LPCVD SILICON FOR ACTIVE DEVICES

Résumé
Dans cet article, nous examinons différentes possibilités offertes par la technique LPCVD pour déposer des couches minces de silicium polycristallin non dopé et dopé bore in-situ sur des substrats amorphes. Deux techniques sont envisagées pour le dépôt de couches minces de silicium non dopé : (i) les couches sont déposées à une température supérieure à 580°C et sont polycristallines. Leur micro-structure qui dépend de la température de dépôt et de la pression de silane, est inhomogène en épaisseur, (ii) les couches sont déposées à une température inférieure à 580°C et sont amorphes. La cristallisation par un recuit thermique à basse température (T_recuit ≤ 600°C) de ces couches permet d'obtenir des couches de silicium polycristallin dont la taille de grain peut excéder 0.5 µm et qui dépend peu de l'épaisseur. L'addition de diborane (B₂H₆/SiH₄= 5.10^-3) modifie la micro-structure des couches. La diminution de la pression pendant le dépôt a pour effet d'augmenter l'incorporation du bore et de diminuer la résistivité des couches déposées à 625°C à une valeur limite d'environ 2.10^-3 ohm.cm sans recuit. Des Transistors Couches Minces ont été réalisés en utilisant ces différents types de films, leurs caractéristiques électriques sont présentées.

Abstract
In this paper, we review some possibilities given by the LPCVD technique to deposit undoped and in-situ doped silicon films on amorphous substrates. To deposit undoped silicon films, two main techniques can be investigated : (i) the silicon films are deposited at temperature higher than 580°C and are polycrystalline. However, their grain size which depends on the deposition parameters, is also dependent on their thickness. (ii) The silicon films are deposited at temperature lower than 580°C and are amorphous. When these films are thermally crystallized at low temperature (T_anneal ≤ 600°C), the grain size may exceed 0.5 µm and does not depend on the thickness of the silicon films. When diborane is added (B₂H₆ /SiH₄= 5.10^-3), the micro-crystalline of the silicon films is strongly modified. The decrease down to 10 mTorr of the gas pressure during the deposition process results in the increase of the boron incorporation and in the decrease of the resistivity to 2.10^-3 ohm.cm, without any annealing for the films deposited at 625°C. TFT's have been fabricated with these undoped silicon films and their electrical characteristics are presented.