(57)【要約】【課題】基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜が堆積された半導体薄膜を提供する。【解決手段】半導体薄膜１０は、基板１と、下地層２と、結晶性シリコン薄膜３とを備える。基板１は、石英からなる。下地層２は、Ｎｉを含み、基板１の一主面上に配置される。結晶性シリコン薄膜３は、下地層２に接して下地層２上に配置される。半導体薄膜１０は、基板１上に形成された約２ｎｍのＮｉ薄膜を原子状の水素によって処理して基板１上にＮｉからなる金属ドットを形成し、その後、ＧｅＨ４ガスを材料ガスとして誘導結合型のプラズマＣＶＤ法によって金属ドット上に結晶性ゲルマニウム薄膜３を堆積することによって製造される。【選択図】図１
2013179154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置され、耐酸化性の金属を含む下地層と、
前記下地層に接して配置された結晶性ゲルマニウム薄膜とを備える半導体薄膜。
【請求項２】
前記結晶性ゲルマニウム薄膜に接して配置された結晶性シリコン薄膜を更に備える、請求項１に記載の半導体薄膜。
【請求項３】
前記結晶性ゲルマニウム薄膜は、前記基板の法線方向に結晶成長した柱状構造からなる、請求項１または請求項２に記載の半導体薄膜。
【請求項４】
前記下地層は、ニッケル、白金、コバルトおよびパラジウムのいずれかを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体薄膜。
【請求項５】
基板上に耐酸化性の金属薄膜を形成する第１の工程と、
前記金属薄膜に原子状の水素を照射して金属ドットを形成する第２の工程と、
前記金属ドット上に誘導結合型プラズマによって結晶性ゲルマニウム薄膜を堆積する第３の工程とを備える半導体薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記結晶性ゲルマニウム薄膜上に誘導結合型プラズマによって結晶性シリコン薄膜を堆積する第４の工程を更に備える、請求項５に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程において、ニッケル、白金、コバルトおよびパラジウムのいずれかからなる金属薄膜が形成される、請求項５または請求項６に記載の半導体薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体薄膜およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゲルマン（ＧｅＨ４）ガスを材料ガスとしてＶＨＦ−ＩＣＰ（Very High Frequency Inductively Coupled Plasma）によって基板上に堆積された結晶性ゲルマニウム薄膜が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
そして、この結晶性ゲルマニウム薄膜は、３００℃の基板温度を用いて約７．６ｎｍ／ｓの堆積速度で形成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】T. Sakata et al., Thin Solid Films 517(2008)216.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の結晶性ゲルマニウム薄膜は、基板との境界領域においてアモルファス層が存在するため、基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜を堆積することが困難である。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜が堆積された半導体薄膜を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜を堆積可能な半導体薄膜の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の実施の形態によれば、半導体薄膜は、下地層と、結晶性ゲルマニウム薄膜とを備える。下地層は、基板上に配置され、耐酸化性の金属を含む。結晶性ゲルマニウム薄膜は、下地層に接して配置される。
【０００９】
また、この発明の実施の形態によれば、半導体薄膜の製造方法は、基板上に耐酸化性の金属薄膜を形成する第１の工程と、金属薄膜に原子状の水素を照射して金属ドットを形成する第２の工程と、金属ドット上に誘導結合型プラズマによって結晶性ゲルマニウム薄膜を堆積する第３の工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
半導体薄膜は、基板上に形成された金属ドット上に誘導結合型プラズマによって結晶性ゲルマニウム薄膜を堆積することによって製造される。この場合、結晶性ゲルマニウム薄膜は、ゲルマニウム原子が複数の金属ドットのうちのいずれかの金属ドットの周囲に集まり、金属ドットをあたかも結晶核として結晶成長することによって形成される。その結果、結晶性ゲルマニウム薄膜は、成長初期から結晶化した構造を有する。
【００１１】
従って、基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜が堆積された半導体薄膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態による半導体薄膜の断面構造図である。
【図２】プラズマ装置の構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す半導体薄膜の製造方法を示す工程図である。
【図４】図３に示すＨ２プラズマ処理前後のＳＥＭ写真を示す図である。
【図５】図３に示す製造方法によって製造された結晶性ゲルマニウム薄膜のラマン散乱スペクトルを示す図である。
【図６】結晶性ゲルマニウム薄膜のＡＦＭ像を示す図である。
【図７】結晶性ゲルマニウム薄膜の表面側から観察したＳＥＭ写真を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態による他の半導体薄膜の断面構造図である。
【図９】半導体薄膜を製造するときの他の基板を示す平面図である。
【図１０】図９に示す線Ｘ−Ｘ間における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態による半導体薄膜の断面構造図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による半導体薄膜は、基板１と、下地層２と、結晶性ゲルマニウム薄膜３とを備える。
【００１５】
基板１は、例えば、石英ガラスからなる。下地層２は、基板１の一主面に接して配置される。そして、下地層２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金からなり、数ｎｍの膜厚を有する。
【００１６】
結晶性ゲルマニウム薄膜３は、下地層２に接して配置される。そして、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、例えば、８５ｎｍの膜厚を有する。また、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、基板１の法線方向に結晶成長した柱状構造からなる。
【００１７】
図２は、プラズマ装置の構成を示す概略図である。図２を参照して、プラズマ装置１００は、反応容器１０１と、天板１０２と、石英板１０３と、固定部材１０４と、ホルダー１０５と、ヒータ１０６と、ガス導入口１０７と、排気口１０８と、アンテナ１０９と、マッチング回路１１０と、高周波電源１１１とを備える。
【００１８】
反応容器１０１は、概略、円筒形の形状を有し、内部が中空になっている。天板１０２は、内周部がホルダー１０５側へ突出した構造からなり、反応容器１０１の上端部に接して配置される。そして、天板１０２の内周部には、円形の開口部が設けられている。
【００１９】
石英板１０３は、天板１０２の内周部に設けられた開口部に接するとともに、その周縁部が天板１０２および固定部材１０４によって挟み込まれる。
【００２０】
固定部材１０４は、石英板１０３の周縁部および天板１０２の内周部に接して配置される。
【００２１】
なお、図２においては、図示されていないが、天板１０２と石英板１０３との間、および石英板１０３と固定部材１０４との間には、Ｏリングが配置されている。これによって、反応容器１０１内が機密に保持される。
【００２２】
ホルダー１０５は、反応容器１０１の底面１０１Ａに固定される。そして、ホルダー１０５は、基板１２０を支持する。ヒータ１０６は、ホルダー１０５の内部に配置される。そして、ヒータ１０６は、基板１２０の温度を所望の温度に加熱する。
【００２３】
ガス導入口１０７は、反応容器１０１の側面１０１Ｂに配置される。そして、ガス導入口１０７は、ＧｅＨ４ガス、水素（Ｈ２）ガスおよびシラン（ＳｉＨ４）ガス等を反応容器１０１内へ導入する。
【００２４】
排気口１０８は、反応容器１０１の側面１０１Ｂに配置される。そして、排気口１０８は、ターボ分子ポンプ、メカニカルブースタポンプおよびロータリーポンプからなる排気装置に連結されている。排気装置は、排気口１０８を介して反応容器１０１内のガスを外部へ排気するとともに、反応容器１０１内の圧力を所望の圧力に設定する。
【００２５】
アンテナ１０９は、石英板１０３上に石英板１０３に接して配置され、マッチング回路１１０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。そして、アンテナ１０９は、１ターンのコイル形状からなる。また、アンテナ１０９とホルダー１０５との距離は、例えば、５〜７ｃｍである。
【００２６】
マッチング回路１１０は、アンテナ１０９の一方端と高周波電源１１１との間に接続される。そして、マッチング回路１１０は、高周波電源１１１からの高周波電力を反射波を抑制してアンテナ１０９に供給する。
【００２７】
高周波電源１１１は、マッチング回路１１０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。そして、高周波電源１１１は、例えば、６０ＭＨｚの高周波電力をマッチング回路１１０へ供給する。
【００２８】
なお、プラズマ装置１００においては、反応容器１０１、天板１０２およびホルダー１０５は、接地電位ＧＮＤに接続されている。
【００２９】
プラズマ装置１００を用いて基板１２０上に薄膜を堆積する場合、ヒータ１０６は、基板１２０の温度を所望の温度に加熱する。ガス導入口１０７は、例えば、ＧｅＨ４ガスを反応容器１０１内に導入する。排気装置は、排気口１０８を介してＧｅＨ４ガスを排気するとともに反応容器１０１内の圧力を所望の圧力に設定する。
【００３０】
そして、高周波電源１１１は、所望の高周波電力をマッチング回路１１０へ供給し、マッチング回路１１０は、反射波を抑制して高周波電力をアンテナ１０９の一方端に供給する。
【００３１】
そうすると、高周波電流がアンテナ１０９に流れ、プラズマが反応容器１０１内に誘起され、ゲルマニウム薄膜が基板１２０上に堆積される。
【００３２】
また、プラズマ装置１００は、Ｈ２ガスを反応容器１０１内に供給することによって基板１２０上の薄膜をプラズマ処理する。
【００３３】
このように、プラズマ装置１００は、誘導結合型プラズマによって、基板１２０上に薄膜を堆積するとともに、基板１２０上の薄膜をプラズマ処理する。
【００３４】
図３は、図１に示す半導体薄膜１０の製造方法を示す工程図である。図３を参照して、半導体薄膜１０の製造が開始されると、石英からなる基板１を洗浄し、基板１を希釈フッ酸によって処理した後、基板１をスパッタ装置にセットする。そして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いたスパッタリングによって、Ｎｉ薄膜１１を基板１上に堆積する（工程（ａ）参照）。この場合、Ｎｉ薄膜１１は、例えば、２ｎｍの膜厚を有する。
【００３５】
工程（ａ）の後、Ｎｉ薄膜１１／基板１をプラズマ装置１００のホルダー１０５上に設置する。そして、排気装置によって反応容器１０１内を真空に引いた後、Ｈ２ガスをガス導入口１０７を介して反応容器１０１内に供給する。この場合、Ｈ２ガスの流量は、例えば、３０ｓｃｃｍである。また、ヒータ１０６は、基板１を加熱しない。
【００３６】
そして、排気装置は、反応容器１０１内の圧力を、例えば、６．６７Ｐａに設定する。また、高周波電源１１１は、５００Ｗの高周波電力をマッチング回路１１０を介してアンテナ１０９の一方端に供給する。
【００３７】
そうすると、アンテナ１０９に流れる高周波電流によって反応容器１０１内にプラズマが誘起され、原子状の水素が生成される。そして、生成された原子状の水素によってＮｉ薄膜１１を処理する（工程（ｂ）参照）。
【００３８】
その結果、金属ドット１２が基板１の表面に形成される（工程（ｃ）参照）。
【００３９】
金属ドット１２が形成される機構は、次のとおりである。反応容器１０１内で原子状の水素が生成されると、その生成された原子状の水素は、Ｎｉ薄膜１１の表面に拡散し、他の原子状水素と結合してＨ２分子になる。この場合、Ｈ２分子が発生するときに、熱が発生し、その発生した熱がＮｉ薄膜１１に供給される。
【００４０】
その結果、Ｎｉ薄膜１１中のＮｉ原子は、基板１の面内方向へマイグレーションして凝集し、金属ドット１２が形成される。
【００４１】
工程（ｃ）の後、Ｈ２ガスを停止し、水素希釈された１０％のＧｅＨ４ガスをガス導入口１０７を介して反応容器１０１内に供給する。この場合、ＧｅＨ４ガスの流量は、例えば、１９２ｓｃｃｍである。また、ヒータ１０６は、基板１の温度を２５０℃に加熱する。更に、排気装置は、反応容器１０１内の圧力を２６．６Ｐａに設定する。
【００４２】
そして、高周波電源１１１は、５００Ｗの高周波電力をマッチング回路１１０を介してアンテナ１０９の一方端に供給する。
【００４３】
これによって、反応容器１０１内にプラズマが誘起され、結晶性ゲルマニウム薄膜３が基板１上に堆積される（工程（ｄ）参照）。これによって、半導体薄膜１０が完成する。
【００４４】
工程（ｄ）においては、Ｇｅ原子は、複数の金属ドット１２のうちのいずれかの金属ドット１２の周囲に集まり、金属ドット１２をあたかも結晶核として結晶成長することによって、結晶性ゲルマニウム薄膜３が形成される。その結果、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、成長初期から結晶化した構造を有する。また、結晶性ゲルマニウム薄膜３の成長が進行するに従って、金属ドット１２は、Ｇｅ原子と反応し、ゲルマノイドになるので、金属ドット１２から下地層２が形成される。
【００４５】
なお、結晶性ゲルマニウム薄膜３の堆積速度は、１７ｎｍ／ｓである。
【００４６】
図４は、図３に示すＨ２プラズマ処理前後のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真を示す図である。
【００４７】
図４の（ａ）は、Ｎｉ薄膜のＨ２プラズマ処理前のＳＥＭ写真を示し、図４の（ｂ）は、Ｎｉ薄膜のＨ２プラズマ処理後のＳＥＭ写真を示す。
【００４８】
図４を参照して、Ｈ２プラズマ処理前においては、Ｎｉ薄膜の表面は、約０．２ｎｍの表面粗さ（ＲＭＳ）を有し、均一なＮｉ薄膜が形成されていることが解った（（ａ）参照）。
【００４９】
一方、Ｈ２プラズマ処理後においては、Ｎｉからなる金属ドットが形成されており（（ｂ）参照）、平均ドットサイズは、約５．６ｎｍであり、面密度は、３．３×１０１１ｃｍ−２である。
【００５０】
従って、Ｎｉ薄膜をＨ２プラズマ（原子状水素）によって処理することによって、Ｎｉからなる金属ドットが形成されることが実証された。
【００５１】
図５は、図３に示す製造方法によって製造された結晶性ゲルマニウム薄膜のラマン散乱スペクトルを示す図である。
【００５２】
図５において、縦軸は、強度を表し、横軸は、ラマンシフトを表す。また、曲線ｋ１は、結晶性ゲルマニウム薄膜３側からレーザ光を照射して測定したラマン散乱スペクトルを示し、曲線ｋ２は、基板１側からレーザ光を照射して測定したラマン散乱スペクトルを示し、曲線ｋ３は、石英基板上に直接堆積されたゲルマニウム薄膜のラマン散乱スペクトルを示す。
【００５３】
なお、測定に用いたレーザ光の波長は、５３２ｎｍである。
【００５４】
図５を参照して、結晶性ゲルマニウム薄膜３側からレーザ光を照射した場合、シャープなｃ−Ｇｅ  ＴＯフォノンピークが３００ｃｍ−１付近に認められる（曲線ｋ１参照）。そして、結晶相と非結晶相のＴＯフォノン信号の積分強度比から見積もった結晶化率は、約８３％である。
【００５５】
また、基板１側からレーザ光を照射した場合も、シャープなｃ−Ｇｅ  ＴＯフォノンピークが３００ｃｍ−１付近に認められる（曲線ｋ２参照）。そして、結晶相と非結晶相のＴＯフォノン信号の積分強度比から見積もった結晶化率は、約９０％である。
【００５６】
更に、石英基板上に直接堆積されたゲルマニウム薄膜においては、ａ−Ｇｅ  ＴＯフォノン信号が支配的であり（曲線ｋ３参照）、アモルファスゲルマニウム薄膜が形成されていることが解った。
【００５７】
このように、誘導結合型プラズマを用いたＣＶＤによって金属ドット上に結晶性ゲルマニウム薄膜３を堆積でき、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、基板１の表面から結晶化していることが解った。
【００５８】
従って、基板表面から結晶性ゲルマニウム薄膜が堆積された半導体薄膜１０を得ることができる。
【００５９】
図６は、結晶性ゲルマニウム薄膜のＡＦＭ（Atomic Force Microscope）像を示す図である。
【００６０】
図６を参照して、平均直径が約５６ｎｍである結晶粒が高密度に形成されていることが解る。
【００６１】
図７は、結晶性ゲルマニウム薄膜３の表面側から観察したＳＥＭ写真を示す図である。
【００６２】
図７を参照して、白い部分がゲルマニウム結晶であり、ゲルマニウム結晶同士が接していない。結晶性ゲルマニウム薄膜３の膜厚方向にゲルマニウムの複数の結晶粒が堆積しているのであれば、ゲルマニウム結晶同士が接したＳＥＭ写真になる。
【００６３】
しかし、図７に示すようにゲルマニウム結晶同士が接しておらず、ゲルマニウム結晶間には、結晶化していないことを示す黒い部分が存在する。
【００６４】
従って、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、基板１の法線方向へ結晶成長した柱状構造からなることが解った。
【００６５】
図８は、この発明の実施の形態による他の半導体薄膜の断面構造図である。この発明の実施の形態による半導体薄膜は、図８に示す半導体薄膜１０Ａであってもよい。
【００６６】
図８を参照して、半導体薄膜１０Ａは、図１に示す半導体薄膜１０に結晶性シリコン薄膜４を追加したものであり、その他は、半導体薄膜１０と同じである。
【００６７】
結晶性シリコン薄膜４は、結晶性ゲルマニウム薄膜３に接して結晶性ゲルマニウム薄膜３上に配置される。
【００６８】
半導体薄膜１０Ａは、図３に示す工程（ａ）〜（ｄ）に、結晶性シリコン薄膜４を結晶性ゲルマニウム薄膜３上に堆積する工程を追加した製造方法によって製造される。そして、結晶性シリコン薄膜４は、プラズマ装置１００を用いてＳｉＨ４ガスを材料ガスとした誘導結合型のプラズマＣＶＤ法によって形成される。この場合、基板温度は、２５０℃程度である。
【００６９】
結晶性シリコン薄膜４を堆積する場合、下地が結晶性ゲルマニウム薄膜３であるため、結晶性シリコン薄膜４は、結晶性ゲルマニウム薄膜３の表面から結晶化した構造を有する。
【００７０】
図９は、半導体薄膜１０，１０Ａを製造するときの他の基板を示す平面図である。また、図１０は、図９に示す線Ｘ−Ｘ間における断面図である。
【００７１】
図９および図１０を参照して、基板２０は、石英ガラス２１と、Ｎｉ薄膜２２と、アルミニウム（Ａｌ）薄膜２３とを含む。
【００７２】
Ｎｉ薄膜２２は、石英ガラス２１の一主面に全面に配置される。Ａｌ薄膜２３は、Ｎｉ薄膜２２が碁盤目状に露出するようにＮｉ薄膜２２に接して配置される。
【００７３】
そして、Ｎｉ薄膜２２は、例えば、２ｎｍの膜厚を有し、Ａｌ薄膜２３は、例えば、数ｎｍの膜厚を有する。また、Ｎｉ薄膜２２の露出部分は、例えば、１００μｍ×２００μｍの寸法を有し、Ａｌ薄膜２３は、例えば、２０〜３０μｍの幅を有する。
【００７４】
基板２０を用いて半導体薄膜１０，１０Ａを製造する場合、Ｎｉ薄膜２２をスパッタリングによって石英ガラス２１の全面に形成し、その後、Ｎｉ薄膜２２上にＡｌ薄膜をスパッタリングによって形成する。その後、Ａｌ薄膜上にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてＡｌ薄膜をエッチングし、Ａｌ薄膜２３をＮｉ薄膜２２上に形成する。
【００７５】
引き続いて、基板２０をプラズマ装置１００のホルダー１０５上に設置し、図３に示す工程（ｂ）〜（ｄ）に従って半導体薄膜１０を製造する。
【００７６】
また、図３に示す工程（ｂ）〜（ｄ）に続いて、結晶性シリコン薄膜４を結晶性ゲルマニウム薄膜３上に堆積する工程を実行して半導体薄膜１０Ａを製造する。
【００７７】
基板２０を用いた場合、図３に示す工程（ｂ）においては、Ａｌ薄膜２３が形成された領域では、金属ドットが形成されず、Ｎｉ薄膜２２が露出した領域にのみ、金属ドットが形成される。Ａｌは、耐酸化性の金属ではないため、原子状水素によってＡｌ薄膜２３を処理しても、Ａｌ原子は、基板２０の面内方向へマイグレーションしないため、Ａｌ薄膜２３が形成された領域では、金属ドットが形成されない。
【００７８】
その結果、金属ドットが形成される領域を制御でき、金属ドットの密度は、Ａｌ薄膜２３が形成されない場合よりも低くなる。
【００７９】
そうすると、図３に示す工程（ｄ）において、結晶性ゲルマニウム薄膜３が堆積される場合、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、Ａｌ薄膜２３が形成されない場合よりも少ない個数の金属ドットをあたかも核として結晶成長する。従って、結晶性ゲルマニウム薄膜３の結晶粒を大きくできる。
【００８０】
また、基板２０を用いた場合、結晶性ゲルマニウム薄膜３（または結晶性ゲルマニウム薄膜３および結晶性シリコン薄膜４）が形成された後においても、Ａｌ薄膜２３に接するＮｉ薄膜２２の一部分、およびＡｌ薄膜２３は、金属薄膜として残るので、電極として用いることができる。
【００８１】
また、この発明の実施の形態においては、Ａｌ薄膜２３を形成せずに、Ｎｉ薄膜２２を石英ガラス２１上に碁盤目状に形成した基板を用いてもよい。この場合も、上述したように、金属ドットが形成される領域が制限され、結晶性ゲルマニウム薄膜３は、より少ない個数の金属ドットをあたかも核として結晶成長する。従って、結晶性ゲルマニウム薄膜３の結晶粒を大きくできる。
【００８２】
更に、この発明の実施の形態においては、Ｎｉ薄膜が露出した部分は、碁盤目状に限らず、ストライプ状に形成されていてもよく、一般的には、任意の形状に形成されていてもよい。
【００８３】
Ｎｉ薄膜が基板の全面に形成されていなければ、金属ドットの密度が低下し、結晶粒の大きな結晶性ゲルマニウム薄膜３を形成できるからである。
【００８４】
半導体薄膜１０，１０Ａは、例えば、太陽電池の発電層として用いられる。結晶性シリコン薄膜３の堆積速度は、上述したように、１７ｎｍ／ｓと高速であるため、半導体薄膜１０，１０Ａを発電層として用いた場合、太陽電池の量産性を向上できる。
【００８５】
また、半導体薄膜１０Ａは、結晶性ゲルマニウム薄膜３および結晶性シリコン薄膜４を順次積層した構造からなるので、半導体薄膜１０Ａを太陽電池の発電層に適用した場合、太陽光を効率良く吸収でき、太陽電池の変換効率を向上できる。
【００８６】
上記においては、Ｎｉからなる金属ドット上に結晶性ゲルマニウム薄膜３を堆積すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）およびパラジウム（Ｐｄ）のいずれかからなる金属ドット上に結晶性ゲルマニウム薄膜３を堆積してもよく、一般的には、耐酸化性の金属からなる金属ドット上に結晶性ゲルマニウム薄膜３を堆積してもよい。
【００８７】
金属ドットの材料としてＰｔ，Ｃｏ，Ｐｄのいずれかが用いられた場合も、金属ドットは、図３の工程（ａ），（ｂ）に示すように、膜厚が２ｎｍ程度であるＰｔ薄膜、Ｃｏ薄膜およびＰｄ薄膜のいずれかをＨ２プラズマ処理することによって形成される。
【００８８】
このように、金属ドットは、一般的には、耐酸化性の金属からなるので、この発明の実施の形態による半導体薄膜は、基板上に配置され、耐酸化性の金属を含む下地層と、下地層に接して配置された結晶性ゲルマニウム薄膜とを備えていればよい。
更に、この発明の実施の形態による半導体薄膜は、基板/下地層/結晶性ゲルマニウム薄膜/結晶性シリコンゲルマニウム薄膜/結晶性シリコン薄膜からなっていてもよい。これによって、結晶性シリコン薄膜から基板へ向かって光学的バンドギャップが小さくなり、半導体薄膜を太陽電池に応用した場合、太陽光を効率的に吸収できる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
この発明は、半導体薄膜およびその製造方法に適用される。
【符号の説明】
【００９１】
１，１２０  基板、２  下地層、３  結晶性ゲルマニウム薄膜、４  結晶性シリコン薄膜、１０，１０Ａ  半導体薄膜、１１  Ｎｉ薄膜、１２  金属ドット、１００  プラズマ装置、１０１  反応容器、１０２  天板、１０３  石英板、１０４  固定部材、１０５  ホルダー、１０６  ヒータ、１０７  ガス導入口、１０８  排気口、１０９  アンテナ、１１０  マッチング回路、１１１  高周波電源。
【図１】
2013179154.tif 000003
【図２】
2013179154.tif 000004
【図３】
2013179154.tif 000005
【図４】
2013179154.tif 000006
【図５】
2013179154.tif 000007
【図６】
2013179154.tif 000008
【図７】
2013179154.tif 000009
【図８】
2013179154.tif 000010
【図９】
2013179154.tif 000011
【図１０】
2013179154.tif 000012