JP2000150938A - FORMATION METHOD OF Ib-IIIb-VIb2 COMPOUND SEMICONDUCTOR THIN FILM AND SOLAR CELL ELEMENT HAVING THE THIN FILM FORMED BY THE METHOD - Google Patents

FORMATION METHOD OF Ib-IIIb-VIb2 COMPOUND SEMICONDUCTOR THIN FILM AND SOLAR CELL ELEMENT HAVING THE THIN FILM FORMED BY THE METHOD

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JP2000150938A
JP2000150938A JP10316593A JP31659398A JP2000150938A JP 2000150938 A JP2000150938 A JP 2000150938A JP 10316593 A JP10316593 A JP 10316593A JP 31659398 A JP31659398 A JP 31659398A JP 2000150938 A JP2000150938 A JP 2000150938A
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JP
Japan
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thin film
group
iiib
vib
raw material
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JP10316593A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Watanabe
隆行 渡辺
Hidenobu Nakazawa
秀伸 中沢
Marco Aglo Jean
マルコ アグロ ジェーン
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M 3 D Materials Dev Design & D
M 3 D Materials Development Design & Devices SA
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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M 3 D Materials Dev Design & D
M 3 D Materials Development Design & Devices SA
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of obtaining a thin film, having a resistivity suitable as the light-absorbing layer of a solder cell in a method for forming an Ib-IIIb-VIb2 compound semiconductor (CuInS2) thin film by a CVD method (chemical vapor deposition method), using an organic metallic compound as its raw material. SOLUTION: First, raw gases of three components are introduced in a reaction layer 1 to cause a CuInS2 thin film to phase-grow on a substrate 4, in such a state that the temperature of the substrate 4 is held at a temperature of 440 deg.C. The raw gases of the three components are (H2S/H2) gas, Ar gas containing vapor made of a Cu raw material 71 and Ar gas containing vapor made of an In raw material 81. Then, only the (H2S/H2) gas is introduced in the layer 1 to perform heat treatment on the thin film, in a state such that the temperature of the substrate 4 is held at a temperature of 550 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の光吸収
層等として使用されるIb−IIIb−VIb2族化合
物半導体薄膜の化学気相成長法(CVD:Chemical Vap
or Deposition )による成膜方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition method (CVD: Chemical Vapor Deposition) of an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film used as a light absorbing layer of a solar cell or the like.
or Deposition).

【0002】[0002]

【従来の技術】Ib−IIIb−VIb2 族化合物半導
体は、太陽電池の光吸収層としての応用が期待されてい
る材料である。特に、Cu(Inx ,Ga(1-x) )(S
y ,S(1-y) 2 (0≦x≦1,0≦y≦1)は、変
換効率が高く、低コスト化が可能な太陽電池用材料とし
て、活発に研究がなされている。Cu(Inx ,Ga(1
-x) )(Sey ,S(1-y) 2 薄膜の形成方法として
は、真空蒸着法、カルコゲン化法(先ずCu(Inx
Ga(1-x) )薄膜を形成し、これをSまたはSe含有ガ
ス雰囲気中で熱処理する方法)、電着法、CVD法等の
様々な方法が検討されている。
2. Description of the Related Art Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductors are materials that are expected to be used as light absorbing layers in solar cells. In particular, Cu (In x , Ga (1-x) ) (S
e y , S (1-y) ) 2 (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) has been actively studied as a material for a solar cell which has high conversion efficiency and can be reduced in cost. . Cu (In x , Ga (1
-x)) (Se y, S (1-y)) The method of forming 2 thin film, vacuum deposition, chalcogenide method (first Cu (an In x,
Various methods such as a method of forming a Ga (1-x) ) thin film and heat-treating the same in an S or Se-containing gas atmosphere), an electrodeposition method, a CVD method and the like have been studied.

【0003】このうちCVD法は、他の方法と比較して
装置のコストが低く成膜速度が速いため、大面積の薄膜
を成膜するのに有利であり、Ib−IIIb−VIb2
族化合物半導体薄膜の成膜方法としても注目されてい
る。CVD法によるIb−IIIb−VIb2 族化合物
半導体薄膜の成膜に関しては、「Solid Stat
e phenomena 37−38(1994)p5
03−508」に、CuInSe2 薄膜を大気圧下での
CVD法で成膜したことが記載されている。
[0003] Among the CVD method, since the deposition speed is high lower cost of the device compared to other methods, be advantageous for forming a thin film of large area, Ib-IIIb-VIb 2
Attention has also been paid to a method for forming a group III compound semiconductor thin film. Regarding the formation of the Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film by the CVD method, see "Solid Stat".
e phenomena 37-38 (1994) p5
03-508 "describes that a CuInSe 2 thin film was formed by a CVD method under atmospheric pressure.

【0004】この文献では、銅(Cu)の原料としてヘ
キサフルオロアセチルアセトナト銅(II)をトリメチ
ルアミンに溶解させた溶液を用い、インジウム(In)
の原料としてトリエチルインジウムを用い、セレン(S
e)の原料としてセレン化水素を使用している。すなわ
ち、銅およびインジウムの原料として、有機金属化合物
を用いている。また、銅原料とインジウム原料のキャリ
アガスとしては水素を用い、セレン化水素も水素ガスで
希釈したものを導入している。また、気相成長温度を4
00℃にしている。
In this document, a solution prepared by dissolving copper (II) hexafluoroacetylacetonate in trimethylamine is used as a raw material of copper (Cu), and indium (In) is used.
Using triethylindium as raw material for selenium (S
e) Hydrogen selenide is used as a raw material. That is, an organometallic compound is used as a raw material for copper and indium. In addition, hydrogen is used as a carrier gas for the copper raw material and the indium raw material, and hydrogen selenide diluted with hydrogen gas is introduced. In addition, the vapor phase growth temperature is set to 4
It is set to 00 ° C.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術においては、結晶化が十分でないため得られる薄
膜の抵抗率が高くなるという問題点がある。特に、In
がCuに対して過剰に(原子比で1:1より多く)含ま
れるCuInS2 薄膜は太陽電池の光吸収層として好適
であるが、Inが過剰なCuInS2 を前記文献に記載
の方法で(セレン化水素に代えて硫化水素を用いて)成
膜すると、得られるCuInS2 薄膜の抵抗率は107
(Ω・cm)以上になる。このように抵抗率が著しく高
い薄膜は、太陽電池の光吸収層として使用できない。
However, in the above-mentioned prior art, there is a problem that the resistivity of the obtained thin film is increased due to insufficient crystallization. In particular, In
There excess relative to Cu (1 in atomic ratio: more than 1) CuInS 2 thin film included but is suitable as a light absorbing layer of the solar cell, In is the method described excess CuInS 2 to the literature ( When a film is formed (using hydrogen sulfide instead of hydrogen selenide), the resulting CuInS 2 thin film has a resistivity of 10 7
(Ω · cm) or more. Such a thin film having extremely high resistivity cannot be used as a light absorbing layer of a solar cell.

【0006】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、有機金属化合物を原料と
して用いたCVD法によりIb−IIIb−VIb2
化合物半導体薄膜を形成する方法において、太陽電池の
光吸収層として適切な抵抗率の薄膜が得られる方法を提
供することを課題とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a method for forming an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film by a CVD method using an organometallic compound as a raw material. It is an object of the present invention to provide a method for obtaining a thin film having an appropriate resistivity as a light absorbing layer of a solar cell.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、以下の知見を得て本
発明を完成させた。前記文献に記載の方法で得られるI
b−IIIb−VIb2 族化合物半導体薄膜の結晶性が
十分でなく抵抗率が高くなる原因は、気相成長温度が4
00℃と低いため、VIb族元素とIb族元素およびI
IIb族元素との反応が不十分となることにあると考え
られる。したがって、VIb族元素とIb族元素および
IIIb族元素との反応が十分に行われるように気相成
長温度を高くすれば、得られる薄膜の抵抗率を適切な値
に抑えることができると考えられる。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have obtained the following findings and completed the present invention. I obtained by the method described in the aforementioned document
The reason why the crystallinity of the b-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film is not sufficient and the resistivity is high is that the vapor phase growth temperature is 4
Since the temperature is as low as 00 ° C., the group VIb element, the group Ib element and the
It is considered that the reaction with the group IIb element is insufficient. Therefore, it is considered that the resistivity of the obtained thin film can be suppressed to an appropriate value by increasing the vapor phase growth temperature so that the reaction between the Group VIb element, the Group Ib element, and the Group IIIb element is sufficiently performed. .

【0008】しかしながら、有機金属化合物を原料とし
て用いたCVD法では、気相成長温度が高くなるに従っ
て、得られる薄膜中の炭素含有率が増加する。薄膜中の
炭素含有率が高いと、薄膜の抵抗率が著しく低くなる。
また、気相成長温度を高くした場合に得られる薄膜の抵
抗率が低くなる現象は、正孔濃度の増加によって生じた
ものではないことが、Hall測定により確認された。
この現象は、炭素がIb−IIIb−VIb2 族化合物
半導体の粒界に偏析し、この偏析した炭素が電流の通り
道になることによって生じるものと考えられる。
However, in the CVD method using an organometallic compound as a raw material, the carbon content in the obtained thin film increases as the vapor phase growth temperature increases. If the carbon content in the thin film is high, the resistivity of the thin film will be significantly lower.
Hall measurement confirmed that the phenomenon that the resistivity of the thin film obtained when the vapor phase growth temperature was increased was not caused by an increase in the hole concentration.
This phenomenon is considered to be caused by carbon segregating at the grain boundaries of the Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor, and the segregated carbon becomes a path of current.

【0009】このようにIb−IIIb−VIb2 族化
合物半導体薄膜は、その抵抗値が低すぎても太陽電池の
光吸収層としては使用できない。すなわち、単にCVD
法で気相成長温度を高くするだけでは、太陽電池の光吸
収層として適切な抵抗率の薄膜は得られないことが分か
った。
As described above, the Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film cannot be used as a light absorbing layer of a solar cell even if its resistance is too low. That is, simply CVD
It has been found that a thin film having an appropriate resistivity as a light absorbing layer of a solar cell cannot be obtained only by increasing the vapor phase growth temperature by the method.

【0010】上記知見に基づき、本発明は、有機金属化
合物を原料として用いた化学気相成長法で、Ib−II
Ib−VIb2 族化合物半導体からなる薄膜を基板上に
形成する方法において、反応器内に、Ib族元素の原料
ガスとIIIb族元素の原料ガスとVIb族元素の原料
ガスを導入して、気相成長反応を所定温度(成膜が可能
な温度以上であって炭素含有率が低く抑えられる比較的
低い温度、例えば従来法の気相成長温度と同じ温度)で
所定時間(所定の膜厚が得られるために必要な時間)行
った後に、VIb族元素の原料ガスの雰囲気(例えば、
VIb族元素の原料ガスを含み、Ib族元素およびII
Ib族元素の原料ガスを含まない雰囲気)下で熱処理を
行うことを特徴とするIb−IIIb−VIb2 族化合
物半導体薄膜の形成方法を提供する。
[0010] Based on the above findings, the present invention provides a chemical vapor deposition method using an organometallic compound as a raw material.
In a method of forming a thin film made of an Ib-VIb group 2 compound semiconductor on a substrate, a source gas of a group Ib element, a source gas of a group IIIb element, and a source gas of a group VIb element are introduced into a reactor. The phase growth reaction is carried out at a predetermined temperature (a temperature relatively higher than the temperature at which film formation is possible and the carbon content is kept low, for example, the same temperature as the vapor phase growth temperature in the conventional method) for a predetermined time (when the predetermined film thickness is (Time required for obtaining), and then the atmosphere of the source gas of the group VIb element (for example,
A source gas of a group VIb element;
A method for forming an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film, wherein the heat treatment is performed in an atmosphere not containing a source gas of an Ib group element.

【0011】本発明の方法によれば、気相成長反応を従
来と同じ程度の低い温度(例えば400℃)で行うこと
によりVIb族元素の含有率が低い薄膜が形成されて
も、その後に行う熱処理で、気相成長反応により形成さ
れた薄膜にVIb族元素が補充されて、VIb族元素と
Ib族元素およびIIIb族元素との反応が十分になさ
れる。したがって、従来と同じ程度の低い温度で気相成
長反応時を行った後に熱処理を行うことにより、熱処理
後に得られる薄膜の結晶性を十分高くしながら、得られ
る薄膜の炭素含有率を低く抑えることができる。その結
果、CVD法により、太陽電池の光吸収層として適切な
抵抗率(例えば1.0×102 〜1.0×104 Ω・c
m)の薄膜が得られる。
According to the method of the present invention, even if a thin film having a low content of the group VIb element is formed by performing the vapor phase growth reaction at a temperature as low as the conventional one (for example, 400 ° C.), it is performed afterwards. The heat treatment replenishes the thin film formed by the vapor phase growth reaction with the Group VIb element, and the reaction between the Group VIb element, the Group Ib element, and the Group IIIb element is sufficiently performed. Therefore, by performing the heat treatment after performing the vapor phase growth reaction at a temperature as low as the conventional temperature, it is possible to sufficiently reduce the carbon content of the obtained thin film while sufficiently increasing the crystallinity of the thin film obtained after the heat treatment. Can be. As a result, an appropriate resistivity (for example, 1.0 × 10 2 to 1.0 × 10 4 Ω · c) as a light absorbing layer of the solar cell is obtained by the CVD method.
m) is obtained.

【0012】本発明はまた、本発明の方法により形成さ
れたIb−IIIb−VIb2 族化合物半導体薄膜を構
成材料として備えている太陽電池素子を提供するが、こ
の太陽電池素子の変換効率は、前記従来技術の方法によ
り形成されたIb−IIIb−VIb2 族化合物半導体
薄膜を構成材料として備えている太陽電池素子の変換効
率と比較して、著しく高くなる。
The present invention also provides a solar cell device comprising, as a constituent material, an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film formed by the method of the present invention. The conversion efficiency of this solar cell device is as follows. The conversion efficiency is remarkably higher than the conversion efficiency of a solar cell element including the Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film formed as a constituent material by the method of the related art.

【0013】本発明の方法において、気相成長反応時の
基板温度が低いほど薄膜中の炭素含有率が少なくなるた
め、気相成長反応時の基板温度は例えば490℃以下と
することが好ましく、より好ましくは450℃以下とす
る。本発明の方法において、気相成長反応時の基板温度
を450℃以下とし、熱処理時の基板温度を500℃以
上とすることが好ましい。
In the method of the present invention, the lower the substrate temperature during the vapor phase growth reaction, the lower the carbon content in the thin film. Therefore, the substrate temperature during the vapor phase growth reaction is preferably 490 ° C. or lower, for example. More preferably, the temperature is set to 450 ° C. or lower. In the method of the present invention, the substrate temperature during the vapor phase growth reaction is preferably set to 450 ° C. or lower, and the substrate temperature during the heat treatment is preferably set to 500 ° C. or higher.

【0014】気相成長反応時の基板温度が450℃以下
であると、薄膜中の炭素含有率を十分に少なくすること
ができる。気相成長反応時の基板温度の下限値は所定性
能の薄膜が成膜可能な最低温度であり、例えば300℃
または350℃である。また、熱処理によって得られる
効果は熱処理時の基板温度が高いほど高くなるが、熱処
理時の基板温度が高すぎると基板に変形が生じやすくな
るため、熱処理時の基板温度の上限値は基板に変形が生
じない温度とする。例えば基板がソーダライムガラスの
場合には、熱処理時の基板温度をソーダライムガラスの
耐熱温度である560℃以下にする。
When the substrate temperature during the vapor phase growth reaction is 450 ° C. or lower, the carbon content in the thin film can be sufficiently reduced. The lower limit of the substrate temperature during the vapor phase growth reaction is the lowest temperature at which a thin film having a predetermined performance can be formed, for example, 300 ° C.
Or it is 350 ° C. The effect obtained by the heat treatment increases as the substrate temperature during the heat treatment increases, but if the substrate temperature during the heat treatment is too high, the substrate is likely to be deformed. At a temperature that does not cause For example, when the substrate is soda-lime glass, the substrate temperature during the heat treatment is set to 560 ° C. or less, which is the heat-resistant temperature of soda-lime glass.

【0015】熱処理雰囲気の圧力は50Torr以上である
ことが好ましい。熱処理雰囲気の圧力が50Torr未満で
あると、熱処理時にVIb族元素の補充が十分になされ
ない場合がある。熱処理は、気相成長反応が行われた同
じ反応器内で気相成長反応の終了後に連続して行っても
良いし、気相成長反応が行われた反応器とは別の熱処理
炉内に基板を移動して行っても良い。別の熱処理炉が減
圧装置を備えていない場合には、熱処理雰囲気の圧力を
大気圧(760Torr)で行っても良い。
The pressure of the heat treatment atmosphere is preferably 50 Torr or more. If the pressure of the heat treatment atmosphere is lower than 50 Torr, the VIb group element may not be sufficiently replenished during the heat treatment. The heat treatment may be performed continuously after the end of the vapor phase growth reaction in the same reactor where the vapor phase growth reaction was performed, or in a separate heat treatment furnace from the reactor where the vapor phase growth reaction was performed. The transfer may be performed by moving the substrate. When another heat treatment furnace is not provided with a pressure reducing device, the pressure of the heat treatment atmosphere may be set at atmospheric pressure (760 Torr).

【0016】各元素の原料ガスは、その元素を構成元素
とする原料を含むガスであって、この原料が固体または
液体である場合には、その蒸気を、アルゴン、窒素、水
素、水素とアルゴンの混合ガス、または水素と窒素の混
合ガス等からなるキャリアガスで運ぶことにより反応器
内へ導入する。この原料が気体である場合にはそのま
ま、或いは前記いずれかの気体で希釈した状態で反応器
内へ導入する。
The raw material gas of each element is a gas containing a raw material containing the element as a constituent element. When the raw material is a solid or liquid, its vapor is converted to argon, nitrogen, hydrogen, hydrogen and argon. Or a carrier gas composed of a mixed gas of hydrogen and nitrogen or the like, and introduced into the reactor. When this raw material is a gas, it is introduced into the reactor as it is or after being diluted with any of the aforementioned gases.

【0017】本発明の方法では、このようなキャリアガ
スまたは希釈用気体として水素を用いることにより、気
相成長反応時の反応器内に水素を導入することが好まし
い。これにより、水素が気相成長による成膜雰囲気内に
存在するため、薄膜中への炭素の混入量が低減される。
In the method of the present invention, it is preferable to introduce hydrogen into the reactor during the vapor phase growth reaction by using hydrogen as such a carrier gas or diluting gas. Thus, since hydrogen is present in the film formation atmosphere by vapor phase growth, the amount of carbon mixed into the thin film is reduced.

【0018】本発明の方法において対象となるIb−I
IIb−VIb2 族化合物半導体としてはCu(I
x ,Ga(1-x) )(Sey ,S(1-y) 2 (0≦x≦
1,0≦y≦1)が挙げられる。この化合物半導体には
CuInS2 が含まれる。本発明の方法でCu(I
x ,Ga(1-x) )(Sey ,S(1-y) 2 薄膜を形成
する場合には、Cu原料として下記の(1)式で表され
る有機銅化合物、InおよびGaの原料として(M(C
n 2n+13 )(MはInまたはGa)、SおよびSe
の原料としてH2 X(XはSまたはSe)を用いること
が好ましい。
Ib-I of interest in the method of the present invention
As the IIb-VIb group 2 compound semiconductor, Cu (I
n x, Ga (1-x )) (Se y, S (1-y)) 2 (0 ≦ x ≦
1,0 ≦ y ≦ 1). This compound semiconductor contains CuInS 2 . In the method of the present invention, Cu (I
n x, Ga (1-x)) in the case of forming a (Se y, S (1- y)) 2 thin film, an organic copper compound expressed as Cu material in (1) below, In and Ga (M (C
n H 2n + 1) 3) (M is In or Ga), S and Se
It is preferable to use H 2 X (X is S or Se) as a raw material of the compound.

【0019】[0019]

【化3】 (式中、nは0、1、2、3のいずれかである。) これらの各原料を用いることにより、薄膜の成長速度が
速くなり、組成制御性も良好となる。
Embedded image (In the formula, n is any one of 0, 1, 2, and 3.) By using each of these materials, the growth rate of the thin film is increased, and the composition controllability is also improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は本発明の一実施形態に相当する方法が
実施可能なCVD装置を示す概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a CVD apparatus capable of performing a method corresponding to an embodiment of the present invention.

【0021】このCVD装置は縦型のCVD装置であっ
て、反応器1の下側から原料ガスが導入される。この反
応器1の直下に混合器2を設け、この混合器2の上部に
混合ガス導入管21が設けてある。この混合ガス導入管
21は、混合器2の上部から所定長さで上方に延び、そ
の上端は、反応器1内に配置されたサセプタ3より少し
下側(基板4が取り付けられる側)に配置されている。
This CVD apparatus is a vertical type CVD apparatus, and a raw material gas is introduced from the lower side of the reactor 1. A mixer 2 is provided directly below the reactor 1, and a mixed gas introduction pipe 21 is provided above the mixer 2. The mixed gas introduction pipe 21 extends upward from the upper part of the mixer 2 by a predetermined length, and the upper end thereof is disposed slightly below the susceptor 3 disposed in the reactor 1 (the side on which the substrate 4 is mounted). Have been.

【0022】混合器2は、所定体積の混合空間を有する
チャンバであり、導入された気体を攪拌する攪拌機構等
は備えていない。混合器2に導入された気体は、その内
部に導入速度(流速)と混合器2の体積とに応じた時間
だけ留まった後に、混合ガス導入管21から反応器1に
向かう。
The mixer 2 is a chamber having a mixing space of a predetermined volume, and does not have a stirring mechanism for stirring the introduced gas. The gas introduced into the mixer 2 stays therein for a time corresponding to the introduction speed (flow rate) and the volume of the mixer 2, and then flows from the mixed gas introduction pipe 21 to the reactor 1.

【0023】サセプタ3はカーボン製である。反応器1
の外周に、サセプタ3を加熱するための高周波誘導コイ
ル11が設けてある。反応器1の上方には、スロットル
バルブ51を介して真空ポンプ5が設けてある。設定圧
力に応じてスロットルバルブ51の開度を調節し、真空
ポンプ5を作動させることにより、反応器1内と混合器
2内を大気圧より低い設定圧力に保持することができ
る。また、サセプタ3の温度を測定する熱電対31が反
応器1の上部に設けてある。
The susceptor 3 is made of carbon. Reactor 1
A high frequency induction coil 11 for heating the susceptor 3 is provided on the outer periphery of the susceptor 3. Above the reactor 1, a vacuum pump 5 is provided via a throttle valve 51. By adjusting the opening of the throttle valve 51 according to the set pressure and operating the vacuum pump 5, the inside of the reactor 1 and the inside of the mixer 2 can be maintained at a set pressure lower than the atmospheric pressure. Further, a thermocouple 31 for measuring the temperature of the susceptor 3 is provided on the upper part of the reactor 1.

【0024】混合器2の一側面には、3つの原料ガスを
独立に導入する配管6,7,8の下流端が接続されてい
る。この実施形態ではCuInS2 薄膜を成膜するた
め、配管6の上流端は、硫化水素(H2 S)が水素(H
2 )で希釈されたガスを供給する(H2 S/H2 )供給
源61に接続されている。配管6には、(H2 S/
2)ガスの混合器2内への流量を調整する流量調整器
62が設けてある。
Downstream ends of pipes 6, 7, and 8 for independently introducing three raw material gases are connected to one side of the mixer 2. In this embodiment, since a CuInS 2 thin film is formed, hydrogen sulfide (H 2 S) is converted to hydrogen (H 2 S) at the upstream end of the pipe 6.
2) supplying the diluted gas (H 2 S / H 2) is connected to a supply source 61. (H 2 S /
A flow controller 62 for adjusting the flow rate of the H 2 ) gas into the mixer 2 is provided.

【0025】配管7の上流端は、Cu原料71を入れた
気化容器72に接続されている。配管8の上流端は、I
n原料81を入れた気化容器82に接続されている。各
気化容器72,82には、内部にキャリアガスを導入す
るための配管73,83が設けてある。配管73の上流
端は、キャリアガスとして用いるアルゴン(Ar)ガス
を供給するArガス供給源9に接続されている。配管8
3は、配管73から分岐している。
The upstream end of the pipe 7 is connected to a vaporization vessel 72 containing a Cu raw material 71. The upstream end of the pipe 8
It is connected to a vaporization container 82 containing n raw materials 81. Each of the vaporization containers 72 and 82 is provided with piping 73 and 83 for introducing a carrier gas into the inside. The upstream end of the pipe 73 is connected to an Ar gas supply source 9 that supplies argon (Ar) gas used as a carrier gas. Piping 8
3 branches from the pipe 73.

【0026】この装置は、Cu原料71およびIn原料
81として常温で液体であるものを使用して、これらの
液体中にキャリアガスを導入して泡を生じさせるバブリ
ング法を採用する場合に対応させてある。そのため、配
管73,83は、下流端が気化容器72,82内の液体
内に達するように配置されている。また、配管7,8の
上流端は、各気化容器72,82の上部空間に配置され
ている。
This apparatus is adapted to a case in which liquids are used at room temperature as the Cu raw material 71 and the In raw material 81, and a bubbling method is employed in which a carrier gas is introduced into these liquids to generate bubbles. It is. Therefore, the pipes 73 and 83 are arranged such that the downstream ends reach the liquids in the vaporization containers 72 and 82. The upstream ends of the pipes 7 and 8 are arranged in the upper spaces of the vaporization containers 72 and 82.

【0027】配管73には、配管83の分岐点より下流
側の位置に、Arガスの気化容器72内への流量を調整
する流量調整器74が設けてある。配管83には、Ar
ガスの気化容器82内への流量を調整する流量調整器8
4が設けてある。これにより、Arガスの供給を開始す
ると、各気化容器72,82内の液体内にArガスが導
入されて泡が生じる。これに伴って、各液体の蒸気は効
率的にArガスに運ばれて、配管7,8から混合器2に
導入される。また、(H2 S/H 2 )ガスの供給を開始
すると、配管6から混合器2へ(H2 S/H2 )ガスが
導入される。
The pipe 73 is located downstream of the branch point of the pipe 83.
Adjust the flow rate of Ar gas into the vaporization vessel 72 at the side position
A flow regulator 74 is provided. The pipe 83 has Ar
Flow controller 8 for controlling the flow rate of gas into vaporization vessel 82
4 are provided. Thereby, the supply of the Ar gas is started.
Then, Ar gas is introduced into the liquid in each of the vaporization containers 72 and 82.
Foams form upon entry. Accordingly, the vapor of each liquid is effective.
It is carried to Ar gas at a constant rate, and is fed from the pipes 7 and 8 to the mixer 2.
be introduced. Also, (HTwoS / H Two) Start gas supply
Then, from the pipe 6 to the mixer 2 (HTwoS / HTwo)Gas
be introduced.

【0028】したがって、この装置を用い、Arガスの
供給と(H2 S/H2 )ガスの供給を同時に開始すれ
ば、Arガス、銅化合物71の蒸気、インジウム化合物
81の蒸気、および(H2 S/H2 )ガスが、混合器2
内で混合された後に、混合ガス導入管21から反応器1
内の基板3の近傍に導入される。 [実施例1]図1の装置を使用して、以下の条件で、先
ずCuInS2 薄膜の気相成長反応を行った。
Therefore, if the supply of the Ar gas and the supply of the (H 2 S / H 2 ) gas are started simultaneously using this apparatus, the Ar gas, the vapor of the copper compound 71, the vapor of the indium compound 81, and the (H 2 S / H 2 ) gas is supplied to the mixer 2
After being mixed in the reactor, the reactor 1
Is introduced into the vicinity of the substrate 3. Example 1 First, a vapor phase growth reaction of a CuInS 2 thin film was performed under the following conditions using the apparatus of FIG.

【0029】液状のCu原料71として、(ビニルトリ
メチルシラン)ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅
(I)を用いた。この化合物は下記の(2)式で表され
る。以下において、この化合物をCu(hfac)VM
TSと略称する。
As the liquid Cu raw material 71, (vinyltrimethylsilane) hexafluoroacetylacetonato copper (I) was used. This compound is represented by the following formula (2). In the following, this compound is referred to as Cu (hfac) VM
Abbreviated as TS.

【0030】[0030]

【化4】 液状のIn原料81として、トリエチルインジウム(I
n(C2 5 3 )を用いた。(H2 S/H2 )ガスの
2 S濃度は5体積%とした。
Embedded image As the liquid In raw material 81, triethylindium (I
n (C 2 H 5 ) 3 ) was used. The (H 2 S / H 2 ) gas had an H 2 S concentration of 5% by volume.

【0031】また、混合器2内での各成分の比率がC
u:In:S=23:26:51となるように以下の調
整を行った。各流量調整器62,74,84の調整によ
り、(Cu(hfac)VMTS+Ar)ガスの流量を
31SCCM、(トリエチルインジウム+Ar)ガスの
流量を19SCCM、(H2 S/H2 )ガスの流量を1
74SCCMとした。各気化装置72,82の温度調整
により、Cu(hfac)VMTSとトリエチルインジ
ウムの温度を6℃にした。
The ratio of each component in the mixer 2 is C
The following adjustments were made so that u: In: S = 23: 26: 51. By adjusting the flow controllers 62, 74, and 84, the flow rate of the (Cu (hfac) VMTS + Ar) gas is 31 SCCM, the flow rate of the (triethylindium + Ar) gas is 19 SCCM, and the flow rate of the (H 2 S / H 2 ) gas is 1
74 SCCM. The temperature of Cu (hfac) VMTS and triethylindium was adjusted to 6 ° C. by adjusting the temperatures of the vaporizers 72 and 82.

【0032】基板4としては、ソーダライムガラス基板
と、ソーダライムガラス基板の上にスパッタリング法に
より1μmの厚さでモリブデン(Mo)薄膜を形成した
ものを用意した。Mo薄膜が形成されている基板につい
ては、Mo薄膜面にCuInS2 薄膜を成膜した。熱電
対31からの出力値に応じて高周波誘導コイル11への
電流入力値を調整することにより、サセプタ3の温度
(基板温度)を440℃に保持した。
As the substrate 4, a soda-lime glass substrate and a soda-lime glass substrate on which a molybdenum (Mo) thin film having a thickness of 1 μm was formed by a sputtering method were prepared. For the substrate on which the Mo thin film was formed, a CuInS 2 thin film was formed on the Mo thin film surface. The temperature (substrate temperature) of the susceptor 3 was maintained at 440 ° C. by adjusting the current input value to the high-frequency induction coil 11 according to the output value from the thermocouple 31.

【0033】また、スロットルバルブ51の開度を、反
応器1内の圧力が5Torrになるように調整した後、真空
ポンプ5を作動させた。混合器2内の圧力は反応器1内
の圧力より高くなり、この場合は50Torrになった。こ
の状態でArガスの供給と(H2 S/H2 )ガスの供給
を同時に開始することにより、3成分の原料ガスを混合
器2で混合した後に反応器1内の基板3の近傍に導入し
た。気相成長反応時間は1時間とした。
After adjusting the opening of the throttle valve 51 so that the pressure in the reactor 1 became 5 Torr, the vacuum pump 5 was operated. The pressure in the mixer 2 was higher than the pressure in the reactor 1, in this case 50 Torr. In this state, the supply of the Ar gas and the supply of the (H 2 S / H 2 ) gas are simultaneously started, so that the three-component raw material gas is mixed in the mixer 2 and then introduced into the vicinity of the substrate 3 in the reactor 1. did. The vapor phase growth reaction time was 1 hour.

【0034】次に、基板4をサセプタ3から外さずに、
この反応器1内で、以下に示す条件で熱処理を行った。
Arガスの気化装置72,82への供給を停止するとと
もに、配管7,8のバルブを閉じることにより、Cu
(hfac)VMTSとトリエチルインジウムの混合器
2内への供給を停止した。(H2 S/H2 )ガスは流量
174SCCMのまま供給し続けた。サセプタ3の温度
(基板温度)は550℃に保持されるように調整した。
スロットルバルブ51の調整により、反応器1内の圧力
を100Torrにした。熱処理時間は1時間とした。
Next, without removing the substrate 4 from the susceptor 3,
Heat treatment was performed in the reactor 1 under the following conditions.
By stopping the supply of the Ar gas to the vaporizers 72 and 82 and closing the valves of the pipes 7 and 8, Cu gas is removed.
(Hfac) The supply of VMTS and triethylindium into the mixer 2 was stopped. The (H 2 S / H 2 ) gas was continuously supplied at a flow rate of 174 SCCM. The temperature of the susceptor 3 (substrate temperature) was adjusted to be maintained at 550 ° C.
The pressure in the reactor 1 was adjusted to 100 Torr by adjusting the throttle valve 51. The heat treatment time was 1 hour.

【0035】このように、気相成長反応後に熱処理を施
すことで、基板上にCuInS2 薄膜を形成した。得ら
れた薄膜の膜厚を段差計により測定したところ1.5μ
mであった。この薄膜の組成をEDX(エネルギー分散
型X分光装置)により分析したところ、Cu:In:S
=23.0:26.0:51.0であった。また、ガラ
ス基板に直接形成されたCuInS2 薄膜の抵抗率を四
探針法により測定したところ、1.0×103 (Ω・c
m)であった。
As described above, by performing the heat treatment after the vapor phase growth reaction, a CuInS 2 thin film was formed on the substrate. When the thickness of the obtained thin film was measured with a step meter, it was 1.5 μm.
m. When the composition of this thin film was analyzed by EDX (energy dispersive X spectrometer), it was found that Cu: In: S
= 23.0: 26.0: 51.0. When the resistivity of the CuInS 2 thin film directly formed on the glass substrate was measured by a four-probe method, it was found to be 1.0 × 10 3 (Ω · c).
m).

【0036】得られたCuInS2 薄膜中の炭素濃度
を、2次イオン質量分析装置(ATOMIKA製SIM
S4100)を用いて測定したところ、1.0×1016
(cm -3)であった。次に、以下の手順で図2に示す層
構成の太陽電池を作製した。
The obtained CuInSTwoCarbon concentration in thin film
With a secondary ion mass spectrometer (SIM manufactured by ATOMIKA)
S4100), 1.0 × 1016
(Cm -3)Met. Next, the layers shown in FIG.
A solar cell having the configuration was manufactured.

【0037】先ず、ソーダライムガラスからなるガラス
基板10の上に、スパッタリング法により、電極層20
として、Mo薄膜を1.0μmの厚さで形成した。その
上に、p型半導体層30として、Cuに対してInが過
剰なCuInS2 薄膜を1.5μmの厚さで形成した。
このCuInS2 薄膜は上記と同じ方法で成膜した。得
られたCuInS2 薄膜の組成を、EDXにより分析し
たところ、Cu:In:S=23.0:26.0:5
1.0であった。
First, an electrode layer 20 was formed on a glass substrate 10 made of soda lime glass by sputtering.
A Mo thin film was formed with a thickness of 1.0 μm. On this, a CuInS 2 thin film having excess In relative to Cu was formed as a p-type semiconductor layer 30 to a thickness of 1.5 μm.
This CuInS 2 thin film was formed by the same method as described above. When the composition of the obtained CuInS 2 thin film was analyzed by EDX, Cu: In: S = 23.0: 26.0: 5.
1.0.

【0038】次に、このCuInS2 薄膜(p型半導体
層)30の上に、溶液成長法により、n型半導体層40
として、CdS薄膜を膜厚50nmで形成した。さらに
その上に、RFスパッタリング法により、電極層50と
して、ZnOに対してAlが2at%の比率でドーピン
グされた膜を膜厚1.0μmで形成した。
Next, an n-type semiconductor layer 40 is formed on the CuInS 2 thin film (p-type semiconductor layer) 30 by a solution growth method.
A CdS thin film was formed with a thickness of 50 nm. Furthermore, a film in which Al was doped with ZnO at a ratio of 2 at% was formed to a thickness of 1.0 μm as an electrode layer 50 by RF sputtering.

【0039】この太陽電池の変換効率をソーラーシミュ
レータ(AM1.5、100mW/cm2 )で測定した
ところ、8%であった。 [比較例1]図1の装置を使用して、実施例1と同じ方
法、同じ条件で、CuInS2 薄膜の気相成長反応を行
った。ただし、気相成長反応後のCuInS2 薄膜に対
する熱処理は行わなかった。
When the conversion efficiency of this solar cell was measured by a solar simulator (AM 1.5, 100 mW / cm 2 ), it was 8%. Comparative Example 1 A vapor phase growth reaction of a CuInS 2 thin film was carried out using the apparatus shown in FIG. However, no heat treatment was performed on the CuInS 2 thin film after the vapor phase growth reaction.

【0040】このように、気相成長反応のみで基板上に
CuInS2 薄膜を形成した。得られたCuInS2
膜の膜厚を段差計により測定したところ1.5μmであ
った。CuInS2 の組成を実施例1と同じ方法で測定
したところ、Cu:In:S=24.0:27.0:4
9.0であった。
Thus, a CuInS 2 thin film was formed on the substrate only by the vapor phase growth reaction. When the thickness of the obtained CuInS 2 thin film was measured by a step gauge, it was 1.5 μm. When the composition of CuInS 2 was measured by the same method as in Example 1, Cu: In: S = 24.0: 27.0: 4.
9.0.

【0041】また、ガラス基板に直接形成されたCuI
nS2 薄膜の抵抗率を四探針法により測定したところ、
抵抗率が高いためこの方法では測定できなかった。この
方法による測定可能な抵抗率の上限値は1.0×107
(Ω・cm)であるため、このCuInS2 薄膜の抵抗
率は1.0×107 (Ω・cm)以上である。CuIn
2 薄膜中の炭素の濃度を、実施例1と同様な方法で測
定したところ、1.0×1016(cm-3)であった。
In addition, CuI directly formed on a glass substrate
When the resistivity of the nS 2 thin film was measured by the four probe method,
Due to the high resistivity, measurement was not possible with this method. The upper limit of the resistivity measurable by this method is 1.0 × 10 7.
(Ω · cm), the resistivity of this CuInS 2 thin film is 1.0 × 10 7 (Ω · cm) or more. CuIn
When the concentration of carbon in the S 2 thin film was measured by the same method as in Example 1, it was 1.0 × 10 16 (cm −3 ).

【0042】この方法で得られたCuInS2 薄膜は、
実施例1で得られたCuInS2 薄膜と比較してSの含
有率が小さかった。その結果、この方法で得られたCu
InS2 薄膜は、実施例1で得られたCuInS2 薄膜
よりも、抵抗率が著しく高くなっている。
The CuInS 2 thin film obtained by this method is
The S content was smaller than that of the CuInS 2 thin film obtained in Example 1. As a result, the Cu obtained by this method
The resistivity of the InS 2 thin film is significantly higher than that of the CuInS 2 thin film obtained in Example 1.

【0043】次に、この方法で得られたCuInS2
膜をp型半導体層30として用い、図2に示す層構造の
太陽電池を作製した。p型半導体層30の形成方法以外
は実施例1と同じ方法を採用した。この太陽電池の変換
効率をソーラーシミュレータ(AM1.5,100mW
/cm2 )で測定したところ、2%であった。 [比較例2]図1の装置を使用して、以下の点以外は実
施例1と同じ方法、同じ条件で、CuInS2 薄膜の気
相成長反応を行った。
Next, using the CuInS 2 thin film obtained by this method as the p-type semiconductor layer 30, a solar cell having the layer structure shown in FIG. 2 was produced. Except for the method of forming the p-type semiconductor layer 30, the same method as in Example 1 was employed. The conversion efficiency of this solar cell was measured using a solar simulator (AM 1.5, 100 mW
/ Cm 2 ) was 2%. Comparative Example 2 Using the apparatus of FIG. 1, a vapor growth reaction of a CuInS 2 thin film was performed in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except for the following points.

【0044】各流量調整器62,74,84の調整によ
り、(Cu(hfac)VMTS+Ar)の流量を37
SCCM、(トリエチルインジウム+Ar)の流量を1
6SCCM、(H2 S/H2 )ガスの流量を134SC
CMとした。サセプタ3の温度(基板温度)は550℃
に保持されるように調整した。
The flow rate of (Cu (hfac) VMTS + Ar) is adjusted to 37 by adjusting the flow rate adjusters 62, 74 and 84.
SCCM, the flow rate of (triethylindium + Ar) is 1
6 SCCM, (H 2 S / H 2 ) gas flow rate of 134 SC
CM. The temperature of the susceptor 3 (substrate temperature) is 550 ° C.
It was adjusted so that it would be maintained.

【0045】また、気相成長反応後のCuInS2 薄膜
に対する熱処理は行わなかった。すなわち、気相成長反
応のみで基板上にCuInS2 薄膜を形成した。得られ
たCuInS2 薄膜の膜厚を段差計により測定したとこ
ろ1.5μmであった。CuInS2 の組成を実施例1
と同じ方法で測定したところ、Cu:In:S=23.
0:26.0:51.0であった。
No heat treatment was performed on the CuInS 2 thin film after the vapor phase growth reaction. That is, a CuInS 2 thin film was formed on the substrate only by the vapor phase growth reaction. When the thickness of the obtained CuInS 2 thin film was measured by a step gauge, it was 1.5 μm. Example 1 Composition of CuInS 2
Cu: In: S = 23.
0: 26.0: 51.0.

【0046】また、ガラス基板に直接形成されたCuI
nS2 薄膜の抵抗率を四探針法により測定したところ、
0.6(Ω・cm)であった。CuInS2 薄膜中の炭
素の濃度を実施例1と同様な方法で測定したところ、
1.0×1020(cm-3)であった。
In addition, CuI directly formed on a glass substrate
When the resistivity of the nS 2 thin film was measured by the four probe method,
0.6 (Ω · cm). When the concentration of carbon in the CuInS 2 thin film was measured in the same manner as in Example 1,
It was 1.0 × 10 20 (cm −3 ).

【0047】この方法で得られたCuInS2 薄膜の組
成は、実施例1で得られたCuInS2 薄膜と同じ組成
であった。しかしながら、炭素含有率は、実施例1およ
び比較例1の場合の10000倍と高かった。その結
果、この方法で得られたCuInS2 薄膜は、実施例1
で得られたCuInS2 薄膜よりも、抵抗率が著しく低
くなった。
The composition of the CuInS 2 thin film obtained by this method was the same as that of the CuInS 2 thin film obtained in Example 1. However, the carbon content was as high as 10,000 times that of Example 1 and Comparative Example 1. As a result, the CuInS 2 thin film obtained by this method was obtained in Example 1.
The resistivity was remarkably lower than that of the CuInS 2 thin film obtained in 1.

【0048】次に、この方法で得られたCuInS2
膜をp型半導体層30として用い、図2に示す層構造の
太陽電池を作製した。p型半導体層30の形成方法以外
は実施例1と同じ方法を採用した。この太陽電池の変換
効率をソーラーシミュレータ(AM1.5,100mW
/cm2 )で測定したところ、0.5%であった。
Next, using the CuInS 2 thin film obtained by this method as the p-type semiconductor layer 30, a solar cell having a layer structure shown in FIG. 2 was produced. Except for the method of forming the p-type semiconductor layer 30, the same method as in Example 1 was employed. The conversion efficiency of this solar cell was measured using a solar simulator (AM 1.5, 100 mW
/ Cm 2 ) was 0.5%.

【0049】なお、この実施形態の方法では、反応器1
の直前に混合器2を設け、この混合器2内で各原料ガス
をCuとInとSの比が設定値となるように混合した
後、混合された原料ガスを反応器1内の基板近傍に導入
する方法を採用しているため、このような混合器2を備
えていない反応器1を用いた場合よりも、膜組成のバラ
ツキを少なくすることができる。
In the method of this embodiment, the reactor 1
Is provided immediately before the mixing, and each raw material gas is mixed in the mixer 2 so that the ratio of Cu, In and S becomes a set value. , The variation in the film composition can be reduced as compared with the case where the reactor 1 without such a mixer 2 is used.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、従来のCVD法によるIb−IIIb−VIb2
族化合物半導体薄膜の形成方法と比較して、太陽電池の
光吸収層として適切な抵抗率の薄膜が得られる。
As described above, according to the method of the present invention, Ib-IIIb-VIb 2 formed by the conventional CVD method.
Compared with the method of forming a group III compound semiconductor thin film, a thin film having a suitable resistivity as a light absorbing layer of a solar cell is obtained.

【0051】本発明の太陽電池素子によれば、従来の方
法で形成されたIb−IIIb−VIb2 族化合物半導
体薄膜を備えた太陽電池素子よりも、変換効率を著しく
高くすることができる。
According to the solar cell element of the present invention, the conversion efficiency can be significantly increased as compared with the solar cell element provided with the Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film formed by the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に相当する方法が実施可能
なCVD装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a CVD apparatus capable of performing a method corresponding to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態で作製された太陽電池の層構成を示す
概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration of a solar cell manufactured in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応器 2 混合器 3 サセプタ 4 基板 5 真空ポンプ 6 S源供給用配管 7 Cu源供給用配管 8 In源供給用配管 9 Arガス供給源 10 ガラス基板 11 高周波誘導コイル 20 電極層 21 混合ガス導入管 30 CuInS2 薄膜(p型半導体層) 31 熱電対 40 n型半導体層 50 電極層 61 (H2 S/H2 )ガス供給源 62 流量調整器 71 Cu原料 72 気化装置 73 配管 74 流量調整器 81 In原料 82 気化装置 83 配管 84 流量調整器Reference Signs List 1 reactor 2 mixer 3 susceptor 4 substrate 5 vacuum pump 6 S source supply pipe 7 Cu source supply pipe 8 In source supply pipe 9 Ar gas supply source 10 glass substrate 11 high frequency induction coil 20 electrode layer 21 mixed gas introduction Tube 30 CuInS 2 thin film (p-type semiconductor layer) 31 thermocouple 40 n-type semiconductor layer 50 electrode layer 61 (H 2 S / H 2 ) gas supply source 62 flow regulator 71 Cu raw material 72 vaporizer 73 piping 74 flow regulator 81 In raw material 82 Vaporizer 83 Piping 84 Flow rate regulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598153191 エム3ディー,マテリアルズ デベロップ メンツ デザイン アンド デバイシズ エスエー M3D,Materials Devel opment Design & Dev ices SA フランス,ガイラード F−74240,ルゥ ー ドゥ ジャルディン,16ビー 16b,Rue des Jardins, F−74240 Gaillard,Fanc e (72)発明者 渡辺 隆行 静岡県富士市鮫島2番地の1 旭化成工業 株式会社内 (72)発明者 中沢 秀伸 静岡県富士市鮫島2番地の1 旭化成工業 株式会社内 (72)発明者 ジェーン マルコ アグロ フランス,ガイラード F−74240,ルゥ ー ドゥ ジャルディン,16ビー エム3 ディー,マテリアルズ デベロップメンツ デザイン アンド デバイシズ エスエ ー内 Fターム(参考) 4K030 AA11 AA17 AA24 BA01 BA08 BA11 BA24 BA32 BA53 BA55 BA56 CA06 CA17 DA02 DA09 FA04 JA10 LA12 LA14 LA16 5F045 AA04 AB40 AC07 AC09 AC16 AD07 AD08 AE21 AF07 AF10 BB07 BB16 CA13 DA66 DP05 DQ04 EE03 EE05 EK03 HA16 5F051 AA10 CB12 CB24 GA03  ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (71) Applicant 598153191 M3D, Materials Developments Design and Devices SA M3D, Materials Development Opportunity Design & Devices SA France, Gaillard F-74240, Lu-du-Jardin, 16 B. (72) Inventor Takayuki Watanabe, 2nd, Samejima, Fuji City, Shizuoka Prefecture Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. (72) Hidenobu Nakazawa, 1st, 2nd Samejima Island, Fuji City, Shizuoka Prefecture Asahi Kasei, R-des Jardins, F-74240 Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Jane Marco Aggro France, Gairard F-74240, Lou de Jardin, 16 M3 D, Materials Developments Designs and Devices S F term (reference) 4K030 AA11 AA17 AA24 BA01 BA08 BA11 BA24 BA32 BA53 BA55 BA56 CA06 CA17 DA02 DA09 FA04 JA10 LA12 LA14 LA16 5F045 AA04 AB40 AC07 AC09 AC16 AD07 AD08 AE AF10 BB07 BB16 CA13 DA66 DP05 DQ04 EE03 EE05 EK03 HA16 5F051 AA10 CB12 CB24 GA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機金属化合物を原料として用いた化学
気相成長法で、Ib−IIIb−VIb2 族化合物半導
体からなる薄膜を基板上に形成する方法において、 反応器内に、Ib族元素の原料ガスとIIIb族元素の
原料ガスとVIb族元素の原料ガスを導入して、気相成
長反応を所定温度で所定時間行った後に、VIb族元素
の原料ガスの雰囲気下で熱処理を行うことを特徴とする
Ib−IIIb−VIb2 族化合物半導体薄膜の形成方
法。
1. A method of forming a thin film made of an Ib-IIIb-VIb Group 2 compound semiconductor on a substrate by a chemical vapor deposition method using an organometallic compound as a raw material, After introducing a source gas, a source gas of a group IIIb element, and a source gas of a group VIb element, performing a vapor phase growth reaction at a predetermined temperature for a predetermined time, performing heat treatment in an atmosphere of the source gas of the group VIb element. A method for forming an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film, which is characterized in that:
【請求項2】 気相成長反応時の基板温度は450℃以
下であり、熱処理時の基板温度は500℃以上であるこ
とを特徴とする請求項1記載のIb−IIIb−VIb
2 族化合物半導体薄膜の形成方法。
2. The Ib-IIIb-VIb according to claim 1, wherein the substrate temperature during the vapor phase growth reaction is 450 ° C. or lower, and the substrate temperature during the heat treatment is 500 ° C. or higher.
A method for forming a group II compound semiconductor thin film.
【請求項3】 気相成長反応時の反応器内に水素を導入
することを特徴とする請求項1または2記載のIb−I
IIb−VIb2 族化合物半導体薄膜の形成方法。
3. Ib-I according to claim 1 or 2, wherein hydrogen is introduced into the reactor during the vapor phase growth reaction.
IIb-VIb A method for forming a Group 2 compound semiconductor thin film.
【請求項4】 Ib−IIIb−VIb2 族化合物はC
u(Inx ,Ga(1 -x) )(Sey ,S(1-y) 2 (0
≦x≦1,0≦y≦1)であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか一つに記載のIb−IIIb−VIb
2 族化合物半導体薄膜の形成方法。
4. The group Ib-IIIb-VIb group 2 compound is C
u (In x , Ga (1 -x) ) (Se y , S (1-y) ) 2 (0
≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), Ib-IIIb-VIb according to any one of claims 1 to 3,
A method for forming a group II compound semiconductor thin film.
【請求項5】 Cu原料として下記の(1)式で表され
る有機銅化合物、InおよびGaの原料としてM(Cn
2n+13 (MはInまたはGa)、SおよびSeの原
料としてH2 X(XはSまたはSe)を用いることを特
徴とする請求項4記載のIb−IIIb−VIb2 族化
合物半導体薄膜の製造方法。 【化1】 (式中、nは0、1、2、3のいずれかである。)
5. An organic copper compound represented by the following formula (1) as a Cu raw material, and M (C n
H 2n + 1) 3 (M is In or Ga), H 2 X as a starting material for S, and Se (X is Ib-IIIb-VIb 2 group compound according to claim 4, wherein the use of S or Se) A method for manufacturing a semiconductor thin film. Embedded image (In the formula, n is any one of 0, 1, 2, and 3.)
【請求項6】 Ib−IIIb−VIb2 族化合物はC
uInS2 であり、Cu原料として下記の(2)式で表
される有機銅化合物、Inの原料としてトリエチルイン
ジウム(In(C2 5 3 )、Sの原料としてH2
を用いることを特徴とする請求項4記載のIb−III
b−VIb2 族化合物半導体薄膜の製造方法。 【化2】
6. The group Ib-IIIb-VIb group 2 compound is C
uInS 2 , an organocopper compound represented by the following formula (2) as a Cu raw material, triethylindium (In (C 2 H 5 ) 3 ) as a raw material for In, and H 2 S as a raw material for S.
Ib-III according to claim 4, wherein
A method for producing a b-VIb group 2 compound semiconductor thin film. Embedded image
【請求項7】 請求項1から6のいずれか一つに記載の
方法で製造されたIb−IIIb−VIb2 族化合物半
導体薄膜を、構成材料として備えていることを特徴とす
る太陽電池素子。
7. A solar cell device comprising, as a constituent material, an Ib-IIIb-VIb group 2 compound semiconductor thin film produced by the method according to claim 1. Description:
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