TW293184B - - Google Patents

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經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 293184 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係有關例如在玻璃基板之被處理基體上，以電 漿CVD (化學汽相澱積）法來形成薄膜之方法。 〔背景技術〕 從以往，作爲形成複數層之薄膜於基板上之方法，有 以使用具備設置有平行平板電極之複數形成薄膜（以下簡 稱爲成膜）室的CVD裝置來進行成膜之方法被所周知。 以下，將依據圖6之流程圖來說明先前之由具備設有 平行平板電極之複數成膜室之CVD裝置，在基板上予以 形成氮化矽膜（膜種A)，無定形矽膜（膜種B)之方法 〇 首先，在膜種A成膜用之成膜室I搬入如玻璃基板之 基板並配置於平行平板電極之下部電極上（1)。實施成 膜前之排氣直至高真空狀態（例如1 X 1 0-1 a以下） (2)，導入膜種A成膜所必要之反應氣體A(甲矽烷， 氨或氮）於前述成膜室I並進行調整壓力，以使之形成可 產生電漿放電之壓力狀態（3)，從高頻電源供電力給予 相對向電極來開始電漿放電，以堆積（澱積）薄膜A於基 板上（4)。持續放電所定之時間後，切斷來自高頻電源 之電力供給，以停止電漿放電，並同時亦予以停止反應氣 體A之供給（5)。予以排氣膜室I內成前述高真空狀態 (例如lxlO—iPa以下）（6)，從所排氣之成膜室 I ，以不破壞真空之下，搬出形成薄膜A之基板（7)， 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） ----------^------訂-----|線{ . -(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ___ B7 五、發明説明（2 ) 並將此搬入於膜種B形成用之成膜室Π(8)。在成膜室 ϋ亦與成膜室I同樣，以序進行成膜前排氣（9)，進行 反應氣體Β(甲矽烷，氫）之導入。調整壓力（10)， 持續所定時間之電漿放電（11)，停止電漿放電（停止 反應氣體Β之供給）（12)，成膜後之排氣（13)之 後，進行基板之搬出（1 4 )。 '上述之（2) ，（9)之成膜前排氣，係排氣不純物 氣體，以使基板表面及放電空間，儘可能地使之成爲潔'淨 (清潔），以防止對於基板和所形成之薄膜之界面及薄膜 本身之不純物之侵入爲其目的而進行者。在製造薄膜電晶 體之時，若要達成此目的時，而調整壓力時使壓力爲 lOOPa ，則有需要成爲其1/1000之壓力，亦即 ，應使之成爲1 X 1 O^P a以下。因此，在該成膜前排 氣，就使用具有充分之排氣能力之廣範圍之渦輪分子氣泵 ，並需費60秒鐘程度來減壓至該壓力。而在（3)-( 1 0)之反應氣體A、B之導入•調壓，係在由成膜前排 氣而成爲清淨環境之成膜室內，僅導入反應氣，並在放電 開始前，需費3 0秒來保持持續放電所必要之一定壓力狀 態。至於該氣體之導入，將使用流量控制機構，而調壓則 使用自動控制式之節流閥。當由反應氣體而成膜室形成一 定壓力之後，將開始（4)或（11)之電漿放電，膜厚 之調整，則以控制直至（5) 、 （12)之停止放電爲止 之電漿放電之持續時間來進行。 具體地來說明時，若欲形成膜種A (氮化矽）爲厚度 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線{ -5 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 283184 a7 ____B7_ 五、發明説明（3 ) 400nm，膜種B (無定形矽）爲厚度300nm之時 ，就個別需要120秒，360秒之電漿放電，並在停止 放電之同時，予以停止反應氣體之供給，且立即進行（6 )、（13)之成膜後之排氣。此排氣之目的係與前述之 成膜前排氣同樣，以具有充分之排氣能力的廣範圍渦輪分 子氣泵需費9 0秒之時間來進行排氣。 •若欲使具有如上述之膜種A (氮化矽），膜種B (無 定形矽）之薄膜電晶體，以使用平行平板電漿CVD法連 續性地在真空中成膜於基板上之時，有必要準備2個室之 成膜室，且要成膜時，整個就需要8 4 0秒之時間。 如上述，以使用以往之CVD裝置來成膜之時，爲使 成膜室在成膜前成爲潔淨環境，需要使之形成髙真空，爲 此，具備有所謂必要準備具有充分之排氣能力之廣範圍渦 輪分子氣泵之外，並爲使成膜室成爲所需之真空度而需要 與在成膜前後成膜所需之時間同等或其以上之排氣時間之 問題。 又以往之CVD裝置，爲了形成疊層成複數層之膜而 需要與膜種之數目爲同數目之成膜室，以致具有所謂會增 加裝置之成本之同時，裝置之尺寸成爲大尺寸而需要大的 設置面積之問題》 再者，膜厚之控制係由放電時間之管理來進行，以致 具有所謂擬確實地來偵測實際之放電開始時刻極爲困難， 而使膜厚控制成再現（重複）性極佳之情事有困難之問題 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（4 ) 再者，如圖7所示，從高頻電力源施加電力之時，放 電開始後之來自電極板之反射波極大，爲此，其後直至反 射波變成小且形成穩定爲止之期間之初始電漿狀態，係與 此後之電漿狀態有所不同，以致具有所謂堆積（澱積）初 期之膜質形成與其後之膜質相異之問題。該問題，愈增加 膜之堆積速度，亦即愈增加所要施加之電力，反應氣體之 供給量之時，愈成爲極顯著。因此，若擬獲得良好之堆積 初期膜質之時，並無法增高堆積速度，致使成膜所需時間 會增加而形成降低生產性。 因此，本發明之主要目的，係擬提供一種作爲排氣機 構並不需要如廣範圍之渦輪分子氣泵之可達到高真空之機 構之薄膜形成方法。 又本發明之另一目的，係擬提供一種可使疊層複數層 之膜，以單一成膜室連續性地予以成膜，致使裝置可小型 化之薄膜形成方法》 再者，本發明之另一目的，係擬提供一種可製造膜厚 及膜質爲均勻之疊成爲複數層之膜的薄膜形成方法。 再者，本發明之另一目的，係擬提供一種成膜所需之 時間爲短，生產性良好之薄膜形成方法。 再者，本發明之另一目的，係擬提供一種製造由包括 半導體膜叠層爲複數層之膜所形成之特性優異之半導體裝 置的方法。 〔發明之揭示〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '訂 ~ 7 - Α7 __Β7 五'發明説明（5 ) 本發明之薄膜形成法，係配置被處理基體於具有氣體 導入口之真空容器內，而從前述氣體導入口對前述真空容 器內導入1種或2種以上之反應氣體之同時且施加高頻電 力於該反應氣體來產生電漿，以在前述被處理基板上形成 由反應氣體之反應生成物所形成之薄膜，其特徵爲： 事先於前述反應氣體之導入，予以導入其單獨時爲竜 漿狀態且實質上不具有形成薄膜能力之構成前述反應氣體 之成分氣體，亦即，包括於前述2種以上之反應氣體之1 種以上之氣體而其本身則實質上不具有形成薄膜能力之氣 體所形成之放電用氣體之同時，並施加高頻電力於該放電 用氣體以使之產生電漿來進行前處理，然後，實質性地不 改變電漿產生條件之下，替代前述放電用氣體而導入前述 反應氣體，以形成薄膜於前述被處理基板上。 作爲使用於本發明之具有氣體導入口之真空容器，將 例示公知之平行平板型電漿C VD裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一般，平行平板型電漿產生裝置，係由具備複數之 氣體導入口且在內部配置有上下成平行之一對平板電極的 真空容器（成膜室），和用以供給反應氣體於該真空容器 之反應氣體供給系統，及用以施加1 3 . 5 6MH z之高 頻電壓於平行平板電極之高頻電源等所構成。 而予以成膜，係載置被處理基板於下部電極，從氣體 導入口導入放電用氣體於前處理過程（工程），接著導入 反應氣體之同時，並施加髙頻電力於平行平板電極來產生 電漿以實施成膜者· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 293184 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作衽印製 五、 發明説明（ 6 ) 於 刖 處 理 工 程 » 作 爲 放 電 用 氣 體 * 若 其 次 之 工 程 之 反 應 爲 ( a ) JttT. 撕 定 形 矽 膜 之 形 成 時 9 將 使 用 用 以 構 成 矽 烷 氣 體 之 氫 氣 ( b ) 氮 化 矽 膜 之 成 形 時 將 使 用 用 以 構 成 矽 院 氣 體 之 ( 1 ) 氫 氣 ( 2 ) 氮 氣 或 ( 3 ) 構 成 用 以 構 成 矽 院 氣 體 之 元 素 的 氫 氣 和 氮 氣 的 元 素 之 氮 氣 化 合 物 之 氨 氣 9 ( C ) 氧 化 矽 膜 之 形 成 時 將 使 用 氧 氣 〇 尤 其 由 包 括 半 導 體 膜 之 複 數 層 所 構 成 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 中 若 其 次 之 工 程 之 反 應 爲 νττΓ- m 定 形 膜 之 形 成 而 作 爲 放 電 用 氣 體 lUZ. 使 用 氫 氣 之 時 就 在 jfrrr. 撕 定 形 矽 界 面 會 產 生 S i — Η 之 結 合 致 使 具 有 可 改 善 半 導 體 裝 置 之 特 性 之 功 效 0 在 本 發 明 真 空 容 器 內 之 氣 體 壓 力 係 由 所 要 形 成 之 膜 而 在 1 0 0 3 0 0 P a 之 範 圍 內 加 以 設 定 〇 在 本 發 明 > 從 頭 到 尾 之 整 個 操 作 過 程 並 不 需 要 使 真 空 容 器 內 形 成 較 1 0 P a 更 低 之 真 空 狀 因 此 不 需 要 使 用 如 廣 範 圍 渦 輪 分 子 氣 泵 之 排 氣 能 力 爲 大 之 真 空 泵 0 於 本 發 明 例 如 使 用 平 行 平 板 電 極 型 C V D 裝 置 之 成 膜 時 係 以 如 下 來 進 行 〇 首 先 在 平 行 平 板 電 極 之 下 部 電 極 上 載 置 被 處 理 基 板 > 例 如 玻 璃 基 板 一 方 面 導 入 放 電 用 氣 體 ns. 之 同 時 並 從 高 頻 電 源 施 加 1 3 5 6 Μ Η Ζ 之 高 頻 電 力 於 平 行 平 板 電 極 間 〇 此 時 全 部 處 理 氣 體 之 流 量 氣 體 壓 力 電 極 間 距 離 > 供 給 電 力 係 對 nfft 應 於 所 要 形 成 之 膜 之 種 類 而 預 先 予 以 形 成 所 設 定 之 值 〇 由 該 電 漿 放 電 而 被 處 理 基 板 表 面 將 會 被 潔 淨 ( 清 潔 ) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 9 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 化。予以持續地放電所定之時間而放電狀態成爲穩定之後 ，停止放電用氣體之供給，而供給反應氣體。此時，事先 於反應氣體之供給，將對應於應形成之膜種類而予以調整 電極間距離。氣體壓力，供給電力雖不需要予以改變，惟 亦可加以實施調整。該時，放電用氣體之供給壓力係形成 反應氣體供給壓力時之1 0〜1 0 0% (百分率）之範圍 內，’而在放電用氣體供給下之電力設定值係形成反應氣體 供給下時之電力設定值之5 0〜1 0 0%範圍內。 放電用氣體下之電漿放電時間係在前述反應氣體下時 之電漿放電時間爲1之時，理想爲在於0.1〜0. 4之 範圍，又在維持電漿放電之狀態下，擬替代放電用氣體而 導入反應氣體之時，理想爲維持氣體壓及放電電力成一定 之狀態下來進行反應氣體之導入。 當擬形成叠層有複數層之膜之時，進行所定時間之第 1成膜之後，停止反應氣體之供給，並予以維持電漿放電 之狀態下，導入對應於第2成膜之放電用氣體，且重複同 樣之過程（工程）。 本發明係在予以疊成如氮化矽-無定形矽-氮化矽， 或氧化矽-氮化矽-無定形矽-氮化矽來形成時，將有利 於適用，而在具有如此之層構造之薄膜之通道蝕刻（ channel etching )型或通道絕緣膜型之無定形矽TFT 〔反交錯型或交錯（stagger型〕之製造過程等，可有利 地來加以利用。 於本發明之薄膜形成法中，若在薄膜形成前，由反應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線( 10 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7__ 五、發明説明（8 ) 氣體之成分中無關於薄膜形成之氣體成分所形成之放電用 氣體來產生放電時，因在放電開始之當時，成膜室及基板 將形成曝露於活性化之環境，而使成膜室內之不純物氣體 和放電用氣體可容易地予以換置，致使並不需要在成膜前 後以廣範圍之渦輪分子氣泵來進行高真空排氣，可在潔淨 之環境中來進行薄膜形成，且使之在短時間內可形成在薄 膜形成之初期不混入有不純物之良好薄膜。在放電開始後 且經過所定時間之後，若不改變放電電力之下，將無關於 薄膜形成之放電用氣體之氣體成分及有關薄膜形成之氣體 成分所構成之反應氣體，以實質上爲同樣氣體壓導入來使 電漿放電在實質上爲同一放電電力來使之持續時，因可維 持穩定之電漿狀態，以致堆積（澱積）初期之膜質和其後 之膜質可獲得相同之膜質，且膜厚度控制亦成爲容易。 尤其，在形成由包括半導體之複數層所構成之疊層膜 之時，作爲放電用氣體而使用氫氣時，可改善半導體界面 之狀態而可製造特性之優異之半導體裝置》 〔實施發明用之最佳之形態〕 實施例1 將參照圖1及圖2之下來說明適用於以平行平板電漿 CVD法來製造由氮化矽（膜種A)，無定形矽（膜種B )所形成之半導體膜之實施例。 再者，圖1係概念性地來顯示使用於本發明之CVD 裝置之圖，圖2係用以說明以本發明之平行平板電漿 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •ί 訂 11 填請委員明示0年f0?^日所摄之* 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 修正本有無變更實質内容是否准予修正。 •叫gff書fif申鳍 民國年#月修正 五、發明説明（9 ) , C VD法所製之半導體膜之製法用之流程圓· 圇1中，在構成真空氣密之成膜室1內，將成上下相 對向之電漿產生電極2、3，隔著間隔成相對向予以設置 著。上部電極2係與成膜室1成電性絕緣被支撐且露出於 成膜室1內，又下部電極3係在其下側配置有加熱用加熱 器4。而下部電極3係與成膜式1—齊被接地，並在該被 接地之下部電極3和上部電極2之間，連接有髙頻電源5 。將被化學汽相成長之基板6係載置於下部電極3，並在 從氣體導入口 7被導入至成膜室1內之反應氣體中，以施 加高頻電力於上述兩電極來使電漿產生，而使該氣體中之 成膜成分使之在基板6上完成化學汽相成長•記號8係被 連通於未圖示之排氣泵之排氣口· 再者，在以下的說明中，以括弧所示之記號係顯示在 圃2之流程圖所示之過程（工程）。 在此實施例，首先將搬入基板（1 )於叠層成膜氮化 矽和無定形矽膜用之成膜室I ，並在形成膜種A之前，予 以清除基板及成膜室，而後，爲了使放電穩定僅導入不含 甲矽烷之放電用氣體A (氮氣），予以調壓（1 〇 〇〜 3 0 0 P a )以形成可實施所定之電漿放電之壓力狀態（ 2 )。 此時，直至維持上述壓力狀態需要3 0秒9再者，氣 體之導入係使用流量控制機構，調壓（調整壓力）係使用 自動節流閥。接著，從高頻電源施加髙頻電力於上部電極 2，以使在與保持基板之下部電極3之間使之開始放電（ 本紙張尺度逋用中國國家梯牟（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) 3)，予以放置直至電漿放電成爲穩定爲此之1〇秒鐘時 間之後，導入形成氮化矽膜所需要之反應氣體A (甲矽院 ’氮氣）6 0秒鐘’以對基板上沉積氮化矽膜之薄膜成 40〇nm 厚度（4)。 然後，停止材料氣體A之導入，以終結給予基板上之 氮化矽之沉積（堆積）之同時（5 )，爲使在進行無定形 矽膜之形成前能穩定放電，予以維持持續放電狀態之下， 進行導入’調壓作爲材料氣體B (甲矽烷）之構成元素氣 體的氫氣（放電用氣體B) (6)。此時，響應於所需而 進行施加至電極板之電力，調壓設定值，電極間距離設定 之變更亦可。若要連續性地來沉積無定形矽時，使調壓設 定值成爲1 50〜300Pa爲其理想。 經過1 0秒鐘之放電後，予以開始材料氣體B (甲矽 烷）之導入（7)，而持續60秒鐘之放電，以沉積了 3 0 0 nm膜厚之無定形矽》 而後，停止來自高頻電力源之電力供給，以使放電停 止，並同時停止材料氣體B之供給，以停止對基板上之無 定形矽膜之沉積（8) »接著，進行成膜後排氣直至成膜 室內之所達到之真空度爲中真空之例如1 0 P a以下（9 )，然後從成膜室搬出基板（10)。再者，成膜後之排 氣所需之時間，係使用具有充分之排氣能力之乾式泵（ dry pump)時，需1 0秒鐘。 如上述，依據此實施例之成膜方法，能僅以1個成膜 室來連續性地實施成膜，且成膜所需之總計時間爲1 8 0 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -13 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 ____B7___ 五、發明説明（11 ) 秒鐘，較以往之成膜方法時，成膜室需2個，成膜所需時 間爲8 4 0秒鐘之情況言，所增進之功效極顯著》 又在此實施例，將在不包括甲矽烷之氣體中之放電時 間予以設定1 0秒以上，就可經常維持，管理不純物之影 響成最低限度。 又構成如上述之穩定放電（電漿狀態）之後，方導入 甲矽烷，致使不具有如圖7所示之初期電漿狀態之成膜形 成，而獲得了良好之初期沉積之膜質* 因此，依據此實施例之方法，沉積膜之界面膜質成爲 極佳，由而可獲得具有良好特性之薄膜電晶體。 在此實施例，將氮化矽和無定形矽之成膜，雖以單一 之成膜室來進行，惟以與上述實施例同樣之程序而由單一 之成膜室來進行3種以上之薄膜連續形成亦可。再者，以 如此來連續地形成多種薄膜之時，事先於一種薄膜之成膜 後之異種薄膜之成膜，令放電暫時停止亦可，或伴隨著所 需實施排氣亦可。 再者，以放電用氣體來放電和以反應氣體來放電，若 爲1秒以內之時，可實施間歇性之動作。又高頻電力爲脈 衝狀之間歇性電力亦可。 總之，本實施例係在同一成膜室內來實施複數成膜， 而作爲放電用氣體，將導入薄膜形成用反應氣體中之不作 用於成膜之放電用氣體，並調壓後使之形成電漿，以清除 被形成面。並將該潔淨放電用氣體繼續作爲成膜用反應氣 體之一部分來使用者。 ^紙張尺度適用中國國家標芈（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -14 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁Μ -Γ

*1T 線( A7 293184 _B7_ ___ 五、發明説明（l2 ) 在本實施例，在實施薄膜形成以前，進行甲矽烷除外 之其本身爲不具有薄膜形成能力之放電用氣體之放電，經 過所定之時間後，以維持放電之狀態下，導入甲矽烷於放 電空間中，而使之開始實施薄膜之形成。因此，放電開始 之時刻當時，基板係曝露於被活性化之環境中，以致在成 膜前後並不需要進行以廣範圍渦輪分子氣泵來實施高真空 排氣，而可在潔淨之環境中來進行薄膜形成，致使能在短 時間內，可獲得在薄膜形成之初期階段未混進不純物之良 好之薄膜形成。亦即，成膜室內僅維持於數P a〜3 0 0 P a程度之中真空就可，並不需要可達到高真空之泵，僅 以乾式泵等之排氣系統就已足夠適用。 訂 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 又在以往之薄膜形成法，對於4 0 0 nm膜厚度之氮 化矽薄膜形成需要1 2 0秒鐘，對於3 0 0 nm膜厚度之 無定形矽薄膜形成需要3 6 0秒鐘之狀況，而本實施例個 別僅以6 0秒鐘就可完成，顯然有增進生產性。亦即，依 據本發明，因能從穩定之電漿狀態來開始沉積，以致沉積 初期之膜質和其後之膜質將成爲相同，爲此，可使膜之成 長速度在實質上予以提髙。又對於膜厚之控制，僅予以管 理甲矽烷之供給時間，就可獲得良好之膜厚重複（再現） 性。以本實施例來製造薄膜電晶體時，對於以往使用2個 成膜室之薄膜形成法將需要8 4 0秒鐘者，而本案之使用 1個成膜室僅需要1 8 0秒鐘就可完成。 實施例2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 15 - A7 B7 五、發明説明（13 ) 將使用圖1所示之平行平板電極CVD裝置，在 3 7 Ommx 4 7 Omm之玻璃基板上，以使用表1所示 之成膜條件及公知之蝕刻技術，製造了圖3所使之通道蝕 刻TFT (反交錯型）。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-口 線(： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家樣率（CNS ) A4規格（210 X297公釐）

7 7 A B 五、發明説明（14 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〇0 CO h-* 順序 摻雜之無 定形矽 無定形矽 氮化矽 膜種 1 1 I 放電用氣體流量（s c c m) 1 1 2000 SX： ω 1 5000 1000 3000 1 SE： N 1000 1 1 3 ω CO 〇 〇 g ο S O SiH4 材料用氣體流量（s c cm) 1 1 1 n2〇 1 1 2000 Ed ω 1 1 5000 r 1000 3000 1 EX： M 1000 1 1 3 ω CO 〇 2500 電力 (w) ! 〇 g ο g O 壓力 (Pa) g 電極間 距離 (mra) 5 放電 所需時間(sec) S g 成膜 〇 ω ο CO CJi o 成膜 溫度 (°C) g CO g o 膜厚 (nra) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -a ί 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 17 2S3184 A7 _____B7_' 五、發明説明（15) 圖3中，10爲玻璃基板，1 1爲閘金羼，12爲閘 極絕緣氮化矽膜，13爲無定形矽膜，14爲摻雜之無定 形矽膜，1 5爲氮化矽膜•在此實施例，係使用本發明於 閘極氮化膜-無定形矽膜一 n +矽膜之形成薄膜。 實施例3 將使用圖1所示之平行平板電極CVD裝置，在 3 7 0mmx4 7 Omm之玻璃基板上，以使用表2所示 之成膜條件及公知之蝕刻技術，製造了圖4所示之通道絕 緣型TFT (反交錯型）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，衣. 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中固國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 18 - B7 五、發明説明（16 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 00 cc 順序 氮化矽 無定形矽 氮化矽 氧化矽 1_ 膜種 1 1000 i _1 o 浮 ττηΙΒ ΡΦ a 麴 酿 _ 2000 2000 i z s CO 5000 1 5000 4000 r 1 3000 1 CZ： w 〇 〇 3 I 1 -〇 s CO 〇〇 〇 〇 CJ1 〇 〇 O ω o oo sc 材料用氣體流量（s c cm) 1 1 1 1000 2 &> 2000 1 2000 1 z a ω 5000 1 5000 4000 r 1 3000 1 1 as (0 1 1 1 I s CO 2000 to ο 2000 1500 /-N 電力 »—» 〇 ω CD 〇 to o (Pa) 壓力 to αι g g CO tJI 電極間 距離 (ram) 放電 所需時間(sec) g g S g 成膜 〇 o O C*3 CJ1 o 成膜 溫度 rc) ο o o o 300 1 :(ηπι) 膜厚 Ϊ 2〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 19 A7 __B7_'_ 五、發明説明（17 ) 圖4中，1 6爲通道絕緣氮化矽膜，而以與圖3同一 記號所示之其他部分係與圓3之各部分爲同一部分·在此 資施例，係使用本發明於閘金靥1 1 *閘極絕緣氮化矽膜 1 2 —無定形矽膜1 3 -摻雜之無定形矽膜1 4之形成薄 膜· 實施例4 將使用圓1所示之平行平板電極CVD裝置，在 3 7 0mmx4 7 Omm之玻璃基疼上，以使用表3所示 之成膜條件及公知之蝕刻技術，製造了圖5所示之正交錯 型 T F T · 〔表 3〕 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 乂 經濟部t央標準局貝工消费合作社印製 順 序 過 程 所使用之氣體 1 放電 H2 2 多（結）晶矽之成膜 H2+SiH4 (3 ) 放電 H2 4 放電 N2+NH3 5 氮化矽之成膜 N2+NH3+SiH4 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 訂 293184 A7 B7 五、發明説明（l8 ) 圖5中，16爲多（結）晶矽膜，與圖3以同一記號 所示之其他部係與圈3之各部爲同一部分· 再者，在此實施例，將1 6作爲多晶矽膜，惟亦可作 爲無定形矽•在此實施例，係使用本發明於多晶矽膜一氣 化矽膜之形成薄膜* 〔產業上可利用性〕 依據本發明之薄膜形成法，被處理基體或成膜室內， 由於放電開始之當時，就曝霣於活性化之環境中而被潔淨 化，由而在成膜前後，並不必要爲了潔淨化而進行以廣範 園渦輪分子氣泵來資施高真空排氣*因此，能以短時間就 可形成在薄膜形成之初期階段之未混入有不純物之良好的 薄膜* 又成膜室內，只要維持成數Pa〜300Pa程度之 真空就可，故不需要使用可達到髙真空之泵*而可圖謀降 低裝置之成本，裝置之小型化，生產性之增進· 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，作爲放電用氣體，將使用其本身並不具有膜之 形成能力之氣體且以維持電漿狀態之進行下來切換反應氣 體之供給，由而在放電初期之電漿不穩定之狀態下，並不 實施薄膜形成，致使在膜形成之沉積初期和其後均可進行 均勻一之成膜•再者，作爲放電用氣《因使用擬構成反應 氣體之成分氣體等，故該成分即使被放入膜中，亦對特性 不產生影響，尤其•以氫氣電漿來處理半導«薄腆之界面 時，在界面會形成S i - H，反而具有所謂可改善半導體 本紙张尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - A7 _______B7 五、發明説明（l9 ) —裝置之特性的優點。 再者，依據本發明可由單一之成膜室來連續地形成多 種之被疊層之薄膜，因此較以往之薄膜形成法，能以更良 好之效率來進行成膜，而可增進生產性。並且在此時，薄 膜形成後之基板，經常被放置於活性化之氣體環境內，以 致在單一之成膜室內，即使予以連續地進行相異之複數膜 種之成膜，亦不產生不純物混進各膜種之狀況，因此，可 獲得良好之界面分離特性。 又對於膜厚之控制，僅以管理有關連於薄膜形成之氣 體之供給時間就可，因此，可增進膜厚之重複（再現）性 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 〔圖式之簡單說明〕 第1圖係以概念性地來顯示使用於本發明實施例之 c V D裝置之圖。 第2圖係本發明之一實施例的流程圖。 第3圖係以模式來顯示使用本發明所製作之通道蝕刻 型之T F T圖。 第4圖係以模式來顯示使用本發明所製作之通道絕緣 性之T F T圖》 第5圖係以模式來顯示使用本發明所製作之其他通道 蝕刻型之TFT圖》 第6圖係以先前之平行平板電漿C V D法所實施之薄 膜形成法之流程圖。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（20 ) 第7圖係顯示電力施加後之反射波變化用之曲線圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ _ _ _ ____ H ^ ______T n _ n ___1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -23 -

Claims (1)

1. 293184 C8 D8 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 1 -- 種 薄 膜 形 成 法 主 要 配 置 被 處 理 基 體 於 具 有 氣 體 導 入 □ 之 真 空 容 器 內 而 從 JkU» 刖 述 氣 触 體 導 入 □ 對 JUL. 刖 述 真 空 容 器 內 導 入 1 種 或 2 種 以 上 之 反 應 氣 體 Fixe. 之 同 時 且 施 加 闻 頻 電 力 於 該 反 應 氣 體 來 產 生 電 漿 » 以 在 刖 述 被 處 理 基 板 上 形 成 由 反 應 氣 體 之 反 應 生 成 物 所 形 成 之 薄 膜 其 特 徵 爲 ； 事 先 於 前 述 反 應 氣 體 ns· 之 導 入 予 以 導 入 其 單 獨 時 實 質 上 不 具 有 形 成 薄 膜 能 力 之 構 成 刖 述 反 應 氣 體 之 成 分 氣 體 > 或 包 括 於 前 述 2 種 以 上 之 反 應 氣 體 之 1 種 以 上 之 氣 體 而 其 本 身 則 實 質 上 不 具 有 形 成 薄 膜 能 力 之 氣 體 所 形 成 之 放 電 用 氣 體 之 同 時 並 施 加 高 頻 電 力 於 該 放 電 用 氣 體 以 使 之 產 生 電 漿 來 進 行 刖 處 理 然 後 實 質 性 地 維 持 電 漿 狀 態 下 替 代 刖 述 放 電 用 氣 體 而 導 入 \ /. 刖 述 反 應 氣 體 以 形 成 薄 膜 於 刖 述 被 處 理 基 板 上 〇 2 一 種 薄 膜 形 成 方 法 主 要 配 置 被 處 理 體 於 具 有 氣 體 導 入 □ 且 在 內 部 具 有 平 行 平 板 電 極 之 真 空 容 器 內 之 前 述 平 行 平 板 電 極 一 方 電 極 上 以 形 成 複 數 層 之 薄 膜 於 刖 述 被 處 理 基 板 上 其 特 徵 爲 具 備 有 從 前 述 氣 體 ruz. 導 入 □ 予 以 導 入 放 電 用 氣 BhUt 體 之 同 時 並 在 刖 述 平 行 平 板 電 極 施 加 高 頻 電 力 以 產 生 電 漿 放 電 之 •ίΙΗ, 過 程 及 實 質 性 地 維 持 前 述 放 電 之 下 將 替 代 刖 述 放 電 用 氣 體 〇Ά 而 導 入 反 應 氣 脑 體 以 形 成 由 反 應 氣 體 之 反 應 生 成 物 所 形 成 之 薄 膜 於 刖 述 基 板 上 之 m 程 而 形 成 前 述 薄 膜 之 過 程 之 至 少 一 個 CM 過 程 係 將 使 用 1 種 或 複 數 種 之 反 應 氣 體 來 形 成 由 反 應 生 成 物 所 形 成 之 半 導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 -24 - A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 體薄膜之過程，且正在此過程之前所被導入之放電用氣體 ，係由其本身而已時，在電漿放電下構成實質上不具有薄 膜形成能力之前述反應氣體之成分氣體，或係包括於前述 2種以上之反應氣體中之1種以上之氣體且其本身而已時 ’在電漿放電下實質上不具有薄膜形成能力之氣體所構成 〇 3 •如申請專利範圍第1項或第2項所述之薄膜形成 法，其中，前述半導體薄膜係由矽和非氧元素所成者，而 前述放電用氣體係由前述非氧氣所構成爲其特徵。 4. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜形成法，其中 ’前述半導體薄膜係由矽所構成者，而前述放電用氣體爲 氫氣爲其特徵。 5. 如申請專利範圍第1或第2項所述之薄膜形成法 ，其中，前述導入放電用氣體時之電漿放電時間，係在導 入前述反應氣體時之電漿放電時間爲1之時，在於〇. χ 〜0.4之範圍爲其特徵。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 6. 如申請專利範圍第1或第2項所述之薄膜形成法 ’其中，當實質性地維持電漿放電之下，而替代放電用氣 體予以導入反應氣體之時，以維持氣體壓力及放電電力成 一定之狀態下來進行反應氣體之導入爲其特徵。 7. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜形成法，其中 ，前述複數層之薄膜爲由氮化矽-無定形矽所形成之薄膜 爲其特徵。 8. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜形成法，其中 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS)A4说格（210X297公釐）

   --„----L-----裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 一93184 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ’前述複數層之薄膜爲由氮化矽-無定形矽-氮化矽所形 成之薄膜爲其特徵。 9.如申請專利範圍第8項所述之薄膜形成法，其中 ’前述複數層之薄膜爲構成無定形矽TF T〔反交錯（ stagger )型〕之氧化矽-氮化矽一無定形矽一氮化矽薄 膜爲其特徵。 ‘ 10.如申請專利範圍第2項所述之薄膜形成法，其 中，反應氣體係由矽烷氣體，和氫氣、氮氣及氨氣所選擇 之1種或2種以上所構成，而放電用氣體係由氫氣、氮氣 及氨氣所選擇之1種或2種以上所構成爲其特徵。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-'u 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝

   本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS )八4规格（210X297公釐）