[发明专利]金属吸附装置及方法

说明书

技术领域

本发明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形成TFT的多晶硅薄膜时为了降低结晶化温度以提高结晶化特性而将金属或金属有机化合物吸附在非晶质硅薄膜上的装置及吸附方法。

背景技术

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1cm²/Vs、多晶硅TFT的电子迁移率大约为100cm²/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。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题而完成的本发明的目的在于，提供为了通过金属诱导结晶化方式使硅结晶化而可以将金属或金属有机化合物吸附在非晶质硅薄膜上的装置及方法。

另外，本发明的目的在于，提供为了将降低半导体或显示器的各种特性的金属污染最小化而可以将适当浓度的金属或金属有机化合物吸附在非晶质硅薄膜上的装置及吸附方法。

为了实现上述目的，本发明的金属吸附装置为为了通过金属诱导结晶化方式使硅结晶化而将金属吸附在非晶质硅上的装置，其特征在于，其包含：供给含有金属的源气体的源气体供给部；供给辅助气体的辅助气体供给部；通过上述源气体和上述辅助气体的反应而使金属吸附在上述非晶质硅上的反应室(chamber)；以及通过调节吸附压力、吸附时间和吸附温度中的至少一个来控制吸附在上述非晶质硅上的金属的量的控制部。