JP2012178546A5 - - Google Patents

Claims (27)

1. 半導体元素からなる半導体層又は基材、及び前記半導体層又は基材上の第１のドーパント注入層を有する、半導体デバイスの製造方法であって、
   下記の工程（ａ）〜（ｃ）を含み、かつ第１のドーパント注入層の結晶方位が、前記半導体層又は基材の結晶方位と同じである、半導体デバイスの製造方法：
   （ａ）前記半導体層又は基材の第１の箇所に、第１の粒子を含有する第１の分散体を適用すること、ここで、前記第１の粒子は、前記半導体層又は基材と同一の元素から本質的になり、かつｐ型又はｎ型ドーパントによってドープされている、
   （ｂ）適用した前記第１の分散体を乾燥して、第１の未焼結ドーパント注入層とすること、及び
   （ｃ）前記第１の未焼結ドーパント注入層に光照射を行うことによって、前記半導体層又は基材の前記第１の箇所を、前記ｐ型又はｎ型ドーパントによってドープすると共に、前記第１の未焼結ドーパント注入層を焼結させて、前記半導体層又は基材と一体化した第１のドーパント注入層とすること。
2. 前記ドーパントの濃度が、前記第１のドーパント注入層の表面から０．１μｍの深さにおいて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であり、かつ前記第１のドーパント注入層の表面から０．３μｍの深さにおいて、０．１μｍの深さの１／１０以下である、請求項１に記載の方法。
3. 下記の工程（ａ’）〜（ｃ’）を更に含み、かつ
   第２のドーパント注入層の結晶方位が、前記半導体層又は基材の結晶方位と同じ、かつ／又はドーパントの濃度が、前記第２のドーパント注入層の表面から０．１μｍの深さにおいて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であり、かつ前記第２のドーパント注入層の表面から０．３μｍの深さにおいて、０．１μｍの深さの１／１０以下である、
   請求項１又は２に記載の方法：
   （ａ’）工程（ａ）と同時に、工程（ａ）と（ｂ）との間に、又は工程（ｂ）と（ｃ）との間に、前記半導体層又は基材の第２の箇所に、第２の粒子を含有する第２の分散体を適用すること、ここで、前記第２の粒子は、前記半導体層又は基材と同一の元素から本質的になり、かつ前記第１の粒子のドーパントとは異なる型のドーパントによってドープされている、
   （ｂ’）工程（ｂ）と同時に又は工程（ｂ）とは別に、適用した前記第２の分散体を乾燥して、第２の未焼結ドーパント注入層とすること、及び
   （ｃ’）工程（ｃ）と同時に又は工程（ｃ）とは別に、前記第２の未焼結ドーパント注入層に光照射を行うことによって、前記半導体層又は基材の前記第２の箇所を、ｐ型又はｎ型ドーパントによってドープすると共に、前記第２の未焼結ドーパント注入層を焼結させて、前記半導体層又は基材と一体化した第２のドーパント注入層とすること。
4. 工程（ｃ）の後に、下記の工程（ａ”）〜（ｃ”）を更に含み、かつ
   前記第２のドーパント注入層の結晶方位が、前記半導体層又は基材の結晶方位と同じ、かつ／又はドーパントの濃度が、前記第２のドーパント注入層の表面から０．１μｍの深さにおいて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であり、かつ前記第２のドーパント注入層の表面から０．３μｍの深さにおいて、０．１μｍの深さの１／１０以下である、
   請求項１又は２に記載の方法：
   （ａ”）前記半導体層又は基材の第２の箇所に、第２の粒子を含有する第２の分散体を適用すること、ここで、前記第２の粒子は、前記半導体層又は基材と同一の元素から本質的になり、かつ前記第１の粒子のドーパントとは異なる型のドーパントによってドープされている、
   （ｂ”）適用した前記第２の分散体を乾燥して、第２の未焼結ドーパント注入層とすること、及び
   （ｃ”）前記第２の未焼結ドーパント注入層に光照射を行うことによって、前記半導体層又は基材の前記第２の選択された箇所を、ｐ型又はｎ型ドーパントによってドープすると共に、第２の未焼結ドーパント注入層を焼結させて、前記半導体層又は基材と一体化した第２のドーパント注入層とすること。
5. 前記半導体元素が、ケイ素、ゲルマニウム又はそれらの組合せである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記分散体の適用を印刷法又はスピンコーティングによって行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記粒子の結晶化度が４０％以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記粒子の平均一次粒子径が３０ｎｍ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ドーパントが、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、又はそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記粒子が、前記ドーパントを１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ドーパント注入層上に、電極を形成することを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記半導体デバイスが太陽電池である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記ドーパント注入層が、セレクティブエミッタ型太陽電池のセレクティブエミッタ層、又はバックコンタクト型太陽電池のバックコンタクト層を形成するためのものである、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ドーパント注入層が、裏面電界層又は表面電界層を形成するためのものである、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記半導体デバイスが薄膜トランジスタである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
16. 半導体元素からなる層又は基材の第１の箇所に、第１の粒子が焼結されて形成された第１のドーパント注入層が配置されており、
    前記第１の粒子が、前記半導体層又は基材と同一の元素から本質的になり、かつｐ型又はｎ型ドーパントによってドープされており、
    前記第１のドーパント注入層が、前記半導体層又は基材と一体化されており、かつ
    前記第１のドーパント注入層の結晶方位が、前記半導体層又は基材の結晶方位と同じである、
    半導体デバイス。
17. 前記ドーパントの濃度が、前記第１のドーパント注入層の表面から０．１μｍの深さにおいて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であり、かつ前記第１のドーパント注入層の表面から０．３μｍの深さにおいて、０．１μｍの深さの１／１０以下である、請求項１６に記載の半導体デバイス。
18. 前記半導体層又は基材の第２の箇所に、第２の粒子が焼結されて形成された第２のドーパント注入層が配置されており、
    前記第２の粒子が、前記半導体層又は基材と同一の元素から本質的になり、かつ前記第１の粒子のドーパントとは異なる型のドーパントによってドープされており、
    前記第２のドーパント注入層が、前記半導体層又は基材と一体化されており、かつ
    前記第２のドーパント注入層の結晶方位が、前記半導体層又は基材の結晶方位と同じ、かつ／又は前記ドーパントの濃度が、前記第２のドーパント注入層の表面から０．１μｍの深さにおいて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であり、かつ前記第２のドーパント注入層の表面から０．３μｍの深さにおいて、０．１μｍの深さの１／１０以下である、
    請求項１６又は１７に記載の半導体デバイス。
19. 前記半導体元素が、ケイ素、ゲルマニウム又はそれらの組合せである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の半導体デバイス。
20. 前記ドーパント注入層上に電極が形成されている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の半導体デバイス。
21. 太陽電池である、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の半導体デバイス。
22. 前記ドーパント注入層が、セレクティブエミッタ型太陽電池のセレクティブエミッタ層、又はバックコンタクト型太陽電池のバックコンタクト層を形成するためのものである、請求項２１に記載の半導体デバイス。
23. 前記ドーパント注入層が、裏面電界層又は表面電界層を形成するためのものである、請求項２１又は２２に記載の半導体デバイス。
24. 薄膜トランジスタである、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の半導体デバイス。
25. 粒子を含有している分散体であって、前記粒子が、結晶化度４０％以下でありかつｎ又はｐドープされている半導体元素から本質的になる、分散体。
26. 前記粒子が、平均一次粒子径３０ｎｍ以下である、請求項２５に記載の分散体。
27. 前記半導体元素が、ケイ素、ゲルマニウム又はそれらの組合せである、請求項２５又は２６に記載の分散体。