JPH11214311A - シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法Info
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- JPH11214311A JPH11214311A JP10012233A JP1223398A JPH11214311A JP H11214311 A JPH11214311 A JP H11214311A JP 10012233 A JP10012233 A JP 10012233A JP 1223398 A JP1223398 A JP 1223398A JP H11214311 A JPH11214311 A JP H11214311A
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- silicon film
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒子の発生による装置の汚染、歩留まり低下
や、低スループット等の問題のあるＣＶＤ法に代わり、
シリコン膜の形成方法として、液体状の高次シランを用
いる方法が提案されている。しかし、液体状高次シラン
からｐ型或いはｎ型のシリコン膜を作製するには、その
ドーピング濃度を再現性良く制御することが難しかっ
た。 【解決手段】 予めイオン注入により周期律表第III族
又は第Ｖ族原子をドーピングした固体状高次シランを加
熱、熔融したものを滴下ライン３から塗布室１内のガラ
ス基板９上に塗布する。さらに、この固体状高次シラン
よりも蒸気圧の低いアルコキシシランあるいはアルコキ
シシロキサンの混合液体を前記ガラス基板９上に塗布す
る。次いで、ガラス基板９を成膜室２に移して、加熱し
て重合させて、ドーピングされたa-Si膜を形成する。こ
れによって、ドーピング濃度が制御されたa-Si膜を、従
来より低温かつ高速で簡便に作製することができ、した
がって基体材質の選択の幅が広がる。
や、低スループット等の問題のあるＣＶＤ法に代わり、
シリコン膜の形成方法として、液体状の高次シランを用
いる方法が提案されている。しかし、液体状高次シラン
からｐ型或いはｎ型のシリコン膜を作製するには、その
ドーピング濃度を再現性良く制御することが難しかっ
た。 【解決手段】 予めイオン注入により周期律表第III族
又は第Ｖ族原子をドーピングした固体状高次シランを加
熱、熔融したものを滴下ライン３から塗布室１内のガラ
ス基板９上に塗布する。さらに、この固体状高次シラン
よりも蒸気圧の低いアルコキシシランあるいはアルコキ
シシロキサンの混合液体を前記ガラス基板９上に塗布す
る。次いで、ガラス基板９を成膜室２に移して、加熱し
て重合させて、ドーピングされたa-Si膜を形成する。こ
れによって、ドーピング濃度が制御されたa-Si膜を、従
来より低温かつ高速で簡便に作製することができ、した
がって基体材質の選択の幅が広がる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、薄膜トラ
ンジスタ、太陽電池等の光電変換装置、及び感光体用途
に用いるシリコン膜の形成方法並びに光電変換装置の製
造方法に関する。
ンジスタ、太陽電池等の光電変換装置、及び感光体用途
に用いるシリコン膜の形成方法並びに光電変換装置の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、多結晶シリコン（以下poly-Si）
膜やアモルファスシリコン膜（以下a-Si）の形成方法と
しては、シランガスを用いた熱ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が
利用されており、一般にはpoly-Siでは熱ＣＶＤ法、a-S
i膜ではプラズマＣＶＤ法が広く用いられ企業化されて
いる。
膜やアモルファスシリコン膜（以下a-Si）の形成方法と
しては、シランガスを用いた熱ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が
利用されており、一般にはpoly-Siでは熱ＣＶＤ法、a-S
i膜ではプラズマＣＶＤ法が広く用いられ企業化されて
いる。
【０００３】高次シランガスを用いたＣＶＤ法として
は、高次シランガスを大気圧以上の圧力下で熱分解する
方法（特公平４−６２０７３号公報）、環状シランガス
を熱分解する方法（特公平５−４６９号公報）、分岐シ
ランガスを用いる方法（持開昭６０−２６６６５号公
報）、トリシラン以上の高次のシランガスを４８０℃以
下で熱ＣＶＤを行う方法（特公平５−５６８５２号公
報）、等が提案されている。しかし、これらのＣＶＤ法
で形成できる膜はa-Si膜であり、これらのＣＶＤ法には
以下の問題点がある。
は、高次シランガスを大気圧以上の圧力下で熱分解する
方法（特公平４−６２０７３号公報）、環状シランガス
を熱分解する方法（特公平５−４６９号公報）、分岐シ
ランガスを用いる方法（持開昭６０−２６６６５号公
報）、トリシラン以上の高次のシランガスを４８０℃以
下で熱ＣＶＤを行う方法（特公平５−５６８５２号公
報）、等が提案されている。しかし、これらのＣＶＤ法
で形成できる膜はa-Si膜であり、これらのＣＶＤ法には
以下の問題点がある。
【０００４】（１）気相反応を用いるため気相で粒子が
発生し装置の汚染やデバイスの歩留まり低下等の問題を
生じる。 （２）原料をガス状で用いるため、表面に凹凸のある基
体上には良好なステップカバレージを持つ膜がえられに
くい。
発生し装置の汚染やデバイスの歩留まり低下等の問題を
生じる。 （２）原料をガス状で用いるため、表面に凹凸のある基
体上には良好なステップカバレージを持つ膜がえられに
くい。
【０００５】（３）膜形成速度が遅くスループットが低
い。 （４）プラズマＣＶＤ法においては高周波発生装置等複
雑で高価な装置が必要となる。 （５）高価な高真空装置が必要となる。
い。 （４）プラズマＣＶＤ法においては高周波発生装置等複
雑で高価な装置が必要となる。 （５）高価な高真空装置が必要となる。
【０００６】そこで、これら（１）から（５）の問題を
回避するために、気相反応ではなく液体状の高次シラン
を用いる方法が提案されている。即ち、液体状高次シラ
ンを基体上に塗布した後、昇温し、昇温過程を含む熱履
歴を経させて塗布膜内で分解反応させ、基体上にシリコ
ン膜を形成しようとするものである（持開平７−２６７
６２１号公報）。
回避するために、気相反応ではなく液体状の高次シラン
を用いる方法が提案されている。即ち、液体状高次シラ
ンを基体上に塗布した後、昇温し、昇温過程を含む熱履
歴を経させて塗布膜内で分解反応させ、基体上にシリコ
ン膜を形成しようとするものである（持開平７−２６７
６２１号公報）。
【０００７】この方法でa-Si膜を得るには、到達温度を
約５５０℃以下にすればよいが、電子デバイスや光電変
換素子に用い得る特性のpoly-Si膜を得るには７００℃
以上の高温が必要である。この形成温度を下げるには、
結晶成長時に核となるシリコン粒子等を製膜前に基体上
に散布或いは原料中に混合させておけばよい。例えば、
特願平９−２０５９８４号において、液体状高次シラン
と液体状アルコキシシランの混合物を基体上に塗布後、
加圧して混合物中にシリコン粒子を生成、その後、アル
コキシシランを蒸発させて、残った高次シランを分解す
ることによりpoly-Si膜を得る方法を提案している。こ
の方法により形成温度を約６００℃以下にまで下げるこ
とが可能である。
約５５０℃以下にすればよいが、電子デバイスや光電変
換素子に用い得る特性のpoly-Si膜を得るには７００℃
以上の高温が必要である。この形成温度を下げるには、
結晶成長時に核となるシリコン粒子等を製膜前に基体上
に散布或いは原料中に混合させておけばよい。例えば、
特願平９−２０５９８４号において、液体状高次シラン
と液体状アルコキシシランの混合物を基体上に塗布後、
加圧して混合物中にシリコン粒子を生成、その後、アル
コキシシランを蒸発させて、残った高次シランを分解す
ることによりpoly-Si膜を得る方法を提案している。こ
の方法により形成温度を約６００℃以下にまで下げるこ
とが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、液体状高次シ
ランを用いたシリコン膜の形成方法では、液体状高次シ
ランに必要量の不純物を再現性良くドープすることは難
しく、そのためにｐ型或いはｎ型に制御されたシリコン
膜を再現性良く得ることは難しかった。従来方法でｐ型
或いはｎ型にしたpoly-Si膜が必要な光電変換素子等の
デバイスを作製するには７００℃以上の高温が必要とな
り、したがって、６００℃以上の温度では軟化或いは溶
融してしまう、コスト低減に有効な安価なガラスや、デ
バイスの応用範囲が広がる可撓性のある高分子フィルム
等は、基体（基板）として使えないという問題がある。
ランを用いたシリコン膜の形成方法では、液体状高次シ
ランに必要量の不純物を再現性良くドープすることは難
しく、そのためにｐ型或いはｎ型に制御されたシリコン
膜を再現性良く得ることは難しかった。従来方法でｐ型
或いはｎ型にしたpoly-Si膜が必要な光電変換素子等の
デバイスを作製するには７００℃以上の高温が必要とな
り、したがって、６００℃以上の温度では軟化或いは溶
融してしまう、コスト低減に有効な安価なガラスや、デ
バイスの応用範囲が広がる可撓性のある高分子フィルム
等は、基体（基板）として使えないという問題がある。
【０００９】また、ｐ型或いはｎ型に制御されたa-Si膜
を従来方法で形成する場合には、従来の技術で述べたよ
うに（１）から（５）にあげた問題点が生じる。
を従来方法で形成する場合には、従来の技術で述べたよ
うに（１）から（５）にあげた問題点が生じる。
【００１０】本発明は、原料に固体状高次シランを用い
ることにより上記問題点を解決するものであり、その目
的とするところは、低コスト、簡便で低温形成が可能で
再現性よく濃度制御された不純物ドープpoly-Si膜の形
成方法の提供、及び、低コスト、簡便に濃度制御された
不純物ドープa-Si膜の形成方法の提供、並びに、これら
による低コスト、簡便な電子デバイス、光電変換素子等
の製造方法を提供することにある。
ることにより上記問題点を解決するものであり、その目
的とするところは、低コスト、簡便で低温形成が可能で
再現性よく濃度制御された不純物ドープpoly-Si膜の形
成方法の提供、及び、低コスト、簡便に濃度制御された
不純物ドープa-Si膜の形成方法の提供、並びに、これら
による低コスト、簡便な電子デバイス、光電変換素子等
の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による周期律表第
III族又は第Ｖ族原子のような不純物を含むシリコン膜
の形成方法は、以下に示す工程を包含し、そのことによ
り上記目的が達成される。
III族又は第Ｖ族原子のような不純物を含むシリコン膜
の形成方法は、以下に示す工程を包含し、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００１２】即ち、イオン注入等により周期律表第III
族又は第Ｖ族原子をドープした一般式ＳｉnＨ2n+2（ｎ
はｎ≧８の整数）で表される固体状高次シランの塊、又
は粉末を基体上に載置、或いは、前記固体状高次シラン
の粉末を基体上に散布した後、昇温して熔融、液化し、
その後、アルコキシシラン或いはアルコキシシロキサン
とを混合或いは接触させて、シリコン粒子を形成、基体
上に付着させた後、該アルコキシシラン又はアルコキシ
シロキサンを蒸発させ、その後高次シランが分解するよ
うなエネルギーを与えて、前記シリコン粒子を核として
poly-Si膜を成長させる。
族又は第Ｖ族原子をドープした一般式ＳｉnＨ2n+2（ｎ
はｎ≧８の整数）で表される固体状高次シランの塊、又
は粉末を基体上に載置、或いは、前記固体状高次シラン
の粉末を基体上に散布した後、昇温して熔融、液化し、
その後、アルコキシシラン或いはアルコキシシロキサン
とを混合或いは接触させて、シリコン粒子を形成、基体
上に付着させた後、該アルコキシシラン又はアルコキシ
シロキサンを蒸発させ、その後高次シランが分解するよ
うなエネルギーを与えて、前記シリコン粒子を核として
poly-Si膜を成長させる。
【００１３】なお、上記アルコキシシランは、一般式Ｓ
ｉＲ1 m（ＯＲ2）4-m（ｍ＝０〜３の整数、Ｒ1は水素又
は有機基、Ｒ2は有機基、但しｍ≧２のとき複数個のＲ1
はそれぞれ異なる基であってもよくｍ≦２のとき複数個
のＲ2はそれぞれ異なる基であってもよい）、或いは一
般式（Ｒ2Ｏ）3-mＲ1 mＳｉ（ＳｉＲ3 2j）ＳｉＲ1 k（Ｏ
Ｒ2）3-k（ｍ、ｋ＝０〜２の整数、ｊはｊ≧０の整数、
Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそ
れぞれ異なる基であってもよくＲ1が複数個あるときは
それぞれ異なる基であってもよくＲ2が複数個あるとき
はそれぞれ異なる基であってもよい）で表されるものを
用いる。
ｉＲ1 m（ＯＲ2）4-m（ｍ＝０〜３の整数、Ｒ1は水素又
は有機基、Ｒ2は有機基、但しｍ≧２のとき複数個のＲ1
はそれぞれ異なる基であってもよくｍ≦２のとき複数個
のＲ2はそれぞれ異なる基であってもよい）、或いは一
般式（Ｒ2Ｏ）3-mＲ1 mＳｉ（ＳｉＲ3 2j）ＳｉＲ1 k（Ｏ
Ｒ2）3-k（ｍ、ｋ＝０〜２の整数、ｊはｊ≧０の整数、
Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそ
れぞれ異なる基であってもよくＲ1が複数個あるときは
それぞれ異なる基であってもよくＲ2が複数個あるとき
はそれぞれ異なる基であってもよい）で表されるものを
用いる。
【００１４】また、上記アルコキシシロキサンは、一般
式（Ｒ2Ｏ）3-xＲ1 xＳｉ（ＳｉyＲ3 2y）Ｏ（Ｓｉ
zＲ3 2z）ＳｉＲ1 w（ＯＲ2）3-w〔ｗ、ｘ＝０〜３の整数
（但しｗ、ｘは同時に３とはならない〕、ｙ、ｚはｙ、
ｚ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は有機
基、但しＲ3はそれぞれ異なる基であってもよくＲ1が複
数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよくＲ2が
複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよい）で
表されるものを用いる。
式（Ｒ2Ｏ）3-xＲ1 xＳｉ（ＳｉyＲ3 2y）Ｏ（Ｓｉ
zＲ3 2z）ＳｉＲ1 w（ＯＲ2）3-w〔ｗ、ｘ＝０〜３の整数
（但しｗ、ｘは同時に３とはならない〕、ｙ、ｚはｙ、
ｚ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は有機
基、但しＲ3はそれぞれ異なる基であってもよくＲ1が複
数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよくＲ2が
複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよい）で
表されるものを用いる。
【００１５】或いは、イオン注入等により周期律表第II
I族又は第Ｖ族原子をドープした一般式ＳｉnＨ2n+2（ｎ
はｎ≧８の整数）で表される固体状高次シランを加熱、
熔融し、基体上に塗布した後、前記アルコキシシラン又
は前記アルコキシシロキサンと混合或いは接触させて、
シリコン粒子を形成、基体上に付着させた後、該アルコ
キシシラン又はアルコキシシロキサンを蒸発させ、その
後固体状高次シランが分解するようなエネルギーを与え
て、前記シリコン粒子を核として、周期律表第III族又
は第Ｖ族原子のような不純物を含むpoly-Si膜を成長さ
せる。
I族又は第Ｖ族原子をドープした一般式ＳｉnＨ2n+2（ｎ
はｎ≧８の整数）で表される固体状高次シランを加熱、
熔融し、基体上に塗布した後、前記アルコキシシラン又
は前記アルコキシシロキサンと混合或いは接触させて、
シリコン粒子を形成、基体上に付着させた後、該アルコ
キシシラン又はアルコキシシロキサンを蒸発させ、その
後固体状高次シランが分解するようなエネルギーを与え
て、前記シリコン粒子を核として、周期律表第III族又
は第Ｖ族原子のような不純物を含むpoly-Si膜を成長さ
せる。
【００１６】周期律表第III族又は第Ｖ族原子のような
不純物を含むa-Si膜を形成する場合には、アルコキシシ
ラン及びアルコキシシロキサンは不要である。
不純物を含むa-Si膜を形成する場合には、アルコキシシ
ラン及びアルコキシシロキサンは不要である。
【００１７】本発明のシリコン膜の形成方法において、
固体状高次シランの分解、シリコン膜成長を原子状水素
の存在下で行ってもよい。その場合、得られるa-Si及び
poly-Si膜の電子材料としての特性をより優れたものに
できる。
固体状高次シランの分解、シリコン膜成長を原子状水素
の存在下で行ってもよい。その場合、得られるa-Si及び
poly-Si膜の電子材料としての特性をより優れたものに
できる。
【００１８】本発明による太陽電池等の光電変換素子の
製造方法は、以下に示す工程を包含し、そのことにより
上記目的が達成される。
製造方法は、以下に示す工程を包含し、そのことにより
上記目的が達成される。
【００１９】即ち、周期律表第III族元素がドープされ
た固体状高次シランから形成したｐ型シリコン膜、周期
律表第Ｖ族元素がドープされた固体状高次シランから形
成したｎ型シリコン膜、不純物ドープされていない固体
状高次シランから形成したｉ型シリコン膜を基体上に積
層させる。例えば、ＳｎＯ2等の透明導電膜が付いたガ
ラス基板上にｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Siを順次形成
し、ｎ型a-Si上にＡｇ等の金属電極を形成する。或いは
ｐ型poly-Si、ｎ型poly-Si、金属電極を順次形成しても
よい。或いは、ｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Si、ｐ型po
ly-Si、ｎ型poly-Siの一部だけを本発明による方法で形
成してもよい。
た固体状高次シランから形成したｐ型シリコン膜、周期
律表第Ｖ族元素がドープされた固体状高次シランから形
成したｎ型シリコン膜、不純物ドープされていない固体
状高次シランから形成したｉ型シリコン膜を基体上に積
層させる。例えば、ＳｎＯ2等の透明導電膜が付いたガ
ラス基板上にｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Siを順次形成
し、ｎ型a-Si上にＡｇ等の金属電極を形成する。或いは
ｐ型poly-Si、ｎ型poly-Si、金属電極を順次形成しても
よい。或いは、ｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Si、ｐ型po
ly-Si、ｎ型poly-Siの一部だけを本発明による方法で形
成してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のシリコン膜の成膜
方法及び太陽電池の製造方法を示す実施の形態について
説明する。
方法及び太陽電池の製造方法を示す実施の形態について
説明する。
【００２１】本発明に用いる固体状高次シランは、一般
式ＳｉnＨ2n+2或いはＳｉnＨ2n（ｎはｎ≧８の整数）で
表されるものである。なお、ＳｉnＨ2n+2或いはＳｉnＨ
2n（ｎはｎ≦７の整数）の高次シランは室温では液体又
は気体であるため、イオン注入法等で容易に周期律表第
III族又は第Ｖ族原子をドープできない。
式ＳｉnＨ2n+2或いはＳｉnＨ2n（ｎはｎ≧８の整数）で
表されるものである。なお、ＳｉnＨ2n+2或いはＳｉnＨ
2n（ｎはｎ≦７の整数）の高次シランは室温では液体又
は気体であるため、イオン注入法等で容易に周期律表第
III族又は第Ｖ族原子をドープできない。
【００２２】したがって、ノルマルオクタシラン（ｎ−
Ｓｉ8Ｈ18）、ノルマルノナシラン（ｎ−Ｓｉ9Ｈ20）、
ノルマルデカシラン（ｎ−Ｓｉ10Ｈ22）、シクロオクタ
シラン（Ｓｉ8Ｈ16）、シクロノナシラン（Ｓｉ
9Ｈ18）、シクロデカシラン（Ｓｉ10Ｈ20）等やこれら
の異性体を用いる。
Ｓｉ8Ｈ18）、ノルマルノナシラン（ｎ−Ｓｉ9Ｈ20）、
ノルマルデカシラン（ｎ−Ｓｉ10Ｈ22）、シクロオクタ
シラン（Ｓｉ8Ｈ16）、シクロノナシラン（Ｓｉ
9Ｈ18）、シクロデカシラン（Ｓｉ10Ｈ20）等やこれら
の異性体を用いる。
【００２３】本発明に用いるアルコキシシランは、一般
式ＳｉＲ1 m（ＯＲ2）4-m（ｍ＝０〜３の整数、Ｒ1は水
素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しｍ≧２のとき複数個
のＲ1はそれぞれ異なる基であってもよくｍ≦２のとき
複数個のＲ2はそれぞれ異なる基であってもよい）、或
いは一般式（Ｒ2Ｏ）3-kＲ1 kＳｉ（ＳｉjＲ3 2j）ＳｉＲ
1 h（ＯＲ2）3-h〔ｈ、ｋ＝０〜３の整数（但しｈ、ｋは
同時に３とはならない）、ｊはｊ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3
は水素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそれぞれ異
なる基であってもよくＲ1が複数個あるときはそれぞれ
異なる基であってもよくＲ2が複数個あるときはそれぞ
れ異なる基であってもよい〕で表されるものであるが、
沸点が混合或いは接触させる固体状高次シランの融点以
上沸点未満であることが望ましい。例えば、ノルマルデ
カシランを用いる場合にはジメチルジエトキシシランを
用いればよい。
式ＳｉＲ1 m（ＯＲ2）4-m（ｍ＝０〜３の整数、Ｒ1は水
素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しｍ≧２のとき複数個
のＲ1はそれぞれ異なる基であってもよくｍ≦２のとき
複数個のＲ2はそれぞれ異なる基であってもよい）、或
いは一般式（Ｒ2Ｏ）3-kＲ1 kＳｉ（ＳｉjＲ3 2j）ＳｉＲ
1 h（ＯＲ2）3-h〔ｈ、ｋ＝０〜３の整数（但しｈ、ｋは
同時に３とはならない）、ｊはｊ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3
は水素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそれぞれ異
なる基であってもよくＲ1が複数個あるときはそれぞれ
異なる基であってもよくＲ2が複数個あるときはそれぞ
れ異なる基であってもよい〕で表されるものであるが、
沸点が混合或いは接触させる固体状高次シランの融点以
上沸点未満であることが望ましい。例えば、ノルマルデ
カシランを用いる場合にはジメチルジエトキシシランを
用いればよい。
【００２４】本発明に用いるアルコキシシロキサンは、
一般式（Ｒ2Ｏ）3-xＲ1 xＳｉ（ＳｉyＲ3 2y）Ｏ（Ｓｉz
Ｒ3 2z）ＳｉＲ1 w（ＯＲ2）3-w、〔ｗ、ｘ＝０〜３の整
数（但しｗ、ｘは同時に３とはならない）、ｙ、ｚは
ｙ、ｚ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は
有機基、但しＲ3はそれぞれ異なる基であってもよくＲ1
が複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよくＲ
2が複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよ
い〕で表されるものであるが、沸点が混合或いは接触さ
せる固体状高次シランの融点以上沸点未満であることが
望ましい。例えば、ノルマルデカシランを用いる場合に
は１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシ
ジシロキサンを用いればよい。
一般式（Ｒ2Ｏ）3-xＲ1 xＳｉ（ＳｉyＲ3 2y）Ｏ（Ｓｉz
Ｒ3 2z）ＳｉＲ1 w（ＯＲ2）3-w、〔ｗ、ｘ＝０〜３の整
数（但しｗ、ｘは同時に３とはならない）、ｙ、ｚは
ｙ、ｚ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は
有機基、但しＲ3はそれぞれ異なる基であってもよくＲ1
が複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよくＲ
2が複数個あるときはそれぞれ異なる基であってもよ
い〕で表されるものであるが、沸点が混合或いは接触さ
せる固体状高次シランの融点以上沸点未満であることが
望ましい。例えば、ノルマルデカシランを用いる場合に
は１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシ
ジシロキサンを用いればよい。
【００２５】本発明により周期律表第III族又は第Ｖ族
原子を含んだシリコン膜を形成する際には、まず、イオ
ン注入法等で固体状高次シランにホウ素（Ｂ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、タリウム（Ｔｌ）という周期律表第III族原子又
はリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビ
スマス（Ｂｉ）という周期律表第Ｖ族原子をドープす
る。
原子を含んだシリコン膜を形成する際には、まず、イオ
ン注入法等で固体状高次シランにホウ素（Ｂ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、タリウム（Ｔｌ）という周期律表第III族原子又
はリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビ
スマス（Ｂｉ）という周期律表第Ｖ族原子をドープす
る。
【００２６】次に、不活性ガス雰囲気中の基体に、加
熱、熔融して液化した上記周期律表第III族又は第Ｖ族
原子をドープした固体状高次シランとアルコキシシラン
又はアルコキシシロキサンの混合液を塗布する。この
際、固体状高次シランとアルコキシシラン又はアルコキ
シシロキサンはあらかじめ混合しておいてもよいが導入
最中もしくは基体上で混合させてもよい。或いは基体上
にまず周期律表第III族又は第Ｖ族原子をドープした固
体状高次シランの塊を載置或いは周期律表第III族又は
第Ｖ族原子をドープした固体状高次シランの粉末を散布
した後、昇温して固体状高次シランを液化、塗布した
後、アルコキシシラン或いはアルコキシシロキサンを塗
布してもよい。なお、固体状高次シランの粉末を用いる
ことにより、形成するシリコン膜の膜厚をより均一にす
ることができる。
熱、熔融して液化した上記周期律表第III族又は第Ｖ族
原子をドープした固体状高次シランとアルコキシシラン
又はアルコキシシロキサンの混合液を塗布する。この
際、固体状高次シランとアルコキシシラン又はアルコキ
シシロキサンはあらかじめ混合しておいてもよいが導入
最中もしくは基体上で混合させてもよい。或いは基体上
にまず周期律表第III族又は第Ｖ族原子をドープした固
体状高次シランの塊を載置或いは周期律表第III族又は
第Ｖ族原子をドープした固体状高次シランの粉末を散布
した後、昇温して固体状高次シランを液化、塗布した
後、アルコキシシラン或いはアルコキシシロキサンを塗
布してもよい。なお、固体状高次シランの粉末を用いる
ことにより、形成するシリコン膜の膜厚をより均一にす
ることができる。
【００２７】基体上に液化後の固体状高次シラン、アル
コキシシラン、アルコキシシロキサンを塗布する方法に
は、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコー
ト法、バーコート法、カーテンコート法等があるが、一
般に用いられているスピンコート法の場合にはスピナー
の回転数は一般には１００〜１００００ｒｐｍ、好まし
くは３００〜６０００ｒｐｍが用いられる。また、溶解
した固体状高次シランの散布にはスプレー法が用いられ
る。次に、この系を加圧、好ましくはゲージ圧５０ｋＰ
ａ以上の圧力にすることにより液体中にシリコン粒子が
形成される。
コキシシラン、アルコキシシロキサンを塗布する方法に
は、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコー
ト法、バーコート法、カーテンコート法等があるが、一
般に用いられているスピンコート法の場合にはスピナー
の回転数は一般には１００〜１００００ｒｐｍ、好まし
くは３００〜６０００ｒｐｍが用いられる。また、溶解
した固体状高次シランの散布にはスプレー法が用いられ
る。次に、この系を加圧、好ましくはゲージ圧５０ｋＰ
ａ以上の圧力にすることにより液体中にシリコン粒子が
形成される。
【００２８】次に、その圧力でのアルコキシシラン又は
アルコキシシロキサンの沸点以上、かつ、固体状高次シ
ランの沸点以下の温度まで基体を昇温して、アルコキシ
シラン又はアルコキシシロキサンを蒸発させる。例え
ば、ノルマルデカシランとジメチルジエトキシシランを
用い、大気圧下で蒸発させるには２００℃に昇温すれば
よい。
アルコキシシロキサンの沸点以上、かつ、固体状高次シ
ランの沸点以下の温度まで基体を昇温して、アルコキシ
シラン又はアルコキシシロキサンを蒸発させる。例え
ば、ノルマルデカシランとジメチルジエトキシシランを
用い、大気圧下で蒸発させるには２００℃に昇温すれば
よい。
【００２９】次に紫外光照射による光重合、或いは加熱
による熱重合等の方法により所定のシリコン膜を得る。
このとき、加圧により形成されたシリコン粒子が核とな
り結晶成長を誘起させるため、通常より低温かつ高速に
成膜することができ、基板温度１５０〜４５０℃で周期
律表第III族又は第Ｖ族原子を含んだa-Si、４５０℃以
上で周期律表第III族又は第Ｖ族原子を含んだpoly-Siを
得ることができる。なお、得られるシリコン膜の膜厚は
塗布法を選択することにより２ｎｍ〜５０μｍ程度まで
自由に選択することができる。
による熱重合等の方法により所定のシリコン膜を得る。
このとき、加圧により形成されたシリコン粒子が核とな
り結晶成長を誘起させるため、通常より低温かつ高速に
成膜することができ、基板温度１５０〜４５０℃で周期
律表第III族又は第Ｖ族原子を含んだa-Si、４５０℃以
上で周期律表第III族又は第Ｖ族原子を含んだpoly-Siを
得ることができる。なお、得られるシリコン膜の膜厚は
塗布法を選択することにより２ｎｍ〜５０μｍ程度まで
自由に選択することができる。
【００３０】さらに、高温での成膜時には、昇温時に
０．００１〜１ｋＰａ程度まで減圧を行い、原子状の水
素を供給することにより重合の促進および膜質の向上を
図ることができる。
０．００１〜１ｋＰａ程度まで減圧を行い、原子状の水
素を供給することにより重合の促進および膜質の向上を
図ることができる。
【００３１】本発明の方法により太陽電池を製造するに
は、上記方法で形成した周期律表第III族原子を含んだ
シリコン膜をｐ層、上記方法で形成した周期律表第Ｖ族
原子を含んだシリコン膜をｎ層、不純物ドープを施さな
い固体状高次シランから上記方法と同様にして形成した
シリコン膜をｉ層として、予め電極を形成した基体（基
体が導電性の場合は電極不要）上にこれらを積層し、そ
の上に電極を作製する。
は、上記方法で形成した周期律表第III族原子を含んだ
シリコン膜をｐ層、上記方法で形成した周期律表第Ｖ族
原子を含んだシリコン膜をｎ層、不純物ドープを施さな
い固体状高次シランから上記方法と同様にして形成した
シリコン膜をｉ層として、予め電極を形成した基体（基
体が導電性の場合は電極不要）上にこれらを積層し、そ
の上に電極を作製する。
【００３２】例えば、ガラス基板上にアモルファスシリ
コン太陽電池を作製するには、まず、ＳｎＯ2等の透明
導電膜付ガラス上に、イオン注入等でＢ等の周期律表第
III族元素をドープした固体状高次シランから上記方法
でｐ型a-Si層を形成し、次に、このｐ型a-Si層上に不純
物ドープを施さない固体状高次シランから上記方法でｉ
型a-Si層を形成し、次に、このｉ型a-Si層上にイオン注
入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドープした固体状高
次シランから上記方法でｎ型a-Si層を形成し、次に、こ
のｎ型a-Si層上に銀（Ａｇ）等で電極を形成すればよ
い。
コン太陽電池を作製するには、まず、ＳｎＯ2等の透明
導電膜付ガラス上に、イオン注入等でＢ等の周期律表第
III族元素をドープした固体状高次シランから上記方法
でｐ型a-Si層を形成し、次に、このｐ型a-Si層上に不純
物ドープを施さない固体状高次シランから上記方法でｉ
型a-Si層を形成し、次に、このｉ型a-Si層上にイオン注
入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドープした固体状高
次シランから上記方法でｎ型a-Si層を形成し、次に、こ
のｎ型a-Si層上に銀（Ａｇ）等で電極を形成すればよ
い。
【００３３】或いは、結晶系太陽電池を作製するには、
ｐ型結晶Ｓｉ基板表面上にイオン注入等でＰ等の周期律
表第Ｖ族元素をドープした固体状高次シランから上記方
法でｎ型poly-Si層を形成し、次に、このｎ型poly-Si層
上にＴｉ／Ｐｄ／Ａｇ電極を、ｐ型結晶Ｓｉ基板裏面に
Ａｌ電極を形成すればよい。
ｐ型結晶Ｓｉ基板表面上にイオン注入等でＰ等の周期律
表第Ｖ族元素をドープした固体状高次シランから上記方
法でｎ型poly-Si層を形成し、次に、このｎ型poly-Si層
上にＴｉ／Ｐｄ／Ａｇ電極を、ｐ型結晶Ｓｉ基板裏面に
Ａｌ電極を形成すればよい。
【００３４】或いは、結晶／アモルファスハイブリッド
型太陽電池を作製するには、ｐ型結晶Ｓｉ基板表面上に
イオン注入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドープした
固体状高次シランから上記方法でｎ型poly-Si層を形成
し、次に、このｎ型poly-Si層上に、イオン注入等でＢ
等の周期律表第III族元素をドープした固体状高次シラ
ンから上記方法でｐ型a-Si層を形成し、次に、このｐ型
a-Si層上に不純物ドープを施さない固体状高次シランか
ら上記方法でｉ型a-Si層を形成し、次に、このｉ型a-Si
層上にイオン注入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドー
プした固体状高次シランから上記方法でｎ型a-Si層を形
成し、次に、このｎ型a-Si層上にＡｇ等の電極を、ｐ型
結晶Ｓｉ基板裏面にＡｌ電極をそれぞれ形成すればよ
い。
型太陽電池を作製するには、ｐ型結晶Ｓｉ基板表面上に
イオン注入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドープした
固体状高次シランから上記方法でｎ型poly-Si層を形成
し、次に、このｎ型poly-Si層上に、イオン注入等でＢ
等の周期律表第III族元素をドープした固体状高次シラ
ンから上記方法でｐ型a-Si層を形成し、次に、このｐ型
a-Si層上に不純物ドープを施さない固体状高次シランか
ら上記方法でｉ型a-Si層を形成し、次に、このｉ型a-Si
層上にイオン注入等でＰ等の周期律表第Ｖ族元素をドー
プした固体状高次シランから上記方法でｎ型a-Si層を形
成し、次に、このｎ型a-Si層上にＡｇ等の電極を、ｐ型
結晶Ｓｉ基板裏面にＡｌ電極をそれぞれ形成すればよ
い。
【００３５】
【実施例】以下、上記実施の形態にて説明した本発明の
シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法を、実施
例によってより具体的に説明する。
シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法を、実施
例によってより具体的に説明する。
【００３６】各実施例において成膜された膜の物性につ
いては以下の１乃至３の測定を行い、表１にまとめた。
１.光導電率（Ａ.Ｍ.１.５、１００ｍＷ／ｃｍ2照
射）、２.暗導電率、３.光学ギャップ。
いては以下の１乃至３の測定を行い、表１にまとめた。
１.光導電率（Ａ.Ｍ.１.５、１００ｍＷ／ｃｍ2照
射）、２.暗導電率、３.光学ギャップ。
【００３７】
【表１】
【００３８】また、各実施例において作製された太陽電
池のＩ−Ｖ特性については、表２にまとめた。
池のＩ−Ｖ特性については、表２にまとめた。
【００３９】
【表２】
【００４０】［実施例１］実施例１では、実験装置とし
て図１に示した装置を使用した。塗布室１には、その先
にスプレーガン１３がついた高次シランの供給ライン３
とアルコキシシランの滴下ライン４、基板９（基体）上
に散布した高次シランを加熱、熔融するための赤外線ラ
ンプ１５、及び、排気ライン６が、成膜室２にはガス供
給ライン５、排気ライン６が備えられている。また、塗
布室１内にはスピンコーター８が、成膜室２内には加熱
ヒーター７が設置されている。固体状高次シランとして
ノルマルデカシランを使用し、以下に示す手順で成膜を
行った。
て図１に示した装置を使用した。塗布室１には、その先
にスプレーガン１３がついた高次シランの供給ライン３
とアルコキシシランの滴下ライン４、基板９（基体）上
に散布した高次シランを加熱、熔融するための赤外線ラ
ンプ１５、及び、排気ライン６が、成膜室２にはガス供
給ライン５、排気ライン６が備えられている。また、塗
布室１内にはスピンコーター８が、成膜室２内には加熱
ヒーター７が設置されている。固体状高次シランとして
ノルマルデカシランを使用し、以下に示す手順で成膜を
行った。
【００４１】まず、ゲートバルブ１４を開の状態で、塗
布室１及び成膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気後、
ガス供給ライン５からヘリウムガスを４０ｋＰａまで導
入した後、高次シラン供給ライン３からスプレーガン１
３を通じてガラス基板９上に、予めＰを１００ｋｅＶ、
８×１０17ｃｍ-2でイオン注入した０．４ｇのノルマル
デカシランを散布し、赤外線ランプ１５で５０℃に加
熱、熔融した後、スピンコーター８を用いて塗布した。
布室１及び成膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気後、
ガス供給ライン５からヘリウムガスを４０ｋＰａまで導
入した後、高次シラン供給ライン３からスプレーガン１
３を通じてガラス基板９上に、予めＰを１００ｋｅＶ、
８×１０17ｃｍ-2でイオン注入した０．４ｇのノルマル
デカシランを散布し、赤外線ランプ１５で５０℃に加
熱、熔融した後、スピンコーター８を用いて塗布した。
【００４２】次に、再度ガス供給ライン５からヘリウム
ガスを導入し塗布室１及び成膜室２内のヘリウムガスを
１００ｋＰａまで加圧し、基板９を加熱ヒーター７上に
移動、ゲートバルブ１４を閉じた。その後、ガス供給ラ
イン５からヘリウムガスを５００ｃｍ3／ｍｉｎで導入
し成膜室２内の圧力を１００ｋＰａに保ちながら、基板
９を毎分１００℃で３５０℃まで昇温、３０分間基板温
度を保持して基板９上にシリコン膜を形成させた。
ガスを導入し塗布室１及び成膜室２内のヘリウムガスを
１００ｋＰａまで加圧し、基板９を加熱ヒーター７上に
移動、ゲートバルブ１４を閉じた。その後、ガス供給ラ
イン５からヘリウムガスを５００ｃｍ3／ｍｉｎで導入
し成膜室２内の圧力を１００ｋＰａに保ちながら、基板
９を毎分１００℃で３５０℃まで昇温、３０分間基板温
度を保持して基板９上にシリコン膜を形成させた。
【００４３】［実施例２］実施例２では、実験装置とし
て図１に示した装置を使用した。塗布室１には、その先
にスプレーガン１３がついた高次シランの供給ライン３
とアルコキシシランの滴下ライン４、基板９上に散布し
た固体状高次シラン粉末を加熱、熔融するための赤外線
ランプ１５、及び、排気ライン６が、成膜室２にはガス
供給ライン５、排気ライン６が備えられている。また、
塗布室１内にはスピンコーター８が、成膜室２内には加
熱ヒーター７が設置されている。固体状高次シランとし
てノルマルデカシラン、アルコキシシランとしてジメチ
ルジエトキシシランの粉末を使用し、以下に示す手順で
成膜を行った。
て図１に示した装置を使用した。塗布室１には、その先
にスプレーガン１３がついた高次シランの供給ライン３
とアルコキシシランの滴下ライン４、基板９上に散布し
た固体状高次シラン粉末を加熱、熔融するための赤外線
ランプ１５、及び、排気ライン６が、成膜室２にはガス
供給ライン５、排気ライン６が備えられている。また、
塗布室１内にはスピンコーター８が、成膜室２内には加
熱ヒーター７が設置されている。固体状高次シランとし
てノルマルデカシラン、アルコキシシランとしてジメチ
ルジエトキシシランの粉末を使用し、以下に示す手順で
成膜を行った。
【００４４】まず、ゲートバルブ１４を開の状態で、塗
布室１及び成膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気後、
ガス供給ライン５からヘリウムガスを４０ｋＰａまで導
入した後、高次シラン供給ライン３からスプレーガン１
３を通じてガラス基板９上に、予めＰを１００ｋｅＶ、
５×１０13ｃｍ-2でイオン注入した０．４ｇのノルマル
デカシランの粉末を散布し、赤外線ランプ１５で５０℃
に加熱、熔融した後、スピンコーター８を用いて塗布し
た。
布室１及び成膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気後、
ガス供給ライン５からヘリウムガスを４０ｋＰａまで導
入した後、高次シラン供給ライン３からスプレーガン１
３を通じてガラス基板９上に、予めＰを１００ｋｅＶ、
５×１０13ｃｍ-2でイオン注入した０．４ｇのノルマル
デカシランの粉末を散布し、赤外線ランプ１５で５０℃
に加熱、熔融した後、スピンコーター８を用いて塗布し
た。
【００４５】次にアルコキシシラン導入ライン４からジ
メチルジエトキシシランを先に塗布したノルマルデカシ
ラン上に０．５ｃｍ3滴下し、スピンコータ８を用いて
塗布後、再度ガス供給ライン５からヘリウムガスを導入
し１ＭＰａになるまで加圧した。次に、塗布室１及び成
膜室２内のヘリウムガスを１００ｋＰａまで排気ライン
６から排気し、基板９を加熱ヒーター７上に移動、ゲー
トバルブ１４を閉じた。
メチルジエトキシシランを先に塗布したノルマルデカシ
ラン上に０．５ｃｍ3滴下し、スピンコータ８を用いて
塗布後、再度ガス供給ライン５からヘリウムガスを導入
し１ＭＰａになるまで加圧した。次に、塗布室１及び成
膜室２内のヘリウムガスを１００ｋＰａまで排気ライン
６から排気し、基板９を加熱ヒーター７上に移動、ゲー
トバルブ１４を閉じた。
【００４６】その後、基板９を１３０℃まで昇温しジメ
チルジエトキシシランを蒸発させた。その後、ガス供給
ライン５からヘリウムガスを５００ｃｍ3／ｍｉｎで導
入し成膜室２内の圧力を１００ｋＰａに保ちながら、基
板９を毎分１００℃で５００℃まで昇温、６０分間基板
温度を保持して基板９上にシリコン膜を形成させた。
チルジエトキシシランを蒸発させた。その後、ガス供給
ライン５からヘリウムガスを５００ｃｍ3／ｍｉｎで導
入し成膜室２内の圧力を１００ｋＰａに保ちながら、基
板９を毎分１００℃で５００℃まで昇温、６０分間基板
温度を保持して基板９上にシリコン膜を形成させた。
【００４７】［実施例３］実施例３では、実験装置とし
て図２に示した装置を使用し、ノルマルデカシラン粉末
を散布する代わりに、加熱、熔融したノルマルデカシラ
ンを供給ライン３から滴下した他は、実施例２と同様に
してシリコン膜を形成させた。
て図２に示した装置を使用し、ノルマルデカシラン粉末
を散布する代わりに、加熱、熔融したノルマルデカシラ
ンを供給ライン３から滴下した他は、実施例２と同様に
してシリコン膜を形成させた。
【００４８】［実施例４］実施例４では、Ｐの代わり
に、Ｂを４０ｋｅＶ、９×１０18ｃｍ-2でイオン注入し
たノルマルデカシランを使用した以外は実施例１と同様
にしてシリコン膜を形成させた。
に、Ｂを４０ｋｅＶ、９×１０18ｃｍ-2でイオン注入し
たノルマルデカシランを使用した以外は実施例１と同様
にしてシリコン膜を形成させた。
【００４９】［実施例５］実施例５では、Ｐの代わり
に、Ｂを４０ｋｅＶ、２×１０14ｃｍ-2でイオン注入し
たノルマルデカシランを使用した以外は実施例２と同様
にしてシリコン膜を形成させた。
に、Ｂを４０ｋｅＶ、２×１０14ｃｍ-2でイオン注入し
たノルマルデカシランを使用した以外は実施例２と同様
にしてシリコン膜を形成させた。
【００５０】［実施例６］実施例６では、イオン注入を
施さないノルマルデカシランを使用した以外は実施例１
と同様にしてシリコン膜を形成させた。
施さないノルマルデカシランを使用した以外は実施例１
と同様にしてシリコン膜を形成させた。
【００５１】［実施例７］実施例７では、高次シランと
してノルマルヘキサシラン、アルコキシシランの代わり
にアルコキシシロキサンとして１，１，３，３−テトラ
メチル−１，３−ジエトキシジシロキサンを使用し、
１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシジ
シロキサンの蒸発温度を１８０℃とした以外は実施例２
と同様にして成膜を行った。
してノルマルヘキサシラン、アルコキシシランの代わり
にアルコキシシロキサンとして１，１，３，３−テトラ
メチル−１，３−ジエトキシジシロキサンを使用し、
１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシジ
シロキサンの蒸発温度を１８０℃とした以外は実施例２
と同様にして成膜を行った。
【００５２】［実施例８］実施例８では、実験装置とし
て図３に示す装置を使用し、実施例２と同条件において
ジメチルジエトキシシランを蒸発させた後、低圧水銀ラ
ンプ１０を用いて波長４００ｎｍ以下の光を照射して成
膜を行った。
て図３に示す装置を使用し、実施例２と同条件において
ジメチルジエトキシシランを蒸発させた後、低圧水銀ラ
ンプ１０を用いて波長４００ｎｍ以下の光を照射して成
膜を行った。
【００５３】［実施例９］実施例９では、実験装置とし
て図４に示す装置を使用し、実施例２と同条件におい
て、ジメチルジエトキシシラン蒸発後の昇温時に０．１
ｋＰａまで減圧を行い、マイクロ波発生室１１で発生さ
せた原子状水素を基板９上に供給して成膜を行った。
て図４に示す装置を使用し、実施例２と同条件におい
て、ジメチルジエトキシシラン蒸発後の昇温時に０．１
ｋＰａまで減圧を行い、マイクロ波発生室１１で発生さ
せた原子状水素を基板９上に供給して成膜を行った。
【００５４】［実施例１０］実施例１０では、実験装置
として図１に示す装置を使用した。基板にはＳｎＯ2付
ガラス基板を使用した。
として図１に示す装置を使用した。基板にはＳｎＯ2付
ガラス基板を使用した。
【００５５】まず、Ｂを４０ｋｅＶ、９×１０18ｃｍ-2
でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、実施例
１と同様にしてＳｎＯ2付ガラス基板９のＳｎＯ2上にｐ
型a-Siを１２ｎｍの膜厚でした。次に、イオン注入を施
さないノルマルデカシランを用いて、実施例１と同様に
してｐ型a-Si上にｉ型a-Siを３５０ｎｍの膜厚で形成し
た。
でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、実施例
１と同様にしてＳｎＯ2付ガラス基板９のＳｎＯ2上にｐ
型a-Siを１２ｎｍの膜厚でした。次に、イオン注入を施
さないノルマルデカシランを用いて、実施例１と同様に
してｐ型a-Si上にｉ型a-Siを３５０ｎｍの膜厚で形成し
た。
【００５６】次に、Ｐを１００ｋｅＶ、８×１０17ｃｍ
-2でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、実施
例１と同様にしてｉ型a-Si上にｎ型a-Siを４０ｎｍの膜
厚で形成した。その後、基板９を装置から取出し、抵抗
加熱真空蒸着装置で、ｎ型a-Si上にＡｇ裏面電極を形成
し、太陽電池とした。
-2でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、実施
例１と同様にしてｉ型a-Si上にｎ型a-Siを４０ｎｍの膜
厚で形成した。その後、基板９を装置から取出し、抵抗
加熱真空蒸着装置で、ｎ型a-Si上にＡｇ裏面電極を形成
し、太陽電池とした。
【００５７】［実施例１１］実施例１１では、実験装置
として図１に示す装置を使用した。基板にはｐ型結晶Ｓ
ｉ基板を使用した。
として図１に示す装置を使用した。基板にはｐ型結晶Ｓ
ｉ基板を使用した。
【００５８】まず、予めＰを１００ｋｅＶ、５×１０13
ｃｍ-2でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、
実施例２と同様にしてｐ型Ｓｉ基板表面上にｎ型poly-S
iを２０μｍの膜厚で形成した。次に、Ｂを４０ｋｅ
Ｖ、９×１０18ｃｍ-2でイオン注入したノルマルデカシ
ランを用いて、実施例１と同様にしてｎ型poly-Si上に
ｐ型a-Siを１２ｎｍの膜厚で形成した。
ｃｍ-2でイオン注入したノルマルデカシランを用いて、
実施例２と同様にしてｐ型Ｓｉ基板表面上にｎ型poly-S
iを２０μｍの膜厚で形成した。次に、Ｂを４０ｋｅ
Ｖ、９×１０18ｃｍ-2でイオン注入したノルマルデカシ
ランを用いて、実施例１と同様にしてｎ型poly-Si上に
ｐ型a-Siを１２ｎｍの膜厚で形成した。
【００５９】次に、イオン注入を施さないノルマルデカ
シランを用いて、実施例１と同様にしてｐ型a-Si上にｉ
型a-Siを３５０ｎｍの膜厚で形成した。次に、Ｐを１０
０ｋｅＶ、８×１０17ｃｍ-2でイオン注入したノルマル
デカシランを用いて、実施例１と同様にしてｉ型a-Si上
にｎ型a-Siを４０ｎｍの膜厚で形成した。その後、基板
９を装置から取出し、抵抗加熱真空蒸着装置で、ｎ型a-
Si上にＡｇ電極を形成し、続いて抵抗加熱真空蒸看装置
でｐ型Si基板裏面にＡｌ電極を形成して、太陽電池とし
た。
シランを用いて、実施例１と同様にしてｐ型a-Si上にｉ
型a-Siを３５０ｎｍの膜厚で形成した。次に、Ｐを１０
０ｋｅＶ、８×１０17ｃｍ-2でイオン注入したノルマル
デカシランを用いて、実施例１と同様にしてｉ型a-Si上
にｎ型a-Siを４０ｎｍの膜厚で形成した。その後、基板
９を装置から取出し、抵抗加熱真空蒸着装置で、ｎ型a-
Si上にＡｇ電極を形成し、続いて抵抗加熱真空蒸看装置
でｐ型Si基板裏面にＡｌ電極を形成して、太陽電池とし
た。
【００６０】
【発明の効果】本発明は上記構成により以下の効果を奏
する。即ち、請求項１の発明によれば、デバイスとして
使用できる特性を有するドーピングされたシリコン膜
を、従来より低温、高速、かつ、簡便に再現性よく作製
することができる。したがって安価なガラス基板や可撓
性のある高分子フィルム上にも形成でき、デバイスの低
コスト化が図れ、かつ、応用範囲が広がる。
する。即ち、請求項１の発明によれば、デバイスとして
使用できる特性を有するドーピングされたシリコン膜
を、従来より低温、高速、かつ、簡便に再現性よく作製
することができる。したがって安価なガラス基板や可撓
性のある高分子フィルム上にも形成でき、デバイスの低
コスト化が図れ、かつ、応用範囲が広がる。
【００６１】請求項２の発明によれば、固体状高次シラ
ンが室温で固体であるため、固体状高次シランへのドー
プを容易に行うことができる。
ンが室温で固体であるため、固体状高次シランへのドー
プを容易に行うことができる。
【００６２】請求項３の発明によれば、イオン注入によ
りドープするため、再現性よく固体状高次シランにドー
プすることができる。
りドープするため、再現性よく固体状高次シランにドー
プすることができる。
【００６３】請求項４の発明によれば、熔解した固体状
高次シランを基体に塗布した後、分解するため、シリコ
ン膜を容易に成膜できる。
高次シランを基体に塗布した後、分解するため、シリコ
ン膜を容易に成膜できる。
【００６４】請求項５の発明によれば、固体状高次シラ
ンを載置或いは散布するため、固体状高次シランを基体
上に必要量精度よく供給することができ、さらに、基体
表面における固体状高次シランの熔解が容易となる。
ンを載置或いは散布するため、固体状高次シランを基体
上に必要量精度よく供給することができ、さらに、基体
表面における固体状高次シランの熔解が容易となる。
【００６５】請求項６及び７の発明によれば、低温でpo
ly-Si膜を成膜することができる。
ly-Si膜を成膜することができる。
【００６６】請求項８の発明によれば、固体状高次シラ
ンが熔解した状態で、アルコキシシラン又はアルココキ
シシロサンを蒸発させることができる。
ンが熔解した状態で、アルコキシシラン又はアルココキ
シシロサンを蒸発させることができる。
【００６７】請求項９の発明によれば、太陽電池を従来
より低温、高速、かつ、簡便に再現性よく作製すること
ができる。
より低温、高速、かつ、簡便に再現性よく作製すること
ができる。
【図１】本発明の実施例１に用いるシリコン膜形成装置
の横断面図である。
の横断面図である。
【図２】本発明の実施例３に用いるシリコン膜形成装置
の横断面図である。
の横断面図である。
【図３】本発明の実施例７に用いるシリコン膜形成装置
の横断面図である。
の横断面図である。
【図４】本発明の実施例８に用いるシリコン膜形成装置
の横断面図である。
の横断面図である。
１ 塗布室 ２ 成膜室 ３ 高次シランの供給ライン ４ アルコキシシラン又はアルコキシシロキサンの滴下
ライン ５ ガス供給ライン ６ 排気ライン ７ 加熱ヒーター ８ スピンコーター ９ ガラス基板 １０ 水銀ランプ １１ マイクロ波発生室 １２ 水素ガス導入口 １３ スプレーガン １４ ゲートバルブ １５ 赤外線ランプ
ライン ５ ガス供給ライン ６ 排気ライン ７ 加熱ヒーター ８ スピンコーター ９ ガラス基板 １０ 水銀ランプ １１ マイクロ波発生室 １２ 水素ガス導入口 １３ スプレーガン １４ ゲートバルブ １５ 赤外線ランプ
Claims (10)
- 【請求項１】 固体状高次シランに周期律表第III族又
は第Ｖ族原子をドープした後、該固体状高次シランが分
解するようなエネルギーを与えることにより、基体上に
該周期律表第III族又は該第Ｖ族原子を含んだシリコン
膜を形成することを特徴とするシリコン膜の形成方法。 - 【請求項２】 上記固体状高次シランは、一般式Ｓｉn
Ｈ2n+2或いはＳｉnＨ2n（ｎはｎ≧８の整数）で表され
ることを特徴とする請求項１記載のシリコン膜の形成方
法。 - 【請求項３】 上記固体状高次シランは、上記周期律表
第III族又は上記第Ｖ族元素のイオン注入によりドープ
することを特徴とする請求項１記載のシリコン膜の形成
方法。 - 【請求項４】 上記固体状高次シランを熔融した後、該
固体状高次シラン融液を上記基体上に塗布し、その後、
該固体状高次シランが分解するようなエネルギーを与え
ることにより、該基体上に周期律表第III族又は第Ｖ族
原子を含んだシリコン膜を形成することを特徴とする請
求項１記載のシリコン膜の形成方法。 - 【請求項５】 上記固体状高次シランを基体上に載置或
いは散布した後、該固体状高次シランを熔融、液化し、
その後、該高次シランが分解するようなエネルギーを与
えることにより、該基体上に上記周期律表第III族又は
第Ｖ族原子を含んだシリコン膜を形成することを特徴と
する請求項１記載のシリコン膜の形成方法。 - 【請求項６】 請求項４又は５記載の方法で液化させた
周期律表第III族又は第Ｖ族原子がドープされた固体状
高次シランと、液体状のアルコキシシラン又は液体状の
アルコキシシロキサンとを混合或いは接触させた後、加
圧してシリコン粒子を形成させた後、残留している該ア
ルコキシシラン又は該アルコキシシロキサンを蒸発させ
た後、さらに、残留している高次シランを分解して、周
期律表第III族又は第Ｖ族原子を含んだシリコン膜を形
成することを特徴とするシリコン膜の形成方法。 - 【請求項７】 上記アルコキシシランは、一般式ＳｉＲ
1 m（ＯＲ2）4-m（ｍ＝０〜３の整数、Ｒ1は水素又は有
機基、Ｒ2は有機基、但しｍ≧２のとき複数個のＲ1はそ
れぞれ異なる基であってもよくｍ≦２のとき複数個のＲ
2はそれぞれ異なる基であってもよい）、或いは一般式
（Ｒ2Ｏ）3-kＲ1 kＳｉ（ＳｉjＲ3 2j）ＳｉＲ1 h（Ｏ
Ｒ2）3-h〔ｈ、ｋ＝０〜３の整数（但しｈ、ｋは同時に
３とはならない）、ｊはｊ≧０の整数、Ｒ1、Ｒ3は水素
又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそれぞれ異なる基
であってもよくＲ1が複数個あるときはそれぞれ異なる
基であってもよくＲ2が複数個あるときはそれぞれ異な
る基であってもよい〕で表され、 上記アルコキシシロキサンは、一般式（Ｒ2Ｏ）3-xＲ1 x
Ｓｉ（ＳｉyＲ3 2y）Ｏ（ＳｉzＲ3 2z）ＳｉＲ1 w（Ｏ
Ｒ2）3-w〔ｗ、ｘ＝０〜３の整数（但しｗ、ｘは同時に
３とはならない）、ｙ、ｚはｙ、ｚ≧０の整数、Ｒ1、
Ｒ3は水素又は有機基、Ｒ2は有機基、但しＲ3はそれぞ
れ異なる基であってもよくＲ1が複数個あるときはそれ
ぞれ異なる基であってもよくＲ2が複数個あるときはそ
れぞれ異なる基であってもよい〕で表されることを特徴
とする請求項６記載のシリコン膜の形成方法。 - 【請求項８】 上記アルコキシシラン又は上記アルコキ
シシロキサンの沸点が上記固体状高次シランの融点以上
沸点未満であることを特徴とする請求項６又は７記載の
シリコン膜の形成方法。 - 【請求項９】 請求項１記載の固体状高次シラン又は請
求項６記載の残留している高次シランの分解を、原子状
水素の存在下で行うことを特徴とするシリコン膜の形成
方法。 - 【請求項１０】 ｐ型、ｉ型、ｎ型のアモルファスシリ
コン半導体層をこの順、或いは逆の順に順次形成するｐ
ｉｎ型アモルファスシリコン太陽電池、又は、ｐ型、ｎ
型の結晶性シリコン半導体層をこの順、或いは逆の順に
順次形成するｐｎ接合型結晶性シリコン太陽電池、又
は、ｐ型又はｎ型基板上にｎ型又はｐ型シリコン半導体
層を形成するｐｎ接合型シリコン太陽電池、若しくは、
これらを組み合わせた太陽電池の製造方法において、 上記太陽電池を構成する層の少なくとも１層を請求項１
乃至９のいずれか１つに記載の方法で形成することを特
徴とする太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012233A JPH11214311A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012233A JPH11214311A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214311A true JPH11214311A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11799663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012233A Pending JPH11214311A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | シリコン膜の形成方法及び太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214311A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055556A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Jsr Corp | シリコン膜またはシリコン酸化膜の形成方法およびそのための組成物 |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP10012233A patent/JPH11214311A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055556A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Jsr Corp | シリコン膜またはシリコン酸化膜の形成方法およびそのための組成物 |
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