專利名稱：制造微晶硅薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，尤指一種通過電漿輔助化學(xué)氣相沉積("CVD")制造工藝來制造微晶硅(P c-Si)薄膜或li c-Si合金薄膜的方法。
技術(shù)背景微晶硅材料(例如微晶硅薄膜)因其材料特性與特征而具有許多應(yīng)用。 其中一種應(yīng)用為太陽能電池應(yīng)用。許多其他應(yīng)用(例如需要具有優(yōu)異電氣 特征的半導(dǎo)體裝置或電路的應(yīng)用)也經(jīng)常依賴于微晶硅材料的使用。以太 陽能電池應(yīng)用為例，以下說明微晶硅材料的一種應(yīng)用。太陽能為近年來可用的最重要的能源之一。光電裝置，例如太陽能電 池，己經(jīng)引起了極大的關(guān)注，其能根據(jù)光電效應(yīng)將太陽輻射轉(zhuǎn)換成電能。 太陽能電池通過幾乎無限的太陽能來供電，不需要補(bǔ)充化石燃料，因此已 應(yīng)用于衛(wèi)星、太空及移動通訊。鑒于節(jié)能、有效利用資源及防止環(huán)境污染 的需求日益增加，太陽能電池已成為一種富有吸引力的產(chǎn)生能量的裝置。雖然可在硅(Si)晶片上制造太陽能電池，然而，相較于公知的發(fā)電方 法(例如，化石燃料燃燒電廠)，使用晶片型太陽能電池發(fā)電的成本相對較 高。為了使太陽能電池在經(jīng)濟(jì)上更可行并降低成本，已經(jīng)開發(fā)了薄膜生長 技術(shù)，用于沉積高品質(zhì)的吸光半導(dǎo)體材料。該些薄膜方法在大面積基板上 生長太陽能電池或太陽能電池模塊，其可實(shí)現(xiàn)具有成本效益的制造，并允 許多功能模塊化設(shè)計。大面積太陽能電池的制造一般使用非晶半導(dǎo)體薄 膜，例如非晶硅膜。某些研究已發(fā)現(xiàn)，堆疊式或串接式太陽能電池可具有 改善的能量轉(zhuǎn)換效率。而且研究還發(fā)現(xiàn)，微晶硅(uc-Si)薄膜或納米晶硅薄 膜可增強(qiáng)太陽能電池的導(dǎo)電性，并吸收整個太陽光譜的不同光波長，以進(jìn) 一步改善能量轉(zhuǎn)換效率，P c-Si薄膜可能為制造下一代太陽能電池的理想材料之一。然而，根據(jù)制造工藝技術(shù)，基于uc-Si薄膜來制造太陽能電池 可能具有一定的問題，例如與薄膜品質(zhì)、界面特性、薄膜沉積速率及/或大 面積薄膜均勻性有關(guān)的問題。發(fā)明內(nèi)容依據(jù)本發(fā)明的一范例可提供一種在電漿輔助化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng) 中制造半導(dǎo)體裝置的方法，該系統(tǒng)可包含處理室，其具有相互隔開的第一 電極與第二電極，該方法可包含于該第二電極上提供基板，該基板可包含 暴露于該第一電極的表面，在該基板的該表面上制造半導(dǎo)體薄膜并在該半 導(dǎo)體薄膜的成核階段期間將第一偏壓施加于該第二電極上，直至達(dá)到該半 導(dǎo)體薄膜的預(yù)定厚度為止，以及在達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜的該預(yù)定厚度之后， 將第二偏壓施加于該第二電極上。依據(jù)本發(fā)明的另一范例可提供一種能夠在電漿輔助化學(xué)氣相沉積 (CVD)系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體裝置的方法，該系統(tǒng)可包含處理室，其具有相互 隔開的第一電極與第二電極，該方法可包含于該第二電極上提供基板，該 基板可包含暴露于該第一電極的表面，在該基板的該表面上制造半導(dǎo)體薄 膜，在制造該半導(dǎo)體薄膜期間，將負(fù)偏壓施加于該第二電極上達(dá)預(yù)定時間， 以在該基板的該表面上產(chǎn)生成核點(diǎn)，以及在該預(yù)定時間之后，將正偏壓施 加于該第二電極上，以減小該基板的該表面上的缺陷密度。依據(jù)本發(fā)明的其他范例可提供一種能夠在電漿輔助化學(xué)氣相沉積 (CVD)系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體薄膜的方法，該系統(tǒng)可包含處理室，其具有相互 隔開的第一電極與第二電極，該方法可包含于該第二電極上提供基板，該 基板包含暴露于該第一電極的表面，在該表面上制造第一半導(dǎo)體薄膜，在 制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將第一偏壓施加于該第二電極上，在該第一 半導(dǎo)體薄膜上制造第二半導(dǎo)體薄膜，以及在制造該第二半導(dǎo)體薄膜期間，將第二偏壓施加于該第二電極上。在下文的說明中將部份提出本發(fā)明的其他特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，而且從該說明 中將了解本發(fā)明其中一部份，或者通過實(shí)施本發(fā)明也可習(xí)得。通過權(quán)利要 求中特別列出的元件與組合將可了解且達(dá)成本發(fā)明的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)該了解的是，上文的概要說明以及下文的詳細(xì)說明都僅供作例示 與解釋，其并未限制本文所主張的發(fā)明。


當(dāng)并同各附圖而閱覽時，即可更佳了解本發(fā)明的前揭摘要以及上文詳 細(xì)說明。為達(dá)本發(fā)明的說明目的，各附圖里繪示有現(xiàn)屬較佳的各具體實(shí)施 例。然應(yīng)了解本發(fā)明并不限于所繪的精確排置方式及設(shè)備裝置。在各附圖中圖l為根據(jù)本發(fā)明的一范例的制造微晶硅(PC-Si)薄膜的系統(tǒng)的示意圖；圖2為說明根據(jù)本發(fā)明的一范例的制造UC-Si薄膜的方法的示意圖；圖3A至3D為說明圖1所示的第二功率產(chǎn)生器的輸出電壓的示范性曲 線圖；圖4A與4B為顯示根據(jù)本發(fā)明的一范例的方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穿透式電 子顯微鏡(TEM)照片的范例；圖4C為4A與4B所示的材料的拉曼光譜分析的曲線圖；以及圖5為說明根據(jù)本發(fā)明的一范例的一種制造太陽能電池的半導(dǎo)體層的 方法的流程圖。主要元件標(biāo)記說明10系統(tǒng)12處理室12-1第一電極12國2第二電極14第一功率產(chǎn)生器14畫1匹配網(wǎng)絡(luò)16第二功率產(chǎn)生器18氣體控制器20加熱控制器22提升機(jī)構(gòu)24泵浦30基板30國1表面具體實(shí)施方式
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一范例的制造微晶硅(y c-Si)薄膜的系統(tǒng)10的示 意圖。該u c-Si薄膜或納米晶硅薄膜可指顆粒尺寸范圍為約10至100納 米(nm)的多晶硅薄膜。然而，該范圍在特定應(yīng)用中可以不同。在其他范例 中，該系統(tǒng)10也能制造微晶碳化硅(uc-SiC)、微晶硅鍺(uc-SiGe)、非晶 硅及非晶硅鍺(a-SiGe)。請參照圖l，該系統(tǒng)10可包括處理室12、第一功 率產(chǎn)生器14與第二功率產(chǎn)生器16。舉例而言，除第二功率產(chǎn)生器16之外， 該系統(tǒng)10可包括由Applied Komatsu Technology公司制造的AKT-1600型 電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)、由應(yīng)用材料公司(Applied Materia, Inc.)制造的高密度電漿CVD(HDPCVD)系統(tǒng)、感應(yīng)耦合電漿CVD (ICP-CVD)系統(tǒng)、電容耦合電漿(CCP)CVD 、電子回旋共振CVD (ECRCVD)、微波電漿CVD(MWCVD)以及遠(yuǎn)端電漿源系統(tǒng)。然而，本發(fā) 明不限于上述系統(tǒng)，且可與其他市售沉積系統(tǒng)一起使用。將基板30(其可包括玻璃、聚合物與金屬箔基板之一)放在處理室12 中。該處理室12可配備有一對平行板電極，其包括第一電極12-1與第二 電極12-2。該第一電極12-1可用作進(jìn)氣歧管或噴頭，由氣體控制器18提 供的反應(yīng)氣體通過其進(jìn)入處理室12中。與第一電極12-1隔開(例如，隔開 數(shù)英吋)的第二電極12-2可用于支撐或保持基板30。在沉積期間，將第一 功率產(chǎn)生器14通過匹配網(wǎng)絡(luò)14-1提供的射頻(RF)、特高頻(VHF)或微波 施加于第一電極12-1上，以在處理室12中的反應(yīng)氣體內(nèi)產(chǎn)生電漿。該電 漿使反應(yīng)氣體分解并將一層材料沉積于基板30的暴露表面30-1上。第二 功率產(chǎn)生器16可將RF電壓、直流(DC)電壓、交流(AC)電壓或至少一脈 沖電壓提供給第二電極12-2，以在第一電極12-1與第二電極12-2之間產(chǎn) 生電場。隨后將會參照圖3A至3C詳細(xì)討論第二功率產(chǎn)生器16的沉積制 造工藝與操作。該系統(tǒng)10可進(jìn)一步包括加熱控制器20、提升機(jī)構(gòu)22與泵浦24。加 熱控制器20可在沉積期間為加熱器(圖中未示)供電，以對基板30進(jìn)行加 熱，從而使第二電極12-2達(dá)到或保持于適當(dāng)?shù)臏囟任粶?zhǔn)。提供提升機(jī)構(gòu) 22是為了將第二電極12-2支撐于適當(dāng)?shù)母叨任粶?zhǔn)。泵浦24可用于將處理室12抽空至真空狀態(tài)。圖2為說明根據(jù)本發(fā)明的一范例的制造u c-Si薄膜的方法的示意圖。 沉積制造工藝是反應(yīng)性分子先驅(qū)物與基板30之間的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。構(gòu) 成薄膜的初始原子與分子是作為先驅(qū)物提供，其從圖1所示的氣體控制器 18供應(yīng)。理想的反應(yīng)是在基板30的表面30-l上沉積薄膜，并消除構(gòu)成該 先驅(qū)物的額外原子或分子。在一范例中，基板30的表面30-1可包括一層 摻雜式氧化錫(例如ZnO:Al)或摻雜式氧化鋅(例如Sn02:F)，其可通過公知 物理氣相沉積(PVD)制造工藝或另一適當(dāng)制造工藝而制造于基板30上。 ZnO:Al或Sn02:F層可用作太陽能電池的第一電極。請參照圖2，該沉積制造工藝可包括成核階段期間與生長階段期間。 假定該成核階段期間是在將由穩(wěn)定材料形成的薄膜沉積于基板30的表面 30-1上的成核點(diǎn)之時。基板30的表面30-l上具有許多的鍵結(jié)位置，沉積 期間于此等位置發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)，使氣態(tài)原子與分子以化學(xué)方式附著于表面 30-1上。然而，并非所有潛在的鍵結(jié)位置都發(fā)生反應(yīng)。 一般而言，具有不 規(guī)則表面結(jié)構(gòu)或雜質(zhì)的該成核點(diǎn)可能捕獲分子先驅(qū)物。為了提供更多此類 的該成核點(diǎn)，也參照圖1, 一范例中的第二功率產(chǎn)生器16可在該成核階段 期間將負(fù)偏壓提供給第二電極12-2，以在第一電極12-1與第二電極12-2 之間產(chǎn)生電場，從而對表面30-1產(chǎn)生離子轟擊效果。離子轟擊可促進(jìn)初 始反應(yīng)產(chǎn)物(即成核晶種)的該成核點(diǎn)的制造。該成核晶種不能移動，并且 擴(kuò)散的該分子先驅(qū)物很有可能與其碰撞并反應(yīng)，從而生長介穩(wěn)叢集。隨著 該介穩(wěn)叢集生長變大，大多數(shù)碰撞發(fā)生于該介穩(wěn)叢集的邊界處，此可得到 晶種層。隨著該介穩(wěn)叢集進(jìn)一步以三維方式生長，大多數(shù)鍵結(jié)與反應(yīng)制造 工藝發(fā)生于該介穩(wěn)叢集的上表面上，從而制造臨界叢集。最后在該生長階 段期間，該臨界叢集的垂直生長會制造顆粒，其最終聚結(jié)成連續(xù)膜。然而，另一方面，在該成核階段期間，該分子先驅(qū)物中的大尺寸或重 離子在通過電場朝基板30的表面30-1加速時可能會損壞該表面。舉例而 言，在基板30上已制造ZnO:Al或Sn02:F層，由于材料ZnO:Al或Sn02:F 表現(xiàn)出結(jié)晶特征以及相對較高的導(dǎo)電率(例如，大于1020/cm3自由電子)， 因此表面30-1上的此類損壞不會對導(dǎo)電性造成負(fù)面影響或引起缺陷密度的任何大幅增加。而且，結(jié)晶特征可促進(jìn)成核。為了減輕潛在損壞，在另一范例中，第二功率產(chǎn)生器16可在該成核階段期間將正偏壓或參照偏壓 提供給第二電極12-2。在根據(jù)本發(fā)明的范例中，通過第一功率產(chǎn)生器14提供的RF功率在約 13.56MHz的頻率下約為600瓦特。所產(chǎn)生電漿的密度約為1011至 1013cm-3，此可促進(jìn)成核，與小一個或兩個等級的較低密度相比，其具有 較短的孕核時間以及較薄的孕核層?？蓪⑻幚硎?2抽空至約10-3托耳的 壓力。反應(yīng)氣體可包括硅烷(SiH4)、氫(H2)與氬(Ar)。在一范例中，Ar為 約0至50sccm， SiH4為50sccm，并且SiH4與H2之比為約1:10至1:100。 將基板30保持于約25。 C至500° C的溫度。孕核層的厚度范圍可為約 30至50納米(nm)，在該厚度下，可將非晶硅結(jié)晶為多晶硅。在該生長階段期間，可執(zhí)行化學(xué)侵蝕制造工藝，以移除孕核層的上表 面上的弱鍵結(jié)非晶或硅分子。然而，在另一范例中，可在該成核階段期間 執(zhí)行化學(xué)侵蝕制造工藝。由于分離的該成核點(diǎn)可導(dǎo)致在基板30的表面30-l 上制造顆粒邊界與空隙，在上述位置，潛在的鍵結(jié)點(diǎn)無法與分子先驅(qū)物鍵 結(jié)，因此弱鍵結(jié)材料的移除有助于縮短孕核時間并減小孕核層厚度。在化 學(xué)侵蝕制造工藝中使用侵蝕性氣體，其中包括SiF4與H2或SiC14與H2。 在根據(jù)本發(fā)明的范例中，SiF4與H2之比為約1:10至1:100。在另一范例 中，SiF4為1 sccm，而H2為10 sccm。當(dāng)薄膜在該成核階段期間生長至預(yù)定厚度時，第二功率產(chǎn)生器16可 將正偏壓提供給第二電極12-2，以獲得凝結(jié)的硅膜。正偏壓可抑止離子轟 擊，并減小表面30-1上的缺陷密度。在該生長階段期間，切斷反應(yīng)氣體 Ar，使SiH4保持于約50sccm，且SiH4與H2之比為約1:10至1:100。圖3A至3D為說明圖1所示的第二功率產(chǎn)生器的輸出電壓的示范性 曲線圖。參照圖3A，在一范例中，第二功率產(chǎn)生器16可在該成核階段期 間將范圍為約-5至-150伏特的直流偏壓提供給第二電極12-2。如上所述， 負(fù)偏壓有助于增加表面30-1上的該成核點(diǎn)，因此促進(jìn)成核。在另一范例 中，第二功率產(chǎn)生器16可以約0至400 Hz的頻率提供約-150至50伏特的交流偏壓。在又一范例中，第二功率產(chǎn)生器16可提供至少一脈沖電壓， 例如，采用方形波的形式。該脈沖電壓的范圍可為約-150至50伏特，其 頻率為約0至400Hz,且脈沖寬度為約1至10 u m/sec。而且，當(dāng)薄膜生長至預(yù)定厚度以使薄膜可用作晶種層時，第二功率產(chǎn) 生器16可將范圍為約5至150伏特的直流偏壓提供給第二電極12-2。舉 例而言，該預(yù)定厚度可為最終制成的薄膜的整個厚度的四分之一(l/4)或三 分之一(1/3)。參照圖3A，該預(yù)定厚度可發(fā)生于時間tl，其可為整個制造 工藝時間的1/4或1/3。如上所述，由于已在該成核階段期間產(chǎn)生該晶種 層，故正偏壓有助于抑止離子轟擊，因此減小晶種層上的缺陷密度。在另 一范例中，第二功率產(chǎn)生器16可以約0至400 Hz的頻率提供約-50至150 伏特的交流偏壓。在另一范例中，第二功率產(chǎn)生器16可提供至少一脈沖 電壓，例如，采用方波的形式。該脈沖電壓的范圍可為約-50至150伏特， 其頻率為約0至400Hz，且脈沖寬度為約1至10ixm/sec。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，由第二功率產(chǎn)生器16所提供的電 壓的極性可順暢地從負(fù)變?yōu)檎?，如圖3D所示。參照圖3D，第二功率產(chǎn)生 器16可在該成核階段期間提供負(fù)偏壓，直至?xí)r點(diǎn)tl，并在該成核階段期 間的其余時間或該生長階段期間，在時點(diǎn)t2提供正偏壓。參照圖3B，在該成核階段期間，第二功率產(chǎn)生器16可以關(guān)閉，或者 提供0伏特參照電壓給第二電極12-2。在達(dá)到預(yù)定的厚度之后，第二功率 產(chǎn)生器16可為第二電極12-2提供范圍為約5至150伏特的直流偏壓、范 圍為約-0至150伏特、頻率為約0至400Hz的交流偏壓或者范圍為約0 至50伏特、頻率為約0至400Hz且脈沖寬度為約1至10 u m/sec的至少 一脈沖電壓。參照圖3C，第二功率產(chǎn)生器16可在該成核階段期間將范圍為約0至 20伏特的直流偏壓提供給第二電極12-2。在制造晶種層之后，第二功率 產(chǎn)生器16可為第二電極12-2提供范圍為約20至150伏特的直流偏壓、 范圍為約-0至150伏特、頻率為約0至400Hz的交流偏壓或者范圍為約0 至50伏特、頻率為約0至400Hz且脈沖寬度為約1至10U m/sec的至少一脈沖電壓。圖4A與4B為顯示根據(jù)本發(fā)明的一范例的一種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穿 透式電子顯微鏡(TEM)照片的范例。在執(zhí)行實(shí)驗(yàn)時，將基板30保持于約 200° C的溫度，并且基板表面30-l包括氧化層。參照圖4A， 60秒之后， 于氧化層上制造約20nm的yc-Si薄膜。參照圖4B，隨著沉積制造工藝的 進(jìn)行，該U c-Si薄膜可生長至約50nm的厚度。圖4C為4A與4B所示的材料的拉曼光譜分析的曲線圖。參照圖4C， 半峰全幅(FWHM)值為約6.99cm-l，且結(jié)晶分?jǐn)?shù)為約91.35%。而且，以約 518.70cm-l的波數(shù)發(fā)生的信號可指示uc-Si狀態(tài)已達(dá)到。所屬技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)了解，如果表面30-1包括ZnO:Al或Sn02:F層(其表現(xiàn)出結(jié)晶 特征)，則與包含氧化層的表面相比，Pc-Si薄膜可更快或更厚地生長。圖5為說明根據(jù)本發(fā)明的一范例的一種制造太陽能電池的半導(dǎo)體層的 方法的流程圖。太陽能電池的半導(dǎo)體層一般可包括p-i-n結(jié)構(gòu)，其含有p 型層、n型層以及該p型層與該n型層之間的本質(zhì)層。而且，堆疊型或串 接型太陽能電池一般可包括具有第一 p-i-n結(jié)構(gòu)的頂部電池以及具有第二 p-i-n結(jié)構(gòu)的底部電池?；诤喕哪康模撌隽艘环N根據(jù)本發(fā)明用于制造 單p-i-n結(jié)構(gòu)的方法。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，該方法適用于諸 如堆疊型結(jié)構(gòu)之類的其他結(jié)構(gòu)。請參照圖5，在步驟51，將基板放置于電漿輔助CVD系統(tǒng)的處理室 內(nèi)。舉例而言，該基板可由玻璃、聚合物或金屬箔所制成。電漿輔助CVD 系統(tǒng)可包括ICP CVD、 CCP CVD、 ECRCVD、 MWCVD與遠(yuǎn)端電漿源CVD 系統(tǒng)中的一個。該處理室可配備有第一電極與第二電極。將該基板支撐于 該第二電極上，使該基板的表面暴露于該第一電極。該基板的表面可制造 有ZnO:Al或Sn02:F層或者其他適當(dāng)?shù)膶?，其可用作所制造的太陽能電?的電極端子。于步驟52，將諸如硅垸(SiH4)、氫(H2)與氬(Ar)之類的反應(yīng)氣體以及 第一摻雜氣體施加于處理室中。第一摻雜氣體可包括摻雜劑氫化物，例如 B2H6，或摻雜劑氟化物，例如BF3，其用于在基板表面上制造p型層。于步驟53，在該成核階段期間，將該第一偏壓施加于該第二電極上。該第 一偏壓可包括負(fù)偏壓、參照位準(zhǔn)與正偏壓中的一個。在一范例中，可將范 圍為約-5至-150伏特的直流偏壓施加于該第二電極上。在另一范例中，可 將范圍為0至20伏特的直流偏壓施加于該第二電極上。假定理想的薄膜 厚度為20至40nm，當(dāng)p型層以約0.1至1 nm/sec的沉積速率生長至約10 至15nm的預(yù)定厚度時，關(guān)閉該第一偏壓，并且可立即或在隨后的時間開 啟該第二偏壓。當(dāng)p型層生長至理想的厚度達(dá)到約40至4000秒的制造工 藝時間時，切斷反應(yīng)與摻雜氣體。排出處理室中的殘留氣體與材料。p型 層可包括u c-Si、 u c-SiC或u c-SiGe中的至少一種。接著，于步驟54，將類似于用于制造p型層的氣體的反應(yīng)氣體施加于 處理室中，以制造本質(zhì)層。將該第二偏壓施加于該第二電極上，以減小缺 陷密度。在一范例中，可將范圍為約20至50伏特的直流偏壓施加于該第 二電極上。當(dāng)該本質(zhì)層生長至約3um的厚度時，切斷反應(yīng)氣體，并排出處 理室中的殘留氣體與材料。關(guān)閉該第二偏壓。該本質(zhì)層可包括非晶硅、 ac-SiGe、 u c-Si、 u c-SiC或u c-SiGe中的至少一種。接著，于步驟55，將類似于用于制造p型層的氣體的反應(yīng)氣體以及第 二摻雜氣體施加于處理室中。該第二摻雜氣體可包括摻雜劑氫化物，例如 PH3,其用于在基板表面上制造n型層。于步驟56，將該第二偏壓施加于 該第二電極上。當(dāng)n型層生長至約20至40nm的厚度時，切斷反應(yīng)與摻雜 氣體，并關(guān)閉該第二偏壓。可排出處理室中的殘留氣體與材料。該該n型 層可包括u c-Si、 ii c-SiC或u c-SiGe中的至少一種。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)即了解可對上述各項(xiàng)具體實(shí)施例進(jìn)行變 化，而不致悖離其廣義的發(fā)明性概念。因此，應(yīng)了解本發(fā)明并不限于本揭 的特定具體實(shí)施例，而為涵蓋歸屬如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍 內(nèi)的改進(jìn)。另外，在說明本發(fā)明的某些解說性范例時，本說明書可將本發(fā)明的方 法及/或制造工藝表示為特定的步驟次序。不過，由于該方法或制造工藝的 范圍并不是在本文所提出的特定的步驟次序，因此該方法或制造工藝不應(yīng)受限于所述的特定步驟次序。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)會了解其它步驟 次序也是可行的。所以，不應(yīng)將本說明書所提出的特定步驟次序視為對權(quán) 利要求的限制。此外，也不應(yīng)將有關(guān)本發(fā)明的方法及/或制造工藝的權(quán)利要 求僅限制在以書面所載的步驟次序的實(shí)施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員易于 了解，上述次序也可加以改變，并且仍涵蓋于本發(fā)明的精神與范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在電漿輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體裝置的方法，該系統(tǒng)包含處理室，其具有相互隔開的第一電極與第二電極，該方法包含在該第二電極上提供基板，該基板包含暴露于該第一電極的表面；在該基板的該表面上制造半導(dǎo)體薄膜并在該半導(dǎo)體薄膜的成核階段期間將第一偏壓施加于該第二電極上，直至達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜的預(yù)定厚度為止；以及在達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜的該預(yù)定厚度之后，將第二偏壓施加于該第二電極上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包含在該成核階段期間將 負(fù)偏壓施加于該第二電極上，以對該基板的該表面進(jìn)行離子轟擊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包含在該成核階段期間將 正偏壓施加于該第二電極上，以抑止該基板的該表面上的離子轟擊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包含在達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜 的該預(yù)定厚度之后將正偏壓施加于該第二電極上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包含在該成核階段期間將 直流電壓、交流電壓與至少一電壓脈沖之一施加于該第二電極上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包含在達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜 的該預(yù)定厚度之后將直流電壓、交流電壓與至少一電壓脈沖之一施加于該 第二電極上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該表面包含摻雜式氧化錫薄 膜與摻雜式氧化鋅薄膜中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體薄膜包含微晶硅薄 膜、微晶碳化硅薄膜、微晶硅鍺薄膜、非晶硅薄膜或非晶硅鍺薄膜中的至 少一種。
9. 一種能夠在電漿輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體裝置的方法，該系統(tǒng)包含處理室，其具有相互隔開的第一電極與第二電極，該方法包含: 在該第二電極上提供基板，該基板包含暴露于該第一電極的表面； 在該基板的該表面上制造半導(dǎo)體薄膜；在制造該半導(dǎo)體薄膜期間，將負(fù)偏壓施加于該第二電極上達(dá)預(yù)定時 間，以在該基板的該表面上產(chǎn)生成核點(diǎn)；以及在該預(yù)定時間之后，將正偏壓施加于該第二電極上，以減小該基板的 該表面上的缺陷密度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是還包含將直流電壓、交流 電壓與至少一 電壓脈沖之一施加于該第二電極上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是還包含在該預(yù)定時間之后 將直流電壓、交流電壓與至少一 電壓脈沖之一施加于該第二電極上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是該負(fù)偏壓的范圍為約-5至 -150伏特。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是該正偏壓的范圍為約5至 150伏特。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體薄膜包含微晶硅 薄膜、微晶碳化硅薄膜、微晶硅鍺薄膜、非晶硅薄膜或非晶硅鍺薄膜中的 至少一種。
15. —種能夠在電漿輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體薄膜的方 法，該系統(tǒng)包含處理室，其具有相互隔開的第一電極與第二電極，該方法 包含在該第二電極上提供基板，該基板包含暴露于該第一電極的表面； 在該表面上制造第一半導(dǎo)體薄膜；在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將第一偏壓施加于該第二電極上； 在該第一半導(dǎo)體薄膜上制造第二半導(dǎo)體薄膜；以及 在制造該第二半導(dǎo)體薄膜期間，將第二偏壓施加于該第二龜極上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是進(jìn)一步包含 在該第二半導(dǎo)體薄膜上制造第三半導(dǎo)體薄膜；以及 在制造該第三半導(dǎo)體薄膜期間，將該第二偏壓施加于該第二電極上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是還包含在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將該第一偏壓施加于該第二電極上， 直至達(dá)到該第一半導(dǎo)體薄膜的預(yù)定厚度；以及在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，在達(dá)到該第一半導(dǎo)體薄膜的該預(yù)定厚 度之后，將該第二偏壓施加于該第二電極上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是該第一半導(dǎo)體薄膜包含微 晶硅薄膜、微晶碳化硅薄膜或微晶硅鍺薄膜中的至少一種。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是該第二半導(dǎo)體薄膜包含微 晶硅薄膜、微晶碳化硅薄膜、微晶硅鍺薄膜、非晶硅薄膜或非晶硅鍺薄膜 中的至少一種。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是該第三半導(dǎo)體薄膜包含微 晶硅薄膜、微晶碳化硅或微晶硅鍺薄膜中的至少一種。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是還包含 在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將負(fù)偏壓施加于該第二電極上；以及 在制造該第二半導(dǎo)體薄膜期間，將正偏壓施加于該第二電極上。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是還包含 在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將第一正偏壓施加于該第二電極上；以及在制造該第二半導(dǎo)體薄膜期間，將第二正偏壓施加于該第二電極上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是還包含 在制造該第一半導(dǎo)體薄膜期間，將負(fù)偏壓施加于該第二電極上；以及 在制造該第三半導(dǎo)體薄膜期間，將正偏壓施加于該第二電極上。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種在電漿輔助化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng)中制造半導(dǎo)體裝置的方法，該系統(tǒng)包括處理室，其具有相互隔開的第一電極與第二電極，該方法包括在該第二電極上提供基板，該基板包括暴露于該第一電極的表面；在該基板的該表面上制造半導(dǎo)體薄膜，并在該半導(dǎo)體薄膜的成核階段期間將第一偏壓施加于該第二電極上，直至達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜的預(yù)定厚度；以及在達(dá)到該半導(dǎo)體薄膜的該預(yù)定厚度之后，將第二偏壓施加于該第二電極上。
文檔編號H01L21/02GK101237006SQ20071014538
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者陳麒麟, 黃志仁 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院