JPH0781919A - 多結晶シリコン膜およびその製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン膜およびその製造方法Info
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- JPH0781919A JPH0781919A JP6951194A JP6951194A JPH0781919A JP H0781919 A JPH0781919 A JP H0781919A JP 6951194 A JP6951194 A JP 6951194A JP 6951194 A JP6951194 A JP 6951194A JP H0781919 A JPH0781919 A JP H0781919A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】可撓性基体、プラスチック基体または融点が２
９０℃以下の基体上に形成された多結晶シリコン膜およ
び、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数の超短波
を用いて、水素化シリコンガスを含むガスをプラズマ分
解することにより多結晶シリコン膜を製造する方法。 【効果】本発明によると、融点の低い材料の上にも、多
結晶シリコン膜を作製できるので、安価な耐熱性の低い
プラスチック材料を基体として使用することができ、安
価な太陽電池、薄膜トランジスタやイメージセンサなど
を提供することができる。また、耐熱性の高い基体を用
いる場合においても、基体の温度を低く保ちつつ膜を形
成することができるため、熱膨張率の差や熱収縮などに
よる歪みや膜の剥離という問題を生じにくくすることが
できる。
９０℃以下の基体上に形成された多結晶シリコン膜およ
び、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数の超短波
を用いて、水素化シリコンガスを含むガスをプラズマ分
解することにより多結晶シリコン膜を製造する方法。 【効果】本発明によると、融点の低い材料の上にも、多
結晶シリコン膜を作製できるので、安価な耐熱性の低い
プラスチック材料を基体として使用することができ、安
価な太陽電池、薄膜トランジスタやイメージセンサなど
を提供することができる。また、耐熱性の高い基体を用
いる場合においても、基体の温度を低く保ちつつ膜を形
成することができるため、熱膨張率の差や熱収縮などに
よる歪みや膜の剥離という問題を生じにくくすることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、基体上に形成され
て、太陽電池、薄膜トランジスタなどとして使用される
多結晶シリコン薄膜およびその製造方法に関するもので
ある。
て、太陽電池、薄膜トランジスタなどとして使用される
多結晶シリコン薄膜およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン薄膜を製造する方法とし
ては、３００℃以下の温度に保たれた基体上に形成され
たアモルファスシリコン膜を６００℃以上の高温で熱処
理することにより結晶化させる固相成長法が知られてい
るが、この方法には６００℃という高い温度に耐える基
体しか用いることができないという問題点がある。
ては、３００℃以下の温度に保たれた基体上に形成され
たアモルファスシリコン膜を６００℃以上の高温で熱処
理することにより結晶化させる固相成長法が知られてい
るが、この方法には６００℃という高い温度に耐える基
体しか用いることができないという問題点がある。
【０００３】また、さらに低い温度に保たれた基体上
に、多結晶シリコンを製造する方法としては、例えば、
H.Kakinumaらによる“Journal of Applied Physics Vo
l. 70 (1991) 7374“に記載された方法が知られてい
る。この方法は、１３．５６ＭＨｚの高周波を用いて、
ＳｉＨ4 ガスとＳｉＦ4 ガスとＨ2 ガスをプラズマ分解
し、３００℃に加熱されたガラス基板上に多結晶シリコ
ン膜を形成するというものである。
に、多結晶シリコンを製造する方法としては、例えば、
H.Kakinumaらによる“Journal of Applied Physics Vo
l. 70 (1991) 7374“に記載された方法が知られてい
る。この方法は、１３．５６ＭＨｚの高周波を用いて、
ＳｉＨ4 ガスとＳｉＦ4 ガスとＨ2 ガスをプラズマ分解
し、３００℃に加熱されたガラス基板上に多結晶シリコ
ン膜を形成するというものである。
【０００４】しかしながら、この方法においても、多結
晶シリコン膜を得るためには基体温度を３００℃以上と
高くしなければならず、それ以上の耐熱性のない基体が
使えないという問題点がある。耐熱性が３００℃以上あ
る基体においても基体温度を高くすると歪みが入ったり
多結晶シリコン膜との熱膨張係数の差による変形がおき
やすくなるため、基体温度を低くすることが望まれてい
る。
晶シリコン膜を得るためには基体温度を３００℃以上と
高くしなければならず、それ以上の耐熱性のない基体が
使えないという問題点がある。耐熱性が３００℃以上あ
る基体においても基体温度を高くすると歪みが入ったり
多結晶シリコン膜との熱膨張係数の差による変形がおき
やすくなるため、基体温度を低くすることが望まれてい
る。
【０００５】一方、融点の低い材料や、プラスチック材
料には、低い温度で任意の形に成型することができるた
め、加工コストが低いという長所があり、更にプラスチ
ック材料には、重量が軽くできるという長所があるた
め、これらの材料の上に高品質の多結晶シリコン膜を形
成することが望まれる。
料には、低い温度で任意の形に成型することができるた
め、加工コストが低いという長所があり、更にプラスチ
ック材料には、重量が軽くできるという長所があるた
め、これらの材料の上に高品質の多結晶シリコン膜を形
成することが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、融点
の低い基体上やプラスチック材料上に形成される多結晶
シリコン膜とその製造方法を提供することにある。
の低い基体上やプラスチック材料上に形成される多結晶
シリコン膜とその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は以下の構
成および製造方法により達成される。
成および製造方法により達成される。
【０００８】すなわち、可撓性基体上、プラスチック基
体上または、融点が２９０℃未満の基体上に形成された
多結晶シリコン膜および、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ
以下の周波数の超短波を用いて、水素化シリコンガスを
含むガスをプラズマ分解することにより、基体上に多結
晶シリコン膜を形成することを特徴とする多結晶シリコ
ン膜の製造方法である。
体上または、融点が２９０℃未満の基体上に形成された
多結晶シリコン膜および、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ
以下の周波数の超短波を用いて、水素化シリコンガスを
含むガスをプラズマ分解することにより、基体上に多結
晶シリコン膜を形成することを特徴とする多結晶シリコ
ン膜の製造方法である。
【０００９】まず、多結晶シリコン膜について説明す
る。
る。
【００１０】多結晶シリコン膜とは、通常、膜厚が０．
１μｍ以上で、膜の任意の断面を透過型電子顕微鏡で基
体と膜界面から膜最表面までを含む視野で観察した場合
に、その断面積の６０％以上が、膜厚の８０％以上もし
くは粒径０．２μｍ以上の結晶からなるものである。
１μｍ以上で、膜の任意の断面を透過型電子顕微鏡で基
体と膜界面から膜最表面までを含む視野で観察した場合
に、その断面積の６０％以上が、膜厚の８０％以上もし
くは粒径０．２μｍ以上の結晶からなるものである。
【００１１】多結晶シリコン膜は、電子移動度が、０．
５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。電子移動
度が、０．５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ未満になると、薄膜トラン
ジスタに用いた場合、高速動作しなくなるので、１０イ
ンチ以上の大型ディスプレイ用としては、実用的でな
い。さらに好ましくは、１０ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ以上であ
る。電子移動度は、薄膜トランジスタのゲート電圧に対
するドレイン電流の傾きから求めることができる。
５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。電子移動
度が、０．５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ未満になると、薄膜トラン
ジスタに用いた場合、高速動作しなくなるので、１０イ
ンチ以上の大型ディスプレイ用としては、実用的でな
い。さらに好ましくは、１０ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ以上であ
る。電子移動度は、薄膜トランジスタのゲート電圧に対
するドレイン電流の傾きから求めることができる。
【００１２】次に、本発明にかかる多結晶シリコン膜の
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
【００１３】すなわち、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以
下の周波数の超短波を用いて、水素化シリコンガスを含
むガスをプラズマ分解することにより、基体上に多結晶
シリコン膜を形成する方法である。
下の周波数の超短波を用いて、水素化シリコンガスを含
むガスをプラズマ分解することにより、基体上に多結晶
シリコン膜を形成する方法である。
【００１４】ここで、プラズマ分解に用いる電源の周波
数が、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下であることが重
要である。３０ＭＨｚ未満の周波数の高周波を電源に用
いて膜形成を行った場合、基体温度が２９０℃未満で
は、膜が結晶化しにくくなり、多結晶膜ができにくくな
る。３００ＭＨｚを越える周波数の超短波を電源に用い
た場合、電極と電源の整合が、困難になったり、大面積
に均一の厚みの膜を形成するのが困難になったりする。
さらには、５５ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の周波数の
超短波を用いるのがより好ましい。
数が、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下であることが重
要である。３０ＭＨｚ未満の周波数の高周波を電源に用
いて膜形成を行った場合、基体温度が２９０℃未満で
は、膜が結晶化しにくくなり、多結晶膜ができにくくな
る。３００ＭＨｚを越える周波数の超短波を電源に用い
た場合、電極と電源の整合が、困難になったり、大面積
に均一の厚みの膜を形成するのが困難になったりする。
さらには、５５ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の周波数の
超短波を用いるのがより好ましい。
【００１５】３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数
の超短波を用いることによって、基体の温度を２９０℃
以下に保っておいても、電子移動度の高い、高品質の多
結晶シリコン膜をその基体上に形成できる。そのためプ
ラスチック材料などの融点が低いなどの理由で耐熱性が
低い材料基体上にも、高品質の多結晶シリコン膜を形成
することができる。具体的には、融点が２９０℃以下の
基体、さらには融点が２４０℃以下の基体上にも、容易
に電子移動度の高い膜を形成することができる。融点の
低い材料は、低い温度で任意の形に成型することができ
るため、加工コストが低いという長所がある。
の超短波を用いることによって、基体の温度を２９０℃
以下に保っておいても、電子移動度の高い、高品質の多
結晶シリコン膜をその基体上に形成できる。そのためプ
ラスチック材料などの融点が低いなどの理由で耐熱性が
低い材料基体上にも、高品質の多結晶シリコン膜を形成
することができる。具体的には、融点が２９０℃以下の
基体、さらには融点が２４０℃以下の基体上にも、容易
に電子移動度の高い膜を形成することができる。融点の
低い材料は、低い温度で任意の形に成型することができ
るため、加工コストが低いという長所がある。
【００１６】もちろん、本発明にかかる製造方法は、融
点が２９０℃以下の基体のみならず、融点が２９０℃を
越える基体上に多結晶シリコン膜を形成する場合にも好
ましく適用される。そのような基体においても、基体の
温度を低くすることによって、基体の歪みによる変形
や、多結晶シリコン膜との熱膨脹係数の差による変形を
防ぐことができる。
点が２９０℃以下の基体のみならず、融点が２９０℃を
越える基体上に多結晶シリコン膜を形成する場合にも好
ましく適用される。そのような基体においても、基体の
温度を低くすることによって、基体の歪みによる変形
や、多結晶シリコン膜との熱膨脹係数の差による変形を
防ぐことができる。
【００１７】基体としては、プラスチック材料、金属材
料、セラミックス材料、珪酸ガラス、石英、シリコンな
どを用いることができる。これらのうち、可撓性基体と
して、プラスチック材料、金属材料、一部のセラミック
ス材料などを用いることができる。
料、セラミックス材料、珪酸ガラス、石英、シリコンな
どを用いることができる。これらのうち、可撓性基体と
して、プラスチック材料、金属材料、一部のセラミック
ス材料などを用いることができる。
【００１８】珪酸ガラスとしては、ナトリウムを含まな
いバリウム硼珪酸ガラスやアルミニウム硼珪酸ガラスが
採用できる。ナトリウムを含む珪酸ガラスの場合は、ナ
トリウムの溶出を防ぐための酸化珪素膜などのバリア層
が表面にコーティングされているものが好ましい。
いバリウム硼珪酸ガラスやアルミニウム硼珪酸ガラスが
採用できる。ナトリウムを含む珪酸ガラスの場合は、ナ
トリウムの溶出を防ぐための酸化珪素膜などのバリア層
が表面にコーティングされているものが好ましい。
【００１９】可撓性基体としては、上記の通り、プラス
チック材料、金属材料、一部のセラミックス材料などを
用いることができるが、具体的には、厚みの薄い板状も
しくはフィルム状に成型されたセラミックス材料、金属
材料やプラスチック材料などがある。可撓性基体は、ロ
ール状に巻くことができるため、この上に膜形成を行う
場合、長尺基体走行系を備えた膜形成装置を用いての製
造が可能となり、生産性を高くできるという長所があ
る。また、搬送が容易であったり、曲面をもった製品に
加工することができるという長所がある。さらに、可撓
性基体としてプラスチック材料を用いた場合は、基体の
面積当たりの重さをセラミックス材料や金属材料より軽
くすることが可能となるため、多結晶シリコン製品を軽
量化できたり、膜形成装置を簡略化できたりするという
長所がある。
チック材料、金属材料、一部のセラミックス材料などを
用いることができるが、具体的には、厚みの薄い板状も
しくはフィルム状に成型されたセラミックス材料、金属
材料やプラスチック材料などがある。可撓性基体は、ロ
ール状に巻くことができるため、この上に膜形成を行う
場合、長尺基体走行系を備えた膜形成装置を用いての製
造が可能となり、生産性を高くできるという長所があ
る。また、搬送が容易であったり、曲面をもった製品に
加工することができるという長所がある。さらに、可撓
性基体としてプラスチック材料を用いた場合は、基体の
面積当たりの重さをセラミックス材料や金属材料より軽
くすることが可能となるため、多結晶シリコン製品を軽
量化できたり、膜形成装置を簡略化できたりするという
長所がある。
【００２０】該プラスチック材料としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナ
フタレートなどのポリエステル類、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン類、ポリフェニレンスルフィドなどの
ポリアリレンスルフィド類、ポリアミド類、芳香族ポリ
アミド類、ポリエーテルケトン類およびポリイミド類な
どを用いることができる。これらのうち、融点が２９０
℃以下のものとしては、ポリエチレンテレフタレート、
アセテート、ポリプロピレンスルフィドなどがあり、融
点が２４０℃以下のものとしては、ポリカーボネート、
ポリスチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニルなどがある。また、これらをフィルムの形態で用い
る場合は、機械的安定性や強度の点から、二軸延伸され
ていることが好ましい。
ンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナ
フタレートなどのポリエステル類、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン類、ポリフェニレンスルフィドなどの
ポリアリレンスルフィド類、ポリアミド類、芳香族ポリ
アミド類、ポリエーテルケトン類およびポリイミド類な
どを用いることができる。これらのうち、融点が２９０
℃以下のものとしては、ポリエチレンテレフタレート、
アセテート、ポリプロピレンスルフィドなどがあり、融
点が２４０℃以下のものとしては、ポリカーボネート、
ポリスチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニルなどがある。また、これらをフィルムの形態で用い
る場合は、機械的安定性や強度の点から、二軸延伸され
ていることが好ましい。
【００２１】膜形成装置としては、並行平板の容量結合
型のプラズマＣＶＤ装置を用いることができる。分解に
用いるプラズマエネルギーは１Ｗ／ｃｍ2 以下が好まし
い。これより大きなエネルギーで分解をおこなうと、プ
ラズマダメージにより膜の明導電率が小さくなったり、
暗導電率が大きくなったりすることがある。電極基体間
距離は１０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下が好ましい。１０ｍ
ｍ未満になると、プラズマダメージにより膜が結晶化し
にくくなったりすることがあり、８０ｍｍより長くなる
と、放電が困難になったり、堆積速度が小さくなること
があり、実用上不利になることがある。
型のプラズマＣＶＤ装置を用いることができる。分解に
用いるプラズマエネルギーは１Ｗ／ｃｍ2 以下が好まし
い。これより大きなエネルギーで分解をおこなうと、プ
ラズマダメージにより膜の明導電率が小さくなったり、
暗導電率が大きくなったりすることがある。電極基体間
距離は１０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下が好ましい。１０ｍ
ｍ未満になると、プラズマダメージにより膜が結晶化し
にくくなったりすることがあり、８０ｍｍより長くなる
と、放電が困難になったり、堆積速度が小さくなること
があり、実用上不利になることがある。
【００２２】分解に用いられる水素化シリコンガスを含
むガスとしては、ＳｉＨ4 、Ｓｉ2Ｈ6 、ＳｉＨ2 Ｃｌ
2 などの水素化シリコンガスを単独で、あるいは、これ
らの水素化シリコンガスと、ＳｉＦ4 、ＳｉＨＦ3 、Ｓ
ｉＨ2 Ｆ2 などの弗化シリコンガスおよび／または弗素
ガスとの混合ガスを、あるいは、これらの水素化シリコ
ンガスと、弗化シリコンガスおよび／または弗素ガス
と、水素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガ
ス、キセノンガスの群から選ばれる少なくとも一種のガ
スとの混合ガスを用いることができる。
むガスとしては、ＳｉＨ4 、Ｓｉ2Ｈ6 、ＳｉＨ2 Ｃｌ
2 などの水素化シリコンガスを単独で、あるいは、これ
らの水素化シリコンガスと、ＳｉＦ4 、ＳｉＨＦ3 、Ｓ
ｉＨ2 Ｆ2 などの弗化シリコンガスおよび／または弗素
ガスとの混合ガスを、あるいは、これらの水素化シリコ
ンガスと、弗化シリコンガスおよび／または弗素ガス
と、水素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガ
ス、キセノンガスの群から選ばれる少なくとも一種のガ
スとの混合ガスを用いることができる。
【００２３】水素化シリコンガスの標準状態体積換算で
の流量をａとし、弗素ガスおよび／または弗化シリコン
ガスの標準状態体積換算での流量をｂとすると、ｂ／ａ
≧５であるのが好ましい。ｂ／ａ＜５となると、膜が結
晶化しなくなることがある。本発明にかかる多結晶シリ
コン膜および本発明によって製造される多結晶シリコン
膜は、真性半導体多結晶シリコン膜であり、基体上に形
成され、太陽電池、薄膜トランジスタなどに、ｐ型半導
体層やｎ型半導体層などと積層することにより用いられ
る。
の流量をａとし、弗素ガスおよび／または弗化シリコン
ガスの標準状態体積換算での流量をｂとすると、ｂ／ａ
≧５であるのが好ましい。ｂ／ａ＜５となると、膜が結
晶化しなくなることがある。本発明にかかる多結晶シリ
コン膜および本発明によって製造される多結晶シリコン
膜は、真性半導体多結晶シリコン膜であり、基体上に形
成され、太陽電池、薄膜トランジスタなどに、ｐ型半導
体層やｎ型半導体層などと積層することにより用いられ
る。
【００２４】
［結晶粒径・結晶性の評価方法］結晶粒径の評価は膜の
断面の透過型電子顕微鏡観察により行った。
断面の透過型電子顕微鏡観察により行った。
【００２５】結晶性の評価は、Ｘ線回折測定により行っ
た。装置には、理学電機社製のＲＡＤ−Ｂを用いた。
た。装置には、理学電機社製のＲＡＤ−Ｂを用いた。
【００２６】実施例１ 膜堆積装置としては、電極面積が４００ｃｍ2 並行平板
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３０ｍｍとし、放電時の圧力を０．１Ｔｏｒｒ
とし、ガス流量をＳｉＨ4 １０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ4 を３
００ｓｃｃｍ、Ｈ2 を５００ｓｃｃｍとし、超短波の周
波数を１００ＭＨｚとし、出力４５Ｗでプラズマを発生
させた。基体に、バリウム硼珪酸ガラス（融点１１６０
℃）を用い、基体温度１８０℃で、膜形成を行った。時
間２８分で膜厚８００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ
線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配向した多
結晶膜であることがわかった。
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３０ｍｍとし、放電時の圧力を０．１Ｔｏｒｒ
とし、ガス流量をＳｉＨ4 １０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ4 を３
００ｓｃｃｍ、Ｈ2 を５００ｓｃｃｍとし、超短波の周
波数を１００ＭＨｚとし、出力４５Ｗでプラズマを発生
させた。基体に、バリウム硼珪酸ガラス（融点１１６０
℃）を用い、基体温度１８０℃で、膜形成を行った。時
間２８分で膜厚８００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ
線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配向した多
結晶膜であることがわかった。
【００２７】実施例２ 膜堆積装置としては、電極面積が４００ｃｍ2 並行平板
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．２Ｔｏｒｒ
とし、ガス流量をＳｉＨ4 １２ｓｃｃｍ、ＳｉＦ4 を６
００ｓｃｃｍとした。超短波の周波数を８０ＭＨｚと
し、出力３０Ｗでプラズマを発生させた。基体に、バリ
ウム硼珪酸ガラス（融点１１６０℃）を用い、基体温度
１５０℃で、膜形成を行った。時間２５分で膜厚６５０
ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行ったとこ
ろ、（１１０）に優先配向した多結晶膜であることがわ
かった。
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．２Ｔｏｒｒ
とし、ガス流量をＳｉＨ4 １２ｓｃｃｍ、ＳｉＦ4 を６
００ｓｃｃｍとした。超短波の周波数を８０ＭＨｚと
し、出力３０Ｗでプラズマを発生させた。基体に、バリ
ウム硼珪酸ガラス（融点１１６０℃）を用い、基体温度
１５０℃で、膜形成を行った。時間２５分で膜厚６５０
ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行ったとこ
ろ、（１１０）に優先配向した多結晶膜であることがわ
かった。
【００２８】実施例３ 膜堆積装置としては、電極面積が４００ｃｍ2 並行平板
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３０ｍｍとし、放電時の圧力を０．０８Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 ５ｓｃｃｍ、Ｆ2 を１００
ｓｃｃｍ、水素を２００ｓｃｃｍとした。超短波の周波
数を１２０ＭＨｚとし、出力５０Ｗでプラズマを発生さ
せた。基体に、バリウム硼珪酸ガラス（融点１１６０
℃）を用い、基体温度１２０℃で、膜形成を行った。時
間２０分で膜厚５００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ
線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配向した多
結晶膜であることがわかった。
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３０ｍｍとし、放電時の圧力を０．０８Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 ５ｓｃｃｍ、Ｆ2 を１００
ｓｃｃｍ、水素を２００ｓｃｃｍとした。超短波の周波
数を１２０ＭＨｚとし、出力５０Ｗでプラズマを発生さ
せた。基体に、バリウム硼珪酸ガラス（融点１１６０
℃）を用い、基体温度１２０℃で、膜形成を行った。時
間２０分で膜厚５００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ
線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配向した多
結晶膜であることがわかった。
【００２９】実施例４ 基体に、真空中で２００℃で１時間の熱処理をおこなっ
た厚み１００μｍのポリイミドフィルム（融点なし）を
用い、基体温度を１５０℃とした他は、実施例１と同様
に膜形成を行った。時間２７分で膜厚８３０ｎｍの膜を
形成した。この膜のＸ線回折測定行ったところ、（１１
０）に優先配向した多結晶膜であることがわかった。実
施例５ 基体に、真空中で１４０℃で１時間の熱処理をおこなっ
た厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム（融点２６３℃）を用い、基体温度を１２０℃とした
他は、実施例２と同様に膜形成を行った。時間２５分で
膜厚６３０ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定
行ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜であ
ることがわかった。
た厚み１００μｍのポリイミドフィルム（融点なし）を
用い、基体温度を１５０℃とした他は、実施例１と同様
に膜形成を行った。時間２７分で膜厚８３０ｎｍの膜を
形成した。この膜のＸ線回折測定行ったところ、（１１
０）に優先配向した多結晶膜であることがわかった。実
施例５ 基体に、真空中で１４０℃で１時間の熱処理をおこなっ
た厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム（融点２６３℃）を用い、基体温度を１２０℃とした
他は、実施例２と同様に膜形成を行った。時間２５分で
膜厚６３０ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定
行ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜であ
ることがわかった。
【００３０】実施例６ 基体に、真空中で１１０℃で１時間の熱処理をおこなっ
た厚み１００μｍのポリプロピレンフィルム（融点１６
０〜１７０℃）を用い、基体温度を１００℃とした他
は、実施例３と同様に膜形成を行った。時間２０分で膜
厚７０３ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行
ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜である
ことがわかった。
た厚み１００μｍのポリプロピレンフィルム（融点１６
０〜１７０℃）を用い、基体温度を１００℃とした他
は、実施例３と同様に膜形成を行った。時間２０分で膜
厚７０３ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行
ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜である
ことがわかった。
【００３１】実施例７ 基体に、真空中で１６０℃で１時間の熱処理をおこなっ
た厚み１００μｍのポリフェニルスルフィドフィルム
（融点２８５℃）を用い、基体温度を１４０℃とした他
は、実施例３と同様に膜形成を行った。時間２０分で膜
厚７００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行
ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜である
ことがわかった。
た厚み１００μｍのポリフェニルスルフィドフィルム
（融点２８５℃）を用い、基体温度を１４０℃とした他
は、実施例３と同様に膜形成を行った。時間２０分で膜
厚７００ｎｍの膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行
ったところ、（１１０）に優先配向した多結晶膜である
ことがわかった。
【００３２】実施例８ 膜堆積装置としては、電極面積が４００ｃｍ2 並行平板
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．０８Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 １５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ2 Ｆ
2 ５００ｓｃｃｍとした。超短波の周波数を１１０ＭＨ
ｚとし、出力５０Ｗでプラズマを発生させた。基体に、
真空中で１４０℃で１時間の熱処理をおこなった厚み１
００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（融点
２６３℃）を用い、基体温度を１２０℃で、膜形成を行
った。時間１５分で膜厚４２０ｎｍの膜を形成した。こ
の膜のＸ線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配
向した多結晶膜であることがわかった。
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．０８Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 １５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ2 Ｆ
2 ５００ｓｃｃｍとした。超短波の周波数を１１０ＭＨ
ｚとし、出力５０Ｗでプラズマを発生させた。基体に、
真空中で１４０℃で１時間の熱処理をおこなった厚み１
００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（融点
２６３℃）を用い、基体温度を１２０℃で、膜形成を行
った。時間１５分で膜厚４２０ｎｍの膜を形成した。こ
の膜のＸ線回折測定行ったところ、（１１０）に優先配
向した多結晶膜であることがわかった。
【００３３】実施例９ 膜堆積装置としては、電極面積が４００ｃｍ2 並行平板
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．０５Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 １０ｓｃｃｍ、ＳｉＨＦ3
３５０ｓｃｃｍ、Ｈ2 １５０ｓｃｃｍとした。超短波の
周波数を１３０ＭＨｚとし、出力５５Ｗでプラズマを発
生させた。基体に、真空中で１４０℃で１時間の熱処理
をおこなった厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム（融点２６３℃）を用い、基体温度を１２
０℃で、膜形成を行った。時間１８分で膜厚５１３ｎｍ
の膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行ったところ、
（１１０）に優先配向した多結晶膜であることがわかっ
た。
の容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。電極基板
間距離を３５ｍｍとし、放電時の圧力を０．０５Ｔｏｒ
ｒとし、ガス流量をＳｉＨ4 １０ｓｃｃｍ、ＳｉＨＦ3
３５０ｓｃｃｍ、Ｈ2 １５０ｓｃｃｍとした。超短波の
周波数を１３０ＭＨｚとし、出力５５Ｗでプラズマを発
生させた。基体に、真空中で１４０℃で１時間の熱処理
をおこなった厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム（融点２６３℃）を用い、基体温度を１２
０℃で、膜形成を行った。時間１８分で膜厚５１３ｎｍ
の膜を形成した。この膜のＸ線回折測定行ったところ、
（１１０）に優先配向した多結晶膜であることがわかっ
た。
【００３４】
【発明の効果】本発明によると、融点の低い材料の上に
も、多結晶シリコン膜を作製できるので、安価な耐熱性
の低いプラスチック材料を基体として使用することがで
き、安価な太陽電池、薄膜トランジスタやイメージセン
サなどを提供することができる。また、耐熱性の高い基
体を用いる場合においても、基体の温度を低く保ちつつ
膜を形成することができるため、熱膨張率の差や熱収縮
などによる歪みや膜の剥離という問題を生じにくくする
ことができる。
も、多結晶シリコン膜を作製できるので、安価な耐熱性
の低いプラスチック材料を基体として使用することがで
き、安価な太陽電池、薄膜トランジスタやイメージセン
サなどを提供することができる。また、耐熱性の高い基
体を用いる場合においても、基体の温度を低く保ちつつ
膜を形成することができるため、熱膨張率の差や熱収縮
などによる歪みや膜の剥離という問題を生じにくくする
ことができる。
Claims (7)
- 【請求項１】可撓性基体上に形成されたことを特徴とす
る多結晶シリコン膜。 - 【請求項２】プラスチック基体上に形成されたことを特
徴とする多結晶シリコン膜。 - 【請求項３】融点が２９０℃以下の基体上に形成された
ことを特徴とする多結晶シリコン膜。 - 【請求項４】３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数
の超短波を用いて、水素化シリコンガスを含む混合ガス
をプラズマ分解することにより、多結晶シリコン膜を形
成することを特徴とする多結晶シリコン膜の製造方法。 - 【請求項５】２９０℃以下に保たれた基体上に多結晶シ
リコン膜を形成することを特徴とする請求項４記載の多
結晶シリコン膜の製造方法。 - 【請求項６】水素化シリコンガスを含むガスが、（Ａ）
水素化シリコンガス単体、または（Ｂ）弗化シリコンガ
スおよび／または弗素ガスと、水素化シリコンガスとの
混合ガス、または（Ｃ）水素、ヘリウム、ネオン、アル
ゴン、キセノンの群から選ばれた少なくとも一種と、弗
化シリコンガスおよび／または弗素ガスと、水素化シリ
コンガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項４
または５記載の多結晶シリコン膜の製造方法。 - 【請求項７】超短波の周波数が、５５ＭＨｚ以上２００
ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項４〜６のいず
れかに記載の多結晶シリコン膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6951194A JPH0781919A (ja) | 1993-07-13 | 1994-04-07 | 多結晶シリコン膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17324093 | 1993-07-13 | ||
| JP5-173240 | 1993-07-13 | ||
| JP6951194A JPH0781919A (ja) | 1993-07-13 | 1994-04-07 | 多結晶シリコン膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781919A true JPH0781919A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=26410707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6951194A Pending JPH0781919A (ja) | 1993-07-13 | 1994-04-07 | 多結晶シリコン膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781919A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817550A (en) * | 1996-03-05 | 1998-10-06 | Regents Of The University Of California | Method for formation of thin film transistors on plastic substrates |
| US7297414B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-11-20 | Fujifilm Corporation | Gas barrier film and method for producing the same |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6951194A patent/JPH0781919A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817550A (en) * | 1996-03-05 | 1998-10-06 | Regents Of The University Of California | Method for formation of thin film transistors on plastic substrates |
| US7297414B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-11-20 | Fujifilm Corporation | Gas barrier film and method for producing the same |
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