[其他]薄膜晶體管

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108693
• 申請(qǐng)日: 1986-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86108693A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石原俊一;大利博和;廣岡政昭;半那純一;清水勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/205
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/205;H01L21/365
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的薄膜晶體管，更具體地說(shuō)是涉及這樣一種改進(jìn)的薄膜晶體管，該晶體管的基本半導(dǎo)體層中至少有一層包括有由非晶材料構(gòu)成的層，而這種非晶材料是在無(wú)等離子體的條件下通過(guò)一種具體的氣態(tài)物質(zhì)與一種氣態(tài)鹵素系列物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而制備成的。

至于制備用于薄膜晶體管（TFT）等中的非晶或多晶功能膜，諸如半導(dǎo)體膜、絕緣膜、光電導(dǎo)膜、磁膜或金屬膜，從對(duì)膜層所要求的物理特性及其應(yīng)用來(lái)看已提出了許多適用于相應(yīng)膜層的方法。

例如，對(duì)于制備淀積含硅膜層，即一種非晶硅膜，其不成對(duì)電子由氫原子（H）或鹵素原子（X）這樣的補(bǔ)償劑來(lái)補(bǔ)償〔以下稱(chēng)為“非-Si（H，X）〕，諸如由所述補(bǔ)償劑補(bǔ)償其不成對(duì)電子的非晶硅膜層〔以下稱(chēng)為“a-Si（H，X）”〕或由所述補(bǔ)償劑補(bǔ)償其不成對(duì)電子的多晶硅膜層〔以下稱(chēng)為“多-Si（H，X）”〕（其中所謂微晶硅膜當(dāng)然在上述a-Si（H，X）的范圍內(nèi)），已經(jīng)提出了應(yīng)用真空蒸發(fā)技術(shù)、熱化學(xué)汽相淀積技術(shù)、等離子體汽相淀積技術(shù)、活化濺射技術(shù)、離子噴鍍技術(shù)和光化學(xué)汽相淀積技術(shù)等的各種方法。

在這些方法中，一般認(rèn)為應(yīng)用等離子體汽相淀積技術(shù)的方法（以下稱(chēng)為“等離子體CVD法”）為最好，而且該方法在商業(yè)性基礎(chǔ)上正被廣泛使用。

但是，使用等離子體CVD法的操作條件要比公知CVD法復(fù)雜得多，而且推廣這些條件極為困難。

也就是說(shuō)，即使在涉及基底溫度、要引入的氣體的量和流量、形成膜時(shí)的壓強(qiáng)和高頻功率、電極結(jié)構(gòu)、反應(yīng)室結(jié)構(gòu)、抽出氣體的流量及等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)等的相關(guān)參考中也已存在大量的偏差。除了所述參數(shù)之外，還存在其它種類(lèi)的參數(shù)。在這些情況下，為了獲得合乎要求的淀積膜產(chǎn)品，就必需從大量變化的參數(shù)中選出準(zhǔn)確參數(shù)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題。由于要準(zhǔn)確地選定參數(shù)，等離子體便易處于不穩(wěn)定狀態(tài)。這種情況常在要形成的淀積膜中引起問(wèn)題。

而且，因?yàn)榈入x子體是在其中置有基底的成膜空間中依靠高頻波或微波的作用而直接產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的電子或離子產(chǎn)物有時(shí)會(huì)損傷淀積在基底上的膜層。在這種情況下，所獲得的膜產(chǎn)品就必然會(huì)起變化，以致具有所不希望具有的質(zhì)量非均勻性，并且質(zhì)量也會(huì)降低。

至于在實(shí)施等離子體CVD法的工藝中所使用的設(shè)備，由于采用的參數(shù)要如前所述那樣準(zhǔn)確選定，其結(jié)構(gòu)必然要變得復(fù)雜。

不管要使用的設(shè)備的規(guī)模和種類(lèi)如何變更或變化，設(shè)備的構(gòu)造也必須要適應(yīng)參數(shù)的準(zhǔn)確選定。

關(guān)于這一點(diǎn)，即便偶爾要大量生產(chǎn)所需的淀積膜，膜產(chǎn)品的成本也不可避免地會(huì)變高，其原因是（1）首先需要大量投資來(lái)建立特殊的適用于生產(chǎn)的設(shè)備;（2）就是對(duì)應(yīng)于這種設(shè)備也依然存在大量工藝操作參數(shù)，對(duì)于這種膜層的大量生產(chǎn)也還存在相應(yīng)的參數(shù)。相應(yīng)于這種準(zhǔn)確選定的參數(shù)，就必須小心仔細(xì)地實(shí)施該工藝。

作為解決如上所述這些問(wèn)題的方法，已經(jīng)提出了所謂的間接等離子體CVD法。

這種間接等離子體CVD法包括用微波或類(lèi)似的能量在離開(kāi)成膜空間的上流空間中產(chǎn)生等離子體，并將等離子體傳輸?shù)交姿诘某?!-- SIPO -->膜空間中，這樣，便可有選擇地利用化學(xué)產(chǎn)物以在基底上形成淀積膜。

盡管如此，在間接等離子體CVD法中，因?yàn)榈入x子體不是在成膜空間而是在離開(kāi)成膜空間的不同空間中產(chǎn)生然后傳輸至成膜空間中的，則化學(xué)產(chǎn)物的生存時(shí)間就必須足夠長(zhǎng)以形成淀積膜。就此而論，這種間接等離子體CVD法存在有問(wèn)題。首先，由于使用的原料氣體的種類(lèi)局限于要能提供生存時(shí)間長(zhǎng)的化學(xué)產(chǎn)物，所以只能得到種類(lèi)有限的淀積膜;其次，為了在上述空間中產(chǎn)生等離子體，需要增長(zhǎng)大量的能量;第三，不能便利地獲得能有助于形成淀積膜并且具有足夠長(zhǎng)生存時(shí)間的化學(xué)產(chǎn)物;最后，難于使這種化學(xué)產(chǎn)物維持原量直至淀積膜形成。

除了這種間接等離子體CVD法之外，曾試圖使用一種應(yīng)用光化學(xué)汽相淀積技術(shù)的方法（以下稱(chēng)為“光CVD法”）。

至于該光CVD法，盡管它具有不發(fā)生電子或離子產(chǎn)物對(duì)淀積在基底上的膜層帶來(lái)?yè)p傷的優(yōu)點(diǎn)，但也仍存在問(wèn)題。

這就是，首先，僅有有限量的光源能被實(shí)際采用。其次，即使是該有限量的光源，其波長(zhǎng)也只是在靠近紫外線側(cè)的局部范圍內(nèi)，而且需要有大規(guī)模的光源和特殊的電源。

第三，因?yàn)殡S著成膜過(guò)程的進(jìn)行，光傳輸窗的內(nèi)表面會(huì)逐漸覆蓋上一層膜，則通過(guò)傳輸窗入射到成膜空間中的光量會(huì)降低，由此延緩基底上膜層的淀積。

在這個(gè)背景下，現(xiàn)在便增長(zhǎng)了對(duì)下列方法的需求，這種方法能使工藝過(guò)程以高的成膜速率和簡(jiǎn)單步驟進(jìn)行，以便能大量生產(chǎn)薄膜晶體管合乎要求的半導(dǎo)體膜，該半導(dǎo)體膜具有相當(dāng)高的均勻性和許多可實(shí)際應(yīng)用的特性;而且該方法還能使產(chǎn)品十分廉價(jià)。