JP2001326177A

JP2001326177A - 結晶シリコン半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001326177A
Application number: JP2000145069A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Muramatsu; 信一村松; Yasushi Minagawa; 康皆川; Susumu Takahashi; 進高橋; Yoshiaki Yazawa; 義昭矢澤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置として必要な所定の厚さの多結晶シ
リコン層を効率よく形成することのできるコスト的に有
利な結晶シリコン半導体装置とその製造方法を提供す
る。【解決手段】基板１の上に、（１１１）面に配向させた
多結晶シリコン層３と、Ｎｉより構成される金属触媒層
４と、多結晶シリコン層５を順に形成し、さらに、この
上に所定の厚さの非晶質シリコン層６を形成した後、熱
処理を施すことによって金属触媒層４からＮｉ元素を非
晶質シリコン層６の中に拡散させ、これにより非晶質シ
リコン層６を多結晶シリコン層６′に結晶化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶シリコン半導
体装置およびその製造方法に関し、特に、多結晶シリコ
ン層を効率よく形成することのできる結晶シリコン半導
体装置とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板のようなシリコンと異質の基板
の上に多結晶シリコン層を形成した、太陽電池として好
適な半導体装置が知られている。この半導体装置は、大
面積および高品質のシリコン基板を必要としないため、
大幅なコストダウンが見込まれるが、高い特性の半導体
装置とするためには、高品質の多結晶シリコン層を形成
しなければならない。通常、高品質の多結晶シリコン層
は、耐熱性の石英板の上に高温下で堆積させることによ
って形成されるが、石英板は高価であり、コスト的に問
題がある。

【０００３】この問題を解決する方法として、基板上に
形成した非晶質シリコン薄膜をレーザーアニールで溶融
結晶化し、その上に多結晶シリコン層を成長させる方法
が提案されている。Ｋ．Ｙａｍａｍｏｔｏ他による１９
９４ＩＥＥＥＦｉｒｓｔＷｏｒｌｄＣｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅｏｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＥｎｅｒ
ｇｙＣｏｖｅｒｓｉｏｎ（１９９４年）のｐ．１５７
５〜１５７８にこの方法が示されており、これによれ
ば、基板温度の上昇が抑制され、さらに、低コストの基
板の使用が可能であるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ここに示され
た結晶シリコン半導体装置の製造方法によると、非晶質
シリコン薄膜を溶融結晶化により均一な粒径のもとに形
成するためには、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン薄
膜を形成した後、膜中の水素を熱的に放出させる処置を
行う必要があり、さらに、その後でレーザーアニール処
理をしなければならないことを考えると、多大な手間と
時間を必要とし、これによるコスト的負担は大きなもの
となる。

【０００５】また、このようにして形成された多結晶シ
リコン薄膜の上に、所定の厚さとなるまで高品質の多結
晶シリコン層を成長させるには、この成長が低速度であ
るために極めて長い時間を必要とするとともに、この間
のシリコン原料の使用効率も低いものとなり、このた
め、安価な基板を使用できる利点はあるが、全体を考察
するとき、この方法は、コスト的に不利な方法であると
言わざるを得ない。

【０００６】従って、本発明の目的は、安価な基板の上
に所定の厚さの多結晶シリコン層を効率よく形成するこ
とのできるコスト的に有利な結晶シリコン半導体装置と
その製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、基板上に形成された所定の配向性を有す
る１導電型の多結晶シリコン層と、前記１導電型の多結
晶シリコン層を種結晶層とすることにより、その上に形
成された実質的に真正な非晶質シリコン層の結晶化に基
づいて形成された所定の配向性を有する実質的に真正な
多結晶シリコン層を含むことを特徴とする結晶シリコン
半導体装置を提供するものである。

【０００８】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、基板上に形成された所定の配向性を有する１導電型
の多結晶シリコン層と、前記１導電型の多結晶シリコン
層を種結晶層とすることにより、その上に形成された実
質的に真正な非晶質シリコン層の結晶化に基づいて形成
された所定の配向性を有する実質的に真正な多結晶シリ
コン層と、前記結晶化に基づいて形成された多結晶シリ
コン層の上に形成された他の導電型の非単結晶シリコン
層を含むことを特徴とする結晶シリコン半導体装置を提
供するものである。

【０００９】さらに、本発明は、上記の目的を達成する
ため、基板の上に所定の厚さの多結晶シリコン層を形成
する結晶シリコン半導体装置の製造方法において、前記
基板の上に、（１１１）面、（１１０）面あるいは（１
００）面のいずれかに配向させた多結晶シリコン層、金
属触媒層、および所定の厚さの非晶質シリコン層を形成
し、前記所定の厚さの非晶質シリコン層に熱処理を施す
ことによって前記所定の厚さの非晶質シリコン層を配向
性を有した多結晶シリコン層に結晶化させることを特徴
とする結晶シリコン半導体装置の製造方法を提供するも
のである。

【００１０】本発明は、以上のように、非晶質シリコン
を金属触媒と熱処理によって多結晶シリコンに結晶化さ
せるため、従来の方法には見られない低コスト性を有す
ることになる。即ち、非晶質シリコンは、膜質を考慮す
ることなく高速での成長が可能であり、従って、非晶質
シリコンを生成させてこれを結晶化させれば、従来より
格段に速く所定の厚さの多結晶シリコン層を形成するこ
とができる。

【００１１】前記のいずれかに配向させた（以下、「配
向させた」という）多結晶シリコン層と金属触媒層を形
成する時間、および熱処理時間を考慮したとしても、従
来の方法より格段に短い作業時間となり、その分、低コ
スト化が図れることになる。また、作業時間が短いた
め、原料ロスが少なくなる利点も生ずる。

【００１２】非晶質シリコンの結晶化を助長する金属触
媒層の形成位置としては、配向させた多結晶シリコン層
の内部、配向させた多結晶シリコン層と非晶質シリコン
層の間、あるいは非晶質シリコン層と接触する配向させ
た多結晶シリコン層の裏面のいずれかとすることが好ま
しい。金属触媒層の構成材としては、非晶質シリコン層
の結晶化を効率よく行わせる意味から、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、あるいはＡｕより選択することが好ま
しい。

【００１３】配向させた多結晶シリコン層と非晶質シリ
コン層の位置関係は、前者を後者の基板側としても、あ
るいは表面側としてもよく、いずれの場合も非晶質シリ
コン層を良好な配向性のもとに多結晶化することができ
る。非晶質シリコン層の上下に多結晶シリコン層を形成
し、その一方をｐ型、他方をｎ型とすることは実際的で
ある。また、この場合、配向させた多結晶シリコン層の
側でないシリコン層を、微結晶あるいは非晶質のシリコ
ン薄膜によって構成することは可能である。

【００１４】金属触媒層を配向させた多結晶シリコン層
の内部に形成する方法としては、イオン注入法、あるい
はプラズマドーピング法などが適している。また、複数
の多結晶シリコン層の間に金属触媒の薄膜を介在させ、
これによって多結晶シリコン層の内部に金属触媒を形成
した形とすることは可能である。配向させた多結晶シリ
コン層の表面に金属触媒層を形成する手段としては、蒸
着法、あるいは金属塩溶液のスピン塗布法などが好適で
ある。

【００１５】金属触媒は、熱処理時に非晶質シリコン層
の中を厚さ方向に一方側から他方側に移動し、この移動
の中で非晶質シリコンを多結晶化させる作用をする。従
って、その量は極少でよく、形成される薄膜の厚さとし
ては、数オングストローム程度の薄さに形成されるのが
普通である。

【００１６】非晶質シリコン層は、蒸着法、ｐ−ＣＶＤ
法、ＣＶＤ法、あるいはスバッタリング法などによって
形成される。その厚さは、半導体装置として光吸収に必
要な厚さによって決定され、多くの場合、５００ｎｍ〜
１０μｍの範囲に設定されるが、５０μｍクラスの厚さ
に設定される場合もある。

【００１７】熱処理の温度は、４５０〜７００℃が好ま
しく、より好ましくは５００〜６００℃である。また、
熱処理は、１段階で行ってもよく、あるいは、たとえ
ば、水素雰囲気で４００℃前後に予備加熱して層中の水
素量を１％以下、好ましくは０．３％以下に減少させた
後、上記温度に加熱する２段階で行ってもよい。熱処理
の雰囲気としては、水素、窒素、Ａｒ、ハロゲン化物、
あるいは真空が好ましい。

【００１８】基板の構成材としては、半導体装置への光
の入射方向によって様々である。基板側からの入射光を
利用する場合には、透明ガラス、透明セラミック、石
英、あるいはサファイア等が使用され、その逆からの入
光の場合には、ＳＵＳ、Ａｌ、タングステン、あるいは
金属シリコンのような金属板などが使用される。金属の
基板の表面に凹凸を形成し、これにより入射光を基板表
面で散乱させて短絡電流を増大させることは可能であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による結晶シリコン
半導体装置およびその製造方法の実施の形態を説明す
る。図１は、基板の側から光を入射させる半導体装置を
対象としたもので、まず、図１の（ａ）において透明ガ
ラスの基板１を準備し、この上に表面に凹凸を有した厚
さ８００ｎｍのＳｎＯ₂による透明電極２を形成した
後、透明電極２の表面にＨ₂、ＳｉＨ₄、およびＢ₂Ｈ
₆の混合ガスを導入し、圧力０．５ｔｏｒｒ、基板温度
４００℃、および周波数５０ＭＨｚの条件のもとにｐ−
ＣＶＤ法によりｐ型の多結晶シリコン層３を２０ｎｍの
厚さに形成した。

【００２０】この多結晶シリコン層３は、大部分が厚さ
方向に（１１１）面に配向していることが確認された。
配向させた多結晶シリコン層３の中には、条件によって
０．１〜５％の水素が含まれることになるが、配向性は
水素含有量０．１〜０．２％で特に良好であった。

【００２１】次に、金属触媒層４をＮｉの蒸着により１
ｎｍの厚さに形成し、さらに、この上にｐ型の多結晶シ
リコン層５を多結晶シリコン層３と同じ条件のもとに２
０ｎｍの厚さに形成した。この場合、多結晶シリコン層
３と５は、光が基板１側から入射するので、できるだけ
薄くすべきであり、その厚さは合計で８〜１００ｎｍ程
度に設定することが好ましい。

【００２２】６は多結晶シリコン層５の上に形成された
ｉ型（真正）の非晶質シリコン層を示す。多結晶シリコ
ン層５の表面にＨ₂とＳｉＨ₄の混合ガスを導入し、圧
力０．５ｔｏｒｒ、基板温度４２０℃、および周波数６
０ＭＨｚの条件のもとにｐ−ＣＶＤ法により形成された
もので、２μｍの厚さを有している。この非晶質シリコ
ン層６が含む水素の濃度は、多くの場合０．５〜８％で
ある。

【００２３】次に、窒素ガス雰囲気の中に以上の積層物
を入れ、５５０℃に加熱してＮｉの拡散処理を行った。
金属触媒層４を構成するＮｉ元素は、この熱処理によっ
て多結晶シリコン層５を通過して非晶質シリコン層６の
中に拡散することになり、その結果、非晶質シリコン層
６は、膜厚方向に配向した良質の多結晶シリコン層に変
態することになる。

【００２４】図１の（ｂ）の６′は、熱処理により結晶
化した多結晶シリコン層を示す。この多結晶シリコン層
６′は、良好な結晶組織を有していることが確認され、
また、その内部の水素濃度は、０．１〜２％に減少させ
られていることも確認された。金属触媒層４は、多結晶
シリコン層６′の表面に移動したために消失しており、
さらに、多結晶シリコン層６′の中のＮｉ元素は、トレ
ース量程度しか残存していないことが確認された。

【００２５】仮に、多結晶シリコン層６′の結晶性が良
好でないとして、その場合には、層中の結晶欠陥位置に
Ｎｉ原子が取り残されることになるが、その場合でも、
最大の濃度は２×１０¹⁷／ｃｍ^-3程度でしかなく、従っ
て、この程度のＮｉが太陽電池特性に悪影響を与えるこ
とはない。良好な結晶組織であれば、問題は皆無とな
る。

【００２６】次に、多結晶シリコン層６′の表面に
Ｈ₂、ＳｉＨ₄、およびＰＨ₃の混合ガスを導入し、圧
力０．３ｔｏｒｒ、基板温度２００℃、および周波数１
３．５６ＭＨｚのもとにｐ−ＣＶＤ法によりｎ型の多結
晶シリコン層７を形成した後、蒸着法によって１μｍ厚
さのＡｌの裏面電極８を形成し、これにより所定の結晶
シリコン半導体装置とした。以上により得られた半導体
装置の透明電極２と裏面電極８を直列につなぐ接続方法
に基づいて複数の半導体装置を接続したところ、５０段
の接続でも各半導体装置が有する個々の電圧を合計した
特性が得られた。

【００２７】なお、本実施の形態においては、金属触媒
層４の形成位置を同じ厚さの多結晶シリコン層３と５の
間としたが、多結晶シリコン層３、５の厚さを異ならせ
たり、その形成位置を多結晶シリコンの層３の下あるい
は５の上としてもよい。非晶質シリコン層６に近く形成
するほど、多結晶シリコン層６′の生成は速くなる。

【００２８】また、本実施の形態においては、層７を多
結晶シリコンにより構成したが、これを非晶質シリコン
によって構成してもよい。この層７の最適膜厚は、結晶
性によっても異なるが、１０〜１００ｎｍ、より好まし
くは３０〜６０ｎｍである。裏面電極８の構成材として
は、Ａｌ以外にＡｇ、Ｍｏ等が好適である。

【００２９】図２は、本発明の他の実施の形態を示し、
基板の反対側より光を入射させる構成の半導体装置に関
する。図２の（ａ）において、まず、フレキシブルなＳ
ＵＳの基板１を準備し、この上に絶縁膜９として厚さ２
００ｎｍのＳｉＯ₂膜を形成した後、絶縁膜９の上に５
００ｎｍ厚さのＳＵＳの裏面電極１０を形成した。

【００３０】次に、この裏面電極１０の表面にＨ₂、Ｓ
ｉＨ₄、およびＰＨ₃の混合ガスを導入し、圧力０．３
ｔｏｒｒ、基板温度２００℃、および周波数８０ＭＨｚ
の条件のもとにｐ−ＣＶＤ法によりｎ型の多結晶シリコ
ン層１１を５０ｎｍの厚さに形成した。このシリコン層
１１を調べたところ、厚さ方向に（１１０）面に配向し
た多結晶の組織となっていることが確認された。

【００３１】次いで、配向させた多結晶シリコン層１１
の上にＮｉ塩溶液をスピン塗布して乾燥することにより
金属触媒層４を形成した後、シリコンターゲット材から
のスバッタリングによって厚さ５μｍのｉ型の非晶質シ
リコン層６を形成した。この層６は、１０ｎｍ／ｓの速
度で形成された。また、その含有水素濃度を確認したと
ころ、０．１％以下の結果が得られた。

【００３２】次に、非晶質シリコン層６の表面にＨ₂、
ＳｉＨ₄、およびＢ₂Ｈ₆の混合ガスを導入し、圧力
０．５ｔｏｒｒ、基板温度４００℃、および周波数５０
ＭＨｚの条件のもとにｐ−ＣＶＤ法によってｐ型の多結
晶シリコン層１２を形成した後、これを圧力が１ｔｏｒ
ｒのＨ₂の中に入れて５５０℃×３０分の熱処理を行う
ことにより非晶質シリコン層６を結晶化させた。

【００３３】図２の（ｂ）の６′は、以上により非晶質
シリコン層６から結晶化された多結晶シリコン層を示
す。金属触媒層４を構成するＮｉは、多結晶シリコン層
６′の中を通過して多結晶シリコン層１２に取り込ま
れ、この結果、金属触媒層４は消失した。

【００３４】また、多結晶シリコン層６′の中には、Ｎ
ｉが殆ど残っていないことが確認され、さらに、非晶質
シリコン層６の中には、多結晶シリコン層１１および１
２との境界の界面近傍を除いては水素が殆ど存在してい
ないが、このため非晶質シリコン層６の結晶化が効率的
に進行した。また、層６′の良質な結晶組織が確認され
た。

【００３５】次に、この多結晶シリコン層６′の上に透
明電極１３として厚さ７０ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、さ
らに、この上に厚さ１μｍのＡｌの金属電極１４を局部
的に設け、これによって所定の結晶シリコン型半導体装
置を構成した。図１と同程度の電気特性を有しているこ
とが確認され、さらに、その表面には、（１１０）面配
向による利点として、（１１１）面配向の場合とは異り
自然なテクスチャーが形成されていることが確認され
た。

【００３６】図３は、本発明のさらに他の実施の形態を
示し、非晶質シリコン層の表面側に（１００）面に配向
させた多結晶シリコン層を配置した例である。図２の場
合と同じく、光は基板の反対側から入射される。図３の
（ａ）において、１はガラスの基板を示し、まず、この
基板１の表面に、裏面電極１５として厚さが５０ｎｍ／
１μｍ／５０ｎｍのＴｉ／Ａｇ／Ｔｉの複合膜を形成し
た。

【００３７】次に、この裏面電極１５の表面にＨ₂、Ｓ
ｉＨ₄、およびＰＨ₃を導入し、圧力０．３ｔｏｒｒ、
基板温度２００℃，および周波数１３．５６ＭＨｚの条
件でｐ−ＣＶＤ法によりｎ型の微結晶シリコン層１６を
５０ｎｍの厚さに形成した。このシリコン層１６を観察
したところ、完全にランダム配向した微結晶組織を呈し
ていた。

【００３８】次いで、電子ビーム蒸着法により、微結晶
シリコン層１６の上に３μｍの厚さのｉ型の非晶質シリ
コン層６を１５ｎｍ／ｓの速度で形成した。この層６の
中に占める水素量を確認した結果、０．１％以下であっ
た。引き続き、電子ビーム蒸着法により厚さが３オング
ストロームのＮｉの金属触媒層４を形成し、さらに、こ
の上にＨ₂、Ｓｉ₂Ｈ₆、およびＢ₂Ｈ₆の混合ガスを
導入して圧力０．５ｔｏｒｒ、基板温度２００℃、およ
び周波数５０ＭＨｚの条件のもとにｐ−ＣＶＤ法によっ
て厚さが１５ｎｍのｐ型の多結晶シリコン層１７を形成
した。

【００３９】この多結晶シリコン層１７は、少なくとも
その表面近傍が厚さ方向に（１００）面に配向している
ことが確認された。次に、これを１ｔｏｒｒのＨ₂の中
に入れて６００℃×２分／回の条件でラピッド・サーマ
ル・アニールを３回行い、これにより非晶質シリコン層
６を結晶化させた。金属触媒層４を構成するＮｉ元素
は、非晶質シリコン層６の中を通過し、この過程で非晶
質シリコン層６を多結晶化させた後、その殆どが微結晶
シリコン層１６の中に取り込まれた。

【００４０】図３の（ｂ）は、結晶シリコン半導体装置
としての完成構造を示す。透明電極１８としてＩＴＯ膜
を７０ｎｍの厚さに形成し、さらに、これに厚さが２０
ｎｍ／１μｍのＴｉ／Ａｌによる金属電極１９を局部的
に形成することにより、所定の結晶シリコン型半導体装
置とした。（１００）面に配向された多結晶シリコン層
６′は、層中に欠陥がなく、従って、本実施の形態によ
り得られた結晶シリコン型半導体装置は、高い移動度を
示した。

【００４１】なお、本発明による結晶シリコン半導体装
置は、太陽電池として、たとえば、家庭の電力供給シス
テムの電源、あるいは電卓や時計のような携帯機器の電
源に使用される。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による結晶
シリコン半導体装置およびその製造方法によれば、所定
の配向性を有する多結晶シリコン層、金属触媒層、およ
び所定の厚さの非晶質シリコン層を基板上に形成し、こ
れに熱処理を施すことによって非晶質シリコン層を多結
晶シリコン層に配向結晶化させるため、形成速度の速い
非晶質シリコン層の形成を基盤とした効率的な多結晶シ
リコン層の形成が可能となり、従って、コストの安い結
晶シリコン半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による結晶シリコン半導体装置およびそ
の製造方法の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は
熱処理前の半導体装置の構造、（ｂ）は半導体装置とし
ての完成構造を示す。

【図２】本発明の他の実施の形態を示す説明図であり、
（ａ）は熱処理前の半導体装置の構造、（ｂ）は半導体
装置としての完成構造を示す。

【図３】本発明のさらに他の実施の形態を示す説明図で
あり、（ａ）は熱処理前の半導体装置の構造、（ｂ）は
半導体装置としての完成構造を示す。

【符号の説明】

１基板２、１３、１８透明電極３ｐ型多結晶シリコン層（１１１面配向）４金属触媒層５、１２ｐ型多結晶シリコン層６非晶質シリコン層６′ 多結晶シリコン層７ｎ型多結晶シリコン層８、１０、１５裏面電極９絶縁膜１１ｎ型多結晶シリコン層（１１０面配向）１４、１９金属電極１６ｎ型微結晶シリコン層１７ｐ型多結晶シリコン層（１００面配向）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者皆川康茨城県土浦市木田余町3550番地日立電線株式会社アドバンスリサーチセンター内 (72)発明者高橋進茨城県土浦市木田余町3550番地日立電線株式会社アドバンスリサーチセンター内 (72)発明者矢澤義昭東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 5F051 AA03 BA14 CB04 CB12 CB24 CB29 DA04 FA03 FA06 FA19 GA02 GA03 5F052 AA17 CA10 DA01 DA02 DB01 DB03 DB04 DB07 EA13 GB05 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された所定の配向性を有する
１導電型の多結晶シリコン層と、前記１導電型の多結晶シリコン層を種結晶層とすること
により、その上に形成された実質的に真性な非晶質シリ
コン層の結晶化に基づいて形成された所定の配向性を有
する実質的に真性な多結晶シリコン層を含むことを特徴
とする結晶シリコン半導体装置。
【請求項２】基板上に形成された所定の配向性を有する
１導電型の多結晶シリコン層と、前記１導電型の多結晶シリコン層を種結晶層とすること
によりその上に形成された実質的に真性な非晶質シリコ
ン層の結晶化に基づいて形成された所定の配向性を有す
る実質的に真性な多結晶シリコン層と、前記結晶化に基づいて形成された多結晶シリコン層の上
に形成された他の導電型の非単結晶シリコン層を含むこ
とを特徴とする結晶シリコン半導体装置。
【請求項３】前記１導電型の多結晶シリコン層は、（１
１１）面、（１１０）面、あるいは（１００）面に優先
的に配向していることを特徴とする請求項２項記載の結
晶シリコン半導体装置。
【請求項４】前記実質的に真性な多結晶シリコン層は、
前記１導電型の多結晶シリコン層の中、その表面、ある
いはその裏面に形成された金属触媒層のもとで前記実質
的に真性な非晶質シリコン層に熱処理を施して形成され
ることを特徴とする請求項２項記載の結晶シリコン半導
体装置。
【請求項５】前記実質的に真正な非晶質シリコン層は、
大部分が０．３％以下の水素しか含まないことを特徴と
する請求項２項記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項６】前記実質的に真正な多結晶シリコン層は、
その厚さ方向に配向性を有することを特徴とする請求項
２項記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項７】前記１導電型の多結晶シリコン層と前記他
の導電型の非単結晶シリコン層は、互いに異なる導電型
であることを特徴とする請求項２項記載の結晶シリコン
半導体装置。
【請求項８】前記１導電型の多結晶シリコン層と前記他
の導電型の非単結晶シリコン層は、０．１％以上の水素
を含むことを特徴とする請求項２項記載の結晶シリコン
半導体装置。
【請求項９】基板の上に所定の厚さの多結晶シリコン層
を形成する結晶シリコン半導体装置の製造方法におい
て、前記基板の上に、（１１１）面、（１１０）面あるいは
（１００）面のいずれかに配向させた多結晶シリコン
層、金属触媒層、および所定の厚さの非晶質シリコン層
を形成し、前記所定の厚さの非晶質シリコン層に熱処理を施すこと
によって前記所定の厚さの非晶質シリコン層を配向性を
有した多結晶シリコン層に結晶化させることを特徴とす
る結晶シリコン半導体装置の製造方法。
【請求項１０】前記金属触媒層は、前記いずれかに配向
させた多結晶シリコン層の内部に形成されることを特徴
とする請求項９項記載の結晶シリコン半導体装置の製造
方法。
【請求項１１】前記金属触媒層は、前記いずれかに配向
させた前記多結晶シリコン層と前記所定の厚さの非晶質
シリコン層の間に形成されることを特徴とする請求項９
項記載の結晶シリコン半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記金属触媒層は、前記いずれかに配向
させた多結晶シリコン層の前記基板側に形成されること
を特徴とする請求項９項記載の結晶シリコン半導体装置
の製造方法。
【請求項１３】前記金属触媒層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｐｔ、Ｃｕ、あるいはＡｕより選択されることを特徴と
する請求項９項記載の結晶シリコン半導体装置の製造方
法。
【請求項１４】前記いずれかに配向させた多結晶シリコ
ン層は、前記所定の厚さの非晶質シリコン層の基板側に
形成されることを特徴とする請求項９項記載の結晶シリ
コン半導体装置の製造方法。
【請求項１５】前記いずれかに配向させた多結晶シリコ
ン層は、前記所定の厚さの非晶質シリコン層の表面側に
形成されることを特徴とする請求項９項記載の結晶シリ
コン半導体装置の製造方法。
【請求項１６】前記所定の厚さの非晶質シリコン層は、
その両面に、前記いずれかに配向させた多結晶シリコン
層を含むシリコン層が形成されることを特徴とする請求
項９項記載の結晶シリコン半導体装置の製造方法。
【請求項１７】前記シリコン層は、一方がｐ型の多結晶
シリコン層であり、他方がｎ型の多結晶シリコン層であ
ることを特徴とする請求項１６項記載の結晶シリコン半
導体装置の製造方法。
【請求項１８】前記シリコン層は、前記いずれかに配向
させた多結晶シリコン層でない側が微結晶あるいは非晶
質のシリコン層であることを特徴とする請求項１６項記
載の結晶シリコン半導体装置の製造方法。