JP2730970B2 - 半導体膜形成方法 - Google Patents
半導体膜形成方法Info
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- JP2730970B2 JP2730970B2 JP1124902A JP12490289A JP2730970B2 JP 2730970 B2 JP2730970 B2 JP 2730970B2 JP 1124902 A JP1124902 A JP 1124902A JP 12490289 A JP12490289 A JP 12490289A JP 2730970 B2 JP2730970 B2 JP 2730970B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、大陽電池をディスプレイに用いて好適な半
導体膜の形成方法に関する。
導体膜の形成方法に関する。
（ロ）従来の技術 従来、大面積の半導体薄膜はアモルファス半導体が使
われているが、アモルファス半導体は結晶半導体に比べ
て電気的特性（とくに移動度）が劣る。
われているが、アモルファス半導体は結晶半導体に比べ
て電気的特性（とくに移動度）が劣る。
一方、結晶系半導体は、電気的特性はアモルファス半
導体より優れているものの、その形成に当っては、「薄
膜作成の基礎」（日刊工業新聞社刊 麻時立男著）の第
138頁や「最新太陽光発電技術（槙書店 浜川圭弘編
著）の第52頁〜第55頁に見られるように、MBE法または
キャスト法により形成されるが、これらは一般に、高い
温度を必要とし、また、大面積の薄膜の形成も温度の制
御などが困難で、高価で高度の技術が必要である。これ
は単結晶だけでなく多結晶の場合も同様で、特に半導体
デバイスに使用できるグレードの結晶では、30cm角以上
の大面積の薄膜は得られていない。
導体より優れているものの、その形成に当っては、「薄
膜作成の基礎」（日刊工業新聞社刊 麻時立男著）の第
138頁や「最新太陽光発電技術（槙書店 浜川圭弘編
著）の第52頁〜第55頁に見られるように、MBE法または
キャスト法により形成されるが、これらは一般に、高い
温度を必要とし、また、大面積の薄膜の形成も温度の制
御などが困難で、高価で高度の技術が必要である。これ
は単結晶だけでなく多結晶の場合も同様で、特に半導体
デバイスに使用できるグレードの結晶では、30cm角以上
の大面積の薄膜は得られていない。
（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、以上のように、現在では特性の優れた大面
積の半導体薄膜を簡単かつ安価に形成する方法がないと
いう点に基いて、大面積の半導体薄膜を簡単かつ安価に
作成する方法を提案するものである。
積の半導体薄膜を簡単かつ安価に形成する方法がないと
いう点に基いて、大面積の半導体薄膜を簡単かつ安価に
作成する方法を提案するものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明の半導体膜形成方法は、溶融状態の金属層を形
成した基板を、半導体材料を含む原料ガスのプラズマ雰
囲気中に曝すことにより、溶融した金属膜をエッチング
して除去すると同時に基板上に半導体膜を成長させるこ
とを特徴とする。
成した基板を、半導体材料を含む原料ガスのプラズマ雰
囲気中に曝すことにより、溶融した金属膜をエッチング
して除去すると同時に基板上に半導体膜を成長させるこ
とを特徴とする。
（ホ）作用 アモルファス半導体薄膜の形成法であるプラズマCVD
法は、大面積に均一にラジカルを発生でき、大面積薄膜
が形成できる。これらのガス分解により発生したラジカ
ルは基板表面に到達して、そこで表面にある原子と反応
して薄膜が成長する。
法は、大面積に均一にラジカルを発生でき、大面積薄膜
が形成できる。これらのガス分解により発生したラジカ
ルは基板表面に到達して、そこで表面にある原子と反応
して薄膜が成長する。
本発明では、粒径を拡大するために基板上に溶融した
金属層を設けてその上に成長させるようにしたものであ
る。この金属層は、低温で溶融し、さらに半導体が溶け
込まないことが必要であり、そのために、In,Ga,Snなど
の金属が選択される。
金属層を設けてその上に成長させるようにしたものであ
る。この金属層は、低温で溶融し、さらに半導体が溶け
込まないことが必要であり、そのために、In,Ga,Snなど
の金属が選択される。
本発明では、これらの金属を、結晶半導体と異なった
基板であるガラスや金属基板（SUS、アルミ等）上に薄
く（0.1〜10μｍ）蒸着し、その蒸着した金属の融点以
上に加熱した状態で、換言すれば、金属層を溶融状態と
して、プラズマCVD法によって薄膜の形成を行うもので
ある。
基板であるガラスや金属基板（SUS、アルミ等）上に薄
く（0.1〜10μｍ）蒸着し、その蒸着した金属の融点以
上に加熱した状態で、換言すれば、金属層を溶融状態と
して、プラズマCVD法によって薄膜の形成を行うもので
ある。
本発明によれば、成膜ラジカルと同時に発生したエッ
チングラジカル（Ｈ、Ｆ、Cl）によってアモルファス層
をエッチングし、成膜ラジカルによるエピタキシャル成
長のみが行われる。また、このエッチングラジカルは、
アモルファス層だけでなく溶融した金属層（In、Ga、S
n）をも速度は遅いがエッチングする。従って、この金
属層の厚さを適当に選ぶことによって、結晶の成長する
時間、つまり結晶粒の大きさが制御できる。
チングラジカル（Ｈ、Ｆ、Cl）によってアモルファス層
をエッチングし、成膜ラジカルによるエピタキシャル成
長のみが行われる。また、このエッチングラジカルは、
アモルファス層だけでなく溶融した金属層（In、Ga、S
n）をも速度は遅いがエッチングする。従って、この金
属層の厚さを適当に選ぶことによって、結晶の成長する
時間、つまり結晶粒の大きさが制御できる。
このようにして、低温で大面積の半導体薄膜が、異種
基板上に形成される。
基板上に形成される。
（ヘ）実施例 第１図（イ）乃至（ニ）は本発明による半導体膜形成
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
同図（イ）において、ガラス基板１上に予めSn2が厚
さ１μｍで蒸着されている。この基板１をプラズマ反応
装置の中にセットし、基板１の温度を250℃に上昇さ
せ、Sn2を溶融状態にする。
さ１μｍで蒸着されている。この基板１をプラズマ反応
装置の中にセットし、基板１の温度を250℃に上昇さ
せ、Sn2を溶融状態にする。
同図（ロ）において、プラズマ反応装置内を真空に排
気した後、半導体元素を含む原料ガスであるSiH4を導入
して、プラズマを発生させ、成膜及びエッチングラジカ
ルを生成する。成膜ラジカルは、溶融したSn2上に複数
の島状のSi微結晶３を作り、エッチングラジカルはSi微
結晶３上のアモルファス成分の除去と溶融したSn2の少
量除去を行い、溶融Sn2の厚さを減らす。
気した後、半導体元素を含む原料ガスであるSiH4を導入
して、プラズマを発生させ、成膜及びエッチングラジカ
ルを生成する。成膜ラジカルは、溶融したSn2上に複数
の島状のSi微結晶３を作り、エッチングラジカルはSi微
結晶３上のアモルファス成分の除去と溶融したSn2の少
量除去を行い、溶融Sn2の厚さを減らす。
同図（ハ）において、上記反応が進行し、Sn2上のSi
の結晶４の粒径は徐々に拡大し、Sn2の厚さは徐々に減
少する。
の結晶４の粒径は徐々に拡大し、Sn2の厚さは徐々に減
少する。
同図（ニ）において、Sn2の溶融層は全てなくなり、S
i結晶層４はSn2がなくなるのと同時に粒径が止まり隣の
結晶と接触する。このようにして、粒径の大きなSI多結
晶５がガラス基板１上に形成できるわけである。
i結晶層４はSn2がなくなるのと同時に粒径が止まり隣の
結晶と接触する。このようにして、粒径の大きなSI多結
晶５がガラス基板１上に形成できるわけである。
この例では溶融金属としてSnを用いているが、Ga,In
を用いても同様の結果が得られる。また、本発明によれ
ば、プラズマ反応であるのでドーピング容易に行える。
つまり、原料ガスであるSiH4に、B2H6を加えることによ
りＰ型のSi層が形成でき、、PH3を加えることによりＮ
型のSi層が形成できる。また、反応中にガスを切り替え
ることによって接合の形成も可能である。
を用いても同様の結果が得られる。また、本発明によれ
ば、プラズマ反応であるのでドーピング容易に行える。
つまり、原料ガスであるSiH4に、B2H6を加えることによ
りＰ型のSi層が形成でき、、PH3を加えることによりＮ
型のSi層が形成できる。また、反応中にガスを切り替え
ることによって接合の形成も可能である。
第２図は、本発明を用いて形成した光起電力装置を示
す断面図である。
す断面図である。
この光起電力装置は、ガラス基板10上に、SnO211を形
成し、その上にSnを蒸着した後、上述の如き本発明方法
を用いてプラズマ反応によって多結晶シリコンからなる
Ｐ層12,I層13及びＮ層14を形成し、その上に裏面金属電
極15を形成したものである。プラズマ反応における反応
条件を下表に示す。
成し、その上にSnを蒸着した後、上述の如き本発明方法
を用いてプラズマ反応によって多結晶シリコンからなる
Ｐ層12,I層13及びＮ層14を形成し、その上に裏面金属電
極15を形成したものである。プラズマ反応における反応
条件を下表に示す。
尚、原料ガスとして、GeH4を用いることによって多結
晶Geが形成できる。また、CH4,C2H2,C2H6を用いること
によって多結晶Ｃが形成できる。さらに、原料ガスを２
種類以上のものを混ぜ合わせることによって化合物半導
体の形成も可能である。
晶Geが形成できる。また、CH4,C2H2,C2H6を用いること
によって多結晶Ｃが形成できる。さらに、原料ガスを２
種類以上のものを混ぜ合わせることによって化合物半導
体の形成も可能である。
（ト）発明の効果 本発明によれば、簡単かつ安価で大面積の高性能半導
体薄膜の形成が可能である。さらに、基板として安価基
板であるガラスや金属基板の使用が可能であり、応用範
囲の広い形成技術である。
体薄膜の形成が可能である。さらに、基板として安価基
板であるガラスや金属基板の使用が可能であり、応用範
囲の広い形成技術である。
第１図は本発明の薄膜形成方法を工程順に示す断面図、
第２図は本発明を用いて形成された光起電力装置を示す
断面図である。
第２図は本発明を用いて形成された光起電力装置を示す
断面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】溶融状態の金属層を形成した基板を、半導
体材料を含む原料ガスのプラズマ雰囲気中に曝すことに
より、溶融した金属膜をエッチングして除去すると同時
に基板上に半導体膜を成長させることを特徴とする半導
体膜形成方法。 - 【請求項２】上記金属膜はIn,Ga,Snのいずれかであるこ
とを特徴とする第１項記載の半導体膜形成方法。 - 【請求項３】上記半導体材料を含む原料ガスが、Ｈ、
Ｆ、Clのいずれかのラジカルを供給できるガスであるこ
とを特徴とする第１項記載の半導体膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124902A JP2730970B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124902A JP2730970B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02303119A JPH02303119A (ja) | 1990-12-17 |
| JP2730970B2 true JP2730970B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14896938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1124902A Expired - Fee Related JP2730970B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730970B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1124902A patent/JP2730970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02303119A (ja) | 1990-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |