JPH03187215A - シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents

シリコン薄膜の製造方法

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JPH03187215A
JPH03187215A JP32674089A JP32674089A JPH03187215A JP H03187215 A JPH03187215 A JP H03187215A JP 32674089 A JP32674089 A JP 32674089A JP 32674089 A JP32674089 A JP 32674089A JP H03187215 A JPH03187215 A JP H03187215A
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JP
Japan
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thin film
substrate
silicon thin
disilane
silicon
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JP32674089A
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Toru Ueda
徹 上田
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、シリコン薄膜の製造方法に関する。
この発明・の製造方法は、薄膜トランジスタの製造に好
適に用いられる。
(ロ)従来の技術 従来、液晶デイスプレィの駆動用トランジスタやドライ
バー回路及びスタチックRAM(SrIAM)のメモリ
セル内の負荷素子は、薄膜トランジスタ(T P T 
)が用いられ、この’r F Tは気相成長法で堆積し
たシリコン薄膜を用いて形成されている。シリコン薄膜
は、モノシラン(Si1−14)を主原料として気相成
長させて作製されており、この気相成長条件は次の通り
である。
堆積温度・・・・・・620℃、 堆積速度・・・・・・90Å/min。
圧力−・= 0 、38 Torr(50P a )、
SiH+流量−−100sec@、 装置・・・・・・減圧CVD装置、 N、流51−−−−−−300 secmo(ハ)発明
が解決しようとする課題 SRAMにおいては、TPTのリーク電流の低減が特に
要求される。TPTを構成するSi薄模は、膜厚を薄く
すると、 ■チャンネル部のオフ抵抗が増大し、 ■接合′部の面積が減少し、接合リーク電流を低減でき
るのでリーク電流の低減の為には、シリコン薄膜を薄く
することが必要不可欠となり、膜厚は300Å以下とす
ることが望まれている。
しかし、この従来法を用いると300Å以下の薄膜を形
成しようとすると、第4図に示すように、シリコン層1
3が基板I2の表面に島状に成長してしまい、連続した
薄膜が得られないという問題がある。
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
あって、膜厚が300Å以下でかつ島状のとぎれがなく
連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン薄膜の成形
方法を提供しようとするものである。
(ニ)課題を解決するための手段 この発明によれば、減圧CVD装置内に基板を配置し、
この装置内を400〜550℃に加熱しこの中に実質的
に純粋なジシラン(SizHe)を供給することによっ
て該基板上に60Å/分以下の成長速度でシリコンを気
相成長させ、300Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜
を形成することを特徴とするシリコン薄膜の製造方法が
提供される。
この発明におけるジシランは、300Å以下の膜厚を有
するシリコン薄膜を形成するためのものであって、実質
的に純粋なジシラン(St、F+、)をCVD装置内へ
供給して用いることができる。
このジシランはモノシラン、トリシラン等の他のシラン
を実質的に含有しないものが適している。
このジシランの供給は、ジシランのみを行ってもよいが
、例えば窒素、水素、ヘリウム、アルゴン等のガスで希
釈して行っても上い。この供給量は、CVD装置の容量
によって異なり、同じ容量では供給量の増加に伴ってシ
リコン薄膜の気相成長速度が増加するので、300Å以
下の膜厚のシリコン薄膜を制御よく生長させうる気相生
長速度となるように設定するのが適している。
上記基板は、この上にシリコン薄膜を製造するためのも
のであって、導電体、半導体又は絶縁体の基板を用いる
ことができ、例えばTPTを作製する場合、表面を絶縁
膜でカバーされた素子が形成された“シリボン基板等を
用いることができる。
この発明においては、この装置内を400〜550℃に
加熱する。この加熱は、ジシランを所定の速度で分解し
てシリコンに変換するためのものであって、通常400
〜550℃好ましくは450〜500℃にして行うのが
適している。この加熱温度が550℃超ではジシランの
分解速度が速くなり得られるシリコン薄膜の膜厚制御が
困難となり、400℃未満ではジシランの分解速度が遅
いので好ましくない。上記ジシランの分解速度は、基板
上へのシリコン薄膜の気相成長速度が60Å/分以下と
なるように設定するのがよい。
気相成長速度が60人メ分以上ではシリコン薄膜の膜厚
を300Å以下に制御するのが困難となり好ましくない
。この300Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜は、例
えばTPT、ポリシリコン負荷抵抗等に好適に用いるこ
とができる。
(ホ)作用 ジシランが減圧CVD装置内で所定温度で分解して基板
上にシリコンを均一に気相生長させる。
(へ)実施例 基板の作製 第1図に示すようにンリコン基板!上に、通常のMOS
プロセスを用いてゲート電極2を形成し、シリコン基板
中に不純物をドーピングしてバルクNch、バルクトラ
ンジスタ2Aを形成し、この上にCVD法によってシリ
コン酸化膜3(膜厚500人)を形成し、ホトエツチン
グ法によりコンタクトホール4を開口して基板を作製す
る。
シリコン薄膜の作製 上記基板を450℃に加熱された減圧CVD装置の中に
配置して装置内をI O−”Torr以下の真空にする
。次に、装置内にジシラン(東亜合成化学工業社製、純
度99.99%)を200sccm、 Ntガスを30
0 secmの流量で供給して装置内を0J8Torr
(50Pa)の圧力に制御し、基板上にシリコンを気相
成長(成長速度6Å/分)させる。30分間気相成長を
行い第2図に示すように180人の膜厚を有するシリコ
ン薄膜5を形成する。
このシリコン薄膜は、島状にとぎれた形態ではなく均一
な連続膜であることを確認した。
SRAMメモリセルの作製 次に、第3図に示すようにフォトリソグラフイ法によっ
て上記シリコンR膜を所定パターンにエツチングし、こ
の上にゲート絶縁膜6を介在してゲート電極8を形成し
、上記シリコン薄膜の所定領域に不純物の注入を行って
ソース・ドレイン5′を形成してSRAMメモリセルを
形成する。ただし9.IOは絶縁層、IIGよ金属配線
層である。
得られたSRAMメモリセルは、リーク電流が少なくメ
モリ特性に優れたものであった。
(ト)発明の効果 この発明によれば、膜厚が300Å以下でかつ島状のと
ぎれがなく連続したシリコン薄膜を形成しうるシリコン
薄膜の形成方法を提供することができる。
この方法を用いることによってリーク1!流が大巾に低
減され、かつ信頼性の高い薄膜トランジスタを作製する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、この発明の実施例で作製したシリコ
ン薄膜の製造工程説明図、第4図は、従来のシリコン薄
膜の説明図である。 l・・・・・・シリコン基板、2・・団・ゲート電極、
2A・・・・・・バルクトランジスタ、3・・・・・・
シリコン酸化膜、 4・・・・・・コンタクトホール、 5・・・・・・シリコン薄膜、 5′・・・・・・ソース・ドレイン、 6・・・・・・ゲート絶縁膜、8・旧・・ゲート電極、
9、lO・・・・・・絶縁層、 11・・・・・・金属配線層。 躯 図 衣; 因 第 図 く 厘 3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、減圧CVD装置内に基板を配置し、この装置内を4
    00〜550℃に加熱しこの中に実質的に純粋なジシラ
    ン(Si_2H_6)を供給することによって該基板上
    に60Å/分以下の成長速度でシリコンを気相成長させ
    、300Å以下の膜厚を有するシリコン薄膜を形成する
    ことを特徴とするシリコン薄膜の製造方法。
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