JPS6247116A - 半導体装置製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水素またはハロゲン元素を含む半導体材料を
形成する反応室と、この半導体を減圧下に保持し、光ア
ニールを行い、この工程の後この半導体表面または半導
体中（以下単に半導体中という）に酸素、弗素、塩素、
窒素またはりチュームの如き添加物を添加する光アニー
ル室とを具備し、これらの空間を半導体が設けられた基
板の移設を大気に触れさせることなく成就せしめる半導
体装置製造装置（以下ｍに装置という）に関する。

本発明はかかる製造装置により非単結晶半導体に固有に
存在するステブラ・ロンスキ効果を減少または消滅せし
め、高信頼性特性を得ることに関する。

本発明は、光照射により光起電力を発生ずるＰＩＮ接合
を有する非単結晶半導体において、特に活性半導体層で
ある真性または実質的に真性（ＰまたはＮ型用不純物を
Ｉ　ＸＩＯ”　〜５　×１０１０１７Ｃのン農度に人為
的に混入させた、またはバックグラウンドレベルで混入
した）の水素またはハロゲン元素が添加された半導体に
対し、この半導体を火気に触れさせることなく光アニー
ル室に移設し、減圧状態に保持し、またはこの雰囲気で
光アニールを行うことにより光照射で発生する不対結合
手を十分生成する。この後この生成された不対結合手に
酸素、弗素、塩素、窒素またはりチューノ、の如き再結
合中心中和用の添加物を半導体中に添加して結合中和せ
しめることを目的としている。

本発明は、かかる目的のため、基板」−にプラズマＣＶ
Ｄ法、光ＣＶＤ法または光プラズマＣＶＤ法により水素
またはハロゲン元素を含む非単結晶半導体（以下単に半
導体という）を５００℃以下の温度、一般には１５０〜
３００℃の減圧下にて形成する。

特に、本発明はこの活性半導体層である１層において、
半導体中の最低濃度領域におＬＪる酸素の濃度（ＳＩＭ
Ｓで測定した場合における最低濃度）を５　Ｘ　１０１
０１Ｉ１”３以下、好ましくはＩ　Ｘｌ０１１１ｃｍ３
以下しか含有しない水素またはハ１′：１ゲン元素が添
加された非単結晶半導体、例えばシリコン半う９体を用
いたものである。そしてかかる半導体の再結合中心、特
に光照射に、Ｌり牛しる再結合中心の密度をＩ　ＸＩＯ
”ｃｍ−’よりＩ　ＸＩＯ”ｃｍ−’以下、好ましくは
概略５　Ｘ１０１６ｃｍ−’程度にまで下げんとするも
のである。

しかし、従来、かかる高純度になった°１先導体を被膜
形成の直後に大気中に取り出し、大気圧中で光照射を行
うと、電気伝導度が劣化し、また熱アニールにより電気
伝導度が回復するいわゆるステブラ・ロンスキ効果が観
察されてしまう。

他方、本発明人はかかる高純度の半導体を形成した後、
この半導体を大気に触れさせることなく超高真空雰囲気
に保持し、この真空中で光照射、熱アニールを行うと、
このいずれに対しても電気伝導度が瀬’ｖ＆するいわゆ
るＳＥＩ、（Ｓｔａｔｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　ｂｙＬｉｇ
ｈｔ）効果を発見した この結果、従来より知られているステブラ・ロンスギ効
果は半導体を形成した後大気にふれさせることにより初
めて観察されるものであることが判明した。その要因は
大気特に酸素が半導体中に含浸していってしまうためで
あると推定されるに至った。かかるＳＥＬ効果およびそ
の対策として、形成された半導体を酸素を含まない雰囲
気で大気圧にまで戻すことに関しては、本発明人の出願
になる特許側（特願昭６０−１２０８８１　、昭和６０
年６月３０出願）に示されている。

本発明はかかる本発明人が発見したＳＥＬ効果を積極的
に利用し、実使用条件下において光劣化作用が生じない
ようにしたものである。即ち、Ｓａ！ｌ、効果により非
単結晶半導体中には光照ル１により生成する不対結合手
（電気的には再結合中心またはエネルギバンド的には深
いレベルに準位をもつ再結合中心という）を十分に生成
させてしまう。そして十分に光照射により生じた不対結
合手に対し弗素、酸素、塩素または窒素の中和用添加剤
を添加して、この不対結合手と結合させて、中和し安定
化さ−Ｕてしまう。かくの如く中途半端な弱い結合手を
一度すべて切って不対結合手にし、この不対結合手に対
し十分な時間をおいて添加物により中和させてしまうも
のである。その結果、実使用下では再び光照射を行って
もこの照射により不対結合手が生成し、ひいては再結合
中心の増加がおきることにより観察されるステブラ・ロ
ンスキ効果が生しないようにしたものである。

以下に図面に従って本発明を示す。

実施例１ 第１図は半導体装置の作製に用いられた本発明の製造装
置の概要を示す。

第１図は本発明に用いられた超高真空装置（ＵＩＩＶ装
置）のブロックダイヤグラム図を示す。

基板（１０’）は、光アニール室を併用した第１の予備
室（１）の中にあるヒータ（図面では（１２°）に示し
である）の下側に配設する。この基板は、予め一対の電
気伝導度の測定用電極（第２図（２４）。

＜２４　’　）に示す）を有している。この電極には、
電気持性を測定せんとする際には被膜形成後外部よりの
一対のプローブ（１７）、　（１７’）を移動させ接触
させることができ（第２Ｍ参照）、半導体被膜形成後こ
の被膜を大気に触れさせることなく、光照射（２０）の
有無により先任導度と喧伝導度との測定を可能とずろ即
ち真空中でＩＮ　５ＩＴＵの条件下での評価を可能とし
ている。

基板（１０°）の挿入、脱着用の第１の予備室（１）と
この予備室にゲイト弁（３）により連結された第２の予
備室（２）とを有する。かかる第１の予備室で基板ホル
ダも併用したヒータ（１２’）にとりつげる。第２の予
備室は、第２のゲイト弁（５）によりクライオポンプ（
６）と分離され、第３のゲイ１−弁（７）によりターボ
分子ポンプ（８）とも分離されている。そして、基板（
１０°）とヒータ（１２°）とを第１の予備室に挿着後
、ゲイト弁（３）、（７）を開、ゲイト弁（５）　、　
（４）を閉とし、ターボ分子ポンプ（８）にて第１、第
２の予備室を真空引きする。さらに１Ｏ−６ｔｏｒｒ以
下とした後、基板（１０°）およびヒータ（１２”）を
第１の予備室（１）より移動機構（１９）を用い第２の
予（１１４室に移し、ゲイト弁（３）を閉とする。

そしてゲイ１〜弁（５）を開、ゲイト弁（７）を閉とし
、クライオポンプにて１Ｏ−１０ｔｏｒｒのオーダにま
でＩＩＬ空引きをする。

さらに第４のゲイト弁（４）を開とし、ここをへて反応
室（１１）に２．（板（１０）、ヒータ（１２）を移動
機構（１９°）を用いて移設する。そして反応室（１１
）もクライオポンプ（６）にて１０−９〜１Ｏ−１０ｔ
ｏｒｒの背圧とする。さらにゲイト弁（４）を閉とする
。図面では反応室（１１）に基板（１０）およびヒータ
（１２）が配設された状態を示す。反応室（１１）には
高周波電源（１３）より一対の電極（１４）　、　（１
５）間にプラズマ放電を成さしめ得る。このプラズマＣ
ＶＤ法以外に紫夕（光、エキシマレーザ光を窓（１６）
より入射して光ＣＶＤ法またはこれと高周波エネルギと
を加える光プラズマＣＶＤ法により半導体被膜を形成し
てもよい。

反応性気体ｋｌドーピング系（２１）より加えられ、プ
ラズマＣＶＤ法の不要物は他のターボ分子ポンプ（９）
により圧力をコントロールバルブ（２２）により制御さ
・Ｕつつ排気される。

反応炉内の圧力はコントロールバルブ（２２）により０
．００１〜１０ｔｏｒｒ１０ｔｏｒｒ、０５〜０．１ｔ
ｏｒｒに制御■シた。高周波エネルギを（１３）より加
え（１３，５６Ｍｌ１ｚ出）封ＯＨ）プラズマＣＶＤ法
により非単結晶半導体被膜、ここでは水素の添加された
アモルファスシリコン膜を形成した。かくして基板上に
０．６　μの厚さにＰまたはＮ型の不純物の添加のない
非単結晶半導体を５００℃以下の温度例えば２５０℃に
よって形成した。

反応性気体及びキャリアガスは、酸素、水の不純物を０
．ＩＰＰＭ以下好ましくは］、ＰＰＢにまで下げた高純
度としく２１）より導入させた。また、珪素膜を形成さ
せようとする場合、超高純度に液化精製した珪化物気体
であるシランを用いた。

光電変換装置を第１図に示す如き１室方式で形成せんと
する場合はこのドーピング系数を増し、Ｐ型用不純物で
あるジボランをシランにより５００〜５０ＱＱＰＰＨに
希釈させて（２１°）より導入すればよい。また、Ｎ型
不純物であるフォスヒンをシランにより５０００ＰＰＭ
に希釈して（２１”°）より導入すればよい。

かくして、反応室にて半導体被膜を形成した後、反応性
気体の供給を中止して、ターボ分子ポンプ（９）により
反応室内の不要物を除去した。

この後、本発明の製造装置においては、この反応室より
この半導体が形成された基板を大気に触れさせることな
く減圧状態で光アニール室（１）に移設する。即ち反応
室の真空引きをターボ分子ポンプ（９）により行った。

さらに基板（１０）上の半導体（２６）、ヒータ（１２
）をゲイト弁（４）　、　（３）を開として移動機構（
１９’　）　、　（１９）を用いて第１の予Ｍｔｔ室（
１）内に移設する。さらにゲイト弁（４）を閉、ゲイト
弁（５）を開としてクライオポンプ（６）により第１の
予備室を減圧下に保持した。この減圧の程度は少なくも
１Ｏ−３ｔｏｒｒ以下であり、一般には１０−６〜１Ｏ
−９ｔｏｒｒとした。この予備室でもある光７二−ル室
（］）に保持された半導体（２６）　、基板（１０）は
５０°Ｃ以下の蝕子ニール効果を誘発しない温度に保ち
、半導体被膜形成後まったく大気に触れさせることなく
光照射を行った。さらに不対結合手中和用添加物の（ｌ
Ｏ） 半導体中への添加を実行−ロしめる工程ぢ。Ｌび光アニ
ール、熱アニールの後の電気伝導度の変化を調べる工程
を行った。光アニールは窓（２０）より可視光例えばキ
セノン光（１００ｍＷ／ｃｍ２）を胆力、Ｉし、また熱
アニールはヒータ（１２’）に電気を供給して実施した
。

第２図は合成石英基板（１０）−Ｌ−に−月の電極（こ
こではクロムを使用）　（２４）　、　（２４’　）を
形成し、この上面を覆って真性または実質的に真性の水
素またはハロゲン元素が添加された非単結晶半勇体であ
るアモルファス半導体（２６）を形成した。そして光転
導度及び喧伝導度を第１図に示す第１の予（＋ｉｉｆ室
にてＩＮ　ＳＩＴ［Ｉ　、即ち被膜形成後雰囲気を真空
中より変えることなく一対の電極（２４）　、　（２４
”）にブＩ：ｌ　−ブ（１７）、（１７’）をたてて接
触法で測定した。

本発明においては、真空中で光照射７二−ルを行った後
、この半導体に対し弗素、塩素、酸素、窒素またはりチ
ュームの再結合中心中和用の添加物の添加を行った。

また導入された添加物例えば弗素は、半導体の表面およ
び空孔より内部に浸透イ」着し、光■（射により予め作
られていた珪素の不対結合手と結合してＳｉ斗結合を作
り中和安定化する。

第３しＩ　Ｉｔ　’６を来より公知の装置において、ア
モルファスシリニ１ンＩ　５！、体祉膜を作り、この後
、人気中にて電気伝導度をＷｌｌ＋定・評価したもので
ある。

ぞして、）１（１反としての石英ガラス十にシリコン半
導体層を０．６１１の厚さに形成した場合の光照１・ｌ
（へ旧）　（１００ｍｌす／ｃｍＪでの光転導度（２８
）、暗伝うｊ１度（２１１’）を示す。

即ち初ｊｊｌｌ状１ｍ（１）光伝うｎ度（２ｆｔ１）、
喧伝ｍ　度（２８’−１）の測定の後、へ旧＜１００ｍ
ＩＱ／ｃｍ２）の光を２時間照則し、その後の光転導度
（２８−２）及び１１．’Ｈ伝勇度（２８゛−２）を測
定・ｄ・ｒ価した。更にこの試料を１５０°Ｃ１２時間
の熱アニールを行い、再び同様に光転導度（２８−３）
、喧伝導度（２８’−３）を測定した。これを繰り返す
と、光照射により電気伝導度が減少し、また熱アニール
により回復するという可逆特性が第３図に示すごとく観
察された。この反復性をいわゆるステブラ・ＩＴＩンス
°１−効果という。

第４図は本発明に至るための電気特性であってＳＥＬ効
果を示すものである。第１図に示されたＵＩＩＶ装置に
より半導体被膜を形成する。その後この反応室を真空引
きし、さらに光アニール室を併用した第１の予備室（光
アニール室）（１）にまでこのヒータ（１２”）下に保
持された半導体（２６）が形成された基板（１０’）を
大気に触れさせることなく超高真空下において光照射（
２０）熱アニール（１２’）の有無による電気伝導度の
変化（２９）　、　（２９′）をＩＮ　　５ＩＴＩＩで
測定したものである。

即ち、温度２５°Ｃ１真空度４　Ｘｌ０−６ｔｏｒｒの
測定で初期の１．５　Ｘｌ０−’Ｓｃｍ−’の喧伝導度
（２９’−１）、　９　ｘ１０’−５３ｃｍ−’の光転
導度（２９−１）　（＋　セ／　７　’／　７　フヲ使
用）を得た。これにキセノンランプ（１００ｍＷ／ｃｍ
２）を２時間照射すると、電気伝導度は（２９−２）　
、　（２９’　−２）と光転導度が３．５　Ｘｌ０−’
Ｓｃｍ−’、暗伝導度が６×１０−９３ｃｍ−’に低下
した。この試料に対しその後１５０’ｃ　３時間の加熱
処理を行った。すると、従来は第３図（２８−３）　、
　（２Ｂ　’−３）に示す如く初期状態の値にまで電気
伝導度が回復すべきであるが、本発明のＵ）ＩＶＦでの
ＩＮ　５ＩＴｔｌ測定方法においては、第４図（２９−
３）　、　（２９’−３）に示される如く、さらに減少
する。再びキセノンランプで２時間照射しく２９〜４）
、　（２９”−４）を得、また１５０　’ｃ、　　３時
間の熱アニールで（２９−５）。

（２９°−５）を得る。またキセキンランプアニールに
て（２９６）　、　（２９’−６）を得る。また熱アニ
ールにして（２９−７）　、　（２９”−７）を得る。

これら熱照射、熱アニールを繰り返しても、その光転導
度（２９）及び暗転導度（２９°）は単純に残少傾向と
なって第３図とはまったく異なる特性となった。

これは光照射により準位が誘発されることにより電気伝
導度が減少するもので、かかる減少を本発明人は５ＥＬ
（Ｓｔａｔｅ　Ｅｘ４ｃ、１ｔｅｄ　ｂｙ　１．ｉｇｈ
Ｌ）効果と称する。

第５図は第４図のＳＦｌ、効果を有する即ち光照射によ
り再結合中心が誘起された半導体に対し、さらに同じ第
１の予備室を用いてＩＮ　５ＩＴＵ評価および再結合中
心中和用の添加物の１つである酸素の添加を行った本発
明方法を示す。

即ち第４図に示した試料に対し種々の処理を行ったが、
その状態での光転導度（３０−１）、喧伝導度（３０°
−１）を示す。ここで酸素を４　×］０’Ｐａ（人気中
の酸素と同一分圧）の圧力まで第１の予（ｌｉｆｆ室に
導入した。その後の光転導度と喧伝導度を（３０−２）
　。

（３０’−２）に示す。さらに、光照射（１００ｍ１す
／ｃ、ｍ２２時間）行った。しかし、光転導度（３０，
−３）、喧伝導度（３０’−３）は若干減少したがほと
んど一定であった。

さらに１５０°Ｃ熱アニールを３時間行った。するとそ
れらは（３０−４）　（３０°−４）それぞれ１．３　
Ｘ　１０−１０−５Ｓ’。

１．２　Ｘ１０〜９５ｃｍ−’と若干向」−シた。さら
に１週間減圧下（酸素が若干残留している）室温にてＪ
Ｊ（置する。するとその後の光転導度（３０−５）、喧
伝導度（３０’−５）はそれぞれ２．５　Ｘｌ０−！′
Ｓｃｍ　−’、２．＋Ｘ］Ｏ−’Ｓｃｍ−’を得、電流
も向上する。この試料に対し再び光照射を２時間行って
も、２．５　Ｘ　１０１０−５Ｓ　−’　（３Ｑ−６）
、３．ＯＸＩＸｌｏ−９Ｓ　−’（３０’−６）　と殆
ど不変である。

また熱アニール（１５０°Ｃ１３時間）、光照射（１０
０ｍＷ／ｃｍ”２時間）での光転導度および喧伝導度は
それぞれ２．７　Ｘ１０Ｘ１０−５Ｓ’（３０−７）、
喧伝導度は２．３×１０−９３ｃｍ−’（３０′−７）
と一定になってしまう。

即し十分Ｓ旧、効果を誘起し、予め減圧下で光照射を行
い、光による再結合中心を十分生成してしまった後、こ
の生成した不安定な再結合中心に対し中和用添加物を添
加して中和せし２め安定化ずろならば、この後ハこの不
安定な再結合中心が再び作ら相ることなく、第３図に示
した如きステブラ・ロンス、）−効犀はルしないことが
わかる。

念のためこの試料が再びＳＥｌ、効果を生ずるかを調べ
てみた。ずろと光転導度が２．７　ＸＩＸｌｏ−５Ｓ　
−’の条件下より真空（Ｉ　Ｏ−７Ｌｏｒｒ）としても
２．６　Ｘｌ０−’Ｓｃｍ−’となったのめであり、こ
れにより真空下で光照射（２時間）を行っζ２．３　Ｘ
ｌ０−’Ｓｃｍ　−’（３０−８）。

熱アニール（１５０℃３ｎ、’、間）で２．４６Ｘ１０
−’Ｓｃｍ　−’（開面省略）とほぼ一定であった。

このことは一度５ＩＥＩ効果により不安定な不対結合手
（再結合中心）を誘起しこの不対結合手を添加物により
添加中和してしまうならばもはやＳＥＬ効果番才生じな
いことがわかった。

即ち本発明方法乙こより光学的、熱的にきわめて安定な
水素またし：１ハロゲン元素が添加された半導（１（ｉ
） 体を得ることができることが判明した。

実施例２ この実施例は複数反応室方式を採用した本発明の製造装
置である。

このマルチチャンバ方式に関しては、本発明人の出願に
なる特許願、特願昭５４−１０４４５２　（１９７９年
８月１６日出願）および対応して米国にて既に特許査定
となっているＵＳＰ　４，４９２．７１６　（１９Ｂ５
．１．８発行）。

ＵＳＰ　４，５０５，９５０（１９Ｂ５．５．１９発行
）に記されている。

さらに本発明人の出願になる特許願（特願昭５７−１６
３７２８．昭和５７年９月２０ロ出願）にも記されてい
る。

その概要を略記する。

第６図において、ドーピング系（４０）、反応系（４１
）。

排気系（４２）を具備する。チャンバーは第１の予（ｌ
ｉｊｉ室（４３）を１１人室として有する。またＰまた
はＮ型非単結晶半導体形成用の第１の反応室（４４）、
Ｉ型半導体形成用の第２の反応室（４５）、Ｎ型または
Ｐ型半導体形成用の第３の反応室（４４）を具備する。

これら（４４）　、　（４５）　、　（４６）を反応室
（５ｏ）として第１図の反応室（１１）と対応している
。さらに超高真空下で光アニールを行う光アニール室（
４７）、光アニールの後、再結合中心中和用の添ｊＪｎ
物を添ＪＪｔｌずろ添加室（４８）を具備する。これら
（４７）　、　（４８）を光アニール室（５１）とし第
１図における光アニール室（］）に対応する。

さらにそれに連結して第２の予備室（４９）をＳ出室と
して具（１１ｈする。ごれら７ケのチャンバは互いに連
結されており、その中間は機械的または化学的に分離し
ており、各チャンバ内ではそれぞれ独立して反応・処理
を行い得る機構を有する。機械的に番Ｊゲート弁（５２
−１）・・・（５２−５）・・・（５２−８）を有し、
基板（１０−，１）・・・（１０−６）の移動の際は開
となり、その他の半導体被膜形成中およびＳＦｌ、効果
の誘発中に口閉となっている。

化学的に独立した系とはこれら２つのチャンバの間にバ
ッファ室を有し、ここで反応性気体をり■に出してしま
うことによりお互いの気体が互いに混合し合うことを防
く方式、または２つのチャンバ間の隙間を１ｃｍ以下と
し、実質的におたがいの反応）り：気体が混入しあわな
いようムこＬ７た方式である。

本発明はそのいずれにおいても反応（５０）と光アニー
ル室（５１）とが連結し、この２つのチャンバ間を半導
体が形成された基板を大気に触れさ−Ｕることくなく移
動せしめ、光アニールにおいて光照射を行うことにより
ＳＥＬ効果を誘発し、さらに添加物を添加してステブラ
・ロンスキ効果を消滅または実質的に消滅を図るもので
ある。

基板（１０−１）は第１の予備室（４３）にゲ〜ｌ・弁
（５２−１）より送り込め、真空引きをする。さらにゲ
ート弁（５２−２）を閉とし、真空状態で第１の反応、
室に移動機構により移動し、ゲート弁（５２−２）を閉
とする。

更にこの第１の反応室にて一対の電極（６０）　、　（
６０’　）にてプラダマグ１１−放電を行わしめ、ドー
ピング系（４０）より反応性気体を導入して、第１の半
導体（ここではガラス基板上の透光性導電膜上にＰ型半
導体）を形成した。さらにゲート弁を開とし、第２の反
応室（４５）に移設し、公知の方法にてＩ型半導体を形
成する。更に同様に第３の反応室（５６）乙こ移設し、
Ｎ型十力体を形成する。この後、この基板を真空に保持
されている光アニール室（４７）にゲート弁（５２−５
）を閉として移動機構（図示−１ν゛ず）により移す。

ここでは１００ｍ（Ｑ／ｃｍ２またはそれ以１の可視光
をハロゲンランプ（５７）よりガラスｈ’＝　＋）を側
（太陽光が１（α射される側）より少な（とも１時間基
−１−５好ましく　ＬＪ’、ＩＷ／ｃｍ２以七の強度で
５時間以−に照射する。すると第１の実施例の第４図に
示す如く、ＳＥＬ効果により不対結合手は十分生成され
てしまう。この後ヒータ（５８−５）により必要に応じ
加熱処理を行ってもよい。

さらにこの基板をゲ−１・弁（５２，−６）を開とし、
真空状態の添加室（４８）に移設する。そしてこの基板
を５０〜２００℃に加熱しつつ添加物として弗素、酸素
、塩素、リチュームより選ばれた添加物をこの添加室内
の圧力を１００〜７６０ｔｏｒｒとして添加する。

十分添加した後、第２の予備室（４９）よりゲ−１・弁
（５２−８）を経て外部に取り出す。

この後、公知の裏面電極を形成した後、光電変換装置と
しての光電変換信頼性特性を調べた。

すると、第７図曲線（６０）に示す如きＡＭＩ　（１０
０ｍＷ／ｃｍ”）の光照射条件で１０００時間をへても
わずか４χの劣化しか見られない良質の特性を得ること
ができた。

この光電変換装置の初期の変換効率は、１０．８χ７１
．０５０ｍ２であった。他方、第６図の製造装置におい
て、反応室（５０）にてＰＩＮ接合を作り、光アニール
処理を光アニール室（５Ｉ）にてまったく行うことなく
外部に取り出した試料に対しても同様の信頼性を調べた
。すると第７図に示した如く劣化特性が見られる。即ち
、光照射時間がわずか１０時間で約４０χも下がり、１
０００時間で６０χも劣化してしまった。このことより
、本発明の光アニール工程と半導体被膜作製工程とを一
体化し、マルチチャンバ方式で光電変換装置を作ること
の重要性が十分明らかになったものと推定される。

本発明の製造装置において、基板はガラス基板とし、光
アニール室でのＳＥＬ効果は基板側より可視光を照射し
て行った。しかし基板がロール状のステンレス基板であ
り、この上面に絶縁膜コートを行った基板に関しては、
光照射を半導体膜が形成される面より実施することが好
ましい。さらにかかる場合、第６図において第１の予備
室と第２の予備室にロールを配設し、この間を帯状にし
て連続的にＰ型半導体、Ｉ型半導体、Ｎ型半導体、光ア
ニール、添力■物の添カロをすることば可能である。こ
の場合、各チャンバ間は化学的な分離が可能である程度
のステンレス板（厚さ２０〜３０ｔｔ）が通過できる程
度の隙間をあけて連続的に通過できるが、反応性気体を
互いに混入しあわないという方式とすればよい。

本発明で重要なことは、半導体被膜を形成した後、この
被膜をその隣に配設された光アニール室にこの基板を大
気に触れさせることなく移設する。

そしてこの先アニールを真空好ましくは超高真空下で行
うことにより、ＳＩｉ＋、効果を誘発させ、さらにその
結果体じた不対結合手を添加剤により中和せしめるとい
う手段を具備した半導体装置製造装置であるという点で
ある。

なお以上の本発明は、半導体被膜を形成する際、弗素等
の再結合中心中和用の不純物を含む雰囲気中で被膜形成
をし、この被膜形成時にこれらの添加物を添力ｌする従
来より公知の方法（例えばＩＩｓ”４２２６８９８　Ｓ
、Ｒ，オフブチンスキー）とは（艮本よりその技術思想
が異なる。

本発明において形成される被膜は水素が添加されたアモ
ルファスシリコン半導体を主として示した。しかし弗素
化アモルファスシリコン、水素または／および弗素が添
加された５ｉｘＣ＋−ｘ（０＜Ｘ＜１）。

５ｉｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ＜１）　、　５ｉｘＳｒ＋＋
−ｘ（０＜Ｘ〈１）その他の非ｊｉ″Ｌ結晶半導体また
はこれと異なる半導体の積層体に対しても適用が可能で
あることはいうまでもない。

また半導体は■型半導体、ＰＩＮ接合、Ｎｌｌ＋接合を
有する半導体のみではなく、ＮＴＮ接合、門Ｐ接合、Ｐ
ＴＮＰＩＮ・・・ｒ’ＩＮ接合を有する水素またはハｌ
コゲン元素が添加されたものであってもよいことはいう
までもない。

本発明において、弗素化物または塩素化物は弗素（Ｆ２
）、塩素（ＣＩ□）の添加により試みた。しかしこれら
の弗化物、塩化物は紫外光の照射等により他の弗化物（
例えば、１１　Ｆ　、　Ｃｌ３．Ｃｌｌ２Ｆｚ＋ＣＦ４
．ＧｅＦ４゜Ｓｉ２Ｆ６等）又は塩化物（ＩＩｃＩ、Ｃ
Ｉ＋ＣＩ３．Ｃ１，ＣＩ□、ＣＣ１□１７□等）を用い
てもよい。また酸素は０□のみならず、ＮＯ２，Ｎ２０
．ＮＯその他の酸化物を用い、またこれを光により分＾
１（シ活性の酸素または窒素を添力■することも有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体装置製造装置の概要を示す。 第２図は電気伝導度の測定用系の１１断面図を示す。 第３図は従来より知られた真性半導体の電気特性を示す
。 第４図は本発明を実施するための真性ｑ、１＝　’ｐｊ
Ｊ体の電気特性を示す。 第５図は本発明により作られた真性半導体の電気特性を
示す。 第６図は本発明の半導体製造装置の概要を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に水素またはハロゲン元素を含む非単結晶半
   導体を形成する反応室と、前記半導体を減圧下に保持し
   つつ、光アニールを行う工程と、該工程の後、前記半導
   体中または表面に添加物を添加するための光アニール室
   とを有し、前記反応室および光アニール室は前記半導体
   を大気に触れさせることなく移設するための手段を具備
   することを特徴とした半導体装置製造装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、光アニール室は光
   アニールを行う室と半導体中に再結合中心中和用の添加
   物を添加する添加室とを具備することを特徴とする半導
   体装置製造装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、反応室はＰまたは
   Ｎ型半導体を形成するための第１の反応室、Ｉ型半導体
   を形成するための第２の反応室及びＮまたはＰ型の半導
   体を形成するための第３の反応室とを具備し、これら第
   １、第２および第３の反応室は大気に触れさせることな
   く基板を移設するとともに、独立して半導体被膜を形成
   せしめることを特徴とする半導体装置製造装置。