JPH09199423A - シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜の製造方法Info
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- JPH09199423A JPH09199423A JP8008644A JP864496A JPH09199423A JP H09199423 A JPH09199423 A JP H09199423A JP 8008644 A JP8008644 A JP 8008644A JP 864496 A JP864496 A JP 864496A JP H09199423 A JPH09199423 A JP H09199423A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザアブレーション法における処理雰囲気
中の残存酸素を効果的に除去して、良質のシリコン薄膜
を製造する。 【解決手段】 真空チャンバ内で、シリコンターゲット
にレーザビームを照射し、該レーザビームのエネルギー
により該ターゲットの材料を放出させ、これを基板上に
堆積させてシリコン薄膜を成膜するレーザアブレーショ
ン法によるシリコン薄膜の製造方法において、該真空チ
ャンバ内をシラン系ガス雰囲気またはシラン系ガスと水
素ガスとの混合ガス雰囲気とする。
中の残存酸素を効果的に除去して、良質のシリコン薄膜
を製造する。 【解決手段】 真空チャンバ内で、シリコンターゲット
にレーザビームを照射し、該レーザビームのエネルギー
により該ターゲットの材料を放出させ、これを基板上に
堆積させてシリコン薄膜を成膜するレーザアブレーショ
ン法によるシリコン薄膜の製造方法において、該真空チ
ャンバ内をシラン系ガス雰囲気またはシラン系ガスと水
素ガスとの混合ガス雰囲気とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン薄膜、特
に薄膜トランジスタ、薄膜太陽電池等の光・電子デバイ
スの作製に適したシリコン薄膜の製造方法に関する。
に薄膜トランジスタ、薄膜太陽電池等の光・電子デバイ
スの作製に適したシリコン薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザアブレーション法によるシ
リコン薄膜の製造方法として、例えば水素化アモルファ
スシリコンのターゲットを用い、レーザアブレーション
法により基板上にポリシリコン薄膜を成膜する方法が知
られている（特開平５−２５９０８０号公報参照）。レ
ーザアブレーション法を用いると、低温（５００℃以
下）で大面積のポリシリコン薄膜を製造できるという利
点がある。
リコン薄膜の製造方法として、例えば水素化アモルファ
スシリコンのターゲットを用い、レーザアブレーション
法により基板上にポリシリコン薄膜を成膜する方法が知
られている（特開平５−２５９０８０号公報参照）。レ
ーザアブレーション法を用いると、低温（５００℃以
下）で大面積のポリシリコン薄膜を製造できるという利
点がある。
【０００３】しかし、レーザアブレーション法には、タ
ーゲットからの放出物中に含まれる微粒子（クラスタ
ー）がシリコン薄膜に混入するという問題の他に、真空
下で残存する酸素がシリコン薄膜中に取り込まれて薄膜
品質を低下させるという問題があった。特に、残存酸素
がシリコン薄膜中に取り込まれると、薄膜トランジス
タ、薄膜太陽電池等の光・電子デバイスの基礎特性であ
る電気特性（抵抗率）や光学特性（光吸収）に悪影響を
及ぼすため、残存酸素は極力除去する必要がある。
ーゲットからの放出物中に含まれる微粒子（クラスタ
ー）がシリコン薄膜に混入するという問題の他に、真空
下で残存する酸素がシリコン薄膜中に取り込まれて薄膜
品質を低下させるという問題があった。特に、残存酸素
がシリコン薄膜中に取り込まれると、薄膜トランジス
タ、薄膜太陽電池等の光・電子デバイスの基礎特性であ
る電気特性（抵抗率）や光学特性（光吸収）に悪影響を
及ぼすため、残存酸素は極力除去する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザアブ
レーション法によりシリコン薄膜を製造する際に、処理
雰囲気中の残存酸素を効果的に除去することにより、良
質のシリコン薄膜を製造する方法を提供することを目的
とする。
レーション法によりシリコン薄膜を製造する際に、処理
雰囲気中の残存酸素を効果的に除去することにより、良
質のシリコン薄膜を製造する方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のシリコン薄膜の製造方法は、真空チャン
バ内で、シリコンターゲットにレーザビームを照射し、
該レーザビームのエネルギーにより該ターゲットの材料
を放出させ、これを基板上に堆積させてシリコン薄膜を
成膜するレーザアブレーション法によるシリコン薄膜の
製造方法において、該真空チャンバ内をシラン系ガス雰
囲気またはシラン系ガスと水素ガスとの混合ガス雰囲気
とすることを特徴とする。
めに、本発明のシリコン薄膜の製造方法は、真空チャン
バ内で、シリコンターゲットにレーザビームを照射し、
該レーザビームのエネルギーにより該ターゲットの材料
を放出させ、これを基板上に堆積させてシリコン薄膜を
成膜するレーザアブレーション法によるシリコン薄膜の
製造方法において、該真空チャンバ内をシラン系ガス雰
囲気またはシラン系ガスと水素ガスとの混合ガス雰囲気
とすることを特徴とする。
【０００６】本発明においては、真空チャンバ内をシラ
ン系ガス雰囲気またはシラン系ガスと水素ガスとの混合
ガス雰囲気とすることにより、真空チャンバ内の残存酸
素がシランまたはシランの分解生成物である水素もしく
はシランに混合された水素と反応し、水分として排気系
を介してチャンバ外へ排出されるので、成膜されるシリ
コン薄膜に残存酸素が取り込まれることがない。
ン系ガス雰囲気またはシラン系ガスと水素ガスとの混合
ガス雰囲気とすることにより、真空チャンバ内の残存酸
素がシランまたはシランの分解生成物である水素もしく
はシランに混合された水素と反応し、水分として排気系
を介してチャンバ外へ排出されるので、成膜されるシリ
コン薄膜に残存酸素が取り込まれることがない。
【０００７】更に、シランが分解して生成するシリコン
がシリコン薄膜の成膜材料として寄与するので、成膜速
度が向上するという利点がある。また、シリコン薄膜中
への微粒子混入に対して残存酸素が影響するという報告
もあり、この観点から、本発明による残存酸素除去は微
粒子混入防止にも有効である。
がシリコン薄膜の成膜材料として寄与するので、成膜速
度が向上するという利点がある。また、シリコン薄膜中
への微粒子混入に対して残存酸素が影響するという報告
もあり、この観点から、本発明による残存酸素除去は微
粒子混入防止にも有効である。
【０００８】本発明の望ましい態様においては、上記基
板のシリコン薄膜成膜面を、上記ターゲットのレーザビ
ーム照射点と該基板の該ターゲット寄り端部とを結ぶ直
線に対して平行または該直線から該ターゲットとは反対
方向へ３０°以内の角度で傾斜させ、且つ該直線に平行
にしたときの該成膜面と該ターゲットのレーザビーム照
射面とが９０°以内の角度を挟むように配置することに
より、ターゲットから放射状に放出される微粒子の飛散
進路が成膜面と交差せず、微粒子が成膜面に衝突するこ
とがなくなるので、シリコン薄膜への微粒子混入が防止
される。典型的には、基板の成膜面をターゲットのレー
ザビーム照射面に対して垂直にする。このような配置に
すると、基板の成膜面とターゲットのレーザビーム照射
面とが平行な場合に比べれば成膜速度は低下するが、本
発明においてはシランが分解して生成するシリコンによ
り成膜速度が向上するので、実用的な成膜速度を確保す
ることができる。
板のシリコン薄膜成膜面を、上記ターゲットのレーザビ
ーム照射点と該基板の該ターゲット寄り端部とを結ぶ直
線に対して平行または該直線から該ターゲットとは反対
方向へ３０°以内の角度で傾斜させ、且つ該直線に平行
にしたときの該成膜面と該ターゲットのレーザビーム照
射面とが９０°以内の角度を挟むように配置することに
より、ターゲットから放射状に放出される微粒子の飛散
進路が成膜面と交差せず、微粒子が成膜面に衝突するこ
とがなくなるので、シリコン薄膜への微粒子混入が防止
される。典型的には、基板の成膜面をターゲットのレー
ザビーム照射面に対して垂直にする。このような配置に
すると、基板の成膜面とターゲットのレーザビーム照射
面とが平行な場合に比べれば成膜速度は低下するが、本
発明においてはシランが分解して生成するシリコンによ
り成膜速度が向上するので、実用的な成膜速度を確保す
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明で用いるシラン系ガスは、
一般式Ｓｉn Ｈ2n+2で表される広義のシランを基本組成
とするガスであって、Ｈの一部または全部をＣｌ、Ｆ等
のハロゲン元素あるいはその他の元素で置換した組成の
ガスも含む。一般的に、狭義のシラン（ＳｉＨ4 ）、ジ
シラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、クロロシラン（ＳｉＨ3 Ｃ
ｌ）、４フッ素珪素（ＳｉＦ4 ）等が扱い易いが、Ｓｉ
Ｈ2 Ｆ2、ＳｉＨＣｌ3 等も用いることができる。また
常温でガス状のものに限らず、液体状のものであっても
バブリングによりガス化して用いることができる。
一般式Ｓｉn Ｈ2n+2で表される広義のシランを基本組成
とするガスであって、Ｈの一部または全部をＣｌ、Ｆ等
のハロゲン元素あるいはその他の元素で置換した組成の
ガスも含む。一般的に、狭義のシラン（ＳｉＨ4 ）、ジ
シラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、クロロシラン（ＳｉＨ3 Ｃ
ｌ）、４フッ素珪素（ＳｉＦ4 ）等が扱い易いが、Ｓｉ
Ｈ2 Ｆ2、ＳｉＨＣｌ3 等も用いることができる。また
常温でガス状のものに限らず、液体状のものであっても
バブリングによりガス化して用いることができる。
【００１０】Ｈを置換する元素は、その組成物がレーザ
アブレーション処理中に容易に分解可能であって、分解
生成物がガスとして真空チャンバの排気系により排除さ
れ、シリコン薄膜に悪影響を及ぼさないものであればよ
い。例えば上記のクロロシラン（ＳｉＨ3 Ｃｌ）は、レ
ーザアブレーション処理中に容易に分解し、共に分解生
成物であるＨとＣｌとが結合して塩化水素（ＨＣｌ）ガ
スとなり、真空チャンバの排気系により排除される。
アブレーション処理中に容易に分解可能であって、分解
生成物がガスとして真空チャンバの排気系により排除さ
れ、シリコン薄膜に悪影響を及ぼさないものであればよ
い。例えば上記のクロロシラン（ＳｉＨ3 Ｃｌ）は、レ
ーザアブレーション処理中に容易に分解し、共に分解生
成物であるＨとＣｌとが結合して塩化水素（ＨＣｌ）ガ
スとなり、真空チャンバの排気系により排除される。
【００１１】
【実施例】以下に、添付図面を参照して、実施例により
本発明を更に詳細に説明する。 〔実施例１〕本発明により、図１に示すレーザアブレー
ション成膜装置を用いてシリコン薄膜を製造した。図示
したレーザアブレーション成膜装置２０は、真空チャン
バ４内に基板ホルダー６とターゲットホルダー９が、ま
た真空チャンバ４の上部にはレーザビーム導入ポート３
が、真空チャンバ４の側部にはシラン系ガス供給口１０
が、それぞれ設けてある。基板５とターゲット８とは、
成膜面５Ａとレーザビーム照射面８Ａとが平行に対向す
るように保持される。基板５は基板ホルダー６に内蔵さ
れたヒーター７により所定の温度に保持される。真空チ
ャンバ４は、下部に開口した排気ポート１１を介して、
図示しない真空ポンプにより排気される。
本発明を更に詳細に説明する。 〔実施例１〕本発明により、図１に示すレーザアブレー
ション成膜装置を用いてシリコン薄膜を製造した。図示
したレーザアブレーション成膜装置２０は、真空チャン
バ４内に基板ホルダー６とターゲットホルダー９が、ま
た真空チャンバ４の上部にはレーザビーム導入ポート３
が、真空チャンバ４の側部にはシラン系ガス供給口１０
が、それぞれ設けてある。基板５とターゲット８とは、
成膜面５Ａとレーザビーム照射面８Ａとが平行に対向す
るように保持される。基板５は基板ホルダー６に内蔵さ
れたヒーター７により所定の温度に保持される。真空チ
ャンバ４は、下部に開口した排気ポート１１を介して、
図示しない真空ポンプにより排気される。
【００１２】基板５としては、半導体デバイス作製用の
シリコンウェハと、合成石英基板を用いた。真空チャン
バ４の外部に設けたレーザ発生装置（図示せず）からの
パルスレーザビーム１がレンズ系２を介し、レーザビー
ム導入ポート３から真空チャンバ４内に導入される。レ
ーザビーム１としては、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシ
マレーザビームと、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザビームを用い、照射エネルギーは１５〜８０ｍＪ／
パルスとした。
シリコンウェハと、合成石英基板を用いた。真空チャン
バ４の外部に設けたレーザ発生装置（図示せず）からの
パルスレーザビーム１がレンズ系２を介し、レーザビー
ム導入ポート３から真空チャンバ４内に導入される。レ
ーザビーム１としては、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシ
マレーザビームと、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザビームを用い、照射エネルギーは１５〜８０ｍＪ／
パルスとした。
【００１３】真空チャンバ４内を５×１０-7Torrの真空
度まで排気した後、ガス供給口１０からシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスを供給した。シランガス供給量は、真空チャン
バ４内の真空度が１×１０-3Torrに維持されるように制
御した。この状態で、シリコンターゲット８にレーザビ
ーム１を照射して基板５上にシリコン薄膜を成膜した。
度まで排気した後、ガス供給口１０からシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスを供給した。シランガス供給量は、真空チャン
バ４内の真空度が１×１０-3Torrに維持されるように制
御した。この状態で、シリコンターゲット８にレーザビ
ーム１を照射して基板５上にシリコン薄膜を成膜した。
【００１４】〔比較例〕比較のために、シランガスを導
入せず、他の条件および手順は上記と同一としてシリコ
ン薄膜を成膜した。実施例１および比較例で製造したシ
リコン薄膜について、オージェ電子分光分析法（ＡＥ
Ｓ）により含有酸素を分析した。得られた結果を、図２
にオージェ電子ワイドスキャンスペクトルにより示す。
図２において、シランガスを導入せずに成膜した比較例
のシリコン薄膜においては、オージェ電子エネルギーに
シリコン（ＳｉＬＶＶおよびＳｉＫＬＬ）の強度ピーク
の他に、酸素（Ｏ）の強度ピークが明瞭に認められ、シ
リコン薄膜中に酸素が含有されていることが分かる。比
較例について、オージェ電子スペクトルの微分スペクト
ルから各元素の相対感度因子を考慮に入れて算出した酸
素濃度は９．９wt％であった。
入せず、他の条件および手順は上記と同一としてシリコ
ン薄膜を成膜した。実施例１および比較例で製造したシ
リコン薄膜について、オージェ電子分光分析法（ＡＥ
Ｓ）により含有酸素を分析した。得られた結果を、図２
にオージェ電子ワイドスキャンスペクトルにより示す。
図２において、シランガスを導入せずに成膜した比較例
のシリコン薄膜においては、オージェ電子エネルギーに
シリコン（ＳｉＬＶＶおよびＳｉＫＬＬ）の強度ピーク
の他に、酸素（Ｏ）の強度ピークが明瞭に認められ、シ
リコン薄膜中に酸素が含有されていることが分かる。比
較例について、オージェ電子スペクトルの微分スペクト
ルから各元素の相対感度因子を考慮に入れて算出した酸
素濃度は９．９wt％であった。
【００１５】これに対して、本発明によりシランガスを
導入して成膜した実施例１のシリコン薄膜においては、
シリコンの強度ピークは認められるが、酸素の強度ピー
クは認められず、シリコン薄膜中に酸素が含有されてい
ないことが分かる。図３および図４には、それぞれ比較
例および実施例１のシリコン薄膜について、ＡＥＳによ
り分析した深さ方向組成分布を示す。分析は、アルゴン
イオンにより３ｎｍ／サイクル（１サイクル＝１５秒）
のエッチング速度で、シリコン、酸素および炭素につい
て行った。図３および図４において、一番上の曲線はＳ
ｉＬＶＶの強度ピークの深さ方向分布であり、中央より
やや右寄りにある楔形の谷がシリコン薄膜とシリコン基
板との界面に対応し、谷より左の平坦部分がシリコン薄
膜、右に盛り上がった部分がシリコン基板に対応する。
酸素（Ｏ）の分布を示す一番下の曲線について、谷から
左にあるシリコン薄膜の部分に着目すると、図３に示し
た比較例ではシリコン薄膜の厚さ全体に渡ってほぼ一定
の濃度で酸素が存在していることが分かる。これに対し
て、図４に示した実施例１ではシリコン薄膜中に酸素の
存在は認められない。なお、両図共に左端でシリコン濃
度が低下し、酸素および炭素の濃度が上昇しているの
は、シリコン薄膜の表面に吸着した大気中の酸素および
炭素および表面に残存する汚れによるものである。
導入して成膜した実施例１のシリコン薄膜においては、
シリコンの強度ピークは認められるが、酸素の強度ピー
クは認められず、シリコン薄膜中に酸素が含有されてい
ないことが分かる。図３および図４には、それぞれ比較
例および実施例１のシリコン薄膜について、ＡＥＳによ
り分析した深さ方向組成分布を示す。分析は、アルゴン
イオンにより３ｎｍ／サイクル（１サイクル＝１５秒）
のエッチング速度で、シリコン、酸素および炭素につい
て行った。図３および図４において、一番上の曲線はＳ
ｉＬＶＶの強度ピークの深さ方向分布であり、中央より
やや右寄りにある楔形の谷がシリコン薄膜とシリコン基
板との界面に対応し、谷より左の平坦部分がシリコン薄
膜、右に盛り上がった部分がシリコン基板に対応する。
酸素（Ｏ）の分布を示す一番下の曲線について、谷から
左にあるシリコン薄膜の部分に着目すると、図３に示し
た比較例ではシリコン薄膜の厚さ全体に渡ってほぼ一定
の濃度で酸素が存在していることが分かる。これに対し
て、図４に示した実施例１ではシリコン薄膜中に酸素の
存在は認められない。なお、両図共に左端でシリコン濃
度が低下し、酸素および炭素の濃度が上昇しているの
は、シリコン薄膜の表面に吸着した大気中の酸素および
炭素および表面に残存する汚れによるものである。
【００１６】このように、本発明によりシランガスを導
入することにより、酸素含有の無いシリコン薄膜を製造
することができる。 〔実施例２〕図５に、本発明の他の態様による成膜装置
を示す。図示した成膜装置３０は、基板５の成膜面５Ａ
をターゲット８のレーザビーム照射面８Ａに対して垂直
に保持する以外は、図１の成膜装置２０と同様の構造で
ある。ターゲット８からの放出物中の微粒子は、図５中
に矢印Ｐで示したようにレーザビーム照射点Ｒから直線
的な進路で放射状に飛散する。そのため、図５のように
配置することにより、基板５の成膜面５Ａが微粒子の飛
散進路と平行になり交差しないので、微粒子が成膜面５
Ａに到達せず、シリコン薄膜中への微粒子混入が防止さ
れる。一方、成膜材料である蒸気は回り込んで成膜面５
Ａに到達する。本発明においては、残存酸素除去のため
に導入されたシラン系ガスの分解により生成するシリコ
ンも成膜材料として寄与するので成膜速度が向上するた
め、図５のようにレーザビーム照射面８Ａに対して基板
５の成膜面５Ａを垂直にしても、実用的に十分な成膜速
度が確保できる。
入することにより、酸素含有の無いシリコン薄膜を製造
することができる。 〔実施例２〕図５に、本発明の他の態様による成膜装置
を示す。図示した成膜装置３０は、基板５の成膜面５Ａ
をターゲット８のレーザビーム照射面８Ａに対して垂直
に保持する以外は、図１の成膜装置２０と同様の構造で
ある。ターゲット８からの放出物中の微粒子は、図５中
に矢印Ｐで示したようにレーザビーム照射点Ｒから直線
的な進路で放射状に飛散する。そのため、図５のように
配置することにより、基板５の成膜面５Ａが微粒子の飛
散進路と平行になり交差しないので、微粒子が成膜面５
Ａに到達せず、シリコン薄膜中への微粒子混入が防止さ
れる。一方、成膜材料である蒸気は回り込んで成膜面５
Ａに到達する。本発明においては、残存酸素除去のため
に導入されたシラン系ガスの分解により生成するシリコ
ンも成膜材料として寄与するので成膜速度が向上するた
め、図５のようにレーザビーム照射面８Ａに対して基板
５の成膜面５Ａを垂直にしても、実用的に十分な成膜速
度が確保できる。
【００１７】微粒子混入防止のための基板５の配置は、
図５に示したようにターゲット８のレーザビーム照射点
Ｒに立てた法線Ｑに成膜面５Ａが一致するようにするの
が、成膜速度の観点から最良であるが、以下に説明する
配置とすることもできる。図６を参照して、ターゲット
８に対する基板５の配置関係の適否を場合に分けて説明
する。
図５に示したようにターゲット８のレーザビーム照射点
Ｒに立てた法線Ｑに成膜面５Ａが一致するようにするの
が、成膜速度の観点から最良であるが、以下に説明する
配置とすることもできる。図６を参照して、ターゲット
８に対する基板５の配置関係の適否を場合に分けて説明
する。
【００１８】場合Ａは、図５と同様に、ターゲット８の
レーザビーム照射点Ｒと基板５のターゲット８寄り端部
（図では基板５の下端）とを結ぶ直線Ｌが、レーザビー
ム照射点Ｒでの法線Ｑと一致する場合である。この場合
には、直線Ｌと成膜面５Ａとを平行（θ＝０°）とする
のが成膜速度の観点から最良であるが、成膜面５Ａがタ
ーゲット８とは反対側（図では上方）を向く方向へθ＝
０°〜３０°傾斜させた範囲であれば、シリコン薄膜中
への微粒子混入を回避すると同時に実用的な成膜速度を
確保できる。θ＜０°とすると成膜面５Ａがレーザビー
ム照射点Ｒの方を向き、微粒子飛散進路と交差するので
微粒子混入が防止できず、θ＞３０°とするとターゲッ
ト８からの蒸気の回り込みが少なくなって、実用的な成
膜速度が確保できない。
レーザビーム照射点Ｒと基板５のターゲット８寄り端部
（図では基板５の下端）とを結ぶ直線Ｌが、レーザビー
ム照射点Ｒでの法線Ｑと一致する場合である。この場合
には、直線Ｌと成膜面５Ａとを平行（θ＝０°）とする
のが成膜速度の観点から最良であるが、成膜面５Ａがタ
ーゲット８とは反対側（図では上方）を向く方向へθ＝
０°〜３０°傾斜させた範囲であれば、シリコン薄膜中
への微粒子混入を回避すると同時に実用的な成膜速度を
確保できる。θ＜０°とすると成膜面５Ａがレーザビー
ム照射点Ｒの方を向き、微粒子飛散進路と交差するので
微粒子混入が防止できず、θ＞３０°とするとターゲッ
ト８からの蒸気の回り込みが少なくなって、実用的な成
膜速度が確保できない。
【００１９】場合Ｂは、直線Ｌに平行にしたときの成膜
面５Ａとターゲット８のレーザビーム照射面８Ａとが９
０°以内の角度αを挟んで傾斜している場合であり、成
膜面５Ａがターゲット８の方（図では下方）を向く場合
である。直線Ｌと成膜面５Ａとの角度θは、場合Ａと同
様の理由でθ＝０°が最適、θ＝０°〜３０°程度が適
用可能範囲である。
面５Ａとターゲット８のレーザビーム照射面８Ａとが９
０°以内の角度αを挟んで傾斜している場合であり、成
膜面５Ａがターゲット８の方（図では下方）を向く場合
である。直線Ｌと成膜面５Ａとの角度θは、場合Ａと同
様の理由でθ＝０°が最適、θ＝０°〜３０°程度が適
用可能範囲である。
【００２０】場合Ｃは、直線Ｌに平行にしたときの成膜
面５Ａとターゲット８のレーザビーム照射面８Ａとの挟
む角度αが９０°を超える場合である。すなわち、成膜
面５Ａがターゲット８とは逆の方（図では上方）を向く
場合であり、飛散した微粒子が成膜面５Ａ上に落下する
ので、採用できない。すなわち、シラン系ガスの導入に
より残存酸素を除去する本発明のシリコン薄膜製造方法
において、更に微粒子の混入を防止しながら実用的な成
膜速度を確保できる基板とターゲットとの配置関係とし
ては、図６に示した場合Ａと場合Ｂすなわちレーザビー
ム照射面に対する直線Ｌの傾角α≦９０°であって、且
つ直線Ｌに対する成膜面５Ａの傾角θが０°〜３０°の
範囲になる配置関係が適用できる。
面５Ａとターゲット８のレーザビーム照射面８Ａとの挟
む角度αが９０°を超える場合である。すなわち、成膜
面５Ａがターゲット８とは逆の方（図では上方）を向く
場合であり、飛散した微粒子が成膜面５Ａ上に落下する
ので、採用できない。すなわち、シラン系ガスの導入に
より残存酸素を除去する本発明のシリコン薄膜製造方法
において、更に微粒子の混入を防止しながら実用的な成
膜速度を確保できる基板とターゲットとの配置関係とし
ては、図６に示した場合Ａと場合Ｂすなわちレーザビー
ム照射面に対する直線Ｌの傾角α≦９０°であって、且
つ直線Ｌに対する成膜面５Ａの傾角θが０°〜３０°の
範囲になる配置関係が適用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザアブレーション法によりシリコン薄膜を製造する
際に、シラン系ガス雰囲気を用いることにより、処理雰
囲気中の残存酸素を効果的に除去することができ、良質
のシリコン薄膜が得られる。シラン系ガスを用いること
により、その分解生成物であるシリコンが成膜材料とし
て寄与するため、成膜速度が向上するという利点もあ
る。
レーザアブレーション法によりシリコン薄膜を製造する
際に、シラン系ガス雰囲気を用いることにより、処理雰
囲気中の残存酸素を効果的に除去することができ、良質
のシリコン薄膜が得られる。シラン系ガスを用いること
により、その分解生成物であるシリコンが成膜材料とし
て寄与するため、成膜速度が向上するという利点もあ
る。
【００２２】更に、基板のシリコン薄膜成膜面を、ター
ゲットのレーザビーム照射面に対して垂直とするか適当
な範囲で傾斜させることにより、シリコン薄膜中への微
粒子混入を防止できる。その場合、上記の成膜速度向上
効果により、実用的な成膜速度を確保することができ
る。
ゲットのレーザビーム照射面に対して垂直とするか適当
な範囲で傾斜させることにより、シリコン薄膜中への微
粒子混入を防止できる。その場合、上記の成膜速度向上
効果により、実用的な成膜速度を確保することができ
る。
【図１】図１は、本発明によるレーザアブレーション成
膜装置の第１の実施例を示す断面図である。
膜装置の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図２は、レーザアブレーション法により、シラ
ンガスを導入して成膜した本発明のシリコン薄膜と、シ
ランガスを導入せずに成膜した従来のシリコン薄膜とに
ついて、オージェ電子エネルギー分光分析によるワイド
スキャンスペクトルを示すグラフである。
ンガスを導入して成膜した本発明のシリコン薄膜と、シ
ランガスを導入せずに成膜した従来のシリコン薄膜とに
ついて、オージェ電子エネルギー分光分析によるワイド
スキャンスペクトルを示すグラフである。
【図３】図３は、レーザアブレーション法により、シラ
ンガスを導入せずに成膜した従来のシリコン薄膜につい
て、オージェ電子エネルギー分光分析による深さ方向組
成分布を示すグラフである。
ンガスを導入せずに成膜した従来のシリコン薄膜につい
て、オージェ電子エネルギー分光分析による深さ方向組
成分布を示すグラフである。
【図４】図４は、レーザアブレーション法により、シラ
ンガスを導入して成膜した本発明のシリコン薄膜につい
て、オージェ電子エネルギー分光分析による深さ方向組
成分布を示すグラフである。
ンガスを導入して成膜した本発明のシリコン薄膜につい
て、オージェ電子エネルギー分光分析による深さ方向組
成分布を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明によるレーザアブレーション成
膜装置の第２の実施例を示す断面図である。
膜装置の第２の実施例を示す断面図である。
【図６】図６は、図５に示した第２の実施例を含む種々
の変形例における基板とターゲットとの配置関係を示す
模式図である。
の変形例における基板とターゲットとの配置関係を示す
模式図である。
１…パルスレーザビーム ２…レンズ系 ３…レーザビーム導入ポート ４…真空チャンバ ５…基板 ５Ａ…基板５の成膜面 ６…基板ホルダー ７…基板ホルダー６の内蔵ヒーター ８…ターゲット ８Ａ…ターゲット８のレーザビーム照射面 Ｒ…ターゲット８のレーザビーム照射点 Ｑ…レーザビーム照射点Ｒに立てた法線 Ｐ…微粒子飛散進路 Ｌ…レーザビーム照射点Ｒと基板５を結ぶ直線 ９…ターゲットホルダー １０…シラン系ガス供給口 １１…排気ポート ２０…本発明によるレーザアブレーション成膜装置 ３０…本発明による他のレーザアブレーション成膜装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 英 貢 愛知県豊橋市弥生町西豊和10−２−603
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバ内で、シリコンターゲット
にレーザビームを照射し、該レーザビームのエネルギー
により該ターゲットの材料を放出させ、これを基板上に
堆積させてシリコン薄膜を成膜するレーザアブレーショ
ン法によるシリコン薄膜の製造方法において、 該真空チャンバ内をシラン系ガス雰囲気またはシラン系
ガスと水素ガスとの混合ガス雰囲気とすることを特徴と
するシリコン薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 上記基板のシリコン薄膜成膜面を、上記
ターゲットのレーザビーム照射点と該基板の該ターゲッ
ト寄り端部とを結ぶ直線に対して平行または該直線から
該ターゲットとは反対方向へ３０°以内の角度で傾斜さ
せ、且つ該直線に平行にしたときの該成膜面と該ターゲ
ットのレーザビーム照射面とが９０°以内の角度を挟む
ように配置することを特徴とする請求項１記載のシリコ
ン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00864496A JP3397558B2 (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00864496A JP3397558B2 (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199423A true JPH09199423A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3397558B2 JP3397558B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=11698666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00864496A Expired - Fee Related JP3397558B2 (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397558B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945748B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2010-03-05 | (주)티에스티아이테크 | 폴리실리콘의 제조장치 |
| CN101824593A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-09-08 | 杭州电子科技大学 | 一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法 |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP00864496A patent/JP3397558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945748B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2010-03-05 | (주)티에스티아이테크 | 폴리실리콘의 제조장치 |
| CN101824593A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-09-08 | 杭州电子科技大学 | 一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3397558B2 (ja) | 2003-04-14 |
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