JPH0221664B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0221664B2
JPH0221664B2 JP58193635A JP19363583A JPH0221664B2 JP H0221664 B2 JPH0221664 B2 JP H0221664B2 JP 58193635 A JP58193635 A JP 58193635A JP 19363583 A JP19363583 A JP 19363583A JP H0221664 B2 JPH0221664 B2 JP H0221664B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
photoelectric conversion
thin film
film
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58193635A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6085578A (ja
Inventor
Mario Fuse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP58193635A priority Critical patent/JPS6085578A/ja
Publication of JPS6085578A publication Critical patent/JPS6085578A/ja
Publication of JPH0221664B2 publication Critical patent/JPH0221664B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/10Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/206Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜光電変換素子の製造方法に係
り、特に、サンドイツチ型の薄膜光電変換素子の
製造方法に関する。
〔従来技術〕
最近、太陽電池やイメージセンサ等の大面積
化、長尺化に伴い、大面積にわたつて堆積可能な
アモルフアスシリコン等の光電変換薄膜を用いた
薄膜光電変換素子の開発が進められている。
特に、イメージセンサの場合、原稿と同一幅を
もつセンサ部を形成することにより、1対1結像
が可能となり、原稿とセンサ部とを密着させるこ
とができると共に、縮小光学系が不要となること
により、原稿読み取り部の小型化が容易に可能と
なる。
薄膜光電変換素子は、構造的に見て、第1電極
と第2電極とによつて光導電体層をはさんだサン
ドイツチ構造と、光導電体層上に対向電極を形成
したプレーナ構造とに大別されるが、センサ部の
高密度化の観点からみて、通常はサンドイツチ構
造のものを使用することが多い。
ところで、サンドイツチ構造の光電変換素子
は、例えばセラミツク基板上に着膜形成された複
数個のクロム電極(第1電極)と透光性の酸化イ
ンジウム錫(ITO)電極(第2電極)とによつて
光導電体層としてのアモルフアスシリコン層を挾
んだ構造をとつている。このアモルフアスシリコ
ン層は、モノシランガス(SiH4)のグロー放電
分解法等によつてクロム電極上に堆積せしめられ
るわけであるが、堆積されるべき面積が大きくな
ればなるほど、全面にわたつて均一なアモルフア
スシリコン層を形成するのは難しく、ピンホール
の発生をまぬがれ得ないことがある。これは、製
造装置内のダストが基板表面に付着すること等の
外因の他に、薄膜成長のメカンズムと関係する内
因をもつことが多いためである。
ここで、サンドイツチ構造の光電変換素子にお
いて、光導電体層にピンホールが存在することに
よつて生じる素子としての機能の変化を考えてみ
る。
まず、サンドイツチ構造の光電変換素子の最も
簡単な等価回路を考えると、第1図に示す如くな
る。直列抵抗Rsは、電極の接触抵抗と外部回路
の抵抗との和であり、並列抵抗Rshは光導電体層
自体の抵抗である。ここで、光導電体層にピンホ
ールが無く、第1電極と第2電極との間でシヨー
トが発生しなければ並列抵抗Rshは無限大(∞)
と考えて良い。第1図中、ILは入射光の強度に比
例した光電流、Ijはダイオードに流れる電流、Ish
はシヨート等によるもれ電流である。
ここで外部回路を流れる電流をIとすると、 I=−IL+Ij+Ish ……(1) が成立する。
光導電体層にピンホールの無い理想的な光電変
換素子即ち、並列抵抗Rsh=∞、Rs=0の場合の
電流−電圧特性曲線(I−V曲線)を第2図に示
す。ここで、I1は光入射時の特性曲線、I2は暗時
の特性曲線である。Rsh=∞であるからIsh0で
あり、光入射時には光電流−ILが支配的となり、
暗時においては、ダイオードを流れる電流Ijが支
配的となる。
ここで、光導電体層において、第1電極と第2
電極とが重なり合う部分にピンホールが発生する
と、第1電極と第2電極との間が一部短絡し、並
列抵抗Rshが大幅に減少する。この場合の電流−
電圧特性曲線を第3図に示す。ここではRs=0
としておく。I3は光入射時の特性曲線、I4は暗時
の特性曲線である。
この場合、たとえばダイオード電流Ij0のバ
アス領域では関係式(1)は、 I−IL+Ish =−IL+RV sh ……(2) となり、光照射時においても暗時においても、電
流Iの電圧V依存性が大きいことからもわかるよ
うに、第2図に示された理想的な光電変換素子の
もつ特性に比べて、大幅に特性が低下している。
すなわち、太陽電池においては、順バイアス領
域すなわちV>0の領域が利用されるが、理想的
な光電変換素子の場合に比べ、ピンホールを有す
る場合は変換効率が悪い。
一方、イメージセンサでは逆バイアス領域すな
わちV<0の領域を利用するが、理想的な光電変
換素子に比べ、明暗比が大幅に低下している。
このように、光電変換素子の光導電体層におけ
るピンホールの発明は、太陽電池においては、変
換効率の低下および開放端電圧の低下をもたら
し、イメージセンサにおいては光学像の読み取り
能力の低下を招く等、致命的な欠陥であり、素子
としての製造歩留りの低下が大きな問題となつて
いる。
〔発明の目的〕
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、
万一、光導電体層にピンホールが発生した場合に
も、素子特性に大きな影響を及ぼすことのないよ
うにし、光電変換素子の製造歩留りの低下を防ぐ
ことを目的とする。
〔発明の構成〕
上記目的を達成するため、本発明の薄膜光電変
換素子の製造方法は、基板上に第1電極として、
高濃度にドープされたシリコン層を形成する工程
と、次いでこの上に光導電体層すなわち光電変換
薄膜を形成した後に該光電変換薄膜中のピンホー
ルに起因する第1電極の露呈部に対して暗中で陽
極酸化を行なう工程とを含むことを特徴とするも
のでこれにより光電変換膜中にピンホールが発生
した場合でも、ピンホールによつて膜中に露呈す
る下地の第1の電極は絶縁化され、光電変換膜上
に形成される第2電極と第1電極との短絡を防ぐ
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明実施例のイメージセンサ用薄膜光
電変換素子の製造方法を図面を参照しつつ説明す
る。
まず、絶縁性の石英基板1上に化学蒸着法
(CVD法)により、1020atoms/cm3程度のリン
(P)をドープしたシリコン(Si)膜を、1000Å
の厚さに着膜する。この後、フオトリソグラフイ
ー法により所望の形状のレジストパターンを形成
し、これをマスクとしてドライエツチングを行な
い、第4図に示す如く、リンドープされたシリコ
ンからなる第1電極2を形成する。
次いで、モノシランガス(SiH4)のグロー放
電分解法により、第5図に示す如く、光電変換膜
としてのアモルフアス水素化シリコン膜3を厚約
1μmとなるように堆積する。
この後、前記第1電極2を陽極に接続し、第8
図に示す陽極酸化装置を使用して、暗中で陽極酸
化を行なう。
この陽極酸化装置は、電解液層31内に浸漬さ
れたプラチナ(Pt)板よりなる陰極32と陽極
33とにより構成されており、電解液としては、
0.04規定の硫酸カリウムを含むNメチルアセトア
ミドを使用している。第8図に示す如く、この陽
極酸化装置の電解液槽31内に、前記アモルフア
ス水素化シリコン膜形成後の石英基板1を浸漬
し、第1の電極2を陽極33に接続し、酸化かつ
該第1の電極の厚さ全体に及ぶまで電圧を印加す
る。このとき、アモルフアス水素化シリコン膜か
ら露出するように設計されている部分の第1電極
2は、液面上になるように留意する。
このようにして、アモルフアス水素化シリコン
層中に、ピンホール4が発生していたとしても、
このピンホール4に起因する第1電極の露呈部お
よびその周辺は、陽極酸化され、第6図に示す如
く、電気絶縁性の酸化シリコン膜(SiO2)5が
形成される。
更に、充分洗浄を行なつた後、アルゴン(Ar)
ガスと酸素(O2)の混合ガスを用いた反応性ス
パツタリング法により、第7図に示す如く、膜厚
700Åの酸化インジウム錫(ITO)膜からなる第
2の電極7を形成する。
このようにして、光電変換膜内のピンホール発
生部位およびその周辺の第1電極は、絶縁膜と化
すため、第2電極がピンホール内に入り込み第1
電極に達しても第1電極と第2電極との間でシヨ
ートが発生することはなく、信頼性の高いイメー
ジセンサを形成することができる。
なお、陽極酸化工程においては光電変換膜から
露呈している第1電極すなわち第1電極のリード
部には、電解液が接触しないようにすることが必
要であり、実施例の如く、液面上に出す方法の
他、この部分をレジスト放覆した後に陽極酸化を
行なう等の方法をとることが大切である。
また、陽極酸化に使用する電解液としては、実
施例で使用した硝酸カリウムを含むNメチルアセ
トアミドの他、テトラヒドロフルフリールアルコ
ールとエチレングリコールの硝酸塩をエチレング
リコールのハロゲン化物との混合溶液等のように
生成被膜を溶解しないものであればよい。
更に、実施例においては、第1電極の膜厚全体
にわたつて陽極酸化を行なつたが、必ずしもすべ
て酸化シリコン膜とする必要はなく、表面近傍の
みを酸化シリコン膜としてもよい。いずれにして
も、ピンホールに起因して、光電変換膜中に露呈
する第1電極が酸化シリコン膜と化し、絶縁体と
なることにより、その上に第2電極が堆積されて
も短絡を起さない程度であればよい。
また、実施例においては、この光電変換素子の
多数キヤリアが電子であるため、第1電極として
リンドープされたn+型シリコン膜を使用したが、
正孔である場合には、第1電極はボロンBを高濃
度にドープしたp+型シリコン膜を使用する。
加えて、基板としては、石英基板に限定される
ことなく、ホウケイ酸ガラス、セラミツク等の耐
熱性の基板であれば良い。また、絶縁性光電変換
膜としては、実施例で用いたアモルフアス水素化
シリコンに限定されることなく、アモルフアスシ
リコンカーバイド(a−SiC)、アモルフアスシ
リコンゲルマニウム合金(a−SiGe)、セレン
(Se)−テルル(Te)などのカルコゲナイトガラ
ス、硫化カドミウム(CdS)−テルル化カドミウ
ム(CdTe)等の光導電性半導体膜等でも良いこ
とは言うまでもない。ちなみにこれらの膜は光照
射時には導電性を呈するため、陽極酸化工程はい
ずれの場合でも暗中で実施することが重要であ
る。
〔発明の効果〕
以上、説明してきたように、本発明の薄膜光電
変換素子の製造方法によれば、基板上に、第1電
極として、高濃度にドープされたシリコン層を形
成し、この上に絶縁性の光電変換薄膜を堆積した
後に、暗中で第1電極に陽極酸化を施し、光電変
換薄膜のピンホールに起因する第1電極の露呈部
を、絶縁性の酸化シリコン膜と化すことにより、
この後、光電変換膜上に着膜される第2電極がピ
ンホール内に入り込み第1電極面に達した場合に
も、第1電極と第2電極との間で短絡が起ること
はなく、信頼性の高い薄膜光電変換素子を形成す
ることが可能となる。また、第1電極として高濃
度にドープされたシリコン層を用いているため、
陽極酸化の際、酸化速度が速く、容易に絶縁化す
ることが可能となる。
さらに、光電変換薄膜中の第1電極の露呈部の
みを選択的に酸化することができるため、センサ
領域の減少を最少限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は通常のサンドイツチ型光電変換素子の
等価回路を示す図、第2図は、理想的な光電変換
素子の電流−電圧特性曲線を示す図、第3図は、
光電変換層において、第1電極と第2電極とが重
なり合う部分にピンホールが発生した場合の光電
変換素子の電流−電圧特性曲線を示す図、第4図
乃至第7図は、本発明実施例の光電変換素子の製
造工程を示す図、第8図は、本発明実施例の光電
変換素子の製造工程で用いられる陽極酸化処理装
置を示す図である。 1……石英基板、2……第1電極、3……アモ
ルフアス水素化シリコン層、4……ピンホール、
5……酸化シリコン被膜、6……第2電極、31
……電解液槽、32……陰極、33……陽極、
I1,I3……光照射時のI−V特性曲線、I2,I4
…暗時のI−V特性曲線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光導電性の光電変換薄膜を第1および第2の
    電極によつて挟持したサンドイツチ構造の薄膜光
    電変換素子の製造方法において、 基板上に高濃度にドープされたシリコン膜から
    なる第1の電極を形成する第1の電極形成工程
    と、 前記第1の電極の上層に光電変換薄膜を堆積す
    る工程と、 該第1の電極を暗中で陽極酸化することによ
    り、前記光電変換薄膜中のピンホールに起因する
    第1の電極の露呈部を絶縁化する陽極酸化工程
    と、 前記光電変換薄膜の上層に第2の電極を形成す
    る第2の電極形成工程とを含むことを特徴とする
    薄膜光電変換素子の製造方法。
JP58193635A 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法 Granted JPS6085578A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58193635A JPS6085578A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58193635A JPS6085578A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6085578A JPS6085578A (ja) 1985-05-15
JPH0221664B2 true JPH0221664B2 (ja) 1990-05-15

Family

ID=16311220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58193635A Granted JPS6085578A (ja) 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6085578A (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61279179A (ja) * 1985-06-04 1986-12-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置の作製方法
JPS61279178A (ja) * 1985-06-04 1986-12-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置の作製方法
JPS61279180A (ja) * 1985-06-04 1986-12-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置の作製方法
JPS6258685A (ja) * 1985-09-09 1987-03-14 Fuji Electric Co Ltd 非晶質半導体太陽電池の製造方法
KR900006772B1 (ko) * 1985-11-06 1990-09-21 세미콘닥터 에너지 라보라토리 컴파니 리미티드 반도체층을 통한 전기적 단락이 없는 반도체 장치와 그 제조방법
US4729970A (en) * 1986-09-15 1988-03-08 Energy Conversion Devices, Inc. Conversion process for passivating short circuit current paths in semiconductor devices
JPH04266068A (ja) * 1991-02-20 1992-09-22 Canon Inc 光電変換素子及びその製造方法
JP4926150B2 (ja) * 2008-10-21 2012-05-09 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池の製造装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5950101B2 (ja) * 1976-07-12 1984-12-06 株式会社日立製作所 半導体装置の製法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6085578A (ja) 1985-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4064521A (en) Semiconductor device having a body of amorphous silicon
KR100659044B1 (ko) 산화아연 박막을 가지는 태양전지 및 그 제조 방법
US5288338A (en) Solar cell and method of producing the solar cell
JP2000058888A (ja) 太陽電池及びその製造方法
JPH0221664B2 (ja)
JPH0359588B2 (ja)
GB2060251A (en) Solar Battery
JPH0595126A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法
JPS61159771A (ja) 光起電力装置
JPH0221663B2 (ja)
US20050016582A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
JPH0221662B2 (ja)
EP0321136B1 (en) Low light level solar cell
EP0070682B1 (en) Method of producing a semiconductor layer of amorphous silicon and a device including such a layer
JPS58215083A (ja) ヘテロ接合光電素子及びヘテロ接合光電装置
US5084399A (en) Semi conductor device and process for fabrication of same
JP2000150935A (ja) 光起電力素子
Horiuchi et al. Fabrication and photoelectrochemical properties of interdigitated array microelectrodes consisting of optically transparent and nontransparent band electrodes
JPH09246578A (ja) 光起電力素子
JPH0481350B2 (ja)
JPS6322465B2 (ja)
JP3123816B2 (ja) 非晶質シリコンカーバイド層の製造方法及びこれを用いた光起電力装置
JPS6175568A (ja) 半導体素子の製造方法
JPH0597413A (ja) アモルフアス多元系半導体および該半導体を用いた素子
JPH077843B2 (ja) アモルフアス多元系半導体素子