JPH0719906B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0719906B2 JPH0719906B2 JP59152531A JP15253184A JPH0719906B2 JP H0719906 B2 JPH0719906 B2 JP H0719906B2 JP 59152531 A JP59152531 A JP 59152531A JP 15253184 A JP15253184 A JP 15253184A JP H0719906 B2 JPH0719906 B2 JP H0719906B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法に関する。
［従来の技術］ 太陽電池などに用いられるa-Si:H、a-SiC:H、a-Ge:H、a
-Si:F:H、μC-Si:Hなどの非晶質シリコン膜を成膜する
際に、通常容量結合型RF平行平板CVD装置が用いられて
いる。
-Si:F:H、μC-Si:Hなどの非晶質シリコン膜を成膜する
際に、通常容量結合型RF平行平板CVD装置が用いられて
いる。
しかし、この装置を用い、従来法のように220〜250℃程
度の温度で成膜すると、電子や半導体形成ガスから生成
されたラジカルが直接基板面に衝突するため、ITO、In2
O3、ITO/SnO2、CdXSnOY（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜４）、
IrXO1-X（ｘ＝0.33〜0.5）などから形成された透明導電
膜が一部還元され、金属化する。この金属が堆積された
第１不純物ドープ層のみならず真性層まで拡散して、一
種のドーパントとして作用したり、真性層で発生した電
子やホールを打消してしまう再結合中心になったりする
など、半導体／透明導電膜間の界面が著しく劣化する。
また、前記金属化が生じると、透明電極そのものの透明
性や導電性も低下するため、半導体装置の特性、とくに
光電変換特性が大幅に低下する。
度の温度で成膜すると、電子や半導体形成ガスから生成
されたラジカルが直接基板面に衝突するため、ITO、In2
O3、ITO/SnO2、CdXSnOY（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜４）、
IrXO1-X（ｘ＝0.33〜0.5）などから形成された透明導電
膜が一部還元され、金属化する。この金属が堆積された
第１不純物ドープ層のみならず真性層まで拡散して、一
種のドーパントとして作用したり、真性層で発生した電
子やホールを打消してしまう再結合中心になったりする
など、半導体／透明導電膜間の界面が著しく劣化する。
また、前記金属化が生じると、透明電極そのものの透明
性や導電性も低下するため、半導体装置の特性、とくに
光電変換特性が大幅に低下する。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前記のごとき酸化物透明導電膜上に非晶質半
導体を堆積する際におこる、酸化物透明導電膜の還元に
より生ずる問題を少なくしようとするものである。
導体を堆積する際におこる、酸化物透明導電膜の還元に
より生ずる問題を少なくしようとするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、酸化物透明導電膜上に第１不純物ドープ層
（以下、第１ドープ層という）、真性層、第２不純物ド
ープ層（以下、第２ドープ層という、第１ドープ層と反
対の導電タイプ）からなる非晶質半導体をこの順に堆積
する際に、第１ドープ層の成膜温度を10〜130℃、真性
層および第２不純物ドープ層の成膜温度を160〜350℃に
し、第１不純物ドープ層をドープしたa-SiC:H層にする
ことにより、前記問題を少なくしたものである。
（以下、第１ドープ層という）、真性層、第２不純物ド
ープ層（以下、第２ドープ層という、第１ドープ層と反
対の導電タイプ）からなる非晶質半導体をこの順に堆積
する際に、第１ドープ層の成膜温度を10〜130℃、真性
層および第２不純物ドープ層の成膜温度を160〜350℃に
し、第１不純物ドープ層をドープしたa-SiC:H層にする
ことにより、前記問題を少なくしたものである。
［実施例］ 本発明に用いる酸化物透明導電膜とは一般に半導体装置
の製造に使用される、厚さ0.01〜10μｍ程度の酸化物透
明導電膜のことであり、このような酸化物透明導電膜で
ある限り、とくに限定はない。該導電膜の具体例として
は、ITO、ITO/SnO2、In2O3、SnO2、CdXSnOY（ｘ＝0.5〜
２、ｙ＝２〜４）、IrXO1-X（ｘ＝0.33〜0.5）、CdOな
どがあげられるが、これらに限定されるものではない。
の製造に使用される、厚さ0.01〜10μｍ程度の酸化物透
明導電膜のことであり、このような酸化物透明導電膜で
ある限り、とくに限定はない。該導電膜の具体例として
は、ITO、ITO/SnO2、In2O3、SnO2、CdXSnOY（ｘ＝0.5〜
２、ｙ＝２〜４）、IrXO1-X（ｘ＝0.33〜0.5）、CdOな
どがあげられるが、これらに限定されるものではない。
これらの導電膜はいずれも、水素原子を含んだような還
元性のプラズマにより還元されやすく、とくに温度が高
くなると一般的な化学反応のばあいと同様、その還元が
顕著におこる。
元性のプラズマにより還元されやすく、とくに温度が高
くなると一般的な化学反応のばあいと同様、その還元が
顕著におこる。
本発明において酸化物透明導電膜上に堆積される際１ド
ープ層は、a-SiC:Hのｐ型のものが一般的に用いられる
が、このようなｐ型のドープ層に限定されるものではな
い。
ープ層は、a-SiC:Hのｐ型のものが一般的に用いられる
が、このようなｐ型のドープ層に限定されるものではな
い。
第１ドープ層が堆積されたのちに形成される真性層、お
よび第２ドープ層としては、通常用いられる真性層、お
よび第１ドープ層と反対の導電タイプである第２ドープ
層であれば、とくに限定されるものではない。このよう
な真性層の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F、a-Si:F:
H、a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:Hなど、第２ドープ層の
具体例としては、第１ドープ層がｐ型のばあいにはｎ型
のμC-Si:H、a-SiC:H、a-Si:H、a-SiN:Hなど、第１ドー
プ層がｎ型のばあいにはｐ型のa-Si:H、μC-Si:H、a-Si
C:Hなどがあげられる。
よび第２ドープ層としては、通常用いられる真性層、お
よび第１ドープ層と反対の導電タイプである第２ドープ
層であれば、とくに限定されるものではない。このよう
な真性層の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F、a-Si:F:
H、a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:Hなど、第２ドープ層の
具体例としては、第１ドープ層がｐ型のばあいにはｎ型
のμC-Si:H、a-SiC:H、a-Si:H、a-SiN:Hなど、第１ドー
プ層がｎ型のばあいにはｐ型のa-Si:H、μC-Si:H、a-Si
C:Hなどがあげられる。
本発明においては、第１ドープ層を成膜するばあい成膜
温度を130℃以下、好ましくは150℃以下、さらに好まし
くは130℃以下、ことにヒーターを用いない温度（たと
えば10〜70℃程度）、とくに好ましくは基板を冷却した
温度（たとえば10〜40℃程度）にするのがよい。このよ
うに成膜温度を低くして成膜することにより、酸化物透
明導電膜が水素原子を含んだ還元性のプラズマと接触し
ても還元されにくくなり、したがって生成する金属の量
も少なくなり、該金属による半導体層の汚染から生ずる
再結合中心の発生、ドーピング効率の低下などの半導体
特性の低下が著しく改善される。また低い温度で成膜す
るので堆積される第１ドープ層に発生する内部応力を少
なくすることができるため、第１ドープ層／酸化物透明
導電膜の界面におけるストレスから起因するダングリン
グボンドなどの欠陥を減少させることができる。さらに
連続プロセス装置を用いてヒーターを用いない温度で成
膜するようなばあいには、ヒーターの１つを節約するこ
とができ、装置コストの低減をはかることができる。
温度を130℃以下、好ましくは150℃以下、さらに好まし
くは130℃以下、ことにヒーターを用いない温度（たと
えば10〜70℃程度）、とくに好ましくは基板を冷却した
温度（たとえば10〜40℃程度）にするのがよい。このよ
うに成膜温度を低くして成膜することにより、酸化物透
明導電膜が水素原子を含んだ還元性のプラズマと接触し
ても還元されにくくなり、したがって生成する金属の量
も少なくなり、該金属による半導体層の汚染から生ずる
再結合中心の発生、ドーピング効率の低下などの半導体
特性の低下が著しく改善される。また低い温度で成膜す
るので堆積される第１ドープ層に発生する内部応力を少
なくすることができるため、第１ドープ層／酸化物透明
導電膜の界面におけるストレスから起因するダングリン
グボンドなどの欠陥を減少させることができる。さらに
連続プロセス装置を用いてヒーターを用いない温度で成
膜するようなばあいには、ヒーターの１つを節約するこ
とができ、装置コストの低減をはかることができる。
前記第１ドープ層を成膜するばあいのプラズマ条件は成
膜温度が低いために注意を要し、通常圧力を0.2〜2.5To
rrの範囲で、グロー放電を維持可能な最小またはその近
傍の圧力にし、シランとメタンの混合ガスに対するドー
ピングガスの流量比を0.05〜2.0％にし、RFパワーはグ
ロー放電を維持可能な範囲（５〜20W/cm2）で最小にな
るようにして、膜のドーピング特性、光学的禁止帯幅を
最適化した条件、たとえばｐ型半導体を製造するばあい
には、導電率の温度依存性から求まる活性化エネルギー
ΔＥが0.6eV以下、光学的禁止帯幅Eoptとの差がEopt−
ΔＥ1.3eVになるように最適化された条件である。
膜温度が低いために注意を要し、通常圧力を0.2〜2.5To
rrの範囲で、グロー放電を維持可能な最小またはその近
傍の圧力にし、シランとメタンの混合ガスに対するドー
ピングガスの流量比を0.05〜2.0％にし、RFパワーはグ
ロー放電を維持可能な範囲（５〜20W/cm2）で最小にな
るようにして、膜のドーピング特性、光学的禁止帯幅を
最適化した条件、たとえばｐ型半導体を製造するばあい
には、導電率の温度依存性から求まる活性化エネルギー
ΔＥが0.6eV以下、光学的禁止帯幅Eoptとの差がEopt−
ΔＥ1.3eVになるように最適化された条件である。
なお本発明の方法を実施するための装置としては、通常
の容量結合型RF平行平板CVD装置、誘導結合型RF平行平
板CVD装置、DC平行平板型CVD装置などがあげられるが、
平行平板CDV装置に顕著な効果がみられる。
の容量結合型RF平行平板CVD装置、誘導結合型RF平行平
板CVD装置、DC平行平板型CVD装置などがあげられるが、
平行平板CDV装置に顕著な効果がみられる。
つぎに本発明の方法を実施例に基づき説明する。
実施例１〜４および比較例１〜３ RF容量結合型平行平板CVD装置を用い、青板ガラス板上
にスパッタ法により厚さ700ÅになるようにITOを形成し
た。第１表に示す温度、CVD圧力1.5Torr、SiH4／CH4の
流量が2/3、SiH4＋CH4の合計流量に対してB2H6の流量に
なるようにして、RFパワー密度10mW/cm2でｐ型a-SiC:H
層をITO面上に100Å堆積させたのち、220℃、CVD圧力1T
orr、SiH4ガスを用いてRFパワー密度15mW/cm2でｉ型a-S
i:H層を6000Å堆積させた。ついで220℃、CVD圧力2Tor
r、SiH4に対しPH3が１％、H2が30倍になるように導入
し、RFパワー密度50〜70mW/cm2でｎ型μC-Si:H層を300
Å堆積させ、電極としてAlを真空蒸着法により1000Å堆
積させて、１cm2の面積を有する太陽電池を作製した。
にスパッタ法により厚さ700ÅになるようにITOを形成し
た。第１表に示す温度、CVD圧力1.5Torr、SiH4／CH4の
流量が2/3、SiH4＋CH4の合計流量に対してB2H6の流量に
なるようにして、RFパワー密度10mW/cm2でｐ型a-SiC:H
層をITO面上に100Å堆積させたのち、220℃、CVD圧力1T
orr、SiH4ガスを用いてRFパワー密度15mW/cm2でｉ型a-S
i:H層を6000Å堆積させた。ついで220℃、CVD圧力2Tor
r、SiH4に対しPH3が１％、H2が30倍になるように導入
し、RFパワー密度50〜70mW/cm2でｎ型μC-Si:H層を300
Å堆積させ、電極としてAlを真空蒸着法により1000Å堆
積させて、１cm2の面積を有する太陽電池を作製した。
えられた太陽電池の特性をAM-1、100mW/cm2のソーラー
シュレーターを用いて測定した。それらの結果を第１表
および第１図に示す。
シュレーターを用いて測定した。それらの結果を第１表
および第１図に示す。
酸化物透明電極/p層/i層の界面の様子をしらべるため、
えられた太陽電池と同じCVD条件にてｐ層およびｉ層をI
TO上にそれぞれ100Å、300Åの厚さに順次堆積されたの
ちESCA、Anger、SIMSなどの電子分光法により測定し、
ｐ層およびｉ層に拡散したInの量を分析した。それらの
結果を第１表に示す。
えられた太陽電池と同じCVD条件にてｐ層およびｉ層をI
TO上にそれぞれ100Å、300Åの厚さに順次堆積されたの
ちESCA、Anger、SIMSなどの電子分光法により測定し、
ｐ層およびｉ層に拡散したInの量を分析した。それらの
結果を第１表に示す。
第１表の結果から、ｐ層の成膜温度を下げることによ
り、太陽電池特性のうちの短絡電流（JSC）および曲線
因子（FF）に大幅な改善がみられ、結果的に光電変換効
率（η）の向上がはかられることがわかる。
り、太陽電池特性のうちの短絡電流（JSC）および曲線
因子（FF）に大幅な改善がみられ、結果的に光電変換効
率（η）の向上がはかられることがわかる。
また第１表の結果から、ｐ層およびｉ層に拡散したInの
量が、成膜温度30℃のものは、180℃のものの1/10以
下、225℃のものの1/20以下であることがわかる。
量が、成膜温度30℃のものは、180℃のものの1/10以
下、225℃のものの1/20以下であることがわかる。
［発明の効果］ 本発明の方法により半導体装置を製造すると、低い温度
で第１ドープ層を成膜するため、酸化物透明導電膜が水
素原子を含んだような還元性のプラズマと接触しても還
元されにくくなり、したがって生成する金属の量も少な
くなり、該金属による再結合中心の増加、ドーピング特
性の低下などの半導体特性の低下が著しく改善される。
また低温度で成膜するために堆積される１ドープ層に発
生する内部応力を少なくすることができるため、第１ド
ープ層／酸化物透明導電膜の界面における応力により発
生するダングリングボンドなどの欠陥を減少させること
ができる。さらに連続プロセス装置を用いてヒーターを
使用しない温度で成膜するようなばあいには、ヒーター
の１つを節約することができ、装置コストの低減をはか
ることができる。
で第１ドープ層を成膜するため、酸化物透明導電膜が水
素原子を含んだような還元性のプラズマと接触しても還
元されにくくなり、したがって生成する金属の量も少な
くなり、該金属による再結合中心の増加、ドーピング特
性の低下などの半導体特性の低下が著しく改善される。
また低温度で成膜するために堆積される１ドープ層に発
生する内部応力を少なくすることができるため、第１ド
ープ層／酸化物透明導電膜の界面における応力により発
生するダングリングボンドなどの欠陥を減少させること
ができる。さらに連続プロセス装置を用いてヒーターを
使用しない温度で成膜するようなばあいには、ヒーター
の１つを節約することができ、装置コストの低減をはか
ることができる。
第１図は実施例１〜４および比較例１〜２でえられた太
陽電池の特性を示したグラフである。
陽電池の特性を示したグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 西村 国夫 京都府京都市下京区仏光寺通西洞院西入ル 木賊山町187 (72)発明者 津下 和永 兵庫県神戸市垂水区舞子台６丁目６―5111 (72)発明者 太和田 善久 兵庫県神戸市北区大池見山台14―39 (56)参考文献 第29回応物連合大会予稿集（1982−４− １）、518頁（講演番号４Ｐ−Ｚ−５) 信学技報78［215］（1979−１−19）23 −30頁 電子材料1983年４月号 96−104頁
Claims (3)
- 【請求項１】酸化物透明導電膜上に第１不純物ドープ
層、真性層、第２不純物ドープ層（第１不純物ドープ層
と反対の導電タイプ）からなる非晶質半導体をこの順に
堆積する際に、第１不純物ドープ層の成膜温度が10〜13
0℃で、真性層および第２不純物ドープ層の成膜温度が1
60〜350℃であり、第１不純物ドープ層がドープしたa-S
iC:H層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記第１不純物ドープ層の成膜温度がヒー
ターを用いない温度である特許請求の範囲第１項記載の
製造方法。 - 【請求項３】前記第１不純物ドープ層の成膜温度が基板
を冷却した温度である特許請求の範囲第１項記載の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152531A JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152531A JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132416A JPS6132416A (ja) | 1986-02-15 |
| JPH0719906B2 true JPH0719906B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15542473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59152531A Expired - Lifetime JPH0719906B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719906B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-07-23 JP JP59152531A patent/JPH0719906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 信学技報７８［２１５（１９７９−１−１９）２３−３０頁 |
| 第２９回応物連合大会予稿集（１９８２−４−１）、５１８頁（講演番号４Ｐ−Ｚ−５） |
| 電子材料１９８３年４月号９６−１０４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132416A (ja) | 1986-02-15 |
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