JP2005228793A - Method for forming gate electrode made of doped silicon film, and method for manufacturing device - Google Patents

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JP2005228793A JP2004033419A JP2004033419A JP2005228793A JP 2005228793 A JP2005228793 A JP 2005228793A JP 2004033419 A JP2004033419 A JP 2004033419A JP 2004033419 A JP2004033419 A JP 2004033419A JP 2005228793 A JP2005228793 A JP 2005228793A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a formation method of a gate electrode that does not require a large-scale device, is superior in the utilization ratio of raw materials and handling, and can reduce wastes, and to provide a manufacturing method of a device. <P>SOLUTION: In the method for forming the gate electrode containing the doped silicon film, a process for forming the doped silicon film provides a method for forming the gate electrode, including a process for coating the upper portion of the substrate with at least a liquid silicon material. In the method for manufacturing the device, the formation method of the gate electrode is used. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、集積回路、薄膜トランジスタ、光電変換装置、又は電気機器等の、デバイス全般に係わる技術に関し、詳細には、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることのできる、ドープシリコン膜からなるゲート電極の作製方法に関するものである。   The present invention relates to a technology related to devices in general, such as an integrated circuit, a thin film transistor, a photoelectric conversion device, or an electric device, and in particular, does not require a large-scale device, is excellent in use efficiency and handling of raw materials, The present invention relates to a method for manufacturing a gate electrode made of a doped silicon film, which can be reduced.

従来から、集積回路や薄膜トランジスタ等のゲート電極として、ドープポリシリコンが用いられている。このポリシリコンゲート電極は、真空プロセスにより基板全面にポリシリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィーにより不要部分を除去するといったプロセスで行われるのが一般的である(特開2000−31116号公報:特許文献1、特開2000−236091号公報:特許文献2、特開平8−213481号公報:特許文献3、及び特開平7−94718号公報:特許文献4等)。   Conventionally, doped polysilicon has been used as a gate electrode for integrated circuits, thin film transistors, and the like. The polysilicon gate electrode is generally formed by a process of forming a polysilicon film on the entire surface of the substrate by a vacuum process and then removing unnecessary portions by photolithography (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-31116: Patent). Document 1, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-236091: Patent Document 2, Japanese Patent Laid-Open No. 8-213181: Patent Document 3, and Japanese Patent Laid-Open No. 7-94718: Patent Document 4).

しかしながら、この様な方法は、(1)大掛かりな装置が必要である、(2)原料の使用効率が悪い、(3)原料が気体であるため扱いにくい、(4)大量の廃棄物が発生する等といった問題がある。
特開2000−31116号公報 特開2000−236091号公報 特開平8−213481号公報 特開平7−94718号公報
However, such a method requires (1) a large-scale apparatus, (2) poor use efficiency of the raw material, (3) difficult to handle because the raw material is a gas, and (4) a large amount of waste is generated. There are problems such as.
JP 2000-31116 A JP 2000-236091 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-213481 JP-A-7-94718

本発明が解決しようとする問題点は、前述した従来技術の問題である。
従って、本発明の目的は、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることのできる、ゲート電極の形成方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることのできる、デバイスの製造方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is the problem of the prior art described above.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a gate electrode that does not require a large-scale apparatus, is excellent in the efficiency and handling of raw materials, and can reduce waste.
Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method that does not require a large-scale apparatus, is excellent in the use efficiency and handling of raw materials, and can reduce waste.

本発明者は、鋭意研究した結果、液体状のシリコン形成材料を用いたドープポリシリコン膜を用いて、真空プロセスやフォトリソグラフィーを用いずにゲート電極を直接形成する方法が、前記目的を達成し得ることの知見を得た。   As a result of diligent research, the present inventors have achieved a method in which a gate electrode is directly formed by using a doped polysilicon film using a liquid silicon forming material without using a vacuum process or photolithography. Obtained knowledge of obtaining.

本発明は、前記知見に基づきなされたもので、下記1.の発明を提供するものである。
1.ドープシリコン膜を含むゲート電極の形成方法であって、
前記ドープシリコン膜を形成する工程は、少なくとも液体シリコン材料を基板上方に塗布する工程を含む、ゲート電極の形成方法。
The present invention has been made on the basis of the above findings. This invention is provided.
1. A method of forming a gate electrode including a doped silicon film,
The step of forming the doped silicon film includes a step of applying at least a liquid silicon material over the substrate.

本発明の好適態様においては、次のように形成するドープシリコン膜からなるゲート電極の形成方法を提供する。
(1)シリコン膜をドープするためのドーパントを含む液体シリコン材料を用いる。
(2)液体シリコン材料を用いて形成したシリコン膜に、イオン打ち込みをする。
(3)シリコン膜をドープするためのドーパントを含む液体シリコン材料を用い、更にイオン打ち込みをする。
In a preferred embodiment of the present invention, a method for forming a gate electrode comprising a doped silicon film formed as follows is provided.
(1) A liquid silicon material containing a dopant for doping a silicon film is used.
(2) Ions are implanted into a silicon film formed using a liquid silicon material.
(3) A liquid silicon material containing a dopant for doping the silicon film is used, and further ion implantation is performed.

また、本発明は、下記2.〜9.の発明をそれぞれ提供するものである。
2.前記液体シリコン材料は、周期表第3B族元素又は周期表の第5B族元素を含む化合物を含む、1記載のゲート電極の形成方法。
The present invention also provides the following 2. ~ 9. Each invention is provided.
2. 2. The method for forming a gate electrode according to 1, wherein the liquid silicon material includes a compound containing a Group 3B element of the periodic table or a Group 5B element of the periodic table.

3.前記化合物を含むシリコン材料を基板上方に塗布する工程の後に、塗布された該化合物を含むシリコン材料に、該化合物を注入する工程を含む、2記載のゲート電極の形成方法。   3. 3. The method for forming a gate electrode according to 2, further comprising the step of injecting the compound into the silicon material containing the applied compound after the step of applying the silicon material containing the compound over the substrate.

4.前記ドープシリコン膜を形成する工程は、
基板上方に前記液体シリコン材料を塗布する工程の後に、塗布された前記シリコン材料に、周期表第3B族元素又は周期表の第5B族元素を含む化合物を注入する工程を含む、1記載のゲート電極の形成方法。
4). The step of forming the doped silicon film includes
2. The gate according to 1, further comprising a step of injecting a compound containing a Group 3B element of the periodic table or a Group 5B element of the periodic table into the applied silicon material after the step of applying the liquid silicon material over the substrate. Electrode formation method.

5.前記液体シリコン材料が、シラン化合物及び/又は高次シラン、シラン化合物及び/又は高次シランの混合物、及び、シラン化合物及び/又は高次シランの溶液、の少なくとも1つを含む、1〜4の何れかに記載のゲート電極の形成方法。   5). The liquid silicon material includes at least one of a silane compound and / or higher order silane, a mixture of a silane compound and / or higher order silane, and a solution of the silane compound and / or higher order silane. A method for forming a gate electrode according to any one of the above.

6.前記液体シリコン材料を塗布する工程は、液滴塗布法を用いる、1〜5の何れかに記載のゲート電極の形成方法。   6). The method of forming a gate electrode according to any one of 1 to 5, wherein the step of applying the liquid silicon material uses a droplet coating method.

7.前記液滴塗布法が、インクジェット法又はディスペンス法である、6記載のゲート電極の形成方法。   7). 7. The method for forming a gate electrode according to 6, wherein the droplet coating method is an inkjet method or a dispensing method.

8.前記ドープシリコン膜を形成する工程は、
前記基板上に前記シリコン液体材料に対して撥液性を示す撥液パターン及び該撥液パターンよりも親液性を示す親液パターンを形成する工程と、
前記親液パターン上に前記液体シリコン材料を塗布する工程と、を含む、1〜7の何れかに記載のゲート電極の形成方法。
8). The step of forming the doped silicon film includes
Forming on the substrate a liquid repellent pattern that exhibits liquid repellency to the silicon liquid material and a lyophilic pattern that exhibits more lyophilicity than the liquid repellent pattern;
Applying the liquid silicon material on the lyophilic pattern. 8. A method of forming a gate electrode according to any one of 1 to 7, further comprising:

9.1〜8の何れかに記載のゲート電極の形成方法を使用することを特徴とする、デバイスの製造方法。   9. A method for producing a device, wherein the method for forming a gate electrode according to any one of 9.1 to 8 is used.

10.前記デバイスが、集積回路、薄膜トランジスタ、光電変換装置、又は電気機器である、9記載のデバイスの製造方法。   10. 10. The device manufacturing method according to 9, wherein the device is an integrated circuit, a thin film transistor, a photoelectric conversion device, or an electrical device.

本発明によれば、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることのできる、ゲート電極の形成方法が提供される。また、本発明によれば、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることのできる、デバイスの製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for forming a gate electrode, which does not require a large-scale apparatus, is excellent in use efficiency and handling of raw materials, and can reduce waste. In addition, according to the present invention, there is provided a device manufacturing method that does not require a large-scale apparatus, is excellent in the use efficiency and handling of raw materials, and can reduce waste.

以下、本発明のゲート電極の製造方法について、その好ましい実施形態に基づき説明する。
本発明に係るゲート電極の製造方法は、既述の通り、ドープシリコン膜を含むゲート電極の形成方法であって、該ドープシリコン膜を形成する工程は、少なくとも液体シリコン材料を基板上方に塗布する工程を含む。
Hereinafter, the manufacturing method of the gate electrode of the present invention will be described based on its preferred embodiments.
The gate electrode manufacturing method according to the present invention is a method for forming a gate electrode including a doped silicon film as described above, and the step of forming the doped silicon film applies at least a liquid silicon material to the upper side of the substrate. Process.

本発明は、かかる構成からなるため、大掛かりな装置を必要とすることなく、原料の使用効率及び取扱いに優れ、さらに廃棄物を減少させて、ドープされたポリシリコン膜等のドープシリコン膜を含むゲート電極を形成することができる。   Since the present invention has such a configuration, the present invention includes a doped silicon film such as a doped polysilicon film, which is excellent in use efficiency and handling of raw materials and does not require a large-scale apparatus, and further reduces waste. A gate electrode can be formed.

本発明の好適態様では、液体シリコン材料として、シリコン膜をドープするためのドーパントを含む液体シリコン材料を用いる。   In a preferred embodiment of the present invention, a liquid silicon material containing a dopant for doping a silicon film is used as the liquid silicon material.

ここで使用されるドーパントとしては、熱処理及び/又は光処理による活性化によってn型またはp型のドープシリコン膜を形成し得るリン、ホウ素又は砒素等の周期表第3B族元素又は周期表の第5B族元素を含む化合物が好ましく、具体的にはホウ素、黄燐、デカボランや特開2000−31066号公報に挙げられているような物質が例示される。   As the dopant used here, a group 3B element of the periodic table such as phosphorus, boron or arsenic, which can form an n-type or p-type doped silicon film by activation by heat treatment and / or light treatment, or the number of periodic table A compound containing a Group 5B element is preferable, and specific examples include boron, yellow phosphorus, decaborane, and substances such as those described in JP-A No. 2000-31066.

本発明に使用される液体シリコン材料としては、シラン化合物及び/又は高次シランを含む液体を好ましく使用できる。従って、本発明においては、ドーパントを含む液体シリコン材料として、シラン化合物及び/又は高次シラン或いはその溶液に、ドーパントを添加したものが好適に使用される。   As the liquid silicon material used in the present invention, a liquid containing a silane compound and / or a higher order silane can be preferably used. Therefore, in this invention, what added the dopant to the silane compound and / or higher order silane or its solution as a liquid silicon material containing a dopant is used suitably.

上記シラン化合物としては、例えば、一般式Sinm(ここで、nは3以上の、またmは4以上のそれぞれ独立な整数を示し、Xは水素原子及び/又はハロゲン原子等の置換基を示す。)で表されるシラン化合物等が挙げられる。 Examples of the silane compound include a general formula Si n X m (wherein n is 3 or more and m is an independent integer of 4 or more, and X is a substituent such as a hydrogen atom and / or a halogen atom). The silane compound etc. which are represented by this is mentioned.

また、この液体シリコン材料としては、特開2003−313299号公報に記載の高次シラン組成物、即ち、上記シラン化合物に紫外線を照射することにより光重合してなる高次シランを含有する組成物であるか、又は上記シラン化合物の溶液に、紫外線を照射することにより光重合してなる高次シランを含有する組成物を用いる事もできる。   Further, as this liquid silicon material, a high-order silane composition described in JP-A-2003-313299, that is, a composition containing a high-order silane obtained by photopolymerization by irradiating the silane compound with ultraviolet rays. It is also possible to use a composition containing a higher order silane obtained by photopolymerization by irradiating an ultraviolet ray to a solution of the silane compound.

かかる高次シランは、光重合性を有するシラン化合物又はその溶液にUVが照射されて該シラン化合物が光重合することにより形成されたもので、その分子量が従来のシリコン膜作製方法で用いられているシラン化合物(例えば、Si614であれば分子量は182)に比しても比較にならない程大きなもの(1800程度までの分子量のものが確認されている)である。このような巨大な分子量を持つ高次シランはその沸点が分解点よりも高く、蒸発してなくなる前に膜を形成することができるため、従来のシリコン膜作製法よりも効果的にシリコン膜の形成を行うことができる。なお、実際にこのような高次シランを加熱すると、沸点に達する以前に分解してしまうため、分解点より高い沸点は実験的に決めることはできない。しかし、ここでは蒸気圧の温度依存性や、理論計算によって求めた理論値としての常圧での沸点を意味している。 Such higher order silanes are formed by photopolymerization of a photopolymerizable silane compound or a solution thereof by irradiating UV to the silane compound, and its molecular weight is used in conventional silicon film preparation methods. Compared to the silane compound (for example, Si 6 H 14 , the molecular weight is 182), it is so large that it cannot be compared (having a molecular weight of up to about 1800 has been confirmed). Higher-order silanes with such a huge molecular weight have a boiling point higher than the decomposition point, and can form a film before it evaporates. Formation can be performed. In addition, when such higher order silane is actually heated, it decomposes before reaching the boiling point, so a boiling point higher than the decomposition point cannot be determined experimentally. However, here, it means the temperature dependence of the vapor pressure and the boiling point at normal pressure as a theoretical value obtained by theoretical calculation.

また、このような高次シランを含有した液体シリコン材料を用いれば、この高次シランの沸点が分解点より高いという性質から、従来のように蒸発してしまう前に急いで高温で加熱するといった必要がない。つまり、昇温速度を穏やかにしたり、減圧しながら比較的低温で加熱するといったプロセスが可能となる。このことは、シリコン層を形成する場合のシリコン同士の結合スピードを制御できるだけでなく、シリコン膜を形成するほど高温ではないが溶媒の沸点よりは高い温度を維持するといった方法によって、シリコン膜中からシリコンの特性劣化の原因となる溶媒を従来の方法よりも効率良く減らすことが可能となることを意味する。   In addition, if a liquid silicon material containing such higher order silane is used, the boiling point of this higher order silane is higher than the decomposition point, so that it is rapidly heated at a high temperature before evaporating as in the prior art. There is no need. That is, it is possible to perform a process in which the heating rate is moderated or heating is performed at a relatively low temperature while reducing the pressure. This is because not only the bonding speed of silicon when forming a silicon layer can be controlled, but also a method of maintaining a temperature higher than the boiling point of the solvent, although not so high as to form a silicon film. This means that the solvent that causes the deterioration of the characteristics of silicon can be reduced more efficiently than the conventional method.

光重合して形成する高次シランとしては、前述したようにその沸点がその分解点よりも高いことが好ましい。このような沸点が分解点よりも高い高次シランは、前駆体であるシラン化合物として後述の好ましいシラン化合物を選定したり、照射するUVとして後述の好ましい波長のUV、および照射時間、照射方法、照射エネルギー、および用いる溶媒およびUV照射後の精製方法を選定すること等により、容易に得ることができる。   As described above, the higher order silane formed by photopolymerization preferably has a boiling point higher than its decomposition point. Higher order silanes having a boiling point higher than the decomposition point are selected from the following preferable silane compounds as silane compounds as precursors, or UV having a preferable wavelength described below as irradiation UV, irradiation time, irradiation method, It can be easily obtained by selecting irradiation energy, a solvent to be used, and a purification method after UV irradiation.

また、この高次シランについては、その分子量分布を、UVの照射時間や照射量、照射方法によってコントロールすることができる。さらに、この高次シランは、シラン化合物又はその溶液へのUV照射後に、一般的な重合体の精製法であるGPCなどを用いて分離精製することで、任意の分子量の高次シラン化合物を取り出すことができる。また、分子量の異なる高次シラン化合物の間での溶解度の差を利用して精製を行うこともできる。また、分子量の異なる高次シラン化合物の間での、常圧または減圧下での沸点の差を利用して分留による精製を行うこともできる。このようにして、液状体材料中の高次シランの分子量のコントロールを行うことで、より特性バラツキが抑えられた良質のシリコン膜を得ることができるようになる。   Further, the molecular weight distribution of this higher order silane can be controlled by the UV irradiation time, irradiation amount, and irradiation method. Further, this higher order silane is separated and purified using GPC, which is a general polymer purification method, after UV irradiation of the silane compound or its solution, thereby taking out a higher order silane compound having an arbitrary molecular weight. be able to. Further, purification can be performed by utilizing the difference in solubility between higher order silane compounds having different molecular weights. Further, purification by fractional distillation can be performed by utilizing the difference in boiling points between higher-order silane compounds having different molecular weights under normal pressure or reduced pressure. In this way, by controlling the molecular weight of the higher order silane in the liquid material, it is possible to obtain a high-quality silicon film in which the characteristic variation is further suppressed.

高次シランは、その分子量が大きくなればなるほど沸点が高くなり、また溶媒に対する溶解度も減少していく。このため、UVの照射条件によっては光重合後の高次シランが溶媒に溶解しきれずに析出することがあるので、その場合にはマイクロフィルターなどを用いたろ過などによって不溶成分を除去し、高次シランを精製することができる。   Higher order silanes have higher boiling points and lower solubility in solvents as the molecular weight increases. For this reason, depending on the UV irradiation conditions, higher-order silane after photopolymerization may not be completely dissolved in the solvent and may be precipitated. In that case, insoluble components are removed by filtration using a microfilter, etc. Secondary silanes can be purified.

UVの照射時間は、所望の分子量分布の高次シランが得られる点で、0.1秒〜120分、特に1〜30分であるのが好ましい。   The UV irradiation time is preferably from 0.1 seconds to 120 minutes, particularly preferably from 1 to 30 minutes, in order to obtain a high-order silane having a desired molecular weight distribution.

また、このような高次シランの前駆体であるシラン化合物を含有する前記液状体材料については、その粘度および表面張力を、形成する高次シランの分子量分布に関する前記調整方法とともに溶媒を調整することにより、容易にコントロールすることができる。これは、液状体からシリコン膜を形成する場合、その最大のメリットとしてインクジェット法を用いたパターニング法が採用できる点が挙げられるが、この液滴吐出法によるパターニングにおいて、前述したように粘度および表面張力が溶媒によって容易にコントロール可能であることが、非常に有利な点として作用する。   For the liquid material containing a silane compound that is a precursor of such higher order silane, the viscosity and surface tension of the liquid material are adjusted together with the adjustment method relating to the molecular weight distribution of the higher order silane to be formed. Therefore, it can be easily controlled. This is because when a silicon film is formed from a liquid material, the greatest merit is that a patterning method using an ink jet method can be adopted. The fact that the tension can be easily controlled by the solvent serves as a very advantageous point.

前記高次シランの前駆体となるシラン化合物としては、UVの照射により重合し得るという光重合性を有する限り特に制限されず、例えば、前述した一般式Sinm(ここで、nは3以上の、またmは4以上のそれぞれ独立な整数を示し、Xは水素原子及び/又はハロゲン原子等の置換基を示す。)で表されるシラン化合物等が挙げられる。 The silane compound to be a precursor of the high-order silane is not particularly limited as long as having a photopolymerizable that can be polymerized by irradiation with UV, for example, in the above-mentioned general formula Si n X m (wherein, n represents 3 And m represents an independent integer of 4 or more, and X represents a substituent such as a hydrogen atom and / or a halogen atom).

このようなシラン化合物としては、一般式Sin2n(式中、nは3以上の整数を示し、Xは水素原子及び/又はハロゲン原子を示す。)で表される環状のシラン化合物や、一般式Sin2n-2(式中、nは4以上の整数を示し、Xは水素原子及び/又はハロゲン原子を示す。)で表される環状構造を2個以上有するシラン化合物の他、分子内に少なくとも一つの環状構造を有する水素化珪素及びそのハロゲン置換体等、紫外線照射による光重合プロセスを適用し得る、光重合性を有するシラン化合物の全てが挙げられる。 As such a silane compound, a cyclic silane compound represented by the general formula Si n X 2n (wherein n represents an integer of 3 or more and X represents a hydrogen atom and / or a halogen atom), In addition to a silane compound having two or more cyclic structures represented by the general formula Si n X 2n-2 (wherein n represents an integer of 4 or more and X represents a hydrogen atom and / or a halogen atom), Examples thereof include all photopolymerizable silane compounds to which a photopolymerization process by ultraviolet irradiation can be applied, such as silicon hydride having at least one cyclic structure in the molecule and a halogen-substituted product thereof.

具体的には、1個の環状構造を有するものとして、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等が挙げられ、2個の環状構造を有するものとして、1、1’−ビシクロブタシラン、1、1’−ビシクロペンタシラン、1、1’−ビシクロヘキサシラン、1、1’−ビシクロヘプタシラン、1、1’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、1、1’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、1、1’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、1、1’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、1、1’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、1、1’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ[2.2]ペンタシラン、スピロ[3.3]ヘプタタシラン、スピロ[4.4]ノナシラン、スピロ[4.5]デカシラン、スピロ[4.6]ウンデカシラン、スピロ[5.5]ウンデカシラン、スピロ[5.6]ウンデカシラン、スピロ[6.6]トリデカシラン等が挙げられ、その他にこれらの骨格の水素原子を部分的にSiH3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物を挙げることができる。これらは2種以上を混合して使用することもできる。 Specifically, examples having one cyclic structure include cyclotrisilane, cyclotetrasilane, cyclopentasilane, cyclohexasilane, cycloheptasilane, and the like, and those having two cyclic structures include 1 1, 1'-bicyclobutasilane, 1, 1'-bicyclopentasilane, 1, 1'-bicyclohexasilane, 1, 1'-bicycloheptasilane, 1, 1'-cyclobutasilylcyclopentasilane, 1, 1 '-Cyclobutasilylcyclohexasilane, 1,1'-cyclobutasilylcycloheptasilane, 1,1'-cyclopentasilylcyclohexasilane, 1,1'-cyclopentasilylcycloheptasilane, 1,1'- Cyclohexasilylcycloheptasilane, spiro [2.2] pentasilane, spiro [3.3] heptatasilane, spiro [4.4] nona Examples include silane, spiro [4.5] decasilane, spiro [4.6] undecasilane, spiro [5.5] undecasilane, spiro [5.6] undecasilane, spiro [6.6] tridecasilane, and the like. Examples thereof include silicon compounds in which the hydrogen atoms of the skeleton are partially substituted with SiH 3 groups or halogen atoms. These may be used in combination of two or more.

これら化合物のうち、分子内の最低一箇所に環状構造を有するシラン化合物は光に対する反応性が極度に高く、光重合が効率よく行えるという点から、これを原料として用いるのが好ましい。その中でも、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等のSin2n(式中、nは3以上の整数を示し、Xは水素原子及び/又はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等のハロゲン原子を示す。)で表されるシラン化合物は、以上の理由に加えて合成、精製が容易である利点を有するため特に好ましい。 Among these compounds, a silane compound having a cyclic structure in at least one position in the molecule is preferably used as a raw material from the viewpoint that it has extremely high reactivity with light and photopolymerization can be performed efficiently. Among these, Si n X 2n such as cyclotetrasilane, cyclopentasilane, cyclohexasilane, cycloheptasilane (wherein n represents an integer of 3 or more, X is a hydrogen atom and / or a fluorine atom, a chlorine atom, A silane compound represented by a halogen atom such as a bromine atom or an iodine atom is particularly preferable because it has an advantage of being easily synthesized and purified in addition to the above reasons.

本発明における液体材料に用いられる溶媒としては、前記シラン化合物、又は該シラン化合物が光重合されたことにより形成された高次シランを溶解し、かつ該シラン化合物又は該高次シランと反応しないものであれば特に限定されない。この溶媒は、通常、室温での蒸気圧が0.001〜200mmHgのものが用いられる。   The solvent used for the liquid material in the present invention is a solvent that dissolves the silane compound or higher silane formed by photopolymerization of the silane compound and does not react with the silane compound or higher silane. If it is, it will not specifically limit. As this solvent, one having a vapor pressure of 0.001 to 200 mmHg at room temperature is usually used.

蒸気圧が200mmHgより高いものでは、コーティングで塗膜を形成する場合に溶媒が先に蒸発してしまい、良好な塗膜を形成することが困難になるからである。一方、蒸気圧が0.001mmHgより低いものでは、同様にコーティングで塗膜を形成する場合に乾燥が遅くなり、シラン化合物又は高次シランのコーティング膜中に溶媒が残留し易くなって、後工程の熱処理及び/又は光照射処理後にも良質のシリコン層が得られ難くなるからである。   If the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the solvent evaporates first when forming a coating film by coating, and it becomes difficult to form a good coating film. On the other hand, in the case where the vapor pressure is lower than 0.001 mmHg, when the coating film is similarly formed by coating, the drying becomes slow, and the solvent is likely to remain in the coating film of the silane compound or higher silane, and the post-process This is because it is difficult to obtain a high-quality silicon layer even after the heat treatment and / or the light irradiation treatment.

また、前記溶媒としては、その常圧での沸点が室温以上であり、シラン化合物のうち分子量の大きいもの又は高次シランの分解点である250℃〜300℃よりも低いものを用いることが好ましい。高次シランの分解点よりも低い溶媒を用いることにより、塗布後、加熱によって高次シランを分解することなく溶媒のみを選択的に除去することができるため、シリコン層に溶媒が残留するのを防止することができ、より良質の膜を得ることができるからである。   Further, as the solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point at normal pressure of room temperature or higher and a silane compound having a large molecular weight or lower than 250 ° C. to 300 ° C. which is a decomposition point of higher order silane. . By using a solvent lower than the decomposition point of the higher order silane, it is possible to selectively remove only the solvent without decomposing the higher order silane by heating after coating, so that the solvent remains in the silicon layer. This is because it can be prevented and a film of higher quality can be obtained.

溶媒を含む液体シリコン材料に使用される該溶媒、例えば、シラン化合物溶液中の溶媒、又は高次シランを形成する場合のUV照射前では前駆体としてのシラン化合物溶液中の溶媒、若しくはUV照射後は高次シラン溶液中の溶媒となるものの具体例としては、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒の他、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒が挙げられる。   The solvent used in the liquid silicon material containing a solvent, for example, a solvent in a silane compound solution, or a solvent in a silane compound solution as a precursor before UV irradiation in the case of forming a higher order silane, or after UV irradiation Specific examples of what becomes a solvent in a higher silane solution include n-hexane, n-heptane, n-octane, n-decane, dicyclopentane, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, deca In addition to hydrocarbon solvents such as hydronaphthalene and squalane, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as tilethyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane, propylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, Examples include polar solvents such as dimethylformamide, acetonitrile, and dimethyl sulfoxide.

本発明の形成方法に用いられる液体シリコン材料は、好適にはシラン化合物または高次シランを溶質として含有した溶液であり、溶媒としては前記例示のものからなる。溶質濃度としては、通常1〜80重量%程度であり、所望のシリコン膜厚に応じて調製することができる。80重量%を超えると、シラン化合物のうち分子量の大きいもの又は高次シランが析出しやすくなり、均一な塗布膜を得るのが困難になる。   The liquid silicon material used in the forming method of the present invention is preferably a solution containing a silane compound or a higher silane as a solute, and the solvent includes those exemplified above. The solute concentration is usually about 1 to 80% by weight and can be prepared according to the desired silicon film thickness. When it exceeds 80% by weight, a silane compound having a high molecular weight or higher order silane is likely to precipitate, and it becomes difficult to obtain a uniform coating film.

また、このシリコン膜を形成する為の液体材料は、その粘度が通常1〜100mPa・sの範囲に調製可能となるが、塗布装置や目的の塗布膜厚に応じて、その粘度を適宜選択することができる。粘度が1mPa・sより小さくなるとコーティングが困難になり、100mPa・sを超えると均一な塗布膜を得ることが困難になる。   Moreover, the liquid material for forming this silicon film can be adjusted to a viscosity in the range of usually 1 to 100 mPa · s, but the viscosity is appropriately selected according to the coating apparatus and the desired coating film thickness. be able to. When the viscosity is less than 1 mPa · s, coating becomes difficult, and when it exceeds 100 mPa · s, it is difficult to obtain a uniform coating film.

なお、前記液体シリコン材料には、目的の機能を損なわない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節材を微量添加することができる。このノニオン系表面張力調節材は、溶液の塗布対象物への濡れ性を良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。   Note that a small amount of a surface tension adjusting material such as a fluorine-based material, a silicone-based material, or a nonionic-based material can be added to the liquid silicon material as necessary as long as the target function is not impaired. This nonionic surface tension modifier improves the wettability of the solution to the application target, improves the leveling of the applied film, and helps prevent the occurrence of coating crushing and the occurrence of distorted skin. It is.

この液体シリコン材料は基板への塗布後、必要に応じて熱処理および/または光処理によってシラン化合物または高次シラン組成物が熱分解を起し、アモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜を形成することができる。   After the liquid silicon material is applied to the substrate, the silane compound or higher-order silane composition is thermally decomposed by heat treatment and / or light treatment as necessary to form an amorphous silicon film or a polysilicon film. .

本発明においては基板を使用することもでき、該基板としては、その種類等に制限されず、種々の材料を選択することができる。例えば、シリコン、ガラス等の非可撓性の基板のほか、フィルム状のポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の可撓性の基板(フィルム)を用いることもできる。   In the present invention, a substrate can also be used, and the substrate is not limited to its kind and various materials can be selected. For example, in addition to an inflexible substrate such as silicon or glass, a flexible substrate (film) such as a film-like polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT) can also be used.

液体シリコン材料を基板に塗布する方法としては、インクジェット装置、ディスペンサー、マイクロディスペンサー等の一般的な液滴塗布装置を用いること、即ちインクジェット法又はディスペンス法が好ましい。液体シリコン材料としてシラン化合物、高次シランを用いる場合には、水、酸素と反応して変性してしまうので、一連の工程は水や酸素が存在しない状態であることが好ましい。よって、一連の工程中の雰囲気は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス中で行なうことが好ましい。さらに必要に応じて水素などの還元性ガスを混入したものが好ましい。また、溶媒や添加物も水や酸素を取り除いたものを用いることが望ましい。   As a method for applying the liquid silicon material to the substrate, it is preferable to use a general liquid droplet applying device such as an ink jet device, a dispenser, or a micro dispenser, that is, an ink jet method or a dispense method. When a silane compound or higher order silane is used as the liquid silicon material, it is denatured by reacting with water and oxygen. Therefore, the series of steps are preferably in a state where water and oxygen are not present. Therefore, the atmosphere during the series of steps is preferably performed in an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Furthermore, what mixed reducing gas, such as hydrogen, as needed is preferable. Further, it is desirable to use a solvent or additive from which water or oxygen has been removed.

本発明において、ドーパントを含む液体シリコン材料をドープシリコン膜に形成する工程は、通常の方法を採用できる。例えば、溶媒を含む液体シリコン材料を塗布した後は、溶媒を除去するために加熱処理を行う。加熱する温度は使用する溶媒の種類、沸点(蒸気圧)により異なるが通常100℃〜200℃である。雰囲気は上記塗布工程と同じ窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス中で行なうことが好ましい。この時系全体を減圧することで、溶媒の除去をより低温で行うこともできる。これにより、基板の熱による劣化を減少させることができる。次いで、溶媒が除去されたドーパント含有液体シリコン材料を、熱処理および/または光処理によってドープシリコン膜からなるゲート電極に変換する。   In the present invention, a normal method can be adopted as the step of forming the liquid silicon material containing the dopant in the doped silicon film. For example, after applying a liquid silicon material containing a solvent, heat treatment is performed to remove the solvent. The heating temperature varies depending on the type of solvent used and the boiling point (vapor pressure), but is usually 100 ° C to 200 ° C. The atmosphere is preferably performed in the same inert gas as nitrogen, helium, argon, etc. as in the coating step. At this time, the solvent can be removed at a lower temperature by reducing the pressure of the entire system. Thereby, deterioration by the heat | fever of a board | substrate can be reduced. Next, the dopant-containing liquid silicon material from which the solvent has been removed is converted into a gate electrode made of a doped silicon film by heat treatment and / or light treatment.

本発明の形成方法によって得られるドープシリコン膜(ゲート電極)は、アモルファス状あるいは多結晶状であるが、熱処理の場合には一般に到達温度が約550℃以下の温度ではアモルファス状、それ以上の温度では多結晶状のシリコン膜が得られる。アモルファス状のシリコン膜を得たい場合は、好ましくは300℃〜550℃、より好ましくは350℃〜500℃が用いられる。到達温度が300℃未満の場合は、液体シリコン材料の熱分解が十分に進行せず、十分な厚さのシリコン膜を形成できない場合がある。   The doped silicon film (gate electrode) obtained by the formation method of the present invention is amorphous or polycrystalline, but in the case of heat treatment, it is generally amorphous when the ultimate temperature is about 550 ° C. or lower, and a temperature higher than that. Then, a polycrystalline silicon film can be obtained. When it is desired to obtain an amorphous silicon film, it is preferably 300 ° C. to 550 ° C., more preferably 350 ° C. to 500 ° C. When the reached temperature is less than 300 ° C., the thermal decomposition of the liquid silicon material does not proceed sufficiently, and a silicon film having a sufficient thickness may not be formed.

熱処理を行う場合の雰囲気は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス、もしくは水素などの還元性ガスを混入したものが好ましい。多結晶状のシリコン膜(ポリシリコン膜)を得たい場合は、上記で得られたアモルファス状シリコン膜に、レーザーを照射して多結晶シリコン膜に変換することができる。   The atmosphere for the heat treatment is preferably an atmosphere mixed with an inert gas such as nitrogen, helium or argon, or a reducing gas such as hydrogen. When it is desired to obtain a polycrystalline silicon film (polysilicon film), the amorphous silicon film obtained above can be converted into a polycrystalline silicon film by irradiating a laser.

一方、光処理を行う場合に使用する光の光源としては、低圧あるいは高圧の水銀ランプ、重水素ランプあるいはアルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスの放電光の他、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザー等が挙げられる。これらの光源は、一般には、10〜5000Wの出力のものが用いられるが、通常100〜1000Wで十分である。これらの光源の波長は液体シリコン材料が多少でも吸収するものであれば特に限定されないが、通常170nm〜600nmである。また、多結晶シリコン膜への変換効率の点で、レーザー光の使用が特に好ましい。これらの光処理時の温度は通常室温〜1500℃であり、得られるシリコン膜の半導体特性に応じて適宜選ぶことができる。   On the other hand, the light source used for light treatment includes low pressure or high pressure mercury lamp, deuterium lamp or discharge light of rare gas such as argon, krypton, xenon, YAG laser, argon laser, carbon dioxide gas Examples thereof include excimer lasers such as laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, and ArCl. These light sources generally have an output of 10 to 5000 W, but 100 to 1000 W is usually sufficient. The wavelength of these light sources is not particularly limited as long as the liquid silicon material absorbs even a little, but is usually 170 nm to 600 nm. In addition, the use of laser light is particularly preferable from the viewpoint of conversion efficiency into a polycrystalline silicon film. The temperature during these light treatments is usually from room temperature to 1500 ° C., and can be appropriately selected according to the semiconductor characteristics of the resulting silicon film.

本発明はまた、前述したゲート電極の形成方法を使用することによって、ドープシリコン膜からなるゲート電極を備えたデバイスの製造方法を提供することができる。
かかるデバイスの製造方法によれば、大掛かりな装置を必要とせず、原料の使用効率及び取扱いに優れ、廃棄物を減少させることができる。そして、本発明に係るドープシリコン膜からなるゲート電極を備えたデバイスとしては、例えば、集積回路、薄膜トランジスタ、光電変換装置、又は電気機器等として好適に応用することができる。また、この光電変換装置としては、太陽電池などを含み、又、電気機器としては、携帯電話、ディスプレイなどを含む。
The present invention can also provide a method for manufacturing a device including a gate electrode made of a doped silicon film by using the above-described gate electrode formation method.
According to such a device manufacturing method, a large-scale apparatus is not required, the use efficiency and handling of raw materials are excellent, and waste can be reduced. And as a device provided with the gate electrode which consists of a dope silicon film which concerns on this invention, it can apply suitably as an integrated circuit, a thin-film transistor, a photoelectric conversion apparatus, or an electric equipment etc., for example. In addition, the photoelectric conversion device includes a solar battery and the like, and the electric equipment includes a mobile phone and a display.

本発明に係るデバイスの製造方法においては、少なくとも前述したゲート電極の形成方法を使用する(例えば、シリコン膜をドープするためのドーパントを含む液体シリコン材料を用いてドープシリコン膜からなるゲート電極を形成する)限り、その他のデバイス作成工程は通常の工程を採用することができる。例えば、薄膜トランジスタを作成する場合には、チャネルシリコン膜、ゲート絶縁膜、アニール、エッチング、ソース−ドレイン電極、層間絶縁膜等を、通常の工程により形成することができる。   In the device manufacturing method according to the present invention, at least the gate electrode formation method described above is used (for example, a gate electrode made of a doped silicon film is formed using a liquid silicon material containing a dopant for doping the silicon film). As long as the other device creation process is used, a normal process can be adopted. For example, when a thin film transistor is formed, a channel silicon film, a gate insulating film, annealing, etching, a source-drain electrode, an interlayer insulating film, and the like can be formed by a normal process.

また、本発明に係るドープシリコン膜からなるゲート電極を形成する際には、基板上に親液/撥液性のパターンを形成し、その親液性の表面上にゲート電極を形成することが好適に行われる。   Further, when forming a gate electrode made of a doped silicon film according to the present invention, a lyophilic / liquid repellent pattern is formed on the substrate, and the gate electrode is formed on the lyophilic surface. It is suitably performed.

この撥液/親液パターンには例えば撥液性の単分子をパターニングしたものを用いることができる。この際に使用される単分子膜としては、基体上に成膜される有機分子膜等のあらゆる単分子膜が挙げられ、特に有機化合物極薄膜、中でも自己組織化単分子膜(self assembled monolayers:SAM)が次の点で好ましい。即ち、自己組織化単分子膜は、基板などの下地層を構成している原子と反応可能な結合性官能基を持った分子を、配向させて形成された膜である。前記自己組織化膜はフォトレジスト材等の樹脂膜とは異なり、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、極めて均一な膜となる。これにより、優れた撥液性や親液性を付与した基板にすることができる。   As this lyophobic / lyophilic pattern, for example, a pattern obtained by patterning lyophobic single molecules can be used. Examples of the monomolecular film used in this case include any monomolecular film such as an organic molecular film formed on a substrate, and particularly an organic compound ultrathin film, particularly a self-assembled monolayer film (self assembled monolayers: SAM) is preferable in the following points. That is, the self-assembled monomolecular film is a film formed by orienting molecules having a binding functional group capable of reacting with atoms constituting an underlayer such as a substrate. Unlike the resin film such as a photoresist material, the self-assembled film is formed by orienting single molecules, so that the film thickness can be extremely reduced and an extremely uniform film can be obtained. Thereby, it can be set as the board | substrate which provided the outstanding liquid repellency and lyophilic property.

また、本発明に係るドープシリコン膜からなるゲート電極を形成した後には、該ゲート電極の伝導特性を向上させるために、イオン注入(イオン打ち込み)を行うことが好ましい。イオン注入法としては、n型、p型のドーパントを含むシリコン膜の形成に一般的に用いられている方法を特に制限なく採用することができる。例えば、特開平6−224220号公報や、特開平7−335890号公報に記載の方法(ゲート電極へのイオン注入に関する技術)等が採用できる。   In addition, after forming the gate electrode made of the doped silicon film according to the present invention, it is preferable to perform ion implantation (ion implantation) in order to improve the conduction characteristics of the gate electrode. As the ion implantation method, a method generally used for forming a silicon film containing n-type and p-type dopants can be employed without particular limitation. For example, methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-224220 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-335890 (technology related to ion implantation into the gate electrode) can be employed.

以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1に係るゲート電極及び薄膜トランジスタの製造工程(断面図)を図1に示す。
CVD法を用い、フォトエッチングを行うことにより、ガラス基板1上に、アモルファスシリコン膜からなるチャネルシリコン膜2を形成した。
このシリコン膜をエキシマレーザーアニールによってポリシリコン膜へと再結晶化させた後に、ポリシリコン膜2の上に、TEOS−CVD法によって、ゲート絶縁膜3を形成した(図1(1))。更に、この基板上に、オクタデシルトリエトキシシランを0.01重量%含有したトルエン溶液を、2000rpmでスピンコートし、撥液性の単分子膜4(SAM膜)を成膜した(図1(2))。
A manufacturing process (cross-sectional view) of a gate electrode and a thin film transistor according to Example 1 is shown in FIG.
A channel silicon film 2 made of an amorphous silicon film was formed on the glass substrate 1 by performing photo-etching using the CVD method.
After recrystallizing this silicon film into a polysilicon film by excimer laser annealing, a gate insulating film 3 was formed on the polysilicon film 2 by TEOS-CVD (FIG. 1 (1)). Further, a toluene solution containing 0.01% by weight of octadecyltriethoxysilane was spin-coated at 2000 rpm on this substrate to form a liquid-repellent monomolecular film 4 (SAM film) (FIG. 1 (2) )).

次に、フォトマスク5越しに500Wの高圧水銀灯のUV光を20分照射し、ゲート電極を形成するパターン状に単分子膜4を除去した(図1(3))。このとき、基板表面の物性を調べたところ、除去された部分だけが親液性の表面(親液領域a)に変化していた。   Next, UV light of a 500 W high-pressure mercury lamp was irradiated for 20 minutes through the photomask 5, and the monomolecular film 4 was removed in a pattern to form a gate electrode (FIG. 1 (3)). At this time, when the physical properties of the substrate surface were examined, only the removed portion was changed to a lyophilic surface (lyophilic region a).

次に、キシレン30mlにシクロテトラシラン2g及び塩化リン0.1gを溶解させた溶液を、窒素雰囲気中で前記親液領域a上にインクジェット法を用いてパターン塗布し、600℃で1時間焼成する事でドープポリシリコンゲート電極6を形成した(図1(4))。   Next, a solution in which 2 g of cyclotetrasilane and 0.1 g of phosphorus chloride are dissolved in 30 ml of xylene is subjected to pattern coating on the lyophilic region a by using an ink jet method in a nitrogen atmosphere and baked at 600 ° C. for 1 hour. Thus, a doped polysilicon gate electrode 6 was formed (FIG. 1 (4)).

このゲート電極6をマスクとして、リンのイオン注入を行い、ゲート電極6の伝導特性を向上させると同時に、シリコン膜2にソース、ドレイン領域s,dを形成した(図1(5))。   Using this gate electrode 6 as a mask, phosphorus ions were implanted to improve the conduction characteristics of the gate electrode 6, and at the same time, source and drain regions s and d were formed in the silicon film 2 (FIG. 1 (5)).

次に、活性化アニール、コンタクトホールのエッチング、ソース、ドレイン電極7,8及び層間絶縁膜9の形成を行い、薄膜トランジスタ10の作製を行うことができた(図1(6))。   Next, activation annealing, contact hole etching, source and drain electrodes 7 and 8 and interlayer insulating film 9 were formed, and the thin film transistor 10 could be manufactured (FIG. 1 (6)).

本発明は、大掛かりな装置を必要とすることなく、原料の使用効率及び取扱いに優れ、さらに廃棄物を減少させることのできるゲート電極の形成方法、並びに、大掛かりな装置を必要とすることなく、原料の使用効率及び取扱いに優れ、さらに廃棄物を減少させることのできるデバイスの製造方法として、産業上の利用可能性を有する。   The present invention does not require a large-scale apparatus, is excellent in the use efficiency and handling of raw materials, and further can reduce waste, and without requiring a large-scale apparatus, The present invention has industrial applicability as a device manufacturing method that is excellent in the use efficiency and handling of raw materials and can reduce waste.

図1は、実施例1に係るゲート電極及び薄膜トランジスタの製造工程を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating a manufacturing process of a gate electrode and a thin film transistor according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・薄膜トランジスタ、1・・・ガラス基板、2・・・シリコン膜、3・・・ゲート絶縁膜、4・・・単分子膜、5・・・フォトマスク、6・・・ドープポリシリコンゲート電極、7,8・・・ソース/ドレイン電極、9・・・層間絶縁膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thin film transistor, 1 ... Glass substrate, 2 ... Silicon film, 3 ... Gate insulating film, 4 ... Monomolecular film, 5 ... Photomask, 6 ... Dope polysilicon Gate electrode, 7, 8 ... Source / drain electrode, 9 ... Interlayer insulating film

Claims (10)

ドープシリコン膜を含むゲート電極の形成方法であって、
前記ドープシリコン膜を形成する工程は、少なくとも液体シリコン材料を基板上方に塗布する工程を含む、ゲート電極の形成方法。
A method of forming a gate electrode including a doped silicon film,
The step of forming the doped silicon film includes a step of applying at least a liquid silicon material over the substrate.
前記液体シリコン材料は、周期表第3B族元素又は周期表の第5B族元素を含む化合物を含む、請求項1記載のゲート電極の形成方法。   2. The method for forming a gate electrode according to claim 1, wherein the liquid silicon material includes a compound containing a Group 3B element of the periodic table or a Group 5B element of the periodic table. 前記化合物を含むシリコン材料を基板上方に塗布する工程の後に、塗布された該化合物を含むシリコン材料に、該化合物を注入する工程を含む、請求項2記載のゲート電極の形成方法。   3. The method of forming a gate electrode according to claim 2, further comprising a step of injecting the compound into the silicon material containing the applied compound after the step of applying the silicon material containing the compound over the substrate. 前記ドープシリコン膜を形成する工程は、
基板上方に前記液体シリコン材料を塗布する工程の後に、塗布された前記シリコン材料に、周期表第3B族元素又は周期表の第5B族元素を含む化合物を注入する工程を含む、請求項1記載のゲート電極の形成方法。
The step of forming the doped silicon film includes
The step of injecting a compound containing a Group 3B element of the periodic table or a Group 5B element of the periodic table into the applied silicon material after the step of applying the liquid silicon material over the substrate. Of forming a gate electrode.
前記液体シリコン材料が、シラン化合物及び/又は高次シラン、シラン化合物及び/又は高次シランの混合物、及び、シラン化合物及び/又は高次シランの溶液、の少なくとも1つを含む、請求項1〜4の何れかに記載のゲート電極の形成方法。   The liquid silicon material includes at least one of a silane compound and / or higher order silane, a mixture of a silane compound and / or higher order silane, and a solution of the silane compound and / or higher order silane. 5. The method for forming a gate electrode according to any one of 4 above. 前記液体シリコン材料を塗布する工程は、液滴塗布法を用いる、請求項1〜5の何れかに記載のゲート電極の形成方法。   The method for forming a gate electrode according to claim 1, wherein the step of applying the liquid silicon material uses a droplet coating method. 前記液滴塗布法が、インクジェット法又はディスペンス法である、請求項6記載のゲート電極の形成方法。   The method for forming a gate electrode according to claim 6, wherein the droplet coating method is an inkjet method or a dispensing method. 前記ドープシリコン膜を形成する工程は、
前記基板上に前記シリコン液体材料に対して撥液性を示す撥液パターン及び該撥液パターンよりも親液性を示す親液パターンを形成する工程と、
前記親液パターン上に前記液体シリコン材料を塗布する工程と、を含む、請求項1〜7の何れかに記載のゲート電極の形成方法。
The step of forming the doped silicon film includes
Forming on the substrate a liquid repellent pattern that exhibits liquid repellency to the silicon liquid material and a lyophilic pattern that exhibits more lyophilicity than the liquid repellent pattern;
The method for forming a gate electrode according to claim 1, further comprising: applying the liquid silicon material on the lyophilic pattern.
請求項1〜8の何れかに記載のゲート電極の形成方法を使用することを特徴とする、デバイスの製造方法。   A method for manufacturing a device, wherein the method for forming a gate electrode according to claim 1 is used. 前記デバイスが、集積回路、薄膜トランジスタ、光電変換装置、又は電気機器である、請求項9記載のデバイスの製造方法。

The device manufacturing method according to claim 9, wherein the device is an integrated circuit, a thin film transistor, a photoelectric conversion device, or an electric device.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009101763A1 (en) * 2008-02-12 2009-08-20 Panasonic Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010016280A (en) * 2008-07-07 2010-01-21 Konica Minolta Holdings Inc Organic tft manufacturing method, and organic tft

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