JPS6236633B2 - - Google Patents
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- JPS6236633B2 JPS6236633B2 JP56073356A JP7335681A JPS6236633B2 JP S6236633 B2 JPS6236633 B2 JP S6236633B2 JP 56073356 A JP56073356 A JP 56073356A JP 7335681 A JP7335681 A JP 7335681A JP S6236633 B2 JPS6236633 B2 JP S6236633B2
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- silicon
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- layer
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- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
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- 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
-
- 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
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/223—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PIN barrier
-
- 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
-
- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
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- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光起電力パネルの製造方法に関する。
本発明は、また比較的高いアクセプタ濃度を有
するＰ形シリコン膜を効率的に形成する方法に関
し、更に全体的に又は部分的に非晶質のＰ形およ
びＮ形のシリコン膜を連続的に堆積および形成す
ることを含むバツチ法又は連続法において改良さ
れたＰ−Ｎ素子およびＰ−Ｉ−Ｎ素子が形成でき
るように前記方法から製造された素子に関する。
本発明は、ダイオード、スイツチ、およびトラン
ジスタの如き増幅素子の製造に用いられるが、最
も重要な用途は太陽電池その他のエネルギ変換素
子の如き光起電力乃至光電作用素子の製造にあ
る。
するＰ形シリコン膜を効率的に形成する方法に関
し、更に全体的に又は部分的に非晶質のＰ形およ
びＮ形のシリコン膜を連続的に堆積および形成す
ることを含むバツチ法又は連続法において改良さ
れたＰ−Ｎ素子およびＰ−Ｉ−Ｎ素子が形成でき
るように前記方法から製造された素子に関する。
本発明は、ダイオード、スイツチ、およびトラン
ジスタの如き増幅素子の製造に用いられるが、最
も重要な用途は太陽電池その他のエネルギ変換素
子の如き光起電力乃至光電作用素子の製造にあ
る。
結晶質半導体技術は商業的な水準に達したが、
この技術は今日の巨大な半導体素子製造産業の基
礎となつた。これは、実質的に欠陥のないゲルマ
ニウム、特にシリコンの結晶を成長させ、更にこ
れ等の結晶をその内部のＰ形又はＮ形の伝導領域
を有する外因性物質に転じる科学者の能力に依る
ものであつた。このことは、このような結晶質の
材料に、実質的に純粋な結晶質材料に置換不純物
としてppm程度のドナー（Ｎ）又はアクセプタ
（Ｐ）となるドープ物質を拡散させて、その導電
率を高めかつそれ等のＰ形又はＮ形の導電性を制
御することによつて達成された。Ｐ−Ｎ接合およ
び光電作用を有する結晶質半導体デバイスを形成
する製造プロセスは、非常に複雑で、時間を要
し、高価な工程を含む。太陽電池および電流制御
素子において有用なこれ等の結晶質材料は、個々
のシリコン又はゲルマニウムの単結晶を成長させ
ることにより、又Ｐ−Ｎ接合が必要な場合は、非
常に少い臨界量のドープ物質をこのような単結晶
にドープすることによつて、非常に慎重に制御さ
れた条件下で形成される。
この技術は今日の巨大な半導体素子製造産業の基
礎となつた。これは、実質的に欠陥のないゲルマ
ニウム、特にシリコンの結晶を成長させ、更にこ
れ等の結晶をその内部のＰ形又はＮ形の伝導領域
を有する外因性物質に転じる科学者の能力に依る
ものであつた。このことは、このような結晶質の
材料に、実質的に純粋な結晶質材料に置換不純物
としてppm程度のドナー（Ｎ）又はアクセプタ
（Ｐ）となるドープ物質を拡散させて、その導電
率を高めかつそれ等のＰ形又はＮ形の導電性を制
御することによつて達成された。Ｐ−Ｎ接合およ
び光電作用を有する結晶質半導体デバイスを形成
する製造プロセスは、非常に複雑で、時間を要
し、高価な工程を含む。太陽電池および電流制御
素子において有用なこれ等の結晶質材料は、個々
のシリコン又はゲルマニウムの単結晶を成長させ
ることにより、又Ｐ−Ｎ接合が必要な場合は、非
常に少い臨界量のドープ物質をこのような単結晶
にドープすることによつて、非常に慎重に制御さ
れた条件下で形成される。
これ等の結晶成長プロセスでは比較的小さな結
晶しか形成されないため、単一の太陽電池パネル
の所要領域をカバーするのに多くの単結晶を組合
せて太陽電池をつくらねばならない。このような
方法で１つの太陽電池を製造するのに必要なエネ
ルギ量、シリコン結晶の寸法限度により生じる制
約、およびこのような結晶質材料の裁断および組
合せの必要性は、全てエネルギ変換用の結晶質半
導体太陽電池の大規模な使用に対する実施不能な
経済的障壁をもたらすことになる。更に、結晶質
シリコンは、間接光学端を有している故、光吸収
が少ないため、結晶質の太陽電池は入射太陽光を
吸収するように少くとも50ミクロンの厚さにしな
ければならない。仮に、この結晶質材料を比較的
安価な製造プロセスを用いて多結晶シリコンで置
換しても、前記間接光学端の問題は依然として存
在し、従つて材料の厚さは減少され得ない。この
多結晶材料ではまた粒界その他の欠点が加わる。
一方、非晶質シリコンは直接光学端を有し、結晶
質シリコンと同量の太陽光を吸収するため僅か１
ミクロンの厚さの材料しか必要としない。
晶しか形成されないため、単一の太陽電池パネル
の所要領域をカバーするのに多くの単結晶を組合
せて太陽電池をつくらねばならない。このような
方法で１つの太陽電池を製造するのに必要なエネ
ルギ量、シリコン結晶の寸法限度により生じる制
約、およびこのような結晶質材料の裁断および組
合せの必要性は、全てエネルギ変換用の結晶質半
導体太陽電池の大規模な使用に対する実施不能な
経済的障壁をもたらすことになる。更に、結晶質
シリコンは、間接光学端を有している故、光吸収
が少ないため、結晶質の太陽電池は入射太陽光を
吸収するように少くとも50ミクロンの厚さにしな
ければならない。仮に、この結晶質材料を比較的
安価な製造プロセスを用いて多結晶シリコンで置
換しても、前記間接光学端の問題は依然として存
在し、従つて材料の厚さは減少され得ない。この
多結晶材料ではまた粒界その他の欠点が加わる。
一方、非晶質シリコンは直接光学端を有し、結晶
質シリコンと同量の太陽光を吸収するため僅か１
ミクロンの厚さの材料しか必要としない。
従つて、必要に応じて比較的大きな面積を覆う
ことができ、付着（堆積）設備の寸法によつてし
か制約を受けず、結晶質の場合に形成されるもの
と同等のＰ−Ｎ接合が形成されるＰ形およびＮ形
の材料を得るため容易にドープできる非晶質半導
体膜を容易に付着させるプロセスを開発するため
多大の努力がなされて来た。長い年月にわたつて
このような作業は殆んど成果を挙げなかつた。非
晶質シリコン又はゲルマニウム（第族）の膜
は、エネルギ・ギヤツプ中に高密度の局在状態を
生じる微小孔、ダングリング結合その他の欠陥を
有することが判つた。非結晶シリコン半導体膜の
エネルギ・ギヤツプ中に高密度の局在状態がある
場合、光伝導率が小さくなり、拡散距離が短くな
り、その結果この膜を太陽電池の用途には不適格
なものにする。更に、このような膜は、フエルミ
準位を伝導帯又は価電子帯に近づけるように移動
させるドープその他の変成措置が成功せず、太陽
電池および電流制御素子用のシヨツトキー・バリ
ア又はＰ−Ｎ接合の形成には不適合なものとな
る。
ことができ、付着（堆積）設備の寸法によつてし
か制約を受けず、結晶質の場合に形成されるもの
と同等のＰ−Ｎ接合が形成されるＰ形およびＮ形
の材料を得るため容易にドープできる非晶質半導
体膜を容易に付着させるプロセスを開発するため
多大の努力がなされて来た。長い年月にわたつて
このような作業は殆んど成果を挙げなかつた。非
晶質シリコン又はゲルマニウム（第族）の膜
は、エネルギ・ギヤツプ中に高密度の局在状態を
生じる微小孔、ダングリング結合その他の欠陥を
有することが判つた。非結晶シリコン半導体膜の
エネルギ・ギヤツプ中に高密度の局在状態がある
場合、光伝導率が小さくなり、拡散距離が短くな
り、その結果この膜を太陽電池の用途には不適格
なものにする。更に、このような膜は、フエルミ
準位を伝導帯又は価電子帯に近づけるように移動
させるドープその他の変成措置が成功せず、太陽
電池および電流制御素子用のシヨツトキー・バリ
ア又はＰ−Ｎ接合の形成には不適合なものとな
る。
非結晶シリコンおよびゲルマニウムに関する前
述の諸問題を最小限に抑える試みとして、スコツ
トランド・ダンデイー市ダンデイ大学のカーネギ
ー物理学研究所のW.E.SpearおよびP.G.Le
Comberは、1975年版ソリツド・ステイト・コミ
ユニケーシヨンズ（Solid State
Communications）第17巻、1193〜1196頁に記載
の論文において発表された如く、非晶質のシリコ
ン又はゲルマニウムを真性の結晶質シリコン又は
ゲルマニウムに更に近似させるため非結晶質シリ
コン又はゲルマニウムのエネルギ・ギヤツプ中の
局在状態を減少させ、結晶質材料をＰ形又はＮ形
伝導形性の外因性にするための結晶質材料へのド
ープ措置における如く、前記非晶質材料に適当な
従来のドープ物質を置換的にドープするため、
「非晶質シリコンへの置換形ドーピング」なる研
究を行つた。局在状態の減少は非晶質シリコン膜
のグロー放電堆積法によつて達成された。この方
法では、シラン（SiH4）のガスが反応管を通さ
れ、反応管において、シランガスが高周波グロー
放電によつて分解されて約500〜600〓（227〜327
℃）の基板温度において基板上に堆積せしめられ
た。このようにして基板上に付着された材料は、
シリコンおよび水素からなる真性の非晶質材料で
あつた。ドープされた非晶質材料を形成するた
め、Ｎ形伝導用にはホスフイン（PH3）のガス
が、あるいはＰ形伝導用にはジボラン（B2H6）の
ガスが、シラン・ガスと予め混合されて、同じ操
作条件下でグロー放電反応管内に送られた。使用
されたドープ物質の気体濃度は約５×10-6乃至
10-2体積部の範囲であつた。このように付着され
た材料は、ドープ物質としてのリン又はホウ素を
おそらくは置換形で含み、外因性のＮ形又はＰ形
伝導を呈した。しかし、同量の添加されたドープ
物質に対するドープ効率は結晶質シリコンの場合
よりも遥かに低かつた。高濃度にドープされたＮ
又はＰ形材料の導電率は低く、約10-2又は10-3
（Ωcm）-1であつた。更に、バンド・ギヤツプ
は、特にジボランを用いたＰ形ドープの場合に、
ドープ材料の添加の故に狭くなつた。このような
結果は、ジボランが、非晶質シリコンに効果的に
ドープされずにバンド・ギヤツプ中に局在状態を
生じさせたことを示す。
述の諸問題を最小限に抑える試みとして、スコツ
トランド・ダンデイー市ダンデイ大学のカーネギ
ー物理学研究所のW.E.SpearおよびP.G.Le
Comberは、1975年版ソリツド・ステイト・コミ
ユニケーシヨンズ（Solid State
Communications）第17巻、1193〜1196頁に記載
の論文において発表された如く、非晶質のシリコ
ン又はゲルマニウムを真性の結晶質シリコン又は
ゲルマニウムに更に近似させるため非結晶質シリ
コン又はゲルマニウムのエネルギ・ギヤツプ中の
局在状態を減少させ、結晶質材料をＰ形又はＮ形
伝導形性の外因性にするための結晶質材料へのド
ープ措置における如く、前記非晶質材料に適当な
従来のドープ物質を置換的にドープするため、
「非晶質シリコンへの置換形ドーピング」なる研
究を行つた。局在状態の減少は非晶質シリコン膜
のグロー放電堆積法によつて達成された。この方
法では、シラン（SiH4）のガスが反応管を通さ
れ、反応管において、シランガスが高周波グロー
放電によつて分解されて約500〜600〓（227〜327
℃）の基板温度において基板上に堆積せしめられ
た。このようにして基板上に付着された材料は、
シリコンおよび水素からなる真性の非晶質材料で
あつた。ドープされた非晶質材料を形成するた
め、Ｎ形伝導用にはホスフイン（PH3）のガス
が、あるいはＰ形伝導用にはジボラン（B2H6）の
ガスが、シラン・ガスと予め混合されて、同じ操
作条件下でグロー放電反応管内に送られた。使用
されたドープ物質の気体濃度は約５×10-6乃至
10-2体積部の範囲であつた。このように付着され
た材料は、ドープ物質としてのリン又はホウ素を
おそらくは置換形で含み、外因性のＮ形又はＰ形
伝導を呈した。しかし、同量の添加されたドープ
物質に対するドープ効率は結晶質シリコンの場合
よりも遥かに低かつた。高濃度にドープされたＮ
又はＰ形材料の導電率は低く、約10-2又は10-3
（Ωcm）-1であつた。更に、バンド・ギヤツプ
は、特にジボランを用いたＰ形ドープの場合に、
ドープ材料の添加の故に狭くなつた。このような
結果は、ジボランが、非晶質シリコンに効果的に
ドープされずにバンド・ギヤツプ中に局在状態を
生じさせたことを示す。
前述の如く、非晶質のシリコンおよびゲルマニ
ウムは通常四配位結合され、一般に微小孔、ダン
グリング結合又は他の欠陥形態を有してエネル
ギ・ギヤツプ中に局在状態を生じる。前記研究者
達には知られていなかつたが、現在ではシラン中
の水素がグロー放電堆積の間、最適温度でシリコ
ンの多くのダングリングボンドと結合し、非晶質
材料を対応する結晶質材料と更に近似させるよう
に、エネルギ・ギヤツプ中の局在状態の密度を、
実質的に減少させることが他の研究によつて知ら
れている。
ウムは通常四配位結合され、一般に微小孔、ダン
グリング結合又は他の欠陥形態を有してエネル
ギ・ギヤツプ中に局在状態を生じる。前記研究者
達には知られていなかつたが、現在ではシラン中
の水素がグロー放電堆積の間、最適温度でシリコ
ンの多くのダングリングボンドと結合し、非晶質
材料を対応する結晶質材料と更に近似させるよう
に、エネルギ・ギヤツプ中の局在状態の密度を、
実質的に減少させることが他の研究によつて知ら
れている。
しかし、水素のとり込みはシランにおける水素
対シリコンの固定比率によつて制限されるのみな
らず、最も重要なことには、種々のSi：Ｈの結合
形態がこれ等の材料において有害な結果をもち得
る新らしい反結合状態をもたらす。従つて、特に
有効なＰ形ならびにＮ形ドープに関して特に有害
なこれ等材料の局在状態の密度を減少させる上で
基本的な制限がある。シランを用いて堆積させた
材料の望ましくない状態密度は狭い空乏層巾をも
たらし、これが更に、その動作がフリーキヤリア
のドリフトに依存する太陽電池その他の素子の効
率を制限する。シリコンおよび水素のみを用いて
これ等材料をつくる方法の場合にも、高密度の表
面状態が生じ、前述の全てのパラメータに影響を
及ぼすことになる。
対シリコンの固定比率によつて制限されるのみな
らず、最も重要なことには、種々のSi：Ｈの結合
形態がこれ等の材料において有害な結果をもち得
る新らしい反結合状態をもたらす。従つて、特に
有効なＰ形ならびにＮ形ドープに関して特に有害
なこれ等材料の局在状態の密度を減少させる上で
基本的な制限がある。シランを用いて堆積させた
材料の望ましくない状態密度は狭い空乏層巾をも
たらし、これが更に、その動作がフリーキヤリア
のドリフトに依存する太陽電池その他の素子の効
率を制限する。シリコンおよび水素のみを用いて
これ等材料をつくる方法の場合にも、高密度の表
面状態が生じ、前述の全てのパラメータに影響を
及ぼすことになる。
シラン・ガスからのシリコンのグロー放電堆積
の開発が行われた後、アルゴンと水素分子の混合
物の雰囲気（スパツタリング法の場合に必要）で
非晶質シリコン膜のスパツタ堆積の仕事が行なわ
れ、堆積された非晶質シリコン膜の特性に対する
このような水素分子の影響を決定することが検討
された。この研究は、エネルギ・ギヤツプ中の局
在状態を減少するように結合した変更物質として
水素が作用したことを示した。しかし、エネル
ギ・ギヤツプ中の局在状態がスパツタ付着（堆
積）法において減少する程度は前述のシランを用
いた付着堆積法により達成された程度よりも遥か
に少かつた。スパツタリング法においても前述の
Ｐ形およびＮ形ドープ用ガスを導入してＰ形およ
びＮ形にドープした材料を形成した。これ等の材
料はグロー放電法において形成された材料よりも
更に低い効率を有していた。いずれのプロセスで
も市販のＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ接合素子を形成す
るに十分に高いアクセプタ濃度を有する有効なＰ
ドープ材料がつくられなかつた。Ｎ形ドーピング
効率は望ましい商業レベルに達せず、Ｐ形ドーピ
ングはバンド・ギヤツプ巾を減少させ、バンド・
ギヤツプ中の局在状態の数を増大させたため特に
望ましくなかつた。
の開発が行われた後、アルゴンと水素分子の混合
物の雰囲気（スパツタリング法の場合に必要）で
非晶質シリコン膜のスパツタ堆積の仕事が行なわ
れ、堆積された非晶質シリコン膜の特性に対する
このような水素分子の影響を決定することが検討
された。この研究は、エネルギ・ギヤツプ中の局
在状態を減少するように結合した変更物質として
水素が作用したことを示した。しかし、エネル
ギ・ギヤツプ中の局在状態がスパツタ付着（堆
積）法において減少する程度は前述のシランを用
いた付着堆積法により達成された程度よりも遥か
に少かつた。スパツタリング法においても前述の
Ｐ形およびＮ形ドープ用ガスを導入してＰ形およ
びＮ形にドープした材料を形成した。これ等の材
料はグロー放電法において形成された材料よりも
更に低い効率を有していた。いずれのプロセスで
も市販のＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ接合素子を形成す
るに十分に高いアクセプタ濃度を有する有効なＰ
ドープ材料がつくられなかつた。Ｎ形ドーピング
効率は望ましい商業レベルに達せず、Ｐ形ドーピ
ングはバンド・ギヤツプ巾を減少させ、バンド・
ギヤツプ中の局在状態の数を増大させたため特に
望ましくなかつた。
結晶質シリコンに更に近似させようとする試み
において、シラン・ガスからの水素によつて変成
され、結晶質シリコンへのドープと同様にドープ
された非晶質シリコンの今までの堆積物は、全て
の重要な点において、ドープされた結晶シリコン
の特性よりも劣る特性を有する。特にＰ形材料に
おいてドーピング効率および導電性は不十分なも
のであり、このシリコン膜の光導電および光起電
力特性には望まれるべきことが多く残された。
において、シラン・ガスからの水素によつて変成
され、結晶質シリコンへのドープと同様にドープ
された非晶質シリコンの今までの堆積物は、全て
の重要な点において、ドープされた結晶シリコン
の特性よりも劣る特性を有する。特にＰ形材料に
おいてドーピング効率および導電性は不十分なも
のであり、このシリコン膜の光導電および光起電
力特性には望まれるべきことが多く残された。
局在状態の密度が非常に小さな非晶質シリコン
膜の形成における実質的な突破口は、非晶質膜、
特に結晶質半導体材料の関連する望ましい属性を
有するシリコンの非晶質膜を形成した弊米国特許
第4217374号および同第4226898号に開示された発
明によつて開かれた。（前者の米国特許は蒸着法
を用いる改良された非晶質シリコン膜の堆積法を
開示し、後者の特許はシリコンを含むガスのグロ
ー放電による改良された非晶質シリコン膜の付着
（堆積）法を開示する。）これ等の特許において開
示されたプロセスにより形成された改良された真
性の非晶質シリコン膜では真性材料におけるバン
ド・ギヤツプ中の状態数が減少されており、非常
に大きなＮ形ドーピング効率と、大きな光導電性
と、増加した易動度と、長いキヤリア拡散長さ
と、光電池において必要な暗所における小さな真
性導電率を提供する。この非晶質半導体膜は、太
陽電池およびＰ−Ｎ接合素子、ダイオード、又は
トランジスタ等を含む電流制御素子を如き更に効
率のよい素子の製造に使用可能である。
膜の形成における実質的な突破口は、非晶質膜、
特に結晶質半導体材料の関連する望ましい属性を
有するシリコンの非晶質膜を形成した弊米国特許
第4217374号および同第4226898号に開示された発
明によつて開かれた。（前者の米国特許は蒸着法
を用いる改良された非晶質シリコン膜の堆積法を
開示し、後者の特許はシリコンを含むガスのグロ
ー放電による改良された非晶質シリコン膜の付着
（堆積）法を開示する。）これ等の特許において開
示されたプロセスにより形成された改良された真
性の非晶質シリコン膜では真性材料におけるバン
ド・ギヤツプ中の状態数が減少されており、非常
に大きなＮ形ドーピング効率と、大きな光導電性
と、増加した易動度と、長いキヤリア拡散長さ
と、光電池において必要な暗所における小さな真
性導電率を提供する。この非晶質半導体膜は、太
陽電池およびＰ−Ｎ接合素子、ダイオード、又は
トランジスタ等を含む電流制御素子を如き更に効
率のよい素子の製造に使用可能である。
本発明の一実施例では、望ましくは非晶質膜の
付着形成中に、非晶質半導体材料のエネルギ・ギ
ヤツプ中の局在状態を大巾に減小させて多くの点
で真性結晶質シリコンと同等にするように、非晶
質半導体材料と合金を作り、これを変成すると考
えられる変成即ち補償材料を含有せしめる。前記
の米国特許第4226898号に開示されたシリコン膜
の形成プロセスにおいては、一構成元素としてシ
リコンを含む化合物がグロー放電分解によつて分
解され、グロー放電堆積の間、複数の変成元素、
好ましくは活性化されたフツ素および水素をとり
込ませつつ、非晶質シリコンを基板上に堆積させ
る。
付着形成中に、非晶質半導体材料のエネルギ・ギ
ヤツプ中の局在状態を大巾に減小させて多くの点
で真性結晶質シリコンと同等にするように、非晶
質半導体材料と合金を作り、これを変成すると考
えられる変成即ち補償材料を含有せしめる。前記
の米国特許第4226898号に開示されたシリコン膜
の形成プロセスにおいては、一構成元素としてシ
リコンを含む化合物がグロー放電分解によつて分
解され、グロー放電堆積の間、複数の変成元素、
好ましくは活性化されたフツ素および水素をとり
込ませつつ、非晶質シリコンを基板上に堆積させ
る。
後者の特許の特定の実施態様においては、堆積
非晶質膜のシリコンと一つの変成即ち補償元素と
してのフツ素とを供給する四フツ化シリコン
（SiF4）のグロー放電によつて約380℃の基板温度
においてシリコンがバツチ・モードで堆積され
る。
非晶質膜のシリコンと一つの変成即ち補償元素と
してのフツ素とを供給する四フツ化シリコン
（SiF4）のグロー放電によつて約380℃の基板温度
においてシリコンがバツチ・モードで堆積され
る。
四フツ化シリコンはグロー放電の際プラズマを
形成し得るが、この物質はシリコンのグロー放電
堆積のための出発物質としてはそれ自体それ程有
効なものではない。グロー放電のための雰囲気は
水素分子（H2）の如き気体を添加することによつ
てより反応性になるが、これは水素分子を水素原
子又は水素イオン等に変えることによつてグロー
放電により反応性を高められる。この反応性の
（高い）水素は、グロー放電において、その分解
を更に容易にしかつこれから基板上に非晶質シリ
コンを付着させるように四フツ化シリコンと反応
する。同時に、フツ素および種々のシリコンの亜
フツ化物がグロー放電によつて解離され、反応性
にされる。反応性水素および反応性フツ素種は、
非晶質シリコンの主マトリツクスが堆積されてい
る際、非晶質シリコンの主マトリツクスにとり込
まれ、欠陥状態の数が少い新しい真性材料を生成
する。この新しい合金を考察する簡単な方法は、
ダングリングボンドのキヤツピング（capping）
の充満および他の欠陥の除去が生じることであ
る。このため、このような変成用元素はエネル
ギ・ギヤツプ中の局在状態の密度を実質的に減少
させ前述の有利な結果を生じさせる。
形成し得るが、この物質はシリコンのグロー放電
堆積のための出発物質としてはそれ自体それ程有
効なものではない。グロー放電のための雰囲気は
水素分子（H2）の如き気体を添加することによつ
てより反応性になるが、これは水素分子を水素原
子又は水素イオン等に変えることによつてグロー
放電により反応性を高められる。この反応性の
（高い）水素は、グロー放電において、その分解
を更に容易にしかつこれから基板上に非晶質シリ
コンを付着させるように四フツ化シリコンと反応
する。同時に、フツ素および種々のシリコンの亜
フツ化物がグロー放電によつて解離され、反応性
にされる。反応性水素および反応性フツ素種は、
非晶質シリコンの主マトリツクスが堆積されてい
る際、非晶質シリコンの主マトリツクスにとり込
まれ、欠陥状態の数が少い新しい真性材料を生成
する。この新しい合金を考察する簡単な方法は、
ダングリングボンドのキヤツピング（capping）
の充満および他の欠陥の除去が生じることであ
る。このため、このような変成用元素はエネル
ギ・ギヤツプ中の局在状態の密度を実質的に減少
させ前述の有利な結果を生じさせる。
非晶質シリコン半導体マトリツクスにＮ形およ
びＰ形の導電性を付与することが必要な場合、こ
のマトリツクスの使用は膜のグロー放電堆積の間
変成用元素の気体形態でのとり込みを推奨する。
Ｎ形伝導を得るため推奨された変成元素即ちドー
プ物質は、気相のホスフイン（PH3）およびアル
シン（AsH3）の形のリンおよびヒ素である。Ｐ形
伝導性を得るための推奨変成元素即ちドープ物質
は、気相のジボラン（B2H6）、Al（C2H5）3、Ga
（CH3）3およびIn（CH3）3の形のホウ素、アルミニ
ウム、ガリウムおよびインジウムである。この変
成元素は、約380℃の基板温度で、真性材料の場
合について説明したと同じ堆積条件の下で添加さ
れた。
びＰ形の導電性を付与することが必要な場合、こ
のマトリツクスの使用は膜のグロー放電堆積の間
変成用元素の気体形態でのとり込みを推奨する。
Ｎ形伝導を得るため推奨された変成元素即ちドー
プ物質は、気相のホスフイン（PH3）およびアル
シン（AsH3）の形のリンおよびヒ素である。Ｐ形
伝導性を得るための推奨変成元素即ちドープ物質
は、気相のジボラン（B2H6）、Al（C2H5）3、Ga
（CH3）3およびIn（CH3）3の形のホウ素、アルミニ
ウム、ガリウムおよびインジウムである。この変
成元素は、約380℃の基板温度で、真性材料の場
合について説明したと同じ堆積条件の下で添加さ
れた。
前述の用途において堆積されたシリコン素子を
形成するプロセスは重要な改善をもたらして改良
された太陽電池その他の素子の製造を可能にする
が、Ｐ形ドープされ付着されたシリコン材料は必
要とされるだけの効果的なＰ形伝導特性をもたな
かつた。「ジヤーナル・オブ・ノンクリスタリ
ン・ソリツズ（Journal of Non−Crystalline
Solids）」第35巻および第36巻、パート、1980
年１月／２月号の171〜181頁に報告された如く、
真性材料及びn+層に対応して堆積用気体中に
500ppmのPH3を添加する。堆積気体中にジボラ
ン（B2H6）を添加すると、光吸収に大きな変化が
生じる。示唆されることは、更に狭いバンド・ギ
ヤツプを有し、Ｐ形の特性を呈するホウ素を含む
新しい合金が合成されたことである。ホウ素に特
有の３中心結合が部分的にはこの挙動の原因にな
り得る。このことは、従来のＮ形物質が形性され
るリン又はヒ素が添加される時に得られる結果と
対照的である。
形成するプロセスは重要な改善をもたらして改良
された太陽電池その他の素子の製造を可能にする
が、Ｐ形ドープされ付着されたシリコン材料は必
要とされるだけの効果的なＰ形伝導特性をもたな
かつた。「ジヤーナル・オブ・ノンクリスタリ
ン・ソリツズ（Journal of Non−Crystalline
Solids）」第35巻および第36巻、パート、1980
年１月／２月号の171〜181頁に報告された如く、
真性材料及びn+層に対応して堆積用気体中に
500ppmのPH3を添加する。堆積気体中にジボラ
ン（B2H6）を添加すると、光吸収に大きな変化が
生じる。示唆されることは、更に狭いバンド・ギ
ヤツプを有し、Ｐ形の特性を呈するホウ素を含む
新しい合金が合成されたことである。ホウ素に特
有の３中心結合が部分的にはこの挙動の原因にな
り得る。このことは、従来のＮ形物質が形性され
るリン又はヒ素が添加される時に得られる結果と
対照的である。
シヨツトキー障壁又はMIS素子の如き素子はＰ
形ドープされた膜の有無に拘わらず形成可能であ
るが、一般にMIS素子で用いられる薄い障壁層の
特性は制御が難かしく、屡々周囲の元素が拡散す
るのを防止するよう十分に密閉することができ
ず、その結果素子は屡々不安定になるため、製造
が難しい。更に、このような構造体では素子のレ
ベルが高くなるとシート抵抗が高くなる。所要の
効率および安定性を有する光電池はＰ−Ｎ又はＰ
−Ｉ−Ｎ接合の使用を必要とするように思われ
る。この目的のため、電池の効率を高めるには改
良されたＰ−ドープされた物質が望ましい。
形ドープされた膜の有無に拘わらず形成可能であ
るが、一般にMIS素子で用いられる薄い障壁層の
特性は制御が難かしく、屡々周囲の元素が拡散す
るのを防止するよう十分に密閉することができ
ず、その結果素子は屡々不安定になるため、製造
が難しい。更に、このような構造体では素子のレ
ベルが高くなるとシート抵抗が高くなる。所要の
効率および安定性を有する光電池はＰ−Ｎ又はＰ
−Ｉ−Ｎ接合の使用を必要とするように思われ
る。この目的のため、電池の効率を高めるには改
良されたＰ−ドープされた物質が望ましい。
前掲の後者の米国特許において開示されたフツ
素および水素で補償されたグロー放電堆積による
シリコン膜を形成する際、シリコンは約380℃の
基板温度で付着されることが望ましい。この基板
温度以上では、水素の補償効率が徐々に低下し、
約450℃より高い温度では、水素が堆積中のシリ
コンと容易に結合しないため、前記効率は大きく
低下する。
素および水素で補償されたグロー放電堆積による
シリコン膜を形成する際、シリコンは約380℃の
基板温度で付着されることが望ましい。この基板
温度以上では、水素の補償効率が徐々に低下し、
約450℃より高い温度では、水素が堆積中のシリ
コンと容易に結合しないため、前記効率は大きく
低下する。
前述の如く、気相のＰ形ドープ物質の導入は、
一応ｐ形物質を生ぜしめるものの、所望の四価の
即ち四配位の結合が生じるのみであるならば理論
的には実現されるはずのｐ形物質を生成しても理
論化されるに足るＰ形伝導効率を有する物質を生
成しない。シリコン材料の最も有効な水素補償の
ために必要な400℃以下のグロー放電時の基板温
度においては、一見Ｐ形ドープ物質のあるもの
は、結晶質の拘束が存在しない故に、四面体状で
はなく三配位されて、このためギヤツプ中にドー
プではない付加的状態を生じさせるものと考えら
れる。ジボランを含む他のプロセスは、その金属
部分乃至ホウ素がその炭化水素又は水素の関連す
る置換基から容易に完全に解離せず、又このため
このような形態ではシリコンの主マトリツクスに
対する有効なＰ形ドープ元素を提供しないため、
３中心結合の形成その他の効率の低い結合をもた
らす。更に、このような物質のバンド・ギヤツプ
中にＰ形ドーピング効率を低下させると考えられ
る状態が付加される。
一応ｐ形物質を生ぜしめるものの、所望の四価の
即ち四配位の結合が生じるのみであるならば理論
的には実現されるはずのｐ形物質を生成しても理
論化されるに足るＰ形伝導効率を有する物質を生
成しない。シリコン材料の最も有効な水素補償の
ために必要な400℃以下のグロー放電時の基板温
度においては、一見Ｐ形ドープ物質のあるもの
は、結晶質の拘束が存在しない故に、四面体状で
はなく三配位されて、このためギヤツプ中にドー
プではない付加的状態を生じさせるものと考えら
れる。ジボランを含む他のプロセスは、その金属
部分乃至ホウ素がその炭化水素又は水素の関連す
る置換基から容易に完全に解離せず、又このため
このような形態ではシリコンの主マトリツクスに
対する有効なＰ形ドープ元素を提供しないため、
３中心結合の形成その他の効率の低い結合をもた
らす。更に、このような物質のバンド・ギヤツプ
中にＰ形ドーピング効率を低下させると考えられ
る状態が付加される。
従つて、グロー放電法により堆積されたシリコ
ン材料中の前記Ｐ形ドープ元素のＰ形ドーピング
効率を改善するため多くの努力が払われて来た。
真性層又はＰ−Ｎ接合を形成した空乏領域を必要
とする光電池その他の用途のためのシリコンのグ
ロー放電による堆積は、水素およびフツ素の補償
の程度およびその結果得られる物質における状態
密度の減少がシリコンの蒸着又はスパツタにより
得られる場合よりも優れているため、現在のとこ
ろ、望ましい付着方法と考えられる。
ン材料中の前記Ｐ形ドープ元素のＰ形ドーピング
効率を改善するため多くの努力が払われて来た。
真性層又はＰ−Ｎ接合を形成した空乏領域を必要
とする光電池その他の用途のためのシリコンのグ
ロー放電による堆積は、水素およびフツ素の補償
の程度およびその結果得られる物質における状態
密度の減少がシリコンの蒸着又はスパツタにより
得られる場合よりも優れているため、現在のとこ
ろ、望ましい付着方法と考えられる。
本発明は、前記諸点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、大面積の光起電力
パネルでも比較的一様な特性を有するように比較
的高速に作製し得るのみならず、光起電力パネル
の導電形の異なる各半導体合金材料層が他の材料
層形成用のドープ物質によつて汚染される虞れが
少なく所望の特性を有する光起電力パネルの製造
方法を得供することにある。
り、その目的とするところは、大面積の光起電力
パネルでも比較的一様な特性を有するように比較
的高速に作製し得るのみならず、光起電力パネル
の導電形の異なる各半導体合金材料層が他の材料
層形成用のドープ物質によつて汚染される虞れが
少なく所望の特性を有する光起電力パネルの製造
方法を得供することにある。
本発明によれば、前記した目的は、
半導体含有化合物を含む気体のグロー放電によ
つて順々に堆積された異なる導電性の半導体合金
材料層で光起電力パネルを作製する方法であつ
て、 減圧状態の少なくとも二つのグロー放電領域の
各々において、加熱されて昇温されている基体上
に前記半導体合金材料を堆積させること、 所定のドープ物質含有化合物を、前記グロー放
電領域のうちの少なくとも一つの領域では気相中
に含ませておくと共に、前記グロー放電領域のう
ちの他の領域では存在させないでおく方法であ
り、且つ 異なる導電形の半導体合金材料層を順々に堆積
させるための前記複数のグロー放電領域で半導体
合金材料の堆積を行なつている間、該複数のグロ
ー放電領域をとおるように前記基体をある径路に
沿つて連続的に移動させること、 前記一つのグロー放電領域の前記所定のドープ
物質含有化合物が前記基体の移動径路に関して該
一つのグロー放電領域の直前又は直後の前記他の
グロー放電領域の気相を汚染しないようにこれら
のグロー放電領域の気相を相互に分離すべく、対
応する二つのグロー放電領域間の前記基体の移動
径路に沿つて形成された分離通路内に、該二つの
グロー放電領域の夫々に向かうような掃気用気体
の流れを形成すること からなる光起電力パネルの作製方法 によつて達成される。
つて順々に堆積された異なる導電性の半導体合金
材料層で光起電力パネルを作製する方法であつ
て、 減圧状態の少なくとも二つのグロー放電領域の
各々において、加熱されて昇温されている基体上
に前記半導体合金材料を堆積させること、 所定のドープ物質含有化合物を、前記グロー放
電領域のうちの少なくとも一つの領域では気相中
に含ませておくと共に、前記グロー放電領域のう
ちの他の領域では存在させないでおく方法であ
り、且つ 異なる導電形の半導体合金材料層を順々に堆積
させるための前記複数のグロー放電領域で半導体
合金材料の堆積を行なつている間、該複数のグロ
ー放電領域をとおるように前記基体をある径路に
沿つて連続的に移動させること、 前記一つのグロー放電領域の前記所定のドープ
物質含有化合物が前記基体の移動径路に関して該
一つのグロー放電領域の直前又は直後の前記他の
グロー放電領域の気相を汚染しないようにこれら
のグロー放電領域の気相を相互に分離すべく、対
応する二つのグロー放電領域間の前記基体の移動
径路に沿つて形成された分離通路内に、該二つの
グロー放電領域の夫々に向かうような掃気用気体
の流れを形成すること からなる光起電力パネルの作製方法 によつて達成される。
本発明の好ましい一実施例では、前記基体とし
て可撓性ウエブが用いられる。本発明の好ましい
一実施例では、また、個々別々の堆積室に前記領
域を設ける。
て可撓性ウエブが用いられる。本発明の好ましい
一実施例では、また、個々別々の堆積室に前記領
域を設ける。
本発明の好ましい一実施例では、更に、ｐ、
ｉ、及びｎ形の半導体合金材料の層を前記の個々
別々の堆積室の夫々の室で順々に堆積させる。
ｉ、及びｎ形の半導体合金材料の層を前記の個々
別々の堆積室の夫々の室で順々に堆積させる。
尚、本発明の好ましい一実施例では、前記半導
体合金材料としてシリコンを用いる。
体合金材料としてシリコンを用いる。
本発明の一実施例では、より効率的にドープさ
れたＰ形物質を形成するため、又はより効率的に
Ｐ形ドープされたシリコン材料を有するＰ−Ｎ乃
至Ｐ−Ｉ−Ｎ接合素子を形成するため、グロー放
電によるシリコン堆積の連続法において、Ｐ形ド
ープをより効率的に行う。
れたＰ形物質を形成するため、又はより効率的に
Ｐ形ドープされたシリコン材料を有するＰ−Ｎ乃
至Ｐ−Ｉ−Ｎ接合素子を形成するため、グロー放
電によるシリコン堆積の連続法において、Ｐ形ド
ープをより効率的に行う。
従来技術におけるＰ形ドープされた物質の形成
方法は、真性材料に対して最適化された堆積条件
下でジボランの如き従来のドープ物質用気体を使
用することに限定されて来た。これ迄は、有効な
非晶質シリコンの調製のため必要とされる温度範
囲外にあると考えられた来た約450℃以上の基板
温度で付着された非晶質（又は多結晶質）のシリ
コンのグロー放電堆積法において、Ｐ形ドープ物
質の気体状のホウ化物（B2H6の如き）およびＰ
形ドープ用金属の気体状化合物を使用可能である
とは誰も考えなかつた。
方法は、真性材料に対して最適化された堆積条件
下でジボランの如き従来のドープ物質用気体を使
用することに限定されて来た。これ迄は、有効な
非晶質シリコンの調製のため必要とされる温度範
囲外にあると考えられた来た約450℃以上の基板
温度で付着された非晶質（又は多結晶質）のシリ
コンのグロー放電堆積法において、Ｐ形ドープ物
質の気体状のホウ化物（B2H6の如き）およびＰ
形ドープ用金属の気体状化合物を使用可能である
とは誰も考えなかつた。
本発明の一実施例は又、約450℃以上で物質を
堆積させることによつて、更に効率的にＰ形ドー
プされたグロー放電堆積シリコンを形成する方法
も含むものである。このような高い温度で堆積さ
れたシリコン物質では、水素補償の利点を失うこ
とは、特にＰ形ドープされた堆積層が関連する電
極とオーミツクなP+界面を形成する場合、Ｐ形
ドーピングの効率向上により十分以上に克服され
る。前述の如く、このような高温度においては、
ホウ素又は金属性のＰ形ドープ用元素が使用され
た気体状化合物の水素および炭化水素構成元素か
ら十分に実質的に解離されるため、３中心結合そ
の他の望ましくない結合配置が除かれるものと考
えられる。Ｐ形ドープに対して有効な所望の四面
（四面体）結合がこのようにして得られる。Ｐ形
ドープ用金属（即ち、Al、Ga、In、Znおよび
Tl）の化合物の気体も又約400℃又はこれより低
い基板温度を用いるシリコンのグロー放電堆積の
際のＰ形ドープ物質としては有効でないが、これ
等の元素には本文に説明されたシリコンのグロー
放電用のより高い基板温度（即ち、少くとも約
450℃の温度）を用いる気体化合物形態の良好な
Ｐ形ドープ物質である。約450℃以上の高い基板
温度ではシリコン材料の水素補償の効率は低い結
果となり得るが、700℃乃至800℃までの範囲内の
基板温度ではフツ素が堆積されたシリコンと効率
的に結合するため、この材料はフツ素によつて依
然として効果的に補償される。
堆積させることによつて、更に効率的にＰ形ドー
プされたグロー放電堆積シリコンを形成する方法
も含むものである。このような高い温度で堆積さ
れたシリコン物質では、水素補償の利点を失うこ
とは、特にＰ形ドープされた堆積層が関連する電
極とオーミツクなP+界面を形成する場合、Ｐ形
ドーピングの効率向上により十分以上に克服され
る。前述の如く、このような高温度においては、
ホウ素又は金属性のＰ形ドープ用元素が使用され
た気体状化合物の水素および炭化水素構成元素か
ら十分に実質的に解離されるため、３中心結合そ
の他の望ましくない結合配置が除かれるものと考
えられる。Ｐ形ドープに対して有効な所望の四面
（四面体）結合がこのようにして得られる。Ｐ形
ドープ用金属（即ち、Al、Ga、In、Znおよび
Tl）の化合物の気体も又約400℃又はこれより低
い基板温度を用いるシリコンのグロー放電堆積の
際のＰ形ドープ物質としては有効でないが、これ
等の元素には本文に説明されたシリコンのグロー
放電用のより高い基板温度（即ち、少くとも約
450℃の温度）を用いる気体化合物形態の良好な
Ｐ形ドープ物質である。約450℃以上の高い基板
温度ではシリコン材料の水素補償の効率は低い結
果となり得るが、700℃乃至800℃までの範囲内の
基板温度ではフツ素が堆積されたシリコンと効率
的に結合するため、この材料はフツ素によつて依
然として効果的に補償される。
水素又はフツ素補償なしに堆積された非晶質シ
リコンの場合、基板温度が約550℃で結晶化過程
が重要となる。水素補償の非晶質シリコンの堆積
および（又は）合金化のため、非晶質状態は実質
的に約650℃の基板温度まで維持される。水素で
補償されホウ素がドープされた非晶質シリコンの
場合は、約700℃の基板温度まで非晶質状態が維
持される。フツ素が添加される場合、堆積される
材料の非晶質状態は更に高い基板温度の場合まで
ひろがる。このことから、この方法では、700℃
以上の基板温度においてホウ素でドープされたフ
ツ素補償の行われた非晶質シリコンが生成され得
ることが明らかである。水素およびフツ素によつ
て補償されたシリコン膜が実質的に非晶質のまゝ
であるような付着基板温度により達成されたドー
ピング・レベルはあるドーピング用途に対して十
分である。更に高いドーピング・レベルに対して
は、非晶質材料がシリコンの微結晶と混成状態に
なるか、あるいは実質的に多結晶となるように、
比較的高い堆積基板温度を使用することができ
る。
リコンの場合、基板温度が約550℃で結晶化過程
が重要となる。水素補償の非晶質シリコンの堆積
および（又は）合金化のため、非晶質状態は実質
的に約650℃の基板温度まで維持される。水素で
補償されホウ素がドープされた非晶質シリコンの
場合は、約700℃の基板温度まで非晶質状態が維
持される。フツ素が添加される場合、堆積される
材料の非晶質状態は更に高い基板温度の場合まで
ひろがる。このことから、この方法では、700℃
以上の基板温度においてホウ素でドープされたフ
ツ素補償の行われた非晶質シリコンが生成され得
ることが明らかである。水素およびフツ素によつ
て補償されたシリコン膜が実質的に非晶質のまゝ
であるような付着基板温度により達成されたドー
ピング・レベルはあるドーピング用途に対して十
分である。更に高いドーピング・レベルに対して
は、非晶質材料がシリコンの微結晶と混成状態に
なるか、あるいは実質的に多結晶となるように、
比較的高い堆積基板温度を使用することができ
る。
堆積させられた非晶質シリコン中の結晶質物質
の包含又は実質的に多結晶のＰ形ドープされた物
質の使用は、Ｐ−Ｎ又はP+−Ｉ−N+形光起電力
素子の効率を損うことはない。この効率は、多結
晶シリコンにおけるＰ形ドーピング効率は十分に
既知であり、又微結晶の光吸収性は非晶質物質よ
りも低い故光活性層中での光子吸収性が悪影響を
受けないため、素子の効率が損われることはな
い。吸収率が高い非晶質物質の場合は、P+−Ｉ
−N+構造のP+層が1000Å以下と言う薄さに保持
され、この層が光活性層でないため光子の吸収が
最小限度に抑えられる。この層厚は更に、有効な
光起電力作用を得るため素子のP+層と真性層間
の伝導帯および価電子帯を曲げるに十分な正のキ
ヤリアを提供する。非晶質シリコンへのシリコン
微結晶の添加は、P+−Ｉ−N+素子の効率を損わ
ない許りでなく、非晶質のＰ形物質と比較して結
晶質Ｐ形物質のより大きい正孔移動度およびより
大きい光伝導率の故に、Ｐ−Ｎ形光電素子の効率
を補うことができる。
の包含又は実質的に多結晶のＰ形ドープされた物
質の使用は、Ｐ−Ｎ又はP+−Ｉ−N+形光起電力
素子の効率を損うことはない。この効率は、多結
晶シリコンにおけるＰ形ドーピング効率は十分に
既知であり、又微結晶の光吸収性は非晶質物質よ
りも低い故光活性層中での光子吸収性が悪影響を
受けないため、素子の効率が損われることはな
い。吸収率が高い非晶質物質の場合は、P+−Ｉ
−N+構造のP+層が1000Å以下と言う薄さに保持
され、この層が光活性層でないため光子の吸収が
最小限度に抑えられる。この層厚は更に、有効な
光起電力作用を得るため素子のP+層と真性層間
の伝導帯および価電子帯を曲げるに十分な正のキ
ヤリアを提供する。非晶質シリコンへのシリコン
微結晶の添加は、P+−Ｉ−N+素子の効率を損わ
ない許りでなく、非晶質のＰ形物質と比較して結
晶質Ｐ形物質のより大きい正孔移動度およびより
大きい光伝導率の故に、Ｐ−Ｎ形光電素子の効率
を補うことができる。
又、本発明の一実施例は、従来用いられてなか
つた非気体状材料をドープ物質として使用するこ
とによつてＰ形ドーピングの難かしさを除去する
方法をも開示する。この方法は、固体金属を蒸発
させて、金属蒸気をシリコン堆積用気体と共に直
接グロー放電室に連続的あるいは間欠的に供給す
るように、固体金属を高温度迄加熱することを含
む。金属蒸気の形態のＰ形ドープ用金属は、フツ
素および水素補償が望ましい比較的低い基板温度
でのシリコンのグロー放電堆積法において有効で
ある。これ等の気化されたＰ形ドープ用金属は
又、水素補償が必要でない比較的高い基板温度で
のグロー放電シリコン堆積膜と共に使用できる。
つた非気体状材料をドープ物質として使用するこ
とによつてＰ形ドーピングの難かしさを除去する
方法をも開示する。この方法は、固体金属を蒸発
させて、金属蒸気をシリコン堆積用気体と共に直
接グロー放電室に連続的あるいは間欠的に供給す
るように、固体金属を高温度迄加熱することを含
む。金属蒸気の形態のＰ形ドープ用金属は、フツ
素および水素補償が望ましい比較的低い基板温度
でのシリコンのグロー放電堆積法において有効で
ある。これ等の気化されたＰ形ドープ用金属は
又、水素補償が必要でない比較的高い基板温度で
のグロー放電シリコン堆積膜と共に使用できる。
本発明の一実施例では、Ｐ形ドープ物質である
ホウ素乃至金属材料をＮ形および真性のグロー放
電堆積された非晶質物質と結合された連続プロセ
スで堆積させ、改良されたＰ−ＮおよびＰ−Ｉ−
Ｎ接合の光起電力素子等を製造することができ
る。
ホウ素乃至金属材料をＮ形および真性のグロー放
電堆積された非晶質物質と結合された連続プロセ
スで堆積させ、改良されたＰ−ＮおよびＰ−Ｉ−
Ｎ接合の光起電力素子等を製造することができ
る。
連続法においては、連続する帯状材上に特定の
所要のＰ形およびＮ形および（又は）真性のシリ
コン膜を効率的に堆積させるに必要な基板温度そ
の他の周囲条件を各々が有する別個の堆積ステー
シヨンを経て帯状基板が連続的に移動される際、
前記各物質が帯状基板上にグロー放電法で堆積さ
せられる。本発明の連続的な製造法においては各
堆積ステーシヨンが１つの層（Ｐ、Ｉ、Ｎのいず
れか）の堆積のため専用化されるが、これは堆積
材料がステーシヨンの背景環境を汚染して容易に
除去されないためである。
所要のＰ形およびＮ形および（又は）真性のシリ
コン膜を効率的に堆積させるに必要な基板温度そ
の他の周囲条件を各々が有する別個の堆積ステー
シヨンを経て帯状基板が連続的に移動される際、
前記各物質が帯状基板上にグロー放電法で堆積さ
せられる。本発明の連続的な製造法においては各
堆積ステーシヨンが１つの層（Ｐ、Ｉ、Ｎのいず
れか）の堆積のため専用化されるが、これは堆積
材料がステーシヨンの背景環境を汚染して容易に
除去されないためである。
本発明の特徴は、例えば、非晶質および多結晶
のシリコン半導体材料に対して適用されるが、好
ましい一例として450乃至700℃の範囲の基板温度
でシリコン材料と共にグロー放電堆積される気体
状のホウ素乃至気体状の蒸気化金属からなるＰ形
ドープ用物質について特に詳述する。この堆積さ
れた膜は前記基板温度範囲全体にわたつてフツ素
によつて補償されているが、水素の補償は基板温
度の上昇と共に減少する。蒸気化金属からなるＰ
形ドープ材料はシリコン材料と共に400℃より低
い基板温度でグロー放電堆積されてもよい。この
場合、水素およびフツ素補償されたＰ形ドープさ
れた物質を形成することができる。
のシリコン半導体材料に対して適用されるが、好
ましい一例として450乃至700℃の範囲の基板温度
でシリコン材料と共にグロー放電堆積される気体
状のホウ素乃至気体状の蒸気化金属からなるＰ形
ドープ用物質について特に詳述する。この堆積さ
れた膜は前記基板温度範囲全体にわたつてフツ素
によつて補償されているが、水素の補償は基板温
度の上昇と共に減少する。蒸気化金属からなるＰ
形ドープ材料はシリコン材料と共に400℃より低
い基板温度でグロー放電堆積されてもよい。この
場合、水素およびフツ素補償されたＰ形ドープさ
れた物質を形成することができる。
本発明の一実施例は、太陽電池又はＰ−Ｎ乃至
Ｐ−Ｉ−Ｎ素子を含む電流素子の製造に用いるた
め、更に効率のよいＰ形の非晶質半導体膜の製造
を可能にする。更に、本発明の一実施例では、前
述の基板温度で、Ｐ形ドープ用物質となるホウ素
又は金属Al、Ga、In、ZnもしくはTlの内の少く
とも１つを用いて、グロー放電環境において種種
の素子の有効な大量生産法をもたらす。
Ｐ−Ｉ−Ｎ素子を含む電流素子の製造に用いるた
め、更に効率のよいＰ形の非晶質半導体膜の製造
を可能にする。更に、本発明の一実施例では、前
述の基板温度で、Ｐ形ドープ用物質となるホウ素
又は金属Al、Ga、In、ZnもしくはTlの内の少く
とも１つを用いて、グロー放電環境において種種
の素子の有効な大量生産法をもたらす。
従つて、本発明の一実施例では、Ｐ形半導体合
金を形成する方法が提供され、この方法は、材料
のグロー放電法の堆積工程において、金属元素が
グロー放電堆積されるシリコン材料と共に堆積さ
せられてＰ形合金を形成するようにシリコン堆積
用のグロー放電領域中にＰ形ドープ物質となる蒸
気化金属元素を導入することを特徴とする部分真
空雰囲気内に少くともシリコンを含む化合物のグ
ロー放電によつて、少くともシリコンを含む材料
を基板上に付着させる工程を含む。
金を形成する方法が提供され、この方法は、材料
のグロー放電法の堆積工程において、金属元素が
グロー放電堆積されるシリコン材料と共に堆積さ
せられてＰ形合金を形成するようにシリコン堆積
用のグロー放電領域中にＰ形ドープ物質となる蒸
気化金属元素を導入することを特徴とする部分真
空雰囲気内に少くともシリコンを含む化合物のグ
ロー放電によつて、少くともシリコンを含む材料
を基板上に付着させる工程を含む。
本発明の一実施例ではＰ形合金の形成方法が提
供される。この方法は、材料のグロー放電堆積の
間、Ｐ形ドープ物質の気体状化合物を、シリコン
堆積用グロー放電域に導入することによつて特徴
づけられており、部分真空の覆囲気内で少くとも
シリコンを含む化合物のグロー放電によつて少く
ともシリコンを含む材料を少くとも約450℃の温
度迄加熱された基板上に堆積させる工程を含む。
尚、この場合、前記Ｐ形ドープ物質の気体状化合
物は少くともＰ形ドープ用元素および非Ｐ形ドー
プ用置換基を含み、この気体状化合物は少くとも
約450℃の前記基板温度において前記Ｐ形ドープ
用元素および前記非Ｐ形ドープ用置換基に解離
し、Ｐ形ドープ用元素は堆積するシリコン半導体
材料と結合してＰ形合金を生じる。
供される。この方法は、材料のグロー放電堆積の
間、Ｐ形ドープ物質の気体状化合物を、シリコン
堆積用グロー放電域に導入することによつて特徴
づけられており、部分真空の覆囲気内で少くとも
シリコンを含む化合物のグロー放電によつて少く
ともシリコンを含む材料を少くとも約450℃の温
度迄加熱された基板上に堆積させる工程を含む。
尚、この場合、前記Ｐ形ドープ物質の気体状化合
物は少くともＰ形ドープ用元素および非Ｐ形ドー
プ用置換基を含み、この気体状化合物は少くとも
約450℃の前記基板温度において前記Ｐ形ドープ
用元素および前記非Ｐ形ドープ用置換基に解離
し、Ｐ形ドープ用元素は堆積するシリコン半導体
材料と結合してＰ形合金を生じる。
本発明の一実施例ではシリコンを含む少くとも
１つの元素を有する材料を含む半導体合金が提供
される。この材料は部分真空雰囲気におけるシリ
コンを含む少くとも１つの化合物のグロー放電に
より基板上に堆積させられ、このグロー放電によ
る堆積の間蒸気化状態の前記金属元素が該材料に
とり込まれてＰ形合金を提供する少くとも１つの
金属のＰ形ドープ用元素が用いられている。
１つの元素を有する材料を含む半導体合金が提供
される。この材料は部分真空雰囲気におけるシリ
コンを含む少くとも１つの化合物のグロー放電に
より基板上に堆積させられ、このグロー放電によ
る堆積の間蒸気化状態の前記金属元素が該材料に
とり込まれてＰ形合金を提供する少くとも１つの
金属のＰ形ドープ用元素が用いられている。
本発明の一実施例ではシリコンを含む少くとも
１つの元素を有する材料を含む半導体合金が提供
される。この材料は少くとも約450℃の温度に加
熱された基板上にシリコンを含む少くとも１つの
化合物のグロー放電によつて堆積せしめられてお
り、Ｐ形ドープ用の気体状化合物から材料中にと
り込まれた少くとも１つのＰ形ドープ元素によつ
て特徴づけられている。尚この場合、前記のＰ形
ドープ用気体状化合物は少くとも前記Ｐ形ドープ
用元素および非Ｐ形ドープ用置換基を含み、前記
の気体状化合物は、グロー放電堆積の間少くとも
約450℃の前記基板温度においてＰ形合金が形成
されるように前記Ｐ形ドープ用元素および非Ｐ形
ドープ用置換基に解離する。
１つの元素を有する材料を含む半導体合金が提供
される。この材料は少くとも約450℃の温度に加
熱された基板上にシリコンを含む少くとも１つの
化合物のグロー放電によつて堆積せしめられてお
り、Ｐ形ドープ用の気体状化合物から材料中にと
り込まれた少くとも１つのＰ形ドープ元素によつ
て特徴づけられている。尚この場合、前記のＰ形
ドープ用気体状化合物は少くとも前記Ｐ形ドープ
用元素および非Ｐ形ドープ用置換基を含み、前記
の気体状化合物は、グロー放電堆積の間少くとも
約450℃の前記基板温度においてＰ形合金が形成
されるように前記Ｐ形ドープ用元素および非Ｐ形
ドープ用置換基に解離する。
本発明の一実施例では、金属電極を含む基板を
有するＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ接合が提供される。
この場合、材料が反対の伝導タイプ（Ｐおよび
Ｎ）の少くとも２つの合金の順次のグロー放電堆
積により前記電極上に堆積されたシリコンを含む
少くとも１つの元素からなり、グロー放電堆積の
間に少くとも１つの蒸気化金属からなるＰ形ドー
プ用元素をとり込ませてなるシリコンのＰ形合金
であるＰ形のシリコン含有合金によつて特徴づけ
られる。尚、この場合、Ｎ形のシリコン含有合金
は、Ｎ形合金になるようにそのグロー放電堆積の
間少くとも１つのＮ形ドープ用元素をとり込んで
いる。
有するＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ接合が提供される。
この場合、材料が反対の伝導タイプ（Ｐおよび
Ｎ）の少くとも２つの合金の順次のグロー放電堆
積により前記電極上に堆積されたシリコンを含む
少くとも１つの元素からなり、グロー放電堆積の
間に少くとも１つの蒸気化金属からなるＰ形ドー
プ用元素をとり込ませてなるシリコンのＰ形合金
であるＰ形のシリコン含有合金によつて特徴づけ
られる。尚、この場合、Ｎ形のシリコン含有合金
は、Ｎ形合金になるようにそのグロー放電堆積の
間少くとも１つのＮ形ドープ用元素をとり込んで
いる。
本発明の一実施例では金属電極を含む基板を有
するＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ形接合が提供される。
この場合、材料が、反対の伝導タイプ（Ｐおよび
Ｎ）の少くとも２つの合金の順次のグロー放電堆
積によつて少くとも約450℃の温度迄加熱された
前記電極上に堆積されたシリコンを含む少くとも
１つの元素を有し、グロー放電堆積の間にＰ形ド
ープ用気体状化合物から少くとも１つのＰ形ドー
プ用元素をとり込ませたＰ形のシリコン含有合金
によつて特徴づけられる。尚この場合、前記Ｐ形
ドープ用気体状化合物は少くとも前記Ｐ形ドープ
用元素および非Ｐ形ドープ用置換基を含み、この
気体状化合物は、シリコンのＰ形合金を形成する
ように、少くとも約450℃の前記基板温度で前記
Ｐ形ドープ用元素および非Ｐ形ドープ用置換基に
解離する。Ｎ形シリコン含有合金は、Ｎ形シリコ
ンになるようにそのグロー放電堆積の間に少くと
も１つのＮ形ドープ用元素をとり込む。
するＰ−Ｎ又はＰ−Ｉ−Ｎ形接合が提供される。
この場合、材料が、反対の伝導タイプ（Ｐおよび
Ｎ）の少くとも２つの合金の順次のグロー放電堆
積によつて少くとも約450℃の温度迄加熱された
前記電極上に堆積されたシリコンを含む少くとも
１つの元素を有し、グロー放電堆積の間にＰ形ド
ープ用気体状化合物から少くとも１つのＰ形ドー
プ用元素をとり込ませたＰ形のシリコン含有合金
によつて特徴づけられる。尚この場合、前記Ｐ形
ドープ用気体状化合物は少くとも前記Ｐ形ドープ
用元素および非Ｐ形ドープ用置換基を含み、この
気体状化合物は、シリコンのＰ形合金を形成する
ように、少くとも約450℃の前記基板温度で前記
Ｐ形ドープ用元素および非Ｐ形ドープ用置換基に
解離する。Ｎ形シリコン含有合金は、Ｎ形シリコ
ンになるようにそのグロー放電堆積の間に少くと
も１つのＮ形ドープ用元素をとり込む。
本発明の一実施例では、１つ以上の電極形成領
域を有する可撓性の帯状材からなる基板のロール
を形成し、反対の伝導タイプ（ＰおよびＮ）を有
する少くとも２つの薄い可撓性のシリコン合金を
前記の１つ以上の電極形成領域の少くとも一部上
に堆積させるように少くとも１つのシリコン堆積
領域を含む部分的に抜気された空間内に前記基板
のロールを略々連続的に繰出し、前記の１つ以上
の合金によつて光起電力用空乏領域を形成させる
ようにし、次いで前記シリコン合金上に前記電極
形成領域の各々に対して別個に薄い可撓性の電極
形成層を付着することを特徴とする光起電力パネ
ルを製造する方法が提供される。
域を有する可撓性の帯状材からなる基板のロール
を形成し、反対の伝導タイプ（ＰおよびＮ）を有
する少くとも２つの薄い可撓性のシリコン合金を
前記の１つ以上の電極形成領域の少くとも一部上
に堆積させるように少くとも１つのシリコン堆積
領域を含む部分的に抜気された空間内に前記基板
のロールを略々連続的に繰出し、前記の１つ以上
の合金によつて光起電力用空乏領域を形成させる
ようにし、次いで前記シリコン合金上に前記電極
形成領域の各々に対して別個に薄い可撓性の電極
形成層を付着することを特徴とする光起電力パネ
ルを製造する方法が提供される。
本発明の望ましい実施態様については、本明細
書に添付した図面に関して次に例示的に説明す
る。
書に添付した図面に関して次に例示的に説明す
る。
第１図によれば、改良されたＰ形材料をとり込
む素子の製造における第１の工程(A)は基板１０の
形成を含む。この基板１０は、ガラスの如き可撓
性のない材料で形成してもよいが、好ましくは、
アルミニウム又はステンレス鋼等からなる可撓性
の帯状材で形成する。このように、可撓性に富ん
だ帯状材基板１０は、連続的プロセスにおいて、
第２図および第３図に関して以下に説明する種々
の堆積ステーシヨンを該帯状材１０が通過せられ
る際、金属の電極を形成する各層およびシリコン
層を堆積させるために使用可能である。アルミニ
ウム又はステンレス鋼の基板１０は、少くとも約
0.08mm（３ミル）好ましくは約0.4mm（15ミル）
の厚さを有し、必要に応じた巾を有する。帯状材
１０が薄く可撓性のある帯状材である場合は、ロ
ール単位で購入することが望ましい。
む素子の製造における第１の工程(A)は基板１０の
形成を含む。この基板１０は、ガラスの如き可撓
性のない材料で形成してもよいが、好ましくは、
アルミニウム又はステンレス鋼等からなる可撓性
の帯状材で形成する。このように、可撓性に富ん
だ帯状材基板１０は、連続的プロセスにおいて、
第２図および第３図に関して以下に説明する種々
の堆積ステーシヨンを該帯状材１０が通過せられ
る際、金属の電極を形成する各層およびシリコン
層を堆積させるために使用可能である。アルミニ
ウム又はステンレス鋼の基板１０は、少くとも約
0.08mm（３ミル）好ましくは約0.4mm（15ミル）
の厚さを有し、必要に応じた巾を有する。帯状材
１０が薄く可撓性のある帯状材である場合は、ロ
ール単位で購入することが望ましい。
第２の工程(B)は、所望ならば離間され絶縁され
た電極形成層が形成されるように、アルミニウム
又はステンレス鋼製の基板１０の表面に絶縁層１
２を堆積させることを含む。例えば、厚さ約５ミ
クロンの層１２は金属酸化物で作ることができ
る。基板１０がアルミニウム基板の場合にはこの
層は酸化アルミニウム（Al2O3）であることが望
ましく、ステンレス鋼の基板の場合には二酸化ケ
イ素（SiO2）その他の適当なガラスでよい。この
基板１０は絶縁層１２を予め形成した状態で購入
できる。尚、絶縁層１２は、化学的堆積法、蒸着
法、又はアルミニウム基板の場合には陽極酸化法
等の従来周知の製造方法によつて基板１０の表面
に形成され得る。２つの層、即ち基板１０および
酸化層１２が絶縁基板１４を形成する。
た電極形成層が形成されるように、アルミニウム
又はステンレス鋼製の基板１０の表面に絶縁層１
２を堆積させることを含む。例えば、厚さ約５ミ
クロンの層１２は金属酸化物で作ることができ
る。基板１０がアルミニウム基板の場合にはこの
層は酸化アルミニウム（Al2O3）であることが望
ましく、ステンレス鋼の基板の場合には二酸化ケ
イ素（SiO2）その他の適当なガラスでよい。この
基板１０は絶縁層１２を予め形成した状態で購入
できる。尚、絶縁層１２は、化学的堆積法、蒸着
法、又はアルミニウム基板の場合には陽極酸化法
等の従来周知の製造方法によつて基板１０の表面
に形成され得る。２つの層、即ち基板１０および
酸化層１２が絶縁基板１４を形成する。
第３の工程(C)は前記絶縁基板１４上に１つ以上
の電極を形成する層１６を堆積させて、その上に
形成される接合素子のためのベース電極基板１８
を形成する。この金属の電極層（単数又は複数）
１６は、比較的早い堆積法である蒸着法により堆
積されることが望ましい。電極層１６は、光起電
力素子のためには、モリブデン、アルミニウム、
クロム、又はステンレス鋼製の反射性のある金属
電極であることが望ましい。太陽電池の場合に
は、吸収されないで半導体材料を透過した光が電
極層１６で反射され、再び半導体材料中にとおさ
れる。半導体材料がこの時反射された光のエネル
ギを吸収する故、素子の効率が増大され得る。従
つて、反射性電極が望ましい。
の電極を形成する層１６を堆積させて、その上に
形成される接合素子のためのベース電極基板１８
を形成する。この金属の電極層（単数又は複数）
１６は、比較的早い堆積法である蒸着法により堆
積されることが望ましい。電極層１６は、光起電
力素子のためには、モリブデン、アルミニウム、
クロム、又はステンレス鋼製の反射性のある金属
電極であることが望ましい。太陽電池の場合に
は、吸収されないで半導体材料を透過した光が電
極層１６で反射され、再び半導体材料中にとおさ
れる。半導体材料がこの時反射された光のエネル
ギを吸収する故、素子の効率が増大され得る。従
つて、反射性電極が望ましい。
次に、ベース電極基板１８は、前記特許第
4226898号に記載された室の如きグロー放電堆積
環境、又は第２図および第３図について以下に論
述される如き連続プロセス装置におかれる。Ｄ１
〜Ｄ５で示される特定例は、改良されたＰ形ドー
プ法および材料を用いて製造できる種々のＰ−Ｉ
−Ｎ又はＰ−Ｎ接合素子の例示に過ぎない。各素
子はベース電極基板１８を用いて形成される。Ｄ
１〜Ｄ５に示される各素子は、全体の厚さが約
5000乃至30000Åの範囲内である複数のシリコン
層を有する。この厚さは、構造体内にピンホール
その他の物理的欠陥がないこと、および光吸収効
率が最大となることを保証する。更に厚い材料の
場合更に光を吸収できるかもしれないが、厚さが
厚くなるにつれて光で生成された電子正孔対の再
結合がより多く生じる故、ある厚さにおいてそれ
以上の電流が生じなくなる。（Ｄ１〜Ｄ５に示さ
れた各層の厚さは正確な縮尺になつていないこと
を理解すべきである。） 最初にＤ１について述べれば、第一に基板１８
上に強くドープしたN+シリコン層２０を堆積さ
せることによつてＮ−Ｉ−Ｐ素子が形成される。
N+層２０が堆積されると、真性(i)シリコン層２
２がその上に付着させられる。この真性層２２の
後には、最後の半導体層として強くドープされた
伝導性P+のシリコン層２４が堆積される。この
シリコン層２０，２２，２４はＮ−Ｉ−Ｐ素子２
６の活性層を形成する。
4226898号に記載された室の如きグロー放電堆積
環境、又は第２図および第３図について以下に論
述される如き連続プロセス装置におかれる。Ｄ１
〜Ｄ５で示される特定例は、改良されたＰ形ドー
プ法および材料を用いて製造できる種々のＰ−Ｉ
−Ｎ又はＰ−Ｎ接合素子の例示に過ぎない。各素
子はベース電極基板１８を用いて形成される。Ｄ
１〜Ｄ５に示される各素子は、全体の厚さが約
5000乃至30000Åの範囲内である複数のシリコン
層を有する。この厚さは、構造体内にピンホール
その他の物理的欠陥がないこと、および光吸収効
率が最大となることを保証する。更に厚い材料の
場合更に光を吸収できるかもしれないが、厚さが
厚くなるにつれて光で生成された電子正孔対の再
結合がより多く生じる故、ある厚さにおいてそれ
以上の電流が生じなくなる。（Ｄ１〜Ｄ５に示さ
れた各層の厚さは正確な縮尺になつていないこと
を理解すべきである。） 最初にＤ１について述べれば、第一に基板１８
上に強くドープしたN+シリコン層２０を堆積さ
せることによつてＮ−Ｉ−Ｐ素子が形成される。
N+層２０が堆積されると、真性(i)シリコン層２
２がその上に付着させられる。この真性層２２の
後には、最後の半導体層として強くドープされた
伝導性P+のシリコン層２４が堆積される。この
シリコン層２０，２２，２４はＮ−Ｉ−Ｐ素子２
６の活性層を形成する。
Ｄ１〜Ｄ５に示される各素子は他の用途もある
が、こゝでは光起電力素子として説明する。光起
電力素子として利用される場合、選択された外側
のP+層２４は、光の吸収性の少い高導電率の層
である。光の吸収性の小さな高導電率のN+層２
０上に吸収率が大きく導電率が小さく光導電率が
大きな真性層２２がある。電極層１６の内面と
P+層２４の頂面との間の素子の全厚さは、前述
の如く、少くとも約5000Å程度である。N+ドー
プ層２０の厚さは約50乃至500Åの範囲内にある
ことが望ましい。非晶質の真性層２２の厚さは約
5000乃至30000Åの範囲内にあることが望まし
い。頂部のP+接触層２４の厚さも又約50乃至500
Åの範囲内にあることが望ましい。正孔の拡散距
離が比較的短いため、P+層は一般に50乃至500
（又は150）Å程度の可能な限り薄くする。更に、
前記接触層における光の吸収を避けるため、N+
又はP+の如何を問わず外側の層（本例ではP+層
２４）はできるだけ薄く保たれる。
が、こゝでは光起電力素子として説明する。光起
電力素子として利用される場合、選択された外側
のP+層２４は、光の吸収性の少い高導電率の層
である。光の吸収性の小さな高導電率のN+層２
０上に吸収率が大きく導電率が小さく光導電率が
大きな真性層２２がある。電極層１６の内面と
P+層２４の頂面との間の素子の全厚さは、前述
の如く、少くとも約5000Å程度である。N+ドー
プ層２０の厚さは約50乃至500Åの範囲内にある
ことが望ましい。非晶質の真性層２２の厚さは約
5000乃至30000Åの範囲内にあることが望まし
い。頂部のP+接触層２４の厚さも又約50乃至500
Åの範囲内にあることが望ましい。正孔の拡散距
離が比較的短いため、P+層は一般に50乃至500
（又は150）Å程度の可能な限り薄くする。更に、
前記接触層における光の吸収を避けるため、N+
又はP+の如何を問わず外側の層（本例ではP+層
２４）はできるだけ薄く保たれる。
各層は、前掲の米国特許第4226898号に記載し
た従来のグロー放電室により、あるいは望ましく
は第２図および第３図に関して以下に記載した連
続プロセスにおいて、ベース電極基板１８上に堆
積され得る。いずれの場合でも、前記グロー放電
システムが最初に約20ミリトルに抜気されて堆積
システムから雰囲気中の不純物をパージ即ち除去
する。シリコン材料は、次に化合物のガス形態
で、特に四フツ化シリコン（SiF4）の形で堆積室
内に送られることが望ましい。グロー放電プラズ
マは、好ましくは、約４：１乃至10：１の望まし
い比率の範囲で四フツ化シリコンおよび水素
（H2）ガスの混合物から得る。堆積システムは、
約0.3乃至1.5トル、望ましくは約0.6トルの如く
0.6乃至1.0トルの範囲の圧力で操作されることが
望ましい。
た従来のグロー放電室により、あるいは望ましく
は第２図および第３図に関して以下に記載した連
続プロセスにおいて、ベース電極基板１８上に堆
積され得る。いずれの場合でも、前記グロー放電
システムが最初に約20ミリトルに抜気されて堆積
システムから雰囲気中の不純物をパージ即ち除去
する。シリコン材料は、次に化合物のガス形態
で、特に四フツ化シリコン（SiF4）の形で堆積室
内に送られることが望ましい。グロー放電プラズ
マは、好ましくは、約４：１乃至10：１の望まし
い比率の範囲で四フツ化シリコンおよび水素
（H2）ガスの混合物から得る。堆積システムは、
約0.3乃至1.5トル、望ましくは約0.6トルの如く
0.6乃至1.0トルの範囲の圧力で操作されることが
望ましい。
半導体材料は、望ましくは赤外線装置によつ
て、各層の所要の堆積温度迄加熱されている基板
上に自己保持プラズマから堆積される。素子のＰ
形ドープ層は、使用されたＰ形ドープ物質の形態
に依存して、特定温度で堆積される。気化された
Ｐ形ドープ用金属の蒸気は、十分に補償されたシ
リコン材料が望ましい場合、約400℃又はこれ以
下の比較的低い温度で堆積され得るが、約1000℃
迄の比較的高い温度で堆積させ得る。基板温度の
上限は一部は使用される金属基板１０の種類によ
る。アルミニウムの場合には上限温度は約600℃
より高くてはならず、ステンレス鋼の場合は約
1000℃より高くすることもできる。Ｎ−Ｉ−Ｐ又
はＰ−Ｉ−Ｎ素子の真性層を形成するのに必要な
十分に補償された非晶質シリコン層が形成される
べき場合には、基板温度は約400℃より低くなけ
ればならず、約300℃であることが望ましい。
て、各層の所要の堆積温度迄加熱されている基板
上に自己保持プラズマから堆積される。素子のＰ
形ドープ層は、使用されたＰ形ドープ物質の形態
に依存して、特定温度で堆積される。気化された
Ｐ形ドープ用金属の蒸気は、十分に補償されたシ
リコン材料が望ましい場合、約400℃又はこれ以
下の比較的低い温度で堆積され得るが、約1000℃
迄の比較的高い温度で堆積させ得る。基板温度の
上限は一部は使用される金属基板１０の種類によ
る。アルミニウムの場合には上限温度は約600℃
より高くてはならず、ステンレス鋼の場合は約
1000℃より高くすることもできる。Ｎ−Ｉ−Ｐ又
はＰ−Ｉ−Ｎ素子の真性層を形成するのに必要な
十分に補償された非晶質シリコン層が形成される
べき場合には、基板温度は約400℃より低くなけ
ればならず、約300℃であることが望ましい。
気化された金属の蒸気を用いて非晶質のＰ形ド
ープされた水素補償シリコン材料を堆積させるた
めには、基板温度は約200℃乃至400℃の範囲内、
好ましくは約250℃乃至350℃、特に望ましくは約
300℃である。
ープされた水素補償シリコン材料を堆積させるた
めには、基板温度は約200℃乃至400℃の範囲内、
好ましくは約250℃乃至350℃、特に望ましくは約
300℃である。
本発明の一実施例のＰ形ドープ物質の気体を用
いてシリコン半導体材料を堆積させるためには、
基板温度は約450℃乃至800℃範囲内、望ましくは
約500℃乃至700℃の範囲内である。
いてシリコン半導体材料を堆積させるためには、
基板温度は約450℃乃至800℃範囲内、望ましくは
約500℃乃至700℃の範囲内である。
ドープ濃度は、各素子のために各層が堆積され
る際所要のＰ、P+、Ｎ又はN+形の伝導特性を生
じるよう変更される。Ｎ形又はＰ形ドープ層の場
合は、堆積の際、材料は５乃至100ppmのドープ
物質でドープされる。N+形又はP+形ドープ層の
場合、堆積の際材料は100ppm乃至１％以上のド
ープ物質でドープされる。Ｎ形ドープ物質は前記
量のホスフイン又はアルシンでよい。Ｐ形ドープ
物質は、P+材料に対して望ましくは100ppm乃至
5000ppm又はそれ以上の範囲で各基板温度で堆
積される本発明の一実施例のドープ物質でよい。
る際所要のＰ、P+、Ｎ又はN+形の伝導特性を生
じるよう変更される。Ｎ形又はＰ形ドープ層の場
合は、堆積の際、材料は５乃至100ppmのドープ
物質でドープされる。N+形又はP+形ドープ層の
場合、堆積の際材料は100ppm乃至１％以上のド
ープ物質でドープされる。Ｎ形ドープ物質は前記
量のホスフイン又はアルシンでよい。Ｐ形ドープ
物質は、P+材料に対して望ましくは100ppm乃至
5000ppm又はそれ以上の範囲で各基板温度で堆
積される本発明の一実施例のドープ物質でよい。
グロー放電堆積法においては、材料が導入され
AC信号によつて生成されるプラズマが含まれ
る。このプラズマは、約1KHz乃至13.6MHzの
AC信号によりカソードと基板アノードの間に保
持されることが望ましい。
AC信号によつて生成されるプラズマが含まれ
る。このプラズマは、約1KHz乃至13.6MHzの
AC信号によりカソードと基板アノードの間に保
持されることが望ましい。
本発明の一実施例のＰ形ドープ法および物質
は、種々のシリコン非晶質半導体材料層を有する
素子において使用可能であるが、前掲の米国特許
第4226898号に開示されフツ素および水素補償グ
ロー放電堆積材料と共に使用されることが望まし
い。この場合、四フツ化シリコンおよび水素の混
合物は、真性層およびＮ形層に対しては、約400
℃又はこれ以下で非晶質シリコンの補償された物
質として堆積せしめられる。Ｄ２，Ｄ３およびＤ
５に示された事例においては、電極層１６上に配
されたP+層は、フツ素で補償された物質が得ら
れる約450℃以上の比較的高い基板温度で堆積せ
しめられ得る。水素は比較的高い基板温度範囲に
おいてはシリコンと共に堆積されず、排気ガスと
共に掃気される故、材料は有効な水素補償が行わ
れない。
は、種々のシリコン非晶質半導体材料層を有する
素子において使用可能であるが、前掲の米国特許
第4226898号に開示されフツ素および水素補償グ
ロー放電堆積材料と共に使用されることが望まし
い。この場合、四フツ化シリコンおよび水素の混
合物は、真性層およびＮ形層に対しては、約400
℃又はこれ以下で非晶質シリコンの補償された物
質として堆積せしめられる。Ｄ２，Ｄ３およびＤ
５に示された事例においては、電極層１６上に配
されたP+層は、フツ素で補償された物質が得ら
れる約450℃以上の比較的高い基板温度で堆積せ
しめられ得る。水素は比較的高い基板温度範囲に
おいてはシリコンと共に堆積されず、排気ガスと
共に掃気される故、材料は有効な水素補償が行わ
れない。
真性(i)層の外側にP+層があるＤ１およびＤ４
に示された素子では、約450℃以上の基板堆積温
度である層を堆積させようとすると該層の下に位
置する層での水素補償作用を破壊することになる
ため、高温で付着されるP+層は持たず、真性(i)
層は光起電力素子における十分に水素およびフツ
素補償された非晶質層であり得る。各素子のＮ形
層およびN+形層も又、非晶質でフツ素および水
素補償された形で堆積されていることが望まし
い。従来のＮ形ドープ物質は、約400℃以下の比
較的低い温度でシリコン材料と共に容易に付着さ
れ、高いドーピング効率をもたらすことになる。
このように、これ等の構造体Ｄ１およびＤ４にお
いては、各層は非晶質シリコンであり、少くとも
約400℃以下の基板温度において気化されたP+形
ドープ用金属蒸気の１つによりP+層が最もよく
形成される。下に位置する非晶質層の特性を破壊
する温度に達しないと仮定すれば、高い基板温度
を必要とする気相の金属又はホウ素化合物からな
るＰ形ドープ物質の使用も又有効である。
に示された素子では、約450℃以上の基板堆積温
度である層を堆積させようとすると該層の下に位
置する層での水素補償作用を破壊することになる
ため、高温で付着されるP+層は持たず、真性(i)
層は光起電力素子における十分に水素およびフツ
素補償された非晶質層であり得る。各素子のＮ形
層およびN+形層も又、非晶質でフツ素および水
素補償された形で堆積されていることが望まし
い。従来のＮ形ドープ物質は、約400℃以下の比
較的低い温度でシリコン材料と共に容易に付着さ
れ、高いドーピング効率をもたらすことになる。
このように、これ等の構造体Ｄ１およびＤ４にお
いては、各層は非晶質シリコンであり、少くとも
約400℃以下の基板温度において気化されたP+形
ドープ用金属蒸気の１つによりP+層が最もよく
形成される。下に位置する非晶質層の特性を破壊
する温度に達しないと仮定すれば、高い基板温度
を必要とする気相の金属又はホウ素化合物からな
るＰ形ドープ物質の使用も又有効である。
Ｄ２に示された第二の素子２６′はＤ１に示す
Ｐ−Ｉ−Ｎ素子と逆の伝導形態を有する。素子２
６′においては、P+層２８が最初にベース電極基
板１８上に堆積されており、この上に真性層３０
および外側のN+層３２が堆積されている。この
素子においては、P+層は前記好ましい範囲内の
どんな基板温度でも堆積され得る。
Ｐ−Ｉ−Ｎ素子と逆の伝導形態を有する。素子２
６′においては、P+層２８が最初にベース電極基
板１８上に堆積されており、この上に真性層３０
および外側のN+層３２が堆積されている。この
素子においては、P+層は前記好ましい範囲内の
どんな基板温度でも堆積され得る。
Ｄ３およびＤ４に示される素子２６″および２
６も又逆の形態であつてそれぞれＰ−Ｎおよび
Ｎ−Ｐ接合素子である。素子２６″においては、
P+形非晶質シリコン層３４がベース電極基板１
８上に堆積され、その上に非晶質シリコンのＰ形
層３６が堆積され、次に非晶質シリコンのＮ形層
３８が堆積され、最後に非晶質シリコンのN+形
外側層４０が堆積されている。素子２６におい
ては、逆に順序でN+形非晶質シリコン層４２が
最初に堆積され、これにＮ形層４４およびＰ形非
晶質シリコン層４６が堆積され、最後に外側の
P+形非晶質シリコン層４８が堆積されている。
６も又逆の形態であつてそれぞれＰ−Ｎおよび
Ｎ−Ｐ接合素子である。素子２６″においては、
P+形非晶質シリコン層３４がベース電極基板１
８上に堆積され、その上に非晶質シリコンのＰ形
層３６が堆積され、次に非晶質シリコンのＮ形層
３８が堆積され、最後に非晶質シリコンのN+形
外側層４０が堆積されている。素子２６におい
ては、逆に順序でN+形非晶質シリコン層４２が
最初に堆積され、これにＮ形層４４およびＰ形非
晶質シリコン層４６が堆積され、最後に外側の
P+形非晶質シリコン層４８が堆積されている。
第二のタイプのＰ−Ｉ−Ｎ接合素子２６〓がＤ
５に示されている。この素子においては、第１の
P+形非晶質層５０が堆積され、その上に真性非
晶質シリコン層５２、非晶質シリコン層５４およ
び外側のN+形非晶質シリコン層５６が堆積され
ている。（この構成の逆の形態は図示しないが、
これも又使用可能である。） 所要の順序における種々の半導体層のグロー放
電操作に続いて、別の堆積環境における第五の工
程(E)が実施されることが望ましい。蒸着環境はグ
ロー放電プロセスよりも速い堆積プロセスである
ため、その使用が望ましい。この工程において
は、例えばインジウム錫酸化物（ITO）、錫酸カ
ドミウム（Cd2SnO4）又はドープされた酸化錫
（SnO2）でよいTCO層５８（透明な導電性酸化
物）が素子２６に追加されている。
５に示されている。この素子においては、第１の
P+形非晶質層５０が堆積され、その上に真性非
晶質シリコン層５２、非晶質シリコン層５４およ
び外側のN+形非晶質シリコン層５６が堆積され
ている。（この構成の逆の形態は図示しないが、
これも又使用可能である。） 所要の順序における種々の半導体層のグロー放
電操作に続いて、別の堆積環境における第五の工
程(E)が実施されることが望ましい。蒸着環境はグ
ロー放電プロセスよりも速い堆積プロセスである
ため、その使用が望ましい。この工程において
は、例えばインジウム錫酸化物（ITO）、錫酸カ
ドミウム（Cd2SnO4）又はドープされた酸化錫
（SnO2）でよいTCO層５８（透明な導電性酸化
物）が素子２６に追加されている。
TCO層５８の上に電極グリツド６０を形成す
るため、第六工程(F)をオプシヨンとして実施する
ことができる。このグリツド６０は、使用した素
子の最終寸法に従つてTCO層５８の表面に配す
ることができる。約13cm2（2in2）程度以下の面積
を有する素子２６において、TCOで導電性が十
分なため、効率を高めるために電極グリツドを設
けなくてもよい。もしこの素子が更に大きな面積
を有するか、あるいはTCO層の導電率が必要と
される程度であるならば、電極グリツド６０が
TCO層上に置かれてキヤリア経路を短縮し、素
子の導電効率を高め得る。
るため、第六工程(F)をオプシヨンとして実施する
ことができる。このグリツド６０は、使用した素
子の最終寸法に従つてTCO層５８の表面に配す
ることができる。約13cm2（2in2）程度以下の面積
を有する素子２６において、TCOで導電性が十
分なため、効率を高めるために電極グリツドを設
けなくてもよい。もしこの素子が更に大きな面積
を有するか、あるいはTCO層の導電率が必要と
される程度であるならば、電極グリツド６０が
TCO層上に置かれてキヤリア経路を短縮し、素
子の導電効率を高め得る。
前述の如く、素子２６乃至２６〓は従来のグロ
ー放電室内で形成可能であるが、第２図に全体的
に示される如く連続的なプロセスにおいて形成さ
れることが望ましい。
ー放電室内で形成可能であるが、第２図に全体的
に示される如く連続的なプロセスにおいて形成さ
れることが望ましい。
第２図には、本発明方法の基礎となるグロー放
電堆積の原理である堆積面が１つの連続的処理工
程の略図が示されている。ベース電極基板１８が
供給リール６２から１対のローラ６４と６６の周
囲に繰出されて、その間に平坦な堆積面域６８が
形成されている。基板１８は、リード７０により
接地されたローラ６６と電気的に接触している。
平坦域６８において、基板１８は、カソード極板
７２から調整自在に離間されたアノードを形成し
ている。このカソード７２は高周波源７４の出力
端子と結合されている。アノード域６８とカソー
ド７２との間の区間はプラズマ・グロー放電堆積
領域７６を形成している。
電堆積の原理である堆積面が１つの連続的処理工
程の略図が示されている。ベース電極基板１８が
供給リール６２から１対のローラ６４と６６の周
囲に繰出されて、その間に平坦な堆積面域６８が
形成されている。基板１８は、リード７０により
接地されたローラ６６と電気的に接触している。
平坦域６８において、基板１８は、カソード極板
７２から調整自在に離間されたアノードを形成し
ている。このカソード７２は高周波源７４の出力
端子と結合されている。アノード域６８とカソー
ド７２との間の区間はプラズマ・グロー放電堆積
領域７６を形成している。
図示はしないが、第２図の各要素は、周囲の環
境からグロー放電域７６を隔離するため抜気され
た空間内に密閉されている。堆積ガスは矢印７８
で示される如くプラズマ領域７６内に導入され
る。ドープ物質は矢印８０で示される如き第２の
流れで導入することができる。尚、ドープ用物質
は付着ガスと組合して導入してもよい。使用済み
のガスは、矢印８２で示す如くプラズマ域７６お
よびシステムから排除される。
境からグロー放電域７６を隔離するため抜気され
た空間内に密閉されている。堆積ガスは矢印７８
で示される如くプラズマ領域７６内に導入され
る。ドープ物質は矢印８０で示される如き第２の
流れで導入することができる。尚、ドープ用物質
は付着ガスと組合して導入してもよい。使用済み
のガスは、矢印８２で示す如くプラズマ域７６お
よびシステムから排除される。
第２図の堆積域は、所要の各層を連続的に形成
するため適正な混合ガスを導入することによつて
バツチ・モードにより使用することができる。連
続プロセスにおいては、供給リール６２からプラ
ズマ領域を経て巻取りリール８４に至る基板１８
の単一パスにおいて１種の材料しか付着させ得な
いが、帯材１８の終端部においてリールの運転を
逆転することができ、又各パス毎に所要のドープ
物質を導入することによつて、第２および逐次の
層がプラズマ域７６を経由する逐次のパスにおい
て付着させ得る。基板１８の温度は、１個以上の
赤外線加熱ランプその他のソース８６により制御
可能である。グロー放電堆積は、堆積される物質
の厚さが毎秒２乃至５Åの比較的小さい速度で行
なわれ得る。基板１８上での半導体材料の堆積厚
5000Åの場合を想定すると、毎秒５Åの堆積速度
における5000Åの層の完成には約1000秒を要する
ことになる。
するため適正な混合ガスを導入することによつて
バツチ・モードにより使用することができる。連
続プロセスにおいては、供給リール６２からプラ
ズマ領域を経て巻取りリール８４に至る基板１８
の単一パスにおいて１種の材料しか付着させ得な
いが、帯材１８の終端部においてリールの運転を
逆転することができ、又各パス毎に所要のドープ
物質を導入することによつて、第２および逐次の
層がプラズマ域７６を経由する逐次のパスにおい
て付着させ得る。基板１８の温度は、１個以上の
赤外線加熱ランプその他のソース８６により制御
可能である。グロー放電堆積は、堆積される物質
の厚さが毎秒２乃至５Åの比較的小さい速度で行
なわれ得る。基板１８上での半導体材料の堆積厚
5000Åの場合を想定すると、毎秒５Åの堆積速度
における5000Åの層の完成には約1000秒を要する
ことになる。
これは無論実用的ではあるが、第３図に示す如
く、堆積速度を上げるために、多数の堆積ステー
シヨンにおいて基板１８に層を付着させることが
望ましい。
く、堆積速度を上げるために、多数の堆積ステー
シヨンにおいて基板１８に層を付着させることが
望ましい。
第３図においては、本発明による好ましい一実
施例としての光起電力パネルの製造方法として、
第１図の工程Ｃ、Ｄ、Ｅの各プロセスを実施する
全体的なシステムのブロツク図が示されている。
工程Ｃは蒸着室８８内で実施可能である。酸化さ
れた基板１４は供給リール９０から室８８内に送
出され、こゝで電極層が基板上に付着されてベー
ス電極基板１８が形成され、その後巻取りリール
９２へ送られる。この堆積工程は、覗きポート９
４を介して視覚的にあるいはモニター兼制御器に
よつて観察されてもよい。
施例としての光起電力パネルの製造方法として、
第１図の工程Ｃ、Ｄ、Ｅの各プロセスを実施する
全体的なシステムのブロツク図が示されている。
工程Ｃは蒸着室８８内で実施可能である。酸化さ
れた基板１４は供給リール９０から室８８内に送
出され、こゝで電極層が基板上に付着されてベー
ス電極基板１８が形成され、その後巻取りリール
９２へ送られる。この堆積工程は、覗きポート９
４を介して視覚的にあるいはモニター兼制御器に
よつて観察されてもよい。
電極層は、基板１４と同様な帯状材形態のマス
ク９６によつて所望のグリツド・パターンの形に
形成可能である。マスク９６は、帯状材１４が室
８８を経た後巻取りリール１００に送られる際、
この帯状材と整合位置関係になるように繰出しリ
ール９８から送出される。
ク９６によつて所望のグリツド・パターンの形に
形成可能である。マスク９６は、帯状材１４が室
８８を経た後巻取りリール１００に送られる際、
この帯状材と整合位置関係になるように繰出しリ
ール９８から送出される。
電極層の堆積工程に続いて、ベース電極基板１
８が連続的に複数個のグロー放電室１０２，１０
２′および１０２″内に送り込まれるが、この各放
電室は７６の如きプラズマ域および第２図に示さ
れる他のグロー放電用要素を含んでいる。同一又
は殆んど同一の素子を識別するため、各図におい
ては同じ番号（同様な符号）を用いた。全ての堆
積領域７６を相互に隔離された１つの室内に密閉
することも又実際的である。
８が連続的に複数個のグロー放電室１０２，１０
２′および１０２″内に送り込まれるが、この各放
電室は７６の如きプラズマ域および第２図に示さ
れる他のグロー放電用要素を含んでいる。同一又
は殆んど同一の素子を識別するため、各図におい
ては同じ番号（同様な符号）を用いた。全ての堆
積領域７６を相互に隔離された１つの室内に密閉
することも又実際的である。
Ｄ１のＮ−Ｉ−Ｐ形素子２６は、下記の特殊な
連続的付着事例の説明に用いられる。この場合、
ベース電極基板１８は繰出しリール６２から室１
０２内に送出される。予め混合された四フツ化シ
リコンおよび水素の如き堆積ガスは矢印７８で示
される如く堆積域７６内に導入される。ホスフイ
ンの如きドープ物質は、矢印８０で示される如く
堆積域７６内に導入される。使用済みのガスは矢
印８２で示される如く前記室１０２から除去され
る。
連続的付着事例の説明に用いられる。この場合、
ベース電極基板１８は繰出しリール６２から室１
０２内に送出される。予め混合された四フツ化シ
リコンおよび水素の如き堆積ガスは矢印７８で示
される如く堆積域７６内に導入される。ホスフイ
ンの如きドープ物質は、矢印８０で示される如く
堆積域７６内に導入される。使用済みのガスは矢
印８２で示される如く前記室１０２から除去され
る。
所要の堆積速度および堆積されるN+形層２０
の厚さに従つて、各々がN+形ドープ層２０を堆
積させる１個以上の室１０２があり得る。室１０
２の各々は隔離通路１０４によつて連結されてい
る。各室１０２からの使用済みガス（排気）８２
は各室を隔離する上で十分なければならないが、
不活性のキヤリア・ガスを矢印１０６により示さ
れる如く各通路１０４内に吹込んで通路１０４の
両側の室からのガスがなくなるように通路を掃帰
することができる。ドープ濃度は、必要に応じて
層にグレードを付けるため連らなる室の各々にお
いて変化させることができる。
の厚さに従つて、各々がN+形ドープ層２０を堆
積させる１個以上の室１０２があり得る。室１０
２の各々は隔離通路１０４によつて連結されてい
る。各室１０２からの使用済みガス（排気）８２
は各室を隔離する上で十分なければならないが、
不活性のキヤリア・ガスを矢印１０６により示さ
れる如く各通路１０４内に吹込んで通路１０４の
両側の室からのガスがなくなるように通路を掃帰
することができる。ドープ濃度は、必要に応じて
層にグレードを付けるため連らなる室の各々にお
いて変化させることができる。
室１０２′は、本例においては矢印７８′で示さ
れる四フツ化シリコンおよび水素の予め混合され
た堆積ガスのみが供給されるが、これは一切のド
ープ物質を導入することなく真性層２２を堆積さ
せるためである。更に、この層２２の堆積速度を
増加させるため複数の室１０２′を設けることが
できる。更に、各室１０２，１０２′……が同じ
連続的帯状材に各層毎に多くの堆積域７６で堆積
するため、形成されるべき素子、本例の場合はＮ
−Ｉ−Ｐ素子２６に対する各タイプの層を所要の
層厚で堆積させるようにその寸法があらわされて
いる。
れる四フツ化シリコンおよび水素の予め混合され
た堆積ガスのみが供給されるが、これは一切のド
ープ物質を導入することなく真性層２２を堆積さ
せるためである。更に、この層２２の堆積速度を
増加させるため複数の室１０２′を設けることが
できる。更に、各室１０２，１０２′……が同じ
連続的帯状材に各層毎に多くの堆積域７６で堆積
するため、形成されるべき素子、本例の場合はＮ
−Ｉ−Ｐ素子２６に対する各タイプの層を所要の
層厚で堆積させるようにその寸法があらわされて
いる。
基板１８は、次に矢印７８″で示される如く堆
積ガスが供給される室１０２″内に送り込まれ
る。Ｐ形ドープ物質は矢印８０″で示される如く
堆積域内に導入される。本例の場合には、P+形
層２４が非晶質N+層およびｉ層に堆積されるた
め、Ｐ形ドープ物質は気化されてなる金属蒸気で
ある。この場合も、１個以上の室１０２″を設け
ることができ、最後の室１０２″からのフイルム
２６は巻取りリール８４に巻取られる。
積ガスが供給される室１０２″内に送り込まれ
る。Ｐ形ドープ物質は矢印８０″で示される如く
堆積域内に導入される。本例の場合には、P+形
層２４が非晶質N+層およびｉ層に堆積されるた
め、Ｐ形ドープ物質は気化されてなる金属蒸気で
ある。この場合も、１個以上の室１０２″を設け
ることができ、最後の室１０２″からのフイルム
２６は巻取りリール８４に巻取られる。
電極マスク９６と共用可能なマスク１０８は繰
出しリール１１０から繰出され、基板１８と整合
位置関係に一連の室１０２内を通過させられる。
マスク１０８は、最後の室１０２″の後の巻取り
リール１１２で巻取られる。
出しリール１１０から繰出され、基板１８と整合
位置関係に一連の室１０２内を通過させられる。
マスク１０８は、最後の室１０２″の後の巻取り
リール１１２で巻取られる。
次に素子の膜２６が蒸着室１１４内に送込まれ
て工程ＥのTCO層５８が堆積せしめられる。膜
２６は繰出しリール１１６から繰出されて室１１
４を経由し、巻取りリール１１８に達する。適当
なマスク１２０を用いて繰出しリール１１２から
巻取りリール１２４へ供給することができる。も
し電極グリツド６０が必要ならば、適当なマスク
（図示せず）を用いて同様な蒸着室内で付着する
ことができる。
て工程ＥのTCO層５８が堆積せしめられる。膜
２６は繰出しリール１１６から繰出されて室１１
４を経由し、巻取りリール１１８に達する。適当
なマスク１２０を用いて繰出しリール１１２から
巻取りリール１２４へ供給することができる。も
し電極グリツド６０が必要ならば、適当なマスク
（図示せず）を用いて同様な蒸着室内で付着する
ことができる。
Ｐ−Ｉ−Ｎ形素子２６′の如き特殊な素子を製
造するためには、室１０２，１０２′，１０２″の
各々は１つの特定の層を付着させるよう専用化さ
れる。前述の如く、各室は１つの層（Ｐ、Ｉ又は
Ｎ）の付着のため専用化されるが、これは他の層
の付着物質が室の背景環境を汚染するためであ
る。Ｐ−Ｎ素子又はＰ−Ｉ−Ｎ素子の各層を最適
化するためには、他のタイプの層からのドープ物
質が１つの層の望ましい電気的特性を害するた
め、前記ドープ物質が存在しないことが重要であ
る。
造するためには、室１０２，１０２′，１０２″の
各々は１つの特定の層を付着させるよう専用化さ
れる。前述の如く、各室は１つの層（Ｐ、Ｉ又は
Ｎ）の付着のため専用化されるが、これは他の層
の付着物質が室の背景環境を汚染するためであ
る。Ｐ−Ｎ素子又はＰ−Ｉ−Ｎ素子の各層を最適
化するためには、他のタイプの層からのドープ物
質が１つの層の望ましい電気的特性を害するた
め、前記ドープ物質が存在しないことが重要であ
る。
例えば、Ｐ形又はＮ形の層を最初に付着する場
合、残存するＰ形又はＮ形ドープ物質による後続
の真性層の汚染のため真性層中に局在状態を状態
を生じることになる。このように、素子の効率は
汚染によつて低減されることになる。素子の効率
の低下を生じる汚染の問題は、Ｐ−Ｎ又はＰ−Ｉ
−Ｎ形の素子の連続層の形成のため特定の１つの
付着室を用いた場合に遭遇した。室の環境の汚染
は容易に除去できず、その結果、背景環境内に残
留する物質によつて他の層が汚染されるため、１
つの連続的なプロセスにおいて１つ以上の層に対
して１個の室を用いることは現在では実施不可能
である。
合、残存するＰ形又はＮ形ドープ物質による後続
の真性層の汚染のため真性層中に局在状態を状態
を生じることになる。このように、素子の効率は
汚染によつて低減されることになる。素子の効率
の低下を生じる汚染の問題は、Ｐ−Ｎ又はＰ−Ｉ
−Ｎ形の素子の連続層の形成のため特定の１つの
付着室を用いた場合に遭遇した。室の環境の汚染
は容易に除去できず、その結果、背景環境内に残
留する物質によつて他の層が汚染されるため、１
つの連続的なプロセスにおいて１つ以上の層に対
して１個の室を用いることは現在では実施不可能
である。
以上のとおり、本発明の光起電力パネルの作製
方法では、異なる導電形の半導体合金材料層を
順々に堆積させるための複数のグロー放電領域で
半導体合金材料の堆積を行なつている間、該複数
のグロー放電領域をとおるように前記基体をある
径路に沿つて連続的に移動させるようにしている
故に、グロー放電堆積を間欠的乃至断続的に行な
つて光起電力パネルを作製する場合と比較して、
グロー放電堆積の停止から排気、次のグロー放電
の開始、安定で定常的なグロー放電状態の実現ま
でに要する時間が不要となり、光起電力パネルを
連続的に且つ比較的高速に作製し得るのみなら
ず、たとえ各グロー放電堆積領域の長さが比較的
短かくても、基体が移動しているために、各時点
で各グロー放電堆積領域中に位置し得るよりもは
るかに広い基体領域上に一様に半導体層乃至光起
電力パネルを作製し得、しかも、グロー放電を連
続的に行ない得る故に、間欠的乃至断続的に行な
つた場合と比較して、安定で一様な放電の維持が
容易且つ確実となり、広面積で一様な特性のグロ
ー放電堆積膜乃至光起電力パネルがより容易且つ
確実に作製され得る。
方法では、異なる導電形の半導体合金材料層を
順々に堆積させるための複数のグロー放電領域で
半導体合金材料の堆積を行なつている間、該複数
のグロー放電領域をとおるように前記基体をある
径路に沿つて連続的に移動させるようにしている
故に、グロー放電堆積を間欠的乃至断続的に行な
つて光起電力パネルを作製する場合と比較して、
グロー放電堆積の停止から排気、次のグロー放電
の開始、安定で定常的なグロー放電状態の実現ま
でに要する時間が不要となり、光起電力パネルを
連続的に且つ比較的高速に作製し得るのみなら
ず、たとえ各グロー放電堆積領域の長さが比較的
短かくても、基体が移動しているために、各時点
で各グロー放電堆積領域中に位置し得るよりもは
るかに広い基体領域上に一様に半導体層乃至光起
電力パネルを作製し得、しかも、グロー放電を連
続的に行ない得る故に、間欠的乃至断続的に行な
つた場合と比較して、安定で一様な放電の維持が
容易且つ確実となり、広面積で一様な特性のグロ
ー放電堆積膜乃至光起電力パネルがより容易且つ
確実に作製され得る。
加えて、本発明の光起電力パネルの作製方法で
は、一つのグロー放電領域の所定のドープ物質含
有化合物が前記基板の移動径路に関して該一つの
グロー放電領域の直前又は直後の他のグロー放電
領域の気相を汚染しないようにこれらのグロー放
電領域の気相を分離するようにしている故に、前
記連続堆積の際隣接するグロー放電領域で形成さ
れる異なる導電形の半導体合金材料層が相互に汚
染される虞れが少なく、特に前記気相の分離のた
めに、対応する二つのグロー放電領域間の前記気
体の移動径路に沿つて形成された分離通路内に該
二つのグロー放電領域の夫々に向かうような掃気
用気体の流れを形成するようにしている故に、各
領域におけるグロー放電堆積のための雰囲気条件
を損なうことなく隣接するグロー放電領域の雰囲
気を相互に確実に分離し得る。その結果、連続堆
積の長所を生かしつつ短所を抑えて、光起電力パ
ネルを作製し得る。
は、一つのグロー放電領域の所定のドープ物質含
有化合物が前記基板の移動径路に関して該一つの
グロー放電領域の直前又は直後の他のグロー放電
領域の気相を汚染しないようにこれらのグロー放
電領域の気相を分離するようにしている故に、前
記連続堆積の際隣接するグロー放電領域で形成さ
れる異なる導電形の半導体合金材料層が相互に汚
染される虞れが少なく、特に前記気相の分離のた
めに、対応する二つのグロー放電領域間の前記気
体の移動径路に沿つて形成された分離通路内に該
二つのグロー放電領域の夫々に向かうような掃気
用気体の流れを形成するようにしている故に、各
領域におけるグロー放電堆積のための雰囲気条件
を損なうことなく隣接するグロー放電領域の雰囲
気を相互に確実に分離し得る。その結果、連続堆
積の長所を生かしつつ短所を抑えて、光起電力パ
ネルを作製し得る。
また、本発明の光起電力パネルの作製方法で
は、対応する複数のグロー放電領域間の基板の移
動経路に沿つて形成された分離通路の内部に掃気
用気体の流れを形成して、前記複数の領域の夫々
からその隣接領域への気体混合物の望ましくない
拡散を防止している。これによつて、二つのグロ
ー放電領域の気相の相互汚染の防止が容易且つ確
実に行なわれ得る。
は、対応する複数のグロー放電領域間の基板の移
動経路に沿つて形成された分離通路の内部に掃気
用気体の流れを形成して、前記複数の領域の夫々
からその隣接領域への気体混合物の望ましくない
拡散を防止している。これによつて、二つのグロ
ー放電領域の気相の相互汚染の防止が容易且つ確
実に行なわれ得る。
かかる効果が達成可能となつたのは、分離され
るべき気相領域へ向かつて分離通路の内部に掃気
用気体を流し、一方の気相領域から他方に分離通
路を介して混入しようとする汚染物質を押し戻す
ためである。しかして、この掃気用気体の流れに
よる押戻しは、本願発明の分離されるべき気相領
域がグロー放電を可能にするような圧力範囲にあ
るために、特に有効である。
るべき気相領域へ向かつて分離通路の内部に掃気
用気体を流し、一方の気相領域から他方に分離通
路を介して混入しようとする汚染物質を押し戻す
ためである。しかして、この掃気用気体の流れに
よる押戻しは、本願発明の分離されるべき気相領
域がグロー放電を可能にするような圧力範囲にあ
るために、特に有効である。
すなわち、分離されるべき気相領域の圧力が真
空蒸着等に適するより高い真空度の場合には、掃
気用気体をそれと同程度の圧力（分子数密度）で
流すと、分子の平均自由行程が大きいためにオリ
フイス程度の長さの範囲では、掃気用気体と汚染
物質気体の各分子が十分に衝突せず、かなりの割
合の汚染物質が分離通路を介して流入してしま
う。このような事態が生ずると、有効な光起電力
パネル作成に必要な10-4程度の気相分離はもはや
不可能である。
空蒸着等に適するより高い真空度の場合には、掃
気用気体をそれと同程度の圧力（分子数密度）で
流すと、分子の平均自由行程が大きいためにオリ
フイス程度の長さの範囲では、掃気用気体と汚染
物質気体の各分子が十分に衝突せず、かなりの割
合の汚染物質が分離通路を介して流入してしま
う。このような事態が生ずると、有効な光起電力
パネル作成に必要な10-4程度の気相分離はもはや
不可能である。
一方、掃気用気体を該高真空領域より高い圧力
（分子数密度）にすると、該領域に掃気用気体が
混入して高真空を保つことが困難になる。このよ
うな場合には、真空蒸着等の処理を円滑に行なう
のは困難である。
（分子数密度）にすると、該領域に掃気用気体が
混入して高真空を保つことが困難になる。このよ
うな場合には、真空蒸着等の処理を円滑に行なう
のは困難である。
他方、分離されるべき気相領域の圧力が比較的
高い場合には、汚染物質の拡散方向に直交する方
向にガスカーテンを設けて気相分離することがあ
る。しかしこのガスカーテンの方法は、気体分子
密度が低く拡散係数が大きいグロー放電用圧力領
域では、超音速流を必要とすることになり、有効
な分離を行ない得ない。
高い場合には、汚染物質の拡散方向に直交する方
向にガスカーテンを設けて気相分離することがあ
る。しかしこのガスカーテンの方法は、気体分子
密度が低く拡散係数が大きいグロー放電用圧力領
域では、超音速流を必要とすることになり、有効
な分離を行ない得ない。
上述のことから暗示されるように、分離される
べき気体領域がグロー放電の行なわれる程度の真
空度の領域である場合には、掃気用気体流の圧力
を比較的高くして、汚染物質気体分子の平均自由
行程及び拡散係数を低く抑えることが必要となつ
てくる。本願発明ではかかる配慮の下に、ある程
度の長さを有する分離通路を設け、その中での掃
気用気体流の速度を十分高くして、汚染物質気体
分子が拡散せんとしてもこれを押し戻すことが可
能となつた。このような操作条件をとつても、こ
の圧力条件の下では気相分離すべきグロー放電領
域は容易に所定圧力に保たれ得る。従つて、相互
に気相分離された領域中でのグロー放電が連続的
且つ安定に維持され、所望の堆積ができるように
なつた。
べき気体領域がグロー放電の行なわれる程度の真
空度の領域である場合には、掃気用気体流の圧力
を比較的高くして、汚染物質気体分子の平均自由
行程及び拡散係数を低く抑えることが必要となつ
てくる。本願発明ではかかる配慮の下に、ある程
度の長さを有する分離通路を設け、その中での掃
気用気体流の速度を十分高くして、汚染物質気体
分子が拡散せんとしてもこれを押し戻すことが可
能となつた。このような操作条件をとつても、こ
の圧力条件の下では気相分離すべきグロー放電領
域は容易に所定圧力に保たれ得る。従つて、相互
に気相分離された領域中でのグロー放電が連続的
且つ安定に維持され、所望の堆積ができるように
なつた。
第１図は本発明方法に従つて製造される光起電
力パネルの形成の工程の一例を示す説明図、第２
図は本発明方法に利用される半導体膜の堆積方法
を示す説明図、および第３図は本発明による好ま
しい一実施例の光起電力パネルの製造方法及び装
置の説明図である。 １０……基板、１２……金属酸化物絶縁層、１
４……絶縁基板、１６……電極層、１８……ベー
ス電極基板、２０，３２，３８，４０，４２，４
４，５４，５６……Ｎ形シリコン含有合金、２２
……真性(i)シリコン層、２４，２８，３４，３
６，４６，４８，５０……Ｐ形シリコン含有合
金、２６，２６′，２６″，２６，２６〓……素
子、３０……真性層、５２……真性非晶質シリコ
ン層、５８……透過伝導酸化膜（TCO）層、６
０……電極グリツド、６２……繰出しリール、６
４，６６……ローラ、６８……付着域、７０……
リード、７２……カソード電極、７４……高周波
ソース、７６……プラズマ・グロー放電付着域、
８４……巻取りリール、８８……蒸着室、９０…
…繰出しリール、９２……巻取りリール、９６…
…マスク、９８……繰出しリール、１００……巻
取りリール、１０２，１０２′，１０２″……グロ
ー放電室、１０４……通路、１０８……マスク、
１１０，１１６，１２２……繰出しリール、１１
２，１１８，１２４……巻取りリール、１２０…
…マスク。
力パネルの形成の工程の一例を示す説明図、第２
図は本発明方法に利用される半導体膜の堆積方法
を示す説明図、および第３図は本発明による好ま
しい一実施例の光起電力パネルの製造方法及び装
置の説明図である。 １０……基板、１２……金属酸化物絶縁層、１
４……絶縁基板、１６……電極層、１８……ベー
ス電極基板、２０，３２，３８，４０，４２，４
４，５４，５６……Ｎ形シリコン含有合金、２２
……真性(i)シリコン層、２４，２８，３４，３
６，４６，４８，５０……Ｐ形シリコン含有合
金、２６，２６′，２６″，２６，２６〓……素
子、３０……真性層、５２……真性非晶質シリコ
ン層、５８……透過伝導酸化膜（TCO）層、６
０……電極グリツド、６２……繰出しリール、６
４，６６……ローラ、６８……付着域、７０……
リード、７２……カソード電極、７４……高周波
ソース、７６……プラズマ・グロー放電付着域、
８４……巻取りリール、８８……蒸着室、９０…
…繰出しリール、９２……巻取りリール、９６…
…マスク、９８……繰出しリール、１００……巻
取りリール、１０２，１０２′，１０２″……グロ
ー放電室、１０４……通路、１０８……マスク、
１１０，１１６，１２２……繰出しリール、１１
２，１１８，１２４……巻取りリール、１２０…
…マスク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体含有化合物を含む気体のグロー放電に
よつて順々に堆積された異なる導電形の半導体合
金材料層で光起電力パネルを作製する方法であつ
て、 減圧状態の少なくとも二つのグロー放電領域の
各々において、加熱されて昇温されている基体上
に前記半導体合金材料を堆積させること、及び 所定のドープ物質含有化合物を、前記グロー放
電領域のうちの少なくとも一つの領域では気相中
に含ませておくと共に、前記グロー放電領域のう
ちの他の領域では存在させないでおくことからな
る方法であり、且つ 異なる導電形の半導体合金材料層を順々に堆積
させるための前記複数のグロー放電領域で半導体
合金材料の堆積を行なつている間、該複数のグロ
ー放電領域をとおるように前記基体をある経路に
沿つて連続的に移動させること、及び、 前記一つのグロー放電領域の前記所定のドープ
物質含有化合物が前記基体の移動経路に関して該
一つのグロー放電領域の直前又は直後の前記他の
グロー放電領域の気相を汚染しないようにこれら
のグロー放電領域の気相を相互に分離すべく、前
記基体の移動経路に沿つて前記複数のグロー放電
領域の間に形成された分離通路の内部に掃気用気
体の流れを形成して、前記複数の領域の夫々から
その隣接領域への気体混合物の望ましくない拡散
を防止すること からなる光起電力パネルの作製方法。 ２ 前記基体として可撓性ウエブを用いる特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 個々別々の堆積室に前記領域を設ける特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４ ｐ、ｉ及びｎ形の半導体合金材料の層を前記
の個々別々の堆積室の夫々の室で順々に堆積させ
る特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 前記半導体合金材料としてシリコンを用いる
特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/151,301 US4400409A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Method of making p-doped silicon films |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5743413A JPS5743413A (en) | 1982-03-11 |
| JPS6236633B2 true JPS6236633B2 (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=22538142
Family Applications (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1152074A Expired - Lifetime JP2539916B2 (ja) | 1980-05-19 | 1981-05-15 | 光起電力素子 |
| JP56073356A Granted JPS5743413A (en) | 1980-05-19 | 1981-05-15 | Semiconductor element and method of producing same |
| JP56075588A Granted JPS57122581A (en) | 1980-05-19 | 1981-05-19 | Method and device for producing solar battery as well as method and chamber for coating amorphous silicon |
| JP60077525A Granted JPS6122622A (ja) | 1980-05-19 | 1985-04-11 | 光起電力パネルの製造方法及び装置 |
| JP61054540A Granted JPS61287176A (ja) | 1980-05-19 | 1986-03-12 | 半導体素子の製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1152074A Expired - Lifetime JP2539916B2 (ja) | 1980-05-19 | 1981-05-15 | 光起電力素子 |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56075588A Granted JPS57122581A (en) | 1980-05-19 | 1981-05-19 | Method and device for producing solar battery as well as method and chamber for coating amorphous silicon |
| JP60077525A Granted JPS6122622A (ja) | 1980-05-19 | 1985-04-11 | 光起電力パネルの製造方法及び装置 |
| JP61054540A Granted JPS61287176A (ja) | 1980-05-19 | 1986-03-12 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4400409A (ja) |
| JP (5) | JP2539916B2 (ja) |
| KR (3) | KR840000756B1 (ja) |
| AU (3) | AU542845B2 (ja) |
| BR (1) | BR8103030A (ja) |
| CA (1) | CA1184096A (ja) |
| DE (3) | DE3119481C2 (ja) |
| ES (3) | ES8207658A1 (ja) |
| FR (1) | FR2482786B1 (ja) |
| GB (3) | GB2076433B (ja) |
| IE (1) | IE52688B1 (ja) |
| IL (1) | IL62883A (ja) |
| IN (1) | IN155670B (ja) |
| IT (1) | IT1135827B (ja) |
| MX (1) | MX155307A (ja) |
| NL (1) | NL8102411A (ja) |
| PH (1) | PH18408A (ja) |
| SE (1) | SE456380B (ja) |
| ZA (1) | ZA813076B (ja) |
Families Citing this family (136)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713777A (en) | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device and manufacture thereof |
| US5091334A (en) * | 1980-03-03 | 1992-02-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US4677738A (en) * | 1980-05-19 | 1987-07-07 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of making a photovoltaic panel |
| US5859443A (en) * | 1980-06-30 | 1999-01-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US5262350A (en) * | 1980-06-30 | 1993-11-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Forming a non single crystal semiconductor layer by using an electric current |
| US6900463B1 (en) | 1980-06-30 | 2005-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US4542711A (en) * | 1981-03-16 | 1985-09-24 | Sovonics Solar Systems | Continuous system for depositing amorphous semiconductor material |
| EP0078541B1 (en) * | 1981-11-04 | 1991-01-16 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Flexible photovoltaic device |
| JPS58169980A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光起電力素子の製造方法 |
| US4485125A (en) * | 1982-03-19 | 1984-11-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for continuously producing tandem amorphous photovoltaic cells |
| US4423701A (en) * | 1982-03-29 | 1984-01-03 | Energy Conversion Devices, Inc. | Glow discharge deposition apparatus including a non-horizontally disposed cathode |
| US4462332A (en) * | 1982-04-29 | 1984-07-31 | Energy Conversion Devices, Inc. | Magnetic gas gate |
| JPS58196063A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光起電力素子の製造方法 |
| JPS5934668A (ja) * | 1982-08-21 | 1984-02-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPS5950575A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池の製造方法 |
| JPS5961077A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-07 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
| US4443652A (en) * | 1982-11-09 | 1984-04-17 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrically interconnected large area photovoltaic cells and method of producing said cells |
| US4515107A (en) * | 1982-11-12 | 1985-05-07 | Sovonics Solar Systems | Apparatus for the manufacture of photovoltaic devices |
| JPS59201471A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換半導体装置 |
| US4483883A (en) * | 1982-12-22 | 1984-11-20 | Energy Conversion Devices, Inc. | Upstream cathode assembly |
| US4513684A (en) * | 1982-12-22 | 1985-04-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Upstream cathode assembly |
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