JPS6196773A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6196773A JPS6196773A JP59216329A JP21632984A JPS6196773A JP S6196773 A JPS6196773 A JP S6196773A JP 59216329 A JP59216329 A JP 59216329A JP 21632984 A JP21632984 A JP 21632984A JP S6196773 A JPS6196773 A JP S6196773A
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- Japan
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- junction
- laser
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- manufacturing
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-
- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
-
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、オ
ーミック性が良いｐｎ接合又はｎｐ接合を有する半導体
部を含有する半導体装置の製造方法に関する。
ーミック性が良いｐｎ接合又はｎｐ接合を有する半導体
部を含有する半導体装置の製造方法に関する。
オーミック性が良いｐｎ接合又はｎｐ接合が要求される
ものの例として、いわゆるタンデム型のアモルファスシ
リコン太陽電池がある（特公昭５５−１２５６８０およ
び同５８−１１６７７９参照）。
ものの例として、いわゆるタンデム型のアモルファスシ
リコン太陽電池がある（特公昭５５−１２５６８０およ
び同５８−１１６７７９参照）。
この太陽電池の構造は、通常、ガラス基板／透明電極／
ｐｉｎ／ｐｉｎ／・・・・・・／金属電極から構成され
、ｐｉｎの光電変換素子が二段以上に積層され電気的に
直列接続となっている。このため、ｐ及びｎ層の低抵抗
化とともに、ｐｎ接合部のオーミック性の向上が重要で
ある。従来用いられているｐ層は約１０Ω・ｃｍ、ｎ層
は１０〜１Ω・ｃｍと高く、直列抵抗やオーミック性不
良の為、太陽電池の出力特性の性能に問題があった。
ｐｉｎ／ｐｉｎ／・・・・・・／金属電極から構成され
、ｐｉｎの光電変換素子が二段以上に積層され電気的に
直列接続となっている。このため、ｐ及びｎ層の低抵抗
化とともに、ｐｎ接合部のオーミック性の向上が重要で
ある。従来用いられているｐ層は約１０Ω・ｃｍ、ｎ層
は１０〜１Ω・ｃｍと高く、直列抵抗やオーミック性不
良の為、太陽電池の出力特性の性能に問題があった。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決し、ｐｎ接
合層の低抵抗化とｐｎ接合部のオーミック性向上を形成
できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
合層の低抵抗化とｐｎ接合部のオーミック性向上を形成
できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
従来、半導体膜の低抵抗化を実現し、かつｐｎ接合部の
オーミック性を向上させる方法として熱処理法がある。
オーミック性を向上させる方法として熱処理法がある。
しかし、アモルファス膜の場合、通常の電気炉を用いる
長時間熱処理では、活性層であるノンドープ層が変質し
、太陽電池性能が劣化してしまう。この点を解決するた
め、本発明では、熱処理時間が１秒以下のレーザを用い
た短時間熱処理法を用いる。レーザとして、パルスレー
ザとＣＷレーザがあり、ＣＷの場合、走査速度を早くす
れば実質的に短時間の熱処理が可能である。
長時間熱処理では、活性層であるノンドープ層が変質し
、太陽電池性能が劣化してしまう。この点を解決するた
め、本発明では、熱処理時間が１秒以下のレーザを用い
た短時間熱処理法を用いる。レーザとして、パルスレー
ザとＣＷレーザがあり、ＣＷの場合、走査速度を早くす
れば実質的に短時間の熱処理が可能である。
かかるレーザの例として次のものがある。パルスレーザ
として、エキシマレーザ（波長１５７〜３５１１ｍ）、
ルビーレーザ（６９４ｎｍ）、ネオジウムＹＡＧ（２６
６，５３２，１０６４ｎｍ）、ガラスレーザ（５ａ １
ｎｍ）やアレキサンドライトレーザ（７００〜８１８
ｎｍ）などがある。ＯＷレーザとして、Ａｒイオンレー
ザ（２５７ｎｍ）やＨｅＮｅｖ−ザ（６３３ｎｍ）など
がある。今迄、アモルファスシリコンのレーザアニール
としてＱスイッチのＮｄ： ＹＡＧＬ／−ザ（１０６４
ｎｍ）が用いられた例は知られていたが、このような長
波長光では、アモルファスシリコン模の吸収係数が小さ
く、膜全体に光が吸収されるため、極めて薄いｐ、ｎ膜
のみを処理することは出来なかった。従って、良好な太
陽電池性能は得られていない。
として、エキシマレーザ（波長１５７〜３５１１ｍ）、
ルビーレーザ（６９４ｎｍ）、ネオジウムＹＡＧ（２６
６，５３２，１０６４ｎｍ）、ガラスレーザ（５ａ １
ｎｍ）やアレキサンドライトレーザ（７００〜８１８
ｎｍ）などがある。ＯＷレーザとして、Ａｒイオンレー
ザ（２５７ｎｍ）やＨｅＮｅｖ−ザ（６３３ｎｍ）など
がある。今迄、アモルファスシリコンのレーザアニール
としてＱスイッチのＮｄ： ＹＡＧＬ／−ザ（１０６４
ｎｍ）が用いられた例は知られていたが、このような長
波長光では、アモルファスシリコン模の吸収係数が小さ
く、膜全体に光が吸収されるため、極めて薄いｐ、ｎ膜
のみを処理することは出来なかった。従って、良好な太
陽電池性能は得られていない。
アモルファスシリコン太陽電池において、レーザアニー
ルするｐｎ接合部を含めたｐ層とｎ層の全膜厚は２０〜
４ Ｑ ｎｍである。このため、上記各種レーザ光の中
で、波長４００ ｎｍ以下のレーザ光を用いれば吸収係
数ＩＱｃｍ−” となシ光の吸収深さは約ＩＱｎｍで
、縦方向の上部半導体層のみ熱処理できるなどの利点を
有する。これに適したレーザとして、エキシマレーザ（
波長二重型で２６６ｎｍ）がある。特に、エキシマレー
ザは励起ガスの種類を変えて、発振波長を変えることが
可能である。例えば、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＡｎＦ（１
９３ｎｍ）、Ｋｒ０１ （２２２ｎｍ）、ｌ（ＩＰ（２
４８ｎｍ’）、ＸｅＢｒ（２８２ｎｍ）、Ｘｅ０１ （
３０８ｎｍ）とＸｅＦ （３５１ｎｍ）で出力も数十Ｗ
迄の大出力で大口径のレーザが得られる。
ルするｐｎ接合部を含めたｐ層とｎ層の全膜厚は２０〜
４ Ｑ ｎｍである。このため、上記各種レーザ光の中
で、波長４００ ｎｍ以下のレーザ光を用いれば吸収係
数ＩＱｃｍ−” となシ光の吸収深さは約ＩＱｎｍで
、縦方向の上部半導体層のみ熱処理できるなどの利点を
有する。これに適したレーザとして、エキシマレーザ（
波長二重型で２６６ｎｍ）がある。特に、エキシマレー
ザは励起ガスの種類を変えて、発振波長を変えることが
可能である。例えば、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＡｎＦ（１
９３ｎｍ）、Ｋｒ０１ （２２２ｎｍ）、ｌ（ＩＰ（２
４８ｎｍ’）、ＸｅＢｒ（２８２ｎｍ）、Ｘｅ０１ （
３０８ｎｍ）とＸｅＦ （３５１ｎｍ）で出力も数十Ｗ
迄の大出力で大口径のレーザが得られる。
本発明は、かかる波長が４００ ｎｍ以下の短波長のレ
ーザを用い、ｐｎ接合部分のみを熱処理することによシ
、ｐｎ接合の電気抵抗を下げ、オーミックな特性を与え
ることを特徴としている。半導体膜として、Ｂ又はＡＩ
！などのｐ形不純物、Ｐ、又Ｓｉ膜中に含有させる工程
として、プラズマＯＶＤなどの膜形成中にガスから導入
する方法とノンドープ又は低濃度ドープ層中にイオン打
込み法で導入する方法などがある。
ーザを用い、ｐｎ接合部分のみを熱処理することによシ
、ｐｎ接合の電気抵抗を下げ、オーミックな特性を与え
ることを特徴としている。半導体膜として、Ｂ又はＡＩ
！などのｐ形不純物、Ｐ、又Ｓｉ膜中に含有させる工程
として、プラズマＯＶＤなどの膜形成中にガスから導入
する方法とノンドープ又は低濃度ドープ層中にイオン打
込み法で導入する方法などがある。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図に示したように、ガラス板１に透明電極２が形成
されたものを基板として用い、該基板上にグロー放電を
用いるプラズマＯＶＤ法によｌｎ形層３、ｐ形Ｍ４を形
成した。第１図の（ｂ）は、その後、波長３５０ ｎｍ
のエキシマレーザでｐｎ接合を含むｐ層とｎ層の二層を
同時に照射し、９層７と０層６の低抵抗膜とｐｎ接合の
オーミック性の向上を図った。最後に、第１図（ａｌ及
び第１図（ｂ）の両方にＡＩ！電極５を蒸着した。第２
図は、第１図のレーザ照射が＠（第１図（ｓ） ）及び
有（第１図（ｂ））の時のｐｎ形ダイオードの直列抵抗
及びオーミック性を調べた電流−電圧特性である。第２
図（ａ）の曲線は、レーザ照射が無い時の曲線で、第２
図（ｂ）の曲線は、レーザ照射が有る時の曲線である。
されたものを基板として用い、該基板上にグロー放電を
用いるプラズマＯＶＤ法によｌｎ形層３、ｐ形Ｍ４を形
成した。第１図の（ｂ）は、その後、波長３５０ ｎｍ
のエキシマレーザでｐｎ接合を含むｐ層とｎ層の二層を
同時に照射し、９層７と０層６の低抵抗膜とｐｎ接合の
オーミック性の向上を図った。最後に、第１図（ａｌ及
び第１図（ｂ）の両方にＡＩ！電極５を蒸着した。第２
図は、第１図のレーザ照射が＠（第１図（ｓ） ）及び
有（第１図（ｂ））の時のｐｎ形ダイオードの直列抵抗
及びオーミック性を調べた電流−電圧特性である。第２
図（ａ）の曲線は、レーザ照射が無い時の曲線で、第２
図（ｂ）の曲線は、レーザ照射が有る時の曲線である。
レーザ照射した結果、オーミック性が向上した。これに
より、ｐｎ形ダイオードの直列抵抗が低下し、ｐｎ接合
部のオーミック性が改善された。
より、ｐｎ形ダイオードの直列抵抗が低下し、ｐｎ接合
部のオーミック性が改善された。
実施例２
タンデム型のアモルファスシリコン太陽電池の製造方法
を示す。第３図（Ｃ）は、ガラス板１１に透明電極１２
が形成されたものを基板として用い、該基板上にプラズ
マＯＶＤ法によ、９ｐ形層工３、ｎ形層１４、ｎ形層１
５、ｐ形層１６、ｎ形層１７、そしてｎ形層１８を順次
＠層し、最後にＡ４電極１９を蒸着し、光電変換素子ｐ
ｉｎ層が二段になったタンデム型太＠電池である。第３
図（ｄ）は、２ｇ３図（Ｃ）の１層１４及び９層１５の
ｐｔｔ接合部を含有するｐｎ層の二層をエキシマレーザ
で照射し、その後、１層１７．１層１８を順次積層し、
最後に１電極１９を蒸着したタンデム型太陽電池である
。第４図は、第３図（Ｃ）及び第３図（ｄ）のタンデム
型太陽電池の電流−電圧特性を示した。
を示す。第３図（Ｃ）は、ガラス板１１に透明電極１２
が形成されたものを基板として用い、該基板上にプラズ
マＯＶＤ法によ、９ｐ形層工３、ｎ形層１４、ｎ形層１
５、ｐ形層１６、ｎ形層１７、そしてｎ形層１８を順次
＠層し、最後にＡ４電極１９を蒸着し、光電変換素子ｐ
ｉｎ層が二段になったタンデム型太＠電池である。第３
図（ｄ）は、２ｇ３図（Ｃ）の１層１４及び９層１５の
ｐｔｔ接合部を含有するｐｎ層の二層をエキシマレーザ
で照射し、その後、１層１７．１層１８を順次積層し、
最後に１電極１９を蒸着したタンデム型太陽電池である
。第４図は、第３図（Ｃ）及び第３図（ｄ）のタンデム
型太陽電池の電流−電圧特性を示した。
第４図（Ｃ）は、ｐｎ接合部をレーザアニールしていな
い太陽電池曲線で、第４図（ｄ）はレーザアニールをし
た太陽電池曲線である。レーザアニールした（ｄ）の曲
線が、太陽電池のシリーズ抵抗が減少し、かつオーミッ
ク性が改善された。このため、太陽電池の曲線因子が０
．４５から０．５７と大幅に改善し、光電変換効率も５
．６チから６．８９ｇと向上した。
い太陽電池曲線で、第４図（ｄ）はレーザアニールをし
た太陽電池曲線である。レーザアニールした（ｄ）の曲
線が、太陽電池のシリーズ抵抗が減少し、かつオーミッ
ク性が改善された。このため、太陽電池の曲線因子が０
．４５から０．５７と大幅に改善し、光電変換効率も５
．６チから６．８９ｇと向上した。
本発明によれば、ｐｎ接合（又はｎｐ接合）を有するｐ
層及びｎ層の二層をレーザアニール処理で、同時に低抵
抗なｐ層及びｎ層を作製でき、かつｐｎ接合（又はｎｐ
接合）部のオーミック性を改善できる。そして極めて薄
い上層部半導体層のみを処理できるため、活性層である
ノンドープ層。 が変質することがない。
層及びｎ層の二層をレーザアニール処理で、同時に低抵
抗なｐ層及びｎ層を作製でき、かつｐｎ接合（又はｎｐ
接合）部のオーミック性を改善できる。そして極めて薄
い上層部半導体層のみを処理できるため、活性層である
ノンドープ層。 が変質することがない。
第１図及び第３図は本発明の異なる実施例を示す工程図
であり、第２図及び第４図は本発明の詳細な説明するた
めの図である。 １．１１・・・カラス板、２，１２・・・透Ｆ９３電極
、３゜６・・・ｎ形層、４，７・・・ｐ形層、５，１９
・・・Ａｌ電極、１３，１６・・・ｐ形層、１４．１７
・・・ｎ形層、１５．１８・・・ｎ形層。
であり、第２図及び第４図は本発明の詳細な説明するた
めの図である。 １．１１・・・カラス板、２，１２・・・透Ｆ９３電極
、３゜６・・・ｎ形層、４，７・・・ｐ形層、５，１９
・・・Ａｌ電極、１３，１６・・・ｐ形層、１４．１７
・・・ｎ形層、１５．１８・・・ｎ形層。
Claims (1)
- １、ｎ形もしくはｐ形不純物を含有するシリコンを主体
とする非単結晶相で構成されたｎｐ接合またはｐｎ接合
を有する半導体膜に、波長４００ｎｍ以下の光を照射す
ることにより、低抵抗でオーミックなｎｐ接合またはｐ
ｎ接合を得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216329A JPH065780B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216329A JPH065780B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196773A true JPS6196773A (ja) | 1986-05-15 |
| JPH065780B2 JPH065780B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16686824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59216329A Expired - Lifetime JPH065780B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065780B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133578A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681981A (en) * | 1979-09-21 | 1981-07-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Semiconductor forming element for converting light to electric energy |
| JPS5745980A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Amorphous solar battery and manufacture thereof |
| JPS5799729A (en) * | 1981-10-20 | 1982-06-21 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semi-amorphous semiconductor |
| JPS58122783A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59216329A patent/JPH065780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681981A (en) * | 1979-09-21 | 1981-07-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Semiconductor forming element for converting light to electric energy |
| JPS5745980A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Amorphous solar battery and manufacture thereof |
| JPS5799729A (en) * | 1981-10-20 | 1982-06-21 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semi-amorphous semiconductor |
| JPS58122783A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133578A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065780B2 (ja) | 1994-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |