JP2004343039A - Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them - Google Patents
Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004343039A JP2004343039A JP2003399661A JP2003399661A JP2004343039A JP 2004343039 A JP2004343039 A JP 2004343039A JP 2003399661 A JP2003399661 A JP 2003399661A JP 2003399661 A JP2003399661 A JP 2003399661A JP 2004343039 A JP2004343039 A JP 2004343039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor film
- film
- crystal semiconductor
- channel region
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 222
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 78
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 76
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 308
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 94
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 27
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 27
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 26
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 26
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 112
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 63
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 61
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 230000008569 process Effects 0.000 description 33
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 27
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 26
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 26
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 20
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 17
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 14
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 10
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 9
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 5
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000007715 excimer laser crystallization Methods 0.000 description 3
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 3
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum-magnesium-silicon Chemical compound 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005347 annealed glass Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- ZHWKJMGWTPJJRZ-UHFFFAOYSA-I magnesium pentafluoroaluminum(2-) Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[Mg++].[Al+3] ZHWKJMGWTPJJRZ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、非単結晶半導体膜が支持基板によって支持される半導体構造物、半導体装置、これらの製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor structure in which a non-single-crystal semiconductor film is supported by a supporting substrate, a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
近年のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、多結晶半導体薄膜トランジスタが画素スイッチング素子<pixel switching element>として用いられるようになった。この多結晶薄膜トランジスタは複数の結晶粒<crystal grain>を含む多結晶半導体膜内に配置されたチャネル領域を有する。このチャネル領域内のキャリア(すなわち、電子または正孔)は非晶質半導体膜内に配置されたチャネル領域内のキャリアの10倍〜100倍程度速く移動する。従って、多結晶半導体薄膜トランジスタは画素スイッチング素子として高速に動作する。また、これと同様な多結晶半導体薄膜トランジスタ群で映像処理回路を構築して液晶表示装置に組み込むことにより、画素数の増大に伴って要求される演算時間の短縮にも対処できるようになる。 In a recent active matrix type liquid crystal display device, a polycrystalline semiconductor thin film transistor has been used as a pixel switching element. This polycrystalline thin film transistor has a channel region arranged in a polycrystalline semiconductor film including a plurality of crystal grains. The carriers (ie, electrons or holes) in the channel region move about 10 to 100 times faster than the carriers in the channel region arranged in the amorphous semiconductor film. Therefore, the polycrystalline semiconductor thin film transistor operates at high speed as a pixel switching element. In addition, by constructing an image processing circuit using a similar group of polycrystalline semiconductor thin film transistors and incorporating the same in a liquid crystal display device, it becomes possible to cope with a reduction in calculation time required as the number of pixels increases.
多結晶半導体膜は、例えばエキシマレーザ結晶化法によりアモルファスシリコン等の半導体膜を溶融再結晶化することにより得られる。このエキシマレーザ結晶化法は半導体膜に生成される結晶粒を大粒径に成長させて、キャリアの移動を阻害する結晶粒界<crystal grain boundary>の数を大幅に低減することができるため、従来から広く用いられている。 The polycrystalline semiconductor film is obtained, for example, by melting and recrystallizing a semiconductor film of amorphous silicon or the like by an excimer laser crystallization method. This excimer laser crystallization method allows the crystal grains generated in the semiconductor film to grow to a large grain size, and significantly reduces the number of crystal grain boundaries that hinder carrier movement. It has been widely used in the past.
ここで、多結晶半導体薄膜トランジスタの製造工程について説明する。図1(a)から図1(f)は多結晶半導体薄膜トランジスタの一例であるポリシリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す。このポリシリコン薄膜トランジスタのチャネル領域は上述したエキシマレーザ結晶化法を用いて形成されるポリシリコン膜内に配置される。 Here, a manufacturing process of the polycrystalline semiconductor thin film transistor will be described. 1A to 1F show a process for manufacturing a polysilicon thin film transistor which is an example of a polycrystalline semiconductor thin film transistor. The channel region of the polysilicon thin film transistor is disposed in a polysilicon film formed by using the above-described excimer laser crystallization method.
図1(a)に示す工程では、下地絶縁層102がガラス基板101上に形成され、非晶質シリコン膜103が下地絶縁層102上に形成され、この後、脱水素処理<dehydrogenation treatment>が非晶質シリコン膜103に対して施される。
In the step shown in FIG. 1A, a base
図1(b)に示す工程では、ガラス基板101が矢印105の方向に移動され、エキシマレーザ光がガラス基板101と一緒に移動する非晶質シリコン膜103に照射される。このようなレーザ光の走査により、非晶質シリコン膜103は図1(c)に示すポリシリコン膜106に溶融再結晶化される。
In the step shown in FIG. 1B, the
図1(d)に示す工程では、ポリシリコン膜106が薄膜トランジスタの一部として必要な所定領域を残して下地絶縁層102から除去される。続いて、ゲート絶縁膜107がポリシリコン膜106および下地絶縁層を覆うように形成される。
In the step shown in FIG. 1D, the
図1(e)に示す工程では、ゲート電極層110がゲート絶縁膜107上に形成される。このゲート電極層110は、n型またはp型の不純物をポリシリコン膜106に注入するためのマスクを兼ねる。この不純物はゲート絶縁膜107を介してポリシリコン膜106に注入され、これによりポリシリコン膜106においてゲート電極層110の両側に位置するソース領域108およびドレイン領域109を形成する。
In the step shown in FIG. 1E, the
図1(f)に示す工程では、層間絶縁膜111がゲート絶縁膜107およびゲート電極層110を覆って形成される。この後、加熱処理がソース領域108およびドレイン領域109内の不純物を活性化するために行われる。ゲート絶縁膜107および層間絶縁膜111はソース領域108およびドレイン領域109をそれぞれ露出する一対のコンタクトホールを形成するように部分的に除去され、ソース電極層112およびドレイン電極層113がこれらコンタクトホールにおいてソース領域108およびドレイン領域109に電気的にコンタクトするように形成される。金属配線層114は薄膜トランジスタに電気的な信号を伝達する配線としてドレイン電極113にコンタクトして形成される。
In the step shown in FIG. 1F, an
ポリシリコン薄膜トランジスタは上述のような製造工程を経て製造される。この薄膜トランジスタでは、ゲート電圧がソース領域108およびドレイン領域109間に配置されたチャネル領域115に流れる電流を制御するためにゲート電極層110に印加される。このポリシリコン薄膜トランジスタおよびその製造方法は、例えば特許文献1(特開2002−289865号公報の第4〜5頁および図1)に開示される。
The polysilicon thin film transistor is manufactured through the above manufacturing steps. In this thin film transistor, a gate voltage is applied to the
しかし、従来の多結晶半導体薄膜トランジスタの構造および製造方法は、液晶表示装置に適用する上で重要な薄膜トランジスタの電気的な特性を劣化させる要因を含んでいる。 However, the structure and manufacturing method of a conventional polycrystalline semiconductor thin film transistor include factors that degrade electrical characteristics of the thin film transistor, which are important for application to a liquid crystal display device.
以下は、本願発明者による考察の結果である。 The following is the result of consideration by the present inventor.
(1) チャネル領域は原子構造的な欠陥を生じさせる不純物元素を含む。この欠陥は電気伝導を生起させるキャリアに対してトラップとして作用し、これによりチャネル領域内のキャリアの移動を阻害する。このような不純物元素はソースおよびドレイン領域に注入される不純物元素とは本質的に区別されるべき汚染物<contaminant>であり、具体的には酸素や炭素のように大気に含まれる元素(軽元素)である。このような元素は従来の半導体製造装置の成膜室内に残留し、成膜処理中に半導体膜に混入する。 (1) The channel region contains an impurity element that causes an atomic structural defect. This defect acts as a trap for carriers that cause electrical conduction, thereby hindering the movement of carriers in the channel region. Such an impurity element is a contaminant that should be essentially distinguished from the impurity element implanted into the source and drain regions, and specifically includes elements contained in the atmosphere (light elements such as oxygen and carbon). Element). Such an element remains in a film formation chamber of a conventional semiconductor manufacturing apparatus and is mixed into a semiconductor film during a film formation process.
(2) また、成膜室の内壁材料の成分である金属元素は物理的または化学的に分離または遊離して成膜室内に浮遊しており、これら元素も成膜処理中に半導体膜に混入し、半導体の電気的特性自体を変化させる。このような金属元素として、クロム、カリウム、ナトリウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、亜鉛、コバルト、銅、鉄、ニッケル、モリブデン、マンガン、バナジウム、タングステン等がある。 (2) In addition, metal elements which are components of the inner wall material of the film formation chamber are physically or chemically separated or separated and float in the film formation chamber, and these elements are also mixed into the semiconductor film during the film formation process. Then, the electrical characteristics of the semiconductor itself are changed. Examples of such metal elements include chromium, potassium, sodium, aluminum, calcium, titanium, zinc, cobalt, copper, iron, nickel, molybdenum, manganese, vanadium, and tungsten.
(3) さらに、半導体膜の支持基板は耐熱温度が高々600℃程度のガラス基板である。この支持基板としては、アニールレスガラスやプラスチック基板も利用可能であるが、これらの耐熱温度はさらに低い。上述した軽元素や金属元素を半導体膜から除去するゲッタリング処理は支持基板の耐熱温度を超える高温を必要とするため、このゲッタリング処理を支持基板に適用することができない。 (3) Further, the supporting substrate for the semiconductor film is a glass substrate having a heat-resistant temperature of at most about 600 ° C. As this support substrate, annealed glass or plastic substrate can be used, but their heat-resistant temperatures are even lower. The above-described gettering process for removing a light element or a metal element from a semiconductor film requires a high temperature exceeding the heat-resistant temperature of the supporting substrate, so that the gettering process cannot be applied to the supporting substrate.
また、特開2002−289865号公報は、酸素、窒素などの不純物元素の原子個数を1cm3当たり5×1018個以下、好ましくは1cm3当たり1×1018個に低減することにより良好な特性が得られることを開示する。しかし、この濃度は単一の軽元素に対するもので、複数の軽元素と半導体膜の原子構造上の微小欠陥との関係を考慮していない。 Further, JP 2002-289865 discloses an oxygen, the atomic number of impurity elements such as 1 cm 3 per 5 × 10 18 or less nitrogen, good characteristics by preferably reduced to 1 × 10 18 per 1 cm 3 Is obtained. However, this concentration is for a single light element and does not take into account the relationship between a plurality of light elements and minute defects in the atomic structure of the semiconductor film.
本発明の目的は、能動素子の電気的な特性を向上させることが可能な半導体構造物、半導体装置、並びにこれらの製造方法および製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor structure, a semiconductor device, and a method and an apparatus for manufacturing the same, which can improve the electrical characteristics of an active element.
本発明に第1観点によれば、能動素子用のチャネル領域を含む非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板とを備え、チャネル領域はいずれも1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および炭素濃度を有する半導体構造物が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a non-single-crystal semiconductor film including a channel region for an active element, and a supporting substrate for supporting the non-single-crystal semiconductor film, and each of the channel regions is 1 × 10 18 atoms / A semiconductor structure having an oxygen concentration and a carbon concentration not exceeding cm 3 is provided.
本発明の第2観点によれば、能動素子用のチャネル領域を含む非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板とを備える半導体構造物の製造方法であって、成膜室の内壁をフッ素系ガスでエッチング表面処理し、内壁を50nm〜1000nmの厚さの非晶質半導体膜で覆い、支持基板を成膜室に収容して非単結晶半導体膜を形成し、非単結晶半導体膜を加熱して溶融再結晶化する製造方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor structure including a non-single-crystal semiconductor film including a channel region for an active element and a support substrate supporting the non-single-crystal semiconductor film, the method comprising: The inner wall of the chamber is subjected to etching surface treatment with a fluorine-based gas, the inner wall is covered with an amorphous semiconductor film having a thickness of 50 nm to 1000 nm, the supporting substrate is accommodated in the film formation chamber, and a non-single-crystal semiconductor film is formed. A manufacturing method for heating and melting and recrystallizing a single crystal semiconductor film is provided.
本発明の第3観点によれば、能動素子用のチャネル領域を含む非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板とを備える半導体構造物の製造装置であって、支持基板を成膜室に収容して非単結晶半導体膜を形成する成膜部と、非単結晶半導体膜を溶融再結晶化する結晶化部とを備え、成膜室はアルミニウムを含有する金属からなる内壁を有する製造装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a semiconductor structure, comprising: a non-single-crystal semiconductor film including a channel region for an active element; and a support substrate for supporting the non-single-crystal semiconductor film, comprising: And a crystallization unit that melts and recrystallizes the non-single-crystal semiconductor film by containing a film in a film-forming chamber, and the film-forming chamber is made of a metal containing aluminum. A manufacturing device having an inner wall is provided.
本発明の第4観点によれば、非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板と、非単結晶半導体膜の一部をチャネル領域として有する能動素子とを備え、チャネル領域はいずれも1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および炭素濃度を有する半導体装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a non-single-crystal semiconductor film, a support substrate for supporting the non-single-crystal semiconductor film, and an active element having a part of the non-single-crystal semiconductor film as a channel region. Provide a semiconductor device having an oxygen concentration and a carbon concentration not exceeding 1 × 10 18 atoms / cm 3 .
本発明の第5観点によれば、非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板と、非単結晶半導体膜の一部をチャネル領域として有する能動素子とを備え、チャネル領域は1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および1×106cm-3を越えない積層欠陥密度を有する半導体装置が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a non-single-crystal semiconductor film, a support substrate for supporting the non-single-crystal semiconductor film, and an active element having a part of the non-single-crystal semiconductor film as a channel region. Provides a semiconductor device having an oxygen concentration not exceeding 1 × 10 18 atoms / cm 3 and a stacking fault density not exceeding 1 × 10 6 cm -3 .
本発明の第6観点によれば、非単結晶半導体膜と、非単結晶半導体膜を支持する支持基板と、非単結晶半導体膜の一部をチャネル領域として有する能動素子とを備える半導体装置の製造方法であって、成膜室の内壁をフッ素系ガスでエッチング表面処理し、内壁を50nm〜1000nmの厚さの非晶質半導体膜で覆い、支持基板を成膜室に収容して非単結晶半導体膜を形成し、非単結晶半導体膜を加熱して溶融再結晶化し、非単結晶半導体膜の一部をチャネル領域として有する能動素子を形成する製造方法が提供される。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a non-single-crystal semiconductor film, a support substrate supporting the non-single-crystal semiconductor film, and an active element having a part of the non-single-crystal semiconductor film as a channel region. In a manufacturing method, an inner wall of a film formation chamber is subjected to etching surface treatment with a fluorine-based gas, the inner wall is covered with an amorphous semiconductor film having a thickness of 50 nm to 1000 nm, and a supporting substrate is accommodated in the film formation chamber and non-single-united. A manufacturing method is provided in which a crystalline semiconductor film is formed, the non-single-crystal semiconductor film is melted and recrystallized by heating, and an active element having a part of the non-single-crystal semiconductor film as a channel region is provided.
これら半導体構造物および半導体装置では、チャネル領域が1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および炭素濃度を有する。非単結晶半導体膜のうち少なくともチャネル領域がこのような酸素濃度および炭素濃度を有する場合、これら元素に起因してチャネル領域の結晶構造に生じる微小欠陥を実用上支障のない1×106cm-3程度の極めて少ない値にできる。これにより、チャネル領域内のキャリアはこれら微小欠陥によって著しく阻害されることなく高速に移動できる。従って、能動素子の良好な電気的特性を向上させることができる。 In these semiconductor structures and semiconductor devices, the channel region has an oxygen concentration and a carbon concentration not exceeding 1 × 10 18 atoms / cm 3 . In the case where at least the channel region in the non-single-crystal semiconductor film has such an oxygen concentration and a carbon concentration, minute defects generated in the crystal structure of the channel region due to these elements do not hinder practical use at 1 × 10 6 cm − It can be reduced to a very small value of about 3 . Thereby, carriers in the channel region can move at high speed without being significantly hindered by these minute defects. Therefore, good electrical characteristics of the active element can be improved.
また、半導体構造物の製造方法および半導体装置の製造方法では、成膜室の内壁がフッ素系ガスでエッチング表面処理され、50nm〜1000nmの厚さの非晶質半導体膜で覆われる。これにより、汚染物元素がエッチング表面処理で成膜室の内壁表面から除去され、さらにエッチング表面処理で混入したフッ素も非晶質半導体膜によって成膜室の内壁から成膜室内の空間に離脱できなくなる。これにより、成膜中に非単結晶半導体膜に混入する汚染物を低減できる。従って、能動素子の良好な電気的特性を向上させることができる。 In the method for manufacturing a semiconductor structure and the method for manufacturing a semiconductor device, the inner wall of the deposition chamber is subjected to an etching surface treatment with a fluorine-based gas and covered with an amorphous semiconductor film having a thickness of 50 nm to 1000 nm. As a result, contaminant elements are removed from the inner wall surface of the deposition chamber by the etching surface treatment, and fluorine mixed in the etching surface treatment can also be separated from the inner wall of the deposition chamber into the space in the deposition chamber by the amorphous semiconductor film. Disappears. Thus, contaminants mixed into the non-single-crystal semiconductor film during film formation can be reduced. Therefore, good electrical characteristics of the active element can be improved.
さらに、半導体構造物の製造装置では、成膜室がアルミニウムを含有する金属からなる内壁を有する。これにより、フッ素系ガスによるクリーニングを行った時に内壁の金属成分であるアルミニウムがフッ素と化合してフッ素化合物を形成する。このようにアルミニウムおよびフッ素がフッ素化合物として内壁に含まれる場合には、アルミニウムおよびフッ素が成膜室の内壁から成膜室内の空間に離脱して、成膜中の非単結晶半導体膜に汚染物として混入することが防止される。従って、能動素子の良好な電気的特性を向上させることができる。 Furthermore, in the apparatus for manufacturing a semiconductor structure, the film forming chamber has an inner wall made of a metal containing aluminum. As a result, when cleaning with a fluorine-based gas is performed, aluminum, which is a metal component of the inner wall, combines with fluorine to form a fluorine compound. When aluminum and fluorine are contained in the inner wall as a fluorine compound as described above, aluminum and fluorine separate from the inner wall of the deposition chamber into the space in the deposition chamber and contaminate the non-single-crystal semiconductor film during deposition. Is prevented from being mixed. Therefore, good electrical characteristics of the active element can be improved.
以下、本発明の一実施形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。この半導体装置は例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置に組み込むために用いられる。 Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This semiconductor device is used, for example, to incorporate it into an active matrix type liquid crystal display device.
図2はこの半導体装置の断面構造を示す。この半導体装置は少なくとも1個の能動素子10、支持基板12、および複数の結晶粒<crystal grain>を含む非単結晶半導体膜14を備える。支持基板12は非単結晶半導体膜14を支持する。能動素子10は上述のアクティブマトリクス型液晶表示装置において画素スイッチング素子や映像処理回路の構成要素を構成する薄膜トランジスタであり、非単結晶半導体膜14の一部をチャネル領域として有する。支持基板12としては、例えばシリコン、その他の半導体を含む半導体基板や、コーニング社の1737ガラス、溶融石英、サファイア、プラスチック、ポリイミド等の材料からなる絶縁性基板を用いることができる。ここでは、1737ガラス基板が支持基板12として用いられている。また、半導体膜14としては、シリコン(すなわち、Si)、シリコンゲンルマニウム(すなわち、SiGe)のような半導体を含む層を用いることができる。ここでは、非単結晶半導体膜14がシリコンからなる。
FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the semiconductor device. The semiconductor device includes at least one
図2に示すように、能動素子10は非単結晶半導体膜14を覆うゲート絶縁膜16、およびこのゲート絶縁膜16上に配置されるゲート電極層18を含む。半導体膜14は、支持基板12を覆う下地絶縁層20上に形成されている。但し、半導体膜14はこの下地絶縁層20を介さずに支持基板12上に直接に形成されてもよい。
As shown in FIG. 2,
半導体膜14は、ゲート電極層18の下方に配置されるチャネル領域22と、このチャネル領域22の両側に配置されp型またはn型の不純物を含有するソース領域24およびドレイン領域26とを有する。ここでは、ソース領域24およびドレイン領域26がn型の不純物を含有する。ゲート絶縁膜16は例えば二酸化ケイ素(すなわち、SiO2)のような酸化物からなり、薄膜トランジスタを電界トランジスタとして機能させるためにゲート電極層18をチャネル領域22から電気的に絶縁する。チャネル領域22はソース領域24およびドレイン領域26間で電子または正孔のようなキャリアを移動させるための領域であり、このキャリアの移動はゲート電極層18に印加されるゲート電圧に対応した電界によって制御される。
The
下地絶縁層20は、ガラス基板等の支持基板12内の不純物が半導体膜14へ移動することを防止する役割を果たす。ここでは、下地絶縁層20がSiO2からなる。この下地絶縁層20は、例えば二酸化ケイ素(すなわち、SiO2)、窒化ケイ素(すなわち、SiN)、窒化ケイ素と二酸化ケイ素との2層構造物(すなわち、SiN/SiO2)、アルミナ、マイカ等の酸化物からなるようにしてもよい。また、下地絶縁層20が支持基板12を覆うSiN層およびSiN層を覆うSiO2層の二層構造であると、不純物の移動を防止する効果がより一層増す。
The
非単結晶半導体膜14は1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および1×1018atoms/cm3を越えない炭素濃度を有する。すなわち、炭素原子および酸素原子の個数はいずれも1cm3当たり1×1018個以下である。半導体膜14のうち少なくともチャネル領域22がこのような酸素濃度および炭素濃度を有する場合、これら元素に起因してチャネル領域22の結晶構造に生じる微小欠陥を実用上支障のない1×106/cm3程度の極めて少ない値にできる。これにより、チャネル領域22内のキャリアはこれら微小欠陥によって著しく阻害されることなく高速に移動できる。従って、薄膜トランジスタは、高速なスイッチング動作を行う良好な電気的特性を得ることができる。
Non-single-
ここで、非単結晶半導体膜14は5×1017atoms/cm3を越えない酸素濃度および5×1017atoms/cm3を越えない炭素濃度を有することがさらに好ましい。すなわち、酸素原子および炭素原子の個数はいずれも1cm3当たり5×1017個以下である。半導体膜14のうち少なくともチャネル領域22がこのような酸素濃度および炭素濃度を有する場合、チャネル領域22の品質が向上する。
Here, the non-single-
さらに、非単結晶半導体膜14は1×1017atoms/cm3を越えない金属元素の濃度を有することが好ましい。すなわち、金属原子の個数は1cm3当たり1×1017個以下である。半導体膜14のうち少なくともチャネル領域22がこのような金属元素の濃度を有する場合、これにより、半導体膜14の抵抗率を低下させる要因となる金属酸化物の生成が抑制される。金属原子の個数がさらに1cm3当たり5×1016個以下であれば、金属酸化物の生成がさらに抑制され、抵抗率を実用上支障のない値にすることができる。
Further, the non-single-
非単結晶半導体膜14内では、複数の結晶粒が同じ向きに設定された成長方向を有する。この成長方向は上述のソース領域24およびドレイン領域26の配列方向に一致する。いいかえれば、ソース領域24、チャネル領域22、およびドレイン領域26が結晶粒の成長方向に沿って配列される。さらに、これら結晶粒はこの成長方向においてチャネル領域22の長さ以上の粒径を持ち、チャネル領域22は単一の結晶粒内に配置される。この場合、チャネル領域22に結晶粒界が存在しなくなり、チャネル領域22内の結晶粒界により生じるキャリアの移動阻害を解消することができる。上述のように酸素原子および炭素原子の個数をいずれも1cm3当たり1×1018個以下にすることは、結晶構造上の微小欠陥を少なくする上で大きく貢献する。実用的には、結晶粒径をチャネル領域22の4分の1以上の長さ、例えばチャネル領域22が2μmの長さを有するときの結晶粒径を0.5μm以上の長さとすれば、キャリアがチャネル領域22内で遭遇する結晶粒界の数を比較的少なくすることができ、不純物元素を排除する効果が確認される。
In the non-single-
ソース領域24およびドレイン領域26の配列方向におけるチャネル領域22の長さ(描画ゲート長)は、この配列方向におけるゲート電極層18の長さ(実効ゲート長)より長い。少なくとも実効ゲート長の範囲において、結晶粒界がなく、酸素原子および炭素原子の個数がいずれも1cm3当たり1×1018個以下であれば上述した効果が発揮される。さらに、描画ゲート長の範囲であれば、その効果がより一層発揮される。
The length (drawing gate length) of the
次に、チャネル領域22の結晶構造上の微小欠陥を極めて少なくするためにチャネル領域22内の酸素原子および炭素原子の個数をいずれも1cm3当たり1×1018個を越えないようにすることが有効であることをさらに詳しく説明する。
Next, in order to extremely reduce minute defects in the crystal structure of the
1. 酸素および炭素と積層欠陥密度との相関関係 1. Correlation between oxygen and carbon and stacking fault density
1cm3当たりの酸素原子の個数である酸素濃度[atoms/cm3]と、1cm3当たりの炭素原子の個数である炭素濃度[atoms/cm3]と、半導体膜14の1cm3当たりの結晶構造欠陥の量である積層欠陥密度[cm−3]との相関関係を複数の試料から調べた。
1cm oxygen concentration is the number of oxygen atoms per 3 [atoms / cm 3], a 1cm carbon concentration is the number of carbon atoms per 3 [atoms / cm 3], per 1cm 3 of the
各試料は次のように作製された。ここでは、実験的に作製される試料に限って酸素および炭素等の汚染物を低濃度に維持できる設備が用いられた。コーニング社製の#1737ガラスからなる支持基板12が用意され、下地絶縁層20がこの支持基板上に形成された。この下地絶縁層20は50nmの厚さを有する窒化ケイ素(SiNx)の層と100nmの厚さを有する酸化ケイ素(SiOx)の層とをこの順に積層した二重構造を有する。下地絶縁層20上には、非晶質シリコン膜が200nmの厚さで形成された。
Each sample was prepared as follows. Here, equipment capable of maintaining low concentrations of contaminants such as oxygen and carbon was used only for experimentally prepared samples. A supporting
このような試料について、非晶質シリコン膜内の酸素、炭素およびニッケルという元素の濃度がフランス国クルブヴオワのカメカ(CAMECA)社製の二次イオン質量分析(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)装置で測定された。この装置は、照射イオンとして例えばO+、Cs+等のイオンを用いたイオンビームを層上方から層に照射し、スパッタリング現象により層表面から放出される層中の原子または分子から発生する二次イオンを検出することによって元素の質量分析を行う二次イオン質量分析法を採用している。イオンビームは連続的に照射され、これによりスパッタリング現象による層のエッチングを継続させて、質量分析を層の深さ方向に行う。 For such a sample, the concentrations of the elements oxygen, carbon and nickel in the amorphous silicon film are measured by a secondary ion mass spectroscopy (SIMS) manufactured by CAMECA of Courbevoie, France. Was done. This apparatus irradiates the layer with an ion beam using ions of, for example, O + , Cs +, etc. as irradiation ions from above the layer, and secondary ions generated from atoms or molecules in the layer emitted from the layer surface by a sputtering phenomenon. Secondary ion mass spectrometry, which performs mass analysis of elements by detecting ions, is employed. The ion beam is continuously irradiated, whereby the layer is continuously etched by the sputtering phenomenon, and mass analysis is performed in the depth direction of the layer.
非晶質シリコン膜内の酸素、炭素およびニッケルの濃度は非晶質シリコン膜の形成直後に初期濃度として測定された。この測定結果では、酸素の初期濃度は2×1017atoms/cm3以下、炭素の初期濃度は3×1016atoms/cm3以下、ニッケルの初期濃度は5×1015atoms/cm3以下であった。ニッケルの初期濃度は、カメカ社製のSIMS装置の分析下限未満の値である。 The concentrations of oxygen, carbon and nickel in the amorphous silicon film were measured as initial concentrations immediately after the formation of the amorphous silicon film. According to this measurement result, the initial concentration of oxygen is 2 × 10 17 atoms / cm 3 or less, the initial concentration of carbon is 3 × 10 16 atoms / cm 3 or less, and the initial concentration of nickel is 5 × 10 15 atoms / cm 3 or less. there were. The initial concentration of nickel is a value less than the lower limit of analysis of a SIMA device manufactured by Kameka.
このような酸素、炭素およびニッケルの初期濃度を確認した後、酸素および炭素がイオン注入法により各試料の非晶質シリコン膜に注入された。ここでは、図3に示すように、15種類の試料が3段階の炭素ドーズ量と5段階の酸素ドーズ量との組み合わせにより得られた。加速エネルギーは、注入元素が非晶質シリコン膜に注入されるようにその原子を運動させるエネルギーである。炭素の加速エネルギーは100KeV、酸素の加速エネルギーは130KeVである。ドーズ量は1cm2の単位面積を通過する注入元素原子の個数により表される。 After confirming such initial concentrations of oxygen, carbon and nickel, oxygen and carbon were implanted into the amorphous silicon film of each sample by an ion implantation method. Here, as shown in FIG. 3, 15 types of samples were obtained by combining a three-stage carbon dose and a five-stage oxygen dose. The acceleration energy is energy for moving atoms so that the implanted element is implanted into the amorphous silicon film. The acceleration energy of carbon is 100 KeV, and the acceleration energy of oxygen is 130 KeV. The dose is represented by the number of implanted element atoms passing through a unit area of 1 cm 2 .
図4は図3に示すドーズ量に対して非晶質シリコン膜に得られる炭素および酸素濃度を示す。これら炭素および酸素濃度は1cm3の単位体積当たり存在する炭素および酸素原子の平均個数である。このような非晶質シリコン膜上には、300nmの厚さを有する酸化ケイ素(SiOx)からなる絶縁層(以下「キャップ層」という。)が形成される。この後、レーザアニール処理が非晶質シリコン膜に対して施された。このレーザアニール処理では、KrFエキシマレーザ光がこのレーザ光の少なくとも一部を位相変調する位相シフタを介して非晶質シリコン膜に照射され、この非晶質シリコン膜を溶融再結晶化してポリシリコン膜に変えた。照射条件は、照射回数を1回、照射フルエンスを照射面内で平均560mJ/cm2とした。ここで、キャップ層はKrFエキシマレーザ光の照射に伴って非晶質シリコン膜の一部からシリコンが溶発等により消失するアブレーション現象を防止する。 FIG. 4 shows the concentration of carbon and oxygen obtained in the amorphous silicon film with respect to the dose shown in FIG. These carbon and oxygen concentrations are the average number of carbon and oxygen atoms present per unit volume of 1 cm 3 . On such an amorphous silicon film, an insulating layer (hereinafter, referred to as a “cap layer”) made of silicon oxide (SiO x ) having a thickness of 300 nm is formed. Thereafter, a laser annealing process was performed on the amorphous silicon film. In this laser annealing process, the amorphous silicon film is irradiated with a KrF excimer laser beam through a phase shifter that modulates at least a part of the laser beam, and the amorphous silicon film is melted and recrystallized to form polysilicon. Changed to a membrane. Irradiation conditions were such that the number of times of irradiation was once and the irradiation fluence was 560 mJ / cm 2 on average in the irradiation surface. Here, the cap layer prevents the ablation phenomenon in which silicon disappears from a part of the amorphous silicon film due to ablation due to irradiation with KrF excimer laser light.
ポリシリコン膜が上述のレーザアニール処理による溶融再結晶化の結果として得られた後、ポリシリコン膜の結晶構造の微小な欠陥が、X線回折法<X-ray diffraction analysis>によってポリシリコン膜のX線回折像を撮像してその回折像のピーク・シフトを解析することによりを調べられた。 After the polysilicon film is obtained as a result of melting and recrystallization by the laser annealing process described above, minute defects in the crystal structure of the polysilicon film are detected by X-ray diffraction analysis of the polysilicon film. This was investigated by taking an X-ray diffraction image and analyzing the peak shift of the diffraction image.
図5は図4に示す炭素濃度をパラメータとしてポリシリコン膜の積層欠陥密度<stacking fault density>の酸素濃度依存性を示す。図5において点線で示した測定下限は、積層欠陥密度の測定における測定値の再現性すなわち信頼性を考慮して定められたものである。現時点でのX線回折装置における回折像のピーク・シフトの解析においては、積層欠陥密度が極めて低いとき、解析結果は、解析装置の解析性能または解析者の解釈に依存し、この性能や解釈によって異なるからである。 FIG. 5 shows the oxygen concentration dependency of the stacking fault density of the polysilicon film using the carbon concentration shown in FIG. 4 as a parameter. The lower limit of measurement indicated by a dotted line in FIG. 5 is determined in consideration of the reproducibility, that is, the reliability of the measured value in the measurement of the stacking fault density. In the analysis of the peak shift of the diffraction image at the present time in the X-ray diffraction apparatus, when the stacking fault density is extremely low, the analysis result depends on the analysis performance of the analysis apparatus or the interpretation of the analyst. Because it is different.
図5からわかるように、炭素濃度および酸素濃度のいずれもが1×1018atoms/cm3であると、積層欠陥密度は測定下限より僅かに高い値まで低下する。さらに、炭素濃度および酸素濃度のいずれもが5×1017atoms/cm3であると、積層欠陥密度は測定下限よりも低い値まで低下する。 As can be seen from FIG. 5, when both the carbon concentration and the oxygen concentration are 1 × 10 18 atoms / cm 3 , the stacking fault density decreases to a value slightly higher than the lower limit of measurement. Furthermore, when both the carbon concentration and the oxygen concentration are 5 × 10 17 atoms / cm 3 , the stacking fault density decreases to a value lower than the lower limit of measurement.
2. 酸素、炭素および金属元素と積層欠陥密度との相関関係 2. Correlation between stacking fault density and oxygen, carbon and metal elements
次に、上述のように酸素、炭素およびニッケルの初期濃度が確認された各試料の非晶質シリコン膜に酸素および炭素だけでなく金属元素としてニッケル(すなわち、Ni)も注入した場合について説明する。ニッケルは約59という重い原子量を有するため、非晶質シリコン膜上に存在するキャップ層を介して非晶質シリコン膜内にニッケルを十分に注入することは難しい。従って、ニッケルは非晶質シリコン膜の形成後キャップ層を介さずに非晶質シリコン膜に注入され、酸素および炭素はニッケルの注入処理後に形成されるキャップ層を介して非晶質シリコン膜に注入された。 Next, a case where not only oxygen and carbon but also nickel (that is, Ni) is implanted as a metal element into the amorphous silicon film of each sample in which the initial concentrations of oxygen, carbon, and nickel are confirmed as described above will be described. . Since nickel has a heavy atomic weight of about 59, it is difficult to sufficiently inject nickel into the amorphous silicon film via the cap layer existing on the amorphous silicon film. Therefore, nickel is implanted into the amorphous silicon film without passing through the cap layer after the formation of the amorphous silicon film, and oxygen and carbon are introduced into the amorphous silicon film through the cap layer formed after the nickel implantation process. Injected.
ここでは、図6に示すように、9種類の試料が3段階の炭素ドーズ量、3段階の酸素ドーズ量、および3段階のニッケルドーズ量の組み合わせにより作製された。図7は図6に示すニッケルのドーズ量に対して非晶質シリコン膜に得られるニッケル濃度を示す。このニッケル濃度は1cm3の単位体積当たり存在するニッケル原子の平均個数である。上述の試料の作成後、レーザアニール処理が各試料の非晶質シリコン膜に対して施された。このレーザアニール処理では、KrFエキシマパルスレーザ光が上述と同様に位相シフタを介して非晶質シリコン膜に照射され、この非晶質シリコン膜を溶融再結晶化してポリシリコン膜に変えた。 Here, as shown in FIG. 6, nine types of samples were produced with a combination of three stages of carbon dose, three stages of oxygen dose, and three stages of nickel dose. FIG. 7 shows the nickel concentration obtained in the amorphous silicon film with respect to the dose of nickel shown in FIG. This nickel concentration is the average number of nickel atoms present per unit volume of 1 cm 3 . After the preparation of the above-described samples, laser annealing was performed on the amorphous silicon film of each sample. In this laser annealing process, the KrF excimer pulse laser beam was irradiated to the amorphous silicon film via the phase shifter in the same manner as described above, and the amorphous silicon film was melted and recrystallized to be changed to a polysilicon film.
さらに、ポリシリコン膜がレーザアニール処理による溶融再結晶化の結果として得られた後、ポリシリコン膜の結晶構造の微小な欠陥が、上述と同様なX線回折法<X-ray diffraction analysis>によってポリシリコン膜のX線回折像を撮像してその回折像のピーク・シフトを解析することにより調べられた。 Furthermore, after the polysilicon film is obtained as a result of melting and recrystallization by laser annealing, minute defects in the crystal structure of the polysilicon film are detected by X-ray diffraction analysis similar to the above. It was examined by imaging an X-ray diffraction image of the polysilicon film and analyzing the peak shift of the diffraction image.
図8は図7に示すニッケル濃度をパラメータとして積層欠陥密度の炭素および酸素濃度依存性を示す。図8において点線で示した測定下限は、図5の点線と同様に積層欠陥密度の測定における測定値の再現性すなわち信頼性を考慮して定められたものである。 FIG. 8 shows the dependence of stacking fault density on carbon and oxygen concentrations using the nickel concentration shown in FIG. 7 as a parameter. The lower limit of measurement indicated by the dotted line in FIG. 8 is determined in consideration of the reproducibility, that is, the reliability of the measured value in the measurement of the stacking fault density, as in the case of the dotted line of FIG.
図8からわかるように、炭素濃度および酸素濃度のいずれもが1×1018atoms/cm3でかつニッケル濃度が1×1017atoms/cm3であると、積層欠陥密度は測定下限より僅かに高い値まで低下する。さらに、炭素濃度および酸素濃度のいずれもが5×1017atoms/cm3でかつニッケル濃度が1×1017atoms/cm3あると、積層欠陥密度は測定下限よりも低い値まで低下する。さらに、ニッケル濃度が5×1016atoms/cm3以下であるとき、積層欠陥密度が測定下限よりも低い値まで低下する確実性が増す。 As can be seen from FIG. 8, when both the carbon concentration and the oxygen concentration are 1 × 10 18 atoms / cm 3 and the nickel concentration is 1 × 10 17 atoms / cm 3 , the stacking fault density is slightly lower than the lower limit of measurement. Drops to high values. Further, when both the carbon concentration and the oxygen concentration are 5 × 10 17 atoms / cm 3 and the nickel concentration is 1 × 10 17 atoms / cm 3 , the stacking fault density decreases to a value lower than the lower limit of measurement. Further, when the nickel concentration is 5 × 10 16 atoms / cm 3 or less, the certainty that the stacking fault density decreases to a value lower than the lower limit of measurement increases.
尚、図2に示す半導体装置において、支持基板12および非単結晶半導体膜14は、液晶表示装置のパネル基板部品として用いられる主要な半導体構造物をなす。保管時や搬送時の不純物混入を考慮すれば、実際には非単結晶半導体膜14が少なくともゲート絶縁膜16のような絶縁膜で覆われていることが好ましい。このような半導体構造物は半導体装置の半製品であり、図2に示すゲート電極層18、ソース領域24およびドレイン領域26のような半導体装置の要素の全てを含まなくてもよい。この例では、非単結晶半導体膜14がチャネル領域22の両側にソース領域24およびドレイン領域26を含み、非単結晶半導体膜14を露出するコンタクトホール等をエッチング処理でゲート絶縁膜16に形成していない状態の半製品を液晶表示装置のパネル基板部品とした。
In the semiconductor device shown in FIG. 2, the
図9は図2に示す半導体装置の製造に用いられる製造装置を概略的に示す。この製造装置では、図9および図10に示すようなプラズマ気相成長(PECVD:Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)装置40が用いられている。このPECVD装置40は、PECVD40により成膜処理される支持基板12を収容する気密半導体成膜室である反応チャンバ42と、PECVDで用いられるプラズマを発生させるプラズマ発生源44と、反応チャンバ42内にプラズマ発生用の原料ガスを供給するための原料ガス供給系46と、反応チャンバ42内の排気処理をするための排気処理系48とを備える。
FIG. 9 schematically shows a manufacturing apparatus used for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. In this manufacturing apparatus, a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)
PECVD装置40には、所定の真空度で支持基板12を反応チャンバ42内へ搬入し、また反応チャンバ42から搬出するための基板搬送系50が接続されている。
The
また、反応チャンバ42には、反応チャンバ42内の気体を特定するための質量分析装置51が接続されている。質量分析装置51としては、例えば四重極質量分析計(QMS: quadrupole mass spectroscope)が用いられる。
Further, a
原料ガス供給系46は、例えばシラン(SiH4)ガスボンベ52および水素(H2)ガスボンベ54を有する原料ガスボンベ装置56と、マスフローコントローラ58とを備える。原料ガス供給系46は、シランガスおよび水素ガスの各流量をマスフローコントローラ58で調整して、流量が調整されたシランガスおよび水素ガスをガス導入管82を介して反応チャンバ42内に導入する。
The source
排気処理系48は、例えばターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)60およびドライポンプ62を備える。ドライポンプ62は、ターボ分子ポンプ60および反応チャンバ42へ配管されている。図9に示す排気処理系48は、さらに、反応チャンバ42およびターボ分子ポンプ60間に配置されたオートプレッシャーコントローラ(APC:Auto Pressure Controller)64と、ドライポンプ62の排気側に接続された、環境汚染を防止すべく排気ガスを清浄にするためのガスクリーナ66とを備える。
The
基板搬送系50は、基板搬送用のロードチャンバ68と、自動仕分け用のロボットチャンバ70とを備える。ロードチャンバ68は、図示しない基板保管装置から所望の支持基板12を選択してロボットチャンバ70へ搬送すること、またロボットチャンバ70からこの所望の支持基板12を基板保管装置へ搬送することの両機能を有する。ロボットチャンバ70は、ロードチャンバ68から搬送された支持基板12を所定の基板処理装置に仕分けする。図10では、PECVD装置40のみが基板処理装置として断面図で示されている。
The
ここで、ロボットチャンバ70内の気体は、反応チャンバ42およびロボットチャンバ70間の扉72を開けたときに反応チャンバ42内に流れないことが必要である。このため、ロボットチャンバ70内の真空度が反応チャンバ42内の真空度より高くなるように、ロボットチャンバ70内は図示しない排気装置によって反応チャンバ42内より陰圧に保たれている。
Here, it is necessary that the gas in the
図10に示すように、反応チャンバ42の外周囲には、チャンバ内壁94をベーキングするために、ヒータ80が例えばコイル状に巻かれている。ヒータ80は反応チャンバ42内の温度を上昇させるために用いられる。ガス導入管82はマスフローコントローラ58に接続されている。ガス排気管84はオートプレッシャーコントローラ64を介してターボ分子ポンプ60に接続される。このターボ分子ポンプ60およびドライポンプ62間のガス排気管は、図9に示されるため、図10において省略する。
As shown in FIG. 10, a
図10に示すように、プラズマ発生源44は高周波発生装置86と、高周波発生装置86に電気的に接続された上電極88および下電極90とを備える。下電極90および気密反応チャンバ42は接地されている。上電極88は、複数の開口を有するメッシュ92を有し、また、ガス導入管82の広がった部分と気密に接続されている。上電極88は、ガス導入管82を通って導入された原料ガスを、メッシュ92を通して反応チャンバ42内に原料ガスGを導入する。下電極90は、成膜処理をされる支持基板12を支持する。上電極88との間の電極間距離を調整するために、下電極90は、図示しない駆動機構によって図において上下方向に移動可能になっている。
As shown in FIG. 10, the
次に、図2に示す半導体装置の製造方法について図9、10を参照して説明する。半導体装置の製造に際し、脱ガス処理が反応チャンバ42のチャンバ内壁94に混入したガスを取り除くために行われる。脱ガス処理では、チャンバ内壁94のベーキング処理と反応チャンバ42の排気処理とが並行して行われる。ベーキング処理はヒータ80でチャンバ内壁94を加熱することにより行われる。このベーキング処理では、チャンバ内壁94が例えば120℃程度の一定温度になるまで加熱され、さらにこの温度を数時間程度の一定時間維持するように加熱される。排気処理はこのベーキング処理でチャンバ内壁94から生じたガスを排気処理系48によって反応チャンバ42から継続的に排気することにより行われる。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. In manufacturing a semiconductor device, a degassing process is performed to remove gas mixed in the chamber
次に、チャンバ内壁94のクリーニングが三窒化フッ素ガスのようなフッ素系ガスを図示しないボンベから反応チャンバ42に供給し、このフッ素系ガスでチャンバ内壁94の表面をエッチングすることにより行われる(内壁クリーニング処理)。次いで、例えば非晶質半導体膜95が50nm〜1000nmの厚さでチャンバ内壁94の表面を覆うように形成される(内壁被覆処理)。この半導体膜95は半導体装置の半導体膜14と同一材料からなり、エッチング表面処理中にチャンバ内壁94に混入したフッ素がチャンバ内壁94から反応チャンバ42の空間に離脱できなくする。
Next, cleaning of the chamber
支持基板12は上述の内壁クリーニング処理および内壁被覆処理後に反応チャンバ42内に設置される。下地絶縁層20を用いる場合には、この下地絶縁層20がプラズマ化学気相成長法(PECVD法)により予め支持基板12上に形成される。下地絶縁層20が例えばSiO2層である場合には、このSiO2層がシラン(SiH4)ガスボンベと酸化窒素(N2O)ガスボンベと窒素(N2)ガスボンベとを備えるガスボンベ装置、テトラエチルオルトシリケート(すなわち、TEOS:Tetra Ethyl Ortho Silicate)ガスボンベと酸素(O2)ガスボンベとを備えるガスボンベ装置等を用いて形成される。
The
支持基板12はこのようにして下地絶縁層20を形成してから反応チャンバ42内に設置される。
The
量産用のCVD装置については、内壁クリーニング処理が使用環境や使用頻度を考慮して真空中で行われる必要がある。また、半導体膜95の膜厚は内壁被覆処理の繰り返しにより累積的に増大するため、ハロゲン系ガスやフッ化物ガスによる内壁クリーニング処理を半導体膜95の累積膜厚が例えば10μmになる毎、あるいは1ロット毎のような周期で行うことが好ましい。
For a CVD apparatus for mass production, the inner wall cleaning process needs to be performed in a vacuum in consideration of the use environment and use frequency. Further, since the film thickness of the
支持基板12が上述のように内壁クリーニング処理および内壁被覆処理された反応チャンバ42内に設置されると、例えば図11に示す非晶質シリコン膜14aがこの支持基板12に支持される非晶質半導体膜としてプラズマ化学気相成長(PECVD)法により形成される。
When the supporting
ここで、図9に示す反応チャンバ42内において非晶質シリコン膜14aをPECVD法によって形成する場合の成膜条件について説明する。反応チャンバ42内に供給されるシランガスおよび水素ガスの混合比(SiH4/H2)は流量比により1:4に設定される。反応チャンバ42内の全ガス圧はAPC64によって150Pa(1.1Torr)になるように調整される。これにより、反応チャンバ42内の真空度が所定に保たれる。成膜速度は、プラズマ電力およびシランガス流量によって決まる。支持基板12の温度は図示しない加熱装置によって一定の温度、例えば280℃に保たれる。上電極88と下電極90との間の距離または上電極88と支持基板12との間の距離は、成膜処理時には15mmに設定される。このような条件で、非晶質シリコン膜14aが形成される。
Here, the film forming conditions when the
次いで、図11に示すように、300nmの厚さを有し酸化ケイ素からなる絶縁層がキャップ層130として非晶質シリコン膜14a上に形成される。この後、非晶質シリコン膜14aの脱水素処理が行われる。
Next, as shown in FIG. 11, an insulating layer having a thickness of 300 nm and made of silicon oxide is formed as a
次に、非晶質シリコン膜14aのレーザアニール処理が図12に示すレーザ光照射装置を用いて行われる。レーザ光照射装置はレーザ装置132で発生されるKrFエキシマレーザ光Lを非晶質シリコン膜14aの少なくとも一部の領域に光学系134を介して照射する。このKrFエキシマレーザ光Lの照射条件としては、照射回数が1回に設定され、照射フルエンスが照射面内で平均560mJ/cm2に設定される。KrFエキシマレーザ光Lは位相シフタ136およびキャップ層130を介して非晶質シリコン膜14aに照射され、非晶質シリコン膜14aを溶融再結晶化してポリシリコン膜に変化させる。ここで、キャップ層130はエキシマレーザ光Lの照射により非晶質シリコン膜14a内に生じる熱がこのシリコン層14aの外に放散されることを防止する。これにより、エキシマレーザ光Lが非晶質シリコン膜14aの結晶化において効率的に熱エネルギーに変換されることになる。
Next, laser annealing of the
上述の位相シフタ136は例えば石英基材等の透明媒質からなり、例えば180度の位相差が得られるように互いに異なる厚さに設定された2領域を有する。一般に、180度の位相差を得るために必要な段差、すなわち2領域の膜厚差tは式(1)で表される。
The above-described
ここで、λはレーザ光の波長であり、nはこのレーザ光に対する透明媒質の屈折率である。石英基材が透明媒質として用いられる場合、KrFエキシマレーザ光の波長が248nmで、KrFエキシマレーザに対する石英基材の屈折率が1.508であるため、244nmという2領域の膜厚差tが180度の位相差を得るために必要となる。 Here, λ is the wavelength of the laser light, and n is the refractive index of the transparent medium for the laser light. When a quartz substrate is used as the transparent medium, the wavelength difference of the KrF excimer laser beam is 248 nm, and the refractive index of the quartz substrate with respect to the KrF excimer laser is 1.508. It is necessary to obtain a phase difference of degrees.
例えば第1領域を第2領域よりも薄くする場合、位相シフタ136はこの第1領域に対応する範囲において透明媒質を選択的に気相又は液相エッチングすることにより得ることができる。また、位相シフタ136は、例えばSiO2等の光透過膜をプラズマCVD、減圧CVDなどにより透明媒質上に成膜し、この光透過膜を第2領域に対応する範囲において残すようにパターニングして得ることもできる。
For example, when the first region is made thinner than the second region, the
このような位相シフタ136では、第2領域の透過光が第1領域の透過光よりも遅れる。エキシマレーザ光Lは第1および第2領域の境界Xに得られる段差により回折し干渉することで空間的に強度変調される。この結果、図13に示す光強度分布が非晶質シリコン膜14a上に得られる。光強度は境界Xに沿った位置において最低となる。非晶質シリコン膜14aはこの強度分布に対応する温度勾配に設定され、溶融再結晶化される。シリコン結晶粒の核が最も低い温度の部分に生成され、より高い温度の部分に向かって横方向に成長する。ここでは、核の生成位置が結晶粒を大粒径に成長させるために境界Xに対向して最低の光強度となる非晶質シリコン膜の位置付近に限定されている。
In such a
この上述のレーザアニール処理後、キャップ層130が例えば緩衝フッ酸によるウェットエッチング法により除去される。非晶質シリコン膜14aの溶融再結晶化により得られたポリシリコン膜は複数の能動素子10にそれぞれ割り当てられる複数の島状部分を残すようにパターニングされる。図2に示す非単結晶半導体膜14は島状部分として残されたポリシリコン膜であり、この非単結晶半導体膜14の一部が能動素子10、すなわち薄膜トランジスタのチャネル領域22を構成する。
After the above-described laser annealing, the
この後、例えばSiO2層が非単結晶半導体膜14を覆うゲート絶縁膜16としてプラズマ化学気相成長法により形成される。続いて、ゲート電極層18がチャネル領域22となる非単結晶半導体膜14の一部に対向してゲート絶縁膜16上に形成される。このゲート電極層18はn型またはp型の不純物を非単結晶半導体膜14に注入するためのマスクとして用いられる。n型またはp型の不純物はゲート電極層18の両側においてゲート絶縁膜16を介して注入され、半導体膜14の一部にソース領域24およびドレイン領域26を形成する。これにより、チャネル領域22がゲート電極層18の下方においてソース領域24およびドレイン領域26間に配置される。半導体装置の半製品はこの段階で得られる。
Thereafter, for example, an SiO 2 layer is formed as a
半導体装置の半製品において能動素子10を完成させる際には、層間絶縁膜が図1(f)に示す層間絶縁膜111と同様に形成され、次いでソース領域24およびドレイン領域26内の不純物の活性化が加熱処理により行われる。この後、1対のコンタクトホールが図1(f)に示すコンタクトホールと同様にゲート絶縁膜16および層間絶縁膜に形成され、ソース領域24およびドレイン領域26を部分的に露出させる。次いで、ソース電極層およびドレイン電極層が図1(f)に示すソース電極層112およびドレイン電極層113と同様に形成され、これらコンタクトホールにおいてソース領域24およびドレイン領域26と電気的にコンタクトする。さらに、電気信号を伝達する金属配線層が図1(f)に示す金属配線層114と同様に形成される。これにより、能動素子10が薄膜トランジスタとして完成する。この薄膜トランジスタでは、電流がゲート電極層18へ印加されたゲート電圧に対応してソース領域24およびドレイン領域26間のチャネル領域22に流れる。
When the
上述した脱ガス処理では、チャンバ内壁94が120℃の温度でベーキング処理されるが、80℃〜150℃という範囲の温度であれば、チャンバ内壁94に含まれる不純物元素が分離または遊離する。さらに、この不純物元素は排気処理系48により反応チャンバ42から排気される。従って、非晶質シリコン膜14aがチャンバ内壁94からの不純物元素を含んで形成されることが防止される。このため、非晶質シリコン膜14aを溶融再結晶化した場合に良好な結晶性が得られる。
In the above-described degassing process, the baking process is performed on the chamber
以下、反応チャンバ42内の残留ガスについて説明する。
Hereinafter, the residual gas in the
図14は反応チャンバ42内の残留ガスを特定するための質量スペクトルを示す。この質量スペクトルは反応チャンバ内の残留ガスを図9に示す質量分析装置51によって質量分析した結果である。質量分析装置51としては、四重極質量分析計(QMS)が用いられている。図14では、この質量分析装置51から不純物ガスの残留量として得られるイオン電流[A]がガス質量単位に相当する質量と電荷数との比M/Zに対して示される。M/Z=1は、H(水素)に相当する。M/Z=2は、H2に相当する。M/Z=17は、OHに相当する。M/Z=18は、H2Oに相当する。M/Z=28およびその前後は、N2またはCOに相当する。
FIG. 14 shows a mass spectrum for specifying the residual gas in the
図15は反応チャンバ42内の主要な残留ガスのイオン電流[A]を脱ガス速度[Torr l/s]に対して測定した結果である。図14を参照すると、M/Z=17、M/Z=18およびM/Z=28が主要な残留ガスとなっている。図15では、黒三角印はM/Z=18に関する測定結果であり、白丸印はM/Z=17に関する測定結果であり、黒菱形印はM/Z=28に関する測定結果である。図15に付加された45度の傾きの直線を参考にしてわかるように、イオン電流の大きさは反応チャンバ42内の脱ガス速度の増加に伴い直線的に減少する。H2O(質量単位17または18)では、酸素が汚染物となる不純物元素と考えられる。N2(質量単位28)では、窒素が汚染物となる不純物元素と考えられる。また、COまたは他の炭化水素(質量単位28、12〜16)では、炭素が汚染物となる不純物元素と考えられる。従って、シリコン膜14aの成膜においてこれら不純物元素に係る分圧は、反応チャンバ42からの脱ガス速度に比例することがわかる。
FIG. 15 shows the result of measuring the ion current [A] of the main residual gas in the
図16は図2に示す半導体膜14として用いられるシリコン膜を異なる4種類の堆積速度で基板Sb上に堆積した試料において測定された深さ方向の酸素濃度のプロファイルを示す。基板Sbの上面には、SiO2層が下地絶縁層として設けられている。図16において、S1は3.0nm/sの成膜速度で成膜されたシリコン膜を表し、S2は2.3nm/sの成膜速度で成膜されたシリコン膜を表し、S3は1.5nm/sの成膜速度で成膜されたシリコン膜を表し、S4は0.8nm/sの成膜速度で成膜されたシリコン膜を表す。シリコン膜S1、S2、S3、S4はこの順番で基板Sb上に堆積された。これら成膜速度はプラズマ電力の調整により変更した。酸素濃度はシリコン膜S1、S2、S3、S4をスパッタエッチングしながら測定された。図16を参照すると、酸素濃度が成膜速度の増加に伴って減少することがわかる。すなわち、酸素濃度はシリコン膜S4、S3、S2、S1の順に小さくなり、シリコン膜S1において約1.4×1017atoms/cm3という最も小さい値になる。また、酸素濃度プロファイルが基板Sbとシリコン膜S1との境界近傍に高いピークを有するが、このピークは基板SbのSiO2層の酸素によって生じたものである。
FIG. 16 shows the profile of the oxygen concentration in the depth direction measured on a sample obtained by depositing the silicon film used as the
図17は反応チャンバ42に原料ガスとして導入されるシランガスの濃度とシリコン膜内の酸素濃度との関係が原料ガスのリーク速度に依存することを示す。原料ガス濃度はシランガスの1/FSiH4[SCCM−1]に対する1/SiH4の割合により表されている。FSiH4はシランガスの流量値である。直線L3は脱ガス処理および内壁クリーニング処理を実施した(リーク速度=6.7×10−4)の場合に得られる関係であり、直線L4は脱ガス処理および内壁クリーニング処理を実施しない(リーク速度=3.3×10−3)場合に得られる関係である。図17からわかるように、直線L3の傾きは直線L4の傾きの5分の1である。すなわち、リーク速度を1/5にすることにより傾きが1/5になった。酸素濃度は、脱ガス処理および内壁クリーニング処理を実施した場合に、これらの処理を実施しない場合よりも低下する。2つの直線L3、L4の切片の値が極めて近いことが特徴的である。
FIG. 17 shows that the relationship between the concentration of silane gas introduced as a source gas into the
次の式(2)を用いて図17に示す酸素濃度について詳細に説明する。 The oxygen concentration shown in FIG. 17 will be described in detail using the following equation (2).
ここで、Coxygenは、シリコン膜内の酸素濃度、Cgasは、原料ガス(例えばシランガス)中の酸素濃度、Foutgasは、脱ガスにより生じたガスとしての汚染物の流量、FSiH4は、シランガスの流量、NSiは、シリコン膜内の単位体積当たりのシリコン原子の個数(密度)を表す。Cgasは、原料ガス(例えばシランガス)について一定値である。式(2)中の(Foutgas/FSiH4)×NSi≡Coutgasは、脱ガスにより生じた酸素濃度を示し、1/FSiH4に比例する。 Here, Coxygen is the oxygen concentration in the silicon film, Cgas is the oxygen concentration in the source gas (for example, silane gas), Foutgas is the flow rate of contaminants as a gas generated by degassing, FSiH4 is the flow rate of silane gas, NSi represents the number (density) of silicon atoms per unit volume in the silicon film. Cgas is a constant value for the source gas (for example, silane gas). (Foutgas / FSiH4) × NSi≡Coutgas in the equation (2) indicates the concentration of oxygen generated by degassing, and is proportional to 1 / FSiH4.
図18は反応チャンバ42に原料ガスとして導入されるシランガスの流量の逆数とシリコン膜内の酸素濃度との比例関係が脱ガスにより生じる汚染物ガスの流量に比例した傾きの特性直線で規定されることを示す。図18では、直線L5がシランガスの流量FSiH4の逆数とシリコン膜内の酸素濃度Coxygenとの比例関係を表す。直線L5の傾きは汚染物ガスの流量Foutgasに比例しており、式(2)を満足する。
FIG. 18 shows that the proportional relationship between the reciprocal of the flow rate of silane gas introduced as a source gas into the
図19は図17に示す○印の範囲を拡大して示す。原料ガス(例えばシランガス)中の酸素濃度Cgasは、4×1016atoms/cm3〜5×1016atoms/cm3のという範囲(ほぼ1ppmに相当する。)にほぼ収まる。原料ガス(例えばシランガス)中の酸素濃度Cgasと原料ガスボンベに起因する酸素濃度Cbombとの差は、原料ガス供給系からの不純物に相当する。原料ガスボンベに起因する酸素濃度Cbombは、0.5ppm未満である。 FIG. 19 is an enlarged view of the range indicated by the circle shown in FIG. The oxygen concentration Cgas in the source gas (e.g., silane gas) substantially falls within a range of 4 × 10 16 atoms / cm 3 to 5 × 10 16 atoms / cm 3 (corresponding to approximately 1 ppm). The difference between the oxygen concentration Cgas in the source gas (for example, silane gas) and the oxygen concentration Cbomb caused by the source gas cylinder corresponds to impurities from the source gas supply system. The oxygen concentration Cbomb due to the source gas cylinder is less than 0.5 ppm.
上述の半導体装置において、チャネル領域22内の酸素原子および炭素原子のそれぞれの個数が1cm3当たり1×1018個以下であるか、または、チャネル領域内の酸素原子、炭素原子および金属原子のそれぞれの個数が1cm3当たり1×1018個以下、1×1018個以下および1×1017個以下である。これらの個数は、半導体装置の製造が完了したときの数値である。従って、半導体装置を製造する場合に、例えば酸素および炭素原子の個数が上述した数値を越える非晶質または多結晶の非単結晶半導体膜を予め成膜し、その後の製造工程において例えば低温でのゲッタリング処理を行うなどして余分な原子を除去し、これにより酸素および炭素原子の個数を上述の数値以下に調整してもよい。
In the above semiconductor device, the number of oxygen atoms and carbon atoms in the
図9に示す製造装置は例えばロードロックの付いた枚葉式<single wafer type>プラズマCVD装置である。チャンバ内壁94は反応チャンバ42内の空間に離脱して半導体膜に混入するような鉄、ニッケル、コバルト等を含有するSUS系の金属材料を含まない。その代わりに、内壁94はアルミニウム含有金属からなる材料から構成される。これにより、フッ素系ガスによるクリーニング時に内壁94の金属成分であるアルミニウムがフッ素と化合してフッ素化合物を形成する。このようにアルミニウムおよびフッ素がフッ素化合物として内壁94に含まれる場合には、アルミニウムおよびフッ素がチャンバ内壁94から反応チャンバ42内の空間に離脱して、成膜中の半導体膜に汚染物として混入することが防止される。
The manufacturing apparatus shown in FIG. 9 is, for example, a single wafer type plasma CVD apparatus with a load lock. The chamber
内壁94の材料は、アルミニウム−マグネシウム系金属材料(日本工業規格の材料番号によればA5000番台の金属材料、例えばA5052系の材料)であることが好ましい。また、アルミニウム−マグネシウム−シリコン系金属材料(同A6000番台の金属材料)またはアルミニウム銅系材料(同A2000番台の金属材料、例えばA2219系の材料)は内壁94の材料としてさらに好ましい。
The material of the
反応チャンバ42の内壁94の表面は6.4マイクロメートル以下の粗さであることが好ましい。これにより、内壁94は不純物元素の付着が抑制されような平滑な表面を有することになり、内壁94の清浄な状態を長期間にわたって保つことができる。
The surface of the
また、例えばフッ素と化合することにより形成されるフッ化マグネシウムアルミニウム層を内壁94の表面に設け、さらにこの内壁94の表面を50nm〜1000nmの厚さを有する非晶質半導体膜で覆うことにより、内壁94に含まれるフッ素原子が反応チャンバ42内の空間に離脱して成膜中の半導体膜に汚染物として混入することが抑制される。
Further, for example, a magnesium aluminum fluoride layer formed by combining with fluorine is provided on the surface of the
反応チャンバ42は耐熱性を有するフッ素系ゴムからなるOリングを介して外部から遮断される。これにより、内壁94のべーキング処理時の熱によりOリングの損傷を低減することができる。また、このOリングに代わって、耐熱性を有するフッ素系ゴムからなり例えば径の異なる2つのOリングを重ねて用い、2つのOリングを介して反応チャンバ42を外部から遮断してもよい。これにより、反応チャンバ42はより確実に外部からの遮断される。また、各Oリングの損傷をより少なくすることができる。さらに、反応チャンバ42はこれら二重のOリング間の間隙から汚染物となる気体を取り除く排気装置を含むように構成してもよい。
The
尚、図2に示す半導体装置は、支持基板12が下地絶縁層20の下地となり、下地絶縁層20が非単結晶半導体膜14の下地となり、非単結晶半導体膜14がゲート絶縁膜16の下地となり、さらにゲート絶縁膜16がゲート電極層18の下地となる積層構造を有する。この積層構造は例えば図20に示すように変形してもよい。
In the semiconductor device shown in FIG. 2, the supporting
図20は図2に示す半導体装置の第1変形例を示す。この変形例は、支持基板12が下地絶縁層20の下地となり、下地絶縁層20がゲート電極層18の下地となり、ゲート電極層18がゲート絶縁膜16の下地となり、ゲート絶縁膜16が半導体膜14の下地となる積層構造を有する。
FIG. 20 shows a first modification of the semiconductor device shown in FIG. In this modification, the supporting
この第1変形例の半導体装置の製造では、下地絶縁層20の形成後、ゲート電極層18が形成され、ゲート絶縁膜16がゲート電極層18を覆うように形成される。ゲート絶縁膜16は下地絶縁層20上にも広がって形成される。
In the manufacture of the semiconductor device of the first modified example, after the formation of the
次に、例えば非晶質シリコン膜が非晶質半導体膜としてゲート絶縁膜16上にプラズマ化学気相成長法により堆積される。非晶質シリコン膜は図9に示すPECVD装置40を用いて行われる。反応チャンバ42の内壁94は非晶質シリコン膜の成膜前に脱ガス処理され、フッ素系ガスでエッチング表面処理することによりクリーニングされ、さらに非晶質半導体膜95によって覆われる。非晶質シリコン膜はこのような反応チャンバ42内で成膜される。次いで、キャップ層が非晶質シリコン膜上に形成され、非晶質シリコン層の脱水素処理が行われる。次に、非晶質シリコン膜のレーザアニール処理が行われる。このレーザアニール処理では、例えばKrFエキシマレーザ光が既に説明した照射条件で位相シフタを介して非晶質シリコン膜に照射される。これにより、非晶質シリコン膜が溶融再結晶化され、ポリシリコン膜に変化する。図20に示す非単結晶シリコン膜14はこのようにして形成されたポリシリコン膜である。この後、上述のキャップ層が例えば緩衝フッ酸によるウェットエッチング法により除去される。
Next, for example, an amorphous silicon film is deposited as an amorphous semiconductor film on the
次に、レジスト層がゲート電極層18のパターン寸法とほぼ等しいパターンでチャネル領域22上に形成され、n型またはp型の不純物がこのレジスト層をマスクにして半導体膜14に注入される。これにより、ソース領域24およびドレイン領域26が半導体膜14においてチャネル領域22の両側に形成される。この場合、ソース領域24およびドレイン領域26の寸法はレジスト層のパターン寸法により調整することができる。図20に示す半導体装置の半製品はこの段階で得られる。
Next, a resist layer is formed on the
この後、図2に示す半導体装置と同様に処理される。すなわち、層間絶縁膜が半導体層14を覆って形成され、次いでソース領域24およびドレイン領域26内の不純物が加熱処理により活性化される。この後、1対のコンタクトホールがゲート絶縁膜16および層間絶縁膜に形成され、ソース領域24およびドレイン領域26を部分的に露出させる。次いで、ソース電極層およびドレイン電極層がこれらコンタクトホールにおいてソース領域24およびドレイン領域26と電気的にコンタクトするように形成される。さらに、電気信号を伝達する金属配線層が形成される。これにより、能動素子10が薄膜トランジスタとして完成する。
Thereafter, the same processing as in the semiconductor device shown in FIG. 2 is performed. That is, an interlayer insulating film is formed to cover
図21は図2に示す半導体装置の第2変形例を示す。図2に示す半導体装置はゲート絶縁膜16が非単結晶半導体膜14を覆う構造を有するが、図21に示すようにゲート絶縁膜16が半導体膜14のチャネル領域22のみを覆う構造に変形してもよい。この場合、ゲート電極層18はこのゲート絶縁膜16上に形成され、層間絶縁膜28がゲート電極層18、ソース領域24およびドレイン領域26を覆って形成される。ソース電極層30およびドレイン電極層32はこの層間絶縁膜28に形成される1対のコンタクトホールにおいてソース領域24およびドレイン領域26にコンタクトするように形成され、さらに金属配線層34がドレイン電極32に接続されるように形成される。これにより、能動素子10が薄膜トランジスタとして完成する。
FIG. 21 shows a second modification of the semiconductor device shown in FIG. Although the semiconductor device shown in FIG. 2 has a structure in which the
また、図2に示す半導体装置では、キャップ層130をすべて除去するものとしたが、キャップ層130をゲート絶縁膜16と同じ厚さを有するまでエッチングしてゲート絶縁膜16として用いてもよい。
In the semiconductor device illustrated in FIG. 2, the
また、図2に示す半導体装置の製造では、レーザアニール処理が非単結晶半導体膜である非晶質シリコン膜14aを溶融再結晶化するために行われる。このレーザアニール処理では、KrFエキシマレーザ光が位相シフタ136を介して非晶質シリコン膜14aに照射される。このエキシマパルスレーザ光は位相シフタ136を介さずに直接非晶質シリコン膜14aに1回又は複数回照射されてもよい。位相シフタ136を用いない方式は位相シフタ136を用いる方式ほど大きく結晶粒を成長させることができないが、光照射の照射フルエンスが位相シフタ136を用いる方式に比べて比較的小さいことからキャップ層130を形成する必要がない。
In the manufacture of the semiconductor device shown in FIG. 2, laser annealing is performed to melt and recrystallize the
また、非晶質シリコン膜14aのような非単結晶半導体膜の溶融再結晶化はレーザ光以外のエネルギー光を用いるランプアニール処理で行われてもよい。また、非単結晶半導体膜の溶融再結晶化はエネルギー光を照射する方法によらずに、例えば窒素雰囲気下での固相成長法により行うようにしてもよい。いずれの場合においても、非単結晶半導体膜は加熱位置において10秒以下の加熱時間で溶融されて結晶化されることが好ましい。この加熱時間は1秒以下であることがさらに好ましい。これにより溶融状態で生じる半導体膜の汚染を抑制することができる。
Further, the melting and recrystallization of a non-single-crystal semiconductor film such as the
以上のように本実施形態では、チャネル領域22が1×1018atoms/cm3を越えない酸素濃度および炭素濃度を有する。非単結晶半導体膜14のうち少なくともチャネル領域22がこのような酸素濃度および炭素濃度を有する場合、これら元素に起因してチャネル領域22の結晶構造に生じる微小欠陥を実用上支障のない1×106/cm3程度の極めて少ない値にできる。これにより、チャネル領域22内のキャリアはこれら微小欠陥によって著しく阻害されることなく高速に移動できる。従って、薄膜トランジスタは、高速なスイッチング動作を行う良好な電気的特性を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、非単結晶半導体膜14のうち少なくともチャネル領域22が5×1017atoms/cm3を越えない酸素濃度および5×1017atoms/cm3を越えない炭素濃度を有する場合、チャネル領域22の品質が向上する。
Also, if having a carbon concentration not exceeding oxygen concentration and 5 × 10 17 atoms / cm 3 at least the
さらに、非単結晶半導体膜14は1×1017atoms/cm3を越えない金属元素の濃度を有する場合、半導体膜14の抵抗率を低下させる要因となる金属酸化物の生成が抑制される。金属原子の個数がさらに1cm3当たり5×1016個以下であれば、金属酸化物の生成がさらに抑制され、抵抗率を実用上支障のない値にすることができる。
Further, when the non-single-
非単結晶半導体膜14内では、ソース領域24、チャネル領域22、およびドレイン領域26が結晶粒の成長方向に沿って配列され、チャネル領域22はこの成長方向においてチャネル領域22の長さ以上の粒径を有する単一の結晶粒内に配置される。この場合、チャネル領域22に結晶粒界が存在しなくなり、チャネル領域22内の結晶粒界により生じるキャリアの移動阻害を解消することができる。
In the non-single-
半導体装置の製造において、支持基板12を収容する成膜室である反応チャンバ42の内壁94がアルミニウムマグネシウム系材料、アルミニウムマグネシウムシリコン系材料あるいはアルミニウム銅系材料のようなアルミニウム含有金属からなる場合には、内壁94成分の金属元素が成膜中に反応チャンバ42の空間に進出して非単結晶半導体膜14に混入することを防止できる。内壁94の表面が6.4マイクロメートル以下の粗さである場合、不純物元素が内壁94の平滑な表面に付着することが抑制され、長期間にわたって内壁94を清浄な状態を保つことができる。
In the manufacture of a semiconductor device, when the
また、反応チャンバ42の内壁94がフッ素系ガスでエッチング表面処理され、50nm〜1000nmの厚さの非晶質半導体膜95で覆われる。これにより、汚染物元素がエッチング表面処理でチャンバ内壁94の表面から除去され、さらにエッチング表面処理で混入したフッ素も非晶質半導体膜95によってチャンバ内壁94から反応チャンバ42の空間に離脱できなくなる。これにより、成膜中に非単結晶半導体膜14に混入する汚染物を低減できる。
Further, the
また、反応チャンバ42が耐熱性を有するフッ素系ゴムからなるOリングを介して外部から遮断場合、内壁94のべーキング処理時の熱によりOリングの損傷を低減することができる。このOリングに代わって、耐熱性を有するフッ素系ゴムからなり例えば径の異なる2つのOリングを重ねて用い、2つのOリングを介して反応チャンバ42を外部から遮断した場合には、反応チャンバ42をより確実に外部からの遮断すると共に、各Oリングの損傷をより少なくすることができる。さらに、反応チャンバ42がこれら二重のOリング間の間隙から汚染物となる気体を取り除く排気装置を含む場合には、この汚染物による影響をなくすことができる。
Further, when the
10…能動素子、12…支持基板、14…非単結晶半導体膜、14a…非晶質シリコン膜、16…ゲート絶縁膜、18…ゲート電極層、20…下地絶縁層、22…チャネル領域、24…ソース領域、26…ドレイン領域、30…ソース電極層、32…ドレイン電極層、34…金属配線層、40…プラズマ気相成長装置、42…反応チャンバ、44…プラズマ発生源、46…原料ガス供給系、48…排気処理系、50…基板搬送系、51…質量分析装置、52…シランガスボンベ、54…水素ガスボンベ、56…原料ガスボンベ装置、58…マスフローコントローラ、60…ターボ分子ポンプ、62…ドライポンプ、64…オートプレッシャーコントローラ、66…ガスクリーナ、68…ロードチャンバ、70…ロボットチャンバ、72…扉、80…ヒータ、82…ガス導入管、84…ガス排気管、86…高周波発生装置、88…上電極、90…下電極、92…メッシュ、94…チャンバ内壁、95…非晶質半導体膜、130…キャップ層、132…レーザ装置、134…光学系、136…位相シフタ。
DESCRIPTION OF
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003399661A JP2004343039A (en) | 2002-11-29 | 2003-11-28 | Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002346806 | 2002-11-29 | ||
JP2003121772 | 2003-04-25 | ||
JP2003399661A JP2004343039A (en) | 2002-11-29 | 2003-11-28 | Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004343039A true JP2004343039A (en) | 2004-12-02 |
Family
ID=33545035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003399661A Pending JP2004343039A (en) | 2002-11-29 | 2003-11-28 | Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004343039A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113497118A (en) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 三菱电机株式会社 | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0870129A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and its fabrication |
JPH08228006A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing insulating gate type thin film semiconductor device |
JPH0927453A (en) * | 1994-09-16 | 1997-01-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JP2000068520A (en) * | 1997-12-17 | 2000-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor thin film, method of manufacturing the same, manufacturing apparatus, semiconductor element, and method of manufacturing the same |
JP2000306859A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sony Corp | Crystallization of semiconductor thin film and laser irradiating apparatus |
-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003399661A patent/JP2004343039A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0870129A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and its fabrication |
JPH0927453A (en) * | 1994-09-16 | 1997-01-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPH08228006A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing insulating gate type thin film semiconductor device |
JP2000068520A (en) * | 1997-12-17 | 2000-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor thin film, method of manufacturing the same, manufacturing apparatus, semiconductor element, and method of manufacturing the same |
JP2000306859A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sony Corp | Crystallization of semiconductor thin film and laser irradiating apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113497118A (en) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 三菱电机株式会社 | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR950010282B1 (en) | Oxide film formation method | |
KR960001608B1 (en) | Semiconductor Materials, Fabrication Methods, and Thin Film Transistors | |
JP5927523B2 (en) | THIN FILM TRANSISTOR AND METHOD FOR PRODUCING THIN FILM TRANSISTOR | |
US5648276A (en) | Method and apparatus for fabricating a thin film semiconductor device | |
US6610142B1 (en) | Process for fabricating semiconductor and process for fabricating semiconductor device | |
JP3393469B2 (en) | Thin film semiconductor device manufacturing method and thin film semiconductor forming apparatus | |
US20060124971A1 (en) | Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing the same | |
JP4589295B2 (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
US5753541A (en) | Method of fabricating polycrystalline silicon-germanium thin film transistor | |
US6863733B1 (en) | Apparatus for fabricating thin-film semiconductor device | |
US20010051416A1 (en) | Semiconductor material and method for forming the same and thin film transistor | |
KR100457412B1 (en) | A method for forming the polycrystaline semiconductor film | |
JP5352737B2 (en) | Method for producing polycrystalline silicon thin film | |
JPH08153711A (en) | Etching device | |
JP2002151693A (en) | Bottom gate thin film transistor, method of manufacturing the same, etching apparatus and nitriding apparatus | |
JP2004343039A (en) | Semiconductor structure, semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing them | |
JPH0917729A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
KR100469503B1 (en) | How to crystallize amorphous film | |
JP4737366B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3942853B2 (en) | Semiconductor material manufacturing equipment | |
JP3612018B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3612009B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
TW201203319A (en) | Manufacturing method for thin film of poly-crystalline silicon | |
JP3614333B2 (en) | Insulated gate type field effect transistor fabrication method | |
JP4461731B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060919 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100412 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100511 |