JP2003218030A

JP2003218030A - 結晶シリコン半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003218030A
Application number: JP2002012437A
Authority: JP
Inventors: Fumito Oka; 史人岡; Shinichi Muramatsu; 信一村松; Tadashi Sasaki; 唯佐々木
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶シリコン中に残留する触媒元素の量を減
らし、低コストで品質の良い結晶シリコン半導体装置を
提供すること。【解決手段】石英基板２の上に下地層３として酸化錫
を５００ｎｍ形成し（ステップ２０１）、下地層３の上
の一部もしくは全面に触媒元素４としてＮｉ層を０．６
ｎｍ形成し（ステップ２０２）、その上に非晶質シリコ
ン層５ａを１μｍ形成する（ステップ２０３）。次に、
６００℃の窒素雰囲気中で６時間熱処理を行い、非晶質
シリコン層５ａを結晶化して結晶シリコン層５ｂに変換
する（ステップ２０４）。

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
体装置及びその製造方法に関し、特に、非晶質シリコン
層に触媒元素を導入し熱処理を施して形成された結晶シ
リコン半導体装置及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、多結晶シリコンや微結晶シリコン
のような結晶シリコンを含む薄膜を用いた光電変換素子
の開発が盛んになっている。これらは、安価な基板上に
低温プロセスで良好な結晶性を持つ結晶シリコン薄膜を
形成し、これを光電変換装置に用いて、低コスト化と高
性能化を図るものである。

【０００３】この結晶シリコン薄膜を光電変換素子に用
いることによって非晶質シリコン光電変換素子で問題に
なっている光劣化が観測されず、さらに非晶質シリコン
光電変換素子では感度の無い長波長光をも電気的エネル
ギーに変換することができる。この技術は光電変換素子
のみならず光センサ等の光電変換装置への応用も可能で
ある。

【０００４】この結晶シリコン光電変換素子は、一般的
に、プラズマＣＶＤ法によって、直接結晶シリコン薄膜
を堆積させて形成させる。このプラズマＣＶＤの形成条
件は、水素でシラン系原料ガスを１５倍以上に希釈し、
プラズマ反応室内圧力を１０ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒ
ｒ、基板温度を１５０℃〜５５０℃、望ましくは４００
℃以下の範囲に制御して成膜する。これによって結晶性
のシリコン薄膜を基板上に低温で形成し、結晶成分を含
むシリコン薄膜光起電力素子を低コストで製造できるた
め、広く試みられてきた。

【０００５】しかしながら、このプラズマＣＶＤ法で
は、シリコン薄膜中に含まれる結晶成分は、８０％程度
以上にはできないことが明らかになっている。また、特
に異種基板上、例えば電極直上における結晶化率が低い
という問題もあり、プラズマＣＶＤ法を用いて形成され
た薄膜の膜質は限界が見えており、それを用いた光起電
力素子の特性をこれ以上向上させることは難しい。

【０００６】一方、非晶質シリコンに熱処理を施して固
相中で結晶化を行う方法がある。特開平７−３３５６６
０に、この方法で形成した薄膜を太陽電池素子に用いた
一例として、プラズマＣＶＤ法によって非晶質シリコン
層中に核形成を行い、プラズマＣＶＤチェンバー中で固
相成長を行う方法が開示されている。この方法によれ
ば、電極上に直接結晶化率の高いシリコン結晶薄膜を形
成することができる。

【０００７】しかしながら、特開平７−３３５６６０に
開示されたプラズマＣＶＤチェンバー中で固相成長を行
う方法によると、スループットの大幅な向上は望めな
い。光起電力素子の低コスト化のためには更に大幅なス
ループットの向上が必要とされるので、これも問題であ
る。

【０００８】結晶シリコンの固相成長法は、Ｒ．Ｃ．Ｃ
ａｍａｒａｔａらによって非晶質シリコンに触媒元素を
導入し、熱処理を施すことで結晶シリコンに変換される
現象がＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅ．、Ｖｏｌ５、Ｎｏ１０
（１９９０）Ｐ．２１３３〜２１３８に報告されてい
る。この方法によれば低温かつ高速で多結晶の成膜が可
能であるとされ、特に低温での結晶化は、例えばＮｉ金
属元素を導入して熱処理することで達成可能であるとさ
れている。この方法によって非晶質シリコンを従来の方
法よりも大幅に高速で結晶化することができる。

【０００９】本出願人は、特願２０００−１４５０５６
９に上記の非晶質シリコンに触媒元素を導入し、熱処理
を施すことによって光起電力素子の活性層であるｉ層を
結晶化する方法を特許出願中である。ｉ層とは、シリコ
ン元素以外に意図的に不純物を混入させていない層であ
る。この方法によれば、活性層の結晶化時間を大幅に短
縮できるので、光起電力素子の製造コストの増大を防ぐ
ことができる。

【００１０】しかし、この方法は、非晶質シリコンに導
入した触媒元素がそのまま結晶シリコン中に残留すると
いう問題がある。結晶シリコン中の触媒元素の量が５×
１０ ¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³を超えて含まれると、触媒元
素として用いている金属の特性が半導体に顕れてしまい
好ましくない。

【００１１】そこで、結晶シリコン中に残留する触媒元
素の量を減らすためには導入する触媒元素の量を少なく
すればよいが、導入する触媒元素の量を減らすと、非晶
質シリコンから結晶シリコンに変換する速度が下がり、
結晶化に時間が掛かるという問題が発生する。

【００１２】また、触媒元素を減らした場合でも、結晶
シリコンの品質をより向上させるために、結晶シリコン
中に残留する触媒元素の量を５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ³以下に減らす必要がある。これは、特開平１０−０
８４１２５に開示されたハロゲン元素又は１５族元素に
よって半導体基板内の触媒元素をゲッタリングする方法
を用いれば解決される。

【００１３】

【発明が解決しょうとする課題】特開平１０−０８４１
２５に開示された触媒元素の量を減らす方法は、結晶化
を行う第１の工程とは別に、ハロゲン元素又は１５族元
素によって触媒元素をゲッタリングする第２の工程を必
要とする。第２の工程で触媒元素の量を５×１０ ¹⁸ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ³以下に減らすことができるが、太陽電池
素子は非常に低価格で供給する必要があるので、この半
導体装置を太陽電池素子に用いようとする場合、触媒元
素のゲッタリングに要するコストが問題となる。

【００１４】さらに、触媒元素をゲッタリングする第２
の工程の温度が７００℃〜１１００℃と高温であり、触
媒元素を減らすために、この高温に耐える高価な基板を
用いる必要があり、これも製品価格を更に引き上げるこ
ととなり大きな問題である。

【００１５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、結晶シリコン中に
残留する触媒元素の量を減らし、低コストで品質の良い
結晶シリコン半導体装置を製造することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、第１の発明は、基板と、前記基板上に形成され
た下地層と、前記下地層上に形成された結晶シリコン層
とを備え、前記下地層は、非晶質シリコン層を加熱処理
によって前記結晶シリコン層にするために前記非晶質シ
リコン層の中に導入した触媒元素もしくは前記非晶質シ
リコン層に接するように形成した触媒元素を含んでいる
ことを特徴とする結晶シリコン半導体装置である。

【００１７】第１の発明では、触媒の下に下地層を形成
したので触媒元素が非晶質シリコン層に拡散するのみな
らず下地層にも取り込まれるため、結晶シリコン中に拡
散する触媒元素の量を減少させることができる。更に、
非晶質シリコン層の結晶化のための熱処理によって触媒
元素をゲッタリングできるので、シリコン中に残留する
触媒元素の量を５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下に大
幅に減少させることができる。また、下地層にリンや砒
素等のゲッター効果のある元素を導入すればこの効果は
更に大きくなる。第１の発明の構造を用いることで、結
晶質シリコン中に残留する触媒元素の量が下地層を用い
ない場合に比べて減少し、高品質な半導体素子を提供で
きる。

【００１８】第２の発明は、基板上に触媒元素を含まな
い下地層を形成する工程と、前記下地層の上に触媒元素
を含む触媒層を形成する工程と、前記触媒層の上に非晶
質シリコン層を形成する工程と、前記触媒層と前記非晶
質シリコン層を加熱する加熱工程とを有すことを特徴と
する結晶シリコン半導体装置の製造方法である。

【００１９】第２の発明では、基板上に順に形成された
下地層、触媒層、非晶質シリコン層に熱処理を施す工程
で、非晶質シリコンを結晶化すると同時に触媒元素を結
晶シリコンから減らすことができる。触媒元素による結
晶化を行う加熱工程で触媒元素を十分に減少させること
ができるため、従来の技術では、触媒元素を取り除くた
めに不可欠であったゲッタリング工程が不要であり、製
造コストを大幅に低下させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は本発明に係る結晶シリコン
半導体装置１ｂの製造過程を説明する図である。図１
（ａ）は、熱処理前のシリコン半導体装置１ａの断面
図、図１（ｂ）は、完成した結晶シリコン半導体装置１
ｂの断面図を示す。図１（ａ）に示すように、シリコン
半導体装置１ａは、石英基板２をベースとし、下地層３
として酸化錫、触媒元素４としてＮｉ層、非晶質シリコ
ン層５ａからなる。

【００２１】基板２にはガラス基板、石英基板、金属基
板、フィルム基板等、結晶半導体基板等結晶化を行うた
めの３００℃〜８００℃の熱処理に耐えうる材料であれ
ば他のものでも良い。下地層３は、太陽電池等の縦型素
子に用いる場合には、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴＯ等の導
電性材料を用いる必要がある。触媒元素４には、Ｎｉ，
Ｇｅ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ａｌ等がある。

【００２２】図１（ｂ）に示すように結晶シリコン半導
体装置１ｂは、（ａ）と同じく、石英基板２をベースと
し、下地層３としての酸化錫、結晶シリコン層５ｂから
なる。熱処理によって、非晶質シリコン層５ａは結晶シ
リコン層５ｂに変換され、触媒元素４は下地層３と、結
晶シリコン層５ｂに吸収され消失する。

【００２３】図２は、本発明に係る結晶シリコン半導体
装置１ｂの製造工程のフローチャートである。始めに石
英基板２の上に下地層３として酸化錫をスパッタリング
堆積法で５００ｎｍ形成する（ステップ２０１）。下地
層３の形成方法は、他にＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅ
ａｍ）蒸着法等、酸化錫を形成できる方法であれば他の
方法を用いても良い。

【００２４】次に、下地層３の上の一部もしくは全面に
触媒元素４としてＮｉ層をＥＢ蒸着法で０．６ｎｍ形成
し（ステップ２０２）、触媒元素４の上に非晶質シリコ
ン層５ａをプラズマＣＶＤ法で１μｍ形成する（ステッ
プ２０３）。

【００２５】非晶質シリコン層５ａの形成方法は、ＭＢ
Ｅ（ＭｏｌｅｃｕｌｏｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｉｃ
ｙ）法、熱ＣＶＤ法、Ｃａｔ−ＣＶＤ法等、非晶質シリ
コン層５ａを形成できればどのような方法でも良い。図
１の（ａ）は、ステップ２０３までの工程で作製された
シリコン半導体装置１ａである。

【００２６】次に、６００℃の窒素雰囲気中で６時間熱
処理を行い、非晶質シリコン層５ａを結晶化して結晶シ
リコン層５ｂに変換する（ステップ２０４）。熱処理の
温度は、用いる触媒元素の種類や量によって異なるが３
００℃〜８００℃で行う。安価なガラス基板を用いる場
合は、ガラス基板が耐えうる温度として５５０℃以下の
温度にする。熱処理で非晶質シリコン層５ａは結晶シリ
コン層５ｂに変換される。

【００２７】加熱処理後の結晶シリコン層中に含まれる
触媒元素の量をＳＩＭＳ（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎ
ＭａｓｓＳｐｅｃｔｏｒｏｓｃｏｐｙ）分析を行っ
て測定した。比較のために，下地層を用いず石英基板上
に直接触媒元素を形成し、その上に非晶質シリコン層を
形成したものに同じ時間、同じ温度で熱処理を施した結
晶シリコン半導体装置にも、ＳＩＭＳ分析を行った。

【００２８】その結果、下地層を用いなかった結晶シリ
コン層中には１×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の触媒元素
が含まれていたのに対し、下地層を用いた結晶シリコン
層中には１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の触媒元素しか
含まれていなかった。また、下地層側からＴｉ、Ｎｉの
順に触媒元素を積層させると、加熱処理後（１１１）配
向し、且つ、結晶シリコン層における触媒元素の量も１
×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の濃度であった。

【００２９】（実施例１）本発明を太陽電池に応用した
実施例について説明する。図３は、本発明を応用した太
陽電池１１ｂ、１１ｃの製造過程を説明する図である。
図３（ａ）は、熱処理前のシリコン半導体装置１１ａの
断面図、図３（ｂ）は、完成した太陽電池１１ｂの断面
図、図３（ｃ）は、完成した太陽電池１１ｃの断面図で
ある。

【００３０】図３（ａ）に示すように、シリコン半導体
装置１１ａは、基板１２、金属電極１３、下地層１４、
触媒元素１５としてＮｉ層、燐を含んだ非晶質シリコン
層１６ａ、ノンドープの非晶質シリコン層１７ａ、ボロ
ンを含んだ非晶質シリコン層１８ａからなる。

【００３１】シリコン半導体装置１１ａは次のようにし
て形成される。基板には石英基板１２を用い、この上に
Ａｇの金属電極１３を用い、その上に下地層１４として
酸化錫を２００ｎｍ形成する。下地層１４には酸化錫の
ほかにＩＴＯ、酸化亜鉛でも効果が認められる。この上
に触媒元素１５としてＮｉ層を０．１ｎｍ形成し、その
上に燐を含んだ非晶質シリコン層１６ａ、ノンドープの
非晶質シリコン層１７ａ、ボロンを含んだ非晶質シリコ
ン層１８ａを順に積層する。

【００３２】図３（ｂ）に示すように太陽電池１１ｂ
は、基板１２、金属電極１３、下地層１４、結晶シリコ
ン層１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、透明導電膜１９、電極２
０からなる。熱処理によって図３（ａ）の非晶質シリコ
ン層１６ａ、１７ａ、１８ａは、触媒元素１５の働きで
結晶シリコン層１６ｂ、１７ｂ、１８ｂに変換され、触
媒元素１５は吸収され消失する。

【００３３】太陽電池１１ｂは次のようにして形成され
る。図３（ａ）のシリコン半導体装置１１ａに５５０℃
の熱処理を7時間行い、非晶質シリコン層１６ａ、１７
ａ、１８ａを結晶シリコン層１６ｂ、１７ｂ、１８ｂに
変換する。この結晶シリコン層１８ｂの上部全面にＩＴ
Ｏからなる透明導電膜１９を形成し、このＩＴＯからな
る透明導電膜１９の上に取り出し電極２０としてＡＬ電
極を形成し、太陽電池１１ｂを形成する。

【００３４】このように非晶質シリコン層１６ａ、１７
ａ、１８ａを３層にすると、発電層となるノンドープの
結晶シリコン層１７ｂに残留する触媒元素の量を更に減
少させることができる。発電層であるノンドープの結晶
シリコン層１７ｂ中に残留する触媒元素は、光によって
励起されたホールと電子を再び再結合させる再結合サイ
トとなるので、この構造によって再結合サイトを減少さ
せることができ、高い変換効率の太陽電池を低コストで
供給することができる。

【００３５】尚、結晶シリコン層１８ｂ上に透明導電膜
１９を形成せず、反射防止膜として酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化窒化シリコンを形成し、コンタクトホー
ルを形成した後、取り出し電極２０を形成した構造とし
ても良い。

【００３６】また、非晶質シリコン層１８ａを形成せ
ず、非晶質シリコン層１６ａ、１７ａに対して結晶化を
行い、結晶化の後にプラズマＣＶＤで結晶シリコン層１
７ｂの上にボロンを含んだ結晶シリコン層または非晶質
シリコン層を形成しても、同様な効果が得られる。

【００３７】結晶シリコンの導電型は、本実施例で記載
のｐｉｎ（Ｐ型／ノンドープ／ｎ型）の構成のほかにも
ｐｎ型、ｐｎｎ⁺（ＢＳＦ構造：ＢａｃｋＳｕｒｆａ
ｃｅＦｉｅｌｄ）型等を採用しても良い。

【００３８】図３（ｃ）に示すように太陽電池１１ｃ
は、太陽電池１１ｂの結晶シリコン層１８ｂと、透明導
電膜１９の間に非晶質シリコン層２１を形成したもので
ある。

【００３９】太陽電池１１ｃは、次のようにして形成さ
れる。図３（ｂ）の太陽電池１１ｂの結晶シリコン層１
８ｂ上に原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）、ドーパン
ドガスにシラボン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いてプラズマＣＶＤ法
で非晶質シリコン層２１を２ｎｍ形成する。この上部全
面にＩＴＯからなる透明導電膜１９を形成し、ＩＴＯか
らなる透明導電膜１９の上に取り出し電極２０としてＡ
Ｌ電極を形成する。

【００４０】結晶シリコン層１８ｂ上に非晶質シリコン
層２１を形成することによって、結晶シリコン層１８ｂ
表面での表面での再結合を飛躍的に減少させるだけでな
く、結晶シリコン層１６ｂ、１７ｂ、１８ｂに含まれる
触媒元素を含む不純物が非晶質シリコン層２１に更に吸
収されるため、結晶シリコン層１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ
の特性が大きく向上する。そのため、太陽電池１１ｃは
太陽電池１１ｂに比べて短絡電流が１．２倍、開放電圧
は、１．１５倍となった。また、非晶質シリコン層２１
に水素プラズマ処理を加えるとさらに効果的である。非
晶質シリコン層２１の水素含有率は０．１パーセント以
下とする。

【００４１】（実施例２）本発明を横方向の結晶化に応
用した実施例について説明する。図４は、本発明を横方
向の結晶化に応用した結晶シリコン半導体装置３１ｂの
製造過程を説明する図である。図４（ａ）は、熱処理前
のシリコン半導体装置３１ａの断面図、図４（ｂ）は、
完成した結晶シリコン半導体装置３１ｂの断面図を示
す。図４（ａ）に示すようにシリコン半導体装置３１ａ
は、基板３２、下地層３３、触媒元素３４としてＮｉ
層、非晶質シリコン層３５ａからなる。

【００４２】シリコン半導体装置３１ａは、次のように
して形成される。基板に石英基板３２を用い、石英基板
３２上に酸化亜鉛の下地層３３を形成し、その上に触媒
元素３４としてＮｉ層を幅１０μｍ、３００μｍピッチ
のライン上に形成し、その後非晶質シリコン層３５ａを
５０ｎｍ形成する。

【００４３】図４（ｂ）に示すように結晶シリコン半導
体装置３１ｂは、図４（ａ）と同じく、石英基板３２を
ベースとし、下地層３３としての酸化錫、結晶シリコン
層３５ｂからなる。熱処理によって、非晶質シリコン層
３５ａは、触媒元素３４の働きで結晶シリコン層３５ｂ
に変換され、触媒元素３４は、下地層３３と、結晶シリ
コン層３５ｂに拡散し吸収される。

【００４４】結晶シリコン半導体装置３１ｂは、次のよ
うにして形成される。シリコン半導体装置３１ａに５０
０℃の窒素雰囲気中にて２８時間熱処理を行う。この熱
処理によって非晶質シリコン層３５ａは（２２０）配向
を有した結晶シリコン層３５ｂに変換される。

【００４５】結晶シリコン層３５ｂの触媒元素濃度は１
×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³であり、下地層を用いない
場合と比較すると約３桁含有濃度が低下した。

【００４６】尚、本発明の結晶シリコン半導体薄膜装置
は、高品質な太陽電池の下地層の他にも、その他の半導
体装置、例えば、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ）用基板、ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯ
ｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等にも応用可能である。
本発明は高品質で低コストな半導体装置の供給に寄与す
るものである。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の結
晶シリコン半導体装置及びその製造方法によると、下地
層を触媒層の下に設けたため、非晶質シリコン層と触媒
元素を加熱して触媒元素で非晶質シリコン層を結晶化さ
せ結晶シリコン半導体装置を製造するとき、余分な触媒
元素が下地層に吸収され結晶シリコン半導体装置が触媒
元素を吸収する濃度を十分低く抑えられるので、高品質
の結晶シリコン半導体装置を安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る結晶シリコン半導体装置１ｂの製
造過程を説明する図

【図２】本発明に係る結晶シリコン半導体装置１ｂの製
造工程のフローチャート

【図３】本発明を応用した太陽電池１１ｂ、１１ｃの製
造過程を説明する図

【図４】本発明を横方向の結晶化に応用した結晶シリコ
ン半導体装置３１ｂの製造過程を説明する図

【符号の説明】

１ａ、１１ａ、３１ａ………シリコン半導体装置１ｂ、３１ｂ………結晶シリコン半導体装置２、１２、３２………基板３、１４、３３………下地層４、１５、３４………触媒元素５ａ、３５ａ………非晶質シリコン層５ｂ、３５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ………結晶シリ
コン層１１ｂ、１１ｃ………太陽電池１３………金属電極１６ａ………燐を含んだ非晶質シリコン層１７ａ………ノンドープな非晶質シリコン層１８ａ………ボロンを含んだ非晶質シリコン層１９………透明導電膜２０………Ａｌ電極２１………非晶質シリコン層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木唯東京都千代田区大手町一丁目６番１号日立電線株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA02 CB02 CB12 CB24 CB30 5F052 AA11 DA02 DB01 DB03 DB06 EA11 EA15 FA06 JA01 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された結晶シリコン層とを備え、前記下地層は、非晶質シリコン層を加熱処理によって前
記結晶シリコン層にするために前記非晶質シリコン層の
中に導入した触媒元素もしくは前記非晶質シリコン層に
接するように形成した触媒元素を含んでいることを特徴
とする結晶シリコン半導体装置。
【請求項２】前記基板は、導電性もしくは非導電性を
有することを特徴とする請求項１記載の結晶シリコン半
導体装置。
【請求項３】前記下地層は、導電性を有することを特
徴とする請求項１記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項４】前記下地層は、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴ
Ｏ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｙｓｉｄｅ）もしくはこ
れらを含む化合物であることを特徴とする請求項１記載
の結晶シリコン半導体装置。
【請求項５】前記触媒は、前記下地層と前記非晶質シ
リコン層の間の一部もしくは全面に形成されることを特
徴とする請求項１記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項６】前記触媒は、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｔｉの中の一種類もしくは、
少なくとも２種類以上の混合物であることを特徴とする
請求項１記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項７】前記結晶シリコン層は、５×１０¹⁸ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ³以下の前記触媒元素を含有すること特徴
とする請求項１記載の結晶シリコン半導体装置。
【請求項８】前記結晶シリコン層は、２つ以上の導電
型を有することを特徴とする請求項１記載の結晶シリコ
ン半導体装置。
【請求項９】前記基板と前記下地層との間に形成され
た金属電極と、前記結晶シリコン層の上部表面の一部もしくは全面に形
成された導電性を有する電極層とを更に備えることを特
徴とする請求項１から請求項８記載の結晶シリコン半導
体装置。
【請求項１０】前記結晶シリコン層と前記電極層の間
の一部もしくは全面に形成された透明導電膜ＩＴＯを更
に備えることを特徴とする請求項９記載の結晶シリコン
半導体装置。
【請求項１１】前記結晶シリコン層と前記電極層の間
の一部もしくは全面に形成された反射防止膜を更に備え
ることを特徴とする請求項９記載の結晶シリコン半導体
装置。
【請求項１２】前記結晶シリコン層と前記電極層との
間に形成された非晶質シリコン層を更に備えることを特
徴とする請求項９または請求項１０記載の結晶シリコン
半導体装置。
【請求項１３】前記非晶質シリコン層は、０．１パー
セントの水素を含むことを特徴とする請求項１２記載の
結晶シリコン半導体装置。
【請求項１４】基板上に触媒元素を含まない下地層を
形成する工程と、前記下地層の上に触媒元素を含む触媒層を形成する工程
と、前記触媒層の上に非晶質シリコン層を形成する工程と、前記触媒層と前記非晶質シリコン層を加熱する加熱工程
とを有す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１５】前記加熱工程は、加熱温度を３００℃
〜８００℃とすることを特徴とする請求項１４記載の結
晶シリコン半導体装置の製造方法。