JPS61163110A - 多結晶Ｓｉ膜の製造方法 - 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、多結晶シリコン（Ｓｉ　）膜の製造方法詳し
くは半導体素子に利用出来る多結晶Ｓｉ膜の製造方法に
関するものである。

（従来技術） この種の多結晶Ｓｉ膜の製造に於いて、絶縁性基板上で
のＳｉ膜の結晶粒を大きくする努力は従来から例えば次
の様な手段で行われている。

（１）第４図参照 石英基板（７）に３．８μピツチ（Ｐ）、０．１μ深さ
くＤ）の溝（８）を作り、この上に半導体Ｓｉ膜形成後
レーザ−アニールで単結晶化する。

（２）第５図参照 石英基板＋７１上に極めて微細な粒径の多結晶Ｓｉ膜（
４）を作り、その上に更に５０μピツチ（Ｐりで５ｉＯ
ｚ膜（９）を帯状に形成し、レーザーアニールする、し
かるときは帯状の５ｉ０２膜（９）の下に粒界が集中し
５０μピツチの部分は単結晶化する。

（発明が解決しようとする問題点） しかし乍ら上記に於いては、裏面電極がないため半導体
素子に用いることが出来ない。

上記に鑑み本発明は半導体素子に用いることの出来る多
結晶Ｓｉ膜の製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち本発明の多結晶Ｓｉ膜の製造方法の概略は、ガラス
板上に導電性材料の規則正しい微細な筋等模様を形成し
、その上に多結晶Ｓｉを成膜後レーザー等でＳｉを溶か
して一方向凝固により階段部を核にして結晶粒成長させ
粒径の大きな多結晶Ｓｉを得るものである。

（作用） 上記により裏面電極を持った、結晶粒の大きな多結晶Ｓ
ｉ膜を作ることが出来る。

以下本発明を例示の第１図について詳細に説明する。

第１図は多結晶Ｓｉ薄膜を用いたアモルファスシリコン
太陽電池の製造工程のフローチャートである。

（工程１）ガラス等絶縁性基板（１）を準備する。

（注）基板はその他セラミック、有機高分子フィルム等
絶縁性であればよい。

（工程２）基板（１）上にＣｒ等導電性材料（２）を形
成する。

（注）形成法は真空蒸着、イオンプレーテング等でよい
。膜厚はＳｉ　（後述）の約１〜±の厚さが適当である
。薄いと効果がない、即ち粒成長の核とならない。又厚
いと後述工程５のあとでＳｉ表面が平滑にならない、こ
れは電池特性を悪くする。

（工程３）導電性材料（２）からなるグレーティングを
形成する。

（注）例えば反応性イオンエツチングによる。

グレーティング模様はたて縞状（第３図（ａ））山形状
（第３図（ｂ））等でよい。上記の具体的作業は第２図
（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃ１、（ｄｌに例示する様にガラス
基板（１）上にＣｒ膜（２）を形成したもの（図（ａｌ
参照）の上にレジスト（３）を作る（図（ｂｌ参照）（
これはフォトリソグラフィー技術でパターン化したレジ
ストを作る）。

次にＣＱｌａｌｏｚ［＝ユ（流量比）〕混合ガスでＣｒ
をドライエツジングする（図（Ｃ１参照）。この後レジ
スト（３）を除去する（図（ｄｌ参照）。

（工程４）多結晶Ｓｉ膜（４）を形成する。　　　　゛
（注）膜厚例えば１０μである。膜形成は下記の＠、○
等による。

■常圧ＣＶＤ ５ｉＣｚａ＋Ｈ２＋ドーパント（ｎ型にするときＰＨａ
、Ｐ型にするときＢ２Ｈ６）、〜１１５０℃＠蒸着 ＳｉにＢ又はＰを混入した蒸発源をとばす。

θ減圧ＣＶＤ ＳｉＨ４＋ドーパント（ｎ型にするときＰＨａ、Ｐ型に
するときＢ２Ｈ４）、〜７００℃ 上記に於いて膜形成スピードは常圧ＣＶＤ理由でより良
い。

（工程５）結晶粒を成長させる。

（注）例えばレーザーメルティングによる。

一方向凝固がポイントであり、レーザーに限らず電気炉
から徐々に引出す方法もよい。

何れもＳｉを一旦とかす。

（工程６）アモルファスシリコン膜（５）を形成する。

（注）例えばプラズマＣＶＤ、２５０℃による。

アモルファスシリコン膜は例えば ａ−５ｉ　（ｎ　（３ｏｏｏＡ０）／ｐ（３ｏｏＡ”）
／ｉ　（５０００Ａ’）／ｎ（２００Ａ’）） （工程７）透明電極（６）を形成する。

（注）例えばイオンブレーティング、２５０℃による。

透明電極は例えば ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）　（６
０ＯＡ”）上記工程５までが本発明の内容である。

（実施例） 以下に本発明の理解を助けるため実施例を述べる。

■ガラス板にＣｒを電子ビーム蒸着した（膜厚１μ）。

■フォトレジストをコートし、パターン露光してフォト
レジスト、をパターン化した。

■ＣＣｌ４１０２混合ガスでＣｒをエツチングした。

■フォトレジストを除去した。

■真空蒸着でＳｉ膜（膜厚１０μ）を形成した（４５０
℃鬼粒径は５μであった。

■レーザー走査で一方向凝固させた（１２ＷのＹＡＧレ
ーザー使用）。粒径は５００μであった。これは太陽電
池として充分使用に耐える値である。

（発明の効果） 以上の様な本発明によると下記の様な効果がある。即ち
絶縁性基板上に設けたＣｒ等導電性材料の微細な筋等模
様が粒成長の核となる。従って安価な基板上に粒径の大
きな多結晶Ｓｉ膜を得ることが出来る、しかも導電性材
料が裏電極となり、半導体素子としての使用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための図であって、多結晶Ｓ
ｉ膜を用いたアモルファスシリコン太陽電池の製造工程
のフローチャート、第２図（割、（ｂｌ、（Ｃ１、（ｄ
ｌは第１図のフローチャートの工程３の手順を説明する
図、第３図ｆａｒ、（ｂｌは第１図のフローチャートの
工程（３）のグレーティング形成膜様を示す斜視図、第
４図及び第５図は共に従来の絶縁基板上でＳｉ膜の結晶
粒を大きくする手段を説明する斜視図を夫々例示してい
る。 （１）・・・絶縁性基板、（２）・・・Ｃｒ等導電性材
料、（３）・・・レジスト、（４）・・・多結晶Ｓｉ膜
、（５）・・・アモルファスシリコン膜、（６）・・・
透明電極、（７）・・・石英基板、（８）・・・溝、（
９）・・・５ｉＯｚ膜升　ｌ　図 第２図 （ａ） （ｂ） （ｄ） ／ｙ１−３ （ａ） 第４図 （ｂ） オ　５　図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性材料で結晶成長核となる模様を形成した絶
   縁性基板上にＳｉ膜を形成し、このＳｉを溶かして凝固
   する過程で上記模様を利用して粒成長させることを特徴
   とする多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
2. （２）絶縁性基板がガラスからなる特許請求の範囲第（
   １）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
3. （３）絶縁性基板がセラミックからなる特許請求の範囲
   第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
4. （４）絶縁性基板が有機高分子フィルムからなる特許請
   求の範囲第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
5. （５）レーザーを用いＳｉを粒成長させる特許請求の範
   囲第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
6. （６）電気炉を用いＳｉを粒成長させる特許請求の範囲
   第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
7. （７）絶縁性基板上に形成した模様がたて縞状である特
   許請求の範囲第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法
   。
8. （８）絶縁性基板上に形成した模様が山形状である特許
   請求の範囲第（１）項記載の多結晶Ｓｉ膜の製造方法。
9. （９）絶縁性基板上に形成した結晶成長の核となる導電
   材料がＣｒである特許請求の範囲第（１）項記載の多結
   晶Ｓｉ膜の製造方法。