JP3445187B2 - 半導体素子の欠陥補償方法 - Google Patents
半導体素子の欠陥補償方法Info
- Publication number
- JP3445187B2 JP3445187B2 JP22054799A JP22054799A JP3445187B2 JP 3445187 B2 JP3445187 B2 JP 3445187B2 JP 22054799 A JP22054799 A JP 22054799A JP 22054799 A JP22054799 A JP 22054799A JP 3445187 B2 JP3445187 B2 JP 3445187B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- defect
- semiconductor device
- compensating
- hot water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 179
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims description 143
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 102
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical group [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 claims description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 20
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 13
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Si H2F2 Chemical compound 0.000 description 1
- 229910004016 SiF2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003828 SiH3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003826 SiH3Cl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003824 SiH3F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003822 SiHCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004473 SiHF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N fluorosilicon Chemical compound [Si]F ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- ATVLVRVBCRICNU-UHFFFAOYSA-N trifluorosilicon Chemical compound F[Si](F)F ATVLVRVBCRICNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
- H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78651—Silicon transistors
- H01L29/7866—Non-monocrystalline silicon transistors
- H01L29/78672—Polycrystalline or microcrystalline silicon transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78684—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising semiconductor materials of Group IV not being silicon, or alloys including an element of the group IV, e.g. Ge, SiN alloys, SiC alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体接合を有す
る半導体素子の製造に際して半導体素子の欠陥を補償す
る半導体素子の欠陥補償方法に関するものである。特
に、光起電力素子や薄膜トランジスター等の機能性半導
体素子の製造に際して半導体素子の欠陥を補償する半導
体素子の欠陥補償方法に関するものである。
る半導体素子の製造に際して半導体素子の欠陥を補償す
る半導体素子の欠陥補償方法に関するものである。特
に、光起電力素子や薄膜トランジスター等の機能性半導
体素子の製造に際して半導体素子の欠陥を補償する半導
体素子の欠陥補償方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子、例えば、薄膜トラン
ジスター（ＴＦＴ）を製造する場合には、半導体膜、絶
縁膜や金属膜の堆積時に、各膜の堆積条件（基板温度、
圧力、放電パワー等）の違いによって、各膜の内部や各
膜間の界面に、歪みによる欠陥が多数生じていた。ま
た、各膜の熱膨張率や格子定数の違いによって、各膜間
には多くの欠陥が生じていた。薄膜トランジスターのこ
のような欠陥は、電荷のトラップとして働き、薄膜トラ
ンジスター内に空間電荷を形成し、トランジスターの電
気特性を低下させたり、電気持性の再現性を低下させて
いた。
ジスター（ＴＦＴ）を製造する場合には、半導体膜、絶
縁膜や金属膜の堆積時に、各膜の堆積条件（基板温度、
圧力、放電パワー等）の違いによって、各膜の内部や各
膜間の界面に、歪みによる欠陥が多数生じていた。ま
た、各膜の熱膨張率や格子定数の違いによって、各膜間
には多くの欠陥が生じていた。薄膜トランジスターのこ
のような欠陥は、電荷のトラップとして働き、薄膜トラ
ンジスター内に空間電荷を形成し、トランジスターの電
気特性を低下させたり、電気持性の再現性を低下させて
いた。
【０００３】シリコン系の薄膜な光起電力素子の場合に
は、反射膜や反射増加膜、ｎ型半導体膜、実質的にｉ型
の半導体膜、ｐ型半導体膜（これらのｎｉｐ構造を必要
に応じて複数回積層してもよい）、透明導電膜（または
金属膜）、集電電極等が、金属やガラスの支持体上に構
成されている。特に、微結晶半導体膜や多結晶半導体膜
をｉ型の半導体膜として用いる場合には、半導体膜の形
成時に半導体の結晶が支持体側から成長していく事によ
って、結晶粒径が大きくなる。その結果、薄膜トランジ
スターを形成する際に発生する上記欠陥の他に、欠陥が
結晶粒界に多くなると言う問題点がある。
は、反射膜や反射増加膜、ｎ型半導体膜、実質的にｉ型
の半導体膜、ｐ型半導体膜（これらのｎｉｐ構造を必要
に応じて複数回積層してもよい）、透明導電膜（または
金属膜）、集電電極等が、金属やガラスの支持体上に構
成されている。特に、微結晶半導体膜や多結晶半導体膜
をｉ型の半導体膜として用いる場合には、半導体膜の形
成時に半導体の結晶が支持体側から成長していく事によ
って、結晶粒径が大きくなる。その結果、薄膜トランジ
スターを形成する際に発生する上記欠陥の他に、欠陥が
結晶粒界に多くなると言う問題点がある。
【０００４】プラズマＣＶＤ法によって微結晶膜や多結
晶膜を堆積した場合、このような膜の成長に伴う結晶粒
径の増大によって、膜中の水素量が減少する。この結
果、結晶粒界の欠陥が増加すると言う事も生じている。
晶膜を堆積した場合、このような膜の成長に伴う結晶粒
径の増大によって、膜中の水素量が減少する。この結
果、結晶粒界の欠陥が増加すると言う事も生じている。
【０００５】以上のような欠陥を減少させる欠陥補償方
法として、従来、酸素雰囲気での大気アニール法、水素
雰囲気での還元性アニール、水素プラズマアニール等が
提案されている。しかし、このような欠陥補償方法で
は、酸素分子や水素分子の反応性が低い。このため、長
時間大気アニールをしても、十分な欠陥の減少を達成す
る事ができなかった。また、水素プラズマを用いる場合
には、水素ラジカルが活性なために、水素プラズマを発
生させているチャンバー内や近傍から水素ラジカルが不
純物をエッチングし、この不純物が半導体膜中や表面に
付着するという新たな問題を生んでいた。
法として、従来、酸素雰囲気での大気アニール法、水素
雰囲気での還元性アニール、水素プラズマアニール等が
提案されている。しかし、このような欠陥補償方法で
は、酸素分子や水素分子の反応性が低い。このため、長
時間大気アニールをしても、十分な欠陥の減少を達成す
る事ができなかった。また、水素プラズマを用いる場合
には、水素ラジカルが活性なために、水素プラズマを発
生させているチャンバー内や近傍から水素ラジカルが不
純物をエッチングし、この不純物が半導体膜中や表面に
付着するという新たな問題を生んでいた。
【０００６】このような問題点を解決する方法として、
特開平８−５５８５８号公報に記載されているように、
水蒸気を使用する方法が提案された。この方法は、２０
〜４００℃、分圧１Torr以上飽和蒸気圧以下の水の気体
を含む雰囲気中で、１５秒以上２０時間以下の加熱工程
を行う。この加熱加工を経て、半導体又は絶縁膜の少な
くとも一方の改質を行う。
特開平８−５５８５８号公報に記載されているように、
水蒸気を使用する方法が提案された。この方法は、２０
〜４００℃、分圧１Torr以上飽和蒸気圧以下の水の気体
を含む雰囲気中で、１５秒以上２０時間以下の加熱工程
を行う。この加熱加工を経て、半導体又は絶縁膜の少な
くとも一方の改質を行う。
【０００７】しかし、上記公報に記されているような、
水蒸気のみを用いた従来の方法では、ホットキャリアー
の劣化原因となる絶縁膜SiO中の水やOH基が膜中に残留
している。現在より優れたトランジスター特性が求めら
れると、膜中に残留する水やOH基の更なる低減が必要で
ある。
水蒸気のみを用いた従来の方法では、ホットキャリアー
の劣化原因となる絶縁膜SiO中の水やOH基が膜中に残留
している。現在より優れたトランジスター特性が求めら
れると、膜中に残留する水やOH基の更なる低減が必要で
ある。
【０００８】微結晶シリコン系や多結晶シリコン系の太
陽電池において水蒸気を用いた方法では、結晶粒界の酸
化が進み過ぎて、電荷の移動が阻害されることがあっ
た。プラズマＣＶＤ法で堆積した微結晶シリコン半導体
の場合には、微結晶シリコンが基板側から成長表面に向
かって、扇上に成長するために、微結晶シリコン半導体
内部に歪が生じる。
陽電池において水蒸気を用いた方法では、結晶粒界の酸
化が進み過ぎて、電荷の移動が阻害されることがあっ
た。プラズマＣＶＤ法で堆積した微結晶シリコン半導体
の場合には、微結晶シリコンが基板側から成長表面に向
かって、扇上に成長するために、微結晶シリコン半導体
内部に歪が生じる。
【０００９】水蒸気による従来の方法で、このような微
結晶シリコン半導体の結晶粒界の欠陥を補償しようとす
ると、水蒸気による酸化が進み過ぎるために、過剰に酸
化された結晶粒界が膨張し、微結晶シリコン半導体の内
部歪みが増加し、微結晶シリコン半導体の伝導性が低下
することがあった。
結晶シリコン半導体の結晶粒界の欠陥を補償しようとす
ると、水蒸気による酸化が進み過ぎるために、過剰に酸
化された結晶粒界が膨張し、微結晶シリコン半導体の内
部歪みが増加し、微結晶シリコン半導体の伝導性が低下
することがあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決する事を目的としている。すなわち、本発明は、
ホットキャリアーの劣化原因となる絶縁膜SiO中の水やO
H基が膜中に残留し難い半導体素子の欠陥捕償方法を提
供する事を目的としている。また、本発明は、結晶粒界
の酸化が進み過ぎることのない半導体素子の欠陥補償方
法を提供する事を目的としている。
を解決する事を目的としている。すなわち、本発明は、
ホットキャリアーの劣化原因となる絶縁膜SiO中の水やO
H基が膜中に残留し難い半導体素子の欠陥捕償方法を提
供する事を目的としている。また、本発明は、結晶粒界
の酸化が進み過ぎることのない半導体素子の欠陥補償方
法を提供する事を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、半導体素子の欠陥を補償する半導体素
子の欠陥補償方法において、温水中に半導体素子を浸漬
させる、または、温水をノズルから半導体素子に吹き付
けて処理を行い、前記半導体素子の欠陥補償を行うこと
を特徴とする。
解決するために、半導体素子の欠陥を補償する半導体素
子の欠陥補償方法において、温水中に半導体素子を浸漬
させる、または、温水をノズルから半導体素子に吹き付
けて処理を行い、前記半導体素子の欠陥補償を行うこと
を特徴とする。
【００１２】また本発明は、温水と半導体素子を接触さ
せて欠陥を補償する場合に、前記半導体素子の温度を制
御しながら、前記欠陥補償を行うことを特徴とする。
せて欠陥を補償する場合に、前記半導体素子の温度を制
御しながら、前記欠陥補償を行うことを特徴とする。
【００１３】本発明は、温水と半導体素子を接触させて
欠陥を補償する場合に、前記温水に不活性ガスとしてH
e、Ne、Ar、Kr、Xeの内の少なくとも一種、酸素含有ガ
ス、窒素含有ガス、炭素含有ガスの一種でバブリングし
ながら、前記欠陥捕償を行うことを特徴とする。
欠陥を補償する場合に、前記温水に不活性ガスとしてH
e、Ne、Ar、Kr、Xeの内の少なくとも一種、酸素含有ガ
ス、窒素含有ガス、炭素含有ガスの一種でバブリングし
ながら、前記欠陥捕償を行うことを特徴とする。
【００１４】本発明は、前記温水と前記半導体素子とを
接触させて前記欠陥補償を行うときの雰囲気圧力が、１
気圧から１００気圧の範囲であることを特徴とする。
接触させて前記欠陥補償を行うときの雰囲気圧力が、１
気圧から１００気圧の範囲であることを特徴とする。
【００１５】本発明は、前記温水の温度が３０〜３００
℃の範囲であることを特徴とする。
℃の範囲であることを特徴とする。
【００１６】本発明は、前記温水に酸素含有ガスを含有
させることを特徴とする。
させることを特徴とする。
【００１７】本発明は、前記酸素含有ガスがＯ2である
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【００１８】本発明は、前記温水が酸性であることを特
徴とする。
徴とする。
【００１９】本発明は、前記半導体素子がシリコン原子
を含有することを特徴とする。
を含有することを特徴とする。
【００２０】本発明は、前記半導体素子がゲルマニウム
原子を含有することを特徴とする。
原子を含有することを特徴とする。
【００２１】本発明は、前記半導体素子がトランジスタ
ーであることを特徴とする。
ーであることを特徴とする。
【００２２】
【作用】本発明の半導体素子の欠陥補償方法は、温水と
半導体素子との接触による加熱処理（以下、温水アニー
リングという）によって、半導体及び絶縁膜の欠陥の補
償を効果的に行う。本発明は、半導体や絶縁膜の単一膜
の特性向上のみならず、ＭＯＳ構造、ＭＩＳ構造、ショ
ットキー接合および、ｐｉ、ｎｉ、ｎｎ、ｎｐ、ｐｐ等
の半導体接合にも同様に適用できる。
半導体素子との接触による加熱処理（以下、温水アニー
リングという）によって、半導体及び絶縁膜の欠陥の補
償を効果的に行う。本発明は、半導体や絶縁膜の単一膜
の特性向上のみならず、ＭＯＳ構造、ＭＩＳ構造、ショ
ットキー接合および、ｐｉ、ｎｉ、ｎｎ、ｎｐ、ｐｐ等
の半導体接合にも同様に適用できる。
【００２３】たとえば、微結晶シリコン半導体層をｉ層
として有するｐｉｎ構造の光起電力素子に対して、本発
明の半導体素子の欠陥補償方法を適用すると、光起電力
素子を形成した直後に、数値の小さかった形状因子が大
きく向上し、光起電力素子の変換効率が向上する。
として有するｐｉｎ構造の光起電力素子に対して、本発
明の半導体素子の欠陥補償方法を適用すると、光起電力
素子を形成した直後に、数値の小さかった形状因子が大
きく向上し、光起電力素子の変換効率が向上する。
【００２４】光起電力素子は、ガラス等の絶縁基板又は
ステンレス等の導電性基板等に電極を必要に応じて形成
し、反射増加層を形成し、第１の導電型の半導体層、実
質的にｉ型の半導体層、第１の導電型と異なる導電型の
第２の導電型の半導体層を堆積し、該半導体層中に半導
体接合を有すように構成し、透明導電層または金属層等
の電極を形成し、必要に応じて集電電極を堆積した構造
を有している。また、上記半導体層を複数積層した構成
の光起電力素子に対して、本発明の半導体素子の欠陥補
償方法を適用してもよい。
ステンレス等の導電性基板等に電極を必要に応じて形成
し、反射増加層を形成し、第１の導電型の半導体層、実
質的にｉ型の半導体層、第１の導電型と異なる導電型の
第２の導電型の半導体層を堆積し、該半導体層中に半導
体接合を有すように構成し、透明導電層または金属層等
の電極を形成し、必要に応じて集電電極を堆積した構造
を有している。また、上記半導体層を複数積層した構成
の光起電力素子に対して、本発明の半導体素子の欠陥補
償方法を適用してもよい。
【００２５】上記半導体は、微結晶シリコン半導体や微
結晶ゲルマニウム半導体や微結晶シリコンゲルマニウム
半導体から構成される。微結晶半導体層は、ＲＦプラズ
マＣＶＤ法、ＶＨＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法で堆積するのが好ましい。
結晶ゲルマニウム半導体や微結晶シリコンゲルマニウム
半導体から構成される。微結晶半導体層は、ＲＦプラズ
マＣＶＤ法、ＶＨＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法で堆積するのが好ましい。
【００２６】微結晶半導体は、以下のような条件で堆積
される。
される。
【００２７】微結晶シリコンに適したシリコン原子供給
用の原料ガスとしては、SiH4、Si2H 6、SiF4、SiHF3、Si
H2F2、SiH3F、SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、Si
D4、SiHD3、SiH2D2、SiH3D、SiFD3、SiF2D2、SiD3H、Si
2D3H3等のシラン系原料ガスが好適なものとしてあげら
れる。特に、結晶粒径を大きくするには、SiF4を原料ガ
スとして採用する事が好ましい。
用の原料ガスとしては、SiH4、Si2H 6、SiF4、SiHF3、Si
H2F2、SiH3F、SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、Si
D4、SiHD3、SiH2D2、SiH3D、SiFD3、SiF2D2、SiD3H、Si
2D3H3等のシラン系原料ガスが好適なものとしてあげら
れる。特に、結晶粒径を大きくするには、SiF4を原料ガ
スとして採用する事が好ましい。
【００２８】微結晶シリコンゲルマニウムに適したゲル
マニウム供給用の原料ガスとしては、GeH4、GeF4、GeHF
3、GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、GeH3Cl、GeHD3、
GeH2D2、GeH3D、GeH6、GeD6等が挙げられる。これらの
原料ガスは、良好な微結晶半導体を形成するために、水
素ガスで希釈する事が必要である。水素ガスでの希釈率
は１０倍以上が好ましい。特に、好ましい希釈率の範囲
は、１０倍から１０００倍である。希釈率が小さい場合
には、微結晶が形成されず、アモルファスが形成され
る。一方、希釈率を高くし過ぎた場合には、微結晶の堆
積速度が低くなり過ぎて、実用上問題が生じる。また、
水素希釈に加えて、へリウムガスで希釈する事も可能で
ある。
マニウム供給用の原料ガスとしては、GeH4、GeF4、GeHF
3、GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、GeH3Cl、GeHD3、
GeH2D2、GeH3D、GeH6、GeD6等が挙げられる。これらの
原料ガスは、良好な微結晶半導体を形成するために、水
素ガスで希釈する事が必要である。水素ガスでの希釈率
は１０倍以上が好ましい。特に、好ましい希釈率の範囲
は、１０倍から１０００倍である。希釈率が小さい場合
には、微結晶が形成されず、アモルファスが形成され
る。一方、希釈率を高くし過ぎた場合には、微結晶の堆
積速度が低くなり過ぎて、実用上問題が生じる。また、
水素希釈に加えて、へリウムガスで希釈する事も可能で
ある。
【００２９】本発明に適した微結晶を作成するための基
板温度は、１００〜５００℃である。特に、堆積速度を
大きくする場合、基板温度を比較的高い温度にする事が
望ましい。
板温度は、１００〜５００℃である。特に、堆積速度を
大きくする場合、基板温度を比較的高い温度にする事が
望ましい。
【００３０】本発明の微結晶を堆積するときのチャンバ
ー内の真空度としては、１mTorrから１Torrが好適な範
囲として挙げられる。特に、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で微結晶半導体を堆積する場合には、数mTorrから数
百mTorrが好ましい真空度である。
ー内の真空度としては、１mTorrから１Torrが好適な範
囲として挙げられる。特に、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で微結晶半導体を堆積する場合には、数mTorrから数
百mTorrが好ましい真空度である。
【００３１】本発明の微結晶半導体を堆積する場合のチ
ャンバーへの投入パワーとしては、０．０１〜１０Ｗ／
cm3の範囲が好適な範囲として挙げられる。微結晶シリ
コンの堆積速度が、使用する電磁波に依存する。特に、
同一の投入エネルギーでは、周波数の高い方が堆積速度
が速くなる。
ャンバーへの投入パワーとしては、０．０１〜１０Ｗ／
cm3の範囲が好適な範囲として挙げられる。微結晶シリ
コンの堆積速度が、使用する電磁波に依存する。特に、
同一の投入エネルギーでは、周波数の高い方が堆積速度
が速くなる。
【００３２】光起電力素子の微結晶半導体として適する
微結晶の平均結晶粒径は、Ｘ線回折の（２２０）ピーク
から計算して１００Å〜５０００Åが適した範囲として
挙げられる。
微結晶の平均結晶粒径は、Ｘ線回折の（２２０）ピーク
から計算して１００Å〜５０００Åが適した範囲として
挙げられる。
【００３３】このような微結晶半導体中には、結晶粒界
に関係した欠陥が多く存在し、光起電力素子の特性が低
下していた。特に、微結晶半導体層の堆積速度を高くし
た場合、微結晶半導体の成長過程で微結晶半導体内に歪
みが生じて、微結晶半導体内に欠陥が生じることがあっ
た。
に関係した欠陥が多く存在し、光起電力素子の特性が低
下していた。特に、微結晶半導体層の堆積速度を高くし
た場合、微結晶半導体の成長過程で微結晶半導体内に歪
みが生じて、微結晶半導体内に欠陥が生じることがあっ
た。
【００３４】このような微結晶半導体層で導電型を制御
する不純物を添加して、ｐｉｎ構造の光起電力素子を形
成すると、添加する不純物によって、ｎ型層やｐ型層の
結晶粒径がｉ型層と異なり、ｉ型層とｎ型層ゃｐ型層と
の間に欠陥が多く存在するようになる。さらに、ｎ型層
ゃｐ型層と接して透明導電層や金属層を設けて、半導体
層から電荷を外部回路に取り出す場合、ｎ型層やｐ型層
と透明導電層や金属層との接触界面近傍に、表面準位や
歪みに基づく欠陥が多く存在する。これらの欠陥によっ
て、光起電力素子の抵抗が増加して、光起電力素子の変
換効率が低下していた。
する不純物を添加して、ｐｉｎ構造の光起電力素子を形
成すると、添加する不純物によって、ｎ型層やｐ型層の
結晶粒径がｉ型層と異なり、ｉ型層とｎ型層ゃｐ型層と
の間に欠陥が多く存在するようになる。さらに、ｎ型層
ゃｐ型層と接して透明導電層や金属層を設けて、半導体
層から電荷を外部回路に取り出す場合、ｎ型層やｐ型層
と透明導電層や金属層との接触界面近傍に、表面準位や
歪みに基づく欠陥が多く存在する。これらの欠陥によっ
て、光起電力素子の抵抗が増加して、光起電力素子の変
換効率が低下していた。
【００３５】このような欠陥は、上記電極まで形成した
光起電力素子に対して、本発明の半導体素子の欠陥補償
方法で欠陥の補償を行うことによって、光起電力素子の
特性を改善できる。
光起電力素子に対して、本発明の半導体素子の欠陥補償
方法で欠陥の補償を行うことによって、光起電力素子の
特性を改善できる。
【００３６】電極まで形成した光起電力素子を温水に接
触させ、上記欠陥を酸化させることによって、上記欠陥
を酸化させ、上記欠陥を減少させる事ができる。酸素と
シリコンやゲルマニウムとの結合エネルギーがシリコン
同士の結合エネルギー、ゲルマニウム同士の結合エネル
ギーやシリコンとゲルマニウムとの結合エネルギーより
も大きいために、欠陥を減少させる事ができる。
触させ、上記欠陥を酸化させることによって、上記欠陥
を酸化させ、上記欠陥を減少させる事ができる。酸素と
シリコンやゲルマニウムとの結合エネルギーがシリコン
同士の結合エネルギー、ゲルマニウム同士の結合エネル
ギーやシリコンとゲルマニウムとの結合エネルギーより
も大きいために、欠陥を減少させる事ができる。
【００３７】微結晶半導体と水とが酸素化反応を起こし
ている間に、微結晶半導体間で構造緩和が促進されて、
微結晶半導体内部の歪みが減少する。その結果、微結晶
半導体内部の欠陥も減少する。
ている間に、微結晶半導体間で構造緩和が促進されて、
微結晶半導体内部の歪みが減少する。その結果、微結晶
半導体内部の欠陥も減少する。
【００３８】微結晶半導体層と電極層との界面近傍の欠
陥状態も、電極層の結晶粒界を介して半導体層と電極層
との界面に水が浸透して、界面近傍の酸化と構造緩和と
が促進されて、欠陥準位が減少する。特に、電極層とし
て酸化インジウムや酸化錫のような酸化物を用いた場合
に、温水を使用した欠陥補償方法は、非常に有効であ
る。
陥状態も、電極層の結晶粒界を介して半導体層と電極層
との界面に水が浸透して、界面近傍の酸化と構造緩和と
が促進されて、欠陥準位が減少する。特に、電極層とし
て酸化インジウムや酸化錫のような酸化物を用いた場合
に、温水を使用した欠陥補償方法は、非常に有効であ
る。
【００３９】水蒸気のような酸化方法や酸素プラズマの
ような酸化性の強い雰囲気で欠陥の補償を行おうとする
と、上記酸化物からなる電極層が酸化され過ぎて高抵抗
となり、光起電力素子の直列抵抗が増加して、光起電力
素子の特性が低下した。このような酸化物電極層と半導
体層とを積層してなる半導体素子において、水蒸気や酸
素プラズマのような酸化性の高い雰囲気で欠陥の補償を
行おうとする場合に、光起電力素子の特性低下は、共通
して見られる問題点である。
ような酸化性の強い雰囲気で欠陥の補償を行おうとする
と、上記酸化物からなる電極層が酸化され過ぎて高抵抗
となり、光起電力素子の直列抵抗が増加して、光起電力
素子の特性が低下した。このような酸化物電極層と半導
体層とを積層してなる半導体素子において、水蒸気や酸
素プラズマのような酸化性の高い雰囲気で欠陥の補償を
行おうとする場合に、光起電力素子の特性低下は、共通
して見られる問題点である。
【００４０】本発明の温水を使用して欠陥を補償しよう
とする方法においては、そのような問題点を解決する事
ができる。温水を用いて欠陥を補償しようとする場合、
水蒸気と違って、水分子が適度な集合体となって、半導
体素子の粒界や表面等の欠陥準位に反応していくものと
考えられる。この場合、単独の水分子よりも反応性が押
さえられ、適度な反応性が保たれるために、水蒸気より
も良好な欠陥補償が行えるものと考えられる。
とする方法においては、そのような問題点を解決する事
ができる。温水を用いて欠陥を補償しようとする場合、
水蒸気と違って、水分子が適度な集合体となって、半導
体素子の粒界や表面等の欠陥準位に反応していくものと
考えられる。この場合、単独の水分子よりも反応性が押
さえられ、適度な反応性が保たれるために、水蒸気より
も良好な欠陥補償が行えるものと考えられる。
【００４１】さらに、電極が無い状態で半導体素子の欠
陥補償処理を行い、半導体表面に厚い酸化層が形成され
た後で電極を積層すると、抵抗成分が増加して、半導体
素子の特性が悪くなる。したがって、半導体素子として
機能を外部に取り出せる形態にした後に、本発明の欠陥
補償方法を行うのが好ましい。上記光起電力素子等の半
導体素子を温水と接触させて欠陥の補償を行う場合、温
水中に半導体素子を浸積させて処理を行ってもよい。ま
た、温水をノズルから半導体素子に吹き付けて処理を行
ってもよい。温水の温度を高くするためには、密閉でき
る圧力容器を用いて行うのが好ましい。好ましい温水の
温度としては、３０〜３００℃の範囲であり、圧力とし
ては、大気圧から１００気圧の範囲である。これらの条
件は、半導体素子の形状や欠陥の密度及び処理時間の関
係で決定される。半導体素子の層厚が厚い場合には、水
温と圧力とを高くして欠陥補償を行う方が、欠陥がよく
補償され、処理時間も短くて済む。
陥補償処理を行い、半導体表面に厚い酸化層が形成され
た後で電極を積層すると、抵抗成分が増加して、半導体
素子の特性が悪くなる。したがって、半導体素子として
機能を外部に取り出せる形態にした後に、本発明の欠陥
補償方法を行うのが好ましい。上記光起電力素子等の半
導体素子を温水と接触させて欠陥の補償を行う場合、温
水中に半導体素子を浸積させて処理を行ってもよい。ま
た、温水をノズルから半導体素子に吹き付けて処理を行
ってもよい。温水の温度を高くするためには、密閉でき
る圧力容器を用いて行うのが好ましい。好ましい温水の
温度としては、３０〜３００℃の範囲であり、圧力とし
ては、大気圧から１００気圧の範囲である。これらの条
件は、半導体素子の形状や欠陥の密度及び処理時間の関
係で決定される。半導体素子の層厚が厚い場合には、水
温と圧力とを高くして欠陥補償を行う方が、欠陥がよく
補償され、処理時間も短くて済む。
【００４２】欠陥が半導体素子の表面近傍にある場合に
は、比較的低温低圧で行う方が欠陥の処理を有効に行う
事ができる。すなわち、このように欠陥密度に分布があ
る素子の場合、高温高圧で処理を行うと、半導体素子内
部に歪みが生じて、半導体特性を低下させることがある
からである。
は、比較的低温低圧で行う方が欠陥の処理を有効に行う
事ができる。すなわち、このように欠陥密度に分布があ
る素子の場合、高温高圧で処理を行うと、半導体素子内
部に歪みが生じて、半導体特性を低下させることがある
からである。
【００４３】水温が３０℃よりも低い場合には、半導体
素子を処理する時間が長くなり過ぎたり、欠陥の補償状
態が不十分になる。水温が３００℃よりも高い場合に
は、半導体素子中の不純物の拡散を促進したり、温水処
理容器の内壁から不純物を半導体素子に取り込むよう
な、新たな現象が生じて、半導体特性を低下させる事が
生じた。
素子を処理する時間が長くなり過ぎたり、欠陥の補償状
態が不十分になる。水温が３００℃よりも高い場合に
は、半導体素子中の不純物の拡散を促進したり、温水処
理容器の内壁から不純物を半導体素子に取り込むよう
な、新たな現象が生じて、半導体特性を低下させる事が
生じた。
【００４４】処理時の圧力が大気圧よりも低いと、作業
性が悪く実用的ではない。処理時の圧力が１００気圧よ
りも高いと、半導体素子に対するダメージが大きくなる
と言う問題点が生じた。本発明の半導体素子の欠陥補償
方法では、温水中に不活性ガス（He、Ne、Ar、Kr、Xeの
内の少なくとも一種）、酸素含有ガス、窒素含有ガス、
炭素含有ガスの一種等でバブリングしながら欠陥補償を
行うことによって、半導体素子の欠陥を有効に補償でき
る。このようなガスを温水中でバブリングする事によっ
て、半導体素子に適度な振動を与える事ができる。この
結果、欠陥の補償が促進されるものと考えられる。ま
た、バブリングによって半導体素子表面に発生し吸着し
ている泡を取り除く事ができ、半導体素子全体に対して
均一に欠陥補償を行う事ができる。特に、酸素含有ガス
が温水中に溶け込んだ場合に、温水による欠陥補償能力
を向上させる事ができるものと考えられる。たとえば、
酸素ガスを温水中でバブリングすると、欠陥の補償状態
が向上していた。酸素をバブリングした温水で処理した
微結晶シリコン半導体の欠陥を、ＥＳＲで測定したら、
欠陥密度が減少していた。また、上記微結晶シリコン半
導体のＸ線回折を測定したところ、回折ピークの角度
が、標準的なウエハの回折角度とほとんど同じであっ
て、微結晶半導体シリコンの内部歪みが非常に減少して
いる事が分かった。
性が悪く実用的ではない。処理時の圧力が１００気圧よ
りも高いと、半導体素子に対するダメージが大きくなる
と言う問題点が生じた。本発明の半導体素子の欠陥補償
方法では、温水中に不活性ガス（He、Ne、Ar、Kr、Xeの
内の少なくとも一種）、酸素含有ガス、窒素含有ガス、
炭素含有ガスの一種等でバブリングしながら欠陥補償を
行うことによって、半導体素子の欠陥を有効に補償でき
る。このようなガスを温水中でバブリングする事によっ
て、半導体素子に適度な振動を与える事ができる。この
結果、欠陥の補償が促進されるものと考えられる。ま
た、バブリングによって半導体素子表面に発生し吸着し
ている泡を取り除く事ができ、半導体素子全体に対して
均一に欠陥補償を行う事ができる。特に、酸素含有ガス
が温水中に溶け込んだ場合に、温水による欠陥補償能力
を向上させる事ができるものと考えられる。たとえば、
酸素ガスを温水中でバブリングすると、欠陥の補償状態
が向上していた。酸素をバブリングした温水で処理した
微結晶シリコン半導体の欠陥を、ＥＳＲで測定したら、
欠陥密度が減少していた。また、上記微結晶シリコン半
導体のＸ線回折を測定したところ、回折ピークの角度
が、標準的なウエハの回折角度とほとんど同じであっ
て、微結晶半導体シリコンの内部歪みが非常に減少して
いる事が分かった。
【００４５】本発明の半導体素子と温水とを接触させる
半導体素子の欠陥補償方法において、温水を弱酸性にす
ることによって、さらに欠陥補償能力を向上できる。温
水を弱酸性にする事によって、半導体素子と温水との接
触状態すなわち水濡れ性が改善され、温水からの水の集
合体が都合よく半導体内部の欠陥に浸透していくものと
考えられる。本発明の温水と接触させて欠陥を補償する
半導体素子の欠陥補償方法では、酸性度としては、ＰＨ
４以上が好ましい範囲として挙げられる。
半導体素子の欠陥補償方法において、温水を弱酸性にす
ることによって、さらに欠陥補償能力を向上できる。温
水を弱酸性にする事によって、半導体素子と温水との接
触状態すなわち水濡れ性が改善され、温水からの水の集
合体が都合よく半導体内部の欠陥に浸透していくものと
考えられる。本発明の温水と接触させて欠陥を補償する
半導体素子の欠陥補償方法では、酸性度としては、ＰＨ
４以上が好ましい範囲として挙げられる。
【００４６】本発明の半導体素子と温水とを接触させて
半導体中の欠陥を補償する方法は、光起電力素子以外の
半導体素子にも適用できる。たとえば、ガラス基板上に
ソース電極とドレイン電極とを設け、その上に微結晶半
導体層又は多結晶半導体層を積層し、その上にSiO2のよ
うな酸化膜を形成し、その上にゲート電極を形成した薄
膜トランジスターにおいて、本発明の半導体素子の欠陥
補償方法を適用する事によって、半導体層中の欠陥を補
償する事ができ、酸化層中に水分やOH基が残りにくい。
本発明の半導体素子の欠陥補償方法においては、水中か
ら半導体層中に水分子の集合体が進入していくために、
半導体層中に水が残りにくい。本発明の半導体素子の欠
陥補償方法においては、本発明の欠陥補償処理後に乾燥
する事によって、吸着している水分を容易に取り除く事
ができる。OH基においても、水分子の集合体が存在する
事によって、OH基が酸化層中の欠陥から離れやすくなる
ことが考えられ、OH基も酸化物絶縁層から乾燥によって
取り除き安い。
半導体中の欠陥を補償する方法は、光起電力素子以外の
半導体素子にも適用できる。たとえば、ガラス基板上に
ソース電極とドレイン電極とを設け、その上に微結晶半
導体層又は多結晶半導体層を積層し、その上にSiO2のよ
うな酸化膜を形成し、その上にゲート電極を形成した薄
膜トランジスターにおいて、本発明の半導体素子の欠陥
補償方法を適用する事によって、半導体層中の欠陥を補
償する事ができ、酸化層中に水分やOH基が残りにくい。
本発明の半導体素子の欠陥補償方法においては、水中か
ら半導体層中に水分子の集合体が進入していくために、
半導体層中に水が残りにくい。本発明の半導体素子の欠
陥補償方法においては、本発明の欠陥補償処理後に乾燥
する事によって、吸着している水分を容易に取り除く事
ができる。OH基においても、水分子の集合体が存在する
事によって、OH基が酸化層中の欠陥から離れやすくなる
ことが考えられ、OH基も酸化物絶縁層から乾燥によって
取り除き安い。
【００４７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の半導体
素子の欠陥補償方法において使用される欠陥補償装置を
示す基本構成図である。図１の欠陥補償装置１は、半導
体素子１０１の欠陥を減少させるためのものである。欠
陥補償装置１は、加圧可能な反応容器１１、温水２０１
を生成するための加熱用ヒーター１２、反応容器１１内
の圧力測定用の圧力計１３、反応容器１１内の過圧を外
に逃がす安全弁１４及び熱電対からなる温度計１５から
構成されている。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の半導体
素子の欠陥補償方法において使用される欠陥補償装置を
示す基本構成図である。図１の欠陥補償装置１は、半導
体素子１０１の欠陥を減少させるためのものである。欠
陥補償装置１は、加圧可能な反応容器１１、温水２０１
を生成するための加熱用ヒーター１２、反応容器１１内
の圧力測定用の圧力計１３、反応容器１１内の過圧を外
に逃がす安全弁１４及び熱電対からなる温度計１５から
構成されている。
【００４８】欠陥補償装置１は、次のようにして半導体
素子１０１の欠陥補償に使用される。まず、温水２０１
が注入される反応容器１１内に、基板すなわち半導体素
子１０１を配置する。このとき、温水２０１の対流を利
用するために、半導体素子１０１を立てて配置するのが
好ましい。このように半導体素子１０１が配置された反
応容器１１に、半導体素子１０１の高さ以上に水を入れ
る。その後、反応容器１１を密閉し、ヒーター１２によ
って所望の温度まで水温を上げる。このとき、必要に応
じてボンベ（図示を省略）から反応容器１１内に不活性
ガスや酸素含有ガス等を導入する。
素子１０１の欠陥補償に使用される。まず、温水２０１
が注入される反応容器１１内に、基板すなわち半導体素
子１０１を配置する。このとき、温水２０１の対流を利
用するために、半導体素子１０１を立てて配置するのが
好ましい。このように半導体素子１０１が配置された反
応容器１１に、半導体素子１０１の高さ以上に水を入れ
る。その後、反応容器１１を密閉し、ヒーター１２によ
って所望の温度まで水温を上げる。このとき、必要に応
じてボンベ（図示を省略）から反応容器１１内に不活性
ガスや酸素含有ガス等を導入する。
【００４９】この後、反応容器１１内の圧力を所望の圧
力にする。所望の時間この状態を維持して、欠陥補償処
理を行う。また予め、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸等の酸を
浸水に添加して、温水２０１のｐＨを調節する。
力にする。所望の時間この状態を維持して、欠陥補償処
理を行う。また予め、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸等の酸を
浸水に添加して、温水２０１のｐＨを調節する。
【００５０】こうして、半導体素子１０１と温水２０１
との接触による加熱処理、すなわち、温水アニーリング
によって、半導体１０１の欠陥の補償を効果的に行うこ
とができる。
との接触による加熱処理、すなわち、温水アニーリング
によって、半導体１０１の欠陥の補償を効果的に行うこ
とができる。
【００５１】図２は、本発明の半導体素子の欠陥補償方
法において使用される量産向けの欠陥補償装置を示す基
本構成図である。図２の欠陥補償装置２は、半導体素子
を形成してある帯状の基板１２１の欠陥を減少させるた
めのものである。欠陥補償装置２は、反応容器２１、反
応容器２１内に設けられている内部反応容器２２、温水
２２１を生成するための加熱用ヒーター２３、反応容器
２１の保温用断熱材２４、温水２２１を流すための配管
２５、内部反応容器２２と反応容器２１との間で温水２
２１を循環させるためのポンプユニット２６及び温水２
２１の温度モニター用の温度計２７から構成されてい
る。この構成では、配管２５及びポンプユニット２６
が、内部反応容器２２から反応容器２１に温水２２１を
オーバァーフローする。
法において使用される量産向けの欠陥補償装置を示す基
本構成図である。図２の欠陥補償装置２は、半導体素子
を形成してある帯状の基板１２１の欠陥を減少させるた
めのものである。欠陥補償装置２は、反応容器２１、反
応容器２１内に設けられている内部反応容器２２、温水
２２１を生成するための加熱用ヒーター２３、反応容器
２１の保温用断熱材２４、温水２２１を流すための配管
２５、内部反応容器２２と反応容器２１との間で温水２
２１を循環させるためのポンプユニット２６及び温水２
２１の温度モニター用の温度計２７から構成されてい
る。この構成では、配管２５及びポンプユニット２６
が、内部反応容器２２から反応容器２１に温水２２１を
オーバァーフローする。
【００５２】帯状基板１２１を反応容器内２１にセット
し、水を内部反応容器２２と反応容器２１とに入れる。
ポンプユニット２６を動かしながら、ヒーター２３で水
の温度を所望の温度に上げて、温水２２１を生成する。
温水２２１の温度が所望の温度になった後、帯状基板１
２１を搬送しながら、本発明の欠陥補償を行う。このと
き、温水２２１の温度等を考慮して、帯状基板１２１の
搬送速度が適宜決定される。
し、水を内部反応容器２２と反応容器２１とに入れる。
ポンプユニット２６を動かしながら、ヒーター２３で水
の温度を所望の温度に上げて、温水２２１を生成する。
温水２２１の温度が所望の温度になった後、帯状基板１
２１を搬送しながら、本発明の欠陥補償を行う。このと
き、温水２２１の温度等を考慮して、帯状基板１２１の
搬送速度が適宜決定される。
【００５３】こうして、帯状基板１２１と温水２２１と
の接触による加熱処理によって、半導体の欠陥の補償を
効果的に行うことができる。
の接触による加熱処理によって、半導体の欠陥の補償を
効果的に行うことができる。
【００５４】なお、図２は、反応容器２１を１セット使
用して処理を行う欠陥補償装置２であるが、このような
欠陥補償装置２を複数連結し、異なる欠陥処理条件で連
続的に欠陥補償を行う事も好ましい形態である。
用して処理を行う欠陥補償装置２であるが、このような
欠陥補償装置２を複数連結し、異なる欠陥処理条件で連
続的に欠陥補償を行う事も好ましい形態である。
【００５５】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるもの
ではない。
する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるもの
ではない。
【００５６】［実施例１］実施例１では、光起電力素子
を形成し、本発明の半導体素子の欠陥補償方法を適用し
た。実施例１では、半導体素子の欠陥補償のために、図
１の欠陥補償装置１を使用した。光起電力素子を形成す
るために、ステンレス基板上に銀層を電子ビーム蒸着法
で１０００Å（１００nm）堆積し、その上に、酸化亜鉛
からなる反射増加層を堆積した。
を形成し、本発明の半導体素子の欠陥補償方法を適用し
た。実施例１では、半導体素子の欠陥補償のために、図
１の欠陥補償装置１を使用した。光起電力素子を形成す
るために、ステンレス基板上に銀層を電子ビーム蒸着法
で１０００Å（１００nm）堆積し、その上に、酸化亜鉛
からなる反射増加層を堆積した。
【００５７】酸化亜鉛の反射増加層は、酸化亜鉛ターゲ
ットを用いて、スパッター法で堆積した。さらに、酸化
亜鉛層は、基板温度２５０℃で堆積速度２０Å（２nm）
／Ｓで１μm堆積した。酸化亜鉛の表面を原子間力顕微
鏡で観察したところ、平均の凹凸の周期が約２０００Å
（２００nm）であった。凹凸の平均の深さが１０００Å
（１００nm）であった。このような基板上に、表１に示
す堆積条件で、微結晶シリコンからなる光起電力素子の
半導体層を形成した。
ットを用いて、スパッター法で堆積した。さらに、酸化
亜鉛層は、基板温度２５０℃で堆積速度２０Å（２nm）
／Ｓで１μm堆積した。酸化亜鉛の表面を原子間力顕微
鏡で観察したところ、平均の凹凸の周期が約２０００Å
（２００nm）であった。凹凸の平均の深さが１０００Å
（１００nm）であった。このような基板上に、表１に示
す堆積条件で、微結晶シリコンからなる光起電力素子の
半導体層を形成した。
【００５８】
【表１】
【００５９】ｎ型半導体層は、ＲＦプラズマＣＶＤ法で
堆積した。ｉ型半導体層は、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で堆積した。ｐ型半導体層は、ＲＦプラズマＣＶＤ法
で堆積した。これらの積層された半導体層をＸ線回折で
測定したところ、（２２０）のピークが一番大きかっ
た。この（２２０）ピークの半値幅からシェーラーの式
で計算した平均粒径が５００Å（５０nm）であった。ｐ
型層の表面を電子線回折で測定したところ、スポットが
見られ、ｐ型層が結晶化している事が確認された。
堆積した。ｉ型半導体層は、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で堆積した。ｐ型半導体層は、ＲＦプラズマＣＶＤ法
で堆積した。これらの積層された半導体層をＸ線回折で
測定したところ、（２２０）のピークが一番大きかっ
た。この（２２０）ピークの半値幅からシェーラーの式
で計算した平均粒径が５００Å（５０nm）であった。ｐ
型層の表面を電子線回折で測定したところ、スポットが
見られ、ｐ型層が結晶化している事が確認された。
【００６０】このようなｐ型層まで堆積した光起電力素
子について、そのｐ層上にスパッター法で酸化インジウ
ムを７００Å（７０nm）堆積した。酸化インジウムター
ゲット中には、酸化錫を５％含有させた。そのターゲッ
トを使用して、基板温度１９５℃で堆積速度５Å／Ｓで
堆積した。酸化インジウムの透明導電層の上に、集電電
極として金電極を形成した。
子について、そのｐ層上にスパッター法で酸化インジウ
ムを７００Å（７０nm）堆積した。酸化インジウムター
ゲット中には、酸化錫を５％含有させた。そのターゲッ
トを使用して、基板温度１９５℃で堆積速度５Å／Ｓで
堆積した。酸化インジウムの透明導電層の上に、集電電
極として金電極を形成した。
【００６１】この層構成の微結晶シリコン半導体層から
なる光起電力素子について、本発明である温水に光起電
力素子を接触させて、欠陥を補償する方法を適用した。
温水の温度と処理容器内の圧力及び処理結果を表２に示
す。なお、表２では、「○」印は、実用に十分な特性向
上が認められた事を示し、「×」印は、実用に十分な特
性向上が認められなかった事を示す。
なる光起電力素子について、本発明である温水に光起電
力素子を接触させて、欠陥を補償する方法を適用した。
温水の温度と処理容器内の圧力及び処理結果を表２に示
す。なお、表２では、「○」印は、実用に十分な特性向
上が認められた事を示し、「×」印は、実用に十分な特
性向上が認められなかった事を示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】温水の温度３００℃の時には、へリウムガ
スを処理容器の中に充填して、反応容器内の圧力を１０
０気圧にした。本発明による温水処理後の光起電力素子
の特性を、光起電力素子の変換効率で評価した。その結
果、表２に示すように、温水温度３０〜３００℃、圧力
１〜１００気圧で実用に十分な特性向上が認められた。
水温の低いサンプルNo.１−１、１−２、１−３では、
特性の向上がほとんど認められなかった。温度を３５０
℃で処理したサンプルNO．１−１５では、酸化が進み過
ぎて、光起電力特性が低下していた。
スを処理容器の中に充填して、反応容器内の圧力を１０
０気圧にした。本発明による温水処理後の光起電力素子
の特性を、光起電力素子の変換効率で評価した。その結
果、表２に示すように、温水温度３０〜３００℃、圧力
１〜１００気圧で実用に十分な特性向上が認められた。
水温の低いサンプルNo.１−１、１−２、１−３では、
特性の向上がほとんど認められなかった。温度を３５０
℃で処理したサンプルNO．１−１５では、酸化が進み過
ぎて、光起電力特性が低下していた。
【００６４】［実施例２］実施例２では、実施例１と同
じ条件で堆積した光起電力素子について、実施例１のサ
ンプルNO．１−７の条件に加えて、２０sccmの酸素を温
水中に流した条件で、欠陥の補償処理を行った。欠陥の
補償は、図１の欠陥補償装置１を使用して行った。
じ条件で堆積した光起電力素子について、実施例１のサ
ンプルNO．１−７の条件に加えて、２０sccmの酸素を温
水中に流した条件で、欠陥の補償処理を行った。欠陥の
補償は、図１の欠陥補償装置１を使用して行った。
【００６５】その結果、実施例１のサンプルNO．１−７
の処理を行った光起電力素子の特性と比較して、変換効
率が１.０５倍向上した。このサンプルについて、二次
イオン質量分析装置で膜厚方向及び平面内の酸素原子の
分布を測定した。その結果、粒界に酸素原子が多く分布
していることが確認された。また、Ｘ線回折で（２２
０）の回折の位置が、単結晶の回折の位置と違っている
かどうかを比較した。その結果、実施例２の微結晶の回
折線の位置は、単結晶の回折の位置と一致していた。し
たがって、本発明の欠陥補償処理によって、微結晶半導
体内の歪みが緩和されたことが確認された。
の処理を行った光起電力素子の特性と比較して、変換効
率が１.０５倍向上した。このサンプルについて、二次
イオン質量分析装置で膜厚方向及び平面内の酸素原子の
分布を測定した。その結果、粒界に酸素原子が多く分布
していることが確認された。また、Ｘ線回折で（２２
０）の回折の位置が、単結晶の回折の位置と違っている
かどうかを比較した。その結果、実施例２の微結晶の回
折線の位置は、単結晶の回折の位置と一致していた。し
たがって、本発明の欠陥補償処理によって、微結晶半導
体内の歪みが緩和されたことが確認された。
【００６６】［実施例３］実施例３では、微結晶シリコ
ンゲルマニウムをｉ型層に用いた光起電力素子を、実施
例１と同様にして表３に示す条件で形成した。
ンゲルマニウムをｉ型層に用いた光起電力素子を、実施
例１と同様にして表３に示す条件で形成した。
【００６７】
【表３】
【００６８】この光起電力素子について、Ｘ線回折装置
により結晶粒径を計算したところ、約６００Å（６０n
m）であった。このようにして形成した光起電力素子に
ついて、表４に示す温水の温度及び圧力で光起電力素子
の欠陥の補償を行った。なお、表４では、「○」印は、
実用に十分な特性向上が認められた事を示し、「×」印
は、実用に十分な特性向上が認められなかった事を示
す。
により結晶粒径を計算したところ、約６００Å（６０n
m）であった。このようにして形成した光起電力素子に
ついて、表４に示す温水の温度及び圧力で光起電力素子
の欠陥の補償を行った。なお、表４では、「○」印は、
実用に十分な特性向上が認められた事を示し、「×」印
は、実用に十分な特性向上が認められなかった事を示
す。
【００６９】
【表４】
【００７０】圧力が蒸気圧よりも高い条件では、アルゴ
ンガスを充填して、圧力の調整を行った。その結果を表
４に合せて示す。
ンガスを充填して、圧力の調整を行った。その結果を表
４に合せて示す。
【００７１】温水の温度３０〜３００℃及び圧力１〜１
００気圧で処理した光起電力素子について、実用に十分
な特性の向上が認められた。
００気圧で処理した光起電力素子について、実用に十分
な特性の向上が認められた。
【００７２】［実施例４］実施例４では、実施例１の表
１の条件で微結晶シリコン半導体からなる光起電力素子
を作製し、本発明の温水と半導体素子とを接触させて欠
陥を補償する方法を行った。実施例４では、図１に示す
欠陥補償装置１を使用して、欠陥の補償を行った。その
場合、温水のｐＨを表５に示すように、酢酸及び水酸化
ナトリウムで調節して、実験を行った。なお、表５で
は、「○」印は、実用に十分な特性向上が認められた事
を示し、「×」印は、実用に十分な特性向上が認められ
なかった事を示す。
１の条件で微結晶シリコン半導体からなる光起電力素子
を作製し、本発明の温水と半導体素子とを接触させて欠
陥を補償する方法を行った。実施例４では、図１に示す
欠陥補償装置１を使用して、欠陥の補償を行った。その
場合、温水のｐＨを表５に示すように、酢酸及び水酸化
ナトリウムで調節して、実験を行った。なお、表５で
は、「○」印は、実用に十分な特性向上が認められた事
を示し、「×」印は、実用に十分な特性向上が認められ
なかった事を示す。
【００７３】
【表５】
【００７４】その結果、ｐＨが４〜７で良好な光起電力
素子の特性向上が見られた。ｐＨが４よりも小さい領域
では、半導体素子の膜剥がれがあり、光起電力素子の特
性が評価できなかった。ｐＨが７より大きい状況では、
アルカリ金属が半導体中に残留して、光起電力特性を低
下させていた。したがって、ｐＨ４〜７の範囲で良好な
欠陥の補償が行われた。
素子の特性向上が見られた。ｐＨが４よりも小さい領域
では、半導体素子の膜剥がれがあり、光起電力素子の特
性が評価できなかった。ｐＨが７より大きい状況では、
アルカリ金属が半導体中に残留して、光起電力特性を低
下させていた。したがって、ｐＨ４〜７の範囲で良好な
欠陥の補償が行われた。
【００７５】［実施例５］実施例５では、石英基板上に
アルミニウムの真空蒸着法でソース電極とドレイン電極
とを形成し、その層上にアモルファスシリコン層を通常
のＲＦプラズマＣＶＤ法で１μm堆積する。その後、雰
囲気温度５００℃及びエキシマレーザー（XeCl）３００
mJ／cm2でソース電極とドレイン電極との間を結晶化さ
せ、半導体層を多結晶化させた。この半導体上にＲＦプ
ラズマＣＶＤ法で酸化シリコン層を１０００Å（１００
nm）堆積した。この酸化シリコン層上にアルミニウムの
ゲート電極を形成した。
アルミニウムの真空蒸着法でソース電極とドレイン電極
とを形成し、その層上にアモルファスシリコン層を通常
のＲＦプラズマＣＶＤ法で１μm堆積する。その後、雰
囲気温度５００℃及びエキシマレーザー（XeCl）３００
mJ／cm2でソース電極とドレイン電極との間を結晶化さ
せ、半導体層を多結晶化させた。この半導体上にＲＦプ
ラズマＣＶＤ法で酸化シリコン層を１０００Å（１００
nm）堆積した。この酸化シリコン層上にアルミニウムの
ゲート電極を形成した。
【００７６】このようにして形成した薄膜トランジスタ
ーについて、トランジスター特性を測定した。その後、
図１に示す欠陥補償装置１を使用して、本発明の半導体
素子の欠陥補償方法を行った。欠陥の補償は、温水の温
度１００℃圧力１気圧で３時間行った。その後、トラン
ジスター特性を再び測定した。その結果、薄膜トランジ
スターのフラットバンド電圧が−４．６Ｖから−０．５
Ｖに大幅に改善された。
ーについて、トランジスター特性を測定した。その後、
図１に示す欠陥補償装置１を使用して、本発明の半導体
素子の欠陥補償方法を行った。欠陥の補償は、温水の温
度１００℃圧力１気圧で３時間行った。その後、トラン
ジスター特性を再び測定した。その結果、薄膜トランジ
スターのフラットバンド電圧が−４．６Ｖから−０．５
Ｖに大幅に改善された。
【００７７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の半導体
素子と温水とを接触させて欠陥補償を行う半導体素子の
欠陥補償方法は、結晶粒界や積層した層の界面の欠陥を
補償する事ができる。また、本発明の半導体素子の欠陥
補償方法によって、結晶内部の歪みを取り除く事ができ
る。さらに、結晶粒界及び表面準位近傍に残留する水分
や水酸基を極力低減できる。そして、半導体素子の特性
が向上し、半導体素子の特性の安定性が向上する。
素子と温水とを接触させて欠陥補償を行う半導体素子の
欠陥補償方法は、結晶粒界や積層した層の界面の欠陥を
補償する事ができる。また、本発明の半導体素子の欠陥
補償方法によって、結晶内部の歪みを取り除く事ができ
る。さらに、結晶粒界及び表面準位近傍に残留する水分
や水酸基を極力低減できる。そして、半導体素子の特性
が向上し、半導体素子の特性の安定性が向上する。
【図１】図１は、本発明の半導体素子の欠陥補償方法に
おいて使用される欠陥補償装置を示す基本構成図であ
る。
おいて使用される欠陥補償装置を示す基本構成図であ
る。
【図２】図２は、本発明の半導体素子の欠陥補償方法に
おいて使用される量産向けの欠陥補償装置を示す基本構
成図である。
おいて使用される量産向けの欠陥補償装置を示す基本構
成図である。
１，２ 欠陥補償装置
１１，２１ 反応容器
１２，２３ 加熱用ヒーター
１３ 圧力計
１４ 安全弁
１５，２７ 温度計
２２ 内部反応容器
２４ 保温用断熱材
２５ 配管
２６ ポンプユニット
１０１ 半導体素子
１２１ 基板
２０１，２２１ 温水
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 31/04
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/322
H01L 21/324
H01L 21/336
H01L 31/04
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体素子の欠陥を補償する半導体素子
の欠陥補償方法において、温水中に半導体素子を浸漬さ
せる、または、温水をノズルから半導体素子に吹き付け
て処理を行い、前記半導体素子の欠陥補償を行うことを
特徴とする半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項２】 前記半導体素子の温度を制御しながら、
前記欠陥補償を行うことを特徴とする請求項１に記載の
半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項３】 前記温水に不活性ガスとしてHe、Ne、A
r、Kr、Xeの内の少なくとも一種、酸素含有ガス、窒素
含有ガス、炭素含有ガスの一種でバブリングしながら、
前記欠陥捕償を行うことを特徴とする請求項１又は２に
記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項４】 前記温水と前記半導体素子とを接触させ
て前記欠陥補償を行うときの雰囲気圧力が、１気圧から
１００気圧の範囲であることを特徴とする請求項１又は
３に記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項５】 前記温水の温度が３０〜３００℃の範囲
であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１
項に記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項６】 前記温水に酸素含有ガスを含有させるこ
とを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれか１項に
記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項７】 前記酸素含有ガスがＯ2であることを特
徴とする請求項６に記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項８】 前記温水が酸性であることを特徴とする
請求項１、３、４、５、６のいずれか１項に記載の半導
体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項９】 前記半導体素子がシリコン原子を含有す
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の欠陥
補償方法。 - 【請求項１０】 前記半導体素子がゲルマニウム原子を
含有することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子
の欠陥補償方法。 - 【請求項１１】 前記半導体素子がトランジスターであ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の欠陥
補償方法。 - 【請求項１２】 前記半導体素子の半導体は微結晶から
なることを特徴とす る請求項１乃至１１のいずれか１項
記載の半導体素子の欠陥補償方法。 - 【請求項１３】 前記半導体素子に用いられる電極は酸
化物からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいず
れか１項記載の半導体素子の欠陥補償方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22054799A JP3445187B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 半導体素子の欠陥補償方法 |
| US09/630,525 US6331474B1 (en) | 1999-08-03 | 2000-08-01 | Defect compensation method for semiconductor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22054799A JP3445187B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 半導体素子の欠陥補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044208A JP2001044208A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3445187B2 true JP3445187B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=16752709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22054799A Expired - Fee Related JP3445187B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 半導体素子の欠陥補償方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6331474B1 (ja) |
| JP (1) | JP3445187B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002206168A (ja) | 2000-10-24 | 2002-07-26 | Canon Inc | シリコン系薄膜の形成方法、シリコン系半導体層の形成方法及び光起電力素子 |
| JP2004289034A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Canon Inc | 酸化亜鉛膜の処理方法、それを用いた光起電力素子の製造方法 |
| TWI242828B (en) * | 2004-12-20 | 2005-11-01 | Powerchip Semiconductor Corp | Inspection method for an semiconductor device |
| JP5037808B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置 |
| JP5127183B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2013-01-23 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP5305630B2 (ja) * | 2006-12-05 | 2013-10-02 | キヤノン株式会社 | ボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法 |
| KR101146574B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2012-05-16 | 캐논 가부시끼가이샤 | 산화물 반도체를 이용한 박막 트랜지스터의 제조방법 및 표시장치 |
| JP5354862B2 (ja) * | 2007-02-19 | 2013-11-27 | キヤノン株式会社 | アモルファス絶縁体膜及び薄膜トランジスタ |
| FR2923078B1 (fr) * | 2007-10-26 | 2017-09-01 | Centre Nat De La Rech Scient - Cnrs | Procede de fabrication d'un element d'interconnexion mecanique conducteur d'electricite. |
| JP5213422B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2013-06-19 | キヤノン株式会社 | 絶縁層を有する酸化物半導体素子およびそれを用いた表示装置 |
| US8129718B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous oxide semiconductor and thin film transistor using the same |
| JP2012033836A (ja) | 2010-08-03 | 2012-02-16 | Canon Inc | トップゲート型薄膜トランジスタ及びこれを備えた表示装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3417072B2 (ja) * | 1994-08-15 | 2003-06-16 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製法 |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP22054799A patent/JP3445187B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-08-01 US US09/630,525 patent/US6331474B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6331474B1 (en) | 2001-12-18 |
| JP2001044208A (ja) | 2001-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6794275B2 (en) | Process for forming a silicon-based film on a substrate using a temperature gradient across the substrate axis | |
| JP5456168B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| TW515101B (en) | Method for fabrication of field-effect transistor | |
| JP3445187B2 (ja) | 半導体素子の欠陥補償方法 | |
| TWI484556B (zh) | 在矽基材上形成高生長速率低電阻率的鍺膜之方法（二） | |
| JP3623520B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製法 | |
| JP4729953B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
| JPS5893243A (ja) | ポリシリコン薄膜半導体の改善方法 | |
| JPH11266030A (ja) | 半導体素子、及び半導体素子の製造方法 | |
| JPH0329373A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JP2001291882A (ja) | 薄膜の製造方法 | |
| JP3065528B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2889718B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| JP3153202B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
| TWI386512B (zh) | 薄膜電晶體用之黏著層 | |
| JPS6150380A (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP2003218030A (ja) | 結晶シリコン半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3162864B2 (ja) | 多結晶半導体薄膜の製造方法。 | |
| JP3160269B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
| TWI384558B (zh) | 自外部去除雜質以提純冶金級矽材料之製備方法 | |
| TWI481042B (zh) | 太陽能電池之多晶矽質薄膜的製造方法 | |
| JP2000196122A (ja) | 光起電力素子 | |
| Wallace et al. | Low‐cost, thin‐film silicon for terrestRial solar cells | |
| JP4155696B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| Matsumura | Properties of CAT-CVD silicon films used in TFT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080627 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090627 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090627 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100627 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |