JPH10265212A - 微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法Info
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- JPH10265212A JPH10265212A JP9324397A JP9324397A JPH10265212A JP H10265212 A JPH10265212 A JP H10265212A JP 9324397 A JP9324397 A JP 9324397A JP 9324397 A JP9324397 A JP 9324397A JP H10265212 A JPH10265212 A JP H10265212A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温で、しかも簡便な方法で、微結晶シリコ
ン薄膜および多結晶シリコン薄膜を製造でき、よって処
理基板の種類の選択の幅を広げることのできる微結晶お
よび多結晶シリコン薄膜の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る微結晶および多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法は、プラズマ化学気相堆積法により処
理基板上に微結晶又は多結晶シリコン薄膜を堆積する方
法において、原料ガスを分解するためのプラズマを発生
する手段として、誘導結合型プラズマ発生手段を用いる
ことを特徴としている。本発明では、原料ガスを分解す
るプラズマ放電として、誘導結合型プラズマ発生手段に
より発生される、従来の容量結合型の放電よりも高い密
度のプラズマが得られる誘導結合型の放電を用いている
ため、原料ガスの分解・解離が促進され、ラジカル種や
イオン種の濃度が高くなる。
ン薄膜および多結晶シリコン薄膜を製造でき、よって処
理基板の種類の選択の幅を広げることのできる微結晶お
よび多結晶シリコン薄膜の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る微結晶および多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法は、プラズマ化学気相堆積法により処
理基板上に微結晶又は多結晶シリコン薄膜を堆積する方
法において、原料ガスを分解するためのプラズマを発生
する手段として、誘導結合型プラズマ発生手段を用いる
ことを特徴としている。本発明では、原料ガスを分解す
るプラズマ放電として、誘導結合型プラズマ発生手段に
より発生される、従来の容量結合型の放電よりも高い密
度のプラズマが得られる誘導結合型の放電を用いている
ため、原料ガスの分解・解離が促進され、ラジカル種や
イオン種の濃度が高くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イの駆動素子である薄膜トランジスタ、薄膜を使用した
太陽電池などに用いられる、微結晶および多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法に関する。
イの駆動素子である薄膜トランジスタ、薄膜を使用した
太陽電池などに用いられる、微結晶および多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エネルギー需要の増加と、環境の
保護ならびに資源の有効利用の必要性からシリコン薄膜
を用いた太陽電池の重要性がクローズアップされてい
る。この種の太陽電池としては、アモルファスシリコン
太陽電池が実用化されているが、アモルファスシリコン
特有の光劣化の問題が解決されておらず、信頼性に問題
がある。そのため、最近は光劣化のない材料として、微
結晶シリコン薄膜が注目されている。
保護ならびに資源の有効利用の必要性からシリコン薄膜
を用いた太陽電池の重要性がクローズアップされてい
る。この種の太陽電池としては、アモルファスシリコン
太陽電池が実用化されているが、アモルファスシリコン
特有の光劣化の問題が解決されておらず、信頼性に問題
がある。そのため、最近は光劣化のない材料として、微
結晶シリコン薄膜が注目されている。
【０００３】また、アクティブマトリクス形液晶ディス
プレイのスイッチング素子として、従来、アモルファス
シリコン薄膜トランジスタが用いられてきた。しかし、
ディスプレイの大画面化・高精細化・高機能化が進むに
つれ、アモルファスシリコンよりも駆動能力の高い多結
晶シリコンの薄膜トランジスタが注目されている。
プレイのスイッチング素子として、従来、アモルファス
シリコン薄膜トランジスタが用いられてきた。しかし、
ディスプレイの大画面化・高精細化・高機能化が進むに
つれ、アモルファスシリコンよりも駆動能力の高い多結
晶シリコンの薄膜トランジスタが注目されている。
【０００４】なお、上記において、微結晶シリコンと
は、アモルファスシリコン中に数十〜数百ｎｍの径のシ
リコン結晶粒が存在している状態のシリコンを言い、多
結晶シリコンとは、アモルファス領域がなくなって数百
ｎｍ以上の粒径を持つシリコンを言う。微結晶と多結晶
との違いは、一般に粒径の大小であるが、必ずしもその
境界は明確ではない。
は、アモルファスシリコン中に数十〜数百ｎｍの径のシ
リコン結晶粒が存在している状態のシリコンを言い、多
結晶シリコンとは、アモルファス領域がなくなって数百
ｎｍ以上の粒径を持つシリコンを言う。微結晶と多結晶
との違いは、一般に粒径の大小であるが、必ずしもその
境界は明確ではない。
【０００５】以下、従来より行われている微結晶シリコ
ン薄膜の製造方法を説明する。図４は、微結晶シリコン
薄膜の製造を行うための装置の構成を示す構成図であっ
て、一般にプラズマＣＶＤ（Chemical vapor Depositio
n ）法（化学気相堆積法）により、アモルファスシリコ
ンの製造に使用されているものである。同図において、
３０１はモノシラン（ＳｉＨ4 ）を含んだガス、３０２
はガス流量調整器、３０３は真空容器、３０４は高周波
電源、３０５はインピーダンス整合器、３０６は上部電
極、３０７は接地した下部電極、３０８はヒーター、３
０９は処理基板、３１０はプラズマ、３１１は圧力調整
機構ならびに真空ポンプである。
ン薄膜の製造方法を説明する。図４は、微結晶シリコン
薄膜の製造を行うための装置の構成を示す構成図であっ
て、一般にプラズマＣＶＤ（Chemical vapor Depositio
n ）法（化学気相堆積法）により、アモルファスシリコ
ンの製造に使用されているものである。同図において、
３０１はモノシラン（ＳｉＨ4 ）を含んだガス、３０２
はガス流量調整器、３０３は真空容器、３０４は高周波
電源、３０５はインピーダンス整合器、３０６は上部電
極、３０７は接地した下部電極、３０８はヒーター、３
０９は処理基板、３１０はプラズマ、３１１は圧力調整
機構ならびに真空ポンプである。
【０００６】上記の如く構成された装置で微結晶シリコ
ン薄膜を製造する場合、まず、圧力調整機構ならびに真
空ポンプ３１１により真空容器３０３内を所定の圧力と
なるまで、真空排気した後、真空容器３０３内にモノシ
ランを含んだガス３０１をガス流量調整器３０２を通し
て導入する。ガス３０１が導入された真空容器３０３内
の圧力が、所定の値、例えば、１Ｔｏｒｒに安定した
ら、上部電極３０６に高周波電源３０４よりインピーダ
ンス整合器３０５を介して高周波電力を投入し、上部電
極３０６と下部電極３０７との間で、プラズマ３１０を
発生させる。
ン薄膜を製造する場合、まず、圧力調整機構ならびに真
空ポンプ３１１により真空容器３０３内を所定の圧力と
なるまで、真空排気した後、真空容器３０３内にモノシ
ランを含んだガス３０１をガス流量調整器３０２を通し
て導入する。ガス３０１が導入された真空容器３０３内
の圧力が、所定の値、例えば、１Ｔｏｒｒに安定した
ら、上部電極３０６に高周波電源３０４よりインピーダ
ンス整合器３０５を介して高周波電力を投入し、上部電
極３０６と下部電極３０７との間で、プラズマ３１０を
発生させる。
【０００７】このような電極配置で発生させるプラズマ
は、電極上の電荷がつくる静電場を介して発生するもの
で、一般に容量結合型プラズマと呼ばれている。このプ
ラズマを用いてモノシラン分子を分解して、ヒーター３
０８により加熱された処理基板３０９の上に、シリコン
薄膜を堆積する。ここで、モノシランを含むガス３０１
として、モノシランを水素で高稀釈したガス、例えばモ
ノシランの濃度が１０％以下になるように水素で稀釈し
たガスを用い、さらにヒーター３０８で処理基板３０９
の温度を３５０°Ｃ程度に保持すると、微結晶シリコン
薄膜が得られる。
は、電極上の電荷がつくる静電場を介して発生するもの
で、一般に容量結合型プラズマと呼ばれている。このプ
ラズマを用いてモノシラン分子を分解して、ヒーター３
０８により加熱された処理基板３０９の上に、シリコン
薄膜を堆積する。ここで、モノシランを含むガス３０１
として、モノシランを水素で高稀釈したガス、例えばモ
ノシランの濃度が１０％以下になるように水素で稀釈し
たガスを用い、さらにヒーター３０８で処理基板３０９
の温度を３５０°Ｃ程度に保持すると、微結晶シリコン
薄膜が得られる。
【０００８】次に、従来より行われている多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法を説明する。第１の方法は、図４で説
明したプラズマＣＶＤ法を用いるか、または、モノシラ
ン（ＳｉＨ4 ）あるいはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を減圧
下で４５０°Ｃから５５０°Ｃの温度で熱分解する減圧
ＣＶＤ法を用いて、基板上にアモルファスシリコン薄膜
を形成し、次にこの基板を６００°Ｃ以上の温度で、数
十時間熱処理を行うことで、アモルファスシリコン薄膜
が固相成長によって多結晶化し、多結晶シリコン薄膜を
得る方法である。第２の方法は、第１の方法と同じ方法
で、基板上にアモルファスシリコン薄膜を形成した後、
高パワーのレーザ光を照射して局所加熱を行い、アモル
ファスシリコン薄膜を溶融して多結晶シリコン膜を成長
させる方法である。
ン薄膜の製造方法を説明する。第１の方法は、図４で説
明したプラズマＣＶＤ法を用いるか、または、モノシラ
ン（ＳｉＨ4 ）あるいはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を減圧
下で４５０°Ｃから５５０°Ｃの温度で熱分解する減圧
ＣＶＤ法を用いて、基板上にアモルファスシリコン薄膜
を形成し、次にこの基板を６００°Ｃ以上の温度で、数
十時間熱処理を行うことで、アモルファスシリコン薄膜
が固相成長によって多結晶化し、多結晶シリコン薄膜を
得る方法である。第２の方法は、第１の方法と同じ方法
で、基板上にアモルファスシリコン薄膜を形成した後、
高パワーのレーザ光を照射して局所加熱を行い、アモル
ファスシリコン薄膜を溶融して多結晶シリコン膜を成長
させる方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
微結晶シリコン薄膜の製造方法である、容量結合型のプ
ラズマＣＶＤ法では、微結晶シリコン薄膜を得るために
は基板の温度を３５０°Ｃ程度に保持する必要があり、
アモルファスシリコン薄膜の形成において一般的な基板
温度である２５０°Ｃ〜３００°Ｃよりも高い温度が必
要となる。そのため、アモルファスシリコン薄膜よりも
基板の種類の選択の幅が制限されてしまい、例えばプラ
スチック基板上への微結晶シリコン薄膜形成は困難であ
る。
微結晶シリコン薄膜の製造方法である、容量結合型のプ
ラズマＣＶＤ法では、微結晶シリコン薄膜を得るために
は基板の温度を３５０°Ｃ程度に保持する必要があり、
アモルファスシリコン薄膜の形成において一般的な基板
温度である２５０°Ｃ〜３００°Ｃよりも高い温度が必
要となる。そのため、アモルファスシリコン薄膜よりも
基板の種類の選択の幅が制限されてしまい、例えばプラ
スチック基板上への微結晶シリコン薄膜形成は困難であ
る。
【００１０】また、従来の多結晶シリコン薄膜の製造方
法の第１の方法では、基板を６００°Ｃ以上という高い
温度にする必要があり、基板の種類が限定されてしまう
とともに、数十時間という長時間の熱処理工程が必要で
生産性が悪い。従来の多結晶シリコン薄膜の製造方法の
第２の方法でも、４５０°Ｃ程度の温度が必要で、基板
の種類が制限されるとともに、レーザーを照射するため
の装置と工程が余分にかかる。
法の第１の方法では、基板を６００°Ｃ以上という高い
温度にする必要があり、基板の種類が限定されてしまう
とともに、数十時間という長時間の熱処理工程が必要で
生産性が悪い。従来の多結晶シリコン薄膜の製造方法の
第２の方法でも、４５０°Ｃ程度の温度が必要で、基板
の種類が制限されるとともに、レーザーを照射するため
の装置と工程が余分にかかる。
【００１１】本発明の目的は、このような事情に鑑み、
低温で、しかも簡便な方法で、微結晶シリコン薄膜およ
び多結晶シリコン薄膜を製造でき、よって処理基板の種
類の選択の幅を広げることのできる微結晶および多結晶
シリコン薄膜の製造方法を提供することにある。
低温で、しかも簡便な方法で、微結晶シリコン薄膜およ
び多結晶シリコン薄膜を製造でき、よって処理基板の種
類の選択の幅を広げることのできる微結晶および多結晶
シリコン薄膜の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたものであり、下記の構成からな
ることを特徴としている。すなわち、本発明によれば、
プラズマ化学気相堆積法により処理基板上に微結晶又は
多結晶シリコン薄膜を堆積する方法において、原料ガス
を分解するためのプラズマを発生する手段として、誘導
結合型プラズマ発生手段を用いることを特徴とする微結
晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供される。
達成するためになされたものであり、下記の構成からな
ることを特徴としている。すなわち、本発明によれば、
プラズマ化学気相堆積法により処理基板上に微結晶又は
多結晶シリコン薄膜を堆積する方法において、原料ガス
を分解するためのプラズマを発生する手段として、誘導
結合型プラズマ発生手段を用いることを特徴とする微結
晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供される。
【００１３】また、本発明によれば、原料ガスが、水素
又はヘリウムで稀釈されたモノシランである微結晶およ
び多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供される。
又はヘリウムで稀釈されたモノシランである微結晶およ
び多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供される。
【００１４】また、本発明によれば、堆積時の雰囲気の
圧力が０．１ｍＴｏｒｒ以上５０ｍＴｏｒｒ以下である
微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供され
る。
圧力が０．１ｍＴｏｒｒ以上５０ｍＴｏｒｒ以下である
微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法が提供され
る。
【００１５】本発明の第１の態様では、原料ガスを分解
するプラズマ放電として、誘導結合型プラズマ発生手段
により発生される、従来の容量結合型の放電よりも高い
密度のプラズマが得られる誘導結合型の放電を用いてい
るため、原料ガスの分解・解離が促進され、ラジカル種
やイオン種の濃度が高くなる。したがって、処理基板表
面での表面反応が促進されるため、従来よりも低い温度
での、微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜の形成が可能
となった。
するプラズマ放電として、誘導結合型プラズマ発生手段
により発生される、従来の容量結合型の放電よりも高い
密度のプラズマが得られる誘導結合型の放電を用いてい
るため、原料ガスの分解・解離が促進され、ラジカル種
やイオン種の濃度が高くなる。したがって、処理基板表
面での表面反応が促進されるため、従来よりも低い温度
での、微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜の形成が可能
となった。
【００１６】また、本発明の第２の他の態様では、本発
明の第１の態様において、稀釈ガスに水素またはヘリウ
ムという質量の軽いガスを用いており、さらに本発明の
第３の態様では、これに加えて、圧力を０．１ｍＴｏｒ
ｒ以上５０ｍＴｏｒｒ以下にするため、本発明の第２及
び第３の態様では、水素またはヘリウムイオンによる適
度なイオン衝撃によって、処理基板表面での表面反応が
促進され、より低い温度での、微結晶あるいは多結晶シ
リコン薄膜の形成が可能となった。
明の第１の態様において、稀釈ガスに水素またはヘリウ
ムという質量の軽いガスを用いており、さらに本発明の
第３の態様では、これに加えて、圧力を０．１ｍＴｏｒ
ｒ以上５０ｍＴｏｒｒ以下にするため、本発明の第２及
び第３の態様では、水素またはヘリウムイオンによる適
度なイオン衝撃によって、処理基板表面での表面反応が
促進され、より低い温度での、微結晶あるいは多結晶シ
リコン薄膜の形成が可能となった。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
説明する。図３（ａ）〜（ｃ）には本発明に適用すると
好適な誘導結合型プラズマを発生するための電極（アン
テナ）の各種構成例（文献：管井秀朗：応用物理，Ｖｏ
ｌ．６３，Ｎｏ．６，１９９４年，ｐｐ．５５９〜５６
７より転載）が示されている。図３（ａ）において、４
０１は円筒型のヘリカルアンテナ、図３（ｂ）において
４０２は平面型のスパイラルアンテナ、図３（ｃ）にお
いて４０３はプラズマ内部に挿入される形のアンテナを
それぞれ示している。
説明する。図３（ａ）〜（ｃ）には本発明に適用すると
好適な誘導結合型プラズマを発生するための電極（アン
テナ）の各種構成例（文献：管井秀朗：応用物理，Ｖｏ
ｌ．６３，Ｎｏ．６，１９９４年，ｐｐ．５５９〜５６
７より転載）が示されている。図３（ａ）において、４
０１は円筒型のヘリカルアンテナ、図３（ｂ）において
４０２は平面型のスパイラルアンテナ、図３（ｃ）にお
いて４０３はプラズマ内部に挿入される形のアンテナを
それぞれ示している。
【００１８】また、図３（ａ）〜（ｃ）において４０４
はアンテナに接続される高周波電源、４０５はプラズマ
を示している。なお、図３（ａ）において、４０６は誘
電体のチューブを示しており、図３（ｂ）において、４
０７は誘電体の平板、図３（ｃ）において、４０８は絶
縁体の被覆を示している。誘電体としては、石英ガラス
が用いられることが多い。
はアンテナに接続される高周波電源、４０５はプラズマ
を示している。なお、図３（ａ）において、４０６は誘
電体のチューブを示しており、図３（ｂ）において、４
０７は誘電体の平板、図３（ｃ）において、４０８は絶
縁体の被覆を示している。誘電体としては、石英ガラス
が用いられることが多い。
【００１９】図３（ａ）〜（ｃ）に示すような誘導結合
型のプラズマは、アンテナを流れる電流により生ずるイ
ンダクティブな近接場によって発生する。本実施例で
は、図３（ｂ）に示す構成のアンテナを用いた。
型のプラズマは、アンテナを流れる電流により生ずるイ
ンダクティブな近接場によって発生する。本実施例で
は、図３（ｂ）に示す構成のアンテナを用いた。
【００２０】図１は、本発明の一実施例に係る微結晶お
よび多結晶シリコン薄膜の製造方法を実施するための装
置の構成図である。同図において、１０２はガス流量調
整器を示しており、処理基板１０９が内部に設けられる
真空容器１０３の原料ガス供給側（図１の左方側）に設
けられている。ガス流量調整器１０２は、この前段に設
けられた図示しない原料ガス供給源からの原料ガスを所
望の流量に調整して真空容器１０３に導入できるように
なっている。
よび多結晶シリコン薄膜の製造方法を実施するための装
置の構成図である。同図において、１０２はガス流量調
整器を示しており、処理基板１０９が内部に設けられる
真空容器１０３の原料ガス供給側（図１の左方側）に設
けられている。ガス流量調整器１０２は、この前段に設
けられた図示しない原料ガス供給源からの原料ガスを所
望の流量に調整して真空容器１０３に導入できるように
なっている。
【００２１】真空容器の図１の上端には、上記図３
（ｂ）のタイプの電極が配置される。すなわち、１１２
は、誘電体である石英ガラスの平板、１０６は図３
（ｂ）の４０２に示す形状とされ、片端を接地した平面
型のスパイラルアンテナである。スパイラルアンテナ１
０６は、インピーダンス整合器１０５を介して接地側と
は反対側の端に高周波電源１０４に接続されている。
（ｂ）のタイプの電極が配置される。すなわち、１１２
は、誘電体である石英ガラスの平板、１０６は図３
（ｂ）の４０２に示す形状とされ、片端を接地した平面
型のスパイラルアンテナである。スパイラルアンテナ１
０６は、インピーダンス整合器１０５を介して接地側と
は反対側の端に高周波電源１０４に接続されている。
【００２２】真空容器１０３内には、接地された下部電
極１０７が設けられ、真空容器１０３内における下部電
極１０７の下方側に処理基板１０９を加熱するためのヒ
ーター１０８が設けられている。さらに、真空容器１０
３の図１の下方側には、圧力調整機構ならびに真空ポン
プ１１１が設けられ、真空容器１０３内を所定の圧力に
設定できるようになっている。なお、１０１は、モノシ
ランを水素またはヘリウムで稀釈した原料ガスとしての
ガス、１１０はプラズマを示している。
極１０７が設けられ、真空容器１０３内における下部電
極１０７の下方側に処理基板１０９を加熱するためのヒ
ーター１０８が設けられている。さらに、真空容器１０
３の図１の下方側には、圧力調整機構ならびに真空ポン
プ１１１が設けられ、真空容器１０３内を所定の圧力に
設定できるようになっている。なお、１０１は、モノシ
ランを水素またはヘリウムで稀釈した原料ガスとしての
ガス、１１０はプラズマを示している。
【００２３】次に、この装置を用いて微結晶および多結
晶シリコン基板を製造する方法を説明する。まず、圧力
調整機構ならびに真空ポンプ１１１により真空容器１０
３内を所定の圧力となるまで真空排気した後、真空容器
１０３内にガス１０１をガス流量調整器１０２を通して
導入する。真空容器１０３内の圧力が所定の値、すなわ
ち、０．１ｍＴｏｒｒ以上であって、５０ｍＴｏｒｒ以
下の圧力に安定したら、スパイラルアンテナ１０６に、
高周波電源１０４よりインピーダンス整合器１０５を介
して高周波電力を投入し、スパイラルアンテナ１０６に
高周波の電流を流す。
晶シリコン基板を製造する方法を説明する。まず、圧力
調整機構ならびに真空ポンプ１１１により真空容器１０
３内を所定の圧力となるまで真空排気した後、真空容器
１０３内にガス１０１をガス流量調整器１０２を通して
導入する。真空容器１０３内の圧力が所定の値、すなわ
ち、０．１ｍＴｏｒｒ以上であって、５０ｍＴｏｒｒ以
下の圧力に安定したら、スパイラルアンテナ１０６に、
高周波電源１０４よりインピーダンス整合器１０５を介
して高周波電力を投入し、スパイラルアンテナ１０６に
高周波の電流を流す。
【００２４】スパイラルアンテナ１０６を流れる電流に
より生ずるインダクティブな近接場によって、平板１１
２を通して、プラズマ１１０を発生させる。これによ
り、ヒーター１０８により加熱された処理基板１０９上
に微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜が形成される。
より生ずるインダクティブな近接場によって、平板１１
２を通して、プラズマ１１０を発生させる。これによ
り、ヒーター１０８により加熱された処理基板１０９上
に微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜が形成される。
【００２５】本発明の方法に基づいて、処理基板１０９
の温度を１００°Ｃと低く保ち、モノシラン濃度１％の
ヘリウム稀釈ガスを用い、真空容器１０３内圧力１５ｍ
Ｔｏｒｒ、高周波電力６００Ｗでシリコン薄膜を形成し
たところ、約１０-3Ｓ／ｃｍの高い導電率を示す膜が得
られた。図２は、この膜のラマン散乱スペクトルであっ
て、５２０ｃｍ-1付近のシリコンの結晶成分のピークが
明確に現われており、明かに微結晶シリコン薄膜となっ
ていることを示している。
の温度を１００°Ｃと低く保ち、モノシラン濃度１％の
ヘリウム稀釈ガスを用い、真空容器１０３内圧力１５ｍ
Ｔｏｒｒ、高周波電力６００Ｗでシリコン薄膜を形成し
たところ、約１０-3Ｓ／ｃｍの高い導電率を示す膜が得
られた。図２は、この膜のラマン散乱スペクトルであっ
て、５２０ｃｍ-1付近のシリコンの結晶成分のピークが
明確に現われており、明かに微結晶シリコン薄膜となっ
ていることを示している。
【００２６】さらに、高周波電力を８００Ｗ以上にした
ところ、導電率が一桁以上高い多結晶シリコン薄膜が得
られた。稀釈ガスに水素を用いた場合も、低い温度で微
結晶あるいは多結晶シリコン薄膜が得られた。なお、圧
力が５０ｍＴｏｒｒよりも高いと、膜の導電率は激減
し、微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜は得られなかっ
た。
ところ、導電率が一桁以上高い多結晶シリコン薄膜が得
られた。稀釈ガスに水素を用いた場合も、低い温度で微
結晶あるいは多結晶シリコン薄膜が得られた。なお、圧
力が５０ｍＴｏｒｒよりも高いと、膜の導電率は激減
し、微結晶あるいは多結晶シリコン薄膜は得られなかっ
た。
【００２７】また、圧力が０．１ｍＴｏｒｒよりも小さ
いと、プラズマの発生が困難であった。本実施例では、
図３（ｂ）に示した構成のアンテナを用いて誘導結合型
のプラズマを発生させて微結晶あるいは多結晶シリコン
薄膜の製造を行う方法を説明したが、図３（ａ）または
図３（ｃ）に示した構成のアンテナを用いて誘導結合型
のプラズマを発生させても、同じ効果が得られることは
言うまでもない。
いと、プラズマの発生が困難であった。本実施例では、
図３（ｂ）に示した構成のアンテナを用いて誘導結合型
のプラズマを発生させて微結晶あるいは多結晶シリコン
薄膜の製造を行う方法を説明したが、図３（ａ）または
図３（ｃ）に示した構成のアンテナを用いて誘導結合型
のプラズマを発生させても、同じ効果が得られることは
言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、低温
で、しかも簡便な方法で、微結晶シリコン薄膜及び多結
晶シリコン薄膜の製造を行うことができる。したがっ
て、基板の選択の幅が広がり、例えば、プラスチックの
基板であっても選択できるという効果がある。
で、しかも簡便な方法で、微結晶シリコン薄膜及び多結
晶シリコン薄膜の製造を行うことができる。したがっ
て、基板の選択の幅が広がり、例えば、プラスチックの
基板であっても選択できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係る微結晶ならびに多結晶
シリコン薄膜の製造方法を実施するための装置の構成を
示す図である。
シリコン薄膜の製造方法を実施するための装置の構成を
示す図である。
【図２】本発明の方法で製造した微結晶シリコン薄膜の
ラマン散乱スペクトルを示す図である。
ラマン散乱スペクトルを示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は誘導結合型のプラズマを発生
するための各種アンテナの構成例を示す図である。
するための各種アンテナの構成例を示す図である。
【図４】従来の微結晶シリコン薄膜の製造を行うための
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
１０１・・・モノシランを水素またはヘリウムで稀釈し
たガス １０２・・・ガス流量調整器 １０３・・・真空容器 １０４・・・高周波電源 １０５・・・インピーダンス整合器 １０６・・・スパイラルアンテナ １０７・・・下部電極 １０８・・・ヒーター １０９・・・処理基板 １１０・・・プラズマ １１１・・・圧力調整機構ならびに真空ポンプ １１２・・・平板
たガス １０２・・・ガス流量調整器 １０３・・・真空容器 １０４・・・高周波電源 １０５・・・インピーダンス整合器 １０６・・・スパイラルアンテナ １０７・・・下部電極 １０８・・・ヒーター １０９・・・処理基板 １１０・・・プラズマ １１１・・・圧力調整機構ならびに真空ポンプ １１２・・・平板
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマ化学気相堆積法により処理基板
上に微結晶又は多結晶シリコン薄膜を堆積する方法にお
いて、原料ガスを分解するためのプラズマを発生する手
段として、誘導結合型プラズマ発生手段を用いることを
特徴とする微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方
法。 - 【請求項２】 前記原料ガスが、水素又はヘリウムで稀
釈されたモノシランである請求項１記載の微結晶および
多結晶シリコン薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 堆積時の雰囲気の圧力が０．１ｍＴｏｒ
ｒ以上５０ｍＴｏｒｒ以下である請求項２記載の微結晶
および多結晶シリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324397A JPH10265212A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324397A JPH10265212A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265212A true JPH10265212A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=14077082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9324397A Pending JPH10265212A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265212A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-03-26 JP JP9324397A patent/JPH10265212A/ja active Pending
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