(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーニング回数を減少可能な成膜装置と成膜方法を提供する。【解決手段】成膜装置１は、シャワープレート４が真空槽２と同じ接地電位に接続され、基板１０が配置される電極板９が交流電源３０に接続されており、電極板９に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ未満の交流電圧が印加されるようになっている。従来の印加電圧はＭＨｚ帯なのに対し、本願ではｋＨｚ帯に低下するため、電極間の距離（シャワープレート４と電極板９間の距離）は大きすることができる。周波数が低いので、電子に比べて質量が重いイオンも周波数に追従して動くことができ、プラズマが電極板９側に張り付く。その結果、シャワープレート４には、付着する堆積物が少なくなる。【選択図】図１
2008205280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、基板を配置可能な電極板と、
前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加可能な交流電源とを有し、
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た成膜装置。
【請求項２】
前記真空槽内には加熱装置が配置され、前記加熱装置上には絶縁物が配置され、
前記電極板は、前記絶縁物上に配置され、
前記加熱装置と前記電極板は、前記絶縁物によって絶縁された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
真空槽と、
前記真空槽内に配置されたシャワープレートと、
前記シャワープレートと平行に配置された電極板とを有する成膜装置を用い、
前記電極板上に基板を配置し、前記シャワープレートに設けられた複数の孔から前記真空槽内に原料ガスを導入し、前記原料ガスのプラズマを形成して前記基板表面に薄膜を成長させる薄膜形成方法であって、
前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、
前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記プラズマを発生させる薄膜形成方法。
【請求項４】
前記原料ガスは、化学構造中にケイ素を有するシラン系ガスを含み、
前記基板表面にアモルファスシリコンの薄膜を成長させる薄膜形成方法。
【請求項５】
ｎ型とｐ型の一方を第一導電型、他方を第二導電型としたときに、
第一導電型のチャネル層と、
前記チャネル層に接触し、それぞれｐｎ接合を形成する第二導電型の二個のオーミック層と、
前記チャネル層に接触して配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に接触して配置されたゲート電極と、
二個の前記オーミック層にそれぞれ接続されたソース電極とドレイン電極とを有し、
前記ゲート電極に印加するゲート電圧によって前記チャネル層の前記ゲート絶縁膜と接触する部分に前記チャネル層とは反対の導電型の反転層を形成し、
前記反転層によって二個の前記オーミック層の間を接続し、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間に電流を流す薄膜トランジスタを基板上に製造するトランジスタ製造方法であって、
前記基板を真空槽内の電極板上に配置し、
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し、
前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、
前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記アモルファスシリコンの原料ガスのプラズマを発生させ、前記チャネル層と、前記オーミック層の少なくとも一方を形成するトランジスタ製造方法。
【請求項６】
ｎ型とｐ型の一方を第一導電型、他方を第二導電型としたときに、
第一導電型のチャネル層と、
前記チャネル層に接触し、それぞれｐｎ接合を形成する第二導電型の二個のオーミック層と、
前記チャネル層に接触して配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に接触して配置されたゲート電極と、
二個の前記オーミック層にそれぞれ接続されたソース電極とドレイン電極とを有し、
前記ゲート電極に印加するゲート電圧によって前記チャネル層の前記ゲート絶縁膜と接触する部分に前記チャネル層とは反対の導電型の反転層を形成し、
前記反転層によって二個の前記オーミック層の間を接続し、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間に電流を流す薄膜トランジスタを基板上に製造するトランジスタ製造方法であって、
前記基板を真空槽内の電極板上に配置し、
前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にシリコン窒化膜の原料ガスを導入し、
前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、
前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記シリコン窒化膜の原料ガスのプラズマを発生させ、前記ゲート絶縁膜を形成するトランジスタ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体膜や絶縁性膜をプラズマでガスを分解・形成するプラズマＣＶＤ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタは、液晶ディスプレイ構成上の主要な機能のひとつであり、そのゲート絶縁層（シリコン窒化膜）、チャネル層（アモルファスシリコン膜）、オーミックコンタクト層（ｎ型アモルファスシリコン膜）は、プラズマＣＶＤ方法によって成膜されている。
【０００３】
図６の符号１０１は従来技術の成膜装置(プラズマＣＶＤ装置)を示しており、この成膜装置１０１は真空槽１０９を有している。真空槽１０９には真空排気系１２０が接続されており、真空槽１０９内部を真空排気できるように構成されている。
【０００４】
真空槽１０９は、容器状の下部部材１０３と、板状の天板部材１０２とで構成されている。下部部材１０３は、底面を下方に、開口を鉛直上方に向けられており、天板部材１０２は下部部材１０３の開口の縁上に、絶縁部材１０４を介して乗せられている。従って、天板部材１０２と下部部材１０３は絶縁されている。
【０００５】
天板部材１０２の真空槽１０９内部の表面には、シャワーヘッド１０５が設けられている。
シャワーヘッド１０５の、真空槽１０９底面に向けられた面にはシャワープレート１０６が取り付けられており、シャワープレート１０６の鉛直下方位置には、基板ホルダ１０７が配置されている。
【０００６】
シャワーヘッド１０５には、原料ガス供給系１１１とクリーニングガス供給系１１３が接続されており、シャワーヘッド１０５に原料ガス又はクリーニングガスが供給されると、シャワープレート１０６に多数形成された放出孔から、供給されたガスが真空槽１０９内部に導入されるように構成されている。
【０００７】
基板ホルダ１０７は下部部材１０３と共に接地電位に接続され、シャワープレート１０６は天板部材１０２と共に高周波電源１３０に接続されており、シャワープレート１０６と基板ホルダ１０７の間に高周波電圧を印加できるように構成されている。
【０００８】
この成膜装置１０１を用いて薄膜を形成する場合、真空排気系１２０によって真空槽１０９内を真空排気し、真空槽１０９内に真空雰囲気に形成した後、該真空雰囲気を維持したまま真空槽１０９内に基板１１０を搬入し、基板ホルダ１０７上に乗せる。
【０００９】
基板ホルダ１０７内のヒータ１０８によって基板１１０が所定温度まで昇温された後、シャワープレート１０６から真空槽１０９内に原料ガスを導入すると共に、高周波電源１３０によってシャワープレート１０６と基板ホルダ１０７の間に高周波電圧を印加すると、シャワープレート１０６をカソード電極、基板ホルダ１０７をアノード電極とする容量結合によってグロー放電が発生し、真空槽１０９の内部に原料ガスのプラズマが発生する。
【００１０】
プラズマによって活性化した原料ガスが基板１１０の表面に到達すると、基板１１０の表面で原料ガスの反応が進行し、反応生成物が堆積する。例えば原料ガスがケイ素含有ガスとＨ2ガスとを有する場合には、反応生成物として多量の水素を含有したシリコンが堆積し、基板１１０の表面にアモルファスシリコン膜が形成される。
【００１１】
シャワープレートの表面に付着したシリコン堆積物が剥離して基板１１０の表面に落下すると、不良品が発生してしまうため、所定枚数の基板１１０を真空槽１０９内で成膜処理した後、クリーニングガス供給系１１３から、プラズマによって活性化されたフッ素ガスをシャワープレート１０６を介して真空槽１０９内に導入すると、真空槽１０９の内壁面に付着したシリコン系堆積物が昇華除去される。
【００１２】
液晶ディスプレイの量産装置などにおいては、代表的には基板１１０を数枚〜１０数枚を成膜処理する毎にクリーニング処理が行われている。
【００１３】
上記のような従来技術の成膜装置(プラズマＣＶＤ装置)１０１では、１３．５６ＭＨｚの発振周波数の高周波電源１３０が使用されており、この周波数で量産に対応できる成膜速度を得るためには、シャワープレート１０６と基板ホルダ１０７の間の電極間距離を１５〜２５ｍｍ程度にすることが必要である。
【００１４】
他方、真空槽１０９内に一様の密度のプラズマを生成するためには、電極間を平行に維持することが必要であり、成膜装置１０１を長期間使用すると、加熱された金属（多くの場合はアルミ）は歪み、シャワープレート１０６と基板ホルダ１０７の間の電極間距離が不均一になるという問題がある。
電極間距離が１５ｍｍの場合、シャワープレート１０６、又は基板ホルダ１０７に１．５ｍｍの歪みが生じると、１０％の誤差となる。
【００１５】
ところで、近年ではＬＣＤや太陽電池の生産に使用される基板は増々大型化しており、それに伴い、カソード電極としてのシャワープレート１０６や、アノード電極としての基板ホルダ１０７も大型化している。電源電圧が１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波では、電極間に定在波が発生し、電極面内の電位が不均一なり、原料ガスを均一に活性化することが原理的に困難になっている。
【００１６】
また上記従来技術の成膜装置１０１では、図３(ａ)に示すように、電極空間の、アノード電極（基板ホルダ１０７）に近い部分にもカソード電極（シャワープレート１０６）に近い部分にもプラズマ１２５が生成されるため、どちらの電極にも同程度の薄膜が堆積してしまう。
【００１７】
このため、基板１１０表面への堆積効率はおよそ５０％程度となり、基板１１０表面以外に堆積した薄膜を除去するため、フッ素ラジカルによる除去時間が多く必要となり、生産効率が低下する。
【特許文献１】特許第３５６３０９２号公報
【特許文献２】特開平４−２３４１２１号公報
【特許文献３】特開平５−１６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、シャワープレートに薄膜が堆積せず、クリーニング回数を減少させることができる成膜装置と成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は成膜装置であって、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、基板を配置可能な電極板と、前記電極板に接続され、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加可能な交流電源とを有し、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た成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記真空槽内には加熱装置が配置され、前記加熱装置上には絶縁物が配置され、前記電極板は、前記絶縁物上に配置され、前記加熱装置と前記電極板は、前記絶縁物によって絶縁された成膜装置である。
本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置されたシャワープレートと、前記シャワープレートと平行に配置された電極板とを有する成膜装置を用い、前記電極板上に基板を配置し、前記シャワープレートに設けられた複数の孔から前記真空槽内に原料ガスを導入し、前記原料ガスのプラズマを形成して前記基板表面に薄膜を成長させる薄膜形成方法であって、前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記プラズマを発生させる薄膜形成方法である。
本発明は薄膜形成方法であって、前記原料ガスは、化学構造中にケイ素を有するシラン系ガスを含み、前記基板表面にアモルファスシリコンの薄膜を成長させる薄膜形成方法である。
本発明は、ｎ型とｐ型の一方を第一導電型、他方を第二導電型としたときに、第一導電型のチャネル層と、前記チャネル層に接触し、それぞれｐｎ接合を形成する第二導電型の二個のオーミック層と、前記チャネル層に接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接触して配置されたゲート電極と、二個の前記オーミック層にそれぞれ接続されたソース電極とドレイン電極とを有し、前記ゲート電極に印加するゲート電圧によって前記チャネル層の前記ゲート絶縁膜と接触する部分に前記チャネル層とは反対の導電型の反転層を形成し、前記反転層によって二個の前記オーミック層の間を接続し、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間に電流を流す薄膜トランジスタを基板上に製造するトランジスタ製造方法であって、前記基板を真空槽内の電極板上に配置し、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し、前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記アモルファスシリコンの原料ガスのプラズマを発生させ、前記チャネル層と、前記オーミック層の少なくとも一方を形成するトランジスタ製造方法である。
本発明は、ｎ型とｐ型の一方を第一導電型、他方を第二導電型としたときに、第一導電型のチャネル層と、前記チャネル層に接触し、それぞれｐｎ接合を形成する第二導電型の二個のオーミック層と、前記チャネル層に接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接触して配置されたゲート電極と、二個の前記オーミック層にそれぞれ接続されたソース電極とドレイン電極とを有し、前記ゲート電極に印加するゲート電圧によって前記チャネル層の前記ゲート絶縁膜と接触する部分に前記チャネル層とは反対の導電型の反転層を形成し、前記反転層によって二個の前記オーミック層の間を接続し、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間に電流を流す薄膜トランジスタを基板上に製造するトランジスタ製造方法であって、前記基板を真空槽内の電極板上に配置し、前記電極板と対向配置されたシャワープレートから、前記真空槽内にシリコン窒化膜の原料ガスを導入し、前記真空槽内の圧力を１０Ｐa以上５００Ｐａ以下にし、前記シャワープレートと前記真空槽を接地させた状態で、前記電極板に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の交流電圧を印加して前記シリコン窒化膜の原料ガスのプラズマを発生させ、前記ゲート絶縁膜を形成するトランジスタ製造方法である。
【００２０】
本発明は、上記のように構成されたおり、真空槽内に原料ガスを導入し、基板が配置された電極板に交流電圧を印加してグロー放電を発生させており、活性化された原料ガスによって基板表面に薄膜を形成している。
【００２１】
原料ガスは、化学構造中にケイ素を有するシラン系ガスであり、モノシランガスやジシランガス等のガスを用いることができる。シラン系ガス中に、Ｈ２やＡｒやＨｅを含有させ、シラン系ガスを希釈することもできる。
【００２２】
この場合、アモルファスシリコン薄膜や、微結晶シリコン薄膜が得られる。それらのシリコン薄膜は真性半導体の特性を示すが、成膜ガスに化学構造中にボロンを有するボロン系ガスを含有させることでｐ型にすることができる。他方、化学構造中にリンを有するリン系ガスを含有させることでｎ型にすることができる。ボロン系ガスにはジボラン等がある。リン系ガスにはホスフィン等がある。
【００２３】
本発明の成膜装置により、シラン系のガスに、化学構造に窒素を有する窒素系ガスを添加し、シリコン窒化膜を形成することもできる。この場合、シラン系のガスにモノシランを用い、窒素系のガスにアンモニアガスを使用することができる。
アンモニアガスの代わりに窒素ガスを使うこともできるが、アンモニアガスのほうが反応性がよい。あるいはアンモニアガスと窒素ガスを両方使っても良い。
【００２４】
このように導入する原料ガスを変えると、液晶表示装置等に用いられる薄膜トランジスタのゲート絶縁膜となるシリコン窒化膜、チャネル層となる低不純物濃度のアモルファスシリコン膜、オーミックコンタクト層となるｎ型アモルファスシリコンを成膜することができる。
【００２５】
これらのシリコン窒化膜、低不純物濃度アモルファスシリコン膜、ｎ型アモルファスシリコンは、連続的に全て成膜してもよいし、チャネル層(低不純物濃度アモルファスシリコン膜)を本発明によって成膜し、その他の薄膜は本発明とは異なる方法で成膜することができる。
あるいはゲート絶縁膜とチャネル層のみを本発明による方法で成膜し、その他の層は異なる方法で成膜してもよい。
【００２６】
図４(ａ)の符号５１は、ガラス基板であり、その表面にはスパッタリング法によってゲート電極５３が形成されている。
このガラス基板５１及びゲート電極５３上に、同図(ｂ)に示すように、シリコン窒化膜から成るゲート絶縁膜５４と、低不純物濃度アモルファスシリコン膜から成るチャネル層５６と、ｎ型アモルファスシリコン膜から成るオーミック層５７とを形成した。
【００２７】
同図(ｃ)に示すように、ゲート電極５３の両側に位置する部分と、その両側に位置する部分に接続されたゲート電極５３上の部分を残し、チャネル層５６とオーミック層５７をエッチング除去し、同図(ｄ)に示すように、スパッタリング法とエッチング法によって、ゲート電極５３の両側位置に、それぞれオーミック層５７に接続されたソース電極５８とドレイン電極５９を形成し、同図(ｅ)に示すように、ゲート電極５３上のオーミック層５７を除去し、ソース電極５８に接続されたオーミック層５７とドレイン電極５９に接続されたオーミック層５７を分離させると、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５０が得られる。
【００２８】
分離されたオーミック層５７は、一方がソース層であり、他方がドレイン層であり、チャネル層とは反対の導電型であり、ソース電極５８とドレイン電極５９に対し、それぞれオーミック接続されている。
【００２９】
ソース電極５８とドレイン電極５９の間に電圧を印加し、ゲート電極にゲート電圧を印加してチャネル層のゲート絶縁膜と接触する部分に、チャネル層とは反対の導電型の反転層を形成すると、その反転層によってソース層とドレイン層が接続され、ソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる(導通状態)。
ゲート電圧の印加を停止すると反転層は消滅し、電流は流れなくなる(遮断状態)。
【００３０】
同図(ｆ)は、保護層５５が形成された状態である。
上記ゲート絶縁膜５４と、チャネル層５６と、オーミック層５７を周波数を変えて成膜し、アルミ電極パターンを形成し、ウエットエッチング処理によって、ソース電極５８、ゲート電極５３、ドレイン電極５９を形成し、移動度を測定した。測定結果を図５のグラフに示す。
【００３１】
周波数が１ＭＨｚを超えると移動度が低下している。また、周波数が１ＭＨｚを超えると、本発明のプラズマがアノード電極近傍にも、カソード電極近傍にも拡がり、シャワープレート表面にも薄膜が堆積してしまった。このため周波数は１ＭＨｚ以下にする必要があることが分かる。他方、１００ｋＨｚ未満にすると、電源と放電負荷の整合が難しく放電ができなかった。
【発明の効果】
【００３２】
周波数が従来ＭＨｚ帯からｋＨｚ帯に低下するため、電極間の距離は大きすることができる。周波数が低いので、電子に比べて質量が重いイオンも周波数に追従して動くことができ、プラズマが基板電極側に張り付くようになる。シャワープレートには、付着する堆積物が少なくなるため、剥離物も減少するから、クリーニング回数を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１の符号１は、本発明の一例の成膜装置を示している。
この成膜装置１は真空槽２を有している。真空槽２には真空排気系２０が接続されており、真空槽２内部を真空雰囲気にできるように構成されている。
【００３４】
真空槽２の内部の底壁上には、加熱装置７が配置されている。加熱装置７上には、板状の絶縁物８が配置されている。絶縁物８上には電極板９が配置されており、電極板９は、絶縁物によって加熱装置７や真空槽２とは絶縁されている。
【００３５】
真空槽２内部の天井側には、シャワーヘッド３が配置されている。
シャワーヘッド３の、真空槽２底面に向けられた面にはシャワープレート４が取り付けられており、シャワープレート４は電極板９の鉛直上方に位置する。
【００３６】
シャワーヘッド３の内部には、空洞が形成されており、シャワープレート４には、空洞と連通する多数の孔が形成されている。
シャワーヘッド３には、原料ガス供給系１１とクリーニングガス供給系１２が接続されており、シャワーヘッド３に原料ガス又はクリーニングガスが供給されると、シャワープレート４の孔から、供給されたガスが真空槽２内部に導入されるように構成されている。
【００３７】
電極板９は交流電源３０に接続されており、交流電源３０が出力する交流電圧が印加されるように構成されている。
電極板９とシャワープレート４は、３０ｍｍ以上の距離だけ離間して平行に配置されている。
【００３８】
この成膜装置１を用いて薄膜を形成する場合、真空排気系２０によって真空槽２内を真空排気し、真空槽２内に真空雰囲気に形成した後、該真空雰囲気を維持したまま真空槽２内に基板１０を搬入し、電極板９上に乗せる。
加熱装置７を動作させ、発熱させると、熱伝導によって絶縁物８と電極板９を介して、電極板９上に配置された基板１０が加熱される。
【００３９】
基板１０が所定温度まで昇温された後、シャワープレート４から真空槽２内に原料ガスを導入し、交流電源３０によって電極板９に１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の周波数の交流電圧を印加する。
【００４０】
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のプラズマが発生する。
【００４１】
印加電圧の周波数が低いため、このプラズマ２５は、図３(ｂ)に示すように、基板１０表面の近くに位置しており、活性化した原料ガスが基板１０の表面に到達すると、基板１０の表面で原料ガスの反応が進行し、反応生成物が堆積する。プラズマ２５はシャワープレート４から遠いので、シャワープレート４には薄膜は堆積せず、基板１０表面に多く堆積し、成膜速度が速くなる。
【００４２】
例えば原料ガスがケイ素含有ガスと水素ガスとを有する場合には、反応生成物として多量の水素を含有したシリコンが堆積し、基板１０の表面にアモルファスシリコン膜が形成される。
【００４３】
シャワープレート４の表面に付着したシリコン堆積物が剥離して基板１０の表面に落下すると、不良品が発生してしまうため、所定枚数の基板１０を真空槽２内で成膜処理した後、クリーニングガス供給系１２から、プラズマによってラジカル化されたフッ素ガスをシャワープレート４に供給し、シャワープレート４から真空槽２内に導入すると、真空槽２の内壁面に付着したシリコン系堆積物が昇華除去される。
【００４４】
従来方式では、印加電圧は１３．５６ＭＨｚなど高周波であり、電極間距離が２０ｍｍ程度と近く、両電極近傍の薄いシースを除き、電極間のほぼ全域でグロー放電が生成される。このためグロー放電で分解されたラジカル種は基板表面と対向電極表面にほぼ５０％づつ堆積する。
【００４５】
本発明のように印加電圧を１ＭＨｚ以下にした場合、印加電極近傍にプラズマ放電が張り付く現象が見られる。そのため基板を電極板９に配置し、電極板９に電圧を印加したとき、基板１０近傍のみにガス分解源であるプラズマ２５が生成できるため、極めて効率的に基板１０表面に堆積を行うことができる。
【００４６】
印加電極近傍にプラズマが張り付くのは、従来よりも周波数が低いため電極間の距離が従来方式に比べ広くなること、また重いイオンも周波数に追従して振動する領域であることが理由と考えられる。
【００４７】
堆積が基板１０表面に積極的に行われることから、シャワープレート４や真空槽２壁への付着を削減できる。このためデバイス量産装置で従来行われていたＮＦ３など温暖化ガスを使用した内部クリーニングの時間及びガス消費量が大幅に削減でき、環境への貢献及び運転費用の削減につながる。
【００４８】
また周波数が従来の１３．５６ＭＨｚよりも１／１０以上低くなっていることで、定在波による電極面内電圧分布によるプラズマ不均一性の問題も皆無であり、電極間距離が広くできることで電極の物理的な歪みや僥みに対する許容値も多きくなり、最先端である３ｍ×３ｍサイズのデバイス製造にも容易に対応が可能である。
【００４９】
また、従来の常識々は良好な特性のＴＦＴを得るためには、ゲート絶縁膜とチャネル層の界面を低ダメージで形成する必要があるため、セルフバイアス電圧が小さくなるように高周波帯を使い、イオンダメージを小さくする試みが一般的であるが、本発明は全く反対にｋＨｚ帯の低周波側を用いている。
【００５０】
本発明によって、特性のよいＴＦＴが得られる理由は、重いイオンも周波数に追従するため、界面が電気的に中性になりやすいこと、またセルフバイアスよりも電圧にかかるＲＦ電位の方がイオン加速に影響する領域であるためと考えられる。
【００５１】
真空槽２はアルミニウム製であり、壁面は接地電位に接続されているが、電極板９との間の放電防止のため、図２に示すように、壁面をアルミナや石英等の絶縁物６で覆ってもよい。
【００５２】
シャワープレート４は温水で所定温度（例えば８０℃）に加熱してもよいし、ヒータを内蔵させて加熱してもよい。特に、シャワープレート４は接地電位なので、高周波電圧が印加されていた従来技術のシャワープレートに比べ、通電して発熱させるヒータを設けることが簡単である。
【００５３】
電極板９は金属である必要があり、アルミニウムなどが使用できる。絶縁物８は、アルミナ等を用いることができ、熱伝導を高めるため、板状にし、電極板９と加熱装置７を密着させることが望ましい。
本発明の成膜装置１では、ＳｉＨ4に対するＨ2の流量比を１０倍以上にすると、微結晶シリコン膜を成膜することができる。
【００５４】
ＴＦＴのチャネル層を形成する場合、チャネル層を構成するアモルファスシリコン薄膜の界面のダメージを低減させるために、放電をパルス状にＯＮ／ＯＦＦすることができる。パルスのＯＮ時間、ＯＦＦ時間は、それぞれ５μ秒〜１００μ秒である。これにより、パルス状にしない場合のＴＦＴの移動度を０．３とすると、パルス状にした場合は０．５程度と、移動度を高くすることができる。
【実施例】
【００５５】
上記成膜装置１により、シリコンウエハの表面にシリコン窒化膜、アモルファスシリコン、ｎ型アモルファスシリコンを連続的に成膜した。
シリコン窒化膜の原料ガスは、モノシランとアンモニアと窒素ガスの混合ガスであり、膜厚２５０ｎｍのシリコン窒化膜を形成した。
【００５６】
アモルファスシリコン膜の原料ガスにはモノシランを使用し、膜厚を２００ｎｍとした。ｎ型アモルファスシリコンは、モノシラン、ホスフィンを使用し、膜厚を５０ｎｍとした。シャワープレート４と電極板９の間の電極間距離は５０ｍｍにした。周波数は８００ｋＨｚに設定した。
【００５７】
比較のため、上記従来技術の成膜装置１０１で、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電圧をシャワープレート１０６に印加して成膜した。その結果を、下記表１(シリコン窒化膜)と表２(アモルファスシリコン膜)に示す。
【００５８】
【表１】
2008205280.tif 000003
【００５９】
【表２】
2008205280.tif 000004
【００６０】
従来技術の成膜装置によって形成した薄膜と、本発明の成膜装置によって形成した薄膜の絶縁耐圧、導電率は同程度の値である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の成膜装置の一例を説明する断面図
【図２】真空槽壁面に絶縁物を取り付けた成膜装置の断面図
【図３】（ａ）：従来技術の成膜装置でプラズマが発生した状態を模式的に示す図、（ｂ）：本願の成膜装置でプラズマが発生した状態を模式的に示す図
【図４】（ａ）〜（ｆ）：ＴＦＴの製造工程を説明する断面図
【図５】移動度の測定結果を示すグラフ
【図６】従来技術の成膜装置を説明するための断面図
【符号の説明】
【００６２】
１……成膜装置    ２……真空槽    ３……シャワーヘッド    ４……シャワープレート    ９……電極板    １０……基板    １１……原料ガス供給系    ３０……交流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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