JPH104061A - シリコン基体の製造方法 - Google Patents
シリコン基体の製造方法Info
- Publication number
- JPH104061A JPH104061A JP5882597A JP5882597A JPH104061A JP H104061 A JPH104061 A JP H104061A JP 5882597 A JP5882597 A JP 5882597A JP 5882597 A JP5882597 A JP 5882597A JP H104061 A JPH104061 A JP H104061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon
- buffer layer
- substrate
- layer
- 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.)
- Granted
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 49
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 49
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 17
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 5
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 85
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 16
- RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N oxosilicon;silicon Chemical compound [Si].[Si]=O RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- CMMUKUYEPRGBFB-UHFFFAOYSA-L dichromic acid Chemical compound O[Cr](=O)(=O)O[Cr](O)(=O)=O CMMUKUYEPRGBFB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】セラミック基板上に、厚さ1000A 以上のシ
リコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単
層膜よりなるバッファ層を配置し、該バッファ層の上面
にはシリコン膜を配置し、該バッファ層とシリコン膜と
の間に有効不純物を含んだシリコン化合物膜或はシリコ
ン膜より高融点の導電性膜からなる第３の膜を設けて上
記シリコン膜を溶融・結晶化させるシリコン基体の製造
方法。 【効果】薄膜電子デバイスの基板側から不純物の導入が
可能となり、或はシリコン膜の裏面でコンタクトをとる
ことができるなどデバイス製造上格別な効果をもたら
す。
リコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単
層膜よりなるバッファ層を配置し、該バッファ層の上面
にはシリコン膜を配置し、該バッファ層とシリコン膜と
の間に有効不純物を含んだシリコン化合物膜或はシリコ
ン膜より高融点の導電性膜からなる第３の膜を設けて上
記シリコン膜を溶融・結晶化させるシリコン基体の製造
方法。 【効果】薄膜電子デバイスの基板側から不純物の導入が
可能となり、或はシリコン膜の裏面でコンタクトをとる
ことができるなどデバイス製造上格別な効果をもたら
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコンとは異種の
セラミック基板上へ高品質の結晶シリコン膜を配置した
シリコン基体の製造方法に関する。
セラミック基板上へ高品質の結晶シリコン膜を配置した
シリコン基体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近ＳＯＩ（Silicon on Insulator) 技
術が研究されているが、石英基板上の結晶シリコン薄膜
についての報告はあるものの、溶融・結晶化に際して熱
膨張係数の違いからシリコン薄膜に亀裂が入って素子を
作るまでに至っていない。
術が研究されているが、石英基板上の結晶シリコン薄膜
についての報告はあるものの、溶融・結晶化に際して熱
膨張係数の違いからシリコン薄膜に亀裂が入って素子を
作るまでに至っていない。
【０００３】基板としてはシリコンウェハ上に絶縁膜を
形成したものが多く、その絶縁膜上にシリコン薄膜を形
成し、それを溶融・結晶化して素子形成等に使用してい
た。
形成したものが多く、その絶縁膜上にシリコン薄膜を形
成し、それを溶融・結晶化して素子形成等に使用してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリコンウェ
ハを使用している以上、大面積素子を低価格で製造する
ことは不可能であり、シリコンウェハよりも低価格な異
種基板上に結晶シリコン膜を亀裂等がなく、しかも汚染
を受けない状態で製造する技術の出現が望まれていた。
ハを使用している以上、大面積素子を低価格で製造する
ことは不可能であり、シリコンウェハよりも低価格な異
種基板上に結晶シリコン膜を亀裂等がなく、しかも汚染
を受けない状態で製造する技術の出現が望まれていた。
【０００５】そこで、原出願（特願平6-281889号) で
は、低価格での異種基板上に亀裂がなく、しかも汚染原
子の量が少なく、結晶粒の大きな結晶シリコン膜を成長
させることができような構造としたシリコン基体の製造
方法として、セラミック基板上に、厚さ1000A 以上のシ
リコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単
層膜よりなるバッファ層を配置し、該バッファ層の上面
にはシリコン膜を上記バッファ層を溶融させない程度の
温度で堆積し、更に該シリコン膜を溶融・結晶化させる
方法を提案した。
は、低価格での異種基板上に亀裂がなく、しかも汚染原
子の量が少なく、結晶粒の大きな結晶シリコン膜を成長
させることができような構造としたシリコン基体の製造
方法として、セラミック基板上に、厚さ1000A 以上のシ
リコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単
層膜よりなるバッファ層を配置し、該バッファ層の上面
にはシリコン膜を上記バッファ層を溶融させない程度の
温度で堆積し、更に該シリコン膜を溶融・結晶化させる
方法を提案した。
【０００６】即ち、石英よりもシリコンに熱膨張係数の
近いアルミナ等のセラミック基板が使用されるが、通常
アルミナ基板の表面には、仕上げが良好なものでも、サ
ブμm から数μm の凹凸があり、このためシリコン膜の
基板への機械的付着が良好であるが、シリコン膜の溶融
・結晶化のためにレーザ等の光線または電子線で走査・
溶融した後の結晶粒は、面積にして10μm2以下のものが
多く、未だ素子作製には不十分であり、かつ基板からの
汚染不純物原子が膜中に1017個／cm3 以上混入し、素子
を作製しても良好な特性が期待できなかった。
近いアルミナ等のセラミック基板が使用されるが、通常
アルミナ基板の表面には、仕上げが良好なものでも、サ
ブμm から数μm の凹凸があり、このためシリコン膜の
基板への機械的付着が良好であるが、シリコン膜の溶融
・結晶化のためにレーザ等の光線または電子線で走査・
溶融した後の結晶粒は、面積にして10μm2以下のものが
多く、未だ素子作製には不十分であり、かつ基板からの
汚染不純物原子が膜中に1017個／cm3 以上混入し、素子
を作製しても良好な特性が期待できなかった。
【０００７】ところが、セラミック基板とシリコン膜と
の間にシリコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間
化合物単層膜よりなるバッファ層を挿入することによっ
て、参考例に示すように上記の汚染不純物原子濃度を一
桁以上減少させ、更に結晶粒もその面積を２倍以上に増
大させることができる。
の間にシリコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間
化合物単層膜よりなるバッファ層を挿入することによっ
て、参考例に示すように上記の汚染不純物原子濃度を一
桁以上減少させ、更に結晶粒もその面積を２倍以上に増
大させることができる。
【０００８】したがって、原出願ではセラミック基板か
らの汚染不純物原子濃度を小さくできるので、素子作製
に有効な、有効不純物を添加して膜の特性を制御するこ
とが期待できる。
らの汚染不純物原子濃度を小さくできるので、素子作製
に有効な、有効不純物を添加して膜の特性を制御するこ
とが期待できる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明では更
に原出願の基本的な構成の他に、上記バッファ層と結晶
シリコン膜との間に第３の膜を設けてデバイス製造上格
別な効果をもたらすようにしたものである。
に原出願の基本的な構成の他に、上記バッファ層と結晶
シリコン膜との間に第３の膜を設けてデバイス製造上格
別な効果をもたらすようにしたものである。
【００１０】即ち、この発明により製造されたシリコン
基体は、バッファ層と結晶シリコン膜との間に、シリコ
ン酸化膜（低級酸化膜も含む）、シリコン窒化膜（低級
窒化膜も含む）、及びその２層又は中間化合物膜、シリ
コン炭化膜等のシリコン化合物膜を設け、溶融・結晶化
の際に前記シリコン結晶膜に不純物を添加した構造のデ
バイスを製造するときに格別な効果を有する不純物添加
膜構造として用いることができる。
基体は、バッファ層と結晶シリコン膜との間に、シリコ
ン酸化膜（低級酸化膜も含む）、シリコン窒化膜（低級
窒化膜も含む）、及びその２層又は中間化合物膜、シリ
コン炭化膜等のシリコン化合物膜を設け、溶融・結晶化
の際に前記シリコン結晶膜に不純物を添加した構造のデ
バイスを製造するときに格別な効果を有する不純物添加
膜構造として用いることができる。
【００１１】更にまた、この発明では前記シリコン膜の
裏面でのコンタクトをとるために、結晶シリコンより融
点の高い導電性膜をバッファ層と結晶シリコン膜との間
に設けた構造とすることもできる。
裏面でのコンタクトをとるために、結晶シリコンより融
点の高い導電性膜をバッファ層と結晶シリコン膜との間
に設けた構造とすることもできる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の参考例と実施例を示す。 参考例 アルミナセラミック基板（＝京セラ製、商品名スムース
基板）上へ680 ℃の熱ＣＶＤによりバッファ層としてシ
リコン窒化膜を1270A 成長させ、その上にモノシランの
熱分解により、630 ℃前後の温度で3 μm の厚さにアモ
ルファスと微結晶の混在するシリコン薄膜を堆積した。
基板）上へ680 ℃の熱ＣＶＤによりバッファ層としてシ
リコン窒化膜を1270A 成長させ、その上にモノシランの
熱分解により、630 ℃前後の温度で3 μm の厚さにアモ
ルファスと微結晶の混在するシリコン薄膜を堆積した。
【００１３】これらで得た試料をＡｒレーザビーム（ビ
ーム径は60μm Φとした）で最適のスイープ速度(5-20m
m/sec), ピッチ(30 〜40μm)を以て3 〜4.5Wのエネルギ
ーを加え溶融・結晶化した。これにより結晶化したシリ
コン薄膜は多結晶であった。結晶化後の結晶粒を観測す
るためにSECCO エッチ（重クロム酸水溶液（４重量
％）：50% フッ酸水溶液＝1:2 に混合）を行って粒界を
観察できるようにし、一定面積の中の結晶粒の個数を計
測して平均の結晶粒面積を導出した。この結果を第１表
に示す。なお、表１に示す比較例１は、バッファ層を設
けない従来例である。
ーム径は60μm Φとした）で最適のスイープ速度(5-20m
m/sec), ピッチ(30 〜40μm)を以て3 〜4.5Wのエネルギ
ーを加え溶融・結晶化した。これにより結晶化したシリ
コン薄膜は多結晶であった。結晶化後の結晶粒を観測す
るためにSECCO エッチ（重クロム酸水溶液（４重量
％）：50% フッ酸水溶液＝1:2 に混合）を行って粒界を
観察できるようにし、一定面積の中の結晶粒の個数を計
測して平均の結晶粒面積を導出した。この結果を第１表
に示す。なお、表１に示す比較例１は、バッファ層を設
けない従来例である。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１から、この発明により、セラミック基
板上に窒化膜によるバッファ層を介挿してシリコン薄膜
を堆積すると、結晶粒平均面積は1000A のバッファ層に
対しても、比較例１に対して既に倍まで増大させる効果
があり、改善の程度が著しいことがわかる。
板上に窒化膜によるバッファ層を介挿してシリコン薄膜
を堆積すると、結晶粒平均面積は1000A のバッファ層に
対しても、比較例１に対して既に倍まで増大させる効果
があり、改善の程度が著しいことがわかる。
【００１６】結晶粒の増大の他にバッファ層はセラミッ
ク基板からの汚染不純物の混入を緩和する。SIMS( 二次
イオン分析装置）を用いた解析によれば、アルミナセラ
ミックの場合、バッファ層を設けない時には、結晶化し
たシリコン薄膜の中にアルミニウム、マグネシウム等の
不純物が基板から溶け込んでおり、このため膜のキャリ
ア濃度も高くなっている。バッファ層はこの基板からの
不純物の混入を少なくとも一桁は減少させることがわか
った。第１表にこの効果を数量的に示すためのアルミニ
ウムの混入と関係が深いと思われるキャリア濃度の測定
値を示すと、実施例１のシリコン窒化膜で約1/10に汚染
不純物濃度を減少させることができた。
ク基板からの汚染不純物の混入を緩和する。SIMS( 二次
イオン分析装置）を用いた解析によれば、アルミナセラ
ミックの場合、バッファ層を設けない時には、結晶化し
たシリコン薄膜の中にアルミニウム、マグネシウム等の
不純物が基板から溶け込んでおり、このため膜のキャリ
ア濃度も高くなっている。バッファ層はこの基板からの
不純物の混入を少なくとも一桁は減少させることがわか
った。第１表にこの効果を数量的に示すためのアルミニ
ウムの混入と関係が深いと思われるキャリア濃度の測定
値を示すと、実施例１のシリコン窒化膜で約1/10に汚染
不純物濃度を減少させることができた。
【００１７】なお、この参考例では、バッファ層として
シリコン窒化単層膜の例を挙げたが、所謂シリコン・オ
キシ・ナイトライド単層膜（シリコン酸化・窒化膜）の
ようなシリコン酸化・窒化中間化合物単層膜を用いても
同様な効果が得られる。シリコン薄膜の厚さも0.5 μm
〜10μm まで同様な効果が得られることが確かめられ
た。
シリコン窒化単層膜の例を挙げたが、所謂シリコン・オ
キシ・ナイトライド単層膜（シリコン酸化・窒化膜）の
ようなシリコン酸化・窒化中間化合物単層膜を用いても
同様な効果が得られる。シリコン薄膜の厚さも0.5 μm
〜10μm まで同様な効果が得られることが確かめられ
た。
【００１８】このようなシリコン酸化・窒化中間化合物
単層膜をバッファ層として形成する場合には、常法に従
って上記実施例１のＣＶＤの原料中に、酸化・窒化中間
化合物の酸素と窒素の割合に従って、笑気ガス(N2O)、NO
等のガスを規定量添加して行うが、この場合酸素、オゾ
ンのように低温ガス中でモノシランと反応を始める酸化
性のガスは好ましくない。
単層膜をバッファ層として形成する場合には、常法に従
って上記実施例１のＣＶＤの原料中に、酸化・窒化中間
化合物の酸素と窒素の割合に従って、笑気ガス(N2O)、NO
等のガスを規定量添加して行うが、この場合酸素、オゾ
ンのように低温ガス中でモノシランと反応を始める酸化
性のガスは好ましくない。
【００１９】また、溶融・結晶化手段は上述のアルゴン
レーザの場合に限らず、各種の加熱手段を用いることが
でき、例えば5 〜10μm とシリコン膜厚が厚い場合は、
YAGレーザを用いることができる。電子ビームまたはラ
ンプ加熱により溶融再結晶化させることも可能である。
レーザの場合に限らず、各種の加熱手段を用いることが
でき、例えば5 〜10μm とシリコン膜厚が厚い場合は、
YAGレーザを用いることができる。電子ビームまたはラ
ンプ加熱により溶融再結晶化させることも可能である。
【００２０】実施例１ アルミナ基板上に厚さ約4000A のシリコン酸化膜を塗布
して200 ℃で熱処理し、厚さ1300A のシリコン窒化膜を
ＣＶＤにより堆積し、更に硼素を含むシリコン酸化膜を
厚さ1400A に塗布し、次にモノシランの熱分解により63
0 ℃でシリコン薄膜を厚さ3 μm 堆積した。
して200 ℃で熱処理し、厚さ1300A のシリコン窒化膜を
ＣＶＤにより堆積し、更に硼素を含むシリコン酸化膜を
厚さ1400A に塗布し、次にモノシランの熱分解により63
0 ℃でシリコン薄膜を厚さ3 μm 堆積した。
【００２１】この試料をＡｒレーザビームで溶融再結晶
化し、結晶粒平均面積及びキャリア濃度を測定した。結
晶粒平均面積は約150 μm2、キャリア濃度は8 ×1017個
/cm3であり、5 ×1015個/cm3のバックグランド濃度に対
して、活性な硼素が意図されたように添加されているこ
とが判明した。しかもこの硼素はシリコン酸化膜（基板
側）側から不純物濃度が減少していくように分布してお
り、太陽電池等のデバイスの試作に都合の良い分布とな
っている。
化し、結晶粒平均面積及びキャリア濃度を測定した。結
晶粒平均面積は約150 μm2、キャリア濃度は8 ×1017個
/cm3であり、5 ×1015個/cm3のバックグランド濃度に対
して、活性な硼素が意図されたように添加されているこ
とが判明した。しかもこの硼素はシリコン酸化膜（基板
側）側から不純物濃度が減少していくように分布してお
り、太陽電池等のデバイスの試作に都合の良い分布とな
っている。
【００２２】上記の溶融・結晶化シリコン薄膜を用いて
太陽電池を試作した。上記薄膜上にリン原子を含んだ厚
さ300 〜500Aのアモルファスシリコン膜と更に900Aの酸
化錫・インジウム(ITO) 膜をそれぞれプラズマＣＶＤ技
術と電子ビームの蒸着技術に堆積した。溶融・結晶化シ
リコン薄膜にはアルミニウム薄膜を正電極として蒸着
し、負電極としては上記のITO 膜を用いた。この太陽電
池にAM1.5 スペクトルの擬似太陽光を照射したところ、
10mA/cm2以上の短絡光電流が得られた。一方厚さ300 μ
m のシリコン基板で同時に作成した太陽電池の短絡光電
流は22mA/cm2であり、約100 分の1 の厚さのこの発明の
溶融・結晶化シリコン薄膜でこの1/2 の短絡光電流値が
得られた。したがって、本例により材料利用率としては
約50倍の新技術が得られたことになる。
太陽電池を試作した。上記薄膜上にリン原子を含んだ厚
さ300 〜500Aのアモルファスシリコン膜と更に900Aの酸
化錫・インジウム(ITO) 膜をそれぞれプラズマＣＶＤ技
術と電子ビームの蒸着技術に堆積した。溶融・結晶化シ
リコン薄膜にはアルミニウム薄膜を正電極として蒸着
し、負電極としては上記のITO 膜を用いた。この太陽電
池にAM1.5 スペクトルの擬似太陽光を照射したところ、
10mA/cm2以上の短絡光電流が得られた。一方厚さ300 μ
m のシリコン基板で同時に作成した太陽電池の短絡光電
流は22mA/cm2であり、約100 分の1 の厚さのこの発明の
溶融・結晶化シリコン薄膜でこの1/2 の短絡光電流値が
得られた。したがって、本例により材料利用率としては
約50倍の新技術が得られたことになる。
【００２３】上記実施例１の他に、シリコン窒化膜、シ
リコンオキシナイトライド膜、シリコン炭化膜等のシリ
コン化合物膜に、硼素や燐原子等の有効不純物を含ませ
た膜をバッファ層とシリコン膜との間に挿入しておい
て、シリコン膜を溶融・結晶化を行うことによって、有
効不純物を結晶シリコン膜中へ裏面から添加することも
できる。
リコンオキシナイトライド膜、シリコン炭化膜等のシリ
コン化合物膜に、硼素や燐原子等の有効不純物を含ませ
た膜をバッファ層とシリコン膜との間に挿入しておい
て、シリコン膜を溶融・結晶化を行うことによって、有
効不純物を結晶シリコン膜中へ裏面から添加することも
できる。
【００２４】更に、低級シリコン酸化膜、窒化膜（例え
ば酸素又は窒素がシリコンに対して数％〜数十％混入し
た膜）やシリコン炭化膜等の高融点半導体膜は、有効不
純物を添加してバッファ層と結晶シリコン膜との間に挿
入し、シリコン膜を溶融・結晶化した場合に導電性が得
られ、シリコン膜の裏面コンタクトとして、太陽電池、
バイポーラデバイス等の製造の場合には有用な機能層と
して利用することができる。更に、上記高融点半導体膜
とバッファ層との間に高融点導体の膜を挿入しておくこ
とにより、裏面コンタクト層の抵抗を一層低下させるこ
とが可能となる。
ば酸素又は窒素がシリコンに対して数％〜数十％混入し
た膜）やシリコン炭化膜等の高融点半導体膜は、有効不
純物を添加してバッファ層と結晶シリコン膜との間に挿
入し、シリコン膜を溶融・結晶化した場合に導電性が得
られ、シリコン膜の裏面コンタクトとして、太陽電池、
バイポーラデバイス等の製造の場合には有用な機能層と
して利用することができる。更に、上記高融点半導体膜
とバッファ層との間に高融点導体の膜を挿入しておくこ
とにより、裏面コンタクト層の抵抗を一層低下させるこ
とが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上から明らかなように、この発明はセ
ラミック基板上に、厚さ1000A 以上のシリコン窒化単層
膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単層膜よりなるバ
ッファ層を配置し、該バッファ層の上面にはシリコン膜
を配置し、該バッファ層とシリコン膜との間に有効不純
物を含んだシリコン化合物膜を配置して上記シリコン膜
を溶融・結晶化させるので、薄膜電子デバイスの基板側
から不純物の導入が可能となり、デバイス設計上大きな
利点がある。
ラミック基板上に、厚さ1000A 以上のシリコン窒化単層
膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物単層膜よりなるバ
ッファ層を配置し、該バッファ層の上面にはシリコン膜
を配置し、該バッファ層とシリコン膜との間に有効不純
物を含んだシリコン化合物膜を配置して上記シリコン膜
を溶融・結晶化させるので、薄膜電子デバイスの基板側
から不純物の導入が可能となり、デバイス設計上大きな
利点がある。
【００２６】更に、この発明では高融点の導電性の膜を
バッファ層と結晶シリコン膜との間に挿入することによ
り、この導電性の膜をコンタクト層としてデバイス製造
時に活用できるという格別な効果がある。
バッファ層と結晶シリコン膜との間に挿入することによ
り、この導電性の膜をコンタクト層としてデバイス製造
時に活用できるという格別な効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 之大 東京都新宿区早稲田南町35番地
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミック基板上に、厚さ1000A 以上の
シリコン窒化単層膜或はシリコン酸化・窒化中間化合物
単層膜よりなるバッファ層を配置し、該バッファ層の上
面にはシリコン膜を配置し、該バッファ層とシリコン膜
との間に第３の膜を設けて上記シリコン膜を溶融・結晶
化させることを特徴とするシリコン基体の製造方法。 - 【請求項２】 第３の膜が有効不純物を含んだシリコン
化合物膜である請求項１記載のシリコン基体の製造方
法。 - 【請求項３】 第３の膜がシリコン膜より高融点の導電
性膜である請求項１記載のシリコン基体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１のシリコン基体の製造方法にお
いて、前記溶融・結晶化は電子線又は光線の走査により
行うことを特徴とするシリコン基体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058825A JP2794092B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | シリコン基体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058825A JP2794092B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | シリコン基体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6281889A Division JP2651358B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | シリコン基体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104061A true JPH104061A (ja) | 1998-01-06 |
| JP2794092B2 JP2794092B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=13095429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9058825A Expired - Lifetime JP2794092B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | シリコン基体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794092B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5365066A (en) * | 1976-11-22 | 1978-06-10 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS56111258A (en) * | 1980-01-07 | 1981-09-02 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Thin film semiconductor device |
| JPS57157519A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1997
- 1997-03-13 JP JP9058825A patent/JP2794092B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5365066A (en) * | 1976-11-22 | 1978-06-10 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS56111258A (en) * | 1980-01-07 | 1981-09-02 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Thin film semiconductor device |
| JPS57157519A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2794092B2 (ja) | 1998-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100392924B1 (ko) | 다층태양전지의제조방법 | |
| US5254481A (en) | Polycrystalline solar cell manufacturing method | |
| EP0656664B1 (en) | Polycrystalline silicon photoelectric transducer and process for its production | |
| JP2917392B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20180166603A1 (en) | Method of fabricating thin film photovoltaic devices | |
| JP2005159312A (ja) | 太陽電池用多結晶シリコン基板の母材および太陽電池用多結晶シリコン基板 | |
| US6703289B2 (en) | Method for forming crystalline silicon layer and crystalline silicon semiconductor device | |
| JPH04152624A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
| JP2917388B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Slaoui et al. | Thin-film silicon solar cells on mullite substrates | |
| JPH0864851A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| JP2794092B2 (ja) | シリコン基体の製造方法 | |
| Morikawa et al. | Development of high-efficiency thin-film Si solar cells using zone-melting recrystallization | |
| JP3102772B2 (ja) | シリコン系半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH0732122B2 (ja) | シリコン基体の製造方法 | |
| JP2867402B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100469503B1 (ko) | 비정질막을결정화하는방법 | |
| JP2707654B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3333187B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
| JP2707632B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07273031A (ja) | シリコン基体の製造方法 | |
| JP3347747B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| JPH04229664A (ja) | 光起電力装置及びその製造方法 | |
| JPH02238617A (ja) | 半導体薄膜の結晶成長方法 | |
| JP2532252B2 (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |