JPS63115325A - シリコン薄膜およびその製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜およびその製造方法Info
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- JPS63115325A JPS63115325A JP26125486A JP26125486A JPS63115325A JP S63115325 A JPS63115325 A JP S63115325A JP 26125486 A JP26125486 A JP 26125486A JP 26125486 A JP26125486 A JP 26125486A JP S63115325 A JPS63115325 A JP S63115325A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は絶縁基板上にシリコン薄膜を形成し、これを用
いて半導体の能動素子例えば薄膜トランジスタ(TPT
)を作成する方法および高性能な能動素子が作成できる
シリコン薄膜の構造に関するものである。
いて半導体の能動素子例えば薄膜トランジスタ(TPT
)を作成する方法および高性能な能動素子が作成できる
シリコン薄膜の構造に関するものである。
3ベー/
従来の技術
絶縁基板例えば石英ガラス上に低圧気相成長法でシリコ
ン薄膜を堆積するときは、0゜5 Torr程度一定で
600〜650°Cの基板温度を固定し、結晶性シリコ
ン薄膜を形成していた。条件は堆積中には故意に変化さ
せてい々かった。
ン薄膜を堆積するときは、0゜5 Torr程度一定で
600〜650°Cの基板温度を固定し、結晶性シリコ
ン薄膜を形成していた。条件は堆積中には故意に変化さ
せてい々かった。
発明が解決しようとする問題点
このよう左方法であると石英ガラスとシリコン薄膜との
熱膨張係数が異なるため、その界面でストレスがかかり
、シリコン薄膜中に引っばり応力が加わっていた。この
ような状態のままで例えば、TPTを作成すると、リー
ク電流が増加し、0N10FF比が小さくなっていた。
熱膨張係数が異なるため、その界面でストレスがかかり
、シリコン薄膜中に引っばり応力が加わっていた。この
ような状態のままで例えば、TPTを作成すると、リー
ク電流が増加し、0N10FF比が小さくなっていた。
問題点を解決するだめの手段
本発明は基板上に非晶質シリコン薄膜と結晶性シリコン
薄膜を交互に堆積する。非晶質にしたり結晶質にしたり
する方法として、堆積中の基板温度を変化させたり、希
釈ガスを用いたり、真空度を変化させることによって本
発明を実現した。
薄膜を交互に堆積する。非晶質にしたり結晶質にしたり
する方法として、堆積中の基板温度を変化させたり、希
釈ガスを用いたり、真空度を変化させることによって本
発明を実現した。
作用
非晶質シリコン薄膜と結晶性シリコン薄膜を交互に堆積
することにより序々に基板とシリコン薄膜との界面に存
在するストレスが緩和された。
することにより序々に基板とシリコン薄膜との界面に存
在するストレスが緩和された。
実施例
以下に本発明の1つの実施例について図面に基づいて説
明する。第1図は本発明の一実施例による石英ガラス基
板1上のシリコン薄膜2である。
明する。第1図は本発明の一実施例による石英ガラス基
板1上のシリコン薄膜2である。
本実施例のシリコン薄膜2は図に示すように4層構造に
なっており、3と5は非晶質シリコンで、4と6は結晶
質シリコンで々っている。これらのシリコン薄膜は、L
PCVD法によって作成された。第2図に作成装置の概
略を示す。電気炉10の中に石英管11があり、原料ガ
ス導入口を兼ねたザンプル出入れ用のフランジ12と1
、原料ガスを排気するフランジ13が両端についている
。原料ガスはSiH、Si H、5iHCβ3.5iH
2C:A2゜SiH5Cβ、 SiCβ4. SiF4
等のガスまたはこれらの混合ガスを用いた。原料ガスは
ボンベ14の中に入っており、流量計15で制御されて
いる。電気炉1oはコンピュータが内蔵されており、あ
る5べ−7 一定の時間が経過すると、電気炉の温度や、石英管内の
真空度および流量計のガス流量さらには希釈ガス用の流
量計16のガス流量を変化できるように外っている。こ
の装置によって、電気炉の温度を650℃にした場合に
は非晶質のシリコン薄膜が、630°Cにした場合には
結晶質のシリコン薄膜が得られた。電気炉の温度を61
0°Cにしておき、真空度を、0.2 Torrにする
と結晶質のシリコン薄膜が、2 ’rorrにすると非
晶質のシリコン薄膜が得られた。真空度の変化は排気系
のバルブのコンダクタンスを変えても、原料ガスの流量
を変えても、希釈ガス流量を変えても実現できた。
なっており、3と5は非晶質シリコンで、4と6は結晶
質シリコンで々っている。これらのシリコン薄膜は、L
PCVD法によって作成された。第2図に作成装置の概
略を示す。電気炉10の中に石英管11があり、原料ガ
ス導入口を兼ねたザンプル出入れ用のフランジ12と1
、原料ガスを排気するフランジ13が両端についている
。原料ガスはSiH、Si H、5iHCβ3.5iH
2C:A2゜SiH5Cβ、 SiCβ4. SiF4
等のガスまたはこれらの混合ガスを用いた。原料ガスは
ボンベ14の中に入っており、流量計15で制御されて
いる。電気炉1oはコンピュータが内蔵されており、あ
る5べ−7 一定の時間が経過すると、電気炉の温度や、石英管内の
真空度および流量計のガス流量さらには希釈ガス用の流
量計16のガス流量を変化できるように外っている。こ
の装置によって、電気炉の温度を650℃にした場合に
は非晶質のシリコン薄膜が、630°Cにした場合には
結晶質のシリコン薄膜が得られた。電気炉の温度を61
0°Cにしておき、真空度を、0.2 Torrにする
と結晶質のシリコン薄膜が、2 ’rorrにすると非
晶質のシリコン薄膜が得られた。真空度の変化は排気系
のバルブのコンダクタンスを変えても、原料ガスの流量
を変えても、希釈ガス流量を変えても実現できた。
希釈ガスとしては、Ar 、 He 、 Ne 、 N
2. N2゜等を用いた。希釈ガスの種類や混合比によ
って結晶質、非晶質の境界の温度が変わった。
2. N2゜等を用いた。希釈ガスの種類や混合比によ
って結晶質、非晶質の境界の温度が変わった。
なお、電気炉内の基板温度を変化させるのは、電気炉の
温度を変えるだけで々く、補助加熱用として光による加
熱や、流量にも依存するが希釈ガスを加熱して電気炉中
へ導入するんどの方法もあり、いずれの場合においても
これらを変化させる6ベー7 ことで、非晶質、結晶質のシリコン薄膜を順に交互に堆
積させることができた。
温度を変えるだけで々く、補助加熱用として光による加
熱や、流量にも依存するが希釈ガスを加熱して電気炉中
へ導入するんどの方法もあり、いずれの場合においても
これらを変化させる6ベー7 ことで、非晶質、結晶質のシリコン薄膜を順に交互に堆
積させることができた。
このようにして得られたシリコン薄膜を用いて薄膜トラ
ンジスタl’TPT )を作成した。完成した断面略図
を第3図に示す。石英ガラス基板1上にシリコン薄膜2
を形成した後、ゲート酸化膜20を形成する。ゲート酸
化膜20はシリコン薄膜2を900〜1o○○°Cに昇
温した電気炉中で酸化する方法や、酸素を含むプラズマ
中で酸化させる方法や、スパタリング等で8102々と
を蒸着する方法がある。ソース、ドレインになる領域2
1゜22を選択的に酸化膜20をエツチングして不純物
を拡散させてソース、ドレイン21.22を低抵抗化す
る。この後、A1等の金属膜23を蒸着し、選択エツチ
ングしてTPTは完成する。
ンジスタl’TPT )を作成した。完成した断面略図
を第3図に示す。石英ガラス基板1上にシリコン薄膜2
を形成した後、ゲート酸化膜20を形成する。ゲート酸
化膜20はシリコン薄膜2を900〜1o○○°Cに昇
温した電気炉中で酸化する方法や、酸素を含むプラズマ
中で酸化させる方法や、スパタリング等で8102々と
を蒸着する方法がある。ソース、ドレインになる領域2
1゜22を選択的に酸化膜20をエツチングして不純物
を拡散させてソース、ドレイン21.22を低抵抗化す
る。この後、A1等の金属膜23を蒸着し、選択エツチ
ングしてTPTは完成する。
このようにして作成されたTPTのI−V特性を示した
のが第4図である。第4図の横軸はソース、ドレイン電
圧で縦軸はドレイン電流である。
のが第4図である。第4図の横軸はソース、ドレイン電
圧で縦軸はドレイン電流である。
ゲートにかける電圧は5vとした。30は石英基板」二
に従来の単層のシリコン薄膜を形成してTPT7ペー。
に従来の単層のシリコン薄膜を形成してTPT7ペー。
を作成した場合であり、31は本発明による多層シリコ
ンにした場合である。32は単結晶シリコン表面を酸化
し、その上に本発明による多層シリコンを形成した特性
である。このように多層構造にすることによってリーク
電流を小さくすることができだ。丑だ多結晶層4,6中
のストレスも非晶質層3,5によって序々に緩和される
ためON電流値も従来特性30より大きくなった。これ
は表面に近い結晶層6の結晶性が良くなりかつ、これと
ゲート酸化膜20との界面特性も改善されただめである
。
ンにした場合である。32は単結晶シリコン表面を酸化
し、その上に本発明による多層シリコンを形成した特性
である。このように多層構造にすることによってリーク
電流を小さくすることができだ。丑だ多結晶層4,6中
のストレスも非晶質層3,5によって序々に緩和される
ためON電流値も従来特性30より大きくなった。これ
は表面に近い結晶層6の結晶性が良くなりかつ、これと
ゲート酸化膜20との界面特性も改善されただめである
。
単結晶シリコン上でも特性が向上することがわかった。
これは、非晶質3.5と結晶質4,6等を重ねるにつれ
、序々に結晶性が良くカリ、結晶配向方向がそろってく
るためと考えられる。
、序々に結晶性が良くカリ、結晶配向方向がそろってく
るためと考えられる。
TPTについて述べてきたが、例えば光起電力素子を作
成する場合においても本発明は適用できた。接合を形成
する最」二層の結晶性が良ければ接合特性が向上し、光
電変換効率が向上した。この場合、基板上に導電性の物
質例えば”ii 、 Mo 、 Or。
成する場合においても本発明は適用できた。接合を形成
する最」二層の結晶性が良ければ接合特性が向上し、光
電変換効率が向上した。この場合、基板上に導電性の物
質例えば”ii 、 Mo 、 Or。
Ti 、等を選択的に形成しなければ々らないが、非晶
質、結晶質の界面でこれら物質の拡散は押えられ、この
点からも本発明は効果があった。
質、結晶質の界面でこれら物質の拡散は押えられ、この
点からも本発明は効果があった。
発明の効果
以上のように本発明によれば、非晶質シリコン薄膜を交
互に堆積することにより、序々に基板とシリコン薄膜と
の界面に存在するストレスを緩和することができる。
互に堆積することにより、序々に基板とシリコン薄膜と
の界面に存在するストレスを緩和することができる。
第1図は本発明の1実施例における石英ガラス基板上の
シリコン薄膜の断面図、第2図は本発明のシリコン薄膜
を作成する装置の概略図、第3図は、本発明のシリコン
薄膜を用いて作成したTPTの断面図、第4図はこのT
FTのI−V特性を示す図である。 1・・・・・・石英ガラス、2・・・・・・シリコン薄
膜、3゜5・・・・・・非晶質シリコン薄膜層、4,6
・・・・・・結晶質シリコン薄膜層、10・・・・・・
電気炉、11・・・・・・石英管、15.16・・・・
・・流量言」、20・・・・・・ゲート酸化膜、21・
・・・・・ソース、22・・・・・・ドレイン、23・
。 9 ペー/ ・・・金属膜、30 ・・・・石英基板上の単層シリコ
ン薄膜によるTPTの特性、31・・・・・石英基板上
の多層シリコン薄膜によるTPTの特性、32・・・・
・・酸化した単結晶シリコン」二の多層シリコン薄膜に
よるTPTの特性。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
−−ス5さa月゛ラス蚤板 2−一一シリコン弯痕 3−一一つト晶負 牛−一一粘品負 5−−一非偽冥 1−一一石央力゛ラス基版 2−−−シ1)]ン蕩目象 20−−−ゲニト鶏気1ヒ1( 21−−−ソース 22−−− トレイン 53図 23−会鼻衷 ソース・トレ1ン彎ジ荻(V)
シリコン薄膜の断面図、第2図は本発明のシリコン薄膜
を作成する装置の概略図、第3図は、本発明のシリコン
薄膜を用いて作成したTPTの断面図、第4図はこのT
FTのI−V特性を示す図である。 1・・・・・・石英ガラス、2・・・・・・シリコン薄
膜、3゜5・・・・・・非晶質シリコン薄膜層、4,6
・・・・・・結晶質シリコン薄膜層、10・・・・・・
電気炉、11・・・・・・石英管、15.16・・・・
・・流量言」、20・・・・・・ゲート酸化膜、21・
・・・・・ソース、22・・・・・・ドレイン、23・
。 9 ペー/ ・・・金属膜、30 ・・・・石英基板上の単層シリコ
ン薄膜によるTPTの特性、31・・・・・石英基板上
の多層シリコン薄膜によるTPTの特性、32・・・・
・・酸化した単結晶シリコン」二の多層シリコン薄膜に
よるTPTの特性。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
−−ス5さa月゛ラス蚤板 2−一一シリコン弯痕 3−一一つト晶負 牛−一一粘品負 5−−一非偽冥 1−一一石央力゛ラス基版 2−−−シ1)]ン蕩目象 20−−−ゲニト鶏気1ヒ1( 21−−−ソース 22−−− トレイン 53図 23−会鼻衷 ソース・トレ1ン彎ジ荻(V)
Claims (4)
- (1)基板上に低圧気相成長法で作成された多結晶シリ
コン層および非晶質シリコン層を交互にくり返したシリ
コン薄膜を活性層とし、上記多結晶シリコン層または非
晶質シリコン層の少なくとも1つを二層使用することを
特徴とするシリコン薄膜。 - (2)基板上に低圧気相成長法でシリコン薄膜を形成さ
せる際、基板温度を高温にして結晶性シリコン薄膜を、
基板温度を低温にして非晶質シリコン薄膜をそれぞれ順
に少なくとも前記2種類の薄膜のうち1種類を2層以上
くり返して形成させることを特徴とするシリコン薄膜の
製造方法。 - (3)基板上に低圧気相成長法でシリコン薄膜を形成さ
せる際、原料ガスである気体状シリコン化合物を希釈せ
ずに用いて結晶性シリコン薄膜を、シリコン薄膜を形成
中に何ら化合物を作らないガスで前記気体状シリコン化
合物を希釈して用いて非晶質シリコン薄膜をそれぞれ順
に少なくとも前記2種類の薄膜のうち1種類を2層以上
くり返して形成させることを特徴とするシリコン薄膜の
製造方法。 - (4)基板上に低圧気相成長法でシリコン薄膜を形成さ
せる際、シリコン薄膜形成中の圧力を小さくして結晶性
シリコン薄膜を、圧力を大きくして非晶質シリコン薄膜
をそれぞれ順に少なくとも前記2種類の薄膜のうち1種
類を2層以上くり返して形成させることを特徴とするシ
リコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26125486A JPS63115325A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | シリコン薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26125486A JPS63115325A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | シリコン薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63115325A true JPS63115325A (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=17359272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26125486A Pending JPS63115325A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | シリコン薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63115325A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5238879A (en) * | 1988-03-24 | 1993-08-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the production of polycrystalline layers having granular crystalline structure for thin-film semiconductor components such as solar cells |
CN112951709A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-11 | 济南晶正电子科技有限公司 | 一种半导体衬底、电子元器件以及半导体衬底的制备方法 |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP26125486A patent/JPS63115325A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5238879A (en) * | 1988-03-24 | 1993-08-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the production of polycrystalline layers having granular crystalline structure for thin-film semiconductor components such as solar cells |
CN112951709A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-11 | 济南晶正电子科技有限公司 | 一种半导体衬底、电子元器件以及半导体衬底的制备方法 |
CN112951709B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-05-27 | 济南晶正电子科技有限公司 | 一种半导体衬底、电子元器件以及半导体衬底的制备方法 |
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