JPH0573337B2 - - Google Patents
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- JPH0573337B2 JPH0573337B2 JP31454788A JP31454788A JPH0573337B2 JP H0573337 B2 JPH0573337 B2 JP H0573337B2 JP 31454788 A JP31454788 A JP 31454788A JP 31454788 A JP31454788 A JP 31454788A JP H0573337 B2 JPH0573337 B2 JP H0573337B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は電子材料として使用される半導体の微
結晶膜の配向性制御方法に関するものである。
結晶膜の配向性制御方法に関するものである。
［従来の技術］
半導体微結晶の配向性制御方法としては、例え
ば原料ガスの放電プラズマで歪の少ない高品位の
微結晶膜を堆積する場合には、「Japanese Jour
−nal of Applied Physics、22巻、L34−36頁、
1983年」に記載されているように、基板温度を変
化させることにより、微結晶の配向性を変化させ
る方法が知られている。
ば原料ガスの放電プラズマで歪の少ない高品位の
微結晶膜を堆積する場合には、「Japanese Jour
−nal of Applied Physics、22巻、L34−36頁、
1983年」に記載されているように、基板温度を変
化させることにより、微結晶の配向性を変化させ
る方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら従来の方法では、微結晶の配向性
は基板温度で決まつてしまうため、同一の基板温
度において微結晶の配向性を変化させることがで
きなかつた。
は基板温度で決まつてしまうため、同一の基板温
度において微結晶の配向性を変化させることがで
きなかつた。
本発明は上述のような問題点を解決し、同一の
基板温度において微結晶の配向性の制御を行なう
方法を提供することを目的とする。
基板温度において微結晶の配向性の制御を行なう
方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
このような目的を達成するために、本発明は、
水素原子または水素原子と水素イオンとの混合物
と原料ガスとの反応により発生した生成物を基板
上に堆積させる微結晶薄膜製造方法において、前
記原料ガスに対する前記水素原子の相対的な供給
量を増加させると前記微結晶の（110）配向性が
増加し、水素原子の供給量を減少させると（111）
配向性が増加することを利用して、前記原料ガス
に対する前記水素原子の相対的な供給量を調節す
ることにより、前記微結晶の配向性の制御を行な
うことを特徴とする。
水素原子または水素原子と水素イオンとの混合物
と原料ガスとの反応により発生した生成物を基板
上に堆積させる微結晶薄膜製造方法において、前
記原料ガスに対する前記水素原子の相対的な供給
量を増加させると前記微結晶の（110）配向性が
増加し、水素原子の供給量を減少させると（111）
配向性が増加することを利用して、前記原料ガス
に対する前記水素原子の相対的な供給量を調節す
ることにより、前記微結晶の配向性の制御を行な
うことを特徴とする。
［作用］
本発明においては、結晶の成長表面またはその
近傍への水素原子供給量を増加させると（111）
面の配向性が強くなり、水素原子供給量を減少さ
せると（110）面の配向性が強くなることにより、
同一基板温度における微結晶膜の配向性が制御さ
れる。
近傍への水素原子供給量を増加させると（111）
面の配向性が強くなり、水素原子供給量を減少さ
せると（110）面の配向性が強くなることにより、
同一基板温度における微結晶膜の配向性が制御さ
れる。
［実施例］
本発明の配向性制御を実施するための装置およ
びその動作は、特公昭62−40428号の第１図およ
び第２図に記載されたものに準ずる。
びその動作は、特公昭62−40428号の第１図およ
び第２図に記載されたものに準ずる。
第１図は本発明の実施例を説明するための微結
晶シリコン薄膜装置の概略を示す。まず、本装置
の動作について説明する。
晶シリコン薄膜装置の概略を示す。まず、本装置
の動作について説明する。
まず、反応容器５、液体窒素トラツプ３１およ
び水素原子発生管２３の内部を高真空排気装置８
で排気し、残留ガスを除去する。次に、バルブ１
０を閉じ、水素ガス導入口１から純水素ガスある
いはアルゴン、ネオンまたはヘリウムで希釈され
た水素ガスを注入する。
び水素原子発生管２３の内部を高真空排気装置８
で排気し、残留ガスを除去する。次に、バルブ１
０を閉じ、水素ガス導入口１から純水素ガスある
いはアルゴン、ネオンまたはヘリウムで希釈され
た水素ガスを注入する。
反応容器５内の圧力が0.1−10Torrになるよう
にバルブ１１を調整し、反応容器５内に残留して
いるガスを大容量排気装置９で排気する。次に、
マイクロ波電源２１から2.45GHzのマイクロ波を
発生し、共振器２２を介して水素原子発生管２３
内マイクロ波放電を発生させる。
にバルブ１１を調整し、反応容器５内に残留して
いるガスを大容量排気装置９で排気する。次に、
マイクロ波電源２１から2.45GHzのマイクロ波を
発生し、共振器２２を介して水素原子発生管２３
内マイクロ波放電を発生させる。
共振器２２によるマイクロ波放電により、水素
ガスが水素原子に変換される。水素ガスを水素原
子に変換したときに混入した不純物は、液体窒素
トラツプ３１において除去される。
ガスが水素原子に変換される。水素ガスを水素原
子に変換したときに混入した不純物は、液体窒素
トラツプ３１において除去される。
微結晶シリコン薄膜の原料となる原料ガスは、
原料ガス導入口４から導入される。導入される原
料ガスは、シランガス、ジシランガスおよびトリ
シランガスあるいはこれらのフツ素置換シラン系
ガスの純ガス、またはこれらの混合ガスである。
原料ガス導入口４から導入される。導入される原
料ガスは、シランガス、ジシランガスおよびトリ
シランガスあるいはこれらのフツ素置換シラン系
ガスの純ガス、またはこれらの混合ガスである。
不純物が除去された水素原子と導入された原料
ガスは、反応容器５において反応し分解すること
により分解生成物となる。この分解生成物はヒー
タ７によつて加熱された基板６上に堆積される。
すなわち微結晶シリコン膜が基板６上に堆積され
る。
ガスは、反応容器５において反応し分解すること
により分解生成物となる。この分解生成物はヒー
タ７によつて加熱された基板６上に堆積される。
すなわち微結晶シリコン膜が基板６上に堆積され
る。
基板６に分解生成物が堆積した後に生成された
廃ガスは、大容量排気装置９によつて排気され
る。基板６の材料としては、結晶シリコン、ガラ
スおよびステンレスなどが用いられる。
廃ガスは、大容量排気装置９によつて排気され
る。基板６の材料としては、結晶シリコン、ガラ
スおよびステンレスなどが用いられる。
本発明実施例においては、上述の装置により、
次のような２つの微結晶膜作製条件でのもとで、
微結晶膜が作製された。
次のような２つの微結晶膜作製条件でのもとで、
微結晶膜が作製された。
第１の条件は、水素ガス導入口１から導入され
る純水素の流量が0.5／分、マイクロ波電源２
１からのマイクロ波出力が80ワツトおよび基板温
度が200℃において、原料ガス導入口４から導入
されるシランの流量を0.005／分から0.010／
分の範囲の３種類とした。
る純水素の流量が0.5／分、マイクロ波電源２
１からのマイクロ波出力が80ワツトおよび基板温
度が200℃において、原料ガス導入口４から導入
されるシランの流量を0.005／分から0.010／
分の範囲の３種類とした。
第２の条件は、水素ガス導入口１から導入され
る純水素の流量が0.5／分、マイクロ波電源２
１からのマイクロ波出力が80ワツトおよび基板温
度が300℃において、原料ガス導入口４から導入
されるシランの流量を0.005／分から0.015／
分の範囲の３種類とした。
る純水素の流量が0.5／分、マイクロ波電源２
１からのマイクロ波出力が80ワツトおよび基板温
度が300℃において、原料ガス導入口４から導入
されるシランの流量を0.005／分から0.015／
分の範囲の３種類とした。
上述の２条件による微結晶膜作製の際の膜堆積
速度は２Å／秒であつた。水素原子とシランとの
反応によつて基板６上に堆積されたシリコン微結
晶膜について、配向性を検討するためにＸ線回折
を行なつた。
速度は２Å／秒であつた。水素原子とシランとの
反応によつて基板６上に堆積されたシリコン微結
晶膜について、配向性を検討するためにＸ線回折
を行なつた。
第２図は本発明実施例によるシラン流量と配向
比との関係を示す。（110）面と（111）面との配
向比（（110）／（111））はＸ線回折強度から算出
した。第２図において、曲線Ａおよび曲線Ｂは、
それぞれ第１の条件および第２の条件によつて作
製されたシリコン微結晶膜におけるシラン量と配
向比との関係を示す。
比との関係を示す。（110）面と（111）面との配
向比（（110）／（111））はＸ線回折強度から算出
した。第２図において、曲線Ａおよび曲線Ｂは、
それぞれ第１の条件および第２の条件によつて作
製されたシリコン微結晶膜におけるシラン量と配
向比との関係を示す。
曲線Ａおよび曲線Ｂから明らかなように、基板
６の温度を200℃から300℃に上昇させると、
（110）面の配向が進む。
６の温度を200℃から300℃に上昇させると、
（110）面の配向が進む。
これに対し、シランの流量を減らすにとによ
り、基板６の膜成長表面近傍に供給される水素原
子量を相対的に増大させることにより、微結晶膜
の配向性が（110）から（111）に変化していく。
この傾向は基板温度が200℃の場合（曲線Ａ）も
300℃の場合（曲線Ｂ）も同様に見られる。
り、基板６の膜成長表面近傍に供給される水素原
子量を相対的に増大させることにより、微結晶膜
の配向性が（110）から（111）に変化していく。
この傾向は基板温度が200℃の場合（曲線Ａ）も
300℃の場合（曲線Ｂ）も同様に見られる。
以上のように、同一の基板温度において微結晶
膜の配向性の制御を行なうことができた。また、
特公昭62−40428号に記載された効果である、格
子ひずみがなく、かつ結晶粒が大きい良質の微結
晶シリコン薄膜を得ることができる利点を損なわ
ずに、配向性だけを制御することができるという
利点を有する。
膜の配向性の制御を行なうことができた。また、
特公昭62−40428号に記載された効果である、格
子ひずみがなく、かつ結晶粒が大きい良質の微結
晶シリコン薄膜を得ることができる利点を損なわ
ずに、配向性だけを制御することができるという
利点を有する。
本実施例においては、第１図に示した装置によ
つて微結晶膜を作製したが、第２図に示す装置を
用いてもよい。この装置は、マイクロ波電源２
１、共振器２２、水素原子発生管２３および液体
窒素トラツプ３１の代わりに、水素原子発生装置
２および不純物除去装置３が設けられている以外
は第１図に示した装置と同様である。水素原子発
生装置２によつて、水素ガス導入口１から導入さ
れた水素ガスが水素原子に変換される。不純物除
去装置３よつて、水素ガスが水素原子に変換され
るときに混入した不純物が除去される。
つて微結晶膜を作製したが、第２図に示す装置を
用いてもよい。この装置は、マイクロ波電源２
１、共振器２２、水素原子発生管２３および液体
窒素トラツプ３１の代わりに、水素原子発生装置
２および不純物除去装置３が設けられている以外
は第１図に示した装置と同様である。水素原子発
生装置２によつて、水素ガス導入口１から導入さ
れた水素ガスが水素原子に変換される。不純物除
去装置３よつて、水素ガスが水素原子に変換され
るときに混入した不純物が除去される。
以上、水素原子と原料ガスとを反応させる場合
について説明したが、水素原子ではなく水素原子
と水素イオンの混合物であつてもよい。
について説明したが、水素原子ではなく水素原子
と水素イオンの混合物であつてもよい。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明においては、基板
の膜成長表面近傍に供給される水素原子量の原料
ガスに対する量を相対的に変化させるようにした
ので、同一の基板温度において微結晶膜の配向性
を制御することができる。
の膜成長表面近傍に供給される水素原子量の原料
ガスに対する量を相対的に変化させるようにした
ので、同一の基板温度において微結晶膜の配向性
を制御することができる。
第１図は本発明を説明する微結晶薄膜装置の一
例を示す構成図、第２図は本発明実施例によるシ
ラン流量と配向比との関係図、第３図は本発明を
説明する微結晶薄膜装置の一他の例を示す構成図
である。 １……水素ガス導入口、２……水素原子発生装
置、３……不純物除去装置、４……原料ガス導入
口、５……反応容器、６……基板、７……ヒー
タ、８……高真空排気装置、９……大容量排気装
置、１０，１１……バルブ、２１……マイクロ波
電源、２２……共振器、２３……水素原子発生
管、３１……液体窒素トラツプ。
例を示す構成図、第２図は本発明実施例によるシ
ラン流量と配向比との関係図、第３図は本発明を
説明する微結晶薄膜装置の一他の例を示す構成図
である。 １……水素ガス導入口、２……水素原子発生装
置、３……不純物除去装置、４……原料ガス導入
口、５……反応容器、６……基板、７……ヒー
タ、８……高真空排気装置、９……大容量排気装
置、１０，１１……バルブ、２１……マイクロ波
電源、２２……共振器、２３……水素原子発生
管、３１……液体窒素トラツプ。
Claims (1)
- １ 水素原子または水素原子と水素イオンとの混
合物と原料ガスとの反応により発生した生成物を
基板上に堆積させる微結晶薄膜製造方法におい
て、前記原料ガスに対する前記水素原子の相対的
な供給量を増加させると前記微結晶の（110）配
向性が増加し、水素原子の供給量を減少させると
（111）配向性が増加することを利用して、前記原
料ガスに対する前記水素原子の相対的な供給量を
調節することにより、前記微結晶の配向性の制御
を行うことを特徴とする微結晶の配向性制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31454788A JPH02159021A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 微結晶の配向性制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31454788A JPH02159021A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 微結晶の配向性制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159021A JPH02159021A (ja) | 1990-06-19 |
| JPH0573337B2 true JPH0573337B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=18054604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31454788A Granted JPH02159021A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 微結晶の配向性制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02159021A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2741391B2 (ja) * | 1988-12-20 | 1998-04-15 | 三洋電機株式会社 | 微結晶半導体薄膜の形成方法 |
| US6078059A (en) * | 1992-07-10 | 2000-06-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid display apparatus |
| EP0592227A3 (en) * | 1992-10-07 | 1995-01-11 | Sharp Kk | Manufacture of a thin film transistor and production of a liquid crystal display device. |
| JPH0758014A (ja) * | 1993-08-11 | 1995-03-03 | Nec Corp | シリコン薄膜の形成方法 |
| US5796116A (en) * | 1994-07-27 | 1998-08-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin-film semiconductor device including a semiconductor film with high field-effect mobility |
| US6858308B2 (en) * | 2001-03-12 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor element, and method of forming silicon-based film |
| JP2009071163A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Tokyo Electron Ltd | 半導体製造方法、半導体製造装置および表示装置 |
| JP2013047388A (ja) * | 2012-09-18 | 2013-03-07 | Tokyo Electron Ltd | 微結晶シリコン膜形成方法、微結晶シリコン膜成膜装置および表示装置 |
-
1988
- 1988-12-13 JP JP31454788A patent/JPH02159021A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02159021A (ja) | 1990-06-19 |
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