JPS633447B2 - - Google Patents
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- JPS633447B2 JPS633447B2 JP54089917A JP8991779A JPS633447B2 JP S633447 B2 JPS633447 B2 JP S633447B2 JP 54089917 A JP54089917 A JP 54089917A JP 8991779 A JP8991779 A JP 8991779A JP S633447 B2 JPS633447 B2 JP S633447B2
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- junction
- layer
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- semiconductor substrate
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- 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
- H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
- H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
- H10P32/14—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は基板表面に浅いPN接合を有する半導
体基板表面の局所部に高エネルギーのレーザ光を
投射し、局所部を加熱すると共に該局所部に存在
する不純物を半導体基板内に拡散させて上記局所
部に対応する部分に深いPN接合部を形成する半
導体装置の製造方法に関している。
体基板表面の局所部に高エネルギーのレーザ光を
投射し、局所部を加熱すると共に該局所部に存在
する不純物を半導体基板内に拡散させて上記局所
部に対応する部分に深いPN接合部を形成する半
導体装置の製造方法に関している。
半導体基板表面に浅いPN接合、例えば表面か
らの深さ0.1μｍ〜0.2μｍ程度の浅いPN接合の形
成は、太陽電池、高周波トランジスタ等で必要と
される。この浅いPN接合の形成技術は不純物の
塗布拡散法、不純物のイオン打込み法等いくつか
の製法が開発されている。この浅いPN接合で特
に問題になるのは電極形成時のPN接合の破壊で
ある。即ち、0.1μｍ〜0.2μｍ程度の浅いＰ型ある
いはＮ型半導体層に電極金属を蒸着で形成する時
に半導体層と電極金属層との界面で溶融、合金化
が起り、その結果、合金層によつて、浅いPN接
合が破壊される。
らの深さ0.1μｍ〜0.2μｍ程度の浅いPN接合の形
成は、太陽電池、高周波トランジスタ等で必要と
される。この浅いPN接合の形成技術は不純物の
塗布拡散法、不純物のイオン打込み法等いくつか
の製法が開発されている。この浅いPN接合で特
に問題になるのは電極形成時のPN接合の破壊で
ある。即ち、0.1μｍ〜0.2μｍ程度の浅いＰ型ある
いはＮ型半導体層に電極金属を蒸着で形成する時
に半導体層と電極金属層との界面で溶融、合金化
が起り、その結果、合金層によつて、浅いPN接
合が破壊される。
従来、上記浅いPN接合の問題点を解決するた
めには、浅いＰ（又はＮ）型層の一部に不純物の
選択拡散法、イオン打込み法等で深いＰ（又はＮ）
型の層を形成し、即ち、上記浅いPN接合の一部
に深いPN接合を形成し、この深いPN接合部に
電極を形成して問題の解決を計つている。
めには、浅いＰ（又はＮ）型層の一部に不純物の
選択拡散法、イオン打込み法等で深いＰ（又はＮ）
型の層を形成し、即ち、上記浅いPN接合の一部
に深いPN接合を形成し、この深いPN接合部に
電極を形成して問題の解決を計つている。
しかし、上記従来方法では、例えば、不純物の
選択拡散の場合にはSiO2膜の形成工程、ホトレ
ジ加工によるマスクの形成工程、不純物ガス雰囲
気中に於ける拡散熱処理工程、イオン打込み法の
場合には打込みの際のマスク合せ工程、不純物イ
オンの打込み後打込みイオンの活性化のための熱
処理工程等の処理が必要である。これ等の処理工
程はそれぞれ長時間を要し、又精密加工であるた
めに高度の製造技術が必要とされる。特に、深い
PN接合部に電極層を形成するのに、イオン打込
み法を利用した場合、イオン打込みで形成した深
いPN接合部の判別が難かしく、電極金属層形成
のための蒸着マスクの位置合せが困難で、電極用
蒸着金属層が深いPN接合部からずれ、浅いPN
接合部上に伸びることがしばしば生じる。これは
前述した通り、浅いPN接合を破壊し、製造歩留
を下げることになる。
選択拡散の場合にはSiO2膜の形成工程、ホトレ
ジ加工によるマスクの形成工程、不純物ガス雰囲
気中に於ける拡散熱処理工程、イオン打込み法の
場合には打込みの際のマスク合せ工程、不純物イ
オンの打込み後打込みイオンの活性化のための熱
処理工程等の処理が必要である。これ等の処理工
程はそれぞれ長時間を要し、又精密加工であるた
めに高度の製造技術が必要とされる。特に、深い
PN接合部に電極層を形成するのに、イオン打込
み法を利用した場合、イオン打込みで形成した深
いPN接合部の判別が難かしく、電極金属層形成
のための蒸着マスクの位置合せが困難で、電極用
蒸着金属層が深いPN接合部からずれ、浅いPN
接合部上に伸びることがしばしば生じる。これは
前述した通り、浅いPN接合を破壊し、製造歩留
を下げることになる。
以上述べた様に、従来方法では作業工程が多い
のと、処理に相当時間が掛ることから生産性が悪
く、しかも、歩留が低い、その結果、製品単価を
引き上げる結果となつている。
のと、処理に相当時間が掛ることから生産性が悪
く、しかも、歩留が低い、その結果、製品単価を
引き上げる結果となつている。
そこで、本発明の目的は浅いPN接合部の一部
に深いPN接合を短時間に、しかも容易に形成す
る半導体装置の製造方法を提案するにある。
に深いPN接合を短時間に、しかも容易に形成す
る半導体装置の製造方法を提案するにある。
本発明の他の目的は浅いPN接合の一部に深い
PN接合部を短時間に、しかも容易に形成し、更
に上記深いPN接合表面部のみに正確に電極用金
属層を設ける半導体装置の製造方法を提案するに
ある。
PN接合部を短時間に、しかも容易に形成し、更
に上記深いPN接合表面部のみに正確に電極用金
属層を設ける半導体装置の製造方法を提案するに
ある。
最近、半導体基板表面に不純物をイオン打込み
法により所定深さ打込んだ後、基板表面に高エネ
ルギーのレーザ光を、短時間（１〜2J／cm2、数
nsec）投射すると打込まれた不純物イオンが電気
的に活性化し、半導体基板に対し導電型決定不純
物として作用する様になる旨の報告がなされた。
（G.A.Kachurin、V.A.Bogatyriov、S.I.
Romanov and L.S.Smirnov、Proc.of Ion
Implantation of Semicon.、
p.445Corolado1976） この報告された技術は、イオン打込み後の半導
体基板のアニール処理をレーザ光投射により短時
間に済ませることができる等の利点から生産性の
向上対策として有望視され始めた。
法により所定深さ打込んだ後、基板表面に高エネ
ルギーのレーザ光を、短時間（１〜2J／cm2、数
nsec）投射すると打込まれた不純物イオンが電気
的に活性化し、半導体基板に対し導電型決定不純
物として作用する様になる旨の報告がなされた。
（G.A.Kachurin、V.A.Bogatyriov、S.I.
Romanov and L.S.Smirnov、Proc.of Ion
Implantation of Semicon.、
p.445Corolado1976） この報告された技術は、イオン打込み後の半導
体基板のアニール処理をレーザ光投射により短時
間に済ませることができる等の利点から生産性の
向上対策として有望視され始めた。
本発明者等は上記事実を更に研究する段階で、
次の事実を確認した。半導体表面領域に不純物ド
ープ層を形成後、このドープ層に高エネルギーの
レーザ光を短時間投射すると、ドープ層中の不純
物が半導体基板内に拡散し、ドープ層と半導体基
板との界面にPN接合が存在しているとすれば、
上記PN接合が高エネルギーレーザ光の投射によ
り基板内に更に深く進む事実である。この場合、
初期の不純物ドープ層の形成は不純物のイオン打
込み法に限らず、不純物の熱拡散法等でも差が認
められない。
次の事実を確認した。半導体表面領域に不純物ド
ープ層を形成後、このドープ層に高エネルギーの
レーザ光を短時間投射すると、ドープ層中の不純
物が半導体基板内に拡散し、ドープ層と半導体基
板との界面にPN接合が存在しているとすれば、
上記PN接合が高エネルギーレーザ光の投射によ
り基板内に更に深く進む事実である。この場合、
初期の不純物ドープ層の形成は不純物のイオン打
込み法に限らず、不純物の熱拡散法等でも差が認
められない。
上記事実が確認できるのは初期ドープ層が浅
い、例えば深さ0.1〜0.2μｍ程度の層であつて、
この層にレーザ光を投射すると0.3〜0.5μｍ程度
に深くすることができる。
い、例えば深さ0.1〜0.2μｍ程度の層であつて、
この層にレーザ光を投射すると0.3〜0.5μｍ程度
に深くすることができる。
本発明は上記の事実に着目して発明されたもの
であつて、浅いPN接合の一部に深いPN接合部
を形成する半導体装置の製法及び形成した上記深
いPN接合部の表面に正確に電極金属を設ける半
導体装置の製法である。
であつて、浅いPN接合の一部に深いPN接合部
を形成する半導体装置の製法及び形成した上記深
いPN接合部の表面に正確に電極金属を設ける半
導体装置の製法である。
この発明は第１導電型の半導体基板表面の所望
表面領域に第２導電型の不純物の浅いドープ層を
形成し、上記半導体基板表面上に所定形状の窓を
有するマスクを設けた後、このマスクを介して第
２導電型イオンの打込みおよびレーザ光の照射を
行なつて、上記マスクの窓に露出する半導体基板
表面領域への第２導電型の不純物の導入および該
不純物の上記半導体基板内への深い拡散を行な
い、しかる後上記マスクを上記半導体基板表面に
固定したまま上記半導体基板表面に電極用金属を
蒸着し上記マスクの窓に露出する半導体基板表面
部分に電極用金属蒸着層を形成する半導体装置の
造方法である。
表面領域に第２導電型の不純物の浅いドープ層を
形成し、上記半導体基板表面上に所定形状の窓を
有するマスクを設けた後、このマスクを介して第
２導電型イオンの打込みおよびレーザ光の照射を
行なつて、上記マスクの窓に露出する半導体基板
表面領域への第２導電型の不純物の導入および該
不純物の上記半導体基板内への深い拡散を行な
い、しかる後上記マスクを上記半導体基板表面に
固定したまま上記半導体基板表面に電極用金属を
蒸着し上記マスクの窓に露出する半導体基板表面
部分に電極用金属蒸着層を形成する半導体装置の
造方法である。
この発明は上記の構成であるため次の効果を有
する。
する。
(1) レーザ光を光学的に又はマスクにより細いビ
ーム状にすることが容易で、この細いビーム状
レーザ光や使用することにより、浅いPN接合
の所望部分に深いPN接合を作ることが容易に
できる。
ーム状にすることが容易で、この細いビーム状
レーザ光や使用することにより、浅いPN接合
の所望部分に深いPN接合を作ることが容易に
できる。
(2) 使用するレーザ光の半導体基板への投射時間
はレーザ光の強度で多少変わるが、約数ｎ
sec程度で、レーザ光投射時間は瞬時的処理時
間であり、それだけ製品の製造時間を短縮でき
る。
はレーザ光の強度で多少変わるが、約数ｎ
sec程度で、レーザ光投射時間は瞬時的処理時
間であり、それだけ製品の製造時間を短縮でき
る。
(3) レーザ光投射は上述の通り瞬間的加熱処理で
あり、従来の熱処理拡散法では不可避であつた
横方向の不純物拡散が生じることがなく、それ
だけ製品に対する半導体基板面積を小さく、あ
るいは高密度化を可能にする。
あり、従来の熱処理拡散法では不可避であつた
横方向の不純物拡散が生じることがなく、それ
だけ製品に対する半導体基板面積を小さく、あ
るいは高密度化を可能にする。
(4) イオン打込みおよびレーザ光投射の際使用し
たマスクをマスクと半導体基板表面との相対的
位置を移動せずに、その後の電極金属蒸着の際
のマスクに使用するため、深いPN接合部表面
に正確に電極金属層を形成でき、その結果、製
品の歩留を高めることができる。
たマスクをマスクと半導体基板表面との相対的
位置を移動せずに、その後の電極金属蒸着の際
のマスクに使用するため、深いPN接合部表面
に正確に電極金属層を形成でき、その結果、製
品の歩留を高めることができる。
本発明で使用される浅いPN接合、深いPN接
合の用語は相対的なものであるが、例えば、浅い
PN接合とは電極金属形成の際にPN接合が破壊
される程度の深さで、通常、Si基板の場合0.1〜
0.2μｍ程度の深さを云い、深いPN接合とは電極
金属形成によつてもPN接合が破壊されない深さ
で、通常、Si基板の場合0.3μｍ以上の深さを云
う。
合の用語は相対的なものであるが、例えば、浅い
PN接合とは電極金属形成の際にPN接合が破壊
される程度の深さで、通常、Si基板の場合0.1〜
0.2μｍ程度の深さを云い、深いPN接合とは電極
金属形成によつてもPN接合が破壊されない深さ
で、通常、Si基板の場合0.3μｍ以上の深さを云
う。
本発明に於いて、半導体基板表面の不純物ドー
プ層はイオン打込みで不純物をドープしたままの
状態の他、イオン打込み後アニールした後の状
態、不純物を基板表面から拡散によりドープした
状態等を含んでいる。従つて、本発明で、不純物
ドープ層と云う場合半導体基板との界面にPN接
合が形成されている場合、PN接合が形成されて
いない場合が含まれる。
プ層はイオン打込みで不純物をドープしたままの
状態の他、イオン打込み後アニールした後の状
態、不純物を基板表面から拡散によりドープした
状態等を含んでいる。従つて、本発明で、不純物
ドープ層と云う場合半導体基板との界面にPN接
合が形成されている場合、PN接合が形成されて
いない場合が含まれる。
本発明で、レーザ光投射により不純物ドープ層
の一部の不純物を半導体基板内に更に拡散させる
深さはレーザ光の強度と投射時間に関係するが、
所定の強度又は投射時間を越えると半導体基板が
熱的歪のために割れることがある。
の一部の不純物を半導体基板内に更に拡散させる
深さはレーザ光の強度と投射時間に関係するが、
所定の強度又は投射時間を越えると半導体基板が
熱的歪のために割れることがある。
以下、本発明を本発明の実施例により更に説明
する。
する。
第１図乃至第６図はSi基板表面に形成した浅い
PN接合の一部に深いPN接合を形成する実施例
の説明図である。比抵抗0.1〜10Ω・cmのＰ型Si
基板（第１図）の表面に100eVのエネルギーでリ
ンイオンを１×1015個／cm2濃度で打込み、不純物
ドープ層２（第１図）を形成する。不純物ドープ
層の厚さは0.1μｍである。次にルビーレーザから
の強さ1.0J／cm2のレーザ光３（第２図）を不純物
ドープ層２の表面に20n sec投射する。このレー
ザ光３（第２図）の投射でSi基板表面に打込まれ
たリンイオンは電気的に活性化し、ドープ層２を
ｎ型Si層４（第２図）とする。この層４の深さは
浅く、表面から0.1μｍの深さである。
PN接合の一部に深いPN接合を形成する実施例
の説明図である。比抵抗0.1〜10Ω・cmのＰ型Si
基板（第１図）の表面に100eVのエネルギーでリ
ンイオンを１×1015個／cm2濃度で打込み、不純物
ドープ層２（第１図）を形成する。不純物ドープ
層の厚さは0.1μｍである。次にルビーレーザから
の強さ1.0J／cm2のレーザ光３（第２図）を不純物
ドープ層２の表面に20n sec投射する。このレー
ザ光３（第２図）の投射でSi基板表面に打込まれ
たリンイオンは電気的に活性化し、ドープ層２を
ｎ型Si層４（第２図）とする。この層４の深さは
浅く、表面から0.1μｍの深さである。
次に、150μｍ×150μｍの窓５（第３図）を有
する厚さ100μｍのMoマスク６（第３図）を半導
体基板１の表面に載置する。しかる後、エネルギ
ーを2J／cm2に高めたレーザ光７（第４図）をSi基
板表面に投射する。基板表面は第４図から明らか
な様にマスクの窓５以外すべてMoマスク６で被
われているため、マスクの窓に露出するｎ型Si層
のみを高エネルギーレーザ光が投射する。強さ
2J／cm2の高エネルギーのレーザ光を約10n sec投
射するとｎ型Si層４（第４図）の内レーザ光によ
り投射された領域のリンが固体内拡散を起し、第
４図に示すように、基板内に深く入つた（0.3μ
ｍ）ｎ型層８（以後、深いPN接合部とも称す
る）ができる。このｎ型層８により、浅いPN接
合の一部に深いPN接合が形成される。深いPN
接合部８の形状はほとんど横の拡がりがないの
で、マスク６の窓５の形状によつて決まる。
する厚さ100μｍのMoマスク６（第３図）を半導
体基板１の表面に載置する。しかる後、エネルギ
ーを2J／cm2に高めたレーザ光７（第４図）をSi基
板表面に投射する。基板表面は第４図から明らか
な様にマスクの窓５以外すべてMoマスク６で被
われているため、マスクの窓に露出するｎ型Si層
のみを高エネルギーレーザ光が投射する。強さ
2J／cm2の高エネルギーのレーザ光を約10n sec投
射するとｎ型Si層４（第４図）の内レーザ光によ
り投射された領域のリンが固体内拡散を起し、第
４図に示すように、基板内に深く入つた（0.3μ
ｍ）ｎ型層８（以後、深いPN接合部とも称す
る）ができる。このｎ型層８により、浅いPN接
合の一部に深いPN接合が形成される。深いPN
接合部８の形状はほとんど横の拡がりがないの
で、マスク６の窓５の形状によつて決まる。
この深いPN接合部８の表面に電極を形成する
にはSi基板表面にMoマスク６を固定した状態で、
金属蒸着装置（図示せず）内に設置し、まず、Si
基板を300℃に加熱しつつチタンを1000Åの厚さ
蒸着してチタン層９（第５図）を作り、更にその
上にAgを厚さ3μｍ蒸着してAg層１０（第５図）
を形成する。蒸着が終了した後、Moマスク６を
Si基板表面から除くと、深いPN接合部８（第６
図）の表面にチタン−Ag二重層から成る電極１
１が形成できる。
にはSi基板表面にMoマスク６を固定した状態で、
金属蒸着装置（図示せず）内に設置し、まず、Si
基板を300℃に加熱しつつチタンを1000Åの厚さ
蒸着してチタン層９（第５図）を作り、更にその
上にAgを厚さ3μｍ蒸着してAg層１０（第５図）
を形成する。蒸着が終了した後、Moマスク６を
Si基板表面から除くと、深いPN接合部８（第６
図）の表面にチタン−Ag二重層から成る電極１
１が形成できる。
この電極１１は深いPN接合部８を形成する際
使用したマスク６をSi基板に対して移動させず
に、そのまま電極金属蒸着用マスクとして使用し
たために浅いPN接合部に重なることはなく、そ
の結果、電極形成の際に浅いPN接合が破壊する
ことはない。
使用したマスク６をSi基板に対して移動させず
に、そのまま電極金属蒸着用マスクとして使用し
たために浅いPN接合部に重なることはなく、そ
の結果、電極形成の際に浅いPN接合が破壊する
ことはない。
第７図乃至第８図は本発明の他の実施例を説明
する図である。本実施例の特長は１度のレーザ光
投射で浅いPN接合、深いPN接合部を形成する
点にある。
する図である。本実施例の特長は１度のレーザ光
投射で浅いPN接合、深いPN接合部を形成する
点にある。
第７図１はＰ型Si基板を示し、その表面にリン
のイオン打込みで形成した深さ0.1μｍの不純物ド
ープ層２が存在している。不純物ドープ層２はイ
オンを打込んだ状態のままのため今まだ打込みイ
オンによる導電型を示していない。次にこのSi基
板表面にマスク１２を載置する。本実施例で使用
したマスクは厚さ１mmのガラス板１３の表面に所
定のパターンのAl蒸着膜（厚さ60Å）１４を設
けた構成になつている。Al蒸着膜１４の部分は
レーザ光に対し約50％の透過率を有する。これに
対し、Al蒸着膜１５が設けられていないガラス
板部分のレーザ光に対する透過率はほぼ100％で
減衰がない。
のイオン打込みで形成した深さ0.1μｍの不純物ド
ープ層２が存在している。不純物ドープ層２はイ
オンを打込んだ状態のままのため今まだ打込みイ
オンによる導電型を示していない。次にこのSi基
板表面にマスク１２を載置する。本実施例で使用
したマスクは厚さ１mmのガラス板１３の表面に所
定のパターンのAl蒸着膜（厚さ60Å）１４を設
けた構成になつている。Al蒸着膜１４の部分は
レーザ光に対し約50％の透過率を有する。これに
対し、Al蒸着膜１５が設けられていないガラス
板部分のレーザ光に対する透過率はほぼ100％で
減衰がない。
Al蒸着膜１４側をSi基板表面側に対向させる
ようにマスク１２をSi基板表面上に載置し、強度
2J／cm2のレーザ光７（第８図）を20n sec投射す
ると、マスク１２のAl蒸着膜１４（第８図）直
下の不純物ドープ層２は、約1J／cm2の透過レーザ
光によつて約20n sec投射され、ドープ層中のリ
ンが電気的に活性化して該領域のドープ層をＮ型
化する。一方、Al蒸着膜の存在しないガラス板
直下の不純物ドープ層２は、ほぼ2J／cm2の透過レ
ーザ光によつて約20n sec投射され、イオン打込
みされたリンが電気的に活性化して該ドープ層を
Ｎ型とすると共に、上記のリンが更にSi基板内に
深く拡散して深いPN接合部８を形成する。
ようにマスク１２をSi基板表面上に載置し、強度
2J／cm2のレーザ光７（第８図）を20n sec投射す
ると、マスク１２のAl蒸着膜１４（第８図）直
下の不純物ドープ層２は、約1J／cm2の透過レーザ
光によつて約20n sec投射され、ドープ層中のリ
ンが電気的に活性化して該領域のドープ層をＮ型
化する。一方、Al蒸着膜の存在しないガラス板
直下の不純物ドープ層２は、ほぼ2J／cm2の透過レ
ーザ光によつて約20n sec投射され、イオン打込
みされたリンが電気的に活性化して該ドープ層を
Ｎ型とすると共に、上記のリンが更にSi基板内に
深く拡散して深いPN接合部８を形成する。
本実施例によれば半透膜マスクを使用すること
により二度必要だつたレーザ光投射工程を一度で
済ませることができ、生産性を更に高められる。
により二度必要だつたレーザ光投射工程を一度で
済ませることができ、生産性を更に高められる。
実施例に使用したマスクの透過率制御はAl等
の金属蒸着膜の厚さによつて制御することができ
る。
の金属蒸着膜の厚さによつて制御することができ
る。
本発明の他の実施例を第９図乃至第１０図につ
いて説明する。半導体装置に於いて、電極層と半
導体基板との接続抵抗を下げることは半導体装置
の特性改善のために重要である。従来、この目的
のため電極用金属層を設ける前に、半導体基板表
面の電極形成部に高濃度に不純物を拡散して低抵
抗部にしておき、そこに電極用金属層を形成する
ことが行なわれている。この低抵抗層を形成する
方法は通常不純物の選択拡散法、イオン打込み法
等が利用されるが、製造工程が増え、しかも長時
間の処理となつて生産性の面から問題がある。
いて説明する。半導体装置に於いて、電極層と半
導体基板との接続抵抗を下げることは半導体装置
の特性改善のために重要である。従来、この目的
のため電極用金属層を設ける前に、半導体基板表
面の電極形成部に高濃度に不純物を拡散して低抵
抗部にしておき、そこに電極用金属層を形成する
ことが行なわれている。この低抵抗層を形成する
方法は通常不純物の選択拡散法、イオン打込み法
等が利用されるが、製造工程が増え、しかも長時
間の処理となつて生産性の面から問題がある。
本実施例は、電極抵抗を下げるに適した製法で
ある。
ある。
第９図は、Si基板表面に浅いＮ型層４を設けた
基板１の表面に窓５を有するMoマスク６を載置
し、この状態でリンイオン１５をマスクの窓５を
通して１×1016個／cm2の濃度でイオン打込みし、
高濃度不純物ドープ層１６を形成した状態を示し
ている。次に第１０図に示す様に、マスク６をそ
のままの状態に保ち、強度1.4J／cm2のレーザ光７
を22n sec投射する。このレーザ光投射により、
深いPN接合部１７が形成される。この深いPN
接合部１７の不純物濃度は高いために、その後の
処理で形成される電極層と半導体層との接続抵抗
は低くできる。
基板１の表面に窓５を有するMoマスク６を載置
し、この状態でリンイオン１５をマスクの窓５を
通して１×1016個／cm2の濃度でイオン打込みし、
高濃度不純物ドープ層１６を形成した状態を示し
ている。次に第１０図に示す様に、マスク６をそ
のままの状態に保ち、強度1.4J／cm2のレーザ光７
を22n sec投射する。このレーザ光投射により、
深いPN接合部１７が形成される。この深いPN
接合部１７の不純物濃度は高いために、その後の
処理で形成される電極層と半導体層との接続抵抗
は低くできる。
第１１図乃至第１５図は本発明を太陽電池の製
作に応用した場合の実施例について示している。
比抵抗0.5〜10Ω・cmのＰ型Si基板１（第１１図）
の表面に深さ0.1μｍのＮ型層４（第１１図）を形
成する。次に第１２図に示した様に、任意形状の
窓１８，１９，２０（断面図表示であるので、
個々独立した窓にみえるが、実際にはすべて連続
した窓である）を有するMoマスク２１を載置す
る。このマスクに強度1.4J／cm2のレーザ光７（第
１３図）を20n sec投射すると、窓の部分に露出
する層４中の不純物がSi基板内に深く拡散し、深
さ0.3μｍのＮ型層８（第１３図）を形成する。
作に応用した場合の実施例について示している。
比抵抗0.5〜10Ω・cmのＰ型Si基板１（第１１図）
の表面に深さ0.1μｍのＮ型層４（第１１図）を形
成する。次に第１２図に示した様に、任意形状の
窓１８，１９，２０（断面図表示であるので、
個々独立した窓にみえるが、実際にはすべて連続
した窓である）を有するMoマスク２１を載置す
る。このマスクに強度1.4J／cm2のレーザ光７（第
１３図）を20n sec投射すると、窓の部分に露出
する層４中の不純物がSi基板内に深く拡散し、深
さ0.3μｍのＮ型層８（第１３図）を形成する。
次に、マスク２０を半導体基板から動かさずに
金属蒸着装置（図示せず）内で、Si基板を300℃
に加熱しつつ、まずチタンを1000Åの厚さ蒸着
し、続いてAgを3μｍの厚さ蒸着する。層９（第１
４図）がチタン蒸着層で、層１０（第１４図）が
Ag蒸着層である。蒸着終了後Moマスク２０（第
１４図）を除去すると深いPN接合部８の表面に
チタン−Ag二重層から成る電極１１（第１５図）
が形成される。
金属蒸着装置（図示せず）内で、Si基板を300℃
に加熱しつつ、まずチタンを1000Åの厚さ蒸着
し、続いてAgを3μｍの厚さ蒸着する。層９（第１
４図）がチタン蒸着層で、層１０（第１４図）が
Ag蒸着層である。蒸着終了後Moマスク２０（第
１４図）を除去すると深いPN接合部８の表面に
チタン−Ag二重層から成る電極１１（第１５図）
が形成される。
以上の工程により、太陽電池の構造が得られ
る。
る。
本実施例では次の効果を有する。(1)深いPN接
合部上に確実に電極が形成され、浅いPN接合部
上に電極が伸びることがないので製品歩留が高ま
る。(2)電極部以外のPN接合が半導体基板表面か
ら浅い位置にあるので、太陽光に対する光電変換
効率が高まる。特に、従来の太陽電池では極端に
低くかつた短波長光に対する光電変換効率を高め
ることができる。(3)加うるに電極層下のPN接合
が深いことは電極形成に伴なうリーク電流を抑え
（深いPN接合部の局部的破壊も起こらないた
め）、開放電圧を増大せしめることができる。(4)
深いPN接合形成のマスクを電極形成の蒸着マス
クとして兼用できるため生産性が向上する。
合部上に確実に電極が形成され、浅いPN接合部
上に電極が伸びることがないので製品歩留が高ま
る。(2)電極部以外のPN接合が半導体基板表面か
ら浅い位置にあるので、太陽光に対する光電変換
効率が高まる。特に、従来の太陽電池では極端に
低くかつた短波長光に対する光電変換効率を高め
ることができる。(3)加うるに電極層下のPN接合
が深いことは電極形成に伴なうリーク電流を抑え
（深いPN接合部の局部的破壊も起こらないた
め）、開放電圧を増大せしめることができる。(4)
深いPN接合形成のマスクを電極形成の蒸着マス
クとして兼用できるため生産性が向上する。
本実施例で、第１３図のレーザ光投射の前工程
として、マスク２１を使用してＮ型不純物を高濃
度にイオン打込みする工程を加えると電極抵抗が
低くなり、それだけ損失を減ずることができる。
として、マスク２１を使用してＮ型不純物を高濃
度にイオン打込みする工程を加えると電極抵抗が
低くなり、それだけ損失を減ずることができる。
以上、本発明を本発明の代表的実施例について
説明したが、本発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更
し得ること勿論である。例えば、本発明の実施例
では半導体基板としてSiについてのみ説明したが
別にSiに限られず、他の半導体基板、例えばGe、
GaAs、CdSe等の化合物半導体基板も実施可能で
ある。又電極金属もTi−Agの二重層のみならず
使用される半導体基板に適した電極金属が利用で
きる。
説明したが、本発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更
し得ること勿論である。例えば、本発明の実施例
では半導体基板としてSiについてのみ説明したが
別にSiに限られず、他の半導体基板、例えばGe、
GaAs、CdSe等の化合物半導体基板も実施可能で
ある。又電極金属もTi−Agの二重層のみならず
使用される半導体基板に適した電極金属が利用で
きる。
第１図乃至第６図は本発明の実施例を説明する
要部拡大縦断面図、第７図乃至第８図は本発明の
他の実施例を説明する要部拡大縦断面図、第９図
乃至第１０図は本発明の他の実施例を説明する要
部拡大縦断面図、第１１図乃至第１５図は本発明
の他の実施例を説明する要部拡大縦断面図であ
る。 １：Ｐ型Si基板、２：不純物ドープ層、３，
７：レーザ光、４：Ｎ型層、５，１８，１９，２
０：マスクの窓、６，２１：金属マスク、８，１
７：深いPN接合部、９：チタン蒸着層、１０：
Ag蒸着層、１１：電極層、１２：ガラスマスク、
１３：ガラス板、１４：Al蒸着膜、１５：イオ
ンビーム、１６：高濃度イオン打込み領域。
要部拡大縦断面図、第７図乃至第８図は本発明の
他の実施例を説明する要部拡大縦断面図、第９図
乃至第１０図は本発明の他の実施例を説明する要
部拡大縦断面図、第１１図乃至第１５図は本発明
の他の実施例を説明する要部拡大縦断面図であ
る。 １：Ｐ型Si基板、２：不純物ドープ層、３，
７：レーザ光、４：Ｎ型層、５，１８，１９，２
０：マスクの窓、６，２１：金属マスク、８，１
７：深いPN接合部、９：チタン蒸着層、１０：
Ag蒸着層、１１：電極層、１２：ガラスマスク、
１３：ガラス板、１４：Al蒸着膜、１５：イオ
ンビーム、１６：高濃度イオン打込み領域。
Claims (1)
- １ 第１導電型を有する半導体基板の表面領域に
浅い第２導電型不純物層を形成する工程と、上記
半導体基板の表面に所望の形状の窓を有するマス
クを載置する工程と、上記マスクの窓を介して第
２導電型イオンを打込み、上記半導体基板の表面
領域内に多量の第２導電型イオンを含む領域を形
成する工程と、上記マスクの窓を介して上記半導
体基板にレーザー光を照射して上記多量の第２導
電型イオンを含む領域内の第２導電型イオンを上
記半導体基板内へ拡散させ深いPn接合を作る工
程と、上記窓を介して上記半導体基板の露出され
た表面に電極用金属を被着して電極金属層を形成
する工程からな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 |
|---|---|---|---|
| JP8991779A JPS5615035A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8991779A JPS5615035A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5615035A JPS5615035A (en) | 1981-02-13 |
| JPS633447B2 true JPS633447B2 (ja) | 1988-01-23 |
Family
ID=13984051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8991779A Granted JPS5615035A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5615035A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136368A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-23 | Fujitsu Ltd | Manufacture of mis transistor |
| JPS57138157A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-26 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| US4542580A (en) * | 1983-02-14 | 1985-09-24 | Prime Computer, Inc. | Method of fabricating n-type silicon regions and associated contacts |
| KR100974221B1 (ko) | 2008-04-17 | 2010-08-06 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 어닐링을 이용한 태양전지의 선택적 에미터형성방법 및 이를 이용한 태양전지의 제조방법 |
| KR101037316B1 (ko) * | 2010-09-30 | 2011-05-26 | (유)에스엔티 | 태양전지의 선택적 에미터 형성장치 |
| CN104170095B (zh) * | 2012-03-14 | 2016-10-19 | Imec非营利协会 | 用于制造具有镀敷触点的光伏电池的方法 |
| JP2014072474A (ja) * | 2012-10-01 | 2014-04-21 | Sharp Corp | 光電変換素子の製造方法及び光電変換素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926456A (ja) * | 1972-07-11 | 1974-03-08 |
-
1979
- 1979-07-17 JP JP8991779A patent/JPS5615035A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5615035A (en) | 1981-02-13 |
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