JPS58164221A - 半導体装置作製方法 - Google Patents
半導体装置作製方法Info
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- JPS58164221A JPS58164221A JP57047642A JP4764282A JPS58164221A JP S58164221 A JPS58164221 A JP S58164221A JP 57047642 A JP57047642 A JP 57047642A JP 4764282 A JP4764282 A JP 4764282A JP S58164221 A JPS58164221 A JP S58164221A
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- semiconductor layer
- layer
- type
- antimony
- gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
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- H10P14/3422—Antimonides
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
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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】
本発明は非単結晶半導体を用いた半導体装置特に光照射
により電子・ホール対を発生せしめる光起電力発生用光
電変換装置において、基板または基板上の導電層よシな
る電極または半導体上に、アンチモンをドナー不純物と
して添加したＮ型の珪素、ゲルマニューム、珪化ゲルマ
ニューム（ＳｉｘＧｅｌ−３０＜ｘ＜１）、窒化珪素（
ｓ ｉｖＮ＊＜０りｘり養）または炭化珪素（ＳｉＸＯ
＋−代０＜ｘ＜１）を主成分とする第１の非単結晶半導
体層を設け、該半導体層の上面または被形成面を構成す
る第２の非単結晶半導体層￥にＮ型の不純物がオートド
ーピングされることを防へことを目的としている０ 本発明はプラズマ気相法において、従来Ｎ型半導体用不
純物としてフオスヒンのみが用いられていたが、このホ
ウ素がこの半導体層上に形成する第２の半導体層はにド
ーピングがされてしまい、この第２の半導体層は人為的
に制御され得ない１ＸＩＯｃＩｎまたはそれ以上の不純
物濃度のＮ−型の半導体層が形成されてしまう。
により電子・ホール対を発生せしめる光起電力発生用光
電変換装置において、基板または基板上の導電層よシな
る電極または半導体上に、アンチモンをドナー不純物と
して添加したＮ型の珪素、ゲルマニューム、珪化ゲルマ
ニューム（ＳｉｘＧｅｌ−３０＜ｘ＜１）、窒化珪素（
ｓ ｉｖＮ＊＜０りｘり養）または炭化珪素（ＳｉＸＯ
＋−代０＜ｘ＜１）を主成分とする第１の非単結晶半導
体層を設け、該半導体層の上面または被形成面を構成す
る第２の非単結晶半導体層￥にＮ型の不純物がオートド
ーピングされることを防へことを目的としている０ 本発明はプラズマ気相法において、従来Ｎ型半導体用不
純物としてフオスヒンのみが用いられていたが、このホ
ウ素がこの半導体層上に形成する第２の半導体層はにド
ーピングがされてしまい、この第２の半導体層は人為的
に制御され得ない１ＸＩＯｃＩｎまたはそれ以上の不純
物濃度のＮ−型の半導体層が形成されてしまう。
本発明はかかる欠点を除去するため、かかるＮ型半導体
層中に添加するドナー用不純物としてアンチモンを用い
たことを特徴としている。
層中に添加するドナー用不純物としてアンチモンを用い
たことを特徴としている。
従来非単結晶半導体特にアモルファスまたセミアモルフ
ァス半導体によシ、Ｐ工Ｎ接合またはその変形構造を構
成して光電変換装置をプラズマ気相法により作製せんと
する時、基板上にＮ型半導体層をシランにフオスヒンを
０．２〜１ｔｌｂ混合して形成していた０ しかもこの場合さらにこの上面に不純物を添加しないい
わゆる工型半導体層を形成せんとする時、この半導体層
中にはその前に形成したＮ型半導体層よシ、さらに加え
て反応炉の内壁よシリンがしみ出して、工型半導体層中
に１×１０ａｍ’またはそれ以上オートドーピングされ
てしまい、いわゆる真性または実質的に真性の１型また
はＰ−型を得ることができないＯ加えてオートドーピン
グされたＮ一層に関しても、そのドーピングの濃度、さ
らにドーピングされた不純物のドナーになる程度いわゆ
るイオン化率も１ヂ以下であり、残りは単に再結合中心
を形成してしまい、その制御性はきわめて低いものであ
った０ 本発明はかかる欠一点を除去し、Ｎ型半導体層はオート
ドーピングがないアンチモンをドナー用の不純物として
用い、特に炭化珪素（Ｓ ｉ ｘ Ｏ，、ｏ＜ｘｃｌ）
、珪素、ゲルマニューム（Ｇ ｅ Ｘ Ｓ ｉ、ｉ−ｐ
＋ｏ＜ｘ＜１）、窒化珪素（Ｓ ｉ、Ｎ、、、 Ｏ＜
ｘ＜ ４）を主成分とし、その中に水素またはノ１０ゲ
ン元素が再結合中心中和剤として０．１〜２０モルチ添
加されている半導体に対し適用したものである０ このため反応性気体として珪化物気体例えばシラン、ジ
クロールシラン、フッ化珪素、ゲルマニューム化物気体
としてゲルマン、また炭化物気体としてメタン、アセチ
レン等を用い、特にシラン、ゲルマンおよびメタンより
なる水素化物を用いることが代表的であるが、そこにア
ンチモンの炭化物気体特にアルキル化物またはご圧駐ρ
ユ ハロゲン化物気休である以下の反応性気体を用いた。
ァス半導体によシ、Ｐ工Ｎ接合またはその変形構造を構
成して光電変換装置をプラズマ気相法により作製せんと
する時、基板上にＮ型半導体層をシランにフオスヒンを
０．２〜１ｔｌｂ混合して形成していた０ しかもこの場合さらにこの上面に不純物を添加しないい
わゆる工型半導体層を形成せんとする時、この半導体層
中にはその前に形成したＮ型半導体層よシ、さらに加え
て反応炉の内壁よシリンがしみ出して、工型半導体層中
に１×１０ａｍ’またはそれ以上オートドーピングされ
てしまい、いわゆる真性または実質的に真性の１型また
はＰ−型を得ることができないＯ加えてオートドーピン
グされたＮ一層に関しても、そのドーピングの濃度、さ
らにドーピングされた不純物のドナーになる程度いわゆ
るイオン化率も１ヂ以下であり、残りは単に再結合中心
を形成してしまい、その制御性はきわめて低いものであ
った０ 本発明はかかる欠一点を除去し、Ｎ型半導体層はオート
ドーピングがないアンチモンをドナー用の不純物として
用い、特に炭化珪素（Ｓ ｉ ｘ Ｏ，、ｏ＜ｘｃｌ）
、珪素、ゲルマニューム（Ｇ ｅ Ｘ Ｓ ｉ、ｉ−ｐ
＋ｏ＜ｘ＜１）、窒化珪素（Ｓ ｉ、Ｎ、、、 Ｏ＜
ｘ＜ ４）を主成分とし、その中に水素またはノ１０ゲ
ン元素が再結合中心中和剤として０．１〜２０モルチ添
加されている半導体に対し適用したものである０ このため反応性気体として珪化物気体例えばシラン、ジ
クロールシラン、フッ化珪素、ゲルマニューム化物気体
としてゲルマン、また炭化物気体としてメタン、アセチ
レン等を用い、特にシラン、ゲルマンおよびメタンより
なる水素化物を用いることが代表的であるが、そこにア
ンチモンの炭化物気体特にアルキル化物またはご圧駐ρ
ユ ハロゲン化物気休である以下の反応性気体を用いた。
すなわち
品 名 化学式 融点 沸点トリメチルア
ンチモン （Ｃ瘍Ｓｂ −６２°Ｃ！ ８０．
６’″Ｃトリエチルアンチモン （Ｑ〜、Ｓｔｌ
−９８’０ １５９ °Ｃ塩化アンチモン
５ｂＣ１，３り凡７２２５’Ｃである。特にトリエ
チルアンチモンは電子恒温槽で一２０〜０″Ｃに冷却し
、入口側より水素をキャリアガスとして導入し、出口側
よシその低温での蒸気圧を利用して水素にて１０〜２０
００ＰＰＭに希釈し、さらに半導体用反応性気体例えば
シランの反応性気体に対し０．０１〜２％添加し得るよ
うにした。
ンチモン （Ｃ瘍Ｓｂ −６２°Ｃ！ ８０．
６’″Ｃトリエチルアンチモン （Ｑ〜、Ｓｔｌ
−９８’０ １５９ °Ｃ塩化アンチモン
５ｂＣ１，３り凡７２２５’Ｃである。特にトリエ
チルアンチモンは電子恒温槽で一２０〜０″Ｃに冷却し
、入口側より水素をキャリアガスとして導入し、出口側
よシその低温での蒸気圧を利用して水素にて１０〜２０
００ＰＰＭに希釈し、さらに半導体用反応性気体例えば
シランの反応性気体に対し０．０１〜２％添加し得るよ
うにした。
これは塩化アンチモンを用いる時も同様にして行なった
。もちろん水素希釈のボンベを用い２０ Ｋ ｇ／ｃ
ｍ’では約１１０００ＰＰ、 １００Ｋｇ／ｃｍ’では
８０ＰＰＭとなる高圧下での気化する分圧を利用して、
シラン等の半導体用反応性気体に同様に２％以下０．
ＩＰＰＭ〜２チの濃度に不純物気体を添加してその不純
物制御を行なった。
。もちろん水素希釈のボンベを用い２０ Ｋ ｇ／ｃ
ｍ’では約１１０００ＰＰ、 １００Ｋｇ／ｃｍ’では
８０ＰＰＭとなる高圧下での気化する分圧を利用して、
シラン等の半導体用反応性気体に同様に２％以下０．
ＩＰＰＭ〜２チの濃度に不純物気体を添加してその不純
物制御を行なった。
さらにその上面に珪素またはゲルマニューム等を同様の
プラズマ気相法例えば本発明人の出願になる特許願 半
導体装置（特願昭５３−１５２８８３８５３．１２．’
ｌＯ出願）およびその分割出願 半導体装置作製方法（
特願昭５６−５５６０’７８５６、４．１５出願）に示
されているプラズマ気相法により実施した０ さらに本発明における光電変換装置においてＰまたはＮ
型半導体層特に入射光側半導体層を活性半導体層に比べ
て広いエネルギバンド巾とし、その半導体層での照射光
の吸収損失の増加を防いでいる。
プラズマ気相法例えば本発明人の出願になる特許願 半
導体装置（特願昭５３−１５２８８３８５３．１２．’
ｌＯ出願）およびその分割出願 半導体装置作製方法（
特願昭５６−５５６０’７８５６、４．１５出願）に示
されているプラズマ気相法により実施した０ さらに本発明における光電変換装置においてＰまたはＮ
型半導体層特に入射光側半導体層を活性半導体層に比べ
て広いエネルギバンド巾とし、その半導体層での照射光
の吸収損失の増加を防いでいる。
また入射光に対し反射側のＮまたはＰ型の半導体層を広
いｌｕｇとし、そこでのＢＥＩＦ効果（逆表Ｍでの電界
）を利用してキャリアの光照射に：ｔニアもどす効果を
用いた。
いｌｕｇとし、そこでのＢＥＩＦ効果（逆表Ｍでの電界
）を利用してキャリアの光照射に：ｔニアもどす効果を
用いた。
このエネルギバンド（Ｅｇ）構造をヘテロ接合を有する
連続接合とし、ＰまたはＮ型の半導体層を活性半導体層
に比べて広いＥｇを有せしめたものとして、本発明人の
出願になる 半導体装置（米国特許４．２３９．５５４
’１９８０． ’１２．６発行 米国特許４．２５４
．４２９１９８’１．３．３発行）が知られている。本
発明はかかる本発明人の発明になる出願をさらに発展さ
せたものである。
連続接合とし、ＰまたはＮ型の半導体層を活性半導体層
に比べて広いＥｇを有せしめたものとして、本発明人の
出願になる 半導体装置（米国特許４．２３９．５５４
’１９８０． ’１２．６発行 米国特許４．２５４
．４２９１９８’１．３．３発行）が知られている。本
発明はかかる本発明人の発明になる出願をさらに発展さ
せたものである。
本発明はかかる半導体層に再結合中心中和用の水素、フ
ッ、素または塩素の如きハロゲン元素を０．１〜２０モ
ル−〇濃度に含有せしめて、不対結合手中和効果を有せ
しめるとともに、５〜２０００Ａ代表的には５〜１００
Ａの大きさの結晶性（ショートレンジオーダの結晶性）
を有するセミアモルファス（半非晶□質）半導体（以下
ＳＡＳという）と、かかるショートレンジオーダの結晶
性を有さないアモルファス（非晶質）半導体（以下Ａｓ
という）とが層状に積層構造を有して設けられたもので
ある。かくすることにより、アンチモンがドナーとして
添加されたＮ層を有するＮ工、ＮＮ−、ＮＰ−接合にお
いて、王、 Ｎ−、Ｐ−型の半導体層にＮ層を接合する
不純物のオートドーピングを実質的になくした。すなわ
ちアンチモンの１層での不純物濃度は３ Ｘ １０ ｃ
ｍ’以下特に５×１０〜ｌＸｌ０′ｃｍ’Ｋまで下げ
ることができた。特にこのＮ層およびその上に形成され
る半導体層をそれぞれが独立した反応室により形成させ
、反応炉壁からの不純物の混入をさけた場合、１層半導
体層のパックグラウンドレベルのドーピングは５×１０
〜５Ｘ１０Ｑｍと従来より知られたフオスヒンを用いた
場合の５×１０〜３ＸＩＯｃｍに比べて約１／１００以
下にすることができた。
ッ、素または塩素の如きハロゲン元素を０．１〜２０モ
ル−〇濃度に含有せしめて、不対結合手中和効果を有せ
しめるとともに、５〜２０００Ａ代表的には５〜１００
Ａの大きさの結晶性（ショートレンジオーダの結晶性）
を有するセミアモルファス（半非晶□質）半導体（以下
ＳＡＳという）と、かかるショートレンジオーダの結晶
性を有さないアモルファス（非晶質）半導体（以下Ａｓ
という）とが層状に積層構造を有して設けられたもので
ある。かくすることにより、アンチモンがドナーとして
添加されたＮ層を有するＮ工、ＮＮ−、ＮＰ−接合にお
いて、王、 Ｎ−、Ｐ−型の半導体層にＮ層を接合する
不純物のオートドーピングを実質的になくした。すなわ
ちアンチモンの１層での不純物濃度は３ Ｘ １０ ｃ
ｍ’以下特に５×１０〜ｌＸｌ０′ｃｍ’Ｋまで下げ
ることができた。特にこのＮ層およびその上に形成され
る半導体層をそれぞれが独立した反応室により形成させ
、反応炉壁からの不純物の混入をさけた場合、１層半導
体層のパックグラウンドレベルのドーピングは５×１０
〜５Ｘ１０Ｑｍと従来より知られたフオスヒンを用いた
場合の５×１０〜３ＸＩＯｃｍに比べて約１／１００以
下にすることができた。
特にトリメチルアンチモンを用いる場合、その次の工程
にて工型半導体層を例えば作ろうとする時、発生する水
素化物がその下地のＮ型層のアンチモンをリンの如き軽
いＹ素でないため吸い出すことなく、プラズマ気相でデ
ィポジットさせる場合の３０〜５００Ａの接界面のみの
混合にとどまることができ、このＮ層と界面よシ０．１
μまたはそれ以上離れた１層の厚さにおいては５×１０
〜３ＸＩＯｃｍ以下の不純物濃度にすることができた。
にて工型半導体層を例えば作ろうとする時、発生する水
素化物がその下地のＮ型層のアンチモンをリンの如き軽
いＹ素でないため吸い出すことなく、プラズマ気相でデ
ィポジットさせる場合の３０〜５００Ａの接界面のみの
混合にとどまることができ、このＮ層と界面よシ０．１
μまたはそれ以上離れた１層の厚さにおいては５×１０
〜３ＸＩＯｃｍ以下の不純物濃度にすることができた。
さらにアンチモノにおいては、質量がリンに比べて大き
いため、被形成面が真性半導体層にあってこの中にプラ
ズマ化された活性のアンチモンがリンの場合の如く深く
混入されることなく、同様にプラズマＯＶＤ特有の下側
層のオートドーピングも上側層の半導体層形成の場合と
同様のリンの場合の１７１００以下のオートドーピング
とすることができた。
いため、被形成面が真性半導体層にあってこの中にプラ
ズマ化された活性のアンチモンがリンの場合の如く深く
混入されることなく、同様にプラズマＯＶＤ特有の下側
層のオートドーピングも上側層の半導体層形成の場合と
同様のリンの場合の１７１００以下のオートドーピング
とすることができた。
以下図面に従って説明する０
実施例１
第１図は本発明を実施するのに必要なプラズマ０ＶＤ装
置の概要を示す。
置の概要を示す。
この図面はＰ工Ｎ接合を有する半導体層を作る場合であ
シ、第１〜第３の反応炉Ｋ）ｔ’Ｐ、工、Ｎ型の半導体
層を作ろうとしたものである。しかしＮ工Ｐ接合その他
の接合を作ろうとするならば、この反応炉の数および添
加する不純物を変更すればよい。
シ、第１〜第３の反応炉Ｋ）ｔ’Ｐ、工、Ｎ型の半導体
層を作ろうとしたものである。しかしＮ工Ｐ接合その他
の接合を作ろうとするならば、この反応炉の数および添
加する不純物を変更すればよい。
すなわち基板（１）は絶縁性ホルダ例えば石英ホルダ（
ボー））（２）が保持された第１〜第３の反応炉（ハ）
〜■中に、上方向から下方向への反応性ガスの流れに平
行であり、かつ赤外線加熱エネルギ波（４）さらに高周
波エネルギに対する電極（２）（３）の放電に対し、平
行方向に設置させている。
ボー））（２）が保持された第１〜第３の反応炉（ハ）
〜■中に、上方向から下方向への反応性ガスの流れに平
行であり、かつ赤外線加熱エネルギ波（４）さらに高周
波エネルギに対する電極（２）（３）の放電に対し、平
行方向に設置させている。
反応性気体は珪化物気体（Ｓｉｚｅ、、、、 ｘ２１）
を（５）、（９）、α埠より、またＰ型不純物である水
素希釈のトリメチルガリューム（Ｇａ （ａＮ＞） ）
リメチルアルミｙ ニューム（Ａ１（０曵）、トリメチルインジューム（Ｉ
ｎ（０”Ｑ）代表的にはトリメチルガリュームを（６）
より、Ｎ型不純物であるアルシン（Ａｓａ）ｔたは本発
明の主たる不純物添加物であるアンチモン化物例えばト
リメチルアンチモン（８１）（Ｏ）９）をα◆より、キ
ャリアガスである水素またはへリューム（Ｈｅ）を（８
入ｅｔａ、００よシ供給した。また広いエネルギバンド
巾とするための添加材例えばメタン（０％）を（７）、
アンモニア（ＮＩ（Ｊまたはヒドラジン（Ｎ、Ｈ？を（
１１ｔＪよシ供給する。また１層をさらにＰまたはＮ−
とするための微量不純物添加用として”１００ Ｋ ｇ
／ｃ ｍＬ圧の水素希釈のＧａ（Ｏ鵠によ！７１０〜１
０１００ＰＰ希釈されたガリューム化物を（１０）よシ
また同様に水素またはシランで希釈されｆｃ５〜５０Ｐ
ＰＭの７オスヒンまたはアルシン、トリメチルアンチモ
ンを０やよシ供給する。
を（５）、（９）、α埠より、またＰ型不純物である水
素希釈のトリメチルガリューム（Ｇａ （ａＮ＞） ）
リメチルアルミｙ ニューム（Ａ１（０曵）、トリメチルインジューム（Ｉ
ｎ（０”Ｑ）代表的にはトリメチルガリュームを（６）
より、Ｎ型不純物であるアルシン（Ａｓａ）ｔたは本発
明の主たる不純物添加物であるアンチモン化物例えばト
リメチルアンチモン（８１）（Ｏ）９）をα◆より、キ
ャリアガスである水素またはへリューム（Ｈｅ）を（８
入ｅｔａ、００よシ供給した。また広いエネルギバンド
巾とするための添加材例えばメタン（０％）を（７）、
アンモニア（ＮＩ（Ｊまたはヒドラジン（Ｎ、Ｈ？を（
１１ｔＪよシ供給する。また１層をさらにＰまたはＮ−
とするための微量不純物添加用として”１００ Ｋ ｇ
／ｃ ｍＬ圧の水素希釈のＧａ（Ｏ鵠によ！７１０〜１
０１００ＰＰ希釈されたガリューム化物を（１０）よシ
また同様に水素またはシランで希釈されｆｃ５〜５０Ｐ
ＰＭの７オスヒンまたはアルシン、トリメチルアンチモ
ンを０やよシ供給する。
これらを反応性気体の反応室への噴出し口であって、か
つプラズマ発生用の電極（５１） （５２） （５３）
ノ り より反応室−一＠に供給している。この反応性気体が反
応室に放出されると、電磁エネルギが加えられ、それら
の気体をプラズマ放電せしめ活性化、分解して反応生成
物が被形成面上に蓋積される。この反応室では直流〜２
０ＭＨｚ例えば直流、５００ＫＨ２，１３，５６ＭＨｚ
の周波数の電磁エネルギを電極（２）（３）よシ加えた
プラズマＯＶＤ方式である。さらに被形成面を有する基
板（１）Ｋ赤外線加熱炉（４）により１００〜５００’
Ｏ代表的には２００〜３００’Ｏに加熱し、多量の基板
処理ができるようになった。
つプラズマ発生用の電極（５１） （５２） （５３）
ノ り より反応室−一＠に供給している。この反応性気体が反
応室に放出されると、電磁エネルギが加えられ、それら
の気体をプラズマ放電せしめ活性化、分解して反応生成
物が被形成面上に蓋積される。この反応室では直流〜２
０ＭＨｚ例えば直流、５００ＫＨ２，１３，５６ＭＨｚ
の周波数の電磁エネルギを電極（２）（３）よシ加えた
プラズマＯＶＤ方式である。さらに被形成面を有する基
板（１）Ｋ赤外線加熱炉（４）により１００〜５００’
Ｏ代表的には２００〜３００’Ｏに加熱し、多量の基板
処理ができるようになった。
基板（１）は最初第１の予備室−に挿入され、ロータリ
ーポンプ（３０）にて真空引きされた。この予備室を大
気圧にするには（ハ）より窒素を導入した。
ーポンプ（３０）にて真空引きされた。この予備室を大
気圧にするには（ハ）より窒素を導入した。
この予備室が真空引された後、その隣りに設けられた２
００〜４００℃に赤外線ランプにて加熱され基板上の吸
着水、空気を除去した。すなわち第２の予備室にゲイ）
（５５）を開けて移した後、再びゲイ）（５５）を閉め
、第１の予備室はＱｌよ多窒素を導入し大気圧とした後
、別の基板が導入される。かくの如きくシかえしにより
、第１の予備室の基板は第２の予備室に、第２の予備室
（ハ）の基板は第１の反応室翰に、漸次移相して導入さ
れる。さらにこの第１の予備室で真空引をして大気を除
去した後、第２の予備室で吸着酸素、水を真空加熱によ
り除去することは、半導体層中の酸素の濃度を従来よシ
知られた１〜３Ｘ１０ｃｍよシもさらに１／３以下代表
的には１／１０〜１／３０の１×１０〜５ＸＩＯｃｍ
Ｋまで下げることができた。
００〜４００℃に赤外線ランプにて加熱され基板上の吸
着水、空気を除去した。すなわち第２の予備室にゲイ）
（５５）を開けて移した後、再びゲイ）（５５）を閉め
、第１の予備室はＱｌよ多窒素を導入し大気圧とした後
、別の基板が導入される。かくの如きくシかえしにより
、第１の予備室の基板は第２の予備室に、第２の予備室
（ハ）の基板は第１の反応室翰に、漸次移相して導入さ
れる。さらにこの第１の予備室で真空引をして大気を除
去した後、第２の予備室で吸着酸素、水を真空加熱によ
り除去することは、半導体層中の酸素の濃度を従来よシ
知られた１〜３Ｘ１０ｃｍよシもさらに１／３以下代表
的には１／１０〜１／３０の１×１０〜５ＸＩＯｃｍ
Ｋまで下げることができた。
もちろん各反応室においても、外部よりの真空リークは
１０ｔｏｒｒ以下を保障できるように務めている。
１０ｔｏｒｒ以下を保障できるように務めている。
以上の如くにして第１の反応室において、被形成面上に
１．６〜２．２ｅＶのエネルギバンド巾を有するアルミ
ニューム、ガリュームまたはインジュームが１〜２ｏｘ
１ｏｃｎ？代表的には７〜５ｘ１ｏ’Ｑｍの濃度にアク
セプタ不純物として有するＰ型の導電型のＳ ｉ Ｘ
０ｔ−ａ＜ （０／ ｘ＜ １）を２００Ａ以下代表的
には３０〜１５０Ａの厚さに形成した後、第１および第
２の反応室を真空引をして、この被形成面を有する基板
を第２の反応室（ハ）に移相し、第１の反応室の壁面に
付着した半導体層の影響を第２の半導体層の形成の際全
くないようにした。
１．６〜２．２ｅＶのエネルギバンド巾を有するアルミ
ニューム、ガリュームまたはインジュームが１〜２ｏｘ
１ｏｃｎ？代表的には７〜５ｘ１ｏ’Ｑｍの濃度にアク
セプタ不純物として有するＰ型の導電型のＳ ｉ Ｘ
０ｔ−ａ＜ （０／ ｘ＜ １）を２００Ａ以下代表的
には３０〜１５０Ａの厚さに形成した後、第１および第
２の反応室を真空引をして、この被形成面を有する基板
を第２の反応室（ハ）に移相し、第１の反応室の壁面に
付着した半導体層の影響を第２の半導体層の形成の際全
くないようにした。
この時第２の反応室に設置された基板は第３の反応室＠
に、第３の反応室（ロ）の基板はｍ第３の予備室− に移相し、第３の予備室の基板はゲイ）（５６）を完全
閉にした後、他のゲイト（５’／）より外部に出される
０ 第２の反応室（ハ）においては、第２図（Ａ）にそのた
て断面図が示されているが、Ｐ型の第１の半導体層０荀
が形成した上に不純物の添加を行なわない非単結晶珪素
を主成分とするＩ型の第２の半導体層（４６）が０．２
〜０．７μの厚さ代表的には０．３〜０．５μの厚さに
形成させた。
に、第３の反応室（ロ）の基板はｍ第３の予備室− に移相し、第３の予備室の基板はゲイ）（５６）を完全
閉にした後、他のゲイト（５’／）より外部に出される
０ 第２の反応室（ハ）においては、第２図（Ａ）にそのた
て断面図が示されているが、Ｐ型の第１の半導体層０荀
が形成した上に不純物の添加を行なわない非単結晶珪素
を主成分とするＩ型の第２の半導体層（４６）が０．２
〜０．７μの厚さ代表的には０．３〜０．５μの厚さに
形成させた。
との１層に関し、第１図における０Φまたは（１１）よ
シ微量のアクセプタまたはドナーの不純物を±ＩＰＰＭ
以下代表的にはＮ型の５×１０〜３Ｘ１０ｃｍのドナー
濃度を有する半導体層（４５）として光照射部近傍での
接合をＰＮ−とじてもよい。さらに第３の反応室＠にて
１〜２０Ｘ１０ｃｍの不純物濃度にしたアンチモンがド
ープされたＮ型の第３の半導体層０６）を１００〜５０
０Ａの厚さに形成させた。この半導体層をもＢＥＩＦ
（逆方向の空乏層電界）を少数キャリアに与えるため、
とのＥｇを１．８〜２、５ｅＶとした８１．％、（Ｏり
ｘ＜４ 代表的にはｘ−３〜３．８）とした。また１層
またはＮ一層０５）は前記した非単結晶シリコンを用い
１．５〜１．８ｅＶとした。
シ微量のアクセプタまたはドナーの不純物を±ＩＰＰＭ
以下代表的にはＮ型の５×１０〜３Ｘ１０ｃｍのドナー
濃度を有する半導体層（４５）として光照射部近傍での
接合をＰＮ−とじてもよい。さらに第３の反応室＠にて
１〜２０Ｘ１０ｃｍの不純物濃度にしたアンチモンがド
ープされたＮ型の第３の半導体層０６）を１００〜５０
０Ａの厚さに形成させた。この半導体層をもＢＥＩＦ
（逆方向の空乏層電界）を少数キャリアに与えるため、
とのＥｇを１．８〜２、５ｅＶとした８１．％、（Ｏり
ｘ＜４ 代表的にはｘ−３〜３．８）とした。また１層
またはＮ一層０５）は前記した非単結晶シリコンを用い
１．５〜１．８ｅＶとした。
以上の如き３つの半導体層を積層した後、電極（４日）
および耐湿性向上のため、エポキシ、ポリイミド等の有
機樹脂モールド（４９）を１００〜５００μの厚さにオ
ーバーコートをした０ 第２図（Ａ）において、基板は透光性基板αＯ）例えば
ガラス、ポリイミド樹脂を用い、そこに３〜２０μの深
さのＮｉ、 Ｎｉ中ＫＢ、Ｐが添加されたさらにまたは
そのＮ１のバルクにＡＩ、 Ｏｕを有するうめこみ補助
電極（４１）を設けた。さらにこの上面に透明導電膜（
４３）を形成している。この透明導電膜は工Ｔｏ （酸
化インジューム＋３〜１０ｑ６酸化スズ）と酸化スズ（
２〜１０ｔＩｂの酸化アンチモンを含む）を積層して２
層膜とした０ 以上の如くにして得られた第２図（６）に対応したエネ
ルギバンド巾を第２図（ｃ） Ｋその番号を対応して設
けている。
および耐湿性向上のため、エポキシ、ポリイミド等の有
機樹脂モールド（４９）を１００〜５００μの厚さにオ
ーバーコートをした０ 第２図（Ａ）において、基板は透光性基板αＯ）例えば
ガラス、ポリイミド樹脂を用い、そこに３〜２０μの深
さのＮｉ、 Ｎｉ中ＫＢ、Ｐが添加されたさらにまたは
そのＮ１のバルクにＡＩ、 Ｏｕを有するうめこみ補助
電極（４１）を設けた。さらにこの上面に透明導電膜（
４３）を形成している。この透明導電膜は工Ｔｏ （酸
化インジューム＋３〜１０ｑ６酸化スズ）と酸化スズ（
２〜１０ｔＩｂの酸化アンチモンを含む）を積層して２
層膜とした０ 以上の如くにして得られた第２図（６）に対応したエネ
ルギバンド巾を第２図（ｃ） Ｋその番号を対応して設
けている。
この図面より明らかな如く、活性半導体層α５）はこの
場合の少数キャリアであるホールをＰ型半導体層α荀に
、また多数キャリアである電子をＮ型半導体層０６）に
、これらのＰ、Ｎ半導体層間の高い電位差により効率よ
く供給せしめている。
場合の少数キャリアであるホールをＰ型半導体層α荀に
、また多数キャリアである電子をＮ型半導体層０６）に
、これらのＰ、Ｎ半導体層間の高い電位差により効率よ
く供給せしめている。
この場合、照射光近くにある真性半導体層α５）での空
乏層のひろがシおよび高い電界強度を有せしめるため、
Ｐ型半導体層０荀は活性半導体層（４５）Ｋ比べて０．
２〜１．Ｏｅｖ広いエネルギノくンド巾を有せしめ、加
えてＮ型半導体層（４６）はさらにこの（４５）で光照
射によシ発生した少数キャリアはＢＳＦ効果の助けをＮ
型層α６）により有せしめて少数キャリアをＰ型半導体
層（４４）Ｋよシトリフトさせたものである。すなわち
エネルギバンド的にはＷ（炭化珪素により広いＩｇのＰ
型層） −Ｎ（珪素）−Ｗ（窒化珪素による広い１１１
ｇ０Ｎ型層）とした光電変換装置を作った。その結果、
従来より知られた単なるＰ工Ｎ半導体においては、５〜
７ ％／ｃ ｍまでの効率しか得られ々かったものがＰ
工層またはＰＮＮ型構造とすることによシ、１０〜１２
ｑ６の高い変換効率をＡｌｌにて得ることができた。さ
らに１ｏｃｍ”の大面積基板においても、（４１）の補
助電極の助けを含めて開放電圧０．９〜０．９５Ｖ、短
絡電流１６〜２０ ｍＡ／ｃ ｍ’、 ７〜”ｌ Ｏ％
の実用変換効率を得ることができた。
乏層のひろがシおよび高い電界強度を有せしめるため、
Ｐ型半導体層０荀は活性半導体層（４５）Ｋ比べて０．
２〜１．Ｏｅｖ広いエネルギノくンド巾を有せしめ、加
えてＮ型半導体層（４６）はさらにこの（４５）で光照
射によシ発生した少数キャリアはＢＳＦ効果の助けをＮ
型層α６）により有せしめて少数キャリアをＰ型半導体
層（４４）Ｋよシトリフトさせたものである。すなわち
エネルギバンド的にはＷ（炭化珪素により広いＩｇのＰ
型層） −Ｎ（珪素）−Ｗ（窒化珪素による広い１１１
ｇ０Ｎ型層）とした光電変換装置を作った。その結果、
従来より知られた単なるＰ工Ｎ半導体においては、５〜
７ ％／ｃ ｍまでの効率しか得られ々かったものがＰ
工層またはＰＮＮ型構造とすることによシ、１０〜１２
ｑ６の高い変換効率をＡｌｌにて得ることができた。さ
らに１ｏｃｍ”の大面積基板においても、（４１）の補
助電極の助けを含めて開放電圧０．９〜０．９５Ｖ、短
絡電流１６〜２０ ｍＡ／ｃ ｍ’、 ７〜”ｌ Ｏ％
の実用変換効率を得ることができた。
実施例２
第２図（Ｂ）は本発明の他の実施例である。基板が導電
性金属または可曲性のポリイミドまたはポリイミド樹脂
上にスパッタ法にて０．１〜２μの厚さの金属が形成さ
れた第２図（Ａ） Ｙ’ｔ ４の基板の上方より光照射
（５０）が示された場合を示す０かかる構造の光電変換
装置を設けるには、基板上の電極上の半導体層をＮ工Ｐ
構造に設けたものである。この場合第１図の製造装置に
て、第１の半導体層にてアンチモンがｌＸ１０ｃｍ以上
添加された半導体層を１００〜５００Ａの厚さで積層し
た。この作製方法は第２図体）を用いた実施例１の半導
体装置において、第３の反応炉での反応と同様にして作
製した。さらにこの上で工型半導体層を実施例１と同様
に形成した。さらにこの上面にＰ型半導体層を実施例Ｉ
Ｋおける第１の反応炉を用いた場合と同様に第１の反応
炉を用いて作製した。
性金属または可曲性のポリイミドまたはポリイミド樹脂
上にスパッタ法にて０．１〜２μの厚さの金属が形成さ
れた第２図（Ａ） Ｙ’ｔ ４の基板の上方より光照射
（５０）が示された場合を示す０かかる構造の光電変換
装置を設けるには、基板上の電極上の半導体層をＮ工Ｐ
構造に設けたものである。この場合第１図の製造装置に
て、第１の半導体層にてアンチモンがｌＸ１０ｃｍ以上
添加された半導体層を１００〜５００Ａの厚さで積層し
た。この作製方法は第２図体）を用いた実施例１の半導
体装置において、第３の反応炉での反応と同様にして作
製した。さらにこの上で工型半導体層を実施例１と同様
に形成した。さらにこの上面にＰ型半導体層を実施例Ｉ
Ｋおける第１の反応炉を用いた場合と同様に第１の反応
炉を用いて作製した。
換言すれば第１および第３の反応室を逆にして実施して
もよい。かくして実施例１と同様にＷ−Ｎ−Ｗのエネル
ギバンド構造を有するＮ工Ｐ接合（Ｐ側より照射）を実
施した。かかる場合にお？て、従来Ｎ型半導体層Ｋ Ｉ
Ｊンを不純物として用いた場合、このＮ型半導体層０６
）のリンが工層にドープされてしまう。この１層は不純
物を添加しない状態においても、Ｎ−特性は（噴・０．
５〜２０×１♂（Ａｃｍり１ＡＭ１条件、？ａ ｔ Ｅ
： Ｏ’〜１０” （ｘｃ ｍ）−、’Ｌｃｌ二〇、４
５〜０．２５θ■）を有しているため、これにリンを添
加させると、この不純物がＮ一層として添加されすぎて
しまい、結果としてＰ工接合面の予定がＰＮ−をこえて
実質的にＰＮ接合になり、空乏層が接合界面に発生せず
、開放電圧も０．４〜０、６Ｖ Ｌか出す、ＡＭＩでの
変換効率も１．５〜３％／ｃｍＬｌ、かなかった。しか
しこのＮ型半導体層にリンのかわ゛りにアンチモンを用
いると、かかるオートドーピングが全くないため、活性
半導体層に不純物の添加を行なわずにＮ−特性を有する
ため、ＰＮ−接合をきれいに作ることができた。
もよい。かくして実施例１と同様にＷ−Ｎ−Ｗのエネル
ギバンド構造を有するＮ工Ｐ接合（Ｐ側より照射）を実
施した。かかる場合にお？て、従来Ｎ型半導体層Ｋ Ｉ
Ｊンを不純物として用いた場合、このＮ型半導体層０６
）のリンが工層にドープされてしまう。この１層は不純
物を添加しない状態においても、Ｎ−特性は（噴・０．
５〜２０×１♂（Ａｃｍり１ＡＭ１条件、？ａ ｔ Ｅ
： Ｏ’〜１０” （ｘｃ ｍ）−、’Ｌｃｌ二〇、４
５〜０．２５θ■）を有しているため、これにリンを添
加させると、この不純物がＮ一層として添加されすぎて
しまい、結果としてＰ工接合面の予定がＰＮ−をこえて
実質的にＰＮ接合になり、空乏層が接合界面に発生せず
、開放電圧も０．４〜０、６Ｖ Ｌか出す、ＡＭＩでの
変換効率も１．５〜３％／ｃｍＬｌ、かなかった。しか
しこのＮ型半導体層にリンのかわ゛りにアンチモンを用
いると、かかるオートドーピングが全くないため、活性
半導体層に不純物の添加を行なわずにＮ−特性を有する
ため、ＰＮ−接合をきれいに作ることができた。
このため活性層に不純物を添加しないで作製した真性（
この場合はｆ特性）半導体とＰ型半導体とはきわめてき
れいなＰ工すなわちＰＮ−接合を構成し、光照射面よｉ
ｐ工ＮまたはＰＮ−Ｎ接合を構成させたため、その変換
効率を従来の１．５〜３チではなく、その５〜８倍も大
きい１０〜１２チを得ることができた。この場合のＰ工
Ｎ接合のエネルギバンド図は実施例１と同様第２図（０
）が対応する。
この場合はｆ特性）半導体とＰ型半導体とはきわめてき
れいなＰ工すなわちＰＮ−接合を構成し、光照射面よｉ
ｐ工ＮまたはＰＮ−Ｎ接合を構成させたため、その変換
効率を従来の１．５〜３チではなく、その５〜８倍も大
きい１０〜１２チを得ることができた。この場合のＰ工
Ｎ接合のエネルギバンド図は実施例１と同様第２図（０
）が対応する。
実施例３
との実施例はアンチモンをＮ型の不純物として用いた場
合とリンを用いた場合のオートドーピングの効果の比較
を行なったものである。
合とリンを用いた場合のオートドーピングの効果の比較
を行なったものである。
すなわち本発明のアンチモンをＮ型不純物として用いた
場合と、リンを用いた場合のオートドーピングの効果を
工ＭＡ（イオンマイクロアナライザ）にて調べた結果を
第３図に示す。
場合と、リンを用いた場合のオートドーピングの効果を
工ＭＡ（イオンマイクロアナライザ）にて調べた結果を
第３図に示す。
第３図ＣＡ）においてはＮ型半導体層０６）上に不純物
を意図的に添加しない工型半導体層（４５）を形成させ
た場合である。
を意図的に添加しない工型半導体層（４５）を形成させ
た場合である。
第３図（Ｂ）において明らかな如く、シランに７オスヒ
ンを混合したリンネ細物によりＮ型半導体層を５０ＯＡ
の厚さに形成し、その上側に工型半導体層を同一反応炉
にて形成させた場合、曲線（６１）が得られる。すなわ
ち界面（６５）よ、！ｌ） ２０００′７−） Ａ以上あっても３Ｘ１０ｃｍ前後の′リンの濃度が観察
された。
ンを混合したリンネ細物によりＮ型半導体層を５０ＯＡ
の厚さに形成し、その上側に工型半導体層を同一反応炉
にて形成させた場合、曲線（６１）が得られる。すなわ
ち界面（６５）よ、！ｌ） ２０００′７−） Ａ以上あっても３Ｘ１０ｃｍ前後の′リンの濃度が観察
された。
これを同様に７オスヒンを第１図の場合においてトリメ
チルアンチモンまた塩化アンチモンのかわシに用いた独
立反応生成方式とすると曲線（６２）となり、そのドー
ピングは〜３Ｘ１０ｃｍ’と約１／ＩＯＫまで下げるこ
とができた。これを本発明の如くトリメチルアンチモン
を用いた場合、Ｎ型半導体層と工型半導体層とを同じ反
応室にて形成した場合においても曲線（６２）に示す如
きそのオートドーピング効果はきわめて小さく、加えて
第１図に示す如く独立反応室方式においては、曲線（６
３）を得ることができ、た。これはＮ型半導体層の不純
物濃度を８〜１０１０Ｘ１０とした場合であるが、Ｎ型
珪素半導体でｌＸ１０ｃｍまたはそＬ／ れ以下とすると、またはｌＸ１０ｃｍの濃度でもＳ ｉ
Ｘ Ｏ，、（Ｏζｘ（１ｘ＝０．２〜０．５）と炭化
珪素とす′ｒり ると、単に５００Ａまでの深さでも３ＸＩＯｃｍ以下′
〜 −」 特に３Ｘ１０ｃｍ以下にまでもすることができた。
チルアンチモンまた塩化アンチモンのかわシに用いた独
立反応生成方式とすると曲線（６２）となり、そのドー
ピングは〜３Ｘ１０ｃｍ’と約１／ＩＯＫまで下げるこ
とができた。これを本発明の如くトリメチルアンチモン
を用いた場合、Ｎ型半導体層と工型半導体層とを同じ反
応室にて形成した場合においても曲線（６２）に示す如
きそのオートドーピング効果はきわめて小さく、加えて
第１図に示す如く独立反応室方式においては、曲線（６
３）を得ることができ、た。これはＮ型半導体層の不純
物濃度を８〜１０１０Ｘ１０とした場合であるが、Ｎ型
珪素半導体でｌＸ１０ｃｍまたはそＬ／ れ以下とすると、またはｌＸ１０ｃｍの濃度でもＳ ｉ
Ｘ Ｏ，、（Ｏζｘ（１ｘ＝０．２〜０．５）と炭化
珪素とす′ｒり ると、単に５００Ａまでの深さでも３ＸＩＯｃｍ以下′
〜 −」 特に３Ｘ１０ｃｍ以下にまでもすることができた。
この３Ｘ１０ｃｍ以下の濃度であることは、プラズマ気
相法における不純物制御が単結晶半導体と同程度に精度
よく行ない得ることを意味し、その工業的価値は単にＰ
ＩＮ型ダイオードではなく、Ｐ工層工Ｐ、Ｎ工Ｐ工Ｎ型
バイポーラトランジスタ（本発明人の出願になる 半導
体装置 ５７−０２４９９２８５）、 ２．１８出願）
ＣＯＤ（非単結晶半導体を用いた電在結合素子）、絶縁
ゲイト型電界効果半導体装置（特に本発明人の出願にな
る絶縁ゲイト型半導体装置およびその作製方法５６−１
７６７８５６．１．９出願）への適用も可能である。
相法における不純物制御が単結晶半導体と同程度に精度
よく行ない得ることを意味し、その工業的価値は単にＰ
ＩＮ型ダイオードではなく、Ｐ工層工Ｐ、Ｎ工Ｐ工Ｎ型
バイポーラトランジスタ（本発明人の出願になる 半導
体装置 ５７−０２４９９２８５）、 ２．１８出願）
ＣＯＤ（非単結晶半導体を用いた電在結合素子）、絶縁
ゲイト型電界効果半導体装置（特に本発明人の出願にな
る絶縁ゲイト型半導体装置およびその作製方法５６−１
７６７８５６．１．９出願）への適用も可能である。
第１図の装置においては、トリメチルアンチモンを水素
で希釈したボンベを用いた。しかし前記した如く、シリ
ンダーを冷してその蒸気圧を用いての気化による制御を
第１図の場合に加えてもよい。またアンチモンではなく
、′アルシン（Ａ Ｈ，）を７オスヒンのかわりに用い
ても、アンチモン／ＩＫ’１”’ｌブ蚤・−４ｔτリン
の場合よシもオートド−ヒンゾが実質的に１／２〜ｌ／
！１５Ｋまで少なくさせた接合特性を得ることができた
。
で希釈したボンベを用いた。しかし前記した如く、シリ
ンダーを冷してその蒸気圧を用いての気化による制御を
第１図の場合に加えてもよい。またアンチモンではなく
、′アルシン（Ａ Ｈ，）を７オスヒンのかわりに用い
ても、アンチモン／ＩＫ’１”’ｌブ蚤・−４ｔτリン
の場合よシもオートド−ヒンゾが実質的に１／２〜ｌ／
！１５Ｋまで少なくさせた接合特性を得ることができた
。
第３図において、Ｎ型半導体層を非単結晶の珪素ではな
く、珪化ゲルマニューＡ （Ｓ ｉ Ｘ Ｇ １ｉｆｔ
−４０（ｘ〈ｌ）、炭化珪素（Ｓ ＩＸ ０Ｈ−ｑ Ｏ
（Ｘ＜ １） 、窒化珪素（ｓｉ、４． Ｏ＜ｘｚ４）
としてもよい。また前記した如く、Ｎ型層をＳｉ、ｚＮ
４． （０＜ｘ＜４ 代表的にはＸ２３．５〜３．８
）とし、１層を珪素または珪化ゲルマニュームとしたヘ
テロ接合としても、同様のオートドーピングのない特性
（６２） （６のを得ることができた。
く、珪化ゲルマニューＡ （Ｓ ｉ Ｘ Ｇ １ｉｆｔ
−４０（ｘ〈ｌ）、炭化珪素（Ｓ ＩＸ ０Ｈ−ｑ Ｏ
（Ｘ＜ １） 、窒化珪素（ｓｉ、４． Ｏ＜ｘｚ４）
としてもよい。また前記した如く、Ｎ型層をＳｉ、ｚＮ
４． （０＜ｘ＜４ 代表的にはＸ２３．５〜３．８
）とし、１層を珪素または珪化ゲルマニュームとしたヘ
テロ接合としても、同様のオートドーピングのない特性
（６２） （６のを得ることができた。
このためさらに本発明においてはとの１層に対応する特
に光電変換装置においての活性半導体層を単に１層とい
うのではなく、ｌＮ−１工ｐ”、ｆｙ−接合としてその
濃度を制御することができる。
に光電変換装置においての活性半導体層を単に１層とい
うのではなく、ｌＮ−１工ｐ”、ｆｙ−接合としてその
濃度を制御することができる。
そのためＮ−またはＰ−とするには、第１図の実施例に
おいて、第２の反応室にてフオスヒン、アルシンまたは
アンチモンを０．０１〜’ＩＰＰＭシランに対し加えれ
ばよい。またＰに対しては、【様にジボラン、ガリュー
ム、アルミニュームまたはインジュームをアクセプタと
なるように１×１０〜１ｘ １ｔｉ’ａ ｍ’またはそ
れよシ高濃度に加えればよい０ かくして第１図の反応炉は３つの独立した反応炉を示し
た。しかしこの反応炉をさらに連結光電変換装置を設け
てもよい。さらにこれをくりかえし、光照射面側よりＰ
工１ＮｐｘｉＮまたはＰ工層ＮＰ工Ｎ、 Ｎ工ｉｐＮ工
１５ＦまたはＮ工ｆＰＮ工Ｐ接合と積層した直列接続構
造を２つまたはそれ以上積層して設け、１層の場合前側
の工Ｎ−または工Ｐ−活性層を非単結晶のａｉＫよシ１
．６〜１．８ｅＶとし、後側をＳ ｉ ＸＧ ｅ＋−ｚ
（０＜ Ｘｃ １）により１．０〜１．ｅｅＶとして
開放電圧の増大に務めてもよい０會晴。
おいて、第２の反応室にてフオスヒン、アルシンまたは
アンチモンを０．０１〜’ＩＰＰＭシランに対し加えれ
ばよい。またＰに対しては、【様にジボラン、ガリュー
ム、アルミニュームまたはインジュームをアクセプタと
なるように１×１０〜１ｘ １ｔｉ’ａ ｍ’またはそ
れよシ高濃度に加えればよい０ かくして第１図の反応炉は３つの独立した反応炉を示し
た。しかしこの反応炉をさらに連結光電変換装置を設け
てもよい。さらにこれをくりかえし、光照射面側よりＰ
工１ＮｐｘｉＮまたはＰ工層ＮＰ工Ｎ、 Ｎ工ｉｐＮ工
１５ＦまたはＮ工ｆＰＮ工Ｐ接合と積層した直列接続構
造を２つまたはそれ以上積層して設け、１層の場合前側
の工Ｎ−または工Ｐ−活性層を非単結晶のａｉＫよシ１
．６〜１．８ｅＶとし、後側をＳ ｉ ＸＧ ｅ＋−ｚ
（０＜ Ｘｃ １）により１．０〜１．ｅｅＶとして
開放電圧の増大に務めてもよい０會晴。
以上の説明より明らかな如く、本発明においては活性半
導体層を工祇工Ｐ−またはＮｉｐ、 ｐｉＮ。
導体層を工祇工Ｐ−またはＮｉｐ、 ｐｉＮ。
ＩＮＮ、工ＰＰ等を含むＰ″ゴ接合し、従来よシ単にＰ
またはＮの半導体層よシも低不純物濃度としオ たというのではなく、その中における電流防￥要素であ
る酸素、炭素、窒素を工ＭＡにて測定した場合３Ｘ１０
０ｍ以下とし、さらに光照射面側での１層中でのガリュ
ームまたはインジュームによる■価、アンチモンの７価
の不純物の混合をさけ、加えてＰｔたはＮとすることに
より、少数キャリアのライフタイムを長くさせたこと、
さらにこの工、Ｐ”ｉたはＮ−をそれぞれ独立に反応室
で形成する等のすべてを一体化することによシ、初めて
１０チをこえる高い変換効率を有する大面積型光電変換
装置を作ることができた。
またはＮの半導体層よシも低不純物濃度としオ たというのではなく、その中における電流防￥要素であ
る酸素、炭素、窒素を工ＭＡにて測定した場合３Ｘ１０
０ｍ以下とし、さらに光照射面側での１層中でのガリュ
ームまたはインジュームによる■価、アンチモンの７価
の不純物の混合をさけ、加えてＰｔたはＮとすることに
より、少数キャリアのライフタイムを長くさせたこと、
さらにこの工、Ｐ”ｉたはＮ−をそれぞれ独立に反応室
で形成する等のすべてを一体化することによシ、初めて
１０チをこえる高い変換効率を有する大面積型光電変換
装置を作ることができた。
本発明は基板上に形成する半導体層はアンチモンをドナ
ーとして添加されたＮ型半導体層とした。しかし同様に
オートドーピングをきわめて少なくしたＰ型半導体層を
形成するためにはトリメチルガリューム（融点−１５，
８°Ｃ沸点５５．８°ｃ、（ｃ糧、Ｇａまたはトリエチ
ルガリューム（融点−８２，３°Ｃ沸点１４３°Ｃ！
（ＯＪＱ、Ｇａ）を用いればよい。かかる場合は被形
成面上に１〜２０Ｘ１０ｃｍ’のＧａを添加させ、Ｐ型
層を形成し、さらに工型層を形成し、そのＩ型層へのオ
ートドーピングはアンチモンの場合と全く同様の著しく
ホウ素に比べて少なくすることが可能であった。
ーとして添加されたＮ型半導体層とした。しかし同様に
オートドーピングをきわめて少なくしたＰ型半導体層を
形成するためにはトリメチルガリューム（融点−１５，
８°Ｃ沸点５５．８°ｃ、（ｃ糧、Ｇａまたはトリエチ
ルガリューム（融点−８２，３°Ｃ沸点１４３°Ｃ！
（ＯＪＱ、Ｇａ）を用いればよい。かかる場合は被形
成面上に１〜２０Ｘ１０ｃｍ’のＧａを添加させ、Ｐ型
層を形成し、さらに工型層を形成し、そのＩ型層へのオ
ートドーピングはアンチモンの場合と全く同様の著しく
ホウ素に比べて少なくすることが可能であった。
かくすることにより、金属基板または透光性基板上にＩ
ＴＯ等の透明導電膜が形成された基板上にＰ型ガリュー
ムドープ半導体層を、さらにそとができた。このためＰ
工ｉＮまたはＰｉ工Ｎ構造でも９〜１１チの変換効率を
得ることができた。
ＴＯ等の透明導電膜が形成された基板上にＰ型ガリュー
ムドープ半導体層を、さらにそとができた。このためＰ
工ｉＮまたはＰｉ工Ｎ構造でも９〜１１チの変換効率を
得ることができた。
第１図は本発明に用いられた半導体装置製造装置の概要
を示す。 第２図（４）伽）は本発明の光電変換装置のたて断面図
を示し、また（０）は（ト）または（Ｂ）に対応したエ
ネルギバンド図を示している。 第３図は本発明を用いたＮ工接合における不純物濃度の
プロファイルを示す。 特許出願人 （Ｂ） 晶 ２ 閃 ３ｙ−、（Ａ） 孔３劉
を示す。 第２図（４）伽）は本発明の光電変換装置のたて断面図
を示し、また（０）は（ト）または（Ｂ）に対応したエ
ネルギバンド図を示している。 第３図は本発明を用いたＮ工接合における不純物濃度の
プロファイルを示す。 特許出願人 （Ｂ） 晶 ２ 閃 ３ｙ−、（Ａ） 孔３劉
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 プラズマ気相法によりＮ型の非単結晶半導体層を
被形成面上に形成するにあた如、前記半導体層を構成す
る反応性気体にアンチモンの炭化物気体またはハロゲン
化物気体を加えて形成させることによＩ、Ｎ型の不純物
としてのアンチモンを珪素、ゲルマニューム、炭化珪素
、窒化珪素（ｓｌ、Ｎ、−ＫＯｚｘ＜４）または珪化ゲ
ルマニューム（ＳｉＸＧｅ＋＜ｏｚｘ＜１）を主成分と
する前記半導体層に添加せしめることを特徴とする半導
体装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、Ｎ型の非単結晶半
導体層の上面または下面に真性または実質的に真性の工
型半導体またはＰ−型の珪素、ゲルマニュームを主成分
とする非単結晶半導体層をプラズマ気相法によシ作製す
ることを特徴とする半導体装置作製方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、アンチモンの反応
性気体はトリメチルアンチモン、またはトリメチルアン
チモンよシなる炭化物気体または塩化アンチモンよりな
るハロゲン化物気体が用いられたことを特徴とする半導
体装置作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047642A JPS58164221A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 半導体装置作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047642A JPS58164221A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 半導体装置作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164221A true JPS58164221A (ja) | 1983-09-29 |
Family
ID=12780890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57047642A Pending JPS58164221A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 半導体装置作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58164221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60206018A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-17 | Yoshihiro Hamakawa | 半導体の製法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515863A (en) * | 1978-07-24 | 1980-02-04 | Terumasa Okazaki | Braille pin head |
| JPS55151329A (en) * | 1979-05-14 | 1980-11-25 | Shunpei Yamazaki | Fabricating method of semiconductor device |
-
1982
- 1982-03-25 JP JP57047642A patent/JPS58164221A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515863A (en) * | 1978-07-24 | 1980-02-04 | Terumasa Okazaki | Braille pin head |
| JPS55151329A (en) * | 1979-05-14 | 1980-11-25 | Shunpei Yamazaki | Fabricating method of semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60206018A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-17 | Yoshihiro Hamakawa | 半導体の製法 |
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