JP3272222B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- Cleaning In General (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に第１の電
極層，半導体層，第２の電極層を順次に堆積した半導体
装置の製造方法に関し、詳しくは製造中に付着した微小
粉塵に基づく電極短絡等の装置不良の防止に関する。
極層，半導体層，第２の電極層を順次に堆積した半導体
装置の製造方法に関し、詳しくは製造中に付着した微小
粉塵に基づく電極短絡等の装置不良の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、薄膜半導体を光電変換層とした
太陽電池等のこの種半導体装置は、基板上に第１の電極
層，半導体層，第２の電極層を順次に堆積した構造を有
する。
太陽電池等のこの種半導体装置は、基板上に第１の電極
層，半導体層，第２の電極層を順次に堆積した構造を有
する。
【０００３】そして、とくにアモルファスシリコン太陽
電池等の薄膜半導体装置は、半導体層を膜厚１μｍ以下
に非常に薄くできるため、材料コストが低く、大面積，
低コストの要求に応えることができ、例えば電力用の太
陽電池等に好適である。
電池等の薄膜半導体装置は、半導体層を膜厚１μｍ以下
に非常に薄くできるため、材料コストが低く、大面積，
低コストの要求に応えることができ、例えば電力用の太
陽電池等に好適である。
【０００４】ところで、この種半導体装置を製造する場
合、半導体層を薄くする程、その製造時にミクロンオー
ダーの埃を含む微小粉塵によりピンホールが発生して電
極短絡等の装置の短絡不良が生じ易く、製造の歩留まり
等が著しく悪くなる。
合、半導体層を薄くする程、その製造時にミクロンオー
ダーの埃を含む微小粉塵によりピンホールが発生して電
極短絡等の装置の短絡不良が生じ易く、製造の歩留まり
等が著しく悪くなる。
【０００５】つぎに、従来のこの種半導体装置の製造方
法におけるピンホールの発生につき、その製造プロセス
を示した図４を参照して説明する。
法におけるピンホールの発生につき、その製造プロセス
を示した図４を参照して説明する。
【０００６】まず、第１の電極層堆積工程により、図４
の（ａ）に示すように、表面に絶縁コートを施したＳＵ
Ｓ等の基板１上に裏面電極等としてのＡｇ，Ａｌ等の第
１の電極層２を形成して堆積する。そして、この第１の
電極層２の形成は、蒸着法、スパッタ法等を用いて、減
圧状態の反応容器内で行う。
の（ａ）に示すように、表面に絶縁コートを施したＳＵ
Ｓ等の基板１上に裏面電極等としてのＡｇ，Ａｌ等の第
１の電極層２を形成して堆積する。そして、この第１の
電極層２の形成は、蒸着法、スパッタ法等を用いて、減
圧状態の反応容器内で行う。
【０００７】そして、第１の電極層２が形成された基板
１を大気中に取り出し、その後該基板１を、半導体層を
形成するための反応室内に搬入するが、この際に、従来
方法の場合と同様、第１の電極層２の表面に埃などの微
小粉塵３が付着する。或いは、反応室内に於いて、該反
応室内に付着したフレークなどの微小粉塵３が付着す
る。
１を大気中に取り出し、その後該基板１を、半導体層を
形成するための反応室内に搬入するが、この際に、従来
方法の場合と同様、第１の電極層２の表面に埃などの微
小粉塵３が付着する。或いは、反応室内に於いて、該反
応室内に付着したフレークなどの微小粉塵３が付着す
る。
【０００８】つぎに、半導体層の堆積工程により、同図
の（ｂ）に示すように、例えば薄膜半導体の代表的な製
造方法である減圧気相成長法（減圧ＣＶＤ法）で第１の
電極層２上にアモルファスシリコンからなる半導体層４
を形成して堆積する。
の（ｂ）に示すように、例えば薄膜半導体の代表的な製
造方法である減圧気相成長法（減圧ＣＶＤ法）で第１の
電極層２上にアモルファスシリコンからなる半導体層４
を形成して堆積する。
【０００９】このとき、微小粉塵３の付着部分は半導体
層４が形成されず、この微小粉塵３を覆うように半導体
層４が形成される。
層４が形成されず、この微小粉塵３を覆うように半導体
層４が形成される。
【００１０】そして、半導体層の堆積工程の終了後、何
らかの原因で微小粉塵３が脱離すると、同図の（ｃ）に
示すように、第１の電極層２の微小粉塵３の位置の表面
が露出してピンホール５が発生する。
らかの原因で微小粉塵３が脱離すると、同図の（ｃ）に
示すように、第１の電極層２の微小粉塵３の位置の表面
が露出してピンホール５が発生する。
【００１１】この状態でＩＴＯ，ＳｎＯ2 等の透光性導
電材からなる第２の電極層堆積工程に移ると、同図の
（ｄ）に示すように、半導体層４上に表面電極等として
の第２の電極層６が形成されて堆積し、このとき、同図
の（ｃ）のピンホール５の部分では第１の電極層２の露
出面上に第２の電極層６が直接堆積して電極短絡が発生
する。
電材からなる第２の電極層堆積工程に移ると、同図の
（ｄ）に示すように、半導体層４上に表面電極等として
の第２の電極層６が形成されて堆積し、このとき、同図
の（ｃ）のピンホール５の部分では第１の電極層２の露
出面上に第２の電極層６が直接堆積して電極短絡が発生
する。
【００１２】そして、半導体層４の膜厚が薄い程、ミク
ロンオーダーの僅かな埃でもピンホールが発生し、半導
体装置が短絡不良等を起こし易くなる。
ロンオーダーの僅かな埃でもピンホールが発生し、半導
体装置が短絡不良等を起こし易くなる。
【００１３】また、装置面積が広くなる程、ピンホール
の発生数が多くなり、短絡不良等の発生個所も増大す
る。
の発生数が多くなり、短絡不良等の発生個所も増大す
る。
【００１４】したがって、とくに大面積のアモルファス
シリコン太陽電池等の半導体層４の膜厚が１μｍ以下に
なり、しかも、その面積が数平方メートル以上にもなる
薄膜半導体装置を製造するときには、ピンホールによる
短絡不良等が極めて発生し易く、この短絡不良等を防止
することが製造の歩留まり等の面から極めて重要であ
る。
シリコン太陽電池等の半導体層４の膜厚が１μｍ以下に
なり、しかも、その面積が数平方メートル以上にもなる
薄膜半導体装置を製造するときには、ピンホールによる
短絡不良等が極めて発生し易く、この短絡不良等を防止
することが製造の歩留まり等の面から極めて重要であ
る。
【００１５】そして、特公平４−７３３０６号公報（Ｈ
０１Ｌ ３１／０４）には、アモルファスシリコン太陽
電池を製造するときに、太陽電池が完成した後、太陽電
池を電解液に浸漬し、太陽電池のピンホールにより短絡
した電極部分を化学エッチングにより除去し、前記短絡
不良を防止することが記載されている。
０１Ｌ ３１／０４）には、アモルファスシリコン太陽
電池を製造するときに、太陽電池が完成した後、太陽電
池を電解液に浸漬し、太陽電池のピンホールにより短絡
した電極部分を化学エッチングにより除去し、前記短絡
不良を防止することが記載されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の半導体装置
の製造方法の場合、微小粉塵の付着に伴う装置の短絡不
良等の発生を防止しようとすると、プロセスコスト，工
程数が著しく増大する問題点がある。
の製造方法の場合、微小粉塵の付着に伴う装置の短絡不
良等の発生を防止しようとすると、プロセスコスト，工
程数が著しく増大する問題点がある。
【００１７】すなわち、微小粉塵の付着に基づくピンホ
ールの発生を防止するため、無塵度の極めてよいクリー
ンルーム等を使用して製造環境全体を微小粉塵が極めて
少ない状態にし、例えば図４の第１の電極層２の表面へ
の微小粉塵３の付着を防止することが考えられる。
ールの発生を防止するため、無塵度の極めてよいクリー
ンルーム等を使用して製造環境全体を微小粉塵が極めて
少ない状態にし、例えば図４の第１の電極層２の表面へ
の微小粉塵３の付着を防止することが考えられる。
【００１８】しかし、クリーンルーム内等であっても、
通常、０．５μｍ以上の大きさの埃が１m3当り数十個〜
数百個も存在する。
通常、０．５μｍ以上の大きさの埃が１m3当り数十個〜
数百個も存在する。
【００１９】また、減圧ＣＶＤの反応室（堆積室）内等
においても、フレーク等の微小粉塵は存在する。
においても、フレーク等の微小粉塵は存在する。
【００２０】したがって、製造環境全体を第１の電極層
２の表面等に微小粉塵３が付着しない程度にまで清浄化
することは極めて困難であり、実用的でない。
２の表面等に微小粉塵３が付着しない程度にまで清浄化
することは極めて困難であり、実用的でない。
【００２１】しかも、クリーンルーム等を使用するとき
は、その設備の建設，維持に多大の費用を要し、プロセ
スコストが著しく増大する。
は、その設備の建設，維持に多大の費用を要し、プロセ
スコストが著しく増大する。
【００２２】また、前記公報に記載のエッチングを施し
て短絡不良を防止する場合は、最終工程として化学エッ
チングの工程を追加しなければならず、工程数が増加
し、製造プロセスが複雑化するとともにプロセスコスト
も増大する。
て短絡不良を防止する場合は、最終工程として化学エッ
チングの工程を追加しなければならず、工程数が増加
し、製造プロセスが複雑化するとともにプロセスコスト
も増大する。
【００２３】本発明は、プロセスコスト及び工程数を増
大することなく、微小粉塵の付着に基づく短絡不良等の
発生を防止し、安価かつ簡単に大面積のアモルファスシ
リコン太陽電池等の半導体装置を歩留まりよく製造し得
るようにすることを目的とする。
大することなく、微小粉塵の付着に基づく短絡不良等の
発生を防止し、安価かつ簡単に大面積のアモルファスシ
リコン太陽電池等の半導体装置を歩留まりよく製造し得
るようにすることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この出願の請求項１の半導体装置の製造方法にお
いては、基板上に第１の電極層、ｐ型，ｉ型及びｎ型の
非晶質半導体層、第２の電極層を順次に堆積した半導体
装置の製造方法において、ｉ型の非晶質半導体層の堆積
工程中に、基板の堆積表面部に付着した微小粉塵を除去
する除塵処理を少なくとも１回行う。
めに、この出願の請求項１の半導体装置の製造方法にお
いては、基板上に第１の電極層、ｐ型，ｉ型及びｎ型の
非晶質半導体層、第２の電極層を順次に堆積した半導体
装置の製造方法において、ｉ型の非晶質半導体層の堆積
工程中に、基板の堆積表面部に付着した微小粉塵を除去
する除塵処理を少なくとも１回行う。
【００２５】したがって、第１の電極の表面に微小粉塵
が付着しても、ｉ型の非晶質半導体層がその堆積工程中
の除塵処理により微小粉塵を除去して形成される。
が付着しても、ｉ型の非晶質半導体層がその堆積工程中
の除塵処理により微小粉塵を除去して形成される。
【００２６】そのため、クリーンルーム等を使用して製
造環境全体を清浄化したりすることなく、しかも、新た
な工程を追加することもなく、微小粉塵の付着に基づく
電極短絡等の短絡不良等の発生が防止され、製造の歩留
まりが向上する。
造環境全体を清浄化したりすることなく、しかも、新た
な工程を追加することもなく、微小粉塵の付着に基づく
電極短絡等の短絡不良等の発生が防止され、製造の歩留
まりが向上する。
【００２７】また、この出願の請求項２の半導体装置の
製造方法においては、非晶質半導体層を減圧ＣＶＤの反
応室内で形成し、除塵処理を減圧状態の反応室内で行
う。
製造方法においては、非晶質半導体層を減圧ＣＶＤの反
応室内で形成し、除塵処理を減圧状態の反応室内で行
う。
【００２８】したがって、反応室内で減圧状態のまま微
小粉塵が除去され、とくに、アモルファスシリコン太陽
電池等の薄膜半導体装置の製造に好適である。
小粉塵が除去され、とくに、アモルファスシリコン太陽
電池等の薄膜半導体装置の製造に好適である。
【００２９】そして、除塵処理としては、次の（ｉ）〜
（ｖ）のいずれか、或いはこれらを組み合わせて行うこ
とが好ましい。
（ｖ）のいずれか、或いはこれらを組み合わせて行うこ
とが好ましい。
【００３０】 （ｉ）基板の堆積表面部の微小粉塵を帯電し、電気的に
集塵して除去する。 （ii）基板を振動して基板の堆積表面部の微小粉塵を除
去する。 （iii）基板の堆積表面に気体を吹付けてその堆積表面
部の微小粉塵を除去する。 （iv）基板の温度を、非晶質半導体層を堆積するときの
温度と異なる温度にして基板の堆積表面部の微小粉塵を
除去する。 （ｖ）基板に堆積した非晶質半導体層と微小粉塵との界
面を酸化して基板の堆積表面部の微小粉塵を除去する。
集塵して除去する。 （ii）基板を振動して基板の堆積表面部の微小粉塵を除
去する。 （iii）基板の堆積表面に気体を吹付けてその堆積表面
部の微小粉塵を除去する。 （iv）基板の温度を、非晶質半導体層を堆積するときの
温度と異なる温度にして基板の堆積表面部の微小粉塵を
除去する。 （ｖ）基板に堆積した非晶質半導体層と微小粉塵との界
面を酸化して基板の堆積表面部の微小粉塵を除去する。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１ないし図３を参照して説明する。
１ないし図３を参照して説明する。
【００３２】図１の（ａ）〜（ｇ）は、減圧ＣＶＤの反
応室内で半導体層を形成してスーパーストレート型のア
モルファスシリコン太陽電池を製造するときのプロセス
を示す。
応室内で半導体層を形成してスーパーストレート型のア
モルファスシリコン太陽電池を製造するときのプロセス
を示す。
【００３３】この場合、まず、第１の電極層堆積工程に
より、同図の（ａ）に示すように、大気圧ＣＶＤ法でガ
ラスの基板７上にＳｎＯ2 の第１の電極層８を膜厚８０
００Åに形成して堆積する。
より、同図の（ａ）に示すように、大気圧ＣＶＤ法でガ
ラスの基板７上にＳｎＯ2 の第１の電極層８を膜厚８０
００Åに形成して堆積する。
【００３４】そして、第１の電極層８が形成された基板
７を反応容器から大気中に取り出し、半導体層を堆積す
るための反応室内に搬入する。この時、大気中で第１の
電極層８上に埃等の微小粉塵９が付着する。或いは、反
応室内に付着したフレーク等の微小粉塵９が付着する。
７を反応容器から大気中に取り出し、半導体層を堆積す
るための反応室内に搬入する。この時、大気中で第１の
電極層８上に埃等の微小粉塵９が付着する。或いは、反
応室内に付着したフレーク等の微小粉塵９が付着する。
【００３５】つぎに、半導体層の堆積工程に移り、同図
の（ｂ）に示すように、減圧ＣＶＤの反応室内でのプラ
ズマＣＶＤ法により、第１の電極層８上に膜厚１００Å
のＢドープｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ（水素化アモルファスシ
リコンーカーボン）のｐ層，膜厚３０００Åのノンドー
プａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）のｉ層
からなる半導体の第１層１０を形成して堆積する。
の（ｂ）に示すように、減圧ＣＶＤの反応室内でのプラ
ズマＣＶＤ法により、第１の電極層８上に膜厚１００Å
のＢドープｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ（水素化アモルファスシ
リコンーカーボン）のｐ層，膜厚３０００Åのノンドー
プａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）のｉ層
からなる半導体の第１層１０を形成して堆積する。
【００３６】このとき、微小粉塵９の付着部分には第１
層１０が形成されない。
層１０が形成されない。
【００３７】そして、第１層１０を形成すると、半導体
層の形成を中断して除塵処理に移り、例えば図２の
（ａ）〜（ｃ）に示す電気的な集塵方法により、基板７
を減圧状態の反応室から外部に取出したりすることな
く、減圧状態のまま微小粉塵９を除去する。
層の形成を中断して除塵処理に移り、例えば図２の
（ａ）〜（ｃ）に示す電気的な集塵方法により、基板７
を減圧状態の反応室から外部に取出したりすることな
く、減圧状態のまま微小粉塵９を除去する。
【００３８】すなわち、電気的な集塵方法は、一般に、
浮遊粒子に電荷を与え、この粒子をクーロン力によって
分離する方法である。
浮遊粒子に電荷を与え、この粒子をクーロン力によって
分離する方法である。
【００３９】そして、図２の（ａ）に示すように、第１
の電極層８に例えば１０００Ｖの正電圧を印加し、第１
層１０の表面部を正に帯電する。
の電極層８に例えば１０００Ｖの正電圧を印加し、第１
層１０の表面部を正に帯電する。
【００４０】つぎに、同図の（ｂ）に示すように、例え
ば１０００Ｖの負電圧印加により負に帯電したカーボン
グラファイトの集塵極１１を第１層１０に５mm程度に近
接してその表面上を矢印方向に走査し、正に帯電した第
１層１０と負に帯電した集塵極１１との間に引力（クー
ロン力）を生じさせる。
ば１０００Ｖの負電圧印加により負に帯電したカーボン
グラファイトの集塵極１１を第１層１０に５mm程度に近
接してその表面上を矢印方向に走査し、正に帯電した第
１層１０と負に帯電した集塵極１１との間に引力（クー
ロン力）を生じさせる。
【００４１】そして、この引力により第１層１０の微小
粉塵９上に堆積している部分，すなわち他の部分より付
着力が比較的弱い帯電部分１０’を引剥がし、集塵極１
１に吸着して除去する。
粉塵９上に堆積している部分，すなわち他の部分より付
着力が比較的弱い帯電部分１０’を引剥がし、集塵極１
１に吸着して除去する。
【００４２】さらに、この除去により正に帯電した微小
粉塵９を露出し、この微小粉塵９も同図の（ｃ）に示す
ように、微小粉塵９と集塵極１１との間の引力により引
剥して除去する。
粉塵９を露出し、この微小粉塵９も同図の（ｃ）に示す
ように、微小粉塵９と集塵極１１との間の引力により引
剥して除去する。
【００４３】なお、この電気的な集塵方法においては、
前述したように、微小粉塵９が除去されるとともに、そ
の上部の付着力が弱い帯電部分１０’も除去される利点
がある。
前述したように、微小粉塵９が除去されるとともに、そ
の上部の付着力が弱い帯電部分１０’も除去される利点
がある。
【００４４】そして、除塵処理により基板７の堆積表面
部の微小粉塵９が除去されると、図１の（ｃ）に示すよ
うに、その部分は第１の電極層８が露出して一時的にピ
ンホール１２になる。
部の微小粉塵９が除去されると、図１の（ｃ）に示すよ
うに、その部分は第１の電極層８が露出して一時的にピ
ンホール１２になる。
【００４５】また、微小粉塵９が除去されても、同図の
（ｄ）に示すように反応室内の新たな微小粉塵（以下再
付着粉塵という）９’が反応室の清浄度に応じた確率で
基板７の堆積表面に付着する。
（ｄ）に示すように反応室内の新たな微小粉塵（以下再
付着粉塵という）９’が反応室の清浄度に応じた確率で
基板７の堆積表面に付着する。
【００４６】なお、再付着粉塵９’がピンホール１２に
おける第１の電極層８の露出面に付着する確率は非常に
小さく、該再付着粉塵９’が短絡の原因となることは殆
どない。
おける第１の電極層８の露出面に付着する確率は非常に
小さく、該再付着粉塵９’が短絡の原因となることは殆
どない。
【００４７】そして、除塵処理を終了すると、半導体層
の形成を再開し、同図の（ｅ）に示すように、第１層１
０上にノンドープａ−Ｓｉ：Ｈのｉ層，膜厚３００Åの
Ｐドープｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈのｎ層からなる半導体の第２
層１３を形成して堆積し、第１層１０と第２層１３とか
らなるｐ−ｉ−ｎ構造の光起電力層としての半導体層１
４を形成する。
の形成を再開し、同図の（ｅ）に示すように、第１層１
０上にノンドープａ−Ｓｉ：Ｈのｉ層，膜厚３００Åの
Ｐドープｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈのｎ層からなる半導体の第２
層１３を形成して堆積し、第１層１０と第２層１３とか
らなるｐ−ｉ−ｎ構造の光起電力層としての半導体層１
４を形成する。
【００４８】そして、半導体層１４が形成されて半導体
層の堆積工程が終了した後、基板７の反応室からの取出
し等の何らかの原因により、同図の（ｆ）に示すように
再付着粉塵９’が離脱しても、第１の電極層８の表面が
露出することがなく、第１の電極層８に達するようなピ
ンホールは発生しない。
層の堆積工程が終了した後、基板７の反応室からの取出
し等の何らかの原因により、同図の（ｆ）に示すように
再付着粉塵９’が離脱しても、第１の電極層８の表面が
露出することがなく、第１の電極層８に達するようなピ
ンホールは発生しない。
【００４９】つぎに、第２の電極層堆積工程に移行し、
同図の（ｇ）に示すように、例えばスパッタリングによ
り半導体層１４上にＡｇの第２の電極層１５を適当な膜
厚で形成し、アモルファスシリコン太陽電池を完成す
る。
同図の（ｇ）に示すように、例えばスパッタリングによ
り半導体層１４上にＡｇの第２の電極層１５を適当な膜
厚で形成し、アモルファスシリコン太陽電池を完成す
る。
【００５０】このとき、微小粉塵９，９’の付着に基づ
く第１，第２の電極層８，１５の短絡がなく、短絡不良
等なく製造することができる。
く第１，第２の電極層８，１５の短絡がなく、短絡不良
等なく製造することができる。
【００５１】そして、半導体層の堆積工程中の除塵処理
により、電気的な集塵で付着した微小粉塵９を除去する
ため、あらたな工程を追加する必要がない。
により、電気的な集塵で付着した微小粉塵９を除去する
ため、あらたな工程を追加する必要がない。
【００５２】さらに、除塵処理は、半導体層を形成する
反応室内で減圧状態で行うので、反応室内に不活性ガス
を導入して該反応室内を大気圧とする必要がなく、スル
ープットが向上すると共に、上記不活性ガス導入時に反
応室内に付着したフレーク等の微小粉塵がまいあがって
基板に付着し、短絡の原因となることもない。
反応室内で減圧状態で行うので、反応室内に不活性ガス
を導入して該反応室内を大気圧とする必要がなく、スル
ープットが向上すると共に、上記不活性ガス導入時に反
応室内に付着したフレーク等の微小粉塵がまいあがって
基板に付着し、短絡の原因となることもない。
【００５３】しかも、クリーンルーム等を使用して製造
環境全体を微小粉塵のないようにする必要もない。
環境全体を微小粉塵のないようにする必要もない。
【００５４】したがって、プロセスコスト及び工程数の
増大なく、微小粉塵の付着に基づく短絡不良等の発生が
防止され、安価かつ簡単に、大面積のアモルファスシリ
コン太陽電池の製造の歩留まりを飛躍的に向上すること
ができる。
増大なく、微小粉塵の付着に基づく短絡不良等の発生が
防止され、安価かつ簡単に、大面積のアモルファスシリ
コン太陽電池の製造の歩留まりを飛躍的に向上すること
ができる。
【００５５】なお、半導体層１４のｉ層としてノンドー
プａ−Ｓｉ：Ｈの代わりにノンドープのａ−ＳｉＧｅ：
Ｈ（水素化アモルファスシリコン−ゲルマニウム），ａ
−ＳｉＣ：Ｈ等の非晶質シリコン系合金を用いた場合に
も同様の効果が得られる。
プａ−Ｓｉ：Ｈの代わりにノンドープのａ−ＳｉＧｅ：
Ｈ（水素化アモルファスシリコン−ゲルマニウム），ａ
−ＳｉＣ：Ｈ等の非晶質シリコン系合金を用いた場合に
も同様の効果が得られる。
【００５６】また、第１の電極層８及び第２の電極層１
５は種々の電極材料で形成してよく、例えば第２の電極
層１５をＩＴＯ，ＺｎＯ等の透明導電性材料により形成
してもよい。
５は種々の電極材料で形成してよく、例えば第２の電極
層１５をＩＴＯ，ＺｎＯ等の透明導電性材料により形成
してもよい。
【００５７】ところで、本発明は本実施形態に示したス
ーパーストレート型、或いは金属基板上にｎ，ｉ，ｐ型
のアモルファスシリコンを順次形成したサブストレート
型のアモルファスシリコン太陽電池等の種々の薄膜半導
体装置の製造に適用して同様の効果が得られる。
ーパーストレート型、或いは金属基板上にｎ，ｉ，ｐ型
のアモルファスシリコンを順次形成したサブストレート
型のアモルファスシリコン太陽電池等の種々の薄膜半導
体装置の製造に適用して同様の効果が得られる。
【００５８】
【００５９】
【００６０】また、半導体層の構造はどのようであって
もよく、例えばｐ型半導体のｐ層，ｉ型半導体のｉ層，
ｎ型半導体のｎ層をｐ−ｉ−ｎ又はｎ−ｉ−ｐの順に少
なくとも１回積層した構成であってもよい。
もよく、例えばｐ型半導体のｐ層，ｉ型半導体のｉ層，
ｎ型半導体のｎ層をｐ−ｉ−ｎ又はｎ−ｉ−ｐの順に少
なくとも１回積層した構成であってもよい。
【００６１】つぎに、除塵処理の他の方法について説明
する。
する。
【００６２】除塵処理の方法としては、前述の電気的な
集塵方法の他、基板７に機械的な振動を与える方法、気
体を吹付ける方法、基板７の温度を変化させる方法、界
面を酸化する方法も効果的である。
集塵方法の他、基板７に機械的な振動を与える方法、気
体を吹付ける方法、基板７の温度を変化させる方法、界
面を酸化する方法も効果的である。
【００６３】そして、基板７に機械的な振動を与える場
合は、基板７を超音波振動する基板ホルダに取付ける。
合は、基板７を超音波振動する基板ホルダに取付ける。
【００６４】この基板ホルダは例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 ，チタン酸ジルコン酸鉛）により形成す
ることができる。
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 ，チタン酸ジルコン酸鉛）により形成す
ることができる。
【００６５】そして、基板ホルダの超音波振動により基
板７を例えば５０ｋＨｚの周波数で１０分間振動させ、
この振動のエネルギにより付着した微小粉塵９を除去す
る。
板７を例えば５０ｋＨｚの周波数で１０分間振動させ、
この振動のエネルギにより付着した微小粉塵９を除去す
る。
【００６６】つぎに、気体を吹付ける場合は、例えばＡ
ｒの気体分子を、気体７の堆積表面に、この表面に垂直
に、流速３０ｍ／秒で５分間吹付け、付着した微小粉塵
９を除去する。
ｒの気体分子を、気体７の堆積表面に、この表面に垂直
に、流速３０ｍ／秒で５分間吹付け、付着した微小粉塵
９を除去する。
【００６７】この場合、真空排気しながら減圧ＣＶＤ法
の反応室内にＡｒの気体分子を通流することにより、電
気的な集塵や基板を振動する方法の場合と同様、減圧Ｃ
ＶＤ法の反応室内で例えば１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に
保って微小粉塵９を除去することができる。
の反応室内にＡｒの気体分子を通流することにより、電
気的な集塵や基板を振動する方法の場合と同様、減圧Ｃ
ＶＤ法の反応室内で例えば１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に
保って微小粉塵９を除去することができる。
【００６８】なお、反応室に通流して吹付ける気体は、
第１層１０等の半導体層１４中に不純物として混入して
もその特性を低下させることがないように、非晶質シリ
コンに悪影響を及ぼさない水素や安価で比較的反応性の
低い窒素，Ｈｅ，Ａｒ等の不活性ガス又はこれらの混合
ガスであることが望ましい。
第１層１０等の半導体層１４中に不純物として混入して
もその特性を低下させることがないように、非晶質シリ
コンに悪影響を及ぼさない水素や安価で比較的反応性の
低い窒素，Ｈｅ，Ａｒ等の不活性ガス又はこれらの混合
ガスであることが望ましい。
【００６９】つぎに、基板７の温度を変化させる場合
は、第１層１０を含む半導体層１４が非晶質シリコンの
層であれば、除塵処理のときの基板７の温度を、例え
ば、半導体層１４の堆積に好適な１００〜５００℃程度
の温度から低下させて異ならせる。
は、第１層１０を含む半導体層１４が非晶質シリコンの
層であれば、除塵処理のときの基板７の温度を、例え
ば、半導体層１４の堆積に好適な１００〜５００℃程度
の温度から低下させて異ならせる。
【００７０】そして、基板７，第１の電極層８，微小粉
塵９及び第１層１０の熱膨張係数が異なることを利用
し、温度変化により第１層１０の内部及び微小粉塵９，
第１層１０の界面に発生した応力に基づき、微小粉塵９
を除去する。
塵９及び第１層１０の熱膨張係数が異なることを利用
し、温度変化により第１層１０の内部及び微小粉塵９，
第１層１０の界面に発生した応力に基づき、微小粉塵９
を除去する。
【００７１】なお、効果的な除塵を行うため、半導体層
１４を堆積するときの温度と除塵処理のときの温度とは
５０℃以上の差があることが好ましい。
１４を堆積するときの温度と除塵処理のときの温度とは
５０℃以上の差があることが好ましい。
【００７２】また、除塵処理のときの温度を半導体層１
４を堆積するときの温度より高くして微小粉塵９を除去
することも可能である。
４を堆積するときの温度より高くして微小粉塵９を除去
することも可能である。
【００７３】つぎに、界面を酸化する場合は、例えば、
第１層１０の表面を酸素，酸素を含む混合ガス又は酸化
性の物質に触れさせ、微小粉塵９と第１層１０との界面
を酸化して微小粉塵９を剥離し易くし、微小粉塵９を除
去する。
第１層１０の表面を酸素，酸素を含む混合ガス又は酸化
性の物質に触れさせ、微小粉塵９と第１層１０との界面
を酸化して微小粉塵９を剥離し易くし、微小粉塵９を除
去する。
【００７４】そして、前記のように半導体層１４を減圧
ＣＶＤの反応室内のプラズマＣＶＤ法により堆積すると
きは、半導体層１４を堆積する途中，すなわち第１層１
０が堆積したときに基板７を反応室外に取出し、その堆
積表面を大気に数分間さらすことにより、微小粉塵９と
第１層１０との界面を酸化することができ、この場合
は、基板７の温度が低下し、前記の膨張係数の違いによ
る応力が微小粉塵９の除去に同時に作用する利点もあ
る。
ＣＶＤの反応室内のプラズマＣＶＤ法により堆積すると
きは、半導体層１４を堆積する途中，すなわち第１層１
０が堆積したときに基板７を反応室外に取出し、その堆
積表面を大気に数分間さらすことにより、微小粉塵９と
第１層１０との界面を酸化することができ、この場合
は、基板７の温度が低下し、前記の膨張係数の違いによ
る応力が微小粉塵９の除去に同時に作用する利点もあ
る。
【００７５】なお、第１層１０の表面酸化の厚さは僅か
であり、半導体層１４の特性に影響を与えることはな
い。
であり、半導体層１４の特性に影響を与えることはな
い。
【００７６】そして、除塵処理のときに前記の各方法の
少なくとも２つを同時に又は順次に行えば、一層効果的
な除塵が行える。
少なくとも２つを同時に又は順次に行えば、一層効果的
な除塵が行える。
【００７７】また、除塵効果を一層高めるため、半導体
層１４の堆積工程中に前記の除塵処理をくり返し行うよ
うにしてもよい。
層１４の堆積工程中に前記の除塵処理をくり返し行うよ
うにしてもよい。
【００７８】つぎに、除塵処理によるピンホールの低減
効果について説明する。
効果について説明する。
【００７９】まず、基板７の堆積表面（半導体装置の表
面）の微小粉塵の付着面積率ＢＲ，ピンホールの面積率
ＰＲは、つぎのように数式化して示すことができる。
面）の微小粉塵の付着面積率ＢＲ，ピンホールの面積率
ＰＲは、つぎのように数式化して示すことができる。
【００８０】ＢＲ＝（微小粉塵１個の面積）×（微小粉
塵の付着数）÷（半導体装置の面積） ＰＲ＝（ピンホール１個の面積）×（ピンホールの個
数）÷（半導体装置の面積）
塵の付着数）÷（半導体装置の面積） ＰＲ＝（ピンホール１個の面積）×（ピンホールの個
数）÷（半導体装置の面積）
【００８１】そして、半導体層１４の堆積工程中の除塵
処理回数をＮ回とすると、ピンホールの面積率ＰＲはつ
ぎの数１の式で示される。
処理回数をＮ回とすると、ピンホールの面積率ＰＲはつ
ぎの数１の式で示される。
【００８２】
【数１】ＰＲ＝ＢＲN+1
【００８３】この数１の式に基づき、ＢＲ＝１／１０6
としたときの除塵処理回数Ｎとピンホールの面積率ＰＲ
との関係図は図３に示すようになり、これは、例えば１
cm2の半導体装置の表面に１μm2の微小粉塵が１００個
付着していた場合の除塵効果を示す。
としたときの除塵処理回数Ｎとピンホールの面積率ＰＲ
との関係図は図３に示すようになり、これは、例えば１
cm2の半導体装置の表面に１μm2の微小粉塵が１００個
付着していた場合の除塵効果を示す。
【００８４】この図３から明らかなように、除塵処理の
くり返しによりピンホールの面積率ＰＲが指数関数的に
減少する。
くり返しによりピンホールの面積率ＰＲが指数関数的に
減少する。
【００８５】したがって、装置面積が数桁以上大きくな
る極めて大面積のアモルファスシリコン太陽電気等の薄
膜半導体装置を製造するときにも、除塵処理を適当な回
数くり返すことにより、ピンホールに基づく電極短絡等
の装置不良の発生を十分に低減することができ、製造の
歩留まりが飛躍的に向上する。
る極めて大面積のアモルファスシリコン太陽電気等の薄
膜半導体装置を製造するときにも、除塵処理を適当な回
数くり返すことにより、ピンホールに基づく電極短絡等
の装置不良の発生を十分に低減することができ、製造の
歩留まりが飛躍的に向上する。
【００８６】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項１の半導体装置の製造方法の場合、第
１の電極８の表面に微小粉塵９が付着しても、非晶質半
導体層１４が、ｉ型の非晶質半導体層堆積工程中の除塵
処理により微小粉塵９を除去して形成され、クリーンル
ーム等を使用することなく、しかも、新たな工程を追加
することもなく、微小粉塵９の付着に基づく電極短絡等
の短絡不良の発生を防止することができ、安価かつ簡単
に、半導体層の膜厚が薄く、微小粉塵によるピンホール
が発生し易いアモルファスシリコン太陽電池等の半導体
装置の歩留まりを向上することができる。
る。まず、請求項１の半導体装置の製造方法の場合、第
１の電極８の表面に微小粉塵９が付着しても、非晶質半
導体層１４が、ｉ型の非晶質半導体層堆積工程中の除塵
処理により微小粉塵９を除去して形成され、クリーンル
ーム等を使用することなく、しかも、新たな工程を追加
することもなく、微小粉塵９の付着に基づく電極短絡等
の短絡不良の発生を防止することができ、安価かつ簡単
に、半導体層の膜厚が薄く、微小粉塵によるピンホール
が発生し易いアモルファスシリコン太陽電池等の半導体
装置の歩留まりを向上することができる。
【００８７】つぎに、請求項２の半導体装置の製造方法
の場合、反応室内で減圧状態のまま微小粉塵９を除去す
ることができ、除塵処理に伴う微小粉塵の再付着が少な
く、とくに、アモルファスシリコン太陽電池等の薄膜半
導体装置の製造に適用して著しい効果を奏する。
の場合、反応室内で減圧状態のまま微小粉塵９を除去す
ることができ、除塵処理に伴う微小粉塵の再付着が少な
く、とくに、アモルファスシリコン太陽電池等の薄膜半
導体装置の製造に適用して著しい効果を奏する。
【００８８】そして、請求項３に記載の除塵処理を行う
ことにより、微小粉塵９を効果的に除去することができ
る。
ことにより、微小粉塵９を効果的に除去することができ
る。
【図１】（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の１形態の製造
プロセスの説明図である。
プロセスの説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１の除塵処理の説
明図である。
明図である。
【図３】除塵処理回数とピンホールの面積率との関係図
である。
である。
【図４】従来方法の説明図である。
７ 基板 ８ 第１の電極層 ９，９’ 微小粉塵 １４ 半導体層 １５ 第２の電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４６ Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｖ (56)参考文献 特開 平６−260668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−192016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−270817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−49673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−225922（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 H01L 21/304
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に第１の電極層、ｐ型，ｉ型及び
ｎ型の非晶質半導体層、第２の電極層を順次に堆積した
半導体装置の製造方法において、前記ｉ型の非晶質半導
体層の堆積工程中に、前記基板の堆積表面部に付着した
微小粉塵を除去する除塵処理を少なくとも１回行うこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記非晶質半導体層を減圧状態の反応室
内で形成し、除塵処理を減圧状態の前記反応室内で行う
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】 除塵処理により、つぎのａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅの１つもしくはこれらを組み合わせて基板の堆積
表面部の微小粉塵を除去することを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の半導体装置の製造方法。 ａ．基板の堆積表面部の微小粉塵を帯電して電気的に集
塵する。 ｂ．基板を振動する。 ｃ．基板の堆積表面に気体を吹付ける。 ｄ．基板の温度を、非晶質半導体層を堆積するときの温
度と異なる温度にする。 ｅ．基板に堆積した非晶質半導体層と微小粉塵との界面
を酸化する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29211895A JP3272222B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29211895A JP3272222B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107117A JPH09107117A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3272222B2 true JP3272222B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17777784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29211895A Expired - Fee Related JP3272222B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272222B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011102142T8 (de) * | 2010-06-25 | 2013-06-13 | Ulvac, Inc. | Filmbildungsvorrichtung und Verfahren zum Instandhalten einer Filmbildungsvorrichtung |
| JP6039429B2 (ja) * | 2012-05-30 | 2016-12-07 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成方法および電子写真感光体の製造方法 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP29211895A patent/JP3272222B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09107117A (ja) | 1997-04-22 |
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