溅镀靶材组件的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型的实施方式一般涉及一种掺杂的锌溅镀靶材。
【背景技术】
[0002]氧化铟镓锌(Indium-gallium-zinc oxide, IGZ0)是一种有名的半导体材料，具有高迀移率(mobilityhIGZO是被普遍认为将可用于下一代薄膜晶体管(TFT)的半导体材料的多种金属氧化物半导体材料之一。对于IGZO来说，可以得到在约30cm2/V_s与约40cm2/V-s之间的迀移率。然而，在生产中，IGZO并不是非常稳定的。为了增加IGZO的稳定性，需牺牲迀移率，使迀移率小于1cmVV-S，从而得到TFT中的稳定IGZO膜。
[0003]IGZO并非被认为是用于下一代TFT的唯一金属氧化物半导体材料。氧化锌和氮氧化锌也被认为是金属氧化物半导体TFT的合适选择。氧化锌和氮氧化锌具有高于IGZO的迀移率，但与IGZO同样遭遇迀移率稳定性问题。为了获得稳定的锌基半导体膜，需牺牲迀移率。
[0004]因此，本领域中需要稳定形成锌基半导体材料而同时维持高迀移率。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型一般涉及一种由锌和掺杂物组成的溅镀靶材。锌被用于金属氧化物半导体材料，如IGZ0、氧化锌和氮氧化锌。所述锌可通过在期望气氛下溅镀锌靶材来传递。如果使用纯锌溅镀靶材，除非使迀移率减至1cmVV-S以下，否则无法生产稳定的膜。通过添加一掺杂物(如镓)，不仅可以沉积稳定的膜，而且所述膜会具有大于30cm2/V-S的迀移率。所述掺杂物可直接并入所述锌中，或者作为直接邻近锌溅镀靶材的单独溅镀靶材。
[0006]在一个实施方式中，溅镀靶材组件包括:背管；以及溅镀靶材，所述溅镀靶材被耦接至所述背管，并包含锌和分散(disperse)在所述锌中的一或多个掺杂物(dopant)。
[0007]在另一实施方式中，溅镀靶材组件包括:背管;第一溅镀靶材，所述第一溅镀靶材被耦接至所述背管，并包含锌；以及第二溅镀靶材，所述第二溅镀靶材被耦接至所述背管，邻近所述第一溅镀靶材设置，并且包含选自由以下项组成的组中的一或多项:镓、铟、Ιη203、6&0、631660、6602、锡、氧化锡、钌、此02、铪、钛、1102、TiN、硅、S1x(其中x是I或2)、硼、B2O3、及其组合。
【附图说明】
[0008]因此，为了详细理解本实用新型的上述特征结构的方式，上文简要概述的本实用新型的更具体的描述可以参照实施方式进行，一些实施方式图示在附图中。然而，应当注意，附图仅图示了本实用新型的典型实施方式，并且因此不应被视为本实用新型的范围的限制，因为本实用新型可允许其他等效实施方式。
[0009]图1是根据一个实施方式的物理气相沉积(PVD)的示意横截面图。
[0010]图2A是根据一个实施方式的溅镀靶材的示意图。[0011 ]图2B是根据另一实施方式的溅镀靶材的示意图。
[0012]图2C是根据另一实施方式的溅镀靶材的示意图。
[0013]图3A和图3B是根据本实用新型的实施方式的分别被喷涂到背管和背板上的靶材的示意图。
[0014]为了促进理解，已尽可能使用相同参考数字指定各图所共有的相同元件。应预见至IJ，一个实施方式中公开的要素可有利地用于其他实施方式，而无需具体地指明。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型一般涉及一种由锌和掺杂物组成的镀溅靶材。锌被用于金属氧化物半导体材料，如IGZ0、氧化锌和氮氧化锌。锌可通过在期望气氛下溅镀锌靶材来传递。如果使用纯锌派镀革E材，除非使迀移率(mobility)减至10cm2/V_s以下，否则无法生产稳定的膜。通过添加一掺杂物(如镓)，不仅可以沉积稳定的膜，而且所述膜会具有大于30cm2/V-S的迀移率。掺杂物可直接并入锌中，或者作为直接邻近锌溅镀靶材的单独溅镀靶材。
[0016]本文中的描述将会参照PVD设备进行。可被用来实现本实用新型的合适PVD设备可从作为加利福尼亚圣克拉拉市应用材料公司(Applied Materials , Inc., Santa Clara,CA.)的子公司的AKT美国公司(AKT America ,Inc.)可提供的AKT PIVOT PVD设备或AKT NewAristo PVD设备获得。应当了解，本文所讨论的实施方式也可使用其他制造商销售的PVD设备。
[0017]图1是根据一个实施方式的PVD设备100的示意横截面图。设备100包括腔室主体102，腔室主体102具有一或多个溅镀靶材组件104在其中。溅镀靶材组件104设置在腔室主体102内，与基板106相对。应当了解，虽然溅镀靶材组件104示为设置在基板106的上方，但该溅镀靶材组件104与基板106也可具有其他定向。举例来说，基板106可为竖直的，溅镀靶材组件104也可如此。如图1所示，基板106可通过耦接至电源108而被偏压、可通过耦接至地面而被接地，或可电性浮置(floating)。处理气体(如惰性气体或反应气体)可以穿过親接至一或多个气源112的一或多个气体入口端口 110而被引入腔室主体102。
[0018]溅镀靶材组件104也可被耦接至电源114。电源114可以包括DC电源或AC电源。应当了解，虽然将会参照旋转、圆柱型的溅镀靶材进行描述，但是本文所公开的实施方式同样也适用于平面溅镀靶材。每一溅镀靶材组件104包括溅镀靶材116，溅镀靶材116粘结(bond)背管118(或在平面溅镀靶材的情况中，粘结平板)。磁控管(magnetron)120可设置在背管118后方。对于旋转、圆柱型的溅镀靶材组件104而言，靶材116(以及背管118)可如箭头所示那样旋转，同时磁控管120产生磁场。材料是从派镀革El材116派镀出来(sputter of f)，并与反应气体反应且在基板106上沉积为一层。在氮氧化锌情况下，锌溅镀靶材与氧和氮这两者反应，从而在基板上形成氮氧化锌。
[0019]如上所述，纯锌靶材可以产生具有高迀移率的半导体膜，但是该膜将不稳定。申请人已发现，通过并入在约2 %至30 %之间的量的掺杂物，就可产生稳定的膜，并且该膜可以具有大于30cm2/V-S的迀移率。因此，派镀靶材116可以包含一或多个掺杂物。
[00