TW200945419A - Film formation method, thin-film transistor, solar battery, manufacture device and display device - Google Patents

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TW200945419A TW097146454A TW97146454A TW200945419A TW 200945419 A TW200945419 A TW 200945419A TW 097146454 A TW097146454 A TW 097146454A TW 97146454 A TW97146454 A TW 97146454A TW 200945419 A TW200945419 A TW 200945419A
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Description

200945419 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於形成膜的方法。更詳細爲有關使用微結 晶矽膜而形成使用在薄膜電晶體或太陽電池的膜之方法， 製造使用前述微結晶矽膜之薄膜電晶體或太陽電池的製造 裝置，以及組裝經由前述製造裝置所製造之薄膜電晶體的 顯示裝置。 ❷ 【先前技術】 對於使用在薄膜電晶體之活性層的矽氧化膜，係有非 結晶膜（a-Si :非晶質矽膜），多結晶膜（Poly-Si :聚矽 膜）及微結晶膜（pc-Si :微結晶矽膜）。其中，微結晶 膜係具有較非結晶膜爲高之移動度。另外，微結晶膜係對 於多結晶膜之形成未必進行必須的退火處理之故，可以 6〇〇 °C以下之低溫，於被處理體上製造薄膜電晶體者。從 φ 如此之背景，近年，提案有將融點低的玻璃基板，作爲被 處理體而使用，形成爲了於形成在其上方之活性層使動作 速度提昇之微結晶膜的薄膜電晶體（例如，參照專利文獻 1，2 ) 〇 [專利文獻1]日本特開平6-196701號公報 [專利文獻2]日本特開平8-148690號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] -5- 200945419 但，微結晶膜的結晶粒係爲了成長爲柱狀，結晶粒. (晶粒）間的物理性結合及電性結合乃變弱。因此，如於 圖14之上部（U:微結晶膜（單層膜）與移動度）所 示，對於結晶粒間的粒界（晶粒界面），係存在有障壁 h。因此，由電子或電洞所成之載體移動在微結晶膜之晶 粒界面時，電阻（膜橫方向之電阻）則變大，在每超越障 壁h而移動度則下降，使薄膜電晶體的動作延遲，其結 果，使薄膜電晶體的動作安定性變爲不安定。 另外，當結晶粒間的結合變弱時，在薄膜電晶體之製 造中，於除去光阻劑膜時使用之緩衝劑的氟酸（BHF : Buffered Hydrogen Fluoride)等之 HF 系藥劑乃如於圖 14 之下部（V:微結晶膜（単層膜）與BHF )所示，通過晶 粒界面而進入至微結晶膜的基底。此時，微結晶膜雖未經 由緩衝劑氟酸而蝕刻，但微結晶膜的基底之玻璃基板G 則被加以蝕刻。其結果，微結晶矽膜乃從基底浮起（剝 離），最後從基底剝離，有著電晶體之製造變爲困難之情 況。如此，在以往的微結晶膜中，結晶粒間的橫方向結合 爲弱之故，在晶粒界面，薄膜電晶體之電性特性及物理性 特性變差。 因此，有鑑於上述課題，在本發明中，係提供經由使 形成微結晶膜之結晶粒間的橫方向結合強度提昇者，將電 性特性及物理性特性良好之微結晶矽膜進行成膜之方法。 [爲解決課題之手段] -6- 200945419 即，爲了解決上述課題，如根據本發明之型態’爲 造η通道薄膜電晶體及p通道薄膜電晶體之至少一種的 法，其中，提供具有經由特定之電子溫度以下的高電子 度電漿而形成微結晶矽膜之第1工程，和使用較前述特 之電子溫度爲高的電子溫度之高電子密度電漿而形成超 結晶矽膜之第2工程之膜的形成方法。 如前述，單層膜之微結晶膜係結晶粒乃具有成長爲 狀之故，結晶粒間的橫方向結合爲弱，經由從晶粒界面 過微結晶膜而滲人至基底之藥劑，將基底加以蝕刻而剝 微結晶矽膜，進而電晶體的製造則變爲困難，以及完成 電晶體的移動度或on/off比等之動作特性，在晶粒界面 近產生惡化的課題。 對此，如根據有關的構成，對於微結晶矽的形成， 用特定之電子溫度以下的高電子密度電漿，對於成膜在 結晶矽膜上之超微結晶矽膜，使用較微結晶矽膜爲高的 子溫度之高電子密度電漿。 如根據本發明所示之圖6的相關關係，爲高電子密 電漿，其中，當電漿的電子溫度Te上升時，形成更緊 之超微結晶膜，此乃認爲因電子溫度Te上升時，照射 基板的離子能量增加之故，某種程度控制了膜的三維構 之成膜。因而，形成於微結晶矽膜上之超微結晶膜乃成 較微結晶矽膜爲緻密的膜。如此，微結晶膜與超微結晶 係亦可呈由前述第2工程所形成之超微結晶膜乃較由前 第1工程所形成之微結晶膜緻密地加以形成地，設定各 製 方 密 定 微 柱 通 離 之 附 使 微 電 度 密 至 造 爲 膜 述 工 200945419 程的處理條件。 另外，亦可呈由前述第2工程所形成之超微結晶膜乃 較由前述第1工程所形成之微結晶膜，粒結晶變小地，設 定各工程的處理條件。 或者，亦可呈由前述第1工程所形成之微結晶膜乃較 由前述第2工程所形成之超微結晶膜，結晶體積分率變高 地，設定各工程的處理條件。 如根據此，可將層積結晶性高之微結晶膜，和緻密性 高及/或結晶粒小之超微結晶膜的層積膜加以成膜者。在 此，對於在本說明書之結晶性及緻密性的指標加以說明。 首先，結晶性是否有進展乃可依據對於膜全體的體積 之結晶的所佔體積之比例而評估。在本說明書中，作爲顯 示結晶性之指標，使用結晶體積分率 （volume fraction )。結晶體積分率係從圖8所示之微結晶矽的拉 曼散亂光譜求得。如記載於電漿半導體處理工學一成膜與 蝕刻入門...（作者佐佐木敏明，提井信力發行者股份有 限公司內田老鶴圃 2003年7月25日第1版發行）之176-177頁，微結晶矽係具有因結晶矽成分引起之52 0cm-i附 近的銳峰値與因非晶形矽成分引起之480cm·1附近的寬峰 値重疊的TO模式峰値。作爲有效地表示結晶體積分率的 大小之指標’多使用從4 8 0 c ηΓ 1附近的峰値強度與5 2 0 crrT1附近的峰値強度所求得之拉曼峰値強度比i52Q/i48〇 者。 亦提案有幾個表示結晶體積分率之絕對値的方法。作 -8 - 200945419 爲其一例係可舉出將峰値波數，分離成具有在520CHT1， 480CHT1附近之2個高斯函數，將從520CHT1附近的峰値 之面積強度（A52Q)，和480(^1^1附近的峰値之面積強度 (A48Q)求得之面積強度比（A52〇/(A52Q + A48。），作爲結晶 體積分率（vol * %)之情況。 另外，可舉出將峰値波數，分離成具有在520cm·1， 510 cnT1，480(:1^1附近之3個高斯函數，作爲各峰値之面 積強度（A52Q、A51g、A48〇)，將面積強度比（（A520 + A510) /(A520 +A5 1 0 + A480))，作爲結晶體積分率（vol. % )之情況。然而，5 1 0 cm·1附近的峰値係假定爲粒徑微 小之結晶成分。但，此等方法係被指出在結晶性高的膜， 不易取得相關者。 因而’在本說明書中，作爲表示結晶體積分率的大小 之指標’使用強度比152〇/148()者。如圖8所示，強度比 1 5 2 0/14 8 0越大，結晶性爲越高，強度比152。/148。越小，結 晶性爲越低。 另外，在本說明書中，將膜的基底是否由BHF等之 藥液而加以蝕刻，作爲顯示膜的緻密性之一個指標。對於 於膜中未流入有BHF等之藥液’或即使於膜中流入有藥 液’亦未到達至膜的基底之情況，係判定於膜有BHF耐 性’對於藥液到達至膜的基底，而蝕刻到膜的基底之情 況’係判定於膜未有BHF耐性。有BHF耐性之情況，膜 乃緻密’未有BHF耐性之情況，膜乃不緻密。 在圖4的B所示之層積膜20中，經由層積前述2個 -9- 200945419 膜者，與在圖4的A所示之單層膜做比較，成爲於微結 晶矽膜20a的結晶粒間，架設緻密之超微結晶矽膜20b之 狀態。 接著，當參照顯示各膜之拉曼峰値強度比的圖7時， 較由2kW、30mT〇rr之處理條件所成膜之微結晶矽膜20a 的連續成膜（在圖4的A所示之單層膜的連續成膜）之 強度比I520/I48Q及由3kW、lOmTorr之處理條件所成膜之 超微結晶矽膜20b的連續成膜（單層膜的連續成膜）之強 度比I52Q/I48q，在圖4的B所示之層積膜20的強度比 I52Q/l48()乃變高。然而，個膜的厚度係完全相同。 從結果，本發明者係認爲層積膜20之中的超微結晶 膜2 0b乃緻密性爲高之故，不只架設在微結晶矽膜20a之 結晶粒間，而如在圖4的B所示，含於超微結晶矽膜20b 之結晶粒的粒徑係因較含於微結晶膜20a之結晶粒的粒徑 爲微小，故超微結晶膜20b乃進入至含於微結晶膜20a之 結晶粒間的間隙，而埋入在晶粒界面之間隙之故，結晶性 是否提昇。含於超微結晶膜20b之結晶粒的粒徑乃是否較 含於微結晶膜20a之結晶粒的粒徑爲微小之構思，係如前 述，存在於因結晶矽成分引起之520cm·1附近的峰値與因 非晶形矽成分引起之ASOcnr1附近的峰値之間「SlOcirT1 附近的峰値係假定爲粒徑微小之結晶成分」時，亦推定從 記載於前述電漿半導體處理工學者。 從以上的考察，發明者係對於超微結晶矽膜20b之性 質，附上（1 )較微結晶矽膜20a爲緻密的膜，（2 )在具 -10- 200945419 有結晶性的膜的點，雖與無結晶性之非 也未如微結晶矽膜20a程度結晶性高β 含於微結晶矽膜2 0 a的結晶粒，粒徑微 結論。 並且’發明者係經由將具有如此3 矽膜20b’層積於微結晶矽膜20a上者 膜20a之結晶粒間的間隙架設在超微結 功將微結晶矽膜20a之結晶粒間的間隙 於超微結晶矽膜20b。 其結果，發明者係使用結晶粒間之 積膜20，如圖9之上部P所示，可降 障壁的高度h者。其結果，可提昇移動 快，動作安定之薄膜電晶體者。 另外，發明者係如圖9之下部Q 間的橫方向結合強之層積膜20，在電 系藥液穿過晶粒界面，由此，可防止藥 將基底加以蝕刻者。 其結果，在製造中，層積膜20不 地製造薄膜電晶體。 在此，前述特定之電子溫度係亦可 根據此，可使用電漿之電子溫度成爲4. 合型電漿處理裝置（ICP: Indue tively 或螺旋波電漿處理裝置，將上述層積膜
但，前述特定之電子溫度乃2eV 晶形矽膜不同，但 勺膜，（3)含有較 小之結晶粒的膜之 個特徵的超微結晶 ，不只將微結晶矽 晶矽膜20b，還成 全部或一部分埋入 橫方向結合強的層 低晶粒界面附近之 度，製造動作速度 所示，使用結晶粒 晶體製造時，BHF 液則到達至基底而 會被剝離，可安定 爲4.5 e V以下。如 ,5eV以下之誘導結 Coupled Plasma ) 進行成膜者。 以下更佳。如根據 -11 - 200945419 此，經由使用電漿之電子溫度成爲2eV以下之微波電漿處 理裝置而抑制處理氣體之過度分解者，可將良質的層積膜 進行成膜。亦可使用 ECR ( Electron Cyclotron Resonance )° 另外，使用於微結晶膜及超微結晶矽膜形成時的電漿 之電子密度Ne係如爲 5x 101<5CnT3以上即可，而如爲 lOUcnT3以上更佳。如此之高電子密度的電漿係可使用微 波，ICP及螺旋波電漿處理裝置而生成者。 特別是，前述微波電漿處理裝置乃圖3所示之電漿處 理裝置（以下，亦稱作 CMEP ( Cellula r Microwave Excitation Plasma)電槳處理裝置）爲佳。 在CMEP電漿處理裝置中，磁磚狀的介電質板31乃 設置爲矩陣狀。各介電質板31係由形成爲格子狀的樑26 而固定於處理容器之頂面。樑26係經由非磁性體之導電 性構件而加以形成。 透過各介電質板31之微波係將介電質板31之下面與 電漿之間，成爲表面波（行進波）而傳送，到達至樑26 時反射而成爲反射波。通常，經由行進波與反射波的干 擾，產生定波。但，在2.45GHz之微波的自由空間之波長 乃120mm，另一方面，120mmxl20mm程度大小之介電質 板31係縱橫同時盡量爲定波之1波長程度長度。因此， 在CMEP電漿處理裝置中，認爲定波幾乎未產生即可。定 波係因成爲妨礙生成均一之電漿，如根據CMEP電漿處理 裝置，經由將介電質板31，於每特定之間隔，設置多數 -12- 200945419 爲矩陣狀者，經由透過各介電質板31而投入至處 內之微波而使氣體激發，由此’可均一且安定地 獎。其結果，使用均一的電漿’可於大面積的被處 精確度佳地實施電漿處理。 對此，在電子溫度爲l〇eV以上、電子密彦 1 09cm_3〜5xlOiecrrT3程度之容量結合型電漿處理装 在結晶成長中，因對於基板照射高能量之離子，故 不易變局。因而，對於微結晶膜或超微結晶碎膜的 使用容量結合型電漿處理装置者並不理想。 前述第1工程及前述第2工程係亦可在同一處 內加以執行。另外，前述第2工程之處理容器內的 亦可設定較前述第1工程之處理容器內的壓力爲低 6所示，在第2工程中，經由降低處理容器內之壓 可提昇電漿的電子溫度Te。其結果，在第2工程 形成較由第1工程所形成之微結晶膜爲緻密的超微 φ 膜者。 在前述第1工程中，亦可經由較前述第2工程 子密度狀態之高電子密度電漿，形成微結晶矽膜。 另外，在前述第1工程中，亦可經由較前述第 增加氫基的量狀態之高電子密度電槳，形成微結晶 在前述第1工程，投入於處理容器內的功率係 定較在前述第2工程，投入於處理容器內的功率爲 如圖6所示，在第1工程中，經由提昇微波 者，可生成電子密度Ne更高之電漿，且可生成氫 理容器 生成電 理體， [爲 5 X 置中， 結晶性 成膜， 理容器 壓力係 。如圖 力者， 中，可 結晶砂 提昇電 2工程 矽膜。 亦可設 高。 的功率 基含有 -13- 200945419 率高的電漿。其結果，在第1工程中，可形成較由第2工 程所形成之超微結晶膜，結晶性高之微結晶膜者。 發明者係在第1工程，以2kW、30mTorr之成膜條 件，改變成膜時間爲5、10、15sec，之後，在第2工程， 經由重複以2kW、30mTorr之成膜條件，改變成膜時間爲 5、lOsec者而形成層積膜20。於圖10顯示其結果所得到 之膜的特性（移動度μ及Οη/Off電流比）。如根據此，在 第1工程所形成之微結晶矽膜的成膜時間及在第2工程所 形成之超微結晶矽膜的成膜時間乃個最短（5秒，5秒） 之情況，電晶體的動作特性乃最佳。 從此結果，發明者係附上形成層積膜之微結晶矽膜與 超微結晶矽膜乃爲了具有作爲薄膜電晶體之機能，將各自 確保必要的膜厚做爲前提，各自呈成爲最薄之膜厚地，將 各層層積於被處理體上者爲特別理想之結論。 但，經由將前述第1工程與前述第2工程各重複交互 2次以上者，將前述微結晶矽膜與前述超微結晶矽膜，於 被處理體上做2層以上層積亦可。 另外，經由在執行前述第2工程前後，執行前述第1 工程者，前述超微結晶矽膜乃呈夾入於前述微結晶矽膜 地，將前述微結晶矽膜與前述超微結晶矽膜層積於被處理 體上亦可。 前述第1工程及前述第2工程中，亦可將被處理體附 近的溫度控制爲600 °C以下。如根據此，可於比較於高價 的石英爲廉價之玻璃基板上，形成薄膜電晶體，進而可使 -14- 200945419 製造成本降低。 使用以上說明之膜的形成方法，經由特定之電子溫度 以下的電子密度電漿，於基板上，形成微結晶矽膜。經由 較前述特定之電子溫度爲高之電子溫度的高電子密度電 漿，照射至其基板之離子的能量則增加，其結果，可形成 超微結晶矽膜。由此，可製造作爲活性層而具有含有超微 結晶矽膜之層積膜的薄膜電晶體。 如根據此，經由微結晶膜與超微結晶膜之層積膜而加 強結晶粒間的橫方向電性結合及物理性結合之時，可使薄 膜電晶體的動作特性提昇之同時，防止微結晶矽膜之基底 的基板，經由藥液而蝕刻者，由此，可安定地製造薄膜電 晶體。 更且，如上述，如根據圖ίο所示之實驗結果，經由 將交互重複層積2層以上前述微結晶矽膜及前述超微結晶 矽膜之層積膜，使用於活性層者，可製造更提昇動作特性 之薄膜電晶體。 另外，可構築使用上述膜的形成方法而製造薄膜電晶 體之製造裝置。 更且，經由將由上述製造裝置所製造之薄膜電晶體糸且 裝於顯示裝置者，可製造自行發光，可高速處理，消耗電 力低之顯示裝置。 [發明之效果] 如以上說明，如根據本發明之一型態，可製造提昇電 -15- 200945419 性特性及物理性特性之薄膜電晶體。 【實施方式】 以下，參照添加的圖面之同時，對於有關本發明之第 1實施形態之TFT(薄膜電晶體）的膜之形成方法，詳細加 以說明。然而’在以下的說明及附加圖面，對於具有同一 構成及機能的構成要素，係經由附加同一符號者，而省略 重複說明。另外，在本說明書中，在0°C、latm時， lsccm 係作爲 10-6/60 ( m3/sec) ，lmTorr 係作爲 10_3χ 101325/760 ( Pa) 〇 [第1實施例形態] 在本實施型態之TFT處理中，製造從作爲活性層所 形成之微結晶矽膜而視，閘極電極（作爲摻雜之矽基板） 乃配置於下側之底部閘極構造之薄膜電晶體。對於圖1及 圖2係顯示有底部閘極型TFT處理。在圖中係顯示有η 通道型TFT處理之各工程，但如改變摻雜之不純物，成 爲p通道型TFT處理之各工程。 1、閘極氧化膜形成 在底部閘極構造TFT處理中’首先’於摻雜磷（P) 之摻雜矽膜（低阻抗層（n+))之矽基板G上’形成圖 1 (a)所示之閘極氧化（Si02 )膜10。閘極氧化膜10係在 低壓，基板溫度400 °C之狀態’使矽烷（SiH4 )及氧 -16 - 200945419 (〇2)之混合氣體激發，生成電漿，經由其電漿而成膜成 1 OOnm 之厚度（低壓電獎 CVD : Chemical Vapor Deposition)。然而，砂基板G係作爲閘極電極而發揮機 能，閘極氧化膜1 〇係作爲閘極絕緣膜而發揮機能。 2、微結晶矽膜形成。 接著，如圖1(b)所示，於閘極氧化膜10上，將微結 晶砂（μ<:( micro crystal) -Si)膜與超微結晶砂膜之層積 膜 20，經由微波電漿 CVD(低壓 CVD : Low-Pressure Chemical Vapor Deposition)，成膜至 1 〇〇nm 之厚度。 此時，電子密度Ne係成爲1x1011 cnT3以上之高電子 密度電漿，電子溫度Te係爲2.OeV以下。如此，在微波 電漿中，當與容量結合型的電漿比較時，電漿的電子密度 Ne係爲高，但電子溫度Te爲低之故，未過度分解處理氣 體，並且對於基板的離子照射能量亦小。其結果，可以高 速之電漿處理將良質的膜進行成膜。 使用高電子密度電漿所形成之層積膜20係因對於結 晶性優越，故無需退火工程或雷射再結晶工程。因而，當 將層積膜20使用於TFT之通道範圍時，比較於使用非晶 形矽膜之情況，具有高載體移動度，及伴隨此之優越的動 作特性同時，可省去退火工程。其結果，可謀求生產量的 提升及降低成本。然而，對於層積膜20之構造及其特 徵，於後記述。 -17- 200945419 3、 低阻抗層（n+)形成 接著，如圖1(c)所示，例如將基板溫度設定爲300 °C，使矽烷及氫之混合氣體激發，生成電漿，更且將摻雜 磷（P)之摻雜矽膜（低阻抗層（n+) ) 30，成膜至 1 OOnm之厚度。低阻抗層（n+ ) 3 0係作爲源極範圍及汲極 範圍而發揮機能。 4、 圖案化 在低阻抗層3 0之形成後，如圖1 (d)所示，使用圖案 化後之光阻膜R，將層積膜20及低阻抗層30圖案化成爲 島狀。在圖案化後，光阻膜 R係經由緩衝劑的氟酸 (BHF: Buffered Hydrogen Fluoride)等之 HF 系藥劑加 以去除。 5、 鋁配線用膜形成 接著，如圖2(a)所示，將鋁配線用膜（A1層）40， 經由濺鍍法而形成。鋁配線用膜40係亦可經由真空蒸鎪 或CVD而形成。 6、 通道蝕刻 接著，如圖2(b)所示，爲了形成電極圖案，使用圖案 化後之光阻膜R，進行鋁配線用膜40及低阻抗層3 0蝕刻 (通道飩刻）。由此，鄰接於微結晶矽膜20而形成源極/ 汲極電極30s，30d。在圖案化後，光阻膜R係經由緩衝 -18- 200945419 劑氟酸BHF加以去除。 7、 背面蝕刻/背面鋁蒸鍍 接著，如圖2(c)所示，經由蒸鍍，於基板 面，將A1層5 0進行成膜。 8、 護層形成/退火 最後，由如此作爲爲了保護層積於基板G上之 如圖2(d)所示，經由電漿CVD，SIN膜等之絕緣膜 護層60加以形成。然而，亦可將護層60進行熱處 時，執行氫電漿處理。 (微波電漿CVD裝置） 接著，對於將層積膜20進行成膜之微波電漿 置（PM3)，參照模式性顯示縱斷面之圖3同時 明。然而，微波電漿處理裝置係將微結晶矽膜及超 矽膜的層積膜，進行成膜之製造裝置的一例。 微波電漿處理裝置係具備處理容器200與蓋體 處理容器2 0 0乃具有開口有其上部之有底立方體形 理容器200與蓋體210係經由配設於蓋體210之下 部與處理容器200之上面外周部之間的〇環32 閉，由此，形成實施電漿處理之處理室U。處理容 及蓋體2 1 0係例如由鋁等金屬所成，電性地加以接 對於處理容器200，係設置有在其內部爲了載 G的背 TFT， 乃作爲 理之同 處理裝 加以說 微結晶 210 « 狀。處 面外周 加以密 器 200 地。 置基板 -19- 200945419 G之載置台11。載置台11係例如由氮化鋁所成，對於其 內部係設置有供電部11a及加熱器lib。 對於供電部11a係藉由整合器12a(例如，例如，電容 器）而連接高頻率電源12b。另外，對於供電部iia係藉由 線圈13a而連接高壓直流電源13b。整合器12a，高頻率 電源12b’線圈13a及高壓直流電源13b係加以設置於處 理容器200之外部。另外，高頻率電源12b及高壓直流電 源13b係加以接地。 供電部11a係經由從高頻率電源12b所輸出之高頻率 電力，於處理容器200的內部，施加特定之偏壓電壓。另 外，供電部1 1 a係經由從高壓直流電源1 3b所輸出的直流 電壓，靜電吸著在基板G。 對於加熱器lib係連接設置於處理容器2 0 0之外部的 交流電源1 4，經由從交流電源1 4所輸出之交流電壓，將 基板G保持爲特定的溫度。 處理容器2 00之底面係開口爲筒狀，對於其外部周緣 係裝置伸縮管15之一端。伸縮管15之另一端係固定裝置 於升降板16。如此作爲，處理容器200底面之開口部分 係經由伸縮管1 5及升降板1 6加以密閉。 載置台11係支撐於配設在升降板16上之筒體17, 與升降板16及筒體17成爲一體而升降，由此，將載置台 11調整爲因應處理程序之高度。另外，於載置台Π之周 圍，係設置爲了將處理室U之氣體流動控制爲理想狀態 之擋板18。 -20- 200 200945419 對於處理容器200之底部，係備有設於處理容器 之外部的真空栗（未圖示）。真空泵係經由藉由氣體 管19而排出處理容器20 0內的氣體者，將處理室U 至期望的真空度。 對於蓋體210，係設置6條之方形導波管33，槽 線38，及介電體（從複數枚之介電體板31) 。6條 形導波管33係其剖面形狀乃矩形狀，在蓋體210 部，平行排列設置。各方形導波管3 3之內部係由氟 脂（例如，聚四氟乙烯（鐵氟龍）（登錄商標）），氧 (Al2〇3 )，石英等之介電構件34加以塡充，經由其 構件34，依照λ gl= λ c/( ε i)1/2的式而控制各方形導 3 3之管內波長Λ gl。在此，λ c係自由空間的波長， 係介電構件34之電容率。 各方形導波管33係在上部作爲開口，對於其開 升降自由地插入可動部35。可動部35係由鋁等之非 體之導電性材料而加以形成。在蓋體2 1 0之外部，對 可動不35之上面，係各設置升降機構36，使可動吾 升降移動。經由有關的構成，將至介電構件34之上 止作爲限度，經由使可動部3 5升降移動，方形導波1 係可將其高度任意變更者。 槽孔天線38係在蓋體210之下方與蓋體210成 體加以形成。槽孔天線3 8係由鋁等之非磁性體之導 材料而加以形成。對於槽孔天線38，係設在各方形 管33之係面，排列設置有複數之槽孔37(開口）。對 排出 減壓 孔天 之方 之內 素樹 化鋁 介電 波管 口係 磁性 於各 5 35 面爲 t 33 爲一 電性 導波 於各 -21 - 200945419 方形導波管 37之內部係塡充有氟素樹脂，氧化鋁 (Al2〇3 )，石英等之介電構件，經由其介電構件34，依 照λ g2= λ c/( ε 2)1/2的式而控制各方形導波管37之管內波 長λ g2。在此，λ c係自由空間的波長，ε 2係槽孔3 7內 部之介電構件37之電容率。 各介電體板31係各自加以設置於設置在相互鄰接之 2條方形導波管33下面之複數的槽孔37下面。由如此作 爲，在處理容器的頂面全面，等間隔地安裝形成爲磁磚狀 之複數介電體板31成陣列狀。 介電體板31乃可使用石英玻璃，Α1Ν，Α12〇3，藍寶 石，SiN，陶瓷等之介電材料加以形成。於各介電體板 31，在與基板G對向的面形成有凹凸。如此，經由於各 介電體板31設置凹部或凸部之至少任一種之時，表面波 乃傳播在各介電體板31的表面時之電場能量的損失則增 加，經由此，可抑制表面波的傳播。其結果，可抑制定播 的產生，生成均一之電漿。然而，形成於各方形導波管 33之下面的槽孔37個數爲任意。 對於槽孔天線38之下面，係設置有格子狀的樑26 (樑26 a〜2 6d)。各介電體板31係在其周緣由樑26各自加 以支撐。樑26係從各介電體板31突出於基板側。樑26 係由鋁等之非磁性體之導電性材料而加以形成。 對於樑26之下面，係在其一部分設置有支撐體27 (支撐體27a~27d)。各輸氣管28(例如，構成下段之氣體 噴頭之一單位的部件）兩端係經由支撐體27而加以支撐。 -22- 200945419 輸氣管28係由鋁等之介電體而加以形成。 對於冷卻水配管44，係連接有配置於微波電漿處理 裝置之外部的冷卻水供給源45，從冷卻水供給源45所供 給之冷卻水乃經由循環在冷卻水配管44內而返回至冷卻 水供給源45者，蓋體210則成爲保持在期望的溫度。 經由以上說明之構成，從未圖示之微波產生器所輸 出，例如2 · 45GHZX3的微波係傳播在各方形導波管 33，經過各槽孔37，透過各介電體板31而投入至處理室 U內。 氣體供給源43係由複數的閥V，複數之流量控制器 MFC，氧氣供給源43a，氬氣供給源43b，氫氣供給源43c 及矽烷氣體供給源43d所構成。 氣體供給源43係經由各自控制各閥的開閉及各流量 控制器MFC的開關度者，各自供給期望濃度之氧氣，氬 氣，氫氣及矽烷氣體於處理容器200內。 氣體導入管29(氣體導入管29a〜29d)係貫通樑26之 內部。對於氣體導入管29a，29c，係藉由第1流路42a， 連接氧氣供給源43a及氬氣供給源43b。另外，對於氣體 導入管2 9b，29d，係藉由第2流路42b，連接氬氣供給源 43b，氫氣供給源43c及矽烷氣體供給源43d。 氧氣及氬氣係通過氣體導入管29a，29c而導入至各 介電體板31與各輸氣管28之間的空間。另一方面，氫氣 及矽烷氣體係通過氣體導入管29b，29d，從設置於各輸 氣管28之氣體供給孔導入至載置台n上之基板g側。 -23- 200945419 由如此作爲，使所導入之個氣體，經由微波的電場能量加 以激發，經由由此所生成之電漿，一句特定的處理條件而 形成微結晶矽膜或超微結晶矽膜。 在此，透過各介電質板31之微波係將介電質板31之 下面與電漿之間，成爲表面波（行進波）而傳送，到達至 樑26時反射而成爲反射波。通常，經由行進波與反射波 的干擾，產生定波。在2.4 5 GHz之微波的自由空間之波長 係因約120nm，故定波的波長乃成爲約120nm。另一方 面，在CMEP電漿處理裝置中，通常，介電質板31的大 小係120mmx 120mm程度，此係縱橫同時盡量只爲定波之 1波長程度長度。此係，在CMEP電漿處理裝置中，意味 定波幾乎未產生。定波係因成爲妨礙安定地生成均一之電 漿，如根據CMEP電漿處理裝置，經由將介電質板31， 於每特定之間隔，設置多數爲矩陣狀者，可安定地生成均 一之電漿。其結果，使用均一地生成於處理容器之頂面下 方全體之電漿，可於大面積的基板，形成良質的層積膜 20者。 然而，在形成微結晶矽膜20後，以同處理模組 PM3，經由摻雜磷（P)同時更加供給氫氣及矽烷氣體 者，形成低阻抗層3 0。 接著，比較由微結晶矽膜所成之單層膜與微結晶矽膜 及超微結晶矽膜所橙汁層積膜20同時，對於層積膜20詳 細加以說明。 -24- 200945419 (單層膜） 將單層膜的微結晶膜之狀態，顯示於圖4的a及圖 14。如於圖14之上部（U:微結晶膜（單層膜）與移動 度）所示·，微結晶膜的結晶粒係成長爲柱狀之故，結晶粒 (晶粒）間的結合爲弱，對於結晶粒間的粒界（晶粒界 面），係可存在有障壁h。其障壁h係載體移動在微結晶 膜之晶粒界面時’產生大的電阻（膜的橫方向之電阻）。 Φ 因此’障壁h係使移動度μ下降，延遲薄膜電晶體的動作 同時’使薄膜電晶體的動作特性變爲不安定。 另外’當結晶粒間的結合變弱時，在薄膜電晶體之製 造中’於除去光阻膜時使用之緩衝劑的氟酸BHF等之HF 系藥劑乃如於圖14之下部（V:微結晶膜（単層膜）與 BHF )所示’通過晶粒界面而進入至微結晶膜的基底。此 時，微結晶膜雖未經由緩衝劑氟酸而蝕刻，但微結晶膜的 基底之基板G則被加以蝕刻。其結果，微結晶矽膜乃成 φ 爲從基底浮起的狀態（剝離），最後微結晶矽膜乃從基底 剝離，有著電晶體之製造變爲困難之情況。如此，在只由 微結晶膜所成之單層膜中，結晶粒間的橫方向結合爲弱之 故，在晶粒界面，薄膜電晶體之電性特性及物理性特性變 差。 (層積膜） 因此’發明者係想出對於有關本實施型態之薄膜電晶 體的活性層，取代圖4的Α之單層膜’而使用圖4的Β -25- 200945419 之層積膜20，此情況，實驗對於薄膜電晶體的動作可看 出如何的變化。 (TFT特性評價） 發明者係爲了評估TFT的特性，使用圖3所示之微 波電漿處理裝置。在將閘極氧化膜10進行成膜時，將微 波的功率設定爲2 . 25kW，將處理容器內的壓力設定爲 150mTorr，從氣體導入管 2 9 a，2 9 c，導入 6 2 5 s c c m的流 量之氧氣，藉由氣體導入管29b，29d，從輸氣管28，由 氧氣的導入位置朝向下方，各自只以 lOOsccm、1 500sccm 的流量導入矽烷氣體及氫氣。另外，介電質板31與載置 台11的載體乃呈成爲166mm地使載置台11的位置移 動。在以上的處理條件下，閘極氧化膜10至成爲100mm 的膜厚而加以成膜。 在閘極氧化膜1 〇成膜後，經由控制期望的閥V之開 閉，從氣體導入管29a，29c，導入126sccm的流量之氬 氣於處理室U之上部空間，藉由氣體導入管29b，29d， 從輸氣管 28，由氬氣的導入位置朝向下方，各自只以 12sCcm、12SCCm的流量導入矽烷氣體及氫氣。另外，介 電質板31與載置台11的載體乃呈成爲18 2mm地使載置 台Η的位置移動。由以上的處理條件之下，設置將單層 膜進行成膜之情況，和將層積膜進行成膜之情況的2圖 案。此情況，任一的膜均成膜至成爲lOOnm之膜厚。 此時，微波的功率係設定爲低功率及高功率之2模式 -26- 200945419 而進行實驗。具體而言，在單層膜的成膜時，對 之情況，係將微波的功率設定爲2kW ’將處理室 設定爲30mT〇rr，對於高功率的情況，係只將微 變更爲5kW，而處理室内的壓力係保持30mTorr 另外，在層積膜成膜時，對於低功率之情況 微波的功率、壓力設定爲2kW、30mT〇rr之狀態 秒成膜（將所形成的膜’以下亦稱作第1膜。） 的功率、壓力變更爲3kW、lOmTorr，將進行1 (將所形成的膜，以下亦稱作第2膜。）之處理 厚成爲lOOnm。對於高功率之情況，係由將微波 壓力設定爲5kW、30mT〇rr之狀態，進行10秒 微波的功率、壓力變更爲3kW、1 OmTorr，將進f 膜之處理重複至膜厚成爲lOOnm。 由以上的處理條件，作爲TFT之活性層而 及層積磨成膜之結果所得到之TFT之特性評估 圖5。單層膜之情況，高功率（5 Kw )的情況之 特性係移動度μ (飽和範圍）乃0.55，on/off比 圍）乃 0.45’較低功率（2Kw)時之移動度 on/off比 〇.4〇爲良好。加上，在高功率中， BHF之耐性者而言，在低功率中，未有對BHF之 然而，對於於膜中未流入有BHF等之藥液 使於膜中流入有藥液，亦未到達至膜的基底之情 定於膜有BHF耐性，對於藥液到達至膜的基底 到膜的基底之情況，係判定於膜未有B H F耐性 於低功率 內的壓力 波的功率 〇 ，係由將 ，進行10 ，將微波 0秒成膜 重複至膜 的功率、 成膜，將 ί 10秒成 將單層膜 ，顯示於 TFT動作 (飽和範 μΟ.Ο10 ， 對於有對 :耐性。 ，另外即 況’係判 ’而蝕刻 ° BHF 耐 -27- 200945419 性係成爲顯示膜的緻密性之一的指標，也就是，有BHF 耐性之情況，判定膜乃緻密，未有BHF耐性之情況，判 定膜不緻密。 另一方面，層積膜之情況，對於在高功率中係有BHF 耐性，但未顯示作爲TFT之動作特性者而言，在低功率 中係有對BHF之耐性，且移動度0.65，on/off比4.5爲最 佳。 其結果，以低功率進行成膜之層積膜係了解到較單層 膜，TFT動作特性爲佳，且亦有BHF耐性之良質的膜 者。發明者係爲了調査層積膜之電性特性及物理性特性乃 較單層膜爲良好的理由，而對於以低功率所形成之層積膜 中之第1膜及第2膜進行調查。 對於在調査第1膜及第2膜的性質，發明者係如圖6 所示，導出電漿的狀態與膜的性質之相關關係。如根據 此，當電漿的電子密度Ne上升時，膜的結晶性則提昇， 膜的緻密性亦上昇，另外，電漿的電子溫度Te上升時， 對於膜的結晶性係未有影響，但膜的緻密性則上昇，更 且，當電漿中的氫基增加時，對於膜的緻密性係未有影 響，但膜的結晶性則上升。 另外，爲了提昇電漿的電子密度Ne，如提昇微波功 率即可，而爲了提昇電漿的電子溫度Te，如降低處理室 的壓力即可，而爲了增加電漿中的氫基，如提昇微波功率 即可。 在微結晶膜之成膜時，當提昇微波功率時，促進各種 -28- 200945419 氣體之電離及分解，在電漿的電子密度Ne上升同時，矽 烷氣體則分解成SiH3、SiH2及氫基等，由此，促進Si與 S i的結合而朝結晶化進展。 另一方面，當降低微波功率時，未促進矽烷氣體的分 解’而於處理室內殘留矽烷氣體，其殘留矽烷氣體與電漿 中的氫基產生反應，經由氫的還原，生成SiH3或H2。如 此’氫基乃成爲觸媒而促進微結晶膜之結晶化時，當微波 功率低時，將促進結晶化之氫基消耗於還原反應之故，微 結晶膜之結晶化係未進展。換言之，對於爲了以低微波功 率進行結晶化，係需要添加氫，與高密度電漿做比較，無 法將良質的微結晶膜進行成膜者。 結晶性是否有進展乃可依據對於膜全體的體積之結晶 的所佔體積之比例而評估。在本實施型態中，作爲顯示結 晶性之指標，使用結晶體積分率。結晶體積分率係從圖8 所示之微結晶矽的拉曼散亂光譜求得。如根據「電漿半導 體處理工學」之書籍，微結晶矽係具有因結晶矽成分引起 之520CHT1附近的銳峰値與因非晶形矽成分引起之480 cnT1附近的寬峰値重疊的TO模式峰値。作爲有效地表示 結晶體積分率的大小之指標，使用從4 8 0cm_1附近的峰値 強度與520(^1^1附近的峰値強度所求得之強度比l52()/l48〇 者。 如圖8所示’強度比1 5 2 ()/14 8 ()越大，結晶性爲越高， 強度比1 5 2 ()/1 4 8 0越小，結晶性爲越低。 另外，在本實施型態中，將膜的基底是否由BHF等 -29- 200945419 之藥液而加以蝕刻，作爲顯示膜的緻密性之指標。對於於 膜中未流入有BHF等之藥液，另外即使於膜中流入有藥 液，亦未到達至膜的基底之情況，係判定於膜有緻密性， 對於藥液到達至膜的基底，而蝕刻到膜的基底之情況，係 判定於膜未有緻密性。 如在圖4的B所示，經由使前述2個膜層積者，在層 積膜20中，與圖4的A所示之單層膜做比較，可於微結 晶矽膜20a之結晶粒間，可架設緻密性之超微結晶矽膜 20b ° 當參照顯示各膜之拉曼峰値強度比的圖7時，較由 2kW、30mT〇rr之處理條件所成膜之微結晶矽膜20a的連 續成膜（在圖4的A所示之微結晶矽膜20 a所成之單層 膜）之強度比I52〇/l48〇及由3kW、lOmTorr之處理條件所 成膜之超微結晶矽膜2 0b的連續成膜（只由超微結晶矽膜 20b所成之單層膜）之強度比I52G/I48Q，在圖4的B所示 之層積膜20的強度比I52G/I48Q乃變高。另外，亦可了解 到只由超微結晶矽膜20b所成之單層膜係較只由微結晶矽 膜20a所成之單層膜，結晶性爲低者。 從其結果，本發明者係超微結晶膜20b乃緻密性爲高 之故，不只架設在微結晶矽膜20a之結晶粒間，而如在圖 4的B所示，含於超微結晶矽膜20b之結晶粒的粒徑係因 較含於微結晶膜20a之結晶粒的粒徑爲微小，故含於微結 晶膜20a之結晶粒間的間隙，而埋入在晶粒界面之故，而 認爲具有較單層膜高之結晶性。含於超微結晶膜20b之結 200945419 晶的粒徑乃比較含於微結晶膜20a之結晶的粒徑 調査，係亦從在前述之電漿半導體處理工學所記 在於因結晶矽成分引起之520CJ1T1附近的峰値與 矽成分引起之ASOcnr1附近的峰値之間「510cm 峰値係假定爲粒徑微小之結晶成分」者加以推定 從以上的調查，發明者係對於超微結晶矽膜 質，附上（1 )較微結晶矽膜20a爲緻密的膜， _ 結晶性之故，與無結晶性之非晶形矽膜性質同的 Ό 未如微結晶矽膜20a程度結晶性高的膜，（3 ) 於微結晶矽膜20a的結晶粒，粒徑微小之結晶粒 論。 其結果，發明者係根據經由使具有如此3個 微結晶矽膜20b層積於微結晶矽膜20a上者所形 粒間之橫方向結合強的層積膜20，如圖9之J 示，可降低晶粒界面附近之障壁者。其結果，可 φ 度’製造動作速度快，動作安定之薄膜電晶體者 另外’如圖9之下部Q所示，經由埋入於 膜之晶粒界面的全部或一部分之超微結晶矽膜， 則提昇。其結果，在製造中，層積膜不會被剝離 地製造薄膜電晶體。 如以上說明，如根據有關本實施型態的膜 法，可保持高的移動度及on/〇ff比，製造可高速 消耗電力之薄膜電晶體。 然而’特定之電子溫度係亦可爲4.5 eV以下 爲微小之 載之，存 因非晶形 u附近的 〇 20b之性 (2)具有 膜，但也 含有較含 的膜之結 特徵的超 成，結晶 二部P所 提昇移動 〇 微結晶砂 BHF耐性 ，可安定 的形成方 處理，低 。如根據 -31 - 200945419 此，經由電漿之電子溫度成爲4eV以下之誘導結合型電漿 處理裝置（ICP : Inducti Vely Coupled Plasma)或螺旋波 電漿處理裝置，將超微結晶膜進行成膜者。前述特定之電 子溫度乃2eV以下更佳。如根據此，經由使用電漿之電子 溫度成爲2eV以下之微波電漿處理裝置或ECR所生成的 電漿，抑制處理氣體之過度分解者或使照射至基板的離子 能量下降者，可將良質的層積膜進行成膜。 另外，利用於微結晶矽膜及超微結晶矽膜形成時的高 電子密度電漿電漿之電子密度Ne係如爲5xl01{)cnr3以上 即可，但理想爲10 11 cm_3以上之電子密度的電漿爲佳。高 電子密度的電漿係可使用微波，ICP及螺旋波電漿處理裝 置而生成者。 另外，在第1實施型態中，前述第2工程係將處理容 器內的壓力設定較第1工程之前述處理容器內的壓力爲 低。如根據此，如圖6所示，在第2工程中，經由降低處 理容器內之壓力者，可提昇電漿的電子溫度Te，由此， 可在第2工程形成較在第1工程所形成之微結晶膜爲緻密 的超微結晶膜者。 加上此’在前述第1工程中’亦可經由較第2工程之 電子密度爲高之電子密度的電漿，形成微結晶矽膜。 另外，在前述第1工程中，亦可在較第2工程增加存 在於處理容器之氫基的量狀態，經由高電子密度電漿，形 成微結晶矽膜。 在第1工程中’亦可將投入於前述處理容器內的能 -32- 200945419 量’設定較投入於第2工程的能量爲高。 如根據此，如圖6所示，經由在第1工程提昇微波的 功率者’可將在第2工程所形成之微結晶膜，作爲更高結 晶性的膜者。 [第2實施例形態] 在第1實施型態中，經由將層積微結晶矽膜與超微結 晶矽膜之層積膜作爲活性層而成膜者，可製造移動度LE 及on/off比高，對於BHF耐性強之薄膜電晶體。從此結 果’發明者係對於微結晶矽膜與超微結晶矽膜之膜厚的組 合’認爲是最加値。因此，在第2實施型態中，爲了謀求 微結晶矽膜與超微結晶矽膜之膜厚的組合最佳化，對於發 明者進行的實驗及其結果加以說明。 發明者係爲了使上述2種類的膜之膜厚組合做變化， 而變化各層之成膜時間。具體而言，使微結晶膜（第1 膜）之成膜時間變化爲5秒，10秒，1 5秒，使超微結晶 膜（第2膜）之成膜時間變化爲5秒，1 0秒。由此，發 明者係使（微結晶膜之成膜時間，超微結晶膜之成膜時 間）變化爲（5秒、5秒）、（5秒、1 0秒）、（1 〇秒、 5 秒）、（1 0 秒、1 〇 秒）、（1 5 秒、5 秒）、（1 5 秒、 10秒）之6種同時，形成6種類之層積膜。然而，微結 晶膜及超微結晶膜的處理條件乃與第1實施形態相同。 將此結果示於圖10〜圖13。圖11係在圖10所示的 結果之中，將對於移動度μ之結果，與2kW、30mTorr之 -33- 200945419 連續成膜做比較，作爲曲線者。另外，圖1 2係在圖1 〇所 示的結果之中，將對於log (οη/off電流）比之結果，與 2kW、3 0mT〇rr之連續成膜做比較，作爲曲線者。圖13乃 顯示圖10未顯示之BHF耐性者。 從此結果，發明者係看到當使各層的成膜時間變化 時，電晶體的動作特性則產生變化者。具體而言，將微結 晶膜及超微結晶膜的成膜時間設定爲最短之（5秒、5 秒）的情況，成爲移動度μ = 1 ·20 ( cm2/Vsec ) > on/off 比=4.5，顯示最高之TFT動作特性。 從此結果，了解到爲了作爲微結晶矽膜及超微結晶矽 膜而發揮機能，具有必要之厚度，且微結晶矽膜及超微結 晶矽膜乃各自呈成爲最薄之膜厚地，各自層積於基板上者 爲特別理想者。然而，任一之層積膜均具有BHF耐性。 如以上說明，如根據有關本實施型態的膜的形成方 法，可保持高的移動度μ及on/off比，更且製造可高速處 理，低消耗電力之薄膜電晶體。 另外，經由將微結晶矽膜使用於通道層者，將無需退 火處理，由此，經由將處理中的溫度保持爲600 °C以下之 時，對於廉價的基板亦可形成薄膜電晶體者。 然而，有關本實施型態的膜的形成方法係包含於矽晶 圓形成TFT之半導體的膜之形成方法，和於平面直角顯 不器（FPD: Flat Pannel Display)上形成TFT之半導體 的膜之形成方法。 在上述實施型態，各部的動作係相互關連，考慮相互 -34- 200945419 之關連同時，可作爲一連串的動作而進行置換者。並且， 經由如此置換者，可將製造薄膜電晶體之方法的發明實施 型態，使用其膜之形成方法而作爲製造薄膜電晶體之製造 裝置的實施型態。 然而，在上述實施型態中，使用 CMEP電漿處理裝 置，經由電漿CVD而將微結晶矽膜成膜。但，對於微結 晶矽膜的形成’亦可使用幅射線狀槽孔天線（RLSA : Radial Line Slot Antenna)電發處理裝置。 另外，亦可經由電漿之電子溫度爲4.5eV以下之誘導 結合型電漿處理裝置（ICP ·· Indue tively Coupled Plasma)或螺旋波電漿處理裝置，將超微結晶膜進行成膜 者。但，如經由所生成之電漿之電子溫度爲2. OeV以下之 微波電漿處理裝置，可將更良質之超微結晶膜進行成膜 者。 另外，經由將由上述製造裝置所製造之薄膜電晶體組 裝於顯示裝置者，可將可高速處理，消耗電力低之顯示裝 置作爲製品化者。作爲顯示裝置，可舉出有機電機發光顯 示器（Electroluminescence)或電獎顯示器，液晶顯示器 (LCD : Liquid Crystal Display)等。 另外，利用於微結晶矽膜及超微結晶矽膜形成時的高 電子密度電漿之電子密度Ne係如爲5xl01()ciir3以上即 可，但理想爲lOHcnT3以上之電子密度的電漿爲佳。此程 度之電子密度的電漿係可使用微波電漿，ICP及螺旋波電 漿處理裝置而生成者。 -35- 200945419 另外，經由上述製造裝置而施以上述處理之被處理體 係不限於矽基板，而亦可爲玻璃基板。 以上，參照附加圖面同時，對於本發明之最佳實施型 態，已做過說明，但本發明，當然不侷限於有關的例。如 爲該業者，在記載於專利申請之範圍的範疇內，可思考對 於各種變更例或修正例，對於此等，當然亦屬於本發明之 技術範圍者。 例如，在上述實施型態中，已將底部閘極構造之薄型 電晶體的製造處理舉例，但本發明係亦可使用於從微結晶 矽膜而視，與矽基板相反地製造配置有電極之前閘極構造 之薄膜電晶體的方法。 另外，有關本發明之層積膜係亦可使用於太陽電池 者。如由此，可製造變更效率高之太陽電池。 【圖式簡單說明】 圖1乃顯示關於本發明之第1及第2實施形態的膜之 形成方法的處理裝置之剖面圖。 圖2乃顯示持續關於同實施形態的膜之形成方法的圖 1之處理裝置之剖面圖。 圖3乃關於同實施型態之CMEP電漿裝置之縱剖面 圖。 圖4乃模式性地顯示關於同實施型態之單層膜與層積 膜的圖。 圖5乃顯示關於第1實施型態之單層膜與層積膜的 -36- 200945419 TFT特性結果的圖。 圖6乃顯示關於第1及第2實施型態之各處理條件與 膜的結晶性及緻密性的相關關係圖。 圖7乃顯示各單層膜與層積膜的拉曼峰値強度比的 圖。 圖8乃爲了說明拉曼峰値強度比與膜的結晶性之關係 的圖。 0 圖9乃爲了說明關於第1及第2實施型態之層積膜與 移動度及BHF耐性之關係圖。 圖10乃顯示關於第2實施型態之層積膜的TFT特性 結果的圖。 圖11乃顯示關於第2實施型態之層積膜的移動度的 圖。 圖12乃顯示關於第2實施型態之層積膜的On/Off電 流比的圖。 圖13乃顯示關於第2實施型態之層積膜的BHF耐性 的圖。 圖14乃爲了說明單層膜與移動度及BHF耐性之關係 圖。 【主要元件符號說明】 1 0 :閘極氧化膜 20 :層積體 2〇a :微結晶矽膜 -37- 200945419 20b:超微結晶砂膜 3 0 :低組抗層 40 :鋁配線用膜 50 :背面A1層 60 :護層 100 :基板處理系統 PM1、PM2、PM3、PM4:處理模組 G :基板 -38-

Claims (1)

  1. 200945419 十、申請專利範圍 I 一種膜之形成方法，屬於形成使用於η通道薄膜 電晶體、ρ通道薄膜電晶體及太陽電池之至少一種的膜的 方法，其特徵乃 具備經由特定之電子溫度以下的高電子密度電漿而形 成微結晶矽膜之第1工程， 和使用較前述特定之電子溫度爲高的電子溫度之高電 子密度電漿而形成超微結晶矽膜之第2工程。 2. 如申請專利範圍第1項記載之膜之形成方法，其 中，前述第1工程及前述第2工程係在同一處理容器內加 以執行， 前述第2工程之處理容器內的壓力係設定較前述第1 工程之處理容器內的壓力爲低。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項任一記載之膜之 形成方法，其中，在前述第1工程中’經由較前述第2工 程提昇電子密度狀態之高電子密度電漿’形成微結晶砂 膜。 4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一記載之膜之 形成方法，其中，在前述第1工程中’經由較前述第2工 程增加氫基的量狀態之高電子密度電漿’形成微結晶砂 膜。 5. 如申請專利範圍第3項或第4項之膜之形成方 法，其中，在前述第1工程，投入於處理容器內的功率係 設定較在前述第2工程’投入於處理容器內的功率爲商。 -39- 200945419 6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一記載之膜之 形成方法，其中，前述特定之電子溫度係爲4.5eV以下。 7. 如申請專利範圍第6項記載之膜之形成方法，其 中，前述特定之電子溫度係爲2eV以下。 8. 如申請專利範圍第1項至第7項任一記載之膜之 形成方法，其中，前述第2工程之電子密度係爲5x 101()cnr3 以上。 9. 如申請專利範圍第8項記載之膜之形成方法，其 中，前述第2工程之電子密度係爲1x1 Ο1、!!!·3以上。 10. 如申請專利範圍第1項至第9項任一記載之膜之 形成方法，其中，在前述第2工程所形成之超微結晶膜乃 較在前述第1工程所形成之微結晶膜緻密地加以形成地， 設定各工程的處理條件。 11. 如申請專利範圍第1項至第10項任一記載之膜 之形成方法，其中，在前述第2工程所形成之超微結晶膜 乃較在前述第1工程所形成之微結晶膜，結晶粒爲小地， 設定各工程的處理條件。 1 2.如申請專利範圍第1項至第1 1項任一記載之膜 之形成方法’其中，在前述第1工程所形成之微結晶膜乃 較在前述第2工程所形成之超微結晶膜，結晶體積分率爲 高地，設定各工程的處理條件。 1 3 .如申請專利範圍第1項至第i 2項任一記載之膜 之形成方法’其中，前述高電子密度電漿係經由使用誘導 結合型電漿處理裝置或微波電漿處理裝置而使期望的氣體 -40- 200945419 激發者而加以生成。 14.如申請專利範圍第13項記載之膜之形成方法， 其中，前述微波電漿處理裝置，係經由於形成爲磁磚狀之 複數介電體板的各介電體板，使微波透過者，於前述處理 容器內投入微波。 1 5 .如申請專利範圍第1項至第1 4項任一記載之膜 之形成方法，其中，經由將前述第1工程與前述第2工程 各重複交互2次以上者，將前述微結晶矽膜與前述超微結 晶矽膜，於被處理體上做各2層以上層積。 1 6.如申請專利範圍第1 5項記載之膜之形成方法， 其中，形成前述層積膜之前述微結晶矽膜與前述超微結晶 矽膜乃爲了具有作爲薄膜電晶體之機能而必要之膜厚，各 自呈成爲最薄之膜厚地，將各層層積於被處理體上。 1 7 ·如申請專利範圍第1項至第1 4項任一記載之膜 之形成方法，其中，經由在執行前述第2工程前後，執行 前述第1工程者，前述超微結晶矽膜乃呈夾入於前述微結 晶矽膜地，將各層層積於被處理體上。 1 8 .如申請專利範圍第1項至第1 7項任一記載之膜 之形成方法，其中，前述第1工程及前述第2工程中，將 被處理體附近的溫度控制爲6 0 0 °C以下。 19_ 一種薄膜電晶體，其特徵乃於經由特定之電子溫 度以下的高電子密度電漿所形成之微結晶矽膜上，作爲活 性層而具有層積經由較前述特定之電子溫度爲高之電子溫 度的高電子密度電漿所形成之超微結晶矽膜的層積膜。 -41 - 200945419 20. 如申請專利範圍第19項記載之薄膜電晶體，其 中，具有交互重複前述微結晶矽膜及前述超微結晶矽膜作 爲2層以上層積之層積膜。 21. ~種太陽電池，其特徵乃於經由特定之電子溫度 以下的高電子密度電漿所形成之微結晶矽膜上，作爲活性 層而具有層積經由較前述特定之電子溫度爲高之電子溫度 的高電子密度電漿所形成之超微結晶矽膜的層積膜。 22. 如申請專利範圍第21項記載之太陽電池，其 中，具有交互重複前述微結晶矽膜及前述超微結晶矽膜作 爲2層以上層積之層積膜。 23·—種製造裝置，其特徵乃使用如申請專利範圍第 1項至第18項任一記載之膜之形成方法，製造薄膜電晶 體之製造裝置。 24.—種製造裝置，其特徵乃使用如申請專利範圍第 1項至第18項任一記載之膜之形成方法，製造太陽電池 之製造裝置。 2 5 · ~種顯示裝置，其特徵乃組裝經由申請專利範圍 第23項所記載之製造裝置所製造之薄膜電晶體的顯示裝 置。 26. —種膜之形成方法，屬於形成膜的方法，其特徵 乃具備= 經由特定之電子溫度以下的高電子密度電漿而形成微 結晶矽膜之第1工程， 和使用較目ij述特定之電子溫度爲闻的電子溫_度之高電 -42- 200945419 子密度電漿而形成超微結晶矽膜之第2工程。
    -43-
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