JPS6199387A - 光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents
光電変換素子およびその製造方法Info
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- JPS6199387A JPS6199387A JP59221500A JP22150084A JPS6199387A JP S6199387 A JPS6199387 A JP S6199387A JP 59221500 A JP59221500 A JP 59221500A JP 22150084 A JP22150084 A JP 22150084A JP S6199387 A JPS6199387 A JP S6199387A
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/244—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
-
- 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
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
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- 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
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光電変換素子およびその製造方法に係り、特
に、読み取り素子として、ファクシミリ等の画像入力部
に用いる光電変換素子に関する。
に、読み取り素子として、ファクシミリ等の画像入力部
に用いる光電変換素子に関する。
最近、ファクシミリ等においては画像入力部の小型化を
図るため、原稿幅と同一寸法の長尺薄膜読み取り素子の
開発が活発に行なわれている。この長尺読み取り素子と
して、光電変換層に非晶質（アモルファス）水素化シリ
コン（ａ−８ｔ ：Ｈ） ｆ用い、これを金属電極と透
光性電極とで挟んだサンドイッチ構造のセンサは、光応
答速度が速く、且つ耐環境性に優れているため、幅広い
用途が期待されている。
図るため、原稿幅と同一寸法の長尺薄膜読み取り素子の
開発が活発に行なわれている。この長尺読み取り素子と
して、光電変換層に非晶質（アモルファス）水素化シリ
コン（ａ−８ｔ ：Ｈ） ｆ用い、これを金属電極と透
光性電極とで挟んだサンドイッチ構造のセンサは、光応
答速度が速く、且つ耐環境性に優れているため、幅広い
用途が期待されている。
しかしながら、この素子の電圧−電流特性をみると、暗
電流が電圧と共に増大し、明暗比が十分にとれないとい
う不都合があった。これは、透光性電極と非晶質水素化
シリコン層との界面において、電位障壁が小さいために
、透光性電極から非晶質水素化シリコン層への電荷の注
入が起り易いためと考えられる。
電流が電圧と共に増大し、明暗比が十分にとれないとい
う不都合があった。これは、透光性電極と非晶質水素化
シリコン層との界面において、電位障壁が小さいために
、透光性電極から非晶質水素化シリコン層への電荷の注
入が起り易いためと考えられる。
そこで、このような不都合を解決するため、光電変換層
としての非晶質水素化シリコン層と電極との間に、電荷
の注入を阻止するブロッキング層（例えば窒化シリコン
層Ｓｌ、Ｎ４．酸化シリコン層８１０２、 ｐ型あるい
はｎ型の非晶質水素化シリコン層）を設けた構造のセン
ナが提案されている。しかし、このセンサは、構造が複
雑となる上、製造工数が増えるという問題を有していた
。
としての非晶質水素化シリコン層と電極との間に、電荷
の注入を阻止するブロッキング層（例えば窒化シリコン
層Ｓｌ、Ｎ４．酸化シリコン層８１０２、 ｐ型あるい
はｎ型の非晶質水素化シリコン層）を設けた構造のセン
ナが提案されている。しかし、このセンサは、構造が複
雑となる上、製造工数が増えるという問題を有していた
。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、構造が簡
単で、かつ明暗比が再現性良く良好な光電変換素子を提
供することを目的とする。
単で、かつ明暗比が再現性良く良好な光電変換素子を提
供することを目的とする。
ｃ問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明では、光電変換層としての非晶質水素化
シリコン層を金属電極と透光性電極とによって挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子において、該非晶質水素
化シリコン層のバンド幅が１．７〜１．７５ ｅＶとな
るようにしている。
シリコン層を金属電極と透光性電極とによって挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子において、該非晶質水素
化シリコン層のバンド幅が１．７〜１．７５ ｅＶとな
るようにしている。
また、上記サンドイッチ構造の光電変換素子の１ 製
造に際しては、非晶質水素化シリコンの着膜時の基板温
度’Ｉｔｓｏ℃〜２３０℃の範囲に維持するようにして
いる。
造に際しては、非晶質水素化シリコンの着膜時の基板温
度’Ｉｔｓｏ℃〜２３０℃の範囲に維持するようにして
いる。
上述の如く、非晶質水素化シリコン層のバンド幅を１．
７〜１．７５ ｅＶとすることにより、透光性電極と、
非晶質水素化シリコン層との間の４テンシヤル障壁が０
．９〜０．９５ ｓＶＯ値に保たれるため、透光性電極
から非晶質水素化シリコン層への電荷の注入が抑制され
、明暗比の良好な光電変換素子を得ることができる。
７〜１．７５ ｅＶとすることにより、透光性電極と、
非晶質水素化シリコン層との間の４テンシヤル障壁が０
．９〜０．９５ ｓＶＯ値に保たれるため、透光性電極
から非晶質水素化シリコン層への電荷の注入が抑制され
、明暗比の良好な光電変換素子を得ることができる。
また、本発明者らは非晶質水素化シリコン層の着膜に際
して種々の実験を重ねた結果、バンド幅の調整に際して
は、基板温度を制御することにより、再現性の良い値を
得ることができることを発見した。すなわち、基板温度
と、形成される非晶質水素化シリコン層のバンド幅との
関係は第８図に示す如くで゛あり（＆ｉ′軸はバンドギ
ャップ、横軸は基板温度を示す）、基板温度を１８０℃
〜２３０℃、好ましくは１９０℃〜２２０′ＣＫ保つこ
とにより、 □非晶質水素化シリコン層のバンド幅
を上述のような値に再現性良く形成することができる。
して種々の実験を重ねた結果、バンド幅の調整に際して
は、基板温度を制御することにより、再現性の良い値を
得ることができることを発見した。すなわち、基板温度
と、形成される非晶質水素化シリコン層のバンド幅との
関係は第８図に示す如くで゛あり（＆ｉ′軸はバンドギ
ャップ、横軸は基板温度を示す）、基板温度を１８０℃
〜２３０℃、好ましくは１９０℃〜２２０′ＣＫ保つこ
とにより、 □非晶質水素化シリコン層のバンド幅
を上述のような値に再現性良く形成することができる。
なお、ここでいう基板温度とは、基板表面で直接に測定
したときの温度とする。
したときの温度とする。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
との光電変換素子は、第１図および第２図に示す如く、
ガラス基板１上に形成された金属電極としてのクロム電
極２と透光性電極としての酸化インジウム錫電極３とに
よって、バンド幅１．７０〜１、７５ ｅＶの非晶質水
素化シリコン層４を挾んだサンドイッチ構造の素子であ
る。（第２図は第１図のＡ −Ａ’断面を示す） 該光電変換素子の製造に際しては、まず、第３図に示す
如く、ガラス基板１上に蒸着法により膜厚約０．２μｍ
のクロム薄膜゛を形成した後、フォトリングラフィによ
り、所定の形状・にパターニングを行ない分割電極とし
てのクロム電極２を形成する。
ガラス基板１上に形成された金属電極としてのクロム電
極２と透光性電極としての酸化インジウム錫電極３とに
よって、バンド幅１．７０〜１、７５ ｅＶの非晶質水
素化シリコン層４を挾んだサンドイッチ構造の素子であ
る。（第２図は第１図のＡ −Ａ’断面を示す） 該光電変換素子の製造に際しては、まず、第３図に示す
如く、ガラス基板１上に蒸着法により膜厚約０．２μｍ
のクロム薄膜゛を形成した後、フォトリングラフィによ
り、所定の形状・にパターニングを行ない分割電極とし
てのクロム電極２を形成する。
次に、プラズマＣＶ’Ｄ法により、第４図に示す如く、
光電変換層としての非晶質水素化シリコン層４を約１μ
ｍの膜厚で着膜する。このときの着膜条件は、基板温度
２１０℃、電力密度２０〜８０ｍＷＡ−ｎＬ２とし、反
応ガスとしては１００％のシラン（Ｓ ｉＨ４／を使用
し、流量２００〜４００ ＳＣＣＭ 、圧力０．２〜Ｑ
、 ５ Ｔｏｒｒとする・ そして、最後に、通常の如く、スフ１．タ法により、透
光性電極としての酸化インジウム錫電極３を、０．０６
〜０．１μｍの膜厚で着膜する・このようにして形成さ
れた光電変換素子の電圧−電流特性を第５図に示す。実
線Ａは光を遮断した時に流れる電流、すなわち暗電流の
特性を示し、実線Ａ′は、光照射（１００Ｌｕｘ ）時
に流れる電流すなわち明電流の特性を示す。このときの
非晶質水素化シリコン層のバンド幅は１．７２ ｅＶで
あった。
光電変換層としての非晶質水素化シリコン層４を約１μ
ｍの膜厚で着膜する。このときの着膜条件は、基板温度
２１０℃、電力密度２０〜８０ｍＷＡ−ｎＬ２とし、反
応ガスとしては１００％のシラン（Ｓ ｉＨ４／を使用
し、流量２００〜４００ ＳＣＣＭ 、圧力０．２〜Ｑ
、 ５ Ｔｏｒｒとする・ そして、最後に、通常の如く、スフ１．タ法により、透
光性電極としての酸化インジウム錫電極３を、０．０６
〜０．１μｍの膜厚で着膜する・このようにして形成さ
れた光電変換素子の電圧−電流特性を第５図に示す。実
線Ａは光を遮断した時に流れる電流、すなわち暗電流の
特性を示し、実線Ａ′は、光照射（１００Ｌｕｘ ）時
に流れる電流すなわち明電流の特性を示す。このときの
非晶質水素化シリコン層のバンド幅は１．７２ ｅＶで
あった。
比較のために、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板
温度のみ’１２６０℃〜１８０℃と変化させ、他は全く
同様にして形成された光電変換素子の暗電流および明電
流の特性曲線を夫々Ｂ、ＣおよびＢ／、Ｃ／に示す。基
板温度を２６０℃にしたときの非晶質水素化シリコン層
のバンド幅は１．６８ｅＶ１８０℃にしたときは、１．
７５１！Ｖとなっていた。
温度のみ’１２６０℃〜１８０℃と変化させ、他は全く
同様にして形成された光電変換素子の暗電流および明電
流の特性曲線を夫々Ｂ、ＣおよびＢ／、Ｃ／に示す。基
板温度を２６０℃にしたときの非晶質水素化シリコン層
のバンド幅は１．６８ｅＶ１８０℃にしたときは、１．
７５１！Ｖとなっていた。
これら３つの素子の比較からも明らかなように、本発明
の光電変換素子は明暗比が高い。
の光電変換素子は明暗比が高い。
また、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度（横
軸）と完成された光電変換素子の明電流（縦軸）との関
係を第６図に１基板温度（横軸）と明暗比（縦軸）との
関係ｙｋ第７図に示す。これらの図からも明らかなより
に、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度は１８
０℃〜２３０℃好ましくは１９０℃〜２２０℃でちるこ
とが望ましい。このとき、該非晶質水素化シリコン層の
バンド幅は１．７０〜１．７５ ＠Ｖとなっている。こ
のとき、透光性電極とのポテンシャル障壁が、電荷の注
入を阻止するに十分な高さとなり、明暗比の良好な光電
変換素子を得ることができるものと考えられる。
軸）と完成された光電変換素子の明電流（縦軸）との関
係を第６図に１基板温度（横軸）と明暗比（縦軸）との
関係ｙｋ第７図に示す。これらの図からも明らかなより
に、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度は１８
０℃〜２３０℃好ましくは１９０℃〜２２０℃でちるこ
とが望ましい。このとき、該非晶質水素化シリコン層の
バンド幅は１．７０〜１．７５ ＠Ｖとなっている。こ
のとき、透光性電極とのポテンシャル障壁が、電荷の注
入を阻止するに十分な高さとなり、明暗比の良好な光電
変換素子を得ることができるものと考えられる。
以上、説明してきたように、本発明によれば、１ 光
電変換層としての非晶質水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、非晶質水素化シリコン層のバンド幅？
１．７０〜１．７５ ｅＶとしているため、ブロッキン
グ層等を設けることなく簡単な構造で明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
電変換層としての非晶質水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、非晶質水素化シリコン層のバンド幅？
１．７０〜１．７５ ｅＶとしているため、ブロッキン
グ層等を設けることなく簡単な構造で明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
また、該光電変換素子の製造に際しては、非晶質水素化
シリコン屡の着膜温度を１８０℃〜２３０℃とすること
により、極めて容易に、再現性良く、明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
シリコン屡の着膜温度を１８０℃〜２３０℃とすること
により、極めて容易に、再現性良く、明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
第１図および第２図は、本発明実施例の光電変換素子を
示す図、ｖＸａ図乃至第４図は、同党電変換素子の製造
工程図、第５図は、同光電変換素子（Ａ ＊、Ａ’ｓ
Ｃｐ ” ）と従来例の光電変換素子（ｎｔＢ／）の電
流−電圧特性曲線を示す比較図、第６図は、非晶質水素
化シリコン層の着膜時の基板温度と完成した素子の明電
流の関係を示す図、第７図は、同基板温度と明暗比との
関係を示す図、第８図は、同基板温度とバンド幅との関
係を示す図である。 １・・・ガラス基板、２・・・クロム電極、３・・・酸
化インジウム錫電極、４・・・非晶質水素化シリコン層
、Ａ・・・基板温度２１０℃で着膜し穴場台の暗電流の
特性曲線、Ａ′・・・同明電流の特性曲線、Ｂ・・・基
板温度２６０℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｂ
′・・・同明電流の特性曲線、Ｃ・・・基板温度１８０
℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｃ′・・・同明
電流の特性曲線。 第１図 第３図 第４図 １〇− 墨歎遍慢（０Ｃ） 屁飯温Ｊ！！！ （’Ｃ） ；１頁の続き ）発 明 者 野 川 晴 夫 海老名市本郷
２２７４番地業所内 ・発 明 者 望 月 英 昭 海老名市本郷
２２７４番地業所内
示す図、ｖＸａ図乃至第４図は、同党電変換素子の製造
工程図、第５図は、同光電変換素子（Ａ ＊、Ａ’ｓ
Ｃｐ ” ）と従来例の光電変換素子（ｎｔＢ／）の電
流−電圧特性曲線を示す比較図、第６図は、非晶質水素
化シリコン層の着膜時の基板温度と完成した素子の明電
流の関係を示す図、第７図は、同基板温度と明暗比との
関係を示す図、第８図は、同基板温度とバンド幅との関
係を示す図である。 １・・・ガラス基板、２・・・クロム電極、３・・・酸
化インジウム錫電極、４・・・非晶質水素化シリコン層
、Ａ・・・基板温度２１０℃で着膜し穴場台の暗電流の
特性曲線、Ａ′・・・同明電流の特性曲線、Ｂ・・・基
板温度２６０℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｂ
′・・・同明電流の特性曲線、Ｃ・・・基板温度１８０
℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｃ′・・・同明
電流の特性曲線。 第１図 第３図 第４図 １〇− 墨歎遍慢（０Ｃ） 屁飯温Ｊ！！！ （’Ｃ） ；１頁の続き ）発 明 者 野 川 晴 夫 海老名市本郷
２２７４番地業所内 ・発 明 者 望 月 英 昭 海老名市本郷
２２７４番地業所内
Claims (2)
- （１）光電変換層としての非晶質水素化シリコン層を透
光性電極と金属電極とによりて挟んだサンドイッチ構造
の光電変換素子において、前記非晶質水素化シリコン層
のバンド幅を１．７０〜１．７５ｅＶとしたことを特徴
とする光電変換素子。 - （２）光電変換層としての非晶質水素化シリコン層を透
光性電極と金属電極とによって挟んだサンドイッチ構造
の光電変換素子の製造に際し、前記非晶質水素化シリコ
ン層の着膜時の基板温度を１８０℃〜２３０℃としたこ
とを特徴とする光電変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221500A JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221500A JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199387A true JPS6199387A (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=16767681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221500A Pending JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199387A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2673328A1 (fr) * | 1991-02-21 | 1992-08-28 | Solems Sa | Dispositif et module solaire a structure inversee pouvant presenter une transparence partielle. |
| US5252139A (en) * | 1991-02-21 | 1993-10-12 | Solems S.A. | Photovoltaic thin layers panel structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544793A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-29 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS55151328A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-25 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for fabricating hydrogen-containing amorphous semiconductor film |
| JPS56138970A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Amorphous photoelectric converting element and manufacture thereof |
| JPS57159070A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of photo electromotive force element |
| JPS5853870A (ja) * | 1981-09-26 | 1983-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP59221500A patent/JPS6199387A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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