JPH077752B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH077752B2 JPH077752B2 JP59041968A JP4196884A JPH077752B2 JP H077752 B2 JPH077752 B2 JP H077752B2 JP 59041968 A JP59041968 A JP 59041968A JP 4196884 A JP4196884 A JP 4196884A JP H077752 B2 JPH077752 B2 JP H077752B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ドーパントを含む半導体アモルフアス膜を用
いた半導体装置の製造方法に関するものであり、更に詳
しくは、ドーパントを含む半導体アモルフアス膜を低抵
抗化するのに好適な半導体装置の製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a semiconductor amorphous film containing a dopant, and more specifically, to a semiconductor amorphous film containing a dopant having a low resistance. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device suitable for manufacturing.
アモルフアスシリコン太陽電池や薄膜トランジスタ等の
半導体アモルフアス膜を用いた半導体装置においては、
従来、半導体アモルフアス膜が高抵抗であるため、半導
体装置として特性の良いものが製造できないという問題
があつた。この様な問題を解決するため、従来から次の
3つの方法が提案されている。In semiconductor devices using semiconductor amorphous films such as amorphous silicon solar cells and thin film transistors,
Conventionally, since the semiconductor amorphous film has a high resistance, there has been a problem that a semiconductor device having excellent characteristics cannot be manufactured. In order to solve such a problem, the following three methods have been conventionally proposed.
第1の方法は、プラズマ気相成長法(以下プラズマCVD
と称する)で半導体アモルフアス膜を形成する際に、プ
ラズマ発生条件や雰囲気ガス条件を調節することによ
り、形成される半導体アモルフアス膜を低抵抗化するも
のである(Journal of Electronic Materials 11,749,1
982)。The first method is plasma vapor deposition (hereinafter referred to as plasma CVD
It is intended to reduce the resistance of the formed semiconductor amorphous film by adjusting the plasma generation conditions and atmospheric gas conditions when forming the semiconductor amorphous film (Journal of Electronic Materials 11 , 749,1).
982).
第2の方法は、半導体アモルフアス膜をプラズマCVDで
成膜しつつ水素ガスを導入し、水素プラズマの作用によ
つて成膜される半導体アモルフアス膜を低抵抗化するも
のである(Solid−State Electronics 11,683,1968)。The second method is to introduce a hydrogen gas while forming a semiconductor amorphous film by plasma CVD to reduce the resistance of the semiconductor amorphous film formed by the action of hydrogen plasma (Solid-State Electronics). 11 , 683,1968).
第3の方法は、半導体アモルフアス膜を700度C以上の
高温でアニールすることにより、半導体アモルフアス膜
を低抵抗化するものである。The third method is to reduce the resistance of the semiconductor amorphous film by annealing the semiconductor amorphous film at a high temperature of 700 ° C. or higher.
しかし、上記第1の方法と第2の方法は、種々の条件設
定を慎重に行なう必要があり、多大の時間と労力を必要
とするという問題がある。又、上記第3の方法は半導体
装置全体を700℃という高温で加熱するため、半導体ア
モルフアス層以外の部分に加熱による悪影響(例えば、
結晶構造に欠陥が生じる等)が生じるという問題があ
る。However, the above-mentioned first method and second method have a problem in that it is necessary to carefully set various conditions, which requires a great deal of time and labor. Further, in the third method, since the entire semiconductor device is heated at a high temperature of 700 ° C., the adverse effect of the heating on a portion other than the semiconductor amorphous layer (eg
There is a problem that defects occur in the crystal structure).
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、半導体アモルファス膜以外の部分に欠陥生成等の悪
影響を与えることなく、ドーパントを含む半導体アモル
フアス膜を容易に低抵抗化することが可能な半導体装置
の製造方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technique, and it is possible to easily reduce the resistance of a semiconductor amorphous film containing a dopant without adversely affecting a portion other than the semiconductor amorphous film such as defect generation. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
本発明の半導体装置の製造方法は、ドーパントを含む半
導体アモルファス膜に波長150nmから370nmのエキシマレ
ーザ光(紫外パルスレーザ光)を0.05J/cm2から2.0J/cm
2のレーザエネルギ密度で照射することを特徴とする。The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is performed by applying excimer laser light (ultraviolet pulsed laser light) having a wavelength of 150 nm to 370 nm to a semiconductor amorphous film containing a dopant at 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2.
Irradiation is performed with a laser energy density of 2 .
半導体アモルファス膜にレーザ光を照射すると、半導体
アモルファス膜の結晶化あるいは結晶欠陥の除去を行な
うことができることは知られているが、従来は一般にAr
レーザ等の可視から赤外領域の連続発振レーザ光が用い
られていた。It is known that when a semiconductor amorphous film is irradiated with laser light, the semiconductor amorphous film can be crystallized or crystal defects can be removed.
A continuous wave laser beam in the visible to infrared region such as a laser has been used.
これに対し、本発明者などは、吸収効率の良い紫外領域
のしかもパルスレーザ光である波長150nmから370nmのエ
キシマレーザ光を用いると、従来と全く異なる現象が起
ることを見出した。すなわち、半導体アモルファス膜に
波長150nmから370nmのエキシマレーザ光を照射すると、
瞬間的にエネルギを吸収し、かつ、一定時間エネルギの
供給がないため、結晶化や結晶欠陥の除去に必要なシリ
コンの移動は起こりにくいが、比較的自由に動くことが
できるドーパントは移動でき活性化されて半導体アモル
ファス膜の低抵抗化を図ることができることを見出し
た。On the other hand, the present inventors have found that when excimer laser light with a wavelength of 150 nm to 370 nm which is a pulsed laser light in the ultraviolet region with good absorption efficiency is used, a phenomenon completely different from the conventional one occurs. That is, when the semiconductor amorphous film is irradiated with excimer laser light having a wavelength of 150 nm to 370 nm,
Since it absorbs energy instantaneously and does not supply energy for a certain period of time, the movement of silicon necessary for crystallization and removal of crystal defects does not occur easily, but the dopant that can move relatively freely can move and be activated. It was found that the resistance of the semiconductor amorphous film can be lowered by reducing the resistance.
その場合、用いるエキシマレーザ光のレーザエネルギ密
度は、005J/cm2から2.0J/cm2の範囲でドーパントを含む
半導体アモルファス膜の良好な低抵抗化が行なわれるこ
とが確認された。すなわち、最も良好なレーザエネルギ
密度は、使用される基板の種類によっても変化するが、
一般に、レーザエネルギ密度が0.15J/cm2以下の範囲で
は半導体アモルファス膜の結晶化は起こりにくいがドー
パントの活性化により低抵抗化が行なわれ、0.15J/cm2
以上の範囲ではドーパントの活性化と半導体アモルファ
ス膜の結晶化とが相俟って低抵抗化が行なわれる。そし
て、レーザエネルギ密度が0.05J/cm2以下ではレーザエ
ネルギ密度が低すぎて半導体アモルファス膜を低抵抗化
することができず、2.0J/cm2以上ではレーザエネルギ密
度が高すぎて半導体アモルファス層が破壊されてしまう
ことが確認された。In that case, it was confirmed that the excimer laser light used had a laser energy density in the range of 005 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2 and that the semiconductor amorphous film containing the dopant could have a good resistance reduction. That is, the best laser energy density depends on the type of substrate used,
Generally, in the range where the laser energy density is 0.15 J / cm 2 or less, crystallization of the semiconductor amorphous film is difficult to occur, but activation of the dopant reduces the resistance to 0.15 J / cm 2
Within the above range, the activation of the dopant and the crystallization of the semiconductor amorphous film work together to reduce the resistance. When the laser energy density is 0.05 J / cm 2 or less, the laser energy density is too low to reduce the resistance of the semiconductor amorphous film, and when the laser energy density is 2.0 J / cm 2 or more, the laser energy density is too high and the semiconductor amorphous layer. Was confirmed to be destroyed.
又、エキシマレーザ光(紫外パルスレーザ光)の照射
は、大気中でも真空中でも不活性ガス中でも良く、十分
な半導体アモルフアス膜の低抵抗化が確認された。Irradiation of excimer laser light (ultraviolet pulse laser light) may be performed in air, vacuum, or an inert gas, and it has been confirmed that the semiconductor amorphous film has a sufficiently low resistance.
又、基板温度は室温で十分であり、また低温加熱した状
態でも良いことが確認された。It was also confirmed that the substrate temperature was room temperature, and that the substrate may be heated at a low temperature.
以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
第1図は、本発明の第1の実施例を示すものである。図
示する様に、ガラス基板1上にプラズマCVD法によりア
モルフアス膜2を形成し、波長150nm〜370nmの紫外レー
ザ光aを照射し、アモルフアスシリコン膜を低抵抗化し
た。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, an amorphous film 2 was formed on the glass substrate 1 by the plasma CVD method, and the ultraviolet laser light a having a wavelength of 150 nm to 370 nm was irradiated to reduce the resistance of the amorphous silicon film.
具体例1〜5 第1表に示す具体例1〜5は、アモルフアス膜2として
ボロンをドープしたN型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長248nmのKrFエキシマレー
ザ光を用い、レーザエネルギ密度0.05J/cm2〜2.0J/cm2
で照射した場合の導電率変化を示すものである。Specific Examples 1 to 5 Specific Examples 1 to 5 shown in Table 1 form a boron-doped N-type amorphous silicon film as the amorphous film 2 and use KrF excimer laser light having a wavelength of 248 nm as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2
It shows the change in conductivity when irradiated with.
第1表から明らかな様に、KrFエキシマレーザ光の照射
前後で導電率が大幅に向上し、N型アモルフアスシリコ
ン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 1, it was confirmed that the conductivity was significantly improved before and after the irradiation with the KrF excimer laser light, and the resistance of the N-type amorphous silicon film was significantly reduced.
具体例6〜10 第2表に示す具体例6〜10は、アモルフアス膜2として
リンをドープしたP型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長248nmのKrFエキシマレー
ザ光を用い、レーザエネルギ密度0.05J/cm2〜2.0J/cm2
で照射した場合の電導率変化を示すものである。Specific Examples 6 to 10 In Specific Examples 6 to 10 shown in Table 2, a phosphorus-doped P-type amorphous silicon film is formed as the amorphous film 2, and KrF excimer laser light having a wavelength of 248 nm is used as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2
It shows the change in electric conductivity when irradiated with.
第2表から明らかな様に、KrFエキシマレーザ光の照射
前後で導電率が大幅に向上し、P型アモルフアスシリコ
ン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 2, it was confirmed that the conductivity was significantly improved before and after the irradiation with the KrF excimer laser light, and the resistance of the P-type amorphous silicon film was significantly lowered.
特に注目すべきことは、ドーパントの活性化は微結晶化
とは独立に起ってP型アモルファスシリコン膜の大幅な
低抵抗化を実現していることである。What is particularly noteworthy is that the activation of the dopant occurs independently of the microcrystallization, and the resistance of the P-type amorphous silicon film is significantly reduced.
第3図ないし第5図はこの点を実証するためのデータ
で、第3図は前記具体例6〜10に示したサンプルについ
て、X線回折法により得られたSi(111)ピークの半値
幅より求められた多結晶粒径と照射レーザエネルギ密度
との関係を示す図、第4図は同じく前記具体例6〜10に
示したサンプルについて、波長500〜700nmの範囲での透
過光強度と照射エネルギ密度の関係を示した図、第5図
はドーパントを含まないアモルフアスシリコン膜にレー
ザ照射した場合の導電率と照射レーザエネルギ密度との
関係を示す図である。FIGS. 3 to 5 are data for demonstrating this point. FIG. 3 shows the half width of the Si (111) peak obtained by the X-ray diffraction method for the samples shown in the specific examples 6 to 10. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the polycrystalline grain size and the irradiation laser energy density obtained from FIG. 4, and FIG. 4 shows the transmitted light intensity and irradiation in the wavelength range of 500 to 700 nm for the samples shown in the specific examples 6 to 10. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between energy densities, and FIG. 5 is a diagram showing a relationship between conductivity and irradiation laser energy density when an amorphous silicon film containing no dopant is irradiated with laser.
第3図に示すように、X線回折法で測定する限りにおい
て、レーザエネルギ密度0.15J/cm2以下の照射では結晶
性を示すピークは見出されず、それ以上の照射エネルギ
で多結晶粒径が大きくなっていく様子が示されている。
同様に、第4図においても、レーザエネルギ密度0.15J/
cm2以下の照射では透光性に変化はなく、それ以上の照
射エネルギで透光性が急激に低下していく様子が示され
ている。As shown in FIG. 3, as long as the measurement is performed by the X-ray diffraction method, a peak showing crystallinity is not found in the irradiation with a laser energy density of 0.15 J / cm 2 or less, and a polycrystalline grain size is observed with an irradiation energy higher than that. It shows how it grows.
Similarly, in FIG. 4, the laser energy density is 0.15 J /
It is shown that there is no change in the translucency with irradiation of cm 2 or less, and the translucency sharply decreases with irradiation energy higher than that.
以上のデータにより、レーザエネルギ密度0.15J/cm2以
上では結晶化が進行して導電率の向上に寄与していると
伝えるが、レーザエネルギ密度0.15J/cm2以下では結晶
化が起っていないにもかかわらず、第2表の具体例6,7
に示すように導電率が向上しているのは、ドーパントが
活性化したためと結論される。これは、第5図に示すド
ーパントを含まないアモルフアスシリコン膜の挙動から
も説明でき、ドーパントがないためレーザエネルギ密度
0.15J/cm2以下での導電率の向上は見られない。From the above data, it is reported that crystallization progresses at a laser energy density of 0.15 J / cm 2 or more and contributes to the improvement of conductivity, but crystallization occurs at a laser energy density of 0.15 J / cm 2 or less. Despite not being present, specific examples in Table 2
It is concluded that the conductivity is improved as shown in (3) because the dopant is activated. This can be explained from the behavior of the amorphous silicon film containing no dopant shown in FIG.
No improvement in conductivity is observed below 0.15 J / cm 2 .
ここで特に強調しておきたいのは、レーザエネルギ密度
0.15J/cm2以上の照射でもドーパントの活性化が起きて
いるということである。すなわち、第5図と本発明の表
2に示す実施例とを比較すると、ドーパントを含まない
第5図の場合、導電率は3ケタ程度しか向上していない
のに対し、本実施例では5〜6ケタの向上が見られた。
すなわち、単に結晶化だけでは3ケタ程度の向上しかな
いのに対し、本発明においては、ドーパントの活性化が
あるためにさらに2〜3ケタの向上が見られた。このこ
とは、本発明により得られる導電率の向上は、アモルフ
ァス膜の結晶化を原因とする部分もあるが、照射エネル
ギ密度全般にわたってドーパントの活性化が起き、その
ドーパントの活性化とアモルファス膜の結晶化が相まっ
て導電率を顕著に向上させることができる。What I would like to emphasize especially here is the laser energy density.
This means that activation of the dopant occurs even with irradiation of 0.15 J / cm 2 or more. That is, comparing FIG. 5 with the examples shown in Table 2 of the present invention, in the case of FIG. 5 containing no dopant, the conductivity was improved by only about 3 digits, whereas in the present example, ~ 6 digit improvement was seen.
That is, the mere crystallization alone provides only an improvement of about 3 digits, whereas the present invention shows that the addition of 2 to 3 digits is achieved due to the activation of the dopant. This means that the improvement in conductivity obtained by the present invention is caused in part by the crystallization of the amorphous film, but activation of the dopant occurs over the entire irradiation energy density, and the activation of the dopant and the amorphous film The crystallization can be combined to significantly improve the conductivity.
具体例11〜15 第3表に示す具体例11〜15は、アモルフアス膜2として
ボロンをドープしたN型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長193nmのArFエキシマレー
ザ光を用い、エネルギ密度0.05J/cm2〜2.0J/cm2で照射
した場合の電導率変化を示すものである。Specific Examples 11 to 15 Specific Examples 11 to 15 shown in Table 3 form a boron-doped N-type amorphous silicon film as the amorphous film 2 and use ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm as the ultraviolet laser light a. It shows the change in conductivity when irradiated with an energy density of 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2 .
第3表から明らかな様に、ArFエキシマレーザ光の照射
前後で導電率が大幅に向上し、N型アモルフアスシリコ
ン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 3, it was confirmed that the conductivity was significantly improved before and after the irradiation with the ArF excimer laser light, and the resistance of the N-type amorphous silicon film was significantly lowered.
具体例16〜20 第4表に示す具体例16〜20は、アモルフアス膜2として
リンをドープしたP型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長193nmのArFエキシマレー
ザ光を用い、レーザエネルギ密度0.05J/cm2〜2.0J/cm2
で照射した場合の電導率変化を示すものである。Concrete Examples 16 to 20 Concrete Examples 16 to 20 shown in Table 4 form a phosphorus-doped P-type amorphous silicon film as the amorphous film 2 and use ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2
It shows the change in electric conductivity when irradiated with.
第4表から明らかな様に、ArFエキシマレーザ光の照射
前後で、導電率が大幅に向上し、P型アモルフアスシリ
コン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 4, it was confirmed that the conductivity was significantly improved and the resistance of the P-type amorphous silicon film was significantly lowered before and after the irradiation with the ArF excimer laser light.
具体例21〜23 第5表に示す具体例21〜23は、アモルフアス膜2として
ボロンをドープしたN型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長308nmのXeClエキシマレ
ーザ光を用い、レーザエネルギ密度0.1J/cm2〜1.5J/cm2
で照射した場合の電導率変化を示すものである。Specific Examples 21 to 23 In Specific Examples 21 to 23 shown in Table 5, a boron-doped N-type amorphous silicon film is formed as the amorphous film 2 and XeCl excimer laser light having a wavelength of 308 nm is used as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.1 J / cm 2 to 1.5 J / cm 2
It shows the change in electric conductivity when irradiated with.
第5表から明らかな様に、XeClエキシマレーザ光の照射
前後で、導電率が大幅に向上し、N型アモルフアスシリ
コン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 5, it was confirmed that the conductivity was significantly improved and the resistance of the N-type amorphous silicon film was significantly lowered before and after the irradiation with the XeCl excimer laser light.
具体例24〜26 第6表に示す具体例24〜26は、アモルフアス膜2として
リンをドープしたP型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長308nmのXeClエキシマレ
ーザ光を用い、レーザエネルギ密度0.1J/cm2〜1.50J/cm
2で照射した場合の電導率変化を示すものである。Specific Examples 24 to 26 Specific Examples 24 to 26 shown in Table 6 form a phosphorus-doped P-type amorphous silicon film as the amorphous film 2 and use XeCl excimer laser light having a wavelength of 308 nm as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.1 J / cm 2 to 1.50 J / cm
It shows the change in conductivity when irradiated with 2 .
第6表から明らかな様に、XeClエキシマレーザ光の照射
前後で、導電率が大幅に向上し、P型アモルフアスシリ
コン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 6, it was confirmed that the conductivity was significantly improved and the resistance of the P-type amorphous silicon film was significantly lowered before and after the irradiation with the XeCl excimer laser light.
具体例27〜29 第7表に示す具体例27〜29は、アモルフアス膜2として
ボロンをドープしたN型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長351nmのXeFエキシマレー
ザ光を用い、レーザエネルギ密度0.1J/cm2から1.5J/cm2
で照射した場合の電導率変化を示すものである。Specific Examples 27 to 29 Specific Examples 27 to 29 shown in Table 7 form a boron-doped N-type amorphous silicon film as the amorphous film 2 and use XeF excimer laser light having a wavelength of 351 nm as the ultraviolet laser light a. Laser energy density 0.1 J / cm 2 to 1.5 J / cm 2
It shows the change in electric conductivity when irradiated with.
第7表から明らかな様に、XeFエキシマレーザ光の照射
前後で、導電率が大幅に向上し、N型アモルフアスシリ
コン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 7, it was confirmed that the conductivity was significantly improved and the resistance of the N-type amorphous silicon film was significantly decreased before and after the irradiation with the XeF excimer laser light.
具体例30〜32 第8表に示す具体例30〜32は、アモルフアス膜2として
リンをドープしたP型アモルフアスシリコン膜を形成
し、紫外レーザ光aとして波長351nmのXeFエキシマレー
ザ光を用い、レーザエネルギ密度0.1J/cm2〜1.5J/cm2で
照射した場合の電導率変化を示すものである。Specific examples 30 to 32 Specific examples 30 to 32 shown in Table 8 are those in which a phosphorus-doped P-type amorphous silicon film is formed as the amorphous film 2, and XeF excimer laser light having a wavelength of 351 nm is used as the ultraviolet laser light a. It shows the change in conductivity when irradiated with a laser energy density of 0.1 J / cm 2 to 1.5 J / cm 2 .
第8表から明らかな様に、XeFエキシマレーザ光の照射
前後で、導電率が大幅に向上し、P型アモルフアスシリ
コン膜が大幅に低抵抗化していることが確認された。 As is clear from Table 8, it was confirmed that the conductivity was significantly improved and the resistance of the P-type amorphous silicon film was significantly reduced before and after the irradiation with the XeF excimer laser light.
尚、以上に述べた具体例1〜32において、アモルフアス
膜2の低抵抗化が確認されたが、更にはアモルフアス膜
2の多結晶化によるエネルギバンド幅の縮小も確認され
た。In the above-mentioned specific examples 1 to 32, the resistance of the amorphous film 2 was confirmed to be low, and further, the energy band width was reduced due to the polycrystallization of the amorphous film 2.
第2図は本発明の第2の実施例を示す図である。図示す
る様に、ガラス基板3上に透明電極4を蒸着により形成
し、次いでプラズマCVD法により、リンをドープしてP
型アモルフアスシリコン層5,何もドープしないでi−ア
モルフアスシリコン層6,ボロンをドープしてN型アモル
フアスシリコン層7をそれぞれ形成する。そして、次に
N型アモルフアスシリコン層7に、第9表の具体例33〜
36に示す様に、ArKエキシマレーザ(具体例33),KrFエ
キシマレーザ(具体例34),XeClエキシマレーザ(具体
例35),XeFエキシマレーザ(具体例36)をそれぞれレー
ザエネルギー密度0.2J/cm2で照射する。その後、アルミ
電極8を蒸着により形成して光電変換器を製作し、光電
変換特性を測定した。第9表の具体例33〜39は、この測
定結果を示したものである。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, a transparent electrode 4 is formed on the glass substrate 3 by vapor deposition, and then phosphorus is doped by a plasma CVD method to form P.
An amorphous silicon layer 5, an i-amorphous silicon layer 6 without any doping, and an N-type amorphous silicon layer 7 by doping with boron. Then, on the N-type amorphous silicon layer 7, the concrete examples 33 to 33 in Table 9 are formed.
As shown in 36, laser energy density of 0.2 J / cm was used for each of ArK excimer laser (Example 33), KrF excimer laser (Example 34), XeCl excimer laser (Example 35) and XeF excimer laser (Example 36). Irradiate with 2 . Then, the aluminum electrode 8 was formed by vapor deposition to manufacture a photoelectric converter, and the photoelectric conversion characteristics were measured. Specific examples 33 to 39 in Table 9 show the measurement results.
第9表から明らかな様に、N型アモルフアスシリコン層
7にエキシマレーザ光を照射しない比較例よりも、エキ
シマレーザ光を照射した具体例33〜36の方が、開放電
圧,短絡電流,曲線因子,光電変換効率のいずれもが高
い値を示した。尚、ここで曲線因子とは、光電変換器の
電流−電圧特性を示す曲線及び電流軸及び電圧軸の3者
によつて囲まれる面積の値と、(開放電圧)×(短絡電
流)の値との比をいう。尚、以上の具体例1〜36は半導
体アモルフアス膜としてアモルフアスシリコン膜を用い
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、すべて
の半導体アモルフアス膜に適用できるものである。 As is clear from Table 9, the specific examples 33 to 36 in which the excimer laser light is irradiated are more open-circuit voltage, short-circuit current, and curve than the comparative example in which the N-type amorphous silicon layer 7 is not irradiated with the excimer laser light. Both the factor and the photoelectric conversion efficiency showed high values. Here, the fill factor is the value of the area enclosed by the curve showing the current-voltage characteristics of the photoelectric converter and the current axis and the voltage axis, and the value of (open circuit voltage) x (short circuit current). And the ratio. In the above specific examples 1 to 36, the amorphous silicon film is used as the semiconductor amorphous film, but the present invention is not limited to this and can be applied to all semiconductor amorphous films.
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、半導体
アモルフアス膜以外の部分に欠陥生成等の悪影響を与え
ることなく、半導体アモルフアス層だけを容易に低抵抗
化することができ、加えて半導体アモルフアス層のエネ
ルギバンド幅を目的に応じて変化させることができるた
め、製造される半導体装置の特性を大幅に向上させるこ
とが可能になる。As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to easily reduce the resistance of only the semiconductor amorphous layer without adversely affecting the portion other than the semiconductor amorphous film such as the defect generation. Since the energy band width of the amorphous layer can be changed according to the purpose, the characteristics of the manufactured semiconductor device can be significantly improved.
第1図は本発明の第1の実施例を示す図、第2図は本発
明の第2の実施例を示す図である。 第3図ないし第5図は本発明の効果を実証するためのデ
ータで、第3図は具体例6〜10に示してたサンプルにつ
いて、X線回折法に得られたSi(111)ピークの半値幅
より求められた多結晶粒径と照射エネルギ密度との関係
を示す図、第4図は同じく具体例6〜10に示したサンプ
ルについて、波長500〜700nmの範囲での透過光強度と照
射エネルギ密度との関係を示した図、第5図はドーパン
トを含まないアモルファスシリコン膜にレーザ照射した
場合の導電率とを照射レーザエネルギ密度との関係を示
す図である。 1,3…ガラス基板、2…アモルフアス膜、4…透明電
極、5…P型アモルフアスシリコン層、6…i−アモル
フアスシリコン層、7…N型アモルフアスシリコン層、
8…アルミ電極。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. 3 to 5 are data for demonstrating the effect of the present invention, and FIG. 3 shows the Si (111) peaks obtained by X-ray diffraction for the samples shown in Examples 6 to 10. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the polycrystal grain size obtained from the half-width and the irradiation energy density. FIG. 4 shows the transmitted light intensity and irradiation in the wavelength range of 500 to 700 nm for the samples shown in specific examples 6 to 10. FIG. 5 is a diagram showing the relationship with the energy density, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the conductivity and the irradiation laser energy density when the amorphous silicon film containing no dopant is irradiated with the laser. 1, 3 ... Glass substrate, 2 ... Amorphous film, 4 ... Transparent electrode, 5 ... P-type amorphous silicon layer, 6 ... i-Amorphous silicon layer, 7 ... N-type amorphous silicon layer,
8 ... Aluminum electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 政博 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 東 和文 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 中谷 光雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 斉藤 忠 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−56409(JP,A) 特開 昭57−155726(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Tanaka, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. Institute of Industrial Science (72) Inventor Kazufumi Higashi, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd., Production Engineering Laboratory (72) Inventor Mitsuo Nakatani, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture, Ltd. Production Engineering Laboratory, Hitachi (72) Inventor Tadashi Saito 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Address: Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-58-56409 (JP, A) JP-A-57-155726 (JP, A)
Claims (2)
波長150nmから370nmのエキシマレーザ光(紫外パルスレ
ーザ光)を0.05J/cm2から2.0J/cm2のレーザエネルギ密
度で照射してドーパントを活性化させることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。1. A dopant is activated by irradiating a semiconductor amorphous film containing a dopant with excimer laser light (ultraviolet pulsed laser light) having a wavelength of 150 nm to 370 nm at a laser energy density of 0.05 J / cm 2 to 2.0 J / cm 2 . A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
ーザ光又はKrFエキシマレーザ光又はXeclエキシマレー
ザ光又はXeFエキシマレーザ光であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the excimer laser light is ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, Xecl excimer laser light, or XeF excimer laser light. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59041968A JPH077752B2 (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59041968A JPH077752B2 (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187030A JPS60187030A (en) | 1985-09-24 |
| JPH077752B2 true JPH077752B2 (en) | 1995-01-30 |
Family
ID=12622986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59041968A Expired - Lifetime JPH077752B2 (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077752B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57155726A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP59041968A patent/JPH077752B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS60187030A (en) | 1985-09-24 |
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