JP2003347304A - Silicon substrate and manufacturing method therefor - Google Patents

Silicon substrate and manufacturing method therefor

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JP2003347304A
JP2003347304A JP2002152179A JP2002152179A JP2003347304A JP 2003347304 A JP2003347304 A JP 2003347304A JP 2002152179 A JP2002152179 A JP 2002152179A JP 2002152179 A JP2002152179 A JP 2002152179A JP 2003347304 A JP2003347304 A JP 2003347304A
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JP
Japan
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hydrogen
silicon substrate
substrate
silicon
treatment
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JP2002152179A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kurimoto
祐司 栗本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for inactivating a defect with a high improvement effect of diffusion length of a polycrystalline silicon substrate. <P>SOLUTION: A second conductive layer is formed on the surface of a silicon substrate. Then the second conductive layer is removed. Then the surface of the silicon substrate where the second conductive layer is removed is irradiated with hydrogen. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明はシリコン基板の製造
方法およびこの製造方法で製造されたシリコン基板に関
する。
The present invention relates to a method of manufacturing a silicon substrate and a silicon substrate manufactured by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】多結晶シリコン基板の品質向上のため
に、多結晶シリコン基板の表面から水素を導入して、多
結晶シリコン基板における欠陥個所を水素終端する試み
がなされてきた。水素をシリコンに導入するいくつかの
方法が知られている。
2. Description of the Related Art In order to improve the quality of a polycrystalline silicon substrate, attempts have been made to introduce hydrogen from the surface of the polycrystalline silicon substrate to terminate a defective portion in the polycrystalline silicon substrate with hydrogen. Several methods for introducing hydrogen into silicon are known.

【0003】真空プロセスを用い、気相を経由してシリ
コンに水素を導入する方法として、次のようなものが知
られている。特開昭59−136926号公報では、多
結晶シリコン基板に水素プラズマを用いて直接水素を照
射する方法を開示している。特開昭58−23487号
公報、特開昭58−64035号公報では、水素プラズ
マから引き出された水素イオンを加速することによりシ
リコン結晶中に水素を導入する方法を説明している。特
開平3−283471号公報ではイオンによる基板損傷
を避けるために表面を酸化膜で覆い、水素プラズマ処理
後、酸化膜を除去する方法を開示している。
As a method for introducing hydrogen into silicon via a gas phase using a vacuum process, the following is known. JP-A-59-136926 discloses a method of directly irradiating a polycrystalline silicon substrate with hydrogen using hydrogen plasma. JP-A-58-23487 and JP-A-58-64035 describe a method of introducing hydrogen into a silicon crystal by accelerating hydrogen ions extracted from hydrogen plasma. JP-A-3-283471 discloses a method in which the surface is covered with an oxide film in order to avoid damage to the substrate due to ions, and the oxide film is removed after hydrogen plasma treatment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、水素とシリコンの結合モードをモノハイドライド、
ダイハイドライド、トリハイドライドというように制御
する概念が無い。そのため基板によって欠陥不活性化の
効果が小さい。例えば特開昭58−23487号公報、
特開昭58−64035号公報においては、水素プラズ
マから引き出した水素イオンを意図的に加速しシリコン
結晶中に導入している。これらの方法では、加速された
数10eV以上のエネルギーをもつイオンにより水素終
端を行っているので、水素とシリコンの結合状態(結合
エネルギーは数eV)を制御することはできない。特開
昭59−136926号公報では、水素プラズマに多結
晶シリコン基板を直接暴露し原子状水素による欠陥不活
性化を行っている。この特許では欠陥不活性化現象の解
釈としてSi−Hモードの増加をあげているがモード同
定のデータを提示しておらず推論の段階に留まってい
る。実際多結晶シリコン基板表面には様々なタイプの欠
陥が存在するため、水素処理により2種類の結合モード
が増加する。そして水素処理により2つの結合モードが
増加するとき拡散長改善は小さい。このように、特開昭
59−136926号公報では水素とシリコンの結合モ
ードを用いて現象を説明しようとしてはいるもの、実際
に結合モードを同定しそのデータをもとに制御している
と言い難い。特開平3−283471号公報では予め表
面を酸化膜で覆い、水素プラズマ処理後酸化膜を除去し
ているが、これでは表面層に施された欠陥不活性化層を
も同時に剥離することになり、基板表面に形成された水
素シリコン結合モードを変化させてしまう。
In the above prior art, the combined mode of hydrogen and silicon is monohydric,
There is no concept of controlling such as die hydride and trihydride. Therefore, the effect of inactivating defects is small depending on the substrate. For example, JP-A-58-23487,
In JP-A-58-64035, hydrogen ions extracted from hydrogen plasma are intentionally accelerated and introduced into a silicon crystal. In these methods, hydrogen termination is performed by accelerated ions having energy of several tens of eV or more, so that the bonding state between hydrogen and silicon (the binding energy is several eV) cannot be controlled. In JP-A-59-136926, a polycrystalline silicon substrate is directly exposed to hydrogen plasma to inactivate defects with atomic hydrogen. Although this patent mentions an increase in the number of Si-H modes as an interpretation of the defect inactivation phenomenon, it does not present data for mode identification and remains at the inference stage. In fact, since various types of defects are present on the surface of the polycrystalline silicon substrate, two types of coupling modes are increased by the hydrogen treatment. And, when the two coupling modes are increased by the hydrogen treatment, the diffusion length improvement is small. As described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-136926 intends to explain the phenomenon using the coupling mode of hydrogen and silicon, but says that the coupling mode is actually identified and controlled based on the data. hard. In JP-A-3-283471, the surface is previously covered with an oxide film and the oxide film is removed after the hydrogen plasma treatment. However, in this case, the defect passivation layer applied to the surface layer is also peeled off at the same time. This changes the hydrogen-silicon bonding mode formed on the substrate surface.

【0005】本発明は、水素とシリコンの結合モードを
制御することにより従来技術に比べてより拡散長改善効
果の高い多結晶シリコン基板の欠陥不活性化方法を実現
する。
The present invention realizes a method for inactivating a defect in a polycrystalline silicon substrate having a higher effect of improving the diffusion length as compared with the prior art by controlling the coupling mode between hydrogen and silicon.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、シリコン基
板表面に第二導電層を形成する工程、該第二導電層を除
去する工程、第二導電層が除去されたシリコン基板表面
に水素を照射する工程を含むことを特徴とするシリコン
基板の製造方法が提供される。
According to the present invention, a step of forming a second conductive layer on the surface of a silicon substrate, a step of removing the second conductive layer, and a step of removing hydrogen from the surface of the silicon substrate from which the second conductive layer has been removed. There is provided a method for manufacturing a silicon substrate, comprising a step of irradiating.

【0007】ここで第二導電層形成工程は、熱拡散又は
イオンインプランテーションを用いることを特徴とし、
水素照射工程は、触媒CVD法又は水素プラズマ処理法
であることが望ましい。
Here, the second conductive layer forming step is characterized by using thermal diffusion or ion implantation.
The hydrogen irradiation step is desirably a catalytic CVD method or a hydrogen plasma processing method.

【0008】さらに上記方法を用いて基板処理を施され
たシリコン基板が提供される。
Further, there is provided a silicon substrate which has been subjected to a substrate treatment using the above method.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】原子状水素はシリコン基板上のシ
リコン未結合手を終端して欠陥を不活性化することが知
られている。本発明者は、この考えをさらに進め、水素
とシリコンの結合モードを制御することより拡散長改善
に差が出ること、このような結合モードの違いは水素終
端処理に先立つシリコン基板前処理の違いに依存してい
ることを明らかにした。逆にこの原理を用いれば、水素
処理に先立つシリコン基板の処理によって、その後の水
素シリコン結合モード及び水素処理による基板品質改善
効果を増大させ得ることを示した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It is known that atomic hydrogen terminates silicon dangling bonds on a silicon substrate to inactivate defects. The present inventor has further advanced this idea and found that there is a difference in the diffusion length improvement by controlling the coupling mode between hydrogen and silicon.This difference in the coupling mode is the difference in the silicon substrate pretreatment prior to hydrogen termination. It is clear that it depends. Conversely, it was shown that if this principle is used, the silicon substrate treatment prior to the hydrogen treatment can increase the effect of improving the substrate quality by the subsequent hydrogen-silicon bonding mode and hydrogen treatment.

【0010】ここでシリコン基板前処理とは、シリコン
基板表面に第二導電層を形成し、この第二導電層を除去
する処理を意味する。より具体的にはP型シリコンウェ
ハーにPOCl3によるリン拡散を施し、拡散層を混酸
浸潤により取り除く工程である。ただし、リン拡散によ
る第二導電層形成手段は熱拡散処理に限定されず、他の
手段例えばイオンインプランテーションを用いても良
い。この処理の結果、後工程の水素処理によるシリコン
と水素の結合モードはモノハイドライド、ダイハイドラ
イド、トリハイドライド結合のいずれかの単一結合モー
ドに制御できると考えられる。
Here, the silicon substrate pre-treatment means a process of forming a second conductive layer on the surface of the silicon substrate and removing the second conductive layer. More specifically, this is a step of subjecting a P-type silicon wafer to phosphorus diffusion using POCl 3 and removing the diffusion layer by mixed acid infiltration. However, the means for forming the second conductive layer by phosphorus diffusion is not limited to the thermal diffusion treatment, and other means such as ion implantation may be used. As a result of this processing, it is considered that the bonding mode of silicon and hydrogen by the subsequent hydrogen processing can be controlled to a single bonding mode of any one of monohydride, die hydride, and trihydride bonding.

【0011】本発明は多結晶シリコンの場合に特に有利
な効果を得ることができる。第二導電層の形成はリンが
望ましいが、その他砒素、アンチモンなどの第二導電層
形成不純物を使用することができる。第二導電層の除去
は、第二導電層を全部除去するのが望ましいが、第二導
電層の一部が残っていても、また第二導電層を全部除去
し、さらにP型シリコン基板の一部を除去してもよい。
本実験では除去の手法として混酸浸潤を用いたが、フッ
素系ガスを用いたドライエッチングや機械研磨など他の
手法を用いてもよい。本実験ではP型シリコン基板にN
型を生成する不純物を導入したが、N型シリコン基板に
P型を生成する不純物、例えばボロン、アルミニウムな
どを導入しても良い。
The present invention can obtain a particularly advantageous effect in the case of polycrystalline silicon. Phosphorus is desirable for the formation of the second conductive layer, but other impurities for forming the second conductive layer such as arsenic and antimony can be used. The removal of the second conductive layer is preferably performed by completely removing the second conductive layer. However, even if a part of the second conductive layer remains, the second conductive layer is also entirely removed, and the P-type silicon substrate is further removed. Some may be removed.
In this experiment, mixed acid infiltration was used as a removing method, but other methods such as dry etching using fluorine-based gas and mechanical polishing may be used. In this experiment, N was added to the P-type silicon substrate.
Although an impurity for generating a mold is introduced, an impurity for generating a P-type, such as boron or aluminum, may be introduced into an N-type silicon substrate.

【0012】ここで水素処理とは、多結晶シリコン基板
を原子状水素で照射する工程を意味する。触媒CVD法
(1600℃以上に加熱したタングステンワイヤーを水
素ガスに接触させ原子状水素を生成する)、プラズマC
VD法(プラズマ中の高エネルギー電子を水素分子に衝
突させ原子状水素を生成する)などが一般的であるが、
これらに限定されない。原子状水素が供給される手段で
あれば本発明を実現することができる。
Here, the hydrogen treatment means a step of irradiating a polycrystalline silicon substrate with atomic hydrogen. Catalytic CVD (contacting a tungsten wire heated to 1600 ° C. or higher with hydrogen gas to generate atomic hydrogen), plasma C
The VD method (high-energy electrons in plasma collide with hydrogen molecules to generate atomic hydrogen) and the like are common,
It is not limited to these. The present invention can be realized by means for supplying atomic hydrogen.

【0013】図1は、P型多結晶シリコンウェハーを用
いた水素処理実験の結果を示す。横軸は水素処理前の拡
散長、縦軸は水素処理後の拡散長である。黒丸は多結晶
シリコンウェハーにPOCl3によるリン拡散処理を施
し、拡散層を混酸処理により取り除いた基板(以後、A
型基板)、白丸はリン拡散処理及びこのリン拡散層の除
去処理を施していない多結晶シリコン基板(以後、B型
基板)である。A型基板の拡散長初期値は70〜130
μm、B型基板のそれは100〜160μmにある。1
00〜130μmの間では両者は重なっているが、これ
らについて水素処理後の拡散長は明らかにA型基板の方
が大きい。リン拡散処理を施し、拡散層を混酸処理で取
り除いた基板は拡散長の改善幅が増大したことを意味し
ている。このように多結晶シリコン基板に第二導電層形
成及び第二導電層除去処理を施した上で水素処理を行え
ば、より大きな拡散長改善が得られることがわかった。
FIG. 1 shows the results of a hydrogen treatment experiment using a P-type polycrystalline silicon wafer. The horizontal axis is the diffusion length before hydrogen treatment, and the vertical axis is the diffusion length after hydrogen treatment. The black circles indicate a substrate (hereinafter referred to as A) from which a polycrystalline silicon wafer was subjected to a phosphorus diffusion treatment using POCl 3 and a diffusion layer was removed by a mixed acid treatment.
White substrate is a polycrystalline silicon substrate (hereinafter referred to as a B-type substrate) that has not been subjected to the phosphorus diffusion process and the phosphorus diffusion layer removal process. The initial value of the diffusion length of the A-type substrate is 70 to 130.
μm, that of the B-type substrate is between 100 and 160 μm. 1
Both are overlapped between 00 and 130 μm, but the diffusion length after hydrogen treatment is clearly larger for the A-type substrate. The substrate from which the phosphorus diffusion treatment was performed and the diffusion layer was removed by the mixed acid treatment means that the improvement in the diffusion length was increased. It has been found that a larger improvement in the diffusion length can be obtained by performing the hydrogen treatment after performing the second conductive layer formation and the second conductive layer removal treatment on the polycrystalline silicon substrate.

【0014】この原因を明らかにするために、水素とシ
リコンの結合状態を昇温脱離ガス分析により調べた。結
果を図2に示す。横軸は温度、縦軸は水素ガス量を示
す。(a)はA型基板、(b)はB型基板の結果であ
る。実線は水素処理後、点線は水素処理前の基板を昇温
脱離ガス分析したものである。よって実線と点線の差は
水素処理により付加された水素を意味する。300〜5
00℃での昇温脱離ガス分析においては水素は主に結晶
粒界を含むシリコン表面から脱離するものと考えられ、
本結果は主にシリコン結晶粒界から得られた情報である
と考えられる。昇温脱離ガス分析においては存在する水
素シリコン結合のモードによって出てくる水素ガスの出
てくる温度が異なっている。A型基板においては400
〜500℃での水素の脱離が増えており、単一の水素シ
リコン結合モードが水素処理によって生成することがわ
かる。一方、B型基板では400〜500℃でのガスの
放出は見られるものの、500℃以上の温度で水素脱離
が増加しており、2つの水素シリコン結合モードが水素
処理によって生成することがわかる。このように、シリ
コン基板前処理を施しておくことにより、後の水素処理
工程で生じる粒界における水素シリコン結合モードが単
一化することが分かった。
To clarify the cause, the bonding state between hydrogen and silicon was examined by thermal desorption gas analysis. FIG. 2 shows the results. The horizontal axis indicates temperature, and the vertical axis indicates the amount of hydrogen gas. (A) shows the result for the A-type substrate, and (b) shows the result for the B-type substrate. The solid line is the result of the thermal desorption analysis of the substrate before the hydrogen treatment, and the dotted line is the result of the thermal desorption gas analysis before the hydrogen treatment. Therefore, the difference between the solid line and the dotted line means hydrogen added by the hydrogen treatment. 300-5
In the thermal desorption gas analysis at 00 ° C, it is considered that hydrogen mainly desorbs from the silicon surface including the crystal grain boundaries,
This result is considered to be mainly information obtained from silicon crystal grain boundaries. In thermal desorption gas analysis, the temperature at which hydrogen gas comes out differs depending on the mode of hydrogen-silicon bonding that exists. 400 for A-type substrates
The desorption of hydrogen at ℃ 500 ° C. is increasing, indicating that a single hydrogen-silicon bonding mode is generated by the hydrogen treatment. On the other hand, in the case of the B-type substrate, although gas release is observed at 400 to 500 ° C., hydrogen desorption increases at a temperature of 500 ° C. or higher, indicating that two hydrogen silicon bonding modes are generated by the hydrogen treatment. . As described above, it has been found that by performing the silicon substrate pretreatment, the hydrogen-silicon bonding mode at the grain boundary generated in the subsequent hydrogen treatment step is unified.

【0015】上記現象は欠陥が多量に存在するシリコン
結晶粒界でのシリコン配列乱れ低減と関係している。不
純物はシリコンのネットワークに歪を作りだす。欠陥が
多量に存在する結晶粒界近くに不純物が位置したとき、
不純物の生成する歪は粒界におけるシリコンの配列を乱
す。リン拡散処理+拡散層除去処理によりシリコンに含
まれていた不純物が除去される(※参照)と、不純物に
よるシリコン配列の乱れも除去される。リン拡散処理の
無い場合、不純物による粒界でのシリコン配列の乱れは
水素処理後に見られる複数の水素シリコン結合モードの
原因となっていた。リン拡散により不純物が除かれ、粒
界におけるシリコン配列の乱れが除去されることにより
水素とシリコンの結合モードは単一化した。
The above phenomenon is related to a reduction in silicon arrangement disorder at silicon crystal grain boundaries where a large number of defects exist. Impurities create strain in the silicon network. When impurities are located near the grain boundaries where many defects exist,
The strain generated by the impurities disturbs the arrangement of silicon at the grain boundaries. When the impurities contained in the silicon are removed by the phosphorus diffusion treatment and the diffusion layer removal treatment (see *), the disorder of the silicon arrangement due to the impurities is also removed. Without the phosphorus diffusion treatment, the disorder of the silicon arrangement at the grain boundaries due to impurities has caused a plurality of hydrogen-silicon bonding modes observed after the hydrogen treatment. Impurities were removed by phosphorus diffusion, and disorder of the silicon arrangement at grain boundaries was removed, so that the coupling mode between hydrogen and silicon was unified.

【0016】※不純物にはNa,Li,Kなどのアルカ
リ金属、Fe, Cu, Au, Crなどの重金属があ
る。これらの不純物はいずれもSi内の拡散速度が速
く、かなり低温で侵入することが知られている。そこで
ウェハーの格子不整合部分にゲッターシンクをつくり、
プロセス中の熱処理によってこの部分に不純物を吸着さ
せた後、エッチングで除去することにより、シリコン内
の不純物濃度を低減することが可能となる。ゲッターシ
ンクとしては結晶中の格子歪みが用いられることが多
い。格子歪みをシリコン内に導入するためにウェハーを
POCl3、P25等の雰囲気に照射しリンを高濃度に
拡散することによりシリコン内部にミスフィット転移を
作り出す方法(IEEE Transactions o
n Electron Devices 37(199
0)382.)などがある。
* The impurities include alkali metals such as Na, Li and K, and heavy metals such as Fe, Cu, Au and Cr. It is known that all of these impurities have a high diffusion rate in Si and penetrate at a considerably low temperature. Therefore, a getter sink was created at the lattice mismatched part of the wafer,
After the impurity is adsorbed to this portion by heat treatment during the process, the impurity is removed by etching, whereby the impurity concentration in silicon can be reduced. Lattice distortion in the crystal is often used as a getter sink. In order to introduce lattice distortion into silicon, the wafer is irradiated with an atmosphere of POCl 3 , P 2 O 5, or the like, and phosphorus is diffused at a high concentration to create a misfit transition inside the silicon (IEEE Transactions O).
n Electron Devices 37 (199
0) 382. )and so on.

【0017】以上の知見より、水素処理において、・下
地基板にリン拡散処理を施すことで後の水素処理により
生じる水素シリコン結合モードを単一化できる。・水素
シリコン結合モードを単一化により水素処理による拡散
長改善の効果を増大できる。ことが明らかになった。
From the above findings, it is possible to unify the hydrogen-silicon bonding mode generated by the subsequent hydrogen treatment by performing the phosphorus diffusion treatment on the base substrate in the hydrogen treatment. The effect of improving the diffusion length by hydrogen treatment can be increased by unifying the hydrogen-silicon bonding mode. It became clear.

【0018】本発明において作製された多結晶シリコン
基板をたとえば太陽電池基板に用いた場合、変換効率の
向上が得られる。 (実施例)P型多結晶シリコン基板に対するリン拡散処
理の模式図を図3に示す。厚さ約350μm、抵抗率1
Ω.cm程度のP型多結晶シリコン基板1をRCA法で
洗浄し、リン拡散により厚さ約1.0μm、不純物濃度
1.2×1020cm-3のN型シリコン層2を形成する。
このときのシリコン基板温度及び拡散炉温度を950
℃、拡散時間を1時間に設定した。つぎに混酸を用いて
N型拡散層2を除去した。浸漬時間40秒で、表面から
10μm程度が除去される。3は混酸処理により除去さ
れた部分を示す。
When the polycrystalline silicon substrate produced in the present invention is used for a solar cell substrate, for example, the conversion efficiency can be improved. (Embodiment) FIG. 3 shows a schematic diagram of a phosphorus diffusion process for a P-type polycrystalline silicon substrate. About 350μm thickness, resistivity 1
Ω. A P-type polycrystalline silicon substrate 1 of about cm is washed by RCA method, and an N-type silicon layer 2 having a thickness of about 1.0 μm and an impurity concentration of 1.2 × 10 20 cm −3 is formed by phosphorus diffusion.
At this time, the temperature of the silicon substrate and the temperature of the diffusion furnace were set to 950.
C. and the diffusion time was set to 1 hour. Next, the N-type diffusion layer 2 was removed using a mixed acid. After a dipping time of 40 seconds, about 10 μm is removed from the surface. Reference numeral 3 denotes a portion removed by the mixed acid treatment.

【0019】次に、図4に示す触媒CVD装置を用いて
原子状水素照射を行った。上記のようにシリコン基板前
処理した多結晶シリコン基板4を処理室5内部へ取り付
ける。処理室内部を10-5Pa程度まで減圧する。そし
て、ガスとしてH2100SCCMをガス導入孔6より
導入し、ガス排気孔7からのガス排気量を調整して圧力
を0.4Paとする。基板温度は500℃となるように
設定される。0.4mm径タングステンワイヤーででき
たキャタライザー8に直流電流11Aを流し、ワイヤー
温度が1650℃となるようにする。ワイヤーに接触し
た水素ガスは分解し原子状水素となり基板に照射され
る。水素ラジカル照射を30分行う。触媒CVD装置か
ら基板を取り出し、SPV法を用いて拡散長を測定し
た。
Next, atomic hydrogen irradiation was performed using the catalytic CVD apparatus shown in FIG. The polycrystalline silicon substrate 4 pre-processed as described above is mounted inside the processing chamber 5. The pressure inside the processing chamber is reduced to about 10 −5 Pa. Then, 100 SCCM of H 2 is introduced as a gas from the gas introduction hole 6, and the gas exhaust amount from the gas exhaust hole 7 is adjusted to a pressure of 0.4 Pa. The substrate temperature is set to be 500 ° C. A DC current of 11 A is passed through the catalyzer 8 made of a 0.4 mm diameter tungsten wire so that the wire temperature becomes 1650 ° C. The hydrogen gas in contact with the wire is decomposed into atomic hydrogen, and the substrate is irradiated. The hydrogen radical irradiation is performed for 30 minutes. The substrate was taken out of the catalytic CVD apparatus, and the diffusion length was measured using the SPV method.

【0020】さらに以上のようにして水素処理されたP
型多結晶シリコン基板にリン拡散して厚さ約1.0μ
m、不純物濃度1.2×1020cm-3のN型シリコン層
を形成し、太陽電池用ウェハを作製した。 (比較例)比較例は、特開昭59−136926号公報
に示された従来技術に基づいた方法での欠陥不活性化で
ある。厚さ約350μm、抵抗率1Ω.cm程度のP型
多結晶基板をRCA法で洗浄し、図4に示す触媒CVD
装置を用いて原子状水素照射を行った。多結晶シリコン
基板4を処理室5内部へ取り付ける。処理室内部を10
-5Pa程度まで減圧する。そして、ガスとしてH210
0SCCMをガス導入孔6より導入し、ガス排気孔7か
らのガス排気量を調整して圧力を0.4Paとする。基
板温度は500℃となるように設定される。0.4mm
径タングステンワイヤーでできたキャタライザー8に直
流電流11Aを流し、ワイヤー温度が1650℃となる
ようにする。ワイヤーに接触した水素ガスは分解し原子
状水素となり基板に照射される。水素ラジカル照射を3
0分行う。触媒CVD装置から基板を取り出し、SPV
法を用いて拡散長を測定した。
Further, the hydrogen-treated P
Phosphorus is diffused into the polycrystalline silicon substrate and the thickness is about 1.0μ.
An n-type silicon layer having an impurity concentration of 1.2 × 10 20 cm −3 was formed to produce a solar cell wafer. Comparative Example A comparative example is a method for inactivating defects by a method based on the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-136926. About 350 μm thickness, resistivity 1Ω. The P-type polycrystalline substrate of about cm is cleaned by RCA method, and the catalytic CVD shown in FIG.
Atomic hydrogen irradiation was performed using an apparatus. The polycrystalline silicon substrate 4 is mounted inside the processing chamber 5. 10 inside the processing chamber
Reduce the pressure to about -5 Pa. And, as a gas, H 2 10
0 SCCM is introduced from the gas introduction hole 6, and the gas exhaust amount from the gas exhaust hole 7 is adjusted to a pressure of 0.4 Pa. The substrate temperature is set to be 500 ° C. 0.4mm
A direct current of 11 A is applied to the catalyzer 8 made of tungsten wire having a diameter of 1650 ° C. so that the wire temperature becomes 1650 ° C. The hydrogen gas in contact with the wire is decomposed into atomic hydrogen, and the substrate is irradiated. Hydrogen radical irradiation 3
Perform for 0 minutes. The substrate is taken out from the catalytic CVD device and SPV
The diffusion length was measured using the method.

【0021】実施例と比較例において処理した多結晶シ
リコン基板の拡散長の変化を表1に示す。実施例及び比
較例における拡散長初期値はそれぞれ同じ程度であるに
もかかわらず、実施例における拡散長の伸張は比較例1
よりも40μm程度大きいことがわかる。このことは、
基板に予めリン拡散処理を施すことにより後の水素処理
による拡散長の改善率が増加することを示している。以
上により本発明の効果が示された。
Table 1 shows changes in the diffusion length of the polycrystalline silicon substrates treated in the examples and the comparative examples. Although the diffusion length initial values in the example and the comparative example are almost the same, expansion of the diffusion length in the example is comparative example 1
It can be seen that it is larger by about 40 μm. This means
This shows that by performing the phosphorus diffusion treatment on the substrate in advance, the improvement rate of the diffusion length by the subsequent hydrogen treatment increases. As described above, the effect of the present invention was shown.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

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

【図1】多結晶シリコン基板を用いた水素処理実験の結
果を示す。
FIG. 1 shows the results of a hydrogen treatment experiment using a polycrystalline silicon substrate.

【図2】昇温脱離ガス分析結果を示し、(a)はA型基
板、(b)はB型基板の結果を示す。
FIGS. 2A and 2B show the results of thermal desorption gas analysis, wherein FIG. 2A shows the results for an A-type substrate and FIG. 2B shows the results for a B-type substrate.

【図3】シリコン基板前処理の工程を説明する模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view illustrating a step of pretreatment of a silicon substrate.

【図4】触媒CVD装置を示す。FIG. 4 shows a catalytic CVD apparatus.

【符号の説明】 1 P型多結晶基板 2 リン拡散によりできたN層 3 混酸浸潤により除去された部分 4 多結晶シリコン基板 5 処理室 6 H2ガス導入孔 7 ガス排気孔 8 キャタライザー[Description of Signs] 1 P-type polycrystalline substrate 2 N layer formed by phosphorus diffusion 3 Portion removed by mixed acid infiltration 4 Polycrystalline silicon substrate 5 Processing chamber 6 H 2 gas introduction hole 7 Gas exhaust hole 8 Catalyzer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板表面に第二導電層を形成す
る工程、該第二導電層を除去する工程、第二導電層が除
去されたシリコン基板表面に水素を照射する工程を含む
ことを特徴とするシリコン基板の製造方法。
1. A method comprising: forming a second conductive layer on a surface of a silicon substrate; removing the second conductive layer; and irradiating hydrogen to the surface of the silicon substrate from which the second conductive layer has been removed. Manufacturing method of a silicon substrate.
【請求項2】 上記第二導電層形成工程は、熱拡散又は
イオンインプランテーションを用いることを特徴とする
請求項1に記載のシリコン基板の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the second conductive layer forming step uses thermal diffusion or ion implantation.
【請求項3】 上記水素を照射する工程は、触媒CVD
法又は水素プラズマ処理法であることを特徴とする請求
項1に記載のシリコン基板の製造方法。
3. The step of irradiating with hydrogen is carried out by catalytic CVD.
2. The method for manufacturing a silicon substrate according to claim 1, wherein the method is a hydrogen plasma processing method.
【請求項4】 請求項1〜3に記載の方法を用いて基板
処理を施されたシリコン基板。
4. A silicon substrate that has been subjected to substrate processing using the method according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006196564A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006269956A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Sharp Corp Crystalline silicon substrate, its manufacturing method and photoelectric conversion element employing it

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