JPH0766132A - Deposition of polycrystalline thin film - Google Patents

Deposition of polycrystalline thin film

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JPH0766132A
JPH0766132A JP20975493A JP20975493A JPH0766132A JP H0766132 A JPH0766132 A JP H0766132A JP 20975493 A JP20975493 A JP 20975493A JP 20975493 A JP20975493 A JP 20975493A JP H0766132 A JPH0766132 A JP H0766132A
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Abstract

PURPOSE:To deposit a polycrystalline thin film having good crystallinity positively and conveniently. CONSTITUTION:The method for depositing a polycrystalline thin film comprises a step for adhering crystallites at a constant distribution density onto the surface of an underlying layer 11, and a step for feeding a gas containing semiconductor particles onto the underlying layer adhered with crystallites and subjecting the gas to thermal decomposition or plasma decomposition at 500 deg.C or below thus depositing a semiconductor film 13 on the underlying layer using the crystallites as crystal nucleuses.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多結晶薄膜の形成方法に関し、より詳しくは、薄膜トランジスタやその他の半導体装置において形成される多結晶薄膜の形成方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a method for forming a polycrystalline thin film, and more particularly, to a method of forming a polycrystalline thin film to be formed in a thin film transistor or other semiconductor device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体装置には、その一部にアモルファスシリコン、ポリシリコン等の薄膜を有するものがある。 BACKGROUND OF THE INVENTION Semiconductor devices, those having an amorphous silicon thin film such as polysilicon in a part thereof. 例えば、液晶表示装置駆動のために設けられる薄膜トランジスタ(TFT(thin film transistor))の動作半導体層として、アモルファスシリコン、ポリシリコンが用いられている。 For example, the active semiconductor layer of the thin film transistor provided for the liquid crystal display device drive (TFT (thin film transistor)), amorphous silicon, poly-silicon is used. それらのシリコンは、大きな面積の石英、ガラス製の絶縁基板の上に均一に形成されることが要求される。 These silicon, quartz large area, be evenly formed on the glass insulating substrate is required. シリコン薄膜は、その下地層の結晶性に大きく依存するので、石英やガラス製の絶縁基板の上ではアモルファス状態又は多結晶シリコン状態となって形成される。 Silicon thin film, its because it depends largely on the crystallinity of the underlying layer, the on quartz or glass insulating substrate is formed in an amorphous state or a polycrystalline silicon condition.

【0003】ところで、TFTのトランジスタ特性は、 [0003] By the way, the transistor characteristics of the TFT,
動作半導体層としてグレインサイズが大きくてキャリアのモビリティーが大きな多結晶シリコンを適用した方が良好である。 Is better mobility of the carrier grain size is large as active semiconductor layer is applied a larger polycrystalline silicon is good. TFTの下地の材料としては、1000℃ As the material of the TFT of the underlying, 1000 ℃
程度まで加熱ができる石英基板、500℃程度まで加熱ができる耐熱ガラス基板、200℃が加熱上限となる低融点ガラス基板が考えられる。 Quartz substrate can heated to a degree, heat-resistant glass substrate may heat up to about 500 ° C., 200 ° C. Low melting point glass substrate is considered to be heating the upper limit.

【0004】また、シリコン膜は、一般に、SiH 4を反応ガスに使用して、熱CVD法或いはプラズマCVD法により成長される。 [0004] The silicon film is typically, using SiH 4 into the reaction gas, it is grown by thermal CVD or plasma CVD method. 熱CVD法によれば550℃以上の膜成長となり、またプラズマCVD法によれば、常温以上での膜成長となる。 According to the heat CVD method becomes 550 ° C. or more film growth, also according to the plasma CVD method, the film growth at room temperature or higher. いずれの成長方法を用いるとしても、シリコンの結晶性は成長温度で決まってしまう。 In using any of the growth method, the crystallinity of the silicon is thus determined by the growth temperature. 一般的に、シリコンは、550℃以下の温度で成長するとアモルファス化する一方、600℃以上の温度で多結晶化が進行する。 In general, silicon, while amorphous to grow at 550 ° C. temperature below the multi-crystallization proceeds at 600 ° C. or higher.

【0005】従って、熱CVD法により多結晶シリコン膜を形成する場合には、例えば石英基板1を用いてSiH 4 Accordingly, in the case of forming a polycrystalline silicon film by thermal CVD using, for example, quartz substrate 1 SiH 4
を600℃以上の温度で熱分解し、シリコンを成長する。 Pyrolyzed at 600 ° C. or higher temperatures, the growth of silicon. この場合温度が高いほと結晶性が良くなり、大きなグレインサイズが得られる。 In this case the temperature is high ho and crystallinity improved and large grain size is obtained. その成長過程は、図5(a), Its growth process, FIG. 5 (a), the
(b) に示すようにSiH 4のフラッシングによる絶縁基板1 insulating substrate by flashing of SiH 4 as shown in (b) 1
への核形成(nucleation)と、図5(c) に示すようにその核(nucleation site)2の周囲へのグレイン成長(de And nucleation of the (nucleation), grain growth to its nuclear (nucleation site) 2 around as shown in FIG. 5 (c) (de
position)による膜の形成の2段階により膜形成が行われる。 Film formation is performed by a two-step formation of the film by position). 核形成工程は極めて重要であり、平滑な絶縁基板1の上では通常存在しない核2をこれにより形成させる。 Nucleation step is very important, thereby to form a core 2 which is not normally present on a smooth insulating substrate 1. なお、グレイン成長のために図5(d) に示すように長時間アニールも用いられることもある。 Incidentally, sometimes be prolonged annealing also used as shown in FIG. 5 (d) for the grain growth. これにより得られるグレインサイズの大きさは数百nm〜数nm程度である。 Thus the size of the resulting grain size is about several hundreds nm~ number nm.

【0006】一方、プラズマCVD法による場合には、 [0006] On the other hand, in the case of the plasma CVD method,
例えば図6(a),(b) に示すようにガラス基板4を用いて400℃の温度下でSiH 4を分解してその上にアモルファスシリコン膜5を成長した後に、これを多結晶化して図6(c) に示すような多結晶シリコン膜6を形成する。 For example FIG. 6 (a), after growing the amorphous silicon film 5 thereon to decompose SiH 4 at a temperature of 400 ° C. using a glass substrate 4 (b), the polycrystallized this forming a polycrystalline silicon film 6 as shown in FIG. 6 (c). 多結晶化の方法としては、アモルファスシリコン膜5の形成後に、紫外線エネルギー又は熱エネルギーを与える方法がある。 As a method for polycrystalline, after formation of the amorphous silicon film 5, there is a method of providing ultraviolet energy or heat energy. そのエネルギーを与える方法としては、例えばランプアニール、レーザアニール、エキシマレーザアニールがある。 As a method of giving the energy, for example a lamp annealing, laser annealing, there is an excimer laser annealing. レーザアニールを用いる場合には、図6 In the case of using a laser annealing, FIG. 6
(d) に示すように、レーザをアモルファスシリコン膜5 (D), the amorphous silicon film a laser 5
の表面に沿ってスキャンさせながらその膜を融解して固化させるという一種の液相エピタキシャル成長的な方法により結晶性の向上が図れる。 Surface is caused by a type of liquid phase epitaxial growth method of solidifying and melting the film while it is possible to improve the crystallinity scan along a line. これにより得られるグレインサイズの大きさは数μm〜数十μm程度である。 Thus the size of the resulting grain size is several μm~ several tens μm approximately.

【0007】なお、図6(d) において符号5aは再結晶化部、5bは融解部を示している。 [0007] Reference numeral 5a in Fig. 6 (d) is recrystallized portion, 5b represents the melting unit.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、TFTを用いる液晶表示装置の低コスト化、製造容易性からみれば、 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the cost of the liquid crystal display device using a TFT, as viewed from the manufacturability,
温度500℃程度以下のプロセスで、結晶性の良いシリコン薄膜を得ることが望まれるので、これにより膜成長方法や材料が制約される。 At a temperature 500 ° C. of about the following process, since it is desired to obtain a good silicon thin film crystallinity, thereby film growth methods and materials is limited. また、低温で膜を成長した後に、レーザビーム等により結晶性を良くする方法では、 Further, after growing the film at a low temperature, in the method to improve the crystallinity by the laser beam or the like,
スループットが低く、製造コストが上昇してしまうので、実用的な方法とはいえない。 Throughput is low, since the manufacturing cost is increased, not be a practical method.

【0009】本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、簡便でしかも確実に結晶性の良い膜を得る薄膜の多結晶薄膜の形成方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such problems, and an object thereof is to provide a simple, yet a method for preparation of polycrystalline thin film to obtain a reliably good crystallinity film.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1 Means for Solving the Problems The problems described above, FIG. 1
(a) 〜図1(c) に例示するように、下地の表面に結晶性微粒子12を一定の分布密度で付着させる工程と、前記結晶性微粒子12が付着された前記下地の上に半導体含有ガスを供給し、該半導体含有ガスを500℃又はそれ以下の温度下で熱分解又はプラズマ分解させ、前記結晶性微粒子12を結晶核にして前記下地の上に半導体膜1 (A) As illustrated in to FIG. 1 (c), a step of attaching the crystalline particles 12 on the surface of the underlying at a constant distribution density, semiconductor-containing on the underlying to the crystalline particles 12 is attached gas supply, the semiconductor film 1 on the said semiconductor-containing gas is thermally decomposed or plasma decomposition at a temperature of 500 ° C. or lower, said base and said crystalline particles 12 to the crystal nuclei
3を形成する工程とを有することを特徴とする多結晶薄膜の形成方法により達成する。 Achieved by a method for preparation of polycrystalline thin film characterized by a step of forming a 3.

【0011】または、図1(d) に例示するように、前記半導体膜13を形成した後に、前記半導体膜13を50 [0011] Alternatively, as illustrated in FIG. 1 (d), after forming the semiconductor film 13, the semiconductor film 13 50
0℃以下の温度でアニールする工程を有することを特徴とする多結晶薄膜の形成方法により達成する。 Achieved by a method of forming the polycrystalline thin film characterized by having a step of annealing at 0 ℃ or lower. または、 Or,
図1又は図4に例示するように、前記下地は、ガラス基板11又はアモルファス層が形成された半導体基板であることを特徴とする多結晶薄膜の形成方法により達成する。 As illustrated in FIG. 1 or 4, wherein the base is achieved by a method of forming the polycrystalline thin film which is a semiconductor substrate a glass substrate 11 or the amorphous layer is formed.

【0012】または、前記半導体膜13の形成の前に、 [0012] or, prior to formation of the semiconductor film 13,
水素プラズマ処理をすることによって前記微粒子12の活性度を高める工程を有することを特徴とする多結晶薄膜の形成方法により達成する。 Achieved by a method of forming the polycrystalline thin film characterized by having a step of increasing the activity of the fine particles 12 by the hydrogen plasma treatment. または、前記半導体含有ガスは、シラン系のガスであり、前記半導体膜は、シリコン膜であることを特徴とする多結晶薄膜の形成方法により達成する。 Alternatively, the semiconductor-containing gas is a silane-based gas, the semiconductor film is achieved by a method of forming the polycrystalline thin film which is a silicon film.

【0013】 [0013]

【作 用】本発明において、ガラス基板のような下地の表面に結晶性微粒子を一定の分布で付着させ、これを結晶核にして下地の上に半導体膜を形成している。 11. work for the present invention, the surface of the base, such as a glass substrate deposited crystalline particles at a constant distribution, which was the crystal nuclei to form a semiconductor film on the base. この方法は、下地の表面に核形成を人為的に事前に行わせる、 This method artificially causing performed beforehand nucleation on the surface of the base,
ということを主眼とし、結晶性微粒子を結晶核としている。 And focus that are the crystalline particles and crystal nuclei.

【0014】これによれば、ガラス基板のような無定型かつ平滑な表面にも結晶核が容易に形成されるので、熱やプラズマにより分解された半導体含有ガスを結晶核となる微粒子に供給し、その結晶核を中心として固相エピタキシー的に半導体を成長させてグレインサイズの大きな結晶性の良い半導体膜を形成している。 According to this, since the amorphous and smooth on the surface crystal nuclei such as a glass substrate is easily formed, the semiconductor-containing gas is decomposed by heat or plasma supplied to fine particles of a crystal nucleus to form large crystals having good semiconductor film grain size crystal nuclei solid epitaxy to the semiconductor is grown around the. このとき、半導体膜は、微粒子の存在密度に対応した結晶性を示し、 In this case, the semiconductor film exhibits crystallinity which corresponds to the density of the microparticles,
その密度が小さいほどグレインサイズは大きくなる。 The higher the density is smaller grain size increases.

【0015】 [0015]

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 EXAMPLES Then, explained based on the embodiment of the present invention with reference to the drawings hereinafter. (第1実施例)図1は、本発明の多結晶薄膜形成方法の第1実施例を示す断面図である。 (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a polycrystalline thin film forming method of the present invention. まず、図1(a),図1 First, FIG. 1 (a), 1
(b) に示すように、例えばTFTの下地としてガラス基板11の上に結晶性の微粒子12を付着させる。 (B), the example to deposit a crystalline microparticles 12 on a glass substrate 11 as a base of the TFT.

【0016】その微粒子12の付着にはいくつかの方法がある。 [0016] The adhesion of the particles 12 There are a number of ways. 例えば、アルコール等の液中に微粒子12を分散させた溶液を用い、この溶液中にガラス基板11を浸漬し、このガラス基板11を引き上げてから窒素等の気体を吹きつけてその表面を乾燥させる方法や、或いは、 For example, using a solution prepared by dispersing fine particles 12 in the liquid such as alcohol, the solution glass substrate 11 was immersed in, the surface is dried by blowing gas such as nitrogen from raising the glass substrate 11 methods and, or,
その微粒子12を含有する溶液をスピンコーティング法によりガラス基板11の上に塗布するとともに、アルコール分を揮発乾燥させる方法である。 The solution containing the fine particles 12 with coating on the glass substrate 11 by a spin coating method, a method of evaporating dry the alcohol content. スピンコーティング法による場合には、その微粒子12の付着密度は、アルコール中の分散量やスピンコーティングの回転数等によって決まるので、任意の値を選ぶことができる。 When the spin coating method, deposition density of the particles 12, so determined by the number of revolutions of the dispersion amount or spin coating in alcohol, it is possible to choose any value.

【0017】ところで、微粒子としては10nm以下の直径のものを使用し、例えばシリコン微粒子、炭化シリコン微粒子、ダイヤモンド微粒子がある。 [0017] Meanwhile, as the fine particles using the following diameter 10 nm, for example, silicon particles, silicon carbide particles, there is a diamond particle. それらは、CV They, CV
D法により製造され、製造時点では結晶化し、それらの微粒子自体がある結晶方位を持っている。 Produced by Process D, at the point of manufacture to have crystal orientation crystallized with their particle itself. 例えば炭化シリコンはβ結晶化している。 For example, silicon carbide has β crystallized. それらの微粒子は工業的にも利用されているので、入手は容易である。 Because their fine particles are used in industrial, availability is easy. なお、微粒子を溶液中に均一に分散させるには、超音波振動による攪拌が効果的である。 Incidentally, in order to uniformly disperse the solution in fine particles, stirring by ultrasonic vibration it is effective.

【0018】このように、ガラス基板11の表面に微粒子をランダムに付着させた後に、SiH 4 ,Si 2 H 6 ,Si 3 H 8等のシラン系ガスを用いてプラズマCVD法により500℃ [0018] Thus, after depositing the fine particles randomly on the surface of the glass substrate 11, 500 ° C. by a plasma CVD method using SiH 4, Si 2 H 6, Si 3 silane-based gas such as H 8
以下の温度、例えば400℃でシリコンをガラス基板1 The following temperature, for example, a glass substrate 1 of silicon at 400 ° C.
1の上に成長して、図1(c)に示すように多結晶シリコン膜13を形成する。 Grown on a 1, a polycrystalline silicon film 13 as shown in Figure 1 (c). この多結晶シリコン膜13の成長の際には、シリコン、炭化シリコン、ダイヤモンド等の微粒子12が結晶核となり、シラン系ガスを用いる場合にはシリコンが結晶核を中心に固相エピタキシー的に成長し、微粒子の存在密度に対応した結晶を示すようになる。 During growth of the polycrystalline silicon film 13, silicon, silicon carbide, particles 12 become crystal nuclei, such as diamond, grown solid phase epitaxy to the silicon around the crystal nuclei in the case of using a silane gas , it exhibits a crystal corresponding to the density of the microparticles.

【0019】ガラス基板11の表面のように無定型かつ平滑な面には、一般的に、一切の核形成中心は存在しないので、核形成の処理なしでは結晶化しない。 [0019] amorphous and smooth surface like a surface of the glass substrate 11 is generally because there is no nucleation centers, without the process of nucleation does not crystallize. SiH 4によるフラッシングによってガラス基板11の上にシリコンの微細なパウダーを形成する方法により核形成はできるが、その結晶性や密度の関係によりグレインサイズの大きな多結晶シリコンが得られない。 Although nucleation can by a method of forming a silicon fine powder on a glass substrate 11 by flushing with SiH 4, it can not be obtained a large polysilicon grain size by the relationship of its crystallinity and density. その微細なパウダーの粒子は Particles of the fine powder nm程度である。 It is about nm.

【0020】これに対し、本実施例では、直径10nm程度の結晶方位を有する微粒子12をガラス基板11の上に形成しているので、その微粒子12を中心に結晶が成長して大きなグレインサイズの多結晶シリコンが成長できる。 [0020] In contrast, in this embodiment, the fine particles 12 having a crystal orientation having a diameter of about 10nm because it formed on the glass substrate 11, a large grain size and crystal growth around its particulates 12 polycrystalline silicon can be grown. 微粒子12はガラス基板11の上にランダムに多数個分散され、図2に示すように、微粒子12のサイズは10nmレベルであると数十nm〜数百nmのシリコンのグレイン14が形成され、この場合には、特に表面の凹凸が生じることはない。 Particles 12 are large number randomly distributed on a glass substrate 11, as shown in FIG. 2, the size of the fine particles 12 are located when the tens nm~ several hundreds of nm of silicon grains 14 formed at the 10nm level, case, no particular unevenness of the surface occurs.

【0021】微粒子12の密度とグレインサイズとの関係を示すと、図3のように、微粒子12同士の間隔が広くなって粒子密度が小さくなるほど、グレイン14のサイズが大きくなる。 [0021] shows the relationship between the density of the particles 12 and grain size, as shown in FIG. 3, as the particle density becomes wider spacing of the fine particles 12 with each other is reduced, the size of the grains 14 is increased. 例えば微粒子12が直径10nm〜3 For example, the fine particles 12 having a diameter 10nm~3
0nmであって、微粒子同士の間隔が0.1μm〜0.3 A 0nm, interval of fine particles is 0.1μm~0.3
μmの場合に、直径50〜100nmのグレインサイズの多結晶シリコン膜が得られる。 In the case of [mu] m, the resulting polycrystalline silicon film grain size diameter 50 to 100 nm. なお、直径10nm〜30 It should be noted that the diameter 10nm~30
nmの微粒子としては、例えばβ結晶型炭化シリコンパウダー(住友セメント(株) 製造)がある。 The nm fine particles, there are for example β crystal type silicon carbide powder (Sumitomo Cement Co. production).

【0022】そのグレインサイズは、結晶性の微粒子1 [0022] The grain size, crystalline particles 1
2のサイズと平均間隔、膜厚の関数となる。 Average distance between second size is a function of the film thickness. 結晶化は横方向の方が進み易いので、微粒子12同士の間隔がそのサイズの10倍程度ある場合に、膜厚が微粒子12と同程度であっても、平面形状は10倍程度のグレインサイズになる。 Since crystallization is likely progressed towards the lateral, when the distance between the particles 12 to each other is 10 times that size, thickness even comparable fine particles 12, the planar shape of about 10 times the grain size become. なお、多結晶シリコン膜13を形成した後に、図1(d) に示すように、多結晶シリコン膜13を5 Incidentally, after forming a polycrystalline silicon film 13, as shown in FIG. 1 (d), the polycrystalline silicon film 13 5
00℃以下の温度、例えば400℃でアニールを行うと結晶性がさらに向上する。 00 ° C. temperature below the crystalline and annealing is further improved, for example, 400 ° C.. また、シリコン膜13の形成の前に、ガラス基板11の表面を水素プラズマ処理することにより、前記微粒子12の活性度を高めて結晶性を向上させてもよい。 Further, before the formation of the silicon film 13, by hydrogen plasma treatment of the surface of the glass substrate 11 may be improved in crystallinity by increasing the activity of the fine particles 12. (第2実施例)前記した実施例では、微粒子12が付着したガラス基板11の上にプラズマCVD法により多結晶シリコン膜13を形成しているが、そのシリコン成長は熱CVD法であってもよい。 (Second Embodiment) aforementioned embodiment, although a polycrystalline silicon film 13 on the glass substrate 11 in which fine particles 12 are adhered by a plasma CVD method, the silicon growth even thermal CVD method good. 熱CVD法による場合に、500℃以下の低温でシラン系ガスを熱分解させて多結晶シリコンを成長したところ、そのグレインサイズは第1実施例とほぼ同様の結果が得られた。 If by the thermal CVD method, where the silane-based gas at a low temperature below 500 ℃ was grown polycrystalline silicon is thermally decomposed, the grain size is almost the same results were obtained with the first embodiment. (第3実施例)上記した実施例では、ガラス基板11の上に多数の結晶性の微粒子12を付着させ、さらにその上に多結晶シリコン膜13を形成しているが、その微粒子12を形成する前に、図4(a),図4(b) に示すようにガラス基板11の上にアモルファスシリコン膜15を形成しておけば、図4(c) に示すようなシリコン、炭化シリコン、ダイヤモンド等の微粒子12の付着が容易になる。 (Third Embodiment) In the above example, a number of crystalline particles 12 is deposited on a glass substrate 11, although a polycrystalline silicon film 13 further formed thereon, forming the microparticles 12 before, FIG. 4 (a), the by forming an amorphous silicon film 15 on the glass substrate 11 as shown in FIG. 4 (b), the silicon as shown in FIG. 4 (c), silicon carbide, adhesion of fine particles 12 such as diamond is facilitated. この後に図4(d) に示すように、プラズマCVD法や熱CVD法によって多結晶シリコン膜13を形成すると、第1実施例と同様なグレインサイズが得られる。 As shown in FIG. 4 (d) Thereafter, to form a polycrystalline silicon film 13 by a plasma CVD method or a thermal CVD method, grain size similar to the first embodiment can be obtained.

【0023】ところで、微粒子や多結晶シリコン膜を形成する下地の材料はガラスに限るものではない。 [0023] By the way, the material of the base to form fine particles or polycrystalline silicon film is not limited to the glass. 例えば、ダウンゲート型のTFTの製造の際には、ゲート絶縁膜の上に微粒子を付着させた後に、その上に上記したグレインサイズの大きな多結晶シリコン膜を形成し、これを動作半導体層として使用することになる。 For example, in the preparation of the down gate type TFT, after depositing the fine particles on the gate insulating film, forming a large polycrystalline silicon film grain size mentioned above thereon, this as active semiconductor layer It will be used. また、アップゲート型のTFTの製造の際には、ソース/ドレイン電極となる導電膜の上に微粒子を付着させた後に、上記したグレインサイズの大きな多結晶シリコン膜を形成する。 Further, in the production of up gate type TFT, after depositing the fine particles on the conductive film to be the source / drain electrodes, forming large polycrystalline silicon film grain size described above.

【0024】さらに、多結晶シリコン膜13の下地は、 [0024] In addition, the base of the polycrystalline silicon film 13,
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、その他の絶縁層であってもよい。 Silicon oxide film, a silicon nitride film, may be another insulating layer.

【0025】 [0025]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガラス基板のような下地の表面に結晶性微粒子を一定の分布で付着させ、これを結晶核にして下地の上に半導体膜を形成している。 According to the present invention as described above, according to the present invention, the surface of the base, such as a glass substrate deposited crystalline particles at a constant distribution, forming a semiconductor film on the base in the crystal nuclei this doing. これによれば、ガラス基板のような無定型かつ平滑な表面にも結晶核が容易に形成されるので、 According to this, the crystal nuclei are formed easily in amorphous and smooth surface such as a glass substrate,
熱やプラズマにより分解された半導体含有ガスを結晶核である微粒子に供給することにより、その結晶核を中心として半導体が固相エピタキシー的に成長され、グレインサイズの大きな結晶性の良い半導体膜が形成できる。 By supplying the semiconductor-containing gas is decomposed by heat or plasma particles are crystalline nuclei, semiconductor is a solid phase epitaxy to grow around the crystal nuclei, large crystals of good semiconductor film grain size formed it can.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施例の工程を示す断面図である。 1 is a cross-sectional view showing a step of the first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の工程により形成されたシリコン膜の結晶状態を示す断面図である。 2 is a sectional view showing a crystalline state of the silicon film formed by the process of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例において、微粒子密度の相違によるシリコン膜の結晶性の相違を示す断面図である。 In a first embodiment of the present invention; FIG is a sectional view showing the crystallinity of the difference in the silicon film due to the difference in particle density.

【図4】本発明の第3実施例の工程を示す断面図である。 4 is a sectional view showing a third embodiment of the process of the present invention.

【図5】従来のシリコン膜の第1の形成方法を示す断面図である。 5 is a cross-sectional view showing a first conventional method of forming a silicon film.

【図6】従来のシリコン膜の第2の形成方法を示す断面図である。 6 is a sectional view showing a second conventional method of forming a silicon film.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11 ガラス基板(下地) 12 微粒子(結晶性微粒子) 13 多結晶シリコン膜(半導体膜) 14 グレイン 15 アモルファスシリコン膜(下地) 11 glass substrate (base) 12 microparticles (crystalline particle) 13 polycrystalline silicon film (semiconductor film) 14 grain 15 amorphous silicon film (underlying)

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【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成5年8月25日 [Filing date] 1993 August 25,

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0019 [Correction target item name] 0019

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0019】ガラス基板11の表面のように無定型かつ平滑な面には、一般的に、一切の核形成中心は存在しないので、核形成の処理なしでは結晶化しない。 [0019] amorphous and smooth surface like a surface of the glass substrate 11 is generally because there is no nucleation centers, without the process of nucleation does not crystallize. SiH 4によるフラッシングによってガラス基板11の上にシリコンの微細なパウダーを形成する方法により核形成はできるが、その結晶性や密度の関係によりグレインサイズの大きな多結晶シリコンが得られない。 Although nucleation can by a method of forming a silicon fine powder on a glass substrate 11 by flushing with SiH 4, it can not be obtained a large polysilicon grain size by the relationship of its crystallinity and density. その微細なパウダーの粒子は数十nm〜数百nm程度である。 Particles of the fine powder is several tens nm~ several hundred nm.

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】下地の表面に結晶性微粒子を一定の分布密度で付着させる工程と、 前記結晶性微粒子が付着された前記下地の上に半導体含有ガスを供給し、該半導体含有ガスを500℃又はそれ以下の温度下で熱分解又はプラズマ分解させ、前記結晶性微粒子を結晶核にして前記下地の上に半導体膜を形成する工程とを有することを特徴とする多結晶薄膜の形成方法。 And 1. A process for depositing a crystalline microparticles on the surface of the underlying at a constant distribution density, the semiconductor-containing gas is supplied on the base of the crystalline particles is deposited, the semiconductor-containing gas 500 ° C. or it is thermally decomposed or plasma decomposition at a temperature below, the method of forming the polycrystalline thin film characterized by having a step of forming a semiconductor film on the underlayer by the crystalline particles into crystalline nuclei.
  2. 【請求項2】前記半導体膜を形成した後に、前記半導体膜を500℃以下の温度でアニールする工程を有することを特徴とする請求項1記載の多結晶薄膜の形成方法。 After wherein the formation of the semiconductor film, the method of forming a polycrystalline thin film according to claim 1, characterized in that it comprises a step of forming a semiconductor film annealed at 500 ° C. or lower.
  3. 【請求項3】前記下地は、ガラス基板又はアモルファス層が形成された半導体基板であることを特徴とする請求項1記載の多結晶薄膜の形成方法。 Wherein the underlying method for forming a polycrystalline thin film according to claim 1, characterized in that the semiconductor substrate a glass substrate or an amorphous layer is formed.
  4. 【請求項4】前記半導体膜の形成の前に、水素プラズマ処理をすることによって前記微粒子の活性度を高める工程を有することを特徴とする請求項1記載の多結晶薄膜の形成方法。 4. A prior to formation of the semiconductor film, the method of forming the polycrystalline thin film according to claim 1, further comprising a step of increasing the activity of the fine particles by a hydrogen plasma treatment.
  5. 【請求項5】前記半導体含有ガスは、シラン系ガスであり、前記半導体膜は、シリコン膜であることを特徴とする請求項1記載の多結晶薄膜の形成方法。 Wherein said semiconductor-containing gas is a silane-based gas, the semiconductor film, the method of forming the polycrystalline thin film according to claim 1, characterized in that it is a silicon film.
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