JP2742789B2 - シリコン薄膜の製造方法及びシリコン薄膜製造装置 - Google Patents
シリコン薄膜の製造方法及びシリコン薄膜製造装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路、フラットディスプレイ、光セン
サ等に用いられるシリコン薄膜の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 近年、シリコンテクノロジーを応用した新しい表示デ
バイスとして、液晶を用いたフラッドディスプレイパネ
ルの研究が各方面で熱心に行われている。中でも薄膜ト
ランジスタ（TFT）を用いたアクティブマトリクスタイ
プの表示素子は、その優れた表示品質から、大型フラッ
トディスプレイパネルを実現するものとして期待されて
いる。薄膜トランジスタを用いてフラットディスプレイ
パネルを作製する場合、ある大きさ迄ならば従来のシリ
コンテクノロジーを応用することにより比較的簡単に実
用化が可能である。しかし、大型化に伴い、種々の問題
が発生してくる。その一つにｎ型シリコン薄膜の形成の
難しさがある。 第３図に、従来のシリコン薄膜の製造装置の一例の概
略図を示す。 反応管32内に設置された石英ガラス製ボート33上にウ
ェハ34がセットされ、反応管32の壁面は加熱ヒーター35
により覆われている。圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05
％PH3inHeは、マスフローコントローラ36により流量制
御されている。反応管内に導入された原料ガスは、メカ
ニカルブースターポンプ37、ロータリーポンプ38、除害
装置39を介し、廃ガスとして棄てられる。 第３図に示した製造装置を用い、以下の条件でシリコ
ン薄膜の形成を行った。 10％SiH4inHe供給量 :800SCCM 0.05％PH3inHe供給量 :200SCCM 圧力調整用He供給量:1200SCCM 反応温度:600℃ 反応圧力:2.6mbar 反応時間:30min. 上記反応条件により、３インチ径の石英ガラス製ウェ
ハ上に、中心薄膜3300Å、中心比抵抗1.0×10-2Ωcmの
ｎ型シリコン薄膜が得られた。しかし、ウェハ内の特性
のバラツキは±20％程度と大きく、ディスプレイパネル
等への応用は甚だ困難である。また、PH3の供給に伴
い、成長速度はノンドープ時の数分の１と大きく減少す
る為、製造の効率化にも難点がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述の従来技術では、低抵抗のシリコン薄膜を均一性
良く、又高い成長速度によって形成できないという問題
点を有する。そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、低抵抗のシリコン
薄膜を均一性良く、又高い成長速度によって形成可能な
製造方法を提供するところにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のシリコン薄膜の製造方法は、基板上に不純物
が導入されたシリコン薄膜を反応管内でCVD法により形
成する際に、前記シリコン薄膜の原料を供給してる状態
で、前記不純物の原料を供給する状態と供給しない状態
とを交互に繰り返し、且つ前記不純物の原料を供給しな
い状態では、ダミーガスを供給することを特徴とする。 本発明のシリコン薄膜製造装置は、基板上に不純物が
導入されたシリコン薄膜を反応管内でCVD法により形成
するシリコン薄膜製造装置において、前記シリコン薄膜
の原料を供給する手段と、前記不純物の原料を供給する
状態と供給しない状態とを交互に繰り返す手段と、前記
不純物の原料を供給しない状態ではダミーガスを供給す
る手段とを有することを特徴とする。 〔実施例〕 第１図に、本発明で用いたシリコン薄膜の製造装置の
概略図を示す。 反応管１内に設置された石英ガラス製ボート２上にウ
ェハ３がセットされ、反応管１の壁面は加熱ヒーター４
により覆われている。圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05
％PH3inHe、ダミーHeは、マスフローコントローラ５に
より流量制御されている。バルブ６〜９は、0.05％PH3i
nHe、ダミーHeを反応管側、廃棄側のどちらに切り換え
るかを制御するもので、バルブ６と７、８と９は対をな
して動作させる。すなわち、どちらか一方が開いている
時、もう一方は閉じている。0.05％PH3inHeとダミーHe
の供給量を等しくし、両ガスを交互に反応管に導入する
ことにより、反応管内の圧力を変動させることなく、0.
05％PH3inHeガスをパルス状に反応管内に導入すること
が可能である。反応管内に導入された原料ガスは、メカ
ニカルブースターポンプ10、ロータリーポンプ11、除害
装置12を介し、廃ガスとして棄てられる。 第２図に、本発明によるシリコン薄膜製造時の原料ガ
スの供給タイミングを示す。 13、14、15、16はそれぞれ、圧力調整He、10％SiH4in
He、0.05％PH3inHe、ダミーHeの供給タイミングであ
る。横軸は時間の推移を示す。17、18、19、20はそれぞ
れ、圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05％PH3inHe、ダミ
ーHeが供給されている状態を、21、22、23、24はそれぞ
れ、圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05％PH3inHe、ダミ
ーHeが供給されていない状態を示す。25は反応前に全ガ
スが流れていない期間を、26は反応前に圧力調整Heのみ
を流して圧力が安定するのを待つ期間を、27は反応を行
っている期間を、28は反応後圧力調整Heのみを流してい
る期間を、29は反応後全ガスが、流れていない期間を示
す。30は0.05％PH3inHeを流すタイミングの周期を、31
は0.05％PH3inHeを長す期間の流さを示す。 第１図に示した製造装置を用い、第２図に示した原料
ガスの供給タイミングに従って、以下の条件でシリコン
薄膜の形成を行った。 10％SiH4inHe供給量 :800SCCM 0.05％PH3inHe供給量 :200SCCM ダミーHe供給量： 800SCCM 圧力調整用He供給量: 1200SCCM 0.05％PH2inHeを流すタイミングの周期:60sec. 0.05％PH3inHeを流す周期の長さ： 15sec. 反応温度:600℃ 反応圧力:2.6mbar 反応時間:30min. 上記反応条件により、３インチ径の石英ガラス製ウェ
ハ上に、中心膜圧5300Å、中心比抵抗1.3×10-2Ω・cm
のｎ型シリコン膜薄が得られた。ウェハ内の特性のバラ
ツキは±３％以下と小さく、ディスプレイパネル等への
応用には充分である。また、成長速度はノンドープ時の
７割程度と大きく、製造の効率化にも効果がある。 なお、PH3以外に他のドーパントを用いた場合も同様
の効果で得られることは明らかであり、例えば以下の表
に示す化合物を用いても同様の効果が期待できる。 上記以外の化合物を用いても同様の効果が得られるこ
とは明らかであり、その場合も本発明の範疇に属する。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明のシリコン薄膜の製造方法
及び製造装置は、基板上に不純物が導入されたシリコン
薄膜を反応管内でCVD法により形成する際に、前記シリ
コン薄膜の原料を供給している状態で、前記不純物の原
料を供給する状態と供給しない状態とを交互に繰り返
し、且つ前記不純物の原料を供給しない状態では、ダミ
ーガスを供給することにより、シリコン薄膜中に導入さ
れた不純物量を基板全面にわたって均一化することがで
き、また特性が均一な薄膜を高速且つ一定速度で形成す
ることが可能となる。
サ等に用いられるシリコン薄膜の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 近年、シリコンテクノロジーを応用した新しい表示デ
バイスとして、液晶を用いたフラッドディスプレイパネ
ルの研究が各方面で熱心に行われている。中でも薄膜ト
ランジスタ（TFT）を用いたアクティブマトリクスタイ
プの表示素子は、その優れた表示品質から、大型フラッ
トディスプレイパネルを実現するものとして期待されて
いる。薄膜トランジスタを用いてフラットディスプレイ
パネルを作製する場合、ある大きさ迄ならば従来のシリ
コンテクノロジーを応用することにより比較的簡単に実
用化が可能である。しかし、大型化に伴い、種々の問題
が発生してくる。その一つにｎ型シリコン薄膜の形成の
難しさがある。 第３図に、従来のシリコン薄膜の製造装置の一例の概
略図を示す。 反応管32内に設置された石英ガラス製ボート33上にウ
ェハ34がセットされ、反応管32の壁面は加熱ヒーター35
により覆われている。圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05
％PH3inHeは、マスフローコントローラ36により流量制
御されている。反応管内に導入された原料ガスは、メカ
ニカルブースターポンプ37、ロータリーポンプ38、除害
装置39を介し、廃ガスとして棄てられる。 第３図に示した製造装置を用い、以下の条件でシリコ
ン薄膜の形成を行った。 10％SiH4inHe供給量 :800SCCM 0.05％PH3inHe供給量 :200SCCM 圧力調整用He供給量:1200SCCM 反応温度:600℃ 反応圧力:2.6mbar 反応時間:30min. 上記反応条件により、３インチ径の石英ガラス製ウェ
ハ上に、中心薄膜3300Å、中心比抵抗1.0×10-2Ωcmの
ｎ型シリコン薄膜が得られた。しかし、ウェハ内の特性
のバラツキは±20％程度と大きく、ディスプレイパネル
等への応用は甚だ困難である。また、PH3の供給に伴
い、成長速度はノンドープ時の数分の１と大きく減少す
る為、製造の効率化にも難点がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述の従来技術では、低抵抗のシリコン薄膜を均一性
良く、又高い成長速度によって形成できないという問題
点を有する。そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、低抵抗のシリコン
薄膜を均一性良く、又高い成長速度によって形成可能な
製造方法を提供するところにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のシリコン薄膜の製造方法は、基板上に不純物
が導入されたシリコン薄膜を反応管内でCVD法により形
成する際に、前記シリコン薄膜の原料を供給してる状態
で、前記不純物の原料を供給する状態と供給しない状態
とを交互に繰り返し、且つ前記不純物の原料を供給しな
い状態では、ダミーガスを供給することを特徴とする。 本発明のシリコン薄膜製造装置は、基板上に不純物が
導入されたシリコン薄膜を反応管内でCVD法により形成
するシリコン薄膜製造装置において、前記シリコン薄膜
の原料を供給する手段と、前記不純物の原料を供給する
状態と供給しない状態とを交互に繰り返す手段と、前記
不純物の原料を供給しない状態ではダミーガスを供給す
る手段とを有することを特徴とする。 〔実施例〕 第１図に、本発明で用いたシリコン薄膜の製造装置の
概略図を示す。 反応管１内に設置された石英ガラス製ボート２上にウ
ェハ３がセットされ、反応管１の壁面は加熱ヒーター４
により覆われている。圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05
％PH3inHe、ダミーHeは、マスフローコントローラ５に
より流量制御されている。バルブ６〜９は、0.05％PH3i
nHe、ダミーHeを反応管側、廃棄側のどちらに切り換え
るかを制御するもので、バルブ６と７、８と９は対をな
して動作させる。すなわち、どちらか一方が開いている
時、もう一方は閉じている。0.05％PH3inHeとダミーHe
の供給量を等しくし、両ガスを交互に反応管に導入する
ことにより、反応管内の圧力を変動させることなく、0.
05％PH3inHeガスをパルス状に反応管内に導入すること
が可能である。反応管内に導入された原料ガスは、メカ
ニカルブースターポンプ10、ロータリーポンプ11、除害
装置12を介し、廃ガスとして棄てられる。 第２図に、本発明によるシリコン薄膜製造時の原料ガ
スの供給タイミングを示す。 13、14、15、16はそれぞれ、圧力調整He、10％SiH4in
He、0.05％PH3inHe、ダミーHeの供給タイミングであ
る。横軸は時間の推移を示す。17、18、19、20はそれぞ
れ、圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05％PH3inHe、ダミ
ーHeが供給されている状態を、21、22、23、24はそれぞ
れ、圧力調整He、10％SiH4inHe、0.05％PH3inHe、ダミ
ーHeが供給されていない状態を示す。25は反応前に全ガ
スが流れていない期間を、26は反応前に圧力調整Heのみ
を流して圧力が安定するのを待つ期間を、27は反応を行
っている期間を、28は反応後圧力調整Heのみを流してい
る期間を、29は反応後全ガスが、流れていない期間を示
す。30は0.05％PH3inHeを流すタイミングの周期を、31
は0.05％PH3inHeを長す期間の流さを示す。 第１図に示した製造装置を用い、第２図に示した原料
ガスの供給タイミングに従って、以下の条件でシリコン
薄膜の形成を行った。 10％SiH4inHe供給量 :800SCCM 0.05％PH3inHe供給量 :200SCCM ダミーHe供給量： 800SCCM 圧力調整用He供給量: 1200SCCM 0.05％PH2inHeを流すタイミングの周期:60sec. 0.05％PH3inHeを流す周期の長さ： 15sec. 反応温度:600℃ 反応圧力:2.6mbar 反応時間:30min. 上記反応条件により、３インチ径の石英ガラス製ウェ
ハ上に、中心膜圧5300Å、中心比抵抗1.3×10-2Ω・cm
のｎ型シリコン膜薄が得られた。ウェハ内の特性のバラ
ツキは±３％以下と小さく、ディスプレイパネル等への
応用には充分である。また、成長速度はノンドープ時の
７割程度と大きく、製造の効率化にも効果がある。 なお、PH3以外に他のドーパントを用いた場合も同様
の効果で得られることは明らかであり、例えば以下の表
に示す化合物を用いても同様の効果が期待できる。 上記以外の化合物を用いても同様の効果が得られるこ
とは明らかであり、その場合も本発明の範疇に属する。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明のシリコン薄膜の製造方法
及び製造装置は、基板上に不純物が導入されたシリコン
薄膜を反応管内でCVD法により形成する際に、前記シリ
コン薄膜の原料を供給している状態で、前記不純物の原
料を供給する状態と供給しない状態とを交互に繰り返
し、且つ前記不純物の原料を供給しない状態では、ダミ
ーガスを供給することにより、シリコン薄膜中に導入さ
れた不純物量を基板全面にわたって均一化することがで
き、また特性が均一な薄膜を高速且つ一定速度で形成す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明で用いたシリコン薄膜の製造装置の概略
図。 １……反応管、２……石英ガラス製ボート ３……ウェハ、４……加熱ヒーター ５……マスフローコントローラ ６〜９……バルブ 10……メカニカルブースターポンプ 11……ロータリーポンプ 12……除害装置 第２図は本発明によりシリコン薄膜製造時の原料ガスの
供給タイミングを示す図。 13……圧力調整Heの供給タイミング 14……10％SiH4inHeの供給タイミング 15……0.05％PH3inHeの供給タイミング 16……ダミーHeの供給タイミング 17……圧力調整Heが供給されている状態 18……10％SiH4inHeが供給されている状態 19……0.05％PH3inHeが供給されている状態 20……ダミーHeが供給されている状態 21……圧力調整Heが供給されていない状態 22……10％SiH4inHeが供給されていない状態 23……0.05％PH3inHeが供給されていない状態 24……ダミーHeが供給されていない状態 25……反応前に全ガスが流れていない期間 26……反応前に圧力調整Heのみを流して圧力が安定する
のを待つ期間 27……反応を行っている期間 28……反応後圧力調整Heのみを流している期間 29……反応後全ガスが流れていない期間 30……0.05％PH3inHeを流すタイミングの周期 31……0.05％PH3inHeを流す期間の長さ 第３図は従来のシリコン薄膜の製造装置の一例の概略
図。 32……反応管 33……石英ガラス製ボート 34……ウェハ 35……加熱ヒーター 36……マスフローコントローラー 37……メカニカルブースターポンプ 38……ロータリーポンプ 39……除害装置
図。 １……反応管、２……石英ガラス製ボート ３……ウェハ、４……加熱ヒーター ５……マスフローコントローラ ６〜９……バルブ 10……メカニカルブースターポンプ 11……ロータリーポンプ 12……除害装置 第２図は本発明によりシリコン薄膜製造時の原料ガスの
供給タイミングを示す図。 13……圧力調整Heの供給タイミング 14……10％SiH4inHeの供給タイミング 15……0.05％PH3inHeの供給タイミング 16……ダミーHeの供給タイミング 17……圧力調整Heが供給されている状態 18……10％SiH4inHeが供給されている状態 19……0.05％PH3inHeが供給されている状態 20……ダミーHeが供給されている状態 21……圧力調整Heが供給されていない状態 22……10％SiH4inHeが供給されていない状態 23……0.05％PH3inHeが供給されていない状態 24……ダミーHeが供給されていない状態 25……反応前に全ガスが流れていない期間 26……反応前に圧力調整Heのみを流して圧力が安定する
のを待つ期間 27……反応を行っている期間 28……反応後圧力調整Heのみを流している期間 29……反応後全ガスが流れていない期間 30……0.05％PH3inHeを流すタイミングの周期 31……0.05％PH3inHeを流す期間の長さ 第３図は従来のシリコン薄膜の製造装置の一例の概略
図。 32……反応管 33……石英ガラス製ボート 34……ウェハ 35……加熱ヒーター 36……マスフローコントローラー 37……メカニカルブースターポンプ 38……ロータリーポンプ 39……除害装置
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板上に不純物が導入されたシリコン薄膜を反応管
内でCVD法により形成する際に、前記シリコン薄膜の原
料を供給している状態で、前記不純物の原料を供給する
状態と供給しない状態とを交互に繰り返し、且つ前記不
純物の原料を供給しない状態では、ダミーガスを供給す
ることを特徴とするシリコン薄膜の製造方法。 ２．基板上に不純物が導入されたシリコン薄膜を反応管
内でCVD法により形成するシリコン薄膜製造装置におい
て、前記シリコン薄膜の原料を供給する手段と、前記不
純物の原料を供給する状態と供給しない状態とを交互に
繰り返す手段と、前記不純物の原料を供給しない状態で
はダミーガスを供給する手段とを有することを特徴とす
るシリコン薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201462A JP2742789B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | シリコン薄膜の製造方法及びシリコン薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201462A JP2742789B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | シリコン薄膜の製造方法及びシリコン薄膜製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6444013A JPS6444013A (en) | 1989-02-16 |
| JP2742789B2 true JP2742789B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=16441491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62201462A Expired - Lifetime JP2742789B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | シリコン薄膜の製造方法及びシリコン薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742789B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6764552B1 (en) | 2002-04-18 | 2004-07-20 | Novellus Systems, Inc. | Supercritical solutions for cleaning photoresist and post-etch residue from low-k materials |
| JP5696530B2 (ja) * | 2010-05-01 | 2015-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜の形成方法及び成膜装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5680127A (en) * | 1979-12-05 | 1981-07-01 | Nec Corp | Method of impurity doping to semiconductor |
| JPH0766909B2 (ja) * | 1984-07-26 | 1995-07-19 | 新技術事業団 | 元素半導体単結晶薄膜の成長法 |
| JPS61102729A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Nec Corp | 気相エピタキシヤル成長装置 |
-
1987
- 1987-08-12 JP JP62201462A patent/JP2742789B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6444013A (en) | 1989-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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