JPH03187215A - シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜の製造方法Info
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- JPH03187215A JPH03187215A JP32674089A JP32674089A JPH03187215A JP H03187215 A JPH03187215 A JP H03187215A JP 32674089 A JP32674089 A JP 32674089A JP 32674089 A JP32674089 A JP 32674089A JP H03187215 A JPH03187215 A JP H03187215A
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- silicon thin
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、シリコン薄膜の製造方法に関する。
この発明・の製造方法は、薄膜トランジスタの製造に好
適に用いられる。
適に用いられる。
（ロ）従来の技術
従来、液晶デイスプレィの駆動用トランジスタやドライ
バー回路及びスタチックＲＡＭ（ＳｒＩＡＭ）のメモリ
セル内の負荷素子は、薄膜トランジスタ（Ｔ Ｐ Ｔ
）が用いられ、この’ｒ Ｆ Ｔは気相成長法で堆積し
たシリコン薄膜を用いて形成されている。シリコン薄膜
は、モノシラン（Ｓｉ１−１４）を主原料として気相成
長させて作製されており、この気相成長条件は次の通り
である。
バー回路及びスタチックＲＡＭ（ＳｒＩＡＭ）のメモリ
セル内の負荷素子は、薄膜トランジスタ（Ｔ Ｐ Ｔ
）が用いられ、この’ｒ Ｆ Ｔは気相成長法で堆積し
たシリコン薄膜を用いて形成されている。シリコン薄膜
は、モノシラン（Ｓｉ１−１４）を主原料として気相成
長させて作製されており、この気相成長条件は次の通り
である。
堆積温度・・・・・・６２０℃、
堆積速度・・・・・・９０Å／ｍｉｎ。
圧力−・＝ ０ 、３８ Ｔｏｒｒ（５０Ｐ ａ ）、
ＳｉＨ＋流量−−１００ｓｅｃ＠、 装置・・・・・・減圧ＣＶＤ装置、 Ｎ、流５１−−−−−−３００ ｓｅｃｍｏ（ハ）発明
が解決しようとする課題 ＳＲＡＭにおいては、ＴＰＴのリーク電流の低減が特に
要求される。ＴＰＴを構成するＳｉ薄模は、膜厚を薄く
すると、 ■チャンネル部のオフ抵抗が増大し、 ■接合′部の面積が減少し、接合リーク電流を低減でき
るのでリーク電流の低減の為には、シリコン薄膜を薄く
することが必要不可欠となり、膜厚は３００Å以下とす
ることが望まれている。
ＳｉＨ＋流量−−１００ｓｅｃ＠、 装置・・・・・・減圧ＣＶＤ装置、 Ｎ、流５１−−−−−−３００ ｓｅｃｍｏ（ハ）発明
が解決しようとする課題 ＳＲＡＭにおいては、ＴＰＴのリーク電流の低減が特に
要求される。ＴＰＴを構成するＳｉ薄模は、膜厚を薄く
すると、 ■チャンネル部のオフ抵抗が増大し、 ■接合′部の面積が減少し、接合リーク電流を低減でき
るのでリーク電流の低減の為には、シリコン薄膜を薄く
することが必要不可欠となり、膜厚は３００Å以下とす
ることが望まれている。
しかし、この従来法を用いると３００Å以下の薄膜を形
成しようとすると、第４図に示すように、シリコン層１
３が基板Ｉ２の表面に島状に成長してしまい、連続した
薄膜が得られないという問題がある。
成しようとすると、第４図に示すように、シリコン層１
３が基板Ｉ２の表面に島状に成長してしまい、連続した
薄膜が得られないという問題がある。
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
あって、膜厚が３００Å以下でかつ島状のとぎれがなく
連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン薄膜の成形
方法を提供しようとするものである。
あって、膜厚が３００Å以下でかつ島状のとぎれがなく
連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン薄膜の成形
方法を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段
この発明によれば、減圧ＣＶＤ装置内に基板を配置し、
この装置内を４００〜５５０℃に加熱しこの中に実質的
に純粋なジシラン（ＳｉｚＨｅ）を供給することによっ
て該基板上に６０Å／分以下の成長速度でシリコンを気
相成長させ、３００Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜
を形成することを特徴とするシリコン薄膜の製造方法が
提供される。
この装置内を４００〜５５０℃に加熱しこの中に実質的
に純粋なジシラン（ＳｉｚＨｅ）を供給することによっ
て該基板上に６０Å／分以下の成長速度でシリコンを気
相成長させ、３００Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜
を形成することを特徴とするシリコン薄膜の製造方法が
提供される。
この発明におけるジシランは、３００Å以下の膜厚を有
するシリコン薄膜を形成するためのものであって、実質
的に純粋なジシラン（Ｓｔ、Ｆ＋、）をＣＶＤ装置内へ
供給して用いることができる。
するシリコン薄膜を形成するためのものであって、実質
的に純粋なジシラン（Ｓｔ、Ｆ＋、）をＣＶＤ装置内へ
供給して用いることができる。
このジシランはモノシラン、トリシラン等の他のシラン
を実質的に含有しないものが適している。
を実質的に含有しないものが適している。
このジシランの供給は、ジシランのみを行ってもよいが
、例えば窒素、水素、ヘリウム、アルゴン等のガスで希
釈して行っても上い。この供給量は、ＣＶＤ装置の容量
によって異なり、同じ容量では供給量の増加に伴ってシ
リコン薄膜の気相成長速度が増加するので、３００Å以
下の膜厚のシリコン薄膜を制御よく生長させうる気相生
長速度となるように設定するのが適している。
、例えば窒素、水素、ヘリウム、アルゴン等のガスで希
釈して行っても上い。この供給量は、ＣＶＤ装置の容量
によって異なり、同じ容量では供給量の増加に伴ってシ
リコン薄膜の気相成長速度が増加するので、３００Å以
下の膜厚のシリコン薄膜を制御よく生長させうる気相生
長速度となるように設定するのが適している。
上記基板は、この上にシリコン薄膜を製造するためのも
のであって、導電体、半導体又は絶縁体の基板を用いる
ことができ、例えばＴＰＴを作製する場合、表面を絶縁
膜でカバーされた素子が形成された“シリボン基板等を
用いることができる。
のであって、導電体、半導体又は絶縁体の基板を用いる
ことができ、例えばＴＰＴを作製する場合、表面を絶縁
膜でカバーされた素子が形成された“シリボン基板等を
用いることができる。
この発明においては、この装置内を４００〜５５０℃に
加熱する。この加熱は、ジシランを所定の速度で分解し
てシリコンに変換するためのものであって、通常４００
〜５５０℃好ましくは４５０〜５００℃にして行うのが
適している。この加熱温度が５５０℃超ではジシランの
分解速度が速くなり得られるシリコン薄膜の膜厚制御が
困難となり、４００℃未満ではジシランの分解速度が遅
いので好ましくない。上記ジシランの分解速度は、基板
上へのシリコン薄膜の気相成長速度が６０Å／分以下と
なるように設定するのがよい。
加熱する。この加熱は、ジシランを所定の速度で分解し
てシリコンに変換するためのものであって、通常４００
〜５５０℃好ましくは４５０〜５００℃にして行うのが
適している。この加熱温度が５５０℃超ではジシランの
分解速度が速くなり得られるシリコン薄膜の膜厚制御が
困難となり、４００℃未満ではジシランの分解速度が遅
いので好ましくない。上記ジシランの分解速度は、基板
上へのシリコン薄膜の気相成長速度が６０Å／分以下と
なるように設定するのがよい。
気相成長速度が６０人メ分以上ではシリコン薄膜の膜厚
を３００Å以下に制御するのが困難となり好ましくない
。この３００Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜は、例
えばＴＰＴ、ポリシリコン負荷抵抗等に好適に用いるこ
とができる。
を３００Å以下に制御するのが困難となり好ましくない
。この３００Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜は、例
えばＴＰＴ、ポリシリコン負荷抵抗等に好適に用いるこ
とができる。
（ホ）作用
ジシランが減圧ＣＶＤ装置内で所定温度で分解して基板
上にシリコンを均一に気相生長させる。
上にシリコンを均一に気相生長させる。
（へ）実施例
基板の作製
第１図に示すようにンリコン基板！上に、通常のＭＯＳ
プロセスを用いてゲート電極２を形成し、シリコン基板
中に不純物をドーピングしてバルクＮｃｈ、バルクトラ
ンジスタ２Ａを形成し、この上にＣＶＤ法によってシリ
コン酸化膜３（膜厚５００人）を形成し、ホトエツチン
グ法によりコンタクトホール４を開口して基板を作製す
る。
プロセスを用いてゲート電極２を形成し、シリコン基板
中に不純物をドーピングしてバルクＮｃｈ、バルクトラ
ンジスタ２Ａを形成し、この上にＣＶＤ法によってシリ
コン酸化膜３（膜厚５００人）を形成し、ホトエツチン
グ法によりコンタクトホール４を開口して基板を作製す
る。
シリコン薄膜の作製
上記基板を４５０℃に加熱された減圧ＣＶＤ装置の中に
配置して装置内をＩ Ｏ−”Ｔｏｒｒ以下の真空にする
。次に、装置内にジシラン（東亜合成化学工業社製、純
度９９．９９％）を２００ｓｃｃｍ、 Ｎｔガスを３０
０ ｓｅｃｍの流量で供給して装置内を０Ｊ８Ｔｏｒｒ
（５０Ｐａ）の圧力に制御し、基板上にシリコンを気相
成長（成長速度６Å／分）させる。３０分間気相成長を
行い第２図に示すように１８０人の膜厚を有するシリコ
ン薄膜５を形成する。
配置して装置内をＩ Ｏ−”Ｔｏｒｒ以下の真空にする
。次に、装置内にジシラン（東亜合成化学工業社製、純
度９９．９９％）を２００ｓｃｃｍ、 Ｎｔガスを３０
０ ｓｅｃｍの流量で供給して装置内を０Ｊ８Ｔｏｒｒ
（５０Ｐａ）の圧力に制御し、基板上にシリコンを気相
成長（成長速度６Å／分）させる。３０分間気相成長を
行い第２図に示すように１８０人の膜厚を有するシリコ
ン薄膜５を形成する。
このシリコン薄膜は、島状にとぎれた形態ではなく均一
な連続膜であることを確認した。
な連続膜であることを確認した。
ＳＲＡＭメモリセルの作製
次に、第３図に示すようにフォトリソグラフイ法によっ
て上記シリコンＲ膜を所定パターンにエツチングし、こ
の上にゲート絶縁膜６を介在してゲート電極８を形成し
、上記シリコン薄膜の所定領域に不純物の注入を行って
ソース・ドレイン５′を形成してＳＲＡＭメモリセルを
形成する。ただし９．ＩＯは絶縁層、ＩＩＧよ金属配線
層である。
て上記シリコンＲ膜を所定パターンにエツチングし、こ
の上にゲート絶縁膜６を介在してゲート電極８を形成し
、上記シリコン薄膜の所定領域に不純物の注入を行って
ソース・ドレイン５′を形成してＳＲＡＭメモリセルを
形成する。ただし９．ＩＯは絶縁層、ＩＩＧよ金属配線
層である。
得られたＳＲＡＭメモリセルは、リーク電流が少なくメ
モリ特性に優れたものであった。
モリ特性に優れたものであった。
（ト）発明の効果
この発明によれば、膜厚が３００Å以下でかつ島状のと
ぎれがなく連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン
薄膜の形成方法を提供することができる。
ぎれがなく連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン
薄膜の形成方法を提供することができる。
この方法を用いることによってリーク１！流が大巾に低
減され、かつ信頼性の高い薄膜トランジスタを作製する
ことができる。
減され、かつ信頼性の高い薄膜トランジスタを作製する
ことができる。
第１図〜第３図は、この発明の実施例で作製したシリコ
ン薄膜の製造工程説明図、第４図は、従来のシリコン薄
膜の説明図である。 ｌ・・・・・・シリコン基板、２・・団・ゲート電極、
２Ａ・・・・・・バルクトランジスタ、３・・・・・・
シリコン酸化膜、 ４・・・・・・コンタクトホール、 ５・・・・・・シリコン薄膜、 ５′・・・・・・ソース・ドレイン、 ６・・・・・・ゲート絶縁膜、８・旧・・ゲート電極、
９、ｌＯ・・・・・・絶縁層、 １１・・・・・・金属配線層。 躯 図 衣； 因 第 図 く 厘 ３
ン薄膜の製造工程説明図、第４図は、従来のシリコン薄
膜の説明図である。 ｌ・・・・・・シリコン基板、２・・団・ゲート電極、
２Ａ・・・・・・バルクトランジスタ、３・・・・・・
シリコン酸化膜、 ４・・・・・・コンタクトホール、 ５・・・・・・シリコン薄膜、 ５′・・・・・・ソース・ドレイン、 ６・・・・・・ゲート絶縁膜、８・旧・・ゲート電極、
９、ｌＯ・・・・・・絶縁層、 １１・・・・・・金属配線層。 躯 図 衣； 因 第 図 く 厘 ３
Claims (1)
- １、減圧ＣＶＤ装置内に基板を配置し、この装置内を４
００〜５５０℃に加熱しこの中に実質的に純粋なジシラ
ン（Ｓｉ＿２Ｈ＿６）を供給することによって該基板上
に６０Å／分以下の成長速度でシリコンを気相成長させ
、３００Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜を形成する
ことを特徴とするシリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32674089A JPH03187215A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32674089A JPH03187215A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187215A true JPH03187215A (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=18191153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32674089A Pending JPH03187215A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03187215A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6124186A (en) * | 1992-05-05 | 2000-09-26 | Midwest Research Institute | Deposition of device quality, low hydrogen content, hydrogenated amorphous silicon at high deposition rates with increased stability using the hot wire filament technique |
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-
1989
- 1989-12-15 JP JP32674089A patent/JPH03187215A/ja active Pending
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