JP2000286260A - 薄膜トランジスタデバイスおよびその製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタデバイスおよびその製造方法Info
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- JP2000286260A JP2000286260A JP11087324A JP8732499A JP2000286260A JP 2000286260 A JP2000286260 A JP 2000286260A JP 11087324 A JP11087324 A JP 11087324A JP 8732499 A JP8732499 A JP 8732499A JP 2000286260 A JP2000286260 A JP 2000286260A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明では、室温から４００℃までの温度でシ
リコン上にＳｉＯ2膜を成長する方法を提供する。 【解決手段】酸化ガスに合わせて希ガスを加え、またＲ
Ｆパワーを印加することにより酸素原子とラジカルを生
じ、低温酸化を可能にした。この方法をＴＦＴおよびＭ
ＯＳＦＥＴデバイスを製造するために単結晶シリコン、
多結晶シリコン、またはアモルファスシリコンの酸化に
適用することが出来る。この方法は、同基板上にアモル
ファスとポリシリコンＴＦＴを形成するために適用する
ことも出来る。
リコン上にＳｉＯ2膜を成長する方法を提供する。 【解決手段】酸化ガスに合わせて希ガスを加え、またＲ
Ｆパワーを印加することにより酸素原子とラジカルを生
じ、低温酸化を可能にした。この方法をＴＦＴおよびＭ
ＯＳＦＥＴデバイスを製造するために単結晶シリコン、
多結晶シリコン、またはアモルファスシリコンの酸化に
適用することが出来る。この方法は、同基板上にアモル
ファスとポリシリコンＴＦＴを形成するために適用する
ことも出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
デバイスおよびその製造方法に関する。
デバイスおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）は、液晶表示装置（ＬＣＤ）中の素子を切り
替えるものとして用いられている。ＴＦＴの特性を決定
する主な面として、半導体とゲート絶縁層の間の界面の
質がある。アモルファスシリコンＴＦＴの場合、ＳｉＯ
2はアモルファスシリコンに対して質の悪い界面を形成
するので、窒化ケイ素はゲート絶縁層として用いられ
る。また、窒化ケイ素アモルファスシリコンの場合に
は、窒化ケイ素をアモルファスシリコン上に蒸着したも
のと比べて窒化ケイ素上にアモルファスシリコンを蒸着
したものの方が界面の質は高い。これのため、アモルフ
ァスシリコンＴＦＴの場合には、ボトムゲート構造が好
ましい。しかしながら、自己整合性ＴＦＴの製造にはト
ップゲート構造がより好ましい。
（ＴＦＴ）は、液晶表示装置（ＬＣＤ）中の素子を切り
替えるものとして用いられている。ＴＦＴの特性を決定
する主な面として、半導体とゲート絶縁層の間の界面の
質がある。アモルファスシリコンＴＦＴの場合、ＳｉＯ
2はアモルファスシリコンに対して質の悪い界面を形成
するので、窒化ケイ素はゲート絶縁層として用いられ
る。また、窒化ケイ素アモルファスシリコンの場合に
は、窒化ケイ素をアモルファスシリコン上に蒸着したも
のと比べて窒化ケイ素上にアモルファスシリコンを蒸着
したものの方が界面の質は高い。これのため、アモルフ
ァスシリコンＴＦＴの場合には、ボトムゲート構造が好
ましい。しかしながら、自己整合性ＴＦＴの製造にはト
ップゲート構造がより好ましい。
【０００３】半導体シリコンの酸化で得たＳｉＯ2膜
は、蒸着絶縁膜で形成されたものと比べて質が一層高い
界面を形成する。よって、アモルファスシリコンについ
ては、半導体シリコン層の酸化でＳｉＯ2を形成するの
が好ましい。また、これはトップゲート構造の形成を可
能にする。ポリシリコンＴＦＴにおいてもトップゲート
構造が普段使われるので、同基板上にピクセルＴＦＴ
（アモルファスシリコンＴＦＴ）とポリシリコンＴＦＴ
を形成することが可能になる。
は、蒸着絶縁膜で形成されたものと比べて質が一層高い
界面を形成する。よって、アモルファスシリコンについ
ては、半導体シリコン層の酸化でＳｉＯ2を形成するの
が好ましい。また、これはトップゲート構造の形成を可
能にする。ポリシリコンＴＦＴにおいてもトップゲート
構造が普段使われるので、同基板上にピクセルＴＦＴ
（アモルファスシリコンＴＦＴ）とポリシリコンＴＦＴ
を形成することが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アモルファ
スシリコンＴＦＴの場合、最高許容温度は大抵４００℃
である、というのはそれ以上の温度では半導体アモルフ
ァス層の質が劣化するからである。よって、４００℃以
下の温度でシリコンを酸化し、良い界面特性を得ること
が好ましい。しかし、従来の熱酸化工程は約１０００℃
の温度を要する、というのは熱酸化工程に普段使われて
いる酸化分子またはＨ2Ｏが実用率で酸化物を成長する
ためにはそのような高温を必要としているからである。
その反面、酸素原子または酸素ラジカルはシリコンと容
易に反応し、ＳｉＯ2層を形成する。よって、低温でＳ
ｉＯ2膜を形成する重要なステップは、そのような低温
度で酸素原子または酸素ラジカルを生じることである。
スシリコンＴＦＴの場合、最高許容温度は大抵４００℃
である、というのはそれ以上の温度では半導体アモルフ
ァス層の質が劣化するからである。よって、４００℃以
下の温度でシリコンを酸化し、良い界面特性を得ること
が好ましい。しかし、従来の熱酸化工程は約１０００℃
の温度を要する、というのは熱酸化工程に普段使われて
いる酸化分子またはＨ2Ｏが実用率で酸化物を成長する
ためにはそのような高温を必要としているからである。
その反面、酸素原子または酸素ラジカルはシリコンと容
易に反応し、ＳｉＯ2層を形成する。よって、低温でＳ
ｉＯ2膜を形成する重要なステップは、そのような低温
度で酸素原子または酸素ラジカルを生じることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の発明は、希ガスと酸化ガスの混合ガス
を流出し、酸素原子とラジカルを含むプラズマを発生す
るためにＲＦ（無線周波）パワーを加え、それにより酸
素原子とラジカルがシリコンと反応してＳｉＯ2を形成
することを特徴とする。
めに、請求項１の発明は、希ガスと酸化ガスの混合ガス
を流出し、酸素原子とラジカルを含むプラズマを発生す
るためにＲＦ（無線周波）パワーを加え、それにより酸
素原子とラジカルがシリコンと反応してＳｉＯ2を形成
することを特徴とする。
【０００６】また、請求項２の発明は、 希ガスと酸化
ガスの混合ガスを流出し、酸素原子とラジカルを含むプ
ラズマを発生するためにＲＦ（無線周波）パワーを加
え、それにより酸素原子とラジカルがシリコンと反応し
てＳｉＯ2を形成し、前記ＳｉＯ2は続いて４００℃以下
の炉内アニール、急速熱アニール、またはレーザーアニ
ール処理されてその特性をさらに高めることを特徴とす
る。
ガスの混合ガスを流出し、酸素原子とラジカルを含むプ
ラズマを発生するためにＲＦ（無線周波）パワーを加
え、それにより酸素原子とラジカルがシリコンと反応し
てＳｉＯ2を形成し、前記ＳｉＯ2は続いて４００℃以下
の炉内アニール、急速熱アニール、またはレーザーアニ
ール処理されてその特性をさらに高めることを特徴とす
る。
【０００７】更に、請求項３の発明は、前記請求項２の
発明において、前記アニール処理の環境は水素を含むこ
とを特徴とする。
発明において、前記アニール処理の環境は水素を含むこ
とを特徴とする。
【０００８】また、請求項４の発明は、前記請求項１か
ら請求項３の発明において、前記希ガスがヘリウム、ア
ルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、または複数の
希ガスの混合ガスであることを特徴とする。
ら請求項３の発明において、前記希ガスがヘリウム、ア
ルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、または複数の
希ガスの混合ガスであることを特徴とする。
【０００９】更に、請求項５の発明は、前記請求項１か
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスが酸素で
あることを特徴とする。
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスが酸素で
あることを特徴とする。
【００１０】また、請求項６の発明は、前記請求項１か
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＨ2Ｏ
であることを特徴とする。
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＨ2Ｏ
であることを特徴とする。
【００１１】更に、請求項７の発明は、前記請求項１か
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＮ2Ｏ
であることを特徴とする。
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＮ2Ｏ
であることを特徴とする。
【００１２】また、請求項８の発明は、前記請求項１か
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＮ2Ｏ
とＯ2の混合ガス、Ｎ2ＯとＨ2Ｏの混合ガス、Ｈ2ＯとＯ
2の混合ガス、またはＯ2とＨ2ＯとＮ2Ｏの混合ガスであ
ることを特徴とする。
ら前記請求項４の発明において、前記酸化ガスがＮ2Ｏ
とＯ2の混合ガス、Ｎ2ＯとＨ2Ｏの混合ガス、Ｈ2ＯとＯ
2の混合ガス、またはＯ2とＨ2ＯとＮ2Ｏの混合ガスであ
ることを特徴とする。
【００１３】更に、請求項９の発明は、前記請求項１か
ら前記請求項８の発明において、混合ガス中においての
前記酸化ガスの割合が１パーセントから１５パーセント
までであることを特徴とする。
ら前記請求項８の発明において、混合ガス中においての
前記酸化ガスの割合が１パーセントから１５パーセント
までであることを特徴とする。
【００１４】また、請求項１０の発明は、前記請求項１
から前記請求項９の発明において、前記ＲＦ（無線周
波）密度が０.１Ｗ/ｃｍ2から１.５Ｗ/ｃｍ2までである
ことを特徴とする。
から前記請求項９の発明において、前記ＲＦ（無線周
波）密度が０.１Ｗ/ｃｍ2から１.５Ｗ/ｃｍ2までである
ことを特徴とする。
【００１５】更に、請求項１１の発明は、前記請求項１
から前記請求項１０の発明において、前記酸化工程にお
いての温度が室温から４００℃までであることを特徴と
する。
から前記請求項１０の発明において、前記酸化工程にお
いての温度が室温から４００℃までであることを特徴と
する。
【００１６】また、請求項１２の発明は、前記請求項１
から前記請求項１０の発明において、酸化処理中の好ま
しい温度が１００℃から４００℃までであることを特徴
とする。
から前記請求項１０の発明において、酸化処理中の好ま
しい温度が１００℃から４００℃までであることを特徴
とする。
【００１７】更に、請求項１３の発明は、前記請求項１
から前記請求項１２の発明において、酸化処理中の圧力
が１００ｍトルから４０００ｍトルまでであることを特
徴とする。
から前記請求項１２の発明において、酸化処理中の圧力
が１００ｍトルから４０００ｍトルまでであることを特
徴とする。
【００１８】また、請求項１４の発明は、前記請求項１
から前記請求項１３の発明において、１０パーセント以
下の窒素を混合ガスに加えることを特徴とする。
から前記請求項１３の発明において、１０パーセント以
下の窒素を混合ガスに加えることを特徴とする。
【００１９】更に、請求項１５の発明は、前記請求項１
から前記請求項１３の発明において、フッ素を１パーセ
ント以下含む化合物を混合ガスに加えることを特徴とす
る。
から前記請求項１３の発明において、フッ素を１パーセ
ント以下含む化合物を混合ガスに加えることを特徴とす
る。
【００２０】また、請求項１６の発明は、前記請求項１
から前記請求項１３の発明において、１０パーセント以
下の窒素と、フッ素を１パーセント以下含む化合物とを
混合ガスに加えることを特徴とする。
から前記請求項１３の発明において、１０パーセント以
下の窒素と、フッ素を１パーセント以下含む化合物とを
混合ガスに加えることを特徴とする。
【００２１】更に、請求項１７の発明は、前記請求項１
から前記請求項１６の発明において、酸化される物質
が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン、または水素添加アモルファ
スシリコンであることを特徴とする。
から前記請求項１６の発明において、酸化される物質
が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン、または水素添加アモルファ
スシリコンであることを特徴とする。
【００２２】また、請求項１８の発明は、前記請求項１
から前記請求項１６の発明において、酸化される物質が
アモルファスシリコンであり、それが酸化後に炉内アニ
ール、急速熱アニール、またはレーザーアニール処理さ
れて結晶化されることを特徴とする。
から前記請求項１６の発明において、酸化される物質が
アモルファスシリコンであり、それが酸化後に炉内アニ
ール、急速熱アニール、またはレーザーアニール処理さ
れて結晶化されることを特徴とする。
【００２３】更に、請求項１９の発明は、前記請求項１
から前記請求項１８の発明を用いた金属酸化物半導体電
界効果トランジスタデバイスまたは薄膜トランジスタデ
バイスであることを特徴とする。
から前記請求項１８の発明を用いた金属酸化物半導体電
界効果トランジスタデバイスまたは薄膜トランジスタデ
バイスであることを特徴とする。
【００２４】また、請求項２０の発明は、前記請求項１
から前記請求項１８の発明において、形成されたＳｉＯ
2膜が金属酸化物半導体電界効果トランジスタデバイス
または薄膜トランジスタデバイスのゲート誘電材料、ま
たはそのゲート誘電材料の一部として用いられることを
特徴とする。
から前記請求項１８の発明において、形成されたＳｉＯ
2膜が金属酸化物半導体電界効果トランジスタデバイス
または薄膜トランジスタデバイスのゲート誘電材料、ま
たはそのゲート誘電材料の一部として用いられることを
特徴とする。
【００２５】更に、請求項２１の発明は、前記請求項１
９および前記請求項２０に基づいて形成されたＴＦＴを
用いる液晶表示装置であることを特徴とする。
９および前記請求項２０に基づいて形成されたＴＦＴを
用いる液晶表示装置であることを特徴とする。
【００２６】また、請求項２２の発明は、前記請求項１
９および前記請求項２０の発明において、液晶表示装置
がアモルファスシリコンＴＦＴおよび多結晶シリコンＴ
ＦＴを同じ基板上に有するように、形成されたＴＦＴを
用いる液晶表示装置であることを特徴とする。
９および前記請求項２０の発明において、液晶表示装置
がアモルファスシリコンＴＦＴおよび多結晶シリコンＴ
ＦＴを同じ基板上に有するように、形成されたＴＦＴを
用いる液晶表示装置であることを特徴とする。
【００２７】更に、請求項２３の発明は、液晶表示装置
が微結晶シリコンＴＦＴおよび多結晶シリコンＴＦＴを
同じ基板上に有するように、請求項１９と２０に基づい
て形成されたＴＦＴを用いる液晶表示装置であることを
特徴とする。
が微結晶シリコンＴＦＴおよび多結晶シリコンＴＦＴを
同じ基板上に有するように、請求項１９と２０に基づい
て形成されたＴＦＴを用いる液晶表示装置であることを
特徴とする。
【００２８】上記の手段によれば、酸素原子および酸素
ラジカルを発生するために、酸素と希ガス（例えば、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）との混合ガスを使った。
その希ガスは、ＲＦ（無線周波）バイアスを加えること
により高エネルギー準位状態に容易に励起できる。この
希ガスの励起状態と基底状態とのエネルギー準位の相違
は、酸素原子と酸素分子とのエネルギー準位の相違より
も大きい。例えば、ヘリウムの励起状態レベルは、その
基底状態レベルよりも１９.８ｅＶ高い。アルゴンの場
合では、この値が１１.６ｅＶである。酸素分子から原
子状態に変化するために必要なエネルギーは、軌道レベ
ルでの配置に従い７ｅＶから１１.６ｅＶまでと多様で
ある。よって、励起した希ガス分子がそのエネルギーを
酸素分子に放出すると、酸素原子およびラジカルを発生
することが出来る。
ラジカルを発生するために、酸素と希ガス（例えば、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）との混合ガスを使った。
その希ガスは、ＲＦ（無線周波）バイアスを加えること
により高エネルギー準位状態に容易に励起できる。この
希ガスの励起状態と基底状態とのエネルギー準位の相違
は、酸素原子と酸素分子とのエネルギー準位の相違より
も大きい。例えば、ヘリウムの励起状態レベルは、その
基底状態レベルよりも１９.８ｅＶ高い。アルゴンの場
合では、この値が１１.６ｅＶである。酸素分子から原
子状態に変化するために必要なエネルギーは、軌道レベ
ルでの配置に従い７ｅＶから１１.６ｅＶまでと多様で
ある。よって、励起した希ガス分子がそのエネルギーを
酸素分子に放出すると、酸素原子およびラジカルを発生
することが出来る。
【００２９】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る絶縁膜の形成
方法の実施形態について説明する。
方法の実施形態について説明する。
【００３０】上記概念に基づいて、以下に示す方法でシ
リコンの酸化を行なった。酸化させるシリコン基板を入
れた化学蒸着（ＣＶＤ）室に希ガスおよび酸素をあらゆ
る割合で導入した。その混合ガス中の酸素の割合を１％
から１５％に変化させた。ガス全圧力を１００ｍトルか
ら４０００ｍトルに変化させた。ＲＦ（無線周波）パワ
ーを１０００ｃｍ2の総面積に対して１００Ｗから１５
００Ｗに変化させた。温度を１００℃から４００℃に変
化させた。実験中には１００〜４００℃の温度範囲を利
用したが、ある特定の範囲よりも高いまたは低い温度を
利用することが出来る。この方法により、約一時間の酸
化で約１００オングストロームの厚さのＳｉＯ2膜を形
成することが出来た。
リコンの酸化を行なった。酸化させるシリコン基板を入
れた化学蒸着（ＣＶＤ）室に希ガスおよび酸素をあらゆ
る割合で導入した。その混合ガス中の酸素の割合を１％
から１５％に変化させた。ガス全圧力を１００ｍトルか
ら４０００ｍトルに変化させた。ＲＦ（無線周波）パワ
ーを１０００ｃｍ2の総面積に対して１００Ｗから１５
００Ｗに変化させた。温度を１００℃から４００℃に変
化させた。実験中には１００〜４００℃の温度範囲を利
用したが、ある特定の範囲よりも高いまたは低い温度を
利用することが出来る。この方法により、約一時間の酸
化で約１００オングストロームの厚さのＳｉＯ2膜を形
成することが出来た。
【００３１】図１は、上記の条件に基づいてシリコン上
に成長させた酸化膜の典型的なＣ-Ｖ曲線を示す。その
Ｃ-Ｖ曲線はほぼ理想的であり、ヒステリシスがない。
図２は、本方法でＳｉＯ2膜を成長した後、中央ギャッ
プ付近の界面密度を示している。その界面密度の平均値
は、ほぼ６Ｅ１１/ｃｍ2-ｅＶである。実験により１０
００℃でシリコン膜を熱酸化することにより形成したＳ
ｉＯ2膜については、界面密度がほぼ２Ｅ１１/ｃｍ2-ｅ
Ｖであり、それは本発明の方法で形成した膜とかなり近
しいものである。水銀電極を用いて測定した本発明の方
法で形成した膜の破壊強度は、１５ＭＶ/ｃｍ以上であ
り、それはまた熱酸化したものと類似している。図３
は、本発明の方法で形成した膜のＥＳＣＡ特性を示して
いる。ＳｉＯ2ピークと（基板の）Ｓｉピークだけがみ
られる。よって、これらの結果は、高い温度での熱酸化
により形成した膜に匹敵する特性を有するＳｉＯ2膜を
４００℃またはそれ以下の温度で形成することが出来る
ことを示している。
に成長させた酸化膜の典型的なＣ-Ｖ曲線を示す。その
Ｃ-Ｖ曲線はほぼ理想的であり、ヒステリシスがない。
図２は、本方法でＳｉＯ2膜を成長した後、中央ギャッ
プ付近の界面密度を示している。その界面密度の平均値
は、ほぼ６Ｅ１１/ｃｍ2-ｅＶである。実験により１０
００℃でシリコン膜を熱酸化することにより形成したＳ
ｉＯ2膜については、界面密度がほぼ２Ｅ１１/ｃｍ2-ｅ
Ｖであり、それは本発明の方法で形成した膜とかなり近
しいものである。水銀電極を用いて測定した本発明の方
法で形成した膜の破壊強度は、１５ＭＶ/ｃｍ以上であ
り、それはまた熱酸化したものと類似している。図３
は、本発明の方法で形成した膜のＥＳＣＡ特性を示して
いる。ＳｉＯ2ピークと（基板の）Ｓｉピークだけがみ
られる。よって、これらの結果は、高い温度での熱酸化
により形成した膜に匹敵する特性を有するＳｉＯ2膜を
４００℃またはそれ以下の温度で形成することが出来る
ことを示している。
【００３２】上記の方法では、酸素が酸化剤として用い
られているが、例えばＮ2Ｏ、Ｈ2Ｏ、または各種酸化剤
の混合物など他の酸化剤を用いることも出来る。
られているが、例えばＮ2Ｏ、Ｈ2Ｏ、または各種酸化剤
の混合物など他の酸化剤を用いることも出来る。
【００３３】
【発明の効果】本発明の形成方法は酸化剤や希ガスと共
に窒素を加えることにより改善され、成長させた酸化ケ
イ素の信頼度を上げる。
に窒素を加えることにより改善され、成長させた酸化ケ
イ素の信頼度を上げる。
【００３４】本発明の形成方法はまたフッ素を含む化合
物（例えば、ＨＦ、ＮＦ3など）を混合ガスに加えるこ
とにより改善され、酸化特性を一層高める。
物（例えば、ＨＦ、ＮＦ3など）を混合ガスに加えるこ
とにより改善され、酸化特性を一層高める。
【００３５】また、ＳｉＯ2膜を成長した後、膜の特性
をさらに改善するためにガスアニール処理などアニール
処理を行なうことも出来る。
をさらに改善するためにガスアニール処理などアニール
処理を行なうことも出来る。
【００３６】この酸化概念は、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化
物半導体電界効果トランジスタ）またはＴＦＴに用いら
れる単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン、または水素添加アモルファ
スシリコンに適用することが出来る。この概念は、また
同じ基板上にアモルファスシリコンおよびポリシリコン
ＴＦＴを形成するために適用することも出来る。
物半導体電界効果トランジスタ）またはＴＦＴに用いら
れる単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン、または水素添加アモルファ
スシリコンに適用することが出来る。この概念は、また
同じ基板上にアモルファスシリコンおよびポリシリコン
ＴＦＴを形成するために適用することも出来る。
【００３７】ポリシリコンＳｉＯ2と微結晶ＳｉＯ2シス
テムの場合では、ニ通りの方法を取ることが出来る。
テムの場合では、ニ通りの方法を取ることが出来る。
【００３８】（１）蒸着された多結晶または微結晶シリ
コン膜、または炉中アニール、急速アニールまたはレー
ザーアニールで結晶化されたアモルファスシリコン膜で
始まり、それから上記の方法で酸化する。
コン膜、または炉中アニール、急速アニールまたはレー
ザーアニールで結晶化されたアモルファスシリコン膜で
始まり、それから上記の方法で酸化する。
【００３９】（２）アモルファスシリコンで始まり、そ
れを上記の方法で酸化し、それから炉中アニール、急速
アニールまたはレーザーアニールで結晶化する。
れを上記の方法で酸化し、それから炉中アニール、急速
アニールまたはレーザーアニールで結晶化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法で成長させたＳｉＯ2膜の典
型的Ｃ-Ｖ曲線である。
型的Ｃ-Ｖ曲線である。
【図２】 本発明の製造方法でＳｉＯ2膜を成長させた後
のシリコンギャップエネルギーに対する界面密度（ＤＩ
Ｔ）である。
のシリコンギャップエネルギーに対する界面密度（ＤＩ
Ｔ）である。
【図３】 本発明の製造方法で成長させたＳｉＯ2膜のＥ
ＳＣＡ（化学分析用電子分光法）特性である。
ＳＣＡ（化学分析用電子分光法）特性である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F058 BA01 BB04 BB07 BC02 BF29 BF54 BF58 BF59 BF60 BF73 BH20 BJ01 5F110 FF02 FF23 GG02 GG13 PP01 PP03 PP13 QQ09
Claims (23)
- 【請求項１】希ガスと酸化ガスの混合ガスを流出し、酸
素原子とラジカルを含むプラズマを発生するためにＲＦ
（無線周波）パワーを加え、それにより酸素原子とラジ
カルがシリコンと反応してＳｉＯ2を形成することを特
徴とするＳｉＯ2膜の製造方法。 - 【請求項２】希ガスと酸化ガスの混合ガスを流出し、酸
素原子とラジカルを含むプラズマを発生するためにＲＦ
（無線周波）パワーを加え、それにより酸素原子とラジ
カルがシリコンと反応してＳｉＯ2を形成し、前記Ｓｉ
Ｏ2は続いて４００℃以下の炉内アニール、急速熱アニ
ール、またはレーザーアニール処理されてその特性をさ
らに高めることを特徴とするＳｉＯ2膜の製造方法。 - 【請求項３】 前記アニール処理の環境は水素を含むこ
とを特徴とする請求項２に記載の製造方法。 - 【請求項４】前記希ガスがヘリウム、アルゴン、ネオ
ン、クリプトン、キセノン、または複数の希ガスの混合
ガスであることを特徴とする請求項１から３に記載の製
造方法。 - 【請求項５】前記酸化ガスが酸素であることを特徴とす
る請求項１から４に記載の製造方法。 - 【請求項６】前記酸化ガスがＨ2Ｏであることを特徴と
する請求項１から４に記載の製造方法。 - 【請求項７】前記酸化ガスがＮ2Ｏであることを特徴と
する請求項１から４に記載の製造方法。 - 【請求項８】前記酸化ガスがＮ2ＯとＯ2の混合ガス、Ｎ
2ＯとＨ2Ｏの混合ガス、Ｈ2ＯとＯ2の混合ガス、または
Ｏ2とＨ2ＯとＮ2Ｏの混合ガスであることを特徴とする
請求項１から４に記載の製造方法。 - 【請求項９】混合ガス中においての前記酸化ガスの割合
が１パーセントから１５パーセントまでであることを特
徴とする請求項１から８に記載の製造方法。 - 【請求項１０】前記ＲＦ（無線周波）密度が０.１Ｗ/ｃ
ｍ2から１.５Ｗ/ｃｍ2までであることを特徴とする請求
項１から９に記載の製造方法。 - 【請求項１１】前記酸化工程においての温度が室温から
４００℃までであることを特徴とする請求項１から１０
に記載の製造方法。 - 【請求項１２】酸化処理中の好ましい温度が１００℃か
ら４００℃までであることを特徴とする請求項１から１
０に記載の製造方法。 - 【請求項１３】酸化処理中の圧力が１００ｍトルから４
０００ｍトルまでであることを特徴とする請求項１から
１２に記載の製造方法。 - 【請求項１４】１０パーセント以下の窒素を混合ガスに
加えることを特徴とする請求項１から１３に記載の製造
方法。 - 【請求項１５】フッ素を１パーセント以下含む化合物を
混合ガスに加えることを特徴とする請求項１から１３に
記載の製造方法。 - 【請求項１６】１０パーセント以下の窒素と、フッ素を
１パーセント以下含む化合物とを混合ガスに加えること
を特徴とする請求項１から１３に記載の製造方法。 - 【請求項１７】酸化される物質が、単結晶シリコン、多
結晶シリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコ
ン、または水素添加アモルファスシリコンであることを
特徴とする請求項１から１６に記載の製造方法。 - 【請求項１８】酸化される物質がアモルファスシリコン
であり、それが酸化後に炉内アニール、急速熱アニー
ル、またはレーザーアニール処理されて結晶化されるこ
とを特徴とする請求項１から１６に記載の製造方法。 - 【請求項１９】請求項１から１８の方法を用いた金属酸
化物半導体電界効果トランジスタデバイスまたは薄膜ト
ランジスタデバイス。 - 【請求項２０】形成されたＳｉＯ2膜が金属酸化物半導
体電界効果トランジスタデバイスまたは薄膜トランジス
タデバイスのゲート誘電材料、またはそのゲート誘電材
料の一部として用いられることを特徴とする請求項１か
ら１８に記載の製造方法。 - 【請求項２１】請求項１９および２０に基づいて形成さ
れたＴＦＴを用いる液晶表示装置。 - 【請求項２２】液晶表示装置がアモルファスシリコンＴ
ＦＴおよび多結晶シリコンＴＦＴを同じ基板上に有する
ように、請求項１９と２０に基づいて形成されたＴＦＴ
を用いる液晶表示装置。 - 【請求項２３】液晶表示装置が微結晶シリコンＴＦＴお
よび多結晶シリコンＴＦＴを同じ基板上に有するよう
に、請求項１９と２０に基づいて形成されたＴＦＴを用
いる液晶表示装置。
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| JP2005268798A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-29 | Sharp Corp | 酸化物薄膜を製造する方法 |
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| JP2013077823A (ja) * | 2000-03-13 | 2013-04-25 | Foundation For Advancement Of International Science | 酸化膜の形成方法 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001008208A1 (en) * | 1999-07-26 | 2001-02-01 | Tadahiro Ohmi | Semiconductor device, method for forming silicon oxide film, and apparatus for forming silicon oxide film |
| US7268404B2 (en) | 1999-07-26 | 2007-09-11 | Tadahiro Ohmi | Device having a silicon oxide film containing krypton |
| US7279066B2 (en) | 1999-07-26 | 2007-10-09 | Tadahiro Ohmi | Apparatus for forming silicon oxide film |
| JP2008177571A (ja) * | 1999-07-26 | 2008-07-31 | Foundation For Advancement Of International Science | シリコン酸化膜の形成方法、半導体装置及びその製造方法 |
| US7491656B2 (en) | 1999-07-26 | 2009-02-17 | Foundation For Advancement Of International Science | Semiconductor device, method for forming silicon oxide film, and apparatus for forming silicon oxide film |
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| JP2005268798A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-29 | Sharp Corp | 酸化物薄膜を製造する方法 |
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