JPS63233520A - 堆積膜形成法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、機能性膜、殊に半導体ディバイス、光学的画
像入力装置用の光入力センサーディバイス、電子写真用
の感光ディバイス液晶駆動回路等の電子ディバイスの用
途に有用な半導体性の堆積膜形成法に関する。

［従来の技術の説明］ 従来、ａ　ｔｆｓ性膜、殊に結晶質の半導体膜は、所望
される物理的特性や用途等の視点から個々に適した成膜
方法が採用されている。

例えば、必要に応じて、水素原子（Ｈ）やハロゲン原子
（Ｘ）等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
品質の非単結晶シリコン〔以後ｒＮＯＮ−３ｉ　（Ｈ、
Ｘ）　Ｊ　ト略記１．、ソノ中テも殊に非晶質シリコン
を示す場合にはｒＡ−３ｉ（Ｈ，Ｘ）Ｊ、多結品質シリ
コンを示す場合にはｒｐｏＪｌｙ−５ｔ　（Ｈ，Ｘ）Ｊ
と記す、）膜等のシリコン系堆積膜〔尚、俗に言う微結
晶シリコンは、Ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）の範　のものである
ことはいうまでもない、〕の形成には、真空蒸着法。

プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、反応スパッタリング法
、イオンブレーティング法、光ＣＶＤ法などが試みられ
ており、一般的には、プラズマＣＶＤ法が至適なものと
して用いられ、企業化もされているところである。

［発明が解決しようとする問題点］ 両生ら、従来から一般化されているプラズマＣＶＤ法に
よるシリコン系堆ｔａ膜の形成における反応プロセスは
、従来のＣＶＤ法に比較してかなり′４１雑であり、そ
の反応機構も不明な点が多々ある。又、その堆積膜の形
成パラメーターも、例えば、基体温度、導入ガスの流量
と比、形成時の圧力、高周波電力、電極構造−反応容器
の構造、排気の速度、プラズマ発生方式など多くあり、
これらの多くのパラメータの組み合せによるため、時に
はプラズマが不安定な状態になり、形成された堆積膜に
著しい悪影響を与えることが少なくなかった。そのうえ
、装置特有のパラメータを装置ごとに選定しなければな
らず、したがって製造条件を一般化することがむずかし
いというのが実状であった。

又、プラズマＣＶＤ法において結晶質のシリコン系堆積
膜を形成する場合には、成膜用の基体の配されている成
膜空間に於て高出力の高周波或いはマイクロ波等によっ
てプラズマを生成させるため、これにより発生する電子
や多数のイオン種がＪｆ、！２過程に於て膜にダメージ
を与え膜品質の低下、ｙ！２品質の不均一化をもたらし
てしまったりする。その上、堆＠１膜の結晶化の条件が
狭く、シたがって特性の安定した多結品質の堆積膜を生
産することは困難とされている。

ところで、シリコン、ゲルマニウム、ｎ−ｖｔ族及び■
−ｖ族半導体等のエピタキシャル堆積膜の形成には、大
きく分けて気相エピタキシー及び液相エピタキシーが用
いられている（一般にエピタキシーの厳密な定義として
は、単結晶上へその単結晶軸と結晶軸のそろった単結晶
を成長させることであるが、ここではやや広義にエピタ
キシーを解釈することにし、単結晶基板上への成長に限
られるものではない）。

液相エペータキシーは、溶かして液体にした全屈の溶媒
中に半導体用の原料を高温で過飽和状態まで溶解させ、
溶液を冷却させることにより基板上に半導体結晶を析出
させる方法である。この方法によると、結晶は各種のエ
ピタキシー技術の中で最も熱平衡に近い状態で作成され
る為完全性の高い結晶が得られる反面、量産性が悪く１
表面状遥か悪い為、８くかつ厚さが均一なエピタキシャ
ル層を必要とする光デバイスなどでは、デバイス製作上
の歩留りや、デバイスの特性に影響を及ぼす等の問題を
ともなうことから、あまり用いられていない。

他方、気相エピタキシーは真空蒸着法、スパックリング
法などの物理的方法又は金属塩化物の水素還元法、有機
金属又は金属水素化物の熱分解法などの化学的方法等に
より試みられている。中でも真空蒸着法の一種である分
子線エピタキシーは超高真空下でのドライプロセスであ
る為、結晶の高純度化、低温成長が可能であり組成や濃
度の制御性が良く比較的平坦な堆ｍ膜が得られるという
利点があるが、成膜装置に甚大な費用がかかることに加
えて、表面欠陥密度が大きいこと、そして分子線の指向
性の有効な制御法が未開発であり、そしてまた、大面積
化が困難であること及び量産性があまり良くないな、と
多くの問題があることから、企業化されるＫは至ってい
ない。

金属塩化物の水素還元法あるいは有機金属又は金属水素
化物の熱分解法は、一般的にはハライドＣＶＤ法、ハイ
ドライドＣＶＤ法、ＭＯ−ＣＶＤ法と呼ばれるものであ
り、これらについては、成膜装置が比較的容易に作製で
き、原料とされる金属塩化物、全屈水素化物及び有機金
属について純度の高いものが容易に入手出来るようにな
ったことから、現在では輻広く研究され各種デバイスへ
の応用も検討されている。

両生ら、これらの方法にあっては、基体温度を還元反応
又は熱分解反応が起こる程度以上の高温に加熱する必要
があり、したがって、基体材料の選択範囲が制限され、
又原料の分解が不十分であると３に票あるいはハロゲン
等の不純物による汚染が惹起されやすく、ドーピングの
制御性が悪いなどの欠点を有している。そしてまた、堆
積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚均一化、膜
品質の均一性を十分満足させしかも高速成膜によって再
現性のある量産化を図るという要望があるところ、そう
した要望を満足する実用回旋な特性を維持しながらの量
産化を可能にする技術は未だ確立されていないのが実情
である ［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、省エネルギー化を図ると同時に
膜品質の管理が容易で大面精に亘って所望の特性の半導
体性の結晶質の堆ｖｉ膜が得られる塩１１１膜形成法を
提供することにある。

本発明の他の目的は、生産性、量産性に優れ、高品質で
電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた結晶室
の堆積膜を筒便にして効率的に形成できる堆積膜形成用
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、堆積膜形成用の原料ガス（Ｐ）あるいはその
活性種と、該原料ガスあるいはその活性種と化学的相互
作用をする、を膜用のガス（Ｑ）あるいはその活性種と
を夫々別々にｄｔ膜室空間導入して、化学反応させる車
によって基体上に堆積膜を形成する事を特徴とする堆積
膜形成用に於て、堆積膜形成用の原料ガス（Ｐ）以外の
ガス（Ｉ）を部分的に吸着させた基体上に堆ｖＫ膜を形
成することを特徴とする堆積膜形成用である。

前記ガス（Ｉ）を部分的に吸着させた基体は。

基体全面に前記ガス（Ｉ）を吸着させ、これを。

電磁波あるいは放射線あるいは熱のエネルギーにより、
部分的に除去することによって得られる。

ここで、前記ガス（Ｉ）が吸着した基体表面に対する堆
積膜の核形成密度が、前記ガス（Ｉ）の除去された基体
表面の核形成密度に対し、抑制されるような性質をもつ
ガス（Ｉ）を用いることにより、前記ガス（１）の除去
された部分にのみ、堆積膜の結晶核を形成することがで
きる。

さらに、前記ガス（Ｉ）を除去する位置及び面積及び形
状を制御することにより、結晶成長の核の位置及び核形
成領域の面精及び形状を制御することができ、それによ
って、結晶粒の大きさ、位置、形状などを制御した、目
的に合わせた特性の結晶質の塩８１膜を所望の領域に堆
精することができる。

前記ガス（Ｉ）が吸着した基体表面と、除去された基体
表面で核形成密度が異なるには、基体表面とガス（りが
吸着した表面の間で、成膜用原料ガス（Ｐ）の吸着係数
または吸着した原料ガス（Ｐ）の脱離量または原料ガス
（Ｐ）の表面拡散速度が異なるかあるいはガス（Ｉ）に
よる堆績物賀のエツチング現象のいずれかまたそれらの
組合せが必要である。したがって吸着させるガス（Ｉ）
の選択にあたっては、基体の種類、基体の温度、基体の
表面処理と原料ガス（Ｐ）の種類と吸着ガス（Ｉ）の関
係を相互に考慮しなければならない、吸着ガス（Ｉ）の
種類としては、前記基体条件、原料ガス（Ｐ）の種類に
よるが、例えば、Ｆ２　、Ｃ１２，ガス化したＢｒ２．
Ｉ２などのハロゲン、ＣＨＦ３　、ＣＦ４　、Ｃ２Ｆｂ
　。

ＣＣ見ｓ、ＣＢｒＦ３．ＣＣ１ｔ　Ｆ２　、ＣＣｌ３Ｆ
。

ＣＣｌＦ３．Ｃ２Ｃ１ｚ　Ｆ４などのハロゲン化炭素、
ＢＣＪ１３　、ＢＦｚなどのハロゲン化ホウ素をはじめ
とするＳＦ６、ＮＦ３　、ＰＦｓ　、などのハロゲン化
物、更にこれらのガスによるＦ”、Ｃ１串などのラジカ
ル、ＣＦ３争、ＣＣ１ｚ◆などのイオンが用いられる。

これらは混合して用いることもできるし、膜に影響を及
ぼさない程度の０２　、Ｉ２．その他ガスを添加するこ
ともできる。

次に吸着ガス（Ｉ）を部分的に吸着させた基体の吸着ガ
ス（Ｉ）を除去した部分に選択的に結晶核を成長させ、
該結晶核より結晶粒の大きさ、位置、形状等を制御した
目的に合わせた特性の結晶質の堆積膜を所望の領域に堆
積するにあたり、基体表面に対するプラズマあるいは高
速イオン等によるダメージがなく、耐熱性に依らない広
範囲な基体材料の選択が可ｆ！であり、省エネルギー化
を図ると同時に膜品質の管理が容易で、大面積に亘って
均一な膜質及び特性を有する結晶質の堆積膜を得られる
成膜法として１例えば、次の方法が好適である。

即ち、基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内に、ケ
イ素とハロゲンを含む化合物を分解することにより゛生
成される活性種（Ａ）と、該活性種（Ａ）と化学的相互
作用をする、成膜用の化学物質より生成される活性種（
Ｂ）とを夫々別々に導入して、化学反応させる事によっ
て、前記基体上に堆＠１膜を形成する事を特徴とする堆
ａ膜形成法である。

本方法では、堆積膜を形成する為の成膜空間においてプ
ラズマを生起させることがないので、形成される堆結膜
は、エツチング作用、或いはその他の例えば異常放電作
用などによる悪影響を受けることはない。

本方法が従来のＣＶＤ法と違う点の１つは、あらかじめ
成膜空間とは異なる空間（以下、活性化空間という）に
於いて活性化された活性種を使う車である。このことに
より、従来のＣＶＤ法より成膜速度を飛躍的に伸ばすこ
とができ、加えて堆積膜形成の際の基体温度も一層の低
温化を図ることが可能になり、膜品質の安定した堆積膜
を工業的に大量に、しかも低コストで提供できる０本方
法では、を膜室間に導入される活性化空間（Ａ）からの
活性８（Ａ）は生産性及び取り扱い易さなどの点から、
その寿命が、１秒以上、より好ましくは１秒以上、最適
には１０秒以上あるものが、所望に従って選択されて使
用され、この活性種（Ａ）の構成要素が成膜空間で形成
させる堆積膜を構成する成分を構成するものとなる。又
、成膜用の化学物質は、活性化空間（Ｂ）に於いて活性
化エネルギーを作用されて活性化されて、成膜空間に導
入され、堆ｔａ膜を形成する際、同時に活性化空間（Ａ
）から導入され、形成される堆積膜の構Ｉ＆成分となる
構成要素を含む活性！！　（Ａ）と化学的に相互作用す
る。その結果、所望の基体上に所望の堆ａ膜が容易に形
成される。

本方法の堆ａ膜形成方法では、化学反応によって生成さ
れるハロゲン、ハロゲン化合物、又はその励起種が生成
され、上記のハロゲン系物質が存在する場合に、膜堆積
の最中にエツチングが生じる。エツチングは反応によっ
て生じるハロゲン。

ハロゲン化合物及びその励起種の表面での反応によって
生じる。多くの場合１表面でハロゲンと水素との反応が
起こり、ハロゲン化水素として表面から離脱していくこ
とにより生じる。このようなエツチング反応と堆積反応
を制御することにより、単結晶あるいは多結晶を成長さ
せることができる。

Ｓｉの多結晶成長時には成長速度の面方位依存性がある
。これは膜堆積方法や堆載条件により異なるが１本方法
では（１１０）＞（１１１）＞（１００）が優勢である
０本方法に於ては特に基体上に核形成を促進する部分を
段数することによリ、前記配向性を強く、成長速度を速
くすることが可能である。そして、（１１０）面のみに
配向したグレインサイズの大きな多結晶の堆積が可能で
あるばかりか核の大きさ、形、間隔、材料などを制御す
ることにより単結晶をも成長することが可ず砒である。

本方法において、活性化空間（Ａ）に導入されるケイ素
とハロゲンを含む化合物としては１例えば鎖状または環
状シラン化合物の水素原子の一部乃至全部をハロゲン原
子で置換した化合物が用いられ、具体的には１例えば、
Ｓ　ｉｕ　Ｙｚｕ＋２（ｕは１以上）整数、ＹはＦ、Ｃ
ｊｌ　Ｂｒ及びＩより選択される少なくとも一種の元素
である。）で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、Ｓ　１ｖ
Ｙ２ｙ　（ｖは３以上の整数、Ｙは前述の意味を有する
。）で示される環状ハロゲン化ケイ素、Ｓ　ｉｕ　Ｈｘ
Ｙｙ（Ｕ及びＹは前述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝２ｕ又
は２ｕ＋２である。）で示される鎖状又は環状化合物な
どが挙げられる。

具体的には、例えばＳｉＦ４　、Ｓｉｚ　Ｆ６゜（Ｓ　
ｉ　Ｆ２　　）　５　　、　（ＳｉＦｚ　　）４　　、
Ｓｉｚ　　Ｆ６　　。

Ｓｉ３　　Ｆａ　　、　　５ｉＨＦｚ　　、　　ＳｉＨ
２Ｆ２　　。

５ｉＣ１ｓ　　、　（ＳｉＣＬ２　　）ｓ　　、ＳｉＢ
ｒ４　、（ＳｉＢｒ２）！ｌ　、Ｓｉ、＋　　Ｃｆ１ｂ
　、Ｓｉ２　Ｂｒ６．５ｉＨＣ１３、５ｉＨＢｒ３．５
ｉＨｉ３　、Ｓ　１２Ｃ１３Ｆ３などのガス状態の又は
容易にガス化し得るものが挙げられる。

活性種（Ａ）を生成させるためには、前記ケイ素とハロ
ゲンを含む化合物に加えて、必要に応じてケイ素単体等
他のケイ素化合物、水素、ハロゲン化合物（例えばＦ２
ガス、Ｃ１２ガス、ガス化したＢｒ２．Ｉ２等）などを
併用することができる。

本方法において、活性化空間（Ａ）及び（Ｂ）で活性種
（Ａ）及び（Ｂ）を夫々生成させる方法としては、各々
の条件、装置を考慮してマイクロ波、ＲＦ、低周波、Ｄ
Ｃ等の電気エネルギー、ヒータ加熱、赤外線加熱等によ
る熱エネルギー、光エネルギーなどの活性化エネルギー
が使用される。

本方法で用いられる、活性化空間（Ｂ）に於て、活性種
ＣＢ）を生成させる前記成膜用の化学物質としては、水
素ガス及び／又はハロゲン化合物（例えばＦ２ガス、Ｃ
ｆＬｚガス、ガス化したＢｒ２．Ｉ２等）が有利に用い
られる。また、これらの成膜用の化学物質に加えて１例
えばヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスを用い
ることもできる。これらのｒ：＆膜用の化学物質の複数
を用いる場合には、予め混合して活性化空間ＣＢ）内に
ガス状態で導入することもできるし、あるいはこれらの
成膜用の化学物質を夫々独立した供給源から各個別に供
給し、活性化空間（Ｂ）に導入することもできるし、又
夫々独立の活性化空間に導入して、夫々個別に活性化す
ることも出来る。

本方法において、成膜空間に導入される前記活性８（Ａ
）と前記活性種（Ｂ）との量の割合は。

堆積条件、活性種の種類などで適宜所望に従って決めら
れるが、好ましくは１０：１−１＝ｌＯＯ（導入流量比
）が適当であり、より好ましくは４：６〜１：１０とさ
れるのが望ましい。

また本方法により形成される堆ｙｉ膜は、成膜中又はＩ
ＡＪＩＱ後に不純物元素でドーピングすることが可能で
ある。使用する不純物元素としてはｐ型不純物として、
周期律表第■族Ａの元素１例えばＢ、Ａｎ、Ｇａ、Ｉ　
ｎ、Ｔ１等が好適なものとして挙げられ、ｎ型不純物と
しては１周期律表第Ｖ放Ａの元素、例えばＰ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ等が好適なものとして挙げられるが、特にＢ、
Ｇａ、ｐ、ｓｂ等が最適である。ドーピングされる不純
物の量は、所望される電気的・光学的特性に応じて適宜
決定される。

かかる不純物元素を成分として含む物質（不純物導入用
物質）としては、常温常圧でガス状態であり、あるいは
少なくとも活性化条件下で気体であるから、適宜の気化
ｖｃ２１で容易に気化し得る化合物を選択するのが好ま
しい、この様な化合物としては、ＰＨ３、Ｆ２　Ｈ４％
ＰＦ３　、ＰＦｓ、ＰＣＪ１３　、Ａ！ｌＨ３、ＡｓＦ
ｚ　、ＡｓＦ５　、ＡｓＣｌ３．ＳｂＨ３，５ｂＦｓ　
、Ｓ［Ｈ３、ＢＦ３　　、　　ＢＣｌ　３　、　　ＢＢ
ｒ３　　、　　Ｂ２　　Ｈｂ　　、Ｂｓ　　Ｈ＋ｏ、　
　ＢＳ　　Ｂ９　　、　　Ｂｓ　　Ｈ＋＋、　　Ｂｂ　
　Ｈ＋ｏ。

Ｂ６　ＨＩ２、Ａ１０文３等を挙げることができる。

不純物元素を含む化合物は、１種用いても２種以上併用
してもよい。

不純物導入用物質は、活性化空間（Ａ）又は／及び活性
化空間ＣＢ）に、活性種（Ａ）及び活性種（Ｂ）の夫々
を生成する各物質と共に導入されて活性化しても良いし
、或いは、活性化空間（Ａ）及び活性化空間（Ｂ）とは
別の第３の活性化空間（Ｃ）に於て活性化されても良い
、不純物導入用物質を活性化するには、活性種（Ａ）及
び活性種（Ｂ）を生成するに列記された前述の活性化エ
ネルギーを適宜選択して採用することができる。不純物
導入用物質を活性化して生成される活性種（ｐｎ）は活
性種（Ａ）又は／及び活性種（Ｂ）と予め混合されて、
又は、独立に成膜空間に導入される。

以上のような堆積膜形成法を用いて、吸着ガス（Ｉ）を
部分的に吸着させた基体に、選択的に結晶核を成長させ
、該結晶核より結晶粒の直径、位置、形状等を制御した
、目的に合わせた特性の結晶質の堆積膜を大面積に亘っ
て均一に堆積することができる。

以下実施例を示し１本発明について更に詳細に説ＩＪＪ
する。

［実施例１］ 第１図に示す装置を用いて次の用にして本発明の方法に
よる結晶質の堆積膜を形成した。

基体として洗浄済みの平板上のガラス基板（コーニング
社製＃７０５９）を用い、前処理室１０１において、基
体１０２を２５０℃に保って、Ｆ２ガスをＩＯ３Ｃ０Ｍ
流し、圧力を２．０Ｔｏｒｒに５分間保って基体表面全
面にＦ２ガスを吸着させた０次にＡｒイオンレーザ−１
０４を石英窓１０３を通して、ＩＷの出力で試料上のビ
ーム系を５７ｚｍに絞り、レーザーを１００ｃｍ／ｓｅ
ｃの速度で、５ｍｍ間隔で走査し、巾４１Ｌｍ、間隔５
ｍｍの縞状にＦ２ガスの除去された部分を作った。この
ようにして縞状にＦ？ガス除去した表面の基体１０２を
成膜室１０５に搬送して、多結晶シリコンをＦ２を除去
した部分にのみ堆積した。

成膜手法は、Ｆ２ガスを１１００５ＣＣとＡｒガスを３
００５ＣＣＭ、空洞共銅器１０６に流入させ４００Ｗの
マイクロ波でプラズマを起こして水素を励起し、これを
しきり板１０７を通して成膜室１１１１１０５に輸送す
る。一方、熱励起空間１０Ｂに３０ＳＣＣＭのＳｉ２Ｆ
６を流入させ。

ヒータ１０９により７００℃の温度に保って熱励起し、
励起種な成膜空間１０５に輸送する。成膜空間を３００
ｍｍＴｏｒｒに保って、水素の励起種とＳｉ２Ｆ６の熱
励起種を反応させ、基体温度３００℃で１５分間堆積し
たところ、Ｆ２ガスを除去した部分にのみ多結晶Ｓｉ膜
が縞状に堆積した。堆積した部分の膜厚は７４００Ａで
、透過電子顕微鏡写真により１粒径を測定したところ平
均１３Ｌｍ程度であることがわかった。ＲＨＥＥＤで配
向性を調べた結果（１１０）配向であった。

また、前記の縞状に堆積した多結晶Ｓｔの上にグロー放
電法によるｎ°層％Ｓｉ　ＮＪｉ３を堆積、アルミの蒸
着、及びフォトリングラフィの工程を行い、第２図のよ
うな構成の上ゲートコプレナー型ＴＦＴ（ＦＪｌｉ膜）
ランジスタ）を作成した結果、しきい値電圧２．ＩＶ、
電界効果移動度５５ｆｆ１′／Ｖ＠ｓｅｃの値が得られ
た。また、多結晶Ｓｉが縞状に堆積できたことから、省
エネルギー化、薄膜トランジスタの作成工程の簡略化を
はかることができ、大幅なコストダウンが可使となった
。

［実施例２］ 第１図の装置に於て、熱励起室をマイクロ波による励起
に変更し、レーザー照射装置の部分を電子線照射装置に
変更した第３図の装置を用いて、以下のとおり結晶質の
堆積膜を形成した。

前処理室３０１において、ガラス基板（コーニング社製
＃７０５９）Ｋ多結晶ＣａＦ２を１５０ＯＡ蒸若した基
体３０２を３００℃に保って、Ｃ１２ガスを３０５ＣＣ
Ｍ流し、圧力を３．５Ｔｏｒｒに１０分間保って、基体
表面にＣ文？ガスを吸着させた。

次に、第３図の電子線照射装６により、加速電圧１ｋＶ
で、ビーム電流０−１ｍＡ、ビーム径２ルに絞った電子
ビームを３００℃に保った基体３０２に照射し、走査し
ながらシャッターにより電子ビームを断続させて、基体
３０２の表面に吸着したＣｆＬ２ガスを２ＪＬ径のスポ
ットが１１００１Ｌ間隔で格子状に並んだ形に除去した
。

このようにして格子状に並んだスポット形にＣｌＬ２ガ
スを除去した基体３０２を成膜空間３０３に搬送し、Ｃ
１ｚガスを除去した部分に結晶核を形成し、結晶核を中
心に単結晶を成長させた。

第３図の右側は結晶質の堆積膜を形成するｒｒｔ、膜室
であり、３０４，３０５は成膜原料ガスの励起空間であ
り、３０４にＳ　ｉ　Ｆ４ガスをＩＯ５ＣＣＭ、３０５
にＨ２ガスを５０ＳＣＣＭとＡｒガスを２５０５ＣＣＭ
流入して、マイクロ波によるプラズマ発生炉３０６で、
マイクロ波を２００Ｗ投入して、各々のガスを励起し、
成膜空間３０３で、圧力２５０ｍｍＴｏｒｒに保って混
合して反応させ、３００℃に保った前記基体３０２にＳ
ｉ堆植膜を形成した。３０分間の成膜により。

Ｃ立２ガスを除去した２７ｚｍ径のスポットに形成され
た結晶核から直径が平均６０μｍの単結晶粒が島状に成
長した。ＲＨＥＥＤにより配向性を調べたところ（１１
０）配向であった。

また、前記の島状に堆積した単結晶Ｓｉにレジストをか
ぶせドライエッチによりエッチバックして表面を平坦化
し、グロー放電法により、ｎ゛居、ＳｉＮ居を取量し、
アルミを蒸着して、フォトリソグラフィにより、第２図
のような構成の上ゲートコプレナー型ＴＰＴ　（薄膜ト
ランジスタ）を形成した結果、良好なトランジスタ特性
が得られ、しきい値電圧１．ｌＶ、電界効果移動度１７
０ｒｎ’／Ｖ＊ｓｅｃの値が得られた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によって取量膜形成用の
原料ガス（Ｐ）以外のガス（Ｉ）を部分的に吸着させた
基体上に、堆積膜を形成することにより、所望の領域に
大面積にわたり、均一な良質の堆積膜を形成することが
可能となった。

また前記ガス（Ｉ）の吸着していない部分の位数１面積
、形状を制御して、その部分に結晶核を形成し、該結晶
核から単結晶あるいは多結晶膜を成長させることにより
、粒径、位数、形状等を制御した多結晶あるいは単結晶
膜を大面積にわたり均一に形成することが可能となった
。

さらには、実施例１．２に説明した様に１作成しようと
する素子形状に合わせて１選択的に多結晶あるいは単結
晶膜を形成することにより、素子を作成する工程の簡略
化を図ることができ、大幅な省エネルギー化、低コスト
化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１で使用した堆蹟膜形成装はの
構成図、第２図は本発明の実施例１で作成した薄膜トラ
ンジスタの断面図、第３図は本発明の実施例２で使用し
た堆積膜形成装置の構成図である。 １０１・・・前処理室　　１０２・・・基体１０３−・
・石英板　　１０４・Ａｒイオ７Ｌ／−ザー１０５・・
・成膜空間　　１０−６−・・空洞共振器１０７・・・
しきり板　　１０８・・・熱励起空間１０９・・・ヒー
ター　　１１０−・・マイクロ波導波管１１１・・・ア
ルミナセラミック窓 １１２ａ、１１２ｂ・・・基体サセプタ１１３・・・ゲ
ートバルブ １１４．１１５・・・排気ボート　　２０１・・・基板
２０２・・・多鮎晶堆ａ膜 ２０３−・・オーミックコンタクト層 ２０４・・・絶縁層　　２０５・・・コンタクトホール
２０６−・・チャネル　　２０７−・・ソース金属電極
２０８−・・ドレイン金属電極 ２０９−・・ゲート金属電極　　３０１・・・前処理室
３０２・・・基体　　　３０３・・・成膜室３０４．３
０５・・・励起空間 ３０６・・・マイクロ波によるプラズマ発生炉３０７−
・・基体サセプタ　　３０Ｂ・・・ガス導入口３０９・
・・電子銃 ３１０　ａ、　３１．Ｏｂ−−−制御電極３１１ａ、３
１　ｌ　ｂ　−・・偏向電極３１２ａ、３１２ｂ−−−
制御電極 ３１３−・・ゲートバルブ 第１回 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、堆積膜形成用の原料ガス（Ｐ）又はその活性種と、
   該原料ガスあるいはその活性種と化学的相互作用をする
   、成膜用のガス（Ｑ）あるいはその活性種とを夫々別々
   に成膜空間に導入して、化学反応させる事によって基体
   上に堆積膜を形成する堆積膜形成法に於て、堆積膜形成
   用の原料ガス（Ｐ）以外のガス（Ｉ）を部分的に吸着さ
   せた基体上に堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜
   形成法。 ２、基体上に前記ガス（Ｉ）を全面に吸着させた後、部
   分的に前記ガス（Ｉ）を除去することによって前記基体
   を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   堆積膜形成法。 ３、基体上に吸着させた前記ガス（Ｉ）を除去する位置
   及び面積及び形状を制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の堆積膜形成法。 ４、前記ガス（Ｉ）が吸着した部分の基体表面と、除去
   された部分の基体表面とが堆積膜の核形成密度に於て異
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の堆
   積膜形成法。 ５、吸着した前記ガス（Ｉ）を除去した基体表面にのみ
   堆積膜の結晶核を形成し、該結晶核から単結晶あるいは
   多結晶を成長させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の堆積膜形成法。 ６、前記原料ガス（Ｐ）が、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ等のIV族の
   元素を含むガスあるいは、その混合ガス、またはそれら
   にドーピング用ガスを添加したものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の堆積膜形成法。 ７、前記ガス（Ｉ）が、Ｆ、Ｃｌ等のハロゲンを含むガ
   スであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の堆積膜形成法。 ８、原料ガス（Ｐ）の活性種を、ケイ素とハロゲンを含
   む化合物を分解することにより生成される活性種とした
   特許請求の範囲第１項に記載の堆積膜形成法。 ９、成膜用のガス（Ｑ）の活性種を、水素ガス及び／又
   はハロゲン化合物を分解することにより生成される活性
   種とした特許請求の範囲第８項に記載の堆積膜形成法。