(57)【要約】  半導体基材の表面の少なくとも一部を不動態化する方法であって、基材（１）を処理チャンバー（５）中に配置し、前記処理チャンバー（５）中の圧力を比較的低い値に保持し、前記基材（１）を特定の基材処理温度に保持し、前記処理チャンバー（５）上で、前記基材表面から特定の距離（Ｌ）のところに取り付けた少なくとも一個のプラズマ供給源（３）によりプラズマ（Ｐ）を発生させ、各供給源（３）により発生した前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部を前記基材表面の少なくとも一部と接触させ、そして、ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部に供給することにより、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を前記基材表面の少なくとも一部に形成し、少なくとも基材（１）上に形成された少なくとも一つの層にガス環境中で温度処理を行う、方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基材表面の少なくとも一部を不動態化する方法であって、
基材（１）を、処理チャンバー（５）中に配置すること、
前記処理チャンバー（５）中の圧力を、比較的低い値に保持すること、
前記基材（１）を、層の形成に好適な特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー（５）上で、前記基材表面から特定の距離（Ｌ）に取り付けた少なくとも一個のプラズマ供給源（３）によりプラズマ（Ｐ）を発生させること、
各供給源（３）により発生した前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部を、前記基材表面の少なくとも一部分と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を、前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部に供給すること、
により、前記基材表面の少なくとも一部に、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を形成し、
少なくとも前記基材（１）上に形成された少なくとも一つの層に、ガス環境中で温度処理を施し、前記温度処理が、特にフォーミングガスアニール処理を含んでなる、方法。
【請求項２】
前記温度処理の際、前記基材（１）上に形成された前記少なくとも一つの層が、３５０℃を超える処理温度に保持される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理温度が、約２５０℃〜１０００℃の範囲内、特に約５００℃〜７００℃の範囲内、さらには約５５０℃〜６５０℃の範囲内、例えば約６００℃である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記温度処理の時間が約２０分未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記温度処理の際、前記基材（１）または少なくとも前記基材（１）上に形成された少なくとも一つの層にガス流を供給して、ガス環境を付与する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス環境が、実質的に窒素ガスと水素ガスとの混合物を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記混合物中の窒素：水素の比が、約７５：２５〜９９：１の範囲内、特に約８５：１５〜９５：５の範囲内、例えば約９０：１０である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス環境が実質的に水素ガスを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも一種の前駆物質が、
ＳｉＨ４、
Ｏ２、
ＮＯ２、
ＣＨ３ＳｉＨ３（１ＭＳ）、
２（ＣＨ３）ＳｉＨ２（２ＭＳ）、
３（ＣＨ３）ＳｉＨ（３ＭＳ）、
シロキサン、
ヘキサメチルシロキサン、
オクタメチルトリシロキサン、
ビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、
オクタメチルテトラシロキサン（Ｄ４）、および
ＴＥＯＳ、
からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記基材（１）が、本来、比較的低い抵抗、例えば約１０Ωｃｍ未満の抵抗、特に約２Ωｃｍ以下の抵抗を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記プラズマ処理工程の処理パラメータ、すなわち少なくとも前記処理チャンバー圧力、前記少なくとも一種の前駆物質の流量、前記基材処理温度、前記処理チャンバー（５）の寸法および前記少なくとも一個のプラズマ供給源（３）と前記基材表面との間の間隔（Ｌ）が、約１〜１５ ｎｍ／ｓの範囲内にある成長速度で前記基材（１）上にＳｉＯｘ層が形成されるように選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記基材の前記処理温度が、少なくともＳｉＯｘの形成中、２５０〜５５０℃の範囲内、特に３８０〜４２０℃の範囲内にある、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラズマ処理工程により前記基材（１）上に形成される前記ＳｉＯｘ層の厚さが１０〜１０００ｎｍの範囲内にある、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一個のプラズマ供給源が、少なくとも一個のプラズマカスケード供給源を含んでなる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
各プラズマカスケード供給源において、プラズマ発生にＤＣ電圧が使用される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの層が、少なくとも一つのＳｉＮｘ層をさらに備え、前記ＳｉＮｘ層が、例えば前記ＳｉＯｘ層上に形成され、例えば反射防止被覆が付与される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＳｉＯｘ層およびＳｉＮｘ層が、同じ装置により、前記基材（１）上に順次形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＳｉＮｘ層の厚さが、約２５〜１００ｎｍの範囲内であり、特に約８０ｎｍである、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前駆物質としてＯ２を前記プラズマに供給し、前記基材表面をＳｉＯｘに変性することにより、前記ＳｉＯｘ層を形成する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
半導体基材表面の少なくとも一部を不動態化する方法、例えば請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法であって、
基材（１）を処理チャンバー（５）中に配置すること、
前記処理チャンバー（５）中の圧力を比較的低い値に保持すること、
前記基材（１）を、特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー（５）上で、前記基材表面から特定の距離（Ｌ）に取り付けた少なくとも一個のプラズマ供給源（３）によりプラズマ（Ｐ）を発生させること、
各供給源（３）により発生した前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部を、前記基材表面の少なくとも一部分と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部に供給すること、
により、前記基材表面の少なくとも一部に、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を形成し、
Ｈ２またはＨ２とＮ２もしくはＡｒ等の不活性ガスとの混合物を、前記プラズマに供給し、特に前記少なくとも一つの層をアニーリングする、および／または前記少なくとも一つの層中へのＨ２の拡散を増大させる、方法。
【請求項２１】
少なくとも、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法により得られた基材の少なくとも一部を備えた太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基材表面の少なくとも一部を不動態化する方法に関する。
【０００２】
そのような方法は、先行技術から公知である。公知の方法では、半導体基材の基材表面を、その表面上に、酸化ケイ素の層等のＳｉＯｘ層を形成することにより、不動態化する。ここでは、例えば加熱炉中で酸化する方法を使用することができる。別の公知の方法は、ＳｉＯｘ層をスパッタリングすることを含む。さらに、先行技術からは、化学蒸着により基材上に酸化ケイ素を堆積させる方法が公知である。
【０００３】
表面不動態化の程度は、通常、表面再結合速度（ＳＲＶ）により表される。半導体基材の表面不動態化が良好であるということは、通常、表面再結合速度が比較的低いことを意味する。
【０００４】
文献「シリコンで表面再結合速度を低くし、有効寿命を長くするためのプラズマ強化化学蒸着された酸化物(Plasma-enhanced chemical-vapor-deposited oxide for low surface recombination velocity and high effective lifetime in silicon)」、Chenら, Journal of Applied Physics, 74(4), August, 15, 1993, pp.2856-2859から、本来、比較的高い抵抗(＞５００Ωｃｍ)を有するシリコン基材において、低いＳＲＶ(＜２ｃｍ／ｓ)を得ることができる方法が公知である。この公知の方法では、直接プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）と続くフォーミングガス中、好ましくは３５０℃での熱アニールを使用する。
【０００５】
特にＳｉＯｘ層の堆積により、少なくとも比較的低い表面再結合速度が得られるように、抵抗が比較的低い基材を適切に不動態化するにはなお問題があることが、今日分かっている。そのような不動態化された半導体基材は、例えば太陽電池の製造に望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、公知の方法の上記欠点を解決することである。特に、本発明は、半導体基材を不動態化する方法であって、基材がとりわけ比較的低い抵抗を有するが、本発明により得られるＳｉＯｘ層の表面再結合速度が比較的低い、方法を意図している。
【０００７】
このために、本発明の方法は、
基材を処理チャンバー中に配置すること、
前記処理チャンバー中の圧力を比較的低い値に保持すること、
前記基材を、層の形成に好適な特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー上で、前記基材表面から特定の距離に取り付けた少なくとも一つの供給源によりプラズマを発生させること、
各供給源により発生したプラズマの少なくとも一部を、前記基材表面の少なくとも一部と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を、前記プラズマの少なくとも一部に供給すること、
により、基材表面の上記の部分に、少なくとも一個のＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を形成することを特徴とするものであり、ここで、少なくとも前記基材上に形成された少なくとも一つの層は、ガス環境中で温度処理がなされ、温度処理は、特にフォーミングガスアニール処理を含んでなる。
【０００８】
このようにして、とりわけ半導体基材が本来比較的低い抵抗を有する場合に、基材の、少なくとも表面の上記部分を、良好に表面不動態化できることが分かった。好ましくは、上記の温度処理の際に、少なくとも前記基材上に形成されたＳｉＯｘ層を、３５０℃を超える処理温度に保持する。そのような温度処理により、特に良い結果が得られることが分かった。処理温度は、例えば約２５０℃〜１０００℃の範囲内、特に約５００℃〜７００℃の範囲内、さらには約５５０℃〜６５０℃の範囲内でよい。温度処理は、例えば約２０分間でよい。
【０００９】
温度処理の後、基材を、例えば、所望により強制的に冷却することができる。さらに、好ましくは、上記基材または少なくとも形成されたＳｉＯｘ層に、ならびに上記温度処理の際の基材に、ガス流を供給し、上記のガス環境を付与することができる。したがって、温度処理は、例えば、フォーミングガスアニール処理を含んでいてもよい。ガス環境は、例えば、窒素と水素の混合物を、基材および／または基材上に形成された少なくとも一つの層に供給することにより、付与することができる。その場合、ガス環境は、例えば、実質的に水素−窒素環境でよい。あるいは、ガス環境は、例えば、水素ガス流を、基材および／または基材上に形成された少なくとも一つの層に供給することにより、実質的に水素ガスを含むことができる。その際、ガスまたはガス混合物は、好ましくは、実質的に同じ上記基材処理温度を有する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、半導体基材の表面の少なくとも一部を不動態化する方法は、
前記基材を処理チャンバー中に配置すること、
前記処理チャンバー中の圧力を比較的低い値に保持すること、
前記基材を、特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー上で、前記基材表面から特定の距離に取り付けた少なくとも一つの供給源によりプラズマを発生させること、
各供給源により発生した前記プラズマの少なくとも一部を、前記基材表面の少なくとも一部分と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を、前記プラズマの少なくとも一部に供給すること、
により、前記基材表面の少なくとも一部分に、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一個の層を形成し、
Ｈ２、または、Ｈ２とＮ２またはＡｒ等の不活性ガスとの混合物を、前記プラズマに供給し、特に、前記少なくとも一つの層をアニールする、および／または前記少なくとも一つの層中のＨ２の拡散を増大させる、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、少なくとも本発明の方法により得た基材の少なくとも一部を備えた太陽電池をさらに提供する。そのような太陽電池は、有利な、改良された特性、例えば太陽電池の性能に好ましい基材表面の比較的低い表面再結合速度、を有することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施態様は、従属請求項に記載されている。ここで本発明を、図面を参照しながら、代表的な実施態様により説明するが、これら実施態様に本発明が限定されるものではない。
【００１３】
本願明細書においては、同一または対応する手段は、同一または対応する参照記号で示す。「約」、「実質的に」、「およそ」または類似の用語を付けた数値は、その値の±５％の範囲内にあると理解される。
【００１４】
図１および２は、本発明の方法において、少なくとも一つのＳｉＯｘ層、および例えば一つ以上の他の層を、基材上に少なくとも堆積または形成することができる装置を示したものである。この装置は、例えばインライン製法で使用するのに十分に適している。図１および２に示す装置は、処理チャンバー５を備え、その上にＤＣ（直流）プラズマカスケード供給源３が取り付けられている。あるいは、異なった種類のプラズマ供給源も使用できる。この代表的な例におけるＤＣプラズマカスケード供給源３は、ＤＣ電圧でプラズマを発生させるように配置されている。この装置は、処理チャンバー５におけるプラズマ供給源３の流出開口部４に対向して一つの基材１を保持するための基材ホルダー８を備えている。この装置は、処理の際に基材１を加熱するための加熱手段（図示していない）をさらに含む。
【００１５】
図２に示すように、プラズマカスケード供給源３は、フロントチャンバー１１中に位置するカソード１０、および供給源３の、処理チャンバー５に近い方の側に位置するアノード１２を備えている。フロントチャンバー１１は、比較的狭い通路１３および上記のプラズマ流出開口部４を経由して、処理チャンバー５の中に開いている。この装置は、例えば基材１とプラズマ流出開口部４との間の間隔Ｌが約２００ｍｍ〜３００ｍｍになるような寸法を有する。したがって、この装置は比較的小型の設計になっている。通路１３は、互いに電気的に絶縁されたカスケードプレート１４と上記アノード１２とによって、境界が定められる。基材を処理する際、処理チャンバー５を比較的低い、とりわけ５０００Ｐａより低い、好ましくは５００Ｐａより低い圧力に保持する。無論、特に、処理圧力および処理チャンバーの寸法は、成長過程が絶えず起こるように選択する必要がある。実際には、この代表的な実施態様の処理チャンバーにおいて、処理圧力は、この目的には少なくとも約０．１ｍｂａｒであることが分かった。上記の処理圧力を得るのに必要なポンプ手段は図示していない。使用の際、供給源３のカソード１０とアノード１２との間で、例えばそれらの間に存在する不活性ガス（例えばアルゴン）の点火により、プラズマが発生する。プラズマが供給源３で発生している場合、フロントチャンバー１１の圧力は、処理チャンバー５中の圧力より高い。この圧力は、例えば実質的に大気圧でよく、０．５〜１．５ｂａｒでよい。処理チャンバー５中の圧力はフロントチャンバー６中の圧力よりも著しく低いので、発生したプラズマＰの一部が膨脹し、比較的狭い通路７を経由して、上記の流出開口部４から処理チャンバー５中に伸び、基材１の表面と接触する。この膨脹するプラズマ部分は、例えば超音速に達することがある。
【００１６】
特に、この装置は、好適な処理流体の流れを、例えば供給源３のアノードプレート１２中、および／または処理チャンバー５中の、プラズマＰに供給するための供給手段６、７を備えている。そのような供給手段は、それ自体、当業者には明らかな種々の方式で設計することができる。代表的な実施態様においては、供給手段は、例えば一種以上の処理流体をプラズマ供給源３の近くにあるプラズマＰの中に導入するように設計された注入装置６を含む。供給手段は、例えば一種以上の処理流体を、基材１近傍の上記プラズマ流出開口部４の下流にあるプラズマＰの中に供給するためのシャワーヘッド７をさらに含む。あるいは、そのようなシャワーヘッド７は、例えば処理チャンバー５中のプラズマ供給源３の近傍または下に配置する。この装置は、流量制御手段を経由して上記供給手段６、７に接続された供給源（図示していない）を備え、特定の所望の処理流体をそこに供給する。代表的な実施態様においては、使用の際、供給源３がそのようなガスにより影響を受けないように、好ましくは非反応性のガス（例えば、シラン、水素および／または酸素）をプラズマ供給源３中のプラズマに供給する。
【００１７】
基材１を不動態化するために、使用の際、カスケード供給源３は、プラズマＰが基材１の表面と接触するように、上記の方式によりプラズマＰを発生する。ＳｉＯｘ堆積に好適な処理流体の流れが、供給手段６、７を経由して、好適な比率でプラズマＰに供給される。プラズマ処理工程の処理パラメータ、すなわち少なくとも上記の処理チャンバー圧力、基材温度、プラズマ供給源３と基材１との間の間隔Ｌ、および処理流体の流量、は、本装置が、例えば約１〜１５ｎｍ／ｓの範囲内にある有利な速度で基材１上にＳｉＯｘ層を堆積させるように選択するのが好ましい。
【００１８】
上記の基材温度は、少なくともＳｉＯｘの堆積中、例えば２５０〜５５０℃の範囲内、特に３８０〜４２０℃の範囲内である。
【００１９】
上記の処理流体は、ＳｉＯｘ堆積に好適な様々な前駆物質を含んでなることができる。例えば、Ｄ４およびＯ２をプラズマＰの上記部分に供給し、基材表面上にＳｉＯｘ層を堆積させることができ、これによって良好な結果が得られることが分かった。Ｄ４（オクタメチルテトラシロキサンとも呼ばれる）は、例えば液体でよく、例えば上記のシャワーヘッド７を経由してプラズマに供給することができる。Ｏ２は、例えば気体状でよく、上記の注入装置６を経由してプラズマに供給することができる。
【００２０】
さらに、少なくとも一種の前駆物質を、例えば、ＳｉＨ４、Ｏ２、ＮＯ２、ＣＨ３ＳｉＨ３（１ＭＳ）、２（ＣＨ３）ＳｉＨ２（２ＭＳ）、３（ＣＨ３）ＳｉＨ（３ＭＳ）、シロキサン、ヘキサメチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン（ＢＴＭＳ）、オクタメチルテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ、Ｄ４）およびＴＥＯＳからなる群から選択することができる。前駆物質は、一種以上の、ＳｉＯｘに好適な他の物質をさらに含んでもよい。
【００２１】
プラズマカスケード供給源はＤＣ電圧で作動し、プラズマを発生するので、ＳｉＯｘ層は、堆積の際に実質的に調節することなく、簡単に一定成長速度で成長することができる。これは、ＡＣで駆動するプラズマ供給源の使用と比較して、有利である。さらに、ＤＣプラズマカスケード供給源により、比較的高い成長速度を得ることができる。この装置により、比較的低い基材抵抗で、特に良好な、特にＳｉＯｘ層で表面が不動態化された基材が得られることが分かった。
【００２２】
所望により、上記のＳｉＯｘ層上に、例えばＳｉＮｘを設けることができ、これは、例えば反射防止被覆を形成することができる。さらに、そのようなＳｉＮｘ層は、基材を不動態化する目的で、堆積させたＳｉＯｘ層に水素を供給することができる。好ましくは、ＳｉＯｘ層およびＳｉＮｘ層は、同じ堆積装置により、基材１上に順次堆積させる。このためには、ＳｉＯｘ層を堆積させた後に、例えばＳｉＮｘ堆積に好適な前駆物質（例えばＮＨ３、ＳｉＨ４、Ｎ２、および／または他の前駆物質）を、上記の供給手段６、７を経由して、プラズマＰに供給することができる。少なくとも一つのＳｉＯｘ層および少なくとも一つのＳｉＮｘ層を含む積層構造は、ＳｉＯｘ／ＳｉＮｘ積層構造とも呼ばれる。上記ＳｉＮｘ層の厚さは、好ましくは約２５〜１００ｎｍの範囲内であり、例えば約８０ｎｍでよい。
【００２３】
さらに、例えば、上記層の一つ以上を堆積させた後に、基材に温度処理を施すための装置、例えば好適なガスを基材に供給するフォーミングガスアニール処理を実施するための装置を提供することができる。このようにして、少なくとも、基材上に形成された少なくとも一つの層の少なくとも一表面がこれらのガスと接触するように、ガス環境中で温度処理を行うことができる。温度処理に好適なガス混合物は、例えば、水素−窒素混合物である。そのような温度処理は、例えば別の熱的処理装置、別のフォーミングガスアニール装置等の中で行うことができる。
【００２４】
さらに、本装置を使用する際、基材上に少なくとも一つの層を形成した後に、例えばＳｉＯｘ層またはＳｉＯｘ／ＳｉＮｘ積層構造中へのＨ２の拡散を増大させるために、例えばＨ２またはＨ２とＮ２またはＡｒ不活性ガスとの混合物を、プラズマＰに供給することができる。そのようなプラズマ処理は、例えば上記の温度処理の代わりに、あるいはそのような温度処理との組合せにおいて行うことができる。
【実施例】
【００２５】
本発明の方法により、図に示す上記の装置を使用し、酸化ケイ素（ＳｉＯ）層を単結晶シリコンの基材表面上に堆積させた。層の厚さは約１００ｎｍであった。この基材は、本来比較的低い抵抗、例えば抵抗約１０Ωｃｍを有していた。特に、抵抗１．４Ωｃｍのｎ−ドーピングされたシリコンウエハを使用した。
【００２６】
上記の酸化ケイ素層を基材表面上に堆積させるために、この例では、前駆物質Ｄ４およびＯ２の流れを使用した。ここで、例えば流量毎時約５〜１０グラムのＤ４を使用し、流量毎時約２００ｓｃｃｍ（標準ｃｍ−３／分）のＯ２を使用した。基材の堆積処理温度は、ＳｉＯｘ堆積の際、約４００℃であった。
【００２７】
堆積させた酸化ケイ素層は、所望により、基材上にＳｉＯｘ／ＳｉＮｘ積層構造を形成するために、Ｎ２Ｈ３およびＳｉＨ４を使用してＳｉＮｘ層を設けた。ＳｉＮｘ層は、例えば堆積させたＳｉＯｘ層に水素を供給することができ、反射防止層としても作用する。
【００２８】
上記の層／複数層を堆積させた後、例えば好適なフォーミングガスアニール装置を使用して、基材に温度処理を施した。温度処理の際、堆積させたＳｉＯｘ層および／またはＳｉＮｘ層を、処理温度約６００℃で処理時間約１５分間、特に大気圧で保持した。さらに、温度処理の際、９０％Ｎ２−１０％Ｈ２ガス混合物を、ＳｉＯｘ層および／またはＳｉＯｘ／ＳｉＮｘ積層構造の表面に供給し、フォーミングガスアニールを行った。上記約１５分間の後、基材およびその上に形成した少なくとも一つの層を冷却した。
【００２９】
このようにして得られたＳｉＯｘ層またはＳｉＯｘ／ＳｉＮｘ積層構造は、安定した、とりわけ低い、約５０ｃｍ／ｓの表面再結合速度を有することが分かった。したがって、このようにして処理した、抵抗が非常に低い基材は、例えば太陽電池の「構築ブロック」として使用するのに特に好適である。
【００３０】
無論、特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内において種々の修正を行うことができる。
【００３１】
例えば、種々の半導体材料の基材を使用し、本発明の方法により不動態化することができる。
【００３２】
さらに、この方法は、例えば処理チャンバー上に取り付けた２個以上のプラズマ供給源を使用して行うことができる。
【００３３】
さらに、基材は、例えば真空環境、例えば真空にしたロードロックから処理チャンバー５中に装填することができる。その場合、処理チャンバー５中の圧力は、装填の際に、所望の低い値を維持することができる。さらに、基材は、例えば処理チャンバー５が大気圧にある時に、そのチャンバー５中に導入し、次いでチャンバー５を閉鎖し、ポンプ手段により所望の圧力に下げることができる。
【００３４】
さらに、プラズマ供給源は、例えばアルゴンのみを含むプラズマを発生することができる。
【００３５】
さらに、例えば、一つ以上の層、例えば一つ以上のＳｉＯｘ層と一つ以上の他の所望により使用する層（例えばＳｉＮｘ層）とを基材に設けることができる。
【００３６】
さらに、本発明の方法により基材の表面全体を不動態化させることができる。あるいは、例えば表面の一部のみを本方法により不動態化させることもできる。
【００３７】
さらに、プラズマ処理方法により基材上に形成されるＳｉＯｘ層の厚さは、例えば１０〜１０００ｎｍの範囲内でよい。
【００３８】
さらに、前駆物質としてＯ２を含むプラズマは、例えば、上記のＳｉＯｘ層が形成されるように、基材の表面またはその表面の一部をＳｉＯｘに変性することができる。その場合、ＳｉＯｘ層は、特に、堆積によってではなく、変性により形成される。ＳｉＯｘ層は、異なった方法においても形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】基材を処理するための装置を図式的に示した断面図である。
【図２】プラズマカスケード供給源を示した、図１に示す断面図の詳細を示したものである。
【図１】
2009503845.tif 000002
【図２】
2009503845.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月25日(2007.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基材表面の少なくとも一部を不動態化する方法であって、
基材（１）を、処理チャンバー（５）中に配置すること、
前記処理チャンバー（５）中の圧力を、比較的低い値に保持すること、
前記基材（１）を、層の形成に好適な特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー（５）上で、前記基材表面から特定の距離（Ｌ）のところに取り付けた少なくとも一個のプラズマ供給源（３）によりプラズマ（３）を発生させること、
各供給源（３）により発生した前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部を、前記基材表面のすくなくとも一部と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部に供給すること、
により、前記基材表面の少なくとも一部に、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を形成し、
少なくとも前記基材（１）上に形成された少なくとも一つの層に、ガス環境中で温度処理を施し、前記温度処理が、特にフォーミングガスアニール処理を含んでなる、方法。
【請求項２】
各プラズマカスケード供給源で、プラズマ発生にＤＣ電圧が使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度処理の際、前記基材(1)上に形成された前記少なくとも一つの層が、３５０℃を超える処理温度に保持される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記処理温度が、約２５０℃〜１０００℃の範囲内、特に約５００℃〜７００℃の範囲内、さらには約５５０℃〜６５０℃の範囲内、例えば約６００℃である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記温度処理の時間が約２０分未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記温度処理の際、前記基材（１）または少なくとも前記基材（１）上に形成された少なくとも一つの層にガス流を供給して、前記ガス環境を付与する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス環境が、実質的に窒素ガスと水素ガスとの混合物を含んでなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記混合物中の窒素：水素の比が、約７５：２５〜９９：１の範囲内、特に約８５：１５〜９５：５の範囲内、例えば約９０：１０である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ガス環境が実質的に水素ガスを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一種の前駆物質が、
ＳｉＨ４、
Ｏ２、
ＮＯ２、
ＣＨ３ＳｉＨ３（１ＭＳ）、
２（ＣＨ３）ＳｉＨ２（２ＭＳ）、
３（ＣＨ３）ＳｉＨ（３ＭＳ）、
シロキサン、
ヘキサメチルシロキサン、
オクタメチルトリシロキサン、
ビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、
オクタメチルテトラシロキサン（Ｄ４）、および
ＴＥＯＳ、
からなる群から選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基材（１）が、本来、比較的低い抵抗、例えば約１０Ωｃｍ未満の抵抗、特に約２Ωｃｍ以下の抵抗を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＳｉＯｘ層を、前記基材（１）上に約１〜１５ｎｍ／ｓの範囲内にある成長速度で堆積させる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記基材の前記処理温度が、少なくともＳｉＯｘの形成中、２５０〜５５０℃の範囲内、特に３８０〜４２０℃の範囲内にある、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記プラズマ処理工程により前記基材（１）上に形成される前記ＳｉＯｘ層の厚さが１０〜１０００ｎｍの範囲内にある、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの層が、少なくとも一つのＳｉＮｘ層をさらに備え、前記ＳｉＮｘ層が、例えば前記ＳｉＯｘ層上に形成され、例えば反射防止被覆が付与される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＳｉＯｘ層およびＳｉＮｘ層が、同じ装置により、前記基材（１）上に順次形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＳｉＮｘ層の厚さが、約２５〜１００ｎｍの範囲内であり、特に約８０ｎｍである、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項１８】
前駆物質としてＯ２を前記プラズマに供給し、前記基材表面をＳｉＯｘに変性することにより、前記ＳｉＯｘ層を形成する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
半導体基材表面の少なくとも一部を不動態化する方法、例えば請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法であって、  基材（１）を処理チャンバー（５）中に配置すること、
前記処理チャンバー（５）中の圧力を比較的低い値に保持すること、
前記基材（１）を、特定の基材処理温度に保持すること、
前記処理チャンバー（５）上で、前記基材表面から特定の距離（Ｌ）のところに取り付けた少なくとも一個のプラズマ供給源（３）によりプラズマ（Ｐ）を発生させること、
各供給源（３）により発生した前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部を、前記基材表面の少なくとも一部分と接触させること、および
ＳｉＯｘ形成に好適な少なくとも一種の前駆物質を前記プラズマ（Ｐ）の少なくとも一部に供給すること、
により、前記基材表面の少なくとも一部に、少なくとも一つのＳｉＯｘ層を含んでなる少なくとも一つの層を形成し、
Ｈ２またはＨ２とＮ２もしくはＡｒ等の不活性ガスとの混合物を、前記プラズマに供給し、特に前記少なくとも一つの層をアニーリングする、および／または前記少なくとも一つの層中へのＨ２の拡散を増大させる、方法。
【請求項２０】
少なくとも、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法により得られた基材の少なくとも一部を備えた太陽電池。
【国際調査報告】
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