JPH0661192A - 半導体薄膜素子の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜素子の製造方法Info
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- JPH0661192A JPH0661192A JP23265692A JP23265692A JPH0661192A JP H0661192 A JPH0661192 A JP H0661192A JP 23265692 A JP23265692 A JP 23265692A JP 23265692 A JP23265692 A JP 23265692A JP H0661192 A JPH0661192 A JP H0661192A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体薄膜素子の製造方法に関し、ガラス等
の基板の上に形成された透明導電膜の上に、その透明度
を損なうことなく、電気抵抗を小さく保ったままで、半
導体被膜を短時間で選択的に堆積する製造方法を提供す
る。 【構成】 酸化物、窒化物、金属からなる導電性被膜を
有する基板を、シリコン、ゲルマニウムあるいはアルミ
ニウムのいずれかの単体もしくは化合物からなるプラズ
マに曝すことによってシリコン等の被膜を堆積する工程
と、この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つ
または複数の単体または化合物のプラズマに曝すことに
よって、先に堆積されたシリコン等の被膜を除去する工
程を交互に繰り返して、酸化物等の導電性被膜の上に所
望の厚さのシリコン等の被膜を堆積する工程において、
シリコン等の被膜を除去するときの基板の温度を、酸化
物層への水素等の内部への拡散速度が、その表面への吸
着速度と等しい温度以下に保持する。
の基板の上に形成された透明導電膜の上に、その透明度
を損なうことなく、電気抵抗を小さく保ったままで、半
導体被膜を短時間で選択的に堆積する製造方法を提供す
る。 【構成】 酸化物、窒化物、金属からなる導電性被膜を
有する基板を、シリコン、ゲルマニウムあるいはアルミ
ニウムのいずれかの単体もしくは化合物からなるプラズ
マに曝すことによってシリコン等の被膜を堆積する工程
と、この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つ
または複数の単体または化合物のプラズマに曝すことに
よって、先に堆積されたシリコン等の被膜を除去する工
程を交互に繰り返して、酸化物等の導電性被膜の上に所
望の厚さのシリコン等の被膜を堆積する工程において、
シリコン等の被膜を除去するときの基板の温度を、酸化
物層への水素等の内部への拡散速度が、その表面への吸
着速度と等しい温度以下に保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体薄膜素子の製造
方法に関する。近年、様々の分野において使用されるよ
うになった情報処理装置において、薄型軽量な携帯表示
装置や、大面積表示装置が要求され、その要求に応える
ために液晶表示装置が鋭意開発されている。
方法に関する。近年、様々の分野において使用されるよ
うになった情報処理装置において、薄型軽量な携帯表示
装置や、大面積表示装置が要求され、その要求に応える
ために液晶表示装置が鋭意開発されている。
【０００２】特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を画素
毎に形成したアクティブマトリクスによる液晶表示装置
は、大容量、高階調表示に適した表示装置である。しか
し、より広く普及されるには低コスト化が必須であり、
低コスト化には製造工程を簡略化することが不可欠であ
る。
毎に形成したアクティブマトリクスによる液晶表示装置
は、大容量、高階調表示に適した表示装置である。しか
し、より広く普及されるには低コスト化が必須であり、
低コスト化には製造工程を簡略化することが不可欠であ
る。
【０００３】
【従来の技術】従来、このような表示装置を構成する薄
膜素子マトリクスにおいては、透明導電膜や金属から構
成されるソース、ドレイン電極から半導体によって構成
された活性層に電流を引き出すためのコンタクト層が必
要である。このコンタクト層には、通常、ｎ型もしくは
ｐ型の不純物を高濃度に添加した半導体層が用いられ、
各電極と活性層の間に挟み込まれるようにパターニング
することによって形成されている。
膜素子マトリクスにおいては、透明導電膜や金属から構
成されるソース、ドレイン電極から半導体によって構成
された活性層に電流を引き出すためのコンタクト層が必
要である。このコンタクト層には、通常、ｎ型もしくは
ｐ型の不純物を高濃度に添加した半導体層が用いられ、
各電極と活性層の間に挟み込まれるようにパターニング
することによって形成されている。
【０００４】ところが、このパターニングによってコン
タクト層を形成する技術を用いると、このパターニング
工程が新たに増え、さらにこのパターニング工程を経る
間にコンタクト層の表面が汚染されて薄膜素子の特性が
劣化するという問題が生じている。
タクト層を形成する技術を用いると、このパターニング
工程が新たに増え、さらにこのパターニング工程を経る
間にコンタクト層の表面が汚染されて薄膜素子の特性が
劣化するという問題が生じている。
【０００５】従来から、この問題を解決するために、コ
ンタクト層を電極上に選択的にシリコン被膜を成長する
ことによって形成する技術が知られている。この技術
は、例えば、ガラス基板の上へのシリコンの成長が、錫
を添加したインジウム酸化物透明導電膜（ＩＴＯ）上へ
のシリコンの成長より僅かに生じ難いという性質を利用
している。
ンタクト層を電極上に選択的にシリコン被膜を成長する
ことによって形成する技術が知られている。この技術
は、例えば、ガラス基板の上へのシリコンの成長が、錫
を添加したインジウム酸化物透明導電膜（ＩＴＯ）上へ
のシリコンの成長より僅かに生じ難いという性質を利用
している。
【０００６】例えば、まず、ＩＴＯ膜が形成されている
ガラス基板温度を３００℃に加熱しておき、その上にＳ
ｉＨ4 プラズマによりシリコン被膜の成長を行う。この
シリコン被膜の成長工程によって、ＩＴＯ膜の上には目
的とするシリコン被膜が成長するが、この際、同時にガ
ラス基板の上にも僅かにシリコン被膜が成長する。
ガラス基板温度を３００℃に加熱しておき、その上にＳ
ｉＨ4 プラズマによりシリコン被膜の成長を行う。この
シリコン被膜の成長工程によって、ＩＴＯ膜の上には目
的とするシリコン被膜が成長するが、この際、同時にガ
ラス基板の上にも僅かにシリコン被膜が成長する。
【０００７】このままシリコン被膜の成長を続けると、
シリコンの成長の選択性が完全に失われるため、ガラス
基板上に僅かに成長したシリコン被膜を水素等のプラズ
マに曝して除去し、再びＳｉＨ4 プラズマによりシリコ
ン被膜の成長を行い、再度、ガラス基板の上に僅かに成
長したシリコン被膜を水素等のプラズマに曝して除去す
る。以後、この工程を繰り返すことによって、ＩＴＯ膜
の上のみに所望の厚さのシリコン被膜を成長させるとい
うものである（Ｇ．Ｎ．Ｐａｒｓｏｎｓ，Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．５９（１９９１），ｐ
ｐ．２５４６−２５４８参照）。
シリコンの成長の選択性が完全に失われるため、ガラス
基板上に僅かに成長したシリコン被膜を水素等のプラズ
マに曝して除去し、再びＳｉＨ4 プラズマによりシリコ
ン被膜の成長を行い、再度、ガラス基板の上に僅かに成
長したシリコン被膜を水素等のプラズマに曝して除去す
る。以後、この工程を繰り返すことによって、ＩＴＯ膜
の上のみに所望の厚さのシリコン被膜を成長させるとい
うものである（Ｇ．Ｎ．Ｐａｒｓｏｎｓ，Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．５９（１９９１），ｐ
ｐ．２５４６−２５４８参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法を実
際に液晶表示装置等の製造工程に用いた場合、シリコン
被膜を水素やハロゲン等のプラズマによってエッチング
するときに、画素電極であるＩＴＯ膜が水素やハロゲン
によって化学変化を生じ、透明度が低下したり、電気抵
抗値が増大する等の問題を生じていた。さらに、変質し
たＩＴＯ膜の上にはシリコン被膜が異常成長しやすく、
設計した通りの装置を製造することができなかった。
際に液晶表示装置等の製造工程に用いた場合、シリコン
被膜を水素やハロゲン等のプラズマによってエッチング
するときに、画素電極であるＩＴＯ膜が水素やハロゲン
によって化学変化を生じ、透明度が低下したり、電気抵
抗値が増大する等の問題を生じていた。さらに、変質し
たＩＴＯ膜の上にはシリコン被膜が異常成長しやすく、
設計した通りの装置を製造することができなかった。
【０００９】また、プラズマによるエッチング処理時間
が堆積時間に比べて長いため、所望の膜厚まで堆積する
のに要する時間が長くなり、生産性が悪いという問題を
もっていた。さらに、プラズマ発生の条件によって、エ
ッチングの制御性が悪くなるという問題もあった。
が堆積時間に比べて長いため、所望の膜厚まで堆積する
のに要する時間が長くなり、生産性が悪いという問題を
もっていた。さらに、プラズマ発生の条件によって、エ
ッチングの制御性が悪くなるという問題もあった。
【００１０】本発明は、透明導電膜の透明度を損なうこ
となく、電気抵抗値を小さく保ったままで、その上に半
導体被膜を短時間で選択的に堆積することができる半導
体薄膜素子の製造方法を提供することを目的とする。
となく、電気抵抗値を小さく保ったままで、その上に半
導体被膜を短時間で選択的に堆積することができる半導
体薄膜素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体薄
膜素子の製造方法においては、少なくとも酸化物、窒化
物または金属のいずれかを含む被膜を有する基板を、少
なくともシリコン、ゲルマニウムあるいはアルミニウム
のいずれかの単体もしくは化合物からなるプラズマに曝
すことによって、シリコンまたはゲルマニウムである半
導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する工程と、
この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つまた
は複数の単体または化合物もしくはその両者からなるプ
ラズマに曝すことによって、堆積されたシリコンまたは
ゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被
膜を除去する工程を交互に繰り返すことによって、該酸
化物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜の上に所
望の厚さのシリコンまたはゲルマニウムである半導体被
膜あるいはアルミニウム被膜を選択的に堆積する工程を
有し、少なくともシリコンゲルマニウムあるいはアルミ
ニウムのいずれかを含み、常温で０．００１Ｔｏｒｒ以
上の蒸気圧をもつ水素化化合物もしくはハロゲン化物を
生成する物質の単体またはこれらからなる化合物のいず
れかを含む基板を用い、該基板の温度を、該酸化物、窒
化物または金属中への水素、フッ素、塩素、沃素、臭素
の少なくともいずれか一つの内部への拡散速度がその表
面への吸着速度と等しい温度以下に保つ工程を採用し
た。
膜素子の製造方法においては、少なくとも酸化物、窒化
物または金属のいずれかを含む被膜を有する基板を、少
なくともシリコン、ゲルマニウムあるいはアルミニウム
のいずれかの単体もしくは化合物からなるプラズマに曝
すことによって、シリコンまたはゲルマニウムである半
導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する工程と、
この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つまた
は複数の単体または化合物もしくはその両者からなるプ
ラズマに曝すことによって、堆積されたシリコンまたは
ゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被
膜を除去する工程を交互に繰り返すことによって、該酸
化物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜の上に所
望の厚さのシリコンまたはゲルマニウムである半導体被
膜あるいはアルミニウム被膜を選択的に堆積する工程を
有し、少なくともシリコンゲルマニウムあるいはアルミ
ニウムのいずれかを含み、常温で０．００１Ｔｏｒｒ以
上の蒸気圧をもつ水素化化合物もしくはハロゲン化物を
生成する物質の単体またはこれらからなる化合物のいず
れかを含む基板を用い、該基板の温度を、該酸化物、窒
化物または金属中への水素、フッ素、塩素、沃素、臭素
の少なくともいずれか一つの内部への拡散速度がその表
面への吸着速度と等しい温度以下に保つ工程を採用し
た。
【００１２】また、上記の場合、少なくともシリコンま
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときの基板温度を、該半導体被膜ある
いはアルミニウム被膜を堆積するときの基板温度より高
くすることができる。
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときの基板温度を、該半導体被膜ある
いはアルミニウム被膜を堆積するときの基板温度より高
くすることができる。
【００１３】そしてまた、上記の場合、少なくともシリ
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を除去するときの反応室の圧力を、該半導
体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときの反応
室の圧力より低くすることができる。
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を除去するときの反応室の圧力を、該半導
体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときの反応
室の圧力より低くすることができる。
【００１４】また、上記の場合、少なくともシリコンま
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのプラズマを励起するエネルギー
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのプラズマを励起するエネルギーより大きくするこ
とができる。
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのプラズマを励起するエネルギー
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのプラズマを励起するエネルギーより大きくするこ
とができる。
【００１５】また、上記の場合、シリコンまたはゲルマ
ニウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除
去するときの基板の電位を、該半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を堆積するときの基板の電位より低くする
ことができる。
ニウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除
去するときの基板の電位を、該半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を堆積するときの基板の電位より低くする
ことができる。
【００１６】また、上記の場合、少なくともシリコンま
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときの高周波放電によってプラズマを
生成する励起電圧の周波数を、該半導体被膜あるいはア
ルミニウム被膜を堆積するときの高周波放電によってプ
ラズマを生成する励起電圧の周波数と異ならせることが
できる。
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときの高周波放電によってプラズマを
生成する励起電圧の周波数を、該半導体被膜あるいはア
ルミニウム被膜を堆積するときの高周波放電によってプ
ラズマを生成する励起電圧の周波数と異ならせることが
できる。
【００１７】また、上記の場合、少なくともシリコンま
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのプラズマを磁場によって閉じ込
めるための磁束密度を、該半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を堆積するときのプラズマを磁場によって閉じ
込めるための磁束密度より高くすることができる。
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのプラズマを磁場によって閉じ込
めるための磁束密度を、該半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を堆積するときのプラズマを磁場によって閉じ
込めるための磁束密度より高くすることができる。
【００１８】また、上記の場合、少なくともシリコンま
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのリモートプラズマの加速電圧
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのリモートプラズマの加速電圧より高くすることが
できる。
たはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を除去するときのリモートプラズマの加速電圧
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのリモートプラズマの加速電圧より高くすることが
できる。
【００１９】
【作用】本発明のように、酸化物、窒化物または金属の
いずれかを含む被膜を有する基板を、少なくともシリコ
ン、ゲルマニウムである半導体あるいはアルミニウムの
いずれかの単体もしくは化合物からなるプラズマに曝す
ことによって、シリコンまたはゲルマニウムである半導
体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する工程と、水
素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つまたは複数の単体
または化合物もしくはその両者からなるプラズマに曝す
ことによって、堆積されたシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
工程を交互に繰り返すことによって、酸化物、窒化物ま
たは金属のいずれかを含む被膜の上に所望の厚さのシリ
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を堆積する工程において、少なくともシリ
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を除去するときの基板温度を酸化物、窒化
物または金属の結晶化温度以下にすることによって、酸
化物、窒化物または金属の劣化を防いで、これらの物質
によって形成された透明電極の透明度の低下や電気抵抗
の増大を阻止することができる。
いずれかを含む被膜を有する基板を、少なくともシリコ
ン、ゲルマニウムである半導体あるいはアルミニウムの
いずれかの単体もしくは化合物からなるプラズマに曝す
ことによって、シリコンまたはゲルマニウムである半導
体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する工程と、水
素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つまたは複数の単体
または化合物もしくはその両者からなるプラズマに曝す
ことによって、堆積されたシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
工程を交互に繰り返すことによって、酸化物、窒化物ま
たは金属のいずれかを含む被膜の上に所望の厚さのシリ
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を堆積する工程において、少なくともシリ
コンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアル
ミニウム被膜を除去するときの基板温度を酸化物、窒化
物または金属の結晶化温度以下にすることによって、酸
化物、窒化物または金属の劣化を防いで、これらの物質
によって形成された透明電極の透明度の低下や電気抵抗
の増大を阻止することができる。
【００２０】また、本発明のように、少なくとも酸化
物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜を有する基
板を、少なくともシリコン、ゲルマニウムあるいはアル
ミニウムのいずれかの単体もしくは化合物からなるプラ
ズマに曝すことによって、シリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
工程と、この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の
一つまたは複数の単体または化合物もしくはその両者か
らなるプラズマに曝すことによって、堆積されたシリコ
ンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミ
ニウム被膜を除去する工程を交互に繰り返すことによっ
て、該酸化物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜
の上に所望の厚さのシリコンまたはゲルマニウムである
半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を選択的に堆積す
る工程を有し、少なくともシリコンゲルマニウムあるい
はアルミニウムのいずれかを含み、常温で０．００１Ｔ
ｏｒｒ以上の蒸気圧をもつ水素化化合物もしくはハロゲ
ン化物を生成する物質の単体またはこれらからなる化合
物のいずれかを含む基板を用い、該基板の温度を、酸化
物、窒化物または金属中への水素、フッ素、塩素、沃
素、臭素の少なくともいずれか一つの内部への拡散速度
が、その表面への吸着速度と等しい温度以下、例えば２
００℃程度以下に保つことによって、プラズマと基板を
構成する物質との反応を防いで基板の損傷を低減してエ
ッチング反応速度を速くすることができ、それに加え
て、基板自身がもつ熱エネルギーの影響を受けないで、
プラズマの制御のみによってエッチングを制御すること
ができる。
物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜を有する基
板を、少なくともシリコン、ゲルマニウムあるいはアル
ミニウムのいずれかの単体もしくは化合物からなるプラ
ズマに曝すことによって、シリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
工程と、この基板を水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の
一つまたは複数の単体または化合物もしくはその両者か
らなるプラズマに曝すことによって、堆積されたシリコ
ンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミ
ニウム被膜を除去する工程を交互に繰り返すことによっ
て、該酸化物、窒化物または金属のいずれかを含む被膜
の上に所望の厚さのシリコンまたはゲルマニウムである
半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を選択的に堆積す
る工程を有し、少なくともシリコンゲルマニウムあるい
はアルミニウムのいずれかを含み、常温で０．００１Ｔ
ｏｒｒ以上の蒸気圧をもつ水素化化合物もしくはハロゲ
ン化物を生成する物質の単体またはこれらからなる化合
物のいずれかを含む基板を用い、該基板の温度を、酸化
物、窒化物または金属中への水素、フッ素、塩素、沃
素、臭素の少なくともいずれか一つの内部への拡散速度
が、その表面への吸着速度と等しい温度以下、例えば２
００℃程度以下に保つことによって、プラズマと基板を
構成する物質との反応を防いで基板の損傷を低減してエ
ッチング反応速度を速くすることができ、それに加え
て、基板自身がもつ熱エネルギーの影響を受けないで、
プラズマの制御のみによってエッチングを制御すること
ができる。
【００２１】また、これらの場合、少なくともシリコン
またはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を除去するときの反応室の圧力を、該半導体被
膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときの反応室の
圧力より低くすることによって分子の速度を上げてエッ
チング速度を向上することができる。
またはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を除去するときの反応室の圧力を、該半導体被
膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときの反応室の
圧力より低くすることによって分子の速度を上げてエッ
チング速度を向上することができる。
【００２２】また、これらの場合、少なくともシリコン
またはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を除去するときの基板温度を、該半導体被膜あ
るいはアルミニウム被膜を堆積するときの基板温度より
高くすることによってエッチング速度を向上することが
できる。
またはゲルマニウムである半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を除去するときの基板温度を、該半導体被膜あ
るいはアルミニウム被膜を堆積するときの基板温度より
高くすることによってエッチング速度を向上することが
できる。
【００２３】また、少なくともシリコンまたはゲルマニ
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときのプラズマを励起するエネルギーを、該半導体
被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときのプラズ
マを励起するエネルギーより大きくすることによって、
プラズマ密度を上げてエッチング速度を向上することが
できる。
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときのプラズマを励起するエネルギーを、該半導体
被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積するときのプラズ
マを励起するエネルギーより大きくすることによって、
プラズマ密度を上げてエッチング速度を向上することが
できる。
【００２４】また、少なくともシリコンまたはゲルマニ
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときの基板の電位を、該半導体被膜あるいはアルミ
ニウム被膜を堆積するときの基板の電位より低くするこ
とによって入射イオンのエネルギーを増加することがで
きる。
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときの基板の電位を、該半導体被膜あるいはアルミ
ニウム被膜を堆積するときの基板の電位より低くするこ
とによって入射イオンのエネルギーを増加することがで
きる。
【００２５】また、少なくともシリコンまたはゲルマニ
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときの高周波放電によってプラズマを生成する励起
電圧の周波数を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被
膜を堆積するときの高周波放電によってプラズマを生成
する励起電圧の周波数と異ならせることによって、プラ
ズマ密度を制御することができる。
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去
するときの高周波放電によってプラズマを生成する励起
電圧の周波数を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被
膜を堆積するときの高周波放電によってプラズマを生成
する励起電圧の周波数と異ならせることによって、プラ
ズマ密度を制御することができる。
【００２６】また、少なくともシリコンまたはゲルマニ
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜をドラ
イエッチングするときのプラズマを磁場によって閉じ込
めるための磁束密度を、該半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を堆積するときのプラズマを磁場によって閉じ
込めるための磁束密度より高くすることによって、プラ
ズマ密度を高くすることができる。
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜をドラ
イエッチングするときのプラズマを磁場によって閉じ込
めるための磁束密度を、該半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を堆積するときのプラズマを磁場によって閉じ
込めるための磁束密度より高くすることによって、プラ
ズマ密度を高くすることができる。
【００２７】また、少なくともシリコンまたはゲルマニ
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜をドラ
イエッチングするときのリモートプラズマの加速電圧
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのリモートプラズマの加速電圧より高くすることに
よって、プラズマを高エネルギーで被エッチング面に照
射してエッチング速度を大きくすることができる。
ウムである半導体被膜あるいはアルミニウム被膜をドラ
イエッチングするときのリモートプラズマの加速電圧
を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積する
ときのリモートプラズマの加速電圧より高くすることに
よって、プラズマを高エネルギーで被エッチング面に照
射してエッチング速度を大きくすることができる。
【００２８】従来の技術による場合のように、堆積され
たシリコン等の被膜をドライエッチングする工程におけ
る基板の温度が高いと、酸化物、窒化物または金属のい
ずれかを含む被膜がプラズマと反応したり、基板と反応
することがある。さらに、酸化物等の被膜を形成する基
板として水素またはハロゲンと揮発性化合物を生成する
材料、例えばガラスや窒素珪素膜を用いる場合は、基板
温度に対して、シリコン等の被膜のエッチングレートが
強く依存する。
たシリコン等の被膜をドライエッチングする工程におけ
る基板の温度が高いと、酸化物、窒化物または金属のい
ずれかを含む被膜がプラズマと反応したり、基板と反応
することがある。さらに、酸化物等の被膜を形成する基
板として水素またはハロゲンと揮発性化合物を生成する
材料、例えばガラスや窒素珪素膜を用いる場合は、基板
温度に対して、シリコン等の被膜のエッチングレートが
強く依存する。
【００２９】これは、水素またはハロゲンの基板中への
拡散速度が、基板温度が高いほど速くなるからであり、
基板温度を２５０℃以上にすると、水素の基板中への拡
散が表面でのエッチング反応速度より速くなり、特に３
８０℃以上では、拡散が支配的になってエッチングは生
じなくなる。したがって、選択成長を効率よく行うため
には、基板温度を２５０℃以下、好ましくは２００℃以
下にしてエッチング処理を行うことが必要になる。
拡散速度が、基板温度が高いほど速くなるからであり、
基板温度を２５０℃以上にすると、水素の基板中への拡
散が表面でのエッチング反応速度より速くなり、特に３
８０℃以上では、拡散が支配的になってエッチングは生
じなくなる。したがって、選択成長を効率よく行うため
には、基板温度を２５０℃以下、好ましくは２００℃以
下にしてエッチング処理を行うことが必要になる。
【００３０】これに加えて、基板温度を低くすると基板
自身のもつ熱エネルギーの影響を受けないでプラズマの
制御によってエッチングの制御を行うことができるた
め、容易に最適条件を設定することができ、従来の高温
での処理に比べて制御性の点で優れている。このよう
に、エッチングレートが高くなるように反応室内の条件
を設定することにより、所望の厚さの被膜を堆積するの
に要するトータルの成膜時間を短縮することができる。
この方法によると、堆積速度を上げてスループットを向
上させるより、堆積する半導体被膜に悪影響を与えにく
く、かつ、堆積の選択比を大きくとることができる。
自身のもつ熱エネルギーの影響を受けないでプラズマの
制御によってエッチングの制御を行うことができるた
め、容易に最適条件を設定することができ、従来の高温
での処理に比べて制御性の点で優れている。このよう
に、エッチングレートが高くなるように反応室内の条件
を設定することにより、所望の厚さの被膜を堆積するの
に要するトータルの成膜時間を短縮することができる。
この方法によると、堆積速度を上げてスループットを向
上させるより、堆積する半導体被膜に悪影響を与えにく
く、かつ、堆積の選択比を大きくとることができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。 （第１実施例）図１は、第１実施例の半導体薄膜素子の
製造方法を実施する反応装置の説明図である。この図に
おいて、１はガラス基板、２はＩＴＯ被膜、３は被加工
物、４はシリコン被膜堆積装置、５は電極兼サセプタ、
６は原料ガス供給管、７は電極、８はプラズマ、９はシ
リコン被膜、１０はプラズマエッチング装置、１１は電
極兼サセプタ、１２はエッチングガス供給管、１３は電
極、１４はプラズマである。この図によって、ガラス基
板１の上のＩＴＯ被膜２の上にシリコン被膜を形成する
例を説明する。
る。 （第１実施例）図１は、第１実施例の半導体薄膜素子の
製造方法を実施する反応装置の説明図である。この図に
おいて、１はガラス基板、２はＩＴＯ被膜、３は被加工
物、４はシリコン被膜堆積装置、５は電極兼サセプタ、
６は原料ガス供給管、７は電極、８はプラズマ、９はシ
リコン被膜、１０はプラズマエッチング装置、１１は電
極兼サセプタ、１２はエッチングガス供給管、１３は電
極、１４はプラズマである。この図によって、ガラス基
板１の上のＩＴＯ被膜２の上にシリコン被膜を形成する
例を説明する。
【００３２】第１工程 ガラス基板１の上にＩＴＯ被膜２が形成された被加工物
３をシリコン被膜堆積装置４内の電極兼サセプタ５の上
に載置し、原料ガス供給管６を通してシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）を供給し、電極兼サセプタ５と電極７の間に電圧
を印加してプラズマ８を生成させる。このプラズマ８に
よってＳｉＨ4 を分解して、被加工物３の上にシリコン
被膜９を堆積する。
３をシリコン被膜堆積装置４内の電極兼サセプタ５の上
に載置し、原料ガス供給管６を通してシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）を供給し、電極兼サセプタ５と電極７の間に電圧
を印加してプラズマ８を生成させる。このプラズマ８に
よってＳｉＨ4 を分解して、被加工物３の上にシリコン
被膜９を堆積する。
【００３３】ところが、ガラス基板１は、ＩＴＯ被膜２
よりもシリコン被膜９が堆積しはじめるまでの核成長時
間が長い材料であるため、ＩＴＯ被膜２の上には厚いシ
リコン被膜９が堆積されるが、ガラス基板１の上には薄
いシリコン被膜９が堆積されるだけである。
よりもシリコン被膜９が堆積しはじめるまでの核成長時
間が長い材料であるため、ＩＴＯ被膜２の上には厚いシ
リコン被膜９が堆積されるが、ガラス基板１の上には薄
いシリコン被膜９が堆積されるだけである。
【００３４】第２工程 次いで、上記の、ＩＴＯ被膜２の上に厚いシリコン被膜
９が堆積され、ガラス基板１の上に薄いシリコン被膜９
が堆積された被加工物３を、プラズマエッチング装置１
０の電極兼サセプタ１１の上に載置し、エッチングガス
供給管１２を通して水素を供給し、電極兼サセプタ１１
と電極１３の間に電圧を印加してプラズマ１４を生成
し、被加工物３の表面をプラズマエッチングして、ガラ
ス基板１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除去する。
このエッチングによって、ＩＴＯ被膜２上に厚く堆積さ
れたシリコン被膜９も同程度エッチングされるが、この
シリコン被膜９は元々厚いため、そのエッチング量は特
に問題にならない。
９が堆積され、ガラス基板１の上に薄いシリコン被膜９
が堆積された被加工物３を、プラズマエッチング装置１
０の電極兼サセプタ１１の上に載置し、エッチングガス
供給管１２を通して水素を供給し、電極兼サセプタ１１
と電極１３の間に電圧を印加してプラズマ１４を生成
し、被加工物３の表面をプラズマエッチングして、ガラ
ス基板１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除去する。
このエッチングによって、ＩＴＯ被膜２上に厚く堆積さ
れたシリコン被膜９も同程度エッチングされるが、この
シリコン被膜９は元々厚いため、そのエッチング量は特
に問題にならない。
【００３５】第３工程 第２工程によってガラス基板１の上の薄いシリコン被膜
９を完全に除去した被加工物３を再びシリコン被膜堆積
装置４内に移し、第１工程と同様に被加工物３の上にシ
リコン被膜９を堆積する。
９を完全に除去した被加工物３を再びシリコン被膜堆積
装置４内に移し、第１工程と同様に被加工物３の上にシ
リコン被膜９を堆積する。
【００３６】第４工程 第３工程によって、ＩＴＯ被膜２上にさらに厚いシリコ
ン被膜９が堆積され、ガラス基板１上に薄いシリコン被
膜９が堆積された被加工物３をプラズマエッチング装置
１０内に移し、第２工程と同様にガラス基板１の上の薄
いシリコン被膜９を完全に除去する。以下、この工程を
繰り返すことによって、ＩＴＯ被膜２上に所望の厚さの
シリコン被膜９を選択的に形成する。
ン被膜９が堆積され、ガラス基板１上に薄いシリコン被
膜９が堆積された被加工物３をプラズマエッチング装置
１０内に移し、第２工程と同様にガラス基板１の上の薄
いシリコン被膜９を完全に除去する。以下、この工程を
繰り返すことによって、ＩＴＯ被膜２上に所望の厚さの
シリコン被膜９を選択的に形成する。
【００３７】本発明の半導体薄膜素子の製造方法の特徴
は、ガラス基板１の上の薄いシリコン被膜９をエッチン
グ除去する際の基板温度をＩＴＯ被膜２等を構成する材
料の結晶化温度より低くすることにより、シリコン被膜
９を堆積するＩＴＯ被膜２に与える損傷を低減すること
である。
は、ガラス基板１の上の薄いシリコン被膜９をエッチン
グ除去する際の基板温度をＩＴＯ被膜２等を構成する材
料の結晶化温度より低くすることにより、シリコン被膜
９を堆積するＩＴＯ被膜２に与える損傷を低減すること
である。
【００３８】従来技術のように、被加工物の基板の温度
が高い場合は、ＩＴＯ被膜２等のシリコン被膜９を堆積
する下地の材料がプラズマと反応したり、基板と反応し
て透明度が下がり、電気抵抗が増大する等の劣化を生じ
る。さらに、被加工物の基板として、水素またはハロゲ
ンと反応して揮発性化合物を生成する材料、例えばガラ
スや窒素珪素膜を用いる場合は、シリコン等の半導体被
膜のエッチングレートが基板温度に強く依存する。
が高い場合は、ＩＴＯ被膜２等のシリコン被膜９を堆積
する下地の材料がプラズマと反応したり、基板と反応し
て透明度が下がり、電気抵抗が増大する等の劣化を生じ
る。さらに、被加工物の基板として、水素またはハロゲ
ンと反応して揮発性化合物を生成する材料、例えばガラ
スや窒素珪素膜を用いる場合は、シリコン等の半導体被
膜のエッチングレートが基板温度に強く依存する。
【００３９】これは、水素またはハロゲンの基板中への
拡散が、基板温度が高いほど速いからであり、基板温度
を２５０℃以上にすると、水素の基板中への拡散が表面
でのエッチング反応速度より速くなり、特に３８０℃以
上では、拡散が支配的でエッチングは生じなくなる。し
たがって、選択成長を効率よく行うためには、２５０℃
以下の基板温度でエッチング処理を行うことが必要にな
る。
拡散が、基板温度が高いほど速いからであり、基板温度
を２５０℃以上にすると、水素の基板中への拡散が表面
でのエッチング反応速度より速くなり、特に３８０℃以
上では、拡散が支配的でエッチングは生じなくなる。し
たがって、選択成長を効率よく行うためには、２５０℃
以下の基板温度でエッチング処理を行うことが必要にな
る。
【００４０】これに加えて、基板温度が低いと、基板自
身のもつ熱エネルギーの影響を受けないで、プラズマの
制御によってエッチングを制御することができるため
に、最適なエッチング条件を実現することが容易にな
り、従来の高温での処理に比べて制御性の点で優れてい
る。またこのとき、エッチングレートが高くなるように
反応室内の条件を設定することにより、成膜時間を短縮
することができる。この方法によると、堆積速度を上げ
てスループットを向上させるより、堆積する半導体被膜
に悪影響を与えにくく、かつ、堆積の選択比を大きくと
ることができる。
身のもつ熱エネルギーの影響を受けないで、プラズマの
制御によってエッチングを制御することができるため
に、最適なエッチング条件を実現することが容易にな
り、従来の高温での処理に比べて制御性の点で優れてい
る。またこのとき、エッチングレートが高くなるように
反応室内の条件を設定することにより、成膜時間を短縮
することができる。この方法によると、堆積速度を上げ
てスループットを向上させるより、堆積する半導体被膜
に悪影響を与えにくく、かつ、堆積の選択比を大きくと
ることができる。
【００４１】図２は、第１実施例の薄膜半導体素子の製
造方法の説明図である。この図において、第１実施例の
薄膜半導体素子の製造方法における、反応室内の水素流
量、ＳｉＨ4 流量、ＲＦ電力の制御が時間軸に沿って示
されている。この図によって第１実施例の薄膜半導体素
子の製造方法を説明する。まず、水素を３００ｓｃｃ
ｍ、０．６Ｔｏｒｒ流し、ＲＦ電力４００Ｗで基板表面
の清浄化処理を１〜１０分間行う。このとき、いわゆる
ＲＣＡ洗浄等のウェット処理を組み合わせて基板の表面
処理を行ってもよい。
造方法の説明図である。この図において、第１実施例の
薄膜半導体素子の製造方法における、反応室内の水素流
量、ＳｉＨ4 流量、ＲＦ電力の制御が時間軸に沿って示
されている。この図によって第１実施例の薄膜半導体素
子の製造方法を説明する。まず、水素を３００ｓｃｃ
ｍ、０．６Ｔｏｒｒ流し、ＲＦ電力４００Ｗで基板表面
の清浄化処理を１〜１０分間行う。このとき、いわゆる
ＲＣＡ洗浄等のウェット処理を組み合わせて基板の表面
処理を行ってもよい。
【００４２】〔時刻０〕シリコン被膜堆積装置４に原料
ガス供給管６を通してシラン（ＳｉＨ4 ）を流量５ｓｃ
ｃｍ、圧力０．３Ｔｏｒｒで供給し（ロ参照）、プラズ
マを生成するためのＲＦ電力を２００Ｗ（ハ参照）、基
板温度を２５０℃としてシリコン（Ｓｉ）被膜９の堆積
を行う。この工程において、水素を１５ｓｃｃｍ程度同
時に流してＳｉＨ4 を希釈してもよい。
ガス供給管６を通してシラン（ＳｉＨ4 ）を流量５ｓｃ
ｃｍ、圧力０．３Ｔｏｒｒで供給し（ロ参照）、プラズ
マを生成するためのＲＦ電力を２００Ｗ（ハ参照）、基
板温度を２５０℃としてシリコン（Ｓｉ）被膜９の堆積
を行う。この工程において、水素を１５ｓｃｃｍ程度同
時に流してＳｉＨ4 を希釈してもよい。
【００４３】〔時刻ａ〕ＳｉＨ4 の供給を止めて、シリ
コン被膜の堆積を停止する（ロ参照）。
コン被膜の堆積を停止する（ロ参照）。
【００４４】〔時刻ｂ〕プラズマエッチング装置１０
に、エッチングガス供給管１２を通して水素を流量１０
０ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｔｏｒｒで供給することによっ
て、基板上に僅かに堆積したＳｉ被膜をエッチングす
る。このとき、水素に代えてハロゲン系の弗素、塩素等
やその化合物単独あるいは混合ガスによってエッチング
することもできる。
に、エッチングガス供給管１２を通して水素を流量１０
０ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｔｏｒｒで供給することによっ
て、基板上に僅かに堆積したＳｉ被膜をエッチングす
る。このとき、水素に代えてハロゲン系の弗素、塩素等
やその化合物単独あるいは混合ガスによってエッチング
することもできる。
【００４５】選択的にシリコン被膜を成長する下地がＩ
ＴＯである場合は、エッチングの際の基板温度は２００
℃以下であることが望ましい。これはＩＴＯの結晶化温
度が２００℃であるためであり、この温度以上で処理を
行うと、ＩＴＯの再結晶化、すなわち、結合状態の変化
が進行し、ＩＴＯの結合の弱い部分に水素やハロゲンが
化学的に反応してＩＴＯの構造が破壊され、その結果、
ＩＴＯの比抵抗が大きくなったり、透明度が低下した
り、さらには、その後成長する被膜に異常成長を生じる
等悪影響を与えるこめである。
ＴＯである場合は、エッチングの際の基板温度は２００
℃以下であることが望ましい。これはＩＴＯの結晶化温
度が２００℃であるためであり、この温度以上で処理を
行うと、ＩＴＯの再結晶化、すなわち、結合状態の変化
が進行し、ＩＴＯの結合の弱い部分に水素やハロゲンが
化学的に反応してＩＴＯの構造が破壊され、その結果、
ＩＴＯの比抵抗が大きくなったり、透明度が低下した
り、さらには、その後成長する被膜に異常成長を生じる
等悪影響を与えるこめである。
【００４６】図３は、ＩＴＯ被膜上に生じたシリコン被
膜の異常成長を示す顕微鏡写真である。この図は、圧力
０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗ、Ｈ2 ３００ｓｃｃ
ｍ、基板温度３００℃で水素プラズマエッチングした後
に、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗ、Ｈ2 ４０
ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4 １６０ｓｃｃｍ、基板温度３００℃
でＩＴＯ被膜の上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
を堆積した際に生じた異常成長の例を示している。
膜の異常成長を示す顕微鏡写真である。この図は、圧力
０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗ、Ｈ2 ３００ｓｃｃ
ｍ、基板温度３００℃で水素プラズマエッチングした後
に、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗ、Ｈ2 ４０
ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4 １６０ｓｃｃｍ、基板温度３００℃
でＩＴＯ被膜の上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
を堆積した際に生じた異常成長の例を示している。
【００４７】基板温度をＩＴＯ被膜の結晶化温度である
３００℃以下にした場合には、このような異常成長は生
じない。これはＩＴＯ被膜に限らず、ＳｎＯ2 やＮｉＯ
やＴｉＯ等の被膜においても同様に見られる現象であ
る。
３００℃以下にした場合には、このような異常成長は生
じない。これはＩＴＯ被膜に限らず、ＳｎＯ2 やＮｉＯ
やＴｉＯ等の被膜においても同様に見られる現象であ
る。
【００４８】また、基板温度を高くすると、基板自身の
もつ熱エネルギーの影響が大きく、エッチングの制御を
プラズマ条件によって行うことが難しい。しかし、本実
施例では基板温度を２００℃以下にしているので、エッ
チングの制御をプラズマの条件によって容易に制御する
ことができる。すなわち、時刻ｂにおいて、ＲＦ出力を
３００Ｗに上げることによって、直ちにエッチングを制
御性よく促進することができる。
もつ熱エネルギーの影響が大きく、エッチングの制御を
プラズマ条件によって行うことが難しい。しかし、本実
施例では基板温度を２００℃以下にしているので、エッ
チングの制御をプラズマの条件によって容易に制御する
ことができる。すなわち、時刻ｂにおいて、ＲＦ出力を
３００Ｗに上げることによって、直ちにエッチングを制
御性よく促進することができる。
【００４９】このエッチングを促進するための手段とし
ては、他に、エッチングを行う際に圧力を下げて分子の
速度を上げること、基板電位を相対的に負にして入射イ
オンのエネルギーを増加すること、高周波の周波数を上
げて励起種の濃度を増すこと、磁場でプラズマを圧縮し
てプラズマの密度を上げること、リモートプラズマを採
用する場合はプラズマ源から基板までのイオンの加速電
圧を増加すること等の方法が挙げられる。
ては、他に、エッチングを行う際に圧力を下げて分子の
速度を上げること、基板電位を相対的に負にして入射イ
オンのエネルギーを増加すること、高周波の周波数を上
げて励起種の濃度を増すこと、磁場でプラズマを圧縮し
てプラズマの密度を上げること、リモートプラズマを採
用する場合はプラズマ源から基板までのイオンの加速電
圧を増加すること等の方法が挙げられる。
【００５０】基板上に堆積した半導体被膜を効率よくエ
ッチングするためには、基板温度を下げてプラズマ中の
水素あるいはハロゲンの基板中での拡散を遅くして、基
板の表面のシリコンと、水素あるいはハロゲンとの結合
を促進したほうがよい。
ッチングするためには、基板温度を下げてプラズマ中の
水素あるいはハロゲンの基板中での拡散を遅くして、基
板の表面のシリコンと、水素あるいはハロゲンとの結合
を促進したほうがよい。
【００５１】時刻ｃでエッチングを停止するが、このと
き、水素を１５ｓｃｃｍ程度流し続けてもよい。その
後、基板温度を２５０℃にした後、ＳｉＨ4 を流して成
膜を行い、以下、この一連の手順を、所望の厚さのシリ
コン被膜が得られるまで繰り返す。
き、水素を１５ｓｃｃｍ程度流し続けてもよい。その
後、基板温度を２５０℃にした後、ＳｉＨ4 を流して成
膜を行い、以下、この一連の手順を、所望の厚さのシリ
コン被膜が得られるまで繰り返す。
【００５２】従来の技術による薄膜素子の製造方法、す
なわち、基板温度を３５０℃にした場合においては、Ｉ
ＴＯとガラス基板の間で充分な選択性を得るためには、
水素プラズマによるエッチングを４２秒間、ＳｉＨ4 に
よるシリコン被膜の堆積を８秒間行う必要があり、この
方法で、厚さ１０００Åのシリコン被膜を堆積するのに
要した時間は１時間４０分であった。
なわち、基板温度を３５０℃にした場合においては、Ｉ
ＴＯとガラス基板の間で充分な選択性を得るためには、
水素プラズマによるエッチングを４２秒間、ＳｉＨ4 に
よるシリコン被膜の堆積を８秒間行う必要があり、この
方法で、厚さ１０００Åのシリコン被膜を堆積するのに
要した時間は１時間４０分であった。
【００５３】本実施例で、基板温度を２５０℃としたと
きは、水素プラズマ処理を１６秒間、ＳｉＨ4 によるシ
リコン被膜の堆積を８秒間行うことで足り、この結果厚
さ１０００Åのシリコン被膜を堆積するのに必要な時間
は４８分となり、約１／２の時間で堆積を行うことが可
能になった。本実施例では、基板温度を、成膜工程とエ
ッチング工程で変調しているが、これに限るわけではな
く、一定の基板温度で成膜を行ってもよい。
きは、水素プラズマ処理を１６秒間、ＳｉＨ4 によるシ
リコン被膜の堆積を８秒間行うことで足り、この結果厚
さ１０００Åのシリコン被膜を堆積するのに必要な時間
は４８分となり、約１／２の時間で堆積を行うことが可
能になった。本実施例では、基板温度を、成膜工程とエ
ッチング工程で変調しているが、これに限るわけではな
く、一定の基板温度で成膜を行ってもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコンの選択的な成長を効率よく実現でき、さらに、
異常成長のような不具合を生じることなく、簡易な工程
によって半導体薄膜素子を製造することができ、この技
術分野において寄与するところが大きい。
シリコンの選択的な成長を効率よく実現でき、さらに、
異常成長のような不具合を生じることなく、簡易な工程
によって半導体薄膜素子を製造することができ、この技
術分野において寄与するところが大きい。
【図１】第１実施例の半導体薄膜素子の製造方法を実施
する反応装置の説明図である。
する反応装置の説明図である。
【図２】第１実施例の薄膜半導体素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図３】ＩＴＯ被膜上に生じたシリコン被膜の異常成長
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ ＩＴＯ被膜 ３ 被加工物 ４ シリコン被膜堆積装置 ５ 電極兼サセプタ ６ 原料ガス供給管 ７ 電極 ８ プラズマ ９ シリコン被膜 １０ プラズマエッチング装置 １１ 電極兼サセプタ １２ エッチングガス供給管 １３ 電極 １４ プラズマ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】第１実施例の半導体薄膜素子の製造方法を実施
する反応装置の説明図であり、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は各工程を示している。
する反応装置の説明図であり、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は各工程を示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】ＩＴＯ被膜（金属組織）上に生じたシリコン被
膜（薄膜）の異常成長を示す顕微鏡写真である。
膜（薄膜）の異常成長を示す顕微鏡写真である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）被膜 ３ 被加工物 ４ シリコン被膜堆積装置 ５ 電極兼サセプタ ６ 原料ガス供給管 ７ 電極 ８ プラズマ ９ シリコン被膜 １０ プラズマエッチング装置 １１ 電極兼サセプタ １２ エッチングガス供給管 １３ 電極 １４ プラズマ
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。（第１実施例）図１は、第１実施例の半導体薄膜素
子の製造方法を実施する反応装置の説明図であり、
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各工程を示している。この図
において、１はガラス基板、２はＩＴＯ被膜、３は被加
工物、４はシリコン被膜堆積装置、５は電極兼サセプ
タ、６は原料ガス供給管、７は電極、８はプラズマ、９
はシリコン被膜、１０はプラズマエッチング装置、１１
は電極兼サセプタ、１２はエッチングガス供給管、１３
は電極、１４はプラズマである。この図によって、ガラ
ス基板１の上のＩＴＯ被膜２の上にシリコン被膜を形成
する例を説明する。
る。（第１実施例）図１は、第１実施例の半導体薄膜素
子の製造方法を実施する反応装置の説明図であり、
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各工程を示している。この図
において、１はガラス基板、２はＩＴＯ被膜、３は被加
工物、４はシリコン被膜堆積装置、５は電極兼サセプ
タ、６は原料ガス供給管、７は電極、８はプラズマ、９
はシリコン被膜、１０はプラズマエッチング装置、１１
は電極兼サセプタ、１２はエッチングガス供給管、１３
は電極、１４はプラズマである。この図によって、ガラ
ス基板１の上のＩＴＯ被膜２の上にシリコン被膜を形成
する例を説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】第１工程（図１（Ａ），（Ｂ）参照）ガラ
ス基板１の上にＩＴＯ被膜２が形成された被加工物３を
シリコン被膜堆積装置４内の電極兼サセプタ５の上に載
置し、原料ガス供給管６を通してシラン（ＳｉＨ4 ）を
供給し、電極兼サセプタ５と電極７の間に電圧を印加し
てプラズマ８を生成させる。このプラズマ８によってＳ
ｉＨ4 を分解して、被加工物３の上にシリコン被膜９を
堆積する。
ス基板１の上にＩＴＯ被膜２が形成された被加工物３を
シリコン被膜堆積装置４内の電極兼サセプタ５の上に載
置し、原料ガス供給管６を通してシラン（ＳｉＨ4 ）を
供給し、電極兼サセプタ５と電極７の間に電圧を印加し
てプラズマ８を生成させる。このプラズマ８によってＳ
ｉＨ4 を分解して、被加工物３の上にシリコン被膜９を
堆積する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】第２工程（図１（Ｂ），（Ｃ）参照）次い
で、上記の、ＩＴＯ被膜２の上に厚いシリコン被膜９が
堆積され、ガラス基板１の上に薄いシリコン被膜９が堆
積された被加工物３を、プラズマエッチング装置１０の
電極兼サセプタ１１の上に載置し、エッチングガス供給
管１２を通して水素を供給し、電極兼サセプタ１１と電
極１３の間に電圧を印加してプラズマ１４を生成し、被
加工物３の表面をプラズマエッチングして、ガラス基板
１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除去する。このエ
ッチングによって、ＩＴＯ被膜２上に厚く堆積されたシ
リコン被膜９も同程度エッチングされるが、このシリコ
ン被膜９は元々厚いため、そのエッチング量は特に問題
にならない。
で、上記の、ＩＴＯ被膜２の上に厚いシリコン被膜９が
堆積され、ガラス基板１の上に薄いシリコン被膜９が堆
積された被加工物３を、プラズマエッチング装置１０の
電極兼サセプタ１１の上に載置し、エッチングガス供給
管１２を通して水素を供給し、電極兼サセプタ１１と電
極１３の間に電圧を印加してプラズマ１４を生成し、被
加工物３の表面をプラズマエッチングして、ガラス基板
１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除去する。このエ
ッチングによって、ＩＴＯ被膜２上に厚く堆積されたシ
リコン被膜９も同程度エッチングされるが、このシリコ
ン被膜９は元々厚いため、そのエッチング量は特に問題
にならない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】第３工程（図１（Ｂ）参照）第２工程によ
ってガラス基板１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除
去した被加工物３を再びシリコン被膜堆積装置４内に移
し、第１工程と同様に被加工物３の上にシリコン被膜９
を堆積する。
ってガラス基板１の上の薄いシリコン被膜９を完全に除
去した被加工物３を再びシリコン被膜堆積装置４内に移
し、第１工程と同様に被加工物３の上にシリコン被膜９
を堆積する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】第４工程（図１（Ｂ），（Ｃ）参照）第３
工程によって、ＩＴＯ被膜２上にさらに厚いシリコン被
膜９が堆積され、ガラス基板１上に薄いシリコン被膜９
が堆積された被加工物３をプラズマエッチング装置１０
内に移し、第２工程と同様にガラス基板１の上の薄いシ
リコン被膜９を完全に除去する。以下、この工程を繰り
返すことによって、ＩＴＯ被膜２上に所望の厚さのシリ
コン被膜９を選択的に形成する。
工程によって、ＩＴＯ被膜２上にさらに厚いシリコン被
膜９が堆積され、ガラス基板１上に薄いシリコン被膜９
が堆積された被加工物３をプラズマエッチング装置１０
内に移し、第２工程と同様にガラス基板１の上の薄いシ
リコン被膜９を完全に除去する。以下、この工程を繰り
返すことによって、ＩＴＯ被膜２上に所望の厚さのシリ
コン被膜９を選択的に形成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】図３は、ＩＴＯ被膜（金属組織）上に生じ
たシリコン被膜（薄膜）の異常成長を示す顕微鏡写真で
ある。この図は、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００
Ｗ、Ｈ2 ３００ｓｃｃｍ、基板温度３００℃で水素プラ
ズマエッチングした後に、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電
力２００Ｗ、Ｈ2 ４０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4 １６０ｓｃｃ
ｍ、基板温度３００℃でＩＴＯ被膜の上にアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）を堆積した際に生じた異常成長の
例を示している。 ─────────────────────────────────────────────────────
たシリコン被膜（薄膜）の異常成長を示す顕微鏡写真で
ある。この図は、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力２００
Ｗ、Ｈ2 ３００ｓｃｃｍ、基板温度３００℃で水素プラ
ズマエッチングした後に、圧力０．６Ｔｏｒｒ、ＲＦ電
力２００Ｗ、Ｈ2 ４０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4 １６０ｓｃｃ
ｍ、基板温度３００℃でＩＴＯ被膜の上にアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）を堆積した際に生じた異常成長の
例を示している。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも酸化物、窒化物または金属の
いずれかを含む被膜を有する基板を、少なくともシリコ
ン、ゲルマニウムあるいはアルミニウムのいずれかの単
体もしくは化合物からなるプラズマに曝すことによっ
て、シリコンまたはゲルマニウムである半導体被膜ある
いはアルミニウム被膜を堆積する工程と、この基板を水
素、フッ素、塩素、沃素、臭素の一つまたは複数の単体
または化合物もしくはその両者からなるプラズマに曝す
ことによって、堆積されたシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
工程を交互に繰り返すことによって、該酸化物、窒化物
または金属のいずれかを含む被膜の上に所望の厚さのシ
リコンまたはゲルマニウムである半導体被膜あるいはア
ルミニウム被膜を選択的に堆積する工程を有し、少なく
ともシリコンゲルマニウムあるいはアルミニウムのいず
れかを含み、常温で０．００１Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を
もつ水素化化合物もしくはハロゲン化物を生成する物質
の単体またはこれらからなる化合物のいずれかを含む基
板を用い、該基板の温度を、該酸化物、窒化物または金
属中への水素、フッ素、塩素、沃素、臭素の少なくとも
いずれか一つの内部への拡散速度がその表面への吸着速
度と等しい温度以下に保つことを特徴とする半導体薄膜
素子の製造方法。 - 【請求項２】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときの基板温度を、該半導体被膜あるいはアルミニウム
被膜を堆積するときの基板温度より高くすることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の半導体薄膜素子
の製造方法。 - 【請求項３】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときの反応室の圧力を、該半導体被膜あるいはアルミニ
ウム被膜を堆積するときの反応室の圧力より低くするこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体
薄膜素子の製造方法。 - 【請求項４】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときのプラズマを励起するエネルギーを、該半導体被膜
あるいはアルミニウム被膜を堆積するときのプラズマを
励起するエネルギーより大きくすることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の半導体薄膜素子の製造方
法。 - 【請求項５】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときの基板の電位を、該半導体被膜あるいはアルミニウ
ム被膜を堆積するときの基板の電位より低くすることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体薄膜
素子の製造方法。 - 【請求項６】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときの高周波放電によってプラズマを生成する励起電圧
の周波数を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を
堆積するときの高周波放電によってプラズマを生成する
励起電圧の周波数と異ならせることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の半導体薄膜素子の製造方法。 - 【請求項７】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときのプラズマを磁場によって閉じ込めるための磁束密
度を、該半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を堆積す
るときのプラズマを磁場によって閉じ込めるための磁束
密度より高くすることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の半導体薄膜素子の製造方法。 - 【請求項８】 少なくともシリコンまたはゲルマニウム
である半導体被膜あるいはアルミニウム被膜を除去する
ときのリモートプラズマの加速電圧を、該半導体被膜あ
るいはアルミニウム被膜を堆積するときのリモートプラ
ズマの加速電圧より高くすることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の半導体薄膜素子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23265692A JPH0661192A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 半導体薄膜素子の製造方法 |
| US08/102,248 US5470768A (en) | 1992-08-07 | 1993-08-05 | Method for fabricating a thin-film transistor |
| FR9309730A FR2698210B1 (fr) | 1992-08-07 | 1993-08-06 | Procédé de fabrication de transistors à film mince. |
| US08/510,563 US5879973A (en) | 1992-08-07 | 1995-08-02 | Method for fabricating thin-film transistor |
| US09/177,050 US6338990B1 (en) | 1992-08-07 | 1998-10-23 | Method for fabricating thin-film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23265692A JPH0661192A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 半導体薄膜素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661192A true JPH0661192A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16942727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23265692A Pending JPH0661192A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-10 | 半導体薄膜素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6417013B1 (en) | 1999-01-29 | 2002-07-09 | Plasma-Therm, Inc. | Morphed processing of semiconductor devices |
| JP2012182447A (ja) * | 2011-02-11 | 2012-09-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体膜の作製方法及び半導体装置の作製方法 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP23265692A patent/JPH0661192A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6417013B1 (en) | 1999-01-29 | 2002-07-09 | Plasma-Therm, Inc. | Morphed processing of semiconductor devices |
| JP2012182447A (ja) * | 2011-02-11 | 2012-09-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体膜の作製方法及び半導体装置の作製方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011113 |