[发明专利]掺杂剂注入层、其形成方法及半导体装置的制造方法

说明书

本发明的第1方面提供表面凹凸少、连续性高的硅层形成于基材上的半导体层合体的制造方法。本发明的第1方面的制造具有基材10和基材上的烧结硅粒子层5的半导体层合体的方法包含以下工序：(a)将含有分散介质和分散于分散介质中的硅粒子的硅粒子分散体涂布在基材10上，形成硅粒子分散体层1的工序；(b)将硅粒子分散体层1干燥，形成未烧结硅粒子层2的工序；(c)在未烧结硅粒子层上层合光透射性层3的工序；以及(d)穿过光透射性层3对未烧结硅粒子层2照射光，使构成未烧结硅粒子层2的硅粒子烧结，由此形成烧结硅粒子层5的工序。

本申请是申请日2013年3月29日，申请号201380018274.7 (PCT/JP2013/059629)，发明名称为“半导体层合体及其制造方法、半导体装置的制造方法、半导体装置、掺杂剂组合物、掺杂剂注入层和掺杂层的形成方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的第1方面涉及半导体层合体及其制造方法。

本发明的第2方面涉及半导体装置的制造方法。本发明的第2方面还涉及可使用本发明第2方面的制造半导体装置的方法得到的半导体装置。

本发明的第3方面涉及掺杂剂组合物、掺杂剂注入层和掺杂层的形成方法。本发明的第3方面还涉及使用本发明的第3方面的形成掺杂层的方法来制造半导体装置的方法。

背景技术

《本发明的第1方面》

在如薄膜晶体管(TFT)和太阳能电池这样的半导体装置的制造中，使用层合在硅基材等基材上的1或多层硅层。

具体来说，在薄膜晶体管的制造中，在基材上堆积非晶硅层，再将该非晶硅层通过激光等使其结晶，由此形成多晶硅层。

这种情况下，在非晶硅层结晶时，硅晶体异常生长，可能在多晶硅层的表面产生凸部。具体来说，如图3所示，在对非晶硅层(A30)进行光照射(A15)制造半导体层合体时(图3(a))，所得硅层具有由平坦部(A30a)突起的凸部(A30b)。这是由于，非晶硅层熔解后，在边形成晶体边凝固时，在三叉晶界(粒界三重点)处发生最终阶段的凝固，在该三叉晶界处发生凝固时，由于体积膨胀而产生凸部(A30b)。

在这样的表面凸部上面堆积绝缘层时，可能导致层间短路或层间泄漏，另外，在其上形成电极时，可能导致接触不良，因此优选除去。从而，为了除去这样的凸部，获得平坦的表面，有人提出了进行酸蚀刻、研磨等(专利文献1和2)。

还有人开发了以下方法：将含有硅粒子的硅粒子分散体应用于基材上，将经应用的分散体干燥，然后加热，由此形成硅粒子烧结而成的硅层(专利文献3-5)。

《本发明的第2方面》

在某种半导体装置，例如太阳能电池、特别是背接触太阳能电池和PERL太阳能电池(钝化发射极、背面局域扩散电池，Passivated Emiter, Rear Locally diffused cell)的制造中，将磷或硼这样的掺杂剂注入到半导体层或基材的被选择的区域，只在被选择的区域形成掺杂层。

例如在背接触太阳能电池的制造中，进行在背面侧的被选择的区域中形成p型和n型的掺杂层以及形成与这些掺杂层接触的各电极。

具体来说，如图11所示，背接触太阳能电池(B40)具有由n型(或p型或本征)半导体形成的半导体基材(B45)，在该半导体基材(B45)的受光面侧配置钝化层(B46)，且在半导体基材(B45)的背面侧配置背面侧电极(B42、B44)和钝化层(B48)。

背接触太阳能电池(B40)中还具有：与半导体基材(B45)的背面侧电极(B42、B44)接触的区域被选择性地高掺杂为n型或p型而成的掺杂层(背接触层)(B45a、B45b)，以及半导体基材(B45)的受光面侧被高掺杂为n型而成的掺杂层(B45c)。