(57)【要約】【課題】製造工程数を増やさずに、アモルファスカーボンと金属電極の接触抵抗を減らすことができる半導体装置、この半導体装置を含む太陽電池、及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板１１と、ガラス基板１１の一方の面側に形成されたアモルファスカーボン層１２と、アモルファスカーボン層１２の上層部がグラファイト化されることにより形成されたグラファイト層１３と、グラファイト層１３の上に形成された金属電極層１４と、を有する半導体装置１０であって、金属電極層１４は複数形成されており、グラファイト層１３は、金属電極層１４の各々が形成される領域の下側に形成されており、グラファイト層１３は、アモルファスカーボン層１２の上層部に電子ビームが照射されてグラファイト化されることにより形成される半導体装置１０、この半導体装置１０を含む太陽電池、及びこれらの製造方法。【選択図】図１
2009272334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面側に形成されるアモルファスカーボン層と、
前記アモルファスカーボン層の上層部がグラファイト化されることにより形成されるグラファイト層と、
前記グラファイト層の上に形成される金属電極層と
を含む半導体装置。
【請求項２】
前記金属電極層は複数形成されており、前記グラファイト層は、前記金属電極層の各々が形成される領域の下側に形成される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記グラファイト層は、前記アモルファスカーボン層の上層部に電子ビームが照射されてグラファイト化されることにより形成される、請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の半導体装置を含む太陽電池。
【請求項５】
ガラス基板の一方の面側にアモルファスカーボン層を形成するアモルファスカーボン層形成工程と、
前記アモルファスカーボン層の上層部をグラファイト化するグラファイト化工程と、
前記上層部がグラファイト化された前記アモルファスカーボン層の上に金属電極層を形成する金属電極層形成工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記金属電極層形成工程は、前記金属電極層を複数形成する工程であり、
前記グラファイト化工程は、前記金属電極層の各々をパターニングするためのフォトレジストを用いて、前記金属電極層の各々を形成する領域の下側の前記アモルファスカーボン層をグラファイト化することによって行われる、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記グラファイト化工程は、前記アモルファスカーボン層の上層部に電子ビームを照射することによって行われる、請求項５又は６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法を含む太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、この半導体装置を含む太陽電池、及びこれらの製造方法に係り、特にアモルファスカーボン層を有する半導体装置、この半導体装置を含む太陽電池、及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽の光を直接電気に変換することができる太陽電池は、石油に代わる代替エネルギーとして大いに期待されている。太陽電池を屋根に設置する建物が近年増えているように、太陽電池の生産量は非常な勢いで増加している。それに伴って、太陽電池の発電効率を向上させるとともに、製造コストを低減することができる太陽電池の開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、ｐ型半導体とｎ型半導体を接合したｐｎ接合構造を有し、半導体の禁止帯よりもエネルギーの大きな波長を有する光がｐｎ接合構造に入射した場合に、エネルギーを吸収して電子が伝導帯に励起され、同時に価電子帯には正孔が発生し、正孔及び電子が各々ｐ型半導体及びｎ型半導体に蓄積して起電力を発生し、電池として機能するものである。従って、発電効率を向上させるために、太陽電池を構成する半導体材料には以下の３点が要求される。第１に、太陽光スペクトルの波長領域を吸収するために禁止帯幅が１．４〜１．６ｅＶであること、第２に、薄膜でも十分な量の光を吸収するために光吸収係数が大きいこと、第３に、半導体としての伝導型、導電率制御が容易で、ｐ型半導体、ｎ型半導体、及びｐ型半導体とｎ型半導体を接合させたｐｎ接合が製造できること、である。
【０００４】
これらの特性を兼備する材料として、最も多く使用されるのはシリコンである。現在一般に使用される太陽電池は、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンを半導体として用いている。
【０００５】
ところが、シリコンを材料として太陽電池を製造する場合、爆発性や毒性を有するシラン等のガスを使用するため、製造設備には特殊な排気設備が必要となり、製造コストが高いという問題がある。
【０００６】
このようなシリコンより安全無害でかつ半導体特性に優れた材料として、現在アモルファスカーボンが注目されている。
【０００７】
元来、アモルファスカーボンは、ダイヤモンドライクカーボン（Diamond  Like  Carbon：ＤＬＣ）と呼ばれ、工具や金型の分野において高く評価されてきた。酸化雰囲気中で４００〜５００℃、真空中又は不活性ガス雰囲気中では２０００℃以上で使用できるなど耐熱性に優れ、機械的強度、耐薬品性にも優れるため、シリコンと比べて構造材料として格段の優位性を有している。
【０００８】
また、アモルファスカーボンはシリコンと比べて安全無害な材料である。アモルファスカーボンを製造する場合、安全で安価なガスとして、亜リン酸トリメチル、ホウ酸トリメチルをドーピングガスとして使用し、特殊な排気設備無しでも製造できることが知られている。
【０００９】
更に、アモルファスカーボンは、シリコンと比べて半導体材料としての優位性も有する。カーボンは、導電体（グラファイト）、半導体（フラーレン、アモルファスカーボン）、絶縁体（ダイヤモンド）と、その形態により多様な物性を示す。そのうち特に、半導体的性質を示すフラーレン、アモルファスカーボンは、電気的・光学的特性を広範囲で制御することができるため、半導体材料としての応用範囲が極めて広い。
【００１０】
このようなアモルファスカーボン膜の製造方法は、物理気相成長法（Physical  Vapor  Deposition：ＰＶＤ）または化学気相成長法（Chemical  Vapor  Deposition：ＣＶＤ）を用いて製造される。ＰＶＤではグラファイトなどのカーボン系ターゲットが用いられ、水素含有率の低い（一般に１０％以下）アモルファスカーボン膜またはテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）膜が得られる。ＣＶＤでは炭化水素系ガスを原料として水素含有率の高い（一般に１５％以上）水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜又はテトラヘドラル水素化アモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ：Ｈ）膜が得られる。
【００１１】
しかしながら、アモルファスカーボンを半導体装置として用いる場合、金属電極とのオーミック接合を確保しながら金属電極と接合させることが難しいという問題があった。オーミック接合とは、金属と半導体とが接触した場合、金属と半導体との界面を横切って流れる電流に整流性が生じないような接合のことをいう。整流性が生ずる場合、順方向での接触抵抗は小さいが、逆方向の接触抵抗が大きくなるため、アモルファスカーボンの半導体としての特性を活かすことができない。
【００１２】
この接触抵抗の低減という課題を解決するために、アモルファスカーボン自体を半導体としてではなく電極として用いた例がある。
【００１３】
例えば、アモルファスカーボンを電極と直接接合する例として、ｎ型トランジスタ領域及びｐ型トランジスタ領域上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に多結晶シリコン膜よりなるゲート電極を形成し、ゲート電極上にアモルファスカーボン膜を形成し、アモルファスカーボン膜上に金属電極を形成する半導体装置の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
また、グラファイトが分散された炭化物を生成し、電極として用いる例として、炭素６員環の分子構造を有するベンゼンを炭化して得られたグラファイト構造の炭化物は電気抵抗が小さいという性質を活かし、ポリ塩化ビニリデン樹脂とベンゼンとテトラヒドロフラン（ポリ塩化ビニリデン樹脂の溶剤）とを、ポリ塩化ビニリデン樹脂に対するベンゼンの混入量が０〜６０重量％の範囲で変化させて混合し、３００℃で３０分間加熱し、初期炭化物を生成し、８００℃で加熱して固形炭化物を製造する製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０３９６３号公報
【特許文献２】特開平９−２９８１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、製造工程数を増やさず簡便な製造方法を用いて製造コストを抑えながら、アモルファスカーボンと金属電極の接触抵抗を低減するためには、従来の方法を用いる場合、以下のような問題があった。
【００１６】
ゲート電極上にアモルファスカーボン膜を形成し、アモルファスカーボン膜上に金属電極を形成する半導体装置の製造方法の場合、実際のゲート電極と異なる材料でダミーゲートを作製し、不純物拡散層を形成した後、ダミーゲートを実際のゲート電極材料に置き換える、という所謂置換ゲートプロセスとして行われるものであり、アモルファスカーボンは、絶縁層よりも硬度が高いことを活かしてＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）ストッパ層として用いるだけであって、金属電極との抵抗を下げる機能を有していないという問題があった。
【００１７】
また、ポリ塩化ビニリデン樹脂とベンゼンとテトラヒドロフランとを原料として固形炭化物を製造する場合、８００℃という高温の製造工程を要するため、製造工程数を増やさなくてはならないという問題があった。また、アモルファスカーボン層全体が炭化されて導電体に変化してしまうため、半導体装置を形成できないという問題があった。更に、通常のガラス基板を用いることができないため、製造コストが増大するという問題があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、製造工程数を増やさずに、アモルファスカーボンと金属電極の接触抵抗を減らすことができる半導体装置、この半導体装置を含む太陽電池、及びこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２０】
第１の発明に係る半導体装置は、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面側に形成されるアモルファスカーボン層と、
前記アモルファスカーボン層の上層部がグラファイト化されることにより形成されるグラファイト層と、
前記グラファイト層の上に形成される金属電極層と
を含む。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明に係る半導体装置において、
前記金属電極層は複数形成されており、前記グラファイト層は、前記金属電極層の各々が形成される領域の下側に形成される。
【００２２】
第３の発明は、第１又は２の発明に係る半導体装置において、
前記グラファイト層は、前記アモルファスカーボン層の上層部に電子ビームが照射されてグラファイト化されることにより形成される。
【００２３】
第４の発明に係る太陽電池は、
第１〜３の発明のいずれか一つに係る半導体装置を含む。
【００２４】
第５の発明に係る半導体装置の製造方法は、
ガラス基板の一方の面側にアモルファスカーボン層を形成するアモルファスカーボン層形成工程と、
前記アモルファスカーボン層の上層部をグラファイト化するグラファイト化工程と、
前記上層部がグラファイト化された前記アモルファスカーボン層の上に金属電極層を形成する金属電極層形成工程と
を含む。
【００２５】
第６の発明は、第５の発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記金属電極層形成工程は、前記金属電極層を複数形成する工程であり、
前記グラファイト化工程は、前記金属電極層の各々をパターニングするためのフォトレジストを用いて、前記金属電極層の各々を形成する領域の下側の前記アモルファスカーボン層をグラファイト化することによって行われる。
【００２６】
第７の発明は、第５又は６の発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記グラファイト化工程は、前記アモルファスカーボン層の上層部に電子ビームを照射することによって行われる。
【００２７】
第８の発明に係る太陽電池の製造方法は、
第５〜７の発明のいずれか一つに係る半導体装置の製造方法を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、製造工程数を増やさずに、アモルファスカーボンと金属電極の接触抵抗を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００３０】
「第１の実施の形態」
図１乃至図６を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法を説明する。
【００３１】
最初に、図１を参照し、本実施の形態に係る半導体装置を説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００３３】
図１に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１０は、ガラス基板１１、アモルファスカーボン層１２、グラファイト層１３、金属電極層１４を有する。ガラス基板１１の上にアモルファスカーボン層１２が形成され、アモルファスカーボン層１２の上層部がグラファイト化されたグラファイト層１３が形成され、グラファイト層１３の上に金属電極層１４が形成されている。
【００３４】
ガラス基板１１は、半導体装置１０を支持するための基板である。ガラス基板１１の厚さは、例えば１００〜１０００μｍであればよい。
【００３５】
アモルファスカーボン層１２は、半導体装置１０の半導体としての機能を有する部分である。アモルファスカーボン層１２は、ガラス基板１０の一方の面側に形成される。アモルファスカーボン層１２の厚さは、例えば２００〜５００ｎｍであればよい。
【００３６】
グラファイト層１３は、アモルファスカーボン層１２と、金属電極層１４とを電気的に接続するための中間層である。グラファイト層１３は、アモルファスカーボン層１２の上層部がグラファイト化されることにより形成される。また、グラファイト化は、アモルファスカーボン層１２に電子ビームが照射されることによって行われる。グラファイト層１３にグラファイト化されるアモルファスカーボン層１２の上層部の厚さは、例えば１〜１０ｎｍであればよい。
【００３７】
金属電極層１４は、アモルファスカーボン層１２と外部の電気回路とを接続するためのものである。金属電極層１４は、グラファイト層１３の上に形成されている。金属電極層１４は複数形成されており、グラファイト層１３は、複数の金属電極層１４の各々が形成される領域の下側に形成される。金属電極層１４の厚さは、例えば５０〜２００ｎｍであればよい。
【００３８】
次に、半導体装置１０の各層に用いられる材料、形成方法、及び形成するための原料について説明する。
【００３９】
ガラス基板１１の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英、又はコバールガラスやパイレックス（登録商標）ガラス等のホウケイ酸ガラスを用いることができる。
【００４０】
アモルファスカーボン層１２は、非晶質（アモルファス）状態のカーボン膜を用いることができる。アモルファスカーボン層１２においては、大部分の炭素原子はｓｐ３混成軌道で結合しており、ｓｐ２混成軌道で結合する炭素原子は少ない。アモルファスカーボン層１２は、特に限定されるものではないが、例えば、イオンビームスパッタ等のＰＶＤ、ＲＦプラズマＣＶＤ等のＣＶＤによって形成される。ＰＶＤの原料としては、特に限定されるものではないが、グラファイト等のカーボン系ターゲット、樟脳Ｃ１０Ｈ１６Ｏ等の有機化合物系ターゲットを用いることができる。ＣＶＤの原料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＨ４／Ｈ２ガスを用いることができる。
【００４１】
グラファイト層１３は、アモルファスカーボン層１２の上層部がグラファイト化されて形成されたものであり、炭素原子からなる６員環が二次元的に広がったグラファイトシートが多層に積層した構造を有する。グラファイト層１３においては、大部分の炭素原子はｓｐ２混成軌道で結合しており、ｓｐ３混成軌道で結合する炭素原子は少ない。アモルファスカーボン層１２からグラファイト層１３へのグラファイト化は、特に限定されるものではないが、例えば、アモルファスカーボン層１２の熱処理、アモルファスカーボン層１２への電子ビームやイオンビームのビーム照射によって実現される。
【００４２】
次に、半導体装置１０において、アモルファスカーボン層１２と金属電極層１４との間の接触抵抗が低減される作用効果について説明する。
【００４３】
金属と半導体が接触した場合、金属、半導体の仕事関数をそれぞれφＭ、φＳとした場合、半導体がｎ型半導体の場合にはφＭ＞φＳのとき、半導体がｐ型半導体の場合にはφＭ＜φＳのとき、金属と半導体との界面にショットキー障壁が形成され、それぞれ逆バイアス（ｎ型半導体の場合は金属電極層に負の電圧、ｐ型半導体の場合には金属電極層に正の電圧）を印加するときに、整流性を伴って、金属と半導体の界面を横切って流れる電流に対応する接触抵抗の値が大きくなる。
【００４４】
従って、半導体がｎ型半導体である場合、金属と半導体との間の接触抵抗を小さくするためには、金属の仕事関数φＭは小さい方がよい。一方、半導体がｐ型半導体である場合、金属と半導体との間の接触抵抗を小さくするためには、金属の仕事関数φＭを小さくしなくてもよい。
【００４５】
アモルファスカーボン層１２がグラファイト化される場合、仕事関数の値は、製造方法によって、０．３〜４．５ｅＶの間で大きく変化させることができる。化学的に不安定なカルシウム、マグネシウム等を除くと、一般的に利用できる金属の中で仕事関数が小さな金属は、アルミニウム（φＭ〜３．２ｅＶ）であり、アモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化したグラファイト層１３を金属として用いることにより、グラファイト層１３の仕事関数が小さいため、アモルファスカーボン層１２とグラファイト層１３との間の接触抵抗を小さくすることができ、グラファイト層１３と金属電極層１４との間の接触抵抗も小さいため、グラファイト層１３を介したアモルファスカーボン層１２と金属電極層１４との間の接触抵抗を小さくすることができる。具体的には、接触抵抗は１０分の１程度になる。
【００４６】
以上のように、アモルファスカーボン層１２と金属電極層１４との間に、グラファイト層１３を中間層として設けることにより、アモルファスカーボン層１２と金属電極層１４との間で、確実にオーミック接合が得られ、アモルファスカーボン層と金属電極層との間の抵抗を低減することができる。
【００４７】
「第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法」
本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法について説明する。
【００４８】
図２Ａ及び図２Ｂは、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法を模式的に示す図である。
【００４９】
図２Ａ（ａ）〜図２Ｂ（ｆ）に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法は、ガラス基板１１上にアモルファスカーボン層１２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図２Ａ（ａ））と、アモルファスカーボン層１２上にフォトレジスト２１を形成するフォトレジスト形成工程（図２Ａ（ｂ））と、フォトレジスト２１に電子ビームを照射してパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程（図２Ａ（ｃ））と、電子ビームを照射してアモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層１３を形成するグラファイト化工程（図２Ａ（ｄ））と、グラファイト層１３の上に金属電極層１４を形成する金属電極層形成工程（図２Ｂ（ｅ））と、フォトレジスト２１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図２Ｂ（ｆ））とを有する。
【００５０】
始めに、アモルファスカーボン層形成工程（図２Ａ（ａ））を行う。ガラス基板１１上に、ＰＶＤ、ＣＶＤなどの成膜方法により、アモルファスカーボン層１２を形成する。
【００５１】
アモルファスカーボン層１２を半導体装置の半導体層として用いる場合、ドナーあるいはアクセプタとして機能する元素を添加して半導体化することができる。アモルファスカーボン層１２をｎ型半導体化する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、イオンビームスパッタにおいて、リンを添加した樟脳Ｃ１０Ｈ１６Ｏターゲットを用いる方法、又はＲＦプラズマＣＶＤにおいて、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系原料ガスに、窒素（Ｎ２）、ホスフィン（ＰＨ３）、ＴＢＰ（Tertiarybuthylphosphine：Ｐ（Ｃ４Ｈ９）Ｈ２）、ＴＭＰ（Trimethylphosphine：Ｐ（ＣＨ３）３）又は亜リン酸トリメチル（Ｐ（ＯＣＨ３）３）のガスを混合する方法によって形成することができる。また、アモルファスカーボン層をｐ型半導体化する方法は、特に限定されるものではないが、ＲＦプラズマＣＶＤにおいて、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系原料ガスに、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、トリメチルホウ素（Ｂ（ＣＨ３）３）、ホウ酸トリメチル（Ｂ（ＯＣＨ３）３）又はヨウ素（Ｉ２）のガスを混合する方法を用いて形成することができる。
【００５２】
次に、フォトレジスト形成工程（図２Ａ（ｂ））を行う。アモルファスカーボン層１２上にフォトレジスト２１を形成する。フォトレジスト２１の形成方法は、特に限定されるものではないが、スピンコート、スプレーコート等の公知の方法を用いることができる。また、本製造方法において、電子ビーム照射は、フォトレジストを露光するためではなく、フォトレジストを蒸発気化するために行う。従って、フォトレジスト２１の種類は、ポジ型タイプ、ネガ型タイプのいずれの感光性樹脂も用いることができる。具体的には、ＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、感光性ポリイミド、環化イソプレン系感光樹脂、ノボラック系感光樹脂、等を用いることができる。
【００５３】
例えば、スピンコート法によりフォトレジスト２１を形成する場合、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）蒸気中暴露、フォトレジスト塗布、ベーク、を順次行って、フォトレジスト２１を形成する。ＨＤＭＳ蒸気中の暴露時間は、例えば６０〜１２０秒であればよい。フォトレジスト塗布の条件として、スピンコーターの回転数は、例えば１０００〜６０００ｒｐｍであればよく、回転時間は、例えば１０〜３０秒であればよい。ベーク温度は、例えば８０〜１００℃であればよく、ベーク時間は、例えば１〜１０分であればよい。その結果、例えば１〜２ｍｍの厚さのフォトレジスト２１を形成することができる。
【００５４】
次に、フォトレジストパターン形成工程（図２Ａ（ｃ））を行う。フォトレジスト２１に電子ビームを照射し、パターンを形成する。電子ビームを照射する方法は、特に限定されるものではないが、例えば電子ビーム描画装置を用い、予めフォトレジストのパターンをデータ化したフォトレジストパターンデータを用いて、電子ビームを走査して照射することができる。フォトレジストパターンデータのフォーマットは、特に限定されるものではないが、例えば、電子ビーム描画装置固有のパターン表現（ＪＥＯＬ０１）等のテキストデータ、ＧＤＳ（Graphic  Data  System）IIフォーマット等のＣＡＤ（Computer  Aided  Design）データ、あるいはビットマップ等の画像データ、を用いることができる。電子ビームの照射条件は特に限定されるものではないが、例えば加速電圧は５０〜２００ｋＶ、電子ビーム径は１０〜１０００ｎｍ、ドーズ量は０．１〜１０００ｍＣ／ｃｍ２であればよい。
【００５５】
次に、グラファイト化工程（図２Ａ（ｄ））を行う。フォトレジスト２１のパターンを形成した後、更に続けて電子ビームを照射し、アモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層１３を形成する。電子ビームの照射条件は、特に限定されるものではないが、例えばフォトレジスト２１のパターンを形成する条件と同じ条件を用いることができる。
【００５６】
次に、金属電極層形成工程（図２Ｂ（ｅ））を行う。グラファイト層１３及びパターンが形成されたフォトレジスト２１の上に金属電極層１４を形成する。金属電極層１４を形成する方法は、特に限定されるものではないが、電子ビーム蒸着又はＤＣスパッタ等の公知の方法を用いることができる。また、金属電極層１４の種類は、特に限定されるものではないが、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、金アンチモン（Ａｕ−１％Ｓｂ）等を用いることができる。
【００５７】
金属電極層１４は、フォトレジスト２１が除去された領域及びフォトレジスト２１が残存する領域に形成される。フォトレジスト２１が除去された領域では、グラファイト層１３の上に金属電極層１４が形成される。フォトレジスト２１が残存する領域では、フォトレジスト２１の上に金属電極層１４が形成される。
【００５８】
最後に、フォトレジスト剥離工程（図２Ｂ（ｆ））を行う。金属電極層１４が形成されたフォトレジスト２１を剥離する。フォトレジスト２１を剥離する方法は、特に限定されるものではないが、アッシング、溶剤を用いたリンス等の公知の方法を用いることができる。
【００５９】
例えば、溶剤を用いてリンスを行う場合、溶剤はフォトレジスト２１を表面から徐々に溶解するため、アモルファスカーボン層１２とフォトレジスト２１との界面に溶剤が徐々に侵入し、フォトレジスト２１が剥離され、アモルファスカーボン層１２が露出される。その結果、グラファイト層１３の上に形成された金属電極層１４だけが残る。
【００６０】
従来の製造方法において、アモルファスカーボン層１２と金属電極層１４の接触抵抗を低減するためにグラファイト層１３を新たに積層する場合、グラファイト層１３の積層工程が加わることにより半導体装置の製造方法の工程数が増加する。しかし、本製造方法によれば、金属電極層１４のパターンを形成するためのリソグラフィ工程を利用してグラファイト層１３を形成するので、グラファイト層１３の積層工程を新たに追加することなく、製造工程数を増やさず簡便な製造方法を用いて製造コストを抑えながらグラファイト層１３を形成することができる。即ち、フォトレジスト２１のパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程（図２Ａ（ｃ））を行った後、連続してアモルファスカーボン層１２のグラファイト化を行うグラファイト化工程（図２Ａ（ｄ））を行うため、グラファイト層１３の形成に伴って工程数は増加しない。また、同一のフォトレジスト２１のパターンを用いて金属電極層形成工程（図２Ｂ（ｅ））を行うため、金属電極層１４をグラファイト層１３と同一のパターンで形成することができるセルフアライメント効果も有する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法によれば、製造工程数を増やさずに、アモルファスカーボン層と金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【００６２】
「第１の実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法」
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照し、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法について説明する。
【００６３】
図３Ａ及び図３Ｂは、本実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法を模式的に示す図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の製造方法、変形例、実施の形態についても同様）。
【００６４】
本製造方法は、フォトレジストのパターンを形成する方法が、通常の紫外光（以下ＵＶ光）を用いたフォトリソグラフィである点で、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と相違する。
【００６５】
図３Ａ及び図３Ｂを参照するに、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、フォトレジスト形成工程の後、電子ビームを照射してフォトレジストのパターンを形成した後、連続して電子ビームを照射してグラファイト化工程を行うのと相違し、本製造方法は、フォトレジスト形成工程の後、フォトマスク２３を用いてＵＶ光を照射して露光を行い、現像を行ってフォトレジスト２１にパターンを形成し、次に電子ビームを照射してグラファイト化工程を行う。
【００６６】
図３Ａ（ａ）〜図３Ｂ（ｇ）に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法は、ガラス基板１１上にアモルファスカーボン層１２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図３Ａ（ａ））と、アモルファスカーボン層１２上にフォトレジスト２１を形成するフォトレジスト形成工程（図３Ａ（ｂ））と、クロム等のメタル２２のパターンが形成されたフォトマスク２３を用いてフォトレジスト２１にＵＶ光を照射して露光を行う露光工程（図３Ａ（ｃ））と、露光されたフォトレジスト２１を現像し、フォトレジスト２１のパターンを形成する現像工程（図３Ａ（ｄ））と、パターンが形成されたフォトレジスト２１をマスクとして、電子ビームを照射し、アモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化してグラファイト層１３を形成するグラファイト化工程（図３Ｂ（ｅ））と、金属電極層１４を形成する金属電極層形成工程（図３Ｂ（ｆ））と、フォトレジスト２１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図３Ｂ（ｇ））とを有する。
【００６７】
始めに、アモルファスカーボン層形成工程（図３Ａ（ａ））を行う。これは、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ａ）に示される工程と同一である。
【００６８】
次に、フォトレジスト形成工程（図３Ａ（ｂ））を行う。これは、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ｂ）に示される工程と同様である。ただし、その次の露光工程（図３Ａ（ｃ））におけるフォトマスク２３のパターンと対応して、ポジ型タイプ又はネガ型タイプのフォトレジストを選択して用いる必要がある。例えば、ネガ型タイプのフォトレジストを用いる場合、ＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）を用いることができる。
【００６９】
次に、露光工程（図３Ａ（ｃ））を行う。露光の方法は、特に限定されるものではないが、例えば露光機（アライナ）を用い、フォトマスク２３を通してガラス基板１１にＵＶ光を照射する。具体的には、ｇ線（波長λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（波長λ＝３６５ｎｍ）を含んだＵＶ光を照射する水銀ランプを用い、密着露光モードにて例えば１〜１０秒の時間で露光を行うことができる。ポジ型レジストの場合、ＵＶ光が照射された領域に含まれる感光物質が現像液に可溶になり、ＵＶ光が照射された領域が現像によって除去される。ネガ型レジストの場合、ＵＶ光が照射された領域に含まれる感光物質がポリマーの架橋反応を促進し、現像液に不溶となる。
【００７０】
例えば、ＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）のようなネガ型レジストを用いる場合、図３Ａ（ｃ）に示されるように、フォトレジスト２１のパターンの形状が金属電極層１４を形成する領域のパターンの形状とポジネガ反転したフォトマスク２３を用意して露光を行うと、金属電極層１４を形成する領域の上に位置するフォトレジスト２１が感光して現像液に不溶となる。
【００７１】
次に、現像工程（図３Ａ（ｄ））を行う。現像の方法は、特に限定されるものではないが、例えばスピンデベロッパ、ディップデベロッパ、スプレーデベロッパ等の公知の現像装置を用い、除去すべき領域のフォトレジスト２１を現像液によって溶解する。現像液は、塩基性水溶液であれば特に限定されるものではないが、水酸化カリウム等に代表される周期律表のＩ、II族に属する金属水酸化物の水溶液や、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラアルキルアンモニウム等の金属イオンを含有しない有機塩基の水溶液を用いることができる。
【００７２】
例えば、ネガ型フォトレジストを用い、スピンデベロッパを用いて現像処理を行うことにより、図３Ａ（ｄ）に示されるように、感光領域が残存するフォトレジスト２１のパターンを形成することができる。
【００７３】
それ以後、アモルファスカーボン層形成工程（図３Ｂ（ｅ））乃至フォトレジスト剥離工程（図３Ｂ（ｇ））は、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法における図２Ａ（ｄ）乃至図２Ｂ（ｆ）と同一の工程を行って、本実施の形態に係る半導体装置を製造することができる。
【００７４】
本製造方法では、フォトレジスト２１のパターン形成に、電子ビームではなく通常のフォトリソグラフィを使用するため、製造に要する時間を短縮することができ、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と比較してスループットを向上させることができる。
【００７５】
また、本製造方法では、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と同様に、グラファイト層１３を積層する積層工程を加えることなく、グラファイト層１３を形成することができる。
【００７６】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法によれば、製造工程数を増やさず、製造に要する時間を短縮するとともに、アモルファスカーボン層と金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【００７７】
なお、本製造方法では、ネガ型レジストＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）を用いるため、金属電極層を形成する電極形成領域とフォトマスクのパターンがポジネガ反転した関係になるが、所望の電極形成領域の形状に対応したフォトレジストのパターンが形成できるのであれば、ネガ型レジストに限られることはなく、ポジ型レジストと、ポジ型レジストの場合に電極形成領域の形状に対応したパターンを有するフォトマスクとを用いて行うことができる。
【００７８】
「第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法」
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照し、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法について説明する。
【００７９】
図４Ａ及び図４Ｂは、本実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法を模式的に示す図である。
【００８０】
本製造方法は、フォトレジストのパターンを形成せず、電子ビームの走査によってグラファイト層のパターンを形成する点で、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と相違する。
【００８１】
図４Ａ及び図４Ｂを参照するに、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、フォトレジストのパターンが形成された状態で電子ビームを照射してグラファイト化工程を行うのと相違し、本製造方法は、フォトレジストのパターンを形成せずに、電子ビームを走査しながら照射し、グラファイト層１３のパターンを形成する。
【００８２】
図４Ａ（ａ）〜図４Ｂ（ｈ）に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法は、ガラス基板１１上にアモルファスカーボン層１２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図４Ａ（ａ））と、電子ビームを照射してアモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層１３を形成するグラファイト化工程（図４Ａ（ｂ））と、金属電極層１４を形成する金属電極層形成工程（図４Ａ（ｃ））と、フォトレジスト２１を形成するフォトレジスト形成工程（図４Ａ（ｄ））と、メタル２２のパターンが形成されたフォトマスク２３を用いてフォトレジスト２１にＵＶ光を照射して露光を行う露光工程（図４Ｂ（ｅ））と、露光されたフォトレジスト２１を現像し、フォトレジスト２１のパターンを形成する現像工程（図４Ｂ（ｆ））と、形成されたフォトレジスト２１のパターンをマスクとして、金属電極層をエッチングするエッチング工程（図４Ｂ（ｇ））と、フォトレジスト２１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図４Ｂ（ｈ）））とを有する。
【００８３】
始めに、アモルファスカーボン層形成工程（図４Ａ（ａ））を行う。これは、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ａ）に示される工程と同一である。
【００８４】
次に、アモルファスカーボン層１２に電子ビームを照射してグラファイト化し、グラファイト層１３を形成するグラファイト化工程（図４Ｂ（ｂ））を行う。これは、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ｄ）に示される工程と同様である。ただし、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法においては、図２Ａ（ｄ）に示されるように、金属電極層１４が形成される領域の相互間にはパターンが形成されたフォトレジスト２１が存在するが、本製造方法ではフォトレジストは存在せず、電子ビームの走査によってグラファイト層１３のパターンを形成する。
【００８５】
次に、金属電極層形成工程（図４Ａ（ｃ））を行う。この工程は、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ｂ（ｅ）に示される工程と同様である。ただし、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、金属電極層１４を形成する面は平坦ではないが、本製造方法においては、金属電極層１４を形成する面は平坦である。
【００８６】
次に、フォトレジスト形成工程（図４Ａ（ｄ））と、露光工程（図４Ｂ（ｅ））と、現像工程（図４Ｂ（ｆ））と、を行う。これらは、本実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法において、図３Ａ（ｂ）、図３Ａ（ｃ）、図３Ａ（ｄ）に示される工程と同様である。ただし、図４Ｂ（ｅ）に示される露光工程で使用するフォトマスク２３のパターンと対応して、ポジ型タイプ又はネガ型タイプのフォトレジスト２１を選択して用いる必要がある。本製造方法では、例えば、フォトレジスト２１としてポジ型タイプのＰＭＭＡを用いることができ、ポジ型タイプのフォトレジスト２１に対応したパターンのメタル２２を有するフォトマスク２３を用いることができる。
【００８７】
次に、金属電極層１４をエッチングするエッチング工程（図４Ｂ（ｇ））を行う。金属電極層１４のエッチングの方法としては、特に限定されるものではないが、物理的エッチングまたは化学的エッチングを用いることができる。物理的エッチングとしては、特に限定されるものではないが、アルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミリングを用いることができる。化学的エッチングとしては、特に限定されるものではないが、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２をエッチャントガスとするＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）エッチングのようなドライエッチングを用いることができる。
【００８８】
本製造方法では、フォトレジスト２１のパターンを用いず、アモルファスカーボン層形成工程の直後にグラファイト化工程を行い、グラファイト化工程の直後に金属電極層形成工程を行うため、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と比較してグラファイト層１３と金属電極層１４との間の界面をより清浄に保つことができる。
【００８９】
また、本製造方法では、本実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と同様に、グラファイト層１３を積層する積層工程を加えずに、グラファイト層１３を形成することができる。
【００９０】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法によれば、製造工程数を増やさず、アモルファスカーボン層、グラファイト層、金属電極層の間の界面が良好で、アモルファスカーボン層と金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【００９１】
なお、照射面積が数μｍφの径の大きな電子ビームを照射することのできる投射型電子ビーム描画装置を用い、メタルマスクを用いることによって、グラファイト層のパターンを形成することもできる。
【００９２】
「第１の実施の形態の変形例」
次に、図５を参照し、本発明の第１の実施の形態の変形例について説明する。
【００９３】
図５は、本変形例に係る半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００９４】
本変形例に係る半導体装置は、アモルファスカーボン層上に、一つの大きな金属電極層が形成される点で、第１の実施の形態に係る半導体装置と相違する。
【００９５】
図５を参照するに、第１の実施の形態において、アモルファスカーボン層上には、複数の金属電極層が形成され、各々の金属電極層が形成される領域においてグラファイト層および金属電極層が形成されるのと相違し、本変形例に係る半導体装置１０ａは、アモルファスカーボン層１２の全ての領域において、上層部がグラファイト化されたグラファイト層１３が形成され、その上に一つの大きな金属電極層１４が形成される。
【００９６】
本変形例において、一つの大きな金属電極層１４の外側の領域においてもアモルファスカーボン層１２はグラファイト化されることができる。従って、本変形例では、例えば、アモルファスカーボン層１２の全面にわたって上層部がグラファイト化され、グラファイト層１３として存在することができる。
【００９７】
半導体装置が発光装置や表示装置として用いられる場合、電極面積を大きくする必要がある。しかし、金属電極層１４とアモルファスカーボン層１２との接触抵抗が均一でないと、金属電極層１４と接触しているアモルファスカーボン層１２の全面にわたって、等しい電圧を印加することができず、発光のムラや表示のムラが発生してしまう。このような場合に、本変形例に係る半導体装置１０ａを用いることによって、金属電極層１４全体で発光や表示を均一化することができる。
【００９８】
以上のように、アモルファスカーボン層と金属電極層との間に、グラファイトを中間層として設けることにより、アモルファスカーボン層と金属電極層との間で、確実にオーミック接合が得られるため、大面積の金属電極層においても、アモルファスカーボン層と金属電極層との間の抵抗を低減することができる。
【００９９】
「第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法」
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照し、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【０１００】
図６Ａ及び図６Ｂは、本変形例に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す図である。
【０１０１】
本製造方法は、フォトレジストも電子ビームも用いずにグラファイト化工程を行う点で、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と相違する。
【０１０２】
図６Ａ及び図６Ｂを参照するに、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、フォトレジスト形成工程の後、電子ビームを照射してフォトレジストのパターンを形成した後、連続して電子ビームを照射してグラファイト化工程を行うのと相違し、本製造方法は、フォトレジストを形成せず、アモルファスカーボン層１２全面にイオンビームを照射してグラファイト化してグラファイト層１３を形成し、その後金属電極層１４を形成する。
【０１０３】
図６Ａ（ａ）〜図６Ｂ（ｇ）に示されるように、本変形例に係る半導体装置の製造方法は、ガラス基板１１上にアモルファスカーボン層１２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図６Ａ（ａ））と、アモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層１３を形成するグラファイト化工程（図６Ａ（ｂ））と、グラファイト層１３上にフォトレジスト２１を形成するフォトレジスト形成工程（図６Ａ（ｃ））と、メタル２２のパターンが形成されたフォトマスク２３を用いてフォトレジスト２１にＵＶ光を照射して露光を行う露光工程（図６Ａ（ｄ））と、露光されたフォトレジスト２１を現像し、フォトレジスト２１のパターンを形成する現像工程（図６Ｂ（ｅ））と、金属電極層１４を形成する金属電極層形成工程（図６Ｂ（ｆ））と、フォトレジスト２１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図６Ｂ（ｇ））とを有する。
【０１０４】
始めに、アモルファスカーボン層形成工程（図６Ａ（ａ））を行う。これは、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ａ）に示される工程と同一である。
【０１０５】
次に、グラファイト化工程（図６Ａ（ｂ））を行う。アモルファスカーボン層１２の上層部をグラファイト化してグラファイト層１３を形成する。グラファイト化を行う方法は、電子ビームを照射する方法も含めて特に限定されるものではないが、例えばイオンビームを照射する方法、レーザを照射する方法、を用いることができる。
【０１０６】
イオンビームを照射する場合、例えばアルゴン（Ａｒ）をイオン種として用いることができる。イオンビームの照射条件は、特に限定されるものではないが、例えば、加速電圧は０．１〜１ｋＶ、ドーズ量は１０〜１００μＣ／ｃｍ２であればよい。
【０１０７】
次に、フォトレジスト形成工程（図６Ａ（ｃ））と、露光工程（図６Ａ（ｄ））と、現像工程（図６Ｂ（ｅ））とを行う。これらは、本実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法において、図３Ａ（ｂ）、図３Ａ（ｃ）、図３Ａ（ｄ）に示される工程と同様である。
【０１０８】
それ以後、金属電極層形成工程（図６Ｂ（ｆ））及びフォトレジスト剥離工程（図６Ｂ（ｇ））は、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法における図２Ｂ（ｅ）及び図２Ｂ（ｆ）と同一の工程を行って、本変形例に係る半導体装置を製造することができる。
【０１０９】
本製造方法では、フォトレジストのパターンを用いず、アモルファスカーボン層形成工程の直後にイオンビーム照射によってグラファイト化工程を行うため、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と比較して、グラファイト化工程の所要時間を短くすることができる。また、本製造方法では、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法と同様に、グラファイト層を成膜する工程を増やさずに、グラファイト層を形成することができる。
【０１１０】
以上のように、本変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、製造工程数を増やさず、アモルファスカーボン層、グラファイト層、金属電極層の間の界面が良好で、アモルファスカーボン層と金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【０１１１】
「第２の実施の形態」
次に、図７を参照し、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１１２】
図７は、本実施の形態に係る太陽電池を模式的に示す断面図である。
【０１１３】
本実施の形態に係る太陽電池の構成は、ガラス基板とアモルファスカーボン層との間に下部電極層を有し、アモルファスカーボン層が複数層である点で、第１の実施の形態に係る半導体装置と相違する。
【０１１４】
図７を参照するに、第１の実施の形態において、ガラス基板上に直接アモルファスカーボン層が形成され、アモルファスカーボン層が１層であるのと相違し、本実施の形態に係る太陽電池５０は、ガラス基板５１上に下部電極層５５が形成され、下部電極層５５上にアモルファスカーボン層５２が形成され、アモルファスカーボン層５２が３層積層される。
【０１１５】
図７に示されるように、本実施の形態に係る太陽電池５０は、ガラス基板５１、下部電極層５５、アモルファスカーボン層５２、グラファイト層５３、上部金属電極層５４を有する。ガラス基板５１の上に下部電極層５５が形成され、下部電極層５５の上にアモルファスカーボン層５２が形成され、アモルファスカーボン層５２の上層部がグラファイト化されてグラファイト層５３が形成され、グラファイト層５３の上に上部金属電極層５４が形成されている。
【０１１６】
ガラス基板５１は、太陽電池５０を支持するための基板であるとともに、図７に示されるＡの方向からアモルファスカーボン層５２に入射する太陽光を透過させるためのものである。ガラス基板５１の厚さは、例えば１００〜１０００μｍであればよい。
【０１１７】
下部電極層５５は、上部金属電極層５４と対をなし、アモルファスカーボン層５２に上下から電界を印加するための電極であるとともに、図７に示されるＡの方向からアモルファスカーボン層５２に入射する太陽光を透過させるためのものである。下部電極層５５は、ガラス基板５１の一方の面側に、全面にわたって形成される。下部電極層５５の厚さは、例えば５０〜２００ｎｍであればよい。
【０１１８】
アモルファスカーボン層５２は、太陽電池５０の光電変換機能を有する部分である。従って、アモルファスカーボン層５２は、ｐ型半導体、ｉ型半導体（真性半導体）、ｎ型半導体を接合させたｐｉｎ接合構造を有する。即ち、アモルファスカーボン層５２は、下部電極層５５側から順に、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａ、ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂ、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃの順に積層される。ｐ型アモルファスカーボン層５２ａの厚さは、例えば５０〜２００ｎｍであればよい。ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂの厚さは、例えば２００〜５００ｎｍであればよい。ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃの厚さは、例えば５０〜２００ｎｍであればよい。
【０１１９】
グラファイト層５３は、アモルファスカーボン層５２と、金属電極層５４とを電気的に接続するための中間層である。グラファイト層５３は、アモルファスカーボン層５２の上層部がグラファイト化されることにより形成される。本実施の形態では、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃの上層部がグラファイト化される。また、グラファイト化は、アモルファスカーボン層５２に電子ビームが照射されることによって行われる。グラファイト層５３にグラファイト化されるアモルファスカーボン層５２の上層部の厚さは、例えば１〜１０ｎｍであればよい。
【０１２０】
上部金属電極層５４は、本実施の形態に係る太陽電池５０においては、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃと外部の電気回路とを接続するためのものであるとともに、図７に示されるＡの方向から入射する太陽光を反射するためのものである。上部金属電極層５４は、グラファイト層５３の上に形成されている。上部金属電極層５４は複数形成されており、グラファイト層５３は、複数の上部金属電極層５４の各々が形成される領域の下側に形成される。上部金属電極層５４の厚さは、例えば５０〜２００ｎｍであればよい。
【０１２１】
次に、太陽電池５０の各層に用いられる材料、形成方法、及び形成するための原料について説明する。
【０１２２】
ガラス基板５１の材質は、第１の実施の形態におけるガラス板１１と同様に、特に限定されるものではないが、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英、又はコバールガラスやパイレックスガラス等のホウケイ酸ガラスを用いることができる。
【０１２３】
下部電極層５５は、透明導電膜であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯを用いることができる。
【０１２４】
アモルファスカーボン層５２は、アモルファス状態のカーボン膜を用いることができる。ノンドープのｉ型アモルファスカーボン層５２ｂにおいては、例えば８０％以上の炭素原子はｓｐ３混成軌道で結合しており、残りの炭素原子はｓｐ２混成軌道で結合している。ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂは、第１の実施の形態におけるアモルファスカーボン層１２と同様に、特に限定されるものではないが、例えば、グラファイト等のカーボン系ターゲット、樟脳Ｃ１０Ｈ１６Ｏ等の有機化合物系ターゲットを用いるイオンビームスパッタ、ＣＨ４／Ｈ２ガスを用いたＲＦプラズマＣＶＤによって形成される。
【０１２５】
ｐ型アモルファスカーボン層５２ａは、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスに、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、トリメチルホウ素（Ｂ（ＣＨ３）３）、ホウ酸トリメチル（Ｂ（ＯＣＨ３）３）又はヨウ素（Ｉ２）のガスを混合した原料ガスを用いるＲＦプラズマＣＶＤによって形成される。
【０１２６】
ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃは、特に限定されるものではないが、例えば、リンを添加した樟脳Ｃ１０Ｈ１６Ｏターゲットを用いたイオンビームスパッタ、又はＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスに、窒素（Ｎ２）、ホスフィン（ＰＨ３）、ＴＢＰ（Ｐ（Ｃ４Ｈ９）Ｈ２）、ＴＭＰ（Ｐ（ＣＨ３）３）又は亜リン酸トリメチル（Ｐ（ＯＣＨ３）３）のガスを混合した原料ガスを用いたＲＦプラズマＣＶＤによって形成される。
【０１２７】
グラファイト層５３、上部金属電極層５４については、第１の実施の形態におけるグラファイト層１３、金属電極層１４と同様である。
【０１２８】
次に、太陽電池５０において、アモルファスカーボン層５２と上部金属電極層５４との間の接触抵抗が低減される作用効果について説明する。
【０１２９】
太陽電池５０において、図７に示されるＡ方向から太陽光が入射されると、ガラス基板５１、下部電極層５５、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａを透過し、ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂにおいて光電変換される。光電変換されて発生した電子と正孔は、電子は隣接するｎ型アモルファスカーボン層５２ｃに蓄積され、正孔は隣接するｐ型アモルファスカーボン層５２ａに蓄積される。その結果、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａに接合された下部電極層５５を正、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃに接合された上部金属電極層５４を負とする起電力が発生し、下部電極層５５と上部金属電極層５４とを外部抵抗を介して接続することによって、下部電極層５５から上部金属電極層５４に向かって電流が流れる。その際、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａと下部電極層５５との接合面での接触抵抗、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃと上部金属電極層５４との接合面での接触抵抗が大きいと、各々の接合面で電圧降下が発生し、太陽電池としての起電力が低下してしまう。
【０１３０】
ここで、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａと下部電極層５５との接合面での接触抵抗については、下部電極層５５がｎ型半導体として機能するため、ｐｎ接合の順方向の接合であって、太陽電池としての動作時における接触抵抗は小さい。
【０１３１】
一方、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃと上部金属電極層５４との接合面での接触抵抗については、第１の実施の形態において説明したように、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃをグラファイト化したグラファイト層５３の仕事関数を小さくすることができるため、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃと上部金属電極層５４との間の接触抵抗を小さくすることができる。具体的には、接触抵抗は１０分の１程度になる。
【０１３２】
以上のように、アモルファスカーボン層５２と金属電極層５４との間に、グラファイト層５３を中間層として設けることにより、アモルファスカーボン層５２と金属電極層５４との間で、確実にオーミック接合が得られ、アモルファスカーボン層５２と金属電極層５４との間の接触抵抗を低減することができる。
【０１３３】
「第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法」
本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。
【０１３４】
図８Ａ乃至図８Ｄは、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図である。
【０１３５】
図８Ａ（ａ）〜図８Ｄ（ｎ）に示されるように、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法は、ガラス基板５１上に下部電極層５５及びアモルファスカーボン層５２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ａ）乃至図８Ａ（ｄ））と、アモルファスカーボン層５２上にフォトレジスト６１を形成するフォトレジスト形成工程（図８Ｂ（ｅ））と、フォトレジスト６１に電子ビームを照射してパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程（図８Ｂ（ｆ））と、電子ビームを照射してアモルファスカーボン層５２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層５３を形成するグラファイト化工程（図８Ｂ（ｇ））と、グラファイト層５３の上に上部金属電極層５４を形成する上部金属電極層形成工程（図８Ｂ（ｈ））と、フォトレジスト６１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図８Ｃ（ｉ））と、下部電極層５５と配線するためにアモルファスカーボン層５２に開口を行う開口工程（図８Ｃ（ｊ）乃至図８Ｄ（ｎ））とを有する。
【０１３６】
アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ａ）乃至図８Ａ（ｄ））は、下部電極層５５を形成する下部電極層形成工程（図８Ａ（ａ））と、ｐ型アモルファスカーボン層５２ａを形成するｐ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｂ））と、ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂを形成するｉ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｃ））と、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃを形成するｎ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｄ））とを有する。
【０１３７】
開口工程（図８Ｃ（ｊ）乃至図８Ｄ（ｎ））は、フォトレジスト６４を形成するフォトレジスト形成工程（図８Ｃ（ｊ））と、メタル６５のパターンが形成されたフォトマスク６６を用いてフォトレジスト６４にＵＶ光を照射して露光を行う露光工程（図８Ｃ（ｋ））と、露光されたフォトレジスト６４を現像する現像工程（図８Ｃ（ｌ））と、アモルファスカーボン層５２をエッチングするエッチング工程（図８Ｄ（ｍ））と、フォトレジスト６４を剥離するフォトレジスト剥離工程（図８Ｄ（ｎ））とを有し、第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法において、図４Ａ（ｄ）乃至図４Ｂ（ｈ）に示される工程と同一である。
【０１３８】
始めに、下部電極層形成工程（図８Ａ（ａ））を行う。ガラス基板５１上に、スパッタなどの成膜方法により、下部電極層５５を形成する。スパッタによる下部電極層５５の成膜方法は、特に限定されるものではないが、ＲＦマグネトロンスパッタ、ＤＣスパッタによる反応性スパッタ等を用いることができる。ＲＦマグネトロンスパッタのターゲットとしては、特に限定されるものではないが、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ等の酸化物ターゲットを用いることができる。
【０１３９】
次に、ｐ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｂ））を行い、下部電極層５５上にｐ型アモルファスカーボン層５２ａを形成する。ｐ型アモルファスカーボン層５２ａを形成する方法は、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法におけるアモルファスカーボン層形成工程（図２Ａ（ａ））と同一である。ただし、ｐ型化するために、例えば、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスにトリメチルホウ素Ｂ（ＣＨ３）３ガスを混合した原料ガスを用いたＲＦプラズマＣＶＤによって形成することができる。
【０１４０】
引続いて、ｉ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｃ））、ｎ型アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ｄ））、を行い、ｉ型アモルファスカーボン層５２ｂ、ｎ型アモルファスカーボン層５２ｃを積層する。形成方法は、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法におけるアモルファスカーボン層形成工程（図２Ａ（ａ））と同一である。ただし、ｎ型アモルファスカーボン層形成工程においては、ｎ型化するために、例えば、リンを添加した樟脳Ｃ１０Ｈ１６Ｏターゲットを用いたイオンビームスパッタ、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスにＰ（ＣＨ３）３ガスを混合した原料ガスを用いたＲＦプラズマＣＶＤによって形成することができる。
【０１４１】
以後、グラファイト化工程（図８Ｂ（ｅ）乃至図８Ｂ（ｇ））、上部金属電極層形成工程（図８Ｂ（ｈ）及び図８Ｃ（ｉ））及び開口工程（図８Ｃ（ｊ）乃至図８Ｄ（ｎ））は、第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法において、図２Ａ（ｂ）乃至図２Ｂ（ｆ）に示される工程、第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法において、図４Ａ（ｄ）乃至図４Ｂ（ｈ）に示される工程と同一である。ただし、エッチング工程（図８Ｄ（ｍ））は、第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法において、図４Ｂ（ｇ）で示されるように上部金属電極層５４をエッチングする工程であるところ、アモルファスカーボン層５２をエッチングする工程である点が相違する。
【０１４２】
従来の製造方法において、アモルファスカーボン層５２と上部金属電極層５４の接触抵抗を低減するためにグラファイト層５３を新たに積層する場合、グラファイト層５３の積層工程が加わることにより太陽電池の製造方法の工程数が増加する。しかし、本製造方法によれば、上部金属電極層５４を形成するためのリソグラフィ工程を利用し、グラファイト層５３を一括で形成するので、グラファイト層５３の積層工程を新たに追加することなく、製造工程数を増やさず簡便な製造方法を用いて製造コストを抑えながらグラファイト層５３を形成することができる。
【０１４３】
以上のように、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法によれば、製造工程数を増やさずに、アモルファスカーボンと上部金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【０１４４】
「第２の実施の形態の変形例」
次に、図９を参照し、本発明の第２の実施の形態の変形例について説明する。
【０１４５】
図９は、本変形例に係る太陽電池を模式的に示す断面図である。
【０１４６】
本変形例に係る太陽電池は、アモルファスカーボン層上に、一つの大きな上部金属電極層が形成される点で、第２の実施の形態に係る太陽電池と相違する。
【０１４７】
図９を参照するに、第２の実施の形態において、アモルファスカーボン層上には、複数の上部金属電極層の形成される領域があり、各々の上部金属電極層においてグラファイト層も形成されるのと相違し、本変形例に係る太陽電池５０ａは、アモルファスカーボン層５２の全面において、上層部がグラファイト化されてグラファイト層５３が形成され、その上に一つの大きな上部金属電極層５４が形成される。
【０１４８】
本変形例において、一つの大きな上部金属電極層５４の外側の領域においてもアモルファスカーボン層５２はグラファイト化されることができる。従って、本変形例では、例えば、アモルファスカーボン層５２の全面にわたって上層部がグラファイト化され、グラファイト層５３として存在することができる。
【０１４９】
太陽電池においては、電極面積を大きくする必要がある。しかし、上部金属電極層５４とアモルファスカーボン層５２との接触抵抗が均一でないと、上部金属電極層５４全体にわたって、等しい電圧を発生することができず、太陽電池５０ａの起電力が低下する。このような場合、本変形例に係る太陽電池５０ａを用いることによって、起電力を向上させることができる。
【０１５０】
以上のように、アモルファスカーボン層と上部金属電極層との間に、グラファイトを中間層として設けることにより、アモルファスカーボン層と上部金属電極層との間で、確実にオーミック接合が得られるため、大面積の上部金属電極層においても、アモルファスカーボン層と上部金属電極層との間の抵抗を低減することができる。
【０１５１】
「第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造方法」
次に、図８Ａ、図１０Ａ乃至図１０Ｃを参照し、第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造方法について説明する。
【０１５２】
図８Ａ、図１０Ａ乃至図１０Ｃは、本変形例に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図である。
【０１５３】
本製造方法は、フォトレジストも電子ビームも用いずにグラファイト化工程を行う点で、第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法と相違する。
【０１５４】
図８Ａ、図１０Ａ乃至図１０Ｃを参照するに、第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法において、フォトレジスト形成工程の後、電子ビームを照射してフォトレジストのパターンを形成した後、連続して電子ビームを照射してグラファイト化工程を行うのと相違し、本製造方法は、フォトレジストを形成せず、アモルファスカーボン層５２全面にイオンビームを照射してグラファイト化してグラファイト層５３を形成し、その後上部金属電極層５４を形成する。
【０１５５】
図８Ａ（ａ）〜図８Ａ（ｄ）、図１０Ａ（ａ）〜図１０Ｃ（ｋ）に示されるように、本変形例に係る太陽電池の製造方法は、アモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ａ）乃至図８Ａ（ｄ））と、アモルファスカーボン層５２の上層部をグラファイト化し、グラファイト層５３を形成するグラファイト化工程（図１０Ａ（ａ））と、グラファイト層５３上にフォトレジスト６１を形成するフォトレジスト形成工程（図１０Ａ（ｂ））と、メタル６２のパターンが形成されたフォトマスク６３を用いてフォトレジスト６１にＵＶ光を照射して露光を行う露光工程（図１０Ａ（ｃ））と、露光されたフォトレジスト６１を現像し、フォトレジスト６１のパターンを形成する現像工程（図１０Ａ（ｄ））と、上部金属電極層５４を形成する上部金属電極層形成工程（図１０Ｂ（ｅ））と、フォトレジスト６１を剥離するフォトレジスト剥離工程（図１０Ｂ（ｆ））と、下部電極層５５と配線するためにアモルファスカーボン層５２に開口を行う開口工程（図１０Ｂ（ｇ）乃至図１０Ｃ（ｋ））とを有する。
【０１５６】
始めに、下部電極層５５及びアモルファスカーボン層５２を形成するアモルファスカーボン層形成工程（図８Ａ（ａ）〜図８Ａ（ｄ））を行う。これらは、第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法における工程と同一である。
【０１５７】
次に、グラファイト化工程（図１０Ａ（ａ））と、フォトレジスト形成工程（図１０Ａ（ｂ））と、露光工程（図１０Ａ（ｃ））と、現像工程（図１０Ａ（ｄ））と、上部金属電極層形成工程（図１０Ｂ（ｅ））と、フォトレジスト剥離工程（図１０Ｂ（ｆ））とを行う。これらは、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法において、図６Ａ（ｂ）乃至図６Ｂ（ｇ）に示される工程と同一である。
【０１５８】
最後に、開口工程（図１０Ｂ（ｇ）乃至図１０Ｃ（ｋ））を行う。これらは、フォトレジスト形成工程（図１０Ｂ（ｇ））、露光工程（図１０Ｂ（ｈ））、現像工程（図１０Ｃ（ｉ））、エッチング工程（図１０Ｃ（ｊ））、フォトレジスト剥離工程（図１０Ｃ（ｋ））を有し、第２の実施の形態において、図８Ｃ（ｊ）乃至図８Ｄ（ｎ）に示される工程と同一である。
【０１５９】
本製造方法では、フォトレジストのパターンを用いず、アモルファスカーボン層形成工程の直後にイオンビーム照射によってグラファイト化工程を行うため、第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法と比較して、グラファイト化工程の所要時間を短くすることができる。また、第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法と同様に、グラファイト層を成膜する工程を増やさずに、グラファイト層を形成することができる。
【０１６０】
以上のように、本変形例に係る太陽電池の製造方法によれば、製造工程数を増やさず、アモルファスカーボン層、グラファイト層、上部金属電極層の間の界面が良好で、アモルファスカーボン層と上部金属電極層の接触抵抗を減らすことができる。
【実施例１】
【０１６１】
まず、ガラス基板上にアモルファスカーボン層を形成した。１００ｍｍφ、厚さ１ｍｍのパイレックスガラス基板を準備し、ＩＰＡ洗浄、純水リンスを行った後、成膜チャンバに導入し、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスにＰ（ＣＨ３）３ガスを混合したガスを原料とし、ＲＦプラズマＣＶＤにより、パイレックスガラス基板の片側の面に厚さ２００ｎｍのアモルファスカーボン層を形成した。
【０１６２】
次に、エポキシ樹脂ベースのネガタイプのフォトレジストであるＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）をスピンコートにより形成した。密閉容器中にてＨＭＤＳ蒸気中に９０秒間暴露した後、スピンコーターの基板ステージに真空チャックを行って固定し、３Ｐａ・ｓに粘度調整したＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）の薬液を２ｃｃ採取してガラス基板上へ滴下し、１０００ｒｐｍの回転数で２０秒回転を行って、厚さ１ｍｍのフォトレジストを塗布した。その後、ホットプレートを用い、９０℃で５分間ベーク処理を行った。
【０１６３】
次に、フォトレジスト及びアモルファスカーボン層に電子ビームを照射した。ガラス基板を電子ビーム描画装置の処理室に導入し、予めＪＥＯＬ０１のテキストデータに記録したフォトレジストのパターンに従って電子銃を走査し、フォトレジストのパターンを描画した。本実施例において、フォトレジストのパターンは、１００μｍ角の照射領域が、５０μｍの距離を隔て、縦横１０個ずつ並んだ領域が、更に１５ｍｍの間隔を隔ててマトリックス状に配列しているようなパターンを用いた。照射条件は、加速電圧１００ｋＶ、ドーズ量を５００ｍＣ／ｃｍ２とし、上部金属電極層形成領域においてフォトレジストが完全に除去され、アモルファスカーボン層が露出され、露出されたアモルファスカーボン層の上層部がグラファイト化されるまで照射を行った。
【０１６４】
電子ビームの照射が終了したガラス基板について、グラファイト層が形成された領域において、赤外分光法およびラマン散乱分光を行って、ｓｐ２混成軌道とｓｐ３混成軌道との割合を分析した結果、アモルファスカーボン層ではｓｐ３混成軌道／ｓｐ２混成軌道の比率が８６／１４、グラファイト化されたグラファイト層ではｓｐ３混成軌道／ｓｐ２混成軌道の比率が８／９２であった。
【０１６５】
次に、パターニングされたフォトレジストの上から上部金属電極層を蒸着した。ガラス基板を成膜室に導入し、Ａｕ−Ｓｂ（Ｓｂ１％）ターゲットを用い、電子ビーム蒸着によって金アンチモンを蒸着した。蒸着条件は、成膜室の真空度が６．７×１０−３Ｐａ、加速電圧２０ｋＶ、２０μＡ／ｃｍ２、であり、厚さ１００ｎｍの金アンチモンを蒸着した。
【０１６６】
最後に、アセトンＩＰＡ混合溶剤にて洗浄を行い、フォトレジストを剥離し、純水リンスを行って、半導体装置を得た。
【０１６７】
得られた半導体装置をプローバのステージに設置し、隣接する上部金属電極層同士での間の抵抗を測定した値から求めた上部金属電極層とアモルファスカーボン層との接触抵抗は、１０−５Ωｃｍ２であった。比較例として、グラファイト化を行わなかった場合には、上部金属電極層とアモルファスカーボン層との接触抵抗は、１０−２〜１０−３Ωｃｍ２であった。従って、アモルファスカーボン層の上層部をグラファイト化することによって、接触抵抗を約１００分の１以下にすることができた。
【実施例２】
【０１６８】
アモルファスカーボン層の形成の前にガラス基板に下部電極層を形成する点、アモルファスカーボン層がｐ型、ｉ型、ｎ型の３層積層構造になっている点、最後に、下部電極層と配線するためにアモルファスカーボン層に開口を行う点、以外は、実施例１と同様にして、太陽電池を作製した。
【０１６９】
まず、ガラス基板上に下部電極層を形成した。１００ｍｍφ、厚さ１ｍｍのパイレックスガラス基板を準備し、ＩＰＡ洗浄、純水リンスを行った後、成膜室に導入し、ＩＴＯターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタにより、パイレックスガラス基板の片側の面に厚さ１００ｎｍの下部電極層を形成した。
【０１７０】
次に、下部電極層上にｐ型アモルファスカーボン層を形成した。ガラス基板を成膜室に導入し、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスにＢ（ＣＨ３）３ガスを混合したガスを原料とし、ＲＦプラズマＣＶＤにより、厚さ１００ｎｍのｐ型アモルファスカーボン層を形成した。続いて、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスだけを原料とし、厚さ２００ｎｍのｉ型アモルファスカーボン層を形成し、更に、ＣＨ４／Ｈ２の炭化水素系ガスにＰ（ＣＨ３）３ガスを混合したガスを原料とし、厚さ１００ｎｍのｎ型アモルファスカーボン層を形成した。
【０１７１】
次に、実施例１と同様の方法を用いて、ＳＵ−８（商品名：Micro  Chem社製）をスピンコートにより形成し、フォトレジスト及びアモルファスカーボン層に電子ビームの照射を行った。
【０１７２】
電子ビームの照射が終了したガラス基板について、赤外分光法およびラマン散乱分光を行って、ｓｐ２混成軌道とｓｐ３混成軌道との割合を分析した結果、アモルファスカーボン層ではｓｐ３混成軌道／ｓｐ２混成軌道の比率が８０／２０、グラファイト化されたグラファイト層ではｓｐ３混成軌道／ｓｐ２混成軌道の比率が１５／８５であった。
【０１７３】
次に、実施例１と同様の方法を用いて、上部金属電極層を蒸着し、フォトレジストを剥離した。
【０１７４】
次に、ＰＭＭＡ系のポジタイプのフォトレジストであるＯＦＰＲ８００（商品名：東京応化工業社製）をスピンコートにより形成した。密閉容器中にてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）蒸気中に９０秒間暴露した後、スピンコーターの基板ステージに真空チャックを行って固定し、０．０３Ｐａ・ｓに粘度調整したＯＦＰＲ８００（商品名：東京応化工業社製）の薬液を３ｃｃ採取してガラス基板上へ滴下し、２０００ｒｐｍの回転数で２０秒回転を行って、厚さ１ｍｍのフォトレジストを塗布した。その後、ホットプレートを用い、９０℃で９０秒間ベーク処理を行った。
【０１７５】
次に、アライナの基板ステージにフォトレジストが上面になるようにガラス板をセットし、フォトマスクをマスクホルダを用いて密着させ、水銀ランプを用いて、密着露光モードにて３．５秒の露光時間で露光を行った。本実施例において、フォトマスクのパターンは、５インチのガラスマスクにおいて、１００μｍ角の開口領域が、上部金属電極層形成領域と重ならない位置に下部電極層配線用の開口ができるように、１５ｍｍの距離を隔ててマトリックス状に配列しているパターンを用いた。
【０１７６】
次に、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を現像液とするスピンデベロッパを用いて、現像を行い、フォトレジストのパターンを形成した。
【０１７７】
次に、アモルファスカーボン層のエッチングを行った。ＢＣｌ３＋Ｃｌ２をエッチャントガスとするＩＣＰエッチャーを用い、下部電極層が露出するまでエッチングを行った。
【０１７８】
最後に、Ｏ２プラズマを用いたアッシャーを用いてフォトレジストをアッシング除去し、純水リンスを行って、太陽電池を得た。
【０１７９】
得られた太陽電池をプローバのステージに設置し、隣接する上部金属電極層同士での間の抵抗を測定した値から求めた上部金属電極層とアモルファスカーボン層との接触抵抗は、１０−５Ωｃｍ２であった。比較実験として、グラファイト化を行わなかった場合には、上部金属電極層とアモルファスカーボン層との接触抵抗は、１０−２〜１０−３Ωｃｍ２であった。従って、アモルファスカーボン層の上層部をグラファイト化することによって、接触抵抗を約１００分の１以下にすることができた。
【０１８０】
得られた太陽電池について、フォトルミネッセンス測定から求めた禁止帯幅（バンドギャップ）は１．５ｅＶであった。また、得られた太陽電池について、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２、２５℃での太陽電池特性を測定したところ、最大開放電圧ＶＯＣ＝１５０ｍＶ、短絡電流密度Ｊｓｃ＝５．２ｍＡ／ｃｍ２であった。比較例として、グラファイト化を行わなかった場合には、同条件で、最大開放電圧ＶＯＣ＝９０ｍＶ、短絡電流密度Ｊｓｃ＝０．７３ｍＡ／ｃｍ２であった。従って、アモルファスカーボン層の上層部をグラファイト化することによって、太陽電池の出力特性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第１の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第２の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の第３の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池を模式的に示す断面図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図８Ｃ】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その３）である。
【図８Ｄ】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その４）である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池を模式的に示す断面図である。
【図１０Ａ】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その１）である。
【図１０Ｂ】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その２）である。
【図１０Ｃ】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造方法を模式的に示す図（その３）である。
【符号の説明】
【０１８２】
１０、１０ａ  半導体装置
１１  ガラス基板
１２  アモルファスカーボン層
１３  グラファイト層
１４  金属電極層
２１  フォトレジスト
２２  メタル
２３  フォトマスク
５０、５０ａ  太陽電池
５１  ガラス基板
５２  アモルファスカーボン層
５２ａ  ｐ型アモルファスカーボン層
５２ｂ  ｉ型アモルファスカーボン層
５２ｃ  ｎ型アモルファスカーボン層
５３  グラファイト層
５４  上部金属電極層
５５  下部電極層
６１、６４  フォトレジスト
６２、６５  メタル
６３、６６  フォトマスク
【図１】
2009272334.tif 000003
【図２Ａ】
2009272334.tif 000004
【図２Ｂ】
2009272334.tif 000005
【図３Ａ】
2009272334.tif 000006
【図３Ｂ】
2009272334.tif 000007
【図４Ａ】
2009272334.tif 000008
【図４Ｂ】
2009272334.tif 000009
【図５】
2009272334.tif 000010
【図６Ａ】
2009272334.tif 000011
【図６Ｂ】
2009272334.tif 000012
【図７】
2009272334.tif 000013
【図８Ａ】
2009272334.tif 000014
【図８Ｂ】
2009272334.tif 000015
【図８Ｃ】
2009272334.tif 000016
【図８Ｄ】
2009272334.tif 000017
【図９】
2009272334.tif 000018
【図１０Ａ】
2009272334.tif 000019
【図１０Ｂ】
2009272334.tif 000020
【図１０Ｃ】
2009272334.tif 000021