半导体层叠体、半导体装置，以及它们的制造方法

半导体层叠体、半导体装置，以及它们的制造方法
【专利摘要】提供半导体装置的制造方法。另外，能使用该方法获得的半导体装置，以及能够用于该方法的分散体。制造半导体装置（500a）的本发明的方法包含下述工序（a）～（c），且第1掺杂剂注入层（52）的晶体取向与由半导体元素形成的半导体层或基材（10）的晶体取向相同：（a）对层或基材的特定部位适用含有经过掺杂的粒子的分散体，和（b）将适用的分散体干燥，形成未烧结掺杂剂注入层，以及（c）通过对未烧结掺杂剂注入层进行光照射，对层或基材的特定部位通过p型或n型掺杂剂进行掺杂，同时使未烧结掺杂剂注入层烧结，形成与层或基材一体化的掺杂剂注入层。
【专利说明】半导体层叠体、半导体装置，以及它们的制造方法
[0001]本申请是申请日为2013年8月9日、申请号为“201180067200.3”、发明名称为“半导体层叠体、半导体装置，以及它们的制造方法”的申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及半导体层叠体、半导体装置，以及它们的制造方法。
【背景技术】
[0003]《《第I本发明的【背景技术】》》
在某种半导体装置的制造中，进行将磷或硼这样的掺杂剂注入到半导体层或基材的选择区域中，在选择区域形成掺杂层。
[0004]特别是在某种太阳能电池的制造中，进行将掺杂剂注入到半导体层或基材的选择区域中，在选择区域形成掺杂层。
[0005]作为这样的掺杂层在比较窄的区域形成的太阳能电池，可以列举出选择性(选择)发射极型太阳能电池，以及背接触型太阳能电池。另外，作为这样的掺杂层在比较宽的区域形成的太阳能电池，可以列举出具有背面电场(BSF:Back Surface Field)层和/或表面电场(FSF:Front Surface Field)层的太阳能电池。
[0006]〈具有背面电场层的选择性发射极型太阳能电池〉
具有背面电场层的选择性发射极型太阳能电池，例如专利文献I所示的电池。
[0007]例如具体而言，具有背面电场层的选择性发射极型太阳能电池(500)，如图7所示，具有包含η型半导体层(12、12a)和p型半导体层(14、14a)的半导体基材(10),在半导体基材(10)的受光面侧表面配置有受光面侧电极(22)以及保护层(24)，且在半导体基材(10)的背面侧表面配置有背面侧电极(32)以及保护层(34)。
[0008]另外，该太阳能电池具有:与η型半导体层(12、12a)中的电极(22)接触的部位被选择性地高掺杂而成的选择性发射极层(12a)，以及P型半导体层(14、14a)中的背面侧被高掺杂而成的背面电场层(14a)。
[0009]这样的太阳能电池通过具有选择性发射极层(12a)，可以防止由于受光面侧的掺杂剂的浓度高而产生的问题，即例如由于高掺杂剂浓度层而导致的在受光侧表面的反射增加等问题，并且可以达成由于与电极接触的部位中掺杂剂的浓度高而带来的好处，即例如实现电极与半导体层之间的欧姆接触。
[0010]另外，这样的太阳能电池(500)通过具有背面电场层(14a)，可以降低由于背面侧表面附近的缺陷而导致的载流子的再结合损失。
[0011]这里，这样的背面电场层所带来的再结合抑制效果如下述这样产生。
[0012]即，通过P型半导体层(14、14a)中的受光面侧的光吸收，产生正孔与电子时，正孔实质上移动到等电位的背面侧电极(32)，另外电子到达η型半导体层与P型半导体层之间的空乏层，由于该空乏层中的电位差而流向η型半导体层侧，可以产生电动势。
[0013]而与此相对，通过P型半导体层(14、14a)中的背面侧的光吸收，产生正孔和电子时，电子无法到达空乏层，被背面表面附近的缺陷捕获，由此有时与正孔再结合。然而，在背面侧中产生正孔和电子时，若有背面电场层(14a)，则由于在P型半导体层(14、14a)中的较低掺杂的受光面侧(14)与较高掺杂的背面侧(14a)之间产生的电场(障壁)，电子被反弹，由此电子到达η型半导体层与P型半导体层之间的空乏层，由于该空乏层中的电位差而流向η型半导体层侧，也可以产生电动势。另外，正孔由于背面电场层(14a)所产生的电场而被促进向背面侧电极(32 )移动。
[0014]需要说明的是，图7中，为了发电对太阳能电池(500)照射的光用箭头100表示。另外，选择性发射极层(12a)以及背面电场层(14a)中的掺杂剂浓度，例如为约I?2X 1021atom/cm3 的量。
[0015]〈具有表面电场层的背接触型太阳能电池〉
具有表面电场层的背接触型太阳能电池例如为专利文献2以及3中所述的电池。
[0016]例如具体而言，具有表面电场层的背接触型太阳能电池(600)如图8所示，具有由η型(或P型或者真性)半导体形成的半导体基材(10)，在半导体基材(10)的受光面侧表面配置有保护层(24)，且在半导体基材(10)的背面侧表面配置有背面侧电极(22、32)以及保护层(34)。
[0017]另外，该太阳能电池具有:与由η型半导体形成的半导体基材(10)中的电极(32、34)接触的部位被选择性地进行η型或P型高掺杂而成的背接触层(12a、14a)，以及半导体基材(10)中的受光面侧被η型高掺杂而成的表面电场层(12b)。
[0018]这样的太阳能电池(600)中，在背面侧中，高浓度η掺杂而成的η型背接触层(12a)与高浓度P掺杂而成的P型背接触层(14a)交互配置。其它部分为真性半导体区域、低浓度P或者η掺杂而成的区域、或形成P-η接合的区域，通过对该区域照射光而产生电动势。由此产生的电动势通过η型背接触层(12a)和P型背接触层(14a)而从电极取出。
[0019]这样的太阳能电池(600)中，通过设置高浓度P或η掺杂而成的区域，可以将由于接触电阻而导致的电动势损失抑制在较低水平，取出电力。
[0020]另外，对于这样的太阳能电池(600)，具有表面电场层的太阳能电池(600)，通过在受光面侧中具有高浓度η掺杂而成的层(12b)，可以降低由于受光面侧表面附近的缺陷而导致的载流子的再结合损失。
[0021]这里，通过这样的表面电场层而带来的再结合抑制效果如下述这样产生。
[0022]S卩，通过在半导体基材(10)中的电极(22、32)侧的光吸收而产生正孔和电子时，正孔和电子的至少一者到达高浓度P掺杂的部位(14a)与高浓度η掺杂的部位(12a)之间的空乏层，由于该空乏层中的电位差，正孔流向高浓度P掺杂的部位(14a)侧，且/或电子流向高浓度η掺杂的部位(12a)侧，可以产生电动势。
[0023]与此相对，通过在半导体基材(10)中的受光面侧的光吸收而产生正孔和电子时，正孔和电子无法到达空乏层，被受光面侧表面附近的缺陷捕获，由此有时再结合。然而，受光面侧中产生电子和正孔时，若有表面电场层(12b),则在由η型半导体形成的半导体基材
(10)中的较低掺杂的电极侧与较高掺杂的表面侧(12b)之间产生电场(障壁)，由于该电场正孔被反弹，由此正孔到达高浓度P掺杂的部位(14a)与高浓度η掺杂的部位(12a)之间的空乏层，由于该空乏层中的电位差，流向P型半导体层侧，也可以产生电动势。
[0024]需要说明的是，图8中，为了发电而对太阳能电池(600)照射的光以箭头100表示。[0025]另外，某种晶体管的制造中，进行将掺杂剂注入到半导体层或基材的选择区域中，在选择区域形成掺杂层。
[0026]作为这样的晶体管，可以列举出场效应晶体管(FET:Field Effect Transistor)。
[0027]具体而言，例如，场效应晶体管(F700)如图71所示，具有基材(F72)、半导体层(F78)、栅绝缘膜(F73)、栅电极(F74)、源电极(F75)以及漏电极(F76)，在源电极以及漏电极与半导体层接触的部位中，半导体层(F78)具有η型或P型掺杂而成的掺杂区域(F78b)。对于这样的场效应晶体管，通过该掺杂区域，半导体基板与电极之间的欧姆接触被促进。
[0028]为了如上述那样在选择区域形成掺杂层，已知有通常使掺杂剂源与层或基材接触，进行热或激光照射，将掺杂剂注入到层或基材的方法。作为这里所使用的掺杂剂源，已知使用硼娃酸盐玻璃或磷玻璃(专利文献3)、含有无机掺杂剂的液体(专利文献4)、或含有娃和/或错的纳米粒子的墨(专利文献5以及6)。
[0029]《《第2本发明的【背景技术】》》
半导体硅膜，例如非晶硅膜以及聚硅膜等用于半导体装置、例如薄膜晶体管(TFT)以及薄膜型太阳能电池。
[0030]将这样的半导体硅膜在半导体装置中使用时，进行将半导体硅膜通过溅射这样的物理气相沉积(PVD)、等离子体化学气相沉积这样的化学气相沉积(CVD)等真空步骤在基材整个面上形成。另外，半导体硅膜需要具有所希望的图案、例如电路图案时，将形成于基材整个面上的半导体硅膜的不要部分通过光刻等除去，从而提供具有所希望的图案的半导体娃膜。
[0031]然而，这些以往的方法存在如下问题:需要大型装置、消耗大量的能量、由于步骤温度为高温(超过250°C)导致每个步骤的冷却需要很多时间、由于原料为气体而难以操作、产生大量废弃物等问题，因而成为复杂且高成本的方法。另外特别是在半导体硅膜需要具有所希望的图案的情况下，由于将形成于基材整个面上的半导体硅膜的不要部分除去，还存在原料的使用效率差(低于5%)的问题。
[0032]关于上述这样的问题，近年来研究了通过液相法形成半导体膜。
[0033]关于此，专利文献6中提出了使用含有硅粒子的分散体形成半导体硅膜。这里，该专利文献6中，提出了对由硅粒子形成的干燥硅粒子膜照射激光，使硅粒子烧结。
[0034]另外，液相法中，还研究了利用将半导体硅膜的所希望的图案直接在基材上描绘的直接描绘技术。作为直接描绘技术，可以列举出将含有半导体硅膜的构成材料的原料液进行涂布印刷的印刷法，例如喷墨印刷法、网版印刷法等。
[0035]这样的印刷法中，不需要真空步骤，另外由于可以直接通过描绘进行图案形成，因而可以简易且低成本地制造半导体装置。
[0036]《《第3本发明的【背景技术】》》
如关于第2本发明的【背景技术】的记载所述，近年来作为形成半导体膜的方法，研究了液相法，特别是作为在比较低的温度下形成用于薄膜晶体管等的半导体膜的方法，研究了液相法。
[0037]液相法中，通常可以将步骤总体在比较低的温度、例如聚合物材料的玻璃化转变温度以下的温度下进行。在这样的低温步骤中，将廉价的通用聚合物材料用于半导体膜的基材中成为可能。由此还可以期待半导体装置的大面积化、柔性化、轻量化、低成本化。另夕卜，在这样的低温步骤中，由于不需要每个步骤的冷却，因而可以缩短步骤时间。
[0038]关于通过这样的液相法制造半导体膜，研究了使用有机半导体材料。
[0039]然而，有机半导体膜，与硅半导体膜相比，载流子迁移率这样的性能，以及在大气中的稳定性这样的耐久性不充分，因此现状是用途被限定，同时难以制品化。
[0040]另外，关于使用液相法的半导体膜的制造，还研究了使用无机化合物半导体材料。
[0041]关于此，例如在专利文献7中，公开了使用纳米粒子分散液，成膜InGaZnO4膜的方法。专利文献7中，将在室温下干燥了的InGaZnO4膜通过紫外线(UV)臭氧清洁进行前处理，然后在之后，通过KrF准分子激光(波长:248nm)进行照射，由此成膜比较均匀的InGaZnO4的晶体膜。专利文献7中，通过这样的方法制作载流子迁移率1.2cm2/V s的薄膜晶体管。
[0042]然而，InGaZnO4等无机化合物半导体材料，由于原材料获得的问题，与硅半导体相比为非常高价，作为一般的TFT材料不实用。
[0043]另外，关于使用液相法制造半导体膜，研究了使用有机硅化合物溶液、例如含有氢化环状硅烷化合物的硅溶液来制造半导体聚硅膜。
[0044]关于此，例如专利文献8以及9中，使用含有高分子量的低挥发性聚硅烷化合物的有机硅化合物溶液。这里，该低挥发性聚硅烷化合物以环戊硅烷为前体得到。
[0045]然而，有机硅化合物溶液中，为了降低爆炸性，有时需要脱氢退火处理(400?5000C )，因此难以使步骤总体低温化。
[0046]另外，专利文献6中，提出了使用含有硅粒子的分散体形成半导体硅膜。
[0047]关于液相法的使用，研究了利用将半导体硅膜的所希望的图案直接在基材上描绘的直接描绘技术。作为直接描绘技术，可以列举出，将含有半导体硅膜的构成材料的原料液进行涂布印刷的印刷法，例如喷墨印刷法、网版印刷法等。
[0048]这样的印刷法中，不需要真空步骤，另外由于可以直接通过描绘进行图案形成，因而可以简易且低成本地制造半导体装置。
[0049]需要说明的是，作为硅膜，提出了具有各种形态的膜，例如专利文献10中，提出了通过气相法制造柱状的结晶粒在短轴方向邻接而成的半导体硅膜的方法。
[0050]《《第4本发明的【背景技术】》》
薄膜晶体管(TFT)以及太阳能电池这样的半导体装置的制造中，使用在硅基材等的基材上层叠的I层或多层的娃层。
[0051]具体而言，薄膜晶体管的制造中，在基材上堆积非晶硅层，然后将该非晶硅层通过激光等结晶化，由此形成聚硅层。
[0052]这种情况下，非晶硅层的结晶化时，有时硅晶体异常生长，在聚硅层的表面产生凸部。这样的表面的凸部，在其上堆积绝缘层时，有时引起层间短路、层间泄漏，另外在其上形成电极时，有时引起接触不良，因而优选将其除去。因此，为了将这样的凸部除去得到平坦表面，提出了进行利用酸的蚀刻、研磨等(专利文献11以及12)。
[0053]另外，关于如选择性发射极型或背接触型太阳能电池这样的在选择区域具有掺杂层的半导体装置的制造，研究了将含有掺杂硅粒子的硅粒子分散体适用于基材，将适用的分散体干燥，然后加热，由此形成掺杂的硅粒子烧结而成的硅层、即掺杂剂注入层的方法(专利文献5、6以及13)。
[0054]这样的硅层，优选如上述那样具有平坦表面，但使硅粒子烧结而得到的硅层通常在表面具有比较大的凸部。
[0055]《《第5本发明的【背景技术】》》
如关于第2本发明的【背景技术】的记载，近年来，作为形成半导体膜的方法，研究了液相法，特别是作为以低成本且简便的步骤形成用于薄膜晶体管等的半导体膜的方法，研究了液相法。
[0056]液相法中通常使用可以涂布的半导体材料，因而不需要以往所需要的大型装置，另外通过喷墨等的应用可以提高原料使用效率，实现低成本化以及步骤的简便化。
[0057]关于通过这样的液相法制造半导体膜，研究了使用有机半导体材料。然而，有机半导体膜，与硅半导体膜相比，载流子迁移率这样的性能，以及在大气中的稳定性这样的耐久性不充分，因此现状是用途被限定，并且难以制品化。
[0058]另外，关于通过这样的液相法制造半导体膜，专利文献6中提出了使用含有硅粒子的分散体形成半导体硅膜。
[0059]液相法中，还研究了利用将半导体硅膜的所希望的图案直接在基材上描绘的直接描绘技术。作为直接描绘技术，可以列举出将含有半导体硅膜的构成材料的原料液涂布印刷的印刷法，例如喷墨印刷法、网版印刷法等。
[0060]这样的印刷法中，不需要真空步骤，另外由于可以通过直接描绘进行图案形成，因而可以简易且低成本地制造半导体装置。
[0061]《《第6本发明的【背景技术】》》
如关于第2本发明的【背景技术】的记载那样，近年来作为形成半导体膜的方法，研究了液相法，特别是作为在比较低的温度下形成用于薄膜晶体管等的半导体膜的方法，研究了液相法。
[0062]液相法中，通常可以将步骤总体在比较低的温度、例如在聚合物材料的玻璃化转变温度以下的温度下进行。这样的低温步骤中，将廉价的通用聚合物材料用于半导体膜的基材中成为可能，由此还可以期待半导体装置的大面积化、柔性化、轻量化、低成本化。另夕卜，在这样的低温步骤中，由于不需要每个步骤的冷却，因而可以缩短步骤时间。
[0063]关于利用这样的液相法的半导体膜的制造，研究了使用有机半导体材料。
[0064]然而，有机半导体膜，与硅半导体膜相比，载流子迁移率这样的性能，以及在大气中的稳定性这样的耐久性不充分，因此现状是用途被限定，同时难以制品化。
[0065]另外，关于使用液相法的半导体膜的制造，还研究了使用无机化合物半导体材料。
[0066]关于此，例如专利文献7中公开了使用纳米粒子分散液，成膜InGaZnO4膜的方法。专利文献7中，将在室温下干燥了的InGaZnO4膜进行通过紫外线(UV)臭氧清洁的前处理，然后在之后，通过照射KrF准分子激光(波长:248nm)，成膜比较均匀的InGaZnO4的晶体膜。专利文献7中，通过这样的方法制作载流子迁移率1.2cm2/V s的薄膜晶体管。
[0067]然而，InGaZnO4等无机化合物半导体材料，由于原材料获得的问题，与娃半导体相t匕，为非常高价，作为一般的TFT材料不实用。
[0068]另外，关于使用液相法的半导体膜的制造，还研究了使用有机硅化合物溶液、例如含有氢化环状硅烷化合物的硅溶液制造半导体聚硅膜。
[0069]关于此，例如专利文献8和9中使用含有高分子量的低挥发性聚硅烷化合物的有机硅化合物溶液。这里，该低挥发性聚硅烷化合物以环戊硅烷为前体而得到。[0070]然而，对于有机硅化合物溶液，为了降低爆炸性，有时需要进行脱氢退火处理(400?500°C)，因此难以使步骤总体低温化。
[0071]另外，专利文献6中提出了使用含有硅粒子的分散体形成半导体硅膜。
[0072]关于液相法的使用，还研究了利用将半导体硅膜的所希望的图案直接在基材上描绘的直接描绘技术。作为直接描绘技术，可以列举出将含有半导体硅膜的构成材料的原料液涂布印刷的印刷法，例如喷墨印刷法、网版印刷法等。
[0073]这样的印刷法中，不需要真空步骤，另外由于可以通过直接描绘进行图案形成，因而可以简易且低成本地制造半导体装置。
[0074]需要说明的是，某种半导体装置的制造中，进行将磷或硼这样的掺杂剂注入到半导体层或基板的选择区域中，在选择区域形成扩撒区域。特别是在某种太阳能电池以及晶体管的制造中，进行将掺杂剂注入到半导体层或基板的选择区域中，在选择区域形成扩撒区域或掺杂区域(专利文献3?6)。
[0075]现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本特开2010-186900 专利文献2:日本特表2009-521805 专利文献3:日本特开2010-262979 专利文献4:日本特开平07-297429 专利文献5:日本特表2010-519731 专利文献6:日本特表2010-514585 专利文献7:日本特开2009-147192号公报
专利文献8:日本特开2004-87546号公报(对应日本特许4016419号)
专利文献9:日本特表2010-506001号公报 专利文献10:日本特开2002-270511号公报 专利文献11:日本特开平2-163935号公报 专利文献12:日本特开2006-261681号公报 专利文献13:美国专利第7，704，866号说明书。

【发明内容】

[0076]发明要解决的问题 《《第I本发明的课题》》
已知如上述那样，为了在选择区域形成掺杂层(也称为“扩撒区域”)，使用各种掺杂剂源。
[0077]然而，在以往的方法中，存在如下问题:为了在选择区域适用掺杂剂源，需要光刻工序，需要在掺杂剂注入后除去掺杂剂源的工序，由于通过扩撒形成掺杂层，因而难以调节深度方向的掺杂浓度等。
[0078]而与此相对，本发明中，提供不存在上述问题的半导体装置的制造方法。另外本发明提供通过本发明的方法得到的半导体装置，以及能够用于本发明的方法的分散体。
[0079]《《第2本发明的课题》》 如专利文献6中所记载，提出了将由硅粒子形成的干燥硅粒子膜用激光照射，使硅粒子烧结。这种情况下，可以在比较低的温度下实现硅粒子烧结，但根据用途，所得的半导体膜的特性存在改善的余地。
[0080]另外，还已知加热由硅粒子形成的干燥硅粒子膜，使硅粒子烧结。然而，这种情况下，根据用途，所得的半导体膜的特性也存在改善的余地。另外这种情况下，有由于加热而基板和其它层的性能劣化的可能。
[0081]因此，本发明的目的在于，由硅粒子提供具有优异的半导体特性的硅半导体膜，特别是不使用在比较高的温度下的热处理，而由硅粒子提供具有优异的半导体特性的硅半导体膜。
[0082]《《第3本发明的课题》》
本发明的目的在于，提供新型的半导体硅膜和具有这样半导体硅膜的半导体装置，以及它们的制造方法。
[0083]《《第4本发明的课题》》
如上述那样，在半导体装置的制造中，需要具有平坦表面的硅层。
[0084]因此，本发明提供在基材上形成有具有平坦表面的硅层的半导体层叠体，以及这样的半导体层叠体的制造方法。
[0085]《《第5本发明的课题》》
本发明的目的在于，提供在较低温度下有效地制造半导体硅膜的方法。更具体而言，本发明的目的在于，不需要高价且多消耗能量型的大型装置，制造具有连续性高的半导体硅膜的半导体层叠体的方法。
[0086]另外，本发明的目的在于，提供具有连续性高的半导体硅膜的半导体层叠体，以及具有这样的半导体层叠体的半导体装置。
[0087]本发明的其它目的由本申请的说明书以及权利要求书的记载可以知道。
[0088]《《第6本发明的课题》》
本发明的目的在于，提供在较低温度中有效地制造半导体硅膜的方法。更具体而言，本发明的目的在于，提供不需要高价且多消耗能量型的大型装置，可以在塑料基板等耐热性比较低的基板上形成半导体膜的半导体层叠体的制造方法。
[0089]另外，本发明的目的在于，提供具有包含聚合物材料的基材、以及层叠于该基材上的半导体硅膜的半导体层叠体。
[0090]进一步地，本发明的目的在于，提供不使用光刻工序，可以在选择区域形成扩撒区域的半导体层叠体的制造方法。
[0091]本发明的其它目的由本申请的说明书以及权利要求书的记载可知。
[0092]解决问题的技术手段 《《第I本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述〈Al〉?〈A29〉的第I本发明。
[0093]〈Al〉半导体装置的制造方法，所述半导体装置具有由半导体元素形成的半导体层或基材，以及上述半导体层或基材上的第I掺杂剂注入层，
半导体装置的制造方法包含下述工序(a)?(c),且
第I掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同，且/或上述掺杂剂的浓度，在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.1 μ m深度中为I X 1020atoms/cm3以上，且在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.3μπι深度中，其浓度为深度0.1 μπ!的1/10以下；
工序(a)~(c):
(a)对上述半导体层或基材的第I部位适用含有第I粒子的第I分散体，这里，上述第I粒子本质上由与上述半导体层或基材相同的元素形成，且通过P型或η型掺杂剂进行了掺杂；
(b)将适用的上述第I分散体干燥，形成第I未烧结掺杂剂注入层；以及
(c)通过对上述第I未烧结掺杂剂注入层进行光照射，将上述半导体层或基材的上述第I部位通过上述P型或η型掺杂剂进行掺杂，同时使上述第I未烧结掺杂剂注入层烧结，形成与上述半导体层或基材一体化的第I掺杂剂注入层。
[0094](Α2)根据上述〈Al〉项所述的方法，其中，上述第I掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同。
[0095]〈A3〉根据上述〈Al〉项所述的方法，其中，上述掺杂剂的浓度，在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.1 μ m深度中为lX102°atomS/Cm3以上，且在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.3μπι深度中，其浓度为深度0.Ιμπ!的1/10以下。
[0096](Α4)根据上述〈Al〉~〈A3〉项中任一项所述的方法，其中，进一步包含下述工序(a，)~(c，)，且
第2掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同，且/或掺杂剂的浓度，在从上述第2掺杂剂注入`层的表面到0.1 μ m的深度中为I X 102°atomS/Cm3以上，且在从上述第2掺杂剂注入层的表面到0.3 μ m的深度中，其浓度为深度0.1 μ π!的1/10以下、
工序(a，)~(C，):
(a’)与工序(a)同时、在工序(a)和(b)之间、或在工序(b)和(C)之间，对上述半导体层或基材的第2部位适用含有第2粒子的第2分散体，这里，上述第2粒子本质上由与上述半导体层或基材相同的元素形成，且通过与上述第I粒子的掺杂剂不同类型的的掺杂剂进行了掺杂；
(b’)与工序(b)同时或与工序(b)分开地，将适用的上述第2分散体干燥，形成第2未烧结掺杂剂注入层；以及
(c’)与工序(c)同时或与工序(c)分开地，通过对上述第2未烧结掺杂剂注入层进行光照射，将上述半导体层或基材的上述第2部位通过P型或η型掺杂剂进行掺杂，同时使上述第2未烧结掺杂剂注入层烧结，形成与上述半导体层或基材一体化的第2掺杂剂注入层。
[0097](Α5)根据上述〈Al〉~〈A3〉项中任一项所述的方法，其中，在工序(C)之后，进一步包含下述工序(a”)~(c”)，且
上述第2掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同，且/或掺杂剂的浓度，在从上述第2掺杂剂注入层的表面到0.1 μ m的深度中为I X 102°atomS/Cm3以上，且在从上述第2掺杂剂注入层的表面到0.3 μ m的深度中，其浓度为深度0.1 μ π!的1/10以下；
工序(a”)~(c”): (a”)对上述半导体层或基材的第2部位适用含有第2粒子的第2分散体，这里，上述第2粒子本质上由与上述半导体层或基材相同的元素形成，且通过与上述第I粒子的掺杂剂不同类型的的掺杂剂进行了掺杂；
(b”)将适用的上述第2分散体干燥，形成第2未烧结掺杂剂注入层；以及(c”)通过对上述第2未烧结掺杂剂注入层进行光照射，将上述半导体层或基材的上述第2选择部位通过P型或η型掺杂剂进行掺杂，同时使第2未烧结掺杂剂注入层烧结，形成与上述半导体层或基材一体化的第2掺杂剂注入层。
[0098](Α6)根据上述〈Al〉?〈Α5〉项中任一项所述的方法，其中，上述半导体元素为硅、锗或它们的组合。
[0099](Α7)根据上述〈Al〉?〈Α6〉项中任一项所述的方法，其中，通过印刷法或旋转涂布法进行上述分散体的适用。
[0100]〈AS〉根据上述〈Al〉?〈Α7〉项中任一项所述的方法，其中，上述粒子的结晶度为40%以下。
[0101]〈Α9〉根据上述〈Al〉?〈AS〉项中任一项所述的方法，其中，上述粒子的平均一次粒径为30nm以下。
[0102]〈A10〉根据上述〈Al〉?〈A9〉项中任一项所述的方法，其中，上述掺杂剂选自B、A1、Ga、In、T1、P、As、Sb、或它们的组合。
[0103](All)根据上述〈Al〉?〈A10〉项中任一项所述的方法，其中，上述粒子含有I X 102Clatoms/cm3以上的上述掺杂剂。
[0104]〈A12〉根据上述〈Al〉?〈All〉项中任一项所述的方法，其中，进一步包含在上述掺杂剂注入层上形成电极。
[0105]〈A13〉根据上述〈Al〉?〈A12〉项中任一项所述的方法，其中，上述半导体装置为太阳能电池。
[0106](A14)根据上述〈A13〉项所述的方法，其中，上述掺杂剂注入层用于形成选择性发射极型太阳能电池的选择性发射极层、或背接触型太阳能电池的背接触层。
[0107](A15)根据上述〈A13〉或〈A14〉项所述的方法，其中，上述掺杂剂注入层用于形成背面电场层或表面电场层。
[0108]〈A16〉根据上述〈Al〉?〈A15〉项中任一项所述的方法，其中，上述半导体装置为薄
膜晶体管。
[0109](A17)半导体装置，其在由半导体元素形成的层或基材的第I部位，配置有第I粒子烧结而形成的第I掺杂剂注入层；
上述第I粒子本质上由与上述半导体层或基材相同的元素形成，且通过P型或η型掺杂剂进行了掺杂，
上述第I掺杂剂注入层与上述半导体层或基材一体化，且
上述第I掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同，且/或上述掺杂剂的浓度，在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.1ym深度中为I X 102°atomS/cm3以上，且在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.3 μ m深度中，其浓度为深度0.1 μ m的1/10以下。
[0110](A18)根据上述〈A17〉项所述的半导体装置，其中，上述第I掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同。
[0111](A19)根据上述〈A17〉项所述的半导体装置，其中，上述掺杂剂的浓度，在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.1ym深度中为I X 102°atoms/Cm3以上，且在从上述第I掺杂剂注入层的表面到0.3μπι深度中，其浓度为深度0.Ιμπι的1/10以下。
[0112](Α20)上述〈Α17〉?〈Α19〉项中任一项所述的半导体装置，其中，在上述半导体层或基材的第2部位配置有第2粒子烧结而形成的第2掺杂剂注入层，
上述第2粒子本质上由与上述半导体层或基材相同的元素形成，且通过与上述第I粒子的掺杂剂不同类型的的掺杂剂进行了掺杂，
上述第2掺杂剂注入层与上述半导体层或基材一体化，且
上述第2掺杂剂注入层的晶体取向与上述半导体层或基材的晶体取向相同，且/或上述掺杂剂的浓度，在从上述第2掺杂剂注入层的表面到0.1 μ m的深度中为IX 102°atoms/cm3以上，且在从上述第2掺杂剂注入层的表面到0.3 μ m的深度中，其浓度为深度0.1 μ m的1/10以下。
[0113](A21)根据上述〈A17〉?〈A20〉项中任一项所述的半导体装置，其中，上述半导体元素为娃、锗或它们的组合。
[0114](A22)根据上述〈A17〉?〈A21〉项中任一项所述的半导体装置，其中，在上述掺杂剂注入层上形成有电极。
[0115](A23)根据上述〈A17〉?〈A22〉项中任一项所述的半导体装置，其为太阳能电池。
[0116](A24)根据上述〈A23〉项所述的半导体装置，其中，上述掺杂剂注入层用于形成选择性发射极型太阳能电池的选择性发射极层、或背接触型太阳能电池的背接触层。
[0117](A25)根据上述〈A23〉或〈A24〉项所述的半导体装置，其中，上述掺杂剂注入层用于形成背面电场层或表面电场层。
[0118](A26)根据上述〈A17〉?〈A22〉项中任一项所述的半导体装置，其为薄膜晶体管。
[0119](A27)分散体，其为含有粒子而成的分散体，上述粒子的结晶度为40%以下且本质上由经过η或P掺杂的半导体元素形成。
[0120](Α28)分散体，其为含有粒子而成的分散体，上述粒子的平均一次粒径为30nm以下且本质上由经过η或P掺杂的半导体元素形成。
[0121](Α29)上述〈Α27〉或〈Α28〉项所述的分散体，其中，上述半导体元素为硅、锗或它们的组合。
[0122]《《第2本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述的〈BI〉?〈Β15〉的第2本发明。
[0123]〈BI〉未烧结娃粒子膜,其由相互未烧结的娃粒子形成,且在非活性气体气氛中在I气压的压力以及600°C的温度下加热时脱离的脱离性气体的量，基于未烧结硅粒子膜的质量，为500质量ppm以下。
[0124](B2)根据上述〈BI〉项所述的未烧结硅粒子膜，其中，上述脱离性气体选自硅烷化合物、有机溶剂，以及它们的组合。
[0125](B3)根据上述〈BI〉或〈B2〉项所述的未烧结硅粒子膜，其具有50?2000nm的厚度。
[0126]〈B4〉根据上述〈BI〉?〈B3〉项中任一项所述的未烧结硅粒子膜，其中，上述硅粒子为通过激光热分解法得到的硅粒子。
[0127](B5)未烧结硅粒子膜的制造方法，其包含:(a)将含有分散介质以及分散于上述分散介质中的硅粒子的硅粒子分散体涂布在基材上，形成硅粒子分散体膜的工序；
(b)干燥上述硅粒子分散体膜，形成干燥硅粒子膜的工序；以及
(c)通过将上述干燥硅粒子膜在300°C以上且900°C以下的温度下进行烧成，形成未烧结硅粒子膜的工序。
[0128](B6)根据上述〈B5〉项所述的方法，其中，工序(C)中，在500°C以上的温度下进行上述烧成。
[0129](B7)根据上述〈B5〉或〈B6〉项所述的方法，其中，工序(C)中，在800°C以下的温度下进行上述烧成。
[0130](B8)半导体硅膜，其由相互烧结的硅粒子形成，且实质上不含有碳原子。
[0131](B9)上述〈B8〉项所述的半导体硅膜，其中，不经过在超过1，000°C的温度下的热处理。
[0132](BlO)半导体装置，其具有上述〈B8〉或〈B9〉项所述的半导体硅膜作为半导体膜。
[0133](BH)根据上述〈B10〉项所述的半导体装置，其为太阳能电池。
[0134](B12)半导体硅膜的制造方法，其包含:通过上述〈B5〉?〈B7〉项中任一项所述的方法得到未烧结硅粒子膜的工序；
对上述未烧结硅粒子膜照射光或适用热，使上述未烧结硅粒子膜中的上述硅粒子烧结，由此形成半导体硅膜的工序。
[0135](B13)半导体硅膜的制造方法，其包含:对上述〈BI〉?〈B4〉项中任一项所述的上述未烧结硅粒子膜照射光或适用热，使上述未烧结硅粒子膜中的上述硅粒子烧结的工序。
[0136]〈BH〉根据上述〈B12〉或〈B13〉项所述的方法，其中，通过使用激光的光照射进行上述烧结。
[0137](B15)根据上述〈B12〉?〈B14〉项中任一项所述的方法，其中，在非氧化性气氛下进行上述烧结。
[0138]《《第3本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述的〈Cl〉?〈C14〉的第3本发明。
[0139]〈Cl〉半导体硅膜，其为多个细长硅粒子在短轴方向邻接而成的半导体硅膜，上述细长娃粒子为多个娃粒子的烧结体。
[0140](C2)根据上述〈Cl〉项所述的半导体硅膜，其中，上述细长硅粒子的至少一部分具有IOOnm以上的短轴径。
[0141](C3)根据上述〈Cl〉或〈C2〉项所述的半导体硅膜，其中，上述细长硅粒子的至少一部分具有超过1.2的高宽比。
[0142](C4)半导体装置，其具有上述〈Cl〉?〈C3〉项中任一项所述的半导体硅膜。
[0143](C5)其为太阳能电池上述〈C4〉项所述的半导体装置。
[0144](C6)半导体硅膜的制造方法，其为多个细长硅粒子在短轴方向邻接而成的半导体硅膜的制造方法，其包含:
(a)将含有第I分散介质以及分散于上述第I分散介质中的第I硅粒子的第I硅粒子分散体涂布在基材上，形成第I硅粒子分散体膜的工序； (b)上述第I干燥硅粒子分散体膜，形成第I未烧结半导体硅膜的工序；以及(C)对上述第I未烧结半导体硅膜照射光，使上述第I未烧结半导体硅膜中的上述第I硅粒子烧结，由此形成第I半导体硅膜的工序；
Cd)将含有第2分散介质以及分散于上述第2分散介质中的第2硅粒子的第2硅粒子分散体涂布于上述第I半导体硅膜，形成第2硅粒子分散体膜的工序；
Ce)干燥上述第2硅粒子分散体膜，形成第2未烧结半导体硅膜的工序；以及(f)对上述第2未烧结半导体硅膜照射光，使上述第2未烧结半导体硅膜中的上述第2硅粒子烧结的工序；
且第I硅粒子的分散为5nm2以上。
[0145](C7)根据上述〈C6〉项所述的方法，其中，上述硅粒子的平均一次粒径为IOOnm以下。
[0146]〈CS〉根据上述〈C6〉或〈C7〉项所述的方法，其中，上述硅粒子为通过激光热分解法得到的硅粒子。
[0147]〈C9〉根据上述〈C6〉?〈CS〉项中任一项所述的方法，其中，上述未烧结半导体硅膜具有50?2000nm的厚度。
[0148](ClO)根据上述〈C6〉?〈C9〉项中任一项所述的方法，其中，使用激光进行上述光照射。
[0149]〈C11〉根据上述〈C6〉?〈C10〉项中任一项所述的方法，其中，在非氧化性气氛下进行上述光照射。
[0150](C12)半导体硅膜，其通过上述〈C6〉?〈C11〉项中任一项所述的方法获得。
[0151](C13)半导体装置的制造方法，其包含通过上述〈C6〉?〈C11〉项中任一项所述的方法制作半导体硅膜。
[0152](C14)半导体装置，其通过上述〈C13〉项所述的方法获得。
[0153]《《第4本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述的〈D1〉?〈D15〉的第4本发明。
[0154](Dl)半导体层叠体，其具有基材以及上述基材上的复合硅膜，且上述复合硅膜具有非晶硅来源的第I硅层，以及上述第I硅层上的硅粒子来源的第2硅层。
[0155](D2)根据上述〈D1〉项所述的半导体层叠体，其中，上述复合硅层的凸部的高度为IOOnm以下。
[0156](D3)半导体装置，其具有上述〈D1〉或〈D2〉项所述的半导体层叠体。
[0157](D4)根据上述〈D3〉项所述的半导体装置，其为太阳能电池。
[0158](D5)根据上述〈D4〉项所述的半导体装置，其中，上述复合硅层用于形成选择性发射极型太阳能电池的选择性发射极层、或背接触型太阳能电池的背接触层。
[0159](D6)根据上述〈D4〉或〈D5〉项所述的半导体装置，其中，上述复合硅层用于形成背面电场层或表面电场层。
[0160](D7)根据上述〈D3〉项所述的半导体装置，其为场效应晶体管。
[0161](D8)半导体层叠体的制造方法，其包含下述工序:
(a)在基材上形成非晶娃层的工序；
(b)在上述非晶硅层上涂布硅粒子分散体，使其干燥，由此形成在非晶硅层上层叠硅粒子层而成的未处理层叠体的工序；以及
(C)对上述未烧成层叠体进行光照射，形成具有非晶硅来源的第I硅层以及上述第I硅层上的硅粒子来源的第2硅层的复合硅层的工序。
[0162](D9)根据上述〈D8〉项所述的方法，其中，上述非晶硅层的厚度为300nm以下。
[0163](DlO)根据上述〈D8〉或〈D9〉项所述的方法，其中，上述硅粒子层的厚度为300nm以下。
[0164]〈D11〉根据上述〈D8〉?〈D10〉项中任一项所述的方法，其中，上述硅粒子的平均一次粒径为IOOnm以下。
[0165]〈D12〉根据上述〈D8〉?〈D11〉项中任一项所述的方法，其中，使用激光进行上述光照射。
[0166](D13)半导体层叠体，其通过上述〈D8〉?〈D12〉项中任一项所述的方法获得。
[0167](D14)半导体装置的制造方法，其包含通过上述〈D8〉?〈D12〉项中任一项所述的方法制作半导体层叠体。
[0168](D15)半导体装置，其通过上述〈D14〉项所述的方法获得。
[0169]《《第5本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述的〈E1〉?〈E19〉的第5本发明。
[0170](BI)半导体层叠体的制造方法，其为制造具有基材以及层叠于上述基材上的半导体硅膜的半导体层叠体的方法，其包含:
(a)将含有分散介质以及分散于上述分散介质中的娃粒子的娃粒子分散体,在基材的表面上涂布，形成硅粒子分散体膜的工序；
(b)将上述硅粒子分散体膜干燥，形成未烧结硅膜的工序；以及
(C)对上述未烧结娃膜照射光,使上述未烧结娃膜中的上述娃粒子烧结，由此形成半导体硅膜的工序；
且熔融硅与上述基材表面的接触角为70度以下。
[0171](E2)根据上述〈E1〉项所述的方法，其中，上述基材表面通过选自碳化物、氮化物、碳氮化物，以及它们的组合中的材料提供。
[0172](E3)根据上述〈E2〉项所述的方法，其中，上述基材的表面通过选自硅碳化物、硅氮化物、硅碳氮化物、石墨、以及它们的组合中的材料提供。
[0173]〈E4〉根据上述〈E1〉?〈E3〉项中任一项所述的方法，其中，上述基材具有基材主体以及表面层，且上述表面层由与熔融硅的接触角为70度以下的材料制成。
[0174]〈E5〉根据上述〈E1〉?〈E3〉项中任一项所述的方法，其中，上述基材总体通过与上述基材表面相同的材料制成。
[0175]〈E6〉根据上述〈E1〉?〈E5〉项中任一项所述的方法，其中，上述硅粒子的平均一次粒径为IOOnm以下。
[0176]〈E7〉根据上述〈E1〉?〈E6〉项中任一项所述的方法，其中，上述硅粒子为通过激光热分解法得到的硅粒子。
[0177]〈E8〉根据上述〈E1〉?〈E7〉项中任一项所述的方法，其中，在非氧化性气氛下进行上述光照射。
[0178]〈E9〉根据上述〈E1〉?〈ES〉项中任一项所述的方法，其中，使用激光进行上述光照射。
[0179](ElO)根据上述〈E9〉项所述的方法，其中，上述激光的波长为600nm以下。
[0180]〈E11〉根据上述〈E1〉?〈E10〉项中任一项所述的方法，其中，使用脉冲状的光进行上述光照射。
[0181](E12)根据半导体装置的制造方法，其包含通过上述〈E1〉?〈E11〉项中任一项所述的方法制作半导体层叠体。
[0182](E13)半导体层叠体，其通过上述〈E1〉?〈E11〉项中任一项所述的方法获得。
[0183](E14)半导体装置，其通过上述〈E12〉项所述的方法得到。
[0184](E15)半导体层叠体，其具有基材、以及层叠于该基材表面上的半导体硅膜，
上述半导体硅膜由相互烧结的多个硅粒子制成，且
熔融硅与上述基材表面的接触角为70度以下。
[0185](E16)根据上述〈E15〉项所述的半导体层叠体，其中，上述半导体硅膜的膜厚为50 ?500nm。
[0186](E17)半导体装置，其具有上述〈E15〉或〈E16〉项所述的半导体层叠体。
[0187](E18)半导体层叠体的制造方法，其为制造具有基材以及层叠于上述基材上的半导体硅膜的半导体层叠体的方法，其包含:
(a)将含有分散介质以及分散于上述分散介质中的硅粒子的硅粒子分散体在基材的表面上涂布，形成硅粒子分散体膜的工序；
(b)将上述硅粒子分散体膜干燥，形成未烧结硅膜的工序；以及
(C)对上述未烧结娃膜照射光,使上述未烧结娃膜中的上述娃粒子烧结，由此形成半导体娃膜的工序；且上述基材的表面通过选自娃碳化物、娃氮化物、娃碳氮化物、石墨、以及它们的组合中的材料提供。
[0188](E19)半导体层叠体，其具有基材、以及层叠于该基材表面上的半导体硅膜，
上述半导体硅膜由相互烧结的多个硅粒子制成，且
上述基材的表面通过选自娃碳化物、娃氮化物、娃碳氮化物、石墨、以及它们的组合中的材料提供。
[0189]《《第6本发明》》
本件发明人经过深入研究，结果想到下述的〈F1〉?〈F26〉的第6本发明。
[0190](Fl)半导体层叠体的制造方法，所述半导体层叠体具有基材以及层叠于上述基材上的半导体娃膜，该方法包含:(a)将含有分散介质以及分散于上述分散介质中的娃粒子的硅粒子分散体涂布在基材上，形成硅粒子分散体膜的工序；
(b)干燥上述硅粒子分散体膜，形成未烧结半导体硅膜的工序；以及(C)对上述未烧结半导体娃膜照射光,使上述未烧结半导体娃膜中的上述娃粒子烧结，由此形成半导体硅膜的工序。
[0191](F2)根据上述〈F1〉项所述的方法，其中，上述基材具有聚合物材料。
[0192](F3)根据上述〈F1〉或〈F2〉项所述的方法，其中，上述聚合物材料的玻璃化转变温度为300°C以下。
[0193]〈F4〉根据上述〈F1〉?〈F3〉项中任一项所述的方法，其中，上述硅粒子的平均一次粒径为IOOnm以下。[0194]〈F5〉根据上述〈F1〉?〈F4〉项中任一项所述的方法，其中，进一步包含:(a’)将含有第2分散介质以及分散于上述第2分散介质中的第2硅粒子的第2硅粒子分散体涂布于工序(c)中得到的上述半导体硅膜，形成第2硅粒子分散体膜的工序；
(b’ )干燥上述第2硅粒子分散体膜，形成第2未烧结半导体硅膜的工序；以及(c’ )对上述第2未烧结半导体硅膜照射光，使上述第2未烧结半导体硅膜中的上述第2硅粒子烧结，由此形成半导体硅膜的工序。
[0195]〈F6〉根据上述〈F1〉?〈F5〉项中任一项所述的方法，其中，进一步包含:(a”)将含有第3分散介质以及分散于上述第3分散介质中的第3硅粒子的第3硅粒子分散体涂布于工序(c)或(c’)中得到的上述半导体硅膜的选择区域，形成第3硅粒子分散体膜的工序，上述第3硅粒子通过P型或η型掺杂剂进行掺杂的工序；
(b”)干燥上述第3硅粒子分散体膜，形成未烧结掺杂剂注入膜的工序；以及(c”)通过对上述未烧结掺杂剂注入膜照射光，使上述未烧结掺杂剂注入膜中的上述第3硅粒子烧结形成掺杂剂注入膜，且将上述半导体硅膜的选择区域通过上述P型或η型掺杂剂进行惨杂的工序。
[0196](F7)根据上述〈F1〉?〈F6〉项中任一项所述的方法，其中，上述掺杂剂选自Β、Α1、Ga、In、T1、P、As、Sb、或它们的组合。
[0197](F8)根据上述〈F1〉?〈F7〉项中任一项所述的方法，其中，上述粒子含有I X 102Clatoms/cm3以上的上述掺杂剂。
[0198](F9)根据上述〈F1〉?〈F8〉项中任一项所述的方法，其进一步包含在上述掺杂剂注入膜上形成电极。
[0199](FlO)根据上述〈F1〉?〈F9〉项中任一项所述的方法，其中，最终得到的上述半导体硅膜的载流子迁移率为0.lcm2/V s以上。
[0200]〈F11〉根据上述〈F1〉?〈F10〉项中任一项所述的方法，其中，最终得到的上述半导体硅膜的开-关比为IO2以上。
[0201](F12)上述硅粒子为通过激光热分解法得到的硅粒子、上述〈F1〉?〈F11〉项中任一项所述的方法。
[0202]〈F13〉根据上述〈F1〉?〈F12〉项中任一项所述的方法，其中，上述未烧结半导体硅膜具有50?2000nm的厚度。
[0203]〈F14〉根据上述〈F1〉?〈F13〉项中任一项所述的方法，其中，使用脉冲状的光进行上述光照射，且上述脉冲状的光的照射能量为15mJ/ (cm2 shot)?250mJ/ (cm2 shot)。
[0204]〈F15〉根据上述〈FI〉?〈F14〉项中任一项所述的方法，其中，使用脉冲状的光进行上述光照射，且上述脉冲状的光的照射次数为5?100次。
[0205]〈F16〉根据上述〈F1〉?〈F14〉项中任一项所述的方法，其中，使用脉冲状的光进行上述光照射，且上述脉冲状的光的照射时间为200纳秒/shot以下。
[0206]〈F17〉根据上述〈F1〉?〈F16〉项中任一项所述的方法，其中，使用激光进行上述光照射。
[0207](F18)根据上述〈F17〉项所述的方法，其中，上述激光的波长为600nm以下。
[0208]〈F19〉根据上述〈F1〉?〈F18〉项中任一项所述的方法，其中，在非氧化性气氛下进行上述光照射。[0209](F20)根据半导体装置的制造方法，其包含通过上述〈F1〉~〈F19〉项中任一项所述的方法制作半导体层叠体。
[0210](F21)半导体层叠体，其通过上述〈F1〉~〈F19〉项中任一项所述的方法获得。
[0211](F22)半导体装置，其通过上述〈F20〉项所述的方法获得。
[0212](F23)半导体层叠体，其为具有基材以及层叠于上述基材上的半导体硅膜的半导体层叠体， 上述基材具有聚合物材料，
上述半导体硅膜由相互烧结的多个硅粒子制成，且 上述半导体硅膜的载流子迁移率为1.0cm2/V s以上。
[0213](F24)根据上述〈F23〉项所述的半导体层叠体，其中，在上述半导体硅膜上进一步具有由相互烧结的多个硅粒子制成的掺杂剂注入膜。
[0214](F25)半导体层叠体，其为具有基材、层叠于上述基材上的半导体硅膜、以及层叠于上述半导体硅膜上的掺杂剂注入膜的半导体层叠体，
上述半导体硅膜由相互烧结的多个硅粒子制成，且 上述掺杂剂注入膜由相互烧结的多个硅粒子制成。
[0215](F26)半导体装置，其具有上述〈F23〉~〈F25〉项中任一项所述的半导体层叠体。
[0216]发明效果
《《第I本发明的效果》》
通过本发明的方法得到的半导体装置以及本发明的半导体装置中，掺杂剂注入层的晶体取向与半导体层或基材的晶体取向相同时，可以抑制掺杂剂注入层与由半导体元素形成的半导体层或基材的界面中的载流子的捕获(°)。
[0217]另外，通过本发明的方法得到的半导体装置以及本发明的半导体装置中，掺杂剂的浓度，在从第I掺杂剂注入层的表面到0.1 μ m深度中为I X 1020atoms/cm3以上，且在从第I掺杂剂注入层的表面至0.3μπι、特别是0.2μπι的深度中，浓度为深度0.Ιμπ!的1/10以下时，即掺杂浓度的梯度大，由此使掺杂浓度大的部分的厚度小，并且实现高掺杂浓度时，可以实现例如通过高掺杂剂浓度层而带来的光吸收的抑制、作为背面电场层或表面电场层使用时的特性改良等。
[0218]另外，本发明的分散体可以用优选用于本发明的方法。
[0219]《《第2本发明的效果》》
根据脱离性气体含有率低的本发明的未烧结硅粒子膜，将该未烧结硅粒子膜通过光照射或加热进行烧结，由此可以提供具有良好半导体特性的半导体硅膜。另外，将该未烧结硅粒子膜通过光照射进行烧结时，可以不使用比较高的温度，而提供具有良好半导体特性的半导体娃膜。
[0220]根据碳含有率低的本发明的半导体硅膜，可以提供良好半导体特性。
[0221]根据本发明的方法，可以获得本发明的未烧结硅粒子膜以及半导体硅膜。
[0222]《《第3本发明的效果》》
根据多个细长硅粒子在短轴方向邻接而成的本发明的半导体硅膜，在使载流子沿半导体硅膜的厚度方向移动的装置中，可以实现良好的载流子迁移率。这是由于对于这样的半导体硅膜，在半导体硅膜的厚度方向、即细长硅粒子的长轴方向上晶粒边界少或实质上不存在晶粒边界的缘故。另外，根据制造半导体硅膜的本发明的方法，可以通过液相法得到本发明的半导体硅膜。
[0223]《《第4本发明的效果》》
对于本发明的半导体层叠体，复合硅层可以具有平坦表面，因此在其上层叠绝缘层、电极等时，可以获得具有良好特性的半导体装置。另外，制造半导体层叠体的本发明的方法中，可以没有除去表面的凹凸的追加工序而使基材上的复合硅层具有平坦表面。
[0224]《《第5本发明的效果》》
根据制造半导体层叠体的本发明的方法，可以在比较低的温度中有效地制造半导体硅膜。更具体而言，根据该本发明的方法，可以不需要高价且多消耗能量型的大型装置，而制造具有连续性高的半导体硅膜的半导体层叠体。
[0225]另外，本发明的半导体层叠体具有连续性高的半导体硅膜，由此可以提供优选的半导体特性。
[0226]《《第6本发明的效果》》
根据制造半导体层叠体的本发明的方法，可以通过简便的方法形成具有所希望的半导体特性的半导体层叠体。具体而言，根据该本发明的方法，可以在与以往技术的步骤温度相比较低的温度下制造具有良好半导体特性的半导体层叠体。
[0227]另外，本发明的半导体层叠体可以用于对半导体特性、成本、挠性、和/或轻量性优选的半导体装置。
【专利附图】

【附图说明】
[0228][图1]为用于说明本发明的选择性发射极型太阳能电池的图。
[0229][图2]为用于说明本发明的背接触型太阳能电池的图。
[0230][图3]为用于说明制造选择性发射极型太阳能电池的本发明的方法的图。
[0231][图4]为用于说明制造选择性发射极型太阳能电池的本发明的方法的图。
[0232][图5]为用于说明制造选择性发射极型太阳能电池的本发明的方法的图。
[0233][图6]为用于说明制造选择性发射极型太阳能电池的本发明的方法的图。
[0234][图7]为用于说明以往的选择性发射极型太阳能电池的图。
[0235][图8]为用于说明以往的背接触型太阳能电池的图。
[0236][图9]为实施例Al的层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)为从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0237][图10]为实施例Al的层叠体的TEM(透射电子显微镜)照片。
[0238][图11]为图10中B-1所示区域的放大TEM照片。
[0239][图12]为图10中B-2所示区域的放大TEM照片。
[0240][图13]为图10中B-3所示区域的放大TEM照片。
[0241][图14]为图10中B-4所示区域的放大TEM照片。
[0242][图15]为实施例Al的层叠体的FE-SEM侧面截面照片。
[0243][图16]为图15中编号I所示区域的电子衍射分析结果。
[0244][图17]为图15中编号2所示区域的电子衍射分析结果。
[0245][图18]为图15中编号3所示区域的电子衍射分析结果。[0246][图19]为图15中编号4所示区域的电子衍射分析结果。
[0247][图20]为图15中编号5所示区域的电子衍射分析结果。
[0248][图21]为图15中编号6所示区域的电子衍射分析结果。
[0249][图22]为图15中编号7所示区域的电子衍射分析结果。
[0250][图23]为表示实施例Al的层叠体的DynamicSMS (动态二次离子质量分析)的结果的图。
[0251][图24]为表示实施例Al的层叠体的SCM(扫描电容式显微镜)照片(a)，以及SCM与AFM (原子间力显微镜)的合成照片(b)的图。
[0252][图25]为表示关于载流子捕获的评价的由实施例Al制作的太阳能电池的构成的图。这里，(a)为正面图，(b)为俯视图。
[0253][图26]为表示由实施例Al制作的太阳能电池的1-V(电流-电压)特性评价结果的图。
[0254][图27]为实施例A2的层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)为从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0255][图28]为表示实施例A2的层叠体的DynamicSIMS (动态二次离子质量分析)的结果的图。
[0256][图29]为表不实施例Al的层叠体的SCM(扫描电容式显微镜)照片(a),以及SCM和AFM (原子间力显微镜)的合成照片(b)的图。
[0257][图30]为表示关于载流子捕获的评价的由实施例A2以及比较例I制作的太阳能电池的构成的图。这里，Ca)为正面图，(b)为俯视图。
[0258][图31]为表示由实施例A2制作的太阳能电池的1-V(电流-电压)特性评价结果的图。
[0259][图32]为比较例I的层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)为从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0260][图33]为表示由比较例I制作的太阳能电池的1-V(电流-电压)特性评价结果的图。
[0261][图34]为用于说明本发明中的结晶度的测定方法的图。
[0262][图35]为表示实施例A3的层叠体的DynamicSIMS (动态二次离子质量分析)的结果的图。
[0263][图36]为实施例A3的层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)为从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0264][图37]为实施例A3的层叠体的TEM(透射电子显微镜)照片。
[0265][图38]为图37中A所示区域的放大TEM照片。
[0266][图39]为图37中B所示区域的放大TEM照片。
[0267][图40]为图37中C所示区域的放大TEM照片。
[0268][图41]为图37中A所示区域的电子衍射分析结果。
[0269][图42]为图37中B所示区域的电子衍射分析结果。
[0270][图43]为图37中C所示区域的电子衍射分析结果。
[0271][图44]为表示比较例2的层叠体的DynamicSIMS (动态二次离子质量分析)的结果的图。
[0272][图45]为表示本发明的未烧结硅粒子膜，以及本发明的半导体硅膜的制造方法的图。
[0273][图46]为表示以往的半导体硅膜的制造方法的图。
[0274][图47]为表示干燥娃粒子膜的升温脱离气体分析法(TDS:Thermal DesorptionSpectroscopy)结果的图。
[0275][图48]为表示由实施例BI以及比较例BI制作的太阳能电池的构成的图。
[0276][图49]为表示由实施例BI制作的太阳能电池的电流-电压(I_V)特性的图。
[0277][图50]为表示由比较例BI制作的太阳能电池的电流-电压(1-V)特性的图。
[0278][图51]为用于说明制造半导体硅膜的本发明的方法的图。
[0279][图52]为实施例Cl的半导体硅膜的电场放射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片。这里，图52 (a)是从斜上方观察侧面截面而得到的照片，另外图52 (b)是从正侧面观察侧面截面而得到的照片。
[0280][图53]为表示由实施例Cl制作的太阳能电池的构成的图。
[0281][图54]为表示由实施例Cl制作的太阳能电池的电流-电压(1-V)特性的图。
[0282][图55]为参考例Cl的半导体硅膜的电场放射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片。这里，图55 (a)是从斜上方观察侧面截面而得到的照片，另外图55 (b)是从正侧面观察侧面截面而得到的照片。
[0283][图56]为参考例C2的半导体硅膜的电场放射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片。这里，图56是从正侧面观察侧面截面而得到的照片。
[0284][图57]为用于说明制造半导体层叠体的本发明的方法的图，图57(b)为用于说明对单独的非晶硅层进行光照射制造半导体层叠体的方法的图，图57 (c)为用于说明对单独的硅粒子层进行光照射制造半导体层叠体的方法的图。
[0285][图58]为实施例Dl的半导体层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)为从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0286][图59]为对比较例Dl的半导体层叠体的FE-SEM(电场放射型扫描电子显微镜)照片。这里，Ca)从斜上方观察得到的照片，且(b)为侧面截面照片。
[0287][图60]为表示实施例El以及E2中制造的半导体层叠体的图。
[0288][图61]为表示实施例3中制造的底栅顶接触结构的场效应晶体管(FET)的图。
[0289][图62]为(a)实施例1、(b)实施例2，以及(C)比较例El中制造的半导体硅层的表面扫描型电子显微镜(SEM)照片。
[0290][图63]为表示实施例E3中制造的场效应晶体管(FET)的传达特性(门极电压-漏极电流)的图。
[0291][图64]为表示实施例E3中制造的场效应晶体管(FET)的输出特性(漏极电压-漏极电流)的图。
[0292][图65]为概念式地表示制造半导体层叠体的本发明的方法的图。
[0293][图66]为概念式地表示制造半导体层叠体的以往的方法的图。
[0294][图67]为表示实施例Fl?F5中制造的底栅底接触结构的场效应晶体管(FET)的图。[0295][图68]为表示实施例F6~F8中制造的底栅底接触结构的场效应晶体管(FET)的图。
[0296][图69]为表示实施例9中制造的底栅顶接触结构的场效应晶体管(FET)的图。
[0297][图70]为用于说明本发明的场效应晶体管的图。
[0298][图71]为用于说明以往的本发明的场效应晶体管的图。
【具体实施方式】
[0299]《《定义》》
《分散》
关于本发明，娃粒子等粒子的分散(0 2)为,将各个粒子的粒径设为Xp X2> χ3、…、Xn时，通过下述式求出的值:
[数I]
【权利要求】
1.半导体层叠体，其具有基材以及所述基材上的复合硅膜，所述复合硅膜具有非晶硅来源的第I硅层、以及其上的硅粒子来源的第2硅层，且所述复合硅膜通过所述非晶硅层与所述硅粒子层一起熔解一体化而形成。
2.根据权利要求1所述的半导体层叠体，其中，所述复合硅层的凸部的高度为IOOnm以下。
3.半导体装置，其具有权利要求1或2所述的半导体层叠体。
4.根据权利要求3所述的半导体装置，其为太阳能电池。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，所述复合硅层用于形成选择性发射极型太阳能电池的选择性发射极层、或背接触型太阳能电池的背接触层。
6.根据权利要求4或5所述的半导体装置，其中，所述复合硅层用于形成背面电场层或表面电场层。
7.根据权利要求3所述的半导体装置，其为场效应晶体管。
8.半导体层叠体的制造方法，其包含下述工序: (a)在基材上形成非晶娃层的工序； (b)在所述非晶硅层上涂布硅粒子分散体，使其干燥，由此在非晶硅层上形成硅粒子层层叠而成的未处理层叠体的工序；以及 (C)对所述未烧成层叠体进行光照射，通过所述非晶硅层与其上的所述硅粒子层一起熔解进行一体化，从而形成具有非晶硅来源的第I硅层以及其上的硅粒子来源的第2硅层的复合硅层的工序。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述非晶硅层的厚度为300nm以下。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述硅粒子层的厚度为300nm以下。
11.根据权利要求8?10中任一项所述的方法，其中，所述硅粒子的平均一次粒径为IOOnm以下。
12.根据权利要求8?11中任一项所述的方法，其中，使用激光进行所述光照射。
13.半导体层叠体，其通过权利要求8?12中任一项所述的方法获得。
14.半导体装置的制造方法，其包含:通过权利要求8?12中任一项所述的方法制作半导体层叠体。
15.半导体装置，其通过权利要求14所述的方法获得。
【文档编号】H01L31/0352GK103560142SQ201310408737
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年12月9日 优先权日:2010年12月10日
【发明者】富泽由香, 池田吉纪, 今村哲也 申请人:帝人株式会社