JPS5892217A - 半導体装置作製方法 - 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】 本発明はプラズマ気相法によシ、再現性、特性のよい半
導体装置を作製する方法に関する。

本発明はプラズマ気相法によシ反応炉内に設けられた基
板上ＫＰ型およびＮ型の半導体層を有する第１の半導体
装置を形成した後、この半導体装置のＮｔ′たけＰ型不
純物が次に作られるＰまたはＮ型の半導体層中に反応装
置の内壁まため、この各工程の間に前回作られた半導体
層上に真性または実質的に真性（以下１層という）コー
ティングしてもよい）により実質的に過去の履歴を除去
してしまうことを目的としている。

さらに−！たは前回作られた半導体層のうち、反応装置
の内壁、基板のホルダー等の表面に付着したものをＯＦ
、等の反応性気体をプラズマ化することにより除去して
し捷う工程を設けることを目的とする。

もきわめてすぐれたものとすることができるという特徴
を有する。

また本発明は反応炉内に設けられた基板上に少くともひ
とつの接合特にＰＩＮ、　ＰＩ、　ＮＩ　ｉたはＰＮ接
合を有する半導体装置において、反応炉の内壁特にプラ
ズマ原子または反応性気体が衝突する内壁より不純物特
に酸素、アルカリ金属原子が放出されることを防ぐため
、これらの表面にあらかじめ真性または実質的に真性の
半導体層例えば非単結晶珪素を形成することを目的とし
ている。

本発明はこれらの実質的に除去するためのコーティング
により再放出を防ぐため、半導体層を半導体装置の作製
に必要な電磁エネルギの出力ＰＯ例えば５〜１００Ｗ１
温度ＴＯ例えば２ｏｏ〜３２０′Ｃに対し、ｐｏ−Ｔｏ
ｗ（但し最低５ｗとする）〜Ｐ。

＋３０Ｗノ範囲、またＴｏ　−５０’０−Ｔｏ＋５０’
Ｏ特に好ましくはＰｏ、　Ｔｏと同じまたは概略同じ条
件にて作製し、０．２〜１μの厚さに形成せしめること
を特徴としている。

従来プラズマＯＶＤ法に関しては、ひとつの反応炉にて
Ｐ工Ｎ接合等を有する半導体装置の作製が行なわれてい
た。しかしこの接合をくりかえし行な？と、全くわけの
わからない劣化、バラツキに悩まされてしまい、半導体
装置としての信頼性に不適当なものしかできなかった。

この原因を調べた結果、この最大の原因は、反応炉内に
付着している酸素、アルカリ金属が半導体層中に混入し
て、電気伝導度の低下をもたらす−ものであり、酸素に
あってはＩＰＰＭの混入であっても、暗伝導度１ｏ（ｚ
ｃｍ）を１０←ｃｍ）と１／１００にまで下げてしまっ
ていた。

またアルカリ金属にあっても、５ＰＰＭの混入において
、Ｐ型、■型の伝導度の低下また透明導電膜の伝導度の
低下をもたらしてしまった。

これらの混入を防ぐため、反応炉の内壁また基板のホル
ダー（ボートともいう）の特にプラズマによる反応性気
体にスパッタされる部分に対して、あらかじめ半導体層
を０．２〜２μの厚さに形成させ、コーティングしてし
まうことがきわめて重要であった。さらに再現性特性劣
化に対しては、ひとつの半導体装置の作製に対し、その
最後の工程がＮまたはＰ型半導体層を作りまた次の最初
の工程にＰまたはＮ型の半導体層を作ろうとした時、１
０〜１００　ｍ’の濃度に最初の不純物例えばリンがＰ
型半導体層中に混入してしまう。このためＰ型半導体層
は例えばｌＯ〜１０ｃｍ’６Ｄ濃度にホウ素を添加して
Ｐ型層としてもその電気伝導度はリンの混入により再結
合中心が増加するためきわめて特性が悪く、混入がない
場合１０〜１０　（ｆＬＣｍ）　Ｋ　ｉし、Ｉ　Ｃ１〜
１０　ＣｆＬｃ　ｍ）と１／１００〜１／１００ＯＬか
得られなかった０このためＰＩＮ型光電変換装置におい
ては２〜４チの効率を各ランごとのノ（ヲツキを±２０
０チも有して得られたにすぎず好ましくなかった。

しかし本発明方法にあっては、８〜１０％の約３〜５倍
の高い変換効率を得ることができるようになった。

またこの不純物酸素ドービイグの効果を少くするため、
本発明人の出願になる特許願　半導体装置作製方法　５
６−５５６０８（原表示５３−１５２８８’７昭和５３
年１２月１０日出願）が知られている。これは例えばＰ
ＩＮ半導体装置を作ろうとする時、各Ｐ層、１層、Ｎ層
をそれぞれ独立の反応炉を作り、基板をその層間を移動
せしめることにより行わんとするものである。この方法
にあっては、本発明と同じ対策を持つことができ、きわ
めて好ましい電気的特性を得ることができる。しかしそ
の場合、装置はひとつの室の方式の３倍であり、製造コ
ストが２．５〜３倍も高価になってしまう。さらに多量
生産向きでない等の欠点を有していた。

本発明はかかる反応炉において、特に横型の反応炉にお
いて特に有効である。また多量に基板上に半導体装置を
特徴とする特に有効であシ、半導体装置ひとつあたりの
装置の減価償却を含めて、製造コストをたて型反応炉の
１／１００にできるという大きな特徴を有している。

すなわち本発明はかかる多量生産用に横型に配置された
反応炉または反応筒（１０〜３０ｃｒｒＷ長さ１〜５ｍ
）を用いる方法を中心として記す。

かかる反応筒の外側に一対の反応性気体をプラズマ化す
る電磁エネルギ供給用の電極と該電極の外側にこの反応
筒および電極を囲んで加熱装置とを具備し、この反応炉
内を使方向に反応性気体を流し、この気体の流れ：４−
そって基板を配置せしめたものである。

さらにかかる装置内に一対の電極により発生する電磁界
に垂直または平行に基板を配貨し、これを複数段または
複数列配置して２〜２０ｃｍの基板例えばｌｏａｍ’の
基板を２０段２０列計４００まいの被形成面上に一度に
被膜特に珪素、炭素炭化珪素または珪化ゲルマニューム
、ゲルマニューム被膜すなわち４価の元素を中心とした
半導体膜を形成せしめることを中心として記す。

本発明は炭素炭珪素結合を有する水素化物またはハロゲ
ン化物（炭化珪化物気体）よりなる反応性気体、シラン
（Ｓ　ｉ　ｎＨｒｐｓ１ｎ≧１）の如き珪化物気体また
はアセチレン等の炭化水素を用いて被形成面上に非単結
晶の炭化珪素、珪素または炭素を主成分とする被膜を０
．０５〜１ｔｏｒｒの反応炉圧力で１００−４００’Ｃ
！の温度で形成せしめるプラズマ気相法に関する。

本発明はさらにかかる反応性気体に■価の不純物である
Ｂ、　ＡＩ、　Ｇａ、　Ｉｎを含む不純物気体例えばジ
ボラン（ＢＩＨ４）、Ｖ価の不純物を含む不純物気体例
えばフォスヒン（ＰＨ，ｌまたはアルシン（Ａ　ｓ　Ｈ
，ｌを漸次添加して被形成面を有する基板上に密接して
Ｐ型層、さらに工型層およびＮ型層ヲＰＩＮの順序にて
積層形成せしめ、これをくりかえし、安定して作製する
ことを目的としている。さらに本発明はプラズマ化する
電磁エネルギのパワーにより、アモルファス構造の半導
体（Ａｓというつ、５〜１００Ａの大きさの微結晶性を
有するセミアモルファス（半非晶質、以下ＳＡＳという
）または５〜２０ＯＡの大きさのマイクロポリクリスタ
ル（微多結晶、以下ｐｃという）の構造を有する半導体
の如き非単結晶半導体膜を作製せんとするものである。

さらに強い電磁エネルギを与える場合、基板表面ではス
パッターされた電気的に欠陥だらけのアモルファス構造
になりゃすい。かかる欠陥構造をなくすため、基板は互
いに１０〜４０ｍｍ代辰的には２０〜２５ｍｍ離間し、
プラズマ反応に２ｏｏ〜５ｏｏｗトイう高いエネルギが
必要な場合であっても、被形成面上にはこのスビーシス
の実質的なプラズマエネルギを得る距離を基板間の距離
で制御し、　。

実質的に２〜２０Ｗという弱いパワーで被膜化せしめる
と同等の特性を有せしめたことを特徴とする。

このため本発明においては、その出発物質である反応性
気体に炭化珪素（Ｓ　ｉＸＯ＋−ハＯ＜　Ｘ＜　１）を
作ろうとした場合、炭素−珪素結合を有する材料を用い
た。すなわち炭素−珪素結合を有する水素化物または・
・ロゲン化物例えばテトラエチルシラン（ｓｌ（ｃ鶴）
弾Ｋ　ＴＭＳという）、テトラエチルシラン（Ｓｌ（Ｃ
−）Ｑｙ）　＊　５１（Ｃ”；）　ｘＣ”５（１ａＸｓ
　”）Ｓ　ｉ　（Ｏ叩ｘ　％−ａ１≦Ｘ≦３）等の反応
性気体を用いて反応生成物中に５ｉ−０結合を得やすく
している。

また珪素を主成分とする被膜を得ようとする時は５ｉｎ
Ｈ断（ｎ≧１）のシラン、８ｉＦ、またはこれらの混合
気体を用いた。炭素を得ようとする時は、アセチレン（
（Ｊ’Ｑ　ｔたはエチレン（Ｃ！ＬＨ，ｌを主として用
いた。こうすることにより、珪素（Ｓｌ）、炭量珪素（
ＳｉｘＣ，、，０りＸ〈１）ｉたけ炭素（Ｃ）（これら
を合わせると５ｉＸＯ＋ツ（０≦Ｘ≦１）と示すことが
できるため、以下炭化珪素という時はＳ　１ＸＣ１−ｑ
　（０４Ｘ≦１）を意味するものとする）を作製する。

さらにここに■価またはＶ価の不純物を添加して被形成
面よりＰ型、１型（真性またはオートドーピング等を含
む人為的に不純物を添加しない実質的に真性）さらにＮ
型の半導体または半絶縁体を作製した。

さらにかかる反応性気体を用いると、反応炉を１気圧以
下特に０．０１〜’ｌ　Ｏｔ　Ｏｒ　ｒ、代表的には０
、３〜０．６ｔｏｒｒの圧力下にて５０Ｗ以下の電磁エ
ネルギにおいても、例えば０．０１〜１００ＭＨｚ特Ｋ
　５００ＫＨ２または１３．５６ＭＨｚにおいて被膜を
形成することが可能である。即ち低エネルギプラズマＣ
ｖＤ装置とすることができた。

さらに５０〜５００Ｗという高エネルギプラズマ雰囲気
とすると、形成された炭化珪素は微結晶化し、その結果
Ｐ型またはＮ型において、ホウ素またはリンを０．１〜
５％（ここでは（Ｂ、）（／またはＰ叩／Ｃ炭化物気年
または炭化珪化物気体＋珪化物気体）の比をパーセ／′
トで示す）添加した場合、低エネルギでは電気伝導度は
１０〜１ｏ　（ｒｃｃ　ｍ）であったものが１０〜１０
　（Ｑｃｍ）”と約千倍Ｋまで高めることができた。

さらにこの高エネルギ法を用いて得られた炭化珪素は５
〜２０ＯＡの大きさの微結晶構造を有するいわゆるＳＡ
Ｓ構造を有せしめることができた。

かかるＳＡＳにおいて、そのＰまたはＮ型の不純物のア
クセプタまたはドナーとなるイオン化率を９７〜１００
％を有し、添加した不純物のすべてを活性化することが
できた。

以下に図面に従って本発明のプラズマ気相法を説明する
。

第１図は本発明を用いたプラズマＣＶＤ装置の概要を示
す。

第１図において被形成面を有する基板（１）は角型の石
英ホルダーにて保持され、図面ではマ段２列計１４まい
の構成をさせている。基板およびホルダーは反応炉の前
方の別室（ハ）に入口（３０）より予め設置され、バル
ブ（３２）ロータリーポンプ（３３）により真空びきが
なされる。さらに開閉とびら（３４）を開けて、反応炉
内に自動送シ装置により導入され、さらにミキサー用混
合板（３５）も同時配置される。これらは反応炉、別室
ともに真空状態においてなされ、反応炉内に酸素（空気
）が少しでも混入しないように務めた。

さらに開閉とびら（３４）を閉じたことにより、図面め
如く電極（９）、（−１０）の間に基板が配置された。

各基板は１０〜４０１１ｍ代表的には２０〜２５ｍｍの
間かくをおいて配列されており、このホルダー・による
反応性気体は反応炉（ハ）の前方にミキサ（８）を設は
層流とし、さらにこれらの反応性気体が基板の間の空隙
に均一に注入するように設けである。被形成面は基板の
下面または互いに裏面を重ね合わせて垂直に配置された
側面である。

′　また図面は反応系を上方よシながめた構造を示した
ものであり、基板（１）は互いに裏面を合わせて垂直に
配置させている。かくの如く重力を利用してフレイクを
下部に除去することは、量産歩留りを考慮する時きわめ
て重要・である、さらにこの基板（１）を折入させた反
応炉四には、この基板に垂直または平ゴ特に平行にする
と被膜の均一性が得やすい）に電磁エネルギの電界が第
２図（Ａ）または（Ｂ）特Ｋ　（Ｂ）の如くに加わるよ
うに一対の電極（９）、α０）を上下または左右に配置
して設けた。この電極の外側に電気炉（５）が設けられ
ており　基板（］−）が１００〜４００で代表的には３
００’０に加熱さ、もている。

反応性気体は水素またはへリュームのキャリアガス例え
ばヘリュームを０１より、■価の不純物である゛−−≦
ヌ晶乙ヴ０→より、■価の不純物であるフオスヒンを（
ｌ→より、■価の添加物である珪化物気体の７ランを０
→より導入した。

また炭鴛−珪素結合を有する反応性気体ＴＭＳ翰を用い
ると、初期状態で液体であるためステンレス容器０１）
Ｋ保存される。この容器は電子恒温層（ハ）により所定
の温度に制御されている。

このＴＭＳは沸点が２５６０であり、ロータリーポンプ
Ｏ■をパルプ（１］）をへて排気させ、反応炉内を０．
０１〜１０ｔｏｒｒ特に０．０２〜０．４ｔｏｒｒに保
持させた。こうすることにより、１気圧より低い圧力に
より結果として特に加熱しなくてもＴＭＳを気化させる
ことができる。この気化したＴＭＳを１００％の濃度で
流量計を介して反応炉に導入することは、従来の如く容
器ａｌ）をノくプル応性気体を放出するやり方に比較し
て、その流量制御が精度よく可能であり、技術上重要で
ある０ 実用上流量計がつまった場合、図面において（ハ）より
ヘリュームを導入した。

また反応筒（ハ）またはホルダー（２）の内壁または表
面に付着した反応生成物を除去する場合はＯｆ）よりＣ
１０，またはＣＦ，−）−ＯＬ（２〜５チ）を導入し、
電磁エネルギを加えてフッ素ラジカルを発生させて気相
エツチングをして除去した０ さらＫこのプラズマ放電においては、反応性気体が混合
室（８）をへて混合された後、励起室（ハ）において分
解または反応をおこさしめ、反応生成物を基板上に形成
する空間反応を主として用いた。電磁エネルギは電源（
４）より直流または高周波を主として用いた。

このようにして被形成面上に炭化珪素被膜を形成した。

例えば基板温度３００°Ｃ１高周波エネルギの出力２５
Ｗ１　シランまたはＴＭＳ　５０ｃｃ／Ｑキヤリアガス
としてのＨｅ２５０ＣＣＺ分とした。

（反応性気体／Ｈｅ）５において１６０Ａ／分の被膜成
長速度を得ることができた。

さらにこの被膜形成には、Ｐ工Ｎ接合、ＰＮ接合、Ｐ工
、Ｎ工接合、Ｐ工ＮＰ工Ｎ接合等をその必要な厚さに必
要な反応生成物を基板上に漸次積層して形成させた。

このようにして被形成面上に被膜を形成させ１（ム４ てしまった後、反応≧燕τ物′を反応筒より十分にパー
ジした後、開閉とびら（３　４）を開け、ミキサ用混合
板（３５）、ジグ（３）上の基板を別室（ハ）に自動引
出し管により反応筒および別室をともに真空（　０．　
Ｏｌｔｏｒｒ以下）Ｋして移動させた。さらに開閉とび
ら（３荀を閉じた後、別室Ｋ（３１）よりパルプを開け
て空気を充填し大気圧とした後、外部にジグおよび被膜
の形成された基板をとり出した０ 以上の実施例より明らかな如く、本発明は反応性気体を
ミキサ（８）にて混合した後、排気口（６）に層状（ミ
クロにはプラズマ化された状態ではランダム運動をしτ
い′ｆＣ．）Ｋ流し、この流れに平行に基板を配置して
被形成面上にその膜厚が±５％以内のバラツキで０．１
〜３μの厚さに被膜を形成せしめたことを特徴としてい
る。

さらにこの際プラズマをグロー放電法を利用しておこさ
せるが、その電極を反応筒の外側に配置せしめ、多量の
基板に均一にプラズマがおこるようにしたことを特徴と
している。

また被膜の形成に際し、図面の如く７段２列ではなく、
２０段２０列の如く反応筒を長くする場合、０，　４ｔ
ＯｒｒではなくさらＫ　０．　２、０．１、０、　０５
ｔｏｒｒとより低圧にすることが、その膜質の均−性特
に最前列と最後列との均一性を得しめる上に重要である
。

またこの反応筒内に酸素等の制御できない酸化物気体の
混入を防ぐため、別室を設け、この別室を介して大気中
での作業と結合せしめたことは、得られた被膜の特性の
再現性を得るのにきわめて重要であった。

第２図は第１図の図面における排気口（６）方向よりみ
た基板（１）の配置と電極（９）、（１０）との関係を
示す。図面において（Ａ）は基板を水平、電極（９）、
（１　０）による電磁界を水平方向に配置したもので、
この場合一度に導入できる基板の枚数をふやすことがで
きる。

第２図（Ｂ）は電極（９）、（１　０）による電磁界、
基板（］−）ともに垂直にしたもので、基板の配置数が
（Ａ）の２倍になる。

第３図は本発明の半導体装置作製方法の操作手順チャー
トを示したものである。

図面において０″である（４９）は反応炉の真空引によ
る０，　０１ｔＯｒｒ以下の保持を示すＯさらに、９１
″の（４０）は本発明による反応炉または反応筒および
ホルダーに珪素または炭化珪素のコーテイングを示す。

このコーティングはその詳細を示すと第３図（Ｂ）、（
Ｃ）である。第３図（Ｂ）は真空引（４９）により０．
０１ｔｏｒｒ以下にし、１０〜３０分保持した後、水素
を電磁エネルギによ！ｌｌＯ〜３０分３０〜５０Ｗの出
力によりプラズマクリーニングを行ない、吸着、水分、
酸素を除去した。亭らにその水素を除去した後、Ｃｒｙ
）　Ｋよりヘリュームを同時に３０〜５０Ｗの出力によ
９１０〜３０分プラズマ化し、さらに表に対しては、水
素中に１〜５チの濃度でＨＣＩまたはＣ１を添加して行
なうと、塩素ラジカルが同時に発生し、このラジカルが
石英等ホルダーの内側に存在しているナトリュームの如
きアルカリ金属をすい出す効果を有する。このためパッ
クグラウンドレベルでのナトリューム、水分、酸素の濃
度を形成された被膜中にて１〕ｃｍ以下にすることがで
き、きわめて重要な前処理工程であった。

この塩素を添加した場合、さらにこの壁面に残留吸着し
た塩素を除去するため（５１）の不活性気体によるスパ
ッタリングによる除去も有効であった。

この後これらの系を真空引した後、珪化物気体であるシ
ランまたは炭化珪素化物であるＴＭＳを導入し、プラズ
マエネルギによシ分解して、０．１〜２μ代表的には０
．２〜０．５μの厚さに形成させた。これらの被膜形成
をさせる際、高い電磁エネルギが加わる領域すなわち不
純物が再放出されやすい領域に特に厚くつきゃすく、二
重に好ましい結果をもたらせた。

かかる本発明の複雑な前処理工程を行わない場合であっ
ても、第３図（ｃ）に示す如く真空引の後、珪素または
炭化珪素を（５つにおいて同様に０．１〜２μ形成し、
反応炉壁がらの酸素、アルカリ金属の再放出を防ぐこと
が有効であった。

また第３図（Ａ）においては半導体装置の作製のため、
基板のコーティング、系の真空引（４１）さらにＰまた
はＮ型半導体の作製ｏ２）、工型半導体層の作製（４３
）、Ｎ型半導体層の作製（４のを行い、第１の半導体装
置を作製（４〕した。この半導体作られなければならな
いことはいうまでもない。

さらにこの後、この系に対し、反応炉のみまたけこの反
応炉とホルダーを挿入設置された反応系に対しく４６）
に示す工型半導体層または（４つに示す半導体層と同じ
半導体層のコーティングにす よ￥前の半導体装置作製の除用られた工程（４４）の≠
→Ｉが次のランに対して影響を与えないようにした。そ
の詳細は第３図（Ｂ）、（Ｃり、（Ｄ）、（Ｋ）に示す
。

すなわち第３図（Ｂ）は前記した端ｇｔ１１７と同じく
真空引０９）水素プラズマ放電（５０）ヘリュームプラ
！ ズマ処理（５１）、イｆｒ１４に＋￥のランの最初の工
程の半導体層を形成する工程（５２）を有する。しかし
この（５０）　（５１）がすてに（Ａ）でのＣ６）で行
われているた） め、一般には（Ｃ）の（５２）での０．１〜２μの厚さ
の半導体層の作製で十分であった。

またこの前の半導体装置の作製（初）すなわち前のラン
での履歴をなくすため、（Ｄ）、（Ｅ）Ｋ示すプラズマ
エツチング工程を行ってもよい。すなわち第３図（Ｂ）
は真空引（４９）　（！Ｆ、またはＯＦ、＋Ｏ，（ト）
５チ）を第１図でのθカより導入し、２０分〜１時間プ
ラズマエツチング（５３）を行なった。さらに真空引を
してその後Ｃ，Ｆの残留物を除去するため水素プラズマ
処理（５０）を１０〜３０分、さらにこの１層Ｋ　０．
０５〜０゜５μの１型または次の工程の最初のランの半
導体層（４２）と同様の導電型、成分簡単な方法として
は（Ｋ）に示す（９）の真空引、プラズマエツチング（
５３）残部吸着ガスの除去（５ｏ）灯程を行なった。

かくすることにより第１の半導体装置の作製（４Ｂ）の
最後工程（４４）と次の工程α８）の最初の工程（４２
）との間でＰまたはＮ型の不純物が互いＫ（４２）にて
混入する可能性を除去することができた。

また（４−Ｏでの炭素、ゲルマニューム等の添加物を（
４２）Ｋて混入することも防ぐことができた。

かかる本発明の方法によりその効果を評価した結果を第
４図に示す。

第４図は本発明方法を用いて作られた光電変換装置の結
果である。この場合基板として金属例えばステンレス基
板または透光性基板であるガラス上に工Ｔｏを５００〜
２００ＯＡ　、さらにこの上に酸化スズまたは酸化アン
チモ゛ンを１−００〜５００Ａの厚さに形成させた多重
膜の電極を有する基板を用いた。この上ＫＰ型型化化珪
素Ｓｉｘ弘’　Ｏ＜ｘｔｌ）（例えばＸＬｏ、　３〜０
．５）を１ｏｏ〜３ｏｏＡノ厚さにまたこの上面に真性
または実質的に真性のＡｓまたはＳＡＳの珪素を０．４
〜０．７μの厚さに、さらにこの上面ＫＮ型炭化珪素（
Ｓ　Ｉ　Ｘ　ａｔ情Ｑ　（Ｘｃ　１例えばｘ＝　０．３
〜０．５）を１ｏＯ〜３ｏｏＡノ厚さに形成さ、　（４
３）、　（４荀、０す・・・に対応させた。

さらにこの後この工程に工Ｔｏを６００〜８００Ａの厚
さにまたはアルミニューム金属膜を真空蒸着法で形成し
て光電変換装置を作った。その変換効率を第４図（Ａ）
に示す。

’１ｃｍ？のセルの大きさでＡＭ　１（１００ｍＷ／ｃ
　Ａ）の条件にて前処理（４０）をいれない場合（７１
）の３チが、また前処理を行々うと００）の値が得られ
た。さらに中間の（４６）の工程を加えることによるラ
ン１　　イ（ （製造ａｍ）のｈ牛の１ｉｄ（６０）になり全く加えな
いと（６１）が得られた。

（６０）ハその効率が１１〜９チを得ることができるの
に対し、本発明方法を用いない場合１〜４％しかなかっ
た。

さらにこのセル面積を１００　ｃ　ｍ　Ｋすると、本発
明方法を用いると７〜９チの効率を得ることができるの
に際し、本発明方法を用いないと０〜３チであった。特
にダイオード特性がないものが３０％以上を有し、製造
不可能であった。

第４図（Ｂ）は特に表面程にてＰ型の半導体を作る工程
で１型の珪素半導体を作った場合の電気伝導度の値を示
す。

前工程でＰ型半導体を作り、本発明方法の中間処理法の
前処理を行なわない時、ＡＭＰの光照射による電気伝導
度が（６５）である。暗示導度（６荀凛の場合よｄまた
その値も１０〜１０で大き軽バラツキがあった。他方本
発明の前処理な行なった場合、光示導度（７０）　、暗
示導度（７０’）が得られた。また中間処理を行なった
時す伝導度（６２）　、暗示導度（６３）が得られた。

これらは本発明におけるドーピング効果防止がいかに重
要であるかを明確に示したものである。

以上の説明よシ明らかな如く、本発明は同一反応筒を用
いて光電変換装置または発光素子のみならず、電界効果
半導体装置、フォトセンサアレー等の各種の半導体装置
を作製する上にきわめて重要な製造装置および製造方法
を提供したものであり、これにより従来たて型のプラズ
マＣＶＤ装置にて１０（７ｍを４まい作ると同じ時間で
、１００〜５００まいの基板上に非単結晶半導体膜を作
ることができ、きわめて多量生産向きである。さらに本
発明の如き電極構造または基板の配置をすることによシ
、Ｐ工Ｎ′！ｊ４造を有する光電変換装置において１０
チ以上の変換効率をくυかえし安定して得ると、とがで
き、その膜質においてもきわめてすぐれたものであった
。

本発明においては、炭化珪素（ＳｉＸＯ＋、ＬＯ’−Ｘ
４１）を中心として配した。しかし反応性気体をゲルマ
ンを用いると、５ｉｘＧｅ７−、　（０≦ｘｃ−１）を
得ることができ、第１のＰ工Ｎ構造を珪素と炭化珪素に
よりさらに第２のＰ工Ｎ構造を珪素と珪化ゲルマニュー
ムによりＰ工ＮＰ工Ｎ構造いわゆるタンデム構造を得る
ことも可能である。

本発明は第１図に示す横型のプラズマＣＶＤ装置を中心
として示した。しかしその電極の作り方を誘電型とした
り、またアーク放電を利用するプラズマＣＶＤ装置であ
っても本発明は有効である。またたて型、へ１イメ型の
ペルジャー型のプラズマＣＶＤ装置であっても同様に本
発明方法を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマ気相装置である。 第２図は第１図の一部を示す。 第３図は第１図の装置を用い、本発明方法のプラズマ気
相法を用いるチャートである。 第４図（Ａ）は第３図のチャートに従って得られＩ５’
＋；’ＩＩ！ｌ’ｌ’ｊ人 ４：（、入会：′トｉ’　”’：；イ；１．二・）・ル
１．−゛−餌究ｒ：ｊ菰２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラズマ気相法により反応炉内に設けられた基板
   上ＫＰ型およびＮ型半導体層を有する第１の半導体装置
   を形成する工程と、前記反応炉または該反応炉に前記基
   板のホルダーを設置して真性または実質的に真性の半導
   体層を形成する工程ちまたは前記反応炉内壁または前記
   基板のホルダーに被着した半導体層を除去する工程と、
   前記反応炉によ！７第２の前記半導体装置を形成する工
   程とを有することを特徴とする半導体装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、基板上にＰ型半導
   体層、真性または実質的に真性の半導体層およびＮ型半
   導体層を形成することによりＰ工Ｎ接合を少くともひと
   つ有する半導体装置の作製温度Ｔｏに対しＴｏ　−５０
   °Ｃ〜Ｔｏ＋５０°Ｃの範囲で形成されることを特徴と
   する半導体装置作製方法。