JP3024543B2 - Crystalline silicon film and method of manufacturing the same - Google Patents

Crystalline silicon film and method of manufacturing the same

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JP3024543B2
JP3024543B2 JP8060820A JP6082096A JP3024543B2 JP 3024543 B2 JP3024543 B2 JP 3024543B2 JP 8060820 A JP8060820 A JP 8060820A JP 6082096 A JP6082096 A JP 6082096A JP 3024543 B2 JP3024543 B2 JP 3024543B2
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茂明 岸田
浩哉 桐村
潔 緒方
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置にお
ける各画素に設けられるTFT(薄膜トランジスタ)ス
イッチ等の材料として用いられたり、集積回路、太陽電
池等に用いられる結晶性シリコン膜及びそのような結晶
性シリコン膜の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystalline silicon film used as a material for a TFT (thin film transistor) switch provided in each pixel of a liquid crystal display device, used for an integrated circuit, a solar cell, and the like. The present invention relates to a method for forming a crystalline silicon film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、結晶性シリコン膜の形成方法とし
て、CVD法、特に熱CVD法が多用されている。CV
D法により結晶性シリコン膜を形成するためには、通
常、被成膜物品の温度を800℃程度以上に保つ必要が
ある。また、真空蒸着法、スパッタ蒸着法等のPVD法
も用いられるが、この場合も、該膜を結晶性を有するも
のにするためには、通常、被成膜物品の温度を700℃
程度以上に保つ必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for forming a crystalline silicon film, a CVD method, particularly a thermal CVD method, has been frequently used. CV
In order to form a crystalline silicon film by the method D, it is usually necessary to maintain the temperature of the article on which the film is to be formed at about 800 ° C. or higher. In addition, a PVD method such as a vacuum evaporation method and a sputter evaporation method is also used. In this case, too, in order to make the film have crystallinity, usually, the temperature of the article to be formed is set to 700 ° C.
It needs to be kept above a certain degree.

【0003】また近年では、各種CVD法、PVD法に
より比較的低温下でアモルファスシリコン膜を形成した
後、後処理として、800℃程度以上の熱処理若しくは
600℃程度で20時間程度以上の長時間にわたる熱処
理を施したり、レーザアニール処理を施して、該膜を結
晶性シリコン膜とすることが行われている。
In recent years, after forming an amorphous silicon film at a relatively low temperature by various CVD methods and PVD methods, as a post-treatment, a heat treatment at about 800 ° C. or more or a long time at about 600 ° C. for about 20 hours or more. Heat treatment or laser annealing is performed to convert the film into a crystalline silicon film.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、各種CVD法、PVD法により直接結晶性シリ
コン膜を形成する方法によっては、例えば液晶表示装置
のガラス基板として比較的安価な低融点ガラスを用い、
この基板上にTFTを形成するために結晶性シリコン膜
を形成しようとするとき、かかる低融点ガラスを700
℃や800℃に保つと、溶融したり歪みが生じる等す
る。このようにCVD法やPVD法で直接結晶性シリコ
ン膜を形成する手法では耐熱性が比較的低い材質からな
る物品上への成膜が困難である。
However, as described above, depending on the method of forming a crystalline silicon film directly by various CVD methods and PVD methods, for example, a relatively inexpensive low melting point glass is used as a glass substrate of a liquid crystal display device. Using
When a crystalline silicon film is to be formed to form a TFT on this substrate, the low melting glass is
If the temperature is kept at ℃ or 800 ° C., melting or distortion occurs. As described above, it is difficult to form a crystalline silicon film directly on an article made of a material having relatively low heat resistance by the method of directly forming a crystalline silicon film by the CVD method or the PVD method.

【0005】また、前記の熱処理やレーザアニール処理
を後処理として行い結晶性シリコン膜を得る方法は、直
接結晶性シリコン膜を形成する方法に比べて、1工程多
いため生産性が悪い。なお、レーザアニール処理はレー
ザ照射装置が高価であるとともに、大面積で均一性の良
い膜が得られないという欠点もある。そこで、本発明
は、比較的低温下で、生産性良く形成される結晶性シリ
コン膜、及び比較的低温下で生産性良く膜形成できる結
晶性シリコン膜の形成方法を提供することを課題とす
る。
In addition, the method of obtaining a crystalline silicon film by performing the above-described heat treatment or laser annealing as a post-process has one step more than the method of directly forming a crystalline silicon film, and thus has a low productivity. In addition, the laser annealing process has a disadvantage that a laser irradiation device is expensive and a film having a large area and good uniformity cannot be obtained. Therefore, an object of the present invention is to provide a crystalline silicon film formed at a relatively low temperature with high productivity and a method for forming a crystalline silicon film capable of forming a film with a high productivity at relatively low temperature. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ
励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマ
の下で被成膜物品上に形成した結晶性シリコン膜であっ
て、該膜は該被成膜物品との界面層及び上層膜からな
り、該界面層は、該物品表面近傍の真空度を1×10-3
Torr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビー
ムを照射してシリコン結晶種を形成した層であり、該上
層膜は、引き続き該物品表面近傍の真空度を1×10-3
Torr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝し、イオンビームを照射せずにシリ
コン結晶を成長させた層であることを特徴とする結晶性
シリコン膜を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method in which a raw material gas containing a silicon-based gas is turned into plasma by supplying plasma excitation energy and formed on a film-forming article under the plasma. A crystalline silicon film, wherein the film comprises an interface layer with the article to be deposited and an upper layer film, and the interface layer reduces the degree of vacuum in the vicinity of the article surface to 1 × 10 −3.
A layer in which the surface of the article is exposed to the plasma while maintaining the pressure at Torr to 1 × 10 −8 Torr, and the surface of the article is irradiated with an ion beam to form silicon crystal seeds. Degree of vacuum near 1 × 10 -3
A crystalline silicon film characterized by being a layer in which a silicon crystal is grown without irradiating an ion beam by exposing the surface of the article to the plasma while maintaining the pressure at Torr to 1 × 10 −8 Torr.

【0007】また、前記課題を解決するために本発明
は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ励起用エ
ネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマに被成膜
物品を曝して該物品上に結晶性シリコン膜を形成する方
法であって、該物品表面近傍の真空度を1×10-3To
rr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物品表面を前
記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビームを
照射して該物品上にシリコン結晶種を含む界面層を形成
した後、イオンビーム照射を停止し、引き続き該物品表
面近傍の真空度を1×10-3Torr〜1×10-8To
rrに維持しつつ該物品表面を前記プラズマに曝して結
晶性シリコンの上層膜を形成することを特徴とする結晶
性シリコン膜の形成方法を提供する。
According to another aspect of the present invention, a raw material gas containing a silicon-based gas is converted into a plasma by supplying energy for plasma excitation, and a film-forming article is exposed to the plasma to form a crystalline film on the article. A method of forming a silicon film, wherein the degree of vacuum near the surface of the article is 1 × 10 −3 To
After exposing the surface of the article to the plasma while maintaining the rr to 1 × 10 −8 Torr and irradiating the surface of the article with an ion beam to form an interface layer containing silicon crystal seeds on the article, ion beam irradiation is performed. Is stopped, and the degree of vacuum in the vicinity of the surface of the article is continuously reduced to 1 × 10 −3 Torr to 1 × 10 −8 To.
A method for forming a crystalline silicon film, characterized in that the surface of the article is exposed to the plasma while maintaining rr to form an upper layer film of crystalline silicon.

【0008】なお、前記本発明の結晶性シリコン膜及び
結晶性シリコン膜の形成方法においては、イオンビーム
照射に伴い、これと共に中性化されたエネルギを有する
中性粒子も照射されることもある。前記本発明の結晶性
シリコン膜及び結晶性シリコン膜の形成方法によると、
シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ化し、このプ
ラズマの下で結晶性シリコン膜を形成するにあたり、イ
オンビームを併用して界面層を形成し、その後イオンビ
ームを停止して引き続き前記プラズマのもとで上層膜を
形成するため、該界面層中に結晶種(シリコンを結晶化
させるための種となるもの)を形成することができ、ま
た、実際のデバイスに利用される上層膜形成時は、シリ
コン成長面へのイオンビーム照射による過剰な損傷及び
不純物の混入が回避された状態で、良質のシリコン結晶
の成長を促すことができる。
In the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film according to the present invention, the neutral particles having neutralized energy may be irradiated together with the ion beam irradiation. . According to the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film of the present invention,
A source gas containing a silicon-based gas is converted into plasma, and in forming a crystalline silicon film under this plasma, an ion beam is used in combination to form an interface layer, and then the ion beam is stopped and the source of the plasma is continuously applied. In order to form an upper layer film, a crystal seed (a seed for crystallizing silicon) can be formed in the interface layer. In addition, when forming an upper layer film used for an actual device, It is possible to promote the growth of a high-quality silicon crystal in a state where excessive damage and contamination of impurities due to ion beam irradiation on the silicon growth surface are avoided.

【0009】また、成膜初期のみイオン源を稼働させれ
ばよいため、その分省エネルギ化を図ることができ、イ
オン源のメンテナンス回数を減らすことができ、さら
に、成膜初期のみイオン源を稼働させればよいため、イ
オン源の運転・制御が成膜装置の他の制御系に与える影
響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向
上させることができる。
Further, since it is sufficient to operate the ion source only at the initial stage of film formation, it is possible to save energy and reduce the number of maintenance operations of the ion source. Since the ion source may be operated, the influence of the operation and control of the ion source on other control systems of the film forming apparatus can be reduced, and the stability of the entire film forming apparatus can be improved.

【0010】また、被成膜物品表面近傍の真空度を1×
10-3Torr〜1×10-8Torrという高い真空度
(低圧)とすることにより、該物品表面へのイオンビー
ムの照射を可能とし、そのイオン種及びイオン加速エネ
ルギを適宜選択或いは調整することにより、表面励起、
結晶性制御、結晶粒径制御、結晶配向制御等の効果が得
られ、シリコン原子の移動乃至マイグレーション(migra
tion) が促進されて、被成膜物品上に一層良質な結晶性
を有するシリコン膜を形成することができる。なお、プ
ラズマCVDにおいてプラズマ励起による反応種のエネ
ルギは数eV〜数100eVという広範囲に及ぶため、
単なるプラズマCVDではこのような制御を行い難い。
The degree of vacuum in the vicinity of the surface of the article is 1 ×
By applying a high degree of vacuum (low pressure) of 10 −3 Torr to 1 × 10 −8 Torr, the surface of the article can be irradiated with an ion beam, and the ion species and ion acceleration energy can be appropriately selected or adjusted. By surface excitation,
Effects such as control of crystallinity, control of crystal grain size, control of crystal orientation, etc. are obtained, and migration or migration of silicon atoms (migra
) is promoted, and a silicon film having better crystallinity can be formed on the article to be formed. In the case of plasma CVD, the energy of reactive species due to plasma excitation covers a wide range of several eV to several hundred eV.
It is difficult to perform such control by simple plasma CVD.

【0011】また、1×10-3Torr〜1×10-8
orrという高真空度下でガスをプラズマ化させるた
め、気相反応が抑制されて不要なダストパーティクルの
生成が少なくなり、被成膜物品表面への不純物の付着が
抑制され、一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。ま
た、高真空下でガスをプラズマ化させるため、膜形成に
寄与するラジカルの拡散域が広がり、それだけ大面積の
被成膜物品上にも良質の結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに、結晶性シリコン膜形成工程におい
て成膜を行う容器内面等への膜付着が少なく、それだけ
クリーニング等のメンテナンスが容易になる。
Further, 1 × 10 −3 Torr to 1 × 10 −8 T
Since the gas is converted into plasma under a high degree of vacuum of orr, the gas phase reaction is suppressed, the generation of unnecessary dust particles is reduced, the adhesion of impurities to the surface of the article to be formed is suppressed, and the crystallinity is further improved. A silicon film is obtained. Further, since the gas is converted into plasma under a high vacuum, a diffusion region of radicals contributing to film formation is widened, so that a high-quality crystalline silicon film can be formed on an article to be formed having a large area. Further, the film is less attached to the inner surface of the container where the film is formed in the crystalline silicon film forming step, and maintenance such as cleaning becomes easier accordingly.

【0012】また、本発明方法によると、比較的低温下
でシリコンを結晶化させることができる。そして、1工
程でこのような結晶性を有するシリコン膜が得られるた
め、成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良
好である。また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶性
シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームのイ
オン種として、不活性ガス(ヘリウム(He)ガス、ネ
オン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス、クリプトン
(Kr)ガス、キセノン(Xe)ガス等)、反応性ガス
(水素(H2 )ガス、フッ素(F2 )ガス、フッ化水素
(HF)ガス等)及びシリコン系ガス(モノシラン(S
iH4 )ガス、ジシラン(Si2 6 )ガス等の水素化
シリコンガス、四フッ化シリコン(SiF4)ガス等の
フッ化シリコンガス、四塩化シリコン(SiCl4 )ガ
ス等の塩化シリコンガス等)のうち少なくとも一種のガ
スのイオンを用いることができる。
According to the method of the present invention, silicon can be crystallized at a relatively low temperature. In addition, since a silicon film having such crystallinity can be obtained in one step, heat treatment after film formation can be omitted, and productivity is good. Further, in the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film according to the present invention, as the ion species of the ion beam, an inert gas (helium (He) gas, neon (Ne) gas, argon (Ar) gas, krypton (Kr) gas, xenon (Xe) gas, etc.), reactive gas (hydrogen (H 2 ) gas, fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, etc.) and silicon-based gas (monosilane (S
iH 4) gas, disilane (Si 2 H 6) silicon hydride gas such as a gas, silicon tetrafluoride (SiF 4) silicon fluoride gas such as a gas, silicon tetrachloride (SiCl 4) silicon chloride gas such as a gas, such as )), Ions of at least one gas can be used.

【0013】前記不活性ガスイオンを照射するときに
は、結晶化のための物理的励起制御が可能となる。ま
た、前記反応性ガス及び前記シリコン系ガスのうち水素
(H)又は(及び)フッ素(F)を含むものを用いると
きには、水素原子、フッ素原子が膜中のアモルファス相
のシリコン原子と結合してこれを気化し、シリコンの結
晶化が促進されるとともに、シリコン−シリコンネット
ワーク中のダングリングボンドや膜中欠陥が低減され、
一層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することが
できる。
When irradiating with the inert gas ions, physical excitation control for crystallization can be performed. When the reactive gas and the silicon-based gas containing hydrogen (H) or (and) fluorine (F) are used, hydrogen atoms and fluorine atoms are bonded to silicon atoms in the amorphous phase in the film. This is vaporized, crystallization of silicon is promoted, and dangling bonds and defects in the film in the silicon-silicon network are reduced.
A silicon film having higher crystallinity can be formed.

【0014】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームを
被成膜物品に対し100eV〜1keV程度の低エネル
ギで照射することが考えられ、このとき、イオンビーム
を被成膜物品に照射することによる表面励起、結晶性向
上、結晶配向制御等の効果を妨げることなく一層良質な
結晶性を有するシリコン膜を形成することができる。
In the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film according to the present invention, it is conceivable that the article to be formed is irradiated with the ion beam at a low energy of about 100 eV to 1 keV. A silicon film having higher quality crystallinity can be formed without hindering effects such as surface excitation, crystallinity improvement, and crystal orientation control by irradiating an ion beam to a film-formed article.

【0015】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、前記プラズマの原料
ガスとして、前記イオンビームのイオン種源となるガス
として例示した前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガス、又は前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガスと前記反応性ガスのうち少なくとも一種のガス
とを用いることができる。
Further, in the crystalline silicon film and the method of forming a crystalline silicon film according to the present invention, at least one of the silicon-based gases exemplified as the gas serving as the ion source of the ion beam as the source gas for the plasma. Or at least one of the silicon-based gases and at least one of the reactive gases.

【0016】なお、イオン源内からイオンの原料ガスが
成膜を行う容器内に拡散してくるため、イオンビーム照
射に用いるイオンの原料ガスとしてシリコン系ガスを用
いるときには、プラズマの原料ガスとして別途シリコン
系ガスを成膜容器内に導入することを省略することがで
きる場合もある。また、本発明の結晶性シリコン膜及び
結晶性シリコン膜の形成方法においては、被成膜物品の
温度を室温〜600℃にすることができ、従来に比べて
このような低温下でも良質な結晶性を有するシリコン膜
を得ることができる。なお、室温より低温にするときに
は、形成されるシリコン膜中にアモルファス成分が増加
し結晶性が低くなる。
Since the ion source gas diffuses from the ion source into the container where the film is formed, when a silicon-based gas is used as the ion source gas used for ion beam irradiation, silicon gas is separately used as the plasma source gas. In some cases, introduction of the system gas into the film forming container can be omitted. Further, in the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film of the present invention, the temperature of the article to be formed can be set at room temperature to 600 ° C. A silicon film having properties can be obtained. When the temperature is lower than room temperature, an amorphous component increases in the formed silicon film, and the crystallinity decreases.

【0017】さらに、より結晶性を高める必要がある場
合には、成膜後、後処理として、前記結晶性シリコン膜
に300℃〜600℃の熱処理を施すことが考えられ
る。本発明方法により得られるシリコン膜中の水素濃度
は1×1021cm-3以下という通常のCVD法により得
られるシリコン膜より約2桁低い値にできるため、この
ように低値として上述の後処理によりボイドの少ない一
層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することがで
きる。また、後処理を行うときでも、結晶化のために行
われる従来の後処理より加熱温度を低くすることができ
るとともに、加熱時間も短くすることができる。
Further, when it is necessary to further improve the crystallinity, it is conceivable to perform a heat treatment at 300 ° C. to 600 ° C. on the crystalline silicon film as a post-treatment after the film formation. The hydrogen concentration in the silicon film obtained by the method of the present invention can be set to 1 × 10 21 cm −3 or less, which is about two orders of magnitude lower than that of the silicon film obtained by the ordinary CVD method. By the treatment, a silicon film with less voids and higher quality crystallinity can be formed. In addition, even when performing post-treatment, the heating temperature can be lower than in the conventional post-treatment performed for crystallization, and the heating time can be shortened.

【0018】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、プラズマ励起用エネ
ルギとしては、高周波電力、マイクロ波電力及び光等を
採用することができる。また、本発明の結晶性シリコン
膜において、界面層の膜厚は50Å〜1000Å程度と
することが考えられる。界面層の膜厚が50Åより小さ
いときは、界面層膜厚のわずかな変化に対して結晶粒径
及び結晶性が大きく変化するため、一定膜質に制御する
ことが困難である。また、通常TFTデバイス等に使用
される結晶性シリコン膜の膜厚は1000Å程度なの
で、界面層の膜厚も1000Å程度までとすることが考
えられる。
In the crystalline silicon film and the method for forming a crystalline silicon film according to the present invention, high-frequency power, microwave power, light, or the like can be used as the energy for plasma excitation. In the crystalline silicon film of the present invention, it is conceivable that the thickness of the interface layer is about 50 ° to 1000 °. When the thickness of the interface layer is smaller than 50 °, the crystal grain size and crystallinity greatly change with a slight change in the thickness of the interface layer, so that it is difficult to control the film quality to be constant. Further, since the thickness of the crystalline silicon film usually used for a TFT device or the like is about 1000 °, it is conceivable that the thickness of the interface layer is also reduced to about 1000 °.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明方法の実施に用い
ることができる成膜装置の1例の概略構成を示す図であ
る。この装置は、成膜室1を有し、室1内の互いに対向
する位置には高周波電極2及び接地電極3が設置されて
いる。電極2には整合器21を介して高周波電源22が
接続されている。また、電極3は被成膜物品Sを支持す
るホルダを兼ねており、内部に物品加熱用ヒータ31が
内蔵されている。また、成膜室1内には、物品ホルダ3
に支持される被成膜物品Sに対しイオン照射できる位置
にイオン源4が設置されている。さらに、成膜室1には
真空排気部5が接続されているとともに、プラズマ原料
ガス供給部6が接続されている。原料ガス供給部6には
プラズマ原料ガス源、マスフローコントローラ等が含ま
れるが、これらは図示を省略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a film forming apparatus that can be used for carrying out the method of the present invention. This apparatus has a film forming chamber 1, and a high-frequency electrode 2 and a ground electrode 3 are installed at positions facing each other in the chamber 1. A high frequency power supply 22 is connected to the electrode 2 via a matching unit 21. The electrode 3 also serves as a holder for supporting the article S on which a film is to be formed, and has a heater 31 for heating the article therein. In the film forming chamber 1, an article holder 3 is provided.
The ion source 4 is installed at a position where the film-forming article S supported by the apparatus can be irradiated with ions. Further, the film forming chamber 1 is connected to a vacuum exhaust unit 5 and a plasma source gas supply unit 6. The source gas supply section 6 includes a plasma source gas source, a mass flow controller, and the like, but these are not shown.

【0020】この装置を用いて本発明の結晶性シリコン
膜を形成するにあたっては、被成膜物品Sを成膜室1内
に搬入してホルダ3に支持させた後、真空排気部5の運
転にて室1内を所定の真空度にする。次いで、ガス供給
部6から室1内に原料ガスを導入するとともに、電極2
に整合器21を介して電源22から高周波電力を印加し
て該ガスをプラズマ化し、さらに、イオン源4から被成
膜物品Sへ向けイオンビームをイオン加速エネルギ10
0eV〜1keVで照射し、このプラズマの下で物品S
表面にシリコン結晶種を含む界面層を形成する。なお、
界面層の膜厚は100〜1000Åとする。
In forming the crystalline silicon film of the present invention using this apparatus, the article S to be deposited is loaded into the deposition chamber 1 and supported by the holder 3, and then the operation of the vacuum exhaust unit 5 is performed. The inside of the chamber 1 is set to a predetermined degree of vacuum. Next, the raw material gas is introduced into the chamber 1 from the gas supply unit 6 and the electrode 2
A high-frequency power is applied from a power source 22 to a plasma through a matching unit 21 to convert the gas into plasma.
Irradiate at 0 eV to 1 keV, and under this plasma the article S
An interface layer containing a silicon crystal seed is formed on the surface. In addition,
The thickness of the interface layer is 100 to 1000 °.

【0021】次いで、イオン源4からのイオンビーム照
射を停止し、高周波電力印加による原料ガスのプラズマ
化のみ継続して行い、前記形成した界面層上に結晶性シ
リコン膜の上層膜を形成する。なお、成膜中は、被成膜
物品S表面近傍の真空度が1×10-3Torr〜1×1
-8Torrの範囲内になるように成膜室1内の真空度
を調整する。また、被成膜物品Sの温度を室温〜600
℃に保つ。このようにして、前記形成したシリコン結晶
種を含む界面層上にシリコン結晶を成長させた上層膜を
形成する。
Then, the irradiation of the ion beam from the ion source 4 is stopped, and only the source gas is turned into plasma by applying high-frequency power to form an upper layer of the crystalline silicon film on the formed interface layer. During the film formation, the degree of vacuum in the vicinity of the surface of the article S is 1 × 10 −3 Torr to 1 × 1.
The degree of vacuum in the film forming chamber 1 is adjusted so as to fall within the range of 0 -8 Torr. Further, the temperature of the article S to be film-formed is set to a range from room temperature to 600 ° C.
Keep at ° C. In this way, an upper layer film is formed by growing silicon crystals on the interface layer containing the formed silicon crystal seeds.

【0022】以上の操作により、図2に示すように、被
成膜物品S上に界面層M1及び上層膜M2からなる結晶
性シリコン膜Mが形成される。以上説明した方法及びこ
れにより得られた結晶性シリコン膜によると、イオンビ
ームの作用で界面層M1中にはシリコンの結晶種が形成
され、また、実際のデバイスに利用される上層膜M2
は、イオン照射による膜の損傷及び不純物混入がない状
態で、界面層M1中の結晶種により結晶化が促されて、
良質な結晶性を有するシリコン膜となる。
By the above operation, as shown in FIG. 2, the crystalline silicon film M composed of the interface layer M1 and the upper film M2 is formed on the article S to be formed. According to the above-described method and the crystalline silicon film obtained by this, a crystal seed of silicon is formed in the interface layer M1 by the action of the ion beam, and the upper film M2 used in an actual device is formed.
In the state where the film is not damaged by ion irradiation and impurities are not mixed, crystallization is promoted by crystal seeds in the interface layer M1,
A silicon film having good crystallinity is obtained.

【0023】また、界面層形成時に、物品Sにイオンビ
ームを照射し、その照射エネルギが1keV以下の低レ
ベルに制御されていることにより、イオンビーム照射に
よる表面励起、結晶性向上、結晶配向制御等の効果が妨
げられず、シリコン原子のマイグレーションが促進され
て、シリコン膜Mは一層良質な結晶性を有するものとな
る。
In forming the interface layer, the article S is irradiated with an ion beam, and the irradiation energy is controlled to a low level of 1 keV or less, so that the surface is excited by the ion beam, the crystallinity is improved, and the crystal orientation is controlled. Such effects are not hindered, migration of silicon atoms is promoted, and the silicon film M has higher crystallinity.

【0024】また、成膜中は物品Sの温度を600℃よ
り高くしなくてもシリコンを結晶化させることができ
る。このことから、例えば液晶表示装置用のガラス基板
として比較的低融点の安価なガラスを用い、その上にT
FT用等のシリコン膜を形成できる。また、1工程で結
晶性シリコン膜が得られるため、成膜後の熱処理を省略
することができ、生産性が良好である。さらに結晶性を
向上させる必要があるために熱処理を加える場合にも、
300℃〜600℃という従来より低温で、しかも加熱
時間も従来(20時間以上)より短くすることができ
る。
Further, during the film formation, silicon can be crystallized without setting the temperature of the article S higher than 600 ° C. For this reason, for example, an inexpensive glass having a relatively low melting point is used as a glass substrate for a liquid crystal display device, and T
A silicon film for FT or the like can be formed. In addition, since a crystalline silicon film can be obtained in one step, heat treatment after film formation can be omitted, and productivity is good. Even if heat treatment is applied because it is necessary to further improve crystallinity,
The temperature is lower than the conventional temperature of 300 ° C. to 600 ° C., and the heating time can be shorter than the conventional one (20 hours or more).

【0025】また、1×10-3Torr〜1×10-8
orrという高真空度下で原料ガスをプラズマ化させる
ため、気相反応が抑制されて不要なパーティクルの生成
が抑制され、被成膜物品Sへの不純物の付着が抑制され
て一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。また、前記
のとおり高真空下で原料ガスをプラズマ化するため、成
膜に寄与するラジカルの拡散域が広くなり、大面積の被
成膜物品S上にも良質な結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに成膜室1内面等への膜付着が少な
く、従って室1内のクリーニングの頻度が少なくて済
む。
Further, 1 × 10 −3 Torr to 1 × 10 −8 T
Since the raw material gas is converted into plasma under a high degree of vacuum of orr, the gas phase reaction is suppressed, the generation of unnecessary particles is suppressed, and the adhesion of impurities to the article S to be formed is suppressed, so that better crystallinity is obtained. A silicon film is obtained. In addition, since the source gas is turned into plasma under high vacuum as described above, the diffusion region of radicals contributing to film formation is widened, and a high-quality crystalline silicon film is formed on a large-area article S to be formed. be able to. Further, film deposition on the inner surface of the film forming chamber 1 and the like is small, so that the frequency of cleaning the inside of the chamber 1 can be reduced.

【0026】また、成膜初期のみイオン源4を稼働すれ
ばよいため、省エネルギ化を図ることができ、イオン源
4のメンテナンス回数を減らすことができ、さらに、成
膜初期のみイオン源4を稼働すればよいため、イオン源
4の運転が成膜装置の他の部分の制御系に与える影響を
小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向上さ
せることができる。
Since the ion source 4 only needs to be operated only at the initial stage of film formation, energy can be saved, the number of maintenance operations of the ion source 4 can be reduced, and the ion source 4 can be used only at the initial stage of film formation. Since the ion source 4 only needs to be operated, the influence of the operation of the ion source 4 on the control system in other parts of the film forming apparatus can be reduced, and the stability of the entire film forming apparatus can be improved.

【0027】次に、図1の装置を用いて本発明方法によ
り結晶性シリコン膜を形成した具体的実施例及びその結
果得られた本発明の結晶性シリコン膜の例について説明
する。併せて、従来の平行平板型プラズマCVD装置を
用いてシリコン膜を形成した比較例についても説明す
る。 実施例1 ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ<100>のそれぞれ ・成膜条件 <界面層形成> プラズマ励起用電力 周波数13.56MHzの高周波電力 原料ガス SiH4 50% H2 50% 真空度 1×10-4Torr イオンビームイオン種 SiH4 及びH2 の混合ガスのイオン 照射エネルギ 100eV及び1keVのそれぞれ 成膜温度 300℃ 成膜膜厚 10〜1000Å <上層膜形成> プラズマ励起用電力 周波数13.56MHzの高周波電力 原料ガス SiH4 50% H2 50% 真空度 1×10-4Torr 成膜温度 300℃ ・全膜厚 2500Å 比較例 ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ<100>のそれぞれ ・成膜条件 プラズマ励起用電力 周波数13.56MHzの高周波電力 原料ガス SiH4 50% H2 50% 真空度 2×10-1Torr 成膜温度 300℃ 成膜膜厚 2000Å 次に、前記本発明実施例及び比較例により得られた各シ
リコン膜について、X線回折分析(XRD)及びレーザ
ラマン分光分析により結晶性評価を行い、ホール移動度
測定を行うことでデバイス特性を評価した。また、後処
理として熱処理を施し結晶構造の変化を調べた。 ・XRD 本発明実施例による全ての膜サンプルは、111面(2
θ=28.2°)及び220面(2θ=47.2°)か
らのピークが検出され、シリコン(cubic) の結晶性が確
認された。一方、比較例による膜サンプルはアモルファ
ス構造であることが確認された。 ・レーザラマン分光分析 本発明実施例による全ての膜サンプルは、結晶化シリコ
ンによるピーク(ラマンシフト=515〜520c
-1)を検出し、100Å〜2000Åの結晶粒が認め
られた。一方、比較例による膜サンプルはアモルファス
構造によるピーク(ラマンシフト=480cm-1)が検
出された。
Next, a specific example of forming a crystalline silicon film by the method of the present invention using the apparatus shown in FIG. 1 and an example of the crystalline silicon film of the present invention obtained as a result will be described. In addition, a comparative example in which a silicon film is formed using a conventional parallel plate type plasma CVD apparatus will be described. Example 1-deposition target article non-alkali glass substrate and respectively, the film formation conditions of the silicon wafer <100><interfacial layer formation> plasma excitation power 4 50% frequency 13.56MHz high-frequency power source gas SiH H 2 50% Degree of vacuum 1 × 10 −4 Torr Ion beam ion species Ion of mixed gas of SiH 4 and H 2 Irradiation energy of 100 eV and 1 keV respectively Deposition temperature 300 ° C. Deposition film thickness 10 to 1000Å <Formation of upper layer film> Power for plasma excitation High frequency power of frequency 13.56 MHz Source gas SiH 4 50% H 2 50% Vacuum degree 1 × 10 -4 Torr Film forming temperature 300 ° C. ・ Total film thickness 2500 ° Comparative Example ・ Articles to be formed Non-alkali glass substrate and silicon wafer <100> Each of the film formation conditions Plasma excitation power High frequency power at a frequency of 13.56 MHz Source gas SiH 4 50% H 2 50% Vacuum degree 2 × 10 −1 Torr Film forming temperature 300 ° C. Film thickness 2000 ° Next, the X-rays were obtained for each of the silicon films obtained by the above-mentioned Examples of the present invention and Comparative Examples. Crystallinity was evaluated by diffraction analysis (XRD) and laser Raman spectroscopy, and device characteristics were evaluated by measuring hole mobility. Further, a heat treatment was performed as a post-treatment, and a change in the crystal structure was examined. XRD All membrane samples according to the embodiment of the present invention have 111 faces (2
(θ = 28.2 °) and peaks from the 220 plane (2θ = 47.2 °) were detected, confirming the crystallinity of silicon (cubic). On the other hand, it was confirmed that the film sample according to the comparative example had an amorphous structure. Laser Raman Spectroscopy All film samples according to the examples of the present invention have peaks due to crystallized silicon (Raman shift = 515-520c).
m- 1 ) was detected, and crystal grains of 100 to 2000 mm were recognized. On the other hand, in the film sample according to the comparative example, a peak (Raman shift = 480 cm −1 ) due to the amorphous structure was detected.

【0028】また、本発明実施例による全ての膜サンプ
ルについて、レーザラマン分光分析により得られた結晶
粒径及び結晶成分比率(結晶成分のピーク強度とアモル
ファス成分のピーク強度との比率で、結晶性を表す。)
を界面層の膜厚に対してプロットしたグラフをそれぞれ
図3(A)及び(B)に示す。これによると、界面層の
膜厚と結晶粒径との関係及び界面層の膜厚と結晶成分比
率との関係はほぼ同様の傾向を示し、イオン照射による
界面層を有する膜サンプルでは、界面層の膜厚1000
Åまでの範囲内で、このような界面層を有さない膜サン
プル(界面層膜厚=0Å)に比べて結晶性が高く、また
結晶粒径も大きいことが分かる。なお、参考までに比較
例による膜サンプルについても同様にして図中に示し
た。 ・熱処理 本発明実施例及び比較例により得られた各膜サンプルに
後処理として500℃、8時間の真空中での熱処理を施
したところ、比較例による膜サンプルはアモルファス構
造のままで結晶化しなかったが、実施例によるものでは
100Å〜2000Åから500Å〜3000Åへ結晶
粒径が増大した。 ・ホール移動度 比較例による膜サンプルが0.1cm2 /V・sのホー
ル移動度を示したのに対し、実施例による膜サンプルで
は結晶粒径100Åのもので0.5cm2 /V・s、結
晶粒径2000Åのもので50cm2 /V・sのホール
移動度を示した。
Further, with respect to all the film samples according to the embodiments of the present invention, the crystal grain size and the crystal component ratio (the ratio of the crystal component peak intensity to the amorphous component peak intensity obtained by laser Raman spectroscopy) Represents.)
Are plotted against the thickness of the interface layer, and are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. According to this, the relationship between the thickness of the interface layer and the crystal grain size and the relationship between the thickness of the interface layer and the crystal component ratio show almost the same tendency. Thickness of 1000
It can be seen that within the range up to Å, the crystallinity is higher and the crystal grain size is larger than that of a film sample without such an interface layer (interface layer thickness = 0 °). For reference, a film sample according to a comparative example is similarly shown in the drawing. Heat treatment Each of the film samples obtained in the examples of the present invention and the comparative example was subjected to a heat treatment in vacuum at 500 ° C. for 8 hours as a post-treatment. However, in the example, the crystal grain size increased from 100 ° to 2000 ° to 500 ° to 3000 °. · Hole mobility The film sample according to the comparative example exhibited a hole mobility of 0.1 cm 2 / V · s, whereas the film sample according to the example had a crystal grain size of 100 ° and 0.5 cm 2 / V · s. And a hole diameter of 50 cm 2 / V · s with a crystal grain size of 2000 °.

【0029】以上の結果から、本発明実施例では平行平
板型プラズマCVD装置を用いた比較例によっては得ら
れなかった結晶性シリコン膜が300℃という低温度下
で得られたことが分かる。
From the above results, it can be seen that a crystalline silicon film, which could not be obtained by the comparative example using the parallel plate type plasma CVD apparatus in the example of the present invention, was obtained at a low temperature of 300 ° C.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によると、比較的低温下で、生産
性良く形成された良質の結晶性シリコン膜、及び比較的
低温下で、生産性良く膜形成できる良質の結晶性シリコ
ン膜の形成方法を提供することができる。さらに説明す
ると、本発明によると次のような効果が得られる。 結晶性シリコン膜を被成膜物品との界面層及び上層
膜からなるものとし、界面層形成時のみイオンビーム照
射を行うことで界面層中に結晶化の種を形成し、上層膜
形成時は、イオンビーム照射による不純物の混入及び膜
の損傷がない状態で前記結晶種により良質の結晶成長を
促進することができる。 イオン源の運転時間が短いため、イオン源の運転経
費を削減することができ、イオン源のメンテナンス回数
を減らすことができ、さらに、イオン源の運転時間が短
いため、イオン源の運転が成膜装置の他の制御系に与え
る影響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性
を向上させることができる。 被成膜物品表面近傍の真空度を1×10-3Torr
〜1×10-8Torrという高真空度にしてプラズマを
形成するため、膜形成に寄与するラジカルの拡散域が広
がり、大面積の被成膜物品上にも結晶性シリコン膜を容
易に形成できる。また、気相反応が抑制されて不要なダ
ストパーティクルの生成が少なくなり、良質な結晶性を
有するシリコン膜を一層効率良く形成できるとともに、
成膜を行う容器内のクリーニング等のメンテナンスの負
担が軽減される。 比較的低温下で結晶性シリコン膜が得られるため、
例えば低融点ガラスのような耐熱性の低い材質からなる
被成膜物品上にも膜形成でき、被成膜物品の選択範囲が
広くなる。 1工程で良質な結晶性シリコン膜が得られるため、
成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良好で
ある。 より結晶性を高める必要がある場合にも、後処理と
して行う熱処理の温度を低くすることができ、また加熱
時間も短くすることができる。
According to the present invention, a high-quality crystalline silicon film formed at a relatively low temperature with a high productivity and a high-quality crystalline silicon film formed at a relatively low temperature with a high productivity can be formed. A method can be provided. More specifically, according to the present invention, the following effects can be obtained. The crystalline silicon film is composed of an interface layer and an upper film with the article to be formed, and crystallization seeds are formed in the interface layer by performing ion beam irradiation only during the formation of the interface layer. In addition, high quality crystal growth can be promoted by the crystal seeds in a state where impurities are not mixed and the film is not damaged by ion beam irradiation. Since the operation time of the ion source is short, the operating cost of the ion source can be reduced, the number of maintenance operations of the ion source can be reduced, and the operation time of the ion source can be reduced because the operation time of the ion source is short. The influence on other control systems of the apparatus can be reduced, and the stability of the entire film forming apparatus can be improved. The degree of vacuum in the vicinity of the surface of the article is 1 × 10 −3 Torr
Since plasma is formed at a high vacuum of about 1 × 10 −8 Torr, a diffusion region of radicals contributing to film formation is widened, and a crystalline silicon film can be easily formed on a large-area article to be formed. . In addition, the generation of unnecessary dust particles is reduced by suppressing the gas phase reaction, and a silicon film having good crystallinity can be more efficiently formed.
The burden of maintenance such as cleaning of the inside of the container where the film is formed is reduced. Because a crystalline silicon film can be obtained at a relatively low temperature,
For example, a film can be formed on a film-formed article made of a material having low heat resistance, such as low-melting glass, and the selection range of the film-formed article is widened. Since a high quality crystalline silicon film can be obtained in one process,
Heat treatment after film formation can be omitted, and productivity is good. Even when it is necessary to further increase the crystallinity, the temperature of the heat treatment performed as a post-treatment can be lowered, and the heating time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法実施に用いることができる結晶性シ
リコン膜の形成装置の1例の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an example of an apparatus for forming a crystalline silicon film which can be used for carrying out the method of the present invention.

【図2】本発明に係る結晶性シリコン膜の1例の一部の
拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of one example of a crystalline silicon film according to the present invention.

【図3】本発明に係る結晶性シリコン膜における界面層
の膜厚と結晶粒径との関係(A)及び界面層の膜厚と結
晶成分比率との関係(B)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship (A) between the thickness of the interface layer and the crystal grain size and a relationship (B) between the thickness of the interface layer and the crystal component ratio in the crystalline silicon film according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成膜室 2 高周波電極 21 整合器 22 高周波電源 3 物品ホルダ兼接地電極 31 ヒータ 4 イオン源 5 真空排気部 6 プラズマ原料ガス供給部 S 被成膜物品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming chamber 2 High-frequency electrode 21 Matching device 22 High-frequency power supply 3 Article holder / ground electrode 31 Heater 4 Ion source 5 Vacuum exhaust part 6 Plasma source gas supply part S Article to be film-formed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/324 H01L 21/324 Z (56)参考文献 特開 平1−245849(JP,A) 特開 平2−271995(JP,A) 特開 平2−185019(JP,A) 特開 平5−90158(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 14/14 C23C 14/22 C30B 29/06 504 H01L 21/20 H01L 21/324 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 21/324 H01L 21/324 Z (56) References JP-A 1-245849 (JP, A) JP-A 2-271995 ( JP, A) JP-A-2-185019 (JP, A) JP-A-5-90158 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 14/14 C23C 14/22 C30B 29/06 504 H01L 21/20 H01L 21/324

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズ
マの下で被成膜物品上に形成した結晶性シリコン膜であ
って、該膜は該被成膜物品との界面層及び上層膜からな
り、該界面層は、該物品表面近傍の真空度を1×10-3
Torr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビー
ムを照射してシリコン結晶種を形成した層であり、該上
層膜は、引き続き該物品表面近傍の真空度を1×10-3
Torr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝し、イオンビームを照射せずにシリ
コン結晶を成長させた層であることを特徴とする結晶性
シリコン膜。
1. A crystalline silicon film formed on an article to be formed under a plasma of a source gas containing a silicon-based gas by supplying plasma excitation energy, wherein the film is formed of An interface layer with the film article and an upper layer film, and the interface layer reduces the degree of vacuum in the vicinity of the article surface to 1 × 10 −3.
A layer in which the surface of the article is exposed to the plasma while maintaining the pressure at Torr to 1 × 10 −8 Torr, and the surface of the article is irradiated with an ion beam to form silicon crystal seeds. Degree of vacuum near 1 × 10 -3
A crystalline silicon film, characterized in that the surface of the article is exposed to the plasma while maintaining the pressure at Torr to 1 × 10 −8 Torr, and a silicon crystal is grown without irradiating an ion beam.
【請求項2】 前記イオンビームのイオン種として、不
活性ガス、反応性ガス及びシリコン系ガスのうち少なく
とも一種のガスのイオンを用いて形成した請求項1記載
の結晶性シリコン膜。
2. The crystalline silicon film according to claim 1, wherein the ion species of the ion beam is formed by using ions of at least one of an inert gas, a reactive gas, and a silicon-based gas.
【請求項3】 前記イオンビームをイオンエネルギ10
0eV〜1keVで照射して形成した請求項2記載の結
晶性シリコン膜。
3. An ion beam having an ion energy of 10
3. The crystalline silicon film according to claim 2, wherein the crystalline silicon film is formed by irradiation at 0 eV to 1 keV.
【請求項4】 前記原料ガスとして、シリコン系ガスの
うち少なくとも一種のガス、又はシリコン系ガスのうち
少なくとも一種のガスと反応性ガスのうち少なくとも一
種のガスとを用いて形成した請求項1から3のいずれか
に記載の結晶性シリコン膜。
4. The method according to claim 1, wherein the source gas is formed using at least one kind of silicon-based gas, or at least one kind of silicon-based gas and at least one kind of reactive gas. 3. The crystalline silicon film according to any one of 3.
【請求項5】 前記被成膜物品の温度を室温〜600°
Cとして形成した請求項1から4のいずれかに記載の結
晶性シリコン膜。
5. The method according to claim 1, wherein the temperature of the article is from room temperature to 600 °.
The crystalline silicon film according to claim 1, wherein the crystalline silicon film is formed as C.
【請求項6】 成膜後、後処理として、前記結晶性シリ
コン膜に300°C〜600°Cの熱処理を施して得ら
れた請求項1から5のいずれかに記載の結晶性シリコン
膜。
6. The crystalline silicon film according to claim 1, wherein the crystalline silicon film is subjected to a heat treatment at 300 ° C. to 600 ° C. as a post-treatment after the film is formed.
【請求項7】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズ
マに被成膜物品を曝して該物品上に結晶性シリコン膜を
形成する方法であって、該物品表面近傍の真空度を1×
10-3Torr〜1×10-8Torrに維持しつつ該物
品表面を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオ
ンビームを照射して該物品上にシリコン結晶種を含む界
面層を形成した後、イオンビーム照射を停止し、引き続
き該物品表面近傍の真空度を1×10-3Torr〜1×
10-8Torrに維持しつつ該物品表面を前記プラズマ
に曝して結晶性シリコンの上層膜を形成することを特徴
とする結晶性シリコン膜の形成方法。
7. A method for forming a crystalline silicon film on an article by exposing an article to be deposited to plasma by supplying a source gas containing a silicon-based gas by supplying energy for plasma excitation, and exposing the article to the plasma. Degree of vacuum near the surface of the article is 1 ×
After exposing the article surface to the plasma and irradiating the article surface with an ion beam while forming the interface layer containing the silicon crystal seeds on the article while maintaining the same at 10 −3 Torr to 1 × 10 −8 Torr, The ion beam irradiation is stopped, and the degree of vacuum near the surface of the article is continuously reduced to 1 × 10 −3 Torr to 1 ×.
A method for forming a crystalline silicon film, comprising exposing the surface of the article to the plasma while maintaining the temperature at 10 -8 Torr to form an upper layer film of crystalline silicon.
【請求項8】 前記イオンビームのイオン種として、不
活性ガス、反応性ガス及びシリコン系ガスのうち少なく
とも一種のガスのイオンを用いる請求項7記載の結晶性
シリコン膜の形成方法。
8. The method for forming a crystalline silicon film according to claim 7, wherein ions of at least one of an inert gas, a reactive gas, and a silicon-based gas are used as ion species of the ion beam.
【請求項9】 前記イオンビームをイオンエネルギ10
0eV〜1keVで照射する請求項8記載の結晶性シリ
コン膜の形成方法。
9. An ion beam having an ion energy of 10
9. The method for forming a crystalline silicon film according to claim 8, wherein the irradiation is performed at 0 eV to 1 keV.
【請求項10】 前記原料ガスとして、シリコン系ガス
のうち少なくとも一種のガス、又はシリコン系ガスのう
ち少なくとも一種のガスと反応性ガスのうち少なくとも
一種のガスとを用いる請求項7から9のいずれかに記載
の結晶性シリコン膜の形成方法。
10. The gas according to claim 7, wherein at least one of silicon-based gases or at least one of silicon-based gases and at least one of reactive gases is used as the source gas. Or a method for forming a crystalline silicon film.
【請求項11】 前記被成膜物品の温度を室温〜600
°Cとする請求項7から10のいずれかに記載の結晶性
シリコン膜の形成方法。
11. The temperature of the article to be coated is from room temperature to 600.
The method for forming a crystalline silicon film according to any one of claims 7 to 10, wherein the temperature is set to ° C.
【請求項12】 成膜後、後処理として、前記結晶性シ
リコン膜に300°C〜600°Cの熱処理を施す請求
項7から11のいずれかに記載の結晶性シリコン膜の形
成方法。
12. The method for forming a crystalline silicon film according to claim 7, wherein a heat treatment at 300 ° C. to 600 ° C. is performed on the crystalline silicon film as a post-processing after the film formation.
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