NL1000892C2 - Dunne-film halfgeleiderinrichting, dunne-film transistor en werkwijze voor het vervaardigen ervan. - Google Patents

Dunne-film halfgeleiderinrichting, dunne-film transistor en werkwijze voor het vervaardigen ervan. Download PDF

Info

Publication number
NL1000892C2
NL1000892C2 NL1000892A NL1000892A NL1000892C2 NL 1000892 C2 NL1000892 C2 NL 1000892C2 NL 1000892 A NL1000892 A NL 1000892A NL 1000892 A NL1000892 A NL 1000892A NL 1000892 C2 NL1000892 C2 NL 1000892C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
film
semiconductor
semiconductor film
silicon
substrate
Prior art date
Application number
NL1000892A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1000892A1 (nl
Inventor
Yukihiko Nakata
Masaki Fujihara
Masahiro Date
Takuya Matsuo
Michiteru Ayukawa
Takashi Itoga
Original Assignee
Sharp Kk
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP22702894A external-priority patent/JPH0897427A/ja
Application filed by Sharp Kk filed Critical Sharp Kk
Publication of NL1000892A1 publication Critical patent/NL1000892A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1000892C2 publication Critical patent/NL1000892C2/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6741—Group IV materials, e.g. germanium or silicon carbide
    • H10D30/6743—Silicon
    • H10D30/6745—Polycrystalline or microcrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
    • H10D30/6739—Conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01—Manufacture or treatment
    • H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/031—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/0321—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT] comprising silicon, e.g. amorphous silicon or polysilicon
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6704—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device
    • H10D30/6723—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device having light shields
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/673—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the gate electrodes
    • H10D30/6731—Top-gate only TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/673—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the gate electrodes
    • H10D30/6732—Bottom-gate only TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6741—Group IV materials, e.g. germanium or silicon carbide
    • H10D30/6743—Silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/27—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using selective deposition, e.g. simultaneous growth of monocrystalline and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H10P14/271—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using selective deposition, e.g. simultaneous growth of monocrystalline and non-monocrystalline semiconductor materials characterised by the preparation of substrate for selective deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
    • H10P14/2901—Materials
    • H10P14/2922—Materials being non-crystalline insulating materials, e.g. glass or polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/32—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H10P14/3202—Materials thereof
    • H10P14/3241—Materials thereof being conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
    • H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3451—Structure
    • H10P14/3452—Microstructure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/416—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials of highly doped semiconductor materials, e.g. polysilicon layers or amorphous silicon layers

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

DUNNE-FILM HALFGELEIDERINRICHTING. DUNNE-FILM TRANSISTOR EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN ERVAN
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een dunne-film halfgeleiderinrichting en (op) een werkwijze voor 5 het vervaardigen ervan. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een dunne-film halfgeleiderinrichting, zoals een dunne-film transistor, toepasbaar in een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen onder gebruikmaking van een dunne-film transistor (TFT-LCD), en (op) 10 een werkwijze voor het vervaardigen ervan.
Een conventionele dunne-film halfgeleiderinrichting zal worden beschreven door een (hierna eenvoudig aangeduid als een TFT) te illustreren als voorbeeld. Bovendien zal een werkwijze voor het produceren van een conventionele TFT 15 worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 20 en 21.
Figuur 20 toont een doorsnede-aanzicht van een conventionele TFT 2000 met een orogekeerd-verspringende structuur. De TFT 2000 bevat: een poortelectrode 2002; een poort-isola-tiefilm 2003; een intrinsiek amorf silicium (een a-Si van 20 het i-type) dunne-film 2004; een kanaalbeschermingsfilm 2005; en een amorf silicium (een a-Si van het n-type) dunne film 2006 van het n-type bestaande uit een brongebied 2006a en een aftapgebied 2006b. Deze films zijn in deze volgorde gevormd op een isolatiesubstraat 2001. Een bronelectrode 25 2007a en een aftapelectrode 2007b zijn respectievelijk gevormd op een vooraf bepaald gebied van het brongebied 2006a en het aftapgebied 2006b van de a-Si dunne-film 2006 van het n-type. Een ofwel met de bronelectrode 2007a of de aftapelectrode 2007b verbonden pixelelectrode 2008 is verder 30 gevormd op één van de electroden 2007a en 2007b.
Bij deze in figuur 20 afgebeelde conventionele TFT 2000 is de a-Si dunne-film 2006 van het n-type gevormd door een werkwijze van plasma chemische vorming uit damp (CVD) voor het bedekken van de kanaalbeschermingsfilm 2005. Daarna 35 wordt de a-Si dunne-film 2006 van het n-type voorzien van een patroon in een vooraf bepaalde gedaante zoals weergegeven in figuur 20.
1000892 2
Een TFT met een soortgelijke structuur als die welke is weergegeven in figuur 20 is beschreven in Japanse octrooipu-blicaties nrs. 59-141271, 61-59873, en 60-98680 (terinzage- gelegd). Bij de in deze octrooipublicaties beschreven TFT is 5 een microkristallijn silicium (μο-Si) gebruikt. De Japanse octrooipublicatie nr. 59-141271 (terinzagegelegd) beschrijft een TFT waarbij een poort-isolatiefilm een dubbellaagse structuur heeft die bestaat uit een dunne-film die is gevormd door anodisering van een metaalfilm die wordt gebruikt 10 als een poortelectrode en een isolatiefilm gevormd door een P-CVD werkwijze, en een μσ-Si film die wordt gebruikt als een halfgeleiderlaag.
De Japanse octrooipublicatie nr. 61-59873 (terinzagegelegd) beschrijft een TFT met een omgekeerd-verspringende 15 structuur, waarbij een dubbellaagse halfgeleiderlaag wordt gebruikt als een halfgeleiderlaag van het i-type. De halfgeleiderlaag met de dubbellaagse structuur bestaat uit een a-Si film die is verschaft als een eerste laag voor het voorkomen van schade die wordt veroorzaakt door de gloeiont-20 steking van een groot vermogen en een μο-Si film die is verschaft als een tweede laag teneinde de veldeffect-mobili-teit te verbeteren. Een kanaalgedeelte van de TFT is echter gevormd in de a-Si film. Daarom is het, zelfs wanneer de in deze octrooipublicatie beschreven structuur wordt toegepast, 25 ook moeilijk om de veldeffect-mobiliteit te verbeteren. Aangezien de dikte van de tweede laag, dat wil zeggen, de μσ-Si film, 100 nm moet zijn, wordt bovendien de doorvoer gereduceerd. Dit komt doordat de opdamping van de μσ-Si film met een dikte van 100 nm moet worden verricht gedurende 2000 30 seconden in het geval van hantering van een typische opdam-pingssnelheid.
De Japanse octrooipublicatie nr. 60-98680 (terinzagegelegd) beschrijft een TFT waarbij een halfgeleiderlaag van het i-type een dubbellaagse structuur heeft die bestaat uit 35 een μσ-Si film met een dikte van 15 nm of minder als een eerste laag, en een amorfe halfgeleiderlaag met een stroom-spleet groter dan die van de eerste laag, als een tweede laag. Ook bij deze structuur wordt de doorvoer gereduceerd.
* W U U i- 9 £ 3
Aangezien andere materialen worden toegevoegd aan de halfge-leiderfilm met een grotere verboden zone, is het bovendien moeilijk om een halfgeleiderfilm met een bevredigende kwaliteit te verkrijgen en de veldeffect-mobiliteit te verbete-5 ren.
Figuur 21 is een doorsnedeaanzicht dat een andere conventionele TFT 2100 met een omgekeerd-verspringende structuur toont. De in figuur 21 weergegeven TFT 2100 bevat: een poort-electrode 2102; een poort-isolatiefilm 2103; een 10 intrinsieke halfgeleider-dunne-film 2104; een kanaalbescher-mingsfilm 2105; en een halfgeleiderlaag 2106 van het n-type bestaande uit een brongebied 2106a en een aftapgebied 2106b. Deze films zijn in deze volgorde gevormd op een isolatiesub-straat 2101. Een bronelectrode 2107a en een aftapelectrode 15 2107b zijn respectievelijk gevormd voor het gedeeltelijk bedekken van het vooraf bepaalde gedeelte van het brongebied 2106a en het aftapgebied 2106b van de halfgeleiderlaag 2106 van het n-type. Een pixelelectrode 2108, verbonden met ofwel de bronelectrode 2107a of de aftapelectrode 2107b is verder 20 gevormd op één van de electroden 2107a en 2107b.
Bij de in figuur 21 afgebeelde TFT 2100 is de halfgeleiderlaag 2106 van het n-type gevormd door ontlading met ontbinding van een gas dat een onzuiverheid bevat, zoals met waterstof verdund fosfine voor het genereren van ionen, en 25 het implanteren van de ionen in een intrinsieke halfgeleider-dunne-f ilm 2104 die op de poort-isolatief ilm 2103 is gevormd door de kanaalbeschermingsfilm 2105 te gebruiken als een maskering terwijl daarop tegelijkertijd een versnelling wordt aangelegd.
30 Bij het vervaardigen van de in figuur 20 afgebeelde TFT, doen zich de volgende problemen voor. Ten eerste, om de a-Si film 2006 van het n-type te vormen, is het noodzakelijk om aanvullend proces-stappen van opdamping van de a-Si film 2006 van het n-type met de P-CVD werkwijze uit te voeren om 35 de kanaalbeschermingsf ilm 2005 te bedekken en op de a-Si film 2006 van het n-type een patroon aan te brengen dat de kanaalbeschermingsfilm 2005 te gedeeltelijk overlapt. Als gevolg daarvan wordt het aantal noodzakelijke processtappen i .
4 groter. Bovendien is bij de positionering van de a-Si film 2006 van het n-type op de kanaalbeschermingsfilm 2005 een bepaalde foutmarge nodig, zodat de kanaallengte onvoordelig langer wordt en de hoeveelheid AAN-stroom van de TFT 2000 5 wordt gereduceerd.
Aangezien de veldeffect-mobiliteit van de a-Si film van het i-type bij de in figuur 20 weergegeven TFT 2000 klein is, kan bovendien de kanaalbreedte niet gereduceerd worden om een toereikende hoeveelheid AAN-stroom zeker te stellen, 10 en het is moeilijk om de TFT 2000 te verkleinen. Daarom is het bij een paneel met vloeibare kristallen waarin gebruik gemaakt wordt van de in figuur 20 getoonde TFT 2000 moeilijk om een openingsverhouding van het paneel met vloeibare kristallen te vergroten. Als gevolg daarvan, is het bij 15 toepassing van de TFT 2000 nodig om een grotere hoeveelheid stroom van een achterliggende lamp te verbruiken, teneinde de helderheid van een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen te vergroten.
Wanneer de in figuur 2 0 getoonde TFT 2000 van bovenaf 20 wordt bekeken, bestaat er verder een overlappingsgebied tussen de aftapelectrode 2007b en de poortelectrode 2002. Als gevolg daarvan wordt in het overlappingsgebied een parasitaire capacitantie gegenereerd en dit heeft een aanzienlijke invloed op de weergavekwaliteit. Bovendien wordt 25 de kwaliteit van de TFT inferieur vanwege de voorkomen van reststof op het isolatiesubstraat 2001 gedurende de opdam-ping van de a-Si film 2006 van het n-type en dergelijke, waardoor de produktieopbrengst van de TFT nadelig gereduceerd wordt.
30 Bij de vervaardiging van de in figuur 21 weergegeven TFT 2100, zoals beschreven in de Japanse octrooipublicaties 1-32661 en 4-54375, wordt de halfgeleiderlaag 2106 van het n-type die het brongebied 2106a en het aftapgebied 2106b bevat, gevormd door de onzuiverheidsionen te implanteren in 35 de intrinsiek silicium-halfgeleiderdunne-film 2104. Bijgevolg kan de inferioriteit van de TFT, gegenereerd gedurende de opdamping van de a-Si film van het n-type door de P-CVD werkwijze als beschreven in combinatie met de in figuur 20 1 0 0 o p α 2 5 getoonde TFT 2000, geëlimineerd worden, en kan de reductie in de produktieopbrengst worden voorkomen. Bovendien bestaat er bij de in figuur 21 getoonde TFT 2100 geen overlappend gedeelte tussen de kanaalbeschermingsfilm 2105 en de halfge-5 leiderfilm 2106 van het n-type. Bijgevolg kan de kanaalleng-te worden gereduceerd zonder enige noodzaak om rekening te houden met een foutmarge voor de positionering van de kanaalbeschermingsf ilm 2105 op de halfgeleiderfilm 2106 van het n-type, in tegenstelling tot de in figuur 20 getoonde 10 TFT 2000. Wanneer echter een a-Si film van het i-type als een halfgeleiderlaag wordt gebruikt, is de veldeffect-mobi-liteit van de a-Si film van het i-type klein, zodat de kanaalbreedte niet kan worden gereduceerd, ofschoon de kanaallengte wel gereduceerd kan worden. Daarom is het zelfs 15 bij toepassing van de in figuur 21 getoonde TFT 2100 moeilijk om de TFT te verkleinen. Bijgevolg heeft de in figuur 21 getoonde TFT 2100 een soortgelijk probleem als de in figuur 20 getoonde TFT 2000, doordat het moeilijk is om de openingsverhouding van het paneel met vloeibare kristallen 20 te vergroten.
De electrische weerstand van een halfgeleiderlaag van het n-type die is gevormd door onzuiverheidsionen te implanteren in een a-Si film van het i-type of een siliciumfilm die een microkristallijne structuur van onbevredigende 25 kwaliteit bezit, is hoog, wat bekend is. Als gevolg daarvan treedt bij toepassing van de aldus gevormde halfgeleiderlaag van het n-type in de halfgeleiderlaag van het n-type een spanningsval op, zodat de hoeveelheid AAN-stroom van de TFT ontoereikend wordt. Daarom wordt zelfs wanneer de kanaal-30 lengte van de in figuur 21 getoonde TFT 2100 kan worden gereduceerd, de hoeveelheid AAN-stroom niet bevredigend groter.
Bovendien is in de TFT als beschreven in de Japanse octrooipublicatie nr. 63-168052 (terinzagegelegd) de elec-35 trische weerstand van de halfgeleiderlaag van het n-type ingesteld op laag. Daarom is het bij een werkwijze waarbij een lage weerstand-silicidelaag afzonderlijk gevormd, noodzakelijk om de aanvullende processtappen van het opdampen 10 ?- - - -r' 6 van de lage weerstand-silicidelaag en het etsen van de lage weerstand-silicidelaag. Bijgevolg nemen het aantal processtappen en de bijbehorende kosten onvoordelig toe. Bovendien kan de weerstand van de silicidelaag niet voldoende geredu-5 ceerd worden, zodat de hoeveelheid AAN-stroom niet effectief vergroot worden, zelfs niet wanneer de kanaallengte wordt gereduceerd.
Een dunne-film transistor volgens een aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; een 10 bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode, en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgelei-derfilm een siliciumfilm van het i-type, en een gedeelte van 15 de halfgeleiderf ilm binnen 50 nm van de isolatiefilm bezit een microkristallijne structuur met een geleidingsvermogen van ongeveer 5 x 10'10 S/cm of meer.
Een dunne-film transistor volgens een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; een 20 bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgelei-derfilm een siliciumfilm van het i-type, en een gedeelte van 25 de halfgeleiderf ilm binnen 50 nm van de isolatiefilm bezit een microkristallijne structuur met een hoeveelheid gebonden waterstof van ongeveer 10% of minder.
Een dunne-film transistor volgens nog een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; 30 een bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgeleiderf ilm een siliciumfilm van het i-type, en een gedeel-35 te van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolatiefilm bezit een microkristallijne structuur met een kristallijne volumefractie van ongeveer 10% of meer.
1000892 7
Een dunne-film transistor volgens nog een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; een bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm 5 gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgeleiderf ilm een siliciumfilm van het i-type, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolatiefilm bezit een microkristallijne structuur waarvan de absorptie-10 coëfficiënt voor licht met een golflengte van 400 nm 3,7 x 105 cm'1 of minder bedraagt.
Een dunne-film transistor volgens nog een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode, een bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het 15 substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgeleiderfilm een siliciumfilm van het i-type, bezit tenminste een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de 20 isolatiefilm een microkristallijne structuur waarin een (111) as van een aantal kristallijne korrels loodrecht op het substraat staat.
Een dunne-film transistor volgens nog een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; 25 een bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het substraat; en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bezit tenminste een gedeelte van de halfgeleiderfilm een microkristallijne 30 structuur met een geleidingsvermogen in een bereik van ongeveer 5 x 10'10 S/cm tot ongeveer 1 x 10'7 S/cm.
Bij een andere uitvoeringsvorm bevat de halfgeleider-laag een film gemaakt van tenminste één van de materialen silicium, siliciumgermanium, siliciumkoolstof, siliciumni-35 tride en siliciumoxide.
Een dunne-film transistor volgens nog een ander aspect van de uitvinding bevat: een substraat; een poortelectrode; een bronelectrode en een aftapelectrode gevormd boven het 1 0 Ü U t y l 8 substraat? en een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. Bij de dunne-film transistor bevat de halfgeleiderf ilm een siliciumfilm van het p-type of een silici-5 umfilm van het n-type; bezit tenminste een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolatiefilm een micro-kristallijne structuur met een geleidingsvermogen van ongeveer 1 x 10'3 S/cm of meer.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding wordt 10 voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm transistor. De dunne-film transistor bezit een poortelectrode, een bronelectrode en een aftapelectrode die zijn gevormd boven het substraat, een isolatiefilm en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de 15 bronelectrode en de aftapelectrode. De werkwijze bevat een stap van het vormen van de halfgeleiderfilm die een micro-kristallijne structuur bezit, door het herhaaldelijk uitvoeren van de stappen van: het op de isolatielaag vormen van een siliciumlaag door het ontleden van een materiaalgas dat 20 Si bevat dat wordt ingebracht in een reactiekamer van een inrichting voor plasma chemische neerslag uit dampfase; en het verrichten van een waterstof-plasmabehandeling voor de siliciumlaag, door een waterstofgas in de reactiekamer te brengen.
25 Bij één uitvoeringsvorm bevat de werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor verder een stap van het verrichten van een waterstof-plasmabehandeling voor de isolatielaag, voorafgaand aan de stap van het vormen van de halfgeleiderfilm.
30 Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voor zien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor. De dunne-film transistor bezit een poortelectrode, een bronelectrode en een aftapelectrode die zijn gevormd boven een substraat, een isolatiefilm en een halfge-35 leiderfilm gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. De werkwijze bevat de stappen van: het vormen van een siliciumlaag met een microkristal-lijne structuur onder een omstandigheid van een waterstof- 1000892 9 verdunningsverhouding van 200 of meer, waarbij de waterstof-verdunningsverhouding wordt gedefinieerd als een verhouding van H2 tot SiH4, waarbij de siliciumlaag een dikte heeft van ongeveer 10 nm of minder; en op de siliciumlaag een andere 5 siliciumlaag met een microkristallijne structuur onder de omstandigheid van een waterstof-verdunningsverhouding van 2 tot 200 wordt gevormd.
Bij één uitvoeringsvorm bevat de werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor verder een stap 10 van het doteren van onzuiverheidsionen in de halfgeleider-film, teneinde een paar gedoteerde gebieden te vormen, die zich bevinden op een vooraf bepaald oppervlak.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-15 film transistor. De dunne-film transistor bezit een poorte-lectrode, een bronelectrode en een aftapelectrode die zijn gevormd boven een substraat; een isolatiefilm en een halfgeleider film gevormd tussen de poortelectrode en de bronelectrode en de aftapelectrode. De werkwijze bevat de stappen 20 van; het vormen van een siliciumfilm als de halfgeleiderfilm die een microkristallijne structuur heeft onder de omstandigheid van een waterstof-verdunningsverhouding van 30 of meer, waarbij de waterstof-verdunningsverhouding wordt gedefinieerd als een verhouding van H2 tot SiH4; en het 25 vormen van een paar gedoteerde gebieden die zich bevinden op een vooraf bepaalde plek in de halfgeleiderfilm door onzuiverheden in de halfgeleiderfilm te doteren door middel van ionendotering.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voor-30 zien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrich-ting bevat een halfgeleiderfilm. De halfgeleiderfilm bevat een siliciumfilm van het i-type die een microkristallijne structuur met een geleidingsvermogen van ongeveer 5 x 10'10 S/cm of meer bevat.
35 Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voor zien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrichting bevat een halfgeleiderfilm. De halfgeleiderfilm bevat een siliciumfilm van het i-type die een microkristallijne f v υ v c z ί 10 structuur met een hoeveelheid gebonden waterstof van 10% of minder bevat.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrich-5 ting bevat een halfgeleiderfilm. De halfgeleiderfilm bevat een siliciumfilm van het i-type die een microkristallijne structuur met een kristallijne volumefractie van ongeveer 10% of meer bevat.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voor-10 zien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrich-ting bevat een halfgeleiderfilm. De halfgeleiderfilm bevat een siliciumfilm van het i-type met een microkristallijne structuur waarvan de absorptiecoëfficiënt voor licht met een golflengte van 400 nm 3,7 x 105 cm'1 of minder bedraagt.
15 Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrichting bevat een op een substraat gevormde halfgeleider-film. De halfgeleiderfilm bevat een siliciumfilm van het i-type met een microkristallijne structuur waarin een {111} 20 as van een aantal kristallijne korrels loodrecht op het substraat staat.
Bij één uitvoeringsvorm bevat de halfgeleiderfilm een paar gedoteerde gebieden aangebracht op vooraf bepaalde plekken, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden bevat-25 ten die zijn gedoteerd door middel van ionendotering.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een halfgeleiderinrichting. De halfgeleiderinrichting bevat een halfgeleiderfilm met een siliciumfilm van het p-type of een siliciumfilm van het n-type, die een micro-30 kristallijne structuur bevat met een geleidingsvermogen dat 1 x 10'3 S/cm of meer bedraagt.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting die een siliciumfilm van het 35 i-type bevat. De werkwijze bevat een stap van het vormen van de siliciumfilm van het i-type die een microkristallijne structuur bevat, door herhaaldelijk de stappen uit te voeren van: het op de isolatiefilm vorm van een siliciumfilm door ï 0 o 0 e 9 2 11 het ontleden van een materiaalgas dat Si bevat, dat wordt ingebracht in een reactiekamer van een inrichting voor plasma chemische neerslag uit dampfase; en het uitvoeren van een waterstof-plasmabehandeling voor de siliciumlaag door 5 een waterstofgas in de reactiekamer te brengen.
Bij één uitvoeringsvorm bevat de werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting verder een stap van het in de siliciumfilm van het i-type doteren van onzuiverheden, om een paar gedoteerde gebieden 10 vormen die zich op een vooraf bepaalde plaats bevinden.
Bij een andere uitvoeringsvorm bevat de werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting verder een stap van het verrichten van een waterstof-plasmabehandeling voorafgaand aan de stap van het vormen van de 15 siliciumfilm van het i-type.
Bij nog een andere uitvoeringsvorm bevat de stap van het vormen van de siliciumfilm een stap van het vormen van de siliciumfilm in een dikte in het gebied van ongeveer 0,1 nm tot ongeveer 5 nm.
20 Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voor zien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting die een siliciumfilm bevat. De werkwijze bevat de stappen van: het vormen van een siliciumlaag met een microkristallijne structuur onder een omstan-25 digheid van een waterstof-verdunningsverhouding van 200 of meer, waarbij de waterstof-verdunningsverhouding wordt gedefinieerd als een verhouding van H2 staat tot SiH4, waarbij de siliciumlaag een dikte heeft van ongeveer 10 nm of minder; en het op de siliciumlaag vormen van een andere 30 siliciumlaag met een microkristallijne structuur onder een omstandigheid van een waterstof-verdunningsverhouding van 2 tot 200, waardoor de siliciumfilm wordt gevormd.
Bij één uitvoeringsvorm bevat de werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting 35 verder een stap van het in de siliciumfilm doteren van onzuiverheden om een paar gedoteerde gebieden te vormen die zich bevinden op een vooraf bepaalde plaats.
10 o o e92 12
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting die een siliciumfilm bevat. De werkwijze omvat de stappen van: het vormen van de silicium-5 film met een microkristallijne structuur onder een omstandigheid van een waterstof-verdunningsverhouding van 30 of meer, waarbij de waterstof-verdunningsverhouding wordt gedefinieerd als een verhouding van H2 staat tot SiH4; en het vormen van een paar gedoteerde gebieden die zich bevinden op 10 een vooraf bepaalde plaats in de siliciumf ilm, door in de siliciumfilm met behulp van ionendotering onzuiverheden te doteren.
Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-15 film transistor. De dunne-film transistor bevat: een halfge-leiderlaag; een brongebied en een aftapgebied die in contact staan met de halfgeleiderfilm; een bronelectrode en een aftapelectrode die electrisch verbonden zijn met respectievelijk het brongebied en het aftapgebied; en een poortelec-20 trode die van de halfgeleiderf ilm is geïsoleerd door een poort-isolatiefilm. De werkwijze bevat een stap van het vormen van de halfgeleiderfilm om een geleidingsvermogen te hebben dat ligt in het gebied van ongeveer 5 x 10'10 S/cm tot ongeveer 1 x 10'7 S/cm.
25 Aldus realiseert de hierin beschreven uitvinding de voordelen van (1) het verschaffen van een dunne-film halfgeleiderinrichting en een dunne-film transistor waarin de weerstandswaarde in het contactgedeelte tussen een electrode en een halfgeleiderlaag aanzienlijk gereduceerd is; (2) het 30 verschaffen van een werkwijze voor het vervaardigen van zo'n dunne-film halfgeleiderinrichting en een werkwijze voor het vervaardigen van zo'n dunne-film transistor door het uitvoeren van een kleiner aantal processtappen; en (3) het verschaffen van een dunne-film halfgeleiderinrichting die een 35 halfgeleiderfilm met grote veldeffect-mobiliteit bevat, en een werkwijze voor het produceren van een dergelijke dunne-film halfgeleiderinrichting.
1000892 13
Deze en andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen de deskundigen duidelijk worden bij het lezen van de volgende gedetailleerde beschrijving onder verwijzing naar de bijgaande figuren.
5 Figuur 1 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT roet een omgekeerd-verspringende structuur volgens een voorbeeld van de onderhavige uitvinding toont.
Figuur 2 toont een RF-P-CVD inrichting 40 die wordt gebruikt in het voorbeeld van de onderhavige uitvinding.
10 De figuren 3A tot 3A zijn tijdschema's ter illustratie van de werking van de RF-P-CVD inrichting 40.
Figuur 4 is een grafiek die de verhouding toont tussen de filmdikte in één cyclus en het geleidingsverroogen gedurende een processtap voor het vervaardigen van de TFT van 15 dit voorbeeld.
Figuur 5 is een grafiek die de verhouding toont tussen de filmopdampingsperiode in één cyclus en het geleidingsver-mogen gedurende een processtap voor het vervaardigen van de TFT van dit voorbeeld.
20 Figuur 6 is een grafiek die de verhouding toont tussen de waterstof-plasmabehandelingsperiode en het donker-gelei-dingsvermogen van de Si-film van het i-type gedurende een processtap voor het vervaardigen van een TFT volgens dit voorbeeld.
25 Figuur 7 toont een in dit voorbeeld te gebruiken ionen- doteringsinrichting.
Figuur 8 is een grafiek die de variatie in de AAN-stroom van een TFT volgens het voorbeeld van de onderhavige uitvinding en een conventionele TFT toont.
30 Figuur 9 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een coplanaire structuur volgens een ander voorbeeld van de onderhavige uitvinding.
Figuur 10 is een grafiek die de variatie in de AAN-stroom van een TFT volgens het voorbeeld van de onderha- 35 vige uitvinding toont.
Figuur 11 is een grafiek die de verhouding toont tussen de absorptiecoëfficiënt voor licht met een golflengte van 1 Π A rt ' ·.' v' ^ 14 400 nm en het geleidingsverinogen van de μο-Si film die is opgedampt door de filmdikte in één cyclus te veranderen.
Figuur 12 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een coplanaire structuur volgens een voorbeeld van de onderhavi-5 ge uitvinding toont.
Figuur 13 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een verspringende structuur volgens een ander voorbeeld van de onderhavige uitvinding toont.
Figuur 14 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een 10 omgekeerd-verspringende structuur volgens een voorbeeld van de onderhavige uitvinding toont.
Figuur 15 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een omgekeerd-verspringende structuur volgens nog een ander voorbeeld van de onderhavige uitvinding toont.
15 Figuur 16 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een verspringende structuur volgens nog een ander voorbeeld van de onderhavige uitvinding toont.
Figuur 17 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT met een coplanaire structuur volgens nog een ander voorbeeld van de 20 onderhavige uitvinding toont.
Figuur 18 is een grafiek die de verandering in dikte en geleidingsvermogen van de Si-film toont, wanneer de te leveren RF-stroom wordt veranderd.
Figuur 19 is een grafiek die de verandering toont in de 25 AAN-stroom van een TFT volgens het voorbeeld van de onderhavige uitvinding en een conventionele TFT waarin een a-Si film wordt gebruikt.
Figuur 20 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT volgens een eerste conventioneel voorbeeld toont.
30 Figuur 21 is een doorsnede-aanzicht dat een TFT volgens een tweede conventioneel voorbeeld toont.
In het onderstaande zal de onderhavige uitvinding aan de hand van illustratieve voorbeelden worden beschreven onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen.
35 Voorbeeld 1
Figuur 1 is een doorsnede-aanzicht van een TFT met een omgekeerd-verspringende structuur volgens de onderhavige 1000892 15 uitvinding. De TFT 100 is gevormd op een substraat 101 van de TFT-LCD, zoals weergegeven in figuur 1.
In het onderstaande zal een werkwijze voor het vervaardigen van de TFT 100 worden beschreven onder verwijzing naar 5 figuur 1.
Eerst wordt een basislaag-isolatiefilm 102 (dikte: 300 nm) gemaakt van Ta205 gevormd op één oppervlak van het isolatiesubstraat 101. In dit voorbeeld wordt een transparante glasplaat gebruikt als het isolatiesubstraat 101. Dan 10 wordt een metalen dunne-film gemaakt van tantaal (Ta) op de basislaag-isolatiefilm 102 opgedampt door het verstuivings-vermogen en de snelheid waarmee het isolatiesubstraat 101 in een verstuivingsinrichting wordt getransporteerd zodanig in te stellen dat de dikte van de metalen film 300 nm wordt. 15 Daarna wordt de metalen dunne-film door uitvoering van een fotolithografieproces voorzien van een patroon in een vooraf bepaalde vorm, waardoor een poortelectrode 103 wordt gevormd. Dan wordt de poortelectrode 103 geanodiseerd, waardoor een geanodiseerde film 104 wordt gevormd.
20 Vervolgens worden de drie lagen bestaande uit een
Si3N4-film 105 (dikte: 300 nm), een microkristallijn silicium (μσ-Si) film 106 van het i-type (dikte: 50 nm) , en een
Si3N4-film 107 (dikte: 200 nm) successievelijk opgedampt met behulp van een RF-PCVD werkwijze.
25 Een processtap voor het vormen van de juc-Si film 196 van het i-type zal hieronder in details beschreven worden. Gedurende deze processtap, wordt een RF-PCVD inrichting 40 als weergegeven in figuur 2 gebruikt. Deze RF-PCVD inrichting 40 is voorzien van twee leidingen 41 en 42 voor inbren-30 ging van respectievelijk waterstofgas en materiaalgas, in aanvulling op de respectieve componenten van een algemeen gebruikte RF-PCVD inrichting. De waterstofgas-inbrengings-leiding 41 en de materiaalgas-inbrengingsleiding 42 staan onafhankelijk in verbinding met de binnenzijde van een 35 reactiekamer 51. Een klep 55 voor het toevoeren of blokkeren van het waterstofgas is verschaft voor de waterstofgas-in-brengingsleiding 41. Een klep 43 voor het toevoeren of blokkeren van het materiaalgas is verschaft voor de materi-1 Π r. "j ~ n o 16 aalgas-inbrengingsleiding 42. Een aftakleiding 52 is voor de materiaalgas-inbrengingsleiding 42 verschaft op een stroom-opwaartse plaats van de materiaalgasstroom ten opzichte van de klep 43. De aftakleiding 52 is voorzien van een klep 44.
5 De klep 44 levert of blokkeert het materiaalgas via de aftakleiding 52.
Een besturingseenheid 53, bijvoorbeeld een microcomputer, is aangesloten op de kleppen 43, 44 en 55 teneinde de leveringswerking of de blokkeerwerking van deze kleppen 43, 10 44 en 55 te sturen. Een timer 54 voor het opnemen van het tijdsbestek gedurende welk het (later nog te beschrijven) materiaalgas of alleen het waterstofgas in de reactiekamer 51 wordt gebracht, is aangesloten op de besturingseenheid 53. Een afzuigpomp 45 is met de reactiekamer 51 verbonden om 15 het gas in de reactiekamer 51 af te zuigen. De afzuigpomp 45 kan ook worden verbonden met de aftakleiding 52.
Een anode-electrode 46 en een kathode-electrode 47 die zijn verbonden met een externe radiofrekwentie-stroombron 48 zijn aangebracht in de reactiekamer 51. Een substraat 50 is 20 bevestigd aan de kant van de anode-electrode 46 die naar de kathode-electrode 47 gekeerd is. Door van de radiofrekwentie-stroombron 48 afkomstige radiofrekwentiestroom aan te leggen op de anode-electrode 46 en de kathode-electrode 47, wordt tussen de anode-electrode 46 en de kathode-electrode 25 47 plasma 49 gegenereerd.
In het onderstaande zal een fundamentele werking van de opdampingsinrichting 40 van dit voorbeeld worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 2 en 3A tot 3C. De figuren 3A tot 3C zijn tijdschema's voor het illustreren van de 30 opdampingsinrichting 40.
In dit voorbeeld, zoals weergegeven in figuur 3B, is de klep 55 voor het leveren van het waterstofgas altijd geopend, zodat het waterstofgas continu geleverd wordt. In figuur 3C geeft de getrokken lijn de geopende/gesloten 35 toestand van de klep 43 aan, en geeft de onderbroken lijn de geopende/gesloten toestand van de klep 44 aan. Zoals afge-beeld in figuur 3C, wanneer de klep 4 3 van de materiaal-gas-inbrengingsleiding 42 geopend is en de klep 44 gesloten 17 is, wordt het materiaalgas in de reactiekamer 51 gebracht. Wanneer daarentegen de klep 43 gesloten is en de klep 44 geopend is, wordt het materiaalgas door de afzuigpomp 45 direct afgezogen zonder in de reactiekamer 51 te worden 5 gebracht. Bijgevolg kan niet alleen de toevoer en de blokkering van het materiaalgas, maar ook de af zuiging van het materiaalgas worden gestuurd, zelfs wanneer de klep 43 gesloten is, waardoor de verandering in de druk binnen de reactiekamer 51 wordt onderdrukt. Derhalve bestuurt de 10 besturingseenheid 53 in combinatie met de timer 54 de geo-pende/gesloten toestanden van de kleppen 43 en 44 zodanig dat het materiaalgas gedurende een vooraf bepaalde periode tl in de reactiekamer 51 kan worden gebracht en alleen het waterstofgas gedurende een vooraf bepaalde periode t2 in de 15 reactiekamer 51 kan worden gebracht, zoals weergegeven in figuur 3C.
Zoals weergegeven in figuur 3A, wordt radiofrekwentie-stroom vanaf de radiofrekwentiestroombron 48 aangelegd op de anode-electrode 46 en de kathode-electrode 47 in deze opdam-20 pingsinrichting 40. In dit geval wordt in de periode tl, gedurende welke het materiaalgas in de reactiekamer 51 wordt gebracht, het materiaalgas door het plasma 49 ontleed, zodat een siliciumfilm op het substraat 50 wordt opgedampt. Anderzijds wordt in de periode t2, gedurende welke alleen het 25 waterstofgas in de reactiekamer 51 wordt gebracht, de sili ciumfilm wordt opgedampt onder de volgende voorwaarden: de stroomsnelheid van SiH4 bedraagt 130 sccm; de stroomsnelheid van H2 bedraagt 3000 sccm; de druk bedraagt 93,1 Pa; en het RF-vermogen bedraagt 100 w.
30 De dikte van de tijdens de periode t2 opgedampte sili ciumfilm heeft een aanzienlijke invloed op de eigenschappen van de siliciumfilm. In het onderstaande zal de verhouding tussen de dikte en het geleidingsvermogen van de siliciumfilm worden beschreven. Figuur 4 is een grafiek die de 35 verhouding tussen de filmdikte in één cyclus en het geleidingsvermogen laat zien. In figuur 4 is de waterstof-plasma-behandelingsperiode t2 ingesteld op 75 seconden. Bij een microkristallijne siliciumfilm is het zo, dat hoe groter de 1000892 18 kristallijne volumefractie wordt, des te groter het gelei-dingsvermogen wordt. Volgens proefnemingsresultaten, die de onderhavige uitvinders hebben verkregen, kan wanneer een Si-film met een geleidingsvermogen van 5 x 10'10 S/cm of meer 5 wordt gebruikt, kan een TFT worden gefabriceerd, die bevredigende kenmerken bezit waar een grote hoeveelheid AAN-stroom loopt. Anderzijds hebben de onderhavige uitvinders bevestigd, dat wanneer een TFT wordt gefabriceerd onder gebruikmaking van een Si-film met een geleidingsvermogen van 10 minder dan 5 x 10'10 S/cm, de hoeveelheid AAN-stroom klein wordt en de electrische weerstand in de contactgebieden groot wordt. Derhalve kan een Si-film met een geleidingsvermogen van 5 x 10‘10 S/cm of meer worden beschouwd als een film van bevredigende kwaliteit, die geschikt is voor het 15 vormen van een TFT. Zoals weergegeven in figuur 4, ligt een geschikte filmdikte in één cyclus die aan deze voorwaarden voldoet in het gebied van 0,1 tot 5 nm.
Wanneer een film met een dikte in een gebied van 0,1 tot 5 nm in één cyclus kan worden opgedampt, dan kan men in 20 één cyclus één tot tien lagen opgebouwd uit Si-atomen laten aangroeien. Bij het feitelijk opdampen van de Si-atoomlagen om één tot tien lagen te vormen, is het noodzakelijk om de opdampingsperiode geschikt te sturen. Figuur 5 is een grafiek die de verhouding tussen de filmopdampingsperiode in 25 één cyclus en het geleidingsvermogen van de Si-film aangeeft. Zoals in figuur 5 weergegeven, wanneer de opdampingsperiode in één cyclus wordt ingesteld op 23 seconden of minder, kan het geleidingsvermogen van de resulterende Si-film 5 x 10'10 S/cm of meer bedragen.
30 Door deze opdamping van een Si-film en de waterstof- plasmabehandeling voor de opgedampte Si-film te herhalen, is het mogelijk om een Mc-Si film met een gewenste dikte te verkrijgen.
Een geschikte μσ-Si film kan bijvoorbeeld worden opge-35 dampt onder de volgende voorwaarden. Monosilaan (SiH4) wordt gebruikt als een materiaalgas en de stroomsnelheid ervan wordt ingesteld binnen een geschikt bereik van 100 tot 200 sccm; de stroomsnelheid van waterstof (Hz) wordt ingesteld ' * ,. Λ' 19 binnen een bereik van ongeveer 2000 tot 4000 sccm; de periode tl wordt ingesteld op 10 tot 30 seconden; en de periode t2 wordt ingesteld op 20 tot 130 seconden.
Onder deze voorwaarden kan men in één cyclus een niet-5 enkelvoudige kristallijn-siliciumfilm met een dikte van 0,1 tot 5 nm laten aangroeien, en deze film kan worden onderworpen aan een waterstof-plasmabehandeling. In dit voorbeeld wordt door de opdamping en de waterstof-plasmabehandeling 10 tot 500 maal te herhalen uiteindelijk een μο-Si film met een 10 dikte van 50 nm verkregen.
Figuur 6 is een grafiek die de verhouding aangeeft tussen het tijdsbestek gedurende welk de waterstof-plasmabehandeling wordt verricht in de pauzes tussen de opdampings-processen en het donker-geleidingsvermogen van de Si-film 15 van het i-type gevormd op de hierboven beschreven wijze. De Si-film wordt opgedampt onder de volgende voorwaarden; de stroomsnelheid van SiH4 bedraagt 130 sccm; de stroomsnelheid van H2 bedraagt 3000 sccm; de druk bedraagt 93,1 Pa; het RF-vermogen bedraagt 100 W; en de dikte van de in één cyclus 20 opgedampte film bedraagt 2 nm. Zoals weergegeven in figuur 6, is het donker-geleidingsvermogen van de Si-film van het i-type met ongeveer drie ordes drastisch verhoogd door de waterstof-plasmabehandeling gedurende ongeveer 40 seconden uit te voeren, zodat het donker-geleidingsvermogen van de 25 Si-film 5 x 10'10 S/cm of meer wordt.
In dit voorbeeld krijgt de siliciumfilm een microkris-tallijne structuur door de waterstof-plasma behandeling uit te voeren zoals hierboven beschreven. Dit feit toont aan dat de waterstof-plasmabehandeling de kristallijne structuur van 30 een superdunne film met een dikte van 50 nm of minder verandert. Teneinde de kristallijne structuur te veranderen door de waterstof-plasma behandeling te veranderen, wordt een film met een dikte in een gebied van ongeveer 0,1 tot 5 nm, en bij voorkeur in een gebied van 0,5 tot 3 nm geschikt 35 gebruikt. Wanneer de filmdikte op zo'n waarde wordt ingesteld, is het noodzakelijk om een combinatie van het opdam-pingsproces en de waterstof-plasmabehandeling 20 tot 1000 maal uit te voeren.
20
Anderzijds kan zelfs wanneer de film continu wordt opgedampt zonder de waterstof-plasmabehandeling een micro-kristallijne siliciumfilm worden verkregen onder de omstandigheden waarin een waterstof-verdunningsverhouding groot is 5 en een hoog vermogen wordt geleverd. De waterstof-verdun-ningsverhouding is hierin gedefinieerd door de verhouding van waterstof (H2) tot monosilaan (SiHJ . Wanneer de siliciumfilm wordt opgedampt onder de omstandigheden waarbij de waterstof-verdunningsverhouding 30 bedraagt en een vermogen 10 van 250 W wordt geleverd, kan een microkristallijne siliciumfilm met een geleidingsvermogen van 5 x 10'10 S/cm worden verkregen. In dit geval bedraagt de opdampingssnelheid van de film 0,03 nm/sec. Wanneer de siliciumfilm anderzijds wordt opgedampt onder de omstandigheden waarbij de water-15 stof-verdunningsverhouding 30 bedraagt en een vermogen van 100 W wordt geleverd, kan een microkristallijne siliciumfilm met een geleidingsvermogen van 1 x 10'9 S/cm worden verkregen. In dat geval kan de opdampingssnelheid van de film worden verhoogd van 0,03 nm/sec naar 0,1 nm/sec. Wanneer 20 bovendien de siliciumfilm wordt opgedampt onder de omstandigheden waarbij de waterstof-verdunningsverhouding 100 bedraagt en een vermogen van 100 W wordt geleverd, kan een microkristallijne siliciumfilm met een geleidingsvermogen van 3 x 10'8 S/cm worden verkregen. In dat geval bedraagt de 25 opdampingssnelheid van de film 0,04 nm/sec.
Zoals uit de bovenstaande resultaten blijkt, kan wanneer de waterstof-verdunningsverhouding 30 of meer bedraagt, een microkristallijne siliciumfilm met een geleidingsvermogen van 5 x 10'10 S/cm of meer worden verkregen. In het geval 30 waarbij de siliciumfilm wordt gedoteerd door ionenimplantatie, kan een microkristallijne siliciumfilm met een geleidingsvermogen van 3 x 100 S/cm of meer worden verkregen.
Wanneer bij het vormen van de /xc-Si film een kiem voor kristalaangroei wordt geprepareerd door de waterstof-verdun-35 ningsverhouding in te stellen op 200 of meer, totdat de film is opgedampt tot 10 nm dikte, worden de Si-atomen bij de kiem vergaard voor kristalaangroei, om een microkristallijne structuur te vormen, zelfs wanneer de film vervolgens wordt 1000892 21 opgedampt bij de waterstof-verdunningsverhouding van 2 tot 200. Als gevolg daarvan, kan een μο-Si film met een nog grotere kristallijne volumefractie worden verkregen.
De hoeveelheid waterstof gebonden in de μο-Si film die 5 is gevormd door herhaling van de bovenstaande cycli is met behulp van een infrarood-absorptiespectrum-werkwijze gekwantificeerd op 8-10 atoomprocent, terwijl de hoeveelheid gebonden waterstof in een gebruikelijke a-Si film 13-20 atoomprocent bedraagt. Dit komt door het feit dat de in 10 kristallijn Si hoeveelheid gebonden waterstof die samen met a-Si is opgenomen in de μο-Si film in wezen 0 atoomprocent bedraagt.
De samenstelling van de aldus gevormde μο-Si film werd door de onderhavige uitvinders geanalyseerd met behulp van 15 een Raman-spectroscopie en een gereflecteerde hoge ener-gie-electronendiffractie. Er werd bevestigd dat de film een siliciumfilm met de microkristallijne structuur was. Bovendien werd het Raman-verstrooiingsspectrum van de μο-Si film verdeeld in een brede piek, specifiek voor a-Si, bij onge- 20 veer 480 cm'1, en een scherpe piek van kristallijn Si, dat wil zeggen, een piek van de Si-Si-binding bij 520 cm'1. Op basis van de geïntegreerde intensiteitsverhouding van deze twee pieken werd het percentage kristallijn Si van de μο-Si film gemeten.
25 Men verkreeg de volgende resultaten.
(1) De kristallijne volumefractie bedroeg 0% in de a-Si film gevormd door de doorgaans gehanteerde CVD-werkwijze onder de gebruikelijke omstandigheden voor opdamping van een Si-film, en in de siliciumfilm die tot een dikte van 50 nm 30 of minder is gevormd met behulp van de P-CVD werkwijze zonder dat een waterstof-plasmabehandeling werd verricht.
(2) In de μο-Si film die werd gevormd onder de omstan digheden waarbij een groot RF-vermogen werd geleverd en de waterstof-verdunningsverhouding werd ingesteld op 30 of 35 minder, bedroeg de kristallijne volumefractie 10% of minder.
(3) In de μο-Si film die werd gevormd onder de omstan digheden waarbij een groot RF-vermogen werd geleverd en de waterstof-verdunningsverhouding werd ingesteld op 30 of 1 ü o ü δ 9 2 22 meer, lag de kristal1ijne volumefractie in een gebied van 10 tot 50%.
(4) Voor wat betreft de μο-Si film die werd verkregen door het herhalen van het proces waarbij de siliciumfilm 5 door het silicium als element bevattende materiaalgas met het plasma te ontleden werd opgedampt en het proces waarbij de opgedampte siliciumfilm met waterstofplasma werd behandeld door het waterstofgas in de reactiekamer te brengen teneinde de microkristallijne structuur in de siliciumfilm 10 te vormen, lag de kristallijne volumefractie in een gebied van 8 tot 60% zoals hieronder in Tabel 1 is weergegeven. De maximale kristallijne volumefractie van de aldus verkregen /xc-Si film bedroeg 70%.
Ter aanvulling zijn de resultaten van de analyse voor 15 de onder andere omstandigheden opgedampte Si-films weergegeven in Tabel 2.
- TABELLEN 1 en 2 - 1 ^ v 0 $ 23 TABEL 1
nil - I
Opdamping Condities water- Geleidend vermogen Hoeveelheid Kristallijne opdampings- stof behande- gebonden wa- volune frac- duur (sec) lingsduur (sec) Voor dotering Na dotering terstof (X) tie (X) 0 (S/cm) (S/cm) 5 20 75 1E-8 2,5E0 8 60 20__50__5E-10_ 3,0E0 10 10_ 20__30__4E-12__1.37E-4__11__8_ 40__75__1E-12__1,30E-4 12 8_ (Voor referentie) 10 a-Si (n+) opgedampt door P-CVD 1E-3 15 0 MC-Si (n+) opgedampt door P-CVD 1E0 10 8 TABEL 2
Opdamping Condities water- Dikte in 1 Geleidend Hoeveelheid Kristallijne
Opdampingsduur stof behande- cyclus vermogen gebonden wa- volume frac- 15 (sec) lingsduur (sec) (nm) (S/cm) terstof (X) tie (X) 9.5 __25__2^5__6,0E-12 13 8_ 9.5 __40_ 2,3 5.0E-10 10 10 9.5 __45__2^2__1,0E-9__9__30_ 9.5 __60__2J_ 9,5E-9 8 65_ 20 9^5__75__2J)_ 1,5E-8 7 70_ 40 75 5,7 1,0E-12 13 8
Figuur 11 is een grafiek die de verhouding toont tussen de absorptiecoëfficiënt en het geleidingsvermogen van de μσ-Si film die werd opgedampt door het veranderen van de 25 dikte van de in figuur 4 weergegeven in één cyclus opgedampte film. In de μσ-βΐ film, waar het geleidingsvermogen 5 x 10*10 S/cm of meer bedraagt, wordt het aantal kristallijne korrels met een kleine absorptiecoëfficiënt verhoogd, zodat de absorptiecofficiënt van zo'n film in vergelijking met de 30 andere films kleiner wordt. Als gevolg daarvan bedraagt de absorptiecofficiënt van de film met betrekking tot het licht met een golflengte van 400 nm 3,7 x 105 cm‘1 of minder. De waarde van de golflengte wordt gekozen als een golflengte waarbij de samenhang tussen de absorptiecofficiënt en het 24 geleidingsvermogen zeer bevredigend is. De reden is als volgt. Wanneer een golflengte wordt ingesteld op minder dan 400 nm, kan de informatie rond de optische bandafstand worden verkregen. De variatie in de absorptiecofficiënt 5 wordt echter groot en de samenhang tussen de absorptiecoffi-ciënt en het geleidingsvermogen wordt minder bevredigend.
De microkristallijne componenten van de μο-Si film met een geleidingsvermogen van 5 x 10'10 S/cm of meer met een electronenmicroscoop van het transmissie-type worden gemeten 10 met behulp van een microdiffractiewerkwijze. Als gevolg daarvan is het aantal kristallijne korrels waarvan de {111} assen loodrecht op het substraat staan het grootst.
Een μσ-Si film van het i-type van een bevredigende kwaliteit kan worden verkregen door uitvoering van de werk-15 wijze voor het vervaardigen van de TFT van dit voorbeeld.
Hieronder, wederom onder verwijzing naar figuur 1, zal een werkwijze voor het vervaardigen van een TFT 100 met een omgekeerd-verspringende structuur verder worden beschreven. Na het successievelijk opdampen van de drie lagen van een 20 Si3N4-film 105 (dikte: 300 nm); een microkristallijn silicium (μσ-εί) film 106 van het i-type (dikte: 50 nm) ; en een Si3N4-film (dikte: 200 nm) met behulp van een RF-PCVD werkwijze, wordt de Si3N4-film door middel van fotolithografie voorzien van een patroon in een vooraf bepaalde vorm. Om 25 precies te zijn, wordt op de Si3N4-film een foto-etslaag gevormd, en daarna wordt de foto-etslaag blootgesteld aan licht vanaf de tegenzijde van het transparante isolatiesub-straat 101, dat wil zeggen, de zijde waarop de TFT 100 niet gevormd is, door de van Ta vervaardigde poortelectrode 103 30 te gebruiken als masker. Daarna wordt de Si3N4-film geëtst. Op deze wijze wordt de kanaalbeschermingsfilm 107 gevormd.
Figuur 7 is een doorsnede-aanzicht dat schematisch een ionendoteringsinrichting toont die wordt gebruikt voor het vormen van een Mc-si film 108 van het n+-type. De ionendote-35 ringsinrichting van dit voorbeeld bevat een gasinlaatpoort 81 die in verbinding staat met een kamer 82. De kamer 82 vormt een plasmakamer voor het genereren van een plasma (dat wil zeggen, een ionenbron). Een radiofrekwentie-stroombron 1 u v ü 8 9 2 25 83 voor bekrachtiging van het plasma is verschaft buiten de kamer 82. Een radiofrekwentie-electrode 84 voor het leveren van een radiofrekwentievermogen aan het plasma, en een magneet 85 voor het verhogen van de ioniseringssnelheid en 5 het instellen van de vorm van het plasma zijn verschaft binnen de kamer 82, waardoor het plasma wordt gevormd.
Een stroombron 86 voor ionenversnelling van de eerste fase, om de ionen uit het plasma te halen en een stroombron 87 voor ionenversnelling van de tweede fase, om de uit het 10 plasma gehaalde ionen verder te versnellen, in serie geschakeld met de radiofrekwentie-stroombron 83. Een vertragings-stroombron 88 om electronen van de tweede orde te besturen, is verder in serie geschakeld met de stroombron 87 voor ionenversnelling van de tweede fase, en met roaasvormige 15 electrodeplaten 89 die zijn aangebracht binnen de kamer 82. Er is voorzien in een isolator 90 voor het electrisch isoleren van de maasvormige electrodeplaten 89 verbonden met de radiofrekwentie-electrode 84, de stroombronnen 86 en 87 voor ionenversnelling van de eerste en tweede fase, en de vertra-20 gingsstroombron 88, waardoor een ionenversnellingsgedeelte wordt gevormd. Een substraathouder 91 waarop het substraat 92 is gefixeerd, is aangebracht in de kamer 82. De houder 91 wordt aangedreven om rond de langs de verticale richting lopende draaiingsas te draaien.
25 In het onderstaande zal onder verwijzing naar figuur 7 de werking van de ionendoteringsinrichting van dit voorbeeld worden toegelicht. Eerst wordt een materiaalgas zoals mono-silaan (SiH4)-gas verdund met waterstof via de gasinlaatpoort 81 ingebracht in de kamer 82. Dan wordt de radiofrekwentie-30 stroom vanaf de radiofrekwentiestroombron 83 toegevoerd aan de radiofrekwentie-electrode 84. Als gevolg daarvan wordt het bekrachtigde plasma gevormd, en worden de uit het plasma gehaalde ionen tussen de versnellingselectrodeplaten 89 versneld, waardoor het op de substraathouder 91 aangebrachte 35 substraat 92 wordt gedoteerd met de ionen.
Door een dergelijke ionendoteringsinrichting te gebruiken, is het mogelijk om een grootschalig substraat met ionen te doteren zonder het mechanische aftasten van een monster- * u w w «/' £ 26 substraat of het electrisch aftasten van de ionenbundels. Om precies te zijn, wordt de μο-Si film 106 gedoteerd met onzuiverheidsionen door de boven beschreven ionendoterings-inrichting en de kanaalbeschermingsfilm 107 te gebruiken als 5 masker, onder de omstandigheden waarbij de versnellingsspan-ning 30 keV bedraagt, de implanteringsdosis 5 x 1015 cm'2 bedraagt, en de stroomsnelheid van het materiaalgas 20 sccm (PH4/H2 = 5,0%). Als gevolg daarvan zijn een paar gedoteerde gebieden 108 gevormd om een gebied 106 dat niet met ionen 10 gedoteerd is tussen zich in te sluiten, zoals weergegeven in figuur 1. Daarna worden de gedoteerde gebieden gedurende een uur verhit bij 250°C, en daarna zodanig voorzien van patronen dat de respectieve gedoteerde gebieden 108 de vooraf bepaalde vorm hebben, waardoor het brongebied en het aftap-15 gebied worden gevormd.
De onderlinge verhouding van de opdampingsomstandighe-den, waaronder de tijd die nodig is voor het feitelijk opdampen van de microkristallijne siliciumfilm, de tijd gedurende welke de waterstof-plasmabehandeling wordt ver-20 richt, en de gemeten geleidingsvermogens van de resulterende film vóór en na het doteren van de ionen is in Tabel 1 ook aangegeven. De in Tabel 1 weergegeven resultaten zullen hieronder in details geanalyseerd worden.
(1) Bij het opdampen van een μο-Si film tot een dikte 25 van 50 nm door het herhaaldelijk opdampen van een silicium- laag (tijdsduur in één cyclus: 20 seconden) en de waterstof-plasmabehandeling (tijdsduur in één cyclus: 75 seconden) onder de omstandigheden waarbij de stroomsnelheid van SiH4 130 sccm bedraagt, de stroomsnelheid van H2 3000 sccm be-30 draagt, en het RF-vermogen 150 W bedraagt, bedraagt het geleidingsvermogen van de μσ-Si film vóór het doteren van de ionen 1 x 10'8 S/cm, terwijl het geleidingsvermogen van de Mc-Si film na het doteren van de ionen 2,5 x 10'· s/cm bedraagt. Het laatstgenoemde geleidingsvermogen is in wezen 35 gelijk aan dat van de met behulp van de P-CVD werkwijze opgedampte microkristallijne siliciumfilm van het n-type.
(2) Bij het opdampen van een μο-Si film tot een dikte van 50 nm door het herhaaldelijk opdampen van een silicium- 1000892 27 laag (tijdsduur in één cyclus: 20 seconden) en de waterstof-plasmabehandeling (tijdsduur in één cyclus: 50 seconden), bedraagt het geleidingsvermogen van de μο-Si film vóór het doteren van de ionen 5 x 10'10 S/cm, terwijl het geleidings-5 vermogen van de μο-Si film na het doteren van de ionen 3,0 x 10'· S/cm bedraagt.
(3) Bij het opdampen van een μο-Si film tot een dikte van 50 nm door het herhaaldelijk opdampen van een silicium-laag (tijdsduur in één cyclus: 20 seconden) en de waterstof- 10 plasmabehandeling (tijdsduur in één cyclus: 30 seconden), bedraagt het geleidingsvermogen van de μο-Si film vóór het doteren van de ionen 4 x 10'12 S/cm, terwijl het geleidings-verraogen van de μσ-εϊ film na het doteren van de ionen 1,37 x 10'4 S/cm bedraagt. Dat wil zeggen, het geleidingsvermogen 15 van de film na het doteren van de ionen kan niet worden gereduceerd tot minder dan dat van het a-Si van het n-type.
(4) Bij het opdampen van een μο-Si film tot een dikte van 50 nm door het herhaaldelijk opdampen van een silicium-laag (tijdsduur in één cyclus: 40 seconden) en de waterstof- 20 plasmabehandeling (tijdsduur in één cyclus: 75 seconden), bedraagt het geleidingsvermogen van de μο-Si film vóór het doteren van de ionen 1,0 x 10"12 S/cm, terwijl het geleidingsvermogen van de μσ-Si film na het doteren van de ionen 1,30 x 10*4 S/cm bedraagt.
25 Volgens de door de onderhavige uitvinders verrichte proefneming, bij het continu opdampen van een μο-Si film tot een dikte van 50 nm zonder de waterstof-plasmabehandeling uit te voeren, onder de omstandigheden waarbij de waterstof-verdunningsverhouding groot is en een groot vermogen wordt 30 geleverd, bedraagt de stroomsnelheid van SiH4 60 sccm; de stroomsnelheid van H2 3000 sccm; en bedraagt het RF-vermogen 200 W; bedraagt het geleidingsvermogen van de μσ-εί film vóór het doteren van de ionen 1 x 10'9 S/cm, terwijl het geleidingsvermogen van de μο-Si film na het doteren van de 35 ionen 1,47 x 100 S/cm bedraagt.
Zoals uit het bovenstaande blijkt, kan bij toepassing van een siliciumfilm met het geleidingsvermogen van 5 x 10'10 S/cm of meer vóór het doteren van de ionen het geleidings- 1 r .'·· n· /
- x.- \ V
28 vermogen aanzienlijk worden gereduceerd door de siliciumfilm met ionen te doteren. Bij een μσ-Si film van het i-type waarbij het het geleidingsvermogen vóór het doteren van de ionen klein is, kan het geleidingsvermogen van de film niet 5 worden gereduceerd tot onder dat van de a-Si film van het n-type.
Een Ti-film (dikte: 300 nm) wordt opgedampt op de respectieve gedoteerde gebieden 108 die zijn gevormd onder de omstandigheden waarbij het geleidingsvermogen aanzienlijk 10 gereduceerd is, zoals weergegeven in figuur 1. Dan wordt de Ti-film van een patroon in een vooraf bepaalde vorm voorzien met behulp van fotolithografie, waardoor de als een bron-electrode en een aftaplektrode te gebruiken electrodelagen 109 worden gevormd. Daarna wordt door verstuiving een trans-15 parante geleidende film zoals een indiumtinoxide- (ITO) film opgedampt tot een dikte van 100 nm. Vervolgens wordt de transparante geleidende film met behulp van een fotolitho-grafieproces voorzien van patroon een in een vooraf bepaalde vorm, waardoor een pixelelectrode 110 wordt gevormd.
20 Een TFT-matrixsubstraat dat kan worden gebruikt voor de TFT-LCD van dit voorbeeld wordt op de boven beschreven wijze voltooid.
Bij de fabricagewerkwijze van dit voorbeeld wordt een kanaalbeschermingsfilm 107 gevormd en wordt de intrinsieke 25 halfgeleiderlaag 106 met onzuiverheidsionen gedoteerd door de kanaalbeschermingsfilm 107 te gebruiken als een masker. Als alternatief kan de intrinsieke halfgeleiderlaag 106 met onzuiverheidsionen worden gedoteerd door als masker een fotoweerstand te gebruiken die dezelfde gedaante heeft als 30 die van de kanaalbeschermingsf ilm 107, welke dan is gevormd op de kanaalbeschermingsf ilm 107, of in plaats van de kanaalbeschermingsf ilm 107. In zo'n geval is het tevens mogelijk om een TFT te realiseren die net zulke voortreffelijke eigenschappen bezit als die van de hierboven beschreven TFT. 35 Figuur 8 toont de meetresultaten van de eigenschappen van de TFT die is vervaardigd overeenkomstig de werkwijze van dit eerste voorbeeld. Om precies te zijn, is figuur 8 een grafiek die de verhouding toont tussen een aftapspanning 29 en een aftapstroom wanneer de TFT in werking is. In figuur 8 geeft de kromme LI de eigenschappen van de TFT van dit voorbeeld aan, terwijl de kromme L2 de eigenschappen aangeeft van een conventionele TFT waarin een a-Si film wordt 5 toegepast. Zoals weergegeven in figuur 8, is het zo dat wanneer de aftapspanning 10 V bedraagt, de waarde van de aftapstroom van de TFT van dit voorbeeld 1,5 x ΙΟ’6 A bedraagt, terwijl de waarde van de aftapstroom van de conventionele TFT 1,0 x ΙΟ’6 A bedraagt. Bij de TFT volgens dit 10 voorbeeld is het dus mogelijk om een AAN-stroom te verkrijgen die 1,5 maal zo groot is als die van de TFT waarin een a-Si film als halfgeleiderlaag wordt toegepast.
Bovendien verkregen de onderhavige uitvinders het volgende proefnemingsresultaat: bij behandeling van het 15 bovenoppervlak van de poort-isolatiefilm 105 met het waterstof plasma gedurende drie minuten, vóór het vormen van de halfgeleiderfilm 106 op de poort-isolatiefilm 105, wordt de mogelijkheid van generering van een ongewenste stroomvaria-tie van een ruwe vorm in het lage-spanningsgebied van de 20 Vd-Id-eigenschappen van de resulterende TFT gereduceerd, zodat een bevredigend contact kan worden gevormd.
Volgens de werkwijze van dit voorbeeld is het mogelijk om een TFT te realiseren, waarbij de weerstand van de respectieve gedoteerde gebieden 108, te gebruiken als het 25 brongebied en het aftapgebied, aanzienlijk gereduceerd wordt. Bovendien worden de respectieve gedoteerde gebieden 108 gevormd door de kanaalbeschermingsfilm 107 als masker te gebruiken, zodat de kanaallengte met grote precisie verkort kan worden. Bovendien is het bij de vervaardiging van een 30 dergelijke TFT niet langer nodig om afzonderlijk een lage-weerstandsfilm zoals een hierboven genoemde conventionele lageweerstand-siliciumfilm te vormen. Als gevolg daarvan kan het aantal benodigde processtappen opmerkelijk gereduceerd worden.
35 Vervolgens zal een gewijzigde uitvoering van Voorbeeld 1 worden beschreven. Bij dit gewijzigde voorbeeld is een halfgeleiderfilm gevormd door het uitvoeren van een continue opdamping, in tegenstelling tot in figuur 1.
1000892 30
Een werkwijze voor het vormen van een siliciumfilm met een microkristallijne structuur door middel van het continu opdampen van respectieve lagen zal worden beschreven onder verwijzing naar figuur 2. Eerst worden een SiH4-houdend mate-5 riaalgas en een waterstofgas in een reactiekamer 51 van een RF-PCVD inrichting 40 gebracht, waardoor een siliciumlaag wordt gevormd, die ongeveer 10 nm dik is, onder de omstandigheden waarbij de waterstof-verdunningsverhouding (H2/SiH4 verhouding) 200 of meer bedraagt en het vermogen in een 10 bereik van 100 tot 500 W ligt (de vermogensdichtheid in een gebied van ongeveer 0,01 tot 0,05 W/cm2 ), en bij voorkeur in een gebied van ongeveer 150 tot 300 W. Daarna wordt, door de stroomsnelheid van waterstofgas zodanig te veranderen dat de waterstof-verdunningsverhouding 2 tot 100 wordt, een andere 15 siliciumlaag (of een tweede siliciumlaag) gevormd op de eerder gevormde siliciumlaag (of een eerste siliciumlaag) bij het vermogen van 150 tot 300 W.
Thans volgen de specifieke opdampingsvoorwaarden die worden gehanteerd in de produktiewerkwijze van dit gewijzig-20 de voorbeeld. De eerste siliciumlaag wordt gevormd tot een dikte van 10 nm onder de omstandigheden waarbij de stroomsnelheid van SiH4 10 sccm bedraagt; de stroomsnelheid van H2 2000 sccm bedraagt; het vermogen 200 W bedraagt; de sub-straattemperatuur 3 00°C is; en de druk 100 Pa bedraagt. Dan 25 wordt door de stroomsnelheid van SiH4 te veranderen in 20 sccm de tweede siliciumlaag op de eerste siliciumlaag gevormd, zodat de resulterende siliciumfilm 50 nm dik is.
De aldus gevormde siliciumfilm wordt geanalyseerd door een infrarood absorptiespectrum-werkwijze, een reflecteren-30 de, hoge energie-electronen diffractiewerkwijze, Raman-spec-troscopie of iets dergelijks. Het resultaat van de analyse bevestigt dat de siliciumfilm een mc-Sï film is. De hoeveelheid in de /xc-Si film gebonden waterstof bedraagt 8 atoom-procent, en de kristallijne volumefractie bedraagt 30% of 35 meer. Bovendien wordt gemeten dat het donker-geleidingsver-mogen van de mc-Sï film van het i-type 2 x 10'8 S/cm of meer bedraagt. Dit houdt in dat de aldus gevormde siliciumfilm een voortreffelijk donker-geleidingsvermogen bezit.
* ^ t v ;’ · 9 ά 31
In dit voorbeeld wordt de siliciumlaag eerst opgedampt door de waterstof-verdunningsverhouding aanvankelijk zeer hoog in te stellen, bijvoorbeeld op 200 of meer. Derhalve wordt de opdampingssnelheid zeer laag, bijvoorbeeld 0,005 5 nm/sec of minder. Een microkristallijne siliciumfilm kan worden verkregen door uitvoering van de als in dit gewijzigde voorbeeld beschreven processen echter zelfs worden verkregen, wanneer de dikte van de resulterende film ongeveer 10 nm of minder bedraagt. In dit gewijzigde voorbeeld is het 10 zo, dat aangezien de μσ-Si laag eerst wordt opgedampt tot de dikte van ongeveer 10 nm vanaf het begin van de opdamping in een zeer hoge waterstof-verdunningsverhouding, wordt bij een successievelijk gevormde siliciumlaag ook beïnvloed door de eerder opgedampte 15 μο-Si laag. Wanneer de μο-Si film met een dikte van 10 nm wordt opgedampt vanaf het begin van de opdamping, wordt de waterstof-verdunningsverhouding veranderd naar tussen de 2 en 200. Als gevolg daarvan kan de opdampingssnelheid vanaf de aanvankelijke opdampingssnelheid worden verhoogd naar 20 0,02 tot 0,03 nm/sec. Bijgevolg is het mogelijk om een siliciumfilm met een gewenste dikte te vormen die de microkristallijne structuur heeft op de siliciumfilm met een dikte van 10 nm of minder die fungeert als een kiem.
In de bovengenoemde voorbeelden is de onderhavige 25 uitvinding beschreven als zijnde toegepast bij een TFT met een omgekeerd-verspringende structuur. Het spreekt vanzelf, dat de kristallijniteit van een film kan worden verbeterd wanneer de dikte van de film groot wordt. Daarom kunnen door toepassing van de onderhavige uitvinding op een TFT met een 30 verspringende structuur of een coplanaire structuur de eigenschappen van een TFT verder worden verbeterd.
- VOORBEELD 2 - <' ' « r : 32
Voorbeeld 2
Figuur 9 toont een aanzicht van de doorsnede van een TFT 900 met een coplanaire structuur. De TFT 900 omvat een intrinsiek microkristallijn silicium (i-type μο-βί) gebied 5 902 gevormd op een isolerend substraat 901 door een werkwij ze volgens de beschrijving van voorbeeld 1 of van het gemodificeerde voorbeeld volgens voorbeeld 1, en een paar gedoteerde gebieden (n*-type microkristallijne silicium gebieden) 903 waartussen het gebied 902 zich als tussenlaag bevindt. 10 De gedoteerde gebieden 903 dienen als een brongebied en een aftapgebied, respectievelijk. Op het gehele oppervlak van het isolerende substraat 901 is er een isolatiefilm 904 gevormd ter bedekking van het i-type μο-Si gebied 902. De isolatiefilm 904 heeft een paar contactgaten gevormd op 15 plaatsen zodanig dat de contactgaten corresponderen met de gedoteerde gebieden, respectievelijk. Via deze contactgaten is een geleidingslaag 906, die dient als een bronelectrode en een aftapelectrode, welke is gevormd op de isolatiefilm 904, verbonden met het brongebied en het aftapgebied, res-20 pectievelijk.
Figuur 10 toont de meetresultaten van de karakteristieken van de TFT 900 met een dergelijke coplanaire structuur. Meer in het bijzonder, figuur 10 is een grafiek van het verband tussen een aftapspanning en een aftapstroom wanneer 25 de TFT 900 in bedrijf is. In figuur 10 duidt de L3 de karakteristieken van de TFT 900 van het onderhavige voorbeeld aan. Als getoond in figuur 10, wanneer de aftapspanning 10 V bedraagt, dan bedraagt de waarde van de aftapstroom van het onderhavige voorbeeld 2,6 x 10'6 A. Derhalve, in de TFT 900 30 van het onderhavige voorbeeld is het mogelijk een AAN-stroom te verkrijgen welke 2,6 maal zo groot is als die volgens de conventionele TFT, als duidelijk is uit een vergelijking tussen de kromme L3 en de kromme L2 welke de karakteristieken van de conventionele TFT volgens figuur 8 aanduidt.
35 Bijgevolg, de TFT volgens het tweede voorbeeld met een dergelijke structuur maakt het mogelijk dezelfde effecten als die welke zijn beschreven in het eerste voorbeeld, te behalen.
1000892 33
In de voorgaande voorbeelden is een halfgeleiderinrich-ting volgens de onderhavige uitvinding beschreven voor slechts toepassing in een TFT. Echter, de plaatweerstand van de n+-type halfgeleiderlaser gevormd door het doteren van de 5 microkristallijne siliciumlaag volgens de uitvinding met de ionen van de onzuiverheid is lager dan die van een conventionele siliciumlaag gevormd door het doteren van een amorfe siliciumlaag met de ionen van de onzuiverheid. Daar komt bij, dat de onderhavige uitvinders hebben gevonden dat de 10 activeringsenergie verkregen op basis van de weerstand-temperatuur karakteristieken van de n+-type halfgeleiderlaag volgens dit voorbeeld ongeveer 0,05 eV bedraagt. Aangezien deze activeringsenergie lager is dan die van een conventioneel gedoteerde laag gevormd door het doteren van de a-Si 15 film met de ionen, bijv. 20 eV, is het duidelijk dat de halfgeleider-karakteristieken van de n+-type halfgeleiderfilm voldoende zijn. Derhalve wordt met een dunne-film halfgelei-derinrichting volgens de onderhavige uitvinding, met inbegrip van de TFT beschreven in de voorgaande voorbeelden, 20 karakteristieken verwezenlijkt welke beter zijn dan de karakteristieken van een conventionele dunne-film halfge-leiderinrichting. De onderhavige uitvinding is toepasbaar niet alleen voor de hiervoorgaand beschreven dunne-film transistor, maar ook voor een dunne-film diode, een dun-25 ne-film zonnecel, een dunne-film fotodiode, een dunne-film fotodiode array, een aandrijfeenheid met gebruikmaking van een dunne-film transistor, enz.
Volgens de onderhavige uitvinding is het door het doteren van een siliciumfilm met een microkristallijne 30 structuur van voldoende kwaliteit (bijv. waarvan de geleidbaarheid hoog is) met ionen van een onzuiverheid, mogelijk om de verlaging van de weerstand van de siliciumfilm te verwezenlijken in vergelijking met een n-type halfgeleiderlaag gevormd door het doteren van een conventionele amorf 35 silicium halfgeleiderfilm met ionen van een onzuiverheid, om daarbij een n-type halfgeleiderlaag, een contactlaag en een contact van een hogere kwaliteit dan die van conventionele soorten te vormen. Daar komt bij, dat aangezien een volledig i o o o e 91 34 zelf-gejusteerde dunne-film halfgeleiderinrichting kan worden vervaardigd, het mogelijk is de parasitische capaci-tantie in de halfgeleiderinrichting te verlagen en de halfgeleiderinrichting een kleinere afmeting te geven. Voorts, 5 aangezien de weerstand kan worden verlaagd als hiervoorgaand beschreven, is het niet langer noodzakelijk een dunne film met een lage weerstand afzonderlijk te vormen, om daarbij het aantal noodzakelijke processtappen in aanzienlijke mate terug te brengen.
10 Voorbeeld 3
Figuur 12 toont een aanzicht van de doorsnede van een TFT 1200 met een coplanaire structuur welke verschilt van de structuur van de TFT 900 getoond in figuur 9. De TFT 1200 omvat een intrinsiek microkristallijn silicium (i-type 15 μο-Si) gebied 1202, een paar gedoteerde gebieden (n+-type μσ-εί gebieden) 1203 waartussen het i-type μο-Si gebied 1202 zich als tussenlaag bevindt, een poort-electrode 1205, een poort-isolatiefilm 1204 voor het isoleren van de poort-electrode 1205 van het i-type μο-Si gebied 1202, een gelei-20 dingslaag 1207 inclusief een bronelectrode en een aftapelec-trode welke electrisch verbonden zijn met de gedoteerde gebieden 1203, respectievelijk.
De TFT 1200 is gevormd op een isolerend substraat 1201. In dit voorbeeld is een transparant glassubstraat toegepast 25 als het isolerende substraat 1201. Nadat een licht-afscher-mingsfilm 1209 en een basis-deklaag isolatiefilm 1210 op deze volgorde zijn gevormd op het substraat 1201, wordt de TFT 1200 gevormd op het substraat 1201. Op de basis-deklaag isolatiefilm 1210 is een halfgeleiderlaag inclusief gebieden 30 1202 en 1203 gevormd. De poort-isolatief ilm 1204 gevormd op de halfgeleiderlaag met een paar contactgaten. De contactga-ten zijn gepositioneerd om te corresponderen met de gedoteerde gebieden 1203, respectievelijk. Op de poort-isolatie-film 1204 is de poort-electrode 1205 gevormd om te worden 35 gepositioneerd boven het i-type μο-Si gebied 1202. Een tussenliggende isolatiefilm 1206 is gevormd voor het bedekken van de poortelectrode 1205. De bronelectrode en de i ’’ 35 aftapelectrode zijn gevormd om respectievelijk verbonden te zijn met de gedoteerde gebieden 1203 via de contactgaten gevormd in de isolatiefilms 1204 en 1206. Nadat de TFT 1200 is vervoltooid wordt er een passiveringsfilm 1208 gevormd op 5 het gehele oppervlak van het substraat 1201.
Hieronder wordt een werkwijze voor het vervaardigen van de TFT 1200 als getoond in figuur 12 nader beschreven.
Eerst wordt een metaallaag, zoals een chroomlaag, door middel van cathodeverstuiving opgedampt met een dikte van 10 100 tot 500 nm. Door de chroomlaag van een patroonvorm te voorzien wordt de licht-afschermingsfilm 1208 gevormd. Dan wordt er een Si02-laag, welke wordt gebruikt als de basisdeklaag isolatiefilm 1209, door middel van cathodeverstuiving opgedampt met een dikte van 50 tot 500 nm.
15 Vervolgens wordt er een i-type μο-Si film met een dikte van 50 nm gevormd in de RF-CVD depositie-inrichting 40 als getoond in figuur 2. Dit opdampen van de i-type μο-Si film wordt uitgevoerd als in voorbeeld 1. Alternerend kan de i-type μσ-εϊ film worden gevormd door het achtereenvolgens 20 doen opdampen van siliciumlagen onder de omstandigheden waarin de waterstof-verdunningssnelheid hoog is en een RF-vermogen geleverd wordt. In dit geval, echter, wordt de verdunningssnelheid laag, bijv. ongeveer 0,01 nm/s. In het bijzonder, ten einde een microkristallijne structuur te 25 verkrijgen binnen een gebied van 50 nm of minder, is vereist dat de waterstof-verdunningssnelheid 200 of hoger bedraagt, en wordt de depositiesnelheid 0,005 nm/s of minder. Aan de andere kant, door uitvoering van de waterstof-plasma behandeling is het mogelijk een microkristallijne structuur te 30 verkrijgen binnen een gebied van 50 nm of minder.
Nadat de opgedampte μο-Si film van een patroon in een vooraf bepaalde vorm is voorzien wordt de Si02-film, welke een dikte in het traject van ongeveer 100 tot 500 nm heeft en als een poort-isolatiefilm 1204 functioneert, gevormd 35 door middel van cathodeverstuiving of iets dergelijks. Vervolgens wordt een metaalfilm, zoals een Al-film of iets dergelijks, opgedampt door middel van cathodeverstuiving en vervolgens van een patroonvorm voorzien ter vorming van een 36 poort-electrode 1205. Daaropvolgend worden zelf-gejusteerde gedoteerde gebieden 1203, dat wil zeggen: n+-type μο-Si gebieden, gevormd door het doteren van de ionen onder toepassing van de poort-electrode 1205 als een masker. Daarna 5 wordt een Si02-film, met een dikte in het traject van ongeveer 300 tot 500 nm en welke dient te worden gebruikt als een tussenliggende isolatiefilm 1206, gevormd door middel van cathodeverstuiving. Vervolgens wordt er voorzien in de contactgaten door zowel de poort-isolatiefilm 1204 als de 10 tussenliggende isolatiefilm 1206. Daarna wordt er een me-taalfilm, zoals een aluminiumfilm met een dikte in het traject van ongeveer 200 tot 500 nm en welke dient te worden gebruikt als de bron- en aftap-electroden 1207, opgedampt door middel van cathodeverstuiving en vervolgens van een 15 patroonvorm voorzien. Ten einde de betrouwbaarheid van de TFT te verhogen, wordt de passiveringsfilm 1206 welke een dikte in het traject van ongeveer 200 tot 500 nm heeft, daarbovenop opgedampt. De karakteristieken van de aldus gevormde TFT worden gemeten. Bijgevolg is het mogelijk om 20 een AAN-stroom te verkrijgen welke 2,6 maal zo groot is als de AAN-stroom verkregen in het geval van toepassing van een a-Si film als halfgeleiderlaag als getoond in figuur 8.
Daar komt bij, dat als de waterstof-plasma behandeling voorgaand aan het opdampen van de Si-film wordt uitgevoerd 25 gedurende één tot tien minuten onder de omstandigheden waarin de stroomsnelheid van H2 2000 tot 4000 scro3 bedraagt, de druk 50 tot 2 00 Pa bedraagt, en het RF-vermogen ongeveer 200 W bedraagt, dan worden de loseindige bindingen in de film welke onder de siliciumfilm ligt, verminderd en zal een 30 kiem voor een microkristal naar meer waarschijnlijkheid gevormd worden, en kan de hoeveelheid AAN-stroom welke door de TFT stroomt worden verhoogd met een factor van ongeveer 1,2 in vergelijking met de hoeveelheid verkregen in het geval waarin de waterstof-plasma behandeling niet wordt 35 uitgevoerd.
In de voorgaande voorbeelden, aangezien de mc-Sï film gevormd wordt binnen een gebied op een afstand van 50 nm of minder van de isolatiefilm, wordt de kanaallaag gevormd in 100089^ 37 de nabijheid van de isolatiefilm, zodat de veld-effect mobiliteit wordt verbeterd. Dergelijke effecten zijn opmerkelijk binnen een gebied op een afstand van 50 nm of minder van de isolatiefilm. Aan de andere kant, zelfs als de μα-Si 5 film wordt gevormd in een gebied op een afstand van 50 nm of meer van de isolatiefilm en is de kristallijniteit in het gedeelte verbeterd, kan de veld-effect mobiliteit niet makkelijk worden verbeterd.
In voorbeelden 2 en 3 is een TFT met een coplanaire 10 structuur beschreven. Recentelijk is er een TFT met een verspringende structuur ontwikkeld omdat het daarbij makkelijk is om het vervaardigingsproces te vereenvoudigen. Bij het vormen van een TFT 1300 met een verspringende structuur getoond in figuur 13 wordt er eerst een ITO-film 1307 inclu-15 sief de bron- en aftap-electroden gevormd. Daarna, ten einde een weerstandscontact met de i-type μο-Si film 1304 te verkrijgen worden fosforionen selectief gevormd op de ITO bron- en aftap-electroden door middel van ontleding met plasma PH3 in de P-CVD inrichting. Vervolgens wordt er een 20 i-type μα-Si film 1304 gevormd op dezelfde wijze als bij de TFT met een coplanaire structuur. Daarna worden een poort-isolatiefilm 1303 en een poort-electrodefilm 1302 gevormd. Ook de aldus gevormde TFT vertoont karakteristieken soortgelijk aan die van de TFT met een coplanaire structuur.
25 In de hiervoorgaand beschreven TFT met een coplanaire structuur en TFT met een verspringende structuur wordt het kanaalgebied gevormd op een zijde tegenover die van het glassubstraat ten opzichte van de halfgeleiderfilm. De kwaliteit van een siliciumfilm wordt verbeterd naarmate de 30 dikte van de film toeneemt, en het kanaalgebied gevormd in een gebied waarin de kwaliteit van een siliciumfilm voldoende is. Derhalve, hoewel de geleidbaarheid van de TFT met een coplanaire of verspringende structuur lager is (bijv. 5 x 10‘10 S/cm) dan die van een TFT met een omgekeerd-versprin-35 gende structuur (bijv. 5 x 10'9 S/cm) , kan er een TFT welke voldoende karakteristieken vertoont, worden vervaardigd.
Als hiervoorgaand beschreven, in een TFT met een coplanaire structuur en een TFT met een verspringende structuur 1 π ^ π - o 2 38 dienen gedeelten van het intrinsiek kristallijne silicium met een verbeterde kristallijniteit als kanaalgebieden. Derhalve, de veld-effect mobiliteit van de kanaalgebieden kan worden verbeterd, hetgeen resulteert in een toename van 5 de AAN-stroom van de TFT vergeleken met een conventionele TFT als beschreven in de Japanse octrooipublicaties (terin-zagegelegd) nrs. 59-141271 en 61-59873. Daar komt bij, dat volgens de onderhavige uitvinding, het voldoende is om één laag silicium met een dikte van ongeveer 50 nm op te dampen, 10 zodat de tijdsduur benodigd voor het opdampen van de sili-ciumfilm bij een typische depositiesnelheid 600 seconden bedraagt. Met andere woorden, met de onderhavige uitvinding kan de tijdsduur benodigd voor depositie van de siliciumfilm met ongeveer 30% worden verkort. Bijgevolg kan de doorzet in 15 aanzienlijke mate worden verbeterd. Bovendien, in voorbeelden 2 en 3, is de intrinsieke halfgeleiderlaag gevormd van één enkel materiaal zonder menging van een veelheid van materialen. Derhalve, in voorbeelden 2 en 3, kan de halfgeleiderlaag met een grote veld-effect mobiliteit gemakkelij-20 ker worden verkregen vergeleken met die volgens de Japanse octrooipublicatie (terinzagegelegd) nr. 60-96680.
Voorbeeld 4
Hieronder wordt de onderhavige uitvinding beschreven volgens een toepassing in een TFT met een omgekeerd-ver-25 springende structuur onder verwijzing naar de tekening.
Figuur 14 toont een aanzicht van de doorsnede van een substraat waarin een TFT wordt gevormd voor een afbeeldings-inrichting met vloeibare kristallen (hiernavolgend eenvoudig een TFT-substraat te noemen). De TFT 1400 omvat een poort-30 electrode 1402, isolatiefilms 1403 en 1404, een halfgelei-derfilm 1405, een ets-stopfilm 1406, contactlagen 1407a en 1407b gevormd van halfgeleiderfilms met lage weerstand, en een bronelectrode 1408a en een aftap-electrode 1408b. Deze films zijn in deze volgorde gevormd op een isolatiesubstraat 35 1401. Verder is een transparante geleidingsfilm 1409 gevormd op de bron- en aftapelectroden 1408a en 1408b. Door de geleidingsfilm 1409 van een patroon in een vooraf bepaalde ,· v 39 vorm te voorzien is er sprake van een beeldelement-electrode welke electrisch verbonden is met de bronelectrode 1408a dan wel de aftapelectrode 1408b.
Onder verwijzing naar figuur 14 worden de processtappen 5 voor het vormen van de TFT 1400 beschreven.
Eerst wordt er een dunne-film van Ta (met een dikte van 300 nm) gevormd op een isolatie-substraat 1401, zoals een glasplaat, door middel van een werkwijze van cathodeverstui-ving. Daarna wordt de dunne-film van Ta van een patroonvorm 10 voorzien via een fotolithografisch proces en een proces van droog-etsen, om daarbij een poort-electrode 1402 te vormen, vervolgens wordt het substraat 1401 gedompeld in een oplossing van ammoniumtartraat of iets dergelijks en wordt van buitenaf een stroom toegeleverd, om daarbij de poort-elec-15 trode 1402 te anodiseren en een Ta205-film (met een dikte van ongeveer 300 nm) te vormen welke dient te worden gebruikt als een isolatiefilm 1403.
Daaropvolgend worden een film van siliciumnitride (Si3N4) welke dient te worden gebruikt als een isolatiefilm 20 1404, een film van microkristallijn silicium (μο-Si) welke dient te worden gebruikt als een halfgeleiderfilm 1405, en een film van siliciumnitride (Si3N4) welke dient te worden gebruikt als een ets-stopfilm 1406, gevormd met gebruikmaking van een P-CVD inrichting met drie reactiekamers volgens 25 een lijnsysteem. Eerst wordt door het inbrengen van monosi-laan (SiH4) , ammoniak (NH3), en waterstof (H2) in een eerste reactiekamer en het ontladen van plasma een film van Si3N4 gevormd over het gehele oppervlak van het substraat 1401 welke een dikte van ongeveer 300 nm heeft. Dan wordt het 30 substraat 1401 overgebracht naar de tweede reactiekamer, en wordt een i-type μο-Si film gevormd over het gehele oppervlak van het substraat 1401 door het inbrengen van monosi-laan (SiHJ en waterstof (H2) in de tweede reactiekamer. In dit voorbeeld wordt een i-type μσ-Si film met een dikte van 35 50 nm gevormd bij een depositie-snelheid van 3 nm/min onder de omstandigheden waarbij de stroomsnelheid van SiH4 30 scm3 bedraagt, de stroomsnelheid van H2 3000 scm3 bedraagt en het 40 RF-vermogen 180 W bedraagt. De geleidbaarheid van de resultante i-type mc-Sï film bedraagt 5 x 10'8 S/cm.
Hiernavolgend worden de omstandigheden voor het vormen van de μο-Si film beschreven. Ten einde een microkristallij-5 ne structuur te verkrijgen is het belangrijk om de water-stof-verdunningssnelheid, dat wil zeggen: in dit voorbeeld de H2/SiH4 verhouding, te regelen. Tabel 3 toont de water-stof-verdunningssnelheden en de geleverde RF-vermogens wanneer een i-type μο-Si film (met een dikte van 50 nm) 10 gevormd wordt, en de geleidbaarheid van de resultante μο-Si films. De onderhavige uitvinders hebben met behulp van een werkwijze van een transmissie-type electronenbundel diffractie weten te bevestigen dat een Si-film met een geleidbaarheid van 5 x ÏO'10 S/cm of meer een microkristallijne struc-15 tuur heeft.
TABEL 3
Geleidend vermogen van i-type μο-Si film (S/cm) (Dikte:50 nm)
SiH4 (scan) H? (sccm) Waterstof verdun- RF vermogen (W) ningsverhouding _ 80 100 120 150 180 70__3000__43__1,2E-12 - 2.5E-12 - 5.0E-10 2 0 50 3000 60 ... 4.9E-11 8.0E-10 40__3000 75 - - 1.5E-09 - 3.0E-09 30 3000 100 - 6.4E-08 - - 5.0E-08 15__3000__200__2.0E-09 5.0E-09 7, SE-09 1.0E-08 8.0E-08
Als duidelijk moge zijn uit tabel 3 is het mogelijk, 25 door instelling van de waterstof-verdunningsverhouding op een waarde van 40 of hoger, om een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid van 5 x ÏO'10 S/cm of hoger te verkrijgen. Daar komt bij, dat als het toe te leveren RF-vermogen alsook de waterstof-verdunningsverhouding op een hoge waarde wordt 30 ingesteld, het dan makkelijker wordt om een microkristallij-ne structuur te verkrijgen als getoond in tabel 3. Hoewel niet getoond in tabel 3 kan er, onder de omstandigheden waarin de stroomsnelheid van SiH4 15 scm3 is en de stroom- 41 snelheid van H2 3000 scm3 is, en het RF-vermogen 250 W is, een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid van 2 x 10'7 S/cm worden verkregen. Figuur 18 toont het verband tussen de dikte en de geleidbaarheid van de resultante μο-Si film 5 welke dienen te worden gevarieerd wanneer het toe te leveren RF-vermogen wordt gewijzigd. In figuur 18 is de stroomsnelheid van SiH4 ingesteld op 15 scm3, is de stroomsnelheid van H2 ingesteld op 3000 scm3, en wordt het RF-vermogen toegeleverd op de drie niveaus van 120 W, 150 W en 180 W. De varia-10 ties in de geleidbaarheid die corresponderen met het RF-vermogen van 120 W, 150 W en 180 W, respectievelijk, zijn aangeduid met de krommen 11, 12 en 13, onderscheidenlijk. In het derde voorbeeld kan een microkristallijne structuur makkelijk worden verkregen door uitvoering van een water-15 stof-plasma behandeling, en hebben de onderhavige uitvinders weten te bevestigen dat er een Si-film met een dikte van 30 nm gemicrokristalliseerd wordt. Echter, het is moeilijk om een microkristallijne structuur te verkrijgen door depositie onder omstandigheden van een hoge waterstof-verdunningssnel-20 heid en een hoog vermogen als beschreven overeenkomstig het onderhavige voorbeeld, en slechts in het geval waarin het RF-vermogen van 180 W wordt toegeleverd bedraagt de resultante geleidbaarheid ongeveer 1,5 x 10‘9 S/cm. Als duidelijk is uit figuur 18 blijkt dat naarmate de dikte van de Si-film 25 toeneemt, de geleidbaarheid van de Si-film aanzienlijk toeneemt. Derhalve, volgens de werkwijze van het onderhavige voorbeeld is het ook mogelijk een microkristallijne structuur te verkrijgen wanneer de dikte van de Si-film wordt ingesteld op 50 nm of minder.
30 Nadat de i-type μο-Si film is gevormd wordt door het inbrengen van monosilaan (SiHJ , ammoniak (NH3) en waterstof (H2) in een derde reactiekamer en het ontleden van het plasma, wordt een Si3N4-film die dient te worden gebruikt als een ets-stoplaag 1406, gevormd over het gehele oppervlak van 35 het substraat 1401 welk een dikte van ongeveer 300 nm heeft.
Na vorming van de Si3N4-film, de i-type μο-Si film en de Si3N4-film met gebruikmaking van de P-CVD inrichting op de hiervoorgaand beschreven wijze, wordt de ets-stoplaag 1406 1000892 42 gevormd door de bovenste Si3N4-film van een patroonvorm te voorzien. Daaropvolgend wordt er een n+-type a-Si film gevormd over het substraat 1401 onder een dergelijke toestand, en worden de n+-type a-Si film en de reeds gevormde 5 i-type μο-Si film van een patroon volgens een vooraf bepaalde vorm voorzien, om daarbij een halfgeleiderfilm 1405 en de contactlagen 1407a en 1407b te vormen. Vervolgens wordt door middel van een werkwijze voor cathodeverstuiving een film van titaan (Ti) opgedampt over het gehele oppervlak 10 van het substraat 1401 en vervolgens van een patroonvorm voorzien om daarbij een bronelectrode 1408a en een aftap-electrode 1408b te vormen. In de TFT 1400 volgens het onderhavige voorbeeld is de kanaal lengte ingesteld op 10 μιη en is de kanaalbreedte ingesteld op 40 μιη.
15 Daarna wordt, door uitvoering van cathodeverstuiving met gebruikmaking van indium-tinoxide (ITO) omvattende 5% tin (Sn) als doel in een atmosfeer van zuurstof, een ITO-film 1409 opgedampt op het substraat 1401 ten einde een dikte van ongeveer 70 μτη te hebben, en vervolgens van een 20 patroonvorm voorzien om daarbij een beeldelement-electrode te vormen.
Tot slot, er wordt een Si3N4-film gevormd als een be-schermingsfilm 1410, en daarna van een patroonvorm voorzien, om daarbij een substraat te vormen waarin een TFT (of een 25 TT-substraat) is gevormd van een paar van substraten dat een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen vormt.
Figuur 19 toont de karakteristieken van de TFT 1400 gevormd door uitvoering van de hiervoorgaand genoemde processtappen op basis van de meetresultaten. In figuur 19 30 toont de y-as de waarde van de aftapstroom, en toont de x-as de waarde van de aan de aftapelectrode 1408b van de TFT 1400 aan te leggen spanning. De kromme 14 toont de variatie in de stroom teweeggebracht door het variëren van de poort-span-ning in de TFT 1400 met gebruikmaking van de halfgeleider-35 film 1405 gevormd onder de hiervoorgaand beschreven omstandigheden, dat wil zeggen: de i-type μα-Si film met een geleidbaarheid van 5 x 10'8 S/cm, terwijl de kromme 15 de variatie in de stroom teweeggebracht door het variëren van 'l 0 0 0 ü i 43 de poort-spanning in een conventionele TFT met gebruikmaking van een a-Si film als de halfgeleiderfilm, toont. Als getoond in figuur 19, in de TFT 14 00, wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, 5 dan wordt de resultante AAN-stroom 1,5 x 10'6 A. Deze waarde van de AAN-stroom is ongeveer 1,5 maal zo groot als die van een conventionele TFT verkregen wanneer nagenoeg dezelfde poort-spanning en bron-aftap spanning op de TFT aangelegd worden. Aan de andere kant, de UIT-stroom in de TFT 1400 10 wordt gemeten om ongeveer 1,0 x 10‘12 A of minder te bedragen wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bro-aftap spanning 10 V bedraagt. De UIT-stroom bedraagt bijna altijd ongeveer 1,0 x 10'13 A.
Voorts, de kromme 16 toont de variatie in de stroom 15 teweeggebracht door het variëren van de poort-spanning in de TFT door uitvoering van nagenoeg dezelfde processtappen uitgezonderd het gebruikmaken van een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid van 1 x 10'7 s/cm als een halfgeleider-film. In een dergelijke TFT, als getoond in figuur 19, 20 wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de AAN-stroom ongeveer 1,8 x 10'6 A. Aan de andere kant, wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom ongeveer 5 x 10‘12 A: Het heeft niet de voor-25 keur gebruik te maken van een TFT met een UIT-stroom van 1 x 10‘12 A of meer als een schakelelement van een afbeeldingsin-richting met vloeibare kristallen. De reden daarvoor is als volgt. In een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen met gebruikmaking van een TFT met een UIT-stroom van 1 x 30 10'12 A of meer wordt, zelfs als de beeldelementen zijn geladen ter uitvoering van een afbeelding, de ontlading vanuit de beeldelementen gegenereerd voordat de beeldelementen de volgende keer worden geladen. Bijgevolg wordt de potentiaal van de beeldelementen waar de ontlading is gege-35 nereerd, verminderd en worden de beeldelementen afgebeeld als heldere stippen. Een contact-karakteristiek tussen een i-type halfgeleider en een n+-type halfgeleider in een omgekeerde-spanning bias en de weerstandswaarde van de i 44 i-type halfgeleider zijn belangrijke factoren ter bepaling van de UIT-stroom. In het geval van gebruikmaking van een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid van 1 x 10‘7 S/cm of meer als een halfgeleiderfilm voor een TFT, neemt de 5 UIT-stroom toe waarschijnlijk om de volgende redenen: ten eerste, aangezien de karakteristieken in de verbinding tussen een i-type mc-Sï film en een n+-type halfgeleiderfilm niet voldoende zijn, worden de contact-karakteristieken in een omgekeerde-spanningbias, dat wil zeggen: strooro-limite- 10 rende karakteristieken in een omgekeerde-spanningbias, verslechterd, en ten tweede, is de waarde van de weerstand in de μσ-Si film te laag.
Als duidelijk is uit de hiervoorgaande beschrijving, in het geval van gebruikmaking van een TFT met een omgekeerd-15 verspringende structuur als een schakelelement voor een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen, als een i-type μα-Si film met een geleidbaarheid in het traject van 5 x 10'10 S/cm tot 1 x 10'7 S/cm wordt gebruikt als een half-geleiderfilm voor een TFT, dan is het mogelijk om de 20 AAN-stroom te verhogen en de UIT-stroom te onderdrukken tot een lager niveau.
Een isolerend substraat, en een tegensubstraat met een zwarte matrix gevormd op het isolerende substraat en een ITO-electrode daarbovenop gevormd worden bevestigd aan het 25 TFT-substraat getoond in figuur 14 ten einde onderling gespatieerd te zijn met een voorafbepaalde spleet daartussenin, en dan wordt vloeibaar kristal ingespoten in de spleet. Daaropvolgend worden polarisatoren bevestigd aan het oppervlak van het TFT-substraat dat niet naar het vloeibaar 30 kristal toe is gekeerd, en aan het oppervlak van het tegensubstraat dat niet naar het vloeibaar kristal toe is gekeerd, onderscheidenlijk, en wordt er voorzien in achterlicht, om daarbij een afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen te volmaken. Afhankelijk van de behoefte kan er 35 worden voorzien in een kleurfilter-laag op het tegensubstraat.
rr - .1 45
Voorbeeld 5
Hieronder wordt een ander voorbeeld van een TFT met een omgekeerd-verspringende structuur beschreven onder verwijzing naar figuur 15. De TFT 1500 getoond in figuur 15 ver-5 schilt van de TFT 1400 getoond in figuur 14 daarin, dat een contactlaag die functioneert als een halfgeleiderlaag met lage weerstand gevormd wordt door middel van een werkwijze van ionen-dotering.
Hiernavolgend worden de processtappen voor het vormen 10 van de TFT 1500 kort beschreven. Eerst worden een poort-electrode 1502 gemaakt van Ta en een Ta203-film 1503 die functioneert als een isolatiefilm, gevormd op een isolatie-substraat 1501, zoals een glasplaat, op dezelfde wijze als bij de hiervoorgaand beschreven TFT 1400. Daaropvolgend 15 worden een siliciumnitride (Si-jNJ film die dient te worden gebruikt als een isolatiefilm 1504, een i-type μσ-Si film die dient te worden gebruikt als een halfgeleiderfilm 1505, en een siliciumnitride (Si3NJ film die dient te worden gebruikt als een ets-stopfilm 1506, gevormd door gebruikma-20 king van een P-CVD inrichting met drie reactiekamers volgens een lijnsysteem. In dit voorbeeld wordt een i-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 5 x 10'8 S/cm gevormd onder dezelfde omstandigheden als die voor het vormen van de i-type μο-Si film in de TFT 1400.
25 Door de bovenste Si3N4-film van het substraat 1501 in deze toestand van ene patroonvorm te voorzien wordt er een ets-stoplaag 1506 gevormd. Daaropvolgend wordt er, door doteren van PH3-ionen met gebruikmaking van de ets-stoplaag 1506 als een masker, een n+-type μο-Si film, die dient te 30 worden gebruikt als contactgedeelten 1507a en 1507b, gevormd. In het geval waarin de geleidbaarheid van de i-type μο-Si film 1505 5 x 10'10 S/cm of meer bedraagt, wordt de geleidbaarheid van de Si-film welke met ionen is gedoteerd, 1 x 10'1 S/cm of meer. Bijgevolg is de spanningsval in deze 35 contactgedeelten 1507a en 1507b klein genoeg om te worden verwaarloosd.
Vervolgens wordt er een film van titaan (Ti) opgedampt over het gehele oppervlak van het substraat 1501 door middel 1000892 46 van een werkwijze van cathodeverstuiving en vervolgens van een patroonvorm voorzien, om daarbij een bronelectrode 1508a en een aftapelectrode 1508b te vormen. In de TFT 1500 volgens het onderhavige voorbeeld is de kanaallengte ingesteld 5 op 10 μτα en is de kanaalbreedte ingesteld op 40 μτα.
Daarna worden een ITO-film die functioneert als een beeldelement-electrode 1509 en een Si3N4-film die functioneert als een beschermingsfilm 1510, gevormd en vervolgens van een patroonvorm voorzien, om daarbij een TFT-substraat 10 te volmaken als getoond in figuur 15.
De karakteristieken van de TFT 1500 in deze toestand worden gemeten. Wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de AAN-stroom 1,5 x 10'6 A of meer. Aan de andere kant, wanneer 15 de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom minder dan 1 x 10‘12 A. Derhalve zijn de karakteristieken van de TFT 1500 soortgelijk aan die van de TFT 1400. In het geval van gebruikmaking van een i-type μο-Si film roet een geleidbaarheid van 1 20 x 10'7 S/cm als een halfgeleiderfilm 1505 voor de TFT 1500, wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom 1 x 10'11 A. De reden hiervoor is dat in de TFT 1500 met gebruikmaking van de i-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 1 x 10"7 25 S/cm als een halfgeleiderfilm 1505, aangezien de karakteristieken in de verbinding tussen de i-type μο-Si film en een n*-type μο-Si film gevormd door het doteren van de i-type μο-Si film met de ionen niet voldoende is, zal er mogelijkerwijs een lekstroom worden gegenereerd in het geval waarin 30 een omgekeerde biasspanning aangelegd wordt.
Als duidelijk moge zijn uit de hiervoorgaande beschrijving, in het geval van gebruikmaking van een TFT 1500 met een structuur als getoond in figuur 15, zal als een i-type μο-Si film met een geleidbaarheid in het traject van 5 x 10'7 35 S/cm tot 1 x 10"7 S/cm wordt gebruikt als een halfgeleider-film voor de TFT, het dan mogelijk zijn de AAN-stroom te vergroten en de UIT-stroom te onderdrukken naar een lager niveau.
1 0 f. · i.
47
Voorbeeld 6
Hieronder wordt een TFT 1600 met een verspringende structuur die verschilt van die van de TFT met een verspringende structuur getoond in figuur 13, beschreven onder 5 verwijzing naar figuur 16. Figuur 16 toont een aanzicht van de doorsnede van een TFT-substraat voor een afbeeldingsin-richting met vloeibare kristallen inclusief een TFT 1600 met een verspringende structuur. Hieronder worden de processtappen ter vorming van het TFT-substraat beschreven.
10 Eerst wordt een metaal film (met een dikte van 250 nm) gemaakt van tantaal (Ta), titaan (Ti) of dergelijk, door middel van en werkwijze van cathodeverstuiving opgedampt op een isolerend substraat 1601, zoals een glasplaat, en vervolgens van een patroon in de vorm van een eiland voorzien, 15 om daarbij een licht-afschermingsfilm 1602 te vormen. Daarna wordt een film van siliciumoxide (met een dikte van 250 nm) door middel van een werkwijze van cathodeverstuiving of een P-CVD werkwijze gevormd als een isolatiefilm 1603 die de licht-afschermingsfilm 1602 bedekt, vervolgens wordt een 20 film van tantaal (Ta) (met een dikte van 300 nm) door middel van een werkwijze van cathodeverstuiving opgedampt over het gehele oppervlak van het substraat 1601 en vervolgens van een patroonvorm voorzien, om daarbij een bronelectrode 1604a en een aftapelectrode 1604b te vormen.
25 Daaropvolgend wordt een n-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 0,5 S/cm gevormd als lage-weerstands halfgeleiderfilms 1605a en 1605b gedoteerd met onzuiver-heidsionen met gebruikmaking van een P-CVD inrichting. De n-type μο-Si film wordt gevormd door het inbrengen van SiH4 30 gas, H2 gas en PH3 gas in de P-CVD inrichting zodat de water-stof-verdunningsverhouding, dat wil zeggen: de H2/SiH4 verhouding, ongeveer 100 bedraagt, en door het ontladen van het plasma. Nadat de aldus gevormde n-type μο-Si film van een patroon van een gewenste vorm voorzien is, wordt er een 35 i-type μο-Si film (met een dikte van 50 nm) gevormd door middel van een P-CVD werkwijze. De i-type μο-Si film wordt opgedampt onder dezelfde omstandigheden als die van de i-type μο-Si films van de TFT'en 1400 en 1500 met een omge- 1000892 48 keerd-verspringende structuur getoond in figuren 14 en 15, respectievelijk. Als gevolg daarvan wordt een i-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 5 x 10"8 S/cm verkregen. Daarna wordt deze i-type μο-εϊ film van een patroon in de 5 vorm van een eiland voorzien ten einde te worden gebruikt als een halfgeleiderfilm 1606.
Vervolgens wordt een transparante geleidingsfilm, zoals een ITO-film, door middel van een werkwijze van cathodever-stuiving opgedampt cp het substraat 1601 tot een dikte van 10 200 nm, en vervolgens van een patroonvorm voorzien om daar bij een beeldelement-electrode 1607, welke ten dele overlapt met de aftapelectrode 1604b, te vormen. Dan wordt een Si3N4 film (met een dikte van 50 nm), die dient te worden gebruikt als een poort-isolatiefilm 1608, gevormd door middel van een 15 P-CVD werkwijze. Vervolgens wordt een film van titaan (Ti) (met een dikte van 300 nm) door middel van een werkwijze van cathodeverstuiving opgedampt op de poort-isolatiefilm 1608, en vervolgens van een patroonvorm voorzien om daarbij een poort-electrode 1609 te vormen. Tot slot, er wordt een Si3N4 20 film (met een dikte van 250 nm), die dient te worden gebruikt als een beschermingsfilm 1610, gevormd door middel van een P-CVD werkwijze, om daarbij het TFT-substraat te volmaken.
De karakteristieken van de TFT 1600 in deze toestand 25 worden gemeten. Wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de AAN-stroom 1,3 x 10'6 A of meer. Aan de andere kant, wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom 1 x 10‘12 A of minder. 30 Derhalve zijn de karakteristieken van de TFT 1600 soortgelijk aan die van de TFT'en 1400 en 1500 met de hiervoor-gaand beschreven omgekeerd-verspringende structuur. In het geval van gebruikmaking van een i-type ^c-Si film met een geleidbaarheid van 1 x 10'7 s/cm als een halfgeleiderfilm 3 5 1606 voor de TFT 1600, wordt de resultante AAN-stroom nage noeg gelijk als die in het geval van gebruikmaking van een i-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 5 x 10'8 S/cm. Echter, wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron- 10 0 0 8 9 l 49 aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom in de TFT 1600 8 X 10'12 A.
Als duidelijk moge zijn uit de hiervoorgaande beschrijving, in het geval van gebruikmaking van een TFT 1600 met 5 een verspringende structuur als getoond in figuur 16, zal als een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid in het traject van 5 x 10'10 S/cm tot 1 x 10'7 S/cm wordt gebruikt als een halfgeleiderfilm voor de TFT, het dan mogelijk zijn de AAN-stroom te vergroten en de UIT-stroom te onderdrukken 10 naar een lager niveau.
Voorbeeld 7
In het onderhavige voorbeeld wordt, onder verwijzing naar figuur 17, een beschrijving gegeven van een TFT 1700 met een coplanaire structuur waarin een werkwijze voor het 15 vormen van een i-type pc-Si film verschilt van die voor de TFT 1200 met een coplanaire structuur als getoond in figuur 12. In de TFT 1700 worden contactgebieden 1705 gevormd door het doteren van een i-type halfgeleiderlaag, welke dient te worden gebruikt als een kanaalgebied 1704, met ionen op 20 dezelfde wijze als voor de TFT 1200 getoond in figuur 12, en vervolgens worden een bronelectrode 1710a en een aftapelec-trode 1710b gevormd.
Hieronder worden, onder verwijzing naar figuur 17, de processtappen voor het vormen van de TFT 1700 beschreven.
25 Eerst wordt er een metaalfilm opgedampt op een isole rend substraat 1701, zoals een transparante glasplaat, en vervolgens van een patroon in de vorm van een eiland voorzien, om daarbij een licht-afschermingsfilm 1702 te vormen. Dan wordt een isolatiefilm 1703, welke de licht-afscher-30 mingsfilm 1702 bedekt, gevormd over het gehele oppervlak van het substraat 1701. Een Si02 film of iets dergelijks wordt gebruikt als de isolatiefilm 1703. Vervolgens wordt een i-type μσ-εϊ film gevormd op de isolatiefilm 1703 op dezelfde wijze als volgens het tweede voorbeeld. In dit voorbeeld 35 wordt een i-type μσ-βϊ film met een geleidbaarheid van 5 x 10'8 S/cm en een dikte van 50 nm gevormd onder de omstandigheden waarbij de stroomsnelheid van SiH4 30 scm3 bedraagt, de 10: y 2 50 stroomsnelheid van H2 3000 scm3 bedraagt en het RF-vermogen 180 W bedraagt.
Nadat de aldus gevormde i-type /xc-Si film tot een eilandvorm is geëtst wordt daarbovenop een poort-isolatie-5 film 1706 gevormd. Een Si3N4 film of een Si02 film wordt gebruikt als de poort-isolatiefilm 1706. In dit voorbeeld wordt een Si02 film met een dikte van 250 nm gevormd door middel van een P-CVD werkwijze. Daaropvolgend, nadat een poort-electrode 1707 gevormd van een film van aluminium (Al) 10 is gevormd op de Si02 film 1706, worden de contactgebieden 1705 gevormd door het doteren van een i-type μσ-Si film met ionen met gebruikmaking van de poort-electrode 1707 als een masker. Vervolgens wordt er een tussenliggende isolatiefilm 1708 gevormd over het gehele oppervlak van het substraat 15 1701, en wordt een transparante geleidingsfilm, zoals een ITO-film, gevormd op de tussenliggende isolatiefilm 1708 door middel van een werkwijze van cathodeverstuiving. Door het etsen van deze transparante geleidingsfilm kan een beeldelement-electrode worden verkregen.
20 Daaropvolgend wordt een paar van contactgaten gevormd door de poort-isolatiefilm 1706 en de tussenliggende isolatiefilm 1708 heen door middel van patroon-voorziening en et-sing, ten einde de contactgebieden 1705 ten dele bloot te stellen. In een dergelijke toestand wordt een metaalfilm, 25 gemaakt van aluminiumlegering, titaan of iets dergelijks, gevormd door middel van een werkwijze van cathodeverstuiving, en vervolgens van een patroonvorm voorzien, om daarbij een bronelectrode 1710a en een aftapelectrode 1710b te vormen die electrisch verbonden zijn met de contactgebieden 30 1705, onderscheidenlijk. Door uitvoering van deze proces stappen wordt een TFT-substraat (of een substraat waarin een TFT is gevormd) van een paar van substraten dat een vloei-baar-kristalpaneel vormt, vervoltooid.
In de in figuur 17 getoonde TFT 1700 kunnen de poort-35 electrode 1707, de bronelectrode 1710a en de aftap-electrode 1710b alle worden gevormd in latere processtappen ter vorming van de TFT 1700. Dienovereenkomstig is het makkelijker om gebruik te maken van een aluminiumlegering terwijl de 1 0 0 0 8 9 2 51 nadelige effecten van een heuveltje of iets dergelijks worden onderdrukt. Ten einde de betrouwbaarheid en de reproduceerbaarheid te verbeteren kan ook een beschermingsfilm worden gevormd op de TFT 1700 getoond in figuur 17.
5 De karakteristieken van de TFT 1700 met gebruikmaking van een i-type μο-Si film met een geleidbaarheid van 5 x 10'8 S/cm in deze toestand worden gemeten. Wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de AAN-stroom 1,5 x 10*6 A of meer, en 10 wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom 10'12 A of minder. Aan de andere kant werden ook de karakteristieken van de TFT 1700 met gebruikmaking van een i-type μσ-Si film met een geleidbaarheid van 1 x 10'7 S/cm of meer, gemeten. 15 Bijgevolg, wanneer de poort-spanning +10 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de AAN-stroom 2,1 x 10'6 A of meer, en wanneer de poort-spanning -15 V bedraagt en de bron-aftap spanning 10 V bedraagt, dan wordt de UIT-stroom 9 x 10'12 A.
20 Als hiervoorgaand beschreven, in het geval van gebruik making van een i-type μο-Si film voor een TFT 1700 met een coplanaire structuur getoond in figuur 17, als de geleidbaarheid van de i-type μο-Si film wordt ingesteld in het traject van 5 x 10‘10 S/cm tot 1 x 10'7 S/cm, dan is het 25 mogelijk de AAN-stroom te vergroten en de UIT-stroom te onderdrukken naar een lager niveau.
Als duidelijk moge zijn uit de hiervoorgaande beschrijving, aangezien een i-type μο-Si film niet alleen een hoge geleidbaarheid heeft doch ook een grote veld-effect mobili-30 teit als overduidelijk getoond in de karakteristieken van de TFT met gebruikmaking van een dergelijke film, kan een i-type μο-Si film met voordeel worden toegepast op verschillende soorten dunne-film halfgeleiderinrichtingen waarin de electronen enige mobiliteit hebben.
35 De onderhavige uitvinding is toepasbaar voor verschil lende soorten dunne-film halfgeleiderinrichtingen zoals een dunne-film diode, een dunne-film transistor (TFT), een dunne-film zonnecel, een dunne-film fotodiode, een 1 0 0 ü 8 a 2 52 dunne-film fotodiode array, en een aandrijfeenheid met gebruikmaking van een TFT.
In een dunne-film halfgeleiderinrichting volgens de onderhavige uitvinding, aangezien er gebruik wordt gemaakt 5 van een i-type μο-Si film met een verbeterde veld-effect mobiliteit, is het mogelijk om de hoeveelheid AAN-stroom te vergroten met een factor 1,5 vergeleken met die van een conventionele dunne-film halfgeleiderinrichting met gebruikmaking van een a-Si film. In het geval van toepassing van 10 een dunne-film halfgeleiderinrichting volgens de onderhavige uitvinding voor een video graphics adapter met een scherm met een diameter van 10,4", kan de openingsverhouding van de 10,4 inch VGA worden vergroot van 60% in een VGA waarin gebruik wordt gemaakt van een conventionele dunne-film 15 halfgeleiderinrichting, tot 65% om daarbij de helderheid van de VGA te verhogen. Daar komt bij, dat door gebruik te maken van een dunne-film halfgeleiderinrichting volgens de onderhavige uitvinding, het mogelijk is makkelijk een 16 inch afbeeldingsinrichting met vloeibare kristallen met 20 1280 x 31024 beeldelementen die wordt gebruikt voor een werkeenheid voor ingenieurs, te vervaardigen, hetgeen niet gemakkelijk vervaardigd kan worden volgens een conventionele werkwijze.
In de voorgaande voorbeelden wordt een microkristallij-25 ne siliciumfilm gebruikt als een halfgeleiderfilm voor een dunne-film halfgeleiderinrichting. Alternerend kunnen ook microkristallijne halfgeleiderfilms gemaakt van een materiaal zoals silicium germanium (SiGex, waarbij 0 < x < 1) , silicium koolstof (SiCx, waarbij 0 < x < 1) , siliciumnitride 30 (Si3N4.x, waarbij 0 < x < 4) , of siliciumdioxide (Si02_x, waarbij 0 < x < 2) worden gebruikt. In dergelijke gevallen kunnen dezelfde effecten als die volgens de hiervoorgaand beschreven voorbeelden worden bereikt.
Volgens de onderhavige uitvinding kan een één-laagse 35 siliciumfilm worden gevormd zonder toevoeging van enig ander materiaal, zodat een film met een grote veld-effect mobiliteit makkelijk verkregen kan worden.
100089t 53
Volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt door herhaling van de processtap van vorming van een siliciumfilm, in plaats van een amorfe siliciumfilm die conventioneel gevormd wordt, op een substraat door ontleding 5 —met plasma— van een silicium-elementen bevattende materi-aalgas ingebracht in een reactiekamer van een inrichting voor plasma chemische vorming uit damp, en (van) de processtap van behandeling van de siliciumfilm met waterstofplasma door het inbrengen van waterstofgas in de reactiekamer, een 10 siliciumfilm met een microkristallijne structuur met voorafbepaalde karakteristieken gevormd. Alternerend wordt een siliciumfilm met een microkristallijne structuur met voorafbepaalde karakteristieken gevormd door depositie onder de omstandigheden van een hoge waterstof-verdunningsverhouding 15 en een hoog vermogen. Als gevolg daarvan kan een TFT met een hogere veld-effect mobiliteit in vergelijking met die van een conventionele TFT, worden gevormd. Dienovereenkomstig, vergeleken met een conventionele halfgeleiderinrichting met toepassing van een amorfe halfgeleider dunne-film, kan een 20 halfgeleiderinrichting met kleinere afmetingen worden gevormd.
Daar komt bij, dat volgens de onderhavige uitvinding, in een inrichting met een coplanaire, verspringende of omgekeerd-verspringende structuur, het mogelijk is de 25 AAN-stroom te vergroten in vergelijking met die van een conventionele halfgeleiderinrichting met toepassing van een amorfe halfgeleider dunne-film, terwijl de UIT-stroom wordt onderdrukt naar een lager niveau. Bijgevolg kan een grootschalige hoge-definitie afbeeldingsinrichting met vloeibare 30 kristallen met een hoge numerieke apertuur worden vervaardigd.
Aan de vakman zullen verschillende andere modificaties duidelijk zijn en gereed te verwezenlijken zijn zonder dat men afstand neemt van de reikwijdte en de gedachte van de 35 onderhavige uitvinding. Dienovereenkomstig is het niet de bedoeling dat de reikwijdte van de hier bijgevoegde conclusies gelimiteerd wordt tot de beschrijving als hiervoorgaand 1000892 54 gegeven, doch dat in plaats daarvan de conclusies ruim uitgelegd worden.
.................... conclusies io c o: s ?

Claims (47)

1. Dunne-film transistor, omvattende: een substraat; een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-5 electrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-eleetrode, met bet kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type 10 siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolerende film een microkristallijne structuur met een geleidbaarheid van ongeveer 5 x 10'10 S/cm of meer heeft.
2. Dunne-film transistor volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte omvat, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten.
3. Dunne-film transistor, omvattende: 20 een substraat; een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-25 electrode, met bet kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolerende film een microkristallijne structuur met een hoeveelheid gebonden waterstof van onge-30 veer 10% of minder heeft.
4. Dunne-film transistor volgens conclusie 3, met bet kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte 1000892 - 56 - omvat, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten.
5 S/cm of meer heeft, insluit.
5. Dunne-film transistor, omvattende: een substraat; 5 een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap- electrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, 10 met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 run van de isolerende film een microkristallijne structuur met een kristallijne volumefractie van ongeveer 10% of meer heeft.
6. Dunne-film transistor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte omvat, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten.
7. Dunne-film transistor, omvattende: een substraat; een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd 25 tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolerende film een microkristallijne 30 structuur waarvan de absorptie-coëfficiënt voor licht met een golflengte van 400 nm ongeveer 3,7 x 105 cm*1 of minder bedraagt, heeft.
8. Dunne-film transistor volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde 1000892 - 57 - gebieden opgesteld net een voorafbepaalde tussenruinte omvat, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten.
9. Dunne-film transistor, omvattende: 5 een substraat; een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-eleetrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-10 electrode, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolerende film een microkristallijne structuur waarin een (111) as van een veelheid van kristal-15 lijne korrels loodrecht op het substraat staat, heeft.
10. Dunne-film transistor volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte omvat, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedo- 20 teerd door ionendotering omvatten.
11. Dunne-film transistor, omvattende: een substraat; een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode gevormd boven het substraat; en 25 een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, met het kenmerk, dat ten minste een gedeelte van de halfgeleiderfilm een microkristallijne structuur met een 30 geleidbaarheid in het traject van ongeveer 5 x ÏO*10 S/cm tot ongeveer 1 x 10*7 S/cm heeft.
12. Dunne-film transistor volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een film gemaakt van ten 1000892 - 58 - minste een van silicium, silicium germanium, silicium koolstof, siliciumnitride en siliciumoxide, omvat.
13. Dunne-film transistor, omvattende: een substraat; 5 een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap- electrode gevormd boven het substraat; en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, 10 met het kenmerk, dat de halfgeleiderf ilm een van een p-type siliciumfilm en een n-type siliciumfilm omvat, en een gedeelte van de halfgeleiderfilm binnen 50 nm van de isolerende film een microkristallijne structuur met een geleidbaarheid van ongeveer 1 x 10'5 S/cm of meer heeft.
14. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor, waarbij de dunne-film transistor een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode welke boven een substraat zijn gevormd, en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en 20 de bron-electrode en de aftap-electrode, heeft, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat een stap voor het vormen van de halfgeleiderfilm die een microkristallijne structuur omvat, door het herhaaldelijk uitvoeren van de stappen van: het vormen van een siliciumlaag op de isolerende film 25 door het ontleden van een Si-houdend materiaalgas welk wordt ingebracht in een react iekamer van een inrichting voor plasma chemische vorming uit damp; en het verrichten van een waterstof-plasma behandeling voor de siliciumlaag door het inbrengen van een waterstofgas 30 in de reactiekamer.
15. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat deze verder omvat een stap voor het doteren van onzuiverheids-ionen in de halfgeleiderfilm ter vorming van een paar van 10008&2 - 59 - gedoteerde gebieden welk met een voorafbepaalde tussenruimte is opgesteld.
16. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat deze 5 verder omvat een stap voor het uitvoeren van een waterstof-plasma behandeling voor de isolerende laag voorgaand aan de stap voor het vormen van de halfgeleider film.
17. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de 10 stap voor het vormen van de siliciumlaag een stap voor het vormen van de siliciumlaag met een dikte in het traject van ongeveer 0,1 nm tot ongeveer 5 nm omvat.
18. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor, waarbij de dunne-film transistor een poort- 15 electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode welke boven een substraat zijn gevormd, en een isolerende film en een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, heeft, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stappen van: 20 het vormen van een siliciumlaag met een microkristal- lijne structuur onder de omstandigheid van een waterstof-verdunningssnelheid van 200 of meer, waarbij de waterstof-verdunningssnelheid gedefinieerd wordt als de verhouding van H2 tot SiH4, waarbij de siliciumlaag een dikte van ongeveer 25 10 nm of minder heeft; en het vormen, op de siliciumlaag, van een andere siliciumlaag met een kristallijne structuur onder de omstandigheid dat de waterstof-verdunningssnelheid van 2 tot 200 bedraagt.
19. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film 30 transistor volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat deze verder omvat een stap voor het doteren van onzuiverheids-ionen in de halfgeleiderfilm ter vorming van een paar van gedoteerde gebieden welk met een voorafbepaalde tussenruimte is opgesteld. 1000892 - 60 -
20. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor, waarbij de dunne-film transistor een poort-electrode, een bron-electrode en een aftap-electrode welke boven een substraat zijn gevormd, en een isolerende film en 5 een halfgeleiderfilm gevormd tussen de poort-electrode, en de bron-electrode en de aftap-electrode, heeft, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stappen van: het vormen van een siliciumfilm als de halfgeleiderfilm met een microkristallijne structuur onder de omstandigheid 10 van een waterstof-verdunningssnelheid van 30 of meer, waarbij de waterstof-verdunningssnelheid gedefinieerd wordt als de verhouding van H2 tot SiH4; en het vormen van een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte in de halfgelei-15 der film door het doteren van onzuiverheidsionen in de halfgeleiderfilm door middel van ionendotering.
21. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type siliciumf ilm, welke een microkristallijne structuur met een ge- 20 leidbaarheid van ongeveer 5 x 10'10 S/cm of meer heeft, insluit.
22. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte, 25 waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten, insluit.
23. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type silici-umfilm, welke een microkristallijne structuur met een hoe- 30 veelheid gebonden waterstof van ongeveer 10% of minder heeft, insluit.
24. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte, 1000892 - 61- waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten, insluit.
25. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm, et het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type silici- 5 umfilm, welke een microkristallijne structuur met een kris-tallijne volumefractie van ongeveer 10% of meer heeft, insluit.
26. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde 10 gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten, insluit.
27. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een i-type silici- 15 umfilm met een microkristallijne structuur waarvan de ab-sorptie-coéfficiênt voor licht met een golflengte van 400 na ongeveer 3,7 x 105 cm'1 of minder bedraagt, insluit.
28. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde 20 gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten, insluit.
29. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm gevormd op een substraat, met het kenmerk, dat de halfgelei- 25 derfilm een i-type siliciumfilm met een microkristallijne structuur waarin een (111} as van een veelheid van kristallij ne korrels loodrecht op het substraat staat, insluit.
30. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een paar van gedoteerde 30 gebieden opgesteld met een voorafbepaalde tussenruimte, waarbij de gedoteerde gebieden onzuiverheden gedoteerd door ionendotering omvatten, insluit. 10008^2 - 62 -
31. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderfilm, met het kenmerk, dat de halfgeleiderfilm een p-type silici-umfilm of een n-type siliciumfilm, welke een microkristal-lijne structuur met een geleidbaarheid van ongeveer 1 x 10'3
32. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting die een i-type siliciumfilm omvat, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat een stap voor het vormen van de i-type siliciumfilm met een microkristallijne 10 structuur door het herhaaldelijk uitvoeren van de stappen van: het vormen van een siliciumlaag op de isolerende film door het ontleden van een Si-houdend materiaalgas welk wordt ingebracht in een reactiekamer van een inrichting voor 15 plasma chemische vorming uit damp; en het verrichten van een waterstof-plasma behandeling voor de siliciumlaag door het inbrengen van een waterstofgas in de reactiekamer.
33. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film 20 halfgeleiderinrichting volgens conclusie 32, met het ken merk, dat deze verder omvat een stap voor het doteren van onzuiverheidsionen in de i-type siliciumfilm ter vorming van een paar van gedoteerde gebieden welk met een voorafbepaalde tussenruimte is opgesteld.
34. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat deze verder omvat een stap voor het uitvoeren van een waterstof-plasma behandeling voorgaand aan de stap voor het vormen van de i-type siliciumfilm.
35. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting volgens conclusie 32, met het ken merk, dat de stap voor het vormen van de siliciumlaag een stap voor het vormen van de siliciumlaag met een dikte in het traject van ongeveer 0,1 nm tot ongeveer 5 nm omvat. 1000892 - 63 -
36. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stappen van: het vormen van een siliciumlaag met een microkristal-5 lijne structuur onder de omstandigheid van een waterstof-verdunningssnelheid van 200 of meer, waarbij de waterstof-verdunningssnelheid gedefinieerd wordt als de verhouding van H2 tot SiH4, waarbij de siliciumlaag een dikte van ongeveer 10 nm of minder heeft; en 10 het vormen, op de siliciumlaag, van een andere silici umlaag met een kristallijne structuur onder de omstandigheid dat de waterstof-verdunningssnelheid van 2 tot 200 bedraagt waarbij de siliciumfilm wordt gevormd.
37. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film - 15 halfgeleiderinrichting volgens conclusie 36, met het kenmerk, dat deze verder omvat een stap voor het doteren van onzuiverheidsionen in de siliciumfilm ter vorming van een paar van gedoteerde gebieden welk met een voorafbepaalde tussenruimte is opgesteld.
38. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film halfgeleiderinrichting, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat de stappen van: het vormen van een siliciumfilm met een microkristal-lijne structuur onder de omstandigheid van een waterstof-25 verdunningssnelheid van 30 of meer, waarbij de waterstof-verdunningssnelheid gedefinieerd wordt als de verhouding van H2 tot SiH4; en het vormen van een paar van gedoteerde gebieden opgesteld met een vooraf bepaalde tussenruimte in de siliciumfilm 30 door het doteren van onzuiverheidsionen in de siliciumfilm door middel van ionendotering.
39. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film transistor, met het kenmerk, dat de dunne-film transistor omvat: een halfgeleiderlaag; een brongebied en een aftap-35 gebied welke in contact staan met de halfgeleiderfilm; een 1000892 - 64- bron-elektrode en een aftap-elektrode elektrisch verbonden met het brongebied en het aftapgebied, onderscheidenlijk; en een poort-elektrode geïsoleerd van de halfgeleiderfilm door een poort-isolatiefilm, met het kenmerk, dat de werkwijze 5 omvat een stap voor het vormen van de halfgeleider^ilm teneinde deze een geleidbaarheid in het traject van ongeveer 5 x 10"10 S/cm tot ongeveer 1 x 10-7 S/cm te laten hebben.
40. Dunne-film transistor omvattend: een substraat; 10 een over het substraat gevormde halfgeleiderfilm; een op het halfgeleidersubstraat gevormde isolatiefilm; een op de isolatiefilm gevormde poort-elektrode; en een met de halfgeleiderfilm verbonden bron-elektrode en afvoer-elektrode, 15 waarbij tenminste een deel van de halfgeleiderfilm een microkristallijne structuur heeft met een donkere geleidbaarheid in een bereik van ongeveer 5 x 10-10 S/cm tot ongeveer 1 x 10-7 S/cm.
41. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij de 20 halfgeleiderfilm een kanaaldeel van silicium van het i-type bevat.
42. Dunne-film transistor volgens conclusie 41, waarbij de halfgeleiderfilm een paar gedoteerde gebieden bevat die het kanaaldeel tussen zich insluiten, en de gedoteerde gebieden 25 onzuiverheden bevatten die zijn gedoteerd door ionen-dote-ring.
43. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij een hoeveelheid gebonden stikstof in het deel met de microkris-tallijne structuur in de orde van ongeveer 7% tot ongeveer 30 10% ligt.
44. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij een kristallijne volumefractie in het deel met de microkristalli jne structuur in de orde van ongeveer 8% tot ongeveer 70% ligt. 10008^2 - 65 ™-
45. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij het deel met de microkristallijne structuur een absorptiecoëfficiënt voor licht met een golflengte van 400 nm van ongeveer 3,7 x 105 cm'1 of minder bezit. «
46. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij, in het deel met de microkristallijne structuur, een {111} as van een aantal kristallijne korrels loodrecht op het substraat staat.
47. Dunne-film transistor volgens conclusie 40, waarbij de 10 halfgeleiderfilm een film bevat die is gemaakt van tenminste één van silicium, siliciumgermanium, siliciumcarbon, silici-umnitride en siliciumoxide. 1000892
NL1000892A 1994-07-27 1995-07-27 Dunne-film halfgeleiderinrichting, dunne-film transistor en werkwijze voor het vervaardigen ervan. NL1000892C2 (nl)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17577794 1994-07-27
JP17577794 1994-07-27
JP17577694 1994-07-27
JP17577694 1994-07-27
JP22702894 1994-09-21
JP22702894A JPH0897427A (ja) 1994-07-27 1994-09-21 薄膜半導体素子および薄膜トランジスタ並びにその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1000892A1 NL1000892A1 (nl) 1996-01-29
NL1000892C2 true NL1000892C2 (nl) 1997-07-29

Family

ID=27324159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1000892A NL1000892C2 (nl) 1994-07-27 1995-07-27 Dunne-film halfgeleiderinrichting, dunne-film transistor en werkwijze voor het vervaardigen ervan.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US5796116A (nl)
KR (1) KR960005955A (nl)
NL (1) NL1000892C2 (nl)
TW (1) TW363276B (nl)

Families Citing this family (146)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277548B2 (ja) * 1991-05-08 2002-04-22 セイコーエプソン株式会社 ディスプレイ基板
US6413805B1 (en) * 1993-03-12 2002-07-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device forming method
US6700133B1 (en) * 1994-03-11 2004-03-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
USRE43450E1 (en) 1994-09-29 2012-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor thin film
US5789284A (en) 1994-09-29 1998-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor thin film
FR2732781B1 (fr) * 1995-04-07 1997-06-20 Thomson Lcd Procede de fabrication de matrice active tft pour ecran de systeme de projection
JP3080867B2 (ja) 1995-09-25 2000-08-28 日本電気株式会社 Ｓｏｉ基板の製造方法
US6331457B1 (en) 1997-01-24 2001-12-18 Semiconductor Energy Laboratory., Ltd. Co. Method for manufacturing a semiconductor thin film
JP2850850B2 (ja) * 1996-05-16 1999-01-27 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US6329270B1 (en) 1997-03-07 2001-12-11 Sharp Laboratories Of America, Inc. Laser annealed microcrystalline film and method for same
US6169013B1 (en) 1997-03-07 2001-01-02 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of optimizing crystal grain size in polycrystalline silicon films
JP3295346B2 (ja) 1997-07-14 2002-06-24 株式会社半導体エネルギー研究所 結晶性珪素膜の作製方法及びそれを用いた薄膜トランジスタ
JP3830623B2 (ja) * 1997-07-14 2006-10-04 株式会社半導体エネルギー研究所 結晶性半導体膜の作製方法
JPH11274509A (ja) 1998-03-26 1999-10-08 Sanyo Electric Co Ltd 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置
JP3433101B2 (ja) 1998-06-03 2003-08-04 三洋電機株式会社 表示装置
JP3702096B2 (ja) * 1998-06-08 2005-10-05 三洋電機株式会社 薄膜トランジスタ及び表示装置
JP2000258798A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
TW526355B (en) 1999-07-14 2003-04-01 Sanyo Electric Co Reflection type liquid crystal display device
JP2003508807A (ja) * 1999-08-31 2003-03-04 イー−インク コーポレイション 電子的に駆動されるディスプレイ用トランジスタ
JP3701832B2 (ja) * 2000-02-04 2005-10-05 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 薄膜トランジスタ、液晶表示パネル、および薄膜トランジスタの製造方法
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US7964505B2 (en) 2005-01-19 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tungsten materials
US7101795B1 (en) 2000-06-28 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US7732327B2 (en) 2000-06-28 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Vapor deposition of tungsten materials
WO2002019363A2 (en) * 2000-08-28 2002-03-07 Applied Materials, Inc. Pre-polycoating of glass substrates
TWI313059B (nl) * 2000-12-08 2009-08-01 Sony Corporatio
US6998579B2 (en) 2000-12-29 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
JP2002299239A (ja) * 2001-04-03 2002-10-11 Fumimasa Yo 半導体膜の製造方法
KR100757488B1 (ko) * 2001-05-22 2007-09-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자의 기판 크기 조절방법
US7211144B2 (en) 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
JP2005504885A (ja) 2001-07-25 2005-02-17 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 新規なスパッタ堆積方法を使用したバリア形成
US20090004850A1 (en) 2001-07-25 2009-01-01 Seshadri Ganguli Process for forming cobalt and cobalt silicide materials in tungsten contact applications
US20030029715A1 (en) 2001-07-25 2003-02-13 Applied Materials, Inc. An Apparatus For Annealing Substrates In Physical Vapor Deposition Systems
US8110489B2 (en) 2001-07-25 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Process for forming cobalt-containing materials
US7085616B2 (en) * 2001-07-27 2006-08-01 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition apparatus
US6718126B2 (en) 2001-09-14 2004-04-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for vaporizing solid precursor for CVD or atomic layer deposition
US7049226B2 (en) 2001-09-26 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization
US6936906B2 (en) 2001-09-26 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Integration of barrier layer and seed layer
US7780785B2 (en) 2001-10-26 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus for atomic layer deposition
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US7204886B2 (en) 2002-11-14 2007-04-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for hybrid chemical processing
US6773507B2 (en) * 2001-12-06 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for fast-cycle atomic layer deposition
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6767799B2 (en) * 2001-12-28 2004-07-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser beam irradiation method
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
WO2003067636A1 (fr) * 2002-01-22 2003-08-14 Tokyo Electron Limited Dispositif et procede de traitement de surface
AU2003238853A1 (en) 2002-01-25 2003-09-02 Applied Materials, Inc. Apparatus for cyclical deposition of thin films
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6998014B2 (en) 2002-01-26 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for plasma assisted deposition
US6866746B2 (en) * 2002-01-26 2005-03-15 Applied Materials, Inc. Clamshell and small volume chamber with fixed substrate support
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
TW583428B (en) * 2002-02-22 2004-04-11 Shibaura Mechatronics Corp Substrate laminating apparatus and method
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6972267B2 (en) 2002-03-04 2005-12-06 Applied Materials, Inc. Sequential deposition of tantalum nitride using a tantalum-containing precursor and a nitrogen-containing precursor
US6825134B2 (en) * 2002-03-26 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Deposition of film layers by alternately pulsing a precursor and high frequency power in a continuous gas flow
US7439191B2 (en) * 2002-04-05 2008-10-21 Applied Materials, Inc. Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US6846516B2 (en) 2002-04-08 2005-01-25 Applied Materials, Inc. Multiple precursor cyclical deposition system
US6875271B2 (en) 2002-04-09 2005-04-05 Applied Materials, Inc. Simultaneous cyclical deposition in different processing regions
US6869838B2 (en) 2002-04-09 2005-03-22 Applied Materials, Inc. Deposition of passivation layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
US7186385B2 (en) 2002-07-17 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Apparatus for providing gas to a processing chamber
US6955211B2 (en) 2002-07-17 2005-10-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for gas temperature control in a semiconductor processing system
US7066194B2 (en) * 2002-07-19 2006-06-27 Applied Materials, Inc. Valve design and configuration for fast delivery system
US6772072B2 (en) 2002-07-22 2004-08-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring solid precursor delivery
US6915592B2 (en) 2002-07-29 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for generating gas to a processing chamber
US6821563B2 (en) 2002-10-02 2004-11-23 Applied Materials, Inc. Gas distribution system for cyclical layer deposition
US20040069227A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Applied Materials, Inc. Processing chamber configured for uniform gas flow
US6905737B2 (en) * 2002-10-11 2005-06-14 Applied Materials, Inc. Method of delivering activated species for rapid cyclical deposition
US7540920B2 (en) * 2002-10-18 2009-06-02 Applied Materials, Inc. Silicon-containing layer deposition with silicon compounds
JP2004146691A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Chi Mei Electronics Corp 微結晶薄膜の成膜方法、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタを用いた画像表示装置
US7262133B2 (en) 2003-01-07 2007-08-28 Applied Materials, Inc. Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line
US6868859B2 (en) * 2003-01-29 2005-03-22 Applied Materials, Inc. Rotary gas valve for pulsing a gas
US6994319B2 (en) * 2003-01-29 2006-02-07 Applied Materials, Inc. Membrane gas valve for pulsing a gas
EP1445802A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-11 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Transistor for active matrix display, a display unit comprising the said transistor and a method for producing said transistor
US20040177813A1 (en) 2003-03-12 2004-09-16 Applied Materials, Inc. Substrate support lift mechanism
US7342984B1 (en) 2003-04-03 2008-03-11 Zilog, Inc. Counting clock cycles over the duration of a first character and using a remainder value to determine when to sample a bit of a second character
US20040198069A1 (en) 2003-04-04 2004-10-07 Applied Materials, Inc. Method for hafnium nitride deposition
KR20060079144A (ko) 2003-06-18 2006-07-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 배리어 물질의 원자층 증착
US20050067103A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 Applied Materials, Inc. Interferometer endpoint monitoring device
US8501594B2 (en) 2003-10-10 2013-08-06 Applied Materials, Inc. Methods for forming silicon germanium layers
US7166528B2 (en) 2003-10-10 2007-01-23 Applied Materials, Inc. Methods of selective deposition of heavily doped epitaxial SiGe
US7132338B2 (en) * 2003-10-10 2006-11-07 Applied Materials, Inc. Methods to fabricate MOSFET devices using selective deposition process
US7078302B2 (en) * 2004-02-23 2006-07-18 Applied Materials, Inc. Gate electrode dopant activation method for semiconductor manufacturing including a laser anneal
US20050252449A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 Nguyen Son T Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system
US8119210B2 (en) 2004-05-21 2012-02-21 Applied Materials, Inc. Formation of a silicon oxynitride layer on a high-k dielectric material
US8323754B2 (en) 2004-05-21 2012-12-04 Applied Materials, Inc. Stabilization of high-k dielectric materials
US7560352B2 (en) * 2004-12-01 2009-07-14 Applied Materials, Inc. Selective deposition
US7682940B2 (en) 2004-12-01 2010-03-23 Applied Materials, Inc. Use of Cl2 and/or HCl during silicon epitaxial film formation
US7312128B2 (en) * 2004-12-01 2007-12-25 Applied Materials, Inc. Selective epitaxy process with alternating gas supply
US7235492B2 (en) 2005-01-31 2007-06-26 Applied Materials, Inc. Low temperature etchant for treatment of silicon-containing surfaces
US7651955B2 (en) * 2005-06-21 2010-01-26 Applied Materials, Inc. Method for forming silicon-containing materials during a photoexcitation deposition process
US7648927B2 (en) 2005-06-21 2010-01-19 Applied Materials, Inc. Method for forming silicon-containing materials during a photoexcitation deposition process
US20060286774A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Applied Materials. Inc. Method for forming silicon-containing materials during a photoexcitation deposition process
US7402534B2 (en) 2005-08-26 2008-07-22 Applied Materials, Inc. Pretreatment processes within a batch ALD reactor
TW200713455A (en) * 2005-09-20 2007-04-01 Applied Materials Inc Method to form a device on a SOI substrate
US7464917B2 (en) 2005-10-07 2008-12-16 Appiled Materials, Inc. Ampoule splash guard apparatus
US20070119370A1 (en) 2005-11-04 2007-05-31 Paul Ma Apparatus and process for plasma-enhanced atomic layer deposition
US7674337B2 (en) * 2006-04-07 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Gas manifolds for use during epitaxial film formation
US7798096B2 (en) 2006-05-05 2010-09-21 Applied Materials, Inc. Plasma, UV and ion/neutral assisted ALD or CVD in a batch tool
US20070256734A1 (en) * 2006-05-08 2007-11-08 United Solar Ovonic Llc Stabilized photovoltaic device and methods for its manufacture
KR101265217B1 (ko) * 2006-07-20 2013-05-23 삼성디스플레이 주식회사 유기 박막트랜지스터 기판 및 그 제조방법
US7601648B2 (en) 2006-07-31 2009-10-13 Applied Materials, Inc. Method for fabricating an integrated gate dielectric layer for field effect transistors
US8029620B2 (en) 2006-07-31 2011-10-04 Applied Materials, Inc. Methods of forming carbon-containing silicon epitaxial layers
JP5175285B2 (ja) * 2006-07-31 2013-04-03 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド エピタキシャル層形成中の形態制御方法
US8092695B2 (en) * 2006-10-30 2012-01-10 Applied Materials, Inc. Endpoint detection for photomask etching
US20080099436A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Michael Grimbergen Endpoint detection for photomask etching
US7775508B2 (en) 2006-10-31 2010-08-17 Applied Materials, Inc. Ampoule for liquid draw and vapor draw with a continuous level sensor
KR101278477B1 (ko) * 2006-11-07 2013-06-24 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
US8821637B2 (en) 2007-01-29 2014-09-02 Applied Materials, Inc. Temperature controlled lid assembly for tungsten nitride deposition
JP5364293B2 (ja) * 2007-06-01 2013-12-11 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置の作製方法およびプラズマｃｖｄ装置
US7738050B2 (en) * 2007-07-06 2010-06-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Liquid crystal display device
JP2009049384A (ja) 2007-07-20 2009-03-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
TWI575293B (zh) * 2007-07-20 2017-03-21 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置
CN101765917B (zh) * 2007-08-07 2012-07-18 株式会社半导体能源研究所 显示器件及具有该显示器件的电子设备及其制造方法
US9054206B2 (en) * 2007-08-17 2015-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP5395384B2 (ja) * 2007-09-07 2014-01-22 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜トランジスタの作製方法
DE112009002455T5 (de) * 2008-10-28 2012-08-02 Mitsubishi Electric Corporation Plasma-CVD-Vorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterschicht, Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtsolarzelle und Verfahren zum Reinigen einer Plasma-CVD-Vorrichtung
US8146896B2 (en) 2008-10-31 2012-04-03 Applied Materials, Inc. Chemical precursor ampoule for vapor deposition processes
US7989325B2 (en) * 2009-01-13 2011-08-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing crystalline semiconductor film and method for manufacturing thin film transistor
US8129810B2 (en) * 2009-06-19 2012-03-06 Carestream Health, Inc. Continuous large area imaging and display arrays using readout arrays fabricated in silicon-on-glass substrates
TWI407578B (zh) * 2009-12-31 2013-09-01 Metal Ind Res Anddevelopment Ct Chemical vapor deposition process
JP2011181596A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2011216864A (ja) * 2010-03-15 2011-10-27 Canon Inc 半導体装置とその製造方法
TWI512981B (zh) 2010-04-27 2015-12-11 半導體能源研究所股份有限公司 微晶半導體膜的製造方法及半導體裝置的製造方法
JP2011253921A (ja) 2010-06-02 2011-12-15 Mitsubishi Electric Corp アクティブマトリックス基板及び液晶装置
JP5615605B2 (ja) 2010-07-05 2014-10-29 三菱電機株式会社 Ｆｆｓモード液晶装置
CN102446913A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板及其制造方法和液晶显示器
US8778204B2 (en) 2010-10-29 2014-07-15 Applied Materials, Inc. Methods for reducing photoresist interference when monitoring a target layer in a plasma process
US8961804B2 (en) 2011-10-25 2015-02-24 Applied Materials, Inc. Etch rate detection for photomask etching
US8808559B2 (en) 2011-11-22 2014-08-19 Applied Materials, Inc. Etch rate detection for reflective multi-material layers etching
US8900469B2 (en) 2011-12-19 2014-12-02 Applied Materials, Inc. Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching
US9805939B2 (en) 2012-10-12 2017-10-31 Applied Materials, Inc. Dual endpoint detection for advanced phase shift and binary photomasks
US8778574B2 (en) 2012-11-30 2014-07-15 Applied Materials, Inc. Method for etching EUV material layers utilized to form a photomask
US9018108B2 (en) 2013-01-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Low shrinkage dielectric films
KR102080065B1 (ko) 2013-04-30 2020-04-07 엘지디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법
KR102085099B1 (ko) * 2013-10-15 2020-03-05 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판, 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581620A (en) * 1980-06-30 1986-04-08 Shunpei Yamazaki Semiconductor device of non-single crystal structure
JPS62268128A (ja) * 1986-05-15 1987-11-20 Sharp Corp 微結晶炭化珪素膜の製造方法
JPH01253271A (ja) * 1988-04-01 1989-10-09 Fuji Electric Co Ltd 半導体素子
EP0344863A1 (en) * 1988-05-30 1989-12-06 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw A method of producing a thin film transistor
JPH02159021A (ja) * 1988-12-13 1990-06-19 Agency Of Ind Science & Technol 微結晶の配向性制御方法
JPH04266019A (ja) * 1991-02-20 1992-09-22 Canon Inc 成膜方法
EP0526779A1 (en) * 1991-08-05 1993-02-10 International Business Machines Corporation Pulsed gas plasma-enhanced chemical vapor deposition of silicon
EP0592227A2 (en) * 1992-10-07 1994-04-13 Sharp Kabushiki Kaisha Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid crystal display apparatus

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464415A (en) * 1980-03-03 1984-08-07 Shunpei Yamazaki Photoelectric conversion semiconductor manufacturing method
US4322253A (en) * 1980-04-30 1982-03-30 Rca Corporation Method of making selective crystalline silicon regions containing entrapped hydrogen by laser treatment
JPS5767020A (en) * 1980-10-15 1982-04-23 Agency Of Ind Science & Technol Thin silicon film and its manufacture
GB2118774B (en) * 1982-02-25 1985-11-27 Sharp Kk Insulated gate thin film transistor
JPS59141271A (ja) * 1983-01-31 1984-08-13 Sharp Corp 薄膜トランジスタ
JPS58197775A (ja) * 1982-05-13 1983-11-17 Canon Inc 薄膜トランジスタ
JPS6098680A (ja) * 1983-11-04 1985-06-01 Seiko Instr & Electronics Ltd 電界効果型薄膜トランジスタ
US4727044A (en) * 1984-05-18 1988-02-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of making a thin film transistor with laser recrystallized source and drain
JPS6159873A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPS6179259A (ja) * 1984-09-26 1986-04-22 Seiko Instr & Electronics Ltd 薄膜トランジスタ装置
JP2686928B2 (ja) * 1985-08-26 1997-12-08 アンリツ株式会社 シリコン・ゲルマニウム混晶薄膜導電体
JPH0680685B2 (ja) * 1986-12-29 1994-10-12 日本電気株式会社 薄膜トランジスタとその製造方法
US4920917A (en) * 1987-03-18 1990-05-01 Teijin Limited Reactor for depositing a layer on a moving substrate
JPS6432661A (en) * 1987-07-28 1989-02-02 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacturing equipment
JPH01173640A (ja) * 1987-12-28 1989-07-10 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
ATE135496T1 (de) * 1990-03-27 1996-03-15 Canon Kk Dünnschicht-halbleiterbauelement
JP2990367B2 (ja) * 1990-06-21 1999-12-13 日信工業株式会社 変速用負圧ブースタ
US5318919A (en) * 1990-07-31 1994-06-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Manufacturing method of thin film transistor
JPH053320A (ja) * 1990-08-10 1993-01-08 Fuji Xerox Co Ltd 薄膜半導体装置
JPH04137525A (ja) * 1990-12-03 1992-05-12 Agency Of Ind Science & Technol シリコン薄膜剥離防止方法
US5403756A (en) * 1991-11-20 1995-04-04 Sharp Kabushiki Kaisha Method of producing a polycrystalline semiconductor film without annealing, for thin film transistor
US5473168A (en) * 1993-04-30 1995-12-05 Sharp Kabushiki Kaisha Thin film transistor
US5481121A (en) * 1993-05-26 1996-01-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having improved crystal orientation
JP3108296B2 (ja) * 1994-01-26 2000-11-13 三洋電機株式会社 表示装置の製造方法
JP3146113B2 (ja) * 1994-08-30 2001-03-12 シャープ株式会社 薄膜トランジスタの製造方法および液晶表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581620A (en) * 1980-06-30 1986-04-08 Shunpei Yamazaki Semiconductor device of non-single crystal structure
JPS62268128A (ja) * 1986-05-15 1987-11-20 Sharp Corp 微結晶炭化珪素膜の製造方法
JPH01253271A (ja) * 1988-04-01 1989-10-09 Fuji Electric Co Ltd 半導体素子
EP0344863A1 (en) * 1988-05-30 1989-12-06 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw A method of producing a thin film transistor
JPH02159021A (ja) * 1988-12-13 1990-06-19 Agency Of Ind Science & Technol 微結晶の配向性制御方法
JPH04266019A (ja) * 1991-02-20 1992-09-22 Canon Inc 成膜方法
EP0526779A1 (en) * 1991-08-05 1993-02-10 International Business Machines Corporation Pulsed gas plasma-enhanced chemical vapor deposition of silicon
EP0592227A2 (en) * 1992-10-07 1994-04-13 Sharp Kabushiki Kaisha Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid crystal display apparatus

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MASANORI OTOBE ET AL: "PREPARATION OF MICROCRYSTALLINE SILICON FILMS BY VERY-HIGH-FREQUENCY DIGITAL CHEMICAL VAPOR DEPOSITION", 1 June 1992, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, VOL. 31, NR. 6B, PAGE(S) 1948 - 1952, XP000323888 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 153 (E - 607) 11 May 1988 (1988-05-11) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 005 (E - 869) 9 January 1989 (1989-01-09) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 413 (E - 0974) 6 September 1990 (1990-09-06) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 057 (E - 1315) 4 February 1993 (1993-02-04) *
RAJESWARAN G ET AL: "Substrate temperature dependence of microcrystallinity in plasma-deposited, boron-doped hydrogenated silicon alloys", APPLIED PHYSICS LETTERS, 1 DEC. 1983, USA, VOL. 43, NR. 11, PAGE(S) 1045 - 1047, ISSN 0003-6951, XP002025702 *
SHEN D S ET AL: "THIN BORON DOPED MICROCRYSTALLINE SILICON FILMS", 1 July 1993, SOLAR ENERGY MATERIALS AND SOLAR CELLS, VOL. 30, NR. 2, PAGE(S) 139 - 145, XP000381983 *
WANG C ET AL: "THE PREPARATION OF MICROCRYSTALLINE SILICON (UC-SI) THIN FILMS BY REMOTE PLASMA-ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION", 1 May 1991, JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY: PART A, VOL. 9, NR. 3 PART 01, PAGE(S) 444 - 449, XP000359393 *

Also Published As

Publication number Publication date
NL1000892A1 (nl) 1996-01-29
TW363276B (en) 1999-07-01
US5796116A (en) 1998-08-18
US6271062B1 (en) 2001-08-07
KR960005955A (ko) 1996-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6271062B1 (en) Thin film semiconductor device including a semiconductor film with high field-effect mobility
US6013928A (en) Semiconductor device having interlayer insulating film and method for forming the same
CN1560691B (zh) 半导体器件及其制造方法和有源矩阵显示器
US6011277A (en) Gate insulated field effect transistors and method of manufacturing the same
US5521107A (en) Method for forming a field-effect transistor including anodic oxidation of the gate
US5569936A (en) Semiconductor device employing crystallization catalyst
US5686349A (en) Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid crystal display apparatus
JP2623276B2 (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
EP0811868B1 (en) Fabrication process of liquid crystal display apparatus
US5576229A (en) Method of fabricating a thin-film transistor and liquid-crystal display apparatus
JP3359689B2 (ja) 半導体回路およびその作製方法
US6063653A (en) Method of fabricating a TFT-LCD
US6078059A (en) Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid display apparatus
US6812072B2 (en) Method for crystallizing amorphous film and method for fabricating LCD by using the same
JPH07162003A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
US5949091A (en) Semiconductor device having polysilicon thin-film
JPH09186337A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法並びにこの方法によって形成された電気光学表示装置
KR20030005909A (ko) 비정질막 결정화 방법 및 이를 적용한 액정표시소자의제조방법
JPH0897436A (ja) 薄膜半導体素子とその製造方法
JP3108331B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
US6140159A (en) Method for activating an ohmic layer for a thin film transistor
JPH0897427A (ja) 薄膜半導体素子および薄膜トランジスタ並びにその製造方法
KR100370451B1 (ko) 단순공정에의한비정질실리콘박막트랜지스터와액정표시소자(lcd)제조방법
EP1057215A1 (fr) Procede de realisation de transistors cmos et dispositifs associes
KR100303710B1 (ko) 비정질실리콘박막트랜지스터와액정표시소자구조및제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20150201