JP2004335715A - シリコン酸化層の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリシリコン薄膜トランジスタの製造におけるシリコン酸化物の形成方法を提供する。
【解決手段】アモルファスシリコン層が供給された基板上に形成された後、酸素含有プラズマを用いた表面処理を基板上に施すことによって、アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる。
【選択図】 図１
【解決手段】アモルファスシリコン層が供給された基板上に形成された後、酸素含有プラズマを用いた表面処理を基板上に施すことによって、アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン酸化層の形成方法に関する。より詳しくは、本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタにおけるシリコン酸化物の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械産業、電気産業、および半導体産業においては、通常、構成部材上に、所定の特性を有する物質層が形成される。かような層は、通常、原子または分子レベルで蒸着され、熱平衡によっては得がたい構造を有する。
【０００３】
一般的な膜蒸着プロセスは、化学反応メカニズムが寄与する物理蒸着（ＰＶＤ）または化学蒸着（ＣＶＤ）を用いて行なわれうる。蒸着層は、単結晶構造を有することもあり、多結晶構造を有することもあり、アモルファス構造を有することもある。構造は蒸着の条件によって左右される。蒸着層の特性は、様々な分野において有用である。例えば、バッファー層や前駆体層（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｌａｙｅｒ）が、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造において、よく用いられる。前駆体層は、基板上にアモルファスシリコン層を形成し、エキシマーレーザーアニーリング（ＥＬＡ）を用いて、アモルファスシリコン層の温度を融点にまで上昇させることによって、形成される。アモルファスシリコン層がエキシマーレーザーの波長のエネルギーを受けると、アモルファスシリコン層は融解し始め、そして、多結晶構造になる（例えば、特許文献１参照）。エキシマーレーザーアニーリングの前には、通常は、アモルファスシリコン層の上にシリコン酸化物層の形成が必要である。このため、例えば、上部にアモルファスシリコン層が形成された基板を洗浄機に搬送し、オゾン水溶液中ですすぐことによって、アモルファス層の上部にシリコン酸化物を形成しなければならない。
【０００４】
プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ：ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、低温条件下において、高い蒸着速度および優れたステップカバレージを実現させるといった利点を有する。現在用いられている低温ポリシリコンの製造プロセスにおいては、スペーサ層（ｓｐａｃｅｒ ｌａｙｅｒ）およびアモルファス層を蒸着するために、基板上にＰＥＣＶＤが施される。アモルファスシリコン層が形成された後、基板は酸化させられる。しかし、コンタミネーションが発生しやすく、製造時間も長くなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３２４８０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が目的とするところは、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造におけるシリコン酸化物の形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを準備する段階、前記ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階、プラズマ化学蒸着によって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階、および、前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階からなる、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造に用いられるシリコン酸化物の形成方法である。
【０００８】
アモルファスシリコン層が供給された基板上に形成された後、酸素含有プラズマを用いた表面処理を基板上に施すことによって、アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる。
【０００９】
シリコン酸化物の形成は、ＰＥＣＶＤによる薄膜蒸着と整合させられ、基板は他のプロセスを施すために搬送される。本発明の方法においては、ＰＥＣＶＤによって、基板上にアモルファスシリコンを蒸着させた後、酸素元素含有ガスを用いたプラズマ表面処理がアモルファスシリコン層に施され、アモルファスシリコン層の一部が表面酸化層に変化する。処理された基板には、さらなる形成プロセスが施される。例えば、トランジスタのゲート、ソースおよびドレインが形成される。本発明のポリシリコン酸化物の製造方法は、より経済的であり、消費時間も短い。また、プラズマを用いてアモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる手法を用いれば、基板を加熱しなくてもよい。このため、基板の材料特性が、劣化しにくい。
【００１０】
本発明は、以下の詳細な記載から、より明確になるであろう。以下に具体的に記載される発明は、本発明の好ましい実施形態であるが、これらは、図面を用いて提示されたに過ぎない。本発明の思想および範囲内で本発明の記載から様々な改変や変更をすることは、当業者にとって容易であることを理解すべきである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に説明することによって、本発明はより明確に理解されるであろう。ただし、図面は、説明のために用いられたものであり、本発明を限定するものではない。
【００１２】
本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造におけるシリコン酸化膜の形成方法を提供する。図１は、本発明の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。本発明の方法は、ＰＥＣＶＤシステムを準備する段階（ステップ１１０）、前記ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階（ステップ１２０）、ＰＥＣＶＤによって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階（ステップ１３０）、および、前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階（ステップ１４０）からなる。複数の他のプロセス段階が、その後に、加えられても良い。例えば、トランジスタのゲート、ソースおよびドレイン領域が形成される。最終的に、残存しているアモルファスシリコン層は、エキシマーレーザーアニーリングが施され、それにより融解および再結晶して、ポリシリコン層を形成する。
【００１３】
絶縁基板は、ガラス基板およびバッファ層を有していてもよい。アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させるための酸素含有プラズマ処理において、酸素元素含有ガスは励起されて、アモルファスシリコン層を表面処理するためのプラズマを形成する。酸素元素含有ガスとしては、例えば、Ｎ２ＯやＯ２が挙げられる。本発明の方法が、高周波（ＲＦ）プラズマ化学蒸着（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）システムで実施される場合には、プラズマの出力は、１５００Ｗ程度が好ましい。また、プラズマ処理時間は、約１５秒である。これは、通常、約６０秒を要していた従来技術の処理時間と比べて、非常に早い。したがって、製造時間および製造コストが、大きく低減される。
【００１４】
本発明で用いられるＰＥＣＶＤとしては、高周波プラズマ化学蒸着（ＲＦ−ＣＶＤ）、電子サイクロトロン共鳴化学蒸着（ＥＣＲ−ＣＶＤ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、リモートプラズマ化学蒸着（ＲＰＣＶＤ：ｒｅｍｏｔｅ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、磁気プラズマ化学蒸着（ＭＰＣＶＤ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が挙げられる。
【００１５】
本発明について説明したが、勿論、上記方法が、様々な形態に改良されてもよい。そのような改良形態は、本発明の思想および範囲から外れるものではない。また、当業者にとって自明であるそのような改良形態は、本発明の技術的範囲に包含されるものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のポリシリコン酸化物の製造方法は、より経済的であり、消費時間も短い。また、プラズマを用いてアモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる手法を用いれば、基板を加熱しなくてもよい。このため、基板の材料特性が劣化しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１０…ＰＥＣＶＤシステムを準備する段階、１２０…ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階、１３０…ＰＥＣＶＤによって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階、１４０…基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階。
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン酸化層の形成方法に関する。より詳しくは、本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタにおけるシリコン酸化物の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械産業、電気産業、および半導体産業においては、通常、構成部材上に、所定の特性を有する物質層が形成される。かような層は、通常、原子または分子レベルで蒸着され、熱平衡によっては得がたい構造を有する。
【０００３】
一般的な膜蒸着プロセスは、化学反応メカニズムが寄与する物理蒸着（ＰＶＤ）または化学蒸着（ＣＶＤ）を用いて行なわれうる。蒸着層は、単結晶構造を有することもあり、多結晶構造を有することもあり、アモルファス構造を有することもある。構造は蒸着の条件によって左右される。蒸着層の特性は、様々な分野において有用である。例えば、バッファー層や前駆体層（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｌａｙｅｒ）が、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造において、よく用いられる。前駆体層は、基板上にアモルファスシリコン層を形成し、エキシマーレーザーアニーリング（ＥＬＡ）を用いて、アモルファスシリコン層の温度を融点にまで上昇させることによって、形成される。アモルファスシリコン層がエキシマーレーザーの波長のエネルギーを受けると、アモルファスシリコン層は融解し始め、そして、多結晶構造になる（例えば、特許文献１参照）。エキシマーレーザーアニーリングの前には、通常は、アモルファスシリコン層の上にシリコン酸化物層の形成が必要である。このため、例えば、上部にアモルファスシリコン層が形成された基板を洗浄機に搬送し、オゾン水溶液中ですすぐことによって、アモルファス層の上部にシリコン酸化物を形成しなければならない。
【０００４】
プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ：ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、低温条件下において、高い蒸着速度および優れたステップカバレージを実現させるといった利点を有する。現在用いられている低温ポリシリコンの製造プロセスにおいては、スペーサ層（ｓｐａｃｅｒ ｌａｙｅｒ）およびアモルファス層を蒸着するために、基板上にＰＥＣＶＤが施される。アモルファスシリコン層が形成された後、基板は酸化させられる。しかし、コンタミネーションが発生しやすく、製造時間も長くなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３２４８０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が目的とするところは、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造におけるシリコン酸化物の形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを準備する段階、前記ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階、プラズマ化学蒸着によって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階、および、前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階からなる、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造に用いられるシリコン酸化物の形成方法である。
【０００８】
アモルファスシリコン層が供給された基板上に形成された後、酸素含有プラズマを用いた表面処理を基板上に施すことによって、アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる。
【０００９】
シリコン酸化物の形成は、ＰＥＣＶＤによる薄膜蒸着と整合させられ、基板は他のプロセスを施すために搬送される。本発明の方法においては、ＰＥＣＶＤによって、基板上にアモルファスシリコンを蒸着させた後、酸素元素含有ガスを用いたプラズマ表面処理がアモルファスシリコン層に施され、アモルファスシリコン層の一部が表面酸化層に変化する。処理された基板には、さらなる形成プロセスが施される。例えば、トランジスタのゲート、ソースおよびドレインが形成される。本発明のポリシリコン酸化物の製造方法は、より経済的であり、消費時間も短い。また、プラズマを用いてアモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる手法を用いれば、基板を加熱しなくてもよい。このため、基板の材料特性が、劣化しにくい。
【００１０】
本発明は、以下の詳細な記載から、より明確になるであろう。以下に具体的に記載される発明は、本発明の好ましい実施形態であるが、これらは、図面を用いて提示されたに過ぎない。本発明の思想および範囲内で本発明の記載から様々な改変や変更をすることは、当業者にとって容易であることを理解すべきである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に説明することによって、本発明はより明確に理解されるであろう。ただし、図面は、説明のために用いられたものであり、本発明を限定するものではない。
【００１２】
本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造におけるシリコン酸化膜の形成方法を提供する。図１は、本発明の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。本発明の方法は、ＰＥＣＶＤシステムを準備する段階（ステップ１１０）、前記ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階（ステップ１２０）、ＰＥＣＶＤによって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階（ステップ１３０）、および、前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階（ステップ１４０）からなる。複数の他のプロセス段階が、その後に、加えられても良い。例えば、トランジスタのゲート、ソースおよびドレイン領域が形成される。最終的に、残存しているアモルファスシリコン層は、エキシマーレーザーアニーリングが施され、それにより融解および再結晶して、ポリシリコン層を形成する。
【００１３】
絶縁基板は、ガラス基板およびバッファ層を有していてもよい。アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させるための酸素含有プラズマ処理において、酸素元素含有ガスは励起されて、アモルファスシリコン層を表面処理するためのプラズマを形成する。酸素元素含有ガスとしては、例えば、Ｎ２ＯやＯ２が挙げられる。本発明の方法が、高周波（ＲＦ）プラズマ化学蒸着（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）システムで実施される場合には、プラズマの出力は、１５００Ｗ程度が好ましい。また、プラズマ処理時間は、約１５秒である。これは、通常、約６０秒を要していた従来技術の処理時間と比べて、非常に早い。したがって、製造時間および製造コストが、大きく低減される。
【００１４】
本発明で用いられるＰＥＣＶＤとしては、高周波プラズマ化学蒸着（ＲＦ−ＣＶＤ）、電子サイクロトロン共鳴化学蒸着（ＥＣＲ−ＣＶＤ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、リモートプラズマ化学蒸着（ＲＰＣＶＤ：ｒｅｍｏｔｅ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、磁気プラズマ化学蒸着（ＭＰＣＶＤ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が挙げられる。
【００１５】
本発明について説明したが、勿論、上記方法が、様々な形態に改良されてもよい。そのような改良形態は、本発明の思想および範囲から外れるものではない。また、当業者にとって自明であるそのような改良形態は、本発明の技術的範囲に包含されるものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のポリシリコン酸化物の製造方法は、より経済的であり、消費時間も短い。また、プラズマを用いてアモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる手法を用いれば、基板を加熱しなくてもよい。このため、基板の材料特性が劣化しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１０…ＰＥＣＶＤシステムを準備する段階、１２０…ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階、１３０…ＰＥＣＶＤによって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階、１４０…基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階。
Claims (8)
- プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを準備する段階、
前記ＰＥＣＶＤシステム内に、絶縁基板を載置する段階、
プラズマ化学蒸着によって、前記絶縁基板上にアモルファスシリコン層を形成する段階、および、
前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階からなる、ポリシリコン薄膜トランジスタの製造に用いられるシリコン酸化物の形成方法。 - 前記絶縁基板は、ガラスおよびバッファ層を有する、請求項１に記載の形成方法。
- 前記基板上に酸素元素含有ガスを用いた表面処理を施して、前記アモルファスシリコン層の一部を表面酸化層に変化させる段階において、前記酸素元素含有ガスは、前記アモルファスシリコン層を表面処理するためのプラズマを形成するよう励起される、請求項１に記載の形成方法。
- 前記酸素元素含有ガスは、Ｎ２ＯまたはＯ２を含む、請求項１に記載の形成方法。
- 前記プラズマ化学蒸着システムは、高周波（ＲＦ）プラズマ化学蒸着システムである、請求項１に記載の形成方法。
- 前記プラズマ化学蒸着システムは、電子サイクロトロン共鳴化学蒸着（ＥＣＲ−ＣＶＤ）システムである、請求項１に記載の形成方法。
- 前記プラズマ化学蒸着システムは、リモートプラズマ化学蒸着（ＲＰＣＶＤ）システムである、請求項１に記載の形成方法。
- 前記プラズマ化学蒸着システムは、磁気プラズマ化学蒸着（ＭＰＣＶＤ）システムである、請求項１に記載の形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003129185A JP2004335715A (ja) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | シリコン酸化層の形成方法 |
| US10/448,877 US6926932B2 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-30 | Method for forming silicon oxide layer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003129185A JP2004335715A (ja) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | シリコン酸化層の形成方法 |
| US10/448,877 US6926932B2 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-30 | Method for forming silicon oxide layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004335715A true JP2004335715A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=34106282
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003129185A Pending JP2004335715A (ja) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | シリコン酸化層の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6926932B2 (ja) |
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| US20080216302A1 (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | Novellus Systems, Inc. | Methods utilizing organosilicon compounds for manufacturing pre-seasoned components and plasma reaction apparatuses having pre-seasoned components |
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| US10941490B2 (en) | 2014-10-07 | 2021-03-09 | Asm Ip Holding B.V. | Multiple temperature range susceptor, assembly, reactor and system including the susceptor, and methods of using the same |
| CN104576318B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-09-05 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种非晶硅表面氧化层形成方法 |
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