KR20000052005A - 고밀도 플라즈마를 이용한 다결정 실리콘 및 도핑된 다결정 실리 - Google Patents

고밀도 플라즈마를 이용한 다결정 실리콘 및 도핑된 다결정 실리 Download PDF

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KR20000052005A
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Abstract

본 발명은 유도 결합형 플라즈마 화학 기상증착법을 이용한 다결정 실리콘 박막의 제조 방법으로서, 혼합 가스를 이용하여 박막의 결정화 특성이 우수하고 증착속도가 빠르며, 특성 및 두께가 균일한 다결정 실리콘 박막 또는 도핑된 다결정 실리콘 박막 및 이를 제조할 수 있는 유도 결합형 플라즈마 화학기상증착법(inductively coupled plasma chemical vapor deposition)을 개발하는데 그 목적이 있다. 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법은 일부분이 유전체창을 포함하고, 상기 유전체창의 반응 챔버 내측의 표면에 산소를 포함하지 않은 실리콘 층을 가지며, 상기 유전체창에 인접하여 있는, RF 전력이 인가될 수 있는 안테나를 포함하는 진공화학기상증착 챔버를 제공하는 단계; 상기 챔버 내에 있는 스테이지 상에 기판을 위치시키는 단계; 상기 챔버를 진공화하는 단계; 상기 챔버의 스테이지에 기판의 온도를 상승시키는 단계; 상기 챔버 내에 반응가스를 공급하는 단계; 상기 안테나에 RF 전력을 인가하는 단계; 및 상기 기판상에 박막을 형성하기 위하여 상기 챔버 내에 증발반응가스 유도결합형 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하는 것으로 구성된다. 고밀도의 균일한 플라즈마를 얻어 특성이 우수하고 균일하며, 결정질의 크기가 크고 증착속도가 빠른 다결정 실리콘 박막을 얻을 수 있다.

Description

고밀도 플라즈마를 이용한 다결정 실리콘 및 도핑된 다결정 실리콘 박막의 제조 방법{THE FABRICATION METHOD OF THE DOPED AND UNDOPED POLY CRYSTALLINE SILICON FILMS USING HIGH DENSITY PLASMA}
일반적으로 다결정 실리콘은 반도체 소자 및 액정표시소자에서 널리 이용되고 있다. 본 발명은 고밀도 플라즈마 화학기상증착 방법을 이용하여 생성된 다결정 실리콘 박막 및 도핑된 다결정 실리콘 박막에 관한 것이다.
일반적으로 비정질 실리콘, 미세결정질 실리콘, 다결정 실리콘 박막을 제조하기 위하여, 용량결합형 플라즈마(capacitively coupled plasma)를 이용한 플라즈마 화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 사용하고 있다. 그러나 이 증착방법은 1O10cm-3이하의 낮은 플라즈마 밀도로 인하여 박막의 증착 속도가 낮고, 높은 가스 압력이 필요하므로, 폴리머 생성 등의 문제가 발생하였다. 또한 반응 챔버의 방전영역내에 전극물질이 존재하므로, 박막 생성물이 오염되어 박막의 특성이 저하되는 단점이 있었다.
한편, 유도결합형 플라즈마는 용량결합형 플라즈마에 비하여 플라즈마의 생성효율이 높기 때문에 1O11∼1012cm-3의 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있고, O.1 ∼20 mTorr의 낮은 압력에서 방전이 가능하다고 보고되어 있다. (P. N. Wainman et al. J. Vac. Sci. Techno1., A l3(5), 2464, 1995 참고) 또한, 일본국 특허 공개 공보에 게재된 특허출원 평7-60704는 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 장치에 대하여 게시하고 있다. 그러나, 이 유도결합형 풀라즈마 화학기상증착법 장치는 유전체창이 석영제 등의 산소를 포함하는 재료로 되어 있으므로, 챔버내에서 박막을 증착할 때, 플라즈마에 의해 석영제 등의 유전체창의 식각이 일어난다. 따라서, 석영제의 유전체창으로부터 산소 및 불순물이 유입되어 챔버에서 형성되는 박막의 물성에 악영향을 미친다. 또한, 이 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 장치에 있어서는, 가스공급수단의 일부 가스 주입구가 진공반응 챔버의 중앙부에 설치되어 있지 않고, 챔버의 측면부에 설치되어 있으므로, 챔버로 공급된 반응가스가 챔버내에 균일하게 분포되지 못하여, 균일한 대면적의 박막을 얻을 수 없는 문제점이 있었다. 더구나, 종래의 제조기술은 구조적, 전기적 및 광학적 물성이 우수한 비정질 실리콘, 미세결정질 실리콘, 다결정 실리콘, 질화 실리콘 박막 및 실리콘 태양전지, 실리콘 박막 트랜지스터 등의 디바이스 제조 방법에 대하여 제시하지 못하고 있다.
본 발명의 제 1목적은 고밀도 플라즈마를 이용하여 결정화도가 높고, 균일하며, 증착속도가 큰 다결정 실리콘 박막의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2목적은 고밀도 플라즈마를 이용하여 결정화도가 크고, 균일하며, 증착속도가 크고, 우수한 전기적 특성을 가진 도핑된 다결정 실리콘 박막의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 3목적은 결정화도가 크고 균일하며, 증착속도가 빠른 다결정 실리콘 박막 및 도핑된 다결정 실리콘 박막을 제조할 수 있는 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에서 사용한 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 장치의 실시예를 나타내는 설명도.
도 2A는 본 발명에서 사용한 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 장치의 안테나의 구조를 나타내는 개략도.
도 2B는 본 발명에서 사용한 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법 장치에 사용되는 다른 변형예의 안테나 구조를 나타내는 개략도.
도 3은 SiH2Cl2/SiH4/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 증착속도를 나타내는 그래프.
도 4는 본 실시예에 따라 SiH2Cl2/SiH4/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만 측정에 의한 SiH2Cl2가스량에 따른 결정화도와 반치폭을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 실시예에 따라 SiH2Cl2/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만측정에 의한 결정화도와 반치폭을 나타내는 그래프.
도 6은 종래의 플라즈마 화학기상증착법 기술에 의해 SiH4/H2로 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만 측정에 의한 결정화도와 반치폭을 나타내는 그래프.
도 7은 SiH2Cl2/SiH4/H2/PH3/He 혼합가스를 사용하여 증착된 도핑된 다결정 실리콘 박막의 PH3/He 변화에 따른 증착속도를 나타내는 그래프.
도 8은 본 실시예에 따라 SiH4/SiH2Cl2/H2/PH3/He 혼합가스를 사용하여 증착된 도핑된 다결정 실리콘 박막의 PH3/He 가스량에 따른 라만 결정화도와 반치폭을 나타내는 그래프.
도 9는 본 실시예에 따라 SiH4/SiH2Cl2/H2/PH3/He 혼합가스를 사용하여 증착된 도핑된 다결정 실리콘 박막의 PH3/He 가스량에 따른 전기전도도를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 진공반응챔버 12 원통형 측판
13 유전체창 14 바닥판
15 실리콘층 16 안테나
17 O-링 실 (seal) 18 RF전력
19 매칭 박스 21A 링 형상부
21B 노즐구멍 22 가스 공급관
23 기판 24 스테이지
25 가스유량조절기 26 가스저장탱크
27 배기관 28 진공펌프
유도결합형 플라즈마 화학기상증착법은 반응가스의 유도결합형 플라즈마로부터 기판상에 선택된 박막을 증착하는 방법으로서, 우선, 적어도 일부분이 유전체창(dielectric shield)을 포함하고, 상기 유전체창의 반응챔버내측의 표면에 산소를 포함하지 않는 실리콘막을 가지며, 또한 상기 유전체창에 인접하여 놓여 있는 RF 전력을 인가할 수 있는 안테나를 포함하는 진공화학기상증착 챔버를 제공한다. 여기서 유전체창은 석영제인 것이 바람직하다. 안테나는 균일하고 고밀도의 플라즈마를 형성하기 위하여 나선형상을 이루며 챔버의 유전체창상에 균일하게 분포하도록 배열되어 있다. 반응챔버내에서 박막을 증착할 때, 산소 또는 불순물이 발생하는 것을 방지하기 위하여 유전체창의 표면에 증착된 산소를 포함하지 않는 실리콘막은 비정질 실리콘층, 질화 실리콘층, 또는 탄화실리콘 층인 것이 바람직하다. 그리고 진공화학증착 챔버내에 있는 스테이지상에 기판을 위치시킨다. 이어서 챔버를 배기수단을 사용하여 진공화한다. 그리고 나서, 챔버내에 반응가스를 공급한다. 반응챔버에는 적어도 2종류의 반응가스가 소정량 공급될 수 있도록 반응가스공급관이 형성되어 있다. 반응가스를 균일하게 분포시킬 수 있는 위치에 반응가스 공급수단의 주입구가 배열된다. 반응가스는, 유전체, 금속 및 반도체의 조성물들로부터 선택된 박막을 증착할 수 있도록 선택되어진 조성을 갖는다. 따라서 선택된 박막은 유전체, 금속 및 반도체 박막을 포함하여, 바람직하게는 비정질 실리콘막, 미세결정질 실리콘막, 다결정 실리콘막, 질화 실리콘막, 탄화 실리콘막이다. 유전체창에 인접하여 설치된, RF전력을 인가할 수 있는 안테나에 RF 전력을 인가한다. 이어서, 스테이지 위에 있는 기판상에 선택된 박막을 형성하기 위하여, 챔버내에 유도결합형 플라즈마를 형성한다.
이 유도결합형 플라즈마 화학기상증착 방법 및 장치에 의하여, 결정화 특성이 우수하고 균일하며, 증착속도가 빠른 다결정 실리콘 박막 및 도핑된 다결정 실리콘 박막을 얻을 수 있다.
실시예
우선, 본 발명에 이용되는 유도결합형 플라즈마 화학기상증착 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명에 사용된 유도결합형 플라즈마 화학기상증착 장치를 나타낸다.
이 유도결합형 플라즈마 화학기상증착 장치는 진공반응챔버(11)를 포함한다. 이 진공반응챔버(11)는 원통형 측판(12), 상판(13) 및 바닥판(14)으로 이루어진다. 진공반응챔버(11)에는 진공상태를 유지하기 위하여 원통형 측판(12)과 상판(13), 원통형 측판(12)과 바닥판(14) 사이에 각각 O-링 실 (O-ring seals)(17)이 설치되어 있다.
상판(13)은 석영제의 고주파전파의 유전체창(dielectric shield)이 형성되어 있다. 유전체창(13)은 석영제 이외에, 전파를 통과시키지만 적외선을 투과시키지 않는 Al2O3와 같은 세라믹 절연재로 이루어질 수도 있다.
본 실시예에서는 진공반응챔버(11)내에서 선택된 박막을 증착할 때, 유전체창(13)이 식각되어 산소 또는 불순물이 진공반응챔버(11)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 유전체창(13)의 진공반응챔버(11)내측의 표면에 산소를 포함하지 않는 실리콘층(15)을 갖는다. 산소를 포함하지 않는 실리콘층(15)은 비정질 실리콘층으로 이루어지며, 비정질 실리콘층은 약 1000 Å의 두께를 갖는다. 비정질 실리콘층 이외에 미세결정질 실리콘층, 다결정 실리콘층, 질화 실리콘층, 또는 탄화 실리콘층을 사용할 수도 있다. 유전체창(13)의 상면에는 RF 전력을 인가할 수 있는 안테나(16)가 설치되어 있다. 안테나는 대면적 적용이 용이하고 우수한 균일성 및 단순한 형태를 나타내는 나선형상이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이,1O11∼1O12cm-3의 높은 플라즈마 밀도를 얻기 위하여 2종류의 나선형상 안테나중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. RF 전력의 인가시 안테나에 열이 발생되는 것을 방지하기 위하여 안테나에 냉각수가 흐르게 하는 것도 가능하다.
안테나(16)는 또한 매칭박스(matching box)(19)에 접속되어 있으며, 매칭박스(19)는 RF전원(18)에 접속되어 있다.
바닥판(14)은 그의 중앙부를 관통하여 스테이지(24)가 설치되어 있으며, 이 스테이지(24)의 위면에는 피가공물, 예를 들면 유리기판(23)이 놓여진다. 바닥판(14)의 일측에는 배기관(27)이 설치되어 있다. 스테이지(24)는 플라즈마 증착을 위하여 필요한 냉각 및 가열능을 갖도록 설계되어 있다.
또한, 반응가스는 진공반응챔버(11)내로 하나이상의 가스공급관에 의하여 공급되며, 본 실시예에서는 1개의 가스 공급관(22)을 나타낸다. 또한, 2종류이상의 반응가스를 공급하기 위하여 다수개의 가스저장탱크(26)가 가스공급관(22)과 연결되어있다. 가스 저장탱크(26)로부터 나온 가스는 가스유량조절기(mass flow controller)(27)를 통해 적당한 양이 챔버내로 유입되도록 조절된다.
가스공급관(22)은 반응가스를 대면적에 균일하게 공급하기 위하여 챔버(11)의 중앙부에 위치하도록 형성된 링 형상부(21A)를 포함한다. 따라서, 링 형상부는 피가공물에 균일하게 반응가스를 공급할 수 있도록 배열되어 있다. 또한 링 형상부(21A)의 둘레에는 각각 일정한 간격으로 다수의 노즐구멍(inlet ports)(21B)이 형성되어 있다.
다음으로, 반응가스 유도결합형 플라즈마로부터 기판상에 선택된 박막을 증착하는 방법을 설명하고자 한다. 우선, 적어도 일부분이 유전체창(dielectric shield)을 포함하고, 유전체창의 챔버내측의 표면에 산소를 포함하지 않는 실리콘막을 가지며, 또한 유전체창에 인접하여 놓여 있는 RF전력을 인가할 수 있는 안테나를 포함하는 진공화학증착챔버를 준비한다. 안테나는 고밀도의 균일한 플라즈마를 형성하기 위하여 나선형상이 바람직하다.
이어서, 챔버(11)내에 있는 스테이지(24)상에 피가공물, 예를 들면 유리기판(23)을 올려 놓는다. 그 후, 챔버(11)를 배기수단(28)을 사용하여, 10-6∼10-9Torr의 진공까지 배기한다. 스테이지(24)에 전류를 공급하여 상온에서 600 ℃의 온도까지 가열한다.
진공이 유지된 챔버내로 반응가스를 공급한다. 미리 선택된 반응가스가 가스저장탱크(26)로부터 가스공급관(22)에 공급된다. 가스공급관에 공급된 가스는 링 형상부(21A)에 형성된 다수의 노줄구멍(21B)을 통하여 챔버내에 공급된다. 반응가스는 유전체, 금속 및 반도체 조성물들로부터 선택된 박막을 증착할 수 있도록 선택된 조성을 갖는다. RF 전원(18)으로부터 안테나(16)에 매칭박스(19)를 통하여 전력을 인가한다.
기판(23)상에 박막을 형성하기 위하여 상기 챔버내에 유도결합형 플라즈마를 형성한다. 이 때, 공급된 가스들은 균일하고 높은 밀도, 예를 들면 1O11∼ 1O12cm-3의 피이크이온밀도(peak ion density)의 유도결합형 플라즈마를 형성하게 된다.
다결정질 실리콘 및 도핑된 다결정 실리콘 박막의 증착
챔버내의 스테이지상에 기판을 지지시킨다. 기판이 진공하에 지지된 상태에서 챔버내에 설치된 가스공급수단의 가스주입구를 통하여 SiH2Cl2/H2, SiH2Cl2/SiH4/H2,SiH4/H2, SiH2Cl2/He, SiH2Cl2/SiH4/He, SiH4/He, SiH2Cl2/SiH4/H2/He등의 혼합가스를 챔버내에 공급한다. 이때, 가스유량은 SiH2Cl2= 0 ∼ 1 sccm, SiH4= 0 ∼ 1 sccm, H2= 6 sccm이며, 기판의 온도는 상온에서 480 ℃의 온도로 상승시킨다. 상기 챔버에 인접한 나선형의 안테나에 1500 W의 RF전력을 인가하여 챔버내에 유도결합형 플라즈마를 발생시킨다. 이어서, 기판상에 다결정 실리콘 박막을 증착시킨다.
도핑된 다결정 실리콘 박막을 증착하기 위해 SiH2Cl2/H2, SiH2Cl2/SiH4/H2,SiH4/H2, SiH2Cl2/H2, SiH2Cl2/SiH4/He, SiH4/He, SiH2Cl2/SiH4/H2/He 등의 혼합가스에 PH3, B2H6등의 도핑가스를 첨가한다. 이 때 도핑가스는 PH3, B2H6뿐만 아니라 He 또는 H2에 희석된 PH3, B2H6도 가능하다. 가스유량은 SiH2Cl2= 0 ∼ 1 sccm, SiH4= 0 ∼ 1 sccm, H2= 6 sccm이며, He에 희석된 PH3(PH3/He)는 0 sccm에서 1.0 sccm으로 변화시켰다. 기판의 온도는 480 ℃로 상승시키고, RF전력은 1500 W로 인가하여 유도결합형 플라즈마를 발생시킨다. 이어서, 기판상에 도핑된 다결정 실리콘 박막을 증착시킨다.
다음으로 다결정 실리콘 박막에 대하여 살펴본다.
도 3은 SiH2Cl2/SiH4/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 증착속도이다. 두께 측정은 α-step(Tencor회사의 Alpha-Step 500 Surface Profiler)으로 측정하였다. H2= 6 sccm, RF전력 = 1500 W, 기판온도 = 480 ℃, SiH2Cl2+ SiH4= 1 sccm으로 고정시켰으며, SiH2Cl2가스와 SiH4가스의 양을 각각 0 sccm에서 1 sccm까지 변화시켰다. SiH2Cl2가스의 증가에 따라 증착속도는 감소하는 경향을 보였지만, SiH2Cl2= 1 sccm인 경우에서도 7.13 Å/s의 큰 증착속도를 보였다. SiH2Cl2= 0.2 sccm, SiH4= 0.8 sccm으로 증착된 다결정 실리콘 박막의 경우에 제일 큰 증착속도인 10.32 Å/s를 보였다.
도 4는 본 실시예에 따라 SiH2Cl2/SiH4/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만 측정에 의한 SiH2Cl2가스량에 따른 결정화도와 반치폭을 나타내는 그래프이다.
결정화도 및 반치폭은 Corning 7059의 유리기판 위에 증착된 다결정 실리콘 박막을 라만 스펙트로스코피(Raman spectroscopy)측정을 하여 구할 수 있다.(H. Kakinuma et al., Jap. J. Appl. Phy. 70, 7374, 1991 참고) 라만측정에서 결정화도는 다음 식으로 구할 수 있다. (M. Wakagi, T. Kaneko, K. Ogata and A. Nakano Mat. Res. Soc. Symp. vol. 283, p. 555, 1992년 참고)
라만 산란 측정시 비정질 실리콘의 경우는 480 cm-1근처에서 폭이 넓게 나타나며, 결정질 실리콘의 경우는 520 cm-1에서 피크를 보인다. 여기서 Ia, Ic, Im는 비정질, 다결정질, 중간상의 피크의 세기이다. 본 연구에서 증착된 박막들은 비정질의 피크를 보이지 않았다. 따라서 다음 수식으로 결정화도를 구하였다.(Y. He, C. Yin, G. Cheng, L. Wang and X.Lin, J. Appl. Phys. vol. 75(2), p. 797, 1994년 참고)
SiH2Cl2가스량의 증가에 따라 결정화도는 증가하고, 반치폭은 감소하는 경향을 보여, SiH2Cl2= 1 sccm으로 증착된 다결정 실리콘 박막이 가장 좋은 결정화 특성을 보였다. 따라서 Cl을 사용함으로서 성장표면에서의 에칭이 보다 효과적으로 이루어져 더욱 안정된 구조의 다결정 실리콘이 형성되었음을 알 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따라 SiH2Cl2/H2혼합가스를 사용하여 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만측정에 의한 결정화도(Volume Fraction)와 반치폭(Full Width at Half Maximum)을 나타내는 그래프이다. 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법에 의하여 SiH2Cl2= 1.0 sccm, H2= 6 sccm의 가스량으로 기판온도는 480 ℃, RF 전력은 1500 W에서 증착되었다. 결정화도는 89.1 %, 결정질 피크의 반치폭은 4.77 cm-1를 보였다.
도 6은 일반적인 플라즈마 화학기상증착법에 의해 증착된 다결정 실리콘 박막의 라만 측정 결과이다. SiH4= 0.6 sccm, H2= 3 sccm, He = 100 sccm 혼합가스를 사용하였고, 기판온도는 300 ℃, RF 전력은 150 W였다. 이 다결정 실리콘 박막의 결정화도는 77.0 %, 반치폭은 11.6 cm-1였다.
위의 결과로 볼 때 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법에 의해 제작된 다결정 실리콘 박막이 일반적인 플리즈마 화학기상증착법에 의해 제작된 박막에 비해 훨씬 더 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
다음으로 도핑된 다결정 실리콘 박막에 대하여 살펴본다.
도 7은 SiH2Cl2= 0.4 sccm, SiH4=0.2 sccm, H2= 6 sccm, 기판온도 = 480 ℃, RF전력 = 1500 W에서 PH3/He(0.1 % PH3)를 0.3 sccm에서 1.0 sccm으로 변화하면서 증착한 도핑된 다결정 실리콘 박막의 증착속도이다. PH3/He의 증가에 따라 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. PH3/He = 0.3 sccm일 때 증착속도는 8.4 Å/s였다.
도 8은 본 실시예에 따라 SiH4/SiH2Cl2/H2/PH3/He 혼합가스를 사용하여 증착한도핑된 다결정 실리콘 박막의 PH3/He 가스량에 따른 라만 산란 결과이다. PH3/He의 증가에 따라서 결정화도는 증가하였고, 반치폭은 감소함으로서, 결정화 특성이 향상됨을 나타낸다. 따라서 박막내 도펀트가 결정화 핵생성을 촉진하여 결정성장을 촉진함을 알 수 있다. PH3/He가 0.7 sccm, 1.0 sccm 일 때 결정화도는 각각 86 % 이상의 좋은 특성을 보였다.
도 9는 본 실시예에 따라 SiH4/SiH2Cl2/H2/PH3/He 혼합가스를 사용하여 증착된 도핑된 다결정 실리콘 박막의 PH3/He 가스량에 따른 전기전도도 측정결과이다. PH3/He 가스량은 0.3 sccm, 0.5 sccm, 0.7 sccm 이었고, 0.5 sccm 일 때 전기전도도가 가장 높았으며, 0.7 sccm 일 때 가장 낮았다. 또한 전기전도도 활성화 에너지는 0.5 sccm 일 때 26.3 meV, 0.7 sccm 일 때 59.2 meV 였다. 따라서 과도한 PH3/He의 첨가는 P와 Si의 alloy 효과를 보여 도핑효율이 감소됨을 알 수 있다.
본 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법방법에 의하면, 유전체창의 표면에 산소를 포함하지 않는 실리콘층이 형성되어 있고, 가스 공급수단에 연결된 링형상부가 챔버의 중앙부에 위치하도록 설치되어 있으며, 또한 링형상부의 둘레에는 일정한 간격을 두고 가스 주입구가 다수 형성되어 있을 뿐만 아니라, 유전체창의 표면에 형성된 안테나가 나선형상을 이루는 반응챔버가 제공됨으로써, 챔버내부에서 고밀도의 균일한 플라즈마를 얻을 수 있다. 따라서, 결정화도 같은 박막의 특성이 우수하고 균일하며 결정질의 크기가 크고, 증착속도가 우수한 다결정 실리콘 박막 및 결정화도 같은 박막의 특성이 우수하고 균일하며 결정질의 크기가 크고, 증착속도가 우수한 도핑된 다결정 실리콘 박막을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 일탈함이 없이 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. SiHxCly(좀더 상세하게는 SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4등의 SiHxCly, 여기서 x는 0∼3이고, y는 1∼4인 정수)와 H2및 He 혼합가스를 이용하는 플라즈마 화학기상증착법에서 있어서,
    증착온도가 450。C에서 600℃ 사이인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 제조방법.
  2. SiaHb(좀더 상세하게는 SiH4, Si2H6, Si3H8등의 SiaHb, 여기서 a = 1, 2, 3 …, b는 4,6,8,…), H2및 He 혼합가스를 이용한 플라즈마 화학기상증착법에 있어서, 증착온도가 450 ℃에서 600 ℃ 사이인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 제조방법.
  3. SiHxCly(좀더 상세하게는 SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4등의 SiHxCly, 여기서 x는 0∼3이고, y는 1∼4인 정수), SiaHb(좀더 상세하게는 SiH4, Si2H6, Si3H8등의 SiaHb, 여기서 a = 1,2,3…, b는 4, 6, 8,…), H2및 He 혼합가스를 이용한 플라즈마 화학기상증착법에 있어서,
    증착온도가 450。C에서 600。C 사이인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 방법.
  4. 청구항 1, 청구항 2 내지 청구항 3에 있어서,
    플라즈마를 형성하기 위하여 유도결합형 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 제조 방법
  5. 청구항 1, 청구항 2 내지 청구항 3에 있어서,
    PH3, B2H6등의 도핑가스를 첨가한 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 제조 방법
  6. 청구항 5에 있어서,
    증착온도가 150 ℃에서 450 ℃ 사이인 것을 특징으로 하는 도핑된 다결정 실리콘의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652427B1 (ko) * 2005-08-22 2006-12-01 삼성전자주식회사 Ａｌｄ에 의한 도전성 폴리실리콘 박막 형성 방법 및 이를이용한 반도체 소자의 제조 방법
WO2008041261A3 (en) * 2006-10-02 2008-08-21 Solaria Tecnologie S R L Process and device for the production of high-purity silicon using multiple precursors

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