JP2000323421A - Manufacture and equipment for semiconductor and thin film thereof - Google Patents

Manufacture and equipment for semiconductor and thin film thereof

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JP2000323421A
JP2000323421A JP11133848A JP13384899A JP2000323421A JP 2000323421 A JP2000323421 A JP 2000323421A JP 11133848 A JP11133848 A JP 11133848A JP 13384899 A JP13384899 A JP 13384899A JP 2000323421 A JP2000323421 A JP 2000323421A
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JP
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thin film
semiconductor thin
plasma
substrate
raw material
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JP11133848A
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Japanese (ja)
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Shinji Goto
真志 後藤
Munehiro Shibuya
宗裕 澁谷
Mikihiko Nishitani
幹彦 西谷
Masatoshi Kitagawa
雅俊 北川
Tetsuhisa Yoshida
哲久 吉田
Kentaro Setsune
謙太郎 瀬恒
Michihiko Takase
道彦 高瀬
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method and equipment for forming a crystalline silicon film of more excellent quality at lower temperatures in the crystalline silicon film for use for a semiconductor thin film element; and a thin film transistor superior in characteristics and reliability. SOLUTION: This manufacturing method and equipment for a semiconductor thin film comprises a first step in which a raw material gas is decomposed by electric discharge to generate a plasma of which electronic density is 1010 to 1013 pieces/cm3, and ions and radicals in the plasma are irradiated on a substrate to form a thin film; and a second step in which the raw material gas activated by a heating catalyzer 14 is directly irradiated on a substrate surface or is decomposed with the plasma to irradiate, so that a crystalline semiconductor thin film is formed on a substrate 17. Furthermore, in a semiconductor device, the crystalline semiconductor thin film obtained by the above steps in an active layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工業におけ
る半導体薄膜素子及びその製造方法に関し、特にアクテ
ィブマトリックス方式の液晶ディスプレイ等に用いられ
る薄膜トランジスタ(TFT)及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor thin film device in the semiconductor industry and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thin film transistor (TFT) used for an active matrix type liquid crystal display and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクティブマトリックス方式の液晶ディ
スプレイにおいて、用いられるトランジスタとしては、
各画素をスイッチングするためのトランジスタ、及びに
表示する画像情報に基づく制御信号を各画素トランジス
タに送る周辺回路の高移動度トランジスタがある。従
来、この中で画素トランジスタについては、水素化非晶
質シリコン(a−Si:H)を活性層としたTFTが用
いられ、その製造方法としてはプラズマ化学的気相成長
法(PCVD)が適用されていた。このa−Si:H
TFTは、安価な透光性ガラス基板が十分に適用できる
300℃程度の温度で製造できる利点があるが、n型の
TFTの移動度が1cm2/Vsと小さく、さらにp型のTF
Tについては実用的な移動度が得られず、周辺回路に適
用できないという欠点があり、ICチップを基板上に実
装して周辺回路を構成していた。
2. Description of the Related Art In an active matrix type liquid crystal display, transistors used include:
There is a transistor for switching each pixel, and a high mobility transistor of a peripheral circuit that sends a control signal based on image information to be displayed on each pixel transistor. Conventionally, a TFT using an active layer of hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) has been used for a pixel transistor, and a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PCVD) is applied as a manufacturing method thereof. It had been. This a-Si: H
The TFT has an advantage that it can be manufactured at a temperature of about 300 ° C. where an inexpensive light-transmitting glass substrate can be sufficiently applied. However, the mobility of the n-type TFT is as small as 1 cm 2 / Vs, and the p-type TF
T has a drawback that practical mobility cannot be obtained and cannot be applied to peripheral circuits, and a peripheral circuit is configured by mounting an IC chip on a substrate.

【0003】一方、多結晶シリコン(poly−Si)
を活性層とするTFTは、n型,p型ともに移動度が大
きく、周辺回路にも適用できるという利点がある。しか
し、通常poly−Siは、減圧CVD法による成膜な
ど、安価なガラス基板が適用できない600℃以上の高
温の工程が必要であるという課題があった。
On the other hand, polycrystalline silicon (poly-Si)
Has an advantage that it has high mobility in both n-type and p-type and can be applied to peripheral circuits. However, poly-Si usually has a problem that a high-temperature step of 600 ° C. or more is required, such as film formation by a low-pressure CVD method, for which an inexpensive glass substrate cannot be applied.

【0004】近年、安価なガラス基板が適用できる低い
温度で作製するpoly−Si(低温poly−Si)
の技術について、研究開発が活発に行われ、実用化が進
められている。その一つはa−Si:H膜での吸収が極
めて大きい紫外線領域の波長のエキシマレーザー光を、
パルス状にa−Si:H膜に照射することにより、a−
Si:H膜を急激に加熱溶融・冷却させることで、再結
晶させて多結晶膜を製造する方法(特許第272566
9等)である。この方法はガラス基板が適用できる60
0°C以下の低温で高移動度のTFTを形成することが
できるが、レーザを使用するために大面積にかつ生産性
よくpoly−Siを形成することが困難である。ま
た、一般にa−Si:H膜中には10atom%以上の水素が
含まれており、そのままではエキシマレーザー光による
急激な加熱によって、水素の突沸が起こり膜の剥離や表
面の荒れが発生するため、予め膜中の水素を脱離させる
熱処理工程を追加しなければならないという課題があっ
た。
In recent years, poly-Si (low-temperature poly-Si) manufactured at a low temperature to which an inexpensive glass substrate can be applied.
Research and development are being actively conducted on the technology described above, and its practical application is being promoted. One of them is an excimer laser beam having a wavelength in the ultraviolet region, which is extremely large in absorption by the a-Si: H film.
By irradiating the a-Si: H film in a pulsed manner,
A method in which a Si: H film is rapidly heated, melted, and cooled to recrystallize to produce a polycrystalline film (Japanese Patent No. 272566).
9 etc.). This method can be applied to a glass substrate.
Although high mobility TFTs can be formed at a low temperature of 0 ° C. or lower, it is difficult to form poly-Si over a large area and with high productivity because a laser is used. Further, generally, the a-Si: H film contains 10 atom% or more of hydrogen, and if it is used as it is, rapid heating by excimer laser light causes bumping of hydrogen to cause film peeling and surface roughness. In addition, there is a problem that a heat treatment step for desorbing hydrogen in the film must be added in advance.

【0005】これらの課題を解決すべく、低温で結晶性
シリコン膜を製造する技術について、以下のような技術
が提案されている。触媒をSiの溶融温度以上に加熱
し、原料ガス原料ガスの分子の一部を加熱した触媒に接
触させて分解し、CVDによる成膜と基板上での結晶成
長を行う、触媒CVD法によるシリコン薄膜の形成につ
いて、特開平8−250438号公報に記載されてい
る。この方法では、飛来する種の一部は大変な高温にな
り、基板表面があたかも高温であるかのように振る舞
い、多結晶シリコンが低い基板温度で生成されるとされ
ている。実際には、原料ガスはシリコン(Si)化合物
のガスと他の物質の混合ガスであり、触媒は供給される
電力により加熱され、シリコン薄膜を生成する反応室の
圧力を低圧とする圧力条件,および原料ガスにおける他
の物質のガスのシリコン化合物のガスに対する割合を大
きくする原料ガスの混合比の条件、および該触媒に供給
する電力を触媒体温度がシリコン溶融温度以上に高いも
のとする触媒に対する供給電力の条件を、堆積種により
生成されるシリコン薄膜が多結晶性の薄膜となる程度の
ものとすることで、低温度の基板に多結晶性のシリコン
薄膜を生成する。
In order to solve these problems, the following techniques have been proposed for producing a crystalline silicon film at a low temperature. The catalyst is heated to a temperature higher than the melting temperature of Si, and a part of the molecules of the raw material gas is brought into contact with the heated catalyst to be decomposed to form a film by CVD and crystal growth on a substrate. The formation of a thin film is described in JP-A-8-250438. According to this method, some of the flying species become extremely hot, and the substrate surface behaves as if it were hot, and polycrystalline silicon is generated at a low substrate temperature. In practice, the raw material gas is a mixed gas of a silicon (Si) compound gas and another substance, and the catalyst is heated by the supplied electric power to reduce the pressure of the reaction chamber for forming the silicon thin film to a low pressure, And the conditions of the mixing ratio of the raw material gas to increase the ratio of the gas of the other substance to the gas of the silicon compound in the raw material gas, and the power supplied to the catalyst to the catalyst whose catalyst body temperature is higher than the silicon melting temperature By setting the condition of the supplied power to such a degree that the silicon thin film generated by the deposited species becomes a polycrystalline thin film, a polycrystalline silicon thin film is generated on a low-temperature substrate.

【0006】プラズマを発生させる電極とガス導入口の
間に、熱触媒を設け、活性化させた原料ガスをプラズマ
発生領域に供給し、成膜を行う技術について、特開平1
0−310867号公報に記載されている。
A technique for providing a thermal catalyst between an electrode for generating plasma and a gas inlet and supplying an activated source gas to a plasma generation region to form a film is disclosed in
0-310867.

【0007】高周波誘導結合プラズマ(ICP:Induct
ive Coupled Plasma)を用いたプラズマ分解によって分
解し、該分解された原料ガスを用いた化学気相成長プロ
セスによる結晶性シリコン膜の製造については、特開平
10−265212号公報,及び特開平11−7420
4号公報に記載されている。この方法では、例えば、I
CPを発生するための電極(アンテナ)(文献:管井秀
朗:応用物理,Vol.63,No.6,1994年,
pp.559〜567)により、高周波電力を投入にし
て原料ガスの高密度プラズマを発生させ、原料ガスを分
解・高励起にして成膜を行うものである。特開平10−
265212号公報では、高周波電力を800W以上と
することで、導電率が一桁以上高い多結晶シリコン薄膜
が得られ、圧力が50mTorrよりも高いと、膜の導
電率は激減し、微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜は得
られなかったことが示されている。
High frequency inductively coupled plasma (ICP: Induct)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-265212 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-265212 describe a method of producing a crystalline silicon film by a chemical vapor deposition process using the decomposed raw material gas by a plasma decomposition using ive coupled plasma. 7420
No. 4 publication. In this method, for example, I
Electrodes (antennas) for generating CP (Literature: Hideaki Kanai: Applied Physics, Vol. 63, No. 6, 1994,
pp. 559 to 567), high-frequency power is applied to generate high-density plasma of the source gas, and the source gas is decomposed and highly excited to form a film. JP-A-10-
According to Japanese Patent No. 265212, a polycrystalline silicon thin film having an electric conductivity higher by one digit or more can be obtained by setting the high-frequency power to 800 W or more. It is shown that a crystalline silicon thin film was not obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法を採用した場合、ガラス基板が適用できる温
度で結晶性シリコン膜を製造することは可能と考えられ
るが、それぞれの技術について、以下のような課題があ
った。
However, when the above-described method is adopted, it is considered that a crystalline silicon film can be manufactured at a temperature at which a glass substrate can be applied. There was such a problem.

【0009】触媒CVD法(特開平8−250438号
公報)については、気相中の熱分解で生じた活性種(ラ
ジカル)のみで、成膜を行う。記載されているように、
基板温度を高くせずに結晶性のシリコン膜を形成するた
めに、分解だけでなく一部のラジカルの温度(運動エネ
ルギー)を十分に大きくさせることを、熱触媒に接触さ
せることで行っている。このような効果を得るため、熱
触媒を1700〜1800℃と極めて高い温度になるよ
うに、熱触媒に電力を投入して加熱しなければならない
という課題がある。この課題は、液晶ディスプレイのよ
うな大面積の基板に形成する場合、より顕著になる。さ
らに、この様な高温の熱触媒から発生する輻射に対し
て、装置の構造物や安価なガラスなどの基板が、耐えう
る温度以下となるようにしなければならない、という課
題がある。
In the catalytic CVD method (JP-A-8-250438), a film is formed only by active species (radicals) generated by thermal decomposition in a gas phase. As noted,
In order to form a crystalline silicon film without increasing the substrate temperature, not only decomposition but also raising the temperature (kinetic energy) of some radicals sufficiently is performed by contacting with a thermal catalyst. . In order to obtain such an effect, there is a problem in that electric power must be supplied to the thermal catalyst to heat it so that the temperature of the thermal catalyst becomes as high as 1700 to 1800 ° C. This problem becomes more prominent when formed on a large-area substrate such as a liquid crystal display. Further, there is a problem that the temperature of the structure of the apparatus or a substrate such as inexpensive glass must be lower than a temperature that can withstand the radiation generated from such a high-temperature thermal catalyst.

【0010】PCVDにおいて、原料ガスを予め熱触媒
を通して加熱し、それをプラズマ発生部に供給する方法
(特開平10−310867号公報)については、触媒
CVD法と異なり、ガスが分解・励起される場所から、
プラズマや基板表面及びその近傍の様な膜形成に寄与す
る領域まで距離があるため、分解・励起されたガス分子
を有効に利用できないという課題があった。従って、使
用できるガスや成膜対象が限られ、ダイヤモンドライク
カーボンや炭化物・窒化物・酸化物の絶縁膜のような保
護膜の形成の例が開示されているだけに留まっている。
In PCVD, the method of heating a raw material gas through a thermal catalyst in advance and supplying it to a plasma generating unit (Japanese Patent Laid-Open No. 10-310867) differs from the catalytic CVD method in that the gas is decomposed and excited. From the place,
Since there is a distance to a region contributing to film formation, such as plasma or the substrate surface and its vicinity, there is a problem that gas molecules decomposed and excited cannot be used effectively. Therefore, usable gases and film-forming targets are limited, and only examples of formation of a protective film such as diamond-like carbon or an insulating film of carbide, nitride, or oxide are disclosed.

【0011】ICPを用いたPCVDにより結晶性シリ
コン膜を形成する方法(特開平10−265212号公
報,特開平11−74204号公報)は、高周波の誘導
結合による原料ガスの高密度プラズマを発生させること
で、従来の平行平板高周波PCVDよりも原料ガスの分
解・励起を活発に行い、結晶性のシリコン膜を形成する
ものである。
A method of forming a crystalline silicon film by PCVD using ICP (JP-A-10-265212, JP-A-11-74204) generates a high-density plasma of a source gas by high-frequency inductive coupling. Thus, decomposition and excitation of the source gas are performed more actively than in the conventional parallel plate high-frequency PCVD to form a crystalline silicon film.

【0012】しかし得られた膜について、ラマン分光法
で確認されたものは、微結晶であり(特開平10−26
5212号公報)、電気特性で確認されたものは光導電
性が大きい(特開平11−74204号公報)等、結晶
性や膜質として十分なものが得られていないという課題
があった。これらの課題は、いずれの技術も原料ガスの
高分解・高励起を主眼とした技術であり、結晶化の促進
や膜中の水素濃度を低減するための手段が不足している
ことに起因するものと考えられる。
However, the film obtained was confirmed by Raman spectroscopy to be microcrystals (JP-A-10-26).
No. 5212), and those which have been confirmed in terms of electric characteristics have a problem that sufficient crystallinity and film quality are not obtained, such as high photoconductivity (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-74204). These problems are all technologies that focus on high decomposition and high excitation of the raw material gas, and are caused by the lack of means for promoting crystallization and reducing the hydrogen concentration in the film. It is considered something.

【0013】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決し、より品質の優れた結晶性シリコン膜を低温で形
成する製造方法及びその製造装置と、特性・信頼性の優
れたTFTを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a manufacturing method and a manufacturing apparatus for forming a more excellent crystalline silicon film at a low temperature, and a TFT having excellent characteristics and reliability. The purpose is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体薄膜の製造方法と製造装置は、
原料ガスを放電分解して発生したプラズマの電子密度が
1010〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中のイオン及
びラジカルを基板に照射して薄膜を形成する工程と、加
熱触媒によって活性化された原料ガスを前記基板表面に
直接もしくは前記プラズマによって分解して照射する工
程により前記基板上に結晶性の半導体薄膜を形成するこ
とを特徴とする。また、本発明に係る半導体装置は、以
上の工程で得られた得られた結晶性の半導体薄膜を活性
層とすることを特徴とする。これにより、ガラス等の安
価な基板が使用できる温度で、結晶性の半導体膜や水素
含有量の少ない半導体膜を形成することが可能となる。
In order to achieve the above object, a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention are provided.
The electron density of the plasma generated by discharge decomposition of the source gas
10 10-10 a 13 / cm 3, wherein the steps of the ions and radicals in the plasma to form a thin film by irradiating the substrate, directly or the plasma activated raw material gas by heating the catalyst to the substrate surface Forming a crystalline semiconductor thin film on the substrate by the step of decomposing and irradiating. Further, a semiconductor device according to the present invention is characterized in that the crystalline semiconductor thin film obtained in the above steps is used as an active layer. This makes it possible to form a crystalline semiconductor film or a semiconductor film with a low hydrogen content at a temperature at which an inexpensive substrate such as glass can be used.

【0015】本発明の構成又は本発明方法において、半
導体薄膜の構成元素を含む原料の放電分解を、高周波誘
導結合プラズマ,ヘリコン波プラズマ,電子サイクロト
ロン共鳴プラズマ,UHFプラズマ,VHFプラズマ,
アーク放電プラズマのいずれかの手法によりプラズマを
発生させることは、プラズマ中の電子密度が1010〜10 13
個/cm3である高密度・高励起プラズマであるため、好
ましい。
In the structure of the present invention or the method of the present invention,
High frequency induction of discharge decomposition of raw materials containing constituent elements of conductive thin films
Inductively coupled plasma, helicon wave plasma, electron cyclot
Ron resonance plasma, UHF plasma, VHF plasma,
Plasma is generated by any of the methods of arc discharge plasma
It is necessary to generate an electron density of 10 in the plasma.Ten~Ten 13
Pieces / cmThreeHigh density and high excitation plasma
Good.

【0016】本発明の構成又は本発明方法において、原
料ガスとしてシリコンを含むガスを含むことは、液晶デ
ィスプレイなどに必要なシリコンTFTを製造すること
が可能となり、好ましい。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, it is preferable to include a gas containing silicon as a raw material gas, since a silicon TFT required for a liquid crystal display or the like can be manufactured.

【0017】本発明の構成又は本発明方法において、半
導体薄膜の構成元素を含む原料が、水素ガスあるいは不
活性気体で希釈されていることは、成膜速度や結晶性を
制御する上で好ましい。
In the constitution of the present invention or the method of the present invention, it is preferable that the raw material containing the constituent elements of the semiconductor thin film is diluted with a hydrogen gas or an inert gas from the viewpoint of controlling the film forming rate and the crystallinity.

【0018】本発明の構成又は本発明方法においては、
成膜時に基板の温度を100℃〜600℃とすることに
より、ガラス等の安価な基板の使用が可能となり、好ま
しい。
In the constitution of the present invention or the method of the present invention,
By setting the temperature of the substrate at 100 ° C. to 600 ° C. during film formation, an inexpensive substrate such as glass can be used, which is preferable.

【0019】本発明の構成又は本発明方法において、基
板として透光性基板を用いることは、透過型液晶ディス
プレイ等、光を透過させる製品を製造する上で好まし
い。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, it is preferable to use a light-transmitting substrate as a substrate in order to manufacture a product that transmits light, such as a transmissive liquid crystal display.

【0020】本発明の構成においては、得られた半導体
薄膜に含まれる水素を、10atom%以下とすることが、
作成する半導体膜及び半導体装置の特性・信頼性の向上
や、さらにレーザー再結晶化等の高品質化が必要な場合
に好ましい。
In the structure of the present invention, the content of hydrogen contained in the obtained semiconductor thin film is set to 10 atom% or less.
It is preferable when it is necessary to improve the characteristics and reliability of the semiconductor film and the semiconductor device to be formed and to improve the quality such as laser recrystallization.

【0021】本発明の構成又は本発明方法において、基
板上の一部もしくは全面に絶縁膜,導体膜の少なくとも
一種類以上が形成され、前記絶縁膜あるいは導体膜の上
に、結晶性の半導体薄膜が形成されていることは、安価
なガラス等の基板上に半導体装置を製造する場合に、ガ
ラスなどの基板からの不純物の影響等を低減するととも
に、例えばボトムゲート型TFT等の様に半導体装置の
構造を目的に応じて多様に設計にできるため好ましい。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, at least one kind of an insulating film and a conductive film is formed on a part or the whole surface of a substrate, and a crystalline semiconductor thin film is formed on the insulating film or the conductive film. Is formed, when a semiconductor device is manufactured on an inexpensive substrate such as glass, the influence of impurities from the substrate such as glass is reduced, and the semiconductor device is formed, for example, as in a bottom gate type TFT. Is preferred because it can be designed in various ways according to the purpose.

【0022】本発明の構成において、半導体薄膜が多結
晶シリコン薄膜であるという好ましい構成によれば、a
−Si:H膜と比較してTFTの電界効果移動度を高い
ものとするとともに、再結晶化等の高品質化が必要な場
合に脱水素処理が不要となり、好ましい。
In the preferred embodiment of the present invention, the semiconductor thin film is a polycrystalline silicon thin film.
This is preferable because the field effect mobility of the TFT is higher than that of the -Si: H film, and the dehydrogenation treatment is not required when high quality such as recrystallization is required.

【0023】本発明の構成又は本発明方法において、半
導体薄膜の厚さが、5nm以上200nm以下とするこ
とは、エッチングや成膜を追加することなくそのままの
膜厚でTFTに適用することができ、好ましい。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, the semiconductor thin film having a thickness of 5 nm or more and 200 nm or less can be applied to a TFT with the same thickness without additional etching or film formation. ,preferable.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明をさ
らに具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0025】図1は本発明に係る半導体薄膜の製造装置
の第1実施例の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of an apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【0026】具体的には、排気口より真空に排気される
真空容器11にはプラズマ生成用の誘導コイル12が取
り付けられている。なお誘導コイル12の設置箇所の少
なくとも一部は、石英管等の絶縁性材料から構成されて
いる。誘導コイル12には、高周波発振器16で発生さ
れて整合器15により所定のパラメータ(たとえば周波
数など)に設定された高周波電力が印加され、これによ
り発生した誘導磁界によって、真空容器11内に電磁界
が印加される。
More specifically, an induction coil 12 for generating plasma is attached to a vacuum vessel 11 which is evacuated to a vacuum from an exhaust port. At least a part of the installation location of the induction coil 12 is made of an insulating material such as a quartz tube. High-frequency power generated by the high-frequency oscillator 16 and set to a predetermined parameter (for example, frequency) by the matching unit 15 is applied to the induction coil 12. Is applied.

【0027】 モノシラン(SiH4)ガス等のシリコン
を含む原料ガスは加熱触媒14を具備したガス導入口1
3を通じて真空容器11に導入される。この時、原料ガ
スは加熱触媒14との反応により、励起・解離状態とな
り活性化される。活性化された原料ガスは、誘導コイル
12に高周波電力を印加することによって発生された電
子密度の高い誘導結合プラズマ(ICP)によってさら
にイオンおよびラジカルに放電分解される。これらイオ
ンおよびラジカルは基板加熱ヒータ18によって加熱さ
れた基板17上に堆積し、結晶性シリコン膜が形成され
る。なお、図1ではガス導入口13に加熱触媒14を設
置したが、触媒機能をもつ材料をガス導入口13として
用いてもよい。
[0027] Monosilane (SiHFour) Silicon such as gas
Is supplied to the gas inlet 1 provided with the heating catalyst 14.
3 is introduced into the vacuum vessel 11. At this time,
The catalyst becomes excited and dissociated by the reaction with the heating catalyst 14.
Activated. The activated source gas is supplied to the induction coil
12 generated by applying high-frequency power to
Further by inductively coupled plasma (ICP)
Is decomposed into ions and radicals. These Io
And radicals are heated by the substrate heater 18.
And a crystalline silicon film is formed on the
You. In FIG. 1, a heating catalyst 14 is provided at the gas inlet 13.
The material having a catalytic function is used as the gas inlet 13
May be used.

【0028】本発明の第1実施例としては原料ガスとし
てモノシラン(SiH4)および水素(H2)ガスを用い、これ
らの混合原料ガスを加熱触媒14によって活性化(おも
にSiH 3とHに分解)して真空容器11内に導入する。真
空容器11内では原料ガスがすでに活性化されているた
め、プラズマ中での解離反応が促進されて、誘導コイル
12によって生成された誘導結合プラズマ中のラジカル
およびイオンは、加熱触媒14を用いない従来の高密度
プラズマの場合に比べ、Si−H結合の少ないイオンお
よびラジカル(SiHx,SiHx+:x=0−1)や原
子状水素(H,H+)が多く生成されている。
In the first embodiment of the present invention, a raw material gas is used.
Monosilane (SiHFour) And hydrogen (HTwo) Using gas
These mixed raw material gases are activated by the heating catalyst 14 (mainly
To SiH ThreeAnd H) and introduced into the vacuum vessel 11. true
In the empty container 11, the source gas has already been activated.
The dissociation reaction in the plasma is promoted,
In Inductively Coupled Plasma Generated by Twelve
And ions are converted to the conventional high density without using the heating catalyst 14.
Compared to plasma, ions and ions with less Si-H bonds
And radical (SiHx, SiHx+: X = 0-1) and original
Large amounts of dendritic hydrogen (H, H +) are produced.

【0029】高密度プラズマによるシリコン薄膜の形成
はシリコン系ラジカルおよびイオン(SiHx,SiHx+:x=0-
3)が基板17の表面に堆積することによって起こるた
め、加熱触媒14を用いてプラズマ中のシリコン系ラジ
カルおよびイオンに含まれる結合水素量を少なくするこ
とによって膜中の水素含有量が低減される。また、高密
度プラズマや加熱触媒14によって生成される原子状水
素には成膜表面のアニール効果があり、シリコン薄膜の
結晶性の向上や成膜表面の結合水素と反応し水素分子を
生成する水素の引き抜き反応が期待される。
The formation of a silicon thin film by high-density plasma is based on silicon radicals and ions (SiH x , SiH x +: x = 0−
Since 3) is caused by depositing on the surface of the substrate 17, the hydrogen content in the film is reduced by reducing the amount of bonded hydrogen contained in the silicon-based radicals and ions in the plasma using the heating catalyst 14. . In addition, atomic hydrogen generated by high-density plasma or the heating catalyst 14 has an annealing effect on the film formation surface, improves the crystallinity of the silicon thin film, and reacts with the bonded hydrogen on the film formation surface to generate hydrogen molecules. The reaction of pulling out is expected.

【0030】このため本発明の第1実施例によって形成
されるシリコン薄膜は膜中水素含有量が10atom%以下
の多結晶シリコン膜である。
Therefore, the silicon thin film formed according to the first embodiment of the present invention is a polycrystalline silicon film having a hydrogen content of 10 atom% or less.

【0031】誘導コイル12に印加する高周波電力の周
波数は、誘導コイル12による結合が可能であって且つ
プラズマを発生することができる周波数に設定すればよ
いが、約10MHzから約100MHzの範囲に、例え
ば13.56MHzに設定することが好ましい。なお、
上記の周波数範囲においては周波数が低いと放電可能な
条件範囲が広がり、装置構成に自由度があり望ましい。
また逆に周波数が高いとプラズマ中の電子密度が高くな
り、プラズマ電位が低くなるため、成膜速度が速く、成
膜時のダメージの少ないシリコン膜が形成されるため望
ましい。
The frequency of the high-frequency power applied to the induction coil 12 may be set to a frequency at which coupling by the induction coil 12 is possible and a plasma can be generated. For example, it is preferable to set 13.56 MHz. In addition,
In the above-mentioned frequency range, when the frequency is low, the condition range in which discharge can be performed is widened, and there is a degree of freedom in the device configuration, which is desirable.
Conversely, when the frequency is high, the electron density in the plasma increases, and the plasma potential decreases. Therefore, the film formation speed is high, and a silicon film with little damage during film formation is preferable.

【0032】また、生成されるプラズマ中の電子密度が
1010〜1013個/cm3の範囲に、例えば1011個/
cm3になるように圧力、高周波電力、ガス流量等の放
電条件を設定することが望まれる。
The electron density in the generated plasma is in the range of 10 10 to 10 13 / cm 3 , for example, 10 11 / cm 3.
It is desired to set discharge conditions such as pressure, high-frequency power, gas flow rate, and the like so as to obtain cm 3 .

【0033】更には、成膜時の基板温度としては、10
0℃から600℃の範囲に、例えば300℃に設定する
ことにより、ガラス等の安価な基板が使用可能となり望
ましい。
Further, the substrate temperature during film formation is 10
By setting the temperature in the range of 0 ° C. to 600 ° C., for example, 300 ° C., an inexpensive substrate such as glass can be used, which is desirable.

【0034】なお本実施例では、プラズマとしてICP
を適用しているが、プラズマの電子密度が1010〜1013
/cm3の高密度プラズマとして、ヘリコン波プラズマ,電
子サイクロトロン共鳴プラズマ,UHFプラズマ,VH
Fプラズマ,アーク放電プラズマのいずれを適用しても
よい。また、これらのプラズマ発生法に限らず、プラズ
マを高密度・高励起に発生させることが可能で有れば、
本発明に係る半導体の製造装置に適用してよい。
In this embodiment, the plasma is ICP
Is applied, but the electron density of the plasma is 10 10 to 10 13
/ high-density plasma cm 3, helicon wave plasma, electron cyclotron resonance plasma, UHF plasma, VH
Either F plasma or arc discharge plasma may be applied. In addition, not limited to these plasma generation methods, if it is possible to generate plasma with high density and high excitation,
The present invention may be applied to a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.

【0035】図2は本発明に係る半導体薄膜の製造装置
の第2実施例の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a second embodiment of the apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【0036】具体的には、排気口より真空に排気される
真空容器11にはプラズマ生成用の誘導コイル12が取
り付けられている。なお誘導コイル12の設置箇所の少
なくとも一部は、石英管等の絶縁性材料から構成されて
いる。誘導コイル12には、高周波発振器16で発生さ
れて整合器15により所定のパラメータ(たとえば周波
数など)に設定された高周波電力が印加され、これによ
り発生した誘導磁界によって、真空容器11内に電磁界
が印加される。
More specifically, an induction coil 12 for generating plasma is attached to a vacuum vessel 11 which is evacuated to a vacuum from an exhaust port. At least a part of the installation location of the induction coil 12 is made of an insulating material such as a quartz tube. High-frequency power generated by the high-frequency oscillator 16 and set to a predetermined parameter (for example, frequency) by the matching unit 15 is applied to the induction coil 12. Is applied.

【0037】モノシラン(SiH4)ガス等のシリコンを含
む原料ガスはガス導入口21を通じて真空容器11に導
入される。原料ガスは、誘導コイル12に高周波電力を
印加することによって発生された電子密度の高い誘導結
合プラズマ(ICP)によってイオンおよびラジカルに
放電分解される。さらにプラズマ生成用のガス導入口2
1とは別系統の加熱触媒14を具備したガス導入口13
が設置されており、加熱触媒14によって励起・解離状
態となり活性化されたモノシラン(SiH4)ガスや水素
(H2)ガス等の反応性ガスが基板表面に供給される。
これらの方法によって生成されたイオンおよびラジカル
は基板加熱ヒータ18によって加熱された基板17上に
堆積し、結晶性シリコン膜が形成される。なお、図2で
はガス導入口13に加熱触媒14を設置したが、触媒機
能をもつ材料をガス導入口13として用いてもよい。
A source gas containing silicon such as monosilane (SiH 4 ) gas is introduced into the vacuum vessel 11 through the gas inlet 21. The source gas is discharged and decomposed into ions and radicals by inductively coupled plasma (ICP) having a high electron density generated by applying high-frequency power to the induction coil 12. Furthermore, gas inlet 2 for plasma generation
Gas inlet 13 provided with heating catalyst 14 of a different system from
Is provided, and a reactive gas such as a monosilane (SiH 4 ) gas or a hydrogen (H 2 ) gas, which is excited and dissociated by the heating catalyst 14, is supplied to the substrate surface.
The ions and radicals generated by these methods are deposited on the substrate 17 heated by the substrate heater 18 to form a crystalline silicon film. Although the heating catalyst 14 is provided in the gas inlet 13 in FIG. 2, a material having a catalytic function may be used as the gas inlet 13.

【0038】本発明の第2実施例としてはプラズマ分解
用の原料ガスとしてモノシラン(SiH 4)および水素(H2)ガ
スをガス導入口21より真空容器11内に導入し、誘導
コイル12に500Wの高周波電力を印加することによ
って、電子密度が約1×10 11個/cm3の誘導結合プラ
ズマを生成する。この高密度プラズマ中で原料ガスは分
解され、多くのイオンおよびラジカルとなり基板17上
に堆積することによってシリコン薄膜が形成される。こ
のような誘導結合プラズマのみによって、形成されるシ
リコン薄膜は微結晶シリコン膜であるが、さらに加熱触
媒14を具備したガス導入口13より反応性ガスとして
モノシラン(SiH4)ガスを導入すると基板表面に加熱分解
されたSiH3ラジカルおよびH原子が供給される。この
時、成膜表面におけるSiH3ラジカルの付着確率はそ
の他のシリコン系ラジカルに比べ、一桁近く小さいた
め、その成膜への寄与はそれほど大きくはない。しかし
ながら、H原子はシリコン薄膜の結晶性の向上や成膜表
面の結合水素と反応し水素分子を生成する水素の引き抜
き反応に効果がある。また、H原子は中性であるため成
膜表面にイオン衝撃ダメージを与える心配がないため望
ましい。
As a second embodiment of the present invention, a plasma decomposition
Monosilane (SiH Four) And hydrogen (HTwo)
Gas into the vacuum chamber 11 through the gas inlet 21 and guide
By applying a high frequency power of 500 W to the coil 12,
Therefore, the electron density is about 1 × 10 11Pieces / cmThreeInductive coupling plug
Generate zuma. The source gas is separated in this high-density plasma.
Is solved and becomes many ions and radicals on the substrate 17
To form a silicon thin film. This
Is formed only by inductively coupled plasma such as
The recon thin film is a microcrystalline silicon film,
As a reactive gas from the gas inlet 13 provided with the medium 14
Monosilane (SiHFour) Thermal decomposition on substrate surface when gas is introduced
SiHThreeRadicals and H atoms are provided. this
At the time, SiHThreeThe probability of radical attachment is
Is almost an order of magnitude smaller than other silicon radicals
Therefore, its contribution to film formation is not so large. However
However, H atoms improve the crystallinity of the silicon thin film and
Hydrogen abstraction that reacts with bound hydrogen on the surface to produce hydrogen molecules
It has an effect on the reaction. In addition, H atoms are neutral
No need to worry about ion impact damage to the film surface
Good.

【0039】上記の効果により本発明の第2実施例によ
って形成されるシリコン薄膜は膜中水素含有量が10at
om%以下の多結晶シリコン膜である。
Due to the above effects, the silicon thin film formed according to the second embodiment of the present invention has a hydrogen content of 10 at.
It is a polycrystalline silicon film of om% or less.

【0040】誘導コイル12に印加する高周波電力の周
波数は、誘導コイル12による結合が可能であって且つ
プラズマを発生することができる周波数に設定すればよ
いが、約10MHzから約100MHzの範囲に、例え
ば13.56MHzに設定することが好ましい。なお、
上記の周波数範囲においては周波数が低いと放電可能な
条件範囲が広がり、装置構成に自由度があり望ましい。
また逆に周波数が高いとプラズマ中の電子密度が高くな
り、プラズマ電位が低くなるため、成膜速度が速く、成
膜時のダメージの少ないシリコン膜が形成されるため望
ましい。
The frequency of the high-frequency power applied to the induction coil 12 may be set to a frequency at which coupling by the induction coil 12 is possible and a plasma can be generated. For example, it is preferable to set 13.56 MHz. In addition,
In the above-mentioned frequency range, when the frequency is low, the condition range in which discharge can be performed is widened, and there is a degree of freedom in the device configuration, which is desirable.
Conversely, when the frequency is high, the electron density in the plasma increases, and the plasma potential decreases. Therefore, the film formation speed is high, and a silicon film with little damage during film formation is preferable.

【0041】また、生成されるプラズマ中の電子密度が
1010〜1013個/cm3の範囲に、例えば1011個/
cm3になるように圧力、高周波電力、ガス流量等の放
電条件を設定することが望まれる。
The electron density in the generated plasma is in the range of 10 10 to 10 13 / cm 3 , for example, 10 11 / cm 3.
It is desired to set discharge conditions such as pressure, high-frequency power, gas flow rate, and the like so as to obtain cm 3 .

【0042】加熱触媒14を具備したガス導入口13か
ら導入する反応性ガスとして水素(H 2)ガスを用いても同
様の効果が得られるが、H−H結合エネルギーがSiH
3−H結合エネルギーに比べて大きいため、加熱触媒1
4の温度を上げる必要がある。
The gas inlet 13 provided with the heating catalyst 14
Hydrogen (H TwoThe same applies when using gas.
Effect is obtained, but the H—H bond energy is
Three-H binding energy, the heating catalyst 1
It is necessary to raise the temperature of 4.

【0043】更には、成膜時の基板温度としては、10
0℃から600℃の範囲に、例えば300℃に設定する
ことにより、ガラス等の安価な基板が使用可能となり望
ましい。
Further, the substrate temperature during film formation is 10
By setting the temperature in the range of 0 ° C. to 600 ° C., for example, 300 ° C., an inexpensive substrate such as glass can be used, which is desirable.

【0044】なお本実施例では、プラズマとしてICP
を適用しているが、プラズマの電子密度が1010〜10
13個/cm3の高密度プラズマとして、ヘリコン波プラズ
マ,電子サイクロトロン共鳴プラズマ,UHFプラズ
マ,VHFプラズマ,アーク放電プラズマのいずれを適
用してもよい。また、これらのプラズマ発生法に限ら
ず、プラズマを高密度・高励起に発生させることが可能
で有れば、本発明に係る半導体の製造装置に適用してよ
い。
In this embodiment, ICP is used as the plasma.
Is applied, but the electron density of the plasma is 10 10 to 10
As the high-density plasma of 13 cells / cm 3 , any of helicon wave plasma, electron cyclotron resonance plasma, UHF plasma, VHF plasma, and arc discharge plasma may be used. The present invention is not limited to these plasma generation methods, and may be applied to the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention as long as plasma can be generated with high density and high excitation.

【0045】図3は本発明に係る半導体薄膜の製造方法
により作製するTFTの工程概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the steps of a TFT manufactured by the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【0046】まず、ガラス等の基体31上に、常圧CV
D法等により酸化シリコン膜32を100〜500nm
の膜厚で形成する。
First, a normal pressure CV is placed on a substrate 31 such as glass.
The silicon oxide film 32 is formed to a thickness of 100 to 500 nm by the D method or the like.
It is formed with a film thickness of.

【0047】次いで、結晶性シリコン膜33を、図1の
装置を用いて、10〜50nmの膜厚で形成する(図3
(a))。膜厚は、この範囲に限られたものではなく、
TFTの構造や他の工程との整合性等に応じ、5〜20
0nmの範囲で設定する。なお必要に応じて、結晶性シ
リコン膜33を、450〜600℃の熱処理や、エキシ
マレーザーの照射等を行ってもよい。
Next, a crystalline silicon film 33 is formed with a thickness of 10 to 50 nm using the apparatus of FIG. 1 (FIG. 3).
(A)). The film thickness is not limited to this range,
5 to 20 depending on the structure of the TFT and compatibility with other processes, etc.
Set in the range of 0 nm. If necessary, the crystalline silicon film 33 may be subjected to heat treatment at 450 to 600 ° C., irradiation of excimer laser, or the like.

【0048】次いで、常圧CVDにより、酸化シリコン
膜34を、50〜300nmの膜厚で形成(図3
(b))する。なお、シリコン酸化膜 の形成方法は、
プラズマCVD法,スパッタ法,蒸着法,減圧CVD法
等、他の手段でもよい。
Next, a silicon oxide film 34 is formed in a thickness of 50 to 300 nm by normal pressure CVD (FIG. 3).
(B)) The method for forming the silicon oxide film is as follows.
Other means such as a plasma CVD method, a sputtering method, an evaporation method, and a low pressure CVD method may be used.

【0049】次いで、Ti,Mo,W,Al,Ta等か
らなる金属膜を50〜300nmの膜厚で形成し、フォ
トリソによりパターニングされたフォトレジストをマス
クとして金属膜をエッチングすることにより、ゲート電
極35を形成する(図3(c))。
Next, a metal film made of Ti, Mo, W, Al, Ta, or the like is formed to a thickness of 50 to 300 nm, and the metal film is etched using a photoresist patterned by photolithography as a mask to form a gate electrode. 35 are formed (FIG. 3C).

【0050】なお、ゲート電極35としては金属膜に限
らず、シリコン膜でもよい。
The gate electrode 35 is not limited to a metal film but may be a silicon film.

【0051】次いで、ゲート電極35をマスクとして、
不純物を含むイオン36を注入し、ソース/ドレイン領
域となる不純物ドーピング層37を形成する(図3
(d))。
Next, using the gate electrode 35 as a mask,
Ions 36 containing impurities are implanted to form an impurity doping layer 37 serving as source / drain regions.
(D)).

【0052】このドーピング層の形成は、例えばn型層
の形成では、水素希釈5% PH3をイオン源ガスとし
たイオンドーピングで行う。イオンドーピングを適用す
る場合の条件は、加速電圧:5〜100kV,総イオン
注入量:1014〜1016cm -2とする。これらの条件
は、マスクの厚さや、形成するドーピング層の厚さ等の
構成により、適宜最適な条件やガス濃度を選択する。ま
た、p型層の形成では、イオン源ガスとして、水素希釈
5% B26等を用いたイオンドーピングにより行う。
なお、イオンドーピング法では、ドーパントとなる不純
物と水素が同時に注入されるため、水素による注入欠陥
の補償や、活性化・結晶化の促進が行われ、低い温度で
低抵抗のドーピング層が形成される。なお、本実施例に
おいて、注入される領域の酸化シリコン膜を除去し、イ
オンの注入を行っているが、注入される領域の表面にも
酸化シリコン膜を残し、イオンの注入を行ってもよい。
その場合は、膜厚などの条件にもよるが、イオンの加速
電圧は、10kV以上とすることが好ましい。
This doping layer is formed, for example, by an n-type layer.
In the formation of hydrogen, hydrogen dilution 5% PHThreeIs the ion source gas
Performed by ion doping. Apply ion doping
Conditions are as follows: acceleration voltage: 5 to 100 kV, total ions
Injection volume: 1014-1016cm -2And These conditions
Is the thickness of the mask, the thickness of the doping layer to be formed, etc.
Depending on the configuration, optimal conditions and gas concentrations are appropriately selected. Ma
In the formation of the p-type layer, hydrogen dilution was used as the ion source gas.
5% BTwoH6This is performed by ion doping using, for example.
In the ion doping method, impurities serving as dopants
Since the object and hydrogen are implanted simultaneously, implantation defects due to hydrogen
Compensation and acceleration of activation and crystallization
A low resistance doping layer is formed. In this example,
Then, the silicon oxide film in the region to be implanted is removed and
On implantation, but also on the surface of the region to be implanted
Implantation of ions may be performed while leaving the silicon oxide film.
In that case, acceleration of ions depends on conditions such as film thickness.
The voltage is preferably 10 kV or more.

【0053】次いで、層間絶縁膜となる酸化シリコン膜
を、常圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法等に
より、100〜500nmの膜厚で形成し、ソース/ド
レイン領域への電極コンタクトを取るために酸化シリコ
ン膜を、フォトリソ・エッチングにより開孔し、ソース
/ドレイン電極を形成して、薄膜トランジスタを完成さ
せる。
Next, a silicon oxide film serving as an interlayer insulating film is formed to a thickness of 100 to 500 nm by normal pressure CVD, plasma CVD, sputtering, or the like, and is used for making electrode contact to source / drain regions. Next, a silicon oxide film is opened by photolithographic etching to form source / drain electrodes, thereby completing a thin film transistor.

【0054】図4は本発明に係る半導体薄膜の製造方法
により作製するTFTの第2実施例を示す工程概略図で
ある。
FIG. 4 is a process schematic diagram showing a second embodiment of a TFT manufactured by the method of manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【0055】まず、ガラス等の基体41上に、常圧CV
D法等により酸化シリコン膜42を100〜500nm
の膜厚で形成した後、Ti,Mo,W,Al,Ta等か
らなる金属膜を100〜500nmの膜厚で形成し、フ
ォトリソによりパターニングされたフォトレジストをマ
スクとして金属膜をエッチングすることにより、ゲート
電極43を形成する(図4(a))。
First, a normal pressure CV is placed on a substrate 41 such as glass.
The silicon oxide film 42 is formed to a thickness of 100 to 500 nm
Then, a metal film made of Ti, Mo, W, Al, Ta, or the like is formed to a thickness of 100 to 500 nm, and the metal film is etched using a photoresist patterned by photolithography as a mask. Then, a gate electrode 43 is formed (FIG. 4A).

【0056】次いで、常圧CVDにより、酸化シリコン
膜44を、50〜300nmの膜厚で形成(図4
(b))する。なお、酸化シリコン膜44の形成方法
は、プラズマCVD法,スパッタ法,蒸着法,減圧CV
D法等、他の手段でもよい。
Next, a silicon oxide film 44 is formed to a thickness of 50 to 300 nm by normal pressure CVD (FIG. 4).
(B)) Note that the silicon oxide film 44 is formed by a plasma CVD method, a sputtering method, an evaporation method,
Other means such as the D method may be used.

【0057】次いで、結晶性シリコン膜45を、図1の
装置を用いて、10〜50nmの膜厚で形成する(図4
(c))。膜厚は、この範囲に限られたものではなく、
TFTの構造や他の工程との整合性等に応じ、5〜20
0nmの範囲で設定する。なお必要に応じて、結晶性シ
リコン膜45を、450〜600℃の熱処理や、エキシ
マレーザーの照射等を行ってもよい。
Next, a crystalline silicon film 45 is formed to a thickness of 10 to 50 nm using the apparatus of FIG. 1 (FIG. 4).
(C)). The film thickness is not limited to this range,
5 to 20 depending on the structure of the TFT and compatibility with other processes, etc.
Set in the range of 0 nm. If necessary, the crystalline silicon film 45 may be subjected to heat treatment at 450 to 600 ° C., irradiation of excimer laser, or the like.

【0058】次いで、フォトリソによりパターニングさ
れたフォトレジスト46をマスクとして、不純物を含む
イオン47を結晶性シリコン薄膜45に注入し、ソース
/ドレイン領域となる不純物ドーピング層48を形成す
る(図4(d))。このドーピング層48の形成は、例
えばn型層の形成では、水素希釈5% PH3をイオン
源ガスとしたイオンドーピングで行う。イオンドーピン
グを適用する場合の条件は、加速電圧:5〜100k
V,総イオン注入量:1014〜1016cm-2とする。こ
れらの条件は、マスクの厚さや、形成するドーピング層
の厚さ等の構成により、適宜最適な条件やガス濃度を選
択する。また、p型層の形成では、イオン源ガスとし
て、水素希釈5% B26等を用いたイオンドーピング
により行う。
Next, using the photoresist 46 patterned by photolithography as a mask, ions 47 containing impurities are implanted into the crystalline silicon thin film 45 to form an impurity doping layer 48 to be a source / drain region (FIG. 4 (d)). )). The doping layer 48 is formed by, for example, ion doping using 5% hydrogen diluted PH 3 as an ion source gas in the case of forming an n-type layer. Conditions for applying ion doping are as follows: acceleration voltage: 5 to 100 k
V, total ion implantation amount: 10 14 to 10 16 cm -2 . For these conditions, optimal conditions and gas concentrations are appropriately selected according to the thickness of the mask, the thickness of the doping layer to be formed, and the like. The formation of the p-type layer is performed by ion doping using hydrogen diluted 5% B 2 H 6 or the like as an ion source gas.

【0059】なお、イオンドーピング法では、ドーパン
トとなる不純物と水素が同時に注入されるため、水素に
よる注入欠陥の補償や、活性化・結晶化の促進が行わ
れ、低い温度で低抵抗のドーピング層が形成される。な
お、本実施例では、イオンドーピングのマスクとしてフ
ォトレジストを用いているが、シリコン薄膜上に酸化シ
リコン膜や窒化シリコン膜を形成し、これらの膜とフォ
トレジストをマスクとしてもよい。
In the ion doping method, since impurities as dopants and hydrogen are implanted at the same time, the implantation defects are compensated by hydrogen, and activation and crystallization are promoted. Is formed. Although a photoresist is used as a mask for ion doping in this embodiment, a silicon oxide film or a silicon nitride film may be formed on a silicon thin film, and these films and the photoresist may be used as a mask.

【0060】次いで、層間絶縁膜となる酸化シリコン膜
を、常圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法等に
より、100〜500nmの膜厚で形成し、ソース/ド
レイン領域への電極コンタクトを取るために相関絶縁膜
を、フォトリソ・エッチングにより開孔し、電極を形成
して、TFTを完成させる。
Next, a silicon oxide film serving as an interlayer insulating film is formed to a thickness of 100 to 500 nm by normal pressure CVD, plasma CVD, sputtering, or the like, and is used for making electrode contact to source / drain regions. Next, the correlation insulating film is opened by photolithography and etching, and electrodes are formed to complete the TFT.

【0061】以上のような方法を採用することにより、
ガラス基板が適用できる温度範囲で、結晶性が優れた半
導体薄膜を形成することができる。従って、アクティブ
マトリックス方式の液晶ディスプレイ等のように大面積
ガラス基板に薄膜トランジスタを作製する場合において
も、特性、信頼性の優れた薄膜トランジスタを作製する
ことが可能となる。
By employing the above method,
A semiconductor thin film with excellent crystallinity can be formed in a temperature range in which a glass substrate can be used. Therefore, even when a thin film transistor is manufactured over a large-area glass substrate such as an active matrix liquid crystal display, a thin film transistor having excellent characteristics and reliability can be manufactured.

【0062】また、成膜時に基板の加熱を行なえば、よ
り結晶性の優れた半導体薄膜の形成ができるので、より
良好な特性を示す薄膜トランジスタを作製することがで
きる。
If the substrate is heated during film formation, a semiconductor thin film having more excellent crystallinity can be formed, and thus a thin film transistor having better characteristics can be manufactured.

【0063】加熱の温度は、本実施例のように基板とし
てガラス基板を用いる場合には、100〜600℃であ
るのが好ましく、さらには300〜500℃であるの
が、ガラスの歪みを最小限にすることや酸化膜の特性を
向上させる点でより好ましい。
When a glass substrate is used as the substrate as in this embodiment, the heating temperature is preferably 100 to 600 ° C., and more preferably 300 to 500 ° C. to minimize the distortion of the glass. It is more preferable in terms of minimization and improving the characteristics of the oxide film.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、前記本発明の構成
によれば、低温で結晶性の優れた半導体薄膜を製造する
ことができる。従って、アクティブマトリックス方式の
液晶ディスプレイ等のように大面積のガラス基板に薄膜
トランジスタを作製する場合においても、特性、信頼性
の優れた薄膜トランジスタを生産性よく作製することが
可能となる。
As described above, according to the structure of the present invention, a semiconductor thin film having excellent crystallinity can be manufactured at a low temperature. Therefore, even when a thin film transistor is manufactured on a glass substrate having a large area such as an active matrix liquid crystal display, a thin film transistor having excellent characteristics and reliability can be manufactured with high productivity.

【0065】また、本発明の構成又は本発明方法におい
て、原料ガスとしてシリコンを含むガスを含むことは、
液晶ディスプレイなどに必要なシリコンTFTを製造す
ることが可能となる。
Further, in the constitution of the present invention or the method of the present invention, the gas containing silicon as the raw material gas is
It is possible to manufacture a silicon TFT required for a liquid crystal display or the like.

【0066】また、本発明の構成又は本発明方法におい
て、半導体薄膜の構成元素を含む原料が、水素ガスある
いは不活性気体で希釈されることで、成膜速度や結晶性
をより制御できる。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, the film forming rate and crystallinity can be more controlled by diluting the raw material containing the constituent elements of the semiconductor thin film with hydrogen gas or an inert gas.

【0067】また、本発明の構成又は本発明方法におい
ては、成膜時に基板の温度を100℃〜600℃とする
ことにより、ガラス等の安価な基板の使用が可能とな
る。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, by setting the temperature of the substrate at 100 ° C. to 600 ° C. at the time of film formation, an inexpensive substrate such as glass can be used.

【0068】また、本発明の構成又は本発明方法におい
て、基板として透光性基板を用いることは、透過型液晶
ディスプレイ等、光を透過させる製品を製造できる。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, by using a light-transmitting substrate as the substrate, a product that transmits light, such as a transmissive liquid crystal display, can be manufactured.

【0069】また、本発明の構成においては、得られた
半導体薄膜に含まれる水素を、10atom%以下とすること
が、作成する半導体膜及び半導体装置の特性・信頼性の
向上や、さらにレーザー再結晶化等の高品質化が必要な
場合に、脱水素処理が不要となる。
In the structure of the present invention, the content of hydrogen contained in the obtained semiconductor thin film is set to 10 atom% or less to improve the characteristics and reliability of the semiconductor film and the semiconductor device to be formed, and to further improve the laser re-use. When high quality such as crystallization is required, dehydrogenation treatment is not required.

【0070】また、本発明の構成又は本発明方法におい
て、基板上の一部もしくは全面に絶縁膜,導体膜の少な
くとも一種類以上が形成され、前記絶縁膜あるいは導体
膜の上に、結晶性の半導体薄膜が形成されていること
は、安価なガラス等の基板上に半導体装置を製造する場
合に、ガラスなどの基板からの不純物の影響等を低減す
るとともに、例えばボトムゲート型TFT等の様に半導
体装置の構造を目的に応じて多様に設計にできる。
Further, in the constitution of the present invention or the method of the present invention, at least one kind of an insulating film and a conductive film is formed on a part or the whole surface of the substrate, and a crystalline film is formed on the insulating film or the conductive film. The formation of a semiconductor thin film reduces the influence of impurities from a substrate such as glass when manufacturing a semiconductor device on a substrate such as an inexpensive glass, and also reduces the influence of impurities such as a bottom gate type TFT. The structure of the semiconductor device can be variously designed according to the purpose.

【0071】また、本発明の構成において、半導体薄膜
が多結晶シリコン薄膜であるという好ましい構成によれ
ば、a−Si:H膜と比較してTFTの電界効果移動度
を高いものとすることができる。
In the structure of the present invention, according to the preferable structure that the semiconductor thin film is a polycrystalline silicon thin film, the field effect mobility of the TFT can be made higher than that of the a-Si: H film. it can.

【0072】また、本発明の構成又は本発明方法におい
て、半導体薄膜の厚さが、5nm以上200nm以下と
することは、そのままTFTの活性層に適用できる。
In the structure of the present invention or the method of the present invention, the fact that the thickness of the semiconductor thin film is 5 nm or more and 200 nm or less can be directly applied to the active layer of the TFT.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例における半導体薄膜の製造
装置の概略図
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例における半導体薄膜の製造
装置の概略図
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明における半導体薄膜の製造方法により作
製するTFTの第1実施例を示す工程概略図
FIG. 3 is a schematic process diagram showing a first embodiment of a TFT manufactured by the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【図4】本発明における半導体薄膜の製造方法により作
製するTFTの第2実施例を示す工程概略図
FIG. 4 is a schematic process diagram showing a second embodiment of a TFT manufactured by the method of manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 真空容器 12 誘導コイル 13 ガス導入口 14 加熱触媒 15 整合器 16 高周波発振器 17 基板 18 基板加熱ヒータ 21 ガス導入口 31 基体 32 酸化シリコン膜 33 結晶性シリコン膜 34 酸化シリコン膜 35 ゲート電極 36 イオン 37 不純物ドーピング層 41 基体 42 酸化シリコン膜 43 ゲート電極 44 酸化シリコン膜 45 結晶性シリコン膜 46 フォトレジスト 47 イオン 48 不純物ドーピング層DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Vacuum container 12 Induction coil 13 Gas inlet 14 Heating catalyst 15 Matching unit 16 High frequency oscillator 17 Substrate 18 Substrate heater 21 Gas inlet 31 Substrate 32 Silicon oxide film 33 Crystalline silicon film 34 Silicon oxide film 35 Gate electrode 36 Ion 37 Impurity doping layer 41 Base 42 Silicon oxide film 43 Gate electrode 44 Silicon oxide film 45 Crystalline silicon film 46 Photoresist 47 Ions 48 Impurity doping layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西谷 幹彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北川 雅俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉田 哲久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 瀬恒 謙太郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高瀬 道彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA06 AA16 AA17 BA24 BA29 BB01 BB03 BB04 CA01 CA06 DA02 EA03 FA01 FA02 FA04 JA01 JA10 JA20 KA25 KA30 LA15 LA18 5F045 AA08 AA09 AA10 AA16 AB02 AC01 AD04 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AF07 BB08 BB16 CA15 DA68 DP03 DP04 EB02 EH11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mikihiko Nishitani 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Tetsuhisa Yoshida 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kentaro Seto 1006 Odaka Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref. 1006, Kadoma, Kamon, Fumonma-shi F-term (reference) in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AF07 BB08 BB16 CA15 DA68 DP03 DP04 EB02 EH11

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガス導入口、真空排気口に接続された真空
容器内に、半導体薄膜の構成元素を含む原料を加熱触媒
を具備した前記ガス導入口を通して導入する工程と、前
記真空容器内において前記加熱触媒によって活性化され
た原料を減圧下で放電分解して発生したプラズマの電子
密度が1010〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中のイ
オン及びラジカルを、基板に照射して薄膜を形成する工
程により前記基板上に結晶性の半導体薄膜を形成するこ
とを特徴とする、半導体薄膜の製造方法。
1. A step of introducing a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film through a gas inlet provided with a heating catalyst into a vacuum vessel connected to a gas inlet and a vacuum exhaust port. The electron density of plasma generated by discharge decomposition of the raw material activated by the heating catalyst under reduced pressure is 10 10 to 10 13 / cm 3 , and the substrate is irradiated with ions and radicals in the plasma. A method for manufacturing a semiconductor thin film, comprising forming a crystalline semiconductor thin film on the substrate by a step of forming a thin film.
【請求項2】ガス導入口、真空排気口に接続された真空
容器内に、半導体薄膜の構成元素を含む原料を加熱触媒
を具備した前記ガス導入口を通して導入する工程と、前
記真空容器内において前記加熱触媒によって活性化され
た原料を減圧下で放電分解して発生したプラズマの電子
密度が1010〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中のイ
オン及びラジカルを、基板に照射して薄膜を形成する工
程により前記基板上に結晶性の半導体薄膜を形成するこ
とを特徴とする、半導体薄膜の製造装置。
2. A step of introducing a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film through a gas inlet provided with a heating catalyst into a vacuum vessel connected to a gas inlet and a vacuum exhaust port; The electron density of plasma generated by discharge decomposition of the raw material activated by the heating catalyst under reduced pressure is 10 10 to 10 13 / cm 3 , and the substrate is irradiated with ions and radicals in the plasma. An apparatus for manufacturing a semiconductor thin film, wherein a crystalline semiconductor thin film is formed on the substrate by a step of forming a thin film.
【請求項3】ガス導入口、真空排気口に接続された真空
容器内において、半導体薄膜の構成元素を含む原料を減
圧下で放電分解して発生したプラズマの電子密度が1010
〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中のイオン及びラ
ジカルを、基板に照射して薄膜を形成する工程と、前記
真空容器内において、ガス導入口に具備した加熱触媒に
よって活性化されたガスを前記基板表面に照射する工程
により前記基板上に結晶性の半導体薄膜を形成すること
を特徴とする、半導体薄膜の製造方法。
3. In a vacuum vessel connected to a gas introduction port and a vacuum exhaust port, the electron density of plasma generated by discharge decomposition of a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film under reduced pressure is 10 10
1010 13 ions / cm 3 , a step of irradiating the substrate with ions and radicals in the plasma to form a thin film, and being activated by a heating catalyst provided at a gas inlet in the vacuum vessel. A method for manufacturing a semiconductor thin film, comprising forming a crystalline semiconductor thin film on the substrate by irradiating the substrate surface with a gas.
【請求項4】ガス導入口、真空排気口に接続された真空
容器内において、半導体薄膜の構成元素を含む原料を減
圧下で放電分解して発生したプラズマの電子密度が1010
〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中のイオン及びラ
ジカルを、基板に照射して薄膜を形成する工程と、前記
真空容器内において、ガス導入口に具備した加熱触媒に
よって活性化されたガスを前記基板表面に照射する工程
により前記基板上に結晶性の半導体薄膜を形成すること
を特徴とする、半導体薄膜の製造装置。
4. In a vacuum vessel connected to a gas introduction port and a vacuum exhaust port, the electron density of plasma generated by discharge decomposition of a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film under reduced pressure is 10 10
1010 13 ions / cm 3 , a step of irradiating the substrate with ions and radicals in the plasma to form a thin film, and being activated by a heating catalyst provided at a gas inlet in the vacuum vessel. An apparatus for manufacturing a semiconductor thin film, wherein a crystalline semiconductor thin film is formed on the substrate by a step of irradiating a gas to the surface of the substrate.
【請求項5】半導体薄膜の構成元素を含む原料を加熱触
媒を具備した前記ガス導入口を通して導入する工程と、
前記真空容器内において前記加熱触媒によって活性化さ
れた原料を減圧下で放電分解して発生したプラズマの電
子密度が1010〜1013個/cm3であり、前記プラズマ中の
イオン及びラジカルを、基板に照射して薄膜を形成する
工程により前記基板上に形成した結晶性の半導体薄膜を
活性層とすることを特徴とする、半導体装置。
5. A step of introducing a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film through said gas inlet provided with a heating catalyst;
The electron density of plasma generated by discharge decomposition of the raw material activated by the heating catalyst in the vacuum vessel under reduced pressure is 10 10 to 10 13 / cm 3 , and ions and radicals in the plasma are A semiconductor device, wherein a crystalline semiconductor thin film formed on a substrate by a step of irradiating the substrate to form a thin film is used as an active layer.
【請求項6】半導体薄膜の構成元素を含む原料を放電分
解して発生したプラズマの電子密度が1010〜1013個/cm
3であり、前記プラズマ中のイオン及びラジカルを、基
板に照射して薄膜を形成する工程と、ガス導入口に具備
した加熱触媒によって活性化されたガスを前記基板表面
に照射する工程により前記基板上に形成した結晶性の半
導体薄膜を活性層とすることを特徴とする、半導体装
置。
6. An electron density of plasma generated by discharge decomposition of a raw material containing constituent elements of a semiconductor thin film is 10 10 to 10 13 / cm 3.
3 , the process of irradiating the substrate with ions and radicals in the plasma to form a thin film, and irradiating the substrate surface with a gas activated by a heating catalyst provided in a gas inlet, the substrate A semiconductor device comprising a crystalline semiconductor thin film formed thereon as an active layer.
【請求項7】半導体薄膜の構成元素を含む原料の放電分
解を、高周波誘導結合プラズマ,ヘリコン波プラズマ,
電子サイクロトロン共鳴プラズマ,UHFプラズマ,V
HFプラズマ,アーク放電プラズマのいずれかの手法に
よりプラズマを発生させることで行うことを特徴とす
る、請求項1または請求項3に記載の半導体薄膜の製造
方法。
7. A discharge decomposition of a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film is performed by a high frequency inductively coupled plasma, a helicon wave plasma,
Electron cyclotron resonance plasma, UHF plasma, V
4. The method for producing a semiconductor thin film according to claim 1, wherein the method is performed by generating plasma by one of HF plasma and arc discharge plasma.
【請求項8】半導体薄膜の構成元素を含む原料の放電分
解を、高周波誘導結合プラズマ,ヘリコン波プラズマ,
電子サイクロトロン共鳴プラズマ,UHFプラズマ,V
HFプラズマ,アーク放電プラズマのいずれかの手法に
よりプラズマを発生させることで行うことを特徴とす
る、請求項2または請求項4に記載の半導体薄膜の製造
装置。
8. A discharge decomposition of a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film is performed by a high-frequency inductively coupled plasma, a helicon wave plasma,
Electron cyclotron resonance plasma, UHF plasma, V
5. The semiconductor thin film manufacturing apparatus according to claim 2, wherein plasma is generated by any one of HF plasma and arc discharge plasma.
【請求項9】半導体薄膜の構成元素を含む原料の放電分
解を、高周波誘導結合プラズマ,ヘリコン波プラズマ,
電子サイクロトロン共鳴プラズマ,UHFプラズマ,V
HFプラズマ,アーク放電プラズマのいずれかの手法に
よりプラズマを発生させることで行うことを特徴とす
る、請求項5または請求項6に記載の半導体装置。
9. A discharge decomposition of a raw material containing a constituent element of a semiconductor thin film is performed by a high-frequency inductively coupled plasma, a helicon wave plasma,
Electron cyclotron resonance plasma, UHF plasma, V
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein plasma is generated by one of HF plasma and arc discharge plasma.
【請求項10】半導体薄膜の構成元素を含む原料にシリ
コンを含み、前記結晶性の半導体薄膜の構成元素にシリ
コンが含有されていることを特徴とする、請求項1また
は請求項3に記載の半導体薄膜の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein the raw material containing the constituent element of the semiconductor thin film contains silicon, and the constituent element of the crystalline semiconductor thin film contains silicon. A method for manufacturing a semiconductor thin film.
【請求項11】半導体薄膜の構成元素を含む原料にシリ
コンを含み、前記結晶性の半導体薄膜の構成元素にシリ
コンが含有されていることを特徴とする、請求項2また
は請求項4に記載の半導体薄膜の製造装置。
11. The method according to claim 2, wherein the raw material containing the constituent element of the semiconductor thin film contains silicon, and the constituent element of the crystalline semiconductor thin film contains silicon. Equipment for manufacturing semiconductor thin films.
【請求項12】半導体薄膜の構成元素を含む原料にシリ
コンを含み、前記結晶性の半導体薄膜の構成元素にシリ
コンが含有されていることを特徴とする、請求項5また
は請求項6に記載の半導体装置。
12. The method according to claim 5, wherein the raw material containing the constituent element of the semiconductor thin film contains silicon, and the constituent element of the crystalline semiconductor thin film contains silicon. Semiconductor device.
【請求項13】半導体薄膜の構成元素を含む原料が、水
素ガスあるいは不活性気体で希釈されていることを特徴
とする請求項10に記載の半導体薄膜の製造方法。
13. The method for producing a semiconductor thin film according to claim 10, wherein the raw material containing the constituent elements of the semiconductor thin film is diluted with a hydrogen gas or an inert gas.
【請求項14】半導体薄膜の構成元素を含む原料が、水
素ガスあるいは不活性気体で希釈されていることを特徴
とする請求項11に記載の半導体薄膜の製造装置。
14. The semiconductor thin film manufacturing apparatus according to claim 11, wherein the raw material containing the constituent elements of the semiconductor thin film is diluted with hydrogen gas or an inert gas.
【請求項15】半導体薄膜の構成元素を含む原料が、水
素ガスあるいは不活性気体で希釈されていることを特徴
とする請求項12に記載の半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 12, wherein the raw material containing the constituent elements of the semiconductor thin film is diluted with a hydrogen gas or an inert gas.
【請求項16】半導体薄膜の形成時に基板の温度を10
0℃〜600℃とすることを特徴とする、請求項10に
記載の半導体薄膜の製造方法。
16. A method for forming a semiconductor thin film, comprising:
The method according to claim 10, wherein the temperature is 0 ° C. to 600 ° C. 11.
【請求項17】半導体薄膜の形成時に基板の温度を10
0℃〜600℃とすることを特徴とする、請求項11に
記載の半導体薄膜の製造装置。
17. A method for forming a semiconductor thin film, comprising:
The apparatus for producing a semiconductor thin film according to claim 11, wherein the temperature is set to 0C to 600C.
【請求項18】半導体薄膜の形成時に基板の温度を10
0℃〜600℃とすることを特徴とする、請求項12に
記載の半導体装置。
18. The method according to claim 18, wherein the temperature of the substrate is set at 10 when forming the semiconductor thin film.
The semiconductor device according to claim 12, wherein the temperature is 0 ° C. to 600 ° C. 13.
【請求項19】半導体薄膜が、微結晶シリコンあるいは
多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項10に
記載の半導体薄膜の製造方法。
19. The method according to claim 10, wherein the semiconductor thin film is microcrystalline silicon or polycrystalline silicon.
【請求項20】半導体薄膜が、微結晶シリコンあるいは
多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項11に
記載の半導体薄膜の製造装置。
20. The apparatus according to claim 11, wherein the semiconductor thin film is microcrystalline silicon or polycrystalline silicon.
【請求項21】半導体薄膜が、微結晶シリコンあるいは
多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項12に
記載の半導体装置。
21. The semiconductor device according to claim 12, wherein the semiconductor thin film is microcrystalline silicon or polycrystalline silicon.
【請求項22】半導体薄膜中の水素の含有量が10atom
%以下であることを特徴とする、、請求項1、請求項
3、請求項7のいずれかに記載の半導体薄膜の製造方
法。
22. A semiconductor thin film having a hydrogen content of 10 atom
8. The method of manufacturing a semiconductor thin film according to claim 1, wherein the amount is not more than%.
【請求項23】半導体薄膜中の水素の含有量が10atom
%以下であることを特徴とする、、請求項2、請求項
4、請求項8のいずれかに記載の半導体薄膜の製造装
置。
23. A semiconductor thin film having a hydrogen content of 10 atom
%. The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 2, wherein the percentage is not more than%.
【請求項24】半導体薄膜中の水素の含有量が10atom
%以下であることを特徴とする、、請求項5、請求項
6、請求項9のいずれかに記載の半導体装置。
24. A semiconductor thin film having a hydrogen content of 10 atom
%. The semiconductor device according to claim 5, wherein the ratio is not more than%.
【請求項25】前記基板として透光性基板を用いること
を特徴とする、請求項10に記載の半導体薄膜の製造方
法。
25. The method according to claim 10, wherein a light-transmitting substrate is used as the substrate.
【請求項26】前記基板として透光性基板を用いること
を特徴とする、請求項11に記載の半導体薄膜の製造装
置。
26. The apparatus according to claim 11, wherein a light-transmitting substrate is used as said substrate.
【請求項27】前記基板として透光性基板を用いること
を特徴とする、請求項12に記載の半導体装置。
27. The semiconductor device according to claim 12, wherein a light-transmitting substrate is used as said substrate.
【請求項28】前記基板上の一部もしくは全面に絶縁
膜,導体膜の少なくとも一種類以上が形成され、前記絶
縁膜あるいは導体膜の上に、結晶性の半導体薄膜が形成
されていることを特徴とする、請求項10に記載の半導
体薄膜の製造方法。
28. A semiconductor device according to claim 28, wherein at least one kind of an insulating film and a conductive film is formed on a part or the whole surface of the substrate, and a crystalline semiconductor thin film is formed on the insulating film or the conductive film. The method for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 10, wherein:
【請求項29】前記基板上の一部もしくは全面に絶縁
膜,導体膜の少なくとも一種類以上が形成され、前記絶
縁膜あるいは導体膜の上に、結晶性の半導体薄膜が形成
されていることを特徴とする、請求項11に記載の半導
体薄膜の製造装置。
29. At least one of an insulating film and a conductive film is formed on a part or the whole surface of the substrate, and a crystalline semiconductor thin film is formed on the insulating film or the conductive film. The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 11, wherein:
【請求項30】前記基板上の一部もしくは全面に絶縁
膜,導体膜の少なくとも一種類以上が形成され、前記絶
縁膜あるいは導体膜の上に、結晶性の半導体薄膜が形成
されていることを特徴とする、請求項12に記載の半導
体装置。
30. An apparatus according to claim 30, wherein at least one kind of an insulating film and a conductive film is formed on a part or the whole surface of the substrate, and a crystalline semiconductor thin film is formed on the insulating film or the conductive film. The semiconductor device according to claim 12, wherein:
【請求項31】前記半導体薄膜の厚さが、5nm以上2
00nm以下であることを特徴とする、請求項10に記
載の半導体薄膜の製造方法。
31. The semiconductor thin film having a thickness of 5 nm or more and 2
The method for producing a semiconductor thin film according to claim 10, wherein the thickness is not more than 00 nm.
【請求項32】前記半導体薄膜の厚さが、5nm以上2
00nm以下であることを特徴とする、請求項11に記
載の半導体薄膜の製造装置。
32. The semiconductor thin film having a thickness of 5 nm or more and 2
The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 11, wherein the thickness is not more than 00 nm.
【請求項33】前記半導体薄膜の厚さが、5nm以上2
00nm以下であることを特徴とする、請求項12に記
載の半導体装置。
33. The semiconductor thin film having a thickness of 5 nm or more and 2
13. The semiconductor device according to claim 12, wherein the thickness is not more than 00 nm.
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