JPS60117785A - 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 - Google Patents
微結晶性薄膜半導体素子の製造法Info
- Publication number
- JPS60117785A JPS60117785A JP58225903A JP22590383A JPS60117785A JP S60117785 A JPS60117785 A JP S60117785A JP 58225903 A JP58225903 A JP 58225903A JP 22590383 A JP22590383 A JP 22590383A JP S60117785 A JPS60117785 A JP S60117785A
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- film
- metal
- deposited
- heat treatment
- hydrogen
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- Pending
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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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
- H10F77/1692—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV materials
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】
産業上の利用分野
本発明は水素化された非結晶シリコン（以下ａ−ｓｉ：
）（と略す）を用い、これを微結晶化させることによっ
て得た微結晶シリコン（以下μＣ−８ｌと略す）薄膜に
よって得られる半導体素子の製造法に関する。
）（と略す）を用い、これを微結晶化させることによっ
て得た微結晶シリコン（以下μＣ−８ｌと略す）薄膜に
よって得られる半導体素子の製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
ａ−Ｓｔ：）（薄膜を用いた半導体素子、ここではｐｉ
ｎダイオードを例にとるがこれの典型的な構造は第１図
に示すとおりである。単結晶シリコン１の表面を酸化し
Ｓ ｉＯ２層２を形成した上に導電性をもだせるだめ、
金属膜まだは酸化金属膜３、例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ
２０３＋５ｎＯ２）、Ｓ ｎ Ｏ２１Ｔｌ 。
ｎダイオードを例にとるがこれの典型的な構造は第１図
に示すとおりである。単結晶シリコン１の表面を酸化し
Ｓ ｉＯ２層２を形成した上に導電性をもだせるだめ、
金属膜まだは酸化金属膜３、例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ
２０３＋５ｎＯ２）、Ｓ ｎ Ｏ２１Ｔｌ 。
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ 等を蒸
着する。なお、ＡＩ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を蒸着した後
、上記金属を蒸着しても良い。このようにする理由は、
Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ａｕ 、 Ａｇ 等は、ａ−８ｔ
：Ｈをその上に堆積していくと、ａ−８ｉ：Ｈ中を拡散
して混入し、ａ−８ｉ：Ｈの特性を劣化するだめである
。
着する。なお、ＡＩ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を蒸着した後
、上記金属を蒸着しても良い。このようにする理由は、
Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ａｕ 、 Ａｇ 等は、ａ−８ｔ
：Ｈをその上に堆積していくと、ａ−８ｉ：Ｈ中を拡散
して混入し、ａ−８ｉ：Ｈの特性を劣化するだめである
。
上記金属膜または酸化金属膜３は、はとんどａ −８ｉ
：Ｈ中に拡散することがない。この上に９層４゜１層５
．ｎ層６の順にａ−８ｉＨ膜を堆積する。
：Ｈ中に拡散することがない。この上に９層４゜１層５
．ｎ層６の順にａ−８ｉＨ膜を堆積する。
ｎ層、ｉ層、ｐ層の順でも良い。そして裏面電極７を例
えばＡｌを蒸着して形成する。従来はこのようにしてダ
イオードを形成していた。しかしこの場合、ｐ型不純物
とｎ型不純物両方が必要であり同一堆積装置内で形成す
ると不純物間の混入があって特性が劣化する。これを防
ぐため装置を別々にすると大型になり製造コストが上が
った。さらに非晶質物質で半導体素手を作っているため
キャリアの移動度が小さく応答速度が小さかった。
えばＡｌを蒸着して形成する。従来はこのようにしてダ
イオードを形成していた。しかしこの場合、ｐ型不純物
とｎ型不純物両方が必要であり同一堆積装置内で形成す
ると不純物間の混入があって特性が劣化する。これを防
ぐため装置を別々にすると大型になり製造コストが上が
った。さらに非晶質物質で半導体素手を作っているため
キャリアの移動度が小さく応答速度が小さかった。
発明の目的
本発明は、上記問題点を軽減し、製造コストが安く、シ
かも高速動作が可能な新規な微結晶性薄膜半導体素子を
提供するものである。
かも高速動作が可能な新規な微結晶性薄膜半導体素子を
提供するものである。
発明の構成
本発明は、導電性基板上に、ＡＩ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ
。
。
Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも１種類を蒸着し、
水素化されたｎ型の非晶質シリコンを堆積して１００”
Ｃ以上の温度で真空；水素ガスまたは不活性ガス雰囲気
中で熱処理し、上記金属がｇ −８ｔ：Ｈ中の水素の離
脱によって拡散し、との金属の拡散によってａ−８ｉ：
Ｈを微結晶化し、ａ−８ｉ：Ｈに比ベキャリアの易動度
を太きくシ、この上にＡ、５等の金属を蒸着して裏面電
極とし、素子を完成するものである。
水素化されたｎ型の非晶質シリコンを堆積して１００”
Ｃ以上の温度で真空；水素ガスまたは不活性ガス雰囲気
中で熱処理し、上記金属がｇ −８ｔ：Ｈ中の水素の離
脱によって拡散し、との金属の拡散によってａ−８ｉ：
Ｈを微結晶化し、ａ−８ｉ：Ｈに比ベキャリアの易動度
を太きくシ、この上にＡ、５等の金属を蒸着して裏面電
極とし、素子を完成するものである。
実施例の説明
以下、本発明の構成およびその製造方法について図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第２図において１１は例、えばガラス基板、１２はＩＴ
ＯやＳ ｎ ０２等の透明導電膜である。この透明導電
膜１２上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ 、 Ｇａ 、
Ｃｄ 、 Ｉｎ。
ＯやＳ ｎ ０２等の透明導電膜である。この透明導電
膜１２上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ 、 Ｇａ 、
Ｃｄ 、 Ｉｎ。
Ａｕ′の少なくとも１種類を蒸着する。ここではＡｌ蒸
着膜１３を用−いた。膜厚はその上に堆積するａ−８ｉ
：Ｈ膜厚等条件によって変化するが約３００ＯＡである
。この上にａ−８ｔ：Ｈ膜１４を堆積するが、その条件
は次のとおりである。基板温度２００”Ｃ，原料ガスは
Ｓ Ｉ Ｈ４とＰＨ３（ＰＨ３／Ｓ １Ｈ４＝１ ｖ
ｏに！％）であり、真空度約１００Ｐａで周波数１３
、５６ ＭＨｚ の高周波グロー放電でｎ型のａ−８ｉ
：Ｈ膜１４を堆積した。図の（Ｃ）がその断面図である
が、ここではＡｌ蒸着膜１３がａ −８ｉ：Ｈ膜１４と
きれいに分かれて堆積しであるように書かれているが、
ａ−３ｉ：Ｈ膜１４の堆積条件によっては、その界面に
おいて既に相互拡散が起こる。またＡｌ以外に例えばＧ
ａを用いる場合は、ａ−８ｉ：Ｈ膜１４の堆積基板温度
は室温付近が良い。高温にするとＧａが蒸発してしまう
ためである。ａ−８ｉ：Ｈ膜１４を堆積後、例えば、ヒ
ーター１５によって真空中、水素ガスまたは不活性ガス
中で熱処理する。加熱方法はレーザ光、白熱球光、銹導
加熱等どのような方法でも良い。熱処理温度は重金属蒸
着膜の種類によっても異なる。
着膜１３を用−いた。膜厚はその上に堆積するａ−８ｉ
：Ｈ膜厚等条件によって変化するが約３００ＯＡである
。この上にａ−８ｔ：Ｈ膜１４を堆積するが、その条件
は次のとおりである。基板温度２００”Ｃ，原料ガスは
Ｓ Ｉ Ｈ４とＰＨ３（ＰＨ３／Ｓ １Ｈ４＝１ ｖ
ｏに！％）であり、真空度約１００Ｐａで周波数１３
、５６ ＭＨｚ の高周波グロー放電でｎ型のａ−８ｉ
：Ｈ膜１４を堆積した。図の（Ｃ）がその断面図である
が、ここではＡｌ蒸着膜１３がａ −８ｉ：Ｈ膜１４と
きれいに分かれて堆積しであるように書かれているが、
ａ−３ｉ：Ｈ膜１４の堆積条件によっては、その界面に
おいて既に相互拡散が起こる。またＡｌ以外に例えばＧ
ａを用いる場合は、ａ−８ｉ：Ｈ膜１４の堆積基板温度
は室温付近が良い。高温にするとＧａが蒸発してしまう
ためである。ａ−８ｉ：Ｈ膜１４を堆積後、例えば、ヒ
ーター１５によって真空中、水素ガスまたは不活性ガス
中で熱処理する。加熱方法はレーザ光、白熱球光、銹導
加熱等どのような方法でも良い。熱処理温度は重金属蒸
着膜の種類によっても異なる。
とこではＡｌ膜１３を用いているので３００〜４００“
Ｃで良い。熱処理を行なうとａ−３ｔ：Ｈ膜１４のＳｉ
と水素との結合が不安定となり、水素が離脱していくが
その時、下に蒸着した金属１３が上に引き上げられる。
Ｃで良い。熱処理を行なうとａ−３ｔ：Ｈ膜１４のＳｉ
と水素との結合が不安定となり、水素が離脱していくが
その時、下に蒸着した金属１３が上に引き上げられる。
ａ−８ｉ：Ｈ膜１４中の金属はＳｉの結晶化を妨げる水
素をとシ除く役割をするのでａ−８ｔ：ＨがμＣ−Ｓ
ｉに低温でなる。水素化されない非晶質シリコンは、金
属が拡散するきっかけがないため結晶化の温度が高温に
なる。
素をとシ除く役割をするのでａ−８ｔ：ＨがμＣ−Ｓ
ｉに低温でなる。水素化されない非晶質シリコンは、金
属が拡散するきっかけがないため結晶化の温度が高温に
なる。
微結晶化された後μＣ−８ｉを続けて加熱すると飽和し
た金属は表面へ移動し、μＣ−８ｔ膜１６表面へ金属１
７として析出する。金属は、表面はど濃度が高くなって
おりＡｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ。
た金属は表面へ移動し、μＣ−８ｔ膜１６表面へ金属１
７として析出する。金属は、表面はど濃度が高くなって
おりＡｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ。
Ｉｎ、Ａｕは、／ＪＣ−Ｓ ｉ膜１６中でｐ型を示す。
μＣ−Ｓ ｉ 膜１６はリンをドープしてｎ型にしてあ
ったのでｎ型を示すため、μＣ−８ｔ膜１６はｐｎ接合
が形成される。表面へ析出した金属１了のみでは外部電
極との接続が難しいので例えばＡ１１８を蒸着して裏面
電極とし素子を完成する。
ったのでｎ型を示すため、μＣ−８ｔ膜１６はｐｎ接合
が形成される。表面へ析出した金属１了のみでは外部電
極との接続が難しいので例えばＡ１１８を蒸着して裏面
電極とし素子を完成する。
以上の実施例ではダイオードのみを説明しだが、同様の
構造で金属１３の蒸着膜厚を少なくして表面へ析出しな
いようにすれば、接合電界効果トランジスタ等も構成が
できる。
構造で金属１３の蒸着膜厚を少なくして表面へ析出しな
いようにすれば、接合電界効果トランジスタ等も構成が
できる。
発明の効果
本発明によれば、前述のように結晶化したシリコン膜が
低温の熱処理によって形成されると同時に、ｐｎ接合を
作シ込むことができる。結晶化したシリコンはキャリア
の移動度が大きいためにこれを用いて素子とした場合、
高速動作が可能であり、非晶質の低速動作、結晶質の高
温作成という２つの欠点を解決することができる。
低温の熱処理によって形成されると同時に、ｐｎ接合を
作シ込むことができる。結晶化したシリコンはキャリア
の移動度が大きいためにこれを用いて素子とした場合、
高速動作が可能であり、非晶質の低速動作、結晶質の高
温作成という２つの欠点を解決することができる。
第１図は微結晶性薄膜半導体素子の製造法の従来例を示
す断面図、第２図（−）〜（ｄ）は本発明による一実施
例の微結晶性薄膜素子の製造工程を断面図を用いて説明
した図である。 １１・・・・ガラス基板、１２・・・・・透明導電膜、
１３・・・・・−Ａｌ、 Ｃｕ、 Ｚｎ 、 Ｇａ、
Ｃｄ、 Ｉｎ、 Ａｕの少なくともいずれか１金属、１
４・・・・・ａ−ｓｔ：）ｌ膜、１５・・・・・ヒータ
ー、１ｅ・・・μＣ−！３ｉ、１７・・・・・μＣ−３
ｉ表面に析出した金属、１８・・・・裏面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１！１
す断面図、第２図（−）〜（ｄ）は本発明による一実施
例の微結晶性薄膜素子の製造工程を断面図を用いて説明
した図である。 １１・・・・ガラス基板、１２・・・・・透明導電膜、
１３・・・・・−Ａｌ、 Ｃｕ、 Ｚｎ 、 Ｇａ、
Ｃｄ、 Ｉｎ、 Ａｕの少なくともいずれか１金属、１
４・・・・・ａ−ｓｔ：）ｌ膜、１５・・・・・ヒータ
ー、１ｅ・・・μＣ−！３ｉ、１７・・・・・μＣ−３
ｉ表面に析出した金属、１８・・・・裏面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１！１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｔｏ 、 ＳｎＯ２，Ｔｉ 、 Ｖ、 Ｃｒ、 Ｎ
ｎ、 Ｎｉ 。 Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ の少なくとも１種を表面に配し
て導電化された基板上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ
、 Ｇａ 。 Ｃｄ、Ｉｎ、Ａｕ の少なくとも１種水素化されたｎ型
非晶質シリコンを順次積層し、真空中、水素ガスあるい
は不活性ガス中で１００°゛Ｃ以上の温度で熱処理し、
その後前記非晶質シリコン層上に金属を蒸着してなる微
結晶性薄膜半導体素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225903A JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225903A JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117785A true JPS60117785A (ja) | 1985-06-25 |
Family
ID=16836689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58225903A Pending JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117785A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0319287A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換素子 |
| US5668073A (en) * | 1991-11-06 | 1997-09-16 | The Procter & Gamble Company | Detergent compounds with high activity cellulase and quaternary ammonium compounds |
| KR100336252B1 (ko) * | 1995-12-09 | 2002-09-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 미정질반도체막제조방법 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58225903A patent/JPS60117785A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0319287A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換素子 |
| US5668073A (en) * | 1991-11-06 | 1997-09-16 | The Procter & Gamble Company | Detergent compounds with high activity cellulase and quaternary ammonium compounds |
| KR100336252B1 (ko) * | 1995-12-09 | 2002-09-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 미정질반도체막제조방법 |
| US6589822B1 (en) | 1995-12-09 | 2003-07-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method for top-gate type and bottom-gate type thin film transistors |
| KR100393955B1 (ko) * | 1995-12-09 | 2003-08-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 미정질 반도체 막을 포함하는 반도체 장치 |
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