JPH07335548A - Method for manufacturing crystallizability semiconductor - Google Patents
Method for manufacturing crystallizability semiconductorInfo
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- JPH07335548A JPH07335548A JP11239495A JP11239495A JPH07335548A JP H07335548 A JPH07335548 A JP H07335548A JP 11239495 A JP11239495 A JP 11239495A JP 11239495 A JP11239495 A JP 11239495A JP H07335548 A JPH07335548 A JP H07335548A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は結晶性を有する珪素半導
体被膜、例えば、多結晶珪素膜、単結晶珪素膜、微結晶
珪素膜の作製方法に関する。本発明を用いて作製された
結晶性珪素膜は各種半導体デバイスに用いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a crystalline silicon semiconductor film such as a polycrystalline silicon film, a single crystal silicon film or a microcrystalline silicon film. The crystalline silicon film produced by using the present invention is used for various semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】薄膜半導体を用いた薄膜トランジスタ
(以下TFT等)が知られている。これは、基板上に薄
膜半導体、特に珪素半導体膜を形成し、この薄膜半導体
を用いて構成されるものである。TFTは、各種集積回
路に利用されているが、特にアクティブマトリックス型
の液晶表示装置の各画素の設けられたスイッチング素
子、周辺回路部分に形成されるドライバー素子として注
目されている。2. Description of the Related Art A thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) using a thin film semiconductor is known. This is configured by forming a thin film semiconductor, particularly a silicon semiconductor film, on a substrate and using this thin film semiconductor. Although TFTs are used in various integrated circuits, they are attracting attention especially as a switching element provided in each pixel of an active matrix type liquid crystal display device and a driver element formed in a peripheral circuit portion.
【0003】TFTに利用される珪素膜としては、非晶
質珪素膜を用いることが簡便であるが、その電気的特性
は半導体集積回路に用いられる単結晶半導体のものに比
較するとはるかに低いという問題がある。このため、ア
クティブマトリクス回路のスイッチング素子のような限
られた用途にしか用いられなかった。TFTの特性向上
のためには、結晶性を有する珪素薄膜を利用するばよ
い。単結晶珪素以外で、結晶性を有する珪素膜は、多結
晶珪素、ポリシリコン、微結晶珪素等と称されている。
このような結晶性を有する珪素膜を得るためには、まず
非晶質珪素膜を形成し、しかる後に加熱(熱アニール)
によって結晶化させればよい。この方法は、固体の状態
を保ちつつ非晶質状態が結晶状態に変化するので、固相
成長法と呼ばれる。Although it is easy to use an amorphous silicon film as a silicon film used for a TFT, its electrical characteristics are far lower than those of a single crystal semiconductor used in a semiconductor integrated circuit. There's a problem. Therefore, it has been used only for a limited purpose such as a switching element of an active matrix circuit. To improve the characteristics of the TFT, a crystalline silicon thin film may be used. In addition to single crystal silicon, a crystalline silicon film is called polycrystalline silicon, polysilicon, microcrystalline silicon, or the like.
In order to obtain a silicon film having such crystallinity, first, an amorphous silicon film is formed and then heated (thermal annealing).
It may be crystallized by. This method is called a solid phase growth method because the amorphous state changes to the crystalline state while maintaining the solid state.
【0004】しかしながら、珪素の固相成長において
は、加熱温度が600℃以上、時間は10時間以上が必
要であり、基板として安価なガラス基板を用いることが
困難であるという問題がある。例えばアクティブ型の液
晶表示装置に用いられるコーニング7059ガラスはガ
ラス歪点が593℃であり、基板の大面積化を考慮した
場合、600℃以上の熱アニールをおこなうことには問
題がある。このような問題に対して、本発明者らの研究
によれば、非晶質珪素膜の表面にニッケルやパラジウ
ム、さらには鉛等の元素を微量に堆積させ、しかる後に
加熱することで、550℃、4時間程度の処理時間で結
晶化を行なえることが判明している。However, in the solid phase growth of silicon, the heating temperature must be 600 ° C. or higher and the time must be 10 hours or longer, which makes it difficult to use an inexpensive glass substrate as a substrate. For example, Corning 7059 glass used in an active type liquid crystal display device has a glass strain point of 593 ° C., and considering the enlargement of the substrate area, there is a problem in performing thermal annealing at 600 ° C. or higher. In order to solve such a problem, according to the research conducted by the present inventors, a small amount of elements such as nickel, palladium, and lead are deposited on the surface of the amorphous silicon film, and then heated to 550. It has been found that crystallization can be performed in a treatment time of about 4 hours at ℃.
【0005】上記のような微量な元素(結晶化を助長す
る触媒元素)を導入するには、スパッタリングによっ
て、触媒元素もしくはその化合物の被膜を堆積すればよ
い。しかしながら、上記のような元素が半導体中に多量
に存在していることは、これら半導体を用いた装置の信
頼性や電気的安定性を阻害するものであり好ましいこと
ではない。スパッタリングによって成膜をおこなうと、
その量、すなわち厚さを精密に制御することは難しく、
また、基板内で均一な厚さを得ることはさらに困難であ
った。このため、得られる半導体デバイスの特性にバラ
ツキが生じた。In order to introduce such a trace amount of elements (catalyst element that promotes crystallization), a film of the catalyst element or its compound may be deposited by sputtering. However, the presence of a large amount of the above-mentioned elements in the semiconductor impairs the reliability and electrical stability of the device using these semiconductors and is not preferable. When the film is formed by sputtering,
It is difficult to control the amount, that is, the thickness,
Moreover, it was more difficult to obtain a uniform thickness within the substrate. Therefore, the characteristics of the obtained semiconductor device are varied.
【0006】また、スパッタリングによる成膜において
は、スパッタリングの衝撃によって、非晶質珪素膜が大
きなダメージを受けることから、得られる半導体デバイ
スの特性は必ずしも満足のゆくものではなかった。スパ
ッタリングの代わりにスピンコーティングのごとき手段
によって被膜を形成する方法もある。しかしながら、ス
ピンコーティング法によって均一な被膜を得ることは難
しかった。例えば、液晶ディスプレーのごとき、長方形
の基板においては、四端に溶液が集まりやすく、膜厚は
不均一であった。また、溶媒が乾燥して触媒元素化合物
の被膜が生成する際には、乾燥の不均一性や結晶核の発
生によって膜の厚さが不均一となり、半導体デバイスの
バラツキの要因となった。Further, in the film formation by sputtering, the amorphous silicon film is greatly damaged by the impact of sputtering, so that the characteristics of the obtained semiconductor device are not always satisfactory. There is also a method of forming a film by means such as spin coating instead of sputtering. However, it was difficult to obtain a uniform film by the spin coating method. For example, in the case of a rectangular substrate such as a liquid crystal display, the solution is likely to collect at the four ends, and the film thickness is not uniform. Further, when the solvent is dried to form a film of the catalytic element compound, the film thickness becomes non-uniform due to non-uniformity of drying and generation of crystal nuclei, which is a cause of variations in semiconductor devices.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、触媒元素を
用いた通常の固相成長法に必要な温度よりも低い温度に
おける熱処理によって、結晶性を有する薄膜珪素半導体
の作製において、 (1)触媒元素の微量の制御を可能とする。 (2)触媒元素の均一な導入を可能とする。 といった要求を満たすことを目的とする。さらに、 (3)触媒元素の導入に際して生産性を高めることも目
的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a thin film silicon semiconductor having crystallinity by heat treatment at a temperature lower than that required for a normal solid phase growth method using a catalytic element. Enables control of trace amounts of catalytic elements. (2) It is possible to uniformly introduce the catalyst element. The purpose is to meet such requirements. Further, (3) it is also intended to improve productivity when introducing the catalyst element.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を満
足するために、触媒元素を有する有機金属の蒸気もしく
はガスに熱、光等のエネルギ─を与え分解せしめること
によって、非晶質珪素膜表面に触媒元素もしくはその化
合物の被膜を堆積する、という構成を特徴とするもので
ある。上記構成は以下の基本的な有意性を有する。 (a)雰囲気中の触媒元素の濃度は、蒸気圧等によって
厳密に制御することが可能であり、さらに、雰囲気への
導入をやめれば、それ以上、非晶質珪素膜上には堆積さ
れない。 (b)外部からのエネルギ─印加による分解、堆積の過
程では、表面に極めて均一な被膜が形成され、何らのダ
メージも非晶質珪素膜に与えられない。 (c)外部からのエネルギ─印加による分解によって触
媒元素もしくはその化合物の被膜の堆積の工程の後、引
き続き加熱処理をおこなえば、連続的に固相成長がおこ
なわれる。したがって、生産性の向上に寄与できる。In order to achieve the above object, the present invention provides amorphous silicon by applying energy such as heat or light to vapor or gas of an organic metal having a catalytic element to decompose it. It is characterized in that a film of a catalytic element or its compound is deposited on the film surface. The above configuration has the following basic significance. (A) The concentration of the catalyst element in the atmosphere can be strictly controlled by the vapor pressure or the like, and if introduction into the atmosphere is stopped, it will not be deposited on the amorphous silicon film any more. (B) In the process of decomposition and deposition by applying energy from the outside, a very uniform film is formed on the surface and no damage is given to the amorphous silicon film. (C) After the step of depositing the coating film of the catalytic element or its compound by decomposition by applying energy from the outside, if the heat treatment is continued, solid phase growth is continuously performed. Therefore, it can contribute to the improvement of productivity.
【0009】本発明において、触媒元素としてニッケル
を用いる場合には、ビスシクロペンタジエニルニッケル
(Bis(cyclopemtadienyl)nic
kel、Ni(C5 H5 )2 、以下、BCPニッケル、
もしくはBCP塩という)やビスメチルシクロペンタジ
エニルニッケル(Bis(methylcyclope
ntadienyl)nickel、Ni(CH3 C5
H4 )2 、以下、BMCPニッケル、もしくはBMCP
塩という)、ビス−2,2,6,6−テトラメチル−
3,5−ヘプタンジオノニッケル(Bis−(2,2,
6,6−tetramethyl−3,5−hptan
ediono)nickel、Ni(C11H19O2 )
2 )を用いればよい。In the present invention, when nickel is used as a catalyst element, biscyclopentadienyl nickel (Bis (cyclopemetadienyl) nic) is used.
kel, Ni (C 5 H 5 ) 2 , below, BCP nickel,
Or it is called BCP salt) or bismethylcyclopentadienyl nickel (Bis (methylcyclope
ntadienyl) nickel, Ni (CH 3 C 5
H 4) 2, or less, BMCP nickel or BMCP
Salt), bis-2,2,6,6-tetramethyl-
3,5-Heptanediononickel (Bis- (2,2,
6,6-Tetramethyl-3,5-hptan
ediono) nickel, Ni (C 11 H 19 O 2 ).
2 ) should be used.
【0010】BCPニッケルの場合には融点は173〜
174℃であり、90℃、130℃における蒸気圧はそ
れぞれ、0.04torr、0.6torrである。B
MCPニッケルの場合には融点は34℃であり、90
℃、130℃における蒸気圧はそれぞれ、1.6tor
r、15torrである。これらの有機金属の分解によ
って得られる被膜は、触媒元素が導入されるべき領域の
非晶質珪素膜に直接堆積されてもよいし、100Å以下
の薄い酸化膜をまず形成し、その上に形成されてもよ
い。In the case of BCP nickel, the melting point is 173-
174 ° C., and vapor pressures at 90 ° C. and 130 ° C. are 0.04 torr and 0.6 torr, respectively. B
In the case of MCP nickel, the melting point is 34 ° C and 90
Vapor pressures at ℃ and 130 ℃ are 1.6 torr, respectively
r, 15 torr. The film obtained by decomposing these organic metals may be directly deposited on the amorphous silicon film in the region where the catalytic element is to be introduced, or a thin oxide film of 100 Å or less is first formed and then formed on it. May be done.
【0011】また、触媒元素もしくはその化合物の被膜
を選択的に堆積することにより、結晶成長を選択的に行
なうことができる。例えば、選択的にマスク膜を形成
し、特定の部分だけ、非晶質珪素膜の表面が実質的に露
出されているようにする。マスク膜に要求される厚さは
マスク膜の材質によって異なるが、酸化珪素の場合には
500Å以上で十分である。そして、触媒元素を有する
被膜を本発明によって堆積させることにより、非晶質珪
素膜の特定の部分だけ触媒元素が導入されるようにす
る。この場合には、触媒元素もしくはその化合物の被膜
が導入されなかった領域に向かって、被膜が堆積された
領域から珪素膜の面に平行な方向に結晶成長をおこなう
ことができる。このように珪素膜の面に平行な方向に結
晶成長が行なわれた領域を本明細書中においては横方向
に結晶成長した領域と称する。Further, by selectively depositing a film of a catalytic element or its compound, crystal growth can be selectively performed. For example, a mask film is selectively formed so that the surface of the amorphous silicon film is substantially exposed only in a specific portion. The required thickness of the mask film depends on the material of the mask film, but in the case of silicon oxide, 500 Å or more is sufficient. Then, by depositing a film having a catalytic element according to the present invention, the catalytic element is introduced only in a specific portion of the amorphous silicon film. In this case, crystal growth can be performed in the direction parallel to the surface of the silicon film from the region where the coating is deposited toward the region where the coating of the catalytic element or its compound is not introduced. In this specification, a region in which crystal growth is performed in a direction parallel to the surface of the silicon film is referred to as a lateral crystal growth region.
【0012】このような横方向に結晶成長が行なわれた
領域では、触媒元素の濃度が低いことが確かめられてい
る。半導体装置の活性層領域として、結晶性珪素膜を利
用することは有用であるが、活性層領域中における不純
物の濃度は一般に低い方がより好ましい。従って、上記
横方向に結晶成長が行なわれた領域を用いて半導体装置
の活性層領域を形成することはデバイス作製上有用であ
る。しかしながら、このような選択的な触媒元素を有す
る被膜の堆積をおこなうには、その前にフォトリソグラ
フィー工程を経ねばならず、その後のフォトリソグラフ
ィー工程の前に加熱工程が存在するため、基板の収縮等
の障害が生じる可能性もある。したがって、横方向の結
晶成長を選択するには、そのような問題を考慮する必要
がある。It has been confirmed that the concentration of the catalytic element is low in the region where the crystal growth is performed in the lateral direction. Although it is useful to use a crystalline silicon film as the active layer region of the semiconductor device, it is generally preferable that the concentration of impurities in the active layer region is low. Therefore, forming the active layer region of the semiconductor device by using the region in which the crystal growth is performed in the lateral direction is useful for device fabrication. However, in order to deposit such a coating having a selective catalytic element, a photolithography step must be performed before the deposition, and a heating step is present before the subsequent photolithography step. There is a possibility that such obstacles will occur. Therefore, such a problem must be taken into consideration in selecting lateral crystal growth.
【0013】本発明は、通常は以下の工程によって実施
される。すなわち、 チャンバー内に基板を配置し、基板を所定の温度に加
熱する。 チャンバー内に非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒
元素を有する有機金属の蒸気もしくはガスを導入する。 前記導入された蒸気もしくはガスに、熱、光、プラズ
マを作用させて分解させ、基板表面に触媒元素もしくは
その化合物の被膜を堆積する。 前記非晶質珪素膜を加熱処理することにより、結晶化
させる。 である。このうち、の工程においては、該有機金属の
蒸気もしくはガスは、絶えず流しつづけるのではなく、
一定量(例えば、1sccm)だけチャンバー内に導入
するに留めてもよい。またその際の雰囲気は減圧でもよ
いし、大気圧で行っても良い。減圧で行う場合にはLP
CVDの如き構成の装置を流用すれば良く、また大気圧
の場合にはAPCVD(常圧CVD)の如き装置を用い
ることが可能である。またの工程中あるいは該工程後
に堆積した触媒元素と非晶質珪素とを界面において反応
させ、反応生成物を形成することは有用である。該生成
物を予め形成しておくことにより、その後の熱結晶化工
程における結晶化をより容易に行うことが可能である。
この理由は明確ではないが、それら生成物が結晶核とし
て作用したものと推測される。の工程に関しては、チ
ャンバーからいったん外部に取り出したのち、別の熱ア
ニール装置においておこなってもよいが、チャンバー内
で引き続きおこなってもよい。The present invention is usually carried out by the following steps. That is, the substrate is placed in the chamber and the substrate is heated to a predetermined temperature. An organometallic vapor or gas having a catalytic element that promotes crystallization of the amorphous silicon film is introduced into the chamber. Heat, light, or plasma is caused to act on the introduced vapor or gas to decompose it, and a coating film of a catalytic element or its compound is deposited on the surface of the substrate. The amorphous silicon film is crystallized by heat treatment. Is. Of these, in the step of 1, the vapor or gas of the organic metal is not continuously flowed,
Only a fixed amount (for example, 1 sccm) may be introduced into the chamber. The atmosphere at that time may be reduced pressure or atmospheric pressure. LP when performing under reduced pressure
An apparatus having a configuration such as CVD may be used, and in the case of atmospheric pressure, an apparatus such as APCVD (normal pressure CVD) can be used. It is useful to react the catalyst element deposited during or after this step with the amorphous silicon at the interface to form a reaction product. By forming the product in advance, crystallization in the subsequent thermal crystallization step can be performed more easily.
The reason for this is not clear, but it is speculated that these products acted as crystal nuclei. The step (1) may be carried out in the chamber after being taken out from the chamber and then carried out in another thermal annealing apparatus.
【0014】なお、の工程の後に、レーザー等の強光
を照射すると、固相成長によって完全に結晶化しなかっ
た部分まで結晶化させることができ、より特性の良好な
結晶性珪素を得ることができる。用いるべきレーザーに
関しては、各種エキシマレーザーが利用しやすい。ま
た、触媒元素もしくはその化合物の被膜を堆積させるチ
ャンバー内に触媒元素が蓄積されると、珪素膜中へ触媒
元素が過剰に導入されることとなるので、チャンバーは
こまめに洗浄することが望まれる。あるいは、使用の度
にプラズマ等によってクリーニングをおこなうとよい。If strong light such as a laser is irradiated after the step, it is possible to crystallize even a portion which is not completely crystallized by solid phase growth, and crystalline silicon having better characteristics can be obtained. it can. As for the laser to be used, various excimer lasers are easy to use. Further, when the catalytic element is accumulated in the chamber for depositing the coating film of the catalytic element or its compound, the catalytic element is excessively introduced into the silicon film, and therefore it is desirable to frequently clean the chamber. . Alternatively, cleaning may be performed with plasma or the like each time it is used.
【0015】本発明においては、触媒元素としてニッケ
ルを用いた場合に最も顕著な効果を得ることができる
が、その他利用できる触媒元素の種類としては、好まし
くはPd、Pt、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、
As、Sbを利用することができる。また、VIII族元
素、IIIb、IVb、Vb元素から選ばれた一種または複数種
類の元素を利用することもできる。In the present invention, the most remarkable effect can be obtained when nickel is used as the catalyst element, but as other types of catalyst element that can be used, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, and In, Sn, P,
As and Sb can be used. Further, one or more kinds of elements selected from Group VIII elements, IIIb, IVb, and Vb elements can also be used.
【0016】[0016]
〔実施例1〕本実施例では、ガラス基板上の結晶性を有
する珪素膜を形成する例を示す。図1を用いて、触媒元
素(ここではニッケルを用いる)を導入し、結晶化する
工程までを説明する。本実施例においては、基板として
コーニング7059ガラスを用いた。またその大きさは
100mm×100mmとする。[Embodiment 1] This embodiment shows an example of forming a crystalline silicon film on a glass substrate. A process of introducing a catalytic element (here, nickel is used) and crystallization will be described with reference to FIG. In this example, Corning 7059 glass was used as the substrate. The size is 100 mm × 100 mm.
【0017】まず、基板11上に酸化珪素膜12をスパ
ッタリング法やプラズマCVD法によって形成した。酸
化珪素膜12の厚さは1000〜5000Å、例えば、
2000Åとした。(図1(A)) 次に、非晶質珪素膜13をプラズマCVD法やLPCV
D法によってアモルファス状のシリコン膜を100〜1
500Å形成する。ここでは、プラズマCVD法によっ
て非晶質珪素膜13を500Åの厚さに成膜した。(図
1(B))First, the silicon oxide film 12 was formed on the substrate 11 by the sputtering method or the plasma CVD method. The thickness of the silicon oxide film 12 is 1000 to 5000Å, for example,
It was set to 2000Å. (FIG. 1A) Next, the amorphous silicon film 13 is formed by plasma CVD or LPCV.
Amorphous silicon film 100 to 1 by D method
Form 500Å. Here, the amorphous silicon film 13 was formed to a thickness of 500 Å by the plasma CVD method. (Fig. 1 (B))
【0018】そして、汚れ及び自然酸化膜を取り除くた
めにフッ酸処理を行い、基板を図1(E)に示されるチ
ャンバー101に設置した。ここで、チャンバー101
について簡単に説明する。チャンバー101には外部か
らガスを導入するチューブと排気するチューブが接続さ
れており、前者は2系統ある。第1は有機ニッケルガス
・蒸気を導入する系統であり、第2はそのキャリヤガス
である。第1の系統では、ベーパライザーから発生した
有機ニッケルガス・蒸気(例えば、BMCPニッケル)
を適当なガス(例えば、アルゴンや水素)によって搬送
する。この際には有機ニッケルが配管内に凝結しないよ
うに、配管は適当な温度、好ましくはベーパライザーと
同じ温度か、それよりも高い温度に保たれている必要が
ある。Then, a hydrofluoric acid treatment was performed to remove the dirt and the natural oxide film, and the substrate was placed in the chamber 101 shown in FIG. 1 (E). Here, the chamber 101
Will be briefly described. A tube for introducing gas and a tube for exhausting gas from the outside are connected to the chamber 101, and the former has two systems. The first is a system for introducing organic nickel gas / vapor, and the second is a carrier gas thereof. In the first system, organic nickel gas / vapor generated from the vaporizer (for example, BMCP nickel)
Are carried by a suitable gas (eg, argon or hydrogen). In this case, the pipe must be kept at a suitable temperature, preferably at the same temperature as the vaporizer or higher so that the organic nickel does not condense in the pipe.
【0019】第1のガス系統からは有機ニッケルガス・
蒸気が得られるが、その濃度を必要とする量に制御する
ことは難しい。すなわち、蒸気圧はベーパライザーの温
度によって決定されるからであり、温度のわずかの違い
によって濃度が著しく変動するからである。そこで、第
2のガス系統からキャリヤガス(例えば、アルゴンや水
素)を導入して、有機ニッケルガス・蒸気を希釈する。
その濃度比はバルブV1とV2によって制御される。こ
のようにして有機ニッケルガスもしくは蒸気はチャンバ
ー101に導入される。チャンバー内には平行平板型の
電極106および107を設けてあり、さらに、チャン
バーの外にRF電源105を設けてある。これは、電極
間にプラズマを発生させて、チャンバー内に残留するニ
ッケルをクリーニングするためのものである。From the first gas system, organic nickel gas
Although vapor is obtained, it is difficult to control its concentration to the required amount. That is, the vapor pressure is determined by the temperature of the vaporizer, and the concentration significantly fluctuates due to a slight difference in temperature. Therefore, a carrier gas (for example, argon or hydrogen) is introduced from the second gas system to dilute the organic nickel gas / vapor.
The concentration ratio is controlled by valves V1 and V2. In this way, the organic nickel gas or vapor is introduced into the chamber 101. Parallel plate electrodes 106 and 107 are provided in the chamber, and an RF power source 105 is provided outside the chamber. This is for generating plasma between the electrodes to clean nickel remaining in the chamber.
【0020】チャンバー内にはヒーター104およびサ
セプター102を設け、その上に試料103を置く。も
ちろん、チャンバー全体も有機ニッケルが凝結しない程
度の温度に保つことが望まれる。そして、基板は、その
温度よりも高温に加熱され、有機ニッケルが熱分解する
温度に保持されることが必要である。本構成のチャンバ
ーを用いたニッケル膜の堆積方法について述べる。ま
ず、基板をセットする。そして、V1、V2を閉じたま
ま、V3を開き、チャンバー内を適当な圧力まで排気す
る。本工程はそれほどの高真空を必要とされないので、
1〜500mTorrの排気でも十分である。次にヒー
ター104に通電して、基板を500〜550℃に加熱
する。A heater 104 and a susceptor 102 are provided in the chamber, and a sample 103 is placed thereon. Of course, it is desirable that the entire chamber be maintained at a temperature at which organic nickel does not condense. The substrate needs to be heated to a temperature higher than that temperature and maintained at a temperature at which the organic nickel is thermally decomposed. A method for depositing a nickel film using the chamber of this configuration will be described. First, the substrate is set. Then, V3 is opened while V1 and V2 are closed, and the inside of the chamber is evacuated to an appropriate pressure. Since this process does not require such a high vacuum,
Exhaust of 1 to 500 mTorr is sufficient. Next, the heater 104 is energized to heat the substrate to 500 to 550 ° C.
【0021】この状態でV3を閉じ、V1およびV2を
開いて、有機ニッケルガスを導入する。そして、必要な
量だけ有機ニッケルガスが導入されたら、V1とV2を
閉じる。この結果、チャンバー内には有機ニッケルガス
とキャリヤガスが閉じ込められ、有機ニッケルガスは基
板上で熱分解して、基板表面にはニッケル化合物膜14
が形成される。(図1(C)) その後、固相成長の工程に移るわけであるが、その際に
は以下の2通りの方法が考えられる。第1の方法は、基
板を外部に取り出して固相成長工程に移る方法である。
その場合には、ヒーター104を切り、基板を冷却し、
さらに、V2およびV3を開いて、チャンバー内のガス
を人体に対して無害なガスに完全に置換する。そして、
V3を閉じて、チャンバーを大気に開放し、基板を取り
出す。その後の固相成長工程は従来の場合と同様であ
る。基板を取り出した後は、チャンバー内の圧力を適当
なものとして、電極106と107の間に放電を生じさ
せることによってチャンバー内のクリーニングをおこな
ってもよい。In this state, V3 is closed, V1 and V2 are opened, and organic nickel gas is introduced. When the required amount of organic nickel gas is introduced, V1 and V2 are closed. As a result, the organic nickel gas and the carrier gas are confined in the chamber, the organic nickel gas is thermally decomposed on the substrate, and the nickel compound film 14 is formed on the substrate surface.
Is formed. (FIG. 1 (C)) After that, the process proceeds to the solid-phase growth process, in which case the following two methods can be considered. The first method is to take out the substrate to the outside and move to the solid phase growth step.
In that case, turn off the heater 104, cool the substrate,
Further, V2 and V3 are opened to completely replace the gas in the chamber with a gas harmless to the human body. And
V3 is closed, the chamber is opened to the atmosphere, and the substrate is taken out. The subsequent solid phase growth process is the same as the conventional case. After taking out the substrate, the chamber may be cleaned by setting the pressure in the chamber to an appropriate pressure and causing an electric discharge between the electrodes 106 and 107.
【0022】第2の方法は、基板をチャンバー内で引き
続き加熱することによって、固相成長をおこなうもので
ある。その場合の手順は以下のようになる。まず、V2
およびV3を開き、チャンバー内から有機ニッケルガス
を完全に除去する。これはチャンバー内に有機ニッケル
ガスが残存していると、固相成長工程においても継続的
にニッケルが導入されて、珪素膜中のニッケルの濃度が
過剰になってしまうからである。チャンバー内にはアル
ゴンもしくは窒素のごとき、不活性ガスを導入すること
が望ましい。The second method is to perform solid phase growth by subsequently heating the substrate in the chamber. The procedure in that case is as follows. First, V2
And V3 are opened, and the organic nickel gas is completely removed from the chamber. This is because if the organic nickel gas remains in the chamber, nickel is continuously introduced even in the solid phase growth step, and the concentration of nickel in the silicon film becomes excessive. It is desirable to introduce an inert gas such as argon or nitrogen into the chamber.
【0023】ヒーターは基板を500〜580℃、例え
ば、550℃に加熱するように設定し、この状態で放置
することによって、固相成長が進行する。必要な時間、
例えば4時間だけ放置したら、V3を閉じて、ヒーター
を切り、基板を冷却させてから外部に取り出す。このよ
うにして結晶化した珪素膜15を得ることができた。上
記の加熱処理は450℃以上の温度で行うことができる
が、温度が低いと加熱時間を長くしなけらばならず、生
産効率が低下する。また、580℃以上とすると基板と
して用いるガラス基板の耐熱性の問題が表面化してしま
う。熱アニール温度はこのように生産性と基板の耐熱性
とを考慮して決定されなければならない。(図1
(D)) 尚本実施例において、有機ニッケルの分解、堆積工程に
おける圧力は減圧でもよいし大気圧でも良い。その理由
は堆積ニッケル量は圧力で決定されるのではなく、その
分圧で決定されるからであり、例えば大気圧においても
キャリヤガスによる希釈率を高めることにより減圧時と
同程度にニッケル量とすることは可能である。また、大
気圧の場合には、APCVDの様にノズルから吹きつけ
ながら堆積せしめる構成とすることにより、チャンバ─
クリ─ニングの頻度を減らすことが可能となる。The heater is set so as to heat the substrate to 500 to 580 ° C., for example 550 ° C., and the solid phase growth proceeds by leaving it in this state. Time required,
For example, after leaving it for 4 hours, V3 is closed, the heater is turned off, the substrate is cooled, and then taken out. Thus, the crystallized silicon film 15 could be obtained. The above heat treatment can be performed at a temperature of 450 ° C. or higher, but if the temperature is low, the heating time must be lengthened and the production efficiency will be reduced. Further, if the temperature is 580 ° C. or higher, the problem of heat resistance of the glass substrate used as the substrate is exposed. Thus, the thermal annealing temperature must be determined in consideration of productivity and heat resistance of the substrate. (Fig. 1
(D)) In this embodiment, the pressure in the decomposition and deposition steps of the organic nickel may be reduced pressure or atmospheric pressure. The reason is that the amount of nickel deposited is not determined by pressure, but by its partial pressure. For example, even at atmospheric pressure, by increasing the dilution rate with the carrier gas, the amount of nickel is reduced to the same level as when decompressing. It is possible to do so. Further, in the case of atmospheric pressure, by adopting a structure in which deposition is performed while spraying from a nozzle like APCVD,
It is possible to reduce the frequency of cleaning.
【0024】〔実施例2〕本実施例では、実施例1と同
様の装置を用い、熱の代わりにプラズマによって有機ニ
ッケルを分解する例を示す。図1を用いて、触媒元素
(ここではニッケルを用いる)を導入し、結晶化する工
程までを説明する。本実施例においても、基板としてコ
ーニング7059ガラスを用いた。またその大きさは1
00mm×100mmとする。[Embodiment 2] In this embodiment, an apparatus similar to that of Embodiment 1 is used and an example in which organic nickel is decomposed by plasma instead of heat is shown. A process of introducing a catalytic element (here, nickel is used) and crystallization will be described with reference to FIG. Also in this example, Corning 7059 glass was used as the substrate. The size is 1
The size is 00 mm × 100 mm.
【0025】基板11上に非晶質珪素膜13を形成し、
自然酸化膜除去後にチャンバ─101内に導入するまで
は実施例1と同様であるため割愛する。チャンバー10
1内に基板11を設置後、実施例1と同様の操作により
有機ニッケルガスを導入する。本実施例においてはプラ
ズマを用いて有機ニッケルを分解せしめることが目的で
あるので、チャンバ─内の圧力は減圧であることが必要
である。この圧力としては1〜1000Pa程度が適当
であるが、本実施例においては20Paとなるように調
節した。前述の様に、チャンバー内には平行平板型の電
極106および107を設けてあり、さらに、チャンバ
ーの外にRF電源105を設けてある。これは、実施例
1においてはチャンバ─クリ─ニングの為であったが、
今回は有機ニッケルの分解のために用いることにする。An amorphous silicon film 13 is formed on the substrate 11,
Since the process is the same as in Example 1 until the chamber 101 is introduced after the natural oxide film is removed, the description thereof is omitted. Chamber 10
After placing the substrate 11 in the substrate 1, organic nickel gas is introduced by the same operation as in the first embodiment. In this embodiment, since the purpose is to decompose the organic nickel by using plasma, the pressure inside the chamber needs to be reduced. The pressure is appropriately about 1 to 1000 Pa, but in this embodiment, it was adjusted to 20 Pa. As described above, the parallel plate type electrodes 106 and 107 are provided in the chamber, and the RF power source 105 is provided outside the chamber. This was due to chamber cleaning in Example 1, but
This time, we will use it for the decomposition of organic nickel.
【0026】チャンバー内にヒーター104およびサセ
プター102を設け、その上に試料103を置く構成は
実施例1と同様である。もちろん、チャンバー全体も有
機ニッケルが凝結しない程度の温度に保つことが望まれ
る。そして、本実施例においては、基板もチャンバ─全
体と同程度の有機ニッケルが凝結しない程度の温度に保
った。これは熱分解ではなくプラズマによる分解のみを
用いるためである。本構成のチャンバーを用いたニッケ
ル膜の堆積方法について述べる。まず、基板をセットす
る。そして、V1、V2を閉じたまま、V3を開き、チ
ャンバー内を適当な圧力まで排気する。本工程は実施例
1においてはそれほどの高真空を必要としなかったが、
本実施例においてはある程度の高真空まで引くことが望
ましい。The structure in which the heater 104 and the susceptor 102 are provided in the chamber and the sample 103 is placed on the heater 104 and the susceptor 102 is the same as in the first embodiment. Of course, it is desirable that the entire chamber be maintained at a temperature at which organic nickel does not condense. Then, in this example, the substrate was also kept at the same temperature as in the entire chamber, at a temperature at which organic nickel was not condensed. This is because only decomposition by plasma is used instead of thermal decomposition. A method for depositing a nickel film using the chamber of this configuration will be described. First, the substrate is set. Then, V3 is opened while V1 and V2 are closed, and the inside of the chamber is evacuated to an appropriate pressure. This step did not require such a high vacuum in Example 1, but
In this embodiment, it is desirable to draw a high vacuum to some extent.
【0027】この状態でV3を閉じ、V1およびV2を
開いて、有機ニッケルガスを導入する。本実施例におい
ては、ガスは常にフローした状態で行い、圧力は排気系
のコンダクタンスを調節して20Paとなるようにし
た。次に電極間にRF領域の高周波印加を行い、プラズ
マを形成し、有機ニッケルを分解して基板上に堆積せし
めた。高周波出力は20Wで、成膜時間は2分とした。
(図1(C)) その後、固相成長の工程に移るわけであるが、本実施例
においてはその基板温度と熱結晶化に必要な基板温度が
大きく異なるため、同一チャンバー内で行うことはスル
ープットの点から得策ではない。そこで基板を外部に取
り出して固相成長工程に移る方法であるを採用すること
になる。その場合には、ヒーター104を切り、基板を
冷却し、さらに、V2およびV3を開いて、チャンバー
内のガスを人体に対して無害なガスに完全に置換する。
そして、V3を閉じて、チャンバーを大気に開放し、基
板を取り出す。その後の固相成長工程は従来の場合と同
様である。基板を取り出した後は、チャンバー内の圧力
を適当なものとして、電極106と107の間に放電を
生じさせることによってチャンバー内のクリーニングを
おこなってもよい。しかしさらに望ましくは、上記チャ
ンバ─101をロ─ド室とアンロ─ド室を備えたマルチ
チャンバ─の構成とすることで、更なるスル─プットの
向上が期待できる。このようにして結晶化した珪素膜1
5を得ることができた。上記の加熱処理は450℃以上
の温度で行うことができるが、温度が低いと加熱時間を
長くしなけらばならず、生産効率が低下する。また、5
80℃以上とすると基板として用いるガラス基板の耐熱
性の問題が表面化してしまう。熱アニール温度はこのよ
うに生産性と基板の耐熱性とを考慮して決定されなけれ
ばならない。(図1(D)) 〔実施例3〕本実施例は、実施例2に示す方法でニッケ
ルを非晶質珪素表面に形成後、連続してニッケルシリサ
イドを表面において形成させ、その後熱結晶化を施した
例を示す。RFプラズマによって有機ニッケルを分解、
堆積させるまでは実施例2と同様であるため省略する。
その後、内部の残留ガスを追い出すためにV3を開け
て、有機ニッケルを完全に排気し、その後キャリヤガス
のみをV2を開けることにより再び導入する。そしてそ
の圧力は有機ニッケル分解時と同程度の1〜1000P
a程度が望ましいが、本実施例ではその圧力を25Pa
とした。そしてキャリヤガスのみの状態で電極106と
電極107の間にRFを印加してプラズマを形成し、該
プラズマでニッケルが堆積した非晶質珪素膜を処理する
ことにより、ニッケルと非晶質珪素からニッケルシリサ
イドが形成される。これは、加速されたイオンあるいは
ラジカルのエネルギ─によるものであり、これを有効に
作用せしめるためには、基板に対してバイアスを印加し
て加速を高めるか、あるいは平行平板型のプラズマとし
て両電極間に直流バイアスを印加する等の方法が有効で
ある。また、この際に導入するキャリヤガスの種類とし
ては、ArかXeが効果が高い、特にXeが望ましかっ
た。上記工程によってシリサイドを形成したものを、実
施例2のシリサイド化を行っていないものと比較する
と、シリサイド形成を行うことにより熱結晶化時に核発
生密度が向上することが電子顕微鏡観察から判明した。In this state, V3 is closed, V1 and V2 are opened, and organic nickel gas is introduced. In this embodiment, the gas was always flown, and the pressure was adjusted to 20 Pa by adjusting the conductance of the exhaust system. Next, a high frequency RF region was applied between the electrodes to form plasma, and the organic nickel was decomposed and deposited on the substrate. The high frequency output was 20 W and the film formation time was 2 minutes.
(FIG. 1 (C)) After that, the process proceeds to the solid phase growth step. However, in this example, the substrate temperature and the substrate temperature required for thermal crystallization are significantly different. Not a good idea in terms of throughput. Therefore, the method of taking out the substrate to the outside and moving to the solid phase growth step will be adopted. In that case, the heater 104 is turned off, the substrate is cooled, and V2 and V3 are further opened to completely replace the gas in the chamber with a gas harmless to the human body.
Then, V3 is closed, the chamber is opened to the atmosphere, and the substrate is taken out. The subsequent solid phase growth process is the same as the conventional case. After taking out the substrate, the chamber may be cleaned by setting the pressure in the chamber to an appropriate pressure and causing an electric discharge between the electrodes 106 and 107. However, more desirably, the chamber 101 is configured as a multi-chamber having a load chamber and an unload chamber, whereby further improvement in throughput can be expected. Silicon film 1 crystallized in this way
It was possible to obtain 5. The above heat treatment can be performed at a temperature of 450 ° C. or higher, but if the temperature is low, the heating time must be lengthened and the production efficiency will be reduced. Also, 5
When the temperature is 80 ° C. or higher, the problem of heat resistance of the glass substrate used as the substrate is exposed. Thus, the thermal annealing temperature must be determined in consideration of productivity and heat resistance of the substrate. (FIG. 1 (D)) [Embodiment 3] In this embodiment, after nickel is formed on the surface of amorphous silicon by the method shown in Embodiment 2, nickel silicide is continuously formed on the surface and then thermal crystallization is performed. An example in which Decomposes organic nickel by RF plasma,
The process up to the deposition is similar to that of the second embodiment, and therefore the description thereof is omitted.
After that, V3 is opened to expel the residual gas inside, the organic nickel is completely exhausted, and then only the carrier gas is introduced again by opening V2. And the pressure is about 1 to 1000P, which is about the same as when organic nickel is decomposed.
Although about a is desirable, the pressure is 25 Pa in this embodiment.
And Then, RF is applied between the electrode 106 and the electrode 107 in a state of only the carrier gas to form plasma, and the amorphous silicon film on which nickel is deposited is processed by the plasma to remove the nickel and the amorphous silicon. Nickel silicide is formed. This is due to the energy of accelerated ions or radicals. To make this work effectively, a bias is applied to the substrate to increase the acceleration, or a parallel plate type plasma is used for both electrodes. A method such as applying a DC bias between them is effective. Further, as the type of carrier gas introduced at this time, Ar or Xe is highly effective, and Xe is particularly desirable. It was found from an electron microscopic observation that the nucleation density was improved during thermal crystallization by forming the silicide by comparing the case where the silicide was formed by the above process with the case where the silicidation was not performed in Example 2.
【0028】〔実施例4〕本実施例では、紫外光によっ
て有機ニッケルを分解、堆積し、ガラス基板上の結晶性
を有する珪素膜を形成する例を示す。図5に示すチャン
バーを用いて、触媒元素(ここではニッケルを用いる)
を導入し、結晶化する工程までを説明する。本実施例に
おいて、基板をチャンバ─内に設置するまでは実施例1
と同様の方法で行った為、本実施例においては省略す
る。ここで、チャンバー201について簡単に説明す
る。チャンバー201には外部からガスを導入するチュ
ーブと排気するチューブが接続されており、前者は2系
統ある。第1は有機ニッケルガス・蒸気を導入する系統
であり、第2はそのキャリヤガスである。第1の系統で
は、ベーパライザーから発生した有機ニッケルガス・蒸
気(例えば、BMCPニッケル)を適当なガス(例え
ば、アルゴンや水素)によって搬送する。この際には有
機ニッケルが配管内に凝結しないように、配管は適当な
温度、好ましくはベーパライザーと同じ温度か、それよ
りも高い温度に保たれている必要がある。これらの構成
は図1(E)の構成と同様のものである。[Embodiment 4] This embodiment shows an example in which organic nickel is decomposed and deposited by ultraviolet light to form a crystalline silicon film on a glass substrate. Using the chamber shown in FIG. 5, a catalytic element (nickel is used here)
Up to the step of introducing and crystallizing. In this embodiment, until the substrate is placed in the chamber,
Since it was performed in the same manner as in (1), it is omitted in this embodiment. Here, the chamber 201 will be briefly described. A tube for introducing gas and a tube for exhausting gas from the outside are connected to the chamber 201, and the former has two systems. The first is a system for introducing organic nickel gas / vapor, and the second is a carrier gas thereof. In the first system, the organic nickel gas / vapor (for example, BMCP nickel) generated from the vaporizer is carried by an appropriate gas (for example, argon or hydrogen). In this case, the pipe must be kept at a suitable temperature, preferably at the same temperature as the vaporizer or higher so that the organic nickel does not condense in the pipe. These structures are similar to those of FIG.
【0029】第1のガス系統からは有機ニッケルガス・
蒸気が得られるが、その濃度を必要とする量に制御する
ことは難しい。すなわち、蒸気圧はベーパライザーの温
度によって決定されるからであり、温度のわずかの違い
によって濃度が著しく変動するからである。そこで、第
2のガス系統からキャリヤガス(例えば、アルゴンや水
素)を導入して、有機ニッケルガス・蒸気を希釈する。
その濃度比はバルブV11とV12によって制御され
る。このようにして有機ニッケルガスもしくは蒸気はチ
ャバー201に導入される。チャンバー上部には、石英
窓203を挟んで低圧水銀ランプ202が設置されてい
る。From the first gas system, organic nickel gas
Although vapor is obtained, it is difficult to control its concentration to the required amount. That is, the vapor pressure is determined by the temperature of the vaporizer, and the concentration significantly fluctuates due to a slight difference in temperature. Therefore, a carrier gas (for example, argon or hydrogen) is introduced from the second gas system to dilute the organic nickel gas / vapor.
The concentration ratio is controlled by valves V11 and V12. In this way, the organic nickel gas or vapor is introduced into the chaber 201. A low-pressure mercury lamp 202 is installed above the chamber with a quartz window 203 interposed therebetween.
【0030】チャンバー内にはヒーター204およびサ
セプター205を設け、その上に試料206を置く。も
ちろん、チャンバー全体も有機ニッケルが凝結しない程
度の温度に保つことが望まれる。そして、基板は、表面
における堆積ニッケルと非晶質珪素の反応を制御すべ
く、加熱される。例えば、両者を反応させたくない場合
には、基板温度を室温、あるいはそれ以下の温度に保持
することで可能となる。これはイオン損傷や加熱が必須
要件ではない光反応故に可能な構成である。本構成のチ
ャンバーを用いたニッケル膜の堆積方法について述べ
る。まず、基板をセットする。そして、V11、V12
を閉じたまま、V13を開き、チャンバー内を適当な圧
力まで排気する。A heater 204 and a susceptor 205 are provided in the chamber, and a sample 206 is placed thereon. Of course, it is desirable that the entire chamber be maintained at a temperature at which organic nickel does not condense. The substrate is then heated to control the reaction between the deposited nickel and the amorphous silicon on the surface. For example, if it is not desired to react the two, it is possible to keep the substrate temperature at room temperature or lower. This is a possible configuration due to photoreaction where ionic damage and heating are not essential requirements. A method for depositing a nickel film using the chamber of this configuration will be described. First, the substrate is set. And V11, V12
With V closed, V13 is opened and the inside of the chamber is evacuated to an appropriate pressure.
【0031】この状態でV13を閉じ、V11およびV
12を開いて、有機ニッケルガスを導入する。そして、
必要な量だけ有機ニッケルガスが導入されたら、V11
とV12を閉じる。この結果、チャンバー内には有機ニ
ッケルガスとキャリヤガスが閉じ込められ、次に低圧水
銀ランプ202に通電して、基板上に有機ニッケルが分
解して得られた薄膜を堆積する。一般に光CVDはデポ
レ─トが低いことが欠点とされているが、本発明におい
ては、微量の金属の堆積量を制御することが必要であ
り、かえって好都合であった。(図1(C)) その後、基板を取り出し、固相成長の工程を行った。本
実施例は、実施例1〜3に比較して界面損傷が少なく、
高品質な結晶性珪素薄膜を得ることが可能であった。In this state, V13 is closed, and V11 and V
Open 12 and introduce organic nickel gas. And
If the required amount of organic nickel gas is introduced, V11
And close V12. As a result, the organic nickel gas and the carrier gas are confined in the chamber, and then the low pressure mercury lamp 202 is energized to deposit a thin film obtained by decomposing the organic nickel on the substrate. In general, photo CVD is disadvantageous in that it has a low deposit, but in the present invention, it was necessary to control the deposition amount of a trace amount of metal, which was rather convenient. (FIG. 1C) After that, the substrate was taken out and a solid phase growth process was performed. This example has less interface damage than Examples 1 to 3,
It was possible to obtain a high quality crystalline silicon thin film.
【0032】〔実施例5〕本実施例は、実施例1に示す
作製方法において、1200Åの酸化珪素膜を選択的に
設け、この酸化珪素膜をマスクとして選択的にニッケル
を導入し、固相成長をおこなうことによって、横方向の
結晶化をおこなう例である。図2に本実施例における作
製工程の概略を示す。まず、ガラス基板(コーニング7
059、10cm角)21上に、酸化珪素膜22を厚さ
1000〜5000Åに形成した。さらに、プラズマC
VD法もしくは減圧CVD法によって、非晶質珪素膜2
3を厚さ500〜1000Åに形成した。さらに、マス
ク膜となる酸化珪素膜24を1000Å以上、ここでは
1200Åの厚さに、スパッタ法によって成膜した。こ
の酸化珪素膜24の膜厚については、発明者等の実験に
よると500Åでも問題がないことを確認しているが、
ピンホール等の存在によって、意図しない箇所にニッケ
ルが導入されることを防ぐため、ここでは更に余裕を持
たせた。(図2(A))[Embodiment 5] In this embodiment, in the manufacturing method shown in Embodiment 1, a 1200 Å silicon oxide film is selectively provided, and nickel is selectively introduced by using this silicon oxide film as a mask to form a solid phase. This is an example of performing lateral crystallization by performing growth. FIG. 2 shows an outline of the manufacturing process in this example. First, the glass substrate (Corning 7
A silicon oxide film 22 having a thickness of 1000 to 5000 Å was formed on the (059, 10 cm square) 21. Furthermore, plasma C
The amorphous silicon film 2 is formed by the VD method or the low pressure CVD method.
3 was formed to a thickness of 500 to 1000Å. Further, a silicon oxide film 24 serving as a mask film was formed to a thickness of 1000 Å or more, here 1200 Å by a sputtering method. Regarding the thickness of the silicon oxide film 24, it has been confirmed by experiments by the inventors that there is no problem even if it is 500 Å.
In order to prevent nickel from being introduced into unintended locations due to the presence of pinholes, etc., a further allowance is provided here. (Fig. 2 (A))
【0033】そして通常のフォトリソパターニング工程
によって、必要とするパターンに酸化珪素膜24をパー
ニングし、ニッケル導入のための窓25を形成した。こ
のような加工をおこなった基板を、実施例1と同様にチ
ャンバー101に設置し、有機ニッケルガスを用いて、
その表面に適当な厚さのニッケル化合物膜26を堆積し
た。(図2(B))Then, the silicon oxide film 24 was patterned into a required pattern by a usual photolithographic patterning process to form a window 25 for introducing nickel. The substrate thus processed was placed in the chamber 101 in the same manner as in Example 1, and using organic nickel gas,
A nickel compound film 26 having an appropriate thickness was deposited on the surface. (Fig. 2 (B))
【0034】そして550℃(窒素雰囲気)、8時間の
加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜23の結晶化
をおこなった。この際、まず、ニッケル化合物膜が非晶
質珪素膜と密着した部分27の領域において、結晶化が
始まった。(図2(C)) その後、結晶化は図中の矢印に示すようにその周囲へ進
行し、マスク膜24で覆われた領域28でも結晶化がお
こなわれた。(図2(D))Then, the amorphous silicon film 23 was crystallized by performing a heat treatment at 550 ° C. (nitrogen atmosphere) for 8 hours. At this time, first, crystallization started in the region of the portion 27 where the nickel compound film was in close contact with the amorphous silicon film. (FIG. 2 (C)) After that, crystallization proceeded to the periphery as shown by the arrow in the figure, and the region 28 covered with the mask film 24 was also crystallized. (Fig. 2 (D))
【0035】このようにして、非晶質珪素膜の結晶化が
おこなわれた。図2(E)に示すように、本実施例のご
とき、横方向の結晶化をおこなった場合には、大きくわ
けて3つの性質の異なる領域が得られる。第1はニッケ
ル化合物膜が非晶質珪素膜と密着していた領域で、図2
(E)では27で示される領域である。この領域は、熱
アニール工程の最初の段階で結晶化する。この領域をタ
テ成長領域と称する。この領域では、比較的ニッケル濃
度が高く、また、結晶化の方向のそろっておらず、その
結果、珪素の結晶性がそれほど優れないため、フッ酸そ
の他の酸に対するエッチングレートが比較的大きい。In this way, the amorphous silicon film was crystallized. As shown in FIG. 2E, when crystallization is performed in the lateral direction as in this embodiment, three regions having different properties can be obtained. The first is a region where the nickel compound film was in close contact with the amorphous silicon film.
In (E), the area is indicated by 27. This region crystallizes in the first stage of the thermal annealing process. This area is called a vertical growth area. In this region, the nickel concentration is relatively high and the directions of crystallization are not uniform, and as a result, the crystallinity of silicon is not so excellent, so the etching rate for hydrofluoric acid and other acids is relatively high.
【0036】第2は横方向の結晶化のおこなわれた領域
で、図2(E)では28で示される。この領域をヨコ成
長領域と称する。この領域は結晶化の方向がそろってお
り、ニッケル濃度も比較的低く、デバイスに用いるには
好ましい領域である。第3は横方向の結晶化の及ばなか
った非晶質領域である。The second is a region in which lateral crystallization is performed, which is indicated by 28 in FIG. 2 (E). This area is called a horizontal growth area. This region has a uniform crystallization direction and a relatively low nickel concentration, and is a preferable region for use in a device. The third is an amorphous region which has not been laterally crystallized.
【0037】〔実施例6〕本実施例は、本発明の方法を
利用して作製した結晶性珪素膜を用いて、薄膜トランジ
スタ(TFT)を作製する例を示す。図3に本実施例の
作製工程の概要を示す。まずガラス基板301上に下地
の酸化珪素膜302を2000Åの厚さに成膜した。こ
の酸化珪素膜302は、ガラス基板からの不純物の拡散
を防ぐために設けられる。そして、非晶質珪素膜を実施
例1と同様な方法で500Åの厚さに成膜した。(図3
(A)) そして,実施例1と同様にニッケル化合物膜304を非
晶質珪素膜表面に有機ニッケル蒸気の熱分解法によって
堆積した。(図3(B))[Embodiment 6] This embodiment shows an example of manufacturing a thin film transistor (TFT) using a crystalline silicon film manufactured by using the method of the present invention. FIG. 3 shows an outline of the manufacturing process of this embodiment. First, an underlying silicon oxide film 302 was formed to a thickness of 2000 Å on a glass substrate 301. The silicon oxide film 302 is provided to prevent diffusion of impurities from the glass substrate. Then, an amorphous silicon film was formed in a thickness of 500Å in the same manner as in Example 1. (Fig. 3
(A) Then, as in Example 1, a nickel compound film 304 was deposited on the surface of the amorphous silicon film by a thermal decomposition method of organic nickel vapor. (Fig. 3 (B))
【0038】その後、550℃で4時間の熱アニールを
おこなうことによって、非晶質珪素膜303を結晶化さ
せ、結晶性珪素膜305とした。そして、これにKrF
エキシマーレーザー光(波長248nm)を照射し、さ
らに、結晶化を向上せしめた。レーザーのエネルギー密
度は300〜350mJ/cm2 が好ましかった。この
ように、固相成長による結晶化に加えて、レーザー光を
照射して、さらに結晶性を高めるのは、実施例5におい
ても述べたが、ニッケル化合物膜と非晶質珪素が密着し
た部分では結晶化の方向がそろっていないので、結晶性
が良くないためである。特に、結晶粒界には多くの非晶
質の残存物が観察された。そこで、レーザー照射をおこ
なうことによって、このような結晶粒界の非晶質成分ま
で完全に結晶化させてしまうことが望まれるのである。
(図3(C))After that, the amorphous silicon film 303 was crystallized by performing thermal annealing at 550 ° C. for 4 hours to form a crystalline silicon film 305. And to this KrF
Irradiation with excimer laser light (wavelength 248 nm) was performed to further improve crystallization. The energy density of the laser is preferably 300 to 350 mJ / cm 2 . In this way, in addition to crystallization by solid phase growth, irradiation with laser light to further enhance crystallinity has been described in Example 5, but the portion where the nickel compound film and amorphous silicon are in close contact This is because the crystallinity is not good because the crystallization directions are not uniform. In particular, many amorphous residues were observed at the grain boundaries. Therefore, it is desired to completely crystallize such an amorphous component of the crystal grain boundary by performing laser irradiation.
(Fig. 3 (C))
【0039】次に、結晶化した珪素膜をパターニングし
て、島状の領域306を形成した。この島状の領域30
6はTFTの活性層を構成する。そして、プラズマCV
D法によって厚さ200〜1500Å、ここでは100
0Åの酸化珪素膜307を堆積した。この酸化珪素膜は
ゲイト絶縁膜としても機能する。(図3(D)) 上記酸化珪素膜307の作製には注意が必要である。こ
こでは、TEOSを原料とし、酸素とともに基板温度1
50〜600℃、好ましくは300〜450℃で、RF
プラズマCVD法で分解・堆積した。TEOSと酸素の
圧力比は1:1〜1:3、また、圧力は0.05〜0.
5torr、RFパワーは100〜250Wとした。あ
るいはTEOSを原料としてオゾンガスとともに減圧C
VD法もしくは常圧CVD法によって、基板温度を35
0〜600℃、好ましくは400〜550℃として形成
した。成膜後、酸素もしくはオゾンの雰囲気で400〜
600℃で30〜60分アニールしてもよい。Next, the crystallized silicon film was patterned to form island regions 306. This island area 30
6 constitutes an active layer of the TFT. And plasma CV
According to the D method, the thickness is 200 to 1500Å, here 100
A 0Å silicon oxide film 307 was deposited. This silicon oxide film also functions as a gate insulating film. (FIG. 3D) Care must be taken in forming the silicon oxide film 307. Here, TEOS is used as a raw material, and the substrate temperature is 1 with oxygen.
RF at 50-600 ° C, preferably 300-450 ° C
It was decomposed and deposited by the plasma CVD method. The pressure ratio of TEOS and oxygen is 1: 1 to 1: 3, and the pressure is 0.05 to 0.
The RF power was set to 5 torr and 100 to 250 W. Alternatively, TEOS is used as a raw material and ozone C
The substrate temperature is set to 35 by the VD method or the atmospheric pressure CVD method.
It was formed at 0 to 600 ° C, preferably 400 to 550 ° C. After film formation, 400 ~ in an atmosphere of oxygen or ozone
You may anneal at 600 degreeC for 30 to 60 minutes.
【0040】その後、厚さ2000Å〜1μmの燐のド
ープされた多結晶珪素膜を減圧CVD法によって形成し
て、これをパターニングし、ゲイト電極308を形成し
た。その後、イオンドーピング法(プラズマドーピング
法ともいう)によって、TFTの島状シリコン膜中に、
ゲイト電極をマスクとして自己整合的に不純物(燐)を
注入した。ドーピングガスとしてはフォスフィン(PH
3 )を用いた。ドーズ量は、1×1014〜4×1015c
m-2とした。こうして、N型不純物(燐)領域309、
310を形成した。(図3(E))After that, a polycrystalline silicon film doped with phosphorus having a thickness of 2000Å to 1 μm was formed by the low pressure CVD method, and this was patterned to form a gate electrode 308. Then, by ion doping (also called plasma doping) in the island-shaped silicon film of the TFT,
Impurities (phosphorus) were implanted in a self-aligning manner using the gate electrode as a mask. Phosphine (PH
3 ) was used. Dose amount is 1 × 10 14 to 4 × 10 15 c
m -2 . Thus, the N-type impurity (phosphorus) region 309,
310 was formed. (Fig. 3 (E))
【0041】その後、全面に層間絶縁物311として、
TEOSを原料として、これと酸素とのプラズマCVD
法、もしくはオゾンとの減圧CVD法あるいは常圧CV
D法によって酸化珪素膜を厚さ3000〜8000Å形
成した。基板温度は250〜450℃、例えば、350
℃とした。成膜後、表面の平坦性を得るため、この酸化
珪素膜を機械的に研磨したり、エッチバック方式による
平坦化をおこなってもよい。そして、層間絶縁物311
をエッチングして、TFTのソース/ドレインにコンタ
クトホールを形成し、クロムもしくは窒化チタンの配線
・電極312、313を形成した。最後に、水素中で3
00〜400℃で0.1〜2時間アニールして、シリコ
ンの水素化を完了する。このようにして、TFTが完成
した。同時に多数のTFTを作製し、マトリクス状に配
列せしめてアクティブマトリクス型液晶表示装置等の集
積回路としてもよい。(図3(F))After that, an interlayer insulator 311 is formed on the entire surface,
Plasma CVD with TEOS as raw material and oxygen
Method, low pressure CVD method with ozone, or atmospheric pressure CV
A silicon oxide film having a thickness of 3000 to 8000Å was formed by the D method. The substrate temperature is 250 to 450 ° C., for example 350.
℃ was made. After the film formation, in order to obtain the flatness of the surface, the silicon oxide film may be mechanically polished or flattened by an etch back method. And the interlayer insulator 311
Were etched to form contact holes in the source / drain of the TFT, and wirings / electrodes 312 and 313 made of chromium or titanium nitride were formed. Finally, 3 in hydrogen
Annealing is performed at 00 to 400 ° C. for 0.1 to 2 hours to complete hydrogenation of silicon. In this way, the TFT was completed. A large number of TFTs may be produced at the same time and arranged in a matrix to form an integrated circuit such as an active matrix type liquid crystal display device. (Fig. 3 (F))
【0042】〔実施例7〕本実施例はTFTを作製する
工程に関する。図4に本実施例の作製工程の概要を示
す。まずガラス基板401上に下地の酸化珪素膜402
を2000Å、さらにその上に非晶質珪素膜403を5
00Åとマスク膜となる酸化珪素膜404を1000Å
の厚さにそれぞれ成膜した。そして、マスク膜404に
選択的に窓404を開けた。(図4(A)) そして,実施例1と同様にニッケル化合物膜406を有
機ニッケル蒸気の熱分解法によって堆積した。この工程
においては、窓405の領域ではニッケル化合物膜40
6は非晶質珪素表面に密着した。(図4(B)) その後、550℃で8時間の熱アニールをおこなうこと
によって、非晶質珪素膜403を図の矢印の示すように
横方向に結晶化させ、タテ成長領域408とヨコ成長領
域409を形成した。この工程で結晶化しなかった領域
は非晶質領域410のままであった。(図4(C))[Embodiment 7] This embodiment relates to a process of manufacturing a TFT. FIG. 4 shows an outline of the manufacturing process of this example. First, the underlying silicon oxide film 402 is formed on the glass substrate 401.
2000 Å, and an amorphous silicon film 403 5 on it.
00Å and 1000Å the silicon oxide film 404 to be the mask film
Was formed into each film. Then, the window 404 was selectively opened in the mask film 404. (FIG. 4 (A)) Then, as in Example 1, a nickel compound film 406 was deposited by a pyrolysis method of organic nickel vapor. In this step, the nickel compound film 40 is formed in the region of the window 405.
6 adhered to the surface of the amorphous silicon. (FIG. 4B) After that, by performing thermal annealing at 550 ° C. for 8 hours, the amorphous silicon film 403 is laterally crystallized as indicated by an arrow in the figure, and the vertical growth region 408 and the lateral growth are obtained. A region 409 was formed. The region which was not crystallized in this step remained the amorphous region 410. (Fig. 4 (C))
【0043】本実施例のように横方向の結晶化ではヨコ
成長領域の結晶性が良好であるので実施例6のようにそ
の後にレーザー光等を照射して結晶性を高めなくとも、
TFTを作製するとは可能であるため、本実施例ではレ
ーザー光の照射はおこなわなかった。しかし、レーザー
光を照射するとより特性の良いTFTが得られる。次
に、結晶化した珪素膜をパターニングして、島状の領域
411を形成した。この島状の領域411はTFTの活
性層を構成する。図からも分かるが、この島状領域41
1には、タテ成長の領域408とヨコ成長の領域40
9、非晶質の領域410が含まれている。そして、本実
施例ではTFTのチャネル領域がヨコ成長領域409と
なるようにした。これは、チャネル領域がTFTの特性
を左右する重要な部分であるためである。In the lateral crystallization as in this embodiment, the crystallinity of the lateral growth region is good.
Since it is possible to manufacture a TFT, laser light irradiation was not performed in this example. However, when the laser light is irradiated, a TFT having better characteristics can be obtained. Next, the crystallized silicon film was patterned to form island-shaped regions 411. The island-shaped region 411 constitutes the active layer of the TFT. As you can see from the figure, this island region 41
1 includes a vertical growth region 408 and a horizontal growth region 40.
9, an amorphous region 410 is included. Then, in this embodiment, the channel region of the TFT is made to be the lateral growth region 409. This is because the channel region is an important part that influences the characteristics of the TFT.
【0044】その後、酸化珪素膜412を堆積した。こ
の酸化珪素膜はゲイト絶縁膜としても機能する。引き続
き、厚さ2000Å〜1μmのアルミニウム膜をスパッ
タ法によって形成して、これをパターニングし、ゲイト
電極413を形成した。アルミニウムにはスカンジウム
(Sc)を0.15〜0.2重量%ドーピングしておい
てもよい。そして、基板をpH≒7、1〜3%の酒石酸
のエチレングリコール溶液に浸し、白金を陰極、このア
ルミニウムのゲイト電極を陽極として、陽極酸化をおこ
なった。陽極酸化は、最初一定電流で220Vまで電圧
を上げ、その状態で1時間保持して終了させた。本実施
例では定電流状態では、電圧の上昇速度は2〜5V/分
が適当である。この結果、厚さ1500〜3500Å、
例えば、2000Åの陽極酸化物414がゲイト電極4
13の上面および側面に形成された。(図4(D))After that, a silicon oxide film 412 was deposited. This silicon oxide film also functions as a gate insulating film. Subsequently, an aluminum film having a thickness of 2000Å to 1 μm was formed by a sputtering method, and this was patterned to form a gate electrode 413. The aluminum may be doped with scandium (Sc) in an amount of 0.15 to 0.2% by weight. Then, the substrate was immersed in an ethylene glycol solution of tartaric acid having a pH of about 7 and 1 to 3%, and anodization was performed using platinum as a cathode and this aluminum gate electrode as an anode. The anodization was completed by first raising the voltage to 220 V with a constant current and then maintaining that state for 1 hour. In the present embodiment, in the constant current state, it is appropriate that the voltage rising rate is 2 to 5 V / min. As a result, the thickness 1500-3500Å,
For example, 2000 Å anodic oxide 414 is used as the gate electrode 4
13 was formed on the top and side surfaces. (Fig. 4 (D))
【0045】その後、イオンドーピング法(プラズマド
ーピング法ともいう)によって、各TFTの島状シリコ
ン膜中に、ゲイト電極部をマスクとして自己整合的に不
純物(燐)を注入した。ドーピングガスとしてはフォス
フィン(PH3 )を用いた。ドーズ量は、1×1014〜
4×1015cm-2とした。このドーピング工程において
は、陽極酸化物414が存在するため、不純物領域41
5、416とゲート電極が重ならないで、離れている、
いわゆるオフセット状態となっている。After that, an impurity (phosphorus) was self-alignedly injected into the island-shaped silicon film of each TFT by an ion doping method (also referred to as a plasma doping method) using the gate electrode portion as a mask. Phosphine (PH 3 ) was used as the doping gas. The dose amount is 1 × 10 14 ~
It was set to 4 × 10 15 cm −2 . In this doping process, since the anodic oxide 414 exists, the impurity region 41
5, 416 and the gate electrode do not overlap and are separated,
It is a so-called offset state.
【0046】その後、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、上記
不純物領域の導入によって結晶性の劣化した部分の結晶
性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は150〜
400mJ/cm2 、好ましくは200〜250mJ/
cm2 であった。こうして、N型不純物(燐)領域41
5、416を形成した。これらの領域のシート抵抗は2
00〜800Ω/□であった。このレーザー照射の工程
によって島状珪素領域411のうち、非晶質の領域41
0も結晶化された。(図4(E)) この工程において、レーザーを用いるかわりに、フラッ
シュランプを使用して短時間に1000〜1200℃
(シリコンモニターの温度)まで上昇させ、試料を加熱
する、いわゆるRTA(ラピッド・サーマル・アニー
ル)(RTP、ラピット・サーマル・プロセスともい
う)を用いてもよい。Thereafter, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity was deteriorated by the introduction of the impurity region. Laser energy density is 150 ~
400 mJ / cm 2 , preferably 200-250 mJ /
It was cm 2 . Thus, the N-type impurity (phosphorus) region 41
5, 416 were formed. The sheet resistance in these areas is 2
It was 00 to 800 Ω / □. By this laser irradiation step, the amorphous region 41 of the island-shaped silicon region 411 is
0 was also crystallized. (FIG. 4 (E)) In this process, instead of using a laser, a flash lamp is used, and the temperature is 1000 to 1200 ° C. in a short time.
So-called RTA (Rapid Thermal Annealing) (RTP, also referred to as rapid thermal process) of raising the temperature to (silicon monitor temperature) and heating the sample may be used.
【0047】その後、全面に酸化珪素膜417を厚さ5
000Å堆積した。その後、酸化珪素膜417を緩衝フ
ッ酸溶液にてエッチングして、TFTのソース/ドレイ
ンにコンタクトホールを形成し、窒化チタンとアルミニ
ウムの多層膜の配線・電極418、419を形成した。
なお、コンタクトホールのエッチングの工程において
は、島状珪素領域のうち、タテ成長の領域はヨコ成長の
領域や非晶質だった領域よりもエッチングレートが高い
ため、図に示すような深くエッチングされた領域420
が生じた。このことからも明らかなように、コンタクト
ホール全体がタテ成長領域に含まれるようになると、コ
ンタクト不良が生じる危険が強いため、コンタクトホー
ルはタテ成長以外の領域にもかかるように設計すること
が望まれる。このようにして、TFTが完成した。(図
4(F))After that, a silicon oxide film 417 having a thickness of 5 is formed on the entire surface.
000Å accumulated. Thereafter, the silicon oxide film 417 was etched with a buffered hydrofluoric acid solution to form contact holes in the source / drain of the TFT, and wiring / electrodes 418 and 419 of a multilayer film of titanium nitride and aluminum were formed.
In the contact hole etching process, the vertical growth region in the island-shaped silicon region has a higher etching rate than the horizontal growth region and the amorphous region, and therefore, the deep-etched region is etched as shown in the figure. Area 420
Occurred. As is clear from this, when the entire contact hole is included in the vertical growth region, there is a high risk of contact failure, so it is desirable to design the contact hole so that it also extends to regions other than the vertical growth region. Be done. In this way, the TFT was completed. (Fig. 4 (F))
【0048】[0048]
【効果】非晶質珪素膜の結晶化を促進する触媒元素の導
入方法として、該触媒元素の有機化合物の蒸気、ガスを
熱分解して、非晶質珪素膜上に堆積させる方法により、
上記のように、触媒元素の濃度を精密に制御して、しか
も均一に添加できるようになり、結晶性の均一性を高め
ることができた。その結果、結晶性珪素膜を用いた信頼
性の高い電子デバイスを提供できる。[Effect] As a method of introducing a catalytic element for promoting crystallization of an amorphous silicon film, a method of thermally decomposing vapor or gas of an organic compound of the catalytic element and depositing it on the amorphous silicon film is used.
As described above, the concentration of the catalyst element can be precisely controlled and the catalyst element can be added uniformly, and the uniformity of crystallinity can be improved. As a result, a highly reliable electronic device using a crystalline silicon film can be provided.
【図1】 実施例1〜4の工程、および実施例1〜3で
用いたチャンバーの概要を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a process of Examples 1 to 4 and an outline of a chamber used in Examples 1 to 3.
【図2】 実施例5の工程を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a process of Example 5.
【図3】 実施例6のTFT作製工程を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a TFT manufacturing process of Example 6;
【図4】 実施例7のTFT作製工程を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a TFT manufacturing process of Example 7.
【図5】 実施例4で用いたチャンバーの概要を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing an outline of a chamber used in Example 4.
11・・・・ガラス基板 12・・・・酸化珪素膜 13・・・・非晶質珪素膜 14・・・・ニッケル化合物膜 15・・・・結晶性珪素膜 101・・・チャンバー 102・・・サセプター 103・・・試料基板 104・・・ヒーター 105・・・RF電源 106、107・・・平行平板電極 11 ... Glass substrate 12 ... Silicon oxide film 13 ... Amorphous silicon film 14 ... Nickel compound film 15 ... Crystalline silicon film 101 ... Chamber 102 ... -Susceptor 103 ... Sample substrate 104 ... Heater 105 ... RF power supply 106, 107 ... Parallel plate electrodes
フロントページの続き (72)発明者 大谷 久 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内Front page continued (72) Inventor Hisashi Otani 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Semiconductor Energy Research Institute Co., Ltd.
Claims (9)
内に配置する第1の工程と、 チャンバー内に非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元
素を有する有機金属の蒸気もしくはガスを導入する第2
の工程と、 前記蒸気もしくはガスを熱分解することにより、前記非
晶質珪素膜表面に触媒元素金属もしくはその化合物の被
膜を堆積する第3の工程と、 前記非晶質珪素膜を加熱処理することによる結晶化させ
る第4の工程と、を有する結晶性半導体作製方法。1. A first step of arranging a substrate having an amorphous silicon film in a chamber, and vapor or gas of an organic metal having a catalytic element for promoting crystallization of the amorphous silicon film in the chamber. Second to introduce
And a third step of thermally decomposing the vapor or gas to deposit a film of a catalytic element metal or its compound on the surface of the amorphous silicon film, and heat treating the amorphous silicon film. And a fourth step of crystallizing the crystalline semiconductor.
結晶化した珪素膜にレーザーもしくはそれと同等な強光
を照射する工程を有する結晶性半導体作製方法。2. The method according to claim 1, after the fourth step,
A method for producing a crystalline semiconductor, comprising a step of irradiating a crystallized silicon film with a laser or strong light equivalent thereto.
は100Å以下の酸化膜が形成されていることを特徴と
する結晶性半導体作製方法。3. The crystalline semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein an oxide film having a thickness of 100 Å or less is formed on the amorphous silicon film.
マスク膜が形成され、該マスク膜は選択的にエッチング
されたことによって、該非晶質珪素膜の表面が選択的に
実質的に露出していることを特徴とする結晶性半導体作
製方法。4. The mask film according to claim 1, wherein a mask film is formed on the amorphous silicon film, and the mask film is selectively etched so that the surface of the amorphous silicon film is selectively and substantially formed. A method for producing a crystalline semiconductor, characterized in that the crystalline semiconductor is exposed.
珪素膜を覆う被膜を除去することを特徴とする結晶性半
導体作製方法。5. The method according to claim 1, wherein after the fourth step,
A method for manufacturing a crystalline semiconductor, which comprises removing a film covering a silicon film.
i、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、
As、Sbから選ばれた一種または複数種類の元素をを
用いることを特徴とする半導体作製方法。6. The N as the catalyst element according to claim 1.
i, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, P,
A method for manufacturing a semiconductor, which comprises using one or more kinds of elements selected from As and Sb.
II族、IIIb族、IVb族、Vb族元素から選ばれた一種また
は複数種類の元素を利用することを特徴とする半導体作
製方法。7. The method according to claim 1, wherein the catalyst element is VI
A method for manufacturing a semiconductor, which comprises using one or more kinds of elements selected from group II, group IIIb, group IVb, and group Vb.
ンバー内においておこなわれることを特徴とする半導体
作製方法。8. The method for manufacturing a semiconductor according to claim 1, wherein the fourth step is performed in the chamber.
内に配置し、該試料を加熱する第1の工程と、 チャンバー内に非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元
素を有する有機金属の蒸気もしくはガスを導入する第2
の工程と、 前記蒸気もしくはガスを熱分解することにより、前記非
晶質珪素膜表面に触媒元素金属もしくはその化合物の被
膜を堆積する第3の工程と、 該試料を冷却したのち、チャンバー内で放電をおこなう
ことによって、チャンバーのクリーニングをおこなう第
4の工程と、を有する結晶性半導体作製方法。9. A first step of placing a substrate having an amorphous silicon film in a chamber and heating the sample, and an organic material having a catalytic element for promoting crystallization of the amorphous silicon film in the chamber. Second to introduce metal vapor or gas
And a third step of thermally decomposing the vapor or gas to deposit a coating film of the catalytic element metal or its compound on the surface of the amorphous silicon film, and after cooling the sample, in the chamber. A fourth step of cleaning the chamber by performing discharge, the method for producing a crystalline semiconductor, comprising:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11239495A JP3844526B2 (en) | 1994-04-13 | 1995-04-12 | Crystalline silicon film manufacturing method |
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JP10064194 | 1994-04-13 | ||
JP11239495A JP3844526B2 (en) | 1994-04-13 | 1995-04-12 | Crystalline silicon film manufacturing method |
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