JP2008166801A - 多結晶シリコンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置などの平面表示装置に適用できるＴＦＴ用の多結晶シリコンの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は、（ａ）非晶質シリコン上に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を供給する段階；（ｂ）吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを調節することによって前記非晶質シリコン上に所定量の原料気体を吸着する段階；（ｃ）前記（ｂ）で前記非晶質シリコン上に吸着されていない原料気体を除去する段階；（ｄ）前記原料気体の吸着された非晶質シリコン上に補助気体を供給する段階；（ｅ）前記非晶質シリコン上に吸着された原料気体と前記補助北夫が反応することによって、最終的に前記非晶質シリコン上に所定量の金属が吸着される段階；及び（ｆ）前記金属の吸着された非晶質シリコンを熱処理する段階を含む。本発明によれば、非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属の量を適切に且つ微細に調節でき、金属誘導結晶化方式によるシリコンの結晶化時,結晶化温度を下げながらも金属による汚染が防止される。
【選択図】 なし

Description

本発明は液晶表示装置（ＬＣＤとも称す）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）などに使用される薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも称す）に適用する多結晶シリコン薄膜の製造に関するもので、より詳細には金属誘導結晶化方式により多結晶シリコンの薄膜の形成時、金属汚染を防止してＴＦＴの特性を向上させることができる多結晶シリコンの薄膜の製造方法に関するものである。

ＴＦＴは非晶質シリコンＴＦＴと多結晶シリコンＴＦＴに大きく区分される。ＴＦＴの特性は電子移動度の値で評価する。非晶質シリコンＴＦＴの電子移動度はおおよそ１ｃｍ²／Ｖｓであり、多結晶シリコン薄膜トランジスタの電子移動度はおおよそ１００ｃｍ²／Ｖｓ程度であるので、高性能の液晶表示装置には多結晶シリコンＴＦＴを採用することが好ましい。多結晶シリコンＴＦＴはガラスまたは石英などの透明基板に非晶質シリコンを蒸着して多結晶化させた後、ゲート酸化膜及びゲート電極を形成し、ソース及びドレーンにドーパントを注入した後、絶縁層を形成して製造する。

多結晶シリコンＴＦＴを製造する時、主要なプロセスは非晶質シリコンの薄膜を多結晶化させる工程である。特に結晶化温度を下げることが好ましい。結晶化温度が非常に高いと、ＴＦＴを製造する時、軟化点の低いガラス基板を使用することができなくてＴＦＴの製造コストが大きく上昇する問題点がある。このようなガラス基板が使用される可能性を考慮して、最近低温で速い時間内に多結晶シリコン薄膜を形成することのできる、次のような多様な工程が提案されている。

エキシマ・レーザ結晶化法は、エキシマ・レーザ照射を利用して非晶質シリコンを溶融して再結晶化させる方法として急速加熱によるガラス基板の損傷を防止でき、多結晶シリコンの結晶性が優れる長所がある。しかし、再現性が低下し、装置の構成が複雑である短所がある。
急速熱処理法は赤外線ランプを利用して非晶質シリコンを急速熱処理させる方法で、生産速度が速く生産コストが安価という長所があるが、急速加熱による熱衝撃及びガラス基板の変形発生などの短所がある。

また、金属誘導結晶化（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＣ）法は、非晶質シリコンにＮｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属またはその金属化合物を金属触媒として塗布し、低い温度で結晶化を誘導する方法で、低い温度で結晶化が可能という長所があるが、活性化領域に含まれる相当量の金属成分によって漏洩電流が大きく増加するという問題点がある。

また、金属誘導側面結晶化（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＬＣ）法は、ＭＩＣ方法で発生する金属汚染の防止のために開発されたもので、ソース／ドレーン領域に金属触媒を蒸着してＭＩＣを優先的に誘導し、これをシードとして多結晶シリコンをゲートの下部の活性化領域に側面に成長させる方法である。ＭＩＬＣ法はＭＩＣ法に比べて、側面に成長された結晶化領域においては金属汚染が少ない長所があるが、漏洩電流の問題は相変らず残ることになる。漏洩電流の発生は液晶表示装置等の各画素に充電されたデータ電圧を変化させる問題を引き起こすなど、全般的に表示装置の特性を低下させる。

このように、ＴＦＴの製造時の金属成分の導入は非晶質シリコンの結晶化温度を下げてガラス基板の使用を可能にするとの長所がある反面、金属成分による汚染によってＴＦＴの特性を低下させる短所もあるため、非晶質シリコンの薄膜に金属触媒を導入する時、導入量の調節が非常に重要である。すなわち、結晶化温度を下げるために金属触媒を多量に導入すれば、金属汚染などの深刻な問題が生じる。このような金属汚染の問題を防止するために金属触媒を少なく導入すれば、金属触媒を導入する本来の目的である結晶化温度を下げることができなくなる。したがって、できる限り金属触媒の量を少なく導入しながら、結晶化温度を下げることが最も好ましい。

一般に、ＴＦＴの製造時、非晶質シリコンの薄膜上に金属触媒を導入する方法としては、スパッタリング法やスピンコーティング法などが使用され、特に金属成分の塗布過程の容易性などの理由でスパッタリング法が主に使用されてきている。しかし、従来のスパッタリング法では非晶質シリコンの薄膜上に導入される金属触媒の量を少ない量に調節することができなかった。例えば、スパッタリング法で金属触媒を塗布する時、その塗布量を少なくしようとする場合は、塗布速度及び塗布時間などを小さく維持しなければならない。しかし、塗布速度が小さく、塗布時間が短い領域では塗布条件を一定に維持することが非常に難しいとの問題点があった。

前述した従来技術の問題点を解決するためになされた本発明は、金属誘導結晶化方式によるシリコンの結晶化時、結晶化温度を下げながらも金属汚染を最小化できるので、ＴＦＴの特性を向上させることができる多結晶シリコンの製造方法を提供することにその目的がある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は、（ａ）非晶質シリコン上に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を供給する段階；（ｂ）吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを調節することによって前記非晶質シリコン上に所定量の原料気体が吸着される段階；（ｃ）前記（ｂ）で前記非晶質シリコン上に吸着されない原料気体を除去する段階；（ｄ）前記原料気体が吸着された非晶質シリコン上に補助気体を供給する段階；（ｅ）前記非晶質シリコン上に吸着された原料気体と前記補助気体が反応することによって、最終的に前記非晶質シリコン上に所定量の金属が吸着される段階；及び （ｆ）前記金属が吸着された非晶質シリコンを熱処理する段階を含むことを特徴とする。
そして、前述した目的を達成するために、 本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は、(ａ）非晶質シリコン上に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を供給する段階；（ｂ）吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを調節することによって前記非晶質シリコン上に所定量の原料気体が吸着される段階；（ｃ）前記（b）で前記非晶質シリコン上に吸着されない原料気体を除去する段階；及び(ｄ）前記原料気体が吸着された非晶質シリコンを熱処理する段階を含むことを特徴とする。
前記原料気体はＮｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｐｄ、Ｃｕのうちいずれか一つまたは二つ以上を成分として含むことができる。

前記原料気体はビスシクロペンタジエニルニッケル、または、ビス（１−ジメチルアミノ−２-メチル−２−ブタノレート）ニッケルのいずれか一つであることができる。
前記補助気体は水素、アンモニアの少なくともいずれかを含む還元性気体、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンの少なくともいずれかを含む酸化性気体、アルゴン、窒素の少なくともいずれかを含む不活性気体のうちのいずれか一種を含むことができる。
前記吸着温度は常温ないし２５０℃の範囲であることができる。
前記（ｂ）で前記非晶質シリコン上に原料気体が被覆率１未満に吸着されることができる。
前記（ｆ）で熱処理温度は４００ないし７００℃、熱処理時間は１ないし１０時間、熱処理雰囲気はアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素の少なくともいずれか一種を含む不活性雰囲気であることができる。
前記（ｄ）で熱処理温度は４００ないし７００℃、熱処理時間は１ないし１０時間、熱処理雰囲気はアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素の少なくいずれか一種を含む不活性気体雰囲気、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンの少なくともいずれかを含む酸化性雰囲気、及び水素、アンモニアの少なくともいずれか一種を含む還元性気体雰囲気のうち少なくとも一つであることができる。

本発明の発明者は前述した従来のスパッタリング法における問題点を認識した後、このような問題点を解決するために努力した結果、非晶質シリコン上に導入される金属濃度の微調整のために、金属触媒を化学的に吸着させる方法、すなわち化学吸着が有利である点に着目して本発明に想到し得るようになった。したがって、本発明の主要特徴は非晶質シリコン上にできるだけ少ない濃度の金属触媒を導入するために、その導入方法として化学的吸着方法を使用することにある。ここで、吸着とは、固体表面に気体や液体の分子、原子、イオンなどが付着している現象を言う。この時、固体と気体が化学的結合をして吸着されることを化学吸着と言う。

本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属の量を適切に調整でき、非晶質シリコンの結晶化時の結晶化温度を下げながらも金属による汚染を防止して多結晶シリコンＴＦＴの特性が向上する効果がある。
また、本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は大面積の基板に適用でき、液晶表示装置などの平面表示装置の生産性を高めてさせて生産コストを低減させる効果がある。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
第一に、本発明の第１実施形態において、非晶質シリコンの薄膜上に金属を吸着した後、これを熱処理して多結晶シリコンの薄膜を形成する方法について説明する。
まず、非晶質シリコンの薄膜の形成されたガラス基板を用意して金属吸着過程が行われるチャンバー内に配置する。ここで、ガラス基板は、例えば液晶表示装置などの場合には、ＴＦＴが形成されるＴＦＴ基板に該当する。ガラス基板が配置された後でチャンバー内の基本圧力が１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）、好ましくは１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）程度になるように、真空ポンプ（図示しない）で吸着チャンバー１６を排気させる。

次に、非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属の原料に該当する有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を非晶質シリコンの薄膜上に供給する。一般的に有機金属化合物は常温で固状または液状の形態で存在するため、有機金属化合物は常温より高い温度に加熱して原料気体化する。この時、有機金属化合物はＮｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｐｄ、Ｃｕのうちいずれか一つまたは二つ以上の有機金属化合物を含むことができる。

ニッケルを金属触媒として使用する場合、原料気体はＮｉ（Ｃｐ）₂ で表されるビスシクロペンタジエルニッケル、Ｎｉ（ｄｍａｍｂ）₂で表されるビス（１−ジメチルアミノ−２−メチル−２−ブタノレート）Ｎｉ［ＯＣ(ＣＨ₃)(Ｃ₂Ｈ₅)ＣＨ₂Ｎ(ＣＨ₃)₂］₂ を挙げることができる。

原料気体供給段階においては、非晶質シリコンの薄膜上に原料気体が円滑に供給できるように、すなわち、原料気体の移動度が向上するように、搬送気体を共に供給できる。搬送気体としては、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｎ₂のうちいずれか一つまたは二つ以上の不活性気体を使用することができる。ただし、原料気体の移動度が充分な場合には搬送気体を使用しなくてもよい。

次に、原料気体としてＮｉ（Ｃｐ）₂やＮｉ（ｄｍａｍｂ）₂を使用された場合には、これらの有機金属化合物がそのまま非晶質シリコンの薄膜上に吸着される。
本発明においては有機金属化合物を含むガス雰囲気下のチャンバー内にガラス基板を保持させることによって、ガラス基板上に形成されている非晶質シリコンの薄膜上に有機金属化合物が吸着される。この過程は非晶質シリコンの薄膜のシリコン上に有機金属化合物を構成する金属成分、例えば、ニッケルが化学的に吸着される化学吸着過程である。しかし、実際の吸着過程においては、非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属化合物が物理吸着される場合もあり得る。このように物理吸着された金属または金属化合物はシリコンの結晶化温度を下げる触媒的役割を果たすことができる。

吸着される有機金属化合物の量（吸着濃度）は吸着が行われるチャンバー内のガス圧力（吸着圧力）、圧力が維持される時間（吸着時間）及び非晶質シリコンの薄膜の温度（吸着温度）などにより直接的に影響を受ける。したがって、吸着圧力、吸着時間及び吸着温度を適切に制御すると、吸着濃度を微細に調節できる。
まず、吸着圧力を制御して有機金属化合物の吸着濃度を調節できる。吸着圧力は非晶質シリコンの薄膜上に供給される原料気体の流量と直接的に関連があるので、原料気体の供給流量を減らすと、吸着圧力が減少するようになり、これによって吸着濃度が減少できる。これに対して、原料気体の供給流量を増やすと、吸着濃度が増加できる。

また、吸着圧力は吸着が行われるチャンバーに流入されるガスの総流量及びチャンバーから排出されるガスの総流量を調節して制御できる。例えば、チャンバーに流入される気体の総流量とチャンバーから排出されるガスの総流量の差を調節することによって、吸着圧力を制御し、これによって吸着濃度を制御できる。もちろん前述した方法にはチャンバーの内部が所定の吸着圧力に到達した時、チャンバーを閉鎖させて吸着圧力を制御する方式も含まれる。

吸着時間を制御することによっても有機金属化合物の吸着濃度を調節できる。例えば、吸着圧力の維持される吸着時間を短くするほど有機金属化合物の吸着濃度は減少できる。 また、吸着温度を制御すると、吸着濃度を調節できる。一般的に吸着過程時所定の熱エネルギーが必要であるので、吸着温度を低くすると、有機金属化合物の吸着濃度は減少できる。ただし、吸着温度が非常に低いと初めから吸着現象自体が生じない可能性があり、吸着温度が非常に高いと吸着された有機金属化合物が非晶質シリコンの薄膜から分離される可能性もある。
吸着段階が開始される前に非晶質シリコンの薄膜の温度を所定の吸着温度に維持させておいたほうがよい。吸着温度は１００ないし２５０℃の範囲内に維持するのが好ましい。
原料気体の種類によって吸着時熱エネルギーを全く必要としない場合（例えば、常温吸着が可能な場合）には吸着温度が常温になるように制御すればよい。

一方、結晶化されたシリコンをＴＦＴなどに適用する場合、金属汚染による半導体や表示装置の特性の低下を防止するために、吸着濃度を最小化にしなければならない場合もある。このためには非晶質シリコンの薄膜上に金属が単原子層未満に吸着されるように調節する必要がある。ここで、単原子層未満とは、非晶質シリコンの薄膜の全体面積を金属触媒の単原子層で完全に被覆できない場合、すなわち全体の非晶質シリコンの薄膜上に金属が連続的に吸着されなく、ところどころ吸着される場合を言う（被覆率<１）。この場合、本発明に係る金属吸着装置１０は吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを制御することによって吸着濃度を微細に調節できるため、前述した被覆率が１未満になるように吸着濃度を調節できるとの利点がある。

次に、吸着段階で非晶質シリコンの薄膜上に吸着されていない有機金属化合物を含む原料気体をチャンバーから排出させて除去する。この過程で排出される原料気体には、最初には非晶質シリコンの薄膜上に吸着されていたが、その吸着の程度が弱く、例えば、非晶質シリコンの薄膜上に物理吸着された原料気体等のように非晶質シリコンの薄膜から分離されて除去される原料気体を含むことができる。この段階が終わると、非晶質シリコンの薄膜上に有機金属化合物を含む原料気体を吸着させる過程が終了する。この時、原料気体の円滑な移動のために使用される搬送気体を流入させて原料気体の排出に利用することができる。

次に、非晶質シリコンの薄膜上に金属が吸着されるようにする過程として、非晶質シリコンの薄膜上に吸着された金属有機化合物を補助気体と反応させて有機金属化合物中の有機基を除去する過程である。このために補助気体を有機金属化合物の吸着された非晶質シリコンの薄膜上に供給する。このように供給された補助気体は非晶質シリコンの薄膜上に吸着されていた有機金属化合物と反応し、最終的には非晶質シリコンの薄膜上に金属が吸着されるようにする。
例えば、原料気体であるＮｉ（Ｃｐ）₂と補助気体を反応させて有機成分を除去することによって、非晶質シリコンの薄膜上にはニッケルが吸着されることになり、水素を補助気体とした場合には、ニッケルと炭化水素が生成することとなる。

本発明においては、補助気体として水素、アンモニアなどの還元性ガス、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンなどの酸化性ガス、アルゴン、窒素などの不活性ガスを使用することができる。
続いて、原料気体と補助気体との反応結果により生じる副生気体をチャンバーから排出させて除去する。この段階が終わると、非晶質シリコンの薄膜上に金属を吸着させる過程が終了する。この場合、原料気体の円滑な移動のために使用される搬送気体を流入させて副生気体の排出に利用することができる。

次に、金属の吸着された非晶質シリコンの薄膜を熱処理して多結晶シリコンの薄膜を製造する過程について説明する。この過程は前述した金属誘導結晶化方式によりシリコンを結晶化させるものであり、非晶質シリコンの薄膜上に吸着された金属触媒によりシリコンの結晶化温度をガラス基板が使用できる程度に下げる場合もある。

まず、本発明における熱処理は所定の熱処理温度に維持されるチャンバー内に金属の吸着された非晶質シリコンの薄膜を保持させることによって行われる。ここで、チャンバーは金属有機化合物の吸着段階で使用されるチャンバーと同様なチャンバーである場合もあり、別個のチャンバーである場合もある。すなわち、吸着と熱処理過程全部を一つのチャンバー内で行う場合もあり、吸着と熱処理過程をそれぞれ別個のチャンバーで行う場合もある。

熱処理温度は４００ないし７００℃の範囲であるのが好ましい。熱処理温度が低いと、結晶化に必要とされる時間が長くなるため、生産性、すなわち処理量に関する問題を考慮しなければならなく、熱処理温度が高いと、ガラス基板の変形に関する問題を考慮しなければならない。
熱処理時間は１ないし１０時間の範囲であることが好ましい。熱処理時間が短いと、非晶質シリコンの結晶化がよくならない問題を考慮しなければならなく、熱処理時間が長いと、生産性問題を考慮しなければならない。
熱処理時の雰囲気は不活性雰囲気であることが好ましい。ここで、使用される不活性雰囲気としてはアルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素が含まれる。これによって第１実施形態によりＴＦＴ用の多結晶シリコンの薄膜を形成する過程が完成される。
本発明においては結晶化温度を下げるために導入される金属濃度をできるだけ低くすることによって、ＴＦＴの金属汚染を顕著に減らすことができ、ＴＦＴの性能及びこれを採用する半導体や表示装置の諸特性を向上することができる利点がある。

第二に、本発明の第２実施形態においては、非晶質シリコンの薄膜上に有機金属化合物を吸着した後、これを熱処理して多結晶シリコンの薄膜を形成する方法について説明する。本発明の第２実施形態にいて、非晶質シリコンの薄膜上に金属有機化合物を吸着する段階までは第１実施形態と同様である。すなわち、本発明の第２実施形態は第１実施形態と同様の方法で非晶質シリコンの薄膜上に有機金属化合物を吸着させた後、直ぐに熱処理して多結晶シリコンの薄膜を形成する方法である。本発明の第２実施形態においては、第１実施形態と同様な過程についての詳細な説明は省略し、ここでは熱処理段階における差異点だけについて説明する。

第２実施形態における熱処理段階は、基本的な概念と熱処理条件に関して第１実施形態と大略同様である。ただし、第２実施形態の熱処理段階においては、非晶質シリコンの薄膜上に吸着された有機金属化合物中の有機成分が除去される過程と非晶質シリコンが結晶化される過程が全て行われる。これに関連して、第２実施形態は第１実施形態と比べて熱処理時雰囲気における差があり得る。すなわち、第２実施形態では第１実施形態で使用された補助気体を熱処理段階で使用して有機金属化合物から有機成分が除去される反応を促進させることができる。

したがって、本発明の第２実施形態においては熱処理段階で、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンなどの酸化性ガス雰囲気及び水素、アンモニアなどの還元性ガス雰囲気のうち、一つを使用することができる。もちろん、第２実施形態においても第１実施形態のように熱処理段階で、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素を含む不活性雰囲気を使用することができる。
また、第２実施形態においては熱処理段階で酸化性気体と不活性気体との混合気体雰囲気、及び還元性気体と不活性気体との混合気体雰囲気のうちいずれか一つを使用することができる。第２実施形態の熱処理段階で混合気体を使用する場合、混合気体の比率は不活性気体が５０ないし９９％の範囲であることが好ましい。第２実施形態の熱処理段階で雰囲気以外の熱処理温度や熱処理時間は第１実施形態の条件範囲と同様にすることが好ましい。これによって、第２実施形態によりＴＦＴ用の多結晶シリコンの薄膜を形成する過程が完成される。また、第１実施形態と同様に、結晶化温度を下げるために導入される金属濃度をできるだけ低くすることによって、ＴＦＴの金属汚染を顕著に減らすことができ、ＴＦＴの性能及びこれを採用する半導体や表示装置の諸特性が向上できる利点がある。
以下に、本発明の具体的な実施例を示す。

実施例１
１．第一段段階 シリコン層の形成工程
プラズマ化学気相成長法によって、ガラス基板上に、シランと水素の混合気体中において、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）において、２５０℃において、厚さ５０ｎｍの無定形シリコン層を形成した。
２．第二段階 吸着工程
チャンバー内を１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）まで減圧した後、９０℃で気化したビスシクロペンタジエルニッケルを原料気体として１ｓｃｃｍの流量で、４００ｓｃｃｍの流量のアルゴンとともに供給し、４００Ｐａ（３Ｔｏｒｒ）の圧力下で、１５０℃から２３０℃まで、吸着温度を変えて吸着操作を行った。吸着時間はいずれも１０分間とした。
次いで、１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）まで減圧して、吸着されなかったビスシクロペンタジエルニッケルを除去した。

３．第三工程 熱処理工程
６００℃において常圧の窒素雰囲気で１時間の熱処理を行った。
４．第四工程 評価および分析工程
二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）を使用して、吸着したニッケル原子の濃度を測定したところ以下のとおりであった。
１５０℃ スパッタリング深さ６ｎｍ ２．６４×１０¹⁹／ｃｍ³
１８０℃ スパッタリング深さ６ｎｍ ２．６２×１０¹⁹／ｃｍ³
２３０℃ スパッタリング深さ６ｎｍ １．１４×１０²⁰／ｃｍ³

得られた試料を走査型電子顕微鏡で撮影した顕微鏡写真を図１に示す。多結晶シリコンの微細構造を確認することができた。

本発明によれば、大面的の基板に適用できるので、液晶表示装置などの平面表示装置の生産性を向上させて生産コストを低減させることができる。従って、本発明の産業利用性はきわめて高いものといえる。
一方、本明細書内で本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記述したが、当業者ならば、添付の特許請求範囲に開示した本発明の範疇及び思想から外れずに、多くの変形及び修正がなされ得ることがわかるはずである。

本発明の方法によって製造した多結晶シリコンを説明する電子顕微鏡によって撮影した図面代用写真である。

Claims (9)

1. （ａ）非晶質シリコン上に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を供給する段階；
   （ｂ）吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを調節することによって前記非晶質シリコン上に所定量の原料気体を吸着させる段階；
   （ｃ）前記（ｂ）で前記非晶質シリコン上に吸着されていない原料気体を除去する段階；
   （ｄ）前記原料気体の吸着された非晶質シリコン上に補助ガスを供給する段階；
   （ｅ）前記非晶質シリコン上に吸着された原料気体と前記補助ガスが反応することによって、最終的に前記非晶質シリコン上に所定量の金属が吸着される段階；及び
   （ｆ）前記金属の吸着された非晶質シリコンを熱処理する段階を含むことを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
2. （ａ）非晶質シリコン上に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を供給する段階；
   （ｂ）吸着圧力、吸着時間及び吸着温度のうち少なくとも一つを調節することによって前記非晶質シリコン上に所定量の原料気体を吸着させる段階；
   （ｃ）前記（b）で前記非晶質シリコン上に吸着されていない原料気体を除去する段階； 及び
   （ｄ）前記原料気体の吸着された非晶質シリコンを熱処理する段階を含むことを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
3. 前記原料気体は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｐｄ、Ｃｕのいずれか一つまたは二つ以上ｗ分として含有することを特徴とする請求項1または２に記載の多結晶シリコンの製造方法。
4. 前記原料気体は、ビスシクロペンタジエニルニッケル、または、ビス（１−ジメチルアミノ−２-メチル−２−ブタノレート）ニッケルのいずれか一つである特徴とする請求項３に記載の多結晶シリコンの製造方法。
5. 前記補助気体は水素、アンモニアの少なくともいずれかを含む還元性気体、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンの少なくともいずれかを含む酸化性気体、アルゴン、窒素の少なくともいずれかを含む不活性気体のうちのいずれか一種であることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコンの製造方法。
6. 前記吸着温度は常温ないし２５０℃の範囲であることを特徴とする請求項1または２に記載の多結晶シリコンの製造方法。
7. 前記（ｂ）で前記非晶質シリコン上に原料気体が被覆率１未満に吸着されることを特徴とする請求項１または２に記載の多結晶シリコンの製造方法。
8. 前記（ｆ）で熱処理温度は４００ないし７００℃、熱処理時間は１ないし１０時間、熱処理雰囲気はアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素の少なくともいずれか一種を含む不活性雰囲気であることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコンの製造方法。
9. 前記（ｄ）で熱処理温度は４００ないし７００℃、熱処理時間は１ないし１０時間、熱処理雰囲気はアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素の少なくいずれか一種を含む不活性気体雰囲気、酸素、亜酸化窒素、水、オゾンの少なくともいずれかを含む酸化性雰囲気、及び水素、アンモニアの少なくともいずれか一種を含む還元性気体雰囲気のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の多結晶シリコンの製造方法。