JPH0714075B2 - 光電変換素子の製造方法 - Google Patents
光電変換素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0714075B2 JPH0714075B2 JP61018032A JP1803286A JPH0714075B2 JP H0714075 B2 JPH0714075 B2 JP H0714075B2 JP 61018032 A JP61018032 A JP 61018032A JP 1803286 A JP1803286 A JP 1803286A JP H0714075 B2 JPH0714075 B2 JP H0714075B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- photoelectric conversion
- substantially intrinsic
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は非晶質シリコン（以下ａ−Si:Hとも略称する）
光電変換素子の製造法に関し、特に優れた光電特性を安
定して有する光電変換素子のり製造方法に関する。
光電変換素子の製造法に関し、特に優れた光電特性を安
定して有する光電変換素子のり製造方法に関する。
光電変換素子特に非晶質シリコン太陽電池の高効率化が
検討されて通常の成膜速度においては或る程度の成果を
あげつつあるが、高速成膜条件においては、未だ効率の
向上は緒についたばかりである。すなわち、光活性層
（実質的に真性の薄膜）の形成速度が20Å/S程度もしく
はこれを越えるような速度成膜条件においては、所望の
高効率化は達成されていない。本発明者らは先に、高速
でかつ高効率を達成するためにジシラン（Si2H6）を原
料とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法を開示し
た。これはジシランを原料とした場合、或る閾値を越え
るエネルギーが供給される条件下でジシランをグロー放
電分解することが原理的に不可欠であることを開示した
ものである（例えば、特開昭58−1725号他）。ここで云
う閾値とは、薄膜の形成速度が放電電力よりも、主とし
てジシラン流量に依存して変化するような放電電力と定
義される。ついで本発明者らは、第一の導電性薄膜がジ
シランをベースにして不純物を添加することにより形成
される方法を開示した（例えば、特開昭58−34407号
他）。
検討されて通常の成膜速度においては或る程度の成果を
あげつつあるが、高速成膜条件においては、未だ効率の
向上は緒についたばかりである。すなわち、光活性層
（実質的に真性の薄膜）の形成速度が20Å/S程度もしく
はこれを越えるような速度成膜条件においては、所望の
高効率化は達成されていない。本発明者らは先に、高速
でかつ高効率を達成するためにジシラン（Si2H6）を原
料とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法を開示し
た。これはジシランを原料とした場合、或る閾値を越え
るエネルギーが供給される条件下でジシランをグロー放
電分解することが原理的に不可欠であることを開示した
ものである（例えば、特開昭58−1725号他）。ここで云
う閾値とは、薄膜の形成速度が放電電力よりも、主とし
てジシラン流量に依存して変化するような放電電力と定
義される。ついで本発明者らは、第一の導電性薄膜がジ
シランをベースにして不純物を添加することにより形成
される方法を開示した（例えば、特開昭58−34407号
他）。
一般に、第一の導電性の薄膜上に、プラズマCVD法によ
り、真性の薄膜を形成する場合、該形成した第一の導電
性薄膜がプラズマ・ダメージを受け、その構成元素が真
性の薄膜中に混入したり、また第一の導電性の薄膜と実
質的に真性の薄膜の界面特性の低下を招来するという問
題がある。
り、真性の薄膜を形成する場合、該形成した第一の導電
性薄膜がプラズマ・ダメージを受け、その構成元素が真
性の薄膜中に混入したり、また第一の導電性の薄膜と実
質的に真性の薄膜の界面特性の低下を招来するという問
題がある。
したがって、本発明者らが詳細に検討したところ、プラ
ズマCVD法により形成した第一の導電性の薄膜の上に、
プラズマCVD法により、実質的に真性の薄膜を堆積して
得られた光電変換素子は、その性能、特性が一定せず、
特性値が非常に不安定になるという再現性についての問
題が新たに生ずることがわかった。
ズマCVD法により形成した第一の導電性の薄膜の上に、
プラズマCVD法により、実質的に真性の薄膜を堆積して
得られた光電変換素子は、その性能、特性が一定せず、
特性値が非常に不安定になるという再現性についての問
題が新たに生ずることがわかった。
本発明の目的は高速成膜条件においても短絡電流の低下
や曲線因子の低下を起すことがない、高光電変換効率の
光電変換素子を再現性良く製造する方法を提供すること
である。
や曲線因子の低下を起すことがない、高光電変換効率の
光電変換素子を再現性良く製造する方法を提供すること
である。
本発明者らはかかる問題を解決するため、鋭意検討した
結果、プラズマCVD法により形成した第一の導電性薄膜
の上に、直接プラズマCVD法により実質的に真性の薄膜
を堆積した素子の構造自体に本質的な問題があることを
見出し、本発明を完成するに到ったものである。
結果、プラズマCVD法により形成した第一の導電性薄膜
の上に、直接プラズマCVD法により実質的に真性の薄膜
を堆積した素子の構造自体に本質的な問題があることを
見出し、本発明を完成するに到ったものである。
すなわち、本発明は、 基体上に、第一の電極、第一の導電性薄膜、より薄い第
一の実質的に真性の薄膜、より厚い第二の実質的に真性
の薄膜、第二の導電性薄膜、第二の電極の順に形成せし
める光電変換素子の製造法であって、プラズマCVD法に
より該第一の導電性薄膜を形成した後、該第一の導電性
を賦与する不純物の供給を停止し該より薄い第一の実質
的に真性の薄膜を形成することを特徴とする光電変換素
子の製造方法であり、好ましくは、より薄い第一の実質
的に真性の薄膜の厚みが25乃至500オングストロームで
ある製造方法を要旨とするものである。
一の実質的に真性の薄膜、より厚い第二の実質的に真性
の薄膜、第二の導電性薄膜、第二の電極の順に形成せし
める光電変換素子の製造法であって、プラズマCVD法に
より該第一の導電性薄膜を形成した後、該第一の導電性
を賦与する不純物の供給を停止し該より薄い第一の実質
的に真性の薄膜を形成することを特徴とする光電変換素
子の製造方法であり、好ましくは、より薄い第一の実質
的に真性の薄膜の厚みが25乃至500オングストロームで
ある製造方法を要旨とするものである。
本発明の方法により製造される素子を、第１図に示した
模式図を参照しながらより具体的に定義すれば、基体上
に形成せしめられた第一の電極上に、第一の導電性薄膜
が形成されており、該第一の導電性薄膜上に、より薄い
第一の実質的に真性の薄膜が形成されており、該より薄
い第一の実質的に真性の薄膜上に、より厚い第二の実質
的に真性の薄膜が形成されており、該より厚い第二の実
質的に真性の薄膜の上に、第二の導電性薄膜が形成され
ており、さらに該第二の導電性薄膜上に、第二の電極が
順次形成せしめられた光電変換素子である。
模式図を参照しながらより具体的に定義すれば、基体上
に形成せしめられた第一の電極上に、第一の導電性薄膜
が形成されており、該第一の導電性薄膜上に、より薄い
第一の実質的に真性の薄膜が形成されており、該より薄
い第一の実質的に真性の薄膜上に、より厚い第二の実質
的に真性の薄膜が形成されており、該より厚い第二の実
質的に真性の薄膜の上に、第二の導電性薄膜が形成され
ており、さらに該第二の導電性薄膜上に、第二の電極が
順次形成せしめられた光電変換素子である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の対象とする光電変換素子において、その最も特
徴とするところは、実質的に真性の薄膜が、より薄い第
一の実質的に真性の薄膜上と、より厚い第二の実質的に
真性の薄膜とから構成されていることてある。言い換え
れば、当然のことながら、該より薄い第一の実質的に真
性の薄膜が第一の導電性薄膜と接するように、つまり第
一の導電性薄膜はより薄い第一の実質的に真性の薄膜を
介して、該より厚い第二の実質的に真性の薄膜と接して
いる形態をとっていることである。
徴とするところは、実質的に真性の薄膜が、より薄い第
一の実質的に真性の薄膜上と、より厚い第二の実質的に
真性の薄膜とから構成されていることてある。言い換え
れば、当然のことながら、該より薄い第一の実質的に真
性の薄膜が第一の導電性薄膜と接するように、つまり第
一の導電性薄膜はより薄い第一の実質的に真性の薄膜を
介して、該より厚い第二の実質的に真性の薄膜と接して
いる形態をとっていることである。
該より薄い第一の実質的に真性の薄膜は、第一の導電性
薄膜の形成後、該第一の導電性を与える不純物（ドーパ
ント）の供給を停止して、連続的にプラズマCVD法によ
り形成された薄膜であることが望ましい。さらに好まし
くは、この、より薄い第一の実質的に真性の薄膜は非晶
質（アモルファスシリコン）（ａ−Si:H）であり、膜厚
が25Å以上の膜であることである。膜厚が25Å未満であ
ると、得られる光電変換素子の特性の不安定性は解消せ
ず、本発明の目的を達成することは出来ない。なお、膜
厚の上限は、数千Å以内の範囲であれば特に臨界的に限
定されるものではないが、高々、500Å程度で充分であ
る。そして、特性および上記実用上の観点から、プラズ
マCVDにより形成された、40乃至200Åの範囲の厚みを有
するアモルファスシリコン膜が特に好ましい。
薄膜の形成後、該第一の導電性を与える不純物（ドーパ
ント）の供給を停止して、連続的にプラズマCVD法によ
り形成された薄膜であることが望ましい。さらに好まし
くは、この、より薄い第一の実質的に真性の薄膜は非晶
質（アモルファスシリコン）（ａ−Si:H）であり、膜厚
が25Å以上の膜であることである。膜厚が25Å未満であ
ると、得られる光電変換素子の特性の不安定性は解消せ
ず、本発明の目的を達成することは出来ない。なお、膜
厚の上限は、数千Å以内の範囲であれば特に臨界的に限
定されるものではないが、高々、500Å程度で充分であ
る。そして、特性および上記実用上の観点から、プラズ
マCVDにより形成された、40乃至200Åの範囲の厚みを有
するアモルファスシリコン膜が特に好ましい。
本発明において、アモルファスシリコン薄膜の形成に使
用するシラン化合物としては、一般式SinH2n+2（ｎ＝１
〜３）で表される水素化シリコンが好ましいものとして
挙げられる。ここでｎ＝１、２および３はそれぞれ具体
的にモノシラン（SiH4）、ジシラン（Si2H6）およびト
リシラン（Si3H8）に対応する。
用するシラン化合物としては、一般式SinH2n+2（ｎ＝１
〜３）で表される水素化シリコンが好ましいものとして
挙げられる。ここでｎ＝１、２および３はそれぞれ具体
的にモノシラン（SiH4）、ジシラン（Si2H6）およびト
リシラン（Si3H8）に対応する。
本発明の特徴は、第一の導電性薄膜上に、少なくともよ
り薄い第一の実質的に真性の薄膜がプラズマCVD法によ
り形成されることであるが、この薄膜の好ましい製造方
法は、第一の導電性薄膜をプラズマCVD法により形成し
た後、該第一の導電性薄膜を形成する条件において、該
第一の導電性を賦与する不純物の供給を停止して薄膜の
形成を続行することである。すなわち、第一の導電性薄
膜は、シラン化合物、第一の導電性を賦与する不純物ガ
ス、希釈ガスおよび炭素含有化合物ガスなどの混合ガス
を、グロー放電法によって分解するプラズマCVDによっ
て形成されるが、この不純物の供給のみを停止してその
他の条件は同一として薄膜の形成を続行すればよいので
ある。
り薄い第一の実質的に真性の薄膜がプラズマCVD法によ
り形成されることであるが、この薄膜の好ましい製造方
法は、第一の導電性薄膜をプラズマCVD法により形成し
た後、該第一の導電性薄膜を形成する条件において、該
第一の導電性を賦与する不純物の供給を停止して薄膜の
形成を続行することである。すなわち、第一の導電性薄
膜は、シラン化合物、第一の導電性を賦与する不純物ガ
ス、希釈ガスおよび炭素含有化合物ガスなどの混合ガス
を、グロー放電法によって分解するプラズマCVDによっ
て形成されるが、この不純物の供給のみを停止してその
他の条件は同一として薄膜の形成を続行すればよいので
ある。
なお、薄膜が形成される時の基体の温度および雰囲気圧
力は、それぞれ100〜400℃および0.01〜10Torrの範囲で
充分である。
力は、それぞれ100〜400℃および0.01〜10Torrの範囲で
充分である。
本発明においは、少なくとも第一の導電性薄膜およびよ
り薄い第一の実質的に真性の薄膜の形成はプラズマCVD
によって行われるが、その他の、より厚い第二の実質的
に真性の薄膜、第二の導電性薄膜等は、好ましくはプラ
ズマCVDにより形成される。なお、第二の導電性薄膜は
もともとその膜厚がそれほど厚くないため、光CVD法に
より形成されることも勿論好ましい実施の態様である。
これらの形成条件についは、本発明においては、本質的
に臨界的な条件ではなく、したがって特に限定するもの
ではないが、念のため以下好ましい実施の条件について
説明する。
り薄い第一の実質的に真性の薄膜の形成はプラズマCVD
によって行われるが、その他の、より厚い第二の実質的
に真性の薄膜、第二の導電性薄膜等は、好ましくはプラ
ズマCVDにより形成される。なお、第二の導電性薄膜は
もともとその膜厚がそれほど厚くないため、光CVD法に
より形成されることも勿論好ましい実施の態様である。
これらの形成条件についは、本発明においては、本質的
に臨界的な条件ではなく、したがって特に限定するもの
ではないが、念のため以下好ましい実施の条件について
説明する。
本発明においては、より厚い第二の実質的に真性の薄膜
（以下ｉ膜と略称する）は、上記したごとく好ましくは
シラン化合物のプラズマCVD法により形成される。該ｉ
膜を高速で形成するためには、本発明者らがすでに提案
しているように、ジシランを用い、かつ閾値以上の放電
エネルギーの供給下に該プラズマCVDが行われることが
望ましい。しかして、ここに云う閾値とは、該ｉ膜の形
成速度が主としてジシラン流量にのみ依存して変化し、
印加エネルギー量によっては実質的に影響されることの
ないような、ジシラン単位質量当たりの最低のエネルギ
ー量として定義される。該閾値について、より具体的に
は、本発明者らが特開昭58−1726号公報に開示している
ように、ａ−Si:H膜の形成速度がグロー放電に用いる高
周波電力に依存して変化しなくなるところのグロー放電
電力の値である。
（以下ｉ膜と略称する）は、上記したごとく好ましくは
シラン化合物のプラズマCVD法により形成される。該ｉ
膜を高速で形成するためには、本発明者らがすでに提案
しているように、ジシランを用い、かつ閾値以上の放電
エネルギーの供給下に該プラズマCVDが行われることが
望ましい。しかして、ここに云う閾値とは、該ｉ膜の形
成速度が主としてジシラン流量にのみ依存して変化し、
印加エネルギー量によっては実質的に影響されることの
ないような、ジシラン単位質量当たりの最低のエネルギ
ー量として定義される。該閾値について、より具体的に
は、本発明者らが特開昭58−1726号公報に開示している
ように、ａ−Si:H膜の形成速度がグロー放電に用いる高
周波電力に依存して変化しなくなるところのグロー放電
電力の値である。
かかる閾値は本発明者らが提案しているように供給エネ
ルギー（Supplied Energy）として表すのが便利であ
る。
ルギー（Supplied Energy）として表すのが便利であ
る。
供給エネルギーの算出は次式による。
〔Ｉ〕式に用いる成膜条件の単位はRF電力（Ｗ）、原料
ガス流量（標準状態毎分当たりの流量＝SCCM）、であ
り、1344＝60（分）×22.4（/mol）で表される係数で
ある。たとえば、ジシラン30SCCM、希釈のためのヘリウ
ムガス270SCCMのときは、平均分子量＝（30×62.2＋270
×4/300＝98.2、ジシラン重量分率＝（30×62.2）／（3
00×9.82）＝0.633であり、RF電力（グロー放電電力）
＝100Wのときには、〔Ｉ〕式に代入して、 を得る。
ガス流量（標準状態毎分当たりの流量＝SCCM）、であ
り、1344＝60（分）×22.4（/mol）で表される係数で
ある。たとえば、ジシラン30SCCM、希釈のためのヘリウ
ムガス270SCCMのときは、平均分子量＝（30×62.2＋270
×4/300＝98.2、ジシラン重量分率＝（30×62.2）／（3
00×9.82）＝0.633であり、RF電力（グロー放電電力）
＝100Wのときには、〔Ｉ〕式に代入して、 を得る。
なお、閾値の値は先に定義した通りであるが、該閾値は
使用する反応装置や反応条件によって異なることは言う
までもない。かかる閾値についてたとえば平行平板型プ
ラズマCVD装置について本発明者らの検討結果による実
際の具体的な数値を例示すると、ジシラン単独では40
（KJ/g−Si2H6）、ヘリウム希釈10％ジシランの場合は1
0（KJ/g−Si2H6）、水素希釈10％ジシランの場合は30
（KJ/g−Si2H6）の如くであり、希釈されたジシランの
方が低い閾値を示す。
使用する反応装置や反応条件によって異なることは言う
までもない。かかる閾値についてたとえば平行平板型プ
ラズマCVD装置について本発明者らの検討結果による実
際の具体的な数値を例示すると、ジシラン単独では40
（KJ/g−Si2H6）、ヘリウム希釈10％ジシランの場合は1
0（KJ/g−Si2H6）、水素希釈10％ジシランの場合は30
（KJ/g−Si2H6）の如くであり、希釈されたジシランの
方が低い閾値を示す。
ｉ膜の厚みは通常約2000Å〜１μ程度であるが、その形
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃およ
び0.01〜10Torrの範囲で充分であり、水素やヘリウム等
の希釈ガスを用いジシランガスをこれらの希釈ガスによ
り希釈して使用することもまた、光電変換素子の高性能
化のために好ましいことである。
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃およ
び0.01〜10Torrの範囲で充分であり、水素やヘリウム等
の希釈ガスを用いジシランガスをこれらの希釈ガスによ
り希釈して使用することもまた、光電変換素子の高性能
化のために好ましいことである。
本発明において、第一の導電性薄膜と第二の導電性薄膜
とは、互いに異なる導電型を有するものである。例え
ば、第一の導電型をｐ型とすれば、第二の導電型はｎ型
になる如くである。
とは、互いに異なる導電型を有するものである。例え
ば、第一の導電型をｐ型とすれば、第二の導電型はｎ型
になる如くである。
以下、第一の導電型をｐ型として場合について説明する
が、その逆の場合もありあることは云うまでもない。
が、その逆の場合もありあることは云うまでもない。
第一の導電性薄膜つまりｐ膜は、シラン化合物、第一の
導電性を付与する不純物ガス、希釈ガスおよび炭素含有
化合物ガス等の混合ガスをグロー放電により分解するプ
ラズマCVDにより形成される。いま、上記ｉ膜の形成に
ジシランが用いられたときは、ｐ膜の形成においてもま
たジシランが用いられることが好ましい。そしてさらに
いえば、この場合は、本発明の特徴たるより薄い第一の
実質的に真性の薄膜も、またジシランから形成されるこ
とが好ましい。本発明において、ｐ型の導電性を賦与す
る不純物ガスとしては、周期律表第III族の化合物が用
いられるが、特にジボランガスが好ましい。また、希釈
ガスとしては、水素やヘリウムが好ましい。さらに炭素
含有化合物ガスとしては、モノメチルシラン、ジメチル
シラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、モノ
エチルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、テ
トラエチルシラン等のアルキルシラン；エチレン、アセ
チレン等の不飽和炭化水素；メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン等の飽和炭化水素が好適に用いられる。これ
らの中でも、アルキルシランや、アセチレンを用いるこ
とが、光電変換素子の特性向上のために好ましい。
導電性を付与する不純物ガス、希釈ガスおよび炭素含有
化合物ガス等の混合ガスをグロー放電により分解するプ
ラズマCVDにより形成される。いま、上記ｉ膜の形成に
ジシランが用いられたときは、ｐ膜の形成においてもま
たジシランが用いられることが好ましい。そしてさらに
いえば、この場合は、本発明の特徴たるより薄い第一の
実質的に真性の薄膜も、またジシランから形成されるこ
とが好ましい。本発明において、ｐ型の導電性を賦与す
る不純物ガスとしては、周期律表第III族の化合物が用
いられるが、特にジボランガスが好ましい。また、希釈
ガスとしては、水素やヘリウムが好ましい。さらに炭素
含有化合物ガスとしては、モノメチルシラン、ジメチル
シラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、モノ
エチルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、テ
トラエチルシラン等のアルキルシラン；エチレン、アセ
チレン等の不飽和炭化水素；メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン等の飽和炭化水素が好適に用いられる。これ
らの中でも、アルキルシランや、アセチレンを用いるこ
とが、光電変換素子の特性向上のために好ましい。
ｐ膜の厚みは通常約100Å〜500Å程度であるが、その形
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃、好
ましくは120〜250℃；および0.01〜10Torr好ましくは0.
05〜2Torrである。
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃、好
ましくは120〜250℃；および0.01〜10Torr好ましくは0.
05〜2Torrである。
一方第二の導電性薄膜は、本事例においては、ｎ型の膜
である。（以下、該薄膜をｎ膜と略称する）。該ｎ膜は
シラン化合物、第二の導電性を付与する不純物ガスおよ
び希釈ガス等の混合ガスをプラズマCVDもしくは光CVDし
て形成される。従って、シラン化合物としてはモノシラ
ンおよびジシランのいずれもが有効に用いられる。ｎ型
の導電性を賦与する不純物ガスとしては、周期律表第Ｖ
族の化合物が用いられるが、特にホスフィンガスが好ま
しい。なお、ｎ膜は微結晶化されることが、導電度を向
上させるために好ましい。該微結晶化のためには、水素
を希釈ガスとして用いるのが好ましい。
である。（以下、該薄膜をｎ膜と略称する）。該ｎ膜は
シラン化合物、第二の導電性を付与する不純物ガスおよ
び希釈ガス等の混合ガスをプラズマCVDもしくは光CVDし
て形成される。従って、シラン化合物としてはモノシラ
ンおよびジシランのいずれもが有効に用いられる。ｎ型
の導電性を賦与する不純物ガスとしては、周期律表第Ｖ
族の化合物が用いられるが、特にホスフィンガスが好ま
しい。なお、ｎ膜は微結晶化されることが、導電度を向
上させるために好ましい。該微結晶化のためには、水素
を希釈ガスとして用いるのが好ましい。
ｎ膜の厚みは通常約100Å〜500Å程度であるが、その形
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃ａ好
ましくは120〜250℃；および0.01〜10Torr好ましくは0.
05〜2Torrである。なお、好ましい水素希釈量は、水素
流量／シラン化合物流量の比で５〜100程度である。
成温度および形成圧力は、通常それぞれ100〜400℃ａ好
ましくは120〜250℃；および0.01〜10Torr好ましくは0.
05〜2Torrである。なお、好ましい水素希釈量は、水素
流量／シラン化合物流量の比で５〜100程度である。
本発明の方法を実施するためには、プラズマCVDが継続
して実施できる成膜装置が好適に用いられる。すなわ
ち、基体導入手段、基体加熱手段、基体保持手段、ガス
導入手段、真空排気手段、プラズマ放電電極およびプラ
ズマ放電電源の各手段を少なくも基本的に具備した成膜
装置であり、好ましくは、これらの装置は、基本移送手
段を介して互いに連結されており、かつ必要に応じてゲ
ート弁等で仕切られていることが好ましい。第２図には
このような、本発明を実施するに適した成膜装置の例が
模式的に示されている。まず、上記のごときプラズマCV
D装置に第一の電極が設けられた基体を設置し、真空排
気下、該基体を100〜400℃に加熱する。ついで原料ガス
を導入しつつ真空排気手段によりｐ膜形成室内を排気し
て、該成膜装置内の圧力を0.01〜10Torrの範囲に保持し
プラズマCVDを行いｐ膜を形成する。ｐ膜を必要膜厚形
成後ジボラン等のドーパントの供給を停止してさらに25
〜500Åの厚みの薄膜（すなわち、より薄い第一の実質
的に真性の薄膜）を形成する。
して実施できる成膜装置が好適に用いられる。すなわ
ち、基体導入手段、基体加熱手段、基体保持手段、ガス
導入手段、真空排気手段、プラズマ放電電極およびプラ
ズマ放電電源の各手段を少なくも基本的に具備した成膜
装置であり、好ましくは、これらの装置は、基本移送手
段を介して互いに連結されており、かつ必要に応じてゲ
ート弁等で仕切られていることが好ましい。第２図には
このような、本発明を実施するに適した成膜装置の例が
模式的に示されている。まず、上記のごときプラズマCV
D装置に第一の電極が設けられた基体を設置し、真空排
気下、該基体を100〜400℃に加熱する。ついで原料ガス
を導入しつつ真空排気手段によりｐ膜形成室内を排気し
て、該成膜装置内の圧力を0.01〜10Torrの範囲に保持し
プラズマCVDを行いｐ膜を形成する。ｐ膜を必要膜厚形
成後ジボラン等のドーパントの供給を停止してさらに25
〜500Åの厚みの薄膜（すなわち、より薄い第一の実質
的に真性の薄膜）を形成する。
つぎにこの薄膜を形成した基体は、基本移送手段によ
り、ｉ膜（すなわち、より厚い第二の実質的に真性の薄
膜）形成のためのプラズマCVD装置に移送される。ｉ膜
形成室においてｉ膜を形成した後、さらに基体移送手段
により、ｎ膜形成室に移送される。なお、ｎ膜はプラズ
マCVDまた光CVDのいずれかの方法で形成される。ｎ膜が
形成された後、基体移送手段により第二の電極形成装置
に移送され、かくして第二の電極が形成された後で光電
変換素子として形成装置該に取り出されるのである。
り、ｉ膜（すなわち、より厚い第二の実質的に真性の薄
膜）形成のためのプラズマCVD装置に移送される。ｉ膜
形成室においてｉ膜を形成した後、さらに基体移送手段
により、ｎ膜形成室に移送される。なお、ｎ膜はプラズ
マCVDまた光CVDのいずれかの方法で形成される。ｎ膜が
形成された後、基体移送手段により第二の電極形成装置
に移送され、かくして第二の電極が形成された後で光電
変換素子として形成装置該に取り出されるのである。
勿論、上記の実施態様は、第一の電極を分割しておいて
複数の光電変換素子、たとえば太陽電池を形成し、第二
の電極でこれらを直列接続した形で得る集積型太陽電池
の形成においても有用である。
複数の光電変換素子、たとえば太陽電池を形成し、第二
の電極でこれらを直列接続した形で得る集積型太陽電池
の形成においても有用である。
本発明で用いる基体や電極の材料については特に制限さ
れず、従来用いられている物質が有効に用いられる。
れず、従来用いられている物質が有効に用いられる。
たとえば、基板としては絶縁性又は導電性、透明又は不
透明のいずれかの性質を有するものでもよい。基本的に
はガラス、アルミナ、シリコン、ステンレススティー
ル、アルミニウム、モリブデン、耐熱性高分子等の物質
で形成されるフィルムあるいは板状の材料を基体として
有効に用いることができる。電極材料としては、光入射
側にはもちろん透明あるいは透明性の材料を用いなけれ
ばならないが、これ以外の実質的な制限はない。アルミ
ニウム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステン
レススティール等の薄膜又は薄板が電極材料として有効
に用いられる。
透明のいずれかの性質を有するものでもよい。基本的に
はガラス、アルミナ、シリコン、ステンレススティー
ル、アルミニウム、モリブデン、耐熱性高分子等の物質
で形成されるフィルムあるいは板状の材料を基体として
有効に用いることができる。電極材料としては、光入射
側にはもちろん透明あるいは透明性の材料を用いなけれ
ばならないが、これ以外の実質的な制限はない。アルミ
ニウム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステン
レススティール等の薄膜又は薄板が電極材料として有効
に用いられる。
以下、実施例により本発明の実施の態様をさらに具体的
に説明する。なお、以下の例に於いて、薄膜の厚みは触
針式膜厚計および多重干渉計により測定した。そして実
際の膜厚の制御は、厚みを実際の成膜時間で除したもの
を平均成膜速度として、該速度を用いて所要成膜厚みを
得るに要する成膜時間を制御する方法により実施した。
に説明する。なお、以下の例に於いて、薄膜の厚みは触
針式膜厚計および多重干渉計により測定した。そして実
際の膜厚の制御は、厚みを実際の成膜時間で除したもの
を平均成膜速度として、該速度を用いて所要成膜厚みを
得るに要する成膜時間を制御する方法により実施した。
成膜装置として、第２図に模式図に示した成膜装置を使
用した。
用した。
基体挿入室１で真空加熱された基体６は、ｐ膜形成室２
に移送された。ｐ膜は、原料ガスの流量比がジボラン／
ジシラン＝2/100、アセチレン／ジシラン＝1/10、ジシ
ラン／水素＝1/20で；形成温度100〜300℃；圧力0.1〜1
Torrでグロー放電により約200Åの厚みに形成された。
ついで、アセチレンとジボランの供給を停止して連続的
に、第一の実質的に真性の薄膜を第１表に示す厚みに形
成した。ついでゲート弁19を解放し、基体移送手段16に
より、該基体をｉ膜形成室３に移送した。ｉ膜形成室で
は形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで放電エネル
ギーの閾値以上の条件において、ジシランのプラズマCV
Dによりｉ膜が形成された。つぎにｎ膜形成室４に移送
され、モノシランと水素希釈ホスフィンとから微結晶化
ｎ膜がプラズマCVDにより形成された。原料ガス流量
は、ホスフィン／ジシラン＝1/100、ジシラン／水素＝1
/50であった。ついで電極形成室５へ移送され、真空蒸
着により、アルミニウム電極が形成された。
に移送された。ｐ膜は、原料ガスの流量比がジボラン／
ジシラン＝2/100、アセチレン／ジシラン＝1/10、ジシ
ラン／水素＝1/20で；形成温度100〜300℃；圧力0.1〜1
Torrでグロー放電により約200Åの厚みに形成された。
ついで、アセチレンとジボランの供給を停止して連続的
に、第一の実質的に真性の薄膜を第１表に示す厚みに形
成した。ついでゲート弁19を解放し、基体移送手段16に
より、該基体をｉ膜形成室３に移送した。ｉ膜形成室で
は形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで放電エネル
ギーの閾値以上の条件において、ジシランのプラズマCV
Dによりｉ膜が形成された。つぎにｎ膜形成室４に移送
され、モノシランと水素希釈ホスフィンとから微結晶化
ｎ膜がプラズマCVDにより形成された。原料ガス流量
は、ホスフィン／ジシラン＝1/100、ジシラン／水素＝1
/50であった。ついで電極形成室５へ移送され、真空蒸
着により、アルミニウム電極が形成された。
かくして得られた光電変換素子の光電変換特性がAM1、1
00mW/cm2の光を照射しつつ計測された。結果を第１表
に、実施例１乃至実施例４として示した。
00mW/cm2の光を照射しつつ計測された。結果を第１表
に、実施例１乃至実施例４として示した。
第１表には、また比較のための例として、より薄い第一
の実質的に真性の薄膜の膜厚が20Åと薄い例（比較例
１）および該薄膜を全く形成しない例（比較例２）もま
た示されている。
の実質的に真性の薄膜の膜厚が20Åと薄い例（比較例
１）および該薄膜を全く形成しない例（比較例２）もま
た示されている。
これらの比較のための例と比べるまでもなく、本発明の
実施例においては、F.F.（曲線因子）および短絡電流の
についての改善が著しく、その結果として、光電変換素
効率が極めて優れた光電変換素子が得られることが明ら
かである。
実施例においては、F.F.（曲線因子）および短絡電流の
についての改善が著しく、その結果として、光電変換素
効率が極めて優れた光電変換素子が得られることが明ら
かである。
〔発明の効果〕 以上のごとく、本発明の、プラズマCVD法により形成さ
れた第一の導電性薄膜と第二の実質的に真性の薄膜との
間に特定の厚みを有する第一の実質的に真性の薄膜をプ
ラズマCVD法により形成して介在せしめる方法によれ
ば、たとえば上記実施例に示すように、F.F.（曲線因
子）および短絡電流等の特性値が大幅に改善され、その
結果として、光電変換素効率が極めて優れた光電変換素
子の製造法が提供されるのであり、その産業上の利用可
能性は極めて大きいと云わねばならない。
れた第一の導電性薄膜と第二の実質的に真性の薄膜との
間に特定の厚みを有する第一の実質的に真性の薄膜をプ
ラズマCVD法により形成して介在せしめる方法によれ
ば、たとえば上記実施例に示すように、F.F.（曲線因
子）および短絡電流等の特性値が大幅に改善され、その
結果として、光電変換素効率が極めて優れた光電変換素
子の製造法が提供されるのであり、その産業上の利用可
能性は極めて大きいと云わねばならない。
第１図は本発明のより得られる光電変換素子の構成の一
例を示す断面模式図である。第２図は本発明の素子を形
成するために好ましい装置の一例を示す模式図である。
図において、１……基体挿入室、２……ｐ膜形成室、３
……ｉ膜形成室、４……ｎ膜形成室、５……第二電極形
成室兼基体取り出し室、６……基体、９……放電電力印
加電極、10……設置電極、11……基体加熱ヒータ、12…
…電極材料加熱ヒータ、13……金属マスク、14および20
……真空排気ライン、15……原料ガス導入ライン、16…
…基体移送手段、17……絶縁性物質、18……放電電力印
加電源、19……ゲート弁
例を示す断面模式図である。第２図は本発明の素子を形
成するために好ましい装置の一例を示す模式図である。
図において、１……基体挿入室、２……ｐ膜形成室、３
……ｉ膜形成室、４……ｎ膜形成室、５……第二電極形
成室兼基体取り出し室、６……基体、９……放電電力印
加電極、10……設置電極、11……基体加熱ヒータ、12…
…電極材料加熱ヒータ、13……金属マスク、14および20
……真空排気ライン、15……原料ガス導入ライン、16…
…基体移送手段、17……絶縁性物質、18……放電電力印
加電源、19……ゲート弁
Claims (2)
- 【請求項１】基体上に、第一の電極、第一の導電性薄
膜、より薄い第一の実質的に真性の薄膜、より厚い第二
の実質的に真性の薄膜、第二の導電性薄膜、第二の電極
の順に形成せしめる光電変換素子の製造方法であって、
プラズマCVD法により該第一の導電性薄膜を形成した
後、該第一の導電性を賦与する不純物の供給を停止しプ
ラズマを停止することなく連続的に該より薄い第一の実
質的に真性の薄膜を形成することを特徴とする光電変換
素子の製造方法。 - 【請求項２】より薄い第一の実質的に真性の薄膜の厚み
が25乃至500オングストロームである特許請求の範囲第
１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018032A JPH0714075B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 光電変換素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018032A JPH0714075B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 光電変換素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177981A JPS62177981A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0714075B2 true JPH0714075B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=11960325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61018032A Expired - Lifetime JPH0714075B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 光電変換素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714075B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6566594B2 (en) | 2000-04-05 | 2003-05-20 | Tdk Corporation | Photovoltaic element |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107574A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-21 | Agency Of Ind Science & Technol | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61018032A patent/JPH0714075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62177981A (ja) | 1987-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4564533A (en) | Method for depositing silicon carbide non-single crystal semiconductor films | |
| US5151255A (en) | Method for forming window material for solar cells and method for producing amorphous silicon solar cell | |
| JPH0714075B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH07130661A (ja) | 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法 | |
| JPH0918038A (ja) | 光電変換素子 | |
| JP2688219B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| JPH07183550A (ja) | 非晶質光電変換素子 | |
| JPH0714074B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH0815220B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH0612835B2 (ja) | 光電変換素子の製法 | |
| JP2575397B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP2659369B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| JPH06260665A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JPH0612836B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH0554692B2 (ja) | ||
| JP2728874B2 (ja) | 半導体装置の製法 | |
| JPH0815221B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH08181079A (ja) | 非晶質半導体薄膜形成方法 | |
| JPH0815219B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP2000196122A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPH0714072B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP2003197939A (ja) | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 | |
| JP2688221B2 (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JPH0815222B2 (ja) | 光電変換素子の製造の方法 | |
| JP2543498B2 (ja) | 半導体薄膜 |