JP2002184709A - Method and device for manufacturing thin semiconductor film - Google Patents

Method and device for manufacturing thin semiconductor film

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JP2002184709A
JP2002184709A JP2001306545A JP2001306545A JP2002184709A JP 2002184709 A JP2002184709 A JP 2002184709A JP 2001306545 A JP2001306545 A JP 2001306545A JP 2001306545 A JP2001306545 A JP 2001306545A JP 2002184709 A JP2002184709 A JP 2002184709A
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thin film
semiconductor thin
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Japanese (ja)
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Noritaka Ukiyo
典孝 浮世
Masaaki Iwane
正晃 岩根
Toshihito Yoshino
豪人 吉野
Masaki Mizutani
匡希 水谷
Akiyuki Nishida
彰志 西田
Makoto Iwagami
誠 岩上
Tetsuo Saito
哲郎 齊藤
Tatsumi Shoji
辰美 庄司
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the forming rate of a thin semiconductor film and the uniformity of the grown thickness of the film. SOLUTION: In a method of manufacturing thin semiconductor film, thin semiconductor films are respectively grown on a plurality of substrates by dipping the substrates in a crucible filled up with a solution containing a semiconductor as a solute and moving the substrates in the solution. In the method, a flow of the solution is formed by moving the substrates in the directions which are deflected from the directions of normal lines to the central parts of the growing surfaces of the substrates by 5-87 deg.. Alternatively, the flow of the solution is formed without generating any substantial eddy current in the vicinities of the growing surfaces of the substrates by moving the substrates in the directions which are deflected from the normal lines by 93-175 deg..

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体薄膜の製造
方法及びその製造装置に関し、半導体デバイス、特に、
太陽電池、光センサなどを製造するのに利用できる基板
を作成する液相成長方法または液相成長装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor thin film and an apparatus for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device,
The present invention relates to a liquid phase growth method or a liquid phase growth apparatus for producing a substrate that can be used for manufacturing a solar cell, an optical sensor, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球温暖化に伴い、世界的にCO2 の排
出を規制する動きがある。そのために、発電時にCO2
を排出しない太陽電池発電に関心が集まっている。
2. Description of the Related Art With global warming, there is a movement to regulate CO 2 emissions worldwide. Therefore, when generating electricity, CO 2
There is an interest in solar cell power generation that does not emit carbon dioxide.

【0003】単結晶または多結晶Siを使用した結晶シ
リコン系太陽電池は、アモルファスSi太陽電池に比べ
て、高変換効率、低劣化であるが、製造コストが高い欠
点がある。近年、コスト低減をねらい、発電層となるシ
リコンの結晶部分を薄膜化する試みがなされている。
[0003] A crystalline silicon solar cell using single crystal or polycrystalline Si has higher conversion efficiency and lower deterioration than an amorphous Si solar cell, but has a disadvantage of high manufacturing cost. In recent years, attempts have been made to reduce the thickness of a silicon crystal part to be a power generation layer in order to reduce costs.

【0004】また、薄膜化された結晶Si太陽電池は、
ある程度の折り曲げに耐えるため、曲面に貼り付けるな
ど、製品の形態をある程度、自由に選ぶことも可能とな
る。
[0004] Further, a crystalline Si solar cell thinned is
In order to withstand a certain amount of bending, it is possible to freely select the form of the product to some extent, such as by pasting it on a curved surface.

【0005】太陽電池の発電層となる単結晶Siや多結
晶Siを形成する方法として液相成長方法がある。この
液相成長法は、気相成長法に比べて、原料に無駄がな
く、発電層として必要な厚さを安価に得ることが可能で
ある。そのため、量産性を向上するには、液相成長法に
おいて、複数枚の基板を一括に処理できる方法および装
置が望まれている。
There is a liquid phase growth method as a method for forming single crystal Si or polycrystal Si to be a power generation layer of a solar cell. In this liquid phase growth method, compared to the vapor phase growth method, there is no waste of the raw material, and it is possible to obtain the thickness required for the power generation layer at low cost. Therefore, in order to improve mass productivity, there is a demand for a method and apparatus capable of processing a plurality of substrates at once in a liquid phase growth method.

【0006】複数枚の基板を一括に処理する方法の具体
例として、特開平1−72988号公報には、複数枚を
処理可能な液相成長方法が開示されている。この液相成
長方法を実施する際の状況を図32にて示す。ここで、
101は基板ホルダ、102はグラファイト容器、10
3は溶液、104は基板である。
As a specific example of a method for processing a plurality of substrates at once, Japanese Patent Laid-Open No. 1-72988 discloses a liquid phase growth method capable of processing a plurality of substrates. FIG. 32 shows a situation when this liquid phase growth method is performed. here,
101 is a substrate holder, 102 is a graphite container, 10
3 is a solution, 104 is a substrate.

【0007】図32の(a)は、基板104が溶液表面
に対して水平に配置されている状況を示し、また、図3
2の(b)は、基板104が溶液表面に対して垂直に配
置されている状況を示している。この処理装置では、グ
ラファイト容器102に溜めた溶液103に、成長基板
104を浸漬することで、基板上に半導体層を形成す
る。
FIG. 32A shows a situation in which the substrate 104 is disposed horizontally with respect to the solution surface.
FIG. 2 (b) shows a situation where the substrate 104 is arranged perpendicular to the solution surface. In this processing apparatus, a semiconductor layer is formed on a substrate by immersing a growth substrate 104 in a solution 103 stored in a graphite container 102.

【0008】同様に、複数基板を水平に保持する方法と
して、特開平5−330984号公報には、複数基板を
溶液表面に対して水平に配置するディッピング法による
液相成長方法及びホルダが開示されている。
Similarly, as a method for holding a plurality of substrates horizontally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-330984 discloses a liquid phase growth method and a holder by a dipping method in which a plurality of substrates are arranged horizontally with respect to the solution surface. ing.

【0009】この液相成長装置の構成を図33および図
34で示す。ここで、201は縦型円筒形炉心管、20
3は坩堝、204はヒータ、103は溶液、104は成
長用基板、209は基板ホルダ、220は支持棒であ
る。図34は基板ホルダを示す。210は取り付け枠、
215は保持枠、216は側脚部、216aは長穴、2
18bは係合ピン、217は底板、218はスペーサを
示している。
The configuration of this liquid phase growth apparatus is shown in FIGS. Here, 201 is a vertical cylindrical core tube, 20
Reference numeral 3 denotes a crucible, 204 denotes a heater, 103 denotes a solution, 104 denotes a growth substrate, 209 denotes a substrate holder, and 220 denotes a support rod. FIG. 34 shows a substrate holder. 210 is a mounting frame,
215 is a holding frame, 216 is a side leg, 216a is a long hole, 2
18b is an engagement pin, 217 is a bottom plate, and 218 is a spacer.

【0010】各スペーサにて支持された成長用基板10
4が、複数、ホルダに収納できる。また、図33より明
らかなように、成長用基板104は、溶液103の液面
に対して水平に保持されている。
The growth substrate 10 supported by each spacer
4 can be stored in the holder. As is clear from FIG. 33, the growth substrate 104 is held horizontally with respect to the level of the solution 103.

【0011】また、複数基板を垂直に保持する方法とし
て、特開平5−330979号公報には、ディッピング
法による液相成長方法及びホルダが開示されている。こ
の液相成長装置の構成は図35に示されている。ここ
で、310は電気炉、203は坩堝、103は溶液、3
12は支持棒に取り付け可能な成長用基板、315は支
持棒、317は駆動手段、318は支持台、319はリ
フタである。
As a method for vertically holding a plurality of substrates, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-330979 discloses a liquid phase growth method using a dipping method and a holder. The configuration of this liquid phase growth apparatus is shown in FIG. Here, 310 is an electric furnace, 203 is a crucible, 103 is a solution, 3
Reference numeral 12 denotes a growth substrate that can be attached to a support rod, 315 denotes a support rod, 317 denotes a driving unit, 318 denotes a support base, and 319 denotes a lifter.

【0012】溶液面に対して、成長用基板312は、垂
直に支持されており、支持棒315が下降することで、
溶液103に浸漬され、結晶成長を開始する。
The growth substrate 312 is supported vertically with respect to the solution surface, and when the support rod 315 descends,
It is immersed in the solution 103 to start crystal growth.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】特開平1−72988
号公報、特開平5−330984号公報にて公開されて
いる成長法では、基板を溶液表面に対して水平に保持し
た場合は、各基板が浸漬される溶液の深さが異なること
で、各基板間の成長条件が一定にならず、基板間で、結
晶膜の厚みが不均一になる問題があった。
Problems to be Solved by the Invention
In the growth method disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 5-330984, when the substrate is held horizontally with respect to the solution surface, the depth of the solution into which each substrate is immersed is different. There is a problem that the growth conditions between the substrates are not constant, and the thickness of the crystal film becomes uneven between the substrates.

【0014】一方、特開平5−330979号にて公開
されている方法においては、基板を溶液表面に対して垂
直に保持し、基板の平面内で回転させる場合は、基板間
での膜厚変動は減少するが、基板自体を支持棒に挿通固
定するため、穴をあけねばならず、その部分は使用でき
ない。また、基板は、その中心を軸として、所定の位置
で回転しているため、基板表面への溶液供給も限られ、
成膜速度が速くならない問題があった。その上、従来の
方法の基板配置では、一度の処理で、多くの基板の処理
が難しい。
On the other hand, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-330979, when the substrate is held perpendicular to the solution surface and rotated in the plane of the substrate, the film thickness variation between the substrates is changed. However, since the substrate itself is inserted into and fixed to the support rod, a hole must be formed, and that portion cannot be used. Further, since the substrate is rotated at a predetermined position about the center thereof, the supply of the solution to the substrate surface is also limited,
There was a problem that the film forming speed did not increase. In addition, with the conventional substrate arrangement, it is difficult to process many substrates in one process.

【0015】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、液相成長法の特長を生
かして、複数枚の基板を一括に処理することで、量産性
を向上すると共に、結晶膜の厚みが均一で、品質の高い
半導体薄膜を形成できる方法および装置を提供すること
にある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and the object is to improve the mass productivity by processing a plurality of substrates at a time by utilizing the features of the liquid phase growth method. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of forming a high-quality semiconductor thin film having a uniform thickness of a crystal film.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、半導体を溶質として含む溶液で満たさ
れた坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基板を溶液内で
移動させながら半導体薄膜を成長させる半導体薄膜の製
造方法において、前記基板の成長面の中心部分における
法線方向と、前記基板の移動方向とのなす角度が5度以
上87度以下であり、前記基板の移動で前記溶液の流れ
を形成することを特徴とする半導体薄膜の製造方法を提
供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of immersing a plurality of substrates in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute and moving the substrates in the solution. In the method of manufacturing a semiconductor thin film, the semiconductor thin film is grown while being rotated. An angle between a normal direction at a center portion of a growth surface of the substrate and a moving direction of the substrate is 5 degrees or more and 87 degrees or less, and A method for manufacturing a semiconductor thin film, wherein the flow of the solution is formed by moving.

【0017】また、本発明は、半導体を溶質として含む
溶液で満たされた坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基
板を溶液内で移動させながら半導体薄膜を成長させる半
導体薄膜の製造方法において、前記基板の成長面の中心
部分における法線方向と、前記基板の移動方向とのなす
角度が93度以上175度以下であり、前記基板の移動
で前記成長面の近傍に実質的に渦流を生じることなく前
記溶液の流れを形成することを特徴とする半導体薄膜の
製造方法を提供する。
Further, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor thin film, wherein a plurality of substrates are immersed in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, and the semiconductor thin film is grown while moving the substrates in the solution. The angle between the normal direction at the center of the growth surface of the substrate and the direction of movement of the substrate is not less than 93 degrees and not more than 175 degrees, and the movement of the substrate substantially causes an eddy current near the growth surface. A method for producing a semiconductor thin film, characterized in that the flow of the solution is formed without generation.

【0018】さらに、本発明は、少なくとも、半導体を
溶質として含む溶液で満たされた坩堝と、該坩堝の温度
を制御する手段と、複数の基板を該溶液内で一体として
移動させる基板移動手段と、各基板の中央部における法
線方向と各基板の移動方向とのなす角度が5度以上87
度以下または93度以上175度以下となるよう支持す
る基板支持手段と、からなることを特徴とする半導体薄
膜の製造装置を提供する。
Further, the present invention provides at least a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, a means for controlling the temperature of the crucible, and a substrate moving means for integrally moving a plurality of substrates in the solution. The angle between the normal direction at the center of each substrate and the moving direction of each substrate is 5 degrees or more.
And a substrate support means for supporting the semiconductor thin film at a temperature of 93 degrees or less or 175 degrees or less.

【0019】なお、本発明において、「基板の成長面の
中心部分における法線方向」とは、「基板表面を起点と
して基板の成長面の法線に沿って基板から離れる向きに
設定されるベクトルの向き」のことであり、「基板の移
動方向」とは、「基板の重心の運動を表すベクトルの向
き」のことである。
In the present invention, "the normal direction at the center of the growth surface of the substrate" means "a vector set in a direction away from the substrate along the normal of the growth surface of the substrate starting from the surface of the substrate." And the "movement direction of the substrate" means "the direction of a vector representing the motion of the center of gravity of the substrate".

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】基板上に成長する半導体膜の膜厚
や膜質が、基板間でばらついたり、面内で大きな分布を
示したりするのは、坩堝中の溶液の各部で溶質(シリコ
ン等の半導体)の濃度や、各部における温度が異なるこ
とが原因である。そこで対策として、坩堝内に溶液の撹
拌機構を備え溶液を強制的に循環させることが考えられ
るが、装置が複雑化し、かつ坩堝内のスペースを必要と
するので好ましくない。そこで本発明においては、複雑
な機構を設けること無く効率的に溶液を撹拌し、溶液の
均一性を高めるための手段を提供する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The thickness or quality of a semiconductor film grown on a substrate varies between the substrates or exhibits a large distribution in the plane because a solute (such as silicon) is present in each part of the solution in the crucible. This is due to the difference in the concentration of the semiconductor) and the temperature in each part. As a countermeasure, it is conceivable to provide a stirring mechanism for the solution in the crucible and forcibly circulate the solution. However, it is not preferable because the apparatus becomes complicated and a space in the crucible is required. Therefore, the present invention provides a means for efficiently stirring a solution without providing a complicated mechanism and improving the uniformity of the solution.

【0021】即ち図24に示される様に、半導体を含有
する溶液で満たされた坩堝内に複数の基板を浸漬し、各
基板を一体として所定の方向に移動しつつ基板の所定の
面(成長面)に半導体膜を成長するに際して、各基板の
成長面の中央部に立てた法線が基板の移動方向に対して
所定の角度θを持つように配置する。そのため、溶液が
基板の表面に沿って流れ、複数の基板からなる基板列の
一方の領域Aから、基板列の他方の領域Bに溶液の移動
が起こる。基板列を横切り領域Aから領域Bに向かう流
れによって、坩堝の中を循環する溶液の流れを形成する
ことが出来るので、溶液内の溶質濃度や温度が均一化す
る。
That is, as shown in FIG. 24, a plurality of substrates are immersed in a crucible filled with a solution containing a semiconductor, and the respective substrates are integrally moved in a predetermined direction while a predetermined surface of the substrate (growth). When the semiconductor film is grown on the surface, the normal lines set at the center of the growth surface of each substrate are arranged so as to have a predetermined angle θ with respect to the moving direction of the substrate. Therefore, the solution flows along the surface of the substrate, and the solution moves from one area A of the substrate row including a plurality of substrates to the other area B of the substrate row. The flow of the solution circulating in the crucible can be formed by the flow from the region A to the region B across the substrate row, so that the solute concentration and the temperature in the solution become uniform.

【0022】しかし角度θが小さ過ぎると、図25に示
す様に、溶液の流れは基板の端で遮られ、基板間を横切
らなくなり、領域Aから領域Bへの流れが形成できな
い。また基板間には溶液が滞留し、基板の中央部で溶質
の濃度が局所的に低下しやすい。角度θが5度より小さ
いとこの様な状況となりやすい。
However, if the angle θ is too small, as shown in FIG. 25, the flow of the solution is interrupted at the edge of the substrate, and does not cross the space between the substrates, so that a flow from the region A to the region B cannot be formed. In addition, the solution stays between the substrates, and the concentration of the solute tends to locally decrease at the center of the substrate. If the angle θ is smaller than 5 degrees, such a situation is likely to occur.

【0023】また角度θが大き過ぎると、図26に示す
様に、基板表面に沿ったスムーズな溶質の流れは形成さ
れるが、基板を横切る流れを形成する力が弱いため、や
はり領域Aから領域Bへの流れが形成できない。角度θ
が87度より大きいとこの様な状況となりやすい。
If the angle θ is too large, a smooth solute flow is formed along the substrate surface as shown in FIG. 26, but the force for forming the flow across the substrate is weak. A flow to the region B cannot be formed. Angle θ
Is larger than 87 degrees, such a situation is likely to occur.

【0024】さらに角度θを90度より大きくすること
もできる。この場合は成長面が流れの下流側を向くこと
になるが、基板に沿った流れは形成されるので、半導体
膜を成長することができる。領域Aから領域Bへの流れ
を形成するための条件は、基本的には角度θが90度よ
り小さい場合と同様に考えることができる。具体的には
適当な角度θの範囲は、93度以上で175度以下であ
る。ただし、成長面が流れの下流側を向いているため、
図27に示す様に基板の下流側に渦流が生じる場合があ
る。渦流の中では溶液が循環しており、渦流の内外での
溶液の混合が制限されるため、渦流の中では溶質の濃度
が低下し、渦流が接していた成長面では半導体膜の厚さ
が減少する。そこでこの場合には、基板の大きさや形
状、流れの速さ等の条件を、特に慎重に選択する。
Further, the angle θ can be made larger than 90 degrees. In this case, the growth surface faces the downstream side of the flow, but the flow is formed along the substrate, so that the semiconductor film can be grown. The condition for forming the flow from the region A to the region B can be basically considered in the same manner as when the angle θ is smaller than 90 degrees. Specifically, the range of the appropriate angle θ is 93 degrees or more and 175 degrees or less. However, since the growth surface faces the downstream side of the flow,
As shown in FIG. 27, a vortex may be generated on the downstream side of the substrate. The solution circulates in the vortex and the mixing of the solution inside and outside the vortex is restricted, so that the concentration of the solute decreases in the vortex and the thickness of the semiconductor film on the growth surface where the vortex was in contact Decrease. Therefore, in this case, the conditions such as the size and shape of the substrate and the flow speed are carefully selected.

【0025】本発明における前記基板の大きさや形状、
流れの速さ等の条件とは、前記基板の移動で前記成長面
の近傍に実質的に渦流を生じない条件である。ここで
『実質的に渦流を生じない』とは、『渦流が全く存在し
ない』という意味ではなく、『半導体膜成長に悪影響を
与える渦流は存在しない』という意味である。
In the present invention, the size and shape of the substrate
The condition such as the flow speed is a condition under which the movement of the substrate does not substantially generate a vortex near the growth surface. Here, “substantially no eddy current” does not mean that there is no eddy current but means that there is no eddy current that adversely affects semiconductor film growth.

【0026】基板の移動の形態としては、直線上の往復
運動や、回転運動等の例を挙げることができ、図1に示
した様な基板支持台の往復運動や、図5に示した様な基
板支持台の回転運動で簡単に実現できる。
Examples of the form of the movement of the substrate include linear reciprocating movement and rotational movement. The reciprocating movement of the substrate support table as shown in FIG. 1 and the reciprocating movement of the substrate as shown in FIG. It can be easily realized by a simple rotation of the substrate support.

【0027】同様に、基板の移動の形態として、螺旋運
動の例を挙げることができ、基板を支持する支持台の回
転及び上下動で実現できる。
Similarly, as a form of the movement of the substrate, an example of a spiral movement can be cited, and the movement can be realized by rotating and vertically moving a support for supporting the substrate.

【0028】また角度θが同一であっても、成長面の中
央部に立てた法線と基板の移動方向の張る平面は、様々
な向きに向けることができる。典型的な例として、該平
面がほぼ垂直に立つ場合と、該平面がほぼ水平に寝る場
合を挙げることができる。ここで「ほぼ」というのは、
誤差を許容するということであり、誤差は具体的には±
1度程度である。
Even when the angle θ is the same, the plane extending between the normal line set at the center of the growth surface and the moving direction of the substrate can be oriented in various directions. Typical examples include a case where the plane stands substantially vertically and a case where the plane lays substantially horizontal. Here, "almost" means
Error is tolerated, and the error is specifically ±
About once.

【0029】前述したように、基板の移動方向は「基板
の重心の運動を表すベクトルの向き」のことであり、回
転運動等の曲線運動の場合は、基板の重心の軌跡の接線
の向きとなる(微小時間での軌跡のベクトルともいえ
る)。図24に示した様に、前記平面がほぼ垂直に立つ
場合で角度θが5度以上87度以下なら、溶液は坩堝の
底から溶液の表面に向かって上昇する流れを形成する。
また図27に示した様に、角度θが93度以上175度
以下なら、溶液の表面から坩堝の底へ向かって下降する
流れを形成する。
As described above, the direction of movement of the substrate is "the direction of the vector representing the movement of the center of gravity of the substrate". (It can also be called a vector of a trajectory in a very short time). As shown in FIG. 24, when the plane is substantially vertical and the angle θ is not less than 5 degrees and not more than 87 degrees, the solution forms a flow rising from the bottom of the crucible toward the surface of the solution.
As shown in FIG. 27, when the angle θ is 93 degrees or more and 175 degrees or less, a flow descending from the surface of the solution toward the bottom of the crucible is formed.

【0030】また複数の基板の並べ方としては、各基板
の成長面の中央部が所定の直線または曲線に沿って基板
が一体として移動することにより、各基板により形成さ
れた溶液の流れが協調しあって、坩堝内の溶液の循環が
効果的に形成される。とくに基板が円運動の場合、基板
を所定の直線を中心軸とする円周に沿って所定の間隔で
回転対称をなす様に配置し、さらに角度θを適切な値に
設定し、基板を一体として回転すると溶液の循環がさら
に効果的に形成される。図28に、4枚の基板を角度θ
が45度で角度θの張る平面が垂直に立つようにして、
円筒形の坩堝に入った溶液中に配置した場合を示す。こ
こで基板の外周端と坩堝の内側側面との間隔は、基板の
移動に支障が無い範囲で狭めてある。溶液は回転運動を
する基板によって底部から表面に掬い上げられるが、こ
の溶液は坩堝の中心に移動し、さらに中心軸近傍を下降
する。こうして溶液は坩堝全体を隈なく循環する。図2
9には、4枚の基板を、角度θが45度で角度θの張る
平面が水平に寝るようにして、円筒形の坩堝に入った溶
液中に配置した場合を示す。ここでは基板下端と坩堝の
底面の間隔は、基板の移動に支障が無い範囲で狭めてあ
る。この場合には溶液は坩堝の中心軸近傍から外周部に
押し出され、さらに溶液は溶液の表面に上昇した後再度
中心軸近傍を下降し、坩堝全体を隈なく循環する。
In order to arrange a plurality of substrates, the flow of the solution formed by each substrate is coordinated by moving the substrate integrally along a predetermined straight line or curve at the center of the growth surface of each substrate. Thus, the circulation of the solution in the crucible is effectively formed. In particular, when the substrate is in a circular motion, the substrate is arranged so as to be rotationally symmetric at predetermined intervals along a circumference around a predetermined straight line as a center axis, and the angle θ is set to an appropriate value, and the substrate is integrated. Rotating as circulates the solution more effectively. In FIG. 28, the four substrates are angled θ.
Is 45 degrees and the plane with the angle θ stands vertically,
This shows a case where the device is placed in a solution in a cylindrical crucible. Here, the distance between the outer peripheral end of the substrate and the inner side surface of the crucible is reduced within a range that does not hinder the movement of the substrate. The solution is scooped from the bottom to the surface by the rotating substrate, but the solution moves to the center of the crucible and descends near the center axis. The solution thus circulates throughout the crucible. FIG.
FIG. 9 shows a case where four substrates are placed in a solution placed in a cylindrical crucible with an angle θ of 45 degrees and a plane extending at an angle θ lying horizontally. Here, the distance between the lower end of the substrate and the bottom of the crucible is narrowed as long as the movement of the substrate is not hindered. In this case, the solution is extruded from the vicinity of the central axis of the crucible to the outer periphery, and the solution rises to the surface of the solution and then descends again near the central axis to circulate throughout the entire crucible.

【0031】また多数の基板を1バッチで処理できる大
型の坩堝を使用する場合、基板は中心軸を共有する複数
の円周に沿って複数の基板列を形成するように配置され
ても良い。例えば、基板の大きさに比べ直径の大きな坩
堝を使用する場合には、図8の様に、同一平面上の大小
異なる半径を持つ複数の円周に沿って基板を配列すれば
良い。図9は同じ装置の平面図、図10は同じく側面図
を示す。また基板の大きさに比べて深い坩堝を使用する
場合には、図11の様に、上下にずれて同一平面上にな
い同一半径を持つ複数の円周に沿って基板を配列すれば
良い。図12は同じ装置の平面図、図13は同じく側面
図を示す。
When a large crucible capable of processing a large number of substrates in one batch is used, the substrates may be arranged so as to form a plurality of substrate rows along a plurality of circumferences sharing a central axis. For example, when a crucible having a diameter larger than the size of the substrate is used, the substrates may be arranged along a plurality of circumferences having different radii on the same plane with different sizes as shown in FIG. FIG. 9 is a plan view of the same device, and FIG. 10 is a side view of the same device. When a crucible deeper than the size of the substrate is used, as shown in FIG. 11, the substrates may be arranged along a plurality of circles having the same radius that are vertically shifted and not on the same plane. FIG. 12 is a plan view of the same apparatus, and FIG. 13 is a side view of the same apparatus.

【0032】しかし、実際の設計にあたっては、中心軸
に対して回転対称をなす様に多数の基板を配置すること
が困難なことがある。またこの様な構成では、支持台へ
の基板の装着や、支持台からの基板の取り外しが困難な
場合がある。その様な場合には、まず複数の基板を互い
に平行に配置してなる基板群を構成し、この基板群が中
心軸に対し回転対称をなす様に配置すると良い。この様
な構成でも溶液の循環の形成に関してほぼ同等の効果が
得られる。この場合も複数の円周に沿って基板群を配置
することが可能で、具体的には図14〜図16や、図1
7〜図19や、図20〜図22の様な構成となる。各々
同一の装置の斜視図、側面図、平面図を表す。
However, in actual design, it may be difficult to arrange a large number of substrates so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis. Further, in such a configuration, it may be difficult to mount the substrate on the support base or to remove the substrate from the support base. In such a case, it is preferable to first form a substrate group in which a plurality of substrates are arranged in parallel with each other, and to arrange the substrate group so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis. With such a configuration, almost the same effect can be obtained with respect to the formation of the circulation of the solution. In this case as well, it is possible to arrange the substrate group along a plurality of circumferences. Specifically, FIG. 14 to FIG.
7 to 19 and FIGS. 20 to 22. 1 shows a perspective view, a side view, and a plan view of the same device.

【0033】なお、本発明の半導体薄膜の製造方法にお
いて、半導体を含有する溶液を作る溶媒としては、I
n、Sn、Al、Cu、Gaなどの金属を用いることが
できる。また、製造可能な半導体薄膜の種類としては、
Siのほか、GaAlAs、InGaAsP、GaP、
GaAsP、HgCdTeなどの化合物半導体が挙げら
れる。
In the method of manufacturing a semiconductor thin film according to the present invention, the solvent for forming the semiconductor-containing solution is I
Metals such as n, Sn, Al, Cu, and Ga can be used. The types of semiconductor thin films that can be manufactured include:
In addition to Si, GaAlAs, InGaAsP, GaP,
Compound semiconductors such as GaAsP and HgCdTe can be used.

【0034】また、本発明の半導体薄膜の製造方法にお
いて、半導体薄膜をエピタキシャル成長させる基板材料
としては、Si、InP、GaP、CdTeなどの半導
体基板のほか、金属級Si基板、セラミック基板やSU
S基板などの金属基板、および、ガラスなどの異種材料
を用いてもよい。また、基板形状としては、円形ウェフ
ァのほか、矩形形状であってもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor thin film of the present invention, the substrate material on which the semiconductor thin film is epitaxially grown may be a semiconductor substrate of Si, InP, GaP, CdTe, etc., a metal-grade Si substrate, a ceramic substrate or a SU.
A metal substrate such as an S substrate and a different material such as glass may be used. The substrate may have a rectangular shape in addition to a circular wafer.

【0035】本発明の半導体薄膜の製造方法において作
成される製品としては、太陽電池、SOI基板、エピタ
キシャルウェファ、発光ダイオードなどが挙げられる。
Products manufactured by the method for manufacturing a semiconductor thin film of the present invention include a solar cell, an SOI substrate, an epitaxial wafer, and a light emitting diode.

【0036】[0036]

【実施例】本発明の実施例について具体的に説明する。
実施例1は、複数の基板を溶液内で直線上を往復運動さ
せつつ基板上に単結晶シリコン膜を成長することを特徴
とする太陽電池の製造例である。また実施例2は、複数
の基板を溶液内で回転運動させつつ単結晶シリコン膜を
成長することを特徴とするエピタキシャルウェファの製
造例である。実施例3も、エピタキシャルウェファの製
造例である。実施例4は、複数の基板を溶液内で回転運
動させ、基板上に化合物半導体膜を成長することを特徴
とする発光ダイオードの製造例である。なお本発明は、
以下に説明する形態のみでなく、これらを用いたあらゆ
る組み合わせでの実施の形態も包含する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described.
Example 1 is an example of manufacturing a solar cell characterized in that a single-crystal silicon film is grown on a substrate while reciprocating a plurality of substrates in a solution in a straight line. Example 2 is an example of manufacturing an epitaxial wafer characterized by growing a single crystal silicon film while rotating a plurality of substrates in a solution. Example 3 is also an example of manufacturing an epitaxial wafer. Example 4 is an example of manufacturing a light emitting diode characterized in that a plurality of substrates are rotated in a solution and a compound semiconductor film is grown on the substrates. The present invention,
Not only the embodiments described below but also embodiments in any combination using these are included.

【0037】なお、本発明の各実施例の説明では、同一
または対応する部分には、同一の符号を付して、説明し
ている。
In the description of each embodiment of the present invention, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

【0038】[実施例1]この実施例では、基板成長面
の中央部の法線と移動方向のなす角度が所定の値となる
よう支持された複数の基板を、溶液内で直線移動させ、
基板上に単結晶シリコン膜を成長することを特徴とする
太陽電池の製造例であり、図1はこの発明の実施例によ
る液相成長装置の断面図である。この液相成長装置は、
基板を水平方向に往復運動させる機構を搭載し、溶液の
流れを形成する。
Example 1 In this example, a plurality of substrates supported so that the angle between the normal to the center of the substrate growth surface and the direction of movement was a predetermined value were linearly moved in the solution.
This is an example of manufacturing a solar cell characterized by growing a single crystal silicon film on a substrate, and FIG. 1 is a sectional view of a liquid phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention. This liquid phase growth equipment
A mechanism for reciprocating the substrate in the horizontal direction is mounted to form a flow of the solution.

【0039】前記液相成長装置は、石英の反応管7を有
し、この反応管7内には、金属溶液5の入った坩堝6が
設けられている。この坩堝6は石英ガラスの容器であ
る。坩堝6上には、基板を金属溶液5に浸漬するための
上下機構、及び、溶液内で左右に移動する機構を装備し
た基板支持台導入棒4が配置されている。この基板支持
台導入棒4には5枚の基板が支持できる基板支持台1が
接続してあり、成長面に立てた法線が水平から45度の
角度をなすように基板を支持する。符号8はヒータを示
す。また半導体の溶質を溶かし込む手段としての溶かし
込み基板は、成長用基板と同一の支持台に搭載可能で、
半導体膜の成長に先立って金属溶液に浸漬することで溶
質が補給される。
The liquid phase growth apparatus has a quartz reaction tube 7, in which a crucible 6 containing a metal solution 5 is provided. The crucible 6 is a quartz glass container. On the crucible 6, a substrate support bar introducing rod 4 equipped with a vertical mechanism for immersing the substrate in the metal solution 5 and a mechanism for moving the substrate left and right in the solution is arranged. A substrate support 1 capable of supporting five substrates is connected to the substrate support introduction rod 4 and supports the substrate such that a normal line on the growth surface forms an angle of 45 degrees from horizontal. Reference numeral 8 indicates a heater. In addition, the dissolution substrate as a means for dissolving the solute of the semiconductor can be mounted on the same support base as the growth substrate,
The solute is replenished by immersion in a metal solution prior to the growth of the semiconductor film.

【0040】図2は、実施例1の単結晶太陽電池の製造
工程を表す断面図である。始めに図2の(a)に示すよ
うに、単結晶Si基板11を陽極化成することにより、
多孔質Si層12を形成する。この陽極化成法による多
孔質Si層の形成方法は、よく知られており(例えば、
T.Unagami and M.Seki J.Electrochem.Soc 125,8(197
8))、HF系のエッチング液として、濃弗化水素酸(4
9%HF)を用いる。また、陽極化成中はSiウエハか
ら水素の気泡が発生するので、これを取り除くために、
アルコールを加える。なお、気泡除去のためには超音波
を加える方法も行われている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the single crystal solar cell of Example 1. First, as shown in FIG. 2A, by anodizing the single-crystal Si substrate 11,
The porous Si layer 12 is formed. The method of forming a porous Si layer by this anodization method is well known (for example,
T. Unagami and M. Seki J. Electrochem. Soc 125, 8 (197
8)), concentrated hydrofluoric acid (4
9% HF). In addition, during anodization, hydrogen bubbles are generated from the Si wafer.
Add alcohol. In addition, a method of applying ultrasonic waves is also used for removing bubbles.

【0041】多孔質Si層12の厚さは、10μmとし
た。以上のような工程で、図2の(b)のような多孔質
Si層12を、単結晶Si基板11表面に形成した。そ
して、この基板を液相成長装置に投入した。
The thickness of the porous Si layer 12 was 10 μm. Through the steps described above, the porous Si layer 12 as shown in FIG. 2B was formed on the surface of the single crystal Si substrate 11. Then, the substrate was put into a liquid phase growth apparatus.

【0042】この基板上への液相成長の手順を図3に示
す。まず、溶かし込み用Si基板20を基板支持台1に
保持し、上下機構を用いて、基板支持台1を下降させ、
900℃のInにGaを10重量%混合した溶液5(以
下In+Ga溶液)に20分間浸漬し、原料であるSi
を溶け込ませ、飽和状態を形成した(図3の(a)を参
照)。
FIG. 3 shows the procedure of liquid phase growth on the substrate. First, the Si substrate for melting 20 is held on the substrate support 1, and the substrate support 1 is lowered using the up-down mechanism.
It is immersed for 20 minutes in a solution 5 (hereinafter, In + Ga solution) in which Ga is mixed at 10% by weight of In at 900 ° C.
Was dissolved to form a saturated state (see FIG. 3A).

【0043】その後、溶かし込み用Si基板20がセッ
トされた基板支持台1を上昇し、次に、成長用の多孔質
Siを形成した基板12を基板支持台1にセットし、I
n+Ga溶液5に浸漬する前に、雰囲気ガス導入口(図
示せず)より水素を導入し、1020℃にて水素アニー
ルを行った(図3の(b)を参照)。次いで890℃ま
で、金属溶液5および基板を冷却しIn+Ga溶液5中
のSiが過飽和状態になったところで、上下機構を用い
て基板支持台1を下降させ、基板をIn+Ga溶液5に
浸漬し、毎分10回の割合で基板を左右に往復運動しつ
つ金属溶液の温度をさらに下げ、多孔質Si層12上に
5分間で厚さ約2μmのp+ Si層13を成長した(図
3の(c)を参照)。成長中に溶液のInはSi層13
に殆ど取り込まれないが、Gaは多量に取り込まれてp
型ドーパントとして機能する。p + Si層13のシート
抵抗の分布は100±15Ω/□であった。
Thereafter, the melting Si substrate 20 is set.
The substrate support 1 is lifted, and then a porous
The substrate 12 on which Si is formed is set on the substrate support 1, and I
Before immersion in the n + Ga solution 5, the atmosphere gas inlet (see FIG.
) And hydrogen annealing at 1020 ° C.
(See FIG. 3B). Then to 890 ° C
Then, the metal solution 5 and the substrate are cooled and the In + Ga solution 5
When Si becomes supersaturated, use the up / down mechanism
To lower the substrate support 1, and put the substrate in the In + Ga solution 5.
Immerse and reciprocate the substrate left and right at a rate of 10 times per minute.
The temperature of the metal solution is further reduced, and the
Approximately 2 μm thick p in 5 minutes+ The Si layer 13 was grown (see FIG.
3 (c)). During the growth, the In of the solution is replaced by the Si layer 13.
Is hardly incorporated into Ga, but Ga is incorporated in large amounts and p
Functions as a type dopant. p + Sheet of Si layer 13
The distribution of resistance was 100 ± 15Ω / □.

【0044】次に、坩堝内のIn+Ga溶液5をIn溶
液22に交換した後、前記と同様にして、溶かし込み用
の基板を、金属溶液内に溶かし込んだ(図3の(d)を
参照)。その際1000℃でSiを溶かし込み、これを
990℃まで冷却したところで基板をIn溶液に浸漬
し、毎分10回の割合で基板を左右に往復運動しつつ、
15分でp- Si層14を成長した(図3の(e)を参
照)。p- Si層14の厚さの分布は面内で30±2μ
mであった。
Next, after replacing the In + Ga solution 5 in the crucible with the In solution 22, the dissolving substrate was dissolved in the metal solution in the same manner as described above (see FIG. 3 (d)). ). At that time, the Si was melted at 1000 ° C., and when the Si was cooled to 990 ° C., the substrate was immersed in the In solution, and the substrate was reciprocated right and left at a rate of 10 times per minute.
The p - Si layer 14 was grown in 15 minutes (see FIG. 3E). The thickness distribution of the p - Si layer 14 is 30 ± 2 μm in the plane.
m.

【0045】その後、坩堝内のIn溶液22を、n+
i成長用のSn溶液23に交換した後、溶かし込み用の
基板を、n+ Si24に替えて800℃でSn溶液内に
溶かし込んだ後(図3の(f)を参照)、5分で厚さ約
0.2μmの単結晶のn+ Si層15を液相成長した
(図3の(g)を参照)。
Thereafter, the In solution 22 in the crucible is replaced with n + S
After exchanging with the Sn solution 23 for i-growth, the substrate for dissolution was dissolved in the Sn solution at 800 ° C. instead of n + Si24 (see (f) in FIG. 3), and in 5 minutes A single crystal n + Si layer 15 having a thickness of about 0.2 μm was grown in a liquid phase (see FIG. 3 (g)).

【0046】以上のようにして、Si基板の上に、多孔
質Si層12を介して、単結晶p+Si層13、p-
i層14、n+ Si層15を成長した(図2の(e)を
参照)。
As described above, the single-crystal p + Si layer 13 and the p - S
An i layer 14 and an n + Si layer 15 were grown (see FIG. 2E).

【0047】この時点で、多孔質Si層12にクサビを
挿入し、太陽電池となるSi層とSi基板19を分離し
た(図2の(f)を参照)。多孔質Si層はSiウエハ
や液相成長させたSi層に比べて、その内部に大量の空
隙が形成されているため、引っ張り、圧縮、せん断など
の機械的な強度が弱く、クサビを挿入すると破壊され
て、この部分からSi層を剥離できる。また多孔質Si
層12は、体積に比べて表面積が飛躍的に増大してお
り、化学エッチングは、多孔質化していない単結晶Si
に比べて著しく増速される。従って単結晶層表面にテー
プを貼り付けて機械的に分離したり、エッチング液に浸
漬したりすることによっても、多孔質Si層12からS
i基板19と単結晶層とを分離することもできる。
At this time, a wedge was inserted into the porous Si layer 12 to separate the Si layer to be a solar cell from the Si substrate 19 (see FIG. 2 (f)). The porous Si layer has a large amount of voids inside it compared to the Si wafer or the Si layer grown by liquid phase, so the mechanical strength such as pulling, compression, shearing, etc. is weak, and when a wedge is inserted It is broken and the Si layer can be peeled from this portion. Porous Si
The layer 12 has a dramatically increased surface area compared to the volume, and the chemical etching is performed on a non-porous single-crystal Si.
The speed is significantly increased as compared with. Therefore, the tape can be stuck to the surface of the single crystal layer to mechanically separate it, or immersed in an etching solution to form the S from the porous Si layer 12.
The i-substrate 19 and the single crystal layer can be separated.

【0048】分離後、p+ Si層13の下面に導電性基
板18としてステンレスシートを貼り付け、n+ Si層
15の表面に、図2の(g)に示すように、グリッド電
極16を印刷などの方法で形成し、その後、反射防止層
17をn+ Si層15の表面に形成し(図2の(h)を
参照)、太陽電池のユニットセルが完成した。AM−
1.5のソーラーシミュレータで評価したところ、変換
効率は平均15%と良好な特性を示した。
After the separation, a stainless steel sheet is adhered to the lower surface of the p + Si layer 13 as the conductive substrate 18, and the grid electrode 16 is printed on the surface of the n + Si layer 15 as shown in FIG. After that, the antireflection layer 17 is formed on the surface of the n + Si layer 15 (see FIG. 2H), and the unit cell of the solar cell is completed. AM-
When evaluated with a 1.5 solar simulator, the conversion efficiency showed an average characteristic of 15%, showing good characteristics.

【0049】一方本発明の効果が得られる角度θの下限
を調べるため、角度θの異なる基板支持台を用意し比較
を行った。他の条件は共通として、液相成長の際に角度
θ=4度の基板支持台1を使用すると、p+ Si層13
のシート抵抗の分布は250±150Ω/□、p- Si
層14の厚さの分布は14±6μmとなり、p+ Si層
13は著しく高抵抗に、p- Si層14は著しく薄くな
った。特に基板の中央部で膜が薄く、高抵抗になる傾向
が見られた。また作成した太陽電池の変換効率は平均8
%と著しく低下した。角度θ=6度の基板支持台1を使
用した場合、p + Si層13のシート抵抗の分布は13
5±35Ω/□、p- Si層14の厚さの分布は25±
5μm、平均の変換効率は13%と、顕著に向上した。
これはθ=4度では図25の様にIn溶液が基板間を流
れなかったのに対し、θ=6度では図24の様にIn溶
液が基板間を流れたためと考えられる。また本実施例で
は基板が往復運動をするため、基板の戻りの際には実質
的にθ=5度はθ=175度に相当することになる。
On the other hand, the lower limit of the angle θ at which the effects of the present invention can be obtained.
Prepare board supports with different angles θ to compare
Was done. Other conditions are common, and the angle during liquid phase growth is
When the substrate support 1 at θ = 4 degrees is used, p+Si layer 13
Sheet resistance distribution is 250 ± 150Ω / □, p-Si
The thickness distribution of the layer 14 is 14 ± 6 μm, and p+Si layer
13 has extremely high resistance, p-Si layer 14 is extremely thin
Was. Thin film, especially at the center of the substrate, tends to have high resistance
It was observed. The conversion efficiency of the created solar cell is 8 on average.
%. Using the substrate support 1 with an angle θ = 6 degrees
If you use +The sheet resistance distribution of the Si layer 13 is 13
5 ± 35Ω / □, p-The distribution of the thickness of the Si layer 14 is 25 ±
At 5 μm, the average conversion efficiency was remarkably improved to 13%.
This is because when θ = 4 degrees, the In solution flows between the substrates as shown in FIG.
On the other hand, when θ = 6 degrees,
It is considered that the liquid flowed between the substrates. In this embodiment,
Is reciprocating, so when the substrate returns,
In general, θ = 5 degrees corresponds to θ = 175 degrees.

【0050】[実施例2]この実施例では、基板成長面
の中央部の法線と移動方向のなす角度θが所定の値とな
るよう支持された複数の基板を、溶液内で回転運動さ
せ、基板上に半導体膜を成長することを特徴とするエピ
タキシャルウェファの製造例であり、基板として6イン
チφの面方位(100)のp+Czシリコンウェファを
使用する。また図11に本実施例で使用する基板支持台
の斜視図を示す。図12は同じ装置の平面図、図13は
同じく側面図である。ここには角度θ=45度の例を示
すが、比較のためθ=0度、5度、30度、45度、6
0度、87度、90度、93度、135度、175度、
180度の基板支持台も用意した。
[Embodiment 2] In this embodiment, a plurality of substrates supported so that an angle θ between a normal line at the center of the substrate growth surface and a moving direction has a predetermined value is rotated in a solution. This is an example of manufacturing an epitaxial wafer characterized in that a semiconductor film is grown on a substrate, and a p + Cz silicon wafer having a plane orientation (100) of 6 inches φ is used as the substrate. FIG. 11 is a perspective view of a substrate support used in this embodiment. FIG. 12 is a plan view of the same device, and FIG. 13 is a side view of the same device. Here, an example in which the angle θ is 45 degrees is shown, but for comparison, θ = 0 degrees, 5 degrees, 30 degrees, 45 degrees, and 6 degrees.
0 degree, 87 degree, 90 degree, 93 degree, 135 degree, 175 degree,
A 180-degree substrate support was also prepared.

【0051】まず、溶かし込み用のBドープのp- Si
基板を基板支持台に保持し、上下機構を用いて、基板支
持台1を下降させ、950℃のIn溶液5に20分間浸
漬し、原料であるSiを溶け込ませ、飽和状態とした。
First, B-doped p - Si for melting is used.
The substrate was held on the substrate support, and the substrate support 1 was lowered using the up-and-down mechanism, immersed in an In solution 5 at 950 ° C. for 20 minutes, and Si as a raw material was dissolved to obtain a saturated state.

【0052】その後、溶かし込み用p- Si基板がセッ
トされた基板支持台1を上昇して、成長用の基板2とし
て8枚の(100)p+ Czシリコンウェファを基板支
持台1にセットし、In溶液内に浸漬する前に、雰囲気
ガス導入口(図示せず)より水素を導入し、基板2の表
面の自然酸化膜を除去するため1000℃にて水素アニ
ールを行った。次いで940℃まで、In溶液を冷却し
In溶液中のSiが過飽和状態になったところで、上下
機構を用いて基板支持台1を下降させ、基板をIn溶液
に浸漬し、毎分10回の割合で基板を(上から見て)反
時計回りに回転しつつIn溶液の温度をさらに下げ、基
板2上にSi層を成長した。20分間成長した後、基板
支持台1を引き上げ、基板を取り外した。成長したSi
層の表面には殆どInの析出は見られなかったが、念の
ため塩酸中に30分漬け、完全に金属分の除去を図っ
た。また成長中に溶液のInはSi層に殆ど取り込まれ
ることが無いが、溶かし込み基板から溶け出したBがS
i層に取り込まれたため、Si層の比抵抗はほぼ1〜2
Ωcm程度となった。こうしてp+ ウェファ上にp-
i層が積層されたエピタキシャルウェファが形成でき
た。
Thereafter, the substrate support 1 on which the p - Si substrate for melting is set is raised, and eight (100) p + Cz silicon wafers are set on the substrate support 1 as growth substrates 2. Before immersion in the In solution, hydrogen was introduced from an atmosphere gas inlet (not shown), and hydrogen annealing was performed at 1000 ° C. to remove a natural oxide film on the surface of the substrate 2. Then, the In solution was cooled to 940 ° C., and when the Si in the In solution became supersaturated, the substrate support 1 was lowered using the up / down mechanism, and the substrate was immersed in the In solution, and the rate was increased 10 times per minute. While rotating the substrate counterclockwise (as viewed from above), the temperature of the In solution was further lowered, and a Si layer was grown on the substrate 2. After growing for 20 minutes, the substrate support 1 was lifted, and the substrate was removed. Grown Si
Almost no In deposition was observed on the surface of the layer, but it was immersed in hydrochloric acid for 30 minutes to make sure that the metal content was completely removed. Also, while the In of the solution is hardly taken into the Si layer during the growth, the B dissolved out of the substrate is
Since the Si layer was taken into the i-layer, the specific resistance of the Si layer was approximately 1 to 2
It became about Ωcm. In this way on the p + wafer p - S
An epitaxial wafer having an i-layer was formed.

【0053】表1に成長したp- Si層の厚さを測定し
た結果を示す。ここでは8枚の基板内、上段の4枚のp
- Si層の厚さの平均と分布、及び下段の4枚のp-
i層の厚さの平均と分布幅を示す。
Table 1 shows the results of measuring the thickness of the grown p - Si layer. Here, of the eight substrates, the upper four
- average thickness and distribution of the Si layer, and the four lower p - S
The average of the thickness of the i-layer and the distribution width are shown.

【0054】[0054]

【表1】 角度θ=5度〜87度、93度〜175度の範囲では、
上段のSi層も下段のSi層も厚さの平均がほぼ等し
く、分布も狭い。ところが角度θ=0度、90度、18
0度では、下段のSi層の厚さが顕著に減少する。さら
にθ=0度、180度では基板の中央部で厚さが顕著に
減少したため、分布が広がった。角度θ=0度、90
度、180度では坩堝中のIn溶液の循環が不十分とな
り、溶液表層に密度の低いSiを高濃度に含む溶液が滞
留し、一方坩堝の底に近い部分ではSiが不足し成長速
度が低下したと考えられる。またθ=0度、180度で
は、さらに基板の中央部へのSiを高濃度に含むメルト
の供給が不足し、厚さの分布が顕著になったと考えられ
る。
[Table 1] In the range of the angle θ = 5 degrees to 87 degrees and 93 degrees to 175 degrees,
Both the upper and lower Si layers have substantially the same average thickness and a narrow distribution. However, the angle θ = 0 degree, 90 degrees, 18
At 0 degrees, the thickness of the lower Si layer is significantly reduced. Further, at θ = 0 degrees and 180 degrees, the distribution was widened because the thickness was significantly reduced at the center of the substrate. Angle θ = 0 degree, 90
At 180 degrees, the circulation of the In solution in the crucible becomes insufficient, and the solution containing low-density Si at a high concentration stays on the surface of the solution, while the portion near the bottom of the crucible lacks Si and the growth rate decreases. It is thought that it was done. At θ = 0 ° and 180 °, it is considered that the supply of the melt containing Si at a high concentration to the central portion of the substrate was further insufficient, and the thickness distribution became remarkable.

【0055】[実施例3]この実施例では、実施例2と
同等の液相成長装置を使用し、エピタキシャルウェファ
を製造し、さらに作成条件や使用する治具への依存性を
詳細に調べた。即ち、回転速度を毎分10回転、20回
転、30回転と変化させた。また角度θが45度、13
5度の基板支持台を用いて比較を行った。またエピタキ
シャルウェファにおいては、基板の裏面への成長は勿
論、表面の縁辺から所定の幅より内側に、精度良く成長
することが好ましい。そのため、所望の部分の外側で成
長を行わないため、図30と図31にその断面構造を示
す基板支持板と周辺リングを、それぞれ組み合わせて使
用した。
[Embodiment 3] In this embodiment, an epitaxial wafer was manufactured using the same liquid phase growth apparatus as that of Embodiment 2, and further, the dependence on the preparation conditions and the jig used was examined in detail. . That is, the rotation speed was changed to 10, 20, and 30 rotations per minute. The angle θ is 45 degrees, 13
A comparison was made using a 5 degree substrate support. In addition, in the epitaxial wafer, it is preferable that the epitaxial wafer be grown on the inside of a predetermined width from the edge of the front surface with high accuracy, as well as on the back surface of the substrate. Therefore, in order not to grow outside the desired portion, a substrate support plate and a peripheral ring whose sectional structures are shown in FIGS. 30 and 31 were used in combination.

【0056】実施例2と同様にp- Si層を成長した
後、各々の場合についても8枚の基板のp- Si層の厚
さとその分布を調べた。本実施例では角度θは理想的な
値に設定されているため、上段と下段で厚さに違いが認
められなかったので、上段と下段の区別はしない。
After the p - Si layer was grown in the same manner as in Example 2, the thickness and distribution of the p - Si layer of eight substrates were examined in each case. In the present embodiment, since the angle θ is set to an ideal value, there is no difference in thickness between the upper and lower tiers, so the upper and lower tiers are not distinguished.

【0057】表2は図30に示した周辺リングを使用し
た場合、表3は図31に示した周辺リングを使用した場
合を示す。
Table 2 shows the case where the peripheral ring shown in FIG. 30 is used, and Table 3 shows the case where the peripheral ring shown in FIG. 31 is used.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】[0059]

【表3】 表2で角度θ=45度の場合には、回転数の増加に伴
い、ややSi層は厚くなる傾向があるが、分布は広がら
ない。角度θ=135度の場合には、毎分20回転以上
では、基板の移動方向の先端側ほぼ半分の領域で厚さが
顕著に減少し、厚さの分布が拡大した。表3でも同様の
傾向が見られるが、角度θ=135度でも毎分20回転
までは、分布の拡大は見られなかった。
[Table 3] When the angle θ is 45 degrees in Table 2, the Si layer tends to be slightly thicker as the number of rotations increases, but the distribution does not spread. In the case where the angle θ was 135 degrees, at 20 rotations per minute or more, the thickness was remarkably reduced in almost a half area on the tip side in the moving direction of the substrate, and the thickness distribution was expanded. Although a similar tendency is seen in Table 3, even at an angle θ of 135 degrees, the distribution did not expand up to 20 rotations per minute.

【0060】角度θ=135度(基板の成長面は下流
側)では、回転数の増加に伴い、図27に示した様に下
流側に渦流が形成されやすい、回転数を上げた際に膜厚
の分布が拡大したと考えられる。また、周辺リングを使
用した場合、リングと基板の接する隅の部分では、溶液
の流れが乱れ渦流を形成し易い。特に成長面が下流側を
向くθ=135度の場合にはその傾向が強まると思われ
る。しかし図31の周辺リングを使用した表3の場合で
は、周辺リングを薄く、また周辺リングにより流れが淀
み難くなるようリングの断面形状を工夫したので、同じ
回転数でも渦流が出来難くなったものと考えられる。
At the angle θ = 135 ° (the growth surface of the substrate is on the downstream side), a vortex is likely to be formed on the downstream side as shown in FIG. 27 as the rotational speed increases. It is considered that the thickness distribution was expanded. When a peripheral ring is used, the flow of the solution is turbulent at the corner where the ring and the substrate are in contact with each other, and a vortex is easily formed. In particular, when the growth surface is directed to the downstream side at θ = 135 degrees, the tendency seems to increase. However, in the case of Table 3 using the peripheral ring of FIG. 31, the peripheral ring was thinner and the cross-sectional shape of the ring was devised so that the flow was less likely to stagnate due to the peripheral ring. it is conceivable that.

【0061】[実施例4]ここでは、基板成長面の法線
方向と移動方向がなす角度θが所定値となる様に支持さ
れた複数の基板を、溶液内で回転運動させ基板上に半導
体膜を成長することを特徴とする発光ダイオードの製造
法の例である。
[Embodiment 4] Here, a plurality of substrates supported so that an angle θ between a normal direction of a substrate growth surface and a moving direction becomes a predetermined value is rotated in a solution to form a semiconductor on a substrate. 3 is an example of a method for manufacturing a light emitting diode, which comprises growing a film.

【0062】図4は本実施例で使用する液相成長装置の
断面図である。この液相成長装置は、基板の移動機構と
して、基板支持台を回転する機構を搭載している。基板
の法線方向50と移動方向51のなす角度θは45度で
あり、矩形基板を4枚搭載できる。なお、図5は基板支
持台の斜視図、図6は同じく平面図、図7は同じく側面
図を示す。
FIG. 4 is a sectional view of a liquid phase growth apparatus used in this embodiment. This liquid phase growth apparatus is equipped with a mechanism for rotating a substrate support as a substrate moving mechanism. The angle θ between the normal direction 50 of the substrate and the moving direction 51 is 45 degrees, and four rectangular substrates can be mounted. 5 is a perspective view of the substrate support, FIG. 6 is a plan view of the same, and FIG. 7 is a side view of the same.

【0063】図23は、実施例4における発光ダイオー
ドの製造工程を表す断面図である。ここでは、図23の
(a)に示すように、n型InP基板40を用意した。
その後、液相成長装置にて、n型ドーパントの含有した
InP溶液を、坩堝内に投入した後、図23の(b)に
示すように、バッファ層であるn型InP層41を形成
した。
FIG. 23 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode in the fourth embodiment. Here, as shown in FIG. 23A, an n-type InP substrate 40 was prepared.
Thereafter, an InP solution containing an n-type dopant was charged into the crucible using a liquid phase growth apparatus, and then an n-type InP layer 41 serving as a buffer layer was formed as shown in FIG.

【0064】その後、坩堝内の溶液を、ドーパントを含
有しないInGaAsP溶液に交換し、図23の(c)
に示すように、活性層InGaAsP層42を形成し
た。以下、同様に、坩堝内の溶液をP型ドーパントの含
有したInP溶液に交換し、P型クラッド層であるIn
P層43を形成した(図23の(d)を参照)。次に、
キャップ層であるP型InGaAsP層44を形成した
(図23の(e)を参照)。
After that, the solution in the crucible was replaced with an InGaAsP solution containing no dopant, and the solution was replaced with an InGaAsP solution containing no dopant as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, an active layer InGaAsP layer 42 was formed. Hereinafter, similarly, the solution in the crucible is replaced with an InP solution containing a P-type dopant, and the P-type clad layer In
A P layer 43 was formed (see FIG. 23D). next,
A P-type InGaAsP layer 44 serving as a cap layer was formed (see FIG. 23E).

【0065】この各層の成長の際に、基板を溶液内で回
転移動させた場合、基板表面に次々に新しい溶液が触れ
ることになり、成膜レートが向上すると同時に、基板表
面に接触した溶液が坩堝内を効率的に循環し、撹拌が効
率よく行われる。
When the substrate is rotated in the solution during the growth of each layer, a new solution comes into contact with the surface of the substrate one after another, so that the film formation rate is improved and at the same time, the solution in contact with the substrate surface is removed. It circulates efficiently in the crucible, and stirring is performed efficiently.

【0066】結果として、多数基板上に効率よく成長す
ることができた。なお、この回転の際に上下動を加え
て、全体として、螺旋状の移動をしてもよい。
As a result, it was possible to efficiently grow on many substrates. In addition, a vertical movement may be added at the time of this rotation, and a spiral movement may be performed as a whole.

【0067】その後、液相成長装置より取り出し、n型
InP基板40裏面及びP型InGaAsP層44面に
電極45を形成した(図23の(f)を参照)。そし
て、P型InGaAsP層44面の電極の光透過部分を
エッチングで除去した。
Thereafter, the substrate was taken out of the liquid phase growth apparatus, and electrodes 45 were formed on the back surface of the n-type InP substrate 40 and the surface of the p-type InGaAsP layer 44 (see FIG. 23 (f)). Then, the light transmitting portion of the electrode on the surface of the P-type InGaAsP layer 44 was removed by etching.

【0068】その後、図23の(g)で示すように、n
型InP基板40内までハーフダイシングを行い、各ダ
イオードチップに切り出し、図23の(h)に示すよう
に、アセンブリして、発光ダイオードとして完成した。
Thereafter, as shown in FIG.
Half dicing was performed to the inside of the mold InP substrate 40, cut out into each diode chip, and assembled as shown in FIG. 23 (h) to complete a light emitting diode.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明の方法によれば、半導体を溶質と
して含む基板を浸漬し溶液内で移動しつつ液相成長を行
う際に、基板成長面の中央部の法線方向と移動方向のな
す角度を所定の範囲とすることにより成長面に次々と溶
液が触れることになり、溶液に対する相対速度が上昇し
成膜レートの向上が達成される。同時に基板自身が溶液
を好適に撹拌する流れを形成し、また成長面の近傍に溶
液の渦流を形成しないことにより、成長した膜厚の均一
性も向上する。さらに本発明の方法によれば、簡な機構
で多数枚の基板の一括処理が可能となり、量産性の向上
につながる。
According to the method of the present invention, when a substrate containing a semiconductor as a solute is immersed and liquid phase growth is performed while moving in a solution, the direction of the normal to the center of the substrate growth surface and the direction of movement can be reduced. By setting the angle to a predetermined range, the solution comes into contact with the growth surface one after another, so that the relative speed with respect to the solution is increased and the film formation rate is improved. At the same time, the substrate itself forms a flow that suitably agitates the solution, and does not form a swirl of the solution near the growth surface, thereby improving the uniformity of the grown film thickness. Further, according to the method of the present invention, a large number of substrates can be collectively processed by a simple mechanism, which leads to an improvement in mass productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における、液相成長装置
の概略側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view of a liquid phase growth apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1の、太陽電池の製造工程
を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the solar cell according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1の製造工程における装置
状態を表す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating an apparatus state in a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2における、液相成長装置
の概略側面図である。
FIG. 4 is a schematic side view of a liquid phase growth apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明における基板支持台の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a substrate support according to the present invention.

【図6】本発明における基板支持台の上面図である。FIG. 6 is a top view of a substrate support according to the present invention.

【図7】本発明における基板支持台の側面図である。FIG. 7 is a side view of the substrate support according to the present invention.

【図8】本発明における別の事例としての、基板支持台
の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a substrate support as another example of the present invention.

【図9】本発明における別の事例としての、基板支持台
の上面図である。
FIG. 9 is a top view of a substrate support as another example of the present invention.

【図10】本発明における別の事例としての、基板支持
台の側面図である。
FIG. 10 is a side view of a substrate support as another example of the present invention.

【図11】本発明における他の事例としての、基板支持
台の斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a substrate support as another example of the present invention.

【図12】本発明における他の事例としての、基板支持
台の上面図である。
FIG. 12 is a top view of a substrate support as another example of the present invention.

【図13】本発明における他の事例としての、基板支持
台の側面図である。
FIG. 13 is a side view of a substrate support as another example of the present invention.

【図14】本発明における更に別の事例としての、基板
支持台の斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view of a substrate support as yet another example of the present invention.

【図15】本発明における更に別の事例としての、基板
支持台の側面図である。
FIG. 15 is a side view of a substrate support as still another example of the present invention.

【図16】本発明における更に別の事例としての、基板
支持台の上面図である。
FIG. 16 is a top view of a substrate support as still another example of the present invention.

【図17】本発明における更に他の事例としての、基板
支持台の斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view of a substrate support as still another example of the present invention.

【図18】本発明における更に他の事例としての、基板
支持台の側面図である。
FIG. 18 is a side view of a substrate support according to still another example of the present invention.

【図19】本発明における更に他の事例としての、基板
支持台の上面図である。
FIG. 19 is a top view of a substrate support as still another example of the present invention.

【図20】本発明における基板支持台の別の事例を示
す、基板支持台の斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view of a substrate support, showing another example of the substrate support in the present invention.

【図21】本発明における基板支持台の別の事例を示
す、基板支持台の側面図である。
FIG. 21 is a side view of the substrate support, showing another example of the substrate support in the present invention.

【図22】本発明における基板支持台の別の事例を示
す、基板支持台の上面図である。
FIG. 22 is a top view of the substrate support, showing another example of the substrate support in the present invention.

【図23】本発明の実施の形態2での、発光ダイオード
の製造工程を表す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the light-emitting diode according to the second embodiment of the present invention.

【図24】基板の配置と溶液の流れを示す説明図であ
る。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing the arrangement of substrates and the flow of a solution.

【図25】基板の配置と溶液の流れを示す説明図であ
る。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing the arrangement of substrates and the flow of a solution.

【図26】基板の配置と溶液の流れを示す説明図であ
る。
FIG. 26 is an explanatory diagram showing the arrangement of substrates and the flow of a solution.

【図27】基板の配置と溶液の流れを示す説明図であ
る。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing the arrangement of substrates and the flow of a solution.

【図28】4枚の基板を角度θが45度で角度θの張る
平面が垂直に立つようにして、円筒形の坩堝に入った溶
液中に配置した場合を示す説明図である。
FIG. 28 is an explanatory view showing a case where four substrates are placed in a solution placed in a cylindrical crucible with an angle θ of 45 degrees and a plane extending at an angle θ standing vertically;

【図29】4枚の基板を、角度θが45度で角度θの張
る平面が水平に寝るようにして、円筒形の坩堝に入った
溶液中に配置した場合を示す説明図である。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a case where four substrates are placed in a solution placed in a cylindrical crucible such that a plane at an angle θ of 45 degrees and an angle θ extends horizontally lie horizontally.

【図30】基板支持板と周辺リングを、それぞれ組み合
わせて使用した場合を示す断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a case where a substrate support plate and a peripheral ring are used in combination with each other.

【図31】基板支持板と周辺リングを、それぞれ組み合
わせて使用した場合を示す断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a case where a substrate support plate and a peripheral ring are used in combination with each other.

【図32】従来のディッピング型の、Siの液相成長装
置の断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view of a conventional dipping type Si liquid phase growth apparatus.

【図33】従来のディッピング型の、Siの液相成長装
置の断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view of a conventional dipping type Si liquid phase growth apparatus.

【図34】従来のディッピング型の、Siの液相成長装
置の要部の斜視図である。
FIG. 34 is a perspective view of a main part of a conventional dipping type liquid crystal growth apparatus for Si.

【図35】従来のディッピング型の、Siの液相成長装
置の断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view of a conventional dipping type liquid phase Si growth apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板支持台 2 成長用の基板 4 基板支持台導入棒 5 金属溶液 6 坩堝 7 石英の反応管 8 ヒータ 9 坩堝台 11 単結晶Si基板 12 多孔質Si層 13 P+Si層 14 単結晶P-Si層 15 N+Si層 16 グリッド電極 17 反射防止層 18 導電性基板 19 Si基板 20 溶かし込み用P+Si基板 21 溶かし込み用P-Si基板 22 P-Si成長用の金属溶液 23 N+Si成長用の金属溶液 24 溶かし込み用N+Si基板 40 n型InP基板 41 n型InP層 42 InGaAsP層 43 P型InP層 44 P型InGaAsP層 45 電極 46 電極の除去部 47 ダイシングによる切り込み 50 基板成長面の法線方向 51 基板の移動方向 101 基板ホルダ 102 グラファイト容器 103 溶液 104 成長用基板 201 縦型円筒形炉心管 203 坩堝 204 ヒータ 209 基板ホルダ 210 取り付け枠 215 保持枠 216 側脚部 216a 長穴 217 底板 218b 係合ピン 218 スペーサ 220 支持棒 310 電気炉 312 支持棒に取り付け可能な成長用基板 315 支持棒 317 駆動手段 318 支持台 319 リフタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate support 2 Growth substrate 4 Substrate support rod 5 Metal solution 6 Crucible 7 Quartz reaction tube 8 Heater 9 Crucible base 11 Single-crystal Si substrate 12 Porous Si layer 13 P + Si layer 14 Single-crystal P Si layer 15 N + Si layer 16 Grid electrode 17 Anti-reflection layer 18 Conductive substrate 19 Si substrate 20 P + Si substrate for dissolution 21 P - Si substrate for dissolution 22 Metal solution for P - Si growth 23 N + Si Metal solution for growth 24 N + Si substrate for dissolution 40 n-type InP substrate 41 n-type InP layer 42 InGaAsP layer 43 P-type InP layer 44 P-type InGaAsP layer 45 electrode 46 Electrode removal part 47 Cut by dicing 50 Substrate growth Surface normal direction 51 Substrate moving direction 101 Substrate holder 102 Graphite container 103 Solution 104 Growth base Reference Signs List 201 vertical cylindrical furnace tube 203 crucible 204 heater 209 substrate holder 210 mounting frame 215 holding frame 216 side leg 216a long hole 217 bottom plate 218b engaging pin 218 spacer 220 support rod 310 electric furnace 312 For growth that can be mounted on support rod Substrate 315 Support rod 317 Driving means 318 Support base 319 Lifter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 豪人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 水谷 匡希 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西田 彰志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岩上 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 齊藤 哲郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 庄司 辰美 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5F041 CA04 CA39 CA63 5F051 AA02 CB02 CB29 CB30 5F053 AA03 AA47 BB04 BB52 BB54 BB60 DD01 DD04 DD05 DD07 DD12 DD15 GG01 HH01 HH05 LL02 LL05 RR01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Yoshino 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Masaki Mizutani 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Non Co., Ltd. (72) Inventor Akishi Nishida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Makoto Iwami 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tetsuro Saito 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Tatsumi Shoji 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 5F041 CA04 CA39 CA63 5F051 AA02 CB02 CB29 CB30 5F053 AA03 AA47 BB04 BB52 BB54 BB60 DD01 DD04 DD05 DD07 DD12 DD15 GG01 HH01 HH05 LL02 LL05 RR01

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体を溶質として含む溶液で満たされ
た坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基板を溶液内で移
動させながら半導体薄膜を成長させる半導体薄膜の製造
方法において、前記基板の成長面の中心部分における法
線方向と、前記基板の移動方向とのなす角度を5度以上
87度以下とし、前記基板の移動で前記溶液の流れを形
成することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor thin film, a plurality of substrates are immersed in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, and the semiconductor thin films are grown while moving the substrates in the solution. Manufacturing a semiconductor thin film, wherein an angle formed between a normal direction at a center portion of a growth surface and a moving direction of the substrate is 5 degrees or more and 87 degrees or less, and the flow of the solution is formed by moving the substrate. Method.
【請求項2】 半導体を溶質として含む溶液で満たされ
た坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基板を溶液内で移
動させながら半導体薄膜を成長させる半導体薄膜の製造
方法において、前記基板の成長面の中心部分における法
線方向と、前記基板の移動方向とのなす角度を93度以
上175度以下とし、前記基板の移動で前記成長面の近
傍に実質的に渦流を生じることなく前記溶液の流れを形
成することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor thin film, comprising: immersing a plurality of substrates in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, and growing the semiconductor thin film while moving the substrates in the solution. The angle between the normal direction at the center of the growth surface and the direction of movement of the substrate is 93 ° or more and 175 ° or less, and the solution is substantially free from eddy near the growth surface due to the movement of the substrate. Forming a flow of a semiconductor thin film.
【請求項3】 半導体を溶質として含む溶液で満たされ
た坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基板を溶液内で移
動させながら半導体薄膜を成長させる半導体薄膜の製造
方法において、前記複数の基板は、一体として直線上を
往復運動し、往路では、前記基板の成長面の中心部分に
おける法線方向と、前記基板の移動方向とのなす角度を
5度以上87度以下として、前記基板の移動で前記溶液
の流れを形成し、復路では、半導体を溶質として含む溶
液で満たされた坩堝内に、複数の基板を浸漬し、該基板
を溶液内で移動させながら半導体薄膜を成長させる半導
体薄膜の製造方法において、前記基板の成長面の中心部
分における法線方向と、前記基板の移動方向とのなす角
度を93度以上175度以下とし、前記基板の移動で前
記成長面の近傍に実質的に渦流を生じることなく前記溶
液の流れを形成することを特徴とする半導体薄膜の製造
方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor thin film, comprising: immersing a plurality of substrates in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, and growing the semiconductor thin film while moving the substrates in the solution. The substrate integrally reciprocates on a straight line. On the outward path, the angle between the normal direction at the center of the growth surface of the substrate and the direction of movement of the substrate is set to 5 degrees or more and 87 degrees or less, and Forming a flow of the solution by movement, and in the return path, immersing a plurality of substrates in a crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, and growing the semiconductor thin film while moving the substrates in the solution; In the manufacturing method of (1), the angle between the normal direction at the center portion of the growth surface of the substrate and the moving direction of the substrate is not less than 93 degrees and not more than 175 degrees. A method for producing a semiconductor thin film, wherein a flow of the solution is formed without qualitatively generating a vortex.
【請求項4】 前記複数の基板は、一体として回転運動
することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体薄
膜の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the plurality of substrates rotate integrally as a unit.
【請求項5】 前記複数の基板は、該基板を支持する支
持台の回転によって、回転運動することを特徴とする請
求項4に記載の半導体薄膜の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the plurality of substrates are rotated by rotation of a support that supports the substrates.
【請求項6】 前記複数の基板は、一体として螺旋に沿
って運動することを特徴とする請求項1又は2に記載の
半導体薄膜の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the plurality of substrates move along a spiral as a unit.
【請求項7】 前記複数の基板は、該基板を支持する支
持台の回転及び上下運動によって螺旋運動をすることを
特徴とする請求項6に記載の半導体薄膜の製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the plurality of substrates perform a spiral motion by rotating and vertically moving a support that supports the substrates.
【請求項8】 前記複数の基板は、各々の成長面の中心
部分に立てた法線とその基板の移動方向が張る平面がほ
ぼ垂直に立つ様な方向を向くことを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載の半導体薄膜の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein the plurality of substrates are oriented such that a normal line formed at the center of each growth surface and a plane extending in the direction of movement of the substrates stand substantially perpendicularly.
4. The method for producing a semiconductor thin film according to any one of items 1 to 3.
【請求項9】 前記複数の基板は、各々の成長面の中心
部分に立てた法線とその基板の移動方向が張る平面がほ
ぼ水平に寝る様な方向を向くことを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載の半導体薄膜の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the plurality of substrates are oriented such that a normal line formed at the center of each growth surface and a plane extending in the direction of movement of the substrates lie substantially horizontally.
4. The method for producing a semiconductor thin film according to any one of items 1 to 3.
【請求項10】 前記複数の基板は、所定の直線を中心
軸とする円周に沿って所定の間隔で回転対称をなす様に
配置され、該基板は該円周に沿って移動することを特徴
とする請求項1又は2に記載の半導体薄膜の製造方法。
10. The plurality of substrates are arranged so as to be rotationally symmetric at predetermined intervals along a circumference around a predetermined straight line as a central axis, and the substrates move along the circumference. 3. The method for producing a semiconductor thin film according to claim 1, wherein:
【請求項11】 前記円周が、中心軸を共有する複数の
円周であることを特徴とする請求項10に記載の半導体
薄膜の製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein the circumference is a plurality of circumferences sharing a central axis.
【請求項12】 前記複数の円周が、同一の平面上の異
なる半径を持つ円周であることを特徴とする請求項11
に記載の半導体薄膜の製造方法。
12. The plurality of circumferences having different radii on the same plane.
3. The method for producing a semiconductor thin film according to item 1.
【請求項13】 前記複数の円周が、同一の平面上に無
い同一の半径を持つ円周であることを特徴とする請求項
11に記載の半導体薄膜の製造方法。
13. The method according to claim 11, wherein the plurality of circles are circles having the same radius that are not on the same plane.
【請求項14】 前記複数の基板は、互いに平行に配置
されて基板群を形成し、該基板群は、所定の直線を中心
軸とする円周に沿って所定の間隔で回転対称をなす様に
配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半
導体薄膜の製造方法。
14. The plurality of substrates are arranged in parallel with each other to form a substrate group, and the substrate group is rotationally symmetric at predetermined intervals along a circumference around a predetermined straight line as a central axis. The method according to claim 1, wherein the semiconductor thin film is disposed.
【請求項15】 前記所定の円周が、中心軸を共有する
複数の円周であることを特徴とする請求項14に記載の
半導体薄膜の製造方法。
15. The method according to claim 14, wherein the predetermined circumference is a plurality of circumferences sharing a central axis.
【請求項16】 前記複数の円周が、同一の平面上の異
なる半径を持つ円周であることを特徴とする請求項15
に記載の半導体薄膜の製造方法。
16. The system according to claim 15, wherein the plurality of circumferences are circumferences having different radii on the same plane.
3. The method for producing a semiconductor thin film according to item 1.
【請求項17】 前記複数の円周が、同一の平面上に無
い同一の半径を持つ円周であることを特徴とする請求項
15に記載の半導体薄膜の製造方法。
17. The method according to claim 15, wherein the plurality of circumferences are circumferences having the same radius that are not on the same plane.
【請求項18】 少なくとも、半導体を溶質として含む
溶液で満たされた坩堝と、該坩堝の温度を制御する手段
と、複数の基板を該溶液内で一体として移動させる基板
移動手段と、各基板の成長面の中心部分における法線方
向と各基板の移動方向とのなす角度が5度以上87度以
下または93度以上175度以下となるよう支持する基
板支持手段と、からなることを特徴とする半導体薄膜の
製造装置。
18. A crucible filled with a solution containing a semiconductor as a solute, a means for controlling the temperature of the crucible, a substrate moving means for integrally moving a plurality of substrates in the solution, Substrate support means for supporting an angle between the normal direction at the center of the growth surface and the direction of movement of each substrate to be 5 to 87 degrees or 93 to 175 degrees. Equipment for manufacturing semiconductor thin films.
【請求項19】 前記基板移動手段は、前記複数の基板
を一体として直線上を往復運動させることを特徴とする
請求項18に記載の半導体薄膜の製造装置。
19. The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 18, wherein said substrate moving means integrally reciprocates the plurality of substrates on a straight line.
【請求項20】 前記基板移動手段は、前記複数の基板
を一体として回転運動させることを特徴とする請求項1
8に記載の半導体薄膜の製造装置。
20. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate moving means rotates the plurality of substrates integrally.
9. The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to item 8.
【請求項21】 前記基板移動手段は、該基板支持手段
を回転及び上下運動させることによって、前記基板を一
体として螺旋運動させることを特徴とする請求項18に
記載の半導体薄膜の製造装置。
21. The semiconductor thin film manufacturing apparatus according to claim 18, wherein the substrate moving means makes the substrate integrally spiral by rotating and vertically moving the substrate supporting means.
【請求項22】 前記基板支持手段は、各々の基板を、
その成長面の中心部分に立てた法線とその移動方向が張
る平面がほぼ垂直に立つ様な方向を向けることを特徴と
する請求項18、20〜21のいずれかに記載の半導体
薄膜の製造装置。
22. The substrate supporting means, comprising:
22. The semiconductor thin film according to claim 18, wherein a normal line formed at the center of the growth surface and a plane extending the moving direction are oriented substantially perpendicularly. apparatus.
【請求項23】 前記基板支持手段は、各々の基板を、
その成長面の中心部分に立てた法線とその移動方向が張
る平面がほぼ水平に寝る様な方向を向けることを特徴と
する請求項18、20〜21のいずれかに記載の半導体
薄膜の製造装置。
23. The substrate supporting means, comprising:
22. The semiconductor thin film according to claim 18, wherein a normal line formed at the center of the growth surface and a plane extending in the moving direction are oriented so as to lie substantially horizontally. apparatus.
【請求項24】 前記基板支持手段は、前記複数の基板
を、所定の直線を中心軸とする円周に沿って所定の間隔
で回転対称をなす様に配置する請求項20〜23のいず
れかに記載の半導体薄膜の製造装置。
24. The substrate supporting means according to claim 20, wherein the plurality of substrates are arranged so as to be rotationally symmetric at predetermined intervals along a circumference centered on a predetermined straight line. 5. The apparatus for producing a semiconductor thin film according to claim 1.
【請求項25】 前記所定の円周が、前記中心軸を共有
する複数の円周であることを特徴とする請求項24に記
載の半導体薄膜の製造装置。
25. The apparatus according to claim 24, wherein the predetermined circumference is a plurality of circumferences sharing the central axis.
【請求項26】 前記複数の円周が、同一の平面上の異
なる半径を持つ円周であることを特徴とする請求項25
に記載の半導体薄膜の製造装置。
26. The method according to claim 25, wherein the plurality of circumferences are circumferences having different radii on the same plane.
3. The apparatus for producing a semiconductor thin film according to claim 1.
【請求項27】 前記複数の円周が、同一の平面上に無
い同一の半径を持つ円周であることを特徴とする請求項
25に記載の半導体薄膜の製造装置。
27. The apparatus according to claim 25, wherein the plurality of circles are circles having the same radius that are not on the same plane.
【請求項28】 前記基板支持手段は、前記複数の基板
を互いに平行に配置して形成した基板群を、所定の直線
を中心軸とする円周に沿って所定の間隔で回転対称をな
す様に配置することを特徴とする請求項18、20〜2
1のいずれかに記載の半導体薄膜の製造装置。
28. The substrate supporting means, wherein a substrate group formed by arranging the plurality of substrates in parallel with each other is rotationally symmetric at predetermined intervals along a circumference having a predetermined straight line as a central axis. 18. An arrangement according to claim 18, wherein
2. The apparatus for manufacturing a semiconductor thin film according to claim 1.
【請求項29】 前記所定の円周が、中心軸を共有する
複数の円周であることを特徴とする請求項28に記載の
半導体薄膜の製造装置。
29. The apparatus according to claim 28, wherein the predetermined circumference is a plurality of circumferences sharing a central axis.
【請求項30】 前記複数の円周が、同一の平面上の異
なる半径を持つ円周であることを特徴とする請求項29
に記載の半導体薄膜の製造装置。
30. The plurality of circumferences having different radii on the same plane.
3. The apparatus for producing a semiconductor thin film according to claim 1.
【請求項31】 前記複数の円周が、同一の平面上に無
い同一の半径を持つ円周であることを特徴とする請求項
29に記載の半導体薄膜の製造装置。
31. The apparatus according to claim 29, wherein the plurality of circles are circles having the same radius that are not on the same plane.
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