JP6525136B2 - 不純物半導体層の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
図1において1は、本発明による製造方法によって製造された不純物半導体層3を備える不純物半導体素子を示す。この場合、不純物半導体素子1は、例えば石英ガラスなどにより板状に形成された基板4と、当該基板4の表面に設けられた層状の電極層2と、当該電極層2の表面に形成された所定パターンの不純物半導体層3とを有する。電極層2は、例えばAuやCrなどの金属で形成されており、不純物半導体層3を形成するために後述する製造装置に設置された際に、当該製造装置の電極として機能し得る。不純物半導体層3は、電極層2の表面に配置された複数の不純物半導体部3aにより構成されている。
次に、不純物半導体層3を電極層2の表面に形成する本発明の製造装置について説明する。図2に示すように、本発明の製造装置11は、容器状の貯留部12を有しており、当該貯留部12内に所定量の電解液13が貯留されている。
次に、上述の製造装置11を用いて不純物半導体層3を製造する製造方法について説明する。この場合、定電位電解部17により、貯留部12内の電解液13に浸漬された作用電極14及び対電極15間に流す電流を調整し、作用電極14の電位を負の所定の値にする。当該作用電極14の電位を所定時間維持し、フォトレジスト層14aの貫通孔14b内にて電解液13に露出している電極層2の表面に、半導体イオン及びp型不純物イオンの還元反応によって、半導体及びp型不純物が混在したp型の不純物半導体を電解析出させる。これにより、製造装置11では、作用電極14の貫通孔14bごとに不純物半導体部3aが形成され、これら複数の不純物半導体部3aが所定パターンで配置された不純物半導体層3を作製できる。
以上の構成において、本発明の製造装置11では、溶媒としてのイオン液体中にp型不純物イオン及び半導体イオンを含有した電解液13が貯留された貯留部12と、貯留部12内で電解液13に浸漬されて対向配置された作用電極14及び対電極15と、作用電極14及び対電極15間に電流を流す定電位電解部17とを設けるようにした。
次に、上述の本発明による製造装置11を用いて不純物半導体層3を作製し、作製した不純物半導体層の特性について評価した。この検証試験では、半導体化合物としてSiCl4を用い、p型不純物化合物としてAlCl3を用い、溶媒としてTMHA‐TFSIを用いて電解液13を作製した。具体的には、SiCl4とAlCl3とをそれぞれ0.5M,8.8×10-4Mの濃度でTMHA‐TFSIに溶解させて、半導体イオンとしてSiイオンを含有し、かつp型不純物イオンとしてAlイオンを含有した電解液13を作製した。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、例えば、電極層2、対電極15、参照電極16、及び基板4を形成する材料を適宜変更することができる。
2 電極層
3 不純物半導体層
11 製造装置
12 貯留部
13 電解液
14 作用電極
15 対電極
17 定電位電解部
Claims (4)
- p型不純物イオン又はn型不純物イオンのいずれか一方と、半導体イオンとを含有した電解液が貯留された貯留部と、
前記貯留部内にて前記電解液に浸漬された作用電極と、
前記貯留部内にて前記電解液に浸漬され、前記作用電極と対向配置された対電極と、
前記作用電極と前記対電極との間に電流を流し、前記作用電極の電極層表面に、p型又はn型の不純物半導体を電解析出させ、該電極層表面に不純物半導体層を形成させる定電位電解部と
を備え、
前記作用電極には、複数の貫通孔を有するフォトレジスト層が前記電極層表面に形成されており、各前記貫通孔内で外部に露出している前記電極層表面に前記不純物半導体を電解析出させる
ことを特徴とする不純物半導体層の製造装置。 - p型不純物イオン又はn型不純物イオンのいずれか一方と、半導体イオンとを含有した電解液が貯留された貯留部内に、前記電解液に浸漬させるように作用電極と対電極とを対向配置させ、定電位電解部によって、前記作用電極と前記対電極との間に電流を流し、前記作用電極の電極層表面に、p型又はn型の不純物半導体を電解析出させ、該電極層表面に不純物半導体層を形成する不純物半導体層の製造方法であって、
前記作用電極には、複数の貫通孔を有するフォトレジスト層が前記電極層表面に形成されており、各前記貫通孔内で外部に露出している前記電極層表面に前記不純物半導体が電解析出する
ことを特徴とする不純物半導体層の製造方法。 - 前記p型不純物イオン又は前記n型不純物イオンを含有した一の前記電解液を用いて、前記p型又は前記n型でなる一の前記不純物半導体を前記電極層上に電解析出させた後、前記一の電解液に含まれる前記p型不純物イオン又は前記n型不純物イオンとは導電型が異なる前記n型不純物イオン又は前記p型不純物イオンを含有した別の前記電解液を用いて、前記n型又は前記p型でなる他の前記不純物半導体を前記一の不純物半導体上に電解析出させる
ことを特徴とする請求項2に記載の不純物半導体層の製造方法。 - 前記不純物半導体層を熱処理する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の不純物半導体層の製造方法。
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