JP2648733B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2648733B2 JP2648733B2 JP5289333A JP28933393A JP2648733B2 JP 2648733 B2 JP2648733 B2 JP 2648733B2 JP 5289333 A JP5289333 A JP 5289333A JP 28933393 A JP28933393 A JP 28933393A JP 2648733 B2 JP2648733 B2 JP 2648733B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用の画像形成
部材に関するものである。更に詳しくは、改善された画
像形成装置に関する。
部材に関するものである。更に詳しくは、改善された画
像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素添加されたアモルファス・シリコン
薄膜（以下ａ−Ｓｉ：Ｈと略記する）は、半導体装置に
適用されており、種々の技術により製造されてきた。電
気化学学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）第１１６
巻の１（１９６９年１月）の第７７〜８１頁の「アモル
ファス・シリコンの製造と特性」と題する論文におい
て、Ｃｈｉｔｔｉｃｋ，ＡｌｅｘａｎｄｅｒおよびＳｔ
ｅｒｌｉｎｇは、シラン（ＳｉＨ4 ）ガス中で誘導的に
結合したＲＦグロー放電により、ドナーとアクセプタの
両方の不純物をドープすることができ、それによって広
範囲に渡ってａ−Ｓｉ：Ｈの導電率を変化させることが
可能な低導電率ａ−Ｓｉ：Ｈを製造したと報告してい
る。最近、ａ−Ｓｉ：ＨがＨ2 ＋Ａｒ雰囲気中でシリコ
ンの蒸着によって製造された。この薄膜は、グロー放電
中のシランから作られるａ−Ｓｉ：Ｈと類似の半導体特
性を示す。
薄膜（以下ａ−Ｓｉ：Ｈと略記する）は、半導体装置に
適用されており、種々の技術により製造されてきた。電
気化学学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）第１１６
巻の１（１９６９年１月）の第７７〜８１頁の「アモル
ファス・シリコンの製造と特性」と題する論文におい
て、Ｃｈｉｔｔｉｃｋ，ＡｌｅｘａｎｄｅｒおよびＳｔ
ｅｒｌｉｎｇは、シラン（ＳｉＨ4 ）ガス中で誘導的に
結合したＲＦグロー放電により、ドナーとアクセプタの
両方の不純物をドープすることができ、それによって広
範囲に渡ってａ−Ｓｉ：Ｈの導電率を変化させることが
可能な低導電率ａ−Ｓｉ：Ｈを製造したと報告してい
る。最近、ａ−Ｓｉ：ＨがＨ2 ＋Ａｒ雰囲気中でシリコ
ンの蒸着によって製造された。この薄膜は、グロー放電
中のシランから作られるａ−Ｓｉ：Ｈと類似の半導体特
性を示す。
【０００３】元来、ａ−Ｓｉ：ＨはＳｉＦ4 とＨ2 中で
のグロー放電によって合成された。この方法は、本発明
者の指導の下に開発され英国特許第９３３，５４５号
（１９６３年８月８日発行）に記載されている。ａ−Ｓ
ｉ：Ｈの優れた誘電特性および高抵抗値については、上
記特許明細書第４頁に表で示されている。高抵抗のａ−
Ｓｉ：Ｈは特にここで述べられている接続体の一構成要
素として適している。
のグロー放電によって合成された。この方法は、本発明
者の指導の下に開発され英国特許第９３３，５４５号
（１９６３年８月８日発行）に記載されている。ａ−Ｓ
ｉ：Ｈの優れた誘電特性および高抵抗値については、上
記特許明細書第４頁に表で示されている。高抵抗のａ−
Ｓｉ：Ｈは特にここで述べられている接続体の一構成要
素として適している。
【０００４】米国特許第４，０６４，５２１号には、グ
ロー放電によって堆積されるＰ−型、Ｎ−型および真性
ａ−Ｓｉ：Ｈからなる光起電接合体が記載されている。
該特許では、先のＣｈｉｔｔｉｃｋらの論文に示されて
いるシランと混合されたガス状ドーパント、ジボロンお
よびホスフィンが、容量比で１／２〜５％使われてい
る。
ロー放電によって堆積されるＰ−型、Ｎ−型および真性
ａ−Ｓｉ：Ｈからなる光起電接合体が記載されている。
該特許では、先のＣｈｉｔｔｉｃｋらの論文に示されて
いるシランと混合されたガス状ドーパント、ジボロンお
よびホスフィンが、容量比で１／２〜５％使われてい
る。
【０００５】同様に、英国特許第２，０１８，４４６号
（１９７９年１０月１７日発行）には、異なった導電型
の２つのａ−Ｓｉ：Ｈの層からなる接合体をもった種々
の画像形成装置が記載されている。ａ−Ｓｉ：Ｈ用の保
護層およびブロッキング層もまた記載されている。また
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓの第
３５巻の４（１９７９年８月１５日）の第３４９〜３５
１頁の「アモルファス・シリコン薄膜を用いた光導電性
画像」と題する論文において、Ｙ．Ｉｍａｍｕｒａ等に
よるスパターされたａ−Ｓｉ：Ｈで作られたビジコン画
像形成装置が記載されている。
（１９７９年１０月１７日発行）には、異なった導電型
の２つのａ−Ｓｉ：Ｈの層からなる接合体をもった種々
の画像形成装置が記載されている。ａ−Ｓｉ：Ｈ用の保
護層およびブロッキング層もまた記載されている。また
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓの第
３５巻の４（１９７９年８月１５日）の第３４９〜３５
１頁の「アモルファス・シリコン薄膜を用いた光導電性
画像」と題する論文において、Ｙ．Ｉｍａｍｕｒａ等に
よるスパターされたａ−Ｓｉ：Ｈで作られたビジコン画
像形成装置が記載されている。
【０００６】最後に、半導体の分野においては、高速度
に加速されたボロンイオンをシリコンウエーファー中に
ドーパントとして植え込むことは充分に確立されてい
る。ドーパントのイオンは、結晶−シリコンの中にコロ
ナ放電によって植え込まれる。この方法は、Ｗｉｃｈｎ
ｅｒおよびＣｈａｒｌｓｏｎのＪｏｕｒｎａｌ ｏｆＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓの第５巻の５
（１９７６年）の第５１３〜５２９頁の「コロナ放電に
よって製造されるシリコン太陽電池」と題する論文に記
載されている。ここで重要なことは、第５１８頁に記載
されているが、電極間の電圧を数キロボルトに維持でき
るように、放電がコロナ状態に保たれなければならない
ことである。また、十分な植え込み深さ（範囲）を得る
為には高エネルギーの複数の帯電したイオン種が必要で
ある。そのため電圧およびボロンイオンエネルギーが有
用な植え込み深さを得るためには電圧が、従ってイオン
のエネルギーが低すぎるためグロー放電は特に除外され
ている。
に加速されたボロンイオンをシリコンウエーファー中に
ドーパントとして植え込むことは充分に確立されてい
る。ドーパントのイオンは、結晶−シリコンの中にコロ
ナ放電によって植え込まれる。この方法は、Ｗｉｃｈｎ
ｅｒおよびＣｈａｒｌｓｏｎのＪｏｕｒｎａｌ ｏｆＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓの第５巻の５
（１９７６年）の第５１３〜５２９頁の「コロナ放電に
よって製造されるシリコン太陽電池」と題する論文に記
載されている。ここで重要なことは、第５１８頁に記載
されているが、電極間の電圧を数キロボルトに維持でき
るように、放電がコロナ状態に保たれなければならない
ことである。また、十分な植え込み深さ（範囲）を得る
為には高エネルギーの複数の帯電したイオン種が必要で
ある。そのため電圧およびボロンイオンエネルギーが有
用な植え込み深さを得るためには電圧が、従ってイオン
のエネルギーが低すぎるためグロー放電は特に除外され
ている。
【０００７】すなわち、本発明は、電子写真用の画像形
成部材にかかわり、この画像形成部材は、ボロンを含有
るする基体とアモルファス・シリコンの基体との間に半
導体接合を設けたもので、この中ではボロンの拡散が制
限されている。
成部材にかかわり、この画像形成部材は、ボロンを含有
るする基体とアモルファス・シリコンの基体との間に半
導体接合を設けたもので、この中ではボロンの拡散が制
限されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以下、図面を用いて本発
明を詳細に説明する。第１図は、金属表面Ｍ上に真性半
導体（Ｉ）、Ｐ−型およびＮ−型のａ−Ｓｉ：Ｈのコー
ティングを製造するためのグロー放電装置の概略図であ
る。第１図の装置を用いて作られる典型的なＰＩＮ／Ｍ
光起電装置が第２図に示されている。基板１は電極２に
支えられた３インチ×４インチの方形面を有する厚さ
０．０１インチのステンレス・スチール１１である。抵
抗ヒーター３は、電極２と基板１１を支えかつ加熱する
ためのセラミック・ブロック３ａ内に埋められている。
基板１１は側壁８と頂部９によって画定された４インチ
×５インチの方形横断面を有する凹状形カウンタ電極４
の中に設置される。頂部９は基板１１の上面から約４１
／２インチ上方に位置している。電極対１と４は、ガス
密閉を形成するためのガスケットによって台１２に密閉
されたエンクロージャ６の内部に設置される。真空ポン
プ２０は、エンクロージャ６を真空にするためにバルブ
とニップル１３により台１２に接続される。タンク１７
ａ〜１７ｅからのガスＧは、調節ニードル・バルブ１６
ａ〜１６ｅ、マニホルド１５およびコネクタ１４により
台１２を介してエンクロージャ６に導かれる。ここでガ
スＧは、絶縁体管５および電極４の内側の拡散器７とに
より導かれる。側壁８と電極２との間の例えば１／４イ
ンチの間隙１１８は、グロー放電プラズマＰを通過した
後のガスＧの出口となる。計器ＶＧは、エンクロージャ
６内のガスＧの圧力を計るが、０．００１〜１０ｔｏｒ
ｒの範囲内の腐食性で圧縮性ガスを使用するために、市
販されているキャパシタンス−マノメータ形が好まし
い。計器ＶＧからの信号は、所望の圧力を維持するため
にサーボ機構によりバルブ１６を自動的に調節する。電
圧Ｖは、台１２に埋め込まれている絶縁された電気的ブ
ッシング１８，１９を介して接続された導線２１，２２
により電源２４から電極２と４の間に加えられる。保護
抵抗２３はスパーク電流により損傷を受けるのを防止す
る。電圧Ｖと電流Ｉは図示の如く測定される。抵抗ヒー
タ３は導線４５と絶縁ブッシング４５′を介して制御電
源（図示せず）に接続される。
明を詳細に説明する。第１図は、金属表面Ｍ上に真性半
導体（Ｉ）、Ｐ−型およびＮ−型のａ−Ｓｉ：Ｈのコー
ティングを製造するためのグロー放電装置の概略図であ
る。第１図の装置を用いて作られる典型的なＰＩＮ／Ｍ
光起電装置が第２図に示されている。基板１は電極２に
支えられた３インチ×４インチの方形面を有する厚さ
０．０１インチのステンレス・スチール１１である。抵
抗ヒーター３は、電極２と基板１１を支えかつ加熱する
ためのセラミック・ブロック３ａ内に埋められている。
基板１１は側壁８と頂部９によって画定された４インチ
×５インチの方形横断面を有する凹状形カウンタ電極４
の中に設置される。頂部９は基板１１の上面から約４１
／２インチ上方に位置している。電極対１と４は、ガス
密閉を形成するためのガスケットによって台１２に密閉
されたエンクロージャ６の内部に設置される。真空ポン
プ２０は、エンクロージャ６を真空にするためにバルブ
とニップル１３により台１２に接続される。タンク１７
ａ〜１７ｅからのガスＧは、調節ニードル・バルブ１６
ａ〜１６ｅ、マニホルド１５およびコネクタ１４により
台１２を介してエンクロージャ６に導かれる。ここでガ
スＧは、絶縁体管５および電極４の内側の拡散器７とに
より導かれる。側壁８と電極２との間の例えば１／４イ
ンチの間隙１１８は、グロー放電プラズマＰを通過した
後のガスＧの出口となる。計器ＶＧは、エンクロージャ
６内のガスＧの圧力を計るが、０．００１〜１０ｔｏｒ
ｒの範囲内の腐食性で圧縮性ガスを使用するために、市
販されているキャパシタンス−マノメータ形が好まし
い。計器ＶＧからの信号は、所望の圧力を維持するため
にサーボ機構によりバルブ１６を自動的に調節する。電
圧Ｖは、台１２に埋め込まれている絶縁された電気的ブ
ッシング１８，１９を介して接続された導線２１，２２
により電源２４から電極２と４の間に加えられる。保護
抵抗２３はスパーク電流により損傷を受けるのを防止す
る。電圧Ｖと電流Ｉは図示の如く測定される。抵抗ヒー
タ３は導線４５と絶縁ブッシング４５′を介して制御電
源（図示せず）に接続される。
【０００９】操作について、エンクロージャ６は０．０
２ｔｏｒｒ以下の圧力までポンプ２０で排気され、ヒー
タ３によって基板１１が１８０〜４００℃に保持され
る。そしてバルブ１６ａを開けることによりタンク１７
ａからのシラン（ＳｉＨ4 ）で充満される。バルブ１６
ａは、エンクロージャ６内を所望の圧力（例えば０．５
ｔｏｒｒ）に維持するために調節される。次にタンク１
７ｂからのホスフィン（ＰＨ3 ）を１％含むヘリウムの
混合物は、装置の圧力ＰＧを約１〜２ｔｏｒｒに上げる
ために、シランと混じるマニホルド１５に入り、そして
絶縁体管５と拡散器７とを通して流れる。電極２と電極
４は陰極と陽極であり、この電極２と電極４との間の電
位差Ｖはグロー放電を開始させる約２００〜５００ボル
トに調節され、そして電流Ｉは基板１１の上にグロー放
電プラズマＰの位置を設けるために約５ｍＡに調節され
る。それによって基板１１上に均一な大量にドープされ
たＮオーミック層３２が作られる。（第２図）約２分間
放電を維持した後、バルブ１６ｂはシランのみを残して
ＰＨ3 とヘリウムの流れを止めるために閉じられる。
２ｔｏｒｒ以下の圧力までポンプ２０で排気され、ヒー
タ３によって基板１１が１８０〜４００℃に保持され
る。そしてバルブ１６ａを開けることによりタンク１７
ａからのシラン（ＳｉＨ4 ）で充満される。バルブ１６
ａは、エンクロージャ６内を所望の圧力（例えば０．５
ｔｏｒｒ）に維持するために調節される。次にタンク１
７ｂからのホスフィン（ＰＨ3 ）を１％含むヘリウムの
混合物は、装置の圧力ＰＧを約１〜２ｔｏｒｒに上げる
ために、シランと混じるマニホルド１５に入り、そして
絶縁体管５と拡散器７とを通して流れる。電極２と電極
４は陰極と陽極であり、この電極２と電極４との間の電
位差Ｖはグロー放電を開始させる約２００〜５００ボル
トに調節され、そして電流Ｉは基板１１の上にグロー放
電プラズマＰの位置を設けるために約５ｍＡに調節され
る。それによって基板１１上に均一な大量にドープされ
たＮオーミック層３２が作られる。（第２図）約２分間
放電を維持した後、バルブ１６ｂはシランのみを残して
ＰＨ3 とヘリウムの流れを止めるために閉じられる。
【００１０】Ｎ−型オーミック層３２の均一性と不純物
濃度は真性半導体（Ｉ）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０の均一性お
よび不純物濃度ほど重要なものではないので、オーミッ
ク層３２はグロー放電を伴なわず熱的処理で堆積させて
もよい。たとえば、従来のヘリウムキャリアガス中にＰ
Ｈ3 ／ＳｉＨ4 で充満された化学的蒸気堆積（ＣＶＤ）
装置を、第１図の装置に基板を装填する前にＮ−型層３
２を堆積させるために使用しても構わない。しかしなが
ら、多結晶体がマクロスケールで形成され、その表面粗
さの故に次に堆積されるａ−Ｓｉ：Ｈ層に損傷を与えな
いようにＣＶＤの温度を低く維持することが重要であ
る。
濃度は真性半導体（Ｉ）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０の均一性お
よび不純物濃度ほど重要なものではないので、オーミッ
ク層３２はグロー放電を伴なわず熱的処理で堆積させて
もよい。たとえば、従来のヘリウムキャリアガス中にＰ
Ｈ3 ／ＳｉＨ4 で充満された化学的蒸気堆積（ＣＶＤ）
装置を、第１図の装置に基板を装填する前にＮ−型層３
２を堆積させるために使用しても構わない。しかしなが
ら、多結晶体がマクロスケールで形成され、その表面粗
さの故に次に堆積されるａ−Ｓｉ：Ｈ層に損傷を与えな
いようにＣＶＤの温度を低く維持することが重要であ
る。
【００１１】続いて、Ｎ層の頂部表面にＩ型ａ−Ｓｉ：
Ｈ層１０を生じさせるために基板１１の温度はヒータ３
によって１８０〜４１０℃に保持される。そしてシラン
のみの圧力ＰＧは０．１〜０．４ｔｏｒｒに調節され
る。もしキャリアガスとしてヘリウムを使用した場合
は、圧力ＰＧは約２ｔｏｒｒに調節される。電圧ＶはＰ
Ｇに依存するが５００〜１５００ボルトに調節される。
また電流Ｉを約５ｍＡに調節して電極２と電極４の間の
ギャップＧの強電界領域Ｅｓの中に放電を開始し、基板
１１に近接する弱電界領域Ｅｗの中に拡散プラズマＰを
置くようにし、それによって基質１１でのスパーク発生
の可能性を最小限にする。放電は約４０分間継続させ、
ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０を約１ミクロン生成する。より長い
放電時間、高い電流あるいはジシランを用いれば層１０
の厚さを増加することができる。層１０が望ましい厚さ
になったところで、電圧Ｖを除去し、バルブ１６ａを閉
め、そして残留ガスをポンプ２０で排除する。
Ｈ層１０を生じさせるために基板１１の温度はヒータ３
によって１８０〜４１０℃に保持される。そしてシラン
のみの圧力ＰＧは０．１〜０．４ｔｏｒｒに調節され
る。もしキャリアガスとしてヘリウムを使用した場合
は、圧力ＰＧは約２ｔｏｒｒに調節される。電圧ＶはＰ
Ｇに依存するが５００〜１５００ボルトに調節される。
また電流Ｉを約５ｍＡに調節して電極２と電極４の間の
ギャップＧの強電界領域Ｅｓの中に放電を開始し、基板
１１に近接する弱電界領域Ｅｗの中に拡散プラズマＰを
置くようにし、それによって基質１１でのスパーク発生
の可能性を最小限にする。放電は約４０分間継続させ、
ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０を約１ミクロン生成する。より長い
放電時間、高い電流あるいはジシランを用いれば層１０
の厚さを増加することができる。層１０が望ましい厚さ
になったところで、電圧Ｖを除去し、バルブ１６ａを閉
め、そして残留ガスをポンプ２０で排除する。
【００１２】次いでＭ／ＮＩＰ接合体の形成を完了する
ために、水素添加されたアモルファス・ボロン（ａ−
Ｂ：Ｈ）のＰ型層３０がＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０の頂部
表面に、ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）とヘリウムをプラズマＰ
に導入することによって堆積される。まず、バルブ１６
ｃが開けられ、圧力ＰＧが１〜２ｔｏｒｒになるまでＢ
2 Ｈ6 ／Ｈｅガスが導入され、そして基板１１の温度が
層１０および３０の形成の際と同様１８０〜４１０℃に
維持される。電圧Ｖは基板１１上の弱い電界Ｅｗにグロ
ー放電プラズマＰを置くために、２００〜５００ボルト
に調節される。電流はａ−Ｂ：Ｈ層の厚さが１００Åに
なるように約５ｍＡで２分間維持される。また、基板１
１の温度はａ−Ｓｉ：Ｈ層を堆積したのと同じ１８０〜
４１０℃に保持される。ついで、バルブ１６ｃが閉めら
れそしてバルブ１６ｄが開けられ、エンクロージャ６か
ら残留ジボランを除去するために窒素ガスが導入され
る。ヒータ３への電流は遮断され、１時間冷却した後、
エンクロージャ６は大気圧にもどされ、基板１１が取り
出される。
ために、水素添加されたアモルファス・ボロン（ａ−
Ｂ：Ｈ）のＰ型層３０がＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０の頂部
表面に、ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）とヘリウムをプラズマＰ
に導入することによって堆積される。まず、バルブ１６
ｃが開けられ、圧力ＰＧが１〜２ｔｏｒｒになるまでＢ
2 Ｈ6 ／Ｈｅガスが導入され、そして基板１１の温度が
層１０および３０の形成の際と同様１８０〜４１０℃に
維持される。電圧Ｖは基板１１上の弱い電界Ｅｗにグロ
ー放電プラズマＰを置くために、２００〜５００ボルト
に調節される。電流はａ−Ｂ：Ｈ層の厚さが１００Åに
なるように約５ｍＡで２分間維持される。また、基板１
１の温度はａ−Ｓｉ：Ｈ層を堆積したのと同じ１８０〜
４１０℃に保持される。ついで、バルブ１６ｃが閉めら
れそしてバルブ１６ｄが開けられ、エンクロージャ６か
ら残留ジボランを除去するために窒素ガスが導入され
る。ヒータ３への電流は遮断され、１時間冷却した後、
エンクロージャ６は大気圧にもどされ、基板１１が取り
出される。
【００１３】Ｍ／ＮＩＰ光起電装置の形成を完成するた
め、半透明な金属層３４、たとえば１００ÅのＰｂ、Ｃ
ｒ、Ｃｒ−ＣｕあるいはＮｉ−Ｃｒ合金をａ−Ｂ：Ｈ層
上に熱的に蒸着する。金属指３５を電気的接触のため
に、半透明層３４上に熱的に真空蒸着する。フォトダイ
オードあるいは太陽電池として使用するためにＴｉＯ2
のような反射防止（ＡＲ）コーティングあるいはＳｎＯ
2 、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）あるいは酸化亜
鉛のような導電金属酸化物（ＣＭＯ）が金属層３４上に
堆積される。
め、半透明な金属層３４、たとえば１００ÅのＰｂ、Ｃ
ｒ、Ｃｒ−ＣｕあるいはＮｉ−Ｃｒ合金をａ−Ｂ：Ｈ層
上に熱的に蒸着する。金属指３５を電気的接触のため
に、半透明層３４上に熱的に真空蒸着する。フォトダイ
オードあるいは太陽電池として使用するためにＴｉＯ2
のような反射防止（ＡＲ）コーティングあるいはＳｎＯ
2 、インジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）あるいは酸化亜
鉛のような導電金属酸化物（ＣＭＯ）が金属層３４上に
堆積される。
【００１４】上述の堆積プロセスが行なわれた後、Ｍ／
ＮＩＰ電池の電気的特性が種々の光源で試験された。Ａ
ＭＩ太陽光線の照射によって、典型的電池の短絡電流Ｉ
ｓｃを測定した結果４ｍＡ／ｃｍ2 であった。開放電圧
ＶｏｃはＣｒ／Ｎｉ合金半透明電極３４を用いて０．４
５ボルトであった。この電極は入射光光子フラックスの
約３０％しか透過しなかったので、もし十分なＡＭＩ照
射が電極吸収および反射による損失なしに利用されたな
らば計算値で４／０．３、すなわち１３．３ｍＡ／ｃｍ
2 になる。
ＮＩＰ電池の電気的特性が種々の光源で試験された。Ａ
ＭＩ太陽光線の照射によって、典型的電池の短絡電流Ｉ
ｓｃを測定した結果４ｍＡ／ｃｍ2 であった。開放電圧
ＶｏｃはＣｒ／Ｎｉ合金半透明電極３４を用いて０．４
５ボルトであった。この電極は入射光光子フラックスの
約３０％しか透過しなかったので、もし十分なＡＭＩ照
射が電極吸収および反射による損失なしに利用されたな
らば計算値で４／０．３、すなわち１３．３ｍＡ／ｃｍ
2 になる。
【００１５】この電流値は、同様な補正が電極の損失に
対してもなされた場合に文献で報告されている最良値と
ほぼ同じである。また測定されたＶｏｃは同様の低仕事
関数の電極を用いた場合の値と同等である。次いで、上
述したように第１図の装置を用いて同じプロセスで第二
のＭ／ＮＩＰ電池を作った。しかし、ヒータ３は、ａ−
Ｓｉ：Ｈ層１０の堆積温度よりも低い温度でａ−Ｂ：Ｈ
層３０を堆積するために、Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０を堆
積後、遮断された。電極１１とその結果としてａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層１０の温度が約１時間で２００〜３００℃から
約１００℃に減少する。その後ａ−Ｂ：Ｈ層３０を、低
温にした以外、前述の第一の電池の製造条件と同じ条件
で、約２分間グロー放電で層１０上に堆積する。ジボラ
ンガスを除去した後、基板１１を更に冷却することなし
にエンクロージャ６から取り出し、そして後述の第７図
のように画像形成特性と、半透明電極３４を加えた後の
光起電特性を試験する。
対してもなされた場合に文献で報告されている最良値と
ほぼ同じである。また測定されたＶｏｃは同様の低仕事
関数の電極を用いた場合の値と同等である。次いで、上
述したように第１図の装置を用いて同じプロセスで第二
のＭ／ＮＩＰ電池を作った。しかし、ヒータ３は、ａ−
Ｓｉ：Ｈ層１０の堆積温度よりも低い温度でａ−Ｂ：Ｈ
層３０を堆積するために、Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０を堆
積後、遮断された。電極１１とその結果としてａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層１０の温度が約１時間で２００〜３００℃から
約１００℃に減少する。その後ａ−Ｂ：Ｈ層３０を、低
温にした以外、前述の第一の電池の製造条件と同じ条件
で、約２分間グロー放電で層１０上に堆積する。ジボラ
ンガスを除去した後、基板１１を更に冷却することなし
にエンクロージャ６から取り出し、そして後述の第７図
のように画像形成特性と、半透明電極３４を加えた後の
光起電特性を試験する。
【００１６】また、光起電太陽電池を形成するために、
半透明金属コーティング３４と接触指３５を第１のＭ／
ＮＩＰ電池と同じ真空蒸着システムでａ−Ｂ：Ｈ層３０
上に熱的処理を施して蒸着する。そして第２の完成され
たＭ／ＮＩＰ電池を太陽放射のもとでＡＲコーティング
３６の有る場合および無い場合の両方について試験し
た。ＡＭＩ太陽光子フラックスを用い、ＡＲコーティン
グ３６がない場合の試験ではＶｏｃは０．６５ボルトで
電流は４ｍＡ／ｃｍ2 であった。従ってａ−Ｂ：Ｈ層３
４が低温で堆積された場合、Ｖｏｃは基板１１の温度を
減少させずにａ−Ｂ：Ｈを堆積させた第１のＭ／ＮＩＰ
電池に比べ約０．２ボルト増加する。
半透明金属コーティング３４と接触指３５を第１のＭ／
ＮＩＰ電池と同じ真空蒸着システムでａ−Ｂ：Ｈ層３０
上に熱的処理を施して蒸着する。そして第２の完成され
たＭ／ＮＩＰ電池を太陽放射のもとでＡＲコーティング
３６の有る場合および無い場合の両方について試験し
た。ＡＭＩ太陽光子フラックスを用い、ＡＲコーティン
グ３６がない場合の試験ではＶｏｃは０．６５ボルトで
電流は４ｍＡ／ｃｍ2 であった。従ってａ−Ｂ：Ｈ層３
４が低温で堆積された場合、Ｖｏｃは基板１１の温度を
減少させずにａ−Ｂ：Ｈを堆積させた第１のＭ／ＮＩＰ
電池に比べ約０．２ボルト増加する。
【００１７】本発明は現時点では理論的に説明できない
が、基板１１の温度が低いため、Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１
０の表面へのａ−Ｂ：Ｈ層３０が堆積する際の衝撃によ
る損傷が軽微であるためではないかと思われる。ａ−
Ｂ：Ｈ層３０は低温基板に堆積した場合、Ｐ型半導体で
あるらしい。そして堆積したままではわずかにＮ型であ
るドープのないＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に対してＰ−Ｎ
ヘテロ接合を形成する。Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０とａ−
Ｂ：Ｈ層３０との境界面からＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に
向かって空乏領域が形成するので、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０
の頂部表面は最も重要である。
が、基板１１の温度が低いため、Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１
０の表面へのａ−Ｂ：Ｈ層３０が堆積する際の衝撃によ
る損傷が軽微であるためではないかと思われる。ａ−
Ｂ：Ｈ層３０は低温基板に堆積した場合、Ｐ型半導体で
あるらしい。そして堆積したままではわずかにＮ型であ
るドープのないＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に対してＰ−Ｎ
ヘテロ接合を形成する。Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０とａ−
Ｂ：Ｈ層３０との境界面からＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に
向かって空乏領域が形成するので、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０
の頂部表面は最も重要である。
【００１８】第１のＭ／ＮＩＰ電池内のボロンの拡散量
を調べるために、組成物を質量分析器で分析した。第４
図は、ａ−Ｂ：Ｈ層３０と３００℃でグロー放電によっ
て堆積されたａ−Ｓｉ：Ｈ層１０との境界面のボロン／
シリコンの比を一般的に用いられる第２イオン質量分析
器によって分析した結果を示してある。図から明らかな
ように、Ｂ 11／Ｓｉ28同位体の比は約１００Åで急激に
減少し、それから５００Åまでは徐々に減少し、ついに
バックグラウンドの雑音になる。初めの１００Åはシリ
コンの相互拡散を伴うａ−Ｂ：Ｈを表わすようであり、
一方５００Åまではシリコン中のボロンの拡散勾配を示
しているようである。しかしながらこの拡散はグロー放
電の存在しない場合のすでに発表されたボロン拡散のデ
ータから予期される値に比べ大きい。グロー放電中のボ
ロン含有イオンの植え込みもいくらかは起こるだろう
し、ＳｉＢ6 合金も形成されるかもしれない。
を調べるために、組成物を質量分析器で分析した。第４
図は、ａ−Ｂ：Ｈ層３０と３００℃でグロー放電によっ
て堆積されたａ−Ｓｉ：Ｈ層１０との境界面のボロン／
シリコンの比を一般的に用いられる第２イオン質量分析
器によって分析した結果を示してある。図から明らかな
ように、Ｂ 11／Ｓｉ28同位体の比は約１００Åで急激に
減少し、それから５００Åまでは徐々に減少し、ついに
バックグラウンドの雑音になる。初めの１００Åはシリ
コンの相互拡散を伴うａ−Ｂ：Ｈを表わすようであり、
一方５００Åまではシリコン中のボロンの拡散勾配を示
しているようである。しかしながらこの拡散はグロー放
電の存在しない場合のすでに発表されたボロン拡散のデ
ータから予期される値に比べ大きい。グロー放電中のボ
ロン含有イオンの植え込みもいくらかは起こるだろう
し、ＳｉＢ6 合金も形成されるかもしれない。
【００１９】しかしながら、ａ−Ｂ：Ｈ層３０を低温で
堆積し、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０中へのボロンの拡散が抑制
された場合にＶｏｃは、従来の半導体技術すなわち結晶
シリコン中へ熱的処理でボロンドーパントを拡散して作
られるＰ−Ｎ接合体の結果から予測される事と矛盾して
いる。ａ−Ｂ：Ｈ薄膜１０を１８０℃以下で熱的処理で
堆積すると、ａ−Ｂ：Ｈ薄膜が他の表面を剥ぐので、低
温で堆積されたａ−Ｂ：Ｈ薄膜の半導体特性にかかわる
データは存在しないようである。
堆積し、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０中へのボロンの拡散が抑制
された場合にＶｏｃは、従来の半導体技術すなわち結晶
シリコン中へ熱的処理でボロンドーパントを拡散して作
られるＰ−Ｎ接合体の結果から予測される事と矛盾して
いる。ａ−Ｂ：Ｈ薄膜１０を１８０℃以下で熱的処理で
堆積すると、ａ−Ｂ：Ｈ薄膜が他の表面を剥ぐので、低
温で堆積されたａ−Ｂ：Ｈ薄膜の半導体特性にかかわる
データは存在しないようである。
【００２０】第３図には、０．０１０インチのステンレ
ス・スチールの基板１１上にまずａ−Ｂ：Ｈ層４０が堆
積され、次いでＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３とＮ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層４２を堆積して作られたＭ／ＰＩＮ光起電接続
耐デイバイスを示してある。第１図に関して述べたグロ
ー放電堆積システムがＭ／ＮＩＰ接続体を作る際に使わ
れた同じプロセス条件でＰ型、Ｉ型およびＮ型層４０，
４３，４２を堆積するのに用いることができるし、また
第２図に関して述べたグロー放電堆積システムを、堆積
の順序を逆にして用いることもできる。冷却して、Ｍ／
ＰＩＮ電池を堆積システムから取り出し、そして第７図
に関して後述する画像形成装置内でおよび光起電デイバ
イスとしての試験をする。
ス・スチールの基板１１上にまずａ−Ｂ：Ｈ層４０が堆
積され、次いでＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３とＮ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層４２を堆積して作られたＭ／ＰＩＮ光起電接続
耐デイバイスを示してある。第１図に関して述べたグロ
ー放電堆積システムがＭ／ＮＩＰ接続体を作る際に使わ
れた同じプロセス条件でＰ型、Ｉ型およびＮ型層４０，
４３，４２を堆積するのに用いることができるし、また
第２図に関して述べたグロー放電堆積システムを、堆積
の順序を逆にして用いることもできる。冷却して、Ｍ／
ＰＩＮ電池を堆積システムから取り出し、そして第７図
に関して後述する画像形成装置内でおよび光起電デイバ
イスとしての試験をする。
【００２１】光起電デイバイスを形成するために、Ｎ型
層４２へ電気的接触を与える電極４４を付け加えること
ができる。電極４４が好ましくはＮ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４
２に対して非常に高いＶｏｃを生じさせるためＣｒ、Ａ
ｌ、Ｔｉ等の低仕事関数金属からできていることを除い
ては第２図のＭ／ＮＩＰ電池と同様に、１００ÅのＣｒ
／ＣｕあるいはＮｉ−Ｃｒ合金の半透明層４４がＮ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層４２上に熱的に蒸着される。好ましくは錫
の酸化物あるいは亜鉛の酸化物のような導電性金属の酸
化物からなるＡＲコーティング４６を電極４４上に標準
的な技術で堆積し、そしてＴｉ−Ａｇの接触指を常法に
よって付け加える。
層４２へ電気的接触を与える電極４４を付け加えること
ができる。電極４４が好ましくはＮ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４
２に対して非常に高いＶｏｃを生じさせるためＣｒ、Ａ
ｌ、Ｔｉ等の低仕事関数金属からできていることを除い
ては第２図のＭ／ＮＩＰ電池と同様に、１００ÅのＣｒ
／ＣｕあるいはＮｉ−Ｃｒ合金の半透明層４４がＮ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層４２上に熱的に蒸着される。好ましくは錫
の酸化物あるいは亜鉛の酸化物のような導電性金属の酸
化物からなるＡＲコーティング４６を電極４４上に標準
的な技術で堆積し、そしてＴｉ−Ａｇの接触指を常法に
よって付け加える。
【００２２】ＡＲコーティング４６がない場合の試験で
はステンレス・スチール基板１１上にａ−Ｂ：Ｈ層４０
を堆積した場合Ｍ／ＰＩＮ電池のＩｓｃは４ｍＡ／ｃｍ
2 であった。１００ÅのＣｒ／Ｎｉの半透明の頂部電極
の光透過は約３０％であるので、内部のＩｓｃは第２図
のＭ／ＰＩＮ電池とほぼ同じ約１３．３ｍＡ／ｃｍ2と
なる。しかしながら測定されたＶｏｃは０．７９ボルト
で、ａ−Ｂ：Ｈ層３０を低温で堆積したにもかかわら
ず、第２図のＭ／ＰＩＮ電池に比べより大きな値になっ
ている。Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ第２３巻１４５〜１
４７頁（１９７９年）の「アモルファス・シリコンの単
一太陽パネル」と題する論文でＨａｎａｋによってＰ型
ａ−Ｓｉ：Ｈに接触するＰｔ電極のＶｏｃが０．７５ボ
ルトと報告されているが、本発明のＶｏｃはＨａｎａｋ
によって報告されたＶｏｃ０．７５ボルトと同等である
かそれ以上である。Ｐｔは高価でかなり得がたいもので
あるが、ステンレス・スチールは安価で豊富である。高
価な金属は小型の電子装置に利用する場合には満足しう
る材料費であるが、広い面積をもつ太陽エネルギー転換
装置に対して用いた場合、コストはかなりのものとなる
ので適当ではない。
はステンレス・スチール基板１１上にａ−Ｂ：Ｈ層４０
を堆積した場合Ｍ／ＰＩＮ電池のＩｓｃは４ｍＡ／ｃｍ
2 であった。１００ÅのＣｒ／Ｎｉの半透明の頂部電極
の光透過は約３０％であるので、内部のＩｓｃは第２図
のＭ／ＰＩＮ電池とほぼ同じ約１３．３ｍＡ／ｃｍ2と
なる。しかしながら測定されたＶｏｃは０．７９ボルト
で、ａ−Ｂ：Ｈ層３０を低温で堆積したにもかかわら
ず、第２図のＭ／ＰＩＮ電池に比べより大きな値になっ
ている。Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ第２３巻１４５〜１
４７頁（１９７９年）の「アモルファス・シリコンの単
一太陽パネル」と題する論文でＨａｎａｋによってＰ型
ａ−Ｓｉ：Ｈに接触するＰｔ電極のＶｏｃが０．７５ボ
ルトと報告されているが、本発明のＶｏｃはＨａｎａｋ
によって報告されたＶｏｃ０．７５ボルトと同等である
かそれ以上である。Ｐｔは高価でかなり得がたいもので
あるが、ステンレス・スチールは安価で豊富である。高
価な金属は小型の電子装置に利用する場合には満足しう
る材料費であるが、広い面積をもつ太陽エネルギー転換
装置に対して用いた場合、コストはかなりのものとなる
ので適当ではない。
【００２３】堆積条件は、ａ−Ｂ：Ｈ層４０の堆積を容
易にするために基板１１の温度を上げて、それから温度
を下げてＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３を１８０〜４１０℃で
堆積してもよい。たとえば、ａ−Ｂ：Ｈ層４０をＢ2 Ｈ
6 ／Ｈｅの存在下基板の温度を３００〜６００℃に維持
して通常のＣＶＤ装置で堆積し、そして冷却後第１図に
示すグロー放電装置へ移してもよい。また、ＣＶＤ温度
が多結晶を形成し、そして表面に粗面を生じさせるよう
な温度以下であれば、Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 の混合物がス
テンレス・スチール基板１１上の層４０をほぼ６００℃
かそれ以上の温度でＣＶＤ処理するのに用いられても構
わない。Ｂ／Ｓｉの比が０．０１以上であることが好ま
しい。
易にするために基板１１の温度を上げて、それから温度
を下げてＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３を１８０〜４１０℃で
堆積してもよい。たとえば、ａ−Ｂ：Ｈ層４０をＢ2 Ｈ
6 ／Ｈｅの存在下基板の温度を３００〜６００℃に維持
して通常のＣＶＤ装置で堆積し、そして冷却後第１図に
示すグロー放電装置へ移してもよい。また、ＣＶＤ温度
が多結晶を形成し、そして表面に粗面を生じさせるよう
な温度以下であれば、Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 の混合物がス
テンレス・スチール基板１１上の層４０をほぼ６００℃
かそれ以上の温度でＣＶＤ処理するのに用いられても構
わない。Ｂ／Ｓｉの比が０．０１以上であることが好ま
しい。
【００２４】基板１１上の他の適切な層４０としては、
第１図の装置でブタジエンとＢ2 Ｈ 6 の混合物を用いて
グロー放電によって堆積されたボロンがドープされた水
素添加されたアモルファス炭素ａ−Ｃ：Ｈがある。どん
な場合でもボロンがドープされた層４０は光がＮ型層４
２を通って反対側から入るので物理的、電気的考慮から
望みの厚さで構わない。しかしながら、ａ−Ｂ：Ｈ層４
０をグロー放電で堆積する場合、５００Å以上の厚さで
あると、直列抵抗を付加しそしてステンレス・スチール
基板１１から剥がれるので好ましくない。生産上、Ｐ，
ＩおよびＮ層４０，４３，４２の堆積は温度、圧力およ
びガス成分をプログラムしてある一連の堆積チャンバを
通して基板１１を移動させることによって一列におこな
うことが好ましい。
第１図の装置でブタジエンとＢ2 Ｈ 6 の混合物を用いて
グロー放電によって堆積されたボロンがドープされた水
素添加されたアモルファス炭素ａ−Ｃ：Ｈがある。どん
な場合でもボロンがドープされた層４０は光がＮ型層４
２を通って反対側から入るので物理的、電気的考慮から
望みの厚さで構わない。しかしながら、ａ−Ｂ：Ｈ層４
０をグロー放電で堆積する場合、５００Å以上の厚さで
あると、直列抵抗を付加しそしてステンレス・スチール
基板１１から剥がれるので好ましくない。生産上、Ｐ，
ＩおよびＮ層４０，４３，４２の堆積は温度、圧力およ
びガス成分をプログラムしてある一連の堆積チャンバを
通して基板１１を移動させることによって一列におこな
うことが好ましい。
【００２５】更にＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３はジシランの
ような他のシラン化合物からも作ることができるし、気
相ＳｉＨ4 を熱的にクラッキングし、そして後述の第１
図のような装置を用いてＳｉＨ4 あるいは水素中のグロ
ー放電を通ってシリコンを含有する物質を拡散させるよ
うな他の堆積技術によっても作ることができる。ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層４３を形成する他の技術については、本発明者
の先の米国出願 No.８５７，６９０に記載されている
が、その一例としては、ＳｉＨ4 あるいは水素−アルゴ
ンの存在下にシリコンをスパッタリングすることによっ
てａ−Ｓｉ：Ｈ層４３を形成する。
ような他のシラン化合物からも作ることができるし、気
相ＳｉＨ4 を熱的にクラッキングし、そして後述の第１
図のような装置を用いてＳｉＨ4 あるいは水素中のグロ
ー放電を通ってシリコンを含有する物質を拡散させるよ
うな他の堆積技術によっても作ることができる。ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層４３を形成する他の技術については、本発明者
の先の米国出願 No.８５７，６９０に記載されている
が、その一例としては、ＳｉＨ4 あるいは水素−アルゴ
ンの存在下にシリコンをスパッタリングすることによっ
てａ−Ｓｉ：Ｈ層４３を形成する。
【００２６】上述したＭ／ＰＩＮ電池の予期できぬほど
高いＶｏｃとＩｓｃに関しては、一般に認められている
理論に基づいて説明することはできない。Ｐ型層４０に
隣接したＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３の空乏領域（０．３ミ
クロン）内にのみ生じる小数のキャリアが有用な電流Ｉ
ｓｃとして集められる。しかし、本発明のＭ／ＰＩＮ電
池では半透明電極４４を通過した光子フラックスが介在
するＮ型層４２とＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈの非空乏領域によっ
て吸収される。空乏領域の外側では空孔の拡散が０．１
ミクロンより小さいということが当業者の間では周知の
ことなので、範囲が光電流にどのくらい寄与しているの
か予測できない。本発明のＭ／ＰＩＮ電池では予期に反
して、たとえＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３の厚さが２ミクロ
ンに増加してもＩｓｃは減少しない。Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ
層の厚さが３ミクロンになると僅かに減少するだけであ
る。
高いＶｏｃとＩｓｃに関しては、一般に認められている
理論に基づいて説明することはできない。Ｐ型層４０に
隣接したＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３の空乏領域（０．３ミ
クロン）内にのみ生じる小数のキャリアが有用な電流Ｉ
ｓｃとして集められる。しかし、本発明のＭ／ＰＩＮ電
池では半透明電極４４を通過した光子フラックスが介在
するＮ型層４２とＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈの非空乏領域によっ
て吸収される。空乏領域の外側では空孔の拡散が０．１
ミクロンより小さいということが当業者の間では周知の
ことなので、範囲が光電流にどのくらい寄与しているの
か予測できない。本発明のＭ／ＰＩＮ電池では予期に反
して、たとえＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層４３の厚さが２ミクロ
ンに増加してもＩｓｃは減少しない。Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ
層の厚さが３ミクロンになると僅かに減少するだけであ
る。
【００２７】第２のＭ／ＰＩＮ電池が第１図に関して述
べたように、バルブ１６ａ，１６ｃを開けることによっ
て１０％Ｂ2 Ｈ6 を含有するＳｉＨ4 のガス混合物をヘ
リウムキャリアで導入し２ｔｏｒｒの圧力下、グロー放
電でステンレス・スチール基板１１上に層４０としてボ
ロンがドープされたａ−Ｓｉ：Ｈをまず堆積することに
よって作られる。第３図のＭ／ＰＩＮ電池を完成するた
めに層４０上に層４３および層４２として２ミクロンの
ａ−Ｓｉ：Ｈ層および２００〜４００ÅのＮ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層を堆積する。半透明電極４４を蒸着しそしてＡ
Ｍ１太陽光のもとでの試験後、ａ−Ｂ：Ｈ層４０をもつ
第１のＭ／ＰＩＮ電池と同様に、高出力ＶｏｃとＩｓｃ
が測定される。しかし、スペクトルの赤色部中のＩｓｃ
出力はａ−Ｂ：Ｈのみで堆積された層４０よりもＢ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 中で共堆積されたものの方が高くなる。同
様な高出力ＩｓｃとＶｏｃが、Ｐ型層４０がＢ−ドープ
されたａ−Ｓｉ：Ｈおよび水素添加されたアモルファス
・カーボンａ−Ｃ：Ｈを用いて形成された場合、照射下
で測定される。ａ−Ｓｉ：Ｈ層３０がステンレス・スチ
ール上にボロン含有Ｐ型層の前堆積上に堆積された場合
でもＰ−Ｎ接合部が最深部の光照射域であるにもかかわ
らず、改良された特性を作るようだ。
べたように、バルブ１６ａ，１６ｃを開けることによっ
て１０％Ｂ2 Ｈ6 を含有するＳｉＨ4 のガス混合物をヘ
リウムキャリアで導入し２ｔｏｒｒの圧力下、グロー放
電でステンレス・スチール基板１１上に層４０としてボ
ロンがドープされたａ−Ｓｉ：Ｈをまず堆積することに
よって作られる。第３図のＭ／ＰＩＮ電池を完成するた
めに層４０上に層４３および層４２として２ミクロンの
ａ−Ｓｉ：Ｈ層および２００〜４００ÅのＮ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層を堆積する。半透明電極４４を蒸着しそしてＡ
Ｍ１太陽光のもとでの試験後、ａ−Ｂ：Ｈ層４０をもつ
第１のＭ／ＰＩＮ電池と同様に、高出力ＶｏｃとＩｓｃ
が測定される。しかし、スペクトルの赤色部中のＩｓｃ
出力はａ−Ｂ：Ｈのみで堆積された層４０よりもＢ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 中で共堆積されたものの方が高くなる。同
様な高出力ＩｓｃとＶｏｃが、Ｐ型層４０がＢ−ドープ
されたａ−Ｓｉ：Ｈおよび水素添加されたアモルファス
・カーボンａ−Ｃ：Ｈを用いて形成された場合、照射下
で測定される。ａ−Ｓｉ：Ｈ層３０がステンレス・スチ
ール上にボロン含有Ｐ型層の前堆積上に堆積された場合
でもＰ−Ｎ接合部が最深部の光照射域であるにもかかわ
らず、改良された特性を作るようだ。
【００２８】第５図には第２図と第３図の光起電デイバ
イスを共通の半透明電極５３と平行に連結されたタンデ
ム式Ｍ／ＰＩＮ／ＮＩＰ接合体が図示されている。まず
最初にａ−Ｂ：Ｈ層５０が第１図に記載されているよう
な装置を用いてステンレス・スチール基板１１上に２０
０Åの厚さで堆積される。次いで２ミクロンの厚さの真
性ａ−Ｓｉ：Ｈ層５１と２００Åの厚さのＮ型層５２が
グロー放電によって堆積され、その結果第３図に示され
ているようなＭ／ＰＩＮが形成される。１００Åの厚さ
のＮｉ／Ｃｒ合金電極５３がＮ型層５２上に真空蒸着さ
れ、第１のＭ／ＰＩＮ段階が完結する。Ｎｉ／Ｃｒ合金
の代わりに、半透明電極５３は０．１ミクロン以上の厚
さをもった錫酸化物のような導電性金属酸化物であって
もよい。
イスを共通の半透明電極５３と平行に連結されたタンデ
ム式Ｍ／ＰＩＮ／ＮＩＰ接合体が図示されている。まず
最初にａ−Ｂ：Ｈ層５０が第１図に記載されているよう
な装置を用いてステンレス・スチール基板１１上に２０
０Åの厚さで堆積される。次いで２ミクロンの厚さの真
性ａ−Ｓｉ：Ｈ層５１と２００Åの厚さのＮ型層５２が
グロー放電によって堆積され、その結果第３図に示され
ているようなＭ／ＰＩＮが形成される。１００Åの厚さ
のＮｉ／Ｃｒ合金電極５３がＮ型層５２上に真空蒸着さ
れ、第１のＭ／ＰＩＮ段階が完結する。Ｎｉ／Ｃｒ合金
の代わりに、半透明電極５３は０．１ミクロン以上の厚
さをもった錫酸化物のような導電性金属酸化物であって
もよい。
【００２９】第２図に関して述べたプロセス条件を用い
て約２００Åの厚さのＮ型層５４次いで１ミクロンの厚
さのＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５５がグロー放電によって堆積
され、Ｍ／ＮＩＰが形成される。ａ−Ｂ：ＨのＰ型層５
６は第２図で述べた第２のＭ／ＮＩＰ電池で行なったよ
うに、基板１１を約１００℃に冷却後堆積されることが
好ましい。基板１１上のａ−Ｂ：Ｈ層５０は１８０℃以
上の温度で堆積されることが好ましく、一方、頂部のａ
−Ｂ：Ｈ層５６はＶｏｃを最大にするために１８０℃以
下で堆積されることが好ましい。ステンレス・スチール
基板１１上の層５０はボロンがドープされたａ−Ｓｉ：
Ｈであってもよく、その際のａ−Ｓｉ：ＨとしてはＢ／
Ｓｉ比が０．１％以上のものが好ましい。
て約２００Åの厚さのＮ型層５４次いで１ミクロンの厚
さのＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５５がグロー放電によって堆積
され、Ｍ／ＮＩＰが形成される。ａ−Ｂ：ＨのＰ型層５
６は第２図で述べた第２のＭ／ＮＩＰ電池で行なったよ
うに、基板１１を約１００℃に冷却後堆積されることが
好ましい。基板１１上のａ−Ｂ：Ｈ層５０は１８０℃以
上の温度で堆積されることが好ましく、一方、頂部のａ
−Ｂ：Ｈ層５６はＶｏｃを最大にするために１８０℃以
下で堆積されることが好ましい。ステンレス・スチール
基板１１上の層５０はボロンがドープされたａ−Ｓｉ：
Ｈであってもよく、その際のａ−Ｓｉ：ＨとしてはＢ／
Ｓｉ比が０．１％以上のものが好ましい。
【００３０】次いで半透明電極５７、ＡＲコーティング
５８および接触指５９を以前のようにａ−Ｂ：Ｈ層５６
上に蒸着する。適当な接触パッド（図示せず）を用いて
従来のタンデム式デイバイス技術において要求されるよ
うに直列接続の各電池の電流を調整することなしに電極
１１，５７を平列に連結することもできる。ＡＭ１太陽
照射のもとで、出力Ｉｓｃがどちらかのセルだけと比べ
た場合少なくとも２０％は高くなる。最初のＰＩＮ接合
体によって吸収されない光子フラックスは、層５２を通
過し、ａ−Ｂ：Ｈ層５０との境界面でａ−Ｓｉ：Ｈ層５
１の空乏領域に少数キャリアを生じさせるために出力パ
ワーと効率は無視されるほど低いだろう。しかし、あた
かもＰ型層が最初に照射されたかのように、第２のＭ／
ＰＩＮ接続体が光子エネルギーと同じほどのエネルギー
を得る。不透明電極１１上に生ずるこの結果はもし空乏
領域が従来報告されているように０．３ミクロンの厚さ
のままであれば説明できない。
５８および接触指５９を以前のようにａ−Ｂ：Ｈ層５６
上に蒸着する。適当な接触パッド（図示せず）を用いて
従来のタンデム式デイバイス技術において要求されるよ
うに直列接続の各電池の電流を調整することなしに電極
１１，５７を平列に連結することもできる。ＡＭ１太陽
照射のもとで、出力Ｉｓｃがどちらかのセルだけと比べ
た場合少なくとも２０％は高くなる。最初のＰＩＮ接合
体によって吸収されない光子フラックスは、層５２を通
過し、ａ−Ｂ：Ｈ層５０との境界面でａ−Ｓｉ：Ｈ層５
１の空乏領域に少数キャリアを生じさせるために出力パ
ワーと効率は無視されるほど低いだろう。しかし、あた
かもＰ型層が最初に照射されたかのように、第２のＭ／
ＰＩＮ接続体が光子エネルギーと同じほどのエネルギー
を得る。不透明電極１１上に生ずるこの結果はもし空乏
領域が従来報告されているように０．３ミクロンの厚さ
のままであれば説明できない。
【００３１】第６図にはａ−Ｂ：Ｈ層６０が静電チャー
ジを受けいれる自由表面６０′と共に、グロー放電によ
って堆積される画像デイバイス７０の断面図が示されて
いる。ここで厚さ０．２０インチのアルミニウム基板６
１が常法のプラズマ堆積あるいは蒸着法で０．２５ミク
ロンのＳｉ3 Ｎ4 誘電層６６によってコーティングされ
る。次いで１０ミクロンのａ−Ｓｉ：Ｈ層６２と１００
Åのａ−Ｂ：Ｈ層６０が第１図のようなグロー放電装置
を用いて誘電層６６上に１８０〜４１０℃の温度内で堆
積される。ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２を３０〜１００℃で堆積
して、そして２００〜２５０℃で焼きなましてもよい。
またいずれの場合にもａ−Ｂ：Ｈ層６０を堆積するとき
の温度は１８０℃以下が好ましい。最後にポリパラキシ
レンのような保護有機コーティング６７を層６０上に堆
積することも可能である。
ジを受けいれる自由表面６０′と共に、グロー放電によ
って堆積される画像デイバイス７０の断面図が示されて
いる。ここで厚さ０．２０インチのアルミニウム基板６
１が常法のプラズマ堆積あるいは蒸着法で０．２５ミク
ロンのＳｉ3 Ｎ4 誘電層６６によってコーティングされ
る。次いで１０ミクロンのａ−Ｓｉ：Ｈ層６２と１００
Åのａ−Ｂ：Ｈ層６０が第１図のようなグロー放電装置
を用いて誘電層６６上に１８０〜４１０℃の温度内で堆
積される。ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２を３０〜１００℃で堆積
して、そして２００〜２５０℃で焼きなましてもよい。
またいずれの場合にもａ−Ｂ：Ｈ層６０を堆積するとき
の温度は１８０℃以下が好ましい。最後にポリパラキシ
レンのような保護有機コーティング６７を層６０上に堆
積することも可能である。
【００３２】マクロ結晶温度以下で且つ水素脱離により
暗抵抗と光導電性が減少する温度以下に保たれれば、Ｉ
型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２はシラン／ヘリウム中で低温ＣＶ
Ｄによって堆積してもよい。適当な光導電性、暗抵抗お
よび逆バイアスチャージングが材料特有のものであれば
Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２を形成するために、本発明者の
米国特許出願 No.８５７，６９０に記載されたスパッタ
リングと蒸着のような他の堆積技術を用いてもよい。第
９図に示されている装置は画像形成に特に有効である。
暗抵抗と光導電性が減少する温度以下に保たれれば、Ｉ
型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２はシラン／ヘリウム中で低温ＣＶ
Ｄによって堆積してもよい。適当な光導電性、暗抵抗お
よび逆バイアスチャージングが材料特有のものであれば
Ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６２を形成するために、本発明者の
米国特許出願 No.８５７，６９０に記載されたスパッタ
リングと蒸着のような他の堆積技術を用いてもよい。第
９図に示されている装置は画像形成に特に有効である。
【００３３】第７図には、第５図の電池のような接続体
上に像を形成するのに使うことのできる電子写真装置が
模式的に示されている。ハウジング７３のコロナ放電線
７２によって層６６の表面６６′（あるいは保護層６
３）上に高い負の表面電位が誘起される暗チャンバ７６
のコンベヤー上に電池７０を設置する。次いで電池７０
は、第二の暗チャンバ７７に運ばれる。そこではタング
ステン球７４からの光が適当なレンズシステムで焦点が
あわされて試験物体７６に照射される。それから電池７
０は、適当な極性をもったトーナー（図示せず）が（液
状あるいは粉末状で）塗布され、そしてランプ７９から
の熱で付着される現像部７８へ運ばれる。液状および粉
末の両方のトナーが試験物体の輪郭に対応する良好な転
写画を形成した。また常法の現像電極（図示せず）は像
を反転することがわかった。
上に像を形成するのに使うことのできる電子写真装置が
模式的に示されている。ハウジング７３のコロナ放電線
７２によって層６６の表面６６′（あるいは保護層６
３）上に高い負の表面電位が誘起される暗チャンバ７６
のコンベヤー上に電池７０を設置する。次いで電池７０
は、第二の暗チャンバ７７に運ばれる。そこではタング
ステン球７４からの光が適当なレンズシステムで焦点が
あわされて試験物体７６に照射される。それから電池７
０は、適当な極性をもったトーナー（図示せず）が（液
状あるいは粉末状で）塗布され、そしてランプ７９から
の熱で付着される現像部７８へ運ばれる。液状および粉
末の両方のトナーが試験物体の輪郭に対応する良好な転
写画を形成した。また常法の現像電極（図示せず）は像
を反転することがわかった。
【００３４】第８図には電極３４とＡＲコーティング３
５のない第２図に示されたＭ／ＮＩＰ電池のａ−Ｂ：Ｈ
層３０の表面のような電池８０の表面８０′上に像を形
成するのに使うことのできるＸ線の点放電源が示されて
いる。まずａ−Ｂ：Ｈ表面８０′が暗チャンバー８６に
設置された静電遮断物８３中の高電圧コロナ線８２によ
って負にチャージされる。チャージ後、電池８０はチャ
ンバー８６から遮断されたチャンバー８７にコンベヤー
で動かされ、そして点源８４からのＸ線で露光される。
Ｘ線がＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に電気伝導性を引き起こ
し、そして表面８０′上の静電荷を放電する。誘起され
た導電性と放電荷量はＸ線放射率と露光時間の関数であ
る。被写体８５に応じてＸ線の線量が低減されそれに応
じてａ−Ｂ：Ｈ層３０上の電荷の放電がきまる。電池８
０はチャンバ８８に運ばれ、そこで市配のトナー（粉末
あるいは液状）を塗布されそしてランプ８９からの熱で
定着される。第３図のＭ／ＰＩＮ電池は正のチャージに
なっており、適切なトナーが使われた場合被写体８５の
良好な像を形成した。
５のない第２図に示されたＭ／ＮＩＰ電池のａ−Ｂ：Ｈ
層３０の表面のような電池８０の表面８０′上に像を形
成するのに使うことのできるＸ線の点放電源が示されて
いる。まずａ−Ｂ：Ｈ表面８０′が暗チャンバー８６に
設置された静電遮断物８３中の高電圧コロナ線８２によ
って負にチャージされる。チャージ後、電池８０はチャ
ンバー８６から遮断されたチャンバー８７にコンベヤー
で動かされ、そして点源８４からのＸ線で露光される。
Ｘ線がＩ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に電気伝導性を引き起こ
し、そして表面８０′上の静電荷を放電する。誘起され
た導電性と放電荷量はＸ線放射率と露光時間の関数であ
る。被写体８５に応じてＸ線の線量が低減されそれに応
じてａ−Ｂ：Ｈ層３０上の電荷の放電がきまる。電池８
０はチャンバ８８に運ばれ、そこで市配のトナー（粉末
あるいは液状）を塗布されそしてランプ８９からの熱で
定着される。第３図のＭ／ＰＩＮ電池は正のチャージに
なっており、適切なトナーが使われた場合被写体８５の
良好な像を形成した。
【００３５】第９図には、画像形成部材として使われる
円筒状の基板９０をコーティングするのに特に適したグ
ロー放電堆積装置が示されている。基板９０は、台９３
内にある絶縁された軸受け筒９５中のロッド９４によっ
て支持された直径６インチ長さ１８インチのアルミニウ
ム円筒からできている。エンクロジャー１００は、頂部
プレート９７の付いた直径１２インチ長さ２８インチの
ステンレス・スチールの管９１からできており、適当な
ガスケットの付いた台上に置かれた場合、真空もれのな
い密閉構造となっている。円筒電極９２（頂部プレート
９７に電気的に連結している）は、図示されているよう
に頂部表面９９から間隙ｄをおいて基板９０の表面９９
に対し同軸的に置かれる。ガスＧは、貯蔵タンクと調節
バルブ（図示せず）からプレート９７を通りノズル１２
０によって容易に注入される。第１図に関して議論した
ように、ａ−Ｓｉ：Ｈ形成用の適当なガスとしてはＳｉ
Ｈ 4 あるいはジシランがあげられ、シリコンドーパント
としては、ホスフィン、アルシンあるいはジボラン等が
あげられる。ガスＧは間隙を通りそしてバルブの付いた
ステンレス・スチール導管９８を通り連結された真空ポ
ンプ１３１を通って排気される。電源１３２は、基板９
０の支持ロッド９４とアースされたエンクロージャ部材
９１，９２，９３，９７との間に連結される、強電界領
域Ｅｓが電極９２と９９の間の間隙ｄに誘起され、弱電
界領域Ｅｗが基板９０の表面に誘起される。台９３には
適当なセラミック絶縁体の付いたヒータの線９６がとり
つけられ、ガスＧの一部を熱分解しシリコン化合物を作
りこれがプラズマ部Ｐに拡散しグロー放電を促進させ
る。台９３上の円筒遮断物１３４がシリコン含有化合物
から絶縁された軸受け筒９５を遮蔽する。
円筒状の基板９０をコーティングするのに特に適したグ
ロー放電堆積装置が示されている。基板９０は、台９３
内にある絶縁された軸受け筒９５中のロッド９４によっ
て支持された直径６インチ長さ１８インチのアルミニウ
ム円筒からできている。エンクロジャー１００は、頂部
プレート９７の付いた直径１２インチ長さ２８インチの
ステンレス・スチールの管９１からできており、適当な
ガスケットの付いた台上に置かれた場合、真空もれのな
い密閉構造となっている。円筒電極９２（頂部プレート
９７に電気的に連結している）は、図示されているよう
に頂部表面９９から間隙ｄをおいて基板９０の表面９９
に対し同軸的に置かれる。ガスＧは、貯蔵タンクと調節
バルブ（図示せず）からプレート９７を通りノズル１２
０によって容易に注入される。第１図に関して議論した
ように、ａ−Ｓｉ：Ｈ形成用の適当なガスとしてはＳｉ
Ｈ 4 あるいはジシランがあげられ、シリコンドーパント
としては、ホスフィン、アルシンあるいはジボラン等が
あげられる。ガスＧは間隙を通りそしてバルブの付いた
ステンレス・スチール導管９８を通り連結された真空ポ
ンプ１３１を通って排気される。電源１３２は、基板９
０の支持ロッド９４とアースされたエンクロージャ部材
９１，９２，９３，９７との間に連結される、強電界領
域Ｅｓが電極９２と９９の間の間隙ｄに誘起され、弱電
界領域Ｅｗが基板９０の表面に誘起される。台９３には
適当なセラミック絶縁体の付いたヒータの線９６がとり
つけられ、ガスＧの一部を熱分解しシリコン化合物を作
りこれがプラズマ部Ｐに拡散しグロー放電を促進させ
る。台９３上の円筒遮断物１３４がシリコン含有化合物
から絶縁された軸受け筒９５を遮蔽する。
【００３６】装置の操作は、第１図で述べたのと同様
で、基板９０に５００〜１５００ボルトの負の電圧が加
えられ、強電界領域Ｅｓ中、圧力ＰＧでガスＧを通して
グロー放電が開始される。それからグロー放電プラズマ
Ｐの拡散成分は、圧力ＰＧおよびＶを調節することによ
って基板９０の活性表面の上の弱電界領域Ｅｗに位置す
るようにされる。更に、ＳｉＨ4 によってａ−Ｓｉ：Ｈ
を堆積するに際し、電源（図示せず）からヒータ線９６
に十分電流を流すことによって、ＳｉＨ4 のいくらかが
熱分解され、そしていくらかのシリコン含有フラグメン
トがプラズマＰ中にそして基板９０の表面上に拡散し、
それによってコーティング１３０を形成する。成膜速度
はこれらの熱分解されるフラグメントによって高められ
そしてａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１３０の電気的抵抗率が上昇し
画像形成デイバイス用に特に適したコーティング１３０
を作ることができる。コーティング１３０はヒータ（図
示せず）によって１８０〜４１０℃に維持された基板９
０に堆積されるか、もしくは３０〜１００℃に保たれた
基板９０に堆積され、ついで２００〜３００℃に焼きな
まされる。
で、基板９０に５００〜１５００ボルトの負の電圧が加
えられ、強電界領域Ｅｓ中、圧力ＰＧでガスＧを通して
グロー放電が開始される。それからグロー放電プラズマ
Ｐの拡散成分は、圧力ＰＧおよびＶを調節することによ
って基板９０の活性表面の上の弱電界領域Ｅｗに位置す
るようにされる。更に、ＳｉＨ4 によってａ−Ｓｉ：Ｈ
を堆積するに際し、電源（図示せず）からヒータ線９６
に十分電流を流すことによって、ＳｉＨ4 のいくらかが
熱分解され、そしていくらかのシリコン含有フラグメン
トがプラズマＰ中にそして基板９０の表面上に拡散し、
それによってコーティング１３０を形成する。成膜速度
はこれらの熱分解されるフラグメントによって高められ
そしてａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１３０の電気的抵抗率が上昇し
画像形成デイバイス用に特に適したコーティング１３０
を作ることができる。コーティング１３０はヒータ（図
示せず）によって１８０〜４１０℃に維持された基板９
０に堆積されるか、もしくは３０〜１００℃に保たれた
基板９０に堆積され、ついで２００〜３００℃に焼きな
まされる。
【００３７】画像形成Ｐ−Ｎ接合体を完成するために、
ａ−Ｂ：Ｈ層１３１が第２図で述べたようにａ−Ｓｉ：
Ｈ層１３０の表面にグロー放電によって堆積される。第
７図に示されているような電子写真装置の試験では、ａ
−Ｂ：Ｈ頂部層１３１は１００ボルト以上に帯電した。
第９図に示された装置で作られたデイバイスは図２，
３，６（電極３４，４４およびＡＲコーティング３６，
４６なし）で述べたようにＰ，Ｉ，Ｎおよびブロッキン
グ層の組み合せのいずれの場合でも良好な画像形成特性
をもつ。また、第９図の装置で作られた太陽電池、整流
ダイオードおよびプレーナトランジスターは改善された
特性を示す。
ａ−Ｂ：Ｈ層１３１が第２図で述べたようにａ−Ｓｉ：
Ｈ層１３０の表面にグロー放電によって堆積される。第
７図に示されているような電子写真装置の試験では、ａ
−Ｂ：Ｈ頂部層１３１は１００ボルト以上に帯電した。
第９図に示された装置で作られたデイバイスは図２，
３，６（電極３４，４４およびＡＲコーティング３６，
４６なし）で述べたようにＰ，Ｉ，Ｎおよびブロッキン
グ層の組み合せのいずれの場合でも良好な画像形成特性
をもつ。また、第９図の装置で作られた太陽電池、整流
ダイオードおよびプレーナトランジスターは改善された
特性を示す。
【００３８】水素ガスで希釈されたＢＦ3 のような他の
ボロン含有ガスもまたａ−Ｃ：Ｈとａ−Ｓｉ：Ｈと合金
するためにａ−Ｂ：Ｈの代わりに使用することができ
る。１９６２年１２月１８日に特許された米国特許第
３，０６９，２８３号のパラグラフ６に述べられている
ように本発明者はボロンの薄膜をグロー放電でコーティ
ングするためのガス供給源として先にＢＦ3 を使用して
いた事実を特記したい。しかしながら、本発明はａ−Ｓ
ｉとａ−Ｂの接触に依存しておりそして各堆積温度を調
節することが好ましい。
ボロン含有ガスもまたａ−Ｃ：Ｈとａ−Ｓｉ：Ｈと合金
するためにａ−Ｂ：Ｈの代わりに使用することができ
る。１９６２年１２月１８日に特許された米国特許第
３，０６９，２８３号のパラグラフ６に述べられている
ように本発明者はボロンの薄膜をグロー放電でコーティ
ングするためのガス供給源として先にＢＦ3 を使用して
いた事実を特記したい。しかしながら、本発明はａ−Ｓ
ｉとａ−Ｂの接触に依存しておりそして各堆積温度を調
節することが好ましい。
【００３９】上の概念の拡散の１助として以下の事実が
ある。Ｎ型層４２の堆積温度を１００℃に下げた場合Ｍ
／ＰＩＮ構造においてＶｏｃは５０ｍＶも増加すること
が判明した。Ｉ型ａ−Ｓｉは１８０℃以上で堆積された
場合に最大Ｉｓｃを発現するのであるから、この事は驚
くべきことである。実際従来は、すべてのａ−Ｓｉ薄膜
が電気的に作用するために、１８０℃以上で堆積された
り焼きなまされたりしなければならなかった。この電圧
増加は、第１図あるいは第９図に示されたような装置を
用いて層４２を形成するに際しシランにホスフィンある
いはアルシンのドーパントガスを混合した場合に生じ
る。
ある。Ｎ型層４２の堆積温度を１００℃に下げた場合Ｍ
／ＰＩＮ構造においてＶｏｃは５０ｍＶも増加すること
が判明した。Ｉ型ａ−Ｓｉは１８０℃以上で堆積された
場合に最大Ｉｓｃを発現するのであるから、この事は驚
くべきことである。実際従来は、すべてのａ−Ｓｉ薄膜
が電気的に作用するために、１８０℃以上で堆積された
り焼きなまされたりしなければならなかった。この電圧
増加は、第１図あるいは第９図に示されたような装置を
用いて層４２を形成するに際しシランにホスフィンある
いはアルシンのドーパントガスを混合した場合に生じ
る。
【００４０】従ってこれまでに述べてきた概念が太陽エ
ネルギー変換、不透明電極をもった回路要素としての整
流接合体および画像デイバイスに有用な改良された光起
電デイバイスの基礎を形成することが明らかである。Ｐ
型とＮ型の接触が改良されたバイポーラ型トランジスタ
ーを作るのに使われうる。この他の応用および組合せは
当業者であれば容易であるだろう。
ネルギー変換、不透明電極をもった回路要素としての整
流接合体および画像デイバイスに有用な改良された光起
電デイバイスの基礎を形成することが明らかである。Ｐ
型とＮ型の接触が改良されたバイポーラ型トランジスタ
ーを作るのに使われうる。この他の応用および組合せは
当業者であれば容易であるだろう。
【図１】アモルファス・ボロン、アモルファス・シリコ
ンおよびアモルファス・カーボンのグロー放電堆積とド
ーピング用の第１の装置である。
ンおよびアモルファス・カーボンのグロー放電堆積とド
ーピング用の第１の装置である。
【図２】本発明の第一の実施態様を表わすＭ／ＮＩＰ半
導体の断面図である。
導体の断面図である。
【図３】本発明の第二の実施態様を表わすＭ／ＰＩＮ半
導体の断面図である。
導体の断面図である。
【図４】アモルファス・ボロン／アモルファス・シリコ
ンの接続体においてのボロン／シリコンの比率を示すグ
ラフである。
ンの接続体においてのボロン／シリコンの比率を示すグ
ラフである。
【図５】本発明の第三の実施態様を表わすタンデム半導
体装置の断面図である。
体装置の断面図である。
【図６】本発明の第四の実施態様を表わす画像形成装置
の断面図である。
の断面図である。
【図７】電子写真現像装置の概略図である。
【図８】本発明の第五の実施態様を表わすＸ線電子写真
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図９】シリコン含有ガスの熱分解用の第２の装置の概
略図である。
略図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−64981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−64476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−74339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−11351（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】ボロンがドープされたアモルファスカーボ
ンからなる第１の層と、該第１の層に隣接して設けられ
水素添加されたアモルファス・シリコンからなる第２の
層とを有し、これらの層により形成された半導体接合を
有することを特徴とする電子写真用の画像形成部材。 - 【請求項２】 前記第２の層は、前記第１の層に隣接す
るＩ型半導体領域と該Ｉ型半導体領域に隣接するＮ型半
導体層領域とを含む請求項１記載の電子写真用の画像形
成部材。 - 【請求項３】 基板上に形成された前記第１の層上に、
前記Ｉ型半導体領域が該第１の層と接して設けられてい
る請求項２に記載の電子写真用の画像形成部材。 - 【請求項４】 基板上に形成された前記第１の層上に前
記第２の層が設けられており、該第２の層側から光が入
射する構成の請求項１に記載の電子写真用の画像形成部
材。 - 【請求項５】 前記第１の層は、ＢＦ３ガスを用いたグ
ロー放電法により形成された層である請求項１に記載の
電子写真用の画像形成部材。 - 【請求項６】 ボロンがドープされたアモルファスカー
ボンからなる第１の層と、該第１の層に隣接して設けら
れ水素添加されたアモルファス・シリコンからなる第２
の層とを有し、これらの層により形成された半導体接合
を有する電子写真用の画像形成部材と、 前記半導体装置の表面を帯電させるための帯電手段と、 前記半導体装置の表面を露光させるための露光手段と、 前記半導体装置の表面にトナーを塗布し現像するための
現像手段とを有する画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289333A JP2648733B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289333A JP2648733B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722638A JPH0722638A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2648733B2 true JP2648733B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17741845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289333A Expired - Lifetime JP2648733B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648733B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11354820A (ja) | 1998-06-12 | 1999-12-24 | Sharp Corp | 光電変換素子及びその製造方法 |
| EP1056139A3 (en) | 1999-05-28 | 2007-09-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1123525A (en) * | 1977-10-12 | 1982-05-11 | Stanford R. Ovshinsky | High temperature amorphous semiconductor member and method of making same |
| JPS54145540A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-13 | Canon Inc | Electrophotographic image forming material |
| DE3032158A1 (de) * | 1979-08-30 | 1981-04-02 | Plessey Overseas Ltd., Ilford, Essex | Solarzelle |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289333A patent/JP2648733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722638A (ja) | 1995-01-24 |
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