JP2675552B2 - 非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法 - Google Patents
非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法Info
- Publication number
- JP2675552B2 JP2675552B2 JP62119371A JP11937187A JP2675552B2 JP 2675552 B2 JP2675552 B2 JP 2675552B2 JP 62119371 A JP62119371 A JP 62119371A JP 11937187 A JP11937187 A JP 11937187A JP 2675552 B2 JP2675552 B2 JP 2675552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous semiconductor
- light
- silicon
- thin film
- film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれ
らの製法に関する。さらに詳しくは、光による電気的特
性の低下の小さな非晶質半導体、非晶質半導体装置およ
びそれらの製法に関する。 ［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 近年、プラズマCVD法などによってえられるアモルフ
ァスシリコンをはじめとするテトラヘドラル系非晶質半
導体は、大面積化が容易でかつ低コスト化が可能である
ため、太陽電池や薄膜トランジスター、大面積センサー
などへの応用が注目されている。しかしながら、これら
の半導体を光電変換に用いるばあい、これらの光に対す
る安全性が重要な問題となる。アモルファスシリコンの
光劣化は、すでに1977年にステブラー、ロンスキー両博
士によって発見され、光、とくに強い光に対する電気的
特性の変化は太陽電池や電子写真感光ドラムなどの応用
に対する大きな障害となっている。 本発明は、前記の点に鑑み、テトラヘドラル系非晶質
半導体の光による電気的特性の低下を軽減し、これらを
太陽電池などへ応用する際の耐光性を向上させることの
できる非晶質半導体の製法、該製法によりえられた非晶
質半導体および該非晶質半導体を用いた非晶質半導体装
置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の製法は、シラン系ガスもしくはその混合ガス
をプラズマにより分解することによって基板上にシリコ
ン系非晶質半導体薄膜を形成するのに際し、300〜700nm
の波長域の部分が10W/cm2以上含まれる光パルスを照射
しながら膜堆積を行なうことを特徴としている。 また、本発明の非晶質半導体は、かかる製法により製
造され、かつ前記シリコン系非晶質半導体薄膜の化学式
がａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y≦１）またはａ−Si
1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）であることを特徴とし
ている。 さらに、本発明の非晶質半導体装置は、かかる非晶質
半導体を用いたことを特徴としている。 ［実施例］ 本発明の製法は、通常の方法により非晶質半導体薄膜
を作製するに際し、作製中に該膜を光劣化させるに充分
な光を照射し、劣化をさせながら成膜する点に特徴があ
る。 通常、シリコン系非晶質半導体薄膜は、シラン系ガス
もしくはその混合ガスをプラズマによって分解すること
によって基板上に堆積することにより作成される。本発
明の製法は、かかる膜堆積の途中で膜に光を照射しつつ
成膜することで、えられる半導体薄膜の光に対する安定
性を増加させるものである。 本発明によって半導体の光劣化が低減される詳細な理
由は必ずしも明確ではないが、膜中の一部の原子の結合
状態を変えることにより光に対する安定性が増加するも
のと推認される。通常、ステブラー・ロンスキー効果と
いわれる光照射による非晶質半導体の電気特性の変化
は、光そのものもしくは光生成された担体が捕獲あるい
は再結合することによって、半導体を形成する原子の一
部の結合形態に変化を生ぜしめるために起こると考えら
れている。したがって、本発明による成膜方法では成膜
中に光劣化を生じやすい一部の原子の結合状態を光劣化
後の状態にしたうえさらに成膜を続けることにより通常
の成膜と異なった結合形態で半導体を形成するものであ
る。一方、このような劣化は150℃以上の熱アニールに
より回復することがわかっているため、通常の成膜温度
ではこのような光照射をしてもそれほど大きな電気特性
の低下はともなわない。 成膜中の光劣化は300〜700nmの波長域の部分が10W/cm
2以上含まれる光パルスを照射することで達成される。 前記した方法でえられた本発明の非晶質半導体は耐光
性の向上せられたものであるが、本発明においては非晶
質半導体としてはａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y≦
１）、ａ−Si1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）などを用
いることができる。本発明の非晶質半導体は、たとえば
pin構造、ショットキー構造を有する半導体装置に好適
に用いることができる。 つぎに本発明の製法を実施例にもとづき説明するが本
発明はもとよりかかる実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 容量結合式平行平板型グロー放電分解法により、コー
ニング社＃7059基板（１）上に、放電パワー密度約10mW
/cm2、シラン流量50SCCM、放電圧力0.3Torr、基板温度2
00℃で約１μｍの非晶質シリコン膜（２）を堆積した。
その際、基板に斜め方向から石英窓を通してストロボ光
を５秒間隔で照射しつづけた。基板上での平均照度は約
103W/cm2であり、１パルスは１ミリ秒であった。この光
量での１パルスによる劣化量は、AM・1 100mW/cm2の凝
似太陽光の約30分間の連続照射による劣化とほぼ同レベ
ルに相当する。このようにして製造したアンドープアモ
ルファスシリコン膜（２）（厚さ6000Å）の上にコプラ
ナー形のアルミ金属電極（３）を形成して第１図に示す
ようなサンプルを作成した。 このようにして作成したサンプルについて、凝似太陽
光（AM−１）100mW/cm2の光の下での光電流を測定し、
光劣化の様子を調べた。結果を第２図に示す。 比較例１ 成膜時にストロボ光をまったく照射しなかった以外は
実施例１と同様にしてサンプルを作成し、えられたサン
プルについて実施例１と同様の測定を行なった。測定結
果を第２図に示す。 第２図より明らかなように、光パルスの照射の有無に
よって光劣化の挙動の差がみられる。すなわち、本発明
によるサンプル（実施例１）は初期の導電率は成膜時に
光パルスを照射しないもの（比較例１）と比べて低い
が、光劣化は少なく、約１時間程度で光劣化の程度は逆
転する。 ［発明の効果］ 以上説明したとおり、成膜中に光照射をしながら膜堆
積を行なう本発明の製法によれば、光劣化の小さな非晶
質半導体をうることができる。かかる非晶質半導体を用
いた半導体装置は光に対して安定しており太陽電池や光
センサーなどに好適に用いることができる。
らの製法に関する。さらに詳しくは、光による電気的特
性の低下の小さな非晶質半導体、非晶質半導体装置およ
びそれらの製法に関する。 ［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 近年、プラズマCVD法などによってえられるアモルフ
ァスシリコンをはじめとするテトラヘドラル系非晶質半
導体は、大面積化が容易でかつ低コスト化が可能である
ため、太陽電池や薄膜トランジスター、大面積センサー
などへの応用が注目されている。しかしながら、これら
の半導体を光電変換に用いるばあい、これらの光に対す
る安全性が重要な問題となる。アモルファスシリコンの
光劣化は、すでに1977年にステブラー、ロンスキー両博
士によって発見され、光、とくに強い光に対する電気的
特性の変化は太陽電池や電子写真感光ドラムなどの応用
に対する大きな障害となっている。 本発明は、前記の点に鑑み、テトラヘドラル系非晶質
半導体の光による電気的特性の低下を軽減し、これらを
太陽電池などへ応用する際の耐光性を向上させることの
できる非晶質半導体の製法、該製法によりえられた非晶
質半導体および該非晶質半導体を用いた非晶質半導体装
置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の製法は、シラン系ガスもしくはその混合ガス
をプラズマにより分解することによって基板上にシリコ
ン系非晶質半導体薄膜を形成するのに際し、300〜700nm
の波長域の部分が10W/cm2以上含まれる光パルスを照射
しながら膜堆積を行なうことを特徴としている。 また、本発明の非晶質半導体は、かかる製法により製
造され、かつ前記シリコン系非晶質半導体薄膜の化学式
がａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y≦１）またはａ−Si
1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）であることを特徴とし
ている。 さらに、本発明の非晶質半導体装置は、かかる非晶質
半導体を用いたことを特徴としている。 ［実施例］ 本発明の製法は、通常の方法により非晶質半導体薄膜
を作製するに際し、作製中に該膜を光劣化させるに充分
な光を照射し、劣化をさせながら成膜する点に特徴があ
る。 通常、シリコン系非晶質半導体薄膜は、シラン系ガス
もしくはその混合ガスをプラズマによって分解すること
によって基板上に堆積することにより作成される。本発
明の製法は、かかる膜堆積の途中で膜に光を照射しつつ
成膜することで、えられる半導体薄膜の光に対する安定
性を増加させるものである。 本発明によって半導体の光劣化が低減される詳細な理
由は必ずしも明確ではないが、膜中の一部の原子の結合
状態を変えることにより光に対する安定性が増加するも
のと推認される。通常、ステブラー・ロンスキー効果と
いわれる光照射による非晶質半導体の電気特性の変化
は、光そのものもしくは光生成された担体が捕獲あるい
は再結合することによって、半導体を形成する原子の一
部の結合形態に変化を生ぜしめるために起こると考えら
れている。したがって、本発明による成膜方法では成膜
中に光劣化を生じやすい一部の原子の結合状態を光劣化
後の状態にしたうえさらに成膜を続けることにより通常
の成膜と異なった結合形態で半導体を形成するものであ
る。一方、このような劣化は150℃以上の熱アニールに
より回復することがわかっているため、通常の成膜温度
ではこのような光照射をしてもそれほど大きな電気特性
の低下はともなわない。 成膜中の光劣化は300〜700nmの波長域の部分が10W/cm
2以上含まれる光パルスを照射することで達成される。 前記した方法でえられた本発明の非晶質半導体は耐光
性の向上せられたものであるが、本発明においては非晶
質半導体としてはａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y≦
１）、ａ−Si1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）などを用
いることができる。本発明の非晶質半導体は、たとえば
pin構造、ショットキー構造を有する半導体装置に好適
に用いることができる。 つぎに本発明の製法を実施例にもとづき説明するが本
発明はもとよりかかる実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 容量結合式平行平板型グロー放電分解法により、コー
ニング社＃7059基板（１）上に、放電パワー密度約10mW
/cm2、シラン流量50SCCM、放電圧力0.3Torr、基板温度2
00℃で約１μｍの非晶質シリコン膜（２）を堆積した。
その際、基板に斜め方向から石英窓を通してストロボ光
を５秒間隔で照射しつづけた。基板上での平均照度は約
103W/cm2であり、１パルスは１ミリ秒であった。この光
量での１パルスによる劣化量は、AM・1 100mW/cm2の凝
似太陽光の約30分間の連続照射による劣化とほぼ同レベ
ルに相当する。このようにして製造したアンドープアモ
ルファスシリコン膜（２）（厚さ6000Å）の上にコプラ
ナー形のアルミ金属電極（３）を形成して第１図に示す
ようなサンプルを作成した。 このようにして作成したサンプルについて、凝似太陽
光（AM−１）100mW/cm2の光の下での光電流を測定し、
光劣化の様子を調べた。結果を第２図に示す。 比較例１ 成膜時にストロボ光をまったく照射しなかった以外は
実施例１と同様にしてサンプルを作成し、えられたサン
プルについて実施例１と同様の測定を行なった。測定結
果を第２図に示す。 第２図より明らかなように、光パルスの照射の有無に
よって光劣化の挙動の差がみられる。すなわち、本発明
によるサンプル（実施例１）は初期の導電率は成膜時に
光パルスを照射しないもの（比較例１）と比べて低い
が、光劣化は少なく、約１時間程度で光劣化の程度は逆
転する。 ［発明の効果］ 以上説明したとおり、成膜中に光照射をしながら膜堆
積を行なう本発明の製法によれば、光劣化の小さな非晶
質半導体をうることができる。かかる非晶質半導体を用
いた半導体装置は光に対して安定しており太陽電池や光
センサーなどに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例１にかかわるサンプルの概略断
面図、第２図は成膜に際し光照射をおこなうばあいと行
なわないばあいの光劣化の差を示す図である。 （図面の符号） （１）：ガラス基板 （２）：非晶質シリコン膜 （３）：アルミ電極
面図、第２図は成膜に際し光照射をおこなうばあいと行
なわないばあいの光劣化の差を示す図である。 （図面の符号） （１）：ガラス基板 （２）：非晶質シリコン膜 （３）：アルミ電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西尾 仁
兵庫県神戸市垂水区塩屋町６−31−17
三青荘
(72)発明者 三木 恵子
兵庫県神戸市東灘区甲南町３−９−６−
301
(72)発明者 津下 和永
兵庫県神戸市垂水区舞子台２−９−30−
1220号
(72)発明者 太和田 善久
兵庫県神戸市北区大池見山台14−39
(56)参考文献 1986年（昭和61年）春季 第33回応用
物理学関係連合講演会講演予稿集 Ｐ
827．２Ｐ−Ｅ−11
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．シラン系ガスもしくはその混合ガスをプラズマによ
り分解することによって基板上にシリコン系非晶質半導
体薄膜を形成するのに際し、300〜700nmの波長域の部分
が10W/cm2以上含まれる光パレスを照射しながら膜堆積
を行なうことを特徴とする非晶質半導体の製法。 ２．シラン状ガスもしくはその混合ガスをプラズマによ
り分解することによって基板上にシリコン系非晶質半導
体薄膜を形成するのに際し、300〜700nmの波長域の部分
が10W/cm2以上含まれる光パルスを照射しながら膜堆積
を行なうことにより製造され、かつ前記シリコン系非晶
質半導体薄膜の化学式がａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y
≦１）またはａ−Si1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）で
あることを特徴とする非晶質半導体。 ３．シラン系ガスもしくはその混合ガスをプラズマによ
り分解することによって基板上にシリコン系非晶質半導
体薄膜を形成するのに際し、300〜700nmの波長域の部分
が10W/cm2以上含まれる光パルスを照射しながら膜堆積
を行なうことにより製造され、かつ前記シリコン系非晶
質半導体薄膜の化学式がａ−Si1-x-yGexCy:H（０≦x,y
≦１）またはａ−Si1-x-yGexCy:H:F（０≦x,y≦１）で
ある非晶質半導体を用いた非晶質半導体装置。 ４．pin構造を有することを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の非晶質半導体装置。 ５．ショットキー構造を有することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の非晶質半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119371A JP2675552B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119371A JP2675552B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283120A JPS63283120A (ja) | 1988-11-21 |
| JP2675552B2 true JP2675552B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14759848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62119371A Expired - Fee Related JP2675552B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675552B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102496663A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-13 | 普乐新能源（蚌埠）有限公司 | 降低非晶硅太阳能电池衰减率的方法 |
| US9780252B2 (en) * | 2014-10-17 | 2017-10-03 | Tp Solar, Inc. | Method and apparatus for reduction of solar cell LID |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55151328A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-25 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for fabricating hydrogen-containing amorphous semiconductor film |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62119371A patent/JP2675552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９８６年（昭和６１年）春季 第３３回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 Ｐ８２７．２Ｐ−Ｅ−１１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63283120A (ja) | 1988-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Könenkamp et al. | Thin film semiconductor deposition on free-standing ZnO columns | |
| US5549763A (en) | Photovoltaic device | |
| CA1176740A (en) | High-voltage photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous semiconductor and amorphous silicon | |
| JP2675552B2 (ja) | 非晶質半導体、非晶質半導体装置およびそれらの製法 | |
| US4749588A (en) | Process for producing hydrogenated amorphous silicon thin film and a solar cell | |
| US5264710A (en) | Amorphous semiconductor, amorphous semiconductor device using hydrogen radicals | |
| JP2003188400A (ja) | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法、結晶性ＳｉＣ膜及び太陽電池 | |
| JPH0346377A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH0329373A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JP2723224B2 (ja) | 非晶質半導体およびその製法 | |
| JP3150681B2 (ja) | 薄膜非晶質半導体装置 | |
| JP3197673B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP3197674B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| Ikeda et al. | Synthesis of novel p-type nanocrystalline Si prepared from SiH2Cl2 and SiCl4 for window layer of thin film Si solar cell | |
| JPH01280365A (ja) | 光電変換素子 | |
| JP2543498B2 (ja) | 半導体薄膜 | |
| Matsui et al. | Correlation between micro-roughness, surface chemistry, and performance of crystalline Si/amorphous Si: H: Cl hetero-junction solar cells | |
| Acharya et al. | Effect of hydrogen dilution in silane on light induced degradation of hydrogenated amorphous silicon films for solar photovoltaic applications | |
| JPH034570A (ja) | 非晶質太陽電池の製造方法 | |
| JPS61253870A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPH01303716A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPS62144370A (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| Choi et al. | Effect of argon dilution of silane on persistent photoconductivity in single‐layered hydrogenated amorphous silicon | |
| JPS61253871A (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| Yoon et al. | Stability of undoped hydrogenated amorphous silicon multilayer film grown with alternating substrate temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |