JPH01238112A - 半導体処理方法 - Google Patents
半導体処理方法Info
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- JPH01238112A JPH01238112A JP63066322A JP6632288A JPH01238112A JP H01238112 A JPH01238112 A JP H01238112A JP 63066322 A JP63066322 A JP 63066322A JP 6632288 A JP6632288 A JP 6632288A JP H01238112 A JPH01238112 A JP H01238112A
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Landscapes
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ） 産業上の利用分野
本発明は半導体内の欠陥を補償する半導体処理方法に関
する。
する。
（ｑ 従来の技術
半導体の欠陥を補償（不活性化］するために水素を用い
ることが注目されている。斯る半導体の欠陥を補償する
処理方法として、応用物理、第５６巻、第１０号（１９
８７）、＠１３７１員−第１３７８頁に示されている下
記の方法が知られている０ （（至）比較的高い圧力の水素ガス雰囲気中で８００で
以上の高温において処理する水素アニール法。
ることが注目されている。斯る半導体の欠陥を補償する
処理方法として、応用物理、第５６巻、第１０号（１９
８７）、＠１３７１員−第１３７８頁に示されている下
記の方法が知られている０ （（至）比較的高い圧力の水素ガス雰囲気中で８００で
以上の高温において処理する水素アニール法。
わ） 水素ガス雰囲気中で高周波（ＲＦ）放電に工り水
素プラズマを形成し、当該水素プラズマ中に加熱保持し
ｔ半導体をさらす水素１′５ズマ法。
素プラズマを形成し、当該水素プラズマ中に加熱保持し
ｔ半導体をさらす水素１′５ズマ法。
（Ｃ１水素イオンを加速して半導体に注入し、その後熱
処理を施す水素イオン注入法。
処理を施す水素イオン注入法。
（ｄ デバイスの保護襖として水素化シリコンナイトワ
イドを堆積後、熱処理を施すことにエリ保護嘆中に含ま
れる水素を半導体に拡散させる水素拡散法。
イドを堆積後、熱処理を施すことにエリ保護嘆中に含ま
れる水素を半導体に拡散させる水素拡散法。
しかし乍ら、（０νの水素］”フスマ法は、装置ｔは懸
重で大型化が可能であるが、１フズマにＬる損傷が問題
となり、（０）の水素イオン注入法は、注入する水素ｔ
を精密に制御できるが、高エネルギで注入する友め損傷
の問題があり、ま之装置が高価である。また（ｄｌの水
素拡散法は半導体に対し予め水素を含む保護嘆を直接被
着しなければならず、全ての半導体に適用することがで
きない０更に（ａｌ〜（ｄｌの処理方法共通の間萌点と
して、処理すべき半導体を概して５００（１）″以上の
６度に保持しなければならず、高昌処理全＠り材料には
適用できない。
重で大型化が可能であるが、１フズマにＬる損傷が問題
となり、（０）の水素イオン注入法は、注入する水素ｔ
を精密に制御できるが、高エネルギで注入する友め損傷
の問題があり、ま之装置が高価である。また（ｄｌの水
素拡散法は半導体に対し予め水素を含む保護嘆を直接被
着しなければならず、全ての半導体に適用することがで
きない０更に（ａｌ〜（ｄｌの処理方法共通の間萌点と
して、処理すべき半導体を概して５００（１）″以上の
６度に保持しなければならず、高昌処理全＠り材料には
適用できない。
ｌ／ｉ 発明が解決し二らとする！！ｆ！題本発開本
発明従来の処理方法が持つ問題点全解決し、半導体の欠
陥の補償を有効に行なわんとするものである。
発明従来の処理方法が持つ問題点全解決し、半導体の欠
陥の補償を有効に行なわんとするものである。
に）課題を解決するための手段
本発明は上記課題全解決するために、水素をマイクロ波
放電’を用いて励起し、励起された水素上、半導体を収
納する処理室に導入して上記半導体全励起水素にさらす
こと全特徴とする０ −作 用 上述の如くマイクロ波放電を用いて水素を励起すること
によって、励起された水素は原子状態に分解され半導体
の欠陥全有効に補償するり（・１実施例 第１図は本発明処理方法に用いられる処理装置を概念的
に示すものであり、山に処理すべき半導体を露出せしめ
た試料１２；を収納する処理室、１３＋は該処理室ｉｌ
＋と連なりマイクロ波放電Ｖ行なり放電室、１４１ハ該
放電室１３＋に例えば′２．４５ＧＨ２のマイクロ波エ
ネルギ全供給するマイクロ波源、１５）は上記放ｔ Ｎ
＋３１ｖｃマス７０−コントローラ１６１ｖｃＬ ツ
て流量制御された水素ガス全供給する水素ガス供給源、
１７）は上記処理富山と連なり該処 理室中乃至放電室
ｉ３＋金例えば１０ Ｔｏｒｒ 程度或いはそれ以
下に減圧する真空排気手段である０ 次に斯る処理袋＠金用いた具体的処理方法を記す□ （処理例１ ） 処理丁べき半導体として減圧ＣＶＤ法に二つ得られた多
結晶シリコン音用いた。斯る多結晶シリコンは石英基板
を約６００℃ｖＣｙＪＯ熱すると共に、原料ガスとして
Ｓｉ Ｈａ ｙ２用いて得九ものであり、膜中には多数
の欠陥が存在する。
放電’を用いて励起し、励起された水素上、半導体を収
納する処理室に導入して上記半導体全励起水素にさらす
こと全特徴とする０ −作 用 上述の如くマイクロ波放電を用いて水素を励起すること
によって、励起された水素は原子状態に分解され半導体
の欠陥全有効に補償するり（・１実施例 第１図は本発明処理方法に用いられる処理装置を概念的
に示すものであり、山に処理すべき半導体を露出せしめ
た試料１２；を収納する処理室、１３＋は該処理室ｉｌ
＋と連なりマイクロ波放電Ｖ行なり放電室、１４１ハ該
放電室１３＋に例えば′２．４５ＧＨ２のマイクロ波エ
ネルギ全供給するマイクロ波源、１５）は上記放ｔ Ｎ
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て流量制御された水素ガス全供給する水素ガス供給源、
１７）は上記処理富山と連なり該処 理室中乃至放電室
ｉ３＋金例えば１０ Ｔｏｒｒ 程度或いはそれ以
下に減圧する真空排気手段である０ 次に斯る処理袋＠金用いた具体的処理方法を記す□ （処理例１ ） 処理丁べき半導体として減圧ＣＶＤ法に二つ得られた多
結晶シリコン音用いた。斯る多結晶シリコンは石英基板
を約６００℃ｖＣｙＪＯ熱すると共に、原料ガスとして
Ｓｉ Ｈａ ｙ２用いて得九ものであり、膜中には多数
の欠陥が存在する。
先ず上記多結晶シリコンを露出せしめ之試料＋２１を処
理富山のヒータ（８１全内藏する載置台（９１上にセウ
トし、試料（２；をヒータ（８）にエリ約２００〜３５
０℃の温度範囲に昇１すると共に、当該処理室ＩＮ乃至
放電室＋３＋ ｆｒ：真空排気手段（７）を用いて１０
−６’ｒ ｏ ｒ ｒ ８ Ｋ或いにそれ以下に減圧
する。この減圧状態で水素ガス供給源＋５１からマスフ
ローコントローラ（６）に工って１０〜ＩＯＵＳＣＣＭ
Ｋ流量制御された水素ガスを、放電室１３＋に導きマイ
クロ波源＋４１から供給された周波数２．４５ＧＨ２、
出力２００〜５００Ｗのマイクロ波エネルギにエリ励起
する。励起された水素は、絶えず真空排気手段（７１に
！１）減圧状態にある処理室１１＋に導かれ、従って処
理丁べき多結晶シリコンは励起水素にさらされることＩ
Ｉｃなる。処理時間は試料１２＋の素材、膜厚等にエリ
異なるものの、スイ・ンチング素子として用いられる膜
厚５００Ａの多結晶シリコン模では約１０分、″１之映
厚３０００Ａのものであれば０．５〜２時間、１ ａｍ
′ｆ！：超えるものについては数時間場合によってはｌ
Ｏ時間程度必要となる□処理後、処理された上記多結晶
シリコン嘆中の欠陥密６１ｒＥＳＲ（Ｅｌθｃｔｔｏｎ
５ｐｉｎ Ｒｅ５ｏ−ｎａｎｃｃｚＶＣよるスピン
密度に：０評価した。第２図は斯るスピン！ｌ！！度の
処理ｍ健依存性全示し、実＃ｊは本発明処理方法による
もので、比較のために水素１フズマにＬる従来の処理方
法にＬる測足結果を破線に＝９併記し友。
理富山のヒータ（８１全内藏する載置台（９１上にセウ
トし、試料（２；をヒータ（８）にエリ約２００〜３５
０℃の温度範囲に昇１すると共に、当該処理室ＩＮ乃至
放電室＋３＋ ｆｒ：真空排気手段（７）を用いて１０
−６’ｒ ｏ ｒ ｒ ８ Ｋ或いにそれ以下に減圧
する。この減圧状態で水素ガス供給源＋５１からマスフ
ローコントローラ（６）に工って１０〜ＩＯＵＳＣＣＭ
Ｋ流量制御された水素ガスを、放電室１３＋に導きマイ
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出力２００〜５００Ｗのマイクロ波エネルギにエリ励起
する。励起された水素は、絶えず真空排気手段（７１に
！１）減圧状態にある処理室１１＋に導かれ、従って処
理丁べき多結晶シリコンは励起水素にさらされることＩ
Ｉｃなる。処理時間は試料１２＋の素材、膜厚等にエリ
異なるものの、スイ・ンチング素子として用いられる膜
厚５００Ａの多結晶シリコン模では約１０分、″１之映
厚３０００Ａのものであれば０．５〜２時間、１ ａｍ
′ｆ！：超えるものについては数時間場合によってはｌ
Ｏ時間程度必要となる□処理後、処理された上記多結晶
シリコン嘆中の欠陥密６１ｒＥＳＲ（Ｅｌθｃｔｔｏｎ
５ｐｉｎ Ｒｅ５ｏ−ｎａｎｃｃｚＶＣよるスピン
密度に：０評価した。第２図は斯るスピン！ｌ！！度の
処理ｍ健依存性全示し、実＃ｊは本発明処理方法による
もので、比較のために水素１フズマにＬる従来の処理方
法にＬる測足結果を破線に＝９併記し友。
この第２因から明らかな如く、処理温度が２００〜３０
０ｔ’の低温処理にも拘らず従来の水素プラズマ処理に
比してスピン密度の低下が認められ几り （処理例２） 処理すべき半導体として低圧水銀灯を用い九九ＣＶＤ法
に：り得られ友ｐｎ接合を備え次子結晶シリコンを用β
Ｎｎ斯る多結晶シリコンはステンレス基板を約６５０ｒ
：に保持し、先ずｎ型＠金形成すべく原料ガスとしてＳ
ｉ２Ｈ６とｎ型不純物カストしてＰＨ５’ｊｊ−用いマ
スフローコントローラでＰｆ（３／Ｓｉ２Ｈ６ツ０．０
６のガス組成に制御して光ＣＶＤ法にエリ膜厚１０＃ｍ
のｎ型多結晶シリコン層を形成し７ｔｎ次いでｎ型層上
に、ＰＨ５に代って８２Ｈ６ガスをＰ型不純物ガスとし
て用いてＢ２Ｈｂ／Ｅ３１２Ｈ６謬０．０２のガス組成
にて膜厚約１．５＃、ｍのＰ型子結晶シリコン＠全積層
し定試料＋４１を形成した 斯る試料１２号第１（２）に示した処理装置の処理室巾
に収納し、処理例１と同じくマイクロ波放電を用い友水
素化処理金施した。そのときの条件は、処！１１ｆ２５
０ｔ、水素カス流ｆｉｓｏＳＣＣＭ−ガスＥＥ８ｍＴＯ
ｒｒ、マイクロ波出力５０Ｗであった０処理後、水素化
多結晶シリコンの表面に５ｎ０２やＩＴＯの透明電極を
設けると共に＄１０２、ＳｉＮなどの透光性保護Ｓを積
層して太陽電池を形成し次。即ち、本発明処理方法によ
る稗貿の改善をデバイスの特性を測定することに評価し
友□評価方法は赤道直下の太陽光（ＡＭ−１）ｅ疑似的
に輻射するソーフシミュレータを用いて１００ｍ Ｗ
／ ｚｔ の照射条件における。開放電圧Ｖｏｃ、帰
結電流Ｉｓｃ、フィルファクタＦＦ、光を変換効率りの
光起電力特性について測定した。
０ｔ’の低温処理にも拘らず従来の水素プラズマ処理に
比してスピン密度の低下が認められ几り （処理例２） 処理すべき半導体として低圧水銀灯を用い九九ＣＶＤ法
に：り得られ友ｐｎ接合を備え次子結晶シリコンを用β
Ｎｎ斯る多結晶シリコンはステンレス基板を約６５０ｒ
：に保持し、先ずｎ型＠金形成すべく原料ガスとしてＳ
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スフローコントローラでＰｆ（３／Ｓｉ２Ｈ６ツ０．０
６のガス組成に制御して光ＣＶＤ法にエリ膜厚１０＃ｍ
のｎ型多結晶シリコン層を形成し７ｔｎ次いでｎ型層上
に、ＰＨ５に代って８２Ｈ６ガスをＰ型不純物ガスとし
て用いてＢ２Ｈｂ／Ｅ３１２Ｈ６謬０．０２のガス組成
にて膜厚約１．５＃、ｍのＰ型子結晶シリコン＠全積層
し定試料＋４１を形成した 斯る試料１２号第１（２）に示した処理装置の処理室巾
に収納し、処理例１と同じくマイクロ波放電を用い友水
素化処理金施した。そのときの条件は、処！１１ｆ２５
０ｔ、水素カス流ｆｉｓｏＳＣＣＭ−ガスＥＥ８ｍＴＯ
ｒｒ、マイクロ波出力５０Ｗであった０処理後、水素化
多結晶シリコンの表面に５ｎ０２やＩＴＯの透明電極を
設けると共に＄１０２、ＳｉＮなどの透光性保護Ｓを積
層して太陽電池を形成し次。即ち、本発明処理方法によ
る稗貿の改善をデバイスの特性を測定することに評価し
友□評価方法は赤道直下の太陽光（ＡＭ−１）ｅ疑似的
に輻射するソーフシミュレータを用いて１００ｍ Ｗ
／ ｚｔ の照射条件における。開放電圧Ｖｏｃ、帰
結電流Ｉｓｃ、フィルファクタＦＦ、光を変換効率りの
光起電力特性について測定した。
比較の几めに、処理法のみが水素１ラズマ処理により施
され九以外は同一の比較例を作成し、同じく光起電力特
性全測定した。その結果を下表に記す。
され九以外は同一の比較例を作成し、同じく光起電力特
性全測定した。その結果を下表に記す。
以下余白
斯る比較の結果１本発明処理方法はデバイス特性におい
ても従来の処理方法によるものに比して優れていること
が確認された。
ても従来の処理方法によるものに比して優れていること
が確認された。
（処理例３）
処理すべき半導体としてアモルファス半導体を用いた。
具体的には基板１２ｉ度を２００ｔ”とじ之電子ヒーム
蒸着法に；Ｏ得られｔアモルファスゲルマニウム（以下
ａ−Ｇθと称す）を用いた。このＬつなａ−Ｇｅ嘆は一
般的に多くの欠陥が存在する。
蒸着法に；Ｏ得られｔアモルファスゲルマニウム（以下
ａ−Ｇθと称す）を用いた。このＬつなａ−Ｇｅ嘆は一
般的に多くの欠陥が存在する。
この＆−ｃｅ嘆’６、処理例２と同じ処理条件において
マイクロ波放電に二〇励起された励起水素にさらし、ス
ピン密度を測定した１斯る水素化処理を行なう前のａ−
Ｇｅ嗅と比較してスピン密度は１／１０ に低減してい
友。このことがら本発明による処理方法は多結晶半導体
のみならずアモルファス半導体の欠陥減少に有効である
ことが判明した。
マイクロ波放電に二〇励起された励起水素にさらし、ス
ピン密度を測定した１斯る水素化処理を行なう前のａ−
Ｇｅ嗅と比較してスピン密度は１／１０ に低減してい
友。このことがら本発明による処理方法は多結晶半導体
のみならずアモルファス半導体の欠陥減少に有効である
ことが判明した。
またａ−Ｇｅ嗅はフ゛ラズマＣＶＤ法に二って成模され
たものであっても良く、更にはアモルファスシリコン、
アモルファスシリコンゲルマニウム、アモルファスカー
ボン、アモルファスシリコンカーバイド、アモルファス
シリコンナイトライドについても有効でああことを確認
し友。
たものであっても良く、更にはアモルファスシリコン、
アモルファスシリコンゲルマニウム、アモルファスカー
ボン、アモルファスシリコンカーバイド、アモルファス
シリコンナイトライドについても有効でああことを確認
し友。
更に、処理ガスとして水素のみならず、当該水素にアル
ゴン、窒素、ヘリウム等を加えても良い。
ゴン、窒素、ヘリウム等を加えても良い。
（ト）発明の効果
本発明処理方法は以上の説明から明もつ亀な如く、励起
された水素は原子状態に分解され半導体の欠陥を有効に
補償することができ、嘆賞の優れた半導体を得ることが
できる。
された水素は原子状態に分解され半導体の欠陥を有効に
補償することができ、嘆賞の優れた半導体を得ることが
できる。
第１図は本発明処理方法を説明する１こめの処理装置の
・概念肉、第２肉は本発明処理方法と従来方法によるス
ピン密度の低下を比較する特性面である０ ■・・・処理室、１２＋・・・試料、１３：・・・放１
！軍、１．１１・・・マイクロ波源、１５＋・・・水素
ガス供給源。
・概念肉、第２肉は本発明処理方法と従来方法によるス
ピン密度の低下を比較する特性面である０ ■・・・処理室、１２＋・・・試料、１３：・・・放１
！軍、１．１１・・・マイクロ波源、１５＋・・・水素
ガス供給源。
Claims (1)
- （１）半導体の欠陥を減少させる処理方法であって、水
素をマイクロ波放電を用いて励起し、励起された水素を
、半導体を収納する処理室に導入して上記半導体を励起
水素にさらすことを特徴とした半導体の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066322A JPH01238112A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066322A JPH01238112A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01238112A true JPH01238112A (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=13312484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066322A Pending JPH01238112A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01238112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03139824A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜の堆積方法 |
| JP2007150143A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Shimadzu Corp | 太陽電池の反射防止膜成膜方法、太陽電池および成膜装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893243A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ポリシリコン薄膜半導体の改善方法 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63066322A patent/JPH01238112A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893243A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ポリシリコン薄膜半導体の改善方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03139824A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜の堆積方法 |
| JPH0587171B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1993-12-15 | Kogyo Gijutsuin | |
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| JP4715474B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2011-07-06 | 株式会社島津製作所 | 太陽電池の反射防止膜成膜方法、および太陽電池反射防止膜成膜装置 |
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