JPH0644567B2 - 半導体形状の改善方法 - Google Patents

半導体形状の改善方法

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JPH0644567B2
JPH0644567B2 JP1325963A JP32596389A JPH0644567B2 JP H0644567 B2 JPH0644567 B2 JP H0644567B2 JP 1325963 A JP1325963 A JP 1325963A JP 32596389 A JP32596389 A JP 32596389A JP H0644567 B2 JPH0644567 B2 JP H0644567B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は半導体の処理方法に係り、半導体素子の特性を
向上するためのものである。
【従来の技術】 物質の表面がその融点以下の温度において溶ける現象は
これまでも知られていたが、簡単なモデルでも表面の1
原子層が溶ける(原子が動く)温度は融点の2/3程度
であり、実験的には真空中においてそれよりもかなり高
い温度でしか観測されていなかった。これに関しては、
サーフェースサイエンス,178(1986年)第38
2頁−第395頁(Surface Sciebce,178(198
6)PP.382−395、あるいはフィジカル レビ
ュー レター,56(14)(1987年)第1437
頁−第1439頁(Physical Review Letter,58
(14),(1987)PP.1437−1439等に
於いて論じられている。これらの現象は、超高真空中に
おいてより顕著である。ここで、超高真空技術の最も一
般的な応用として分子線ビームエピタキシャル法がある
が、通常ここでは基板を加熱することにより表面の酸化
膜等を除去する表面クリーニングの工程がプロセスでの
最高温度である。デバイスの製造では、超高真空装置中
にいれる前に基板が凹凸の形状に加工されていることも
多いが、この表面クリーニングにおいて基板の形状が変
化した報告はない。 近年、素子の高性能化のために基板の異方性エッチング
が多く行われているが、異方性エッチングの方法にはラ
イエッチング法とウェットエッチング法がある。ドライ
エッチング法はRIE装置やECRエッチング装置等を
用いて行なわれ、トレンチエッチングの様に基板を垂直
にエッチングする場合に多く行なわれる。一方、ウェッ
トエッチングは単結晶シリコン太陽電池の製造におい
て、アルカリによるテクスチャーエッチングが行なわれ
ている。両者の方法は共に異方性エッチングした後の断
面は直線で構成される様になり、角は丸くならない。こ
のため、素子特性では劣る問題があり、コーナーに丸み
をもたせるために再び等方性エッチングが行われてい
た。これに関しては、第47回応用物理学会学術講演会
29p−P−6および29p−P−16,第35回応用物理学会
学術講演会28p−G−2に於いて論じられている。
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術におけるドライエッチング法は、基板を異
法性エッチングするためには優れた方法であるが、いく
つかの欠点を持っている。その一つは、異方性が大きい
場合ほどエッチングは垂直に行なわれるが、その結果エ
ッチング面でのコーナー部が鋭角又は直角になり、この
ためトレンチキャパシタではそこで電界集中がおこった
り、熱酸化膜を形成した場合にコーナー部の膜厚が薄く
なったり、CVD法により絶縁膜で覆う場合や金属電極
の蒸着で段切れする問題等があった。また、エッチング
面が完全には平滑にならず、微小な凹凸になったり、エ
ッチング時のイオン衝撃により表面層にダメージが発生
する問題があった。一方、アルカリによってウェットエ
ッチングした場合もエッチング表面が鋭角となるため
に、素子を作製したときに電界集中が起ったり、その部
分が欠けたりして素子特性が劣化する問題があった。 そこで、これの問題を解決する方法が提案されている
が、微細パターンでは寸法精度が得られない等の問題が
あった。
【課題を解決するための手段】
上記目的は、表面に酸化膜等がなく、基板表面が完全に
露出した状態で超高真空中において、所定の温度で加熱
することにより達成される。
【作用】
基板表面を完全に露出した状態で高真空中で加熱する
と、表面の原子は融点より非常に低い温度でマイグレー
ションを起こす。このため特に突起や鋭角又は直角部分
では原子の移動が多くなり、コーナー部に丸みをもった
表面ができる。このためコーナーでの電解集中がなくな
る他に表面の凹凸やエッチングによって生じた欠陥は消
滅する。ここで、マイグレーションによって新たな結晶
面が表れるが、この場合、系のエネルギーを最小にする
ような働きにより、表面エネルギーの小さい安定した結
晶面で構成される。
【実施例】
実施例1 Si(100)およびSi(111)基板を用いてドラ
イエッチング法により、幅1ミクロン、深さ2ミクロン
の異方性エッチングを行った。これらの基板を前処理と
して硝酸ボイルを行い、次いで薄い酸化膜を形成した後
に超高真空装置に入れ、5×10-11Torrで900℃、
2秒間の熱処理を行った。この熱処理により、表面に付
着した酸化膜は完全に除去されたことが高エネルギー反
射電子線回折(RHEED)像により確認され、走査型
電子顕微鏡(SEM)による断面観察から形状の変化が
起こらないことが確認された。超高真空中で表面が完全
に露出した状態で加熱した場合の影響を調べために、7
00℃から50℃間隔で1100℃までの温度範囲でそ
れぞれ5分、20分、100分間の熱処理を行った。そ
の結果、750℃以上の温度で形状の変化が観察され、
温度が高いほど、また熱処理時間が長い場合ほど変化が
大きかった。第1図は(111)基板の場合の断面形状
を示したもので、同図(a)は熱処理前、(b)は75
0℃、20分、(c)は900℃、100分、(d)は
1000℃、100分の熱処理後の形状である。熱処理
により角部が丸くなり、さらに詳細に見るといくつかの
結晶面で構成されていた。(110)方向から見た場合
に新たに表れた結晶面は{100}、{111}、{1
13}、{551}であり、(112)方向から見て新
たに表れた結晶面は{110}、{113}、{51
3}であった。また、(100)基板の場合には新たに
表れた結晶面は、{102}、{103}、{203}
であった。 CZ−Si基板を用いた場合には、結晶中の不純物によ
り長時間の熱処理によって欠陥が発生することがあるの
で、各試料についてSirtleエッチングにより調べた。そ
の結果、熱処理温度が1000℃および1100℃では
すべての試料に欠陥がみられたが950℃以下では欠陥
が見られなかった。 次に熱処理を行う真空度では、1×10-6Torrよりも悪
い場合には1000℃以上に加熱しないと形状の変化が
見られず、その理由は表面のシリコン原子に気相中の物
質が吸着するためと考えられた。 実施例2 シリコン基板にSiO膜をマスクにして直径1μm、
深さ3μmのトレンチエッチングを行ない、これを熱酸
化した後のトレンチ部での酸化膜の耐圧を測定したとこ
ろ、8×10V/cmと低い値であった。そこでト
レンチエッチングした後に5×10-11Torrの超高真空
中で800℃、20分間の加熱を行なって、熱酸化後の
耐圧を測ったところ、5×10V/cmに向上して
いた。第1図(a)はエッチング後、(b)は熱処理後
の断面をSEMにより観察した結果で、熱処理により露
出部分のコーナーが融けて{133}面と{531}面
が表れ、丸い形状になっていた。また、透過電子顕微鏡
観察の結果、ドライエッチング後は表面に微細な凹凸が
あり欠陥が発生していたが、熱処理により凹凸がなくな
り、欠陥が完全に消滅していた。この結果から、超高真
空中での熱処理によって、形状が変化して底部コーナー
での電界集中がなくなり、さらに欠陥が消滅したことに
よって耐圧が向上したことがわかった。また、加熱時に
酸化膜によって覆われていた場所は加熱によって形状が
変化しないことが明らかとなった。 実施例3 テクスチャーエッチングを行なったシリコン単結晶太陽
電池の場合について説明する。P型(100)の単結晶
シリコンを50℃のカセイソーダ中でエッチングして表
面を凹凸した後、燐を拡散してpn接合を形成した。次
いで裏面電界効果の目的から裏面にアルミニウムを蒸着
して800℃、20分間の熱処理をし、表面にも電流取
りだし電極用のアルミニウムを金属マスクを通して蒸着
した。そして最後に、表面に反射防止膜を蒸着して太陽
電池を製造した。これらの太陽電池をAM1,100m
W/cmの擬似太陽光下において光電変換効率を測定
したところ、8%のものから11%のものまでばらつき
があった。この原因を検討した結果、チクスチャーエッ
チングによってできた突起部が欠けているものがあり、
欠けている部分が多いものほど曲線因子が低く効率が低
いことから、ここでの電流リークによるものと判明し
た。 そこで、シリコン基板をアルカリによりテクスチャーエ
ッチングした後で真空装置に入れて加熱し、突起部に丸
みをつける検討を行なった。その結果、5×10-9To
rrの真空度において750℃以上の温度で形状の変化
が見られ、高温で長時間のものほど変化が大きかった。
ここで、1000℃、5分以上では変化が大きくなって
凹凸がなくなってしまい。テクスチャーエッチングの効
果がなくなってしまった。以上の検討結果から、太陽電
池には形状の点で最適と思われる800℃、10分間の
加熱を行なった。加熱後に上記と同様の工程により太陽
電池を製造して特性の測定を行なったところ、100個
の測定でも光電変換効率は11%から12%と均一で、
しかも加熱しない場合よりも高い値が得られた。 実施例4 シリコン基板にホトレジストをマスクにしてドライエッ
チングを行ない、深さ1μmの溝を形成した。その後、
酸化膜形成、穴あけ、拡散、電極蒸着等の工程を経て素
子を製作し、電気特性を測定したところ、整流特性の表
れないものがあった。検討の結果、原因はエッチング段
差部分での電極の断線によるものであることがわかっ
た。そこで、ドライエッチング後に超高真空中での加熱
を行い、段差部の形状を変える検討を行なった。 まず、エッチング後の形状が超高真空中での加熱によっ
てどのように変化するかをみたところ、850℃、20
分程度の加熱による変形初期には第1図(c)に示すよ
うなオーバーハング現象が観測された。このような場合
にはむしろ断線が起こりやすくなり、これよりもさらに
高温の加熱を行なうか、あるいは低温の場合には長時間
の加熱により、変形を大きくする必要のあることがわか
った。いくつかの検討の結果、例えば900℃、100
分間の加熱時の様に、より大きな変形があった場合にお
いても、段差の中心寸法はほとんど変わらないことがわ
かった。すなわち、段差の大きさや被覆する物質、被覆
条件、形状変形の許容量によって加熱条件が自由に選べ
るということである。本実施例での最適条件は900
℃、20分であった。 実施例5 N型10Ω×cmのシリコン基板に燐をイオン注入した
後に異方性エッチング行なって池状の部分つくってお
き、ニッケルの高真空中で蒸着した場合には、池の部分
はショットキーとなり、エッチングされない部分はオー
ミックになる。しかしこの場合、エッチングした側壁に
もニッケルが蒸着されると両者が短絡してしまい、ショ
ットキー特性を測ることができなかった。そこで、蒸着
前に5×10-9Torrの真空度で850℃、20分間加熱
してシリコン表面を融かし、第1図(c)に示す様にオ
ーバーハングをつくった後にニッケルを蒸着したとこ
ろ、全く短絡がなくショットキー特性の測定ができる様
になった。
【発明の効果】
本発明によれば、エッチングによって生じた欠陥を消滅
できる他、突起や鋭角部分をなくして表面を滑らかに
し、コーナー部分を丸くできるため、素子を形成した場
合のリークやそこでの電界集中、絶縁膜等で覆った場合
の段切れ防止等の効果があり、素子特性を向上すること
ができる。また逆に、オーバーハングの形状を作ること
により、その上に膜形成する場合に段切れさせることも
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は熱処理前の断面形状を示す図、(b)は
超高真空中で750℃、20分間の熱処理後の断面形状
を示す図、(c)は超高真空中で900℃、100分間
の熱処理後の断面形状を示す図、(d)は超高真空中で
1000℃、100分間の熱処理後の断面形状を示す
図、第2図(a)はドライエッチング後の断面形状を示
す図、(b)は超高真空中で800℃、20分間の熱処
理後の断面形状を示す図である。 符号の説明 1……シリコン基板、2……酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板表面を凹凸に加工する工程と、
    超高真空中で基板表面の一部あるいはすべてを完全に露
    出する工程と、超高真空中で加熱する工程により、基板
    露出部における鋭角又は直角な部分の形状を鈍角な形状
    に変化することを特徴とする半導体形状の改善方法。
  2. 【請求項2】上記半導体がシリコンであり、上記加熱す
    る工程の加熱温度が750℃以上950℃以下であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体形状
    の改善方法。
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US7614759B2 (en) 2005-12-22 2009-11-10 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device
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