JPH0719906B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0719906B2 JPH0719906B2 JP59152531A JP15253184A JPH0719906B2 JP H0719906 B2 JPH0719906 B2 JP H0719906B2 JP 59152531 A JP59152531 A JP 59152531A JP 15253184 A JP15253184 A JP 15253184A JP H0719906 B2 JPH0719906 B2 JP H0719906B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法に関する。
[従来の技術] 太陽電池などに用いられるa-Si:H、a-SiC:H、a-Ge:H、a
-Si:F:H、μC-Si:Hなどの非晶質シリコン膜を成膜する
際に、通常容量結合型RF平行平板CVD装置が用いられて
いる。
-Si:F:H、μC-Si:Hなどの非晶質シリコン膜を成膜する
際に、通常容量結合型RF平行平板CVD装置が用いられて
いる。
しかし、この装置を用い、従来法のように220〜250℃程
度の温度で成膜すると、電子や半導体形成ガスから生成
されたラジカルが直接基板面に衝突するため、ITO、In2
O3、ITO/SnO2、CdXSnOY(x=0.5〜2、y=2〜4)、
IrXO1-X(x=0.33〜0.5)などから形成された透明導電
膜が一部還元され、金属化する。この金属が堆積された
第1不純物ドープ層のみならず真性層まで拡散して、一
種のドーパントとして作用したり、真性層で発生した電
子やホールを打消してしまう再結合中心になったりする
など、半導体/透明導電膜間の界面が著しく劣化する。
また、前記金属化が生じると、透明電極そのものの透明
性や導電性も低下するため、半導体装置の特性、とくに
光電変換特性が大幅に低下する。
度の温度で成膜すると、電子や半導体形成ガスから生成
されたラジカルが直接基板面に衝突するため、ITO、In2
O3、ITO/SnO2、CdXSnOY(x=0.5〜2、y=2〜4)、
IrXO1-X(x=0.33〜0.5)などから形成された透明導電
膜が一部還元され、金属化する。この金属が堆積された
第1不純物ドープ層のみならず真性層まで拡散して、一
種のドーパントとして作用したり、真性層で発生した電
子やホールを打消してしまう再結合中心になったりする
など、半導体/透明導電膜間の界面が著しく劣化する。
また、前記金属化が生じると、透明電極そのものの透明
性や導電性も低下するため、半導体装置の特性、とくに
光電変換特性が大幅に低下する。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、前記のごとき酸化物透明導電膜上に非晶質半
導体を堆積する際におこる、酸化物透明導電膜の還元に
より生ずる問題を少なくしようとするものである。
導体を堆積する際におこる、酸化物透明導電膜の還元に
より生ずる問題を少なくしようとするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、酸化物透明導電膜上に第1不純物ドープ層
(以下、第1ドープ層という)、真性層、第2不純物ド
ープ層(以下、第2ドープ層という、第1ドープ層と反
対の導電タイプ)からなる非晶質半導体をこの順に堆積
する際に、第1ドープ層の成膜温度を10〜130℃、真性
層および第2不純物ドープ層の成膜温度を160〜350℃に
し、第1不純物ドープ層をドープしたa-SiC:H層にする
ことにより、前記問題を少なくしたものである。
(以下、第1ドープ層という)、真性層、第2不純物ド
ープ層(以下、第2ドープ層という、第1ドープ層と反
対の導電タイプ)からなる非晶質半導体をこの順に堆積
する際に、第1ドープ層の成膜温度を10〜130℃、真性
層および第2不純物ドープ層の成膜温度を160〜350℃に
し、第1不純物ドープ層をドープしたa-SiC:H層にする
ことにより、前記問題を少なくしたものである。
[実施例] 本発明に用いる酸化物透明導電膜とは一般に半導体装置
の製造に使用される、厚さ0.01〜10μm程度の酸化物透
明導電膜のことであり、このような酸化物透明導電膜で
ある限り、とくに限定はない。該導電膜の具体例として
は、ITO、ITO/SnO2、In2O3、SnO2、CdXSnOY(x=0.5〜
2、y=2〜4)、IrXO1-X(x=0.33〜0.5)、CdOな
どがあげられるが、これらに限定されるものではない。
の製造に使用される、厚さ0.01〜10μm程度の酸化物透
明導電膜のことであり、このような酸化物透明導電膜で
ある限り、とくに限定はない。該導電膜の具体例として
は、ITO、ITO/SnO2、In2O3、SnO2、CdXSnOY(x=0.5〜
2、y=2〜4)、IrXO1-X(x=0.33〜0.5)、CdOな
どがあげられるが、これらに限定されるものではない。
これらの導電膜はいずれも、水素原子を含んだような還
元性のプラズマにより還元されやすく、とくに温度が高
くなると一般的な化学反応のばあいと同様、その還元が
顕著におこる。
元性のプラズマにより還元されやすく、とくに温度が高
くなると一般的な化学反応のばあいと同様、その還元が
顕著におこる。
本発明において酸化物透明導電膜上に堆積される際1ド
ープ層は、a-SiC:Hのp型のものが一般的に用いられる
が、このようなp型のドープ層に限定されるものではな
い。
ープ層は、a-SiC:Hのp型のものが一般的に用いられる
が、このようなp型のドープ層に限定されるものではな
い。
第1ドープ層が堆積されたのちに形成される真性層、お
よび第2ドープ層としては、通常用いられる真性層、お
よび第1ドープ層と反対の導電タイプである第2ドープ
層であれば、とくに限定されるものではない。このよう
な真性層の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F、a-Si:F:
H、a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:Hなど、第2ドープ層の
具体例としては、第1ドープ層がp型のばあいにはn型
のμC-Si:H、a-SiC:H、a-Si:H、a-SiN:Hなど、第1ドー
プ層がn型のばあいにはp型のa-Si:H、μC-Si:H、a-Si
C:Hなどがあげられる。
よび第2ドープ層としては、通常用いられる真性層、お
よび第1ドープ層と反対の導電タイプである第2ドープ
層であれば、とくに限定されるものではない。このよう
な真性層の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F、a-Si:F:
H、a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:Hなど、第2ドープ層の
具体例としては、第1ドープ層がp型のばあいにはn型
のμC-Si:H、a-SiC:H、a-Si:H、a-SiN:Hなど、第1ドー
プ層がn型のばあいにはp型のa-Si:H、μC-Si:H、a-Si
C:Hなどがあげられる。
本発明においては、第1ドープ層を成膜するばあい成膜
温度を130℃以下、好ましくは150℃以下、さらに好まし
くは130℃以下、ことにヒーターを用いない温度(たと
えば10〜70℃程度)、とくに好ましくは基板を冷却した
温度(たとえば10〜40℃程度)にするのがよい。このよ
うに成膜温度を低くして成膜することにより、酸化物透
明導電膜が水素原子を含んだ還元性のプラズマと接触し
ても還元されにくくなり、したがって生成する金属の量
も少なくなり、該金属による半導体層の汚染から生ずる
再結合中心の発生、ドーピング効率の低下などの半導体
特性の低下が著しく改善される。また低い温度で成膜す
るので堆積される第1ドープ層に発生する内部応力を少
なくすることができるため、第1ドープ層/酸化物透明
導電膜の界面におけるストレスから起因するダングリン
グボンドなどの欠陥を減少させることができる。さらに
連続プロセス装置を用いてヒーターを用いない温度で成
膜するようなばあいには、ヒーターの1つを節約するこ
とができ、装置コストの低減をはかることができる。
温度を130℃以下、好ましくは150℃以下、さらに好まし
くは130℃以下、ことにヒーターを用いない温度(たと
えば10〜70℃程度)、とくに好ましくは基板を冷却した
温度(たとえば10〜40℃程度)にするのがよい。このよ
うに成膜温度を低くして成膜することにより、酸化物透
明導電膜が水素原子を含んだ還元性のプラズマと接触し
ても還元されにくくなり、したがって生成する金属の量
も少なくなり、該金属による半導体層の汚染から生ずる
再結合中心の発生、ドーピング効率の低下などの半導体
特性の低下が著しく改善される。また低い温度で成膜す
るので堆積される第1ドープ層に発生する内部応力を少
なくすることができるため、第1ドープ層/酸化物透明
導電膜の界面におけるストレスから起因するダングリン
グボンドなどの欠陥を減少させることができる。さらに
連続プロセス装置を用いてヒーターを用いない温度で成
膜するようなばあいには、ヒーターの1つを節約するこ
とができ、装置コストの低減をはかることができる。
前記第1ドープ層を成膜するばあいのプラズマ条件は成
膜温度が低いために注意を要し、通常圧力を0.2〜2.5To
rrの範囲で、グロー放電を維持可能な最小またはその近
傍の圧力にし、シランとメタンの混合ガスに対するドー
ピングガスの流量比を0.05〜2.0%にし、RFパワーはグ
ロー放電を維持可能な範囲(5〜20W/cm2)で最小にな
るようにして、膜のドーピング特性、光学的禁止帯幅を
最適化した条件、たとえばp型半導体を製造するばあい
には、導電率の温度依存性から求まる活性化エネルギー
ΔEが0.6eV以下、光学的禁止帯幅Eoptとの差がEopt−
ΔE1.3eVになるように最適化された条件である。
膜温度が低いために注意を要し、通常圧力を0.2〜2.5To
rrの範囲で、グロー放電を維持可能な最小またはその近
傍の圧力にし、シランとメタンの混合ガスに対するドー
ピングガスの流量比を0.05〜2.0%にし、RFパワーはグ
ロー放電を維持可能な範囲(5〜20W/cm2)で最小にな
るようにして、膜のドーピング特性、光学的禁止帯幅を
最適化した条件、たとえばp型半導体を製造するばあい
には、導電率の温度依存性から求まる活性化エネルギー
ΔEが0.6eV以下、光学的禁止帯幅Eoptとの差がEopt−
ΔE1.3eVになるように最適化された条件である。
なお本発明の方法を実施するための装置としては、通常
の容量結合型RF平行平板CVD装置、誘導結合型RF平行平
板CVD装置、DC平行平板型CVD装置などがあげられるが、
平行平板CDV装置に顕著な効果がみられる。
の容量結合型RF平行平板CVD装置、誘導結合型RF平行平
板CVD装置、DC平行平板型CVD装置などがあげられるが、
平行平板CDV装置に顕著な効果がみられる。
つぎに本発明の方法を実施例に基づき説明する。
実施例1〜4および比較例1〜3 RF容量結合型平行平板CVD装置を用い、青板ガラス板上
にスパッタ法により厚さ700ÅになるようにITOを形成し
た。第1表に示す温度、CVD圧力1.5Torr、SiH4/CH4の
流量が2/3、SiH4+CH4の合計流量に対してB2H6の流量に
なるようにして、RFパワー密度10mW/cm2でp型a-SiC:H
層をITO面上に100Å堆積させたのち、220℃、CVD圧力1T
orr、SiH4ガスを用いてRFパワー密度15mW/cm2でi型a-S
i:H層を6000Å堆積させた。ついで220℃、CVD圧力2Tor
r、SiH4に対しPH3が1%、H2が30倍になるように導入
し、RFパワー密度50〜70mW/cm2でn型μC-Si:H層を300
Å堆積させ、電極としてAlを真空蒸着法により1000Å堆
積させて、1cm2の面積を有する太陽電池を作製した。
にスパッタ法により厚さ700ÅになるようにITOを形成し
た。第1表に示す温度、CVD圧力1.5Torr、SiH4/CH4の
流量が2/3、SiH4+CH4の合計流量に対してB2H6の流量に
なるようにして、RFパワー密度10mW/cm2でp型a-SiC:H
層をITO面上に100Å堆積させたのち、220℃、CVD圧力1T
orr、SiH4ガスを用いてRFパワー密度15mW/cm2でi型a-S
i:H層を6000Å堆積させた。ついで220℃、CVD圧力2Tor
r、SiH4に対しPH3が1%、H2が30倍になるように導入
し、RFパワー密度50〜70mW/cm2でn型μC-Si:H層を300
Å堆積させ、電極としてAlを真空蒸着法により1000Å堆
積させて、1cm2の面積を有する太陽電池を作製した。
えられた太陽電池の特性をAM-1、100mW/cm2のソーラー
シュレーターを用いて測定した。それらの結果を第1表
および第1図に示す。
シュレーターを用いて測定した。それらの結果を第1表
および第1図に示す。
酸化物透明電極/p層/i層の界面の様子をしらべるため、
えられた太陽電池と同じCVD条件にてp層およびi層をI
TO上にそれぞれ100Å、300Åの厚さに順次堆積されたの
ちESCA、Anger、SIMSなどの電子分光法により測定し、
p層およびi層に拡散したInの量を分析した。それらの
結果を第1表に示す。
えられた太陽電池と同じCVD条件にてp層およびi層をI
TO上にそれぞれ100Å、300Åの厚さに順次堆積されたの
ちESCA、Anger、SIMSなどの電子分光法により測定し、
p層およびi層に拡散したInの量を分析した。それらの
結果を第1表に示す。
第1表の結果から、p層の成膜温度を下げることによ
り、太陽電池特性のうちの短絡電流(JSC)および曲線
因子(FF)に大幅な改善がみられ、結果的に光電変換効
率(η)の向上がはかられることがわかる。
り、太陽電池特性のうちの短絡電流(JSC)および曲線
因子(FF)に大幅な改善がみられ、結果的に光電変換効
率(η)の向上がはかられることがわかる。
また第1表の結果から、p層およびi層に拡散したInの
量が、成膜温度30℃のものは、180℃のものの1/10以
下、225℃のものの1/20以下であることがわかる。
量が、成膜温度30℃のものは、180℃のものの1/10以
下、225℃のものの1/20以下であることがわかる。
[発明の効果] 本発明の方法により半導体装置を製造すると、低い温度
で第1ドープ層を成膜するため、酸化物透明導電膜が水
素原子を含んだような還元性のプラズマと接触しても還
元されにくくなり、したがって生成する金属の量も少な
くなり、該金属による再結合中心の増加、ドーピング特
性の低下などの半導体特性の低下が著しく改善される。
また低温度で成膜するために堆積される1ドープ層に発
生する内部応力を少なくすることができるため、第1ド
ープ層/酸化物透明導電膜の界面における応力により発
生するダングリングボンドなどの欠陥を減少させること
ができる。さらに連続プロセス装置を用いてヒーターを
使用しない温度で成膜するようなばあいには、ヒーター
の1つを節約することができ、装置コストの低減をはか
ることができる。
で第1ドープ層を成膜するため、酸化物透明導電膜が水
素原子を含んだような還元性のプラズマと接触しても還
元されにくくなり、したがって生成する金属の量も少な
くなり、該金属による再結合中心の増加、ドーピング特
性の低下などの半導体特性の低下が著しく改善される。
また低温度で成膜するために堆積される1ドープ層に発
生する内部応力を少なくすることができるため、第1ド
ープ層/酸化物透明導電膜の界面における応力により発
生するダングリングボンドなどの欠陥を減少させること
ができる。さらに連続プロセス装置を用いてヒーターを
使用しない温度で成膜するようなばあいには、ヒーター
の1つを節約することができ、装置コストの低減をはか
ることができる。
第1図は実施例1〜4および比較例1〜2でえられた太
陽電池の特性を示したグラフである。
陽電池の特性を示したグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 西村 国夫 京都府京都市下京区仏光寺通西洞院西入ル 木賊山町187 (72)発明者 津下 和永 兵庫県神戸市垂水区舞子台6丁目6―5111 (72)発明者 太和田 善久 兵庫県神戸市北区大池見山台14―39 (56)参考文献 第29回応物連合大会予稿集(1982−4− 1)、518頁(講演番号4P−Z−5) 信学技報78[215](1979−1−19)23 −30頁 電子材料1983年4月号 96−104頁
Claims (3)
- 【請求項1】酸化物透明導電膜上に第1不純物ドープ
層、真性層、第2不純物ドープ層(第1不純物ドープ層
と反対の導電タイプ)からなる非晶質半導体をこの順に
堆積する際に、第1不純物ドープ層の成膜温度が10〜13
0℃で、真性層および第2不純物ドープ層の成膜温度が1
60〜350℃であり、第1不純物ドープ層がドープしたa-S
iC:H層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】前記第1不純物ドープ層の成膜温度がヒー
ターを用いない温度である特許請求の範囲第1項記載の
製造方法。 - 【請求項3】前記第1不純物ドープ層の成膜温度が基板
を冷却した温度である特許請求の範囲第1項記載の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152531A JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152531A JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132416A JPS6132416A (ja) | 1986-02-15 |
| JPH0719906B2 true JPH0719906B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15542473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59152531A Expired - Lifetime JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719906B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01149968A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-13 | Toshiba Corp | 繊維摺動部材の製造方法 |
| JP3057886B2 (ja) * | 1991-04-01 | 2000-07-04 | 株式会社豊田自動織機製作所 | ジェットルームにおける緯入れ装置用の筬及びその筬の製造方法 |
| JPH0525754A (ja) * | 1991-07-10 | 1993-02-02 | Tsudakoma Corp | たて糸シート揃え装置および筬管理装置 |
| US6461444B1 (en) | 1999-08-20 | 2002-10-08 | Kaneka Corporation | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device |
| JP2002246619A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 薄膜光電変換装置の製造方法 |
| US10024065B2 (en) | 2009-03-27 | 2018-07-17 | Afi Licensing Llc | Floor panel and floating floor system incorporating the same |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP59152531A patent/JPH0719906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 信学技報78[215(1979−1−19)23−30頁 |
| 第29回応物連合大会予稿集(1982−4−1)、518頁(講演番号4P−Z−5) |
| 電子材料1983年4月号96−104頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132416A (ja) | 1986-02-15 |
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|---|---|---|---|
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