(57)【要約】【課題】低温かつ高い反応速度で高品質な薄膜を作製することができる、薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】シリコン等の基板２ｂの表面を改質して酸化シリコン等の薄膜３を形成するに際し、紫外線ランプ５を用いて基板２ｂの表面上で酸素ガスをイオン化し、かつレーザー６を照射して基板２ｂを昇温することによって酸化シリコン等の薄膜３を作製する、薄膜の作製方法及びその装置。シリコン等の半導体基板２ｂの表面を改質することにより酸化シリコン等の薄膜を形成して電子デバイスを製造する方法であって、紫外線ランプ５を用いて半導体基板２ｂの表面上でガスをイオン化し、かつレーザー６を照射して半導体基板２ｂを昇温することによって酸化シリコン等の薄膜３を作製する、電子デバイスの製造方法。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスをイオン化するイオン化工程と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有する、薄膜の作製方法。
【請求項２】
紫外線ランプ若しくは前記原料ガスを解離させる触媒物質を用いて少なくとも前記イオン化を行い、レーザーを用いて少なくとも前記昇温を行う、請求項１に記載した薄膜の作製方法。
【請求項３】
前記紫外線ランプを用いての前記イオン化を減圧雰囲気中で行う、請求項２に記載した薄膜の作製方法。
【請求項４】
前記基板を配した支持体をチャンバー内に設置し、前記チャンバー内で前記イオン化用のビームを照射し、前記チャンバー外から前記昇温用のビームを照射する、請求項１に記載した薄膜の作製方法。
【請求項５】
前記レーザーとして、波長が３３３ｎｍ、３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、２２２ｎｍ又は１９３ｎｍのパルスレーザーを用いる、請求項２に記載した薄膜の作製方法。
【請求項６】
１〜５０００パルス、３０〜１５０ｎｓの条件で前記パルスレーザーを照射する、請求項６に記載した薄膜の作製方法。
【請求項７】
前記触媒物質として、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を用いる、請求項２に記載した薄膜の作製方法。
【請求項８】
前記基板を支持体上に配して前記イオン化及び前記昇温を行い、前記昇温の上限温度を前記支持体の耐熱温度より低くする、請求項４に記載した薄膜の作製方法。
【請求項９】
ガラス支持体上に配したシリコン基板の表面上にＯ２、Ｏ３或いはＮ２Ｏガス又はこれらの混合ガス雰囲気を存在させ、前記紫外線ランプを照射して前記ガスをイオン化した後、前記イオン化した状態を保持したまま、更に前記レーザーを照射して前記シリコン基板の表面を昇温することにより、前記シリコン基板上に酸化シリコン膜を作製する、請求項８に記載した薄膜の作製方法。
【請求項１０】
原料ガスをイオン化するイオン化手段と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温手段とを有する、薄膜の作製装置。
【請求項１１】
紫外線ランプ若しくは前記原料ガスを解離させる触媒物質によって少なくとも前記イオン化が行われ、レーザーによって少なくとも前記昇温が行われる、請求項１０に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１２】
前記紫外線ランプによる前記イオン化が減圧雰囲気中で行われる、請求項１１に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１３】
前記基板を配する支持体と、前記イオン化用のビームを照射するビーム照射手段とがチャンバー内に設置され、前記昇温用のビームを照射するビーム照射手段が前記チャンバー外に設置されている、請求項１０に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１４】
前記レーザーとして、波長が３３３ｎｍ、３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、２２２ｎｍ又は１９３ｎｍのパルスレーザーが用いられる、請求項１１に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１５】
１〜５０００パルス、３０〜１５０ｎｓの条件で前記パルスレーザーが照射される、請求項１４に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１６】
前記触媒物質として、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が用いられる、請求項１１に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１７】
ガラス支持体上に配したシリコン基板の表面上にＯ２、Ｏ３或いはＮ２Ｏガス又はこれらの混合ガス雰囲気を存在させ、前記紫外線ランプの照射による前記ガスのイオン化と、前記レーザーの照射による前記シリコン基板の表面の昇温とにより、前記シリコン基板上に酸化シリコン膜を作製するように構成された、請求項１１に記載した薄膜の作製装置。
【請求項１８】
半導体基板の表面を改質することにより薄膜を作製して電子デバイスを製造する方法であって、原料ガスをイオン化するイオン化工程と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有する、電子デバイスの製造方法。
【請求項１９】
紫外線ランプ若しくは触媒物質を用いて少なくとも前記イオン化を行い、レーザーを用いて少なくとも前記昇温を行う、請求項１８に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線ランプを用いての前記イオン化を減圧雰囲気中で行う、請求項１９に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記レーザーとして、波長が３３３ｎｍ、３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、２２２ｎｍ又は１９３ｎｍのパルスレーザーを用いる、請求項１９に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２２】
１〜５０００パルス、３０〜１５０ｎｓの条件で前記パルスレーザーを照射する、請求項２１に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２３】
前記触媒物質として、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を用いる、請求項１９に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２４】
前記半導体基板を支持体上に配して前記イオン化及び前記昇温を行い、前記昇温の上限温度を前記支持体の耐熱温度より低くする、請求項１８に記載した電子デバイスの製造方法。
【請求項２５】
前記支持体を前記半導体基板の支持体としてそのまま残す、請求項２４に記載した電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に市販されているアクティブマトリックス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤｓ：Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）には、エキシマレーザー照射によるアニール等の方法によって形成されるポリシリコン（多結晶シリコン）が用いられている。
【０００３】
ｐチャンネル型或いはｎチャンネル型のいずれのポリシリコン薄膜トランジスタの易動度は、単結晶シリコンのそれに近いものになりつつあり、これによって、アクティブ画素マトリックスとして同じ基板上で集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を組み立てることが可能になり、かつより高い解像度（精細度）及び信頼性の向上が実現する。
【０００４】
比較的高い電流が要求される有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイの場合、ポリシリコン薄膜トランジスタは、上記と同等の画素マトリックスを形成するための唯一の解決手段である。
【０００５】
これまでポリシリコン薄膜トランジスタは、高温プロセスによって石英基板上に作製されていた。しかしながら、高温プロセスに耐える石英基板は高価であり、直視型のＯＡ（ｏｆｆｉｃｅ  ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）用ディスプレイのような１０〜１７インチの大きさに対しては、基板のコストが極めて大きくなる。このため、石英基板に代わり安価なガラス基板が用いられるようになったが、このような安価なガラスは概して耐熱性に乏しい。
【０００６】
近年、こうしたガラス基板を用いることのできる温度（例えば５００〜５５０℃）でポリシリコン薄膜トランジスタを作製するプロセス、即ち低温ポリシリコン薄膜トランジスタプロセスの開発が活発に進められている。例えば、ポリシリコン薄膜トランジスタでは、ゲート絶縁膜として酸化シリコン膜を用いるが、この酸化シリコン膜を低温で作製する方法が検討されている。しかしながら、上記したような低温での酸化シリコン膜の作製方法についての報告例が少ないのが現状である。
【０００７】
また、ＳＲＡＭｓ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｉｅｓ）、不揮発性メモリー及び三次元ＩＣにポリシリコンを応用するためには、酸化膜の低温成長が極めて重要となる。超大規模集積回路（ＶＬＳＩ：Ｖｅｒｙ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）もまた、浅い接合及び三次元集積化にとって、高品質の低温酸化膜が要求されている。
【０００８】
例えば、ポリシリコン薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜としての酸化シリコン膜は、２００〜３００℃の常圧ＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学的気相成長法）やＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料としたプラズマＣＶＤ法などで作製されている。これらの場合、上述したようにガラス基板を考慮して低温で作製するために、高品質な酸化シリコン膜を得ることができない。
【０００９】
一方、酸素ガス雰囲気下、３０８ｎｍの波長のレーザーをシリコンに照射することによってシリコンの融点まで昇温し、０．０５ｎｍ／パルスの反応速度でシリコンの表面に酸化シリコン膜を作製する方法、即ち熱酸化法が知られている（例えば、後記の非特許文献１参照。）。
【００１０】
図５は、上記したレーザーを用いての従来例による装置の概略断面図である。
【００１１】
図５に示すように、この装置２２は、その内部に設けられた台２３上にポリシリコン膜２０を有するガラス基板２１が配される。なお、装置２２内は酸化膜の作製時に不純物が発生しないよう、例えば１０−４Ｐａに保たれている。そして、装置２２内にＯ２ガス、Ｏ３ガス若しくはＮ２Ｏガスを供給し、装置２２外から波長３０８ｎｍ、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍのレーザー２４を照射する。これにより、シリコンの融点まで昇温すると共に、装置２２内に充填されたＯ２ガス若しくはＮ２Ｏガスをイオン化し、０．０５ｎｍ／パルスの反応速度でポリシリコン膜２０の表面に酸化シリコン膜を作製することができる。
【００１２】
また、後記の非特許文献１には、図６に示すように、より波長が短いレーザーを用いたほうが、より速い酸化速度を得られることが示されている。これは、短波長のレーザーは、下記反応式（１）に示すようなＯ２の光解離反応によって、活性酸素をより生成し易いためと考えられる。
【００１３】
Ｏ２→２Ｏ（３Ｐ）…（１）
（但し、上記反応式（１）は、波長１９３ｎｍのレーザーを用いた場合である。）
【００１４】
【非特許文献１】
Ｔ．  Ｅ．  Ｏｒｌｏｗｄｋｉ  ａｎｄ  Ｄ．  Ａ  Ｍａｎｔｅｌｉ；  Ｊ．  ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ６４  （１９９８）  ４４１０
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在、波長１９３ｎｍ等の短波長のレーザーは光学系が複雑であり、安定した出力を得るのが極めて難しい。また、このような短波長レーザーを用いてのガス分子のイオン化は、レーザーの光学系に不純物が非常に発生し易く、この不純物にレーザーが吸収されてしまい、光学系にダメージを与えるといった問題もある。
【００１６】
そこで、２４８ｎｍ、３０８ｎｍのようなより長波長の、比較的安定した出力の得られるレーザーを用いることが考えられるが、長波長になればなる程ガス分子を光解離することはより困難になる。
【００１７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低温かつ高い反応速度で高品質な薄膜を作製することができる、薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、原料ガスをイオン化するイオン化工程と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有する、薄膜の作製方法に係るものであり、また原料ガスをイオン化するイオン化手段と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温手段とをする、薄膜の作製装置に係るものである。
【００１９】
さらに、半導体基板の表面を改質することにより薄膜を作製して電子デバイスを製造する方法であって、原料ガスをイオン化するイオン化工程と、基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有する、電子デバイスの製造方法に係るものである。
【００２０】
本発明によれば、前記原料ガスをイオン化するイオン化工程と、前記基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有するので、低温かつ高い反応速度で高品質な前記薄膜を作製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく作製方法は、前記基板の表面上で前記原料ガスをイオン化し、かつ前記基板を昇温することによって前記原料ガス成分を含有する前記薄膜を作製することができる。ここで、前記イオン化と前記昇温とを互いに異なる手段を用いて行うことが重要であり、特に、紫外線ランプ若しくは前記原料ガスを解離させる触媒物質を用いて少なくとも前記イオン化を行い、レーザーを用いて少なくとも前記昇温を行うことが望ましい。
【００２２】
具体的には、前記紫外線ランプを照射して前記原料ガスを前記イオン化するか、或いは前記原料ガスを前記触媒物質と接触させて前記イオン化した後、前記イオン化した状態を保持したまま、更に前記レーザーを照射して前記基板の前記昇温を行うことである。
【００２３】
本発明に基づく作製方法及び装置によれば、前記紫外線ランプ若しくは前記触媒物質を用いて少なくとも前記イオン化を行った状態で、前記レーザーを照射して少なくとも前記昇温を行うので、前記原料ガスの前記イオン化を低温で実現することができ、例えば前記レーザーの光学系に不純物等の汚れが付着するのを抑制することができる。また、前記薄膜の作製速度をより速くすることができ、高品質な前記薄膜を作製することができる。
【００２４】
ここで、前記紫外線ランプを用いての前記イオン化は、減圧雰囲気中（例えば１０５〜１０−１Ｐａ）で行うことが望ましい。例えば、前記基板を配した支持体を減圧雰囲気に保たれたチャンバー内に設置し、前記チャンバー内で前記イオン化用のビームを照射し、前記チャンバー外から前記昇温用のビームを照射することが好ましい。
【００２５】
前記イオン化用のビームとしての前記紫外線ランプを前記チャンバー外から空気中で照射した場合、空気中の分子もイオン化してしまい、前記昇温用のビームとしての前記レーザーの光学系に不純物が生成されることがある。そして、この不純物に前記レーザーが吸収されてしまい、前記薄膜の作製速度が低下することがある。
【００２６】
前記紫外線ランプを用いれば、容易に前記イオン化を行うことができる。なお、前記紫外線ランプとしては特に限定されないが、例えば図４に示すような、商品名Ｕｓｈｉｏ  ＵＭ−４５２スペクトルを用いることができる。このランプは、深い紫外線において高域のスペクトルを有し、例えば酸素ガスのイオン化にとても効果的であり、すでにフォトレジストのアッシング等に用いられている。
【００２７】
また、前記触媒物質としては、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３等を用いることが好ましい。
【００２８】
前記レーザーとしては、波長が３３３ｎｍ、３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、２２２ｎｍ又は１９３ｎｍのパルスレーザーを用いることが好ましい。上記したような波長のパルスレーザーは、例えば一度に広い面積に照射することができるので、広範囲にわたって前記昇温を行うことができ、かつ前記紫外線ランプによる前記イオン化を助長する効果を得ることができる。
【００２９】
また、前記パルスレーザーを用いることにより、前記基板の表面温度のみを短時間で例えば２０００℃以上とすることができ、より効率的に高品質な前記薄膜を作製することができる。
【００３０】
ここで、上記した波長のうち、１９３ｎｍ等の短波長のパルスレーザーは入手困難であり、不純物を生成し易いので、特に波長が３０８ｎｍ、２４８ｎｍのパルスレーザーを用いるのがよい。
【００３１】
また、１〜５０００パルス、３０〜１５０ｎｓの条件で前記パルスレーザーを照射することが好ましい。前記パルスレーザーを用いれば、上記のようにパルス幅、照射時間等を適宜選択することによって前記昇温の程度を容易に制御することができ、前記薄膜の厚みを容易に制御することができる。
【００３２】
ここで、前記基板を支持体上に配して前記イオン化及び前記昇温を行い、前記昇温の上限温度は、前記支持体の耐熱温度より低い温度とすればよい。例えば、前記パルスレーザーをパルス的に照射せずに長時間行った場合、前記基板の表面だけでなく、内部にまで熱が伝わり、前記支持体が熱に耐えられなくなることがある。
【００３３】
本発明に基づく薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法について、より具体的には、ガラス支持体上に配したシリコン基板の表面にＯ２、Ｏ３或いはＮ２Ｏガス又はこれらの混合ガス雰囲気を存在させ、前記紫外線ランプを照射して前記ガスをイオン化した後、前記イオン化した状態を保持したまま、更に前記レーザーを照射して前記シリコン基板の表面を昇温することにより、前記シリコン基板上に酸化シリコン膜を作製することができる。
【００３４】
図１〜図３は、本発明に基づく薄膜の作製方法（及び電子デバイスの製造方法）によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を作製し、このＴＦＴを用いて液晶表示装置を作製する方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、ガラス支持体１上にポリシリコンからなる膜２ａを作製する。ガラス支持体１としては、例えば厚み５０〜７００μｍの低融点ガラス、ホウケイ酸ガラス等を用いることができ、上記の低融点ガラスは一層の低コスト化を実現することができる。ポリシリコン膜２ａの厚みは例えば４０〜５００ｎｍとすればよく、その作製方法はＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学的気相成長法）等を用いることができる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、上記に作製したポリシリコン膜２ａをエッチングして、チャンネル層前駆体２ｂを作製する。
【００３７】
そして、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコンからなるチャンネル層前駆体２ｂを覆うようにして、ゲート酸化膜としての酸化シリコン膜３を作製する。ここで、酸化シリコン膜３の作製方法として本発明に基づく薄膜の作製方法及びその装置（並びに電子デバイスの製造方法）が好適に用いられる。
【００３８】
図１は、本発明に基づく薄膜の作製装置の概略断面図である。
【００３９】
本発明の薄膜の作製装置は、前記基板の表面上の前記原料ガスをイオン化する手段と、前記基板を昇温する手段とを有し、前記イオン化手段と前記昇温手段とが互いに異なっていることが望ましく、特に図１に示すように、紫外線ランプ５によって少なくとも前記イオン化が行われ、レーザー６によって少なくとも前記昇温が行われることが望ましい。
【００４０】
具体的には、本発明に基づく薄膜の作製装置４は、前記イオン化用のビームとしての紫外線ランプ５を照射するビーム照射手段がチャンバー７内に設置され、前記昇温用のビームとしてのレーザー６を照射するビーム照射手段がチャンバー７外に設置されている。また、前記原料ガスを供給する手段、レーザー６が通過する窓８、前記基板を配する台９及びチャンバー７内を減圧雰囲気にする手段を有する。
【００４１】
そして、図２（ｂ）の状態のポリシリコン２ｂを有するガラス支持体１をチャンバー７内の台９上に設置する。次いで、チャンバー７内を減圧雰囲気状態（例えば１０５〜１０−１Ｐａ）に保ち、ポリシリコン２ｂの表面上にＯ２又はＯ３ガス雰囲気を存在させ、チャンバー７内で紫外線ランプ５を照射して前記ガスをイオン化した後、前記イオン化した状態を保持したまま、更にチャンバー７外からレーザー６を照射してポリシリコン２ｂの表面を昇温することにより、ポリシリコン２ｂ上に酸化シリコン膜３を作製することができる。
【００４２】
ここで、紫外線ランプ５を用いての前記イオン化は、上述したように、減圧雰囲気中で行うことが望ましい。紫外線ランプ５の照射をチャンバー７外から空気中で行った場合、空気中の分子もイオン化して不純物が生成し、レーザー６の光学系、例えば窓８に前記不純物が付着することがある。そして、この不純物にレーザー６が吸収されてしまい、酸化シリコン膜３の作製速度が低下することがある。
【００４３】
紫外線ランプ５を用いれば、容易に前記イオン化を行うことができる。なお、紫外線ランプ５としては特に限定されないが、例えば図４に示すような、商品名Ｕｓｈｉｏ  ＵＭ−４５２スペクトルを用いることができる。
【００４４】
レーザー６としては、波長が３３３ｎｍ、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）、２２２ｎｍ又は１９３ｎｍ（ＡｒＦ）のパルスレーザーを用いることが好ましい。上記したような波長のパルスレーザーは、例えば一度に広い面積に照射することができるので広範囲にわたって前記昇温を行うことができ、かつ紫外線ランプ５による前記イオン化を助長する効果を得ることができる。
【００４５】
また、前記パルスレーザーを用いることにより、前記基板としてのポリシリコン２ｂの表面温度のみを短時間で例えば２０００℃以上とすることができ、より効率的に高品質な酸化シリコン膜３を作製することができる。さらに、レーザー６を用いて前記昇温を行うので、例えばパルスの制御によって前記支持体の材質が限定されない。
【００４６】
ここで、上記した波長のうち、１９３ｎｍ等の短波長のパルスレーザーは入手困難であり、不純物を生成し易いので、特に波長が３０８ｎｍ、２４８ｎｍのパルスレーザーを用いるのがよい。
【００４７】
また、１〜５０００パルス、３０〜１５０ｎｓの条件で前記パルスレーザーを照射することが好ましい。上記のようにパルス幅、照射時間等の条件を適宜選択することによって前記昇温の程度を容易に制御することができ、例えば酸化シリコン膜３の厚みを容易に制御することができる。
【００４８】
ここで、前記昇温の上限温度は、ガラス支持体１の耐熱温度より低い温度とすればよい。例えば、前記パルスレーザーをパルス的に照射せずに長時間行った場合、ポリシリコン２ｂの表面だけでなく、内部にまで熱が伝わり、ガラス支持体１が熱に耐えられなくなることがある。
【００４９】
本発明に基づく作製方法及び装置によれば、紫外線ランプ５を用いて少なくとも前記イオン化を行った状態で、レーザー６を照射して少なくとも前記昇温を行うので、前記原料ガスの前記イオン化を低温で実現することができ、例えばチャンバー７の窓８に不純物等の汚れが付着するのを抑制することができる。また、酸化シリコン膜３の作製速度をより速くすることができ、高品質な酸化シリコン膜３を作製することができる。
【００５０】
酸化シリコン膜３の厚みは、前記レーザーの条件等によって異なるが、例えば波長３０８ｎｍのパルスレーザーを用いる場合は、約１００μｍ以下に作製することができる。但し、本発明に基づく方法及びその装置によれば、前記レーザーの照射時間が従来に比べて非常に短くても、速い反応速度で所望とする厚みを有する高品質な酸化シリコン膜３を作製することができる。
【００５１】
上記のようにしてポリシリコンからなるチャンネル層前駆体２ｂ上に酸化シリコン膜３を作製した後、図２（ｄ）に示すように、例えばＡｌ等の材料を用いてＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：物理蒸着）法等によってゲート電極１０を作製する。
【００５２】
次に図２（ｅ）に示すように、イオン注入を行ってｎ型領域を作り、チャンネル層２ｃを作製する。ここでは、ｎ型のＴＦＴを例に挙げて説明するので、イオンとしてリン、ヒ素、アンチモン等を用いることができる。ｐ型のＴＦＴを製造する場合は、前記イオンとしてホウ素等を用いればよい。
【００５３】
次に、図３（ｆ）に示すように、チャンネル層２ｃ、酸化シリコン膜３及びゲート電極１０を含むガラス基板１上の全面を覆うようにして絶縁性保護膜１１を作製する。絶縁性保護膜１１としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができ、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で作製すればよい。そして、絶縁性保護膜１１の任意の位置に例えばＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化物にスズをドープした導電性酸化物）からなる透明電極１２を作製する。
【００５４】
次に、図３（ｇ）に示すように、絶縁性保護膜１１をエッチングした後、ソース電極１３及びドレイン電極１４を作製すれば、ＴＦＴ１５を作製することができる。
【００５５】
そして、図３（ｈ）に示すように、ゲート電極１０、ソース電極１３、ドレイン電極１４、絶縁性保護膜１１及び透明電極１２を含むガラス基板１上の全面を覆うようにして配向膜１６を作製する。配向膜１６としてはポリイミド等を用いることができ、塗布等によって形成すればよい。
【００５６】
次に、ガラス等からなる対向基板１７の一方の面側に透明電極（ＩＴＯ）１２’及び配向膜（例えばポリイミド）１６’を塗布作製し、配向膜１６’にラビング処理を施す。そして、この透明電極１２’及び配向膜１６’を有する対向基板１７を、配向膜１６’を有する面をＴＦＴ１５側に配し、ＴＦＴ１５が作製されたガラス支持体１と位置合わせして貼り付け、周辺部を接着固定することによって、空セルを作製する。なお、ガラス基板１はＴＦＴ１５の支持体としてそのまま残されている。
【００５７】
次いで、この空セル内に液晶材料１８を注入することにより、液晶表示装置１９を製造することができる。
【００５８】
かかる液晶表示装置１９は、使用時にはＴＦＴ１５のソース電極１３、ドレイン電極１４を通して透明電極１２、１２’により駆動信号電圧が加えられる。
【００５９】
超小型電子技術の臨界寸法が小さくなっているので、パンチスルーとショートチャンネル効果を防ぐために、デバイスのｐｎ接合部の垂直及び横方向の拡散の制御が要求されている。上記した方法、即ち図２（ｂ）〜（ｅ）の工程において、上記とは異なって、Ｐ（リン）、Ｂ（ホウ素）、Ｓｂ（アンチモン）などの不純物のイオン注入によるｐｎ接合の形成後にゲート酸化膜３を形成する場合、ゲート酸化膜３を熱酸化炉中での熱酸化で形成した場合は、長時間を要し、チャンネル下に不純物が拡散し易い。これに対し、本発明に基づく方法は、レーザー光による昇温下でゲート酸化膜を形成しているので、昇温の時間は非常に短く、不純物の拡散が少なくなり、従って、短いチャンネルのデバイスの製造に大いに有利である。
【００６０】
このことは、上記の例とは異なって、半導体基板にイオン注入法等による不純物導入でｐｎ接合を形成した後、半導体基板の表面に酸化膜（ゲート酸化膜等）を形成する場合も同様である。
【００６１】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基づき種々に変形が可能であり、サンプル構造や使用材料等については、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能であることは言うまでもない。
【００６２】
例えば、上記にチャンバー７内に前記Ｏ２又はＯ３ガスを充填し、紫外線ランプ５を照射することによってこれらをイオン化する例を説明したが、前記Ｏ２又はＯ３ガスに代えて例えばＮ２Ｏガス又はこれらの混合ガスを用いてもよい。また、アンモニアガスを供給し、このガスを前記イオン化することによって前記基板の表面上に窒化膜を作製することも可能である。
【００６３】
また、上記に前記イオン化を行う手段として前記紫外線ランプを照射する例を挙げて説明したが、前記紫外線ランプに代えて前記原料ガスを解離させる前記触媒物質を用いることも可能である。
【００６４】
また、上記に前記支持体としてガラス支持体を用いた例を説明したが、本発明に基づく薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法によれば、前記紫外線ランプ若しくは前記触媒物質を用いて少なくとも前記イオン化を行い、前記レーザーの照射によって少なくとも前記昇温を行っているので、前記支持体の材質は特に限定されず、例えばプラスチック等でもよい。
【００６５】
さらに、前記基板としてポリシリコンを用いた例を説明したが、これに限定されるものではない。さらに、ＴＦＴの製造工程を一例として説明したが、本発明に基づく薄膜の作製方法及びその装置、並びに電子デバイスの製造方法は、これに限定されるものではない。
【００６６】
【発明の作用効果】
本発明によれば、前記原料ガスをイオン化するイオン化工程と、前記基板を昇温することによって前記原料ガスのイオンと前記基板の表面とを結合させる昇温工程とを有するので、低温かつ高い反応速度で高品質な前記薄膜を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による薄膜の作製装置の概略断面図である。
【図２】同、本発明に基づく作製方法及びその装置（並びに電子デバイスの製造方法）によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を作製し、このＴＦＴを用いて液晶表示装置を作製する方法を工程順に示す概略断面図である。
【図３】同、本発明に基づく作製方法によってＴＦＴを作製し、このＴＦＴを用いて液晶表示装置を作製する方法を工程順に示す概略断面図である。
【図４】紫外線ランプの一例を示すグラフである。
【図５】従来例による薄膜の作製装置の概略断面図である。
【図６】パルスレーザー照射により作製される酸化膜の厚みの変化を比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１…ガラス支持体、２…ポリシリコン（チャンネル層）、
３…酸化シリコン膜、４…薄膜の作製装置、５…紫外線ランプ、
６…レーザー、７…チャンバー、８…窓、９…台、１０…ゲート電極、
１１…絶縁性保護膜、１２…透明電極、１３…ソース電極、
１４…ドレイン電極、１５…薄膜トランジスタ、１６…配向膜、
１７…対向基板、１８…液晶材料、１９…液晶表示装置
【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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