(57)【要約】【課題】基板の表面に大きなシリコン結晶粒からなるポリシリコン膜を薄い膜厚で形成できるポリシリコン膜形成方法及びこの方法を用いて製造された液晶パネル装置を提供すること。【解決手段】ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によってガラス基板１００の表面にポリシリコン膜５５を形成するポリシリコン膜形成方法において、上記ポリシリコン膜５５の成膜中にハロゲン系ガスのプラズマを併用することで、膜中に形成されるアモルファスシリコンａをエッチング除去する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によって基板の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成方法において、
上記ポリシリコン膜の成膜中にハロゲン系ガスのプラズマを併用することで、上記膜中に形成されるアモルファスシリコンをエッチング除去することを特徴とするポリシリコン膜形成方法。
【請求項２】
上記ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスとハロゲン系ガスとを交互に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜と上記アモルファスシリコンの除去とを繰り返して行うことを特徴とする請求項１記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項３】
上記ハロゲン系ガス、Ｈ２ガス、及びハロゲン系ガスを同時に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜と上記アモルファスシリコンの除去とを同時に行うことを特徴とする請求項１記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項４】
上記ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスの供給中に上記ハロゲン系ガスをパルス状に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜中に上記アモルファスシリコンの除去を断続的に行うことを特徴とする請求項１記載のポリシリコン膜形成工程。
【請求項５】
ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によって基板の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成方法において、
上記Ｈ２ガスの供給中に上記ＳｉＨ４ガスをパルス状に供給することで、上記ポリシリコン膜を断続的に成膜し、上記ポリシリコン膜の非成膜時に、上記Ｈ２ガスのプラズマによって膜中に形成されたアモルファスシリコンを集中的にエッチング除去することを特徴とするポリシリコン膜形成方法。
【請求項６】
上記ポリシリコン膜の成膜中に、このポリシリコン膜に光を照射することで、シリコンと水素の結合を分離することを特徴とする請求項１又は５記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項７】
上記光を所定のアスペクト比の穴を介して上記ポリシリコン膜に照射することを特徴とする請求項６記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項８】
上記ポリシリコン膜を研磨し、このポリシリコン膜の表面を占めるシリコン結晶粒の面積を大きくすることを特徴とする請求項１又は５記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項９】
上記ポリシリコン膜は、化学的機械研磨法により研磨されることを特徴とする請求項８記載のポリシリコン膜形成方法。
【請求項１０】
液晶パネルを構成するガラス基板上にパネル駆動回路を備えた液晶パネル装置において、
上記パネル駆動回路は、
上記ガラス基板の表面にＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によってポリシリコン膜を成膜するポリシリコン膜成膜工程と、
上記ポリシリコン膜の成膜中にハロゲン系ガスのプラズマを併用し、膜中に形成されるアモルファスシリコンをエッチング除去するアモルファスシリコン除去工程と、
によって製造されたポリシリコン膜上に形成されていることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１１】
上記ポリシリコン膜の表面は、シリコン結晶粒の占める面積が大きくなるよう研磨されていることを特徴とする請求項１０記載の液晶パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成方法、及びこの方法により製造された液晶パネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタを製造する場合、ガラス基板等の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程がある。液晶表示装置では、薄膜トランジスタの高速動作が必要となるため、薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とをつなぐポリシリコン膜の移動度を向上させることは極めて重要である。
【０００３】
しかしながら、ポリシリコン膜を構成するシリコン粒子の粒径が小さい場合、膜中における粒界の密度が高まるため、粒界が電荷の移動を阻害してポリシリコン膜の移動度を低下させてしまう。
【０００４】
そこで、従来、ポリシリコン膜を形成する場合、ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜を成膜し、これにレーザを照射することによって、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変化させていた。
【０００５】
この方法では、レーザの照射エネルギーを調節することで、シリコン粒子の粒径を変化させることができるため、比較的簡単にポリシリコン膜の移動度を液晶表示装置に使用できる程度に向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、この方法には以下のような問題がある。
【０００７】
▲１▼レーザ照射に用いられるＥＬＡ装置が高価であるため、製造コストが上昇する。
【０００８】
▲２▼シリコン膜全体にレーザを照射する必要があるため、ガラス基板の大型化に伴って生産性が低下する。
【０００９】
そこで、現在は、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法（ＣＶＤ）によって、ガラス基板の表面に直接ポリシリコン膜を形成している。この方法では、プラズマＣＶＤ法を用いるため、低温かつ低コストの成膜が可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長によるポリシリコン膜の形成方法では、Ｈ２ガスの供給量が少ない場合にアモルファスシリコンが形成され、Ｈ２ガスの供給量が多い場合にポリシリコンが形成されることが知られている。
【００１１】
そのため、ガラス基板の表面にポリシリコン膜を形成するためには、Ｈ２ガスの供給量を制御することが必要となる。しかしながら、Ｈ２ガスの供給量を多くしても、成膜初期には僅かにアモルファスシリコンが形成されてしまう。このアモルファスシリコンは、シリコン粒子の表面に付着し、シリコン結晶の成長を阻害する。そのため、アモルファスシリコンの形成が低下して、シリコン粒子が所望の移動度が得られる粒径に成長する頃には、膜厚がだいぶ厚くなってしまう。
【００１２】
現在、ポリシリコン膜の膜厚が１００［ｎｍ］を超えると、その後の加工上の問題でデバイスとして用いることができなくなる。しかしながら、ポリシリコン膜の厚さがデバイスとして使用できる５０［ｎｍ］程度では、上記原因によりシリコン粒子の粒径が成長しきれておらず、移動度上の問題でデバイスとして使用することができない。
【００１３】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、膜厚を厚くすることなく、基板の表面に粒径の大きなシリコン結晶からなるポリシリコン膜を形成できるポリシリコン膜形成方法、及びこの方法を用いて製造された液晶パネル装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポリシリコン膜形成方法、及びこの方法を用いて製造された液晶パネル装置は次のように構成されている。
【００１５】
（１）ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によって基板の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成方法において、上記ポリシリコン膜の成膜中にハロゲン系ガスのプラズマを併用することで、上記膜中に形成されるアモルファスシリコンをエッチング除去することを特徴とする。
【００１６】
（２）（１）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスとハロゲン系ガスとを交互に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜と上記アモルファスシリコンの除去とを繰り返して行うことを特徴とする。
【００１７】
（３）（１）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ハロゲン系ガス、Ｈ２ガス、及びハロゲン系ガスを同時に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜と上記アモルファスシリコンの除去とを同時に行うことを特徴とする。
【００１８】
（４）（１）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスの供給中に上記ハロゲン系ガスをパルス状に供給し、上記ポリシリコン膜の成膜中に上記アモルファスシリコンの除去を断続的に行うことを特徴とする。
【００１９】
（５）ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によって基板の表面にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成方法において、上記Ｈ２ガスの供給中に上記ＳｉＨ４ガスをパルス状に供給することで、上記ポリシリコン膜を断続的に成膜し、上記ポリシリコン膜の非成膜時に、上記Ｈ２ガスのプラズマによって膜中に形成されたアモルファスシリコンを集中的にエッチング除去することを特徴とする。
【００２０】
（６）（１）又は（５）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ポリシリコン膜の成膜中に、このポリシリコン膜に光を照射することで、シリコンと水素の結合を分離することを特徴とする。
【００２１】
（７）（６）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記光を所定のアスペクト比の穴を介して上記ポリシリコン膜に照射することを特徴とする。
【００２２】
（８）（１）又は（５）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ポリシリコン膜を研磨し、このポリシリコン膜の表面を占めるシリコン結晶粒の面積を大きくすることを特徴とする。
【００２３】
（９）（８）に記載されたポリシリコン膜形成方法であって、上記ポリシリコン膜は、化学的機械研磨法により研磨されることを特徴とする。
【００２４】
（１０）液晶パネルを構成するガラス基板上にパネル駆動回路を備えた液晶パネル装置において、上記パネル駆動回路は、上記ガラス基板の表面にＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いた化学気相成長法によってポリシリコン膜を成膜するポリシリコン膜成膜工程と、上記ポリシリコン膜の成膜中にハロゲン系ガスのプラズマを併用し、膜中に形成されるアモルファスシリコンをエッチング除去するアモルファスシリコン除去工程とによって製造されたポリシリコン膜上に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
（１１）（１０）に記載された液晶パネル装置であって、上記ポリシリコン膜の表面は、シリコン結晶粒の占める面積が大きくなるよう研磨されていることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２７】
図１は本発明のポリシリコン膜形成方法が適用されるプラズマＣＶＤ処理装置を示す構成図である。
【００２８】
図１に示すプラズマＣＶＤ処理装置は真空チャンバ１を有する。真空チャンバ１の上壁には開口部１ａが設けられ、この開口部１ａには石英ガラス製の誘電体板２が嵌め込まれている。
【００２９】
また、真空チャンバ１の上壁には、原料ガスやエッチングガスを導入するためのガス導入口３が形成され、下壁には真空チャンバ１内に残留した原料ガスや生成ガスを排気するための排気口４が形成されている。
【００３０】
真空チャンバ１の内部には、処理対象となるガラス基板１００（基板）を載置するためのステージ５が設けられている。このステージ５には、真空チャンバ１の外部に設けられた高周波電源８がマッチャー９を介して接続されている。この高周波電源８は、ステージ５に高周波バイアス電流（１３．５６ＭＨｚ）を印加し、ステージ５の上面側に高電子密度（例えば１０１１［ｃｍ−３］以上）のプラズマを発生させる。
【００３１】
上記誘電体板２の上面には、光照射装置６が設けられている。この光照射装置６は、誘電体板２を介して真空チャンバ１内に紫外光を照射する。なお、光照射装置６としては、紫外線ランプやフッ素系のプラズマ等が用いられる。
【００３２】
誘電体板２の下面には、アルミ板７が設けられている。このアルミ板７には、上下に連通する複数の挿通孔７ａがほぼ等間隔に形成されており、ガス導入口３から導入される原料ガスやエッチングガスを真空チャンバ１内に分散して供給する。
【００３３】
光照射装置６からの光は、アルミ板７の挿通孔７ａを介してガラス基板１００に照射される。なお、挿通孔７ａはアスペクト比の調整がなされており、プラズマ処理時に形成されるシリコン膜によって閉塞されることはない。そのため、ガラス基板１００には、常に一定の紫外光が照射される。
【００３４】
次に、図２（ａ）〜（ｋ）を参照しながらガラス基板１００の表面に薄膜トランジスタ１０１を形成する工程を簡単に説明する。
【００３５】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１００の表面にアルミニウム製の金属膜５１をスパッタリング等によって成膜する。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、この金属膜５１をパターニングし、ガラス基板１００の表面にゲート電極５２と中間ゲート電極５３を形成する。
【００３７】
次に、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１００の表面側に、酸化シリコン製又は窒化シリコン製のゲート絶縁膜５４をプラズマＣＶＤによってゲート電極５２及び中間ゲート電極５３を覆うように成膜する。
【００３８】
次に、図２（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜５４の表面に、後に詳述する本発明のポリシリコン膜形成方法を用いて、ポリシリコン膜５５を形成する（ポリシリコン膜形成工程）。
【００３９】
次に、図２（ｅ）に示すように、このポリシリコン膜５５にリン等の不純物を添加し、ポリシリコン膜５５の表面側を活性シリコン層５６にする。
【００４０】
次に、図２（ｆ）に示すように、このポリシリコン膜５５をパターニングし、ゲート絶縁膜５４表面のゲート電極５２と対応する部分に、薄膜トランジスタ１０１を構成する半導体層５７を形成する。
【００４１】
次に、図２（ｇ）に示すように、ゲート絶縁膜５４の表面側にＩＴＯ膜５８をスパッタリング等によって半導体層５７を覆うように成膜する。
【００４２】
次に、図２（ｈ）に示すように、このＩＴＯ膜５８をパターニングし、ゲート絶縁膜５４の表面に画素電極５９を形成する。
【００４３】
次に、図２（ｉ）に示すように、ゲート絶縁膜５４に中間ゲート電極５３に通達するコンタクト６０を形成する。
【００４４】
次に、図２（ｊ）に示すように、ゲート絶縁膜５４の表面側にアルミニウム製の金属膜６１をスパッタリング等によって半導体層５７及び画素電極５９を覆うように成膜する。
【００４５】
次に、図２（ｋ）に示すように、この金属膜６１と半導体層５７をパターニングし、ゲート絶縁膜５４の表面に薄膜トランジスタ１０１を構成するソース電極６２とドレイン電極６３、及び中間ゲート電極５３と導通する接続用ゲート電極６４を形成する。以上の工程によりガラス基板１００の表面に薄膜トランジスタ１０１が形成される。
【００４６】
次に、上述したゲート絶縁膜５４の表面にポリシリコン膜５５を形成するポリシリコン膜形成工程（図２（ｄ）参照）について詳述する。なお、ポリシリコン膜形成工程では、上記構成のプラズマＣＶＤ処理装置（図１参照）が使用される。
【００４７】
ガラス基板１００の表面側にゲート絶縁膜５４が形成されたら（図２（ｃ）参照）、このガラス基板１００をプラズマＣＶＤ処理装置のステージ５の上面に載置し、光照射手段６から真空チャンバ１内に紫外光を照射する。そして、ガス導入口３から原料ガスとしてのＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを導入し、真空チャンバ１内を所定の圧力に調整する。
【００４８】
次いで、高周波電源８からステージ５に高周波電圧（１３．５６［ＭＨｚ］）を印加し、真空チャンバ１内に発生するＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスのプラズマを用いて、ゲート絶縁膜５４の表面にポリシリコン膜５５を成膜する（膜成膜工程）。このとき成膜されるポリシリコン膜５５中には、アモルファスシリコンａが含まれている。
【００４９】
ポリシリコン膜５５の膜厚が５０［ｎｍ］程度となったら、一旦ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスの供給を停止し、真空チャンバ１内に残留するＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを排気口４から排気する。そして、ガス導入口３からエッチングガスとしてのＡｒガス（ハロゲン系ガス）とＦ２ガスを真空チャンバ１に導入し、真空チャンバ１内を所定の圧力に調整する。
【００５０】
次いで、高周波電源８からステージ５に再び高周波電圧（１３．５６［ＭＨｚ］）を印加し、真空チャンバ１内に発生するＡｒガスのプラズマを用いて、ゲート絶縁膜５４上のポリシリコン膜５５をエッチングする（除去工程）。このとき、ポリシリコン膜５５中に含まれるほとんどのアモルファスシリコンａが除去される。
【００５１】
ポリシリコン膜５５中のアモルファスシリコンａが除去されたら、ＡｒガスとＦ２ガスの供給を停止し、真空チャンバ１内に残留するＡｒガス、Ｆ２ガス、及び生成ガスを排気口４から排気する。
【００５２】
本実施の形態では、上述した成膜工程と除去工程とで１サイクルを構成し、このサイクルを数回繰り返すことで、ポリシリコン膜５５を所望の膜厚まで成長させる。すなわち、本実施の形態では、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを図４（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示すようなタイミングで供給している。
【００５３】
なお、ゲート絶縁膜５４の表面にポリシリコン膜５５が形成される様子を図３（ａ）〜（ｄ）に示す。図３（ａ）は第ｎサイクルの成膜工程終了時におけるポリシリコン膜５５の状態、図３（ｂ）は第ｎサイクルの除去工程終了時におけるポリシリコン膜５５の状態、図３（ｄ）は第ｎ＋１サイクルの成膜工程終了時におけるポリシリコン膜５５の状態、図３（ｅ）は第ｎ＋１サイクルの除去工程終了時におけるポリシリコン膜５５の状態を示している。
【００５４】
この図に示すように、１サイクルが終了した時点では、ポリシリコン膜５５中に形成されたアモルファスシリコンａは、前サイクルの除去工程によってほとんど除去されている。
【００５５】
そのため、次サイクルの成膜工程では、ポリシリコン膜５５の表面に新しいシリコン結晶粒が形成されることはなく、前サイクル以前に形成されたシリコン結晶粒ｃを核にして、それぞれのシリコン結晶粒ｃが成長する。
【００５６】
このように、本実施の形態では、ポリシリコン膜５５の成膜とアモルファスシリコンａの除去とを交互に行なっている。
【００５７】
そのため、ポリシリコン膜５５中に形成されるアモルファスシリコンａが定期的に除去されるから、シリコン結晶粒ｃの成長がアモルファスシリコンａによって阻害されることなく円滑に進行し、ゲート絶縁膜５４の表面に大きなシリコン結晶粒ｃからなるポリシリコン膜５５を形成することができる。しかも、成膜初期からシリコン結晶粒ｃの成長が円滑に進行するため、膜厚が無駄に厚くなるのを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、アモルファスシリコンａを除去するために、Ａｒガスのプラズマによるエッチングを用いたが、これに限定されることはなく、スパッタリング等を用いてもよい。その場合、ポリシリコン膜５５の成膜とスパッタリングによるアモルファスシリコンａの除去とを交互に行うことで、上述した実施の形態とほぼ同じ効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、ゲート絶縁膜５４の表面にポリシリコン膜５５を成膜するときに、真空チャンバ１内に常時Ｈ２ガスを供給している。そのため、ポリシリコン膜５５表面のＳｉにＨが結合し、シリコン結晶粒ｃの成長が阻害されることがある。
【００６０】
そこで、本発明では、Ｓｉ−Ｈの結合エネルギーとほぼ同じ強度の紫外光を光照射装置６からポリシリコン膜５５の表面に照射している。ポリシリコン膜５５に上記紫外光が照射されると、Ｓｉ−Ｈ結合が紫外光のエネルギーを吸収し、ポリシリコン膜５５の表面からＨが離脱する。これにより、Ｓｉ−Ｓｉ結合が促進され、シリコン結晶粒ｃが大きく成長する。なお、Ｓｉから解離したＨは、真空チャンバ１内に供給されるＦ２ガスのプラズマによってＨＦとして排気除去される。
【００６１】
ゲート絶縁膜５４の表面にポリシリコン膜５５が形成されたら、図３（ｅ）に示すように、ポリシリコン膜５５の表面を化学的機械研磨法（ＣＭＰ）によって研磨する。研磨量としては、ポリシリコン膜５５を構成するシリコン結晶粒ｃの粒径の半分程度とされる。
【００６２】
ポリシリコン膜５５の表面を研磨すると、ポリシリコン膜５５の表面を占めるシリコン結晶粒ｃの面積が拡大する。それによって、ポリシリコン膜５５の表面付近における結晶粒界の密度が低下し、ポリシリコン膜５３の移動度が向上する。
【００６３】
上記構成のポリシリコン膜形成方法によれば、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスとＡｒガスとを交互に供給することで、ポリシリコン膜５５の成膜とアモルファスシリコンａの除去とを繰り返し行っている。
【００６４】
そのため、ポリシリコン膜５５中に形成されるアモルファスシリコンａが定期的に除去されるから、シリコン結晶粒ｃの成長がアモルファスシリコンａによって阻害されることなく進み、ゲート絶縁膜５４の表面に大きなシリコン結晶粒ｃからなるポリシリコン膜５５が形成される。しかも、成膜初期からシリコン結晶粒ｃの成長が円滑に進行するため、膜厚が無駄に厚くなるのが抑制される。
【００６５】
また、ポリシリコン膜５５を構成するシリコン結晶粒ｃが大きくなることで、ポリシリコン膜５５の表面を占めるシリコン結晶粒ｃの面積が拡大するから、ポリシリコン膜５５の表面付近における結晶粒界の密度が低下し、ポリシリコン膜５５の移動度が向上する。
【００６６】
さらに、ポリシリコン膜５５の表面をシリコン結晶粒ｃの粒径の半分程度研磨することで、ポリシリコン膜５５の表面を占めるシリコン結晶粒ｃの面積が最大となるようにしている。
【００６７】
そのため、ポリシリコン膜５５の移動度を最大限に向上させることができる。
【００６８】
また、ポリシリコン膜５５の研磨に化学的機械研磨法（ＣＭＰ）を用いている。
【００６９】
そのため、ポリシリコン膜５５の表面部分だけを研磨することができるから、エッチング等を用いた場合のように膜中にボイドが形成されることがない。
【００７０】
また、ポリシリコン膜５５の表面にＳｉ−Ｈの結合エネルギーとほぼ同じ強度の紫外線を照射している。
【００７１】
そのため、ポリシリコン膜５５の表面に形成されるＳｉ−Ｈ結合が紫外線のエネルギーにより切り離されるから、ポリシリコン膜５５を構成するシリコン結晶粒ｃの成長を促進させることができる。
【００７２】
さらに、Ｓｉ−Ｈ結合を切り離すための紫外線を、アスペクト比の調整がなされた挿通孔７ａを介してポリシリコン膜５５に照射している。
【００７３】
そのため、挿通孔７ａが閉塞されることがないから、ポリシリコン膜５５の表面に常に一定の紫外光を照射することができる。
【００７４】
また、上述したように、本発明では薄膜トランジスタ１０１の半導体層１０７としてポリシリコン膜５５を用いている。
【００７５】
そのため、液晶パネル装置を製造する際、上記薄膜トランジスタ１０１と同時にパネル駆動回路１０２をガラス基板１００上に形成することができるから、図８に示すように、パネル駆動回路１０２と液晶パネル１０３を一体化することができる。
【００７６】
次に、上記実施の形態の第１変形例について説明する。
【００７７】
この変形例では、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを図５（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示すようなタイミングで供給している。すなわち、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを同時に供給することで、ポリシリコン膜５５の成膜時に形成されるアモルファスシリコンａをＡｒガスのプラズマによって随時除去するようにしている。
【００７８】
このようなタイミングでＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給することによっても、上記第１の実施の形態と同様に、シリコン結晶粒ｃがアモルファスシリコンａによって阻害されることなく円滑に成長するから、大きなシリコン結晶粒ｃから構成されるポリシリコン膜５５を薄い膜厚で形成することができる。
【００７９】
次に、第１の実施の形態の第２変形例について説明する。
【００８０】
この変形例では、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを図６（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示すようなタイミングで供給している。すなわち、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスの供給時にＡｒガスをパルス状に供給することで、ポリシリコン膜５５の成膜時に膜中に形成されるアモルファスシリコンａをＡｒガスのプラズマによって定期的に除去するようにしている。
【００８１】
このようなタイミングでＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給することによっても、上記第１の実施の形態と同様に、シリコン結晶粒ｃがアモルファスシリコンａによって阻害されることなく円滑に成長するから、大きなシリコン結晶粒ｃから構成されるポリシリコン膜５５を薄い膜厚で形成することができる。
【００８２】
次に、第１の実施の形態の第３変形例について説明する。
【００８３】
この変形例では、アモルファスシリコンａを除去するために、Ｈ２ガスのプラズマによるエッチング作用を利用している。そのため、Ａｒガスを使用せず、ＳｉＨ４ガスとＨ２ガスを図６（ｉ）と（ｉｉ）に示すようなタイミングで供給している。すなわち、Ｈ２ガスの供給中にＳｉＨ４ガスを供給しない時間を設け、この時間に膜中のアモルファスシリコンａをＨ２ガスのプラズマによって除去するようにしている。
【００８４】
このようなタイミングでＳｉＨ４ガスとＨ２ガスを供給することによっても、上記第１の実施の形態と同様に、シリコン結晶粒ｃがアモルファスシリコンａによって阻害されることなく円滑に成長するから、大きなシリコン結晶粒ｃから構成されるポリシリコン膜５５を薄い膜厚で形成することができる。
【００８５】
さらに、この変形例ではＡｒガスの代わりに化学反応性の低いＨ２ガスを使用しているため、ポリシリコン膜５５中にＨ２ガスが残留しても、成膜後の処理によってＨ２ガスを膜中から容易に除去することができる。
【００８６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変更可能である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の表面に大きなシリコン結晶粒からなるポリシリコン膜を薄い膜厚で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリシリコン膜形成方法が適用されるプラズマＣＶＤ処理装置を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るガラス基板の表面に薄膜トランジスタを形成する工程を示す工程図。
【図３】同実施の形態に係るゲート絶縁膜の表面にポリシリコン膜を形成する工程を示す工程図。
【図４】同実施の形態に係り、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給するタイミングを示すグラフ図。
【図５】同実施の形態の第１変形例に係り、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給するタイミングを示すグラフ図。
【図６】同実施の形態の第２変形例に係り、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給するタイミングを示すグラフ図。
【図７】同実施の形態の第３変形例に係り、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスを供給するタイミングを示すグラフ図。
【図８】本発明のポリシリコン膜形成方法を用いて製造された液晶パネル装置を示す平面図。
【符号の説明】
７ａ…挿通孔（穴）、５５…ポリシリコン膜、５７…半導体層、１００…ガラス基板（基板）、１０１…薄膜トランジスタ、１０２…パネル駆動回路、１０３…液晶パネル、ａ…アモルファスシリコン、ｃ…シリコン結晶粒。
【図１】
2004288851.tif 000003
【図２】
2004288851.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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