JPH0496216A - 多結晶膜の作製法 - Google Patents
多結晶膜の作製法Info
- Publication number
- JPH0496216A JPH0496216A JP2205955A JP20595590A JPH0496216A JP H0496216 A JPH0496216 A JP H0496216A JP 2205955 A JP2205955 A JP 2205955A JP 20595590 A JP20595590 A JP 20595590A JP H0496216 A JPH0496216 A JP H0496216A
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- JP
- Japan
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- substrate
- polycrystalline
- film
- polycrystalline silicon
- plasma cvd
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- 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.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は多結晶膜の作製法に係わる。
多結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池は発電効率が比較
的高く、また、多結晶シリコン薄膜の製膜も比較的低コ
ストであることから、有望視され、開発が進められてい
る。
的高く、また、多結晶シリコン薄膜の製膜も比較的低コ
ストであることから、有望視され、開発が進められてい
る。
多結晶シリコン薄膜の製膜法として、本発明者らはプラ
ズマＣＶＤ法の開発を進めている。プラズマＣＶＤ法は
低温で良質の結晶薄膜を製膜できる利点がある。
ズマＣＶＤ法の開発を進めている。プラズマＣＶＤ法は
低温で良質の結晶薄膜を製膜できる利点がある。
また、熔融析出法は、化合物半導体の成長や、Ｓｉ と
Ｓｎとの合金から３１を析出させてシリコン膜を形成す
ることなどに利用されている。ＳｉとＳｎとの合金を用
いる理由は析出したＳｉ膜の電気的特性が乱されないか
らである。
Ｓｎとの合金から３１を析出させてシリコン膜を形成す
ることなどに利用されている。ＳｉとＳｎとの合金を用
いる理由は析出したＳｉ膜の電気的特性が乱されないか
らである。
多結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池を実用化するため
には、安価な基板上に良質で結晶粒径の大きい多結晶シ
リコン薄膜を製膜する必要がある。
には、安価な基板上に良質で結晶粒径の大きい多結晶シ
リコン薄膜を製膜する必要がある。
しかしながら、プラズマＣＶＤ法は低温で製膜できる点
で基板に耐熱性を要求しない点で有利であるが、実際に
、プラズマＣＶＤ法で結晶粒径の大きい多結晶シリコン
薄膜を製膜できる基板は限られている。例えば、ステン
レス鋼は安価な耐久性の基板であるが、ステンレス鋼の
ような異質基板上に結晶粒径の大きい多結晶シリコン薄
膜を製膜することは実際上極めて困難である。
で基板に耐熱性を要求しない点で有利であるが、実際に
、プラズマＣＶＤ法で結晶粒径の大きい多結晶シリコン
薄膜を製膜できる基板は限られている。例えば、ステン
レス鋼は安価な耐久性の基板であるが、ステンレス鋼の
ような異質基板上に結晶粒径の大きい多結晶シリコン薄
膜を製膜することは実際上極めて困難である。
そこで、本発明は、異質な基板上に多結晶シリコン１ｌ
ｌｌを製膜するヘテロ成長方法を提供し、多結晶シリコ
ン薄膜を用いた太陽電池の実用化に寄与することを目的
とする。
ｌｌを製膜するヘテロ成長方法を提供し、多結晶シリコ
ン薄膜を用いた太陽電池の実用化に寄与することを目的
とする。
本発明は、上記目的を達成するために、基板上に溶融析
出法で下地多結晶層を形成し、その上にプラズマＣＶＤ
法で上層多結晶膜を成長することを特徴とする多結晶膜
のヘテロ成長方法を提供する。
出法で下地多結晶層を形成し、その上にプラズマＣＶＤ
法で上層多結晶膜を成長することを特徴とする多結晶膜
のヘテロ成長方法を提供する。
すなわち、本発明は、太陽電池の所望性能を実現できる
品質の多結晶膜を異質な基板上にプラズマＣＶＤ法で成
長できるようにするために、基板上に先ず下地多結晶層
即ちバッファー層を形成し、このバッファー層の形成を
溶融析出法で行うものである。
品質の多結晶膜を異質な基板上にプラズマＣＶＤ法で成
長できるようにするために、基板上に先ず下地多結晶層
即ちバッファー層を形成し、このバッファー層の形成を
溶融析出法で行うものである。
本発明でプラズマＣＶＤ法で成長する多結晶膜の典型例
は、シリコン、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム
などである。
は、シリコン、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム
などである。
下地多結晶膜は上層多結晶膜と格子定数が同じか近い必
要がある。すなわち、上層多結晶膜と同一材料の他、こ
れと格子定数の近い材料でも良い。
要がある。すなわち、上層多結晶膜と同一材料の他、こ
れと格子定数の近い材料でも良い。
例えば、上層多結晶膜としてシリコンを成長する場合、
下地層はシリコンの他、ゲルマニウム、シリコン・ゲル
マニウム、フン化カルシウムなどで形成することができ
る。格子定数が近いとは格子定数の差が５％以内をいう
。
下地層はシリコンの他、ゲルマニウム、シリコン・ゲル
マニウム、フン化カルシウムなどで形成することができ
る。格子定数が近いとは格子定数の差が５％以内をいう
。
本発明において基板の種類は限定されないが、太陽電池
用基板としては、例えばアルミナのようなセラミックス
基板あるいはステンレス綱のような金属基板への適用が
望まれる。
用基板としては、例えばアルミナのようなセラミックス
基板あるいはステンレス綱のような金属基板への適用が
望まれる。
バッファー層を形成する溶融析出法は析出させるべき元
素（化合物）とその元素（化合物）よりも低い融点をも
つ元素（化合物）との合金融液を冷却することにより、
基板表面に目的の元素（化合物）を析出させる方法であ
る。これにより、目的の元素（化合物）をその融点より
低い温度で析出させることができる。バ・７フア一層を
形成する目的は上層多結晶膜の結晶性を高めることにあ
るので、下地層の多結晶は王として結晶性（粒径）だけ
に着目すればよく、上層の結晶品質（電気的特性など）
は２次的に考慮すれば足りる。そこで、例えば、シリコ
ンを成長する場合、太陽電池に使用するためには、電気
的特性の考慮からＳｉ とＳｎの合金から析出させられ
てきたが、バッファー層にする場合には、結晶性を第一
とし、低コスト、太陽電池のＢＳＦ効果が期待できる、
Ａｆｆｉとの合金を好ましく用いることができる。また
、バッファー層上に形成する活性層を成す上層多結晶膜
はプラズマＣＶＤ法によって低温で成長するので、バッ
ファー層の純度は低くてもよい。
素（化合物）とその元素（化合物）よりも低い融点をも
つ元素（化合物）との合金融液を冷却することにより、
基板表面に目的の元素（化合物）を析出させる方法であ
る。これにより、目的の元素（化合物）をその融点より
低い温度で析出させることができる。バ・７フア一層を
形成する目的は上層多結晶膜の結晶性を高めることにあ
るので、下地層の多結晶は王として結晶性（粒径）だけ
に着目すればよく、上層の結晶品質（電気的特性など）
は２次的に考慮すれば足りる。そこで、例えば、シリコ
ンを成長する場合、太陽電池に使用するためには、電気
的特性の考慮からＳｉ とＳｎの合金から析出させられ
てきたが、バッファー層にする場合には、結晶性を第一
とし、低コスト、太陽電池のＢＳＦ効果が期待できる、
Ａｆｆｉとの合金を好ましく用いることができる。また
、バッファー層上に形成する活性層を成す上層多結晶膜
はプラズマＣＶＤ法によって低温で成長するので、バッ
ファー層の純度は低くてもよい。
第１図に水平スライド式溶融析出装置を示す。
同図中、１は成長基板、２は融液のスライダー、３は熱
転対、４は電気炉、５はヒーター、６は真空ポンプ、７
はガス入口である。例えば、第２図を参照すると、Ｓｉ
とＡ１の合金融液は９００°Ｃから７００°Ｃまで冷
却するとき、液相線に沿ってＳｉが析出する。そこで、
７００℃の５ｉ−Ａ／！合金組成よりも多くの５ｉ−ｔ
−溶かした５ｉ−Ａ１合金融液をスライダー２に入れ、
冷却しながら基板１上をスライドさせると、基板１上に
Ｓｉが析出し、膜が形成される。
転対、４は電気炉、５はヒーター、６は真空ポンプ、７
はガス入口である。例えば、第２図を参照すると、Ｓｉ
とＡ１の合金融液は９００°Ｃから７００°Ｃまで冷
却するとき、液相線に沿ってＳｉが析出する。そこで、
７００℃の５ｉ−Ａ／！合金組成よりも多くの５ｉ−ｔ
−溶かした５ｉ−Ａ１合金融液をスライダー２に入れ、
冷却しながら基板１上をスライドさせると、基板１上に
Ｓｉが析出し、膜が形成される。
溶融析出法で結晶性のバッファー層を形成したことによ
り、異質基板上に高品質の多結晶薄膜を成長することが
できるようになる。
り、異質基板上に高品質の多結晶薄膜を成長することが
できるようになる。
実施■１
基板として、シリコンウェーハ、石英ガラスを用い、バ
ッファー層として第１図の装置で多結晶シリコン膜を形
成した。
ッファー層として第１図の装置で多結晶シリコン膜を形
成した。
融液濃度 Ｓｊ：Ａｆｆｉ＝２：８融液塩度
８００°Ｃ 基板上の温度勾配 ０．５〜２０°Ｃ／ｍｉｎこ
の実施例では、槽全体を上記の鋒温速度で析出させてい
るが、炉に温度勾配を設け、スライドボートをスライド
させ、上記の陵温速度にすることにより同様の結果が期
待できる。
８００°Ｃ 基板上の温度勾配 ０．５〜２０°Ｃ／ｍｉｎこ
の実施例では、槽全体を上記の鋒温速度で析出させてい
るが、炉に温度勾配を設け、スライドボートをスライド
させ、上記の陵温速度にすることにより同様の結果が期
待できる。
得られたバッファー層の多結晶シリコン膜は、ＴＥＭ観
察によると、１００，１ｕｌｌ程度の粒径であることが
認められた。基板の種類のよる差は認められなかった。
察によると、１００，１ｕｌｌ程度の粒径であることが
認められた。基板の種類のよる差は認められなかった。
次いで、この多結晶シリコン股上にプラズマＣＶＤ法で
多結晶シリコン薄膜を成長した。その条件は下記の通り
とした。
多結晶シリコン薄膜を成長した。その条件は下記の通り
とした。
供給ガス
ＳｉＨ４０，５〜２０ ｓｃｃ＋ｗ
Ｈｚ Ｏ〜１００ｓｃｃｍ１００５
ｃ 〜５０ ｓｅｃｍ 圧力 ０．１〜Ｉ Ｔｏｒｎ電力密度
１０〜５００ｗ１Ｗ／ｃシこうして得られ
た多結晶シリコン薄膜は、ＴＥＭ観察によると１００庫
程度の粒径であり、また結晶の品質は良好であることが
認、められた。
ｃ 〜５０ ｓｅｃｍ 圧力 ０．１〜Ｉ Ｔｏｒｎ電力密度
１０〜５００ｗ１Ｗ／ｃシこうして得られ
た多結晶シリコン薄膜は、ＴＥＭ観察によると１００庫
程度の粒径であり、また結晶の品質は良好であることが
認、められた。
ことができ、多結晶薄膜を用いた太陽電池の実用化に寄
与する。
与する。
第１図は溶融析出装置の模式図、第２図はＡ１−３ｉ合
金の状態図 である。 １・・・基板、 ２・・・スライダー３・・
・熱転対、 ４・・・電気炉、５・・・ヒーター
６・・・真空ポンプ、７・・・ガス入口。 〔発明の効果］ 以上の如く、本発明によれば、良質でかつ結晶粒径の大
きい多結晶薄膜を異質基板上に成長するＳ＋＊千％ 第１図 Ａｆ −５ｌ系平衡状態図 隼２図
金の状態図 である。 １・・・基板、 ２・・・スライダー３・・
・熱転対、 ４・・・電気炉、５・・・ヒーター
６・・・真空ポンプ、７・・・ガス入口。 〔発明の効果］ 以上の如く、本発明によれば、良質でかつ結晶粒径の大
きい多結晶薄膜を異質基板上に成長するＳ＋＊千％ 第１図 Ａｆ −５ｌ系平衡状態図 隼２図
Claims (1)
- １、基板上に溶融析出法で下地多結晶層を形成し、その
上にプラズマＣＶＤ法で上層多結晶膜を成長することを
特徴とする多結晶膜のヘテロ成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205955A JPH0496216A (ja) | 1990-08-04 | 1990-08-04 | 多結晶膜の作製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205955A JPH0496216A (ja) | 1990-08-04 | 1990-08-04 | 多結晶膜の作製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496216A true JPH0496216A (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=16515471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2205955A Pending JPH0496216A (ja) | 1990-08-04 | 1990-08-04 | 多結晶膜の作製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0496216A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212119A (en) * | 1990-11-28 | 1993-05-18 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for maintaining the resistance of a high resistive polysilicon layer for a semiconductor device |
-
1990
- 1990-08-04 JP JP2205955A patent/JPH0496216A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212119A (en) * | 1990-11-28 | 1993-05-18 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for maintaining the resistance of a high resistive polysilicon layer for a semiconductor device |
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