JPS60117785A - 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 - Google Patents
微結晶性薄膜半導体素子の製造法Info
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- JPS60117785A JPS60117785A JP58225903A JP22590383A JPS60117785A JP S60117785 A JPS60117785 A JP S60117785A JP 58225903 A JP58225903 A JP 58225903A JP 22590383 A JP22590383 A JP 22590383A JP S60117785 A JPS60117785 A JP S60117785A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic System
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
本発明は水素化された非結晶シリコン（以下ａ−ｓｉ：
）（と略す）を用い、これを微結晶化させることによっ
て得た微結晶シリコン（以下μＣ−８ｌと略す）薄膜に
よって得られる半導体素子の製造法に関する。
）（と略す）を用い、これを微結晶化させることによっ
て得た微結晶シリコン（以下μＣ−８ｌと略す）薄膜に
よって得られる半導体素子の製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
ａ−Ｓｔ：）（薄膜を用いた半導体素子、ここではｐｉ
ｎダイオードを例にとるがこれの典型的な構造は第１図
に示すとおりである。単結晶シリコン１の表面を酸化し
Ｓ ｉＯ２層２を形成した上に導電性をもだせるだめ、
金属膜まだは酸化金属膜３、例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ
２０３＋５ｎＯ２）、Ｓ ｎ Ｏ２１Ｔｌ 。
ｎダイオードを例にとるがこれの典型的な構造は第１図
に示すとおりである。単結晶シリコン１の表面を酸化し
Ｓ ｉＯ２層２を形成した上に導電性をもだせるだめ、
金属膜まだは酸化金属膜３、例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎ
２０３＋５ｎＯ２）、Ｓ ｎ Ｏ２１Ｔｌ 。
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ 等を蒸
着する。なお、ＡＩ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を蒸着した後
、上記金属を蒸着しても良い。このようにする理由は、
Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ａｕ 、 Ａｇ 等は、ａ−８ｔ
：Ｈをその上に堆積していくと、ａ−８ｉ：Ｈ中を拡散
して混入し、ａ−８ｉ：Ｈの特性を劣化するだめである
。
着する。なお、ＡＩ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を蒸着した後
、上記金属を蒸着しても良い。このようにする理由は、
Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ａｕ 、 Ａｇ 等は、ａ−８ｔ
：Ｈをその上に堆積していくと、ａ−８ｉ：Ｈ中を拡散
して混入し、ａ−８ｉ：Ｈの特性を劣化するだめである
。
上記金属膜または酸化金属膜３は、はとんどａ −８ｉ
：Ｈ中に拡散することがない。この上に９層４゜１層５
．ｎ層６の順にａ−８ｉＨ膜を堆積する。
：Ｈ中に拡散することがない。この上に９層４゜１層５
．ｎ層６の順にａ−８ｉＨ膜を堆積する。
ｎ層、ｉ層、ｐ層の順でも良い。そして裏面電極７を例
えばＡｌを蒸着して形成する。従来はこのようにしてダ
イオードを形成していた。しかしこの場合、ｐ型不純物
とｎ型不純物両方が必要であり同一堆積装置内で形成す
ると不純物間の混入があって特性が劣化する。これを防
ぐため装置を別々にすると大型になり製造コストが上が
った。さらに非晶質物質で半導体素手を作っているため
キャリアの移動度が小さく応答速度が小さかった。
えばＡｌを蒸着して形成する。従来はこのようにしてダ
イオードを形成していた。しかしこの場合、ｐ型不純物
とｎ型不純物両方が必要であり同一堆積装置内で形成す
ると不純物間の混入があって特性が劣化する。これを防
ぐため装置を別々にすると大型になり製造コストが上が
った。さらに非晶質物質で半導体素手を作っているため
キャリアの移動度が小さく応答速度が小さかった。
発明の目的
本発明は、上記問題点を軽減し、製造コストが安く、シ
かも高速動作が可能な新規な微結晶性薄膜半導体素子を
提供するものである。
かも高速動作が可能な新規な微結晶性薄膜半導体素子を
提供するものである。
発明の構成
本発明は、導電性基板上に、ＡＩ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ
。
。
Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも１種類を蒸着し、
水素化されたｎ型の非晶質シリコンを堆積して１００”
Ｃ以上の温度で真空；水素ガスまたは不活性ガス雰囲気
中で熱処理し、上記金属がｇ −８ｔ：Ｈ中の水素の離
脱によって拡散し、との金属の拡散によってａ−８ｉ：
Ｈを微結晶化し、ａ−８ｉ：Ｈに比ベキャリアの易動度
を太きくシ、この上にＡ、５等の金属を蒸着して裏面電
極とし、素子を完成するものである。
水素化されたｎ型の非晶質シリコンを堆積して１００”
Ｃ以上の温度で真空；水素ガスまたは不活性ガス雰囲気
中で熱処理し、上記金属がｇ −８ｔ：Ｈ中の水素の離
脱によって拡散し、との金属の拡散によってａ−８ｉ：
Ｈを微結晶化し、ａ−８ｉ：Ｈに比ベキャリアの易動度
を太きくシ、この上にＡ、５等の金属を蒸着して裏面電
極とし、素子を完成するものである。
実施例の説明
以下、本発明の構成およびその製造方法について図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第２図において１１は例、えばガラス基板、１２はＩＴ
ＯやＳ ｎ ０２等の透明導電膜である。この透明導電
膜１２上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ 、 Ｇａ 、
Ｃｄ 、 Ｉｎ。
ＯやＳ ｎ ０２等の透明導電膜である。この透明導電
膜１２上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ 、 Ｇａ 、
Ｃｄ 、 Ｉｎ。
Ａｕ′の少なくとも１種類を蒸着する。ここではＡｌ蒸
着膜１３を用−いた。膜厚はその上に堆積するａ−８ｉ
：Ｈ膜厚等条件によって変化するが約３００ＯＡである
。この上にａ−８ｔ：Ｈ膜１４を堆積するが、その条件
は次のとおりである。基板温度２００”Ｃ，原料ガスは
Ｓ Ｉ Ｈ４とＰＨ３（ＰＨ３／Ｓ １Ｈ４＝１ ｖ
ｏに！％）であり、真空度約１００Ｐａで周波数１３
、５６ ＭＨｚ の高周波グロー放電でｎ型のａ−８ｉ
：Ｈ膜１４を堆積した。図の（Ｃ）がその断面図である
が、ここではＡｌ蒸着膜１３がａ −８ｉ：Ｈ膜１４と
きれいに分かれて堆積しであるように書かれているが、
ａ−３ｉ：Ｈ膜１４の堆積条件によっては、その界面に
おいて既に相互拡散が起こる。またＡｌ以外に例えばＧ
ａを用いる場合は、ａ−８ｉ：Ｈ膜１４の堆積基板温度
は室温付近が良い。高温にするとＧａが蒸発してしまう
ためである。ａ−８ｉ：Ｈ膜１４を堆積後、例えば、ヒ
ーター１５によって真空中、水素ガスまたは不活性ガス
中で熱処理する。加熱方法はレーザ光、白熱球光、銹導
加熱等どのような方法でも良い。熱処理温度は重金属蒸
着膜の種類によっても異なる。
着膜１３を用−いた。膜厚はその上に堆積するａ−８ｉ
：Ｈ膜厚等条件によって変化するが約３００ＯＡである
。この上にａ−８ｔ：Ｈ膜１４を堆積するが、その条件
は次のとおりである。基板温度２００”Ｃ，原料ガスは
Ｓ Ｉ Ｈ４とＰＨ３（ＰＨ３／Ｓ １Ｈ４＝１ ｖ
ｏに！％）であり、真空度約１００Ｐａで周波数１３
、５６ ＭＨｚ の高周波グロー放電でｎ型のａ−８ｉ
：Ｈ膜１４を堆積した。図の（Ｃ）がその断面図である
が、ここではＡｌ蒸着膜１３がａ −８ｉ：Ｈ膜１４と
きれいに分かれて堆積しであるように書かれているが、
ａ−３ｉ：Ｈ膜１４の堆積条件によっては、その界面に
おいて既に相互拡散が起こる。またＡｌ以外に例えばＧ
ａを用いる場合は、ａ−８ｉ：Ｈ膜１４の堆積基板温度
は室温付近が良い。高温にするとＧａが蒸発してしまう
ためである。ａ−８ｉ：Ｈ膜１４を堆積後、例えば、ヒ
ーター１５によって真空中、水素ガスまたは不活性ガス
中で熱処理する。加熱方法はレーザ光、白熱球光、銹導
加熱等どのような方法でも良い。熱処理温度は重金属蒸
着膜の種類によっても異なる。
とこではＡｌ膜１３を用いているので３００〜４００“
Ｃで良い。熱処理を行なうとａ−３ｔ：Ｈ膜１４のＳｉ
と水素との結合が不安定となり、水素が離脱していくが
その時、下に蒸着した金属１３が上に引き上げられる。
Ｃで良い。熱処理を行なうとａ−３ｔ：Ｈ膜１４のＳｉ
と水素との結合が不安定となり、水素が離脱していくが
その時、下に蒸着した金属１３が上に引き上げられる。
ａ−８ｉ：Ｈ膜１４中の金属はＳｉの結晶化を妨げる水
素をとシ除く役割をするのでａ−８ｔ：ＨがμＣ−Ｓ
ｉに低温でなる。水素化されない非晶質シリコンは、金
属が拡散するきっかけがないため結晶化の温度が高温に
なる。
素をとシ除く役割をするのでａ−８ｔ：ＨがμＣ−Ｓ
ｉに低温でなる。水素化されない非晶質シリコンは、金
属が拡散するきっかけがないため結晶化の温度が高温に
なる。
微結晶化された後μＣ−８ｉを続けて加熱すると飽和し
た金属は表面へ移動し、μＣ−８ｔ膜１６表面へ金属１
７として析出する。金属は、表面はど濃度が高くなって
おりＡｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ。
た金属は表面へ移動し、μＣ−８ｔ膜１６表面へ金属１
７として析出する。金属は、表面はど濃度が高くなって
おりＡｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ。
Ｉｎ、Ａｕは、／ＪＣ−Ｓ ｉ膜１６中でｐ型を示す。
μＣ−Ｓ ｉ 膜１６はリンをドープしてｎ型にしてあ
ったのでｎ型を示すため、μＣ−８ｔ膜１６はｐｎ接合
が形成される。表面へ析出した金属１了のみでは外部電
極との接続が難しいので例えばＡ１１８を蒸着して裏面
電極とし素子を完成する。
ったのでｎ型を示すため、μＣ−８ｔ膜１６はｐｎ接合
が形成される。表面へ析出した金属１了のみでは外部電
極との接続が難しいので例えばＡ１１８を蒸着して裏面
電極とし素子を完成する。
以上の実施例ではダイオードのみを説明しだが、同様の
構造で金属１３の蒸着膜厚を少なくして表面へ析出しな
いようにすれば、接合電界効果トランジスタ等も構成が
できる。
構造で金属１３の蒸着膜厚を少なくして表面へ析出しな
いようにすれば、接合電界効果トランジスタ等も構成が
できる。
発明の効果
本発明によれば、前述のように結晶化したシリコン膜が
低温の熱処理によって形成されると同時に、ｐｎ接合を
作シ込むことができる。結晶化したシリコンはキャリア
の移動度が大きいためにこれを用いて素子とした場合、
高速動作が可能であり、非晶質の低速動作、結晶質の高
温作成という２つの欠点を解決することができる。
低温の熱処理によって形成されると同時に、ｐｎ接合を
作シ込むことができる。結晶化したシリコンはキャリア
の移動度が大きいためにこれを用いて素子とした場合、
高速動作が可能であり、非晶質の低速動作、結晶質の高
温作成という２つの欠点を解決することができる。
第１図は微結晶性薄膜半導体素子の製造法の従来例を示
す断面図、第２図（−）〜（ｄ）は本発明による一実施
例の微結晶性薄膜素子の製造工程を断面図を用いて説明
した図である。 １１・・・・ガラス基板、１２・・・・・透明導電膜、
１３・・・・・−Ａｌ、 Ｃｕ、 Ｚｎ 、 Ｇａ、
Ｃｄ、 Ｉｎ、 Ａｕの少なくともいずれか１金属、１
４・・・・・ａ−ｓｔ：）ｌ膜、１５・・・・・ヒータ
ー、１ｅ・・・μＣ−！３ｉ、１７・・・・・μＣ−３
ｉ表面に析出した金属、１８・・・・裏面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１！１
す断面図、第２図（−）〜（ｄ）は本発明による一実施
例の微結晶性薄膜素子の製造工程を断面図を用いて説明
した図である。 １１・・・・ガラス基板、１２・・・・・透明導電膜、
１３・・・・・−Ａｌ、 Ｃｕ、 Ｚｎ 、 Ｇａ、
Ｃｄ、 Ｉｎ、 Ａｕの少なくともいずれか１金属、１
４・・・・・ａ−ｓｔ：）ｌ膜、１５・・・・・ヒータ
ー、１ｅ・・・μＣ−！３ｉ、１７・・・・・μＣ−３
ｉ表面に析出した金属、１８・・・・裏面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１！１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｔｏ 、 ＳｎＯ２，Ｔｉ 、 Ｖ、 Ｃｒ、 Ｎ
ｎ、 Ｎｉ 。 Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ の少なくとも１種を表面に配し
て導電化された基板上に、Ａｌ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ
、 Ｇａ 。 Ｃｄ、Ｉｎ、Ａｕ の少なくとも１種水素化されたｎ型
非晶質シリコンを順次積層し、真空中、水素ガスあるい
は不活性ガス中で１００°゛Ｃ以上の温度で熱処理し、
その後前記非晶質シリコン層上に金属を蒸着してなる微
結晶性薄膜半導体素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225903A JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225903A JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117785A true JPS60117785A (ja) | 1985-06-25 |
Family
ID=16836689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58225903A Pending JPS60117785A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 微結晶性薄膜半導体素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117785A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0319287A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換素子 |
| US5668073A (en) * | 1991-11-06 | 1997-09-16 | The Procter & Gamble Company | Detergent compounds with high activity cellulase and quaternary ammonium compounds |
| KR100336252B1 (ko) * | 1995-12-09 | 2002-09-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 미정질반도체막제조방법 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58225903A patent/JPS60117785A/ja active Pending
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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