JPS60110178A - 半導体装置作製方法 - Google Patents

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】 ゛本発明は、アモルファス珪素を含む非単結晶半導体上
に、酸化インジュームまたは酸化スズを主成分とする透
光性導電膜（以下ＴＣＯという）と、その上面に昇華性
金属膜（Ｓｕｂｌｉｍａｔｉ’ｏｎ　Ｍｅｔａｌ以下罪
という）であるクロムを主成分とした被膜との２層膜を
設け、この２層膜に溝状の開溝または・　穴状の開孔（
以下単に開溝という）をこの開溝またはその近傍にクロ
ム、ＴＣＯ等の残存物を存在させることなく形成させる
半導体装置作製方法に関する。

本発明は２層膜に対しレーザ光を照射して開溝を形成す
る際、下地をアモルファス珪素を含む非単結晶半導体と
している。一般に１８００〜２２００℃の高温照射が行
われるパルスレーザ光により、かかる半導体は照射に伴
っていわゆるレーザアニール現象が起こり、照射された
部分が多結晶化し結晶粒の成長がおきる。また、さらに
レーザ出力が大きい場合はこの半導体も溶融し、開溝を
形成させるとともに、その開溝またはその近傍には多結
晶化した珪素と大気の酸素とが反応した生成物が多量に
残存しててしまう。

しかし、本発明はかかる半導体自体の変質を防ぎ、かつ
この半導体上の導電膜をＴＣＯとｓＦＩとの２層膜とし
、この被膜を選択的にレーザ加工をして被膜の電極形成
を行うことを特徴としている。

従来、半導体上の導体のレーザ加工を行う目的において
、まったく本発明のごとき構造を有せしめることが不可
能であった。

加えて、もし半導体上の電極用の導電膜がＴＣＯ−のみ
またはＳＭであるクロムのみにおいては、レーザ光照射
で半導体の損傷または変質をさせることなく導体材料を
分離して開溝を形成し、２つの領域を絶縁することはま
ったく不可能であった。

しかし本発明において、ＴＣＯとその上面にクロムを主
成分とする被膜の２層膜を形成した場合において、半導
体を損傷することなく開溝を形成することが可能となっ
た。

しかしかかるレーザ光が照射されたのみでは、この開溝
またはその周辺部にクロム等の残存物が導体または半導
体と反応して密着することなく単に付着した状態で存在
していた。このため本発明においては、被加工物を洗浄
溶液に浸し、超音波洗浄法で残存物を除去してしまうこ
とにより、この開講により隔てられていた２つの導電膜
の抵抗を１０”Ω／ｃ１１（５０〜１００μ巾の開講で
Ｉｃｍあたり１０３Ωの意味）以上の分離抵抗を有せし
めたものである。以下に図面に従って本発明の詳細をさ
らに説明する。

第１図は本発明の半導体装置の作製工程を示す。

第１図（Ａ）に基板例えばガラス単結晶半導体、有機樹
脂、ステンレス等の金属基板（１）を有し、この上面に
公知のプラズマ気相反応法により水素化アモルファス珪
素等の非単結晶半導体を例えば０．５μの厚さに形成さ
せた。

この半導体は図面にては■型アモルファス半導体（２０
０，５μ）、Ｎ型微結晶化半導体（５００人）とよりな
る非単結晶半導体（４）としている。

さらにこの上面に電子ビーム蒸着法により酸化スズまた
は酸化インジューム等の透光性導電膜即ちＩＴＯ（酸化
スズを１０重量％以下含有する酸化インジューム、即ち
、酸化インジュームを主成分とする透光性導電膜）（５
）を１００〜３０００人の厚さに形成し、さらにこの上
面にＳｌ’ｌとしてのクロムを主成分とする金属導体（
６）を５００〜４０００人の厚さに電子ビーム蒸着法に
より作製した。

第１図（Ｂ）に示すごとく、第１図（Ａ）の被加工物に
ＹＡＧレーザ（波長１．０６μ、０．５６μ、平均出力
０．１〜５Ｗ、繰り返し周波数１〜３０ＫＨｚ、焦点比
ｌｔｌｔ５０ｍｍ、スキャンスピード１０〜３００ｃｍ
　／分）を照射した。すると２層膜（ｓ　＞、（６＞に
開ａ（７）が設けられ、領域（１１）、領域（１２）に
導体を分離することができた。

この時、開溝（７）には残存物（１３〉が残存し、さら
にクロムの端部（９）、＜９’）はそりあがった形状を
有し、基板とは分離していた。さらにこの２つの領域間
の抵抗を調べると１００Ω／ｃｒａ程度であった。

このレーザ加工において、その開溝形成の機構を以下の
ごとくに考えられる。即ち、本発明方法における透光性
導電膜は透光性を有する昇華性被膜である。また、クロ
ムを主成分とする金属も昇華性であり、かつ熱伝導度が
小さく　、１．０６μの波長光エネルギを十分吸収する
ことができる。即ちともに昇華性を有し、照射光により
昇温することによりはじけるように気化するものと推定
される。

さらにこの昇華により気化熱を奪うため、半導体は多結
晶化するに必要な温度にまで昇温されず、半導体自体の
損傷または変質を防ぐとともに、レーザ光が照射された
クロム、ＴＣＯが半導体等に溶去することを防ぐことが
できるものと考えられる。

さらにこのため本発明においては、この基板全体を洗浄
液例えば水、アセトン、アルコール、トリクレン、フレ
オン液体さらに塩酸液に浸漬し、超音波洗浄を行った。

残存物（１３）は単に半導体上に残置しているのみであ
り、半導体と反応して溶融していないため、容易に除去
することができた。加えてクロム端部の浮いた部分（９
）、＜９’）を超音波エネルギにより折りとって除去す
ることができた。

第１図（Ｃ）はこの形状の縦断面図を模型的に示したも
のである。

この超音波洗浄により、２つの領域間の抵抗も１．５に
Ω以上とすることができ、アイソレイション抵抗を１０
倍も向上させることができた。

こ−のため２つの領域間の電気的アイソレイションを行
うことができた。加えて開溝により露呈しり、またえぐ
られて回加が形成され、たりすることがなか−た・　・
） このことは半導体自体の岑ｉ射を調べても、単結晶、多
結晶に特有の低い候収をするのではなく水素化アモルフ
ァス半導体ｉ有の強い光照射をしていたことより推定す
ることができた。゛さらにこのアイソレイションの抵抗
も、１週間を経てもまったくその値を変化させることな
く安定していた。このことは、半導体に数百Å以下の厚
さでレーザ加工と同時にきわめて薄くレーザ酸化が起き
、酸化珪素（１０）が半導体のバ・ノシヘイションとし
て作られたものと推定される。

本発明における半導体はアモルファス珪素のみならず、
５ｉｘＣ＋−ｘ　（０＜ｘ＜　１）、Ｓｔ、Ｎ、−、ｃ
（０＜ｘ＜４）、５ｉｘＧｅ　ｌ−ｘ　（０＜ｘ＜１＞
、５ｉｘＳｎ　ｌ−Ｘ　（０＜ｘ＜１）であってもよい
ことはいうまでもない。

以下に実施例を示し、本発明を補完する。

実施例１ 第１図において、基板はガラス（１）上にアモルファス
珪素（２）を０．５μ、低抵抗の微結晶Ｎ型珪素（３）
を５００人の厚さに形成した非単結晶半導体とした。

さらにＩＴＯを１０５０人（このＩＴＯのシート抵抗は
２０Ω／口）の厚さに電子ビーム蒸着法により作製した
。その上のクロムは２０１０人の厚さに電子ビーム法に
より作製した。この２層膜のシート抵抗は５．８５０／
口であった。

かかる被加工面にＹＡＧ　レーザ光を照射した。条件は
周波数３Ｋｌｌｚ、平均出力０．８Ｗ、操作スピード６
０ｃｍ／分、焦点距１ｉ１ｔ　５０　ｍ　ｍ　、光径５
０μとした。

かくして第１図（Ｂ）のどとく開溝（７）により２つの
領域（１１Ｘ１２）を作製した。

この時の状態の電子顕微鏡写真を第２図（Ａ）に示す。

図面は５００倍、加速電圧１０ＫＶで損傷したものであ
る。写真より明らかなごとく、開溝の両端のクロムが浮
いてそり上がっていることがわかる。

この実施例は、開溝の中が４０ｍｍにおいて、２５Ω（
１００Ω／ｃｍ）であった。これをアセ１−ン中に浸し
、２ＫＩＩｚの超音波周波数での洗浄を約５分間行った
。するとこの場合は５００Ω（２に０７ｃｍ）に向上す
ることかで−きた。

この時の開溝近傍の電子顕微鏡写真を第２図（Ｂ）に示
す。図面は２つの開溝を形成した場合を示している。図
面より明らかなごとく、クロムの両端部のそり上がった
部分がほぼ完全に除去されていることが判明した。

以上の説明より明らかなごとく、本発明は透光性導電膜
とその上にクロムを主成分とする被膜とを形成させ、か
かる２層膜に対しレーザ加工を行い、その開溝での電気
的アイソレイションを行うことができた。

なお本発明において、ＴＣＯはＩＴＯのみならず酸化ス
ズ、酸化アンチモン、酸化インジューム等の昇華性材料
において実施することができる。

クロムを主成分とする被膜として、９０％以上の純度を
有するクロム、またはこの中に、マグネシューム、ニッ
ケル、マンガン、モリブデン等の昇華性の金属または銅
をクロムと同様の低い熱伝導率および昇華性を妨げない
範囲で添加することは有効である。さらに、またクロム
中に■価のホウ素またはＶ価のリンの不純物を添加して
電気伝導度を向上されることば有効であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作製工程を示す縦断面図である。 第２図は第１図（Ｂ　）、（ｃ　＞に対応して示した導
体の形状を示す電子顕微鏡写真である。 ６　乙 （ハ） 、′ （Ｂ） 特許Ｊ″ＪＪ長官ＡＱ １、事件の表示 昭Ｉ’ｌｌ　５　Ｂ年特二′ｆ願第２ｉ７４２９号２、
発明の名杓、 ）１４導体装置作製ノＪ法 ３　、　？ｆ■Ｊ−をするすｆ 事イ１１との関係　ＩＦをｉ：゛１出願人昭和（）９年
２月Ｅ（１」 （発送［１昭和５９年２）Ｊ２８ｍ＋）５、補止の対象 明細１ｉ（Ｊ）発明の詳細な説明の柵、１ソ１面の毎１
１）ム説明のｉｌｌおよび図面 ６　、　？、ｌｌＩ止の自活ぺ Ｎ）明ギ１１１月第り　Ｑ　５　’ｉ８　Ｌｉ（五　λ ２）明細書第９真Ｂ＃ｊｋＡ 口ｊ′真よりとあるを（１匁佃−より−１と袖１目る。 （３）明細内法９頁１５行ＩＴ−１ １電子顕微鏡為真を」とあるをＩ市（、：（１ｊ微鏡り
息ｐ）　Ｔ、＋ノア２−を−ｊと？１１目■−ず・５゜
（４）明細書法ｘｏ１２ｏ行Ｌ１ １−電ｒ　ｔｇｉ倣鋳：１汀１、−ζあ侃」点あるを［
′市Ｊ：　ｊｉ、ｒｌ微鏡′−１ｊ真９与−慢−である
。Ｉと袖１ｔ−ｉ　’３イ）。 （５）第２図を別紺、の、パとく袖ｉｆ、（する。 ７　ン烈′・イ：ｔ　ｔ　％　っ　ｌ；ｌ　）Ｂン、（
・）芋　１　々−υ４、　１ｉ屯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、非単結晶半導体と、該半導体上の酸化インジューム
   または酸化スズを主成分とする透光性導電膜と、該導電
   膜上に昇華性金属膜とを有し、前記金属膜および透光性
   導電膜にレーザ光を照射し被照射領域およびその近傍の
   残存物を除去して開溝または開孔を形成せしめることを
   特徴とする半導体装置作製方法。 ２、非単結晶半導体と、該半導体上の酸化インジューム
   または酸化スズを主成分とする透光性導電膜と、該導電
   股上にクロムを主成分とする金属膜とを有し、前記金属
   膜および透光性導電膜にレーザ光を照射し開溝または開
   孔を形成せしめる工程と、該工程の後洗浄液に浸して超
   音波洗浄を行うことにより残存物を除去することを特徴
   とする半導体装置作製方法。 ３、特許請求の範囲第１項および第２項において、レー
   ザ光を非単結晶半導体を損傷させることなく照射せしめ
   て開溝または開孔を形成することを特徴とする半導体装
   置作製方法。