JPH05315251A - シリコン薄膜の成膜方法 - Google Patents

シリコン薄膜の成膜方法

Info

Publication number
JPH05315251A
JPH05315251A JP9664891A JP9664891A JPH05315251A JP H05315251 A JPH05315251 A JP H05315251A JP 9664891 A JP9664891 A JP 9664891A JP 9664891 A JP9664891 A JP 9664891A JP H05315251 A JPH05315251 A JP H05315251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
thin film
silicon thin
silicon
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9664891A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Fujimoto
健治 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP9664891A priority Critical patent/JPH05315251A/ja
Publication of JPH05315251A publication Critical patent/JPH05315251A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板等から剥離し難くしかも膜中に欠陥が入
り難いシリコン薄膜の成膜方法を提供すること。 【構成】 予め洗浄されたガラス基板が配置された真空
チャンバ内を排気して高真空にしかつこの真空チャンバ
内へSiF4 のハロゲン化珪素ガスを導入すると共に高
周波にてこのガスをプラズマ化させた後このハロゲン化
珪素ガスによりガラス基板表面を真空条件下でエッチン
グ処理した。この処理により基板に残留する不純物を完
全に除去できかつ表面に均質で微細な凹凸を形成でき
る。次にこのガラス基板面にプラズマCVD法により多
結晶シリコン薄膜を成膜した。そして上記エッチング処
理の作用により成膜された多結晶シリコン薄膜とガラス
基板との間には不純物が介在せずしかも接触面積も増え
るため密着性の向上が図れかつ膜中に欠陥が生じ難く膜
質改善も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ等の
半導体素子あるいは太陽電池等に利用可能な単結晶若し
くは多結晶シリコンやアモルファスシリコン等シリコン
薄膜の成膜方法に係り、特に、基板等から剥がれ難くし
かも成膜されたシリコン薄膜に欠陥が入り難いシリコン
薄膜の成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス等の基板上へ若しくはこの
基板に設けられた酸化シリコン等の絶縁膜上へシリコン
薄膜を成膜する方法として、熱CVD法やプラズマCV
D法で代表される化学的気相成長法やスパッタリング法
等が広く利用されている。
【0003】ところで、上記多結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜が成膜される基板等に対する前処理として、従
来、基板上に付着する有機物や重金属等の不純物を洗浄
して取除くと共に、シリコン薄膜が成膜される前に基板
等を真空条件下において加熱処理し尚残留する不純物を
熱分解させて取除いたり、アルゴン(Ar)等不活性ガ
スのプラズマにより基板等の表面をたたいて尚残留する
不純物を物理的に除去する等の方法が採られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な前処
理を施しても若干の不純物が基板等の表面に残留してし
まうため、シリコン薄膜を成膜した後の各種工程により
このシリコン薄膜に様々なストレスが加わった場合、基
板等からシリコン薄膜が剥がれ易いといった問題点があ
った。
【0005】また、上記基板等表面を不活性ガスにてた
たく処理を施した場合、これ等処理表面に不均質な凹凸
が形成され易くこれ等面上に単結晶シリコン薄膜を成膜
しようとしてもエピタキシャル成長し難い問題点があ
り、かつ、成膜されたシリコン薄膜に欠陥が生じ易い問
題点があった。
【0006】本発明は以上のような問題点に着目してな
されたもので、その課題とするところは、基板等から剥
がれ難くしかも成膜されたシリコン薄膜に欠陥が入り難
いシリコン薄膜の成膜方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、基板
上へ若しくはこの基板に設けられた絶縁膜上へシリコン
薄膜を成膜する方法を前提とし、シリコン薄膜を成膜す
る前に、ハロゲンガス、ハロゲン化珪素ガス又はハロゲ
ン化シランガスから選択される少なくとも一種の励起さ
れたガスにより真空条件下において上記基板表面若しく
は絶縁膜表面をエッチング処理することを特徴とするも
のである。
【0008】このような技術的手段において上記ハロゲ
ンガスとしてはF2 又はCl2 が適用でき、ハロゲン化
珪素ガスとしてはSiF4 、SiCl4 、Si2 6
が適用でき、また、ハロゲン化シランガスとしてはSi
m 4-m (但し、mは1〜3、好ましくは2、XはC
l又はF原子、好ましくはF原子である)で示されるガ
スが適用できる。
【0009】また、これ等ハロゲンガス、ハロゲン化珪
素ガス又はハロゲン化シランガスを励起させる手段とし
ては、真空チャンバ内に導入されたこれ等ガスを加熱処
理したり、これ等ガスに紫外光を照射して励起させた
り、あるいは、これ等ガスに高周波、マイクロ波等のR
F電力を印加する方法等が適用できる。
【0010】尚、エッチング時における真空度(すなわ
ち真空チャンバ内の圧力)、エッチング時間、上記ハロ
ゲンガス、ハロゲン化珪素ガス又はハロゲン化シランガ
スの濃度、加熱温度、紫外光の照射パワー、RF電力の
電力密度等の条件設定は、適用されるシリコンの種類、
基板の種類、絶縁膜の種類等を考慮に入れて適宜決定さ
れる。
【0011】次に、上記エッチング処理後におけるシリ
コン薄膜の成膜手段としては、従来同様、化学的気相成
長法やスパッタリング法等が適用できるが、上記エッチ
ング処理が真空チャンバ内で行われる関係上、このエッ
チング処理の後に連続して成膜処理を施せる減圧熱CV
D法、プラズマCVD法、スパッタリング法等の適用が
作業効率上優れている。
【0012】また、成膜するシリコン薄膜についても、
従来同様、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルフ
ァスシリコン等がその対象となる。
【0013】また、本発明が適用できる基板としては、
シリコン単結晶基板、ガラス基板、セラミックス基板等
があり、更にこれ等に加えて金属基板等も挙げられる。
【0014】
【作用】この様な技術的手段によれば、シリコン薄膜を
成膜する前に、ハロゲンガス、ハロゲン化珪素ガス又は
ハロゲン化シランガスから選択される少なくとも一種の
励起されたガスにより真空条件下において上記基板表面
若しくは絶縁膜表面をエッチング処理しているため、上
記励起されたハロゲンガス、ハロゲン化珪素ガス又はハ
ロゲン化シランガス等の物理的・化学的作用により基板
若しくは絶縁膜表面に残留する不純物が除去されてその
表面が清浄になると共に表面に均質で微細な凹凸を形成
することが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが本発明はこれ等実施例によって限定されるものでは
ない。
【0016】尚、図1は実施例で適用されたプラズマC
VD装置の概略構成を示した説明図で、図中、21は真
空チャンバ、22は電極、23はヒータが組込まれた電
極、24は高周波電源、25はガス供給源、26は減圧
ポンプである。
【0017】[実施例1]まず、上記真空チャンバ内の
電極23面上へ適宜洗浄処理が施されたガラス基板1を
設置し、かつ、減圧ポンプ26により真空チャンバ21
内を排気して1×10-9Torrの高真空に設定した
後、この真空チャンバ21内へガス供給源25からSi
4 のハロゲン化珪素ガスを80sccmで供給すると
共にその圧力を0.5Torrに調整した。
【0018】次に、このハロゲン化珪素ガスを13.5
6MHzの高周波電源を用いて電力密度0.1W/cm2
でプラズマ化し、この励起されたハロゲン化珪素ガスに
より300℃に加熱されたガラス基板1面をエッチング
処理した。
【0019】このエッチング処理によりガラス基板1面
に尚残留する不純物が完全に除去されると共にその表面
に均質で微細な凹凸が形成された。
【0020】次いで、このエッチング処理終了後、上記
ハロゲン化珪素ガスの供給を停止する一方、真空チャン
バ21内へ、新たにSiF4 :H2 :F2 (ガス比率は
容積比で2:1:5であった)の混合ガスを80scc
mで供給すると共にその圧力を0.5Torrに調整し
た。
【0021】そして、この混合ガスを13.56MHz
の高周波電源を用いて電力密度0.1W/cm2 でプラズ
マ化し、350℃に加熱されたガラス基板1上へ約30
00オングストロームの厚さとなるまでシリコン薄膜を
形成させた。
【0022】得られたこの薄膜についてラマン分光分析
を行ったところ、520cm-1の位置に半値巾4cm-1の結
晶シリコンに基づく非常にシャープなスペクトルが観測
された。
【0023】また、透過型電子顕微鏡によってその粒径
を測定したところその平均粒径は約1800オングスト
ロームであり、かつ、この薄膜の電子移動度をホール効
果測定装置により求めたところ18.5cm2 /V・Sで
あり、この薄膜が多結晶シリコンであることがまたこの
薄膜に欠陥が少ないことも確認できた。
【0024】更に、成膜されたこの多結晶シリコン薄膜
の剥離強度も調べたところ、このエッチング処理を施さ
なかった多結晶シリコン薄膜に較べてその強度が大きく
なっていることが確認できた。
【0025】[実施例2]実施例1と同様に真空チャン
バ内の電極23面上へ適宜洗浄処理が施されたシリコン
単結晶基板1を設置し、かつ、減圧ポンプ26により真
空チャンバ21内を排気して1×10-9Torrの高真
空に設定した後、この真空チャンバ21内へガス供給源
25からSiH2 2 とF2 の混合ガスを80sccm
で供給すると共にその圧力を0.5Torrに調整し
た。
【0026】次に、この混合ガスを13.56MHzの
高周波電源を用いて電力密度0.1W/cm2 でプラズマ
化し、この励起された混合ガスにより300℃に加熱さ
れたシリコン単結晶基板1面をエッチング処理した。
【0027】このエッチング処理によりシリコン単結晶
基板1面に尚残留する不純物が完全に除去されると共に
その表面に均質で微細な凹凸が形成された。
【0028】次いで、このエッチング処理終了後、上記
混合ガスの供給を停止する一方、真空チャンバ21内
へ、新たにSiF4 :SiH4 :H2 (ガス比率は容積
比で2:1:5であった)の混合ガスを80sccmで
供給すると共にその圧力を0.5Torrに調整した。
【0029】そして、この混合ガスを13.56MHz
の高周波電源を用いて電力密度0.1W/cm2 でプラズ
マ化し、400℃に加熱されたシリコン単結晶基板1面
上へ2.0μmの厚さとなるまでシリコン薄膜を形成さ
せた。
【0030】このようにして得られた薄膜について反射
高速電子線回析(RHEED)によってシリコン薄膜の
評価を行ったところ、ストリークパターンと菊池ライン
が観測され良好な単結晶であることが判明した。また、
この薄膜の比抵抗は50Ω・cmであり、かつ、この電子
移動度をホール効果測定装置により求めたところ130
0cm2 /V・Sであり膜中に欠陥が少ないことも確認で
きた。
【0031】更に、成膜されたこの単結晶シリコン薄膜
の剥離強度も調べたところ、このエッチング処理を施さ
なかった単結晶シリコン薄膜に較べてその強度が大きく
なっていることが確認できた。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、励起されたハロゲンガ
ス、ハロゲン化珪素ガス又はハロゲン化シランガス等の
物理的・化学的作用により基板若しくは絶縁膜表面に残
留する不純物が除去されてその表面が清浄になると共に
表面に均質で微細な凹凸を形成することが可能となる。
【0033】従って、成膜されたシリコンと上記基板若
しくは絶縁膜表面との間に不純物が介在せずしかもその
接触面積も増えるため成膜されたシリコンと基板若しく
は絶縁膜との密着性の向上が図れる効果を有しており、
かつ、成膜されたシリコンに欠陥が生じ難くなるためそ
の膜質改善も図れる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例において適用されたプラズマCVD装置
の概略構成説明図。
【符号の説明】
1 基板 21 真空チャンバ 22 電極 23 ヒータが組込まれた電極 24 高周波電源 25 ガス供給源 26 減圧ポンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上へ若しくはこの基板に設けられた
    絶縁膜上へシリコン薄膜を成膜する方法において、 シリコン薄膜を成膜する前に、ハロゲンガス、ハロゲン
    化珪素ガス又はハロゲン化シランガスから選択される少
    なくとも一種の励起されたガスにより真空条件下におい
    て上記基板表面若しくは絶縁膜表面をエッチング処理す
    ることを特徴とする多結晶シリコン薄膜の成膜方法。
JP9664891A 1991-04-26 1991-04-26 シリコン薄膜の成膜方法 Pending JPH05315251A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9664891A JPH05315251A (ja) 1991-04-26 1991-04-26 シリコン薄膜の成膜方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9664891A JPH05315251A (ja) 1991-04-26 1991-04-26 シリコン薄膜の成膜方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05315251A true JPH05315251A (ja) 1993-11-26

Family

ID=14170649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9664891A Pending JPH05315251A (ja) 1991-04-26 1991-04-26 シリコン薄膜の成膜方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05315251A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548380B1 (en) 1999-09-08 2003-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film
US7776670B2 (en) 2006-06-16 2010-08-17 Toray Engineering Co., Ltd. Silicon thin-film and method of forming silicon thin-film

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548380B1 (en) 1999-09-08 2003-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film
US6846728B2 (en) 1999-09-08 2005-01-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film
US7776670B2 (en) 2006-06-16 2010-08-17 Toray Engineering Co., Ltd. Silicon thin-film and method of forming silicon thin-film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6499427B1 (en) Plasma CVD apparatus
US5185179A (en) Plasma processing method and products thereof
JP3176493B2 (ja) 高配向性ダイヤモンド薄膜の形成方法
US7521341B2 (en) Method of direct deposition of polycrystalline silicon
JP3112880B2 (ja) Cvd装置のクリーニング方法
US20100062585A1 (en) Method for forming silicon thin film
JPH05315251A (ja) シリコン薄膜の成膜方法
KR100885690B1 (ko) 다이아몬드막의 제조방법 및 다이아몬드막
JP2000096239A (ja) 誘導結合型プラズマcvd方法及びそのための誘導結合型プラズマcvd装置
JP2914992B2 (ja) 堆積膜形成方法
JPH0639709B2 (ja) プラズマcvd装置
JP3319550B2 (ja) 多結晶Si薄膜の堆積法
JPH05213695A (ja) ダイヤモンド薄膜の堆積方法
JP3024543B2 (ja) 結晶性シリコン膜及びその製造方法
JP2002241945A (ja) 薄膜形成装置
JP3486292B2 (ja) 金属メッシュヒータのクリーニング方法
JPS59177919A (ja) 薄膜の選択成長法
JP4570186B2 (ja) プラズマクリーニング方法
JP3190100B2 (ja) 炭素材料作製装置
JPS60186500A (ja) 気相からのダイヤモンド合成法
JPH02196096A (ja) ダイヤモンド薄膜の合成法
JP3991446B2 (ja) 薄膜形成装置
JPH0224372B2 (ja)
JP2695155B2 (ja) 膜形成方法
JPH11111699A (ja) ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法