发明名称 使用氢和氧气溅镀沈积含铝膜的方法与从其得来之含铝膜
摘要 一含铝膜包括有氧成分于膜中。该含铝膜系于铝或铝合金溅镀沉积于半导体基板上之过程中,将伴有氩气的氢气或伴有氩气的氢气/氧气导入溅镀沉积真空腔室内。所形成之含铝膜系无小丘并具有低电阻系数、与纯铝比较相对较小的粗糙度、优良的机械强度以及低残留应力。
申请公布号 TW574394 申请公布日期 2004.02.01
申请号 TW087111422 申请日期 1998.07.14
申请人 麦可隆科技公司 发明人 康沃尔K 瑞纳;大卫H 威尔斯
分类号 C23C14/14 主分类号 C23C14/14
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种具有实质上无小丘之含铝膜的电子元件,其基本上系由该膜中具有介于一微量与30%(原子浓度)间之氧成分的铝所构成。2.如申请专利范围第1项之电子元件,其中该膜中之该含氧量系介于微量至12%(原子浓度)。3.如申请专利范围第1项之电子元件,其中该膜中之该含氧量系介于12%至30%(原子浓度)。4.如申请专利范围第1项之电子元件,其中该电子元件包括了一薄膜电晶体。5.如申请专利范围第1项之电子元件,其中该电子元件包括了一主动矩阵液晶显示器。6.一种形成实质上无小丘之含铝膜的方法,其包括:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气及氢气导入该真空沉积腔室中。7.如申请专利范围第6项之方法,其进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于1.0及2.5毫托耳之间的压力。8.如申请专利范围第6项之方法,其中该氩气系以介于每分钟50至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。9.如申请专利范围第6项之方法,其中该氢气系以介于每分钟90至600标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。10.一种形成实质上无小丘之含铝膜的方法,其包括:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气、氢气及氧气导入该真空沉积腔室中。11.如申请专利范围第10项之方法,进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于0.5及2.5毫托耳之间的压力。12.如申请专利范围第10项之方法,其中该氩气系以介于每分钟25至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。13.如申请专利范围第10项之方法,其中该氢气系以介于每分钟50至400标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。14.如申请专利范围第10项之方法,其中该氧气系以介于每分钟0.25至2标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。15.如申请专利范围第10项之方法,其中氩气对氢气的比例介于1:1至1:6之间。16.如申请专利范围第10项之方法,其中施加于该含铝靶与该基板之间的电场,包括将一极性的直流电功率施加于该含铝靶,而另一相反极性的直流电功率则施加于该基板。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该直流电功率系介于1至4千瓦。18.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的半导体装置,该实质上无小丘含铝膜基本上系由该膜中具有介于一微量与30%(原子浓度)间之氧成分的铝所构成。19.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜的该氧成分在该膜中系介于微量至12%(原子浓度)之间。20.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜的该氧成分在该膜中系介于12%至30%(原子浓度)之间。21.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜,系以包括在氢气存在下溅镀沉积一含铝金属于一基板上之方法所形成。22.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜,系以包括在氢气及氧气存在下溅镀沉积一含铝金属于一基板上之方法所形成。23.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜由包括以下方法所形成:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气及氢气导入该真空沉积腔室中。24.如申请专利范围第23项之半导体装置,进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于1.0及2.5毫托耳之间的压力。25.如申请专利范围第23项之半导体装置,其中该氩气系以介于每分钟50至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。26.如申请专利范围第23项之半导体装置,其中该氢气系以介于每分钟90至600标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。27.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的半导体装置,其中该实质上无小丘含铝膜由包括以下方法所形成:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气、氢气及氧气导入该真空沉积腔室中。28.如申请专利范围第27项之半导体装置,进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于0.5及2.5毫托耳之间的压力。29.如申请专利范围第27项之半导体装置,其中该氩气系以介于每分钟25至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。30.如申请专利范围第27项之半导体装置,其中该氢气系以介于每分钟50至400标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。31.如申请专利范围第27项之半导体装置,其中该氧气系以介于每分钟0.25至2标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。32.如申请专利范围第23或27项之半导体装置,其中氩气对氢气的比例介于1:1至1:6之间。33.如申请专利范围第23或27项之半导体装置,其中施加于该含铝靶与该基板之间的电场,包括将一极性的直流电功率施加于该含铝靶,而另一相反极性的直流电功率则施加于该基板。34.如申请专利范围第33项之半导体装置,其中该直流电功率系介于1至4千瓦。35.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜基本上系由该膜中具有介于一微量与30%(原子浓度)间之氧成分的铝所构成。36.如申请专利范围第35项之平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜的该氧成分在该膜中系介于微量至12%(原子浓度)之间。37.如申请专利范围第35项之平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜的该氧成分在该膜中系介于12%至30%(原子浓度)之间。38.如申请专利范围第35项之平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜系以包括有在氢气存在下溅镀沉积一含铝金属于一基板上之方法所形成。39.如申请专利范围第35项之平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜系以包括有在氢气及氧气存在下溅镀沉积一含铝金属于一基板上之方法所形成。40.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜由包括以下方法所形成:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气及氢气导入该真空沉积腔室中。41.如申请专利范围第40项之平面显示器,进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于1.0及2.5毫托耳之间的压力。42.如申请专利范围第40项之平面显示器,其中该氩气系以介于每分钟50至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。43.如申请专利范围第40项之平面显示器,其中该氢气系以介于每分钟90至600标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。44.一种具有至少一个由实质上无小丘之含铝膜所形成之导电元件的平面显示器,其中该实质上无小丘含铝膜之形成方法包括有:将一基板置入真空沉积腔室中,该真空沉积腔室包括有含铝靶于其中;将该真空沉积腔室抽真空;施加电场于该含铝靶与该基板之间;以及将氩气、氢气及氧气导入该真空沉积腔室中。45.如申请专利范围第44项之平面显示器,进一步包括有维持该真空沉积腔室在介于0.5及2.5毫托耳之间的压力。46.如申请专利范围第44项之平面显示器,其中该氩气系以介于每分钟25至90标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。47.如申请专利范围第46项之平面显示器,其中该氢气系以介于每分钟50至400标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。48.如申请专利范围第44项之平面显示器,其中该氧气系以介于每分钟0.25至2标准立方公分的速率输入该真空沉积腔室。49.如申请专利范围第40或46项之平面显示器,其中氩气对氢气的比例介于1:1至1:6之间。50.如申请专利范围第40或46项之平面显示器,其中施加于该含铝靶与该基板之间的电场,包括将一极性的直流电功率施加于该含铝靶,而另一相反极性的直流电功率则施加于该基板。51.如申请专利范围第50项之平面显示器,其中该直流电功率系介于1至4千瓦。图式简单说明:图1及2为以习知技术之方法所产生之铝薄膜,在退火前后个别的扫瞄式电子显微镜相片之举例;图3及4为以本发明之第一种方法方法所产生之铝薄膜,在退火前后个别的扫瞄式电子显微镜相片之举例;图5及6为以本发明之第一种方法方法所产生之铝薄膜,在退火前后个别的扫瞄式电子显微镜相片之举例;图7系图示穿过以本发明之第一种方法所产生之含铝膜纵深之氧成分的X射线光电子能谱图;图8为根据本发明之第一种方法的各种改变所制成之各种含铝膜之粗糙度(以原子力显微镜)量测图;图9及10为以本发明之另一种方法方法所产生之铝薄膜,在退火前后个别的扫瞄式电子显微镜相片之举例;图11及12为以本发明之第二种方法方法所产生之铝薄膜,在退火前后个别的扫瞄式电子显微镜相片之举例;图13系图示穿过以本发明之第二种方法所产生之含铝膜纵深之氧成分的X射线光电子能谱图;图14为根据本发明之第二种方法的各种改变所制成之各种含铝膜之粗糙度(以原子力显微镜)量测图;图15为使用以本发明之方法产生之含铝膜所形成闸极电极以及源极/汲极电极之一薄膜电晶体之剖面图举例;图16为使用以本发明之方法产生之含铝膜所形成栏滙流(bus)与列滙流之一标准主动矩阵液晶显示器布局的示意图;以及图17为由小丘之形成所产生的中间层短路之剖面图举例。
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