JP2001028342A - 薄膜形成方法および液晶表示装置 - Google Patents
薄膜形成方法および液晶表示装置Info
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- JP2001028342A JP2001028342A JP11201299A JP20129999A JP2001028342A JP 2001028342 A JP2001028342 A JP 2001028342A JP 11201299 A JP11201299 A JP 11201299A JP 20129999 A JP20129999 A JP 20129999A JP 2001028342 A JP2001028342 A JP 2001028342A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁基板上に高純度な膜を形成する。
【解決手段】膜の構成イオンを含むプラズマを生成する
工程と、膜の構成イオンを基板まで輸送する工程と、膜
の構成イオンを中性化する工程とを含む膜の形成方法。
プラズマを生成する工程と、膜を作製する工程とを分離
し、膜の構成イオンを中性化する工程とを含む方法によ
り、高純度な膜を絶縁基板上に形成することができる。
この方法で作製した高純度な膜を用いて液晶表示装置を
作製することにより、液晶表示装置高精細化・高画質化
できる。
工程と、膜の構成イオンを基板まで輸送する工程と、膜
の構成イオンを中性化する工程とを含む膜の形成方法。
プラズマを生成する工程と、膜を作製する工程とを分離
し、膜の構成イオンを中性化する工程とを含む方法によ
り、高純度な膜を絶縁基板上に形成することができる。
この方法で作製した高純度な膜を用いて液晶表示装置を
作製することにより、液晶表示装置高精細化・高画質化
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子用の高
純度膜の形成方法およびこれを用いた液晶表示装置に関
する。
純度膜の形成方法およびこれを用いた液晶表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】薄型化・軽量化・高精細化が図れる画像
表示装置として、従来のブラウン管に比べ、薄膜トラン
ジスタ（以下ＴＦＴと記す）を用いたアクティブマトリ
ックス方式の液晶表示装置が知られている。従来この種
の液晶表示装置においては高精細化，高画質化が重要な
課題であり、ＴＦＴの性能向上が欠かせない。高性能な
ＴＦＴを安価なガラス基板上に形成するに際して、例え
ば、アイイーイーイー、トランザクション オン エレ
クトロン デバイシス、（IEEE Transaction onElectro
n Devices）１９８９年、第３６巻、３５１頁から３５
９頁に記載されているように、ＴＦＴアクティブマトリ
ックスを駆動する周辺駆動回路もＴＦＴで構成し、同一
基板上に集積してコストを低減することが試みられてい
る。高機能の回路を集積するためより高性能なＴＦＴが
必要とされ、現在周辺駆動回路集積型の液晶表示装置用
のＴＦＴとして多結晶シリコン（以下poly−Ｓｉと記
す）膜上に形成したpoly−ＳｉＴＦＴが、期待されてい
る。しかしながら、移動度の高いpoly−Ｓｉ膜を形成す
るには、基板上へのＳｉ膜をプラズマ化学気相蒸着法で
形成した後、約５００℃という高温度の熱アニール及び
レーザーによる局所熱アニールが必要である。安価なガ
ラス基板上への周辺駆動回路集積型液晶表示装置を形成
するためには、プロセス温度の低温化とともにpoly−Ｓ
ｉ膜の高純度化等による高性能化の両立が必要である。
低温で良質な膜を形成するため、真空雰囲気でラジカル
・プラズマ・イオン技術を応用した、ドライプロセス処
理が提案されてきた。ガスに比べ活性なラジカル・プラ
ズマ・イオンを用いることでプロセス温度を低温化でき
るが、プラズマ生成室と、プラズマ成膜室・プラズマ処
理室が同一な場合、真空容器壁がプラズマ衝撃を受け、
膜の純度が低下する。プラズマ生成室とプラズマ処理室
が別の真空室からなる例として、例えば特開昭53−4150
5号公報がある。
表示装置として、従来のブラウン管に比べ、薄膜トラン
ジスタ（以下ＴＦＴと記す）を用いたアクティブマトリ
ックス方式の液晶表示装置が知られている。従来この種
の液晶表示装置においては高精細化，高画質化が重要な
課題であり、ＴＦＴの性能向上が欠かせない。高性能な
ＴＦＴを安価なガラス基板上に形成するに際して、例え
ば、アイイーイーイー、トランザクション オン エレ
クトロン デバイシス、（IEEE Transaction onElectro
n Devices）１９８９年、第３６巻、３５１頁から３５
９頁に記載されているように、ＴＦＴアクティブマトリ
ックスを駆動する周辺駆動回路もＴＦＴで構成し、同一
基板上に集積してコストを低減することが試みられてい
る。高機能の回路を集積するためより高性能なＴＦＴが
必要とされ、現在周辺駆動回路集積型の液晶表示装置用
のＴＦＴとして多結晶シリコン（以下poly−Ｓｉと記
す）膜上に形成したpoly−ＳｉＴＦＴが、期待されてい
る。しかしながら、移動度の高いpoly−Ｓｉ膜を形成す
るには、基板上へのＳｉ膜をプラズマ化学気相蒸着法で
形成した後、約５００℃という高温度の熱アニール及び
レーザーによる局所熱アニールが必要である。安価なガ
ラス基板上への周辺駆動回路集積型液晶表示装置を形成
するためには、プロセス温度の低温化とともにpoly−Ｓ
ｉ膜の高純度化等による高性能化の両立が必要である。
低温で良質な膜を形成するため、真空雰囲気でラジカル
・プラズマ・イオン技術を応用した、ドライプロセス処
理が提案されてきた。ガスに比べ活性なラジカル・プラ
ズマ・イオンを用いることでプロセス温度を低温化でき
るが、プラズマ生成室と、プラズマ成膜室・プラズマ処
理室が同一な場合、真空容器壁がプラズマ衝撃を受け、
膜の純度が低下する。プラズマ生成室とプラズマ処理室
が別の真空室からなる例として、例えば特開昭53−4150
5号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、安価な
ガラス基板上にpoly−Ｓｉ膜を用いた周辺駆動回路集積
型液晶表示装置を形成するためには、高性能なpoly−Ｓ
ｉ膜を３００℃以下の低温で作製する必要があり高純度
化等の、膜作製法の改良が必要である。薄膜の作製は、
原料を一旦、活性なプラズマ・イオン・ラジカルに励起
した後、基板上に堆積させる。固体原料の場合、不活性
ガス等により固体原料をスパッタして、プラズマ・イオ
ン・ラジカルを発生させる。気体原料の場合は、真空容
器に気体原料を導入し電磁エネルギーを印加することで
プラズマ・イオン・ラジカルを発生させる。プラズマ・
イオン・ラジカルの一部は真空容器壁を衝撃し、真空容
器壁の元素が不純物として混入する原因となる。このた
め、プラズマ生成室と成膜室が同一な場合、膜への不純
物混入の原因となる。また、生成室と成膜室が同一な場
合、原料に含まれる膜の組成以外の元素、スパッタ用に
導入された不活性ガス等も膜への不純物混入の原因とな
る。以上から、膜の高純度化のためには、プラズマ生成
室と成膜室を別々にし、膜組成の元素イオンのみをプラ
ズマ生成室から成膜室に輸送し、膜を作製することが必
要である。上記の方法を液晶表示装置の製造プロセスへ
応用する場合、安価なガラス基板上にpoly−Ｓｉ膜を形
成する必要がある。しかし、例えばＳｉイオン流の照射
によってガラスや石英のような絶縁基板上にＳｉ膜を形
成する場合には、成膜の初期に絶縁基板がプラスに帯電
し、プラスの電荷を持つＳｉイオン流は基板に到達でき
ず膜が堆積できない。つまり、プラズマ生成室と成膜室
を別々にし、膜組成の元素イオンのみをプラズマ生成室
から成膜室に輸送し、プラスの電荷を持つイオン流を中
性化することで、絶縁基板上への高純度な膜の作製が可
能となる。
ガラス基板上にpoly−Ｓｉ膜を用いた周辺駆動回路集積
型液晶表示装置を形成するためには、高性能なpoly−Ｓ
ｉ膜を３００℃以下の低温で作製する必要があり高純度
化等の、膜作製法の改良が必要である。薄膜の作製は、
原料を一旦、活性なプラズマ・イオン・ラジカルに励起
した後、基板上に堆積させる。固体原料の場合、不活性
ガス等により固体原料をスパッタして、プラズマ・イオ
ン・ラジカルを発生させる。気体原料の場合は、真空容
器に気体原料を導入し電磁エネルギーを印加することで
プラズマ・イオン・ラジカルを発生させる。プラズマ・
イオン・ラジカルの一部は真空容器壁を衝撃し、真空容
器壁の元素が不純物として混入する原因となる。このた
め、プラズマ生成室と成膜室が同一な場合、膜への不純
物混入の原因となる。また、生成室と成膜室が同一な場
合、原料に含まれる膜の組成以外の元素、スパッタ用に
導入された不活性ガス等も膜への不純物混入の原因とな
る。以上から、膜の高純度化のためには、プラズマ生成
室と成膜室を別々にし、膜組成の元素イオンのみをプラ
ズマ生成室から成膜室に輸送し、膜を作製することが必
要である。上記の方法を液晶表示装置の製造プロセスへ
応用する場合、安価なガラス基板上にpoly−Ｓｉ膜を形
成する必要がある。しかし、例えばＳｉイオン流の照射
によってガラスや石英のような絶縁基板上にＳｉ膜を形
成する場合には、成膜の初期に絶縁基板がプラスに帯電
し、プラスの電荷を持つＳｉイオン流は基板に到達でき
ず膜が堆積できない。つまり、プラズマ生成室と成膜室
を別々にし、膜組成の元素イオンのみをプラズマ生成室
から成膜室に輸送し、プラスの電荷を持つイオン流を中
性化することで、絶縁基板上への高純度な膜の作製が可
能となる。
【０００４】本発明の目的は、高精細化，高画質化が達
成できる液晶表示装置を提供することにある。
成できる液晶表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題は、次の各
項目によって達成される。
項目によって達成される。
【０００６】(1).基板上に膜を形成する方法であって、
膜の構成イオンを含むプラズマを生成する工程と、膜の
構成イオンを基板まで輸送する工程と、膜の構成イオン
を中性化する工程とからなり、プラズマ源に少なくと
も、ＳｉＦ4，ＳｉＣｌ4,ＳｉＨ4，ＭｇＣｌ3，ＭｇＢ
ｒ3，ＡｌＣｌ3，ＰＣｌ3 ，ＰＢｒ3 ，ＰＨ3，ＴｉＣ
ｌ4,ＣｒＣｌ3，ＣｕＣｌ2 ，ＣＣｌ4 ，Ｃｕ2Ｃｌ2 ，
ＧｅＣｌ4 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｓＨ3 ，ＺｒＦ3 ，ＡｇＣ
ｌ，ＡｇＢｒ，ＩｎＣｌ3，ＩｎＢｒ3，ＳｎＣｌ4,Ｎｄ
Ｃｌ3，ＬａＣｌ3 ，ＣｅＣｌ3 ，ＰｒＣｌ3 ，ＳｍＣ
ｌ3 ，ＳｍＣｌ2 ，ＥｕＣｌ3，ＥｕＣｌ2 ，ＧｄＣｌ
3 ，ＴｂＣｌ3 ，ＤｙＣｌ3 ，ＨｏＣｌ3 ，ＥｒＣ
ｌ3 ，ＴｍＣｌ3 ，ＹｂＣｌ3 ，ＬｕＣｌ3 ，ＰＯ3 ，
ＣＯ2 ，Ｂ2Ｈ6，ＧｅＨ4 ，Ｐ2Ｏ5，Ｂ2Ｏ5，Ｇｅ
Ｏ2 ，ＳｉＯ2 ＳｉＩ4 ，ＡｓＯ3 ，Ｓｉ3Ｎ4,ＣＨ4，
Ｓｉ(ＯＣＨ3)3，Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4，Ｓｉ(ＯＣ3Ｈ7)4,
Ｓｉ(ＯＣ4Ｈ9)4，Ｓｉ2Ｈ6，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＢｒ4 ，
ＳｉＣ，ＳｉＦ(ＯＣ2Ｈ5)3，ＳｉＨ2Ｆ2,ＳｉＨ2Ｃｌ
2 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＩ4 ，Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ｎ2Ｏ，Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，ＢＮ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，
Ｐ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｒｕ，Ｒｄ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔ
ｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，
Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｐｏ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｙｍ，Ｙｂ，Ｌｕの何れかを用い、プラズマの密度
を１０10cm-3以上とする膜の形成方法を用いる。 (2).基板上に膜の構成膜を形成する（１）に記載の方法
であって、基板に輸送する膜の構成イオンのエネルギー
を制御する工程を含む膜の形成方法を用いる。
膜の構成イオンを含むプラズマを生成する工程と、膜の
構成イオンを基板まで輸送する工程と、膜の構成イオン
を中性化する工程とからなり、プラズマ源に少なくと
も、ＳｉＦ4，ＳｉＣｌ4,ＳｉＨ4，ＭｇＣｌ3，ＭｇＢ
ｒ3，ＡｌＣｌ3，ＰＣｌ3 ，ＰＢｒ3 ，ＰＨ3，ＴｉＣ
ｌ4,ＣｒＣｌ3，ＣｕＣｌ2 ，ＣＣｌ4 ，Ｃｕ2Ｃｌ2 ，
ＧｅＣｌ4 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｓＨ3 ，ＺｒＦ3 ，ＡｇＣ
ｌ，ＡｇＢｒ，ＩｎＣｌ3，ＩｎＢｒ3，ＳｎＣｌ4,Ｎｄ
Ｃｌ3，ＬａＣｌ3 ，ＣｅＣｌ3 ，ＰｒＣｌ3 ，ＳｍＣ
ｌ3 ，ＳｍＣｌ2 ，ＥｕＣｌ3，ＥｕＣｌ2 ，ＧｄＣｌ
3 ，ＴｂＣｌ3 ，ＤｙＣｌ3 ，ＨｏＣｌ3 ，ＥｒＣ
ｌ3 ，ＴｍＣｌ3 ，ＹｂＣｌ3 ，ＬｕＣｌ3 ，ＰＯ3 ，
ＣＯ2 ，Ｂ2Ｈ6，ＧｅＨ4 ，Ｐ2Ｏ5，Ｂ2Ｏ5，Ｇｅ
Ｏ2 ，ＳｉＯ2 ＳｉＩ4 ，ＡｓＯ3 ，Ｓｉ3Ｎ4,ＣＨ4，
Ｓｉ(ＯＣＨ3)3，Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4，Ｓｉ(ＯＣ3Ｈ7)4,
Ｓｉ(ＯＣ4Ｈ9)4，Ｓｉ2Ｈ6，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＢｒ4 ，
ＳｉＣ，ＳｉＦ(ＯＣ2Ｈ5)3，ＳｉＨ2Ｆ2,ＳｉＨ2Ｃｌ
2 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＩ4 ，Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ｎ2Ｏ，Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，ＢＮ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，
Ｐ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｒｕ，Ｒｄ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔ
ｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，
Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｐｏ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｙｍ，Ｙｂ，Ｌｕの何れかを用い、プラズマの密度
を１０10cm-3以上とする膜の形成方法を用いる。 (2).基板上に膜の構成膜を形成する（１）に記載の方法
であって、基板に輸送する膜の構成イオンのエネルギー
を制御する工程を含む膜の形成方法を用いる。
【０００７】(3).基板上に膜を形成する（１)，(２）に
記載の方法の膜の構成イオンを基板まで輸送する工程
が、膜の構成イオンを選択的に基板まで輸送する工程で
ある膜の形成方法を用いる。
記載の方法の膜の構成イオンを基板まで輸送する工程
が、膜の構成イオンを選択的に基板まで輸送する工程で
ある膜の形成方法を用いる。
【０００８】(4).基板上にＳｉ膜を形成する（１）から
（３）に記載の方法であって、基板上に堆積した膜にレ
ーザーを照射する工程を含む膜の形成方法を用いる。
（３）に記載の方法であって、基板上に堆積した膜にレ
ーザーを照射する工程を含む膜の形成方法を用いる。
【０００９】(5).基板上に膜を形成する（１）から
（４）に記載の方法であって、基板を可動させる工程を
含む膜の形成方法を用いる。
（４）に記載の方法であって、基板を可動させる工程を
含む膜の形成方法を用いる。
【００１０】(6).基板上に膜を形成する（１）から
（５）に記載の方法のプラズマを生成する工程が、誘導
結合法によるプラズマの生成工程または、マイクロ波電
子サイクロトロン共鳴法によるプラズマの生成工程また
は、ヘリコン波法によるプラズマの生成工程または、熱
陰極電子放出法によるプラズマの生成工程の何れかの工
程である膜の形成方法を用いる。
（５）に記載の方法のプラズマを生成する工程が、誘導
結合法によるプラズマの生成工程または、マイクロ波電
子サイクロトロン共鳴法によるプラズマの生成工程また
は、ヘリコン波法によるプラズマの生成工程または、熱
陰極電子放出法によるプラズマの生成工程の何れかの工
程である膜の形成方法を用いる。
【００１１】(7).基板上に膜を形成する（１）から
（６）に記載の方法の膜の構成イオンを基板まで輸送す
る工程が、同軸磁界による輸送法を用いた工程または、
電界を用いたビーム引出し法を用いた輸送工程の何れか
の工程である膜の形成方法を用いる。
（６）に記載の方法の膜の構成イオンを基板まで輸送す
る工程が、同軸磁界による輸送法を用いた工程または、
電界を用いたビーム引出し法を用いた輸送工程の何れか
の工程である膜の形成方法を用いる。
【００１２】(8).基板上に膜を形成する（１）から
（７）に記載の方法の膜の構成イオンを中性化する工程
が、電子ビーム照射による工程または、熱陰極電子放出
法による工程の何れかの工程である膜の形成方法。
（７）に記載の方法の膜の構成イオンを中性化する工程
が、電子ビーム照射による工程または、熱陰極電子放出
法による工程の何れかの工程である膜の形成方法。
【００１３】(9).基板上に膜を形成する（１）から
（８）に記載の方法の基板に輸送する膜の構成イオンの
エネルギーを制御する工程が、同軸磁界による輸送法を
用いた工程または、電界を用いたビーム引出し法を用い
た輸送工程の何れかの工程である膜の形成方法を用い
る。
（８）に記載の方法の基板に輸送する膜の構成イオンの
エネルギーを制御する工程が、同軸磁界による輸送法を
用いた工程または、電界を用いたビーム引出し法を用い
た輸送工程の何れかの工程である膜の形成方法を用い
る。
【００１４】(10)．基板上に膜を形成する（３）に記載
の方法の膜の構成イオンを選択的に基板まで輸送する工
程が、偏向磁界による質量分離の工程または、磁界単収
束による質量分離の工程または、電界単収束による質量
分離の工程または、二重収束による質量分離の工程の何
れかの工程である膜の形成方法を用いる。
の方法の膜の構成イオンを選択的に基板まで輸送する工
程が、偏向磁界による質量分離の工程または、磁界単収
束による質量分離の工程または、電界単収束による質量
分離の工程または、二重収束による質量分離の工程の何
れかの工程である膜の形成方法を用いる。
【００１５】(11)．基板上に膜を形成する（４）に記載
の方法の基板上に堆積した膜にレーザーを照射する工程
が、エキシマレーザを照射する工程である膜の形成方法
を用いる。
の方法の基板上に堆積した膜にレーザーを照射する工程
が、エキシマレーザを照射する工程である膜の形成方法
を用いる。
【００１６】(12)．基板上に膜を形成する（１）から
（１１）に記載の方法であって、膜の形成後に酸素ガス
または酸素プラズマ雰囲気中で処理する工程を行う膜の
形成方法を用いる。
（１１）に記載の方法であって、膜の形成後に酸素ガス
または酸素プラズマ雰囲気中で処理する工程を行う膜の
形成方法を用いる。
【００１７】(13)．基板上に２種以上の元素からなる膜
を形成する方法であって、膜の構成イオンを含む２種以
上のプラズマを生成する工程と、２種以上の膜の構成イ
オンを同時にまたは非同時に基板まで輸送する工程と、
膜の構成イオンを中性化する工程とを含む膜の形成方法
を用いる。
を形成する方法であって、膜の構成イオンを含む２種以
上のプラズマを生成する工程と、２種以上の膜の構成イ
オンを同時にまたは非同時に基板まで輸送する工程と、
膜の構成イオンを中性化する工程とを含む膜の形成方法
を用いる。
【００１８】(14)．膜の構成イオンを基板まで輸送する
（１）から（１３）の工程において、構成イオンの流れ
の、流れの方向と垂直な断面形状が線状または面状であ
る構成イオンの流れを用いた工程である膜の形成方法を
用いる。
（１）から（１３）の工程において、構成イオンの流れ
の、流れの方向と垂直な断面形状が線状または面状であ
る構成イオンの流れを用いた工程である膜の形成方法を
用いる。
【００１９】(15)．膜の構成イオンを基板まで輸送する
（１）から（１４）の工程において、構成イオンの流れ
を電磁石の電流制御により磁場強度を変化させ構成イオ
ンの流れの経路を掃引する方法を用いる。
（１）から（１４）の工程において、構成イオンの流れ
を電磁石の電流制御により磁場強度を変化させ構成イオ
ンの流れの経路を掃引する方法を用いる。
【００２０】(16)．膜を形成する（１）から（１５）の
工程の方法を、チャンバー内壁がＳｉコートされたチャ
ンバー内で行う。
工程の方法を、チャンバー内壁がＳｉコートされたチャ
ンバー内で行う。
【００２１】(17)．膜を形成する（１）から（１６）の
工程の方法で、基板を垂直に起立配置させて膜を形成す
る。基板サイズは２０cm×２０cm以上のガラス基板，石
英基板の何れかを用いる。
工程の方法で、基板を垂直に起立配置させて膜を形成す
る。基板サイズは２０cm×２０cm以上のガラス基板，石
英基板の何れかを用いる。
【００２２】(18)．膜を形成する（１）から（１７）の
工程の方法に、少なくとも基板ロードロック工程と、分
離された複数の膜形成工程を同時に行う膜形成システム
を用いる。
工程の方法に、少なくとも基板ロードロック工程と、分
離された複数の膜形成工程を同時に行う膜形成システム
を用いる。
【００２３】(19)．水素，ハロゲン，アルカリ金属，炭
素の含有量が５×１０17cm-3以下である基板上の膜を半
導体素子，半導体装置に用いる。
素の含有量が５×１０17cm-3以下である基板上の膜を半
導体素子，半導体装置に用いる。
【００２４】(20)．水素，ハロゲン，アルカリ金属，窒
素，炭素，酸素の含有量が５×１０17cm-3以下である基
板上の膜を半導体素子，半導体装置に用いる。
素，炭素，酸素の含有量が５×１０17cm-3以下である基
板上の膜を半導体素子，半導体装置に用いる。
【００２５】以上のように、プラズマ生成室と成膜室を
別々にし、膜組成の元素イオンをプラズマ生成室から成
膜室に輸送し、プラスの電荷を持つイオン流を中性化す
ることで、絶縁基板上への高純度な膜の作製が可能とな
り、これを半導体素子に適用することで高性能で高信頼
性な半導体素子が作製可能となる。
別々にし、膜組成の元素イオンをプラズマ生成室から成
膜室に輸送し、プラスの電荷を持つイオン流を中性化す
ることで、絶縁基板上への高純度な膜の作製が可能とな
り、これを半導体素子に適用することで高性能で高信頼
性な半導体素子が作製可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２７】（実施例１）図１は本発明の一実施形態と
してのＳｉ膜の形成に関し、Ｓｉイオンを含むプラズマ
を生成する工程と、Ｓｉイオンを基板まで輸送する工程
と、Ｓｉイオンを中性化する工程とを含むＳｉ膜の形成
を行う真空装置の縦断面図であって、図示せざる排気系
を備えている。プラズマを生成する誘導結合法を用いた
プラズマ室１０と、Ｓｉイオンを基板まで輸送する輸送
室２０と、Ｓｉイオンを中性化するための熱陰極フィラ
メント３０と、膜を堆積をするための膜作製室４０から
なる。プラズマ室１０には高周波印用のアンテナ１１
が、輸送室２０には同軸型電磁石２１が、膜形成室４０
にはヒータ付基板支持台４１，基板４２が設置されてい
る。プラズマ室１０に液体原料の四塩化シリコンの蒸気
である四塩化シリコンガスを導入しアンテナ１１に高周
波電力を印加すると、プラズマ室１０内にＳｉイオンを
含むプラズマ５１が生成する。Ｓｉイオンは輸送室２０
内の同軸型電磁石２１による磁力線にそってＳｉイオン
流５２として膜形成室４０方向へ輸送される。Ｓｉイオ
ンは、熱陰極フィラメント３０から発生する熱電子５３
によって電気的中性化され基板へ到達し、基板４２上に
Ｓｉ膜が形成される。Ｓｉイオンを含むプラズマ５１を
生成させるための導入ガスは、四フッ化シリコンガス，
シランガスを用いることも可能である。原料がガスの場
合は、直接原料ガスをプラズマ室１０に導入し上記と同
様の工程を行えばよい。図２はＳｉイオンを含むプラズ
マ５１を生成させるための原料が固体である場合の一実
施形態の真空装置の縦断面図である。試料容器１２内に
固体シリコンが封入されている。なお、固体シリコンは
消費されるが、試料容器１２は位置移動機構があり、プ
ラズマ密度を高密度に維持する位置に移動することがで
きる。プラズマ室１０にアルゴンガス等の不活性ガスを
導入しアンテナ１１に高周波電力を印加すると、プラズ
マ室１０内にアルゴンイオンを含むプラズマが生成す
る。試料容器１２内の固体シリコンがアルゴンイオンの
スパッタ衝撃によりプラズマ中に電離生成して、Ｓｉイ
オンを含むプラズマ５１が生成する。他は図１の構成と
同様である。形成させる元素は、制限がなくＣｕ，Ａ
ｇ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂなどの金属膜，Ｇｅ
などの半導体膜，Ｃなどの絶縁膜が、それらのハロゲン
化化合物等を原料にして形成可能である。
してのＳｉ膜の形成に関し、Ｓｉイオンを含むプラズマ
を生成する工程と、Ｓｉイオンを基板まで輸送する工程
と、Ｓｉイオンを中性化する工程とを含むＳｉ膜の形成
を行う真空装置の縦断面図であって、図示せざる排気系
を備えている。プラズマを生成する誘導結合法を用いた
プラズマ室１０と、Ｓｉイオンを基板まで輸送する輸送
室２０と、Ｓｉイオンを中性化するための熱陰極フィラ
メント３０と、膜を堆積をするための膜作製室４０から
なる。プラズマ室１０には高周波印用のアンテナ１１
が、輸送室２０には同軸型電磁石２１が、膜形成室４０
にはヒータ付基板支持台４１，基板４２が設置されてい
る。プラズマ室１０に液体原料の四塩化シリコンの蒸気
である四塩化シリコンガスを導入しアンテナ１１に高周
波電力を印加すると、プラズマ室１０内にＳｉイオンを
含むプラズマ５１が生成する。Ｓｉイオンは輸送室２０
内の同軸型電磁石２１による磁力線にそってＳｉイオン
流５２として膜形成室４０方向へ輸送される。Ｓｉイオ
ンは、熱陰極フィラメント３０から発生する熱電子５３
によって電気的中性化され基板へ到達し、基板４２上に
Ｓｉ膜が形成される。Ｓｉイオンを含むプラズマ５１を
生成させるための導入ガスは、四フッ化シリコンガス，
シランガスを用いることも可能である。原料がガスの場
合は、直接原料ガスをプラズマ室１０に導入し上記と同
様の工程を行えばよい。図２はＳｉイオンを含むプラズ
マ５１を生成させるための原料が固体である場合の一実
施形態の真空装置の縦断面図である。試料容器１２内に
固体シリコンが封入されている。なお、固体シリコンは
消費されるが、試料容器１２は位置移動機構があり、プ
ラズマ密度を高密度に維持する位置に移動することがで
きる。プラズマ室１０にアルゴンガス等の不活性ガスを
導入しアンテナ１１に高周波電力を印加すると、プラズ
マ室１０内にアルゴンイオンを含むプラズマが生成す
る。試料容器１２内の固体シリコンがアルゴンイオンの
スパッタ衝撃によりプラズマ中に電離生成して、Ｓｉイ
オンを含むプラズマ５１が生成する。他は図１の構成と
同様である。形成させる元素は、制限がなくＣｕ，Ａ
ｇ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂなどの金属膜，Ｇｅ
などの半導体膜，Ｃなどの絶縁膜が、それらのハロゲン
化化合物等を原料にして形成可能である。
【００２８】（実施例２）図３，図４，図５は、図１の
真空装置構成において、Ｓｉイオンを含むプラズマを生
成する工程を変えた例である。図３はヘリコン波法によ
ってプラズマの生成工程を行う例である。プラズマ室１
０にはヘリコン波アンテナ１３及び電磁石１４が設置さ
れる。ヘリコン波とは磁界が印加されたプラズマ中を伝
播する電磁波で、磁力線に沿った右偏向波である。電磁
波のエネルギーを効率よくプラズマの電子に与えること
ができ、プラズマを高密度化できる。他は図１の構成と
同様である。図４はマイクロ波電子サイクロトロン共鳴
法によってプラズマの生成工程を行う例である。電磁石
１４，マグネトロン型のマイクロ波源１５，導波管１６
を備える。一定磁界中の電子は速度に依らないサイクロ
トロン振動数で振動する。振動方向にサイクロトロン振
動数と同じ振動数の電界を印加すると、電子の運動方向
と電界の方向を常に一致させることが可能となり、電子
を常に加速、つまりエネルギーを注入することができ
る。これを、電子サイクロトロン共鳴という。マイクロ
波電子サイクロトロン共鳴法によって、プラズマ中の電
子にエネルギーを供給できプラズマを高密度化できる。
他は図１の構成と同様である。図５は熱陰極電子放出法
によってプラズマの生成工程を行う例である。フィラメ
ント１７，永久磁石１８を備える。フィラメント１７を
カソード(マイナスの電極)とし、プラズマ室１０をアノ
ード（プラスの電極）とする。プラズマ室１０にガスを
導入し、アノードとカソードとの間に直流電源から直流
電圧が印加されると各電極間にアーク放電が発生し、プ
ラズマ室１０内に単一のプラズマが形成されるようにな
っている。永久磁石１８は多極磁界を形成するものでプ
ラズマの閉じ込めを行うために設置されている。他は図
１の構成と同様である。
真空装置構成において、Ｓｉイオンを含むプラズマを生
成する工程を変えた例である。図３はヘリコン波法によ
ってプラズマの生成工程を行う例である。プラズマ室１
０にはヘリコン波アンテナ１３及び電磁石１４が設置さ
れる。ヘリコン波とは磁界が印加されたプラズマ中を伝
播する電磁波で、磁力線に沿った右偏向波である。電磁
波のエネルギーを効率よくプラズマの電子に与えること
ができ、プラズマを高密度化できる。他は図１の構成と
同様である。図４はマイクロ波電子サイクロトロン共鳴
法によってプラズマの生成工程を行う例である。電磁石
１４，マグネトロン型のマイクロ波源１５，導波管１６
を備える。一定磁界中の電子は速度に依らないサイクロ
トロン振動数で振動する。振動方向にサイクロトロン振
動数と同じ振動数の電界を印加すると、電子の運動方向
と電界の方向を常に一致させることが可能となり、電子
を常に加速、つまりエネルギーを注入することができ
る。これを、電子サイクロトロン共鳴という。マイクロ
波電子サイクロトロン共鳴法によって、プラズマ中の電
子にエネルギーを供給できプラズマを高密度化できる。
他は図１の構成と同様である。図５は熱陰極電子放出法
によってプラズマの生成工程を行う例である。フィラメ
ント１７，永久磁石１８を備える。フィラメント１７を
カソード(マイナスの電極)とし、プラズマ室１０をアノ
ード（プラスの電極）とする。プラズマ室１０にガスを
導入し、アノードとカソードとの間に直流電源から直流
電圧が印加されると各電極間にアーク放電が発生し、プ
ラズマ室１０内に単一のプラズマが形成されるようにな
っている。永久磁石１８は多極磁界を形成するものでプ
ラズマの閉じ込めを行うために設置されている。他は図
１の構成と同様である。
【００２９】（実施例３）図６は、図１の真空装置構成
において、Ｓｉイオンを中性化する工程を変えた例であ
る。
において、Ｓｉイオンを中性化する工程を変えた例であ
る。
【００３０】真空容器６０はプラズマ室で、熱陰極電子
放出法によってプラズマの生成工程を行う例である。フ
ィラメント６２，永久磁石６３を備える。フィラメント
６２をカソード（マイナスの電極）とし、真空容器６０
をアノード（プラスの電極）とする。真空容器６０にガ
スを導入し、アノードとカソードとの間に直流電源から
直流電圧が印加されると各電極間にアーク放電が発生
し、真空容器６０内に単一のプラズマが形成されるよう
になっている。永久磁石６３は多極磁界を形成するもの
でプラズマの閉じ込めを行うために設置されている。引
出電極６４，６５は電子ビームの引出し電極で、互い
が、例えば１〜５mm程度の絶縁距離を保って配置されて
いる。引出電極６４はマイナスの直流電源に接続され、
引出電極６５は接地されており、各引出電極６４，６５
には複数の引出電極孔が形成されている。そして真空容
器６０内にプラズマが生成されたた状態で、引出電極６
４，６５間に直流電圧が印加されると、プラズマから電
子ビーム６６が引き出されるようになっている。電子ビ
ーム６６は、Ｓｉイオン流５２とともに基板に照射さ
れ、基板が帯電することなく、基板上へのＳｉ膜の形成
が行われる。他は図１の構成と同様である。また、図６
のイオン源を２つ有する構成において、２種の構成元素
からなる膜を作製することができる。元素Ａと元素Ｂか
らなる化合物膜の形成において、プラズマ室１０で元素
Ａのイオンを生成し、プラズマ室である真空容器６０で
元素Ｂのイオンを生成し、これら２つのイオンの流れを
基板に照射することで化合物膜を形成することができ
る。例えば、Ｓｉイオン流とＣイオン流を用いＳｉＣ膜
が作製可能である。例えば、Ｃｒイオン，Ｍｏイオン，
Ｗイオン，Ｎｂイオンなどの金属イオン流とＳｉイオン
流を用いて金属シリサイド膜の形成が可能である。例え
ば、Ｓｉイオン流とＢイオン流，Ｐイオン流などのＳｉ
に対するドーピングイオン流を用いてｎ型半導体膜やｐ
型半導体膜の形成が可能である。
放出法によってプラズマの生成工程を行う例である。フ
ィラメント６２，永久磁石６３を備える。フィラメント
６２をカソード（マイナスの電極）とし、真空容器６０
をアノード（プラスの電極）とする。真空容器６０にガ
スを導入し、アノードとカソードとの間に直流電源から
直流電圧が印加されると各電極間にアーク放電が発生
し、真空容器６０内に単一のプラズマが形成されるよう
になっている。永久磁石６３は多極磁界を形成するもの
でプラズマの閉じ込めを行うために設置されている。引
出電極６４，６５は電子ビームの引出し電極で、互い
が、例えば１〜５mm程度の絶縁距離を保って配置されて
いる。引出電極６４はマイナスの直流電源に接続され、
引出電極６５は接地されており、各引出電極６４，６５
には複数の引出電極孔が形成されている。そして真空容
器６０内にプラズマが生成されたた状態で、引出電極６
４，６５間に直流電圧が印加されると、プラズマから電
子ビーム６６が引き出されるようになっている。電子ビ
ーム６６は、Ｓｉイオン流５２とともに基板に照射さ
れ、基板が帯電することなく、基板上へのＳｉ膜の形成
が行われる。他は図１の構成と同様である。また、図６
のイオン源を２つ有する構成において、２種の構成元素
からなる膜を作製することができる。元素Ａと元素Ｂか
らなる化合物膜の形成において、プラズマ室１０で元素
Ａのイオンを生成し、プラズマ室である真空容器６０で
元素Ｂのイオンを生成し、これら２つのイオンの流れを
基板に照射することで化合物膜を形成することができ
る。例えば、Ｓｉイオン流とＣイオン流を用いＳｉＣ膜
が作製可能である。例えば、Ｃｒイオン，Ｍｏイオン，
Ｗイオン，Ｎｂイオンなどの金属イオン流とＳｉイオン
流を用いて金属シリサイド膜の形成が可能である。例え
ば、Ｓｉイオン流とＢイオン流，Ｐイオン流などのＳｉ
に対するドーピングイオン流を用いてｎ型半導体膜やｐ
型半導体膜の形成が可能である。
【００３１】（実施例４）図７は、図１の真空装置構成
において、Ｓｉイオンを基板まで輸送する工程を変えた
例である。引出電極２２，２３はＳｉイオン流の引出し
電極で、互いが、例えば１〜５mm程度の絶縁距離を保っ
て配置されている。引出電極２３は、引出電極２２に対
しマイナスの直流電源に接続され接地されており、各引
出電極２２，２３には複数の引出電極孔が形成されてい
る。そしてプラズマ室１０内にプラズマが生成されたた
状態で、引出電極２２，２３間に直流電圧が印加される
と、プラズマからＳｉイオン流５２が引き出されるよう
になっている。Ｓｉイオン流５２は、引出電極２２，２
３間の電気エネルギーを得て基板に照射される。他は図
１の構成と同様である。
において、Ｓｉイオンを基板まで輸送する工程を変えた
例である。引出電極２２，２３はＳｉイオン流の引出し
電極で、互いが、例えば１〜５mm程度の絶縁距離を保っ
て配置されている。引出電極２３は、引出電極２２に対
しマイナスの直流電源に接続され接地されており、各引
出電極２２，２３には複数の引出電極孔が形成されてい
る。そしてプラズマ室１０内にプラズマが生成されたた
状態で、引出電極２２，２３間に直流電圧が印加される
と、プラズマからＳｉイオン流５２が引き出されるよう
になっている。Ｓｉイオン流５２は、引出電極２２，２
３間の電気エネルギーを得て基板に照射される。他は図
１の構成と同様である。
【００３２】（実施例５）図８は、図１における同軸型
電磁石による磁力線にそってＳｉイオンを基板まで輸送
する工程において、質量分離工程を付与した一実施形態
である。イオン流は輸送室２０内の同軸型電磁石２４と
偏向電磁石２５を備える。プラズマ室１０から同軸型電
磁石２４による磁力線にそって基板方向へ輸送されたイ
オン流に対し、同軸型電磁石２４の磁界方向と直行する
方向に偏向電磁石２５による磁界を加えると、イオン質
量によりイオン流は分離する。イオンの持つエネルギー
は等しく、イオン質量により分離された速度を持つイオ
ン流には異なるローレンツ力が働く。軽イオンの質量、
軽イオンへのローレンツ力をそれぞれｍ，ｆ，重イオン
の質量、重イオンへのローレンツ力をそれぞれをそれぞ
れＭ，Ｆとすると、 Ｆ／ｆ＝√ｍ／√Ｍ の関係がある。つまり軽いイオンは大きく曲がり、重い
イオンはあまり曲がらない。Ｓｉイオンより重い元素の
軌道２６と、Ｓｉイオンの軌道２７と、Ｓｉイオンより
軽い元素の軌道２８を示した。質量分離によりより高純
度のＳｉ膜が形成できる。他は図１の構成と同様であ
る。図９は、磁界単収束型の質量分離工程を付与した一
実施形態である。引出電極２２，２３はＳｉイオン流の
引出し電極で、互いが、例えば１〜５mm程度の絶縁距離
を保って配置されている。引出電極２３は、引出電極２
２に対しマイナスの直流電源に接続され接地されてお
り、各引出電極２２，２３には複数の引出電極孔が形成
されている。そしてプラズマ室１０内にプラズマが生成
されたた状態で、引出電極２２，２３間に直流電圧が印
加されると、プラズマからＳｉイオン流５２が引き出さ
れるようになっている。Ｓｉイオン流５２は、引出電極
２２，２３間の電気エネルギーを得て一様電磁界を発生
する質量分離磁石２９に入射される。電磁界中では、イ
オンはローレンツ力により円運動をする。イオン回転半
径Ｒ［cm］，磁場Ｈ［Gauss ］，イオン質量Ｍ［amu］,
上記引出し電極部の加速電圧Ｖ［Volt］，イオンの価数
をｎとして、 ｎＲ2Ｈ2＝１４４2ＭＶ の関係がある。つまり質量が重いほど旋回半径が大き
い。Ｓｉイオン流の軌道２７を図に示した。質量分離に
よりより高純度のＳｉ膜が形成できる。他は図１の構成
と同様である。磁界単収束はイオン流の方向収束を行う
工程であり、この他電界単収束によるエネルギー収束工
程、または磁界単収束による方向収束と電界単収束によ
るエネルギー収束工程とを組み合わせた二重収束工程を
行うことも可能である。
電磁石による磁力線にそってＳｉイオンを基板まで輸送
する工程において、質量分離工程を付与した一実施形態
である。イオン流は輸送室２０内の同軸型電磁石２４と
偏向電磁石２５を備える。プラズマ室１０から同軸型電
磁石２４による磁力線にそって基板方向へ輸送されたイ
オン流に対し、同軸型電磁石２４の磁界方向と直行する
方向に偏向電磁石２５による磁界を加えると、イオン質
量によりイオン流は分離する。イオンの持つエネルギー
は等しく、イオン質量により分離された速度を持つイオ
ン流には異なるローレンツ力が働く。軽イオンの質量、
軽イオンへのローレンツ力をそれぞれｍ，ｆ，重イオン
の質量、重イオンへのローレンツ力をそれぞれをそれぞ
れＭ，Ｆとすると、 Ｆ／ｆ＝√ｍ／√Ｍ の関係がある。つまり軽いイオンは大きく曲がり、重い
イオンはあまり曲がらない。Ｓｉイオンより重い元素の
軌道２６と、Ｓｉイオンの軌道２７と、Ｓｉイオンより
軽い元素の軌道２８を示した。質量分離によりより高純
度のＳｉ膜が形成できる。他は図１の構成と同様であ
る。図９は、磁界単収束型の質量分離工程を付与した一
実施形態である。引出電極２２，２３はＳｉイオン流の
引出し電極で、互いが、例えば１〜５mm程度の絶縁距離
を保って配置されている。引出電極２３は、引出電極２
２に対しマイナスの直流電源に接続され接地されてお
り、各引出電極２２，２３には複数の引出電極孔が形成
されている。そしてプラズマ室１０内にプラズマが生成
されたた状態で、引出電極２２，２３間に直流電圧が印
加されると、プラズマからＳｉイオン流５２が引き出さ
れるようになっている。Ｓｉイオン流５２は、引出電極
２２，２３間の電気エネルギーを得て一様電磁界を発生
する質量分離磁石２９に入射される。電磁界中では、イ
オンはローレンツ力により円運動をする。イオン回転半
径Ｒ［cm］，磁場Ｈ［Gauss ］，イオン質量Ｍ［amu］,
上記引出し電極部の加速電圧Ｖ［Volt］，イオンの価数
をｎとして、 ｎＲ2Ｈ2＝１４４2ＭＶ の関係がある。つまり質量が重いほど旋回半径が大き
い。Ｓｉイオン流の軌道２７を図に示した。質量分離に
よりより高純度のＳｉ膜が形成できる。他は図１の構成
と同様である。磁界単収束はイオン流の方向収束を行う
工程であり、この他電界単収束によるエネルギー収束工
程、または磁界単収束による方向収束と電界単収束によ
るエネルギー収束工程とを組み合わせた二重収束工程を
行うことも可能である。
【００３３】（実施例６）図１０は、図１の真空装置構
成において、Ｓｉイオンを形成中或いは形成後に、基板
上のＳｉ膜にレーザー照射工程を可能にした一実施形態
である。レーザー源７１と、真空容器７２とが設置され
ている。レーザーには例えばエキシマレーザ―７３のＸ
ｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）を用いる。エキシマレーザ―
のエネルギーはＳｉ膜に選択的に吸収されて、高純度の
Ｓｉ膜の結晶性・移動度をさらに向上させることができ
る。他は図１の構成と同様である。
成において、Ｓｉイオンを形成中或いは形成後に、基板
上のＳｉ膜にレーザー照射工程を可能にした一実施形態
である。レーザー源７１と、真空容器７２とが設置され
ている。レーザーには例えばエキシマレーザ―７３のＸ
ｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）を用いる。エキシマレーザ―
のエネルギーはＳｉ膜に選択的に吸収されて、高純度の
Ｓｉ膜の結晶性・移動度をさらに向上させることができ
る。他は図１の構成と同様である。
【００３４】（実施例７）図１１は、図１の真空装置構
成において、Ｓｉイオン流５２の断面積に対し基板の面
積が大きい場合の一実施形態の断面図である。左端基板
位置７４から右端基板位置７５に示すように、Ｓｉイオ
ン流５２に対し基板位置を可動させることで基板面内の
膜厚・膜質均一性を得ることが可能である。Ｓｉイオン
流５２の断面形状は、Ｓｉイオン流５２の方向と垂直な
平面での断面が一次元的な広がった形状又は二次元的な
広がった形状とすることも可能である。こうすること
で、大面積基板に高速で成膜が可能となる。他は図１の
構成と同様である。
成において、Ｓｉイオン流５２の断面積に対し基板の面
積が大きい場合の一実施形態の断面図である。左端基板
位置７４から右端基板位置７５に示すように、Ｓｉイオ
ン流５２に対し基板位置を可動させることで基板面内の
膜厚・膜質均一性を得ることが可能である。Ｓｉイオン
流５２の断面形状は、Ｓｉイオン流５２の方向と垂直な
平面での断面が一次元的な広がった形状又は二次元的な
広がった形状とすることも可能である。こうすること
で、大面積基板に高速で成膜が可能となる。他は図１の
構成と同様である。
【００３５】（実施例８）本発明の一実施形態としてＳ
ｉ膜を図９の構成を用いて形成したＳｉ膜の膜特性と成
膜条件との関係を調べたものである。プラズマを生成す
る誘導結合法を用いたプラズマ室１０と、Ｓｉイオンを
基板まで質量分離し輸送する質量分離磁石２９と、Ｓｉ
イオンを中性化するための熱陰極フィラメント３０と、
膜を堆積をするための膜作製室４０からなる。プラズマ
室１０には高周波印用のアンテナ１１，引出し電極６
４，引出し電極６５が、膜形成室４０にはヒータ付基板
支持台４１，基板４２，減速電極４４，フィラメント３
０が設置されている。基板には１５０mm×１５０mm×
０.７mm のＡＮ６３５ガラス基板を用い、基板温度は２
０，２００，４００℃とした。プラズマ室１０中にガス
原料の四フッ化シリコンを１×１０１−３Ｐａの圧力で
導入し、アンテナ１１に５０ＭＨｚ，１０ｋＷの高周波
電力を印加すると、プラズマ室１０内にＳｉイオンを含
む無極放電プラズマ５１が生成する。接地電位に対し、
プラズマ室１０は＋１０，５０，１００の電位に、引出
し電極６４，引出し電極６５にはそれぞれ、−２５００
０，−２００００Voltの電位に設定した。正の電荷を持
つイオンは引出し電極６４，６５の負の高電圧で引出さ
れ、ファラディーカップを用いて測定したイオン電流は
１ｍＡである。引出し電極６５が、引出し電極６４に対
し負の電位で大きいのは、拡散しやすい電子を質量分離
磁石側に閉じ込めるためで、これによりイオン電流は安
定化する。この際含まれるイオン種はイオン質量スペク
トルをとることで得られ、28Ｓｉ+ ，29Ｓｉ+ ，30Ｓｉ
+ ，19Ｆ+ がほとんどで、Ｈ，Ｈ2 が微量含まれる。
Ｈ，Ｈ2 は軽元素のため残留しやすい。Ｆ以外のハロゲ
ン，窒素，酸素，炭素は検出されない。質量分離磁石２
９で発生する図９紙面に垂直な磁界の強さを、 ｎＲ2Ｈ2＝１４４2 （ＭＶイオン回転半径Ｒ［cm］，磁場Ｈ［Gauss］，イ
オン質量Ｍ［amu］，上記引出し電極部の加速電圧Ｖ［V
olt］，イオンの価数をｎ）の関係式で調節することで
28Ｓｉ+ が選択的に引き出されるようになっている。Ｓ
ｉイオンは軌道２７をとおり、引出し電極６５に対し＋
２００００Voltの減速電極４４、つまり接地電位で減速
されて試料室４０に入射する。また、通電されたＷフィ
ラメントから熱電子が基板に入射し、基板上の電荷は中
性に保持されＳｉ膜の形成が進行する。接地電位に対
し、プラズマ室１０は＋１０，５０，１００の電位に、
引出し電極６４，引出し電極６５にはそれぞれ、−２５
０００，−２００００Voltの電位に、減速電極４４は接
地電位に設定されているため、基板に到達する28Ｓｉ+
の加速エネルギーは１０，５０，１００ｅＶである。形
成したＳｉ膜の組成分析を二次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）により行った。その結果、膜の形成条件に依らず以
下のような結果が得られた。28Ｓｉ+，44ＳｉＯ+，微量
の29Ｓｉ+ その他極微量の元素が検出された。29Ｓｉ+
が検出された理由は、本構成では方向分析のみを行った
ためであり、エネルギー分析も同時に行う二重収束型質
量分離を行えば除去可能である。44ＳｉＯ+ は厚さ約１
ｎの表面酸化層が検出されたものであり、膜内部の酸素
含有量は２×１０17cm-3であった。検出された他の微量
元素は炭素，窒素，フッ素，水素で、その含有量はそれ
ぞれ、３×１０17cm-3，１×１０17cm-3，２×１０17cm
-3，５×１０17cm-3であり、各不純物含有量が５×１０
17cm-3以下という高純度なＳｉ膜が形成された。ナトリ
ウム，塩素は検出限界である。膜の構造・結晶性の評価
をＸ線回折（ＸＲＤ),透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察
で、電気的特性の評価を電界効果移動度の測定で行っ
た。表１，表２，表３はそれぞれ加速エネルギーが１
０，５０，１００ｅＶの場合の結果である。
ｉ膜を図９の構成を用いて形成したＳｉ膜の膜特性と成
膜条件との関係を調べたものである。プラズマを生成す
る誘導結合法を用いたプラズマ室１０と、Ｓｉイオンを
基板まで質量分離し輸送する質量分離磁石２９と、Ｓｉ
イオンを中性化するための熱陰極フィラメント３０と、
膜を堆積をするための膜作製室４０からなる。プラズマ
室１０には高周波印用のアンテナ１１，引出し電極６
４，引出し電極６５が、膜形成室４０にはヒータ付基板
支持台４１，基板４２，減速電極４４，フィラメント３
０が設置されている。基板には１５０mm×１５０mm×
０.７mm のＡＮ６３５ガラス基板を用い、基板温度は２
０，２００，４００℃とした。プラズマ室１０中にガス
原料の四フッ化シリコンを１×１０１−３Ｐａの圧力で
導入し、アンテナ１１に５０ＭＨｚ，１０ｋＷの高周波
電力を印加すると、プラズマ室１０内にＳｉイオンを含
む無極放電プラズマ５１が生成する。接地電位に対し、
プラズマ室１０は＋１０，５０，１００の電位に、引出
し電極６４，引出し電極６５にはそれぞれ、−２５００
０，−２００００Voltの電位に設定した。正の電荷を持
つイオンは引出し電極６４，６５の負の高電圧で引出さ
れ、ファラディーカップを用いて測定したイオン電流は
１ｍＡである。引出し電極６５が、引出し電極６４に対
し負の電位で大きいのは、拡散しやすい電子を質量分離
磁石側に閉じ込めるためで、これによりイオン電流は安
定化する。この際含まれるイオン種はイオン質量スペク
トルをとることで得られ、28Ｓｉ+ ，29Ｓｉ+ ，30Ｓｉ
+ ，19Ｆ+ がほとんどで、Ｈ，Ｈ2 が微量含まれる。
Ｈ，Ｈ2 は軽元素のため残留しやすい。Ｆ以外のハロゲ
ン，窒素，酸素，炭素は検出されない。質量分離磁石２
９で発生する図９紙面に垂直な磁界の強さを、 ｎＲ2Ｈ2＝１４４2 （ＭＶイオン回転半径Ｒ［cm］，磁場Ｈ［Gauss］，イ
オン質量Ｍ［amu］，上記引出し電極部の加速電圧Ｖ［V
olt］，イオンの価数をｎ）の関係式で調節することで
28Ｓｉ+ が選択的に引き出されるようになっている。Ｓ
ｉイオンは軌道２７をとおり、引出し電極６５に対し＋
２００００Voltの減速電極４４、つまり接地電位で減速
されて試料室４０に入射する。また、通電されたＷフィ
ラメントから熱電子が基板に入射し、基板上の電荷は中
性に保持されＳｉ膜の形成が進行する。接地電位に対
し、プラズマ室１０は＋１０，５０，１００の電位に、
引出し電極６４，引出し電極６５にはそれぞれ、−２５
０００，−２００００Voltの電位に、減速電極４４は接
地電位に設定されているため、基板に到達する28Ｓｉ+
の加速エネルギーは１０，５０，１００ｅＶである。形
成したＳｉ膜の組成分析を二次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）により行った。その結果、膜の形成条件に依らず以
下のような結果が得られた。28Ｓｉ+，44ＳｉＯ+，微量
の29Ｓｉ+ その他極微量の元素が検出された。29Ｓｉ+
が検出された理由は、本構成では方向分析のみを行った
ためであり、エネルギー分析も同時に行う二重収束型質
量分離を行えば除去可能である。44ＳｉＯ+ は厚さ約１
ｎの表面酸化層が検出されたものであり、膜内部の酸素
含有量は２×１０17cm-3であった。検出された他の微量
元素は炭素，窒素，フッ素，水素で、その含有量はそれ
ぞれ、３×１０17cm-3，１×１０17cm-3，２×１０17cm
-3，５×１０17cm-3であり、各不純物含有量が５×１０
17cm-3以下という高純度なＳｉ膜が形成された。ナトリ
ウム，塩素は検出限界である。膜の構造・結晶性の評価
をＸ線回折（ＸＲＤ),透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察
で、電気的特性の評価を電界効果移動度の測定で行っ
た。表１，表２，表３はそれぞれ加速エネルギーが１
０，５０，１００ｅＶの場合の結果である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】基板温度２０℃ではアモルファス膜あるが
移動度が２.０から３.０と高いアモルファス膜が得られ
ることが分かる。基板温度２００，４００℃では高移動
度の多結晶膜が得られた。移動度は加速エネルギーが低
い場合に微増の傾向がある。これは、イオン流による膜
への衝撃が小さいためである。この傾向は基板温度が高
い場合にはなくなり、熱による結晶化の効果が見えてく
るためである。膜表面の断面ＴＥＭ像の観察から、表面
酸化膜と内部のＳｉ膜との界面は、一原子層でＳｉ膜か
ら表面酸化層に変化しており、理想的なＳｉ酸化膜／Ｓ
ｉの界面が形成された。成膜後に図９のガス導入孔から
酸素ガスを導入し、積極的にＳｉ膜の表面を酸化した試
料についての、断面ＴＥＭ像を観察から、表面酸化膜と
内部のＳｉ膜との界面は、同様に一原子層でＳｉ膜から
表面酸化層に変化しており、表面酸化層の膜厚が増加し
ていることがわかった。これは、酸素ガス処理をした膜
のＳＩＭＳ測定で、表面での44ＳｉＯ+ 検出結果の増加
と一致する。Ｓｉ酸化膜／Ｓｉの界面は半導体素子の電
機特性の安定性に、特にメタル／酸化物／半導体（ＭＯ
Ｓ）構造、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）構造素子において
重要である。これらの理想的Ｓｉ酸化膜／Ｓｉ界面を持
つＳｉ酸化膜、或いは理想的Ｓｉ酸化膜／Ｓｉ膜は、こ
の上層へのプラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜形成の下
地膜としても有効である。膜表面の平滑性を原子層単位
で制御するには、反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）、
または低速電子線回折（ＬＥＥＤ）の膜形成中観察によ
っても制御できる。基板が大きい場合は、複数の反射高
速電子線回折(ＲＨＥＥＤ)、または低速電子線回折（Ｌ
ＥＥＤ）によって基板面内の異なる点を同時観察する。
これにより一原子層制御が可能である。また、29Ｓｉ+
は核スピン持ち、質量分離することで29Ｓｉ同位体膜の
形成が可能で、各種評価、不良解析において電子スピン
共鳴（ＥＳＲ）法等を用いたトレーサーとして用いるこ
とができる。膜形成中に質量分離電磁石の磁界強度を変
更することで、29Ｓｉ／28Ｓｉ多層膜の形成も可能であ
り、存在比が低くこのため膜の形成に時間のかかる29Ｓ
ｉを必要な部分のみに形成することができる。図１２は
イオン流の経路を変化させることにより、大面積基板上
へ膜形成する場合の装置横断面図である。基本的構成は
図９と同様である。基板４２は本来断面のみが見える配
置となるが、説明のためフィラメント３０と平行で、基
板中心を通る回転軸の周りに３０度程回転し示してあ
る。Ｓｉイオンの軌道２７は、質量分離電磁石２９の電
流値の変更による磁界強度の変化に対応し、図内上下方
向に移動する。また、Ｓｉイオンの軌道２７を挟むよう
に配置された、電界印加のための２枚の電極によって発
生する電界強度によって図内左右方向に移動する。本実
施例ではイオン照射部１５０は、図内Ｕ字型に基板表面
を掃引し大面積への膜形成を行った。
移動度が２.０から３.０と高いアモルファス膜が得られ
ることが分かる。基板温度２００，４００℃では高移動
度の多結晶膜が得られた。移動度は加速エネルギーが低
い場合に微増の傾向がある。これは、イオン流による膜
への衝撃が小さいためである。この傾向は基板温度が高
い場合にはなくなり、熱による結晶化の効果が見えてく
るためである。膜表面の断面ＴＥＭ像の観察から、表面
酸化膜と内部のＳｉ膜との界面は、一原子層でＳｉ膜か
ら表面酸化層に変化しており、理想的なＳｉ酸化膜／Ｓ
ｉの界面が形成された。成膜後に図９のガス導入孔から
酸素ガスを導入し、積極的にＳｉ膜の表面を酸化した試
料についての、断面ＴＥＭ像を観察から、表面酸化膜と
内部のＳｉ膜との界面は、同様に一原子層でＳｉ膜から
表面酸化層に変化しており、表面酸化層の膜厚が増加し
ていることがわかった。これは、酸素ガス処理をした膜
のＳＩＭＳ測定で、表面での44ＳｉＯ+ 検出結果の増加
と一致する。Ｓｉ酸化膜／Ｓｉの界面は半導体素子の電
機特性の安定性に、特にメタル／酸化物／半導体（ＭＯ
Ｓ）構造、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）構造素子において
重要である。これらの理想的Ｓｉ酸化膜／Ｓｉ界面を持
つＳｉ酸化膜、或いは理想的Ｓｉ酸化膜／Ｓｉ膜は、こ
の上層へのプラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜形成の下
地膜としても有効である。膜表面の平滑性を原子層単位
で制御するには、反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）、
または低速電子線回折（ＬＥＥＤ）の膜形成中観察によ
っても制御できる。基板が大きい場合は、複数の反射高
速電子線回折(ＲＨＥＥＤ)、または低速電子線回折（Ｌ
ＥＥＤ）によって基板面内の異なる点を同時観察する。
これにより一原子層制御が可能である。また、29Ｓｉ+
は核スピン持ち、質量分離することで29Ｓｉ同位体膜の
形成が可能で、各種評価、不良解析において電子スピン
共鳴（ＥＳＲ）法等を用いたトレーサーとして用いるこ
とができる。膜形成中に質量分離電磁石の磁界強度を変
更することで、29Ｓｉ／28Ｓｉ多層膜の形成も可能であ
り、存在比が低くこのため膜の形成に時間のかかる29Ｓ
ｉを必要な部分のみに形成することができる。図１２は
イオン流の経路を変化させることにより、大面積基板上
へ膜形成する場合の装置横断面図である。基本的構成は
図９と同様である。基板４２は本来断面のみが見える配
置となるが、説明のためフィラメント３０と平行で、基
板中心を通る回転軸の周りに３０度程回転し示してあ
る。Ｓｉイオンの軌道２７は、質量分離電磁石２９の電
流値の変更による磁界強度の変化に対応し、図内上下方
向に移動する。また、Ｓｉイオンの軌道２７を挟むよう
に配置された、電界印加のための２枚の電極によって発
生する電界強度によって図内左右方向に移動する。本実
施例ではイオン照射部１５０は、図内Ｕ字型に基板表面
を掃引し大面積への膜形成を行った。
【００４０】（実施例９）図１３は、複数の基板を同時
に膜形成するシステム、特に２枚の基板を同時に膜形成
処理をする装置横断面図である。プラズマ源１５１，左
質量分離室１５４，左膜形成室１５６，右質量分離室１
５８,右膜形成室１６１,基板搬送室１６３，基板ロード
ロック室１６２，エキシマレーザー源１６５が配置され
る。プラズマ源１５１，左質量分離室１５４，左膜形成
室１５６，右質量分離室１５８，右膜形成室１６１，基
板搬送室１６３は真空に保たれ、基板導入のための大気
開放は基板ロードロック室１６２のみで行う。このた
め、特に左膜形成室１５６，右膜形成室１６１は高真空
を破ることなく連続成膜が可能で、膜への不純物混入を
押さえることができる。ＲＦアンテナ１５２にＲＦパワ
ーを投入すると生成されるプラズマ１５３から、左イオ
ン流１５５，右イオン流１６０が引出され、それぞれ左
右の基板１５７膜が形成される。エキシマレーザー源１
６５から照射されるレーザー１５９は、イオン流による
膜形成中，膜形成後のどちらの場合にも照射が可能であ
る。図１４は、複数の基板を同時に膜形成するシステ
ム、特に２枚の基板を同時に膜形成処理をする別の例の
装置横断面図である。左プラズマ源１７１，左ＲＦアン
テナ１７２，左質量分離室１５４，左膜形成室１９２，
左基板１７７，右プラズマ源１８１，右ＲＦアンテナ１
８２，右質量分離室１８４，右膜形成室１９３，右基板
１８７,基板搬送室１６３,基板ロードロック室１６２，
エキシマレーザー源１７０が配置される。基板導入のた
めの大気開放は基板ロードロック室１６２のみで行う。
このため、特に左膜形成室１９２，右膜形成室１９３は
高真空を破ることなく連続成膜が可能で、膜への不純物
混入を押さえることができる。左プラズマ１７３から引
出した左イオン流１７５によって左基板１７７上に膜が
形成され、右プラズマ１８３から引出した右イオン流１
８５によって右基板１８７上に膜が形成される。エキシ
マレーザー源１７０から照射されるレーザー１７６は、
イオン流による膜形成中，膜形成後のどちらの場合にも
照射が可能である。第三ＲＦアンテナ１９１を有する第
三イオン源１９０は、第二元素添加，イオン流処理，半
導体膜へのドーピングにおいて、図１３の経路にて使用
することができる。
に膜形成するシステム、特に２枚の基板を同時に膜形成
処理をする装置横断面図である。プラズマ源１５１，左
質量分離室１５４，左膜形成室１５６，右質量分離室１
５８,右膜形成室１６１,基板搬送室１６３，基板ロード
ロック室１６２，エキシマレーザー源１６５が配置され
る。プラズマ源１５１，左質量分離室１５４，左膜形成
室１５６，右質量分離室１５８，右膜形成室１６１，基
板搬送室１６３は真空に保たれ、基板導入のための大気
開放は基板ロードロック室１６２のみで行う。このた
め、特に左膜形成室１５６，右膜形成室１６１は高真空
を破ることなく連続成膜が可能で、膜への不純物混入を
押さえることができる。ＲＦアンテナ１５２にＲＦパワ
ーを投入すると生成されるプラズマ１５３から、左イオ
ン流１５５，右イオン流１６０が引出され、それぞれ左
右の基板１５７膜が形成される。エキシマレーザー源１
６５から照射されるレーザー１５９は、イオン流による
膜形成中，膜形成後のどちらの場合にも照射が可能であ
る。図１４は、複数の基板を同時に膜形成するシステ
ム、特に２枚の基板を同時に膜形成処理をする別の例の
装置横断面図である。左プラズマ源１７１，左ＲＦアン
テナ１７２，左質量分離室１５４，左膜形成室１９２，
左基板１７７，右プラズマ源１８１，右ＲＦアンテナ１
８２，右質量分離室１８４，右膜形成室１９３，右基板
１８７,基板搬送室１６３,基板ロードロック室１６２，
エキシマレーザー源１７０が配置される。基板導入のた
めの大気開放は基板ロードロック室１６２のみで行う。
このため、特に左膜形成室１９２，右膜形成室１９３は
高真空を破ることなく連続成膜が可能で、膜への不純物
混入を押さえることができる。左プラズマ１７３から引
出した左イオン流１７５によって左基板１７７上に膜が
形成され、右プラズマ１８３から引出した右イオン流１
８５によって右基板１８７上に膜が形成される。エキシ
マレーザー源１７０から照射されるレーザー１７６は、
イオン流による膜形成中，膜形成後のどちらの場合にも
照射が可能である。第三ＲＦアンテナ１９１を有する第
三イオン源１９０は、第二元素添加，イオン流処理，半
導体膜へのドーピングにおいて、図１３の経路にて使用
することができる。
【００４１】（実施例１０）図１５は、実施例１から９
の方法で作製したＳｉ膜を用いて周辺駆動回路とＴＦＴ
アクティブマトリックスを同一基板上に集積した、表示
装置全体の等価回路である。画素部８０およびＴＦＴ８
１と、これを駆動する垂直走査回路８３，一走査線分の
ビデオ信号を複数のブロックに分割して時分割的に供給
するための水平走査回路８４，ビデオ信号Dataを供給す
るデータ信号線Ｖdr1,Ｖdg1,Ｖdb1,…、ビデオ信号を分
割ブロック毎に画素部へ供給するスイッチマトリックス
回路８５および、ゲート配線８６，ドレーン配線８７か
らなる。図１６および図１７に本実施例のＴＦＴアクテ
ィブマトリックス部の単位画素の平面図および断面図を
示す。図１６中Ａ−Ａ′で示した点線部での断面構造が
図１７に対応する。アクティブマトリックスはガラス基
板上に形成したゲート配線８６と、これに交差するよう
に形成されたドレーン電極８７と、これらの電極の交差
部付近に形成されたＴＦＴ８１と、前記ＴＦＴのソース
電極８８に保護絶縁膜８９に設けたコンタクトホール９
０と介して接続された画素電極９１とから構成される。
画素電極９１の他端は保護絶縁膜に設けたコンタクトホ
ール９０と介して容量電極９２に接続され、容量電極９
２は隣接するゲート電極８６との間で付加容量を形成し
ている。Ａ−Ａ′断面は下から、ガラス基板９８，バッ
ファ層９９，真性半導体層１００，低抵抗ｎ型半導体層
１０２，高抵抗ｎ型半導体層１０３，ゲート絶縁膜１０
４，スルーホール部１０５，ソース電極８８，ドレーン
配線８７，層間絶縁膜１０６，コンタクトホール９０，
第一のゲート電極１０７，第二のゲート電極１０８から
なる。図１８は、液晶表示装置の駆動回路に使用され
る、本発明の工程で形成したＳｉ膜を適用したＣＭＯＳ
型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の断面図である。図中左
側はＣＭＯＳ周辺駆動回路のｎ型ＴＦＴを、右側はＣＭ
ＯＳ駆動回路に用いられるｐ型ＴＦＴを示す。ＴＦＴは
ガラス基板１１０上に形成されたバッファ絶縁膜１１１
の上に形成されている。バッファ層１１１はＳｉＯ2 膜
であり、ガラス基板１１０からの不純物の拡散を防止す
る役割を持つ。バッファ層１１１上に真性多結晶Ｓｉ
（poly−Ｓｉ）膜１２０が形成され、その真性poly−Ｓ
ｉ膜１２０に一対の高抵抗のｎ型poly−Ｓｉ層１２１お
よび一対の高抵抗ｐ型poly−Ｓｉ層１２２が接してい
る。さらにこれら一対の高抵抗poly−Ｓｉ層121,１２２
のそれぞれに低抵抗のｎ型poly−Ｓｉ層１２３およびｐ
型poly−Ｓｉ層１２４が接している。これら一連のpoly
−Ｓｉ層の上にはＳｉＯ2 からなるゲート絶縁膜１２５
を介して、Ａｌからなる第１のゲート配線１２６が形成
されており、この第１のゲート配線を被覆するようにＮ
ｂからなる第２のゲート電極１２７が形成されている。
上記部材全部を被覆するようにＳｉＯ２ からなる層間
絶縁膜１２８が形成され、層間絶縁膜に設けたコンタク
トホールを介してドレイン電極およびソース電極１３０
が前記低抵抗poly−Ｓｉ層１２３に接続されている。素
子全体はＳｉ3Ｎ4からなる保護絶縁膜１３１によって被
覆されている。前記一対の高抵抗poly−Ｓｉ層１２１あ
るいは１２２は第１のゲート配線１２６のパターンに対
して自己整合的に形成されている。即ち、真性poly−Ｓ
ｉ層１２０と高抵抗poly−Ｓｉ層１２１あるいは１２２
の境界と第１のゲート電極１２６のパターン端の位置が
一致している。また、前記第２のゲート電極１２７の一
部と前記高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２の一部はゲ
ート絶縁膜を介して重畳されている。このように、ゲー
ト電極の一部と高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２１の一
部を重畳し高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２の抵抗を
ゲート電極により低下させることにより高抵抗poly−Ｓ
ｉ層１２１，１２２の横方向電界を緩和し素子の信頼性
が向上する。また、本実施例では第１のゲート電極１２
６に抵抗の低いＡｌを用いたので、配線抵抗に起因する
信号遅延を小さくでき表示装置の大面積化，高精細化を
達成できる。さらに、Ａｌを高融点金属であるＮｂで被
覆することにより、熱処理工程によるＡｌのヒロック成
長を抑制できるので上層配線との短絡不良を防止できる
効果がある。本実施例では、実施例１から９に示した方
法で形成した高純度なＳｉ膜，酸化Ｓｉ膜を用いた。Ｔ
ＦＴの基本的特性である電界効果移動度，フラットバン
ド電圧，しきい値電圧を求めた。電界効果移動度は真性
シリコンの結晶性を反映し大きい程よく、フラットバン
ド電圧は絶縁膜中の不純物による固定電荷量と関係し小
さい程よく、しきい値電圧はトランジスタの動作電圧を
示し低い程よい。電界効果移動度，フラットバンド電
圧，しきい値電圧は、それぞれ３３９cm2 ／Ｖｓ，１.
２Ｖ，０.８Ｖであり、高純度な膜により非常に良好な
デバイス特性が得られていることがわかる。図１９は、
液晶表示装置の駆動回路に使用される、本発明の工程で
形成したＳｉ膜を適用したＣＭＯＳ型薄膜トランジスタ
(ＴＦＴ)の別の例の断面図である。本実施例は前記第１
の実施例とほぼ同様な構成を有するが、第２のゲート電
極１２７が第１のゲート電極１２６の側面にのみ形成さ
れ、側面でコンタクトしている点が第１の実施例とは異
なる。また、本実施例では第１のゲート電極にＮｂを第
２のゲート電極にＮｂＮを用いた。このような、側面に
のみ電極を形成することは、基板全面にＮｂＮを形成
後、これを異方性の強いリアクティブイオンエッチング
法によりエッチングすることにより達成される。機能的
には第２のゲート電極１２７は第１のゲート電極１２６
に接続されている点は、第１の実施例と同様であるので
同様に高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２内の横方向電
界を緩和し素子の信頼性が向上する効果がある。また、
本実施例の構造では第２のゲート電極１２７を加工する
ためのホトレジスト形成工程が不要である。なお、図１
５における画素部８０と回路部８３，８４とでは、半導
体層１００に要求される特性が異なる。例えば移動度は
回路部８３，８４に比べ画素部８０で低くてもよい。実
施例７に示した構成において、回路部８３，８４は高移
動度の成膜条件で、画素部８０は低移動度の成膜条件で
膜を作製し、基板面内の領域を限定し選択的に成膜条件
を変えて成膜を行うことも可能である。アルカリ金属等
の不純物はＴＦＴ特性に悪影響を及ぼすが、特に液晶表
示装置の製造においてはガラス基板が大きいため、基板
の洗浄不足等で基板表面に付着した不純物が素子部に拡
散混入し易い。酸化シリコン膜の密度が約２.３である
のに対し、窒化シリコン膜の密度は約３.０であり、こ
の緻密な窒化シリコン膜を下地層に用いれば、ガラス基
板からの不純物の拡散が防止できる。下地層の構成は、
窒化シリコン膜単層，酸化シリコン膜上層／窒化シリコ
ン膜下層，窒化シリコン膜上層／酸化シリコン膜下層，
窒化シリコン膜上層／酸化シリコン膜中間層／窒化シリ
コン膜下層とできる。図２０，図２１はそれぞれ窒化シ
リコン膜上層２００／酸化シリコン膜下層２０１，窒化
シリコン膜上層２０２／酸化シリコン膜中間層２０３／
窒化シリコン膜下層２０４の場合の素子断面である。上
述のように、これらの膜は高純度な膜で構成され、界面
も良好な多層構造を有する。
の方法で作製したＳｉ膜を用いて周辺駆動回路とＴＦＴ
アクティブマトリックスを同一基板上に集積した、表示
装置全体の等価回路である。画素部８０およびＴＦＴ８
１と、これを駆動する垂直走査回路８３，一走査線分の
ビデオ信号を複数のブロックに分割して時分割的に供給
するための水平走査回路８４，ビデオ信号Dataを供給す
るデータ信号線Ｖdr1,Ｖdg1,Ｖdb1,…、ビデオ信号を分
割ブロック毎に画素部へ供給するスイッチマトリックス
回路８５および、ゲート配線８６，ドレーン配線８７か
らなる。図１６および図１７に本実施例のＴＦＴアクテ
ィブマトリックス部の単位画素の平面図および断面図を
示す。図１６中Ａ−Ａ′で示した点線部での断面構造が
図１７に対応する。アクティブマトリックスはガラス基
板上に形成したゲート配線８６と、これに交差するよう
に形成されたドレーン電極８７と、これらの電極の交差
部付近に形成されたＴＦＴ８１と、前記ＴＦＴのソース
電極８８に保護絶縁膜８９に設けたコンタクトホール９
０と介して接続された画素電極９１とから構成される。
画素電極９１の他端は保護絶縁膜に設けたコンタクトホ
ール９０と介して容量電極９２に接続され、容量電極９
２は隣接するゲート電極８６との間で付加容量を形成し
ている。Ａ−Ａ′断面は下から、ガラス基板９８，バッ
ファ層９９，真性半導体層１００，低抵抗ｎ型半導体層
１０２，高抵抗ｎ型半導体層１０３，ゲート絶縁膜１０
４，スルーホール部１０５，ソース電極８８，ドレーン
配線８７，層間絶縁膜１０６，コンタクトホール９０，
第一のゲート電極１０７，第二のゲート電極１０８から
なる。図１８は、液晶表示装置の駆動回路に使用され
る、本発明の工程で形成したＳｉ膜を適用したＣＭＯＳ
型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の断面図である。図中左
側はＣＭＯＳ周辺駆動回路のｎ型ＴＦＴを、右側はＣＭ
ＯＳ駆動回路に用いられるｐ型ＴＦＴを示す。ＴＦＴは
ガラス基板１１０上に形成されたバッファ絶縁膜１１１
の上に形成されている。バッファ層１１１はＳｉＯ2 膜
であり、ガラス基板１１０からの不純物の拡散を防止す
る役割を持つ。バッファ層１１１上に真性多結晶Ｓｉ
（poly−Ｓｉ）膜１２０が形成され、その真性poly−Ｓ
ｉ膜１２０に一対の高抵抗のｎ型poly−Ｓｉ層１２１お
よび一対の高抵抗ｐ型poly−Ｓｉ層１２２が接してい
る。さらにこれら一対の高抵抗poly−Ｓｉ層121,１２２
のそれぞれに低抵抗のｎ型poly−Ｓｉ層１２３およびｐ
型poly−Ｓｉ層１２４が接している。これら一連のpoly
−Ｓｉ層の上にはＳｉＯ2 からなるゲート絶縁膜１２５
を介して、Ａｌからなる第１のゲート配線１２６が形成
されており、この第１のゲート配線を被覆するようにＮ
ｂからなる第２のゲート電極１２７が形成されている。
上記部材全部を被覆するようにＳｉＯ２ からなる層間
絶縁膜１２８が形成され、層間絶縁膜に設けたコンタク
トホールを介してドレイン電極およびソース電極１３０
が前記低抵抗poly−Ｓｉ層１２３に接続されている。素
子全体はＳｉ3Ｎ4からなる保護絶縁膜１３１によって被
覆されている。前記一対の高抵抗poly−Ｓｉ層１２１あ
るいは１２２は第１のゲート配線１２６のパターンに対
して自己整合的に形成されている。即ち、真性poly−Ｓ
ｉ層１２０と高抵抗poly−Ｓｉ層１２１あるいは１２２
の境界と第１のゲート電極１２６のパターン端の位置が
一致している。また、前記第２のゲート電極１２７の一
部と前記高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２の一部はゲ
ート絶縁膜を介して重畳されている。このように、ゲー
ト電極の一部と高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２１の一
部を重畳し高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２の抵抗を
ゲート電極により低下させることにより高抵抗poly−Ｓ
ｉ層１２１，１２２の横方向電界を緩和し素子の信頼性
が向上する。また、本実施例では第１のゲート電極１２
６に抵抗の低いＡｌを用いたので、配線抵抗に起因する
信号遅延を小さくでき表示装置の大面積化，高精細化を
達成できる。さらに、Ａｌを高融点金属であるＮｂで被
覆することにより、熱処理工程によるＡｌのヒロック成
長を抑制できるので上層配線との短絡不良を防止できる
効果がある。本実施例では、実施例１から９に示した方
法で形成した高純度なＳｉ膜，酸化Ｓｉ膜を用いた。Ｔ
ＦＴの基本的特性である電界効果移動度，フラットバン
ド電圧，しきい値電圧を求めた。電界効果移動度は真性
シリコンの結晶性を反映し大きい程よく、フラットバン
ド電圧は絶縁膜中の不純物による固定電荷量と関係し小
さい程よく、しきい値電圧はトランジスタの動作電圧を
示し低い程よい。電界効果移動度，フラットバンド電
圧，しきい値電圧は、それぞれ３３９cm2 ／Ｖｓ，１.
２Ｖ，０.８Ｖであり、高純度な膜により非常に良好な
デバイス特性が得られていることがわかる。図１９は、
液晶表示装置の駆動回路に使用される、本発明の工程で
形成したＳｉ膜を適用したＣＭＯＳ型薄膜トランジスタ
(ＴＦＴ)の別の例の断面図である。本実施例は前記第１
の実施例とほぼ同様な構成を有するが、第２のゲート電
極１２７が第１のゲート電極１２６の側面にのみ形成さ
れ、側面でコンタクトしている点が第１の実施例とは異
なる。また、本実施例では第１のゲート電極にＮｂを第
２のゲート電極にＮｂＮを用いた。このような、側面に
のみ電極を形成することは、基板全面にＮｂＮを形成
後、これを異方性の強いリアクティブイオンエッチング
法によりエッチングすることにより達成される。機能的
には第２のゲート電極１２７は第１のゲート電極１２６
に接続されている点は、第１の実施例と同様であるので
同様に高抵抗poly−Ｓｉ層１２１，１２２内の横方向電
界を緩和し素子の信頼性が向上する効果がある。また、
本実施例の構造では第２のゲート電極１２７を加工する
ためのホトレジスト形成工程が不要である。なお、図１
５における画素部８０と回路部８３，８４とでは、半導
体層１００に要求される特性が異なる。例えば移動度は
回路部８３，８４に比べ画素部８０で低くてもよい。実
施例７に示した構成において、回路部８３，８４は高移
動度の成膜条件で、画素部８０は低移動度の成膜条件で
膜を作製し、基板面内の領域を限定し選択的に成膜条件
を変えて成膜を行うことも可能である。アルカリ金属等
の不純物はＴＦＴ特性に悪影響を及ぼすが、特に液晶表
示装置の製造においてはガラス基板が大きいため、基板
の洗浄不足等で基板表面に付着した不純物が素子部に拡
散混入し易い。酸化シリコン膜の密度が約２.３である
のに対し、窒化シリコン膜の密度は約３.０であり、こ
の緻密な窒化シリコン膜を下地層に用いれば、ガラス基
板からの不純物の拡散が防止できる。下地層の構成は、
窒化シリコン膜単層，酸化シリコン膜上層／窒化シリコ
ン膜下層，窒化シリコン膜上層／酸化シリコン膜下層，
窒化シリコン膜上層／酸化シリコン膜中間層／窒化シリ
コン膜下層とできる。図２０，図２１はそれぞれ窒化シ
リコン膜上層２００／酸化シリコン膜下層２０１，窒化
シリコン膜上層２０２／酸化シリコン膜中間層２０３／
窒化シリコン膜下層２０４の場合の素子断面である。上
述のように、これらの膜は高純度な膜で構成され、界面
も良好な多層構造を有する。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、高純度・高性能Ｓｉ膜
が得ることができる。また液晶表示装置の高精細化，高
画質化が達成できる。
が得ることができる。また液晶表示装置の高精細化，高
画質化が達成できる。
【図１】プラズマ生成部，イオン輸送部，イオン中性化
部からなる膜形成装置の縦断面図。
部からなる膜形成装置の縦断面図。
【図２】誘導結合プラズマ生成法及び固体原料を用いた
場合の装置縦断面図。
場合の装置縦断面図。
【図３】ヘリコン波プラズマ生成法を用いた場合の装置
縦断面図。
縦断面図。
【図４】マイクロ波電子サイクロトロン共鳴プラズマ生
成法を用いた場合の装置縦断面図。
成法を用いた場合の装置縦断面図。
【図５】熱陰極電子放出プラズマ生成法を用いた場合の
装置縦断面図。
装置縦断面図。
【図６】電子ビーム照射でイオンを中性化する方法を用
いた場合の装置縦断面図。
いた場合の装置縦断面図。
【図７】イオンビーム引出し法によりイオンを輸送する
場合の装置縦断面図。
場合の装置縦断面図。
【図８】磁界偏向により質量分離を行う場合の装置縦断
面図。
面図。
【図９】磁界単収束により質量分離を行う場合の装置縦
断面図。
断面図。
【図１０】レーザー照射工程を付加した場合の装置縦断
面図。
面図。
【図１１】基板移動により膜形成する場合の装置縦断面
図。
図。
【図１２】イオン流の移動により膜形成する場合の装置
縦断面図。
縦断面図。
【図１３】膜形成システムの装置横断面図。
【図１４】膜形成システムの装置横断面図。
【図１５】液晶表示装置の全体構成図。
【図１６】液晶表示装置の画素の平面図。
【図１７】液晶表示装置の画素の断面図。
【図１８】液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ
の断面模式図。
の断面模式図。
【図１９】液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ
の断面模式図。
の断面模式図。
【図２０】液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ
の断面模式図。
の断面模式図。
【図２１】液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ
の断面模式図。
の断面模式図。
【符号の説明】 １０…プラズマ室、１１…アンテナ、１２…試料容器、
１３…ヘリコン波アンテナ、１４…電磁石、１５…マグ
ネトロン型のマイクロ波源、１６…導波管、１７，３
０，６２…フィラメント、１８，６３…永久磁石、２０
…輸送室、２１…同軸型電磁石、２２，２３，６４，６
５…引出電極、２４…同軸型電磁石、２５…偏向電磁
石、２６…重い元素の軌道、２７…Ｓｉイオンの軌道、
２８…軽い元素の軌道、２９…質量分離磁石、４０…膜
作製室、４１…ヒータ付基板支持台、４２，１５７…基
板、４３…ガス及びプラズマ導入孔、４４…減速電極、
５１…プラズマ、５２…Ｓｉイオン流、５３…熱電子、
６０，７２…真空容器、６６…電子ビーム、７１…レー
ザー源、７３，１５９，１７６…レーザー、７４…左端
基板位置、７５…右端基板位置、８０…画素部、８１…
ＴＦＴ、８３…垂直走査回路、８４…水平走査回路、８
５…スイッチマトリックス回路、８６…ゲート配線、８
７…ドレーン配線、８８…ソース電極、８９，１３１…
保護絶縁膜、９０…コンタクトホール、９１…画素電
極、９２…容量電極、９８…ガラス基板、９９…バッフ
ァ層、１００…真性半導体層、１０２…低抵抗ｎ型半導
体層、１０３…高抵抗ｎ型半導体層、１０４，１２５…
ゲート絶縁膜、１０５…スルーホール部、１０６，１２
８…層間絶縁膜、１０７…第一のゲート電極、１０８…
第二のゲート電極、１１０…ガラス基板、１１１…バッ
ファ絶縁膜、１２０…真性多結晶Ｓｉ（poly−Ｓｉ）
膜、１２１…高抵抗ｎ型poly−Ｓｉ層、１２２…高抵抗
ｐ型poly−Ｓｉ層、１２３…低抵抗ｎ型poly−Ｓｉ層、
１２４…低抵抗ｐ型poly−Ｓｉ層、１２６…第１のゲー
ト配線、１２７…第２のゲート電極、１３０…ドレイン
電極およびソース電極、１５０…イオン照射部、１５１
…プラズマ源、１５２…ＲＦアンテナ、１５３…プラズ
マ、１５４，１７４…左質量分離室、１５５，１７５…
左イオン流、１５６，１９２…左膜形成室、１５８，１
８４…右質量分離室、１６０，１８５…右イオン流、１
６１，１９３…右膜形成室、１６２…基板ロードロック
室、１６３…基板搬送室、１６５，１７０…エキシマレ
ーザー源、１７１，１８１…右プラズマ源、１７２，１
８２…右ＲＦアンテナ、１７３…左プラズマ、１７７…
左基板、１８３…右プラズマ、１８７…右基板、１９０
…第三プラズマ源、１９１…第三ＲＦアンテナ、２０
０，２０２…窒化シリコン膜上層、２０１…酸化シリコ
ン膜下層、２０３…酸化シリコン膜中間層、２０４…窒
化シリコン膜下層。
１３…ヘリコン波アンテナ、１４…電磁石、１５…マグ
ネトロン型のマイクロ波源、１６…導波管、１７，３
０，６２…フィラメント、１８，６３…永久磁石、２０
…輸送室、２１…同軸型電磁石、２２，２３，６４，６
５…引出電極、２４…同軸型電磁石、２５…偏向電磁
石、２６…重い元素の軌道、２７…Ｓｉイオンの軌道、
２８…軽い元素の軌道、２９…質量分離磁石、４０…膜
作製室、４１…ヒータ付基板支持台、４２，１５７…基
板、４３…ガス及びプラズマ導入孔、４４…減速電極、
５１…プラズマ、５２…Ｓｉイオン流、５３…熱電子、
６０，７２…真空容器、６６…電子ビーム、７１…レー
ザー源、７３，１５９，１７６…レーザー、７４…左端
基板位置、７５…右端基板位置、８０…画素部、８１…
ＴＦＴ、８３…垂直走査回路、８４…水平走査回路、８
５…スイッチマトリックス回路、８６…ゲート配線、８
７…ドレーン配線、８８…ソース電極、８９，１３１…
保護絶縁膜、９０…コンタクトホール、９１…画素電
極、９２…容量電極、９８…ガラス基板、９９…バッフ
ァ層、１００…真性半導体層、１０２…低抵抗ｎ型半導
体層、１０３…高抵抗ｎ型半導体層、１０４，１２５…
ゲート絶縁膜、１０５…スルーホール部、１０６，１２
８…層間絶縁膜、１０７…第一のゲート電極、１０８…
第二のゲート電極、１１０…ガラス基板、１１１…バッ
ファ絶縁膜、１２０…真性多結晶Ｓｉ（poly−Ｓｉ）
膜、１２１…高抵抗ｎ型poly−Ｓｉ層、１２２…高抵抗
ｐ型poly−Ｓｉ層、１２３…低抵抗ｎ型poly−Ｓｉ層、
１２４…低抵抗ｐ型poly−Ｓｉ層、１２６…第１のゲー
ト配線、１２７…第２のゲート電極、１３０…ドレイン
電極およびソース電極、１５０…イオン照射部、１５１
…プラズマ源、１５２…ＲＦアンテナ、１５３…プラズ
マ、１５４，１７４…左質量分離室、１５５，１７５…
左イオン流、１５６，１９２…左膜形成室、１５８，１
８４…右質量分離室、１６０，１８５…右イオン流、１
６１，１９３…右膜形成室、１６２…基板ロードロック
室、１６３…基板搬送室、１６５，１７０…エキシマレ
ーザー源、１７１，１８１…右プラズマ源、１７２，１
８２…右ＲＦアンテナ、１７３…左プラズマ、１７７…
左基板、１８３…右プラズマ、１８７…右基板、１９０
…第三プラズマ源、１９１…第三ＲＦアンテナ、２０
０，２０２…窒化シリコン膜上層、２０１…酸化シリコ
ン膜下層、２０３…酸化シリコン膜中間層、２０４…窒
化シリコン膜下層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 玄士朗 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H092 JA24 KA04 KA10 MA05 MA08 MA27 MA29 MA30 NA01 NA25 PA01 5F045 AA08 AA10 AB02 AB03 AB04 AB32 AC01 AC02 AC03 AC04 AC05 AC11 AD04 AD06 AD08 AF07 CA15 DP09 DQ08 DQ15 EB08 EC05 EH02 EH11 EH16 EH17 EH18 EM10 HA18 HA19 HA24 5F110 AA01 BB01 BB04 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 EE01 EE03 EE04 EE14 EE32 FF02 GG02 GG03 GG13 GG33 GG34 GG35 HM15 HM18 NN03 NN23 NN24 PP03 PP04 QQ09
Claims (19)
- 【請求項１】ガス，液体，固体の少なくとも１つのプラ
ズマの密度が１０10cm-3以上であるプラズマ源より膜の
構成イオンを含むプラズマを生成する工程と、膜の構成
イオンを基板まで輸送する工程と、膜の構成イオンを中
性化する工程とを有する膜の形成方法。 - 【請求項２】前記プラズマ源は、少なくとも、Ｓｉ
Ｆ4，ＳｉＣｌ4，ＳｉＨ4，ＭｇＣｌ3，ＭｇＢｒ3，Ａ
ｌＣｌ3，ＰＣｌ3 ，ＰＢｒ3 ，ＰＨ3 ，ＴｉＣｌ4，Ｃ
ｒＣｌ3，ＣｕＣｌ2 ，ＣＣｌ4 ，Ｃｕ2Ｃｌ2 ，ＧｅＣ
ｌ4 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｓＨ3 ， ＺｒＦ3 ，ＡｇＣｌ，
ＡｇＢｒ，ＩｎＣｌ3，ＩｎＢｒ3，ＳｎＣｌ4，ＮｄＣ
ｌ3，ＬａＣｌ3 ，ＣｅＣｌ3 ，ＰｒＣｌ3 ，ＳｍＣｌ
3 ，ＳｍＣｌ2 ，ＥｕＣｌ3,ＥｕＣｌ2 ，ＧｄＣｌ3 ，
ＴｂＣｌ3 ，ＤｙＣｌ3 ，ＨｏＣｌ3 ，ＥｒＣｌ3 ，Ｔ
ｍＣｌ3 ，ＹｂＣｌ3 ，ＬｕＣｌ3 ，ＰＯ3 ，ＣＯ2 ，
Ｂ2Ｈ6，ＧｅＨ4 ，Ｐ2Ｏ5，Ｂ2Ｏ5，ＧｅＯ2 ，ＳｉＯ
2 ＳｉＩ4 ，ＡｓＯ3 ，Ｓｉ3Ｎ4，ＣＨ4 ，Ｓｉ(ＯＣ
Ｈ3)3 ，Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4 ，Ｓｉ(ＯＣ3Ｈ7)4 ，Ｓｉ
(ＯＣ4Ｈ9)4 ，Ｓｉ2Ｈ6，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＢｒ4 ，Ｓｉ
Ｃ，ＳｉＦ(ＯＣ2Ｈ5)3，ＳｉＨ2Ｆ2，ＳｉＨ2Ｃｌ2 ，
ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＩ4 ，Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ｎ2Ｏ，Ｈｅ，
Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，ＢＮ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，
Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，
Ｒｕ，Ｒｄ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，
Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｐｏ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐ
ｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕの何れかを有する請求項１の膜の形成方
法。 - 【請求項３】基板に輸送する膜の構成イオンのエネルギ
ーを制御する工程を有する請求項１又は２の膜の形成方
法。 - 【請求項４】前記膜の構成イオンを基板まで輸送する工
程は、膜の構成イオンを選択的に基板まで輸送する工程
である請求項３の膜の形成方法。 - 【請求項５】基板上に堆積した膜にレーザーを照射する
工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載の膜の形成
方法。 - 【請求項６】基板を可動させる工程を含む膜の形成方法
を有する請求項１〜５のいずれかに記載の膜の形成方
法。 - 【請求項７】前記プラズマを生成する工程が、誘導結合
法によるプラズマの生成工程または、マイクロ波電子サ
イクロトロン共鳴法によるプラズマの生成工程または、
ヘリコン波法によるプラズマの生成工程または、熱陰極
電子放出法によるプラズマの生成工程の何れかの工程で
ある請求項１又は２の膜の形成方法。 - 【請求項８】前記膜の構成イオンを基板まで輸送する工
程が、同軸磁界による輸送法を用いた工程または、電界
を用いたビーム引出し法を用いた輸送工程の何れかの工
程である請求項１又は２の膜の形成方法。 - 【請求項９】前記膜の構成イオンを中性化する工程が、
電子ビーム照射による工程または、熱陰極電子放出法に
よる工程の何れかの工程である請求項１又は２の膜の形
成方法。 - 【請求項１０】前記膜の構成イオンのエネルギーを制御
する工程が、同軸磁界による輸送法を用いた工程また
は、電界を用いたビーム引出し法を用いた輸送工程の何
れかの工程である請求項１又は２の膜の形成方法。 - 【請求項１１】前記膜の構成イオンを選択的に基板まで
輸送する工程が、偏向磁界による質量分離の工程また
は、磁界単収束による質量分離の工程または、電界単収
束による質量分離の工程または、二重収束による質量分
離の工程の何れかの工程である請求項４の膜の形成方
法。 - 【請求項１２】前記基板上に堆積した膜にレーザーを照
射する工程が、エキシマレーザーを照射する工程である
請求項５の膜の形成方法。 - 【請求項１３】膜の形成後に酸素ガスまたは酸素プラズ
マまたは窒素ガスまたは窒素プラズマ雰囲気中で処理す
る工程を有する請求項１〜１２のいずれかに記載の膜の
形成方法。 - 【請求項１４】基板上に２種以上の元素からなる膜を形
成する方法であって、膜の構成イオンを含む２種以上の
プラズマを生成する工程と、２種以上の膜の構成イオン
を同時にまたは非同時に基板まで輸送する工程と、膜の
構成イオンを中性化する工程とを含む膜の形成方法。 - 【請求項１５】前記膜の構成イオンを基板まで輸送する
工程において、構成イオンの流れの、流れの方向と垂直
な断面形状が線状または面状である構成イオンの流れを
用いた工程である請求項４の膜の形成方法。 - 【請求項１６】前記膜の構成イオンを基板まで輸送する
工程が、構成イオンの流れを電磁石の電流制御により磁
場強度を変化させ構成イオンの流れの経路を掃引する工
程である請求項４の膜の形成方法。 - 【請求項１７】前記膜の構成イオンを基板まで輸送する
工程における構成イオンの流れの輸送経路長が、前記構
成イオンの流れの方向と垂直方向の断面の最大差し渡し
長より長い膜を形成する請求項４の膜の形成方法。 - 【請求項１８】絶縁性の基板上に形成された半導体層
と、前記半導体層上に形成されてるゲート絶縁膜とを有
する半導体装置において、少なくとも前記半導体層およ
び前記ゲート絶縁膜の何れか一方が請求項１から１７の
膜形成法で形成されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項１９】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
この基板に挟持された液晶層と、前記一対の基板の一方
の基板にはマトリクス状に配置されたＳｉ膜及びゲート
絶縁膜を有する複数の半導体素子をからなる液晶表示装
置であって、少なくとも前記Ｓｉ膜および前記ゲート絶
縁膜の何れか一方が、請求項１から１７に記載の工程で
形成されたＳｉ膜またはゲート絶縁膜であることを特徴
とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201299A JP2001028342A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 薄膜形成方法および液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201299A JP2001028342A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 薄膜形成方法および液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001028342A true JP2001028342A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16438699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11201299A Pending JP2001028342A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 薄膜形成方法および液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001028342A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109819570A (zh) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 日新离子机器株式会社 | 平面面板显示器制造装置 |
| CN110612366A (zh) * | 2017-05-19 | 2019-12-24 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN110612365A (zh) * | 2017-05-19 | 2019-12-24 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN110621810A (zh) * | 2017-05-19 | 2019-12-27 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| WO2022091860A1 (ja) * | 2020-11-02 | 2022-05-05 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1999
- 1999-07-15 JP JP11201299A patent/JP2001028342A/ja active Pending
Cited By (8)
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| CN110612365A (zh) * | 2017-05-19 | 2019-12-24 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN110621810A (zh) * | 2017-05-19 | 2019-12-27 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN110612365B (zh) * | 2017-05-19 | 2022-04-05 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN110612366B (zh) * | 2017-05-19 | 2022-04-05 | 昭和电工株式会社 | 电化学制造锗烷的方法 |
| CN109819570A (zh) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 日新离子机器株式会社 | 平面面板显示器制造装置 |
| CN109819570B (zh) * | 2017-11-22 | 2022-06-03 | 日新离子机器株式会社 | 平面面板显示器制造装置 |
| WO2022091860A1 (ja) * | 2020-11-02 | 2022-05-05 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
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