JPS634687A - 半導体素子の電極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 、本発明は、例えば光読取素子、太陽電池等のように、
アモルファスシリコン（以下ａ−８Ｌと記す）膜を活性
層とする半導体素子における電極に関するものである。

（従来技術） 第３図は、従来のａ−８ｉ膜を活性層とする光読取素子
の層構成を示したものであり、また、第４図は、同太陽
電池の層構成を示したものである。

光読取素子の場合は、ガラス等の絶縁基板１上に活性層
としてのａ−３Ｌ膜（ｉ層）２を形成し、その上の電極
取出部に、オーミックコンタクト用のｎ０層３、Ａ、１
．　Ｃｒ、　Ｎｉ等からなる金属電極）１１４を積層し
た層構成となっている。−方、太陽電池の場合は、２０
層（あるいはｎ９層）５、ａ−３Ｌ膜２、ｎ０層（ある
いは２０層）３の積層体を金属電極層４゜６で挟んだ層
構成となっている。

ここで問題となるのがｎ０層３と金属電極ＷＪ４との間
の相互拡散に伴う特性劣化（光電流の低下、経時安定性
の低下）である、具体的には、高温下（例えば１５０℃
）で、００層の成分であるＰ原子がＡＱ等の金属原子と
拡散し合って合金が形成される。また電界下（例えば１
０’　Ｖ　／　ａｍ）でも、ＳｉあるいはＰ原子がＡ　
（１＋　Ｃｒ　ｔ、　Ｎ　ｘ等と相互拡散を起こす、相
互拡散→合金化で界面の準位が大きくなり。

例えば光照射で発生した光キャリアがそれらの準位で捕
獲、消滅してしまい、電流が当初の値より小さくなって
しまう、第５図は、界面準位が変化する様子を示したも
のであり、縦軸に界面準位密度、横軸に光照射後の経過
時間をとっている。

ｎ０層と金属との界面付近（図中Ａで示す）は、経時的
な準位の変化が大きく、界面が不安定になっているのが
判る。

（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するもので、ｎ
０層の成分が金属電極層へ拡散するのを防止し、安定な
界面を構成する半導体素子の電極を提供するものである
。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、ａ−５ｉ膜を活
性層とする半導体素子において、ａ−８ｉ膜の電極取出
部にｎ型導電層、バッファ層としてのｐ型導ｆｉ！層及
び金属電極層を順次積層するものである。この構成によ
り、ｎ型導電層中の例えばＰ原子が金属電極層に達する
前に、ｐ型導電層中の例えばＢ［子で補償することがで
きる。

（実施例） 以下、実施例に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例の光読取素子の層構成を示
したものであり、また、第２図は、本発明の他の実施例
の太陽電池の層構成を示したものである。第１図、第２
図において、第３図、第４図と同一符号のものは同一の
ものを示し、また７は、ｎ０層３と金属電極層４との間
に挿入したバッファ層としてのｐ型導電層である。

１層としてのａ−３ｉ膜２の上に、まず従来と同様にｎ
０層３を設ける。このときのａ−８Ｌ膜２の成膜条件と
しては、ＰＣＶＤ法で、パワー；ＬＯＷ。

圧力；０．ＩＴｏｒｒ、基板温度；３００℃、ガス流量
；ＩＱｓｅｃ＠、膜厚；〜１μｍとしたａｎ”層３は、
パワー；ｔＯＷ、圧力；０．ＩＴｏｒｒ、基板温度；３
００℃。

原料ガスとしては、Ｐ　Ｈｓ　／　Ｈｚ　（５００ｐｐ
ｍ）　＋　Ｓ　ｉＨ。

で、流量はそれぞれ１０１０５ｃ、膜厚を１００〜３０
００人（好ましくは２０００人）堆積する０次にその上
に、ｐ型導電層７を、Ｂ　ｘ　Ｈｓ　／　Ｈ、（５００
ｐｐｍ）をＳ　ｉ　Ｈ、に混合して流量１０１０５ｅで
流し、パワー：１０Ｗ、圧力；０、ＩＴｏｒｒ、基板温
度；３００℃、１００〜３０ＱＯ人の厚さに堆積した。

この際のｐ型導電層７の膜厚は、ｎ”Ｍ３の厚さに応じ
て変化させなければならないｏｎ”層中のＰ量とｐ型導
電層中のＢ量とを同程度にすることによって、ｎ０層中
のＰ原子が金属電極層４に到達する前に、ｐ型導電層中
のＢ原子で補償することができる。ｐ型導電層７中への
Ｂドープを考える場合、ｎ　４層３の導電率（１０−’
Ω・１以上）に対して同程度の導電率になるようにＢ２
Ｈ，の流量を決めればよいことになる。また、ｎ９層と
しては、ＰＭ子子爵外も同じ性質を有するＮ原子を使用
してもよい。

導電率と膜厚との関係は次のように考える。

コプレナー電極（あるいはｎ＋層）のａ−８Ｌ膜との接
触面積をＡ、ｎ＋層の厚さをｄ、導電率をσ８とすると
、コンタクト部の抵抗Ｒｅは、 σ、Ａ と表わされる。Ｒｅはａ−５ｉ膜の抵抗Ｒｉに対してＲ
ａ≦□Ｒｉ と考えると、Ａ＝３００（μｍ）　Ｘ　１００（μｍ）
とすればσ。≧１０−７（Ω・■）−Ｌ、６５３０００
人となり、これが００層に要求される条件となる。

σ。を上記の値にするＰの量が、仮りに全て電極側に至
ったとすると、それと同等のＢの量がＰを補償する際に
必要となる。従ってＢのドープによって形成されるｐ型
導電層の条件も最大でσ、≧１０−７（Ω・ｃｍ）−”
、　６５３０００人となる。

第６図は、ｐ型導電層を設けた構成と、従来構成におけ
る状態（界面）準位の光照射による変化を示したもので
ある。これによると、ｐ型導電層を設けた構成の方が低
い状態準位となっており、良好な界面となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、安定な界面を有
する半導体素子の電極を実現することができ、光読取素
子や太陽電池等の信頼性を向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の光読取素子の層構成を示
す断面図、第２図は１本発明の他の実施例の太陽電池の
層構成を示す断面図、第３図及び第４図は、それぞれ従
来例の断面図、第５図は、従来構成での界面準位が変化
する様子を示す図、第６図は、本発明構成と従来構成に
おける状態（界面）準位の光照射による変化を示す図で
ある。 １　・・・絶縁基板、　２　・・・　ａ−８ｉ膜、　３
　・・・ｎ０層、　４，６・・・金属電極膜、　５・・
・２３層、　７・・・　ｐ型導電層。 第１図　　　第２図 第３図　　　　第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファスシリコン膜を活性層とする半導体素
   子において、前記アモルファスシリコン膜の電極取出部
   に、ｎ型導電層、ｐ型導電層及び金属電極層を順次積層
   してなることを特徴とする半導体素子の電極。
2. （２）前記ｎ型導電層とｐ型導電層の導電率及び厚さは
   、それぞれ以下の条件を満足することを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の半導体素子の電極。 ｎ型導電層：導電率σ＿ｅ＞１０＾−＾７（Ω・ｃｍ）
   ＾−＾１膜厚ｄ≦３０００Å ｐ型導電層：導電率σ＿ｈ＞１０＾−＾７（Ω・ｃｍ）
   ＾−＾１膜厚ｄ≦３０００Å
3. （３）前記ｎ型導電層は、リン又は窒素がドープされ、
   前記ｐ型導電層は、ホウ素がドープされてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体素子の
   電極。