FR2490016A1 - Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre - Google Patents

Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre Download PDF

Info

Publication number
FR2490016A1
FR2490016A1 FR8116954A FR8116954A FR2490016A1 FR 2490016 A1 FR2490016 A1 FR 2490016A1 FR 8116954 A FR8116954 A FR 8116954A FR 8116954 A FR8116954 A FR 8116954A FR 2490016 A1 FR2490016 A1 FR 2490016A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
alloy
states
amorphous
band gap
deposited
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8116954A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2490016B1 (fr
Inventor
Stanford Robert Ovshinsky
Masatsugu Izu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energy Conversion Devices Inc
Original Assignee
Energy Conversion Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Conversion Devices Inc filed Critical Energy Conversion Devices Inc
Publication of FR2490016A1 publication Critical patent/FR2490016A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2490016B1 publication Critical patent/FR2490016B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
    • H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0026—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • 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
    • C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/1604—Amorphous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic System
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

LA PRODUCTION D'UN ALLIAGE PHOTOSENSIBLE SUR UN SUBSTRAT 18 POUR DES DISPOSITIFS PHOTOVOLTAIQUES PRESENTANT DES CARACTERISTIQUES DE SEUIL CHOISIES EST OBTENUE EN AJOUTANT AU MOINS UN ELEMENT DE REGLAGE DE L'INTERVALLE DE BANDE PAR EXEMPLE DU GERMANIUM, AUX REGIONS PHOTOSENSIBLES ACTIVES CONTENANT DU SILICIUM, DU FLUOR ET DE L'HYDROGENE. L'ADDITION EST EFFECTUEE NOTAMMENT PAR DEPOT DE VAPEUR ET DECOMPOSITION PAR DECHARGE LUMINESCENTE EN AMENANT DU FLUOR D'UNE SOURCE 60 ET DE L'HYDROGENE D'UNE SOURCE 62 PAR UNE UNITE DE COMMANDE 34.

Description

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer
des alliages amorphes présentant des caractéristiques amélio-
rées de photosensibilité, et des dispositifs réalisés à partir de ceux-ci. L'application la plus importante de l'invention consiste dans la fabrication d'alliages à photo- sensibilité améliorée et de dispositifs comprenant des
intervalles de bande réalisés sur mesure en vue d'applica-
tions photosensibles spécifiques comprenant des dispositifs
photorécepteurs tels que des cellules solaires de type p-i-
n, p-n, Schottky ou MIS (semiconducteur métal-isolant); des substances photoconductrices telles que celles qui sont utilisées en xérographie; des dispositifs photodétecteurs et des photodiodes comprenant des mosaïques de photodiodes à
grandes surfaces.
Le silicium est la base de l'immense industrie des semiconducteurs cristallins et il constitue le matériau avec lequel on a produit les cellules solaires cristallines
coûteuses et à haut rendement (18%) destinées à des applica-
tions spatiales. Lorsque la technologie des semiconducteurs cristallins a atteint le niveau commercial, elle est devenue le fondement de l'immense industrie actuelle des dispositifs semiconducteurs. Ceci a été dû à la capacité des savants de
faire croître des cristaux de germanium et plus particuliè--
rement de silicium pratiquement sans défauts, puis de les transformer en matériaux extrinsèques contenant des régions à conductivité de type p ou de type n. Ce résultat a été obtenu en diffusant dans le matériau cristallin quelques parties par million de matériaux dopants donneurs (n) ou
accepteurs (p) introduits en tant qu'impuretés de substitu-
tion dans les matériaux cristallins sensiblement purs, de
manière à augmenter leur conductivité électrique et détermi-
ner leur type de conduction p ou n. Les procédés de fabrica-
tion utilisés pour réaliser les cristaux à jonction p-n mettent en oeuvre des procédures extrêmement compliquées,
demandant du temps et coûteuses. C'est ainsi que ces maté-
riaux cristallins qui sont utiles dans les cellules solaires et les dispositifs de commande de courant sont produits dans des conditions très soigneusement contrôlées en faisant croître des cristaux individuels de silicium ou de germanium,
et quand on a besoin de jonctions p-n, en dopant les cris-
taux individuels avec des quantités extrêmement faibles et critiques de dopants. Ces procédés de croissance de cristaux produisent des cristaux relativement si petits que les cellules solaires exigent l'assemblage de nombreux cristaux individuels pour couvrir la surface désirée d'un unique panneau à cellules solaires. La quantité d'énergie nécessaire pour fabriquer
une cellule solaire selon ce procédé, les limitations pro-
voquées par les limites de dimensions du cristal de silicium, et la nécessité de découper et d'assembler ce matériau cristallin, ont constitué une barrière économique impossible à franchir pour parvenir à une utilisation à grande échelle de cellules solaires à semiconducteurs cristallins en vue de la conversion de l'énergie. En outre, le silicium cristallin comporte un rebord optique indirect provoquant une mauvaise absorption de la lumière dans le matériau. Du fait de cette mauvaise absorption de la lumière, les cellules solaires cristallines doivent avoir une épaisseur d'au moins 50 microns pour absorber la lumière solaire incidente. Même si
on remplace le matériau cristallin par du silicium polycris-
tallin obtenu par des procédés moins coûteux, le rebord optique indirect existe toujours; de ce fait, l'épaisseur du matériau n'est pas réduite. Le matériau polycristallin implique également l'addition de limites granulaires et
autres défauts constituant des problèmes.
Un autre inconvénient du matériau polycristallin quand
il s'agit d'applications solaires vient de ce que l'inter-
valle de bande du silicium cristallin qui est d'environ 1,1 eV est de façon inhérente en dessous de l'intervalle de bande optimal qui est d'environ 1,5 eV. L'adjonction de germanium, qui est possible, réduit encore plus l'intervalle de bande, ce qui provoque une diminution correspondante du
rendement de la conversion solaire.
Pour résumer, les dispositifs à silicium cristallin présentent des paramètres fixes que l'on ne peut faire varier si on le désire, exigent de grandes quantités de matériau, ne peuvent être produits qu'en éléments de surface relativement réduite, leur fabrication étant coûteuse et demandant du temps. Les dispositifs basés sur le silicium amorphe peuvent éliminer ces inconvénients du silicium
cristallin. Le silicium amorphe comprend un rebord d'absorp-
tion optique présentant des propriétés similaires à celles d'un semiconducteur à intervalle direct et il suffit que le matériau ait une épaisseur d'un micron ou moins pour absorber
la même quantité de lumière solaire que le silicium cristal-
lin ayant une épaisseur de 50 microns. En outre, le silicium amorphe peut être obtenu plus rapidement, plus facilement et
en éléments de plus grande surface que le silicium cristallin.
En conséquence, des efforts considérables ont été entre-
pris pour mettre au point des procédés permettant de déposer
facilement des alliages ou des films amorphes semiconduc-
teurs, pouvant chacun couvrir des surfaces relativement importantes si on le désire, et limitées seulement par la dimension de l'équipement de dépôt, et qui pourraient être facilement dopés pour former des matériaux de type p et de
type n, les dispositifs à jonction p-n obtenus de ces der-
niers étant équivalents à ceux produits au moyen de leurs contreparties cristallines. Pendant de nombreuses années,
ces travaux ont été pratiquement sans résultats. On a consta-
té que les films amorphes de silicium ou de germanium (grou-
pe IV) qui sont normalement coordonnés quatre fois compre-
naient des micro-vides et des liaisons non saturées et
autres défauts produisant une forte densité d'états locali-
sés dans leur intervalle de bande. La présence d'une forte densité d'états localisés dans l'intervalle de bande de films semiconducteurs en silicium amorphe se traduit par un faible degré de photosensibilité ou photoconductivité, et une courte durée de vie en tant que porteur, rendant ces films inadaptés à des applications o l'on fait appel à des caractéristiques de photosensibilité. De plus, ces films ne peuvent être dopés avec succès ou modifiés de toute autre manière pour rapprocher le niveau de Fermi des bandes de conduction ou de valence, ce qui les rend inutilisables pour
2490016 -
constituer des jonctions p-n pour cellules solaires et pour les applications concernant des dispositifs de commande de courant.
Pour réduire les problèmes qui viennent d'être mention-
nés et constatés avec le silicium et le germanium amorphes, W. E. Spear et P. G. Le Comber du Carnegie Laboratory of Physics, Université de Dundee, Dundee, Ecosse ont effectué des recherches sur le "Substitutional Doping of Amorphous Silicon" (Dopage par substitution du silicium amorphe) , ayant fait l'objet d'un rapport publié dans "Solid State Communications", vol. 17, pages 1193 à 1196, 1975, en vue de réduire les états localisés dans l'intervalle de bande du silicium ou du germanium amorphes et rapprocher ces derniers du silicium ou du germanium cristallins intrinsèques et pour doper par substitution lesdits matériaux amorphes au moyen de dopants classiques et appropriés, comme pour le dopage de matériaux cristallins, pour les rendre du type extrinsèque
et de conduction de type p ou n.
La réduction des états localisés a été obtenue par dép8t par décharge luminescente de films de silicium amorphe o on
a fait passer un gaz de silane (SiH4) dans un tube à réac-
tion o le gaz est décomposé par décharge luminescente à
haute fréquence et déposé sur un substrat dont la températu-
re est d'environ 5000K à 6000K (2270C à 3271C). Le matériau
ainsi déposé sur le substrat est un matériau amorphe intrin-
sèque consistant en silicium et hydrogène. Pour obtenir un
matériau amorphe dopé, on a pré-mélangé du gaz de phosphine-
(PH3) pour obtenir une conduction de type n, ou un gaz de diborane (B2H6) pour obtenir une conduction de type p, avec le gaz de silane que l'on fait passer dans le tube à réaction
à décharge luminescente dans les mêmes conditions de traite-
ment. La concentration gazeuse des dopants utilisés était située entre environ 5 x 10-6 et 10-2 parties par volume. On pense que le matériau ainsi déposé comprenait du phosphore ou du bore dopant de substitution et on a constaté qu'il était extrinsèque et de type de conduction n ou p. Bien que ces chercheurs ne l'aient pas su, on sait maintenant par les travaux d'autres chercheurs que l'hydrogène dans le silane se combine à une température
optimale avec de nombreuses liaisons non saturées du sili-
cium pendant le dépôt par décharge luminescente, de manière à réduire sensiblement la densité des états localisés dans l'intervalle de bande en vue d'obtenir des propriétés élec- troniques du matériau amorphe se rapprochant le plus de
celles du matériau cristallin correspondant.
D. I. Jones, W. E. Spear, P. G. LeComber, S. Li et R. Martins ont également travaillé sur la préparation de a-Ge:H à partir de GeH4 en utilisant des techniques de dép8t similaires. On a constaté que le matériau obtenu présentait une forte densité d'états localisés dans son intervalle de bande. Bien qu'on ait pu doper le matériau, son rendement était sensiblement réduit par rapport à celui obtenu avec le a-Si:H. Dans ces travaux qui ont fait l'objet d'un rapport dans Philosophical Magazine B, vol. 39, page 147 (1979), les auteurs concluent qu'en raison de la forte densité des états dans l'intervalle de bande, le matériau obtenu constitue "... un matériau moins intéressant qu'un matériau à base de
a-Si en vue d'expériences de dopage et d'éventuelles appli-
cations N.
En travaillant sur des cellules solaires amorphes utili-
sant du silane et fabriquées au moyen d'un procédé similaire
par décharge luminescente, D. E. Carlson a cherché à utili-
ser le germanium dans les cellules pour rendre plus étroit l'intervalle optique en vue d'obtenir des cellules solaires optimales ayant une valeur d'environ 1,5 eV en partant de son matériau à cellules solaires le mieux fabriqué et dont l'intervalle de bande était de 1,65 à 1,70 eV. <D.E. Carlson, Journal of Non Crystalline Solids, vol. 35 et 36 (1980),
pages 707-717, rapport présenté à la 8 Conférence Interna-
tionale sur les Semiconducteurs Amorpnes et Liquides,Cambrid-
ge, Mass, du 27 au 31 août 1979). Cependant, Carlson a également indiqué que l'addition de germanium à partir de gaz germane était sans succès du fait qu'elle provoquait des
réductions importantes de tous les paramètres photovoltal-
ques des cellules solaires. Carlson a indiqué que la dégra-
dation des propriétés photovoltaïques montre que les défauts
dans l'intervalle de bande sont créés dans les films déposés.
(D.E. Carlson, Tech. Dig. 1977 IEDM, Washington, D.C., page 214). Dans un rapport récent sur l'augmentation du rendement des cellules solaires à jonctions multiples (empilées) en silicium amorphe (a-Si:H) déposé à partir de silane et de la manière ci-dessus, les auteurs ont indiqué que le "germanium constituait une impureté nuisible dans le a-Si:H, abaissant
exponentiellement sa caractéristique Jsc à mesure qu'augmen-
te le Ge...". La conclusion de leurs travaux de même que de ceux de Carlson est que les alliages de silicium amorphe, de germanium et d'hydrogène "présentent de mauvaises propriétés
photovoltaïques" et que l'on doit donc "trouver des maté-
riaux photovoltaïques à cellules en film présentant une réponse spectrale d'environ un micron pour obtenir des
combinaisons efficaces de cellules empilées avec du a-Si:H".
(J.J. Hanak, B. Faughnan, V. Korsun et J.P. Pellicane, présenté à la 14 IEEE Photovoltaic Specialists Conference,
San Diego, Californie, des 7 au 10 janvier 1980).
L'incorporation d'hydrogène dans le procédé ci-dessus non seulement présente des limitations basées sur le rapport fixe entre l'hydrogène et le silicium dans le silane, mais, et ce qui est plus important, des configurations variées de
la liaison Si:H qui introduisent de nouveaux états anti-
liaison qui peuvent avoir des conséquences nuisibles sur ces
matériaux. En conséquence, il existe des limites fondamen-
tales à la réduction de la densité des états localisés dans ces matériaux qui sont particulièrement nocifs du point de vue de leur dopage effectif de type p aussi bien que de type n. La densité résultante des états dans les matériaux à dépôt de silane a pour conséquence une réduction de la largeur de la zone d'épuisement qui limite à son tour le rendement des cellules solaires et autres dispositifs dont
le fonctionnement dépend du glissement des porteurs libres.
Le procédé qui consiste à réaliser ces matériaux en utili-
sant seulement du silicium et de l'hydrogène a également pour résultat une forte densité des états de surface qui ont un effet sur tous les paramètres ci-dessus. En outre, les essais antérieurs qui ont été effectués pour réduire l'intervalle de bande du matériau, bien qu'ils aient été couronnés de succès en ce qui concerne la réduction de l'intervalle de bande, ont par ailleurs ajouté dans le même temps des états dans ledit intervalle. L'augmentation des états dans l'intervalle de bande provoque une diminution ou
une perte totale de photoconductivité et est donc contre-
indiquée pour la production de dispositifs photosensibles.
Après la mise au point du dépôt de silicium par décharge
luminescente à partir de gaz silane, on a réalisé des tra-
vaux sur le dépôt par pulvérisation de films de silicium
amorphe dans une atmosphère constituée par un mélange d'ar-
gon (qui est nécessaire pour le procédé de dépôt par pulvé-
risation) et d'hydrogène moléculaire pour que cet hydrogène moléculaire ait une influence sur les caractéristiques du film de silicium amorphe déposé. Ces recherches indiquent que l'hydrogène agit en tant qu'agent modificateur qui se lie de manière telle qu'il réduit les états localisés dans l'intervalle de bande. Cependant, le degré de réduction des états localisés dans l'intervalle de bande, quand on a recours au procédé de dépôt par pulvérisation, est bien inférieur à celui atteint par le procédé de dépôt de silane décrit ci-dessus. On a également introduit les gaz dopants
de type p et n décrits ci-dessus dans le procédé par pulvé-
risation pour produire des matériaux dopés de type p et n.
Ces matériaux présentaient un rendement de dopage plus faible que les matériaux produits au moyen du procédé par décharge luminescente. Aucun des procédés ne permettait de produire des matériaux dopés de type p efficaces présentant des concentrations d'accepteurs suffisamment élevées pour
produire des dispositifs commerciaux à jonction p-n ou p-i-n.
Le rendement du dopage de type n était situé en dessous des niveaux acceptables et désirables dans le commerce et le dopage de type p était particulièrement indésirable du fait qu'il réduisait la largeur de l'intervalle de bande et augmentait le nombre d'états localisés dans cet intervalle
de bande.
Le dépôt préalable de silicium amorpne qui a été modifié par l'hydrogène provenant du gaz silane au cours d'essais pour le faire ressembler plus étroitement à du silicium cristallin, et qui a été dopé d'une manière similaire à
celle du dopage du silicium cristallin, présente des caracté-
ristiques qui, sous tous leurs aspects importants, sont inférieures à celles du silicium cristallin dopé. On a donc obtenu des rendements de dopage et de conductivité impropres, spécialement dans le matériau de type p, et les qualités pliotovoltaiques de ces fims de silicium laissaient beaucoup
à désirer.
La réponse spectrale non optimale des dispositifs photo-
sensibles à silicium amorphe de l'art antérieur est surmon-
tée selon la présente invention en ajoutant un ou plusieurs éléments de réglage de l'intervalle de bande à un alliage photosensible amorphe au moins dans la région de génération
de photo-courant de cette bande de manière a régler l'inter-
valle de bande sur sa largeur d'utilisation optimale en vue d'applications particulières sans augmenter sensiblement les
états nocifs dans la bande. Ainsi, les propriétés électroni-
ques élevées du matériau ne sont pas dégradées quand on
forme le nouvel alliage de l'intervalle de bande réglé.
L'alliage amorphe comprend au moins un élément réducteur de la densité des états, soit le fluor. On peut ajouter l'élément compensateur ou modificateur, qui est le fluor, et/ou d'autres éléments, pendant le dépôt ou après. Le ou les éléments rendant la bande plus étroite peuvent être activés et ajoutés au moyen de procédés par dépôt de vapeur, de pulvérisation ou de décharge luminescente. L'intervalle de bande peut être réglé en fonction des besoins et pour une
application spécifique en introduisant la quantité nécessai-
re d'un ou plusieurs éléments de réglage dans l'alliage
déposé dans au moins une région de génération de photo-
courant de cette bande.
L'intervalle de bande est réglé sans augmenter sensible-
ment le nombre d'états dans cet intervalle de bande de l'alliage du dispositif du fait de la présence de fluor dans l'alliage. Les films de l'art antérieur par dépôt de silane sont déposés de façon typique sur des substrats chauffés entre 250WC et 3501C pour rendre maximales l'incorporation et la compensation du silicium avec l'hydrogène dans les films. Les efforts antérieurs pour ajouter du germanium à ce film n'ont pas eu de succès du fait que la liaison hydrogène/ germanium est trop faible pour être stable à la température
du substrat nécessaire au dépôt.
La présence de fluor dans l'alliage de l'invention permet d'ajouter à l'alliage des éléments de réglage tels que du germanium ou de l'étain du fait que le fluor forme
des liaisons plus résistantes et plus stables que l'hydrogè-
ne. Le fluor compense ou modifie le silicium de même que le ou les éléments de réglage de la bande dans l'alliage de façon plus efficace que l'hydrogène du fait des liaisons
plus résistantes et therm'iquement plus stables et des confi-
gurations plus souples des liaisons dues à la nature ionique de la liaison du fluor. L'utilisation de fluor produit l'alliage ou le film décrits dans le brevet US n0 4.217.374 dans lequel la densité des états dans l'intervalle de bande
est beaucoup plus faible que celles produites par une combi-
naison de silicium et d'hydrogène, comme c'est le cas à partir de silane. Du fait que le ou les éléments de réglage de la bande aient été introduits de façon contrôlée dans le matériau sans ajouter d'états sensiblement nocifs, en raison de l'influence du fluor, le nouvel alliage conserve des qualités électroniques et une photosensibilité élevées quand on ajoute le ou les éléments de réglage pour déterminer le
seuil de la longueur d'onde en vue d'une application photo-
sensible spécifique. L'hydrogène enrichit l'alliage compensé ou modifié au fluor et il peut être ajouté pendant le dépôt avec le fluor, ou après le dépôt, comme cela peut être
également le cas pour le fluor et les autres éléments modi-
ficateurs. L'incorporation d'hydrogène par dépôt postérieur est avantageuse quand on souhaite utiliser les températures plus élevées du substrat qui sont nécessaires au dépôt et
autorisées par le fluor.
Alors que les principes de l'invention s'appliquent à chacun des procédés de dépôt mentionnés ci-dessus, on décrira ici à titre illustratif un environnement de dépôt de vapeur et de vapeur activée par plasma. Le système à décharge luminescente décrit dans le brevet US n0 4.226.898 comprend d'autres variables du procédé qui peuvent être utilisées
avec avantages avec les principes de la présente invention.
En conséquence, un premier objet de l'invention est de
proposer un procédé pour fabriquer un alliage amorphe photo-
sensible perfectionné, ce procédé comprenant le dépôt sur un substrat d'un matériau comprenant au moins du silicium et
incorporant dans ledit matériau au moins un élément rédui-
sant la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en'ce qu'on introduit au moins un élément de réglage de l'intervalle de bande dans ledit matériau sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, de manière à produire un alliage ayant un intervalle de
bande réglé pour fonctionner sur une longueur d'onde photo-
sensible spécifiée.
Un second objet de l'invention est de proposer un allia-
ge amorphe photosensible perfectionné,-cet alliage compre-
nant du silicium et incorporant au moins un élément réduc-
teur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que cet alliage comprend un élément de réglage de l'intervalle de bande incorporé dans le matériau sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, cet alliage ayant un intervalle de bande réglé pour
fonctionner sur une longueur d'onde photosensible spécifiée.
Un troisième objet de l'invention est de proposer un
dispositif photosensible perfectionné, ce dispositif compre-
nant des couches superposées de matériaux divers comportant un corps en un alliage semiconducteur amorphe comprenant une région photosensible active dans laquelle est compris un intervalle de bande que des radiations peuvent venir frapper pour produire des porteurs de charge, ledit alliage amorphe comportant au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que ledit alliage comprend en outre un élément de réglage de
l'intervalle de bande au moins dans ladite région photosen-
sible pour augmenter sa capacité d'absorbtion des radiations sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de il
bande, cet intervalle dudit alliage étant réglé pour fonc-
tionner sur une longueur d'onde photosensible spécifiée.
On décrira maintenant à titre d'exemple et avec référence
aux dessins annexés à la présente description le mode de
réalisation préféré de la présente invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un équipement de dépôt sous vide plus ou moins classique auquel ont été ajoutés des éléments pour effectuer l'adjonction de fluor (et d'hydrogène) par addition de composés moléculaires ou de fluor contenant du fluor, tel que du SiF4, ainsi que des arrivées d'hydrogène et des dispositifs de génération de fluor et d'hydrogène activés qui décomposent le fluor et l'hydrogène moléculaires à l'intérieur de l'espace sous vide de l'équipement de dépôt de vapeur pour convertir le fluor et l'hydrogène moléculaires en fluor et en hydrogène activés et pour diriger l'un ou les deux 'sur le substrat pendant le
dépôt d'un alliage amorphe contenant du silicium.
La figure 2 représente un équipement de dépôt sous vide similaire à celui représenté à la figure 1, comprenant des moyens de génération de fluor (et d'hydrogène) activés comportant une source de lumière ultraviolette irradiant le substrat pendant le procédé de dépôt de l'alliage amorphe,
cette source de lumière remplaçant les dispositifs généra-
teurs de fluor et d'hydrogène activés représentés à la
figure 1 et les moyens de génération de l'élément de réglage.
La figure 3 représente l'équipement de dépôt sous vide
de la figure 1 auquel ont été ajoutés des moyens addition-
nels pour doper l'alliage du dépôt avec un matériau déter-
minant une conductivité de type n ou p. La figure 4 représente une application o le dépôt de
l'alliage amorphe et l'application du fluor et de l'hydro-
gène activés peuvent être réalisés sous forme d'opérations
séparées et dans des enceintes séparées.
La figure 5 représente un appareil exemplaire pour diffuser de l'hydrogène activé dans un alliage amorphe
préalablement déposé.
La figure 6 est une vue en coupe fragmentaire d'un mode de réalisation d'une cellule solaire à barrière de.Schottky qui illustre une application des alliages photosensibles semiconducteurs amorphes réalisés au moyen du procédé de la
présente invention.
La figure 7 est une vue en coupe fragmentaire d'un dispositif à cellule solaire à jonction p-n comprenant un alliage semiconducteur amorphe dopé réalisé au moyen du
procéde de l'invention.
La figure 8 est une vue en coupe fragmentaire d'un
dispositif photodétecteur qui comprend un alliage semiconduc-
teur amorphe réalisé au moyen du procédé de l'invention.
La figure 9 est une vue en coupe d'un tambour xérographi-
que comprenant un alliage semiconducteur amorphe réalisé au
moyen du procédé de l'invention.
La figure 10 est une vue en coupe fragmentaire d'un
dispositif à cellule solaire à jonction p-i-n.
La figure 11 est une vue en coupe fragmentaire d'un
dispositif à cellule solaire à jonction n-i-p.
La figure 12 est une représentation schématique d'un
dispositif de dépôt de vapeur activée par plasma pour dépo-
ser les alliages amorphes avec le ou les éléments de réglage
de l'invention incorporés dans cet alliage.
La figure 13 est un diagramme des irradiations spectra-
les solaires représentant les longueurs d'ondes classiques de la lumière solaire qui sont disponibles pour diverses
applications photosensibles.
Si on se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 1, celle-ci représente un équipement de dépôt de vapeur indiqué dans son ensemble par la référence 10, qui peut être un équipement de dépôt de vapeur classique auquel
ont été ajoutés des moyens d'injection d'un matériau compen-
sateur ou modificateur activé qui seront décrits plus loin.
Cet équipement, tel qu'il est illustré, comprend une cloche 12 ou toute autre enceinte délimitant un espace sous vide 14 dans lequel sont disposés un ou plusieurs creusets tel que le creuset 16 contenant le ou les éléments producteurs de
film semiconducteur amorphe à déposer sur un substrat 18.
Dans la forme de l'invention qui est décrite, le creuset 16 contient initialement du silicium pour former un alliage amorpne contenant du silicium sur le substrat 18 qui, par exemple, peut être un métal, un semiconducteur cristallin ou polycristallin ou tout autre matériau sur lequel.on désire former l'alliage qui doit être déposé par le procédé de la présente invention. Une source de faisceau d'électrons 20 est prévue dans une zone adjacente au creuset 16, cette
source de faisceau d'électrons qui est représentée schémati- quement comprenant habituellement un filament chauffé et des
moyens de déflexion de faisceau (non représentés) qui diri-
gent un faisceau d'électrons sur le silicium contenu dans le
creuset 16 pour l'évaporer.
Une alimentation de puissance en courant continu et à haute tension 22 fournit la tension élevée appropriée qui est par exemple de 10.000 volts en courant continu, sa borne positive étant reliée au creuset 16 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande 24 et d'un conducteur 26. Sa borne négative est reliée au filament de la source de faisceau
d'électrons 20 par l'intermédiaire d'un dispositif de comman-
de 24 et d'un conducteur 28. Le dispositif de commande 24
comprend des relais ou analogues pour interrompre la conne-
xion de la source de puissance 22 avec les conducteurs 26 et
28 quand l'épaisseur du film formé sur un dispositif d'échan-
tillonnage de dépôt d'alliage 30 disposé dans l'enceinte
sous vide 14 atteint une valeur donnée déterminée en action-
nant un bouton manuel 32 prévu sur un panneau de commande 34
du dispositif de commande 24. Le dispositif d'échantillonna-
ge d'alliage 30 comprend un câble 36 qui est relié au dispo-
sitif de commande 24 et qui comprend des moyens bien connus pour réagir à la fois à l'épaisseur de l'alliage déposé sur le dispositif d'échantillonnage d'alliage 30 et à la vitesse du dépôt. On peut prévoir un bouton de commande manuel 38 sur le panneau de commande 34 pour fixer la vitesse de dépôt de l'alliage que l'on désire et que l'on contrôle par la quantité de courant qui est envoyé au filament de la source de faisceau d'électrons par l'intermédiaire d'un conducteur
40, d'une manière bien connue.
Le substrat 18 est supporté sur un porte-substrat 42 sur lequel est monté un élément chauffant 44. Un cable 46 envoie du courant d'excitation à l'élément chauffant 44 qui contrôle la température du porte-substrat 42 et du substrat 18 selon un réglage de la température déterminé au moyen d'un bouton de commande manuel 48 prévu sur le panneau de commande 34 du
dispositif de commande 24.
La cloche 12 est représentée s'étendant vers le haut à partir d'une base de support 50 d'o peuvent partir les divers câbles et autres connexions avec les composants disposés à l'intérieur de la cloche 12. La base de support est montée dans une enceinte 52 dans laquelle débouche une conduite 54 raccordée à une pompe à vide 56. La pompe à vide 56, qui peut fonctionner de façon continue, fait le vide dans l'espace 14 à l'intérieur de la cloche 12. On règle la pression désirée dans la cloche par un bouton de commande 58 prévu sur le panneau de commande 34. Selon cette forme de l'invention, le réglage contrôle le niveau de la pression selon lequel le courant de fluor (et d'hydrogène) activé est régulé à l'intérieur de la cloche 12. Ainsi, si le bouton de commande est réglé pour une pression de 10 4 Torrs dans la cloche, le courant de fluor (et d'hydrogène) dans la cloche 12 sera tel que la pression sera maintenue à
l'intérieur de la cloche alors que la pompe à vide 56 con-
tinuera à fonctionner.
Le dessin montre que les sources 60 et 62 de fluor et d'hydrogène moléculaires sont reliées par des conduites
respectives 64 et 66 au dispositif de commande 24. Un détec-
teur de pression 68 disposé dans la cloche 12 est relié par un câble 70 au dispositif de commande 24. Des soupapes de contrôle de débit 72 et 74 sont commandées par le dispositif de commande 24 de manière à maintenir la pression réglée
dans la cloche. Les conduites 76 et 78 partent du dispo-
sitif de commande 24 et traversent la base de support 50
pour parvenir dans l'espace sous vide 14 de la cloche 12.
Les conduites 76 et 78 sont respectivement reliées aux dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 qui convertissent le fluor et l'hydrogène moléculaires respectivement en fluor et en hydrogène activés, qui peuvent être des formes atomiques et/ou ionisées de ces gaz. Les dispositifs de génération de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 peuvent être des filaments de tungstène chauffés qui
élèvent les gaz moléculaires à leur température de décomposi-
tion, ou un dispositif générateur de plasma qui est bien connu dans la technique et qui fournit un plasma de gaz décomposés. Le fluor et l'hydrogène activés sous formes ionisées formés par plasma peuvent également être accélérés et injectés dans l'alliage en cours de dépôt en appliquant
un champ électrique entre le substrat et la source d'activa-
tion. Dans l'un ou l'autre cas, les dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 sont placés de préférence à proximité immédiate du substrat 18, de manière que le fluor et l'hydrogène activés qu'ils fournissent et dont la durée de vie est relativement courte soient injectés immédiatement au voisinage du substrat 18 o l'alliage est en cours de dépôt. Comme indiqué précédemment, on inclut au
moins du fluor dans l'alliage et on y inclut aussi de préfé-
rence de l'hydrogène. Le fluor (et l'hydrogène) activés de même que d'autres éléments compensateurs ou modificateurs peuvent aussi être produits à partir de composés contenant
les éléments au lieu d'une source de gaz moléculaire.
* Comme indiqué précédemment, pour produire des alliages amorphes utiles présentant les caractéristiques désirées
permettant leur utilisation dans des dispositifs photosen-
sibles tels que des photorécepteurs, des cellules solaires, des dispositifs de commande de courant à jonction p-n, etc., les agents, les matériaux ou les éléments compensateurs ou modificateurs produisent une très faible densité d'états
localisés dans l'intervalle de bande sans modifier le carac-
tère intrinsèque de base du film. Ce résultat est atteint au
moyen de quantités relativement faibles de fluor et d'hydro-
gène activés, ce qui fait que la pression dans l'espace 14 de la cloche sous vide peut toujours être une pression relativement basse (telle que de 10-4 Torrs). On peut faire en sorte que la pression du gaz dans le générateur soit plus élevée que la pression dans la cloche en réglant la dimension
de la sortie du générateur.
On règle la température du substrat 18 pour obtenir la réduction maximale de la densité des états localisés dans
l'intervalle de bande de l'alliage amorphe en cause. Généra-
lement, la température de la surface du substrat est telle qu'elle détermine une mobilité élevée des matériaux du
dépôt, et de préférence une mobilité inférieure à la tempé-
rature de cristallisation de l'alliage en cours de dépôt.
La surface du substrat peut être irradiée par de l'éner-
gie radiante pour encore augmenter la mobilité du matériau constituant l'alliage en cours de dépôt, en montant par
exemple une source de lumière ultraviolette (non représen-
tée) dans l'espace 14 de la cloche. En variante, et à la place des dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 de la figure 1, ces dispositifs peuvent être remplacés par une source de lumière ultraviolette 84
représentée à la figure 2, qui dirige une énergie ultravio-
lette sur le substrat 18. Cette lumière ultraviolette décom-
pose le fluor (et l'hydrogène) moléculaires aussi bien à une certaine distance du substrat 18 que sur celui-ci pour former du fluor (et de l'hydrogène) activés qui diffusent dans l'alliage amorphe en cours de dépôt qui se condense sur le substrat 18. La lumière ultraviolette augmente également la mobilité de surface du matériau constituant l'alliage déposé.
Aux figures 1 et 2, les éléments de réglage de l'inter-
valle de bande peuvent être ajoutés sous forme gazeuse d'une manière identique au fluor et à l'hydrogène en remplaçant le générateur d'hydrogène 82 ou en ajoutant un ou plusieurs
générateurs d'éléments de réglage activés 86, 88 (figure 2).
Chacun des générateurs 86 et 88 est consacré de façon typique à l'un des éléments de réglage tel que du germanium ou de l'étain. Par exemple, le générateur 86 peut fournir le
germanium sous forme de gaz germane (GeH4).
On se référera maintenant à la figure 3 qui représente des adjonctions à l'équipement représenté à la figure 1 servant à ajouter d'autres agents ou éléments à l'alliage en cours de dépôt. Par exemple, on peut ajouter initialement un
dopant de conductivité n tel que du phosphore ou de l'arse-
nic pour transformer l'alliage intrinsèque qui est modeste-
ment de type n en un alliage nettement plus de type n, et on
peut ensuite ajouter un dopant de type p tel que de l'alu-
minium, du gallium ou de l'indium pour former une bonne jonction p-n dans l'alliage. La figure représente un creuset destiné à recevoir un dopant tel que de l'arsenic qui est évaporé par bombardement de celui-ci au moyen d'une source à faisceau d'électrons 92 telle que la source à faisceau 20 qui a été précédemment décrite. La vitesse à laquelle le dopant s'évapore dans l'atmosphère de la cloche 12, qui est déterminée par l'intensité du faisceau d'électrons produit par la source de faisceau d'électrons 92, est réglée par un bouton manuel 94 prévu sur le panneau de commande 34 qui contrôle le courant envoyé dans le filament formant une partie de cette source de faisceau de manière à produire la vitesse d'évaporation réglée. La vitesse d'évaporation est
mesurée au moyen d'un dispositif d'échantillonnage d'épais-
seur 96 sur lequel le matériau dopant se dépose et qui engendre un signal sur un câble 98 allant du dispositif 96 au dispositif de commande 24 et qui indique la vitesse à
laquelle le matériau dopant est déposé sur le dispositif 96.
Lorsque l'épaisseur désirée pour l'alliage amorphe présentant le degré désiré de conductivité n a été déposée, on met fin à l'évaporation du silicium et du dopant de conductivité de type n et on dispose dans le creuset 90 (ou dans un autre creuset qui n'est pas représenté) un dopant de conductivité p décrit, et le processus de dépôt de l'alliage amorphe et de dopant continue alors comme précédemment pour augmenter l'épaisseur de l'alliage amorphe au moyen d'une région à conductivité de type p. Le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande peuvent également être ajoutés au moyen d'un processus similaire à celui décrit pour le dopant en utilisant un
autre creuset semblable au creuset 90.
Dans le cas o les alliages amorphes comprennent deux ou plusieurs éléments qui sont solides à la température ambiante, il est habituellement souhaitable de vaporiser séparément chaque élément placé dans un creuset séparé, et de contrôler leur vitesse de dépôt de toute manière appropriée telle qu'au moyen de commandes de réglage disposées sur le panneau de commande 34 qui, en association avec les dispositifs
d'échantillonnage de vitesse de dépôt et d'épaisseur, contrô-
lent l'épaisseur et la composition de l'alliage en cours de dépôt. Bien que l'on pense que le fluor (et l'hydrogène) acti-
vés constituent des agents de compensation les plus avanta-
geux pouvant être utilisés dans des alliages amorphes compen-
sés et comprenant du silicium, on peut utiliser d'autres agents compensateurs ou modificateurs selon des aspects les plus larges de la présente invention. Par exemple, le carbone et l'oxygène peuvent être utiles pour réduire la densité des états localisés dans l'intervalle de bande quand on les utilise en faibles quantités de manière à ne pasmodifier le
caractère intrinsèque de l'alliage.
Comme indiqué précédemment, et bien qu'on préfère que les agents compensateurs et autres soient incorporés dans l'alliage amorphe au moment o il est déposé, le processus du dépôt de l'alliage amorphe et le processus de l'injection
des agents compensateurs et autres dans l'alliage semiconduc-
teur peuvent être effectués, selon un autre aspect de l'in-
vention, dans un environnement totalement séparé de celui o
s'effectue le dépôt de l'alliage amorphe. Ceci peut présen-
ter un avantage dans certaines applications du fait que les
conditions de l'injection de ces agents est alors complète-
ment indépendante des conditions du dépôt de l'alliage.
Egalement et comme précédemment expliqué, si le processus de dépôt de vapeur produit un alliage poreux, on réduit plus facilement la porosité de l'alliage, dans certains cas, au moyen de conditions de l'environnement qui sont totalement différentes de celles présentes dans le processus de dépôt de vapeur. A cette fin, référence est maintenant faite aux figures 4 et 5 qui montrent que le processus A de d&rôt amorphe et le processus B de diffusion de l'agent compensateur ou modificateur sont effectués sous forme d'opérations séparées dans des environnements complètement différents, la figure 5 représentant l'appareil pour mettre en oeuvre le
processus de diffusion postérieur à la compensation.
Comme indiqué sur cette figure, on prévoit un corps 100 constituant un réceptacle à basse pression, comprenant une chambre à basse pression 102 munie d'une ouverture 104 à son extrémité supérieure. Cette ouverture 104 est fermée par un chapeau 106 pourvu d'un filetage 108 qui se visse autour d'une partie filetée correspondante prévue à l'extérieur du corps 100 constituant le réceptacle. Un joint torique 110
est pris en sandwich entre le chapeau 106 et la face supé-
rieure du réceptacle. Une électrode 112 portant l'échantil-
lon est montée sur une paroi inférieure isolante 114 de la chambre 102. Un substrat 116 sur lequel a été déjà déposé un alliage semiconducteur amorphe 118 est placé sur l'électrode 112. La face supérieure du substrat 116 contient l'alliage amorphe 118 à modifier ou à compenser d'une manière qui sera
maintenant décrite.
A une certaine distance au-dessus du substrat 116 est disposée une électrode 120. Les électrodes 112 et 120 sont reliées par des câbles 122 et 124 à une source de puissance 126 en courant continu ou à haute fréquence qui envoie une tension entre les électrodes 112 et 120 pour obtenir un plasma activé du ou des gaz compensateurs ou modificateurs, tels que du fluor, de l'hydrogène et analogues, envoyés dans la chambre 102. Pour des raisons de simplicité, la figure 5 ne représente que de l'hydrogène moléculaire envoyé dans la chambre 102 par une conduite d'entrée 128 qui traverse le
chapeau 106 et part d'un réservoir d'alimentation 130 d'hy-
drogène moléculaire. D'autres gaz compensateurs ou modifica-
teurs (tels que du fluor et analogues) peuvent être égale-
ment envoyés de la même manière dans la chambre 102. La conduite 128 est représentée reliée à une soupape 132 à proximité du réservoir 130. Une jauge indicatrice de débit
134 est représentée reliée à la conduite d'entrée 128 au-
delà de la soupape 132.
Des moyens appropriés sont prévus pour chauffer l'inté-
rieur de la chambre 102 de manière que la température du
substrat soit élevée de préférence à une température infé-
rieure mais proche de la température de cristallisation du film 118. Par exemple, des enroulements d'un fil chauffant 136 sont représentés sur la paroi inférieure 114 de la chambre 102, un câble (non représenté) qui est relié à cet enroulement traversant les parois du corps 100 constituant le réceptacle pour parvenir à une source de courant destinée
à les chauffer.
La température élevée, en conjonction avec un plasma de
gaz contenant un ou plusieurs éléments compensateurs dévelop-
pés entre les électrodes 112 et 120, permet de réduire les états localisés dans l'intervalle de bande de l'alliage. La compensation et la modification de l'alliage amorphe 118 peuvent être améliorées en irradiant l'alliage amorphe 118 au moyen d'une énergie radiante provenant d'une source de lumière ultraviolette 138 qui est représentée à l'extérieur du corps 100 constituant le réceptacle et dirigeant une lumière ultraviolette entre les électrodes 112 et 120 par l'intermédiaire d'une fenêtre à quartz 140 montée dans la
paroi latérale du corps 100.
La faible pression ou le vide régnant dans la chambre 102 peut être obtenue au moyen d'une pompe à vide (non
représentée) telle que la pompe 56 de la figure 1. La pres-
sion dans la chambre 102 peut être de l'ordre de 0,3 à 2 Torrs, la température du substrat étant de l'ordre de 2001C à 4500C. Le fluor (et l'hydrogène) activés de même que d'autres éléments compensateurs ou modificateurs peuvent être produits à partir de composés contenant les éléments à
la place d'une source de gaz moléculaire telle que mention-
née précédemment.
Diverses applications des alliages amorphes perfection-
nés produits par les procédés nouveaux de l'invention sont illustrés aux figures 6 à 11. La figure 6 représente une cellule solaire à barrière de Schottky 142 vue en coupe fragmentaire. La cellule solaire 142 comprend un substrat ou
une électrode 144 en un matériau présentant de bonnes pro-
priétés de conductivité électrique, et la capacité d'établir un contact ohmique avec un alliage amorphe 1-46 compensé ou modifié pour obtenir une faible densité des états localisés dans l'intervalle de bande et un intervalle de bande rendu
optimal par les procédés de la présente invention. Le subs-
trat 144 peut comprendre un métal à faible potentiel d'extraction tel que de l'aluminium, du tentale, de l'acier inoxydable ou tout autre matériau compatible avec l'alliage amorphe 146 déposé sur lui et qui comprend de préférence du silicium, compensé ou modifié à la manière des alliages précédemment décrits de façon qu'il présente une faible densité des états localisés dans l'intervalle de bande, et qui de préférence ne soit pas supérieure à 1016 par cm3 par eV. On préfère surtout que l'alliage comprenne une région 148 proche de l'électrode 144, laquelle région forme un
interface à faible résistance, fortement dopé et à conduc-
tivité n-plus entre l'électrode et une région 150 à forte résistance d'obscurité et relativement non dopée et qui est
une région intrinsèque, mais à faible conductivité n.
La surface supérieure de l'alliage 146 telle que repré-
sentée à la figure 6 relie une région métallique 152, un
interface entre cette région et l'alliage amorphe 146 for-
mant une barrière de Schottky 154. La région métallique 152 est transparente ou semi-transparente aux radiations solaires, présente une bonne conductivité électrique et un potentiel d'extraction élevé (par exemple de 4,5 eV ou plus, produit par exemple par de l'or, du platine, du palladium, etc.) par
rapport à celui de l'alliage amorphe 146. La région métalli-
que 152 peut être constituée par une couche unique d'un métal ou elle peut être multi-couches. L'alliage amorphe 146 peut avoir une épaisseur d'environ 0,5 à 1 micron et la région métallique 152 peut avoir une épaisseur d'environ 100
A de manière à être semi-transparente aux radiations solaires.
Sur la surface de la région métallique 152 est déposée une électrode grille 156 réalisée en un métal présentant une bonne conductivité électrique. La grille peut comprendre des lignes reliées orthogonalement d'un matériau conducteur qui n'occupe qu'une partie mineure de la surface de la région métallique, dont le reste doit être exposé à l'énergie
solaire. Par exemple, la grille 156 peut n'occuper qu'envi-
ron 5 à 10% de la surface totale de la région métallique 152. L'électrode grille 156 collecte de façon uniforme le courant provenant de la région métallique 152 pour assurer
au dispositif une faible résistance série de bonne qualité.
Une couche anti-réflexion 158 peut être appliquée sur
l'électrode grille 156 et les surfaces de la région métalli-
que 152 comprises entre les surfaces de l'électrode grille.
La couche anti-réflexion 158 comprend une surface 160 d'inci-
dence pour les radiations solaires et sur laquelle viennent frapper les radiations solaires. Par exemple, la couche anti-réflexion 158 peut avoir une épaisseur d'un ordre de grandeur de la longueur d'onde du point d'énergie maximale du spectre des radiations solaires, divisée par quatre fois l'indice de réfraction de la couche anti-réflexion 158. Si la région métallique 152 est du platine ayant une épaisseur de 100 A, une couche anti-réflexion appropriée 158 serait constituée par de l'oxyde de zirconium ayant une épaisseur
d'environ 500 A avec un indice de réfraction de 2,1.
Le ou les éléments de réglage de bande sont ajoutés à la région 150 qui engendre le courant photoélectrique. La barrière de Schottky 154 formée à l'interface entre les
régions 150 et 152 permet aux photons provenant des radia-
tions solaires de produire des porteurs de courant dans l'alliage 146, qui sont recueillis sous forme de courant par l'électrode grille 156. Une couche d'oxyde (non représentée) peut être ajoutée entre les couches 150 et 152 de manière à
produire une cellule solaire MIS (semiconducteur métal-
isolant). En plus de la barrière de Schottky ou de la cellule
solaire MIS représentée à la figure 6, il existe des consti-
tutions de cellules solaires utilisant des jonctions p-n dans le corps de l'alliage amorphe formant une partie de celui-ci, au moyen d'opérations successives de dépôt, de compensation ou de modification et de dopage, semblables à celles précédemment décrites. Ces autres formes de cellules solaires sont illustrées de façon générale à la figure 7 de
même qu'aux figures 10 et 11.
Ces constructions 162 comprennent généralement une électrode transparente 164 par laquelle pénètre l'énergie des radiations solaires dans le corps de la cellule solaire
en cause. Entre cette électrode transparente et une électro-
de opposée 166 est déposé un alliage amorphe 168, comprenant de préférence du silicium, compensé initialement de la manière précédemment décrite. Dans cet alliage amorphe 168 sont prévues au moins deux régions adjacentes 170 et 172 o l'alliage amorphe comprend des régions respectivement dopées de types opposés, la région 170 étant représentée comme étant une région de conductivité n et la région 172 étant représentée comme étant une région de conductivité p. Le dopage des régions 170 et 172 suffit seulement pour déplacer
les niveaux de Fermi vers les bandes de valence et de conduc-
tion en cause de manière que la conductivité d'obscurité reste à une faible valeur telle qu'elle est obtenue par le procédé de réglage et de compensation ou de modification de l'intervalle de bande de l'invention. L'alliage 168 comprend des régions d'interface 174 et 176 de contact ohmique, fortement dopées et à haute conductivité, du même type de conductivité que la région adjacente de l'alliage 168. Les régions 174 et 176 de l'alliage sont en contact avec les électrodes 164 et 166 respectivement. Le ou les éléments de
réglage sont ajoutés aux régions 170 et/ou 172.
Si on se réfère maintenant à la figure 8, celle-ci
représente une autre application d'un alliage amorphe utili-
sé dans un dispositif photo-détecteur 178 dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière qui vient le frapper. Un alliage amorphe 180 a son intervalle de bande
réglé et compensé ou modifié selon l'invention, il ne com-
prend pas de jonctions p-n comme dans le mode de réalisation
représenté à la figure 7 et il est disposé entre une électro-
de transparente 182 et une électrode formant substrat 184.
Dans un dispositif photo-détecteur, il est souhaitable que la conductivité d'obscurité soit minimale et il en résulte que l'alliage amorphe 180 comprend une région non dopée mais compensée ou modifiée 186 et des régions fortement dopées
188 et 190 du même type de conductivité et formant un con-
tact ohmique à faible résistance avec les électrodes 182 et
184, qui peuvent constituer un substrat pour l'alliage 180.
Le ou les éléments de réglage sont ajoutés au moins à la
région 186.
Si on se réfère à la figure 9, celle-ci représente un dispositif de production d'images électrostatiques 192 (tel qu'un tambour de xérographie). Le dispositif 192 présente une faible conductivité d'obscurité, un seuil de longueur d'onde sélectif, un alliage amorphe non dopé ou légèrement dopé de type p 194 déposé sur un substrat approprié 196 tel qu'un tambour. Le ou les éléments de réglage sont ajoutés à
l'alliage 194.
Telles qu'elles sont utilisées ici, les expressions: agents ou matériaux compensateurs et agents, éléments ou matériaux modificateurs désignent des matériaux qui sont incorporés dans l'alliage amorphe pour modifier ou changer sa structure, tels que du fluor (et de l'hydrogène) activés incorporés dans l'alliage amorphe contenant du silicium pour former un alliage de composition amorphe silicium/fluor/ hydrogène, présentant un intervalle de bande désiré et une
faible densité d'états localisés dans l'intervalle de bande.
Le fluor (et l'hydrogène) activés sont liés au silicium dans l'alliage et réduisent la densité des états localisés dans cet alliage, et en raison de la faible dimension des atomes de fluor et d'hydrogène, ils sont tous les deux facilement introduits dans l'alliage amorphe sans-dislocation sensible des atomes de silicium et de leurs rapports dans l'alliage amorphe. Ceci est vrai plus particulièrement du fait de l'extrême électronégativité, de la spécificité, des faibles
dimensions et de la réactivité du fluor, toutes ces caracté-
ristiques contribuant à influencer et à organiser l'ordre
local des alliages par l'intermédiaire des pouvoirs induc-
teurs du fluor. La capacité du fluor à se lier à la fois au silicium et à l'hydrogène a pour résultat la formation d'alliages nouveaux et supérieurs comprenant un minimum
d'états défectueux et localisés dans l'intervalle de bande.
De ce fait, le fluor et l'hydrogène sont introduits sans formation sensible d'autres états localisés dans l'intervalle
de bande, pour former les nouveaux alliages.
Si on se réfère maintenant à la figure 10, celle-ci représente une cellule solaire p-i-n 198 comprenant un substrat 200 pouvant être en verre ou en une bande continue
flexible formée à partir d'acier inoxydable ou d'aluminium.
Le substrat 200 a la largeur et la longueur que l'on désire et son épaisseur est de préférence d'au moins 0,08 mm (3 mils). Le substrat comprend une couche isolante 202 déposée sur lui par un procédé classique tel qu'un dépôt chimique, un dépôt de vapeur ou une anodisation dans le cas d'un substrat d'aluminium. La couche 202 par exemple, qui a une épaisseur d'environ 5 microns, peut être réalisée en un
oxyde métallique. Lorsqu'il s'agit d'un substrat en alumi-
nium, il est constitué de préférence par de l'oxyde d'alu-
minium (Al203) et lorsqu'il s'agit d'un substrat d'acier inoxydable, il peut être un dioxyde de silicium (SiO2) ou
autre verre approprié. Une électrode 204 est déposée en une ou plusieurs cou-
ches sur la couche 202 pour former une électrode de base pour la cellule 198. La couche ou les couches de l'électrode 204 sont déposées par dépôt de vapeur, ce qui est un procédé de dépôt relativement rapide. Les couches de l'électrode sont de préférence des électrodes en métal réfléchissant en molybdène, chrome ou acier inoxydable, lorsqu'il s'agit d'un dispositif photovoltalque ou à cellules solaires. On préfère une électrode réfléchissante du fait que dans une cellule solaire, la lumière qui n'est pas absorbée et qui traverse l'alliage semi-conducteur est réfléchie par les couches 204 formant l'électrode, et elle passe alors à nouveau par l'alliage semi-conducteur et absorbe alors plus d'énergie
lumineuse, ce qui augmente le rendement du dispositif.
Le substrat 200 est alors placé dans l'environnement du dépôt. Les exemples spécifiques représentés aux figures 10 et 11 sont illustratifs de certains dispositifs à jonction p-i-n qui peuvent être fabriqués en utilisant les procédés et les matériaux perfectionnés de l'invention. Chacun des dispositifs représentés aux figures 10 et 11 comprend un corps formant l'alliage, ayant une épaisseur d'ensemble comprise entre environ 3.000 et 30.000 angstr5ms. Cette épaisseur permet d'être certain qu'il n'y a pas de trous d'épingle ou autres défauts physiques dans les structures et
que le rendement de l'absorbtion de la lumière est maximal.
Un matériau plus épais peut absorber plus de lumière, mais pour une certaine épaisseur, il n'engendre pas plus de courant du fait qu'une épaisseur plus importante permet une recombinaison plus importante des paires d'électrons-trous engendrés par la lumière. (On comprendra que les épaisseurs des diverses couches représentées aux figures 6 à 11 ne
soient pas à l'échelle).
- Si on se réfère d'abord à la formation du dispositif n-
i-p 198, ce dispositif est formé en commençant par déposer une couche d'alliage fortement dopé n 206 sur l'électrode 204. Lorsque la couche n 206 est déposée, on dépose sur elle une couche d'alliage intrinsèque (i) 208. La couche
intrinsèque 208 est suivie par une couche d'alliage forte-
ment dopée et conductrice de type p 210 déposée pour consti-
tuer la couche semi-conductrice finale. Les couches d'alliage
206, 208 et 210 forment les couches actives du dispositif n-
i-p 198.
Bien que chacun des dispositifs illustrés aux figures 10 et 11 puissent avoir d'autres utilités, on les décrira maintenant en tant que dispositifs photo-voltaiques. Utilisés en tant que dispositif photo- voltaique, la couche p externe choisie 210 est une couche d'alliage à haute conductivité et à faible absorption de la lumière. La couche d'alliage intrinsèque 208 a une réponse de longueur d'onde réglée sur une photbo-réponse solaire, une forte absorption de la lumière
et une faible conductivité d'obscurité et une forte photo-
conductivité comprenant des quantités suffisantes d'élément(s) de réglage pour rendre l'intervalle de bande optimal. La couche d'alliage inférieure 204 est une couche n à forte conductivité et faible absorption de la lumière. L'épaisseur d'ensemble du dispositif entre la surface interne de la couche 206 formant l'électrode et la surface supérieure de la couche p 210 est, comme indiqué précédemment, de l'ordre d'au moins 3.000 angstrôms environ. L'épaisseur de la couche dopée n 206 est de préférence comprise entre 50 et 500 angstr5ms. L'épaisseur de l'élément de réglage amorphe
contenant l'alliage intrinsèque 208 est comprise de préféren-
ce entre 3.000 angstrôms et 30.000 angstr8ms. L'épaisseur de la couche de contact supérieure p 210 est également comprise de préférence entre 50 et500 angstr ms. En raison de la plus courte longueur de diffusion des trous, la couche p est en général aussi mince que possible et de l'ordre de 50 à 150 angstrôms. En outre, la couche externe (ici la couche p+ 210), quelle soit de type n+ ou p, est maintenue aussi mince que possible pour éviter l'absorption de la lumière par cette couche de contact et elle ne comprend pas en
général d'élément(s) de réglage de l'intervalle de bande.
Un second type à jonction p-i-n 212 est représenté à la figure 11. Dans ce dispositif, une première couche p +214 est déposée sur la couche formant électrode 204', suivie par une couche d'alliage amorphe intrinsèque 216 contenant le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande selon une quantité désirée, une couche d'alliage amorphe de type n 218 et une couche d'alliage amorphe externe n 220. En outre, bien que la couche d'alliage intrinsèque 208 ou 216 (sur les figures 10 et 11) soit un alliage amorphe, les autres couches
ne sont pas ainsi restreintes et peuvent être polycristalli-
nes, telle que la couche 214. (On peut également utiliser l'inverse de la structure des figures 10 et 11, qui n'est
pas représenté).
A la suite du dépôt des diverses couches d'alliage semiconducteur selon l'ordre désiré pour les dispositifs 198
et 212, on effectue une autre opération de dépôt, de préfé-
rence dans un environnement de dépôt séparé. Avantageusement, on utilise un environnement de dépôt de vapeur du fait qu'il constitue un procédé de dépôt rapide. Au cours de cette opération, on ajoute une couche TCO 222 (oxyde conducteur transparent) qui peut être par exemple de l'oxyde d'étain indium (ITO), du stannate de cadmium (Cd2SnO4), ou de l'oxyde d'étain dopé (SnO2). La couche TCO est ajoutée à la suite de la postcompensation du fluor (et de l'hydrogène) si les films n'ont pas été déposés avec un ou plusieurs des éléments compensateurs ou modificateurs désirés à l'intérieur. De même, les autres éléments compensateurs ou modificateurs
décrits ci-dessus peuvent être ajoutés par post-compensation.
On peut ajouter une électrode grille 224 à l'un quelcon-
que des dispositifs 198 ou 212 si on le désire. Pour un dispositif ayant une surface relativement petite, la couche TCO 222 est en général suffisamment conductrice, ce qui fait que la grille 224 n'est pas nécessaire pour un bon rendement du dispositif. Si le dispositif a une surface suffisamment importante ou si la conductivité de la couche TCO 222 est insuffisante, la grille 224 peut être placée sur la couche 222 pour raccourcir le parcours des porteurs et augmenter le
rendement de conduction des dispositifs.
Si on se réfère maintenant à la figure 12, celle-ci représente un mode de réalisation d'une chambre de dépôt de vapeur activée par plasma 226, chambre dans laquelle le semiconducteur et le ou les éléments de réglage d'intervalle de bande de l'invention peuvent être déposés. Un dispositif de commande 228 est utilisé pour contrôler les paramètres du dépôt, tels que la pression, les débits, etc., d'une manière semblable à celle précédemment décrite avec référence au dispositif 24 (figure 1). La pression doit être maintenue à
environ 10-3 Torrs ou moins.
Une ou plusieurs conduites de gaz de réaction, telles que les conduites 230 et 232, peuvent être utilisées pour envoyer les gaz tels que du tétrafluorure de silicium (SiF4) et de l'hydrogène (H2) dans la région de plasma 234. La région de plasma 234 est établie entre un enroulement 236 alimenté par un dispositif d'alimentation de puissance en courant continu (non représenté) et une plaque 238. Le plasma active le ou les gaz d'alimentation pour fournir du fluor (et de l'hydrogène) activés qui doivent être déposés sur le substrat 240. Le substrat 240 peut être chauffé à la température de dépôt désirée par des moyens de chauffage
comme décrits précédemment.
Le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande et le silicium peuvent être ajoutés à partir de deux ou
plusieurs nacelles d'évaporation, telles qu'en 242 et 244.
La nacelle 242 pourrait contenir, par exemple, du germanium et la nacelle 244 du silicium. Les éléments contenus dans
les nacelles 242 et 244 peuvent être évaporés par le fais-
ceau d'électrons ou tout autre moyen de chauffage et activés
par le plasma.
Si on souhaite déposer le ou les éléments de réglage de bande dans la région photo-génératrice du film qui est déposé, on peut utiliser un volet 246. Le volet pourrait tourner et déposer en couches des éléments de réglage de bande séparés provenant de deux ou plusieurs des nacelles, ou bien il peut être utilisé pour contrôler le dépôt de l'élément de réglage de bande provenant de la nacelle 242 (ou autres) pour constituer des couches dans là film ou pour modifier la quantité de l'élément de réglage de bande déposé dans le film. Ainsi, le ou les éléments de réglage de bande peuvent être ajoutés de façon discrète dans les couches,
selon des quantités sensiblement constantes ou variables.
La figure 13 représente le spectre de la lumière solaire disponible. La masse d'air O (AMO) représente la lumière solaire disponible sans atmosphère et le soleil directement à la verticale. AMI correspond à la même situation après filtrage par l'atmosphère terrestre. Le silicium cristallin a un intervalle de bande indirect d'environ 1,1 à 1,2 eV qui correspond à la longueur d'onde d'environ 1,0 micron. Ceci correspond à une perte, c'est-à-dire à la non génération de photons utiles, pour pratiquement toutes les longueurs d'onde au-dessus de 1,0 micron. Telle qu'il est utilisé ici, l'intervalle de bande ou d'absorption optique E est défini par l'interception extrapolée d'une courbe de (" i w)1/2, o " représente le coefficient d'absorption et i <(ou e) l'énergie des photons. Pour une lumière ayant une longueur d'onde située au-dessus du seuil défini par l'intervalle de bande, l'énergie des photons ne suffit pas pour engendrer une paire de photo-porteurs et n'ajoute donc pas de courant
à un dispositif spécifique.
Les calculs permettant d'obtenir le rendement de conver-
sion théorique maximal en fonction de la largeur de l'inter-
valle de bande ont été effectués par J.J. Loferski, et publiés dans le Journal of Applied Physics, volume 27, page
777 de juillet 1956. Lorsqu'il s'agit de matériaux à inter-
valle de bande unique; et selon les suppositions faites, l'intervalle de bande optimal est de l'ordre de 1,4 à 1,5 eV quand il s'agit d'applications solaires. Pour obtenir
249001-6
- l'intervalle de bande photovoltalque désiré de 1,5 eV dans les dispositifs amorphes, le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande de l'invention, tel que le germanium, sont ajoutés aux régions photogénératrices, comme décrit précédemment.
Une autre application photosensible concerne les lon-
gueurs d'onde de lasers, quand il s'agit par exemple d'une réponse infrarouge. Un matériau photo-sensible utilisé dans un dispositif de sortie d'une calculatrice xérographique à grande vitesse utilisant un laser, tel qu'un laser d'hélium
et de néon, devrait avoir un seuil de longueur d'onde d'en-
viron 0,6 micron. Quand il s'agit d'une utilisation concer-
nant des fibres optiques, par exemple avec les lasers GaAs, le seuil du matériau photosensible devrait être d'environ 1 micron ou moins. L'addition du ou des éléments de réglage de l'intervalle de bande de l'invention permet de réaliser des alliages souhaités ayant un intervalle de bande optimal pour
l'application en vue.
Chacune des couches des alliages du dispositif semicon-
ducteur peut être déposée par décharge luminescente sur le substrat de l'électrode de base au moyen d'une chambre à décharge luminescente classique décrite dans le brevet US n0 4.226.898 sus-mentionné. Les couches de l'alliage peuvent également être déposées selon un procédé continu. Par exemple, le système à décharge luminescente est placé initialement
sous vide à approximativement 1 mTorr pour purger ou élimi-
ner les impuretés de l'atmosphère contenue dans le système de dépôt. Le matériau de l'alliage est alors envoyé de préférence dans la chambre de dépât sous forme gazeuse composée, et avantageusement sous forme de tétrafluorure de silicium (SiF4), d'hydrogène (H2) et de germane (GeH4). De préférence, on obtient le plasma de la décharge luminescente à partir du mélange gazeux. Le système de dépôt du brevet US
n0 4.226.898 est utilisé de préférence à une pression compri-
se entre environ 0,3 et 1,5 Torrs, et mieux entre 0,6 et 1,0
Torr, et par exemple de 0,6 Torr.
Le matériau semiconducteur est déposé à partir d'un plasma se maintenant de lui-même sur le substrat qui est chauffé, de préférence par des moyens infrarouges, à la
température de dépôt désirée pour chaque couche d'alliage.
Les couches dopées du dispositif sont déposées à des tempéra-
tures diverses comrises entre 2000C et environ 1.0000C, en fonction de la forme du matériau utilisé. La limite supérieu- re à la température du substrat est due en partie au type de
substrat métallique utilisé. Pour l'aluminium, la températu-
re supérieure ne doit pas dépasser environ 6000C et lors-
qu'il s'agit d'acier inoxydable, elle ne doit pas dépasser environ 1. 0000C. Quand on veut produire un alliage amorphe compensé initialement à l'hydrogène, de manière à former une couche intrinsèque dans des dispositifs n-i-p ou p-i-n, la température du substrat doit être inférieure à environ 4000C
et de préférence d'environ 3001C.
On modifie les concentrations de dopage pour produire la conductivité désirée de type p, p, n ou n à mesure que les couches d'alliage sont déposées pour chaque dispositif. Pour des couches dopées n ou p, le matériau est dopé avec 5 à 100 ppm de matériau dopant au moment o il est déposé. Pour des -20 couches dopées n ou p+, le matériau est dopé avec des quantités de 100 ppm à plus de 1 pour cent de matériau dopant au moment o il est déposé. Le matériau dopant p peut être constitué par des dopants classiques, de préférence
dans la gamme de 100 ppm à 5.000 ppm et plus pour le maté-
riau p. Le procédé de dépôt par décharge luminescente peut comprendre un plasma engendré par un signal alternatif et dans lequel sont introduits les matériaux. De préférence, le plasma est soutenu entre une cathode et une anode formant
substrat au moyen d'un signal en courant alternatif d'envi-
ron 1 kHz à 13,6 MHz.
Bien que le procédé de réglage de l'intervalle de bande et le ou les éléments de l'invention puissent être utilisés
dans des dispositifs avec diverses couches d'alliages amor-
phes, il est préférable qu'ils soient utilisés avec des alliages déposés par décharge luminescente et compensés au
fluor et à l'hydrogène. Dans ce cas, un mélange de tétrafluo-
rure de silicium et d'hydrogène est déposé sous forme d'un
matériau d'alliage compensé amorphe à une température d'en-
viron 4001C ou au-dessous pour la couche de type n. La couche d'alliage amorphe intrinsèque réglée pour l'intervalle de bande et la couche p peuvent être déposées sur la couche de l'électrode à une température plus élevée du substrat et supérieure à environ 4501C, ce qui permet d'obtenir un
matériau compensé au fluor.
Par exemple, un mélange des gaz GeH4 + Ar + SiF4 + H2 comprenant un pourcentage de GeR4 par rapport au SiF4 compris entre 0,001 et 1% produit des alliages photosensibles ayant des intervalles de bande souhaités sans perdre leurs propriétés électroniques que l'on désire. Le mélange présente
un rapport entre le SiF4 et le H2 compris entre 4:1 et 10:1.
La quantité du ou des éléments de réglage, soit ici le
germanium, dans l'alliage résultant est beaucoup plus impor-
tante que les pourcentages de gaz et elle peut être de façon
significative supérieure à 20% en fonction de l'application.
L'argon est utile en tant que diluant mais n'est pas essen-
tiel au procédé de l'invention.
En outre, bien que le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande soient ajoutés au moins à la région photosensible des dispositifs, le ou les éléments peuvent
également avoir une utilité dans les autres couches d'allia-
ges du dispositifs. Comme mentionné précédemment, les cou-
ches d'alliages autres que la couche d'alliage intrinsèque peuvent être autres que des couches amorphes, et par exemple des couches polycristallines. (Le terme "amorphe" désigne un alliage ou un matériau présentant un désordre à long terme, bien qu'il puisse avoir un ordre à court terme ou à moyen
terme, et même parfois contenir certaines inclusions cris-
*tallines).
Dans la présente description "intervalle de bande"
signifie l'intervalle entre les bandes d'énergie, c'est-à-
dire aussi la bande interdite.

Claims (35)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour fabriquer un alliage amorphe photosensi-
ble perfectionné, ce procédé comprenant le dépôt sur un substrat d'un matériau comportant au moins du silicium et incorporant dans le matériau au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, carac- térisé en ce qu'on introduit au moins un élément de réglage de l'intervalle de bande dans ledit matériau sans augmenter
sensiblement les états dans l'intervalle de bande, de maniè-
re à produire un alliage ayant un intervalle de bande réglé
pour réagir à une longueur d'onde photosensible spécifiée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce
que l'élément de réglage est du germanium.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage est déposé par décharge luminescente à partir
d'un mélange contenant au moins du SiF4, du H2 et du GeH4.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce
que le mélange comprend jusqu'à un pour cent de GeH4.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport du mélange de SiF4 et de H2 est compris entre
4:1 et 10:1.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caracté-
risé en ce que l'alliage est déposé en comprenant une région photosensible active et en ce que l'élément de réglage est
introduit au moins dans cette région.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, carac-
térisé en ce qu'on introduit dans le matériau un second élément réducteur de la densité des états, ce second élément
étant de l'hydrogène.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux éléments réducteurs de la densité des états
sont incorporés dans l'alliage déposé sensiblement simulta-
nément à l'élément de réglage de l'intervalle de bande.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, carac-
térisé en ce que l'élément réducteur est incorporé dans
l'alliage après le dépôt de ce dernier.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, carac-
térisé en ce que l'élément de réglage est introduit dans
l'alliage sous forme de couches sensiblement discrètes.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, carac-
térisé en ce que l'élément de réglage est introduit dans
l'alliage selon des quantités variables.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 àa11,
caractérisé en ce que ledit élément de réglage est évaporé
avant de l'introduire dans l'alliage.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé par une activation par plasma de l'élément de
réglage au moment o il est introduit dans l'alliage.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de réglage est activé par dépôt de vapeur
activée par plasma.
15. Alliage amorphe, caractérisé en ce qu'il est réalisé
selon le procédé de l'une des revendications 1 à 14.
16. Alliage amorphe photosensible perfectionné, compre-
nant du silicium et au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que cet alliage (146, 168, 180, 194, 206, 208, 210,
214, 216, 218, 220) comprend un élément de réglage de l'in-
tervalle de bande qui lui est incorporé sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, cet alliage ayant un intervalle de bande réglé pour réagir à une
longueur d'onde photosensible spécifiée.
17. Alliage selon la revendication 16, caractérisé en ce
que l'élément de réglage est du germanium.
18. Alliage selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend une région photosensible active (150, , 172, 180, 186, 194, 208, 216) et en ce que l'élément de
réglage est compris au moins dans ladite région.
19. Alliage selon l'une des revendications 16 à 18,
caractérisé en ce qu'il comprend un second élément réducteur de la densité des états incorporé, cet élément étant de l'hydrogène.
20. Alliage selon la revendication 16 à 19, caractérisé
en ce que l'alliage est déposé par dépôt par décharge lumines-
cente.
21. Alliage selon l'une des revendications 16 à 20,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est déposé selon
des couches sensiblement discrètes.
22. Alliage selon l'une des revendications 16 à 21,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est incorporé
selon des quantités variables.
23. Dispositif photosensible perfectionné, comprenant des couches superposées de matériaux divers comportant un
corps constitué par un alliage semiconducteur amorphe compre-
nant une région photosensible active avec à l'intérieur un intervalle de bande que des radiations peuvent venir frapper pour produire des porteurs de charges, l'alliage amorphe comprenant au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que ledit alliage (146, 168, 180, 194, 206, 208, 210, 214, 216,
218, 220) comprend en outre un élément de réglage de l'inter-
valle de bande, du moins dans ladite région photosensible (150, 170, 172, 180, 186, 194, 208, 216) pour en augmenter la capacité d'absorbtion des radiations sans augmenter
sensiblement les états dans l'intervalle de bande, l'inter-
valle de bande de l'alliage étant réglé pour réagir à une
longueur d'onde photosensible spécifiée.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'intervalle de bande de ladite région photosensible
est inférieur à 1,6 eV.
25. Dispositif selon la revendication 23 ou 24, caracté-
risé en ce que l'élément de réglage est du germanium.
26. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25,
caractérisé par un second élément réducteur de la densité
des états qui lui est incorporé, cet élément étant de l'hy-
drogène.
27. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 26,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (146, 168, 180, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) est déposé
par dépôt par décharge luminescente.
28. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 27,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage comprend ledit élément de réglage sous forme de couches sensiblement discrètes.
29. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 28,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage comprend
ledit élément de réglage en quantités variables.
30. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage fait
partie d'une cellule solaire à barrière de Schottky (142).
31. Dispositif selon l'une des revendications 29 et 30,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage fait
partie d'une cellule solaire MIS (142).
32. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage fait
partie d'un dispositif à jonction p-n (164, 168, 166).
33. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage fait
partie d'un dispositif p-i-n (198,212).
34. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage fait
partie d'un photodétecteur (178).
35. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps formant l'alliage fait partie d'un dispositif de production d'images électrostatiques
(192).
FR8116954A 1980-09-09 1981-09-07 Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre Expired FR2490016B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/185,520 US4342044A (en) 1978-03-08 1980-09-09 Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2490016A1 true FR2490016A1 (fr) 1982-03-12
FR2490016B1 FR2490016B1 (fr) 1985-11-29

Family

ID=22681321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8116954A Expired FR2490016B1 (fr) 1980-09-09 1981-09-07 Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4342044A (fr)
JP (5) JPS5779673A (fr)
KR (1) KR860002031B1 (fr)
AU (1) AU541974B2 (fr)
BR (1) BR8105745A (fr)
CA (1) CA1192818A (fr)
DE (1) DE3135393C2 (fr)
ES (1) ES8304612A1 (fr)
FR (1) FR2490016B1 (fr)
GB (1) GB2083702B (fr)
IE (1) IE52205B1 (fr)
IL (1) IL63752A (fr)
IN (1) IN157589B (fr)
IT (1) IT1195053B (fr)
NL (1) NL190256C (fr)
PH (2) PH19596A (fr)
SE (1) SE455553B (fr)
ZA (5) ZA815983B (fr)

Families Citing this family (100)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4492810A (en) * 1978-03-08 1985-01-08 Sovonics Solar Systems Optimized doped and band gap adjusted photoresponsive amorphous alloys and devices
IL61678A (en) * 1979-12-13 1984-04-30 Energy Conversion Devices Inc Programmable cell and programmable electronic arrays comprising such cells
US4400409A (en) * 1980-05-19 1983-08-23 Energy Conversion Devices, Inc. Method of making p-doped silicon films
DE3135353A1 (de) * 1980-09-09 1982-07-08 Energy Conversion Devices Inc Fotoempfindliche amorphe mehrfachzellen-anordnung
US4522663A (en) * 1980-09-09 1985-06-11 Sovonics Solar Systems Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices
NL8104140A (nl) * 1980-09-09 1982-04-01 Energy Conversion Devices Inc Werkwijze voor het vervaardigen van amorfe halfgeleiderinrichtingen met verbeterde fotogevoelige eigenschappen alsmede als zodanig verkregen inrichtingen.
GB2086135B (en) * 1980-09-30 1985-08-21 Nippon Telegraph & Telephone Electrode and semiconductor device provided with the electrode
JPS5772370A (en) * 1980-10-23 1982-05-06 Canon Inc Photoelectric converter
US4499557A (en) * 1980-10-28 1985-02-12 Energy Conversion Devices, Inc. Programmable cell for use in programmable electronic arrays
US4891074A (en) * 1980-11-13 1990-01-02 Energy Conversion Devices, Inc. Multiple cell photoresponsive amorphous alloys and devices
US4441113A (en) * 1981-02-13 1984-04-03 Energy Conversion Devices, Inc. P-Type semiconductor material having a wide band gap
JPS57160123A (en) * 1981-03-30 1982-10-02 Hitachi Ltd Semiconductor device
US4523214A (en) * 1981-07-03 1985-06-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid state image pickup device utilizing microcrystalline and amorphous silicon
US4407710A (en) * 1981-10-15 1983-10-04 Exxon Research And Engineering Co. Hybrid method of making an amorphous silicon P-I-N semiconductor device
US4379943A (en) * 1981-12-14 1983-04-12 Energy Conversion Devices, Inc. Current enhanced photovoltaic device
JPS58128778A (ja) * 1982-01-28 1983-08-01 Seiko Epson Corp 半導体装置
JPS58192044A (ja) * 1982-05-06 1983-11-09 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 感光体
JPS5954276A (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPS5954274A (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPS5955077A (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
US4520039A (en) * 1982-09-23 1985-05-28 Sovonics Solar Systems Compositionally varied materials and method for synthesizing the materials
JPS5961078A (ja) * 1982-09-29 1984-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置の製造方法
US4490733A (en) * 1982-10-15 1984-12-25 Sperry Corporation Josephson device with tunneling barrier having low density of localized states and enhanced figures of merit
NL8204056A (nl) * 1982-10-21 1984-05-16 Oce Nederland Bv Fotogeleidend element voor toepassing in elektrofotografische kopieerprocessen.
JPH0588390A (ja) * 1982-11-01 1993-04-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 感光体用半導体素子
JPS5983916A (ja) * 1982-11-01 1984-05-15 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd アモルフアス多元系半導体
JPH077843B2 (ja) * 1982-11-01 1995-01-30 鐘淵化学工業株式会社 アモルフアス多元系半導体素子
JPS5990959A (ja) * 1982-11-16 1984-05-25 Sanyo Electric Co Ltd アモルフアスシリコン電界効果型トランジスタ
JPH0644638B2 (ja) * 1982-12-29 1994-06-08 圭弘 濱川 異質単位セル同士のスタック形光起電力素子
GB2137810B (en) * 1983-03-08 1986-10-22 Agency Ind Science Techn A solar cell of amorphous silicon
DE3308269A1 (de) * 1983-03-09 1984-09-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh Solarzelle
US4471155A (en) * 1983-04-15 1984-09-11 Energy Conversion Devices, Inc. Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage
JPH0614553B2 (ja) * 1983-04-26 1994-02-23 日本電装株式会社 アモルファス炭化シリコン系半導体およびその製造方法
FR2545275B1 (fr) * 1983-04-27 1987-03-06 Rca Corp Photodetecteur tandem
JPS59204274A (ja) * 1983-05-06 1984-11-19 Seiko Instr & Electronics Ltd 薄膜トランジスタ
US4532198A (en) * 1983-05-09 1985-07-30 Canon Kabushiki Kaisha Photoconductive member
ES8602301A1 (es) * 1983-07-18 1985-11-01 Energy Conversion Devices Inc Una aleacion amorfa mejorada de separacion de bandas estrecha, para aplicaciones fotovoltaicas
JPS6046079A (ja) * 1983-08-23 1985-03-12 Daihen Corp 光起電力素子の製造方法
JPS6046078A (ja) * 1983-08-23 1985-03-12 Daihen Corp 光起電力素子及びその製造方法
US4569697A (en) * 1983-08-26 1986-02-11 Energy Conversion Devices, Inc. Method of forming photovoltaic quality amorphous alloys by passivating defect states
JPH0658970B2 (ja) * 1983-08-31 1994-08-03 工業技術院長 半導体装置
JPS6062166A (ja) * 1983-09-14 1985-04-10 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 光導電材料
US4860069A (en) * 1983-09-24 1989-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Non-single-cry stal semiconductor light emitting device
US4598164A (en) * 1983-10-06 1986-07-01 Exxon Research And Engineering Co. Solar cell made from amorphous superlattice material
JPS60107872A (ja) * 1983-11-16 1985-06-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 光起電力装置
JPS60152971A (ja) * 1984-01-20 1985-08-12 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 半導体放射線検出器
JPS60214572A (ja) * 1984-04-11 1985-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜太陽電池およびその製造方法
US4547621A (en) * 1984-06-25 1985-10-15 Sovonics Solar Systems Stable photovoltaic devices and method of producing same
JPS61133676A (ja) * 1984-12-03 1986-06-20 Showa Alum Corp ａ−Ｓｉ太陽電池用基板
US4728998A (en) * 1984-09-06 1988-03-01 Fairchild Semiconductor Corporation CMOS circuit having a reduced tendency to latch
US4603471A (en) * 1984-09-06 1986-08-05 Fairchild Semiconductor Corporation Method for making a CMOS circuit having a reduced tendency to latch by controlling the band-gap of source and drain regions
US4849315A (en) * 1985-01-21 1989-07-18 Xerox Corporation Processes for restoring hydrogenated and halogenated amorphous silicon imaging members
JPS61232685A (ja) * 1985-04-09 1986-10-16 Agency Of Ind Science & Technol アモルフアスシリコン太陽電池およびその製造方法
JPH0624238B2 (ja) * 1985-04-16 1994-03-30 キヤノン株式会社 フォトセンサアレイの製造方法
JPS62111477A (ja) * 1985-11-09 1987-05-22 Agency Of Ind Science & Technol アモルフアスシリコン太陽電池
GB2185758B (en) * 1985-12-28 1990-09-05 Canon Kk Method for forming deposited film
US4725889A (en) * 1986-07-15 1988-02-16 Ovonic Imaging Systems, Inc. Photosensitive line imager utilizing a movable scanning arm
JPS6384075A (ja) * 1986-09-26 1988-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPH07105516B2 (ja) * 1988-11-05 1995-11-13 太陽誘電株式会社 非晶質半導体太陽電池
US5180690A (en) * 1988-12-14 1993-01-19 Energy Conversion Devices, Inc. Method of forming a layer of doped crystalline semiconductor alloy material
JP2647969B2 (ja) * 1989-06-20 1997-08-27 三洋電機株式会社 光起電力装置
JP2999280B2 (ja) * 1991-02-22 2000-01-17 キヤノン株式会社 光起電力素子
US5246506A (en) * 1991-07-16 1993-09-21 Solarex Corporation Multijunction photovoltaic device and fabrication method
US6114739A (en) * 1998-10-19 2000-09-05 Agilent Technologies Elevated pin diode active pixel sensor which includes a patterned doped semiconductor electrode
US6774300B2 (en) * 2001-04-27 2004-08-10 Adrena, Inc. Apparatus and method for photovoltaic energy production based on internal charge emission in a solid-state heterostructure
JPWO2006080517A1 (ja) * 2005-01-31 2008-06-19 株式会社アキタ電子システムズ 骨導スピーカセット、電子機器、電子翻訳システム、聴覚支援システム、ナビゲーション装置、携帯電話機
EP1882275A1 (fr) * 2005-05-17 2008-01-30 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Procede permettant de produire des cellules photovoltaiques
FR2893765A1 (fr) * 2005-11-21 2007-05-25 St Microelectronics Sa Circuit integre photosensible muni d'une couche reflective et procede de fabrication correspondant
JP2007281916A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Nittetsu Elex Co Ltd イヤホンマイク
KR101363327B1 (ko) * 2007-08-16 2014-02-14 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
TW201017900A (en) * 2008-08-11 2010-05-01 Tg Solar Corp Solar cell and method for fabricating the same
FR2936241B1 (fr) * 2008-09-24 2011-07-15 Saint Gobain Electrode avant pour cellule solaire avec revetement antireflet.
US20100077649A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Giacobbe Michael J Fishing rod with real fish skin adornment and method of making
JP4764469B2 (ja) * 2008-10-31 2011-09-07 三菱重工業株式会社 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法
KR20110013989A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 삼성전자주식회사 태양전지 모듈 및 그 제조방법
US9012766B2 (en) 2009-11-12 2015-04-21 Silevo, Inc. Aluminum grid as backside conductor on epitaxial silicon thin film solar cells
US20120006390A1 (en) * 2009-12-08 2012-01-12 Yijie Huo Nano-wire solar cell or detector
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
US8668984B2 (en) * 2010-10-14 2014-03-11 Wnc Solar, Llc Multilayer composite
DE102011000502A1 (de) * 2011-02-04 2012-08-09 Solibro Gmbh Abscheidevorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Tiegels hierfür
US9054256B2 (en) 2011-06-02 2015-06-09 Solarcity Corporation Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
FR2993087B1 (fr) * 2012-07-06 2014-06-27 Wysips Dispositif pour ameliorer la qualite d'une image recouverte d'un film photovoltaique semi-transparent
AU2013326971B2 (en) 2012-10-04 2016-06-30 Tesla, Inc. Photovoltaic devices with electroplated metal grids
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US9219174B2 (en) 2013-01-11 2015-12-22 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9496429B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Solarcity Corporation System and method for tin plating metal electrodes
US10115838B2 (en) 2016-04-19 2018-10-30 Tesla, Inc. Photovoltaic structures with interlocking busbars
US10672919B2 (en) 2017-09-19 2020-06-02 Tesla, Inc. Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1979000776A1 (fr) * 1978-03-16 1979-10-18 Energy Conversion Devices Inc Semiconducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins
DE2950846A1 (de) * 1978-12-19 1980-07-10 Int Standard Electric Corp Verfahren zur herstellung amorpher halbleiterschichten
US4217374A (en) * 1978-03-08 1980-08-12 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4196438A (en) * 1976-09-29 1980-04-01 Rca Corporation Article and device having an amorphous silicon containing a halogen and method of fabrication
US4109271A (en) * 1977-05-27 1978-08-22 Rca Corporation Amorphous silicon-amorphous silicon carbide photovoltaic device
JPS558002A (en) * 1978-06-30 1980-01-21 Fujitsu Ltd Semi-conductor base plate heating method
JPS5511329A (en) * 1978-07-08 1980-01-26 Shunpei Yamazaki Semiconductor device
JPS5513938A (en) * 1978-07-17 1980-01-31 Shunpei Yamazaki Photoelectronic conversion semiconductor device and its manufacturing method
JPS5511397A (en) * 1979-06-05 1980-01-26 Shunpei Yamazaki Semiconductor device with continuous connection and its production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4217374A (en) * 1978-03-08 1980-08-12 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
WO1979000776A1 (fr) * 1978-03-16 1979-10-18 Energy Conversion Devices Inc Semiconducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins
DE2950846A1 (de) * 1978-12-19 1980-07-10 Int Standard Electric Corp Verfahren zur herstellung amorpher halbleiterschichten

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 36, no. 7, avril 1980, New York M. KONAGAI et al. "Amorphous Si-F-H solar cells prepared by dc glow discharge" *
EXTENDED ABSTRACTS, vol. 80, no. 1, mai 1980, Princeton U. CRETELLA et al. "Hydrogenated a-SixGe1-x for solar cells" *
IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, vol. ED-27, no. 4, avril 1980, New York L. DALAL "Design considerations for a-Si solar cells" *
JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 127, no. 3, mars 1980, Princeton Page 117 C *
NATURE, vol. 276, no. 5687, novembre 1978, pages 482-483, Basingstoke (GB); *
SUNWORLD, vol. 4, no. 1, 1980, Victoria, Australia D. ADLER "Amorphous silicon solar cells" *

Also Published As

Publication number Publication date
IE812061L (en) 1982-03-09
ZA815986B (en) 1982-11-24
CA1192818A (fr) 1985-09-03
SE455553B (sv) 1988-07-18
JPS5779674A (en) 1982-05-18
GB2083702A (en) 1982-03-24
FR2490016B1 (fr) 1985-11-29
JPS5779672A (en) 1982-05-18
PH19596A (en) 1986-05-26
IT1195053B (it) 1988-10-12
NL190256C (nl) 1993-12-16
IL63752A (en) 1984-07-31
ZA815985B (en) 1982-11-24
IN157589B (fr) 1986-05-03
KR830008404A (ko) 1983-11-18
AU7501781A (en) 1982-03-18
US4342044A (en) 1982-07-27
NL190256B (nl) 1993-07-16
JPS5778183A (en) 1982-05-15
SE8105275L (sv) 1982-03-10
GB2083702B (en) 1985-07-03
PH19569A (en) 1986-05-21
JPS6226196B2 (fr) 1987-06-08
AU541974B2 (en) 1985-01-31
DE3135393A1 (de) 1982-09-30
JPS5779673A (en) 1982-05-18
ZA815984B (en) 1982-10-27
ZA815983B (en) 1982-10-27
DE3135393C2 (de) 1985-10-10
BR8105745A (pt) 1982-05-25
NL8104137A (nl) 1982-04-01
ES505266A0 (es) 1983-02-01
IE52205B1 (en) 1987-08-05
ZA815982B (en) 1982-10-27
IL63752A0 (en) 1981-12-31
IT8123826A0 (it) 1981-09-07
KR860002031B1 (ko) 1986-11-15
ES8304612A1 (es) 1983-02-01
JPS5778184A (en) 1982-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2490016A1 (fr) Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre
US4522663A (en) Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices
US4441113A (en) P-Type semiconductor material having a wide band gap
FR2490018A1 (fr) Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d&#39;alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus
US4492810A (en) Optimized doped and band gap adjusted photoresponsive amorphous alloys and devices
FR2526223A1 (fr) Alliages perfectionnes de silicium amorphe contenant de l&#39;oxygene a large intervalle de bande et de type p, et dispositifs pour les utiliser
FR2518318A1 (fr) Dispositif photovoltaique a capacite de production de courant plus importante
US4615905A (en) Method of depositing semiconductor films by free radical generation
US4664937A (en) Method of depositing semiconductor films by free radical generation
FR2482786A1 (fr) Procede de fabrication de films de silicium a dopage de type p et dispositif realise a partir de ces films
FR2522880A1 (fr) Dispositif photovoltaique comprenant des moyens permettant de diriger les radiations incidentes en vue d&#39;une reflexion interne totale
FR2490013A1 (fr) Dispositif amorphe photosensible a cellules multiples
FR2638900A1 (fr) Dispositif photovoltaique a empilement, comportant une couche anti-reflexion
FR2490019A1 (fr) Procede et dispositif pour augmenter l&#39;intervalle de bandes d&#39;alliages amorphes photosensibles et alliages obtenus
FR2518122A1 (fr) Procede de fabrication des alliages et des dispositifs amorphes photosensibles par depot de phase chimique
FR2523768A1 (fr) Systeme permettant de reflechir un rayonnement non utilise et le renvoyer dans une region active d&#39;une matiere semi-conductrice d&#39;un dispositif photovoltaique et dispositifs utilisant un tel systeme
EP0058543B1 (fr) Alliages amorphes semiconducteurs photosensibles
US4469715A (en) P-type semiconductor material having a wide band gap
US4799968A (en) Photovoltaic device
FR2490017A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;alliages de germanium amorphes photosensibles, dispositif pour la mise en oeuvre du procede et alliages obtenus
Das et al. Correlation of nanostructural heterogeneity and light induced degradation in a-Si: H solar cells
Platz et al. VHF-deposited a-SiC: H alloys for high-bandgap solar cells: combining high Voc and reasonable stability
FR2511047A1 (fr) Procede pour appliquer un revetement antireflechissant et/ou dielectrique pour des cellules solaires
EP0045676B1 (fr) Procédé de réalisation d&#39;une couche en silicium amorphe, et dispositif électronique mettant en oeuvre ce procédé
Hazra et al. Development of high quality 1.36 eV amorphous SiGe: H alloy by RF glow discharge under helium dilution