JPS62169372A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPS62169372A JPS62169372A JP62003546A JP354687A JPS62169372A JP S62169372 A JPS62169372 A JP S62169372A JP 62003546 A JP62003546 A JP 62003546A JP 354687 A JP354687 A JP 354687A JP S62169372 A JPS62169372 A JP S62169372A
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- 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
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はケイ素を主成分とする非晶質膜を備え、この非
晶質膜にオーミックコンタクト部を形成している半導体
素子の製造方法に関する。
晶質膜にオーミックコンタクト部を形成している半導体
素子の製造方法に関する。
半導体素子の多くは半導体膜と金属とのオーミックコン
タクト部を有している。本発明は主成分がケイ素である
非晶質膜を用いた半導体素子におけるオーミックコンタ
クト部の改良に関し、オーミックコンタクトの特性を大
きく改善するとともにその劣化を防ぐ半導体素子の製造
方法を提供することを目的とする。
タクト部を有している。本発明は主成分がケイ素である
非晶質膜を用いた半導体素子におけるオーミックコンタ
クト部の改良に関し、オーミックコンタクトの特性を大
きく改善するとともにその劣化を防ぐ半導体素子の製造
方法を提供することを目的とする。
従来、非晶質ケイ素（以下ａ−３Ｌと略記する）膜を備
えた半導体素子において、前記非晶質ケイ素にオーミッ
クコンタクトを有するＡｌ電極を形成するにはＡｌを室
温で真空蒸着することにより行なっていた。
えた半導体素子において、前記非晶質ケイ素にオーミッ
クコンタクトを有するＡｌ電極を形成するにはＡｌを室
温で真空蒸着することにより行なっていた。
しかし、電極形成後の素子保護の処理、製品組立工程に
おいてしばしば前記Ｍ電極のオーミックコンタクトが劣
化することがあった。例えばノ−ンダ付けによって他の
回路または素子と接続する組立時に熱によってＡｌ電極
が白河する等の現象である。Ａｌ電極が白河するとａ−
３ｉ膜によって形成された例えばダイオード等の特性が
劣化し、逆方向電流が増加したシ、拡散ポテンシャルが
小さくなったシ、直列抵抗が増加する等の現象が生じる
。
おいてしばしば前記Ｍ電極のオーミックコンタクトが劣
化することがあった。例えばノ−ンダ付けによって他の
回路または素子と接続する組立時に熱によってＡｌ電極
が白河する等の現象である。Ａｌ電極が白河するとａ−
３ｉ膜によって形成された例えばダイオード等の特性が
劣化し、逆方向電流が増加したシ、拡散ポテンシャルが
小さくなったシ、直列抵抗が増加する等の現象が生じる
。
ａ−Ｓｔ模膜上室温で蒸着したＡ７電極を真空熱処理し
、その後Ｍ電極をとシ除いた部分のと−・Ｓｉ表面の状
態を顕微鏡観察した。
、その後Ｍ電極をとシ除いた部分のと−・Ｓｉ表面の状
態を顕微鏡観察した。
熱処理温度が１７０℃付近になると、コンタクト部の劣
化を示すピント（穴）が発生し、この温度付近でａ−３
ＬとＡｌ電極とが相互作用を始めることがわかる。さら
に、熱処理温度が１８６℃。
化を示すピント（穴）が発生し、この温度付近でａ−３
ＬとＡｌ電極とが相互作用を始めることがわかる。さら
に、熱処理温度が１８６℃。
２００℃になるとピットが急激に増加しμノタクト部の
劣化が激しくなった。
劣化が激しくなった。
ピットの発生により、コンタクト部の抵抗か増大し、オ
ーミック性が失なわれる。
ーミック性が失なわれる。
本発明は前述したように、ケイ素を主成分とする非晶質
膜とＡｌ電極等によって形成するオーミックコンタクト
部における特性劣化を防ぐとともに、積極的にＷ、Ｍｏ
、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｔＣｒ等による電極のオーミックコン
タクト特性を改善させる半導体素子の製造方法を提供す
るものである。
膜とＡｌ電極等によって形成するオーミックコンタクト
部における特性劣化を防ぐとともに、積極的にＷ、Ｍｏ
、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｔＣｒ等による電極のオーミックコン
タクト特性を改善させる半導体素子の製造方法を提供す
るものである。
以下に本発明の半導体素子の製造方法の実施例について
説明する。
説明する。
（実施例１）
本実施例では主として熱処理を行なうことでａ−Ｓｉ膜
のシート抵抗にどのような変化が生じ、このａ−３ｔ膜
に形成した電極のオーミック特性にどのような影響を及
ぼすかを示す。
のシート抵抗にどのような変化が生じ、このａ−３ｔ膜
に形成した電極のオーミック特性にどのような影響を及
ぼすかを示す。
表面を熱的に酸化させた単結晶Ｓｔ基板上にｎ型ａ−３
ｉ膜を以下の条件で堆積させた。容量結合型高周波グロ
ー放電装置で基板温度２００℃。
ｉ膜を以下の条件で堆積させた。容量結合型高周波グロ
ー放電装置で基板温度２００℃。
真空度１ ＴｏｒｒでＳ Ｉ Ｈ４を単結晶Ｓｉ基板上
に分解堆積させた。ａ−８Ｌのｎ型不純物としてＰＨ３
を用い、Ｓ Ｉ Ｈ４に対し０．４〜１ 、Ｏｖｏ１％
（体積百分率）混合させた。ａ−３ｉ膜の膜厚は約１０
００八である。これを化学的に選択エツチングして島状
のａ−９ｉ膜領域を作シ、基板温度２００℃で、プラズ
マＣＶＤ法によりシリコンチッ化膜（ＳｉＮ膜）を堆積
させ、コンタクトホールをあける。その上に電極として
用いる金属、例えばＡｌ、 ＮｉＣｒ。
に分解堆積させた。ａ−８Ｌのｎ型不純物としてＰＨ３
を用い、Ｓ Ｉ Ｈ４に対し０．４〜１ 、Ｏｖｏ１％
（体積百分率）混合させた。ａ−３ｉ膜の膜厚は約１０
００八である。これを化学的に選択エツチングして島状
のａ−９ｉ膜領域を作シ、基板温度２００℃で、プラズ
マＣＶＤ法によりシリコンチッ化膜（ＳｉＮ膜）を堆積
させ、コンタクトホールをあける。その上に電極として
用いる金属、例えばＡｌ、 ＮｉＣｒ。
Ｐ ｔ ＊ Ｐ ｄ ｔ Ｍ ｏ ＋ Ｗ、Ｉ ｎ ｅ
Ａｕを蒸着させ、コンタクト用のパターン出しをする
。これを真空装置の付込た電気炉に入れ、３０分間熱処
理をした後、ＴＬＭ法を用いてｎ型ａ−５ｉ膜のシート
抵抗を測定した。
Ａｕを蒸着させ、コンタクト用のパターン出しをする
。これを真空装置の付込た電気炉に入れ、３０分間熱処
理をした後、ＴＬＭ法を用いてｎ型ａ−５ｉ膜のシート
抵抗を測定した。
第１図は、ＴＬＭ法によってシート抵抗を測定する原理
および方法を示す図である。ａ−３ｉ膜１上に電極２ａ
、２ｂ、２ｃを蒸着する。電極２ａと２ｂとの距＃Ｄ１
と、電極２ｂと２ｃとの距離Ｄ２とは一般に異ならせて
いる。可変電源４を変化させ、ある一定の電流工が電極
２ｂから電極２ａに流れる時の電圧をＶａｂ、同様に電
極２ｂから電極２ｃに流した時の電圧をＶｂｃとする。
および方法を示す図である。ａ−３ｉ膜１上に電極２ａ
、２ｂ、２ｃを蒸着する。電極２ａと２ｂとの距＃Ｄ１
と、電極２ｂと２ｃとの距離Ｄ２とは一般に異ならせて
いる。可変電源４を変化させ、ある一定の電流工が電極
２ｂから電極２ａに流れる時の電圧をＶａｂ、同様に電
極２ｂから電極２ｃに流した時の電圧をＶｂｃとする。
電流の流れる方向の切換は、電源３の切換スイッチ４に
よって行なう。島状ａ−３ｔ膜１の幅をＷとするとａ−
３Ｌ膜１のシート抵抗値Ｒｓはで計算される。
よって行なう。島状ａ−３ｔ膜１の幅をＷとするとａ−
３Ｌ膜１のシート抵抗値Ｒｓはで計算される。
第２図は、上記方法によって得られた測定結果を示すも
ので、熱処理温度（℃）を横軸にとり、シーｌ抵抗値（
Ω／口）を縦軸に取ってあり、熱処理温度の変化による
シート抵抗の変化を示す。同図において、代表例は電極
材料としてＮ ｉ ＣｒとＡｌを用いた場合を示す。１
１はＮ ｉ Ｃｒ電極の場合を示し、１２はＡｌ電極の
場合の特性曲線を示している。Ａｅ電極の特性曲線１２
の場合、１７０℃付近で、Ａｌ電極下にピットが発生す
るため、この付近でシート抵抗は増大しはじめるが、１
７０℃以下で熱処理をした場合には熱処理をしない場合
よりシート抵抗は減少し、同時にコンタクト部のオーミ
ック性も良くなった。なお、ａ−８ｉ膜の堆積温度が２
００℃を越えるとシート抵抗は増大した。
ので、熱処理温度（℃）を横軸にとり、シーｌ抵抗値（
Ω／口）を縦軸に取ってあり、熱処理温度の変化による
シート抵抗の変化を示す。同図において、代表例は電極
材料としてＮ ｉ ＣｒとＡｌを用いた場合を示す。１
１はＮ ｉ Ｃｒ電極の場合を示し、１２はＡｌ電極の
場合の特性曲線を示している。Ａｅ電極の特性曲線１２
の場合、１７０℃付近で、Ａｌ電極下にピットが発生す
るため、この付近でシート抵抗は増大しはじめるが、１
７０℃以下で熱処理をした場合には熱処理をしない場合
よりシート抵抗は減少し、同時にコンタクト部のオーミ
ック性も良くなった。なお、ａ−８ｉ膜の堆積温度が２
００℃を越えるとシート抵抗は増大した。
以上の結果よりＡｇを電極として用いた場合、１７０’
Ｃまでの熱処理を行なうことによりシートに 抵抗は下がり続け、約半分′まで下降してシート抵抗特
性が改善された。１７０℃以上の熱を加えるとピットが
ａ−８ｉ膜とＡｌ電極との間に発生し、しかもａ−Ｓｉ
膜のシート抵抗が増大することがわかった。Ａｅ以外の
電極材料で、ａ−Ｓｉと熱的に相互作用が起こりやすい
金属、例えばＰｔ。
Ｃまでの熱処理を行なうことによりシートに 抵抗は下がり続け、約半分′まで下降してシート抵抗特
性が改善された。１７０℃以上の熱を加えるとピットが
ａ−８ｉ膜とＡｌ電極との間に発生し、しかもａ−Ｓｉ
膜のシート抵抗が増大することがわかった。Ａｅ以外の
電極材料で、ａ−Ｓｉと熱的に相互作用が起こりやすい
金属、例えばＰｔ。
Ｐｄ、Ｉｎ、Ａｕ も多少の温度差はあるもののピッ
トが発生する温度より低い温度の熱処理によってシート
抵抗は減少することが確かめられた。
トが発生する温度より低い温度の熱処理によってシート
抵抗は減少することが確かめられた。
以上はＡＩ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ａｕの各電極に対する
熱処理の効果であるがＮｉＣｒ 、 Ｗ、 Ｍｏ 、
Ｎｉ、Ｃｒをａ−３ｔ膜の電極とした場合には、異なる
現象が観測された。
熱処理の効果であるがＮｉＣｒ 、 Ｗ、 Ｍｏ 、
Ｎｉ、Ｃｒをａ−３ｔ膜の電極とした場合には、異なる
現象が観測された。
すなわち、例えばＮ ｉ Ｃｒを電極として用いた場合
には、第２図の特性曲線１１に示すように、２００℃ま
でシート抵抗が減少し続けた。熱処理温度が２００℃以
上を越えると、シート抵抗値がきわめて不規則に変化し
、測定がふらつき正常な測定が困難になった（第２図で
特性曲線１１に関して２ｏｏ℃以上のＲｓの正確な測定
は困難となり記入していない。）。
には、第２図の特性曲線１１に示すように、２００℃ま
でシート抵抗が減少し続けた。熱処理温度が２００℃以
上を越えると、シート抵抗値がきわめて不規則に変化し
、測定がふらつき正常な測定が困難になった（第２図で
特性曲線１１に関して２ｏｏ℃以上のＲｓの正確な測定
は困難となり記入していない。）。
この原因は、必ずしも明らかでないが、２００℃という
温度がａ−３ｔ膜を基板上に堆積するときの堆積温度と
一致し、この温度以上になるとａ−Ｓｔ膜の組成が変化
し始めることによると思われる。
温度がａ−３ｔ膜を基板上に堆積するときの堆積温度と
一致し、この温度以上になるとａ−Ｓｔ膜の組成が変化
し始めることによると思われる。
とにかく、ＮｉＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒをａ −Ｓ
Ｌ膜の電極とする場合には、コンタクト部の抵抗は、ａ
−３ｔ膜の堆積時の基板温度になるまで低下し続け、オ
ーミック性が向上した。
Ｌ膜の電極とする場合には、コンタクト部の抵抗は、ａ
−３ｔ膜の堆積時の基板温度になるまで低下し続け、オ
ーミック性が向上した。
（実施例２）
次に太陽電池を対象とした実施例について述べる。この
太陽電池の構造はガラス板に透明電極を蒸着した上に順
にｐ、ｉ、ｎ型のａ７ＳＬ膜を堆積し、さらにこのａ−
３ｉに金属電極を形成したものである。
太陽電池の構造はガラス板に透明電極を蒸着した上に順
にｐ、ｉ、ｎ型のａ７ＳＬ膜を堆積し、さらにこのａ−
３ｉに金属電極を形成したものである。
本実施例では、前記ｎ型のａ−３ｉ膜と金属電極（ここ
ではＡＩ電極）とのコンタクト部が太陽電池の特性に与
える影響を調べるため、次のようなサンプルＡ、Ｂ、Ｃ
を用意した。
ではＡＩ電極）とのコンタクト部が太陽電池の特性に与
える影響を調べるため、次のようなサンプルＡ、Ｂ、Ｃ
を用意した。
すなわち、サンプルＡは前記Ａ４電極を有する太陽電池
を熱処理しないもの、サンプルＢは２００℃付近まで過
度の熱処理した太陽電池、サンプルＣは、本発明に係る
もので真空中で１３０℃の適温で熱処理した太陽電池で
ある。
を熱処理しないもの、サンプルＢは２００℃付近まで過
度の熱処理した太陽電池、サンプルＣは、本発明に係る
もので真空中で１３０℃の適温で熱処理した太陽電池で
ある。
これらのサンプルＡ、Ｂ、Ｃのソーラシミュレーション
ｐ、Ｍ１ （１ｏｏｍＷ／ｆｆ１）照射下でのそれぞれ
の特性を次表に示す。
ｐ、Ｍ１ （１ｏｏｍＷ／ｆｆ１）照射下でのそれぞれ
の特性を次表に示す。
表：各サンプルの熱処理の違いによる素子特性の比較衣
に示したとおり短絡電流ＪｓｃはすべてのサンプルＡ、
Ｃにわたってほぼ同じであるが、開放電圧Ｖｏｃおよび
曲線因子Ｆ、Ｆ・はサンプルＢの場合は大幅に減少し、
効率は１／３近くにまで減少した。
に示したとおり短絡電流ＪｓｃはすべてのサンプルＡ、
Ｃにわたってほぼ同じであるが、開放電圧Ｖｏｃおよび
曲線因子Ｆ、Ｆ・はサンプルＢの場合は大幅に減少し、
効率は１／３近くにまで減少した。
もっとも特性の良い太陽電池は、本発明に係るサンプル
Ｃであった。ここではＡｅを電極材料として用いたが、
Ｗ、Ｍｏ、Ｎｆ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ のいずれかによる金
属電極によっても同様な効果が得られた。
Ｃであった。ここではＡｅを電極材料として用いたが、
Ｗ、Ｍｏ、Ｎｆ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ のいずれかによる金
属電極によっても同様な効果が得られた。
以上説明したように本発明の半導体素子の製造方法はオ
ーミックコンタクトの劣化を未然に防ぐことができると
ともに、さらにシート抵抗を減少でき、そのためオーミ
ックコンタクトが改善され、ａ−３ｉ太陽電池に適用し
た場合には効率を改善することができる等の利点を有し
、工業的に極めて有意義である。
ーミックコンタクトの劣化を未然に防ぐことができると
ともに、さらにシート抵抗を減少でき、そのためオーミ
ックコンタクトが改善され、ａ−３ｉ太陽電池に適用し
た場合には効率を改善することができる等の利点を有し
、工業的に極めて有意義である。
第１図は非晶質ケイ素のシート抵抗を測定する方法を示
しだ図、第２図は本発明の半導体装置の製造方法によっ
て得られた素子の熱処理温度によるシート抵抗の変化を
示す特性図である。 １・・・・・・非晶質シリコン膜、２ａ、２ｂ、２ｃ・
・・−・・電極、３・・・・・・電源、４・・・・・・
切換スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名・八
−−Ｌ−耳 繻 軍 く 已
しだ図、第２図は本発明の半導体装置の製造方法によっ
て得られた素子の熱処理温度によるシート抵抗の変化を
示す特性図である。 １・・・・・・非晶質シリコン膜、２ａ、２ｂ、２ｃ・
・・−・・電極、３・・・・・・電源、４・・・・・・
切換スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名・八
−−Ｌ−耳 繻 軍 く 已
Claims (1)
- 基板を所定温度に加熱した状態で前記基板上にケイ素を
主成分とする非晶質膜を形成し、前記非晶質膜上にＷ、
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒのいずれかよりなる金属層
を形成し、前記金属層が形成された非晶質膜を前記基板
上への前記非晶質膜の形成時の温度以下で熱処理するこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62003546A JPS62169372A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62003546A JPS62169372A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 半導体素子の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158548A Division JPS5858777A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169372A true JPS62169372A (ja) | 1987-07-25 |
Family
ID=11560415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62003546A Pending JPS62169372A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62169372A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342693A (en) * | 1976-09-29 | 1978-04-18 | Rca Corp | Semiconductor device including amorphous silicone layer |
| JPS54141593A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-02 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS54158190A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-13 | Yamazaki Shunpei | Semiconductor device and method of fabricating same |
| JPS5513938A (en) * | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shunpei Yamazaki | Photoelectronic conversion semiconductor device and its manufacturing method |
| JPS55123178A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell |
| JPS5669874A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | Amorphous semiconductor solar cell |
| JPS56100486A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photoelectric conversion element |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62003546A patent/JPS62169372A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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