专利名称：：半导体膜的制造方法和光敏元件的制造方法
技术领域：
：本发明涉及半导体膜的制造方法和光敏元件的制造方法，特别涉及具有利用催化线(触媒線)分解材料气体而形成半导体膜的工序的半导体膜的制造方法和光敏元件的制造方法。
背景技术：
：现有技术中，已知具有利用催化线分解材料气体而形成半导体膜的工序的半导体膜的制造方法。这样的半导体膜的制造方法例如公开在日本专利第3453214号公报中。上述专利第3453214号公报中，通过对催化体(催化线)供给电力，在被加热到材料气体的热分解温度以上的催化体上导入硅烷(SiH4)等硅化合物的气体(材料气体)和氢(H2)等其他物质的气体的混合气体，从而在硅化合物被分解的同时，在基板的表面上形成硅膜(半导体膜)。但是，在上述专利第3453214号公报中，并未公开在形成硅膜(半导体膜)时，开始向催化体(催化线)供给电力(开始加热)的定时和导入材料气体的定时。此外，一般地，开始加热的定时和导入材料气体的定时是同时的。在这样的情况下，因为从导入材料气体到材料气体的气氛的压力稳定为止需要一定的时间，所以在半导体膜的形成初期，在材料气体的气氛的压力不稳定的状态下形成半导体膜。在这样的情况下，在材料气体的气氛的压力不稳定的状态下形成的半导体膜存在膜质不稳定的问题。
发明内容本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的一个目的是提供能够抑制半导体膜的膜质不稳定的半导体膜的制造方法和光敏元件的制造方法。本发明的第一方面的半导体膜的制造方法包括导入半导体的材料气体的工序；将材料气体的气氛压力调压至规定的压力的工序；在气氛压力被调压至规定的压力之后，将催化线加热至规定的温度以上的工序；和利用已加热的催化线分解材料气体，形成半导体膜的工序。本发明的第二方面的光敏元件的制造方法包括导入半导体的材料气体的工序；将材料气体的气氛压力调压至规定的压力的工序；在气氛压力被调压至规定的压力之后，将催化线加热至规定的温度以上的工序；和利用加热的催化线分解材料气体，形成作为光电变换层起作用的半导体膜的工序。图1是在本发明中使用的催化线CVD装置的概略图。图2是表示依据本发明制造的薄膜类的光敏元件的截面图。图3是表示依据本发明制造的异质结型的光敏元件的截面图。具体实施例方式以下，根据附图对本发明的具体的实施方式进行说明。(第一实施方式)首先，参照图1，说明本发明的第一实施方式的半导体膜的制造中使用的催化线CVD装置的结构。如图1所示，催化线CVD装置包括反应室1、用于向反应室l内供给材料气体和调压气体的气体供给部2、与直流电源3连接的催化线4、排气阀5、用于设置形成半导体膜10的基底20的设置部6、和用于加热设置在设置部6上的基底20的加热器7。催化线4由钨(W)构成。此外，催化线4采用通过直流电源3通电而被加热的结构。此外，反应室1内的气体能够通过真空泵(未图示)排气，采用通过排气阀5开关排气通路的结构。接着，参照图1，说明本发明的第一实施方式的半导体膜的制造方法。并且，在第一实施方式中，以在基底20上形成作为半导体膜10的氢化的非晶硅膜为例进行说明。非晶硅膜的制造条件的一个例子如以下表1所示。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如表1所示，在形成非晶硅膜时，使用由具有约0.5mm的线径的钨构成的催化线4。在设置有该催化线4的催化线CVD装置的设置部6上设置有基底20。基底20例如是非晶硅膜、透光性导电膜或者单晶硅基板。在该状态下，开始非晶硅膜的成膜。第一实施方式的非晶硅膜的制造工艺如以下表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通过第一实施方式的半导体膜的制造方法形成非晶硅膜时，首先，如表1所示，在通过加热器7将基底20加热到约20(TC状态下，如表2所示，从气体供给部2向反应室1内导入由作为非晶硅膜(半导体膜10)的材料的SiH4构成的材料气体。由SiH4构成的材料气体被由H2构成的非材料气体稀释。如表1所示，SiH4和H2分别以流量为约500sccm和约1000sccm的条件被导入。之后，在本发明中，进行材料气体的调压。即如表1所示，以使压力成为约3Pa(SiH4的分压和H2的分压分别为约1Pa和约2Pa)的方式调整压力。之后，如表2所示，利用直流电源3进行向催化线4的通电，从而加热催化线4使得催化线4的温度成为约1700°C。然后，被加热到约1700。C的催化线4与反应室1内的由SiH4构成的材料气体接触。由此，通过被加热到约170(TC的催化线4分解SiH4，同时，分解种堆积在基底20上，在基底20上形成氢化的非晶硅膜(半导体膜10)。此外，如表2所示，在形成氢化的非晶硅膜之后，打开排气阀5，通过真空泵(未图示)对反应室1内进行排气。然后，在反应室1内的材料气体(SiH4)已实质上被排出之后，停止直流电源3向催化线4的通电。由此，在材料气体已实质上被排出的状态下，使催化线4的温度降低。这样，第一实施方式的非晶硅膜(半导体膜10)的成膜结束。在第一实施方式中，如上所述，在气氛的压力被调压至约3Pa之后，加热催化线4至约1700°C，通过加热后的催化线4分解由SiH4构成的材料气体，形成半导体膜10，从而能够在气氛的压力稳定的状态下开始半导体膜10的形成，所以能够抑制在气氛的压力不稳定的状态下形成半导体膜10。从而能够抑制半导体膜10的膜质不稳定。此外，通过利用由H2构成的非材料气体稀释由SiH4构成的材料气体，在调压成约3Pa的气氛压力(材料气体和非材料气体的合计压力)的情况下，能够使材料气体的分压较小，大约为1Pa。由此，与不通过非材料气体稀释材料气体的情况相比，能够使用较少的材料气体地将反应室1内调压成约3Pa。因为如果在已导入由SiH4构成的材料气体的状态下开始催化线4的加热，则直至催化线4的温度达到约HO(TC需要一定的时间，所以在刚刚开始催化线4的加热时，未达到约1700"C的催化线4与由SiH4构成的材料气体接触。这时，由SiH4构成的材料气体很容易滞留在没有被充分加热的状态(未达到约170(TC)下的催化线4上，因此存在在催化线4的表面上形成由钨(W)构成的催化线4和由SiH4构成的材料气体的化合物(硅化钨)的情况。在第一实施方式中，因为使用较少的量的由SiH4构成的材料气体，将反应室l内调压至约3Pa，所以相应于SiH4的量的减少，能够抑制在催化线4的表面上形成硅化物。由此，能够抑制由该化合物引起的催化线4的电阻率的变化，从而能够抑制催化线4的温度的控制变得困难。此外，在第一实施方式中，如上所述，在形成半导体膜10之后，进行材料气体的排气，在材料气体(SiH4)已实质上被排出之后，停止向被加热到约170(TC的催化线4的加热，由此能够抑制在催化线4的温度比约170(TC低的状态下的催化线4和SiH4的接触。由此，能够抑制在非晶硅膜(半导体膜10)的制造工艺结束时，由钨(W)构成的催化线4和由SiH4构成的材料气体的化合物(硅化钨)的形成。因此，与上述内容同样，能够抑制催化线4的温度的控制变得困难。(第二实施方式)在第二实施方式中，使用上述第一实施方式的半导体膜的制造方法，说明制造薄膜类的光敏元件100的例子。首先，参照图2，说明通过本发明的半导体膜的制造方法制造的薄膜类的光敏元件100的结构。如图2所示，光敏元件IOO包括基板101、表面电极层102、光电变换层103、和背面电极层104。基板101由具有绝缘性表面，并且具有透光性的玻璃构成。此外，在基板101的上面上形成有表面电极层102。该表面电极层102由具有导电性和透光性的氧化锡(Sn02)等的TCO(透光性导电膜)构成。此外，在表面电极层102的上面上形成有由pin型的非晶硅类半导体构成的光电变换层103。该由pin型的非晶硅类半导体构成的光电变换层103，由p型氢化非晶硅碳(a-SiC:H)层103a(以下称为p层103a)、i型氢化非晶硅(a-Si:H)层103b(以下称为i层103b)、和n型氢化非晶硅(a-Si:H)层103c(以下称为n层103c)构成。此外，在光电变换层103的上面上形成有背面电极层104。背面电极层104具有由一对ZnO层夹着银(Ag)层的表面和背面的结构。接着，说明图2所示的光敏元件100的制造工艺。作为光敏元件IOO的制造工艺，首先，在具有绝缘性表面的基板101的上面上，通过热CVD(ChemicalVaporDeposition:化学气相沉积)法形成由氧化锡构成的表面电极层102。接着，在表面电极层102的上面上，通过催化线CVD法依次形成P层(p型氢化非晶硅碳层)103a、i层(i型氢化非晶硅层)103b、和n层(n型氢化非晶硅层)103c，由此形成由非晶硅类半导体构成的光电变换层103。这时，在由透明导电膜构成的表面电极层102上形成p层(p型氢化非晶硅碳层)103a时，在p层103a上形成i层103b时，以及在i层103b上形成n层103c时，如上述第一实施方式那样，导入被氢(H2)稀释的材料气体，并且进行调压，之后通过加热催化线4(参照图1)，进行成膜。之后，在光电变换层103(n层103c)的上面上，通过溅射法形成由以银为主要成分的金属材料层(ZnO层(上层)/Ag层(中间层)/ZnO层(下层))构成的背面电极层104。这样，制造薄膜类的光敏元件100。在第二实施方式中，如上所述，使用上述第一实施方式的半导体膜的制造方法，形成光电变换层103，制造薄膜类的光敏元件100，由此，能够抑制光电变换层103的膜质变得不稳定。由此，能够制造具有稳定的性能的薄膜类的光敏元件100。(第三实施方式)在第三实施方式中，以使用上述第一实施方式的半导体膜的制造方法制造异质结型的光敏元件200为例进行说明。首先，参照图3，说明通过本发明的半导体膜的制造方法制造的异质结型的光敏元件200的结构。在第三实施方式的光敏装置200中，如图3所示，在n型单晶硅(c-Si)基板201的上面上，依次形成作为光电变换层起作用的非晶硅(a-Si)层202、表面电极层203。表面电极层203通过由ITO(氧化铟锡)构成的透明导电膜而形成。非晶硅层202由在n型单晶硅基板201的上面上形成的实质上本征的i型非晶硅层202a，和在i型非晶硅层202a上形成的、掺杂有硼(B)的p型非晶硅层202b构成。i型非晶硅层202a的厚度是i型非晶硅层202a作为光活性层实质上对发电没有贡献的、较小的厚度。此外，在n型单晶硅基板201的背面上，从靠近n型单晶硅基板201的背面的位置开始，依次形成作为光电变换层起作用的非晶硅层204和背面电极层205。背面电极层205通过由ITO构成的透明导电膜而形成。此外，非晶硅层204由在n型单晶硅基板201的背面上形成的实质上本征的i型非晶硅层204a，和在i型非晶硅层204a的背面上形成的、掺杂有磷(P)的n型非晶硅层204b构成。此外，i型非晶硅层204a的厚度是i型非晶硅层204a实质上对发电没有贡献的、很小的厚度。并且，通过i型非晶硅层204a、n型非晶硅层204b和背面电极层205，构成所谓的BSF(BackSurfaceField:背电场)结构。接着，参照图3说明光敏元件200的制造工艺。首先，在将洗净的n型单晶硅基板201设置在真空腔室(未图示)内之后，在200。C以下的温度条件下，通过加热n型单晶硅基板201，尽可能地除去附着在n型单晶硅基板201的表面的水分。由此，能够抑制附着在n型单晶硅基板201的表面的水分中的氧与硅结合而产生缺陷。接着，在将基板温度保持在17(TC的状态下，导入氢气(H2)，同时对n型单晶硅基板201的上面进行氢化处理。从而，n型单晶硅基板201的上面被清洁，同时氢原子吸附在n型单晶硅基板201的上面附近。通过该吸附的氢原子，n型单晶硅基板201的上面的缺陷被非活性化(终端)。之后，在n型单晶硅基板201的表面和背面上形成各层。具体的说，使用催化线CVD法，在n型单晶硅基板201的上面上形成i型非晶硅层202a。这时，如上述第一实施方式那样，导入被氢(H2)稀释的材料气体，并且进行调压，之后通过加热催化线4(参照图1)进行成膜。接着，使用催化线CVD法，在i型非晶硅层202a上形成掺杂有硼(B)的p型非晶硅层202b。这时，如上述第一实施方式那样，导入被氢(H2)稀释的材料气体，并且进行调压，之后加热催化线4(参照图1)进行成膜。接着，使用溅射法，在p型非晶硅层202b的上面上形成由ITO(氧化铟锡)构成的表面电极层203。接着，使用催化线CVD法，在n型单晶硅基板201的背面上形成i型非晶硅层204a。这时，如上述第一实施方式那样，导入被氢(H2)稀释的材料气体，并且进行调压，之后加热催化线4(参照图1)进行成膜。接着，使用催化线CVD法，在i型非晶硅层204a的背面上形成掺杂有磷(P)的n型非晶硅层204b。这时，如上述第一实施方式那样，导入被氢(H2)稀释的材料气体，并且进行调压，之后加热催化线4(参照图1)进行成膜。最后，使用溅射法，在n型非晶硅层204b的背面上形成由ITO构成的背面电极层205。这样，形成图3所示的异质结型的光敏装置200。在第三实施方式中，如上所述，通过使用上述第一实施方式的半导体膜的制造方法制造异质结型的光敏元件200，在利用催化线CVD法制造异质结型的光敏元件200的情况下，能够抑制非晶硅层202和204的膜质变得不稳定。由此，与上述第二实施方式同样，能够制造具有稳定的性能的异质结型的光敏元件200。并且，在本次公开的实施方式中，所有方面仅是例示，不应该理解为限定性的说明。本发明的范围并不是由上述实施方式的说明表示，而是由权利要求的范围表示，并且还包括与权利要求的范围等同的意义，和在范围内的所有变更。例如，在上述第一实施方式中，作为材料气体，举例使用硅烷(SiH4)气体，但是本发明并不局限于此，也能够使用乙硅烷(Si2H6)或者丙硅垸(Si3H8)等其他的硅烷类的气体，也可以使用SiF2或者SiH2F2等的氟化硅类的气体。此外，在上述的第一实施方式中，使用由钨(W)构成的催化线4，但是本发明并不局限于此，也可以使用由钽(Ta)等其他高熔点材料构成的催化线。在使用由钽构成的催化线的情况下，与使用由钨构成的催化线4的情况相比，能够抑制在催化线的表面上形成硅化物。此外，在上述第一实施方式中，表示了在基底20上根据表1所示的成膜条件形成作为半导体膜10的非晶硅膜的例子，但是本发明并不局限于此，通过变更成膜条件，也可以形成作为半导体膜IO的微晶硅和多晶硅等半导体膜。此外，在上述第一实施方式中，表示了使用氢气(H2)作为稀释材料气体的非材料气体的例子，但是本发明并不局限于此，作为非材料气体，也可以使用氩气(Ar)等稀有气体、氟气(F2)、氯气(Cl2)、氮气(N2)、二氧化碳(C02)气体或者甲烷(CH4)气体等。此外，在上述第一实施方式中，表示了进行调压，使得材料气体的分压为约lPa，非材料气体的分压为约2Pa，合计的压力为约3Pa的例子，但是本发明并不局限于此，进行调压时的压力也可以不是约3Pa。此外，优选材料气体的分压为约1Pa以下。此外，在上述第一实施方式中，表示了在进行排气时，利用真空泵对反应室1内的气体进行真空排气的例子，但是本发明并不局限于此，也可以在供给不包括SiH4等成膜种的气体(H2气、Ar气等)的同时进行排气。由此，能够使SiH4从反应室1排气的速度变大。此外，成膜后，只要将材料气体(SiH4)排出即可，其他的气体(H2气等)也可以残留在反应室l内。在残留有H2气的情况下，能够对在催化线4的表面上形成的化合物(硅化物)进行蚀刻并除去。此外，在上述第二和第三实施方式中，分别表示了制造薄膜类的光敏元件100和异质结型的光敏元件200的例子，但本发明并不局限于此，能够适用于具有使用催化线CVD法制造的半导体膜的全体光敏元件。此外，本发明并不周限于制造光敏元件的情况，能够适用于具有使用催化线CVD法制造的半导体膜的全体半导体元件。权利要求1.一种半导体膜的制造方法，其特征在于，包括导入半导体的材料气体的工序；将所述材料气体的气氛压力调压至规定的压力的工序；在所述气氛压力被调压至所述规定的压力之后，将催化线加热至规定的温度以上的工序；和利用加热的所述催化线分解所述材料气体，形成半导体膜的工序。2.根据权利要求1所述的半导体膜的制造方法，其特征在于利用非材料气体稀释所述材料气体。3.根据权利要求2所述的半导体膜的制造方法，其特征在于所述材料气体包括硅垸类气体，所述非材料气体包括氢气。4.根据权利要求1所述的半导体膜的制造方法，其特征在于，还包括在形成所述半导体膜之后，对所述材料气体进行排气的工序；和在所述材料气体已实质上被排出之后，停止对被加热到所述规定的温度以上的催化线的加热的工序。5.根据权利要求l所述的半导体膜的制造方法，其特征在于所述半导体膜包括非晶硅膜。6.根据权利要求1所述的半导体膜的制造方法，其特征在于所述材料气体包括硅烷气体，所述规定的温度为170(TC以上。7.根据权利要求1所述的半导体膜的制造方法，其特征在于所述催化线由钩构成。8.根据权利要求1所述的半导体膜的制造方法，其特征在于形成所述半导体膜的工序包括通过在基底上堆积所述被分解的材料气体，在所述基底上形成所述半导体膜的工序。9.根据权利要求8所述的半导体膜的制造方法，其特征在于所述基底包括非晶硅膜、透光性导电膜或单晶硅基板。10.—种光敏元件的制造方法，其特征在于，包括导入半导体的材料气体的工序；将所述材料气体的气氛压力调压至规定的压力的工序；在所述气氛压力被调压至所述规定的压力之后，将催化线加热至规定的温度以上的工序；和利用加热的所述催化线分解所述材料气体，形成作为光电变换层起作用的半导体膜的工序。11.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于利用非材料气体稀释所述材料气体。12.根据权利要求ll所述的光敏元件的制造方法，其特征在于所述材料气体包括硅烷类气体，所述非材料气体包括氢气。13.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于，还包括在形成所述半导体膜之后，对所述材料气体进行排气的工序；和在所述材料气体已实质上被排出之后，停止对被加热到所述规定的温度以上的催化线的加热的工序。14.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于所述半导体膜包括非晶硅膜。15.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于所述材料气体包括硅垸气体，所述规定的温度为170(TC以上。16.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于所述催化线由钨构成。17.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于形成所述半导体膜的工序包括通过在基底上堆积所述被分解的材料气体，在所述基底上形成所述半导体膜的工序。18.根据权利要求17所述的光敏元件的制造方法，其特征在于所述基底包括非晶硅膜、透光性导电膜或单晶硅基板。全文摘要本发明提供一种能够抑制半导体膜的膜质不稳定的半导体膜的制造方法和光敏元件的制造方法。该半导体膜的制造方法包括导入半导体的材料气体的工序；将材料气体的气氛压力调压至规定的压力的工序；在气氛压力被调压至规定的压力之后，将催化线加热至规定的温度以上的工序；和通过加热的催化线分解材料气体，形成半导体膜的工序。文档编号C23C16/44GK101290878SQ20081009253公开日2008年10月22日申请日期2008年4月18日优先权日2007年4月20日发明者寺川朗,浅海利夫申请人:三洋电机株式会社