CN101320765B - 光电转换装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种光电转换装置及光电转换装置的制造方法，其中，不降低堆积速度地在大面积衬底上以高生产率直接形成优质的结晶半导体层，并且将该结晶半导体层用作光电转换层。将反应气体导入于放置有衬底的处理室内，通过设置在波导管的槽缝将微波导入于所述处理室内来产生等离子体，而在所述衬底上形成由半非晶半导体构成的光电转换层，所述波导管与所述衬底大略平行地相对配置。由此，不降低堆积速度，而可以获得优质的半非晶半导体。通过利用这种半非晶半导体形成光电转换层，可以获得将因光退化所引起的特性降低从五分之一降低到十分之一，而实际上几乎没有问题的光电转换装置。

Description

光电转换装置的制造方法
技术领域
本发明涉及结晶系硅的制造方法，并涉及包括利用该结晶系硅的半导体结的光电转换装置以及其制造方法。
背景技术
住宅用太阳光发电系统等光电转换装置作为应对近年的地球环境问题的对策，其市场不断得到扩大。作为光电转换装置，转换效率高的利用单晶或多晶硅薄片的光电转换装置已经实用化。利用单晶硅或多晶硅的光电转换装置通过从大型硅锭分割出来而制造。然而，制造大型硅锭需要很长时间，所以生产率欠佳。并且，由于硅原材料的供应量本身受到限制，所以不能应付市场的扩大，而处于供应不足的状态。
利用非晶硅的光电转换装置也正在被开发，虽然该利用非晶硅的光电转换装置的低成本化是可能的，然而因不能解决光退化的问题而尚未普及。此外，当采用作为非晶硅的制造方法的高频等离子体CVD法时，可以实现大面积化、低温成膜，并且可以使利用非晶硅作为光电转换层的光电转换装置的转换效率成为10％以上，然而该方法不能解决被称为斯特博勒-朗斯基效应(Staebler-WronskiEffect)的光退化。因此，对于利用通过等离子体CVD法可以制造的为结晶硅的微晶硅作为光电转换层的光电转换装置的开发正在进行。(例如，参照专利文件1)。
对通过等离子体CVD法制造的结晶硅薄膜以及利用其的光电转换装置来说，已经有利用具有半非晶体或半结晶体结构的半非晶半导体的光电转换装置的报告。该利用半非晶半导体的光电转换装置不同于本发明人所提供的利用非晶半导体或者结晶半导体的光电转换装置(例如，参照专利文件2、3)。
[专利文件1]专利申请公开2000-277439号公报
[专利文件2]
公告公报(PublicationofExaminedApplicaitons)平2-53941号公报
[专利文件3]
公告公报(PublicationofExaminedApplicaitons)昭62-62073号公报
当利用微晶硅作为光电转换层时，需要1μm以上、优选为10μm左右的膜厚度，然而，例如通过高频率等离子体CVD法而形成的微晶硅薄膜的堆积速度为0.1nm/秒以下，而不合乎实用。换言之，当利用微晶硅作为光电转换层时，有如下问题：生产率欠佳，并且其成本竞争力弱于其他结晶硅光电转换装置。
发明内容
于是，本发明是解决上述问题的发明，其目的在于：在不降低堆积速度的情况下，在大面积衬底上生产率高地直接形成优质的结晶半导体层。本发明的目的还在于：在500℃以下形成结晶半导体层。本发明的目的还在于提供一种利用所述结晶半导体层作为光电转换层的光电转换装置。
本发明的要旨在于：将反应气体导入于处理室内，向与衬底平行的方向导入微波来产生等离子体，在该衬底上形成半非晶半导体膜，将该半非晶半导体膜应用于光电转换层中的至少一个层。通过设置在传播微波的波导管的槽缝将微波导入于处理室内来产生等离子体，所述波导管与堆积半非晶半导体膜的衬底大略平行地配置。
半非晶半导体膜是在半导体膜中使晶粒分散地存在的半导体膜。本发明的半非晶半导体膜不同于多晶半导体膜，可以在衬底上直接形成在该半导体膜中包括微小的结晶结构或晶粒的膜。具体地说，对SiH4使用氢、稀有气体(氦、氩、氪、氖)、或者卤素气体诸如氟、氯等中的任何一种，或者这些的组合，且流量比以2至1000倍、优选为10至100倍进行稀释，并且供应微波频带的电磁能量实现等离子体化，而在引起自由基反应的同时在衬底上进行堆积。这样制造的半非晶半导体膜还包括将0.5nm至20nm的晶粒包括在非晶体半导体中的微晶半导体膜。在本发明中，将这种半导体至少使用于光电转换层，即可。注意，对光电转换层来说，不需要在其膜厚方向上都是半非晶半导体或者与此类似的半导体，而只要将这种半导体至少包括在其一部分，即可。
此外，光电转换层在添加有一种导电型的杂质的杂质半导体层和添加有与一种导电型相反的导电型的杂质的杂质半导体层之间具有本征半导体层。在本发明中，至少利用半非晶半导体膜形成本征半导体层作为光电转换层。
在此，本征半导体是指如下半导体：包括在该半导体中的给予一种导电型的杂质(给予p型或n型的杂质)的浓度为1×1020cm-3以下，且氧及氮的浓度为9×1019cm-3以下，并且相对于暗导电率光导电率为100倍以上。该本征半导体包括包含给予p型或n型的杂质即属于元素周期表的第13族或第15族的杂质元素的半导体。这是因为如下缘故：半非晶半导体当意图性地不添加用于价电子控制的杂质元素时呈现弱的n型的导电性，所以在本征半导体层中需要在进行成膜的同时或之后意图性或非意图性地添加给予p型的杂质元素。将此称为实际上的本征半导体层，其包括在本发明的本征半导体层中，将这些总称为本征半导体层(以下也称为“i型半导体层”)。
根据本发明，可以得到优质的半非晶半导体，而不降低堆积速度。通过利用这种半非晶半导体形成光电转换层，可以得到将因光退化所引起的特性降低从五分之一降低为十分之一，而实际上几乎没有问题的光电转换装置。由于光退化所引起的特性降低低，因此本发明的光电转换装置的光电转换层的膜厚度为0.5μm至10μm、优选为1μm至5μm，即可。因此，与需要极端的厚膜化的利用单晶或多晶硅片的光电转换装置相比，可以节约资源。
附图说明
图1是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的图；
图2是表示具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置的结构的图；
图3是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的图；
图4是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的平面图；
图5A至5C是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图6是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图7A至7C是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图8是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图9是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的图；
图10是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光传感装置的图；
图11A和11B是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的图；
图12A和12B是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的图；
图13是表示具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置的结构的图；
图14是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的图；
图15是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的平面图；
图16是说明具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置中的处理室的结构的图；
图17是表示等离子体CVD装置中的气体精炼循环装置的结构的图；
图18A和18B是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图19A和19B是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图20A至20C是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图21表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图22是表示用来加工薄膜的激光照射装置的结构的图；
图23A至23C是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图24是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光电转换装置的制造工序的截面图；
图25是表示利用半非晶半导体作为光电转换层的光传感装置的图。
具体实施方式
下面，参照附图将说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于如下的说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。在以下说明的本发明的结构中，在不同附图中共同使用表示相同部分的附图标记。
实施方式1
图1表示根据本实施方式的光电转换装置的结构。该光电转换装置通过以夹在p型半导体层14和n型半导体层18之间的方式设置i型半导体层16，至少包括一个半导体结。在本实施方式中，通过利用半非晶半导体层构成p型半导体层14、n型半导体层18、以及i型半导体层16，即所有的光电转换层。
作为衬底10，可以使用在市场上出售的各种各样的玻璃诸如蓝板玻璃、白板玻璃、铅玻璃、强化玻璃、陶瓷玻璃等。此外，可以使用：铝硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃等的称为无碱玻璃衬底的衬底；石英衬底；不锈钢等金属衬底。当将衬底10用作光入射面时，利用氧化铟、氧化铟锡、氧化锌等透明导电膜材料形成第一电极12。另一方面，当将第一电极12用作反射电极时，利用铝、银、钛、钽等金属材料来形成。当将第一电极12用作反射电极时，优选在电极的表面上形成凹凸以提高反射率。
p型半导体层14由包含硼作为一种导电型杂质的半非晶半导体或非晶半导体形成。为了降低光吸收损失，也可以包含碳来扩大光学带隙(opticalgap)。
i型半导体层16是本征半导体，并且它由半非晶半导体(典型地说，半非晶硅)形成。注意，i型半导体是指如下半导体：包括在该半导体中的给予p型或n型的杂质的浓度为1×1020cm-3以下，且氧及氮的浓度为9×1019cm-3以下，并且相对于暗导电率光导电率为100倍以上。也可以对该本征半导体添加1ppm至1000ppm的硼。换言之，半非晶半导体当意图性地不添加用于价电子控制的杂质元素时显示弱n型的导电性，所以当将半非晶半导体应用于i型半导体层16时，在进行成膜的同时或之后添加给予p型的杂质元素。作为给予p型的杂质元素，典型地有硼，而以1ppm至1000ppm的比例将B2H6、BF3等杂质气体混入在半导体材料气体中，即可。并且，将硼的浓度设定为例如1×1014atoms/cm3至6×1016atoms/cm3，即可。
半非晶半导体包括具有非晶体和结晶结构(包括单晶、多晶)的中间结构的半导体。该半导体是具有在自由能上稳定的第三状态的半导体，且它是具有短程序列以及晶格畸变的晶质，并且可以将其粒径设定为0.5nm至20nm来使它分散在非单晶半导体中而存在。此外，作为终结悬空键的元素，包含至少1原子％或其以上的氢或卤。再者，通过包含氦、氩、氪、氖灯稀有气体元素来进一步促进晶格畸变，可以得到稳定性更高的优质的半非晶。这种半非晶硅具有晶格畸变，并且由于该晶格畸变，光学特性从单晶硅的间接变迁型变成直接变迁型。当至少有10％的晶格畸变时，光学特性变成直接变迁型。注意，通过使晶格畸变局部性地存在，可以呈现直接变迁和间接变迁混在一起的光学特性。
所述半非晶半导体通过利用微波频带的电磁能量使以硅烷为代表的半导体材料气体等离子体化，且堆积生成物来形成。作为典型的半导体材料气体，可以使用SiH4。除此以外，还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。通过利用氢、氟、或者选自氦、氩、氪以及氖中的一种或多种稀有气体中的至少一种稀释该半导体材料气体，可以容易形成半非晶半导体。优选在稀释率为10倍至1000倍的范围内稀释半导体材料气体。当然，在减压下进行利用通过微波频带的电磁能量实现等离子体化的方法的薄膜的反应生成，并且在压力大约为0.1Pa至133Pa的范围下进行，即可。作为用来形成等离子体的电力，供应1GHz至5GHz、典型为2.45GHz的电磁波，即可。衬底加热温度优选为300℃以下，更优选为100至200℃。此外，也可以将CH4、C2H6等碳化物气体、GeH4、GeF4等锗化气体混入在半导体材料气体中，并且将能带幅度调节为1.5至2.4eV、或者0.9至1.1eV。
n型半导体层18由包含磷作为一种导电型杂质的半非晶半导体或非晶半导体形成。通过利用铝、银、钛、钽等金属材料形成n型半导体层18上的第二电极20。此外，在从第二电极20一侧使光入射的情况下，利用透明导电膜材料形成第二电极20。
图1举例说明包括p型半导体层14、i型半导体层16、n型半导体层18的半导体结作为光电转换层的结构，但是，除了该pin结以外，还可以使用pi结、in结、pn结作为构成光电转换层的半导体结。与非晶半导体相比，半非晶半导体的少数载流子的扩散长长，所以也可以形成pp-n结、pp-in结。
在这种光电转换装置中，优选连续形成光电转换层中的各层，而不使各层之间的界面暴露于大气。此外，由于对各层以价电子控制为目的而添加少量的杂质元素，所以优选使用具有多个成膜处理室的多室微波等离子体CVD装置。特别优选使用电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下并且电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下(更优选为0.5eV以上且1.5eV以下)左右的等离子体。当利用其电子密度高且其电子温度低的等离子体时，等离子体损伤及缺陷少，所以可以形成优质的半非晶半导体膜。以下表示适于形成半非晶半导体膜的装置的一个例子。
图2表示具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置的一个例子。该装置具有如下结构：在公共室407周围具有装载室401、卸载室402、处理室(1)403a、处理室(2)403b、处理室(3)403c、以及备用室405。处理室(1)403a是用来形成p型半导体层的处理室，处理室(2)403b是用来形成i型半导体层的处理室，处理室(3)403c是用来形成n型半导体层的处理室。被处理衬底通过公共室407搬出入于各处理室。在公共室407和各室之间设置有闸阀408，以避免在各处理室中进行的处理彼此干扰。衬底被装在装载室401、卸载室402分别具有的盒子400中，并且被公共室407中的搬送机409搬运到处理室(1)403a、处理室(2)403b、处理室(3)403c。在该装置中，可以按每个堆积的膜的种类分别分配处理室，所以可以连续形成多个不同薄膜而不使它们暴露于大气。
图3是详细说明处理室的一个例子的图。图3表示处理室的截面结构。处理室由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用密闭结构将其内部保持为减压的结构。处理容器410例如由不锈钢、铝等金属形成。
为了对处理室的内部进行减压，使作为低真空排气装置的回转泵414和作为高真空排气装置的涡轮分子泵416与处理容器410联结。作为低真空排气装置的回转泵414例如由干燥泵构成，用于使开关阀415工作并且进行从大气压左右到0.1Pa左右的真空排气。作为高真空排气装置的涡轮分子泵416用于进行0.1Pa以下的高真空排气。与作为高真空排气装置的涡轮分子泵416串联联结的压力调节阀417用于调整气体流量的电导率(conductance)，通过调整从气体供应装置436供应的反应气体的排气速度，将处理室内的压力保持在预定的范围内。
在处理容器410里面设置有衬托器(susceptor)418，该衬托器用来放置衬底等被处理物。衬托器418由氮化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷材料构成。在衬托器418里面设置有加热器422。加热器422与加热器电源428连接。加热器422嵌入在衬托器418中，并且它通过利用加热器电源428所供应的电力而发热，将放置在衬托器418上的衬底保持为预定温度。
覆盖物412以密闭处理容器410的上部的方式设置。在覆盖物412中，波导管432与顶板435接触地配置。波导管432与微波电源430联结。在波导管432和顶板435中设置有槽缝433，以使微波泄漏。槽缝433由介质板434堵塞，来保持处理容器410的密闭状态。微波通过介质板434被导入于处理容器410中来产生等离子体。
图4是表示覆盖物412的结构的平面图。波导管432与顶板435平行地延伸，并且将多个波导管432平行地配置。介质板434在顶板435上配置为矩阵状。形成在波导管432和顶板435中的槽缝433根据介质板434的位置而设置。当被处理衬底的面积大时(例如，当应用730mm×920mm的玻璃衬底、或者具有其一边长度超过1m的尺寸的玻璃衬底时)，优选将波导管432分割成多个而供应微波。图4表示采用在波导管432的端部利用分支波导管供应分割成多个的微波的结构的情况。微波电源连接到分支波导管的端部。通过使用多个微波电源，即使在被处理衬底的面积大的情况下，也可以保持等离子体的均匀性。
在图3中，气体供应装置436由填充有为反应气体的处理用气体的汽缸(cylinder)438、阀439、质量流量控制器(massflowcontroller)440等构成。其流量被质量流量控制器440调整的处理用气体被导入于处理容器410中。在汽缸438中填充有用来形成半非晶半导体的气体。用来成膜的为反应气体的处理用气体包含硅烷或乙硅烷等半导体材料气体、以及用来稀释半导体材料气体的氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种。在处理容器410中有气体供应喷嘴(上)442、气体供应喷嘴(下)444，是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410内的结构。例如，对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种，且在微波被导入的介质板434附近产生高密度自由基，以在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促进表面反应。对气体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材料气体。如此，通过分开气体供应通路，可以抑制在介质板434上堆积薄膜。在成膜的阶段中，也可以从气体供应喷嘴(上)442继续供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体。
通过利用具有这种结构的等离子体CVD装置，将处理用气体的反应气体导入于放置有衬底的处理室内，并且经过设置在波导管的槽缝将微波导入于处理室内产生等离子体，而可以在衬底上形成由半非晶半导体构成的光电转换层。所述波导管与衬底大略平行地相对配置。
在形成pin结作为光电转换层的结构的情况下，优选在微波等离子体CVD装置中设置用于形成各半非晶半导体层的处理室。在此情况下，首先，将第一反应气体导入于衬底(形成有第一电极的衬底)被放置的处理室(1)，并且经过设置在波导管的槽缝将微波导入于处理室(1)内产生等离子体，而在衬底上形成第一半非晶半导体层(p型半导体层)。所述波导管与衬底大略平行地相对配置。接着，将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(1)搬出且移动到处理室(2)中，将第二反应气体导入于该衬底被放置的处理室(2)，同样地导进微波来产生等离子体，而在第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层(i型半导体层)。然后，将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(2)搬出且移动到处理室(3)中，将第三反应气体导入于该衬底被放置的处理室(3)，同样地导进微波来产生等离子体，而在该第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层(n型半导体层)。举例说明按照堆叠的层的数量将处理室的数量设定为三个的情况。
例如，在形成pi结、in结、pn结作为光电转换层的结构的情况下，有两个用来成膜的处理室，即可。此外，在适用如pp-n结、p+pp-n结那样使一种导电型杂质浓度彼此不同的层结构的情况下，也可以将处理室设定为四个。然而，由于可以控制导入于处理室的杂质气体的浓度，所以也可以将处理室设为两个。
通过如图4所示将用来产生等离子体的波导管分成多个，上述微波等离子体CVD装置对于衬底尺寸可以灵活对应被称为液晶玻璃的第一代的300mm×400mm、第三代的550mm×650mm、第四代的730mm×920mm、第五代的1000mm×1200mm、第六代的2450mm×1850mm、第七代的1870mm×2200mm、第八代的2000mm×2400mm等大型衬底。
图9表示作为处理室的其他结构的组合发射微波的微波天线445和使微波透过的喷射型介质板446的例子。处理室中的其他的结构与图3相同，由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用密闭结构将其内部保持为减压的结构。微波天线445通过波导管连接到外部微波电源430。微波天线445具有由包括多个裂缝(slot)的导体构成的发射板。通过从该微波天线445导入频率为几京赫(giga-hertz)的微波，在处理容器410中产生高密度等离子体。由于产生的等离子体的电子温度低(3eV以下、优选为1.5eV以下)，所以使薄膜的生长表面受到的损伤少，并且，由于产生的等离子体的电子密度高(1×1011cm-3以上)，所以利用高密度自由基的表面反应，促进薄膜的生长。喷射型介质板446连接到气体供应装置436。在喷射型介质板446中有气体供应喷嘴(上)442、气体供应喷嘴(下)444，是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410内的结构。例如，对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体中的至少一种，且在微波被导入的介质板446附近产生高密度自由基，来在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促进表面反应。对气体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材料气体。图9所示的情况也同样是通过将微波天线445分割成多个，并且对各微波天线445供应微波电力，以可以对衬底尺寸大型化的衬底也产生均匀的等离子体，而可以在大面积衬底上形成光电转换层。
半非晶半导体膜可以在这种大面积衬底上均匀性地堆积而形成，并且可以构成在衬底上使多个单元元件(unitcell)串联连接的集成型光电转换装置。以下说明该工序的概略。
在图5A中，在衬底101上设置透光电极层102。或者，准备具有透光电极层102的衬底。透光电极层102由氧化铟锡合金(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、ITO-ZnO合金等构成，并且其厚度为40至200nm(优选为50至100nm)。将透光电极层102的薄层电阻设定为20至200Ω/□左右即可。
此外，作为透光电极层102，也可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组成物。对导电组成物来说，在形成薄膜作为透光电极层102的情况下，其薄膜中的薄层电阻优选为10000Ω/□以下，并且其波长550nm中的透光率优选为70％以上。此外，所包含的导电高分子的电阻率优选为0.1Ω·cm以下。作为导电高分子，可以使用所谓π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、以及由这些中的两种以上构成的共聚物等。
作为共轭类导电高分子的具体例子，可以举出聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3，4-二甲基吡咯)、聚(3，4-二丁基吡咯)、聚(3-羟基吡咯)、聚(3-甲基-4-羟基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚N-甲基吡咯、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、聚(2-甲苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-异丁基苯胺)、聚(3-异丁基苯胺)、聚(2-苯胺磺酸)、聚(3-苯胺磺酸)等。
既可以将上述导电高分子单独地作为导电组成物使用于透光电极层，又可以为调整导电组成物的性质对该导电高分子添加有机树脂而使用。
作为有机树脂，只要能够与导电高分子互相溶化或混合分散，就可以使用热固性树脂、热可塑性树脂、光固性树脂。例如，可以举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂；聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺等聚酰亚胺类树脂；聚酰胺6、聚酰胺6，6、聚酰胺12、聚酰胺11等聚酰胺树脂；聚偏二氟乙烯、聚氟化乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚含氯三氟乙烯等氟树脂；聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯等乙烯树脂；环氧树脂；二甲苯树脂；芳族聚酰胺(aramid)树脂；聚氨酯类树脂；聚脲类树脂；蜜胺树脂；酚醛类树脂；聚醚；丙烯酸类树脂；以及由这些构成的共聚物等。
再者，在要调整导电组成物的导电率时，也可以通过对导电组成物掺杂受主或施主掺杂剂，使共轭导电高分子的共轭电子的氧化还原电位变化。
作为受主掺杂剂，可以使用卤素化合物、路易斯酸(Lewisacid)、质子酸(protonicacid)、有机氰化合物、有机金属化合物等。作为卤素化合物，可以举出氯、溴、碘、氯化碘、溴化碘、氟化碘等。作为路易斯酸，可以举出五氟化磷、五氟化砷、五氟化锑、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼等。作为质子酸，可以举出：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼氟化氢酸、氟化氢酸、过氯酸等无机酸；以及有机羧酸、有机磺酸等有机酸。作为有机羧酸以及有机磺酸，可以使用所述羧酸化合物以及磺酸化合物。作为有机氰化合物，可以使用在共轭键中包括两个以上的氰基的化合物。例如，可以举出四氰基乙烯、四氰基乙烯氧化物、四氰基苯、四氰基对醌二甲烷、四氰基氮杂萘(tetracyanoazanaphthalene)等。
作为施主掺杂剂，可以举出碱金属、碱土金属、季胺化合物等。
可以通过使导电组成物溶解于水或有机溶剂(醇类溶剂、铜类溶剂、酯类溶剂、碳化氢类溶剂、芳香类溶剂等)并且利用湿法，来形成成为透光电极层的薄膜。对使导电组成物溶解的溶媒没有特别的限制，使用使上述导电高分子及有机树脂等高分子树脂化合物溶解的溶媒即可。例如，使导电组成物溶解于水、甲醇、乙醇、丙烯碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己酮、丙酮、甲乙酮、甲异丁酮、甲苯等中或者由这些构成的混合溶剂中，即可。
可以在上述那样使导电组成物溶解于溶媒中之后，利用涂布法、涂敷法、液滴喷射法(也称为喷墨法)、印刷法等湿法，来形成由导电组成物构成的膜。当要使溶媒干燥时，既可以进行热处理，又可以在减压下进行。此外，当有机树脂是热固性时，还进行加热处理，而当有机树脂是光固性时，进行光照射处理，即可。
此外，透光电极层102可以通过利用复合透光导电材料来形成，该复合透光导电材料包含空穴传输性有机化合物、以及对于该空穴传输性有机化合物显示电子接收性的金属氧化物。通过在该复合透光导电材料中，使空穴传输性有机化合物、以及对于该空穴传输性有机化合物显示电子接收性的金属氧化物复合化，可以使电阻率成为1×106Ω·cm以下。注意，“复合”不意味着仅仅将两种材料混在一起，而意味着通过混合成为在两种材料之间能够进行电荷的收发的状态。
复合透光导电材料是通过复合第一有机化合物和无机化合物而形成的复合材料。作为用于复合透光导电材料的第一有机化合物，可以使用各种化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃、高分子化合物(低聚物、树状聚合物、聚合物等)等。注意，作为用于复合材料的第一有机化合物，优选使用空穴传输性高的有机化合物。具体地说，优选使用具有10-6cm2/Vsec以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是其空穴传输性高于其电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。
作为可以用于复合材料的第一有机化合物，可以应用以下例示的有机化合物。作为芳香胺化合物，可以举出4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯胺]联苯(缩写：NPB)、4，4’-双[N-(3-甲基苯)-N-苯胺]联苯(缩写：TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯胺)三苯胺(缩写：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯)-N-苯胺]三苯胺(缩写：MTDATA)等。
此外，可以通过使用下面所示的有机化合物，获得在450至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料。另外，与此同时可以使电阻率成为1×106Ω·cm以下，典型成为5×104Ω·cm至1×106Ω·cm。
作为包含于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料中的芳香胺，可以举出N，N’-二(对-甲苯基)-N，N’-二苯基-对-苯二胺(缩写：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DPAB)、4，4’-双(N-{4-[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(缩写：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(缩写：DPA3B)等。
此外，作为可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料的咔唑衍生物，可以具体地举出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)等。
此外，还可以使用4，4’-二(N-咔唑基)联苯(缩写：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(缩写：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(缩写：CzPA)、2，3，5，6-三苯基-1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]苯等。
此外，作为可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料的芳香烃，例如可以举出9，10-二(萘-2-基)-2-叔-丁基蒽(缩写：t-BuDNA)、9，10-二(萘-1-基)-2-叔-丁基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(缩写：DPPA)、9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔-丁基蒽(缩写：t-BuDBA)、9，10-二(萘-2-基)蒽(缩写：DNA)、9，10-二苯基蒽(缩写：DPAnth)、2-叔-丁基蒽(缩写：t-BuAnth)、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽(缩写：DMNA)、2-叔-丁基-9，10，-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、9，9’-二蒽基、10，10’-二苯基-9，9’-二蒽基、10，10’-二(2-苯基苯基)-9，9’-二蒽基、10，10’-双[(2，3，4，5，6-戌苯)苯基]-9，9’-二蒽基、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯等。此外，还可以使用并五苯、晕苯等。像这样，更优选使用具有1×10-6cm2/Vsec以上的空穴迁移率且碳数为14至42的芳香烃。
注意，可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料的芳香烃还可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基骨架的芳香烃，例如可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(缩写：DPVPA)等。
此外，还可以使用高分子化合物诸如聚{4-[N-(4-二苯氨基苯)-N-苯基]氨基苯乙烯}(缩写：PStDPA)、聚{4-[N-(9-咔唑-3-基)-N-苯基氨基]苯乙烯}(缩写：PStPCA)、聚(N-乙烯基咔唑)(缩写：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(缩写：PVTPA)等。
此外，作为用于复合材料的无机化合物，优选使用过渡金属氧化物。而且，优选使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体地，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰以及氧化铼，因为它们具有高电子接收性。其中特别优选使用氧化钼，因为它在大气中也稳定且其吸湿性低，容易使用。
注意，含有复合材料的层的制造方法可以使用湿法和干法中的任何方法。例如，可以通过共同沉积上述的有机化合物和无机化合物，来制造含有复合材料的层。注意，在利用气相沉积法制造含有复合材料的层的情况下，从制造过程的方面来看，优选使用氧化钼，因为氧化钼在真空中容易蒸发。此外，还可以通过涂敷含有上述有机化合物和金属醇盐的溶液并进行焙烧，来制造含有复合材料的层。作为涂敷方法，可以采用喷墨法、旋涂法等。
可以通过选择包含于复合材料中的有机化合物的种类，获得在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料。因此，在用于自发光型发光装置的情况下，可以不吸收来自发光区域的发光且有效地透过光，而提高外部取光效率。此外，也可以不吸收来自背光灯的光且有效地透过光，所以可以提高外部取光效率。此外，含有复合材料的层耐弯曲性能好。也就是说，在使用柔性衬底来制造光电转换装置的情况下，可以适当地应用。
从透光电极层102的低电阻化的观点来看，ITO膜很适合。但是，当在该ITO膜上形成半非晶半导体层时，若利用现有的高频率等离子体CVD法，则当使ITO膜暴露于包含氢的等离子体气氛时ITO膜被还原而失去透明性。然而，当使用根据本方式的微波等离子体CVD法时，电子温度低，所以可以抑制电极材料的退化。当然，为避免ITO膜的退化而在ITO膜上形成SnO2膜、ZnO膜是很有效的。包含1wt％至10wt％的钾(Ga)的ZnO(ZnO:Ga)膜的透过率高，而是适合在ITO膜上堆叠的材料。作为其组合的一个实例，当将ITO膜形成为50nm至60nm的厚度，并且在其上形成厚度为25nm的ZnO:Ga膜时，可以避免失去透明性，而可以获得良好的透光性。在该堆叠膜中，可以获得120Ω/□至150Ω/□的薄层电阻。
光电转换层103由通过所述微波等离子体CVD法制造的半非晶半导体构成。作为半非晶半导体的典型例子，有以SiH4气体为原料而制造的半非晶硅半导体。此外，适合应用半非晶硅·锗半导体、半非晶碳化硅半导体。光电转换层103包括pin结、pi结、in结、pn结中的任何半导体结。当使用根据本方式的微波等离子体CVD法时，电子温度低，所以抑制各结界面上的损伤，而可以形成具有良好的半导体结的光电转换层。
图5A表示光电转换层103从透光电极层102一侧堆叠有p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c的状态的一个例子。光电转换层的厚度为0.5μm至10μm、优选为1μm至5μm，其中可以将p型半导体层的厚度设定为10nm至20nm，而将n型半导体层的厚度设定为20nm至60nm。
也可以在堆叠有p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c的状态下，或者在堆叠有直到i型半导体层103b的阶段，进行对这些半非晶半导体层照射激光束而提高结晶性的处理。作为对半非晶半导体层照射的激光束，有紫外光、可见光、或者红外光。作为可以振荡紫外光、可见光、或者红外光的激光振荡器，可以使用KrF、ArF、XeCl、Xe等受激准分子激光振荡器；He、He-Cd、Ar、He-Ne、HF等气体激光振荡器；利用在YAG、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3等结晶中掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的结晶的固体激光振荡器；GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等半导体激光振荡器；二极管激光等。典型地使用波长为400nm以下的受激准分子激光束、YAG激光的二次谐波或三次谐波。例如，利用重复频率为10Hz至1000Hz左右的脉冲激光束，且利用光学系统将该激光束聚焦为100mJ/cm2至500mJ/cm2，并且以90％至95％的重叠率进行照射，而对硅膜表面进行扫描，即可。另外，优选利用能够连续振荡的固体激光器，并且应用基波的二次谐波至四次谐波。典型地，应用Nd:YVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)，即可。当利用连续振荡的激光器时，利用非线形光学元件将从输出功率为10W的连续振荡的YVO4激光器发射的激光束转换为高次谐波。此外，还有如下方法：将YVO4结晶和非线形光学元件放在共振器中，来发射高次谐波。然后，优选的是，通过光学系统将激光束在照射面成形为矩形或椭圆形，而对被处理物进行照射。此时，需要0.01MW/cm2至100MW/cm2左右(优选为0.1MW/cm2至10MW/cm2)的能量密度。然后，以10cm/s至2000cm/s左右的速度对于激光束相对地使半导体膜移动而进行照射，即可。
当利用这种半非晶半导体材料形成pin结时，可以获得0.4V至1V左右的开路电压(openvoltage)。当以该pin结为光电转换层的一个单位，而采用堆叠有多个光电转换层的叠层型结构(也称为串置层结构(tandemstructure))时，也可以提高开路电压。
如图5B所示，为了在相同衬底上形成多个单元元件，通过利用激光加工法形成贯穿光电转换层103和透光电极层102的开口C0至Cn。开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn是绝缘分离用的开口，其为形成单元元件而设置。开口C1、C3、C5、···Cn-1是用来形成透光电极和背面电极之间的连接的开口。对在激光加工法中使用的激光器的种类没有限制，但是使用Nd-YAG激光器、受激准分子激光器等。不管使用哪一种激光器，通过在堆叠有透光电极层102和光电转换层103的状态下进行激光加工，可以避免当加工时透光电极层从衬底剥离。
通过这样做，将透光电极层102分割成透光电极T1至Tn，而将光电转换层103分割成K1至Kn。并且，如图5C所示地填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn，并且形成覆盖该开口的上端部分的绝缘树脂层Z0至Zn。绝缘树脂层Z0至Zn通过丝网印刷法利用绝缘树脂材料诸如丙烯类、酚醛类、环氧类、聚酰亚胺类等来形成即可。例如，通过丝网印刷法利用树脂组成物以填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn的方式形成绝缘树脂图案，该树脂组成物是在苯氧基树脂中混合环己胺、异佛尔酮、高阻碳黑、氧相二氧化硅、分散剂、防沫剂、以及均化剂而形成的。在形成印刷图案之后，在160℃的烘箱中进行二十分钟热固化，而获得绝缘树脂层Z0至Zn。
接着，形成图6所示的背面电极E0至En。背面电极E0至En由导电材料形成。在此情况下，也可以通过溅射法或真空沉积法形成由铝、银、钼、钛、铬等构成的层，但是也可以利用导电树脂材料而形成。在利用导电树脂材料形成背面电极E0至En的情况下，也可以通过丝网印刷法、喷墨法(液滴喷射法)、分配器方法等直接形成预定的图案。作为导电组成物，可以使用以Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等金属粒子为主要成分的组成物。在利用大面积衬底制造光电转换装置的情况下，优选使背面电极E0至En低电阻化，所以作为导电组成物的主要材料，优选使用将电阻率低的金、银、铜中的任何一种导电粒子溶解或分散于溶媒中而形成的组合物。更优选使用电阻低的银、铜。此外，为了将导电材料充分填充到被激光加工过的开口C1、C3、C5、···Cn-1，可以使用导电粒子的平均粒径为5nm至10nm的纳米膏。
此外，也可以通过喷射这样一种组成物，来形成背面电极E0至En，该组成物包括其周围被其他导电材料覆盖的导电材料的粒子。例如，也可以使用如下导电粒子，在该导电粒子中，在利用Ag覆盖Cu的周围的粒子中，在Cu和Ag之间设置由Ni或NiB(硼化镍)构成的缓冲层。溶媒相当于醋酸丁酯等酯类、异丙醇等醇类、丙酮等有机溶剂等。通过调整溶液的浓度，并且加入表面活性剂等，而适当地调整表面张力和粘度。
优选的是，将喷墨法中使用的喷嘴的直径设定为0.02μm至100μm(优选为30μm以下)，并且将从该喷嘴喷射的组成物的喷射量设定为0.001pl至100pl(优选为10pl以下)。作为喷墨法，有两种方式即请求(on-demand)型和连续型，可以使用其中的任何一种方式。再者，作为在喷墨法中使用的喷嘴，有两种方式即利用压电体的因电压施加而变形的性质的压电方式、以及利用设置在喷嘴中的加热器使组成物沸腾来喷射该组成物的加热方式，可以使用其中的任何一种方式。为了将液滴滴落在所希望的地方，优选使被处理物和喷嘴的喷射开口之间的距离尽可能接近，优选设定为0.1mm至3mm(优选为1mm以下)左右。喷嘴和被处理物在保持其相对距离的同时，其中的一方移动而描画所希望的图案。
可以在减压下进行喷射导电组成物的工序，这是因为如下缘故：在从喷射组成物到到达被处理物的过程中，该组成物的溶媒挥发，而可以省略或缩短后续的干燥和焙烧工序。此外，通过在包含导电材料的组成物的焙烧工序中，积极地使用以10％至30％的分压比混合有氧的气体，可以降低形成背面电极E0至En的导电膜的电阻率，并且可以谋求实现该导电膜的薄膜化及平滑化。
在喷射组成物之后，通过激光束照射、快热退火、使用加热炉的加热等，在常压或减压下进行干燥和焙烧工序中的一方或双方。尽管干燥和焙烧都是热处理工序，但是，例如，干燥是在100℃下进行3分钟，焙烧是在200℃至350℃下进行15分钟至120分钟。根据本工序，通过使组成物中的溶媒挥发或者化学性地去掉分散剂，来使周围的树脂硬化收缩，而加速熔合和熔接。在氧气氛、氮气氛、或者空气的气氛中进行该处理。但是，优选在氧气氛中进行该处理，因为分解或分散有金属元素的溶媒容易被去掉。
纳米膏包括分散或溶解在有机溶剂中的其粒径为5nm至10nm的导电粒子，还包括分散剂、称为粘合剂的热固性树脂。粘合剂具有避免当焙烧时发生裂缝或不均匀焙烧的功能。通过干燥工序或者焙烧工序，同时进行有机溶剂的蒸发、分散剂的分解除去、以及通过使用粘合剂而实现的硬化收缩，使纳米粒子彼此熔合以及/或者熔接而硬化。此时，纳米粒子生长到几十nm至一百几十nm。通过使邻近的生长粒子彼此熔合以及/或者熔接而互相链接，来形成金属链锁体(metalhormogone)。另一方面，多数留下的有机成分(大约80％至90％)被挤出到该金属链锁体的外部，结果形成包含该金属链锁体的导电膜、以及覆盖其外面的由有机成分构成的膜。通过当在包含氮和氧的气氛中焙烧纳米膏时，使包含在气体中的氧与包含在由有机成分构成的膜中的碳、氢等反应，可以去掉由有机成分构成的膜。此外，当在焙烧气氛中不包含氧时，可以另行利用氧等离子体处理等来去掉由有机成分构成的膜。如此，通过在包含氮和氧的气氛中焙烧或在干燥纳米膏之后进行氧等离子体处理，可以去掉由有机成分构成的膜，所以可以谋求实现包含留下的金属链锁体的导电膜的平滑化、薄膜化以及低电阻化。注意，由于通过在减压下喷射包含导电材料的组成物而使组成物中的溶媒挥发，因此也可以缩短后续的热处理(干燥或焙烧)时间。
这样的背面电极E0至En与光电转换层的n型半导体层103c接触，优选将该接触设定为欧姆接触。并且，为了进一步降低接触电阻，利用半非晶半导体形成n型半导体层103c即可，并且可以将其厚度形成为30nm至80nm。
将各背面电极E0至En形成为使它们在开口C1、C3、C5、···Cn-1中分别与透光电极T1至Tn连接。换言之，将与背面电极相同材料填充到开口C1、C3、C5、···Cn-1中。通过如此，例如可以使背面电极E1与透光电极T2电连接，而可以使背面电极En-1与透光电极Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可以使各光电转换层K1至Kn串联电连接。
密封树脂层104由环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂形成。在密封树脂层104中，在背面电极E0和En上形成开口部105、106，以便在该部分能够与外部布线连接。
通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、以及背面电极En构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口Cn-1中与相邻的背面电极En-1连接，而可以制造n个串联电连接的光电转换装置。注意，背面电极E0成为单元元件U1中的透光电极T1的取出电极。
图7A至7C以及图8表示光电转换装置的其他方式。在图7A中，与上述同样地制造衬底101、透光电极层102、光电转换层103。并且，通过印刷法在光电转换层103上形成背面电极E1至En。
并且，如图7B所示，通过激光加工法形成贯穿光电转换层103和透光电极层102的开口C0至Cn。开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn是用来形成单元元件的绝缘分离用开口，而开口C1、C3、C5、···Cn-1是用来形成透光电极和背面电极的连接的开口。当进行激光加工时，有在开口的周边留下渣滓的情况。该渣滓是被加工物的飞沫。通过激光束加热到高温的飞沫本来不是优选的，因为通过其会附着到光电转换层103的表面而使该薄膜受损伤。为避免此，通过按照开口图案形成背面电极，然后进行激光加工，至少可以避免对光电转换层103的损伤。
在将透光电极层102分割成透光电极T1至Tn，而将光电转换层103分割成K1至Kn之后，如图7C所示地填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn，并且通过印刷法比如丝网印刷法形成覆盖该开口的上端部分的绝缘树脂层Z0至Zn。
接着，如图8所示地填充开口C1、C3、C5、···Cn-1，利用丝网印刷法形成连接到透光电极T1至Tn的布线B0至Bn。布线B0至Bn由与背面电极相同材料形成，而使用热固型碳膏。注意，布线Bn形成在绝缘树脂层Zn上，而用作取出布线。通过如此，例如可以使背面电极E0与透光电极T2电连接，而可以使背面电极En-2与透光电极Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可以使各光电转换层K1至Kn串联电连接。
最后，通过印刷法形成密封树脂层104。在密封树脂层104中，在布线B0和Bn上形成开口部105、106，以便在该部分与外部布线电接。通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、以及背面电极En-1构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口Cn-1中与相邻的背面电极En-2连接，而可以制造n个串联电连接的光电转换装置。注意，布线B0成为单元元件U1中的透光电极T1的取出电极。
在根据本发明的光电转换装置中，光电转换层由半非晶半导体形成。因此，可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装置。
图10表示作为光电转换装置的其他方式的光传感装置。该光传感装置在受光部分中具有光电转换层225，并且具有在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的功能。在衬底201上设置有光电转换层225以及薄膜晶体管211。作为衬底201，可以使用透光性衬底例如玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等中的任何一种。
在衬底201上设置有绝缘层202，该绝缘层202通过溅射法或等离子体CVD法利用由选自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧氮化硅中的一种或多种构成的单层或多个层形成。通过设置绝缘层202，可以缓和压力并避免杂质污染。在绝缘层202上设置有构成薄膜晶体管211的结晶半导体层203。在结晶半导体层203上设置有栅绝缘层205、栅电极206来构成薄膜晶体管211。
在薄膜晶体管211上设置有层间绝缘层207。层间绝缘层207既可以由单层绝缘膜形成，又可以由不同材料的绝缘层的堆叠膜形成。在层间绝缘层207上形成电连接到薄膜晶体管211的源区以及漏区的布线。在层间绝缘层207上还形成有电极221、电极222以及电极223。该电极221、电极222以及电极223通过与该布线相同材料及相同工序形成。电极221至223由金属膜比如低电阻金属膜形成。作为这种低电阻金属膜，可以使用铝合金、或者纯铝等。此外，作为由这种低电阻金属膜和高熔点金属膜构成的堆叠结构，也可以采用依次堆叠钛膜、铝膜、钛膜而形成的三层结构。也可以利用单层导电膜形成电极221、电极222以及电极223，而代替由高熔点金属膜和低电阻金属膜构成的堆叠结构。作为这种单层导电膜，可以使用如下单层膜：由选自钛、钨、钽、钼、钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂中的元素、或者以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者由这些的氮化物例如氮化钛、氮化钨、氮化钽、氮化钼构成的单层膜。
对层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202施行蚀刻加工，以使它们的端部成为锥形状。通过层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202的端部被加工为锥形状，取得如下效果：形成在这些膜上的保护层227的覆盖率提高，而不容易使水分、杂质等进入。
在层间绝缘层207上形成p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c。注意，以至少使p型半导体层103a的一部分与电极222接触的方式提供p型半导体层103a。p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c与图5A至图8所说明的同样。保护层227例如由氮化硅形成，并且被形成在光电转换层225上。通过利用保护层227，可以避免水分、有机物等杂质混入到薄膜晶体管211和光电转换层225中。在保护层227上设置有由聚酰亚胺、丙烯等有机树脂材料形成的层间绝缘层228。在层间绝缘层228上形成有电连接到电极221的电极231、通过形成在层间绝缘层228以及保护层227中的接触孔电连接到光电转换层225的上层(n型半导体层103c)以及电极223的电极232。作为电极231以及电极232，可以使用钨、钛、钽、银等。
在层间绝缘层228上通过丝网印刷法或喷墨法利用环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯、酚醛树脂等有机树脂材料设置有层间绝缘层235。在层间绝缘层235中，在电极231以及电极232上设置有开口部。在层间绝缘层235上比如通过印刷法利用镍膏设置有电连接到电极231的电极241、以及电连接到电极232的电极242。
对这种用作光传感器的光电转换装置来说，光电转换层由半非晶半导体形成，所以可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装置。注意，虽然图10表示在受光部分中具有光电转换层225并且在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的光传感装置，但是如果省略涉及放大电路的结构，则可以用作光传感器。
实施方式2
图11A表示根据本方式的光电转换装置的结构。该光电转换装置
通过以由p型半导体层14和n型半导体层18夹住的方式提供i型半导体层16，至少包括一个半导体结。p型半导体层14、n型半导体层18以及i型半导体层16即光电转换层由半非晶半导体层构成。
作为衬底10，可以使用实施方式1所示的各种各样的玻璃衬底。在衬底10用作光入射面的情况下，可以使用实施方式1所示的氧化铟、氧化铟锡、氧化锌等透明导电膜材料作为第一电极12。另一方面，在第一电极12用作反射电极的情况下，也可以使用实施方式1所示的铝、银、钛、钽等金属材料。注意，在第一电极用作反射电极的情况下，优选在电极的表面上形成凹凸，以提高反射率。
与实施方式1同样，p型半导体层14由包含硼作为一种导电型杂质的半非晶半导体或者非晶半导体形成。并且，为了降低光吸收损失，也可以包含碳来扩大光学带隙(opticalgap)。
与实施方式1同样，i型半导体层16是本征半导体，并且它由半非晶半导体(典型地说，半非晶硅)形成，也可以添加有赋予p型的杂质。
与实施方式1同样，半非晶半导体通过利用微波频带的电磁能量使以硅烷为代表的半导体材料气体等离子体化，且堆积生成物来形成。在本实施方式中，在产生等离子体的压力为1×10-1Pa至1×105Pa、优选为1×102Pa至1×104Pa、更优选为3×102Pa至4×103Pa、更进一步优选为6×102Pa至2×103Pa的范围下进行等离子体化，即可。当在这种压力范围下产生等离子体时，在气相中进行自由基反应，与薄膜上的表面反应互起作用而提高成膜速度。在此情况下，通过使微波为1kHz至100kHz的脉冲放电，控制气相反应，而可以抑制气相中的异常生长。在本实施方式中，衬底加热温度优选为500℃以下，推荐100℃至400℃的衬底加热温度。
与实施方式1同样，n型半导体层18由包含磷作为一种导电型杂质的半非晶半导体或者非晶半导体形成。n型半导体层18上的第二电极20由与实施方式1同样的金属材料构成，并且在从第二电极20一侧使光入射的情况下，利用透明导电膜材料形成第二电极20。
图11A举例说明包括p型半导体层14、i型半导体层16、n型半导体层18的光电转换层的结构，但是，与实施方式1同样，除了该pin结以外，还可以应用其他结构作为构成光电转换层的半导体结。
图11B表示在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p-型半导体层15的结构。p-型半导体层15是赋予p型的杂质浓度低于p型半导体层14的半导体层。通过在p型半导体层14和i型半导体层16之间存在有p-型半导体层15，改善半导体结界面上的载流子传输性。在此情况下，通过使p-型半导体层15中的p型杂质浓度成为从p型半导体层14到i型半导体层16以楼梯状的方式或者连续性地减少的分布，进一步改善载流子传输性。此外，通过采用该结构，降低界面态密度且提高扩散电位，而增高光电转换装置的开路电压。作为具有这种结构的p-型半导体层15，可以使用半非晶半导体或非晶半导体。当使用半非晶半导体时，其少数载流子的扩散长长于非晶半导体，因此是优选的。
图12A表示在i型半导体层16和n型半导体层18之间设置由非晶半导体构成的i’型半导体层17的结构。i’型半导体层17是与i型半导体层16相同的本征半导体层，但是其不同之处在于没有结晶性。i’型半导体层17是吸收i型半导体层16没有吸收的光的层(表示外光从衬底10一侧入射的结构的情况)。i型半导体层16的光学带隙大约为1.4eV，而i’型半导体层17的光学带隙为1.6eV至1.8eV，但是i’型半导体层17的可见光区域的吸收系数更高。因此，i’型半导体层17可以吸收i型半导体层16没有吸收的光。i’型半导体层17的厚度为i型半导体层16的厚度的二分之一至十分之一即可。i’型半导体层17的光产生载流子中的空穴流到p型半导体层14一侧，并且通过穿过载流子传输性高的i型半导体层16，可以降低复合损失。换言之，根据本结构，可以增加光电流。
图12B表示在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p-型半导体层15且在i型半导体层16和n型半导体层18之间设置由非晶半导体构成的i’型半导体层17的结构。根据本结构，降低界面态密度且提高扩散电位，因此提高光电转换装置的开路电压，而可以增加光电流。与图11B同样，可以使用半非晶半导体或者非晶半导体作为p-型半导体层15。
与实施方式1同样，在这种光电转换装置中，优选连续形成光电转换层中的各层，而不使各层之间的界面暴露于大气。注意，以下举例说明与实施方式1不同的适于形成半非晶半导体膜的装置。当然，也可以通过利用与实施方式1同样的装置，形成本方式的光电转换层。
图13表示具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置的一个例子。该装置具有如下结构：在公共室407周围具有装载室401、处理室(1)403a、处理室(2)403b、以及处理室(3)403c。除了装载室以外，还可以设置卸载室。处理室(1)403a是用来形成p型半导体层的处理室，处理室(2)403b是用来形成i型半导体层的处理室，处理室(3)403c是用来形成n型半导体层的处理室。注意，如图11A和11B以及图12A和12B所示，还可以设置用来形成p-型半导体层、i’型半导体层的处理室。
被处理衬底通过公共室407搬出入于各处理室。在公共室407和各室之间设置有闸阀408，以避免在各处理室中进行的处理彼此干扰。衬底被装在装载室401所具有的盒子400中，并且被公共室407中的搬送机409搬运到处理室(1)403a、处理室(2)403b、处理室(3)403c。在该装置中，可以按每个堆积的膜的种类分别分配处理室，所以可以连续形成多个不同薄膜而不使它们暴露于大气。此外，各处理室与作为真空排气装置的回转泵414和涡轮分子泵416连接。
在各处理室中设置有等离子体产生装置406。等离子体产生装置406包括在处理室内产生等离子体的振荡器，例如由微波电源和将微波引导于处理室的波导管构成。连接到处理室的气体供应装置436由填充有半导体材料气体或稀有气体等用于制造过程的气体的汽缸(cylinder)438、阀439、质量流量控制器(massflowcontroller)440等构成。在每个处理室中安装有气体供应装置436。例如，气体供应装置436p连接到处理室(1)403a且供应p型半导体层用气体。气体供应装置436i连接到处理室(2)403b且供应i型半导体层用气体。气体供应装置436n连接到处理室(3)403c且供应n型半导体层用气体。此外，气体供应装置436h供应氢，而气体供应装置436f供应用来清洗处理室内的蚀刻气体。因此，在每个处理室中都设置有气体供应装置436h和436f。
图14是详细说明处理室的一个例子的图。图14表示处理室的截面结构。处理室由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用密闭结构将其内部保持为减压的结构。处理容器410例如由不锈钢、铝等金属形成。
为了使处理室的内部成为减压，使低真空排气用回转泵414和高真空排气用涡轮分子泵416与处理容器410联结。回转泵414例如由干燥泵构成，用于进行从大气压左右到0.1Pa左右的真空排气。涡轮分子泵416用于进行0.1Pa以下的高真空排气。与涡轮分子泵416串联联结的压力调节阀417用于调整气体流量的电导率(conductance)，通过调整从气体供应装置436供应的反应气体的排气速度，将处理室内的压力保持在预定的范围内。
在处理容器410里面设置有衬托器(susceptor)418，该衬托器用来放置衬底等被处理物。衬托器418由氮化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷材料构成。在衬托器418里面设置有加热器422。加热器422与加热器电源428连接。加热器422嵌入在衬托器418中，并且它通过利用加热器电源428所供应的电力而发热，将放置在衬托器418上的衬底保持为预定温度。
覆盖物412以密闭处理容器410的上部的方式设置。在覆盖物412中，波导管432与顶板435接触地配置。波导管432与微波电源430联结。在波导管432和顶板435中设置有槽缝433，以使微波泄漏。槽缝433由介质板434堵塞，以保持处理容器410的密闭状态。微波通过介质板434被导入于处理容器410中来产生等离子体。
图15是表示覆盖物412的结构的平面图。多个波导管432与顶板435平行地配置。介质板434相对于顶板435配置为矩阵状。形成在波导管432和顶板435中的槽缝433根据介质板434的位置而设置。当被处理衬底的面积大时(例如，当应用730mm×920mm的玻璃衬底、或者具有其一边长度超过1m的尺寸的玻璃衬底时)，优选将波导管432分割成多个而供应微波。图15表示采用在波导管432的端部利用分支波导管供应分割成多个的微波的结构的情况。微波电源连接到分支波导管的端部。通过使用多个微波电源，即使在被处理衬底的面积大的情况下，也可以保持等离子体的均匀性。
在图14中，气体供应装置436由填充有处理用气体的汽缸(cylinder)438、阀439、质量流量控制器(massflowcontroller)440等构成。其流量被质量流量控制器440调整过的处理用气体被导入于处理容器410中。在汽缸438中填充有用来形成半非晶半导体的膜的气体。用来成膜的处理用气体包含硅烷或乙硅烷等半导体材料气体、以及用来稀释半导体材料气体的氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种。在处理容器410中有气体供应喷嘴(上)442、气体供应喷嘴(下)444，是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410内的结构。例如，对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种，且在微波被导入的介质板446附近产生高密度自由基，以在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促进表面反应。对气体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材料气体。如此，通过分开气体供应通路，可以抑制在介质板434上堆积薄膜。在成膜的阶段中，也可以从气体供应喷嘴(上)442继续供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种。
图16表示作为处理室的其他结构的组合发射微波的微波天线445和使微波透过的喷射型介质板446的结构。处理室中的其他的结构与图14相同，由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用密闭结构将其内部保持为减压的结构。微波天线445通过波导管连接到外部微波电源430。微波天线445具有由包括多个槽缝(slot)的导体构成的发射板。通过从该微波天线445导入频率为几京赫(giga-hertz)的微波，在处理容器410中产生高密度等离子体。由于产生的等离子体的电子温度低(3eV以下、优选为1.5eV以下)，所以使薄膜的生长表面受到的损伤少，并且，由于产生的等离子体的电子密度高(1×1011cm-3以上)，所以通过利用高密度自由基的表面反应，来促进薄膜的生长。喷射型介质板446连接到气体供应装置436。在喷射型介质板446中有气体供应喷嘴(上)442、气体供应喷嘴(下)444，是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410内的结构。例如，对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种，且在微波被导入的介质板446附近产生高密度自由基，以在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促进表面反应。对气体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材料气体。图16所示的情况也同样，通过将微波天线445分割成多个，并且对各微波天线445供应微波电力，即使在衬底尺寸大型化的衬底上也可以产生均匀的等离子体，而可以在大面积衬底上形成光电转换层。
通过利用具有这种结构的等离子体CVD装置，将处理用气体的反应气体导入于放置有衬底的处理室内，并且经过设置在波导管的槽缝将微波导入于处理室内产生等离子体，而可以在衬底上形成由半非晶半导体构成的光电转换层。其中，所述波导管与衬底大略平行地相对配置。
在利用具有上述结构的等离子体CVD装置进行半非晶半导体的成膜的情况下，当在处理室内产生等离子体时，优选使用氦。氦具有所有的气体中最高的4.5eV的电离能，但是在比其电离能低一点的大约20eV的能级中处于准稳定状态，所以在放电持续的情况下，当实现电离时仅仅需要电离能和准稳定状态之间的差距的大约4eV。因此，放电开始电压也呈现所有的气体中最低的值。根据这种特性，氦可以稳定性地维持放电。此外，因为可以实现均匀的放电，所以即使在堆积半非晶半导体层的衬底的面积大时，也可以堆积均匀的膜。
在形成pin结作为光电转换层的结构的情况下，优选在微波等离子体CVD装置中设置对应于各半非晶半导体层的处理室。在此情况下，首先，将第一反应气体导入于衬底(形成有第一电极的衬底)被放置的处理室(1)403a，并且经过设置在波导管的槽缝将微波导入于处理室(1)403a内来产生等离子体，而在衬底上形成第一半非晶半导体层(p型半导体层)。其中所述波导管与衬底大略平行地相对配置。接着，将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(1)403a搬出且移动到处理室(2)403b中，将第二反应气体导入于该衬底被放置的处理室(2)403b，同样地输入微波来产生等离子体，而在第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层(i型半导体层)。然后，将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(2)403b搬出且移动到处理室(3)403c中，将第三反应气体导入于该衬底被放置的处理室(3)403c，同样地导入微波来产生等离子体，而在该第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层(n型半导体层)。举例说明按照堆叠的层的数量将处理室的数量设定为三个的情况。
形成光电转换层的处理室可以通过导入蚀刻气体而进行等离子体清洗处理。作为蚀刻气体，使用三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)等。在等离子体清洗处理之后，优选利用硅薄膜覆盖处理室内，以便降低留下在处理室内的氟等残留成分的影响。通过将硅烷气体导入于处理室内来产生等离子体，形成该硅薄膜。注意，对形成杂质半导体层的处理室来说，也可以利用杂质半导体薄膜覆盖处理室内。例如，对形成p型半导体层的处理室来说，利用p型半导体薄膜进行覆盖，即可。通过如此，在等离子体清洗处理之后利用硅薄膜覆盖处理室内，可以减少从内墙漏气。此外，通过导入硅烷气体来产生等离子体，留下在处理室内的氧、水分等与硅烷气体反应而真空排气到处理室外，因此可以提高处理室内的清洁度。在同样的意思上，即使在等离子体清洗处理之后以外的情况下，通过在开始形成光电转换层中的各层之前，将硅烷气体导入处理室内，可以提高处理室内的清洁度。
注意，按照堆叠的层的数量设定处理室的数量，即可。例如，图11B所示，当在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p-型半导体层15时，也可以追加新处理室。当形成p-型半导体层15时，将与硅烷气体一起供应的乙硼烷气体的浓度控制为大约不足1ppm即可，并且，作为其他方法，也可以利用自掺杂(self-doping)。这是如下方法：通过利用p型杂质半导体覆盖处理室内，少量的p型杂质(硼等)被导入于膜中，而可以形成p-型半导体层15。
通过将硅烷(当采用杂质半导体时，除了硅烷以外，还添加掺杂气体)和稀释气体(氢、稀有气体、或者组合这些的气体。以下，写为氢及/或稀有气体)混在一起且利用高密度等离子体形成半非晶半导体层。硅烷被氢及/或稀有气体稀释为10倍至2000倍。因此，需要大量氢及/或稀有气体。可以回收当形成半非晶半导体时供应的气体而再次利用。图17表示应用于等离子体CVD装置的气体精炼循环装置448的一个实例。作为气体精炼循环装置448，有回收而精炼硅烷等半导体材料气体的类型、以及回收而精炼氦等稀有气体的类型。从回转泵414排出的已经使用过的气体通过过滤器450去掉微粒子而蓄积在回收气体容器452中。在蓄积在回收气体容器452中之后，由升压器454升压，并且由分离器456仅仅分离氦等稀有气体。作为分离器456的结构，应用膜分离、吸附分离、吸收分离、低温分离(low-temperatureseparation)方式等。分离精炼了的气体并蓄积在填充容器458中。蓄积在填充容器458中的气体被压力调整器460调整为预定的压力，并且供应到气体供应装置436的质量流量控制器440的上流一侧。通过这样再次利用气体，可以削减半非晶半导体所需要的气体的消费量。换言之，通过再次利用氦等稀有气体，可以降低当制造光电转换装置时需要的所有的能量消费量，而可以削减二氧化碳的排出量。
通过如图15所示将用来产生等离子体的波导管分成多个，上述微波等离子体CVD装置可以对于衬底尺寸灵活对应被称为液晶玻璃的第一代的300mm×400mm、第三代的550mm×650mm、第四代的730mm×920mm、第五代的1000mm×1200mm、第六代的2450mm×1850mm、第七代的1870mm×2200mm、第八代的2000mm×2400mm等大型衬底。
半非晶半导体膜可以在这种大面积衬底上均匀性地堆积，并且可以构成在衬底上使多个单元元件串联连接的集成型光电转换装置。以下说明该工序的概略。
图18A和18B以及图19A和19B表示在具有绝缘表面的衬底上设置多个单元元件且在衬底上使各单元元件串联连接的光电转换装置的制造工序。在图18A中，在衬底10上形成第一电极12。第一电极12由开口M0至Mn绝缘分离为多个。通过在衬底10的整个表面上形成导电膜，并且按照开口图案蚀刻去掉该导电膜，或者利用激光束等能量射束直接加工该导电膜，来形成开口M0至Mn。
在加工通过激光加工形成在衬底10上的导电膜、半导体膜以及绝缘膜的情况下，优选利用光学系统聚焦激光束而进行。这是因为需要细微加工的缘故。此外，当如上所述地效率好地加工大面积衬底时，将激光束聚焦为直线状并且通过一次或多次脉冲激光束的照射来形成纵长形状的开口图案。
图22表示这种加工薄膜的激光照射装置的结构。作为成为光源的激光振荡器，可以使用受激准分子激光器(XeCl、KrF、ArF等各种受激准分子激光器)、固体激光器(YAG、YVO4、YLF等各种固体激光器)。在如光电转换装置那样堆叠多个层的情况下，优选使用照射紫外线的受激准分子激光器。此外，当控制加工深度时，也可以使用毫微微秒激光器。通过适当地设定照射能量、脉冲间隔，可以控制加工深度。
图22所示的激光照射装置具有光学系统，该光学系统用于将激光束的照射面的截面形状加工为直线状。该光学系统被设计为不仅具有将激光束的截面形状转换为直线状的功能，而且具有实现在照射面的激光束的能量均匀化的功能。图22表示用于说明光学系统的结构的侧视图以及俯视图。首先，说明图22的侧视图。
来自激光振荡器301的激光束被柱面透镜阵列302a以及柱面透镜阵列302b在垂直于激光束的前进方向(以下，将该方向称为纵方向)上分割。图22例示出四分割的结构。分割了的激光束由柱面透镜304聚焦。并且，由柱面透镜305在被处理衬底309上集中为一条激光束。然后，在反射镜307上折弯其前进方向，并且利用双合柱面透镜308在载物台310上的被处理衬底上聚焦为直线状。双合柱面透镜是指由两片柱面透镜构成的透镜。由此，实现直线状激光束的在宽度方向上的能量均匀化并且决定宽度方向的长度。
接着，说明俯视图。来自激光振荡器301的激光束被柱面透镜阵列303在垂直于激光束的前进方向且垂直于纵方向(以下，将该方向称为横方向)上分割。图22例示七分割的结构。此后，在柱面透镜304上激光束被合成。由此，实现直线状激光束的在长方向上的能量均匀化并且决定长度。通过使利用上述结构而加工的直线状激光束移动在其激光束的宽度方向，可以加工整个衬底。当形成开口时，使激光器的输出脉冲与载物台310的工作联动，即可。当形成一个开口时，对照射脉冲激光束的位置照射多次脉冲激光束，即可。
在图18A中，在第一电极12中形成开口M0至Mn之后，形成光电转换层。图18A例示从第一电极12一侧形成p型半导体层14、i型半导体层16、n型半导体层18的情况。作为光电转换层的结构，可以应用图11A和11B以及图12A和12B所示的结构，而代替该结构。优选通过利用图13所示的具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置形成光电转换层。当使用具有该结构的等离子体CVD装置时，可以以不暴露于大气的方式连续形成光电转换层。
在图18B中，在光电转换层中形成开口C0至Cn。开口C0至Cn是贯穿p型半导体层14、i型半导体层16、n型半导体层18的开口，并且将它们加工为使第一电极12的表面或者侧面露出。以预定间隔且与开口M0至Mn相邻地形成开口C0至Cn。也可以通过利用激光加工而进行该工序。
在图19A中，形成第二电极20。第二电极20由开口S0至Sn分离，并且具有利用开口C0至Cn与第一电极12电连接的结构。以预定间隔且与开口C0至Cn相邻地形成开口S0至Sn。也可以通过利用激光加工而进行该工序。在进行激光加工的情况下，当使用铬作为第二电极20时容易进行选择加工，因为铬具有升华性。
由此，形成多个在第一电极12和第二电极20之间具有光电转换层的单元元件，而可以获得各单元元件与其分别相邻的单元元件串联连接的集成型结构。
图19B表示在第二电极20上设置取出电极22，且由密封树脂层24覆盖，并且设置保护膜25的结构。保护膜25具有三层结构，并且EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)26是当加热时熔解的粘合剂的层。铝箔27是用来防湿的层，也是用来遮断从外部进入的水蒸气的层。外皮薄膜28由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等形成。据此，可以获得多个单元元件连接到衬底10的光电转换装置。
图20A至20C以及图21表示光电转换装置的其他制造工序。在图20A中，在衬底101上设置透光电极层102。或者，准备具有透光电极层102的衬底。透光电极层102由与实施方式1同样的氧化铟锡合金(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、ITO-ZnO合金等构成。
此外，与实施方式1同样，可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组成物。
此外，与实施方式1同样，可以通过使用于透光电极层102的导电组成物溶解于水或有机溶剂(醇类溶剂、铜类溶剂、酯类溶剂、碳化氢类溶剂、芳香类溶剂等)并且利用湿法，来形成成为透光电极层的薄膜。
此外，与实施方式1同样，透光电极层102可以通过利用复合透光导电材料来形成，该复合透光导电材料包含空穴传输性有机化合物、以及对于该空穴传输性有机化合物显示电子接收性的金属氧化物。
与实施方式1同样，从透光电极层102的低电阻化的观点来看，ITO膜很适合。但是，当在该ITO膜上形成半非晶半导体层时，若利用现有的高频率等离子体CVD法，则当使ITO膜暴露于包含氢的等离子体气氛时ITO膜被还原而失去透明性。然而，当使用根据本方式的微波等离子体CVD法时，电子温度低，所以可以抑制电极材料的退化。
光电转换层103由通过所述微波等离子体CVD法制造的半非晶半导体构成。作为半非晶半导体的典型例子，有以SiH4气体为原料而制造的半非晶硅半导体。此外，应用半非晶硅·锗半导体、半非晶碳化硅半导体。光电转换层103包括半导体结。当使用根据本方式的微波等离子体CVD法时，电子温度低，所以抑制各结界面上的损伤，而可以形成具有良好的半导体结的光电转换层。
图20A表示作为一个实例的光电转换层103从透光电极层102一侧堆叠有p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c的状态。光电转换层的厚度为0.5μm至10μm、优选为1μm至5μm，其中可以将p型半导体层103a的厚度设定为10nm至20nm，而将n型半导体层103c的厚度设定为20nm至60nm。
与实施方式1同样，也可以在堆叠有p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c的状态下，或者在堆叠有直到i型半导体层103b的阶段，进行对这些半非晶半导体层照射激光束而提高结晶性的处理。
当利用这种半非晶半导体材料形成pin结时，可以获得0.4V至1V左右的开路电压。当以该pin结为光电转换层的一个单位，而采用堆叠有多个光电转换层的叠层型结构(也称为串置结构(tandemstructure))时，也可以提高开路电压。
如图20B所示，为了在相同衬底上形成多个单元元件，通过利用激光加工法形成贯穿光电转换层103和透光电极层102的开口C0至Cn。开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn是绝缘分离用的开口，其为形成单元元件而设置。开口C1、C3、C5、···Cn-1是用来形成透光电极和背面电极之间的连接的开口。通过在堆叠有透光电极层102和光电转换层103的状态下进行激光加工，可以避免当加工时透光电极层从衬底剥离。
通过这样做，将透光电极层102分割成透光电极T1至Tn，而将光电转换层103分割成K1至Kn。并且，如图20C所示地填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn，并且形成覆盖该开口的上端部分的绝缘树脂层Z0至Zn。绝缘树脂层Z0至Zn通过丝网印刷法利用绝缘树脂材料诸如丙烯类、酚醛类、环氧类、聚酰亚胺类等来形成即可。例如，通过丝网印刷法利用树脂组成物以填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn的方式形成绝缘树脂图案，所述树脂组成物是在苯氧基树脂中混合环己胺、异佛尔酮、高阻碳黑、氧相二氧化硅、分散剂、防沫剂、以及均化剂而形成的。在形成印刷图案之后，在160℃的烘箱中进行二十分钟热固化，而获得绝缘树脂层Z0至Zn。
接着，形成图21所示的背面电极E0至En。背面电极E0至En由导电材料形成。在此情况下，也可以通过溅射法或真空沉积法形成由铝、银、钼、钛、铬等构成的层，但是也可以利用导电树脂材料而形成。在利用导电树脂材料形成背面电极E0至En的情况下，也可以通过丝网印刷法、喷墨法(液滴喷射法)、分配器方法等直接形成预定的图案。作为导电组成物，可以使用以Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等金属粒子为主要成分的组成物。在利用大面积衬底制造光电转换装置的情况下，优选使背面电极E0至En低电阻化，所以优选使
用将电阻率低的金、银、铜中的任何一种导电粒子溶解或分散在溶媒中而形成的组成物作为导电组成物的主要材料。更优选使用电阻低的银、铜。此外，为了将导电材料充分填充到被进行激光加工的开口C1、C3、C5、···Cn-1中，可以使用导电粒子的平均粒径为5nm至10nm的纳米膏。
此外，也可以通过喷射形成包括利用其他导电材料覆盖导电材料的周围的粒子的组成物，来形成背面电极E0至En。例如，也可以使用如下导电粒子，在该导电粒子中，当利用Ag覆盖Cu的周围的粒子时，在Cu和Ag之间设置由Ni或NiB(硼化镍)构成的缓冲层。溶媒相当于醋酸丁酯等酯类、异丙醇等醇类、丙酮等有机溶剂等。通过调整溶液的浓度，并且加入表面活性剂等，而适当地调整表面张力和粘度。
优选的是，将喷墨法中使用的喷嘴的直径设定为0.02μm至100μm(优选为30μm以下)，并且将从该喷嘴喷射的组成物的喷射量设定为0.001pl至100pl(优选为10pl以下)。作为喷墨法，有两种方式即请求(on-demand)型和连续型，可以使用其中的任何一种方式。再者，作为在喷墨法中使用的喷嘴，有两种方式即利用压电体的因电压施加而变形的性质的压电方式、以及利用设置在喷嘴中的加热器使组成物沸腾来喷射该组成物的加热方式，可以使用其中的任何一种方式。为了将液滴滴落在所希望的地方，优选使被处理物和喷嘴的喷射开口之间的距离尽可能接近，优选设定为0.1mm至3mm(优选为1mm以下)左右。喷嘴和被处理物在保持其相对距离的同时，移动其中的一方而描画所希望的图案。
也可以在减压下进行喷射导电组成物的工序。这是因为如下缘故：在从喷射组成物到到达被处理物的过程中，该组成物的溶媒挥发，而可以省略或缩短后续的干燥和焙烧工序。此外，通过在包含导电材料的组成物的焙烧工序中，积极地使用以10％至30％的分压比混合有氧的气体，可以降低形成背面电极E0至En的导电膜的电阻率，并且可以谋求实现该导电膜的薄膜化及平滑化。
在喷射组成物之后，通过激光束照射、快热退火、使用加热炉的加热等，在常压或减压下进行干燥和焙烧工序中的一方或双方。尽管干燥和焙烧都是热处理工序，但是，例如，干燥是在100℃下进行3分钟，焙烧是在200℃至350℃下进行15分钟至120分钟。根据本工序，通过使组成物中的溶媒挥发或者化学性地去掉分散剂，来使周围的树脂硬化收缩，而加速熔合和熔接。在氧气氛、氮气氛、或者空气的气氛中进行该处理。但是，优选在氧气氛中进行该处理，因为分解或分散有金属元素的溶媒容易被去掉。
纳米膏包括分散或溶解在有机溶剂中的其粒径为5nm至10nm的导电粒子，还包括分散剂、称为粘合剂的热固性树脂。粘合剂具有避免当焙烧时发生裂缝或不均匀焙烧的功能。通过干燥工序或者焙烧工序，同时进行有机溶剂的蒸发、分散剂的分解除去、以及通过使用粘合剂而实现的硬化收缩，使纳米粒子彼此熔合以及/或者熔接而硬化。此时，纳米粒子生长到几十nm至一百几十nm。通过使邻近的生长粒子彼此熔合以及/或者熔接而互相链接，来形成金属链锁体(metalhormogone)。另一方面，多数留下的有机成分(大约80％至90％)被挤出到该金属链锁体的外部，结果形成包含该金属链锁体的导电膜、以及覆盖其外面的由有机成分构成的膜。通过当在包含氮和氧的气氛中焙烧纳米膏时，使包含在气体中的氧与包含在由有机成分构成的膜中的碳、氢等反应，可以去掉由有机成分构成的膜。此外，当在焙烧气氛中不包含氧时，可以另行利用氧等离子体处理等来去掉由有机成分构成的膜。如此，通过在包含氮和氧的气氛中焙烧或在干燥纳米膏之后进行氧等离子体处理，可以去掉由有机成分构成的膜，所以可以谋求实现包含留下的金属链锁体的导电膜的平滑化、薄膜化以及低电阻化。注意，由于通过在减压下喷射包含导电材料的组成物而使组成物中的溶媒挥发，因此也可以缩短后续的热处理(干燥或焙烧)时间。
这种背面电极E0至En与光电转换层的n型半导体层103c接触，通过将该接触设定为欧姆接触，并且为了进一步降低接触电阻，利用半非晶半导体形成n型半导体层103c即可，并且可以将其厚度形成为30nm至80nm。
将各背面电极E0至En形成为在开口C1、C3、C5、···Cn-1中分别与透光电极T1至Tn连接。换言之，将与背面电极相同材料填充到开口C1、C3、C5、···Cn-1中。通过如此，例如可以使背面电极E1与透光电极T2电连接，而可以使背面电极En-1与透光电极Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可以使各光电转换层K1至Kn串联电连接。
密封树脂层104由环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂形成。在密封树脂层104中，在背面电极E0和En上形成开口部105、106，以便在该部分能够与外部布线连接。
通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、以及背面电极En构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口Cn中与相邻的背面电极En-1连接，而可以制造n个串联电连接的光电转换装置。注意，背面电极E0成为单元元件U1中的透光电极T1的取出电极。
图23A至23C以及图24表示光电转换装置的其他方式。在图23A中，与上述同样地制造衬底101、透光电极层102、光电转换层103。并且，通过印刷法在光电转换层103上形成背面电极E1至En。
并且，如图23B所示，通过激光加工法形成贯穿光电转换层103合透光电极层102的开口C0至Cn。开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn是用来形成单元元件的绝缘分离用开口，而开口C1、C3、C5、···Cn-1是用来形成透光电极和背面电极的连接的开口。当进行激光加工时，有在开口的周边留下渣滓的情况。该渣滓是被加工物的飞沫。通过激光束加热到高温的飞沫本来不是优选的，因为通过其会附着到光电转换层103的表面而使该光电转换层103受到损伤。为避免此，通过按照开口图案形成背面电极，然后进行激光加工，至少可以避免对光电转换层103的损伤。
在将透光性电极层102分割成透光性电极T1至Tn，而将光电转换层103分割成K1至Kn之后，如图23C所示地填充开口C0、C2、C4、···Cn-2、Cn，并且通过印刷法比如丝网印刷法形成覆盖该开口的上端部分的绝缘树脂层Z0至Zn。
接着，如图24所示地填充开口C1、C3、C5、···Cn-1，利用丝网印刷法形成连接到透光电极T1至Tn的布线B0至Bn。布线B0至Bn由与背面电极相同材料形成，而使用热固型碳膏。注意，布线Bn形成在绝缘树脂层Zn上，用作取出布线。通过如此，例如可以使背面电极E0与透光电极T2电连接，而可以使背面电极En-2与透光电极Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可以使各光电转换层K1至Kn串联电连接。
最后，通过印刷法形成密封树脂层104。在密封树脂层104中，在布线B0和Bn上分别形成开口部105、106，以便在该部分与外部布线连接。通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、以及背面电极En-1构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口Cn-1中与相邻的背面电极En-1连接，而可以制造n个串联电连接的光电转换装置。注意，布线B0成为单元元件U1中的透光电极T1的取出电极。
在根据本发明的光电转换装置中，光电转换层由半非晶半导体形成。因此，可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装置。
图25表示作为光电转换装置的其他方式的光传感装置。该光传感装置在受光部分中具有光电转换层225，并且具有在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的功能。在衬底201上设置有光电转换层225以及薄膜晶体管211。作为衬底201，可以使用透光性衬底例如玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等中的任何一种。
在衬底201上设置有绝缘层202，该绝缘层202通过溅射法或等离子体CVD法利用由选自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧氮化硅中的一种或多种构成的单层或多个层形成。通过设置绝缘层202，可以缓和压力并避免杂质污染。在绝缘层202上设置有构成薄膜晶体管211的结晶半导体层203。在结晶半导体层203上设置有栅绝缘层205、栅电极206来构成薄膜晶体管211。
在薄膜晶体管211上设置有层间绝缘层207。层间绝缘层207既可以由单层绝缘膜形成，又可以由不同材料的绝缘层的堆叠膜形成。在层间绝缘层207上形成电连接到薄膜晶体管211的源区以及漏区的布线。在层间绝缘层207上还形成有电极221、电极222以及电极223。该电极221、电极222以及电极223通过与该布线相同材料及相同工序形成。电极221至223由金属膜比如低电阻金属膜形成。作为这种低电阻金属膜，可以使用铝合金、或者纯铝等。此外，作为由这种低电阻金属膜和高熔点金属膜构成的堆叠结构，也可以采用依次堆叠钛膜、铝膜、钛膜而形成的三层结构。也可以利用单层导电膜形成电极221至223，而代替由高熔点金属膜和低电阻金属膜构成的堆叠结构。作为这种单层导电膜，可以使用如下单层膜：由选自钛、钨、钽、钼、钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂中的元素、或者以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者由这些的氮化物例如氮化钛、氮化钨、氮化钽、氮化钼构成的单层膜。
对层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202施行蚀刻加工，以使它们的端部成为锥形状。通过层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202的端部被加工为锥形状，取得如下效果：形成在这些膜上的保护层227的覆盖率提高，而不容易使水分、杂质等进入。
在层间绝缘层207上形成p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c。注意，以至少使p型半导体层103a的一部分与电极222接触的方式提供p型半导体层103a。p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c与图20A至图24所说明的同样。保护层227例如由氮化硅形成，并且被形成在光电转换层225上。通过利用保护层227，可以避免水分、有机物等杂质混入到薄膜晶体管211和光电转换层225中。在保护层227上设置有由聚酰亚胺、丙烯等有机树脂材料形成的层间绝缘层228。在层间绝缘层228上形成有电连接到电极221的电极231、通过形成在层间绝缘层228以及保护层227中的接触孔电连接到光电转换层225的上层(n型半导体层103c)以及电极223的电极232。作为电极231以及电极232，可以使用钨、钛、钽、银等。
在层间绝缘层228上通过丝网印刷法或喷墨法利用环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯、酚醛树脂等有机树脂材料设置有层间绝缘层235。在层间绝缘层235中，在电极231以及电极232上设置有开口部。在层间绝缘层235上比如通过印刷法利用镍膏设置有电连接到电极231的电极241、以及电连接到电极232的电极242。
这种用作光传感器的光电转换装置由于光电转换层由半非晶半导体形成，所以可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装置。注意，虽然图25示出了在受光部分中具有光电转换层225并且在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的光传感装置，但是如果省略涉及放大电路的结构，则可以用作光传感器。
本说明书根据2007年6月5日在日本专利局受理的日本专利申请编号2007-149795并且2007年6月15日在日本专利局受理的日本专利申请编号2007-159570而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (27)

1.一种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置具有由半非晶半导体形成的光电转换层，所述制造方法包括如下步骤：
在第一处理室中提供第一衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述第一衬托器；
在第二处理室中提供第二衬托器、第三气体供应喷嘴和第四气体供应喷嘴，其中所述第三气体供应喷嘴位置比所述第四气体供应喷嘴更接近于所述第二衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与所述第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入衬底放置在所述第一衬托器上的所述第一处理室内，以及通过经设置在第一波导管的槽缝将第一微波导入所述第一处理室内来产生等离子体，在衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
将所述衬底从所述第一处理室移到所述第二处理室而不使所述衬底暴露于大气；以及
通过将第三气体和第四气体导入所述衬底放置在所述第二衬托器上的所述第二处理室内，以及通过经设置在第二波导管的槽缝将第二微波导入所述第二处理室内来产生等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层和所述第二半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，所述第三气体从所述第三气体供应喷嘴流出，并且，所述第四气体从所述第四气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体和所述第三气体中的每一个包括半导体材料气体，而所述第二气体和所述第四气体中的每一个包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，而且使用所述第四气体稀释所述第三气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
2.根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一波导管与所述衬底平行地相对配置。
3.根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
4.根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第二气体和所述第四气体还包含氢。
5.一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：
在第一处理室中提供衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入在所述衬托器上放置有衬底的所述第一处理室内，以及通过将第一微波经过设置在第一波导管的第一槽缝导入所述第一处理室内来产生等离子体，在所述衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第一处理室移动到所述第二处理室；
通过将第一反应气体导入放置有所述衬底的所述第二处理室内，以及通过将第二微波经过设置在第二波导管的第二槽缝导入所述第二处理室内来产生所述等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第二处理室移动到第三处理室；以及
通过将第二反应气体导入放置有所述衬底的所述第三处理室内，以及通过将第三微波经过设置在第三波导管的第三槽缝导入所述第三处理室内来产生所述等离子体，在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层、所述第二半非晶半导体层、和所述第三半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PIN结、PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，并且所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体包括半导体材料气体，而所述第二气体包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，
其中，所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括稀有气体以及半导体材料气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
6.根据权利要求5所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一波导管、所述第二波导管、以及所述第三波导管每一都与所述衬底平行地相对配置。
7.根据权利要求5所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
8.根据权利要求5所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括氦。
9.根据权利要求5所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包含氢，并且
其中所述氢和/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
10.一种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置包括由半非晶半导体形成的光电转换层，所述制造方法包括如下步骤：
在第一处理室中提供第一衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述第一衬托器；
在第二处理室中提供第二衬托器、第三气体供应喷嘴和第四气体供应喷嘴，其中所述第三气体供应喷嘴位置比所述第四气体供应喷嘴更接近于所述第二衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与所述第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入在所述第一衬托器上放置有衬底的所述第一处理室内，以及通过经设置在多个第一波导管的多个第一槽缝将多个第一微波导入所述第一处理室内来产生等离子体，在所述衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
将所述衬底从所述第一处理室移到所述第二处理室而不使所述衬底暴露于大气；以及
通过将第三气体和第四气体导入所述衬底放置在所述第二衬托器上的所述第二处理室内，以及通过经设置在多个第二波导管的多个第二槽缝将多个第二微波导入所述第二处理室内来产生等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层和所述第二半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，所述第三气体从所述第三气体供应喷嘴流出，并且，所述第四气体从所述第四气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体和所述第三气体中的每一个包括半导体材料气体，而所述第二气体和所述第四气体中的每一个包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，而且使用所述第四气体稀释所述第三气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
11.根据权利要求10所述的光电转换装置的制造方法，其中所述多个第一波导管与所述衬底平行地相对配置。
12.根据权利要求10所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
13.根据权利要求10所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第二气体和所述第四气体还包含氢。
14.一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：
在第一处理室中提供衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入在所述衬托器上放置有衬底的所述第一处理室内，以及通过将多个第一微波经过设置在多个第一波导管的多个第一槽缝导入所述第一处理室内来产生等离子体，在所述衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第一处理室移动到所述第二处理室；
通过将第一反应气体导入放置有所述衬底的所述第二处理室内，以及通过将多个第二微波经过设置在多个第二波导管的多个第二槽缝导入所述第二处理室内来产生所述等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第二处理室移动到第三处理室；以及
通过将第二反应气体导入放置有所述衬底的所述第三处理室内，以及通过将多个第三微波经过设置在多个第三波导管的多个第三槽缝导入所述第三处理室内来产生所述等离子体，来在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层、所述第二半非晶半导体层、和所述第三半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PIN结、PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，并且所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体包括半导体材料气体，而所述第二气体包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，
其中，所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括稀有气体以及半导体材料气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
15.根据权利要求14所述的光电转换装置的制造方法，其中所述多个第一波导管、所述多个第二波导管、以及所述多个第三波导管中的每一个与所述衬底平行地相对配置。
16.根据权利要求14所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
17.根据权利要求14所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括氦。
18.根据权利要求14所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包含氢，并且
其中所述氢和/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
19.一种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置包括由半非晶半导体形成的光电转换层，所述制造方法包括如下步骤：
在第一处理室中提供第一衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述第一衬托器；
在第二处理室中提供第二衬托器、第三气体供应喷嘴和第四气体供应喷嘴，其中所述第三气体供应喷嘴位置比所述第四气体供应喷嘴更接近于所述第二衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与所述第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入在所述第一衬托器上放置有衬底的所述第一处理室内，以及通过经设置在第一波导管的多个第一槽缝将第一微波导入所述第一处理室内来产生等离子体，在所述衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
将所述衬底从所述第一处理室移到所述第二处理室而不使所述衬底暴露于大气；以及
通过将第三气体和第四气体导入所述衬底放置在所述第二衬托器上的所述第二处理室内，以及通过经设置在第二波导管的多个第二槽缝将第二微波导入所述第二处理室内来产生等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层和所述第二半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，所述第三气体从所述第三气体供应喷嘴流出，并且，所述第四气体从所述第四气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体和所述第三气体中的每一个包括半导体材料气体，而所述第二气体和所述第四气体中的每一个包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，而且使用所述第四气体稀释所述第三气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
20.根据权利要求19所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一波导管与所述衬底平行地相对配置。
21.根据权利要求19所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
22.根据权利要求19所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第二气体和所述第四气体还包含氢。
23.一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：
在第一处理室中提供衬托器、第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，其中所述第一气体供应喷嘴位置比所述第二气体供应喷嘴更接近于所述衬托器；
提供与所述第一处理室连接的第一回转泵；
提供与第二处理室连接的第二回转泵；
提供气体精炼循环装置，所述气体精炼循环装置包括压力调整器和分离器，所述气体精炼循环装置连接到所述第一回转泵；
通过将第一气体和第二气体导入在所述衬托器上放置有衬底的所述第一处理室内，以及通过将第一微波经过设置在第一波导管的多个第一槽缝导入所述第一处理室内来产生等离子体，在所述衬底上形成第一半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第一处理室移动到所述第二处理室；
通过将第一反应气体导入放置有所述衬底的所述第二处理室内，以及通过将第二微波经过设置在第二波导管的多个第二槽缝导入所述第二处理室内来产生所述等离子体，在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度；
以不使所述衬底暴露于大气的方式将所述衬底从所述第二处理室移动到第三处理室；以及
通过将第二反应气体导入放置有所述衬底的所述第三处理室内，以及通过将第三微波经过设置在第三波导管的多个第三槽缝导入所述第三处理室内，来产生所述等离子体，来在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层且与高频等离子体CVD法制造非晶硅相比不降低堆积速度，从而形成包括所述第一半非晶半导体层、所述第二半非晶半导体层、和所述第三半非晶半导体层的将因光退化所引起的特性降低降低为十分之一的光电转换层，
其中，所述光电转换层包括PIN结、PI结、IN结和PN结中的任意一种，
其中，所述第一气体从所述第一气体供应喷嘴流出，并且所述第二气体从所述第二气体供应喷嘴流出，
其中，所述第一气体包括半导体材料气体，而所述第二气体包括氦，
其中，使用所述第二气体稀释所述第一气体，
其中，所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括稀有气体以及半导体材料气体，并且
其中，所述气体精炼循环装置被配置用于回收并精炼从所述第一回转泵排出的氦，以便再次利用氦。
24.根据权利要求23所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一波导管、所述第二波导管、以及所述第三波导管每一个都与所述衬底平行地相对配置。
25.根据权利要求23所述的光电转换装置的制造方法，其中所述等离子体的电子密度为1×1011cm-3以上且1×1013cm-3以下，而且其电子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
26.根据权利要求23所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包括氦。
27.根据权利要求23所述的光电转换装置的制造方法，
其中所述第一反应气体和所述第二反应气体每一个包含氢，并且
其中所述氢和/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
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