專利名稱：：薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，特別是涉及薄膜晶體管和具備薄膜晶體管的顯示裝置，以及使用半導(dǎo)體薄膜的太陽電池和以傳感器為代表的包含光電轉(zhuǎn)換元件等的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
：在液晶顯示器、有機EL顯示器等平板顯示器中，作為像素電極的驅(qū)動用元件而設(shè)置薄膜晶體管(TFT:thinfilmtransistor)。其中，作為半導(dǎo)體薄膜而使用多晶硅(poly-Si)的poly-Si-TFT,由于能形成驅(qū)動電路和能成為通過把高功能電路內(nèi)藏在板中的所謂玻璃上系統(tǒng)化等的理由而被關(guān)注。為了實現(xiàn)把該poly-Si-TFT形成在低成本的玻璃基板上，正在進行把制造處理的溫度抑制在600。C以下的所謂低溫poly-Si處理的開發(fā)。已知的方法是在由低溫poly-Si處理的poly-Si-TFT制造中，以往是把非晶硅利用等離子CVD等方法在低熔點的玻璃基板上成膜，并且對其照射激光光束、電子束這樣的能量束而進行晶體化。作為使非晶硅晶體化的能量束，例如一般使用激發(fā)XeCl氣體得到的波長308nm的激元激光。通過把激光光束整形成線狀束并在玻璃基板上掃描而使整個玻璃基板晶體化的方法在工業(yè)上被使用。但利用這種激光退火法制作時，由于激光退火裝置需要精密的光學(xué)系統(tǒng)和用于使穩(wěn)定的激光進行振蕩的大規(guī)模穩(wěn)定化裝置等而使設(shè)備成本增加。由于激光光束的光學(xué)系統(tǒng)和振蕩能量有界限，所以光束的大小就有一定的界限，難于在大面積基板上均勻照射。因此，如果考慮到基板的大型化而從生產(chǎn)性的觀點來看，激光退火法未必理想。由激光光束晶體化得到的多晶硅有反映激光光束的能量偏差而晶體粒徑容易有偏差，其結(jié)果是存在使TFT特性有偏差的問題。于是，提出了幾個不進行激光退火而把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜直接在基板上堆積成膜的方法的方案。例如下面的專利文獻1公開了把腐蝕性氣體和成膜氣體向被加熱的基板上導(dǎo)入，在存在腐蝕性氣體的情況下，下利用被加熱的基板把成膜氣體進行熱活性化而產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)，由此，直接對晶態(tài)的半導(dǎo)體薄膜進行成膜的方法，即反應(yīng)性熱CVD法。下面的專利文獻2公開了使用硅烷-氟化硅烷-氟氣體類的等離子CVD法的成膜。記載有利用該方法得到的硅薄膜被觀察到基于晶體硅的尖銳喇曼分光光譜。下面的非專利文獻1記載有通過把等離子CVD成膜處理的超高純度化而降低膜中氧的濃度，發(fā)現(xiàn)晶體性有改善。下面的非專利文獻2記載有通過把曱硅烷氣體(SiH4)與氫氣的氣體流量比r=[H2]/[SiH4]設(shè)定在100以上，能使成膜的硅薄膜中的氧濃度在1.5xI0l7cm—3以下，考慮由降低氧濃度來謀求改善晶體性。專利文獻1:日本特開2001-68422專利文獻2:日本特開平6-168882非專利文獻l:龜井等"電子技術(shù)綜合研究所匯報"、第63巻、第l、2號37頁(1999年)非專利文獻2:C-HLeeetal、，"AppiedPhysicsLetters86"、(2005年)、論文號碼222106但例如專利文獻1的反應(yīng)性熱CVD法中，為了得到成膜氣體即乙硅烷分解溫度的基板溫度最低在400。C以上，而為了得到足夠的成膜速度，基板溫度則需要在450。C以上。但使基板溫度成為450。C以上的情況，則一般的SUS鋼材制的CVD室不能應(yīng)對，需要特殊的耐熱標準來設(shè)計CVD成膜裝置。即使把基板溫度設(shè)定成45(TC時，不使用等離子反應(yīng)的反應(yīng)性熱CVD法的成膜速度也僅是8~9nm/min左右，產(chǎn)業(yè)上難于實用化。另一方面，在專利文獻2記載的以等離子CVD法把晶態(tài)的半導(dǎo)體薄膜直接成膜的方法中，在晶體生長初期，膜中非晶成分所占的比例變大。因此，存在如下的問題特別是半導(dǎo)體薄膜的基板側(cè)界面附近的晶體性成為重要的底柵極型TFT不能得到充分性能。在非專利文獻1記載的利用等離子CVD成膜處理的超高純度化來改善晶體性的方法中，應(yīng)對成膜氣體、配管、成膜室的超高純度化則引起裝置的高成本化，特別是作為處理數(shù)米平方大小的大型玻璃基板的生產(chǎn)用裝置是不現(xiàn)實的。在非專利文獻2記載的通過使對于硅烷氣體的氫氣稀釋率上升來在通常的等離子CVD裝置中降低膜中雜質(zhì)濃度的方法中，存在成膜速度低到6nm/min左右而生產(chǎn)性不好的問題點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的晶體性硅薄膜成膜在基板上，由此把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用該硅薄膜來謀求高性能化。為了達到該目的，本發(fā)明薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法是具備把硅薄膜作為半導(dǎo)體薄膜的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法。該方法利用將以SinH2n+2(n=2、3、…)表示的超級硅烷類氣體和氫氣作為原料氣體的等離子CVD法，進行把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜成膜在基板上的工序。該制造方法在由等離子CVD法進行的硅膜成膜中，通過作為成膜氣體的超級硅烷類氣體和氫氣用于成膜氣體，則確認了即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度而把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的晶體性硅薄膜進行成膜。根據(jù)以上說明的本發(fā)明，由于即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的晶體性硅薄膜成膜在基板上，所以能把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用該硅薄膜能謀求高性能化的薄膜半導(dǎo)體裝置。圖1是表示實施方式制造方法所使用的成膜裝置一例的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示適用本發(fā)明的成膜方法-l的流程圖；圖3是表示適用本發(fā)明的成膜方法-2的流程圖；圖4是表示適用本發(fā)明的成膜方法-3的流程圖；圖5是表示適用本發(fā)明的成膜方法-4的流程圖6(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第一例的剖面工序圖(其一)；圖7(1-4)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第一例的剖面工序圖(其二)；圖8(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第一例的剖面工序圖(其三);圖9(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第二例的剖面工序圖(其一)；圖10(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第二例的剖面工序圖(其二)；圖11(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第三例的剖面工序圖(其一)；圖12(1-3)是表示適用本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體裝置第三例的剖面工序圖(其二)；圖13是本發(fā)明適用的其他薄膜晶體管(薄膜半導(dǎo)體裝置)的結(jié)構(gòu)圖；圖14是本發(fā)明適用的又其他薄膜晶體管(薄膜半導(dǎo)體裝置)的結(jié)構(gòu)圖；圖15是在適用成膜方法-l所得到的微晶硅膜中表示晶體化率C和超級硅烷氣體的流量與成膜氣體的總流量的流量比R的關(guān)系的曲線；圖16是適用成膜方法-1得到的試樣4微晶硅薄膜的喇曼光譜；圖17是適用成膜方法-l得到的試樣4微晶硅薄膜中利用SIMS分析的雜質(zhì)濃度分布圖18是適用成膜方法-4得到的試樣5、6和比較例微晶硅薄膜中利用SIMS分析的氧濃度分布圖。符號說明1基板7微晶硅薄膜23n型微晶硅薄膜、nTFTn溝道型薄膜晶體管pTFTp溝道型薄膜晶體管TFr、TFT〃薄膜晶體管具體實施例方式以下根據(jù)附圖詳細說明關(guān)于本發(fā)明薄膜半導(dǎo)體裝置制造方法的實施方式。在此，按照薄膜半導(dǎo)體裝置制造方法所使用的成膜裝置、使用該成膜裝置的晶體性硅薄膜的成膜方法和適用該成膜方法的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法的順序來說明實施方式?！闯赡ぱb置〉圖1是表示在薄膜半導(dǎo)體裝置的制造中所使用的成膜裝置一例的整體結(jié)構(gòu)圖。該圖所示的成膜裝置100是平行平板型等離子CVD裝置，包括進行成膜處理的處理室101、在處理室101內(nèi)4巴被實施成膜處理的基板W保持固定的載物臺103、與載物臺103對應(yīng)配置的上部電極105和與上部電極105連接的高頻電源107。其中，處理室101被設(shè)置成接地狀態(tài)，具備用于把內(nèi)部氣體進行排氣的排氣管101a。載物臺103兼作下部電極，以與處理室101同樣的接地狀態(tài)配置在處理室101內(nèi)。由該兼作下部電極的載物臺103和下面要說明的上部電極105構(gòu)成平行平板。該載物臺103也可以設(shè)置用于把基板W加熱保持在規(guī)定溫度的調(diào)溫^L構(gòu)。上部電極105兼作用于向處理室101內(nèi)供給處理氣體的噴頭，與被固定保持在載物臺101上的基板W的整個面相對配置。氣體導(dǎo)入管105a與該上部電極105連接。氣體導(dǎo)入管105a設(shè)置有氣體混合室105b，乂人氣體導(dǎo)入管105a導(dǎo)入的氣體在氣體混合室105b內(nèi)被混合后向上部電極105內(nèi)導(dǎo)入，對成膜的均勻化起到作用。該上部電極105內(nèi)設(shè)氣體的分散板105c,且把與載物臺103相對的面構(gòu)成為噴淋板105d。分散板105c的目的是使被導(dǎo)入的原料氣體向基板W整個面分散，噴淋板105d把被分散板105c分散的氣體均勻地向基板W上供給。圖中的氣體導(dǎo)入管105a僅圖示了一個系統(tǒng)，但根據(jù)需要能夠設(shè)置多個氣體系統(tǒng)。高頻電源107向上部電才及103施加高頻的RP電力。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)的成膜裝置100,能在基板W的上方利用產(chǎn)生原料氣體等離子的等離子CVD法進行成膜。本發(fā)明并不限定于使用在此表示的平行平板型等離子CVD裝置的成膜，只要是能進行等離子CVD法的成膜的裝置，則同樣能使用。〈成膜方法-l〉參照圖2的流程圖說明使用上述成膜裝置100的晶體性硅薄膜的成膜方法第一例。首先，在玻璃基板等基板W上把氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等薄膜進行成膜。例如利用等離子CVD法把氧化硅成膜100nm左右。接著，在基板W的成膜表面上進行用于生成晶核的晶核生成工序Sl。在此，首先把基板W固定保持在處理室101內(nèi)的載物臺103上。然后把處理室101內(nèi)的壓力設(shè)定成13.31330Pa,優(yōu)選是133~400Pa,4巴基板W的溫度設(shè)定成100~600°C，優(yōu)選是300450"C。然后，在保持處理室101內(nèi)的壓力和基板W溫度的狀態(tài)下，乂人氣體供給管105a作為成膜氣體而供給超級硅烷類氣體和卣化鍺類氣體。在此使用的超級硅烷類氣體是以SinH2n+2(n=2、3、…)表示的硅烷氣體，使用乙硅烷(Si2H6)或丙硅烷(Si3H8)。作為卣化鍺氣體使用四氟化鍺(GrF4)、二氟化鍺(GrF2)這樣的氟化鍺類氣體，且使用四氯化鍺(GeCU)這樣的氯化鍺類氣體。這時，通過斷開向載物臺103和上部電極105施加的高頻電源107,由反應(yīng)性熱CVD法進行晶核的生成。以上的晶核生成工序SI也可以根據(jù)需要進一步把Ar、He、Ne、Kr、Xe、N2等非活性氣體和氫氣作為稀釋氣體從氣體供給管105a向處理室101內(nèi)供給。超級硅烷類氣體與卣化鍺氣體的流量比優(yōu)選是[卣化鍺氣體流量]/[超級硅烷類氣體流量]=1/10以下。稀釋氣體的流量優(yōu)選在200到5000sccm的范圍。把非活性氣體和氫氣這兩者作為稀釋氣體使用時，優(yōu)選使氫氣的流量比非活性氣體的流量大。把該晶核生成工序SI例如進行300秒。在此使用的卣化鍺類氣體和超級硅烷類氣體在300°C左右以下的低溫不會反應(yīng)。因此，在氣體混合室105b內(nèi)不反應(yīng)地被均勻混合。因此，由于大面積的基板上有均勻地供給原料氣體成分，所以對于基板面內(nèi)能進行均勻的晶核生成。該晶核生成工序SI也可以由等離子CVD法進行。這時所4吏用的氣體與反應(yīng)性熱CVD法的情況相同就可以，通過向載物臺103和上部電極105施加高頻電壓來進行等離子CVD法的晶核生成。然后，在生成了核的基板W的成膜表面上進行等離子CVD法的成膜工序S2。在此，在把處理室101內(nèi)的壓力和基板W的溫度保持與晶核生成工序SI同樣的狀態(tài)下，把從氣體供給管105a供給的成膜氣體切換成超級硅烷類氣體和氫氣。也可以與這些氣體一起添加非活性氣體。作為非活性氣體使用Ar、He、Ne、Kr、Xe、N2等。通過向載物臺103和上部電極105施加高頻電壓而使成膜氣體產(chǎn)生等離子。在該成膜工序S2中，把超級硅烷類氣體的流量設(shè)定為1時的成膜氣體的總流量設(shè)定在50以上。即，設(shè)定成超級硅烷類氣體的流量與成膜氣體的總流量的流量比R=[SinH2n+2+H2+...]/[SinH2n+2]>50。優(yōu)選流量比R>60。作為成膜氣體而與超級硅烷類氣體和氫氣一起添加非活性氣體時，在氬氣流量以下的流量范圍使用非活性氣體，優(yōu)選非活性氣體的流量比氫氣的流量低。由此，能把膜中的雜質(zhì)濃度抑制低。通過以上的方法，在基板W上把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜(以下叫做微晶硅薄膜)進行成膜。'作為薄膜晶體管為了得到正常的特性，則需要把微晶硅薄膜中氧的濃度抑制在3x102Qcm-3以下。于是在以上說明的成膜方法中為了抑制雜質(zhì)向成膜的微晶硅薄膜中混入，作為成膜氣體則使用純度3N以上，優(yōu)選是純度4N以上的氣體。還有為了抑制向成膜的微晶硅薄膜中摻入氧、碳、氮等雜質(zhì)元素的濃度，優(yōu)選在進行上述的晶核生成工序Sl之前使用清洗用氣體(例如氟氣體、氟化卣素氣體或NF3氣體、氫氣等)通過等離子處理而把處理室101內(nèi)進行清洗。這在以后的所有成膜方法中是共通的。在以上說明的〈成膜方法-l〉中，在通過進行晶核生成工序Sl而預(yù)先生成了晶核的狀態(tài)下，進行微晶硅薄膜的成膜工序S2，所以能得到晶體性良好的微晶硅薄膜。通常在該晶核生成工序Sl使用的超級硅烷類氣體和卣化鍺氣體都單獨地在基板溫度450。C左右的低溫下不會晶體化。因此，在把這些氣體單獨使用的通常的熱CVD法中不出現(xiàn)生成晶核。但通過把超級硅烷類氣體和鹵化鍺類氣體作為成膜氣體而同時使用，利用450。C低溫的反應(yīng)性熱CVD法能形成晶核。在晶核生成之后的成膜工序S2中，通過使用作為成膜氣體的超級硅烷氣體的等離子CVD法進行成膜的結(jié)構(gòu)，如在以后實施方式中說明的那樣，與通常的反應(yīng)性熱CVD法比較，可以確認能以更低的基板溫度并且以10倍以上的快的成膜速度進行微晶硅薄膜的成膜。在該成膜工序S2中，通過與超級硅烷氣體一起使用氫氣而能把雜質(zhì)濃度(特別是氧濃度)抑制得低，由此能得到實現(xiàn)提高了晶體性的微晶硅薄膜。特別是在該成膜工序S2中，設(shè)定成超級硅烷類氣體的流量與成膜氣體的總流量的流量比R=[SinH2n+2+H2+...]/[SinH2n+2]>50,優(yōu)選流量比R>60，如在以后實施方式中說明的那樣，能更可靠地維持微晶硅薄膜的成膜速度的同時得到晶體化率高微晶硅。如在以后實施方式中說明的那樣，以該〈成膜方法-l〉成膜的微晶硅薄膜中具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)(也被叫做柱狀)的晶體粒從基板表面生長，-確認在膜厚度方向的整個區(qū)域能得到晶體性良好的晶體性硅薄膜。從這點，只要按照本發(fā)明的成膜方法，就能得到特別是成膜底面?zhèn)染w性良好微晶硅薄膜。因此，若是例如把該微晶硅薄膜作為溝道層使用的薄膜晶體管，則通過作為底柵極型而能把晶體性更加良好的微晶硅薄膜部分作為溝道形成部(即柵極電極側(cè)部分)，能可靠地謀求提高載流子的移動度，所以是有利的。根據(jù)以上的〈成膜方法-l〉，由于即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的微晶硅薄膜成膜在基板上，所以能把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用得到的微晶硅薄膜而能謀求高性能化的薄膜半導(dǎo)體裝置?！闯赡し椒?2〉參照圖3的流程圖說明使用上述成膜裝置100的晶體性硅薄膜的成膜方法第二例。該〈成膜方法-2〉是在〈成膜方法-l〉的晶核生成工序中變更所使用的成膜氣體的例。即在基板w的成膜表面上進行用于生成晶核的晶核生成工序sr中，作為成膜氣體與以SinH2n+2(n=l、2、3、…)表示的硅烷類氣體一起進行使用氫氣和非活性氣體的至少一種的等離子CVD法。這時，優(yōu)選與硅烷類氣體一起使用氫氣和非活性氣體這兩者。其理由是若僅由硅烷類氣體和非活性氣體進行等離子成膜時，則利用由非活性氣體等離子產(chǎn)生的等離子沖擊而以氧氣為主的雜質(zhì)元素容易從室內(nèi)壁進入，通過把氫氣同時導(dǎo)入，并且利用氫氣的清洗效果而能抑制雜質(zhì)元素向膜中進入。另外，由于僅利用硅烷類氣體和氫氣而成膜初期的核產(chǎn)生率少，所說義難于提高基板正上的晶體化率。在使用氫氣和非活性氣體這兩者的情況下，優(yōu)選使氫氣的流量比非活性氣體的流量大，以維持上述的晶體化率的同時提高清洗效果。作為以上晶核生成工序sr的具體例一例，例如作為硅烷類氣體使用Si2H6(流量-10sccm)，作為非活性氣體使用Ar氣(流量500sccm)，且使用氫氣(流量-1000sccm)，施加等離子約IO秒以形成晶核。以上的晶核生成工序r之后進行的等離子CVD法的成膜工序S2與〈成膜方法-l〉的成膜工序S2同樣進行。以上的〈成膜方法-2〉由于在進行晶核生成工序sr而預(yù)先生成了晶核的狀態(tài)下來進行微晶硅薄膜的成膜工序S2，所以也能得到晶體性良好的微晶硅薄膜。之后進行與〈成膜方法-l〉同樣的成膜工序S2，所以與〈成膜方法-l〉同樣，即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的微晶硅薄膜成膜在基板上，所以能把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用得到的微晶硅薄膜而能謀求高性能化的薄膜半導(dǎo)體裝置?！闯赡し椒?3〉參照圖4的流程圖說明使用上述成膜裝置100的晶體性硅薄膜的成膜方法第三例。該〈成膜方法-3〉是在〈成膜方法-l〉的晶核生成工序中改變所使用的成膜氣體的例子。即，在基板w的成膜表面上進行用于生成晶核的晶核生成工序sr中，不使用硅烷類氣體，而是進行氫等離子處理或Ar等離子處理、氮氣(N2)等離子處理等的非活性氣體的等離子處理。作為該晶核生成工序Sl〃的具體例一例，把氫氣(流量-1000sccm)的等離子施加10~180秒。以上的晶核生成工序1〃之后進行的等離子CVD法的成膜工序S2與〈成膜方法-l〉的成膜工序S2同樣進行。以上的〈成膜方法-3〉由于在進行晶核生成工序Sl〃而預(yù)先生成了晶核的狀態(tài)下來進行微晶硅薄膜的成膜工序S2,所以也能得到晶體性良好的微晶硅薄膜。之后進行與〈成膜方法-l〉同樣的成膜工序S2，所以與〈成膜方法-1〉同樣地即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且^t巴膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的微晶硅薄膜成膜在基板上，所以能把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用得到的微晶硅薄膜而能謀求高性能化的薄膜半導(dǎo)體裝置。〈成膜方法-4〉參照圖5的流程圖說明使用上述成膜裝置100的晶體性硅薄膜的成膜方法第四例。該〈成膜方法-4〉不進行特別的晶核生成工序，而是在成膜工序S2'中同時進行生成核的方法。在此，首先把基板W固定保持在處理室101內(nèi)的載物臺103上。然后把處理室101內(nèi)的壓力設(shè)定成13.3~1330Pa,優(yōu)選是133400Pa，把基板W的溫度設(shè)定成100-600°C,優(yōu)選是300450°C。然后，在保持處理室101內(nèi)的壓力和基板W溫度的狀態(tài)下，從氣體供給管105a供給作為成膜氣體的超級硅烷類氣體、氫氣和非活性氣體。超級硅烷氣體是Si2H6、Si3Hs等，非活性氣體是He、Ne、Ar、Kr、Xe或Nz等。這時，在氫氣流量以下的流量范圍使用非活性氣體，優(yōu)選使非活性氣體的流量比氫氣的流量低。由此，能把膜中雜質(zhì)的濃度抑制低。通過向載物臺103和上部電極105施加高頻電壓而進行等離子CVD法的成膜。在該成膜工序S2'中，把在超級硅烷類氣體的流量設(shè)定為1時的成膜氣體的總流量設(shè)定在50以上。即，設(shè)定成超級硅烷類氣體的流量與成膜氣體的總流量的流量比R二[SinH2n+2+H2+".]/[SinH2n+2]>50。優(yōu)選流量比R>60。通過以上的方法，在基板W上把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜(以下叫做微晶硅薄膜)成膜。在以上說明的〈成膜方法-4〉中，通過把〈成膜方法-2〉的晶核生成工序(sr)中硅烷類氣體使用超級硅烷類氣體的工序原封不動地延長而設(shè)定為成膜工序S2',能對同時滿足高速的成膜速度和高晶體化率以及低氧濃度的各種要求的微晶硅薄膜進行成膜。該〈成膜方法-4〉對于膜厚度100nm以下的微晶硅膜的成膜特別有效?！闯赡し椒?5〉作為使用上述成膜裝置100的晶體性硅薄膜的成膜方法第五例，使預(yù)先導(dǎo)入了n型、p型雜質(zhì)(摻雜劑)的n型微晶硅薄膜或p型微晶硅薄膜進'行成膜的情況適用于〈成膜方法-l〉~〈成膜方法-4〉并且進行說明。即，在〈成膜方法-l〉和〈成膜方法-2〉的順序中，在成膜工序S2中，把含有雜質(zhì)的摻雜劑氣體作為成膜氣體而進行添加?！闯赡し椒?3〉所示的順序中，在晶核生成工序Sl〃和成膜工序S2中，把含有雜質(zhì)的摻雜劑氣體作為成膜氣體而進行添加?！闯赡し椒?4〉所示的順序中，在成膜工序S2'中，把含有雜質(zhì)的摻雜劑氣體作為成膜氣體而進行添加。在此作為添加的摻雜劑氣體，若是n型微晶硅薄膜的成膜，則使用n型雜質(zhì)即含有磷(P)的磷化氫(PH3)。另一方面，若是p型微晶硅薄膜的成膜，則使用p型雜質(zhì)即含有硼(B)的乙硼烷(B2H6)。利用該成膜方法，把微晶硅薄膜直接成膜，并且能把成膜的微晶硅薄膜內(nèi)含有的雜質(zhì)(摻雜劑)活性化。如上述那樣，進行含有被活性化狀態(tài)雜質(zhì)的微晶硅薄膜成膜的處理室101,優(yōu)選與對不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜進行成膜的處理室101分別設(shè)置。由此，能防止雜質(zhì)向不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜混入。在把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜與含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜進行層合成膜時，為了防止從大氣中有雜質(zhì)混入，優(yōu)選使用多室形式的等離子CVD裝置，不破壞真空地在各自進行成膜的處理室之間來進行基板W的運送?！幢∧ぐ雽?dǎo)體裝置的制造方法-1〉下面根據(jù)圖6圖8的剖面工序圖來說明適用上述成膜方法的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法第一例。第一例說明在具備CMOS結(jié)構(gòu)的平面型底柵極TFT的顯示裝置用驅(qū)動板的制作中適用本發(fā)明的實施方式。首先如圖6(1)所示，準備絕緣性基板1。該基板1例如適用旭玻璃社制AN100、n—二>夕、、社制Codel737等。在該基板1上形成柵極電極3的圖形。在此，是把Mo、W、Ta、Cu等金屬膜進行濺射成膜，把成膜的金屬膜形成圖形而作為柵極電極3。柵極電極(金屬膜)的膜厚度設(shè)定成30~200nm。然后利用等離子CVD法或LPCVD法等成膜方法在該柵極電極3上把成為柵極絕緣膜5的氮化硅膜(SiNx)成膜1050nm，在其上把氧化硅膜(SiOx)成膜10100nm。由此，就形成氮化硅膜和氧化硅膜層合結(jié)構(gòu)的柵極絕緣膜5。在以上之后如圖6(2)所示，進行在前面的〈成膜方法-l〉說明過的晶核生成工序Sl和其后的成膜工序S2,把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜7成膜。在此，把微晶硅薄膜7成膜為膜厚度10~100nm,優(yōu)選是40nm。該微晶硅薄膜7成為TFT的有源層，該有源層包含的氧、碳、氮等雜質(zhì)元素的濃度優(yōu)選在3x102Qcm-3以下。因此，如〈成膜方法-l〉說明的那樣，供給清洗用氣體(例如氟氣體、氟化卣素氣體或NF3氣體等)，通過等離子腐蝕而把處理室內(nèi)進行清洗后進行上述的晶核生成工序Sl和成膜工序S2,把這些雜質(zhì)元素的濃度抑制低。對于成膜的微晶硅薄膜7,也可以進行激元激光等脈沖激光、Ar激光等的氣體激光、YAG等的固體激光、GaN等的半導(dǎo)體激光、Xe(氙)弧光燈等的急速加熱法(RTA)、等離子流照射等能量照射以助長晶體性。然后如圖6(3)所示，繼續(xù)利用等離子CVD等方法以1100nm左右的膜厚度在微晶硅薄膜7上層合氧化硅膜9。然后根據(jù)需要以控制在此形成的薄膜晶體管的Vth為目的，把B+離子以劑量0.1E124E12/cm2向微晶硅薄膜7進行離子注入。這時，離子束的加速電壓被設(shè)定為20200keV左右。接著如圖7(1)所示，從把柵極電極3作為掩膜的基板1側(cè)進行背面曝光，在氧化硅膜9上形成抗蝕劑圖形201。利用把該抗蝕劑圖形201作為掩膜的離子注入法向微晶硅薄膜7中進行用于形成n型MOS晶體管的LDD擴散層7-l的雜質(zhì)導(dǎo)入。這時，例如進行使用P+離子，設(shè)定成注入劑量6E125E13/cm2、加速電壓20200keV左右的質(zhì)量分離或非質(zhì)量分離型的離子注入。離子注入后把抗蝕劑圖形201剝離。接著如圖7(2)所示，把p溝道區(qū)域lp中的柵極電極3上部覆蓋，且形成覆蓋n溝道區(qū)域ln的抗蝕劑圖形203。利用把該抗蝕劑圖形203作為掩膜的離子注入法進行用于形成p溝道薄膜晶體管的源極-漏極7-2的雜質(zhì)導(dǎo)入。這時，例如進行使用B+離子，設(shè)定成注入劑量lE14~3E15/cm2、加速電壓5100keV左右的質(zhì)量分離或非質(zhì)量分離型的離子注入。由此就形成p溝道的薄膜晶體管(pTFT)。離子注入后把抗蝕劑圖形203剝離。接著如圖7(3)所示，把p溝道區(qū)域lp覆蓋，且形成覆蓋n溝道區(qū)域ln的柵極電極3上部的抗蝕劑圖形205。利用把該抗蝕劑圖形205作為掩膜的離子注入法進行用于形成n溝道薄膜晶體管的源極-漏極7-3的雜質(zhì)導(dǎo)入。這時，例如進行使用P+離子，設(shè)定成注入劑量lE15~3E15/cm2、加速電壓10~1OOkeV左右的注入，形成n溝道的薄膜晶體管(nTFT)。離子注入后^^抗蝕劑圖形205剝離。如以上那樣的離子注入后，利用紅外燈加熱、燃燒爐加熱等急速加熱法(RTA)或激光退火法、在600。C以下的N2環(huán)境中的退火法等，使向微晶硅薄膜7中導(dǎo)入的雜質(zhì)活性化。然后如圖7(4)所示，對氧化硅膜9和微晶硅薄膜7同時進行圖形腐蝕，對每個各薄膜晶體管pTFT、nTFT設(shè)定成島狀圖形。接著如圖8(1)所示，在把作為島狀圖形的各薄膜晶體管pTFT、nTFT覆蓋的狀態(tài)下，把氧化硅薄膜lla和含有氫的氮化硅薄膜llb按該順序?qū)雍铣赡?，把兩層結(jié)構(gòu)的層間絕緣膜11成膜。這些成膜例如通過等離子CVD等進行。該階段通過在非活性氣體或或形成氣體中等的退火處理，進行使層間絕緣膜11中的氫，特別是氮化硅薄膜lib中的氫向微晶硅薄膜7中擴散的氫化工序。退火條件優(yōu)選例如是400。C、兩小時左右。利用該氫化工序則能把微晶硅薄膜7中的懸空鏈消除，謀求提高TFT特性。該氫化工序并不限定于從氮化硅薄膜lib中使氫擴散的方法，在氫等離子環(huán)境中把微晶硅薄膜7暴露也能達到。接著如圖8(2)所示，在層間絕緣膜11和氧化硅膜9形成達到微晶硅薄膜7的源極/漏極7-2、7-3的接觸孔13。然后在層間絕緣膜11上形成經(jīng)由該接觸孔13而與源極/漏極7-2、7-3連接的配線電極15。該配線電極15的形成是通過把Al-Si等配線用電極材料進行濺射成膜，并把它并把它形成圖形。接著如圖8(3)所示，例如把由丙烯類有機樹脂構(gòu)成的平坦化絕緣膜17涂布形成約1jam的膜厚度。然后在該平坦化絕緣膜17形成達到配線電極15的接觸孔19。把經(jīng)由該接觸孔19而與配線電極15連接的像素電極21形成在平坦化絕緣膜17上。像素電極21例如是把透明導(dǎo)電性材料即ITO(IndiumTinOxide)進行濺射成膜，并4巴它形成圖形。像素電極21在由ITO構(gòu)成的情況下，把像素電極21在氮環(huán)境中進行約220。C、30分鐘的退火。在此，僅表示了顯示裝置用的驅(qū)動板中，僅表示了像素電極驅(qū)動用的像素晶體管是n溝道型的薄膜晶體管nTFT，周邊電路是CMOS結(jié)構(gòu)，周邊電路的一部分即p溝道型薄膜晶體管是pTFT。通過以上的方法，完成驅(qū)動板。然后，例如如果是液晶顯示裝置，則以覆蓋像素電極21的狀態(tài)形成配向膜。然而，準備按照對向電極和配向膜的順序在基板上進行成膜的對向基板，并且在配向膜間密封液晶層而完成顯示裝置。另外，如果是利用有機電場發(fā)光元件的有機EL的顯示裝置，則在像素電極上層積形成含有發(fā)光層的有機層，在有機層上設(shè)置電極，并且根據(jù)需要在電極上利用保護膜進行覆蓋，而完成顯示裝置。根據(jù)以上的制造方法，能把上述的成膜方法適用于微晶硅薄膜7的成膜，所以能得到以產(chǎn)業(yè)上實用化程度保持成膜速度而進行成膜的把微晶硅薄膜7作為溝道層使用的底柵極型薄膜晶體管pTFT、nTFT。這些薄膜晶體管pTFT、nTFT由于把晶體性的硅薄膜7作為溝道層使用，所以比非晶硅的載流子移動度高，能構(gòu)成高性能的電路，使用該薄膜晶體管pTFT、nTFT能謀求構(gòu)成驅(qū)動電路的顯示裝置的高性能化。由于微晶硅薄膜7的成膜以低溫進行，所以作為柵極電極3能使用熔點比較低的A1、Cu、Ag、Au等金屬。不使用激光晶體化裝置那樣復(fù)雜價格高的裝置，僅利用等離子CVD裝置、金屬濺射裝置、曝光裝置和腐蝕裝置就能制作薄膜晶體管。這就意味著通過與非晶硅TFT同等的處理就能成為使用微晶硅薄膜的TFT。即，與近年來大型化進展的非晶硅TFT同樣的基板大型化通過本發(fā)明成為可能，由于一般地也能應(yīng)對G8代以后的2m平方以上的大型玻璃基板，所以對角50英寸以上的大型顯示裝置的生產(chǎn)也成為可能，能得到工業(yè)上有益的效果。本實施方式表示了薄膜晶體管pTFT、nTFT的單柵極結(jié)構(gòu)，但像素晶體管即薄膜晶體管nTFT也可以是在源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間具有多個柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。多柵極結(jié)構(gòu)的TFT與單柵極結(jié)構(gòu)的TFT相比有容易降低斷開電流的特點，與使用非晶硅的TFT比較，則在斷開電流高的微晶硅TFT中有用?！幢∧ぐ雽?dǎo)體裝置的制造方法-2〉下面根據(jù)圖9~圖10的剖面工序圖來說明適用上述成膜方法的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法第二例。在第二例中，說明在具備僅n溝道的單溝道結(jié)構(gòu)的溝道停止型底柵極TFT的顯示裝置用驅(qū)動板的制作中適用本發(fā)明的實施方式。首先按使用第一例圖6(1)~(3)說明的同樣的順序在絕緣性基板1上形成柵極電極3的圖形，以把它覆蓋的狀態(tài)把柵極絕緣膜5成膜，利用前面〈成膜方法-l〉說明過的成膜方法把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜7進行成膜，然后進行到把氧化硅膜9成膜。然后根據(jù)需要以控制在此形成的薄膜晶體管的Vth為目的而進行離子注入。在以上之后，如圖9(1)所示，把柵極電極3作為掩膜而從基板1側(cè)進行背面曝光，在氧化硅膜9上形成抗蝕劑圖形207。利用把該抗蝕劑圖形201作為掩膜的腐蝕把微晶硅薄膜7上的氧化硅膜9除去，僅在柵極電極3上殘留氧化硅膜9。該腐蝕后把抗蝕劑圖形207剝離。接著如圖9(2)所示，利用前面〈成膜方法-5〉說明過的成膜方法把含有被活性化雜質(zhì)的微晶硅薄膜23進行成膜。在此是把膜厚度10500nm的微晶硅薄膜23進行成膜。這時，通過把磷化氫(PH3)用于摻雜劑氣體而形成n型的微晶硅薄膜23(以下記作n型微晶硅薄膜23)。該n型微晶硅薄膜23的成膜在與把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜7進行成膜的處理室分開的其他處理室內(nèi)進行。當把摻雜劑氣體設(shè)定為乙硼烷(B2H6)時，則能得到含有被活性化的p型雜質(zhì)的p型微晶硅薄膜。由此，先前形成的微晶硅薄膜7成為溝道層7，在此形成的含有摻雜劑的n型微晶硅薄膜23成為源極/漏極層23。接著如圖9(3)所示，把源極/漏極層23和溝道層7同時按源極/漏極層23的圖形進行腐蝕，對每個各薄膜晶體管的區(qū)域設(shè)定成島狀圖形。在成為腐蝕停止層的氧化硅膜9上腐蝕被停止，因此源極/漏極23a和溝道層7能在一個工序同時形成。由此，就形成n溝道的溝道停止型薄膜晶體管nTFT。在以上之后，圖10(1)~(3)所示的工序則與使用第一例圖8(1)(3)說明的同樣地進行。即，首先如圖10(1)所示，在把形成的薄膜晶體管nTFT覆蓋的狀態(tài)下，把氧化硅薄膜lla和含有氫的氮化硅薄膜llb這兩層結(jié)構(gòu)的層間絕緣膜ll進行成膜。然后進行氫化處理。接著如圖10(2)所示，在層間絕緣膜11形成達到源極/漏極23a的接觸孔13。且形成與源極/漏極23a連接的配線電極15。接著如圖10(3)所示，涂布形成平坦化絕緣膜17,形成達到作為像素晶體管使用的薄膜晶體管nTFT的配線電極15的接觸孔19。然后形成經(jīng)由接觸孔19而與配線電極15連接的像素電極21。以上則完成驅(qū)動板。以上之后的顯示裝置的制作順序則與第一例相同。以上第二例的制造方法由于微晶硅薄膜7的成膜也適用上述的〈成膜方法-1〉，所以能得到與第一例同樣的效果。而且成為源極/漏極23a的n型微晶硅薄膜23的成膜也適用上述的〈成膜方法-5〉，所以能謀求溝道停止型底柵極TFT制作工序的高效率。且由于微晶硅薄膜7和n型微晶硅薄膜23的成膜以低溫進行，所以作為柵極電極3能使用熔點比較低的Al、Cu、Ag、Au等金屬。本第二例表示了僅n溝道的單溝道結(jié)構(gòu)的溝道停止型底柵極TFT的形成。但在設(shè)定成CMOS結(jié)構(gòu)時，只要把微晶硅薄膜23的成膜按n型和p型進行兩次就可以。也可以與其他結(jié)構(gòu)的p溝道型薄膜晶體管進行組合?！幢∧ぐ雽?dǎo)體裝置的制造方法-3〉下面根據(jù)圖11~圖12的剖面工序圖來說明適用上述成膜方法的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法第三例。第三例說明在具備僅n溝道的單溝道結(jié)構(gòu)的溝道腐蝕型底柵極TFT顯示裝置用驅(qū)動板的制作中適用本發(fā)明的實施方式。首先按使用第一例圖6(1)~(2)說明的同樣的順序在絕緣性基板1上形成柵極電極3的圖形，以把它覆蓋的狀態(tài)把柵極絕緣膜5成膜，利用前面〈成膜方法-l〉說明過的實施方式的CVD成膜方法進行到把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜7成膜。然后根據(jù)需要以控制在此形成的薄膜晶體管的Vth為目的而進行離子注入。然后，如圖11(1)所示，利用前面〈成膜方法-5〉說明過的實施方式的CVD成膜方法把含有被活性化雜質(zhì)的微晶硅薄膜23進行成膜。在此是把膜厚度10~200nm的微晶硅薄膜23進行成膜。這時，通過把磷化氫(PH3)用于摻雜劑氣體而形成n型的微晶硅薄膜23(以下記作n型微晶硅薄膜23)。該n型微晶硅薄膜23的成膜在與把不含有雜質(zhì)的微晶硅薄膜7進行成膜的處理室分開的其他處理室內(nèi)進行。但是，優(yōu)選的是在微晶硅薄膜7成膜后，不破壞處理室內(nèi)真空狀態(tài)地運送基板來進行n型微晶硅薄膜23的成膜。當把摻雜劑氣體設(shè)定為乙硼烷(B2H6)時，則能得到含有被活性化的p型雜質(zhì)的p型微晶硅薄膜。由此，先前形成的微晶硅薄膜7成為溝道層，在此形成的含有摻雜劑的n型微晶硅薄膜23成為源極/漏極層23。接著如圖11(2)所示，把源極/漏極層23和溝道層7同時進行圖形腐蝕，對每個各薄膜晶體管的區(qū)域設(shè)定成島狀圖形。然后如圖11(3)所示，把成為島狀圖形的源極/漏極層23在柵極電極3的上方分割為二地進行圖形腐蝕，形成源極/漏極23a。由此，就形成n溝道的溝道腐蝕型薄膜晶體管nTFT。在以上之后，圖12(1)~(3)所示的工序則與使用第一例圖8(1)(3)說明的同樣地進行。即首先如圖12(1)所示，在把形成的薄膜晶體管nTFT覆蓋的狀態(tài)下，把氧化硅薄膜lla和含有氫的氮化硅薄膜lib這兩層結(jié)構(gòu)的層間絕緣膜11成膜。然后進行氫化處理。接著如圖12(2)所示，在層間絕緣膜11形成達到源極/漏極23a的接觸孔13,且形成與源極/漏極23a連接的配線電極15。接著如圖12(3)所示，涂布形成平坦化絕緣膜17，形成達到作為像素晶體管使用的薄膜晶體管nTFT的配線電極15的接觸孔19。然后形成經(jīng)由接觸孔19而與配線電極15連接的像素電極21。通過以上的方法，完成驅(qū)動板。以上之后的顯示裝置的制作順序則與第一例相同。以上第三例的制造方法由于微晶硅薄膜7的成膜也適用上述的〈成膜方法-1>,所以能得到與第一例同樣的效果。而且成為源極/漏極23a的n型微晶硅薄膜23的成膜也適用上述的〈成膜方法-5〉，所以能謀求溝道停止型底柵極TFT制作工序的高效率。且由于微晶硅薄膜7和n型微晶硅薄膜23的成膜以低溫進行，所以作為柵極電極3能使用熔點比較低的Al、Cu、Ag、Au等金屬的情況與第二例相同。本第三例表示了僅n溝道的單溝道結(jié)構(gòu)的溝道腐蝕型底柵極TFT的形成。但在設(shè)定成CMOS結(jié)構(gòu)時，只要把微晶硅薄膜23的成膜按n型和p型進行兩次就可以。也可以與其他結(jié)構(gòu)的p溝道型薄膜晶體管進行組合。在以上說明的第一例第三例中都表示了在平坦化絕緣膜17上形成像素電極21的結(jié)構(gòu)，但平坦化絕緣膜17也不一定需要，也可以在層間絕緣膜11上直接形成像素電極21。在以上說明的第一例第三例中都說明了把本發(fā)明適用在底柵極型薄膜晶體管制作上的實施方式。但本發(fā)明也能適用圖13所示的對偶柵極薄膜晶體管TFT的制造。這時與第一例同樣地進行到圖7(4)說明的工序后，適用本發(fā)明的〈成膜方法-1〉而在成膜的微晶硅薄膜7上經(jīng)由氧化硅膜9(柵極絕緣膜)進行形成第二柵極電極3'的工序。該柵極電極3'與柵極電極3之間夾著配置微晶硅薄膜7。也可以向上下柵極電極3、3'施加同一電位或不同的電位，還能有意地控制臨界電壓。也能適用圖14所示的頂柵極型薄膜晶體管TFT〃的制造。這時在基板1上把緩沖層即氮化硅膜31和氧化硅膜33按該順序成膜，在其上部適用本發(fā)明的〈成膜方法-l〉而把成膜的微晶硅薄膜7進行成膜。把該微晶硅薄膜7布圖成島狀后以把它覆蓋的狀態(tài)把由氧化硅膜9構(gòu)成的柵極絕緣膜進行成膜，在該上部進行形成柵極電極3'的工序。把該柵極電極3'和根據(jù)需要形成的抗蝕劑圖形作為掩膜進行離子注入，向微晶硅薄膜7導(dǎo)入雜質(zhì)，形成LDD擴散層和源極/漏極。在以上說明的第一例第三例中都說明了把本發(fā)明適用在使用薄膜晶體管的顯示裝置制作的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，但本發(fā)明不僅適用具備薄膜晶體管的顯示裝置，太陽電池、光傳感器等只要是使用光電轉(zhuǎn)換元件等晶體性硅薄膜的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，也同樣能適用，能得到同樣的效果。微晶硅薄膜7的成膜能適用〈成膜方法-2〉〈成膜方法-4〉的任一個。[實施方式]說明適用〈成膜方法-l〉(參照圖2)進行成膜的微晶硅薄膜的膜質(zhì)、成膜速度等評價結(jié)果。下面的表1表示各工序使用的成膜氣體和流量。作為基板W是使用在玻璃基板上利用等離子CVD法，以膜厚100nm對氧化硅薄膜進行成膜?！?lt;table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>流量比R:總流量/Si2H6流量首先在晶核生成工序Sl中，以各自的流量使用表l中的成膜氣體，按處理室內(nèi)的壓力=270Pa、基板溫度=450匸的條件進行反應(yīng)性熱CVD300秒，以進行晶核的生成。接著在成膜工序S2中，在維持處理室內(nèi)的壓力=270Pa、基板溫度=450。C的狀態(tài)下以各自的流量使用表1中的成膜氣體，通過使產(chǎn)生等離子來把微晶硅薄膜成膜。平行平板型等離子CVD裝置的電極之間的距離是25nm,電極面積是2500cm2，高頻電力是1.2kW，成膜時間是5分鐘。對于以上那樣成膜的試樣1~4的各微晶硅薄膜，使用波長514nm的參照光進行喇曼光譜的測定，從其結(jié)果得到各微晶硅薄膜的晶體化率C。在此所說的晶體化率C是相對從薄膜的喇曼光諮得到的晶體成分(結(jié)晶體積分率Ic與微結(jié)晶體積分率Iu的和)的由整個體積的比率給出的值，即晶體化率C^(Ic+Iu)/(Ic+Iu+Ia)。Ia是非晶體積分率。圖15表示以上那樣得到的各微晶硅膜中晶體化率C與超級硅烷氣體的流量和成膜氣體的總流量的流量比R的關(guān)系。如從圖15了解的那樣，流量比R在50以上則晶體化率C的上升有飽和的傾向。相反，當流量比R不到50,則晶體化率急劇降低而得不到良好的晶體性膜。因此，在成膜工序S2中，通過把流量比R設(shè)定在50以上而被確認能得到晶體性穩(wěn)定良好微晶硅膜。了解到流量比R若在60以上，則更加能得到晶體性良好微晶硅膜。圖16表示由試樣4(流量比R二lOl)成膜的微晶硅薄膜的喇曼光譜。如該喇曼光譜所代表的那樣，試樣1~4的微晶硅中的在流量比R是50以上的試樣2~4的微晶硅薄膜中被觀察到表示包含晶體結(jié)構(gòu)的Si的Si-Si結(jié)的TO聲子模型即518~520cm"附近有尖銳的峰值。峰值的半值寬度是9.710.8cm"。把試樣14微晶硅薄膜的表面用掃描電子顯微鏡觀察的結(jié)果是，確認把流量比R設(shè)定在50以上進行成膜的試樣24中有晶體粒徑20~100nm的微晶硅生長。在剖面TEM觀察中了解到，在試樣14有具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)(也叫做柱狀)的晶體粒從基板表面生長。根據(jù)以上的觀察則確認，利用〈成膜方法-l〉能把由晶體粒徑數(shù)nm的納米晶體硅和晶體粒徑10~100nm的微晶硅構(gòu)成微晶硅薄膜進行成膜。根據(jù)剖面TEM的觀察結(jié)果則確認，在膜厚度方向的整個區(qū)域能得到晶體性良好的微晶硅薄膜。從試樣4的微晶硅薄膜的膜厚度和成膜時間(5分鐘)計算出的成膜速度是88nm/min。這與專利文獻1所示的反應(yīng)性熱CVD法(基板溫度450匸)所達到的成膜速度89nm/min相比，是約10倍的速度，被確認為，把超級硅烷氣體用于成膜氣體的等離子CVD法進行成膜的成膜速度的高速化。把試樣4微晶硅薄膜中的雜質(zhì)濃度通過二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)進行了分析。圖17表示SIMS分析的雜質(zhì)濃度分布圖。在SIMS分析中，沒有測定成為微晶硅薄膜基底的基板中的雜質(zhì)濃度，基板中的濃度分布圖不反映實態(tài)。如從圖17了解的那樣，還判明在適用〈成膜方法-l〉得到的試樣4的微晶硅膜中，其膜中氧(0)的濃度是3x1018cm、與現(xiàn)有等離子CVD的成膜方法比較，氧濃度降低到1/50~1/100。碳(C)和氮(N)的濃度也被抑制到2~3x1018cm-3的低水平。除了以上的效果之外，從圖16所示的喇曼光譜了解到，由本發(fā)明成膜方法得到的微晶硅薄膜是膜內(nèi)部應(yīng)力少的薄膜。一般地包含晶態(tài)的微晶硅薄膜的喇曼光譜以膜內(nèi)部應(yīng)力為起因而峰值出現(xiàn)在比本來單晶硅喇曼光譜的峰值520cm"低的波長側(cè)即510cm"附近。但在此得到的微晶硅薄膜喇曼光譜的峰值非?？拷鼏尉Ч枥庾V的峰值520cm-1，根據(jù)這點則明白是內(nèi)部應(yīng)力少的膜。因此，根據(jù)〈成膜方法-l〉，能得到由膜應(yīng)力引起的載流子移動度偏差小的微晶硅薄膜，其結(jié)果是使用該微晶硅薄膜的薄膜半導(dǎo)體裝置也能得到可把由載流子移動度為起因的特性被均勻的效果。以上說明的試樣14的微晶硅薄膜的成膜方法把基板溫度設(shè)定成400。C,但通過把處理室內(nèi)(成膜環(huán)境內(nèi))的壓力、RF電力、原料氣體與稀釋氣體的流量比等最佳化，即使在基板溫度10030(TC左右更低的溫度也能使微晶硅薄膜成膜。由于能以這樣低的基板溫度進行成膜，所以僅通過追加氣體類就能使用現(xiàn)有的等離子CVD裝置。說明適用〈成膜方法-4〉(參照圖5)進行成膜的微晶硅薄膜的膜質(zhì)、成膜速度等評價結(jié)果。下面的表2表示在成膜工序S2'使用的成膜氣體和流量。作為基板W是使用在玻璃基板上利用等離子CVD法，以100nm的膜厚把氧化硅薄膜進行成膜。[表2]〈<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>這時，以各自的流量使用上述表2的成膜氣體，按處理室內(nèi)的壓力=270Pa、基板溫度=450。C使產(chǎn)生等離子而在基板上把微晶硅薄膜成膜。平行平板型等離子CVD裝置的電極之間的距離是25mm,電極面積是2500cm2,高頻電力是1.2kW,成膜時間是5分鐘。沒有使用氫氣的比較例的成膜時間是10分鐘。把以上那樣成膜的試樣5、6和比較例的微晶硅薄膜中的雜質(zhì)濃度通過二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)進行了分析。圖18表示SIMS分析的氧濃度分布圖。在SIMS分析中，沒有測定成為微晶硅薄膜基底的基板中的雜質(zhì)濃度，基板中的濃度分布圖不反映實態(tài)。如從圖18了解的那樣，確認適用〈成膜方法-4〉而被成膜的試樣5、6的微晶硅膜能把膜中氧的濃度抑制得比比較例的微晶硅膜低。特別是氫氣的流量比非活性氣體的流量大的試樣5，從基板上到膜厚度約50nm的氧濃度被抑制到4x1018cm-3的低的值。這時的成膜速度按5分鐘成膜時間平均則是1.1nm/min。另一方面，氫氣的流量與非活性氣體的流量是同量的試樣6，氧濃度從基板正上急劇上升，即使在氧濃度最低的區(qū)域也是1.7x1019cm—3，作為整個膜是4.5x1020cm-3。因此，適用〈成膜方法-4〉時為了實現(xiàn)氧濃度低的區(qū)域，則需要非活性氣體的流量比氫氣的流量少，優(yōu)選非活性氣體的流量是氫氣流量的1/2左右。這時也是超級硅烷氣體的流量與總氣體流量的流量比R優(yōu)選是50以上，這與〈成膜方法-l〉相同。如從比較例的氧濃度分布圖了解的那樣，在稀釋氣體中不含氫的情況下，從基板正上成為1x10^cn^以上的氧濃度，沒有低氧濃度區(qū)域。權(quán)利要求1、一種薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，利用將以SinH2n+2(n＝2、3、...)表示的超級硅烷類氣體和氫氣用于成膜氣體的等離子CVD法，進行把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜成膜在基板上的工序。2、如權(quán)利要求1所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述成膜氣體與超級硅烷類氣體和氫氣一起使用非活性氣體。3、如權(quán)利要求2所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述氫氣流量以下的流量范圍使用所述非活性氣體。4、如權(quán)利要求1所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，把所述超級硅烷類氣體的流量設(shè)定為1時的成膜氣體的總流量在50以上。5、如權(quán)利要求1所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在把所述硅薄膜進行成膜的工序之前，進行在所述基板上生成晶核的晶核生成工序。6、如權(quán)利要求5所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述晶核生成工序中，利用將以SinH2n+2(n=2、3、…)表示的超級硅烷類氣體和卣化鍺氣體用于成膜氣體的反應(yīng)性熱CVD法或等離子CVD法來生成所述晶核。7、如權(quán)利要求6所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述卣化鍺氣體是GeF2、GeF4、GeCU中的至少一種。8、如權(quán)利要求5所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述晶核生成工序中，作為成膜氣體，與以SinH2n+2(n=1、2、3、…)表示的硅烷類氣體一起通過使用氫氣和非活性氣體的至少一種的等離子CVD法來生成晶核。9、如權(quán)利要求8所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述氫氣的流量比所述非活性氣體的流量大。10、如權(quán)利要求5所述的薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述晶核生成工序中，利用對所述基板表面的氫等離子處理來生成晶核。全文摘要本發(fā)明提供一種薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法，即使為低的基板溫度，也能維持成膜速度并且把膜厚度方向的晶體化率穩(wěn)定的晶體性硅薄膜成膜在基板上，由此把晶體性硅薄膜直接向基板上成膜的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)上實用化，且通過使用該硅薄膜來謀求高性能化。解決方法是，利用將以Si_nH_2n+2(n＝2、3、…)表示的超級硅烷類氣體和氫氣用于成膜氣體的等離子CVD法，來進行把包含晶體結(jié)構(gòu)的硅薄膜成膜在基板上的成膜工序(S2)。在作為前工序的所述晶核生成工序中，利用將以Si_nH_2n+2(n＝2、3、…)表示的超級硅烷類氣體和鹵化鍺氣體用于成膜氣體的反應(yīng)性熱CVD法或等離子CVD法，在基板上進行用于生成晶核的晶核生成工序(S1)。文檔編號C23C16/24GK101355025SQ200810133730公開日2009年1月28日申請日期2008年7月25日優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日發(fā)明者國井正文申請人:索尼株式會社