JPH1081973A - 誘導結合形プラズマcvd装置 - Google Patents
誘導結合形プラズマcvd装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導結合形プラズマ化学気相蒸着装置が開示
される。 【解決手段】 誘導結合形プラズマ化学気相蒸着装置は
少なくとも一部分が誘電体窓(a dielectric shield)で
囲まれた内部空間を有する反応チャンバとして、前記誘
電体窓の反応チャンバ内側の表面に酸素を含まないシリ
コン層を有する反応チャンバ;反応チャンバの内部空間
で反応ガスを導入する手段;前記反応チャンバ外の前記
誘電体窓に隣接して載置されているRF電力印加が可能
なアンテナ;前記アンテナにRF電源をカプリングする
ための手段;前記反応チャンバの内部空間にある被加工
物を加熱するために設けられたステージ;および前記反
応チャンバの内部空間を排気するための排気手段でなさ
れる。酸素を含まないシリコン層は非晶質シリコン層、
窒化シリコン層、炭化シリコン層を含む。
される。 【解決手段】 誘導結合形プラズマ化学気相蒸着装置は
少なくとも一部分が誘電体窓(a dielectric shield)で
囲まれた内部空間を有する反応チャンバとして、前記誘
電体窓の反応チャンバ内側の表面に酸素を含まないシリ
コン層を有する反応チャンバ;反応チャンバの内部空間
で反応ガスを導入する手段;前記反応チャンバ外の前記
誘電体窓に隣接して載置されているRF電力印加が可能
なアンテナ;前記アンテナにRF電源をカプリングする
ための手段;前記反応チャンバの内部空間にある被加工
物を加熱するために設けられたステージ;および前記反
応チャンバの内部空間を排気するための排気手段でなさ
れる。酸素を含まないシリコン層は非晶質シリコン層、
窒化シリコン層、炭化シリコン層を含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導結合形プラズマ
化学気相蒸着(CVD)装置に関するもので、より詳細
には少なくともチャンバの一部分になる誘電体窓からの
不純物の汚染を防止できる誘導結合形プラズマ化学気象
蒸着装置に関するものである。
化学気相蒸着(CVD)装置に関するもので、より詳細
には少なくともチャンバの一部分になる誘電体窓からの
不純物の汚染を防止できる誘導結合形プラズマ化学気象
蒸着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】日本国特許公開公報(特許出願平7−6
0704)は薄膜が形成できる誘導結合形プラズマCV
D装置を開示している。この公報に記載された従来の誘
導結合形プラズマCVD装置は、RF電力が印加可能な
リング形状のアンテナ、このアンテナに接して設けられ
た誘電体窓、この誘電体窓を有し同時に気密を維持でき
るチャンバ、このチャンバ内部にある被加工物を加熱す
るために設けられたステージ、前記チャンバ内部を排気
するための排気装置、および前記チャンバに少なくとも
2種類の反応ガスを所定量供給できる供給装置とからな
っている。
0704)は薄膜が形成できる誘導結合形プラズマCV
D装置を開示している。この公報に記載された従来の誘
導結合形プラズマCVD装置は、RF電力が印加可能な
リング形状のアンテナ、このアンテナに接して設けられ
た誘電体窓、この誘電体窓を有し同時に気密を維持でき
るチャンバ、このチャンバ内部にある被加工物を加熱す
るために設けられたステージ、前記チャンバ内部を排気
するための排気装置、および前記チャンバに少なくとも
2種類の反応ガスを所定量供給できる供給装置とからな
っている。
【0003】このような誘導結合形プラズマCVD装置
は次のように作動する。リング形状のアンテナに高周波
を印加すれば、このアンテナに接して設けられた石英材
の誘電体窓の反対側、即ちチャンバの内部にプラズマを
形成する。チャンバの内側にはステージが設けられてお
り、このステージ上に積載した被加工物を加熱する。ま
たチャンバ内部は排気装置によって排気され真空状態に
なり、このチャンバ内にガス供給装置が少なくとも2種
類の反応ガスを所定量供給する。
は次のように作動する。リング形状のアンテナに高周波
を印加すれば、このアンテナに接して設けられた石英材
の誘電体窓の反対側、即ちチャンバの内部にプラズマを
形成する。チャンバの内側にはステージが設けられてお
り、このステージ上に積載した被加工物を加熱する。ま
たチャンバ内部は排気装置によって排気され真空状態に
なり、このチャンバ内にガス供給装置が少なくとも2種
類の反応ガスを所定量供給する。
【0004】しかし、前記誘導結合形プラズマCVD装
置は誘電体窓が石英材等の酸素を含む材料になっている
ので、薄膜を蒸着する際、プラズマによる石英材等の誘
電体窓のエッチングが生じる。従って、石英材の誘電体
窓から酸素および不純物が流入されチャンバで形成され
る薄膜の物性に悪影響を及ぼす問題点があった。
置は誘電体窓が石英材等の酸素を含む材料になっている
ので、薄膜を蒸着する際、プラズマによる石英材等の誘
電体窓のエッチングが生じる。従って、石英材の誘電体
窓から酸素および不純物が流入されチャンバで形成され
る薄膜の物性に悪影響を及ぼす問題点があった。
【0005】また、従来の誘導結合形プラズマCVD装
置においては、ガス供給手段のガス注入口が真空反応チ
ャンバの中央部に設けられていなく、その側面部に設け
られているので、ガスの注入が全面に均一になされない
ので高密度の均一なプラズマが形成できない問題点があ
った。
置においては、ガス供給手段のガス注入口が真空反応チ
ャンバの中央部に設けられていなく、その側面部に設け
られているので、ガスの注入が全面に均一になされない
ので高密度の均一なプラズマが形成できない問題点があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上で論じたことに鑑み
て本発明の目的は誘導結合形プラズマCVD装置の誘電
体窓からの酸素および不純物の流入を遮断することによ
って、優れた膜特性を有する薄膜を製造でき得る誘導結
合形プラズマCVD装置を提供することにある。
て本発明の目的は誘導結合形プラズマCVD装置の誘電
体窓からの酸素および不純物の流入を遮断することによ
って、優れた膜特性を有する薄膜を製造でき得る誘導結
合形プラズマCVD装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的は誘導結合形
プラズマCVD装置の反応チャンバの少なくとも一部分
をなす誘電体窓の表面に酸素を含まないシリコンを蒸着
することによって、達成される。
プラズマCVD装置の反応チャンバの少なくとも一部分
をなす誘電体窓の表面に酸素を含まないシリコンを蒸着
することによって、達成される。
【0008】誘導結合形プラズマCVD装置は少なくと
も一部分が誘電体窓で囲まれた内部空間を有する反応チ
ャンバとして、前記誘電体窓の反応チャンバ内側の表面
に酸素を含まないシリコン層を有する反応チャンバ;反
応チャンバの内部空間で工程ガスを導入する手段;前記
反応チャンバの外の前記誘電体窓に隣接して置かれてい
るRF電力印加が可能なアンテナ;前記アンテナにRF
電源をカプリングするための手段;前記反応チャンバの
内部空間にある被加工物を加熱するために設けられたス
テージ;前記反応チャンバの内部空間を排気するための
排気手段からなる。前記酸素を含まないシリコン層は非
晶質シリコン層、窒化シリコン層、または炭化シリコン
層のものが好ましい。前記反応ガス導入手段は前記反応
チャンバに少なくとも2種類の反応ガスを所定量供給可
能なものである。また、好ましくは1011〜1012cm-3
のプラズマ密度を得るためにアンテナ螺旋形状からな
る。
も一部分が誘電体窓で囲まれた内部空間を有する反応チ
ャンバとして、前記誘電体窓の反応チャンバ内側の表面
に酸素を含まないシリコン層を有する反応チャンバ;反
応チャンバの内部空間で工程ガスを導入する手段;前記
反応チャンバの外の前記誘電体窓に隣接して置かれてい
るRF電力印加が可能なアンテナ;前記アンテナにRF
電源をカプリングするための手段;前記反応チャンバの
内部空間にある被加工物を加熱するために設けられたス
テージ;前記反応チャンバの内部空間を排気するための
排気手段からなる。前記酸素を含まないシリコン層は非
晶質シリコン層、窒化シリコン層、または炭化シリコン
層のものが好ましい。前記反応ガス導入手段は前記反応
チャンバに少なくとも2種類の反応ガスを所定量供給可
能なものである。また、好ましくは1011〜1012cm-3
のプラズマ密度を得るためにアンテナ螺旋形状からな
る。
【0009】この誘導結合形プラズマCVD装置によっ
て、光感度、電気伝導度、活性化エネルギー、光学的バ
ンドギャプ(optical band gap)のような電気的および
光学的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を得ることが
でき、電気伝導度、降伏電圧、電流密度のような薄膜の
特性が優れ均一な窒化シリコン膜を得ることができ、ま
た結晶粒の大きさが微細で均一なシリコン膜を得ること
ができる。尚且つ、電界効果移動度、臨界電圧のような
電気的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を含む薄膜ト
ランジスターを得ることができるので、高品位のTFT
−LCDを製造することができる。
て、光感度、電気伝導度、活性化エネルギー、光学的バ
ンドギャプ(optical band gap)のような電気的および
光学的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を得ることが
でき、電気伝導度、降伏電圧、電流密度のような薄膜の
特性が優れ均一な窒化シリコン膜を得ることができ、ま
た結晶粒の大きさが微細で均一なシリコン膜を得ること
ができる。尚且つ、電界効果移動度、臨界電圧のような
電気的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を含む薄膜ト
ランジスターを得ることができるので、高品位のTFT
−LCDを製造することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明によって製造された
誘導結合形プラズマCVD装置10を示す。このプラズ
マCVD装置10は真空反応チャンバ11を含む。この
真空反応チャンバ11は円筒形側板12、上板13およ
び底板14からなされる。真空反応チャンバ11は密閉
状態を維持するために円筒形側板12と上板13、円筒
形側板12と底板14の間にはそれぞれO−リングシー
ル(O-ring selas)15A,15Bが設けられている。
誘導結合形プラズマCVD装置10を示す。このプラズ
マCVD装置10は真空反応チャンバ11を含む。この
真空反応チャンバ11は円筒形側板12、上板13およ
び底板14からなされる。真空反応チャンバ11は密閉
状態を維持するために円筒形側板12と上板13、円筒
形側板12と底板14の間にはそれぞれO−リングシー
ル(O-ring selas)15A,15Bが設けられている。
【0011】上板13は誘電体窓として、石英材で形成
されている。誘電体窓13は石英材以外に、RFを通過
させるが赤外線を透過させないAl2O 3のようなセラミ
ックス絶縁材でなることもあり得る。
されている。誘電体窓13は石英材以外に、RFを通過
させるが赤外線を透過させないAl2O 3のようなセラミ
ックス絶縁材でなることもあり得る。
【0012】本実施例では真空反応チャンバ11内で選
択された薄膜を蒸着する際、誘電体窓13がエッチング
され酸素または不純物が真空反応チャンバ11へ流入さ
れることを防止するために誘電体窓13の真空反応チャ
ンバ11内側の表面に酸素を含まないシリコン層16を
有する。酸素を含まないシリコン層16は非晶質シリコ
ン層からなり、非晶質シリコン層は約1000Åの厚さ
を有する。非晶質シリコン層以外に窒化シリコン層、ま
たは炭化シリコン層を使用することもできる。これが本
実施例の重要な特性をなされるものである。
択された薄膜を蒸着する際、誘電体窓13がエッチング
され酸素または不純物が真空反応チャンバ11へ流入さ
れることを防止するために誘電体窓13の真空反応チャ
ンバ11内側の表面に酸素を含まないシリコン層16を
有する。酸素を含まないシリコン層16は非晶質シリコ
ン層からなり、非晶質シリコン層は約1000Åの厚さ
を有する。非晶質シリコン層以外に窒化シリコン層、ま
たは炭化シリコン層を使用することもできる。これが本
実施例の重要な特性をなされるものである。
【0013】誘電体窓13の上面にはRF電力を印加で
きるアンテナ17が設けられている。アンテナ17は大面
積適用が容易で優れた均一性および単純な形態を示すス
パイラル形状が好ましい(refer to H. Sugai et., a
l., Jpn. Appl., Phys. 33, 2189, 1994 & Y. Horiike
et., al., J. Vac.S.Sci. Technol.A13(3),801,1995
)。本実施例では図2Aおよび図2Bに図示されてい
るように1011〜1012cm-3のプラズマ密度を得るために2
種類のスパイラル形状アンテナ中いずれか一つを使用す
ることが好ましい。図面中、参照番号17aと17a’
はRF電力の印加を受ける端子等であり、17bはコイ
ルである。
きるアンテナ17が設けられている。アンテナ17は大面
積適用が容易で優れた均一性および単純な形態を示すス
パイラル形状が好ましい(refer to H. Sugai et., a
l., Jpn. Appl., Phys. 33, 2189, 1994 & Y. Horiike
et., al., J. Vac.S.Sci. Technol.A13(3),801,1995
)。本実施例では図2Aおよび図2Bに図示されてい
るように1011〜1012cm-3のプラズマ密度を得るために2
種類のスパイラル形状アンテナ中いずれか一つを使用す
ることが好ましい。図面中、参照番号17aと17a’
はRF電力の印加を受ける端子等であり、17bはコイ
ルである。
【0014】アンテナ17はまたマッチングボックス
(matching box)18に接触されており、マッチングボ
ックス18はRF電源19に接触されている。
(matching box)18に接触されており、マッチングボ
ックス18はRF電源19に接触されている。
【0015】底板14はその中央部を貫通してステージ
20が設けられており、このステージ20の上面には被
加工物、例えばガラス基板21が載置される。底板14
の一側には排気ライン22が設けられている。ステージ
20は底板14と電気的に絶縁されていなければならな
い。ステージ20はプラズマ蒸着のために必要な冷却お
よび加熱能を有するように設計されている。
20が設けられており、このステージ20の上面には被
加工物、例えばガラス基板21が載置される。底板14
の一側には排気ライン22が設けられている。ステージ
20は底板14と電気的に絶縁されていなければならな
い。ステージ20はプラズマ蒸着のために必要な冷却お
よび加熱能を有するように設計されている。
【0016】また、反応ガス(reactant gas)は真空反
応チャンバ11内へ一つ以上のガス供給管によって供給
され、本実施例では図面に2個のガス供給管24,25
を示す。また、2種類以上の反応ガスを供給するために
多数個のガス貯蔵タンク23がガス供給管24,25と
連結されている。
応チャンバ11内へ一つ以上のガス供給管によって供給
され、本実施例では図面に2個のガス供給管24,25
を示す。また、2種類以上の反応ガスを供給するために
多数個のガス貯蔵タンク23がガス供給管24,25と
連結されている。
【0017】ガス供給管24,25は反応ガスを大面積
に均一に供給するために真空反応チャンバ11の中央部
に位置するように形成されたリング形状部24A,25
Aを含む。またリング形状部24A,25Aの回りには
それぞれ一定な間隔で多数のノズル24B,25Bが形
成されている。
に均一に供給するために真空反応チャンバ11の中央部
に位置するように形成されたリング形状部24A,25
Aを含む。またリング形状部24A,25Aの回りには
それぞれ一定な間隔で多数のノズル24B,25Bが形
成されている。
【0018】蒸着時、RF電力がスパイラルアンテナに
印加され、予め選択された反応ガスがガス貯蔵タンク2
3からガス供給管24,25に供給される。ガス供給管
に供給されたガスはリング形状部24A,25Aに形成
された多数のノズル24B,25Bを通じてチャンバ内
へ供給されると、供給されたガス等は均一で高い密度例
えば1011〜1012cm-3のピークイオン密度(peak ion
density)の誘導結合形プラズマを形成するようにな
る。
印加され、予め選択された反応ガスがガス貯蔵タンク2
3からガス供給管24,25に供給される。ガス供給管
に供給されたガスはリング形状部24A,25Aに形成
された多数のノズル24B,25Bを通じてチャンバ内
へ供給されると、供給されたガス等は均一で高い密度例
えば1011〜1012cm-3のピークイオン密度(peak ion
density)の誘導結合形プラズマを形成するようにな
る。
【0019】本実施例では誘導結合形プラズマから形成
される非晶質シリコン薄膜を形成するために、SiH
4 ,Si2 H6,SiH2 Cl2 /H2 等のシリコンソー
スガスが使用され、シリコン窒化膜を形成するためにS
iH4 /N2 ,SiH4 /NH3 ,SiH2 Cl2 /N
H3 /H2 ,等の窒化シリコンソースガスが使用され
る。
される非晶質シリコン薄膜を形成するために、SiH
4 ,Si2 H6,SiH2 Cl2 /H2 等のシリコンソー
スガスが使用され、シリコン窒化膜を形成するためにS
iH4 /N2 ,SiH4 /NH3 ,SiH2 Cl2 /N
H3 /H2 ,等の窒化シリコンソースガスが使用され
る。
【0020】以下、本実施例による誘導結合形プラズマ
CVD装置によって製造された色々な薄膜の薄特性を注
意してみる。
CVD装置によって製造された色々な薄膜の薄特性を注
意してみる。
【0021】図3は本実施例によって製造された非晶質
シリコン薄膜のFT−IR特性(Fourier transform in
frared characteristic)を図3に示した。ここでは単結
晶シリコンウェーハ上に蒸着された非晶質シリコン薄膜
をBOMEN100 FT−IRスペクトロスコ−プを
使用して赤外線領域での透過度(Transmittance )を測
定した。赤外線領域でのスペクトル結果から波数(wave
number)2000cm-11でSi−Hボンド(Si-H bond)
のストレッチモード(stretch mode)が表れたことが分
かり、波数610cm-1ではSi−Hボンド(Si-H bond)
のベンドモード(bend mode)が表れたことを分かる。従
って、本実施例によって形成された非晶質シリコン薄膜
は典型的な非晶質シリコン薄膜である。本実施例によっ
て製造された非晶質シリコン薄膜ではSi−H2 ボンド
(bond)が発見されず、Si−Hボンド(bond)から計
算された薄膜内の水素含有量は14at.%と示され
た。
シリコン薄膜のFT−IR特性(Fourier transform in
frared characteristic)を図3に示した。ここでは単結
晶シリコンウェーハ上に蒸着された非晶質シリコン薄膜
をBOMEN100 FT−IRスペクトロスコ−プを
使用して赤外線領域での透過度(Transmittance )を測
定した。赤外線領域でのスペクトル結果から波数(wave
number)2000cm-11でSi−Hボンド(Si-H bond)
のストレッチモード(stretch mode)が表れたことが分
かり、波数610cm-1ではSi−Hボンド(Si-H bond)
のベンドモード(bend mode)が表れたことを分かる。従
って、本実施例によって形成された非晶質シリコン薄膜
は典型的な非晶質シリコン薄膜である。本実施例によっ
て製造された非晶質シリコン薄膜ではSi−H2 ボンド
(bond)が発見されず、Si−Hボンド(bond)から計
算された薄膜内の水素含有量は14at.%と示され
た。
【0022】図4は本実施例により製作された誘導結合
形プラズマCVD装置で製造された非晶質シリコン薄膜
の電気伝導度特性を示したグラフである。ここではCo
rning7059のガラス基板上に蒸着された薄膜に
熱蒸着方法でアルミニウムをコプレナ電極形態(coplan
ar electrode shape)に蒸着し、誘導結合形プラズマC
VD装置のステージ上に付着した後、Keithleyelectrom
eter617とKeithley multimeter197を使用して
温度による電気伝導度を測定した。測定された結果から
計算された常温での暗電気伝導度(dark conductivity
)は4.3×10-12 Ω-1cm-1であり、測定された結
果から計算されたAM−1条件(100mW/cm2)での
光電気伝導度(photoconductivity )は1.4×10-5
Ω-1cm-1であった。また活性化エネルギーは1.05e
Vであった。従って、本実施例により蒸着された非晶質
シリコン薄膜の光感度は3×106 であるのでこの非晶
質シリコン材料が優れた物性を示していることが分か
る。
形プラズマCVD装置で製造された非晶質シリコン薄膜
の電気伝導度特性を示したグラフである。ここではCo
rning7059のガラス基板上に蒸着された薄膜に
熱蒸着方法でアルミニウムをコプレナ電極形態(coplan
ar electrode shape)に蒸着し、誘導結合形プラズマC
VD装置のステージ上に付着した後、Keithleyelectrom
eter617とKeithley multimeter197を使用して
温度による電気伝導度を測定した。測定された結果から
計算された常温での暗電気伝導度(dark conductivity
)は4.3×10-12 Ω-1cm-1であり、測定された結
果から計算されたAM−1条件(100mW/cm2)での
光電気伝導度(photoconductivity )は1.4×10-5
Ω-1cm-1であった。また活性化エネルギーは1.05e
Vであった。従って、本実施例により蒸着された非晶質
シリコン薄膜の光感度は3×106 であるのでこの非晶
質シリコン材料が優れた物性を示していることが分か
る。
【0023】図5は本実施例による誘導結合形プラズマ
CVD装置で製造された非晶質シリコン薄膜の光学的バ
ンドギャップ(optical band gap)を示すグラフであ
る。Corning 7059のガラス基板上に蒸着された薄膜
を紫外線/可視光線スペクトロホットミター(UV/VIS
spectrophotometer)を用いて光吸収計数(α)を測定
した。測定された光吸収計数を用いて光学的バンドギャ
ップを下記式によって得た。 (αhν)1/2 =B(E−Eg opt) ここで、Bはバンドの傾きを示す定数、hνは入射され
た光の光子エネルギー、αは光吸収係数、Eg optは光学
的バンドギャップを示す。
CVD装置で製造された非晶質シリコン薄膜の光学的バ
ンドギャップ(optical band gap)を示すグラフであ
る。Corning 7059のガラス基板上に蒸着された薄膜
を紫外線/可視光線スペクトロホットミター(UV/VIS
spectrophotometer)を用いて光吸収計数(α)を測定
した。測定された光吸収計数を用いて光学的バンドギャ
ップを下記式によって得た。 (αhν)1/2 =B(E−Eg opt) ここで、Bはバンドの傾きを示す定数、hνは入射され
た光の光子エネルギー、αは光吸収係数、Eg optは光学
的バンドギャップを示す。
【0024】図5に図示されたように、光学的バンドゲ
ップは1.78eVであり、これから本実施例の非晶質
シリコン薄膜は典型的な非晶質シリコン薄膜であること
が分かる。
ップは1.78eVであり、これから本実施例の非晶質
シリコン薄膜は典型的な非晶質シリコン薄膜であること
が分かる。
【0025】図6は本実施例による誘導結合形プラズマ
CVD装置でH2 /SiH4 比率によって蒸着された微
細結晶質シリコン薄膜のラマン散乱(Ramam scatterin
g)から得た結晶化度(Degree of crystallization )
と全幅半値(Full−Width at Half Maximum [FWHM])
を示すグラフである。Corning 7059のガラス基板上
に蒸着された微細結晶質シリコン薄膜をラマンスペクト
ロスコープ(Ramamspectroscope)を使用して結晶化度
および全幅半値を求めた(refer to H . Kakinumaeta
l.,Jpn .J .Appl.Phys.70,7374,199
1)。また、走査電子顕微鏡(SEM )を使用して微細結
晶質の大きさを測定した。測定結果、微細結晶質の大き
さは200Å〜400Åであり、結晶化度は図6に図示
されたように、70%〜73%であることが分かる。こ
の値等は典型的な微細結晶粒の大きさが30Å〜200
Åであり結晶化度は数%から70%である点を考慮する
際、本実施例の微細結晶粒シリコン薄膜は優れた薄膜で
あることが分かる。
CVD装置でH2 /SiH4 比率によって蒸着された微
細結晶質シリコン薄膜のラマン散乱(Ramam scatterin
g)から得た結晶化度(Degree of crystallization )
と全幅半値(Full−Width at Half Maximum [FWHM])
を示すグラフである。Corning 7059のガラス基板上
に蒸着された微細結晶質シリコン薄膜をラマンスペクト
ロスコープ(Ramamspectroscope)を使用して結晶化度
および全幅半値を求めた(refer to H . Kakinumaeta
l.,Jpn .J .Appl.Phys.70,7374,199
1)。また、走査電子顕微鏡(SEM )を使用して微細結
晶質の大きさを測定した。測定結果、微細結晶質の大き
さは200Å〜400Åであり、結晶化度は図6に図示
されたように、70%〜73%であることが分かる。こ
の値等は典型的な微細結晶粒の大きさが30Å〜200
Åであり結晶化度は数%から70%である点を考慮する
際、本実施例の微細結晶粒シリコン薄膜は優れた薄膜で
あることが分かる。
【0026】図7は実施例によって製造された非晶質シ
リコン薄膜のFT−IR特性(Fourier transform in
frared characteristics )を示した。ここでは電気伝
導度が大きい単結晶シリコンウェーハ上に蒸着された窒
化シリコン薄膜をBOMEN 100FT−IRスペクトロスコー
プを使用して紫外線領域での透過度(transmittance)を
測定した。紫外線領域でのスペクトル結果から、波数
(Wave number)3340cm-1でN−Hボンド(N −H
bond)のストレッチモード(stretch mode)が表れたこ
とを分かり波数1150cm-1ではN−Hボンド(N−H
bond)のベンドモ−ド(bend mode)が表れたことが分
かる。また、波数(wave number)840cm-1でSi−
Nボンド(Si−N bond)が表れたことが分かる。
リコン薄膜のFT−IR特性(Fourier transform in
frared characteristics )を示した。ここでは電気伝
導度が大きい単結晶シリコンウェーハ上に蒸着された窒
化シリコン薄膜をBOMEN 100FT−IRスペクトロスコー
プを使用して紫外線領域での透過度(transmittance)を
測定した。紫外線領域でのスペクトル結果から、波数
(Wave number)3340cm-1でN−Hボンド(N −H
bond)のストレッチモード(stretch mode)が表れたこ
とを分かり波数1150cm-1ではN−Hボンド(N−H
bond)のベンドモ−ド(bend mode)が表れたことが分
かる。また、波数(wave number)840cm-1でSi−
Nボンド(Si−N bond)が表れたことが分かる。
【0027】従って、本実施例により形成された窒化シ
リコン薄膜は典型的な窒化シリコン薄膜であることが分
かる。
リコン薄膜は典型的な窒化シリコン薄膜であることが分
かる。
【0028】図8は本実施例により製作された誘導結合
形プラズマCVD装置で製造された窒化シリコン薄膜の
電流−電圧特性を示したグラフである。ここでは非抵抗
が10〜15Ωcmであるp型のシリコンウェーハ上に厚
さ1000Åの窒化シリコン薄膜を蒸着した後、熱蒸着
方法で真空から直径1mmのアルミニウムを形成して、
MIS構造体を製作した。Keithley electrometerr6
17Aを使用してこの構造体の電流電圧特性を測定した。
この測定結果は、図8に図示されたように、降伏電圧は
7MVであり、電流密度は1MV/cmで約10-10A/cm2 で
あることが分かる。
形プラズマCVD装置で製造された窒化シリコン薄膜の
電流−電圧特性を示したグラフである。ここでは非抵抗
が10〜15Ωcmであるp型のシリコンウェーハ上に厚
さ1000Åの窒化シリコン薄膜を蒸着した後、熱蒸着
方法で真空から直径1mmのアルミニウムを形成して、
MIS構造体を製作した。Keithley electrometerr6
17Aを使用してこの構造体の電流電圧特性を測定した。
この測定結果は、図8に図示されたように、降伏電圧は
7MVであり、電流密度は1MV/cmで約10-10A/cm2 で
あることが分かる。
【0029】
【発明の効果】本実施例で分かるように、本発明による
誘導結合形プラズマCVD装置は、誘電体窓の表面に酸
素を含まないシリコン層が形成されており、ガス供給手
段に連結されたリング形状部がチャンバの中央部に位置
するように設けられており、またリング形状部の回りに
は一定な間隔をおいてガス注入口が多数形成されている
ので、高密度の均一なプラズマをチャンバ内部で得るこ
とができる。従って、本発明によれば、光感度、電気伝
導度、活性化エネルギー、光学的バンドギャップのよう
な薄膜の特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を得ること
でき、降伏電圧、電流密度のような薄膜の特性が優れ均
一な窒化シリコン膜を得ることでき、または結晶粒の大
きさが微細であり均一なシリコン薄膜を得ることができ
る。その上に、電界効果移動度、臨界電圧のような電気
的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を含む薄膜トラン
ジスターを得ることができるので、高品位のTFT- LCDを
製造できる。
誘導結合形プラズマCVD装置は、誘電体窓の表面に酸
素を含まないシリコン層が形成されており、ガス供給手
段に連結されたリング形状部がチャンバの中央部に位置
するように設けられており、またリング形状部の回りに
は一定な間隔をおいてガス注入口が多数形成されている
ので、高密度の均一なプラズマをチャンバ内部で得るこ
とができる。従って、本発明によれば、光感度、電気伝
導度、活性化エネルギー、光学的バンドギャップのよう
な薄膜の特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を得ること
でき、降伏電圧、電流密度のような薄膜の特性が優れ均
一な窒化シリコン膜を得ることでき、または結晶粒の大
きさが微細であり均一なシリコン薄膜を得ることができ
る。その上に、電界効果移動度、臨界電圧のような電気
的特性が優れ均一な非晶質シリコン膜を含む薄膜トラン
ジスターを得ることができるので、高品位のTFT- LCDを
製造できる。
【図1】本発明の誘導結合形プラズマCVD装置の実施
例を示す設計図である。
例を示す設計図である。
【図2】(A)は図1の誘導結合形プラズマCVD装置
に使用されるアンテナの構造を示す概略図、(B)は図
1の誘導結合形プラズマCVD装置に使用される変形例
のアンテナの構造を示す概略図である。
に使用されるアンテナの構造を示す概略図、(B)は図
1の誘導結合形プラズマCVD装置に使用される変形例
のアンテナの構造を示す概略図である。
【図3】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
のFT−IR特性を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
のFT−IR特性を示すグラフである。
【図4】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
の電気伝導度特性を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
の電気伝導度特性を示すグラフである。
【図5】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
の光学的バンドギャップ特性を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された非晶質シリコン薄膜
の光学的バンドギャップ特性を示すグラフである。
【図6】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された微細結晶質シリコン
薄膜の結晶化度およびラマンピークの全幅半値(FWHM)
を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された微細結晶質シリコン
薄膜の結晶化度およびラマンピークの全幅半値(FWHM)
を示すグラフである。
【図7】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された窒化シリコン薄膜の
FT−IR特性を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された窒化シリコン薄膜の
FT−IR特性を示すグラフである。
【図8】本発明の一実施例によって製造された誘導結合
形プラズマCVD装置で蒸着された窒化シリコン薄膜の
電流−電圧特性を示すグラフである。
形プラズマCVD装置で蒸着された窒化シリコン薄膜の
電流−電圧特性を示すグラフである。
10:誘導結合形プラズマCVD 11:真空反応チャンバ 12:円通形側板 13:上板 14:底板 15A、15B:Oリングシール 16:シリコン層 17:アンテナ 18:マッチングボックス 19:RF電原 20:ステージ 21:ガラス基板 22:排気ライン 23:ガス貯蔵タンク 24,25:ガス供給管 24A,25A:リング形状部 24B,25B:ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン ジン 大韓民国,ソウル,ソチョーク チャムウ ォン−ドン53 ヒュンダイアパート102− 1103 (72)発明者 金 在 ▲ガク▼ 大韓民国,ソウル,東大門区 回基洞 1 番地 慶煕大学校 物理学科内 (72)発明者 趙 世 一 大韓民国,ソウル,東大門区 回基洞 1 番地 慶煕大学校 物理学科内
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも一部分が誘電体窓(dielectr
ic shield)で囲まれた内部空間を有する真空反応チャン
バとして、前記誘電体窓の反応チャンバ内側の表面に酸
素を含まないシリコン層を有する真空反応チャンバ;前
記反応チャンバの内部空間で反応ガスを導入する手段;
前記反応チャンバ外の前記誘電体窓に隣接して置かれて
いる、RF電力が印加が可能なアンテナ;前記アンテナ
にRF電源をカプリングするための手段;前記反応チャ
ンバの内部空間にある被加工物を加熱するために設けら
れたステージ;および前記反応チャンバの内部空間を排
気するための排気手段からなる誘導結合形プラズマCV
D装置。 - 【請求項2】 前記酸素を含まないシリコン層は非晶質
シリコン層、窒化シリコン層又は炭化シリコン層である
ことを特徴とする請求項1に記載の誘導結合形プラズマ
CVD装置。 - 【請求項3】 前記反応ガス導入手段は前記反応チャン
バに少なくとも2種類の反応ガスを所定量供給可能で、
また前記導入手段は前記チャンバの中央部に位置するリ
ング形状部を含むことを特徴とする請求項1に記載の誘
導結合形プラズマCVD装置。 - 【請求項4】 前記反応ガス導入手段のリング形状部は
その回りに一定な間隔で多数のノズル(nozzle)が形成さ
れていることを特徴とする請求項3に記載の誘導結合形
プラズマCVD装置。 - 【請求項5】 前記アンテナは螺旋形状(a spiral ant
enna)であることを特徴とする請求項3に記載の誘導結
合形プラズマCVD装置。 - 【請求項6】 前記アンテナは螺旋形状であることを特
徴とする請求項4に記載の誘導結合形プラズマCVD装
置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19960007201 | 1996-03-18 | ||
| KR19960021113 | 1996-06-13 | ||
| KR1996P7201 | 1996-06-13 | ||
| KR1996P21113 | 1996-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081973A true JPH1081973A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=26631682
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9084596A Pending JPH1081973A (ja) | 1996-03-18 | 1997-03-18 | 誘導結合形プラズマcvd装置 |
| JP9084597A Pending JPH1027762A (ja) | 1996-03-18 | 1997-03-18 | 誘導結合形プラズマcvd方法及びこれを用いて生成された非晶質シリコン薄膜,及び、窒化シリコン膜,非晶質薄膜トランジスタ |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9084597A Pending JPH1027762A (ja) | 1996-03-18 | 1997-03-18 | 誘導結合形プラズマcvd方法及びこれを用いて生成された非晶質シリコン薄膜,及び、窒化シリコン膜,非晶質薄膜トランジスタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5951773A (ja) |
| JP (2) | JPH1081973A (ja) |
| KR (2) | KR100469134B1 (ja) |
| DE (2) | DE19711267A1 (ja) |
| GB (2) | GB2311299B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1999000829A1 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing thin semiconductor film and apparatus therefor |
| WO1999038912A1 (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition powder, powder molding process with the same, and moldings |
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| JP2009084585A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 窒化シリコン膜の形成方法 |
| KR101071269B1 (ko) * | 2009-08-25 | 2011-10-10 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 |
Families Citing this family (39)
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