在覆有扩散阻障层的基板上之半导体组件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了位于覆有扩散阻障层的基板上之半导体组件及其制作方法。该半导体组件包含一金属基板、一位于该金属基板上的扩散阻障层、一位于该扩散阻障层上的绝缘层以及一位于该绝缘层上的半导体层。该方法包含在该金属基板上形成一扩散阻障层、在该扩散阻障层上形成一绝缘层以及在该绝缘层上形成一半导体层。这类覆有扩散阻障层的金属基板可避免其金属原子扩散进入形成于其上的半导体组件中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在覆有扩散阻障层的基板上之半导体组件及其制作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2009年5月28号提交的美国临时申请No.61/181,953（代理人档案号No.IDR3021）的优选权，其通过引用全部合并到本申请中。
本专利技术与半导体组件的领域有关。更具体来说，本专利技术之实施例系有关位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上之半导体组件及其制作方法。
技术介绍
在制造半导体组件时使用金属箔基板(如不锈钢、铝、铜等)可制造出具可挠性的半导体产品。此外，使用金属箔基板亦能让形成于其上的电子组件层、特征与/或组件在高温制程下，不会造成该金属箔基板的性质显著劣化。然而，在较高的温度环境下，金属箔基板之组成成份(以不锈钢基板为例，其组成成份为铁与/或铬、镍、钼、铌等合金元素之原子)会具有较高的扩散率，足以使其从该金属箔基板扩散进入一或多个形成于其上的电子组件层(如半导体层或介电层)、特征与/或组件中，因而影响其电气性质。图1显示一例示半导体组件—薄膜晶体管(TFT)5。图中金属箔基板10与半导体本体30间设置有一绝缘层20。半导体本体30中有源极/汲极区域60与70形成，且其上有一由闸极介电区域40与闸电极50构成的闸极层迭结构形成。于退火步骤期间，基板10上的TFT5可能被加热至足以活化该源极/汲极区域60与70中的掺杂物与/或使该半导体本体30至少局部结晶化之温度。这样的高温(如大于350˚C，特别是大于600˚C)可能会使该金属箔基板10中金属原子的活动性增加到足以使其扩散长度相当于绝缘层之厚度。如箭头80所示，金属原子从金属箔基板10中扩散穿过绝缘层20而进入TFT5的主动区域(如半导体本体30的信道区域与/或源极/汲极区域60与70)与/或门极介电区域40，此扩散现象会使TFT5的运作特性(如TFT30的临界电压、次临界斜率、漏电流与/或开启电流)劣化。因此，最好能在金属基板10与形成于其上的半导体层30(或其它组件层)之间设置一扩散阻障层，以避免金属原子从基板10扩散穿过绝缘层20进入TFT5的主动区域与/或其上方的闸极介电区域40。在理想的状况下，金属基板10与其上方其它组件(如电容、二极管、电感、电阻等)的任何组件层之间最好亦能设置一扩散阻障层，该组件层中若有金属原子渗入将导致其性质产生不期望的改变。
技术实现思路
在一态样中，本专利技术系关于一种位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上之电子组件，该电子组件包含：一金属基板；一或多个位于该金属基板上的扩散阻障层；一或多个位于该扩散阻障层上的绝缘层；以及一位于该绝缘层上的半导体层或其它组件层。在另一态样中，本专利技术系关于一种在金属基板上制作电子组件之方法，其步骤包含：在该金属基板上形成一或多个扩散阻障层；在该扩散阻障层上形成一或多个绝缘层；以及在该绝缘层上形成一半导体层或其它组件层。本专利技术有助于提供位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上之电子组件及其制作方法。该扩散阻障层可避免金属原子从金属基板扩散进入形成于其上的电子组件中。透过下文中的详细说明，阅者将更了解本专利技术上述与其它优点。附图说明图1显示一位于涂覆有绝缘层之金属基板上的TFT组件；图2A～2E显示本专利技术之实施例以一用于在涂覆有扩散阻障层的金属基板上制作TFT组件之例示方法所形成之结构；图3A～3C图显示另一种在金属基板上形成扩散阻障层的之例示方法；图4A～4B显示本专利技术之实施例以另一种用于制造涂覆有扩散阻障层的金属基板之例示方法所形成之结构；图5显示SiO2层下方AlN层与TiN层的反射率与该SiO2层厚度之间的函数关系图表。实施方式以下将参考随附图式详述本专利技术各个实施例。尽管本专利技术将结合下列实施例来进行说明，阅者应了解这类描述并非用以限制或限缩本专利技术。相反地，本专利技术欲涵盖落入后附申请专利范围所定义之本专利技术精神与范畴内的其它选择、修改及均等物。再者，下文中提出的许多特定细节系为使阅者对本专利技术有通盘的了解。然而，熟习此技艺之人当可清楚了解，本专利技术可在不具备这类特定细节的情况下施行。在其它实例中，将不会详述熟知的方法、程序、组成组件及电路，以避免对本专利技术之态样在理解上造成不必要的障碍。在一态样中，本专利技术系关于一种位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上之电子组件，该电子组件包含：一金属基板；至少一位于该金属基板上的扩散阻障层；至少一位于该扩散阻障层上的绝缘层；以及至少一位于该绝缘层上的组件层(如半导体层)。在另一态样中，本专利技术系关于一种制作位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上的电子组件之方法，该方法包含：在该金属基板上形成至少一扩散阻障层；在该扩散阻障层上形成至少一绝缘层；以及在该绝缘层上形成至少一层组件层(如半导体层)。以下将以位于涂覆有扩散阻障层的金属基板上之电子组件之例示制作方法详细说明本专利技术的各种不同态样。位于涂覆有阻障层的金属基板上之例示组件请参照图2A，金属基板210可包含不锈钢(任何等级，如304型、316型等)或任何其它软化温度高到足以耐受与制造电子组件相关的一般制程温度(如高于350˚C，或任何高于350˚C但低于基板软化温度之数值)的合适元素金属或合金的厚板、箔片或薄板等。在一实施例中，该金属为304型不锈钢，不过本专利技术亦可以使用任何类型的不锈钢合金。或者，金属基板210可包含如铝、铜、钛或钼等材料之厚板、箔片或薄板。金属基板210的厚度可介于约10μm～1000μm之间(如10µm～500µm、50µm～200µm，或介于其间的任何其它数值或数值范围)。金属基板210基本上可为任何形状，诸如方形、圆形、椭圆形、长方形等。或者，金属基板210之形状可为预设不规则形与/或具有预设图样。在一些实施例中，金属基板210可为方形或长方形，或是长x宽y的方形或长方形单元之薄板，或是宽为x个单位的卷材，其中每一单元皆代表了一个别、可分离的基板，用于单一的集成电路中(如显示装置，太阳能电池、辨识标签等)。在沉积扩散阻障层220前一般会先清洗金属基板210。这类清洗动作可清除诸如处理备料(用于准备金属基板210)所产生的残留物、不利于扩散阻障层220黏附在金属基板210表面的残留有机材料、粒子与/或其它污染物等。金属基板210之清洗可包含湿洗与/或干洗。在一例中，清洗动作包含蚀刻金属基板210的表面，接着依照需要可润洗(rinsing)该基板210与/或予以干燥。适合本专利技术的蚀刻技术可包含湿蚀刻制程(如湿式化学蚀刻)，或是干蚀刻(如反应性离子蚀刻[RIE]或溅镀蚀刻)。在一实施例中，金属基板210是藉由将之浸入液态清洗剂中与/或以该清洗剂润洗之方式来清洗(如清除有机残留物)，接着再使用稀释后的含水酸剂来进行湿蚀刻(如稀释后的氢氟酸[HF]水溶液，其中可加入氨水与/或氟化铵予以缓冲)。其它可用来进行基板210湿蚀刻制程的酸剂包含硝酸、硫酸、盐酸等，端视所用不锈钢或其它金属的等级及该处理金属基板210之温度而定。在另一实施例中，金属基板210是以溅镀蚀刻来进行清洗。在干蚀刻制程中，选择使用何种气体来清洗金属基板210并未有特别的限制。任何可从金属基板210表面移除实质上所有不想要的污染物而不留下无法清除的残留物之气体或多种气体之组合皆可用于本专利技术。举例言之，氩气等惰性气体便可用于金属基板210的溅镀清洗制程中。蚀刻之后，可对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.28 US 61/181,9531.一种组件，包含：一金属基板，其包含铁、铬、镍、钼、铌、钴以及/或者钛；一或多个位于该金属基板上的扩散阻障层，其中，至少一个所述扩散阻障层包含公式TiXNY或TiaAlbNc的化合物，其中x与y的比值从3:4至3:2，其中的（a+b）与c的比例为从3：4至3:2，所述一个或多个扩散阻障层总厚度介于300埃至小于1000埃之间；一或多个位于该扩散阻障层上的绝缘层，该绝缘层使得所述扩散阻碍层与电装置绝缘，在该绝缘层上随后形成电装置特征；和一位于该绝缘层上的半导体层，其中，该半导体层包括硅。2.根据权利要求第1项之组件，其中至少一该扩散阻障层与至少一该绝缘层封住该金属基板。3.根据权利要求第1项之组件，其中至少一该扩散阻障层与至少一该绝缘层涂覆在该金属基板的至少一面。4.根据权利要求第1项之组件，其中该金属基板包含铝、铜、钛、不锈钢或钼的箔或片。5.根据权利要求第4项之组件，其中该金属基板的厚度介于10μm～1000μm之间。6.根据权利要求第1项之组件，其中至少一该扩散阻障层包含TiN。7.根据权利要求第1项之组件，其中该扩散阻障层包含氮化铝。8.根据权利要求第1项之组件，其中该一或多个绝缘层包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或该等材料之组合。9.根据权利要求第8项之组件，其中该一或多个绝缘层的厚度介于100nm～10μm之间。10.根据权利要求第1项之组件，其中该半导体层包含硅和锗。11.根据权利要求第10项之组件，其中该半导体层包含多晶硅。12.根据权利要求第11项之组件，其中该半导体层进一步包含选自硼、磷、砷、锑所组成的群组的掺杂物。13.根据权利要求第1项之组件，进一步包含一位于该半导体层上或下方之闸电极，该闸电极包含一闸极与一闸极介电层。14.根据权利要求第1项之组件，其中该半导体层中含有一具有一第一导电性类型的第一掺杂物，且该组件进一步包含一位于该半导体层上或上方之第二半导体层，该第二半导体层中含有一具有一第二导电性类型的第二掺杂物。15.根据权利要求第1项之组件，进一步包含一位于该半导体之上或上方的第一导电层，该第一导电层系选自一第一金属层与一第一重度掺杂的半导体层所组成的群组。16.根据权利要求第15项之组件，进一步包含一位于该第一导电层上的介电层以及一位于该第一导电层上的第二导电层，该第二导电层系选自一第二金属层与一第二重度掺杂的半导体层所组成的群组。17.根据权利要求第1项之组件，进一步包含一位于该金属基板上或上方之抗反射层。18.根据权利要求第17项之组件，其中该半导体层是位于该抗反射层上方。19.根据权利要求第1项之组件，进一步包含一位于该金属基板上或上方之应力释放层。20.根据权利要求第1项之组件，其中该一或多个绝缘层覆盖该金属基板被该扩散阻障层覆盖的所有区域。21.根据权利要求第8项之组件，其中该一或多个绝缘层包括硅铝氧化物。22.一种用于在一金属基板上制作一组件的方法，包含：在该金属基板上形成一或多个扩散阻障层，其中，该金属基板包括铁、铬、镍、钼、铌、钴以及/或者钛；至少一个所述扩散阻障层包含公式TiXNY或TiaAlbNc的化合物，其中x与y的比值从3:4至3:2，其中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·卡曼斯，M·科奇士，K·麦卡锡，G·曼亭·王，
申请(专利权)人：KOVIO股份有限公司，
类型：
国别省市：