JP2000331945A

JP2000331945A - 半導体薄膜の製造方法と製造装置および半導体装置

Info

Publication number: JP2000331945A
Application number: JP11141887A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Shibuya; 宗裕澁谷; Shinji Goto; 真志後藤; Michihiko Takase; 道彦高瀬; Tetsuhisa Yoshida; 哲久吉田; Mikihiko Nishitani; 幹彦西谷; Masatoshi Kitagawa; 雅俊北川; Kentaro Setsune; 謙太郎瀬恒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】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。ＴＦＴの活性
層として使用可能な結晶性シリコン薄膜の製造方法およ
び製造方法。【解決手段】本発明ではプラズマの発生部分と基板と
の間に少なくとも一部分を遮蔽する位置に触媒体を設置
する。これによりプラズマによる原料ガスの分解と触媒
による加熱分解の効果により６００℃以下の低温で結晶
性の優れたシリコン薄膜が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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の移動度で１ｃｍ²／Ｖ・Ｓと小さく、さらにｐ
型のＴＦＴ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。

【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。

【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号等）である。この方法はガラス基板が適用できる６
００℃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。

【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。

【０００６】触媒をＳｉの溶融温度以上に加熱し、原料
ガスまたは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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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
ラズマや基板表面およ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。

【００１２】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。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
や膜中の水素濃度の低減の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。

【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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の構成または本発
明方法において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中のイオンおよびラジカル
を、前記プラズマの発生部と少なくとも一部分を遮蔽さ
れたところに設置された基板に照射して薄膜を形成する
工程において、前記遮蔽物が触媒体であることを特徴と
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。

【００１５】また、本発明方法の構成によれば、プラズ
マ中のイオンおよびラジカルに加え、未分解の原料ガス
をさらに熱触媒によって分解加熱することが可能であ
り、触媒のみを用いた成膜に比べ、触媒体に投入する電
力を低減することが可能になる。

【００１６】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〜
１０¹³個／ｃｍ^-3である高密度・高励起プラズマである
ため、好ましい。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】本発明の構成において、半導体薄膜が微結
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。

【００２４】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、Ｔ
ＦＴの電界効果移動度をより高いものとすることができ
る。

【００２５】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。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図２を用いて説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は本発明に関わる半
導体薄膜の製造装置の概略図である。真空容器１内に、
基板加熱用ヒータを内蔵した基板ホルダ２および高周波
電力供給用の電極４および触媒体メッシュ５が設置され
ている。触媒体としては、原料ガスを分解してシリコン
の種を生成可能なものであれば他の材料でもよい。たと
えばＴａ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｒおよびそれらの化合
物が一例としてあげられる。基板ホルダ２上に基板３が
設置され、１００〜６００℃の適当な温度に加熱され
る。ガス導入口７から真空容器１内にＳｉＨ₄等のＳｉ
化合物ガスやＨ₂等の必要なガスが導入される。原料ガ
スはＳｉＨ₄以外にもシリコンを含有する化合物ガス、
たとえばＳｉ₂Ｈ₆、ＳｉＦ₄、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＣｌ₄、
ＳｉＨ₂Ｃｌ₂等が挙げられる。希釈用ガスとしてはＨ₂
以外にＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスが挙げられる。さらに
電極４は高周波電源６によって高周波電力を印加され、
触媒体メッシュ５との間にプラズマが発生する。触媒体
メッシュ５は直流電源８によって電流を供給され、適当
な温度（８００〜１７００℃）に発熱する。発生したプ
ラズマによる影響を遮断し、かつ触媒体に電力を供給す
るために、直流電源８と触媒体メッシュ５の間に交流カ
ットフィルター９および直流カットフィルター１０を設
置した。

【００２８】なお本実施例では、プラズマとして平行平
板容量結合プラズマを適用しているが、プラズマの電子
密度が１０¹⁰〜１０¹³ｃｍ^-3の高密度プラズマとしてＩ
ＣＰ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を適用してもよい。またこの
ような真空容器内に電極を持たないプラズマの発生方法
の場合、触媒体への電流の供給は直流、交流どちらでも
可能である。また、これらのプラズマ発生法に限らず、
プラズマを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。

【００２９】（実施の形態２）図２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。

【００３０】まず、ガラス等の基板１１上に、常圧ＣＶ
Ｄ法等により酸化シリコン膜１７を１００〜５００ｎｍ
の膜厚で形成する（図２（ａ））。

【００３１】次いで、結晶性シリコン膜１２を、図１の
装置を用いて、１０〜５０ｎｍの膜厚で形成する（図２
（ｂ））。膜厚はこの範囲に限られたものではなく、Ｔ
ＦＴの構造や他の工程との整合性等に応じ、５〜２００
ｎｍの範囲で設定する。なお必要に応じて、結晶性シリ
コン膜１２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。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結晶性
シリコン膜１２をエッチングする（図２（ｃ））。次い
で、常圧ＣＶＤにより酸化シリコン膜１３を５０〜３０
０ｎｍの膜厚で形成（図２（ｄ））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。

【００３２】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１４を形成する（図２（ｅ））。なお、ゲート電極１
４としては金属膜に限らず、シリコン膜でもよい。次い
で、ゲート電極１４をマスクとして、不純物を含むイオ
ン１５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１６を形成する（図２（ｅ））。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
％ＰＨ↓３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１０¹⁴〜１０¹⁶ｃ
ｍ^-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％Ｂ₂Ｈ₆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
を残したままイオンの注入を行っているが、注入される
領域の表面の酸化シリコン膜を除去し、イオンの注入を
行ってもよい。その場合は、イオンの加速電圧は、２０
ｋＶ以下とすることが好ましい。

【００３３】次いで、層間絶縁膜となる酸化シリコン膜
１８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口し、ソ
ース／ドレイン電極１９を形成して、薄膜トランジスタ
を完成させる（図２（ｆ））。

【００３４】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。

【００３５】また、成膜時に基板の高温加熱を行なえ
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。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。

【００３６】

【発明の効果】本発明の構成または本発明の方法におい
て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
たプラズマの中のイオンおよびラジカルを、前記プラズ
マの発生部と少なくとも一部分を遮蔽されたところに設
置された基板に照射して薄膜を形成する工程において、
前記遮蔽物が触媒体であることを特徴とする。この装置
および方法により、プラズマによって分解された原料ガ
スが触媒体によりさらに加熱分解されるかまたは、プラ
ズマ中の未分解のガスが触媒によって加熱分解すること
によって基板表面での反応性が高まり、結晶性の優れた
結晶性シリコン膜を低温で形成することが可能になる
（図３参照）。また本発明方法の構成によれば、触媒の
みを用いた成膜に比べ、触媒体に投入する電力を低減す
ることが可能になりランニングコスト等の低減も可能に
なる。

【００３７】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
とを特徴とし、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
い半導体膜を容易に大面積形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の形態による半導体薄膜
形成装置の概略構成図

【図２】本発明の第２の実施例の形態によるトップゲー
ト型薄膜トランジスタの製造工程の概略流れ図

【図３】本発明の第一の実施例の形態による半導体薄膜
形成装置によって形成した、結晶性シリコン薄膜のラマ
ン測定の図

【図４】本発明の第２の実施例の形態によるトップゲー
ト型薄膜トランジスタのトランジスタ特性の図

【符号の説明】

１真空容器２基板ホルダ３基板４電極５触媒体メッシュ６高周波電源７ガス導入口８直流電源９交流カットフィルター１０直流カットフィルター１１基板１２結晶性シリコン膜１３酸化シリコン膜１４ゲート電極１５イオン１６不純物ドーピング層１７酸化シリコン膜１８酸化シリコン膜１９ソース／ドレイン電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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Ｆターム(参考） 5F045 AA06 AA08 AA10 AA18 AA19 AB03 AB32 AC01 AC02 AC03 AC05 AC16 AC17 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AE29 AF07 AF08 AF10 BB07 BB08 BB12 BB16 CA15 CB05 DA68 DP04 EH06 EH10 EH11 EH14 EH17 5F110 AA17 BB01 CC02 DD02 DD06 DD13 DD24 EE03 EE04 FF02 FF27 FF28 FF29 FF30 FF32 GG13 GG24 GG25 GG45 GG46 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 NN02 NN23 NN34 NN35 PP03 QQ11

Claims

【特許請求の範囲】

【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中のイオン及びラ
ジカルを、前記プラズマの発生部と少なくともプラズマ
の一部分を遮蔽されたところに設置された基板に照射し
て薄膜を形成する工程を有する半導体薄膜の製造方法で
あって、前記遮蔽物が触媒体であることを特徴とする、
半導体薄膜の製造方法。
【請求項２】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に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項３】半導体薄膜の構成元素を含む原料にシリコ
ンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の半導体薄
膜の製造方法。
【請求項４】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３に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項５】半導体薄膜の形成時に基板の温度を１００
℃〜６００℃とすることを特徴とする、請求項３に記載
の半導体薄膜の製造方法。
【請求項６】前記触媒体がＷ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｃｒのいずれかが主成分であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項７】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３に記載の
半導体薄膜の製造方法。
【請求項８】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に記載の半導体薄
膜の製造方法。
【請求項９】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３に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項１０】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３に記載の半導体
薄膜の製造方法。
【請求項１１】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３に記載
の半導体薄膜の製造方法。
【請求項１２】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中のイオン及び
ラジカルを、前記プラズマの発生部と少なくともプラズ
マの一部分を遮蔽されたところに設置された基板に照射
して薄膜を形成する半導体薄膜の製造装置であって、前
記遮蔽物が触媒体であることを特徴とする半導体薄膜の
製造装置。
【請求項１３】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で行うことを特
徴とする、請求項１２に記載の半導体薄膜の製造装置。
【請求項１４】前記触媒体がＷ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｃｒのいずれかが主成分であることを特徴とする請
求項１２に記載の半導体薄膜の製造装置。
【請求項１５】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中のイオン及び
ラジカルを、前記プラズマの発生部と少なくとも一部分
を触媒体で遮蔽されたところに設置された基板に照射す
ることにより形成した結晶性の半導体薄膜を活性層とす
る半導体装置。
【請求項１６】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で行うことを特
徴とする、請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】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１５に
記載の半導体装置。
【請求項１８】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１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】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１７に
記載の半導体装置。
【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１７に記
載の半導体装置。
【請求項２１】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１７に記載の半導
体装置。
【請求項２２】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１７に記載の半導体装置。
【請求項２３】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１７に記載の半導
体装置。
【請求項２４】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１７に記載
の半導体装置。