(57)【要約】【課題】装置の管理が簡単で、ゲッタリングサイトにピーリングが生じることなく、なおかつ膜中に十分な希ガスを含む非晶質半導体膜の作製方法及びそれを用いた薄膜トランジスタの作製方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、珪化物気体を用いて、チャンバ内に第１の非晶質半導体膜を形成し、前記チャンバ内に基板を搬入し、希ガスを用いて、前記第１の非晶質半導体膜をスパッタリングして、前記基板上に第２の非晶質半導体膜を形成する非晶質半導体膜の作製方法であって、前記第２の非晶質半導体膜は、前記希ガスを５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪化物気体を用いて、チャンバ内に第１の非晶質半導体膜を形成し、
前記チャンバ内に基板を搬入し、希ガスを用いて、前記第１の非晶質半導体膜をスパッタリングして、前記基板上に第２の非晶質半導体膜を形成する非晶質半導体膜の作製方法であって、
前記第２の非晶質半導体膜は、前記希ガスを５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成することを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の非晶質半導体膜は、２０Ｐａ以下の圧力で形成することを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の非晶質半導体膜は、１μｍ以下の厚さで形成することを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）及びキセノン（Ｘｅ）から選択された一種または複数種であることを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項５】
絶縁表面上に第１の非晶質半導体膜を形成し、
前記第１の非晶質半導体膜に結晶化を促進する金属元素を添加して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜上にバリア膜を形成し、
前記バリア膜上に第２の非晶質半導体膜を形成し、
前記第２の非晶質半導体膜に前記金属元素をゲッタリングして、前記結晶質半導体膜中の前記元素を除去又は低減し、
前記第２の非晶質半導体膜を除去することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法であって、
前記第２の非晶質半導体膜は、珪化物気体を用いて形成された第３の非晶質半導体膜を希ガスによりスパッタリングし、前記希ガスを５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成することを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２の非晶質半導体膜は、２０Ｐａ以下で形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記第２の非晶質半導体膜は、１μｍ以下の厚さで形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
【請求項８】
請求項５において、
前記希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）及びキセノン（Ｘｅ）から選択された一種または複数種であることを特徴とする非晶質半導体膜の作製方法。
【請求項９】
請求項５において、
前記金属元素は、ニッケル（Ｎｉ）であることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非晶質半導体膜の作製方法及びそれを用いた薄膜トランジスタの作製方法に関し、より詳しくはアルゴンを含有した非晶質半導体膜の作製方法及びそれを用いた薄膜トランジスタの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁表面上の薄膜を用いて形成された薄膜トランジスタは集積回路や表示パネル等に広く応用されている。この薄膜トランジスタを構成する半導体膜は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法により成膜される。
【０００３】
スパッタリング法は、電極上に配置されたターゲット材料に、真空中でアルゴンイオンを衝突させ、ターゲットの原子を飛び出させて、対向する基板上に付着させる方法である。一方、プラズマＣＶＤ法は、平行平板型の電極構造を用いて、電極間の放電中での反応により膜を形成する方法である。
【０００４】
上述したどちらかの方法により形成された非晶質半導体膜を結晶化する場合、まず結晶化を促進する元素（好適にはニッケル）が導入された非晶質半導体膜に加熱処理を施して結晶質半導体膜を形成する。次に、この結晶質半導体膜の上層に再び非晶質半導体膜を形成し、この非晶質半導体膜にニッケルをゲッタリング（析出）させる技術がある（特許文献１参照）。このように、ニッケルがゲッタリングされる非晶質半導体膜は、ゲッタリングサイトと呼ばれる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２９７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
スパッタリング法を用いて、ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体膜を作製する場合、スパッタリング装置を用いることになるが、該スパッタリング装置はターゲット交換が必要で、セルフクリーニングができないために装置の管理が煩雑であった。一方、プラズマＣＶＤ法を用いて作製する場合、ゲッタリング工程においてゲッタリングサイトにピーリングが生じたりしていた。
【０００７】
また、非晶質半導体膜がゲッタリングサイトとして十分に機能するかどうかは、当該膜中の希ガスの濃度に依存していた。
【０００８】
本発明は、上述の実情を鑑みてなされたものであり、装置の管理が簡単で、ゲッタリングサイトにピーリングが生じることなく、なおかつ膜中に十分な希ガスを含む非晶質半導体膜の作製方法及びそれを用いた薄膜トランジスタの作製方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。
【００１０】
本発明は、珪化物気体を用いて、チャンバ内に第１の非晶質半導体膜を形成し、希ガスを用いて、前記第１の非晶質半導体膜をスパッタリングして、基板上に第２の非晶質半導体膜を形成する非晶質半導体膜の作製方法であって、前記第２の非晶質半導体膜は、前記希ガスを５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成することを特徴とする。
【００１１】
つまり、最初に反応性気体、例えば珪化物気体を電磁エネルギー又は熱エネルギーにより分解して、少なくとも交流電力、直流電力又は高周波電力を印加する電極上に付着堆積した後で、基板を導入し、希ガスで当該電極上の膜をスパッタリングして希ガスを含む膜を基板上に堆積するものである。
【００１２】
なお、電極上に付着堆積させる際には、２０Ｐａ以下の圧力で、ピーリングが生じない１μｍ以下で形成する。また、この付着堆積された膜は、成膜ガスとして水素を使用しない点から膜中に水素が含有せず、ピーリングが生じにくいことを利点とする。また、希ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選択された一種または複数種を用いるため、５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で希ガスを含むように形成することができる。このように、希ガスが多く含有された非晶質半導体膜は、ゲッタリングサイトとして用いることが好適である。
【００１３】
本発明は、絶縁表面上に第１の非晶質半導体膜を形成し、前記第１の非晶質半導体膜に結晶化を促進する金属元素を添加して結晶質半導体膜を形成し、前記結晶質半導体膜上にバリア膜を形成し、前記バリア膜上に第２の非晶質半導体膜を形成し、前記第２の非晶質半導体膜に前記金属元素をゲッタリングして、前記結晶質半導体膜中の前記元素を除去又は低減し、前記第２の非晶質半導体膜を除去することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法であって、前記第２の非晶質半導体膜は、珪化物気体を用いて形成された第３の非晶質半導体膜を希ガスによりスパッタリングし、前記希ガスを５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成することを特徴とする。
【００１４】
上記工程を有する本発明により、結晶化を促進する元素が低減又は除去された結晶質半導体を得ることができる。そして、前記結晶質半導体を活性層とする薄膜トランジスタは、電気特性の向上や、個々の素子間でのバラツキを低減することができる。従って、前記薄膜トランジスタを表示装置に適用することで、トランジスタの特性バラツキに起因したムラなどの表示妨害を低減することができる。
【００１５】
また本発明は、ホットウォール構造などの、チャンバ内部に薄膜を作製することが可能な装置に、アルゴンガスの供給源を接続することのみで実現することができる。つまり、アルゴンガスの供給源を接続することのみで、既存のプラズマ装置を用いて、本発明を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００１７】
本発明の非晶質半導体膜の作製方法について、２つの電極を具備する平行平板形のチャンバ（成膜室）１０の断面を示す図１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ａ）（Ｂ）において、１１は第１の電極（上部電極、シャワー電極、高周波電極）、１２は第２の電極（下部電極、接地電極）であり、両電極は対向して配置される。第１の電極１１は、高周波電源１４に接続され、高周波電力が印加される。下部電極１２は、接地されており、基板などの被処理物がセットされる。１３はヒータであり、チャンバ１０内に加熱処理を施し、特に第１の電極１１及び第２の電極１２に加熱処理を施す。１６はガス供給系であり、バルブ１５を介してチャンバ１０の内部に所望のガスを導入する。１８は排気系であり、バルブ１７を介してチャンバ１０の内部の排気を外部に排出する。なお図示しないが、チャンバ１０には基板を搬送するドアが接地される。また図１では中空構造（シャワーヘッド構造）を例示したが、他の構造の電極を具備したチャンバを用いてもよい。また、ガスの供給系は、第１の電極１１から供給されるだけでなく、他の箇所に配置されていてもよい。
【００１８】
本発明は、珪化物気体（ここではシランガス）を含む雰囲気中で、チャンバ１０の内部にプラズマＣＶＤ法により薄膜を成膜することを特徴とする。この方法について、以下に説明する。
【００１９】
まず、第１の電極１１及び第２の電極１２の間の空間に、供給系１６からシャワー電極１１を介して成膜ガスを供給する（図１（Ａ））。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源１４により第１の電極１１に高周波電圧（１０〜５００ＭＨｚ）が印加されて、前記空間内にプラズマ２０が発生する。そして、このプラズマ２０により生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流により、チャンバ１０の内部に薄膜２１が形成される。特に、ヒータ１３により加熱処理が施されている第１の電極１１及び第２の電極１２の表面に、薄膜が１μｍ以下の膜厚で形成される。膜厚分布は、ヒータ１３の温度に依存する。
【００２０】
本実施の形態では、被処理物となる基板２２上に非晶質半導体膜を形成することを目的としているため、薄膜は窒化物、酸化物などを含まない半導体膜となる。従って、成膜ガスとして、シランガスを用い、必要に応じてアルゴンガスを添加する。これらのガスを両電極間の空間に供給すると、チャンバ１０の内部において、電磁エネルギー又は熱エネルギーにより分解して、少なくともＤＣ又はＡＣ電極を印加する電極上に付着堆積させる。ここでは、この付着堆積された膜を半導体膜２１とよぶ。
【００２１】
なお珪化物気体として挙げられるシランガスとは、シラン系のガスを指し、例えばシラン、ジシラン、トリシランやジクロルシランなどを指す。またゲルマン（ＧｅＨ４）、メタン（ＣＨ４）などを用いてもよい。
【００２２】
本発明では、成膜ガスとして水素ガスやアンモニアガスなどの水素を含むガスを用いていないため、半導体膜２１中に水素を含有せず、ピーリングが生じにくいことを特徴とする。
【００２３】
また、プラズマＣＶＤ装置を用いる本発明は、スパッタリング装置を用いる場合に必要なターゲット交換の必要が無く、メンテナンスが少なくて済む。さらに、スパッタリング法で用いるターゲットには微量の不純物が含有している場合があったが、上述の特徴を有する本発明は、不純物の少ない薄膜を所謂ターゲット材として用いることができる。但し、薄膜を作製する前には、ＮＦ３、フロロカーボン、ＳＦ６、ＣＯｘなどのガスなどのガスを供給して、チャンバ１０の内部にクリーニングを行うことが好適である。このように、プラズマＣＶＤ装置では、供給するガスの種類を交換することだけで、チャンバ１０の内部のクリーニングが簡単に行えるため、スパッタリング装置に比べてメンテナンスが少なくて済む。
【００２４】
続いて、本発明は、チャンバ１０の内部に形成された半導体膜２１を用いて、希ガスを含む雰囲気中で、第１の電極１１に高周波電力を印加することにより、前記半導体膜２１と相対して設けられた基板上にスパッタリング法で非晶質半導体膜を形成することを特徴とする。この方法について、以下に説明する。
【００２５】
まず、第２の電極１２上には被処理物となる基板２２をセットする（図１（Ｂ））。そして、第１の電極１１及び第２の電極１２の間の空間に、供給系１６からシャワー電極１１を介して、アルゴンなどの希ガスを含むガスを供給する。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源１４により第１の電極１１に高周波電圧（１０〜５００ＭＨｚ、好適には１０〜６０ＭＨｚ）が印加されて、前記空間内にプラズマ２０が発生する。そうすると、第１の電極１１上に配置された半導体膜２１に、アルゴンイオンが衝突し、半導体膜２１がスパッタリングされて、対向する基板２２上に被膜で堆積される。
【００２６】
以上の工程を経て、基板２２上に非晶質半導体膜２３が形成される。本工程により形成される非晶質半導体膜２３は、膜中に希ガスが含まれるように形成されるため、ゲッタリングサイトとして用いることが好適である。具体的には５×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むように形成される。
【００２７】
なお、チャンバ１０の内部の圧力は２０Ｐａ以下にする。但し、圧力が低すぎて、プラズマが発生しにくい場合には、まず圧力を高くして、プラズマを発生させてから実際の処理条件の圧力に変更してもよい。また、作製される非晶質半導体膜により多くの希ガス元素を含有させるため、希ガスを含むガスに水素ガスや窒素ガスを添加したガスを用いてもよい。さらに、スパッタ率の向上を目的として、第１の電極１１に磁石を配置してもよい。そうすると、電場と磁場の直交するマグネトロン放電を利用することができる。
【００２８】
また、本発明は、ホットウォール構造などの、チャンバの内部に薄膜を作製することが可能な装置に、アルゴンガスの供給源を接続することのみで実現することができる。つまり、既存のプラズマＣＶＤ装置に、アルゴンガスの供給源を接続すれば、新たな部品を装着したりする必要がなく、本発明による非晶質半導体の作製方法を実現することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
上述した非晶質半導体膜の作製方法を用いた、本発明の薄膜トランジスタの作製方法について、図面を用いて説明する。
【００３０】
基板１０１としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる（図２（Ａ））。
【００３１】
次に、基板１０１上に、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜及び酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜１０２を５０〜５００ｎｍの厚さに形成する。ゲッタリングに際し、ニッケルなどの結晶化を促進する元素は、酸素濃度の高い領域に移動する傾向があるため、下地膜１０２を窒化珪素膜とすることが好ましい。
【００３２】
次いで、下地膜１０２上に、シリコンを主成分とする半導体材料を用いて、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、又はスパッタリング法などの公知の方法により、１０〜２００ｎｍの厚さで非晶質半導体膜１０３を形成する。
【００３３】
そして非晶質半導体膜１０３を結晶化させるため、該非晶質半導体膜１０３に対して結晶化を促進する金属元素を添加する（図２（Ｂ））。より詳しくは、非晶質半導体膜１０３の表面に、金属元素（ここではニッケルを例に挙げる）を重量換算で１〜１００ｐｐｍ含む酢酸ニッケル塩溶液を、スピン塗布などの公知の方法を用いて、ニッケル含有層１０４を形成する。
【００３４】
このニッケルを含む溶液を非晶質半導体膜１０３上に保持させ、この非晶質半導体膜１０３に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行って結晶質半導体膜１０５を形成する（図２（Ｃ））。加熱処理を行うことで、金属元素の添加領域を起点として広がる結晶構造を有する結晶質半導体膜１０５が形成される。つまり金属元素が接した非晶質半導体膜１０３の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行して、結晶質半導体膜１０５が形成される。このようにして得られる結晶質半導体膜１０５には、金属元素（ここではニッケル）が残存している。勿論、このような状態でもＴＦＴをはじめ各種半導体素子を形成することが可能であるが、本発明では以下に示す方法で当該元素を除去する。
【００３５】
まず、得られた結晶質半導体膜１０５上に、表面改質やプラズマＣＶＤ法などの公知の方法により珪素の酸化物又は窒化物から成るバリア膜１０６を５０〜５００ｎｍの厚さに形成する（図２（Ｄ））。このバリア膜１０６は、ゲッタリング工程において金属元素が通過可能な膜質又は膜厚を有し、且つ、ゲッタリングサイトとなる膜の除去工程において、エッチングストッパとして機能する。
【００３６】
次に、実施の形態１において上述した方法を用いて、非晶質半導体膜１０７を５０〜３００ｎｍの厚さで形成する。より詳しくは、チャンバ内に具備された電極を被覆する半導体膜を用いて、希ガスを含む雰囲気中で、前記半導体膜と相対して設けられた基板上にスパッタリング法で非晶質半導体膜１０７を形成する。本方法により形成された非晶質半導体膜１０７は、希ガスを多く含むため、ゲッタリングサイトに好適である。このように、膜中に不活性気体である希ガスを含有させる意味は二つあり、一つはダングリングボンドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の一つは半導体膜の格子間に歪みを与えることである。半導体膜の格子間に歪みを与えるにはＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどのシリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。また、膜中に希ガス元素を含有させることにより、格子歪だけでなく、不対結合手も形成させてゲッタリング作用に寄与する。
【００３７】
次いで、強光を照射する処理や熱処理などの加熱処理を行い、結晶質半導体膜１０５における金属元素（ニッケル）の濃度を低減又は除去するゲッタリングを行う（図１（Ｅ））。このゲッタリングにより、図１（Ｅ）中の矢印の方向（基板１０１側から非晶質半導体膜１０７表面に向かう方向）に金属元素が移動し、バリア膜１０４で覆われた結晶質半導体膜１０５に含まれる金属元素の除去、又はその濃度の低減が行われる。なお、ゲッタリングとは、被ゲッタリング領域（結晶質半導体膜１０５）にある金属元素が熱エネルギーにより放出され、拡散によりゲッタリングサイトに移動することを指す。従って、ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温であるほど短時間でゲッタリングが進む。
【００３８】
金属元素がゲッタリングの際に移動する距離は、少なくとも結晶質半導体膜１０５の厚さ程度の距離であればよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる。このゲッタリングの加熱処理の条件や非晶質半導体膜１０７の膜厚によっては、該非晶質半導体膜１０７が一部結晶化される場合もある。非晶質半導体膜１０７が結晶化してしまうとダングリングボンドや格子歪みや不対結合手が減少してゲッタリング効果の低減を招くことから、結晶化しない加熱処理の条件や膜厚に設定する。但し、希ガス元素を含有する非晶質半導体膜１０７は、希ガス元素を含まない非晶質半導体膜と比べて結晶化が生じにくいため、ゲッタリングサイトとして最適である。また、このゲッタリングの加熱処理の条件によっては、ゲッタリングと同時に結晶質半導体膜１０５の結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修する、即ち結晶性の改善を行うことができる。
【００３９】
次に、バリア膜１０６をエッチングストッパとして、非晶質半導体膜１０７を選択的に除去した後、バリア膜１０６を除去する（図１（Ｆ））。その後、結晶質半導体膜１０５をパターン加工して、半導体層１０８を形成する。
【００４０】
次いで、半導体層１０８上に珪素を主成分とするゲート絶縁膜１０９を形成し、該ゲート絶縁膜１０９上に導電性材料でなるゲート電極１１０を形成する（図１（Ｇ））。次いで、結晶性半導体膜１０８にリンなどのｎ型を付与する不純物元素を適宜添加して、不純物領域１１１と、ゲート電極と重なる不純物領域（ＬＤＤ領域）１１２、チャネル形成領域１１７を形成する。この不純物元素の添加後、該不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射又はレーザー光の照射を行ってもよい。その場合、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。以上のような工程を経て、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）が完成する。
【００４１】
続いて、絶縁膜１１３を形成し、水素化を行って、不純物領域に達するコンタクトホールを形成し、配線１１５、１１６を形成する。
【００４２】
本実施の形態では、半導体素子としてトランジスタを作製した例を示したが、ダイオードなどの他の半導体素子の形成に本発明を適用してもよい。また、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する場合を例示したが、ｎ型不純物元素に代えてｐ型不純物元素を添加することによってｐチャネル型ＴＦＴを形成する場合に適用してもよい。また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例示したが、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用してもよい。またＧＯＬＤ構造を有するＴＦＴを例示したが、他の構成のＴＦＴに適用してもよい。
【００４３】
上記工程を有する本発明により、結晶化を促進する元素が低減又は除去された結晶質半導体を得ることができる。また、該結晶質半導体を活性層とする薄膜トランジスタでは、電気特性の向上や、個々の素子間でのバラツキを低減することができる。そのため、前記薄膜トランジスタを表示装置に適用することで、トランジスタの特性バラツキに起因したムラなどの表示妨害を低減することができる。
【００４４】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、本発明において用いるプラズマＣＶＤ装置の一例について、図３、４を用いて説明する。図３は、プラズマＣＶＤ装置の斜視図、図４は上面図である。両図において、同じものを指す符号は共通して用いる。
【００４５】
図３、４に示すプラズマＣＶＤ装置は、成膜室及び搬送室を有し、成膜室３４ａ、３４ｂの間に搬送室３２ｂが配置され、搬送室３２ａ、３２ｂが隣接して配置された構造を有する。各成膜室には、縦方向に重ねて配置された複数個（ここでは１０個）のチャンバ３８ａ、３８ｂを具備し、各チャンバ３８ａ、３８ｂには、成膜ガスを供給する供給系３６ａ、３６ｂ、排気ガスを排気する排気系３７ａ、３７ｂ及び電源３５ａ、３５ｂを具備する。
【００４６】
本装置は、各成膜室３４ａ、３４ｂにおける複数のチャンバ３８ａ、３８ｂの全ての供給系は、一つの供給源に接続されることを特徴とする。同様に、複数のチャンバ３８ａ、３８ｂの全ての排気系は、一つの排気口に接続されることを特徴とする。本特徴により、本装置では複数のチャンバ３８ａ、３８ｂを縦方向に重ねて配置しているにもかかわらず、供給系３６ａ、３６ｂと排気系３７ａ、３７ｂとを簡易に配置することができる。
【００４７】
図４において、カセット室３１ａ、３１ｂには所望のサイズのガラス基板、プラスチック基板に代表される樹脂基板等の絶縁表面を有する基板がセットされる。基板の搬送方式として、図示する装置では水平搬送を採用するが、第五世代以降のメータ角の基板を用いる場合、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。
【００４８】
搬送室３２ａ、３２ｂの各々は、搬送機構（ロボットアーム）３３ａ、３３ｂを具備し、カセット室３１ａ、３１ｂにセットされた基板を各成膜室３４ａ、３４ｂにおける各チャンバ３８ａ、３８ｂに搬送する。そして、各チャンバ３８ａ、３８ｂにおいて、搬送された基板の被処理面に対して所定の処理が行われる。なお各チャンバ３８ａ、３８ｂの構成については、実施の形態１において上述したので、ここでは省略する。
【００４９】
本実施の形態では、数十枚の基板を一度に処理するバッチ式装置を例示したが、本発明には基板を一枚ずつ処理する枚葉式装置を用いてもよい。但し、バッチ式装置を用いると、薄膜の成膜速度が遅くても、一枚当たりの処理時間は短くなるため、工場で用いられるような製造装置に好適である。
【００５０】
本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００５１】
（実施例２）
本実施例では、本発明により形成された薄膜トランジスタを用いた表示装置について説明する。本実施例では、表示素子として、発光素子を用いた表示装置について説明する。
【００５２】
図５（Ａ）には、表示装置の断面構造を示し、同一基板上に形成されたＮチャネル型ＴＦＴ５１とＰチャネル型ＴＦＴ５２からなるＣＭＯＳ回路を有する駆動回路部と、Ｎチャネル型ＴＦＴ（スイッチング用ＴＦＴ）５３と、Ｐチャネル型ＴＦＴ（駆動用ＴＦＴ）５４とを有する画素部を示す。そして、駆動用ＴＦＴ５４の配線と電気的に接続するように、酸化インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯ）などの透明導電膜からなる第１の電極５５が設けられ、該第１の電極５５の端面を覆うようにバンクとして絶縁膜５８が設けられる。次いで、第１の電極５５と接するように発光層５６が設けられ、該発光層５６上に、仕事関数の小さい金属（Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃｓ）を含む材料により第２の電極５７が設けられる。最後に、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい保護膜５９が設けられる。
【００５３】
本発明は、発光素子を構成する第１及び第２の電極間に設けられる一つ又は複数の層を総称して発光層５６とよぶ。発光層５６は、低分子系有機化合物材料、高分子系有機化合物材料、或いは、両者を適宣組み合わせて形成することが可能である。また、電子輸送性材料と正孔輸送性材料を適宜混合させた混合層、又はそれぞれの接合界面に混合領域を形成した混合接合を形成しても良い。また、有機系の材料のほかに無機系の材料を使用しても良い。さらに、発光層５６の構造も特に限定されず、低分子材料からなる層を積層した構造、高分子材料からなる層と低分子材料からなる層とを積層した構造でもよい。
【００５４】
そして、第１の電極５５、発光層５６及び第２の電極５７の積層体が発光素子６０に相当する。発光素子６０の励起状態には一重項励起と三重項励起があるが、発光はどちらの励起状態を経てもよい。
【００５５】
本実施例では基板側（底面）から発光素子６０から発せられる光を取り出す、所謂下面出射を行う場合を示した。しかし、基板の表面から光を取り出す、所謂上面出射を行うようにしてもよい。その場合、第１の電極５５を陰極、第２の電極５７を陽極に相当するように形成し、さらに第２の電極５７は透明材料で形成する。また、駆動用ＴＦＴ５４はＮチャネル型ＴＦＴで形成することが好ましい。また、発光素子６０からの光が基板の一表面のみに発せられる場合だけでなく、第１の電極５５及び第２の電極５７を構成する２つの電極の材料として透光性を有する材料を用いることで、基板の一表面及びその反対の表面の２つに表示画面を有するようにしてもよい。
【００５６】
続いて、図５（Ｃ）はＴＦＴが形成された基板をシーリング材によって封止することによって形成された表示パネルの上面図、図５（Ｄ）は図５（Ｃ）のＢ−Ｂ’における断面図、図５（Ｂ）は図５（Ｃ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００５７】
図５（Ｂ）（Ｃ）において、基板４０１上には、画素部（表示部）４０２、該画素部４０２を囲むように設けられた信号線駆動回路４０３、走査線駆動回路４０４ａ、４０４ｂが配置され、これらを囲むようにして、ガラス材や金属材からなるシール材４０６が設けられる。このシール材４０６は、信号線駆動回路４０３、走査線駆動回路４０４ａ、４０４ｂの一部に重畳させて設けても良い。画素部４０２の構造については、上述の実施の形態及び実施例を参照すれば良い。
【００５８】
基板４０１上には、信号線駆動回路４０３及び走査線駆動回路４０４ａ、４０４ｂに信号を伝達するための入力端子部４１１が設けられ、該入力端子部４１１へはＦＰＣ４１２を介してビデオ信号等のデータ信号が伝達される。入力端子部４１１の断面は、図５（Ｄ）に示す通りであり、走査線もしくは信号線と同時に形成された配線からなる入力配線４１３とＦＰＣ４１２側に設けられた配線４１５とを、導電体４１６を分散させた樹脂４１７を用いて電気的に接続してある。なお、導電体４１６としては、球状の高分子化合物に金もしくは銀といったメッキ処理を施したものを用いれば良い。
【００５９】
図５（Ｂ）に示した表示パネルでは、基板４０１、シール材４０６及びシーリング材４０７によって密閉空間４０８が形成される。シーリング材４０７には予め凹部の中に酸化バリウム等の吸湿剤４０９が設けられ、上記密閉空間４０８の内部において、水分や酸素等を吸着して清浄な雰囲気に保ち、発光素子の劣化を抑制する役割を果たす。この凹部は目の細かいメッシュ状のカバー材４１０で覆われている。カバー材４１０は空気や水分は通すが、吸湿剤４０９は通さない。なお、密閉空間４０８は、窒素又はアルゴン等の希ガスで充填しておけばよく、不活性であれば樹脂もしくは液体で充填してもよい。
【００６０】
なお、本実施例では、表示素子として発光素子を用いた表示パネルに本発明を適用した例を示したが、液晶表示素子を用いた表示パネルに本発明を適用してもよい。
【００６１】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【００６２】
（実施例３）
本発明を適用して作製される電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、カーオーディオなどの音響再生装置、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置、）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図６に示す。
【００６３】
図６（Ａ）は表示装置であり、筐体３００１、支持台３００２、表示部３００３、スピーカー部３００４、ビデオ入力端子３００５等を含む。本発明は表示部３００３の作製に用いることができる。表示素子として発光素子を用いた発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【００６４】
図６（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、受像部３１０３、操作キー３１０４、外部接続ポート３１０５、シャッター３１０６等を含む。本発明は表示部３１０２の作製に用いることができる。図６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体３２０１、筐体３２０２、表示部３２０３、キーボード３２０４、外部接続ポート３２０５、ポインティングマウス３２０６等を含む。本発明は表示部３２０３の作製に用いることができる。
【００６５】
図６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３３０１、表示部３３０２、スイッチ３３０３、操作キー３３０４、赤外線ポート３３０５等を含む。本発明は表示部２３０２の作製に用いることができる。図６（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置であり、本体３４０１、筐体３４０２、表示部Ａ３４０３、表示部Ｂ３４０４、記録媒体読込部３４０５、操作キー３４０６、スピーカー部３４０７等を含む。表示部Ａ３４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ３４０４は主として文字情報を表示する。本発明は表示部Ａ、Ｂ３４０３、３４０４の作製に用いることができる。
【００６６】
図６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３５０１、表示部３５０２、アーム部３５０３を含む。本発明は表示部３５０２の作製に用いることができる。図６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体３６０１、表示部３６０２、筐体３６０３、外部接続ポート３６０４、リモコン受信部３６０５、受像部３６０６、バッテリー３６０７、音声入力部３６０８、操作キー３６０９等を含む。本発明は表示部３６０２の作製に用いることができる。
【００６７】
図６（Ｈ）は携帯端末のうちの携帯電話機であり、本体３７０１、筐体３７０２、表示部３７０３、音声入力部３７０４、音声出力部３７０５、操作キー３７０６、外部接続ポート３７０７、アンテナ３７０８等を含む。本発明は表示部３７０３の作製に用いることができる。なお、表示部３７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
【００６８】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明により形成される希ガスを含む非晶質半導体をゲッタリングサイトとして用いることにより、結晶化を促進する元素が低減又は除去された結晶質半導体を得ることができる。また、該結晶質半導体を活性層とする薄膜トランジスタでは、電気特性の向上や、個々の素子間でのバラツキを低減することができる。そのため、前記薄膜トランジスタを表示装置に適用することで、トランジスタの特性バラツキに起因したムラなどの表示妨害を低減することができる。
【００７０】
また、本発明は、ホットウォール構造などの、チャンバの内部に薄膜を作製することが可能な装置に、アルゴンガスの供給源を接続することのみで実現することができる。つまり、既存のプラズマＣＶＤ装置に、アルゴンガスの供給源を接続すれば、新たな部品を装着したりする必要がなく、本発明による非晶質半導体の作製方法を実現することができる。
【００７１】
さらに、プラズマＣＶＤ装置を用いる本発明は、スパッタリング装置を用いる場合に必要なターゲット交換の必要が無く、供給するガスの種類を交換することだけで、チャンバの内部のクリーニングが簡単に行えるため、スパッタリング装置に比べてメンテナンスが少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非晶質半導体膜の作製方法を説明する図（実施の形態１）。
【図２】本発明の薄膜トランジスタの作製方法を説明する図（実施の形態２）。
【図３】プラズマＣＶＤ装置の斜視図（実施例１）。
【図４】プラズマＣＶＤ装置を上面図（実施例１）。
【図５】薄膜トランジスタ及び表示素子の断面図と表示パネルを示す図（実施例２）。
【図６】電子機器を示す図（実施例３）。
【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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