薄膜トランジスタの製造方法および成膜装置
【課題】ポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタの製造工程を短縮し、薄膜トランジスタをローコストに製造することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層を成膜する。
【解決手段】ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層を成膜する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法および成膜装置に関するものであって、詳しくは、薄膜トランジスタを構成するポリシリコン層の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイでは薄膜トランジスタが主要な構成要素のひとつであり、ガラス基板上にポリシリコン層や電極などを積層することで製造される。このうち、ガラス基板上にトランジスタのソース・ドレイン層などを成すポリシリコン層を形成する場合、従来、ガラス基板にアモルファス（非晶質）シリコン層（プリカーサ層）を形成し、このアモルファスシリコン層に対してレーザを照射し、多結晶化させたポリシリコン層に変える方法によって行われている。
【０００３】
ポリシリコン層に転換させるためのプリカーサ層となるアモルファスシリコン層を成膜するには、例えば、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure CVD）を用いる方法が挙げられる。しかしながら、ＬＰＣＶＤは成膜温度を５００〜６００℃程度まで上げる必要があり、基板をガラス基板である場合には、ガラスが軟化、溶融する懸念があるために適用することが困難である。
【０００４】
一方、軟化点の低いガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜するために、例えば、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced CVD）を用いる方法が挙げられる。このＰＥＣＶＤでは、成膜温度を比較的低くすることが可能なため、ガラス基板であってもアモルファスシリコン層を成膜することが可能である。
【０００５】
しかしながら、ＰＥＣＶＤでアモルファスシリコン層を形成した場合、反応ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスを用いた時に、成膜されたアモルファスシリコン層に水素が多く含有されやすいという課題がある。アモルファスシリコン層に含有される水素濃度が高いと、このアモルファスシリコン層にレーザを照射し、ポリシリコン層を結晶化させる工程において、含有している水素が突沸し、形成されたポリシリコン層に結晶欠陥が生じてしまうという課題があった。
【０００６】
こうした含有水素による結晶欠陥の発生を防止するために、レーザ照射によって結晶化させる工程に先立って、ＰＥＣＶＤでアモルファスシリコン層を形成した後、アモルファスシリコン層のアニールを行い、アモルファスシリコン層に含有されている水素の濃度を低減させる工程が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２３５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなアモルファスシリコン層の水素濃度を低減させるためのアニール工程は、４５０℃程度の温度で１時間以上もアモルファスシリコン層を加熱する必要があった。このため、低温ポリシリコンを用いた薄膜トランジスタの製造にあたって、製造工程の長期化、複雑化により製造コストが増加するという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタの製造工程を短縮し、薄膜トランジスタをローコストに製造することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、結晶欠陥の少ないポリシリコン層を得ることが可能なアモルファスシリコン層を成膜できる成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は次のような薄膜トランジスタの製造方法を提供した。すなわち、本発明の薄膜トランジスタの製造方法では、ガラス基板と、このガラス基板に重ねて配されるポリシリコン層とを少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
真空槽内の電極板に前記ガラス基板を載置し、前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にアモルファスシリコンの原料ガスを導入するとともに、前記真空槽内の圧力を１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下にして、前記シャワープレートと前記真空槽とを接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加し、前記原料ガスのプラズマを発生させ、前記ガラス基板に重ねてアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン層に向けてレーザを照射して、アモルファスシリコンを多結晶化させたポリシリコンにすることで、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程とを少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記アモルファスシリコン層の成膜温度は３５０℃以上４３０℃以下であるのが好ましい。また、前記アモルファスシリコン層の水素濃度は５atomic％以下であるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明は次のような成膜装置を提供した。すなわち、本発明の成膜装置では、真空槽と、前記真空槽内に配置され、複数の孔を有するシャワープレートと、前記シャワープレートが一面に配置され、前記孔によって前記真空槽の内部と連通する空洞を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに接続され、前記空洞に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、前記真空槽内の前記シャワープレートと対向する位置に平行に設けられ、ガラス基板を載置するための電極板と、前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加する交流電源とを有し、
前記真空槽と前記シャワープレートは接地電位に接続され、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で前記ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、ガラス基板を載置した電極板をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板に成膜することによって、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度が大幅に低いアモルファスシリコン層を得ることができる。
【００１３】
これによって、アモルファスシリコン層にレーザを照射する工程よりも前に、アモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程を予め行わなくても、結晶欠陥のないポリシリコン層を形成することができる。従来は必須であったアモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程が不要となり、薄膜トランジスタの製造工程を簡略化して、ローコストに薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００１４】
また、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で成膜したアモルファスシリコン層は表面平滑度が高いので、このアモルファスシリコン層にレーザを照射して形成したポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高い緻密なポリシリコン層を得ることが可能になる。そして、粒径の大きな結晶を形成することにより、電子の移動度を高めることができる。
【００１５】
本発明の成膜装置によれば、ガラス基板を載置した電極板をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することによって、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃が大幅に低く、かつ表面平滑度の高いアモルファスシリコン層を成膜することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法および成膜装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１７】
まず、本発明の薄膜トランジスタの製造方法に用いられる成膜装置について説明する。図１は、本発明の成膜装置の一例を示す断面図である。成膜装置１は真空槽２を有している。真空槽２には真空排気系２０が接続されている。この真空排気系２０は、真空槽２の内部空間Ｓを１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の圧力範囲の減圧雰囲気に保つ。
【００１８】
真空槽２の内部空間Ｓには、加熱装置７が設けられている。加熱装置７の上には、例えば板状の絶縁物８が配置されている。この絶縁物８の上には電極板９が重ねて配置されている。絶縁物８は、加熱装置７や真空槽２に対して電極板９を電気的に絶縁させる。
【００１９】
真空槽２の内部空間Ｓの上部には、シャワーヘッド３が配置されている。このシャワーヘッド３が電極板９の上面に対向する側にはシャワープレート４が取り付けられている。シャワーヘッド３の内部は、空洞３ａとなっており、シャワープレート４には、この空洞３ａと連通する多数の孔４ａが形成されている。電極板９とシャワープレート４は、例えば３０ｍｍ以上の離間距離を保って互いに平行に配置されている。
【００２０】
シャワーヘッド３の空洞３ａには、原料ガス供給系１１が接続されており、シャワーヘッド３に向けて原料ガスが供給すると、シャワープレート４の孔４ａから、供給された原料ガスが真空槽２の内部空間Ｓに導入される。
【００２１】
電極板９は交流電源３０に電気的に接続される。交流電源３０は、電極板９に対して１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の周波数の交流電圧を印加する。一方、シャワープレート４と真空槽２とは電気的に接地され、接地電位に保たれている。
【００２２】
このような構成の成膜装置の作用を説明する。図１に示した成膜装置１を用いて、ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜する場合を例示する。まず、成膜装置１の真空排気系２０によって真空槽２内を排気する。そして、この減圧雰囲気を維持したまま真空槽２内にガラス基板１０を搬入し、電極板９に載置する。
【００２３】
加熱装置７を動作させ発熱させ、熱伝導によって絶縁物８および電極板９を介して、ガラス基板１０を昇温させる。ガラス基板１０は、ガラスが軟化することのない３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱する。そして、原料ガス供給系１１からアモルファスシリコン層を形成するための原料ガスＧ、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスをシャワープレート４に向けて供給し、内部空間Ｓの圧力を１０〜５００Ｐａにする。原料ガスＧはシャワープレート４の孔４ａから真空槽２内に向けて噴射される。
【００２４】
このように、真空槽２に原料ガスＧが導入され、真空槽２内が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の減圧環境に保たれ、ガラス基板１０が３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱された状態で、交流電源３０を動作させ、電極板９に交流電圧を印加する。電極板９に印加する交流電圧は、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の周波数、例えば８００ｋＨｚとされる。
【００２５】
シャワープレート４は接地電位であり、シャワープレート４をアノード電極（接地電位）、電極板９をカソード電極とする容量結合によってグロー放電が発生し、アノード電極とカソード電極の間に原料ガスであるモノシランのプラズマＰが発生する。
【００２６】
印加電圧の周波数は、従来は一般的に１３．５６ＭＨｚであるが、本発明においては、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の低い周波数を用いることによって、ガラス基板１０の近傍に偏在するようにプラズマＰが発生する。活性化したモノシランのプラズマＰがガラス基板１０の表面に到達すると反応が進行し、ガラス基板１０の表面で分解されたラジカルが反応生成物としてアモルファスシリコンが堆積する。プラズマＰはシャワープレート４からから離れた位置に偏在して発生しているので、シャワープレート４にはアモルファスシリコンは堆積せず、ガラス基板１０の表面に多く堆積し、成膜速度が速くなる。
【００２７】
このように、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層を成膜することによって得られるアモルファスシリコン層は、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度を大幅に低減することが可能になる。
【００２８】
従来よりも水素濃度が大幅に低いアモルファスシリコン層を形成できることにより、このアモルファスシリコン層にレーザを照射して、多結晶化したポリシリコン層を得る工程において、水素が突沸してポリシリコン層に結晶欠陥が生じる懸念が少ない。このため、本発明の成膜装置によって成膜したアモルファスシリコン層は、成膜後にアニールなどの脱水素工程を経ることなく、そのままレーザを照射によるポリシリコン層への変換工程に適用することが可能になる。
【００２９】
また、本発明の成膜装置によって成膜されたアモルファスシリコン層は、表面平滑度が高い緻密なアモルファスシリコン層となる。これによって、レーザを照射によるポリシリコン層への変換によって得られたポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高いポリシリコン層を形成することが可能になる。このような粒径の大きな結晶は、電子の移動度を高めることができる。
【００３０】
次に、上述した実施形態の成膜装置を用いた、本発明の薄膜トランジスタの製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。図２、図３は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法を模式的に示した断面図である。
【００３１】
薄膜トランジスタの製造にあたっては、まず、ガラス基板１０を用意する（図２（ａ）参照）。このガラス基板１０を成膜装置１の電極板９に載置するとともに、真空槽２の内部空間Ｓを減圧雰囲気にして、ガラス基板１０を３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱する。
【００３２】
シャワープレート４から原料ガスであるモノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスを真空槽２内に導入する。そして、電極板９に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の周波数の交流電圧を印加する。電極板９に印加する交流電圧は、例えば８００ｋＨｚであればよい。
【００３３】
電極板９に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の周波数の交流電圧を印加すると、シャワープレート４をアノード電極（接地電位）、電極板９をカソード電極とする容量結合によってグロー放電が発生し、アノード電極とカソード電極の間にモノシランのプラズマＰが発生する。そして、モノシランのプラズマＰによって分解したラジカルがガラス基板１０の表面に到達すると、モノシランの反応が進行し、ガラス基板１０の表面に反応生成物であるアモルファスシリコンが堆積し、アモルファスシリコン層５１が形成される（図２（ｂ）参照、アモルファスシリコン層を形成する工程）。
【００３４】
このように、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０に成膜することによって得られるアモルファスシリコン層５１は、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度が大幅に低い。
【００３５】
次に、アモルファスシリコン層５１のソース・ドレイン形成領域５１ａを露呈させたフォトレジスト膜５２を形成し、このフォトレジスト膜５２をマスクとしてアモルファスシリコン層５１のソース・ドレイン形成領域５１ａに、例えばボロンイオン等の不純物を注入して不純物注入領域５３を形成する（図２（ｃ）参照）。この後、フォトレジスト膜５２を除去する。
【００３６】
次に、図２（ｄ）に示すように、例えば波長３０８ｎｍ、出力６０〜１００ｍＷ程度ののエキシマレーザＬをアモルファスシリコン層５１に向けて走査しながら照射する。アモルファスシリコン層５１は、エキシマレーザの照射（レーザアニール）によって、多結晶化し、ポリシリコン層５４に変化する（アモルファスシリコン層をポリシリコン層に変える工程）。
【００３７】
このレーザ照射によるアモルファスシリコン層の多結晶化において、アモルファスシリコン層に含まれている水素濃度が高いと、水素の突沸が発生し、形成されたポリシリコン層に結晶欠陥ができてしまう。しかし、本発明の製造方法では、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層５１を形成しているので、アモルファスシリコン層５１に含まれている水素の濃度は極めて低く抑えられている。
【００３８】
従って、このアモルファスシリコン層にレーザを照射する工程よりも前に、アモルファスシリコン層５１をアニールする脱水素工程を予め行わなくても、結晶欠陥のないポリシリコン層５４を形成することができる。これによって、従来は必須であったアモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程が不要となり、薄膜トランジスタの製造工程を簡略化して、ローコストに薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００３９】
また、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で成膜したアモルファスシリコン層５１は表面平滑度が高いので、このアモルファスシリコン層５１にレーザを照射して形成したポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高い緻密なポリシリコン層５４を得ることが可能になる。このような粒径の大きな結晶を形成することによって、電子の移動度の高いポリシリコン層５４を得ることが可能になる。
【００４０】
アモルファスシリコン層５１を多結晶化して電子移動度を高めたポリシリコン層５４の上には、図２（ｅ）に示すように、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とからなるゲート絶縁膜５５が形成される。更に、ゲート絶縁膜５５の上にゲート電極５６を形成する（図３（ａ）参照）。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、ゲート電極５６を覆う層間絶縁膜５７を形成し、不純物注入領域５３に対応する部分の層間絶縁膜５７およびゲート絶縁膜５５にコンタクトホール５８を形成する。そして、図３（ｃ）に示すように、コンタクトホール５８を埋めるソース・ドレイン電極５９を形成すれば、ポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタ５０を形成することができる。
【００４２】
なお、当然のことながら、上述した構造の薄膜トランジスタは、本発明の薄膜トランジスタの製造方法によって製造される薄膜トランジスタの一例に過ぎない。本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、上述した構造の薄膜トランジスタの製造に限定されるものではない。アモルファスシリコン層をレーザ照射によって多結晶化したポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタであれば、どのような構造のものであっても、同様に適用することができる。
【実施例】
【００４３】
（実験例１）
本発明の効果を検証した。まず、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３５０℃，３７０℃，３９０℃，４１０℃，４３０℃とした時に、それぞれ成膜したアモルファスシリコン層の水素濃度（atomic％）を測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３５０℃，３７０℃，３９０℃，４１０℃，４３０℃とした時に、それぞれ成膜したアモルファスシリコン層の水素濃度（atomic％）を測定した。この測定結果を図４に示す。
【００４４】
図４に示すグラフによれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層は、基板温度４３０℃では水素濃度が１atomic％、基板温度３５０℃でも水素濃度が５atomic％であり、水素濃度が極めて低いことが確認された。一方、従来の比較例によって成膜したアモルファスシリコン層は、基板温度４３０℃では水素濃度が１２atomic％、基板温度３５０℃では水素濃度が１８atomic％に達し、本発明の製造方法よりも１０％以上も水素濃度が高くなることが判明した。
【００４５】
従来の比較例のような高濃度の水素が含有されたアモルファスシリコン層では、レーザ照射によって多結晶化する前に、脱水素工程を経なければ得られたポリシリコン層に結晶欠陥が発生する懸念がある。一方、本発明のような水素濃度が低いアモルファスシリコン層では、脱水素工程を行わずにレーザ照射によって多結晶化しても、ポリシリコン層に結晶欠陥が発生する懸念がない。
【００４６】
（実験例２）
次に、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３９０℃とし、膜厚５０ｎｍで成膜したアモルファスシリコン層のラフネスを測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３９０℃とし、膜厚５０ｎｍで成膜したアモルファスシリコン層のラフネスを測定した。この測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示す測定結果によれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層は、従来の比較例によって得たアモルファスシリコン層よりも、ラフネスが５倍も良好であることが判明した。
【００４９】
（実験例３）
更に、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）成膜したアモルファスシリコン層に、出力が６０ｍＷ／ｃｍ２，８０ｍＷ／ｃｍ２，１００ｍＷ／ｃｍ２でそれぞれレーザを照射し、多結晶化させてポリシリコン層を形成した。そして、このポリシリコン層の結晶の平均粒径を測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）成膜したアモルファスシリコン層を４５０℃で脱水素アニールを行った後、出力が６０ｍＷ／ｃｍ２，８０ｍＷ／ｃｍ２，１００ｍＷ／ｃｍ２でそれぞれレーザを照射し、多結晶化させてポリシリコン層を形成した。そして、このポリシリコン層の結晶の平均粒径を測定した。これらの測定結果を図５に示す。
【００５０】
図５に示すグラフによれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層にレーザを照射して得たポリシリコン層は、従来の比較例によって得たポリシリコン層よりも、平均結晶粒径が４ｎｍ〜５ｎｍ大きくなることが判明した。平均結晶粒径が大きくなると、表面の平滑度が高められることが知られている（Journal of Non-Crystalline Solids 349 2004 285-290,Materials Letters 60 2006 15-18）。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の成膜装置を示す断面図である。
【図２】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の検証結果を示すグラフである。
【図５】本発明の検証結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
２ 真空槽
４ シャワープレート
９ 電極板
１０ ガラス基板
５１ アモルファスシリコン層
５４ ポリシリコン層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法および成膜装置に関するものであって、詳しくは、薄膜トランジスタを構成するポリシリコン層の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイでは薄膜トランジスタが主要な構成要素のひとつであり、ガラス基板上にポリシリコン層や電極などを積層することで製造される。このうち、ガラス基板上にトランジスタのソース・ドレイン層などを成すポリシリコン層を形成する場合、従来、ガラス基板にアモルファス（非晶質）シリコン層（プリカーサ層）を形成し、このアモルファスシリコン層に対してレーザを照射し、多結晶化させたポリシリコン層に変える方法によって行われている。
【０００３】
ポリシリコン層に転換させるためのプリカーサ層となるアモルファスシリコン層を成膜するには、例えば、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure CVD）を用いる方法が挙げられる。しかしながら、ＬＰＣＶＤは成膜温度を５００〜６００℃程度まで上げる必要があり、基板をガラス基板である場合には、ガラスが軟化、溶融する懸念があるために適用することが困難である。
【０００４】
一方、軟化点の低いガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜するために、例えば、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced CVD）を用いる方法が挙げられる。このＰＥＣＶＤでは、成膜温度を比較的低くすることが可能なため、ガラス基板であってもアモルファスシリコン層を成膜することが可能である。
【０００５】
しかしながら、ＰＥＣＶＤでアモルファスシリコン層を形成した場合、反応ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスを用いた時に、成膜されたアモルファスシリコン層に水素が多く含有されやすいという課題がある。アモルファスシリコン層に含有される水素濃度が高いと、このアモルファスシリコン層にレーザを照射し、ポリシリコン層を結晶化させる工程において、含有している水素が突沸し、形成されたポリシリコン層に結晶欠陥が生じてしまうという課題があった。
【０００６】
こうした含有水素による結晶欠陥の発生を防止するために、レーザ照射によって結晶化させる工程に先立って、ＰＥＣＶＤでアモルファスシリコン層を形成した後、アモルファスシリコン層のアニールを行い、アモルファスシリコン層に含有されている水素の濃度を低減させる工程が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２３５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなアモルファスシリコン層の水素濃度を低減させるためのアニール工程は、４５０℃程度の温度で１時間以上もアモルファスシリコン層を加熱する必要があった。このため、低温ポリシリコンを用いた薄膜トランジスタの製造にあたって、製造工程の長期化、複雑化により製造コストが増加するという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタの製造工程を短縮し、薄膜トランジスタをローコストに製造することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、結晶欠陥の少ないポリシリコン層を得ることが可能なアモルファスシリコン層を成膜できる成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は次のような薄膜トランジスタの製造方法を提供した。すなわち、本発明の薄膜トランジスタの製造方法では、ガラス基板と、このガラス基板に重ねて配されるポリシリコン層とを少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
真空槽内の電極板に前記ガラス基板を載置し、前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にアモルファスシリコンの原料ガスを導入するとともに、前記真空槽内の圧力を１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下にして、前記シャワープレートと前記真空槽とを接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加し、前記原料ガスのプラズマを発生させ、前記ガラス基板に重ねてアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン層に向けてレーザを照射して、アモルファスシリコンを多結晶化させたポリシリコンにすることで、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程とを少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記アモルファスシリコン層の成膜温度は３５０℃以上４３０℃以下であるのが好ましい。また、前記アモルファスシリコン層の水素濃度は５atomic％以下であるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明は次のような成膜装置を提供した。すなわち、本発明の成膜装置では、真空槽と、前記真空槽内に配置され、複数の孔を有するシャワープレートと、前記シャワープレートが一面に配置され、前記孔によって前記真空槽の内部と連通する空洞を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに接続され、前記空洞に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、前記真空槽内の前記シャワープレートと対向する位置に平行に設けられ、ガラス基板を載置するための電極板と、前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加する交流電源とを有し、
前記真空槽と前記シャワープレートは接地電位に接続され、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で前記ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、ガラス基板を載置した電極板をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板に成膜することによって、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度が大幅に低いアモルファスシリコン層を得ることができる。
【００１３】
これによって、アモルファスシリコン層にレーザを照射する工程よりも前に、アモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程を予め行わなくても、結晶欠陥のないポリシリコン層を形成することができる。従来は必須であったアモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程が不要となり、薄膜トランジスタの製造工程を簡略化して、ローコストに薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００１４】
また、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で成膜したアモルファスシリコン層は表面平滑度が高いので、このアモルファスシリコン層にレーザを照射して形成したポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高い緻密なポリシリコン層を得ることが可能になる。そして、粒径の大きな結晶を形成することにより、電子の移動度を高めることができる。
【００１５】
本発明の成膜装置によれば、ガラス基板を載置した電極板をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することによって、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃が大幅に低く、かつ表面平滑度の高いアモルファスシリコン層を成膜することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法および成膜装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１７】
まず、本発明の薄膜トランジスタの製造方法に用いられる成膜装置について説明する。図１は、本発明の成膜装置の一例を示す断面図である。成膜装置１は真空槽２を有している。真空槽２には真空排気系２０が接続されている。この真空排気系２０は、真空槽２の内部空間Ｓを１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の圧力範囲の減圧雰囲気に保つ。
【００１８】
真空槽２の内部空間Ｓには、加熱装置７が設けられている。加熱装置７の上には、例えば板状の絶縁物８が配置されている。この絶縁物８の上には電極板９が重ねて配置されている。絶縁物８は、加熱装置７や真空槽２に対して電極板９を電気的に絶縁させる。
【００１９】
真空槽２の内部空間Ｓの上部には、シャワーヘッド３が配置されている。このシャワーヘッド３が電極板９の上面に対向する側にはシャワープレート４が取り付けられている。シャワーヘッド３の内部は、空洞３ａとなっており、シャワープレート４には、この空洞３ａと連通する多数の孔４ａが形成されている。電極板９とシャワープレート４は、例えば３０ｍｍ以上の離間距離を保って互いに平行に配置されている。
【００２０】
シャワーヘッド３の空洞３ａには、原料ガス供給系１１が接続されており、シャワーヘッド３に向けて原料ガスが供給すると、シャワープレート４の孔４ａから、供給された原料ガスが真空槽２の内部空間Ｓに導入される。
【００２１】
電極板９は交流電源３０に電気的に接続される。交流電源３０は、電極板９に対して１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の周波数の交流電圧を印加する。一方、シャワープレート４と真空槽２とは電気的に接地され、接地電位に保たれている。
【００２２】
このような構成の成膜装置の作用を説明する。図１に示した成膜装置１を用いて、ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜する場合を例示する。まず、成膜装置１の真空排気系２０によって真空槽２内を排気する。そして、この減圧雰囲気を維持したまま真空槽２内にガラス基板１０を搬入し、電極板９に載置する。
【００２３】
加熱装置７を動作させ発熱させ、熱伝導によって絶縁物８および電極板９を介して、ガラス基板１０を昇温させる。ガラス基板１０は、ガラスが軟化することのない３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱する。そして、原料ガス供給系１１からアモルファスシリコン層を形成するための原料ガスＧ、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスをシャワープレート４に向けて供給し、内部空間Ｓの圧力を１０〜５００Ｐａにする。原料ガスＧはシャワープレート４の孔４ａから真空槽２内に向けて噴射される。
【００２４】
このように、真空槽２に原料ガスＧが導入され、真空槽２内が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の減圧環境に保たれ、ガラス基板１０が３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱された状態で、交流電源３０を動作させ、電極板９に交流電圧を印加する。電極板９に印加する交流電圧は、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の周波数、例えば８００ｋＨｚとされる。
【００２５】
シャワープレート４は接地電位であり、シャワープレート４をアノード電極（接地電位）、電極板９をカソード電極とする容量結合によってグロー放電が発生し、アノード電極とカソード電極の間に原料ガスであるモノシランのプラズマＰが発生する。
【００２６】
印加電圧の周波数は、従来は一般的に１３．５６ＭＨｚであるが、本発明においては、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲の低い周波数を用いることによって、ガラス基板１０の近傍に偏在するようにプラズマＰが発生する。活性化したモノシランのプラズマＰがガラス基板１０の表面に到達すると反応が進行し、ガラス基板１０の表面で分解されたラジカルが反応生成物としてアモルファスシリコンが堆積する。プラズマＰはシャワープレート４からから離れた位置に偏在して発生しているので、シャワープレート４にはアモルファスシリコンは堆積せず、ガラス基板１０の表面に多く堆積し、成膜速度が速くなる。
【００２７】
このように、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層を成膜することによって得られるアモルファスシリコン層は、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度を大幅に低減することが可能になる。
【００２８】
従来よりも水素濃度が大幅に低いアモルファスシリコン層を形成できることにより、このアモルファスシリコン層にレーザを照射して、多結晶化したポリシリコン層を得る工程において、水素が突沸してポリシリコン層に結晶欠陥が生じる懸念が少ない。このため、本発明の成膜装置によって成膜したアモルファスシリコン層は、成膜後にアニールなどの脱水素工程を経ることなく、そのままレーザを照射によるポリシリコン層への変換工程に適用することが可能になる。
【００２９】
また、本発明の成膜装置によって成膜されたアモルファスシリコン層は、表面平滑度が高い緻密なアモルファスシリコン層となる。これによって、レーザを照射によるポリシリコン層への変換によって得られたポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高いポリシリコン層を形成することが可能になる。このような粒径の大きな結晶は、電子の移動度を高めることができる。
【００３０】
次に、上述した実施形態の成膜装置を用いた、本発明の薄膜トランジスタの製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。図２、図３は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法を模式的に示した断面図である。
【００３１】
薄膜トランジスタの製造にあたっては、まず、ガラス基板１０を用意する（図２（ａ）参照）。このガラス基板１０を成膜装置１の電極板９に載置するとともに、真空槽２の内部空間Ｓを減圧雰囲気にして、ガラス基板１０を３５０℃以上４３０℃以下の範囲に加熱する。
【００３２】
シャワープレート４から原料ガスであるモノシラン（ＳｉＨ４ ）ガスを真空槽２内に導入する。そして、電極板９に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の周波数の交流電圧を印加する。電極板９に印加する交流電圧は、例えば８００ｋＨｚであればよい。
【００３３】
電極板９に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の周波数の交流電圧を印加すると、シャワープレート４をアノード電極（接地電位）、電極板９をカソード電極とする容量結合によってグロー放電が発生し、アノード電極とカソード電極の間にモノシランのプラズマＰが発生する。そして、モノシランのプラズマＰによって分解したラジカルがガラス基板１０の表面に到達すると、モノシランの反応が進行し、ガラス基板１０の表面に反応生成物であるアモルファスシリコンが堆積し、アモルファスシリコン層５１が形成される（図２（ｂ）参照、アモルファスシリコン層を形成する工程）。
【００３４】
このように、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０に成膜することによって得られるアモルファスシリコン層５１は、従来のような１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧をシャワープレートをカソード電極として印加して形成したアモルファスシリコン層と比べて、水素の含有濃度が大幅に低い。
【００３５】
次に、アモルファスシリコン層５１のソース・ドレイン形成領域５１ａを露呈させたフォトレジスト膜５２を形成し、このフォトレジスト膜５２をマスクとしてアモルファスシリコン層５１のソース・ドレイン形成領域５１ａに、例えばボロンイオン等の不純物を注入して不純物注入領域５３を形成する（図２（ｃ）参照）。この後、フォトレジスト膜５２を除去する。
【００３６】
次に、図２（ｄ）に示すように、例えば波長３０８ｎｍ、出力６０〜１００ｍＷ程度ののエキシマレーザＬをアモルファスシリコン層５１に向けて走査しながら照射する。アモルファスシリコン層５１は、エキシマレーザの照射（レーザアニール）によって、多結晶化し、ポリシリコン層５４に変化する（アモルファスシリコン層をポリシリコン層に変える工程）。
【００３７】
このレーザ照射によるアモルファスシリコン層の多結晶化において、アモルファスシリコン層に含まれている水素濃度が高いと、水素の突沸が発生し、形成されたポリシリコン層に結晶欠陥ができてしまう。しかし、本発明の製造方法では、ガラス基板１０を載置した電極板９をカソード電極とし、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度でガラス基板１０にアモルファスシリコン層５１を形成しているので、アモルファスシリコン層５１に含まれている水素の濃度は極めて低く抑えられている。
【００３８】
従って、このアモルファスシリコン層にレーザを照射する工程よりも前に、アモルファスシリコン層５１をアニールする脱水素工程を予め行わなくても、結晶欠陥のないポリシリコン層５４を形成することができる。これによって、従来は必須であったアモルファスシリコン層をアニールする脱水素工程が不要となり、薄膜トランジスタの製造工程を簡略化して、ローコストに薄膜トランジスタを製造することが可能になる。
【００３９】
また、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の低周波数の交流電圧を印加して、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で成膜したアモルファスシリコン層５１は表面平滑度が高いので、このアモルファスシリコン層５１にレーザを照射して形成したポリシリコン層は、粒径の大きな結晶となり、表面平滑度の高い緻密なポリシリコン層５４を得ることが可能になる。このような粒径の大きな結晶を形成することによって、電子の移動度の高いポリシリコン層５４を得ることが可能になる。
【００４０】
アモルファスシリコン層５１を多結晶化して電子移動度を高めたポリシリコン層５４の上には、図２（ｅ）に示すように、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とからなるゲート絶縁膜５５が形成される。更に、ゲート絶縁膜５５の上にゲート電極５６を形成する（図３（ａ）参照）。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、ゲート電極５６を覆う層間絶縁膜５７を形成し、不純物注入領域５３に対応する部分の層間絶縁膜５７およびゲート絶縁膜５５にコンタクトホール５８を形成する。そして、図３（ｃ）に示すように、コンタクトホール５８を埋めるソース・ドレイン電極５９を形成すれば、ポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタ５０を形成することができる。
【００４２】
なお、当然のことながら、上述した構造の薄膜トランジスタは、本発明の薄膜トランジスタの製造方法によって製造される薄膜トランジスタの一例に過ぎない。本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、上述した構造の薄膜トランジスタの製造に限定されるものではない。アモルファスシリコン層をレーザ照射によって多結晶化したポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタであれば、どのような構造のものであっても、同様に適用することができる。
【実施例】
【００４３】
（実験例１）
本発明の効果を検証した。まず、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３５０℃，３７０℃，３９０℃，４１０℃，４３０℃とした時に、それぞれ成膜したアモルファスシリコン層の水素濃度（atomic％）を測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３５０℃，３７０℃，３９０℃，４１０℃，４３０℃とした時に、それぞれ成膜したアモルファスシリコン層の水素濃度（atomic％）を測定した。この測定結果を図４に示す。
【００４４】
図４に示すグラフによれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層は、基板温度４３０℃では水素濃度が１atomic％、基板温度３５０℃でも水素濃度が５atomic％であり、水素濃度が極めて低いことが確認された。一方、従来の比較例によって成膜したアモルファスシリコン層は、基板温度４３０℃では水素濃度が１２atomic％、基板温度３５０℃では水素濃度が１８atomic％に達し、本発明の製造方法よりも１０％以上も水素濃度が高くなることが判明した。
【００４５】
従来の比較例のような高濃度の水素が含有されたアモルファスシリコン層では、レーザ照射によって多結晶化する前に、脱水素工程を経なければ得られたポリシリコン層に結晶欠陥が発生する懸念がある。一方、本発明のような水素濃度が低いアモルファスシリコン層では、脱水素工程を行わずにレーザ照射によって多結晶化しても、ポリシリコン層に結晶欠陥が発生する懸念がない。
【００４６】
（実験例２）
次に、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３９０℃とし、膜厚５０ｎｍで成膜したアモルファスシリコン層のラフネスを測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）、ガラス基板温度（成膜温度）を３９０℃とし、膜厚５０ｎｍで成膜したアモルファスシリコン層のラフネスを測定した。この測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示す測定結果によれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層は、従来の比較例によって得たアモルファスシリコン層よりも、ラフネスが５倍も良好であることが判明した。
【００４９】
（実験例３）
更に、図１に示す本発明の成膜装置を用いて、電極板に８００ｋＨｚの周波数の交流電圧を印加し（カソードＣＶＤ）成膜したアモルファスシリコン層に、出力が６０ｍＷ／ｃｍ２，８０ｍＷ／ｃｍ２，１００ｍＷ／ｃｍ２でそれぞれレーザを照射し、多結晶化させてポリシリコン層を形成した。そして、このポリシリコン層の結晶の平均粒径を測定した。
また、従来の比較例として、電極板を接地側として１３．５６ＭＨｚの周波数の交流電圧を印加し（アノードＣＶＤ）成膜したアモルファスシリコン層を４５０℃で脱水素アニールを行った後、出力が６０ｍＷ／ｃｍ２，８０ｍＷ／ｃｍ２，１００ｍＷ／ｃｍ２でそれぞれレーザを照射し、多結晶化させてポリシリコン層を形成した。そして、このポリシリコン層の結晶の平均粒径を測定した。これらの測定結果を図５に示す。
【００５０】
図５に示すグラフによれば、本発明の製造方法によって成膜したアモルファスシリコン層にレーザを照射して得たポリシリコン層は、従来の比較例によって得たポリシリコン層よりも、平均結晶粒径が４ｎｍ〜５ｎｍ大きくなることが判明した。平均結晶粒径が大きくなると、表面の平滑度が高められることが知られている（Journal of Non-Crystalline Solids 349 2004 285-290,Materials Letters 60 2006 15-18）。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の成膜装置を示す断面図である。
【図２】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の検証結果を示すグラフである。
【図５】本発明の検証結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
２ 真空槽
４ シャワープレート
９ 電極板
１０ ガラス基板
５１ アモルファスシリコン層
５４ ポリシリコン層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、このガラス基板に重ねて配されるポリシリコン層とを少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
真空槽内の電極板に前記ガラス基板を載置し、前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にアモルファスシリコンの原料ガスを導入するとともに、前記真空槽内の圧力を１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下にして、前記シャワープレートと前記真空槽とを接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加し、前記原料ガスのプラズマを発生させ、前記ガラス基板に重ねてアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン層に向けてレーザを照射して、アモルファスシリコンを多結晶化させたポリシリコンにすることで、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記アモルファスシリコン層の成膜温度は３５０℃以上４３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記アモルファスシリコン層の水素濃度は５atomic％以下であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記アモルファスシリコン層を形成する工程と、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程との間には、加熱によって前記アモルファスシリコン層に含まれる水素の濃度を低減する工程を介在させないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
真空槽と、前記真空槽内に配置され、複数の孔を有するシャワープレートと、前記シャワープレートが一面に配置され、前記孔によって前記真空槽の内部と連通する空洞を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに接続され、前記空洞に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、前記真空槽内の前記シャワープレートと対向する位置に平行に設けられ、ガラス基板を載置するための電極板と、前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加する交流電源とを有し、
前記真空槽と前記シャワープレートは接地電位に接続され、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で前記ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項１】
ガラス基板と、このガラス基板に重ねて配されるポリシリコン層とを少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
真空槽内の電極板に前記ガラス基板を載置し、前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にアモルファスシリコンの原料ガスを導入するとともに、前記真空槽内の圧力を１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下にして、前記シャワープレートと前記真空槽とを接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加し、前記原料ガスのプラズマを発生させ、前記ガラス基板に重ねてアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン層に向けてレーザを照射して、アモルファスシリコンを多結晶化させたポリシリコンにすることで、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記アモルファスシリコン層の成膜温度は３５０℃以上４３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記アモルファスシリコン層の水素濃度は５atomic％以下であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記アモルファスシリコン層を形成する工程と、前記アモルファスシリコン層を前記ポリシリコン層に変える工程との間には、加熱によって前記アモルファスシリコン層に含まれる水素の濃度を低減する工程を介在させないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
真空槽と、前記真空槽内に配置され、複数の孔を有するシャワープレートと、前記シャワープレートが一面に配置され、前記孔によって前記真空槽の内部と連通する空洞を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに接続され、前記空洞に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、前記真空槽内の前記シャワープレートと対向する位置に平行に設けられ、ガラス基板を載置するための電極板と、前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の交流電圧を印加する交流電源とを有し、
前記真空槽と前記シャワープレートは接地電位に接続され、３５０℃以上４３０℃以下の成膜温度で前記ガラス基板にアモルファスシリコン層を成膜することを特徴とする成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６３１２４（Ｐ２００８−２６３１２４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５９６４（Ｐ２００７−１０５９６４）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]