JP2001059816A - 薄膜の評価方法 - Google Patents
薄膜の評価方法Info
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- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一定品質の透明導電薄膜またはＣｄＳ薄膜を
生産性よく製造することを可能にする評価方法を提供す
る。 【解決手段】 透明導電薄膜を形成した透光性基板の一
方の表面に発光部から赤外光を入射し、前記基板を透過
した赤外光を検出して透過率を求め、その透過率から前
記薄膜の膜厚またはシート抵抗を求める透明導電薄膜の
評価方法および透明導電薄膜を形成し、さらにその上に
硫化カドミウム薄膜を形成した透光性基板の一方の表面
に波長４００〜５２０ｎｍの光を入射し、前記基板を透
過した光を検出して透過率を求め、その透過率から前記
硫化カドミウム薄膜の膜厚を求める硫化カドミウム薄膜
の評価方法。
生産性よく製造することを可能にする評価方法を提供す
る。 【解決手段】 透明導電薄膜を形成した透光性基板の一
方の表面に発光部から赤外光を入射し、前記基板を透過
した赤外光を検出して透過率を求め、その透過率から前
記薄膜の膜厚またはシート抵抗を求める透明導電薄膜の
評価方法および透明導電薄膜を形成し、さらにその上に
硫化カドミウム薄膜を形成した透光性基板の一方の表面
に波長４００〜５２０ｎｍの光を入射し、前記基板を透
過した光を検出して透過率を求め、その透過率から前記
硫化カドミウム薄膜の膜厚を求める硫化カドミウム薄膜
の評価方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明導電薄膜およ
び硫化カドミウム（以下、ＣｄＳという。）薄膜の評価
方法に関する。
び硫化カドミウム（以下、ＣｄＳという。）薄膜の評価
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】透光性基板、例えばガラス基板上に薄膜
太陽電池等を形成する際、受光面側の電極として透明導
電薄膜が利用される。この透明導電薄膜は、太陽電池の
直列抵抗を抑え、ガラス基板の高い透光性を保ち、さら
に膜形成コストを下げる観点から、必要最小限度の膜厚
で形成される。そのためガラス基板上の透明導電薄膜の
膜厚がばらついて、太陽電池の内部抵抗が増大する、干
渉色のバラツキを生じて商品価値が低下するなどの問題
を生じやすい。そこで、工程管理上、膜厚またはシート
抵抗のチェックが不可欠となる。透明導電薄膜のシート
抵抗は、従来から４端子測定法により評価されている。
太陽電池等を形成する際、受光面側の電極として透明導
電薄膜が利用される。この透明導電薄膜は、太陽電池の
直列抵抗を抑え、ガラス基板の高い透光性を保ち、さら
に膜形成コストを下げる観点から、必要最小限度の膜厚
で形成される。そのためガラス基板上の透明導電薄膜の
膜厚がばらついて、太陽電池の内部抵抗が増大する、干
渉色のバラツキを生じて商品価値が低下するなどの問題
を生じやすい。そこで、工程管理上、膜厚またはシート
抵抗のチェックが不可欠となる。透明導電薄膜のシート
抵抗は、従来から４端子測定法により評価されている。
【０００３】ＣｄＳ薄膜は、ＣｄＳ／テルル化カドミウ
ム（以下、ＣｄＴｅという。）太陽電池の窓層などに利
用されている。ＣｄＳ薄膜で吸収された光は太陽電池の
出力に寄与しないためロスとなるが、硫化カドミウム薄
膜が存在しないと高い開放電圧は得られない。ＣｄＳ薄
膜は、ＣｄＴｅ膜の形成中に相互拡散による混晶膜を形
成しやすく、ＣｄＴｅ膜の形成条件（温度、時間等）に
よって目減りする量が変動する。そのため、高い変換効
率を得るには、適切な膜厚のＣｄＳ薄膜を基板上全体に
均一に形成することが不可欠となる。ＣｄＳ薄膜の膜厚
は、従来から走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとい
う。）による薄膜の断面観察により抜き取りで評価され
ている。
ム（以下、ＣｄＴｅという。）太陽電池の窓層などに利
用されている。ＣｄＳ薄膜で吸収された光は太陽電池の
出力に寄与しないためロスとなるが、硫化カドミウム薄
膜が存在しないと高い開放電圧は得られない。ＣｄＳ薄
膜は、ＣｄＴｅ膜の形成中に相互拡散による混晶膜を形
成しやすく、ＣｄＴｅ膜の形成条件（温度、時間等）に
よって目減りする量が変動する。そのため、高い変換効
率を得るには、適切な膜厚のＣｄＳ薄膜を基板上全体に
均一に形成することが不可欠となる。ＣｄＳ薄膜の膜厚
は、従来から走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとい
う。）による薄膜の断面観察により抜き取りで評価され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記４端子測定法で
は、先の尖ったピンを透明導電薄膜上に突き立てる必要
があり、膜に機械的損傷を与えてしまう。また、製膜後
に基板温度を充分に低下させないと熱起電力が発生し、
測定誤差を生じる。そのため長い冷却時間が必要とな
り、迅速な評価結果のフィードバックが不可能である、
的確な工程管理が困難であるという問題がある。
は、先の尖ったピンを透明導電薄膜上に突き立てる必要
があり、膜に機械的損傷を与えてしまう。また、製膜後
に基板温度を充分に低下させないと熱起電力が発生し、
測定誤差を生じる。そのため長い冷却時間が必要とな
り、迅速な評価結果のフィードバックが不可能である、
的確な工程管理が困難であるという問題がある。
【０００５】ＳＥＭによるＣｄＳ薄膜の断面観察では、
基板を観察に適した片に切断する必要があるため、抜き
取り評価しかできない。そのため正確な判断が困難であ
る、観察に時間がかかるため迅速な対応が困難であると
いう問題がある。本発明は、このような工程管理上の問
題を解決し、迅速で、簡便で、非破壊で、正確な薄膜の
評価方法を提供し、膜厚の安定した高品質な透明導電薄
膜およびＣｄＳ薄膜を得ることを目的とする。
基板を観察に適した片に切断する必要があるため、抜き
取り評価しかできない。そのため正確な判断が困難であ
る、観察に時間がかかるため迅速な対応が困難であると
いう問題がある。本発明は、このような工程管理上の問
題を解決し、迅速で、簡便で、非破壊で、正確な薄膜の
評価方法を提供し、膜厚の安定した高品質な透明導電薄
膜およびＣｄＳ薄膜を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明導電薄膜
を形成した透光性基板の一方の表面に発光部から赤外光
を入射し、前記基板を透過した赤外光を検出して透過率
を求め、その透過率から前記薄膜の膜厚またはシート抵
抗を求めることを特徴とする透明導電薄膜の評価方法に
関する。前記入射赤外光の波長は、１〜３μｍ、さらに
は１．５〜２μｍであることが好ましい。さらに、前記
発光部は、波長１〜３μｍ、さらには１．５〜２μｍ、
特には１．５５μｍの赤外光を発する半導体レーザから
なり、ゲルマニウムフォトダイオードからなる受光部に
より透過赤外光を検出することが好ましい。前記入射赤
外光の出力は、０．１〜２ｍＷであることが好ましい。
を形成した透光性基板の一方の表面に発光部から赤外光
を入射し、前記基板を透過した赤外光を検出して透過率
を求め、その透過率から前記薄膜の膜厚またはシート抵
抗を求めることを特徴とする透明導電薄膜の評価方法に
関する。前記入射赤外光の波長は、１〜３μｍ、さらに
は１．５〜２μｍであることが好ましい。さらに、前記
発光部は、波長１〜３μｍ、さらには１．５〜２μｍ、
特には１．５５μｍの赤外光を発する半導体レーザから
なり、ゲルマニウムフォトダイオードからなる受光部に
より透過赤外光を検出することが好ましい。前記入射赤
外光の出力は、０．１〜２ｍＷであることが好ましい。
【０００７】次に、本発明は、透明導電薄膜を形成し、
さらにその上に硫化カドミウム薄膜を形成した透光性基
板の一方の表面に発光部から波長４００〜５２０ｎｍ、
好ましくは４３０〜５２０ｎｍの光を入射し、前記基板
を透過した光を検出して透過率を求め、その透過率から
前記硫化カドミウム薄膜の膜厚を求めることを特徴とす
る硫化カドミウム薄膜の評価方法に関する。前記発光部
は、中心発光波長４３０〜５２０ｎｍ、さらには４７０
ｎｍの光を発する発光ダイオードからなり、シリコンフ
ォトダイオードからなる受光部により透過光を検出する
ことが好ましい。前記入射光の出力は、０．２〜３ｍＷ
であることが好ましい。
さらにその上に硫化カドミウム薄膜を形成した透光性基
板の一方の表面に発光部から波長４００〜５２０ｎｍ、
好ましくは４３０〜５２０ｎｍの光を入射し、前記基板
を透過した光を検出して透過率を求め、その透過率から
前記硫化カドミウム薄膜の膜厚を求めることを特徴とす
る硫化カドミウム薄膜の評価方法に関する。前記発光部
は、中心発光波長４３０〜５２０ｎｍ、さらには４７０
ｎｍの光を発する発光ダイオードからなり、シリコンフ
ォトダイオードからなる受光部により透過光を検出する
ことが好ましい。前記入射光の出力は、０．２〜３ｍＷ
であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の評価方法は、膜厚とそれ
を光が透過したときの透過率との間に相関関係があるこ
とに着目してなされたものである。この方法では、光の
透過率と透明導電薄膜またはＣｄＳ薄膜との対応関係か
ら、それらの薄膜の膜厚が求められる。そのため工程管
理の簡便性および迅速性が、従来の４端子測定法やＳＥ
Ｍにより膜厚を観察する方法に比べて飛躍的に向上す
る。また、抜き取りではなく、全製品の評価が可能とな
る。その結果、製品の製造コストの削減、品質の向上等
が図られる。このような方法が従来用いられなかったの
は、分光器等に利用される光は光量が小さく、大型の基
板への適用が困難であり、また、周囲の光の影響が大き
いため、例えば暗室を設けるなど、遮光するための特別
の配慮が必要となるためである。本発明は、大きな光量
をもつ光源を選定したため、暗室中で測定する必要はな
い。
を光が透過したときの透過率との間に相関関係があるこ
とに着目してなされたものである。この方法では、光の
透過率と透明導電薄膜またはＣｄＳ薄膜との対応関係か
ら、それらの薄膜の膜厚が求められる。そのため工程管
理の簡便性および迅速性が、従来の４端子測定法やＳＥ
Ｍにより膜厚を観察する方法に比べて飛躍的に向上す
る。また、抜き取りではなく、全製品の評価が可能とな
る。その結果、製品の製造コストの削減、品質の向上等
が図られる。このような方法が従来用いられなかったの
は、分光器等に利用される光は光量が小さく、大型の基
板への適用が困難であり、また、周囲の光の影響が大き
いため、例えば暗室を設けるなど、遮光するための特別
の配慮が必要となるためである。本発明は、大きな光量
をもつ光源を選定したため、暗室中で測定する必要はな
い。
【０００９】透過率は、例えば発光部を具備する装置を
薄膜が形成された透光性基板の一方の表面側に設置し、
前記基板の他の表面側の光軸上に受光部を具備する装置
を設置して測定することができる。発光部を具備する装
置と受光部を具備する装置は、前記基板から一定距離を
保って設置されるため、薄膜の膜厚を非接触かつ非破壊
で求めることができる。透過率を求める際に用いる光
は、出力が大きく、評価の対象となる薄膜に選択的に吸
収され、その吸収強度が大きいことが好ましい。また、
透過率の測定に用いられる装置のコストが低いことが好
ましい。
薄膜が形成された透光性基板の一方の表面側に設置し、
前記基板の他の表面側の光軸上に受光部を具備する装置
を設置して測定することができる。発光部を具備する装
置と受光部を具備する装置は、前記基板から一定距離を
保って設置されるため、薄膜の膜厚を非接触かつ非破壊
で求めることができる。透過率を求める際に用いる光
は、出力が大きく、評価の対象となる薄膜に選択的に吸
収され、その吸収強度が大きいことが好ましい。また、
透過率の測定に用いられる装置のコストが低いことが好
ましい。
【００１０】本発明の評価方法は、透明導電薄膜のよう
に光吸収端が４００ｎｍ以下であり、自由キャリア密度
に応じた赤外吸収が存在する膜およびその膜上に形成さ
れた光吸収端が可視域でかつ４００ｎｍよりも充分大き
い薄膜の評価に適している。また、本発明の評価方法
は、厚さ０．２〜１．０μｍの透明導電薄膜、厚さ０．
０５〜０．３μｍのＣｄＳ薄膜を形成した基板の評価に
適用する場合、干渉の影響が小さくなるため、特に膜厚
算定誤差が小さくなる。
に光吸収端が４００ｎｍ以下であり、自由キャリア密度
に応じた赤外吸収が存在する膜およびその膜上に形成さ
れた光吸収端が可視域でかつ４００ｎｍよりも充分大き
い薄膜の評価に適している。また、本発明の評価方法
は、厚さ０．２〜１．０μｍの透明導電薄膜、厚さ０．
０５〜０．３μｍのＣｄＳ薄膜を形成した基板の評価に
適用する場合、干渉の影響が小さくなるため、特に膜厚
算定誤差が小さくなる。
【００１１】実施の形態１ まず、透明導電薄膜の評価について説明する。透明導電
薄膜のシート抵抗を決定する要因は、薄膜の膜厚および
キャリア濃度と導電率により決定される抵抗率である。
これのうち抵抗率は、透明導電薄膜の製膜条件が固定さ
れると一定となる。すなわち透明導電薄膜のシート抵抗
は、単純にその膜厚によって決定される。本発明の評価
方法の対象として好ましい透明導電薄膜としては、自由
キャリアによる吸収が大きいという点から、酸化錫薄
膜、酸化インジウム錫薄膜などが挙げられる。また、前
記透明導電薄膜の膜厚としては、膜厚算定誤差を減らす
などの点から、０．２〜１．０μｍであることが好まし
い。このような透明導電薄膜は、ガラスなどの透光性基
板上に透明導電薄膜の原料、例えばジメチルスズとフッ
化水素の混合水溶液などを塗布し、乾燥後、加熱して基
板上の原料を熱分解させて形成できる。
薄膜のシート抵抗を決定する要因は、薄膜の膜厚および
キャリア濃度と導電率により決定される抵抗率である。
これのうち抵抗率は、透明導電薄膜の製膜条件が固定さ
れると一定となる。すなわち透明導電薄膜のシート抵抗
は、単純にその膜厚によって決定される。本発明の評価
方法の対象として好ましい透明導電薄膜としては、自由
キャリアによる吸収が大きいという点から、酸化錫薄
膜、酸化インジウム錫薄膜などが挙げられる。また、前
記透明導電薄膜の膜厚としては、膜厚算定誤差を減らす
などの点から、０．２〜１．０μｍであることが好まし
い。このような透明導電薄膜は、ガラスなどの透光性基
板上に透明導電薄膜の原料、例えばジメチルスズとフッ
化水素の混合水溶液などを塗布し、乾燥後、加熱して基
板上の原料を熱分解させて形成できる。
【００１２】前記透明導電薄膜は、波長領域１〜３μ
ｍ、さらには１．５〜２μｍの赤外光を顕著に吸収す
る。そのため前記波長領域の赤外光を透過させることに
より、薄膜の膜厚を感度よく評価できる。前記波長領域
の赤外光を発する発光部としては、出力０．１〜２ｍ
Ｗ、さらには０．５〜２ｍＷの赤外光を発する発光部が
好ましい。また、前記発光部には、透明導電薄膜による
吸収が大きくて高輝度な赤外光を発するため、暗室中で
測定する必要がない、装置のコストが低いなどの点か
ら、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体、ＡｌＧａＡｓ系半導体な
どの半導体をレーザ媒質とする半導体レーザが好ましく
用いられる。特に、中心発光波長が１．５５μｍの赤外
光を発する半導体レーザ、例えばＩｎＧａＡｓＰなどが
前記の点から好ましく、この場合、受光部にはゲルマニ
ウムフォトダイオードが好ましく用いられる。
ｍ、さらには１．５〜２μｍの赤外光を顕著に吸収す
る。そのため前記波長領域の赤外光を透過させることに
より、薄膜の膜厚を感度よく評価できる。前記波長領域
の赤外光を発する発光部としては、出力０．１〜２ｍ
Ｗ、さらには０．５〜２ｍＷの赤外光を発する発光部が
好ましい。また、前記発光部には、透明導電薄膜による
吸収が大きくて高輝度な赤外光を発するため、暗室中で
測定する必要がない、装置のコストが低いなどの点か
ら、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体、ＡｌＧａＡｓ系半導体な
どの半導体をレーザ媒質とする半導体レーザが好ましく
用いられる。特に、中心発光波長が１．５５μｍの赤外
光を発する半導体レーザ、例えばＩｎＧａＡｓＰなどが
前記の点から好ましく、この場合、受光部にはゲルマニ
ウムフォトダイオードが好ましく用いられる。
【００１３】透過率の測定は、例えば以下のように行わ
れる。透光性基板上に透明導電薄膜を形成した後、図１
に示すように、その基板上方に半導体レーザおよび赤外
光を平行光にするためのレンズを具備する発光部を光軸
が基板に垂直になるように設置し、さらに、基板の反対
側に光軸を揃えてゲルマニウムフォトダイオードからな
る受光部を設置する。発光部から赤外光を基板の表面に
入射し、透過赤外光を受光部で検出する。受光部を具備
する装置でダイオードの短絡電流を電圧変換し、出力さ
せる。一基板上における膜厚の分布を評価するときは、
基板を前後左右に移動させながら複数の箇所で測定を実
施する。
れる。透光性基板上に透明導電薄膜を形成した後、図１
に示すように、その基板上方に半導体レーザおよび赤外
光を平行光にするためのレンズを具備する発光部を光軸
が基板に垂直になるように設置し、さらに、基板の反対
側に光軸を揃えてゲルマニウムフォトダイオードからな
る受光部を設置する。発光部から赤外光を基板の表面に
入射し、透過赤外光を受光部で検出する。受光部を具備
する装置でダイオードの短絡電流を電圧変換し、出力さ
せる。一基板上における膜厚の分布を評価するときは、
基板を前後左右に移動させながら複数の箇所で測定を実
施する。
【００１４】実施の形態２ 次に、前記透明導電薄膜上にさらに形成されたＣｄＳ薄
膜を評価する場合について説明する。本発明の評価方法
の対象として好ましいＣｄＳ薄膜の厚さは、０．０５〜
０．３μｍである。このようなＣｄＳ薄膜は、例えばカ
ドミウムと硫黄を含有する化合物の溶液を基板上に塗布
し、加熱して基板上で分解させることにより形成でき
る。
膜を評価する場合について説明する。本発明の評価方法
の対象として好ましいＣｄＳ薄膜の厚さは、０．０５〜
０．３μｍである。このようなＣｄＳ薄膜は、例えばカ
ドミウムと硫黄を含有する化合物の溶液を基板上に塗布
し、加熱して基板上で分解させることにより形成でき
る。
【００１５】ＣｄＳ薄膜は、波長領域４００〜５２０ｎ
ｍ、さらには４３０〜５２０ｎｍの光を顕著に吸収す
る。波長が４００ｎｍより短くなると、透明導電薄膜に
よる吸収が影響し、正確にＣｄＳ薄膜の膜厚を評価でき
ない。一方、波長が５２０ｎｍ以上になると、光子エネ
ルギーがＣｄＳのバンドギャップよりも小さいため、光
がＣｄＳ薄膜によって吸収されず、さらに、透明導電薄
膜およびＣｄＳ薄膜の膜厚による干渉によって透過率が
周期的に変化するため、一義的にＣｄＳ薄膜の膜厚を決
定することが困難である。
ｍ、さらには４３０〜５２０ｎｍの光を顕著に吸収す
る。波長が４００ｎｍより短くなると、透明導電薄膜に
よる吸収が影響し、正確にＣｄＳ薄膜の膜厚を評価でき
ない。一方、波長が５２０ｎｍ以上になると、光子エネ
ルギーがＣｄＳのバンドギャップよりも小さいため、光
がＣｄＳ薄膜によって吸収されず、さらに、透明導電薄
膜およびＣｄＳ薄膜の膜厚による干渉によって透過率が
周期的に変化するため、一義的にＣｄＳ薄膜の膜厚を決
定することが困難である。
【００１６】前記波長領域の光を発する発光部として
は、出力０．２〜３ｍＷ、さらには０．５〜３ｍＷの光
を発する発光部が好ましい。また、前記発光部には、Ｃ
ｄＳ薄膜による吸収が大きくて高輝度な光を発するた
め、暗室中で測定する必要がない、装置のコストが低い
などの点から、チッ素ドープＧａＡｓからなる発光ダイ
オードなどが好ましく用いられる。特に、中心発光波長
が４７０ｎｍの光を発する発光ダイオードが前記の点か
ら好ましく、この場合、受光部にはシリコンフォトダイ
オードが好ましく用いられる。
は、出力０．２〜３ｍＷ、さらには０．５〜３ｍＷの光
を発する発光部が好ましい。また、前記発光部には、Ｃ
ｄＳ薄膜による吸収が大きくて高輝度な光を発するた
め、暗室中で測定する必要がない、装置のコストが低い
などの点から、チッ素ドープＧａＡｓからなる発光ダイ
オードなどが好ましく用いられる。特に、中心発光波長
が４７０ｎｍの光を発する発光ダイオードが前記の点か
ら好ましく、この場合、受光部にはシリコンフォトダイ
オードが好ましく用いられる。
【００１７】透過率の測定は、例えば透光性基板上に透
明導電薄膜とＣｄＳ薄膜を積層した後、その基板上方に
発光ダイオードおよび光を平行光にするためのレンズを
具備する発光部を光軸が基板に垂直になるように設置
し、さらに、基板の反対側に光軸を揃えてシリコンフォ
トダイオードからなる受光部を設置すること以外は実施
の形態１と同様に行えばよい。
明導電薄膜とＣｄＳ薄膜を積層した後、その基板上方に
発光ダイオードおよび光を平行光にするためのレンズを
具備する発光部を光軸が基板に垂直になるように設置
し、さらに、基板の反対側に光軸を揃えてシリコンフォ
トダイオードからなる受光部を設置すること以外は実施
の形態１と同様に行えばよい。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の評価方法を、実施例に基づい
て、さらに具体的に説明する。 《実施例１》３５０ｍｍ角で厚さ５ｍｍのホウ珪酸ガラ
ス基板上に透明導電薄膜の原料である４塩化ジメチル錫
とフッ化水素を含有する水溶液をスプレーで噴射した。
そのガラス基板を５５０℃に加熱して基板上の原料を熱
分解させ、透明導電薄膜を形成させた。また、製膜条件
を変化させて基板中央での膜厚が３０００〜６０００Å
（オングストローム）の範囲で異なる複数の試験片を作
製した。図１は、透光性基板およびその基板上に形成さ
れた透明導電薄膜を赤外光が透過したときの透過率を発
光部を具備する装置および受光部を具備する装置により
求める方法を概念的に示した図である。
て、さらに具体的に説明する。 《実施例１》３５０ｍｍ角で厚さ５ｍｍのホウ珪酸ガラ
ス基板上に透明導電薄膜の原料である４塩化ジメチル錫
とフッ化水素を含有する水溶液をスプレーで噴射した。
そのガラス基板を５５０℃に加熱して基板上の原料を熱
分解させ、透明導電薄膜を形成させた。また、製膜条件
を変化させて基板中央での膜厚が３０００〜６０００Å
（オングストローム）の範囲で異なる複数の試験片を作
製した。図１は、透光性基板およびその基板上に形成さ
れた透明導電薄膜を赤外光が透過したときの透過率を発
光部を具備する装置および受光部を具備する装置により
求める方法を概念的に示した図である。
【００１９】前記各試験片の透明導電薄膜の膜厚を以下
の手順で評価した。中心発光波長１．５５μｍ、出力１
ｍＷの三菱電気製のＩｎＧａＡｓＰ系半導体からなる半
導体レーザ１および赤外光を平行光にするためのレンズ
２からなる発光部３に定電流電源４を接続して発光させ
る。前記透明導電薄膜を形成したガラス基板５を光軸に
垂直になるように配置し、さらに、反対側に浜松ホトニ
クス製のゲルマニウムフォトダイオード６からなる受光
部を光軸を揃えて配置し、短絡電流を増幅するとともに
電圧に変換する回路７を接続して基板中央での透過率を
測定した。出力１ｍＷの高輝度レーザーを用いたため、
測定環境を暗室にする必要はなかった。透明導電薄膜の
膜厚と透過率との関係を表１に示す。なお、膜厚はＳＥ
Ｍによる断面観察によって測定した。
の手順で評価した。中心発光波長１．５５μｍ、出力１
ｍＷの三菱電気製のＩｎＧａＡｓＰ系半導体からなる半
導体レーザ１および赤外光を平行光にするためのレンズ
２からなる発光部３に定電流電源４を接続して発光させ
る。前記透明導電薄膜を形成したガラス基板５を光軸に
垂直になるように配置し、さらに、反対側に浜松ホトニ
クス製のゲルマニウムフォトダイオード６からなる受光
部を光軸を揃えて配置し、短絡電流を増幅するとともに
電圧に変換する回路７を接続して基板中央での透過率を
測定した。出力１ｍＷの高輝度レーザーを用いたため、
測定環境を暗室にする必要はなかった。透明導電薄膜の
膜厚と透過率との関係を表１に示す。なお、膜厚はＳＥ
Ｍによる断面観察によって測定した。
【００２０】
【表１】
【００２１】また、基板中央での膜厚が５０００Åの膜
について、透明導電薄膜を形成したガラス基板５を左右
前後に移動させることによって面内の透過率の分布を評
価した。結果を表２に示す。表２において、各数字は透
過率（％）を示す。また、Ｙは、測定位置の横方向の基
板基準辺からの距離を、Ｔは、測定位置の縦方向の基板
基準辺からの距離を示す。
について、透明導電薄膜を形成したガラス基板５を左右
前後に移動させることによって面内の透過率の分布を評
価した。結果を表２に示す。表２において、各数字は透
過率（％）を示す。また、Ｙは、測定位置の横方向の基
板基準辺からの距離を、Ｔは、測定位置の縦方向の基板
基準辺からの距離を示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】次に、透明導電薄膜を形成したガラス基板
５の中央部のシート抵抗およびキャリア濃度を、それぞ
れ４端子測定法およびホール測定により測定した。さら
に、シート抵抗と膜厚から導電率を算出した。結果を表
３に示す。
５の中央部のシート抵抗およびキャリア濃度を、それぞ
れ４端子測定法およびホール測定により測定した。さら
に、シート抵抗と膜厚から導電率を算出した。結果を表
３に示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】表１〜３の結果から、キャリア濃度と導電
率とは膜厚に関係なくほとんど一定であることがわか
る。また、シート抵抗は一義的に膜厚に依存することが
わかる。さらに、表２の結果から、大面積基板上の透明
導電薄膜の面分布を正確に測定できることがわかる。さ
らに、表３の結果から、膜厚と１．５５μｍの赤外光の
透過率との間に負の相関関係があることがわかる。これ
らの結果から、光透過率を測定することにより、透明導
電薄膜の膜厚を評価できることが示された。
率とは膜厚に関係なくほとんど一定であることがわか
る。また、シート抵抗は一義的に膜厚に依存することが
わかる。さらに、表２の結果から、大面積基板上の透明
導電薄膜の面分布を正確に測定できることがわかる。さ
らに、表３の結果から、膜厚と１．５５μｍの赤外光の
透過率との間に負の相関関係があることがわかる。これ
らの結果から、光透過率を測定することにより、透明導
電薄膜の膜厚を評価できることが示された。
【００２６】《実施例２》実施例１と同様にして、製膜
条件を変化させて基板中央での膜厚が３０００〜６００
０Åの範囲で異なる複数の試験片を作製した。次に、イ
ソプロピルキサントゲン酸カドミウムを１−メチル−２
−ピロリドンに溶解させた溶液を作製した。同溶液を、
前記試験片の透明導電薄膜上に塗布し、これを１１０℃
で乾燥させて溶媒を揮発させた。その後、大気中にて４
５０℃で３分間熱分解反応を行い、ＣｄＳ薄膜を形成さ
せた。その際、前記溶液の濃度と製膜回数を変化させ、
膜厚が７０〜１５０ｎｍになるように調整した。
条件を変化させて基板中央での膜厚が３０００〜６００
０Åの範囲で異なる複数の試験片を作製した。次に、イ
ソプロピルキサントゲン酸カドミウムを１−メチル−２
−ピロリドンに溶解させた溶液を作製した。同溶液を、
前記試験片の透明導電薄膜上に塗布し、これを１１０℃
で乾燥させて溶媒を揮発させた。その後、大気中にて４
５０℃で３分間熱分解反応を行い、ＣｄＳ薄膜を形成さ
せた。その際、前記溶液の濃度と製膜回数を変化させ、
膜厚が７０〜１５０ｎｍになるように調整した。
【００２７】前記各試験片上のＣｄＳ薄膜の膜厚を以下
の手順で評価した。中心発光波長４７０ｎｍ、出力３ｍ
Ｗの日亜化学工業製のチッ素ドープＧａＡｓからなる発
光ダイオードおよび光を平行光にするためのレンズから
なる発光部に定電流電源を接続して発光させた。前記透
明導電膜上にＣｄＳ薄膜を形成したガラス基板を光軸に
垂直になるように配置し、反対側に浜松ホトニクス製の
シリコンフォトダイオードからなる受光部を光軸を揃え
て配置し、短絡電流を増幅するとともに電圧に変換する
回路を接続して基板中央での透過率を測定した。この
時、出力３ｍＷの高輝度の発光ダイオードを用いたた
め、測定環境は暗室にする必要はなかった。結果を表４
に示す。なお、膜厚はＳＥＭによる断面観察によって測
定した。
の手順で評価した。中心発光波長４７０ｎｍ、出力３ｍ
Ｗの日亜化学工業製のチッ素ドープＧａＡｓからなる発
光ダイオードおよび光を平行光にするためのレンズから
なる発光部に定電流電源を接続して発光させた。前記透
明導電膜上にＣｄＳ薄膜を形成したガラス基板を光軸に
垂直になるように配置し、反対側に浜松ホトニクス製の
シリコンフォトダイオードからなる受光部を光軸を揃え
て配置し、短絡電流を増幅するとともに電圧に変換する
回路を接続して基板中央での透過率を測定した。この
時、出力３ｍＷの高輝度の発光ダイオードを用いたた
め、測定環境は暗室にする必要はなかった。結果を表４
に示す。なお、膜厚はＳＥＭによる断面観察によって測
定した。
【００２８】
【表４】
【００２９】また、ＣｄＳ薄膜の基板中央での膜厚が１
０００Å（１００ｎｍ）の膜について、実施例１で示し
た表２の場合と同様にして面内の透過率の分布を評価し
た。結果を表５に示す。
０００Å（１００ｎｍ）の膜について、実施例１で示し
た表２の場合と同様にして面内の透過率の分布を評価し
た。結果を表５に示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】表４の結果から、ＣｄＳ薄膜の膜厚と４７
０ｎｍの光の透過率との間には負の相関関係があること
がわかる。また、透明導電薄膜の膜厚が大きく異なるサ
ンプルであってもＣｄＳ薄膜が同じ膜厚である場合は同
等の透過率であることから、下地の透明導電薄膜の厚さ
に影響されることなくＣｄＳ薄膜の膜厚を評価できるこ
とがわかる。また、表５の結果から、大面積基板上のＣ
ｄＳ薄膜の面分布を正確に測定できることがわかる。こ
れらの結果から、光透過率を測定することにより、Ｃｄ
Ｓ薄膜の膜厚を評価できることが示された。
０ｎｍの光の透過率との間には負の相関関係があること
がわかる。また、透明導電薄膜の膜厚が大きく異なるサ
ンプルであってもＣｄＳ薄膜が同じ膜厚である場合は同
等の透過率であることから、下地の透明導電薄膜の厚さ
に影響されることなくＣｄＳ薄膜の膜厚を評価できるこ
とがわかる。また、表５の結果から、大面積基板上のＣ
ｄＳ薄膜の面分布を正確に測定できることがわかる。こ
れらの結果から、光透過率を測定することにより、Ｃｄ
Ｓ薄膜の膜厚を評価できることが示された。
【００３２】以上の実施例から、本発明によれば、大面
積基板上の透明導電薄膜およびＣｄＳ薄膜の非破壊での
膜厚評価が可能であり、迅速かつ正確な工程管理が簡便
な方法で実行できることが示された。従って、歩留まり
がよく、安定した性能の透明導電薄膜とＣｄＳ薄膜の製
作が可能となる。なお、本発明の範囲内で光の発光部お
よび受光部として実施例１および２で用いた発光部およ
び受光部以外の発光部および受光部を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。
積基板上の透明導電薄膜およびＣｄＳ薄膜の非破壊での
膜厚評価が可能であり、迅速かつ正確な工程管理が簡便
な方法で実行できることが示された。従って、歩留まり
がよく、安定した性能の透明導電薄膜とＣｄＳ薄膜の製
作が可能となる。なお、本発明の範囲内で光の発光部お
よび受光部として実施例１および２で用いた発光部およ
び受光部以外の発光部および受光部を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、大面積基板上の透明導
電薄膜およびＣｄＳ薄膜の膜厚の評価を簡便かつ正確に
非破壊で迅速に実施することが可能である。従って、有
効な工程管理が運営でき、安定した品質の薄膜の作製が
可能となる。
電薄膜およびＣｄＳ薄膜の膜厚の評価を簡便かつ正確に
非破壊で迅速に実施することが可能である。従って、有
効な工程管理が運営でき、安定した品質の薄膜の作製が
可能となる。
【図１】透光性基板およびその基板上に形成された薄膜
を光が透過したときの透過率を発光部を具備する装置お
よび受光部を具備する装置により求める方法を概念的に
示した図である。
を光が透過したときの透過率を発光部を具備する装置お
よび受光部を具備する装置により求める方法を概念的に
示した図である。
１ 半導体レーザ ２ レンズ ３ 発光部 ４ 定電流電源 ５ ガラス基板 ６ ゲルマニウムフォトダイオード ７ 変換回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB01 BB22 CC31 DD06 FF46 GG06 GG22 HH13 HH15 JJ01 JJ09 JJ18 LL04 MM02 2G059 AA03 BB10 CC20 EE01 GG01 GG02 HH01 HH06 KK01 5F051 AA09 BA14 FA02 GA03 5H032 AA06 BB09 EE01 EE07 EE18 HH07 HH08
Claims (7)
- 【請求項１】 透明導電薄膜を形成した透光性基板の一
方の表面に発光部から赤外光を入射し、前記基板を透過
した赤外光を検出して透過率を求め、その透過率から前
記薄膜の膜厚またはシート抵抗を求めることを特徴とす
る透明導電薄膜の評価方法。 - 【請求項２】 入射赤外光の波長が、１〜３μｍである
請求項１記載の薄膜の評価方法。 - 【請求項３】 発光部が、波長１〜３μｍの赤外光を発
する半導体レ−ザからなり、ゲルマニウムフォトダイオ
ードからなる受光部により透過赤外光を検出する請求項
２記載の薄膜の評価方法。 - 【請求項４】 入射赤外光の出力が、０．１〜２ｍＷで
ある請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜の評価方法。 - 【請求項５】 透明導電薄膜を形成し、さらにその上に
硫化カドミウム薄膜を形成した透光性基板の一方の表面
に発光部から波長４００〜５２０ｎｍの光を入射し、前
記基板を透過した光を検出して透過率を求め、その透過
率から前記硫化カドミウム薄膜の膜厚を求めることを特
徴とする硫化カドミウム薄膜の評価方法。 - 【請求項６】 発光部が、中心発光波長４３０〜５２０
ｎｍの光を発する発光ダイオードからなり、シリコンフ
ォトダイオードからなる受光部により透過光を検出する
請求項５記載の薄膜の評価方法。 - 【請求項７】 入射光の出力が、０．２〜３ｍＷである
請求項５または６記載の薄膜の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23754999A JP2001059816A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 薄膜の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23754999A JP2001059816A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 薄膜の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059816A true JP2001059816A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17016988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23754999A Pending JP2001059816A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 薄膜の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001059816A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005235920A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 薄膜太陽電池製造システムおよび薄膜太陽電池製造システムにおける検査方法 |
| JP2006016666A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shibaura Mechatronics Corp | 真空処理装置 |
| JP2007120994A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Horiba Ltd | パネル部材検査装置及びそれに適用されるパネル部材検査用プログラム |
| JP2007225418A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 透明導電膜評価装置及び透明導電膜の評価方法 |
| JP2007285810A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法 |
| JP2009061459A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Fine Device:Kk | レーザ接合方法及び装置 |
| WO2010018717A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | 三菱重工業株式会社 | 抵抗率検査方法及びその装置 |
| WO2013179444A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三洋電機株式会社 | テクスチャサイズの測定装置、太陽電池の製造システム、及び太陽電池の製造方法 |
| CN104121859A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-29 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种隔膜孔径大小及分布情况的检测方法 |
| KR101750594B1 (ko) * | 2014-04-09 | 2017-06-23 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 음극 코팅층 두께 측정 시스템 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP23754999A patent/JP2001059816A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005235920A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 薄膜太陽電池製造システムおよび薄膜太陽電池製造システムにおける検査方法 |
| JP2006016666A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shibaura Mechatronics Corp | 真空処理装置 |
| JP4578383B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2010-11-10 | 株式会社堀場製作所 | パネル部材検査装置及びそれに適用されるパネル部材検査用プログラム |
| JP2007120994A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Horiba Ltd | パネル部材検査装置及びそれに適用されるパネル部材検査用プログラム |
| JP2007225418A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 透明導電膜評価装置及び透明導電膜の評価方法 |
| JP2007285810A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法 |
| JP2009061459A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Fine Device:Kk | レーザ接合方法及び装置 |
| WO2010018717A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | 三菱重工業株式会社 | 抵抗率検査方法及びその装置 |
| US7956999B2 (en) | 2008-08-11 | 2011-06-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Resistivity testing method and device therefor |
| WO2013179444A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三洋電機株式会社 | テクスチャサイズの測定装置、太陽電池の製造システム、及び太陽電池の製造方法 |
| JPWO2013179444A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-01-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | テクスチャサイズの測定装置、太陽電池の製造システム、及び太陽電池の製造方法 |
| US9294034B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-03-22 | Panasonic intellectual property Management co., Ltd | Measurement device for texture size, manufacturing system for solar cell, and manufacturing method for solar cell |
| KR101750594B1 (ko) * | 2014-04-09 | 2017-06-23 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 음극 코팅층 두께 측정 시스템 |
| CN104121859A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-29 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种隔膜孔径大小及分布情况的检测方法 |
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