JPS58123771A - 半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電界効果薄膜トランジスタ等の半導体素子に
関し、更に詳しく杜、動作特性、信頼性、及び安定性の
高い、多結晶シリコン薄膜半導体層でそＯ主要部を構成
し九牛導体素子に関する。

最近、画像読取用としての、長尺化−次元フオドセンサ
や大面積化二次元フォトセンサ等のｉｉ像読取装置の走
査園路部、或い祉液晶（ＬＣと略記する）や、エレク［
ロクロー宅−材料（ＥＣと略記する）或いはエレクトロ
ルミネツ七ンス材料（ＫＬと略記する）を利用し良画像
表示デバイスの駆動回路部を、これ勢の大重化に伴って
所定の基板上に形成したシリコン薄膜を素材として形成
することが提案されている。

斯かるシリコン薄膜は、よシ高速化、よ）高橡能化され
九大ｗｉｏｖｉ＊ｗ、欺装置中ｉｉ＊表示装置の夷講か
ら、非晶質であるよシも多結晶であることが望まれてい
る。その理由の１つとして上記の如ｉＩＯ高速、高機能
の読取装置Ｏ矩査回路部や画像表示装置Ｏ駆動回路部を
形成する為の素材となるシリプン薄膜Ｏ夷効キャリア移
動度（ｏｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｅａｒｒｉ＠ｒ　ｎｍｂｌ
ｌｉｔｙ　）　７ｎｆｆ　としては、大きいことが要求
されるが、通常の放電分解法で得られる非晶質シリコン
薄膜においては精々０、１　ｄ／Ｖ−鱈程度であ）、か
つ、ゲートにＤＣ電圧を印加していくうちにドレイン電
流が減少しトランジスターの閾値電圧が移動してｉ〈な
との経時変化が著しく、安定性に乏しいなどの欠点を有
している、 これに対して、多結晶シリコン薄膜は、実際に測定され
九データからも非晶質シリコン薄膜に較べて、その実効
キャリア移動度μｅｆｆが嬉かに大きく、理論的には現
在得られている値よ〕も、更に大きな値Ｏ移動度μ・ｆ
ｆを有するものが作成され得る可能性を有している。

内争ら、従来種々の方法によって作製された多結晶シリ
コン薄膜を素材とした素子或いはデバイスが、所望され
九特性及び信頼性を充分発揮できなかったのが現状であ
る。

本発明者ら絋、塩素原子を会館する多結晶シリコンでそ
の主要部が構成された多結晶シリコン薄膜半導体素子に
おいて、シリコン薄膜中に含有する塩素原子量が素子の
性能及び信頼性をｊ、、　　、ｌｌ’１ 訣定することを見い出し丸。

本発明の目的は、高性能の多結晶シリコン薄膜半導体層
を有する半導体素子を提供するとと更には、基板上に形
成される多結晶シリコン薄膜半導体を用いて高性能で信
頼性が高く、安鎚性の高い電界効果薄膜トランジスタを
提供す体層を用い九電界効果薄膜トランジスタを構成素
子とする大面積化半導体デバイスを提供することも目的
とする。

この様な範囲の撮直の塩素を含む多結晶シリコン薄膜を
素材として作製される半導体素子の一列としての電界効
果薄膜トランジスタは、トラフジＸ１％性（実効キャリ
アー移動度、スレが良好とな）、連続動作によるトラン
ジスタ特性Ｏ経蒔変化もなく、かつ素子の歩留シ及びバ
ラツキも着しく向上するためＫＬＣ，ＥＬ或はＥＣ等を
利用し丸表示或ｉは画像デバイス勢Ｏ走査回路やｌＫ＃
１１回路を構成する素子として好適製される半導体素子
の一例としての電界効果薄膜トランジスタは半導体層、
電極層、絶縁層を用いたトランジスタとして知られてい
る。即ち、半導体層Ｋｌｉ接したオー（ツクなコンタク
トを持つ九ソース電極・ドレイン電極間に電圧を印加し
、そこを流れるチャンネル電流を絶縁層を介して設は九
ゲート電極にかけるバイアス電圧によ〕変−する。

第１ａ１にはこのような薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の
基本構造の一例が示され４ｄ−結縁性基板１０１上−に
設けられた半導体層１０２上にソース電極１０３　、ド
レイン電極１０４が接して設けて＃、シ、これ勢を被覆
する様に絶縁層１０５が設けられ、該絶縁１脚１０５上
にゲート電極１０６がある。

本発明に於ける第１図に示される構造を有するＴＰＴに
於いては、半導体層１０２は、前述し九４ＩＩ＆を有す
る多結晶シリコン薄膜で構成され、半導体層１０ｍと３
つＯ電極、即ち、ソース電極１０３、ドレイン電極１Ｇ
４０４）々との関には、非晶質シリコンで構成され九Ｉ
ＥＩＯＩ＋層１０７、第２のｍ層１０Ｂが設けられ、オ
ーイックコンタクトを形成してｉる。

絶縁層１０５ｋｉＣＶ　Ｄ　（Ｃｋｍｉｅａｌ　Ｖａｐ
ｏｕｒＤ＠ｐｏｓｉｔｉｏｎ　　）、　Ｌ　Ｐ　ＣＶＤ
　　（Ｌｙｖ　Ｐｒ＊５１１ｒｅ　　ＣｋｅｍｅａｌＶ
ａｐｏｕｒ　Ｄ＠ｐｏｓｉｔｌｏｎ　）、又はＰＣＶＤ
（ＰｌａａｍＣｋ−＠ａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄ＠ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ　）　１１で形成されるシリコンナイトライ
ド、Ｓｌへ、ム１ｔｏｎ　、等０材料で構成される。

電界効果型薄膜トランジスタはダート電極上にゲート絶
縁層があるＩＩ（下ゲート１１）とゲー面と対向した半
導体雨上にある（　ｓｔａｇｇｅｒ型）に分類され、各
々の組合せで４つＯＮがある゛ことがよ〈知られている
。第１図で示された構造紘上ゲー）　Ｃｏｐｌａｎａｒ
　ｌｉ電昇効果薄膜トランジスタと呼ばれる例を示し九
が、本発明に係ゐ電昇効果薄膜トランジスタはこのいず
れでもよＶｈことは勿論である。

本発明においては、半導体素子の主要部である半導体層
を構成する多結晶シリコン薄膜に含有する塩素含有量を
０．０１ｓｔｏｍｉａ　４以上にするととによって、種
々のトランジスタ特性を′向上させることが出来る。多
結晶シリコン薄膜に含有される塩素は、主に多結晶シリ
コンＯグレインバウダリーに存在する４０と思われる。

本発明者らの多くの実験事実から５　ａｔｏｍｉｅＸ以
下Ｏ塩素含有量においては、トランジスタ＊＊０劣化、
特に経時変化を起させることは、はとんどなく安定して
その特性を維持し得ることが観察され！ ている。坤ち、飼えば５　ａｔｏｍｉ＊Ｘ、、越え九塩
素含有量では、上述のように連続的にトランジスタ動作
を行った場合、実効キャリアーモビリティの減少が見ら
れかつ幽カドレイン電流が時間とと−に減少しスレッシ
エホールド電圧が変化すると１．−５１ｉ時変化が観察
された６本発明においては、塩素含有量は０．０１〜ｉ
　ａｔ帷ｉｃ　Ｘ好適には６．０５〜３ａｔｏｍｉａＸ
とされるー、・・最適には０゜０５〜中に貴重れて−る
塩素原子の含有量は、通常の化学分析に用いられている
イオンクロマトグラフィー装置（ダイオネ・；ス社製１
０ｆｆｉ）を用いて測定した。サンプルは、白金基板に
約１０岬分堆積させ、塩素重量を測定し、膜中に含まれ
る塩素濃度をａｔ−ＣＸで算出した。

又、本発明の効果を示す為の多結晶シリコン薄膜トラン
ジスターの経時変化に関しては次のような方法によって
行っ九。

第２図に示す構造の薄膜トランジスタを作刺しグー）　
２０１　Ｋゲー′１．ト電圧ｖａ工４０■、ソース２０
３とドレイン２０２閾にドレイン電圧Ｖｎ　−４０Ｖを
印加しソースとドレイン関に流れるドレイン電流Ｉｎを
エレクトロメーター（Ｋ＠１ｔｈｌφ７６１０　Ｃエレ
クトロメーター）によシ測定しドレイン電流の時間的変
化を醐定し九。経時変化率紘、５００時間の遍ｋＩＬ！
ＩＩ作後のドレイン電流の変動量を初期ドレイン電流で
割〕、それをｌＱＯ倚し％表示で表わした。

薄膜トランジスタの閾値電圧Ｖ？輩、紘、繍凋ｊばで通
常行われているＶＤ−／ａ−纏Ｋｓ？ける直線部分を外
挿しＶＤ軸と交差した点にようて定義した。経時変化前
と後のＶＴＩの変化も同時にしらぺ、変化量をボルトで
表示した。

形成される多結晶シリコン薄膜半導体層に含有される塩
−濃度の制限は種々の方法で実現しガスをグロー放電分
解法（ＧＤ）によつて分解し堆積させる方法、Ｓｉター
ゲットを用−１ガス（烏 状の５ｉＱｉや塩素ガスを含むガス中でスパッタする方
法（ＳＰ）、塩素プラズマ雰囲気で８１を電子ビームを
用いて加熱し蒸着する方法（ＩＰ）、ＣＶＤ＋ＬＰＣＶ
Ｄ等で形成された多結晶シリコン薄膜を塩素グツズ！！
＆理する方法等の特定の条件下で実現しうる。

本発明で特記すべきことは、ＧＤ法、ＳＰ法。

及びＩＰ法によつて形成された多結晶、シリコン薄膜半
導体層によると、本発明で開示されるようＫ　４００℃
〜４５０℃とｉう低温においても塩素含有量の制限を守
る限シ、飼えばＣＶＤやＬＰＧＶＤで高温（６００℃以
上）Ｏ下で作製され水素プラズマアニールし九従来知ら
れてｉる多結るものであり、本発明Ｏ有用性を端的に表
わしている。

更に、多結晶シリコン薄膜の塩素含有量を満足しかつ（
２２Ｇ　）配向が強くなるにつれて、トランジスタ特性
、％に実効キャリア移動匿の史に向上することが認めら
れ、又連続動作時の一時変化は大中に減少する。

多結晶シリコン薄膜の結晶性、配向性は、換作成法、＊
作成条件によ−て種々のものが得られることか知られて
ｉる。

本発明において紘配向性を調べる方法としてＸ線回折、
電子−回折をあわせて行う丸。

作成した各多結晶シリツン属Ｏｘ曽回折強度をＲｉｇａ
ｋｕ電機＃／４ｘ纏ディ７ラクトメーター（銅管球、　
３５ｆｆ、　１０ｍＡ　）によ〉調定し、比較を行った
。回折角２ａは２Ｇ’〜６５°まで変化させて（１１１
）　、　（２２０）　、　（！１１１）　０回折ピーク
を検出してその回折強度よシ求めえ。

又電子線Ｉ折障度を日本電子社ｍｌ　ＪＩＭ　−１００
ＶＫよ）ＩＩＩ定し同様に各回折強度を求め九。ＡＳＴ
ｈｆ［カード（喝２７−１９７７）Ｋよれば、配向の全
くない多結晶シリコンの場合回折強度の大きい爾（ｈ、
に、１）表示で（１１１）　：　（２２４１）　：　（
３１１）　−１００：　５５　：　３Ｇで（２２Ｇ）だ
け取シ出してみると全回折強度に対する比、即ち　　・
。

１１．１゜ （２２０）の回折強度／（総回折強度）は約（５５／２
５０）　Ｘ　１００　＝　２２（至）である。

この値を基準にしてこの値の大Ｓ　！　（２２Ｇ）配向
更に良好な）ツンジスタ特性を示し３０Ｘ未満において
は、経時変化が大きくなシ好ましくない。

スパッタリング法（ＳＰ法）、イオンブレーティング法
においては、基板表面温度が５００℃以下（約４００〜
ＳＯＯ℃の範ＩＩ）で本発明の目的に合致しうみ多結晶
シリコン薄膜の形成が可能である。ζＯ事実は、大雨Ｉ
Ｒのデバイス用の大面積にわたる駆動回路中走査回路の
作製において、基板の均一加熱ｆｌＲ価な大面積基板材
料という点で有利であるだけでなく、透過量の表示素子
用Ｏ，１１１Ｉ板中基板側入射ＩＩＯ党電変換受光木子
の場合等画像デバイ−！ｌｃ、の応用において透光性の
ガラス基板が多く望まれておシ、この要求に応えうるも
のとして重要である。

従うて、本実＠によれｔｆｉＥ来技術に較べて、低温度
領域をも実施することが出来る為に１従来法で使用され
ている゛高融点ガラス、硬ガラス等の耐熱性ガラス、耐
熱性セラｉックス、サファイヤ、スピネル、シリプンウ
エーハー等の他に、一般の低融点ガラス、耐熱性プラス
チックス等も使用され得る。

ガラス基板としては、軟化点温度が６３０℃の並ガラス
、軟化点が７８０℃の普通硬質ガラス、軟化点温度が８
２０℃の超硬質ガ□ラス（ＪＩ８１級超硬質ガ２ス）、
勢が考えられる。

本発明の製法に於てはｉずれＯ基板を用いても基板温度
が軟化点よ）低く押えられるため、基板をそこ表うむと
なく、膜を作成できる利点がある。

本発明の実施例に於いては基板ガラスとして軟化点の低
い並ガラス（ソーダガラス）のうち主トシてコーニング
φ７０５９ガラスを用い九が、軟化点が１５００ＣＯ石
英ガラス等を基板としても可能である。しかし、実用上
からは並ガラスを用いることは安価で大面積にわ九って
薄層トランジスメーを作製する上で有利である。

以下に、本発明を更に詳細に説明するために多結晶シリ
コン薄膜Ｏ形威からＴＰＴの作製プロセスとＴＦ’ｒ　
ｍ作結果にクーで実施例によって具体的に説明する。

実施例１ 本実施飼は多結晶シリコン薄膜を基板上に形成しＴＰＴ
を作製したものでＪＩｓ図に示し九装置を用いえもので
ある。基板３００はコーニングφ７０５９ガラスを用ｉ
え。

先ず、基板ａＯＯを洗浄した後、（ＨＦ＋ＨＮＯ。

＋　ＣＨｍＣｏｏＢ）の混合液で七Ｏ１Ｉ画を軽くエツ
チングし、乾燥し先後、ペルジャー償空堆積家）３０１
内Ｏアノード側においた基板加熱ホルダー３０２に装着
した。

そのｉＩペルジャー３０１を拡散ポンプ３１０でバック
グランド真空度２　Ｘ　Ｉ　Ｇ−’　Ｔｏｒｒ以下まで
排気を行つた。こ０時、ζＯ真空度−ｆｉ悪いと反応性
ガスが有効に膜析出して働かないばか）か麺中にＯ，Ｎ
が混入し、著しくｇｏ低抵抗変化させる。次に基板温度
Ｔｓをよけて基板３０Ｇの温度を５００℃に保持し九（
基板温度は熱電対３０３で監のガス流量は２８ＣＣＭに
なる様にマス７０−コン）　ｏ　−５−３０４テ、Ｈ，
ｏガス流量は１０　ＳＣＣＭ　Ｋなる様にマスフローコ
ントローラー３０５でコントロールして導入した。

ペルジャー３０１内の圧力状べ°ルジャー３０１の排気
側の圧力調整パルプ３１１を調節し、絶対圧力針３１３
を用いて（Ｌ　３　Ｔｏｒｒの圧力に設定しえ。

イルジャー３０１内の圧力が安定し死後、カソードｔ　
ｌｉ、　３１４　Ｋ　ｌ　＆５６Ｍｋ　Ｏ高周波電界を
電源３１５によって加え、グロー放電を開始させた。こ
のと＊Ｏ’ｌＫ圧はＯ，ＳＫＩ、　電１１ｕ４８ＭＡ、
ＲＦ放電パワーはｉｏｏｗであった。形成“誉′□れた
膜Ｏ膜厚は５０００λでその均一性は円形リング型吹き
出し口を用いた場合に＃１１２０　Ｘ　１！０■の基板
の大きさに対して±ＩＯＸ内に駅っていた。

あうた。

又、Ｘ線回折のデータよ〉、上記薄膜の配向特性を調べ
九ところ、９０　Ｎ　（−１（２２０）／　１　ｔｏｔ
ａｌｘ　ｒｏｏ　）であｐ１平均結晶粒径はｇｏｏ　’
ｈであ一九。

次にこの膜を素材として第４図に概略を示すプロセスに
従ってＴＰＴを作成し丸。工程（ａ）　Ｋ示すようにガ
ラス基板３０Ｇ上に上記の様にして形成し九多結晶シリ
コン膜４０１を析出した後、水素ガスでＺｏｏ　ｖｏｌ
　ＰＦＩＩ　Ｋ希釈されたＰＨｓガス（ｐＨｍ　（１０
０Ｐμ）／迅と略記する）をＨ鵞で１０ｖｏｌＸＫ希釈
され九８１Ｈ４（Ｓ　ｉＬ　（１０）　／Ｈａと略記す
る）ガスに対して、ｍ＠ｌ比にして５ｘｉｏ　”の割合
でイルジャー３０１内Ｋｍ人させ、ペルジャー３０１内
の圧力を０．１２　Ｔｏｒｒ　Ｋ調整してグロー放・、
に 電を行いｐｏドープされえ１層４０２　ｔ−５００＾の
厚さに形成した〔工１！（６）〕。

次に工程（ｅ）のようにフォトエツチングによりｎ＋層
４０２をソース電極４ＨＯ領域、ドレイン電極４０４の
領域を０（ｌ−て除去した。次にゲート絶縁膜を形成す
べくペルジャー３０１内に再び上記の基板が、アノード
儒の加熱ホルダー３０２　Ｋ装置された。多結晶シリコ
ンを作製する場合と同様にペルジャー３０１が排気され
、基板温度Ｔｉを２５０℃としてＭもガスを２０８０　
ＣＭ　−８１Ｈ４（１０）／Ｈｌガスを５８００Ｍ導入
してグロー放電を生起させて８ｉＮＨＩＩ　４０５を２
５００ムの厚さに堆積させた。

次にフォトエツチングエ＠によシソ−スミ極４０３、ド
レイン電極４０４用のコンタクトホール４０６−１　、
４０６−２をあゆ、その後で、ｓｔｍ膜４０５全面にＡ
ｌを蒸着して゛電極ＩＩ　４０７を形成し死後、ホトエ
ツチング工程によ〉ムｌ電極属４０７を加工してソース
電極用取出し電極４０８．ドレイン電極用取出し電極４
０・及びゲート電極４１０を形成した。

この後、迅雰囲気中で２５０℃の熱処理を行った。

以上の条件とプ四セスに従って形成され丸薄膜トランジ
スタ（チャンネル長し＝１０μ、チャンネル輪Ｗ＝５０
０μ）は安定で嵐好な特性を示した。

このようにして試作したＴＦＴＯ特性の一例のＶＤ−Ｉ
ｐｉｌｌ線を第５図に示した（但し、図に於いてＶＤは
ドレイン電圧、　Ｍｅはゲイト電圧、　ＩＤはドレイン
電流）　ｏ　Ｗｅ　＝２０Ｖ　テＩＤ　；７．２　Ｘ　
１０　’Ａ　＊　Ｗｅ　＝ＯＶ　”ｔ’　ＩＤ−Ｉ　Ｘ
　１０−’　（Ａ）で、かつ閾値電圧ａｔｏｖ”ｔ’あ
、た、また通常、　ＭＯＳ−ＴＦＴデパイメで行われて
いるｗｅ−ｓ／Ｔ；曲線の直線部から求めえ。実効移動
度（＃のｆｆ）は４．８　ｊ／Ｖ−ｓｅｅであ如良好な
トランジスＩ特性を有するＴＰＴが得られた。こ０ＴＦ
Ｔ＋２）安定性を調べるためゲ果ＩＩ）の変化は殆んど
なく±０．１　Ｘ以内であった。

かつ連続測定前後の閾値電圧の変化ΔＶＴＨもなくＴＦ
Ｔの安定性は極めて良かった。また斯様な連続測定後０
ＶＤ−ＩＤ　ｙＶｅ−Ｉｎ４１性等を測定したところ、
連続測定前と変らすμｅｆｆも４．８ａｉ／’Ｖ’ｓｃ
と同一であった。

本実施例で示され九如く、多結晶シリコン膜の塩素含有
撮直がｌａｔ、％、配向性が９０％、平性能を示すこと
が示され丸。

実施例２ 実施例１と同様の手Ｊ［によつてＲＦパワーこ身 （Ｐｏ）　１５０　Ｗ　、　Ｓｉ偽滝量２８ＣＣＭ、）
Ｈ，流量１１０８ＣＣ。

グロー放電圧力（Ｐｒ）０．３Ｔｏｒｒの条件でバイコ
ールガラス基板上に多結晶シリコン膜を作製した。

基板温度、　（Ｔｓ　＞は３５０℃〜７００℃Ｋｍ、て
５０℃おきにセットし膜厚が０．５μ厚になるように作
製し、各々の多結晶シリコン膜の塩素含有濃度。

配向性及び実施ｆｓ１と同様の方法によって各層を用い
て作成したＴＰＴの実効移動度μｅｆｆ　　を＠１表に
示した。

第１表から判るように塩素含有量が５ａｔ、Ｘを越える
も０ｘＵ１０１ａｔ、Ｘ未満のものは実効移動度がｌｅ
ｄ／Ｖ−ｓｓｃ以下であシト又、配向性が３０％未満の
試料は実効移動度がｌｓｉ／Ｖ−ｓｅ以下であって、い
ずれも実用上劣ることが示された。

、災に、Ｔｓ＝７００℃の試料は、配向性は９０Ｘと高
いが塩素含有濃度が、０．０１％未満のため実効キャリ
アモビリティ（−ａｔｌ　）は０．７　ｉ／Ｖ−鱈と小
さく、これも実用上劣る事が示された。

第　　ｉｌｌ 実ｍ飼３ 実施例１と同様に準備された同等のコーニングφ７０５
９ガラス基板３０Ｇをペルジャー３０１内の上部７ノー
ド儒の基板加熱ホルダー３０２に密着して固定し、下部
カッ−ｊ　３１４の電極板上に基板と対向するように多
結晶シリコン板（図示されない：ＮＪｉｌ！９９．９９
Ｎ）を静置した。ペルジャー３０１　ｆ　＠＠　ｇ　ｙ
ン、干１１ｅＸ！ｌ！ａｌｌ　Ｌ゛２Ｘ”°°１Ｔｏｒ
ｒ　ｔで排気し、基板加熱ホルダー３０２を加熱して基
板３００の表両温度を４５０℃に保った、。

（／４ 絖−てＳｉ−ガスを、マス７０メーター３０４によって
０．２５ＳＣＣＭと流量を調節してペルジャー内に導入
し、更にＡｒガスをマス７０メーター３０９によって２
５　ＳＣＣＭ　（Ｄ流量でペルジャー３０１内に導入し
メインパルプ３１１を絞うてペルジャー内圧を０．００
５Ｔｏｒｒに設定した。

ペルジャー内圧が安定してから、下部カソード電極３１
４　ｆｃ　１３．５６　ＭＨｚ　ＪＤ高周波電源３１５
によって、２．６Ｕ印加してカソード３１４上Ｏ多結晶
シリコン板とアノード（基板加熱ホル／　−）　３０２
間にグロー放電を放電パワー３００Ｗで生起させ約０．
５μ厚の膜を形成した。

斯様に形成した多結晶シリコン膜中の塩素含有濃度は１
．３　ａｔ、Ｘ　、配向性は５５％でありだ。

続いて上記膜の一部を利用して実施ガｌと同様０工程に
よってＴＰＴを作製した。この素子の実効移動度μ・ｆ
ｆ社１．８　ｄ／Ｖ−麿であ〕、ＶＧ　＝　Ｖｐ　＝　
４０　Ｖ　Ｏ条件”ｔ’　Ｉ　Ｄ　、　Ｖｔｈ　Ｏｆｆ
ｉ化ｔ　ｉｌｌ　定り九ところ５００時間でＩＤ　ａ　
Ｏ，１％であ’）、Ｖｔｈの変化は認められなく、安定
性は良好であった。

〔比較例〕

上記の試料とＯ比較の為に以下の試料を作製して同様の
測定を行つた。

実施Ｍｌと同様に準１ｌＩｉ４れた同勢のコーニングφ
７０５９ガラス基板３００をペルジャー３０１円の上部
７ノード側の基板加熱ホルダー３０２に密層して固定し
、下部カソード３１４の電極板上に基板と対向するよう
に多結晶シリコン板（図示されない：９９９１％）を静
置した。ペルジャー３０１を拡散ポンプ３１０で真空状
態とし、２Ｘ１０　’Ｔｏｒｒまで排気し、基板加熱ホ
ルダー３０２を加熱して基板ａｏｏ　ｏ表面温度を３５
０℃に保つた。続いてＳｉ社ガスをマス７叱メーター３
０５　ＫよってＩ　ＳＯＣＭペルジャー内に導入し、頁
にＡｒガスをマスフローメーター３０９によって２Ｓ８
ＣＣＭＯＲ量でペルジャー３０１内に導入し、メインベ
ルブ３１１を絞ってペルジャー内圧をＱ、ＱＯ５Ｔ＠ｙ
ｒに設定し丸。

ペルジャー内圧が安定してから、下部カソード電極３１
４　Ｋ　１１５６　ＭＨＫの高周波電源３１５によって
、ＬｅＫＩ印加して★ソード上の結晶シリコン板３１２
とアノード（基板加熱ホルダー）３０２間にグロー放電
を生起させた。この際のＲＦ放電パワー（進行波−反射
ａｌＥ）は、３００Ｗで、約０．５μ膜厚の膜を形成し
た。

多結晶シリコン薄膜中の塩素含有の濃度は６５ａｔＸ、
配向性は３０Ｘ未満でありえ。

続いて実施例１と同様の工Ｉ！（（−〜（Ｘ）　）によ
ってＴＰＴを作製した。

こＯ素子の実効キャリアモビリティ−μｅｆｆは０．２
　ｊ／Ｖ　−ｗ、　テＴｏ’）、ＶＧ　＝　４０　Ｖ　
、　Ｖｎ−４ＯＮ’の条件でＩｐ及びＶｔｋ　ｏ変化を
測定し九ところ５００時間でＩＤは＆４％減少しＴＰＴ
の安定性は乏しかった。

実施例４ 多結晶シリコンのシリコン蒸発体６０６をボートを圧力
が４　Ｘ　１Ｇ　’Ｔｏｒｒになる様にして堆積室内に
導入した。使用したガス導入管は内径２■で先のループ
状の部分にガス吹き出し口が２偶間隔で０．５■の孔が
開いているものを用いた。

次に、高周波コイル６１０　（直ｆ！に５■）に１３．
５６ＭＨｚの高周波を印加して出力を１００Ｗに設定し
て、コイル内部分に高周波グッズマ雰四気を形成し丸。

他方、支持体６１１−１　、６１１−２は回転させなが
ら加熱装置６１２を動作状態にして約４５０℃に加熱し
てお−た。次に蒸発体６０６にエレクトロンガン６０８
よシミ子線を照射し、加熱してシリコン粒子を飛翔させ
た。この時エレクトロンガンのパワーは約０．５　ｆｆ
で０．５μの薄膜の多結晶シリコン薄膜を形威しえ。こ
の薄膜を用いて前記−：１ ０実施例と同様のプロセスで１．薄膜トランジスタ−を
作製した。第１真に本実施例における膜中の塩素含有鎖
直１作馴し丸薄膜ト２ンジスメのいで膜を形成し九場合
についての結果も併せて示し丸。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体素子の構造を説明する為の模式
的説明図、第２図は本実＠Ｏ牛導体本子の特性を測定す
る為の回路を模式的に示し九説明図、第３図、第６図は
各々不発Ｗ１４に係わる半導体膜作製装置の例を説明す
る為の模式的説明図、第４図は本発明の半導体素子を作
製する為の工程を模式的に説明する為の工程図、第ｓ因
は本発明の半導体素子のＶｎ−Ｉｎ４１性の一例を示す
説明図である。 １０１・・・基板、１０２・・・薄膜中導体層、１Ｇ３
・・・ソース電極、１０４・・・ドレイン１！価、１０
５・・・絶縁層、１０６・・・ゲート電極、１０７　、
１０８−ｎ＋層。 第４２ １０　　　　　？０　　　　　３０ Ｔｏ（ｖ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　０．０１〜５　ａｔｏｎｄｅ　Ｘ　Ｏ塩素を
   含有する多結晶シ請求の範１１ｊ１１項に記載Ｏ半導体
   素子。