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半導(dǎo)體裝置的制造方法

文檔序號(hào):7029361閱讀:145來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)
在日本特開(kāi)平04-266067號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)及日本特開(kāi)2009-004702號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中,公開(kāi)了光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。該方法是以覆蓋半導(dǎo)體層(i型層)的方式堆積導(dǎo)電型層(n型層或p型層)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一例。在專利文獻(xiàn)1、2所記載的方法中,在堆積半導(dǎo)體層后,對(duì)反應(yīng)室內(nèi)實(shí)施高真空排氣,從而使反應(yīng)室中的真空度變?yōu)镮O-6Torr以下或0.0OlPa左右。之后,將規(guī)定的雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室內(nèi),并且在半導(dǎo)體層上堆積導(dǎo)電型層。在日本特開(kāi)2007-059560號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中,公開(kāi)了薄膜半導(dǎo)體裝置的制造方法。該方法是以覆蓋半導(dǎo)體層(非晶硅層)的方式堆積導(dǎo)電型層(n+a-Si層)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一例。在專利文獻(xiàn)3中,并沒(méi)有特別記載在形成非晶硅層后,用于形成n+a-Si層的具體方法?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)平04-266067號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:(日本)特開(kāi)2009-004702號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:(日本)特開(kāi)2007-059560號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在專利文獻(xiàn)1、2的制造方法中,在形成半導(dǎo)體層后對(duì)反應(yīng)室內(nèi)實(shí)施高真空排氣,在對(duì)反應(yīng)室內(nèi)實(shí)施氣體置換后形成導(dǎo)電型層。在該方法中,需要用于使反應(yīng)室內(nèi)暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,降低了生產(chǎn)性。本發(fā)明是使用等離子體CVD (Chemical Vapor Deposition:化學(xué)氣相沉積)法以覆蓋半導(dǎo)體層的方式堆積導(dǎo)電型層的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其目的在于,提供一種能夠在形成半導(dǎo)體層后且形成導(dǎo)電型層前這段期間提高生產(chǎn)性的半導(dǎo)體裝置的制造方法。用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段基于本發(fā)明第一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法,使用等離子體CVD法以覆蓋半導(dǎo)體層的方式堆積導(dǎo)電型層,該半導(dǎo)體裝置的制造方法具有:將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電而在規(guī)定層上形成上述半導(dǎo)體層的工序;在上述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述半導(dǎo)體層形成氣體及上述雜質(zhì)氣體的第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成第一導(dǎo)電型的第一導(dǎo)電型層的工序;在形成上述第一導(dǎo)電型層的工序中,在形成上述半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為上述第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份。在基于上述第一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第二方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,在形成上述第一導(dǎo)電型層的工序中,在形成上述半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向上述反應(yīng)室內(nèi)的導(dǎo)入狀態(tài)下,將上述雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi)。在基于上述第一方面或上述第二方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第三方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述第一導(dǎo)電型層包括第一導(dǎo)電型的下側(cè)第一導(dǎo)電型層和第一導(dǎo)電型的上側(cè)第一導(dǎo)電型層,上述雜質(zhì)氣體包含用于形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的第一雜質(zhì)氣體和用于形成上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層的第二雜質(zhì)氣體,形成上述第一導(dǎo)電型層的工序具有:在上述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將上述第一雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述半導(dǎo)體層形成氣體及上述第一雜質(zhì)氣體的下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序;在上述半導(dǎo)體層形成氣體及上述第一雜質(zhì)氣體的基礎(chǔ)上,將上述第二雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述半導(dǎo)體層形成氣體、上述第一雜質(zhì)氣體及上述第二雜質(zhì)氣體的上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的方式形成上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序;在形成上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序中,在形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份過(guò)渡為上述第二雜質(zhì)氣體的組份。在基于上述第一方面或上述第二方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第四方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述第一導(dǎo)電型層包括第一導(dǎo)電型的下側(cè)第一導(dǎo)電型層和第一導(dǎo)電型的上側(cè)第一導(dǎo)電型層,形成上述第一導(dǎo)電型層的工序具有:在上述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將上述雜質(zhì)氣體以規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述半導(dǎo)體層形成氣體及上述雜質(zhì)氣體的下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序;在形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層后,改變上述雜質(zhì)氣體的導(dǎo)入量相對(duì)于上述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量的導(dǎo)入量比,通過(guò)使包含導(dǎo)入量比發(fā)生變化的上述雜質(zhì)氣體及上述半導(dǎo)體層形成氣體的上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的方式形成上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序;在形成上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層的工序中,在形成上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從上述下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份過(guò)渡為上述上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份。在基于上述第一方面至上述第四方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第五方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述半導(dǎo)體層包括下側(cè)半導(dǎo)體層和上側(cè)半導(dǎo)體層,上述半導(dǎo)體層形成氣體包含用于形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的第一半導(dǎo)體層形成氣體及用于形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的第二半導(dǎo)體層形成氣體,形成上述半導(dǎo)體層的工序具有:將上述第一半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使上述第一半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在上述規(guī)定層上形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在上述第一半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將上述第二半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述第一半導(dǎo)體層形成氣體及上述第二半導(dǎo)體層形成氣體的上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述下側(cè)半導(dǎo)體層的方式形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序中,在形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從上述第一半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為上述上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體的組份。在基于上述第一方面至上述第四方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第六方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述半導(dǎo)體層包括下側(cè)半導(dǎo)體層和上側(cè)半導(dǎo)體層,形成上述半導(dǎo)體層的工序具有:將上述半導(dǎo)體層形成氣體以其他規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在上述規(guī)定層上形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層后,改變上述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量,通過(guò)使導(dǎo)入量發(fā)生變化的上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述下側(cè)半導(dǎo)體層的方式形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序中,在形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份。在基于上述第一方面至上述第四方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第七方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述半導(dǎo)體層包括下側(cè)半導(dǎo)體層和上側(cè)半導(dǎo)體層,上述半導(dǎo)體層形成氣體包含半導(dǎo)體材料氣體及稀釋氣體,形成上述半導(dǎo)體層的工序具有:將上述半導(dǎo)體層形成氣體以其他規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在上述規(guī)定層上形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層后,改變上述半導(dǎo)體層形成氣體的上述半導(dǎo)體材料氣體及上述稀釋氣體的導(dǎo)入量比,通過(guò)使導(dǎo)入量比發(fā)生變化的上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述下側(cè)半導(dǎo)體層的方式形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序;在形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的工序中,在形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從形成上述下側(cè)半導(dǎo)體層的上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為形成上述上側(cè)半導(dǎo)體層的上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份。在基于上述第一方面至上述第七方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第八方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,在形成上述半導(dǎo)體層后,向上述反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的上述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量減少至規(guī)定流量。在基于上述第一方面至上述第八方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第九方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,還具有:通過(guò)將其他雜質(zhì)氣體供給至其他規(guī)定層上而在上述其他規(guī)定層上形成第二導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型層的工序。在基于上述第九方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第十方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,將上述其他雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),在上述反應(yīng)室內(nèi)形成上述第二導(dǎo)電型層。在基于上述第一方面至上述第十方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第十一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述半導(dǎo)體裝置是光電轉(zhuǎn)換裝置。在基于上述第一方面至上述第八方面中任一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法的基礎(chǔ)上,基于本發(fā)明第十二方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法為,上述半導(dǎo)體裝置是具有薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的“半導(dǎo)體層”的用語(yǔ)的意義如下。本發(fā)明的“半導(dǎo)體層”包括例如光電轉(zhuǎn)換裝置的本征半導(dǎo)體層(所謂的i型層)及實(shí)質(zhì)上的本征半導(dǎo)體層(參照后述的實(shí)施方式I)。此處所說(shuō)的本征半導(dǎo)體層是指完全未摻雜的本征半導(dǎo)體層,此處所說(shuō)的實(shí)質(zhì)上的本征半導(dǎo)體層是指包含微量雜質(zhì)的弱P型半導(dǎo)體層或弱η型半導(dǎo)體層。此外,半導(dǎo)體層及導(dǎo)電型層都包括非晶硅類層和微晶硅類層。此處所說(shuō)的非晶硅類層是指例如a-S1:H、a-SiC:H、a_SiGe:H、a_SiN:H等,此處所說(shuō)的微晶娃類層是指例如yc_S1:H、yc_SiGe:H等。另外,本發(fā)明的“半導(dǎo)體層”包括例如反向交錯(cuò)型晶體管的非晶硅類層(參照后述的實(shí)施方式2)及實(shí)質(zhì)上的非晶硅類層。此處所說(shuō)的非晶硅類層是指完全未摻雜的非晶硅類層,此處所說(shuō)的實(shí)質(zhì)上的非晶硅類層是指含有微量雜質(zhì)的弱P型非晶硅類層或弱η型非晶硅類層。在本發(fā)明的“半導(dǎo)體層”中,不包括非晶硅層中充分摻入有η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)的非晶η型硅層(所謂的n+a-Si層)或非晶p型硅層(所謂的p+a_Si層)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,能夠得到一種半導(dǎo)體裝置的制造方法,該半導(dǎo)體裝置的制造方法使用等離子體CVD法以覆蓋半導(dǎo)體層的方式堆積導(dǎo)電型層,能夠在形成半導(dǎo)體層后且形成導(dǎo)電型層前這段期間提高生產(chǎn)性。


圖1是表示通過(guò)實(shí)施方式I的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法制造的光電轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。圖2是示意性地表示實(shí)施方式I的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法所使用的等離子體CVD裝置的圖。圖3是表示實(shí)施方式I的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的各工序的圖。圖4是表示實(shí)施方式I的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的各工序的一部分(步驟S4 步驟S7)中的各元件的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)序圖。圖5是表示通過(guò)實(shí)施方式2的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造方法制造的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的剖視圖。圖6是表示實(shí)施方式2的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造方法的各工序的圖。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖對(duì)基于本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下各實(shí)施方式中,在提及個(gè)數(shù)、量等的情況下,除了特別記載的情況以外,本發(fā)明的范圍不被該個(gè)數(shù)、量等限定。在以下說(shuō)明的各實(shí)施方式中,針對(duì)同一部件、相當(dāng)?shù)牟考?biāo)注同一附圖標(biāo)記,存在不反復(fù)進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明的情況。
[實(shí)施方式I]作為半導(dǎo)體裝置的制造方法的一例,基于具有pin結(jié)的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法中,使用等離子體CVD法以覆蓋半導(dǎo)體層(i型層)的方式堆積導(dǎo)電型層U型層)。另外,本發(fā)明還能夠作為半導(dǎo)體裝置的制造方法的其他例子而應(yīng)用于反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造方法等。在后述的實(shí)施方式2中對(duì)反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?!垂怆娹D(zhuǎn)換裝置100〉參照?qǐng)D1對(duì)光電轉(zhuǎn)換裝置100進(jìn)行說(shuō)明。光電轉(zhuǎn)換裝置100是通過(guò)使用本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法制造的。光電轉(zhuǎn)換裝置100包括:具有一個(gè)pin結(jié)的第一光電轉(zhuǎn)換層100A和具有另一個(gè)pin結(jié)的第二光電轉(zhuǎn)換層100B。光電轉(zhuǎn)換裝置100通過(guò)順次層積透明基板1、透明導(dǎo)電膜2、p型層3、i型層4、n型層5、p型層6、i型層7、n型層8、背面透明導(dǎo)電膜9及背面金屬電極10而構(gòu)成。在光電轉(zhuǎn)換裝置100中,光從透明基板I側(cè)入射。在光電轉(zhuǎn)換裝置100中,利用p型層3、i型層4及n型層5形成一個(gè)pin結(jié)(第一光電轉(zhuǎn)換層100A)。在光電轉(zhuǎn)換裝置100中,利用p型層
6、i型層7及n型層8形成另一個(gè)pin結(jié)(第二光電轉(zhuǎn)換層100B)。透明基板I及透明導(dǎo)電膜2具有透光性。作為透明基板1,可以使用在等離子體CVD形成工序中具有耐熱性及透光性的玻璃基板、聚酰亞胺等的樹(shù)脂基板等。透明導(dǎo)電膜2是例如 Sn02:F (FTO)或 ZnO:Al。p型層3及p型層6摻雜有硼或招等p型雜質(zhì)原子。p型層3是例如a_S1:C:B:H。P型層6是例如iic-S1:B:H。i型層4及i型層7既可以是完全未摻雜的本征半導(dǎo)體層,也可以如含有微量雜質(zhì)的弱P型半導(dǎo)體層或弱n型半導(dǎo)體層那樣,實(shí)質(zhì)上是本征半導(dǎo)體層。本實(shí)施方式的i型層4通過(guò)順次層積p側(cè)緩沖層4a、主體層4b及n側(cè)緩沖層4c而構(gòu)成。主體層4b是例如a_S1:H (氫化非晶硅層)或a_SiGe:H (氫化非晶硅鍺層)。本實(shí)施方式的i型層7通過(guò)順次層積p側(cè)緩沖層7a、主體層7b及n側(cè)緩沖層7c而構(gòu)成。主體層7b是例如iic-S1:H (氫化微晶娃層)或iic-SiGe:H (氫化微晶娃鍺層)。P側(cè)緩沖層4a、7a及n側(cè)緩沖層4c、7c可以根據(jù)需要而形成。n型層5及n型層8摻雜有磷等n型雜質(zhì)原子。本實(shí)施方式的n型層5通過(guò)順次層積基板側(cè)n型層5a及背面?zhèn)萵型層5b而構(gòu)成。基板側(cè)n型層5a是例如a_S1:P:H。背面?zhèn)萵型層5b是例如iic-S1:P:H。n型層8可以構(gòu)成為n型層5相同。<等離子體CVD裝置200〉參照?qǐng)D2對(duì)本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法所使用的等離子體CVD裝置200進(jìn)行說(shuō)明。等離子體CVD裝置200具有反應(yīng)室70、陰極電極71、匹配器73、高頻電源75、陽(yáng)極電極81、壓力調(diào)整用閥83、排氣閥85、真空泵87、氣體導(dǎo)入系統(tǒng)90及氣體導(dǎo)入部92。反應(yīng)室70由能夠密閉的殼體構(gòu)成。搬入反應(yīng)室70內(nèi)的透明基板I能夠在反應(yīng)室70內(nèi)形成p型層、i型層及n型層。陰極電極71及陽(yáng)極電極81分別設(shè)置在反應(yīng)室70內(nèi)并且呈平行平板型的電極結(jié)構(gòu)。陰極電極71及陽(yáng)極電極81的電極間距離根據(jù)所希望的處理?xiàng)l件來(lái)決定,例如從Imm到40mm。與陰極電極71連接的匹配器73和與匹配器73連接的高頻電源75分別設(shè)置在反應(yīng)室70外。高頻電源75通過(guò)匹配器73向陰極電極71供給電力。匹配器73匹配高頻電源75與陰極電極71及陽(yáng)極電極81之間的阻抗。高頻電源75輸出CW (連續(xù)波形)交流輸出或經(jīng)過(guò)脈沖調(diào)制(通斷控制)的交流電力(RF電力)。高頻電源75還可以切換并輸出這些交流電力。從高頻電源75輸出的交流電力的頻率是例如13.56MHz。從高頻電源75輸出的交流電力的頻率也可以是從數(shù)kHz到VHF波段或者微波波段。陽(yáng)極電極81電氣性地接地。在陽(yáng)極電極81上載置有透明基板I。透明基板I也可以在形成有透明導(dǎo)電膜2 (在圖2中未圖示)的狀態(tài)下載置在陽(yáng)極電極81上。透明基板I也可以在形成有透明導(dǎo)電膜2及P型層3的狀態(tài)下載置在陽(yáng)極電極81上。透明基板I也可以載置在陰極電極71上,但是為了降低因等離子體中的離子損傷而產(chǎn)生的膜質(zhì)的降低,優(yōu)選設(shè)置在陽(yáng)極電極81上。配置在反應(yīng)室70外的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)90包括:順次連接的閥11、SiH4氣體用流量控制裝置13及閥15 ;順次連接的閥21、H2氣體用流量控制裝置23及閥25 ;順次連接的閥31、PH3/H2氣體用流量控制裝置33及閥35 ;順次連接的閥41、BhH6/H2氣體用流量控制裝置43及閥45 ;順次連接的閥51、CH4氣體用流量控制裝置53及閥55 ;順次連接的閥61、GeH4/H2氣體用流量控制裝置63及閥65。閥11、閥21、閥31、閥41、閥51、閥61與氣體導(dǎo)入部92連接,該氣體導(dǎo)入部92與反應(yīng)室70的內(nèi)部連通。閥15與供給硅烷氣體(SiH4氣體)的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥11及閥15,從該氣瓶通過(guò)SiH4氣體用流量控制裝置13及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4 氣體)。閥25與供給氫氣(H2氣體)的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥21及閥25,從該氣瓶通過(guò)H2氣體用流量控制裝置23及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入氫氣(H2氣體)。閥35與供給磷化氫氣體(PH3/H2氣體)的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥31及閥35,從該氣瓶通過(guò)PH3/H2氣體用流量控制裝置33及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入磷化氫氣體(PH3/H2氣體)。閥45與供給乙硼烷氣體(B2H6/H2氣體)的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥41及閥45,從該氣瓶通過(guò)B2H6/H2氣體用流量控制裝置43及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入乙硼烷氣體(B2H6/H2氣體)。閥55與供給甲烷氣體(CH4氣體)的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥51及閥55,從該氣瓶通過(guò)CH4氣體用流量控制裝置53及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入甲烷氣體(CH4氣體)。閥65與供給GeH4/H2氣體的氣瓶(未圖示)連接。通過(guò)打開(kāi)閥61及閥65,從該氣瓶通過(guò)GeH4/H2氣體用流量控制裝置63及氣體導(dǎo)入部92向反應(yīng)室70導(dǎo)入GeH4/H2氣體。順次連接的壓力調(diào)整用閥83、排氣閥85及真空泵87都設(shè)置在反應(yīng)室70外,壓力調(diào)整用閥83與反應(yīng)室70連接。真空泵87可以應(yīng)用能夠?qū)Ψ磻?yīng)室70內(nèi)的氣體壓力實(shí)施高真空排氣而達(dá)到KT6Torr 10_4Pa)以下的壓力的真空泵。從簡(jiǎn)化裝置、降低成本以及提高生產(chǎn)能力的觀點(diǎn)來(lái)看,真空泵87也可以是具有使反應(yīng)室70內(nèi)的極限真空度為KT3Torr
0.1Pa)的排氣能力的真空泵。隨著半導(dǎo)體裝置的基板尺寸變大,反應(yīng)室70的容量變大。在對(duì)大容量的反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣的情況下,可以使用高性能的真空泵87。也可以使用簡(jiǎn)易的低真空用真空泵87,在該情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)化裝置以及降低成本。作為簡(jiǎn)易的低真空用真空泵87,可列舉例如干泵、旋轉(zhuǎn)泵、機(jī)械增壓泵等,單獨(dú)或者組合兩個(gè)以上的上述泵來(lái)使用即可。本實(shí)施方式所使用的等離子體CVD裝置的反應(yīng)室70的容積為例如大約lm3。作為真空泵87,可以將機(jī)械增壓泵和旋轉(zhuǎn)泵串聯(lián)連接來(lái)使用?;蛘?,可以使用干泵。利用壓力調(diào)整用閥83、排氣閥85及真空泵87,將反應(yīng)室70內(nèi)的氣體壓力設(shè)定為規(guī)定值(詳見(jiàn)后述)。在將反應(yīng)室70內(nèi)的壓力設(shè)定為規(guī)定值的狀態(tài)下,利用高頻電源75及匹配器73向陰極電極71供給規(guī)定的電力。在陰極電極71與陽(yáng)極電極81之間產(chǎn)生等離子體,供給至反應(yīng)室70內(nèi)的氣體被分解,向透明基板I形成p型層、i型層或者n型層等(詳見(jiàn)下述)。<光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法>參照?qǐng)D3按以下順序說(shuō)明光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法(步驟SI 步驟S14)。對(duì)于后述的步驟S4 步驟S7,還參照?qǐng)D4所示的時(shí)序圖進(jìn)行說(shuō)明。<步驟S1:透明基板搬入工序,步驟S2:透明導(dǎo)電膜形成工序>首先,將透明基板I搬入等離子體CVD裝置200的反應(yīng)室70內(nèi)(步驟SI)。在反應(yīng)室70內(nèi),在透明基板I上形成透明導(dǎo)電膜2 (步驟S2)。也可以在其他裝置(未圖示)中使用CVD、濺射或者蒸鍍等方法在透明基板I上形成透明導(dǎo)電膜2,之后,將透明基板I在形成有透明導(dǎo)電膜2的狀態(tài)下搬入反應(yīng)室70內(nèi)。<步驟S3:氣體置換工序>在反應(yīng)室70內(nèi),殘留有在步驟S2中導(dǎo)入的雜質(zhì)和在步驟SI中搬入透明基板I時(shí)從外部混入的雜質(zhì)。如果該雜質(zhì)進(jìn)入在后述的步驟S4中形成的p型層3,則p型層3的品質(zhì)將降低。為了降低反應(yīng)室70內(nèi)雜質(zhì)的濃度,在反應(yīng)室70內(nèi)利用置換氣體進(jìn)行置換(步驟S3)。具體地說(shuō),向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入例如氫氣(H2氣體)作為置換氣體。在反應(yīng)室70內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定壓力(例如IOOPa到IOOOPa)后,停止氫氣的導(dǎo)入。氫氣的導(dǎo)入進(jìn)行例如約I秒 約5秒鐘。在經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后,打開(kāi)壓力調(diào)整用閥83及排氣閥85,利用真空泵87排出反應(yīng)室70內(nèi)的氫氣等,直到壓力變?yōu)橐?guī)定壓力(例如IPa到IOPaX由真空泵87進(jìn)行的排氣進(jìn)行例如約30秒 約60秒鐘。氫氣的導(dǎo)入和由真空泵87進(jìn)行的排氣也可以反復(fù)進(jìn)行多次。在該情況下,預(yù)先設(shè)定氫氣導(dǎo)入后反應(yīng)室70內(nèi)部的壓力和氫氣排出后反應(yīng)室70內(nèi)部的壓力。在導(dǎo)入氫氣時(shí),停止從反應(yīng)室70排氣。在反應(yīng)室70內(nèi)部的壓力變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的壓力以上時(shí),停止氫氣的導(dǎo)入。在排出氫氣時(shí),停止氫氣的導(dǎo)入。在反應(yīng)室70內(nèi)部的壓力變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的壓力以下時(shí),停止氫氣的排出。作為置換氣體,不限于氫氣,也可以使用形成后述的i型層4 (步驟S6)所使用的硅烷氣體(SiH4氣體)等。形成i型層4所使用的氣體(半導(dǎo)體層形成氣體)還能夠用于形成P型層3、i型層4及n型層5中的任一者。將形成i型層4所使用的氣體用作置換氣體,從而由于該氣體而使雜質(zhì)不混入P型層3或者n型層5。作為置換氣體,也可以使用氬氣(Ar氣體)、氖氣(Ne氣體)或疝氣(Xe氣體)等惰性氣體等。原子量大的氣體在對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施排氣時(shí)容易殘留在反應(yīng)室70內(nèi),所以恰好能夠用作置換氣體。作為置換氣體,也可以是混合氣體,該混合氣體由形成i型層4 (步驟S5)所使用的氣體(半導(dǎo)體層形成氣體)中的任意一種以上和一種以上的惰性氣體組成。<步驟S4:p型層形成工序>在步驟S3中對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施氣體置換后,以覆蓋透明導(dǎo)電膜2的方式形成p型層3 (第二導(dǎo)電型層)(步驟S4)。在此,圖4示意性地表示了步驟S4 步驟S7的各要素的時(shí)序圖(未圖示步驟S8的詳細(xì)情況)。在圖4中,按時(shí)間順序表示了交流電力(RF電力)的接通/斷開(kāi)、SiH4閥(與圖2的閥11、閥15對(duì)應(yīng))的開(kāi)啟/關(guān)閉、硅烷氣體(SiH4氣體)向反應(yīng)室70內(nèi)的流量、H2閥(與圖2的閥21、閥25對(duì)應(yīng))的開(kāi)啟/關(guān)閉、氫氣(H2氣體)向反應(yīng)室70內(nèi)的流量、PH3氣體閥(與圖2的閥31、閥35對(duì)應(yīng))的開(kāi)啟/關(guān)閉、PH3/H2氣體向反應(yīng)室70內(nèi)的流量、由他們的混合氣體的壓力調(diào)整用閥83、排氣閥85和真空泵87調(diào)節(jié)的反應(yīng)室70內(nèi)的設(shè)定壓力P以及排氣閥85的開(kāi)啟/關(guān)閉的各狀態(tài)。對(duì)于圖4所示的交流電力(RF電力)的接通/斷開(kāi)而言,即使是連續(xù)放電及脈沖放電中任意一種狀態(tài),也將放電過(guò)程中的狀態(tài)表示為接通,將非放電過(guò)程中的狀態(tài)表示為斷開(kāi)。參照?qǐng)D2及圖4,為了形成P型層3,向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入P型層形成用雜質(zhì)氣體。此時(shí),排氣閥85開(kāi)啟(排氣閥開(kāi)啟),利用壓力調(diào)整用閥83將反應(yīng)室70內(nèi)調(diào)整為規(guī)定壓力。在導(dǎo)入P型層形成用雜質(zhì)氣體時(shí),PH3閥關(guān)閉(PH3閥關(guān)閉),不向反應(yīng)室70導(dǎo)入磷化氫氣體(PH3氣體)。P型層形成用雜質(zhì)氣體包含娃燒氣體(SiH4氣體)、氫氣(H2氣體)和乙硼燒氣體(B2H6氣體)。硅烷氣體(SiH4氣體)通過(guò)開(kāi)啟SiH4閥(SiH4閥開(kāi)啟)而被導(dǎo)入規(guī)定的流量(圖4的SiH4 (p))。氫氣(H2氣體)也通過(guò)開(kāi)啟H2閥(H2閥開(kāi)啟)而被導(dǎo)入規(guī)定的流量(圖4的H2 (p))。雖然未記載在圖4中,但是乙硼烷氣體(B2H6氣體)也被導(dǎo)入規(guī)定的流量。氫氣(H2氣體)的流量例如為硅烷氣體(SiH4氣體)的流量的數(shù)倍至數(shù)十倍。P型層形成用雜質(zhì)氣體還可以為了降低光吸收量而包含含有碳原子的甲烷氣體(CH4氣體)(圖4中未圖示)。如上所述,在導(dǎo)入了 P型層形成用雜質(zhì)氣體的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定(圖4的設(shè)定壓力P (p))。利用高頻電源75及匹配器73,向陰極電極71供給交流電力(RF電力接通)。在陰極電極71與陽(yáng)極電極81之間產(chǎn)生等離子體。P型層形成用雜質(zhì)氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋透明導(dǎo)電膜2的方式形成P型層3。在形成P型層3后,停止由高頻電源75進(jìn)行的交流電力的供給(RF電力斷開(kāi))。<步驟S5:氣體置換工序>接著,利用與上述步驟S3相同的方法,進(jìn)行氣體置換工序。利用該氣體置換工序,抑制雜質(zhì)(特別是決定P型層3的導(dǎo)電型的雜質(zhì))混入在步驟S6中形成的i型層4。具體地說(shuō),通過(guò)關(guān)閉SiH4閥(SiH4閥關(guān)閉),停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4氣體)。通過(guò)關(guān)閉H2 _(H2閥關(guān)閉),停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入氫氣(H2氣體)。同樣,也停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入乙硼烷氣體(B2H6氣體)。在停止導(dǎo)入上述各氣體后,在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下(排氣閥開(kāi)啟),利用真空泵87對(duì)反應(yīng)室70實(shí)施真空排氣,直到反應(yīng)室70內(nèi)的壓力變?yōu)橐?guī)定壓力(圖4的設(shè)定壓力P (0),例如IPa到IOPaX
接著,關(guān)閉排氣閥85 (排氣閥關(guān)閉),并且導(dǎo)入氫氣(H2氣體)(H2閥開(kāi)啟)。導(dǎo)入氫氣(H2氣體),直到反應(yīng)室70內(nèi)的壓力變?yōu)橐?guī)定壓力(圖4的設(shè)定壓力P (F))。之后,停止氫氣(H2氣體)的導(dǎo)入(H2閥關(guān)閉),并且再次開(kāi)啟排氣閥85 (排氣閥開(kāi)啟)。利用真空泵87進(jìn)行真空排氣,直到反應(yīng)室70內(nèi)的壓力變?yōu)橐?guī)定的壓力(圖4的設(shè)定壓力P (O))。也可以反復(fù)多次進(jìn)行這樣的氫氣導(dǎo)入以及由真空泵87進(jìn)行的排氣。通過(guò)以上處理,完成氣體置換工序。<步驟S6: i型層形成工序>接著,形成i型層4(步驟S6)。作為i型層4,既可以是完全未摻雜的本征半導(dǎo)體層,也可以如包含微量雜質(zhì)的弱p型半導(dǎo)體層或者弱n型半導(dǎo)體層那樣,是實(shí)質(zhì)上的本征半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方式的步驟S6中,首先形成i型層4中的p側(cè)緩沖層4a(步驟S6a)。在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下(排氣閥開(kāi)啟),將娃燒氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi),作為半導(dǎo)體層形成氣體(SiH4閥開(kāi)啟、H2閥開(kāi)啟)。氫氣(H2氣體)的流量(圖4的H2 (i))例如是硅烷氣體(SiH4氣體)的流量(圖4的SiH4 (i))的大約I倍至大約50倍。半導(dǎo)體層形成氣體既可以包含乙硅烷氣體(Si2H6氣體)、鍺烷氣體(GeH4氣體),或者也可以包含含有碳原子的甲烷氣體(CH4氣體)以降低光吸收量。半導(dǎo)體層形成氣體也可以包含氬氣(Ar氣體)或氦氣(He氣體)。在導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定(圖4的設(shè)定壓力P(i)。此外,用于形成P側(cè)緩沖層4a的設(shè)定壓力也可以與用于形成主體層4b形成的設(shè)定壓力不同)。利用高頻電源75及匹配器73,向陰極電極71供給交流電力(RF電力接通)。在陰極電極71與陽(yáng)極電極81之間產(chǎn)生等離子體。半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋P型層3的方式形成p側(cè)緩沖層4a。通過(guò)p側(cè)緩沖層4a的形成,降低了反應(yīng)室70內(nèi)的環(huán)境中的硼原子濃度,并且減少了硼原子混入在以下步驟S6b中形成的主體層4b的情況。接著,在p側(cè)緩沖層4a上形成i型層4中的主體層4b(步驟S6b)。在步驟S6a的狀態(tài)下,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,使氫氣(H2氣體)相對(duì)于硅烷氣體(SiH4氣體)的流量(導(dǎo)入量比)例如改變?yōu)榇蠹s35倍至大約70倍(在圖4中未詳細(xì)地記載)??梢栽诰S持半導(dǎo)體層形成氣體整體的導(dǎo)入量的狀態(tài)下,通過(guò)改變硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)各自的導(dǎo)入量,實(shí)現(xiàn)氫氣(H2氣體)相對(duì)于娃燒氣體(SiH4氣體)的流量(導(dǎo)入量比)的改變。另外,作為氫氣(H2氣體)相對(duì)于硅烷氣體(SiH4氣體)的流量的改變,也可以如下,即,改變硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)各自的導(dǎo)入量的結(jié)果是,增減半導(dǎo)體層形成氣體整體的導(dǎo)入量。此時(shí),也在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定(圖4的設(shè)定壓力P (i))。流量比(混合比)發(fā)生改變的半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋P側(cè)緩沖層4a的方式形成主體層4b。接著,形成i型層4中的n側(cè)緩沖層4c (步驟S6c)。在上述步驟S6b的狀態(tài)下,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,將氫氣(H2氣體)的流量例如改變?yōu)楣柰闅怏w(SiH4氣體)的流量的大約I倍到大約50倍(在圖4中未詳細(xì)記載)。此時(shí),也在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定(圖4的設(shè)定壓力P(i)。此外,用于形成η側(cè)緩沖層4c的設(shè)定壓力也可以與用于形成主體層4b的設(shè)定壓力不同)。流量比(混合比)發(fā)生改變的半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋主體層4b的方式形成η側(cè)緩沖層4c。由此,通過(guò)層積P側(cè)緩沖層4a、主體層4b及η側(cè)緩沖層4c而形成i型層4??梢愿鶕?jù)需要形成P側(cè)緩沖層4a及η側(cè)緩沖層4c。在形成規(guī)定厚度的i型層4 (η側(cè)緩沖層4c)后,停止由高頻電源75進(jìn)行的交流電力的供給(RF電力斷開(kāi))。<步驟S7:n型層形成工序>接著,首先形成η型層5 (第一導(dǎo)電型層)中的基板側(cè)η型層5a (下側(cè)第一導(dǎo)電型層)(步驟S7a)。需要說(shuō)明的是,此處所說(shuō)的η型層5在如光電轉(zhuǎn)換裝置100那樣的所謂的超直型(7 — ^一 7卜 > 一卜型)薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置中相當(dāng)于η型層。此處所說(shuō)的η型層5在所謂的亞直型(寸O卜 > 一卜型)薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置中相當(dāng)于P型層。此處所說(shuō)的η型層5在所謂的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管中相當(dāng)于η型層(n+a-Si層)(在實(shí)施方式2中,將會(huì)說(shuō)明反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的詳細(xì)情況)。在步驟S7a中,在將作為半導(dǎo)體層形成氣體的硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)供給到反應(yīng)室70內(nèi)的狀態(tài)下,在此基礎(chǔ)上將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。該η型雜質(zhì)氣體包含磷化氫氣體(PH3氣體)。通過(guò)開(kāi)啟ΡΗ3/Η2閥(ΡΗ3/Η2閥開(kāi)啟),將磷化氫氣體(PH3氣體)導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。此外,在導(dǎo)入η型雜質(zhì)氣體時(shí),硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)的導(dǎo)入條件(流量、混合比等)也可以根據(jù)用于形成i型層4的條件和用于形成η型層5(基板側(cè)η型層5a)的條件而不同。在此,在η型層5 (基板側(cè)η型層5a)的形成過(guò)程中,可以在形成i型層4 (η側(cè)緩沖層4c)的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將η型雜質(zhì)氣 體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。也可以在形成i型層4 (η側(cè)緩沖層4c)的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。半導(dǎo)體層形成氣體與η型雜質(zhì)氣體混合而成為η型層形成用氣體。在形成i型層4 (η側(cè)緩沖層4c)的等離子體放電處理結(jié)束后而反應(yīng)室70內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,反應(yīng)室70的組份設(shè)定值(環(huán)境)從半導(dǎo)體層形成氣體的組份(半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài))過(guò)渡為η型層形成用氣體(η型雜質(zhì)氣體與半導(dǎo)體層形成氣體的適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w)的組份(η型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài))。此處所說(shuō)的半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,由半導(dǎo)體層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。此處所說(shuō)的η型層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,由η型層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。此處所說(shuō)的極限真空度是指,實(shí)質(zhì)上不存在(零)借助真空泵87從反應(yīng)室70內(nèi)向反應(yīng)室70外流出的氣體成分的流出量的狀態(tài)。另外,此處所說(shuō)的反應(yīng)室70內(nèi)的壓力未減壓至極限真空度的狀態(tài)是指,反應(yīng)室70內(nèi)比極限真空度壓力高的狀態(tài)。此外,圖4的設(shè)定壓力P (O)是指壓力調(diào)整用閥83全開(kāi)的狀態(tài),反應(yīng)室70內(nèi)的壓力不一定達(dá)到了極限真空度。
在將半導(dǎo)體層形成氣體及n型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定(圖4的設(shè)定壓力P (n))。當(dāng)開(kāi)始形成n型層5a時(shí),氫氣(H2氣體)的流量(圖4的仏(n))例如被設(shè)定為硅烷氣體(SiH4氣體)的流量(圖4的SiH4 (n))的大致5倍至大約300倍。為了在更短的時(shí)間內(nèi)使半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡到n型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài),也可以如圖4所示那樣減少向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)的導(dǎo)入量。在向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量變少的情況下,半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,在i型層4的形成即將完成之前,由半導(dǎo)體層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。在從半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡到n型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài)這段期間,也可以如圖4所示那樣停止交流電力的供給(RF電力斷開(kāi))。在從半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡為n型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài)之后,利用高頻電源75及匹配器73,向陰極電極71供給交流電力(RF電力接通)。在陰極電極71與陽(yáng)極電極81之間產(chǎn)生等離子體。n型層形成用氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋i型層4 (n側(cè)緩沖層4c)的方式形成基板側(cè)n型層5a。接著,在板側(cè)n型層5a上形成n型層5的背面?zhèn)萵型層5b (上側(cè)第一導(dǎo)電型層)(步驟S7b)。在步驟S7a的狀態(tài)下,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,將氫氣(H2氣體)的流量例如改變?yōu)楣柰闅怏w(SiH4氣體)的流量的大約30倍到大約300倍(在圖4中未詳細(xì)記載)。此時(shí),也在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下,利用壓力調(diào)整用閥83使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致 保持一定(圖4的設(shè)定壓力P (n))。通過(guò)上述調(diào)節(jié),磷化氫氣體(PH3氣體)的導(dǎo)入量相對(duì)于半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量的導(dǎo)入量比(混合比)也發(fā)生變化。包含導(dǎo)入量比發(fā)生變化的磷化氫氣體(PH3氣體)及半導(dǎo)體層形成氣體的n型層形成用氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋基板側(cè)n型層5a的方式形成背面?zhèn)萵型層5b。在形成規(guī)定厚度的n型層5 (背面?zhèn)萵型層5b)后,停止由高頻電源75進(jìn)行的交流電力的供給(RF電力斷開(kāi))??梢愿鶕?jù)需要采用n型層5的基板側(cè)n型層5a與背面?zhèn)萵型層5b的層積結(jié)構(gòu)。作為n型層5,也可以通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13和/或H2氣體用流量控制裝置23和/或PH3/H2氣體用流量控制裝置33,形成雜質(zhì)濃度不同的多個(gè)n型層。作為n型層5,既可以通過(guò)層積n型非晶層及n型微晶層形成,也可以僅由n型非晶層形成,也可以僅由n型微晶層形成。此外,在通過(guò)層積雜質(zhì)濃度不同的多個(gè)n型層而形成n型層5情況下,或者,在通過(guò)層積n型非晶層及n型微晶層而形成n型層5的情況下,n型層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,在開(kāi)始形成與i型層4 (n側(cè)緩沖層4c)接觸的層時(shí),由n型層形成氣體供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。通過(guò)以上處理,在透明導(dǎo)電膜2上形成具有pin結(jié)的第一光電轉(zhuǎn)換層100A。<步驟S8:氣體置換工序>接著,通過(guò)與上述步驟S3相同的方法,進(jìn)行氣體置換工序。利用該氣體置換工序,抑制雜質(zhì)(特別是決定n型層5的導(dǎo)電型的雜質(zhì))混入在以下步驟S9中形成的p型層6。<步驟S9:p型層形成工序>
接著,與第一光電轉(zhuǎn)換層100A的P型層3相同地,以覆蓋背面?zhèn)圈切蛯?b的方式形成P型層6?!床襟ESlO:氣體置換工序〉接著,通過(guò)與上述步驟S5相同的方法,進(jìn)行氣體置換工序。利用該氣體置換工序,抑制雜質(zhì)(特別是決定P型層6的導(dǎo)電型的雜質(zhì))混入在以下步驟Sll中形成的i型層7。〈步驟Sll:1型層形成工序〉接著,通過(guò)與上述步驟S6的步驟S6a、步驟S6b及步驟S6c相同的方法,分別形成P側(cè)緩沖層7a、主體層7b及η側(cè)緩沖層7c?!床襟ES12:n型層形成工序〉接著,通過(guò)與上述步驟S7相同的方法,形成η型層8。η型層8可以是η型微晶層與η型非晶層的層積結(jié)構(gòu)?;蛘?,η型層8可以僅是η型微晶層和η型非晶層中的任一方。另外,可以通過(guò)層積雜質(zhì)濃度不同的多個(gè)η型層而形成η型層8?;蛘?,可以由具有規(guī)定雜質(zhì)濃度的單一的層形成η型層8。在將硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)供給至反應(yīng)室70內(nèi)作為半導(dǎo)體層形成氣體的狀態(tài)下,在此基礎(chǔ)上,將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。該η型雜質(zhì)氣體包含磷化氫氣體(PH3氣體)。在此,在η型層8的形成過(guò)程中,可以在形成i型層7的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。也可以在形成i型層7的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。半導(dǎo)體層形成氣體與η型雜質(zhì)氣體混合而成為η型層形成用氣體。在形成i型層7的等離子體放電處理結(jié)束后而反應(yīng)室70內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,反應(yīng)室70的組份設(shè)定值(環(huán)境)從半導(dǎo)體層形成氣體的組份(半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài))過(guò)渡為η型層形成用氣體的組份(η型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài))。在從半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡為η型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài)后,利用高頻電源75及匹配器73,向陰極電極71供給交流電力(RF電力接通)。在陰極電極71與陽(yáng)極電極81之間產(chǎn)生等離子體。η型層形成用氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋i型層7 (η側(cè)緩沖層7c)的方式形成η型層8。通過(guò)以上處理,在第一光電轉(zhuǎn)換層100Α上形成具有pin結(jié)的第二光電轉(zhuǎn)換層100B。<步驟S13:背面透明導(dǎo)電膜形成工序>接著,在第二光電轉(zhuǎn)換層100B (η型層8)上形成背面透明導(dǎo)電膜9。通過(guò)使用CVD、濺射、蒸鍍等方法,由Sn02、ITO或者ZnO等形成背面透明導(dǎo)電膜9?!床襟ES14:背面金屬電極形成工序〉接著,在背面透明導(dǎo)電膜9上形成背面金屬電極10。通過(guò)使用CVD、濺射、蒸鍍等方法,由銀或者鋁等金屬形成背面金屬電極10。通過(guò)以上處理,完成本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造工序?!醋饔?、效果〉根據(jù)本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法,在形成形成i型層4后,開(kāi)始形成η型層5而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。另外,在形成i型層7后,開(kāi)始形成η型層8而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。根據(jù)該方法,在形成n型層5及n型層8前,不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提高了生產(chǎn)性。對(duì)于n型層5的形成(步驟S7)而言,認(rèn)為有如下可能性,即,在將透明基板I搬入反應(yīng)室70內(nèi)時(shí)(步驟SI),水分等雜質(zhì)與透明基板I 一起混入反應(yīng)室70內(nèi)。認(rèn)為該水分等雜質(zhì)經(jīng)過(guò)氣體置換工序(步驟S3)、p型層形成工序(步驟S4)及氣體置換工序(步驟S5)而在i型層形成工序(步驟S6)結(jié)束時(shí),附著在反應(yīng)室70的內(nèi)壁、真空排氣系統(tǒng)(壓力調(diào)整用閥83、排氣閥85及真空泵87)附近。在該狀態(tài)下,若如開(kāi)頭所說(shuō)明的日本特開(kāi)平04-266067號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)及日本特開(kāi)2009-004702號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)那樣,進(jìn)行高真空排氣而使反應(yīng)室70內(nèi)的真空度變?yōu)?0_4Pa (I(T6Torr)以下,則附著在反應(yīng)室70內(nèi)和真空排氣系統(tǒng)的水分等就會(huì)脫離,暫時(shí)漂浮在反應(yīng)室70內(nèi)的氣體環(huán)境中。由于該漂浮,水分等附著于處理對(duì)象即透明基板l(i型層4)。擔(dān)心附著于透明基板I (i型層4)的水分等即使通過(guò)氣體置換也將殘留在透明基板I (i型層4)上。根據(jù)本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法,即使在i型層4形成后的形成n型層5的階段,在反應(yīng)室70內(nèi)也存在半導(dǎo)體層形成氣體。在形成n型層5時(shí),由于沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣,所以水分等基本不會(huì)漂浮,也基本沒(méi)有附著于處理對(duì)象即透明基板l(i型層4)。即使假設(shè)附著于反應(yīng)室70內(nèi)和真空排氣系統(tǒng)的水分等漂浮在反應(yīng)室70內(nèi)的氣體環(huán)境中,也認(rèn)為水分等與存在于反應(yīng)室70內(nèi)的半導(dǎo)體層形成氣體碰撞,從而能夠抑制水分等到達(dá)處理對(duì)象即透明基板I (i型層4)。因此,根據(jù)本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法,即使在形成n型層5的階段,在反應(yīng)室70內(nèi)也存在半導(dǎo)體層形成氣體,從而水分等雜質(zhì)基本不會(huì)混入到n型層5。這對(duì)于n型層8的形成而言也是相同的。在i型層4的形成過(guò)程中,為了形成p側(cè)緩沖層4a、主體層4b及n側(cè)緩沖層4c,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13和/或H2氣體用流量控制裝置23,改變氫氣(H2氣體)相對(duì)于硅烷氣體(SiH4氣體)的流量。由于沒(méi)有開(kāi)閉SiH4閥及H2閥,所以延長(zhǎng)了他們的耐用時(shí)間。這對(duì)于i型層7的形成而言也是相同的。在n型層5的形成過(guò)程中也相同地,為了形成基板側(cè)n型層5a及背面?zhèn)萵型層5b,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13和/或H2氣體用流量控制裝置23和/或PH3/H2氣體用流量控制裝置33,改變硅烷氣體(SiH4氣體)、氫氣(H2氣體)及PH3/H2氣體的流量比。由于沒(méi)有開(kāi)閉SiH4閥、H2閥及PH3/H2氣體閥,所以延長(zhǎng)了他們的耐用時(shí)間。本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法是在一個(gè)反應(yīng)室70內(nèi)將各層堆積于透明基板1,即為所謂的單室式\ > 〃'式)。與具有多個(gè)反應(yīng)室的所謂的多室式f \ > 〃式)等相比,降低了設(shè)備費(fèi)用及運(yùn)轉(zhuǎn)成本。根據(jù)本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法,能夠以更低廉的價(jià)格得到光電轉(zhuǎn)換裝置。[實(shí)施方式I的其他方式]在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,在透明基板I (透明導(dǎo)電膜2)上形成有第一光電轉(zhuǎn)換層100A及第二光電轉(zhuǎn)換層100B。在透明基板I (透明導(dǎo)電膜2)上,也可以僅形成第一光電轉(zhuǎn)換層100A。也可以在透明基板I (透明導(dǎo)電膜2)上形成第一光電轉(zhuǎn)換層100A、第二光電轉(zhuǎn)換層100B及其他多個(gè)光電轉(zhuǎn)換層。
在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,作為第一光電轉(zhuǎn)換層100A,在反應(yīng)室70內(nèi)連續(xù)地形成P型層3、i型層4及n型層5。也可以在與反應(yīng)室70不同的其他反應(yīng)室中,以覆蓋透明基板I上的透明導(dǎo)電膜2的方式形成p型層3,在將其搬入反應(yīng)室70內(nèi)后,實(shí)施上述i型層形成工序(步驟S6)及n型層形成工序(步驟S7)。在該情況下,也可以在上述i型層形成工序(步驟S6)前,根據(jù)需要實(shí)施上述氣體置換工序(步驟S5)。這對(duì)于第二光電轉(zhuǎn)換層100B的氣體置換工序(步驟S10)、i型層形成工序(步驟Sll)及n型層形成工序(步驟S12)而g也是相同的。在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,i型層4由p側(cè)緩沖層4a、主體層4b及n側(cè)緩沖層4c形成。作為i型層4,也可以由p側(cè)緩沖層4a (下側(cè)半導(dǎo)體層)及主體層4b(上側(cè)半導(dǎo)體層)形成。作為i型層4,也可以由主體層4b (下側(cè)半導(dǎo)體層)及n側(cè)緩沖層4c(上側(cè)半導(dǎo)體層)形成。這對(duì)于i型層7而言也是相同的。在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,為了 i型層4的形成,將硅烷氣體(SiH4氣體)用作半導(dǎo)體材料氣體,將氫氣(H2氣體)用作稀釋氣體。作為半導(dǎo)體材料氣體,也可以使用乙硅烷氣體(Si2H6氣體)、鍺烷氣體(GeH4氣體)或者甲烷氣體(CH4氣體)等。作為稀釋氣體,也可以使用氬氣(Ar氣體)、氦氣(He氣體)或者氮?dú)?N2氣體)等。在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,由p側(cè)緩沖層4a、主體層4b及n側(cè)緩沖層4c形成i型層4。作為i型層4,也可以通過(guò)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(第一半導(dǎo)體層形成氣體)來(lái)形成p側(cè)緩沖層4a,通過(guò)導(dǎo)入其他半導(dǎo)體層形成氣體(第二半導(dǎo)體層形成氣體)來(lái)形成主體層4b,通過(guò)導(dǎo)入另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體來(lái)形成n側(cè)緩沖層4c。在采用由硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)組成的混合氣體作為半導(dǎo)體層形成氣體的情況下,采用乙硅烷氣體(Si2H6氣體)等作為其他半導(dǎo)體層形成氣體。在采用乙硅烷氣體(Si2H6氣體)作為其他半導(dǎo)體層形成氣體的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)高速的成膜。在該情況下,將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi),通過(guò)使半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電而在P型層3上形成p側(cè)緩沖層4a。接著,在半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體和其他半導(dǎo)體層形成氣體組成的混合氣體(上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體)發(fā)生等離子體放電,以覆蓋P側(cè)緩沖層4a的方式形成主體層4b。在此,在主體層4b的形成過(guò)程中,在形成p側(cè)緩沖層4a的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成p側(cè)緩沖層4a的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。相同地,在其他半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由其他半導(dǎo)體層形成氣體和另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體組成的混合氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋主體層4b的方式形成n側(cè)緩沖層4c。在n側(cè)緩沖層4c的形成過(guò)程中也與上述相同地,在形成主體層4b的等離子體放電處理結(jié)束后而其他半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成主體層4b的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入其他半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。在形成P側(cè)緩沖層4a后,開(kāi)始形成主體層4b而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。在形成主體層4b后,開(kāi)始形成η側(cè)緩沖層4c而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提高了生產(chǎn)性。這對(duì)于i型層7而言也是相同的。在上述光電轉(zhuǎn)換裝置100的制造方法中,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13和/或H2氣體用流量控制裝置23和/或PH3/H2氣體用流量控制裝置33,由基板側(cè)η型層5a及背面?zhèn)圈切蛯?b形成η型層5。作為η型層5,也可以通過(guò)導(dǎo)入η型雜質(zhì)氣體(第一雜質(zhì)氣體)來(lái)形成基板側(cè)η型層5a,通過(guò)導(dǎo)入其他η型雜質(zhì)氣體(第二雜質(zhì)氣體)來(lái)形成背面?zhèn)圈切蛯?b ο在該情況下,將η型雜質(zhì)氣體(在用于形成η側(cè)緩沖層4c的半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上)導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體和η型雜質(zhì)氣體組成的η型層形成用氣體(下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體)發(fā)生等離子體放電而在η側(cè)緩沖層4c上形成基板側(cè)η型層5a。在此,在基板側(cè)η型層5a的形成過(guò)程中,在形成η側(cè)緩沖層4c的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成η側(cè)緩沖層4c的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。接著,在半導(dǎo)體層形成氣體及η型雜質(zhì)氣體的基礎(chǔ)上,將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體、η型雜質(zhì)氣體和其他η型雜質(zhì)氣體組成的其他η型層形成用氣體(上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體)發(fā)生等離子體放電,在基板側(cè)η型層5a上形成背面?zhèn)圈切蛯?b。在η型雜質(zhì)氣體是例如磷化氫氣體(PH3氣體)的情況下,作為其他η型雜質(zhì)氣體,可以采用氮?dú)?N2氣體)、氧氣(O2氣體)、二氧化碳?xì)怏w(CO2氣體)或者甲烷氣體(CH4氣體)等。在采用氮?dú)?N2氣體)、氧氣(O2氣體)或者二氧化碳?xì)怏w(CO2氣體)作為其他η型雜質(zhì)氣體的情況下,其他η型雜質(zhì)氣體能夠作為η型雜質(zhì)兼寬帶隙雜質(zhì)起作用。在采用甲烷氣體(014氣體)作為其他η型雜質(zhì)氣體的情況下,其他η型雜質(zhì)氣體能夠作為寬帶隙雜質(zhì)起作用。在背面?zhèn)圈切蛯?b的形成過(guò)程中也相同地,在形成基板側(cè)η型層5a的等離子體放電處理結(jié)束后而η型雜質(zhì)氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成基板側(cè)η型層5a的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入η型雜質(zhì)氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。在形成基板側(cè)η型層5a后,開(kāi)始形成背面?zhèn)圈切蛯?b而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提高了生產(chǎn)性。[實(shí)施方式2]
作為半導(dǎo)體裝置的制造方法的其他例子,基于以覆蓋半導(dǎo)體層(非晶硅層)的方式堆積導(dǎo)電型層(n型層(n+a-Si層))而成的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造方法對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。利用該方法得到的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管是具有薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體裝置的一例?!捶聪蚪诲e(cuò)型薄膜晶體管300〉參照?qǐng)D5,反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300是通過(guò)在基板301上形成柵極電極302、柵極絕緣膜303、非晶硅層304、非晶n型硅層305(以下稱為“n+a-Si層305”)、透明電極306、漏極電極307、源極電極308及保護(hù)膜309而構(gòu)成的?;?01是具有絕緣性的例如玻璃等。柵極電極302包含Cr (鉻)、Mo (鑰) Ta(鉭)合金或者Al (鋁)等。柵極電極302與柵極配線(未圖示)電連接。柵極絕緣膜303含有SiO2 (二氧化硅)或者SiNx (氮化硅)等。本實(shí)施方式的柵極絕緣膜303通過(guò)層積下側(cè)柵極絕緣膜303a和形成速度比下側(cè)柵極絕緣膜303a慢的上側(cè)柵極絕緣膜303b而形成為雙 層結(jié)構(gòu)。作為晶體管起作用的非晶硅層304通過(guò)順次層積形成速度最慢的第一非晶硅層304a、形成速度比第一非晶硅層304a快的第二非晶硅層304b和形成速度最快的第三非晶硅層304c而形成為三層結(jié)構(gòu)。n+a-Si層305是包含適量的n型雜質(zhì)的非晶硅層,是為了得到非晶硅層304與漏極電極307之間以及非晶硅層304與源極電極308之間的良好的歐姆接觸而形成的。漏極電極307及源極電極308由Ti (鈦)、Ta (鉭)等金屬材料或者Al-Si的合金等形成。透明電極306是例如ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦錫)層,與漏極電極307接觸。在將反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300用于有源矩陣型液晶顯示器的情況下,透明電極306構(gòu)成像素電極。保護(hù)膜309包含例如SiN x (氮化硅)等,是為了提高作為反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的可靠性而設(shè)置的。<等離子體CVD裝置200〉對(duì)于反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造所使用的等離子體CVD裝置200而言,除了從氣體導(dǎo)入系統(tǒng)導(dǎo)入的氣體的種類不同以外,其他構(gòu)成為與上述實(shí)施方式I的等離子體CVD裝置200 (圖2參照)大致相同,因此,在此不重復(fù)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。<反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法>參照?qǐng)D5及圖6,按以下順序?qū)Ψ聪蚪诲e(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法(步驟SlOl 步驟S110)進(jìn)行說(shuō)明。<步驟SlOl:基板搬入工序;步驟S102:柵極電極形成工序>首先,在將基板301搬入反應(yīng)室70 (參照?qǐng)D2)內(nèi)后,在反應(yīng)室70內(nèi),向基板301上形成柵極電極302。在柵極電極302的形成過(guò)程中,使用濺射法等在基板301的表面形成Cr (鉻)等的導(dǎo)電性膜。之后,通過(guò)使用蝕刻法等使導(dǎo)電性膜的圖案形成為規(guī)定的形狀,形成柵極電極302。此外,也可以將由其他裝置(未圖示)形成柵極電極302的基板301搬入等離子體CVD裝置200的反應(yīng)室70內(nèi)。<步驟S103:柵極絕緣膜形成工序>在反應(yīng)室70內(nèi)對(duì)形成有柵極電極302的基板301進(jìn)行加熱。將用于堆積柵極絕緣膜303的原料氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。在此導(dǎo)入的原料氣體包含例如硅烷氣體(SiH4氣體)、氫氣(H2氣體)、氮?dú)?N2氣體)及氨氣(NH3氣體)。在將原料氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)的狀態(tài)下,使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定。通過(guò)向基板301供給交流電力而產(chǎn)生等離子體,原料氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋柵極電極302的方式形成柵極絕緣膜303。作為本實(shí)施方式的柵極絕緣膜303,如圖5所示,在形成下側(cè)柵極絕緣膜303a后,在下側(cè)柵極絕緣膜303a上形成上側(cè)柵極絕緣膜303b。下側(cè)柵極絕緣膜303a及上側(cè)柵極絕緣膜303b通過(guò)改變堆積速度而具有不同特性。下側(cè)柵極絕緣膜303a和上側(cè)柵極絕緣膜303b既可以是相同材料,也可以是不同材料。由于上側(cè)柵極絕緣膜303b直接影響層積于其上的非晶硅層304 (第一非晶硅層304a)的平滑性,所以上側(cè)柵極絕緣膜303b優(yōu)選形成為表面平滑性良好。由于下側(cè)柵極絕緣膜303a也對(duì)上側(cè)柵極絕緣膜303b的平滑性有很大影響,所以下側(cè)柵極絕緣膜303a優(yōu)選形成為表面平滑性良好。上側(cè)柵極絕緣膜303b以比下側(cè)柵極絕緣膜303a的堆積速度慢的堆積速度進(jìn)行堆積,從而形成平滑性良好的膜。與此相對(duì),下側(cè)柵極絕緣膜303a以與上側(cè)柵極絕緣膜303b相比較快的速度形成。通過(guò)如此地構(gòu)成,能夠確保形成在柵極絕緣膜303上的非晶硅層304(第一非晶硅層304a)的平滑性,并且能夠縮短?hào)艠O絕緣膜303整體的形成速度,從而能夠提高作為反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法的生產(chǎn)性。下側(cè)柵極絕緣膜303a及上側(cè)柵極絕緣膜303b的堆積速度可以根據(jù)原料氣體的導(dǎo)入量、等離子體CVD的壓力、功率或者電極間隔等的變化而變化。<步驟S104:氣體置換工序>在反應(yīng)室70內(nèi),殘留有在步驟SlOl S103中導(dǎo)入的雜質(zhì)。為了降低反應(yīng)室70內(nèi)的雜質(zhì)濃度,利用置換氣體對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)進(jìn)行置換(步驟S104)??梢岳门c上述實(shí)施方式I的步驟S3相同的方法進(jìn)行改氣體置換。<步驟S105:非晶硅層形成工序>接著,形成非晶硅層304。作為非晶硅層304,既可以是完全未摻雜的非晶硅層,也可以如包含微量雜質(zhì)的弱P型半導(dǎo)體層或者弱η型半導(dǎo)體層那樣,是實(shí)質(zhì)上的非晶硅層。本實(shí)施方式的非晶娃層304由第一非晶娃層304a、第二非晶娃層304b及第三非晶娃層304c構(gòu)成。在步驟S105中,通過(guò)將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70,首先形成非晶硅層304中的第一非晶硅層304a (步驟S105a)。在此導(dǎo)入的半導(dǎo)體層形成氣體包含例如硅烷氣體(SiH4氣體)、氫氣(H2氣體)及IS氣(Ar氣體)。在導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體的狀態(tài)下,使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定。通過(guò)向基板301供給交流電力而產(chǎn)生等離子體。半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋柵極絕緣膜303 (上側(cè)柵極絕緣膜303b)的方式形成第一非晶硅層304a。接著,以覆蓋第一非晶硅層304a的方式形成第二非晶硅層304b(步驟S105b)。在上述步驟S105a的狀態(tài)下,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,增加氫氣(H2氣體)相對(duì)于娃燒氣體(SiH4氣體)的流量。以與第一非晶娃層304a的堆積速度相比,加快非晶硅層304的堆積速度的方式開(kāi)始堆積第二非晶硅層304b。此時(shí),也在開(kāi)啟排氣閥85的狀態(tài)下,使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定。流量比(混合比)發(fā)生改變的半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋第一非晶娃層304a的方式形成第二非晶娃層304b。接著,以覆蓋第二非晶硅層304b的方式形成第三非晶硅層304c(步驟S105c)。在上述步驟S105b的狀態(tài)下,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,進(jìn)一步增加氫氣(H2氣體)相對(duì)于娃燒氣體(SiH4氣體)的流量。以與第二非晶娃層304b的堆積速度相比,加快非晶硅層304的堆積速度的方式開(kāi)始堆積第三非晶硅層304c。在反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定的狀態(tài)下,流量比(混合比)進(jìn)一步發(fā)生改變的半導(dǎo)體層形成氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋第二非晶硅層304b的方式形成第三非晶硅層304c?!床襟ES106:n+a_Si層形成工序〉在形成非晶硅層304后,在非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)上形成非晶n型硅層305 (n+a-Si層305)。在將作為半導(dǎo)體層形成氣體的硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)供給至反應(yīng)室70內(nèi)的狀態(tài)下,在半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將n型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。該n型雜質(zhì)氣體包含磷化氫氣體(PH3氣體)。此外,在增加了 n型雜質(zhì)氣體的導(dǎo)入的情況下,硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)作為半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入條件(流量、混合比等)也可以根據(jù)用于形成非晶硅層304的條件和用于形成n+a-Si層305的條件而不同。在此,在n+a-Si層305的形成過(guò)程中,在形成非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將n型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將n型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。半導(dǎo)體層形成氣體與n型雜質(zhì)氣體混合而成為n型層形成用氣體。在形成非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)的等離子體放電處理結(jié)束后而反應(yīng)室70內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,反應(yīng)室70的組份設(shè)定值(環(huán)境)從半導(dǎo)體層形成氣體的組份(半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài))過(guò)渡為n型層形成用氣體(n型雜質(zhì)氣體和半導(dǎo)體層形成氣體的適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w)的組份(n型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài))。此處所說(shuō)的半導(dǎo)體層形成氣體處于支配狀態(tài)(環(huán)境)是指,由半導(dǎo)體層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。此處所說(shuō)的n型層形成氣體處于支配狀態(tài)(環(huán)境)是指,由n型層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。此處所說(shuō)的極限真空度是指,實(shí)質(zhì)上不存在(零)借助真空泵87從反應(yīng)室70內(nèi)向反應(yīng)室70外流出的氣體成分的流出量的狀態(tài)。另夕卜,此處所說(shuō)的反應(yīng)室70內(nèi)的壓力未減壓至極限真空度的狀態(tài)是指,反應(yīng)室70內(nèi)比極限真空度壓力高的狀態(tài)。在將半導(dǎo)體層形成氣體及n型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)的狀態(tài)下,使反應(yīng)室70內(nèi)的壓力大致保持一定。為了在更短的時(shí)間內(nèi)使半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡為n型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài),也可以減少硅烷氣體(SiH4氣體)及氫氣(H2氣體)向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的導(dǎo)入量。在減少半導(dǎo)體層形成氣體向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的導(dǎo)入量的情況下,半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,在非晶硅層304的形成即將完成之前,由半導(dǎo)體層形成氣體的供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境。在從半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡為η型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài)這段期間,也可以停止交流電力的供給。在從半導(dǎo)體層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)過(guò)渡為η型層形成用氣體處于支配地位的狀態(tài)之后,通過(guò)向基板301供給交流電力而產(chǎn)生等離子體。η型層形成用氣體通過(guò)等離子體放電而被分解(離解)及擴(kuò)散,以覆蓋非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)的方式形成 n+a-Si 層 305。作為n+a-Si層305,也可以與上述實(shí)施方式I的η型層5的基板側(cè)η型層5a和背面?zhèn)圈切蛯?b相同,采用兩層或者兩層以上的層積結(jié)構(gòu)。作為n+a-Si層305,也可以通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13和/或H2氣體用流量控制裝置23和/或PH3/H2氣體用流量控制裝置33,形成雜質(zhì)濃度不同的多個(gè)η型層。作為n+a-Si層305,既可以通過(guò)層積η型非晶層及η型微晶層而形成,也可以僅由η型非晶層形成,也可以僅由η型微晶層形成。此外,在通過(guò)層積雜質(zhì)濃度不同的多個(gè)η型層而形成n+a-Si層305的情況下,或者,在通過(guò)層積η型非晶層及η型微晶層而形成n+a-Si層305的情況下,η型層形成氣體處于支配地位的狀態(tài)(環(huán)境)是指,在開(kāi)始形成與非晶硅層304 (第三非晶硅層304c)接觸的層時(shí),由η型層形成氣體供給組份(設(shè)定值)規(guī)定的環(huán)境?!床襟ES107:晶體管部形成工序〉接著,為了形成晶體管部,采用光刻法等規(guī)定的圖案形成法將非晶硅層304及n+a-Si層305加工成島狀?!床襟ES108:透明電極形成工序〉利用濺射法形成規(guī)定厚度的ITO膜,通過(guò)圖案形成來(lái)形成透明電極306?!床襟ES109:源極/漏極電極形成工序〉之后,在形成為島狀的非晶硅層304及n+a-Si層305的上側(cè),利用Al(鋁)、Mo(鑰)等金屬,通過(guò)濺射法等形成導(dǎo)電性膜。通過(guò)對(duì)導(dǎo)電性膜進(jìn)行圖形形成,形成漏極電極307、源極電極308。通過(guò)干法蝕刻,除去抵著通道部(310)上部的n+a-Si層305。<步驟SllO:保護(hù)膜形成工序>為了保護(hù)反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300,形成具有透明性及絕緣性的保護(hù)膜309。通過(guò)以上處理,完成本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造工序?!醋饔?、效果〉根據(jù)本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法,在形成非晶硅層304后,開(kāi)始形成n+a-Si層305而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。根據(jù)該方法,在形成n+a-Si層305前,不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提高了生產(chǎn)性。根據(jù)本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法,即使在非晶硅層304形成后的形成n+a-Si層305的階段,在反應(yīng)室70內(nèi)也存在半導(dǎo)體層形成氣體。在形成n+a-Si層305時(shí),由于沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣,所以水分等基本不會(huì)漂浮,也基本沒(méi)有附著于處理對(duì)象即基板301 (非晶硅層304)。即使假設(shè)附著在反應(yīng)室70內(nèi)和真空排氣系統(tǒng)的水分等漂浮在反應(yīng)室70內(nèi)的氣體環(huán)境中,也認(rèn)為水分等與存在于反應(yīng)室70內(nèi)的半導(dǎo)體層形成氣體碰撞,從而能夠抑制水分等到達(dá)處理對(duì)象即基板301 (非晶硅層304)。因此,根據(jù)本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法,即使在形成n+a-Si層305的階段,在反應(yīng)室70內(nèi)也存在半導(dǎo)體層形成氣體,從而水分等雜質(zhì)基本不會(huì)混入到n+a-Si層305。在非晶硅層304的形成過(guò)程中,為了形成第一非晶硅層304a、第二非晶硅層304b及第三非晶硅層304c,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23,改變氫氣(H2氣體)相對(duì)于娃燒氣體(SiH4氣體)的流量。由于沒(méi)有開(kāi)閉SiH4閥及H2閥,所以延長(zhǎng)了他們的耐用時(shí)間。本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法是在一個(gè)反應(yīng)室70內(nèi)將各層堆積于基板301,即為所謂的單室式。與具有多個(gè)反應(yīng)室的所謂的多室式等相比,降低了設(shè)備費(fèi)用及運(yùn)轉(zhuǎn)成本。根據(jù)本實(shí)施方式的反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法,能夠以更低廉的價(jià)格得到光電轉(zhuǎn)換裝置。[實(shí)施方式2的其他方式]在上述反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法中,非晶硅層304由第一非晶硅層304a、第二非晶娃層304b及第三非晶娃層304c形成。作為非晶娃層304,也可以由第一非晶硅層304a (下側(cè)半導(dǎo)體層)及第二非晶硅層304b (上側(cè)半導(dǎo)體層)形成。作為非晶硅層304,也可以由第二非晶硅層304b (下側(cè)半導(dǎo)體層)及第三非晶硅層304c (上側(cè)半導(dǎo)體層)形成。在上述反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法中,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23來(lái)改變非晶硅層304的堆積速度,形成為第一非晶硅層304a、第二非晶硅層304b及第三非晶硅層304c。作為非晶硅層304,也可以通過(guò)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(第一半導(dǎo)體層形成氣體)來(lái)形成第一非晶硅層304a,通過(guò)導(dǎo)入其他半導(dǎo)體層形成氣體(第二半導(dǎo)體層形成氣體)來(lái)形成第二非晶硅層304b,通過(guò)導(dǎo)入另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體來(lái)形成第三非晶硅層304c。在該情況下,將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi),通過(guò)使半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電而在上側(cè)柵極絕緣膜303b上形成第一非晶硅層304a。接著,在半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體和其他半導(dǎo)體層形成氣體組成的混合氣體(上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體)發(fā)生等離子體放電,以覆蓋第一非晶娃層304a的方式形成第二非晶娃層304b。在此,在第二非晶硅層304b的形成過(guò)程中,在形成第一非晶硅層304a的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成第一非晶硅層304a的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。相同地,在其他半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由其他半導(dǎo)體層形成氣體和另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體組成的混合氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋第二非晶硅層304b的方式形成第三非晶硅層304c。在此,在第三非晶硅層304c的形成過(guò)程中,也在形成第二非晶硅層304b的等離子體放電處理結(jié)束后而其他半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成第二非晶硅層304b的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入其他半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將另外的其他半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。在形成第一非晶硅層304a后,開(kāi)始形成第二非晶硅層304b而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。在形成第二非晶硅層304b后,開(kāi)始形成第三非晶硅層304c而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提聞了生廣性。在上述反向交錯(cuò)型薄膜晶體管300的制造方法中,也可以如上所述那樣,通過(guò)調(diào)節(jié)SiH4氣體用流量控制裝置13及H2氣體用流量控制裝置23來(lái)改變n+a-Si層305的堆積速度,層積形成為基板側(cè)n+a-Si層和背面?zhèn)萵+a-Si層。作為n+a-Si層305,也可以通過(guò)導(dǎo)入η型層形成氣體(第一雜質(zhì)氣體)來(lái)形成基板側(cè)n+a-Si層,通過(guò)導(dǎo)入其他η型層形成氣體(第二雜質(zhì)氣體)來(lái)形成背面?zhèn)萵+a-Si層。在該情況下,將η型雜質(zhì)氣體(在用于形成第三非晶硅層304c的半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上)導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體和η型雜質(zhì)氣體組成的η型層形成用氣體(下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體)發(fā)生等離子體放電,在第三非晶硅層304c上形成基板側(cè)n+a-Si層。在此,在基板側(cè)n+a-Si層的形成過(guò)程中,在形成第三非晶硅層304c的等離子體放電處理結(jié)束后而半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成第三非晶硅層304c的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入半導(dǎo)體層形成氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。接著,在半導(dǎo)體層形成氣體及η型雜質(zhì)氣體的基礎(chǔ)上,將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。通過(guò)使由半導(dǎo)體層形成氣體、η型雜質(zhì)氣體和其他η型雜質(zhì)氣體組成的其他η型層形成用氣體(上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體)發(fā)生等離子體放電,在基板側(cè)n+a-Si層上形成背面?zhèn)萵+a-Si層。在此,在背面?zhèn)萵+a-Si層的形成過(guò)程中,在形成基板側(cè)n+a_Si層的等離子體放電處理結(jié)束后而η型雜質(zhì)氣體仍未停止向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)即可。也可以在形成基板側(cè)n+a-Si層的等離子體放電處理結(jié)束后,斷續(xù)地向反應(yīng)室70內(nèi)導(dǎo)入η型雜質(zhì)氣體(至少伴有一次導(dǎo)入/停止),并將其他η型雜質(zhì)氣體導(dǎo)入反應(yīng)室70內(nèi)。在形成基板側(cè)n+a-Si層后,開(kāi)始形成背面?zhèn)萵+a_Si層而沒(méi)有對(duì)反應(yīng)室70內(nèi)實(shí)施高真空排氣。不需要用于使反應(yīng)室70暫時(shí)被實(shí)施高真空排氣的能量及時(shí)間,提高了生產(chǎn)性。以上,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了說(shuō)明,但是,應(yīng)該認(rèn)為本次公開(kāi)的方式在所有方面都是示例而已,不起限制作用。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書表示,包括與權(quán)利要求書為同等的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。附圖標(biāo)記說(shuō)明I透明基板;2透明導(dǎo)電膜;4i型層;4a、7a p側(cè)緩沖層;4b、7b主體層;4c、7c η側(cè)緩沖層;5、8n型層、5a基板側(cè)n型層;5b背面?zhèn)萵型層;6p型層;7源極電極;8漏極電極;9 背面透明導(dǎo)電膜;10 背面金屬電極;11、15、21、25、31、35、41、45、51、55、61、65 閥;13SiH4氣體用流量控制裝置;23H2氣體用流量控制裝置;33PH3/H2氣體用流量控制裝置;43B2H6/H2氣體用流量控制裝置、53CH4氣體用流量控制裝置;63GeH4/H2氣體用流量控制裝置;70反應(yīng)室;71陰極電極;73匹配器;75高頻電源;81陽(yáng)極電極;83壓力調(diào)整用閥;85排氣閥;87真空泵;90氣體導(dǎo)入系統(tǒng);92氣體導(dǎo)入部;100光電轉(zhuǎn)換裝置;100A、100B光電轉(zhuǎn)換層;200等離子體CVD裝置;300反向交錯(cuò)型薄膜晶體管;301基板;302柵極電極;303柵極絕緣膜;303b上側(cè)柵極絕緣膜、303a下側(cè)柵極絕緣膜;304非晶硅層;304a第一非晶硅層;304b第二非晶硅層;304c第三非晶硅層;305非晶n型硅層;306透明電極;307漏極電極;308源極電極;309 保護(hù)膜;310 通道部;S1 S14、S6a、S6b、S6c、S7a、S7b、SlOl S110、S105a、S105b、S105c 步驟。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于,使用等離子體CVD法以覆蓋半導(dǎo)體層(4、304)的方式堆積導(dǎo)電型層(5、305),該半導(dǎo)體裝置的制造方法具有: 將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室(70 )內(nèi),通過(guò)使所述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電而在規(guī)定層上形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的工序; 在所述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將雜質(zhì)氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使包含所述半導(dǎo)體層形成氣體及所述雜質(zhì)氣體的第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述半導(dǎo)體層(4、304)的方式形成第一導(dǎo)電型的第一導(dǎo)電型層(5、305)的工序; 在形成所述第一導(dǎo)電型層(5、305)的工序中,在形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從所述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為所述第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 在形成所述第一導(dǎo)電型層(5、305)的工序中,在形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述半導(dǎo)體層形成氣體仍未停止向所述反應(yīng)室(70)內(nèi)導(dǎo)入的狀態(tài)下,將所述雜質(zhì)氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述第一導(dǎo)電型層(5、305)包括第一導(dǎo)電型的下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)和第一導(dǎo)電型的上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b), 所述雜質(zhì)氣體包含用于形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的第一雜質(zhì)氣體和用于形成所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b)的第二雜質(zhì)氣體, 形成所述第一導(dǎo)電型層(5、305)的工序具有: 在所述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將所述第一雜質(zhì)氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使包含所述半導(dǎo)體層形成氣體及所述第一雜質(zhì)氣體的下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述半導(dǎo)體層(4、304)的方式形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的工序; 在所述半導(dǎo)體層形成氣體及所述第一雜質(zhì)氣體的基礎(chǔ)上,將所述第二雜質(zhì)氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使包含所述半導(dǎo)體層形成氣體、所述第一雜質(zhì)氣體及所述第二雜質(zhì)氣體的上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的方式形成所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b)的工序; 在形成所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b)的工序中,在形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份過(guò)渡為所述第二雜質(zhì)氣體的組份。
4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述第一導(dǎo)電型層(5、305)包括第一導(dǎo)電型的下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)和第一導(dǎo)電型的上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b), 形成所述第一導(dǎo)電型層(5、305)的工序具有: 在所述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將所述雜質(zhì)氣體以規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使包含所述半導(dǎo)體層形成氣體及所述雜質(zhì)氣體的下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述半導(dǎo)體層(4、304)的方式形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的工序; 在形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)后,改變所述雜質(zhì)氣體的導(dǎo)入量相對(duì)于所述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量的導(dǎo)入量比,通過(guò)使包含導(dǎo)入量比發(fā)生變化的所述雜質(zhì)氣體及所述半導(dǎo)體層形成氣體的上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的方式形成所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b)的工序; 在形成所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層(5b)的工序中,在形成所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層(5a)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從所述下側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份過(guò)渡為所述上側(cè)第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述半導(dǎo)體層(4、304)包括下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)和上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b), 所述半導(dǎo)體層形成氣體包含用于形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的第一半導(dǎo)體層形成氣體及用于形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的第二半導(dǎo)體層形成氣體, 形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的工序具有: 將所述第一半導(dǎo)體層形成 氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70 )內(nèi),通過(guò)使所述第一半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在所述規(guī)定層上形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的工序; 在所述第一半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將所述第二半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使包含所述第一半導(dǎo)體層形成氣體及所述第二半導(dǎo)體層形成氣體的上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的方式形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序; 在形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序中,在形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從所述第一半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為所述上側(cè)半導(dǎo)體層形成氣體的組份。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述半導(dǎo)體層(4、304)包括下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)和上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b), 形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的工序具有: 將所述半導(dǎo)體層形成氣體以其他規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使所述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在所述規(guī)定層上形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的工序; 在形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)后,改變所述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量,通過(guò)使導(dǎo)入量發(fā)生變化的所述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a,304a)的方式形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序; 在形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序中,在形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的所述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的所述半導(dǎo)體層形成氣體的組份。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述半導(dǎo)體層(4、304)包括下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)和上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b), 所述半導(dǎo)體層形成氣體包含半導(dǎo)體材料氣體及稀釋氣體, 形成所述半導(dǎo)體層(4、304)的工序具有: 將所述半導(dǎo)體層形成氣體以其他規(guī)定時(shí)間導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使所述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,在所述規(guī)定層上形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的工序; 在形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)后,改變所述半導(dǎo)體層形成氣體的所述半導(dǎo)體材料氣體及所述稀釋氣體的導(dǎo)入量比,通過(guò)使導(dǎo)入量比發(fā)生變化的所述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋 所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的方式形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序; 在形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的工序中,在形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的等離子體放電處理結(jié)束后而所述反應(yīng)室(70)內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到所述反應(yīng)室(70)的氣體的組份設(shè)定值從形成所述下側(cè)半導(dǎo)體層(4a、304a)的所述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為形成所述上側(cè)半導(dǎo)體層(4b、304b)的所述半導(dǎo)體層形成氣體的組份。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 在形成所述半導(dǎo)體層(4、304)后,向所述反應(yīng)室(70)內(nèi)導(dǎo)入的所述半導(dǎo)體層形成氣體的導(dǎo)入量減少至規(guī)定流量。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于,還具有: 通過(guò)將其他雜質(zhì)氣體供給至其他規(guī)定層上而在所述其他規(guī)定層上形成第二導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型層(3)的工序。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 將所述其他雜質(zhì)氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)室(70)內(nèi),在所述反應(yīng)室(70)內(nèi)形成所述第二導(dǎo)電型層(3)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述半導(dǎo)體裝置是光電轉(zhuǎn)換裝置(100、100A、100B)。
12.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于, 所述半導(dǎo)體裝置是具有薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體裝置(300)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法,將半導(dǎo)體層形成氣體導(dǎo)入反應(yīng)室(70)內(nèi),通過(guò)使上述半導(dǎo)體層形成氣體發(fā)生等離子體放電而在規(guī)定層上形成半導(dǎo)體層(4、304)。在上述半導(dǎo)體層形成氣體的基礎(chǔ)上,將雜質(zhì)氣體導(dǎo)入上述反應(yīng)室內(nèi),通過(guò)使包含上述半導(dǎo)體層形成氣體及上述雜質(zhì)氣體的第一導(dǎo)電型層形成氣體發(fā)生等離子體放電,以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成第一導(dǎo)電型的第一導(dǎo)電型層(5、305)。在形成上述第一導(dǎo)電型層的工序中,在形成上述半導(dǎo)體層的等離子體放電處理結(jié)束后而上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍未減壓至極限真空度的狀態(tài)下,供給到上述反應(yīng)室的氣體的組份設(shè)定值從上述半導(dǎo)體層形成氣體的組份過(guò)渡為上述第一導(dǎo)電型層形成氣體的組份。能夠提高半導(dǎo)體裝置的制造方法的生產(chǎn)性。
文檔編號(hào)H01L29/786GK103210500SQ20118005511
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者谷村泰樹(shù), 奈須野善之, 島田久浬代 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社
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