JP2001068484A - Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device - Google Patents

Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device

Info

Publication number
JP2001068484A
JP2001068484A JP24483299A JP24483299A JP2001068484A JP 2001068484 A JP2001068484 A JP 2001068484A JP 24483299 A JP24483299 A JP 24483299A JP 24483299 A JP24483299 A JP 24483299A JP 2001068484 A JP2001068484 A JP 2001068484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
compound semiconductor
semiconductor thin
group
substrate
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.)
Pending
Application number
JP24483299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Sato
琢也 佐藤
Takayuki Negami
卓之 根上
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP24483299A priority Critical patent/JP2001068484A/en
Publication of JP2001068484A publication Critical patent/JP2001068484A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily manufacture a compound semiconductor thin film having a composition suitable for a solar battery by controlling the composition of a compound semiconductor thin film by using that temperature variation speed of a compound semiconductor thin film varies according to the composition of a compound semiconductor thin film in a thin film formation process of groups I, III and VI elements. SOLUTION: A first compound semiconductor thin film 24 is formed by supplying group III element and group IV element on a base 23 formed of a substrate 22 wherein an Mo thin film 21 is formed. Thereafter, a second compound semiconductor thin film 25 is formed by supplying an element comprising a group I element and a group IV element on the thin film 24. Furthermore, a compound semiconductor thin film 26 consisting of group I-III-VI is formed by supplying an element comprising a group VI element on the second compound semiconductor thin film 25. In the process, one temperature lowering speed selected from the base 23 and the compound semiconductor thin film 26 is measured until it is threshold or below, and a compound semiconductor thin film of Cu/group III ratio is 1 or below is formed.

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、化合物半導体薄膜
の製造方法およびこれを用いた太陽電池、ならびに化合
物半導体薄膜の組成判別方法、ならびに薄膜形成装置に
関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor thin film, a solar cell using the same, a method for determining the composition of a compound semiconductor thin film, and a thin film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、化合物半導体薄膜であるCu
(In,Ga)Se2を光吸収層として用いた太陽電池が
知られている。このような太陽電池において高いエネル
ギー変換効率を得るためには、大きなグレインでかつ表
面がCuリッチでない化合物半導体薄膜を光吸収層に用
いる必要がある。とりわけ、化合物半導体薄膜中のCu
とIII族元素との組成比が1を超えると太陽電池として
機能しないことが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a compound semiconductor thin film Cu
A solar cell using (In, Ga) Se 2 as a light absorbing layer is known. In order to obtain high energy conversion efficiency in such a solar cell, it is necessary to use a compound semiconductor thin film having large grains and a surface not Cu-rich for the light absorbing layer. In particular, Cu in the compound semiconductor thin film
It is known that when the composition ratio of the element and the group III element exceeds 1, it does not function as a solar cell.

【0003】大きなグレインでかつ表面がCuリッチで
ない化合物半導体薄膜を製造する方法として、たとえ
ば、3段階法が報告されている(エム.コントレラス
(M.Contreras)等、プログレス イン ホト
ボルタイックス(Progress in Photo
voltaics)、2、1994年、p287)。こ
の3段階法では、まず、第1段階として、III族元素で
あるInおよびGaとVI族元素であるSeとを500℃
以下の基板温度で堆積する。次に、第2段階として、I
族元素であるCuとVI族元素であるSeとを基板温度5
00℃以上で堆積する。次に、第3段階として、III族
元素とVI族元素とを500℃以上の基板温度で堆積す
る。このようにして、3段階法では、I族元素であるC
uとIII族元素とVI族元素とからなる半導体薄膜であっ
て、半導体薄膜中のCuとIII族元素との組成比が1以
下である化合物半導体薄膜を製造できる。
[0003] As a method for producing a compound semiconductor thin film having a large grain and not having a Cu-rich surface, for example, a three-step method has been reported (M. Contreras).
(M. Contreras) and others in Progress in Photovoltaics
voltaics), 2, 1994, p287). In the three-step method, first, as a first step, In and Ga as Group III elements and Se as Group VI element are heated at 500 ° C.
Deposition is performed at the following substrate temperature. Next, as a second step, I
Group element Cu and group VI element Se at a substrate temperature of 5.
Deposits at 00 ° C or higher. Next, as a third step, a group III element and a group VI element are deposited at a substrate temperature of 500 ° C. or higher. Thus, in the three-stage method, the group I element C
A compound semiconductor thin film comprising u, a group III element, and a group VI element, wherein the composition ratio of Cu and the group III element in the semiconductor thin film is 1 or less can be manufactured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、CuとIII族元素との組成比を制御する
ことが難しく、太陽電池に適した良質な結晶を得ること
が困難であった。
However, in the above-mentioned conventional method, it is difficult to control the composition ratio between Cu and the group III element, and it is difficult to obtain a high-quality crystal suitable for a solar cell.

【0005】本発明は、上記従来の問題を解決するた
め、組成比の制御が容易な化合物半導体薄膜の製造方法
およびこれを用いた太陽電池、ならびに化合物半導体薄
膜の組成判別方法、ならびに薄膜形成装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a method of manufacturing a compound semiconductor thin film in which the composition ratio is easily controlled, a solar cell using the same, a method of determining the composition of the compound semiconductor thin film, and a thin film forming apparatus The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の化合物半導体薄膜の製造方法は、I
族元素とIII族元素とVI族元素とを含む化合物半導体薄
膜の製造方法において、前記I族元素と前記III族元素
と前記VI族元素とを基体上に供給することによって、前
記化合物半導体薄膜を前記基体上に形成する薄膜形成工
程を含み、前記薄膜形成工程の際に前記化合物半導体薄
膜の組成によって前記化合物半導体薄膜の温度変化速度
が異なることを利用して前記化合物半導体薄膜の組成を
制御することを特徴とする。上記第1の製造方法によれ
ば、化合物半導体薄膜の組成を容易に制御することがで
きる。
In order to achieve the above object, a first method for producing a compound semiconductor thin film according to the present invention comprises:
In the method for producing a compound semiconductor thin film including a Group III element, a Group III element, and a Group VI element, the compound semiconductor thin film is formed by supplying the Group I element, the Group III element, and the Group VI element onto a substrate. A step of forming a thin film on the substrate, wherein the composition of the compound semiconductor thin film is controlled by utilizing a fact that the temperature change rate of the compound semiconductor thin film varies depending on the composition of the compound semiconductor thin film during the thin film forming step. It is characterized by the following. According to the first manufacturing method, the composition of the compound semiconductor thin film can be easily controlled.

【0007】また、本発明の第2の化合物半導体薄膜の
製造方法は、I族元素とIII族元素とVI族元素とを含む
化合物半導体薄膜の製造方法において、前記I族元素と
前記III族元素と前記VI族元素とを基体上に供給するこ
とによって、前記化合物半導体薄膜を前記基体上に形成
する薄膜形成工程を含み、前記薄膜形成工程の際に、前
記基体および前記化合物半導体薄膜から選ばれる少なく
とも一つの温度変化速度を用いて前記化合物半導体薄膜
の組成を制御することを特徴とする。上記第2の製造方
法によれば、化合物半導体薄膜の組成を容易に制御する
ことができる。
The second method of manufacturing a compound semiconductor thin film of the present invention is directed to a method of manufacturing a compound semiconductor thin film including a group I element, a group III element, and a group VI element. A thin film forming step of forming the compound semiconductor thin film on the base by supplying the group VI element onto the base, wherein the thin film forming step is selected from the base and the compound semiconductor thin film. The composition of the compound semiconductor thin film is controlled using at least one temperature change rate. According to the second manufacturing method, the composition of the compound semiconductor thin film can be easily controlled.

【0008】上記第1および第2の製造方法では、前記
薄膜形成工程の前に、前記化合物半導体薄膜中の前記I
族元素の原子数と前記化合物半導体薄膜中の前記III族
元素の原子数との比と、前記温度変化速度との関係を求
める工程を含み、前記化合物半導体薄膜の組成の制御が
前記関係を用いて行われることが好ましい。上記構成に
よれば、化合物半導体薄膜の組成を信頼性よく制御でき
る。
[0008] In the first and second manufacturing methods, before the thin film forming step, the I in the compound semiconductor thin film is removed.
A step of determining a relationship between the number of atoms of group III elements and the number of atoms of group III elements in the compound semiconductor thin film, and the temperature change rate, and controlling the composition of the compound semiconductor thin film using the relationship. It is preferable to be performed. According to the above configuration, the composition of the compound semiconductor thin film can be controlled with high reliability.

【0009】上記第1および第2の製造方法では、前記
温度変化速度は、前記化合物半導体薄膜を冷却(加熱し
ない状態で、化合物半導体薄膜の温度よりも低い温度下
に放置することを含む)したときの温度降下速度である
ことが好ましい。
In the first and second manufacturing methods, the temperature change rate includes cooling the compound semiconductor thin film (including leaving the compound semiconductor thin film at a temperature lower than the temperature of the compound semiconductor thin film without heating). It is preferable that the temperature drop rate at that time.

【0010】上記第1および第2の製造方法では、前記
薄膜形成工程は、前記III族元素と前記VI族元素とを前
記基体上に供給することによって前記基体上に第1の薄
膜を形成する第1の工程と、前記I族元素と前記VI族元
素とを少なくとも含む元素を前記第1の薄膜上に供給す
ることによって前記基体上に第2の薄膜を形成する第2
の工程と、少なくともVI族元素を、前記温度降下速度が
少なくとも閾値以下になるまで前記第2の薄膜上に供給
する第3の工程とを含むことが好ましい。上記構成によ
れば、化合物半導体薄膜中の(I族元素の原子数/III
族元素の原子数)の値が、所定値以下である化合物半導
体薄膜が得られる。
In the first and second manufacturing methods, the thin film forming step forms the first thin film on the base by supplying the group III element and the group VI element onto the base. A second step of forming a second thin film on the base by supplying an element containing at least the group I element and the group VI element onto the first thin film;
And a third step of supplying at least the group VI element onto the second thin film until the temperature drop rate becomes at least the threshold value or less. According to the above configuration, (the number of atoms of group I element / III
A compound semiconductor thin film having a value of the number of atoms of group elements) equal to or less than a predetermined value is obtained.

【0011】上記第1および第2の化合物半導体薄膜の
製造方法では、前記薄膜形成工程は、前記III族元素と
前記VI族元素とを前記基体上に供給することによって前
記基体上に第1の薄膜を形成する第1の工程と、前記I
族元素と前記VI族元素とを少なくとも含む元素を、前記
温度降下速度が閾値よりも大きくなるまで前記第1の薄
膜上に供給することによって前記基体上に第2の薄膜を
形成する第2の工程と、少なくとも前記VI族元素を、前
記温度降下速度が少なくとも閾値以下になるまで前記第
2の薄膜上に供給する第3の工程とを含むことが好まし
い。上記構成によれば、化合物半導体薄膜中の(I族元
素の原子数/III族元素の原子数)の値が、所定値以下
である化合物半導体薄膜が得られる。
In the first and second methods for producing a compound semiconductor thin film, the thin film forming step includes the step of supplying the group III element and the group VI element onto the substrate to form a first layer on the substrate. A first step of forming a thin film;
Forming a second thin film on the base by supplying an element containing at least a group III element and the group VI element onto the first thin film until the temperature drop rate becomes greater than a threshold value; Preferably, the method includes a third step of supplying at least the group VI element onto the second thin film until the temperature drop rate becomes at least a threshold value or less. According to the above configuration, a compound semiconductor thin film in which the value of (number of atoms of group I element / number of atoms of group III element) in the compound semiconductor thin film is equal to or less than a predetermined value is obtained.

【0012】上記第1および第2の製造方法では、前記
閾値は、前記化合物半導体薄膜に含まれる前記I族元素
の原子数と前記化合物半導体薄膜に含まれる前記III族
元素の原子数とが略等しいときの温度降下速度であるこ
とが好ましい。上記構成によって、化合物半導体薄膜中
のI族元素の原子数がIII族元素の原子数よりも少な
く、太陽電池に好適な化合物半導体薄膜が得られる。
In the first and second manufacturing methods, the threshold value may be substantially equal to the number of atoms of the group I element contained in the compound semiconductor thin film and the number of atoms of the group III element contained in the compound semiconductor thin film. It is preferable that the temperature drop rates are equal. With the above structure, the number of atoms of the group I element in the compound semiconductor thin film is smaller than the number of the atoms of the group III element, and a compound semiconductor thin film suitable for a solar cell can be obtained.

【0013】上記第1および第2の製造方法では、前記
薄膜形成工程において、前記基体の温度が250℃以上
600℃以下であることが好ましい。上記構成によれ
ば、太陽電池に特に好適な化合物半導体薄膜が得られ
る。
In the first and second manufacturing methods, it is preferable that in the thin film forming step, the temperature of the base is from 250 ° C. to 600 ° C. According to the above configuration, a compound semiconductor thin film particularly suitable for a solar cell can be obtained.

【0014】上記第1および第2の製造方法では、前記
I族元素がCuであり、前記III族元素がInおよびG
aから選ばれる少なくとも一つの元素であり、前記VI族
元素がSeおよびSから選ばれる少なくとも一つの元素
であることが好ましい。上記構成によれば、太陽電池に
特に好適な化合物半導体薄膜が得られる。
In the first and second manufacturing methods, the group I element is Cu, and the group III element is In and G.
Preferably, the group VI element is at least one element selected from Se and S. According to the above configuration, a compound semiconductor thin film particularly suitable for a solar cell can be obtained.

【0015】また、本発明の化合物半導体薄膜の組成判
別方法は、I族元素とIII族元素とVI族元素とを含む化
合物半導体薄膜の組成判別方法であって、前記化合物半
導体薄膜の温度変化速度が前記化合物半導体薄膜の組成
によって異なることを利用して、前記化合物半導体薄膜
の組成を判別することを特徴とする。
Further, the method of determining the composition of a compound semiconductor thin film of the present invention is a method of determining the composition of a compound semiconductor thin film containing a group I element, a group III element and a group VI element, wherein the compound semiconductor thin film has a temperature change rate. Is characterized in that the composition of the compound semiconductor thin film is determined by utilizing the fact that the composition of the compound semiconductor thin film varies.

【0016】また、本発明の薄膜形成装置は、I族元素
とIII族元素とVI族元素とを含む化合物半導体薄膜を基
体上に形成するための薄膜形成装置において、前記基体
を加熱するための加熱手段と、前記I族元素と前記III
族元素と前記VI族元素とを前記基体上に供給するための
元素供給手段と、前記元素供給手段によって前記基体上
に形成された前記化合物半導体薄膜の組成を判断するた
めに前記基体および前記化合物半導体薄膜から選ばれる
少なくとも一つの温度を測定するための温度測定手段と
を備えることを特徴とする。上記本発明の薄膜形成装置
によれば、容易に組成を制御して化合物半導体薄膜を形
成できる。
The thin film forming apparatus of the present invention is a thin film forming apparatus for forming a compound semiconductor thin film containing a group I element, a group III element and a group VI element on a substrate. Heating means, the group I element and the III
An element supply unit for supplying a group IV element and the group VI element onto the substrate; and the substrate and the compound for determining a composition of the compound semiconductor thin film formed on the substrate by the element supply unit. Temperature measuring means for measuring at least one temperature selected from semiconductor thin films. According to the thin film forming apparatus of the present invention, the composition can be easily controlled to form a compound semiconductor thin film.

【0017】上記薄膜形成装置では、前記化合物半導体
薄膜の組成と前記化合物半導体薄膜の温度変化速度との
関係を記憶する記憶手段と、前記温度測定手段によって
測定された温度と前記関係とを用いて前記化合物半導体
薄膜の組成を判別する判別手段とをさらに備えることが
好ましい。
In the thin film forming apparatus, a storage means for storing a relationship between a composition of the compound semiconductor thin film and a temperature change rate of the compound semiconductor thin film, and a temperature measured by the temperature measuring means and the relationship are used. It is preferable that the apparatus further comprises a determination means for determining the composition of the compound semiconductor thin film.

【0018】また、本発明の太陽電池は、光吸収層を備
える太陽電池において、前記光吸収層が、本発明のの化
合物半導体薄膜の製造方法で製造した化合物半導体薄膜
からなることを特徴とする。上記本発明の太陽電池によ
れば、特性が高い太陽電池が得られる。
Further, the solar cell of the present invention is a solar cell having a light absorbing layer, wherein the light absorbing layer is made of a compound semiconductor thin film manufactured by the method of manufacturing a compound semiconductor thin film of the present invention. . According to the solar cell of the present invention, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】(実施形態1)実施形態1では、本発明の
化合物半導体薄膜の組成判別方法について、一例を説明
する。
Embodiment 1 In Embodiment 1, an example of a method for determining the composition of a compound semiconductor thin film of the present invention will be described.

【0021】本発明の組成判別方法は、I族元素とIII
族元素とVI族元素とを含む化合物半導体薄膜(以下、I
−III−VI族化合物半導体薄膜という場合がある)の温
度変化速度が、上記化合物半導体薄膜の組成によって異
なることを利用するものである。
The method for determining the composition of the present invention comprises the steps of:
Semiconductor thin film containing a group III element and a group VI element (hereinafter referred to as I
-III-VI compound semiconductor thin film) in some cases depending on the composition of the compound semiconductor thin film.

【0022】上記化合物半導体薄膜のI族元素は、たと
えば、Cuである。上記化合物半導体薄膜のIII族元素
は、たとえば、InおよびGaから選ばれる少なくとも
一つの元素である。上記化合物半導体薄膜のVI族元素
は、たとえば、SeおよびSから選ばれる少なくとも一
つの元素である。具体的には、たとえば、Cu(In,
Ga)Se2薄膜、Cu(In,Ga)3Se5薄膜、C
u(In,Ga)5Se8薄膜や、これらのCuと(I
n,Ga)との組成比が変化したもの、またはこれらの
Seの一部をSで置き換えたものである。
The group I element of the compound semiconductor thin film is, for example, Cu. The group III element of the compound semiconductor thin film is, for example, at least one element selected from In and Ga. The group VI element of the compound semiconductor thin film is, for example, at least one element selected from Se and S. Specifically, for example, Cu (In,
Ga) Se 2 thin film, Cu (In, Ga) 3 Se 5 thin film, C
u (In, Ga) 5 Se 8 thin film, and these Cu and (I
n, Ga) or a composition in which a part of Se is replaced by S.

【0023】本発明の組成判別方法は、上記化合物半導
体薄膜の温度変化速度が、その組成によって変化すると
いう新たな知見に基づいてなされたものである。
The composition discrimination method of the present invention is based on the new finding that the temperature change rate of the compound semiconductor thin film changes depending on the composition.

【0024】組成が異なるCu(In,Ga)Se2
膜が形成された基体の温度変化速度について、一例を図
1に示す。このとき用いた基体は、ガラス基板上にMo
薄膜が形成されているものであり、Cu(In,Ga)
Se2薄膜はMo薄膜上に形成されている。また、図1
の温度変化は、450℃の基体を、冷却(略真空中で加
熱しない状態で放置)したときの温度変化である。そし
て、基体の温度変化は、ガラス基板側から放射温度計を
用いて測定している。基体の温度変化は、Cu(In,
Ga)Se2薄膜の温度変化速度に依存して変化するた
め、基体の温度変化を測定することによって、Cu(I
n,Ga)Se2薄膜の温度変化速度の変化を判別でき
る。
FIG. 1 shows an example of the temperature change rate of the substrate on which the Cu (In, Ga) Se 2 thin films having different compositions are formed. The substrate used at this time was Mo on a glass substrate.
A thin film is formed, and Cu (In, Ga)
The Se 2 thin film is formed on the Mo thin film. FIG.
Is a temperature change when the substrate at 450 ° C. is cooled (leaved in a substantially vacuum state without being heated). The temperature change of the substrate is measured from the glass substrate side using a radiation thermometer. The temperature change of the substrate is Cu (In,
To vary depending on the temperature change rate of the Ga) Se 2 thin film, by measuring the temperature change of the substrate, Cu (I
The change in the temperature change rate of the (n, Ga) Se 2 thin film can be determined.

【0025】実線AおよびBの化合物半導体薄膜につい
ては、実施形態2で説明する薄膜形成装置10を用いて
形成した。すなわち、スパッタリング法でMo薄膜を1
μmの厚さに堆積させたガラス基板を、基板移動機構に
よって1cm/minの速度で水平に移動させ、下部開
口部からIn、GaおよびSeを電離真空計で圧力を制
御しながら基板温度350℃で、Mo薄膜上に供給し
た。それぞれの圧力はSeが2×10-5Torr、In
が8×10-7Torr、Gaが3×10-7Torrであ
った。さらに基板温度を500℃に上げ、同様に、ガラ
ス基板を移動させながら、Seの圧力が2×10-5To
rr、Cuの圧力が3×10-7Torr、Gaの圧力が
2×10-7TorrとなるようにMo薄膜上に供給し
た。このようにして、実線Aに示した化合物半導体薄膜
を形成した。また、実線Aに示した化合物半導体薄膜に
さらに、基板温度を500℃に保ったままIn、Gaお
よびSeを供給し、実線Bに示す化合物半導体薄膜を形
成した。
The compound semiconductor thin films of solid lines A and B were formed using the thin film forming apparatus 10 described in the second embodiment. That is, a Mo thin film is formed by sputtering.
The glass substrate deposited to a thickness of μm is horizontally moved at a speed of 1 cm / min by a substrate moving mechanism, and the temperature of the substrate is 350 ° C. while controlling the pressure of In, Ga, and Se from the lower opening with an ionization vacuum gauge. And supplied on the Mo thin film. The respective pressures are as follows: Se is 2 × 10 −5 Torr, In
Was 8 × 10 −7 Torr and Ga was 3 × 10 −7 Torr. Further, the substrate temperature was raised to 500 ° C., and while the glass substrate was moved, the pressure of Se was 2 × 10 −5 To.
The rr and Cu were supplied onto the Mo thin film such that the pressure of the Cu became 3 × 10 −7 Torr and the pressure of Ga became 2 × 10 −7 Torr. Thus, the compound semiconductor thin film shown by the solid line A was formed. In addition, In, Ga, and Se were further supplied to the compound semiconductor thin film shown by the solid line A while maintaining the substrate temperature at 500 ° C. to form a compound semiconductor thin film shown by the solid line B.

【0026】図1の実線AおよびBの組成について、電
子プローブ質量分析法による分析結果、および化合物半
導体薄膜中の「Cuの原子数/III族元素の原子数」の
比(以下、Cu/III族比という場合がある)を表1に
示す。
The composition of the solid lines A and B in FIG. 1 was analyzed by electron probe mass spectrometry, and the ratio of “atoms of Cu / atoms of group III elements” in the compound semiconductor thin film (hereinafter Cu / III) Are shown in Table 1.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】図1および表1から明らかなように、化合
物半導体薄膜中のCu/III族比が大きくなると温度降
下速度が速くなることがわかる。なお、Cu/III族比
が略1であるときにもほぼ線Bと同様(わずかにBより
も温度降下速度が大きい)の温度降下速度が得られた。
したがって、化合物半導体薄膜中の(Cuの原子数/II
I族元素の原子数)の値が1よりも大きくなると、急激
に温度降下速度が大きくなることがわかる。
As is clear from FIG. 1 and Table 1, it is found that the temperature drop rate increases as the Cu / III group ratio in the compound semiconductor thin film increases. When the Cu / III group ratio was approximately 1, a temperature drop rate substantially similar to that of the line B (a temperature drop rate slightly larger than that of B) was obtained.
Therefore, (the number of atoms of Cu / II in the compound semiconductor thin film)
It can be seen that when the value of the number of atoms of the group I element) is larger than 1, the temperature drop rate rapidly increases.

【0029】このような温度降下速度の組成による変化
の原因は現在のところ明確ではないが、化合物半導体薄
膜の組成が変化することによる熱輻射率(放射率)の差
に基づいて生じるものと考えられる。
Although the cause of such a change in the temperature drop rate due to the composition is not clear at present, it is considered that the change is caused by a difference in thermal emissivity (emissivity) due to a change in the composition of the compound semiconductor thin film. Can be

【0030】以上のように、化合物半導体薄膜の組成に
応じて化合物半導体薄膜の温度変化速度が異なるため、
予めこれらの関係を調べておくことによって、組成(C
u/III族比)の判別をすることができる。特に、上記
実施形態1の組成判別方法を用いることによって、化合
物半導体薄膜中に含まれるCuの原子数とIII族元素の
原子数との比(以下、I族/III族比という場合があ
る)を判別することができる。この判別方法を用いれ
ば、たとえば、複数の基体上に連続してI−III−VI族
化合物半導体薄膜を形成する際に、一部を取り出して組
成を判別し成膜条件にフィードバックすることによっ
て、所望のI族/III族比のI−III−VI族化合物半導体
薄膜を、容易に製造することができる。
As described above, the temperature change rate of the compound semiconductor thin film differs depending on the composition of the compound semiconductor thin film.
By examining these relationships in advance, the composition (C
u / III group ratio). In particular, by using the composition determination method of Embodiment 1, the ratio between the number of Cu atoms and the number of Group III elements contained in the compound semiconductor thin film (hereinafter sometimes referred to as a Group I / III ratio). Can be determined. If this determination method is used, for example, when forming a group I-III-VI compound semiconductor thin film continuously on a plurality of substrates, by taking out a part, determining the composition, and feeding it back to the film formation conditions, A group I-III-VI compound semiconductor thin film having a desired group I / III ratio can be easily manufactured.

【0031】(実施形態2)実施形態2では、本発明の
化合物半導体薄膜の製造方法および薄膜形成装置につい
て、一例を説明する。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, an example of a method for manufacturing a compound semiconductor thin film and a thin film forming apparatus according to the present invention will be described.

【0032】実施形態2の製造方法では、I族元素とII
I族元素とVI族元素とを基体上に供給することによって
I−III−VI族化合物半導体薄膜を基体上に形成する際
に、化合物半導体薄膜の組成によって化合物半導体薄膜
の温度変化速度が異なることを利用して化合物半導体薄
膜の組成を制御する。具体的には、I−III−VI族化合
物半導体薄膜を形成する際に、基体および化合物半導体
薄膜から選ばれる少なくとも一つの温度変化速度を用い
て化合物半導体薄膜の組成を制御する。
In the manufacturing method of Embodiment 2, the group I element and the II
When the I-III-VI group compound semiconductor thin film is formed on the substrate by supplying the group I element and the group VI element onto the substrate, the temperature change rate of the compound semiconductor thin film varies depending on the composition of the compound semiconductor thin film. Is used to control the composition of the compound semiconductor thin film. Specifically, when forming the I-III-VI group compound semiconductor thin film, the composition of the compound semiconductor thin film is controlled using at least one temperature change rate selected from the base and the compound semiconductor thin film.

【0033】本発明の組成判別方法に用いることができ
る薄膜形成装置について、一例の模式図を図2に示す。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a thin film forming apparatus which can be used in the composition determination method of the present invention.

【0034】図2を参照して、薄膜形成装置10は、基
体導入室11と、反応室12と、基体排出室13と、反
応室12内に配置された複数の蒸着源14と、ヒータ1
5と、放射温度計16と、基体移動機構(図示せず)と
を備える。
Referring to FIG. 2, the thin film forming apparatus 10 includes a substrate introduction chamber 11, a reaction chamber 12, a substrate discharge chamber 13, a plurality of evaporation sources 14 arranged in the reaction chamber 12, a heater 1
5, a radiation thermometer 16, and a substrate moving mechanism (not shown).

【0035】基体導入室11および基体排出室13は、
それぞれ基体(基板を含む)17の導入と排出をするた
めの部分である。基体導入室11、反応室12および基
体排出室13は、必要に応じて、排気装置(図示せず)
によって略真空に排気される。複数の蒸着源14は、I
族元素、III族元素、VI族元素またはこれらの化合物を
加熱容器内に備える。ヒータ15は、基体を加熱するた
めのものであり、加熱手段として機能する。放射温度計
16は、化合物半導体薄膜が形成された基体等の温度を
測定するためのものであり、温度計測手段として機能す
る。なお、放射温度計に代えて、熱電対等を用いること
ができるが、放射温度計を用いることによって、基体に
接触することなく、基体および化合物半導体薄膜から選
ばれる少なくとも一つの温度を測定することができる。
The substrate introduction chamber 11 and the substrate discharge chamber 13
These are portions for introducing and discharging the base (including the substrate) 17, respectively. The substrate introduction chamber 11, the reaction chamber 12, and the substrate discharge chamber 13 may be provided with an exhaust device (not shown) if necessary.
Is evacuated to a substantially vacuum. The plurality of evaporation sources 14
A group III element, a group III element, a group VI element or a compound thereof is provided in a heating vessel. The heater 15 is for heating the substrate, and functions as a heating unit. The radiation thermometer 16 is for measuring the temperature of a substrate or the like on which the compound semiconductor thin film is formed, and functions as a temperature measurement unit. Note that a thermocouple or the like can be used instead of the radiation thermometer, but by using the radiation thermometer, it is possible to measure at least one temperature selected from the substrate and the compound semiconductor thin film without contacting the substrate. it can.

【0036】図1の装置では、反応室12内に基体を導
入したのち、基体17をヒータ15で加熱しながら複数
の蒸着源からI族元素、III族元素およびVI族元素を供
給することによって、基体17上に化合物半導体薄膜を
形成できる。その後、基体17を放射温度計16側に移
動させることによって、基体を冷却たとき(加熱しない
で放置したとき)の基体の温度降下速度を測定すること
ができる。
In the apparatus shown in FIG. 1, after the substrate is introduced into the reaction chamber 12, the substrate 17 is heated by the heater 15 to supply the group I, group III and group VI elements from a plurality of evaporation sources. Thus, a compound semiconductor thin film can be formed on the base 17. Thereafter, by moving the substrate 17 to the radiation thermometer 16 side, the temperature drop rate of the substrate when the substrate is cooled (when left without heating) can be measured.

【0037】ここで、実施形態1で説明したように、I
−III−VI族化合物半導体薄膜の組成とその温度降下速
度との間には相関関係があるため、予め化合物半導体薄
膜の組成とその温度降下速度との関係を調べておくこと
によって、形成されたI−III−VI族化合物半導体薄膜
中のCu/III族比を判断することができる。
Here, as described in the first embodiment, I
-Since there is a correlation between the composition of the group III-VI compound semiconductor thin film and its temperature drop rate, it was formed by examining the relationship between the composition of the compound semiconductor thin film and its temperature drop rate in advance. The Cu / III group ratio in the I-III-VI compound semiconductor thin film can be determined.

【0038】特に、薄膜形成装置10が、上記関係を記
憶する記憶手段と、放射温度計16によって測定された
温度と前記関係を用いて化合物半導体薄膜の組成を判別
する計算手段とを備えることによって、自動的に組成を
制御して化合物半導体薄膜を形成できる。
In particular, the thin film forming apparatus 10 includes storage means for storing the above relationship, and calculation means for determining the composition of the compound semiconductor thin film using the temperature measured by the radiation thermometer 16 and the relationship. The compound semiconductor thin film can be formed by automatically controlling the composition.

【0039】次に、本発明の化合物半導体薄膜の製造方
法について、一例を説明する。
Next, an example of the method for producing a compound semiconductor thin film of the present invention will be described.

【0040】実施形態2の製造方法では、まず、製造す
る化合物半導体薄膜の組成(Cu/III族比)と、その
温度降下速度との関係を求めておく。このとき、温度降
下速度は、装置の形状や基体の構造、形状等によって変
化するため、以下の化合物半導体薄膜製造時の条件と同
等の条件で測定する必要がある。
In the manufacturing method of the second embodiment, first, the relationship between the composition (Cu / III group ratio) of the compound semiconductor thin film to be manufactured and the temperature drop rate is determined. At this time, since the temperature drop rate changes depending on the shape of the apparatus, the structure and the shape of the base, etc., it is necessary to measure the temperature under the same conditions as the following conditions at the time of manufacturing the compound semiconductor thin film.

【0041】次に、図3(a)に示すように、Mo薄膜
21が形成された基板22からなる基体23上に、III
族元素とVI族元素とを供給することによって、薄膜(第
1の薄膜)24を形成する(第1の工程)。各元素の供
給は、蒸着法やスパッタリング法などで行うことができ
る。
Next, as shown in FIG. 3A, a III film was formed on a substrate 23 comprising a substrate 22 on which a Mo thin film 21 was formed.
A thin film (first thin film) 24 is formed by supplying a group III element and a group VI element (first step). The supply of each element can be performed by an evaporation method, a sputtering method, or the like.

【0042】その後、図3(b)に示すように、I族元
素とVI族元素とを少なくとも含む元素(III族元素をさ
らに含んでもよい)を薄膜24上に供給することによっ
て、化合物半導体薄膜薄膜(第2の薄膜)25を形成す
る(第2の工程)。供給された元素は、薄膜24中に拡
散し、略均一な組成の化合物半導体薄膜25を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 3 (b), an element containing at least a group I element and a group VI element (which may further contain a group III element) is supplied onto the thin film 24, whereby the compound semiconductor thin film is formed. A thin film (second thin film) 25 is formed (second step). The supplied elements diffuse into the thin film 24 to form a compound semiconductor thin film 25 having a substantially uniform composition.

【0043】その後、図3(c)に示すように、VI族元
素を少なくとも含む元素(III族元素をさらに含んでも
よい)を化合物半導体薄膜25上に供給することによっ
て、I−III−VI族からなる化合物半導体薄膜26を形
成する(第3の工程)。この第3の工程の際に、基体2
3および化合物半導体薄膜26から選ばれる少なくとも
一つの温度降下速度を測定し、温度降下速度が少なくと
も閾値(Cu/III族比が1以下のときの温度降下速
度)以下になるまで上記第3の工程を行うことによっ
て、Cu/III族比が1以下の化合物半導体薄膜を容易
に製造することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, an element containing at least a group VI element (which may further include a group III element) is supplied onto the compound semiconductor thin film 25, so that the group III-III-VI Is formed (third step). In the third step, the substrate 2
3 and the compound semiconductor thin film 26, at least one temperature drop rate is measured, and the third step is performed until the temperature drop rate becomes at least a threshold value (temperature drop rate when the Cu / III group ratio is 1 or less). By performing the above, a compound semiconductor thin film having a Cu / III group ratio of 1 or less can be easily manufactured.

【0044】上記製造方法では、I族元素は、たとえ
ば、Cuである。また、III族元素は、InおよびGa
から選ばれる少なくとも一つの元素である。また、VI族
元素は、SeおよびSから選ばれる少なくとも一つの元
素である。
In the above manufacturing method, the group I element is, for example, Cu. Group III elements include In and Ga
At least one element selected from The group VI element is at least one element selected from Se and S.

【0045】上記製造方法では、第2の工程において、
基体23および化合物半導体薄膜26から選ばれる少な
くとも一つの温度降下速度を測定し、温度降下速度が少
なくとも閾値(Cu/III族比が1以下であるときの温
度降下速度)よりも大きくなるまで上記第2の工程を行
うことが好ましい。第2の工程において、Cu/III族
比が1よりも大きい化合物半導体薄膜25を作製し、第
3の工程においてCu/III族比が1以下の化合物半導
体薄膜26を作製することによって、膜質が特によい化
合物半導体薄膜が得られる。
In the above manufacturing method, in the second step,
At least one temperature drop rate selected from the base body 23 and the compound semiconductor thin film 26 is measured, and the above temperature drop rate is at least greater than a threshold value (temperature drop rate when the Cu / III group ratio is 1 or less). Preferably, step 2 is performed. In the second step, a compound semiconductor thin film 25 having a Cu / III group ratio larger than 1 is produced, and in the third step, a compound semiconductor thin film 26 having a Cu / III ratio of 1 or less is produced. Particularly good compound semiconductor thin films can be obtained.

【0046】また、上記製造方法では、第1の工程にお
いて、基体23の温度を200℃以上400℃以下に保
つことが好ましく、第2の工程において、基体23の温
度を200℃以上700℃以下に保つことが好ましい。
また、第3の工程において、化合物半導体薄膜26を形
成する際の基体23の温度を200℃以上600℃以下
に保つことが好ましく、その後、VI族元素の雰囲気下で
基体23を冷却することが好ましい。
In the above manufacturing method, it is preferable that the temperature of the substrate 23 is maintained at 200 ° C. to 400 ° C. in the first step, and the temperature of the substrate 23 is 200 ° C. to 700 ° C. in the second step. Is preferably maintained.
In the third step, it is preferable to maintain the temperature of the base 23 at the time of forming the compound semiconductor thin film 26 at 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and then cool the base 23 in an atmosphere of a group VI element. preferable.

【0047】上記実施形態3の化合物半導体薄膜の製造
方法によれば、Cu/III族比を容易に制御してI−III
−VI族化合物半導体薄膜を製造でき、Cu/III族比が
1以下で太陽電池に特に好適なI−III−VI族化合物半
導体薄膜が得られる。
According to the method of manufacturing a compound semiconductor thin film of the third embodiment, the Cu / III group ratio can be easily controlled and the I-III
A group-VI compound semiconductor thin film can be manufactured, and a group I-III-VI compound semiconductor thin film particularly suitable for solar cells having a Cu / III group ratio of 1 or less can be obtained.

【0048】(実施形態3)実施形態3では、本発明の
太陽電池について、一例を説明する。
Embodiment 3 In Embodiment 3, an example of a solar cell of the present invention will be described.

【0049】図4を参照して、実施形態4の太陽電池3
0は、基板31と、基板31上に順次積層された裏面電
極32、p型化合物半導体薄膜33、バッファ層34、
窓層35および透明導電膜36と、p側電極37と、n
側電極38とを含む。
Referring to FIG. 4, solar cell 3 of Embodiment 4
0 denotes a substrate 31, a back electrode 32, a p-type compound semiconductor thin film 33, a buffer layer 34, which are sequentially laminated on the substrate 31,
Window layer 35, transparent conductive film 36, p-side electrode 37, n
And a side electrode 38.

【0050】基板31には、たとえば、ガラス基板、ポ
リイミド膜、ステンレス板などを用いることができる。
裏面電極32には、たとえばMo膜を用いることができ
る。p型化合物半導体薄膜33は、実施形態2で説明し
た製造方法によって製造された化合物半導体薄膜であ
り、光吸収層として機能する。p型化合物半導体薄膜3
3は、Cu/III族比が1以下である。また、p型化合
物半導体薄膜の膜厚は、たとえば、0.2μm以上3μ
m以下である。バッファ層34には、たとえばZn
(O,OH,S)膜を用いることができる。窓層35に
は、たとえばZnO膜を用いることができる。透明導電
膜36には、たとえばITO(IndiumTin O
xide)を用いることができる。p側電極37および
n側電極38には、たとえばNiCr膜とAu膜とを積
層した金属膜を用いることができる。
As the substrate 31, for example, a glass substrate, a polyimide film, a stainless steel plate or the like can be used.
For the back electrode 32, for example, a Mo film can be used. The p-type compound semiconductor thin film 33 is a compound semiconductor thin film manufactured by the manufacturing method described in Embodiment 2, and functions as a light absorption layer. p-type compound semiconductor thin film 3
No. 3 has a Cu / III group ratio of 1 or less. The thickness of the p-type compound semiconductor thin film is, for example, not less than 0.2 μm and not more than 3 μm.
m or less. The buffer layer 34 includes, for example, Zn
An (O, OH, S) film can be used. For the window layer 35, for example, a ZnO film can be used. The transparent conductive film 36 is made of, for example, ITO (Indium Tin O 2).
xide) can be used. As the p-side electrode 37 and the n-side electrode 38, for example, a metal film in which a NiCr film and an Au film are laminated can be used.

【0051】実施形態3の太陽電池では、Cu/III族
比が1以下に制御されたp型化合物半導体薄膜33が光
吸収層として用いられているため、変換効率が高い太陽
電池が得られる。
In the solar cell according to the third embodiment, since the p-type compound semiconductor thin film 33 whose Cu / III group ratio is controlled to 1 or less is used as the light absorbing layer, a solar cell with high conversion efficiency can be obtained.

【0052】なお、実施形態3で説明した太陽電池は一
例であり、本発明の化合物半導体薄膜の製造方法によっ
て製造された化合物半導体薄膜を光吸収層として含む太
陽電池であれば、他の構造はいかなる構造であってもよ
い。
The solar cell described in the third embodiment is an example. If the solar cell includes a compound semiconductor thin film manufactured by the method for manufacturing a compound semiconductor thin film of the present invention as a light absorbing layer, the other structure is the same. Any structure may be used.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の化合物半
導体の製造方法によれば、太陽電池に適した組成を持つ
I−III−VI族化合物半導体薄膜を容易に製造できる。
As described above, according to the method for producing a compound semiconductor of the present invention, a group I-III-VI compound semiconductor thin film having a composition suitable for a solar cell can be easily produced.

【0054】また、本発明の組成判別方法によれば、I
−III−VI族化合物半導体薄膜のCu/III族比を容易に
判別できる。
According to the composition determining method of the present invention,
-The Cu / III ratio of the III-VI compound semiconductor thin film can be easily determined.

【0055】また、本発明の薄膜形成装置によれば、太
陽電池に適した組成を持つI−III−VI族化合物半導体
薄膜を容易に製造できる。
Further, according to the thin film forming apparatus of the present invention, it is possible to easily manufacture a group I-III-VI compound semiconductor thin film having a composition suitable for a solar cell.

【0056】また、本発明の太陽電池によれば、特性が
高い太陽電池が得られる。
According to the solar cell of the present invention, a solar cell having high characteristics can be obtained.

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

【図1】 化合物半導体薄膜のCu/III族比と温度降
下速度との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a Cu / III group ratio of a compound semiconductor thin film and a temperature drop rate.

【図2】 本発明の薄膜形成装置について、一例を示す
模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing one example of a thin film forming apparatus of the present invention.

【図3】 本発明の化合物半導体薄膜の製造方法につい
て一例を示す工程図である。
FIG. 3 is a process chart showing an example of a method for producing a compound semiconductor thin film of the present invention.

【図4】 本発明の太陽電池について一例をしめす断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the solar cell of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 薄膜形成装置 14 蒸着源(元素供給手段) 15 ヒータ(加熱手段) 16 放射温度計(温度測定手段) 17、23 基体 24 薄膜 25、26 化合物半導体薄膜 30 太陽電池 33 p型化合物半導体薄膜(光吸収層) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Thin film forming apparatus 14 Evaporation source (element supply means) 15 Heater (heating means) 16 Radiation thermometer (temperature measuring means) 17, 23 Substrate 24 Thin film 25, 26 Compound semiconductor thin film 30 Solar cell 33 p-type compound semiconductor thin film (light Absorption layer)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 I族元素とIII族元素とVI族元素とを含
む化合物半導体薄膜の製造方法において、 前記I族元素と前記III族元素と前記VI族元素とを基体
上に供給することによって、前記化合物半導体薄膜を前
記基体上に形成する薄膜形成工程を含み、 前記薄膜形成工程の際に前記化合物半導体薄膜の組成に
よって前記化合物半導体薄膜の温度変化速度が異なるこ
とを利用して前記化合物半導体薄膜の組成を制御するこ
とを特徴とする化合物半導体薄膜の製造方法。
1. A method for producing a compound semiconductor thin film including a group I element, a group III element, and a group VI element, comprising: supplying the group I element, the group III element, and the group VI element onto a substrate. A thin film forming step of forming the compound semiconductor thin film on the substrate, wherein the compound semiconductor thin film is formed by utilizing the fact that the compound semiconductor thin film has a different temperature change rate depending on the composition of the compound semiconductor thin film during the thin film forming step. A method for producing a compound semiconductor thin film, comprising controlling the composition of the thin film.
【請求項2】 I族元素とIII族元素とVI族元素とを含
む化合物半導体薄膜の製造方法において、 前記I族元素と前記III族元素と前記VI族元素とを基体
上に供給することによって、前記化合物半導体薄膜を前
記基体上に形成する薄膜形成工程を含み、 前記薄膜形成工程の際に、前記基体および前記化合物半
導体薄膜から選ばれる少なくとも一つの温度変化速度を
用いて前記化合物半導体薄膜の組成を制御することを特
徴とする化合物半導体薄膜の製造方法。
2. A method for producing a compound semiconductor thin film containing a group I element, a group III element, and a group VI element, comprising: supplying the group I element, the group III element, and the group VI element onto a substrate. A thin film forming step of forming the compound semiconductor thin film on the base, wherein the compound semiconductor thin film is formed using at least one temperature change rate selected from the base and the compound semiconductor thin film during the thin film forming step. A method for producing a compound semiconductor thin film, comprising controlling the composition.
【請求項3】 前記薄膜形成工程の前に、前記化合物半
導体薄膜中の前記I族元素の原子数と前記化合物半導体
薄膜中の前記III族元素の原子数との比と、前記温度変
化速度との関係を求める工程を含み、 前記化合物半導体薄膜の組成の制御が前記関係を用いて
行われる請求項1または2に記載の化合物半導体薄膜の
製造方法。
3. Prior to the thin film forming step, a ratio between the number of atoms of the group I element in the compound semiconductor thin film and the number of atoms of the group III element in the compound semiconductor thin film; 3. The method of manufacturing a compound semiconductor thin film according to claim 1, further comprising a step of determining the relationship of: 3, wherein the control of the composition of the compound semiconductor thin film is performed using the relationship. 4.
【請求項4】 前記温度変化速度は、前記化合物半導体
薄膜を冷却したときの温度降下速度である請求項1ない
し3のいずれかに記載の化合物半導体薄膜の製造方法。
4. The method for producing a compound semiconductor thin film according to claim 1, wherein the temperature change rate is a temperature drop rate when the compound semiconductor thin film is cooled.
【請求項5】 前記薄膜形成工程は、 前記III族元素と前記VI族元素とを前記基体上に供給す
ることによって前記基体上に第1の薄膜を形成する第1
の工程と、 前記I族元素と前記VI族元素とを少なくとも含む元素を
前記第1の薄膜上に供給することによって前記基体上に
第2の薄膜を形成する第2の工程と、 少なくともVI族元素を、前記温度降下速度が少なくとも
閾値以下になるまで前記第2の薄膜上に供給する第3の
工程とを含む請求項4に記載の化合物半導体薄膜の製造
方法。
5. The method of forming a first thin film on a substrate by supplying the group III element and the group VI element onto the substrate,
A second step of forming a second thin film on the substrate by supplying an element containing at least the group I element and the group VI element onto the first thin film; A third step of supplying the element onto the second thin film until the temperature drop rate becomes at least equal to or less than a threshold value.
【請求項6】 前記薄膜形成工程は、 前記III族元素と前記VI族元素とを前記基体上に供給す
ることによって前記基体上に第1の薄膜を形成する第1
の工程と、 前記I族元素と前記VI族元素とを少なくとも含む元素
を、前記温度降下速度が閾値よりも大きくなるまで前記
第1の薄膜上に供給することによって前記基体上に第2
の薄膜を形成する第2の工程と、 少なくとも前記VI族元素を、前記温度降下速度が少なく
とも閾値以下になるまで前記第2の薄膜上に供給する第
3の工程とを含む請求項4に記載の化合物半導体薄膜の
製造方法。
6. The first thin film forming step of forming a first thin film on the substrate by supplying the group III element and the group VI element onto the substrate.
And supplying an element containing at least the group I element and the group VI element onto the first thin film until the temperature drop rate becomes greater than a threshold value.
5. The method according to claim 4, further comprising: a second step of forming a thin film; and a third step of supplying at least the group VI element onto the second thin film until the temperature drop rate becomes at least a threshold value or less. The method for producing a compound semiconductor thin film as described above.
【請求項7】 前記閾値は、前記化合物半導体薄膜に含
まれる前記I族元素の原子数と前記化合物半導体薄膜に
含まれる前記III族元素の原子数とが略等しいときの温
度降下速度である請求項5または6に記載の化合物半導
体薄膜の製造方法。
7. The temperature drop rate when the number of atoms of the group I element contained in the compound semiconductor thin film is substantially equal to the number of atoms of the group III element contained in the compound semiconductor thin film. Item 7. The method for producing a compound semiconductor thin film according to item 5 or 6.
【請求項8】 前記薄膜形成工程において、前記基体の
温度が250℃以上600℃以下である請求項1ないし
7のいずれかに記載の化合物半導体薄膜の製造方法。
8. The method for producing a compound semiconductor thin film according to claim 1, wherein in the thin film forming step, the temperature of the base is 250 ° C. or more and 600 ° C. or less.
【請求項9】 前記I族元素がCuであり、前記III族
元素がInおよびGaから選ばれる少なくとも一つの元
素であり、前記VI族元素がSeおよびSから選ばれる少
なくとも一つの元素である請求項1ないし7のいずれか
に記載の化合物半導体薄膜の製造方法。
9. The group I element is Cu, the group III element is at least one element selected from In and Ga, and the group VI element is at least one element selected from Se and S. Item 8. The method for producing a compound semiconductor thin film according to any one of Items 1 to 7.
【請求項10】 I族元素とIII族元素とVI族元素とを
含む化合物半導体薄膜の組成判別方法であって、 前記化合物半導体薄膜の温度変化速度が前記化合物半導
体薄膜の組成によって異なることを利用して、前記化合
物半導体薄膜の組成を判別することを特徴とする化合物
半導体薄膜の組成判別方法。
10. A method for determining the composition of a compound semiconductor thin film containing a group I element, a group III element, and a group VI element, wherein a temperature change rate of the compound semiconductor thin film varies depending on the composition of the compound semiconductor thin film. And determining the composition of the compound semiconductor thin film.
【請求項11】 I族元素とIII族元素とVI族元素とを
含む化合物半導体薄膜を基体上に形成するための薄膜形
成装置において、 前記基体を加熱するための加熱手段と、 前記I族元素と前記III族元素と前記VI族元素とを前記
基体上に供給するための元素供給手段と、 前記元素供給手段によって前記基体上に形成された前記
化合物半導体薄膜の組成を判断するために前記基体およ
び前記化合物半導体薄膜から選ばれる少なくとも一つの
温度を測定するための温度測定手段とを備えることを特
徴とする薄膜形成装置。
11. A thin film forming apparatus for forming a compound semiconductor thin film containing a group I element, a group III element, and a group VI element on a substrate, wherein: a heating means for heating the substrate; Element supply means for supplying the group III element and the group VI element onto the substrate; and the substrate for judging a composition of the compound semiconductor thin film formed on the substrate by the element supply means. And a temperature measuring means for measuring at least one temperature selected from the compound semiconductor thin films.
【請求項12】 前記化合物半導体薄膜の組成と前記化
合物半導体薄膜の温度変化速度との関係を記憶する記憶
手段と、 前記温度測定手段によって測定された温度と前記関係と
を用いて前記化合物半導体薄膜の組成を判別する判別手
段とをさらに備える請求項11に記載の薄膜形成装置。
12. A storage means for storing a relationship between a composition of the compound semiconductor thin film and a temperature change rate of the compound semiconductor thin film, and the compound semiconductor thin film using a temperature measured by the temperature measuring means and the relationship. 12. The thin film forming apparatus according to claim 11, further comprising: a determination unit configured to determine a composition of the thin film.
【請求項13】 光吸収層を備える太陽電池において、 前記光吸収層が、請求項1ないし9のいずれかに記載の
化合物半導体薄膜の製造方法で製造した化合物半導体薄
膜からなることを特徴とする太陽電池。
13. A solar cell having a light absorbing layer, wherein the light absorbing layer is made of a compound semiconductor thin film manufactured by the method of manufacturing a compound semiconductor thin film according to claim 1. Solar cells.
JP24483299A 1999-08-31 1999-08-31 Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device Pending JP2001068484A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24483299A JP2001068484A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24483299A JP2001068484A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001068484A true JP2001068484A (en) 2001-03-16

Family

ID=17124634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24483299A Pending JP2001068484A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001068484A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022534894A (en) * 2019-05-31 2022-08-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Substrate temperature calibration method and apparatus using pyrometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022534894A (en) * 2019-05-31 2022-08-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Substrate temperature calibration method and apparatus using pyrometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3876440B2 (en) Method for producing light absorption layer
US9761744B2 (en) System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
JP3811825B2 (en) Method for forming light absorption layer
JP3897622B2 (en) Method for producing compound semiconductor thin film
JPWO2005109525A1 (en) Method for producing chalcopyrite thin film solar cell
JP2002064108A (en) Compound semiconductor film forming device
US4709466A (en) Process for fabricating thin film photovoltaic solar cells
JP2009021607A (en) Method for production of transparent conductive oxide coating
JP2001068484A (en) Manufacture of compound semiconductor thin film, solar battery using the same, composition determining method of compound semiconductor thin film and thin film formation device
JP3431388B2 (en) Method for producing chalcopyrite structure semiconductor thin film
JP2001342555A (en) Film forming method by sputtering and manufacturing method of photovoltaic device therewith
JP2003282600A (en) Method and device for manufacturing light-absorbing layer
JP2003282908A (en) Method and device for manufacturing light absorbing layer
JP2000156517A (en) Manufacture of compound semiconductor thin film and solar battery using the same
JP3788613B2 (en) Method for forming ZnO transparent conductive film
JP2003264307A (en) Thin film solar cell and its manufacturing method
JP2002217213A (en) Manufacturing method for compound-semiconductor thin- film
JP2002064062A (en) Film formation method of compound semiconductor
JPH11260724A (en) Method and device for manufacturing compound semiconductor thin film
JP2005086168A (en) Method and device for manufacturing solar cell
JP2003318431A (en) Method of manufacturing thin film solar battery, thin film forming apparatus, and thin film solar battery
Plotnikov et al. Magnetron sputtering for II-VI solar cells: Thinning the CdTe
Sasala et al. Recent progress in CdTe solar cell research at SCI
JPH05263219A (en) Production of copper indium selenide thin film
JP2003188396A (en) Method and apparatus for forming light absorption layer