JPH07147245A - 結晶質シリコン薄膜の形成方法 - Google Patents
結晶質シリコン薄膜の形成方法Info
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- JPH07147245A JPH07147245A JP5293667A JP29366793A JPH07147245A JP H07147245 A JPH07147245 A JP H07147245A JP 5293667 A JP5293667 A JP 5293667A JP 29366793 A JP29366793 A JP 29366793A JP H07147245 A JPH07147245 A JP H07147245A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【構成】第１の真空室１で発生したプラズマを第２の真
空室２に導き、そこで、シリコンと水素の化合物から選
ばれた少なくとも１種類のガスと、フッ素化モノシラン
ガス（ＳｉＨm Ｆn ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた
少なくとも１種類のガスとを原料ガスとしてプラズマ流
５に供給して励起、分解し、結晶質シリコン薄膜を形成
する。 【効果】低い基板温度で、大面積の基板上に均一な膜厚
の薄膜を高速かつ効率的に形成できる。
空室２に導き、そこで、シリコンと水素の化合物から選
ばれた少なくとも１種類のガスと、フッ素化モノシラン
ガス（ＳｉＨm Ｆn ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた
少なくとも１種類のガスとを原料ガスとしてプラズマ流
５に供給して励起、分解し、結晶質シリコン薄膜を形成
する。 【効果】低い基板温度で、大面積の基板上に均一な膜厚
の薄膜を高速かつ効率的に形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスター、
薄膜太陽電池等への応用が期待される結晶質シリコン薄
膜の形成方法に関するものである。
薄膜太陽電池等への応用が期待される結晶質シリコン薄
膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、結晶質シリコン薄膜を形成する方
法の中で、直接結晶質シリコン系薄膜を基板上に堆積す
る方法として、シランガス等の原料ガスを熱分解プロセ
スを利用して分解し、結晶質シリコン系薄膜を堆積する
ＣＶＤ法（例えば、H.-J.Kim et al, J.Electrochem. S
oc. Vol.135 No.9 (1988) p2312 等）や、より低温で結
晶質シリコン薄膜を堆積する方法として、触媒体を使用
するCatalitic ＣＶＤ法（例えば、松村英樹他、第４０
回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集Ｎｏ．２、３
１ａ−ＺＦ−１＆３１ａ−ＺＦ−２）や原子状水素を利
用するChemical Annealing法等が知られている。
法の中で、直接結晶質シリコン系薄膜を基板上に堆積す
る方法として、シランガス等の原料ガスを熱分解プロセ
スを利用して分解し、結晶質シリコン系薄膜を堆積する
ＣＶＤ法（例えば、H.-J.Kim et al, J.Electrochem. S
oc. Vol.135 No.9 (1988) p2312 等）や、より低温で結
晶質シリコン薄膜を堆積する方法として、触媒体を使用
するCatalitic ＣＶＤ法（例えば、松村英樹他、第４０
回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集Ｎｏ．２、３
１ａ−ＺＦ−１＆３１ａ−ＺＦ−２）や原子状水素を利
用するChemical Annealing法等が知られている。
【０００３】また薄膜トランジスター・３次元ＩＣへの
応用を目的とした、低温で基板上に堆積した薄膜をエネ
ルギービーム（レーザービーム・イオンビーム等）の照
射により、２段階で多結晶化する方法（例えば特開昭６
２−２５４４７０号公報、特開平４−２２６０３９号公
報等）が知られている。また特開平２−７３９６２号公
報には高効率シートプラズマを利用したＣＶＤプロセス
による薄膜形成方法に関して記載されている。
応用を目的とした、低温で基板上に堆積した薄膜をエネ
ルギービーム（レーザービーム・イオンビーム等）の照
射により、２段階で多結晶化する方法（例えば特開昭６
２−２５４４７０号公報、特開平４−２２６０３９号公
報等）が知られている。また特開平２−７３９６２号公
報には高効率シートプラズマを利用したＣＶＤプロセス
による薄膜形成方法に関して記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが熱分解プロセ
スを利用する堆積法の場合には、プロセス温度が高温に
なるために、例えばＴＦＴや太陽電池といった用途に応
用する場合には、薄膜を形成する透明絶縁性基板として
高価な石英基板等を使用しなければならないために、大
面積基板を用意できないといった問題点や原料コストが
高くなるといった問題点があった。これに対して、より
低温で安価な透明絶縁性基板を使用することを目的に開
発されている第２の方法では、成膜温度の問題はないも
のの、成膜速度・成膜面積等に問題があり量産性の点で
問題となっていた。
スを利用する堆積法の場合には、プロセス温度が高温に
なるために、例えばＴＦＴや太陽電池といった用途に応
用する場合には、薄膜を形成する透明絶縁性基板として
高価な石英基板等を使用しなければならないために、大
面積基板を用意できないといった問題点や原料コストが
高くなるといった問題点があった。これに対して、より
低温で安価な透明絶縁性基板を使用することを目的に開
発されている第２の方法では、成膜温度の問題はないも
のの、成膜速度・成膜面積等に問題があり量産性の点で
問題となっていた。
【０００５】第３の方法である低温堆積膜をビーム照射
により多結晶化するという方法は、ＴＦＴ等のようにデ
バイスエリアが限定されたようなプロセスの場合には、
ある程度の量産性を有するが、太陽電池等の面デバイス
の場合には、その基板全面にわたりエネルギービームを
照射し多結晶化する時間が長いために実用的なプロセス
を組むことが難しいという問題点があった。
により多結晶化するという方法は、ＴＦＴ等のようにデ
バイスエリアが限定されたようなプロセスの場合には、
ある程度の量産性を有するが、太陽電池等の面デバイス
の場合には、その基板全面にわたりエネルギービームを
照射し多結晶化する時間が長いために実用的なプロセス
を組むことが難しいという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するためになされたものであり、第１の真空室におい
てプラズマを発生させ、該プラズマを第２の真空室に導
き、第２の真空室において、該プラズマ中に原料ガスを
供給して原料ガスを励起、分解し、基体上に結晶質シリ
コン薄膜を形成する方法であって、第２の真空室におい
て、シリコンと水素の化合物から選ばれた少なくとも１
種類のガスと、フッ素化モノシランガス（ＳｉＨm Ｆ
n ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた少なくとも１種類
のガスとの混合ガスを原料ガスとして供給することによ
り基板上に結晶質シリコン薄膜を形成することを特徴と
する結晶質シリコン薄膜の形成方法、を提供するもので
ある。
決するためになされたものであり、第１の真空室におい
てプラズマを発生させ、該プラズマを第２の真空室に導
き、第２の真空室において、該プラズマ中に原料ガスを
供給して原料ガスを励起、分解し、基体上に結晶質シリ
コン薄膜を形成する方法であって、第２の真空室におい
て、シリコンと水素の化合物から選ばれた少なくとも１
種類のガスと、フッ素化モノシランガス（ＳｉＨm Ｆ
n ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた少なくとも１種類
のガスとの混合ガスを原料ガスとして供給することによ
り基板上に結晶質シリコン薄膜を形成することを特徴と
する結晶質シリコン薄膜の形成方法、を提供するもので
ある。
【０００７】図１は、本発明の結晶質シリコン薄膜の形
成方法を行うためのプラズマＣＶＤ装置の一例の概略断
面図である。図１において、１は第１の真空室、２は第
２の真空室、３は結晶質シリコン薄膜を形成するための
基板、４は基板ホルダー、５はプラズマ流、６はプラズ
マガン、７は陽極、１０は第１の真空室と第２の真空室
との間の仕切りバルブ、１１は、第１の真空室で発生し
たプラズマを第２の真空室に導くための磁場を形成する
ためのコイルである。
成方法を行うためのプラズマＣＶＤ装置の一例の概略断
面図である。図１において、１は第１の真空室、２は第
２の真空室、３は結晶質シリコン薄膜を形成するための
基板、４は基板ホルダー、５はプラズマ流、６はプラズ
マガン、７は陽極、１０は第１の真空室と第２の真空室
との間の仕切りバルブ、１１は、第１の真空室で発生し
たプラズマを第２の真空室に導くための磁場を形成する
ためのコイルである。
【０００８】ここでプラズマを発生させるために用いる
プラズマガン６の具体的な構成としては、ガン部分に対
向して配置される陽極７との間でアーク放電を起こし、
アーク放電プラズマ流を生成し得るものが好ましく、特
に、複合陰極型プラズマガン、圧力勾配型プラズマガン
あるいは両者を組み合わせた物が望ましい（真空 第２
５巻 第１０号参照）。
プラズマガン６の具体的な構成としては、ガン部分に対
向して配置される陽極７との間でアーク放電を起こし、
アーク放電プラズマ流を生成し得るものが好ましく、特
に、複合陰極型プラズマガン、圧力勾配型プラズマガン
あるいは両者を組み合わせた物が望ましい（真空 第２
５巻 第１０号参照）。
【０００９】ここで、複合陰極型プラズマガンは、熱容
量の小さいタングステン・タンタル・モリブデン等の高
融点金属からなるコイル状またはパイプ状の補助電極と
ホウ化ランタンからなる主陰極とを有し、上記補助電極
に初期放電を集中させ、それを利用して主陰極を加熱
し、主陰極が最終陰極としてのアーク放電を行うように
したものであり、補助電極が２５００℃以上の高温にな
って、寿命に影響する前に主陰極が１５００〜１８００
℃に加熱されて大電子流放出が可能な状態になり、補助
陰極のそれ以上の温度上昇が回避されるという利点を有
する。
量の小さいタングステン・タンタル・モリブデン等の高
融点金属からなるコイル状またはパイプ状の補助電極と
ホウ化ランタンからなる主陰極とを有し、上記補助電極
に初期放電を集中させ、それを利用して主陰極を加熱
し、主陰極が最終陰極としてのアーク放電を行うように
したものであり、補助電極が２５００℃以上の高温にな
って、寿命に影響する前に主陰極が１５００〜１８００
℃に加熱されて大電子流放出が可能な状態になり、補助
陰極のそれ以上の温度上昇が回避されるという利点を有
する。
【００１０】また圧力勾配型プラズマガンは、陰極と陽
極との間に中間電極を介在させ、陰極領域を１Ｔｏｒｒ
程度に、一方、陽極領域を１０-3Ｔｏｒｒ程度に保って
放電を行うものであり、陽極領域からのイオン逆流によ
る陰極の損傷がない上に、中間電極のない放電形式に比
べて、放電電子流を作り出すためのキャリヤガスのガス
効率が飛躍的に高く、大電流放電が可能であるという利
点を有する。
極との間に中間電極を介在させ、陰極領域を１Ｔｏｒｒ
程度に、一方、陽極領域を１０-3Ｔｏｒｒ程度に保って
放電を行うものであり、陽極領域からのイオン逆流によ
る陰極の損傷がない上に、中間電極のない放電形式に比
べて、放電電子流を作り出すためのキャリヤガスのガス
効率が飛躍的に高く、大電流放電が可能であるという利
点を有する。
【００１１】このため、上述した複合陰極型プラズマガ
ンと圧力勾配型プラズマガンを組み合わせたプラズマガ
ンを構成するようにすれば、上述した利点を同時に得る
ことができるので、本発明において使用するプラズマガ
ンとして望ましい。また、プラズマを発生させるために
プラズマガンに導入する放電ガスとしては、放電効率等
の点から、水素ガス、希ガス、または両者の混合ガスを
用いることが好ましい。
ンと圧力勾配型プラズマガンを組み合わせたプラズマガ
ンを構成するようにすれば、上述した利点を同時に得る
ことができるので、本発明において使用するプラズマガ
ンとして望ましい。また、プラズマを発生させるために
プラズマガンに導入する放電ガスとしては、放電効率等
の点から、水素ガス、希ガス、または両者の混合ガスを
用いることが好ましい。
【００１２】さらに、第１の真空室から引き出したプラ
ズマ流をシート状にし成膜することにより、膜厚分布の
良い成膜ができる。この際のシート化手段としては、プ
ラズマガンにより生成されたプラズマ流を変形させるも
のであればよく、具体的には、マグネットやコイル等で
プラズマ流を両側から押し潰す磁界を形成できるように
構成することが望ましい。
ズマ流をシート状にし成膜することにより、膜厚分布の
良い成膜ができる。この際のシート化手段としては、プ
ラズマガンにより生成されたプラズマ流を変形させるも
のであればよく、具体的には、マグネットやコイル等で
プラズマ流を両側から押し潰す磁界を形成できるように
構成することが望ましい。
【００１３】さらにプラズマガンの取付については、成
膜真空室（すなわち第２の真空室）のいずれの部分につ
けてもかまわないが、プラズマガンの交換作業性を考慮
すると、成膜真空室の外部に仕切バルブ１０を介してプ
ラズマガンを着脱自在に取り付けるようにすることが望
ましい。
膜真空室（すなわち第２の真空室）のいずれの部分につ
けてもかまわないが、プラズマガンの交換作業性を考慮
すると、成膜真空室の外部に仕切バルブ１０を介してプ
ラズマガンを着脱自在に取り付けるようにすることが望
ましい。
【００１４】本発明においては、第２の真空室中で供給
する原料ガスとして、シリコンと水素の化合物から選ば
れた少なくとも１種類のガスと、フッ素化モノシランガ
ス（ＳｉＨm Ｆn ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた少
なくとも１種類のガスとの混合ガスを用いる。
する原料ガスとして、シリコンと水素の化合物から選ば
れた少なくとも１種類のガスと、フッ素化モノシランガ
ス（ＳｉＨm Ｆn ：ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた少
なくとも１種類のガスとの混合ガスを用いる。
【００１５】こうすることによりシリコンと水素の化合
物から選ばれた１種類のガス、例えばシランガスやジシ
ランガス等のみを用いた場合よりも、成膜温度の低減を
実現できる。この効果は特に大面積の基板上に薄膜を堆
積しようとする場合に有効で、基板加熱機構等の構成を
簡略化できるので、装置コストを低減するという点で望
ましい。また同時にフッ素化モノシランガスの励起分解
により発生するフッ素活性種により、膜成長最表面にお
ける非晶質層形成を抑止することができるので結晶質シ
リコン薄膜を形成する上で望ましい。なお、本発明にお
いて、「結晶質」とは、微結晶質、即ち、非晶質の中に
結晶質の粒が分散している状態、も含むものとする。
物から選ばれた１種類のガス、例えばシランガスやジシ
ランガス等のみを用いた場合よりも、成膜温度の低減を
実現できる。この効果は特に大面積の基板上に薄膜を堆
積しようとする場合に有効で、基板加熱機構等の構成を
簡略化できるので、装置コストを低減するという点で望
ましい。また同時にフッ素化モノシランガスの励起分解
により発生するフッ素活性種により、膜成長最表面にお
ける非晶質層形成を抑止することができるので結晶質シ
リコン薄膜を形成する上で望ましい。なお、本発明にお
いて、「結晶質」とは、微結晶質、即ち、非晶質の中に
結晶質の粒が分散している状態、も含むものとする。
【００１６】さらに本発明においてアーク放電プラズマ
を原料ガスの励起分解に用いた場合、従来のプラズマＣ
ＶＤ法と比較して、プラズマ中のエネルギーが大きいた
めに、励起分解反応を容易に進行させることが可能であ
り、原料ガス中におけるシリコンと水素の化合物の流量
割合を大きくすることができる。このため、結晶質シリ
コン薄膜を高成膜速度で形成することが可能となる。し
かし、フッ素化モノシランガスの原料ガス中の流量割合
を小さくしすぎると、上述の成膜温度の低減および膜最
表面における非晶質層形成抑制の効果が得られないた
め、フッ素化モノシランガスの割合は５％以上とするこ
とが望ましい。
を原料ガスの励起分解に用いた場合、従来のプラズマＣ
ＶＤ法と比較して、プラズマ中のエネルギーが大きいた
めに、励起分解反応を容易に進行させることが可能であ
り、原料ガス中におけるシリコンと水素の化合物の流量
割合を大きくすることができる。このため、結晶質シリ
コン薄膜を高成膜速度で形成することが可能となる。し
かし、フッ素化モノシランガスの原料ガス中の流量割合
を小さくしすぎると、上述の成膜温度の低減および膜最
表面における非晶質層形成抑制の効果が得られないた
め、フッ素化モノシランガスの割合は５％以上とするこ
とが望ましい。
【００１７】一方、原料ガス中のフッ素化モノシランガ
スの流量割合を大きくすると、このガスの分解により発
生するフッ素活性種の量が増大するために、膜堆積反応
と同時に進行する膜のエッチング反応が増速され、膜の
堆積速度が低下する傾向があるので、フッ素化モノシラ
ンガスの原料ガス中における流量割合は、５０％以下と
することが望ましい。
スの流量割合を大きくすると、このガスの分解により発
生するフッ素活性種の量が増大するために、膜堆積反応
と同時に進行する膜のエッチング反応が増速され、膜の
堆積速度が低下する傾向があるので、フッ素化モノシラ
ンガスの原料ガス中における流量割合は、５０％以下と
することが望ましい。
【００１８】またこの技術を大面積に応用する場合に
は、前述したプラズマガンを複数個同一平面上に隣接さ
せ、シートプラズマを同時に同一平面上に形成すること
で対応でき、大面積の基板にも均一な成膜が可能であ
る。なお、結晶質シリコン薄膜を形成する基体として
は、ガラス等の基板が挙げられるが、特に限定されな
い。
は、前述したプラズマガンを複数個同一平面上に隣接さ
せ、シートプラズマを同時に同一平面上に形成すること
で対応でき、大面積の基板にも均一な成膜が可能であ
る。なお、結晶質シリコン薄膜を形成する基体として
は、ガラス等の基板が挙げられるが、特に限定されな
い。
【００１９】
【作用】上述したように本発明の方法によれば、従来の
方法と比較して、大面積の基板上に低温で結晶質を有す
るシリコン系薄膜を堆積することが可能になる。このよ
うな成膜プロセスにおいては、上述したプラズマ流は、
アーク放電を利用しているために、従来のグロー放電型
のプラズマと比較して、プラズマ密度が５０〜１００倍
程度高く、ガスの電離度は数十％となり、プラズマ中の
イオン密度、電子密度、中性活性種濃度も非常に高いプ
ラズマを実現できる。
方法と比較して、大面積の基板上に低温で結晶質を有す
るシリコン系薄膜を堆積することが可能になる。このよ
うな成膜プロセスにおいては、上述したプラズマ流は、
アーク放電を利用しているために、従来のグロー放電型
のプラズマと比較して、プラズマ密度が５０〜１００倍
程度高く、ガスの電離度は数十％となり、プラズマ中の
イオン密度、電子密度、中性活性種濃度も非常に高いプ
ラズマを実現できる。
【００２０】さらにこのようなプラズマ中では、プラズ
マ発生のために供給されている水素ガスの多くは、反応
性の高いイオンや中性活性状態を取っており、薄膜の成
長過程を制御するという点にも有効に寄与する。
マ発生のために供給されている水素ガスの多くは、反応
性の高いイオンや中性活性状態を取っており、薄膜の成
長過程を制御するという点にも有効に寄与する。
【００２１】また本発明の方法によれば、従来のプラズ
マＣＶＤ法による場合（図２は従来のプラズマＣＶＤ装
置の概略断面図である）と比較して、薄膜を成膜しよう
とする基板をプラズマ領域外に配置できることから、プ
ラズマ中の荷電粒子等による薄膜へのダメージを低減で
きるので高品質の薄膜を堆積する点からも望ましい。
マＣＶＤ法による場合（図２は従来のプラズマＣＶＤ装
置の概略断面図である）と比較して、薄膜を成膜しよう
とする基板をプラズマ領域外に配置できることから、プ
ラズマ中の荷電粒子等による薄膜へのダメージを低減で
きるので高品質の薄膜を堆積する点からも望ましい。
【００２２】
【実施例】以下、図１を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。１は、プラズマを発生させるための第１の
真空室を、２は、原料ガスを供給し、第１の真空室から
導かれたプラズマ流により、励起・分解し薄膜を成膜す
る第２の真空室を示す。また第１の真空室１と第２の真
空室２の間には、プラズマガン部分の交換作業を容易に
するための仕切バルブ１０が設けられている。
を説明する。１は、プラズマを発生させるための第１の
真空室を、２は、原料ガスを供給し、第１の真空室から
導かれたプラズマ流により、励起・分解し薄膜を成膜す
る第２の真空室を示す。また第１の真空室１と第２の真
空室２の間には、プラズマガン部分の交換作業を容易に
するための仕切バルブ１０が設けられている。
【００２３】シリコン薄膜を成膜しようとする基板３
は、基板加熱用ヒーターを内蔵した基板ホルダー４に設
置されている。プラズマ流５は、基板に平行に第１の真
空室側から対向する陽極７に向かって導かれており、本
実施例においては、原料ガスは、その原料ガスの流れ方
向がプラズマ流に直交するように配置されたガス供給配
管（不図示）から供給されている。真空室の外側には、
プラズマ流をシート状に変形させるための磁石（不図
示）が配置され、プラズマ流を両側から押し潰す磁界を
形成できるように構成している。
は、基板加熱用ヒーターを内蔵した基板ホルダー４に設
置されている。プラズマ流５は、基板に平行に第１の真
空室側から対向する陽極７に向かって導かれており、本
実施例においては、原料ガスは、その原料ガスの流れ方
向がプラズマ流に直交するように配置されたガス供給配
管（不図示）から供給されている。真空室の外側には、
プラズマ流をシート状に変形させるための磁石（不図
示）が配置され、プラズマ流を両側から押し潰す磁界を
形成できるように構成している。
【００２４】第１の真空室側から、アルゴンガスと水素
ガスの混合ガスを流し、アーク放電プラズマを発生させ
た。さらに真空室の外側に配置されたコイル１１による
磁界および上述の磁石による磁界を用いて、このプラズ
マ流を概略シート状に変形し第２の真空室に導いた。プ
ラズマ流安定後、原料ガス供給配管からシランガスと四
フッ化シランガスを、流量比６６：３３で供給し、プラ
ズマＣＶＤ法により成膜を行った。基板温度５８０℃、
１０分間の成膜後、基板を取り出して透過型電子顕微鏡
による観察を行ったところ、膜厚１５０ｎｍ、結晶粒径
が１０〜５０ｎｍの分布を持つ多結晶シリコン薄膜が形
成されていることが確認できた。
ガスの混合ガスを流し、アーク放電プラズマを発生させ
た。さらに真空室の外側に配置されたコイル１１による
磁界および上述の磁石による磁界を用いて、このプラズ
マ流を概略シート状に変形し第２の真空室に導いた。プ
ラズマ流安定後、原料ガス供給配管からシランガスと四
フッ化シランガスを、流量比６６：３３で供給し、プラ
ズマＣＶＤ法により成膜を行った。基板温度５８０℃、
１０分間の成膜後、基板を取り出して透過型電子顕微鏡
による観察を行ったところ、膜厚１５０ｎｍ、結晶粒径
が１０〜５０ｎｍの分布を持つ多結晶シリコン薄膜が形
成されていることが確認できた。
【００２５】次に、原料ガス中における四フッ化シラン
ガスの流量割合のみを変化させ、その他の成膜条件はす
べて同じにして成膜を行った。結果を表１に示す。
ガスの流量割合のみを変化させ、その他の成膜条件はす
べて同じにして成膜を行った。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１から、本発明によれば比較的シランガ
ス流量の多い場合においても多結晶質のシリコン薄膜が
形成でき、また、四フッ化シランガス流量を多くすると
エッチング反応が進行し、成膜速度が下がることがわか
る。
ス流量の多い場合においても多結晶質のシリコン薄膜が
形成でき、また、四フッ化シランガス流量を多くすると
エッチング反応が進行し、成膜速度が下がることがわか
る。
【００２８】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の方法に
よれば、第１の真空室で発生させたアーク放電プラズマ
によるプラズマ流をシート状に変形させ、このプラズマ
流を成膜室に導き、該プラズマ中に原料ガスを供給し、
励起・分解することにより、気相中での原料ガスを反応
性を高めた状態で基板上に薄膜を形成するようにしたこ
とで、従来の方法と比較して、より低い基板温度で、大
面積の基板上に均一な膜厚の薄膜を高速にかつ効率的に
形成することが可能になる。
よれば、第１の真空室で発生させたアーク放電プラズマ
によるプラズマ流をシート状に変形させ、このプラズマ
流を成膜室に導き、該プラズマ中に原料ガスを供給し、
励起・分解することにより、気相中での原料ガスを反応
性を高めた状態で基板上に薄膜を形成するようにしたこ
とで、従来の方法と比較して、より低い基板温度で、大
面積の基板上に均一な膜厚の薄膜を高速にかつ効率的に
形成することが可能になる。
【図１】本発明の方法を行うためのＣＶＤ装置の一例の
概略断面図
概略断面図
【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置の概略断面図
１：第１の真空室 ２：第２の真空室 ３：基板 ４：基板ホルダー ５：プラズマ流 ６：プラズマガン ７：陽極 １０：仕切りバルブ １１：コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/04
Claims (4)
- 【請求項１】第１の真空室においてプラズマを発生さ
せ、該プラズマを第２の真空室に導き、第２の真空室に
おいて、該プラズマ中に原料ガスを供給して原料ガスを
励起、分解し、基体上に結晶質シリコン薄膜を形成する
方法であって、第２の真空室において、シリコンと水素
の化合物から選ばれた少なくとも１種類のガスと、フッ
素化モノシランガス（ＳｉＨm Ｆn ：ただしｍ＋ｎ＝
４）から選ばれた少なくとも１種類のガスとの混合ガス
を原料ガスとして供給することにより基板上に結晶質シ
リコン薄膜を形成することを特徴とする結晶質シリコン
薄膜の形成方法。 - 【請求項２】フッ素化モノシランガス（ＳｉＨm Ｆn ：
ただしｍ＋ｎ＝４）から選ばれた少なくとも１種類のガ
スの、原料ガス中における流量割合が、５％以上５０％
以下であることを特徴とする請求項１の結晶質シリコン
薄膜の形成方法。 - 【請求項３】第１の真空室で発生させるプラズマがアー
ク放電プラズマであり、該プラズマ流をシート状に変形
させた状態で結晶質シリコン薄膜を形成することを特徴
とする請求項１または２の結晶質シリコン薄膜の形成方
法。 - 【請求項４】第１の真空室でプラズマを発生させるため
に用いる放電ガスが、水素ガスと希ガスから選ばれた少
なくとも１種類のガスであることを特徴とする請求項１
〜３いずれか１項の結晶質シリコン薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293667A JPH07147245A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 結晶質シリコン薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293667A JPH07147245A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 結晶質シリコン薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147245A true JPH07147245A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17797695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5293667A Pending JPH07147245A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 結晶質シリコン薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07147245A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010071123A (ko) * | 1998-03-31 | 2001-07-28 | 모리시타 요이찌 | 액정표시장치용 ｔｆｔ 어레이기판과 그 제조방법 및그것을 이용한 액정표시장치와 그 제조방법 |
| US7384828B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, semiconductor device and method of their production |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP5293667A patent/JPH07147245A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010071123A (ko) * | 1998-03-31 | 2001-07-28 | 모리시타 요이찌 | 액정표시장치용 ｔｆｔ 어레이기판과 그 제조방법 및그것을 이용한 액정표시장치와 그 제조방법 |
| US7384828B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, semiconductor device and method of their production |
| JP2008166828A (ja) * | 2001-06-01 | 2008-07-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
| KR100881992B1 (ko) * | 2001-06-01 | 2009-02-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치 제조방법 |
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