JP2539916B2 - 光起電力素子 - Google Patents

光起電力素子

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光起電力素子に関する。
結晶質半導体技術は商業的な水準に達したが、この技
術は今日の巨大な半導体素子製造産業の基礎となった。
これは、実質的に欠陥のないゲルマニウム、特にシリコ
ンの結晶を成長させ、更にこれ等の結晶をその内部のP
形又はN形の伝導領域を有する外因性物質に転じる科学
者の能力に依るものであった。このことは、このような
結晶質の材料に、実質的に純粋な結晶質材料に置換不純
物として導入されたppm程度のドナー(N)又はアクセ
プタ(P)となるドープ物質(ドーパント)を拡散させ
て、その導電率を高めかつそれ等のP形又はN形の導電
性を制御することによって達成された。PN接合および光
電作用を有する結晶質を形成する製造プロセスは、非常
に複雑で、時間を要し、高価な工程を含む。このため、
太陽電池および電流制御素子において有用なこれ等の結
晶質材料は、個々のシリコン又はゲルマニウムの単結晶
を成長させることにより、又PN接合が必要な場合は、非
常に少い臨界量のドープ物質をこのような単結晶にドー
プすることによって、非常に慎重に制御された条件下で
形成される。
これ等の結晶成長プロセスでは比較的小さな結晶しか
形成されないため、単一の太陽電池パネルの所要領域を
カバーするのに多くの単結晶を組合せて太陽電池をつく
らねばならない。このような方法で1つの太陽電池を製
造するのに必要なエネルギ量、シリコン結晶の寸法限度
により生じる制約、およびこのような結晶質材料の裁断
および組合せの必要性は、全てエネルギ変換用の結晶質
半導体太陽電池の如く大規模な使用に対して実施不能な
経済的障壁をもたらすことになる。更に、結晶質シリコ
ンは間接光学エッジを有しているゆえに光吸収が少ない
ので結晶質の太陽電池として入射太陽光を吸収するよう
に少くとも50ミクロンの厚さにしなければならない。仮
に、この結晶質材料を比較的安価な製造プロセスを用い
て多結晶シリコンで置換しても、前記間接光学エッジの
問題は依然として存在し、従って材料の厚さは減少され
得ない。この多結晶材料ではまた粒界その他の欠点が加
わる。一方、非晶質シリコンは直接光学エッジを有し、
結晶質シリコンと同量の太陽光を吸収するため僅かに1
ミクロンの厚さの材料しか必要としない。
従って、必要に応じて比較的大きな面積を覆うことが
でき、付着(堆積)設備の寸法によってしか制約を受け
ず、結晶質の場合に形成されるものと同等のPN接合が形
成されるP形およびN形の材料を得るため容易にドープ
できる非晶質半導体膜を容易に堆積させるプロセスを開
発するため多大の努力がなされて来た。長い年月にわた
ってこのような作業は殆んど成果を挙げなかった。非晶
質シリコン又はゲルマニウム(第IV族)の膜は、エネル
ギ・ギャップ中に高密度の局在状態を生じる微小孔、ダ
ングリング結合その他の欠陥を有することが判った。非
晶質シリコン半導体膜のエネルギ・ギャップ中に高密度
の局在状態がある場合、光伝導率が小さくなり、拡散距
離が短くなり、その結果この膜を太陽電池の用途には不
適格なものにする。更に、このような膜は、フェルミ準
位を伝導帯又は価電子帯に近づけるように移動させるド
ープその他の変成措置が成功せず、太陽電池および電流
制御素子用のショットキー・バリア又はPN接合の形成は
不適合なものとなる。
非晶質シリコン又はゲルマニウムに関する前述の諸問
題を最小限に抑える試みとして、スコットラン・ダンデ
ィ市ダンディ大学のカーネギ物理学研究所のW.E.Spear
およびP.G.Le Comberは、1975年版「ソリッド・ステー
ト通信」第17巻、1193〜1196頁に記載の論文において発
表された如く、非晶質シリコン又はゲルマニウムを真性
の結晶質シリコン又はゲルマニウムに更に近似させるた
め非晶質シリコン又はゲルマニウムのエネルギ・ギャッ
プ中の局在状態を減少させ、結晶質材料をP形又はN形
伝導性の外因性にするため結晶質材料へのドーピングに
おける如く、前記非晶質材料に適当な従来のドープ物質
を置換的にドープするため、「非晶質シリコンへの置換
形ドーピング」なる研究を行った。局在状態の減少は非
晶質シリコン膜のグロー放電堆積法によって達成され
た。この方法では、シラン(SiH4)のガスが反応管を通
され、反応管において、シランガスが高周波グロー放電
によって分解されて約500〜600゜K(227〜327℃)の基板
温度において基板上への堆積が行われた。このようにし
て基板上に堆積された材料は、シリコンおよび水素から
なる真性の非晶質材料であった。ドープされた非晶質材
料を形成するため、N形伝導用にはホスフィン(PH3
のガスが、あるいはP形伝導用にはジボラン(B2H6)の
ガスがシラン・ガスと予め混合されて、同じ操作条件下
でグロー放電反応管内に送られた。使用されたドープ物
質の気体濃度は約5×10-6から10-2容積部の範囲内であ
った。このように堆積された材料は、ドープ物質として
のリン又はホウ素をおそらくは置換形で含み、外因性の
N形又はP形伝導を呈した。しかし、同量の添加された
ドープ物質に対するドープ効率は結晶質シリコンの場合
よりも遥かに低かった。高濃度にドープされたN又はP
形材料の導電率は低く、約10-2又は10-3(Ωcm)-1であ
った。更に、バンド・ギャップは、特にジボランを用い
たP形ドーピングの場合に、ドープ材料の添加の故に狭
くなった。このような結果は、ジボランが、非晶質シリ
コンに効果的にドープされずにバンド・ギャップ中に局
在状態を生じさせたことを示す。
前述の如く、非晶質のシリコンおよびゲルマニウムは
通常四配位結合され、一般に微小孔、ダングリング結合
又は他の欠陥形態を有してエネルギ・ギャップ中に局在
状態を生じる。前記研究者達には知られていなかった
が、現在ではシラン中の水素がグロー放電堆積の間、最
適温度でシリコンの多くのダングリングボンドと結合
し、非晶質材を対応する結晶質材料と更に近似させるよ
うにエネルギ・ギャップ中の局在状態の密度を、実質的
に減少させることが他の研究によって知られている。
しかし、水素のとり込みはシランにおける水素対シリ
コンの固定比率によって制限されるのみならず、最も重
要なことには、種々のSi:Hの結合形態がこれ等の材料に
おいて有害な結果をもち得る新らしい反結合状態をもた
らす。従って、特に有効なP形ならびにN形ドープに関
して特に有害なこれ等材料の局在状態の密度を減少させ
る上で基本的な制限がある。シランを用いて堆積させた
材料の望ましくない状態密度は狭い空乏層幅をもたら
し、これが更に、その動作がフリーキャリアのドリフト
に依存する太陽電池その他の素子の効率を制限する。シ
リコンおよび水素のみを用いてこれ等材料をつくる方法
の場合にも、高密度の表面状態が生じ、前述の全てのパ
ラメータに影響を及ぼすことになる。
シラン・ガスからのシリコンのグロー放電堆積の開発
が行われた後、アルゴンと水素分子の混合物の雰囲気
(スパッタリング法の場合に必要)で非晶質シリコン膜
のスパッタ堆積が行なわれ、堆積された非晶質シリコン
膜の特性に対するこのような水素分子の影響を決定する
ことが検討された。この研究は、エネルギ・ギャップ中
の局在状態を減少するように結合した変更物質として水
素が作用したことを示した。しかし、エネルギ・ギャッ
プ中の局在状態がスパッタ付着(堆積)法において減少
する程度は前述のシランを用いた付着堆積法により達成
された程度よりも遥かに少なかった。スパッタリング法
においても前述のP形およびN形ドープ用ガスを導入し
てP形およびN形にドープした材料を形成した。これ等
の材料はグロー放電法において形成された材料よりも更
に低い効率を有していた。いずれのプロセスでも市販の
P−N又はP−I−N接合素子を形成するに十分に高い
アクセプタ濃度を有する有効なPドープ材料がつくられ
なかった。N形ドーピング効率は望ましい商業レベルに
達せず、P形ドーピングはバンド・ギャップ幅を減少さ
せ、バンド・ギャップ中の局在状態の数を増大させたた
め特に望ましくなかった。
結晶質シリコンに更に近似させようとする試みにおい
て、シラン・ガスからの水素によって変成され、結晶質
シリコンへのドープと同様にドープされた非晶質シリコ
ンの今までの堆積物は、全ての重要な点において、ドー
プされた結晶シリコンの特性よりも劣る特性を有する。
特にP形材料においてドーピング効率および導電性は不
十分なものであり、このシリコン膜の光導電および光起
電力特性には望まれるべきことが多く残された。
局在状態の密度が非常に小さな非晶質シリコン膜の形
成における実質的な突破口は、非晶質膜、特に結晶質半
導体材料の関連する望ましい属性を有するシリコンの非
晶質膜を形成した蔽米国特許第4,217,374号および第4,2
26,898号に開示された発明によって開かれた。(前者の
米国特許は蒸着法を用いる改良された非晶質シリコン膜
の堆積法を開示し、後者の特許はシリコンを含むガスの
グロー放電による改良された非晶質シリコン膜の堆積法
を開示する。)これ等の特許において開示されたプロセ
スにより形成された改良された真性の非晶質シリコン膜
では真性材料におけるバンド・ギャップ中の状態数が減
少されており、非常に大きなN形ドーピング効率と大き
な光導電性と、増加した易動度と、長いキャリア拡散長
さと、光電池において必要な暗所における小さな真性導
電率を提供する。この非晶質半導体膜は、太陽電池およ
びP−N接合素子、ダイオード、又はトランジスタ等を
含む電流制御素子の如き更に効率のよい素子の製造に使
用可能である。
このような結果を達成したこの発明では、望ましくは
非晶質膜の付着形成中に、非晶質半導体材料のエネルギ
・ギャップ中の局在化状態を大幅に減少させて多くの点
で真性結晶質シリコンと同等にするように、非晶質半導
体材料と合金を作り、これを変成すると考えられる変成
即ち補償材料を含有する。前記の米国特許第4,226,898
号に開示されたシリコン膜の形成プロセスにおいては、
一構成元素としてシリコンを含む化合物がグロー放電分
解によって分解され、グロー放電堆積の間、複数の変成
元素好ましくは活性化されたフッ素および水素をとり込
ませつつ、非晶質シリコンを基板上に堆積させる。
後者の特許の特定の実施態様においては、堆積非晶質
膜のシリコンと一つの変成即ち補償元素としてのフッ素
とを供給する四フッ化シリコン(SiF4)のグロー放電に
よって約380℃の基板温度においてシリコンがバッチ・
モードで堆積される。
四フッ化シリコンはグロー放電の際プラズマを形成し
得るが、この物質はシリコンのグロー放電堆積のための
出発物質としてはそれ自体それ程有効なものではない。
グロー放電のための雰囲気は水素分子(H2)の如き気体
を添加することによってより反応性になるが、これは水
素分子を水素原子又は水素イオン等に変えることによっ
てグロー放電により反応性を高められる。この反応性の
(高い)水素は、グロー放電において、その分解を更に
容易にしかつこれから基板上に非晶質シリコンを付着さ
せるように四フッ化シリコンと反応する。同時に、フッ
素および種々のシリコンの亜フッ化物がグロー放電によ
って解離され、反応性にされる。反応性水素および反応
性フッ素種は、非晶質シリコンの主マトリックスが堆積
されている際、非晶質シリコンの主マトリックスにとり
込まれ、欠陥状態の数が少ない新しい真性材料を生成す
る。この新らしい合金を考察する簡単な方法は、ダング
リングボンドのキャッピング(capping)の充満および
他の欠陥の除去が生じることである。このため、このよ
うな変成用元素はエネルギ・ギャップ中の局在状態の密
度を実質的に減少させ前述の有利な結果を生じさせる。
非晶質シリコン半導体マトリックスにN形およびP形
の導電性を付与することが必要な場合、このマトリック
スの使用は膜のグロー放電堆積の間変成用元素の気体形
態でのとり込みを推奨する。N形伝導を得るため推奨さ
れた変成元素即ちドープ物質は、気相のホスフィン(PH
3)およびアルシン(AsH3)の形のリンおよびヒ素であ
る。P形導電特性を得るための水晶変成元素即ちドープ
物質は、気相のジボラン(B2H6),Al(C2H5)3,Ca(CH3)3
よびIn(CH3)3の形のホウ素、アルミニウム,ガリウムお
よびインジウムである。この変成元素は、約380℃の基
板温度で、真性材料の場合について説明したと同じ堆積
条件の下で添加された。
前述の用途において堆積されたシリコン素子を形成す
るプロセスは重要な改善をもたらして改良された太陽電
池その他の素子の製造を可能にするが、P形ドープされ
付着されたシリコン材料は必要とされるだけの効果的な
P形導電特性をもたなかった。「非結晶質固体ジャーナ
ル」第35巻および第36巻、パートI、1980年1月/2月号
の171〜181頁に報告された如く、真性材料及びn+層に対
応して堆積用気体中に500ppmのPH3を添加する。堆積気
体中にジボラン(B2H6)を添加すると、光吸収に大きな
変化が生じる。示唆されることは、更に狭いバンド・ギ
ャップを有し、P形の特性を呈するホウ素を含む新しい
合金が合成されたことである。ホウ素に特有の3点結合
が部分的にはこの挙動の原因になり得る。このことは、
従来のN形物質が形成されるリン又はヒ素が添加される
時に得られる結果と対照的である。
ショットキー障壁又はMIS素子の如き素子はP形ドー
プされた膜の有無に拘わらず形成可能であるが、一般に
内部に用いられる薄い障壁層の特性は制御が難かしく、
周囲の元素が拡散するのを防止するよう十分に密閉する
ことができず、その結果素子はしばしば不安定になるた
め、製造が難しい。更に、このような構造体では素子の
レベルが高くなるとシート抵抗が高くなる。所要の効率
および安定性を有する光電池はP−N又はP−I−N接
合の使用を必要とするように思われる。この目的のた
め、電池の効率を高めるには改良されたP形ドープされ
た物質が望ましい。
前掲の後者の米国特許において開示されたフッ素およ
び水素で補償されたグロー放電堆積によるシリコン膜を
形成する際、シリコンは約380℃の基板温度で付着され
ることが望ましい。この基板温度以上では、水素の補償
効率が徐々に低下し、約450℃より高い温度では、水素
が堆積中のシリコンと容易に結合しないため、前記効率
は大きく低下する。
前述の如く、気相のP形ドープ物質の導入は、所望の
四価の即ち四配位の結合が生じるのみであるならば、P
形物質を生成しても理論化されるに足るP形伝導効率を
有する物質を生成しない。シリコン材料の最も有効な水
素補償のために必要な400℃以下のグロー放電時の基板
温度においては、一見P形ドープ物質のあるものは、結
晶質の拘束が存在しない故に、四面体状ではなく3重に
配位されて、このためギャップ中にドープではない付加
的状態を生じさせるものと考えられる。ジボランを含む
他のプロセスは、その金属部分乃至ホウ素がその炭化水
素又は水素の関連する置換基から容易に完全に解離せ
ず、又このためこのような形態ではシリコンの主マトリ
ックスに対する有効なP形ドープ元素を提供しないた
め、3中心結合の形成その他の効率の低い結合をもたら
す。更に、このような物質のバンド・ギャップ中にP形
ドーピング効率を低下させると考えられる状態が付加さ
れる。
従って、グロー放電法により堆積されたシリコン材料
中の前記P形ドープ元素のP形ドーピング効率を改善す
るため多くの努力が払われて来た。真性層又はPN接合を
形成した空乏領域を必要とする光電池その他の用途のた
めのシリコンのグロー放電による堆積は、水素およびフ
ッ素の補償の程度およびその結果得られる物質における
状態密度の減少がシリコンの蒸着又はスパッタにより得
られる場合よりも優れているため、現在までのところ、
望ましい堆積方法と考えられていた。
本発明の目的は、光電変換効率、即ちエネルギ変換効
率を向上させ得る光起電力素子を提供することにある。
本発明の前記目的は、基板と、前記基板上に設けられ
た半導体層としてN形の半導体層とP形の半導体層とを
有する光起電力素子において、 前記N形の半導体層が非晶質シリコン層であり、前記
P形の半導体層がシリコンの微結晶を含有する非晶質シ
リコン層であることを特徴とする光起電力素子によって
達成される。
本発明の光起電力素子は、P形の半導体層がシリコン
の微結晶を含有する非晶質シリコン層であるので、比抵
抗が減少、即ち導伝率が増加し得、正孔の易動度が増加
して光生成キャリアの収集効率を向上させ得、P形の非
晶質シリコン層に対する優位性を呈し得る。加えて、本
発明の光起電力素子によれば、バンドギャップを大きく
保持し得、例えば太陽光スペクトルに好ましく対応する
ので光活性感光層中での光子吸収性への悪影響をなくし
得る。
よって、本発明によれば、光電変換効率、即ちエネル
ギ変換効率を向上させ得る光起電力素子を提供し得る。
P形ドープされた物質を形成する従来方法は、真性材
料に対して最適化された堆積条件下でジポランの如き従
来のドープ用物質ガスを使用することに限定されてい
た。これまで、有効な非晶質シリコンの調製のため必要
とされる温度範囲外にあると考えられて来た約450℃以
上の基板温度で堆積された非晶質(又は多結晶質)のシ
リコンのグロー放電堆積法において、P形ドープ物質の
ガス状のホウ化物(B2H6の如き)およびP形ドープ用金
属のガス状化合物が使用可能であるとは誰も考えなかっ
た。
本発明の実施例は、約450℃以上で物質を堆積させる
ことによって、更に効率的にP形ドープされたグロー放
電堆積シリコンを形成する方法を含むものである。この
ような高い温度で堆積されたシリコン物質では水素補償
の利点を失うが、特にP形ドープされた堆積層がこれと
関連する電極とオーミックなP+界面を形成する場合、こ
れはP形ドーピングの効率向上により十分以上に克服さ
れる。このような高温度においては、ホウ素又は金属性
のP形ドープ用元素が使用された気体状化合物の水素お
よび炭化水素構成元素から十分に実質的に解離されるた
め、3中心結合その他の望ましくない結合配置が除かれ
るものと考えられる。P形ドープに対して有効な所望の
四面(四面体)結合がこのようにして得られる。P形ド
ープ用金属(即ち、Al,Ga,In,ZnおよびTl)の化合物の
気体も又約400℃又はこれより低い基板温度を用いるシ
リコンのグロー放電堆積の際のP形ドープ物質としては
有効でないが、これ等の元素は本文に説明されたシリコ
ンのグロー放電用のより高い基板温度(即ち、少くとも
約450℃の温度)を用いる気体化合物形態の良好なP形
ドープ物質である。約450℃以上の高い基板温度ではシ
リコン材料の水素補償の効率は低い結果となり得るが、
700℃から800℃までの範囲内の基板温度ではフッ素が堆
積されたシリコンと効率的に結合するため、この材料は
フッ素によって依然として効果的に補償される。
水素又はフッ素補償なしに堆積された非晶質シリコン
の場合、約550℃の基板温度での結晶化法が重要とな
る。水素補償の非晶質シリコンの堆積および(又は)合
金化のため、非晶質状態は実質的に約650℃の基板温度
まで維持される。水素で補償されたホウ素がドープされ
た非晶質シリコンの場合は、約700℃の基板温度まで非
晶質状態が維持される。本発明の実施例の材料における
如くフッ素が添加される場合、堆積される材料の非晶質
状態は更に高い基板温度の場合までひろがる。このこと
から、この方法では、700℃以上の基板温度においてホ
ウ素でドープされたフッ素補償の行われた非晶質シリコ
ンが生成され得ることが明らかである。水素およびフッ
素によって補償されたシリコン膜が実質的に非晶質のま
まであるような堆積基板温度により達成されたドーピン
グ・レベルはあるドーピング用途に対して十分である。
更に高いドーピング・レベルに対しては、非晶質材料が
シリコンの微結晶と混成状態になるか、あるいは実質的
に多結晶となるように、比較的高い堆積基板温度を使用
することができる。
堆積させられた非晶質シリコン中への結晶質物質の包
含又は実質的に多結晶のP形ドープされた物質の使用
は、PN又はP+-I-N+形光起電力素子の効率を損うことは
ない。この効率は、多結晶シリコンにおけるP形ドープ
効率は十分に既知であり、又微結晶の光吸収性は非晶質
物質よりも低いゆえ光活性感光層中での光子吸収性が悪
影響を受けないため、素子の効率が損われることはな
い。吸収率が高い非晶質物質の場合は、P+-I-N+構造のP
+層が1000Å以下と云う薄さに保持され、この層が光活
性層でないため光子の吸収が最小限度に押えられる。こ
の層厚は更に、有効な光起電力作用を得るため素子のP+
と真性層間の伝導体および価電子帯を曲げるに十分な正
のキャリアを提供する。非晶質シリコンへのシリコン微
結晶の添加は、P+-I-N+素子の効率を損わない許りでな
く、非晶質のP形物質と比較して結晶質P形物質のより
大きい正孔移動度およびより大きい光伝導率の故に、P
−N形光電素子の効率を補うことができる。
本発明の実施例では、従来用いられていなかった非ガ
ス状の材料をドープ物質として使用することによってP
形ドーピングの難かしさを除去する方法を開示する。本
方法は、固体金属を蒸発させて、金属蒸気をシリコン堆
積用気体と共に直接グロー放電室に連続的あるいは間欠
的に供給するように、固体金属を高温度迄加熱すること
を含む。金属蒸気の形態のP形ドープ用金属は、フッ素
および水素補償が望ましい比較的低い基板温度でのシリ
コンのグロー放電堆積法において有効である。これ等の
気化されたP形ドープ用金属は又、水素補償が必要でな
い比較的高い基板温度でのグロー放電シリコン堆積膜と
共に使用できる。
本発明の実施例を用いて、P形ドープ物質であるホウ
素又は金属材料をN形および真性のグロー放電堆積され
た非晶質物質と結合された連続プロセスで堆積させ、改
良されたPNおよびP−I−N接合の光起電力素子等を製
造することができる。連続法においては、連続する帯状
材上に特定の所要のP形およびN形および(又は)真性
のシリコン膜を効率的に堆積させるに必要な基板温度そ
の他の周囲条件を各々が有する別個の堆積ステーション
を経て帯状基板が連続的又は段階的に移動される際、前
記各物質が帯状基板上にグロー放電法で堆積させられて
いる。本発明の実施例の連続的な製造法においては各堆
積ステーションが1つの層(P,I,Nのいずれか)の堆積
のため専用化されるが、これらは堆積材料がステーショ
ンの背景環境を汚染して容易に除去されないためであ
る。
本発明の実施例は、本文中に示し本発明の望ましい実
施態様を記載する目的のため前記の非晶質および多結晶
質形のシリコン半導体材料に対して適用されるが、好ま
しい実施例としては、450から700℃の範囲の基板温度で
シリコン材料と共にグロー放電堆積される気体状のホウ
素又は気体状の蒸気化金属からなるP形ドープ用物質に
ついて特に詳述する。この堆積された膜は前記基板温度
範囲全体にわたってフッ素によって補償されているが、
水素の補償は基板温度の上昇と共に減少する。蒸気化金
属からなるP形ドープ材料はシリコン材料と共に400℃
より低い基板温度でグロー放電堆積されてもよい。この
場合、水素およびフッ素補償されたP形ドープされた物
質を形成することができる。
本発明の実施例は、態様電池又はPN又はP−I−N素
子を含む電流素子の製造に用いるため、更に効率のよい
P形の非晶質半導体膜の製造を可能にする。更に、本発
明は、前述の基板温度で、P形ドープ用物質となるホウ
素又は金属Al,Ga,In,ZnもしくはTlの内の少くとも1つ
を用いて、グロー放電環境において種々の素子の有効な
大量生産法をもたらすものである。
本発明の実施例ではP形半導体合金を形成する方法が
提供される。この方法は、材料のグロー放電法の堆積工
程において、金属元素がグロー放電堆積されるシリコン
材料と共に堆積させられてP形合金を形成するようにシ
リコン堆積用のグロー放電領域中にP形ドープ物質とな
る蒸気化金属元素を導入することを特徴とする部分真空
雰囲気内に少くともシリコンを含む化合物のグロー放電
によって、少くともシリコンを含む材料を基板上に付着
させる工程を含む。
本発明の実施例では、P形合金の形成方法が提供され
る。この方法は、材料のグロー放電堆積の間、P形ドー
プ物質のガス状化合物を、シリコン堆積用グロー放電域
に導入することによって特徴づけられており、部分真空
の雰囲気内で少くともシリコンを含む化合物のグロー放
電によって少くともシリコンを含む材料を少くとも約45
0℃の温度迄加熱された基板上に堆積させる工程を含
む。尚、この場合前記P形ドープ物質のガス状化合物は
少くともP形ドープ用元素および非P形ドープ用置換基
を含み、このガス状化合物は少くとも約450℃の基板温
度において前記P形ドープ用元素および前記非P形ドー
プ用置換基に解離し、P形ドープ用元素は堆積するシリ
コン半導体材料と結合してP形合金を生じる。
本発明の実施例では、シリコンを含む少くとも1つの
元素を有する材料を含む半導体合金が提供される。この
材料は部分真空雰囲気におけるシリコンを含む少くとも
1つの化合物のグロー放電により基板上に堆積させら
れ、このグロー放電による堆積の間蒸気化状態の前記金
属元素が該材料にとり込まれてP形合金を提供する少く
とも1つの金属のP形ドープ用元素が用いられている。
本発明の実施例ではシリコンを含む少くとも1つの元
素を有する材料を含む半導体合金が提供される。この材
料は少くとも約450℃の温度に加熱された基板上にシリ
コンを含む少くとも1つの化合物のグロー放電によって
堆積せしめられており、P形ドープ用の気体状化合物か
ら材料中にとり込まれた少くとも1つのP形ドープ元素
によって特徴づけられている。尚この場合、前記のP形
ドープ用気体状化合物は少くとも前記P形ドープ用元素
および非P形ドープ用置換基を含み、前記の気体状化合
物は、グロー放電堆積の間少くとも約450℃の前記基板
温度においてP形合金が形成されるように前記P形ドー
プ用元素および非P形ドープ用置換基に解離する。
本発明の実施例では、金属電極を含む基板を有するPN
又はP−I−N接合の提供にあり、材料が反対の伝導タ
イプ(PおよびN)の少くとも2つの合金の順次のグロ
ー放電堆積により前記電極上に堆積されたシリコンを含
む少くとも1つの元素からなり、グロー放電堆積の間に
少くとも1つの蒸気化金属からなるP形ドープ用元素を
とり込ませてなるシリコンのP形合金であるP形のシリ
コン含有合金によって特徴づけられる。尚、この場合、
N形のシリコン含有合金は、N形合金になるようにその
グロー放電堆積の間少くとも1つのN形ドープ用元素を
とり込んでいる。
本発明の実施例では、金属電極を含む基板を有するPN
又はP−I−N形接合が提供される。
材料が反対の伝導タイプ(PおよびN)の少くとも2
つの合金の順次のグロー放電堆積によって少くとも約45
0℃の温度迄加熱された前記電極上に堆積されたシリコ
ンを含む少くとも1つの元素を有し、グロー放電堆積の
間にP形ドープ用気体状化合物から少くとも1つのP形
ドープ用元素をとり込ませたP形のシリコン含有合金に
よって特徴づけられる。尚、この場合、前記P形ドープ
用気体状化合物は少くとも前記P形ドープ用元素および
非P形ドープ用置換基を含み、この気体状化合物は、シ
リコンのP形合金を形成するように、少くとも約450℃
の前記基板温度で前記P形ドープ用元素および非P形ド
ープ用置換基に解離する。N形シリコン含有合金は、N
形シリコンになるようにそのグロー放電堆積の間に少く
とも1つのN形ドープ用元素をとり込む。
本発明の一実施例では、1つ以上の電極形成領域を有
する可撓性の帯状材からなる基板のロールを形成し、反
対の伝導タイプ(PおよびN)を有する少くとも2つの
薄い可撓性のシリコン合金を前記の1つ以上の電極形成
領域の少くとも一部上に堆積させるように少くとも1つ
のシリコン堆積領域を含む部分的に抜気された空間内に
前記基板のロールを略々連続的に繰出し、前記の1つ以
上の合金によって光起電力用空乏領域を形成させるよう
にし、次いで前記シリコン合金上に前記電極形成領域の
各々に対して別個に薄い可撓性の電極形成層を付着する
ことを特徴とする光起電力パネルを製造する方法が提供
される。
本発明の望ましい実施態様については、本明細書に添
付した図面に関して次に例示的に説明する。
第1図によれば、改良されたP形材料をとり込む素子
の製造における第一の工程(A)は基板10の形成を含
む。この基板10は、バッチ法が採用される場合はガラス
の如き可撓性のない材料で形成してもよく、あるいは特
に連続的な大量生産方式が採用される場合にはアルミニ
ウム又はステンレス鋼等からなる可撓性の帯状材で形成
してもよい。このように、可撓性に富んだ帯状の基板10
は、連続的なプロセスにおいて、第2図および第3図に
関して以下に説明する種々の堆積ステーション中をこの
帯状の基板10が通過させられる際、金属の電極を形成す
る各層およびシリコン層を堆積させるために使用可能で
ある。アルミニウム又はステンレス鋼の基板10は、少く
とも約0.08mm(3ミル)好ましくは約0.4mm(15ミル)
の厚さを有し、必要に応じた巾を有する。帯状の基板10
が薄く可撓性のある帯状材である場合は、ロール単位で
購入することが望ましい。
第二の工程(B)は、所望ならば離間され絶縁された
電極形成層が形成されるように、アルミニウム又はステ
ンレス鋼製の基板10の表面に絶縁層12を堆積させること
を含む。例えば、約5ミクロンの肉厚の絶縁層12は金属
酸化物で作ることができる。基板10がアルミニウム基板
の場合にはこの層は酸化アルミニウム(Al2O3)である
ことが望ましく、ステンレス鋼の基板の場合には二酸化
ケイ素(SiO2)その他の適当なガラスでよい。この基板
10は絶縁層12を予め形成した状態で購入できる。尚、絶
縁層12は、化学的堆積法、蒸着法、又はアルミニウム基
板の場合には陽極酸化法等の従来周知の製造方法によっ
て基板10の表面に形成され得る。2つの層、即ち基板10
および酸化層12が絶縁基板14を形成する。
第三の工程(C)は絶縁基板14上に1つ以上の電極を
構成する電極層16を堆積させて、その上に形成される接
合素子のためのベース電極基板18を形成する。この金属
の電極層(単数又は複数)16は、比較的早い堆積法であ
る蒸着法により堆積されることが望ましい。電極層16
は、光起電力素子のためには、モリブデン、アルミニウ
ム、クロム、又はステンレス鋼製の反射性のある金属電
極であることが望ましい。太陽電池の場合には、吸収さ
れないで半導体材料を透過した光が電極層16で反射さ
れ、再び半導体材料中にとおされる。半導体材料がこの
時反射された光のエネルギを吸収する故、素子の効率が
増大され得る。従って、反射性電極が望ましい。
次に、ベース電極基板18は、前述の米国特許第4,226,
898号に記載された室の如きグロー放電堆積環境、又は
第2図および第3図について以下に論述される如き連続
プロセス装置中におかれる。(D1)〜(D5)で示される
実施例は、改良されたP形ドープ方法および材料を用い
て製造できる種々のP−I−N又はPN接合素子の例示に
過ぎない。各素子はベース電極基板18を用いて形成され
る。(D1)〜(D5)に示される各素子は、全体の厚さが
約5000から30,000Åの範囲内である複数のシリコン層を
有する。この厚さは、構造体内にピンホールその他の物
理的欠陥がないこと、および光吸収効率が最大となるこ
とを保証する。更に厚い材料の場合更に光を吸収できる
かもしれないが、厚さが厚くなるにつれて光で生成され
た電子正孔対の再結合がより多く生じる故、ある厚さに
おいてそれ以上の電流が生じなくなる。((D1)〜(D
5)に示された各層の肉厚は正確な縮尺になっていない
ことを理解すべきである。) 最初に(D1)について述べれば、N−I−P素子を形
成する場合に、第一に基板18上に強くドープしたN+シリ
コン層20を堆積させる。N+シリコン層20が堆積される
と、真性(i)シリコン層22がその上に付着させられ
る。この真性(i)シリコン層22の後には、最後の半導
体層として強くドープされた伝導性のP+シリコン層24が
堆積される。このシリコン層20,22,24はN−I−P素26
の活性層を形成する。
(D1)〜(D5)に示される各素子は他の用途もある
が、ここでは光起電力素子として説明する。光起電力素
子として利用される場合、選択された外側のP+シリコン
層24は、光の吸収性の少い高導電率の層である。光に吸
収性の小さな高導電率のN+シリコン層20上に吸収率が大
きく導電率が小さく光導電率が大きな真性(i)シリコ
ン層22がある。電極層16の内面とP+シリコン層24の頂面
との間の素子の全厚さは、前述の如く、少くとも約5000
Å程度である。N+ドープ層であるN+シリコン層20の厚さ
は約50から500Åの範囲内にあることが望ましい。非晶
質の真性(i)シリコン層22の厚さは約5000から30,000
Åの範囲内にあることが望ましい。頂部のP+接触層であ
るP+シリコン層24の厚さも又約50から500Åの範囲内に
あることが望ましい。正孔の拡散距離が比較的短いた
め、P+層は一般に50から500(又は150)Å程度の可能な
限り薄くする。更に、前記接触層における光の吸収を避
けるため、N+又はP+の如何を問わず外側の層(本例では
P+シリコン層24)はできるだけ薄く保たれる。
各層は、前掲の米国特許第4,226,898号に記載した従
来のグロー放電室により、あるいは望ましくは第2図お
よび第3図に関して以下に記載した連続プロセスにおい
て、ベース電極基板18上に堆積され得る。いずれの場合
でも、前記グロー放電システムが最初に約20ミリトルに
排気されて堆積システムから雰囲気中の不純物を除去す
る。シリコン材料は、次に化合物のガス形態で、特に四
フッ化シリコン(SiF4)の形で堆積室内に送られること
が望ましく。グロー放電プラズマは、好ましくは、約4:
1から10:1の望ましい比率の範囲で四フッ化シリコンお
よび水素ガスの混合物から得る。堆積システムは、約0.
3から1.5トル、例えば約0.6トルの如く0.6から1.0トル
の範囲内の圧力で操作されることが望ましい。
半導体材料は、望ましくは赤外線装置によって、各層
の所要の堆積温度迄加熱されている基板上に自己保持プ
ラズマから堆積される。素子のP形ドープ層は、使用さ
れたP形ドープ物質の形態に依存して、特定温度で堆積
される。蒸発せしめられたP形ドープ用金属の蒸気は、
十分に補償されたシリコン材料が望ましいが、約400℃
又はこれ以下の比較的低い温度で堆積され得る。しかし
ながら、約1000℃迄の比較的高い温度でも堆積され得
る。基板温度の上限はある程度使用される金属の基板10
の種類に従う。アルミニウムの場合には上限温度は約60
0℃より高くてはならず、ステンレス鋼の場合は約1000
℃より高くすることもできる。N−I−P又はP−I−
N素子の真性層を形成するのに必要な十分に補償された
非晶質シリコン層を形成すべき場合には、基板温度は約
400℃より低くなければならず、約300℃であることが望
ましい。
蒸発された金属の蒸気を用いて非晶質のP形ドープさ
れた水素補償シリコン材料を堆積させるためには、基板
温度は約200℃から400℃の範囲内好ましくは約250℃か
ら350℃、特に望ましくは約300℃である。
P形ドープ物質のガスを用いてシリコン半導体材料を
堆積させるためには、基板温度は約450から800℃の範囲
内、望ましくは約500から700℃の範囲内である。
ドープ濃度は、各素子のために各層が堆積される際所
要にP、P+、N又はN+形の伝導特性を生じるよう変更さ
れる。N形又はP形ドープ層の場合は、堆積の際、材料
は5から100ppmのドープ物質でドープされる。N+形又は
P+形ドープ層の場合、堆積の際材料は100ppmから1%以
上のドープ物質でドープされる。N形ドープ物質は前記
量のホスフィン又はアルシンでよい。P形ドープ物質
は、P+材料に対して望ましくは100ppmから5,000ppm又は
それ以上の範囲で各基板温度で堆積されるドープ物質で
よい。
グロー放電堆積法においては、材料が導入されAC信号
によって生成されるプラズマが含まれる。このプラズマ
は、約1KHzから13.6MHzのAC信号によりカソードと基板
アノードの間に保持されることが望ましい。
本発明の実施例におけるP形ドープ法および物質は、
種々のシリコン非晶質半導体材料層を有する素子におい
て使用可能であるが、前掲の米国特許第4,226,898号に
開示されたフッ素および水素補償グロー放電堆積材料と
共に使用されることが望ましい。この場合、四フッ化シ
リコンおよび水素の混合物は、真性およびN形層に対し
ては、約400℃又はそれ以下で非晶質シリコンの補償さ
れた物質として堆積せしめられる。(D2)、(D3)およ
び(D5)に示された実施例においては、電極層16上に配
されたP+層はフッ素で補償された物質が得られる約450
℃以上の比較的高い基板温度で堆積することができる。
水素は比較的高い基板温度範囲においてはシリコンと共
に有効に堆積されず、排気ガスと共に掃気される故、材
料は有効な水素補償が行われない。
真性(i)層の外側にP+層がある(D1)および(D4)
に示された素子では、約450℃以上の基板堆積温度であ
る層を堆積させようとすると該層の下に位置する層での
水素補償作用を破壊することになるため、高温で堆積さ
れるP+層は持たず、真性(i)層は光起電力素子におけ
る十分に水素およびフッ素補償された非晶質層であり得
る。各素子のN形およびN+形層も又、非晶質でフッ素お
よび水素補償された形で堆積されていることが望まし
い。従来のN形ドープ物質は、約400℃以下の比較的低
い温度でシリコン材料と共に容易に堆積され、高いドー
ピング効率をもたらすことになる。このように、これ等
の構造体(D1)および(D4)においては、各層は非晶質
シリコンであり、少くとも約400℃以下の基板温度にお
いて気化されたP+形ドープ用金属蒸気の1つによりP+
が最もよく形成される。下に位置する非晶質層の特性を
破壊する温度に達しないと仮定すれば、高い基板温度を
必要とする気相の金属又はホウ素化合物からなるP形ド
ープ物質の使用も又有効である。
(D2)に示された第2の素子26′は(D1)に示すP−
I−N形素子と逆の伝導形態を有する。素子26′におい
ては、P+非晶質シリコン層28が最初にベース電極基板18
上に堆積されており、この上に真性(i)非晶質シリコ
ン層30および外側のN+非晶質シリコン層32が堆積されて
いる。この素子においては、P+層は本発明の実施例の範
囲内のどんな基板温度でも堆積され得る。
(D3)および(D4)に示される素子26″および26も
又逆の形態であってそれぞれPNおよびNP接合素子であ
る。素子26″においては、P+形非晶質シリコン層34がベ
ース電極基板18上に堆積され、その上にP形非晶質シリ
コン層36が堆積され、次にN形非晶質シリコン層38が堆
積され、最後に外側のN+形非晶質シリコン層40が堆積さ
れている。素子26においては、逆の順序でN+形非晶質
シリコン層42が最初に堆積され、これにN形非晶質シリ
コン層44およびP形非晶質シリコン層46が堆積され、最
後に外側のP+形非晶質シリコン層48が堆積されている。
第二のタイプのP−I−N接合素子26′が(D5)に
示されている。この素子においては、第1のP+形非晶質
シリコン層50が堆積され、その上に真性非晶質シリコン
層52、、N形非晶質シリコン層54および外側のN+形非晶
質シリコン層56が堆積されている。(この構成の逆の形
態は図示しないが、これも又使用可能である。) 所要の順序における種々の半導体層のグロー放電動作
に続いて、別の堆積環境における第五の工程(E)が実
施されることが望ましい。蒸着環境はグロー放電プロセ
スよりも速い堆積プロセスであるため、その使用が望ま
しい。この工程においては、例えばインジウム錫酸化物
(ITO)、錫酸カドミウム(Cd2SnO4)又はドープされた
酸化錫(SnO2)でよいTCO層58(透明な導電性酸化物)
が素子26に追加されている。
TCO層58の上に電極グリッド60を形成するため、第6
工程(F)をオプションとして実施することができる。
このグリッド60は、使用した素子の最終寸法に従ってTC
O層58の表面に配することができる。約13cm2(2in2)程度
以下の面積を有する素子26においては、TCO層で導電性
が十分なため、効率を高めるためには電極グリッドを設
けなくてもよい。もしこの素子が更に大きな面積を有す
るか、あるいはTCO層の導電率が必要とされる程度であ
るならば、電極グリッド60がTCO層上に置かれてキャリ
ア経路を短縮し、素子の導電効率を高め得る。
前述の如く、素子26から26′は従来のグロー放電室
内で形成可能であるが、第2図に全体的に示される如く
連続的なプロセスにおいて形成されることが望ましい。
第2図には、堆積域が1つの連続的処理工程の略図が
示されている。ベース電極基板18が供給リール62から1
対のローラ64及び66の周囲に繰出されて、その間に平坦
な堆積域68が形成されている。基板18は、リード70によ
り接地されたローラ66と電気的に接触している。平坦な
堆積域68において、基板18は、カソード板72から調整自
在に離間されたアノードを形成している。このカソード
板72は高周波源74の出力端子と結合されている。アノー
ドを形成する堆積域68とカソード板72との間の区間はプ
ラズマ域であるグロー放電堆積領域76を形成している。
図示はしないが、第2図の各要素は、周囲の環境から
グロー放電堆積領域76を隔離するため排気された空間内
で密閉されている。堆積ガスは矢印78で示される如くグ
ロー放電堆積域76内に導入される。ドープ用物質は矢印
80で示される如き第2の流れで導入することができる。
尚、ドープ用物質は堆積ガスと組合して導入してもよ
い。使用済みのガスは、矢印82で示す如くグロー放電堆
積領域76およびシステムから排除される。
第2図の堆積域は、所要の各層を連続的に形成するた
め適正な混合ガスを導入することによってバッチ・モー
ドにより使用することができる。連続プロセスにおいて
は、供給リール62からプラズマ領域を経て巻取りリール
84に至る基板18の単一パスにおいて1種の材料しか付着
させ得ないが、帯状の基板18の終端部においてリールの
運転を逆転することができ、又各パス毎に所要のドープ
用物質を導入することによって、第2および逐次の層が
グロー放電堆積領域76を経由する逐次のパスにおいて堆
積させ得る。基板18の温度は、1個以上の赤外線加熱ラ
ンプその他のソース86により制御可能である。グロー放
電堆積は、堆積される物質の厚さが毎秒2から5Åの比
較的小さい速度で行なわれ得る。基板18上での半導体材
料の堆積厚さが5000Åの場合を想定すると、毎秒5Åの
堆積速度における5000Åの層の完成には約1000秒を要す
ることになる。
これは無論実用的ではあるが、第3図に示す如く、堆
積速度を上げるために、多数の堆積ステーションにおい
て基板18に層を堆積させることが望ましい。
第3図においては、第1図の工程(C),(D),
(E)の各プロセスを実施する全体的なシステムのブロ
ック図が示されている。工程(C)は蒸着室88内で実施
可能である。酸化された基板14は供給リール90から蒸着
室88内に送出され、ここで電極層が基板上に付着されて
ベース電極基板18が形成され、その後巻取りリール92へ
送られる。この堆積工程は、覗きポート94を介して視覚
的にあるいはモニター兼制御器によって観察されてもよ
い。
電極層は、基板14と同様な帯状形態のマスク96によっ
て所望のグリッド・パターンの形に形成可能である。マ
スク96は、帯状の基板14が蒸着室88を経た後巻取りリー
ル100に送られる際、この帯状の基板と整合位置関係に
なるように繰出しリール98から送出される。
電極層の堆積工程に続いて、ベース電極基板18が連続
的に複数個のグロー放電室102,102′および102″内に送
り込まれるが、この各放電室はグロー放電堆積域76の如
きプラズマ域および第2図に示される他のグロー放電用
要素を含んでいる。同一又は殆んど同一の素子を識別す
るため、各図においては同じ番号(同様な符号)を用い
た。全ての室のグロー放電堆積域76を相互に隔離された
1つの室内に密閉することも又実際的である。
(D1)のN−I−P形素子26は、下記の特殊な連続的
堆積例の説明に用いられる。この場合、ベース電極基板
18は供給リール62からグロー放電室102内に送出され
る。予め混合された四フッ化シリコンおよび水素の如き
堆積ガスは矢印78で示される如くグロー放電堆積域76内
に導入される。ホスフィンの如きドープ用物質は、矢印
80で示される如くグロー放電堆積域76内に導入される。
使用済みのガスは矢印82で示される如くグロー放電室10
2から除去される。
所要の堆積速度および堆積されるN+形シリコン層20の
厚さに応じてそれぞれN+形シリコン層20を堆積させる1
つ以上のグロー放電室102を設けても良い。グロー放電
室102の各々は隔離用の通路104によって連結されてい
る。各室102からの使用済みガスの排気82は各室を隔離
する上で十分でなければならないが、不活性のキャリア
・ガスを矢印106により示される如く各通路104内に吹込
んで通路104の一方の室からのガスが除去されるように
通路を掃気することができる。ドープ濃度は、必要に応
じて層にグレードを付けるため連なる室の各々において
変化させることができる。
室102′には、本実施例においては矢印78′で示され
る四フッ化シリコンおよび水素の予め混合された堆積ガ
スのみが供給されるが、これは一切のドーピング物質を
導入することなく真性(i)シリコン層22を堆積させる
ためである。更に、この真性(i)シリコン層22の堆積
速度を増加させるため複数のグロー放電室102′を設け
ることができる。更に、各グロー放電室102,102′…が
同じ連続した帯状の基板に各層毎に多くのグロー放電堆
積域76で堆積するため、形成されるべき素子、本例の場
合はN−I−P素子26に対する各タイプの層を所要の層
厚で堆積させるようにその寸法があわされている。
基板18は、次に矢印78″で示される如く堆積ガスが供
給されるグロー放電室102″内に送り込まれる。P形ド
ープ用物質は矢印80″で示される如く堆積領域内に導入
される。本例の場合には、P+形シリコン層24が非晶質N+
層およびi層に堆積されるため、P形ドープ用物質は蒸
発されてなる金属蒸気である。この場合も、1つ以上の
グロー放電室102″を設けることができ、最後のグロー
放電室102″からのフィルム26は巻取りリール84に巻取
られる。
電極層用のマスク96と共用可能なマスク108は供給リ
ール110から繰出され、基板18と整合位置関係に一連の
グロー放電室102内を通過させられる。マスク108は、最
後のグロー放電室102″の後の巻取りリール112で巻取ら
れる。
次に素子の膜26が蒸着室114内に送込まれて工程EのT
CO層58が堆積せしめられる。膜26は供給リール116から
繰出されて室114を経由し、巻取りリール18に達する。
適当なマスク120を用いて繰出しリール122から巻取りリ
ール124へ供給することができる。もし電極グリッド60
が必要ならば、適当なマスク(図示せず)を用いて同様
な蒸着室内で付着することができる。
P−I−N形素子26′の如き特殊な素子を製造するた
めには、グロー放電室102,102′,102″の各々は1つの
特定の層を付着させるよう専用化される。前述の如く、
各室は1つの層(P、I又はN)の付着のため専用化さ
れるが、これは他の層の堆積物質が室の背景環境を汚染
するためである。PN素子又はP−I−N素子の各層を最
適化するためには、他のタイプの層からのドープ物質が
1つの層の望ましい電気的特性と干渉するため、前記ド
ープ物質が存在しないことが重要である。例えば、P形
又はN形の層を最初に堆積する場合、残存するP形又は
N形ドープ用物質による後続の真性層の汚染のため真性
層中に局在状態を生じることになる。このように、素子
の効率は汚染によって低減されることになる。素子の効
率の低下を生じる汚染の問題は、PN又はP−I−N形の
素子の連続層の形成のため特定の1つの堆積室を用いた
場合に遭遇した。室の環境の汚染は容易に除去できず、
その結果、背景環境内に残留する物質によって他の層が
汚染されるため、1つの連続的なプロセスにおいて1つ
以上の層に対して1つの室を用いることは現在では実施
不可能である。
以上説明したように本発明の実施例によれば、グロー
放電堆積させるための空間内にP形ドープ用変成元素を
蒸発せしめているため、高品質のシリコン層をグロー放
電により高効率で堆積することができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に従って半導体デバイスを形成
する方法の工程を示す説明図、第2図は本発明の実施例
に従って半導体膜を連続的に堆積する装置を示す説明
図、第3図は本発明の実施例に従って改良されたP形ド
ープされた半導体素子を連続的に形成する第1図の方法
の各工程を実施する装置を示すブロック図である。 10……基板、12……絶縁層、14……絶縁基板、16……電
極層、18……ベース電極基板、20……N+形シリコン層、
22……真性(i)シリコン層、24……P+形シリコン層、
26,26′,26″,26,26′……素子、30……真性層、3
2,40,42,56……N+形非晶質シリコン層、34,48,50……P+
形非晶質シリコン層、36,46……P形非晶質シリコン
層、38,44,54……N形非晶質シリコン層、52……真性非
晶質シリコン層、58……TCO層、60……電極グリッド、6
2,90,98,110,116,122……供給リール、64,66……ロー
ラ、68……堆積域、70……リード、72……カソード板、
74……高周波源、76……グロー放電堆積領域、84,92,10
0,112,118,124……巻取りリール、88……蒸着室、96,10
8,120……マスク、102,102′,102″……グロー放電室、
104……通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スタンフオード・アール・オブシンスキ ー アメリカ合衆国ミシガン州 48013,ブ ルームフイールド・ヒルス,スキレル・ ロード 1700 (72)発明者 ビンセント・デイー・キヤネラ アメリカ合衆国ミシガン州 48221,デ トロイト,シユルースベリー 19961 (72)発明者 マサツグ・イズ アメリカ合衆国ミシガン州 48009,バ ーミンガム,エバーグリーン・ロード 31520 (56)参考文献 特開 昭57−178385(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、前記基板上に設けられた半導体層
    としてN形の半導体層とP形の半導体層とを有する光起
    電力素子において、 前記N形の半導体層が非晶質シリコン層であり、前記P
    形の半導体層がシリコンの微結晶を含有する非晶質シリ
    コン層であることを特徴とする光起電力素子。
  2. 【請求項2】前記N形の半導体層と前記P形の半導体層
    との間にI形の非晶質シリコン層を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の光起電力素子。
  3. 【請求項3】前記半導体層は水素を含有する層であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光電力素
    子。
  4. 【請求項4】前記半導体層はフッ素を含有する層である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光起電
    力素子。
  5. 【請求項5】基板と、前記基板上にグロー放電により堆
    積されたPIN接合を有する半導体領域とを有する光起電
    力素子において、 前記半導体領域のP形半導体層がシリコンの微結晶を含
    有する非晶質シリコン層であることを特徴とする光起電
    力素子。
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Families Citing this family (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713777A (en) 1980-06-30 1982-01-23 Shunpei Yamazaki Semiconductor device and manufacture thereof
US5091334A (en) * 1980-03-03 1992-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US4677738A (en) * 1980-05-19 1987-07-07 Energy Conversion Devices, Inc. Method of making a photovoltaic panel
US6900463B1 (en) 1980-06-30 2005-05-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US5262350A (en) * 1980-06-30 1993-11-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Forming a non single crystal semiconductor layer by using an electric current
US5859443A (en) * 1980-06-30 1999-01-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US4542711A (en) * 1981-03-16 1985-09-24 Sovonics Solar Systems Continuous system for depositing amorphous semiconductor material
DE3280293D1 (de) * 1981-11-04 1991-02-21 Kanegafuchi Chemical Ind Biegsame photovoltaische einrichtung.
JPS58169980A (ja) * 1982-03-19 1983-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光起電力素子の製造方法
US4485125A (en) * 1982-03-19 1984-11-27 Energy Conversion Devices, Inc. Method for continuously producing tandem amorphous photovoltaic cells
US4423701A (en) * 1982-03-29 1984-01-03 Energy Conversion Devices, Inc. Glow discharge deposition apparatus including a non-horizontally disposed cathode
US4462332A (en) * 1982-04-29 1984-07-31 Energy Conversion Devices, Inc. Magnetic gas gate
JPS58196063A (ja) * 1982-05-10 1983-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光起電力素子の製造方法
JPS5934668A (ja) * 1982-08-21 1984-02-25 Agency Of Ind Science & Technol 薄膜太陽電池の製造方法
JPS5950575A (ja) * 1982-09-16 1984-03-23 Agency Of Ind Science & Technol 太陽電池の製造方法
JPS5961077A (ja) * 1982-09-29 1984-04-07 Nippon Denso Co Ltd アモルフアスシリコン太陽電池
US4443652A (en) * 1982-11-09 1984-04-17 Energy Conversion Devices, Inc. Electrically interconnected large area photovoltaic cells and method of producing said cells
US4515107A (en) * 1982-11-12 1985-05-07 Sovonics Solar Systems Apparatus for the manufacture of photovoltaic devices
JPS59201471A (ja) * 1983-04-29 1984-11-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換半導体装置
US4513684A (en) * 1982-12-22 1985-04-30 Energy Conversion Devices, Inc. Upstream cathode assembly
US4483883A (en) * 1982-12-22 1984-11-20 Energy Conversion Devices, Inc. Upstream cathode assembly
JPS60119784A (ja) * 1983-12-01 1985-06-27 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 絶縁金属基板の製法およびそれに用いる装置
AU562641B2 (en) 1983-01-18 1987-06-18 Energy Conversion Devices Inc. Electronic matrix array
US4479455A (en) * 1983-03-14 1984-10-30 Energy Conversion Devices, Inc. Process gas introduction and channeling system to produce a profiled semiconductor layer
JPH0614556B2 (ja) * 1983-04-29 1994-02-23 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置及びその作製方法
JPS59228716A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Sanyo Electric Co Ltd 気相成長法
US4480585A (en) * 1983-06-23 1984-11-06 Energy Conversion Devices, Inc. External isolation module
DE3400843A1 (de) * 1983-10-29 1985-07-18 VEGLA Vereinigte Glaswerke GmbH, 5100 Aachen Verfahren zum herstellen von autoglasscheiben mit streifenfoermigen blendschutzfiltern durch bedampfen oder sputtern, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4514583A (en) * 1983-11-07 1985-04-30 Energy Conversion Devices, Inc. Substrate for photovoltaic devices
JPS60214572A (ja) * 1984-04-11 1985-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜太陽電池およびその製造方法
US4634605A (en) * 1984-05-23 1987-01-06 Wiesmann Harold J Method for the indirect deposition of amorphous silicon and polycrystalline silicone and alloys thereof
JPS6142972A (ja) * 1984-08-06 1986-03-01 Showa Alum Corp a−Si太陽電池用基板の製造方法
JPS61133676A (ja) * 1984-12-03 1986-06-20 Showa Alum Corp a−Si太陽電池用基板
JPS6179548U (ja) * 1984-10-31 1986-05-27
US4609771A (en) * 1984-11-02 1986-09-02 Sovonics Solar Systems Tandem junction solar cell devices incorporating improved microcrystalline p-doped semiconductor alloy material
JPS61133675A (ja) * 1984-12-03 1986-06-20 Showa Alum Corp a−Si太陽電池用基板の製造方法
US4566403A (en) * 1985-01-30 1986-01-28 Sovonics Solar Systems Apparatus for microwave glow discharge deposition
FR2581781B1 (fr) * 1985-05-07 1987-06-12 Thomson Csf Elements de commande non lineaire pour ecran plat de visualisation electrooptique et son procede de fabrication
US4664951A (en) * 1985-07-31 1987-05-12 Energy Conversion Devices, Inc. Method provided for corrective lateral displacement of a longitudinally moving web held in a planar configuration
JPS6292485A (ja) * 1985-10-18 1987-04-27 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池の製造方法
FR2593343B1 (fr) * 1986-01-20 1988-03-25 Thomson Csf Matrice d'elements photosensibles et son procede de fabrication, procede de lecture associe, et application de cette matrice a la prise de vue d'images
JPH0744286B2 (ja) * 1986-03-04 1995-05-15 三菱電機株式会社 非晶質光発電素子モジュールの製造方法
US4841908A (en) * 1986-06-23 1989-06-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-chamber deposition system
IL82673A0 (en) * 1986-06-23 1987-11-30 Minnesota Mining & Mfg Multi-chamber depositions system
US4874631A (en) * 1986-06-23 1989-10-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-chamber deposition system
US5031571A (en) * 1988-02-01 1991-07-16 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Apparatus for forming a thin film on a substrate
DE3809010C2 (de) * 1988-03-17 1998-02-19 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen mikrokristalliner, n- oder p-leitender Siliziumschichten nach der Glimmentladungsplasmatechnik, geeignet für Solarzellen
JPH0351971Y2 (ja) * 1988-05-12 1991-11-08
US5053625A (en) * 1988-08-04 1991-10-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Surface characterization apparatus and method
US5001939A (en) * 1988-08-04 1991-03-26 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Surface characterization apparatus and method
JPH02235327A (ja) * 1989-03-08 1990-09-18 Fujitsu Ltd 半導体成長装置および半導体成長方法
US5098850A (en) * 1989-06-16 1992-03-24 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing substrate for selective crystal growth, selective crystal growth process and process for producing solar battery by use of them
DE69030140T2 (de) * 1989-06-28 1997-09-04 Canon Kk Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Bildung einer durch Mikrowellen-Plasma-CVD niedergeschlagenen grossflächigen Dünnschicht
US5130170A (en) * 1989-06-28 1992-07-14 Canon Kabushiki Kaisha Microwave pcvd method for continuously forming a large area functional deposited film using a curved moving substrate web with microwave energy with a directivity in one direction perpendicular to the direction of microwave propagation
US5281541A (en) * 1990-09-07 1994-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Method for repairing an electrically short-circuited semiconductor device, and process for producing a semiconductor device utilizing said method
US5225378A (en) * 1990-11-16 1993-07-06 Tokyo Electron Limited Method of forming a phosphorus doped silicon film
JP2824808B2 (ja) * 1990-11-16 1998-11-18 キヤノン株式会社 マイクロ波プラズマcvd法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置
US5629054A (en) * 1990-11-20 1997-05-13 Canon Kabushiki Kaisha Method for continuously forming a functional deposit film of large area by micro-wave plasma CVD method
JP2810532B2 (ja) * 1990-11-29 1998-10-15 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置
JP3101330B2 (ja) * 1991-01-23 2000-10-23 キヤノン株式会社 マイクロ波プラズマcvd法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置
JP2975151B2 (ja) * 1991-03-28 1999-11-10 キヤノン株式会社 半導体素子の連続的製造装置
JP3118037B2 (ja) * 1991-10-28 2000-12-18 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置
JP3073327B2 (ja) * 1992-06-30 2000-08-07 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法
DE4324320B4 (de) * 1992-07-24 2006-08-31 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer als dünne Schicht ausgebildeten fotovoltaischen Umwandlungsvorrichtung
US5821597A (en) * 1992-09-11 1998-10-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
US6720576B1 (en) * 1992-09-11 2004-04-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Plasma processing method and photoelectric conversion device
DE69410301T2 (de) * 1993-01-29 1998-09-24 Canon Kk Verfahren zur Herstellung funktioneller niedergeschlagener Schichten
JPH0653534A (ja) * 1993-02-04 1994-02-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
JP3571785B2 (ja) * 1993-12-28 2004-09-29 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置
DE9407482U1 (de) * 1994-05-05 1994-10-06 Balzers und Leybold Deutschland Holding AG, 63450 Hanau Funktionseinrichtung für eine Vakuumanlage für die Behandlung von scheibenförmigen Werkstücken
JP3169337B2 (ja) * 1995-05-30 2001-05-21 キヤノン株式会社 光起電力素子及びその製造方法
US6273955B1 (en) 1995-08-28 2001-08-14 Canon Kabushiki Kaisha Film forming apparatus
US6096389A (en) * 1995-09-14 2000-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for forming a deposited film using a microwave CVD process
JP3025179B2 (ja) * 1995-09-28 2000-03-27 キヤノン株式会社 光電変換素子の形成方法
JPH09199431A (ja) 1996-01-17 1997-07-31 Canon Inc 薄膜形成方法および薄膜形成装置
US6153013A (en) * 1996-02-16 2000-11-28 Canon Kabushiki Kaisha Deposited-film-forming apparatus
US5849108A (en) * 1996-04-26 1998-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element with zno layer having increasing fluorine content in layer thickness direction
JP3437386B2 (ja) * 1996-09-05 2003-08-18 キヤノン株式会社 光起電力素子、並びにその製造方法
US6159763A (en) * 1996-09-12 2000-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for forming semiconductor thin film, and method and device for forming photovoltaic element
US6057005A (en) * 1996-12-12 2000-05-02 Canon Kabushiki Kaisha Method of forming semiconductor thin film
US6159300A (en) * 1996-12-17 2000-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for forming non-single-crystal semiconductor thin film, method for forming non-single-crystal semiconductor thin film, and method for producing photovoltaic device
US6726812B1 (en) 1997-03-04 2004-04-27 Canon Kabushiki Kaisha Ion beam sputtering apparatus, method for forming a transparent and electrically conductive film, and process for the production of a semiconductor device
JPH1180964A (ja) 1997-07-07 1999-03-26 Canon Inc プラズマcvd法による堆積膜形成装置
US6268233B1 (en) 1998-01-26 2001-07-31 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device
JPH11246971A (ja) * 1998-03-03 1999-09-14 Canon Inc 微結晶シリコン系薄膜の作製方法及び作製装置
JPH11251612A (ja) 1998-03-03 1999-09-17 Canon Inc 光起電力素子の製造方法
EP0977246A3 (en) * 1998-07-31 2005-11-09 Canon Kabushiki Kaisha Production process of semiconductor layer, fabrication process of photovoltaic cell and production apparatus of semiconductor layer
EP1001449A1 (en) 1998-10-16 2000-05-17 Canon Kabushiki Kaisha Deposited film forming system and process
JP2000204478A (ja) * 1998-11-11 2000-07-25 Canon Inc 基板処理装置及び基板処理方法
JP2001040478A (ja) 1999-05-27 2001-02-13 Canon Inc 堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法
JP3870014B2 (ja) 1999-07-26 2007-01-17 キヤノン株式会社 真空処理装置および真空処理方法
US6547922B2 (en) 2000-01-31 2003-04-15 Canon Kabushiki Kaisha Vacuum-processing apparatus using a movable cooling plate during processing
JP2001323376A (ja) * 2000-03-06 2001-11-22 Canon Inc 堆積膜の形成装置
US6667240B2 (en) 2000-03-09 2003-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for forming deposited film
JP4439665B2 (ja) * 2000-03-29 2010-03-24 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマcvd装置
JP2002020863A (ja) 2000-05-01 2002-01-23 Canon Inc 堆積膜の形成方法及び形成装置、及び基板処理方法
US6541316B2 (en) * 2000-12-22 2003-04-01 The Regents Of The University Of California Process for direct integration of a thin-film silicon p-n junction diode with a magnetic tunnel junction
JP2002305315A (ja) 2001-01-31 2002-10-18 Canon Inc 半導体素子の形成方法及び半導体素子
KR100434794B1 (ko) * 2001-02-22 2004-06-07 최동열 잉크젯 날염용 원단지 및 그 제조방법
JP4651072B2 (ja) 2001-05-31 2011-03-16 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法、および堆積膜形成装置
GB0202125D0 (en) * 2002-01-30 2002-03-20 Qinetiq Ltd Dark coatings
EP1347077B1 (en) * 2002-03-15 2006-05-17 VHF Technologies SA Apparatus and method for the production of flexible semiconductor devices
GB0212062D0 (en) * 2002-05-24 2002-07-03 Vantico Ag Jetable compositions
JP2004043910A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Canon Inc 堆積膜形成方法および形成装置
JP2004300574A (ja) * 2003-03-20 2004-10-28 Canon Inc 基板処理装置
JP4731913B2 (ja) 2003-04-25 2011-07-27 株式会社半導体エネルギー研究所 パターンの形成方法および半導体装置の製造方法
JP2004335706A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Canon Inc 半導体素子の形成方法
RU2240280C1 (ru) 2003-10-10 2004-11-20 Ворлд Бизнес Ассошиэйтс Лимитед Способ формирования упорядоченных волнообразных наноструктур (варианты)
US7768018B2 (en) * 2003-10-10 2010-08-03 Wostec, Inc. Polarizer based on a nanowire grid
US7462514B2 (en) * 2004-03-03 2008-12-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same, liquid crystal television, and EL television
US20050196710A1 (en) * 2004-03-04 2005-09-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming pattern, thin film transistor, display device and method for manufacturing the same, and television apparatus
JP4416569B2 (ja) * 2004-05-24 2010-02-17 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置
US7446335B2 (en) * 2004-06-18 2008-11-04 Regents Of The University Of Minnesota Process and apparatus for forming nanoparticles using radiofrequency plasmas
US8158517B2 (en) * 2004-06-28 2012-04-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing wiring substrate, thin film transistor, display device and television device
US20090014423A1 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Xuegeng Li Concentric flow-through plasma reactor and methods therefor
US20080191193A1 (en) * 2007-01-22 2008-08-14 Xuegeng Li In situ modification of group iv nanoparticles using gas phase nanoparticle reactors
US20080220175A1 (en) * 2007-01-22 2008-09-11 Lorenzo Mangolini Nanoparticles wtih grafted organic molecules
US8066840B2 (en) * 2007-01-22 2011-11-29 Solopower, Inc. Finger pattern formation for thin film solar cells
US8471170B2 (en) 2007-07-10 2013-06-25 Innovalight, Inc. Methods and apparatus for the production of group IV nanoparticles in a flow-through plasma reactor
US8968438B2 (en) * 2007-07-10 2015-03-03 Innovalight, Inc. Methods and apparatus for the in situ collection of nucleated particles
GB2453766A (en) * 2007-10-18 2009-04-22 Novalia Ltd Method of fabricating an electronic device
DE102008043458A1 (de) * 2008-11-04 2010-05-12 Q-Cells Se Solarzelle
KR20110015998A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 삼성전자주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
US20110083724A1 (en) * 2009-10-08 2011-04-14 Ovshinsky Stanford R Monolithic Integration of Photovoltaic Cells
TWI501412B (zh) * 2010-06-22 2015-09-21 Iner Aec Executive Yuan 具有改良的光捕捉結構之太陽電池
ES2509967T3 (es) * 2011-02-24 2014-10-20 Soitec Solar Gmbh Disposiciones de células solares para módulos fotovoltaicos concentradores
WO2013006077A1 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Wostec, Inc. Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using
JP5840294B2 (ja) 2011-08-05 2016-01-06 ウォステック・インコーポレイテッドWostec, Inc ナノ構造層を有する発光ダイオードならびに製造方法および使用方法
US9057704B2 (en) 2011-12-12 2015-06-16 Wostec, Inc. SERS-sensor with nanostructured surface and methods of making and using
CN104025317B (zh) * 2011-12-19 2016-03-02 尼斯迪格瑞科技环球公司 以全大气压印刷工艺形成渐变折射率透镜以形成光伏面板
WO2013109157A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Wostec, Inc. Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using
US9134250B2 (en) 2012-03-23 2015-09-15 Wostec, Inc. SERS-sensor with nanostructured layer and methods of making and using
WO2014142700A1 (en) 2013-03-13 2014-09-18 Wostec Inc. Polarizer based on a nanowire grid
US9748423B2 (en) * 2014-01-16 2017-08-29 Fundacio Institut De Ciencies Fotoniques Photovoltaic device with fiber array for sun tracking
US20170194167A1 (en) 2014-06-26 2017-07-06 Wostec, Inc. Wavelike hard nanomask on a topographic feature and methods of making and using
US10672427B2 (en) 2016-11-18 2020-06-02 Wostec, Inc. Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using
WO2018156042A1 (en) 2017-02-27 2018-08-30 Wostec, Inc. Nanowire grid polarizer on a curved surface and methods of making and using

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US406452A (en) * 1889-07-09 Method of making cannon
FR2133498B1 (ja) * 1971-04-15 1977-06-03 Labo Electronique Physique
GB1342972A (en) * 1971-08-28 1974-01-10 Wildt Mellor Bromley Ltd Knitting machine needle
JPS5631297B2 (ja) * 1973-05-29 1981-07-20
US3979271A (en) * 1973-07-23 1976-09-07 Westinghouse Electric Corporation Deposition of solid semiconductor compositions and novel semiconductor materials
FR2265872B1 (ja) * 1974-03-27 1977-10-14 Anvar
US3969163A (en) * 1974-09-19 1976-07-13 Texas Instruments Incorporated Vapor deposition method of forming low cost semiconductor solar cells including reconstitution of the reacted gases
JPS51113481A (en) * 1975-03-28 1976-10-06 Sony Corp Semiconductor device
JPS51141587A (en) * 1975-05-30 1976-12-06 Sharp Kk Method of producing solar battery
IT1062510B (it) 1975-07-28 1984-10-20 Rca Corp Dispositivo semiconduttore presentante una regione attiva di silicio amorfo
US4064521A (en) * 1975-07-28 1977-12-20 Rca Corporation Semiconductor device having a body of amorphous silicon
US4152535A (en) * 1976-07-06 1979-05-01 The Boeing Company Continuous process for fabricating solar cells and the product produced thereby
US4042418A (en) 1976-08-02 1977-08-16 Westinghouse Electric Corporation Photovoltaic device and method of making same
DE2638269C2 (de) 1976-08-25 1983-05-26 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Verfahren zur Herstellung von substratgebundenem, großflächigem Silicium
US4196438A (en) * 1976-09-29 1980-04-01 Rca Corporation Article and device having an amorphous silicon containing a halogen and method of fabrication
US4133697A (en) * 1977-06-24 1979-01-09 Nasa Solar array strip and a method for forming the same
US4117506A (en) 1977-07-28 1978-09-26 Rca Corporation Amorphous silicon photovoltaic device having an insulating layer
DE2746967C2 (de) * 1977-10-19 1981-09-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrofotographische Aufzeichnungstrommel
AU530905B2 (en) * 1977-12-22 1983-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member
DE2757301A1 (de) 1977-12-22 1979-07-05 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur umwandlung von strahlung in elektrische energie und verfahren zur herstellung der vorrichtung
US4264962A (en) 1978-02-07 1981-04-28 Beam Engineering Kabushiki Kaisha Small-sized electronic calculator
US4217374A (en) * 1978-03-08 1980-08-12 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
US4342044A (en) * 1978-03-08 1982-07-27 Energy Conversion Devices, Inc. Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices
US4226898A (en) * 1978-03-16 1980-10-07 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors produced by a glow discharge process
US4163677A (en) * 1978-04-28 1979-08-07 Rca Corporation Schottky barrier amorphous silicon solar cell with thin doped region adjacent metal Schottky barrier
DE2827049A1 (de) * 1978-06-20 1980-01-10 Siemens Ag Solarzellenbatterie und verfahren zu ihrer herstellung
US4202928A (en) * 1978-07-24 1980-05-13 Rca Corporation Updateable optical storage medium
JPS5529154A (en) * 1978-08-23 1980-03-01 Shunpei Yamazaki Semiconductor device
JPS5559783A (en) * 1978-10-27 1980-05-06 Canon Inc Electronic device with solar battery
JPS5578524A (en) * 1978-12-10 1980-06-13 Shunpei Yamazaki Manufacture of semiconductor device
GB2038086A (en) * 1978-12-19 1980-07-16 Standard Telephones Cables Ltd Amorphous semiconductor devices
JPS5934421B2 (ja) * 1979-11-29 1984-08-22 住友電気工業株式会社 薄膜製造法
DE3000889C2 (de) 1980-01-11 1984-07-26 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verwendung einer um zwei Rollen umlaufenden Metallfolie zum Stranggießen von amorphem Silizium
IE52208B1 (en) * 1980-09-09 1987-08-05 Energy Conversion Devices Inc Method for increasing the band gap in photoresponsive amorphous alloys and devices

Also Published As

Publication number Publication date
GB8323741D0 (en) 1983-10-05
GB2146045B (en) 1985-09-25
AU556596B2 (en) 1986-11-13
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GB2076433B (en) 1985-06-12
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FR2482786B1 (fr) 1986-03-07
DE3119481A1 (de) 1982-01-28
KR840000756B1 (ko) 1984-05-31
GB2147316A (en) 1985-05-09
AU3487484A (en) 1985-03-07
AU556493B2 (en) 1986-11-06
IL62883A0 (en) 1981-07-31
CA1184096A (en) 1985-03-19
IT1135827B (it) 1986-08-27
NL8102411A (nl) 1981-12-16
GB2146045A (en) 1985-04-11
PH18408A (en) 1985-06-24
AU7065381A (en) 1981-11-26
GB2076433A (en) 1981-12-02
KR890003499B1 (ko) 1989-09-22
IN155670B (ja) 1985-02-23
JPS57122581A (en) 1982-07-30
KR890003498B1 (ko) 1989-09-22
IL62883A (en) 1984-11-30
ES8207658A1 (es) 1982-10-01
MX155307A (es) 1988-02-16
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AU542845B2 (en) 1985-03-21
DE3153269C2 (de) 1986-05-15
DE3153269A1 (ja) 1985-06-13
JPS61287176A (ja) 1986-12-17
GB8323742D0 (en) 1983-10-05
JPS5743413A (en) 1982-03-11
KR830006816A (ko) 1983-10-06
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KR860001476A (ko) 1986-02-26
GB2147316B (en) 1985-10-30
ES512728A0 (es) 1983-06-01
IE811099L (en) 1981-11-19
JPH0355977B2 (ja) 1991-08-27
DE3119481C2 (de) 1986-01-02
ES512729A0 (es) 1983-06-01
ES8306923A1 (es) 1983-06-01
JPS6243554B2 (ja) 1987-09-14
JPH0461510B2 (ja) 1992-10-01
BR8103030A (pt) 1982-02-09
JPS6122622A (ja) 1986-01-31
IT8121753A0 (it) 1981-05-15
ES502281A0 (es) 1982-10-01
JPS6236633B2 (ja) 1987-08-07

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