JPH0639701B2

JPH0639701B2 - 堆積膜形成法

Info

Publication number: JPH0639701B2
Application number: JP8550786A
Authority: JP
Inventors: 深照松山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS62240766A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はシリコンを含有する堆積膜、とりわけ機能性膜
殊に半導体デバイス、感光デバイス画像入力用のライセ
ンサー撮像デバイスなどに用いる多結晶シリコン又は単
結晶シリコンの堆積膜を形成するのに好適な方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の多結晶膜の形成法としては、主として、常圧ＣＶ
Ｄ法，ＬＰＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法などがあり、こ
れらの方法で作成した多結晶膜の結晶の粒径を拡大する
か或いは単結晶化させる方法としては、レーザ電子ビー
ム等の照射、或いはフラツシユランプ、線状ヒータ等に
よる加熱等のアニール手段によって、多結晶膜の一部を
溶融し、溶融部分を移動させながら、再結晶化させるラ
テラル・シーデイングエピキシーと呼ばれるものがあ
る。

しかし、従来の多結晶形成法では結晶粒径の制御や粒界
に存在する欠陥の補償、或いは結晶面を揃えることが困
難であるため、前述のアニールにおいて高エネルギーで
溶融させる必要があった。そのため、堆積した時点で平
坦であった膜でも、溶融一固化に伴う堆積変化により表
面にでこぼこが生じ、ＬＳＩなどの半導体装置に応用す
る点で問題がある。又、下地基板に絶縁膜を堆積し、そ
の上に多結晶シリコンの層を形成する場合や、基板上に
トランジスタなどの素子を形成してから前述のアニール
処理をする場合等、高エネルギーの溶融に伴ない下地基
板、或いは絶縁膜、或いは下地基板に形成した素子等に
熱的損傷を与えたり、不純物が拡散したりする問題があ
る。

従って、従来の多結晶膜形成法で作成した膜を従来のア
ニール方法で多結晶の粒径を拡大するか或いは単結晶化
した場合、ＬＳＩ等の半導体装置に応用するには多くの
困難な点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は配向性のそろった良質の多結晶膜を得ら
れる新しい多結晶膜形成法を開示し、該形成法の堆積の
前期或いは堆積中或いは堆積後に堆積膜に光或いはマイ
クロ波等の電磁波又は電子線等の輻射線を照射するか又
は熱を加えることによって、従来のアニール技術よりも
低エネルギーで多結晶の粒径の拡大或いは単結晶化を行
ない、従来のアニール技術の欠点をなくして、表面を平
坦にし、下地基板等の熱的損傷や不純物拡散をおさえて
容易に多結晶の粒径の拡大或いは単結晶化する方法を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の堆積膜形成法は、基体温度保持手段によって所
定の温度に保持された基体上に堆積膜を形成する為の成
膜空間内に、ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解する
ことにより生成される活性種（Ａ）と、該活性種（Ａ）
と化学的相互作用をする成膜用化学物質より生成される
活性種（Ｂ）とを、夫々別々に導入し化学反応させるこ
とによって前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成法
に於いて、前記堆積膜形成の際に、前記堆積膜に対して
エツチング作用を有するガス又はその活性種を堆積膜成
長表面に供給して、前記堆積膜の表面にエツチング作用
を施すと共に、前記基体温度保持手段とは別の膜加熱手
段による格子の再配列を施すことで、特定の面方位の結
晶成長を優先的に行うことを特徴とする。

〔作用〕

まず本発明の多結晶膜堆積法について説明する。

本発明の方法では堆積膜を形成するための、成膜空間に
於いて、プラズマと生起させる代りにケイ素とハロゲン
を含む化合物を分解することにより生成される活性種
（Ａ）と成膜用の化学物質より生成される活性種（Ｂ）
との共存下に於いて、化学的相互作用を生起させるた
め、形成される堆積膜はプラズマによる生成されたイオ
ンによるスパツタリングや電子等の悪影響を受けない。

又、本発明によれば、成膜空間の雰囲気温度、基体温度
を所望に従って任意に制御することにより安定したＣＶ
Ｄ法とすることができる。

本発明の方法が従来のＣＶＤ法と違う点の１つは、あら
かじめ成膜空間とは異なる空間（以下活性化空間とい
う）に於いて活性化された活性種を使う事である。これ
により、従来のＣＶＤ法より成膜速度を飛躍的に伸ばし
たり、又堆積膜形成の際の基体温度も一層の低温化を図
ることが可能になり、更に加えて、エツチング種の効果
によって結晶の一定面方位のみをもった多結晶膜、配向
性の強く、グレインサイズの大きな、良質の膜の堆積が
可能となった。

本発明の方法が従来のＣＶＤ法と異なる第２の点は、外
部よりハロゲン、ハロゲン化合物で代表されるエツチン
グ作用を有するガス又、その励起種が生成され、導入さ
れ、基体表面上に上記のハロゲン系物質が存在する場合
に、膜堆積の最中に、エツチング作用が生じることであ
る。Ｓｉの多結晶成長時には成長速度の面方位依存性が
ある。これは膜堆積方法や堆積条件により異なるが、本
発明の方法では（１１０）＞（１１１）＞（１００）が
優勢である。

この条件下でエツチングガスの種類条件を適当に選択す
ることにより、より強い配向性の（１１０）＞＞（１１
１）＞＞（１００）条件を実現出来、強いては（１１
０）面のみにして配向したグレインサイズの大きな膜の
堆積が可能となる。

もちろん条件により配向面方位の制御も可能である。

本発明が従来のＣＶＤ法と異なる第３の点は、基体温度
保持手段と異なる膜加熱手段による膜加熱工程を含むこ
とである。即ち、このことにより、膜表面が平坦で下地
基板等に与える熱的損傷や不純物拡散をおさえて結晶粒
径を拡大或いは単結晶化でき、膜の電気的特性を向上で
きる。

本発明では、成膜空間に導入される活性化空間（Ａ）か
らの活性種（Ａ）は生産性及び取扱い易さなどの点か
ら、その寿命が0.1秒以上、より好ましくは１秒以上、
最適には１０秒以上あるものが所望に従って選択されて
使用され、この活性種（Ａ）の構成要素が成膜空間で形
成される堆積膜を構成する成分を構成するものとなる。
又、成膜用の化学物質は活性化空間（Ｂ）に於いて活性
化エネルギーを作用されて活性化されて、成膜空間に導
入され、堆積膜を形成する際、同時に活性化空間（Ａ）
から導入され、形成される堆積膜の構成成分となる構成
要素を含む活性種（Ａ）と化学的に相互作用する。

本発明において、活性化空間（Ａ）に導入されるケイ素
とハロゲンを含む化合物としては、例えば鎖状又は環状
シラン化合物の水素原子の一部乃至全部をハロゲン原子
で置換した化合物が用いられ、具体的には、例えば、Ｓ
ｉｕＹ_２ｕ＋２（ｕは１以上の整数、ＹはＦ，Ｃｌ，Ｂ
ｒ及びＩより選択される少なくとも一種の元素であ
る。）で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、ＳｉｖＹ_２ｖ
（ｖは３以上の整数、Ｙは前述の意味を有する。）で示
される環状ハロゲン化ケイ素、ＳｉｕＨｘＹｙ（ｕ及び
Ｙは前述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝２ｕ又は２ｕ＋２で
ある。）で示される鎖状又は環状化合物などが挙げられ
る。

具体的には、例えば、ＳｉＦ_４，（ＳｉＦ_２）_５，（ＳｉＦ_２）_６，（ＳｉＦ_２）_４，Ｓｉ_２Ｆ_６，Ｓｉ_３Ｆ_８，ＳｉＨＦ_３，ＳｉＨ_２Ｆ_２，ＳｉＣｌ_４，（ＳｉＣｌ_２）_５，ＳｉＢｒ_４，（ＳｉＢｒ_２）_５，Ｓｉ_２Ｃｌ_６，Ｓｉ_２Ｂｒ_６，ＳｉＨＣｌ_３，ＳｉＨ_３Ｃｌ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２，ＳｉＨＢｒ_３，ＳｉＨｉ_３，Ｓｉ_２Ｃｌ_３Ｆ_３などのガス状態の又は容易にガス化し得るものが挙げら
れる。

活性種（Ａ）を生成させるためには、前記ケイ素とハロ
ゲンを含む化合物に加えて、必要に応じてケイ素単体等
他のケイ素化合物、水素、ハロゲン化合物（例えばＦ_２
ガス、Ｃｌ_２ガス、ガス化したＢｒ_２，Ｉ_２）などを併
用することができる。

本発明において、活性化空間（Ａ）で活性種（Ａ）を生
成させる方法としては、各々の条件、装置を考慮してマ
イクロ波、ＲＦ、低周波、ＤＣ等の電気エネルギー、ヒ
ータ加熱、赤外線加熱等による熱エネルギー、光エネル
ギーなどの活性化エネルギーが使用される。

上述したものに、活性化空間（Ａ）で熱、光、電気など
の励起エネルギーを加えることにより、活性種（Ａ）が
生成される。

本発明の方法で用いられる活性化空間（Ｂ）に於いて、
活性種（Ｂ）を生成させる前記成膜用の化学物質として
は、水素ガス及び／又はハロゲン化合物（例えばＦ_２ガ
ス、Ｃｌ_２ガス、ガス化したＢｒ_２，Ｉ_２等）が有利に
用いられる。又、これらの成膜用の化学物質に加えて、
例えばヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスを用
いることもできる。これらの成膜用の化学物質の複数を
用いる場合には、あらかじめ混合して活性化空間（Ｂ）
内にガス状態で導入することもできるし、或いはこれら
の成膜用の化学物質をガス状態で夫々独立した供給源か
ら各個別に供給し、活性化空間（Ｂ）に導入することも
できるし、又夫々独立の活性化空間に導入して、夫々個
別に活性化することも出来る。

本発明において、成膜空間に導入される前記活性種
（Ａ）と前記活性種（Ｂ）との量の割合は、成膜条件、
活性種の種類などで適宜所望に従って決められるが、好
ましくは１０：１〜１：１０（導入流量比）が適当であ
り、より好ましくは８：２〜４：６とされるのが望まし
い。

本発明におけるエツチング作用を有するガスまたは活性
種としては、Ｆ_２，Ｃｌ_２、ガス化したＢｒ_２，Ｉ_２な
どのハロゲン、ＣＨＦ_３，ＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６，ＣＣ
ｌ_４，ＣＢｒＦ_３，ＣＣｌ_２Ｆ_２，ＣＣｌ_３Ｆ，ＣＣｌ
Ｆ_２，Ｃ_２Ｃｌ_２Ｆ_４などのハロゲン化炭素、ＢＣ
ｌ_３，ＢＦ_３などのハロゲン化ホウ素をはじめとするＳ
Ｆ_６，ＮＦ_３，ＰＦ_５などのハロゲン化物、更にこれら
のガスによるＦ＊，Ｃｌ＊などのラジカル，ＣＦ_３ ^＋，
ＣＣｌ_３ ^＋などのイオンが用いられる。これらは混合し
て用いることもできるし、膜に影響を及ぼさない程度の
Ｏ_２，Ｈ_２その他ガスを添加してエツチング特性をコン
トロールすることができる。

これらのガスまたは活性種の膜面に於るエツチングガス
の導入法としては、別にエツチング空間を配して成膜と
交互にくり返してもよいし、成膜空間中にエツチング活
性を有した状態で導入して、成膜と同時にエツチング作
用をさせて、結晶性膜の成長方向を限定するという効果
を与えて、本発明の目的を達してもよい。

前述の多結晶膜堆積法においては、堆積の前期あるいは
堆積中あるいは堆積後に堆積膜と膜加熱手段である光あ
るいはマイクロ波等の電磁波または電子線等の輻射線を
照射するかまたは熱を加えることによって、多結晶の結
晶粒径を増大させあるいは単結晶化することができる。

前記において、堆積の前期とは、前記堆積法によって２
０００Å以下、好ましくは１０００Å以下の極く薄い膜
を堆積した後の時点であり、２０００Å以下、好ましく
は１０００Å以下の膜を堆積した時点で堆積を中止し、
光あるいはマイクロ波等の電磁波または電子線等の輻射
線を照射するかまたは熱を加えることによって、２００
０Å以下、好ましくは１０００Å以下の極く薄い膜の多
結晶の粒径を拡大するかまたは単結晶化し、配向面のそ
ろった下地膜を生成する。その後前記堆積法により、下
地膜の配向面にそろった配向性のよい堆積を行なうこと
により、所望の膜厚で膜全体にわたり、多結晶膜の粒径
の拡大もしくは単結晶化が可能となる。以上のように１
０００Å以下の極く薄い膜に輻射線を照射または加熱す
ることにより、従来よりも低いエネルギーで多結晶の粒
径の拡大もしくは単結晶化ができ、発熱量も少ないので
下地基板等に与えられる損傷または不純物拡散も従来よ
りおさえることができる。また、前記処理した極く薄い
下地膜の上に堆積することにより、膜表面を平坦にする
ことができる。

次に堆積中とは、前記多結晶膜堆積法の堆積と同時に光
あるいはマイクロ波等の電磁波または電子線等の輻射線
を照射するかまたは熱を加えることであり、堆積してい
る膜の表面層のみを前記処理することにより、従来より
も低エネルギーで多結晶の粒径の拡大もしくは単結晶化
が可能となる。したがって発熱量が少なく、下地基板等
に与える損傷、不純物拡散も少なく、表面も平坦にでき
る。さらに前記堆積法で使用する、ハロゲンあるいはヘ
ロゲンの化合物又はその励起種により、膜中のダングソ
ングボンドの終端に寄与しない余分な水素が引き抜かれ
ることにより、結晶粒径が拡大し、結晶粒界のダングリ
ングボンドがハロゲンの原子又は水素により効果的に終
端されることにより、結晶粒界の電気的特性が向上し、
結果として膜全体の電気的特性が向上する。

最後に、堆積後とは、前記多結晶膜堆積法による、堆積
終了後の時点であり、該時点で光あるいはマイクロ波等
の電磁波または電子線等の輻射線を照射するかまたは熱
を加えることによって、多結晶の粒径を拡大するかもし
くは単結晶化することができる。ここで前記堆積法によ
り堆積した多結晶膜が、配向面のそろった多結晶膜であ
り、膜中の水素濃度が低いことから、従来よりも低いエ
ネルギーで前記処理をして、多結晶の粒径を拡大する
か、もしくは単結晶化することができる。したがって発
熱量から少なく下地基板等に与える損傷、不純物拡散も
少なく、表面も平坦にできる。

以上説明した全ての方法は、いずれも絶縁膜をつけた基
板上に多結晶を成長させるのに特に有効である。

〔実施例〕

まず本発明の多結晶膜形成法の実施例を示し、次に光あ
るいはマイクロ波等の電磁波または電子線等の輻射線の
照射または加熱の実施例を示して本発明の詳細な説明を
行なう。

まず本発明に適用可能な多結晶膜の形成装置について説
明する。

第１図は本発明方法の実施される堆積膜形成装置の一例
の概略構成を示す部分断面図である。

第１図に於いて、１０１はその内部でシリコン薄膜の堆
積が行なわれる堆積室であり、堆積室１０１内は排気口
１０６を通して不図示の排気系に接続され、堆積室１０
１内を所望の圧力に保持することができる。

堆積室１０１には励起種（Ａ）であるＳｉとハロゲンを
含むラジカルの導入管１０２と励起種（Ｂ）である水素
ラジカルの導入管１０３がそれぞれ１対の組になって設
けられている。各ラジカルの導入管の先は作用室１０
８，１０８′の所で太く、又出口１０９，１０９′で細
くなっている。堆積室１０１内にはローラー１１０によ
り紙面に垂直な方向に往復移動可能な様に基体支持体１
０４が保持されている。そして該支持体１０４上には堆
積用の基体１０５が保持されている。出口１０９，１０
９′より出た各ラジカルは堆積室１０１内の基体近傍で
混合し反応して基体上で膜を形成する。

シリコンとハロゲンとを含むラジカルと水素ラジカルと
は、それぞれ図示しない加熱炉あるいはプラズマ室等の
ラジカル生成部においてそれぞれの原料ガスから生成せ
しめられた後に、それぞれ導入管１０２，１０３から作
用室１０８，１０８′内に導入される。その量は加熱
炉、又はプラズマ室よりガスソース側のマスフローコン
トローラーによって制御される。

ローラー１１０は基板１０５を移動させて基板上全面に
シリコン薄膜を堆積するのに供せられる。

導入管１１１は化学的あるいは物理的エツチング活性を
有する別のガスのため導入管であり、場合によって不図
示の加熱炉、プラズマ炉で励起されて、ガスを出口１１
４まで導く。出口１１４から膜にアタツクするエツチン
グ活性を有するガスが放出されて、膜の特定の成長方向
以外の結合を選択的に切断排除する。エツチング活性ガ
スの導入はこのような別導入管による他、原料ガスとの
反応性が低い場合には、原料ガスと混合して導入管１０
２，１０３から導入することもできる。

次に前述の形成装置を用いた、本発明に適用可能な多結
晶膜形成の例を示す。

基体として平板状のガラス基板（コーニング社製＃７０
５９）を用い第１図の装置を用いて該基板上にシリコン
薄膜を形成した。

シリコンとハロゲンを含むラジカルの形成用の原料ガス
としてＳｉＦ_４ガスを用い、これを１１００℃に保った
反応炉に流入させ分解した後、導入管１０２から作用室
１０８へ放出した。これと同時にＨ_２ガスを導入管１０
３に流入せしめ該導入管３に2.45ＧＨｚのマイクロ波を
0.5Ｗ／cm²のパワーで導入し放電を生じせしめ、Ｈ_２を
分解させ作用室１０８に放出した。基板温度は２５０℃
に保った。

更にこれと同時に導入管１１１からＦ_２を流入させ、2.
45ＧＨｚのマイクロ波を0.7Ｗ／cm²のパワーで放電せし
め、作用室１１３へ放出した。

この時各ガスの量比を、流量比においてＦ_２の流量／Ｓ
ｉ_２Ｆ_６流量を５／１００，２０／１００，３０／１０
０，６０／１００，８０／１００（単位ｓｃｃｍ）と変
化させて、各々１時間、圧力0.5Ｔｏｒｒで維持すると
表１の様な特性の膜が、次に前述の多結晶膜形成法の前
期において、光あるいはマイクロ波等の電磁波または電
子線等の輻射線の照射または加熱を行なう実施例を示
す。

（実施例１）まず第２図のようにガラス基板２０１の上に前述の多結
晶膜堆積法により、前述の堆積条件のうち、表１の中で
最もグレインサイズの大きく、配向性のよい、NO.３の
サンプルの条件で、多結晶膜２０２を１０００Å堆積し
た。

次に第３図のように基板を反応室３１３からアニール室
３１４へ試料を搬送し、基板温度２００℃で0.2Ｔｏｒ
ｒのＨ_２中でＡｒイオンレーザを用いて、石英窓１５を
通し、１Ｗの出力で試料上のビーム径５０μｍで走査速
度５０ｃｍ／ｓｅｃで、走査のピツチ３５μｍでアニー
ルを行なった結果、結晶粒径は平均２３００Åから平均
２μｍに拡大した。またＸ線回析測定によれば面方位
（１，１，０）に相当する（２，２，０）の配向面のピ
ークの強度が５倍以上増大した。

さらにアニール終了後の試料を反応室３１３にもどし、
前述と同じ表１のNO.３のサンプルの条件で多結晶膜４
１６を４０００Å堆積した。これを第４図に示す。その
結果平均３μｍ以上の粒径の多結晶膜が得られた。膜表
面は凹凸の差が１００Å以下の平坦さであり、ドリフト
モビリテイを測定した結果３３０cm²／ｖ・ｓであっ
た。

（実施例２）実施例１と全く同じ条件で１０００Åの多結晶膜を堆積
し、試料をアニール室に搬送して、石英窓３１５を通し
て、波長１９３ｎｍ、パルス幅３０ｎｓｅｃのＡｒＦエ
キシマレーザーを２１０ｍＪ／cm²で１００パルス、２
５０℃に保った試料に照射した。その結果多結晶膜の粒
径は平均１μｍ以上に成長した。次に実施例１と同じ条
件で多結晶膜を４０００Å堆積した結果、膜表面の凹凸
８０Å以下、平均粒径1.5μｍ以上、移動度１８０cm²／
ｖ／ｓの多結晶膜が得られた。

次に多結晶膜の堆積中に堆積膜を光あるいはマイクロ波
等の電磁波または電子線等の輻射線を照射するかまたは
熱を加える実施例を示す。

（実施例３）第１図の実験装置の反応室の側壁の一部に石英窓を取り
つけ、外部にハロゲンランプ１８を配置し、基板上にロ
ーラーによる移動方向と垂直の巾１ｍｍ以下の直線状に
集光する。これを第５図に示す。

第５図の装置を用い、実施例１の表１のNO.３と同条件
で多結晶膜を堆積する。このとき、堆積と同時にハロゲ
ンランプ５１８を照射し、不図示のローラーにより、試
料を２ｍｍ／ｓｅｃで矢印のように移動させた。このと
きハロゲンランプ光が集光された試料表面の温度は６０
０℃であった。

以上の方法でローラーにより試料を往復移動させて多結
晶膜を５０００Å堆積した。

その結果平均３μｍの粒晶粒径の多結晶膜が得られ、表
面の凹凸は１００Å以下で、移動度は３８０cm²／ｖ・
ｓであった。

（実施例４）第１図の実験装置において基板表面から３ｍｍのキヨリ
に、ローラーによる試料の移動方向と垂直に、タングス
テン線状ヒーターを配置する。

線状ヒーターを８５０℃に加熱し、ローラーにより試料
を1.5ｍｍ／ｓｅｃで移動させながら、実施例１の表１
のNO.３と同条件で５０００Åの他結晶膜を堆積させ
た。その結果結晶粒径は平均２μｍ表面の凹凸は１００
Å以下、移動度は２９０cm²／ｖ・ｓであった。

最後に多結晶膜成膜後に、光あるいはマイクロ波等の電
磁波または電子線等の輻射線の照射または加熱を行なう
実施例を示す。

（実施例５）実施例１の表１のNO.３と全く同じ条件で、５０００Å
の多結晶Ｓｉをガラス基板上に形成した。堆積終了後試
料を第６図の電子線照射装置にうつした。電子銃６０１
から出た電子は偏向電極６０３ａ，６０３ｂと制御電極
６０２ａ，６０２ｂとによって試料６０４上に電子の加
速収束ビームを照射する。加速電圧７ＫＶでビーム電流
２ｍＡ、ビーム径１００μに絞った電子ビームを３５０
℃の基板温度に保った試料６０４に照射し、走査速度４
００ｍｍ／ｓｅｃ行送りピツチ５０μで１０^-7の減圧中
で走査したところ、結晶粒径が平均１μｍ表面の凹凸２
００Å以下移動度１６０cm²／ｖ・ｓの多結晶膜が得ら
れた。

（実施例６）実施例１の表１のNO.３と全く同条件で、５０００Åの
多結晶Ｓｉをガラス基板上に形成し、0.1Ｔｏｒｒの水
素ガス中で第７図のように下部固定ヒーター７０１上に
試料７０２をのせ上部可動ヒーター７０３を１ｍｍ／ｓ
ｅｃで移動させる。このとき下部固定ヒーター７０１を
６００℃に上部可動ヒーター７０３を１１００℃に上部
可動ヒーターと試料表面のキヨリは２ｍｍにした。その
結果平均結晶粒径１μｍ以上、表面の凹凸１５０Å以
下、移動度１８０cm²／ｖ・ｓの多結晶膜が得られた。

以上の実施例ではガラス基板上に多結晶Ｓｉ膜を成長さ
せたものであるが、ガラス基板上にグロー放電法等で窒
化シリコン膜、酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成し、絶
縁膜上に多結晶Ｓｉ膜を成長させることも可能である。
また堆積後にアニールする場合は、ＴＦＴなどの素子を
形成した後に、半導体通路部のみをレーザーアニール、
電子ビームアニールなどを行なうことも可能である。も
ちろん成膜条件各種アニール方法、条件などは以上の実
施例に限られるものではない。

〔発明の効果〕

結晶の一定面方位を持つ膜のみを優先的に堆積すること
を特徴とする多結晶堆積膜形成法において、該形成法の
堆積前期あるいは堆積中あるいは堆積後に堆積膜を光あ
るいはマイクロ波等の電磁波または電子線等の輻射線を
照射するかまたは熱を加えることによって、多結晶の結
晶粒径を従来方法より低エネルギーで拡大することがで
きる。

そのため、膜表面が平坦で下地基板等の熱的損傷や不純
物拡散をおさえて、移動度その他の電気的特性を向上で
き、高性能のＴＦＬやＬＳＩなどの半導体装置への応用
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明堆積膜形成法の適用可能な堆積膜形成装
置の一例を示す断面図。第２図は本発明によって作成した堆積膜の断面図。第３図は本発明の実施の一例を示す断面図。第４図は本発明によって作成した別の堆積膜の断面図。第５図は本発明による別の実施の一例を示す断面図。第６図は本発明による電子線を用いた実施の一例を示す
断面図。第７図は本発明によるヒーターを用いた実施の一例を示
す断面図である。１０１……堆積膜１０２……シリコンとハロゲンを含むラジカルの導入管１０３……水素ラジカルの導入管１０４……基板ホルダー１０５……基板１０６……排気ポート１０７……プラズマ発光領域１０８，１０８′……作用室１０９，１０９′……出口１１０……ローラー１１１……エツチングガス導入管１１４……出口２０１……形成基板２０２……１０００Åの多結晶Ｓｉ堆積膜３０５，３０５′……基板３１３……反応室３１４……アニール室３１５……石英窓４１１……形成基板４１２……多結晶Ｓｉ膜４１６……多結晶Ｓｉ膜５０４……基板ホルダー５０５……基板５１６……４０００Åの多結晶Ｓｉ堆積膜５１７……石英窓５１８……ハロゲンランプ６０１……電子銃６０２ａ，ｂ……制御電極６０３ａ，ｂ……偏向電極６０４ａ，ｂ……制御電極７０１……下部固定ヒータ７０２……試料７０３……上部可動ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体温度保持手段によって所定の温度に保
持された基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内に、
ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解することにより生
成される活性種（Ａ）と、該活性種（Ａ）と化学的相互
作用をする成膜用化学物質により生成される活性種
（Ｂ）とを、夫々別々に導入し化学反応させることによ
って前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成法に於
て、前記堆積膜形成の際に、前記堆積膜に対してエツチ
ング作用を有するガス又はその活性種を堆積膜成長表面
に供給して、前記堆積膜の表面にエツチング作用を施す
と共に、前記基体温度保持手段とは別の膜加熱手段によ
る格子の再配列を施すことで、特定の面方位の結晶成長
を優先的に行うことを特徴とする堆積膜形成法。