專利名稱：等離子體處理裝置、薄膜制造方法和薄膜晶體管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置、使用該等離子體處理裝置的薄膜的制造方法和薄 膜晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
已有具備具有凸部及凹部的上部電極的平行平板型的等離子體處理裝置，其使用 分解效率高的氣體和分解效率低的氣體作為原料氣體而在襯底上沉積均勻的膜。在該等離 子體處理裝置中，通過從上部電極中的離下部電極近的區(qū)域(即，凸部的表面)的引入口將 分解效率高的氣體(O2)引入到處理室內(nèi)，從上部電極中的離下部電極遠的區(qū)域(即，凹部 的表面)的引入口將分解效率低的氣體(SiF4)引入到處理室內(nèi)，將頻率為13.56MHz的高 頻電壓施加到下部電極，并且將頻率為27. 12MHz的高頻電壓施加到上部電極，而在下部電 極和上部電極之間產(chǎn)生等離子體。此時，不僅在凸部的表面和下部電極的表面之間產(chǎn)生等 離子體，而且還在上部電極的凹部中產(chǎn)生等離子體，并且，在凸部的表面，垂直于設(shè)置在下 部電極上的襯底的方向上的高密度等離子體區(qū)域窄，而在上部電極的凹部中，垂直于襯底 的方向上的高密度等離子體區(qū)域?qū)挕Ｒ驗閺纳喜侩姌O中的凹部的表面的引入口將分解效率 低的氣體引入到凹部中的高密度等離子體區(qū)域，所以與分解效率高的氣體相比，分解效率 低的氣體的暴露于等離子體的時間變長，而促進離解。結(jié)果，可以提高等離子體處理速度， 并且可以使分解效率低的氣體離解得充分而在襯底上沉積均勻的膜(參照專利文獻1)。專利文獻1日本專利申請公開2000-269201號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方式的目的在于提供一種可以形成均勻且優(yōu)質(zhì)的膜的等離子體處
理裝置。本發(fā)明的一個方式的目的在于使用上述等離子體處理裝置制造均勻且優(yōu)質(zhì)的膜。本發(fā)明的一個方式的目的在于使用上述等離子體處理裝置制造可靠性高的薄膜 晶體管。本發(fā)明的一個方式是一種等離子體處理裝置，包括上部電極和下部電極，其中， 所述上部電極具有設(shè)置有第一引入口的凸部和設(shè)置有第二引入口的凹部，并且，所述上部 電極的凸部的間隔為在產(chǎn)生等離子體時產(chǎn)生的鞘層(sheath)的厚度的2倍以下。本發(fā)明的一個方式是一種等離子體處理裝置，包括上部電極和下部電極，其中， 所述上部電極具有設(shè)置有第一引入口的凸部和設(shè)置有第二引入口的凹部，并且，所述上部 電極的凸部和凹部的高低差為在產(chǎn)生等離子體時產(chǎn)生的鞘層的厚度以下。本發(fā)明的一個方式是一種等離子體處理裝置，包括上部電極和下部電極，其中， 所述上部電極具有設(shè)置有第一引入口的凸部和設(shè)置有第二引入口的凹部，并且，在所述上 部電極的凸部附近產(chǎn)生電子密度高的主等離子體(bulk plasma) 0另外，在具有上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置中，從第一引入口引入到反應(yīng)室的氣體和從第二引入口引入到反應(yīng)室的氣體的種類優(yōu)選為不相同。本發(fā)明的一個方式是一種等離子體處理裝置，包括上部電極和下部電極，其中， 所述上部電極具有設(shè)置有第一引入孔(第一氣體管道)的凸部和設(shè)置有第二引入孔(第二 氣體管道)的凹部，所述上部電極的第一引入孔(第一氣體管道)連接到填充有不容易離 解的氣體的第一汽缸且第二引入孔(第二氣體管道)連接到填充有容易離解的氣體的第二 汽缸，從設(shè)置在所述上部電極的凸部的表面的第一引入孔(第一氣體管道)的引入口將不 容易離解的氣體引入到反應(yīng)室并從設(shè)置在凹部的表面的第二引入孔(第二氣體管道)的引 入口將容易離解的氣體引入到反應(yīng)室。這里，如在括號中描述那樣，在本說明書中，“引入 孔”表示氣體管道，而“引入口”表示連接到氣體管道的氣體的出口部分。本發(fā)明的一個方式是使用上述等離子體處理裝置的膜的制造方法。本發(fā)明的一個方式是應(yīng)用上述膜的制造方法的薄膜晶體管的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以制造均勻且優(yōu)質(zhì)的膜。再者，可以制造可靠性高的薄 膜晶體管。


圖1是說明等離子體處理裝置的一個例子的圖；圖2是說明等離子體處理裝置的一個例子的圖；圖3A和3B是說明等離子體處理裝置的上部電極的形狀的圖；圖4A和4B是說明等離子體處理裝置的上部電極的形狀的圖；圖5是說明成膜裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖；圖6是說明等離子體處理裝置的上部電極和下部電極的圖；圖7A和7B是說明計算結(jié)果的圖；圖8A和8B是說明計算結(jié)果的圖；圖9A和9B是說明等離子體處理裝置中的等離子體的強度的圖；圖IOA和IOB是說明等離子體處理裝置中的等離子體的強度的圖；圖IlA和IlB是說明計算結(jié)果的圖；圖12A至12C是說明薄膜晶體管的制造方法的一個例子的圖；圖13A至13C是說明薄膜晶體管的制造方法的一個例子的圖；圖14A至14D是說明電子設(shè)備的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所 屬技術(shù)領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā) 明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。注意，當(dāng)參照

發(fā)明結(jié) 構(gòu)時，在不同的附圖中也共同使用相同的附圖標記來表示相同的部分。另外，也有如下情 況當(dāng)表示相同的部分時使用相同的陰影線，而不特別附加附圖標記。另外，為方便起見，有 時將絕緣層不表示在平面圖中。注意，在每一個附圖中，每一個組件的大小或每一個層的厚 度或區(qū)域在某些情況下為了清晰可見而可能被夸大。因此，不一定限定于其尺寸。實施方式1
圖1示出等離子體處理裝置的一個結(jié)構(gòu)。反應(yīng)室IOOb由鋁或不銹鋼等具有剛性 的材料形成，并其內(nèi)部構(gòu)成為可以真空排氣。本實施方式所示的等離子體處理裝置使用不 銹鋼作為反應(yīng)室材料且對其內(nèi)面進行鋁熱噴涂，以提高機械強度。另外，本實施方式所示 的等離子體處理裝置采用可分解的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)以便進行維修，并且定期地進行再次鋁熱噴 涂。在反應(yīng)室IOOb中具備有第二電極102 (也稱為上部電極)和與第二電極102相對的第 一電極101 (也稱為下部電極)。第二電極102聯(lián)結(jié)有高頻電力供給單元103。第一電極101接地，并構(gòu)成為可以裝 載襯底。第二電極102與反應(yīng)室IOOb通過絕緣材料116絕緣分離，而構(gòu)成為不漏失高頻電 力。例如，當(dāng)使用陶瓷材料作為絕緣材料116時，由于很難使用刀口型金屬密封法蘭來密封 上部電極，所以優(yōu)選使用0型密封圈。注意，雖然在圖1中表示具有第二電極102和第一電極101的電容耦合型(平行 平板型)結(jié)構(gòu)，但是，本發(fā)明不局限于此。只要是可以通過供給高頻電力在反應(yīng)室IOOb內(nèi) 部產(chǎn)生輝光放電等離子體的結(jié)構(gòu)，就也可以采用如感應(yīng)耦合型等的其他結(jié)構(gòu)。第二電極102是有規(guī)則地，優(yōu)選等間距地配置有凸部141及凹部143的凹凸電極。 凸部141也可以說是設(shè)置在第二電極102上的突出部分。并且，在第二電極102的凸部141 設(shè)置有連接到氣體供給單元108的第一引入孔142，并且在第二電極102的凹部143設(shè)置有 連接到氣體供給單元108的第二引入孔144。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以使從凸部141和凹 部143供給給反應(yīng)室IOOb的氣體種類不同。另外，這里，以具有離下部電極的表面近的引 入口的區(qū)域作為凸部141并以具有離下部電極的表面遠的引入口的區(qū)域作為凹部143。第一引入孔142通過氣體管道145連接到氣體供給單元108的填充有反應(yīng)性氣體 (氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)的汽缸110a。第二引入孔144通過氣體管道146連 接到氣體供給單元108的填充有包含硅或鍺的沉積性氣體的汽缸110c。因此，從設(shè)置在凸 部141的第一引入孔142的引入口將反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)供 給給反應(yīng)室100b。從設(shè)置在凹部143的第二引入孔144的引入口將包含硅或鍺的沉積性氣 體供給給反應(yīng)室100b。氣體供給單元108由填充有氣體的汽缸110、壓力調(diào)節(jié)閥111、停止閥112、質(zhì)量流 量控制器113等構(gòu)成。氣體供給單元108具有填充有反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣 體或氫氣體)的汽缸110a、填充有包含硅或鍺的沉積性氣體的汽缸IlOc和填充有稀釋氣體 的汽缸110b。另外，填充有稀釋氣體的汽缸IlOb只要連接到第一引入孔142和第二引入孔 144中的一方或雙方，即可。另外，這里，作為填充有反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體 或氫氣體)的汽缸110a、填充有包含硅或鍺的沉積性氣體的汽缸IlOc和填充有稀釋氣體的 汽缸110b，分別典型地示出一個供給源，但是，汽缸110a、汽缸IlOb和汽缸IlOc也可以分 別具有多個供給源。作為填充在汽缸IlOa中的氧化性氣體，有例如氧氣體、臭氧氣體、一氧化二氮氣 體等，但是也可以使用其他氧化性氣體。作為填充在汽缸IlOa中的氮化性氣體，有例如氮氣體、氨氣體、胼氣體等，但是也 可以使用其他氮化性氣體。作為填充在汽缸IlOc中的包含硅或鍺的沉積性氣體，有例如硅烷(SiH4)氣體、乙 硅烷(Si2H6)氣體、鍺烷(GeH4)氣體、乙鍺烷(Ge2H6)氣體等，但是也可以使用其他沉積性氣
8體。作為填充在汽缸IlOb中的稀釋氣體，有如氦氣體、氖氣體等的稀有氣體。由加熱控制器115控制其溫度的襯底加熱器114設(shè)置在第一電極101內(nèi)。在襯底 加熱器114設(shè)置在第一電極101內(nèi)時，采用熱傳導(dǎo)加熱方式。例如，襯底加熱器114由護套 力口熱器(sheathed heater)構(gòu)成。高頻電力供給單元103包括高頻電源104、匹配器106和高頻濾波器129。將從高 頻電源104供給的高頻電力供給給第二電極102。在第一匹配器106的輸出側(cè)設(shè)置有阻擋 從高頻電源104輸出的高頻成分的高頻阻擋濾波器129。高頻電源104供給60MHz以下的高頻電力。在安裝在第一電極101上的襯底為第 七代以上的大面積襯底時，作為高頻電源104，優(yōu)選供給大致IOm以上的高頻電力。例如， 優(yōu)選供給13. 56MHz以下，尤其是3MHz以上且13. 56MHz以下的高頻電力。通過使高頻電源 104供給上述范圍的高頻電力，即使將第七代以上的大面積襯底安裝在第一電極101上而 進行輝光放電，也可以在不受到表面駐波的影響的情況下在大面積襯底上產(chǎn)生均勻的等離 子體，因此，可以在整個襯底上形成均勻且優(yōu)質(zhì)的膜。例如，在使用具有13. 56MHz頻率的電源作為高頻電源104時，使用IOpF至IOOpF 的可變電容器作為高頻阻擋濾波器129?；蛘撸鳛楦哳l阻擋濾波器129，還可以進一步使用線圈來構(gòu)成使用線圈和可變電 容器的并聯(lián)諧振電路。連接到反應(yīng)室IOOb的排氣單元109具有進行真空排氣的功能和在導(dǎo)入反應(yīng)氣體 時將反應(yīng)室IOOb內(nèi)調(diào)整為保持指定的壓力的功能。作為排氣單元109的結(jié)構(gòu)包括蝶閥117、 蝶閥118、停止閥119至124、渦輪分子泵125、渦輪分子泵126、干燥泵127等。另外，渦輪 分子泵126通過停止閥124與干燥泵127聯(lián)結(jié)。在對反應(yīng)室IOOb內(nèi)進行真空排氣時，首先，打開用于粗略排氣的停止閥119和用 于粗略排氣的停止閥121，在使用干燥泵127對反應(yīng)室IOOb內(nèi)進行排氣之后關(guān)閉停止閥 119而打開蝶閥117和停止閥120進行真空排氣。再者，當(dāng)對反應(yīng)室IOOb內(nèi)進行低于10_5Pa 的壓力的超高真空排氣時，在使用干燥泵對反應(yīng)室IOOb內(nèi)進行排氣后關(guān)閉蝶閥117、停止 閥120和停止閥121，并打開蝶閥118至停止閥122、停止閥123和停止閥124，通過使用串 聯(lián)連接的渦輪分子泵125、126和干燥泵127進行排氣來進行真空排氣。此外，在進行了真 空排氣之后，優(yōu)選對反應(yīng)室IOOb內(nèi)進行熱處理以進行內(nèi)壁的脫氣處理。等離子體處理裝置具有可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第二電極102和第一電極101之間的間隔 (也稱為間隙間隔)的結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整反應(yīng)室IOOb內(nèi)的第一電極101的高度來調(diào)節(jié)該間隙 間隔。通過使用波紋管107，可以保持反應(yīng)室IOOb內(nèi)的真空，并且可以調(diào)節(jié)間隙間隔。第二電極102也可以具有多個擴散板(參照圖2)。從氣體管道145供給的氣體 在被擴散板151擴散之后經(jīng)過擴散板151的貫穿孔153而從設(shè)置在凸部141的第一引入孔 142的引入口供給給反應(yīng)室100b。并且，從氣體管道146供給的氣體在被擴散板152擴散之 后經(jīng)過擴散板152的貫穿孔154而從設(shè)置在凹部143的第二引入孔144的引入口供給給反 應(yīng)室100b。如圖2所示，第二電極102具有擴散板151及擴散板152，使得從氣體管道145 及氣體管道146引入的氣體在第二電極102內(nèi)充分地擴散，而可以將均勻的氣體供給給反 應(yīng)室100b，由此可以在襯底上形成均勻且優(yōu)質(zhì)的膜。
這里，參照圖3A和3B、圖4A和4B說明第二電極102的形狀的一個方式。圖3A和 圖4A是從第一電極101 —側(cè)看第二電極102的平面圖，而圖3B和圖4B是沿圖3A和4A的 A-B線的截面圖。另外，在圖3A和圖4A中，為了清楚地理解凹凸的狀態(tài)，以寬間距的陰線表 示在第一電極101 —側(cè)突出的區(qū)域(即，凸部)，并以窄間距的陰線表示凹陷的區(qū)域(即，凹 部)。如圖3A所示，有規(guī)則地，優(yōu)選等間距地配置有形成在凸部141的第一引入孔142 的引入口和形成在凹部143的第二引入孔144的引入口。另外，如圖3B所示，在凸部141 設(shè)置有第一引入孔142的引入口，并且在凹部143設(shè)置有第二引入孔144的引入口。每個 凸部141彼此分離，而每個凹部143存在于連接的一個平面上。這里，凸部141為四角錐 臺。另外，凸部141不局限于此，而也可以適當(dāng)?shù)夭捎萌清F臺、五角錐臺、六角錐臺和其他 多角錐臺。另外，優(yōu)選的是，凸部141的邊緣及頂部具有圓度，而成為角部具有圓度的多角 錐臺?；蛘?，如圖4A所示，凸部141也可以為圓錐臺。并且，如圖4B所示，在凸部141設(shè) 置有第一引入孔142的引入口，并且在凹部143設(shè)置有第二引入孔144的引入口。另外，優(yōu) 選的是，凸部141的邊緣具有圓度，而成為角部具有圓度的圓錐臺。在圖3A和3B、圖4A和4B中，通過使凸部141和凹部143的邊緣和頂部具有圓度， 可以降低局部性電弧放電，而能夠減小所產(chǎn)生的灰塵。另外，圖5示出具備多個反應(yīng)室的多室等離子體處理裝置的一個方式的概要圖。 該裝置具備公共腔130、裝載/卸載室131、第一反應(yīng)室100a、第二反應(yīng)室IOOb、第三反應(yīng)室 IOOc和第四反應(yīng)室100d。裝載/卸載室131具有如下結(jié)構(gòu)裝置于盒子(cassette)的襯 底由公共腔130的搬送機構(gòu)134搬送出/搬入到各反應(yīng)室，即采用板料送進方式。在公共 腔130和各室之間設(shè)置有閘門閥133，以便使在各反應(yīng)室內(nèi)進行的處理互不干涉。各反應(yīng)室根據(jù)所形成的薄膜的種類區(qū)分。當(dāng)然，反應(yīng)室的個數(shù)不局限于此，根據(jù)需 要可以任意增減。另外，既可以在一個反應(yīng)室內(nèi)形成一種膜，又可以在一個反應(yīng)室內(nèi)形成多 種膜。各反應(yīng)室連接有排氣單元109。排氣單元不局限于圖1和圖5所示的真空泵的組 合，只要能夠排氣到大約10_5Pa至ICT1Pa的真空度，就可以應(yīng)用其他真空泵。在排氣單元 109和各反應(yīng)室之間設(shè)置有蝶閥，由此可以分離大氣與被進行了真空排氣的室內(nèi)，并且通過 由停止閥和渦輪分子泵調(diào)整排氣速度，而可以調(diào)整各反應(yīng)室的壓力。另外，裝載/卸載室131也可以聯(lián)結(jié)有能夠進行超高真空的真空排氣的低溫泵 135。通過使用低溫泵135，可以將裝載/卸載室131的壓力設(shè)定為低于KT5Pa的超高真空， 并且可以降低沉積在反應(yīng)室中的襯底上的膜所包含的雜質(zhì)元素的濃度。因為低溫泵135的 排氣速度比渦輪分子泵和干燥泵快，所以通過將低溫泵135設(shè)置在開閉頻率高的裝載/卸 載室131，而可以提高處理量。氣體供給單元108由填充有氣體的汽缸110、壓力調(diào)節(jié)閥111、停止閥112、質(zhì)量流 量控制器113等構(gòu)成。氣體供給單元108具有填充有包含硅或鍺的沉積性氣體的汽缸110c、 填充有反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)的汽缸IlOa和填充有稀釋氣體的 汽缸110b。另外，填充有稀釋氣體的汽缸IlOb只要連接到第一引入孔142和第二引入孔 144中的一方或雙方，即可。另外，這里，作為填充有包含硅或鍺的沉積性氣體的汽缸110c、填充有反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)的汽缸IlOa和填充有稀釋氣體的 汽缸110b，分別典型地示出了一個供給源，但是，這些汽缸也可以分別具有多個供給源。各反應(yīng)室聯(lián)結(jié)有用來形成等離子體的高頻電力供給單元。高頻電力供給單元至少 包括高頻電源104和匹配器106。各反應(yīng)室可以根據(jù)所形成的薄膜的種類而分別使用。每個薄膜具有最合適的成膜 溫度，因此通過個別區(qū)分使用反應(yīng)室，來可以容易根據(jù)所形成的薄膜而管理成膜溫度。再 者，由于能夠反復(fù)形成相同種類的膜，所以可以消除起因于以前形成的膜的殘留雜質(zhì)物的影響。圖6是為說明用于計算的參數(shù)而示出圖1所示的第二電極102和第一電極101的 形狀和尺寸的詳細的圖。在第二電極102上設(shè)置有凸部141和凹部143，并且凸部141不是 錐形狀。在圖6中，h表示凹部143的深度，并且它是第二電極102的凸部141的高度(凸 部141的頂部的表面和凹部143的表面的高低差)。heap表示電極間距離，即是第二電極102 的凸部141和第一電極101之間的距離(凸部141的頂部的表面和第一電極101的表面的 高低差)。d表示凹部143的寬度，并且它是凸部141和相鄰的凸部141之間的距離。dlOTCT 表示下部電極的直徑。圖7A和7B是示出沿圖6中的A1-A2的電子密度分布的計算結(jié)果的圖，其中以橫 軸表示從Al到A2的距離(S卩，從凹部143的中心到凸部141的距離)，并以縱軸表示電子 密度。圖7A是示出凹部的深度h = 4mm時的凹部143的寬度d = 0 (沒有凹部及凸部的平 行平板)、4mm、10mm、20mm的各電子密度分布。圖7B是示出凹部的深度h = 20mm時的凹部 143的寬度d = 0(沒有凹部及凸部的平行平板)、4mm、10mm、20mm的各電子密度分布。從圖7A和7B可知，凹部143的寬度越大，凹部143的正下的電子密度和離凹部 143遠的區(qū)域的電子密度的差異越大。另外，因為凹部的深度越深，進入到凹部的等離子體 越多，所以其變化程度變大。據(jù)此，通過將凹部143的寬度和凹部的深度設(shè)定為IOmm以下， 可以不在凹部中產(chǎn)生等離子體，而在凸部141的表面產(chǎn)生等離子體。圖8A和8B是示出沿圖6中的B1-B2的電子密度比的分布的計算結(jié)果的圖，其中 以橫軸表示從Bl到B2的距離(S卩，從凹部143的表面到第一電極101的距離)，并以縱軸 表示電子密度比。另外，在圖8A及圖8B中，電子密度比是以各凹部中的電子密度的最大值 作為標準而規(guī)格化的。圖8A是示出凹部的深度h = 4mm時的凹部143的寬度d = 0 (沒有 凹部及凸部的平行平板)、4mm、10mm、20mm的各電子密度比的分布。圖8B是示出凹部的深 度h = 20mm時的凹部143的寬度d = 0 (沒有凹部及凸部的平行平板)、4mm、10mm,20mm的 各電子密度比的分布。另外，在壓力為lOOPa、電壓為100V、高頻電源的頻率為13. 56MHz的 條件下進行了計算。從圖8A可知，當(dāng)凹部的深度h = 4mm時，可以不在凹部中產(chǎn)生等離子體，而在凸部 141的表面產(chǎn)生等離子體。從圖8B可知，當(dāng)凹部的深度h = 20mm時，通過將凹部143的寬 度設(shè)定為IOmm以下，可以不在凹部中產(chǎn)生等離子體，而在凸部141的表面產(chǎn)生等離子體。這 是因為在用于計算的條件下鞘層的厚度為幾mm左右的緣故。從圖8B可知，凹部143的寬 度必須為鞘層的厚度的大致2倍以下，以不在凹部中產(chǎn)生等離子體。并且，必須為低壓力和 低電力。
如上所述那樣，凹部143的寬度優(yōu)選為鞘層的厚度的2倍以下，以不在凹部中產(chǎn)生 等離子體?；蛘撸ㄟ^使凹部的深度小于鞘層的厚度，可以不在凹部中產(chǎn)生等離子體。另外，鞘層的厚度根據(jù)高頻電源的頻率和電壓、反應(yīng)室內(nèi)的壓力等而調(diào)整，尤其是 在降低高頻電源的頻率時，可以進一步增大鞘層的厚度。圖9A和9B示出對電磁場的強度進行計算而得到的結(jié)果。圖9A與圖6等同樣地示 出將凸部的側(cè)面設(shè)置為垂直于凹部的表面時的電磁場的強度的分布，而圖9B示出第二電 極102的凸部尖銳時的電磁場的強度的分布。圖9B所示的第二電極102的凸部的截面形 狀為錐形狀，以θ表示該錐形角。就是說，錐形角θ表示由凸部的側(cè)面和凹部的表面形成 的角度。另外，在凸部的截面形狀為錐形狀時，其截面積越接近引入口一側(cè)越一味地縮小。在圖9Β中，錐形角θ越小，能夠達到到凹部的表面的電磁波越多，因此，可以減小 電場極為弱的區(qū)域而緩和電場，可以降低離子損傷，并且可以減小因電弧放電而產(chǎn)生的灰 塵。另外，隨著凸部的頂部的表面的區(qū)域的減小，可以將電場強的區(qū)域集中在頂部。在本實施方式所示的等離子體處理裝置中，通過將第二電極102的凹部的寬度設(shè) 定為鞘層的厚度的大致2倍以下，或者，使第二電極102的凹部的深度小于鞘層的厚度，而 在將高頻電力供給給等離子體處理裝置的第二電極102時，在第二電極102和第一電極101 之間產(chǎn)生輝光放電，而如圖IOA所示那樣可以在第二電極102的凹部產(chǎn)生鞘層，并且可以在 第二電極102的凸部141 一側(cè)產(chǎn)生主等離子體161。并且，在主等離子體161中，可以在凸 部141的附近(突出部分的正下或第一氣體引入孔的正下)產(chǎn)生高密度等離子體區(qū)域162。實施方式2在本實施方式中，說明使用實施方式1所示的等離子體處理裝置的膜的制造方 法。這里，作為等離子處理裝置，參照圖1、圖IOA和IOB進行說明。在圖1所示的等離子體裝置中，從設(shè)置在第二電極102的凸部141的內(nèi)部的第一 引入孔142的引入口將填充在氣體供給單元108的汽缸IlOa中的反應(yīng)性氣體(氮化性氣 體、氧化性氣體或氫氣體)引入到反應(yīng)室100b。從設(shè)置在第二電極102的凹部143的內(nèi)部的第二引入孔144的引入口將填充在氣 體供給單元108的汽缸IlOc中的包含硅或鍺的沉積性氣體引入到反應(yīng)室100b。并且，在使用排氣單元109對反應(yīng)室IOOb內(nèi)的氣體進行排氣之后，調(diào)整反應(yīng)室 IOOb內(nèi)的壓力。然后，在將高頻電力供給給實施方式1所說明的等離子體處理裝置的第二電極 102時，在第二電極102和第一電極101之間產(chǎn)生輝光放電，而如圖IOA所示那樣在第二電 極102的凸部141 一側(cè)產(chǎn)生主等離子體161。并且，在主等離子體161中，在凸部141的附 近產(chǎn)生高密度等離子體區(qū)域162。另一方面，在第二電極102的凹部143不產(chǎn)生主等離子 體，而產(chǎn)生鞘層。因為在主等離子體161的高密度等離子體區(qū)域162中，電子密度高，并且每單位時 間的電離頻度高，所以從第一引入孔142引入到反應(yīng)室的反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性 氣體或氫氣體)容易離解，而成為高能量的活性種。即使在將不容易離解的氣體引入到反 應(yīng)室時，也因高密度等離子體區(qū)域162中的電離頻度高而使不容易離解的氣體容易離解。當(dāng)在包含硅或鍺的沉積性氣體中含有高次硅烷或高次硅烷和硅烷中的一個或多
12個因分子間力而鍵合的締合分子(associated molecule)時，高次硅烷或締合分子不起充 分的反應(yīng)，從而其一部分在未起反應(yīng)的狀態(tài)下沉積在襯底上。這成為膜缺陷的一個原因。但是，通過使用實施方式1所說明的等離子體處理裝置在襯底上形成膜，包含硅 或鍺的沉積性氣體中含有的締合分子或簇與由反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫 氣體)離解而成的高能量的活性種之間的反應(yīng)被促進，因此，未起反應(yīng)的高次硅烷或硅簇 的一部分不容易直接沉積在襯底上，而可以在襯底上形成缺陷少的膜。另一方面，如圖IOB所示，當(dāng)在第二電極102的表面和凹部的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生主等離子體 163，再者，在相鄰的凸部141之間(突出部分的側(cè)面的周圍或第二氣體引入口的正下)產(chǎn) 生高密度等離子體區(qū)域164時，從第二引入孔144引入的包含硅或鍺的沉積性氣體在高密 度等離子體區(qū)域164中生成活性種，并且該活性種彼此在高密度等離子體區(qū)域164中起反 應(yīng)，這導(dǎo)致締合分子或簇的形成。但是，在本實施方式中，通過使用實施方式1所說明的等離子體處理裝置產(chǎn)生輝 光放電，而如圖IOA所示那樣地在第二電極102的凸部141之間的空間不產(chǎn)生主等離子體 161，而產(chǎn)生鞘層。因此，即使在從第二引入孔144引入到反應(yīng)室的包含硅或鍺的沉積性氣 體生成活性種的情況下也不會促進該活性種之間的反應(yīng)。結(jié)果，不形成締合分子或簇，從 而包含硅或鍺的沉積性氣體的活性種遷移到襯底表面?；蛘?，包含硅或鍺的沉積性氣體的 活性種與在高密度等離子體區(qū)域162中離解而成的高能量的活性種起反應(yīng)，而沉積在襯底 上。因此，引入到反應(yīng)室的包含硅或鍺的沉積性氣體即使生成活性種，該活性種之間 的反應(yīng)也受到抑制，并且與在高密度等離子體區(qū)域162中離解而成的高能量的活性種起反 應(yīng)而離解，因此，可以抑制締合分子或簇在未起反應(yīng)的狀態(tài)下沉積，而可以在襯底上形成缺 陷少的均勻的膜。以下，說明由反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)在主等離子體中 離解而成的活性種分解在包含硅或鍺的沉積性氣體中含有的締合分子的機理。這里，使用 氨基(NH/)作為反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)在等離子體中離解而成 的活性種的典型例子，并且使用硅締合分子的一個例子的乙硅烷(Si2H6)作為締合分子， 通過密度泛函法對乙硅烷的分解機理的微視模型進行計算。另外，作為計算用軟件，使用 Gaussian公司所制造的量子化學(xué)計算軟件Gaussian03。反應(yīng)式1示出乙硅烷(Si2H6)和氨基(NH/)起反應(yīng)而生成甲硅烷基(SiH/)和氨基 硅烷(SiNH5)的模型(模型1)。Si2H6+NH2* — SiNH5+SiH3*(1)并且，反應(yīng)式2示出乙硅烷(Si2H6)和氨基(NH/)起反應(yīng)而生成乙硅烷基(Si2H5) 和氨的模型(模型2)。Si2H6+NH2* — Si2H5*+NH3(2)圖IlA和IlB示出根據(jù)模型1及模型2，以反應(yīng)物的能量為基準計算生成物的能量 及活性化能量的能量圖及分子的模型的示意圖。另外，活性化能量以中間體的能量和反應(yīng) 物的能量之間的差異來表示。圖IlA示出反應(yīng)式1的計算結(jié)果，而圖IlB示出反應(yīng)式2的
計算結(jié)果。根據(jù)圖IlA可知模型1的躍遷狀態(tài)的活性化能量為0. 171eV。并且，生成物的能
13量為-1. 12eV ；因為生成物的能量比反應(yīng)物的能量低，所以生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定。根據(jù)圖IlB可知模型2的躍遷狀態(tài)的活性化能量為0. 170eV。并且，生成物的能 量為-0. 852eV ；因為生成物的能量比反應(yīng)物的能量低，所以生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定。因為模型1所示的從乙硅烷和氨基生成甲硅烷基的反應(yīng)的活性化能量(反應(yīng)勢壘 1)和模型2所示的從乙硅烷和氨基生成氨的反應(yīng)的活性化能量(反應(yīng)勢壘2)大致相同，所 以上述兩個模型的反應(yīng)速度可以說是大致相同。就是說，可知由氨基分解乙硅烷。在模型1中，從生成物變成中間體的反應(yīng)勢壘3是生成物的能量和活性化能量的 差異，即1. 29eV。在模型2中，從生成物變成中間體的反應(yīng)勢壘4同樣地計算為1. 02eV。因 為反應(yīng)勢壘3及4比反應(yīng)勢壘1及2大，所以不容易發(fā)生在上述兩個模型中生成物回到反 應(yīng)前的乙硅烷和氨基的反應(yīng)。從上述可知，在包含氨基的氣氛中乙硅烷被分解，而生成乙硅烷基及甲硅烷基。然 后，在反應(yīng)式2中生成的乙硅烷基與另一氨基起反應(yīng)而被分解，而生成甲硅烷基。就是說， 在圖1所示的第二電極102的表面為凹凸形狀，并且可以在凸部141附近產(chǎn)生主等離子體 的等離子體處理裝置中，通過從凸部141內(nèi)的第一引入孔142的引入口將反應(yīng)性氣體(氮 化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)引入到反應(yīng)室并從凹部143內(nèi)的第二引入孔144的引入 口將包含硅或鍺的沉積性氣體引入到反應(yīng)室，而使包含硅或鍺的沉積性氣體中含有的締合 分子或簇與由反應(yīng)性氣體(氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體)離解而成的高能量的活性 種起反應(yīng)而被分解，因此高次硅烷或硅簇不容易沉積在襯底上，而可以在襯底上形成缺陷 少的膜。實施方式3在本實施方式中，參照圖12A至12C和圖13A至13C說明使用實施方式1所示的 等離子體處理裝置的薄膜晶體管的制造方法。這里，優(yōu)選使形成在一個襯底上的所有薄膜晶體管的導(dǎo)電性一致，以抑制制造工 序數(shù)的增加。因此，在本實施方式中說明η溝道型薄膜晶體管的制造方法。如圖12Α所示，在襯底301上形成柵電極303。接著，在形成覆蓋柵電極303的柵 極絕緣層305之后形成第一半導(dǎo)體層306。作為襯底301，除了可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底以外，還可以使用具有能夠耐受 本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。此外，在不要求襯底具有透光性的情況下， 還可以使用在不銹鋼合金等金屬襯底表面設(shè)置有絕緣層的襯底。作為玻璃襯底，例如可以 使用如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃或鋁硅酸鹽玻璃等的無堿玻璃襯底。另外，作為襯 底 301，可以使用第 3 代(550mmX 650mm)、第 3. 5 代(600mmX 720mm 或 620mmX 750mm)、第 4 代(680mmX880mm或 730mmX920mm)、第 5代(IlOOmmX 1300mm)、第 6 代(1500mmX 1850mm)、 第 7 代(1870mmX 2200mm)、第 8 代(2200mmX 2400mm)、第 9 代(2400mmX 2800mm、 2450mmX3050mm)、第 10 代(2950mmX3400mm)等的玻璃襯底。作為柵電極303，可以使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等金屬材料或以該金屬 材料為主要成分的合金材料的單層或疊層?；蛘?，還可以使用以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多 晶硅為代表的半導(dǎo)體層或AgPdCu合金。作為柵電極303的雙層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用在鋁層上層疊鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在 銅層上層疊鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；或者在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)；或者層疊氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。另外，作為柵電極303的三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用鎢層或 氮化鎢層、鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層、氮化鈦層或鈦層的疊層。通過在電阻低的層 上層疊用作阻擋層的金屬層，可以降低電阻，并且可以防止金屬元素從金屬層擴散到半導(dǎo) 體層。另外，為了提高柵電極306與襯底301的密接性，可以在襯底301和柵電極303之 間設(shè)置上述金屬材料的氮化物層。柵電極303通過如下步驟可以形成在襯底301上通過利用濺射法或真空蒸鍍法 形成導(dǎo)電層，在該導(dǎo)電層上通過光刻法或噴墨法等形成掩模，并且使用該掩模蝕刻導(dǎo)電層。 或者，也可以利用噴墨法將銀、金或銅等的導(dǎo)電納米膏噴射到襯底上并進行焙燒來形成柵 電極303。在此，在襯底301上形成導(dǎo)電層之后，使用通過第一光刻步驟而形成的抗蝕劑掩 模進行蝕刻，以形成柵電極303。另外，在光刻步驟中，既可在襯底整個表面上形成抗蝕劑，又可在形成抗蝕劑掩模 的區(qū)域通過印刷法印刷抗蝕劑，然后，進行曝光，以節(jié)省抗蝕劑而降低成本?；蛘?，也可以使 用激光束直描裝置對抗蝕劑進行曝光，來代替使用曝光機對抗蝕劑進行曝光。另外，通過將柵電極303形成為錐形形狀，可以減少形成在柵電極303上的半導(dǎo)體 層和布線層的水平差部分的布線斷裂。優(yōu)選在將抗蝕劑掩?？s小的同時進行蝕刻，以便將 柵電極303的側(cè)面成為錐形形狀。另外，可以在形成柵電極303的工序中同時形成柵極布線(掃描線)和電容布線。 注意，掃描線是指選擇像素的布線，電容布線是指連接到像素的存儲元件的一方電極的布 線。然而，不局限于此，也可以以不同的工序形成柵極布線及電容布線的一方或雙方和柵電 極 303。可以使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層的單層或疊層形成柵極 絕緣層305。注意，在本說明書中，氧氮化硅是指其組成中的氧含量大于氮含量的物質(zhì)，優(yōu)選 的是在使用盧瑟福背散射法(RBS :Rutherford Backscattering Spectrometry)及氫前 散射法(HFS :Hydrogen Forward Scattering)進行測量時，作為組成范圍包含50at. %至 70at. % 的氧、0. 5at. %至 15at. % 的氮、25at. %至35&1 % 的硅、以及 0. Iat. %至 IOat. % 的氫的物質(zhì)。另外，氮氧化硅是指其組成中的氮含量大于氧含量的物質(zhì)，優(yōu)選的是在使用 RBS及HFS進行測量時，作為組成范圍包含5at. %至30at. %的氧、20at. %至55&丨.％的 氮、25at. %至35&丨.％的硅、IOat. %至3(^丨.％的氫的物質(zhì)。注意，在將構(gòu)成氧氮化硅或氮 氧化硅的原子的總計設(shè)定為IOOat. %時，氮、氧、硅及氫的含量比率包括在上述范圍內(nèi)。通過使用實施方式1所示的等離子體處理裝置的等離子體CVD法形成柵極絕緣層 305，而可以形成缺陷少的柵極絕緣層。由此，可以減少后面形成的薄膜晶體管的電特性的 不均勻性或退化。另外，通過使用有機硅烷氣體的CVD法而形成氧化硅層作為柵極絕緣層305的 最外表面，可以提高以后形成的第一半導(dǎo)體層的結(jié)晶性，而可以提高薄膜晶體管的導(dǎo)通 電流和電場效應(yīng)遷移率。作為有機硅烷氣體，可以使用如正硅酸乙酯(TE0S:化學(xué)式為 Si (OC2H5) 4)、四甲基硅烷(TMS 化學(xué)式為Si (CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán) 四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)、三(二甲基氨基)硅烷(SiH(N(CH3)2)3)等的含硅化合物。作為第一半導(dǎo)體層306，形成微晶半導(dǎo)體層。作為微晶半導(dǎo)體層，例如使用微晶硅 層、微晶硅鍺層、微晶鍺層等而形成?；蛘?，也可以使用包含磷、砷或銻的微晶硅層、包含磷、 砷或銻的微晶硅鍺層、包含磷、砷或銻的微晶鍺層等。構(gòu)成微晶半導(dǎo)體層的微晶半導(dǎo)體是指具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包含單晶、多晶)的半導(dǎo)體。 微晶半導(dǎo)體是具有在自由能方面很穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體，并且是具有短程有序且晶格 畸變的結(jié)晶半導(dǎo)體，晶粒徑為2nm以上200歷以下、優(yōu)選為lOnm以上80nm以下、更優(yōu)選為 20nm以上50nm以下的柱狀結(jié)晶或針狀結(jié)晶在相對于襯底表面沿法線方向生長。因此，在柱 狀晶體或針狀晶體的界面中有時形成有晶粒界面。對于作為微晶半導(dǎo)體的典型例子的微晶硅而言，其拉曼光譜的峰值向比表示單晶 硅的520CHT1低波數(shù)一側(cè)偏移。就是說，在表示單晶硅的520CHT1和表示非晶硅的480CHT1之 間示出微晶硅的拉曼光譜的峰值。另外，可以包含lat. %以上的氫或鹵素，以終止懸空鍵。 再者，可以添加稀有氣體元素比如氦、氬、氪或氖等，由此進一步促進晶格畸變，而使微晶結(jié) 構(gòu)的穩(wěn)定性增高，得到優(yōu)良微晶半導(dǎo)體。例如，在美國專利4，409，134號中公開有關(guān)于這種 微晶半導(dǎo)體的記載。另外，通過將微晶半導(dǎo)體層所包含的氧和氮的通過二次離子質(zhì)譜技術(shù)測量的濃度 設(shè)定為lX1018atOmS/Cm3，可以提高微晶半導(dǎo)體層315a的結(jié)晶性，因此是優(yōu)選的。另外，在圖12A至12C中，雖然示出層狀的第一半導(dǎo)體層306，但是也可以將半導(dǎo)體 粒子分散在柵極絕緣層305上。通過將半導(dǎo)體粒子的尺寸設(shè)定為lnm至30nm，將密度設(shè)定 為低于lX1013/Cm2，優(yōu)選為低于lXlO^Vcm2，可以形成被分離的半導(dǎo)體粒子。此時，后面形 成的混合區(qū)域307b接觸于半導(dǎo)體粒子和柵極絕緣層305。再者，通過在柵極絕緣層305上 形成微晶半導(dǎo)體粒子作為第一半導(dǎo)體層306之后，在該微晶半導(dǎo)體粒子上沉積微晶半導(dǎo)體 層，而也可以形成即使在柵極絕緣層305的界面結(jié)晶性也高的微晶半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層306的厚度為3nm至lOOnm，優(yōu)選為5nm至50nm。這是因為如果第 一半導(dǎo)體層306太薄，則薄膜晶體管的導(dǎo)通電流降低的緣故?；蛘撸@是因為如果第一半導(dǎo) 體層306太厚，則當(dāng)薄膜晶體管在高溫下工作時截止電流上升的緣故。通過將第一半導(dǎo)體 層306的厚度設(shè)定為3nm至lOOnm厚，優(yōu)選為5nm至50nm厚，可以得到良好的導(dǎo)通電流及 截止電流。在實施方式1所示的等離子體處理裝置的處理室中，通過混合包含硅或鍺的沉積 性氣體和氫并利用輝光放電等離子體，而形成第一半導(dǎo)體層306。或者，通過混合包含硅或 鍺的沉積氣體、氫、稀有氣體如氦、氬、氖、氪、氙等，且使用輝光放電等離子體，來形成第一 半導(dǎo)體層306。將氫流量稀釋到含硅或鍺的沉積性氣體的流量的10倍至2000倍(優(yōu)選為 10倍至200倍)，形成微晶硅、微晶硅鍺、微晶鍺等。此時的沉積溫度為室溫至300°C，優(yōu)選 為 200°C至 280°C。作為包含硅或鍺的沉積性氣體的典型例，有硅烷(SiH4)氣體、乙硅烷(Si2H6)氣 體、鍺烷(GeH4)氣體、乙鍺烷(Ge2H6)等。另外，如果使用氮化硅層形成柵極絕緣層305，則在第一半導(dǎo)體層306為微晶半導(dǎo) 體層時容易形成沉積初期的非晶半導(dǎo)體區(qū)域，這樣就使微晶半導(dǎo)體層的結(jié)晶性低，并且使 薄膜晶體管的電特性低。因此，在使用氮化硅層形成柵極絕緣層305時，優(yōu)選地是，在包含硅或鍺的沉積性氣體的稀釋率高的條件或低溫條件下沉積微晶半導(dǎo)體層。例如，優(yōu)選采用 如下高稀釋率條件將氫流量稀釋到含硅或鍺的沉積性氣體的流量的200倍至2000倍(優(yōu) 選為250倍至400倍)。另外，優(yōu)選采用微晶半導(dǎo)體層的沉積溫度為200°C至250°C的低溫 條件。通過采用高稀釋率條件或低溫條件，可以提高初期核發(fā)生密度，降低柵極絕緣層上的 非晶成分，從而使微晶半導(dǎo)體層的結(jié)晶性得到提高。通過使用氦、氬、氖、氪、氙等的稀有氣體作為第一半導(dǎo)體層306的原料氣體，提高 第一半導(dǎo)體層306的沉積速度。另外，當(dāng)沉積速度得到提高時，混入到第一半導(dǎo)體層306的 雜質(zhì)量減少，因此，可以提高第一半導(dǎo)體層306的結(jié)晶性。由此，薄膜晶體管的導(dǎo)通電流和 電場效應(yīng)遷移率得到提高，并且可以提高處理量。另外，在形成第一半導(dǎo)體層306之前，通過對CVD裝置的處理室內(nèi)進行排氣且導(dǎo)入 包含硅或鍺的沉積氣體，而去除處理室內(nèi)的雜質(zhì)，可以減少以后形成的薄膜晶體管的柵極 絕緣層305和第一半導(dǎo)體層306中的雜質(zhì)量，并且可以提高薄膜晶體管的電特性?；蛘?，在形成第一半導(dǎo)體層306之前，也可以使柵極絕緣層305的表面暴露于氧等 離子體、氫等離子體等。接著，如圖12B所示，在第一半導(dǎo)體層306上形成第二半導(dǎo)體層307。這里，作為第 二半導(dǎo)體層307，示出混合區(qū)域307b和包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c。接著，在第二半導(dǎo)體層 307上形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層309和導(dǎo)電層311。接著，在導(dǎo)電層311上形成抗蝕劑掩模313。以第一半導(dǎo)體層306作為晶種，在部分地進行結(jié)晶生長的條件下，可以形成具有 混合區(qū)域307b和包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c的第二半導(dǎo)體層307。在實施方式1所示的等離子體處理裝置的處理室中，通過混合包含硅或鍺的沉積 性氣體、氫和包含氮的氣體并利用輝光放電等離子體，而形成第二半導(dǎo)體層307。作為包含 氮的氣體，有氨、氮、氟化氮、氯化氮等、氯胺、氟胺等。輝光放電等離子體的生成可以是與第 一半導(dǎo)體層306同樣的。此時，通過使包含硅或鍺的沉積性氣體和氫的流量比為與第一半導(dǎo)體層306同樣 地形成微晶半導(dǎo)體層的條件，并且通過使用包含氮的氣體作為原料氣體，可以使第二半導(dǎo) 體層307的形成條件為與第一半導(dǎo)體層306的沉積條件相比減少結(jié)晶生長的條件。結(jié)果， 在第二半導(dǎo)體層307中，可以形成混合區(qū)域307b和由缺陷少且價電子帶的帶邊中的能級的 尾(下端)的斜率陡峭的具有高秩序性的半導(dǎo)體層形成的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c。這里，形成第二半導(dǎo)體層307的條件的典型例子為氫的流量為含硅或鍺的沉積 性氣體的流量的10倍至2000倍，優(yōu)選為10倍至200倍。另外，通常的形成非晶半導(dǎo)體層 的條件的典型例子為氫的流量為含硅或鍺的沉積性氣體的流量的0倍至5倍?；蛘?，通過對第二半導(dǎo)體層307的原料氣體引入氦、氖、氬、氙或氪等稀有氣體，可 以提高成膜速度。第二半導(dǎo)體層307的厚度優(yōu)選為50nm至350nm，優(yōu)選為120nm至250nm。在第二半導(dǎo)體層307的沉積初期中，因為在原料氣體中含有包含氮的氣體，所以 部分地抑制了結(jié)晶生長而使錐形狀的微晶半導(dǎo)體區(qū)域生長，并且形成填充在該錐形狀的微 晶半導(dǎo)體區(qū)域之間的非晶半導(dǎo)體區(qū)域。像這樣，微晶半導(dǎo)體區(qū)域和非晶半導(dǎo)體區(qū)域混合在 一起的區(qū)域被稱為307b。再者，錐形狀的微晶半導(dǎo)體區(qū)域的結(jié)晶生長停止，而只形成不包含 微晶半導(dǎo)體區(qū)域的非晶半導(dǎo)體區(qū)域。像這樣，不包含微晶半導(dǎo)體區(qū)域而只形成有非晶半導(dǎo)體的區(qū)域被稱為包含非晶半導(dǎo)體區(qū)域的區(qū)域307c。另外，有時會有如下情況在錐形狀的 微晶半導(dǎo)體區(qū)域生長之前，以第一半導(dǎo)體層306作為晶種而在整個第一半導(dǎo)體層306上沉 積微晶半導(dǎo)體層。另外，這里，對第二半導(dǎo)體層307的原料氣體混合了包含氮的氣體，以形成具有混 合區(qū)域307b和包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c的第二半導(dǎo)體層307，但是作為第二半導(dǎo)體層 307的另一形成方法，可以使用如下方法將第一半導(dǎo)體層306的表面暴露于包含氮的氣 體，而使氮被吸附到第一半導(dǎo)體層306的表面，然后，通過以包含硅或鍺的沉積性氣體和氫 作為原料氣體，來形成具有混合區(qū)域307b和包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c的第二半導(dǎo)體層 307。通過在等離子體處理裝置的處理室內(nèi)混合包含硅的沉積性氣體、氫和磷化氫(氫 稀釋或硅烷稀釋)并利用輝光放電等離子體，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層309。用氫稀釋包含硅的沉 積性氣體，來形成添加有磷的非晶硅或添加有磷的微晶硅。另外，在制造P溝道型的薄膜晶 體管時，作為雜質(zhì)半導(dǎo)體層309，只要使用乙硼烷代替磷化氫，并通過輝光放電等離子體形 成添加有硼的非晶硅或添加有硼的微晶硅，即可?？梢酝ㄟ^使用鋁、銅、鈦、釹、鈧、鉬、鉻、鉭或鎢等以單層或疊層形成導(dǎo)電層311。或 者，也可以使用添加有防止小丘的元素的鋁合金(可以用于柵電極303的鋁-釹合金等) 來形成。也可以采用如下疊層結(jié)構(gòu)利用鈦、鉭、鉬、鎢或這些元素的氮化物形成與雜質(zhì)半導(dǎo) 體層309接觸一側(cè)的層，并且在其上形成鋁或鋁合金。再者，也可以采用如下疊層結(jié)構(gòu)使 用鈦、鉭、鉬、鎢或這些元素的氮化物夾持鋁或鋁合金的上表面及下表面。導(dǎo)電層311通過CVD法、濺射法或真空沉積法等形成?；蛘?，導(dǎo)電層311也可以通 過絲網(wǎng)印刷法或噴墨法等吐出銀、金或銅等的導(dǎo)電性納米糊料并進行焙燒來形成?？刮g劑掩模313通過第二光刻工序而形成?？刮g劑掩模313具有厚度不同的區(qū)域。 這種抗蝕劑掩?？梢酝ㄟ^使用多級灰度掩模而形成。通過使用多級灰度掩模，可以縮減所 使用的光掩模數(shù)量而縮減制造步驟數(shù)目，因此是優(yōu)選的。在本實施方式中，在形成第一半導(dǎo) 體層306和第二半導(dǎo)體層307的圖案的步驟和將半導(dǎo)體層分成源區(qū)和漏區(qū)的步驟中，可以 使用通過使用多級灰度掩模而形成的抗蝕劑掩模。多級灰度掩模是指可以以多個階段的光量進行曝光的掩模，例如，以曝光區(qū)域、半 曝光區(qū)域以及非曝光區(qū)域的三個階段的光量進行曝光。通過使用多級灰度掩模，可以以一 次的曝光及顯影步驟形成具有多種(如兩種)厚度的抗蝕劑掩模。由此，通過使用多級灰 度掩模，可以縮減光掩模的數(shù)量。接下來，使用抗蝕劑掩模313對第一半導(dǎo)體層306、第二半導(dǎo)體層307、雜質(zhì)半導(dǎo)體 層309和導(dǎo)電層311進行蝕刻。通過該步驟，對第一半導(dǎo)體層306、第二半導(dǎo)體層307、雜質(zhì) 半導(dǎo)體層309和導(dǎo)電層311按每個元件進行分離，而形成第三半導(dǎo)體層315、雜質(zhì)半導(dǎo)體層 317和導(dǎo)電層319。另外，第三半導(dǎo)體層315具有第一半導(dǎo)體層306被蝕刻的微晶半導(dǎo)體層 315a、第二半導(dǎo)體層307的混合區(qū)域307b被蝕刻的混合區(qū)域315b和第二半導(dǎo)體層307的 包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域307c被蝕刻的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域315c (參照圖12C)。接著，使抗蝕劑掩模313縮退，形成被分離的抗蝕劑掩模323。作為抗蝕劑掩模的 縮退，使用利用氧等離子體的灰化而進行，即可。在此，通過對抗蝕劑掩模313進行灰化以 在柵電極上進行分離，可以形成抗蝕劑掩模323(參照圖13A)。
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接著，使用抗蝕劑掩模323蝕刻導(dǎo)電層319，形成用作源電極及漏電極的布線 325(參照圖13B)。這里，使用干蝕刻。布線325不僅起到源電極或漏電極的作用，而且還 起到信號線的作用。但是，不局限于此，也可以分別設(shè)置信號線和源電極及漏電極。接下來，使用抗蝕劑掩模323分別對第三半導(dǎo)體層315的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域 315c和雜質(zhì)半導(dǎo)體層317的一部分進行蝕刻。這里，使用干蝕刻。通過進行上述工序，形 成在其表面存在有凹部的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域329c和用作源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)半導(dǎo)體層 327(參照圖13C)。然后，去除抗蝕劑掩模323。另外，這里，因為分別對導(dǎo)電層319、包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域315c和雜質(zhì)半導(dǎo)體層 317的一部分進行了干蝕刻，所以導(dǎo)電層319被各向異性地蝕刻，而成為布線325的側(cè)面和 雜質(zhì)半導(dǎo)體層327的側(cè)面大致一致的形狀。另外，在去除抗蝕劑掩模323之后，也可以蝕刻雜質(zhì)半導(dǎo)體層317和包含非晶半導(dǎo) 體的區(qū)域315c的一部分。通過進行該蝕刻，布線325的側(cè)面和雜質(zhì)半導(dǎo)體層327的側(cè)面大 致一致，這是因為使用布線325蝕刻了雜質(zhì)半導(dǎo)體層317的緣故。另外，也可以對導(dǎo)電層319進行濕蝕刻，并且對包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域315c和雜 質(zhì)半導(dǎo)體層317進行干蝕刻。通過進行濕蝕刻，導(dǎo)電層319被各向同性地蝕刻，因此形成比 抗蝕劑掩模323向內(nèi)一側(cè)縮小的布線325。并且，成為雜質(zhì)半導(dǎo)體層327的側(cè)面形成在布線 325的側(cè)面的外側(cè)的形狀。接著，在去除抗蝕劑掩模323之后，也可以進行干蝕刻。作為干蝕刻條件，采用如 下條件露出的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域329c的表面不受到損傷，且對于包含非晶半導(dǎo)體 的區(qū)域329c的蝕刻速度低。也就是，采用如下條件露出的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域329c 的表面幾乎不受到損傷，且包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域329c的露出的部分的厚度幾乎不減 薄。作為蝕刻氣體，使用如(12、〔&或隊等。對于蝕刻方法沒有特別的限制，可以采用電 感耦合型等離子體(ICP Jnductively Coupled Plasma)方式、電容耦合型等離子體(CCP Capacitively Coupled Plasma)方式、電子回旋共振等離子體(ECR Electron Cyclotron Resonance)方式、反應(yīng)離子蝕刻(RIE :Reactive Ion Etching)方式等。接著，也可以對包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域329c的表面進行等離子體處理如水等離 子體處理、氨等離子體處理、氮等離子體處理等。通過在反應(yīng)空間引入以水蒸氣為主要成分的氣體，生成等離子體，而可以進行水 等離子體處理。如上所述，通過在形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層327之后，在不對包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域 329c造成損傷的條件下進一步進行干蝕刻，可以去除存在于露出的包含非晶半導(dǎo)體的區(qū)域 329c的表面上的殘渣等的雜質(zhì)。并且，通過進行等離子體處理，可以使源區(qū)和漏區(qū)之間的絕 緣可靠，并且降低完成的薄膜晶體管的截止電流，而可以減少電特性的不均勻性。通過上述步驟，可以以少的掩模數(shù)量高生產(chǎn)率地制造具有缺陷少的柵極絕緣層的 薄膜晶體管。并且，可以高生產(chǎn)率地制造電特性的不均勻或退化少的薄膜晶體管。另外，在 本實施方式中，作為薄膜晶體管，示出了反交錯型薄膜晶體管，但是可以適當(dāng)?shù)厥褂庙敄判?薄膜晶體管。實施方式4可以將實施方式3所說明的薄膜晶體管應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機)。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)；用于計算機等的監(jiān)視器; 電子紙；數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機；數(shù)碼相框；便攜電話(也稱為移動電話、移動電話裝置)； 便攜式游戲機；便攜式信息終端；聲音再現(xiàn)裝置；彈珠機等的大型游戲機等?？梢詫嵤┓绞?所說明的薄膜晶體管應(yīng)用于例如電子紙。電子紙可以用于顯示 信息的所有領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如，能夠?qū)㈦娮蛹垜?yīng)用于電子書籍(電子書)、海報、電車等 交通工具的車廂廣告、信用卡等各種卡片中的顯示等。圖14A至14D示出電子設(shè)備的一例。圖14A示出電子書籍的一例。例如，圖14A所示的電子書籍由框體400及框體401 構(gòu)成?？蝮w400及框體401由鉸鏈404形成為一體，而可以進行開閉工作。通過采用這種 結(jié)構(gòu)，可以如使用紙的書籍那樣進行使用?？蝮w400組裝有顯示部402，而框體401組裝有顯示部403。顯示部402及顯示部 403的結(jié)構(gòu)既可以是顯示連續(xù)的畫面的結(jié)構(gòu)，又可以是顯示不同的畫面的結(jié)構(gòu)。通過采用顯 示不同的畫面的結(jié)構(gòu)，例如可以在右邊的顯示部(圖14A中的顯示部402)顯示文章，而在 左邊的顯示部(圖14A中的顯示部403)顯示圖像?？梢詫⒂蓪嵤┓绞?所示的薄膜晶體 管構(gòu)成的顯示裝置應(yīng)用于顯示部402及顯示部403。此外，在圖14A中示出框體400具備操作部等的例子。例如，在框體400中，具備 電源輸入端子405、操作鍵406、揚聲器407等。操作鍵406例如可以具備翻頁的功能。此 外，也可以采用在與框體的顯示部相同的面上具備鍵盤及定位裝置等的結(jié)構(gòu)。另外，也可以 采用在框體的背面或側(cè)面具備外部連接用端子(耳機端子、USB端子及可以與USB電纜等 各種電纜連接的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。再者，圖14A所示的電子書籍也可以 具有電子詞典的功能。此外，圖14A所示的電子書籍也能夠具備以無線方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采 用如下結(jié)構(gòu)以無線的方式從電子書籍服務(wù)器購買所希望的書籍?dāng)?shù)據(jù)等，然后下載。圖14B示出數(shù)碼相框的一例。例如，在圖14B所示的數(shù)碼相框中，框體411組裝有 顯示部412。顯示部412可以顯示各種圖像，例如通過顯示使用數(shù)碼相機等拍攝的圖像數(shù) 據(jù)，能夠發(fā)揮與一般的相框同樣的功能。作為顯示部412，可以使用由實施方式3所說明的 薄膜晶體管構(gòu)成的顯示裝置。此外，圖14B所示的數(shù)碼相框優(yōu)選采用具備操作部、外部連接用端子(USB端子、可 以連接到諸如USB電纜等電纜的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也可以組 裝到與顯示部相同的面上，但是當(dāng)將它們設(shè)置在側(cè)面或背面上時，設(shè)計性提高，所以是優(yōu)選 的。例如，能夠?qū)?shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部插入儲存有由數(shù)碼相機拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存 儲器并提取圖像數(shù)據(jù)，然后將所提取的圖像數(shù)據(jù)顯示于顯示部412。注意，圖14B所示的數(shù)碼相框也可以采用能夠以無線方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還能 采用以無線方式提取所希望的圖像數(shù)據(jù)并進行顯示的結(jié)構(gòu)。圖14C示出電視裝置的一例。在圖14C所示的電視裝置中，框體421組裝有顯示 部422。通過利用顯示部422，可以顯示影像。此外，在此示出利用支架423支撐框體421 的結(jié)構(gòu)。作為顯示部422，能夠應(yīng)用由實施方式3所說明的薄膜晶體管構(gòu)成的顯示裝置。能夠通過利用框體421所具備的操作開關(guān)或分體形成的遙控操作機進行圖14C所 示的電視裝置的操作。通過利用遙控操作機所具備的操作鍵，能夠進行對頻道及音量的操 作，并能夠?qū)υ陲@示部422上顯示的影像進行操作。注意，也可以采用在遙控操作機中設(shè)置顯示從該遙控操作機輸出的信息的顯示部的結(jié)構(gòu)。此外，圖14C所示的電視裝置采用具備接收機及調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)。能夠通過 利用接收機接收一般的電視廣播，再者，通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng) 絡(luò)，也可以進行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(發(fā)送者和接收者之間或接收者彼此之 間等)的信息通信。圖14D示出便攜電話的一例。圖14D所示的便攜電話除了安裝在框體431中的顯 示部432之外還具備操作按鈕433、操作按鈕437、外部連接端口 434、揚聲器435及麥克風(fēng) 436等。作為顯示部432，能夠應(yīng)用由實施方式3所說明的薄膜晶體管構(gòu)成的顯示裝置。圖14D所示的便攜電話的顯示部432既可以是觸摸面板(touch panel)，也可以是 能夠通過用手指等觸摸顯示部432來操作顯示部432的顯示內(nèi)容的結(jié)構(gòu)。在此情況下，能 夠通過用手指等觸摸顯示部432來打電話或制作電子郵件等。顯示部432的畫面主要有三種模式。第一模式是以圖像的顯示為主的顯示模式， 第二模式是以文字等信息的輸入為主的輸入模式。第三模式是混合有顯示模式和輸入模式 這兩種模式的顯示與輸入模式。例如，在打電話或制作電子郵件的情況下，將顯示部432設(shè)定為以文字輸入為主 的文字輸入模式，并進行在畫面上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優(yōu)選的是，在 顯示部432的畫面的大多部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。注意，通過在圖14D所示的便攜電話的內(nèi)部設(shè)置具有陀螺儀和加速度傳感器等檢 測傾斜度的傳感器的檢測裝置，判斷便攜電話的方向(縱向或橫向)，能夠?qū)︼@示部432的 顯示信息進行自動切換。通過觸摸顯示部432或利用框體431的操作按鈕437進行的操作，切換畫面模式， 即可。此外，還能根據(jù)顯示在顯示部432上的圖像種類切換畫面模式。例如，當(dāng)顯示在顯示 部上的圖像信號為動態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時，將畫面模式切換成顯示模式，而當(dāng)顯示在顯示部上 的圖像信號為文本數(shù)據(jù)時，將畫面模式切換成輸入模式，即可。注意，當(dāng)在輸入模式中通過檢測出顯示部432的光傳感器所檢測的信號得知在一 定期間沒有顯示部432的觸摸操作輸入時，也可以以將畫面模式從輸入模式切換成顯示模 式的方式進行控制。還能夠?qū)@示部432用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部432， 并利用圖像傳感器拍攝掌紋、指紋等，能夠進行個人識別。注意，通過在顯示部中使用發(fā)射 近紅外光的背光燈或發(fā)射近紅外光的感測光源，還能拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。如上所說明，可以將本發(fā)明的一個方式的薄膜晶體管和顯示裝置應(yīng)用于各種電子 設(shè)備。本說明書根據(jù)2009年6月19日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2009-146926而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
一種等離子體處理裝置，其中在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電等離子體并在該反應(yīng)室內(nèi)的襯底上沉積生成物，該等離子體處理裝置包括在所述反應(yīng)室內(nèi)，其上裝載有所述襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所述第一電極相對的所述第二電極的表面上的多個突出部分；以及電連接于所述第二電極的高頻電源，其中，所述第二電極具有設(shè)置在所述多個突出部分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在所述多個突出部分之間的第二氣體引入口，并且，在將高頻電力供給給所述第二電極時，在所述多個突出部分上產(chǎn)生的所述輝光放電等離子體的電子密度高于在所述多個突出部分之間產(chǎn)生的所述輝光放電等離子體的電子密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中供給頻率為13.56MHz以下的所述高 頻電力的所述高頻電源電連接到所述第二電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的每 一個的截面積越接近每個所述第一氣體弓I入口越一味地縮小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的每 一個的邊緣部或頂部具有圓度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中將反應(yīng)性氣體通過所述第一氣體引 入口引入到所述反應(yīng)室，并且將沉積性氣體通過所述第二氣體引入口引入到所述反應(yīng)室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其中所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、氧 化性氣體或氫氣體，并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
7.一種等離子體處理裝置，其中在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電等離子體并在該反應(yīng)室內(nèi)的 襯底上沉積生成物，該等離子體處理裝置包括在所述反應(yīng)室內(nèi)，其上裝載有所述襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所述第一電極相對的所述第二電 極的表面上的多個突出部分；以及電連接于所述第二電極的高頻電源，其中，所述第二電極具有設(shè)置在所述多個突出部分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在 所述多個突出部分之間的第二氣體引入口，并且，在將高頻電力供給給所述第二電極時，相鄰的所述第二電極的多個突出部分之 間的距離小于因所述輝光放電等離子體而產(chǎn)生在所述第二電極的多個突出部分之間的鞘 層的厚度的2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中引入到所述第一氣體引入口的氣體 與引入到所述第二氣體引入口的氣體不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中供給頻率為13.56MHz以下的所述高 頻電力的所述高頻電源電連接到所述第二電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的每一個的截面積越接近每個所述第一氣體弓I入口越一味地縮小。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的 每一個的邊緣部或頂部具有圓度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中將反應(yīng)性氣體通過所述第一氣體 引入口引入到所述反應(yīng)室，并且將沉積性氣體通過所述第二氣體引入口引入到所述反應(yīng) 室。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的等離子體處理裝置，其中所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、 氧化性氣體或氫氣體，并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
14.一種等離子體處理裝置，其中在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電等離子體并在該反應(yīng)室內(nèi) 的襯底上沉積生成物，包括在所述反應(yīng)室內(nèi)，其上裝載有所述襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所述第一電極相對的所述第二電 極的表面上的多個突出部分；以及電連接于所述第二電極的高頻電源，其中，所述第二電極具有設(shè)置在所述多個突出部分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在 所述多個突出部分之間的第二氣體引入口，并且，在將高頻電力供給給所述第二電極時，所述第二電極的多個突出部分的高度小 于因所述輝光放電等離子體而產(chǎn)生在所述第二電極的多個突出部分之間的鞘層的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其中引入到所述第一氣體引入口的氣 體與引入到所述第二氣體引入口的氣體不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其中供給頻率為13.56MHz以下的所述 高頻電力的所述高頻電源電連接到所述第二電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的 每一個的截面積越接近每個所述第一氣體弓I入口越一味地縮小。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的 每一個的邊緣部或頂部具有圓度。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其中將反應(yīng)性氣體通過所述第一氣 體引入口引入到所述反應(yīng)室，并且將沉積性氣體通過所述第二氣體引入口引入到所述反應(yīng) 室。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的等離子體處理裝置，其中所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、 氧化性氣體或氫氣體，并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
21.一種等離子體處理裝置，其中在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電等離子體并在該反應(yīng)室內(nèi) 的襯底上沉積生成物，包括在所述反應(yīng)室內(nèi)，其上裝載有所述襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所述第一電極相對的所述第二電 極的表面上的多個突出部分；以及電連接于所述第二電極的高頻電源，其中，所述第二電極具有設(shè)置在所述多個突出部分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在 所述多個突出部分之間的第二氣體引入口，引入到所述第一氣體引入口的氣體與引入到所述第二氣體引入口的氣體不同， 并且，在將高頻電力供給給所述第二電極時，在所述多個突出部分上產(chǎn)生的所述輝光 放電等離子體的電子密度高于在所述多個突出部分之間產(chǎn)生的所述輝光放電等離子體的 電子密度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的等離子體處理裝置，其中供給頻率為13.56MHz以下的所述 高頻電力的所述高頻電源電連接到所述第二電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的 每一個的截面積越接近每個所述第一氣體弓I入口越一味地縮小。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的等離子體處理裝置，其中所述第二電極的多個突出部分的 每一個的邊緣部或頂部具有圓度。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的等離子體處理裝置，其中將反應(yīng)性氣體通過所述第一氣 體引入口引入到所述反應(yīng)室，并且將沉積性氣體通過所述第二氣體引入口引入到所述反應(yīng) 室。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的等離子體處理裝置，其中所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、 氧化性氣體或氫氣體，并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
27.一種使用等離子體處理裝置的膜的制造方法，該等離子體處理裝置包括其上裝載有襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所 述第一電極相對的所述第二電極的表面上的多個突出部分，并具有設(shè)置在所述多個突出部 分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在所述多個突出部分之間的第二氣體引入口 ；以及電連 接于所述第二電極的高頻電源，所述制造方法包括如下步驟在從所述第一氣體引入口引入反應(yīng)性氣體并從所述第二氣體引入口引入沉積性氣體 的同時，將電力供給給所述高頻電源；在所述第二電極的所述多個突出部分的正下產(chǎn)生其電子密度高于所述多個突出部分 的側(cè)面的周圍的的電子密度的主等離子體；以及 在所述襯底上形成所述膜。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的膜的制造方法，其中，所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體， 并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
29.一種薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟通過使用根據(jù)權(quán)利要求27所述的膜的制造方法，在形成在所述襯底上的柵電極上形 成所述膜；在所述膜上形成半導(dǎo)體層；以及 形成連接到所述半導(dǎo)體層的布線。
30.一種薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟通過使用根據(jù)權(quán)利要求27所述的膜的制造方法，在形成在所述襯底上的半導(dǎo)體層上 形成所述膜；在所述膜上形成柵電極；以及形成連接到所述半導(dǎo)體層的布線。
31.一種使用等離子體處理裝置的膜的制造方法，該等離子體處理裝置包括其上裝載有襯底的第一電極；與所述第一電極相對的第二電極，該第二電極包括與所 述第一電極相對的所述第二電極的表面上的多個突出部分，并具有設(shè)置在所述多個突出部 分的頂面的第一氣體引入口、設(shè)置在所述多個突出部分之間的第二氣體引入口 ；以及電連 接于所述第二電極的高頻電源，所述制造方法包括如下步驟在從所述第一氣體引入口引入反應(yīng)性氣體并從所述第二氣體引入口引入沉積性氣體 的同時，將電力供給給所述高頻電源；在所述第二氣體引入口的正下產(chǎn)生其厚度等于或厚于所述多個突出部分的高度的鞘 層；以及在所述襯底上形成所述膜。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的膜的制造方法，其中，所述反應(yīng)性氣體為氮化性氣體、氧化性氣體或氫氣體， 并且，所述沉積性氣體包含硅或鍺。
33.一種薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟通過使用根據(jù)權(quán)利要求31所述的膜的制造方法，在形成在所述襯底上的柵電極上形 成所述膜；在所述膜上形成半導(dǎo)體層；以及 形成連接到所述半導(dǎo)體層的布線。
34.一種薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟通過使用根據(jù)權(quán)利要求31所述的膜的制造方法，在形成在所述襯底上的半導(dǎo)體層上 形成所述膜；在所述膜上形成柵電極；以及 形成連接到所述半導(dǎo)體層的布線。
全文摘要
本發(fā)明的一個方式的目的在于提供一種可以形成均勻且優(yōu)質(zhì)的膜的等離子體處理裝置。該等離子體處理裝置具有如下結(jié)構(gòu)其上部電極具有設(shè)置有第一引入孔(第一氣體管道)的凸部和設(shè)置有第二引入孔(第二氣體管道)的凹部，所述上部電極的第一引入孔(第一氣體管道)連接到填充有不容易離解的氣體的第一汽缸且第二引入孔(第二氣體管道)連接到填充有容易離解的氣體的第二汽缸，從設(shè)置在所述上部電極的凸部的表面的第一引入孔(第一氣體管道)的引入口將不容易離解的氣體引入到反應(yīng)室并從設(shè)置在凹部的表面的第二引入孔(第二氣體管道)的引入口將容易離解的氣體引入到反應(yīng)室。
文檔編號C23C16/50GK101928935SQ20101021333
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者井上卓之, 井上博登, 山崎舜平, 菊地彫 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所