００内外への基板１０２（即ち、ソーラーパネルもしくはフラットパネルディスプレイの基板、プラスチック基板もしくはフレキシブル基板、半導体ウエハ、または他のワークピース）の移送を容易にしている。アクセスポート２３０は、移送チャンバ及び／または基板処理システムの他のチャンバに連結されていてよい。
【００２７】
処理空間２１８内に処理ガスを供給するため、チャンバ本体２０８にガス源２２８が連結されている。ガス源２２８によって供給されてよい処理ガスの例は、不活性ガス、非反応性ガス、及び反応性ガスを含む。一実施例では、ガス源２２８によって供給される処理ガスは、限定しないが、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素ガス（Ｎ２）、酸素ガス（Ｏ２）、及びＨ２Ｏを含み得る。
【００２８】
ポンピングポート２５０は、チャンバ本体２０８の底部２４６を通って形成される。処理空間２１８には、内部を排気し圧力を制御するため、ポンピング装置２５２が連結されている。一実施形態では、処理チャンバ２００の圧力レベルは、約１Ｔｏｒｒ以下に維持されていてよい。
【００２９】
リッドアセンブリ２０４は、概して、ターゲット２２０と、ターゲット２２０に連結されているかまたはターゲット２２０の付近に置かれている、接地シールドアセンブリ２２６とを含む。ターゲット２２０は、ＰＶＤ処理中に基板１０２の表面にスパッタ及び堆積させることができる材料源を提供する。ターゲット２００またはターゲットプレートは、堆積種として利用される材料から製造されていてよい。ターゲット２２０からの材料のスパッタリングを促進するため、ターゲット２２０に、電源２３２といった高電圧電源が結合されている。一実施形態では、ターゲット２２０は、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、水銀（Ｈｇ）、クロム（Ｃｒ）、金属、合金、または他の好適な材料といった、金属含有材料から製造されていてよい。別の実施形態では、ターゲット２２０は、インジウムスズ合金などを含む材料から製造されていてよい。
【００３０】
ターゲット２２０は、概して、周辺部分２２４及び中央部分２１６を含む。周辺部分２２４は、チャンバ２００の側壁２１０上に配置されている。ターゲット２２０の中央部分２１６は、基板支持体２３８の上に配置された基板１０２の表面に向かってわずかに延びる湾曲面を有し得る。ターゲット２２０と基板支持体２３８との間の間隔は、約５０ｍｍから約１５０ｍｍの間で維持される。ターゲット２２０の寸法、形状、材料、構成及び直径が、特定の処理要件または基板要件によって変化し得ることは、留意されたい。一実施形態では、ターゲット２２０は、基板表面にスパッタされることが望ましい材料によって接着及び／または製造された中央部分を有する、バッキング板をさらに含んでいてよい。ターゲット２２０が、複数のタイルまたはセグメント材料を有していて、これらが一緒になってターゲットを形成していてもよい。
【００３１】
リッドアセンブリ２０４は、処理中にターゲット２２０からの材料の効率的なスパッタリングを強化する、ターゲット２２０の上に装着されたマグネトロンアセンブリ２０２をさらに備えていてよい。マグネトロンアセンブリの例は、特に、線形マグネトロン、蛇行マグネトロン、螺旋マグネトロン、二指状（ｄｏｕｂｌｅ−ｄｉｇｉｔａｔｅｄ）マグネトロン、長方形螺旋マグネトロンを含む。
【００３２】
リッドアセンブリ２０４の接地シールドアセンブリ２２６は、接地フレーム２０６及び接地シールド２１２を含む。接地シールドアセンブリ２２６はまた、他のチャンバシールド部材、ターゲットシールド部材、暗部シールド及び暗部シールドフレームも含み得る。接地シールド２１２は、接地フレーム２０６によって周辺部分２２４に連結されており、処理空間２１８内で、ターゲット２２０の中央部分２１６の下に上部処理領域２５４を画定している。接地フレーム２０６は、接地シールド２１２をターゲット２２０から電気的に絶縁しており、その一方で側壁２１０を通して処理チャンバ２００のチャンバ本体２０８への接地経路を提供している。接地シールド２１２は、処理中に生成されるプラズマを上部処理領域２５４内部に拘束する。それによって、ターゲット２２０の中央部２１６から遊離されたターゲット源材料は、チャンバ側壁２１０ではなく主に基板表面に堆積する。一実施形態では、接地シールド２１２は、１つ以上の構成要素で形成されていてよい。
【００３３】
チャンバ本体２０８の底部２４６を通って延びるシャフト２４０が、基板支持体２３８をリフト機構２４４に連結している。リフト機構２４４は、下部の移送位置と上部の処理位置との間で基板支持体２３８を移動させるように構成されている。シャフト２４０をベローズ２４２が取り囲んでおり、ベローズ２４２は、基板支持体２３８に連結されてその間に弾力的なシールを提供している。それによって、チャンバ処理空間２１８の真空完全性が維持される。
【００３４】
基板支持体２３８の外周領域にはシャドウフレーム２２２が配置されており、ターゲット２２０からスパッタされた原材料の堆積を、基板表面の所望の位置に限定するように構成されている。基板支持体２３８が下降位置にあるときには、シャドウフレーム２２２は、チャンバ本体２０８の側壁２１０から延びているチャンバシールド２３６のリップ２５６から、基板支持体２３８の上方へと懸架されている。基板支持体２３８が処理のために上部位置まで上昇すると、基板支持体２３８上に置かれた基板１０２の外側エッジがシャドウフレーム２２２に接触する。それによってシャドウフレーム２２２が持ち上げられ、チャンバシールド２３６から離間する。下降位置への移動時または移動中に、基板１０２を基板支持体２３８の上方に持ち上げて、移送ロボットまたは他の適切な移送機構が基板１０２にアクセスしやすくするために、リフトピン（図示せず）が、基板支持体２３８を貫通して選択的に動かされる。
【００３５】
処理チャンバ２００及び、オプションで処理チャンバ１００に、コントローラ２４８が連結されている。コントローラ２４８は、中央処理装置（ＣＰＵ）２６０、メモリ２５８、及び補助回路２６２を含む。コントローラ２４８は、ガス源２２８からチャンバ２００内へのガス流の規制、及びターゲット２２０のイオン衝撃の制御を行って、処理シーケンスを制御するために用いられる。ＣＰＵ２６０は、工業環境で使用することができる汎用コンピュータプロセッサの任意の形態であり得る。ソフトウェアルーチンは、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、フロッピーもしくはハードディスクドライブ、または他の形式のデジタルストレージといった、メモリ２５８に保存することができる。補助回路２６２は、従来方式でＣＰＵ２６０に接続されており、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源などを含んでいてよい。ソフトウェアルーチンがＣＰＵ２６０によって実行されると、ＣＰＵは処理チャンバ２００を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）２４８に変わり、本発明に従って処理が実行される。ソフトウェアルーチンはまた、チャンバ２００から離れて位置している第２のコントローラ（図示せず）によって保存及び／または実行されてもよい。
【００３６】
処理中、ターゲット２２０及び基板支持体２３８は、ガス源２２８によって供給された処理ガスから形成されたプラズマを維持するため、電源２３２によって互いに対してバイアスされている。プラズマからのイオンは、ターゲット２２０に向かって加速されてターゲット２２０に衝突し、ターゲット材料がターゲット２２０から遊離されるようにする。遊離されたターゲット材料は、基板１０２上に層を形成する。チャンバ２００内に特定の処理ガスが供給される実施形態では、チャンバ２００内に存在する遊離されたターゲット材料と処理ガスが反応して、基板１０２上に複合膜が形成される。
【００３７】
まず図７を参照すると、図７は、本明細書に記載されている堆積を実施するのに使用されてよい、ＡＬＤ（原子層堆積）チャンバ７００の概略断面図である。本明細書に記載の、絶縁層、ゲート絶縁層、エッチング停止層、層間絶縁膜、コンデンサ用誘電体層、またはＴＦＴ装置構造体内のパッシベーション層といった誘電体層を形成するために、ＡＬＤ堆積処理が使用されてよい。チャンバ７００は、概して、チャンバ本体７０２、リッドアセンブリ７０４、基板支持体アセンブリ７０６、及び処理キット７５０を含む。リッドアセンブリ７０４は、チャンバ本体７０２上に配置され、基板支持体アセンブリ７０６は、少なくとも部分的にチャンバ本体７０２の内部に配置される。チャンバ本体７０２は、処理チャンバ７００の内部へのアクセスを提供するためにチャンバ本体７０２の側壁に形成された、スリットバルブ開口７０８を含む。ある実施形態では、チャンバ本体７０２は、真空システム（例えば真空ポンプ）と流体連通している１つ以上の開口を含む。開口は、チャンバ７００内のガスの出口を提供する。真空システムは、プロセスコントローラによって、ＡＬＤ処理にとって適切なＡＬＤチャンバ７００内の圧力を維持するように制御される。リッドアセンブリ７０４は、１つ以上の差動ポンプ及びパージアセンブリ７２０を含み得る。差動ポンプ及びパージアセンブリ７２０は、ベローズ７２２でリッドアセンブリ７０４に装着されている。ベローズ７２２によって、ポンプ及びパージアセンブリ７２０が、ガス漏れに対する密封を維持しながらリッドアセンブリ７０４に対して垂直に動くことが可能になっている。処理キット７５０が処理位置へと上げられるとき、処理キット７５０上の柔軟な（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）第１のシール７８６及び柔軟な第２のシール７８８が、差動ポンプ及びパージアセンブリ７２０と接触する。差動ポンプ及びパージアセンブリ７２０は真空システム（図示せず）に接続されており、低圧に保たれている。
【００３８】
図７に示すように、リッドアセンブリ７０４は、チャンバ７００内及び／または処理キット７５０内に反応種のプラズマを生成することができる、ＲＦカソード７１０を含んでいる。ＲＦカソード７１０は、例えば、電気式加熱要素（図示せず）によって加熱されてよく、例えば冷却流体の循環によって冷却されてよい。ガスを反応性核種に活性化させ、反応性核種のプラズマを維持することができる任意の電源が使用されてもよい。例えば、ＲＦまたはマイクロ波（ＭＷ）ベースの放電技法が使用されてよい。活性化は、熱に基づく技法、ガス絶縁破壊（ｇａｓ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）技法、高強度光源（例えば、ＵＶエネルギー）、またはＸ線源への曝露によっても引き起こされ得る。
【００３９】
基板支持体アセンブリ７０６は、チャンバ本体７０２内に少なくとも部分的に配置され得る。基板支持体アセンブリ７０６は、チャンバ本体内での処理のために基板７３２を支持する基板支持部材またはサセプタ７３０を含むことができる。サセプタ７３０は、チャンバ本体７０２の底面に形成されている１つ以上の開口部７２６を通って延在する単数または複数のシャフト７２４を通じて、基板リフト機構（図示せず）に連結されていてよい。基板リフト機構は、シャフト７２４周囲からの真空漏れを防止するベローズ７２８によって、チャンバ本体７０２に弾力的にシールされ得る。基板リフト機構は、図示されている下部ロボット進入位置と、処理位置、処理キット移送位置、及び基板移送位置との間で、サセプタ７３０がＡＬＤチャンバ７００内を垂直に移動することを可能にしている。ある実施形態では、基板リフト機構が移動する位置の数は、記載されているものよりも少ない。
【００４０】
ある実施形態では、基板７３２は、真空チャック（図示せず）、静電チャック（図示せず）、または機械式クランプ（図示せず）を用いてサセプタに固定されてよい。ＡＬＤ処理の性能を向上させるために基板７３２と処理キット７５０の温度に影響を与えるように、ＡＬＤチャンバ７００内における処理中に、サセプタ７３０の温度が（例えばプロセスコントローラによって）制御されてよい。サセプタ７３０は、例えばサセプタ７３０内の電気式加熱要素（図示せず）によって加熱され得る。サセプタ７３０の温度は、例えばチャンバ７００内の高温計（図示せず）によって測定され得る。
【００４１】
図７に示すとおり、サセプタ７３０は、１つ以上のリフトピン７３６を受容するため、サセプタ７３０を貫通する１つ以上のボア７３４を含むことができる。各リフトピン７３６は、ボア７３４内を自由に摺動し得るようにして装着されている。支持体アセンブリは、支持体アセンブリ７０６が下側位置にあるとき、リフトピン７３６の上面がサセプタ７３０の基板支持面７３８よりも上に位置し得るように、動くことができる。反対に、支持体７０６が上昇位置にある時には、リフトピン７３６の上面は、サセプタ７３０の上面７３８よりも下方に位置する。リフトピン７３６は、チャンバ本体７０２に接触するとき、基板７３２の下面に押し付けられ、基板をサセプタ７３０から離して持ち上げる。反対に、サセプタ７３０が基板７３２をリフトピン７３６から離して持ち上げてもよい。
【００４２】
ある実施形態では、サセプタ７３０は、１つ以上の柔軟なシール７３９を含んでいてよい処理キット絶縁ボタン７３７を含んでいる。処理キット絶縁ボタン７３７は、処理キット７５０をサセプタ７３０上で支持するために使われてよい。処理キット絶縁ボタン７３７中の１つ以上の柔軟なシール８３９は、サセプタが処理キット８５０を処理位置へと持ち上げるときに、押圧される。
【００４３】
図３は、薄膜トランジスタ装置内での使用に適切なコンデンサまたは絶縁層を形成するプロセス３００の、一実施形態のフロー図を示す。薄膜トランジスタ装置内で使用される絶縁層の適切な例は、絶縁材料が必要な、ゲート絶縁層、インターフェース層、コンデンサの形成に使われる誘電体層、エッチング停止層、またはパッシベーション層を含む。一実施例では、コンデンサは、ピクセル電極と共通電極の間に形成された誘電体層または絶縁層を含んでいてよい。誘電体層または絶縁層は、図１に記載の処理チャンバ１００内で実施され得るプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）処理か、または図７に記載の処理チャンバ７００内もしくは他の適切な処理チャンバ内で実施され得る原子層堆積（ＡＬＤ）処理によって、形成されてよい。ピクセル電極及び共通電極は、図２に記載の処理チャンバ２００内で実施され得る物理的気相堆積（ＰＶＤ）によって形成されてよい。
【００４４】
プロセス３００は、図２に記載の処理チャンバ２００（ＰＶＤチャンバ）といった処理チャンバ内に基板１０２を提供することによって、工程３０２で開始される。基板１０２上に共通電極を容易に形成するため、基板１０２は、その上に部分的に形成されたＴＦＴ装置を含んでいてよい。図４に示す例では、基板１０２は、上に共通電極４２０が形成される準備ができている、平坦化層４１８の平坦面４１９を含んでいてよい。楕円４６０で示される、誘電体層４２４（または絶縁層と呼ばれる）と共通電極４２０、及びピクセル電極４２６は、合わせて、ＴＦＴ装置構造体４５０内でコンデンサ４２７を形成し得る。コンデンサ４２７は、図５Ａ〜図５Ｃの、プロセス３００の種々の製造段階におけるコンデンサ４２７の構造のバリエーションに関して、以下で詳細に記載されよう。誘電体層４２４（または絶縁層）の形成に使用される材料はまた、ＴＦＴ装置構造体４５０内で絶縁材料を必要とする他の層の形成にも使用されてよい。
【００４５】
図４に示す例では、基板１０２上に形成されているＴＦＴ装置４５０は、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ＴＦＴ装置を含む。基板１０２上に種々の装置構造または種々の膜スタック（積層膜）が形成されるのを容易にするため、基板１０２は、それまでに基板上に形成された膜、構造体、または層の種々の組み合わせを有していてよい。基板１０２は、ガラス基板、プラスチック基板、ポリマー基板、金属基板、単一基板、ロール・トゥ・ロール基板、または、上に薄膜トランジスタを形成するのに適した他の適切な透明基板のうちの任意の１つであってよい。
【００４６】
低温ポリシリコンＴＦＴ装置４５０は、オプション上で置かれた絶縁層４０４は有りまたは無しで、光学的に透明な基板上に形成されたソース領域４０９ａ、チャネル領域４０８、及びドレイン領域４０９ｂを含んでいる、ＭＯＳ装置である。ソース領域４０９ａ、チャネル領域４０８、及びドレイン領域４０９ｂは、一般的に、初めに堆積されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層から形成される。このアモルファスシリコン層は、典型的には、後で熱処理またはレーザ処理されて、ポリシリコン層を形成する。ソース領域４０９ａ、ドレイン領域４０８ａ、及びチャネル領域４０９ｂは、光学的に透明な基板４０２上のエリアをパターニングし、初めに堆積されたａ−Ｓｉ層をイオンドープし、次に熱処理またはレーザ処理（例えばエキシマレーザアニール処理）してポリシリコンを形成することによって形成され得る。次に、堆積したポリシリコン層の上にゲート絶縁層４０６が堆積し、ゲート電極４１４をチャネル領域４０８、ソース領域４０９、及びドレイン領域４０９ｂから絶縁する。ゲート電極４１４は、ゲート絶縁層４０６の最上部に形成される。ゲート絶縁層４０６はまた、ゲート酸化物層としても一般に知られている。次に、絶縁層を通して層間絶縁膜４１２が作られ装置の接続が行われ、ＴＦＴ装置の制御が可能になる。
【００４７】
層間絶縁膜４１２が形成された後、ソース・ドレイン金属電極層４１０ａ、４１０ｂが、ソース領域４０９及びドレイン領域４０９ｂに電気的に接続された層間絶縁膜４１２内に堆積され、形成され、パターニングされる。ソース・ドレイン金属電極層４１０ａ、４１０ｂがパターニングされた後、次は、ソース・ドレイン金属電極層４１０ａ、４１０ｂ上に平坦化層４１８が形成され、平坦面４１９が設けられる。平坦面４１９上には、後に共通電極４２０が形成され、パターニングされてよい。平坦化層４１８は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、スピンオングラス（ＳＯＧ）、またはアクリレートから製造されてよい。平坦化層４１８は後にパターニングされ、ビアコンタクトホール４２１が形成される。それによって、共通電極４２０（例えば、プロセス３００の最初の、金属材料を提供するステップ）と、誘電体層４２４及び／またはピクセル電極４２６をビアコンタクトホール内に順次、充填することが可能になる。図４に示す構造体が、単にＴＦＴ装置４５０の例示的な実施形態にすぎないことは、留意されたい。ビアコンタクトホール４２１は、必要に応じた任意の構成で、共通電極４２０、誘電体層４２４、またはピクセル電極４２６によって部分的にまたは完全に充填されてよい。図４に記載された例が示すように、ピクセル電極４２６及び共通電極４２０、並びにこれらの間に形成された誘電体層４２４は、組み合わせて、ＴＦＴ装置４５０内のコンデンサ４２７（例えば、ＭＩＭ（金属−絶縁−金属）構造）を形成する。ピクセル電極４２６が形成された後、コンデンサ４２７の構造体上に有機層または液晶層といった他の絶縁層４２８が形成され、装置４５０の構造をさらに完成されてよい。
【００４８】
図３のプロセス３００が、基板１０２上に、共通電極４２０、誘電体層４２４、及びピクセル電極４２６を含むコンデンサ４２７を形成するプロセスのシーケンスを記載していることは、留意されたい。
【００４９】
工程３０４では、図５Ａに示すとおり、基板１０２上に共通電極４２０（例えば第１の金属層）を形成するために物理的気相堆積処理が実施される。図５Ａ〜図５Ｃに示す共通電極４２０、誘電体層４２４、及びピクセル電極４２６が、図４に示す共通電極４２０、誘電体層４２４、及びピクセル電極４２６に相当することは、留意されたい。
【００５０】
一実施例では、基板１０２上に形成される共通電極４２０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、これらの合金、またはこれらの組み合わせといった、適切な金属材料から製造される。具体的な一実施例では、共通電極４２０は、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＯ）層である。
【００５１】
工程３０６で示すように、共通電極４２０が、その上に誘電体層４２４を形成するのに先立って、必要に応じて任意の形態または任意の態様でパターニングされていてよいことは、留意されたい。
【００５２】
工程３０６で、基板１０２上に共通電極４２０が形成され、さらに必要に応じてオプションでパターニングされた後、図５Ａに示すとおり、基板１０２上に誘電体層４２４が形成される。誘電体層４２４は、基板１０２を図１に示すプラズマ化学気相堆積チャンバ１００といった堆積チャンバに移送し、基板１０２に対して化学気相堆積処理を実施することによって、基板１０２上に形成され得る。
【００５３】
一実施例では、誘電体層４２４は、例えば８よりも大きい誘電率を有する誘電体材料といった高誘電率材料によって製造された、単一の層であってよい。高誘電率材料層の適切な例は、とりわけ、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯＮ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸窒化ジルコニウム（ＺｒＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、酸化ハフニウムケイ素（ＨｆＳｉＯ２）、酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）、酸化ジルコニウムケイ素（ＺｒＳｉＯ２）、二酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミニウムドープ二酸化ハフニウム、ビスマスストロンチウムチタン（ＢＳＴ）、及びプラチナジルコニウムチタン（ＰＺＴ）を含む。誘電体層４２４が、ＣＶＤ処理、ＡＬＤ処理、または任意の適切な堆積処理によって製造されてよいことは、留意されたい。誘電体層４２４が高誘電率材料であるように構成されている実施例では、誘電体層４２４の高誘電率材料は、図７に示す処理チャンバ７００といったＡＬＤチャンバ内で、ＡＬＤ処理によって製造されてよい。
【００５４】
誘電体層４２４として形成された高誘電率材料を使用することによって、コンデンサ４２７の構造体内に高誘電率が生じてよく、したがって、コンデンサ内に形成される誘電体層の誘電率が上昇するのにつれてコンデンサの容量が増大するため、大容量が得られてよい。誘電体層４２４によって提供される高容量によって、望ましくない電流の漏れとトンネル効果を低減しながらＴＦＴ装置４５０の電気性能を向上し得る。こうして、高誘電率材料の誘電体層４２４を含むコンデンサの容量は、コンデンサ４２７内で誘電体層４２４を高誘電率材料として使用することによって、コンデンサ内で従来型の窒化ケイ素層または酸化ケイ素層を高誘電率材料として使用する場合と比べて増大し向上し得る。
【００５５】
いくつかの例では、基板１０２上に形成される誘電体層４２４は、図５Ｂに示すとおり複数の層を有する複合構造の形態であり得る。一実施形態では、誘電体層４２４は、頂部界面保護層５０６と底部界面保護層５０２との間にはさまれた、バルク誘電体材料５０４を含んでいてよい。頂部界面保護層５０６は、後からその上に形成されたピクセル電極４２６と接触していてよい。その一方で、底部界面保護層５０２は、共通電極４２０に接触して形成されてよい。この具体的な実施例では、バルク誘電体材料５０４は窒化ケイ素（ＳｉＮ）材料または高誘電率材料によって製造されてよいが、その一方、頂部界面保護層５０６及び底部界面保護層５０２は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などといったケイ素含有誘電体材料であってよい。一実施例では、バルク誘電体材料５０４が窒化ケイ素（ＳｉＮ）材料であるとき、頂部界面保護層５０６及び底部界面保護層５０２は酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）材料であってよい。別の実施例では、図５Ａに示すようにバルク誘電体材料５０４が誘電体層４２４といった高誘電率材料であるときに、頂部界面保護層５０６及び底部界面保護層５０２は、酸化ケイ素材料（ＳｉＯ２）または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）であってよい。
【００５６】
一実施例では、頂部と底部の界面保護層５０６、５０２は、ＣＶＤ堆積処理によって形成され得る。別の実施例では、頂部界面保護層５０６は、バルク誘電体材料５０４が窒化ケイ素（ＳｉＮ）材料であるときに、Ｏ２、Ｏ３またはＨ２Ｏといった酸素含有ガスによってバルク誘電体材料５０４に対して酸化、酸素イオン注入、または酸素表面処理を行い、それによって、バルク誘電体材料５０４から酸窒化ケイ素層へと窒化ケイ素の表面が酸化されることによって、形成されてよい。
【００５７】
ピクセル電極４２６と共通電極４２０の間に形成された頂部界面保護層５０６及び底部界面保護層５０２は、バルク誘電体材料５０４から頂部界面保護層５０６及び／または底部界面保護層５０２へのブリッジングを補助してよく、それによって、膜剥離の懸念なしにコンデンサ４２７の構造体の接合が強化される。さらに、頂部界面保護層５０６及び底部界面保護層５０２は、熱的に安定した界面構造体としての役割を果たしてもよく、それによって、金属のピクセル電極４２６及び共通電極４２０からの漏れが低減される。
【００５８】
頂部界面保護層５０６及び／または底部界面保護層５０２は、バルク誘電体材料５０４（窒化ケイ素材料または高誘電率材料）が形成されるのと同じ処理チャンバで形成されてよい。代わりに、頂部界面保護層５０６及び／または底部界面保護層５０２は、必要に応じて任意の適切なチャンバ内で形成されてよい。
【００５９】
工程３０８で、基板１０２上に誘電体層４２４が形成された後、次にピクセル電極４２６（例えば、第２の金属層）が誘電体層４２４上に形成される。工程３０４に記載されている共通電極４２０を形成する処理と同様に、ピクセル電極４２６は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、これらの合金、またはこれらの組み合わせといった、任意の適切な金属材料から製造されてよい。また、ピクセル電極４２６は、図２に示す処理チャンバ２００といったプラズマ堆積チャンバ内で実施される、物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理によって形成されてもよい。
【００６０】
一実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示すとおり、ピクセル電極４２６は、この段落中の上記で検討された金属材料によって形成された、単一層の形態であってよい。代わりに、ピクセル電極４２６は、図５Ｃに示すもののように、上に第２の金属電極５１０が形成された第１の金属電極５０８といった、複数の材料を有する複合構造の形態であってもよい。
【００６１】
一実施例では、第１の電極５０８及び第２の電極５１０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、銀ナノインク、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノインク、グラフェン、またはこれらの合金から選択される、金属材料であってよい。具体的な一実施例では、第１の電極５０８はＩＴＯ層であり、第２の電極５１０はＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの合金から選択される金属層であってよい。別の実施例では、対照的に、第１の電極５０８がＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの合金から選択される金属層であってよく、第２の電極５１０がＩＴＯ層であってよい。
【００６２】
具体的な一実施例では、第２の電極５１０は、第１の電極５０８上に形成されたメッシュ電極またはグリッド電極の形態にパターニングされてよい。別の実施例では、ピクセル電極４２６及び／または共通電極４２０もまた、必要に応じてメッシュ電極またはグリッド電極の形態であってよい。
【００６３】
同様に、ＴＦＴ装置４５０の他の箇所または位置で、絶縁材料を形成するために、高誘電率材料、例えば８よりも大きい誘電率を有する誘電体材料が使われてもよい。図４の楕円４５２に示されるように、高誘電率材料は、例えばオプションの絶縁層４０４、ゲート絶縁層４０６、または層間絶縁膜４１２を形成するのにもまた使用されてよい。上記のように、高誘電率材料層の適切な例は、とりわけ、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯＮ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸窒化ジルコニウム（ＺｒＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、酸化ハフニウムケイ素（ＨｆＳｉＯ２）、酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）、酸化ジルコニウムケイ素（ＺｒＳｉＯ２）、二酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミニウムドープ二酸化ハフニウム、ビスマスストロンチウムチタン（ＢＳＴ）、及びプラチナジルコニウムチタン（ＰＺＴ）を含む。
【００６４】
図６Ａ〜図６Ｃは、図４の楕円４５２に示すように、オプションの絶縁層４０４、ゲート絶縁層４０６、及び層間絶縁膜４１２の、種々の膜スタックの配置または構成を示す。上記のように、オプションの絶縁層４０４、ゲート絶縁層４０６、及び層間絶縁膜４１２のうちの任意の１つ（または全て）が、必要に応じて図６Ａに示す高誘電率材料、例えば８よりも大きい誘電率を有する誘電体材料であってよい。オプションの絶縁層４０４、ゲート絶縁層４０６、または層間絶縁膜４１２の高誘電率材料は、図７に示す処理チャンバ７００といったＡＬＤチャンバ内で実施されるＡＬＤ処理か、図１に示す処理チャンバ１００といったＰＥＣＶＤチャンバ内で実施されるＣＶＤ処理か、または、必要に応じ製造プロセス中の任意の順序及び任意の時点で、ＣＶＤ処理チャンバ及びＡＬＤ処理チャンバの両方で、ＣＶＤ−ＡＬＤのハイブリッド処理によって、形成され得る。
【００６５】
ゲート絶縁層４０６は、代わりに、内部に形成された１つ以上の層を持つ複合構造体の形式であってもよい。図６Ｂに示す例では、ゲート絶縁層４０６は、内部に合計３つの層６０２、６０４、６０６が形成されており、図５Ｂ及び図５Ｃに示す絶縁層４２４と同様である。具体的には、上記のように、ゲート絶縁層４０６は、頂部界面保護層６０６と底部界面保護層６０２との間にはさまれた、バルクゲート誘電体材料６０４を含んでいてよい。頂部界面保護層６０６は、後からその上に形成された層間絶縁膜４１２と接触していてよい。その一方で、底部界面保護層６０２は、オプションの絶縁層４０４に接触して形成されてよい。この具体的な実施例では、バルクゲート絶縁材料６０４は高誘電率材料によって製造されてよいが、その一方、頂部界面保護層６０６及び底部界面保護層６０２は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などといったケイ素含有誘電体材料であってよい。一実施例では、図５Ｂまたは図５Ｃに示すようにバルクゲート絶縁材料６０６が誘電体層４２４といった高誘電率材料であるときに、頂部界面保護層６０６及び底部界面保護層６０２は、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ）であってよい。
【００６６】
代わりに、図６Ｃに示す別の一実施例では、層間絶縁膜４１２もまた、内部に１つ以上の層が形成されて構築されてよい。図６Ｃに示す例では、層間絶縁膜４１２は、内部に合計３つの層６０２、６０８、６０６が形成されており、図６Ｃに示すゲート絶縁層４０６と同様である。具体的には、上記のように、ゲート層間絶縁膜４１２は、頂部界面保護層６０６と底部界面保護層６０２との間にはさまれた、バルク層間絶縁膜６０８を含んでいてよい。頂部界面保護層６０６は、後からその上に形成された平面化層４１８（図４に示す）と接触していてよい。その一方で、底部界面保護層６０２は、ゲート絶縁層４０６に接触して形成されてよい。この具体的な実施例では、バルク層間絶縁膜６０８は高誘電率材料によって製造されてよいが、その一方、頂部界面保護層６０６及び底部界面保護層６０２は、窒化ケイ素、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などといったケイ素含有誘電体材料であってよい。一実施例では、図５Ｂまたは図５Ｃに示すようにバルク層間絶縁膜６０８が誘電体層４２４といった高誘電率材料であるとき、または図６Ｂに示すように示すようにゲート絶縁層４０６であるときに、頂部界面保護層６０６及び底部界面保護層６０２は、酸化ケイ素材料（ＳｉＯ２）または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）材料であってよい。
【００６７】
こうして、本明細書に記載の方法によって、ゲート絶縁層の材料及び構造を制御することと、装置、ピクセル電極、共通電極、及びこれらの間に形成された誘電体層の材料を、ＴＦＴ装置構造体内の高電気的性能コンデンサとして絶縁することで、ＴＦＴ装置構造体の電子の安定性、電気的性能、大容量性、低漏れ性、及び膜スタックの良好な集積が有利に向上される。
【００６８】
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のさらなる実施形態は、その基本的な範囲並びに以下の特許請求の範囲によって決定されるその範囲を逸脱することなく考案され得る。
【図１】
2019507903.tif 000003
【図２】
2019507903.tif 000004
【図３】
2019507903.tif 000005
【図４】
2019507903.tif 000006
【図５】
2019507903.tif 000007
【図６】
2019507903.tif 000008
【図７】
2019507903.tif 000009
【国際調査報告】
2019507903.tif 000010
2019507903.tif 000011