发明名称 半导体薄膜之制造方法及其装置
摘要 本发明系在于提供一种可在低温形成高品质的半导体薄膜,且能藉由基板温度的控制来制成良好的半导体薄膜的结晶性(多结晶薄膜或非晶质薄膜)之半导体薄膜的制造方法。亦即,本发明之半导体薄膜的制造方法系包含:将原料气体供应给真空处理室之过程;及藉由使用利用高频电力的施加而产生的高频感应耦合电浆(ICP:Inductive Coupled Plasma)之电浆分解来分解该被供应的原料气体,且藉由使用该被分解的原料气体之化学气相沉积制程来将预定的半导体薄膜形成于基板上之过程;并且,控制该半导体薄膜形成时之该基板的加热温度,而藉此来控制该被形成之半导体薄膜的结晶状态。
申请公布号 TW386249 申请公布日期 2000.04.01
申请号 TW087110472 申请日期 1998.06.29
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 北川雅俊;吉田哲久;谷宗裕;菅井秀郎
分类号 H01L21/20;H01L21/31 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种半导体薄膜之制造方法,其特征系包含: 将原料气体供应给真空处理室之过程;及 藉由使用利用高频电力的施加而产生的高频感应 耦合电浆(ICP:Inductive Coupled Plasma)之电浆分解来分 解该被供应的原料气体,且藉由使用该被分解的原 料气体之化学气相沉积制程来将预定的半导体薄 膜形成于基板上之过程; 并且,控制该半导体薄膜形成时之该基板的加热温 度,而藉此来控制该被形成之半导体薄膜的结晶状 态。2.如申请专利范围第1项所记载之半导体薄膜 的制造方法,其中上述原料气体为含有矽之气体。 3.如申请专利范围第1项所记载之半导体薄膜的制 造方法,其中上述原料气体为在含有矽的气体中混 合氢之混合气体。4.如申请专利范围第1项所记载 之半导体薄膜的制造方法,其中将上述半导体薄膜 形成时之基板的加热温度设定于约50℃-550℃的范 围。5.如申请专利范围第1项所记载之半导体薄膜 的制造方法,其中将上述施加之高频电力的频率设 定于约50Hz-500MHz的范围。6.如申请专利范围第1项 所记载之半导体薄膜的制造方法,其中利用供以产 生上述高频感应耦合电浆的产生领域,或利用设置 于其近旁的磁场之机构来产生该高频感应耦合电 浆。7.如申请专利范围第6项所记载之半导体薄膜 的制造方法,其中产生上述磁场的机构为电磁铁线 圈。8.如申请专利范围第6项所记载之半导体薄膜 的制造方法,其中产生上述磁场的机构为具有预定 的磁束密度之永久磁铁。9.如申请专利范围第1项 所记载之半导体薄膜的制造方法,其中将上述半导 体薄膜形成时之上述高频感应耦合电浆的产生领 域之压力设定于约510-5Torr-210-2Torr的范围。10.如 申请专利范围第1项所记载之半导体薄膜的制造方 法,其中更包含: 至少测定上述基板的近旁之上述高频感应耦合电 浆的发光分谱光谱之过程;及 测定该被测定后的发光分光光谱之来自SiH分子的 发光峰値强度[SiH],来自Si原子的发光峰値强度[Si], 及来自H原子的发光峰値强度[H]之间的相对比([(Si] /[SiH]比及[H]/[SiH]比)之过程;及 调节预定的制程参数,而使该相对比能够至少满足 ([Si]/[SiH])>1.0及([H]/[SiH])>2.0的一方关系之过程。11. 如申请专利范围第10项所记载之半导体薄膜的制 造方法,其中上述调节所需之预定的制程参数至少 为上述高频感应耦合电浆之产生领域的压力,上述 原料气体的供给流量,该原料气体的供给流量的比 ,以及上述施加高频电力的値之其中之一。12.一种 半导体薄膜之制造装置,其特征系具备: 将原料气体供应给真空处理室之供给机构;及 藉由使用利用高频电力的施加而产生之高频感应 耦合电浆(ICP:Inductive Coupled Plasma)的电浆分解来分 解该被供应的原料气体,且藉由使用该被分解的原 料气体之化学气相沉积制程来将预定的半导体薄 膜形成于基板上之ICP机构;及 控制该化学气相沉积制程之该基板的加热温度之 基板温度控制机构; 并且,藉由该基板温度控制机构来控制该半导体薄 膜形成时之该基板的加热温度,而藉此来控制该被 形成之半导体薄膜的结晶状态。13.如申请专利范 围第12项所记载之半导体薄膜的制造装置,其中上 述原料气体为含有矽之气体。14.如申请专利范围 第12项所记载之半导体薄膜的制造装置,其中上述 原料气体为在含有矽的气体中混合氢之混合气体 。15.如申请专利范围第12项所记载之半导体薄膜 的制造装置,其中将上述半导体薄膜形成时之基板 的加热温度设定于约50℃-550℃的范围。16.如申请 专利范围第12项所记载之半导体薄膜的制造装置, 其中将上述施加之高频电力的频率设定于约50Hz- 500MHz的范围。17.如申请专利范围第12项所记载之 半导体薄膜的制造装置,其中更具备有:供以产生 上述高频感应耦合电浆的产生领域,或设置于其近 旁的磁场之机构。18.如申请专利范围第17项所记 载之半导体薄膜的制造装置,其中产生上述磁场的 机构为电磁铁线圈。19.如申请专利范围第17项所 记载之半导体薄膜的制造装置,其中产生上述磁场 的机构为具有预定的磁束密度之永久磁铁。20.如 申请专利范围第12项所记载之半导体薄膜的制造 装置,其中将上述半导体薄膜形成时之上述高频感 应耦合电浆的产生领域之压力设定于约510-5Torr-2 10-2Torr的范围。21.如申请专利范围第12项所记载 之半导体薄膜的制造装置,其中更包含: 至少测定上述基板的近旁之上述高频感应耦合电 浆的发光分光光谱之机构;及 测定该被测定后的发光分光光谱之来自SiH分子的 发光峰値强度[SiH],来自Si原子的发光峰値强度[Si], 及来自H原子的发光峰値强度[H]之间的相对比([Si]/ [SiH]比及[H]/[SiH]比)之机构;及 调节预定的制程参数,而使该相对比能够至少满足 ([Si]/[SiH])>1.0及([H]/[SiH])>2.0的一方关系之机构。22. 如申请专利范围第21项所记体之半导体薄膜的制 造装置,其中上述调节所需之预定的制程参数至少 为上述高频感应耦合电浆之产生领域的压力,上述 原料气体的供给流量,该原料气体的供给流量的比 ,以及上述施加高频电力的値之其中之一。图式简 单说明: 第一图系表示本发明之第1实施形态的ICPCVD装置的 构成模式概略图。 第二图系表示根据本发明而堆积之矽薄膜的光电 导率及暗电导率对形成时之基板温度的依存性。 第三图系表示根据本发明而堆积之矽薄膜的光电 导率及暗电导率对形成时之施加高频电力的依存 性。 第四图系表示本发明之第2实施形态的ICPCVD装置的 构成模式概略图。 第五图系表示一方面将基板温度设定成一定的温 度,另一方面令其他的制程参数形成种种变化,而 取得之光电导率/暗电导率的比(光一暗电导率比) 之测定资料。 第六图系表示习知技术之ECR电浆CVD装置的构成模 式概略图。
地址 日本