JPH0219185B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0219185B2 JPH0219185B2 JP56048586A JP4858681A JPH0219185B2 JP H0219185 B2 JPH0219185 B2 JP H0219185B2 JP 56048586 A JP56048586 A JP 56048586A JP 4858681 A JP4858681 A JP 4858681A JP H0219185 B2 JPH0219185 B2 JP H0219185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- film
- silicon film
- present
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アモルフアスシリコンの製造方法、
より詳しくは低温で良好なアモルフアスシリコン
膜を形成する方法に関する。
より詳しくは低温で良好なアモルフアスシリコン
膜を形成する方法に関する。
アモルフアス状態とは、ガラス状態を含む無定
型物質の状態を意味し、ガラス状態より更に広い
固定状態をいい、例えばシリコンSiを低温基板上
に急速に蒸着やスパツタすることによつてできる
Si薄膜はアモルフアスシリコンの典型的な例であ
る。
型物質の状態を意味し、ガラス状態より更に広い
固定状態をいい、例えばシリコンSiを低温基板上
に急速に蒸着やスパツタすることによつてできる
Si薄膜はアモルフアスシリコンの典型的な例であ
る。
従来技術において、モノシランSiH4等のシリ
コンソースを用いてプラズマ励起によつて生成さ
れるアモルフアスシリコンは上述の如く低温でSi
薄膜として製作される利点はあるが、低温（300
℃）では水素H2が薄膜中に20〜30％程度と多量
に取り込まれ、次の処理工程（例えば600℃、窒
素N2雰囲気中でのアニール）でせつかく形成し
たSi薄膜が剥離し易くなることが経験された。
コンソースを用いてプラズマ励起によつて生成さ
れるアモルフアスシリコンは上述の如く低温でSi
薄膜として製作される利点はあるが、低温（300
℃）では水素H2が薄膜中に20〜30％程度と多量
に取り込まれ、次の処理工程（例えば600℃、窒
素N2雰囲気中でのアニール）でせつかく形成し
たSi薄膜が剥離し易くなることが経験された。
水素の取込みを回避するため、現状では600℃
以上の高温で熱処理をする。そうなると600℃以
上の高温で行われる従来の化学気相成長法
（CVD法）による多結晶シリコン（ポリシリコ
ン）形成方法に比べ特に利点がない結果となる。
以上の高温で熱処理をする。そうなると600℃以
上の高温で行われる従来の化学気相成長法
（CVD法）による多結晶シリコン（ポリシリコ
ン）形成方法に比べ特に利点がない結果となる。
本願発明の目的は、従来技術における上記の課
題を解決するにあり、そのために、プラズマを用
い基板上にアモルフアスシリコン膜を形成する工
程と、不活性雰囲気中で該アモルフアスシリコン
膜にエネルギー線を照射し、該アモルフアスシリ
コン膜からそれが取り込んだ水素を取り除くこと
により該アモルフアスシリコン膜を剥離し難くす
る工程とから成ることを特徴とするアモルフアス
シリコンの製造方法を提供するものである。すな
わち、低温で形成せしめたアモルフアスシリコン
膜が１度取込んだH2の除去を、不活性雰囲気中
でレーザーの如きエネルギー線照射で実現し、後
の高温熱処理工程でこの膜が剥離することのない
ようにし、低温でのアモルフアスシリコン膜形成
の利点を生かすにある。
題を解決するにあり、そのために、プラズマを用
い基板上にアモルフアスシリコン膜を形成する工
程と、不活性雰囲気中で該アモルフアスシリコン
膜にエネルギー線を照射し、該アモルフアスシリ
コン膜からそれが取り込んだ水素を取り除くこと
により該アモルフアスシリコン膜を剥離し難くす
る工程とから成ることを特徴とするアモルフアス
シリコンの製造方法を提供するものである。すな
わち、低温で形成せしめたアモルフアスシリコン
膜が１度取込んだH2の除去を、不活性雰囲気中
でレーザーの如きエネルギー線照射で実現し、後
の高温熱処理工程でこの膜が剥離することのない
ようにし、低温でのアモルフアスシリコン膜形成
の利点を生かすにある。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説
明する。
明する。
先ず第１図を参照してアモルフアスシリコン膜
の形成を説明する。１は例えば石英製の真空容器
であり、その内部は1Torrに保たれる。真空容器
１にはガス取入口２から10％モノシランSiH4と
アルゴンガスが供給される。図にSiH4、Arと示
されるものはモノシランとアルゴンのボンベで、
これらのガスはバルブ３，３′および流量計４，
４′を経てガス供給口２を通し真空容器１に送ら
れる。真空容器１内では、例えば300℃の温度に
加熱されるカーボン性の台５の上に試料６，６′
が置かれ、また台５の上には電極７が配置され、
台５は接地され、電極７は13.56MHz、300Wの高
周波電力発生源箔に接続される。９は可変抵抗、
１０はガス出口、１４は台５を300℃に保つため
のヒーターである。
の形成を説明する。１は例えば石英製の真空容器
であり、その内部は1Torrに保たれる。真空容器
１にはガス取入口２から10％モノシランSiH4と
アルゴンガスが供給される。図にSiH4、Arと示
されるものはモノシランとアルゴンのボンベで、
これらのガスはバルブ３，３′および流量計４，
４′を経てガス供給口２を通し真空容器１に送ら
れる。真空容器１内では、例えば300℃の温度に
加熱されるカーボン性の台５の上に試料６，６′
が置かれ、また台５の上には電極７が配置され、
台５は接地され、電極７は13.56MHz、300Wの高
周波電力発生源箔に接続される。９は可変抵抗、
１０はガス出口、１４は台５を300℃に保つため
のヒーターである。
前記した高周波でプラズマを発生させ、第２図
の断面図に示される如くシリコン基板１１上の例
えば5000Åの膜厚の２酸化シリコンSiO2膜１２
の上に4000Åの膜厚のアモルフアスシリコン膜１
３を成長させる。
の断面図に示される如くシリコン基板１１上の例
えば5000Åの膜厚の２酸化シリコンSiO2膜１２
の上に4000Åの膜厚のアモルフアスシリコン膜１
３を成長させる。
かかるプラズマ生成によるアモルフアスシリコ
ン膜は、従来のCVDポリシリコンに代るものと
して、例えば半導体装置のゲート形成材料となり
うるのであるが、前記した如き問題があるため現
在そのような実用例は認められない。
ン膜は、従来のCVDポリシリコンに代るものと
して、例えば半導体装置のゲート形成材料となり
うるのであるが、前記した如き問題があるため現
在そのような実用例は認められない。
本発明の方法においては、前記の如くプラズマ
を用い低温で基板上にアモルフアスシリコン膜を
形成し、このアモルフアスシリコン膜にエネルギ
ー線を照射し、アモルフアスシリコン膜からそれ
が取り込んだ水素を取り除き、しかる後に該アモ
ルフアスシリコンを半導体装置においてポリシリ
コンに代えて用いるものである。
を用い低温で基板上にアモルフアスシリコン膜を
形成し、このアモルフアスシリコン膜にエネルギ
ー線を照射し、アモルフアスシリコン膜からそれ
が取り込んだ水素を取り除き、しかる後に該アモ
ルフアスシリコンを半導体装置においてポリシリ
コンに代えて用いるものである。
かかる脱ガス（脱H2）のためには、試料６，
６′を、N2雰囲気中で、CWArレーザー（持続波
アルゴンレーザー）（スポツト径100μm電力5W、
スキヤン速度25cm／sec）で数回ラスタースキヤ
ン（水平扇形区域走査）した。なお前記したN2
雰囲気中とは、活性ガス（H2、Cl2、O2など）お
よび励起原子（分子）（H*、N*、Ar*など）を
外部から気相に供給しない雰囲気中であることを
意味するもので、さらに本発明の方法は真空中で
も実施しうるものである。
６′を、N2雰囲気中で、CWArレーザー（持続波
アルゴンレーザー）（スポツト径100μm電力5W、
スキヤン速度25cm／sec）で数回ラスタースキヤ
ン（水平扇形区域走査）した。なお前記したN2
雰囲気中とは、活性ガス（H2、Cl2、O2など）お
よび励起原子（分子）（H*、N*、Ar*など）を
外部から気相に供給しない雰囲気中であることを
意味するもので、さらに本発明の方法は真空中で
も実施しうるものである。
かかる処理を施したアモルフアスシリコン膜１
３は、測定したところH2含有量が数パーセント
程度に減少しており、600℃以上の高温の以後の
熱処理工程においても剥離されることなく安定で
あることが確認された。
３は、測定したところH2含有量が数パーセント
程度に減少しており、600℃以上の高温の以後の
熱処理工程においても剥離されることなく安定で
あることが確認された。
より具体的に説明すると、H2含有量の変化は、
前記した実施例において、膜成長後において、言
いかえると膜を成長したのみで本発明の方法を実
施しなかつた場合は約12％であつたものが、本発
明に従うCWArレーザーアニール後においては約
１％以下であつた。
前記した実施例において、膜成長後において、言
いかえると膜を成長したのみで本発明の方法を実
施しなかつた場合は約12％であつたものが、本発
明に従うCWArレーザーアニール後においては約
１％以下であつた。
H2含有量の測定方法としては、フーリエ変換
赤外線スペクトルFTIR分析法によつた。すなわ
ち、660cm-1でのSi−Ｈ間の振動によるIR吸収ス
ペクトルの積分値から算出した。精度は１％程度
である。
赤外線スペクトルFTIR分析法によつた。すなわ
ち、660cm-1でのSi−Ｈ間の振動によるIR吸収ス
ペクトルの積分値から算出した。精度は１％程度
である。
膜質について説明すると、レーザーアニールの
程度によつて、アモルフアスシリコンとポリシリ
コンの中間のマイクロクリスタル
（microcrystal、単結晶核、10〜100Å）が分散し
たアモルフアスシリコン膜から、柱状の単結結晶
が集合したポリシリコン膜にまで変化する。結晶
化がすすむほど電子移動度は高くなつた。
程度によつて、アモルフアスシリコンとポリシリ
コンの中間のマイクロクリスタル
（microcrystal、単結晶核、10〜100Å）が分散し
たアモルフアスシリコン膜から、柱状の単結結晶
が集合したポリシリコン膜にまで変化する。結晶
化がすすむほど電子移動度は高くなつた。
実施例の膜を用いる薄膜トランジスタ（thin
film transistor TFT）で比較し、電子移動度
（μF）についての次の結果を得た。
film transistor TFT）で比較し、電子移動度
（μF）についての次の結果を得た。
膜成長後のアモルフアスシリコン：0.5〜0.7
cm2／Ｖ・sec レーザーアニール後：23〜28cm2／Ｖ・sec レーザーアニールではなく電気炉内で450℃以
上でアニールすると、膜状で剥離が起り、TFT
の作成は不可能であることが確かめられた。
cm2／Ｖ・sec レーザーアニール後：23〜28cm2／Ｖ・sec レーザーアニールではなく電気炉内で450℃以
上でアニールすると、膜状で剥離が起り、TFT
の作成は不可能であることが確かめられた。
かくして、本発明の方法によると、低温で形成
したアモルフアスシリコンは従来のCVDポリシ
リコンに代ることが可能となり、そのことは半導
体装置製造のコスト減に寄与するものである。
したアモルフアスシリコンは従来のCVDポリシ
リコンに代ることが可能となり、そのことは半導
体装置製造のコスト減に寄与するものである。
第１図はプラズマ励起によつてアモルフアスシ
リコン膜を形成する装置の概略断面図、第２図は
第１図の装置を用いて半導体基板上に作られたア
モルフアスシリコン膜の断面図である。 １…真空容器、２…ガス供給口、３…バルブ、
４…流量計、５…台、６…試料、７…電極、８…
高周波電力発生源、１０…ガス出口、１１…シリ
コン基板、１２…SiO2膜、１３…アモルフアス
シリコン膜、１４…ヒーター。
リコン膜を形成する装置の概略断面図、第２図は
第１図の装置を用いて半導体基板上に作られたア
モルフアスシリコン膜の断面図である。 １…真空容器、２…ガス供給口、３…バルブ、
４…流量計、５…台、６…試料、７…電極、８…
高周波電力発生源、１０…ガス出口、１１…シリ
コン基板、１２…SiO2膜、１３…アモルフアス
シリコン膜、１４…ヒーター。
Claims (1)
- １ プラズマを用い基板上にアモルフアスシリコ
ン膜を形成する工程と、不活性雰囲気中で該アモ
ルフアスシリコン膜にエネルギー線を照射し、該
アモルフアスシリコン膜からそれが取り込んだ水
素を取り除くことにより該アモルフアスシリコン
膜を剥離し難くする工程とから成ることを特徴と
するアモルフアスシリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4858681A JPS57166309A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Production of amorphous silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4858681A JPS57166309A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Production of amorphous silicon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57166309A JPS57166309A (en) | 1982-10-13 |
| JPH0219185B2 true JPH0219185B2 (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=12807498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4858681A Granted JPS57166309A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Production of amorphous silicon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57166309A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236155A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Yanagibashi Jimusho Kk | 車内移動広告装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588128B2 (ja) * | 1979-08-05 | 1983-02-14 | 山崎 舜平 | 半導体装置作製方法 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4858681A patent/JPS57166309A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236155A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Yanagibashi Jimusho Kk | 車内移動広告装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57166309A (en) | 1982-10-13 |
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