JPH11145500A - 不純物半導体の製造方法、ｐ型半導体、ｎ型半導体、半導体装置 - Google Patents
不純物半導体の製造方法、ｐ型半導体、ｎ型半導体、半導体装置Info
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- JPH11145500A JPH11145500A JP9308765A JP30876597A JPH11145500A JP H11145500 A JPH11145500 A JP H11145500A JP 9308765 A JP9308765 A JP 9308765A JP 30876597 A JP30876597 A JP 30876597A JP H11145500 A JPH11145500 A JP H11145500A
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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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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｃｕ（Ｉｎx Ｇａ1-X ）（ＳY Ｓｅ1-Y ）
2 （０≦Ｘ、Ｙ≦１）を母材としたｎ型半導体およびｐ
型半導体として導電率の高いものを得る。 【解決手段】ＣｕＩｎＳ2 に、ＮとＳｂの２種類のｐ型
不純物を含有させることにより、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 を形
成する。Ｎは置換対象であるＳより共有結合半径が小さ
く、Ｓｂは置換対象であるＳより共有結合半径が大き
い。このｐ型半導体の導電率は０．６（Ω・ｃｍ）-1で
あり、Ｎのみを添加した場合の値（０．００６（Ω・ｃ
ｍ）-1）およびＳｂのみを添加した場合の値（０．００
２（Ω・ｃｍ）-1）と比較して大きくなる。ガラス基板
１、Ｍｏ電極２、ＮとＳｂを含むｐ型ＣｕＩｎＳ2 層
３、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電極５からなる層構造の薄
膜太陽電池の変換効率は、１２．５％と高い値になる。
2 （０≦Ｘ、Ｙ≦１）を母材としたｎ型半導体およびｐ
型半導体として導電率の高いものを得る。 【解決手段】ＣｕＩｎＳ2 に、ＮとＳｂの２種類のｐ型
不純物を含有させることにより、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 を形
成する。Ｎは置換対象であるＳより共有結合半径が小さ
く、Ｓｂは置換対象であるＳより共有結合半径が大き
い。このｐ型半導体の導電率は０．６（Ω・ｃｍ）-1で
あり、Ｎのみを添加した場合の値（０．００６（Ω・ｃ
ｍ）-1）およびＳｂのみを添加した場合の値（０．００
２（Ω・ｃｍ）-1）と比較して大きくなる。ガラス基板
１、Ｍｏ電極２、ＮとＳｂを含むｐ型ＣｕＩｎＳ2 層
３、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電極５からなる層構造の薄
膜太陽電池の変換効率は、１２．５％と高い値になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体から
なる母材中に不純物を含有しているｐ型半導体およびｎ
型半導体に関し、特に、太陽電池等の光起電力素子や発
光素子用として十分な性能を有する、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 を母材としたｐ型半導体およびｎ型
半導体に関する。
なる母材中に不純物を含有しているｐ型半導体およびｎ
型半導体に関し、特に、太陽電池等の光起電力素子や発
光素子用として十分な性能を有する、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 を母材としたｐ型半導体およびｎ型
半導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導
体は直接遷移型の半導体であるため、太陽電池や発光素
子等の半導体装置を構成する材料として有望である。そ
のうちＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 は、光吸収係
数が大きく、バンドギャップが太陽光スペクトルに適し
ていることから、特に薄膜太陽電池材料としての応用が
期待されている。
体は直接遷移型の半導体であるため、太陽電池や発光素
子等の半導体装置を構成する材料として有望である。そ
のうちＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 は、光吸収係
数が大きく、バンドギャップが太陽光スペクトルに適し
ていることから、特に薄膜太陽電池材料としての応用が
期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｃｕ
（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 に不純物を含有させた従
来のｐ型半導体およびｎ型半導体は導電率が低いため、
ＣｕＩｎＳ2 をベースとした太陽電池およびＣｕＧａＳ
2 をベースとした発光素子として十分な性能を有するも
のは得られていなかった。
（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2 に不純物を含有させた従
来のｐ型半導体およびｎ型半導体は導電率が低いため、
ＣｕＩｎＳ2 をベースとした太陽電池およびＣｕＧａＳ
2 をベースとした発光素子として十分な性能を有するも
のは得られていなかった。
【０００４】本発明は、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓ
ｅ）2 を母材としたｐ型半導体およびｎ型半導体とし
て、導電性の高いものを提供し、そのようなｐ型半導体
およびｎ型半導体を用いることにより高性能な半導体装
置を実現可能とすることを課題とする。
ｅ）2 を母材としたｐ型半導体およびｎ型半導体とし
て、導電性の高いものを提供し、そのようなｐ型半導体
およびｎ型半導体を用いることにより高性能な半導体装
置を実現可能とすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記の知見を
見いだして本発明に至った。
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記の知見を
見いだして本発明に至った。
【０００６】すなわち、不純物半導体（ｐ型半導体およ
びｎ型半導体）は、母材である半導体の構成元素の一部
がｐ型不純物（アクセプタ不純物）またはｎ型不純物
（ドナー不純物）で置き換えられたものであるが、添加
された不純物元素とこの不純物元素によって置き換えら
れた母材の構成元素との共有結合半径の差が原因となっ
て、結晶歪み（ストレス）が発生する。
びｎ型半導体）は、母材である半導体の構成元素の一部
がｐ型不純物（アクセプタ不純物）またはｎ型不純物
（ドナー不純物）で置き換えられたものであるが、添加
された不純物元素とこの不純物元素によって置き換えら
れた母材の構成元素との共有結合半径の差が原因となっ
て、結晶歪み（ストレス）が発生する。
【０００７】特に不純物の添加量が多い場合にはこのス
トレスが大きくなるため、結晶欠陥が発生するか、不純
物元素が結晶格子中に入らずに結晶粒界に偏析すること
が生じる。このような結晶欠陥や偏析した不純物によっ
て、キャリア（電子または正孔）の散乱や捕獲が生じて
キャリアの移動度が低下する。その結果、高い導電率が
達成されない。
トレスが大きくなるため、結晶欠陥が発生するか、不純
物元素が結晶格子中に入らずに結晶粒界に偏析すること
が生じる。このような結晶欠陥や偏析した不純物によっ
て、キャリア（電子または正孔）の散乱や捕獲が生じて
キャリアの移動度が低下する。その結果、高い導電率が
達成されない。
【０００８】このような知見から、請求項１の不純物半
導体の製造方法では、化合物半導体からなる母材中に、
同一型の不純物（ｐ型不純物またはｎ型不純物）とし
て、置換対象となる母材構成元素より共有結合半径が小
さい第１の不純物と、置換対象となる母材構成元素より
共有結合半径が大きい第２の不純物とを含有させる。
導体の製造方法では、化合物半導体からなる母材中に、
同一型の不純物（ｐ型不純物またはｎ型不純物）とし
て、置換対象となる母材構成元素より共有結合半径が小
さい第１の不純物と、置換対象となる母材構成元素より
共有結合半径が大きい第２の不純物とを含有させる。
【０００９】前述のように、添加された不純物元素とこ
の不純物元素によって置き換えられる母材の構成元素と
の共有結合半径に差がある場合には、添加された不純物
原子の近くに存在する原子（母材の構成元素）に負荷が
かかってストレスが生じる。そのため、本発明の方法で
は、第１の不純物を含有させることに起因するストレス
と、第２の不純物を含有させることに起因するストレス
の両方が生じるが、これらのストレスは互いに打ち消し
合う性質のものであるため、第１の不純物と第２の不純
物のいずれか一方のみを含有させた場合と比較して、生
じるストレスが小さくなる。したがって、ストレスに起
因する前述の結晶欠陥や偏析不純物が抑制されるため、
キャリアの散乱や捕獲が防止されてキャリアの移動度が
低下し難くなる。
の不純物元素によって置き換えられる母材の構成元素と
の共有結合半径に差がある場合には、添加された不純物
原子の近くに存在する原子（母材の構成元素）に負荷が
かかってストレスが生じる。そのため、本発明の方法で
は、第１の不純物を含有させることに起因するストレス
と、第２の不純物を含有させることに起因するストレス
の両方が生じるが、これらのストレスは互いに打ち消し
合う性質のものであるため、第１の不純物と第２の不純
物のいずれか一方のみを含有させた場合と比較して、生
じるストレスが小さくなる。したがって、ストレスに起
因する前述の結晶欠陥や偏析不純物が抑制されるため、
キャリアの散乱や捕獲が防止されてキャリアの移動度が
低下し難くなる。
【００１０】請求項２〜７は、具体的に、母材がＣｕ
（Ｉｎx Ｇａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y ) ）2 （０≦ｘ，
ｙ≦１）またはＣｕＩｎＳ2 である場合のｐ型半導体ま
たはｎ型半導体を提供するものであり、このようなＩｂ
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体の場合、ｐ型不純
物としてはＩＩａ族元素および／またはＶｂ族元素が添
加され、ｎ型不純物としてはＩＶｂ族元素および／また
はＶＩＩｂ族元素が添加される。
（Ｉｎx Ｇａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y ) ）2 （０≦ｘ，
ｙ≦１）またはＣｕＩｎＳ2 である場合のｐ型半導体ま
たはｎ型半導体を提供するものであり、このようなＩｂ
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体の場合、ｐ型不純
物としてはＩＩａ族元素および／またはＶｂ族元素が添
加され、ｎ型不純物としてはＩＶｂ族元素および／また
はＶＩＩｂ族元素が添加される。
【００１１】ここで、母材の構成元素であるＣｕ、Ｉ
ｎ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅの共有結合半径Ｒを表１に、ｐ型不
純物として添加される元素の共有結合半径Ｒを表２に、
ｎ型不純物として添加される元素の共有結合半径Ｒを表
３に示す。なお、表２〜３の「備考」には、各不純物元
素の共有結合半径と置換対象元素（不純物により置換さ
れる母材の構成元素）の共有結合半径との大小関係を記
載した。
ｎ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅの共有結合半径Ｒを表１に、ｐ型不
純物として添加される元素の共有結合半径Ｒを表２に、
ｎ型不純物として添加される元素の共有結合半径Ｒを表
３に示す。なお、表２〜３の「備考」には、各不純物元
素の共有結合半径と置換対象元素（不純物により置換さ
れる母材の構成元素）の共有結合半径との大小関係を記
載した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】請求項２のｐ型半導体は、Ｃｕ（Ｉｎx Ｇ
ａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）か
らなる母材中に、Ｎおよび／またはＢｅからなる第１の
不純物と、Ａｓ、Ｓｂ、およびＢｉのうちの少なくとも
一つからなる第２の不純物とを含有していることを特徴
とする。すなわち、このｐ型半導体は、ｐ型不純物とし
て、置換対象元素であるＳおよびＳｅまたはＧａおよび
Ｉｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対象元素で
あるＳおよびＳｅより共有結合半径が大きい元素を含有
している。
ａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）か
らなる母材中に、Ｎおよび／またはＢｅからなる第１の
不純物と、Ａｓ、Ｓｂ、およびＢｉのうちの少なくとも
一つからなる第２の不純物とを含有していることを特徴
とする。すなわち、このｐ型半導体は、ｐ型不純物とし
て、置換対象元素であるＳおよびＳｅまたはＧａおよび
Ｉｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対象元素で
あるＳおよびＳｅより共有結合半径が大きい元素を含有
している。
【００１６】請求項３のｐ型半導体は、ＣｕＩｎＳ2 か
らなる母材中に、Ｎ、Ｂｅ、およびＭｇのうちの少なく
とも一つからなる第１の不純物と、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、お
よびＢｉのうちの少なくとも一つからなる第２の不純物
とを含有していることを特徴とする。すなわち、このｐ
型半導体は、ｐ型不純物として、置換対象元素であるＳ
またはＩｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対象
元素であるＳより共有結合半径が大きい元素を含有して
いる。
らなる母材中に、Ｎ、Ｂｅ、およびＭｇのうちの少なく
とも一つからなる第１の不純物と、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、お
よびＢｉのうちの少なくとも一つからなる第２の不純物
とを含有していることを特徴とする。すなわち、このｐ
型半導体は、ｐ型不純物として、置換対象元素であるＳ
またはＩｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対象
元素であるＳより共有結合半径が大きい元素を含有して
いる。
【００１７】請求項５のｎ型半導体は、Ｃｕ（Ｉｎx Ｇ
ａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）か
らなる母材中に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｆ、およびＣｌのう
ちの少なくとも一つからなる第１の不純物と、Ｐｂおよ
び／またはＩからなる第２の不純物とを含有しているこ
とを特徴とする。すなわち、このｎ型半導体は、ｎ型不
純物として、置換対象元素であるＳおよびＳｅまたはＧ
ａおよびＩｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対
象元素であるＳおよびＳｅまたはＧａおよびＩｎより共
有結合半径が大きい元素を含有している。
ａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）か
らなる母材中に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｆ、およびＣｌのう
ちの少なくとも一つからなる第１の不純物と、Ｐｂおよ
び／またはＩからなる第２の不純物とを含有しているこ
とを特徴とする。すなわち、このｎ型半導体は、ｎ型不
純物として、置換対象元素であるＳおよびＳｅまたはＧ
ａおよびＩｎより共有結合半径が小さい元素と、置換対
象元素であるＳおよびＳｅまたはＧａおよびＩｎより共
有結合半径が大きい元素を含有している。
【００１８】請求項６のｎ型半導体は、ＣｕＩｎＳ2 か
らなる母材中に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｆ、およびＣ
ｌのうちの少なくとも一つからなる第１の不純物と、Ｐ
ｂ、Ｂｒ、およびＩのうちの少なくとも一つからなる第
２の不純物とを含有していることを特徴とする。すなわ
ち、このｎ型半導体は、ｎ型不純物として、置換対象元
素であるＳまたはＩｎより共有結合半径が小さい元素
と、置換対象元素であるＳまたはＩｎより共有結合半径
が大きい元素を含有している。
らなる母材中に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｆ、およびＣ
ｌのうちの少なくとも一つからなる第１の不純物と、Ｐ
ｂ、Ｂｒ、およびＩのうちの少なくとも一つからなる第
２の不純物とを含有していることを特徴とする。すなわ
ち、このｎ型半導体は、ｎ型不純物として、置換対象元
素であるＳまたはＩｎより共有結合半径が小さい元素
と、置換対象元素であるＳまたはＩｎより共有結合半径
が大きい元素を含有している。
【００１９】これらのｐ型半導体およびｎ型半導体は、
型が同一であって置換対象となる母材構成元素に対する
共有結合半径の大小関係が異なる、第１の不純物および
第２の不純物の両方を含有することにより、前述の作用
（請求項１の方法による作用）によってストレスが緩和
されて結晶性が高くなるため、ｐ型不純物もしくはｎ型
不純物のみを同じ量（第１の不純物と第２の不純物との
合計量）だけ含有する場合と比較して、導電率が高くな
る。
型が同一であって置換対象となる母材構成元素に対する
共有結合半径の大小関係が異なる、第１の不純物および
第２の不純物の両方を含有することにより、前述の作用
（請求項１の方法による作用）によってストレスが緩和
されて結晶性が高くなるため、ｐ型不純物もしくはｎ型
不純物のみを同じ量（第１の不純物と第２の不純物との
合計量）だけ含有する場合と比較して、導電率が高くな
る。
【００２０】なお、第１の不純物および第２の不純物は
含有量が同じでも、いずれの含有量が多くても構わない
が、含有量の差が小さいほど前述のストレスを相殺する
作用が大きい。そのため、含有量に差がある場合は、い
ずれか多い方が少ない方の１００倍以下であることが好
ましく、１０倍以下であることがより好ましい。すなわ
ち、請求項４および７に示すように、第１の不純物の含
有量は第２の不純物の含有量の０．０１〜１００倍であ
ることが好ましく、０．１〜１０倍であることがより好
ましい。
含有量が同じでも、いずれの含有量が多くても構わない
が、含有量の差が小さいほど前述のストレスを相殺する
作用が大きい。そのため、含有量に差がある場合は、い
ずれか多い方が少ない方の１００倍以下であることが好
ましく、１０倍以下であることがより好ましい。すなわ
ち、請求項４および７に示すように、第１の不純物の含
有量は第２の不純物の含有量の０．０１〜１００倍であ
ることが好ましく、０．１〜１０倍であることがより好
ましい。
【００２１】請求項８に係る発明は、請求項２〜４のい
ずれか一つに記載のｐ型半導体および／または請求項５
〜７のいずれか一つに記載のｎ型半導体を構成材料とし
て備えていることを特徴とする半導体装置を提供する。
ずれか一つに記載のｐ型半導体および／または請求項５
〜７のいずれか一つに記載のｎ型半導体を構成材料とし
て備えていることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００２２】なお、Ｃｕ（Ｉｎx Ｇａ(1-x) ）（Ｓy Ｓ
ｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）を母材とし、ｐ型不純
物またはｎ型不純物として、第１の不純物および第２の
不純物を含む不純物半導体は、従来より公知の不純物添
加方法を利用して、両不純物を同時に含有させることに
よって得ることができる。
ｅ(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）を母材とし、ｐ型不純
物またはｎ型不純物として、第１の不純物および第２の
不純物を含む不純物半導体は、従来より公知の不純物添
加方法を利用して、両不純物を同時に含有させることに
よって得ることができる。
【００２３】例えば、薄膜の形態で得る場合には、ＭＢ
Ｅ法やＣＶＤ法により、母材の構成元素と第１の不純物
および第２の不純物を同時に供給して成膜してもよい
し、母材の薄膜をＭＢＥ法やＣＶＤ法によって形成した
後、その薄膜に対して、第１の不純物および第２の不純
物をイオン注入法や熱拡散法で添加してもよい。このＭ
ＢＥ法やＣＶＤ法で成膜する方法は、良質な膜が得られ
ることから、主に発光素子などに利用される単結晶層を
形成する方法としてよく用いられている。
Ｅ法やＣＶＤ法により、母材の構成元素と第１の不純物
および第２の不純物を同時に供給して成膜してもよい
し、母材の薄膜をＭＢＥ法やＣＶＤ法によって形成した
後、その薄膜に対して、第１の不純物および第２の不純
物をイオン注入法や熱拡散法で添加してもよい。このＭ
ＢＥ法やＣＶＤ法で成膜する方法は、良質な膜が得られ
ることから、主に発光素子などに利用される単結晶層を
形成する方法としてよく用いられている。
【００２４】また、太陽電池の構成材料として好適なＣ
ｕＩｎＳ2 膜の作製方法としては、構成元素を同時に供
給する真空蒸着法と、ＣｕＩｎ合金薄膜またはＣｕ／Ｉ
ｎ積層膜、さらにはＣｕＩｎＳ合金薄膜などを形成した
後、この薄膜をＳ含有雰囲気中で熱処理する硫化法が挙
げられる。
ｕＩｎＳ2 膜の作製方法としては、構成元素を同時に供
給する真空蒸着法と、ＣｕＩｎ合金薄膜またはＣｕ／Ｉ
ｎ積層膜、さらにはＣｕＩｎＳ合金薄膜などを形成した
後、この薄膜をＳ含有雰囲気中で熱処理する硫化法が挙
げられる。
【００２５】真空蒸着法の場合、ＣｕＩｎＳ2 に含有さ
せる添加元素（ｐ型不純物またはｎ型不純物）として室
温で固体のもの（例えば、Ｓｂ、Ｍｇ、Ｓｎ等）は、通
常、元素単体の原料をＫセルに入れて加熱することによ
り分子線状にして供給する。また、室温で固体であって
高い蒸気圧を有する元素（例えば、ＰまたはＩ等）等の
ように、元素単体ではその供給量を制御するのが困難な
場合には、母材の構成元素であるＣｕやＩｎもしくは他
の添加元素との化合物（ＣｕＩ、ＩｎＰなどの固体原
料）の形態とし、この化合物をＫセルに入れて加熱する
ことにより分子線状で供給することもできる。
せる添加元素（ｐ型不純物またはｎ型不純物）として室
温で固体のもの（例えば、Ｓｂ、Ｍｇ、Ｓｎ等）は、通
常、元素単体の原料をＫセルに入れて加熱することによ
り分子線状にして供給する。また、室温で固体であって
高い蒸気圧を有する元素（例えば、ＰまたはＩ等）等の
ように、元素単体ではその供給量を制御するのが困難な
場合には、母材の構成元素であるＣｕやＩｎもしくは他
の添加元素との化合物（ＣｕＩ、ＩｎＰなどの固体原
料）の形態とし、この化合物をＫセルに入れて加熱する
ことにより分子線状で供給することもできる。
【００２６】ＣｌはＣｌ2 の形態で、室温で液体である
Ｂｒは真空チャンバの外部で加熱することにより気化さ
せてからＢｒ2 の形態で、それぞれガス状で真空中に供
給する。必要に応じて、このガスを高周波コイルを用い
て活性化することにより、ＣｕＩｎＳ2 薄膜中に添加元
素を取り込まれやすくすることができる。また、前述の
ように母体の構成元素もしくは他の添加元素との化合物
（ＣｕＣｌ、ＩｎＣｌ 3 などの固体原料）の形態とし、
この化合物をＫセルに入れて加熱することにより分子線
状で供給することもできる。
Ｂｒは真空チャンバの外部で加熱することにより気化さ
せてからＢｒ2 の形態で、それぞれガス状で真空中に供
給する。必要に応じて、このガスを高周波コイルを用い
て活性化することにより、ＣｕＩｎＳ2 薄膜中に添加元
素を取り込まれやすくすることができる。また、前述の
ように母体の構成元素もしくは他の添加元素との化合物
（ＣｕＣｌ、ＩｎＣｌ 3 などの固体原料）の形態とし、
この化合物をＫセルに入れて加熱することにより分子線
状で供給することもできる。
【００２７】添加元素をガス状で高濃度で添加しようと
する際には、蒸着中の成長圧力の上昇が問題となるが、
分子線状で供給することによりこの問題は抑制される。
したがって、高品質の薄膜を形成するためには、Ｃｌや
Ｂｒについても、母材の構成元素もしくは他の添加元素
との化合物の形態で供給することが好ましい。
する際には、蒸着中の成長圧力の上昇が問題となるが、
分子線状で供給することによりこの問題は抑制される。
したがって、高品質の薄膜を形成するためには、Ｃｌや
Ｂｒについても、母材の構成元素もしくは他の添加元素
との化合物の形態で供給することが好ましい。
【００２８】硫化法としては、添加元素を含むＣｕＩｎ
（またはＣｕＩｎＳ）合金薄膜を形成した後に、この合
金薄膜を、Ｓを含有する雰囲気中で熱処理する方法があ
る。この場合に、添加元素を含有する合金薄膜を形成す
る方法としては、合金薄膜を形成する際に添加元素のタ
ーゲットからスパッタリングを同時に行う方法、先ず添
加元素の成膜を行い、その上に合金薄膜を成膜して積層
する方法、先ず合金薄膜の成膜を行い、その上に添加元
素の成膜を行って積層する方法、合金（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｃ
ｕＩｎ、ＣｕＩｎＳなど）に添加元素を添加したターゲ
ットからスパッタリングによる成膜を行う方法が挙げら
れる。
（またはＣｕＩｎＳ）合金薄膜を形成した後に、この合
金薄膜を、Ｓを含有する雰囲気中で熱処理する方法があ
る。この場合に、添加元素を含有する合金薄膜を形成す
る方法としては、合金薄膜を形成する際に添加元素のタ
ーゲットからスパッタリングを同時に行う方法、先ず添
加元素の成膜を行い、その上に合金薄膜を成膜して積層
する方法、先ず合金薄膜の成膜を行い、その上に添加元
素の成膜を行って積層する方法、合金（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｃ
ｕＩｎ、ＣｕＩｎＳなど）に添加元素を添加したターゲ
ットからスパッタリングによる成膜を行う方法が挙げら
れる。
【００２９】また、ＣｕＩｎ（またはＣｕＩｎＳ）合金
薄膜をＳ含有ガス雰囲気中で硫化する際に、Ｓ含有ガス
と同時にガス状の添加ガスを供給して、前記合金薄膜中
に添加元素を添加する方法もある。
薄膜をＳ含有ガス雰囲気中で硫化する際に、Ｓ含有ガス
と同時にガス状の添加ガスを供給して、前記合金薄膜中
に添加元素を添加する方法もある。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て、具体的な実施例を用いて説明する。 〔実施例１〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
ｐ型不純物としてＮ（第１の不純物）およびＳｂ（第２
の不純物）を含有するＣｕＩｎＳ2 層を、以下のように
して形成した。
て、具体的な実施例を用いて説明する。 〔実施例１〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
ｐ型不純物としてＮ（第１の不純物）およびＳｂ（第２
の不純物）を含有するＣｕＩｎＳ2 層を、以下のように
して形成した。
【００３１】先ず、ガラス基板上およびＭｏ層上にそれ
ぞれ、ＮおよびＳｂを含有するＣｕＩｎ合金層を形成し
た。この合金層は、Ｃｕ、Ｉｎ、およびＳｂの各ターゲ
ットを用い、Ｎ2 ＋Ａｒ混合ガス（Ｎ2 濃度２％）雰囲
気中で、同時スパッタリングを行うことにより形成し
た。このスパッタリング中には基板の加熱を行わなかっ
た。次に、このＮおよびＳｂを含有するＣｕＩｎ合金膜
を、温度５５０℃のＨ2Ｓ＋Ａｒ混合ガス（Ｈ2 Ｓ濃度
５％）雰囲気中で熱処理することにより、ＮおよびＳｂ
を含有するＣｕＩｎＳ2 層を得た。
ぞれ、ＮおよびＳｂを含有するＣｕＩｎ合金層を形成し
た。この合金層は、Ｃｕ、Ｉｎ、およびＳｂの各ターゲ
ットを用い、Ｎ2 ＋Ａｒ混合ガス（Ｎ2 濃度２％）雰囲
気中で、同時スパッタリングを行うことにより形成し
た。このスパッタリング中には基板の加熱を行わなかっ
た。次に、このＮおよびＳｂを含有するＣｕＩｎ合金膜
を、温度５５０℃のＨ2Ｓ＋Ａｒ混合ガス（Ｈ2 Ｓ濃度
５％）雰囲気中で熱処理することにより、ＮおよびＳｂ
を含有するＣｕＩｎＳ2 層を得た。
【００３２】得られたＣｕＩｎＳ2 層の膜厚を段差計に
より測定したところ２．０μｍであった。また、ガラス
基板上に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定し
たところ、０．６（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｐ
型であった。
より測定したところ２．０μｍであった。また、ガラス
基板上に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定し
たところ、０．６（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｐ
型であった。
【００３３】このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＮおよびＳｂ
の濃度を、２次イオン質量分析装置（日立製作所（株）
製ＩＭＡ−３）を用いて測定したところ、Ｎがおよそ３
×１０18（ｃｍ-3）、Ｓｂがおよそ３×１０18（ｃ
ｍ-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量は第
２の不純物の含有量の約１倍であった。
の濃度を、２次イオン質量分析装置（日立製作所（株）
製ＩＭＡ−３）を用いて測定したところ、Ｎがおよそ３
×１０18（ｃｍ-3）、Ｓｂがおよそ３×１０18（ｃ
ｍ-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量は第
２の不純物の含有量の約１倍であった。
【００３４】また、Ｍｏ層を介してＣｕＩｎＳ2 層が形
成されたガラス基板には、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層の上に、
ｎ型ＣｄＳ層を溶液成長法により形成し、さらにその上
に、透明電極層であるＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）
層をＲＦスパッタリング法により形成した。これによ
り、図１に示すような、ガラス基板１の上に、Ｍｏ電極
２、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電
極５をこの順に有する層構造の薄膜太陽電池を作製し
た。ｎ型ＣｄＳ層４の膜厚は８０ｎｍ、ＩＴＯ電極５の
膜厚は０．８μｍであった。
成されたガラス基板には、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層の上に、
ｎ型ＣｄＳ層を溶液成長法により形成し、さらにその上
に、透明電極層であるＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）
層をＲＦスパッタリング法により形成した。これによ
り、図１に示すような、ガラス基板１の上に、Ｍｏ電極
２、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電
極５をこの順に有する層構造の薄膜太陽電池を作製し
た。ｎ型ＣｄＳ層４の膜厚は８０ｎｍ、ＩＴＯ電極５の
膜厚は０．８μｍであった。
【００３５】この太陽電池の変換効率をソーラーシミュ
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ１２．５％であった。 〔実施例２〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
スパッタリングの際のＮの供給量を実施例１の約２倍と
し、Ｓｂの供給量を実施例１の約１／１００としたこと
以外は、実施例１とすべて同じにして、ｐ型不純物とし
てＮ（第１の不純物）およびＳｂ（第２の不純物）を含
有するＣｕＩｎＳ2 層を形成した。
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ１２．５％であった。 〔実施例２〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
スパッタリングの際のＮの供給量を実施例１の約２倍と
し、Ｓｂの供給量を実施例１の約１／１００としたこと
以外は、実施例１とすべて同じにして、ｐ型不純物とし
てＮ（第１の不純物）およびＳｂ（第２の不純物）を含
有するＣｕＩｎＳ2 層を形成した。
【００３６】得られたＣｕＩｎＳ2 層の膜厚を段差計に
より測定したところ２．０μｍであった。ガラス基板上
に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定したとこ
ろ、０．０５（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｐ型で
あった。
より測定したところ２．０μｍであった。ガラス基板上
に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定したとこ
ろ、０．０５（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｐ型で
あった。
【００３７】このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＮおよびＳｂ
の濃度を、実施例１と同様にして測定したところ、Ｎが
およそ６×１０18（ｃｍ-3）、Ｓｂがおよそ３×１０16
（ｃｍ-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量
は第２の不純物の含有量の約２００倍であった。
の濃度を、実施例１と同様にして測定したところ、Ｎが
およそ６×１０18（ｃｍ-3）、Ｓｂがおよそ３×１０16
（ｃｍ-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量
は第２の不純物の含有量の約２００倍であった。
【００３８】また、Ｍｏ層を介してＣｕＩｎＳ2 層が形
成されたガラス基板には、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３の上
に、実施例１と同様にして、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電
極５を順次形成することにより、図１に示す層構成の薄
膜太陽電池を作製した。
成されたガラス基板には、ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３の上
に、実施例１と同様にして、ｎ型ＣｄＳ層４、ＩＴＯ電
極５を順次形成することにより、図１に示す層構成の薄
膜太陽電池を作製した。
【００３９】この太陽電池の変換効率をソーラーシミュ
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ９．５％であった。 〔比較例１〕スパッタリングの際のＮ（第１の不純物）
の供給量を約２倍とし、Ｓｂ（第２の不純物）を添加し
なかったこと以外は実施例１と同様にして、スパッタリ
ングおよび熱処理を行うことにより、ｐ型不純物として
Ｎのみが添加されたｐ型ＣｕＩｎＳ2 層を形成した。
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ９．５％であった。 〔比較例１〕スパッタリングの際のＮ（第１の不純物）
の供給量を約２倍とし、Ｓｂ（第２の不純物）を添加し
なかったこと以外は実施例１と同様にして、スパッタリ
ングおよび熱処理を行うことにより、ｐ型不純物として
Ｎのみが添加されたｐ型ＣｕＩｎＳ2 層を形成した。
【００４０】このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層の導電率を実施例
１と同様にして測定したところ、０．００６（Ω-1・ｃ
ｍ-1）であった。また、このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＮ
の濃度を実施例１と同様にして測定したところ、およそ
６×１０18（ｃｍ-3）であった。
１と同様にして測定したところ、０．００６（Ω-1・ｃ
ｍ-1）であった。また、このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＮ
の濃度を実施例１と同様にして測定したところ、およそ
６×１０18（ｃｍ-3）であった。
【００４１】また、このＮのみが添加されたｐ型ＣｕＩ
ｎＳ2 層をｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３としたこと以外は実施
例１と同様にして、図１に示す層構成の薄膜太陽電池を
作製した。この太陽電池の変換効率をソーラーシミュレ
ータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定したと
ころ５％であった。 〔比較例２〕スパッタリングの際のＳｂ（第２の不純
物）の供給量を約２倍とし、Ｎ（第１の不純物）を添加
しなかったこと以外は実施例１と同様にして、スパッタ
リングおよび熱処理を行うことにより、ｐ型不純物とし
てＳｂのみが添加されたｐ型ＣｕＩｎＳ2 層を形成し
た。
ｎＳ2 層をｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３としたこと以外は実施
例１と同様にして、図１に示す層構成の薄膜太陽電池を
作製した。この太陽電池の変換効率をソーラーシミュレ
ータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定したと
ころ５％であった。 〔比較例２〕スパッタリングの際のＳｂ（第２の不純
物）の供給量を約２倍とし、Ｎ（第１の不純物）を添加
しなかったこと以外は実施例１と同様にして、スパッタ
リングおよび熱処理を行うことにより、ｐ型不純物とし
てＳｂのみが添加されたｐ型ＣｕＩｎＳ2 層を形成し
た。
【００４２】このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層の導電率を実施例
１と同様にして測定したところ、０．００２（Ω-1・ｃ
ｍ-1）であった。また、このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＳ
ｂの濃度を実施例１と同様にして測定したところ、およ
そ６×１０18（ｃｍ-3）であった。
１と同様にして測定したところ、０．００２（Ω-1・ｃ
ｍ-1）であった。また、このｐ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＳ
ｂの濃度を実施例１と同様にして測定したところ、およ
そ６×１０18（ｃｍ-3）であった。
【００４３】また、このＳｂのみが添加されたｐ型Ｃｕ
ＩｎＳ2 層をｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３としたこと以外は実
施例１と同様にして、図１に示す層構成の薄膜太陽電池
を作製した。この太陽電池の変換効率をソーラーシミュ
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ４％であった。 〔実施例３〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
ｎ型不純物としてＳｉ（第１の不純物）およびＩ（第２
の不純物）を含有するＣｕＩｎＳ2 層を真空蒸着法で形
成した。Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓ、およびＳｉは元素単体で、Ｉ
はＣｕＩの形で、それぞれＫセル内で加熱することによ
り分子線状にして基板に供給した。また、成長中の基板
温度は５５０℃とした。
ＩｎＳ2 層をｐ型ＣｕＩｎＳ2 層３としたこと以外は実
施例１と同様にして、図１に示す層構成の薄膜太陽電池
を作製した。この太陽電池の変換効率をソーラーシミュ
レータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定した
ところ４％であった。 〔実施例３〕同一のガラス基板を用意し、その一方には
直接、他方には１μｍの厚さのＭｏをコートした上に、
ｎ型不純物としてＳｉ（第１の不純物）およびＩ（第２
の不純物）を含有するＣｕＩｎＳ2 層を真空蒸着法で形
成した。Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓ、およびＳｉは元素単体で、Ｉ
はＣｕＩの形で、それぞれＫセル内で加熱することによ
り分子線状にして基板に供給した。また、成長中の基板
温度は５５０℃とした。
【００４４】形成されたＣｕＩｎＳ2 層の膜厚を段差計
により測定したところ２．０μｍであった。ガラス基板
上に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定したと
ころ、１．０（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｎ型で
あった。
により測定したところ２．０μｍであった。ガラス基板
上に直接形成したＣｕＩｎＳ2 層の導電率を測定したと
ころ、１．０（Ω-1・ｃｍ-1）であり、伝導型はｎ型で
あった。
【００４５】このｎ型ＣｕＩｎＳ2 層中のＳｉおよびＩ
の濃度を実施例１と同様に測定したところ、Ｓｉがおよ
そ１×１０19（ｃｍ-3）、Ｉがおよそ１×１０19（ｃｍ
-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量は第２
の不純物の含有量の約１倍であった。 〔比較例３〕Ｓｉ（第１の不純物）の供給量を約２倍と
し、Ｉ（第２の不純物）を添加しなかったこと以外は、
実施例３と同様にして真空蒸着を行うことにより、ｎ型
不純物としてＳｉのみが添加されたｎ型ＣｕＩｎＳ2 層
を形成した。
の濃度を実施例１と同様に測定したところ、Ｓｉがおよ
そ１×１０19（ｃｍ-3）、Ｉがおよそ１×１０19（ｃｍ
-3）であった。すなわち、第１の不純物の含有量は第２
の不純物の含有量の約１倍であった。 〔比較例３〕Ｓｉ（第１の不純物）の供給量を約２倍と
し、Ｉ（第２の不純物）を添加しなかったこと以外は、
実施例３と同様にして真空蒸着を行うことにより、ｎ型
不純物としてＳｉのみが添加されたｎ型ＣｕＩｎＳ2 層
を形成した。
【００４６】このｎ型ＣｕＩｎＳ2 層の導電率を実施例
１と同様にして測定したところ、０．０１（Ω-1・ｃｍ
-1）であり、伝導型はｎ型であった。また、このｎ型Ｃ
ｕＩｎＳ2 層中のＳｉの濃度を実施例１と同様にして測
定したところ、およそ２×１０19（ｃｍ-3）であった。 〔比較例４〕Ｉ（第２の不純物）の供給量を約２倍と
し、Ｓｉ（第１の不純物）を添加しなかったこと以外
は、実施例３と同様にして真空蒸着を行うことにより、
ｎ型不純物としてＩのみを含有するｎ型ＣｕＩｎＳ2 層
を形成した。
１と同様にして測定したところ、０．０１（Ω-1・ｃｍ
-1）であり、伝導型はｎ型であった。また、このｎ型Ｃ
ｕＩｎＳ2 層中のＳｉの濃度を実施例１と同様にして測
定したところ、およそ２×１０19（ｃｍ-3）であった。 〔比較例４〕Ｉ（第２の不純物）の供給量を約２倍と
し、Ｓｉ（第１の不純物）を添加しなかったこと以外
は、実施例３と同様にして真空蒸着を行うことにより、
ｎ型不純物としてＩのみを含有するｎ型ＣｕＩｎＳ2 層
を形成した。
【００４７】このｎ型ＣｕＩｎＳ2 層の導電率を実施例
１と同様にして測定したところ、０．０２（Ω-1・ｃｍ
-1）であり、伝導型はｎ型であった。また、このｎ型Ｃ
ｕＩｎＳ2 層中のＩの濃度を実施例１と同様にして測定
したところ、およそ２×１０ 19（ｃｍ-3）であった。
１と同様にして測定したところ、０．０２（Ω-1・ｃｍ
-1）であり、伝導型はｎ型であった。また、このｎ型Ｃ
ｕＩｎＳ2 層中のＩの濃度を実施例１と同様にして測定
したところ、およそ２×１０ 19（ｃｍ-3）であった。
【００４８】これらの結果を下記の表４に併せて示す。
【００４９】
【表４】
【００５０】実施例１と比較例１，２の結果から分かる
ように、同じ不純物濃度であっも、ｐ型不純物として、
置換対象元素であるＳより共有結合半径の小さいＮと、
置換対象元素であるＳより共有結合半径の大きいＳｂの
両方を添加した実施例１の導電率は、Ｎのみの添加によ
る比較例１の１００倍、Ｓｂのみの添加による比較例２
の３００倍になった。これに伴い、太陽電池の変換効率
も２．５〜３倍になった。
ように、同じ不純物濃度であっも、ｐ型不純物として、
置換対象元素であるＳより共有結合半径の小さいＮと、
置換対象元素であるＳより共有結合半径の大きいＳｂの
両方を添加した実施例１の導電率は、Ｎのみの添加によ
る比較例１の１００倍、Ｓｂのみの添加による比較例２
の３００倍になった。これに伴い、太陽電池の変換効率
も２．５〜３倍になった。
【００５１】実施例２は、ＮとＳｂの両方の添加によ
り、比較例１，２よりは導電率および変換効率とも良い
結果が得られたが、Ｎ（第１の不純物）の含有量がＳｂ
（第２の不純物）の含有量の約２００倍であって、好ま
しい範囲（０．０１〜１００倍）から外れるため、この
範囲内にある実施例１よりは導電率および変換効率とも
若干小さくなった。
り、比較例１，２よりは導電率および変換効率とも良い
結果が得られたが、Ｎ（第１の不純物）の含有量がＳｂ
（第２の不純物）の含有量の約２００倍であって、好ま
しい範囲（０．０１〜１００倍）から外れるため、この
範囲内にある実施例１よりは導電率および変換効率とも
若干小さくなった。
【００５２】実施例３と比較例３，４の結果から分かる
ように、同じ不純物濃度であっも、ｎ型不純物として、
置換対象元素であるＩｎより共有結合半径の小さいＳｉ
と、置換対象元素であるＳより共有結合半径の大きいＩ
の両方を添加した実施例３の導電率は、Ｓｉのみの添加
による比較例３の１００倍、Ｉのみの添加による比較例
４の５０倍になった。
ように、同じ不純物濃度であっも、ｎ型不純物として、
置換対象元素であるＩｎより共有結合半径の小さいＳｉ
と、置換対象元素であるＳより共有結合半径の大きいＩ
の両方を添加した実施例３の導電率は、Ｓｉのみの添加
による比較例３の１００倍、Ｉのみの添加による比較例
４の５０倍になった。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る不
純物半導体の製造方法によれば、同一型の不純物（ｐ型
不純物またはｎ型不純物）として、置換対象となる母材
構成元素より共有結合半径が小さい第１の不純物と、置
換対象となる母材構成元素より共有結合半径が大きい第
２の不純物とを含有させることにより、不純物の添加量
が多い場合でも結晶歪みが低減されて高い伝導率を達成
することができる。
純物半導体の製造方法によれば、同一型の不純物（ｐ型
不純物またはｎ型不純物）として、置換対象となる母材
構成元素より共有結合半径が小さい第１の不純物と、置
換対象となる母材構成元素より共有結合半径が大きい第
２の不純物とを含有させることにより、不純物の添加量
が多い場合でも結晶歪みが低減されて高い伝導率を達成
することができる。
【００５４】また、請求項２〜４のｐ型半導体および請
求項５〜７のｎ型半導体は、請求項１の方法が適用され
た不純物半導体の具体例であり、これらのｐ型半導体お
よびｎ型半導体によれば、従来のｐ型半導体およびｎ型
半導体と比較して高い伝導率が達成される。
求項５〜７のｎ型半導体は、請求項１の方法が適用され
た不純物半導体の具体例であり、これらのｐ型半導体お
よびｎ型半導体によれば、従来のｐ型半導体およびｎ型
半導体と比較して高い伝導率が達成される。
【００５５】また、請求項８によれば、太陽電池等の光
起電力素子や発光素子用として十分な性能を有する半導
体装置が実現される。
起電力素子や発光素子用として十分な性能を有する半導
体装置が実現される。
【図１】実施例１，２および比較例１，２で形成した薄
膜太陽電池の構造を示す概略断面図である。
膜太陽電池の構造を示す概略断面図である。
１ ガラス基板 ２ Ｍｏ電極 ３ ｐ型ＣｕＩｎＳ2 層 ４ ｎ型ＣｄＳ層 ５ ＩＴＯ電極
Claims (8)
- 【請求項１】 化合物半導体からなる母材に不純物を含
有させることにより、ｐ型半導体またはｎ型半導体を得
る不純物半導体の製造方法において、 同一型の不純物として、置換対象となる母材構成元素よ
り共有結合半径が小さい第１の不純物と、置換対象とな
る母材構成元素より共有結合半径が大きい第２の不純物
とを含有させることを特徴とする不純物半導体の製造方
法。 - 【請求項２】 Ｃｕ（Ｉｎx Ｇａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ
(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）からなる母材中に、Ｎお
よび／またはＢｅからなる第１の不純物と、Ａｓ、Ｓ
ｂ、およびＢｉのうちの少なくとも一つからなる第２の
不純物とを含有していることを特徴とするｐ型半導体。 - 【請求項３】 ＣｕＩｎＳ2 からなる母材中に、Ｎ、Ｂ
ｅ、およびＭｇのうちの少なくとも一つからなる第１の
不純物と、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、およびＢｉのうちの少なく
とも一つからなる第２の不純物とを含有していることを
特徴とするｐ型半導体。 - 【請求項４】 第１の不純物の含有量は第２の不純物の
含有量の０．０１〜１００倍であることを特徴とする請
求項２または３記載のｐ型半導体。 - 【請求項５】 Ｃｕ（Ｉｎx Ｇａ(1-x) ）（Ｓy Ｓｅ
(1-y) ）2 （０≦ｘ，ｙ≦１）からなる母材中に、Ｃ、
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｆ、およびＣｌのうちの少なくとも一つか
らなる第１の不純物と、Ｐｂおよび／またはＩからなる
第２の不純物とを含有していることを特徴とするｎ型半
導体。 - 【請求項６】 ＣｕＩｎＳ2 からなる母材中に、Ｃ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｆ、およびＣｌのうちの少なくとも一
つからなる第１の不純物と、Ｐｂ、Ｂｒ、およびＩのう
ちの少なくとも一つからなる第２の不純物とを含有して
いることを特徴とするｎ型半導体。 - 【請求項７】 第１の不純物の含有量は第２の不純物の
含有量の０．０１〜１００倍であることを特徴とする請
求項５または６記載のｎ型半導体。 - 【請求項８】 請求項２〜４のいずれか一つに記載のｐ
型半導体および／または請求項５〜７のいずれか一つに
記載のｎ型半導体を構成材料として備えていることを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308765A JPH11145500A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 不純物半導体の製造方法、ｐ型半導体、ｎ型半導体、半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308765A JPH11145500A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 不純物半導体の製造方法、ｐ型半導体、ｎ型半導体、半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145500A true JPH11145500A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17985036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9308765A Withdrawn JPH11145500A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 不純物半導体の製造方法、ｐ型半導体、ｎ型半導体、半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145500A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100854247B1 (ko) | 2007-04-30 | 2008-08-25 | 경북대학교 산학협력단 | 박막 태양전지 흡수층의 제조 방법 |
| JP2013214548A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Honda Motor Co Ltd | カルコパイライト型太陽電池及びその製造方法 |
| JP2014022562A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Kyocera Corp | 光電変換装置の製造方法 |
| WO2018155349A1 (ja) * | 2017-02-27 | 2018-08-30 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 太陽電池及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP9308765A patent/JPH11145500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100854247B1 (ko) | 2007-04-30 | 2008-08-25 | 경북대학교 산학협력단 | 박막 태양전지 흡수층의 제조 방법 |
| JP2013214548A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Honda Motor Co Ltd | カルコパイライト型太陽電池及びその製造方法 |
| JP2014022562A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Kyocera Corp | 光電変換装置の製造方法 |
| WO2018155349A1 (ja) * | 2017-02-27 | 2018-08-30 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 太陽電池及びその製造方法 |
| JPWO2018155349A1 (ja) * | 2017-02-27 | 2019-11-14 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 太陽電池及びその製造方法 |
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