JPS5873169A - Pin光起電装置及びその製造方法 - Google Patents
Pin光起電装置及びその製造方法Info
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- JPS5873169A JPS5873169A JP57101530A JP10153082A JPS5873169A JP S5873169 A JPS5873169 A JP S5873169A JP 57101530 A JP57101530 A JP 57101530A JP 10153082 A JP10153082 A JP 10153082A JP S5873169 A JPS5873169 A JP S5873169A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- amorphous silicon
- photovoltaic device
- intrinsic
- substrate
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- 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
- 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
- Photovoltaic Devices (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
発明の背景
本a明n−rモル7アスシリコン、よ?#L、(!1、
装wtoJ元起電出力を改良する工う)ζ特別に構成し
たp型及び(又は)n型領域を有するPINアモルファ
スシリコン牛導体Vl酸に係る。 水素化アモルファスシリコンは#lI半導体装置及び特
に離農り元(光起電)装置への応用について将来tVU
視されている。アモルファスシリコン腺の結合#lI造
中に成る蓋の水素を含ませると半導体CaJ光伝専性が
実質的に増大するという発見は、この材ffQ)数多く
内応用をこの分野に−たらした。 アモルファスシリコンの最も成功してい6光起電船1ノ
一つは一般的(こPIN構造と呼はれる構成である。不
例帷曹で使用しそしてとり〕分野で一般的に誌められて
いΦPIN構造は、半導体材料のn型(nドープ)領域
及びp蓋(pドープ)領域り)間に設けらrした半導体
材料の真性(ノンドープ)領域を有する半導体構造を推
称′1−6.この構造はpn接合粋に較べてより^い■
。。及び■gcをも罠ら丁ことが鉋められている1本発
明は、p型及びnll領域の特別り)形成が電荷キャリ
アの受光起電(photogeneritio、n o
f charge carrler )及び装置出力を
実質的に増大させるPINホモ接酋に向けられている。 アモルファスシリコンPINMIを構成するいくつかの
技術が業界において知られている。こ(ムらQ〕技術は
シランGIJグロー放電分解をオリ用してnW、Pll
及び真性のアモルファスシリコン−を形成する。この被
着技術はカールソンの米国%鈴第4064521号によ
って最4I<例示さ几、それにはグロー放電でつくっ7
C4〜6%の光起1に効率を(するPIN構造が記載さ
れている。従来技術のPIN¥1LIlの王な欠陥は、
ディピッド・カールソンが技術−文%Factors
Influ@ncing thelcffioi*n
ay of Amorphous 5ilicon
SolarCellm(ア毫ルファスシリコン太陽電
池の効率に作用する因子)“、Journal of
Non−CrystallineSolids 、
35−36 (1980) 、 1) 、 707
−717で指摘し罠工うに、p型層を通す照射において
、クロー放電被着は、伝導性が悪くしかも装に1こおけ
る電荷キャリアク】受光起電に有意義に寄与せずに入射
光エネルギー?吸収するp型層をつ〈aということであ
Φ6p型階のこの乏しい電子特性はネットソーク中へ9
ノホウ素導入に起因し、−t i’Lが午導体ソ〕ギヤ
yプ中に欠陥状態(d・f@ctstates in
tho gap) )もたらし、それが再結廿甲・υ
としてm<、ZlOえて、これら力欠陥状態は元@収2
も罠らし、それが有効光ギャップ2I層↓9小さくTり
。 こカニうなpINSilfiに対して1本発明は広いバ
ンドギャップ2Mし従って元エネルギーを真性層・\実
質的−ζ透過する↓うにO1c構成し罠p型領域8有す
るアモルファスシリコンPIN装置i:FW供する1本
明細書に記載し1ζ構成技術は一つ力piJlvj域を
もたらす。さらに本発明は、p型及びnm1iiシ〕バ
ンドギヤツプを調節し、ft起電f!鉦でつくられる開
放回路電圧の増加をもたらすように。 p型及びn型力両iIf f特に適合させχ構成?提供
Tる。 発明力概要 本発明は、シランソ)グロー放電分解で形成した真性(
ノンドープ)噛1:i:有する一方、アルゴン及び水素
のプラズマ中でSt ターゲットから9反応性スパッ
クリングで形成し罠少なくともp型髄域を有する、ハイ
ブリッド構造のアモルファスシリコンPINSimに向
けられている。こカバイブリッド構造はp型及びn型層
(Q九バンドギャップを調節する可能性Pもたらし、開
放回路電圧(/J増加と、p型層9〕光バンドギャップ
を論節し欠場合に、p型層による実質的なキャリヤ発生
なしり〕吸収を行なう長期安定欠陥の克服とをも罠らす
。こり)p型層力構属ではPai!層自身での電荷キャ
リヤによる受光起電が高められるという付随的な利点が
ある。 本発明は青色スペクトル領域における光出力ウフ向上で
示される工うな増加し罠光起電応答性?有する改良され
たアモルファスシリコンP][N装置に向けら(tてい
る。こ2)発明2説明するために、wA1囚にPINm
ii力拡大m面断面園を示す。基板10は一般的に上に
設けられる膜を物理的に支持する基板からなる。基板l
Oは、以下に記載するような、上に設ける層を貫通する
ピンホールを避ける友めに、その層の厚さのオーダー(
寸法)の空隙や突起が実質的にない、主*iit*コー
ティング表向′)令する。第1因(2J態様では、基板
lOは一般的に不透明な材料からなるように描かれてい
る。Xる態様では、基板10は例えばセラミック9)よ
うな非電導性@料からなることができるが、それには4
電性材料11’/J上@階か必蒙である。 選択的に、基板ioは支持基板として及び光起電製置ク
ツ操作におけ少電流を生ずる電極さして働く%kからな
Φことができる。いずれの場合にも、基板のコーティン
グ表面はコーティング表面から不楯望な汚染物及び粒子
を除去するために完全に清浄〔ヒ丁0.好ましい態様で
は、を極10はN−型シリコンとオーム接触を形成する
ことが知られている金属例えばモリブデン又はステンレ
ス鋼からなることができる。基板lOが非導電性拐科か
らなる場合には、1r111がN−型アモルファスシリ
コンとオーム接触を形成することが知られている金属例
えば前記のモリブデン又はクロムQJ層からなり、かつ
基板に約1000〜2000Aの厚さて被着することが
好ましい。 jill12は基板のコーティング表山上に被着し友釣
100A〜約100OAの厚さのNu水水素化7ルルフ
アスシリコンらなる。水嵩化アモルファスシリコンの技
術に関連して記載されΦ用飴「Nff1(Nドープ)」
は、フェルミレベルを伝導帯に近すけ従って膜の導電性
を高める工うに働くリン。 ヒ素及びアンチモンなど力電子的に作出すΦF−バント
を含むアモルファスシリコン鳩として足叙することがで
きる。 N型層12Vi反応性スパッタリング又はグロー放電の
いずれかの技術でつくることができる。水素化アモルフ
ァスシリコンI/J n W Nは少量り】ホスフィン
ド−ピングガス2含むシランのグロー放電針j!!l’
?形カyて゛き2〕。こ9)分解方法は最初に基板22
00〜400℃の温度に加熱する工程を含む。 成るLt様では、鼻根をAr 放電中でスバッタエッナ
ンクして史に清浄にすることができる。次いでSin、
中0.1=1%PH2からなる供給ガスを反1t、管:
(供給し、圧力を所望レベル、通常1()〜10 (J
(J m’rorl・ に上げる0次いでDC又U
RFt圧2印加り、てカス0)イオン化2冥施する。膜
のr−W G’ 1 k 8、]乙M l 00〜l
000 A ヘラ1lzk侵’j−討1各 し7、 そ
りJ抜tF31?解酌゛、する。 こflらい膜ツノ伝尋性に一般的に10−”Ω−1Fi
+ −’であり、そ石、らの光キャップ灯り相当する1
〔性り〕I!iより小さい[Eg(真性) t、 7
eV、 Eg(nKl−) (、1,7eV 〕。 title的なMbkにおいて、水累化アモルファスシ
リコン力ri型胤・を水素、アルゴン及びポスフィン力
分圧中で反応性スパッタリングして横取することが−(
゛きイ、)。11型輸タ〕スパツタリング方法は次Q〕
工杭’j−’cs’む0最初1こ、基板を2 +10へ
1(10℃Q〕貌度に加熱ずイへアルゴンプラズマ中で
タ−ゲット及び基板グ〕両方をスパッタエツチングする
1、ホスフィン、水嵩及びアルゴンク)気体混合−をス
パッタリング室に形成する。ホスフィン力分圧は5XI
O−’〜5X10−’ Torr、水嵩Q】分If:
、H5x10−’ 〜2.OX J 0−3Torr、
そしてアルゴンの分圧は3XlO−” 〜15X10−
” Torr である、直径5インチのシリコンターゲ
ットlζ1(J(1〜30077 t−CIJRP”電
力をかける。kftl+iji。J厚さ、通常i o
o−i o u uA#cra長さta。この膜の伝導
度は約10−”Ω−′3柵であり、そり光ギャップは含
まれる水素の蓋に依存してt6〜1.90eVである。 水素化アモルファスシリコンの真性〜工4は、実質的に
ノンドープのシランカブロー放電分解で破着した約0.
2ミクロン−約10ミクロンQ〕厚さのノンドープアモ
ルファスシリコンからなる。本明細書で使用TΦよう(
(、用語「真性」汀、最少臘の不純物を含む1こめにそ
の電子的特性が膜・〕】構造とSj及びMCI)會vm
とで決まるものとしてtRa付けられるアモルファスシ
リコン領域を短足¥0゜艮好なバ性−Vユ、艮好な構造
的峙件k 71’; ’iミーギヤ・ブ苧力状、f線つ
り低い密度(a IOW density of 5t
atesin the gap)としても規定すること
ができる。シランカブロー放電分解に、C◇真性層の形
成ば次カ」二輪を百0も力とし゛C−収自月こ日己載す
ることかで1!Φ。 m4υ6C4’tit’@ k
kljT W ン)m ’g、 a常 2o。 〜4(J(JCt(:上げ。。次^で5in4燃V=斗
3反しら器に供鵬し、j上刃r所4力高さ、通′に1o
〜ioo。 m’l’orrtこ’J−4+。次いでLl(、’ ”
!tJ RF ’4)f ’c目」加してクロー故−を
開始させる。そ?1から膜を1力Δ力厚さ、遁盾(J、
2=l(Jμr1tまで成長させ、そし′〔電圧3−ユ
ずす。 材料9元バンドギャップ’IJA節P提i#L”rる工
うに時に適合させた形成方法を舊するp散水素化アモル
ノアスンリコン噛16?真件1−14上に被着「ロウ絹
mll’pm(pドープ)−1μ、水素化アモルノアス
ンリシン力技術に開運して規定さrしてぃ^工うに、ン
エルミレベル分価電子帯に近づけ従って映αノ伝導性2
同りさせる〜5(ζ働くボウ粱り]工つな電子的れh性
ドーパント3台−んでいるアセルファスシリコン膜とし
て特徴付けるこさができる。 厚さ約80x〜約3oofりIp型階は水素、アルゴン
及びジボラン9ノ分圧中0)多結晶シリコンターゲット
から反応性スパッタリングされ小。p副層カスバユ・ク
リング処理は次シ、】工程+)含む。n2m及びp副層
り)被着の間基板は艷1じ諺度に保つ。ジボラン013
分圧i!5XIO−@〜5X10− ”l’orrであ
り、水素(/J分圧は0.5−、2.0 m Torr
、そしてアルゴンQ)分圧は3〜15mTorr であ
る。スパッタリングの電EE(電力)条件はn W A
11l j(ついて記載し罠もQ]と同じであ0.こQ
)膜の伝導度μI (+ −”〜10’−”Ω−13−
1であり、その元キャップは1.8・VZジ大きい。 本明細書に記載したように水素化ア干ルノアスシリコン
Q)p型層?特別に適合せしめて構成す金と、業界で他
の者に裏って認められているL′)にs1置の開放回路
電圧を高めるばかりでなく、さらに実質的な慮の入射光
がそこ2通過して下−LJ)■−の高い九発生領域で吸
収さn6半導体「ウィンド層」Pも提供Tる、p型m)
もよらず。不可部1.4
装wtoJ元起電出力を改良する工う)ζ特別に構成し
たp型及び(又は)n型領域を有するPINアモルファ
スシリコン牛導体Vl酸に係る。 水素化アモルファスシリコンは#lI半導体装置及び特
に離農り元(光起電)装置への応用について将来tVU
視されている。アモルファスシリコン腺の結合#lI造
中に成る蓋の水素を含ませると半導体CaJ光伝専性が
実質的に増大するという発見は、この材ffQ)数多く
内応用をこの分野に−たらした。 アモルファスシリコンの最も成功してい6光起電船1ノ
一つは一般的(こPIN構造と呼はれる構成である。不
例帷曹で使用しそしてとり〕分野で一般的に誌められて
いΦPIN構造は、半導体材料のn型(nドープ)領域
及びp蓋(pドープ)領域り)間に設けらrした半導体
材料の真性(ノンドープ)領域を有する半導体構造を推
称′1−6.この構造はpn接合粋に較べてより^い■
。。及び■gcをも罠ら丁ことが鉋められている1本発
明は、p型及びnll領域の特別り)形成が電荷キャリ
アの受光起電(photogeneritio、n o
f charge carrler )及び装置出力を
実質的に増大させるPINホモ接酋に向けられている。 アモルファスシリコンPINMIを構成するいくつかの
技術が業界において知られている。こ(ムらQ〕技術は
シランGIJグロー放電分解をオリ用してnW、Pll
及び真性のアモルファスシリコン−を形成する。この被
着技術はカールソンの米国%鈴第4064521号によ
って最4I<例示さ几、それにはグロー放電でつくっ7
C4〜6%の光起1に効率を(するPIN構造が記載さ
れている。従来技術のPIN¥1LIlの王な欠陥は、
ディピッド・カールソンが技術−文%Factors
Influ@ncing thelcffioi*n
ay of Amorphous 5ilicon
SolarCellm(ア毫ルファスシリコン太陽電
池の効率に作用する因子)“、Journal of
Non−CrystallineSolids 、
35−36 (1980) 、 1) 、 707
−717で指摘し罠工うに、p型層を通す照射において
、クロー放電被着は、伝導性が悪くしかも装に1こおけ
る電荷キャリアク】受光起電に有意義に寄与せずに入射
光エネルギー?吸収するp型層をつ〈aということであ
Φ6p型階のこの乏しい電子特性はネットソーク中へ9
ノホウ素導入に起因し、−t i’Lが午導体ソ〕ギヤ
yプ中に欠陥状態(d・f@ctstates in
tho gap) )もたらし、それが再結廿甲・υ
としてm<、ZlOえて、これら力欠陥状態は元@収2
も罠らし、それが有効光ギャップ2I層↓9小さくTり
。 こカニうなpINSilfiに対して1本発明は広いバ
ンドギャップ2Mし従って元エネルギーを真性層・\実
質的−ζ透過する↓うにO1c構成し罠p型領域8有す
るアモルファスシリコンPIN装置i:FW供する1本
明細書に記載し1ζ構成技術は一つ力piJlvj域を
もたらす。さらに本発明は、p型及びnm1iiシ〕バ
ンドギヤツプを調節し、ft起電f!鉦でつくられる開
放回路電圧の増加をもたらすように。 p型及びn型力両iIf f特に適合させχ構成?提供
Tる。 発明力概要 本発明は、シランソ)グロー放電分解で形成した真性(
ノンドープ)噛1:i:有する一方、アルゴン及び水素
のプラズマ中でSt ターゲットから9反応性スパッ
クリングで形成し罠少なくともp型髄域を有する、ハイ
ブリッド構造のアモルファスシリコンPINSimに向
けられている。こカバイブリッド構造はp型及びn型層
(Q九バンドギャップを調節する可能性Pもたらし、開
放回路電圧(/J増加と、p型層9〕光バンドギャップ
を論節し欠場合に、p型層による実質的なキャリヤ発生
なしり〕吸収を行なう長期安定欠陥の克服とをも罠らす
。こり)p型層力構属ではPai!層自身での電荷キャ
リヤによる受光起電が高められるという付随的な利点が
ある。 本発明は青色スペクトル領域における光出力ウフ向上で
示される工うな増加し罠光起電応答性?有する改良され
たアモルファスシリコンP][N装置に向けら(tてい
る。こ2)発明2説明するために、wA1囚にPINm
ii力拡大m面断面園を示す。基板10は一般的に上に
設けられる膜を物理的に支持する基板からなる。基板l
Oは、以下に記載するような、上に設ける層を貫通する
ピンホールを避ける友めに、その層の厚さのオーダー(
寸法)の空隙や突起が実質的にない、主*iit*コー
ティング表向′)令する。第1因(2J態様では、基板
lOは一般的に不透明な材料からなるように描かれてい
る。Xる態様では、基板10は例えばセラミック9)よ
うな非電導性@料からなることができるが、それには4
電性材料11’/J上@階か必蒙である。 選択的に、基板ioは支持基板として及び光起電製置ク
ツ操作におけ少電流を生ずる電極さして働く%kからな
Φことができる。いずれの場合にも、基板のコーティン
グ表面はコーティング表面から不楯望な汚染物及び粒子
を除去するために完全に清浄〔ヒ丁0.好ましい態様で
は、を極10はN−型シリコンとオーム接触を形成する
ことが知られている金属例えばモリブデン又はステンレ
ス鋼からなることができる。基板lOが非導電性拐科か
らなる場合には、1r111がN−型アモルファスシリ
コンとオーム接触を形成することが知られている金属例
えば前記のモリブデン又はクロムQJ層からなり、かつ
基板に約1000〜2000Aの厚さて被着することが
好ましい。 jill12は基板のコーティング表山上に被着し友釣
100A〜約100OAの厚さのNu水水素化7ルルフ
アスシリコンらなる。水嵩化アモルファスシリコンの技
術に関連して記載されΦ用飴「Nff1(Nドープ)」
は、フェルミレベルを伝導帯に近すけ従って膜の導電性
を高める工うに働くリン。 ヒ素及びアンチモンなど力電子的に作出すΦF−バント
を含むアモルファスシリコン鳩として足叙することがで
きる。 N型層12Vi反応性スパッタリング又はグロー放電の
いずれかの技術でつくることができる。水素化アモルフ
ァスシリコンI/J n W Nは少量り】ホスフィン
ド−ピングガス2含むシランのグロー放電針j!!l’
?形カyて゛き2〕。こ9)分解方法は最初に基板22
00〜400℃の温度に加熱する工程を含む。 成るLt様では、鼻根をAr 放電中でスバッタエッナ
ンクして史に清浄にすることができる。次いでSin、
中0.1=1%PH2からなる供給ガスを反1t、管:
(供給し、圧力を所望レベル、通常1()〜10 (J
(J m’rorl・ に上げる0次いでDC又U
RFt圧2印加り、てカス0)イオン化2冥施する。膜
のr−W G’ 1 k 8、]乙M l 00〜l
000 A ヘラ1lzk侵’j−討1各 し7、 そ
りJ抜tF31?解酌゛、する。 こflらい膜ツノ伝尋性に一般的に10−”Ω−1Fi
+ −’であり、そ石、らの光キャップ灯り相当する1
〔性り〕I!iより小さい[Eg(真性) t、 7
eV、 Eg(nKl−) (、1,7eV 〕。 title的なMbkにおいて、水累化アモルファスシ
リコン力ri型胤・を水素、アルゴン及びポスフィン力
分圧中で反応性スパッタリングして横取することが−(
゛きイ、)。11型輸タ〕スパツタリング方法は次Q〕
工杭’j−’cs’む0最初1こ、基板を2 +10へ
1(10℃Q〕貌度に加熱ずイへアルゴンプラズマ中で
タ−ゲット及び基板グ〕両方をスパッタエツチングする
1、ホスフィン、水嵩及びアルゴンク)気体混合−をス
パッタリング室に形成する。ホスフィン力分圧は5XI
O−’〜5X10−’ Torr、水嵩Q】分If:
、H5x10−’ 〜2.OX J 0−3Torr、
そしてアルゴンの分圧は3XlO−” 〜15X10−
” Torr である、直径5インチのシリコンターゲ
ットlζ1(J(1〜30077 t−CIJRP”電
力をかける。kftl+iji。J厚さ、通常i o
o−i o u uA#cra長さta。この膜の伝導
度は約10−”Ω−′3柵であり、そり光ギャップは含
まれる水素の蓋に依存してt6〜1.90eVである。 水素化アモルファスシリコンの真性〜工4は、実質的に
ノンドープのシランカブロー放電分解で破着した約0.
2ミクロン−約10ミクロンQ〕厚さのノンドープアモ
ルファスシリコンからなる。本明細書で使用TΦよう(
(、用語「真性」汀、最少臘の不純物を含む1こめにそ
の電子的特性が膜・〕】構造とSj及びMCI)會vm
とで決まるものとしてtRa付けられるアモルファスシ
リコン領域を短足¥0゜艮好なバ性−Vユ、艮好な構造
的峙件k 71’; ’iミーギヤ・ブ苧力状、f線つ
り低い密度(a IOW density of 5t
atesin the gap)としても規定すること
ができる。シランカブロー放電分解に、C◇真性層の形
成ば次カ」二輪を百0も力とし゛C−収自月こ日己載す
ることかで1!Φ。 m4υ6C4’tit’@ k
kljT W ン)m ’g、 a常 2o。 〜4(J(JCt(:上げ。。次^で5in4燃V=斗
3反しら器に供鵬し、j上刃r所4力高さ、通′に1o
〜ioo。 m’l’orrtこ’J−4+。次いでLl(、’ ”
!tJ RF ’4)f ’c目」加してクロー故−を
開始させる。そ?1から膜を1力Δ力厚さ、遁盾(J、
2=l(Jμr1tまで成長させ、そし′〔電圧3−ユ
ずす。 材料9元バンドギャップ’IJA節P提i#L”rる工
うに時に適合させた形成方法を舊するp散水素化アモル
ノアスンリコン噛16?真件1−14上に被着「ロウ絹
mll’pm(pドープ)−1μ、水素化アモルノアス
ンリシン力技術に開運して規定さrしてぃ^工うに、ン
エルミレベル分価電子帯に近づけ従って映αノ伝導性2
同りさせる〜5(ζ働くボウ粱り]工つな電子的れh性
ドーパント3台−んでいるアセルファスシリコン膜とし
て特徴付けるこさができる。 厚さ約80x〜約3oofりIp型階は水素、アルゴン
及びジボラン9ノ分圧中0)多結晶シリコンターゲット
から反応性スパッタリングされ小。p副層カスバユ・ク
リング処理は次シ、】工程+)含む。n2m及びp副層
り)被着の間基板は艷1じ諺度に保つ。ジボラン013
分圧i!5XIO−@〜5X10− ”l’orrであ
り、水素(/J分圧は0.5−、2.0 m Torr
、そしてアルゴンQ)分圧は3〜15mTorr であ
る。スパッタリングの電EE(電力)条件はn W A
11l j(ついて記載し罠もQ]と同じであ0.こQ
)膜の伝導度μI (+ −”〜10’−”Ω−13−
1であり、その元キャップは1.8・VZジ大きい。 本明細書に記載したように水素化ア干ルノアスシリコン
Q)p型層?特別に適合せしめて構成す金と、業界で他
の者に裏って認められているL′)にs1置の開放回路
電圧を高めるばかりでなく、さらに実質的な慮の入射光
がそこ2通過して下−LJ)■−の高い九発生領域で吸
収さn6半導体「ウィンド層」Pも提供Tる、p型m)
もよらず。不可部1.4
【こ紀偵しlζ広(″1バンド
ギャンブカp型層力形成tユ、γモルフrスシリJンハ
イドライド(h欠陥状態ツrS0に窪的な迫、b++な
く1階クツ長いキャリヤ寿命を&?N−2、領域のホウ
累トービンクQ1比較的高い効率?従快しながら、光道
さCる。 A−ム+f寛秘18は透明な伝尋性識化物、例えば酸化
錫インジウム、錫酸カドミウム、又は酸化l&!2含む
ことができる。これらす)nW牛導体酸化物μ当業省が
比較的に高くドープさ′J′1.たp城ア七ルフrヌシ
リコンとオーム接触2形底す◇もシ)として認めQもシ
〕である。加えて、これらの屈折率はpW7モルフrス
シリコンの四面とマツチし反射防止膜とな0比較的艮好
な屈折率と与え0.好′ましい態様では、vLLl8は
、直往5インチでIr+203 / 9 ’htl 9
1r−8n02 Q)ldibV、2+ −r 6スバ
ンタリングクーケノト5から反応性スパッタリングした
酸化錫インジウム層からなる++ ターゲットには50
ワノ+−a)1fL力を供給す句。酸化錫インジウム層
)被着中基板り約250℃に加熱する。酸化錫インジウ
ム層QJ厚さは500〜700Aである工うに選ぶ、比
較的に大面積の11では、層18の伝導性を例えば貴金
属の工つな高い導電性の材料によるグリッド20で補強
してもよい、グリッドパターンを最適化する手段、グリ
ッドの厚さ、及びグリッド自身を形成する手段は光起電
装置の業界において周知である。第1図の−12及び1
62逆に丁Φことができる。この場合、最初にPg層を
スパッタリングし、続いてI層2グロー放電し、そして
n1ljilをスパッタリング(又にグロー放電)する
、 jlll 8及び20は前と同じである。 111142図に示した態様では、実質的に透明な基板
30がWlmに基板を通して照射することを許容する。 従って、基板30は[長約O,aミクロン〜約2.0ミ
クロンの光エネルギーの実質的な透過(a明性)を示す
材料から選ぶ、基IE30に使用するのに適した材料に
祉例えばガラス、石英、サファイアがある。@1図の態
様について前述したLうに、基板30Q」コーティング
表面を入念に清浄化して、上側に形成する膜にピンホー
ルをもたらす粒子等を除去する。伝導性酸化物はその上
に被着されるp型アモルファスシリコン層トQ)オーム
接触を提供すΦように選ぶ、この工うな酸化物の例には
酸化錫インジウム、錫酸カドミニウム、又はアンチモン
をドープした酸化錫がある。比較的大(2)横Q】wi
Illのために、高い導電性金属、例えばニクロム、銀
勢からなるグリッド131に工って層32Q】伝導性を
補強することができる。 jm32の表面上にpsi水素水素化7フルフアスシリ
コ214を反応性スパッタリングする。この鳩ジノ厚さ
は一般的にloo!である0層34の被着パラメータは
第)因C)〕層16として示した先の態様の2m41H
)ためi(起振し九ものと贅質的にm−である。 真性アモルファスシリコンrI1136を約200 A
〜約50OAの厚さに434上に被着丁心、真性層及び
pal!層について述べた工うに%n渥層の構成は先c
/Jll様で述べ友nll鳩と実質的にm−である。 オー五WM4OUn製アモルファスシリコンとオーム接
触を形成することが知られている材料、例えばクロム、
モリブデン等から選択する。これらQ)@は蒸着又はス
パッタリングで被着される。 先り)態様で述べた工うに、p型層34の特別に適合さ
れた構成は、改良された嗅fe、匙電及びドーピング効
率特性を有する広いバンドギャップ半導体をもたらして
、増加し友開放回路電圧と向上した青色応答性の両方?
有するアモルファスシリコンP I Nullをもたら
す。 第3図を参照すると、曲線B及びCは、従来技術のP
I N11iにP型層儒から光照射した場合り)スペク
トル光応答性?一般的に特徴付け/)収集効率2ベクト
ルを示してい6.対照して、本発明に依り構成し友改良
PINliiiにおけるスペクトルAを示したが、全波
長領域における実質的に増大した光応答性を明示してい
る。
ギャンブカp型層力形成tユ、γモルフrスシリJンハ
イドライド(h欠陥状態ツrS0に窪的な迫、b++な
く1階クツ長いキャリヤ寿命を&?N−2、領域のホウ
累トービンクQ1比較的高い効率?従快しながら、光道
さCる。 A−ム+f寛秘18は透明な伝尋性識化物、例えば酸化
錫インジウム、錫酸カドミウム、又は酸化l&!2含む
ことができる。これらす)nW牛導体酸化物μ当業省が
比較的に高くドープさ′J′1.たp城ア七ルフrヌシ
リコンとオーム接触2形底す◇もシ)として認めQもシ
〕である。加えて、これらの屈折率はpW7モルフrス
シリコンの四面とマツチし反射防止膜とな0比較的艮好
な屈折率と与え0.好′ましい態様では、vLLl8は
、直往5インチでIr+203 / 9 ’htl 9
1r−8n02 Q)ldibV、2+ −r 6スバ
ンタリングクーケノト5から反応性スパッタリングした
酸化錫インジウム層からなる++ ターゲットには50
ワノ+−a)1fL力を供給す句。酸化錫インジウム層
)被着中基板り約250℃に加熱する。酸化錫インジウ
ム層QJ厚さは500〜700Aである工うに選ぶ、比
較的に大面積の11では、層18の伝導性を例えば貴金
属の工つな高い導電性の材料によるグリッド20で補強
してもよい、グリッドパターンを最適化する手段、グリ
ッドの厚さ、及びグリッド自身を形成する手段は光起電
装置の業界において周知である。第1図の−12及び1
62逆に丁Φことができる。この場合、最初にPg層を
スパッタリングし、続いてI層2グロー放電し、そして
n1ljilをスパッタリング(又にグロー放電)する
、 jlll 8及び20は前と同じである。 111142図に示した態様では、実質的に透明な基板
30がWlmに基板を通して照射することを許容する。 従って、基板30は[長約O,aミクロン〜約2.0ミ
クロンの光エネルギーの実質的な透過(a明性)を示す
材料から選ぶ、基IE30に使用するのに適した材料に
祉例えばガラス、石英、サファイアがある。@1図の態
様について前述したLうに、基板30Q」コーティング
表面を入念に清浄化して、上側に形成する膜にピンホー
ルをもたらす粒子等を除去する。伝導性酸化物はその上
に被着されるp型アモルファスシリコン層トQ)オーム
接触を提供すΦように選ぶ、この工うな酸化物の例には
酸化錫インジウム、錫酸カドミニウム、又はアンチモン
をドープした酸化錫がある。比較的大(2)横Q】wi
Illのために、高い導電性金属、例えばニクロム、銀
勢からなるグリッド131に工って層32Q】伝導性を
補強することができる。 jm32の表面上にpsi水素水素化7フルフアスシリ
コ214を反応性スパッタリングする。この鳩ジノ厚さ
は一般的にloo!である0層34の被着パラメータは
第)因C)〕層16として示した先の態様の2m41H
)ためi(起振し九ものと贅質的にm−である。 真性アモルファスシリコンrI1136を約200 A
〜約50OAの厚さに434上に被着丁心、真性層及び
pal!層について述べた工うに%n渥層の構成は先c
/Jll様で述べ友nll鳩と実質的にm−である。 オー五WM4OUn製アモルファスシリコンとオーム接
触を形成することが知られている材料、例えばクロム、
モリブデン等から選択する。これらQ)@は蒸着又はス
パッタリングで被着される。 先り)態様で述べた工うに、p型層34の特別に適合さ
れた構成は、改良された嗅fe、匙電及びドーピング効
率特性を有する広いバンドギャップ半導体をもたらして
、増加し友開放回路電圧と向上した青色応答性の両方?
有するアモルファスシリコンP I Nullをもたら
す。 第3図を参照すると、曲線B及びCは、従来技術のP
I N11iにP型層儒から光照射した場合り)スペク
トル光応答性?一般的に特徴付け/)収集効率2ベクト
ルを示してい6.対照して、本発明に依り構成し友改良
PINliiiにおけるスペクトルAを示したが、全波
長領域における実質的に増大した光応答性を明示してい
る。
第1図は本発明に依るPINアモルファスシリコン装置
の拡大−勇断面図、第2図は本発明に依るNIPアモル
ファスシリコン@置a〕拡大11方1*r面図、第3図
祉本発明に依り製造し九PIN装置の光起電応答性【従
来技術Q)それと比較するグラフでIhΦ。 lO・・・・・・基板、12・・・・・・N11m1.
14・・・・・・1層、16・・・・・・p型層、18
・・・・・・電極、30・・・・・・基板1.34・・
・・・・p型層、36・・・・・・III、38 ・・
・N型層。 特ト出動人 エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 特許出願代理人 弁理士 宵 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士、古 負 哲 次 9f理士 山 口 昭 之 図面の浄書(内容に変更なし) 九 11 FIG、 1 FIG、 3 手続補正書(方式) %式% 特許庁長官 若松 オロ 夫 殿 1、二j¥件の表示 昭和57年 特許願 第101530号2、発明の名
称 PIN光起祇装置及びその製造方法 3、補正をする者 小件との関係 特許出願人 4、代理人 一ル ・、1 ・1 (外 3 乙) 5、神正砧令の日付 昭邊1j57年9月28日 (発送日)6、補正の対象 図 面 7 補正の内容 図面の浄書(内容に変更なし) 8 添付書類の目録 浄書図面 1通
の拡大−勇断面図、第2図は本発明に依るNIPアモル
ファスシリコン@置a〕拡大11方1*r面図、第3図
祉本発明に依り製造し九PIN装置の光起電応答性【従
来技術Q)それと比較するグラフでIhΦ。 lO・・・・・・基板、12・・・・・・N11m1.
14・・・・・・1層、16・・・・・・p型層、18
・・・・・・電極、30・・・・・・基板1.34・・
・・・・p型層、36・・・・・・III、38 ・・
・N型層。 特ト出動人 エクソン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 特許出願代理人 弁理士 宵 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士、古 負 哲 次 9f理士 山 口 昭 之 図面の浄書(内容に変更なし) 九 11 FIG、 1 FIG、 3 手続補正書(方式) %式% 特許庁長官 若松 オロ 夫 殿 1、二j¥件の表示 昭和57年 特許願 第101530号2、発明の名
称 PIN光起祇装置及びその製造方法 3、補正をする者 小件との関係 特許出願人 4、代理人 一ル ・、1 ・1 (外 3 乙) 5、神正砧令の日付 昭邊1j57年9月28日 (発送日)6、補正の対象 図 面 7 補正の内容 図面の浄書(内容に変更なし) 8 添付書類の目録 浄書図面 1通
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、水素化アモルファスシリコン本体を有するPIN光
起電装置であって、 河)基板。 (ロ)前記基板lこ被着したn型アモルファスンリコン
1ll11 (ハ)前記rsfli層に被着した真性アモルフーrス
シリコンI。 に)前記真性層に反応性7バツタリング(7罠pHアモ
ルファスシリコン層、該p型層は11.8eV エフ大
きいバンドギャップを庸するこき2%黴とし、かつ前記
真性層と半導体W!酋を形成する、を含んでMt6光起
電wit。 λ 前記p麿鳩が約1.8eV〜約2.OeVの)ゝン
ドギャップを有するl*求の範囲I11項紀叡の光起電
tiI11゜ 3、#紀p麿場における波長領域400(J〜6000
Aの入射光が実質的に吸収されずに#p製層を通過して
前記真性層に工らて吸収される特許請求の範囲第2JJ
記載の光起電装置。 4、#I紀pg層がそれぞれ約0.5mTorr〜約2
、OmTorr及び約3mTorr〜約15mTbrr
の水嵩及びアルゴン分圧で反応性スパッタリングさ
れてMt6%ntg求の範囲第3項記載の光起電装置。 5、#記h*がnMアモルファスシリコンとオーム接触
を形成することが知られている導電性材料9少なくとも
一領域を有する特許請求の範Wj1*411記載の光起
電装置。 6、前記p#M層が前記基板に約0ボルト〜約十IUO
ポルト(1)DCバイアスをかけながらスパッタリング
して敢る特許請求の範−@5項記載σ〕光起電装置。 7、 1Iil記真性アモルファスシリコン層がシラン
のグロー放電分解にエフ被着されて成る特許請求の範囲
w46項記wXの光起電装置。 8、 sli記n型アモルファスシリコン層がネスフ
ィンをドープしてシランカブロー放電分解又はAr ”
H2” P Hs E含むプラズマ中い、Xバッタ
リングで被着されて成る特許請求の範凹l@6項紀観の
光起電装置。 9、 @記pai1層が約s o A: 〜約zoo
iの厚さである特許請求の範WIIIa項記載の光起電
vii智。 幻、増加し丸背色光応答性を示す水素化アモルファスシ
リコンPIN光起電fl置2M造する方法であって、 (イ) nuアモルファスシリコンとオーム振触を形
成T611電性材Hの少なくとも一慣域を有する基41
を提供し、 #1)前記オーム接着上にn1M水嵩化アモルファスシ
リコン層を被着し、 Pj シラン(1)グ随−放電分解によって前記n[
111上にノンドープの真性水嵩化アモルファスンリコ
νmを被着し。 ←)III記真性層上にす真性層と半導体飯台を形gT
るPaM水素化アモルファスンリコン層を反応性スパッ
タリングし、 (ホ)前記真性層上にそこにオーム接触1i−形成する
導電性材料層を被着する。 工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/311,546 US4407710A (en) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | Hybrid method of making an amorphous silicon P-I-N semiconductor device |
| US311546 | 1981-10-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873169A true JPS5873169A (ja) | 1983-05-02 |
Family
ID=23207390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57101530A Pending JPS5873169A (ja) | 1981-10-15 | 1982-06-15 | Pin光起電装置及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4407710A (ja) |
| EP (1) | EP0077601A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5873169A (ja) |
| AU (1) | AU548005B2 (ja) |
| CA (1) | CA1187588A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105091U (ja) * | 1986-12-19 | 1988-07-07 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4527179A (en) * | 1981-02-09 | 1985-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Non-single-crystal light emitting semiconductor device |
| JPS59108370A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光起電力装置 |
| GB2137810B (en) * | 1983-03-08 | 1986-10-22 | Agency Ind Science Techn | A solar cell of amorphous silicon |
| US4529619A (en) * | 1984-07-16 | 1985-07-16 | Xerox Corporation | Ohmic contacts for hydrogenated amorphous silicon |
| US5273919A (en) * | 1985-06-20 | 1993-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing a thin film field effect transistor |
| JP2907128B2 (ja) * | 1996-07-01 | 1999-06-21 | 日本電気株式会社 | 電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
| JP5857237B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2016-02-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 太陽電池セル及び太陽電池モジュール |
| US9112103B1 (en) | 2013-03-11 | 2015-08-18 | Rayvio Corporation | Backside transparent substrate roughening for UV light emitting diode |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064521A (en) * | 1975-07-28 | 1977-12-20 | Rca Corporation | Semiconductor device having a body of amorphous silicon |
| US4342044A (en) * | 1978-03-08 | 1982-07-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| FR2461763A1 (fr) * | 1979-07-20 | 1981-02-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'elaboration de couches de silicium amorphe fluore par la methode de pulverisation cathodique |
| US4339470A (en) * | 1981-02-13 | 1982-07-13 | Rca Corporation | Fabricating amorphous silicon solar cells by varying the temperature _of the substrate during deposition of the amorphous silicon layer |
| US4417092A (en) * | 1981-03-16 | 1983-11-22 | Exxon Research And Engineering Co. | Sputtered pin amorphous silicon semi-conductor device and method therefor |
-
1981
- 1981-10-15 US US06/311,546 patent/US4407710A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-06-08 AU AU84667/82A patent/AU548005B2/en not_active Ceased
- 1982-06-15 EP EP82303096A patent/EP0077601A3/en not_active Withdrawn
- 1982-06-15 JP JP57101530A patent/JPS5873169A/ja active Pending
- 1982-06-17 CA CA000405405A patent/CA1187588A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105091U (ja) * | 1986-12-19 | 1988-07-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU8466782A (en) | 1983-04-21 |
| AU548005B2 (en) | 1985-11-14 |
| CA1187588A (en) | 1985-05-21 |
| EP0077601A3 (en) | 1984-10-03 |
| EP0077601A2 (en) | 1983-04-27 |
| US4407710A (en) | 1983-10-04 |
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