JP2010141368A - Device and method for adsorbing metal or metal compound - Google Patents

Device and method for adsorbing metal or metal compound Download PDF

Info

Publication number
JP2010141368A
JP2010141368A JP2010068160A JP2010068160A JP2010141368A JP 2010141368 A JP2010141368 A JP 2010141368A JP 2010068160 A JP2010068160 A JP 2010068160A JP 2010068160 A JP2010068160 A JP 2010068160A JP 2010141368 A JP2010141368 A JP 2010141368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
adsorption
gas
amorphous silicon
adsorbing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010068160A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taek Yong Jang
テクヨン チャン
Byoung Il Lee
ビョンイル イ
Young Ho Lee
ヨンホ イ
Seok Pil Jang
ソクピル チャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tera Semicon Corp
Original Assignee
Tera Semicon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tera Semicon Corp filed Critical Tera Semicon Corp
Publication of JP2010141368A publication Critical patent/JP2010141368A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24Deposition of silicon only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45514Mixing in close vicinity to the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45559Diffusion of reactive gas to substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for adsorbing a metal catalyst for growing a silicon crystal onto amorphous silicon. <P>SOLUTION: This device for adsorbing a metal or metal compound onto amorphous silicon is used for crystallizing silicon by a metal-induced crystallization method. The device for adsorbing a metal or metal compound includes: a material gas supply part for supplying a material gas containing vapor or gas of an organic metal compound; a chamber for adsorbing a metal constituent of the material gas onto the amorphous silicon; and a control part for executing control so that a metal or metal compound is adsorbed onto the amorphous silicon at a coverage factor below 1 by adjusting at least one of adsorption pressure, an adsorption time and an adsorption temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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、より詳細には薄膜トランジスタの多結晶シリコン薄膜が形成される時、結晶化温度を下げて結晶化の特性を向上させるために非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属有機化合物を吸着する装置及び吸着方法に関するものである。   The present invention relates to the manufacture of a polycrystalline silicon thin film applied to a thin film transistor (hereinafter also referred to as TFT) used in a liquid crystal display device (also referred to as LCD), an organic EL display device (OLED), and the like. The present invention relates to an apparatus and an adsorption method for adsorbing a metal or a metal-organic compound on an amorphous silicon thin film in order to improve the crystallization characteristics by lowering the crystallization temperature when a polycrystalline silicon thin film is formed. .

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。 TFTs are roughly classified into amorphous silicon TFTs and polycrystalline silicon TFTs. The characteristics of TFT are evaluated by the value of electron mobility. Since the electron mobility of the amorphous silicon TFT is approximately 1 cm 2 / Vs, and the electron mobility of the polycrystalline silicon thin film transistor is approximately 100 cm 2 / Vs, the polycrystalline silicon TFT is used for a high-performance liquid crystal display device. It is preferable to adopt. A polycrystalline silicon TFT is formed by depositing amorphous silicon on a transparent substrate such as glass or quartz to be polycrystalline, forming a gate oxide film and a gate electrode, implanting a dopant into the source and drain, and then insulating layers. Is formed and manufactured.

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。   When manufacturing a polycrystalline silicon TFT, the main process is a step of polycrystallizing an amorphous silicon thin film. In particular, it is preferable to lower the crystallization temperature. When the crystallization temperature is very high, a glass substrate having a low softening point cannot be used when manufacturing a TFT, and there is a problem that the manufacturing cost of the TFT is greatly increased. In consideration of the possibility of using such a glass substrate, various processes have been proposed recently that can form a polycrystalline silicon thin film within a short time at a low temperature.

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。
The excimer laser crystallization method is a method of melting and recrystallizing amorphous silicon using excimer laser irradiation, which can prevent damage to the glass substrate due to rapid heating and has the advantage of excellent crystallinity of polycrystalline silicon There is. However, the reproducibility is lowered and the configuration of the apparatus is complicated.
The rapid heat treatment method uses an infrared lamp to rapidly heat amorphous silicon and has the advantages of high production speed and low production cost. However, it has disadvantages such as thermal shock due to rapid heating and deformation of the glass substrate. is there.

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。   In addition, the metal induced crystallization (MIC) method is a method in which a metal such as Ni, Cu, Al or a metal compound thereof is applied to amorphous silicon as a metal catalyst, and crystallization is induced at a low temperature. Although there is an advantage that crystallization is possible at a low temperature, there is a problem that a leakage current is greatly increased by a considerable amount of metal components contained in the activated region.

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。   Metal Induced Lateral Crystallization (MILC) method was developed to prevent metal contamination generated by the MIC method. MIC is prioritized by depositing a metal catalyst in the source / drain region. In this method, polycrystalline silicon is grown on the side surface in the activation region below the gate using the seed as a seed. The MILC method has the advantage of less metal contamination in the crystallized region grown on the side surface than the MIC method, but the problem of leakage current remains unchanged. The generation of leakage current causes the problem of changing the data voltage charged in each pixel of a liquid crystal display device or the like, and generally deteriorates the characteristics of the display device.

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。   As described above, the introduction of the metal component during the manufacture of the TFT has the advantage that the glass substrate can be used by lowering the crystallization temperature of the amorphous silicon, but the TFT characteristics are deteriorated due to contamination by the metal component. Due to the disadvantages, when the metal catalyst is introduced into the amorphous silicon thin film, it is very important to adjust the amount introduced. That is, if a large amount of a metal catalyst is introduced to lower the crystallization temperature, serious problems such as metal contamination occur. If a small amount of metal catalyst is introduced in order to prevent such a problem of metal contamination, the crystallization temperature, which is the original purpose of introducing the metal catalyst, cannot be lowered. Therefore, it is most preferable to lower the crystallization temperature while introducing as little metal catalyst as possible.

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。   Generally, as a method for introducing a metal catalyst onto an amorphous silicon thin film at the time of manufacturing a TFT, a sputtering method or a spin coating method is used. Has been mainly used. However, the conventional sputtering method cannot adjust the amount of the metal catalyst introduced onto the amorphous silicon thin film to a small amount. For example, when a metal catalyst is applied by a sputtering method, the application rate and application time must be kept small if the application amount is to be reduced. However, there is a problem that it is very difficult to keep the coating conditions constant in a region where the coating speed is low and the coating time is short.

前述のような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りシリコンを結晶化させるために非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属有機化合物を吸着できる装置及び方法を提供することにその目的がある。
また、本発明は半導体やディスプレーの諸特性を低下する金属汚染を最小化するために非晶質シリコンの薄膜上に適切な濃度の金属または金属有機化合物を吸着することができる装置及び吸着方法を提供することにその目的がある。
The present invention made to solve the problems of the prior art as described above is an apparatus capable of adsorbing a metal or a metal organic compound on an amorphous silicon thin film in order to crystallize silicon by a metal induced crystallization method. And to provide a method.
In addition, the present invention provides an apparatus and an adsorption method capable of adsorbing an appropriate concentration of metal or metal organic compound on an amorphous silicon thin film in order to minimize metal contamination that deteriorates various characteristics of semiconductors and displays. The purpose is to provide.

前述した目的を達成するために、本発明に係る金属または金属化合物の吸着装置は、金属誘導結晶化方式でシリコンを結晶化させるために非晶質シリコン上に金属または金属化合物を吸着する装置であって、有機金属化合物の蒸気または気体を含有する原料気体を供給する原料気体供給部、前記原料気体を前記非晶質シリコン上に金属成分を吸着させるチャンバー、及び吸着圧力、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金属または金属化合物が被覆率1未満に吸着されるように制御する制御部を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the metal or metal compound adsorption apparatus according to the present invention is an apparatus that adsorbs a metal or metal compound on amorphous silicon in order to crystallize silicon by a metal induced crystallization method. A source gas supply unit for supplying a source gas containing a vapor or gas of an organometallic compound, a chamber for adsorbing the metal component on the amorphous silicon, and an adsorption pressure, an adsorption time, and an adsorption temperature; And a control unit that controls the metal or metal compound to be adsorbed to a coverage of less than 1 on the amorphous silicon by adjusting at least one of them.

前述した目的を達成するために、本発明に係る金属または金属化合物の吸着方法は、金属誘導結晶化方式でシリコンを結晶化させるために非晶質シリコン上に金属または金属化合物を吸着する方法であって、チャンバー内に非晶質シリコンを配置する段階、記チャンバー内に有機金属化合物の蒸気または気体を含む原料気体を流入する段階、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、前記チャンバーから前記非晶質シリコン上に吸着されない原料気体を排出する段階、前記チャンバー内に補助気体を流入する段階、及び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または金属化合物が吸着され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、本発明に係る金属または金属化合物の吸着方法は、金属誘導結晶化方式でシリコンを結晶化させるために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吸着する方法であって、チャンバー内に非晶質シリコンを配置する段階;前記チャンバー内に有機金属の蒸気または気体を含む原料気体を流入する段階、及び 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を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the metal or metal compound adsorption method according to the present invention is a method of adsorbing a metal or metal compound on amorphous silicon in order to crystallize silicon by a metal induced crystallization method. And adjusting at least one of the steps of disposing amorphous silicon in the chamber, injecting a source gas containing vapor or gas of organometallic compound into the chamber, adsorption pressure, adsorption time and adsorption temperature. A step of adsorbing a predetermined amount of source gas on the amorphous silicon, discharging a source gas not adsorbed on the amorphous silicon from the chamber, and flowing auxiliary gas into the chamber , And the auxiliary gas reacts with the source gas adsorbed on the amorphous silicon, and finally the predetermined gas is formed on the amorphous silicon. Metals or metal compounds, characterized in that it comprises a step to be adsorbed.
In order to achieve the above-described object, the metal or metal compound adsorption method according to the present invention includes an organometallic compound vapor or gas on amorphous silicon to crystallize silicon by a metal-induced crystallization method. A step of disposing amorphous silicon in a chamber; a step of introducing a raw material gas containing an organic metal vapor or gas into the chamber; and an adsorption pressure, an adsorption time and an adsorption temperature. The method includes the step of adsorbing a predetermined amount of source gas on the amorphous silicon by adjusting at least one of the above.

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または金属化合物の量を適切に且つ微細に調節でき、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が防止でき、半導体や表示装置の諸特性が向上する効果がある。
また、本発明によれば、大面積の基板に適用することができるので、液晶表示装置等の平面型表示装置の生産性を向上させ、生産コストを低減させる効果がある。
According to the present invention, the amount of metal or metal compound adsorbed on the amorphous silicon thin film can be appropriately and finely adjusted, and the metal depends on the metal while lowering the crystallization temperature during crystallization of amorphous silicon. Contamination can be prevented, and various characteristics of semiconductors and display devices are improved.
Further, according to the present invention, since it can be applied to a substrate having a large area, the productivity of a flat display device such as a liquid crystal display device can be improved and the production cost can be reduced.

本発明に係る金属または有機金属化合物吸着装置を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the metal or organometallic compound adsorption | suction apparatus which concerns on this invention.

以下添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は本発明に係る金属または金属化合物吸着装置10を示した概念図である。図1に示したように、金属または金属化合物の吸着装置10は原料気体供給部11、補助気体供給部12、運搬ガス供給部13、ガス流入部14、ガス排出部15、吸着チャンバー16、加熱部17及び制御部18を含んでいる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a metal or metal compound adsorption device 10 according to the present invention. As shown in FIG. 1, a metal or metal compound adsorption device 10 includes a raw material gas supply unit 11, an auxiliary gas supply unit 12, a transport gas supply unit 13, a gas inflow unit 14, a gas discharge unit 15, an adsorption chamber 16, and a heating. The unit 17 and the control unit 18 are included.

原料気体供給部11は非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属または金属化合物の原料に該当する有機金属化合物を含んだ原料気体を吸着チャンバー16内に供給する役割を果たす。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、原料気体供給部11には固状または液状の有機金属化合物を蒸気、もしくは気体とする原料気体加熱部を含むことができる。   The source gas supply unit 11 serves to supply a source gas containing an organometallic compound corresponding to a source of metal or metal compound adsorbed on the amorphous silicon thin film into the adsorption chamber 16. In general, since the organometallic compound exists in a solid or liquid form at room temperature, the source gas supply unit 11 may include a source gas heating unit that uses a solid or liquid organometallic compound as a vapor or gas. it can.

金属誘導結晶化方式によるシリコンの結晶化のために、原料気体供給部11から供給される原料気体は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の成分を含むことができる。
本発明のように金属触媒としてニッケルを使用する場合は、原料気体が含有する気体もしくは蒸気としては、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)(C25)CH2N(CH3)22 を挙げることができる。
The source gas supplied from the source gas supply unit 11 for crystallization of silicon by the metal induction crystallization method is any one of Ni, Al, Ti, Ag, Au, Co, Sb, Pd, and Cu. Or it can contain two or more components.
When nickel is used as the metal catalyst as in the present invention, the gas or vapor contained in the raw material gas is represented by Ni (Cp) 2 biscyclopentadienyl nickel or Ni (dmamb) 2. Bis (1-dimethylamino-2-methyl-2-butanolate) Ni [OC (CH 3 ) (C 2 H 5 ) CH 2 N (CH 3 ) 2 ] 2 can be mentioned.

補助気体供給部12は非晶質シリコンの薄膜上に最終的に金属または金属化合物が吸着されるように、原料気体と反応できる補助気体を吸着チャンバー16内に供給する役割を果たす。すなわち、原料気体には金属以外の成分が含まれており、非晶質シリコンの薄膜上にニッケルを吸着させるためには有機ニッケル化合物の、ニッケル以外の成分である有機基を除去しなければならないが、補助気体によって有機基を除去できる。換言すれば、原料気体の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り、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る。例えば、Ni(Cp)2+H2 −> Ni+mn2n+2 に表される。 The auxiliary gas supply unit 12 serves to supply an auxiliary gas capable of reacting with the source gas into the adsorption chamber 16 so that the metal or the metal compound is finally adsorbed on the amorphous silicon thin film. That is, the source gas contains components other than metal, and in order to adsorb nickel onto the amorphous silicon thin film, the organic group which is a component other than nickel of the organic nickel compound must be removed. However, the organic group can be removed by the auxiliary gas. In other words, nickel is adsorbed onto the amorphous silicon thin film by reacting the raw material gas Ni (Cp) 2 with the auxiliary gas to remove the organic component. For example, Ni (Cp) 2 + H 2 −> Ni + m C n H 2n + 2

補助気体としては、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を使用することができる。一方、金属以外の成分の除去されていない原料気体をそのまま非晶質シリコンの薄膜上に吸着させる場合は補助気体を使用していないため、補助気体供給部が必要とされないこともある。
搬送気体供給部13は原料気体が吸着チャンバー16内に円滑に供給されるように搬送気体を供給する役割をする。すなわち、搬送気体により原料気体はより円滑に移動して吸着チャンバー16内に流入される。
As the auxiliary gas, a reducing gas such as hydrogen or ammonia, or an oxidizing gas such as oxygen, nitrous oxide, water, or ozone can be used. On the other hand, when the raw material gas from which components other than the metal are not removed is adsorbed on the amorphous silicon thin film as it is, the auxiliary gas is not used, so the auxiliary gas supply unit may not be required.
The carrier gas supply unit 13 serves to supply the carrier gas so that the source gas is smoothly supplied into the adsorption chamber 16. That is, the source gas moves more smoothly by the carrier gas and flows into the adsorption chamber 16.

搬送気体供給部13から供給される搬送気体は原料気体供給部11を通過した後で吸着チャンバー16内に流入される場合もあり、すぐに吸着チャンバー16内に流入される場合もあるが、この両者共に可能になるのが好ましい。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。また、搬送気体は吸着チャンバー16の内部をパージするするパージ気体の役割を兼ねることができる。搬送気体としてはアルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素のうちいずれか一つまたは二つ以上の不活性ガスを使用することができる。
気体流入部14と気体排出部15は吸着チャンバー16の前端または後端に設けられており、吸着チャンバー16内に気体が流入されたり吸着チャンバー16から気体が排出されたりする部分である。気体流入部14と気体排出部15を通じて流入または排出される気体は、原料気体、補助気体(必要な場合)、搬送気体(必要な場合)、非晶質シリコンの薄膜上に吸着できなかった原料気体、原料気体と補助気体との反応により発生する副生気体などを含む。
The carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 13 may flow into the adsorption chamber 16 after passing through the raw material gas supply unit 11, or may flow into the adsorption chamber 16 immediately. Both are preferably possible. When the mobility of the raw material gas is sufficient, the carrier gas need not be used. The carrier gas can also serve as a purge gas for purging the inside of the adsorption chamber 16. As the carrier gas, any one or two or more inert gases of argon, neon, helium, and nitrogen can be used.
The gas inflow portion 14 and the gas discharge portion 15 are provided at the front end or the rear end of the adsorption chamber 16, and are portions where gas flows into and out of the adsorption chamber 16. The gas that flows in or out through the gas inlet 14 and the gas outlet 15 is a raw material gas, an auxiliary gas (if necessary), a carrier gas (if necessary), or a raw material that could not be adsorbed on the amorphous silicon thin film. Gas, by-product gas generated by reaction of raw material gas and auxiliary gas is included.

吸着チャンバー16は非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属化合物を吸着させる役割を果たす。ここで、吸着とは、化学吸着、物理吸着の両者を意味する。
非晶質シリコンの薄膜は液晶表示装置などのTFT基板に適用できるガラス基板19上に形成されている。吸着チャンバー16内に一度に配置されるガラス基板の数は1枚である枚葉式吸着チャンバー、2枚以上の複数個を取り扱うバッチ式吸着チャンバーでもよいが、生産性を考慮すると、バッチ式吸着チャンバーがより好ましい。
The adsorption chamber 16 serves to adsorb metal or metal compound on the amorphous silicon thin film. Here, adsorption means both chemical adsorption and physical adsorption.
The thin film of amorphous silicon is formed on a glass substrate 19 applicable to a TFT substrate such as a liquid crystal display device. The number of glass substrates placed in the adsorption chamber 16 at one time may be a single-wafer type adsorption chamber, or a batch type adsorption chamber that handles two or more pieces. A chamber is more preferred.

吸着チャンバー16内に流入された原料気体がそのまま吸着されると、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とになる。この場合、原料気体が吸着されてもこれを補助気体と反応させると、非晶質シリコンの薄膜上には結果的に金属成分のみが吸着される。
吸着チャンバー16は加熱部17を含むことができる。この加熱部17は非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属化合物を吸着するために必要となる熱エネルギーを供給する役割をする。
When the raw material gas flowing into the adsorption chamber 16 is adsorbed as it is, the organometallic compound is adsorbed onto the amorphous silicon thin film. In this case, even if the raw material gas is adsorbed, if it reacts with the auxiliary gas, only the metal component is adsorbed as a result on the amorphous silicon thin film.
The adsorption chamber 16 can include a heating unit 17. The heating unit 17 serves to supply heat energy necessary for adsorbing a metal or metal compound on the amorphous silicon thin film.

本発明の吸着過程においては、非晶質シリコンの薄膜の温度を100ないし250℃の範囲内に維持することが好ましい。ただし、非晶質シリコンの薄膜上に有機金属化合物を吸着する時、熱エネルギーが全く不要な場合もあり得る。このような場合には加熱部17を動作させなかったり、吸着チャンバー16内に加熱部を初めから設けないこともあり得る。
制御部18は適切な量の金属または有機金属化合物が非晶質シリコンの薄膜上に吸着されるように、吸着過程中に吸着チャンバー16内の気体の圧力(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)などを調節する役割を果たす。
In the adsorption process of the present invention, the temperature of the amorphous silicon thin film is preferably maintained within the range of 100 to 250 ° C. However, when the organometallic compound is adsorbed on the amorphous silicon thin film, no thermal energy may be required. In such a case, the heating unit 17 may not be operated, or the heating unit may not be provided in the adsorption chamber 16 from the beginning.
The controller 18 maintains the pressure (adsorption pressure) of the gas in the adsorption chamber 16 during the adsorption process so that an appropriate amount of metal or organometallic compound is adsorbed on the amorphous silicon thin film. It plays the role of adjusting the time (adsorption time) and the temperature of the amorphous silicon thin film (adsorption temperature).

本発明では金属誘導結晶化方式を使用してシリコンの結晶化温度を下げながらも金属汚染を最小化できるように、吸着される金属または金属化合物の量(吸着濃度)をできるだけ少なくするために、制御部18を通じて吸着圧力、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。
非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属または金属化合物の量は吸着圧力及び吸着時間が増加するにしたがって増大するものである。したがって、吸着圧力及び吸着時間を調節すると、金属または有機金属化合物の吸着濃度を調節できる。
In the present invention, in order to minimize the amount of metal or metal compound adsorbed (adsorption concentration) so as to minimize metal contamination while lowering the crystallization temperature of silicon using a metal induced crystallization method, At least one of the adsorption pressure, the adsorption time, and the adsorption temperature is adjusted through the control unit 18.
The amount of metal or metal compound adsorbed on the amorphous silicon thin film increases as the adsorption pressure and adsorption time increase. Therefore, by adjusting the adsorption pressure and the adsorption time, the adsorption concentration of the metal or organometallic compound can be adjusted.

吸着圧力は原料気体供給部11から供給される原料気体の流量、気体流入部14を通じて吸着チャンバー16に流入される気体の総流量及び気体排出部15を通じて吸着チャンバー16から排出される気体の総流量のうち、少なくとも一つを調節することによって制御できる。吸着チャンバー16に流入または排出される気体には補助気体または搬送気体が含まれる。したがって、補助気体供給部12から供給される補助気体の流量及び搬送気体供給部13から供給される搬送気体の流量も制御部18により制御できるようにすることが好ましい。
また、吸着過程においては熱エネルギーが必要であるので、制御部18を通じて吸着過程における吸着温度を調節すると、金属または金属化合物の吸着濃度を調節できる。吸着温度は吸着チャンバー16内の加熱部17の温度を調節することによって制御できる。参考に、図1では制御部18と、この制御部により制御される各構成要素との間は点線で示した。
The adsorption pressure includes the flow rate of the raw material gas supplied from the raw material gas supply unit 11, the total flow rate of the gas flowing into the adsorption chamber 16 through the gas inflow unit 14, and the total flow rate of the gas discharged from the adsorption chamber 16 through the gas discharge unit 15. It can be controlled by adjusting at least one of them. The gas flowing into or exhausting the adsorption chamber 16 includes auxiliary gas or carrier gas. Therefore, it is preferable that the control unit 18 can also control the flow rate of the auxiliary gas supplied from the auxiliary gas supply unit 12 and the flow rate of the transfer gas supplied from the transfer gas supply unit 13.
Further, since heat energy is required in the adsorption process, the adsorption concentration of the metal or metal compound can be adjusted by adjusting the adsorption temperature in the adsorption process through the controller 18. The adsorption temperature can be controlled by adjusting the temperature of the heating unit 17 in the adsorption chamber 16. For reference, in FIG. 1, a dotted line indicates between the control unit 18 and each component controlled by the control unit.

以下、本発明に係る吸着装置10を利用して金属または金属化合物を吸着する方法について詳細に説明する。
まず、吸着チャンバー16内に非晶質シリコンの薄膜の形成されたガラス基板19が配置される。ガラス基板19の配置後には、吸着チャンバー16内の圧力が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、原料気体供給部11から非晶質シリコンの薄膜上に吸着される金属または金属化合物の原料に該当する有機金属化合物を含む原料気体を気体流入部14を通じて吸着チャンバー16内に供給する。有機金属化合物が常温で固状または液状の形態で存在する場合には、固状または液状の有機金属化合物を常温より高い温度に加熱して気化する。この時、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の有機金属化合物を含むことができる。
Hereinafter, a method for adsorbing a metal or a metal compound using the adsorption apparatus 10 according to the present invention will be described in detail.
First, a glass substrate 19 on which an amorphous silicon thin film is formed is placed in the adsorption chamber 16. After the glass substrate 19 is arranged, the adsorption chamber 16 is evacuated by a vacuum pump (not shown) so that the pressure in the adsorption chamber 16 is about 13.3 Pa (100 mTorr), preferably about 1.33 Pa (10 mTorr).
Next, a raw material gas containing an organometallic compound corresponding to the raw material of the metal or metal compound adsorbed on the amorphous silicon thin film is supplied from the raw material gas supply unit 11 into the adsorption chamber 16 through the gas inflow unit 14. When the organometallic compound is present in a solid or liquid form at normal temperature, the solid or liquid organometallic compound is heated to a temperature higher than normal temperature and vaporized. At this time, the source gas may include any one or two or more organometallic compounds among Ni, Al, Ti, Ag, Au, Co, Sb, Pd, and Cu.

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)(C25)CH2N(CH3)22 を挙げることができる。 When nickel is used as the metal catalyst, the raw gas is biscyclopentadienyl nickel represented by Ni (Cp) 2 , bis (1-dimethylamino-2-methyl-2-butanolate represented by Ni (dmamb) 2 ) Ni [OC (CH 3 ) (C 2 H 5 ) CH 2 N (CH 3 ) 2 ] 2 .

続いて、原料気体が気体流入部14を通じて吸着チャンバー16内に円滑に供給されるように、搬送気体供給部13から搬送気体を供給する。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ガスを使用することができる。搬送気体は原料気体供給部11から供給される原料気体が円滑に移動するようにする。この場合、吸着チャンバー16内に原料気体と搬送気体が共に流入されるのが好ましい。搬送気体が原料気体供給部11を通過するようにすると、原料気体の移動度がより効率的に増加される。ただし、原料気体の移動度が充分である場合には搬送気体を使用しなくてもよい。 Subsequently, the carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit 13 so that the source gas is smoothly supplied into the adsorption chamber 16 through the gas inflow portion 14. As the carrier gas, any one of Ar, Ne, He, and N 2 or two or more inert gases can be used. The carrier gas causes the source gas supplied from the source gas supply unit 11 to move smoothly. In this case, it is preferable that both the raw material gas and the carrier gas flow into the adsorption chamber 16. When the carrier gas passes through the raw material gas supply unit 11, the mobility of the raw material gas is increased more efficiently. However, when the mobility of the raw material gas is sufficient, the carrier gas may not be used.

次に、吸着チャンバー16内に流入された有機金属化合物を含む原料気体が非晶質シリコンの薄膜上に吸着される。例えば、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。 Next, the raw material gas containing the organometallic compound that has flowed into the adsorption chamber 16 is adsorbed onto the amorphous silicon thin film. For example, when Ni (Cp) 2 or Ni (dmamba) 2 is used as the source gas, these organometallic compounds are adsorbed on the amorphous silicon thin film as they are.

本発明においては吸着チャンバー16内の原料気体を含む雰囲気下でガラス基板19を保持させることによって、ガラス基板19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。   In the present invention, the organic metal compound is adsorbed onto the amorphous silicon thin film formed on the glass substrate 19 by holding the glass substrate 19 in the atmosphere containing the source gas in the adsorption chamber 16. This process is a chemical adsorption process in which a metal component constituting an organometallic compound, for example, nickel, is chemically adsorbed on silicon of an amorphous silicon thin film. However, in the actual adsorption process, a metal or a metal compound may be physically adsorbed on the amorphous silicon thin film. The metal or metal compound thus physically adsorbed can play a catalytic role to lower the crystallization temperature of silicon.

吸着される有機金属化合物の量すなわち吸着濃度は吸着チャンバー16内の気体の圧力(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、制御部18により吸着圧力、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。吸着圧力は原料気体供給部11から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ことになり、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、吸着濃度を増加することができる。
The amount of the organometallic compound to be adsorbed, that is, the adsorption concentration depends on the pressure of the gas in the adsorption chamber 16 (adsorption pressure), the time during which the pressure is maintained (adsorption time), the temperature of the amorphous silicon thin film (adsorption temperature), and the like. Directly affected. Therefore, if the adsorption pressure, adsorption time, and adsorption temperature are appropriately controlled by the control unit 18, the adsorption concentration can be finely adjusted.
First, the adsorption pressure of the organometallic compound can be adjusted by controlling the adsorption pressure. Since the adsorption pressure is directly related to the flow rate of the raw material gas supplied from the raw material gas supply unit 11, if the supply flow rate of the raw material gas is reduced, the adsorption pressure is reduced, thereby reducing the adsorption concentration. . On the other hand, if the supply flow rate of the raw material gas is increased, the adsorption concentration can be increased.

また、吸着圧力は気体流入部14を通じて吸着チャンバー16に流入される気体の総流量及び気体排出部15を通じて吸着チャンバー16から排出される気体の総流量を調節して制御できる。例えば、吸着チャンバー16に流入される気体の総流量と吸着チャンバー16から排出される気体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、吸着チャンバー16の内部が所定の吸着圧力に到達した時、気体流入部14及び気体排出部15を閉鎖させて吸着圧力を制御する方式も含まれる。   Further, the adsorption pressure can be controlled by adjusting the total flow rate of gas flowing into the adsorption chamber 16 through the gas inflow portion 14 and the total flow rate of gas discharged from the adsorption chamber 16 through the gas discharge portion 15. For example, by adjusting the difference between the total flow rate of the gas flowing into the adsorption chamber 16 and the total flow rate of the gas discharged from the adsorption chamber 16, the adsorption pressure can be controlled, and thereby the adsorption concentration can be controlled. Of course, the above-described method includes a method in which when the inside of the adsorption chamber 16 reaches a predetermined adsorption pressure, the adsorption pressure is controlled by closing the gas inlet 14 and the gas outlet 15.

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、吸着圧力が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。吸着温度の制御は制御部18が加熱部17の温度を調節することによって行われる。   The adsorption concentration of the organometallic compound can also be adjusted by controlling the adsorption time. For example, the adsorption concentration of the organometallic compound can be reduced as the adsorption time during which the adsorption pressure is maintained is shortened. Further, the adsorption concentration can be adjusted by controlling the adsorption temperature. In general, since predetermined heat energy is required during the adsorption process, the adsorption concentration of the organometallic compound can be reduced by lowering the adsorption temperature. However, if the adsorption temperature is very low, the adsorption phenomenon itself may not occur from the beginning, and if the adsorption temperature is very high, the adsorbed organometallic compound may be separated from the amorphous silicon thin film. . The control of the adsorption temperature is performed by the control unit 18 adjusting the temperature of the heating unit 17.

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℃の範囲内で維持することが好ましい。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。   It is better to maintain the temperature of the amorphous silicon thin film at a predetermined adsorption temperature before the adsorption step is started. The adsorption temperature is preferably maintained within the range of 100 to 250 ° C. When no heat energy during adsorption is required depending on the type of raw material gas (for example, when adsorption at room temperature is possible), the adsorption temperature may be controlled to be room temperature.

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ディスプレーの特性低下を防止するために、吸着濃度を最小化させ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被覆率1未満であるという。
この時、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、前述したような被覆率が1未満になるように吸着濃度を調節できる利点がある。
On the other hand, when crystallized silicon is applied to a TFT or the like, the adsorption concentration may have to be minimized in order to prevent deterioration in characteristics of semiconductors and displays due to metal contamination. For this purpose, it is necessary to adjust so that the metal is adsorbed to less than the monoatomic layer on the amorphous silicon thin film. Here, the term “under monoatomic layer” means that the entire area of the amorphous silicon thin film cannot be completely covered with the monoatomic layer of the metal catalyst, that is, the metal is continuously adsorbed on the entire amorphous silicon thin film. It is said that the coverage is less than 1 when it is adsorbed in some places.
At this time, the metal adsorption device 10 according to the present invention can finely adjust the adsorption concentration by controlling at least one of the adsorption pressure, adsorption time, and adsorption temperature, so that the coverage as described above becomes less than 1. Thus, there is an advantage that the adsorption concentration can be adjusted.

次に、吸着段階では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吸着チャンバー16から気体排出部15を通じて排出させる。この過程で排出される原料気体には、最初は非晶質シリコンの薄膜上に吸着されていたが、その吸着程度が弱いもの、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が、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が含まれる。この段階が終わると、非晶質シリコンの薄膜上に原料気体から有機金属化合物を吸着させる過程が終了する。この時、搬送気体供給部12から供給される運搬ガスを吸着チャンバー16内に流入して原料気体の排出に利用できる。   Next, in the adsorption step, a source gas containing an organometallic compound that is not adsorbed on the amorphous silicon thin film is discharged from the adsorption chamber 16 through the gas discharge unit 15. The source gas exhausted in this process was initially adsorbed on the amorphous silicon thin film, but its adsorption level was weak, for example, the source gas physically adsorbed on the amorphous silicon thin film Etc., which include source gases that are separated and removed from the amorphous silicon thin film. When this stage is finished, the process of adsorbing the organometallic compound from the source gas onto the amorphous silicon thin film is finished. At this time, the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 12 can flow into the adsorption chamber 16 and be used for discharging the source gas.

次に、非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属化合物が吸着されるようにする。このために、まず補助気体供給部12から補助気体を気体流入部14を通じて吸着チャンバー16内に供給する。このように吸着チャンバー16内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を含む原料気体と反応して、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、原料気体中の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る。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。
Next, a metal or a metal compound is adsorbed on the amorphous silicon thin film. For this purpose, first, auxiliary gas is supplied from the auxiliary gas supply unit 12 into the adsorption chamber 16 through the gas inflow unit 14. Thus, the auxiliary gas supplied into the adsorption chamber 16 reacts with the raw material gas containing the organometallic compound adsorbed on the amorphous silicon thin film, and finally reaches the amorphous silicon thin film. Allow the metal to be adsorbed.
For example, nickel is adsorbed onto the amorphous silicon thin film by reacting Ni (Cp) 2 in the source gas with the auxiliary gas to remove the organic component. When hydrogen is used as an auxiliary gas, nickel and hydrocarbon are produced.

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を使用することができる。
最後に、原料気体と補助気体との反応の結果生じる副生気体を吸着チャンバー16から気体排出部15を通じて排出気体させる。この段階が終わると、非晶質シリコンの薄膜上に金属または金属化合物を吸着させる過程が終了する。この時、搬送気体供給部12から供給される搬送気体を吸着チャンバー16内に流入して副生気体を排出するのに利用できる。
以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
As an auxiliary gas, a reducing gas such as hydrogen or ammonia, or an oxidizing gas such as oxygen, nitrous oxide, water, or ozone can be used.
Finally, a by-product gas generated as a result of the reaction between the raw material gas and the auxiliary gas is discharged from the adsorption chamber 16 through the gas discharge unit 15. When this step is finished, the process of adsorbing metal or metal compound on the amorphous silicon thin film is finished. At this time, the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 12 can be used to flow into the adsorption chamber 16 and discharge the by-product gas.
Specific examples of the present invention are shown below.

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。
Example 1
1. First-stage silicon layer formation process An amorphous silicon layer having a thickness of 50 nm is formed on a glass substrate at 250 ° C. at 133 Pa (1 Torr) in a mixed gas of silane and hydrogen by plasma enhanced chemical vapor deposition. Formed.
2. Second Stage Adsorption Process After reducing the pressure in the chamber to 1.33 Pa (10 mTorr), biscyclopentadinickel vaporized at 90 ° C. is supplied as raw material gas at a flow rate of 1 sccm together with argon at a flow rate of 400 sccm, and 400 Pa (3 Torr) ), The adsorption operation was carried out by changing the adsorption temperature from 150 ° C. to 230 ° C. The adsorption time was 10 minutes.
Next, the pressure was reduced to 1.33 Pa (10 mTorr) to remove biscyclopentadienyl nickel that was not adsorbed.

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
3. Third Step Heat Treatment Step Heat treatment was performed at 600 ° C. in a normal pressure nitrogen atmosphere for 1 hour.
4). Fourth Step Evaluation and Analysis Step When the concentration of the adsorbed nickel atoms was measured using a secondary ion mass spectrometer (SIMS), it was as follows.
150 ° C. Sputtering depth 6 nm 2.64 × 10 19 / cm 3
180 ° C. Sputtering depth 6 nm 2.62 × 10 19 / cm 3
230 ° C. Sputtering depth 6 nm 1.14 × 10 20 / cm 3

本発明によれば、大面積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増加させて生産コストを低減させることができる。したがって、本発明の産業上の利用性は極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。
According to the present invention, since it can be applied to a substrate having a large area, the productivity of a flat display device such as a liquid crystal display device can be increased and the production cost can be reduced. Therefore, it can be said that the industrial applicability of the present invention is extremely high.
On the other hand, while the invention has been described in terms of several preferred embodiments within the present specification, many variations and modifications will occur to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the appended claims. It should be understood that can be made.

10…金属または金属化合物吸着装置、11…原料気体供給部、12…補助気体供給部、13…搬送気体供給部、14…気体流入部、15…気体排出部、16…吸着チャンバー、17…加熱部、18…制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Metal or metal compound adsorption | suction apparatus, 11 ... Raw material gas supply part, 12 ... Auxiliary gas supply part, 13 ... Carrier gas supply part, 14 ... Gas inflow part, 15 ... Gas discharge part, 16 ... Adsorption chamber, 17 ... Heating Part, 18 ... control part

Claims (5)

金属誘導結晶化方式でシリコンを結晶化させるために非晶質シリコン上に金属または金属化合物を吸着する装置であって、
有機金属化合物の蒸気または気体を含有する原料気体を供給する原料気体供給部、
前記原料気体を前記非晶質シリコン上に金属成分を吸着させるチャンバー、及び
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金属または金属化合物が被覆率1未満に吸着されるように制御する制御部を含むことを特徴とする金属または金属化合物の吸着装置。
An apparatus for adsorbing a metal or a metal compound on amorphous silicon to crystallize silicon by a metal-induced crystallization method,
A raw material gas supply unit for supplying a raw material gas containing vapor or gas of an organometallic compound,
A chamber for adsorbing a metal component on the amorphous silicon with the source gas, and a metal or a metal compound is coated on the amorphous silicon by adjusting at least one of adsorption pressure, adsorption time, and adsorption temperature. An apparatus for adsorbing a metal or a metal compound, comprising a control unit that controls to adsorb at a rate of less than 1.
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を特徴とする請求項1に記載の金属または金属化合物の吸着装置。   The metal according to claim 1, wherein the source gas is any one of biscyclopentadienyl nickel and bis (1-dimethylamino-2-methyl-2-butanolate) nickel. Metal compound adsorption device. 前記吸着圧力は前記原料気体供給部から供給される原料気体の流量、前記チャンバーに流入される気体の総流量及び前記チャンバーから排出される気体の総流量のうち少なくとも一つを調節することによって制御されることを特徴とする請求項1または2に記載の金属または金属化合物の吸着装置。   The adsorption pressure is controlled by adjusting at least one of a flow rate of the source gas supplied from the source gas supply unit, a total flow rate of the gas flowing into the chamber, and a total flow rate of the gas discharged from the chamber. The metal or metal compound adsorption device according to claim 1, wherein the metal or metal compound adsorption device is provided. 前記吸着温度は常温ないし250℃の範囲で制御されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属または金属化合物の吸着装置。   4. The metal or metal compound adsorption device according to claim 1, wherein the adsorption temperature is controlled in a range of room temperature to 250 ° C. 5. 請求項1から4記載の吸着装置を使用したことを特徴とする金属または金属化合物を吸着する方法。   A method for adsorbing a metal or a metal compound, wherein the adsorption apparatus according to claim 1 is used.
JP2010068160A 2006-12-27 2010-03-24 Device and method for adsorbing metal or metal compound Pending JP2010141368A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060134502A KR100811281B1 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Apparatus for adsorping metal and method for the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007336414A Division JP2008166800A (en) 2006-12-27 2007-12-27 Apparatus and method for adsorbing metal or metal compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010141368A true JP2010141368A (en) 2010-06-24

Family

ID=39397989

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007336414A Pending JP2008166800A (en) 2006-12-27 2007-12-27 Apparatus and method for adsorbing metal or metal compound
JP2010068160A Pending JP2010141368A (en) 2006-12-27 2010-03-24 Device and method for adsorbing metal or metal compound

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007336414A Pending JP2008166800A (en) 2006-12-27 2007-12-27 Apparatus and method for adsorbing metal or metal compound

Country Status (4)

Country Link
JP (2) JP2008166800A (en)
KR (1) KR100811281B1 (en)
CN (1) CN101211763B (en)
TW (1) TWI377174B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201312667A (en) * 2011-09-06 2013-03-16 Litatek Corp Rapid device attachment method
CN102796994A (en) * 2012-07-11 2012-11-28 常州大学 Method for preparing CoSb3 nanometer particle film
US11015243B2 (en) 2017-10-18 2021-05-25 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) Method and apparatus for forming layer, metal oxide transistor and fabrication method thereof
JP6974363B2 (en) * 2017-10-18 2021-12-01 漢陽大学校産学協力団Industry−University Cooperation Foundation Hanyang University Film manufacturing method and its manufacturing equipment, metal oxide transistor and its manufacturing method
KR102276296B1 (en) * 2018-12-10 2021-07-13 한양대학교 산학협력단 Method for preparing single crystal layer, structure having the single crystal layer, and semiconductor device having the structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0950960A (en) * 1995-08-04 1997-02-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of crystalline semiconductor
JPH0982641A (en) * 1995-09-13 1997-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of crystalline semiconductor
JPH10135136A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing crystalline semiconductor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100747511B1 (en) 2005-09-06 2007-08-08 주식회사 테라세미콘 TFT Display Panel Manufacturing Method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0950960A (en) * 1995-08-04 1997-02-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of crystalline semiconductor
JPH0982641A (en) * 1995-09-13 1997-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of crystalline semiconductor
JPH10135136A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing crystalline semiconductor

Also Published As

Publication number Publication date
TWI377174B (en) 2012-11-21
KR100811281B1 (en) 2008-03-07
JP2008166800A (en) 2008-07-17
CN101211763B (en) 2012-01-25
CN101211763A (en) 2008-07-02
TW200837011A (en) 2008-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7439116B2 (en) Apparatus and method for forming polycrystalline silicon thin film
KR100734393B1 (en) method for forming silicon film by Atomic Layer Deposition
US8546248B2 (en) Method of forming polycrystalline silicon layer and atomic layer deposition apparatus used for the same
WO2000063956A1 (en) Method and apparatus for thin-film deposition, and method of manufacturing thin-film semiconductor device
JP5805461B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2010141368A (en) Device and method for adsorbing metal or metal compound
US20140299056A1 (en) Low temperature migration enhanced Si-Ge epitaxy with plasma assisted surface activation
KR100778781B1 (en) Poly-Silicon Film Manufacturing Method and Poly-Silicon Film Manufacturing Apparatus
JPH10149984A (en) Method and device for forming polycrystalline silicon
KR100960862B1 (en) Method For Silicon Crystallization
JP2006319306A (en) In-situ growth method of polycrystalline thin film
KR100773123B1 (en) method for forming silicon film by two step deposition
JP2010153911A (en) Method of manufacturing polycrystalline silicon
KR100709104B1 (en) Poly-silicon film manufacturing method
KR20160142642A (en) Apparatus for depositing thin film and method for processing substrate
JP2020088175A (en) Semiconductor film-forming method and film deposition apparatus
KR20100000386A (en) Apparatus for manufacturing poly silicon
JP2011159906A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP4254661B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR20240082156A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JPH0855848A (en) Heating treatment method of silicon oxide film
TW202437341A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2004241784A (en) Method of manufacturing thin film transistor
JPH01102918A (en) Manufacture of polycrystalline silicon thin film
JP2000183354A (en) Manufacture of thin-film transistor and continuous film- forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121221

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130524