JP2574095B2 - 酸化ケイ素薄膜の形成方法 - Google Patents
酸化ケイ素薄膜の形成方法Info
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Description
成方法に関し、特に液晶表示素子の駆動回路で代表され
る薄膜トランジスタ(TFT)のゲート絶縁膜などに好
適な酸化ケイ素薄膜を形成する方法に関する。
電子移動度の大きい多結晶シリコンを用いた多結晶シリ
コン薄膜トランジスタ(Poly−SiTFT)を用い
ることが提案され、既にビューファインダー、CCD、
液晶プロジェクターなどの一部に使用されつつある。こ
の多結晶シリコン薄膜トランジスタは、LSIプロセス
を使用して製造されているため、基板上にゲート絶縁膜
を熱酸化法で形成する際に1000℃以上のプロセス温
度が加わり、したがって基板には耐熱性のある高価な石
英ガラスしか使用できない。
や民生機器に使用されるため、安価であることが不可欠
であり、このためには安価なガラス基板を使用すること
が必要となる。しかしながら、ガラス基板は耐熱性が劣
るため、ガラス基板を用いる場合は多結晶シリコン薄膜
トランジスタのゲート絶縁膜を低温プロセスで形成せね
ばならないことになる。
S)、テトラエチルシラン(TES)、テトラエトキシ
シラン(TEOS)などの有機シラン化合物を原料とす
る酸化ケイ素薄膜の形成方法としては、熱CVD法とプ
ラズマCVD法とが代表的であるが、大面積に均一に成
膜することを考慮すると、プラズマCVD法が好まし
い。
し、プラズマCVD法によって作成した酸化ケイ素薄膜
は、段差被覆性に優れているが、電気的特性が悪く、ゲ
ート絶縁膜には不適切であった。これは、成膜に寄与す
る前駆体がC−H結合を含む有機高分子であるため、基
板表面で流動性を示し、段差被覆性は改善されるものの
薄膜中にもCもしくはC−H結合を含むためである。
薄膜を得るためには、CもしくはC−H結合が含まれな
い緻密な薄膜を得る必要があり、そのためには、プラズ
マCVD法による成膜の際に、基板温度を高くするか、
高周波電力の投入電力を増加させ、気相中において有機
シラン化合物ガスを完全に分解する必要がある。
は、上述のように安価なガラス基板が使用できなくな
り、また高周波電力の投入電力を増加する方法はCVD
装置に対する負荷が大きくなり、歩留り等を考慮すると
好ましくない。
ける課題は、絶縁耐圧、リーク電流などの電気的特性の
優れた酸化ケイ素薄膜を、基板温度を高めたり、高周波
電力の投入電力を増加したりしなくとも形成できる方法
を得ることにある。
素ガスを含む反応ガスを用いてプラズマCVD法により
酸化ケイ素薄膜を形成する際に、反応ガス中に水蒸気ま
たは水素を混合することにより解決される。
は、この発明に用いられるプラズマCVD装置の一例を
示すもので、図中符号1は、真空槽である。この真空槽
1は図示しない排気系に接続され、その内部が所定の真
空度になるように構成されている。真空槽1内にはアノ
ードを兼ねるトレイ3が設けられており、このトレイ3
には基板4が載置されるようになっている。このトレイ
3上の基板4は、ヒータ2によって加熱されるようにな
っている。また、真空槽1内には、トレイ3に対峙する
ようにカソード5が設けられ、このカソード5は、真空
槽1外に設けられた高周波電源6に接続されている。ま
た、真空槽1内に反応ガスを供給するパイプ7が設けら
れている。
発明の形成方法の一実施例を説明する。まず、真空槽1
内を所定の真空度まで排気したのち、パイプ7から反応
ガスを真空槽1に供給する。この時の反応ガスとして
は、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラ
エトキシシランなどの有機シラン化合物ガスと、酸素、
オゾン含有酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素
などの酸化性ガスと、水蒸気(H2 O)または水素とか
らなる混合ガスが用いられる。
ることで、電気的特性の優れた酸化ケイ素薄膜が形成で
きる。水蒸気または水素の混入量は、反応ガス中の有機
シラン化合物に対して、水蒸気では5〜100倍(容量
比)が好ましく、水素では15〜200倍(容量比)が
好ましい。
電源6からの高周波電力をカソード5に印加して、プラ
ズマ放電を開始させ、反応ガスを分解、酸化することに
より、基板4表面に酸化ケイ素薄膜が形成される。所定
の膜厚の酸化ケイ素薄膜が形成されたのち、放電を止
め、反応ガスの供給を停止する。
酸化ケイ素薄膜の電気的特性が優れたものとなる。これ
は、反応ガス中に混入された水蒸気または水素がプラズ
マ放電により分解、活性化され、活性な水素および酸素
が有機シラン分子の分解を促進し、得られる酸化ケイ素
薄膜中にCもしくはC−H結合が残らないためと推測さ
れる。このため、基板温度を400℃以下としても、あ
るいは高周波投入電力を減少させても、良質の酸化ケイ
素薄膜が得られることになる。
中に水蒸気を添加して得られた酸化ケイ素薄膜の絶縁耐
圧を示すグラフである。このグラフから水蒸気の添加に
したがって絶縁耐圧が高くなっていることがわかる。
酸化ケイ素薄膜の絶縁耐圧との関係を示したグラフであ
り、図中黒丸は水蒸気を添加しない場合、白丸は水蒸気
を20SCCM添加した場合を示す。これより、高周波
投入電力を2500W(0.39W/cm2 )から10
00W(0.16W/cm2 )に減少しても、6MV/
cm以上の絶縁耐圧を有する酸化ケイ素薄膜が得られる
ことがわかる。さらに、水蒸気に代えて水素を用いて
も、同様の効果が得られたことが確かめられている。
ン化合物ガスと酸化性ガスと水蒸気または水素とを混合
した反応ガスを真空槽内に供給しているが、これらのガ
スをそれぞれ個別に真空槽1に導入することもできる。
さらに、この発明の方法は、リンやボロンなどをドープ
した酸化ケイ素薄膜(PSG薄膜,BSG薄膜)などの
形成にも当然使用することができる。
イ素薄膜の形成方法は、有機ケイ素ガスを含む反応ガス
を用いてプラズマCVD法により酸化ケイ素薄膜を形成
する際に、反応ガス中に水蒸気または水素を混合するも
のであるので、基板温度を高めたり、高周波電力の投入
電力を増加したりしなくとも、絶縁耐圧、リーク電流、
界面準位密度、固定電荷密度などの電気的特性の優れた
酸化ケイ素薄膜を製造することができる。このため、基
板として安価なガラス基板が使用できるようになり、ま
た製造設備費用や電力費用の削減も可能となるなどの効
果が得られる。
D装置の概略構成図である。
フである。
フである。
Claims (1)
- 【請求項1】 有機ケイ素ガスを含む反応ガスを用いて
プラズマCVD法により酸化ケイ素薄膜を形成する際
に、反応ガス中に水蒸気または水素を混合することを特
徴とする酸化ケイ素薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4041758A JP2574095B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4041758A JP2574095B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05239649A JPH05239649A (ja) | 1993-09-17 |
JP2574095B2 true JP2574095B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=12617311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4041758A Expired - Lifetime JP2574095B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2574095B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6458720B1 (en) | 1999-07-23 | 2002-10-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for forming interlayer dielectric film |
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Family Cites Families (2)
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JPS63282270A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4041758A patent/JP2574095B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH05239649A (ja) | 1993-09-17 |
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