JPH09251958A - 結晶性シリコン膜及びその製造方法 - Google Patents
結晶性シリコン膜及びその製造方法Info
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- JPH09251958A JPH09251958A JP6082096A JP6082096A JPH09251958A JP H09251958 A JPH09251958 A JP H09251958A JP 6082096 A JP6082096 A JP 6082096A JP 6082096 A JP6082096 A JP 6082096A JP H09251958 A JPH09251958 A JP H09251958A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的低温下で、生産性良く形成された結晶
性シリコン膜、及び比較的低温下で、生産性良く膜形成
できる結晶性シリコン膜及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、このプラ
ズマの下で被成膜物品Ｓ上に形成した結晶性シリコン膜
Ｍであって、膜Ｍは被成膜物品Ｓとの界面層Ｍ１及び上
層膜Ｍ２からなり、界面層Ｍ１は、物品Ｓ表面近傍の真
空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持
しつつ物品Ｓ表面をプラズマに曝すとともに物品Ｓ表面
にイオンビームを照射してシリコン結晶種を形成した層
であり、上層膜Ｍ２は、引き続き物品Ｓ表面近傍の真空
度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持し
つつ物品Ｓ表面をプラズマに曝し、イオンビームを照射
せずにシリコン結晶を成長させた層である結晶性シリコ
ン膜Ｍ。
性シリコン膜、及び比較的低温下で、生産性良く膜形成
できる結晶性シリコン膜及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、このプラ
ズマの下で被成膜物品Ｓ上に形成した結晶性シリコン膜
Ｍであって、膜Ｍは被成膜物品Ｓとの界面層Ｍ１及び上
層膜Ｍ２からなり、界面層Ｍ１は、物品Ｓ表面近傍の真
空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持
しつつ物品Ｓ表面をプラズマに曝すとともに物品Ｓ表面
にイオンビームを照射してシリコン結晶種を形成した層
であり、上層膜Ｍ２は、引き続き物品Ｓ表面近傍の真空
度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持し
つつ物品Ｓ表面をプラズマに曝し、イオンビームを照射
せずにシリコン結晶を成長させた層である結晶性シリコ
ン膜Ｍ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置にお
ける各画素に設けられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ス
イッチ等の材料として用いられたり、集積回路、太陽電
池等に用いられる結晶性シリコン膜及びそのような結晶
性シリコン膜の形成方法に関する。
ける各画素に設けられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ス
イッチ等の材料として用いられたり、集積回路、太陽電
池等に用いられる結晶性シリコン膜及びそのような結晶
性シリコン膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、結晶性シリコン膜の形成方法とし
て、ＣＶＤ法、特に熱ＣＶＤ法が多用されている。ＣＶ
Ｄ法により結晶性シリコン膜を形成するためには、通
常、被成膜物品の温度を８００℃程度以上に保つ必要が
ある。また、真空蒸着法、スパッタ蒸着法等のＰＶＤ法
も用いられるが、この場合も、該膜を結晶性を有するも
のにするためには、通常、被成膜物品の温度を７００℃
程度以上に保つ必要がある。
て、ＣＶＤ法、特に熱ＣＶＤ法が多用されている。ＣＶ
Ｄ法により結晶性シリコン膜を形成するためには、通
常、被成膜物品の温度を８００℃程度以上に保つ必要が
ある。また、真空蒸着法、スパッタ蒸着法等のＰＶＤ法
も用いられるが、この場合も、該膜を結晶性を有するも
のにするためには、通常、被成膜物品の温度を７００℃
程度以上に保つ必要がある。
【０００３】また近年では、各種ＣＶＤ法、ＰＶＤ法に
より比較的低温下でアモルファスシリコン膜を形成した
後、後処理として、８００℃程度以上の熱処理若しくは
６００℃程度で２０時間程度以上の長時間にわたる熱処
理を施したり、レーザアニール処理を施して、該膜を結
晶性シリコン膜とすることが行われている。
より比較的低温下でアモルファスシリコン膜を形成した
後、後処理として、８００℃程度以上の熱処理若しくは
６００℃程度で２０時間程度以上の長時間にわたる熱処
理を施したり、レーザアニール処理を施して、該膜を結
晶性シリコン膜とすることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、各種ＣＶＤ法、ＰＶＤ法により直接結晶性シリ
コン膜を形成する方法によっては、例えば液晶表示装置
のガラス基板として比較的安価な低融点ガラスを用い、
この基板上にＴＦＴを形成するために結晶性シリコン膜
を形成しようとするとき、かかる低融点ガラスを７００
℃や８００℃に保つと、溶融したり歪みが生じる等す
る。このようにＣＶＤ法やＰＶＤ法で直接結晶性シリコ
ン膜を形成する手法では耐熱性が比較的低い材質からな
る物品上への成膜が困難である。
ように、各種ＣＶＤ法、ＰＶＤ法により直接結晶性シリ
コン膜を形成する方法によっては、例えば液晶表示装置
のガラス基板として比較的安価な低融点ガラスを用い、
この基板上にＴＦＴを形成するために結晶性シリコン膜
を形成しようとするとき、かかる低融点ガラスを７００
℃や８００℃に保つと、溶融したり歪みが生じる等す
る。このようにＣＶＤ法やＰＶＤ法で直接結晶性シリコ
ン膜を形成する手法では耐熱性が比較的低い材質からな
る物品上への成膜が困難である。
【０００５】また、前記の熱処理やレーザアニール処理
を後処理として行い結晶性シリコン膜を得る方法は、直
接結晶性シリコン膜を形成する方法に比べて、１工程多
いため生産性が悪い。なお、レーザアニール処理はレー
ザ照射装置が高価であるとともに、大面積で均一性の良
い膜が得られないという欠点もある。そこで、本発明
は、比較的低温下で、生産性良く形成される結晶性シリ
コン膜、及び比較的低温下で生産性良く膜形成できる結
晶性シリコン膜の形成方法を提供することを課題とす
る。
を後処理として行い結晶性シリコン膜を得る方法は、直
接結晶性シリコン膜を形成する方法に比べて、１工程多
いため生産性が悪い。なお、レーザアニール処理はレー
ザ照射装置が高価であるとともに、大面積で均一性の良
い膜が得られないという欠点もある。そこで、本発明
は、比較的低温下で、生産性良く形成される結晶性シリ
コン膜、及び比較的低温下で生産性良く膜形成できる結
晶性シリコン膜の形成方法を提供することを課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ
励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマ
の下で被成膜物品上に形成した結晶性シリコン膜であっ
て、該膜は該被成膜物品との界面層及び上層膜からな
り、該界面層は、該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビー
ムを照射してシリコン結晶種を形成した層であり、該上
層膜は、引き続き該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝し、イオンビームを照射せずにシリ
コン結晶を成長させた層であることを特徴とする結晶性
シリコン膜を提供する。
に本発明は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ
励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマ
の下で被成膜物品上に形成した結晶性シリコン膜であっ
て、該膜は該被成膜物品との界面層及び上層膜からな
り、該界面層は、該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビー
ムを照射してシリコン結晶種を形成した層であり、該上
層膜は、引き続き該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝し、イオンビームを照射せずにシリ
コン結晶を成長させた層であることを特徴とする結晶性
シリコン膜を提供する。
【０００７】また、前記課題を解決するために本発明
は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ励起用エ
ネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマに被成膜
物品を曝して該物品上に結晶性シリコン膜を形成する方
法であって、該物品表面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏ
ｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面を前
記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビームを
照射して該物品上にシリコン結晶種を含む界面層を形成
した後、イオンビーム照射を停止し、引き続き該物品表
面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏ
ｒｒに維持しつつ該物品表面を前記プラズマに曝して結
晶性シリコンの上層膜を形成することを特徴とする結晶
性シリコン膜の形成方法を提供する。
は、シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ励起用エ
ネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズマに被成膜
物品を曝して該物品上に結晶性シリコン膜を形成する方
法であって、該物品表面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏ
ｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面を前
記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビームを
照射して該物品上にシリコン結晶種を含む界面層を形成
した後、イオンビーム照射を停止し、引き続き該物品表
面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏ
ｒｒに維持しつつ該物品表面を前記プラズマに曝して結
晶性シリコンの上層膜を形成することを特徴とする結晶
性シリコン膜の形成方法を提供する。
【０００８】なお、前記本発明の結晶性シリコン膜及び
結晶性シリコン膜の形成方法においては、イオンビーム
照射に伴い、これと共に中性化されたエネルギを有する
中性粒子も照射されることもある。前記本発明の結晶性
シリコン膜及び結晶性シリコン膜の形成方法によると、
シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ化し、このプ
ラズマの下で結晶性シリコン膜を形成するにあたり、イ
オンビームを併用して界面層を形成し、その後イオンビ
ームを停止して引き続き前記プラズマのもとで上層膜を
形成するため、該界面層中に結晶種（シリコンを結晶化
させるための種となるもの）を形成することができ、ま
た、実際のデバイスに利用される上層膜形成時は、シリ
コン成長面へのイオンビーム照射による過剰な損傷及び
不純物の混入が回避された状態で、良質のシリコン結晶
の成長を促すことができる。
結晶性シリコン膜の形成方法においては、イオンビーム
照射に伴い、これと共に中性化されたエネルギを有する
中性粒子も照射されることもある。前記本発明の結晶性
シリコン膜及び結晶性シリコン膜の形成方法によると、
シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズマ化し、このプ
ラズマの下で結晶性シリコン膜を形成するにあたり、イ
オンビームを併用して界面層を形成し、その後イオンビ
ームを停止して引き続き前記プラズマのもとで上層膜を
形成するため、該界面層中に結晶種（シリコンを結晶化
させるための種となるもの）を形成することができ、ま
た、実際のデバイスに利用される上層膜形成時は、シリ
コン成長面へのイオンビーム照射による過剰な損傷及び
不純物の混入が回避された状態で、良質のシリコン結晶
の成長を促すことができる。
【０００９】また、成膜初期のみイオン源を稼働させれ
ばよいため、その分省エネルギ化を図ることができ、イ
オン源のメンテナンス回数を減らすことができ、さら
に、成膜初期のみイオン源を稼働させればよいため、イ
オン源の運転・制御が成膜装置の他の制御系に与える影
響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向
上させることができる。
ばよいため、その分省エネルギ化を図ることができ、イ
オン源のメンテナンス回数を減らすことができ、さら
に、成膜初期のみイオン源を稼働させればよいため、イ
オン源の運転・制御が成膜装置の他の制御系に与える影
響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向
上させることができる。
【００１０】また、被成膜物品表面近傍の真空度を１×
１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒという高い真空度
（低圧）とすることにより、該物品表面へのイオンビー
ムの照射を可能とし、そのイオン種及びイオン加速エネ
ルギを適宜選択或いは調整することにより、表面励起、
結晶性制御、結晶粒径制御、結晶配向制御等の効果が得
られ、シリコン原子の移動乃至マイグレーション(migra
tion) が促進されて、被成膜物品上に一層良質な結晶性
を有するシリコン膜を形成することができる。なお、プ
ラズマＣＶＤにおいてプラズマ励起による反応種のエネ
ルギは数ｅＶ〜数１００ｅＶという広範囲に及ぶため、
単なるプラズマＣＶＤではこのような制御を行い難い。
１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒという高い真空度
（低圧）とすることにより、該物品表面へのイオンビー
ムの照射を可能とし、そのイオン種及びイオン加速エネ
ルギを適宜選択或いは調整することにより、表面励起、
結晶性制御、結晶粒径制御、結晶配向制御等の効果が得
られ、シリコン原子の移動乃至マイグレーション(migra
tion) が促進されて、被成膜物品上に一層良質な結晶性
を有するシリコン膜を形成することができる。なお、プ
ラズマＣＶＤにおいてプラズマ励起による反応種のエネ
ルギは数ｅＶ〜数１００ｅＶという広範囲に及ぶため、
単なるプラズマＣＶＤではこのような制御を行い難い。
【００１１】また、１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔ
ｏｒｒという高真空度下でガスをプラズマ化させるた
め、気相反応が抑制されて不要なダストパーティクルの
生成が少なくなり、被成膜物品表面への不純物の付着が
抑制され、一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。ま
た、高真空下でガスをプラズマ化させるため、膜形成に
寄与するラジカルの拡散域が広がり、それだけ大面積の
被成膜物品上にも良質の結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに、結晶性シリコン膜形成工程におい
て成膜を行う容器内面等への膜付着が少なく、それだけ
クリーニング等のメンテナンスが容易になる。
ｏｒｒという高真空度下でガスをプラズマ化させるた
め、気相反応が抑制されて不要なダストパーティクルの
生成が少なくなり、被成膜物品表面への不純物の付着が
抑制され、一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。ま
た、高真空下でガスをプラズマ化させるため、膜形成に
寄与するラジカルの拡散域が広がり、それだけ大面積の
被成膜物品上にも良質の結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに、結晶性シリコン膜形成工程におい
て成膜を行う容器内面等への膜付着が少なく、それだけ
クリーニング等のメンテナンスが容易になる。
【００１２】また、本発明方法によると、比較的低温下
でシリコンを結晶化させることができる。そして、１工
程でこのような結晶性を有するシリコン膜が得られるた
め、成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良
好である。また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶性
シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームのイ
オン種として、不活性ガス（ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネ
オン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン
（Ｋｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等）、反応性ガス
（水素（Ｈ2 ）ガス、フッ素（Ｆ2 ）ガス、フッ化水素
（ＨＦ）ガス等）及びシリコン系ガス（モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガス、ジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガス等の水素化
シリコンガス、四フッ化シリコン（ＳｉＦ4）ガス等の
フッ化シリコンガス、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ4 ）ガ
ス等の塩化シリコンガス等）のうち少なくとも一種のガ
スのイオンを用いることができる。
でシリコンを結晶化させることができる。そして、１工
程でこのような結晶性を有するシリコン膜が得られるた
め、成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良
好である。また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶性
シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームのイ
オン種として、不活性ガス（ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネ
オン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン
（Ｋｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等）、反応性ガス
（水素（Ｈ2 ）ガス、フッ素（Ｆ2 ）ガス、フッ化水素
（ＨＦ）ガス等）及びシリコン系ガス（モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガス、ジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガス等の水素化
シリコンガス、四フッ化シリコン（ＳｉＦ4）ガス等の
フッ化シリコンガス、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ4 ）ガ
ス等の塩化シリコンガス等）のうち少なくとも一種のガ
スのイオンを用いることができる。
【００１３】前記不活性ガスイオンを照射するときに
は、結晶化のための物理的励起制御が可能となる。ま
た、前記反応性ガス及び前記シリコン系ガスのうち水素
（Ｈ）又は（及び）フッ素（Ｆ）を含むものを用いると
きには、水素原子、フッ素原子が膜中のアモルファス相
のシリコン原子と結合してこれを気化し、シリコンの結
晶化が促進されるとともに、シリコン−シリコンネット
ワーク中のダングリングボンドや膜中欠陥が低減され、
一層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することが
できる。
は、結晶化のための物理的励起制御が可能となる。ま
た、前記反応性ガス及び前記シリコン系ガスのうち水素
（Ｈ）又は（及び）フッ素（Ｆ）を含むものを用いると
きには、水素原子、フッ素原子が膜中のアモルファス相
のシリコン原子と結合してこれを気化し、シリコンの結
晶化が促進されるとともに、シリコン−シリコンネット
ワーク中のダングリングボンドや膜中欠陥が低減され、
一層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することが
できる。
【００１４】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームを
被成膜物品に対し１００ｅＶ〜１ｋｅＶ程度の低エネル
ギで照射することが考えられ、このとき、イオンビーム
を被成膜物品に照射することによる表面励起、結晶性向
上、結晶配向制御等の効果を妨げることなく一層良質な
結晶性を有するシリコン膜を形成することができる。
性シリコン膜の形成方法において、前記イオンビームを
被成膜物品に対し１００ｅＶ〜１ｋｅＶ程度の低エネル
ギで照射することが考えられ、このとき、イオンビーム
を被成膜物品に照射することによる表面励起、結晶性向
上、結晶配向制御等の効果を妨げることなく一層良質な
結晶性を有するシリコン膜を形成することができる。
【００１５】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、前記プラズマの原料
ガスとして、前記イオンビームのイオン種源となるガス
として例示した前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガス、又は前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガスと前記反応性ガスのうち少なくとも一種のガス
とを用いることができる。
性シリコン膜の形成方法において、前記プラズマの原料
ガスとして、前記イオンビームのイオン種源となるガス
として例示した前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガス、又は前記シリコン系ガスのうち少なくとも一
種のガスと前記反応性ガスのうち少なくとも一種のガス
とを用いることができる。
【００１６】なお、イオン源内からイオンの原料ガスが
成膜を行う容器内に拡散してくるため、イオンビーム照
射に用いるイオンの原料ガスとしてシリコン系ガスを用
いるときには、プラズマの原料ガスとして別途シリコン
系ガスを成膜容器内に導入することを省略することがで
きる場合もある。また、本発明の結晶性シリコン膜及び
結晶性シリコン膜の形成方法においては、被成膜物品の
温度を室温〜６００℃にすることができ、従来に比べて
このような低温下でも良質な結晶性を有するシリコン膜
を得ることができる。なお、室温より低温にするときに
は、形成されるシリコン膜中にアモルファス成分が増加
し結晶性が低くなる。
成膜を行う容器内に拡散してくるため、イオンビーム照
射に用いるイオンの原料ガスとしてシリコン系ガスを用
いるときには、プラズマの原料ガスとして別途シリコン
系ガスを成膜容器内に導入することを省略することがで
きる場合もある。また、本発明の結晶性シリコン膜及び
結晶性シリコン膜の形成方法においては、被成膜物品の
温度を室温〜６００℃にすることができ、従来に比べて
このような低温下でも良質な結晶性を有するシリコン膜
を得ることができる。なお、室温より低温にするときに
は、形成されるシリコン膜中にアモルファス成分が増加
し結晶性が低くなる。
【００１７】さらに、より結晶性を高める必要がある場
合には、成膜後、後処理として、前記結晶性シリコン膜
に３００℃〜６００℃の熱処理を施すことが考えられ
る。本発明方法により得られるシリコン膜中の水素濃度
は１×１０21ｃｍ-3以下という通常のＣＶＤ法により得
られるシリコン膜より約２桁低い値にできるため、この
ように低値として上述の後処理によりボイドの少ない一
層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することがで
きる。また、後処理を行うときでも、結晶化のために行
われる従来の後処理より加熱温度を低くすることができ
るとともに、加熱時間も短くすることができる。
合には、成膜後、後処理として、前記結晶性シリコン膜
に３００℃〜６００℃の熱処理を施すことが考えられ
る。本発明方法により得られるシリコン膜中の水素濃度
は１×１０21ｃｍ-3以下という通常のＣＶＤ法により得
られるシリコン膜より約２桁低い値にできるため、この
ように低値として上述の後処理によりボイドの少ない一
層良質な結晶性を有するシリコン膜を形成することがで
きる。また、後処理を行うときでも、結晶化のために行
われる従来の後処理より加熱温度を低くすることができ
るとともに、加熱時間も短くすることができる。
【００１８】また、本発明の結晶性シリコン膜及び結晶
性シリコン膜の形成方法において、プラズマ励起用エネ
ルギとしては、高周波電力、マイクロ波電力及び光等を
採用することができる。また、本発明の結晶性シリコン
膜において、界面層の膜厚は５０Å〜１０００Å程度と
することが考えられる。界面層の膜厚が５０Åより小さ
いときは、界面層膜厚のわずかな変化に対して結晶粒径
及び結晶性が大きく変化するため、一定膜質に制御する
ことが困難である。また、通常ＴＦＴデバイス等に使用
される結晶性シリコン膜の膜厚は１０００Å程度なの
で、界面層の膜厚も１０００Å程度までとすることが考
えられる。
性シリコン膜の形成方法において、プラズマ励起用エネ
ルギとしては、高周波電力、マイクロ波電力及び光等を
採用することができる。また、本発明の結晶性シリコン
膜において、界面層の膜厚は５０Å〜１０００Å程度と
することが考えられる。界面層の膜厚が５０Åより小さ
いときは、界面層膜厚のわずかな変化に対して結晶粒径
及び結晶性が大きく変化するため、一定膜質に制御する
ことが困難である。また、通常ＴＦＴデバイス等に使用
される結晶性シリコン膜の膜厚は１０００Å程度なの
で、界面層の膜厚も１０００Å程度までとすることが考
えられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明方法の実施に用い
ることができる成膜装置の１例の概略構成を示す図であ
る。この装置は、成膜室１を有し、室１内の互いに対向
する位置には高周波電極２及び接地電極３が設置されて
いる。電極２には整合器２１を介して高周波電源２２が
接続されている。また、電極３は被成膜物品Ｓを支持す
るホルダを兼ねており、内部に物品加熱用ヒータ３１が
内蔵されている。また、成膜室１内には、物品ホルダ３
に支持される被成膜物品Ｓに対しイオン照射できる位置
にイオン源４が設置されている。さらに、成膜室１には
真空排気部５が接続されているとともに、プラズマ原料
ガス供給部６が接続されている。原料ガス供給部６には
プラズマ原料ガス源、マスフローコントローラ等が含ま
れるが、これらは図示を省略している。
を参照して説明する。図１は、本発明方法の実施に用い
ることができる成膜装置の１例の概略構成を示す図であ
る。この装置は、成膜室１を有し、室１内の互いに対向
する位置には高周波電極２及び接地電極３が設置されて
いる。電極２には整合器２１を介して高周波電源２２が
接続されている。また、電極３は被成膜物品Ｓを支持す
るホルダを兼ねており、内部に物品加熱用ヒータ３１が
内蔵されている。また、成膜室１内には、物品ホルダ３
に支持される被成膜物品Ｓに対しイオン照射できる位置
にイオン源４が設置されている。さらに、成膜室１には
真空排気部５が接続されているとともに、プラズマ原料
ガス供給部６が接続されている。原料ガス供給部６には
プラズマ原料ガス源、マスフローコントローラ等が含ま
れるが、これらは図示を省略している。
【００２０】この装置を用いて本発明の結晶性シリコン
膜を形成するにあたっては、被成膜物品Ｓを成膜室１内
に搬入してホルダ３に支持させた後、真空排気部５の運
転にて室１内を所定の真空度にする。次いで、ガス供給
部６から室１内に原料ガスを導入するとともに、電極２
に整合器２１を介して電源２２から高周波電力を印加し
て該ガスをプラズマ化し、さらに、イオン源４から被成
膜物品Ｓへ向けイオンビームをイオン加速エネルギ１０
０ｅＶ〜１ｋｅＶで照射し、このプラズマの下で物品Ｓ
表面にシリコン結晶種を含む界面層を形成する。なお、
界面層の膜厚は１００〜１０００Åとする。
膜を形成するにあたっては、被成膜物品Ｓを成膜室１内
に搬入してホルダ３に支持させた後、真空排気部５の運
転にて室１内を所定の真空度にする。次いで、ガス供給
部６から室１内に原料ガスを導入するとともに、電極２
に整合器２１を介して電源２２から高周波電力を印加し
て該ガスをプラズマ化し、さらに、イオン源４から被成
膜物品Ｓへ向けイオンビームをイオン加速エネルギ１０
０ｅＶ〜１ｋｅＶで照射し、このプラズマの下で物品Ｓ
表面にシリコン結晶種を含む界面層を形成する。なお、
界面層の膜厚は１００〜１０００Åとする。
【００２１】次いで、イオン源４からのイオンビーム照
射を停止し、高周波電力印加による原料ガスのプラズマ
化のみ継続して行い、前記形成した界面層上に結晶性シ
リコン膜の上層膜を形成する。なお、成膜中は、被成膜
物品Ｓ表面近傍の真空度が１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１
０-8Ｔｏｒｒの範囲内になるように成膜室１内の真空度
を調整する。また、被成膜物品Ｓの温度を室温〜６００
℃に保つ。このようにして、前記形成したシリコン結晶
種を含む界面層上にシリコン結晶を成長させた上層膜を
形成する。
射を停止し、高周波電力印加による原料ガスのプラズマ
化のみ継続して行い、前記形成した界面層上に結晶性シ
リコン膜の上層膜を形成する。なお、成膜中は、被成膜
物品Ｓ表面近傍の真空度が１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１
０-8Ｔｏｒｒの範囲内になるように成膜室１内の真空度
を調整する。また、被成膜物品Ｓの温度を室温〜６００
℃に保つ。このようにして、前記形成したシリコン結晶
種を含む界面層上にシリコン結晶を成長させた上層膜を
形成する。
【００２２】以上の操作により、図２に示すように、被
成膜物品Ｓ上に界面層Ｍ１及び上層膜Ｍ２からなる結晶
性シリコン膜Ｍが形成される。以上説明した方法及びこ
れにより得られた結晶性シリコン膜によると、イオンビ
ームの作用で界面層Ｍ１中にはシリコンの結晶種が形成
され、また、実際のデバイスに利用される上層膜Ｍ２
は、イオン照射による膜の損傷及び不純物混入がない状
態で、界面層Ｍ１中の結晶種により結晶化が促されて、
良質な結晶性を有するシリコン膜となる。
成膜物品Ｓ上に界面層Ｍ１及び上層膜Ｍ２からなる結晶
性シリコン膜Ｍが形成される。以上説明した方法及びこ
れにより得られた結晶性シリコン膜によると、イオンビ
ームの作用で界面層Ｍ１中にはシリコンの結晶種が形成
され、また、実際のデバイスに利用される上層膜Ｍ２
は、イオン照射による膜の損傷及び不純物混入がない状
態で、界面層Ｍ１中の結晶種により結晶化が促されて、
良質な結晶性を有するシリコン膜となる。
【００２３】また、界面層形成時に、物品Ｓにイオンビ
ームを照射し、その照射エネルギが１ｋｅＶ以下の低レ
ベルに制御されていることにより、イオンビーム照射に
よる表面励起、結晶性向上、結晶配向制御等の効果が妨
げられず、シリコン原子のマイグレーションが促進され
て、シリコン膜Ｍは一層良質な結晶性を有するものとな
る。
ームを照射し、その照射エネルギが１ｋｅＶ以下の低レ
ベルに制御されていることにより、イオンビーム照射に
よる表面励起、結晶性向上、結晶配向制御等の効果が妨
げられず、シリコン原子のマイグレーションが促進され
て、シリコン膜Ｍは一層良質な結晶性を有するものとな
る。
【００２４】また、成膜中は物品Ｓの温度を６００℃よ
り高くしなくてもシリコンを結晶化させることができ
る。このことから、例えば液晶表示装置用のガラス基板
として比較的低融点の安価なガラスを用い、その上にＴ
ＦＴ用等のシリコン膜を形成できる。また、１工程で結
晶性シリコン膜が得られるため、成膜後の熱処理を省略
することができ、生産性が良好である。さらに結晶性を
向上させる必要があるために熱処理を加える場合にも、
３００℃〜６００℃という従来より低温で、しかも加熱
時間も従来（２０時間以上）より短くすることができ
る。
り高くしなくてもシリコンを結晶化させることができ
る。このことから、例えば液晶表示装置用のガラス基板
として比較的低融点の安価なガラスを用い、その上にＴ
ＦＴ用等のシリコン膜を形成できる。また、１工程で結
晶性シリコン膜が得られるため、成膜後の熱処理を省略
することができ、生産性が良好である。さらに結晶性を
向上させる必要があるために熱処理を加える場合にも、
３００℃〜６００℃という従来より低温で、しかも加熱
時間も従来（２０時間以上）より短くすることができ
る。
【００２５】また、１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔ
ｏｒｒという高真空度下で原料ガスをプラズマ化させる
ため、気相反応が抑制されて不要なパーティクルの生成
が抑制され、被成膜物品Ｓへの不純物の付着が抑制され
て一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。また、前記
のとおり高真空下で原料ガスをプラズマ化するため、成
膜に寄与するラジカルの拡散域が広くなり、大面積の被
成膜物品Ｓ上にも良質な結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに成膜室１内面等への膜付着が少な
く、従って室１内のクリーニングの頻度が少なくて済
む。
ｏｒｒという高真空度下で原料ガスをプラズマ化させる
ため、気相反応が抑制されて不要なパーティクルの生成
が抑制され、被成膜物品Ｓへの不純物の付着が抑制され
て一層良質な結晶性シリコン膜が得られる。また、前記
のとおり高真空下で原料ガスをプラズマ化するため、成
膜に寄与するラジカルの拡散域が広くなり、大面積の被
成膜物品Ｓ上にも良質な結晶性シリコン膜を形成するこ
とができる。さらに成膜室１内面等への膜付着が少な
く、従って室１内のクリーニングの頻度が少なくて済
む。
【００２６】また、成膜初期のみイオン源４を稼働すれ
ばよいため、省エネルギ化を図ることができ、イオン源
４のメンテナンス回数を減らすことができ、さらに、成
膜初期のみイオン源４を稼働すればよいため、イオン源
４の運転が成膜装置の他の部分の制御系に与える影響を
小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向上さ
せることができる。
ばよいため、省エネルギ化を図ることができ、イオン源
４のメンテナンス回数を減らすことができ、さらに、成
膜初期のみイオン源４を稼働すればよいため、イオン源
４の運転が成膜装置の他の部分の制御系に与える影響を
小さくすることができ、成膜装置全体の安定性を向上さ
せることができる。
【００２７】次に、図１の装置を用いて本発明方法によ
り結晶性シリコン膜を形成した具体的実施例及びその結
果得られた本発明の結晶性シリコン膜の例について説明
する。併せて、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置を
用いてシリコン膜を形成した比較例についても説明す
る。 実施例１ ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ＜１００＞のそれぞれ ・成膜条件 ＜界面層形成＞ プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 １×１０-4Ｔｏｒｒ イオンビームイオン種 ＳｉＨ4 及びＨ2 の混合ガスのイオン 照射エネルギ １００ｅＶ及び１ｋｅＶのそれぞれ 成膜温度 ３００℃ 成膜膜厚 １０〜１０００Å ＜上層膜形成＞ プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 １×１０-4Ｔｏｒｒ 成膜温度 ３００℃ ・全膜厚 ２５００Å 比較例 ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ＜１００＞のそれぞれ ・成膜条件 プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 ２×１０-1Ｔｏｒｒ 成膜温度 ３００℃ 成膜膜厚 ２０００Å 次に、前記本発明実施例及び比較例により得られた各シ
リコン膜について、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）及びレーザ
ラマン分光分析により結晶性評価を行い、ホール移動度
測定を行うことでデバイス特性を評価した。また、後処
理として熱処理を施し結晶構造の変化を調べた。 ・ＸＲＤ 本発明実施例による全ての膜サンプルは、１１１面（２
θ＝２８．２°）及び２２０面（２θ＝４７．２°）か
らのピークが検出され、シリコン(cubic) の結晶性が確
認された。一方、比較例による膜サンプルはアモルファ
ス構造であることが確認された。 ・レーザラマン分光分析 本発明実施例による全ての膜サンプルは、結晶化シリコ
ンによるピーク（ラマンシフト＝５１５〜５２０ｃ
ｍ-1）を検出し、１００Å〜２０００Åの結晶粒が認め
られた。一方、比較例による膜サンプルはアモルファス
構造によるピーク（ラマンシフト＝４８０ｃｍ-1）が検
出された。
り結晶性シリコン膜を形成した具体的実施例及びその結
果得られた本発明の結晶性シリコン膜の例について説明
する。併せて、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置を
用いてシリコン膜を形成した比較例についても説明す
る。 実施例１ ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ＜１００＞のそれぞれ ・成膜条件 ＜界面層形成＞ プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 １×１０-4Ｔｏｒｒ イオンビームイオン種 ＳｉＨ4 及びＨ2 の混合ガスのイオン 照射エネルギ １００ｅＶ及び１ｋｅＶのそれぞれ 成膜温度 ３００℃ 成膜膜厚 １０〜１０００Å ＜上層膜形成＞ プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 １×１０-4Ｔｏｒｒ 成膜温度 ３００℃ ・全膜厚 ２５００Å 比較例 ・被成膜物品 無アルカリガラス基板及び シリコンウエハ＜１００＞のそれぞれ ・成膜条件 プラズマ励起用電力 周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力 原料ガス ＳｉＨ4 ５０％ Ｈ2 ５０％ 真空度 ２×１０-1Ｔｏｒｒ 成膜温度 ３００℃ 成膜膜厚 ２０００Å 次に、前記本発明実施例及び比較例により得られた各シ
リコン膜について、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）及びレーザ
ラマン分光分析により結晶性評価を行い、ホール移動度
測定を行うことでデバイス特性を評価した。また、後処
理として熱処理を施し結晶構造の変化を調べた。 ・ＸＲＤ 本発明実施例による全ての膜サンプルは、１１１面（２
θ＝２８．２°）及び２２０面（２θ＝４７．２°）か
らのピークが検出され、シリコン(cubic) の結晶性が確
認された。一方、比較例による膜サンプルはアモルファ
ス構造であることが確認された。 ・レーザラマン分光分析 本発明実施例による全ての膜サンプルは、結晶化シリコ
ンによるピーク（ラマンシフト＝５１５〜５２０ｃ
ｍ-1）を検出し、１００Å〜２０００Åの結晶粒が認め
られた。一方、比較例による膜サンプルはアモルファス
構造によるピーク（ラマンシフト＝４８０ｃｍ-1）が検
出された。
【００２８】また、本発明実施例による全ての膜サンプ
ルについて、レーザラマン分光分析により得られた結晶
粒径及び結晶成分比率（結晶成分のピーク強度とアモル
ファス成分のピーク強度との比率で、結晶性を表す。）
を界面層の膜厚に対してプロットしたグラフをそれぞれ
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す。これによると、界面層の
膜厚と結晶粒径との関係及び界面層の膜厚と結晶成分比
率との関係はほぼ同様の傾向を示し、イオン照射による
界面層を有する膜サンプルでは、界面層の膜厚１０００
Åまでの範囲内で、このような界面層を有さない膜サン
プル（界面層膜厚＝０Å）に比べて結晶性が高く、また
結晶粒径も大きいことが分かる。なお、参考までに比較
例による膜サンプルについても同様にして図中に示し
た。 ・熱処理 本発明実施例及び比較例により得られた各膜サンプルに
後処理として５００℃、８時間の真空中での熱処理を施
したところ、比較例による膜サンプルはアモルファス構
造のままで結晶化しなかったが、実施例によるものでは
１００Å〜２０００Åから５００Å〜３０００Åへ結晶
粒径が増大した。 ・ホール移動度 比較例による膜サンプルが０．１ｃｍ2 ／Ｖ・ｓのホー
ル移動度を示したのに対し、実施例による膜サンプルで
は結晶粒径１００Åのもので０．５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ、結
晶粒径２０００Åのもので５０ｃｍ2 ／Ｖ・ｓのホール
移動度を示した。
ルについて、レーザラマン分光分析により得られた結晶
粒径及び結晶成分比率（結晶成分のピーク強度とアモル
ファス成分のピーク強度との比率で、結晶性を表す。）
を界面層の膜厚に対してプロットしたグラフをそれぞれ
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す。これによると、界面層の
膜厚と結晶粒径との関係及び界面層の膜厚と結晶成分比
率との関係はほぼ同様の傾向を示し、イオン照射による
界面層を有する膜サンプルでは、界面層の膜厚１０００
Åまでの範囲内で、このような界面層を有さない膜サン
プル（界面層膜厚＝０Å）に比べて結晶性が高く、また
結晶粒径も大きいことが分かる。なお、参考までに比較
例による膜サンプルについても同様にして図中に示し
た。 ・熱処理 本発明実施例及び比較例により得られた各膜サンプルに
後処理として５００℃、８時間の真空中での熱処理を施
したところ、比較例による膜サンプルはアモルファス構
造のままで結晶化しなかったが、実施例によるものでは
１００Å〜２０００Åから５００Å〜３０００Åへ結晶
粒径が増大した。 ・ホール移動度 比較例による膜サンプルが０．１ｃｍ2 ／Ｖ・ｓのホー
ル移動度を示したのに対し、実施例による膜サンプルで
は結晶粒径１００Åのもので０．５ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ、結
晶粒径２０００Åのもので５０ｃｍ2 ／Ｖ・ｓのホール
移動度を示した。
【００２９】以上の結果から、本発明実施例では平行平
板型プラズマＣＶＤ装置を用いた比較例によっては得ら
れなかった結晶性シリコン膜が３００℃という低温度下
で得られたことが分かる。
板型プラズマＣＶＤ装置を用いた比較例によっては得ら
れなかった結晶性シリコン膜が３００℃という低温度下
で得られたことが分かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によると、比較的低温下で、生産
性良く形成された良質の結晶性シリコン膜、及び比較的
低温下で、生産性良く膜形成できる良質の結晶性シリコ
ン膜の形成方法を提供することができる。さらに説明す
ると、本発明によると次のような効果が得られる。 結晶性シリコン膜を被成膜物品との界面層及び上層
膜からなるものとし、界面層形成時のみイオンビーム照
射を行うことで界面層中に結晶化の種を形成し、上層膜
形成時は、イオンビーム照射による不純物の混入及び膜
の損傷がない状態で前記結晶種により良質の結晶成長を
促進することができる。 イオン源の運転時間が短いため、イオン源の運転経
費を削減することができ、イオン源のメンテナンス回数
を減らすことができ、さらに、イオン源の運転時間が短
いため、イオン源の運転が成膜装置の他の制御系に与え
る影響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性
を向上させることができる。 被成膜物品表面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ
〜１×１０-8Ｔｏｒｒという高真空度にしてプラズマを
形成するため、膜形成に寄与するラジカルの拡散域が広
がり、大面積の被成膜物品上にも結晶性シリコン膜を容
易に形成できる。また、気相反応が抑制されて不要なダ
ストパーティクルの生成が少なくなり、良質な結晶性を
有するシリコン膜を一層効率良く形成できるとともに、
成膜を行う容器内のクリーニング等のメンテナンスの負
担が軽減される。 比較的低温下で結晶性シリコン膜が得られるため、
例えば低融点ガラスのような耐熱性の低い材質からなる
被成膜物品上にも膜形成でき、被成膜物品の選択範囲が
広くなる。 １工程で良質な結晶性シリコン膜が得られるため、
成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良好で
ある。 より結晶性を高める必要がある場合にも、後処理と
して行う熱処理の温度を低くすることができ、また加熱
時間も短くすることができる。
性良く形成された良質の結晶性シリコン膜、及び比較的
低温下で、生産性良く膜形成できる良質の結晶性シリコ
ン膜の形成方法を提供することができる。さらに説明す
ると、本発明によると次のような効果が得られる。 結晶性シリコン膜を被成膜物品との界面層及び上層
膜からなるものとし、界面層形成時のみイオンビーム照
射を行うことで界面層中に結晶化の種を形成し、上層膜
形成時は、イオンビーム照射による不純物の混入及び膜
の損傷がない状態で前記結晶種により良質の結晶成長を
促進することができる。 イオン源の運転時間が短いため、イオン源の運転経
費を削減することができ、イオン源のメンテナンス回数
を減らすことができ、さらに、イオン源の運転時間が短
いため、イオン源の運転が成膜装置の他の制御系に与え
る影響を小さくすることができ、成膜装置全体の安定性
を向上させることができる。 被成膜物品表面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ
〜１×１０-8Ｔｏｒｒという高真空度にしてプラズマを
形成するため、膜形成に寄与するラジカルの拡散域が広
がり、大面積の被成膜物品上にも結晶性シリコン膜を容
易に形成できる。また、気相反応が抑制されて不要なダ
ストパーティクルの生成が少なくなり、良質な結晶性を
有するシリコン膜を一層効率良く形成できるとともに、
成膜を行う容器内のクリーニング等のメンテナンスの負
担が軽減される。 比較的低温下で結晶性シリコン膜が得られるため、
例えば低融点ガラスのような耐熱性の低い材質からなる
被成膜物品上にも膜形成でき、被成膜物品の選択範囲が
広くなる。 １工程で良質な結晶性シリコン膜が得られるため、
成膜後の熱処理を省略することができ、生産性が良好で
ある。 より結晶性を高める必要がある場合にも、後処理と
して行う熱処理の温度を低くすることができ、また加熱
時間も短くすることができる。
【図１】本発明方法実施に用いることができる結晶性シ
リコン膜の形成装置の１例の概略構成を示す図である。
リコン膜の形成装置の１例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る結晶性シリコン膜の１例の一部の
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図３】本発明に係る結晶性シリコン膜における界面層
の膜厚と結晶粒径との関係（Ａ）及び界面層の膜厚と結
晶成分比率との関係（Ｂ）を示す図である。
の膜厚と結晶粒径との関係（Ａ）及び界面層の膜厚と結
晶成分比率との関係（Ｂ）を示す図である。
１ 成膜室 ２ 高周波電極 ２１ 整合器 ２２ 高周波電源 ３ 物品ホルダ兼接地電極 ３１ ヒータ ４ イオン源 ５ 真空排気部 ６ プラズマ原料ガス供給部 Ｓ 被成膜物品
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 21/324 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｚ
Claims (12)
- 【請求項１】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズ
マの下で被成膜物品上に形成した結晶性シリコン膜であ
って、該膜は該被成膜物品との界面層及び上層膜からな
り、該界面層は、該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオンビー
ムを照射してシリコン結晶種を形成した層であり、該上
層膜は、引き続き該物品表面近傍の真空度を１×１０-3
Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面
を前記プラズマに曝し、イオンビームを照射せずにシリ
コン結晶を成長させた層であることを特徴とする結晶性
シリコン膜。 - 【請求項２】 前記イオンビームのイオン種として、不
活性ガス、反応性ガス及びシリコン系ガスのうち少なく
とも一種のガスのイオンを用いて形成した請求項１記載
の結晶性シリコン膜。 - 【請求項３】 前記イオンビームをイオンエネルギ１０
０ｅＶ〜１ｋｅＶで照射して形成した請求項２記載の結
晶性シリコン膜。 - 【請求項４】 前記原料ガスとして、シリコン系ガスの
うち少なくとも一種のガス、又はシリコン系ガスのうち
少なくとも一種のガスと反応性ガスのうち少なくとも一
種のガスとを用いて形成した請求項１から３のいずれか
に記載の結晶性シリコン膜。 - 【請求項５】 前記被成膜物品の温度を室温〜６００°
Ｃとして形成した請求項１から４のいずれかに記載の結
晶性シリコン膜。 - 【請求項６】 成膜後、後処理として、前記結晶性シリ
コン膜に３００°Ｃ〜６００°Ｃの熱処理を施して得ら
れた請求項１から５のいずれかに記載の結晶性シリコン
膜。 - 【請求項７】 シリコン系ガスを含む原料ガスをプラズ
マ励起用エネルギの供給によりプラズマ化し、該プラズ
マに被成膜物品を曝して該物品上に結晶性シリコン膜を
形成する方法であって、該物品表面近傍の真空度を１×
１０-3Ｔｏｒｒ〜１×１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物
品表面を前記プラズマに曝すとともに該物品表面にイオ
ンビームを照射して該物品上にシリコン結晶種を含む界
面層を形成した後、イオンビーム照射を停止し、引き続
き該物品表面近傍の真空度を１×１０-3Ｔｏｒｒ〜１×
１０-8Ｔｏｒｒに維持しつつ該物品表面を前記プラズマ
に曝して結晶性シリコンの上層膜を形成することを特徴
とする結晶性シリコン膜の形成方法。 - 【請求項８】 前記イオンビームのイオン種として、不
活性ガス、反応性ガス及びシリコン系ガスのうち少なく
とも一種のガスのイオンを用いる請求項７記載の結晶性
シリコン膜の形成方法。 - 【請求項９】 前記イオンビームをイオンエネルギ１０
０ｅＶ〜１ｋｅＶで照射する請求項８記載の結晶性シリ
コン膜の形成方法。 - 【請求項１０】 前記原料ガスとして、シリコン系ガス
のうち少なくとも一種のガス、又はシリコン系ガスのう
ち少なくとも一種のガスと反応性ガスのうち少なくとも
一種のガスとを用いる請求項７から９のいずれかに記載
の結晶性シリコン膜の形成方法。 - 【請求項１１】 前記被成膜物品の温度を室温〜６００
°Ｃとする請求項７から１０のいずれかに記載の結晶性
シリコン膜の形成方法。 - 【請求項１２】 成膜後、後処理として、前記結晶性シ
リコン膜に３００°Ｃ〜６００°Ｃの熱処理を施す請求
項７から１１のいずれかに記載の結晶性シリコン膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060820A JP3024543B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 結晶性シリコン膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060820A JP3024543B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 結晶性シリコン膜及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251958A true JPH09251958A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3024543B2 JP3024543B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=13153380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060820A Expired - Fee Related JP3024543B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 結晶性シリコン膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024543B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6192828B1 (en) | 1998-05-08 | 2001-02-27 | Nissin Electric Co., Ltd. | Thin film forming device for forming silicon thin film having crystallinity |
| US6846728B2 (en) | 1999-09-08 | 2005-01-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP8060820A patent/JP3024543B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6192828B1 (en) | 1998-05-08 | 2001-02-27 | Nissin Electric Co., Ltd. | Thin film forming device for forming silicon thin film having crystallinity |
| US6846728B2 (en) | 1999-09-08 | 2005-01-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film |
| KR100797018B1 (ko) * | 1999-09-08 | 2008-01-22 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 반도체박막, 그것을 사용한 반도체장치, 그들의 제조방법및 반도체박막의 제조장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3024543B2 (ja) | 2000-03-21 |
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