JP3197036B2 - 結晶質シリコン薄膜の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相析出を利用し
て下地層上に形成されるシリコン薄膜に関するものであ
る。
て下地層上に形成されるシリコン薄膜に関するものであ
る。
【０００２】このような気相成長シリコン薄膜には、大
別して結晶質シリコン薄膜と非晶質シリコン薄膜とが存
在する。しかし、気相成長シリコン薄膜の技術分野にお
いて、結晶質シリコン薄膜とは部分的に非晶質を含むも
のをも意味し、また、非晶質シリコン薄膜とは部分的に
微細結晶を含むものをも意味するのが一般的である。し
たがって、本願明細書においても、結晶質シリコン薄膜
と非晶質シリコン薄膜の用語は、この一般的な意味で用
いられている。
別して結晶質シリコン薄膜と非晶質シリコン薄膜とが存
在する。しかし、気相成長シリコン薄膜の技術分野にお
いて、結晶質シリコン薄膜とは部分的に非晶質を含むも
のをも意味し、また、非晶質シリコン薄膜とは部分的に
微細結晶を含むものをも意味するのが一般的である。し
たがって、本願明細書においても、結晶質シリコン薄膜
と非晶質シリコン薄膜の用語は、この一般的な意味で用
いられている。
【０００３】
【従来の技術】従来、非晶質シリコン薄膜は安価なガラ
ス基板上で容易に大面積に形成することができるので、
薄膜トランジスタや薄膜太陽電池などに利用されてい
る。しかし、一般に結晶質シリコン薄膜は非晶質シリコ
ン薄膜に比べて高いキャリア移動度を有しているので、
薄膜トランジスタや薄膜太陽電池の性能向上のために好
ましいと考えられている。また、非晶質薄膜太陽電池は
長期間の光照射によって光電変換特性が劣化するという
光劣化の問題を含んでいるが、結晶質薄膜太陽電池はこ
のような光劣化に対する安定性が高いことが知られてい
る。
ス基板上で容易に大面積に形成することができるので、
薄膜トランジスタや薄膜太陽電池などに利用されてい
る。しかし、一般に結晶質シリコン薄膜は非晶質シリコ
ン薄膜に比べて高いキャリア移動度を有しているので、
薄膜トランジスタや薄膜太陽電池の性能向上のために好
ましいと考えられている。また、非晶質薄膜太陽電池は
長期間の光照射によって光電変換特性が劣化するという
光劣化の問題を含んでいるが、結晶質薄膜太陽電池はこ
のような光劣化に対する安定性が高いことが知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＣＶＤ
法やＰＶＤ法で結晶質シリコン薄膜を形成するために
は、基板温度を約６５０℃以上の高温にしなければなら
ず、軟化点が６５０℃以下である安価なガラス基板を用
いることができない。したがって、高品質の結晶質シリ
コン薄膜を得るためには、６５０℃以上の軟化点を有す
ることのみならず、そのような高温における不純物の拡
散を防止するためなどの観点から、高価な高純度の石英
ガラス基板を用いざるを得ない。
法やＰＶＤ法で結晶質シリコン薄膜を形成するために
は、基板温度を約６５０℃以上の高温にしなければなら
ず、軟化点が６５０℃以下である安価なガラス基板を用
いることができない。したがって、高品質の結晶質シリ
コン薄膜を得るためには、６５０℃以上の軟化点を有す
ることのみならず、そのような高温における不純物の拡
散を防止するためなどの観点から、高価な高純度の石英
ガラス基板を用いざるを得ない。
【０００５】他方、最近では、低温で基板上に形成され
た非晶質シリコン層にエキシマレーザを照射することに
よって、基板を高温にすることなく非晶質シリコン層の
みを加熱して結晶化させる方法の研究が盛んに行なわれ
ている。しかし、この方法においては、静止したレーザ
ビームでは約５ｍｍ角程度の小さな領域しか結晶化させ
ることができないので、基板上で大面積のシリコン膜全
体を結晶化させるためには、レーザビームに対して基板
を相対的に移動させて走査しなければならない。また、
基板を移動させる場合には、基板の移動速度に依存して
走査の境界領域に結晶の不均一性が生じるので、大面積
にわたって均一で高品質の結晶質シリコン薄膜を得るこ
とが因難である。
た非晶質シリコン層にエキシマレーザを照射することに
よって、基板を高温にすることなく非晶質シリコン層の
みを加熱して結晶化させる方法の研究が盛んに行なわれ
ている。しかし、この方法においては、静止したレーザ
ビームでは約５ｍｍ角程度の小さな領域しか結晶化させ
ることができないので、基板上で大面積のシリコン膜全
体を結晶化させるためには、レーザビームに対して基板
を相対的に移動させて走査しなければならない。また、
基板を移動させる場合には、基板の移動速度に依存して
走査の境界領域に結晶の不均一性が生じるので、大面積
にわたって均一で高品質の結晶質シリコン薄膜を得るこ
とが因難である。
【０００６】本発明は、以上のような従来技術の課題に
鑑み、基板として安価なガラス板、その中でも最も普通
の青板ガラスを用いても均一で高品質の結晶質シリコン
薄膜を得ることができる技術を提供することを目的とし
ている。
鑑み、基板として安価なガラス板、その中でも最も普通
の青板ガラスを用いても均一で高品質の結晶質シリコン
薄膜を得ることができる技術を提供することを目的とし
ている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による結晶質シリ
コン薄膜の形成方法は、少なくとも支持材として作用す
る下地層上にＣＶＤ法またはＰＶＤ法によって少なくと
も一部に非晶質部分を含むシリコン薄層を４００℃以下
の温度の下で堆積する第１のステップと、このシリコン
薄層を４００℃以下の温度の下で水素プラズマに曝露す
ることによってそのシリコン薄層に含まれる非晶質部分
の結晶化を促す第２のステップとを含み、これらの第１
のステップと第２のステップとが繰返されて結晶質シリ
コン薄膜が所望の厚さに成長させられ、こうして得られ
る結晶質シリコン薄膜に含まれる過半の結晶粒はその薄
膜の表面にほぼ平行に結晶学的な（１１０）面を有する
ように配向させられ、その結晶質シリコン薄膜によるＸ
線回折において、結晶学的面（２２０）と（１１１）と
からの回折強度の比率としての（２２０）／（１１１）
が１０以上になることを特徴としている。
コン薄膜の形成方法は、少なくとも支持材として作用す
る下地層上にＣＶＤ法またはＰＶＤ法によって少なくと
も一部に非晶質部分を含むシリコン薄層を４００℃以下
の温度の下で堆積する第１のステップと、このシリコン
薄層を４００℃以下の温度の下で水素プラズマに曝露す
ることによってそのシリコン薄層に含まれる非晶質部分
の結晶化を促す第２のステップとを含み、これらの第１
のステップと第２のステップとが繰返されて結晶質シリ
コン薄膜が所望の厚さに成長させられ、こうして得られ
る結晶質シリコン薄膜に含まれる過半の結晶粒はその薄
膜の表面にほぼ平行に結晶学的な（１１０）面を有する
ように配向させられ、その結晶質シリコン薄膜によるＸ
線回折において、結晶学的面（２２０）と（１１１）と
からの回折強度の比率としての（２２０）／（１１１）
が１０以上になることを特徴としている。
【０００８】このように高い（１１０）面配向を有する
結晶質シリコン薄膜は高いキャリア移動度を有し、薄膜
トランジスタや薄膜太陽電池において好ましく用いられ
得るものである。また、この結晶質シリコン薄膜は光劣
化に対して高い安定性を有しているので、薄膜太陽電池
において特に好ましく用いられ得る。
結晶質シリコン薄膜は高いキャリア移動度を有し、薄膜
トランジスタや薄膜太陽電池において好ましく用いられ
得るものである。また、この結晶質シリコン薄膜は光劣
化に対して高い安定性を有しているので、薄膜太陽電池
において特に好ましく用いられ得る。
【０００９】また、本発明による結晶質シリコン薄膜の
形成方法では、その結晶質シリコン薄膜が４００℃以下
の低い下地温度における気相析出を利用して形成される
ので、次のような大きな利益も得られる。
形成方法では、その結晶質シリコン薄膜が４００℃以下
の低い下地温度における気相析出を利用して形成される
ので、次のような大きな利益も得られる。
【００１０】すなわち、本発明による結晶質シリコン薄
膜の形成方法においては、その薄膜を直接的に支持する
下地層としての基板、または他の下地層を介して間接的
にシリコン薄膜を支持する基板として、安価なガラス
板、その中でも最も普通の青板ガラスを用いることがで
き、高品質の結晶質シリコン薄膜を低コストで得ること
ができる。
膜の形成方法においては、その薄膜を直接的に支持する
下地層としての基板、または他の下地層を介して間接的
にシリコン薄膜を支持する基板として、安価なガラス
板、その中でも最も普通の青板ガラスを用いることがで
き、高品質の結晶質シリコン薄膜を低コストで得ること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１において、本発明の実施の形
態による結晶質シリコン薄膜を形成するために好ましく
用いられ得る成膜装置の一例が模式的な断面図で示され
ている。この成膜装置においては、減圧チャンバ１内に
おいて、基板回転装置２の一部として回転ステージ２ａ
が設けられている。この回転ステージ２ａの一部に対向
してＲＦ（高周波）電極４が配置されている。すなわ
ち、回転ステージ２ａの一部はＲＦ電極４の対向電極と
しても働く。そして、回転ステージ２ａ上に支持された
基板３がＲＦ電極４に対面させられているときに、４０
０℃以下の基板温度の下で周知のプラズマＣＶＤ法によ
って所定厚さのシリコン薄層がその基板３上に堆積され
得る。しかし、このような所定厚さのシリコン薄層は、
ＣＶＤ法のみならず、スパッタリングのような周知のＰ
ＶＤ法によって４００℃以下の基板温度の下に堆積され
てもよい。
態による結晶質シリコン薄膜を形成するために好ましく
用いられ得る成膜装置の一例が模式的な断面図で示され
ている。この成膜装置においては、減圧チャンバ１内に
おいて、基板回転装置２の一部として回転ステージ２ａ
が設けられている。この回転ステージ２ａの一部に対向
してＲＦ（高周波）電極４が配置されている。すなわ
ち、回転ステージ２ａの一部はＲＦ電極４の対向電極と
しても働く。そして、回転ステージ２ａ上に支持された
基板３がＲＦ電極４に対面させられているときに、４０
０℃以下の基板温度の下で周知のプラズマＣＶＤ法によ
って所定厚さのシリコン薄層がその基板３上に堆積され
得る。しかし、このような所定厚さのシリコン薄層は、
ＣＶＤ法のみならず、スパッタリングのような周知のＰ
ＶＤ法によって４００℃以下の基板温度の下に堆積され
てもよい。
【００１２】このようにして４００℃以下の基板温度の
下で通常のＣＶＤ条件またはＰＶＤ条件で堆積させられ
たシリコン薄層は、大部分が非晶質となるのが一般的で
ある。このような非晶質シリコン薄層が堆積された基板
３は基板回転装置２によって回転移動させられ、永久磁
石５ａを用いたＥＣＲプラズマ装置５に対面させられ
る。そして、非晶質シリコン薄層がこのＥＣＲ装置５か
らの水素プラズマに所定時間曝露され、結晶質シリコン
薄層に変換される。
下で通常のＣＶＤ条件またはＰＶＤ条件で堆積させられ
たシリコン薄層は、大部分が非晶質となるのが一般的で
ある。このような非晶質シリコン薄層が堆積された基板
３は基板回転装置２によって回転移動させられ、永久磁
石５ａを用いたＥＣＲプラズマ装置５に対面させられ
る。そして、非晶質シリコン薄層がこのＥＣＲ装置５か
らの水素プラズマに所定時間曝露され、結晶質シリコン
薄層に変換される。
【００１３】こうして非晶質シリコン薄層が結晶質シリ
コン薄層に変換された後には、基板３は回転装置２によ
って回転移動させられて再度ＲＦ電極４に対面させら
れ、さらにシリコン薄層が堆積させられる。このような
周期的なプロセスを繰返すことによって、所望の厚さの
結晶質シリコン薄膜が得られる。
コン薄層に変換された後には、基板３は回転装置２によ
って回転移動させられて再度ＲＦ電極４に対面させら
れ、さらにシリコン薄層が堆積させられる。このような
周期的なプロセスを繰返すことによって、所望の厚さの
結晶質シリコン薄膜が得られる。
【００１４】なお、ＥＣＲ装置５において水素プラズマ
が発生させられるとき、そのガス圧は約１００ｍＴｏｒ
ｒ以下であることが好ましい。また、ＥＣＲ装置５にお
いて永久磁石５ａが用いられることが好ましいのは、電
磁石を用いる一般のＥＣＲ装置に比べて、イオンが磁界
の方向で基板３に向かって加速されるのではなくて径の
中心方向に向かって加速される傾向が強いので、基板３
に流入するイオンのエネルギーが小さくてその数も少な
く、他方でラジカルは等方的に拡散するので一般のＥＣ
Ｒソースと同量だけ生成されるからである。
が発生させられるとき、そのガス圧は約１００ｍＴｏｒ
ｒ以下であることが好ましい。また、ＥＣＲ装置５にお
いて永久磁石５ａが用いられることが好ましいのは、電
磁石を用いる一般のＥＣＲ装置に比べて、イオンが磁界
の方向で基板３に向かって加速されるのではなくて径の
中心方向に向かって加速される傾向が強いので、基板３
に流入するイオンのエネルギーが小さくてその数も少な
く、他方でラジカルは等方的に拡散するので一般のＥＣ
Ｒソースと同量だけ生成されるからである。
【００１５】このように、ラジカル成分の多い水素プラ
ズマに非晶質シリコン薄層を曝露することによって、
（１１０）面配向の傾向が強くて高いキャリア移動度を
有する結晶質シリコン薄膜を得ることができる。なお、
このようにして得られた結晶質シリコン薄膜は５原子％
の範囲内で水素原子を含んでおり、このことは結晶質シ
リコン薄膜が少量の非晶質部分をも含んでいることを意
味している。
ズマに非晶質シリコン薄層を曝露することによって、
（１１０）面配向の傾向が強くて高いキャリア移動度を
有する結晶質シリコン薄膜を得ることができる。なお、
このようにして得られた結晶質シリコン薄膜は５原子％
の範囲内で水素原子を含んでおり、このことは結晶質シ
リコン薄膜が少量の非晶質部分をも含んでいることを意
味している。
【００１６】ところで、ラジカル成分の多い水素プラズ
マは、たとえばＲＦプラズマ装置においても温度、圧
力、印加電力などを調節することによって得られること
が知られている。すなわち、ＥＣＲ装置５は必ずしも本
発明による結晶質シリコン薄膜を得るために不可欠なも
のではなく、ラジカル成分の多い水素プラズマが得られ
るものであればどのような手段を用いてもよい。
マは、たとえばＲＦプラズマ装置においても温度、圧
力、印加電力などを調節することによって得られること
が知られている。すなわち、ＥＣＲ装置５は必ずしも本
発明による結晶質シリコン薄膜を得るために不可欠なも
のではなく、ラジカル成分の多い水素プラズマが得られ
るものであればどのような手段を用いてもよい。
【００１７】また、本発明においてはシリコン薄膜が４
００℃以下の低温で形成されるので、基板５として安価
なガラス板、中でも最も普通の青板ガラスを用いること
ができる。そして、４００℃以下の低温においては、こ
のようなガラス板に含まれるＮａなどのアルカリ不純物
やＭｇなどのアルカリ土類金属不純物がシリコン薄膜中
に拡散混入することが防止され得る。なお、このように
本発明においては基板として安価なガラス基板を用いる
ことができるが、望まれる場合には石英基板やサファイ
ア基板などの他の基板をも用い得ることはいうまでもな
い。
００℃以下の低温で形成されるので、基板５として安価
なガラス板、中でも最も普通の青板ガラスを用いること
ができる。そして、４００℃以下の低温においては、こ
のようなガラス板に含まれるＮａなどのアルカリ不純物
やＭｇなどのアルカリ土類金属不純物がシリコン薄膜中
に拡散混入することが防止され得る。なお、このように
本発明においては基板として安価なガラス基板を用いる
ことができるが、望まれる場合には石英基板やサファイ
ア基板などの他の基板をも用い得ることはいうまでもな
い。
【００１８】さらに、本発明による結晶質シリコン薄膜
は薄膜トランジスタや薄膜太陽電池などに好ましく利用
され得るものであるが、その場合には、たとえばガラス
基板上に金属またはＩＴＯやＳｎＯ２などの透明導電材
料からなる電極層が形成され、結晶質シリコン薄膜はそ
のような電極層上に形成される。
は薄膜トランジスタや薄膜太陽電池などに好ましく利用
され得るものであるが、その場合には、たとえばガラス
基板上に金属またはＩＴＯやＳｎＯ２などの透明導電材
料からなる電極層が形成され、結晶質シリコン薄膜はそ
のような電極層上に形成される。
【００１９】
【実施例】図１に示されているような成膜装置を用い
て、本発明による第１の実施例としての結晶質シリコン
薄膜が形成された。この第１の実施例において、まず、
ＲＦ放電を利用してガラス基板３上にａ−Ｓｉ：Ｈ（水
素含有非晶質シリコン）薄膜が約２ｎｍの厚さに堆積さ
れた。このときのＣＶＤ条件としては、基板温度が３５
０℃；ガス圧が０．５Ｔｏｒｒ；ＲＦパワー密度が０．
４Ｗ／ｃｍ２；ＳｉＨ２ガス流量が４０ｓｃｃｍ；そし
てＨ２ガス流量が２００ｓｃｃｍであった。
て、本発明による第１の実施例としての結晶質シリコン
薄膜が形成された。この第１の実施例において、まず、
ＲＦ放電を利用してガラス基板３上にａ−Ｓｉ：Ｈ（水
素含有非晶質シリコン）薄膜が約２ｎｍの厚さに堆積さ
れた。このときのＣＶＤ条件としては、基板温度が３５
０℃；ガス圧が０．５Ｔｏｒｒ；ＲＦパワー密度が０．
４Ｗ／ｃｍ２；ＳｉＨ２ガス流量が４０ｓｃｃｍ；そし
てＨ２ガス流量が２００ｓｃｃｍであった。
【００２０】こうして堆積されたａ−Ｓｉ：Ｈ薄層は、
永久磁石５ａを含むＥＣＲプラズマ装置５から生成され
たＥＣＲ水素プラズマに約２０〜３０秒曝露された。こ
のときのＥＣＲ条件としては、ガス圧が０．０２Ｔｏｒ
ｒ；マイクロ波電力が４００Ｗ；そしてＨ２ガス流量が
２００ｓｃｃｍであった。
永久磁石５ａを含むＥＣＲプラズマ装置５から生成され
たＥＣＲ水素プラズマに約２０〜３０秒曝露された。こ
のときのＥＣＲ条件としては、ガス圧が０．０２Ｔｏｒ
ｒ；マイクロ波電力が４００Ｗ；そしてＨ２ガス流量が
２００ｓｃｃｍであった。
【００２１】上述のようなａ−Ｓｉ：Ｈ薄層の堆積のス
テップとＥＣＲ水素プラズマへの曝露のステップとが約
３００回繰返され、これによって厚さ約６００ｎｍの結
晶質シリコン薄膜が得られた。図２はこの結晶質シリコ
ン薄膜に関するラマンスペクトルを表わしている。すな
わち、図２のグラフの横軸はラマン波数（ｃｍ−１）を
表わし、縦軸はラマン強度を任意目盛で表わしている。
このラマンスペクトルのピークの分析から、シリコン薄
膜が少量の非晶質部分を含んでいるが、その大部分が結
晶化していることがわかる。
テップとＥＣＲ水素プラズマへの曝露のステップとが約
３００回繰返され、これによって厚さ約６００ｎｍの結
晶質シリコン薄膜が得られた。図２はこの結晶質シリコ
ン薄膜に関するラマンスペクトルを表わしている。すな
わち、図２のグラフの横軸はラマン波数（ｃｍ−１）を
表わし、縦軸はラマン強度を任意目盛で表わしている。
このラマンスペクトルのピークの分析から、シリコン薄
膜が少量の非晶質部分を含んでいるが、その大部分が結
晶化していることがわかる。
【００２２】この結晶質シリコン薄膜はＸ線回折によっ
ても結晶性が調べられ、その結果が図３に示されてい
る。図３のグラフの横軸は回折角度２θ（度）を表わ
し、縦軸は回折Ｘ線強度を任意目盛で表わしている。と
ころで、シリコン単結晶において結晶学的な（１１１）
面は約２８度の回折角度を有し、（２２０）面は約４７
度の回折角度を有している。このことと図３のグラフか
ら、結晶質シリコン薄膜に含まれる大部分の結晶粒は膜
面に平行に（１１０）面を有するように配向されている
傾向の強いことがわかる。なお、図３のグラフからバッ
クグランド強度を差し引いて（２２０）面と（１１１）
面とによる回折の強度比（２２０）／（１１１）を求め
たところ、それは１０．５であった。
ても結晶性が調べられ、その結果が図３に示されてい
る。図３のグラフの横軸は回折角度２θ（度）を表わ
し、縦軸は回折Ｘ線強度を任意目盛で表わしている。と
ころで、シリコン単結晶において結晶学的な（１１１）
面は約２８度の回折角度を有し、（２２０）面は約４７
度の回折角度を有している。このことと図３のグラフか
ら、結晶質シリコン薄膜に含まれる大部分の結晶粒は膜
面に平行に（１１０）面を有するように配向されている
傾向の強いことがわかる。なお、図３のグラフからバッ
クグランド強度を差し引いて（２２０）面と（１１１）
面とによる回折の強度比（２２０）／（１１１）を求め
たところ、それは１０．５であった。
【００２３】さらに、この実施例１の結晶質シリコン薄
膜のキャリア移動度がファンデルパゥ（Van der Pauw）
法によって測定された。その結果、２０ｃｍ2／Ｖ・ｓ
ｅｃの移動度が得られた。すなわち、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の
移動度が一般に約１ｃｍ 2 ／Ｖ・ｓｅｃであるのに比べ
て、第１実施例による結晶質シリコン薄膜ははるかに高
い移動度を有していることがわかる。
膜のキャリア移動度がファンデルパゥ（Van der Pauw）
法によって測定された。その結果、２０ｃｍ2／Ｖ・ｓ
ｅｃの移動度が得られた。すなわち、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の
移動度が一般に約１ｃｍ 2 ／Ｖ・ｓｅｃであるのに比べ
て、第１実施例による結晶質シリコン薄膜ははるかに高
い移動度を有していることがわかる。
【００２４】なお、本発明の第２の実施例として、基板
温度が２５０℃に下げられたことを除いて第１の実施例
と同様にしてシリコン薄膜が形成されたが、この第２の
実施例においても十分に好ましい結晶質シリコン薄膜が
得られた。
温度が２５０℃に下げられたことを除いて第１の実施例
と同様にしてシリコン薄膜が形成されたが、この第２の
実施例においても十分に好ましい結晶質シリコン薄膜が
得られた。
【００２５】他方、ＥＣＲ水素プラズマ曝露の影響を調
べるために、ＥＣＲ装置５のマイクロ波電力が１００Ｗ
に減少させられたことを除いて第１の実施例と同様に比
較例としてのシリコン薄膜が形成された。しかし、この
比較例によるシリコン薄膜においては、ほとんど結晶化
の促進が認められなかった。
べるために、ＥＣＲ装置５のマイクロ波電力が１００Ｗ
に減少させられたことを除いて第１の実施例と同様に比
較例としてのシリコン薄膜が形成された。しかし、この
比較例によるシリコン薄膜においては、ほとんど結晶化
の促進が認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板と
して安価なガラス板を用いても均一で高品質の結晶質シ
リコン薄膜を提供することができる。そして、このよう
な結晶質シリコン薄膜は良好なキャリア移動度を有する
とともに光劣化の影響を受けにくいので、薄膜トランジ
スタや薄膜太陽電池に好ましく利用され得るものであ
る。
して安価なガラス板を用いても均一で高品質の結晶質シ
リコン薄膜を提供することができる。そして、このよう
な結晶質シリコン薄膜は良好なキャリア移動度を有する
とともに光劣化の影響を受けにくいので、薄膜トランジ
スタや薄膜太陽電池に好ましく利用され得るものであ
る。
【図１】本発明による結晶質シリコン薄膜を形成するた
めに用いられ得る成膜装置の一例を示す模式的な断面図
である。
めに用いられ得る成膜装置の一例を示す模式的な断面図
である。
【図２】本発明の一実施例による結晶質シリコン薄膜に
関するラマンスペクトルを示すグラフである。
関するラマンスペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例による結晶質シリコン薄膜に
関するＸ線回折を示すグラフである。
関するＸ線回折を示すグラフである。
１ 減圧チャンバ ２ 基板回転装置 ２ａ 回転ステージ ３ ガラス基板 ４ ＲＦ電極 ５ ＥＣＲ装置 ５ａ 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−219123（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−139824（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35021（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299524（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318921（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−79378（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも支持材として作用する下地層
上にＣＶＤ法またはＰＶＤ法によって少なくとも一部に
非晶質部分を含むシリコン薄層を４００℃以下の温度の
下で堆積する第１のステップと、 前記シリコン薄層を４００℃以下の温度の下で水素プラ
ズマに曝露することによって前記シリコン薄層に含まれ
る非晶質部分の結晶化を促す第２のステップとを含み、 前記第１のステップと前記第２のステップとが繰返され
て結晶質シリコン薄膜が所望の厚さに成長させられ、 こうして得られる 結晶質シリコン薄膜に含まれる過半の
結晶粒は前記薄膜の表面にほぼ平行に結晶学的な（１１
０）面を有するように配向させられ、その結晶質シリコ
ン薄膜によるＸ線回折において、結晶学的面（２２０）
と（１１１）とからの回折強度の比率としての（２２
０）／（１１１）が１０以上になることを特徴とする結
晶質シリコン薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記第１のステップと前記第２のステッ
プとが同一のチャンバ内で繰返されることを特徴とする
請求項１に記載の結晶質シリコン薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記結晶質シリコン薄膜は５原子％以下
の範囲内で必ず水素原子を含むことを特徴とする請求項
１または２に記載の結晶質シリコン薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 前記下地層はガラス基板上に形成された
金属または透明導電材料からなる電極層であることを特
徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の結晶質
シリコン薄膜の形成方法。
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