JPH01244609A - 半導体薄膜製造方法 - Google Patents
半導体薄膜製造方法Info
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- JPH01244609A JPH01244609A JP63072949A JP7294988A JPH01244609A JP H01244609 A JPH01244609 A JP H01244609A JP 63072949 A JP63072949 A JP 63072949A JP 7294988 A JP7294988 A JP 7294988A JP H01244609 A JPH01244609 A JP H01244609A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、透光性基板面上に光起電力素子などの半導
体デバイスに用いられる半導体薄膜を効率よく形成する
ための半導体薄膜製造方法に関する。
体デバイスに用いられる半導体薄膜を効率よく形成する
ための半導体薄膜製造方法に関する。
従来、半導体デバイスに用いられる半導体薄膜として例
えば非晶質シリコン膜がプラズマＣＶＤ法により製造さ
れ、原料ガスの安価なこと、製造が低温プロセスにより
可能であることなどから低価格機能材料として注目され
てきた。しかしながら、プラズマＣＶＤ法による成膜速
度は高々１０人／秒であって、これ以上の高速成膜を行
うと、劣悪や な膜質のもの得られるという欠点があった。
えば非晶質シリコン膜がプラズマＣＶＤ法により製造さ
れ、原料ガスの安価なこと、製造が低温プロセスにより
可能であることなどから低価格機能材料として注目され
てきた。しかしながら、プラズマＣＶＤ法による成膜速
度は高々１０人／秒であって、これ以上の高速成膜を行
うと、劣悪や な膜質のもの得られるという欠点があった。
これに対し、シリコン微粉体を生成してこれを基板面上
に堆積させる方法では、１μ曽／分の高速堆積が可能で
あるが、堆積した微粉体の層は１０００°Ｃ近くの熱を
加えなければ薄膜化せず、製造プロセスが容易でないと
いう欠点があった。
に堆積させる方法では、１μ曽／分の高速堆積が可能で
あるが、堆積した微粉体の層は１０００°Ｃ近くの熱を
加えなければ薄膜化せず、製造プロセスが容易でないと
いう欠点があった。
この発明は、前記従来の半導体薄膜製造方法における欠
点に鑑み、膜質の劣悪化を伴うことなく高速に半導体薄
膜を形成せしめうる、安価にして簡素な半導体薄膜製造
方法をその解決すべき課題とする。
点に鑑み、膜質の劣悪化を伴うことなく高速に半導体薄
膜を形成せしめうる、安価にして簡素な半導体薄膜製造
方法をその解決すべき課題とする。
上記課題を解決するために、この発明によれば、半導体
薄膜の製造方法として、反応容器内で半導体の微粉体を
透光性基板面上に堆積させつつ該基板の半導体微粉体が
堆積される面とは反対の面の側からレーザ光を照射する
ことにより、前記透光性基板面上に半導体の結晶化薄膜
を形成させる方法とするものとする。
薄膜の製造方法として、反応容器内で半導体の微粉体を
透光性基板面上に堆積させつつ該基板の半導体微粉体が
堆積される面とは反対の面の側からレーザ光を照射する
ことにより、前記透光性基板面上に半導体の結晶化薄膜
を形成させる方法とするものとする。
膜質の劣悪化を伴うことなく半導体ｙｌ膜の成膜速度を
大きくする面素な方法として、まず、常圧で生成される
半導体微粉体たとえばシリコン微粉体を基板面上に堆積
させ、これをレーザ光によりアニールする方法が考えら
れる。しかし、このためには照射するエネルギがかなり
大きくなるため、装置が高価となる問題がある。そこで
、小さい照射エネルギでも成膜が可能となるよう、シリ
コン微粉体を形成しつつシリコン微粉体が堆積される基
板面の側から基板面を照射すると、基板面前面の空間に
はシリコン微粉体が浮遊しているから、この浮遊するシ
リコン微粉体が基板面上に析出する以前に照射エネルギ
が浮遊微粉体に吸収され、照射エネルギが析出後のアニ
ールに有効に使われないという問題が生じる。このため
、シリコン微粉体を基板面上に所定の厚さに堆積後比較
的長時間かけてレーザアニールを行う方法もあるが、こ
の場合十分な膜成長を制御することが困難であり、製造
プロセスが余分にふえるという問題がある。
大きくする面素な方法として、まず、常圧で生成される
半導体微粉体たとえばシリコン微粉体を基板面上に堆積
させ、これをレーザ光によりアニールする方法が考えら
れる。しかし、このためには照射するエネルギがかなり
大きくなるため、装置が高価となる問題がある。そこで
、小さい照射エネルギでも成膜が可能となるよう、シリ
コン微粉体を形成しつつシリコン微粉体が堆積される基
板面の側から基板面を照射すると、基板面前面の空間に
はシリコン微粉体が浮遊しているから、この浮遊するシ
リコン微粉体が基板面上に析出する以前に照射エネルギ
が浮遊微粉体に吸収され、照射エネルギが析出後のアニ
ールに有効に使われないという問題が生じる。このため
、シリコン微粉体を基板面上に所定の厚さに堆積後比較
的長時間かけてレーザアニールを行う方法もあるが、こ
の場合十分な膜成長を制御することが困難であり、製造
プロセスが余分にふえるという問題がある。
これに対し、本発明のように、反応容器内で半導体の微
粉体を透光性基板面上に堆積させつつ該基板の半導体微
粉体が堆積される面とは反対の面の側からレーザ光を照
射することにより、レーザ光は堆積中のシリコン微粉体
に吸収され、そのアニールのためのエネルギを弱められ
ることなく、結晶化薄膜の成長に有効に使用される。す
なわち、基板面上に堆積したシリコン微粉体はレーザ光
によって基板背面側から加熱され、シリコン微粉体を形
成している結晶粒の溶融が促進されて結晶成長がおこる
。そして、この上に堆積してくるシリコン微粉体もすぐ
にレーザ光のエネルギによって加熱され、つぎつぎに結
晶成長をさせることができる。
粉体を透光性基板面上に堆積させつつ該基板の半導体微
粉体が堆積される面とは反対の面の側からレーザ光を照
射することにより、レーザ光は堆積中のシリコン微粉体
に吸収され、そのアニールのためのエネルギを弱められ
ることなく、結晶化薄膜の成長に有効に使用される。す
なわち、基板面上に堆積したシリコン微粉体はレーザ光
によって基板背面側から加熱され、シリコン微粉体を形
成している結晶粒の溶融が促進されて結晶成長がおこる
。そして、この上に堆積してくるシリコン微粉体もすぐ
にレーザ光のエネルギによって加熱され、つぎつぎに結
晶成長をさせることができる。
本発明の実施例を第１図に示す０反応炉１内の透明な基
板支持台２上に載置された石英ガラス基板３上に、５ｉ
Ｃ１４，ＰＣＩ声、ＢＣｌ３あるいはＳｉＨ４，ＰＨｉ
。
板支持台２上に載置された石英ガラス基板３上に、５ｉ
Ｃ１４，ＰＣＩ声、ＢＣｌ３あるいはＳｉＨ４，ＰＨｉ
。
Ｂ１１．などの原料ガスを導入管４を介し、また、Ｈ８
あるいはＣ１４１！などの燃焼付加ガスを導入管５を介
してトーチ６に導き、トーチ６から反応炉内へ原料ガス
と付加ガスとを吹き出し、石英ガラス基板上にシリコン
微粉体７を堆積させる。このとき、原料ガス、付加ガス
のトーチ６からの吹き出しと同時に、反応炉ｌの外部に
設置されたレーザ発振器８から射出されたレーザ光を窓
９を通して反応炉１の内部に導入し、回転可能な反射ミ
ラー１０によりシリコン微粉体が堆積される面とは反対
の面の側から入射してシリコン微粉体をアニールする。
あるいはＣ１４１！などの燃焼付加ガスを導入管５を介
してトーチ６に導き、トーチ６から反応炉内へ原料ガス
と付加ガスとを吹き出し、石英ガラス基板上にシリコン
微粉体７を堆積させる。このとき、原料ガス、付加ガス
のトーチ６からの吹き出しと同時に、反応炉ｌの外部に
設置されたレーザ発振器８から射出されたレーザ光を窓
９を通して反応炉１の内部に導入し、回転可能な反射ミ
ラー１０によりシリコン微粉体が堆積される面とは反対
の面の側から入射してシリコン微粉体をアニールする。
１１は余剰微粉体を処理するための排ガス処理装置であ
る。以下に、この方法の実験結果を説明する。
る。以下に、この方法の実験結果を説明する。
原料ガスとしてＳｉＨ４を６０ＳＣＣＭ／分（５ｃｃｎ
は標準状態、ここでは１気圧、０°Ｃに換算したガスの
容積であり、単位はｄである）、付加ガスとして塩素ガ
ス４００ＳＣＣ？Ｉ／分、水素ガス６００３Ｃ（Ｊｌ／
分をトーチ６から吹き出してａ−５ｉ （非晶質シリコ
ン）微分体を生成し、石英ガラス基板３上に堆積させる
ようにした。堆積速度は１．２μｍ／分であった。この
とき得られたシリコン微粉体層を結晶化させるには酸素
を含まない環境で１０００℃、６０分の加熱が必要であ
った。これに対し、本発明の方法により、基板背面側か
ら照射するレーザ光としてＣＯ，レーザ、あるいはＮｄ
： ＹＡＧレーザを用い、レーザ光のエネルギ密度を
１パルス当り０．２〜０．５Ｊ／ｄとするとともに、反
射ミラー１０をＸミラー、Ｙミラーの構成として１１０
ＣｌｌＸ１０Ｃ１の基板面にわたって照射可能として基
板面を照射した結果、基板面に形成された膜の導電率と
して１．３Ｘ１０’６〜１．ｌＸ１ｉＳ／ｃｍの値が得
られた。また、Ｘ線回折からも回折パターンが得られ、
膜が結晶化していることが確認された。
は標準状態、ここでは１気圧、０°Ｃに換算したガスの
容積であり、単位はｄである）、付加ガスとして塩素ガ
ス４００ＳＣＣ？Ｉ／分、水素ガス６００３Ｃ（Ｊｌ／
分をトーチ６から吹き出してａ−５ｉ （非晶質シリコ
ン）微分体を生成し、石英ガラス基板３上に堆積させる
ようにした。堆積速度は１．２μｍ／分であった。この
とき得られたシリコン微粉体層を結晶化させるには酸素
を含まない環境で１０００℃、６０分の加熱が必要であ
った。これに対し、本発明の方法により、基板背面側か
ら照射するレーザ光としてＣＯ，レーザ、あるいはＮｄ
： ＹＡＧレーザを用い、レーザ光のエネルギ密度を
１パルス当り０．２〜０．５Ｊ／ｄとするとともに、反
射ミラー１０をＸミラー、Ｙミラーの構成として１１０
ＣｌｌＸ１０Ｃ１の基板面にわたって照射可能として基
板面を照射した結果、基板面に形成された膜の導電率と
して１．３Ｘ１０’６〜１．ｌＸ１ｉＳ／ｃｍの値が得
られた。また、Ｘ線回折からも回折パターンが得られ、
膜が結晶化していることが確認された。
以上に述べたように、本発明によれば、半導体薄膜の製
造方法を、反応容器内で半導体の微粉体を透光性基板面
上に堆積させつつ該基板の半導体微粉体が堆積される面
とは反対の面の側からレーザ光を照射することにより、
前記透光性基板面上に半導体の結晶化薄膜を形成させる
方法としたので、透光性基板上への薄膜の形−成を、Ｍ
質の劣悪化を伴うことなく高速かつ簡素に行うことがで
き、半導体薄膜の製造コストの低下に寄与するところが
大きい。
造方法を、反応容器内で半導体の微粉体を透光性基板面
上に堆積させつつ該基板の半導体微粉体が堆積される面
とは反対の面の側からレーザ光を照射することにより、
前記透光性基板面上に半導体の結晶化薄膜を形成させる
方法としたので、透光性基板上への薄膜の形−成を、Ｍ
質の劣悪化を伴うことなく高速かつ簡素に行うことがで
き、半導体薄膜の製造コストの低下に寄与するところが
大きい。
第１図は本発明の方法を可能ならしめる半導体薄膜製造
装置の一実施例を示す説明図である。 １・・・反応容器、３・・・石英ガラス基板（透光性基
板）、４・・・原料ガス導入管、５・・・付加ガス導入
管、６・・・トーチ、７・・・シリコン微分体（半導体
微分体）流、８・・・レーザ発振器、９・・第１図
装置の一実施例を示す説明図である。 １・・・反応容器、３・・・石英ガラス基板（透光性基
板）、４・・・原料ガス導入管、５・・・付加ガス導入
管、６・・・トーチ、７・・・シリコン微分体（半導体
微分体）流、８・・・レーザ発振器、９・・第１図
Claims (1)
- １）反応容器内で半導体の微粉体を透光性基板面上に堆
積させつつ該基板の半導体微粉体が堆積される面とは反
対の面の側からレーザ光を照射し、前記透光性基板面上
に半導体の結晶化薄膜を形成させることを特徴とする半
導体薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072949A JPH01244609A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072949A JPH01244609A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体薄膜製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244609A true JPH01244609A (ja) | 1989-09-29 |
Family
ID=13504141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63072949A Pending JPH01244609A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01244609A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153261A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザアニール装置 |
| WO2017131938A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Heat treatment to anneal residual stresses during additive manufacturing |
| CN110137281A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-16 | 江苏欧达丰新能源科技发展有限公司 | 激光烧结金属粉粒制备光伏电池片栅线电极的方法 |
| DE102019216718A1 (de) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronikmoduls |
| US11701819B2 (en) | 2016-01-28 | 2023-07-18 | Seurat Technologies, Inc. | Additive manufacturing, spatial heat treating system and method |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63072949A patent/JPH01244609A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153261A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザアニール装置 |
| WO2017131938A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Heat treatment to anneal residual stresses during additive manufacturing |
| US10618111B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-04-14 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Heat treatment to anneal residual stresses during additive manufacturing |
| US10898954B2 (en) | 2016-01-28 | 2021-01-26 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Heat treatment to anneal residual stresses during additive manufacturing |
| US11701819B2 (en) | 2016-01-28 | 2023-07-18 | Seurat Technologies, Inc. | Additive manufacturing, spatial heat treating system and method |
| CN110137281A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-16 | 江苏欧达丰新能源科技发展有限公司 | 激光烧结金属粉粒制备光伏电池片栅线电极的方法 |
| DE102019216718A1 (de) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronikmoduls |
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