硅化物间隙薄膜晶体管制造技术

本发明专利技术提供用于制造薄膜晶体管装置的系统、方法及设备。在一个方面中，提供衬底，所述衬底包含在衬底表面上的硅层。在所述硅层上形成金属层。在所述金属层及所述衬底表面的暴露区域上形成第一电介质层。处理所述金属层及所述硅层，且所述金属层与所述硅层反应以形成硅化物层及介于所述硅化物层与所述电介质层之间的间隙。在所述第一电介质层上形成一非晶硅层。加热及冷却所述非晶硅层。上覆于所述衬底表面的所述非晶硅层以快于上覆于所述间隙的所述非晶硅层的速率冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权主张本申请案主张2011年8月24日申请的标题为“硅化物间隙薄膜晶体管(SILICIDE GAP THIN FILM TRANSISTOR)”的第13／217，177号美国专利申请案(代理人案号QUALP055／100085)的优先权，所述申请案的全部特此出于所有目的并入本文中。
本专利技术大体上涉及薄膜晶体管装置，且更特定来说涉及薄膜晶体管装置的制造方法。
技术介绍
机电系统(EMS)包含具有电元件及机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(包含镜)及电子器件的装置。机电系统可以多种尺度制造，包含(但不限于)微尺度及纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)装置可包含具有在约1微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于1微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及／或蚀除衬底及／或经沉积材料层的部分或添加层的其它微机械加工工艺产生机电元件以形成电装置及机电装置。一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。如本文使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指代使用光学干涉原理选择性地吸收及／或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉式调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为全部或部分透明及／或具反射性的且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在一实施方案中，一板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射膜。一板相对于另一板的位置可改变入射在所述干涉式调制器上的光的光学干涉。干涉式调制器装置具有广泛的应用，且预期用于改进现有产品及产生新产品，尤其是具有显示能力的产品。硬件及数据处理设备可与机电系统相关联。此硬件及数据处理设备可包含薄膜晶体管(TFT)装置。TFT装置包含在半导体材料中的源极区域、漏极区域及沟道区域。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法及装置各自具有若干新颖方面，所述若干新颖方面都不单独促成本文揭示的所要属性。可在制造薄膜晶体管(TFT)装置的方法中实施本专利技术中描述的标的物的一个新颖方面。具有表面的衬底可包含在衬底表面的区域上的第一硅层，其中所述第一硅层使所述衬底表面的区域保持暴露。可在所述第一硅层上形成第一金属层。可在所述第一金属层及所述衬底表面的暴露区域上形成第一电介质层。可处理所述第一金属层及所述第一硅层，从而使所述第一金属层与所述第一硅层反应以形成第一硅化物层及介于所述第一硅化物层与所述第一电介质层之间的第一间隙。可在所述第一电介质层上形成非晶硅层，其中所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的暴露区域的第一硅区域及第二硅区域，以及上覆于所述第一间隙的第三硅区域，其中所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间。可加热及冷却所述非晶硅层。所述第一硅区域及所述第二硅区域可以快于所述第三硅区域的速率冷却。在一些实施方案中，所述第一金属层包含钛、镍、钼、钽、钨、铂或钴。在一些实施方案中，所述第三硅区域可包含单个硅晶粒(grain)或若干硅晶粒，且所述第一硅区域及所述第二硅区域可包含非晶硅或小于所述第三硅区域中的单个硅晶粒或若干硅晶粒的硅晶粒。在一些实施方案中，介于第一硅化物层与第一电介质层之间的第一间隙可为真空间隙。也可在制造薄膜晶体管(TFT)装置的方法中实施本专利技术中描述的标的物的另一新颖方面。具有表面的衬底可包含在所述衬底表面的区域上的硅层，其中所述硅层使所述衬底表面的区域保持暴露。可在所述硅层上形成金属层。可移除所述金属层及所述硅层的一部分以暴露所述衬底表面的一部分。可在所述金属层、所述衬底表面的暴露区域及所述衬底表面的暴露部分上形成电介质层。可处理所述金属层及所述硅层，从而使所述金属层与所述硅层反应以形成硅化物层及介于所述硅化物层与所述电介质层之间的间隙。可在所述电介质层上形成非晶硅层，所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的暴露区域的第一硅区域及第二硅区域以及上覆于所述间隙的第三硅区域，其中所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间。可加热及冷却所述非晶硅层。所述第一硅区域及所述第二硅区域可以快于所述第三硅区域的速率冷却。在一些实施方案中，所述金属层包含钛、镍、钼、钽、钨、铂或钴。在一些实施方案中，所述第三硅区域可包含单个硅晶粒或若干硅晶粒，且所述第一硅区域及所述第二硅区域可包含非晶硅或小于所述第三硅区域中的单个硅晶粒或若干硅晶粒的硅晶粒。还可在设备中实施本专利技术中描述的标的物的另一新颖方面。所述设备可包含具有表面的衬底，其中第一硅化物层与所述衬底表面相关联。第一电介质层的至少一个部分可处于所述衬底表面上。第一真空间隙可介于所述第一硅化物层与所述第一电介质层之间。硅层可处于所述第一电介质层上，其中所述硅层包含第一硅区域、第二硅区域及第三硅区域。所述第三硅区域可上覆于所述第一真空间隙且可介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间。所述第三硅区域可包含单个硅晶粒或若干硅晶粒，且所述第一硅区域及所述第二硅区域可包含非晶硅或小于所述第三硅区域中的单个硅晶粒或若干硅晶粒的硅晶粒。在一些实施方案中，所述第一硅化物层可为硅化钛、硅化镍、硅化钼、硅化钽、硅化钨、硅化铂或硅化钴。在一些实施方案中，所述第一真空间隙的厚度可经配置以归因于大气压力的变化而增加或降低。在一些实施方案中，所述设备可经配置以产生绝对压力读数。在一些实施方案中，可通过将固定电势施加于所述第一硅化物层且确定所述第一硅区域与所述第二硅区域之间的电流而产生所述绝对压力读数。在附图及下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一个以上实施方案的细节。虽然主要就基于机电系统(EMS)及微机电系统(MEMS)的显示器描述本专利技术中提供的实例，但是本文提供的概念也可应用于其它类型的显示器，例如液晶显示器、有机发光二极管(“OLED”)显示器及场发射显示器。根据描述、图式及权利要求书将明白其它特征、方面及优点。注意，下列各图的相对尺寸不一定按比例绘制。附图说明图1展示描绘干涉式调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图的实例。图2展示说明并入有3x3干涉式调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。图3展示说明图1的干涉式调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。图4展示说明在施加各种共同及分段电压时干涉式调制器的各种状态的表的实例。图5A展示说明图2的3x3干涉式调制器显示器中的显示数据帧的图的实例。图5B展示可用以写入图5A中说明的显示数据帧的共同信号及分段信号的时序图的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：提供具有表面的衬底，所述衬底包含在所述衬底表面的区域上的第一硅层，所述第一硅层使所述衬底表面的区域保持暴露；在所述第一硅层上形成第一金属层；在所述第一金属层及所述衬底表面的所述暴露区域上形成第一电介质层；处理所述第一金属层及所述第一硅层，其中所述第一金属层与所述第一硅层反应以形成第一硅化物层及介于所述第一硅化物层与所述第一电介质层之间的第一间隙；在所述第一电介质层上形成非晶硅层，所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的所述暴露区域的第一硅区域及第二硅区域以及上覆于所述第一间隙的第三硅区域，所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间；加热所述非晶硅层；及冷却所述非晶硅层，其中所述第一硅区域及所述第二硅区域以快于所述第三硅区域的速率冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.24 US 13/217,1771.一种方法，其包括：
提供具有表面的衬底，所述衬底包含在所述衬底表面的区域上的第一硅层，所述
第一硅层使所述衬底表面的区域保持暴露；
在所述第一硅层上形成第一金属层；
在所述第一金属层及所述衬底表面的所述暴露区域上形成第一电介质层；
处理所述第一金属层及所述第一硅层，其中所述第一金属层与所述第一硅层反应
以形成第一硅化物层及介于所述第一硅化物层与所述第一电介质层之间的第一间
隙；
在所述第一电介质层上形成非晶硅层，所述非晶硅层包含上覆于所述衬底表面的
所述暴露区域的第一硅区域及第二硅区域以及上覆于所述第一间隙的第三硅区域，
所述第三硅区域介于所述第一硅区域与所述第二硅区域之间；
加热所述非晶硅层；及
冷却所述非晶硅层，其中所述第一硅区域及所述第二硅区域以快于所述第三硅区
域的速率冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层包含钛、镍、钼、钽、钨、铂及
钴中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第三硅区域包含单个硅晶粒或若干硅晶
粒，且其中所述第一硅区域及所述第二硅区域包含非晶硅或小于所述第三硅区域中
的所述单个硅晶粒或所述若干硅晶粒的硅晶粒。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：
在加热所述非晶硅层之前，在所述非晶硅层上形成第二电介质层。
5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：
在所述第一硅区域、所述第二硅区域及所述第三硅区域上形成第二电介质层；
移除所述第二电介质层的部分以暴露所述第一硅区域及所述第二硅区域；及
形成金属接触件，第一金属接触件接触所述第一硅区域，且第二金属接触件接触

\t所述第二硅区域。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中介于所述第一硅化物层与所
述第一电介质层之间的所述第一间隙为真空间隙。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：
在形成所述第一电介质层之前，移除所述第一金属层及所述第一硅层的一部分，
其中在处理所述第一金属层及所述第一硅层之后，所述第一电介质层包含在所述间
隙内接触所述衬底的所述表面的一支撑件。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法，其中经由准分子激光退火执行加
热所述非晶硅层。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的方法，其中所述第一间隙的厚度为约
10纳米到50纳米。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括：
在所述第三硅区域上形成第二电介质层；
在所述第二电介质层上形成第二金属层；
在所述第二金属层上形成第二硅层；
在所述第二硅层及所述第二电介质层的一部分上形成电介质支撑件；及
处理所述第二金属层及所述第二硅层，其中所述第二金属层与所述第二硅层反应
以形成第二硅化物层及介于所述第二硅化物层与所述第二电介质层之间的第二间
隙。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：
在所述第一硅区域及所述第二硅区域中植入n型掺杂剂。
12.一种装置，其根据权利要求1到11中任一权利要求所述的方法制造。
13.一种方法，其包括：
提供具有表面的衬底，所述衬底包含在所述衬底的所述表面的区域上的硅层，所

\t述硅层使所述衬底表面的区域保持暴露；
在所述硅层上形成金属层；
移除所述金属层及所述硅层的一部分以暴露所述衬底表面的一部分；
在所述金属层、所述衬底表面的所述暴露区域及所述衬底表面的所述暴露部分上
形成电介质层；
处理所述金属层及所述硅层，其中所述金属层与所述硅层反应以形成硅化...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·贤哲·洪，琼·厄克·李，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US