【手続補正書】
【提出日】平成21年11月4日(2009.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】光起電力素子、ＴＦＴ、及びｉ型半導体層の形成方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  基板上にシリコン原子を主成分としたｐ型半導体層と、ｉ型半導体層と、ｎ型半導体層とを備えたｐｉｎ型の半導体接合を少なくとも１組含む光起電力素子であって、
前記ｉ型半導体層が微結晶を含んでおり、前記ｉ型半導体層の下地層である前記ｐ型半導体層又は前記ｎ型半導体層との界面領域であって前記ｉ型半導体層と前記ｐ型半導体層又は前記ｎ型半導体層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記ｉ型半導体層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記ｉ型半導体層の層厚方向で大きくなるように変化していることを特徴とする光起電力素子。
【請求項２】  前記微結晶を含むｉ型半導体層と、前記ｉ型半導体層に対して光入射側に配置されている導電型を示す半導体層との間に、非晶質シリコン層を配置したことを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項３】  前記非晶質シリコン層の膜厚が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子。
【請求項４】  前記微結晶を含むシリコン系薄膜が、前記微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が８０％以上である領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項５】  前記微結晶を含むｉ型半導体層中で、（１１０）面の優先配向をしている微結晶が、前記基板に対して鉛直方向に伸びた柱状の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項６】  前記界面領域の微結晶が概球状の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項７】  前記微結晶を含むｉ型半導体層が、酸素原子、炭素原子、窒素原子の少なくともひとつを含み、それらの総量が１．５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項８】  前記微結晶を含むｉ型半導体層が、１．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上２．５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のフッ素原子を含むことを特徴とする請求項１に記載のｉ型半導体層。
【請求項９】 基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、コンタクト層、ソース電極、ドレイン電極とを有するＴＦＴであって、
前記ゲート電極と前記活性層との間に前記ゲート絶縁膜が配され、前記活性層と前記ソース電極又は前記ドレイン電極との間に前記コンタクト層が配されており、
前記活性層は微結晶を含むシリコン層からなり、前記活性層の下地層であるゲート絶縁層との界面領域であって前記活性層と前記ゲート絶縁層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記活性層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記活性層の層厚方向で大きくなるように変化しており、前記活性層の前記コンタクト層と接する領域が（２２０）面に優先配向していることを特徴とするＴＦＴ。
【請求項１０】  ｐ型半導体層、ｎ型半導体層又は絶縁層から選択される下地層の上に微結晶を含んだシリコン原子を主成分とするｉ型半導体層の形成方法であって、真空容器内に水素化シリコン、フッ素化シリコンガスの少なくとも一方と、水素を含む原料ガスとを導入し、
前記水素化シリコン、フッ素化シリコンガスの少なくとも一方又は前記水素を含む原料ガス流量の比率を変化させて、エッチング効果の低い雰囲気で、水素を成長面に供給することにより、
前記微結晶を含んだｉ型半導体層の前記下地層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記ｉ型半導体層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記シリコン系薄膜の膜厚方向で大きくなるように変化させることを特徴とするｉ型半導体層の形成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコン系薄膜からなり半導体接合を有する半導体素子である光起電力素子、ＴＦＴ及びシリコン系薄膜からなるｉ型半導体層の形成方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力素子は、基板上にシリコン原子を主成分としたｐ型半導体層と、ｉ型半導体層と、ｎ型半導体層とを備えたｐｉｎ型の半導体接合を少なくとも１組含む光起電力素子であって、前記ｉ型半導体層が微結晶を含んでおり、前記ｉ型半導体層の下地層である前記ｐ型半導体層又は前記ｎ型半導体層との界面領域であって前記ｉ型半導体層と前記ｐ型半導体層又は前記ｎ型半導体層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記ｉ型半導体層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記ｉ型半導体層の層厚方向で大きくなるように変化していることを特徴とする。
また本発明のＴＦＴは、基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、コンタクト層、ソース電極、ドレイン電極とを有するＴＦＴであって、
前記ゲート電極と前記活性層との間に前記ゲート絶縁膜が配され、前記活性層と前記ソース電極又は前記ドレイン電極との間に前記コンタクト層が配されており、
前記活性層は微結晶を含むシリコン層からなり、前記活性層の下地層であるゲート絶縁層との界面領域であって前記活性層と前記ゲート絶縁層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記活性層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記活性層の層厚方向で大きくなるように変化しており、前記活性層の前記コンタクト層と接する領域が（２２０）面に優先配向していることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明のｉ型半導体層の形成方法は、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層又は絶縁層から選択される下地層の上に微結晶を含んだシリコン原子を主成分とするｉ型半導体層の形成方法であって、真空容器内に水素化シリコン、フッ素化シリコンガスの少なくとも一方と、水素を含む原料ガスとを導入し、前記水素化シリコン、フッ素化シリコンガスの少なくとも一方又は前記水素を含む原料ガス流量の比率を変化させて、エッチング効果の低い雰囲気で、水素を成長面に供給することにより、前記微結晶を含んだｉ型半導体層の下地層との界面から１．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の界面領域の微結晶の配向性が、エックス線または電子線による回折強度が、低角側から３つの各回折面（１１１）、（２２０）、（３１１）の回折強度が、（１１１）面の回折強度を１としたときの（２２０）の回折強度が０．５０以上０．６０以下かつ、（３１１）の回折強度が０．２５以上０．３５以下の範囲にあり、前記ｉ型半導体層の前記界面領域以外の微結晶のエックス線または電子線による（２２０）面の回折強度の全回折強度に対する割合が、前記シリコン系薄膜の膜厚方向で大きくなるように変化させることを特徴とする。