JPH07176745A - 半導体素子 - Google Patents

半導体素子

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JPH07176745A
JPH07176745A JP5343951A JP34395193A JPH07176745A JP H07176745 A JPH07176745 A JP H07176745A JP 5343951 A JP5343951 A JP 5343951A JP 34395193 A JP34395193 A JP 34395193A JP H07176745 A JPH07176745 A JP H07176745A
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semiconductor layer
film
thin film
polycrystalline silicon
diffraction intensity
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Shoji Miyanaga
昭治 宮永
Hisashi Otani
久 大谷
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特性および信頼性の優れた薄膜状半導体素子
を得る。 【構成】 用いる多結晶シリコン薄膜の結晶方位面につ
いて、(311)面の比率を増大せしめることによっ
て、多結晶シリコン膜とゲート絶縁膜の界面準位密度を
低減させ、よって、特性および信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、電界効果薄膜トランジス
タ等の半導体素子に関し、更に詳しくは、動作特性、信
頼性、及び安定性の高い、多結晶シリコン薄膜半導体層
でその主要部構成した半導体素子に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、画像読取用としての、長尺化一次
元フォトセンサや大面積化二次元フォトセンサ等の画像
読取装置の走査回路部、或いは液晶(LCと略記する)
や、エレクトロクローミー材料(ECと略記する)或い
はエレクトロルミネッセンス材料(ELと略記する)を
利用した画像表示デバイスの駆動回路部を、これ等の大
型化に伴って所定の基板上に形成したシリコン薄膜を素
材として形成することが提案されている。
【0003】斯かるシリコン薄膜は、より高速化、より
高機能化された大型の画像読取装置や画像表示装置の実
積から、非晶質であるよりも多結晶であることが望まれ
ている。その理由の1つとして上記の如きの高速、高機
能の読取装置の走査回路部や画像表示装置の駆動回路部
を形成する為の素材となるシリコン薄膜の実効キャリア
移動度(effective carrier mobility) )μeff として
は、大きいことが要求されるが、通常の放電分解法で得
られる非晶質シリコンにおいては精々0.1 cm2/V・sec
程度であり、かつ、ゲートにDC電圧印加していくう
ちにドレイン電流が減少しトランジスターの閾値電圧が
移動していくなどの経時変化が著しく、安定性に乏しい
などの欠点を有している。これに対して、多結晶シリコ
ン薄膜は、実際に測定されたデ─タからも非晶質シリコ
ン薄膜に比べて、その実行キャリア移動度μeff が遙に
大きく、理論的には現在得られている値よりも、更に大
きな値の移動度μeff を有するものが作成され得る可能
性を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来種
々の方法によって作製された多結晶シリコン薄膜を素材
とした素子或いはデバイスが、所望された特性及び信頼
性を充分発揮できなかったのが現状である。本発明者ら
は、多結晶シリコンでその主要部が構成された多結晶シ
リコン薄膜半導体素子において、シリコン薄膜の結晶方
位面が素子の性能及び信頼性を決定することを見い出し
た。
【0005】本発明の目的は、高性能の多結晶シリコン
薄膜半導体層を有する半導体素子を提供することを主た
る目的をする。更には、基板上に形成される多結晶シリ
コン薄膜半導体を用いて高性能で信頼性が高く、安定性
の高い電界効果薄膜トランジスタを提供することを目的
をする。又、別には、優れた多結晶シリコン薄膜半導体
層を用いた電界効果薄膜トランジスタを構成素子とする
大面積化半導体デバイスを提供することも目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子はそ
の結晶方位面が全くランダムに配列した場合(無配向の
場合)に比較して、(311)面が強く配向した多結晶
シリコン半導体膜でその主要部を構成したことを特徴と
する。この様な(311)面が強く配向した多結晶シリ
コン半導体膜を素材として作製される半導体素子の一例
としての電界効果薄膜トランジスタは、トランジスタ特
性(実効キャリアー移動度、スレッシュホールド電圧Vt
h ON/OFF 比、gm等)が良好となり、連続動作によるト
ランジスタ特性の経時変化もなく、かつ素子の歩留り及
びバラツキも著しく向上するためにLC、EL或いはE
C等を利用した表示あるいは画像デバイス等の走査回路
や駆動回路を構成する素子として好適である。
【0007】本発明の多結晶シリコン薄膜を素材として
作製される半導体素子の一例としての電界効果薄膜トラ
ンジスタは半導体層、電極層、絶縁層を用いたトランジ
スタとして知られている。即ち、半導体層に隣接したオ
ーミックなコンタクトを持ったソース電極・ドレイン電
極に電圧を印加し、そこを流れるチャンネル電流を絶縁
層を介して設けたゲート電極にかけるバイアス電圧によ
り変調する。図1にはこのような薄膜トランジスタ(T
FT)の基本構造の一例が示される。絶縁性基板101
上に設けられた半導体層102上にソース電極103、
ドレイン電極104が接して設けてあり、これ等を被覆
する様に絶縁層105設けられ、該絶縁層105にゲー
ト電極106がある。
【0008】本発明に於ける図1に示される構造を有す
るTFTに於いては、半導体層102は、前述した特性
を有する多結晶シリコン薄膜で構成され、半導体層10
2と2つの電極、即ち、ソース電極103、ドレイン電
極104の各々との間には、非晶質シリコンで構成され
た第1のn+ 層107、第2のn+ 層108が設けら
れ、オーミックコンタクトを形成している。
【0009】絶縁層105はCVD(Chemical Vapour
Deposition),LPCVD(Low Presure Chemlcal Vapou
r Deposition),又は、PCVD (Plaswa Chemlcal Vapo
ur Deposition)等で形成されるシリコンナイトライド、
S1O2AL2O3,等の材料で構成される。電界効果型薄膜トラ
ンジスタはゲート電極上にゲート絶縁層がある型(下ゲ
ート型)とゲート絶縁層上にゲート電極がある型(上ゲ
ート型)に分類され、他方、ソース電極、ドレイン電極
が絶縁層と半導体層の界面にある(Coplanar型) とソー
ス電極、ドレイン電極が絶縁と半導体層の界面と対向し
た半導体面上にある(stagger 型)に分類され、各々の
組合せで4つの型があることがよく知られている。図1
で示された構造は上ゲートCoplanar型電界効果薄膜トラ
ンジスタと呼ばれる例を示したが、本発明に係る電界効
果薄膜トランジスタはこのいずれでもよいことは勿論で
ある。
【0010】本発明においては、半導体素子の主要部で
ある半導体層を構成する多結晶シリコン薄膜の(31
1)面の配向度をX線回折法もしくは電子線回折法によ
って、観測し、該半導体層の(311)の回折強度の割
合が、 全回折強度の15%以上、 (111)の回折強度の40%以上、 (220)の回折強度の80%以上、 (111)および(220)の回折強度の和の25
%以上 のいずれかの条件を満たす場合に、種々のトランジスタ
特性を向上させることができることが明らかになった。
これは、すなわち、ゲート絶縁膜の界面準位密度が低い
(311)面の面積が増加することに由来するものであ
る。
【0011】又、本発明の効果を示す為の多結晶シリコ
ン薄膜トランジスターの経時変化に関しては次のような
方法によって行った。図2に示す構造の薄膜トランジス
タを作製しゲート201にゲート電圧VG =40V、ソ
ース203とドレイン202間にドレイン電VD =40
Vを印加しソースとドレイン間に流れるドレイン電流I
D をエレクトロメーター(Keithley610C エレクト
ロメーター) により測定しドレイン電流の時間的変化を
測定した。経時変化率は、500時間の連続動作後のド
レイン電流の変動量を初期ドレイン電流で割り、それを
100倍し%表示で表した。
【0012】薄膜トランジスタの閾値電圧VTHは、MO
SFETで通常行われているVD −ID 曲線における直
線部分を外挿しVTH軸と交差した点によって定義した。
経時変化前と後のVTHの変化も同時にしらべ、変化量を
ボルトで表示した。多結晶シリコン履く膜の結晶性、配
向性は、膜作製法、膜作製条件によって種々のものが得
られることが知られている。多種多様な条件で作成した
各多結晶シリコン膜のX線回折強度をRigaku電機製X線
ディフラクトメーター(銅管球、35KV、100mA)に
より測定し、比較を行った。回折角2θは20°〜65
°まで変化させて(111) 、(220) 、(311) の回折ピーク
を積出してその回折強度より求めた。
【0013】又電子線回折強度を日本電子社製JFM−
100Vにより測定し同様に各回折強度を求めた。AS
TMカード( No.27−1977)によれば、配向の全
くない多結晶シリコンの場合回折強度の大きい面(h,
k,l)表示で(111):(220):(311)=100:50:30 で(31
1)だけ取り出してみると全回折強度に対する比、即ち
(220)の回折強度/(総回折強度)は約(30/250)×10
=12(%)である。この値を基準にしてこの値の大きな
(220) 配向性の良いもの特に15%以上の値をもつもの
が、更に良好なトランジスタ特性を示し15%未満にお
いては、経時変化が大きくなり好ましくない。
【0014】また、他の面との比率も重要である。なぜ
ならば、界面準位密度の大きな他の面が強ければ、本発
明の効果が失われることがあるからである。特に(11
1)面と(110)面(これは(220)の回折強度と
して現れる)は(311)面よりも界面準位密度が大き
いので、これらの面の(311)面に対する相対的な強
度は小さいことが好ましい。無配向な多結晶シリコンに
おいては、(311)の回折強度の(111)および
(220)の回折強度に対する比率は、それぞれ、30
%、55%であるが、それぞれ、40%以上、80%以
上の回折強度が得られると良好な特性が得られることが
明らかになった。
【0015】また、無配向な多結晶シリコンにおいては
(111)と(220)の回折強度の和に対する(31
1)の回折強度の比率は19%であるが、やはり、この
値が25%以上のものは良好な特性を示した。本発明に
おいては、実施例において開示されるように、特に水素
化シリコン化合物(SiH4 、Si2 6 、Si3 8
等)のガスのグロー放電分解法(GD法)、Clラジカ
ル雰囲気でのシリコンのスパッタリング法(SP法)、
イオンプレーティング法においては、基板表面温度が5
00℃以下(約400〜500℃の範囲)で本発明の目
的に合致しうる多結晶シリコン薄膜の形成が可能であ
る。
【0016】この事実は、大面積のデバイス用の大面積
にわたる駆動回路や走査回路の作製において、基板の均
一加熱や安価な大面積基板材料という点で有利であるだ
けでなく、透過型の表示素子用の基板や基板側入射型の
光電変換受光素子の場合等、画像デバイスの応用におい
て透光性のガラス基板が多く望まれており、この要求に
答えるものとして重要である。さらに、室温で、もしく
は適切な加熱をおこなった状態で上記手段を用いて成膜
した非晶質の膜にレーザーもしくは同様な強光を照射す
ることによって、結晶化させても本発明の目的とする多
結晶シリコン膜が得られる。したがって、本発明によれ
ば従来技術に較べて、低温度でも実施することが出来る
為に、従来法で使用されている高融点ガラス、硬ガラス
等の耐熱性ガラス、耐熱性セラミックス、サファイヤ、
スピネル、シリコンウエーハー等の他に、一般の低融点
ガラス、耐熱性プラスチックス等も使用され得る。
【0017】ガラス基板としては、軟化点温度が630
℃の並ガラス、軟化点が780℃の普通硬質ガラス、軟
化点温度が820℃の超硬質ガラス(JIS1級超硬質
ガラス)、等が考えられる。本発明の製法に於いてはい
ずれの基板を用いても基板温度が軟化点より低く押さえ
られるため、基板をそこなうことなく、膜を作成できる
利点がある。本発明の実施例に於いては基板ガラスとし
て軟化点の低い並ガラスのうち主としてコーニング70
59ガラスを用いたが、軟化点が1500℃の石英ガラ
ス等を基板としても可能である。しかし、実用上からは
並ガラスを用いることは安価で大面積にわたって薄膜ト
ランジスターを作製する上で有利である。以下に、本発
明を更に詳細に説明するために多結晶シリコン薄膜の形
成からTFTの作製プロセスとTFT動作結果について
実施例によって具体的に説明する。
【0018】
【実施例】
〔実施例1〕本実施例は多結晶シリコン薄膜を基板上に
形成しTFTを作製したもので図3に示した装置を用い
たものである。基板300はコーニング7509ガラス
を用いた。先ず、基板300を洗浄した後、(HF+H
NO3 +CH3 COOH)の混合液でその表面を軽くエ
ッチングし、乾燥した後、ベルジャー(真空堆積室)3
01内のアノード側においた基板加熱ホルダー302に
装着した。その後ベルジャー301を拡散ポンプ310
でバックグランド真空度2×10-6Torr以下まで排気を
行った。この時、この真空度が悪いと反応性ガスが有効
に膜折出して働かないばかりか膜中にO、Nが混入し、
著しく膜の抵抗を変化させる。次に基板温度Ts を上げ
て基板300の温度を500℃に保持した(基板温度は
熱電対303で監視する。)。
【0019】本実施例においては導入する反応性気体と
してはSiH4 ガスとH2 ガスの混合ガスを用いた。S
iH4 のガス流量は2SCCMになる様にマスフローコ
ントローラー304で、H2 のガス流量は10SCCM
になる様にマスフローコントローラー305でコントロ
ール導入した。ベルジャー301内の圧力はベルジャー
301の排気側の圧力調整バルブ311を調整し、絶対
圧力計313を用いて0.3Torrの圧力に設定し
た。
【0020】ベルジャー301内の圧力が安定した後、
カソード電極314に13.56MHzの高周波電界を
電源315によって加え、グロー放電を開始させた。こ
の時の電圧は0.5kV、電流は48mA、RF放電パ
ワーは100Wであった。形成された膜の膜厚は500
0Åでその均一性は円形リング型吹き出し口を用いた場
合には120×120mmの基板の大きさに対して±1
0%内に収っていた。また、X線回折のデータより、上
記薄膜の配向特性(回折強度Iの比率)を調べたとこ
ろ、30%(=I(311)/I(total)×10
0)であり、平均結晶粒径は800Åであった。
【0021】次にこの膜を素材として図4に概略を示す
プロセスに従ってTFTを作成した。工程(a)に示す
ようにガラス基板300上に上記の様にして形成した多
結晶シリコン膜401を折出した後、水素ガスで100
体積ppmに希釈されたPH3 ガス(PH3 (100p
pm)/H2 と略記する)をH2 で10体積%に希釈さ
れたSiH4 (SiH4 (10)/H2 と略記する)ガ
スに対して、mol比にして5×10-3の割合でベルジ
ャー301内に流入させ、ベルシャー301内の圧力を
0.12Torrに調整してグロー放電を行いPのドーブされ
たn+ 層402を500Åの厚さに形成した〔工程
(b)〕。
【0022】次に工程(c)のようにフォトエッチング
によりn+ 層402をソース電極403の領域、ドレイ
ン電極404の領域をのぞいて除去した。次にゲート絶
縁膜を形成すべくベルジャー301内に再び上記の基板
が、アノード側の加熱ホルダー302に装置された。多
結晶シリコンを作製する場合と同様にベルジャー301
が排気され、基板温度TS を250℃としてNH3 ガス
を20SCCM、SiH4 (10)/H2 ガスを5SC
CM導入してグロー放電を生起させてSiNH膜405
を2500Åの厚さに堆積させた。
【0023】次にフォトエッチング工程によりソース電
極403、ドレイン電極404用のコンタクトホール4
06−1、406−2をあけ、その後で、SiNH膜4
05全面にAlを蒸着して電極膜407を形成した後、
ホトエッチング工程によりAlを電極膜407を加工し
てソース電極用取出し電極408、ドレイン電極用取出
し電極409及びゲート電極410を形成した。この
後、H2 雰囲気中で250℃の熱処理を行った。以上の
条件とプロセスに従って形成された薄膜トランジスタ
(チャンネン長L=10μ、チャンネル幅W=500
μ)は安定で良好な特性を示した。
【0024】このようにして試作したTFTの特性の一
例のVD −ID 曲線を図5に示した。(但し、図に於い
てVD はドレイン電圧、VG はゲイト電圧、ID はドレ
イン電流)。VG =20VでID =7.2×10-4A、V
G =0V、ID =1×10-8(A)で、かつ閾値電圧は
4.0Vであった。また通常、MOS−TFTデバイス
で行われているVG −ID 曲線の直線部から求めた。実
効移動度(μeff)は96cm2 /V・secあり良好な
トランジスタ特性を有するTFTが得られた。このTF
Tの安全性を調べるためゲートにDC電圧でVG =40
Vを印加し続けID の変化を500時間に亘り連続的に
測定を行った。その結果ID の変化は殆どなく±0.1
%以内であった。かつ連続測定前後の閾値電圧の変化△
THもなくTFTの安定性は極めて良かった。また斯様
な連続測定後のVD −ID 、VG−ID 特性等を測定し
たところ、連続測定前と変わらずμeff も89cm2
V・secとほぼ同一であった。本実施例で示された如
く、多結晶シリコン膜の塩素含有濃度が1at%、配向性
が30%、平均結晶粒径が800Åなる特性を有する多
結晶シリコン薄膜でその主要部を構成したTFTは高性
能を示すことが示された。
【0025】〔実施例2〕実施例1と同様の手順によっ
てRFパワー(Po)150W、SiH4 流量2SCC
M、H2 流量10SCCM、グロー放電圧力(Pr)0.
3Torrの条件でバイコールガラス基板上に多結晶シリコ
ン膜を作製した。基板温度(TS )は350℃〜700
℃に亘って50℃おきにセットし膜厚が0.5μ厚になる
ように作製し、各々の多結晶シリコン膜の配向性及び実
施例1と同様の方法によって各膜を用いて作成したTF
Tの実効移動度μeffを表1に示した。表1から判る
ように配向性が15%未満の試料は実効移動度が10cm
2 /V・sec 以下であって、いずれも実用上劣ることが
示された。
【0026】
【表1】
【0027】〔実施例3〕実施例1と同様に準備された
同等のコーニング#7509ガラス基板300をベルジ
ャー301内の上部アノード側の基板加熱ホルダー30
2に密着して固定し、下部カソード314の電極板上に
基板と対向するように多結晶シリコン板(図示されな
い:純度99.99%)を静置した。ベルジャー301
を拡散ポンプ310で真空状態とし、2×10-6Torrま
で排気し、基板加熱ホルダー302を加熱して基板30
0の表面温度を450℃に保った。
【0028】続いてSiH4 ガスを、マスフロメーター
304によって0、25SCCMと量を調節してベルジ
ャー内に導入し、更にArガスをマスフロメーター30
9によって25SCCMの流量でベルジャー301内に
導入しメインバルブ311を絞ってベルジャー内圧を0.
005Torrに設定した。ベルジャー内圧が安定してか
ら、下部カーソル電極314に13.56MHZ の高周波
電源315によって、26KV印加してカソード314上
の結晶シリコン板とアノード(基板加熱ホルダー)30
2間にグロー放電を放電パワー300Wで生起させ約0.
5μ厚の膜を形成した。
【0029】斯様に形成した多結晶シリコン膜はX線回
折法によると、(111)と(220)と(311)の
回折のみが顕著に認められ、(111)を100とした
ときの、(220)、(311)の回折強度は、それぞ
れ、21、25であった。すなわち、(311)の強度
は(111)の強度の25%であり、同じく(220)
の強度の119%であった。また、(311)の強度
は、(111)と(220)の強度の和に対して、21
%であった。続いて上記膜の一部を利用して実施例1と
同様の工程によってTFTを作製した。この素子の実効
移動度μeffは65cm2 /V・sec であり、VG =V
D =15Vの条件でID 、Vthの変化を測定したところ
500時間でID の変化は0.1%であり、Vthの変化
は認められなく、安定性は良好であった。
【0030】〔実施例4〕本発明を図6に示すイオンブ
レーティング堆積装置を用いて作製した多結晶シリコン
薄膜半導体層を用いて薄膜トランジスターを形成した例
を以下に記す。初めに減圧にしうる堆積ベルジャー60
3内にnon-doped多結晶シリコンのシリコン蒸発体60
6をボート607内に置き、コーニング#7059基板
を支持体611─1、611−2に設置し、堆積室60
3内をベースプレッシャーが約1×10-7Torrになるま
で排気した後、ガス導入管605を通じてガス状のSi
4 を圧力が4×10-7Torrになる様にして堆積室内に
導入した。使用したガス導入管は内径2mmで先のループ
状の部分にガス吹き出し口が2cm間隔で0.5mmの孔が開
いているものを用いた。
【0031】次に、高周波コイル610(直径5mm)
に13.56MHZ の高周波を印加して出力を100Wに
設定して、コイル内部分に高周波プラズマ雰囲気を形成
した。他方、支持体611−1、611−2は回転させ
ながら加熱装置612を動作状態にして約450℃に加
熱しておいた。次に蒸発体606にエレクトロンガン6
08より電子線を照射し、加熱してシリコン粒子を飛翔
させた。この時エレクトロンガンのパワーは約0.5KW
で0.5μの薄膜の多結晶シリコン薄膜を形成した。この
薄膜を用いて前記の実施例と同様のプロセスで薄膜トラ
ンジスターを作製した。表2に本実施例における膜のX
線回折法による(111)、(220)、(311)の
回折強度比(ただし、(111)の強度を100とする
相対比)、作製した薄膜トランジスタの実効キャリア移
動度μeff を示した。表2から判るように(111)に
対する(311)の強度比が40%未満の試料は実効移
動度が10cm2 /V・sec 以下であって、いずれも実用
上劣ることが示された。
【0032】
【表2】
【0033】〔実施例5〕実施例1と同様にRFパワー
(Po)150W、SiH4 流量2SCCM、H2 流量
10SCCM、グロー放電圧力(Pr)0.3Torrの条件
でコーニング7059ガラス基板上に非晶質シリコン膜
を作製した。基板温度(TS )は250℃とし、膜厚は
500Åになるように作製した。そして、この膜に真空
中もしくは大気圧、基板加熱温度200〜400℃にお
いて、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パ
ルス幅20nsec)を2〜20パルス照射した。レー
ザーのエネルギー密度は300〜500mJ/cm2
適当であった。このようにして、非晶質シリコン膜を結
晶化させた。得られた膜のX線回折法による回折スペク
トルの例を図7に示す。
【0034】このようにして得られた各々の多結晶シリ
コン膜の配向性((311)回折強度の(111)に対
する比率)及び実施例1と同様の方法によって各膜を用
いて作成したTFTの実効移動度μeffを表3に示し
た。表3から判るように配向性が40%未満の試料は実
効移動度が100cm2 /V・sec 以下であって、いずれ
も実用上劣ることが示された。
【0035】
【表3】
【0036】
【発明の効果】上記のように、(311)の回折強度の
強い多結晶シリコン膜を用いてTFTを作製した場合に
は良好な特性を得ることができたが、これは、(31
1)面とゲート絶縁膜との界面準位密度が小さいことに
由来することは明らかであろう。なお、本発明において
注意しなければならないことは、図7のごときX線回折
のスペクトルの強度比がそのまま、結晶方位面の存在比
率を意味するのではないことである。すなわち、回折面
によって、反射のしやすさが異なるので、実際の結晶方
位面の存在比率は、回折強度比を回折率で除して得られ
る。
【0037】例えば、無配向の場合には、ある面におい
て(111)面と(110)面と(311)面の存在す
る比率は全て同じである。しかしながら、X線回折法で
は、(111)の強度と(220)の強度と(311)
の強度の比率は、100:55:30である。このこと
は、(311)面は(111)面に対して30%しか回
折しないということを意味している。したがって、図7
では、(111):(220):(311)=100:
53:46であり、(111)面が十分に支配的である
ように見えるが、上記のごとき面による回折のしやすさ
を考慮すると、基板に平行な面の存在比率は、(11
1)面:(110)面:(311)面=100:96:
153となり、実際には(311)面が支配的なのであ
る。
【0038】本発明においては、X線回折法における、
あるいは電子線回折法における(311)の強度の他の
面に対する比率は必ずしも高くなく、例えば、(11
1)面に対しては40%以上であればよい。しかしなが
ら、このことが(311)面が微量であるということを
意味するのではなく、上記の回折のしやすさを考慮する
と、実際には(311)面:(111)面≧1.2とな
っているのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体素子の構造を説明する為の模
式的説明図
【図2】 本発明の半導体素子の特性を測定する為の回
路を模式的に示した説明図
【図3】 本発明に係わる半導膜作製装置の例を説明す
る為の模式的説明図
【図4】 本発明の半導体素子を作製する為の工程を模
式的に説明する為の工程図
【図5】 本発明の半導体素子のVD −ID 特性の一例
を示す説明図
【図6】 本発明に係わる半導膜作製装置の例を説明す
る為の模式的説明図
【図7】 本発明に係わる半導膜のX線回折スペクトル
の例 101・・・基板 102・・・薄膜半導体層 103・・・ソース電極 104・・・ドレイン電極 105・・・絶縁層 106・・・ゲート電極 107、108・・・n+層。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体層のX線回折パターン又は電子線
    パターンによる(311)の回折強度の割合が全回折強
    度の15%以上である多結晶シリコン半導体層でその主
    要部を構成したことを特徴とする半導体素子。
  2. 【請求項2】 半導体層のX線回折パターン又は電子線
    パターンによる(311)の回折強度が(111)の回
    折強度の40%以上である多結晶シリコン半導体層でそ
    の主要部を構成したことを特徴とする半導体素子。
  3. 【請求項3】 半導体層のX線回折パターン又は電子線
    パターンによる(311)の回折強度が(220)の回
    折強度の80%以上である多結晶シリコン半導体層でそ
    の主要部を構成したことを特徴とする半導体素子。
  4. 【請求項4】 半導体層のX線回折パターン又は電子線
    パターンによる(311)の回折強度が(111)およ
    び(220)の回折強度の和の25%以上である多結晶
    シリコン半導体層でその主要部を構成したことを特徴と
    する半導体素子。
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