JPS60235420A - 電子素子の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、有機物質の薄膜よりなる電子素子の製造に関
するものでβる。

従来例の構成とその問題点 多くの電子素子のうち、とくに有機物質の薄膜（以下有
機薄膜）の機能を応用した素子において、有機薄膜と金
属などの導体との接触との接触によりオーミックコンタ
クトやショットキー接触を形成し、有機薄膜と半導体と
の接触によりＰＭ接合やペテロ接合がおこることが知ら
れている。このような、接触や接合を得るためには、導
体や半導体と有機薄膜の界面に厚い酸化膜等が存在しな
いことが好ましい。従って導体や半導体の界面を清浄に
保つことが、重要となる。また、有機薄膜を被着すると
きも、この清浄表面を汚染しないようにする必要がある
。

従来、清浄表面を得る方法としては、以下に述べる方法
が行なわれていた。

（ａ）　真空蒸着方法、高真空中で先浄な蒸着膜をつく
る方法である。これは超高真空（１０−９語Ｈｇ以下）
が必要である。

（ｂ）　へき開による方法、あらかじめ試料にくさび状
の切込みを入れておいて、超高真空中で機械的にへき開
して得る方法である。この方法では、表面にひずみや欠
陥が残ることがある。

（Ｃ）　粉砕法、超高真空中で機械的に粉砕する方法で
ある。この方法は任意の形状にすることは困難である。

（ｄ）　高温加熱法、試料を高真空中で加熱する方法で
ある。この方法の欠点としては、表面の不純物が内部に
拡散したり、内部の不純物が表面に拡散したり、内部の
不純物が表面に拡散して出てくることがある。

（ｅ）　イオン衝撃法、試料をアノードとして、対極と
ともに高真空中にセットし、数百から数千Ｖの電圧を印
加し、不活性気体を導入し、イオン化した不活性気体で
固体表面を衝撃する方法である。この方法でも、衝撃に
よる温度上昇のために、不純物が内部に拡散する。

（ｆ）　化学反応を利用する方法、主に酸化還元反応を
利用する方法である。さらに、乾式による方法として、
スパッタエツチング、プラズマエツチングなどの方法が
める。前者では、清浄表面を長時間保持することは困難
である。

寸だ、後者では、エツチングの衝撃により損傷を受けた
り、内部に不純物が拡散したりする０ １だ、このような清浄表面を電子素子に応用した従来例
としてはアプライド・フィジックス・レター１９７８年
、９月号、８１２頁〜８１４頁に、Ｇａ　Ａｓの基板を
化学反応を利用して清浄表面を得て、無機高分子である
ポリ窒化硫黄とへテロ接合を形成した太陽電池の製造例
が報告されている。

この製造方法では、ガリウムヒ素の酸化物の影響を取り
除く事は困難であり、正常なヘテロ接合を形成するのに
問題があることを示している。

他の従来例として、ジャーナル・アプライド・フィジッ
クス、１９８３年、５月号、２７９２頁〜２了９４頁に
メタロフタロシアニンと金属によるショットキー・バリ
ヤーを応用した太陽電池において、金属界面の酸化物の
影響よりも、有機薄膜中の酸素が電子素子の特性に影響
することが報告されている。これは、金属酸化膜がショ
ットキー・バリヤーとして、作用していないことを示し
ており、層間の接触を考えるとこれら金属の酸化膜の除
去が特性向上に車重しいことがわかる。

有機薄膜と導体や半導体を組み合せ、接合を形成し、電
子素子を作成する場合に、導体や半導体の表面の清浄度
が素子特性に重大な影響を与えている。しかし、前述の
従来から行なわれている清浄界面を得る方法では、酸化
膜の完全除去、イオン衝撃による損傷あるいは熱による
不純物の拡散を無視できないなどの理由で完全なものを
得ることができない。さらに、有機薄膜の形成方法にお
いても、プラズマ重合などを用いる方法では、表面を損
傷なく薄膜を形成することは困難である。

発明の目的 本発明の目的は、これら従来技術の欠点を改善し、新規
な構成の電子素子を提供するものである。

詳述すれば、導体又は半導体の表面を清浄に保ち、有機
薄膜と導体および半導体間の電子の共有化をはかり、オ
ーミックコンタクト、シコノトキーバリャーなどの接触
や、ヘテロ接合、Ｐ−Ｎ接合などの接合を完全に得て、
新規な電子素子を提供することにある。

発明の構成 本発明は、反応ガス雰囲気中に導体又は半導体装置し、
反応ガスがイオン化する波長の光を照射し、生じる活性
種により導体又は半導体表面の汚染物質（たとえば、有
機物）や酸化膜をエツチング除去し、導体および半導体
表面を清浄表面に保ち、しかる後に、導体又は半導体表
面に光化学反応法や蒸着法を利用して有機薄膜を付着し
、電子素子としたものである。

このような有機薄膜と導体、半導体の組合せによる電子
素子し応用としては、太陽電池や光センサーなどが挙げ
られる。

従来、光起電力効果を発現させるためには、物質が光を
吸収して生成した電子あるいげ正孔を空間的に分離して
分布させることが必要であると言われている。電荷分離
を行なう方法として、ＰＮ接合、ヘーテロ接合、ショッ
トキーバリヤーを利用する方法が提案されている。本発
明は、前述のように清浄表面に有機薄膜を被着すること
により、特に導体や半導体表面の汚染物質や酸化膜によ
る結晶内部との電子のやりとりの遅延をすくシ、有機薄
膜と導体および半導体との電子のやりとりを酸化膜など
を介在せずに行なうことができる。その結果、ＰＮ接合
、ペテロ接合、ショットキーバリヤー等の電荷分離の効
率が著しく、増大し太陽電池としての変換効率が著しく
増大することを発見し、本発明にいたったものである。

本発明は、太陽電池、光センサーに限定するものでハナ
く、広く、有機薄膜と導体および半導体との電子の受け
渡しを行なう素子に有効であることは述べるまでもない
事である。さらに、無機結晶と同様に、電子系を共有し
た、有機−膜と導体および半導体を実現しうるものであ
る。　一実施例の説明 次に本発明の一実施例を詳細に図面とともに説明する。

第１図の１はｎ−８１基板を示す。同図の２はｎ−８１
基板中のｎ＋拡散領域を示す。同図の３は電極用の金属
を示す。ｎ−５ｉ基板１をＯＦ４ガス雰囲気中に導入し
、基板表面（第１図の４）上に光（第２図の５）を照射
し、ＯＦ４ガスを活性種に分解し、これを用いてｎ　−
Ｓ　ｉ基板１０表面４を清浄化した。その後、アセチレ
ンガスを導入し、光（第３図の６）を照射し、アセチレ
ンガスを重合し、ポリアセチレン膜（第３図の７）を形
成した。この時のポリアセチレンの膜７のｌｌｉ厚Ｈ５
ｏｏ八であった。その後、ポリアセチレン膜７に、ヨウ
素をドープし、Ｐ型にした。その後、電極金属（第４図
の８）を蒸着により形成した。開放電圧を測定した結果
１．ＯＶで、光電流ｉ１００ｍＡ／ｃＪでアラた。

発明の効果 本発明によれば、清浄界面によるトラップの減少により
、太陽電池特性を著しく改善することができる。捷た、
太陽電池のみでなく、有機薄膜を用いた電子素子におい
て、特性を著しく改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例による素子製造例を
示す工程断面図である。 １・・・・・・ｎ　Ｓｉ基板、２・・・・・ｎ＋拡散層
、６・・・・・・光、７・・・・・・ポリアセチレン膜
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応ガス雰囲気中で導体または半導体の表面に、前記反
   応ガスを分解するに有効な波長の光線を照射して得られ
   る清浄表面とし、前記導体または半導体表面上に、前記
   清浄表面を維持しながら有機物質の薄膜を被着せしめて
   なることを特徴とする電子素子の製造方法。