JPH05275723A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH05275723A JPH05275723A JP4071596A JP7159692A JPH05275723A JP H05275723 A JPH05275723 A JP H05275723A JP 4071596 A JP4071596 A JP 4071596A JP 7159692 A JP7159692 A JP 7159692A JP H05275723 A JPH05275723 A JP H05275723A
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- substrate
- solar cell
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- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置におけるｐｎ接合を気相成長法で
形成する際の高温処理時間を短縮することによって、素
子特性の優れた半導体装置を提供する。 【構成】 第１導電型半導体基板上に第２導電型の不純
物を含む半導体層を形成する際に、雰囲気ガス中の第２
導電型の不純物を含むガス量が少ないときには基板温度
を相対的に低く調整し、前記のガス量の増加に応じて基
板温度を上昇させる。すなわち、第２導電型の不純物を
含むガス量の変化に応じて半導体基板の温度を変化させ
ることによって第２導電型の半導体層を形成する。
形成する際の高温処理時間を短縮することによって、素
子特性の優れた半導体装置を提供する。 【構成】 第１導電型半導体基板上に第２導電型の不純
物を含む半導体層を形成する際に、雰囲気ガス中の第２
導電型の不純物を含むガス量が少ないときには基板温度
を相対的に低く調整し、前記のガス量の増加に応じて基
板温度を上昇させる。すなわち、第２導電型の不純物を
含むガス量の変化に応じて半導体基板の温度を変化させ
ることによって第２導電型の半導体層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、特に気相成長法において高温処理時間を短く
することによって、高温処理による損傷の小さい半導体
装置を形成し得る半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
法に関し、特に気相成長法において高温処理時間を短く
することによって、高温処理による損傷の小さい半導体
装置を形成し得る半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の半導体装置の一例としてシ
リコン太陽電池について、図を用いて説明する。図５
は、従来の一般的な太陽電池の概略構成を示す断面図で
ある。図５を参照して、ｐ型結晶基板１１上には、ｎ型
接合層１２が形成されている。それにより、このｐ型結
晶基板１１とｎ型接合層１２とで上記のシリコン太陽電
池のｐｎ接合が形成されている。そして、このｎ型接合
層１２上には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）などからな
るパッシベーション膜１３が形成されている。このパッ
シベーション膜１３上には、チタン酸化膜（ＴｉＯ2 ）
などからなる光の反射防止膜１４が形成されている。そ
して、この反射防止膜１４および上記のパッシベーショ
ン膜１３を貫通し、上記のｎ型接合層１２に接続される
ようにＡｇペーストなどからなる表面電極１５が形成さ
れている。一方、ｐ型結晶基板１１の裏面には、ＢＳＦ
（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層１６が形
成されており、このＢＳＦ層１６を介してＡｌペースト
などからなる裏面電極１７が形成されている。
リコン太陽電池について、図を用いて説明する。図５
は、従来の一般的な太陽電池の概略構成を示す断面図で
ある。図５を参照して、ｐ型結晶基板１１上には、ｎ型
接合層１２が形成されている。それにより、このｐ型結
晶基板１１とｎ型接合層１２とで上記のシリコン太陽電
池のｐｎ接合が形成されている。そして、このｎ型接合
層１２上には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）などからな
るパッシベーション膜１３が形成されている。このパッ
シベーション膜１３上には、チタン酸化膜（ＴｉＯ2 ）
などからなる光の反射防止膜１４が形成されている。そ
して、この反射防止膜１４および上記のパッシベーショ
ン膜１３を貫通し、上記のｎ型接合層１２に接続される
ようにＡｇペーストなどからなる表面電極１５が形成さ
れている。一方、ｐ型結晶基板１１の裏面には、ＢＳＦ
（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層１６が形
成されており、このＢＳＦ層１６を介してＡｌペースト
などからなる裏面電極１７が形成されている。
【０００３】次に、上記の構造を有する従来のシリコン
太陽電池の製造方法について説明する。まず、ＰＯＣｌ
3 ガスやＰＳＧ液などを不純物の供給源として、８００
℃〜１０００℃の高温でリン（Ｐ）をｐ型結晶基板１１
内に熱拡散することによって、ｎ型接合層１２を形成す
る。その後、ｎ型接合層１２上に、熱酸化法などを用い
ることにより、キャリアの再結合を低減するためのＳｉ
Ｏ2 などのパッシベーション膜１３を形成する。そし
て、このパッシベーション膜１３上に、ＴｉＯ2などの
光の反射防止膜１４を形成する。その後、ｐ型結晶基板
１１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、このＡｌペース
トを焼成することによって、裏面電極１７形成と同時に
ＢＳＦ層１６を形成する。そして、反射防止膜１４上
に、所定のパターンのＡｇペーストを印刷し、このＡｇ
ペーストを焼成することによって表面電極１５を形成す
る。
太陽電池の製造方法について説明する。まず、ＰＯＣｌ
3 ガスやＰＳＧ液などを不純物の供給源として、８００
℃〜１０００℃の高温でリン（Ｐ）をｐ型結晶基板１１
内に熱拡散することによって、ｎ型接合層１２を形成す
る。その後、ｎ型接合層１２上に、熱酸化法などを用い
ることにより、キャリアの再結合を低減するためのＳｉ
Ｏ2 などのパッシベーション膜１３を形成する。そし
て、このパッシベーション膜１３上に、ＴｉＯ2などの
光の反射防止膜１４を形成する。その後、ｐ型結晶基板
１１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、このＡｌペース
トを焼成することによって、裏面電極１７形成と同時に
ＢＳＦ層１６を形成する。そして、反射防止膜１４上
に、所定のパターンのＡｇペーストを印刷し、このＡｇ
ペーストを焼成することによって表面電極１５を形成す
る。
【０００４】上記の工程を経て従来のシリコン太陽電池
は形成されることになるが、上記の工程中におけるｐｎ
接合形成の際の高温の熱拡散処理は、時として基板を傷
めることがある。すなわち、高温処理が施されることに
よって、基板内に転位などの結晶欠陥が発生する。それ
により、形成された素子の特性を損なうこととなる。そ
こで、上記の高温処理による基板の損傷を低減するた
め、熱拡散法より低温でｐｎ接合層を形成する方法が検
討されている。
は形成されることになるが、上記の工程中におけるｐｎ
接合形成の際の高温の熱拡散処理は、時として基板を傷
めることがある。すなわち、高温処理が施されることに
よって、基板内に転位などの結晶欠陥が発生する。それ
により、形成された素子の特性を損なうこととなる。そ
こで、上記の高温処理による基板の損傷を低減するた
め、熱拡散法より低温でｐｎ接合層を形成する方法が検
討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体プロセスにおける高温処理は、時として素子特性の損
失を招く。図６は、上記の従来例で示されたような８５
０℃の高温で熱拡散処理が施される工程を経てシリコン
太陽電池が形成された場合（図中における通常処理）
と、８５０℃よりもさらに高温である９５０℃の温度で
熱拡散処理が施される工程を経て形成されたシリコン太
陽電池（図中における高温処理）との分光感度特性の違
いを比較するための図である。図６を参照して、高温処
理が施された太陽電池の分光感度特性が、長波長領域で
顕著に、通常処理が施された太陽電池の分光感度特性よ
りも劣っているのがわかる。すなわち、高温処理が施さ
れることによって、基板内に結晶欠陥が生ずることとな
り、そのためこのような素子特性の劣化が見られるもの
と考えられる。それにより、上記の通常処理における熱
拡散温度をさらに下げることができれば、素子特性が一
層向上すると考えられる。
体プロセスにおける高温処理は、時として素子特性の損
失を招く。図６は、上記の従来例で示されたような８５
０℃の高温で熱拡散処理が施される工程を経てシリコン
太陽電池が形成された場合（図中における通常処理）
と、８５０℃よりもさらに高温である９５０℃の温度で
熱拡散処理が施される工程を経て形成されたシリコン太
陽電池（図中における高温処理）との分光感度特性の違
いを比較するための図である。図６を参照して、高温処
理が施された太陽電池の分光感度特性が、長波長領域で
顕著に、通常処理が施された太陽電池の分光感度特性よ
りも劣っているのがわかる。すなわち、高温処理が施さ
れることによって、基板内に結晶欠陥が生ずることとな
り、そのためこのような素子特性の劣化が見られるもの
と考えられる。それにより、上記の通常処理における熱
拡散温度をさらに下げることができれば、素子特性が一
層向上すると考えられる。
【０００６】そこで、気相成長法を用いることによっ
て、より低温で上記のｎ型接合層１２を形成する試みが
なされている。半導体素子における上記のｎ型接合層１
２を形成する場合、そのｎ型接合層１２の不純物分布
は、前述の熱拡散法を用いた場合には一義的に決まる
が、気相成長法を用いた場合にはその不純物分布を自由
にコントロールすることができる。結晶系シリコン太陽
電池において高濃度のｎ型接合層１２を形成する場合、
このｎ型接合層１２全体を均一の高不純物濃度にする
（以下、本明細書において「階段ドーピング」という）
より、むしろ、ｎ型接合層１２における不純物濃度を低
濃度から高濃度へ徐々に増加させる（以下、本明細書に
おいて「傾斜ドーピング」という）場合の方が得られる
太陽電池の素子特性が良いという結果が得られている。
て、より低温で上記のｎ型接合層１２を形成する試みが
なされている。半導体素子における上記のｎ型接合層１
２を形成する場合、そのｎ型接合層１２の不純物分布
は、前述の熱拡散法を用いた場合には一義的に決まる
が、気相成長法を用いた場合にはその不純物分布を自由
にコントロールすることができる。結晶系シリコン太陽
電池において高濃度のｎ型接合層１２を形成する場合、
このｎ型接合層１２全体を均一の高不純物濃度にする
（以下、本明細書において「階段ドーピング」という）
より、むしろ、ｎ型接合層１２における不純物濃度を低
濃度から高濃度へ徐々に増加させる（以下、本明細書に
おいて「傾斜ドーピング」という）場合の方が得られる
太陽電池の素子特性が良いという結果が得られている。
【０００７】
【表１】
【０００８】上記の表１には、傾斜ドーピングが施され
ることによってｎ型接合層１２が形成されている太陽電
池と階段ドーピングが施されることによって形成された
ｎ型接合層１２を備える太陽電池との種々の素子特性値
を比較した結果が示されている。なお、表１において、
Ｊsc（ｍＡ／ｃｍ2 ）は、短絡電流密度を示しており、
ＶOC（ｍＶ）は、開放電圧を示している。また、ＦＦ
は、曲線因子を示しており、η（％）は、変換効率を示
している。そして、これらの諸特性の値は、大きい方が
素子特性が良いといえる。表１を参照して、上記の傾斜
ドーピングを行なった場合の方が、素子特性が良いとい
うのがわかる。
ることによってｎ型接合層１２が形成されている太陽電
池と階段ドーピングが施されることによって形成された
ｎ型接合層１２を備える太陽電池との種々の素子特性値
を比較した結果が示されている。なお、表１において、
Ｊsc（ｍＡ／ｃｍ2 ）は、短絡電流密度を示しており、
ＶOC（ｍＶ）は、開放電圧を示している。また、ＦＦ
は、曲線因子を示しており、η（％）は、変換効率を示
している。そして、これらの諸特性の値は、大きい方が
素子特性が良いといえる。表１を参照して、上記の傾斜
ドーピングを行なった場合の方が、素子特性が良いとい
うのがわかる。
【０００９】上記の内容に鑑み、気相成長法を用いてエ
ピタキシャル成長させることによってｎ型接合層１２形
成を行なう場合、このｎ型接合層１２の濃度分布を徐々
に変化させることとした。この場合、上記の気相成長法
によってｎ型接合層１２形成を行なう場合、基板温度は
重要な製膜パラメータとなる。そして、条件によって異
なるが、基板温度以外の諸条件を一定にした場合に、エ
ピタキシャル成長が起こるか否かの臨界的な基板温度
（以下単に「臨界温度」という）が存在する。この臨界
温度は、不純物濃度を増加するにつれて、取込まれる不
純物によって結晶成長が阻害されることに起因して上昇
する。そのため、高濃度のｎ型接合層１２を形成する場
合、堆積時の基板温度を熱拡散処理を行なう場合ほどで
はないが、比較的高くすることが必要となってくる。こ
こで、表２を用いて、不純物源としてＰＨ3 ガスを用
い、不純物ガス流量および基板温度を変化させた場合の
結晶成長の可否についての実験結果を示す。
ピタキシャル成長させることによってｎ型接合層１２形
成を行なう場合、このｎ型接合層１２の濃度分布を徐々
に変化させることとした。この場合、上記の気相成長法
によってｎ型接合層１２形成を行なう場合、基板温度は
重要な製膜パラメータとなる。そして、条件によって異
なるが、基板温度以外の諸条件を一定にした場合に、エ
ピタキシャル成長が起こるか否かの臨界的な基板温度
（以下単に「臨界温度」という）が存在する。この臨界
温度は、不純物濃度を増加するにつれて、取込まれる不
純物によって結晶成長が阻害されることに起因して上昇
する。そのため、高濃度のｎ型接合層１２を形成する場
合、堆積時の基板温度を熱拡散処理を行なう場合ほどで
はないが、比較的高くすることが必要となってくる。こ
こで、表２を用いて、不純物源としてＰＨ3 ガスを用
い、不純物ガス流量および基板温度を変化させた場合の
結晶成長の可否についての実験結果を示す。
【００１０】
【表２】
【００１１】上記の表２に示されるように、不純物ガス
流量すなわち不純物濃度を大きくすることによって、臨
界温度が上昇しているのがわかる。そこで、従来例で説
明した熱拡散法によって形成されたｎ型接合層１２と同
程度の高キャリア濃度層を得るためには、基板温度を７
５０℃〜８５０℃程度にすることが必要と考えられる。
この７５０℃〜８５０℃の温度は、従来例で説明した熱
拡散法による処理温度よりも低いが、結晶欠陥は十分生
じ得る程度の温度である。
流量すなわち不純物濃度を大きくすることによって、臨
界温度が上昇しているのがわかる。そこで、従来例で説
明した熱拡散法によって形成されたｎ型接合層１２と同
程度の高キャリア濃度層を得るためには、基板温度を７
５０℃〜８５０℃程度にすることが必要と考えられる。
この７５０℃〜８５０℃の温度は、従来例で説明した熱
拡散法による処理温度よりも低いが、結晶欠陥は十分生
じ得る程度の温度である。
【００１２】そこで、従来の熱拡散法による場合と同程
度の高キャリア濃度層を得るためには、ｎ型接合層１２
の堆積に際して、７５０℃〜８５０℃の比較的高温雰囲
気中で、約３０〜６０分間の処理を行なっていた。この
ように、比較的長時間の高温処理がなされることによっ
て、この工程を経て形成された太陽電池の素子特性を損
なうといった問題点が生じていた。
度の高キャリア濃度層を得るためには、ｎ型接合層１２
の堆積に際して、７５０℃〜８５０℃の比較的高温雰囲
気中で、約３０〜６０分間の処理を行なっていた。この
ように、比較的長時間の高温処理がなされることによっ
て、この工程を経て形成された太陽電池の素子特性を損
なうといった問題点が生じていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に基づく半導体
装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に不純物
濃度が徐々に変化するいわゆる傾斜型の不純物濃度分布
を有する第２導電型の半導体層を形成することを前提と
する。そして、気相成長法を用いて、雰囲気ガス中の第
２導電型の不純物を含むガス量の変化に応じて半導体基
板の温度を変化させることによって、上記の第２導電型
の半導体層を形成する。
装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に不純物
濃度が徐々に変化するいわゆる傾斜型の不純物濃度分布
を有する第２導電型の半導体層を形成することを前提と
する。そして、気相成長法を用いて、雰囲気ガス中の第
２導電型の不純物を含むガス量の変化に応じて半導体基
板の温度を変化させることによって、上記の第２導電型
の半導体層を形成する。
【００１４】
【作用】この発明によれば、第２導電型の不純物を含む
ガス量の変化に応じて半導体基板の温度を変化させるの
で、第２導電型の不純物を含むガス量が少ない場合に
は、半導体基板の温度を低くすることが可能となる。そ
れにより、第２導電型の半導体層中において、高濃度の
不純物濃度を有する部分を形成する場合にのみ半導体基
板の温度を高温にすればよいことになる。すなわち、高
温処理時間を短くすることが可能となる。
ガス量の変化に応じて半導体基板の温度を変化させるの
で、第２導電型の不純物を含むガス量が少ない場合に
は、半導体基板の温度を低くすることが可能となる。そ
れにより、第２導電型の半導体層中において、高濃度の
不純物濃度を有する部分を形成する場合にのみ半導体基
板の温度を高温にすればよいことになる。すなわち、高
温処理時間を短くすることが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明に基づく一実施例について、
図１〜図４を用いて説明する。図１は、この発明に基づ
く一実施例における太陽電池の概略構成を示す断面図で
ある。図１を参照して、この太陽電池の構成に関して
は、従来例とほぼ同様であり、ｐ型結晶基板１の一方の
面上には、ｎ型接合層２が形成されている。このｎ型接
合層２上には、パッシベーション膜３が形成されてお
り、本実施例においてはこのパッシベーション膜３は光
の反射防止膜も兼ねている。そして、このパッシベーシ
ョン膜３を貫通し、ｎ型接合層２に接続されるように表
面電極６が形成されている。また、ｐ型結晶基板１の他
方の面上には、ＢＳＦ層４を介して裏面電極５が形成さ
れている。
図１〜図４を用いて説明する。図１は、この発明に基づ
く一実施例における太陽電池の概略構成を示す断面図で
ある。図１を参照して、この太陽電池の構成に関して
は、従来例とほぼ同様であり、ｐ型結晶基板１の一方の
面上には、ｎ型接合層２が形成されている。このｎ型接
合層２上には、パッシベーション膜３が形成されてお
り、本実施例においてはこのパッシベーション膜３は光
の反射防止膜も兼ねている。そして、このパッシベーシ
ョン膜３を貫通し、ｎ型接合層２に接続されるように表
面電極６が形成されている。また、ｐ型結晶基板１の他
方の面上には、ＢＳＦ層４を介して裏面電極５が形成さ
れている。
【００１６】上記の構成を有する太陽電池の製造方法に
ついて、以下に詳しく説明する。まず、ｐ型結晶基板１
としては、比抵抗が４Ω・ｃｍ，面方位＜１００＞，厚
さ約４００μｍのｐ型シリコン単結晶ウエハを用いる。
そして、このｐ型結晶基板１には、ＲＣＡ洗浄およびＨ
Ｆによる酸化膜除去処理が施される。その後、ｎ型接合
層２が形成される。ｎ型接合層２の形成に際しては、シ
リコン源に電子線を照射することによって行なわれるＭ
ＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ）を用いる。
ついて、以下に詳しく説明する。まず、ｐ型結晶基板１
としては、比抵抗が４Ω・ｃｍ，面方位＜１００＞，厚
さ約４００μｍのｐ型シリコン単結晶ウエハを用いる。
そして、このｐ型結晶基板１には、ＲＣＡ洗浄およびＨ
Ｆによる酸化膜除去処理が施される。その後、ｎ型接合
層２が形成される。ｎ型接合層２の形成に際しては、シ
リコン源に電子線を照射することによって行なわれるＭ
ＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ）を用いる。
【００１７】このｎ型接合層２は、膜厚約１５００Åで
あり、製膜速度約０．８Å／ｓで形成される。ｎ型の不
純物は、ＰＨ3 ガスのｃｒａｃｋｉｎｇ（熱分解）によ
って生成され、ｎ型接合層２中に取込まれる。ここで、
製膜速度は、好ましくは、０．１Å／Ｓ〜１０Å／Ｓの
範囲内の速度である。また、ｎ型接合層２の膜厚は、好
ましくは、１０００Å〜５０００Åの範囲内の膜厚であ
る。ＰＨ3 ガス流量は、この実施例においては、０〜３
ｃｃまで変化させた。このＰＨ3 ガス流量の範囲では、
ｎ型接合層２中の不純物濃度は飽和するところまで至っ
ていないため、ＰＨ3 ガス流量とｎ型接合層２中の不純
物（Ｐ）の濃度はほぼ比例すると考えられる。そして、
ＰＨ3 ガスの最大流量時（３ｃｃ）に、ｎ型接合層２の
比抵抗は、約２〜３×１０-3Ω・ｃｍになるように取り
込まれる。これに対し、ｐ型結晶基板１の温度は、上記
の不純物ガス流量に応じて、５００〜７５０℃の範囲内
で変化させている。
あり、製膜速度約０．８Å／ｓで形成される。ｎ型の不
純物は、ＰＨ3 ガスのｃｒａｃｋｉｎｇ（熱分解）によ
って生成され、ｎ型接合層２中に取込まれる。ここで、
製膜速度は、好ましくは、０．１Å／Ｓ〜１０Å／Ｓの
範囲内の速度である。また、ｎ型接合層２の膜厚は、好
ましくは、１０００Å〜５０００Åの範囲内の膜厚であ
る。ＰＨ3 ガス流量は、この実施例においては、０〜３
ｃｃまで変化させた。このＰＨ3 ガス流量の範囲では、
ｎ型接合層２中の不純物濃度は飽和するところまで至っ
ていないため、ＰＨ3 ガス流量とｎ型接合層２中の不純
物（Ｐ）の濃度はほぼ比例すると考えられる。そして、
ＰＨ3 ガスの最大流量時（３ｃｃ）に、ｎ型接合層２の
比抵抗は、約２〜３×１０-3Ω・ｃｍになるように取り
込まれる。これに対し、ｐ型結晶基板１の温度は、上記
の不純物ガス流量に応じて、５００〜７５０℃の範囲内
で変化させている。
【００１８】次に、ｐ型結晶基板１の温度の制御方法の
一例について説明する。結晶のエピタキシャル成長が起
こる臨界温度は、条件により異なるが、他の製膜条件が
一定であれば、同一の製造装置でほぼ再現性よく一定の
温度に決まると考えられる。それにより、あるＰＨ3 濃
度に対して結晶成長が起こる臨界温度というものを考え
ることができる。そこで、予めＰＨ3 流量（不純物
（Ｐ）のドーピング量）Ｆ PH3 ，結晶化の臨界温度Ｔ
epi を実験的に測定しておく。そして、これらのデータ
をマイクロコンピュータなどのプログラム中に記憶させ
ておき、ＰＨ3 流量に対して基板温度を制御しながらｎ
型接合層２を形成することが可能となる。
一例について説明する。結晶のエピタキシャル成長が起
こる臨界温度は、条件により異なるが、他の製膜条件が
一定であれば、同一の製造装置でほぼ再現性よく一定の
温度に決まると考えられる。それにより、あるＰＨ3 濃
度に対して結晶成長が起こる臨界温度というものを考え
ることができる。そこで、予めＰＨ3 流量（不純物
（Ｐ）のドーピング量）Ｆ PH3 ，結晶化の臨界温度Ｔ
epi を実験的に測定しておく。そして、これらのデータ
をマイクロコンピュータなどのプログラム中に記憶させ
ておき、ＰＨ3 流量に対して基板温度を制御しながらｎ
型接合層２を形成することが可能となる。
【００１９】ｎ型接合層２形成の際の製膜速度は、膜厚
モニタと連動したパワーコントローラによってほぼ一定
になるようにコントロールされている。このため、膜厚
は製膜時間に比例し、プログラムでは制御しやすい製膜
時間を基準にプログラムしてある。具体的には、マイコ
ンプログラムで表３に示すようなテーブルを作成する。
モニタと連動したパワーコントローラによってほぼ一定
になるようにコントロールされている。このため、膜厚
は製膜時間に比例し、プログラムでは制御しやすい製膜
時間を基準にプログラムしてある。具体的には、マイコ
ンプログラムで表３に示すようなテーブルを作成する。
【００２０】
【表３】
【００２１】上記の表３を参照して、ある製膜時間ｔX
（ｔ1 ，ｔ2 ，…）に対して、ＰＨ 3 流量ｆX （ｆ1 ，
ｆ2 ，…）と基板温度ＴX （Ｔ1 ，Ｔ2 ，…）がプログ
ラムされている。それにより、製膜時間ｔX の経過に従
い、たとえば製膜時間がｔ1の場合には、ＰＨ3 流量は
ｆ1 に制御され、基板温度はＴ1 に制御されることにな
る。
（ｔ1 ，ｔ2 ，…）に対して、ＰＨ 3 流量ｆX （ｆ1 ，
ｆ2 ，…）と基板温度ＴX （Ｔ1 ，Ｔ2 ，…）がプログ
ラムされている。それにより、製膜時間ｔX の経過に従
い、たとえば製膜時間がｔ1の場合には、ＰＨ3 流量は
ｆ1 に制御され、基板温度はＴ1 に制御されることにな
る。
【００２２】ここで、図３を用いて上記のＰＨ3 流量お
よび基板温度の制御方法についてより詳しく説明する。
図３は、ＰＨ3 流量および基板温度を制御するための制
御系統を示すブロック図である。図３を参照して、ＰＨ
3 流量を制御するためのＰＨ 3 流量コントローラ８およ
び基板温度を制御するための基板温度コントローラ９が
設けられており、それぞれマイクロコンピュータ７に接
続されている。そして、マイクロコンピュータ７にはタ
イマ１０が接続されている。このタイマ１０によって、
製膜時間ｔX を制御する。そして、タイマ１０によって
得られた情報がマイクロコンピュータ７に送り込まれ
る。この情報に基づいて、マイクロコンピュータ７は、
ＰＨ3 流量コントローラおよび基板温度コントローラ９
を、予めマイクロコンピュータ７に記憶されているプロ
グラムに従って制御する。それにより、ＰＨ3 流量およ
び基板温度が制御されることになる。
よび基板温度の制御方法についてより詳しく説明する。
図３は、ＰＨ3 流量および基板温度を制御するための制
御系統を示すブロック図である。図３を参照して、ＰＨ
3 流量を制御するためのＰＨ 3 流量コントローラ８およ
び基板温度を制御するための基板温度コントローラ９が
設けられており、それぞれマイクロコンピュータ７に接
続されている。そして、マイクロコンピュータ７にはタ
イマ１０が接続されている。このタイマ１０によって、
製膜時間ｔX を制御する。そして、タイマ１０によって
得られた情報がマイクロコンピュータ７に送り込まれ
る。この情報に基づいて、マイクロコンピュータ７は、
ＰＨ3 流量コントローラおよび基板温度コントローラ９
を、予めマイクロコンピュータ７に記憶されているプロ
グラムに従って制御する。それにより、ＰＨ3 流量およ
び基板温度が制御されることになる。
【００２３】なお、基板温度の制御誤差については、こ
の実施例を実施するための装置においては１０℃程度で
あると考えられるため、プログラム出力に対するコント
ローラなどの時間遅れも考慮して、プログラム中の基板
温度の設定値は、臨界温度の測定値より１５℃程度高め
に設定してある。
の実施例を実施するための装置においては１０℃程度で
あると考えられるため、プログラム出力に対するコント
ローラなどの時間遅れも考慮して、プログラム中の基板
温度の設定値は、臨界温度の測定値より１５℃程度高め
に設定してある。
【００２４】ここで、図２を用いて、上記のように制御
されたＰＨ3 流量、基板温度、製膜時間およびｎ型接合
層２の膜厚の関係について説明する。図２を参照して、
ｎ型接合層２の膜厚は、製膜時間（ｔ1 ，ｔ2 ，…）と
共に増加し、ほぼ１５００Å程度の膜厚にまで増加して
いる。そして、この製膜時間（ｔ1 ，ｔ2 ，…）に応じ
て、ＰＨ3 流量（ｆ1 ，ｆ2 ，…）の値も変化してい
る。この製膜時間とＰＨ 3 流量との関係は、図２におけ
る実線で示されている。また、この製膜時間（ｔ 1 ，ｔ
2 ，…）およびＰＨ3 流量（ｆ1 ，ｆ2 ，…）に応じ
て、図中点線で示されるように、基板温度（Ｔ1 ，
Ｔ2 ，…）も変化させている。この基板温度は、上述し
たように、エピタキシャル成長の臨界温度を基準とし
て、それよりやや高めの温度に設定されており、ＰＨ3
流量が小さいときには、相対的に低温となるように制御
される。
されたＰＨ3 流量、基板温度、製膜時間およびｎ型接合
層２の膜厚の関係について説明する。図２を参照して、
ｎ型接合層２の膜厚は、製膜時間（ｔ1 ，ｔ2 ，…）と
共に増加し、ほぼ１５００Å程度の膜厚にまで増加して
いる。そして、この製膜時間（ｔ1 ，ｔ2 ，…）に応じ
て、ＰＨ3 流量（ｆ1 ，ｆ2 ，…）の値も変化してい
る。この製膜時間とＰＨ 3 流量との関係は、図２におけ
る実線で示されている。また、この製膜時間（ｔ 1 ，ｔ
2 ，…）およびＰＨ3 流量（ｆ1 ，ｆ2 ，…）に応じ
て、図中点線で示されるように、基板温度（Ｔ1 ，
Ｔ2 ，…）も変化させている。この基板温度は、上述し
たように、エピタキシャル成長の臨界温度を基準とし
て、それよりやや高めの温度に設定されており、ＰＨ3
流量が小さいときには、相対的に低温となるように制御
される。
【００２５】このようにして、ＰＨ3 流量が小さいとき
には、基板温度を相対的に低くし、ＰＨ3 流量が大きく
なるにつれて基板温度を上げるようにしている。そのた
め、高温での処理時間を従来に比べて格段に短くするこ
とができ、高温処理に基づく格子欠陥等の基板内の損傷
を著しく低減することが可能となる。それにより、素子
特性の優れた太陽電池を提供することが可能となる。
には、基板温度を相対的に低くし、ＰＨ3 流量が大きく
なるにつれて基板温度を上げるようにしている。そのた
め、高温での処理時間を従来に比べて格段に短くするこ
とができ、高温処理に基づく格子欠陥等の基板内の損傷
を著しく低減することが可能となる。それにより、素子
特性の優れた太陽電池を提供することが可能となる。
【００２６】上記のように、ｐ型結晶基板１上にｎ型接
合層２を形成した後、このｎ型接合層２上に、キャリア
の再結合を低減するためのパッシベーション膜３を形成
する。このパッシベーション膜３としては、プラズマＣ
ＶＤ法によるシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を形成して
もよいし、ＳｉＯ2 膜を用いてもよい。本実施例におい
ては、光の反射防止膜（ＡＲＣ）も兼ねて、膜厚６００
〜７００Å程度のＳｉ 3 Ｎ4 膜をパッシベーション膜３
として形成している。なお、反射防止膜としては、Ａｇ
Ｆ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 などを用いてもよい。
合層２を形成した後、このｎ型接合層２上に、キャリア
の再結合を低減するためのパッシベーション膜３を形成
する。このパッシベーション膜３としては、プラズマＣ
ＶＤ法によるシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を形成して
もよいし、ＳｉＯ2 膜を用いてもよい。本実施例におい
ては、光の反射防止膜（ＡＲＣ）も兼ねて、膜厚６００
〜７００Å程度のＳｉ 3 Ｎ4 膜をパッシベーション膜３
として形成している。なお、反射防止膜としては、Ａｇ
Ｆ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 などを用いてもよい。
【００２７】次に、ｐ型結晶基板１の裏面に、Ａｌペー
ストを印刷し、このＡｌペーストを焼成することによっ
て、ＢＳＦ層４および裏面電極５を形成する。そして、
上記のパッシベーション膜３上に所定のパターンのＡｇ
ペーストを印刷し、このＡｇペーストを焼成することに
よって表面電極６を形成する。
ストを印刷し、このＡｌペーストを焼成することによっ
て、ＢＳＦ層４および裏面電極５を形成する。そして、
上記のパッシベーション膜３上に所定のパターンのＡｇ
ペーストを印刷し、このＡｇペーストを焼成することに
よって表面電極６を形成する。
【００２８】上記の工程を経て作製された太陽電池の分
光感度特性について、図４を用いて説明する。図４は、
本発明に基づいて作製された太陽電池の分光感度特性と
従来の通常のプロセスを経て作製された太陽電池の分光
感度特性とを比較するための図である。図４を参照し
て、図中点線で示されているのは、従来の通常処理が施
された太陽電池の分光感度特性を示しており、図中実線
は、本発明に基づいて作製された太陽電池の分光感度特
性を示している。図４に示されるように、本発明に基づ
く太陽電池の分光感度特性は、従来の通常の工程を経て
作成された太陽電池の分光感度特性よりも長波長領域に
おいて顕著に優れているのがわかる。すなわち、高温処
理時間の低減によって基板の損傷が低減され、長波長感
度が向上していることがわかる。
光感度特性について、図４を用いて説明する。図４は、
本発明に基づいて作製された太陽電池の分光感度特性と
従来の通常のプロセスを経て作製された太陽電池の分光
感度特性とを比較するための図である。図４を参照し
て、図中点線で示されているのは、従来の通常処理が施
された太陽電池の分光感度特性を示しており、図中実線
は、本発明に基づいて作製された太陽電池の分光感度特
性を示している。図４に示されるように、本発明に基づ
く太陽電池の分光感度特性は、従来の通常の工程を経て
作成された太陽電池の分光感度特性よりも長波長領域に
おいて顕著に優れているのがわかる。すなわち、高温処
理時間の低減によって基板の損傷が低減され、長波長感
度が向上していることがわかる。
【００２９】なお、上記の実施例においては、半導体装
置の一例として、太陽電池について説明したが、本発明
を光量センサ、カラーセンサなどの太陽電池以外の半導
体装置の製造に用いてもよい。
置の一例として、太陽電池について説明したが、本発明
を光量センサ、カラーセンサなどの太陽電池以外の半導
体装置の製造に用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、第
２導電型の半導体層を形成する際の高温処理時間を短く
することが可能となる。それにより、半導体基板内の結
晶欠陥等の損傷を著しく低減することが可能となる。そ
れにより、たとえば長波長感度などの素子特性を向上さ
せることが可能となる。すなわち、より高性能な半導体
装置を提供することが可能となる。
２導電型の半導体層を形成する際の高温処理時間を短く
することが可能となる。それにより、半導体基板内の結
晶欠陥等の損傷を著しく低減することが可能となる。そ
れにより、たとえば長波長感度などの素子特性を向上さ
せることが可能となる。すなわち、より高性能な半導体
装置を提供することが可能となる。
【図１】この発明に基づく一実施例における太陽電池の
概略構成を示す断面図である。
概略構成を示す断面図である。
【図２】この発明に基づいて制御される基板温度，ＰＨ
3 流量，製膜時間およびｎ型接合層の膜厚の制御例の一
例を示す図である。
3 流量，製膜時間およびｎ型接合層の膜厚の制御例の一
例を示す図である。
【図３】この発明に基づく制御系統の概略構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】この発明に基づいて作製された太陽電池と従来
の方法を用いて作製された太陽電池との分光感度特性を
比較した図である。
の方法を用いて作製された太陽電池との分光感度特性を
比較した図である。
【図５】従来の太陽電池の一例を示す概略断面図であ
る。
る。
【図６】従来の製造方法において高温処理（９５０℃程
度）が施される工程を経て作成された太陽電池と、従来
の通常の工程を経て作成された太陽電池との分光感度特
性を比較した図である。
度）が施される工程を経て作成された太陽電池と、従来
の通常の工程を経て作成された太陽電池との分光感度特
性を比較した図である。
１，１１ ｐ型結晶基板 ２，１２ ｎ型接合層 ３，１３ パッシベーション膜 ４，１６ ＢＳＦ層 ５，１７ 裏面電極 ６，１５ 表面電極 ７ マイクロコンピュータ ８ ＰＨ3 流量コントローラ ９ 基板温度コントローラ １０ タイマ １４ 反射防止膜
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板上に第２導電型の
半導体層を形成する半導体装置の製造方法において、 気相成長法において、雰囲気ガス中の前記第２導電型の
不純物を含むガス量の変化に応じて前記半導体基板の温
度を変化させることによって前記半導体層を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071596A JP2911291B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071596A JP2911291B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275723A true JPH05275723A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2911291B2 JP2911291B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=13465206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071596A Expired - Fee Related JP2911291B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911291B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010171464A (ja) * | 2005-01-20 | 2010-08-05 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | へテロ接合およびインターフィンガ構造を有する半導体デバイス |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4071596A patent/JP2911291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010171464A (ja) * | 2005-01-20 | 2010-08-05 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | へテロ接合およびインターフィンガ構造を有する半導体デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2911291B2 (ja) | 1999-06-23 |
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