JPH0845850A - ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法 - Google Patents
ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法Info
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- JPH0845850A JPH0845850A JP17568394A JP17568394A JPH0845850A JP H0845850 A JPH0845850 A JP H0845850A JP 17568394 A JP17568394 A JP 17568394A JP 17568394 A JP17568394 A JP 17568394A JP H0845850 A JPH0845850 A JP H0845850A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＦＴに用いるpolySiにおいて結晶粒を大き
くしかつ電気伝導度を低くする。 【構成】 ガラス基板18上に、ノンドープpolySi膜34及
びＢドープpolySi膜36を連続成長させる。Ｂドープpoly
Si膜36のＢ添加量を調整することによりＢドープpolySi
膜36の電気伝導度を低く抑える。またＢドープpolySi膜
36にＢを添加しても、ノンドープpolySi膜34の結晶粒の
大きさを大きくすることにより、ＢドープpolySi膜36の
結晶粒の大きさを、実用に適したＴＦＴの移動度が得ら
れる大きさにする。
くしかつ電気伝導度を低くする。 【構成】 ガラス基板18上に、ノンドープpolySi膜34及
びＢドープpolySi膜36を連続成長させる。Ｂドープpoly
Si膜36のＢ添加量を調整することによりＢドープpolySi
膜36の電気伝導度を低く抑える。またＢドープpolySi膜
36にＢを添加しても、ノンドープpolySi膜34の結晶粒の
大きさを大きくすることにより、ＢドープpolySi膜36の
結晶粒の大きさを、実用に適したＴＦＴの移動度が得ら
れる大きさにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はドープト多結晶半導体
薄膜の成長方法、特に電気伝導度を調整するためドーパ
ントを添加したドープトｐｏｌｙＳｉ膜の成長に用いて
好適なドープト多結晶半導体薄膜の成長方法に関する。
薄膜の成長方法、特に電気伝導度を調整するためドーパ
ントを添加したドープトｐｏｌｙＳｉ膜の成長に用いて
好適なドープト多結晶半導体薄膜の成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、多結晶シリコン薄膜トランジ
スタ（ｐｏｌｙＳｉＴＦＴ）は、液晶ディスプレイやイ
メージセンサの駆動回路を作成するのに用いられてい
る。この場合、ガラス基板上にｐｏｌｙＳｉＴＦＴを作
成するのが一般的であり、従ってｐｏｌｙＳｉＴＦＴを
構成するｐｏｌｙＳｉを成長する場合には、ガラス基板
の変形或は変質を招かないように基板温度を５００℃以
下に抑える必要がある。例えば、ＳｉＦ4 、ＳｉＨ4 及
びＨ2 の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法を用いるこ
とにより、３００℃程度の基板温度でｐｏｌｙＳｉを成
長できる。この際、ＳｉＦ4 の流量を増やしｐｏｌｙＳ
ｉの結晶粒を大きくすることにより、ｐｏｌｙＳｉＴＦ
Ｔの移動度μを高めることができる。
スタ（ｐｏｌｙＳｉＴＦＴ）は、液晶ディスプレイやイ
メージセンサの駆動回路を作成するのに用いられてい
る。この場合、ガラス基板上にｐｏｌｙＳｉＴＦＴを作
成するのが一般的であり、従ってｐｏｌｙＳｉＴＦＴを
構成するｐｏｌｙＳｉを成長する場合には、ガラス基板
の変形或は変質を招かないように基板温度を５００℃以
下に抑える必要がある。例えば、ＳｉＦ4 、ＳｉＨ4 及
びＨ2 の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法を用いるこ
とにより、３００℃程度の基板温度でｐｏｌｙＳｉを成
長できる。この際、ＳｉＦ4 の流量を増やしｐｏｌｙＳ
ｉの結晶粒を大きくすることにより、ｐｏｌｙＳｉＴＦ
Ｔの移動度μを高めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来のｐｏｌｙＳｉ成長方法においては、文献：電子通
信情報学会技術報告ＥＤ９２−４１（ＳＤＭ９２−２
２）ｐ１７〜２２に開示されているように、ＳｉＦ4 の
流量を増やすとｐｏｌｙＳｉの電気伝導度σが急激に上
昇してしまい、この結果、ＴＦＴのオフ電流（暗電流）
が大きくなるという問題があった。成膜室内の真空度に
もよるが成膜室のバックグラウンドにはＯやＮが不可避
的に存在し、これらＯやＮが成膜過程においてｐｏｌｙ
Ｓｉ中に取り込まれる。これらＯやＮはドナーとして働
き、その結果、ｐｏｌｙＳｉの電気伝導度σが上昇する
と考えられる。
従来のｐｏｌｙＳｉ成長方法においては、文献：電子通
信情報学会技術報告ＥＤ９２−４１（ＳＤＭ９２−２
２）ｐ１７〜２２に開示されているように、ＳｉＦ4 の
流量を増やすとｐｏｌｙＳｉの電気伝導度σが急激に上
昇してしまい、この結果、ＴＦＴのオフ電流（暗電流）
が大きくなるという問題があった。成膜室内の真空度に
もよるが成膜室のバックグラウンドにはＯやＮが不可避
的に存在し、これらＯやＮが成膜過程においてｐｏｌｙ
Ｓｉ中に取り込まれる。これらＯやＮはドナーとして働
き、その結果、ｐｏｌｙＳｉの電気伝導度σが上昇する
と考えられる。
【０００４】ｐｏｌｙＳｉの電気伝導度σを下げるため
にはｐｏｌｙＳｉ中にＢ等のアクセプタを添加すること
により不純物補償を行なえば良いが、Ｂを添加すると今
度は、ｐｏｌｙＳｉの結晶粒が小さくなる。これはＢ等
のアクセプタ原子が結晶の核になるためと考えられる。
にはｐｏｌｙＳｉ中にＢ等のアクセプタを添加すること
により不純物補償を行なえば良いが、Ｂを添加すると今
度は、ｐｏｌｙＳｉの結晶粒が小さくなる。これはＢ等
のアクセプタ原子が結晶の核になるためと考えられる。
【０００５】そこでこの出願の発明者等は種々の検討を
行ったところ、次のようにｐｏｌｙＳｉを成長させる
と、Ｂのドープにより電気伝導度σを低減しても結晶粒
が大きなドープトｐｏｌｙＳｉを成長できることに気付
いた。すなわち、成長初期段階ではＢをドープせずにノ
ンドープｐｏｌｙＳｉを成長させる。そしてノンドープ
ｐｏｌｙＳｉの粒径がある程度大きくなった後に、Ｂを
ドープしてドープトｐｏｌｙＳｉを成長させる。これに
より、結晶粒を大きくししかも電気伝導度σの上昇を抑
えることができる。
行ったところ、次のようにｐｏｌｙＳｉを成長させる
と、Ｂのドープにより電気伝導度σを低減しても結晶粒
が大きなドープトｐｏｌｙＳｉを成長できることに気付
いた。すなわち、成長初期段階ではＢをドープせずにノ
ンドープｐｏｌｙＳｉを成長させる。そしてノンドープ
ｐｏｌｙＳｉの粒径がある程度大きくなった後に、Ｂを
ドープしてドープトｐｏｌｙＳｉを成長させる。これに
より、結晶粒を大きくししかも電気伝導度σの上昇を抑
えることができる。
【０００６】この発明は上述した点に鑑み成されたもの
であり、その目的は、アクセプタ或はドナーを添加した
ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさを制御でき
るドープト多結晶半導体薄膜の成長方法を提供すること
にある。
であり、その目的は、アクセプタ或はドナーを添加した
ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさを制御でき
るドープト多結晶半導体薄膜の成長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】この目的を達成するた
め、この発明のドープト多結晶半導体薄膜の成長方法
は、真空室内に設置した下地上に、気相成長法により、
電気伝導度を調整するためのアクセプタ或はドナーを添
加したドープト多結晶半導体薄膜を成長させるに当り、
下地上に、ノンドープ多結晶半導体薄膜及びドープト多
結晶半導体薄膜を連続成長させ、ノンドープ多結晶半導
体薄膜の結晶粒の大きさでドープト多結晶半導体薄膜の
結晶粒の大きさを制御することを特徴とする。
め、この発明のドープト多結晶半導体薄膜の成長方法
は、真空室内に設置した下地上に、気相成長法により、
電気伝導度を調整するためのアクセプタ或はドナーを添
加したドープト多結晶半導体薄膜を成長させるに当り、
下地上に、ノンドープ多結晶半導体薄膜及びドープト多
結晶半導体薄膜を連続成長させ、ノンドープ多結晶半導
体薄膜の結晶粒の大きさでドープト多結晶半導体薄膜の
結晶粒の大きさを制御することを特徴とする。
【０００８】
【作用】このような方法によれば、下地上に、ノンドー
プ多結晶半導体薄膜及びドープト多結晶半導体薄膜を連
続成長させるので、ドープト多結晶半導体薄膜にアクセ
プタ或はドナーを添加しても、ドープト多結晶半導体薄
膜の結晶粒の大きさをノンドープ多結晶半導体薄膜の結
晶粒の大きさで制御できる。
プ多結晶半導体薄膜及びドープト多結晶半導体薄膜を連
続成長させるので、ドープト多結晶半導体薄膜にアクセ
プタ或はドナーを添加しても、ドープト多結晶半導体薄
膜の結晶粒の大きさをノンドープ多結晶半導体薄膜の結
晶粒の大きさで制御できる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
き説明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的
に示してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定する
ものではない。
き説明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的
に示してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定する
ものではない。
【００１０】この発明の実施例は、多結晶半導体膜とし
てノンドープｐｏｌｙＳｉ膜及びドープトｐｏｌｙＳｉ
膜を、プラズマＣＶＤ法により、成長させる例であっ
て、この場合に用いて好適な成膜装置の一構成を図１に
示す。
てノンドープｐｏｌｙＳｉ膜及びドープトｐｏｌｙＳｉ
膜を、プラズマＣＶＤ法により、成長させる例であっ
て、この場合に用いて好適な成膜装置の一構成を図１に
示す。
【００１１】同図に示す成膜装置１０はプラズマＣＶＤ
装置であって、この装置１０にあっては、下部電極１２
と上部電極１４とを相対向させて真空室１６内に設け
る。下部電極１２の上面すなわち上部電極対向面に、成
膜用の下地１８を着脱自在に取り付け、下部電極１２を
モータ２０を介し回転制御する。この下部電極１２の下
側には下地１８を加熱するためのヒータ２２を設け、ヒ
ータ２２の加熱温度をヒータ制御部２４を介し制御す
る。
装置であって、この装置１０にあっては、下部電極１２
と上部電極１４とを相対向させて真空室１６内に設け
る。下部電極１２の上面すなわち上部電極対向面に、成
膜用の下地１８を着脱自在に取り付け、下部電極１２を
モータ２０を介し回転制御する。この下部電極１２の下
側には下地１８を加熱するためのヒータ２２を設け、ヒ
ータ２２の加熱温度をヒータ制御部２４を介し制御す
る。
【００１２】一方、上部電極１４はガス導入路１４ａ及
びガス吹き出し孔１４ｂを有し、このガス導入路１４ａ
を多結晶半導体薄膜を成長させるためのガス導入系２６
ａ〜２６ｄと連結している。ガス導入系２６ａ及び２６
ｂは原料ガス例えばＳｉＨ4ガス及びＳｉＦ4 ガスを供
給するためのもの、ガス導入系２６ｃはキャリアガス例
えばＨ2 ガスを供給するためのもの、ガス導入系２６ｄ
はドーパント例えばＨｅ希釈ＢＦ3 ガスを供給するため
のものである。ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜を成長させる
際には、ＳｉＨ4 、ＳｉＦ4 及びＨ2 の混合ガスを、下
部電極１２に取り付けられている下地１８上へ、ガス導
入系２６ａ〜２６ｃからガス導入路１４ａ及びガス吹き
出し孔１４ｂを介して供給する。ドープトｐｏｌｙＳｉ
膜を成長させる際には、ＳｉＨ4 、ＳｉＦ4 、Ｈ2 及び
Ｈｅ希釈ＢＦ3 ガスの混合ガスを、下部電極１２に取り
付けられている下地１８上へ、ガス導入系２６ａ〜２６
ｄからガス導入路１４ａ及びガス吹き出し孔１４ｂを介
して供給する。ガス導入系２６ａ〜２６ｄはそれぞれマ
スフローコントローラ（ＭＦＣ）を有し、各ガス導入系
２６ａ〜２６ｄから供給されるガスの流量を、それぞれ
対応するＭＦＣにより個別に制御できる。さらに上部電
極１４はマッチング回路２８を介して高周波電源３０と
接続する。ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜及びドープトｐｏ
ｌｙＳｉ膜を成長させる際には、下地１８上にガスを供
給しながら、これらマッチング回路２８及び高周波電源
３０を介して下部電極１２と上部電極１４との間に高周
波を印加する。
びガス吹き出し孔１４ｂを有し、このガス導入路１４ａ
を多結晶半導体薄膜を成長させるためのガス導入系２６
ａ〜２６ｄと連結している。ガス導入系２６ａ及び２６
ｂは原料ガス例えばＳｉＨ4ガス及びＳｉＦ4 ガスを供
給するためのもの、ガス導入系２６ｃはキャリアガス例
えばＨ2 ガスを供給するためのもの、ガス導入系２６ｄ
はドーパント例えばＨｅ希釈ＢＦ3 ガスを供給するため
のものである。ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜を成長させる
際には、ＳｉＨ4 、ＳｉＦ4 及びＨ2 の混合ガスを、下
部電極１２に取り付けられている下地１８上へ、ガス導
入系２６ａ〜２６ｃからガス導入路１４ａ及びガス吹き
出し孔１４ｂを介して供給する。ドープトｐｏｌｙＳｉ
膜を成長させる際には、ＳｉＨ4 、ＳｉＦ4 、Ｈ2 及び
Ｈｅ希釈ＢＦ3 ガスの混合ガスを、下部電極１２に取り
付けられている下地１８上へ、ガス導入系２６ａ〜２６
ｄからガス導入路１４ａ及びガス吹き出し孔１４ｂを介
して供給する。ガス導入系２６ａ〜２６ｄはそれぞれマ
スフローコントローラ（ＭＦＣ）を有し、各ガス導入系
２６ａ〜２６ｄから供給されるガスの流量を、それぞれ
対応するＭＦＣにより個別に制御できる。さらに上部電
極１４はマッチング回路２８を介して高周波電源３０と
接続する。ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜及びドープトｐｏ
ｌｙＳｉ膜を成長させる際には、下地１８上にガスを供
給しながら、これらマッチング回路２８及び高周波電源
３０を介して下部電極１２と上部電極１４との間に高周
波を印加する。
【００１３】また真空室１６を排気系３２と接続し、こ
の排気系３２を介し真空室１６内の真空排気を行なう。
排気系３２はコンダクタンスバルブ３２ａを介し真空室
１６と接続されたロータリーポンプ３２ｂと真空室１６
に順次に接続された油拡散ポンプ３２ｃ及びロータリー
ポンプ３２ｄとを有する。
の排気系３２を介し真空室１６内の真空排気を行なう。
排気系３２はコンダクタンスバルブ３２ａを介し真空室
１６と接続されたロータリーポンプ３２ｂと真空室１６
に順次に接続された油拡散ポンプ３２ｃ及びロータリー
ポンプ３２ｄとを有する。
【００１４】図２はこの発明の実施例の説明に供する工
程図である。この実施例では、まず、下地１８としてガ
ラス基板を用意する（図２（Ａ））。この下地１８を真
空室１６内の下部電極１２上に位置決め固定する。次い
でロータリーポンプ３２ｂ、油拡散ポンプ３２ｃ及びロ
ータリーポンプ３２ｄを作動させて、真空室１６内を真
空排気する。この真空排気とともに、下地１８を加熱し
て下地温度を３００℃でほぼ一定に保持する。然る後、
下地１８上にＳｉＨ4 原料ガスを１０ＳＣＣＭ、ＳｉＦ
4 原料ガスを５００ＳＣＣＭ及びＨ2 キャリアガスを５
００ＳＣＣＭ供給する。この際、コンダクタンスバルブ
３２ａを操作することにより、真空室１６内の圧力が３
００Ｐａで一定となるように調整する。
程図である。この実施例では、まず、下地１８としてガ
ラス基板を用意する（図２（Ａ））。この下地１８を真
空室１６内の下部電極１２上に位置決め固定する。次い
でロータリーポンプ３２ｂ、油拡散ポンプ３２ｃ及びロ
ータリーポンプ３２ｄを作動させて、真空室１６内を真
空排気する。この真空排気とともに、下地１８を加熱し
て下地温度を３００℃でほぼ一定に保持する。然る後、
下地１８上にＳｉＨ4 原料ガスを１０ＳＣＣＭ、ＳｉＦ
4 原料ガスを５００ＳＣＣＭ及びＨ2 キャリアガスを５
００ＳＣＣＭ供給する。この際、コンダクタンスバルブ
３２ａを操作することにより、真空室１６内の圧力が３
００Ｐａで一定となるように調整する。
【００１５】次いで下部電極１２及び上部電極１４の間
にｒｆパワー７０Ｗの高周波を印加して、下地１８上に
供給される原料ガス及びキャリアガスをプラズマ放電さ
せながら、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４を下地１８上
に成長させる。約１０分間プラズマ放電を行なうことに
より、膜厚約１００ｎｍのノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３
４を成長させる（図２（Ｂ））。
にｒｆパワー７０Ｗの高周波を印加して、下地１８上に
供給される原料ガス及びキャリアガスをプラズマ放電さ
せながら、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４を下地１８上
に成長させる。約１０分間プラズマ放電を行なうことに
より、膜厚約１００ｎｍのノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３
４を成長させる（図２（Ｂ））。
【００１６】然る後、プラズマ放電を停止し、その後す
みやかに、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上に、原料ガ
ス及びキャリアガスに加え、Ｈｅ希釈ＢＦ3 ドーパント
を供給する。この際、ドーパントを１〜７ＳＣＣＭ供給
する。ここで用いるドーパントはＢＦ3 を１０００ＰＰ
Ｍ含有し、従ってＢＦ3 及びＳｉＨ4 の流量比［ＢＦ
3 ］／［ＳｉＨ4 ］は実質的に１００〜７００ＰＰＭで
ある。次いでｒｆパワー７０Ｗでプラズマ放電を再開
し、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上にドープトｐｏｌ
ｙＳｉ膜３６を、成長させる。約３０分間プラズマ放電
を行なうことにより、膜厚約３００ｎｍのドープトｐｏ
ｌｙＳｉ膜３６を成長させる（図２（Ｃ））。
みやかに、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上に、原料ガ
ス及びキャリアガスに加え、Ｈｅ希釈ＢＦ3 ドーパント
を供給する。この際、ドーパントを１〜７ＳＣＣＭ供給
する。ここで用いるドーパントはＢＦ3 を１０００ＰＰ
Ｍ含有し、従ってＢＦ3 及びＳｉＨ4 の流量比［ＢＦ
3 ］／［ＳｉＨ4 ］は実質的に１００〜７００ＰＰＭで
ある。次いでｒｆパワー７０Ｗでプラズマ放電を再開
し、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上にドープトｐｏｌ
ｙＳｉ膜３６を、成長させる。約３０分間プラズマ放電
を行なうことにより、膜厚約３００ｎｍのドープトｐｏ
ｌｙＳｉ膜３６を成長させる（図２（Ｃ））。
【００１７】上述したこの実施例では、真空室１６内に
設置した下地１８上に、気相成長法ここではプラズマＣ
ＶＤ法により、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４及びドー
プトｐｏｌｙＳｉ膜３６を連続成長させる。ドープトｐ
ｏｌｙＳｉ膜３４には、電気伝導度σを調整するための
アクセプタここではＢを添加している。
設置した下地１８上に、気相成長法ここではプラズマＣ
ＶＤ法により、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４及びドー
プトｐｏｌｙＳｉ膜３６を連続成長させる。ドープトｐ
ｏｌｙＳｉ膜３４には、電気伝導度σを調整するための
アクセプタここではＢを添加している。
【００１８】そしてノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４の結
晶粒の大きさでドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の結晶粒の
大きさを制御する。この実施例では、ノンドープｐｏｌ
ｙＳｉ膜３４を膜厚１００ｎｍ程度になるまで成長させ
てノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４の結晶粒径を大きく
し、然る後、ドーピングを開始してすなわちドーパント
の供給を開始して、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上に
ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６を成長させる。これによ
り、ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の結晶粒の大きさを、
実用に適したＴＦＴの移動度を得るに足りる大きさとす
ることができる。尚、膜厚１００ｎｍ程度のノンドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３４の結晶粒径は、実測はしていない
が、５０〜１００ｎｍ程度の大きさであると考えられ
る。
晶粒の大きさでドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の結晶粒の
大きさを制御する。この実施例では、ノンドープｐｏｌ
ｙＳｉ膜３４を膜厚１００ｎｍ程度になるまで成長させ
てノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４の結晶粒径を大きく
し、然る後、ドーピングを開始してすなわちドーパント
の供給を開始して、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４上に
ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６を成長させる。これによ
り、ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の結晶粒の大きさを、
実用に適したＴＦＴの移動度を得るに足りる大きさとす
ることができる。尚、膜厚１００ｎｍ程度のノンドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３４の結晶粒径は、実測はしていない
が、５０〜１００ｎｍ程度の大きさであると考えられ
る。
【００１９】ドーピングを開始する時間は成膜方法、原
料ガス、ドーパント或はそのほかの成膜条件に依存する
ので、一概には言えないが、この実施例の成膜条件にお
いては約１００ｎｍ以上（約１０分間以上）ノンドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３４を成長させた後にドーピングを開始
する（ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の成長を開始する）
ことが望ましい。しかしドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６或
はこれに加えノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４をＴＦＴの
能動層として形成する場合、これら膜３４及び３６の膜
厚の総和が厚くなりすぎると、能動層上に形成する電極
や配線の段切れを生じるおそれがあるのであまり望まし
くない。
料ガス、ドーパント或はそのほかの成膜条件に依存する
ので、一概には言えないが、この実施例の成膜条件にお
いては約１００ｎｍ以上（約１０分間以上）ノンドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３４を成長させた後にドーピングを開始
する（ドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６の成長を開始する）
ことが望ましい。しかしドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６或
はこれに加えノンドープｐｏｌｙＳｉ膜３４をＴＦＴの
能動層として形成する場合、これら膜３４及び３６の膜
厚の総和が厚くなりすぎると、能動層上に形成する電極
や配線の段切れを生じるおそれがあるのであまり望まし
くない。
【００２０】図３は実施例で得たドープトｐｏｌｙＳｉ
膜３６の電気伝導度σ及び結晶粒径に関わる実験の結果
を示す表である。同図の比較例１においては、膜厚３０
０ｎｍのノンドープｐｏｌｙＳｉ膜を１層のみガラス基
板上に成長させて、このノンドープｐｏｌｙＳｉ膜の電
気伝導度σ及びＸ線回折強度ピーク値の半値幅Ｈとを調
べた。半値幅Ｈは結晶粒の大きさを評価するためのもの
である。比較例２においては、膜厚４００ｎｍのＢドー
プｐｏｌｙＳｉ膜を１層のみガラス基板上に成長させ
て、このＢドープｐｏｌｙＳｉ膜の電気伝導度σ及び半
値幅Ｈを調べた。実施例１においては、流量比［ＢＦ
3 ］／［ＳｉＨ4 ］を１２０ＰＰＭとして上述した実施
例で述べたように膜厚３００ｎｍのＢドープｐｏｌｙＳ
ｉ膜３６を成長させ、このＢドープｐｏｌｙＳｉ膜３６
の電気伝導度σ及び半値幅Ｈを調べた。実施例２におい
ては、流量比［ＢＦ3 ］／［ＳｉＨ4 ］を３７０ＰＰＭ
として上述した実施例で述べたように膜厚３００ｎｍの
ＢドープｐｏｌｙＳｉ膜３６を成長させ、このＢドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３６の電気伝導度σ及び半値幅Ｈを調べ
た。比較例１、２及び実施例１、２のいずれの場合も、
ストライプ状のＡｌ電極を２本並列させてｐｏｌｙＳｉ
膜上に形成し、これら電極を介してｐｏｌｙＳｉ膜の電
気伝導度σを測定した。また比較例１、２及び実施例
１、２のいずれの場合も、半値幅ＨはｐｏｌｙＳｉ（２
２０）面からのＸ線回折強度ピーク値の半値幅であり、
これら半値幅Ｈの値を比較することにより、結晶粒の大
きさを評価する。
膜３６の電気伝導度σ及び結晶粒径に関わる実験の結果
を示す表である。同図の比較例１においては、膜厚３０
０ｎｍのノンドープｐｏｌｙＳｉ膜を１層のみガラス基
板上に成長させて、このノンドープｐｏｌｙＳｉ膜の電
気伝導度σ及びＸ線回折強度ピーク値の半値幅Ｈとを調
べた。半値幅Ｈは結晶粒の大きさを評価するためのもの
である。比較例２においては、膜厚４００ｎｍのＢドー
プｐｏｌｙＳｉ膜を１層のみガラス基板上に成長させ
て、このＢドープｐｏｌｙＳｉ膜の電気伝導度σ及び半
値幅Ｈを調べた。実施例１においては、流量比［ＢＦ
3 ］／［ＳｉＨ4 ］を１２０ＰＰＭとして上述した実施
例で述べたように膜厚３００ｎｍのＢドープｐｏｌｙＳ
ｉ膜３６を成長させ、このＢドープｐｏｌｙＳｉ膜３６
の電気伝導度σ及び半値幅Ｈを調べた。実施例２におい
ては、流量比［ＢＦ3 ］／［ＳｉＨ4 ］を３７０ＰＰＭ
として上述した実施例で述べたように膜厚３００ｎｍの
ＢドープｐｏｌｙＳｉ膜３６を成長させ、このＢドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３６の電気伝導度σ及び半値幅Ｈを調べ
た。比較例１、２及び実施例１、２のいずれの場合も、
ストライプ状のＡｌ電極を２本並列させてｐｏｌｙＳｉ
膜上に形成し、これら電極を介してｐｏｌｙＳｉ膜の電
気伝導度σを測定した。また比較例１、２及び実施例
１、２のいずれの場合も、半値幅ＨはｐｏｌｙＳｉ（２
２０）面からのＸ線回折強度ピーク値の半値幅であり、
これら半値幅Ｈの値を比較することにより、結晶粒の大
きさを評価する。
【００２１】図３の実験結果から明らかなように、Ｂを
ドープした実施例１、２いずれの場合の電気伝導度σ
も、Ｂをドープしない比較例１の場合の電気伝導度σよ
り、２桁程度低い。
ドープした実施例１、２いずれの場合の電気伝導度σ
も、Ｂをドープしない比較例１の場合の電気伝導度σよ
り、２桁程度低い。
【００２２】一方、比較例１は膜厚３００ｎｍ程度のノ
ンドープｐｏｌｙＳｉ膜であり、その結晶粒径を実測し
てはいないが、膜厚３００程度のノンドープｐｏｌｙＳ
ｉ膜を成長させることにより、その結晶粒の大きさを、
実用に適したＴＦＴの移動度を得るに足りる大きさとす
ることができる。
ンドープｐｏｌｙＳｉ膜であり、その結晶粒径を実測し
てはいないが、膜厚３００程度のノンドープｐｏｌｙＳ
ｉ膜を成長させることにより、その結晶粒の大きさを、
実用に適したＴＦＴの移動度を得るに足りる大きさとす
ることができる。
【００２３】そこで半値幅Ｈに着目すると、ノンドープ
ｐｏｌｙＳｉ膜３４及びドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６を
連続成長させた実施例１、２のいずれの場合の半値幅Ｈ
も、ＢドープｐｏｌｙＳｉ膜１層のみ成長させた比較例
２の半値幅Ｈよりも、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜１層の
み成長させた比較例１の半値幅Ｈに、より近い値を示し
ている。これは実施例１、２の結晶状態が比較例２より
も比較例１により近いことを示す結果であり、従って実
施例１、２の結晶粒の大きさを、実用に適したＴＦＴの
移動度を足りる大きさとすることができたと考えること
ができる。
ｐｏｌｙＳｉ膜３４及びドープトｐｏｌｙＳｉ膜３６を
連続成長させた実施例１、２のいずれの場合の半値幅Ｈ
も、ＢドープｐｏｌｙＳｉ膜１層のみ成長させた比較例
２の半値幅Ｈよりも、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜１層の
み成長させた比較例１の半値幅Ｈに、より近い値を示し
ている。これは実施例１、２の結晶状態が比較例２より
も比較例１により近いことを示す結果であり、従って実
施例１、２の結晶粒の大きさを、実用に適したＴＦＴの
移動度を足りる大きさとすることができたと考えること
ができる。
【００２４】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、従って各構成成分の組成、形成材料、
数値条件及びそのほかの条件を任意好適に変更できる。
るものではなく、従って各構成成分の組成、形成材料、
数値条件及びそのほかの条件を任意好適に変更できる。
【００２５】例えば成膜方法としては、ｒｆプラズマＣ
ＶＤ法、熱ＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、スパッタ
法、分子線堆積法或はそのほかの気相成長法を用いるこ
とができる。
ＶＤ法、熱ＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、スパッタ
法、分子線堆積法或はそのほかの気相成長法を用いるこ
とができる。
【００２６】また原料ガスとして、例えばＳｉ2 Ｈ6
（水素化シラン）、ＳｉＨ2 Ｆ2 （弗化シラン）、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＨ4 、ＣＨ4 及びそのほ
かの任意好適なガスのなかから選択した１種類のガスだ
けを用いても良いし、或はこれらガスのなかから選択し
た複数種類のガスを組み合わせて混合ガスとして用いて
も良い。
（水素化シラン）、ＳｉＨ2 Ｆ2 （弗化シラン）、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 、ＳｉＣｌ4 、ＧｅＨ4 、ＣＨ4 及びそのほ
かの任意好適なガスのなかから選択した１種類のガスだ
けを用いても良いし、或はこれらガスのなかから選択し
た複数種類のガスを組み合わせて混合ガスとして用いて
も良い。
【００２７】またドーパントとして、例えばＢ2 Ｈ6
（水素化ホウ素）、ＢＦ3 （フッ化ホウ素）、ＰＨ3 、
ＰＦ5 、ＡｓＨ3 及びその他の任意好適なガスのなかか
ら選択した１種類のガスだけを用いても良いし、或はこ
れらのガスのなかから選択した複数種類のガスを組み合
わせて混合ガスとして用いても良い。
（水素化ホウ素）、ＢＦ3 （フッ化ホウ素）、ＰＨ3 、
ＰＦ5 、ＡｓＨ3 及びその他の任意好適なガスのなかか
ら選択した１種類のガスだけを用いても良いし、或はこ
れらのガスのなかから選択した複数種類のガスを組み合
わせて混合ガスとして用いても良い。
【００２８】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のドープト多結晶半導体薄膜の成長方法によれ
ば、ノンドープ多結晶半導体薄膜及びドープト多結晶半
導体薄膜を連続成長させるので、ドープト多結晶半導体
薄膜に電気伝導度を調整するためのアクセプタ或はドナ
ーを添加しつつ、ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の
大きさをノンドープ多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさ
により、調整できる。
の発明のドープト多結晶半導体薄膜の成長方法によれ
ば、ノンドープ多結晶半導体薄膜及びドープト多結晶半
導体薄膜を連続成長させるので、ドープト多結晶半導体
薄膜に電気伝導度を調整するためのアクセプタ或はドナ
ーを添加しつつ、ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の
大きさをノンドープ多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさ
により、調整できる。
【００２９】従ってドープト多結晶半導体薄膜の電気伝
導度をアクセプタ或はドナーの添加により低減しつつ、
ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさを大きくす
ることができる。特に、ドープト多結晶半導体薄膜をＴ
ＦＴの能動層を構成するためのｐｏｌｙＳｉ膜とするの
が好適である。この場合、電気伝導度を低く抑えかつ結
晶粒の大きなｐｏｌｙＳｉ膜を用いてＴＦＴの能動層を
形成できるので、オフ電流が小さくかつ移動度の大きな
ＴＦＴを構成できる。
導度をアクセプタ或はドナーの添加により低減しつつ、
ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさを大きくす
ることができる。特に、ドープト多結晶半導体薄膜をＴ
ＦＴの能動層を構成するためのｐｏｌｙＳｉ膜とするの
が好適である。この場合、電気伝導度を低く抑えかつ結
晶粒の大きなｐｏｌｙＳｉ膜を用いてＴＦＴの能動層を
形成できるので、オフ電流が小さくかつ移動度の大きな
ＴＦＴを構成できる。
【図１】この発明の実施例で用いて好適な成膜装置の構
成の一例を示す図である。
成の一例を示す図である。
【図２】この発明の実施例の説明に供する工程図であ
る。
る。
【図３】この発明の実施例で得たドープトｐｏｌｙＳｉ
膜の電気伝導度σ及び結晶粒径に関わる実験の結果を示
す表である。
膜の電気伝導度σ及び結晶粒径に関わる実験の結果を示
す表である。
１６：真空室（成膜室） １８：下地 ３４：ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜 ３６：ドープトｐｏｌｙＳｉ膜
Claims (4)
- 【請求項１】 真空室内に設置した下地上に、気相成長
法により、電気伝導度を調整するためのアクセプタ或は
ドナーを添加したドープト多結晶半導体薄膜を成長させ
るに当り、 前記下地上に、ノンドープ多結晶半導体薄膜及びドープ
ト多結晶半導体薄膜を連続成長させ、 前記ノンドープ多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさで前
記ドープト多結晶半導体薄膜の結晶粒の大きさを制御す
ることを特徴とするドープト多結晶半導体薄膜の成長方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載のドープト多結晶半導体薄
膜の成長方法において、 ノンドープ多結晶半導体薄膜の結晶粒が大きくなってか
らドーピングを開始して、ドープト多結晶半導体薄膜を
成長させることを特徴とするドープト多結晶半導体薄膜
の成長方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のドープト多結晶半導体膜
膜の成長方法において、 ノンドープ多結晶半導体薄膜をノンドープｐｏｌｙＳｉ
膜とし、ドープト多結晶半導体薄膜をドープトｐｏｌｙ
Ｓｉ膜としたことを特徴とするドープト多結晶半導体薄
膜の成長方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のドープト多結晶半導体薄
膜の成長方法において、 原料ガスを水素化シラン及びフッ化シランのなかから選
んだ少なくとも１種以上のガスとし、キャリアガスを水
素とし、ドーパントガスを水素化ホウ素及びフッ化ホウ
素のなかから選んだ少なくとも１種以上のガスとし、プ
ラズマＣＶＤ法により、ノンドープｐｏｌｙＳｉ膜及び
ドープトｐｏｌｙＳｉ膜を成長させることを特徴とする
ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17568394A JPH0845850A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17568394A JPH0845850A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845850A true JPH0845850A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16000417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17568394A Withdrawn JPH0845850A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ドープト多結晶半導体薄膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845850A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8048783B2 (en) | 2009-03-05 | 2011-11-01 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of forming polycrystalline silicon layer and atomic layer deposition apparatus used for the same |
| US8409887B2 (en) | 2009-03-03 | 2013-04-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display device and method of fabricating the same |
| US8890165B2 (en) | 2009-11-13 | 2014-11-18 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of forming polycrystalline silicon layer, thin film transistor, organic light emitting diode display device having the same, and methods of fabricating the same |
| US9117798B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-08-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method of fabricating the same and organic light emitting diode display device including the same |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17568394A patent/JPH0845850A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8409887B2 (en) | 2009-03-03 | 2013-04-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display device and method of fabricating the same |
| US9035311B2 (en) | 2009-03-03 | 2015-05-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display device and method of fabricating the same |
| US8048783B2 (en) | 2009-03-05 | 2011-11-01 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of forming polycrystalline silicon layer and atomic layer deposition apparatus used for the same |
| US8546248B2 (en) | 2009-03-05 | 2013-10-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of forming polycrystalline silicon layer and atomic layer deposition apparatus used for the same |
| US9117798B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-08-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method of fabricating the same and organic light emitting diode display device including the same |
| US8890165B2 (en) | 2009-11-13 | 2014-11-18 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of forming polycrystalline silicon layer, thin film transistor, organic light emitting diode display device having the same, and methods of fabricating the same |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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