JPH08293619A - 多結晶シリコン半導体，光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法 - Google Patents
多結晶シリコン半導体，光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法Info
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- JPH08293619A JPH08293619A JP7101268A JP10126895A JPH08293619A JP H08293619 A JPH08293619 A JP H08293619A JP 7101268 A JP7101268 A JP 7101268A JP 10126895 A JP10126895 A JP 10126895A JP H08293619 A JPH08293619 A JP H08293619A
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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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒界を除去することにより、粒界中のダング
リングボンドに起因する機能低下を防止することが可能
な多結晶シリコン半導体及びこれを用いた光起電力装置
及び多結晶シリコン半導体の形成方法を提供すること。 【構成】 基板３上の結晶粒２間の隙間に従来存在して
いた結晶粒界が略無くなっており、酸化粒界（Ｓｉ
Ｏ2 ）１が僅かに残っている。多結晶シリコン半導体
は、まず基板３上にＰドープａ−Ｓｉ膜を形成し固相成
長させ、酸素プラズマ中に晒すことにより酸化処理を行
う。その後、硝酸，フッ酸及び水の混合液に浸漬する
と、酸化粒界１がエッチングされる。酸化粒界１のエッ
チング量はエッチング時間によって制御することができ
る。
リングボンドに起因する機能低下を防止することが可能
な多結晶シリコン半導体及びこれを用いた光起電力装置
及び多結晶シリコン半導体の形成方法を提供すること。 【構成】 基板３上の結晶粒２間の隙間に従来存在して
いた結晶粒界が略無くなっており、酸化粒界（Ｓｉ
Ｏ2 ）１が僅かに残っている。多結晶シリコン半導体
は、まず基板３上にＰドープａ−Ｓｉ膜を形成し固相成
長させ、酸素プラズマ中に晒すことにより酸化処理を行
う。その後、硝酸，フッ酸及び水の混合液に浸漬する
と、酸化粒界１がエッチングされる。酸化粒界１のエッ
チング量はエッチング時間によって制御することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコン半導
体，これを用いた光起電力装置及び多結晶シリコン半導
体の形成方法に関する。
体，これを用いた光起電力装置及び多結晶シリコン半導
体の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン半導体を使用する半導体
装置においては、結晶粒界の存在がその品質に大きく影
響する。図６は結晶粒界が存在する多結晶シリコン半導
体の断面図を示す。多結晶シリコンの結晶粒界には多数
のダングリングボンドが存在するが、このダングリング
ボンドはキャリアのトラップ又は再結合中心として働く
ため、キャリアの寿命を大幅に短縮する。また結晶粒界
部分に現れる歪により多結晶シリコン半導体中のエネル
ギバンドが影響を受けてバリアが形成され、キャリアの
移動度を低下させる原因となっている。このように結晶
粒界の存在は多結晶シリコンを用いたデバイス特性を非
常に悪化させるため、従来は水素プラズマ処理，水素イ
オンの打ち込み等の方法による水素パッシベーション、
又はリン拡散によるゲッタリングを用いた粒界の不活性
化が行われている（「太陽エネルギー工学」浜川，桑
野，培風館 108頁）。
装置においては、結晶粒界の存在がその品質に大きく影
響する。図６は結晶粒界が存在する多結晶シリコン半導
体の断面図を示す。多結晶シリコンの結晶粒界には多数
のダングリングボンドが存在するが、このダングリング
ボンドはキャリアのトラップ又は再結合中心として働く
ため、キャリアの寿命を大幅に短縮する。また結晶粒界
部分に現れる歪により多結晶シリコン半導体中のエネル
ギバンドが影響を受けてバリアが形成され、キャリアの
移動度を低下させる原因となっている。このように結晶
粒界の存在は多結晶シリコンを用いたデバイス特性を非
常に悪化させるため、従来は水素プラズマ処理，水素イ
オンの打ち込み等の方法による水素パッシベーション、
又はリン拡散によるゲッタリングを用いた粒界の不活性
化が行われている（「太陽エネルギー工学」浜川，桑
野，培風館 108頁）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら水素パッ
シベーション、又はゲッタリングにより粒界の不活性化
が行われた多結晶シリコンはその特性がある程度は改善
されているが、十分であるとはいえない。本発明は、斯
かる事情に鑑みてなされたものであり、粒界を除去する
ことにより、ダングリングボンドに起因する機能低下を
防止することが可能な多結晶シリコン半導体，これを用
いた光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法
を提供することを目的とする。
シベーション、又はゲッタリングにより粒界の不活性化
が行われた多結晶シリコンはその特性がある程度は改善
されているが、十分であるとはいえない。本発明は、斯
かる事情に鑑みてなされたものであり、粒界を除去する
ことにより、ダングリングボンドに起因する機能低下を
防止することが可能な多結晶シリコン半導体，これを用
いた光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多結晶シリ
コン半導体は、結晶粒間の酸化された粒界の一部又は全
てが除去されていることを特徴とする。
コン半導体は、結晶粒間の酸化された粒界の一部又は全
てが除去されていることを特徴とする。
【０００５】本発明に係る光起電力装置は、結晶粒間の
酸化された粒界の一部又は全てが除去されている前述の
多結晶シリコン半導体が光起電力材料として使用されて
いることを特徴とする。
酸化された粒界の一部又は全てが除去されている前述の
多結晶シリコン半導体が光起電力材料として使用されて
いることを特徴とする。
【０００６】本発明に係る光起電力装置は、基板上に多
結晶シリコンの結晶粒が形成されており、該結晶粒間の
基板上に酸化された粒界が一部存在することを特徴とす
る。
結晶シリコンの結晶粒が形成されており、該結晶粒間の
基板上に酸化された粒界が一部存在することを特徴とす
る。
【０００７】本発明に係る多結晶シリコン半導体の形成
方法は、結晶粒間の粒界の一部又は全てが除去されてい
る前述の多結晶シリコン半導体の形成方法であって、基
板上に多結晶シリコン膜を形成する工程と、多結晶シリ
コン膜の粒界を酸化する工程と、酸化された粒界をエッ
チングする工程とを含むことを特徴とする。
方法は、結晶粒間の粒界の一部又は全てが除去されてい
る前述の多結晶シリコン半導体の形成方法であって、基
板上に多結晶シリコン膜を形成する工程と、多結晶シリ
コン膜の粒界を酸化する工程と、酸化された粒界をエッ
チングする工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】本発明に係る多結晶シリコン半導体の形成
方法は、結晶粒間の粒界の一部又は全てが除去されてい
る前述の多結晶シリコン半導体の形成方法であって、基
板上に多結晶シリコン膜を形成する工程と、酸素と不純
物供給ガスとの混合ガスを使用して多結晶シリコン膜の
粒界を酸化し且つドーピングを行う工程と、酸化された
粒界をエッチングする工程とを含むことを特徴とする。
方法は、結晶粒間の粒界の一部又は全てが除去されてい
る前述の多結晶シリコン半導体の形成方法であって、基
板上に多結晶シリコン膜を形成する工程と、酸素と不純
物供給ガスとの混合ガスを使用して多結晶シリコン膜の
粒界を酸化し且つドーピングを行う工程と、酸化された
粒界をエッチングする工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明にあっては、酸化された粒界の一部又は
全てが除去されているので、ダングリングボンドに起因
するキャリアのトラップ又は再結合が抑制され、キャリ
アのトラップ又は再結合によるキャリアの移動度低下が
低減される。従ってこのような多結晶シリコン半導体を
光起電力装置に使用した場合は、変換効率等の光起電力
特性が向上する。
全てが除去されているので、ダングリングボンドに起因
するキャリアのトラップ又は再結合が抑制され、キャリ
アのトラップ又は再結合によるキャリアの移動度低下が
低減される。従ってこのような多結晶シリコン半導体を
光起電力装置に使用した場合は、変換効率等の光起電力
特性が向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。 実施例１．図１は本発明に係る多結晶シリコン半導体を
示す構造断面図である。図１(a)は基板３上の結晶粒２
間の隙間に酸化粒界（ＳｉＯ2 ）１が僅かに存在する多
結晶シリコン半導体を示し、図１(b) は、この酸化粒界
１が全て除去されている多結晶シリコン半導体を示す。
図１に示すいずれの多結晶シリコン半導体も、結晶粒２
間に、従来存在していた粒界は存在しないので、粒界中
のダングリングボンドに起因するキャリアのトラップ又
は再結合を抑制し、これらによるキャリアの移動度低下
を低減することができる。さらに図１(a) に示す多結晶
シリコン半導体は、酸化粒界１が僅かに残っているの
で、基板３が露出しておらず、絶縁機能を有する。
き具体的に説明する。 実施例１．図１は本発明に係る多結晶シリコン半導体を
示す構造断面図である。図１(a)は基板３上の結晶粒２
間の隙間に酸化粒界（ＳｉＯ2 ）１が僅かに存在する多
結晶シリコン半導体を示し、図１(b) は、この酸化粒界
１が全て除去されている多結晶シリコン半導体を示す。
図１に示すいずれの多結晶シリコン半導体も、結晶粒２
間に、従来存在していた粒界は存在しないので、粒界中
のダングリングボンドに起因するキャリアのトラップ又
は再結合を抑制し、これらによるキャリアの移動度低下
を低減することができる。さらに図１(a) に示す多結晶
シリコン半導体は、酸化粒界１が僅かに残っているの
で、基板３が露出しておらず、絶縁機能を有する。
【００１１】このような多結晶シリコン半導体の形成工
程を図２を参照しながら説明する。まずステンレス鋼
（SUS304），チタン，タングステン等の金属基板、又は
高融点硝子基板からなる基板３上に、Ｐドープａ−Ｓｉ
膜を形成し、形成したＰドープａ−Ｓｉ膜を固相成長さ
せる（図２(a))。Ｐドープａ−Ｓｉ膜の形成条件及び固
相成長条件を以下に示す。 〔ａ−Ｓｉ膜形成条件〕 原料ガス比 1000ppm ＰＨ3 ／ＳｉＨ4 ＝１〜10 基板温度 200 〜600 ℃ 圧力 0.1 〜0.3 torr ＲＦパワー 20〜200 mW／cm2 〔固相成長条件〕 基板温度 500 〜700 ℃ 成長時間 ５〜30時間 これにより粒径１〜５μm の結晶粒２間に粒界４が存在
する、従来と同様の多結晶シリコン膜10（膜厚５μm ）
が得られる。なお多結晶シリコン膜10は、キャスト法を
はじめ、他の方法によって得てもよい。
程を図２を参照しながら説明する。まずステンレス鋼
（SUS304），チタン，タングステン等の金属基板、又は
高融点硝子基板からなる基板３上に、Ｐドープａ−Ｓｉ
膜を形成し、形成したＰドープａ−Ｓｉ膜を固相成長さ
せる（図２(a))。Ｐドープａ−Ｓｉ膜の形成条件及び固
相成長条件を以下に示す。 〔ａ−Ｓｉ膜形成条件〕 原料ガス比 1000ppm ＰＨ3 ／ＳｉＨ4 ＝１〜10 基板温度 200 〜600 ℃ 圧力 0.1 〜0.3 torr ＲＦパワー 20〜200 mW／cm2 〔固相成長条件〕 基板温度 500 〜700 ℃ 成長時間 ５〜30時間 これにより粒径１〜５μm の結晶粒２間に粒界４が存在
する、従来と同様の多結晶シリコン膜10（膜厚５μm ）
が得られる。なお多結晶シリコン膜10は、キャスト法を
はじめ、他の方法によって得てもよい。
【００１２】次に酸素プラズマ中に曝すことにより酸化
処理を行い、粒界４を酸化して酸化粒界１とする（図２
(b))。この条件を以下に示す。 〔酸素プラズマ処理条件〕 原料ガス 100 ％Ｏ2 10〜200 sccm 基板温度 130 〜600 ℃ 圧力 0.1 〜0.3 torr ＲＦパワー 20〜200 mW／cm2 処理時間 10〜90分 粒界４部分は、ダングリングボンドが存在しているため
に原子間の結合が不飽和である。従って結晶粒２部分に
比べて酸素が拡散し易く、粒界４部分を略選択的に酸化
させることが可能である。なお酸化処理は酸素雰囲気中
の熱アニールでもよい。例えば乾燥酸素を充満させ、大
気圧，600 〜1000℃とした反応室で100 〜300 分間放置
する処理が代表的である。
処理を行い、粒界４を酸化して酸化粒界１とする（図２
(b))。この条件を以下に示す。 〔酸素プラズマ処理条件〕 原料ガス 100 ％Ｏ2 10〜200 sccm 基板温度 130 〜600 ℃ 圧力 0.1 〜0.3 torr ＲＦパワー 20〜200 mW／cm2 処理時間 10〜90分 粒界４部分は、ダングリングボンドが存在しているため
に原子間の結合が不飽和である。従って結晶粒２部分に
比べて酸素が拡散し易く、粒界４部分を略選択的に酸化
させることが可能である。なお酸化処理は酸素雰囲気中
の熱アニールでもよい。例えば乾燥酸素を充満させ、大
気圧，600 〜1000℃とした反応室で100 〜300 分間放置
する処理が代表的である。
【００１３】その後、硝酸，フッ酸及び水の混合液に浸
漬すると、酸化粒界１がエッチングされる（図２(c))。
混合液に浸漬したときの反応は以下のとおりである。 Ｓｉ＋４ＨＮＯ3 → ＳｉＯ2 ＋４ＮＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ …（1) ＳｉＯ2 ＋６ＨＦ → Ｈ2 ＳｉＦ6 ＋２Ｈ2 Ｏ …（2) 酸化粒界１を選択的にエッチングするために、主に（2)
式の反応が（1)式の反応よりも進むような混合液を使用
する。なおエッチング液としては、水酸化ナトリウム水
溶液，水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性のものを使
用することもできる。
漬すると、酸化粒界１がエッチングされる（図２(c))。
混合液に浸漬したときの反応は以下のとおりである。 Ｓｉ＋４ＨＮＯ3 → ＳｉＯ2 ＋４ＮＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ …（1) ＳｉＯ2 ＋６ＨＦ → Ｈ2 ＳｉＦ6 ＋２Ｈ2 Ｏ …（2) 酸化粒界１を選択的にエッチングするために、主に（2)
式の反応が（1)式の反応よりも進むような混合液を使用
する。なおエッチング液としては、水酸化ナトリウム水
溶液，水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性のものを使
用することもできる。
【００１４】ここでエッチング時間を制御することによ
って、酸化粒界１のエッチング量を制御することができ
る。例えば体積比がＨＮＯ3 ：ＨＦ：Ｈ2 Ｏ＝２：３：
60であるエッチング液を使用し、エッチング液温度を25
℃とすると、約90秒で５μmの酸化粒界１全てを除去す
ることができ（図１(a))、約70秒で４μm の酸化粒界１
を除去する（約１μm を残す）ことができる（図１
(b))。
って、酸化粒界１のエッチング量を制御することができ
る。例えば体積比がＨＮＯ3 ：ＨＦ：Ｈ2 Ｏ＝２：３：
60であるエッチング液を使用し、エッチング液温度を25
℃とすると、約90秒で５μmの酸化粒界１全てを除去す
ることができ（図１(a))、約70秒で４μm の酸化粒界１
を除去する（約１μm を残す）ことができる（図１
(b))。
【００１５】本発明のｎ型多結晶シリコンと従来のｎ型
多結晶シリコンとにおいてキャリアライフタイムを測定
した。測定にあたっては表面の欠陥の影響を除くため
に、表面にｉ／ｐ型ａ−Ｓｉ層を形成し、反射マイクロ
波法（光パルスによって励起されたキャリアの消滅を、
マイクロ波をプローブとして検出する方法）にて測定し
た。従来のｎ型多結晶シリコンでのキャリアライフタイ
ムは約６０μｓであったのに対し、本発明のｎ型多結晶
シリコンでは約１００μｓと著しく長くなった。
多結晶シリコンとにおいてキャリアライフタイムを測定
した。測定にあたっては表面の欠陥の影響を除くため
に、表面にｉ／ｐ型ａ−Ｓｉ層を形成し、反射マイクロ
波法（光パルスによって励起されたキャリアの消滅を、
マイクロ波をプローブとして検出する方法）にて測定し
た。従来のｎ型多結晶シリコンでのキャリアライフタイ
ムは約６０μｓであったのに対し、本発明のｎ型多結晶
シリコンでは約１００μｓと著しく長くなった。
【００１６】実施例２．図３は本発明に係る多結晶シリ
コン半導体の他の実施例を示す構造断面図である。本実
施例における多結晶シリコン半導体は、図１(a) に示す
結晶粒２の表面にｐ型の不純物がドーピングされたドー
ピング層11が形成されている。また図１(a) と同様、結
晶粒２間には基板３の露出を避けるために酸化粒界１が
残されている。
コン半導体の他の実施例を示す構造断面図である。本実
施例における多結晶シリコン半導体は、図１(a) に示す
結晶粒２の表面にｐ型の不純物がドーピングされたドー
ピング層11が形成されている。また図１(a) と同様、結
晶粒２間には基板３の露出を避けるために酸化粒界１が
残されている。
【００１７】図３に示す多結晶シリコン膜は、図２(b)
に示す酸化処理において、酸素に加えてＢ2 Ｈ6 のよう
な不純物供給ガスを加えるのみで、その他は実施例１と
同様の方法で製造することができる。これにより粒界の
酸化と共に不純物ドーピングが同時的に行えるので、後
にドーピング層を形成するプロセスを経ることなく、ｐ
ｎ接合を形成することができる。
に示す酸化処理において、酸素に加えてＢ2 Ｈ6 のよう
な不純物供給ガスを加えるのみで、その他は実施例１と
同様の方法で製造することができる。これにより粒界の
酸化と共に不純物ドーピングが同時的に行えるので、後
にドーピング層を形成するプロセスを経ることなく、ｐ
ｎ接合を形成することができる。
【００１８】実施例３．図４は、図１(a) に示す多結晶
シリコン膜を使用した光起電力装置（太陽電池）を示す
構造断面図であり、ｎ型多結晶シリコン／ａ−Ｓｉのヘ
テロ接合を用いた場合を示している。図１(a) に示す結
晶粒２及び酸化粒界１の表面に、ｉ型ａ−Ｓｉ層５及び
ｐ型ａ−Ｓｉ層６が形成されている。その上にＩＴＯか
らなる透明電極７がスパッタ法にて形成されており、さ
らに銀からなる集電極８が蒸着法にて適宜位置に形成さ
れている。
シリコン膜を使用した光起電力装置（太陽電池）を示す
構造断面図であり、ｎ型多結晶シリコン／ａ−Ｓｉのヘ
テロ接合を用いた場合を示している。図１(a) に示す結
晶粒２及び酸化粒界１の表面に、ｉ型ａ−Ｓｉ層５及び
ｐ型ａ−Ｓｉ層６が形成されている。その上にＩＴＯか
らなる透明電極７がスパッタ法にて形成されており、さ
らに銀からなる集電極８が蒸着法にて適宜位置に形成さ
れている。
【００１９】ｉ型ａ−Ｓｉ層５，ｐ型ａ−Ｓｉ層６，及
び透明電極７の形成条件は以下に示す如くである。 〔ｉ型ａ−Ｓｉ層形成条件〕 原料ガス ＳｉＨ4 40〜100 sccm 基板温度 80〜200 ℃ 圧力 0.1 〜0.2 torr ＲＦパワー 10〜20mW／cm2 膜厚 ０〜200 Å 〔ｐ型ａ−Ｓｉ層形成条件〕 原料ガス ＳｉＨ4 40〜100 sccm １％Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝２〜20 基板温度 80〜200 ℃ 圧力 0.1 〜0.2 torr ＲＦパワー 10〜20mW／cm2 膜厚 30〜200 Å 〔ＩＴＯ形成条件〕 雰囲気ガス Ａｒ 10〜100 sccm ターゲット ＳｎＯ2 ５wt％ ＩＴＯ 基板温度 130 〜250 ℃ 圧力 0.5 〜３ｍtorr ＲＦパワー ３〜10Ｗ／cm2
び透明電極７の形成条件は以下に示す如くである。 〔ｉ型ａ−Ｓｉ層形成条件〕 原料ガス ＳｉＨ4 40〜100 sccm 基板温度 80〜200 ℃ 圧力 0.1 〜0.2 torr ＲＦパワー 10〜20mW／cm2 膜厚 ０〜200 Å 〔ｐ型ａ−Ｓｉ層形成条件〕 原料ガス ＳｉＨ4 40〜100 sccm １％Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝２〜20 基板温度 80〜200 ℃ 圧力 0.1 〜0.2 torr ＲＦパワー 10〜20mW／cm2 膜厚 30〜200 Å 〔ＩＴＯ形成条件〕 雰囲気ガス Ａｒ 10〜100 sccm ターゲット ＳｎＯ2 ５wt％ ＩＴＯ 基板温度 130 〜250 ℃ 圧力 0.5 〜３ｍtorr ＲＦパワー ３〜10Ｗ／cm2
【００２０】図４に示す太陽電池と、従来の太陽電池
（粒界有り）とにおける特性を調べた結果を表１に示
す。表１より本発明の太陽電池は、出力が16.4mW／cm2
であり、従来（14.9mW／cm2 ）より特性が約10％向上し
ていることが判る。前述した如くエッチング時間によっ
て酸化粒界１の厚みを制御することができるが、デバイ
スの構成上、接合の短絡を防止する場合は、図４に示す
ように部分的に酸化粒界１を一部残して基板３の露出を
避けることが望ましい。
（粒界有り）とにおける特性を調べた結果を表１に示
す。表１より本発明の太陽電池は、出力が16.4mW／cm2
であり、従来（14.9mW／cm2 ）より特性が約10％向上し
ていることが判る。前述した如くエッチング時間によっ
て酸化粒界１の厚みを制御することができるが、デバイ
スの構成上、接合の短絡を防止する場合は、図４に示す
ように部分的に酸化粒界１を一部残して基板３の露出を
避けることが望ましい。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例４．図５は、ｐｎホモ接合を用いた
太陽電池を示す構造断面図である。図１(a) に示す結晶
粒２の表面にＢドープ層９が形成されており、その上に
ＩＴＯからなる透明電極７が形成されている。そして透
明電極７上の適宜位置には銀からなる集電極８が形成さ
れている。本実施例におけるＢドープ層９は、例えば80
0 〜950 ℃でＢＣｌ3 ガスを使用した熱拡散により形成
する。このとき実際には酸化粒界１にも熱拡散が起こ
る。そこでドーピング深さが酸化粒界１の深さ（厚み）
より深いと絶縁層（酸化粒界１）の機能が働かなくなる
ので、これよりも浅くなるように制御する。また実施例
２と同様に、酸化処理工程において酸素と不純物供給ガ
スとの混合ガスを使用して、酸化と同時的にＢドープ層
９を形成することもできる。
太陽電池を示す構造断面図である。図１(a) に示す結晶
粒２の表面にＢドープ層９が形成されており、その上に
ＩＴＯからなる透明電極７が形成されている。そして透
明電極７上の適宜位置には銀からなる集電極８が形成さ
れている。本実施例におけるＢドープ層９は、例えば80
0 〜950 ℃でＢＣｌ3 ガスを使用した熱拡散により形成
する。このとき実際には酸化粒界１にも熱拡散が起こ
る。そこでドーピング深さが酸化粒界１の深さ（厚み）
より深いと絶縁層（酸化粒界１）の機能が働かなくなる
ので、これよりも浅くなるように制御する。また実施例
２と同様に、酸化処理工程において酸素と不純物供給ガ
スとの混合ガスを使用して、酸化と同時的にＢドープ層
９を形成することもできる。
【００２３】このような太陽電池と従来のｐｎホモ接合
の太陽電池（粒界有り）とにおける特性を調べた結果を
表２に示す。表２より本発明の太陽電池は、出力が15.9
mW／cm2 であり、従来（14.4mW／cm2 ）より特性が約10
％向上していることが判る。
の太陽電池（粒界有り）とにおける特性を調べた結果を
表２に示す。表２より本発明の太陽電池は、出力が15.9
mW／cm2 であり、従来（14.4mW／cm2 ）より特性が約10
％向上していることが判る。
【００２４】
【表２】
【００２５】なお以上の実施例においてはｎ型の多結晶
シリコンについて述べているが、本発明はｐ型の多結晶
シリコンに適用可能であることはいうまでもない。
シリコンについて述べているが、本発明はｐ型の多結晶
シリコンに適用可能であることはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明は、酸化された粒界
の一部又は全てが除去されていることにより、粒界中の
ダングリングボンドに起因するキャリアのトラップ又は
再結合が抑制され、キャリアのトラップ又は再結合によ
るキャリアの移動度低下が低減されるので、デバイス特
性が向上する等、本発明は優れた効果を奏する。
の一部又は全てが除去されていることにより、粒界中の
ダングリングボンドに起因するキャリアのトラップ又は
再結合が抑制され、キャリアのトラップ又は再結合によ
るキャリアの移動度低下が低減されるので、デバイス特
性が向上する等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係る多結晶シリコン半導体を示す構造
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示す多結晶シリコン半導体の形成工程を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】本発明に係る他の多結晶シリコン半導体を示す
構造断面図である。
構造断面図である。
【図４】本発明に係る光起電力装置を示す構造断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明に係る他の光起電力装置を示す構造断面
図である。
図である。
【図６】従来の多結晶シリコン半導体を示す構造断面図
である。
である。
１ 酸化粒界（ＳｉＯ2 ） ２ 結晶粒 ３ 基板 ４ 粒界
Claims (5)
- 【請求項１】 結晶粒間の酸化された粒界の一部又は全
てが除去されていることを特徴とする多結晶シリコン半
導体。 - 【請求項２】 請求項１記載の多結晶シリコン半導体が
光起電力材料として使用されていることを特徴とする光
起電力装置。 - 【請求項３】 基板上に多結晶シリコンの結晶粒が形成
されており、該結晶粒間の基板上に酸化された粒界が一
部存在することを特徴とする光起電力装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の多結晶シリコン半導体の
形成方法であって、基板上に多結晶シリコン膜を形成す
る工程と、多結晶シリコン膜の粒界を酸化する工程と、
酸化された粒界をエッチングする工程とを含むことを特
徴とする多結晶シリコン半導体の形成方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の多結晶シリコン半導体の
形成方法であって、基板上に多結晶シリコン膜を形成す
る工程と、酸素と不純物供給ガスとの混合ガスを使用し
て多結晶シリコン膜の粒界を酸化し且つドーピングを行
う工程と、酸化された粒界をエッチングする工程とを含
むことを特徴とする多結晶シリコン半導体の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101268A JPH08293619A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 多結晶シリコン半導体，光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101268A JPH08293619A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 多結晶シリコン半導体，光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293619A true JPH08293619A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14296147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7101268A Pending JPH08293619A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 多結晶シリコン半導体，光起電力装置及び多結晶シリコン半導体の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293619A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011104796A1 (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 株式会社Sumco | 太陽電池用多結晶シリコン |
| WO2013018689A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 京セラ株式会社 | 光電変換装置 |
| KR20140077265A (ko) * | 2012-12-13 | 2014-06-24 | 한국전자통신연구원 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| CN113196461A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-07-30 | 索泰克公司 | 用于射频应用的绝缘体上半导体衬底 |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP7101268A patent/JPH08293619A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011104796A1 (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 株式会社Sumco | 太陽電池用多結晶シリコン |
| WO2013018689A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 京セラ株式会社 | 光電変換装置 |
| KR20140077265A (ko) * | 2012-12-13 | 2014-06-24 | 한국전자통신연구원 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| CN113196461A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-07-30 | 索泰克公司 | 用于射频应用的绝缘体上半导体衬底 |
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