多晶硅的制造方法技术

本发明专利技术提供可以适用于ＬＣＤ等平板显示器的ＴＦＴ用多晶硅的制造方法。本发明专利技术的多晶硅的制造方法包括以下步骤：（ａ）在非晶质硅上供给含有金属的源气体的步骤；（ｂ）通过调节吸附压力、吸附时间和吸附温度中的至少一个来使规定量的源气体吸附在上述非晶质硅上的步骤；（ｃ）将上述（ｂ）中未吸附于上述非晶质硅上的源气体除去的步骤；（ｄ）在吸附有源气体的上述非晶质硅上供给辅助气体的步骤；（ｅ）通过吸附在上述非晶质硅上的源气体与上述辅助气体发生反应，从而最终在上述非晶质硅上吸附规定量的金属的步骤；（ｆ）对吸附有上述金属的非晶质硅进行热处理的步骤。根据本发明专利技术，具有以下效果：可以适当且微细地调节吸附于非晶质硅薄膜上的金属的量，可以在利用金属诱导结晶化方式进行硅的结晶化时，在降低结晶化温度的同时防止金属所导致的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED) 等中所使用的薄膜晶体管(TFT)中的多晶硅薄膜的制造，更详细地 说是涉及在通过金属诱导结晶化方式形成多晶硅的薄膜时可以防止 金属污染并提高TFT的特性的多晶硅薄膜的制造方法。
技术介绍
TFT大致分为非晶质硅TFT和多晶硅TFT。 TFT的特性通过电 子迁移率的值来评价。非晶质硅TFT的电子迁移率大约为lcm2/Vs、 多晶硅TFT的电子迁移率大约为100cm"Vs左右，因此优选在高性 能的LCD中采用多晶硅TFT。多晶硅TFT按照如下的步骤来制造 在玻璃或石英等透明基板上蒸镀非晶质硅并使其多结晶化后，形成 栅极氧化膜和栅极，然后在源极和漏极中注入掺杂剂后形成绝缘 层，从而制造多晶硅TFT。在制造多晶硅TFT时，主要的工艺为使非晶质硅的薄膜多结晶 化的工序。特别优选降低结晶化温度。结晶化温度非常高时，则制 造TFT时存在不能使用熔点低的玻璃基板，TFT的制造成本大大增 加的问题。考虑到使用这种玻璃基板的可能性，最近提出了可以在 低温下短时间内形成多晶硅的薄膜的以下各种工序。准分子激光结晶化方法作为利用瞬间激光照射将非晶质硅熔融 而使其重结晶的方法，具有以下优点可以防止急速加热所导致的 玻璃基板的损伤，且多晶硅的结晶性优异。但是，具有重现性降低、 装备结构复杂的缺点。急速热处理法为利用IR灯将非晶质硅进行急速热处理的方法， 具有生产速度快、生产成本低的优点，但具有急速加热所导致的热冲击和玻璃基板发生变形等缺点。金属诱导结晶化(MIC)法为在非晶质硅上涂布Ni、 Cu、 Al等 金属催化剂、并在低温下诱导结晶化的方法，具有可以在较低温度 下结晶化的优点，但具有由于活化区域所含的相当量的金属而导致 泄漏电流大大增加的缺点。金属诱导侧面结晶化(MILC)法是为了防止MIC方法中所发 生的金属污染而开发的方法，该方法是在源极/漏极区域上蒸镀金 属催化剂，从而优先地诱导MIC，然后将其作为晶种而使多晶硅在 栅极下部的活化区域的侧面上生长。MILC法与MIC法相比，具有 生长在侧面的结晶化区域上金属污染少的优点，但仍然残留泄漏电 流的问题。泄漏电流的发生会引起使充电于显示器(LCD等)各像 素的数据电压发生改变的问题等，从而全面地降低显示器的特性。这样，TFT制造时的金属导入具有降低非晶质硅的结晶化温度、 从而可以使用玻璃基板的优点，但相反地，由于还具有由于金属污 染而降低TFT的特性的缺点，因此将金属催化剂导入到非晶质硅的 薄膜中时，导入量的调节非常重要。即，当为了降低结晶化温度而 非常多地导入金属催化剂时，会发生金属污染等严重的问题。当为 了防止这种金属污染的问题而非常少地导入金属催化剂时，则不能 实现导入金属催化剂的原本目的即降低结晶化温度。结果，最优选 在尽量少地导入金属催化剂的量的同时降低结晶化温度。通常，作为在制造TFT时在非晶质硅的薄膜上导入金属催化剂的 方法，使用溅射法或旋涂法等，特别是由于金属涂布过程的容易性等 理由，主要使用溅射法。但是，在以往的溅射法中，无法尽量小地调 节导入在非晶质硅薄膜上的金属催化剂的量。例如，利用溅射法涂布 金属催化剂时，当想要尽量减小其涂布量时，必须尽量小地维持涂布 速度和涂布时间等。但是，具有在涂布速度和涂布时间非常小的区域 中非常难以恒定地维持涂布条件的问题
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题而完成的本专利技术的目的在于，提供 在通过金属诱导结晶化方式进行硅的结晶化时，可以在降低结晶化温度的同时使金属污染最小化、从而能够提高TFT的特性的多晶硅的制 造方法。为了达成上述目的，本专利技术的的特征在于包含以下步骤(a) 在非晶质硅上供给含有金属的源气体的步骤；(b) 通过调节吸附压力、吸附时间和吸附温度中的至少一个来 使规定量的源气体吸附在上述非晶质硅上的步骤；(c) 将上述(b)中未吸附于上述非晶质硅上的源气体除去的步骤；(d) 在吸附有源气体的上述非晶质硅上供给辅助气体的歩骤；(e) 通过吸附在上述非晶质硅上的源气体与上述辅助气体发生 反应，从而最终在上述非晶质硅上吸附规定量的金属的步骤；以及(f) 对吸附有上述金属的非晶质硅进行热处理的步骤。而且，为了达成上述目的，本专利技术的的特征在 于包含以下步骤(a) 在非晶质硅上供给含有金属的源气体的步骤；(b) 通过调节吸附压力、吸附时间和吸附温度中的至少一个来 使规定量的源气体吸附在上述非晶质硅上的步骤；(c) 将上述(b)中未吸附于上述非晶质硅上的源气体除去的 步骤；以及(d) 对吸附有上述源气体的非晶质硅进行热处理的步骤。 上述源气体可以包含Ni、 Al、 Ti、 Ag、 Au、 Co、 Sb、 Pd、 Cu中的任意l个或2个以上。上述源气体可以是Ni(cp)2或Ni(dmamb)2中的任意一个。 上述辅助气体可以包含H2、 NH3等还原性气体、02、 N20、 H20、 臭氧等氧化性气体、Ar、 N2等不活泼性气体。 上述吸附温度可以为常温 250'C的范围。在上述(b)中，可以使源气体以覆盖率小于1的比例吸附于上 述非晶质硅上。在上述(f)中，热处理温度为400~700°C、热处理时间为1~10 小时、热处理气氛为包含Ar、 Ne、 He、 N2气体的不活泼性气体气 氛。上述(d)中，热处理温度为400~700°C、热处理时间为1~10 小时、热处理气氛为选自包含Ar、 Ne、 He、 N2气体的不活泼性气 体气氛，02、 N20、 H20、臭氧等氧化性气体气氛及H2、 NH3等还原 性气体气氛中的至少一个。本专利技术的专利技术人认识到上述以往溅射法的问题后，为了解决这种 问题进行了努力研究，结果为了微细地调节导入在非晶质硅上的金属 浓度，着眼于使金属催化剂化学地吸附的方法(化学吸附)是有利的 这一点，从而想到了本专利技术。因此，本专利技术的主要特征在于为了将尽 量少的浓度的金属催化剂导入到非晶质硅上，使用化学吸附方法作为 其导入方法。这里，所谓的吸附是指气体、液体的分子、原子、离子 等吸附于固体表面的现象。此时，将固体与气体发生化学结合、从而 发生吸附这 一现象称作化学吸附。本专利技术的具有以下效果可以适当地调节吸附 在非晶质硅薄膜上的金属的量，在降低非晶质硅结晶化时的结晶化温 度的同时防止金属所导致的污染，从而提高多晶硅TFT的特性。另外，本专利技术的具有可以适用于大面积的基 板、增加LCD等平板显示器的生产率、并降低生产成本的效果。具体实施方式以下详细地说明本专利技术的实施方式。第一，说明在本专利技术的第1实施方式中将金属吸附在非晶质硅 薄膜上后，对其进行热处理，从而形成多晶硅的薄膜的方法。首先，准备形成有非晶质硅薄膜的玻璃基板，并配置在金属吸附过程所进行的反应室(chamber)内。这里，玻璃基板在例如LCD 等的情况下，相当于形成有TFT的TFT基板。配置玻璃基板后，按 照反应室内的基本压力达到lOOmToir左右的方式利用真空泵使反应室排气。然后，将相当于吸附在非晶质硅薄膜上的金属的原料的源气体 (金属有机化合物)供给至非晶质硅的薄膜上。 一般来说，由于金 属有机化合物在常温下以固体或液体的形态存在，因此金属有机化 合物在加热至高于常温的温度后发生源气体化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多晶硅的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：（ａ）在非晶质硅上供给含有金属的源气体的步骤；（ｂ）通过调节吸附压力、吸附时间和吸附温度中的至少一个来使规定量的源气体吸附在所述非晶质硅上的步骤；（ｃ）将所述（ｂ）中未吸附于所述非晶质硅上的源气体除去的步骤；（ｄ）在吸附有源气体的所述非晶质硅上供给辅助气体的步骤；（ｅ）通过吸附在所述非晶质硅上的源气体与所述辅助气体发生反应，从而最终在所述非晶质硅上吸附规定量的金属的步骤；以及（ｆ）对吸附有所述金属的非晶质硅进行热处理的步骤。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽龙，李炳一，李永浩，张锡弼，
申请(专利权)人：泰拉半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]