JPH0210719A - 薄膜半導体デバイス用粗結晶構造を有する多結晶層の製法 - Google Patents

薄膜半導体デバイス用粗結晶構造を有する多結晶層の製法

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JPH0210719A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁性又は導電性の基板上にか又は導電性材
料からなる被膜を備えた基板上に気相又は蒸気相から多
結晶層を析出させ、引続き熱処理して再結晶させるごと
により、薄膜半導体デバイス用、特にシリコン太陽電池
用として使用されるような粗結晶構造を存する多結晶層
を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
太陽電池のコスト引き下げに関する要求は薄い半導体膜
を費用的に有利に製造する新規の方法を必要とする０例
えば適当な基板上に単結晶の層を製造するエピタキシャ
ル成長法のような従来法はその適用に費用が嵩み、従っ
てこれが最高品質の薄い半導体膜をもたらすにもかかわ
らず、利用されていない。
太陽電池の種々の製法は例えば雑誌ＶＤＩ−２１２１（
１９７９年）、Ｎａ８−４月、第３８９頁〜第３９３頁
に記載されている。
活性の結晶半導体層の電池効率に関する欠陥を甘受する
ことのできる使用分野、例えば太陽電池の場合、その上
に製造される薄膜用支持体としての基板がコスト的に好
ましいものであることが求められる。従ってこの基板に
は例えば金属板が利用される０層はこの上に気相から析
出することができる。この場合有利には一層低い温度で
処理する方法が考慮される。しかしこの種の裁板材料を
選択することは、工程のエネルギーコストの低減という
問題と矛盾する。
生じる層はまず、これが極めて多数の粒界を含むという
無視し得ない欠点を有する。すなわちその粒径は主とし
て１μｍよりも小さい、この性質を改良する可能性は、
この層を再結晶することである。このためには例えば加
熱された黒鉛棒を層表面に対して僅かな間隔を置いて層
上を移動させるか又は適当なランプ及び光学系を用いて
層を表面的に再結晶させる。これにより高い面積速度を
得ることができる。しかしこの場合結晶基板のもたらす
影響を無視することができず（その結晶構造が再結晶過
程に好ましくない作用を及ぼす可能性がある）、また基
板の微結晶性が常にその上に存在する薄膜に作用するこ
とから、その再結晶は阻害される。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、多結晶層を基板上に析出させた後に行われる
再結晶に際して基板の結晶構造の影響を遮断するという
課題を解決することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は本発明によれば最初に記載した形式の方法に
おいて、多結晶層を施す前に、多結晶層に比べて著しく
薄い同一又は類似の材料からなるアモルファス中間層を
沈積させ、これを多結晶層と共に再結晶させることによ
って解決される。
本発明思想の一実施態様では、アモルファス中間層に結
晶中心のラスタを施す。これらの印加された結晶点は引
続き実施される再結晶工程で生じる層中に掻く僅かな芽
品を成長させるにすぎず、これにより粗結晶層構造を生
せしめる。その際１〜１００ｍ”の結晶表面を得ること
ができる。
本発明の他の実施態様は請求項３以下に記載されている
。
〔実施例〕
次に本発明方法を第１図〜第４図に基づき更に詳述する
。
第１図では微結晶構造を有する基板、例えば薄い特殊鋼
製帯１から出発し、この上に厚さ約１〜５ｍｓのアモル
ファス二酸化珪素１２を、グロー放電プラズマ中で酸素
雰囲気においてシラン（ＳｉＨ，）から析出させること
により施す、グロー放電プラズマを用いてのアモルフス
シリコン層の製造法は例えばドイツ連邦共和国特許出願
公開第２７４３１４１号明細書から公知である。アモル
ファス中間Ｎ２上に例えば２０　ｐｍの層厚で多結晶シ
リコン層３を、シランの熱分解後気相から析出させるこ
とにより施す０例えば上方から（矢印４参照）例えば加
熱された黒鉛棒を用いて再結晶エネルギーを供給するこ
とによって、基板１の微結晶構造に影響を及ぼすことな
く、多結晶シリコン層３を粗結晶状態で供給する。
この方法は特に太陽電池用の粗結晶シリコン層を製造す
るのに適用することができる。この場合中間層２は例え
ばアモルファスシリコンからか又は金属基板１の場合に
は電気的にｗ！Ａ縁するためアモルファス二酸化珪素２
から製造される。残りの粒界はこのＪｉ３を再結晶（４
）した後更に水素不働態化により減少させることができ
る。
厚膜太陽電池の場合にも本発明方法による薄膜技術の長
所を多結晶シリコンに対して利用することができる０例
えばこれらの層は構造化することによって条片状電池と
して形成し、公知方法で直列に接続することができる。
しかし本方法は太陽電池以外に、大きな粗結晶表面を有
する材料層を特徴とする他の利用分野にも通している。
第２図に示すように本発明方法を更に発展させた特殊な
実施形として、アモルファス中間Ｊ！２に結晶点５のラ
スタを印加することが可能であり、その際有利なラスタ
間隔は５舗の範囲内にあるべきである。第２図ではこの
処理を機械的な方法で、相応する間隔で配置された計６
を装備したローラ７を、基板ｌ上に存在するアモルファ
ス層２の表面に転がすことによって行う。
第３図はラスタ５を光学的方法で得ることを示すもので
ある。この場合棒状の光源８、レフレクタ９及びレンズ
系ｌＯからなる光学系条片状装置を矢印１２の方向で表
面１．２上を移動させる。
第４図は電気的手段を用いてラスタ５を設ける方法を示
すものである。この場合先端１３を有する電極１１を表
面ｌ、２上で案内する。
しかし、ラスタ５はアモルファス中間層２に穿孔模様を
エツチングすることによって得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による粗結晶層を製造するための成層順
序を示す図、第２図、第３図及び第４図はアモルファス
中間層に結晶点のラスタを印加する種々の可能性を示す
略示図である。 ｌ・・・基板 ２・・・アモルファス中間層 ３・・・多結晶層 ５・・・ラスタ ロ・・・針 ７・・・ローラ ８・・・光源 ９・・・レフレクタ １０・・・レンズ系 １１・・・電極

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）絶縁性又は導電性の基板上に又は導電性材料から
    なる被膜を備えた基板上に気相又は蒸気相から多結晶層
    を析出させ、引続き熱処理して再結晶させることにより
    、薄膜半導体デバイス用に使用されるような粗結晶構造
    を有する多結晶層を製造する方法において、多結晶層（
    ３）を施す前に、多結晶層（３）に比べて著しく薄い同
    一又は類似の材料からなるアモルファス中間層（２）を
    沈積させ、多結晶層（３）を基板とは無関係に再結晶さ
    せることを特徴とする薄膜半導体デバイス用粗結晶構造
    を有する結晶層の製法。
  2. （２）アモルファス中間層（２）に結晶中心（５）のラ
    スタを施すごとを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. （３）ラスタ（５）を光学的又は熱的方法で、例えばア
    モルファス層（２）の表面を点状に照射する（８、９）
    ことによって構成することを特徴とする請求項２記載の
    方法。
  4. （４）ラスタ（５）を電気的方法で、例えば桟（１１）
    に集積された状態で表面（１２）上を移動する抵抗線加
    熱材（１３）を用いてアモルファス層（２）の表面を点
    状に火花放電するか又は点状に加熱することによって構
    成することを特徴とする請求項２記載の方法。
  5. （５）ラスタ（５）を機械的方法で、例えば表面上を移
    動する計（６）を装備したローラ（７）を用いて、アモ
    ルファス層（２）の表面を点状に押圧する機械的応力に
    よって構成することを特徴とする請求項２記載の方法。
  6. （６）穿孔模様をエッチング処理によりラスタ（５）を
    構成することを特徴とする請求項２記載の方法。
  7. （７）１〜５ｍｍの間隔を有するラスタ（５）を使用す
    ることを特徴とする請求項２記載の方法。
  8. （８）シリコンからなる多結晶層（３）を使用する場合
    には中間層（２）をアモルファスシリコンから構成し、
    金属基板（１）が存在する場合にはアモルファス二酸化
    珪素（２）から構成することを特徴とする請求項１ない
    し７の１つに記載の方法。
  9. （９）アモルファス中間層（２）を有利にはグロー放電
    プラズマ中で気相から析出させることによって構成する
    ことを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の方法
    。
  10. （１０）再結晶させる層の表面上の僅かな間隔を置いて
    導かれ加熱した黒鉛棒を用いて再結晶（４）を実施する
    ことを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載の方法
    。
  11. （１１）再結晶工程（４）の後に水素雰囲気中での熱処
    理を実施することを特徴とする請求項１ないし１０の１
    つに記載の方法。
JP1071608A 1988-03-24 1989-03-23 薄膜半導体デバイス用粗結晶構造を有する多結晶層の製法 Pending JPH0210719A (ja)

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EP0334110B1 (de) 1993-09-15
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