JPH01100976A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH01100976A JPH01100976A JP62258594A JP25859487A JPH01100976A JP H01100976 A JPH01100976 A JP H01100976A JP 62258594 A JP62258594 A JP 62258594A JP 25859487 A JP25859487 A JP 25859487A JP H01100976 A JPH01100976 A JP H01100976A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor substrate
- junction
- substrate
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
- H10F10/142—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers comprising multiple PN homojunctions, e.g. tandem cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は半導体素子の製造方法に係り、特に、不純物拡
散によって半導体基板にｐｎ接合を形成した後、エピタ
キシャル成長法によってその半導体基板上にエピタキシ
ャル層を形成することにより、所望する半導体素子を製
造する方法の改良に関するものである。
散によって半導体基板にｐｎ接合を形成した後、エピタ
キシャル成長法によってその半導体基板上にエピタキシ
ャル層を形成することにより、所望する半導体素子を製
造する方法の改良に関するものである。
従来技術
太陽電池の一種に、バンドギャップが異なる２種類の半
導体を直列に備えたタンデム型のものがある。これは、
例えば不純物拡散によってｐｎ接合が形成されたＳｉ等
の半導体基板上に、ＧａＡＳ等のエピタキシャル層を形
成することによって製造される。そして、このように、
所定の半導体基板の表面に不純物拡散を行ってｐｎ接合
を形成した後、エピタキシャル成長法によってその半導
体基板上にエピタキシャル層を形成する際には、先ず、
不純物拡散炉内でｐｎ接合を形成し、その後、その半導
体基板をエピタキシャル成長法のための反応炉内に収容
して、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤＨＭｅｔａｌ
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ＠１ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｆａｎ）法や分子線エピタキシー（ＭＢｆ
！；Ｍｏ１ｅｃｕｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）
法などのエピタキシャル成長法により、所望するエピタ
キシャル層を形成するようにしているのが普通である。
導体を直列に備えたタンデム型のものがある。これは、
例えば不純物拡散によってｐｎ接合が形成されたＳｉ等
の半導体基板上に、ＧａＡＳ等のエピタキシャル層を形
成することによって製造される。そして、このように、
所定の半導体基板の表面に不純物拡散を行ってｐｎ接合
を形成した後、エピタキシャル成長法によってその半導
体基板上にエピタキシャル層を形成する際には、先ず、
不純物拡散炉内でｐｎ接合を形成し、その後、その半導
体基板をエピタキシャル成長法のための反応炉内に収容
して、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤＨＭｅｔａｌ
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ＠１ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｆａｎ）法や分子線エピタキシー（ＭＢｆ
！；Ｍｏ１ｅｃｕｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）
法などのエピタキシャル成長法により、所望するエピタ
キシャル層を形成するようにしているのが普通である。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、かかる従来の製造法では、ｐｎ接合が形
成された半導体基板がエピタキシャル成長法のための反
応炉内に収容される前に大気に晒されるため、その表面
に酸化物などが付着してエピタキシャル層の結晶性を阻
害し、半導体素子の性能を低下させるという油照があっ
た。なお、このために、エピタキシャル成長に先立って
有機溶剤洗浄やエツチング等の前処理を行うようにして
いるが、必ずしも充分に清浄化することはできなかった
。
成された半導体基板がエピタキシャル成長法のための反
応炉内に収容される前に大気に晒されるため、その表面
に酸化物などが付着してエピタキシャル層の結晶性を阻
害し、半導体素子の性能を低下させるという油照があっ
た。なお、このために、エピタキシャル成長に先立って
有機溶剤洗浄やエツチング等の前処理を行うようにして
いるが、必ずしも充分に清浄化することはできなかった
。
問題点を解決するための手段
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは、ｐｎ接合が形成された半導体
基板表面への酸化物等の付着を防止して優れた性能の半
導体素子を製造できるようにすることにある。
その目的とするところは、ｐｎ接合が形成された半導体
基板表面への酸化物等の付着を防止して優れた性能の半
導体素子を製造できるようにすることにある。
そして、かかる目的を達成するため、本発明は、半導体
基板の表面に不純物を拡散してｐｎ接合を形成した後、
エピタキシャル成長法によりその半導体基板上にエピタ
キシャル層を形成して所望する半導体素子を製造する方
法であって、前記エピタキシャル成長法のための反応炉
内に前記半導体基板を収容し、その反応炉内に前記不純
物を含むガスを流入させることにより、その半導体基板
の表面にその不純物を拡散して前記ｐｎ接合を形成する
とともに、その後、その反応炉内においてその半導体基
板上に前記エピタキシャル層を形成するようにしたこと
を特徴とする。
基板の表面に不純物を拡散してｐｎ接合を形成した後、
エピタキシャル成長法によりその半導体基板上にエピタ
キシャル層を形成して所望する半導体素子を製造する方
法であって、前記エピタキシャル成長法のための反応炉
内に前記半導体基板を収容し、その反応炉内に前記不純
物を含むガスを流入させることにより、その半導体基板
の表面にその不純物を拡散して前記ｐｎ接合を形成する
とともに、その後、その反応炉内においてその半導体基
板上に前記エピタキシャル層を形成するようにしたこと
を特徴とする。
作用および発明の効果
すなわち、本発明は、エピタキシャル成長法のための反
応炉内に半導体基板を収容して、不純物拡散によりｐｎ
接合を形成するとともに、その上にエピタキシャル層を
形成するようにしたのであり、このようにすれば、ｐｎ
接合が形成された半導体基板が大気に晒されることがな
くなるため、その表面に酸化物等が付着することが防止
され、その後に形成される半導体の結晶性が向上して高
性能な半導体素子が製造されるようになる。
応炉内に半導体基板を収容して、不純物拡散によりｐｎ
接合を形成するとともに、その上にエピタキシャル層を
形成するようにしたのであり、このようにすれば、ｐｎ
接合が形成された半導体基板が大気に晒されることがな
くなるため、その表面に酸化物等が付着することが防止
され、その後に形成される半導体の結晶性が向上して高
性能な半導体素子が製造されるようになる。
また、エピタキシャル成長法のための反応炉内で不純物
拡散が行われるところから、従来の不純物拡散のために
だけ用いられる装置が不要になるとともに、ｐｎ接合お
よびエピタキシャル層を一連の工程で連続して形成でき
るようになり、半導体素子を能率的にしかも安価に製造
できるのである。
拡散が行われるところから、従来の不純物拡散のために
だけ用いられる装置が不要になるとともに、ｐｎ接合お
よびエピタキシャル層を一連の工程で連続して形成でき
るようになり、半導体素子を能率的にしかも安価に製造
できるのである。
なお、上記反応炉内における不純物の拡散条件は、半導
体や不純物の種類などによっても異なるが、例えば拡散
温度についてはｐｎ接合の接合深さ等を考慮して８００
〜１２００℃程度の範囲内に設定することが望ましく、
キャリアガス全モル量に対する不純物のモル比について
は、半導体中のキャリア濃度等を考慮してｌＸｌ０−’
〜１×１０−１程度の範囲内に設定することが望ましい
。
体や不純物の種類などによっても異なるが、例えば拡散
温度についてはｐｎ接合の接合深さ等を考慮して８００
〜１２００℃程度の範囲内に設定することが望ましく、
キャリアガス全モル量に対する不純物のモル比について
は、半導体中のキャリア濃度等を考慮してｌＸｌ０−’
〜１×１０−１程度の範囲内に設定することが望ましい
。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
先ず、第１図は本発明方法を好適に実施し得るＭＯＣＶ
Ｄ装置の構成を説明する図で、これは有機金属化学気相
成長法に従って半導体結晶をエピタキシャル成長させる
ものである。かかる第１図において、反応炉１０内には
原料ガス供給設備１２から所定の原料ガスが導入される
ようになっている。この原料ガス供給設備１２は、本実
施例では３つの有機金属原料タンク１４ａ、１４ｂ、１
４Ｃと、３つの原料ガスタンク１６ａ、１６ｂ。
Ｄ装置の構成を説明する図で、これは有機金属化学気相
成長法に従って半導体結晶をエピタキシャル成長させる
ものである。かかる第１図において、反応炉１０内には
原料ガス供給設備１２から所定の原料ガスが導入される
ようになっている。この原料ガス供給設備１２は、本実
施例では３つの有機金属原料タンク１４ａ、１４ｂ、１
４Ｃと、３つの原料ガスタンク１６ａ、１６ｂ。
１６ｃとを備えている。タンク１４ａ、１４ｂ。
１４ｃには、それぞれＴＭＧ（）リメチルガリウムＨＧ
ａ （ＣＨ：ｌ）！ ） 、 ＴＭＡ Ｃ）リメチル
アルミニウム： Ａ ｌ （ＣＨ３）３ 〕’、 Ｄ
Ｅ Ｚ （ジエチル亜鉛； Ｚｎ （Ｃｚ Ｈｓ）ｚ
）が収容されており、キャリアガスとしてのＨ２ガスが
導入されることによってそれ等有機金属の蒸気がＨ２ガ
スと共に反応炉１０内へ供給される。また、タンク１６
ａ。
ａ （ＣＨ：ｌ）！ ） 、 ＴＭＡ Ｃ）リメチル
アルミニウム： Ａ ｌ （ＣＨ３）３ 〕’、 Ｄ
Ｅ Ｚ （ジエチル亜鉛； Ｚｎ （Ｃｚ Ｈｓ）ｚ
）が収容されており、キャリアガスとしてのＨ２ガスが
導入されることによってそれ等有機金属の蒸気がＨ２ガ
スと共に反応炉１０内へ供給される。また、タンク１６
ａ。
１６ｂ、１６ｃには、それぞれアルシン（ＡｓＨ。
〕、セレン化水素（Ｈ，Ｓｅ）、 リン化水素〔ＰＨ５
）が収容されており、Ｈ２ガスと共に反応炉ＩＯ内へ供
給される。これ等の原料ガスは、図中Ｏ印で示されてい
るバルブやＭＦＣ（流量コントローラ〕が制御装置１８
によって制御されることにより、それぞれ予め定められ
た時に予め定められた流量で供給される。
）が収容されており、Ｈ２ガスと共に反応炉ＩＯ内へ供
給される。これ等の原料ガスは、図中Ｏ印で示されてい
るバルブやＭＦＣ（流量コントローラ〕が制御装置１８
によって制御されることにより、それぞれ予め定められ
た時に予め定められた流量で供給される。
一方、前記反応炉１０内には、略垂直な中心線まわりに
回転駆動される黒鉛製のサセプタ２０が配設されており
、そのサセプタ２０上には半導体基板（以下、単に基板
という）２２が保持されるようになっている。また、反
応炉１０の周囲には、誘導コイル２４を備えた加熱装置
２６が配設されており、上記サセプタ２０を誘導加熱す
ることによって基板２２を加熱するようになっている。
回転駆動される黒鉛製のサセプタ２０が配設されており
、そのサセプタ２０上には半導体基板（以下、単に基板
という）２２が保持されるようになっている。また、反
応炉１０の周囲には、誘導コイル２４を備えた加熱装置
２６が配設されており、上記サセプタ２０を誘導加熱す
ることによって基板２２を加熱するようになっている。
この加熱装置２６による基板２２の加熱温度は、前記原
料ガスの供給制御と関連して前記制御装置１８によって
制御されるようになっている。なお、反応炉１０の下部
には、供給されたガスを排気する排気口２８が設けられ
ている。
料ガスの供給制御と関連して前記制御装置１８によって
制御されるようになっている。なお、反応炉１０の下部
には、供給されたガスを排気する排気口２８が設けられ
ている。
次に、以上のように構成されたＭＯＣＶＤ装置を用いて
、第２図に示されている半導体素子３０を製造する方法
について説明する。なお、この半導体素子３０は、タン
デム型の太陽電池として利用されるものである。
、第２図に示されている半導体素子３０を製造する方法
について説明する。なお、この半導体素子３０は、タン
デム型の太陽電池として利用されるものである。
先ず、前記基板２２としてｐ−３ｔ半導体を用意し、こ
れに有機溶剤洗浄やエツチング等の前処理を行った後、
反応炉ｌＯ内に装入してサセプタ２０上に保持させる。
れに有機溶剤洗浄やエツチング等の前処理を行った後、
反応炉ｌＯ内に装入してサセプタ２０上に保持させる。
そして、前記加熱装置２６によって基板２２を加熱する
とともに、原料ガス供給設備１２からはＨ２ガスと共に
リン化水素を供給する。リン化水素中のリンは、Ｓｉ半
導体をｎ型とするためのｎ型ドーパント（不純物）であ
って、このリンが基板２２の表面から拡散させられるこ
とにより、その基板２２の表層部はｎ′″−３ｉ半導体
とされ、元のｐ−３ｔ半導体との間でｐｎ接合が形成さ
れる。カミかるｐｎ接合が形成された基板２２は、第１
の太陽電池として機能する。
とともに、原料ガス供給設備１２からはＨ２ガスと共に
リン化水素を供給する。リン化水素中のリンは、Ｓｉ半
導体をｎ型とするためのｎ型ドーパント（不純物）であ
って、このリンが基板２２の表面から拡散させられるこ
とにより、その基板２２の表層部はｎ′″−３ｉ半導体
とされ、元のｐ−３ｔ半導体との間でｐｎ接合が形成さ
れる。カミかるｐｎ接合が形成された基板２２は、第１
の太陽電池として機能する。
ここで、上記不純物拡散の際の上記加熱装置２６による
加熱温度、すなわち拡散温度（℃）は、第３図に示され
ているように、基板２２の表面からｐｎ接合が形成され
る部分までの接合深さ（Ｒ）と密接に関連しているため
、その接合深さ等を考慮して８００〜１２００℃程度の
範囲内の所望する温度に設定される。また、前記ｎ型ド
ーパントのキャリアガス全モル量に対するモル比は、第
４図に示されているように、形成されるｎ”−３ｔ層の
キャリア濃度（ｃｍ−”）と密接に関連しているため、
そのキャリア濃度等を考慮してｌＸｌ０−”〜ｌＸｌ０
”程度の範囲内の所望する量に設定される。なお、上記
第４図のキャリア濃度のデータは、拡散温度が１０００
℃の場合である。
加熱温度、すなわち拡散温度（℃）は、第３図に示され
ているように、基板２２の表面からｐｎ接合が形成され
る部分までの接合深さ（Ｒ）と密接に関連しているため
、その接合深さ等を考慮して８００〜１２００℃程度の
範囲内の所望する温度に設定される。また、前記ｎ型ド
ーパントのキャリアガス全モル量に対するモル比は、第
４図に示されているように、形成されるｎ”−３ｔ層の
キャリア濃度（ｃｍ−”）と密接に関連しているため、
そのキャリア濃度等を考慮してｌＸｌ０−”〜ｌＸｌ０
”程度の範囲内の所望する量に設定される。なお、上記
第４図のキャリア濃度のデータは、拡散温度が１０００
℃の場合である。
このようにして基板２２にｐｎ接合が形成されると、次
に、その基板２２上には、エピタキシャル成長法によっ
てＧａＰ、 （ＧａＡ３ｏ、ｓ Ｐｏ、ｓ／ＧａＰ）
歪超格子、および（ＧａＡｓ／ＧａＡＳ６．’Ａ ｐａ
、ｓ ）歪超格子から成るバッファＪｉ３２が形成され
る。すなわち、先ず、前記原料ガス供給設備１２からＴ
ＭＧの蒸気を含むＨ２ガスおよびリン化水素がそれぞれ
所定の流量で供給されることにより、それ等の原料ガス
の化学反応によってＧａＰが形成され、続いて、ＴＭＣ
の蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン、リン化水素をそ
れぞれ所定の流量で供給する状態と、ＴＭＧの蒸気を含
むＨ２ガスおよびリン化水素をそれぞれ所定の流量で供
給する状態とが交互に繰り返されることにより、ＣＧａ
ＡＳｏ、ｓ Ｐｏ、ｓ ／ＧａＰ）の歪超格子が形成さ
れ、更に、ＴＭＧの蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン
をそれぞれ所定の流量で供給する状態と、ＴＭＧの蒸気
を含むＨ２ガスおよびアルシン、リン化水素をそれぞれ
所定の流量で供給する状態とが交互に繰り返されること
により、（ＧａＡｓ／ＧａＡｓｏ、ｓ ｐＨ，ｓ ）の
歪超格子が形成されるのである。このバッファ層３２は
、その上に形成されるｐ−ＧａＡｓの半導体層３４の格
子定数と前記基板２２の格子定数とが異なるため、それ
等の格子不整合を緩和するために設けられる。
に、その基板２２上には、エピタキシャル成長法によっ
てＧａＰ、 （ＧａＡ３ｏ、ｓ Ｐｏ、ｓ／ＧａＰ）
歪超格子、および（ＧａＡｓ／ＧａＡＳ６．’Ａ ｐａ
、ｓ ）歪超格子から成るバッファＪｉ３２が形成され
る。すなわち、先ず、前記原料ガス供給設備１２からＴ
ＭＧの蒸気を含むＨ２ガスおよびリン化水素がそれぞれ
所定の流量で供給されることにより、それ等の原料ガス
の化学反応によってＧａＰが形成され、続いて、ＴＭＣ
の蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン、リン化水素をそ
れぞれ所定の流量で供給する状態と、ＴＭＧの蒸気を含
むＨ２ガスおよびリン化水素をそれぞれ所定の流量で供
給する状態とが交互に繰り返されることにより、ＣＧａ
ＡＳｏ、ｓ Ｐｏ、ｓ ／ＧａＰ）の歪超格子が形成さ
れ、更に、ＴＭＧの蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン
をそれぞれ所定の流量で供給する状態と、ＴＭＧの蒸気
を含むＨ２ガスおよびアルシン、リン化水素をそれぞれ
所定の流量で供給する状態とが交互に繰り返されること
により、（ＧａＡｓ／ＧａＡｓｏ、ｓ ｐＨ，ｓ ）の
歪超格子が形成されるのである。このバッファ層３２は
、その上に形成されるｐ−ＧａＡｓの半導体層３４の格
子定数と前記基板２２の格子定数とが異なるため、それ
等の格子不整合を緩和するために設けられる。
その後、原料ガス供給設備１２からＴＭＧ、ＤＥＺの蒸
気を含むＨ２ガスおよびアルシンをそれぞれ所定の流量
で供給することにより、前記バッファ層３２上にｐ−Ｇ
ａＡｓの半導体層３４が形成され、更に、ＴＭＧの蒸気
を含むＨｔガスおよびアルシン、セレン化水素をそれぞ
れ所定の流量で供給することにより、ｎ” −ＧａＡｓ
の半導体Ｊ１３６が形成される。これ等の半導体層３４
．３６によってｐｎ接合が形成され、前記ｐｎ接合が形
成された基板２２とはバンドギャップが異なる半導体に
より、第２の太陽電池が構成される。そして、最後にＴ
ＭＧ、ＴＭＡの蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン、セ
レン化水素をそれぞれ所定の流量で供給することにより
、ｎ”−Ａｌ。０．Ｇａｏ、ｚＡｓから成る半導体Ｎ３
８が形成される。
気を含むＨ２ガスおよびアルシンをそれぞれ所定の流量
で供給することにより、前記バッファ層３２上にｐ−Ｇ
ａＡｓの半導体層３４が形成され、更に、ＴＭＧの蒸気
を含むＨｔガスおよびアルシン、セレン化水素をそれぞ
れ所定の流量で供給することにより、ｎ” −ＧａＡｓ
の半導体Ｊ１３６が形成される。これ等の半導体層３４
．３６によってｐｎ接合が形成され、前記ｐｎ接合が形
成された基板２２とはバンドギャップが異なる半導体に
より、第２の太陽電池が構成される。そして、最後にＴ
ＭＧ、ＴＭＡの蒸気を含むＨ２ガスおよびアルシン、セ
レン化水素をそれぞれ所定の流量で供給することにより
、ｎ”−Ａｌ。０．Ｇａｏ、ｚＡｓから成る半導体Ｎ３
８が形成される。
以上により、エピタキシャル成長法によるエピタキシャ
ル層の形成操作は終了する。この実施例では、上記バッ
ファ層３２．半導体層３４．３６゜３８がエピタキシャ
ル成長法によって形成されるエピタキシャル層である。
ル層の形成操作は終了する。この実施例では、上記バッ
ファ層３２．半導体層３４．３６゜３８がエピタキシャ
ル成長法によって形成されるエピタキシャル層である。
また、かかるエピタキシャル成長時における基板２２の
加熱温度は、形成すべき各半導体の結晶成長に適した温
度、例えば６００〜８００℃程度の温度に制御される。
加熱温度は、形成すべき各半導体の結晶成長に適した温
度、例えば６００〜８００℃程度の温度に制御される。
そして、上記バッファ層３２．半導体層３４，３６゜３
８が形成された基板２２は、その後、反応炉１０から取
り出され、半導体層３８上にＳｉＮｘの反射防止膜４０
が設けられるとともに、電極４２゜４４が取り付けられ
ることによって所望する半導体素子３０とされ、タンデ
ム型の太陽電池として利用される。
８が形成された基板２２は、その後、反応炉１０から取
り出され、半導体層３８上にＳｉＮｘの反射防止膜４０
が設けられるとともに、電極４２゜４４が取り付けられ
ることによって所望する半導体素子３０とされ、タンデ
ム型の太陽電池として利用される。
ここで、本実施例では、ＭＯＣＶＤ装置の反応炉１０内
に基板２２を収容して、不純物拡散によりその基板２２
にｐｎ接合を形成するととも・に、その基板２２上にエ
ピタキシャル層３２．３４゜３６．３８を形成するよう
になっているため、ｐｎ接合が形成された基板２２が大
気に晒されることがなくなり、その表面に酸化物等が付
着することが防止される。したがって１．その基板２２
上には、格子欠陥等の少ない優れた結晶構造のバッファ
層３２がエピタキシャル成長させられるとともに、その
バッファ層３２の結晶性が向上するところから、更にそ
の上に形成される半導体層３４゜３６．３’８の結晶性
も向上させられ、優れた性能の半導体素子３０が製造さ
れるようになるのである。
に基板２２を収容して、不純物拡散によりその基板２２
にｐｎ接合を形成するととも・に、その基板２２上にエ
ピタキシャル層３２．３４゜３６．３８を形成するよう
になっているため、ｐｎ接合が形成された基板２２が大
気に晒されることがなくなり、その表面に酸化物等が付
着することが防止される。したがって１．その基板２２
上には、格子欠陥等の少ない優れた結晶構造のバッファ
層３２がエピタキシャル成長させられるとともに、その
バッファ層３２の結晶性が向上するところから、更にそ
の上に形成される半導体層３４゜３６．３’８の結晶性
も向上させられ、優れた性能の半導体素子３０が製造さ
れるようになるのである。
また、ＭＯＣＶＤ装置の反応炉１０内で不純物拡散が行
われるところから、従来の不純物拡散のためにだけ用い
られる装置が不要になるとともに、基板２２のｐｎ接合
およびその基板２２上へのエピタキシャル層３２．３４
．３６．３８の形成が一連の工程で連続して行われるよ
うになり、半導体素子３０を能率的にしかも安価に製造
できるのである。
われるところから、従来の不純物拡散のためにだけ用い
られる装置が不要になるとともに、基板２２のｐｎ接合
およびその基板２２上へのエピタキシャル層３２．３４
．３６．３８の形成が一連の工程で連続して行われるよ
うになり、半導体素子３０を能率的にしかも安価に製造
できるのである。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。
例えば、前記実施例ではＭＯＣＶＤ装置が用いられてい
るが、分子線エピタキシー法によるものなど他のエピタ
キシャル成長装置を用いて本発明を実施することも可能
である。
るが、分子線エピタキシー法によるものなど他のエピタ
キシャル成長装置を用いて本発明を実施することも可能
である。
また、第１図に示されているＭＯＣＶＤ装置は単なる例
示であり、その原料ガス供給設備１２の配管系統を変更
したり、加熱装置２６の替わりに別の加熱手段を採用し
たりするなど、本発明の実施に際しては種々の構成から
成るＭＯＣＶＤ装置を採用することができる。
示であり、その原料ガス供給設備１２の配管系統を変更
したり、加熱装置２６の替わりに別の加熱手段を採用し
たりするなど、本発明の実施に際しては種々の構成から
成るＭＯＣＶＤ装置を採用することができる。
また、前記実施例ではｐ−３ｉ半導体の基板２２を用い
て、不純物拡散によりｐｎ接合を形成するとともに、そ
の基板２２上にＧａＡｓの半導体層３４．３６等を形成
することにより、太陽電池として利用される半導体素子
３０を製造する場合について説明したが、ｎ−３ｔ半導
体やそれ以外の半導体基板を用いたり、その半導体基板
上にＧａＡｓ以外のｍ−ｖ族化合物半導体、或いはそれ
以外の半導体を形成したりして、他の構造の太陽電池若
しくは太陽電池以外の半導体素子を製造することも可能
である。要するに、半導体基板の表面に不純物を拡散し
てｐｎ接合を形成した後、エピタキシャル成長法により
その半導体基板上にエピタキシャル層を形成して所望す
る半導体素子を製造する場合には、本発明は同様に適用
され得るのである。
て、不純物拡散によりｐｎ接合を形成するとともに、そ
の基板２２上にＧａＡｓの半導体層３４．３６等を形成
することにより、太陽電池として利用される半導体素子
３０を製造する場合について説明したが、ｎ−３ｔ半導
体やそれ以外の半導体基板を用いたり、その半導体基板
上にＧａＡｓ以外のｍ−ｖ族化合物半導体、或いはそれ
以外の半導体を形成したりして、他の構造の太陽電池若
しくは太陽電池以外の半導体素子を製造することも可能
である。要するに、半導体基板の表面に不純物を拡散し
てｐｎ接合を形成した後、エピタキシャル成長法により
その半導体基板上にエピタキシャル層を形成して所望す
る半導体素子を製造する場合には、本発明は同様に適用
され得るのである。
また、前記実施例では不純物拡散を行うためにリン化水
素が用いられているが、他のドーパントを採用すること
も可能なのであり、また、半導体基板としてｎ−３ｔ半
導体が用いられる場合にはジボラン（Ｂ２Ｈ４）などが
好適に用いられる。
素が用いられているが、他のドーパントを採用すること
も可能なのであり、また、半導体基板としてｎ−３ｔ半
導体が用いられる場合にはジボラン（Ｂ２Ｈ４）などが
好適に用いられる。
その他−々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基
づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することが
できる。
づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することが
できる。
第１図は本発明方法を好適に実施できるＭＯＣＶＤ装置
の一例を説明する構成図である。第２図は第１図のＭＯ
ＣＶＤ装置を用いて本発明方法に従って製造される半導
体素子の一例を示す構造図である。第３図は第１図の装
置を用いて不純物拡散によりｐｎ接合を形成する際の拡
散温度と接合深さとの関係を示す図である。第４図は第
１図の装置を用いて不純物拡散を行う際のドーパントモ
ル比とキャリア濃度との関係を示す図である。 １０：反応炉 ２２：半導体基板３０：半導体
素子 ３２：バッファ層３４．３６．３８：半導体
層 ４４Ｉ 第３図 ≠数壜度（°Ｃ） 第４図 ドーパシト引し毘
の一例を説明する構成図である。第２図は第１図のＭＯ
ＣＶＤ装置を用いて本発明方法に従って製造される半導
体素子の一例を示す構造図である。第３図は第１図の装
置を用いて不純物拡散によりｐｎ接合を形成する際の拡
散温度と接合深さとの関係を示す図である。第４図は第
１図の装置を用いて不純物拡散を行う際のドーパントモ
ル比とキャリア濃度との関係を示す図である。 １０：反応炉 ２２：半導体基板３０：半導体
素子 ３２：バッファ層３４．３６．３８：半導体
層 ４４Ｉ 第３図 ≠数壜度（°Ｃ） 第４図 ドーパシト引し毘
Claims (5)
- （１）半導体基板の表面に不純物を拡散してｐｎ接合を
形成した後、エピタキシャル成長法により該半導体基板
上にエピタキシャル層を形成して所望する半導体素子を
製造する方法であって、前記エピタキシャル成長法のた
めの反応炉内に前記半導体基板を収容し、該反応炉内に
前記不純物を含むガスを流入させることにより、該半導
体基板の表面に該不純物を拡散して前記ｐｎ接合を形成
するとともに、その後、該反応炉内において該半導体基
板上に前記エピタキシャル層を形成するようにしたこと
を特徴とする半導体素子の製造方法。 - （２）前記反応炉内における前記不純物の拡散条件は、
拡散温度が８００〜１２００℃で、キャリアガス全モル
量に対する不純物のモル比が１×１０＾−＾６〜１×１
０＾−＾１である特許請求の範囲第１項に記載の半導体
素子の製造方法。 - （３）前記半導体基板は、前記ｐｎ接合が形成されるこ
とによって第１の太陽電池を構成するものであり、前記
エピタキシャル層は、前記半導体基板とはバンドギャッ
プが異なる半導体にて構成されるｐｎ接合を備えた第２
の太陽電池を含むものである特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の半導体素子の製造方法。 - （４）前記半導体基板はＳｉ半導体であり、前記エピタ
キシャル層はIII−Ｖ族化合物半導体である特許請求の
範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の半導体素子の製
造方法。 - （５）前記半導体基板はｐ型のＳｉ半導体であり、前記
不純物としてリンを拡散させることにより前記ｐｎ接合
を形成するものである特許請求の範囲第１項乃至第４項
の何れかに記載の半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258594A JPH01100976A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258594A JPH01100976A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100976A true JPH01100976A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=17322434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62258594A Pending JPH01100976A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010085439A3 (en) * | 2009-01-22 | 2010-10-28 | Varian Semiconductor Equipment Associates | Self-aligned selective emitter formed by counterdoping |
| JP2014526145A (ja) * | 2011-07-12 | 2014-10-02 | エヌアーエスペー スリー／ヴィー ゲーエムベーハー | モノリシック集積半導体構造 |
| CN110148644A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-20 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种具有量子阱结构隧穿结的多结太阳电池及制作方法 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62258594A patent/JPH01100976A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010085439A3 (en) * | 2009-01-22 | 2010-10-28 | Varian Semiconductor Equipment Associates | Self-aligned selective emitter formed by counterdoping |
| JP2014526145A (ja) * | 2011-07-12 | 2014-10-02 | エヌアーエスペー スリー／ヴィー ゲーエムベーハー | モノリシック集積半導体構造 |
| CN110148644A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-20 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种具有量子阱结构隧穿结的多结太阳电池及制作方法 |
| CN110148644B (zh) * | 2019-05-30 | 2021-08-20 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种具有量子阱结构隧穿结的多结太阳电池及制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5082798A (en) | Crystal growth method | |
| US4404265A (en) | Epitaxial composite and method of making | |
| US4368098A (en) | Epitaxial composite and method of making | |
| Stringfellow | Organometallic vapor-phase epitaxial growth of III–V semiconductors | |
| JPH06244112A (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JPS6134928A (ja) | 元素半導体単結晶薄膜の成長法 | |
| JPH0547665A (ja) | 気相成長方法 | |
| US6352884B1 (en) | Method for growing crystals having impurities and crystals prepared thereby | |
| US5821155A (en) | Method of growing n-type III-V semiconductor materials on a substrate using SiI4 | |
| JPH01100976A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPH03203228A (ja) | 半絶縁性ガリウムヒ素形成方法 | |
| JP2736655B2 (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JP3242571B2 (ja) | 気相成長方法 | |
| JPS593099A (ja) | 化合物半導体結晶成長法 | |
| JP2020535626A (ja) | Ｉｉｉ／ｖ族材料の高成長速度の堆積 | |
| JPS6052574B2 (ja) | エピタキシヤル成長方法 | |
| JPH0442898A (ja) | 化合物半導体の結晶成長方法 | |
| JP2736417B2 (ja) | 半導体素子の製法 | |
| JPS6317293A (ja) | 化合物半導体薄膜形成法 | |
| JPS6373617A (ja) | 化合物半導体の気相成長法 | |
| JPS63174314A (ja) | ３−５族化合物半導体結晶のド−ピング方法 | |
| McCrary et al. | Low pressure MOCVD in a vertical reactor: growth and characterization of InGaAsP on (100) InP for 1.3 μm lasers | |
| JP2753832B2 (ja) | 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法 | |
| JPS6167221A (ja) | 有機金属気相エピタキシヤル成長装置 | |
| JPH03129721A (ja) | 化合物半導体の結晶成長法 |