KR870008376A - 수소가 첨가된 비결정실리콘합금의 제조방법과 이를 이용한 광전지 및 반도체 장치 - Google Patents

수소가 첨가된 비결정실리콘합금의 제조방법과 이를 이용한 광전지 및 반도체 장치 Download PDF

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로버트 딕슨 찰스
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앤쏘니 더블유. 캐털라노
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Abstract

내용 없음

Description

수소가 첨가된 비결정실리콘합금의 제조방법과 이를 이용한 광전지 및 반도체 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1 도는 본 발명에 따른 제 1 구현예를 나타낸 것으로서, P-i-n접합(크기와는 관계없음)을 포함하고 있는 본 발명에 따라 제조된 광전지의 개략도.
제 2 도는 (1)실란(silane)과 게르만(germane) 및 (2)실란과 모노실릴게르만을 함유전는 가스 혼합물을 용착시켜서 제조된 수소가 첨가된 비결정실리콘 게르마늄합금막 중에서의 게르마늄의 함량을 도시한 그래프.
제 3 도는 (1)실란과 게르만 및 (2)실란과 모노실릴게르만을 용착시켜서 제조된 수소가 첨가된 비결정실리콘게르마늄합금막 중에서 게르마늄함량에 따른 광(光)전도도 및 암(暗)전도도의 변호를 도시한 그래프.

Claims (59)

  1. 적어도 하나이상의 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물을 용착공급물질로 사용하여서 되는 수소가첨가된 비결정실리콘합금의 제조방법.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소이며, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1내지 4의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서, M은 실리콘, M'는 탄소 또는 게르마늄이며, X는 수소, 불소 또는 이들의 혼합물로 하여서 되는 방법.
  3. 용착실내에서 기판상에 수소가 첨가된 비결정실리콘 합금막을 용착시키되 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물을 함유하고 있는 용착가스 혼합물을 용착시키는 동안에 용착실로 인가시키는 단계를 포함하여서 되는 수소가 첨가된 비결정실리콘합금의 제조방법.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소들이며, M과 M' 중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1내지 4의 정수이다.
  4. 제 3 항에 있어서, 용착은 글로우방전에 의하여 되는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 글로우방전은 D. C글로우방전으로 하여서 되는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 일반식(I)로 표시되는 화합물은 용착가스혼합물내에 약 1 내지 50부피%정도로 함유되어지는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 일반식(I)의 화합물은 용착가스혼합물에 1 내지 20부피%정도로 함유시켜서 되는 방법.
  8. 제 3 항에 있어서, 용착가스혼합물은 실란을 포함하여서 되는 방법.
  9. 제 3 항에 있어서, M은 실리콘이며, M'는 탄소 또는 게르마늄이고, X는 수소, 불소 또는 이들의 혼합물로 하여서 되는 방법.
  10. 하나 또는 그 이상의 다음일반식(I)로 표시되는 화합물로부터 형성되어지는 수소가 첨가된 비결정 실리콘영역을 하나 또는 그 이상 포함하여서 된 반도체장치.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족 원소이며, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1 내지 4의 정수이다.
  11. 제 10 항에 있어서, 반도체장치는 광전지인 것.
  12. 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물로부터 형성되어지는 수소가 첨가된 결정 실리콘영역을 하나 또는 그 이상 기판상에 용착시켜서 되어지는 반도체 장치의 제조방법.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소이며, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1 내가 4의 정수이다.
  13. 하나 또는 그 이상 수소가 첨가된 비결정실리콘영역을 포함하고 있되 상기 영역중 적어도 하나는 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물을 하나 또는 그 이상 함유하고 있는 용착가스 혼합물을 용착실로 인가시켜 용착실내에서 용착에 의하여 수소가 첨가된 비결정실리콘합금을 형성시켜된 반도체장치.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소이며, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1 내지 4의 정수이다.
  14. 제 13 항에 있어서, 반도체장치는 광전지인 것.
  15. 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정성실리콘영역을 기판에 용착시키는 단계를 포함하고 있되 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(I)료 표시되는 화합물을 함유하고 있는 용착가스혼합물을 용착실로 인가시켜서 적어도 하나의 상기 영역을 형성시켜서 되는 반도체장치의 제조방법.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소이며, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, n은 1 내지 4의 정수이다.
  16. 전방접촉면과 후방접촉면 및 이들의 사이에 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘영역으로 이루어져 있되 상기 영역의 적어도 하나는 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물을 하나 또는 그 이상 함유하고 있는 용착가스혼합물을 용착실내로 인가시켜 용착실내에서 용착에 의하여 수소가 첨가된 비결정실리콘영역을 형성시켜서 된 광전지.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M와 M'는 서로 다른 4A족원소이고, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이고, n은 1 내지 4의 정수이다.
  17. 제 16 항에 있어서, M은 실리콘이고, M'는 탄소 또는 게르마늄이며, X는 수소, 불소 또는 이들의 혼합물인 것.
  18. 제 16 항에 있어서, 수소가 첨가된 비결정실리콘영역은 P-i-n접합으로 된것.
  19. 제 16 항에 있어서, 수소가 첨가된 비결정실리콘영역은 등급별 광학밴드폭으로 된것.
  20. 전방접촉면과 후방접촉면 사이에 하나 또는 그 이상 수소가 첨가된 비결정 실리콘 영역을 용착시키되 수소가 첨가된 비결정실리콘영역의 적어도 하나는 다음 일반식(I)로 표시되는 화합물을 하나 또는 그 이상 함유하는 용착가스혼합물을 용착실로 인가시켜 용착실내에서 용착에 의하여 수소가 첨가된 비결정실리콘합금을 형성시켜서 되는 광전지의 제조방법.
    (MX3)nM'X4-nㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(I)
    윗 식에서 M과 M'는 서로 다른 4A족원소이고, M과 M'중 적어도 하나는 실리콘이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이고, n은 1 내지 4의 정수이다.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 일반식(I)로 표시되는 화합물은 모노실릴게르만이고, 용착가스혼합물은 상기 모노실릴게르만이 약 5%정도 함유되어있으며 그 나머지는 모두 실란으로 이루어진 것을 사용되는 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 일반식(I)로 표시되는 화합물은 디실릴메탄이고, 용착가스혼합물은 상기 디실릴메탄이 약 10%정도 함유되어있으며 그 나머지는 실란과 디보란으로 이루어진 것을 사용하여서 되는 방법.
  23. 도우프제로서 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 화합물을 사용하여서 되는 음극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금의 제조방법.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티모니 또는 비스무스중에서 선택된 것이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이고, m은 1 내지 3의 정수이다.
  24. 제 23 항에 있어서, L은 인 또는 비소이고, X는 수소, 불소 또는 이들의 혼합물로 하여서되는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, L은 인이고, X는 수소이며, m은 3으로 하여서 되는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, L은 비소이고, X는 수소이며, m은 3으로 하여서 되는 방법.
  27. 음극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금막을 용착시키되 하나 또는 그 이상의 다음 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 함유하고 있는 용착가스 혼합물을 용착시키는 동안에 용착실내로 인가시키는 단계를 포함하여서 되는 용착실내에서 음극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 제조하는 방법.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 1 내지 3의 정수이다.
  28. 제 27 항에 있어서, 용착은 글로우방전으로 하여서 되는 방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 용착은 D. C글로우방전으로 하여서 되는 방법.
  30. 제 27 항에 있어서, 도우프제는 용착가스혼합물에 약 0.000001 내지 1.0부피%정도 함유되는 방법.
  31. 제 27 항에 있어서, 도우프제는 용착가스혼합물에 약 0.001 내지 1.0부피%정도 함유되는 방법.
  32. 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 사용하여서 형성되어진 음극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금영역이 하나 또는 그 이상 포함되어진 반도체장치.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 1 내지 3의 정수이다.
  33. 제 32 항에 있어서, 반도체장치는 광전지인 것.
  34. 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 사용하여서 형성되어진 음극으로 도우프된 수소첨가 비결실실리콘합금영역을 하나 또는 그 이상 기판상에 용착시켜서 되어지는 반도체장치의 제조방법.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이고, m은 1 내지 3의 정수이다.
  35. 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘영역을 포함하고 있되 상기 영역중 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하고 있는 용착가스혼합물을 용착실로 인가시켜서 용착실내에서 용착에 의하여 음극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 된 반도체장치.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 1 내지 3의 정수이다.
  36. 제 35 항에 있어서, 반도체장치는 광전지 인것.
  37. 하나 또는 그 이상의 음극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금영역을 기판에 용착시키는 단계를 포함하고 있되 상기 합금영역의 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하고 있는 용착가스혼합물을 용착실로 인가시켜서 용착으로 인해 형성된 음극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 되는 반도체장치의 제조방법.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택되어지고, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 1내지 3의 정수이다.
  38. 전방접촉면과 후방접촉면 및 이들의 사이에 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된비결정실리콘영역으로 이루어져 있되 수소가 첨가된 비결정실리콘영역의 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하고 용착가스 혼합물을 용착실내로 인가시켜 용착실내에서 용착에 의해서 음극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 된 광전지.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 1 내지 3의 정수이다.
  39. 전방접촉면과 후방접촉면 사이에 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘영역을 용착시키되 수소가 첨가된 비결정실리콘영역의 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하는 용착가스 혼합물을 용착실로 인가시켜서 용착실내에서 용착에 의하여 음극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 되는 광전지의 제조방법.
    (SiX3)mLX3-mㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅱ)
    윗 식에서 L은 5A족원소로서 인, 비소, 안티몬 또는 비스무스로부터 선택된 것이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이며, m은 2 내지 3의 정수이다.
  40. 도우프제로서 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 사용하여서 되는 양극형으로 도우프된 수소 첨가비결정실리콘합금의 제조방법.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서 Y는 할로겐 또는 카르보닐이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  41. 제 40 항에 있어서, J는 붕소, 알루미늄 또는 게르마늄으로부터 선택하여서 되는 방법.
  42. 제 40 항에 있어서, Y는 불소, J는 붕소이고, X는 둘다 불소로하여서 되는 방법.
  43. 제 40 항에 있어서, Y는 불소, J는 붕소이고, X중에서 하나는 수소이고 다른 것은 불소로 하여서 되는 방법.
  44. 제 40 항에 있어서, Y는 불소, J는 알루미늄이고, X는 둘다 불소로 하여서 되는 방법.
  45. 제 40 항에 있어서, Y는 불소, J는 갈륨이고, X는 둘다 불소로 하여서 되는 방법.
  46. 제 40 항에 있어서, Y는 카르보닐, J는 붕소이고, X는 둘다 수소로 하여서 되는 방법.
  47. 용착실내에서 기판상에 양극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금막을 용착시키되 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프제를 함유하고 있는 용착가스혼합물을 용착시키는 동안에 용착실내로 인가시키는 단계를 포함하는 양극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금의 제조방법.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서 Y는 할로겐 또는 카르보닐이며, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  48. 제 47 항에 있어서, 용착은 글로우방전으로 하여서 되는 방법.
  49. 제 47 항에 있어서, 용착은 D.C 글로우방전으로 하여서 되는 방법.
  50. 제 47 항에 있어서, 도우프제는 용착가스혼합물에 약 0.000001 내지 1.0부피%정도 함유되는 방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 도우프제는 용착가스혼합물에 약 0.001 내지 1.0부피%정도 함유되는 방법.
  52. 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프제를 사용하여서 형성되어진 양극으로도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금영역이 적어도 하나 포함되어진 반도체 장치.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서, Y는 할로겐 또는 카르복실이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  53. 제 52 항에 있어서, 반도체장치는 광전지인것.
  54. 하나 또는 그 이상의 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프제를 사용하여서 형성되어진 양극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금영역을 하나 또는 그 이상 기판상에 용착시켜서 되어지는 반도체 장치의 제조방법.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서 Y는 할로겐 또는 카르보닐이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  55. 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘영역을 포함하고 있되 수소가 첨가된 비결정실리콘영역중에서 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프를 하나 또는 그이상 함유하고 있는 용착가스 혼합물을 용착실로 인가시켜서 용착실내에서 용착에 의하여 양극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서된 반도체 장치.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서, Y는 할로겐 또는 카르복실이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  56. 제 55 항에 있어서, 반도체장치는 광전지인것.
  57. 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘합금영역을 기판에 용착시키는 단계를 포함하고있되 상기 합금영역의 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그이상 함유하고 있는 용착가스 혼합물을 용착실로 인가시켜서 양극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 되는 반도체장치의 제조방법.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서, Y는 할로겐 또는 카르보닐이며, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  58. 전방접촉면과 후방접촉면 및 이들의 사이에 하나 또는 그 이상의 수소가 첨가된 비결정실리콘영역으로 이루어져 있되 수소가 첨가된 비결정실리콘영역중 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하는 용착가스 혼합물을 용착실내로 인가시켜서 용착실내에서 용착에 의하여 양극형으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 된 광전지.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서, Y는 할로겐 또는 카르보닐이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
  59. 전방접촉면과 후법접촉면 사이에 하나 또는 그 이상 수소가 첨가된 비결정실리콘영역의 적어도 하나는 다음 일반식(Ⅲ)로 표시되는 도우프제를 하나 또는 그 이상 함유하는 용착가스혼합물을 용착실로 인가시켜서 용착실내에서 용착에 의하여 양극으로 도우프된 수소첨가 비결정실리콘합금을 형성시켜서 되는 광전지의 제조방법.
    YJX2ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(Ⅲ)
    윗 식에서, Y는 할로겐 또는 카르복실이고, J는 3A족원소이며, X는 수소, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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