JP3017390B2 - Manufacturing method of photovoltaic device - Google Patents

Manufacturing method of photovoltaic device

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JP3017390B2
JP3017390B2 JP6090997A JP9099794A JP3017390B2 JP 3017390 B2 JP3017390 B2 JP 3017390B2 JP 6090997 A JP6090997 A JP 6090997A JP 9099794 A JP9099794 A JP 9099794A JP 3017390 B2 JP3017390 B2 JP 3017390B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン原子を含有す
る非単結晶n型層(またはp型層)、非単結晶i型層及
び非単結晶p型層(またはn型層)を積層して成るpi
n構造を、少なくとも1構成以上積層して形成される
電池、センサー等の光起電力素子の製造法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminate of a non-single-crystal n-type layer (or p-type layer) containing silicon atoms, a non-single-crystal i-type layer and a non-single-crystal p-type layer (or n-type layer). Pi
The n structure, thickness formed by laminating at least one structure or
The present invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic element such as a positive battery or a sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体中に存在する欠陥は、電荷
の発生や再結合に密接に関係し、素子の特性を低下させ
るものである。この様な欠陥準位を補償する方法とし
て、水素プラズマ処理が提案されている。例えばUSP
4113514(J.I.Pankove等、RCA社
Sep.12,1978)には、完成された半導体素子
の水素プラズマ処理について記載されている。また”EF
FECT OF PLASMA TREATMENT OF THE TCO ON a-Si SOLAR
CELL PERFORMANCE", F.Demichelis et.al., Mat.Res.So
c.Symp.Proc.Vol.258,p9O5,1992には、基板上に堆積し
た透明電極を水素プラズマ処理し、その上にpin構造
の太陽電池を形成する方法が示されている。更に”HYDR
OGEN-PLASMA REACTION FLUSHING F0R a-Si:H P-I-N SOL
AR CELL FABRlCATION",Y.S.Tsuo et.al., Mat.Res.Soc.
Symp.Proc.Vol.149,p471,1989には、pin構造の太陽
電池で、i層の堆積前にp層の表面を水素プラズマ処理
する事が示されている。以上の様な従来の水素プラズマ
処理においては、チャンバーに水素ガスのみを導入し、
RFパワーで水素ガスを活性化して水素プラズマ処理を
行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, defects existing in a semiconductor are closely related to generation and recombination of electric charges, and deteriorate the characteristics of the device. As a method of compensating for such a defect level, a hydrogen plasma treatment has been proposed. For example, USP
No. 4,113,514 (JI Pankove et al., RCA Sep. 12, 1978) describes a hydrogen plasma treatment of a completed semiconductor device. Also "EF
FECT OF PLASMA TREATMENT OF THE TCO ON a-Si SOLAR
CELL PERFORMANCE ", F. Demichelis et.al., Mat.Res.So
Vol. 258, p9O5, 1992, discloses a method in which a transparent electrode deposited on a substrate is treated with hydrogen plasma, and a solar cell having a pin structure is formed thereon. Furthermore, "HYDR
OGEN-PLASMA REACTION FLUSHING F0R a-Si: H PIN SOL
AR CELL FABRlCATION ", YSTsuo et.al., Mat.Res.Soc.
Symp. Proc. Vol. 149, p471, 1989, shows that the surface of a p-layer is subjected to hydrogen plasma treatment before the i-layer is deposited in a solar cell having a pin structure. In the conventional hydrogen plasma processing as described above, only hydrogen gas is introduced into the chamber,
The hydrogen plasma treatment was performed by activating the hydrogen gas with RF power.

【0003】水素プラズマは、処理しようとする基板、
未完成素子、完成した素子に作用するように広がって行
くのみならず、チャンバー全体に広がって行く。水素プ
ラズマは非常に活性であるため、チャンバーの壁面か
ら、壁面に吸着または含まれている、半導体層に取り込
まれると欠陥準位となる不純物(例えば酸素、チッ素、
炭素、鉄、クロム、ニッケル、アルミニウム等)を取り
出してくるという問題点がある。
[0003] Hydrogen plasma is applied to a substrate to be treated,
It not only spreads to act on unfinished elements and finished elements, but also spreads throughout the chamber. Since the hydrogen plasma is very active, impurities (such as oxygen, nitrogen,
(Carbon, iron, chromium, nickel, aluminum, etc.).

【0004】また、水素ガスは放電を起こす事が他のガ
スよりも難しく、水素ガスのみによるプラズマは、プラ
ズマを維持する事が他のガスよりも難しいため安定した
水素プラズマ処理を行う事ができないという問題点があ
る。
In addition, hydrogen gas is more difficult to cause discharge than other gases, and plasma using only hydrogen gas cannot perform stable hydrogen plasma treatment because it is more difficult to maintain plasma than other gases. There is a problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決する事を目的とする。即ち本発明の目的は、チャ
ンバー壁面に吸着または含まれている不純物の取り込み
が実質的に起こらない水素プラズマ処理方法を提供する
事であり、更に安定した水素プラズマ処理を行う方法を
提供する事である。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a hydrogen plasma processing method in which the incorporation of impurities contained or contained in the chamber wall does not substantially occur, and a method of performing a more stable hydrogen plasma processing. is there.

【0006】また本発明の目的は、光起電力素子を高温
高湿に置いた場合でも、半導体層の剥離が実質的に起こ
らない光起電力素子を形成する方法を提供する事にあ
る。更に本発明の目的は、柔軟な基板上にpin構造を
形成した場合に、基板を折り曲げてもpin半導体層が
剥離しにくい光起電力素子を形成する方法を提供する事
にある。
It is another object of the present invention to provide a method for forming a photovoltaic element in which the semiconductor layer does not substantially peel even when the photovoltaic element is placed at high temperature and high humidity. It is a further object of the present invention to provide a method for forming a photovoltaic element in which a pin semiconductor layer is not easily peeled off even when a pin structure is formed on a flexible substrate.

【0007】また更に加えて、本発明の目的は、高温高
湿下で光照射した場合に、基板と半導体層の剥離や直列
抵抗の増加等の光起電力素子の特性低下を抑制した光起
電力素子の形成方法を提供する事にある。また本発明の
目的は、高い温度で使用した場合の特性の低下の少ない
光起電力素子を提供する事にある。
Still another object of the present invention is to provide a photovoltaic device which suppresses deterioration in characteristics of a photovoltaic element such as separation of a substrate and a semiconductor layer and increase in series resistance when irradiated with light under high temperature and high humidity. An object of the present invention is to provide a method for forming a power element. It is another object of the present invention to provide a photovoltaic element in which the characteristics are not significantly reduced when used at a high temperature.

【0008】本発明の目的は、p型層からi型層への不
純物の拡散等を防止し、初期効率の向上した光起電力素
子を提供する事にある。本発明の目的は、光起電力素子
に逆バイアスを印加した場合に、壊れにくい光起電力素
子を提供する事にある。本発明の目的は、p型層とp/
iバッファー層の界面近傍で、周期律表第III族元素の
分布を急激に変化する様に分布させて、該界面近傍での
光励起電荷の移動距離を大きくさせて、光電変換効率の
大きい光起電力素子を提供する事にある。
An object of the present invention is to provide a photovoltaic element in which the diffusion of impurities from the p-type layer to the i-type layer is prevented and the initial efficiency is improved. An object of the present invention is to provide a photovoltaic element that is not easily broken when a reverse bias is applied to the photovoltaic element. An object of the present invention is to provide a p-type layer and p /
In the vicinity of the interface of the i-buffer layer, the distribution of the Group III element of the periodic table is distributed so as to change rapidly, and the moving distance of the photo-excited charge near the interface is increased, so that the photovoltaic element having a large photoelectric conversion efficiency is obtained. It is to provide a power element.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、p/iバッファー
層とp型層との間の形成方法によって上記目的を達成で
きる事を見い出した。即ち、本発明は、基板上に、シリ
コン原子を含有する非単結晶n型層(またはp型層)、
非単結晶i型のn/iバッファー層(またはp/iバッ
ファー層)、非単結晶i型層、非単結晶i型のp/iバ
ッファー層(またはn/iバッファー層)及び非単結晶
p型層(またはn型層)を積層して成るpin構造を、
少なくとも1構成以上積層した光起電力素子の製造法
おいて、前記p/iバッファー層と前記p型層の接する
界面近傍を、実質的に堆積しない程度のシリコン原子含
有ガスと周期律表第III族元素含有ガスとを含有する
水素ガスでプラズマ処理する事を特徴とする。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that the above object can be achieved by a method of forming between a p / i buffer layer and a p-type layer. I found it. That is, the present invention provides a non-single-crystal n-type layer (or p-type layer) containing silicon atoms on a substrate,
Non-single-crystal i-type n / i buffer layer (or p / i buffer layer), non-single-crystal i-type layer, non-single-crystal i-type p / i buffer layer (or n / i buffer layer) and non-single crystal A pin structure formed by stacking p-type layers (or n-type layers)
In a method of manufacturing a photovoltaic device having at least one or more stacked layers, the vicinity of the interface where the p / i buffer layer and the p-type layer are in contact with a silicon atom-containing gas that is substantially non-deposited. It is characterized in that plasma treatment is performed with a hydrogen gas containing a gas containing a Group III element in the periodic table.

【0010】さらに、本発明は、前記基板と前記n型層
の界面近傍(または前記基板と前記p型層の界面近傍)
を、実質的に堆積しない程度のシリコン原子含有ガスを
含有する水素ガスでプラズマ処理する事を特徴とする。
またさらに本発明は、前記n/iバッファー層とn型層
の接する界面近傍、前記n/iバッファー層と前記i型
層の接する界面近傍、及び前記p/iバッファー層と前
記i型層の接する界面近傍を、実質的に堆積しない程度
のシリコン原子含有ガスを含有する水素ガスでプラズマ
処理する事を特徴とする。
Further, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in the vicinity of the interface between the substrate and the n-type layer (or the vicinity of the interface between the substrate and the p-type layer).
Is plasma-treated with a hydrogen gas containing a silicon atom-containing gas to such an extent that it does not substantially deposit.
Still further, the present invention relates to the vicinity of the interface where the n / i buffer layer and the n-type layer are in contact, the vicinity of the interface where the n / i buffer layer and the i-type layer are in contact, and the relationship between the p / i buffer layer and the i-type layer. The plasma processing is performed on the vicinity of the contacting interface with a hydrogen gas containing a silicon atom-containing gas to such an extent that substantially no deposition occurs.

【0011】また本発明は、前記シリコン原子含有ガス
が、SiH4、Si26、SiF4、SiFH3、SiF2
2、SiF3H、SiC 22、SiCl3H、SiC
4の内、少なくとも1種を含む事を特徴としている。
更に本発明は、前記シリコン原子含有ガスの水素ガスに
対する含有率が、0.1%以下である事を特徴としてい
る。
Further, in the present invention, the silicon atom-containing gas may be SiH 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 , SiFH 3 , SiF 2
H 2, SiF 3 H, SiC l 2 H 2, SiCl 3 H, SiC
Of l 4, it is characterized in that at least one.
Further, the present invention is characterized in that the content of the silicon atom-containing gas with respect to hydrogen gas is 0.1% or less.

【0012】[0012]

【作用】水素ガスにシリコン含有ガスを実質的に堆積に
寄与しない程度に含有させて、水素プラズマ処理を行っ
てから半導体層を堆積して光起電力素子を形成すると前
記目的を解決できるものである。その詳細なメカニズム
については、現在のところ明らかではないが、本発明者
らは、以下の様に考えている。
The above object can be solved by forming a photovoltaic element by depositing a semiconductor layer after performing a hydrogen plasma treatment by adding a silicon-containing gas to a hydrogen gas so as not to substantially contribute to the deposition. is there. The detailed mechanism is not clear at present, but the present inventors consider as follows.

【0013】即ち、水素ガスにシリコン原子含有ガスを
実質的に堆積に寄与しない程度に含有させて、水素プラ
ズマ処理を行うと、活性化されたシリコン原子含有ガス
が、チャンバー内壁に吸着している酸素や水に作用して
安定な酸化珪素等を生じ、酸素や水という形でチャンバ
ー内壁に吸着しているよりも安定な形となる。その結
果、シリコン原子含有ガスを実質的に堆積に寄与しない
程度に含有させて、プラズマ処理を行うとチャンバー壁
面に吸着している酸素や水等の不純物を半導体中に取り
込む事を非常に低く抑える事ができるものと考えられ
る。
That is, when the hydrogen gas contains a silicon atom-containing gas to such an extent that it does not substantially contribute to the deposition, and the hydrogen plasma treatment is performed, the activated silicon atom-containing gas is adsorbed on the inner wall of the chamber. Acts on oxygen and water to produce stable silicon oxide and the like, which is more stable than adsorbed on the inner wall of the chamber in the form of oxygen or water. As a result, the silicon atom-containing gas is contained to such an extent that it does not substantially contribute to deposition, and when plasma processing is performed, the incorporation of impurities such as oxygen and water adsorbed on the chamber wall surface into the semiconductor is suppressed to a very low level. It is thought that things can be done.

【0014】加えてシリコン原子含有ガスを微量に含有
する水素ガスで水素プラズマ処理を行うと、チャンバー
壁面では水素原子がチャンバー壁面の内部にまで深く拡
散して行く事が抑えられて、チャンバー壁面の内部から
半導体層に入って欠陥準位を形成するような不純物を取
り出してくる様な反応を極力抑える事ができるものと考
えられる。
In addition, when hydrogen plasma processing is performed using hydrogen gas containing a small amount of a gas containing silicon atoms, hydrogen atoms are prevented from deeply diffusing into the chamber wall surface on the chamber wall surface, and the chamber wall surface is prevented from being diffused. It is considered that a reaction such as taking out impurities that form a defect level by entering the semiconductor layer from the inside can be suppressed as much as possible.

【0015】また水素ガスはイオン化エネルギーが高
く、プラズマ放電を安定して長時間維持する事は難しい
が、本発明の様にプラズマ放電を維持しやすいシリコン
原子含有ガスの微量を水素ガスに添加する事によって、
水素ガスのプラズマ放電の維持が容易になるものと考え
ている。この様な非常に安定した水素プラズマ放電を基
板や素子に作用させる事によって、水素プラズマ処理の
均一性や再現性が非常に向上するものである。この様な
水素プラズマ処理の均一性や再現性の向上によって、水
素プラズマ処理された基板や素子で長時間高温高湿且つ
光照射下で半導体層の局所的な剥離や直列抵抗の増加等
を防止できるものである。
Although hydrogen gas has a high ionization energy and it is difficult to stably maintain a plasma discharge for a long time, a small amount of a silicon atom-containing gas that easily maintains a plasma discharge is added to the hydrogen gas as in the present invention. By things
It is believed that the maintenance of the plasma discharge of hydrogen gas is facilitated. By applying such a very stable hydrogen plasma discharge to a substrate or element, the uniformity and reproducibility of the hydrogen plasma treatment can be greatly improved. By improving the uniformity and reproducibility of such hydrogen plasma treatment, it is possible to prevent local peeling of semiconductor layers and increase in series resistance under high temperature, high humidity and light irradiation for a long time on substrates and elements that have been subjected to hydrogen plasma treatment. You can do it.

【0016】本発明の水素プラズマ処理は、基板の表面
がテクスチャー構造を有し、テクスチャー構造が局所的
に鋭利に発達している所に対して、シリコン原子含有ガ
スを含有するために鈍化させる方向に働くものである。
その結果本発明の水素プラズマ処理を施したテクスチャ
ー構造の基板上に、半導体層を堆積しても半導体層の異
常成長を実質的に防止できるものである。故にpin構
造を有する光起電力素子を形成した場合、光起電力素子
の特性むらが少なく、基板と半導体層の密着性に優れ、
また高温高湿下での耐久性の優れた光起電力素子が得ら
れるものである。
In the hydrogen plasma treatment of the present invention, the direction in which the surface of the substrate has a textured structure and where the textured structure is locally sharply developed is blunted to contain a gas containing silicon atoms. It works for.
As a result, abnormal growth of the semiconductor layer can be substantially prevented even if the semiconductor layer is deposited on the textured substrate subjected to the hydrogen plasma treatment of the present invention. Therefore, when a photovoltaic element having a pin structure is formed, the characteristic unevenness of the photovoltaic element is small, the adhesion between the substrate and the semiconductor layer is excellent,
Further, a photovoltaic element having excellent durability under high temperature and high humidity can be obtained.

【0017】本発明の水素プラズマ処理を、p/iバッ
ファー層とp型層の界面近傍で行うと、該界面近傍の欠
陥を減少させる事ができ、光で励起された電荷の移動を
容易にするものである。特に実質的に堆積しない程度の
シリコン原子含有ガスからプラズマによって生ずるシリ
コン原子含有活性種は、水素プラズマ処理を施している
表面のシリコン原子と衝突したり置換したりして構造緩
和が進み、表面状態が改善されるものである。特にp型
層から光を照射する場合には、p層側で光で励起された
電荷が多く発生するため、p層側で欠陥が多く生じやす
くなりやすいが、本発明の水素プラズマによる処理をp
/iバッファー層とp型層の界面近傍で行う事で緩和す
ることができるものである。また原子半径の小さいBで
p型にされているp型層では、光励起された自由な電荷
が増加すると、Bの拡散が促進されて、光起電力素子の
特性が低下するという事が、本発明の水素プラズマ処理
をp/iバッファー層とp型層の界面近傍で行う事によ
って、防止できるものである。その結果、本発明の水素
プラズマ処理を行った光起電力素子では、光起電力素子
に逆バイアスが印加された場合に、光起電力素子が壊れ
にくくなるものである。
When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed near the interface between the p / i buffer layer and the p-type layer, defects near the interface can be reduced, and the movement of the charges excited by light can be easily performed. Is what you do. In particular, silicon atom-containing active species generated by plasma from silicon atom-containing gas to such an extent that substantially no deposition occurs collide with or displace silicon atoms on the surface subjected to hydrogen plasma treatment, and the structural relaxation progresses, and the surface state is reduced. Is to be improved. In particular, when light is irradiated from the p-type layer, many charges excited by light are generated on the p-layer side, so that many defects are likely to be generated on the p-layer side. p
It can be alleviated by performing near the interface between the / i buffer layer and the p-type layer. Also, in the p-type layer which is made p-type with B having a small atomic radius, when the free charge excited by light increases, the diffusion of B is promoted, and the characteristics of the photovoltaic element deteriorate. This can be prevented by performing the hydrogen plasma treatment of the present invention near the interface between the p / i buffer layer and the p-type layer. As a result, in the photovoltaic device that has been subjected to the hydrogen plasma treatment of the present invention, the photovoltaic device is less likely to break when a reverse bias is applied to the photovoltaic device.

【0018】更に、周期律表第III族元素含有ガスを添
加した水素ガスで処理することにより、p型層とp/i
バッファー層の界面近傍で周期律表第III族元素を非常
に多く且つ高い活性化率で含有させることができるた
め、p型層を薄くする事ができ、光起電力素子に照射さ
れる光を一層有効に利用する事ができるものである。ま
た、少数キャリアーの移動距離が大きくなって、光起電
力素子の特性は向上する。
Further, the p-type layer and the p / i layer are treated with a hydrogen gas to which a gas containing a Group III element of the periodic table is added.
Since the Group III element of the periodic table can be contained in a very large amount and at a high activation rate near the interface of the buffer layer, the p-type layer can be thinned, and the light applied to the photovoltaic element can be reduced. It can be used more effectively. Further, the moving distance of the minority carrier is increased, and the characteristics of the photovoltaic element are improved.

【0019】本発明の水素プラズマ処理を、p/iバッ
ファー層とi型層の界面で行うと、該界面近傍の欠陥を
減少させる事ができ、光で励起された電荷の移動を容易
にするものである。特に実質的に堆積しない程度のシリ
コン原子含有ガスからプラズマによって生ずるシリコン
原子含有活性種は、水素プラズマ処理を施している表面
のシリコン原子と衝突したり置換したりして構造緩和が
進み、表面状態が改善されるものである。
When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed at the interface between the p / i buffer layer and the i-type layer, defects near the interface can be reduced, and the transfer of charges excited by light can be facilitated. Things. In particular, silicon atom-containing active species generated by plasma from silicon atom-containing gas to such an extent that substantially no deposition occurs collide with or displace silicon atoms on the surface subjected to hydrogen plasma treatment, and the structural relaxation progresses, and the surface state is reduced. Is to be improved.

【0020】また本発明の水素プラズマ処理を、n/i
バッファー層とi型層の界面で行うと、n/iバッファ
ー層とi型層の界面近傍の歪みを減少させることができ
るものである。その結果長い時間光照射を行った場合の
光劣化による局在準位の増加を抑えることができるもの
である。また光励起された電荷もn型層及びp型層へ移
動しやすくなるものである。
Further, the hydrogen plasma treatment of the present invention may be performed by n / i
When the process is performed at the interface between the buffer layer and the i-type layer, distortion near the interface between the n / i buffer layer and the i-type layer can be reduced. As a result, it is possible to suppress an increase in localized levels due to light deterioration when light irradiation is performed for a long time. In addition, the photo-excited charges also easily move to the n-type layer and the p-type layer.

【0021】更に本発明の水素プラズマ処理を、n型層
とn/iバッファー層の界面で行うと、n型層からi型
層への不純物の拡散を防止できるものである。その詳細
なメカニズムは不明であるが、本発明者らは、以下の様
に考えている。n型層またはn/iバッファー層の表面
に本発明のシリコン原子含有ガスを微量に含有する水素
プラズマ処理を行うと、n型層またはn/iバッファー
層の表面の欠陥や構造的な歪みが、活性な水素プラズマ
の該層への拡散や微量に含有されているシリコン原子の
空孔への拡散によって、減少させることができるものと
考えている。
Further, when the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed at the interface between the n-type layer and the n / i buffer layer, diffusion of impurities from the n-type layer to the i-type layer can be prevented. Although the detailed mechanism is unknown, the present inventors think as follows. When the surface of the n-type layer or the n / i buffer layer is subjected to a hydrogen plasma treatment containing a small amount of the silicon atom-containing gas of the present invention, defects or structural distortion of the surface of the n-type layer or the n / i buffer layer are caused. It is believed that it can be reduced by diffusing active hydrogen plasma into the layer or diffusing silicon atoms contained in trace amounts into vacancies.

【0022】[0022]

【実施態様例】以下に本発明の実施態様例を詳細に説明
する。まず、本発明の光起電力素子の形成方法および形
成装置について図面を用いて詳細に説明する。 (水素プラズマ処理条件)図1から図3までは本発明の
シリコン原子含有ガスを微量に含有する水素ガスで水素
プラズマ処理を行った光起電力素子の例である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail. First, a method and an apparatus for forming a photovoltaic element of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (Hydrogen Plasma Treatment Conditions) FIGS. 1 to 3 show examples of a photovoltaic element of the present invention which has been subjected to hydrogen plasma treatment with a hydrogen gas containing a small amount of a silicon atom-containing gas.

【0023】図1はpin構造を1つ持つ光起電力素子
の模式的説明図である。該光起電力素子は、基板と反対
側から光を照射する場合には、基板190(支持体10
0、反射層101、反射増加層102)、第1のn型層
(またはp型層)103、第1のn/iバッファー層
(またはp/iバッファー層)151、第1のi型層1
04、第1のp/iバッファー層(またはn/iバッフ
ァー層)161、第1のp型層(またはn型層)10
5、透明電極112、集電電極113から構成されてい
る。また基板側から光を照射する場合には、100を透
光性の支持体にし、101を透明導電層、102を反射
防止層、112を反射層を兼ねた導電層で構成される。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a photovoltaic element having one pin structure. When the photovoltaic element emits light from the side opposite to the substrate, the substrate 190 (support 10
0, reflection layer 101, reflection enhancement layer 102), first n-type layer (or p-type layer) 103, first n / i buffer layer (or p / i buffer layer) 151, first i-type layer 1
04, first p / i buffer layer (or n / i buffer layer) 161, first p-type layer (or n-type layer) 10
5, a transparent electrode 112 and a current collecting electrode 113. When light is irradiated from the substrate side, 100 is a light-transmitting support, 101 is a transparent conductive layer, 102 is an antireflection layer, and 112 is a conductive layer also serving as a reflective layer.

【0024】図2はpin構造を2つ持つ光起電力素子
の模式的説明図である。該光起電力素子は、基板290
(支持体200、反射層201、反射増加層202)、
第1のn型層(またはp型層)203、第1のn/iバ
ッファー層(またはp/iバッファー層)251、第1
のi型層204、第1のp/iバッファー層(またはn
/iバッファー層)261、第1のp型層(またはn型
層)205、第2のn型層(またはp型層)206、第
2のn/iバッファー層(またはp/iバッファー層)
252、第2のi型層207、第2のp/iバッファー
層(またはn/iバッファー層)262、第2のp型層
(またはn型層)208、透明電極212、集電電極2
13から構成されている。また基板側から光を照射する
場合には、200を透光性の支持体にし、201を透明
導電層、202を反射防止層、212を反射層を兼ねた
導電層で構成される。
FIG. 2 is a schematic illustration of a photovoltaic element having two pin structures. The photovoltaic element is mounted on a substrate 290.
(Support 200, reflection layer 201, reflection enhancement layer 202),
A first n-type layer (or p-type layer) 203, a first n / i buffer layer (or p / i buffer layer) 251,
Layer 204, the first p / i buffer layer (or n
/ I buffer layer) 261, first p-type layer (or n-type layer) 205, second n-type layer (or p-type layer) 206, second n / i buffer layer (or p / i buffer layer) )
252, second i-type layer 207, second p / i buffer layer (or n / i buffer layer) 262, second p-type layer (or n-type layer) 208, transparent electrode 212, current collecting electrode 2
13. When light is irradiated from the substrate side, 200 is a transparent support, 201 is a transparent conductive layer, 202 is an antireflection layer, and 212 is a conductive layer also serving as a reflective layer.

【0025】図3はpin構造を3つ持つ光起電力素子
の模式的説明図である。該光起電力素子は、基板390
(支持体300、反射層301、反射増加層302)、
第1のn型層(またはp型層)303、第1のn/iバ
ッファー層(またはp/iバッファー層)351、第1
のi型層304、第1のp/iバッファー層(またはn
/iバッファー層)361、第1のp型層(またはn型
層)305、第2のn型層(またはp型層)306、第
2のn/iバッファー層(またはp/iバッファー層)
352、第2のi型層307、第2のp/iバッファー
層(またはn/iバッファー層)362、第2のp型層
(またはn型層)308、第3のn型層(またはp型
層)309、第3のn/iバッファー層(またはp/i
バッファー層)353、第3のi型層310、第3のp
/iバッファー層(またはn/iバッファー層)36
3、第3のp型層(またはn型層)311、透明電極3
12、集電電極313から構成されている。また基板側
から光を照射する場合には、300を透光性の支持体に
し、301を透明導電層、302を反射防止層、312
を反射層を兼ねた導電層で構成される。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of a photovoltaic element having three pin structures. The photovoltaic element is mounted on a substrate 390.
(Support 300, reflection layer 301, reflection enhancement layer 302),
A first n-type layer (or p-type layer) 303, a first n / i buffer layer (or p / i buffer layer) 351,
Layer 304, the first p / i buffer layer (or n
/ I buffer layer) 361, first p-type layer (or n-type layer) 305, second n-type layer (or p-type layer) 306, second n / i buffer layer (or p / i buffer layer) )
352, a second i-type layer 307, a second p / i buffer layer (or n / i buffer layer) 362, a second p-type layer (or n-type layer) 308, a third n-type layer (or p-type layer) 309, third n / i buffer layer (or p / i
Buffer layer) 353, third i-type layer 310, third p-type layer
/ I buffer layer (or n / i buffer layer) 36
3, third p-type layer (or n-type layer) 311, transparent electrode 3
12, a current collecting electrode 313. When light is irradiated from the substrate side, 300 is a light-transmitting support, 301 is a transparent conductive layer, 302 is an antireflection layer, 312
Is formed of a conductive layer also serving as a reflective layer.

【0026】本発明の実質的に堆積しない程度のシリコ
ン原子含有ガス及び周期律表第III族元素含有ガスを含
有する水素ガスでのプラズマ処理は、p/iバッファー
層とp型層との界面近傍に行うのが効果的である。本発
明の目的を達するに適した水素流量は、処理用のチャン
バーの大きさによって適宜最適化されるものであるが、
1〜2000sccmが適した流量である。水素流量が
1sccmより少なくなると、プラズマ放電を維持する
ための電力が大きくなり、基坂に対する損傷がひどくな
り、またチャンバー壁面から不純物を取り込みやすくな
る。水素流量が2000sccmより多くなると、プラ
ズマ放電内のシリコン系の活性種や水素の活性種のチャ
ンバー内での滞留時間が短くなるため、実質的に堆積し
ない程度のシリコン原子含有ガスを含有する水素ガスで
のプラズマ処理の効果が現れにくくなるものである。
In the present invention, the plasma treatment with a hydrogen gas containing a silicon atom-containing gas and a gas containing a Group III element of the periodic table to such an extent that substantially no deposition occurs is performed by using an interface between the p / i buffer layer and the p-type layer. It is effective to perform it near. The hydrogen flow rate suitable for achieving the object of the present invention is appropriately optimized depending on the size of the processing chamber.
A suitable flow rate is 1 to 2000 sccm. When the hydrogen flow rate is less than 1 sccm, the power for maintaining the plasma discharge increases, the damage to the base slope becomes severe, and impurities are easily taken in from the chamber wall. When the flow rate of hydrogen is more than 2000 sccm, the residence time of the silicon-based active species and the active species of hydrogen in the plasma discharge in the chamber is shortened. The effect of the plasma treatment at the step becomes difficult to appear.

【0027】本発明の水素プラズマ処理方法において、
水素ガスに添加されるシリコン原子含有ガスの添加量
は、0.001%から0.1%が好ましい範囲である。
水素ガスに対するシリコン原子含有ガスの添加量が、
0.001%より少ないと本発明の効果が現れなくな
り、また0.1%より多くなるとシリコン原子の堆積が
多くなるために、本来の水素プラズマ処理の効果が現れ
なくなるものである。
In the hydrogen plasma processing method of the present invention,
The preferable addition amount of the silicon atom-containing gas added to the hydrogen gas is 0.001% to 0.1%.
The addition amount of silicon atom-containing gas to hydrogen gas is
If the amount is less than 0.001%, the effect of the present invention is not exhibited. If the amount is more than 0.1%, the deposition of silicon atoms increases, so that the original effect of the hydrogen plasma treatment is not exhibited.

【0028】本発明の水素プラズマ処理方法において、
水素ガスに添加される周期律表第III族元素含有ガスの
割合は、0.05〜3%が好適な範囲である。この範囲
で周期律表第III族元素を含有し且つ実質的に堆積しな
い程度のシリコン原子を含有する水素プラズマで、p型
層とp/iバッファー層との界面近傍を処理する事によ
って、該界面近傍での周期律表第III族元素の分布を急
峻に変化させる事ができる。また本発明の水素プラズマ
処理によって、該界面近傍での周期律表第III族元素の
活性化率が向上し、特にpin構造の光起電力で重要
な、p型層とp/iバッファー層との界面近傍で、周期
律表第III族元素の添加量と活性化率が高くなる結果、
少数キャリアーの移動距離が大きくなり光起電力素子と
しての特性が向上するものである。またp/iバッファ
ー層に対して本発明の水素プラズマ処理を比較的低温
(280℃以下)で行った場合には、p/iバッファー
層への周期律表第III族の拡散は実質的にはとんど無
く、p/iバッファー層の極表面近傍に、周期律表第II
I族元素が高濃度で活性化率の高い状態で存在する様に
できるものである。このように本発明の水素プラズマ処
理において、p型層とp/iバッファー層の界面近傍で
周期律表第III族元素を非常に多く且つ高い活性化率で
含有させることができるため、p型層を薄くする事がで
き、光起電力素子に照射される光を一層有効に利用する
事ができるものである。
In the hydrogen plasma processing method of the present invention,
The proportion of the group III element containing gas added to the hydrogen gas is preferably in the range of 0.05 to 3%. By treating the vicinity of the interface between the p-type layer and the p / i buffer layer with a hydrogen plasma containing a Group III element of the periodic table and silicon atoms that do not substantially deposit in this range, The distribution of Group III elements in the periodic table near the interface can be changed sharply. In addition, the hydrogen plasma treatment of the present invention improves the activation rate of the Group III element in the periodic table near the interface, and particularly improves the p-type layer and the p / i buffer layer, which are important for a pin structure photovoltaic power. In the vicinity of the interface, the addition amount and activation rate of Group III elements of the periodic table are increased,
The movement distance of the minority carrier is increased, and the characteristics as a photovoltaic element are improved. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed on the p / i buffer layer at a relatively low temperature (280 ° C. or lower), the diffusion of Group III of the periodic table into the p / i buffer layer substantially occurs. Infinitely near the very surface of the p / i buffer layer, the periodic table II
It is possible to make the group I element exist at a high concentration and a high activation rate. As described above, in the hydrogen plasma treatment of the present invention, the Group III element of the periodic table can be contained in a very large amount and at a high activation rate near the interface between the p-type layer and the p / i buffer layer. The thickness of the layer can be reduced, and the light applied to the photovoltaic element can be used more effectively.

【0029】本発明の水素プラズマを発生させるために
適したエネルギーは、電磁波であって、中でもRF(r
adio frequency)、VHF(very
high frequency)、MW(microw
ave)が適したエネルギーである。本発明の水素プラ
ズマ処理をRFで行う場合、好ましい周波数の範囲は、
1MHzから50MHzの範囲である。本発明の水素プ
ラズマ処理をVHFで行う場合、好ましい周波数の範囲
は、51MHzから500MHzの範囲である。本発明
の水素プラズマ処理をMWで行う場合、好ましい周波数
の範囲は、0.51GHzから10GHzの範囲であ
る。
The energy suitable for generating the hydrogen plasma of the present invention is an electromagnetic wave, especially RF (r
audio frequency), VHF (very
high frequency), MW (microrow)
ave) is a suitable energy. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed by RF, a preferable frequency range is:
It is in the range of 1 MHz to 50 MHz. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed with VHF, a preferable frequency range is from 51 MHz to 500 MHz. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed by MW, a preferable frequency range is from 0.51 GHz to 10 GHz.

【0030】本発明の水素プラズマ処理を効果的に行う
ためには、真空度は重要な因子であって、好ましい範囲
は、シリコン原子含有ガスを添加した水素ガスを活性化
するために使用するエネルギーに大きく依存するもので
ある。水素プラズマ処理をRFの周波数帯で行う場合に
好ましい真空度は0.05Torrから10Torrの
範囲である。VHFの周波数帯で水素プラズマ処理を行
う場合に好ましい真空度は、0.0001Torrから
1Torrの範囲である。MWの周波数帯で水素プラズ
マ処理を行う場合の好ましい真空度は、0.0001T
orrから0.01Torrの範囲である。
In order to effectively perform the hydrogen plasma treatment of the present invention, the degree of vacuum is an important factor, and the preferable range is the energy used for activating the hydrogen gas to which the silicon atom-containing gas is added. Is largely dependent on When the hydrogen plasma treatment is performed in the RF frequency band, the degree of vacuum is preferably in the range of 0.05 Torr to 10 Torr. The preferred degree of vacuum when performing the hydrogen plasma treatment in the VHF frequency band is in the range of 0.0001 Torr to 1 Torr. The preferred degree of vacuum when performing hydrogen plasma processing in the MW frequency band is 0.0001 T
The range is from orr to 0.01 Torr.

【0031】本発明の水素プラズマ処理において、水素
プラズマを生じせしめるためにチャンバー内に投入され
るパワー密度は、本発明の水素プラズマ処理を効果的に
行うためには重要な因子である。この様なパワー密度
は、使用する電磁波の周波数に依存する。RFの周波数
帯を使用する場合には、パワー密度は、0.01から1
W/cm3が好ましい範囲である。VHFの周波数帯を
使用する場合には、0.01から1W/cm3が好まし
い範囲である。特にVHFの周波数帯の場合には、広い
圧力範囲でプラズマ放電が維持できるという特徴があ
り、高い圧力で水素プラズマ処理を行う場合には、比較
的低いパワー密度で水素プラズマ処理を行う事が好まし
く、一方低い圧力で水素プラズマ処理を行う場合には、
比較的高いパワー密度で行う事が好ましいものである。
MWの周波数帯を使用して本発明の水素プラズマ処理を
行う場合には、0.1から10W/cm3が好ましいパ
ワー密度の範囲である。本発明の水素プラズマ処理を行
うにあたって、パワー密度と水素プラズマ処理時間との
間には密接な関係があって、パワー密度が高い場合に
は、水素プラズマ処理時間は比較的短い方が好ましいも
のである。
In the hydrogen plasma processing of the present invention, the power density supplied into the chamber to generate hydrogen plasma is an important factor for effectively performing the hydrogen plasma processing of the present invention. Such power density depends on the frequency of the electromagnetic wave used. When using the RF frequency band, the power density is 0.01 to 1
W / cm 3 is a preferred range. When the VHF frequency band is used, a preferable range is 0.01 to 1 W / cm 3 . Particularly, in the case of the VHF frequency band, there is a feature that plasma discharge can be maintained in a wide pressure range. When performing hydrogen plasma processing at a high pressure, it is preferable to perform hydrogen plasma processing at a relatively low power density. On the other hand, when performing hydrogen plasma treatment at a low pressure,
It is preferable to carry out at a relatively high power density.
When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed using the MW frequency band, the preferable power density is 0.1 to 10 W / cm 3 . In performing the hydrogen plasma treatment of the present invention, there is a close relationship between the power density and the hydrogen plasma treatment time, and when the power density is high, it is preferable that the hydrogen plasma treatment time be relatively short. is there.

【0032】本発明の水素プラズマ処理において、水素
プラズマ処理時の基板温度は、本発明の効果を有効にす
るためには、非常に重要な因子である。RFの周波数帯
を用いて水素プラズマ処理を行う場合には、基板温度は
比較的高めの温度が好ましく、100から400℃が好
ましい温度範囲である。VHFまたはMWの周波数帯を
用いて本発明の水素プラズマ処理を行う場合には、基板
温度は比較的低めの温度が好ましいものである。この場
合には、50から300℃が好ましい温度範囲である。
また本発明の水素プラズマ処理時の基板温度は、チャン
バー内に投入されるパワー密度にも密接に依存し、投入
するパワー密度が比較的高めの場合には、基板温度は低
めの温度で行うのが好ましいものである。
In the hydrogen plasma processing of the present invention, the substrate temperature during the hydrogen plasma processing is a very important factor for making the effects of the present invention effective. In the case where the hydrogen plasma treatment is performed using the RF frequency band, the substrate temperature is preferably relatively high, and the preferable temperature range is 100 to 400 ° C. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed using the VHF or MW frequency band, it is preferable that the substrate temperature be relatively low. In this case, 50 to 300 ° C. is a preferable temperature range.
Further, the substrate temperature during the hydrogen plasma treatment of the present invention also depends closely on the power density supplied into the chamber, and when the supplied power density is relatively high, the substrate temperature is performed at a lower temperature. Is preferred.

【0033】本発明の水素プラズマ処理を行う場合、以
上の様なパワー密度、ガス流量、基板温度、圧力等は、
処理時間に対して変化させても良いものである。通常基
板は、表面近傍に欠陥が多くまた不純物も多く存在して
いる。従って水素プラズマ処理は、処理開始時に比較的
高いパワー密度、高い圧力で行うのが好ましいのもので
ある。
When performing the hydrogen plasma treatment of the present invention, the above-described power density, gas flow rate, substrate temperature, pressure, etc.
It may be changed with respect to the processing time. Usually, a substrate has many defects and many impurities near the surface. Therefore, the hydrogen plasma treatment is preferably performed at a relatively high power density and a high pressure at the start of the treatment.

【0034】本発明の水素プラズマ処理において、水素
ガスに添加される、シリコン原子含有ガスは、Si
4、Si26、SiF4、SiF3H、SiF22、S
iF3H、Si2FH5、SiCl4、SiClH3、Si
Cl22、SlClH3等の水素化シリコン化合物また
はハロゲン化シリコン化合物が適したものである。これ
らのシリコン原子含有ガスは、単独で水素ガスに添加し
ても良く、複数組みあわせて添加しても良いものであ
る。特にハロゲン原子を含有するシリコン原子含有ガス
は、ハロゲン原子を含有しないシリコン原子含有ガスよ
りも多めに添加するのが好ましい混合割合である。
In the hydrogen plasma treatment of the present invention, the silicon atom-containing gas added to the hydrogen gas is Si gas.
H 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 , SiF 3 H, SiF 2 H 2 , S
iF 3 H, Si 2 FH 5, SiCl 4 , SiClH 3 , Si
Silicon hydride compounds or silicon halide compounds such as Cl 2 H 2 and SlClH 3 are suitable. These silicon atom-containing gases may be added alone to the hydrogen gas, or may be added in combination of two or more. In particular, the mixing ratio of the silicon atom-containing gas containing a halogen atom is preferably larger than that of the silicon atom-containing gas not containing a halogen atom.

【0035】(形成方法及び装置)本発明の光起電力素
子の形成方法及びこれに適した形成装置を説明する。形
成装置の一例を図4の模式的説明図に示す。図4におい
て、形成装置400は、ロードチャンバ401、搬送チ
ャンバー402、403、404、アンロードチャンバ
ー405、ゲートバルブ406、407、408、40
9、基板加熱用ヒーター410、411、412、基板
搬送用レール413、n型層(またはp型層)堆積チャ
ンバー417、i型層堆積チャンバー418、p型層
(またはn型層)堆積チャンバー419、プラズマ形成
用カップ420、421、電源422、423、42
4、マイクロ波導入用窓425、導波管426、ガス導
入管429、449、469、バルブ430、431、
432、433、434、441、442、443、4
44、450、451、452、453、454、45
5、461、462、463、464、465、47
0、471、472、473、474、481、48
2、483、484、マスフローコントローラー43
6、437、438、439、456、457、45
8、459、460、476、477、478、47
9、シャッター427、バイアス棒428、基板ホルダ
ー490、不図示の排気装置、不図示のマイクロ波電
源、不図示の真空計、不図示の制御装置等から構成され
ている。
(Forming Method and Apparatus) A method for forming a photovoltaic element of the present invention and a forming apparatus suitable for the method will be described. An example of the forming apparatus is shown in a schematic explanatory view of FIG. 4, a forming apparatus 400 includes a load chamber 401, transfer chambers 402, 403, and 404, an unload chamber 405, and gate valves 406, 407, 408, and 40.
9, substrate heating heaters 410, 411, 412, substrate transport rails 413, n-type layer (or p-type layer) deposition chamber 417, i-type layer deposition chamber 418, p-type layer (or n-type layer) deposition chamber 419 , Plasma forming cups 420, 421, power supplies 422, 423, 42
4. Microwave introduction window 425, waveguide 426, gas introduction pipes 429, 449, 469, valves 430, 431,
432, 433, 434, 441, 442, 443, 4
44, 450, 451, 452, 453, 454, 45
5, 461, 462, 463, 464, 465, 47
0, 471, 472, 473, 474, 481, 48
2, 483, 484, mass flow controller 43
6, 437, 438, 439, 456, 457, 45
8, 459, 460, 476, 477, 478, 47
9, a shutter 427, a bias rod 428, a substrate holder 490, an exhaust device (not shown), a microwave power source (not shown), a vacuum gauge (not shown), a control device (not shown), and the like.

【0036】本発明の水素プラズマ処理方法を適用した
光起電力素子の形成方法は、図4に示す形成装置を使用
して以下の様に行われるものである。堆積装置400の
全てのチャンバーを各チャンバーに接続してある不図示
のターボ分子ポンプで10-6Torr以下の真空度に引
き上げる。本発明の水素プラズマ処理をRFで行う場合
には、以下の様に行う。ステンレス支持体に銀等の反射
層を蒸着し更に酸化亜鉛等の反射増加層を蒸着した基坂
を基坂ホルダー490に取りつける。該基板ホルダー4
90をロードチャンバー401に入れる。ロードチャン
バー401の扉を閉じ、ロードチャンバー401を不図
示のメカニカルブースターポンプ/ロータリーポンプ
(MP/RP)で所定の真空度に引き上げる。ロードチ
ャンバーが所定の真空度になったならば、MP/RPを
ターボ分子ポンプに切り替えて10-6Torr以下の真
空度に引き上げる。ロードチャンバーが10-6Torr
以下の真空度になったならば、ゲートバルブ406を開
け、基板搬送用レール413上の基板ホルダー490を
搬送チャンバー402に移動させ、ゲートバルブ406
を閉じる。搬送チャンバー402の基板加熱用ヒーター
410を基板ホルダー490がぶつからない様に上に上
げる。基板が該ヒーター直下に来る様に基板ホルダーの
位置を決める。基板加熱用ヒーター410を下げ、基板
をn型層堆積チャンバー内に入れる。
A method for forming a photovoltaic element to which the hydrogen plasma processing method of the present invention is applied is performed as follows using a forming apparatus shown in FIG. All the chambers of the deposition apparatus 400 are pulled up to a vacuum of 10 −6 Torr or less by a turbo molecular pump (not shown) connected to each chamber. When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed by RF, it is performed as follows. A base plate on which a reflective layer of silver or the like is deposited on a stainless steel support and a reflection-enhancing layer of zinc oxide or the like is further deposited is attached to a base holder 490. The substrate holder 4
90 is put into the load chamber 401. The door of the load chamber 401 is closed, and the load chamber 401 is raised to a predetermined degree of vacuum by a mechanical booster pump / rotary pump (MP / RP) (not shown). When the load chamber reaches a predetermined degree of vacuum, the MP / RP is switched to a turbo molecular pump to raise the degree of vacuum to 10 -6 Torr or less. Load chamber is 10 -6 Torr
When the degree of vacuum becomes as follows, the gate valve 406 is opened, the substrate holder 490 on the substrate transport rail 413 is moved to the transport chamber 402, and the gate valve 406 is opened.
Close. The substrate heating heater 410 of the transfer chamber 402 is raised so that the substrate holder 490 does not hit. The position of the substrate holder is determined so that the substrate comes directly under the heater. The substrate heating heater 410 is lowered, and the substrate is put into the n-type layer deposition chamber.

【0037】基板温度をn型層の堆積に適した温度に変
更し、n型層堆積用のSiH4,Si26等のシリコン
原子含有ガス及びn型層堆積用の周期律表第V族元素含
有ガスをバルブ443、マスフローコントローラー43
8、バルブ433を介して堆積チャンバー417に導入
する。また水素ガスの流量もn型層に合わせて適宜調節
するのが好ましいものである。この様にしてn型層堆積
用の原料ガスを堆積チャンバー417に導入し、不図示
の排気弁の開閉度を変えて堆積チャンバー417内を
0.1から10Torrの所望の真空度にする。そして
RF電源422からプラズマ形成用カップ420にRF
パワーを導入し、プラズマ放電を起こし、所望の時間放
電を維持する。この様にして基板上にn型層の半導体層
を所望の厚さ堆積する。
[0037] change the substrate temperature to a temperature suitable for deposition of the n-type layer, SiH for n-type layer deposition 4, Si 2 H 6 or the like Periodic Table V for silicon atom-containing gas and n-type layer deposition Group element containing gas with valve 443, mass flow controller 43
8. Introduce into the deposition chamber 417 via the valve 433. It is also preferable that the flow rate of the hydrogen gas is appropriately adjusted according to the n-type layer. In this way, the source gas for depositing the n-type layer is introduced into the deposition chamber 417, and the degree of opening and closing of the exhaust valve (not shown) is changed to make the inside of the deposition chamber 417 a desired degree of vacuum of 0.1 to 10 Torr. Then, the RF power is supplied from the RF power supply 422 to the plasma forming cup 420.
Power is applied to cause a plasma discharge and maintain the discharge for a desired time. In this manner, an n-type semiconductor layer is deposited on the substrate to a desired thickness.

【0038】n型層の堆積が終了した後、原料ガスを堆
積チャンバー417に導入するのを停止し、該チャンバ
ー内を水素ガスまたはヘリウムガスでパージする。十分
にパージをしたならば、水素ガスまたはヘリウムガスの
供給を止め、堆積チャンバー内をターボ分子ポンプで1
-6Torrまで引き上げる。ゲートバルブ407を開
けて基板ホルダー490を搬送チャンバー403に移動
し、ゲートバルブ407を閉じる。基板が基板加熱用ヒ
ーター411で加熱できる様に基板ホルダー位置を調節
する。基板加熱用ヒーターを基板に接触させ基板を所定
の温度に加熱する。同時に水素ガスまたはヘリウムガス
等の不活性ガスを堆積チャンバー418に導入する。ま
たその時の真空度は、n/iバッファー層を堆積すると
きと同じ真空度で行うのが好ましいものである。基板温
度が所望の温度になったならば、基板加熱用のガスを止
め、n/iバッファー層堆積用の原料ガスをガス供給装
置から堆積チャンバー418に供給する。例えば水素ガ
ス、シランガス、ゲルマンガスを、それぞれバルブ46
2、463、464を開け、マスフローコントローラー
457、458、459で所望の設定し、バルブ45
2、453、454、450を開けてガス導入管449
を介して堆積チャンバー418に供給する。同時に不図
示の拡散ポンプで供給ガスを、堆積チャンバー418の
真空度が所望の圧力になる様に真空引きする。チャンバ
ー418内の真空度が所望の真空度で安定したならば、
不図示のRF電源から所望の電力をバイアス印加用のバ
イアス棒に導入する。そしてRFプラズマCVD法でn
/iバッファー層を堆積する。n/iバッファー層は、
この後に堆積するi型層よりも堆積速度を遅くして堆積
するのが好ましいものである。
After the deposition of the n-type layer is completed, the introduction of the source gas into the deposition chamber 417 is stopped, and the inside of the chamber is purged with hydrogen gas or helium gas. After sufficient purging, supply of hydrogen gas or helium gas is stopped, and the interior of the deposition chamber is
Raise to 0 -6 Torr. The gate valve 407 is opened, the substrate holder 490 is moved to the transfer chamber 403, and the gate valve 407 is closed. The position of the substrate holder is adjusted so that the substrate can be heated by the substrate heating heater 411. A substrate heating heater is brought into contact with the substrate to heat the substrate to a predetermined temperature. At the same time, an inert gas such as a hydrogen gas or a helium gas is introduced into the deposition chamber 418. Further, it is preferable that the degree of vacuum at that time is the same as that at the time of depositing the n / i buffer layer. When the substrate temperature reaches a desired temperature, the gas for heating the substrate is stopped, and the source gas for depositing the n / i buffer layer is supplied to the deposition chamber 418 from the gas supply device. For example, hydrogen gas, silane gas, and germane gas are respectively supplied to the valve 46.
2, 463 and 464 are opened, and the desired settings are made with the mass flow controllers 457, 458 and 459, and the valve 45 is opened.
2, 453, 454 and 450 are opened to open a gas introduction pipe 449.
To the deposition chamber 418. At the same time, the supply gas is evacuated by a diffusion pump (not shown) so that the degree of vacuum in the deposition chamber 418 becomes a desired pressure. When the degree of vacuum in the chamber 418 is stabilized at a desired degree,
A desired power is introduced from a not-shown RF power supply into a bias rod for applying a bias. Then, n is applied by RF plasma CVD.
/ I Deposit buffer layer. The n / i buffer layer is
It is preferable to deposit at a lower deposition rate than the i-type layer deposited thereafter.

【0039】次に基板温度をi型層堆積の所定の温度に
なる様に加熱する。水素ガスやヘリウムガス等の不活性
ガスをバルブ461を開け、マスフローコントローラー
で所望の流量設定し、バルブ451、450を開けて流
しながら基板加熱を行う事が好ましいものである。また
その時の真空度は、i型層を堆積するときと同じ真空度
で行うのが好ましいものである。
Next, the substrate is heated to a predetermined temperature for depositing the i-type layer. It is preferable to open the valve 461 and set a desired flow rate of an inert gas such as hydrogen gas or helium gas by a mass flow controller, and heat the substrate while opening the valves 451 and 450. Further, it is preferable that the degree of vacuum at that time is the same as that for depositing the i-type layer.

【0040】基板温度が所望の温度になったならば、基
板加熱用のガスを止め、i型層堆積用の原料ガスをガス
供給装置から堆積チャンバー418に供給する。例えば
水素ガス、シランガス、ゲルマンガスを、それぞれバル
ブ462、463、464を開け、マスフローコントロ
ーラー457、458、459で所望の流量設定し、バ
ルブ452、453、454、450を開けてガス導入
管449を介して堆積チャンバー418に供給する。同
時に不図示の拡散ポンプで供給ガスを、堆積チャンバー
418の真空度が所望の圧力になる様に真空引きする。
チャンバー418内の真空度が所望の真空度で安定した
ならば、不図示のマイクロ波電源から所望の電力を導波
管426とマイクロ波導入窓425を介して堆積チャン
バー418に導入する。マイクロ波エネルギーの導入と
同時に、堆積チャンバー418の拡大図に示す様に、バ
イアス印加用バイアス棒に外部のDC、RFまたはVH
F電源424から所望のバイアス電力を堆積チャンバー
418内に導入するのも好ましいものである。この様に
して所望の層厚にi型層を堆積する。該i型層が所望の
層厚に堆積できたならば、マイクロ波パワーとバイアス
の印加を停止する。必要に応じて堆積チャンバー418
内を水素ガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスでパー
ジする。
When the substrate temperature reaches a desired temperature, the gas for heating the substrate is stopped, and the source gas for depositing the i-type layer is supplied to the deposition chamber 418 from the gas supply device. For example, hydrogen gas, silane gas, and germane gas are opened at valves 462, 463, and 464, respectively, and the desired flow rates are set by mass flow controllers 457, 458, and 459. To the deposition chamber 418. At the same time, the supply gas is evacuated by a diffusion pump (not shown) so that the degree of vacuum in the deposition chamber 418 becomes a desired pressure.
When the degree of vacuum in the chamber 418 is stabilized at a desired degree of vacuum, desired power is introduced from a microwave power supply (not shown) into the deposition chamber 418 via the waveguide 426 and the microwave introduction window 425. Simultaneously with the introduction of the microwave energy, as shown in the enlarged view of the deposition chamber 418, an external DC, RF or VH
It is also preferred to introduce the desired bias power from the F power supply 424 into the deposition chamber 418. Thus, an i-type layer is deposited to a desired thickness. When the i-type layer has been deposited to a desired thickness, the application of microwave power and bias is stopped. If necessary, the deposition chamber 418
The inside is purged with an inert gas such as hydrogen gas or helium gas.

【0041】この後前記n/iバッファー層の堆積と同
様にして、p/iバッファー層を所望の層厚に堆積す
る。その後、必要に応じて堆積チャンバー418内を水
素ガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスでパージす
る。p/iバッファー層上に本発明の水素プラズマ処理
は次の様にして行われるものである。チャンバー内に本
発明の水素プラズマ処理を行うに必要な水素ガスとシリ
コン原子含有ガス及び周期律表第III族元素含有ガスを
バルブ461、462、463、マスフローコントロー
ラー456、457、458、バルブ451、452、
453、バルブ450を介して所定の流量を堆積チャン
バー418に導入する。不図示の排気弁の開閉度を変え
て堆積チャンバー418内を所望の真空度にする。チャ
ンバー418の真空度が安定したらRF電源424から
RF電力をバイアス棒428に導入し、プラズマを発生
させる。この様にして所定の時間本発明の水素プラズマ
処理を行う。基坂の表面状態やチャンバーの内壁の状態
によって、水素プラズマ処理を行っている間に、水素ガ
スの流量、シリコン原子含有ガスの流量、RFパワー、
基板温度等を適宜変化させることが望ましいものであ
る。これらのパラメターの好ましい変化の形としては、
最初は、水素流量を多くし時間とともに水素流量を少な
くするものである。シリコン原子含有ガスの流量変化の
形としては、最初にはシリコン原子含有ガスの流量が少
なく時間とともにシリコン原子含有ガスの流量を増加さ
せるものである。RFパワーは最初には高いパワーで時
間の経過とともに低いパワーにして行く事が好ましい変
化の形態である。
Thereafter, a p / i buffer layer is deposited to a desired thickness in the same manner as the deposition of the n / i buffer layer. Thereafter, if necessary, the inside of the deposition chamber 418 is purged with an inert gas such as hydrogen gas or helium gas. The hydrogen plasma treatment of the present invention on the p / i buffer layer is performed as follows. In the chamber, hydrogen gas, silicon atom-containing gas and Group III element containing gas required for performing the hydrogen plasma treatment of the present invention are supplied with valves 461, 462, 463, mass flow controllers 456, 457, 458, and valve 451. 452,
453, a predetermined flow rate is introduced into the deposition chamber 418 via the valve 450. The inside of the deposition chamber 418 is set to a desired degree of vacuum by changing the opening / closing degree of an exhaust valve (not shown). When the degree of vacuum in the chamber 418 is stabilized, RF power is introduced from the RF power supply 424 to the bias bar 428 to generate plasma. Thus, the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed for a predetermined time. During hydrogen plasma treatment, the flow rate of hydrogen gas, the flow rate of silicon atom-containing gas, RF power,
It is desirable to appropriately change the substrate temperature and the like. Preferred forms of these parameters include:
The first is to increase the hydrogen flow rate and decrease the hydrogen flow rate over time. As a form of a change in the flow rate of the silicon atom-containing gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas is initially small and the flow rate of the silicon atom-containing gas is increased with time. A preferred form of change is that the RF power is initially high and then reduced over time.

【0042】本発明の水素プラズマ処理が終了した後、
堆積チャンバー内をパージし、排気を拡散ポンプからタ
ーボ分子ポンプに替えて、堆積室内の真空度を10-6
orr以下の真空度にする。同時に基板加熱用のヒータ
ーを上に上げ、基板ホルダーが移動できる様にする。ゲ
ートバルブ408を開け、基坂ホルダーを搬送チャンバ
ー403から搬送チャンバー404に移動させ、ゲート
バルブ408を閉じる。
After the hydrogen plasma treatment of the present invention is completed,
The inside of the deposition chamber is purged, the exhaust is changed from the diffusion pump to the turbo molecular pump, and the degree of vacuum in the deposition chamber is set to 10 −6 T.
The degree of vacuum is set to orr or lower. At the same time, the heater for heating the substrate is raised so that the substrate holder can be moved. The gate valve 408 is opened, the base holder is moved from the transfer chamber 403 to the transfer chamber 404, and the gate valve 408 is closed.

【0043】基板ホルダーを基板加熱用ヒーター412
の真下に移動させ、基板を基坂加熱用ヒーター412で
加熱する。排気をターボ分子ポンプからMP/RPにか
えて、加熱時に水素ガスやヘリウムガス等の不活性ガス
をp型層の堆積時の圧力になる様に流して基板加熱を行
う事はより好ましい形態である。基板温度が所望の基板
温度に安定したならば、基板加熱用の水素ガスや不活性
ガス等の基板加熱用のガスの供給を停止し、p型層堆積
用の原料ガス、例えばH2、SiH4、BF3等の周期律
表第III族元素含有ガスをバルブ482、483、48
4を開け、マスフローコントローラー477、478、
479を介して、更にバルブ472、473、474を
開けて、堆積チャンバー419へガス導入管469を通
して所望の流量供給する。堆積チャンバー419の内圧
が所望の真空度になる様に排気バルブを調節する。堆積
チャンバー419の内圧が所望の真空度で安定したなら
ば、RF電源423からRFパワーをプラズマ形成用カ
ップに供給する。そうして所望の時間堆積してp型層を
堆積する。堆積終了後、RFパワー、原料ガスの供給を
停止し、水素ガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスで
堆積チャンバー内を十分にパージする。パージの終了
後、排気をMP/RPからターボ分子ポンプに替えて1
-6Torr以下の真空度に排気する。同時に基板加熱
用のヒーター412を上に上げ、ゲートバルブ409を
開けて、基板ホルダー490をアンロードチャンバー4
05に移動させる。ゲートバルブ409を閉じ、基板ホ
ルダーが100℃以下になったらアンロードチャンバー
の扉を開けて、外に取り出す。この様にして本発明の水
素プラズマ処理をした基板上にpin半導体層が形成さ
れる。pin半導体層を形成した基板を、透明電極堆積
用の真空蒸着器にセットして透明電極を半導体層上に形
成する。次に透明電極を形成した光起電力素子を、集電
電極堆積用の真空蒸着器にセットして、集電電極を蒸着
する。この様にして光起電力素子を形成する。
The substrate holder is heated to a substrate heater 412.
, And the substrate is heated by the heater 412 for heating the substrate. It is more preferable that the substrate be heated by changing the exhaust gas from the turbo molecular pump to MP / RP and flowing an inert gas such as a hydrogen gas or a helium gas to a pressure at the time of deposition of the p-type layer during heating. is there. When the substrate temperature is stabilized at a desired substrate temperature, supply of a substrate heating gas such as a hydrogen gas or an inert gas for substrate heating is stopped, and a source gas for p-type layer deposition, for example, H 2 , SiH 4 , BF 3, and other gases containing a Group III element in the periodic table are supplied to valves 482, 483, and 48.
4, open the mass flow controllers 477, 478,
The valves 472, 473, and 474 are further opened via 479 to supply a desired flow rate to the deposition chamber 419 through the gas introduction pipe 469. The exhaust valve is adjusted so that the internal pressure of the deposition chamber 419 reaches a desired degree of vacuum. When the internal pressure of the deposition chamber 419 is stabilized at a desired degree of vacuum, RF power is supplied from the RF power source 423 to the plasma forming cup. The p-type layer is then deposited for the desired time. After the deposition, the supply of the RF power and the source gas is stopped, and the inside of the deposition chamber is sufficiently purged with an inert gas such as a hydrogen gas or a helium gas. After completion of the purging, the exhaust gas is changed from MP / RP to a turbo molecular pump for 1 minute.
Evacuate to a degree of vacuum of 0 -6 Torr or less. At the same time, the heater 412 for heating the substrate is raised, the gate valve 409 is opened, and the substrate holder 490 is moved to the unload chamber 4.
Move to 05. The gate valve 409 is closed, and when the temperature of the substrate holder becomes 100 ° C. or less, the door of the unload chamber is opened and taken out. Thus, a pin semiconductor layer is formed on the substrate subjected to the hydrogen plasma treatment of the present invention. The substrate on which the pin semiconductor layer is formed is set in a vacuum evaporator for depositing a transparent electrode, and a transparent electrode is formed on the semiconductor layer. Next, the photovoltaic element on which the transparent electrode is formed is set in a vacuum evaporator for depositing a current collecting electrode, and the current collecting electrode is deposited. Thus, a photovoltaic element is formed.

【0044】本発明の水素プラズマ処理をMWで行う場
合には、例えば以下の様に行う。ゲートバルブを開け
て、基板ホルダー490を搬送チャンバー403に移動
させて、ゲートバルブを閉じる。基板が該ヒーター直下
に来る様に基板ホルダーの位置を決める。基板加熱用ヒ
ーター411を下げ、基板をi型層堆積チャンバー内に
入れる。基板加熱ヒーター411によって所望の基板温
度に、基板温度を上げる。ターボ分子ポンプをMP/R
Pに切り替えて、チャンバー内に本発明の水素プラズマ
処理を行うに必要な水素ガスとシリコン原子含有ガスを
バルブ461、462、マスフローコントローラー45
6、457、バルブ451、452、バルブ450を介
して所定の流量を堆積チャンバー418に導入する。不
図示の排気弁の開閉度を変えて堆積チャンバー418内
を所望の真空度にする。チャンバー418の真空度が安
定したら不図示のMW電源からMW電力をマイクロ波導
入窓425を介して堆積チャンバー418に導入し、プ
ラズマを発生させる。この様にして所定の時間本発明の
水素プラズマ処理を行う。基板の表面状態やチャンバー
の内壁の状態によって、水素プラズマ処理を行っている
間に、水素ガスの流量、シリコン原子含有ガスの流量、
MWパワー、基板温度等を適宜変化させることが望まし
いものである。これらのパラメターの好ましい変化の形
としては、最初は、水素流量を多くし時間とともに水素
流量を少なくするものである。シリコン原子含有ガスの
流量変化の形としては、最初にはシリコン原子含有ガス
の流量が少なく時間とともにシリコン原子含有ガスの流
量を増加させるものである。MWパワーは最初には高い
パワーで時間の経過とともに低いパワーにして行く事が
好ましい変化の形態である。VHFで本発明の水素プラ
ズマ処理を行う場合においても、MWで行う場合と同様
に行う事が好ましいものである。
When the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed by MW, for example, it is performed as follows. The gate valve is opened, the substrate holder 490 is moved to the transfer chamber 403, and the gate valve is closed. The position of the substrate holder is determined so that the substrate comes directly under the heater. The substrate heating heater 411 is lowered, and the substrate is put into the i-type layer deposition chamber. The substrate temperature is raised to a desired substrate temperature by the substrate heater 411. MP / R turbo molecular pump
Switching to P, hydrogen gas and silicon atom-containing gas necessary for performing the hydrogen plasma treatment of the present invention in the chamber are supplied to valves 461 and 462 and mass flow controller 45.
A predetermined flow rate is introduced into the deposition chamber 418 via 6, 457, valves 451, 452, and valve 450. The inside of the deposition chamber 418 is set to a desired degree of vacuum by changing the opening / closing degree of an exhaust valve (not shown). When the degree of vacuum in the chamber 418 is stabilized, MW power is introduced from a MW power supply (not shown) into the deposition chamber 418 through the microwave introduction window 425 to generate plasma. Thus, the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed for a predetermined time. Depending on the surface condition of the substrate and the condition of the inner wall of the chamber, the flow rate of the hydrogen gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas,
It is desirable to appropriately change MW power, substrate temperature, and the like. A preferred form of variation of these parameters is to initially increase the hydrogen flow and decrease the hydrogen flow over time. As a form of a change in the flow rate of the silicon atom-containing gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas is initially small and the flow rate of the silicon atom-containing gas is increased with time. A preferred form of change is that the MW power is initially high and then reduced over time. When performing the hydrogen plasma treatment of the present invention with VHF, it is preferable to perform the same treatment as with MW.

【0045】また更に、基板とn型層の界面近傍につい
ても、シリコン原子含有ガスを実質的に堆積しない程度
に含有する水素ガスで水素プラズマ処理を行う事も好ま
しいものである。基板とn型層の界面近傍を水素プラズ
マ処理を行うには、n型層堆積用チャンバーまたはi型
層堆積用チャンバーに基板を前記手順で搬送して、基板
を所定の基板温度に保持し、前記手順でシリコン原子含
有ガス及び水素ガスを所定の流量を堆積チャンバーに導
入しする。RF,VHFまたは/及びMWパワー等の導
入パワーの種類に対して適した真空度になる様に、圧力
調整バルブで圧力を調整する。RF,VHFまたは/及
びMWパワーを導入してプラズマ放電を起こし、基板上
に所定の時間本発明の水素プラズマ処理を行う。
Further, it is also preferable to perform a hydrogen plasma treatment on the vicinity of the interface between the substrate and the n-type layer with a hydrogen gas containing a gas that does not substantially deposit a silicon atom-containing gas. In order to perform hydrogen plasma treatment near the interface between the substrate and the n-type layer, the substrate is transferred to the n-type layer deposition chamber or the i-type layer deposition chamber in the above-described procedure, and the substrate is maintained at a predetermined substrate temperature. In the above procedure, a predetermined flow rate of the silicon atom-containing gas and the hydrogen gas is introduced into the deposition chamber. The pressure is adjusted by the pressure adjusting valve so that the degree of vacuum is appropriate for the type of the introduced power such as RF, VHF and / or MW power. A plasma discharge is generated by introducing RF, VHF or / and MW power, and the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed on the substrate for a predetermined time.

【0046】またn/iバッファー層とi型層の界面近
傍についても、シリコン原子含有ガスを堆積に寄与しな
い程度に含有する水素ガスによるプラズマ処理を行う事
によって、光起電力素子の特性は更に向上するのである
が、n/i型層上に本発明の水素プラズマ処理は次の様
にして行われるものである。チャンバー内に本発明の水
素プラズマ処理を行うに必要な水素ガスとシリコン原子
含有ガスをバルブ461、462、マスフローコントロ
ーラー456、457、バルブ451、452、バルブ
450を介して所定の流量を堆積チャンバー418に導
入する。不図示の排気弁の開閉度を変えて堆積チャンバ
ー418内を所望の真空度にする。チャンバー418の
真空度が安定したらRF電源424からRF電力をバイ
アス捧428に導入し、プラズマを発生させる。この様
にして所定の時間本発明の水素プラズマ処理を行う。基
板の表面状態やチャンバーの内壁の状態によって、水素
プラズマ処理を行っている間に、水素ガスの流量、シリ
コン原子含有ガスの流量、RFパワー、基坂温度等を適
宜変化させることが望ましいものである。これらのパラ
メターの好ましい変化の形としては、最初は、水素流量
を多くし時間とともに水素流量を少なくするものであ
る。シリコン原子含有ガスの流量変化の形としては、最
初にはシリコン原子含有ガスの流量が少なく時間ととも
にシリコン原子含有ガスの流量を増加させるものであ
る。RFパワーは最初には高いパワーで時間の経過とと
もに低いパワーにして行く事が好ましい変化の形態であ
る。
The characteristics of the photovoltaic element are further improved by performing a plasma treatment on the vicinity of the interface between the n / i buffer layer and the i-type layer with a hydrogen gas containing silicon gas containing gas that does not contribute to deposition. Although it is improved, the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed on the n / i-type layer as follows. A predetermined amount of hydrogen gas and a gas containing silicon atoms necessary for performing the hydrogen plasma treatment of the present invention are supplied to the deposition chamber 418 through valves 461 and 462, mass flow controllers 456 and 457, valves 451 and 452, and a valve 450. To be introduced. The inside of the deposition chamber 418 is set to a desired degree of vacuum by changing the opening / closing degree of an exhaust valve (not shown). When the degree of vacuum in the chamber 418 is stabilized, RF power is introduced from the RF power source 424 to the bias source 428 to generate plasma. Thus, the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed for a predetermined time. Depending on the surface state of the substrate and the state of the inner wall of the chamber, it is desirable to appropriately change the flow rate of the hydrogen gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas, the RF power, the base slope temperature, etc. during the hydrogen plasma treatment. is there. A preferred form of variation of these parameters is to initially increase the hydrogen flow and decrease the hydrogen flow over time. As a form of a change in the flow rate of the silicon atom-containing gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas is initially small and the flow rate of the silicon atom-containing gas is increased with time. A preferred form of change is that the RF power is initially high and then reduced over time.

【0047】i型層上に本発明の水素プラズマ処理は次
の様にして行われるものである。チャンバー内に本発明
の水素プラズマ処理を行うに必要な水素ガスとシリコン
原子含有ガスをバルブ461、462、マスフロー45
6、457、バルブ451、452、バルブ450を介
して所定の流量を堆積チャンバー418に導入する。不
図示の排気弁の開閉度を変えて堆積チャンバー418内
を所望の真空度にする。チャンバー418の真空度が安
定したらRF電源424からRF電力をバイアス棒42
8に導入し、プラズマを発生させる。この様にして所定
の時間本発明の水素プラズマ処理を行う。基板の表面状
態やチャンバーの内壁の状態によって、水素プラズマ処
理を行っている間に、水素ガスの流量、シリコン原子含
有ガスの流量、RFパワー、基板温度等を適宜変化させ
ることが望ましいものである。これらのパラメターの好
ましい変化の形としては、最初は、水素流量を多くし時
間とともに水素流量を少なくするものである。シリコン
原子含有ガスの流量変化の形としては、最初にはシリコ
ン原子含有ガスの流量が少なく時間とともにシリコン原
子含有ガスの流量を増加させるものである。RFパワー
は最初には高いパワーで時間の経過とともに低いパワー
にして行く事が好ましい変化の形態である。
The hydrogen plasma treatment of the present invention is performed on the i-type layer as follows. In the chamber, hydrogen gas and silicon atom-containing gas necessary for performing the hydrogen plasma treatment of the present invention are supplied to valves 461 and 462 and mass flow 45.
A predetermined flow rate is introduced into the deposition chamber 418 via 6, 457, valves 451, 452, and valve 450. The inside of the deposition chamber 418 is set to a desired degree of vacuum by changing the opening / closing degree of an exhaust valve (not shown). When the degree of vacuum in the chamber 418 becomes stable, the RF power is supplied from the RF power source 424 to the bias rod 42.
8 to generate plasma. Thus, the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed for a predetermined time. Depending on the surface state of the substrate and the state of the inner wall of the chamber, it is desirable to appropriately change the flow rate of the hydrogen gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas, the RF power, the substrate temperature, etc. during the hydrogen plasma treatment. . A preferred form of variation of these parameters is to initially increase the hydrogen flow and decrease the hydrogen flow over time. As a form of a change in the flow rate of the silicon atom-containing gas, the flow rate of the silicon atom-containing gas is initially small and the flow rate of the silicon atom-containing gas is increased with time. A preferred form of change is that the RF power is initially high and then reduced over time.

【0048】以上の本発明の水素プラズマ処理を行う光
起電力素子の形成方法において、ガスボンベは必要に応
じて適宜必要なガスボンベと交換して使用すれば良いも
のである。その場合にガスラインは十分に加熱パージす
る事が好ましいものである。pin半導体層を複数積層
した光起電力素子は、形成装置400のn型層の堆積チ
ャンバー、i型層の堆積チャンバーそしてp型層の堆積
チャンバーで所望の回数堆積する事によって形成するこ
とができるものである。
In the above-described method for forming a photovoltaic element for performing a hydrogen plasma treatment according to the present invention, the gas cylinder may be replaced with a necessary gas cylinder as needed. In that case, it is preferable that the gas line be sufficiently heated and purged. A photovoltaic element in which a plurality of pin semiconductor layers are stacked can be formed by performing a desired number of depositions in the n-type layer deposition chamber, the i-type layer deposition chamber, and the p-type layer deposition chamber of the forming apparatus 400. Things.

【0049】次に、上記光起電力素子の構成要素を詳細
に説明する。 (基板)本発明において好適に用いられる支持体の材質
としては、堆積膜形成時に必要とされる温度において変
形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を有
するものであることが好ましく、また反射層や反射増加
層を堆積した後に行う本発明の水素プラズマ処理を行っ
ても反射層や反射増加層の支持体との密着性の低下しな
い支持体が好ましいものである。
Next, the components of the photovoltaic element will be described in detail. (Substrate) As a material of the support preferably used in the present invention, a material having little deformation and distortion at a temperature required for forming a deposited film, having a desired strength, and having conductivity is preferably used. A support that does not decrease the adhesion of the reflective layer or the reflection-enhancing layer to the support even when the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed after depositing the reflection layer or the reflection-enhancing layer is preferable.

【0050】具体的にはステンレススチール、アルミニ
ウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその合金等
の金属の薄膜及びその複合体、及びそれらの表面に異種
材料の金属薄膜及び/またはSiO2、Si34、Al2
3、AlN等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍
金法等により表面コーティング処理を行なったもの、あ
るいはポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタ
レート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シートまたはこれら
とガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファ
イバー、金属繊維等との複合体の表面に金属単体または
合金、及び透明導電性酸化物等を鍍金、蒸着、スパッ
タ、塗布等の方法で導電性処理を行なったものがあげら
れる。
Specifically, thin films of metals such as stainless steel, aluminum and its alloys, iron and its alloys, copper and its alloys and their composites, and metal thin films of different materials and / or SiO 2 on their surfaces, Si 3 N 4 , Al 2
O 3 , AlN or other insulating thin film that has been subjected to surface coating by sputtering, vapor deposition, plating, etc., or a heat-resistant resin sheet such as polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, epoxy, or glass fiber, Carbon fiber, boron fiber, metal fiber, etc., the surface of which has been subjected to a conductive treatment by plating, vapor deposition, sputtering, coating, or the like with a simple metal or alloy, and a transparent conductive oxide on the surface. .

【0051】また、前記支持体の厚さとしては、支持体
の移動時に形成される湾曲形状が維持される強度を発揮
する範囲内であれば、コスト、収納スペース等を考慮し
て可能な限り薄いほうが望ましい。具体的には、好まし
くは0.01mm乃至5mm、より好ましくは0.02
mm乃至2mm、最適には0.05mm乃至1mmであ
ることが望ましいが、金属等の薄膜を用いる場合、厚さ
を比較的薄くしても所望の強度が得られやすい。
In addition, the thickness of the support may be set as much as possible in consideration of cost, storage space, and the like as long as the thickness is within a range where the curved shape formed during the movement of the support is strong enough to maintain the strength. Thinner is desirable. Specifically, it is preferably 0.01 mm to 5 mm, more preferably 0.02 mm
The thickness is desirably from 2 mm to 2 mm, optimally from 0.05 mm to 1 mm. However, when a thin film of metal or the like is used, a desired strength is easily obtained even if the thickness is relatively thin.

【0052】前記支持体の幅については、特に制限され
ることはなく、真空容器のサイズ等によって決定され
る。前記支持体の長さについては、特に制限されること
はなく、ロール状に巻き取られる程度の長さであって
も、長尺のものを溶接等によってさらに長尺化したもの
であってもよい。
The width of the support is not particularly limited and is determined by the size of the vacuum vessel and the like. The length of the support is not particularly limited, and may be a length that can be wound into a roll, or may be a longer one that is made longer by welding or the like. Good.

【0053】本発明では支持体を短時間のうち加熱冷却
するが、温度分布が支持体の長尺方向に広がるのは好ま
しくないため、支持体の移動方向の熱伝導は少ないほう
が望ましく、支持体表面温度が、加熱冷却に追従するた
めには厚さ方向に熱伝導が大きい方が好ましい。支持体
の熱伝導を、移動方向に少なく厚さ方向に大きくするに
は、厚さを薄くすればよく、支持体が均一の場合、(熱
伝導)×(厚さ)は好ましくは1×10 -1W/K以下、
より好ましくは0.5×10-1W/K以下であることが
望ましい。
In the present invention, the support is heated and cooled in a short time.
However, it is preferable that the temperature distribution spreads in the longitudinal direction of the support.
Less heat conduction in the direction of support movement
It is desirable that the temperature of the support surface follows the heating and cooling.
For this purpose, it is preferable that the thermal conductivity is large in the thickness direction. Support
To increase the heat conduction in the direction of movement
Can be made thinner, and if the support is uniform, (heat
Conduction) × (thickness) is preferably 1 × 10 -1W / K or less,
More preferably 0.5 × 10-1W / K or less
desirable.

【0054】(反射層)反射層の材料としては、Ag、
Au、Pt、Ni、Cr、Cu、Al、Ti、Zn、M
o、Wなどの金属またはこれらの合金が挙げられ、これ
らの金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ
リングなどで形成する。また、形成された金属薄膜が光
起電力素子の出力に対して抵抗成分とならぬように配慮
されねばならず、反射層のシート抵抗値は、好ましくは
50Ω以下、より好ましくは10Ω以下であることが望
ましいものである。
(Reflection Layer) As a material of the reflection layer, Ag,
Au, Pt, Ni, Cr, Cu, Al, Ti, Zn, M
Metals such as o and W or alloys thereof are listed, and thin films of these metals are formed by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like. Also, care must be taken that the formed metal thin film does not become a resistance component with respect to the output of the photovoltaic element, and the sheet resistance of the reflective layer is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less. Is desirable.

【0055】前記支持体が透光性であって、透光性の支
持体から光起電力素子に光を照射する場合、前記反射層
の代わりに透光性の導電層を形成する事が好ましいもの
である。この様な目的に適した透光性の導電層としては
酸化錫、酸化インジウムまたはこれらの合金等が適した
ものである。更にこれらの透光性の導電層の層厚として
は、反射防止の条件になる様な層厚に堆積するのが好ま
しいものである。これらの透光性導電層のシート抵抗と
しては、、好ましくは50Ω以下、より好ましくは10
Ω以下であることが望ましいものである。
When the support is translucent and the photovoltaic element is irradiated with light from the translucent support, it is preferable to form a translucent conductive layer instead of the reflective layer. Things. As a light-transmitting conductive layer suitable for such a purpose, tin oxide, indium oxide, an alloy thereof, or the like is suitable. Further, it is preferable that these light-transmitting conductive layers be deposited to a thickness that satisfies antireflection conditions. The sheet resistance of these translucent conductive layers is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less.
It is desirable that it be less than Ω.

【0056】(反射増加層)反射増加層は、半導体層を
通過した基板からの反射光を各半導体層内に効率よく吸
収させるために、光の反射率が85%以上であることが
望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の出力にた
いして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は100Ω以
下であることが望ましい。このような特性を備えた材料
として、SnΟ2、In23、ZnΟ、CdΟ、Cd2
nO4、ITO(In2Ο3+SnO2)などの金属酸化物
が挙げられる。反射増加層は、光起電力素子においては
p型層またはn型層に接して積層され、相互の密着性の
良いものを選ぶことが必要である。また反射増加層は反
射増加の条件に合う様な層厚に堆積するのが好ましいも
のである。反射増加層の作製方法としては、抵抗加熱蒸
着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプ
レー法などを用いることができ、所望に応じて適宜選択
される。
(Reflection Increasing Layer) The reflection increasing layer desirably has a light reflectance of 85% or more so that the reflected light from the substrate that has passed through the semiconductor layer is efficiently absorbed in each semiconductor layer. Further, the sheet resistance value is desirably 100Ω or less so that the output of the photovoltaic element does not become a resistance component. As a material having such characteristics, SnΟ 2, In 2 O 3 , ZnΟ, CdΟ, Cd 2 S
Metal oxides such as nO 4 and ITO (In 2 Ο 3 + SnO 2 ) are exemplified. In the photovoltaic element, the reflection increasing layer is laminated in contact with the p-type layer or the n-type layer, and it is necessary to select a layer having good mutual adhesion. Further, it is preferable that the reflection enhancing layer is deposited to have a thickness that meets the conditions for increasing the reflection. As a method for forming the reflection increasing layer, a resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.

【0057】(i型層)特にIV族もしくはIV族系合
金非晶質半導体材料を用いた光起電力素子に於いて、p
in接合に用いるi型層は照射光に対してキャリアを発
生輸送する重要な層である。i型層としては、僅かp
型、僅かn型の層も使用できるものである。非晶質半導
体材料には、水素原子(H,D)またはハロゲン原子
(X)が含有され、これが重要な働きを持つ。
(I-type layer) In particular, in a photovoltaic device using a Group IV or Group IV alloy amorphous semiconductor material,
The i-type layer used for the in-junction is an important layer that generates and transports carriers with respect to irradiation light. For an i-type layer, only p
Type, only n-type layers can be used. The amorphous semiconductor material contains a hydrogen atom (H, D) or a halogen atom (X), and has an important function.

【0058】i型層に含有される水素原子(H,D)ま
たはハロゲン原子(X)は、i型層の未結合手(ダング
リングボンド)を補償する働きをし、i型層でのキァリ
アの移動度と寿命の積を向上させるものである。またp
型層/i型層、n型層/i型層の各界面の界面準位を補
償する働きをし、光起電力素子の光起電力、光電流そし
て光応答性を向上させる効果のあるものである。i型層
に含有される水素原子または/及びハロゲン原子は1〜
40at%が最適な含有量として挙げられる。特に、p
型層/i型層、n型層/i型層の各界面側で水素原子ま
たは/及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているも
のが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での
水素原子または/及びハロゲン原子の含有量はバルク内
の含有量の1.1〜2倍の範囲が好ましい範囲として拳
げられる。更にシリコン原子の含有量に対応して水素原
子または/及びハロゲン原子の含有量が変化しているこ
とが好ましいものである。
The hydrogen atoms (H, D) or the halogen atoms (X) contained in the i-type layer work to compensate for dangling bonds in the i-type layer, and the carrier in the i-type layer is To improve the product of the mobility and the lifetime. Also p
It has a function of compensating the interface state of each interface of the type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer, and has an effect of improving the photovoltaic power, the photocurrent and the photoresponsiveness of the photovoltaic element. It is. The number of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the i-type layer is 1 to
40 at% is mentioned as the optimum content. In particular, p
A preferred distribution form is one in which a large amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms are distributed on each interface side of the n-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer. The content of atoms and / or halogen atoms is preferably 1.1 to 2 times the content in the bulk as a preferred range. Further, it is preferable that the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms is changed in accordance with the content of silicon atoms.

【0059】本発明の光起電力素子において、pin構
造を複数有する場合、光の入射側から順にi型層のバン
ドギャップが小さくなる様に積層するのが好ましいもの
である。比較的バンドギャップの広いi型層としては非
晶質シリコンや非晶質炭化シリコンが用いられ、比較的
バンドギャップの狭いi型半導体層としては、非晶質シ
リコンゲルマニウムが用いられる。非晶質シリコン、非
晶質シリコンゲルマニウムは、ダングリングボンドを捕
償する元素によって、a−Si:H、a−Si:F、a
−Si:H:F、a−SiGe:H、a−SiGe:
F、a−SiGe:H:F等と表記される。
When the photovoltaic element of the present invention has a plurality of pin structures, it is preferable to stack the i-type layers in order from the light incident side such that the band gap of the i-type layers becomes smaller. Amorphous silicon or amorphous silicon carbide is used for the i-type layer having a relatively wide band gap, and amorphous silicon germanium is used for the i-type semiconductor layer having a relatively narrow band gap. Amorphous silicon and amorphous silicon germanium can be divided into a-Si: H, a-Si: F, a
-Si: H: F, a-SiGe: H, a-SiGe:
F, a-SiGe: H: F, etc.

【0060】非晶質シリコンゲルマニウムをi型層とし
て用いる場合には、ゲルマニウムの含有量をi型層の層
厚方向に変化させるのが好ましいものである。特にn型
層または/及びp型層方向でゲルマニウム含有量が連続
的に減少しているのが好ましいゲルマニウムの分布形態
である。ゲルマニウム原子の層厚中での分布の状態は、
原料ガスに含有させるゲルマニウム含有ガスの流量比を
変化させる事によって行うことができるものである。ま
たMWプラズマCVD法でゲルマニウム原子のi型層中
の含有量を変化させる方法としては、ゲルマニウム含有
ガスの流量比を変化させる方法の他に、原料ガスの希釈
ガスである水素ガスの流量を変化させる事によって同様
に行うことができるものである。水素希釈量を多くする
事によって堆積膜(i型層)中のゲルマニウム含有量を
増加させる事ができるものである。
When amorphous silicon germanium is used as the i-type layer, it is preferable to change the germanium content in the thickness direction of the i-type layer. In particular, it is a preferable distribution form of germanium that the germanium content continuously decreases in the direction of the n-type layer and / or the p-type layer. The state of distribution of germanium atoms in the layer thickness is
This can be performed by changing the flow rate ratio of the germanium-containing gas contained in the source gas. As a method of changing the content of germanium atoms in the i-type layer by the MW plasma CVD method, in addition to a method of changing a flow ratio of a germanium-containing gas, a method of changing a flow rate of a hydrogen gas as a diluent gas of a source gas is also used. This can be done in the same way. By increasing the amount of hydrogen dilution, the germanium content in the deposited film (i-type layer) can be increased.

【0061】本発明の水素プラズマ処理は、前記の様に
ゲルマニウム原子を連続的に変えた所謂グレーデットバ
ンドギャップ層と該層と接するバッファー層との間の電
気的な接続を特に向上させるものである。さらに具体的
には、例えば、本発明の光起電力素子のに好適なpin
接合のi型半導体層としては、i型の水素化非晶質シリ
コン(a−Si:H)が挙げられ、その特性としては、
光学的バンドギャップ(Eg)が、1.60eV〜1.
85eV、水素原子の含有量(CH)が、1.0〜2
5.0%、AM1.5、100mW/cm2の疑似太陽
光照射下の光電導度(σp)が、1.0×10-5S/c
m以上、暗電導度(σd)が、1.0x10-9S/cm
以下、コンスタントフォトカレントメソッド(CPM)
によるアーバックテイルの傾きが、55meV以下、局
在準位密度は1017/cm3以下のものが好ましいもの
である。
The hydrogen plasma treatment of the present invention particularly improves the electrical connection between a so-called graded band gap layer in which germanium atoms are continuously changed and a buffer layer in contact with the so-called graded band gap layer. is there. More specifically, for example, a pin suitable for the photovoltaic device of the present invention is used.
An example of the junction i-type semiconductor layer is i-type hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H).
The optical band gap (Eg) is 1.60 eV to 1.60 eV.
85 eV, hydrogen atom content (CH) is 1.0 to 2
5.0%, AM1.5, 100 mW / cm 2 , the photoelectric conductivity (σp) under simulated sunlight irradiation is 1.0 × 10 −5 S / c.
m or more, and the dark conductivity (σd) is 1.0 × 10 −9 S / cm
Hereafter, Constant Photocurrent Method (CPM)
It is preferable that the inclination of the Urbach tail due to the above is 55 meV or less and the localized level density is 10 17 / cm 3 or less.

【0062】また、本発明の光起電力素子のバンドギャ
ップが比較的狭いi型半導体層を構成する半導体材料非
晶質シリコンゲルマニウムは、その特性として光学的バ
ンドギャップ(Eg)が、1.20eV〜1.60e
V、水素原子の含有量(CH)が、1.0〜25%であ
り、コンスタントフォトカレントメソッド(CPM)に
よるアーバックテイルの傾きが、55meV以下、局在
準位密度は1017cm3以下のものが好ましいものであ
る。
The semiconductor material amorphous silicon germanium constituting the i-type semiconductor layer having a relatively narrow band gap of the photovoltaic element of the present invention has an optical band gap (Eg) of 1.20 eV as a characteristic. ~ 1.60e
V, the content of hydrogen atoms (CH) is 1.0 to 25%, the slope of the Urbach tail by the constant photocurrent method (CPM) is 55 meV or less, and the localized level density is 10 17 cm 3 or less. Are preferred.

【0063】本発明に適したi型層は、以下の様な条件
で堆積するのが好ましいものである。非晶質半導体層
は、RF、VHFまたはMWプラズマCVD法で堆積す
るのが好ましいものである。RFプラズマCVD法で堆
積する場合には、基板温度は、100から350℃、堆
積室内の真空度は0.05から10Torr、RFの周
波数は1から50MHzが適した範囲である。特にRF
の周波数は13.56MHzが適している。また堆積室
内に投入されるRFパワーは0.01から5W/cm2
が好適な範囲である。またRFパワーによって基板に印
加されるセルフバイアスは、0から300が好適な範囲
である。
The i-type layer suitable for the present invention is preferably deposited under the following conditions. The amorphous semiconductor layer is preferably deposited by RF, VHF or MW plasma CVD. In the case of deposition by RF plasma CVD, the substrate temperature is 100 to 350 ° C., the degree of vacuum in the deposition chamber is 0.05 to 10 Torr, and the RF frequency is 1 to 50 MHz. Especially RF
Is suitably 13.56 MHz. The RF power supplied to the deposition chamber is 0.01 to 5 W / cm 2
Is a preferable range. The preferable range of the self-bias applied to the substrate by the RF power is 0 to 300.

【0064】VHFプラズマCVD法で堆積する場合に
は、基板温度は、100から450℃、堆積室内の真空
度は0.0001から1Torr、VHFの周波数は6
0から500MHzが適した範囲である。特にVHFの
周波数は100MHzが適している。また堆積室内に投
入されるVHFパワーは0.01から1W/cm3が好
適な範囲である。またVHFパワーによって基板に印加
されるセルフバイアスは、10がら1000Vが好適な
範囲である。またVHFに重畳してまたは別にバイアス
棒を設けて、DCやRFを堆積チャンバーに導入する事
によって堆積した非晶質膜の特性が向上するものであ
る。DCバイアスをバイアス棒を使って導入する場合、
バイアス棒が正極になる様にするのが好ましいものであ
る。またDCバイアスを基板側に導入する場合には、基
板側が負極になる様に導入するのが好ましいものであ
る。RFバイアスを導入する場合、基板面積よりもRF
を導入する電極の面積を狭くするのが好ましいものであ
る。
When depositing by VHF plasma CVD, the substrate temperature is 100 to 450 ° C., the degree of vacuum in the deposition chamber is 0.0001 to 1 Torr, and the frequency of VHF is 6
0 to 500 MHz is a suitable range. Particularly, the frequency of VHF is suitably 100 MHz. The VHF power supplied into the deposition chamber is preferably in the range of 0.01 to 1 W / cm 3 . The preferable range of the self-bias applied to the substrate by the VHF power is 10 to 1000 V. In addition, the characteristics of the deposited amorphous film are improved by introducing DC or RF into the deposition chamber by overlapping with VHF or separately providing a bias rod. When introducing a DC bias using a bias bar,
It is preferred that the bias rod be positive. When the DC bias is introduced to the substrate side, it is preferable to introduce the DC bias so that the substrate side becomes a negative electrode. When introducing an RF bias, the RF
It is preferable to reduce the area of the electrode into which the gas is introduced.

【0065】MWプラズマCVD法で堆積する場合に
は、基板温度は、100から450℃、堆積室内の真空
度は0.0001から0.05Torr、MWの周波数
は501MHzから10GHzが適した範囲である。特
にMWの周波数は2.45GHzが適している。また堆
積室内に投入されるMWパワーは0.01から1W/c
3が好適な範囲である。MWパワーは、導波管で堆積
チャンバーに導入するのが最適である。またMWに加え
て、別にバイアス棒を設けて、DCやRFを堆積チャン
バーに導入する事によって堆積した非晶質膜の特性が向
上するものである。DCバイアスをバイアス棒を使って
導入する場合、バイアス棒が正極になる様にするのが好
ましいものである。またDCバイアスを基板側に導入す
る場合には、基板側が負極になる様に導入するのが好ま
しいものである。RFバイアスを導入する場合、基板面
積よりもRFを導入する電極の面積を狭くするのが好ま
しいものである。
In the case of deposition by the MW plasma CVD method, the substrate temperature is 100 to 450 ° C., the degree of vacuum in the deposition chamber is 0.0001 to 0.05 Torr, and the frequency of the MW is 501 MHz to 10 GHz. . In particular, the MW frequency is suitably 2.45 GHz. The MW power input into the deposition chamber is 0.01 to 1 W / c.
m 3 is a suitable range. MW power is optimally introduced into the deposition chamber via a waveguide. Further, in addition to the MW, a bias rod is separately provided to introduce DC or RF into the deposition chamber, thereby improving the characteristics of the deposited amorphous film. When a DC bias is introduced using a bias bar, it is preferred that the bias bar be positive. When the DC bias is introduced to the substrate side, it is preferable to introduce the DC bias so that the substrate side becomes a negative electrode. When introducing an RF bias, it is preferable to make the area of the electrode into which RF is introduced smaller than the substrate area.

【0066】本発明のプラズマ処理に適したi型層の堆
積には、SiH4、Si26、SiF4、SiF22等の
シラン系原料ガスが適している。またバンドギャップを
広げるためには炭素、チッ素または酸素含有ガスを添加
するのが好ましいものである。炭素、チッ素または酸素
含有ガスは、i型層の中に均一に含有させるよりは、p
型層または/及びn型層近傍で多く含有させる事が好ま
しいものである。この様にする事によってi型層中での
電荷の走行性を阻害することなく、開放電圧を向上させ
ることができるものである。炭素含有ガスとしては、C
n2n+2、Cn2nやC22等が適している。チッ素含有
ガスとしては、N2、NO、N20、NO2、NH3等が適
している。酸素含有ガスとしては、O2,CO2、O3
が適している。またこれらのガスを複数組みあわせて導
入しても良いものである。これらバンドギャップを大き
くする原料ガスの添加量としては、0.1から50%が
適した量である。
For deposition of the i-type layer suitable for the plasma treatment of the present invention, a silane-based source gas such as SiH 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 , or SiF 2 H 2 is suitable. In order to widen the band gap, it is preferable to add a gas containing carbon, nitrogen or oxygen. The carbon, nitrogen or oxygen containing gas is more preferably contained in the p-type layer than in the i-type layer.
It is preferable that a large amount be contained near the mold layer and / or the n-type layer. By doing so, the open-circuit voltage can be improved without impairing the traveling properties of charges in the i-type layer. As the carbon-containing gas, C
n H 2n + 2 , C n H 2n , C 2 H 2 and the like are suitable. As the nitrogen-containing gas, N 2 , NO, N 20 , NO 2 , NH 3 and the like are suitable. O 2 , CO 2 , O 3, etc. are suitable as the oxygen-containing gas. Further, a plurality of these gases may be introduced in combination. A suitable amount of the source gas for increasing the band gap is 0.1 to 50%.

【0067】更に、i型層は、周期律表第III族または
/及び第V族の元素を添加することにより、特性が向上
するものである。周期律表第III族元素としては、B、
Al、Ga等が適したものである。特にBを添加する場
合にはB26、BF3等のガスを用いて添加するのが好
ましいものである。また周期律表第V族元素としては、
N、P、As等が適したものである。特にPを添加する
場合にはPH3が適したものとして挙げられる。周期律
表第III族または/及び第V族元素のi型層への添加量
としては、0.1から1000ppmが適した範囲であ
る。
Further, the properties of the i-type layer are improved by adding an element of Group III and / or Group V of the periodic table. As the Group III elements of the periodic table, B,
Al, Ga and the like are suitable. In particular, when B is added, it is preferable to use a gas such as B 2 H 6 or BF 3 . In addition, as the Group V element of the periodic table,
N, P, As, etc. are suitable. Particularly when P is added, PH 3 is mentioned as a suitable one. The suitable amount of the Group III and / or Group V element of the periodic table added to the i-type layer is 0.1 to 1000 ppm.

【0068】i型層に対して、n/iバッファー層やp
/iバッファー層を設ける事によって、光起電力素子の
特性が向上するものである。該バッファー層としては、
前記i型層と同様な半導体層が使用可能であり、特にi
型層よりは堆積速度を遅くして堆積するのが好ましいも
のである。該バッファー層は、i型層よりもバンドギャ
ップが広い半導体が適している。該バンドギャップは、
i型層からバッファー層に滑らかに連続的であるのが好
ましいものである。該バッファー層でバンドギャップを
連続的に変えるための方法としては、シリコン系の非単
結晶半導体に含有させるゲルマニウム原子の含有量を増
加させる事によって、バンドギャップを狭くすることが
できるものである。一方、シリコン系の非単結晶半導体
中に含有される炭素原子、酸素原子または/及びチッ素
原子の含有量を増加させる事によってバンドギャップは
連続的に広くすることができるものである。バンドギャ
ップの一番狭い所と一番広い所の比は1.01から1.
5であるのが好ましい範囲である。
For the i-type layer, the n / i buffer layer and p
By providing the / i buffer layer, the characteristics of the photovoltaic element are improved. As the buffer layer,
A semiconductor layer similar to the i-type layer can be used.
It is preferable to deposit at a lower deposition rate than the mold layer. As the buffer layer, a semiconductor having a wider band gap than the i-type layer is suitable. The band gap is
It is preferred that it be smooth and continuous from the i-type layer to the buffer layer. As a method for continuously changing the band gap in the buffer layer, the band gap can be narrowed by increasing the content of germanium atoms contained in a silicon-based non-single-crystal semiconductor. On the other hand, the band gap can be continuously increased by increasing the content of carbon atoms, oxygen atoms, and / or nitrogen atoms contained in a silicon-based non-single-crystal semiconductor. The ratio of the narrowest band gap to the widest band gap is 1.01 to 1.
A preferred range is 5.

【0069】また該バッファー層に周期律表第III族ま
たは/及び第V族の元素を添加する場合には、n/iバ
ッファー層には周期律表第III族元素を添加し、p/i
バッファー層には周期律表第V族元素を添加するのが好
ましいものである。この様にする事によって、n型層ま
たは/及びp型層からの不純物のi型層への拡散による
特性の低下を防止する事ができるものである。
When an element of Group III and / or Group V of the periodic table is added to the buffer layer, an element of Group III of the periodic table is added to the n / i buffer layer and p / i
It is preferable to add a Group V element of the periodic table to the buffer layer. By doing so, it is possible to prevent a decrease in characteristics due to diffusion of impurities from the n-type layer and / or the p-type layer into the i-type layer.

【0070】(n型層、p型層)p型層またはn型層
も、本発明の光起電力装置の特性を左右する重要な層で
ある。p型層またはn型層の非晶質材料(a−と表示す
る)(微結晶材料(μc−と表示する)も非晶質材料の
範ちゅうに入ることは言うまでもない。)としては、例
えばa−Si:H,a−Si:HX,a−SiC:H,
a−SiC:HX,a−SiGe:H,a−SiGe
C:H,a−SiO:H,a−SiN:H,a−SiO
N:HX,a−SiOCN:HX,μc−Si:H,μ
c−SiC:H,μc−Si:HX,μc−SiC:H
X,μc−SiGe:H,μc−SiO:H,μc−S
iGeC:H,μc−SiN:H,μc−SiON:H
X,μc−SiOCN:HX,等にp型の価電子制御剤
(周期律表第III族原子B,Al,Ga,In,TI)
やn型の価電子制御剤(周期律表第V族原子P,As,
Sb,Bi)を高濃度に添加した材料が挙げられ、多結
晶材料(poly−と表示する)としては、例えばpo
ly−Si:H,poly−Si:HX,poly−S
iC:H,poly−SiC:HX,poly−SiG
e:H,poly−Si,poly−SiC,poly
−SiGe,等にp型の価電子制御剤(周期律表第III
族原子B.Al,Ga,In,Tl)やn型の価電子制
御剤(周期律表第V族原子P,As,Sb,Bi)を高
濃度に添加した材料が挙げられる。
(N-type layer, p-type layer) The p-type layer or the n-type layer is also an important layer that affects the characteristics of the photovoltaic device of the present invention. Examples of the amorphous material (denoted as a-) of the p-type layer or the n-type layer (it goes without saying that a microcrystalline material (denoted as μc-) are also included in the range of the amorphous material). a-Si: H, a-Si: HX, a-SiC: H,
a-SiC: HX, a-SiGe: H, a-SiGe
C: H, a-SiO: H, a-SiN: H, a-SiO
N: HX, a-SiOCN: HX, μc-Si: H, μ
c-SiC: H, μc-Si: HX, μc-SiC: H
X, μc-SiGe: H, μc-SiO: H, μc-S
iGeC: H, μc-SiN: H, μc-SiON: H
X, μc-SiOCN: HX, p-type valence electron control agent (Group III atom B, Al, Ga, In, TI in the periodic table)
And n-type valence electron controlling agents (Group V atoms P, As,
Sb, Bi) are added at a high concentration, and a polycrystalline material (denoted as poly-) is, for example, po
ly-Si: H, poly-Si: HX, poly-S
iC: H, poly-SiC: HX, poly-SiG
e: H, poly-Si, poly-SiC, poly
-SiGe, etc. with p-type valence electron controlling agent (Periodic Table III
Group atom B. Al, Ga, In, Tl) and a material to which an n-type valence electron controlling agent (atom P, As, Sb, Bi in the periodic table, group V atom) is added at a high concentration.

【0071】特に光入射側のp型層またはn型層には、
光吸収の少ない結晶性の半導体層か、バンドギァプの広
い非晶質半導体層が適している。p型層への周期律表第
III族原子の添加量およびn型層への周期律表第V族原
子の添加量は0.1〜50at%が最適量として挙げら
れる。またp型層またはn型層に含有される水素原子
(H,D)またはハロゲン原子はp型層またはn型層の
未結合手を補償する働きをしp型層またはn型層のドー
ピング効率を向上させるものである。p型層またはn型
層へ添加される水素原子またはハロゲン原子は0.1〜
40at%が最適量として挙げられる。特にp型層また
はn型層が結晶性の場合、水素原子またはハロゲン原子
は0.1〜8at%が最適量として挙げられる。更にp
型層/i型層、n型層/i型層の各界面側で水素原子ま
たは/及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているも
のが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での
水素原子または/及びハロゲン原子の含有量はバルク内
の含有量の1.1〜2倍の範囲が好ましい範囲として拳
げられる。このようにp型層/i型層、n型層/i型層
の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原子の含有量を
多くすることによって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪
を減少させることができ本発明の光起電力素子の光起電
力や光電流を増加させることができる。
In particular, the p-type layer or the n-type layer on the light incident side includes:
A crystalline semiconductor layer with low light absorption or an amorphous semiconductor layer with a wide band gap is suitable. Periodic Table No. for p-type layer
The optimum amount of the group III atom and the group V atom in the n-type layer is 0.1 to 50 at%. Hydrogen atoms (H, D) or halogen atoms contained in the p-type layer or the n-type layer work to compensate for dangling bonds of the p-type layer or the n-type layer, and doping efficiency of the p-type layer or the n-type layer. Is to improve. A hydrogen atom or a halogen atom added to the p-type layer or the n-type layer is 0.1 to
40 at% is mentioned as the optimum amount. In particular, when the p-type layer or the n-type layer is crystalline, the optimum amount of hydrogen atoms or halogen atoms is 0.1 to 8 at%. And p
A preferred distribution form is one in which a large amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms are distributed on each interface side of the n-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer. The content of atoms and / or halogen atoms is preferably 1.1 to 2 times the content in the bulk as a preferred range. By increasing the content of hydrogen atoms or halogen atoms in the vicinity of each interface between the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer, the defect level and mechanical strain near the interface are reduced. Accordingly, the photovoltaic power and the photocurrent of the photovoltaic device of the present invention can be increased.

【0072】光起電力素子のp型層及びn型層の電気特
性としては活性化エネルギーが0.2eV以下のものが
好ましく、0.1eV以下のものが最適である。また比
抵抗としては100Ωcm以下が好ましく、1Ωcm以
下が最適である。さらにp型層及びn型層の層厚は1〜
50nmが好ましく、3〜10nmが最適である。本発
明の光起電力素子の半導体層として好適なIV族及びI
V族合金系非晶質半導体層を形成するために、最も好適
な製造方法はマイクロ波プラズマCVD法であり、次に
好適な製造方法はRFプラズマCVD法である。
The p-type layer and the n-type layer of the photovoltaic element preferably have an activation energy of 0.2 eV or less, and most preferably have an activation energy of 0.1 eV or less. The specific resistance is preferably 100 Ωcm or less, and most preferably 1 Ωcm or less. Further, the layer thickness of the p-type layer and the n-type layer is 1 to
50 nm is preferred, and 3 to 10 nm is optimal. Group IV and I suitable as the semiconductor layer of the photovoltaic device of the present invention
In order to form a group V alloy-based amorphous semiconductor layer, the most preferable manufacturing method is a microwave plasma CVD method, and the next most preferable manufacturing method is an RF plasma CVD method.

【0073】マイクロ波プラズマCVD法は、堆積チャ
ンバーに原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、
真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定に
して、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波
を、導波管によって導き、誘電体窓(アルミナセラミッ
クス等)を介して前記堆積チャンバーに導入して、材料
ガスのプラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置さ
れた基板上に所望の堆積膜を形成する方法であり、広い
堆積条件で光起電力装置に適用可能な堆積膜を形成する
ことができる。
In the microwave plasma CVD method, a material gas such as a source gas or a diluent gas is introduced into a deposition chamber,
While evacuating by a vacuum pump, the internal pressure of the deposition chamber is kept constant, microwaves oscillated by a microwave power supply are guided by a waveguide, and introduced into the deposition chamber through a dielectric window (alumina ceramics or the like). Is a method of generating a plasma of a material gas and decomposing the same to form a desired deposited film on a substrate disposed in a deposition chamber, and forms a deposited film applicable to a photovoltaic device under a wide range of deposition conditions. be able to.

【0074】本発明の光起電力素子に好適な第IV族及
び第IV族合金系非晶質半導体層の堆積に適した原料ガ
スとしては、シリコン原子を含有したガス化し得る化合
物、ゲルマニウム原子を含有したガス化し得る化合物、
炭素原子を含有したガス化し得る化合物、窒素原子を含
有し先ガス化し得る化合物、酸素原子を含有したガス化
し得る化合物等及び該化合物の混合ガスを拳げることが
できる。
As a source gas suitable for depositing the group IV and group IV alloy-based amorphous semiconductor layers suitable for the photovoltaic device of the present invention, a gasizable compound containing silicon atoms and a germanium atom can be used. Containing gasifiable compounds,
A gasizable compound containing a carbon atom, a compound containing a nitrogen atom which can be pre-gasified, a gasizable compound containing an oxygen atom, and the like, and a mixed gas of the compound can be produced.

【0075】具体的にシリコン原子を含有するガス化し
得る化合物としては、鎖状または環状シラン化合物が用
いられ、具体的には例えば、SiH4、Si26、Si
4、SiFH3、SiF22、SiF3H,Si38
SiD4、SiHD3,SiH22、SiH3D,SiF
3,SiF22,SiD3H,Si233、(Si
25,(SiF26,(SiF24,Si26,Si
38,Si224,Si233,SiCl4,(Si
Cl25,SiBr4、(SiBr25,Si2Cl6
SiHCl3、SiH2Br2、SiH2Cl2,Si2Cl
33などのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが
挙げられる。
As a gaseous compound containing a silicon atom, a chain or cyclic silane compound is used. Specifically, for example, SiH 4 , Si 2 H 6 , Si
F 4, SiFH 3, SiF 2 H 2, SiF 3 H, Si 3 H 8,
SiD 4 , SiHD 3 , SiH 2 D 2 , SiH 3 D, SiF
D 3 , SiF 2 D 2 , SiD 3 H, Si 2 D 3 H 3 , (Si
F 2 ) 5 , (SiF 2 ) 6 , (SiF 2 ) 4 , Si 2 F 6 , Si
3 F 8, Si 2 H 2 F 4, Si 2 H 3 F 3, SiCl 4, (Si
Cl 2 ) 5 , SiBr 4 , (SiBr 2 ) 5 , Si 2 Cl 6 ,
SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiH 2 Cl 2 , Si 2 Cl
3 which may or easily gasified gas conditions such as F 3 and the like.

【0076】具体的にゲルマニウム原子を含有するガス
化し得る化合物としてはGeH4、GeD4、GeF4
GeFH3、GeF22、GeF3H,GeHD3、Ge
2 2、GeH3D,Ge26、Ge26等が挙げられ
る。具体的に炭素原子を含有するガス化し得る化合物と
しては、CH4、CD4、C n2n+2(nは整数)、Cn
2n(nは整数),C22、C66、CO2、CO等が挙
げられる。
Specifically, a gas containing a germanium atom
The compound which can be converted to is GeHFour, GeDFour, GeFFour,
GeFHThree, GeFTwoHTwo, GeFThreeH, GeHDThree, Ge
HTwoD Two, GeHThreeD, GeTwoH6, GeTwoD6Etc.
You. Specifically, a gasizable compound containing a carbon atom and
Then CHFour, CDFour, C nH2n + 2(N is an integer), CnH
2n(N is an integer), CTwoHTwo, C6H6, COTwo, CO etc.
I can do it.

【0077】窒素含有ガスとしてはN2、NH3、N
3,NO,NO2、N2Oが挙げられる。酸素含有ガス
としてはO2,CO,CO2、NO,NO2、N2O,CH
3CH2OH,CH3OH等が拳げられる。また、価電子
制御するためにp型層またはn型層に導入される物質と
しては周期律表第III族原及び第V族原子が挙げられ
る。
As the nitrogen-containing gas, N 2 , NH 3 , N
D 3 , NO, NO 2 and N 2 O are mentioned. O 2 , CO, CO 2 , NO, NO 2 , N 2 O, CH
3 CH 2 OH, CH 3 OH, etc. In addition, as a substance introduced into the p-type layer or the n-type layer for controlling valence electrons, there may be mentioned a Group III element and a Group V atom of the periodic table.

【0078】第III族原子導入用の出発物質として有効
に使用されるものとしては、具体的にはホウソ原子導入
用としては、B26、B410,B59、B511,B6
10,B612,B614等の水素化ホウソ、BF3、B
Cl3等のハロゲン化ホウソ等を挙げることができる。
このほかにAlCl3、GaCl3、InCl3,TlC
3等も挙げることができる。特にB26,BF3が適し
ている 第V族原子導入用の出発物質として有効に使用されるの
は、具体的には燐原子導入用としてはPH3、P24
水素化燐、PH4I,PF3、PF5、PCl3、PC
5、PBr3,PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げ
られる。このほかAsH3,AsF3、AsCl3,As
Br3,AsF5、SbH3,SbF3、SbF5,SbC
3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も
挙げることができる。特にPH3,PF3が適している。
As a starting material for introducing a group III atom effectively, specifically, for introducing a boron atom, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6
H 10, B 6 H 12, B 6 H 14 hydride such as boron, BF 3, B
Examples thereof include halogenated boron such as Cl 3 .
In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , InCl 3 , TIC
l 3 and the like can also be mentioned. Particularly, B 2 H 6 and BF 3 are suitable. As a starting material for introducing a group V atom, it is effective to specifically use hydrogenation of PH 3 and P 2 H 4 for introducing a phosphorus atom. Phosphorus, PH 4 I, PF 3 , PF 5 , PCl 3 , PC
phosphorus halides such as l 5 , PBr 3 , PBr 5 , and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 , AsCl 3 , As
Br 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 , SbC
l 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned. Particularly, PH 3 and PF 3 are suitable.

【0079】また前記ガス化し得る化合物をH2、H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。特に微結晶半導体やa−Si
C:H等の光吸収の少ないかバンドギァプの広い層を堆
積する場合は、水素ガスで2〜100倍に原料ガスを希
釈し、マイクロ波パワー、あるいはRFパワーは比較的
高いパワーを導入するのが好ましいものである。
The compounds capable of being gasified are H 2 , H
The gas may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe, or Kr and introduced into the deposition chamber. In particular, microcrystalline semiconductors and a-Si
In the case of depositing a layer having a small light absorption such as C: H or a wide band gap, the source gas is diluted 2 to 100 times with hydrogen gas, and a relatively high microwave power or RF power is introduced. Is preferred.

【0080】(透明電極)透明電極は、太陽や白色蛍光
灯などからの光を各半導体層内に効率よく吸収させるた
めに、光の透過率が85%以上であることが望ましく、
さらに、電気的には光起電力素子の出力にたいして抵抗
成分とならぬようシート抵抗値は100Ω以下であるこ
とが望ましい。このような特性を備えた材料として、S
nO2、In23、ZnO、CdO、Cd2SnO4、I
TO(In23+SnO2)などの金属酸化物や、A
u、Al、Cuなどの金属を極めて薄く半透明状に成膜
した金属薄膜などが挙げられる。透明電極は、光起電力
素子においてはp型層またはn型層の上に積層され、透
光性支持体上に光起電力素子を形成し、透光性支持体側
から光照射をする場合には、支持体上に積層されるもの
であるため、相互の密着性の良いものを選ぶことが必要
である。また透明電極は反射防止の条件に合う様な層厚
に堆積するのが好ましいものである。透明電極の作製方
法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、
スパッタリング法、スプレー法などを用いることがで
き、所望に応じて適宜選択される。
(Transparent Electrode) The transparent electrode desirably has a light transmittance of 85% or more in order to efficiently absorb light from the sun, a white fluorescent lamp, or the like into each semiconductor layer.
Further, it is desirable that the sheet resistance is 100Ω or less so that the resistance of the output of the photovoltaic element does not become a resistance component. As a material having such properties, S
nO 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, Cd 2 SnO 4 , I
Metal oxides such as TO (In 2 O 3 + SnO 2 );
Examples of the metal thin film include a metal such as u, Al, and Cu that is formed to be extremely thin and translucent. The transparent electrode is laminated on the p-type layer or the n-type layer in the photovoltaic element, forms the photovoltaic element on the translucent support, and irradiates light from the translucent support side. Is laminated on a support, it is necessary to select one having good mutual adhesion. Further, it is preferable that the transparent electrode is deposited to a thickness that meets the antireflection conditions. As a method for producing a transparent electrode, resistance heating evaporation, electron beam heating evaporation,
A sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.

【0081】(集電電極)本発明の水素プラズマ処理を
行った光起電力素子の集電電極としては、銀ペーストを
スクリーン印刷して形成する事や、Cr、Ag、Au、
Cu、Ni、Μo、Al等をマスクをして真空蒸着で形
成しても良い。またCu、Au、Ag、Al等の金属線
に炭素やAg粉を樹脂とともに付けて光起電力素子の表
面に張りつけて集電電極としても良い。
(Current Collecting Electrode) The current collecting electrode of the photovoltaic element subjected to the hydrogen plasma treatment of the present invention may be formed by screen printing silver paste, or may be made of Cr, Ag, Au,
It may be formed by vacuum evaporation using a mask of Cu, Ni, Δo, Al or the like. Alternatively, carbon or Ag powder may be attached to a metal wire such as Cu, Au, Ag, or Al together with a resin and attached to the surface of the photovoltaic element to form a current collecting electrode.

【0082】なお、本発明の光起電力素子を用いて、所
望の出力電圧、出力電流の光起電力装置を製造する場合
には、本発明の光起電力素子を直列あるいは並列に接続
し、表面と裏面に保護層を形成し、出力の取り出し電極
等が取り付けられる。また、本発明の光起電力素子を直
列接続する場合、逆流防止用のダイオードを組み込むこ
とがある。
When a photovoltaic device of a desired output voltage and output current is manufactured using the photovoltaic device of the present invention, the photovoltaic devices of the present invention are connected in series or in parallel. A protective layer is formed on the front and back surfaces, and output output electrodes and the like are attached. When the photovoltaic elements of the present invention are connected in series, a diode for preventing backflow may be incorporated.

【0083】[0083]

【実施例】以下、非単結晶シリコン系半導体材料からな
る太陽電池について、本発明の光起電力素子の形成方法
を詳細に説明するが、本発明はこれになんら限定される
ものではない。 (実施例1)図4に示す堆積装置を用いて図1の太陽電
池を作製した。まず、基板の作製を行った。厚さ0.5
mm、50×50mm2のステンレス製の支持体(10
0)をアセトンとイソプロパノールで超音波洗浄し、温
風乾燥させた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for forming a photovoltaic element of the present invention will be described in detail for a solar cell made of a non-single-crystal silicon-based semiconductor material, but the present invention is not limited thereto. (Example 1) The solar cell of FIG. 1 was manufactured using the deposition apparatus shown in FIG. First, a substrate was manufactured. Thickness 0.5
mm, 50 × 50 mm 2 stainless steel support (10 mm
0) was ultrasonically washed with acetone and isopropanol and dried with warm air.

【0084】スパッタリング法を用いて室温でステンレ
ス性の支持体(100)表面上に層厚0.3μmのAg
の光反射層(101)とその上に350℃で層厚1.0
μmのZnOの反射増加層(102)を形成し、基板の
作製を終えた。次に、堆積装置400はMWPCVD法
とRFPCVD法の両方を実施することができる。これ
を用いて、反射増加層上に各半導体層を形成した。
Using a sputtering method, a 0.3 μm thick Ag layer was formed on the surface of a stainless steel support (100) at room temperature.
Light reflecting layer (101) and a layer thickness of 1.0 at 350 ° C.
A μm ZnO reflection enhancement layer (102) was formed, and the fabrication of the substrate was completed. Next, the deposition apparatus 400 can perform both the MWPCVD method and the RFPCVD method. Using this, each semiconductor layer was formed on the reflection increasing layer.

【0085】堆積装置には不図示の原料ガスボンベがガ
ス導入管を通して接続されている。原料ガスボンベはい
ずれも超高純度に精製されたもので、SiH4ガスボン
ベ、SiF4ガスボンベ、CH4ガスボンベ、GeH4
スボンベ、GeF4ガスボンベ、Si26ガスボンベ、
PH3/H2(希釈度:1000ppm)ガスボンベ、B
26/H2(希釈度:2000ppm、1%、10%)
ガスボンベ、BF3/H2(希釈度2000ppm、1
%、10%)ガスボンベ、H2ガスボンベ、Heガスボ
ンベ、SiCl22ガスボンベ、SiH4/H2(希釈
度:1000ppm)ガスを接続した。
A raw material gas cylinder (not shown) is provided in the deposition apparatus.
It is connected through the inlet pipe. Raw gas cylinder Yes
The deviation is also purified to ultra-high purity,FourGas bon
Ba, SiFFourGas cylinder, CHFourGas cylinder, GeHFourMoth
Bomb, GeFFourGas cylinder, SiTwoH6Gas cylinders,
PHThree/ HTwo(Dilution: 1000 ppm) Gas cylinder, B
TwoH6/ HTwo(Dilution: 2000 ppm, 1%, 10%)
Gas cylinder, BFThree/ HTwo(Dilution 2000ppm, 1
%, 10%) gas cylinder, HTwoGas cylinder, He gas bottle
Nmbe, SiClTwoHTwoGas cylinder, SiHFour/ HTwo(Dilution
(Degree: 1000 ppm) Gas was connected.

【0086】次に、反射層101と反射増加層102が
形成されている基板490をロードチャンバー401内
の基板搬送用レール413上に配置し、不図示の真空排
気ポンプによりロードチャンバー401内を圧力が約1
×10-5Torrになるまで真空排気した。次にあらか
じめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きしておいた
搬送チャンバー402及び堆積チャンバー417内へゲ
ートバルブ406を開けて搬送した。基板490の裏面
を基板加熱用ヒーター410に密着させ加熱し、堆積チ
ャンバー417内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Next, the substrate 490 on which the reflection layer 101 and the reflection enhancement layer 102 are formed is placed on the substrate transfer rail 413 in the load chamber 401, and the inside of the load chamber 401 is pressurized by a vacuum exhaust pump (not shown). Is about 1
The chamber was evacuated to 10-5 Torr. Next, the gate valve 406 was opened and transported into the transport chamber 402 and the deposition chamber 417, which were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 410 for heating the substrate, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0087】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、μc−SiからなるRFn型層103を形成した。
μc−SiからなるRFn型層を形成するには、H2
スを堆積チャンバー417内にガス導入管429を通し
て導入し、H2ガス流量が180sccmになるように
バルブ441、431、430を開け、マスフローコン
トローラー436で調整した。堆積チャンバー417内
の圧力が1.10Torrになるように不図示のコンダ
クタンスバルブで調整した。基板490の温度が370
℃になるように基板加熱用ヒーター410を設定し、基
板温度が安定したところで、SiH4ガス、PH3/H2
ガスを堆積チャンバー417内にバルブ443、43
3、444、434を操作してガス導入管429を通し
て導入した。この時、SiH 4ガス流量が1.5scc
m、H2ガス流量が110sccm、PH3/H2ガス流
量が200sccmとなるようにマスフローコントロー
ラー438、436、439で調整し、堆積チャンバー
417内の圧力は1.15Torrとなるように調整し
た。RF電源422の電力を0.05W/cm3に設定
し、プラズマ形成用カップ420にRF電力を導入し、
グロー放電を生起させ、基板上にRFn型層の形成を開
始し、層厚20nmのRFn型層を形成したところでR
F電源を切って、グロー放電を止め、RFn型層103
の形成を終えた。堆積チャンバー417内へのSiH4
ガス、PH3/H2の流入を止め、5分間、堆積室内へH
2ガスを流し続けたのち、H2の流入も止め、堆積室内お
よびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。
The preparation for film formation was completed as described above.
Thereafter, an RF n-type layer 103 made of μc-Si was formed.
To form an RF n-type layer made of μc-Si, HTwoMoth
Through the gas introduction pipe 429 into the deposition chamber 417.
And introduced, HTwoSo that the gas flow rate is 180sccm
Open the valves 441, 431, and 430, and
It was adjusted with the Troller 436. Inside the deposition chamber 417
(Not shown) so that the pressure becomes 1.10 Torr.
It was adjusted with a reactance valve. When the temperature of the substrate 490 is 370
Set the substrate heating heater 410 to
When the plate temperature is stabilized, the SiHFourGas, PHThree/ HTwo
The gas is supplied to the deposition chamber 417 by the valves 443 and 43.
3, 444 and 434 are operated to pass through the gas introduction pipe 429.
Introduced. At this time, SiH FourGas flow rate is 1.5scc
m, HTwoGas flow rate 110sccm, PHThree/ HTwoGas flow
Mass flow control so that the volume is 200 sccm
438, 436, 439
Adjust the pressure in 417 to 1.15 Torr.
Was. The power of the RF power supply 422 is set to 0.05 W / cmThreeSet to
Then, RF power is introduced into the plasma forming cup 420,
Glow discharge is generated, and the formation of an RF n-type layer on the substrate is started.
When an RF n-type layer having a thickness of 20 nm is formed, R
F power is turned off, glow discharge is stopped, and the RF n-type layer 103 is turned off.
Finished the formation. SiH into the deposition chamber 417Four
Gas, PHThree/ HTwoThe flow of H into the deposition chamber for 5 minutes.
TwoAfter continuing the gas flow, HTwoStop the inflow of
And 1 × 10-FiveEvacuate to Torr
Was.

【0088】次にa−Siからなるn/iバッファー層
151をRFPCVD法によって形成した。まず、あら
かじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きしておい
た搬送チャンバー403及びi型層堆積チャンバー41
8内へゲートバルブ407を開けて基板490を搬送し
た。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター411に密
着させ加熱し、i型層堆積チャンバー418内を不図示
の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrに
なるまで真空排気した。
Next, an n / i buffer layer 151 made of a-Si was formed by RFPCVD. First, the transfer chamber 403 and the i-type layer deposition chamber 41 evacuated by a vacuum pump (not shown) in advance.
8, the gate valve 407 was opened, and the substrate 490 was transported. The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 411 for heating the substrate, and the inside of the i-type layer deposition chamber 418 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0089】n/iバッファー層151を作製するに
は、基板490の温度が360℃になるように基板加熱
用ヒーター411を設定し、基坂が十分加熱されたとこ
ろでバルブ464、454、450、463、453を
徐々に開いて、Si26ガス、H2ガスをガス導入管4
49を通じてi型層堆積チャンバー418内に流入させ
た。この時、Si26ガス流量が3.5sccm、H2
ガス流量が100sccmとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー459、458で調整した。i型層堆
積チャンバー418内の圧力は、0.8Torrとなる
ように不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整し
た。次に、高周波(以下「RF」と略記する)電源42
4を0.06W/cm3に設定し、バイアス棒428に
印加し、グロー放電を生起させ、シャッター427を開
けることでRFn型層上にn/iバッファー層の作製を
開始し、層厚10nmのn/iバッファー層を作製した
ところでRFグロー放電を止め、RF電源424の出力
を切り、n/iバッファー層151の作製を終えた。バ
ルブ464、454を閉じて、i型層堆積チャンバー4
18内へのSi26ガスの流入を止め、2分間i型層堆
積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、バ
ルブ453、450を閉じ、i型層堆積チャンバー41
8内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排
気した。
In order to form the n / i buffer layer 151, the substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 360 ° C., and when the base plate is sufficiently heated, the valves 464, 454, 450, 463 and 453 are gradually opened, and Si 2 H 6 gas and H 2 gas are introduced into the gas introduction pipe 4.
49, and flowed into the i-type layer deposition chamber 418. In this case, Si 2 H 6 gas flow rate is 3.5 sccm, H 2
The mass flow controllers 459 and 458 adjusted the gas flow rate to 100 sccm. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 0.8 Torr. Next, a high frequency (hereinafter abbreviated as “RF”) power supply 42
4 was set to 0.06 W / cm 3 , and applied to the bias rod 428 to generate glow discharge. By opening the shutter 427, the production of the n / i buffer layer was started on the RF n-type layer, and the layer thickness was 10 nm. When the n / i buffer layer was manufactured, the RF glow discharge was stopped, the output of the RF power supply 424 was turned off, and the manufacture of the n / i buffer layer 151 was completed. The valves 464 and 454 are closed, and the i-type layer deposition chamber 4 is closed.
Stopping the flow of Si 2 H 6 gas into the 18, after continued to flow H 2 gas to 2 minutes i-type layer deposition chamber 418, closing the valve 453,450, i-type layer deposition chamber 41
8 and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0090】次にa−SiGeからなるMWi型層10
4をMWPCVD法によって形成した。MWi型層を作
製するには、基板490の温度が370℃になるように
基板加熱用ヒーター411を設定し、基板が十分加熱さ
れたところでバルブ461、451、450、462、
452、463、453を徐々に開いて、SiH4
ス、GeH4ガス、H2ガスをガス導入管449を通じて
i型層堆積チャンバー418内に流入させた。
Next, the MWi type layer 10 made of a-SiGe
4 was formed by the MWPCVD method. To manufacture the MWi-type layer, the substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 370 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 461, 451, 450, 462,
452, 463, and 453 were gradually opened, and SiH 4 gas, GeH 4 gas, and H 2 gas were flowed into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449.

【0091】この時、SiH4ガス流量が38scc
m、GeH4ガス流量が39sccm、H2ガス流量が1
65sccmとなるように各々のマスフローコントロー
ラー456、457、458で調整した。i型層堆積チ
ャンバー418内の圧力は、6mTorrとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、高周波(以下「RF」と略記する)電源424を
0.70W/cm3に設定し、バイアス棒428に印加
した。その後、不図示のMW電源の電力を0.28W/
cm3に設定し、導波426及びマイクロ波導入用窓4
25を通じてi型層堆積チャンバー418内にMW電力
導入し、グロー放電を生起させ、シャッター427を開
けることでn/iバッファー層上にMWi型層の作製を
開始し、層厚0.15μmのi型層を作製したところで
MWグロー放電を止め、バイアス電源424の出力を切
り、MWi型層204の作製を終えた。バルブ451、
452を閉じて、i型層堆積チャンバー418内へのS
iH4ガス、GeH4ガスの流入を止め、2分間i型層
堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、
バルブ453、450を閉じ、i型層堆積チャンバー4
18内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空
排気した。
At this time, the flow rate of the SiH 4 gas is 38 scc.
m, GeH 4 gas flow rate is 39 sccm, H 2 gas flow rate is 1
The mass flow controllers 456, 457, and 458 adjusted the pressure to 65 sccm. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 6 mTorr. Next, a high frequency (hereinafter abbreviated as “RF”) power supply 424 was set to 0.70 W / cm 3 and applied to the bias rod 428. Thereafter, the power of the MW power supply (not shown) was reduced to 0.28 W /
cm 3 , waveguide 426 and microwave introduction window 4
25, MW power is introduced into the i-type layer deposition chamber 418 to generate a glow discharge, and the shutter 427 is opened to start forming an MWi-type layer on the n / i buffer layer. When the mold layer was manufactured, the MW glow discharge was stopped, the output of the bias power supply 424 was turned off, and the manufacture of the MWi type layer 204 was completed. Valve 451,
452 is closed and the S is introduced into the i-type layer deposition chamber 418.
iH4 gas, stopping the flow of GeH 4 gas, after continued to flow H 2 gas to 2 minutes i-type layer deposition chamber 418,
The valves 453 and 450 are closed, and the i-type layer deposition chamber 4 is closed.
The inside of 18 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0092】次にa−Siからなるp/iバッファー層
161をRFPCVD法によって形成した。p/iバッ
ファー層161を作製するには、基板490の温度が2
30℃になるように基板加熱用ヒーター411を設定
し、基板が十分加熱されたところでバルブ464、45
4、450、463、453を徐々に開いて、Si26
ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi型層堆積
チャンバー418内に流入させた。この時、Si26
ス流量が3sccm、H2ガス流量が80sccmとな
るように各々のマスフローコントローラー459、45
8で調整した。i型層堆積チャンバー418内の圧力
は、0.8Torrとなるように不図示のコンダクタン
スバルブの開口を調整した。次に、RF電源424を
0.07W/cm3に設定し、バイアス棒428に印加
し、グロー放電を生起させ、シャッター427を開ける
ことでMWi型層上にp/iバッファー層の作製を開始
し、層厚20nmのp/iバッファー層を作製したとこ
ろでRFグロー放電を止め、RF電源424の出力を切
り、p/iバッファー層161の作製を終えた。バルブ
464、454を閉じて、i型層堆積チャンバー418
内へのSi26ガスの流入を止め、2分間i型層堆積チ
ャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、バルブ
453、450を閉じ、i型層堆積チャンバー418内
およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。
Next, ap / i buffer layer 161 made of a-Si was formed by RFPCVD. To form the p / i buffer layer 161, the temperature of the substrate
The substrate heating heater 411 is set at 30 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 464 and 45 are set.
4, 450, 463 and 453 are gradually opened, and Si 2 H 6
Gas and H 2 gas were introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449. At this time, the mass flow controllers 459 and 45 were set so that the flow rate of the Si 2 H 6 gas was 3 sccm and the flow rate of the H 2 gas was 80 sccm.
Adjusted at 8. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 0.8 Torr. Next, the RF power source 424 is set to 0.07 W / cm 3 , and is applied to the bias bar 428 to generate a glow discharge. By opening the shutter 427, the p / i buffer layer is formed on the MWi-type layer. Then, when a 20 nm-thick p / i buffer layer was formed, the RF glow discharge was stopped, the output of the RF power supply 424 was turned off, and the formation of the p / i buffer layer 161 was completed. The valves 464 and 454 are closed, and the i-type layer deposition chamber 418 is closed.
After stopping the flow of the Si 2 H 6 gas into the inside, the H 2 gas is kept flowing into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes, then the valves 453 and 450 are closed, and the i-type layer deposition chamber 418 and the gas pipes are closed. Was evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0093】次に本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を行った。本発明の微量第III族元素含有水
素プラズマ処理を行うには、第III族元素含有ガスとし
てB26/H2(希釈度:10%)ガス、シリコン原子
含有ガスとしてSiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー
418内にガス導入管449を通して導入し、H2ガス
流量が1500sccmになるようにバルブ463、4
53、450を開け、マスフローコントローラー458
で調整した。第III族元素含有ガスB26/H2ガスが全
2ガス流量に対して0.5%になるようにバルブ46
8、466を開けマスフローコントローラー467で調
整した。シリコン原子含有ガスは、SiH4ガスが全H2
ガス流量に対して0.01%になるようにバルブ46
1、451を開けマスフローコントローラー456で調
整した。堆積チャンバー418内の圧力が0.7Tor
rになるように不図示のコンダクタンスバルブで調整し
た。基板490の温度が200℃になるように基板加熱
用ヒーター411を設定し、基板温度が安定したところ
で、RF電源424の電力を0.06W/cm3に設定
し、バイアス棒428にRF電力を印加した。堆積チャ
ンバー418内にグロー放電を生起させシャッター42
7を開け、3分間本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を行った。その後RF電源を切って、グロー
放電を止め、堆積チャンバー418内へのB26/H2
(希釈度:10%)ガス、SiH4ガスの流入を止め、
3分間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続け
たのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー418
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
した。
Next, a hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed. In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element according to the present invention, a B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas is used as a group III element-containing gas, a SiH 4 gas is used as a silicon atom-containing gas, and a H 2 gas is used. 2 gas is introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the valves 463 and 4 are adjusted so that the H 2 gas flow rate becomes 1500 sccm.
Open 53, 450 and open the mass flow controller 458
Was adjusted. The valve 46 is set so that the group III element-containing gas B 2 H 6 / H 2 gas becomes 0.5% of the total H 2 gas flow rate.
8, 466 were opened and adjusted by the mass flow controller 467. Silicon atom-containing gas, SiH 4 gas is all H 2
The valve 46 is set to be 0.01% with respect to the gas flow rate.
1, 451 were opened and adjusted by the mass flow controller 456. The pressure in the deposition chamber 418 is 0.7 Torr
r was adjusted by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 200 ° C. When the substrate temperature is stabilized, the power of the RF power supply 424 is set to 0.06 W / cm 3 , and the RF power is supplied to the bias rod 428. Applied. A glow discharge is generated in the deposition chamber 418 to generate the shutter 42.
7 was opened, and a hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power is turned off to stop the glow discharge, and B 2 H 6 / H 2 into the deposition chamber 418.
(Dilution: 10%) Stop the flow of gas and SiH 4 gas,
After continuously flowing the H 2 gas into the deposition chamber 418 for 3 minutes, the flow of the H 2 gas is stopped, and the deposition chamber 418 is stopped.
The inside and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0094】次にa−SiCからなるRFp型層105
を形成した。a−SiCからなるRFp型層105を形
成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンブにより
真空引きしておいた搬送チャンバー404及びP型層堆
積チャンバー419内へゲートバルブ408を開けて基
板490を搬送した。基板490の裏面を基板加熱用ヒ
ーター412に密着させ加熱し、p型層堆積チャンバー
419内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約1×
10-5Torrになるまで真空排気した。
Next, the RFp type layer 105 made of a-SiC
Was formed. In order to form the RFp-type layer 105 made of a-SiC, the gate valve 408 is opened into the transfer chamber 404 and the P-type layer deposition chamber 419 that have been evacuated in advance by a vacuum pump (not shown) to remove the substrate 490. Conveyed. The back surface of the substrate 490 is brought into close contact with the substrate heating heater 412 and heated, and the pressure in the p-type layer deposition chamber 419 is reduced to about 1 × by a vacuum exhaust pump (not shown).
The chamber was evacuated to 10 -5 Torr.

【0095】基板490の温度が200℃になるように
基板加熱用ヒーター412を設定し、基板温度が安定し
たところで、H2ガス、SiH4/H2ガス、B26/H2
ガス,CH4ガスを堆積チャンバー419内にバルブ4
81、471、470、482、472、483、47
3、484、474を操作してガス導入管469を通し
て導入した。この時、H2ガス流量が90scm、Si
4/H2ガス流量が1sccm、B26/H2ガス流量
が10sccm,CH4ガス流が0.3sccmとなる
ようにマスフローコントローラー476、477、47
8、479で調整し、堆積チャンバー419内の圧力は
1.3Torrとなるように不図示のコンダクタンスバ
ルブの開口を調整した。RF電源423の電力を0.0
9W/cm 3に設定し、プラズマ形成用カップ421に
RF電力を導入し、グロー放電を生起させ、p/iバッ
ファー層上にRFp型層の形成を開始し、層厚10nm
のRFp型層を形成したところでRF電源を切って、グ
ロー放電を止めRFp型層105の形成を終えた。バル
ブ472、482、473、483、474、484を
閉じてp型層堆積チャンバー419内へのSiH4/H2
ガス、B26/H2ガス,CH4ガスの流入を止め、3分
間、p型層堆積チャンバー419内へH2ガスを流し続
けたのち、バルブ471、481、470を閉じてH2
の流入も止め、p型層堆積チャンバー419内およびガ
ス配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
The temperature of the substrate 490 is set to 200 ° C.
Set the substrate heating heater 412 to keep the substrate temperature stable.
By the way, HTwoGas, SiHFour/ HTwoGas, BTwoH6/ HTwo
Gas, CHFourThe gas is introduced into the deposition chamber 419 by the valve 4.
81, 471, 470, 482, 472, 483, 47
Operate 3, 484, 474 through gas introduction pipe 469
Introduced. At this time, HTwoGas flow rate is 90scm, Si
HFour/ HTwoGas flow rate 1sccm, BTwoH6/ HTwoGas flow
Is 10 sccm, CHFourGas flow becomes 0.3sccm
Like the mass flow controllers 476, 477, 47
8 and 479, the pressure in the deposition chamber 419 is
The conductance bar (not shown) is set to 1.3 Torr.
The lube opening was adjusted. The power of the RF power supply 423 is set to 0.0
9W / cm ThreeTo the plasma forming cup 421
RF power is introduced to generate glow discharge, and p / i battery
The formation of an RFp type layer on the far layer is started, and the layer thickness is 10 nm.
When the RF p-type layer is formed, the RF power is turned off, and the
The low discharge was stopped, and the formation of the RFp type layer 105 was completed. Bal
472, 482, 473, 483, 474, 484
Close and place SiH into p-type layer deposition chamber 419Four/ HTwo
Gas, BTwoH6/ HTwoGas, CHFourStop gas flow for 3 minutes
During the time, H is introduced into the p-type layer deposition chamber 419.TwoContinue flowing gas
After firing, the valves 471, 481, and 470 are closed and HTwo
Of p-type layer deposition chamber 419 and gas
1 × 10 inside the piping-FiveEvacuated to Torr.

【0096】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいたアンロードチャンバー405内
へゲートバルブ409を開けて基板490を搬送し不図
示のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー40
5をリークした。次に、RFp型層105上に、透明導
電層112として、層厚70nmのITOを真空蒸着法
で真空蒸着した。
Next, the gate valve 409 is opened into the unload chamber 405 evacuated by a vacuum pump (not shown), and the substrate 490 is transported.
5 leaked. Next, as the transparent conductive layer 112, ITO having a thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RFp-type layer 105 by a vacuum evaporation method.

【0097】次に透明導電層112上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000n
m)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極113
を真空蒸着法で真空蒸着した。以上で太陽電池の作製を
終えた。この太陽電池を(SC実1)と呼ぶことにし、
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件、
RFn型層、RFn/iバッファー層、MWi型層、R
Fp/iバッファー層、RFp型層の形成条件を表1
(1)、1(2)に示す。
Next, a mask having a comb-shaped hole is placed on the transparent conductive layer 112, and Cr (40 nm) / Ag (1000 n
m) / Combined current collector electrode 113 made of Cr (40 nm)
Was vacuum deposited by a vacuum deposition method. Thus, the production of the solar cell has been completed. This solar cell is called (SC Ex. 1),
Hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements of the present invention,
RFn type layer, RFn / i buffer layer, MWi type layer, R
Table 1 shows the conditions for forming the Fp / i buffer layer and the RFp type layer.
(1), shown in 1 (2).

【0098】<比較例1>本発明の微量第III族元素含
有水素プラズマ処理を行わず、他は実施例1と同じ条件
で太陽電池(SC比1)を作製した。太陽電池(SC実
1)及び(SC比1)はそれぞれ8個づつ作製し、初期
光電変換効率(光起電力/入射光電力)、振動劣化、光
劣化、及びバイアス電圧印加時の高温高湿環境における
振動劣化、光劣化の測定を行なった。
<Comparative Example 1> A solar cell (SC ratio 1) was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was not performed. Eight solar cells (SC Ex. 1) and (SC ratio 1) were manufactured, each having eight photoelectric conversion efficiencies (photovoltaic power / incident optical power), vibration degradation, light degradation, and high temperature and high humidity when bias voltage was applied. Vibration degradation and light degradation in the environment were measured.

【0099】初期光電変換効率は、作製した太陽電池
を、AM1.5(100mW/cm2)光照射下に設置
して、V−I特性を測定することにより得られる。測定
の結果、(SC比1)に対して、(SC実1)の初期光
電変換効率の曲線因子(FF)、シリーズ抵抗(Rs)
及び特性むらは以下のようになった。 曲線因子 シリーズ抵抗 特性むら (SC実1) 1.18倍 0.91倍 0.88倍 振動劣化の測定は、予め初期光電変換効率を測定してお
いた太陽電池を湿度57%、温度25℃の暗所に設置
し、振動周波数60Hzで振幅0.1mmの振動を55
0時間加えた後の、AM1.5(100mW/cm2
照射下での光電変換効率の低下率(振動劣化試験後の光
電変換効率/初期光電変換効率)により行った。
The initial photoelectric conversion efficiency can be obtained by installing the produced solar cell under AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation and measuring the VI characteristics. As a result of the measurement, for (SC ratio 1), the fill factor (FF) of the initial photoelectric conversion efficiency of (SC actual 1) and the series resistance (Rs)
And the characteristic unevenness was as follows. Fill factor Series resistance Characteristic unevenness (SC actual 1) 1.18 times 0.91 times 0.88 times For the measurement of vibration deterioration, a solar cell whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance was a humidity of 57% and a temperature of 25 ° C. In a dark place with a vibration frequency of 60 Hz and an amplitude of 0.1 mm
AM1.5 (100 mW / cm 2 ) after adding for 0 hours
The measurement was performed based on the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after vibration degradation test / initial photoelectric conversion efficiency).

【0100】光劣化の測定は、予め初期光電変換効率を
測定しておいた太陽電池を、湿度57%、温度25℃の
環境に設置し、AM1.5(100mW/cm2)光を
550時間照射後の、AM1.5(100mW/c
2)照射下での光電変換効率の低下率(光劣化試験後
の光電変換効率/初期光電変換効率)により行った。測
定の結果、(SC実1)に対して(SC比1)の光劣化
後の光電変換効率の低下率及び振動劣化後の光電変換効
率の低下率は以下のようになった。
The photodegradation was measured by placing a solar cell, whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance, in an environment of a humidity of 57% and a temperature of 25 ° C., and was exposed to AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light for 550 hours. After irradiation, AM1.5 (100 mW / c
m 2 ) The rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after light degradation test / initial photoelectric conversion efficiency). As a result of the measurement, the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after light deterioration (SC ratio 1) and the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after vibration deterioration with respect to (SC actual 1) were as follows.

【0101】 バイアス印加時の高温高湿度環境における振動劣化及び
光劣化の測定を行った。予め初期光電変換効率を測定し
ておいた2つの太陽電池を湿度92%、温度85℃の暗
所に設置し、順方向バイアス電圧として0.71Vを印
加した。一方の太陽電池には上記の振動を与えて、振動
劣化を測定し、さらにもう一方の太陽電池にはAM1.
5の光を照射して、光劣化の測定を行った。測定の結
果、(SC実1)に対して、(SC比1)の振動劣化後
の光電変換効率の低下率及び光劣化後の光電変換効率の
低下率は以下のようになった。
[0101] Vibration degradation and light degradation in a high temperature and high humidity environment at the time of bias application were measured. Two solar cells whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance were placed in a dark place at a humidity of 92% and a temperature of 85 ° C., and 0.71 V was applied as a forward bias voltage. The above-mentioned vibration was applied to one of the solar cells to measure the vibration degradation, and the other solar cell was subjected to AM1.
The sample was irradiated with the light of No. 5 to measure photodegradation. As a result of the measurement, the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the vibration deterioration of (SC ratio 1) and the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the light deterioration of (SC ratio 1) are as follows with respect to (SC actual 1).

【0102】 光学顕微鏡を用いて層剥離の様子を観察した。(SC実
1)では層剥離は見られなかったが、(SC比1)では
層剥離が僅かに見られた。以上のように本発明の太陽電
池(SC実1)が、従来の太陽電池(SC比1)よりも
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、シリーズ抵
抗、特性むら、光劣化特性、密着性、耐久性においてさ
らに優れた特性を有することが分かった。
[0102] The state of delamination was observed using an optical microscope. In (SC Ex. 1), no delamination was observed, but in (SC ratio 1), delamination was slightly observed. As described above, the solar cell (SC Ex. 1) of the present invention has a better fill factor, series resistance, characteristic unevenness, light deterioration characteristic, adhesion, and so on than the conventional solar cell (SC ratio 1) in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. It was found that it had more excellent properties in durability.

【0103】(実施例2)図4に示す堆積装置を用いて
図2のタンデム型太陽電池を作製した。実施例1と同様
な方法により準備された反射層201と反射増加層20
2が形成されている基坂490をロードチャンバー40
1内の基板搬送用レール413上に配置し、不図示の真
空排気ポンプによりロードチャンバー401内を圧力が
約1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Example 2 Using the deposition apparatus shown in FIG. 4, the tandem solar cell shown in FIG. 2 was manufactured. Reflection layer 201 and reflection enhancement layer 20 prepared by the same method as in Example 1.
2 is formed in the load chamber 40.
The load chamber 401 was evacuated by a vacuum evacuation pump (not shown) until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0104】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー402及び堆積
チャンバー417内へゲートバルブ406を開けて搬送
した。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター410に
密着させ加熱し、堆積チャンバー417内を不図示の真
空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになる
まで真空排気した。
Next, the gate valve 406 was opened and transferred into the transfer chamber 402 and the deposition chamber 417, which were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 410 for heating the substrate, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0105】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、μc−SiからなるRFn型層203を形成した。
μc−SiからなるRFn型層を形成するには、H2
スを堆積チャンバー417内にガス導入管429を通し
て導入し、H2ガス流量が300sccmになるように
バルブ441、431、430を開け、マスフローコン
トローラー436で調整した。堆積チャンバー417内
の圧力が1.1Torrになるように不図示のコンダク
タンスバルブで調整した。基板490の温度が380℃
になるように基坂加熱用ヒーター410を設定し、基板
温度が安定したところで、SiH 4ガス、PH3/H2
スを堆積チャンバー417内にバルブ443、433、
444、434を操作してガス導入管429を通して導
入した。この時、SiH4ガス流量が1.5sccm、
2ガス流量が90sccm、PH3/H2ガス流量が2
00sccmとなるようにマスフローコントローラー4
38、436、439で調整し、堆積チャンバー417
内の圧力は1.1Torrとなるように調整した。RF
電源422の電力を0.05W/cm3に設定し、プラ
ズマ形成用カップ420にRF電力を導入し、グロー放
電を生起させ、基板上にRFn型層の形成を開始し、層
厚20nmのRFn型層を形成したところでRF電源を
切って、グロー放電を止め、RFn型層203の形成を
終えた。堆積チャンバー417内へのSiH4ガス、P
3/H2の流入を止め、4分間、堆積室内へH2ガスを
流し続けたのち、H2の流入も止め、堆積室内およびガ
ス配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Preparation for film formation was completed as described above.
Thereafter, an RF n-type layer 203 made of μc-Si was formed.
To form an RF n-type layer made of μc-Si, HTwoMoth
Through the gas introduction pipe 429 into the deposition chamber 417.
And introduced, HTwoSo that the gas flow rate is 300sccm
Open the valves 441, 431, and 430, and
It was adjusted with the Troller 436. Inside the deposition chamber 417
(Not shown) so that the pressure becomes 1.1 Torr.
Adjusted with a lance valve. The temperature of the substrate 490 is 380 ° C.
The heater 410 for the base slope heating is set so that
When the temperature stabilizes, the SiH FourGas, PHThree/ HTwoMoth
Valves 443 and 433 in the deposition chamber 417.
Operate 444 and 434 to guide through gas introduction pipe 429.
Entered. At this time, SiHFourGas flow rate is 1.5sccm,
HTwoGas flow rate 90 sccm, PHThree/ HTwoGas flow is 2
Mass flow controller 4 so that it becomes 00sccm
38, 436 and 439, the deposition chamber 417
The internal pressure was adjusted to be 1.1 Torr. RF
The power of the power supply 422 is 0.05 W / cmThreeSet to
RF power is introduced into the cup 420 for forming
To generate an RF n-type layer on the substrate,
When the RF n-type layer having a thickness of 20 nm is formed, the RF power supply is turned on.
Cut off the glow discharge to stop the formation of the RF n-type layer 203.
finished. SiH into the deposition chamber 417FourGas, P
HThree/ HTwoThe flow of H into the deposition chamber for 4 minutes.TwoGas
After continuing to flow, HTwoStop the inflow of
1 × 10 inside the piping-FiveEvacuated to Torr.

【0106】次にa−Siからなるn/iバッファー層
251をRFPCVD法によって形成した。まず、あら
かじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きしておい
た搬送チャンバー403及びi型層堆積チャンバー41
8内へゲートバルブ407を開けて基板490を搬送し
た。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター411に密
着させ加熱し、i型層堆積チャンバー418内を不図示
の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrに
なるまで真空排気した。
Next, an n / i buffer layer 251 made of a-Si was formed by RFPCVD. First, the transfer chamber 403 and the i-type layer deposition chamber 41 evacuated by a vacuum pump (not shown) in advance.
8, the gate valve 407 was opened, and the substrate 490 was transported. The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 411 for heating the substrate, and the inside of the i-type layer deposition chamber 418 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0107】n/iバッファー層251を作製するに
は、基板490の温度が360℃になるように基板加熱
用ヒーター411を設定し、基板が十分加熱されたとこ
ろでバルブ464、454、450、463、453を
徐々に開いて、Si26ガス、H2ガスをガス導入管4
49を通じてi型層堆積チャンバー418内に流入させ
た。この時、Si26ガス流量が2.5sccm、H2
ガス流量が90sccmとなるように各々のマスフロー
コントローラー459、458で調整した。i型層堆積
チャンバー418内の圧力は、0.8Torrとなるよ
うに不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。
次に、RF電源424を0.08W/cm 3に設定し、
バイアス棒428に印加し、グロー放電を生起させ、シ
ャッター427を開けることでRFn型層上にn/iバ
ッファー層の作製を開始し、層厚10nmのn/iバッ
ファー層を作製したところでRFグロー放電を止め、R
F電源424の出力を切り、n/iバッファー層251
の作製を終えた。バルブ464、454を閉じて、i型
層堆積チャンバー418内へのSi26ガスの流入を止
め、2分間i型層堆積チャンバー418内へH2ガスを
流し続けたのち、バルブ453、450を閉じ、i型層
堆積チャンバー418内およびガス配管内を1×10-5
Torrまで真空排気した。
To form the n / i buffer layer 251
Heats the substrate so that the temperature of the substrate 490 becomes 360 ° C.
Heater 411 is set and the board is sufficiently heated.
Filter valves 464, 454, 450, 463, 453
Open gradually, SiTwoH6Gas, HTwoGas inlet pipe 4
49 into the i-type layer deposition chamber 418
Was. At this time, SiTwoH6Gas flow rate 2.5 sccm, HTwo
Each mass flow so that the gas flow rate is 90 sccm
The adjustment was performed by the controllers 459 and 458. i-type layer deposition
The pressure inside the chamber 418 will be 0.8 Torr
Thus, the opening of the conductance valve (not shown) was adjusted.
Next, the RF power supply 424 is set to 0.08 W / cm ThreeSet to
The glow discharge is applied to the bias rod 428 to generate a glow discharge.
By opening the shutter 427, the n / i barrier
Production of a buffer layer is started, and a 10 nm thick n / i buffer
When the fur layer was formed, the RF glow discharge was stopped.
The output of the F power supply 424 is turned off, and the n / i buffer layer 251 is turned off.
Finished. Close the valves 464 and 454,
Si into layer deposition chamber 418TwoH6Stop gas flow
Into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes.TwoGas
After continuing the flow, the valves 453 and 450 are closed, and the i-type layer
1 × 10 in the deposition chamber 418 and gas pipe-Five
Evacuated to Torr.

【0108】次にa−SiGeからなるMWi型層20
4をMWPCVD法によって形成した。MWi型層を作
製するには、基板490の温度が380℃になるように
基板加熱用ヒーター411を設定し、基板が十分加熱さ
れたところでバルブ461、451、450、462、
452、463、453を徐々に開いて、SiH4
ス、GeH4ガス、H2ガスをガス導入管449を通じて
i型層堆積チャンバー418内に流入させた。
Next, the MWi type layer 20 made of a-SiGe
4 was formed by the MWPCVD method. To manufacture the MWi-type layer, the substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 380 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 461, 451, 450, 462,
452, 463, and 453 were gradually opened, and SiH 4 gas, GeH 4 gas, and H 2 gas were flowed into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449.

【0109】この時、SiH4ガス流量が45scc
m、GeH4ガス流量が43sccm、H2ガス流量が1
75sccmとなるように各々のマスフローコントロー
ラー456、457、458で調整した。i型層堆積チ
ャンバー418内の圧力は、5mTorrとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、RF電源424を0.65W/cm3に設定し、バ
イアス棒428に印加した。その後、不図示のMW電源
の電力を0.25W/cm3に設定し、導波426及び
マイクロ波導入用窓425を通じてi型層堆積チャンバ
ー418内にMW電力導入し、グロー放電を生起させ、
シャッター427を開けることでn/iバッファー層上
にMWi型層の作製を開始し、層厚0.15μmのi型
層を作製したところでMWグロー放電を止め、バイアス
電源424の出力を切り、MWi型層204の作製を終
えた。バルブ451、452を閉じて、i型層堆積チャ
ンバー418内へのSiH4ガス、GeH4ガスの流入を
止め、2分間i型層堆積チャンバー418内へH2ガス
を流し続けたのち、バルブ453、450を閉じ、i型
層堆積チャンバー418内およびガス配管内を1×10
-5Torrまで真空排気した。
At this time, the flow rate of the SiH 4 gas is 45 scc.
m, GeH 4 gas flow rate is 43 sccm, H 2 gas flow rate is 1
The mass flow controllers 456, 457, and 458 adjusted the flow rate to 75 sccm. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 5 mTorr. Next, the RF power source 424 was set at 0.65 W / cm 3 and applied to the bias bar 428. Thereafter, the power of a MW power supply (not shown) is set to 0.25 W / cm 3 , and MW power is introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the waveguide 426 and the microwave introduction window 425 to generate glow discharge.
By opening the shutter 427, the production of the MWi-type layer on the n / i buffer layer is started. When the i-type layer having a thickness of 0.15 μm is produced, the MW glow discharge is stopped, and the output of the bias power supply 424 is turned off. The fabrication of the mold layer 204 has been completed. The valves 451 and 452 are closed to stop the flow of the SiH 4 gas and the GeH 4 gas into the i-type layer deposition chamber 418, and the H 2 gas is continuously flown into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes. , 450 are closed, and the inside of the i-type layer deposition chamber 418 and the
The chamber was evacuated to -5 Torr.

【0110】次にa−Siからなるp/iバッファー層
261をRFPCVD法によって形成した。p/iバッ
ファー層261を作製するには、基板490の温度が2
50℃になるように基板加熱用ヒーター411を設定
し、基板が十分加熱されたところでバルブ464、45
4、450、463、453を徐々に開いて、Si26
ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi型層堆積
チャンバー418内に流入させた。この時、Si26
ス流量が3sccm、H2ガス流量が80sccmとな
るように各々のマスフローコントローラー459、45
8で調整した。i型層堆積チャンバー418内の圧力
は、0.7Torrとなるように不図示のコンダクタン
スバルブの開口を調整した。次に、RF電源424を
0.07W/cm3に設定し、バイアス棒428に印加
し、グロー放電を生起させ、シャッター427を開ける
ことでMWi型層上にp/iバッファー層261の作製
を開始し、層厚20nmのp/iバッファー層を作製し
たところでRFグロー放電を止め、RF電源424の出
力を切り、p/iバッファー層261の作製を終えた。
バルブ464、454を閉じて、i型層堆積チャンバー
418内へのSi26ガスの流入を止め、2分間i型層
堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、
バルブ453、450を閉じ、i型層堆積チャンバー4
18内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空
排気した。
Next, ap / i buffer layer 261 made of a-Si was formed by RFPCVD. To form the p / i buffer layer 261, the temperature of the substrate
The substrate heating heater 411 is set at 50 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 464 and 45 are set.
4, 450, 463 and 453 are gradually opened, and Si 2 H 6
Gas and H 2 gas were introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449. At this time, the mass flow controllers 459 and 45 were set so that the flow rate of the Si 2 H 6 gas was 3 sccm and the flow rate of the H 2 gas was 80 sccm.
Adjusted at 8. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 0.7 Torr. Next, the RF power source 424 is set to 0.07 W / cm 3 , applied to the bias bar 428 to generate glow discharge, and the shutter 427 is opened to form the p / i buffer layer 261 on the MWi-type layer. Starting, when a 20 nm-thick p / i buffer layer was formed, the RF glow discharge was stopped, the output of the RF power supply 424 was turned off, and the formation of the p / i buffer layer 261 was completed.
The valves 464 and 454 are closed to stop the flow of the Si 2 H 6 gas into the i-type layer deposition chamber 418, and the H 2 gas is continuously flown into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes.
The valves 453 and 450 are closed, and the i-type layer deposition chamber 4 is closed.
The inside of 18 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0111】次に本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表2(1)の条件で行った。本発明の微量
第III族元素含有水素プラズマ処理を行うには、第III族
元素含有ガスとして、BF3/H2(希釈度:1%)ガ
ス、シリコン原子含有ガスとして、Si26ガス、H2
ガスを堆積チャンバー418内にガス導入管449を通
して導入し、H2ガス流量が1000sccmになるよ
うにバルブ463、453、450を開け、マスフロー
コントローラー458で調整した。第III族元素含有ガ
スBF3/H2ガスが全H2ガス流量に対して0.4%に
なるようにバルブ468、466を開けマスフローコン
トローラー467で調整した。シリコン原子含有ガス、
Si26が全H2ガス流量に対して0.05%になるよ
うにバルブ464、454を開けマスフローコントロー
ラー459で調整した。堆積チャンバー418内の圧力
が0.018Torrになるように不図示のコンダクタ
ンスバルブで調整した。基板490の温度が250℃に
なるように基板加熱用ヒーター411を設定し、基板温
度が安定したところで、不図示のVHF電源のVHF電
力を0.08W/cm3に設定し、バイアス棒428に
印加し、堆積チャンバー418内にグロー放電を生起さ
せシャッター427を開け、4分間本発明の微量第III
族元素含有水素プラズマ処理を行った。その後VHF電
源を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー418
内へのBF3/H2、Si26ガスの流入を止め、4分
間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたの
ち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー418内お
よびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。
Next, a hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed under the conditions shown in Table 2 (1). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element according to the present invention, a BF 3 / H 2 (dilution: 1%) gas is used as a group III element-containing gas, and a Si 2 H 6 gas is used as a silicon atom-containing gas. , H 2
The gas was introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the valves 463, 453, and 450 were opened so that the flow rate of the H 2 gas became 1000 sccm, and the gas was adjusted by the mass flow controller 458. The valves 468 and 466 were opened and the mass flow controller 467 was adjusted so that the group III element-containing gas BF 3 / H 2 gas became 0.4% of the total H 2 gas flow rate. Silicon atom containing gas,
The valves 464 and 454 were opened to adjust the mass flow controller 459 so that Si 2 H 6 became 0.05% of the total H 2 gas flow rate. The pressure inside the deposition chamber 418 was adjusted to 0.018 Torr by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 250 ° C. When the substrate temperature becomes stable, the VHF power of a VHF power supply (not shown) is set to 0.08 W / cm 3 , and the bias rod 428 is set. And a glow discharge is generated in the deposition chamber 418 to open the shutter 427 for 4 minutes.
A group-element-containing hydrogen plasma treatment was performed. Thereafter, the VHF power supply is turned off, the glow discharge is stopped, and the deposition chamber 418 is turned off.
Stopping the flow of BF 3 / H 2, Si 2 H 6 gas to the inner, 4 minutes, after continued to flow H 2 gas into the deposition chamber 418, stopping the inflow of H 2 gas, the deposition chamber 418 and the gas The inside of the pipe was evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0112】次にa−SiCからなるRFp型層205
を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー404及びp型
層堆積チャンバー419内へゲートバルブ408を開け
て基板490を搬送した。基板490の裏面を基板加熱
用ヒーター412に密着させ加熱し、p型層堆積チャン
バー419内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約
1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Next, the RFp type layer 205 made of a-SiC
In order to form the substrate, the gate valve 408 was opened and the substrate 490 was transferred into the transfer chamber 404 and the p-type layer deposition chamber 419 that were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 412 for heating the substrate, and the inside of the p-type layer deposition chamber 419 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0113】基板490の温度が250℃になるように
基板加熱用ヒーター412を設定し、基板温度が安定し
たところで、H2ガス、SiH4/H2ガス、B26/H2
ガス,CH4ガスを堆積チャンバー419内にバルブ4
81、471、470、482、472、483、47
3、484、474を操作してガス導入管469を通し
て導入した。この時、H2ガス流量が60scm、Si
4/H2ガス流量が2sccm、B26/H2ガス流量
が10sccm,CH4ガス流が0.3sccmとなる
ようにマスフローコントローラー476、477、47
8、479で調整し、堆積チャンバー419内の圧力は
1.7Torrとなるように不図示のコンダクタンスバ
ルブの開口を調整した。RF電源423の電力を0.0
7W/cm 3に設定し、プラズマ形成用カップ421に
RF電力を導入し、グロー放電を生起させ、p/iバッ
ファー層上にRFp型層の形成を開始し、層厚10nm
のRFp型層を形成したところでRF電源を切って、グ
ロー放電を止め、RFp型層205の形成を終えた。バ
ルブ472、482、473、483、474、484
を閉じてp型層堆積チャンバー419内へのSiH4
2ガス、B26/H2ガス,CH4ガスの流入を止め、
3分間、p型層堆積チャンバー419内へH2ガスを流
し続けたのち、バルブ471、481、470を閉じて
2の流入も止め、p型層堆積チャンバ419内および
ガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
The temperature of the substrate 490 is set to 250 ° C.
Set the substrate heating heater 412 to keep the substrate temperature stable.
By the way, HTwoGas, SiHFour/ HTwoGas, BTwoH6/ HTwo
Gas, CHFourThe gas is introduced into the deposition chamber 419 by the valve 4.
81, 471, 470, 482, 472, 483, 47
Operate 3, 484, 474 through gas introduction pipe 469
Introduced. At this time, HTwoGas flow rate 60scm, Si
HFour/ HTwoGas flow rate 2sccm, BTwoH6/ HTwoGas flow
Is 10 sccm, CHFourGas flow becomes 0.3sccm
Like the mass flow controllers 476, 477, 47
8 and 479, the pressure in the deposition chamber 419 is
A conductance bar (not shown) is set to 1.7 Torr.
The lube opening was adjusted. The power of the RF power supply 423 is set to 0.0
7W / cm ThreeTo the plasma forming cup 421
RF power is introduced to generate glow discharge, and p / i battery
The formation of an RFp type layer on the far layer is started, and the layer thickness is 10 nm.
When the RF p-type layer is formed, the RF power is turned off, and the
The low discharge was stopped, and the formation of the RFp type layer 205 was completed. Ba
Lubes 472, 482, 473, 483, 474, 484
Is closed and the SiH is introduced into the p-type layer deposition chamber 419.Four/
HTwoGas, BTwoH6/ HTwoGas, CHFourStop the gas flow,
3 minutes into the p-type layer deposition chamber 419TwoFlowing gas
And then close valves 471, 481 and 470
HTwoOf the p-type layer deposition chamber 419 and
1 × 10 inside gas pipe-FiveEvacuated to Torr.

【0114】次にμc−SiからなるRFn型層206
を形成するために、あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー403を通っ
て搬送チャンバー402及び堆積チャンバー417内へ
ゲートバルブ408、407を開けて搬送した。基板4
90の裏面を基板加熱用ヒーター410に密着させ加熱
し、堆積チャンバー417内を不図示の真空排気ポンプ
により圧力が約1×10-5Torrになるまで真空排気
した。
Next, an RF n-type layer 206 made of μc-Si
In order to form the substrate, the substrate was transported into the transport chamber 402 and the deposition chamber 417 by opening the gate valves 408 and 407 through the transport chamber 403 evacuated by a vacuum pump (not shown) in advance. Substrate 4
The back surface of the substrate 90 was heated by being brought into close contact with a heater 410 for heating a substrate, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0115】μc−SiからなるRFn型層を形成する
には、H2ガスを堆積チャンバー417内にガス導入管
429を通して導入し、H2ガス流量が200sccm
になるようにバルブ441、431、430を開け、マ
スフローコントローラー436で調整した。堆積チャン
バー417内の圧力が1.1Torrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の温
度が250℃になるように基板加熱用ヒーター410を
設定し、基板温度が安定したところで、SiH4ガス、
PH3/H2ガスを堆積チャンバー417内にバルブ44
3、433、444、434を操作してガス導入管42
9を通して導入した。この時、SiH 4ガス流量が2s
ccm、H2ガス流量が75sccm、PH3/H2ガス
流量が250sccmとなるようにマスフローコントロ
ーラー438、436、439で調整し、堆積チャンバ
ー417内の圧力は1.1Torrとなるように調整し
た。RF電源422の電力を0.04W/cm3に設定
し、プラズマ形成用カップ420にRF電力を導入し、
グロー放電を生起させ、RFp型層上にRFn型層の形
成を開始し、層厚10nmのRFn型層を形成したとこ
ろでRF電源を切って、グロー放電を止め、RFn型層
206の形成を終えた。堆積チャンバー417内へのS
iH4ガス、PH3/H2の流入を止め、2分間、堆積室
内へH2ガスを流し続けたのち、H2の流入も止め、堆積
室内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排
気した。
Form RF n-Type Layer of μc-Si
HTwoGas is introduced into the deposition chamber 417
429, introduced by HTwoGas flow rate is 200sccm
Open the valves 441, 431 and 430 so that
It was adjusted by the flow controller 436. Sedimentary chan
Unnecessary so that the pressure in the bar 417 becomes 1.1 Torr
It was adjusted with the indicated conductance valve. Temperature of substrate 490
The substrate heating heater 410 is set to a temperature of 250 ° C.
When the substrate temperature is stabilized,Fourgas,
PHThree/ HTwoThe gas is introduced into the deposition chamber 417 by the valve 44.
3, 433, 444, and 434 are operated to operate the gas introduction pipe 42.
9 introduced. At this time, SiH FourGas flow is 2s
ccm, HTwoGas flow rate 75 sccm, PHThree/ HTwogas
Mass flow control so that the flow rate is 250 sccm
438, 436, 439
The pressure inside -417 was adjusted to be 1.1 Torr.
Was. The power of the RF power supply 422 is set to 0.04 W / cmThreeSet to
Then, RF power is introduced into the plasma forming cup 420,
A glow discharge is generated to form an RFn-type layer on the RFp-type layer.
Started to form an RF n-type layer with a thickness of 10 nm.
Turn off the RF power at the filter to stop the glow discharge.
The formation of 206 was completed. S in the deposition chamber 417
iHFourGas, PHThree/ HTwoStop the inflow of water for 2 minutes in the deposition chamber
H insideTwoAfter continuing the gas flow, HTwoStops inflow of water and accumulates
1 × 10 in the room and gas pipe-FiveEvacuate to Torr
I noticed.

【0116】次にa−SiCからなるn/iバッファー
層252をRFPCVD法によって形成した。まず、あ
らかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きしてお
いた搬送チャンバー403及びi型層堆積チャンバー4
18内へゲートバルブ407を開けて基板490を搬送
した。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター411に
密着させ加熱し、i型層堆積チャンバー418内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torr
になるまで真空排気した。
Next, an n / i buffer layer 252 made of a-SiC was formed by RFPCVD. First, the transfer chamber 403 and the i-type layer deposition chamber 4 evacuated by a vacuum pump (not shown) in advance.
18, the gate valve 407 was opened and the substrate 490 was transported. The back surface of the substrate 490 is heated by bringing the back surface of the substrate 490 into close contact with the heater 411 for heating the substrate, and the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 is about 1 × 10 −5 Torr by a vacuum pump (not shown).
The chamber was evacuated until.

【0117】n/iバッファー層252を作製するに
は、基板490の温度が250℃になるように基板加熱
用ヒーター411を設定し、基板が十分加熱されたとこ
ろでバルブ464、454、450、463、453、
465、455を徐々に開いて、Si26ガス、H2
ス、CH4ガスをガス導入管449を通じてi型層堆積
チャンバー418内に流入させた。この時、Si26
ス流量が0.4sccm、H2ガス流量が85scc
m、CH4ガス流量が0.2sccmとなるように各々
のマスフローコントローラー459、458、460で
調整した。
To form the n / i buffer layer 252, the substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 250 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 464, 454, 450, and 463 are set. , 453,
465 and 455 were gradually opened, and Si 2 H 6 gas, H 2 gas, and CH 4 gas were caused to flow into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449. At this time, the flow rate of the Si 2 H 6 gas was 0.4 sccm, and the flow rate of the H 2 gas was 85 scc.
The mass flow controllers 459, 458, and 460 adjusted the flow rates of m and CH 4 gas to 0.2 sccm.

【0118】i型層堆積チャンバー418内の圧力は、
1.1Torrとなるように不図示のコンダクタンスバ
ルブの開口を調整した。次に、RF電源424を0.0
6W/cm3に設定し、バイアス棒428に印加し、グ
ロー放電を生起させ、シャッター427を開けることで
RFn型層上にn/iバッファー層の作製を開始し、層
厚10nmのn/iバッファー層を作製したところでR
Fグロー放電を止め、RF電源424の出力を切り、n
/iバッファー層252の作製を終えた。バルブ46
4、454、465、455を閉じて、i型層堆積チャ
ンバー418内へのSi26ガス、CH4ガスの流入を
止め、2分間i型層堆積チャンバー418内ヘH2ガス
を流し続けたのち、バルブ453、450を閉じ、i型
層堆積チャンバー418内およびガス配管内を1×10
-5Torrまで真空排気した。
The pressure in the i-type layer deposition chamber 418 is
The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted to 1.1 Torr. Next, the RF power supply 424 is set to 0.0
It is set to 6 W / cm 3 and applied to the bias rod 428 to generate a glow discharge. By opening the shutter 427, the production of an n / i buffer layer on the RF n-type layer is started. When the buffer layer was prepared, R
F glow discharge is stopped, the output of the RF power supply 424 is turned off, and n
The production of the / i buffer layer 252 was completed. Valve 46
4, 454, 465 and 455 are closed to stop the flow of the Si 2 H 6 gas and the CH 4 gas into the i-type layer deposition chamber 418, and the H 2 gas continues to flow into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes. After that, the valves 453 and 450 are closed, and the inside of the i-type layer
The chamber was evacuated to -5 Torr.

【0119】次にa−SiからなるRFi型層207を
RFPCVD法によって形成した。RFi型層を作製す
るには、基板490の温度が200℃になるように基板
加熱用ヒーター411を設定し、基板が十分加熱された
ところでバルブ464、454、450、463、45
3を徐々に開いて、Si26ガス、H2ガスをガス導入
管449を通じてi型層堆積チャンバー418内に流入
させた。この時、Si 26ガス流量が2.8sccm、
2ガス流量が80sccmとなるように各々のマスフ
ローコントローラー459、458で調整した。i型層
堆積チャンバー418内の圧力は、0.5Torrとな
るように不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整し
た。次に、RF電源424を0.07W/cm3に設定
し、バイアス棒428に印加し、グロー放電を生起さ
せ、シャッター427を開けることでn/iバッファー
層252上にRFi型層の作製を開始し、層厚110n
mのi型層を作製したところでRFグロー放電を止め、
RF電源424の出力を切り、RFi型層207の作製
を終えた。バルブ464、454を閉じて、i型層堆積
チャンバー418内へのSi26ガスの流入を止め、2
分間i型層堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続
けたのち、バルブ453、450を閉じ、i型層堆積チ
ャンバー418内およびガス配管内を1×10-5Tor
rまで真空排気した。
Next, the RFi type layer 207 made of a-Si
It was formed by the RFPCVD method. Fabricate RFi-type layer
In order for the temperature of the substrate 490 to be 200 ° C.
The heating heater 411 was set, and the substrate was sufficiently heated.
By the way, valves 464, 454, 450, 463, 45
3 is gradually opened and SiTwoH6Gas, HTwoIntroduce gas
Flow into i-type layer deposition chamber 418 through tube 449
I let it. At this time, Si TwoH6Gas flow rate of 2.8 sccm,
HTwoSet each mask so that the gas flow rate is 80 sccm.
The adjustment was made with the low controllers 459 and 458. i-type layer
The pressure in the deposition chamber 418 is 0.5 Torr.
Adjust the opening of the conductance valve (not shown)
Was. Next, the RF power supply 424 is set to 0.07 W / cmThreeSet to
Applied to the bias bar 428 to generate a glow discharge.
And open the shutter 427 to set the n / i buffer
The fabrication of the RFi-type layer on the layer 252 is started, and the layer thickness 110n
When the i-type layer of m was produced, the RF glow discharge was stopped,
Turning off the output of the RF power supply 424 to form the RFi-type layer 207
Finished. Close valves 464 and 454 to deposit i-type layer
Si into chamber 418TwoH6Stop the gas flow, 2
Minutes into the i-type layer deposition chamber 418TwoContinue flowing gas
After that, the valves 453 and 450 are closed and the i-type layer deposition chamber is closed.
1 × 10 in chamber 418 and gas pipe-FiveTor
e was evacuated to r.

【0120】次にa−Sicからなるp/iバッファー
層262をRFPCVD法によって形成した。p/iバ
ッファー層262を作製するには、基板490の温度が
200℃になるように基板加熱用ヒーター411を設定
し、基板が十分加熱されたところでバルブ464、45
4、450、463、453、465、455を徐々に
開いて、Si26ガス、H2ガス、CH4ガスをガス導入
管449を通じてi型層堆積チャンバー418内に流入
させた。この時、Si26ガス流量が0.4sccm、
2ガス流量が65sccm、CH4ガス流量が0.3s
ccmとなるように各々のマスフローコントローラー4
59、458、460で調整した。i型層堆積チャンバ
ー418内の圧力は、1.1Torrとなるように不図
示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次に、R
F電源424を0.06W/cm3に設定し、バイアス
棒428に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター
427を開けることでRFi型層上にp/iバッファー
層の作製を開始し、層厚15nmのp/iバッファー層
を作製したところでRFグロー放電を止め、RF電源4
24の出力を切り、p/iバッファー層262の作製を
終えた。バルブ464、454、465、455を閉じ
て、i型層堆積チャンバー418内へのSi26ガス、
CH4ガスの流入を止め、2分間i型層堆積チャンバー
418内へH2ガスを流し続けたのち、バルブ453、
450を閉じ、i型層堆積チャンバー418内およびガ
ス配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, ap / i buffer layer 262 made of a-Sic was formed by RFPCVD. To form the p / i buffer layer 262, the substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 200 ° C., and when the substrate is sufficiently heated, the valves 464 and 45 are formed.
4, 450, 463, 453, 465, and 455 were gradually opened, and Si 2 H 6 gas, H 2 gas, and CH 4 gas were caused to flow into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449. At this time, the flow rate of the Si 2 H 6 gas is 0.4 sccm,
H 2 gas flow rate is 65 sccm, CH 4 gas flow rate is 0.3 s
Each mass flow controller 4 so that it becomes ccm
Adjustment was made at 59, 458 and 460. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 1.1 Torr. Next, R
The F power source 424 was set to 0.06 W / cm 3 , applied to the bias bar 428 to generate a glow discharge, and opened the shutter 427 to start the production of the p / i buffer layer on the RFi-type layer. When a 15 nm thick p / i buffer layer was formed, the RF glow discharge was stopped and the RF power source 4 was turned off.
The output of 24 was turned off, and the production of the p / i buffer layer 262 was completed. Valves 464, 454, 465, 455 are closed and Si 2 H 6 gas into i-type layer deposition chamber 418,
After stopping the flow of the CH 4 gas and continuing the flow of the H 2 gas into the i-type layer deposition chamber 418 for 2 minutes, the valve 453,
450 was closed, and the inside of the i-type layer deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0121】次に本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表2(2)の条件で行った。本発明の微量
第III族元素含有水素プラズマ処理を行うには、第III族
元素含有ガスとしてBF3/H2(希釈度:1%)ガス、
シリコン原子含有ガスとしてSiH4ガス、H2ガスを堆
積チャンバー418内にガス導入管449を通して導入
し、H2ガス流量が1300sccmになるようにバル
ブ463、453、450を開け、マスフローコントロ
ーラー458で調整した。第III族元素含有ガスBF3
2ガスが全H2ガス流量に対して0.3%になるように
バルブ468、466を開けマスフローコントローラー
467で調整した。シリコン原子含有ガス、SiH4
スが全H2ガス流量に対して0.03%になるようにバ
ルブ461、451を開けマスフローコントローラー4
56で調整した。堆積チャンバー418内の圧力が0.
7Torrになるように不図示のコンダクタンスバルブ
で調整した。基板490の温度が200℃になるように
基板加熱用ヒーター411を設定し、基板温度が安定し
たところで、RF電源424の電力を0.04W/cm
3に設定し、バイアス棒428にRF電力を印加した。
堆積チャンバー418内にグロー放電を生起させシャッ
ター427を開けて、3分間本発明の微量第III族元素
含有水素プラズマ処理を行った。その後RF電源を切っ
て、グロー放電を止め、堆積チャンバー418内へのB
3/H2ガス、SiH4ガスの流入を止め、3分間、堆
積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、H2
ガスの流入も止め、堆積チャンバー418内およびガス
配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, a hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed under the conditions shown in Table 2 (2). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of a group III element according to the present invention, a BF 3 / H 2 (dilution ratio: 1%) gas as a group III element-containing gas
SiH 4 gas and H 2 gas are introduced as gas containing silicon atoms into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the valves 463, 453, and 450 are opened so that the H 2 gas flow becomes 1300 sccm, and the mass flow controller 458 adjusts. did. Group III element-containing gas BF 3 /
H 2 gas was adjusted by the mass flow controller 467 opens the valve 468,466 to be 0.3% with respect to the total H 2 gas flow rate. The valves 461 and 451 are opened so that the silicon atom-containing gas and the SiH 4 gas become 0.03% of the total H 2 gas flow rate.
Adjusted at 56. The pressure in the deposition chamber 418 is set to 0.
It was adjusted with a conductance valve (not shown) so that the pressure became 7 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 200 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the power of the RF power supply 424 is reduced to 0.04 W / cm.
3 , and RF power was applied to the bias bar 428.
A glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element of the present invention was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power source is turned off, the glow discharge is stopped, and B
F 3 / H 2 gas, stopping the flow of SiH 4 gas, 3 minutes, after which continued to flow H 2 gas into the deposition chamber 418, H 2
The flow of gas was also stopped, and the inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0122】次にa−SiCからなるRFp型層208
を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー404及びp型
層堆積チャンバー419内へゲートバルブ408を開け
て基板490を搬送した。基板490の裏面を基板加熱
用ヒーター412に密着させ加熱し、p型層堆積チャン
バー419内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約
1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Next, an RFp type layer 208 made of a-SiC
In order to form the substrate, the gate valve 408 was opened and the substrate 490 was transferred into the transfer chamber 404 and the p-type layer deposition chamber 419 that were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 412 for heating the substrate, and the inside of the p-type layer deposition chamber 419 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0123】基板490の温度が170℃になるように
基板加熱用ヒーター412を設定し、基板温度が安定し
たところで、H2ガス、SiH4/H2ガス、B26/H2
ガス,CH4ガスを堆積チャンバー419内にバルブ4
81、471、470、482、472、483、47
3、484、474を操作してガス導入管469を通し
て導入した。この時、H2ガス流量が70scm、Si
4/H2ガス流量が2sccm、B26/H2ガス流量
が10sccm,CH4ガス流が0.3sccmとなる
ようにマスフローコントローラー476、477、47
8、479で調整し、堆積チャンバー419内の圧力は
1.7Torrとなるように不図示のコンダクタンスバ
ルブの開口を調整した。RF電源423の電力を0.0
7W/cm 3に設定し、プラズマ形成用カップ421に
RF電力を導入し、グロー放電を生起させ、p/iバッ
ファー層262上にRFp型層の形成を開始し、層厚1
0nmのRFp型層を形成したところでRF電源を切っ
て、グロー放電を止め、RFp型層208の形成を終え
た。バルブ472、482、473、483、474、
484を閉じてp型層堆積チャンバー419内へのSi
4/H2ガス、B26/H2ガス,CH4ガスの流入を止
め、2分間、p型層堆積チャンバー419内へH2ガス
を流し続けたのち、バルブ471、481、470を閉
じてH2の流入も止め、p型層堆積チャンバー419内
およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。
The temperature of the substrate 490 is set to 170 ° C.
Set the substrate heating heater 412 to keep the substrate temperature stable.
By the way, HTwoGas, SiHFour/ HTwoGas, BTwoH6/ HTwo
Gas, CHFourThe gas is introduced into the deposition chamber 419 by the valve 4.
81, 471, 470, 482, 472, 483, 47
Operate 3, 484, 474 through gas introduction pipe 469
Introduced. At this time, HTwoGas flow rate 70scm, Si
HFour/ HTwoGas flow rate 2sccm, BTwoH6/ HTwoGas flow
Is 10 sccm, CHFourGas flow becomes 0.3sccm
Like the mass flow controllers 476, 477, 47
8 and 479, the pressure in the deposition chamber 419 is
A conductance bar (not shown) is set to 1.7 Torr.
The lube opening was adjusted. The power of the RF power supply 423 is set to 0.0
7W / cm ThreeTo the plasma forming cup 421
RF power is introduced to generate glow discharge, and p / i battery
The formation of the RFp type layer on the fur layer 262 is started, and the layer thickness 1
When the 0 nm RFp type layer is formed, the RF power is turned off.
To stop the glow discharge and finish forming the RFp type layer 208.
Was. Valves 472, 482, 473, 483, 474,
484 is closed and the Si is introduced into the p-type layer deposition chamber 419.
HFour/ HTwoGas, BTwoH6/ HTwoGas, CHFourStop gas flow
For 2 minutes into the p-type layer deposition chamber 419Twogas
And then close valves 471, 481, and 470
HTwoOf p-type layer deposition chamber 419
And 1 × 10-FiveEvacuate to Torr
Was.

【0124】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいたアンロードチャンバー405内
へゲートバルブ409を開けて基板490を搬送し不図
示のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー40
5をリークした。次に、RFp型層208上に、透明導
電層212として、層厚70nmのITOを真空蒸着法
で真空蒸着した。
Next, the gate valve 409 is opened into the unload chamber 405 evacuated by a vacuum pump (not shown), and the substrate 490 is transported. The leak valve (not shown) is opened to open the unload chamber 40.
5 leaked. Next, as the transparent conductive layer 212, ITO with a thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RFp-type layer 208 by a vacuum deposition method.

【0125】次に透明導電層212上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000n
m)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極213
を真空蒸着法で真空蒸着した。以上で太陽電池の作製を
終えた。この太陽電池を(SC実2)と呼ぶことにし、
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件、
RFn型層、n/iバッファー層、MWi型層、p/i
バッファー層、RFi型層、RFp型層の形成条件を表
2(1)〜2(3)に示す。
Next, a mask having a comb-shaped hole is placed on the transparent conductive layer 212 and Cr (40 nm) / Ag (1000 n
m) / Cr (40 nm) comb-shaped current collecting electrode 213
Was vacuum deposited by a vacuum deposition method. Thus, the production of the solar cell has been completed. We call this solar cell (SC Ex. 2)
Hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements of the present invention,
RF n-type layer, n / i buffer layer, MWi-type layer, p / i
The formation conditions of the buffer layer, RFi-type layer, and RFp-type layer are shown in Tables 2 (1) to 2 (3).

【0126】<比較例2>本発明の微量第III族元素含
有水素プラズマ処理を行わず、他は実施例2と同じ条件
で太陽電池(SC比2)を作製した。太陽電池(SC実
2)及び(SC比2)はそれぞれ9個づつ作製し、初期
光電変換効率(光起電力/入射光電力)、振動劣化、光
劣化、及びバイアス電圧印加時の高温高湿環境における
振動劣化、光劣化の測定を行なった。
<Comparative Example 2> A solar cell (SC ratio 2) was manufactured under the same conditions as in Example 2 except that the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was not performed. Nine solar cells (SC actual 2) and (SC ratio 2) were manufactured, each having nine photoelectric conversion efficiencies (photovoltaic power / incident optical power), vibration deterioration, light deterioration, and high temperature and high humidity when bias voltage was applied. Vibration degradation and light degradation in the environment were measured.

【0127】初期光電変換効率は、作製した太陽電池
を、AM1.5(100mW/cm2)光照射下に設置
して、V−I特性を測定することにより得られる。測定
の結果、(SC比2)に対して、(SC実2)の初期光
電変換効率の曲線因子(F.F.)、シリーズ抵抗(R
s)及び特性むらは以下のようになった。 曲線因子 シリーズ抵抗 特性むら (SC実2) 1.15倍 0.90倍 0.82倍 振動劣化の測定は、予め初期光電変換効率を測定してお
いた太陽電池を湿度54%、温度26℃の暗所に設置
し、振動周波数60Hzで振幅0.1mmの振動を55
0時間加えた後の、AM1.5(100mW/cm2
照射下での光電変換効率の低下率(振動劣化試験後の光
電変換効率/初期光電変換効率)により行った。
The initial photoelectric conversion efficiency can be obtained by placing the manufactured solar cell under AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation and measuring the VI characteristics. As a result of the measurement, the fill factor (FF) of the initial photoelectric conversion efficiency of (SC actual 2) and the series resistance (R
s) and characteristic unevenness were as follows. Fill factor Series resistance Characteristic unevenness (SC Ex. 2) 1.15 times 0.90 times 0.82 times For the measurement of vibration deterioration, a solar cell whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance was a humidity of 54% and a temperature of 26 ° C. In a dark place with a vibration frequency of 60 Hz and an amplitude of 0.1 mm
AM1.5 (100 mW / cm 2 ) after adding for 0 hours
The measurement was performed based on the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after vibration degradation test / initial photoelectric conversion efficiency).

【0128】光劣化の測定は、予め初期光電変換効率を
測定しておいた太陽電池を、湿度54%、温度26℃の
環境に設置し、AM1.5(100mW/cm2)光を
550時間照射後の、AM1.5(100mW/c
2)照射下での光電変換効率の低下率(光劣化試験後
の光電変換効率/初期光電変換効率)により行った。測
定の結果、(SC実2)に対して(SC比2)の光劣化
後の光電変換効率の低下率及び振動劣化後の光電変換効
率の低下率は以下のようになった。
For the measurement of photodegradation, a solar cell whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance was placed in an environment of a humidity of 54% and a temperature of 26 ° C., and was irradiated with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light for 550 hours. After irradiation, AM1.5 (100 mW / c
m 2 ) The rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after light degradation test / initial photoelectric conversion efficiency). As a result of the measurement, the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after photodegradation (SC ratio 2) and the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after vibration degradation with respect to (SC actual 2) were as follows.

【0129】 バイアス印加時の高温高湿度環境における振動劣化及び
光劣化の測定を行った。予め初期光電変換効率を測定し
ておいた2つの太陽電池を湿度90%、温度81℃の暗
所に設置し、順方向バイアス電圧として0.71Vを印
加した。一方の太陽電池には上記の振動を与えて、振動
劣化を測定し、さらにもう一方の太陽電池にはAM1.
5の光を照射して、光劣化の測定を行った。測定の結
果、(SC実2)に対して、(SC比2)の振動劣化後
の光電変換効率の低下率及び光劣化後の光電変換効率の
低下率は以下のようになった。
[0129] Vibration degradation and light degradation in a high temperature and high humidity environment at the time of bias application were measured. Two solar cells whose initial photoelectric conversion efficiencies were measured in advance were placed in a dark place at a humidity of 90% and a temperature of 81 ° C., and 0.71 V was applied as a forward bias voltage. The above-mentioned vibration was applied to one of the solar cells to measure the vibration degradation, and the other solar cell was subjected to AM1.
The sample was irradiated with the light of No. 5 to measure photodegradation. As a result of the measurement, the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the vibration deterioration of (SC ratio 2) and the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the light deterioration of (SC ratio 2) are as follows with respect to (SC actual 2).

【0130】 光学顕微鏡を用いて層剥離の様子を観察した。(SC実
2)では層剥離は見られなかったが、(SC比2)では
層剥離が僅かに見られた。以上のように本発明の太陽電
池(SC実2)が、従来の太陽電池(SC比2)よりも
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、シリーズ抵
抗、特性むら、光劣化特性、密着性、耐久性においてさ
らに優れた特性を有することが分かった。
[0130] The state of delamination was observed using an optical microscope. In (SC Ex. 2), no delamination was observed, but in (SC ratio 2), delamination was slightly observed. As described above, the solar cell (SC Ex. 2) of the present invention has a better fill factor, series resistance, characteristic unevenness, light degradation characteristic, adhesion, and so on than the conventional solar cell (SC ratio 2) in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. It was found that it had more excellent properties in durability.

【0131】(実施例3)図4に示す堆積装置を用いて
図3のトリプル型太陽電池を作製した。実施例1と同様
の方法により準備された反射層301と反射増加層30
2が形成されている基坂490をロードチャンバー40
1内の基板搬送用レール413上に配置し、不図示の真
空排気ポンプによりロードチャンバー401内を圧力が
約1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Example 3 Using the deposition apparatus shown in FIG. 4, the triple solar cell shown in FIG. 3 was manufactured. Reflection layer 301 and reflection enhancement layer 30 prepared by the same method as in Example 1.
2 is formed in the load chamber 40.
The load chamber 401 was evacuated by a vacuum evacuation pump (not shown) until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0132】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー402及び堆積
チャンバー417内へゲートバルブ406を開けて搬送
した。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター410に
密着させ加熱し、堆積チャンバー417内を不図示の真
空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになる
まで真空排気した。
Next, the gate valve 406 was opened and transported into the transport chamber 402 and the deposition chamber 417, which were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 410 for heating the substrate, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0133】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、実施例2と同様な方法によりμc−SiからなるR
Fn型層303を形成した。次にあらかじめ不図示の真
空排気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバー
403及び堆積チャンバー418内へゲートバルブ40
7を開けて搬送した。基板490の裏面を基板加熱用ヒ
ーター411に密着させ加熱し、堆積チャンバー418
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5
Torrになるまで真空排気した。
After the preparation for the film formation is completed as described above, Rc of μc-Si is formed in the same manner as in the second embodiment.
An Fn type layer 303 was formed. Next, the gate valve 40 is put into the transfer chamber 403 and the deposition chamber 418 that have been evacuated by a vacuum pump (not shown) in advance.
7 was opened and transported. The back surface of the substrate 490 is brought into close contact with the substrate heating heater 411 and heated, and the deposition chamber 418 is heated.
The pressure is about 1 × 10 -5 by a vacuum pump (not shown).
The system was evacuated to Torr.

【0134】次に、実施例2と同様な方法によりa−S
iからなるn/iバッファー層351、a−SiGeか
らなるMWi型層304、a−Siからなるp/iバッ
ファー層361をRFPCVD法、MWPCVD法、R
FPCVD法により順次形成した。次に本発明の微量第
III族元素含有水素プラズマ処理を表3(1)の条件で
行った。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処
理を行うには、第III族元素含有ガスとしてB26/H2
(希釈度:10%)ガス、シリコン原子含有ガスとして
SiCl22/He(希釈度:1000ppm)ガス、
2ガスを堆積チャンバー418内にガス導入管449
を通して導入し、H2ガス流量1500sccmになる
ようにバルブ463、453、450を開け、マスフロ
ーコントローラー458で調整した。第III族元素含有
ガスB26/H2ガスが全H2ガス流量に対して2.0%
になるようにバルブ468、466を開けマスフローコ
ントローラー467で調整した。シリコン原子含有ガ
ス、SiCl22/He(希釈度:1000ppm)が
全H2ガス流量に対してSiCl22ガスの割合が0.
03%になるように不図示のバルブを開け不図示のマス
フローコントローラーで調整した。堆積チャンバー41
8内の圧力が0.008Torrになるように不図示の
コンダクタンスバルブで調整した。基板490の温度が
330℃になるように基板加熱用ヒーター411を設定
し、基板温度が安定したところで、不図示のMW電源の
電力を0.15W/cm3に設定し、導波管426及び
マイクロ波導入用窓425を通じてi型層堆積チャンバ
ー418内にMW電力導入し、グロー放電を生起させ、
シャッター427を開けることで、4分間本発明の微量
第III族元素含有水素プラズマ処理を行った。その後M
W電源を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー4
18内へのB26/H2(希釈度10%)ガス、SiC
22/He(希釈度:1000ppm)ガスの流入を
止め、4分間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流
し続けたのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー
418内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真
空排気した。
Next, aS is performed in the same manner as in the second embodiment.
The n / i buffer layer 351 made of i, the MWi type layer 304 made of a-SiGe, and the p / i buffer layer 361 made of a-Si are formed by RFPCVD, MWPCVD, R
The layers were sequentially formed by the FPCVD method. Next, the trace amount of the present invention
The group III element-containing hydrogen plasma treatment was performed under the conditions shown in Table 3 (1). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention, B 2 H 6 / H 2
(Dilution: 10%) gas, SiCl 2 H 2 / He (dilution: 1000 ppm) gas as a silicon atom-containing gas,
H 2 gas is introduced into the deposition chamber 418 by a gas introduction pipe 449.
The valves 463, 453, and 450 were opened so that the flow rate of H 2 gas became 1500 sccm, and the mass flow controller 458 adjusted. Group III element-containing gas B 2 H 6 / H 2 gas is 2.0% of the total H 2 gas flow rate
Were adjusted by the mass flow controller 467 by opening the valves 468 and 466. The silicon atom-containing gas, SiCl 2 H 2 / He (dilution: 1000 ppm), has a ratio of SiCl 2 H 2 gas of 0.1 to the total H 2 gas flow rate.
The valve (not shown) was opened so that the concentration became 03%, and adjustment was performed using a mass flow controller (not shown). Deposition chamber 41
8 was adjusted by a conductance valve (not shown) so that the pressure in the chamber 8 became 0.008 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 330 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the power of the MW power supply (not shown) is set to 0.15 W / cm 3 , and the waveguide 426 and the MW power is introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the microwave introduction window 425 to generate glow discharge,
By opening the shutter 427, the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed for 4 minutes. Then M
Turn off the power and stop the glow discharge.
B 2 H 6 / H 2 (10% dilution) gas, SiC
l 2 H 2 / He (dilution: 1000 ppm) to stop the flow of gas, 4 minutes, after continued to flow H 2 gas into the deposition chamber 418, stopping the inflow of H 2 gas, the deposition chamber 418 and the gas pipe The inside was evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0135】次に実施例2と同様な方法により、a−S
iCからなるRFp型層305、μc−SiからなるR
Fn型層306、a−Siからなるn/iバッファー層
352、a−SiGeからなるMWi型層307、a−
Siからなるp/iバッファー層362をRFPCVD
法及びMWPCVD法により順次形成した。次に本発明
の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を表3(2)
の条件で行った。
Next, aS was obtained in the same manner as in Example 2.
RFp type layer 305 made of iC, R made of μc-Si
Fn type layer 306, n / i buffer layer 352 made of a-Si, MWi type layer 307 made of a-SiGe, a-
RF / PCVD of p / i buffer layer 362 made of Si
And the MWPCVD method. Next, the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention is shown in Table 3 (2).
Was performed under the following conditions.

【0136】本発明の微量第III族元素含有水素プラズ
マ処理を行うには、第III族元素含有ガスとして、B2
6/H2(希釈度:10%)ガス、シリコン原子含有ガス
として、SiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418
内にガス導入管449を通して導入し、H2ガス流量が
1200sccmになるようにバルブ463、453、
450を開け、マスフローコントローラー458で調整
した。第III族元素含有ガスB26/H2(希釈度10
%)ガスが全H2ガス流量に対して1.0%になるよう
にバルブ468、466を開けマスフローコントローラ
ー467で調整した。シリコン原子含有ガス、SiH4
ガスが全H2ガス流量に対して0.03%になるように
バルブ461、451を開けマスフローコントローラー
456で調整した。堆積チャンバー418内の圧力が
0.7Torrになるように不図示のコンダクタンスバ
ルブで調整した。基板490の温度が280℃になるよ
うに基板加熱用ヒーター411を設定し、基板温度が安
定したところで、RF電源424の電力を0.04W/
cm3に設定し、RF電力をバイアス棒428に印加
し、418内にグロー放電を生起させシャッター427
を開け、3分間本発明の微量第III族元素含有水素プラ
ズマ処理を行った。その後RF電源を切って、グロー放
電を止め、堆積チャンバー418内へのB26/H
2(希釈度:10%)ガス、SiH4ガスの流入を止め、
3分間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続け
たのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー418
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
した。
In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element according to the present invention, B 2 H
6 / H 2 (dilution: 10%) gas and SiH 4 gas and H 2 gas as silicon atom-containing gas are deposited in a deposition chamber 418.
Introduced through the gas inlet pipe 449 within the valve as H 2 gas flow rate was 1200 sccm 463,453,
450 was opened and adjusted by the mass flow controller 458. Group III element-containing gas B 2 H 6 / H 2 (dilution 10
%) The valves 468 and 466 were opened and the mass flow controller 467 adjusted the gas so that the gas became 1.0% of the total H 2 gas flow rate. Silicon atom containing gas, SiH 4
The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas so that the gas became 0.03% of the total H 2 gas flow rate. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.7 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 280 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the power of the RF power supply 424 is reduced to 0.04 W /
cm 3 , and RF power is applied to the bias bar 428 to generate a glow discharge in
Was opened, and a hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power is turned off to stop the glow discharge, and B 2 H 6 / H into the deposition chamber 418.
2 (Dilution: 10%) Stop the flow of gas and SiH 4 gas,
After continuously flowing the H 2 gas into the deposition chamber 418 for 3 minutes, the flow of the H 2 gas is stopped, and the deposition chamber 418 is stopped.
The inside and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0137】次に実施例2と同様な方法により、a−S
iCからなるRFp型層308、μc−SiからなるR
Fn型層309、a−SiCからなるn/iバッファー
層353、a−SiからなるRFi型層310、a−S
iCからなるp/iバッファー層363をRFPCVD
法により順次形成した。次に本発明の微量第III族元素
含有水素プラズマ処理を表3(3)の条件で行った。本
発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を行うに
は、第III族元素含有ガスとして、B26/H2(希釈
度:10%)ガス、シリコン原子含有ガスとして、Si
4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内にガス導入
管449を通して導入し、H2ガス流量が1400sc
cmになるようにバルブ463、453、450を開
け、マスフローコントローラー458で調整した。第II
I族元素含有ガスB26/H2ガスが全H2ガス流量に対
して0.5%になるようにバルブ468、466を開け
マスフローコントローラー467で調整した。シリコン
原子含有ガスは、全H2ガス流量に対してSiH4ガスの
割合が0.03%になるようにバルブ461、451を
開けマスフローコントローラー456で調整した。堆積
チャンバ−418内の圧力が0.8Torrになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板49
0の温度が200℃になるように基板加熱用ヒーター4
11を設定し、基板温度が安定したところで、RF電源
424の電力を0.04W/cm3に設定し、RF電力
をバイアス棒428に印加し、418内にグロー放電を
生起させシャッター427を開け、3分間本発明の微量
第III族元素含有水素プラズマ処理を行った。その後R
F電源を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー4
18内へのB26/H2(希釈度:10%)ガス、Si
4ガスの流入を止め、3分間、堆積チャンバー418
内へH2ガスを流し続けたのち、H2ガスの流入も止め、
堆積チャンバー418内およびガス配管内を1×10-5
Torrまで真空排気した。
Next, aS was obtained in the same manner as in Example 2.
RFp type layer 308 made of iC, R made of μc-Si
Fn type layer 309, n / i buffer layer 353 made of a-SiC, RFi type layer 310 made of a-Si, a-S
RF / PCVD of p / i buffer layer 363 made of iC
It was sequentially formed by the method. Next, hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed under the conditions shown in Table 3 (3). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of group III elements according to the present invention, a B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas as a group III element-containing gas and a Si atom-containing gas as a silicon atom-containing gas are used.
H 4 gas and H 2 gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the H 2 gas flow rate is 1400 sc.
cm, the valves 463, 453, and 450 were opened and adjusted by the mass flow controller 458. II
The valves 468 and 466 were opened and the mass flow controller 467 was adjusted so that the group I element-containing gas B 2 H 6 / H 2 gas became 0.5% of the total H 2 gas flow rate. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the silicon atom-containing gas so that the ratio of the SiH 4 gas to the total H 2 gas flow was 0.03%. The pressure in the deposition chamber-418 was adjusted with a conductance valve (not shown) so as to be 0.8 Torr. Substrate 49
Substrate heating heater 4 so that the temperature of
11 was set, and when the substrate temperature was stabilized, the power of the RF power supply 424 was set to 0.04 W / cm 3 , RF power was applied to the bias rod 428, a glow discharge was generated in 418, and the shutter 427 was opened. The hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed for 3 minutes. Then R
Turn off the F power, stop the glow discharge, and set the deposition chamber 4
B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas, Si
Stop the flow of the H 4 gas and stop the deposition chamber 418 for 3 minutes.
After continuing to flow H 2 gas into the inside, the inflow of H 2 gas was stopped,
1 × 10 −5 in the deposition chamber 418 and the gas pipe
Evacuated to Torr.

【0138】次に実施例2と同様な方法により、a−S
iCからなるRFp型層311をRFPCVD法によっ
て形成した。次に、RFp型層311上に、透明導電層
312として、層厚70nmのITOを真空蒸着法で真
空蒸着した。次に透明導電層312上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000n
m)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極313
を真空蒸着法で真空蒸着した。
Next, aS was obtained in the same manner as in Example 2.
An RFp type layer 311 made of iC was formed by an RFPCVD method. Next, as the transparent conductive layer 312, ITO having a thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RFp-type layer 311 by a vacuum deposition method. Next, a mask having a comb-shaped hole is placed on the transparent conductive layer 312, and Cr (40 nm) / Ag (1000 n
m) / Cr (40 nm) comb-shaped current collecting electrode 313
Was vacuum deposited by a vacuum deposition method.

【0139】以上で太陽電池の作製を終えた。この太陽
電池を(SC実3)と呼ぶことにし、本発明の微量第II
I族元素含有水素プラズマ処理条件、RFn型層、n/
iバッファー層、MWi型層、p/iバッファー層、R
Fi型層、RFp型層の形成条件を表3(1)、3
(2)、3(3)、3(4)に示す。 <比較例3>本発明の微量第III族元素含有水素プラズ
マ処理を行わず、他は実施例3と同じ条件で太陽電池
(SC比3)を作製した。
Thus, the production of the solar cell has been completed. This solar cell is referred to as (SC Ex. 3), and is referred to as a trace II of the present invention.
Group I element-containing hydrogen plasma treatment conditions, RF n-type layer, n /
i buffer layer, MWi type layer, p / i buffer layer, R
Tables 3 (1) and 3 show the conditions for forming the Fi-type layer and the RFp-type layer.
(2), 3 (3), and 3 (4) are shown. <Comparative Example 3> A solar cell (SC ratio 3) was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was not performed.

【0140】太陽電池(SC実3)及び(SC比3)は
それぞれ6個づつ作製し、初期光電変換効率(光起電力
/入射光電力)、振動劣化、光劣化、バイアス電圧印加
時の高温高湿環境における振動劣化、光劣化、及び逆方
向バイアス電圧印加特性の測定を行なった。初期光電変
換効率は、作製した太陽電池を、AM1.5(100m
W/cm2)光照射下に設置して、V−I特性を測定す
ることにより得られる。測定の結果、(SC比3)に対
して、(SC実3)の初期光電変換効率の曲線因子(F
F)、シリーズ抵抗(Rs)及び特性むらは以下のよう
になった。
Six solar cells (SC Ex. 3) and (SC ratio 3) were manufactured, each having six initial photoelectric conversion efficiencies (photovoltaic power / incident optical power), vibration deterioration, light deterioration, and high temperature when bias voltage was applied. Vibration degradation, light degradation, and reverse bias voltage application characteristics in a high humidity environment were measured. The initial photoelectric conversion efficiency was measured using an AM1.5 (100 m
(W / cm 2 ) It is obtained by measuring under the irradiation of light and measuring VI characteristics. As a result of the measurement, the fill factor (F) of the initial photoelectric conversion efficiency of (SC actual 3) with respect to (SC ratio 3)
F), series resistance (Rs) and characteristic unevenness were as follows.

【0141】 曲線因子 シリーズ抵抗 特性むら (SC比3) 1.14倍 0.89倍 0.83倍 振動劣化の測定は、予め初期光電変換効率を測定してお
いた太陽電池を湿度55%、温度26℃の暗所に設置
し、振動周波数60Hzで振幅0.1mmの振動を55
0時間加えた後の、AM1.5(100mW/cm2
照射下での光電変換効率の低下率(振動劣化試験後の光
電変換効率/初期光電変換効率)により行った。
Curve factor Series resistance Characteristic unevenness (SC ratio 3) 1.14 times 0.89 times 0.83 times The vibration deterioration was measured by measuring the initial photoelectric conversion efficiency of a solar cell in advance at a humidity of 55%. It was installed in a dark place at a temperature of 26 ° C.
AM1.5 (100 mW / cm 2 ) after adding for 0 hours
The measurement was performed based on the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after vibration degradation test / initial photoelectric conversion efficiency).

【0142】光劣化の測定は、予め初期光電変換効率を
測定しておいた太陽電池を、湿度55%、温度26℃の
環境に設置し、AM1.5(100mW/cm2)光を
550時間照射後の、AM1.5(100mW/c
2)照射下での光電変換効率の低下率(光劣化試験後
の光電変換効率/初期光電変換効率)により行った。測
定の結果、(SC実3)に対して(SC比3)の光劣化
後の光電変換効率の低下率及び振動劣化後の光電変換効
率の低下率は以下のようになった。
The photodegradation was measured by placing a solar cell, whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance, in an environment of a humidity of 55% and a temperature of 26 ° C., and applying AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light for 550 hours. After irradiation, AM1.5 (100 mW / c
m 2 ) The rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after light degradation test / initial photoelectric conversion efficiency). As a result of the measurement, the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after light deterioration (SC ratio 3) and the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after vibration deterioration with respect to (SC actual 3) were as follows.

【0143】 バイアス印加時の高温高湿度環境における振動劣化及び
光劣化の測定を行った。予め初期光電変換効率を測定し
ておいた2つの太陽電池を湿度93%温度82℃の暗所
に設置し、順方向バイアス電圧として0.71Vを印加
した。一方の太陽電池には上記の振動を与えて、振動劣
化を測定し、さらにもう一方の太陽電池にはAM1.5
の光を照射して、光劣化の測定を行った。
[0143] Vibration degradation and light degradation in a high temperature and high humidity environment at the time of bias application were measured. Two solar cells whose initial photoelectric conversion efficiencies were measured in advance were placed in a dark place with a humidity of 93% and a temperature of 82 ° C., and 0.71 V was applied as a forward bias voltage. The above-mentioned vibration was applied to one of the solar cells, and the deterioration of the vibration was measured.
Was irradiated to measure the photodegradation.

【0144】測定の結果、(SC実3)に対して、(S
C比3)の振動劣化後の光電変換効率の低下率及び光劣
化後の光電変換効率の低下率は以下のようになった。 逆方向バイアス電圧印加特性の測定は、予め初期光電変
換効率を測定しておいた太陽電池を湿度52%、温度8
0℃の暗所に設置し、逆方向バイアス電圧を5.0V、
100時間印加した後、AM1.5(100mW/cm
2)照射下での光電変換効率を測定し、その低下率(逆
方向バイアス電圧印加後の光電変換効率/初期光電変換
効率)により行った。
As a result of the measurement, (S
The reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the vibration deterioration of C ratio 3) and the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after the light deterioration were as follows. The measurement of the reverse bias voltage application characteristic is performed by measuring the initial photoelectric conversion efficiency of a solar cell at a humidity of 52% and a temperature of 8%.
It was installed in a dark place at 0 ° C., and the reverse bias voltage was 5.0 V,
After applying for 100 hours, AM1.5 (100 mW / cm
2 ) The photoelectric conversion efficiency under irradiation was measured, and the reduction rate (photoelectric conversion efficiency after application of reverse bias voltage / initial photoelectric conversion efficiency) was used.

【0145】測定の結果、(SC実3)に対して、(S
C比3)の逆方向バイアス電圧印加後の低下率は以下の
ようなった。 (SC比3) 0.86倍 光学顕微鏡を用いて層剥離の様子を観察した。(SC実
3)では層剥離は見られなかったが、(SC比3)では
層剥離が僅かに見られた。
As a result of the measurement, (S
The reduction ratio of the C ratio 3) after application of the reverse bias voltage was as follows. (SC ratio 3) 0.86 times The state of delamination was observed using an optical microscope. In (SC Ex. 3), no delamination was observed, but in (SC ratio 3), delamination was slightly observed.

【0146】以上のように本発明の太陽電池(SC実
3)が、従来の太陽電池(SC比3)よりも太陽電池の
光電変換効率における曲線因子、シリーズ抵抗、特性む
ら、光劣化特性、密着性、耐久性、逆方向バイアス電圧
印加特性においてさらに優れた特性を有することが分か
った。 (実施例4)実施例3と同様に図4に示す堆積装置を用
いて本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を
表4(1)の条件において3回行い、実施例3と同様に
図3のトリプル型太陽電池を作製した。微量第III族元
素含有水素プラズマ処理条件を表4(1)に、トリプル
型太陽電池の作製条件を表4(2)に示す。
As described above, the solar cell (SC Ex. 3) of the present invention has a better fill factor, series resistance, characteristic unevenness, light degradation characteristic in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell than the conventional solar cell (SC ratio 3). It was found that it had further excellent characteristics in adhesion, durability, and reverse bias voltage application characteristics. (Embodiment 4) As in Embodiment 3, using the deposition apparatus shown in FIG. 4, the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed three times under the conditions shown in Table 4 (1). Then, the triple solar cell of FIG. 3 was produced. Table 4 (1) shows the conditions for the treatment with the hydrogen plasma containing a trace amount of Group III element, and Table 4 (2) shows the manufacturing conditions for the triple solar cell.

【0147】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表4(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の水素
流量は、太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特
性むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方
向バイアス電圧印加特性において1〜2000sccm
が適した流量であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 4 (3).
The hydrogen flow rate of the trace plasma of the Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention is 1 to 3 in the fill factor of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the characteristic unevenness, the light deterioration characteristic, the series resistance characteristic, the durability, and the reverse bias voltage application characteristic. 2000sccm
Was found to be a suitable flow rate.

【0148】(実施例5)実施例3と同様に図4に示す
堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表5(1)の条件において3回行い、実施
例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製した。微
量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表5(1)
に、トリプル型太陽電池の作製条件を表5(2)に示
す。
(Example 5) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 5 (1). 3, the triple solar cell of FIG. Table 5 (1) shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 5 (2) shows the manufacturing conditions of the triple solar cell.

【0149】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の表価を行った。その結果を表5(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の投入
電力を実施例4のRF電源からVHF電源に変えても、
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、
光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイア
ス電圧印加特性において水素流量は、1〜2000sc
cmが適した流量であることが分かった。
[0149] In the same manner as in Example 3, the produced triple type solar cell was evaluated. The results are shown in Table 5 (3).
Even if the input power for the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention is changed from the RF power supply of the fourth embodiment to the VHF power supply,
Fill factor, characteristic unevenness in photoelectric conversion efficiency of solar cell,
The hydrogen flow rate is 1 to 2000 sc in the light deterioration characteristics, series resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics.
cm was found to be a suitable flow rate.

【0150】(実施例6)実施例3と同様に図4に示す
堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表6(1)の条件において3回行い、実施
例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製した。微
量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表6(1)
に、トリプル型太陽電池の作製条件を表6(2)に示
す。
(Example 6) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 6 (1). 3, the triple solar cell of FIG. Table 6 (1) shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 6 (2) shows the manufacturing conditions of the triple solar cell.

【0151】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表6(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の、水
素ガスに添加される第III族元素含有ガスの添加量は、
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、
光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイア
ス電圧印加特性において、0.05%から3%が好まし
い範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 6 (3).
The amount of the Group III element-containing gas added to the hydrogen gas in the trace Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention is as follows:
Fill factor, characteristic unevenness in photoelectric conversion efficiency of solar cell,
In light deterioration characteristics, series resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics, 0.05% to 3% were found to be preferable ranges.

【0152】(実施例7)実施例3と同様に図4に示す
堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表7(1)の条件において3回行い、実施
例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製した。徴
量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表7(1)
に、卜リプル型太陽電池の作製条件を表7(2)に示
す。
Example 7 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 7 (1). 3, the triple solar cell of FIG. Table 7 (1) shows the hydrogen plasma treatment conditions containing the collected Group III element.
Table 7 (2) shows the conditions for manufacturing the triple type solar cell.

【0153】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表7(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の水素
ガスに添加される第III族元素含有ガスの添加量は、投
入電力を実施例6のRF電源からVHF電源に変えて
も、太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性む
ら、光劣化特性、シリーズ低抗特性、耐久性、逆方向バ
イアス電圧印加特性において0.05%から3%が好ま
しい範囲であることが分かった。
As in Example 3, the fabricated triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 7 (3).
The addition amount of the Group III element-containing gas to be added to the hydrogen gas in the trace Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention can be changed even if the input power is changed from the RF power supply of Embodiment 6 to the VHF power supply. It has been found that 0.05% to 3% are preferable ranges in terms of the fill factor in photoelectric conversion efficiency, characteristic unevenness, light deterioration characteristic, series low resistance characteristic, durability, and reverse bias voltage application characteristic.

【0154】(実施例8)実施例3と同様に図4に示す
堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表8(1)の条件において3回行い、実施
例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製した。微
量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表8(1)
に、トリプル型太陽電池の作製条件を表8(2)に示
す。
(Embodiment 8) In the same manner as in Embodiment 3, using the deposition apparatus shown in FIG. 4, the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed three times under the conditions shown in Table 8 (1). 3, the triple solar cell of FIG. Table 8 (1) shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 8 (2) shows the conditions for manufacturing the triple solar cell.

【0155】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表8(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の水素
ガスに添加される第III族元素含有ガスの添加量は、投
入電力を実施例6のRF電源からMW電源に変えても、
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、
光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイア
ス電圧印加特性において0.05%から3%が好ましい
範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 8 (3).
The addition amount of the Group III element-containing gas added to the hydrogen gas in the trace Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention can be obtained by changing the input power from the RF power supply of the sixth embodiment to the MW power supply.
Fill factor, characteristic unevenness in photoelectric conversion efficiency of solar cell,
It has been found that 0.05% to 3% is a preferable range in the light deterioration characteristic, the series resistance characteristic, the durability, and the reverse bias voltage application characteristic.

【0156】(実施例9)実施例3と同様に図4に示す
堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素プ
ラズマ処理を表9(1)の条件において3回行い、実施
例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製した。微
量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表9(1)
に、トリプル型太陽電池の作製条件を表9(2)に示
す。
(Example 9) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 9 (1). 3, the triple solar cell of FIG. Table 9 (1) shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 9 (2) shows the manufacturing conditions of the triple solar cell.

【0157】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表9(3)に示す。
本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の、水
素ガスに添加されるシリコン原子含有ガスの添加量は、
太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、
光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイア
ス電圧印加特性において、0.001%から0.1%が
好ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 9 (3).
The amount of the silicon atom-containing gas added to the hydrogen gas in the trace Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention is:
Fill factor, characteristic unevenness in photoelectric conversion efficiency of solar cell,
It has been found that 0.001% to 0.1% is a preferable range in light deterioration characteristics, series resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics.

【0158】(実施例10)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表10(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
0(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表10
(2)に示す。
Example 10 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 10 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 10 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell at 0 (1).
This is shown in (2).

【0159】実施例3と同様に、作製した卜リプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表10(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
水素ガスに添加されるシリコン原子含有ガスの添加量
は、投入電力を実施例9のRF電源からVHF電源に変
えても、太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特
性むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方
向バイアス電圧印加特性において0.001%から0.
1%が好ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the fabricated triple type solar cell was evaluated. The results are shown in Table 10 (3). The addition amount of the silicon atom-containing gas to be added to the hydrogen gas in the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention can be changed even if the input power is changed from the RF power supply of Embodiment 9 to the VHF power supply. The fill factor in the efficiency, the characteristic unevenness, the optical deterioration characteristic, the series resistance characteristic, the durability, and the reverse bias voltage application characteristic are 0.001% to 0.1%.
1% was found to be a preferred range.

【0160】(実施例11)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表11(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
1(1)に、卜リプル型太陽電池の作製条件を表11
(2)に示す。
(Example 11) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 11 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 1 shows the manufacturing conditions for the triple type solar cell.
This is shown in (2).

【0161】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表11(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
水素ガスに添加されるシリコン原子含有ガスの添加量
は、投入電力を実施例9のRF電源からMW電源に変え
ても、太陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性
むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向
バイアス電圧印加特性において0.001%から0.1
%が好ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 11 (3). The addition amount of the silicon atom-containing gas to be added to the hydrogen gas in the hydrogen plasma treatment of the trace Group III element-containing hydrogen gas of the present invention can be changed even if the input power is changed from the RF power supply of the ninth embodiment to the MW power supply. 0.001% to 0.1 in curve factor in efficiency, characteristic unevenness, light degradation characteristic, series resistance characteristic, durability, and reverse bias voltage application characteristic
% Was found to be a preferred range.

【0162】(実施例12)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表12(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
2(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表12
(2)に示す。
(Example 12) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 12 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 12 shows the production conditions for the triple solar cell in Table 2 (1).
This is shown in (2).

【0163】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表12(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
圧力は、投入電力にRF電源を使用した場合、太陽電池
の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光劣化特
性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイアス電圧印
加特性において0.05Torrから10Torrが好
ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 12 (3). The pressure of the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element of the present invention, when an RF power supply is used as the input power, a fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, characteristic unevenness, light deterioration characteristic, series resistance characteristic, durability, It has been found that 0.05 Torr to 10 Torr is a preferable range in the reverse bias voltage application characteristics.

【0164】(実施例13)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表13(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
3(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表13
(2)に示す。
Example 13 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 13 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 13 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in 3 (1).
This is shown in (2).

【0165】実施例3と同様に、作製した卜リプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表13(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
圧力は、投入電力にVHF電源を使用した場合、太陽電
池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光劣化
特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイアス電圧
印加特性において0.0001Torrから1Torr
が好ましい範囲であることが分かった。
As in Example 3, the fabricated triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 13 (3). When a VHF power supply is used as the input power, the pressure of the trace Group III element-containing hydrogen plasma treatment of the present invention is a fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, characteristic unevenness, light deterioration characteristic, series resistance characteristic, durability, Reverse bias voltage application characteristics from 0.0001 Torr to 1 Torr
Was found to be a preferable range.

【0166】(実施例14)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表14(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
4(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表14
(2)に示す。
Example 14 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 14 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 14 shows the conditions for manufacturing the triple type solar cell.
This is shown in (2).

【0167】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表14(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
圧力は、投入電力にMW電源を使用した場合、太陽電池
の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光劣化特
性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイアス電圧印
加特性において0.0001Torrから0.01To
rrが好ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 14 (3). The pressure of the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element of the present invention, when using a MW power supply as the input power, the fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, characteristic unevenness, light degradation characteristics, series resistance characteristics, durability, Reverse bias voltage application characteristics from 0.0001 Torr to 0.01 To
rr was found to be in the preferred range.

【0168】(実施例15)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表15(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
5(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表15
(2)に示す。
(Example 15) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 15 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 15 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in Table 15 (1).
This is shown in (2).

【0169】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表15(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
投入パワー密度(電力量)は、投入電力にRF電源を使
用した場合、太陽電池の光電変換効率における曲線因
子、特性むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久
性、逆方向バイアス電圧印加特性において0.01W/
cm3から1.0W/cm3が好ましい範囲であることが
分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 15 (3). The input power density (electric energy) of the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention is as follows: when an RF power source is used as the input power, the fill factor, the unevenness of the characteristics, the light degradation characteristics, 0.01 W / in resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics
cm 3 to 1.0 W / cm 3 was found to be a preferred range.

【0170】(実施例16)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表16(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
6(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表16
(2)に示す。
Example 16 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 16 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 16 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in Table 6 (1).
This is shown in (2).

【0171】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表16(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
投入パワー密度(電力量)は、投入電力にVHF電源を
使用した場合、太陽電池の光電変換効率における曲線因
子、特性むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久
性、逆方向バイアス電圧印加特性において0.01W/
cm3から1.0W/cm3が好ましい範囲であることが
分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 16 (3). When a VHF power supply is used as the input power, the input power density (electric energy) of the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention is as follows: the fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell; 0.01 W / in resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics
cm 3 to 1.0 W / cm 3 was found to be a preferred range.

【0172】(実施例17)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表17(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
7(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表17
(2)に示す。
(Example 17) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 17 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 17 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in Table 7 (1).
This is shown in (2).

【0173】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表17(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
投入パワー密度(電力量)は、投入電力にMW電源を使
用した場合、太陽電池の光電変換効率における曲線因
子、特性むら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性
において0.1W/cm3から10W/cm3が好ましい
範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 17 (3). The input power density (power amount) of the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element according to the present invention is as follows: when an MW power source is used as the input power, the fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the characteristic unevenness, the light degradation characteristic, and the series resistance characteristics were found to be 10 W / cm 3 from 0.1 W / cm 3 in the durability and the preferred range.

【0174】(実施例18)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表18(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
8(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表18
(2)に示す。
Example 18 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 18 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
8 (1) shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in Table 18
This is shown in (2).

【0175】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表18(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
基板温度は、投入電力にRF電源を使用した場合、太陽
電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光劣
化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイアス電
圧印加特性において100℃から400℃が好ましい範
囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 18 (3). The substrate temperature of the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention is determined by using an RF power supply as the input power, the fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the characteristic unevenness, the light deterioration characteristic, the series resistance characteristic, and the durability. In the reverse bias voltage application characteristics, it was found that 100 ° C. to 400 ° C. was a preferable range.

【0176】(実施例19)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表19(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表1
9(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表19
(2)に示す。
Example 19 In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element three times under the conditions shown in Table 19 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 1 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 19 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell in Table 9 (1).
This is shown in (2).

【0177】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表19(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
基板温度は、投入電力にVHF電源を使用した場合、太
陽電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光
劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バイアス
電圧印加特性において50℃から300℃が好ましい範
囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 19 (3). The substrate temperature of the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III element according to the present invention is as follows: when a VHF power supply is used as the input power, the fill factor in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, uneven characteristics, light deterioration characteristics, series resistance characteristics, and durability It was found that the preferable range was 50 ° C. to 300 ° C. in the reverse bias voltage application characteristics.

【0178】(実施例20)実施例3と同様に図4に示
す堆積装置を用いて本発明の微量第III族元素含有水素
プラズマ処理を表20(1)の条件において3回行い、
実施例3と同様に図3のトリプル型太陽電池を作製し
た。微量第III族元素含有水素プラズマ処理条件を表2
0(1)に、トリプル型太陽電池の作製条件を表20
(2)に示す。
(Example 20) In the same manner as in Example 3, the deposition apparatus shown in FIG. 4 was used to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements three times under the conditions shown in Table 20 (1).
A triple solar cell of FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the hydrogen plasma treatment conditions containing trace amounts of Group III elements.
Table 20 shows the manufacturing conditions of the triple solar cell at 0 (1).
This is shown in (2).

【0179】実施例3と同様に、作製したトリプル型太
陽電池の評価を行った。その結果を表20(3)に示
す。本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理の
基板温度は、投入電力にMW電源を使用した場合、太陽
電池の光電変換効率における曲線因子、特性むら、光劣
化特性、シリ−ズ抵抗特性、耐久性において50℃から
300℃が好ましい範囲であることが分かった。
In the same manner as in Example 3, the manufactured triple solar cell was evaluated. The results are shown in Table 20 (3). The substrate temperature of the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention is as follows: when an MW power source is used as input power, a fill factor in photoelectric conversion efficiency of a solar cell, uneven characteristics, light degradation characteristics, series resistance characteristics, It turned out that 50 to 300 degreeC is a preferable range in durability.

【0180】(実施例21)図4に示す堆積装置を用い
て図3のトリプル型太陽電池を作製した。実施例1と同
様の方法により準備された反射層301と反射増加層3
02が形成されている基板490をロードチャンバー4
01内の基板搬送用レール413上に配置し、不図示の
真空排気ポンプによりロードチャンバー401内を圧力
が約1×10-5Torrになるまで真空排気した。
Example 21 Using the deposition apparatus shown in FIG. 4, the triple solar cell shown in FIG. 3 was manufactured. Reflection layer 301 and reflection enhancement layer 3 prepared by the same method as in Example 1.
02 is formed on the load chamber 4
The load chamber 401 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0181】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー402及び堆積
チャンバー417内へゲートバルブ406を開けて搬送
した。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター410に
密着させ加熱し、堆積チャンバー417内を不図示の真
空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになる
まで真空排気した。
Next, the gate valve 406 was opened and transferred into the transfer chamber 402 and the deposition chamber 417, which were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a heater 410 for heating the substrate, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0182】次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処
理を表21(1)の条件で行った。微量シラン系ガス含
有水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガス
としてSiH4/H2(希釈度:1000ppm)ガス、
2ガスを堆積チャンバー417内にガス導入管429
を通して導入し、H2ガス流量が1200sccmにな
るようにバルブ441、431、430を開け、マスフ
ローコントローラー436で調整した。シリコン原子含
有ガスは、全H2ガス流量に対してSiH4ガスの割合が
0.03%になるようにバルブ442、432を開けマ
スフローコントローラー437で調整した。堆積チャン
バー417内の圧力が0.9Torrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の温
度が360℃になるように基板加熱用ヒーター410を
設定し、基板温度が安定したところで、RF電源422
の電力を0.03W/cm3に設定し、RF電力を導入
し、プラズマ形成用カップ420内にグロー放電を生起
させ、3分間微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を
行った。その後RF電源を切って、グロー放電を止め、
堆積チャンバー417内へのSiH4/H2(希釈度:1
000ppm)ガスの流入を止め、5分間、堆積チャン
バー417内へH2ガスを流し続けたのち、H2ガスの流
入も止め、堆積チャンバー417内およびガス配管内を
1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (1). To perform a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, a SiH 4 / H 2 (diluted degree: 1000 ppm) gas is used as a silicon atom-containing gas.
H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 by a gas introduction pipe 429.
The valves 441, 431, and 430 were opened so that the H 2 gas flow rate became 1200 sccm, and the mass flow controller 436 adjusted the flow rate. The gas containing silicon atoms was adjusted by the mass flow controller 437 by opening the valves 442 and 432 so that the ratio of the SiH 4 gas to the total H 2 gas flow was 0.03%. The pressure inside the deposition chamber 417 was adjusted with a conductance valve (not shown) so as to be 0.9 Torr. The substrate heating heater 410 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 360 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the RF power source 422 is set.
Was set to 0.03 W / cm 3 , RF power was introduced, glow discharge was generated in the plasma forming cup 420, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. After that, turn off the RF power, stop the glow discharge,
SiH 4 / H 2 into the deposition chamber 417 (dilution: 1)
000 ppm) to stop the flow of gas, 5 minutes, vacuum After continued to flow H 2 gas into the deposition chamber 417, stopping the inflow of the H 2 gas, the inside and the gas in the pipe the deposition chamber 417 to 1 × 10 -5 Torr Exhausted.

【0183】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、実施例2と同様な方法によりμc−SiからなるR
Fn型層303を形成した。次に微量シラン系ガス含有
水素プラズマ処理を表21(2)の条件で行った。微量
シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行うには、シリコ
ン原子含有ガスとしてSiH4/H2(希釈度:1000
ppm)ガス、H2ガスを堆積チャンバー417内にガ
ス導入管429を通して導入し、H2ガス流量が950
sccmになるようにバルブ441、431、430を
開け、マスフローコントローラー436で調整した。シ
リコン原子含有ガスは、全H2ガス流量に対してSiH4
ガスの割合が0.02%になるようにバルブ442、4
32を開けマスフローコントローラー437で調整し
た。堆積チャンバー417内の圧力が0.9Torrに
なるように不図示のコンダクタンスバルブで調整した。
基板490の温度が350℃になるように基板加熱用ヒ
ーター410を設定し、基板温度が安定したところで、
RF電源422の電力を0.03W/cm3に設定し、
RF電力を導入し、プラズマ形成用カップ420内にグ
ロー放電を生起させ、3分間微量シラン系ガス含有水素
プラズマ処理を行った。その後RF電源を切って、グロ
ー放電を止め、堆積チャンバー417内へのSiH4
2(希釈度:1000ppm)ガスの流入を止め、5
分間、堆積チャンバー417内へH2ガスを流し続けた
のち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー417内
およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。
After the preparation for film formation is completed as described above, Rc of μc-Si is formed in the same manner as in Example 2.
An Fn type layer 303 was formed. Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (2). In order to perform hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 / H 2 (dilution degree: 1000
ppm) gas and H 2 gas are introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429, and the H 2 gas flow rate is 950.
The valves 441, 431, and 430 were opened so that the flow rate became sccm, and adjustment was performed by the mass flow controller 436. The gas containing silicon atoms is SiH 4 with respect to the total H 2 gas flow rate.
Valves 442, 4 so that the gas ratio is 0.02%
32 was opened and adjusted by the mass flow controller 437. The pressure inside the deposition chamber 417 was adjusted with a conductance valve (not shown) so as to be 0.9 Torr.
The substrate heating heater 410 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 350 ° C., and when the substrate temperature is stabilized,
The power of the RF power supply 422 is set to 0.03 W / cm 3 ,
RF power was introduced, glow discharge was generated in the plasma forming cup 420, and hydrogen plasma treatment containing a small amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power supply is turned off, the glow discharge is stopped, and SiH 4 /
Stop the flow of H 2 (dilution: 1000 ppm) gas
After continuously flowing the H 2 gas into the deposition chamber 417 for a minute, the flow of the H 2 gas was stopped, and the inside of the deposition chamber 417 and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0184】次にあらかじめ不図示の真空排気ポンプに
より真空引きしておいた搬送チャンバー403及び堆積
チャンバー418内へゲートバルブ407を開けて搬送
した。基板490の裏面を基板加熱用ヒーター411に
密着させ加熱し、堆積チャンバー418内を不図示の真
空排気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになる
まで真空排気した。
Next, the gate valve 407 was opened and transported into the transport chamber 403 and the deposition chamber 418, which were previously evacuated by a vacuum pump (not shown). The back surface of the substrate 490 was heated by being brought into close contact with a substrate heating heater 411, and the inside of the deposition chamber 418 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0185】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるn/iバッファー層351をRFPCVD法
によって形成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラ
ズマ処理を表21(3)の条件で行った。微量シラン系
ガス含有水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含
有ガスとしてSiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー4
18内にガス導入管449を通して導入し、H2ガス流
量が700sccmになるようにバルブ463、45
3、450を開け、マスフローコントローラー458で
調整した。シリコン原子含有ガスがH2ガス流量に対し
て0.04%になるようにバルブ461、451を開け
マスフローコントローラー456で調整した。堆積チャ
ンバー418内の圧力が0.7Torrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の
温度が350℃になるように基板加熱用ヒーター411
を設定し、基板温度が安定したところで、RF電源42
4の電力を0.03W/cm3に設定し、バイアス棒4
28にRF電力を印加した。堆積チャンバー418内に
グロー放電を生起させシャッター427を開け、3分間
微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行った。その
後RF電源を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバ
ー418内へのSiH4ガスの流入を止め、3分間、堆
積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、H2
ガスの流入も止め、堆積チャンバー418内およびガス
配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, a-Si was formed in the same manner as in Example 2.
An n / i buffer layer 351 made of C was formed by RFPCVD. Next, a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (3). In order to perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 gas and H 2 gas are used as the silicon atom-containing gas in the deposition chamber 4.
18 through a gas introduction pipe 449, and the valves 463 and 45 are set so that the H 2 gas flow rate becomes 700 sccm.
3, 450 was opened and adjusted by the mass flow controller 458. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas containing silicon atoms to 0.04% of the flow rate of the H 2 gas. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.7 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 350 ° C.
Is set, and when the substrate temperature is stabilized, the RF power supply 42
4 was set to 0.03 W / cm 3 and the bias rod 4
RF power was applied to 28. Glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Then turn off the RF power to stop the glow discharge, to stop the flow of SiH 4 gas into the deposition chamber 418, after continued to flow for 3 minutes, H 2 gas into the deposition chamber 418, H 2
The flow of gas was also stopped, and the inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0186】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
GeからなるMWi型層304をMWPCVD法により
形成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理
を表21(4)の条件で行った。微量シラン系ガス含有
水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガスと
して、SiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内
にガス導入管449を通して導入し、H2ガス流量が9
00sccmになるようにバルブ463、453、45
0を開け、マスフローコントローラー458で調整し
た。シリコン原子含有ガス、がH2ガス流量に対して
0.04%になるようにバルブ461、451を開けマ
スフローコントローラー456で調整した。堆積チャン
バー418内の圧力が0.6Torrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の温
度が330℃になるように基板加熱用ヒーター411を
設定し、基板温度が安定したところで、RF電源424
の電力を0.03W/cm3に設定し、バイアス棒42
8にRF電力を印加した。堆積チャンバー418内にグ
ロー放電を生起させシャッター427を開け、3分間微
量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行った。その後
RF電源を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー
418内へのSiH4ガスの流入を止め、3分間、堆積
チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、H2
スの流入も止め、堆積チャンバー418内およびガス配
管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
The MWi type layer 304 made of Ge was formed by the MWPCVD method. Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (4). To do trace silane-based gas containing hydrogen plasma treatment, as the silicon atom-containing gas, SiH 4 gas, introduced through the gas inlet pipe 449 and H 2 gas into the deposition chamber 418, the H 2 gas flow rate 9
The valves 463, 453, and 45 are set to be 00 sccm.
0 was opened and adjusted by the mass flow controller 458. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas containing silicon atoms to 0.04% of the H 2 gas flow rate. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.6 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 330 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the RF power source 424 is set.
Is set to 0.03 W / cm 3 and the bias rod 42
8, RF power was applied. Glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power source is turned off, the glow discharge is stopped, the flow of SiH 4 gas into the deposition chamber 418 is stopped, and the flow of H 2 gas into the deposition chamber 418 is continued for 3 minutes, and then the flow of H 2 gas is also stopped. The inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0187】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるp/iバッファー層361をRFPCVD法
によって形成した。次に本発明の微量第III族元素含有
水素プラズマ処理を表21(5)の条件で行った。本発
明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を行うに
は、第III族元素含有ガスとして、B26/H2(希釈
度:10%)ガス、シリコン原子含有ガスとして、Si
4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内にガス導入
管449を通して導入し、H2ガス流量が1000sc
cmになるようにバルブ463、453、450を開
け、マスフローコントローラー458で調整した。第II
I族元素含有ガスB26/H2ガスが全H2ガス流量に対
して0.6%になるようにバルブ468、466を開け
マスフローコントローラー467で調整した。シリコン
原子含有ガス、が全H2ガス流量に対して0.03%に
なるようにバルブ461、451を開けマスフローコン
トローラー456で調整した。
Next, a-Si was formed in the same manner as in Example 2.
A p / i buffer layer 361 made of C was formed by RFPCVD. Next, hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed under the conditions shown in Table 21 (5). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of group III elements according to the present invention, a B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas as a group III element-containing gas and a Si atom-containing gas as a silicon atom-containing gas are used.
H 4 gas and H 2 gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the H 2 gas flow rate is 1000 sc.
cm, the valves 463, 453, and 450 were opened and adjusted by the mass flow controller 458. II
The valves 468 and 466 were opened and the mass flow controller 467 adjusted so that the group I element-containing gas B 2 H 6 / H 2 gas became 0.6% of the total H 2 gas flow rate. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas containing silicon atoms to 0.03% of the total H 2 gas flow rate.

【0188】堆積チャンバー418内の圧力が0.6T
orrになるように不図示のコンダクタンスバルブで調
整した。基坂490の温度が300℃になるように基板
加熱用ヒーター411を設定し、基板温度が安定したと
ころで、RF電源424の電力を0.03W/cm3
設定し、バイアス棒428にRF電力を印加した。堆積
チャンバー418内にグロー放電を生起させシャッター
427を開け、3分間本発明の微量第III族元素含有水
素プラズマ処理を行った。その後RF電源を切って、グ
ロー放電を止め、堆積チャンバー418内へのB26
2(希釈度:10%)ガス、SiH4ガスの流入を止
め、3分間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流し
続けたのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー4
18内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空
排気した。
When the pressure in the deposition chamber 418 is 0.6 T
orr was adjusted by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the base slope 490 becomes 300 ° C. When the substrate temperature is stabilized, the power of the RF power supply 424 is set to 0.03 W / cm 3 , and the RF power is supplied to the bias rod 428. Was applied. Glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements of the present invention was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power is turned off to stop glow discharge, and B 2 H 6 /
After stopping the flow of the H 2 (dilution: 10%) gas and the SiH 4 gas, the flow of the H 2 gas into the deposition chamber 418 is continued for 3 minutes, and then the flow of the H 2 gas is also stopped.
The inside of 18 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0189】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
CからなるRFp型層305、μc−SiからなるRF
n型層306をRFPCVD法によって順次形成した。
次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を表21
(6)の条件で行った。微量シラン系ガス含有水素プラ
ズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガスとして、S
iH4/H2(希釈度:1000ppm)ガス、H2ガス
を堆積チャンバー417内にガス導入管429を通して
導入し、H2ガス流量が1200sccmになるように
バルブ441、431、430を開け、マスフローコン
トローラー436で調整した。シリコン原子含有ガス
は、全H2ガス流量に対してSiH4ガスの割合が0.0
4%になるようにバルブ442、432を開けマスフロ
ーコントローラー437で調整した。堆積チャンバー4
17内の圧力が0.8Torrになるように不図示のコ
ンダクタンスバルブで調整した。基板490の温度が3
00℃になるように基板加熱用ヒーター410を設定
し、基板温度が安定したところで、RF電源422の電
力を0.03W/cm3に設定し、RF電力を導入し、
プラズマ形成用カップ420内にグロー放電を生起さ
せ、3分間微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行
った。その後RF電源を切って、グロー放電を止め、堆
積チャンバー417内へのSiH4/H2(希釈度:10
00ppm)ガスの流入を止め、3分間、堆積チャンバ
ー417内へH2ガスを流し続けたのち、H2ガスの流入
も止め、堆積チャンバー417内およびガス配管内を1
×10- 5Torrまで真空排気した。
Next, a-Si was formed in the same manner as in Example 2.
RF p-type layer 305 made of C, RF made of μc-Si
The n-type layers 306 were sequentially formed by the RFPCVD method.
Next, a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas is shown in Table 21.
The test was performed under the condition (6). To perform a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, a silicon atom-containing gas is
iH 4 / H 2 (dilution: 1000 ppm) gas and H 2 gas are introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429, and the valves 441, 431, and 430 are opened so that the H 2 gas flow rate becomes 1200 sccm. It was adjusted by the controller 436. The ratio of the SiH 4 gas to the total H 2 gas flow rate is 0.0%.
The valves 442 and 432 were opened so as to be 4%, and adjustment was performed by the mass flow controller 437. Deposition chamber 4
17 was adjusted by a conductance valve (not shown) so that the pressure in the chamber 17 became 0.8 Torr. When the temperature of the substrate 490 is 3
The substrate heating heater 410 was set to be 00 ° C., and when the substrate temperature was stabilized, the power of the RF power supply 422 was set to 0.03 W / cm 3 , and RF power was introduced.
Glow discharge was generated in the plasma forming cup 420, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power supply was turned off to stop glow discharge, and SiH 4 / H 2 (dilution: 10) was introduced into the deposition chamber 417.
(00 ppm) The flow of gas was stopped, and the H 2 gas was kept flowing into the deposition chamber 417 for 3 minutes. Then, the flow of H 2 gas was stopped, and the flow of H 2 gas was stopped in the deposition chamber 417 and the gas pipe.
× 10 - were evacuated to 5 Torr.

【0190】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるn/iバッファー層352をRFPCVD法
によって形成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラ
ズマ処理を表21(7)の条件で行った。微量シラン系
ガス含有水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含
有ガスとして、SiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー
418内にガス導入管449を通して導入し、H2ガス
流量が1100sccmになるようにバルブ463、4
53、450を開け、マスフローコントローラー458
で調整した。シリコン原子含有ガスがH2ガス流量に対
して0.03%になるようにバルブ461、451を開
けマスフローコントローラー456で調整した。堆積チ
ャンバー418内の圧力が0.7Torrになるように
不図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490
の温度が300℃になるように基板加熱用ヒーター41
1を設定し、基板温度が安定したところで、RF電源4
24の電力を0.03W/cm3に設定し、バイアス棒
428にRF電力を印加した。堆積チャンバー418内
にグロー放電を生起させシャッター427を開け、3分
間微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行った。そ
の後RF電源を切って、グロー放電を止め、堆積チャン
バー418内へのSiH4ガスの流入を止め、3分間、
堆積チャンバー418内ヘH2ガスを流し続けたのち、
2ガスの流入も止め、堆積チャンバー418内および
ガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
An n / i buffer layer 352 made of C was formed by RFPCVD. Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (7). To perform a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 gas and H 2 gas as silicon atom-containing gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449 so that the H 2 gas flow rate becomes 1100 sccm. Valves 463, 4
Open 53, 450 and open the mass flow controller 458
Was adjusted. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas containing silicon atoms to 0.03% of the flow rate of the H 2 gas. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.7 Torr. Substrate 490
Substrate heating heater 41 so that the temperature of
1 is set, and when the substrate temperature is stabilized, the RF power supply 4
24 was set to 0.03 W / cm 3 , and RF power was applied to the bias bar 428. Glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power supply is turned off, the glow discharge is stopped, the flow of SiH 4 gas into the deposition chamber 418 is stopped, and the
After continuing to flow H 2 gas into the deposition chamber 418,
The flow of H 2 gas was also stopped, and the inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0191】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
GeからなるMWi型層307をMWPCVD法により
形成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理
を表21(8)の条件で行った。微量シラン系ガス含有
水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガスと
してSiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内に
ガス導入管449を通して導入し、H2ガス流量が12
00sccmになるようにバルブ463、453、45
0を開け、マスフローコントローラー458で調整し
た。シリコン原子含有ガス、がH2ガス流量に対して
0.03%になるようにバルブ461、451を開けマ
スフローコントローラー456で調整した。堆積チャン
バー418内の圧力が0.6Torrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の温
度が280℃になるように基板加熱用ヒーター411を
設定し、基板温度が安定したところで、RF電源424
の電力を0.04W/cm3に設定し、バイアス棒42
8にRF電力を印加した。堆積チャンバー418内にグ
ロー放電を生起させシャッター427を開け、3分間微
量シラン系ガス含有水素プラズマ処理を行った。その後
RF電力を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー
418内へのSiH4ガスの流入を止め、3分間、堆積
チャンバー418内へH2ガスを流し続けたのち、H2
スの流入も止め、堆積チャンバー418内およびガス配
管内を1×10-5Torrまで真空排気した。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
The MWi type layer 307 made of Ge was formed by the MWPCVD method. Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (8). To perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 gas and H 2 gas as silicon atom-containing gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the H 2 gas flow rate is 12
The valves 463, 453, and 45 are set to be 00 sccm.
0 was opened and adjusted by the mass flow controller 458. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted the gas containing silicon atoms to 0.03% of the H 2 gas flow rate. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.6 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 280 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the RF power source 424 is set.
Is set to 0.04 W / cm 3 and the bias rod 42
8, RF power was applied. Glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. After that, the RF power is turned off, the glow discharge is stopped, the flow of the SiH 4 gas into the deposition chamber 418 is stopped, and the flow of the H 2 gas into the deposition chamber 418 is continued for 3 minutes, and then the flow of the H 2 gas is also stopped. The inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0192】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるp/iバッファー層362をRFPCVD法
によって形成した。次に本発明の微量第III族元素含有
水素プラズマ処理を表21(9)の条件で行った。本発
明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を行うに
は、第III族元素含有ガスとしてB26/H2(希釈度:
10%)ガス、シリコン原子含有ガスとしてSiH4
ス、H2ガスを堆積チャンバー418内にガス導入管4
49を通して導入し、H2ガス流量が1500sccm
になるようにバルブ463、453、450を開け、マ
スフローコントローラー458で調整した。第III族元
素含有ガスB26/H2ガスが全H2ガス流量に対して
1.0%になるようにバルブ468、466を開けマス
フローコントローラー467で調整した。シリコン原子
含有ガス、が全H2ガス流量に対して0.03%になる
ようにバルブ461、451を開けマスフローコントロ
ーラー456で調整した。堆積チャンバー418内の圧
力が0.5Torrになるように不図示のコンダクタン
スバルブで調整した。基板490の温度が260℃にな
るように基板加熱用ヒーター411を設定し、基板温度
が安定したところで、RF電源424の電力を0.02
W/cm 3に設定し、バイアス棒428にRF電力を印
加した。堆積チャンバー418内にグロー放電を生起さ
せシャッター427を開け、3分間本発明の微量第III
族元素含有水素プラズマ処理を行った。その後RF電源
を切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー418内
へのB26/H2(希釈度:10%)ガス、SiH4ガス
の流入を止め、3分間、堆積チャンバー418内へH2
ガスを流し続けたのち、H2ガスの流入も止め、堆積チ
ャンバー418内およびガス配管内を1×10-5Tor
rまで真空排気した。次に実施例2と同様な方法によ
り、a−SiCからなるRFp型層308、μc−Si
からなるRFn型層309を順次形成した。
Next, a-Si was formed in the same manner as in Example 2.
P / i buffer layer 362 made of C by RFPCVD
Formed by Next, the present invention contains trace amounts of Group III elements.
Hydrogen plasma treatment was performed under the conditions shown in Table 21 (9). Departure
To perform a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of group III elements
Is B as a group III element-containing gas.TwoH6/ HTwo(Dilution degree:
10%) gas, SiH as a gas containing silicon atomsFourMoth
S, HTwoThe gas is introduced into the deposition chamber 418 by the gas introduction pipe 4.
Introduced through 49, HTwoGas flow rate is 1500sccm
Open the valves 463, 453, 450 so that
The adjustment was performed with the sflow controller 458. Group III
Element-containing gas BTwoH6/ HTwoGas is all HTwoFor gas flow
Open valves 468 and 466 to 1.0%
It was adjusted by the flow controller 467. Silicon atom
Contained gas, all HTwo0.03% of gas flow
Open the valves 461 and 451 as shown in FIG.
The adjustment was made by the roller 456. Pressure in deposition chamber 418
Conductor (not shown) so that the force becomes 0.5 Torr
Adjusted with a valve. The temperature of the substrate 490 becomes 260 ° C.
The substrate heating heater 411 is set to
Is stable, the power of the RF power source 424 is reduced to 0.02.
W / cm Three, And apply RF power to the bias rod 428
Added. Glow discharge occurs in the deposition chamber 418
Open the shutter 427 for 3 minutes.
A group-element-containing hydrogen plasma treatment was performed. Then RF power
To stop the glow discharge and leave the deposition chamber 418
B toTwoH6/ HTwo(Dilution: 10%) Gas, SiHFourgas
Is stopped, and H is introduced into the deposition chamber 418 for 3 minutes.Two
After continuing the gas flow, HTwoStop the flow of gas,
1 × 10 in chamber 418 and gas pipe-FiveTor
e was evacuated to r. Next, a method similar to that of the second embodiment is used.
RF p-type layer 308 made of a-SiC, μc-Si
An RF n-type layer 309 made of was formed in order.

【0193】次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処
理を表21(10)の条件で行った。微量シラン系ガス
含有水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガ
スとして、SiH4/H2(希釈度:1000ppm)ガ
ス、H2ガスを堆積チャンバー417内にガス導入管4
29を通して導入し、H2ガス流量が850sccmに
なるようにバルブ441、431、430を開け、マス
フローコントローラー436で調整した。シリコン原子
含有ガスは、全H2ガス流量に対してSiH4ガスの割合
が0.03%になるようにバルブ442、432を開け
マスフローコントローラー437で調整した。堆積チャ
ンバー417内の圧力が0.9Torrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。
Next, hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (10). In order to perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, a SiH 4 / H 2 (dilution: 1000 ppm) gas and a H 2 gas as silicon atom-containing gas are introduced into the deposition chamber 417 by a gas introduction pipe 4.
The valves 441, 431, and 430 were opened so that the flow rate of H 2 gas became 850 sccm, and the mass flow controller 436 adjusted the flow rate. The gas containing silicon atoms was adjusted by the mass flow controller 437 by opening the valves 442 and 432 so that the ratio of the SiH 4 gas to the total H 2 gas flow was 0.03%. The pressure inside the deposition chamber 417 was adjusted with a conductance valve (not shown) so as to be 0.9 Torr.

【0194】基板490の温度が230℃になるように
基板加熱用ヒーター410を設定し、基板温度が安定し
たところで、RF電源422の電力を0.04W/cm
3に設定し、RF電力を導入し、プラズマ形成用カップ
420内にグロー放電を生起させ、2分間微量シラン系
ガス含有水素プラズマ処理を行った。その後RF電源を
切って、グロー放電を止め、堆積チャンバー417内へ
のSiH4/H2(希釈度:1000ppm)ガスの流入
を止め、3分間、堆積チャンバー417内へH 2ガスを
流し続けたのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバ
ー417内およびガス配管内を1×10-5Torrまで
真空排気した。
The temperature of the substrate 490 is set to 230 ° C.
Set the substrate heater 410 to ensure that the substrate temperature is stable.
Then, the power of the RF power supply 422 is set to 0.04 W / cm
Three, RF power is introduced, and the plasma forming cup
Glow discharge is generated in 420 and a minute amount of silane
A gas-containing hydrogen plasma treatment was performed. Then turn on the RF power
Cut, stop glow discharge, and into deposition chamber 417
SiHFour/ HTwo(Dilution: 1000 ppm) Gas inflow
Is stopped, and H is introduced into the deposition chamber 417 for 3 minutes. TwoGas
After continuing to flow, HTwoStops gas flow and deposits
1 × 10-FiveUp to Torr
Evacuated.

【0195】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるn/iバッファー層353をRFPCVD法
によって形成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラ
ズマ処理を表21(11)の条件で行った。微量シラン
系ガス含有水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子
含有ガスとして、SiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバ
ー418内にガス導入管449を通して導入し、H2
ス流量が1000sccmになるようにバルブ463、
453、450を開け、マスフローコントローラー45
8で調整した。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
An n / i buffer layer 353 made of C was formed by RFPCVD. Next, a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (11). To perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 gas and H 2 gas as silicon atom-containing gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449 so that the H 2 gas flow rate becomes 1000 sccm. Valve 463,
Open 453 and 450 and open the mass flow controller 45
Adjusted at 8.

【0196】シリコン原子含有ガスは、SiH4ガスが
2ガス流量に対して0.03%になるようにバルブ4
61、451を開けマスフローコントローラー456で
調整した。堆積チャンバー418内の圧力が0.7To
rrになるように不図示のコンダクタンスバルブで調整
した。基板490の温度が230℃になるように基板加
熱用ヒーター411を設定し、基板温度が安定したとこ
ろで、RF電源424の電力を0.03W/cm3に設
定し、バイアス棒428にRF電力を印加した。堆積チ
ャンバー418内にグロー放電を生起させシャッター4
27を開け、3分間微量シラン系ガス含有水素プラズマ
処理を行った。その後RF電源を切って、グロー放電を
止め、堆積チャンバー418内へのSiH4ガスの流入
を止め、3分間、堆積チャンバー418内へH2ガスを
流し続けたのち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバ
ー418内およびガス配管内を1×10-5Torrまで
真空排気した。
The silicon atom-containing gas was supplied to the valve 4 so that the SiH 4 gas became 0.03% of the H 2 gas flow rate.
61 and 451 were opened and adjusted by the mass flow controller 456. The pressure in the deposition chamber 418 is 0.7 To
rr was adjusted by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 230 ° C. When the substrate temperature is stabilized, the power of the RF power supply 424 is set to 0.03 W / cm 3 , and the RF power is supplied to the bias rod 428. Applied. Glow discharge is generated in the deposition chamber 418, and the shutter 4
27 was opened, and a hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power source is turned off, the glow discharge is stopped, the flow of SiH 4 gas into the deposition chamber 418 is stopped, and the flow of H 2 gas into the deposition chamber 418 is continued for 3 minutes, and then the flow of H 2 gas is also stopped. The inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0197】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
からなるRFi型層310をRFPCVD法によって形
成した。次に微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理表
21(12)の条件でを行った。微量シラン系ガス含有
水素プラズマ処理を行うには、シリコン原子含有ガスと
して、SiH4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内
にガス導入管449を通して導入し、H2ガス流量が1
200sccmになるようにバルブ463、453、4
50を開け、マスフローコントローラー458で調整し
た。シリコン原子含有ガスは、SiH4ガスがH2ガス流
量に対して0.03%になるようにバルブ461、45
1を開けマスフローコントローラー456で調整した。
堆積チャンバー418内の圧力が0.8Torrになる
ように不図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板
490の温度が200℃になるように基板加熱用ヒータ
ー411を設定し、基板温度が安定したところで、RF
電源424の電力を0.04W/cm3に設定し、バイ
アス棒428にRF電力を印加した。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
The RFi-type layer 310 made of was formed by the RFPCVD method. Next, hydrogen plasma treatment containing a small amount of silane-based gas was performed under the conditions shown in Table 21 (12). To perform the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of silane-based gas, SiH 4 gas and H 2 gas are introduced as gas containing silicon atoms into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the H 2 gas flow rate is set to 1
The valves 463, 453, and 4 are set to 200 sccm.
50 was opened and adjusted by the mass flow controller 458. The gas containing silicon atoms is supplied to the valves 461 and 45 so that the SiH 4 gas becomes 0.03% of the H 2 gas flow rate.
1 was opened and adjusted by the mass flow controller 456.
The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.8 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 200 ° C., and when the substrate temperature becomes stable, the RF
The power of the power supply 424 was set to 0.04 W / cm 3 , and RF power was applied to the bias rod 428.

【0198】堆積チャンバー418内にグロー放電を生
起させシャッター427を開け、3分間微量シラン系ガ
ス含有水素プラズマ処理を行った。その後RF電源を切
って、グロー放電を止め、堆積チャンバー418内への
SiH4ガスの流入を止め、3分間、堆積チャンバー4
18内へH2ガスを流し続けたのち、H2ガスの流入も止
め、堆積チャンバー418内およびガス配管内を1×1
-5Torrまで真空排気した。
A glow discharge was generated in the deposition chamber 418, the shutter 427 was opened, and a hydrogen plasma treatment containing a small amount of silane-based gas was performed for 3 minutes. Thereafter, the RF power supply is turned off, the glow discharge is stopped, the flow of SiH 4 gas into the deposition chamber 418 is stopped, and the deposition chamber 4 is stopped for 3 minutes.
After the H 2 gas has been continuously flowed into the chamber 18, the inflow of the H 2 gas is also stopped, and the inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe are 1 × 1
The chamber was evacuated to 0 -5 Torr.

【0199】次に実施例2と同様な方法によりa−Si
Cからなるp/iバッファー層363をRFPCVD法
によって形成した。次に本発明の微量第III族元素含有
水素プラズマ処理を表21(13)の条件で行った。本
発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理を行うに
は、第III族元素含有ガスとして、B26/H2(希釈
度:10%)ガス、シリコン原子含有ガスとして、Si
4ガス、H2ガスを堆積チャンバー418内にガス導入
管449を通して導入し、H2ガス流量が1400sc
cmになるようにバルブ463、453、450を開
け、マスフローコントローラー458で調整した。第II
I族元素含有ガスB26/H2ガスが全H2ガス流量に対
して2.0%になるようにバルブ468、466を開け
マスフローコントローラー467で調整した。シリコン
原子含有ガス、SiH4ガスが全H2ガス流量に対して
0.03%になるようにバルブ461、451を開けマ
スフローコントローラー456で調整した。堆積チャン
バー418内の圧力が0.7Torrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調整した。基板490の温
度が170℃になるように基板加熱用ヒーター411を
設定し、基板温度が安定したところで、RF電源424
の電力を0.02W/cm3に設定し、バイアス棒42
8にRF電力を印加した。堆積チャンバー418内にグ
ロー放電を生起させ、シャッター427を開けること
で、3分間本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ
処理を行った。
Next, a-Si was produced in the same manner as in Example 2.
A p / i buffer layer 363 made of C was formed by RFPCVD. Next, hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements according to the present invention was performed under the conditions shown in Table 21 (13). In order to carry out the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of group III elements according to the present invention, a B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas as a group III element-containing gas and a Si atom-containing gas as a silicon atom-containing gas are used.
H 4 gas and H 2 gas are introduced into the deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449, and the H 2 gas flow rate is 1400 sc.
cm, the valves 463, 453, and 450 were opened and adjusted by the mass flow controller 458. II
The valves 468 and 466 were opened and the mass flow controller 467 was adjusted so that the group I element-containing gas B 2 H 6 / H 2 gas became 2.0% of the total H 2 gas flow rate. The valves 461 and 451 were opened and the mass flow controller 456 adjusted so that the silicon atom-containing gas and the SiH 4 gas became 0.03% of the total H 2 gas flow rate. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 418 became 0.7 Torr. The substrate heating heater 411 is set so that the temperature of the substrate 490 becomes 170 ° C., and when the substrate temperature is stabilized, the RF power source 424 is set.
Is set to 0.02 W / cm 3 and the bias rod 42
8, RF power was applied. By generating a glow discharge in the deposition chamber 418 and opening the shutter 427, the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element of the present invention was performed for 3 minutes.

【0200】その後RF電源を切って、グロー放電を止
め、堆積チャンバー418内へのB26/H2(希釈
度:10%)ガス、SiH4ガスの流入を止め、3分
間、堆積チャンバー418内へH2ガスを流し続けたの
ち、H2ガスの流入も止め、堆積チャンバー418内お
よびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気し
た。次に実施例2と同様な方法により、a−SiCから
なるRFp型層311をRFPCVD法によって形成し
た。次に、RFp型層311上に、透明導電層312と
して、層厚70nmのITOを真空蒸着法で真空蒸着し
た。
Thereafter, the RF power supply was turned off to stop the glow discharge, and the flow of the B 2 H 6 / H 2 (dilution: 10%) gas and SiH 4 gas into the deposition chamber 418 was stopped. After the flow of H 2 gas was continued into 418, the flow of H 2 gas was stopped, and the inside of the deposition chamber 418 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr. Next, an RFp type layer 311 made of a-SiC was formed by an RFPCVD method in the same manner as in Example 2. Next, as the transparent conductive layer 312, ITO having a thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RFp-type layer 311 by a vacuum deposition method.

【0201】次に透明導電層312上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000n
m)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極313
を真空蒸着法で真空蒸着した。以上で太陽電池の作製を
終えた。この太陽電池を(SC実21)と呼ぶことに
し、本発明の微量第III族元素含有水素プラズマ処理及
び微量シラン系ガス含有水素プラズマ処理条件、RFn
型層、n/iバッファー層、MWi型層、p/iバッフ
ァー層、RFi型層、RFp型層の形成条件を表21
(1)〜21(14)に示す。
Next, a mask having a comb-shaped hole is placed on the transparent conductive layer 312, and Cr (40 nm) / Ag (1000 n
m) / Cr (40 nm) comb-shaped current collecting electrode 313
Was vacuum deposited by a vacuum deposition method. Thus, the production of the solar cell has been completed. This solar cell will be referred to as (SC Ex. 21). The conditions of the hydrogen plasma treatment containing a trace amount of Group III element and the hydrogen plasma containing a trace amount of silane-based gas of the present invention, RFn
Table 21 shows the conditions for forming the mold layer, n / i buffer layer, MWi layer, p / i buffer layer, RFi layer, and RFp layer.
(1) to 21 (14) are shown.

【0202】<比較例21>本発明の微量第III族元素
含有水素プラズマ処理及び微量シラン系ガス含有水素プ
ラズマ処理を行わず、他は実施例21と同じ条件で太陽
電池(SC比21)を作製した。太陽電池(SC実2
1)及び(SC比21)はそれぞれ9個づつ作製し、初
期光電変換効率(光起電力/入射光電力)、振動劣化、
光劣化、バイアス電圧印加時の高温高湿環境における振
動劣化、光劣化、及び逆方向バイアス電圧印加特性の測
定を行なった。
Comparative Example 21 A solar cell (SC ratio: 21) was prepared under the same conditions as in Example 21 except that the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of Group III elements and the hydrogen plasma treatment containing trace amounts of silane-based gas of the present invention were not performed. Produced. Solar cell (SC actual 2
1) and (SC ratio 21) were manufactured in nine pieces each, and the initial photoelectric conversion efficiency (photoelectromotive power / incident optical power), vibration degradation,
Light degradation, vibration degradation in high temperature and high humidity environment when bias voltage was applied, light degradation, and reverse bias voltage application characteristics were measured.

【0203】初期光電変換効率は、作製した太陽電池
を、AM1.5(100mW/cm2)光照射下に設置
して、V−I特性を測定することにより得られる。測定
の結果、(SC比21)に対して、(SC実21)の初
期光電変換効率の曲線因子(FF)、シリーズ抵抗(R
s)及び特性むらは以下のようになった。 曲線因子 シリーズ抵抗 特性むら (SC実21) 1.18倍 0.88倍 0.80倍 振動劣化の測定は、予め初期光電変換効率を測定してお
いた太陽電池を湿度56%、温度26℃の暗所に設置
し、振動周波数60Hzで振幅0.1mmの振動を50
0時間加えた後の、AM1.5(100mW/cm2
照射下での光電変換効率の低下率(振動劣化試験後の光
電変換効率/初期光電変換効率)により行った。光劣化
の測定は、予め初期光電変換効率を測定しておいた太陽
電池を、湿度56%、温度26℃の環境に設置し、AM
1.5(100mW/cm2)光を500時間照射後
の、AM1.5(100mW/cm2)照射下での光電
変換効率の低下率(光劣化試験後の光電変換効率/初期
光電変換効率)により行った。
The initial photoelectric conversion efficiency can be obtained by installing the manufactured solar cell under AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation and measuring the VI characteristics. As a result of the measurement, the fill factor (FF) of the initial photoelectric conversion efficiency of (SC actual 21) and the series resistance (R
s) and characteristic unevenness were as follows. Fill factor Series resistance Characteristic unevenness (SC Actual 21) 1.18 times 0.88 times 0.80 times For the measurement of vibration deterioration, a solar cell whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance was measured at a humidity of 56% and a temperature of 26 ° C. In a dark place with a vibration frequency of 60 Hz and an amplitude of 0.1 mm.
AM1.5 (100 mW / cm 2 ) after adding for 0 hours
The measurement was performed based on the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency under irradiation (photoelectric conversion efficiency after vibration degradation test / initial photoelectric conversion efficiency). The photodegradation was measured by installing a solar cell whose initial photoelectric conversion efficiency was measured in advance in an environment with a humidity of 56% and a temperature of 26 ° C.
1.5 (100 mW / cm 2) light and after irradiation for 500 hours, AM1.5 (100mW / cm 2) photoelectric conversion efficiency / initial photoelectric conversion efficiency after decrease rate of photoelectric conversion efficiency (light degradation test under irradiation ).

【0204】測定の結果、(SC実21)に対して(S
C比21)の光劣化後の光電変換効率の低下率及び振動
劣化後の光電変換効率の低下率は以下のようなった。 バイアス印加時の高温高湿度環境における振動劣化及び
光劣化の測定を行った。予め初期光電変換効率を測定し
ておいた2つの太陽電池を湿度93%温度82℃の暗所
に設置し、順方向バイアス電圧として0.71Vを印加
した。ー方の太陽電池には上記の振動を与えて、振動劣
化を測定し、さらにもう一方の太陽電池にはAM1.5
の光を照射して、光劣化の測定を行った。
As a result of the measurement, (S
The rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after photodeterioration of C ratio 21) and the rate of decrease in photoelectric conversion efficiency after vibration degradation were as follows. Vibration degradation and light degradation in a high temperature and high humidity environment at the time of bias application were measured. Two solar cells whose initial photoelectric conversion efficiencies were measured in advance were placed in a dark place with a humidity of 93% and a temperature of 82 ° C., and 0.71 V was applied as a forward bias voltage. The above-mentioned vibration was applied to one of the solar cells, and the deterioration of the vibration was measured.
Was irradiated to measure the photodegradation.

【0205】測定の結果、(SC実21)に対して、
(SC比21)の振動劣化後の光電変換効率の低下率及
び光劣化後の光電変換効率の低下率は以下のようなっ
た。 逆方向バイアス電圧印加特性の測定は、予め初期光電変
換効率を測定しておいた太陽電池を湿度52%、温度8
0℃の暗所に設置し、逆方向バイアス電圧を5.0V、
100時間印加した後、AM1.5(100mW/cm
2)照射下での光電変換効率を測定し、その低下率(逆
方向バイアス電圧印加後の光電変換効率/初期光電変換
効率)により行った。
As a result of the measurement, (SC actual 21)
The reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after vibration deterioration (SC ratio 21) and the reduction rate of the photoelectric conversion efficiency after light deterioration were as follows. The measurement of the reverse bias voltage application characteristic is performed by measuring the initial photoelectric conversion efficiency of a solar cell at a humidity of 52% and a temperature of 8%.
It was installed in a dark place at 0 ° C., and the reverse bias voltage was 5.0 V,
After applying for 100 hours, AM1.5 (100 mW / cm
2 ) The photoelectric conversion efficiency under irradiation was measured, and the reduction rate (photoelectric conversion efficiency after application of reverse bias voltage / initial photoelectric conversion efficiency) was used.

【0206】測定の結果、(SC実21)に対して、
(SC比21)の逆方向バイアス電圧印加後の低下率は
以下のようなった。 (SC比21) 0.84倍 光学顕微鏡を用いて層剥離の様子を観察した。(SC実
21)では層剥離は見られなかったが、(SC比21)
では層剥離が僅かに見られた。以上のように本発明の太
陽電池(SC実21)が、従来の太陽電池(SC比2
1)よりも太陽電池の光電変換効率における曲線因子、
シリーズ抵抗、特性むら、光劣化特性、密着性、耐久
性、逆方向バイアス電圧印加特性においてさらに優れた
特性を有することが分かった。
As a result of the measurement, (SC actual 21)
The decrease rate of the (SC ratio 21) after application of the reverse bias voltage was as follows. (SC ratio 21) 0.84 times The state of delamination was observed using an optical microscope. In (SC Ex 21), no delamination was observed, but (SC ratio 21)
In, slight delamination was observed. As described above, the solar cell (SC actual 21) of the present invention is different from the conventional solar cell (SC ratio 2).
Fill factor in photoelectric conversion efficiency of solar cell than 1),
It was found that the series resistance, the characteristic unevenness, the light deterioration characteristic, the adhesion, the durability, and the reverse bias voltage application characteristic were more excellent.

【0207】以上の実施例では、基板上にn型層、n/
iバッファー層、i型層、p/iバッファー層、p型層
の順に積層した太陽電池について説明したが、基板上に
p型層、p/iバッファー層、i型層、n/iバッファ
ー層、n型層の順に積層した太陽電池についても、同様
な水素プラズマ処理を行って太陽電池を作製した。上記
実施例と同様な評価を行ったところ、p/iバッファー
層とp型層の間をシリコン原子含有ガス及び周期律表第
III族元素含有ガスを含む水素ガスでプラズマ処理した
太陽電池は、光電変換効率における曲線因子、特性む
ら、光劣化特性、シリーズ抵抗特性、耐久性、逆方向バ
イアス電圧印加特性に優れた特性を有する事が確認され
た。また、基板とp型層の界面近傍、さらにはn/iバ
ッファー層とn型層の接する界面近傍、またはn/iバ
ッファー層とi型層の接する界面近傍、及びp/iバッ
ファー層とi型層の接する界面近傍を、実質的に堆積し
ない程度のシリコン原子含有ガスを含有する水素ガスで
プラズマ処理する事により上記特性はいっそう向上する
事が分かった。
In the above embodiments, the n-type layer and the n /
The description has been given of the solar cell in which the i-buffer layer, the i-type layer, the p / i buffer layer, and the p-type layer are stacked in this order, but the p-type layer, the p / i buffer layer, the i-type layer, and the n / i buffer layer are provided on the substrate. The same hydrogen plasma treatment was performed on solar cells stacked in this order on the n-type layer to produce solar cells. When the same evaluation as in the above example was performed, a gas containing silicon atoms and a gas in the periodic table were placed between the p / i buffer layer and the p-type layer.
Solar cells plasma-treated with hydrogen gas containing Group III element-containing gas have excellent characteristics such as fill factor in photoelectric conversion efficiency, characteristic unevenness, light degradation characteristics, series resistance characteristics, durability, and reverse bias voltage application characteristics The thing was confirmed. In addition, the vicinity of the interface between the substrate and the p-type layer, the vicinity of the interface between the n / i buffer layer and the n-type layer, the vicinity of the interface between the n / i buffer layer and the i-type layer, and the vicinity of the p / i buffer layer and i It has been found that the above characteristics are further improved by performing a plasma treatment on the vicinity of the interface in contact with the mold layer with a hydrogen gas containing a silicon atom-containing gas to such an extent that substantially no deposition occurs.

【0208】[0208]

【表1(1)】 [Table 1 (1)]

【0209】[0209]

【表1(2)】 [Table 1 (2)]

【0210】[0210]

【表2(1)】 [Table 2 (1)]

【0211】[0211]

【表2(2)】 [Table 2 (2)]

【0212】[0212]

【表2(3)】 [Table 2 (3)]

【0213】[0213]

【表3(1)】 [Table 3 (1)]

【0214】[0214]

【表3(2)】 [Table 3 (2)]

【0215】[0215]

【表3(3)】 [Table 3 (3)]

【0216】[0216]

【表3(4)】 [Table 3 (4)]

【0217】[0219]

【表4(1)】 [Table 4 (1)]

【0218】[0218]

【表4(2)】 [Table 4 (2)]

【0219】[0219]

【表4(3)】 [Table 4 (3)]

【0220】[0220]

【表5(1)】 [Table 5 (1)]

【0221】[0221]

【表5(2)】 [Table 5 (2)]

【0222】[0222]

【表5(3)】 [Table 5 (3)]

【0223】[0223]

【表6(1)】 [Table 6 (1)]

【0224】[0224]

【表6(2)】 [Table 6 (2)]

【0225】[0225]

【表6(3)】 [Table 6 (3)]

【0226】[0226]

【表7(1)】 [Table 7 (1)]

【0227】[0227]

【表7(2)】 [Table 7 (2)]

【0228】[0228]

【表7(3)】 [Table 7 (3)]

【0229】[0229]

【表8(1)】 [Table 8 (1)]

【0230】[0230]

【表8(2)】 [Table 8 (2)]

【0231】[0231]

【表8(3)】 [Table 8 (3)]

【0232】[0232]

【表9(1)】 [Table 9 (1)]

【0233】[0233]

【表9(2)】 [Table 9 (2)]

【0234】[0234]

【表9(3)】 [Table 9 (3)]

【0235】[0235]

【表10(1)】 [Table 10 (1)]

【0236】[0236]

【表10(2)】 [Table 10 (2)]

【0237】[0237]

【表10(3)】 [Table 10 (3)]

【0238】[0238]

【表11(1)】 [Table 11 (1)]

【0239】[0239]

【表11(2)】 [Table 11 (2)]

【0240】[0240]

【表11(3)】 [Table 11 (3)]

【0241】[0241]

【表12(1)】 [Table 12 (1)]

【0242】[0242]

【表12(2)】 [Table 12 (2)]

【0243】[0243]

【表12(3)】 [Table 12 (3)]

【0244】[0244]

【表13(1)】 [Table 13 (1)]

【0245】[0245]

【表13(2)】 [Table 13 (2)]

【0246】[0246]

【表13(3)】 [Table 13 (3)]

【0247】[0247]

【表14(1)】 [Table 14 (1)]

【0248】[0248]

【表14(2)】 [Table 14 (2)]

【0249】[0249]

【表14(3)】 [Table 14 (3)]

【0250】[0250]

【表15(1)】 [Table 15 (1)]

【0251】[0251]

【表15(2)】 [Table 15 (2)]

【0252】[0252]

【表15(3)】 [Table 15 (3)]

【0253】[0253]

【表16(1)】 [Table 16 (1)]

【0254】[0254]

【表16(2)】 [Table 16 (2)]

【0255】[0255]

【表16(3)】 [Table 16 (3)]

【0256】[0256]

【表17(1)】 [Table 17 (1)]

【0257】[0257]

【表17(2)】 [Table 17 (2)]

【0258】[0258]

【表17(3)】 [Table 17 (3)]

【0259】[0259]

【表18(1)】 [Table 18 (1)]

【0260】[0260]

【表18(2)】 [Table 18 (2)]

【0261】[0261]

【表18(3)】 [Table 18 (3)]

【0262】[0262]

【表19(1)】 [Table 19 (1)]

【0263】[0263]

【表19(2)】 [Table 19 (2)]

【0264】[0264]

【表19(3)】 [Table 19 (3)]

【0265】[0265]

【表20(1)】 [Table 20 (1)]

【0266】[0266]

【表20(2)】 [Table 20 (2)]

【0267】[0267]

【表20(3)】 [Table 20 (3)]

【0268】[0268]

【表21(1)】 [Table 21 (1)]

【0269】[0269]

【表21(2)】 [Table 21 (2)]

【0270】[0270]

【表21(3)】 [Table 21 (3)]

【0271】[0271]

【表21(4)】 [Table 21 (4)]

【0272】[0272]

【表21(5)】 [Table 21 (5)]

【0273】[0273]

【表21(6)】 [Table 21 (6)]

【0274】[0274]

【表21(7)】 [Table 21 (7)]

【0275】[0275]

【表21(8)】 [Table 21 (8)]

【0276】[0276]

【表21(9)】 [Table 21 (9)]

【0277】[0277]

【表21(10)】 [Table 21 (10)]

【0278】[0278]

【表21(11)】 [Table 21 (11)]

【0279】[0279]

【表21(12)】 [Table 21 (12)]

【0280】[0280]

【表21(13)】 [Table 21 (13)]

【0281】[0281]

【表21(14)】 [Table 21 (14)]

【0282】[0282]

【発明の効果】本発明により、通常水素プラズマ処理で
見られる堆積チャンバー壁面に吸着または含まれている
半導体層に取り込まれると欠陥準位となる不純物(例え
ば酸素、チッ素、炭素、鉄、クロム、二ッケル、アルミ
ニウム等)を取り出してくるという問題点を解決するこ
とができる。また、安定した水素プラズマ処理を行う事
が可能となる。この結果、 1)光起電力素子を高温高湿に置いた場合の半導体層の
剥離の実質的にない光起電力素子を提供する事が可能と
なる。
According to the present invention, impurities (for example, oxygen, nitrogen, carbon, iron, chromium, etc.) which become defect levels when taken into a semiconductor layer adsorbed on or contained in a deposition chamber wall usually observed in a hydrogen plasma treatment. , Nickel, aluminum, etc.) can be solved. In addition, stable hydrogen plasma processing can be performed. As a result, 1) it is possible to provide a photovoltaic element having substantially no peeling of the semiconductor layer when the photovoltaic element is placed at high temperature and high humidity.

【0283】2)柔軟な基板上にpin構造をを形成し
た場合に、基板を折り曲げてもpin半導体層が剥離し
にくい光起電力素子を提供する事ができる。 3)長時間の光照射によって基板と半導体層の界面近傍
の欠陥準位の増加を抑制した光起電力素子を提供する事
が可能となる。 4)高温高湿下で光照射した場合でも、基板と半導体層
の剥離がなく、直列抵抗の増加等の特性低下を抑えた光
起電力素子を提供する事が可能となる。
2) When a pin structure is formed on a flexible substrate, it is possible to provide a photovoltaic element in which a pin semiconductor layer is hardly peeled off even when the substrate is bent. 3) It is possible to provide a photovoltaic element in which an increase in defect levels near the interface between the substrate and the semiconductor layer is suppressed by long-time light irradiation. 4) Even when light is irradiated under high temperature and high humidity, it is possible to provide a photovoltaic element in which the substrate and the semiconductor layer do not peel off, and a decrease in characteristics such as an increase in series resistance is suppressed.

【0284】5)p型層(n型層)からi型層ヘの不純
物の拡散等を防止し、初期効率の向上した光起電力素子
を提供する事が可能となる。 6)高い温度で使用した場合でも、特性の低下の少ない
光起電力素子を提供する事ができる。 7)光起電力素子に逆バイアスを印加した場合に、壊れ
にくい光起電力素子を提供することができる。
5) It is possible to provide a photovoltaic element having improved initial efficiency by preventing diffusion of impurities from the p-type layer (n-type layer) to the i-type layer. 6) Even when used at a high temperature, it is possible to provide a photovoltaic element with less deterioration in characteristics. 7) It is possible to provide a photovoltaic element that is hard to break when a reverse bias is applied to the photovoltaic element.

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

【図1】本発明の光起電力素子の形成方法を適用した光
起電力素子の模式的説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a photovoltaic element to which a method for forming a photovoltaic element according to the present invention is applied.

【図2】本発明の光起電力素子の形成方法を適用した他
の光起電力素子の模式的説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of another photovoltaic element to which the method for forming a photovoltaic element of the present invention is applied.

【図3】本発明の光起電力素子の形成方法を適用した他
の光起電力素子の模式的説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of another photovoltaic element to which the method of forming a photovoltaic element according to the present invention is applied.

【図4】本発明の光起電力素子の形成方法に適した光起
電力素子の形成装置の模式的説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view of a photovoltaic element forming apparatus suitable for the photovoltaic element forming method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300 支持体、 101,201,301 反射層(または透明導電
層)、 102,202,302 反射増加層(または反射防止
層)、 103,203,303 第1のn型層(またはp型
層)、 104,204,304 第1のi型層、 105,205,305 第1のp型層(またはn型
層)、 112,212,312 透明導電層(または導電
層)、 113,213,313 集電電極、 151,251,351 第1のn/iバッファー層、 161,261,361 第iのp/iバッファー層、 206,306 第2のn型層(またはp型層)、 207,307 第2のi型層、 208,308 第2のp型層(またはn型層)、 252,352 第2のn/iバッファー層、 262,362 第2のp/iバッフアー層、 309 第3のn(またはp型層)、 311 第3のp型層(またはn型層)、 310 第3のi型層、 353 第3のn/iバッファー層、 363 第3のp/iバッファー層、 400 形成装置、 401 ロードチャンバー、 402,403,404 搬送チゃンバー、 405 アンロードチャンバー、 406,407,408,409 ゲートバルブ、 410,411,412 基板加熱用ヒーター、 413 基板搬送用レール、 417 n型層(またはp型層)堆積チャンバー、 418 i型層堆積チャンバー、 419 p型層(またはn型層)堆積チャンバー、 420,421 プラズマ形成用カップ、 422,423,424 電源、 425 マイクロ波導入用窓、 426 導波管、 427 シャッタ、 428 バイアス棒、 429,449,469 ガス導入管、 430,431,432,433,434,441,4
42,443,444, 450,451,452,4
53,454,455,461,462,463, 4
64,465,468,466,470,471,47
2,473,474, 481,482,483,48
4 バルブ、 436,437,438,439,456,457,4
58,459,460, 467,476,477,4
78,479 マスフローコントローラ、 490 基板ホルダー。
100, 200, 300 Support, 101, 201, 301 Reflective layer (or transparent conductive layer), 102, 202, 302 Reflection increasing layer (or antireflective layer), 103, 203, 303 First n-type layer (or 104, 204, 304 First i-type layer, 105, 205, 305 First p-type layer (or n-type layer), 112, 212, 312 Transparent conductive layer (or conductive layer), 113 , 213, 313 collecting electrode, 151, 251, 351 first n / i buffer layer, 161, 261, 361 i th p / i buffer layer, 206, 306 second n-type layer (or p-type layer) ), 207,307 second i-type layer, 208,308 second p-type layer (or n-type layer), 252,352 second n / i buffer layer, 262,362 second p / i buffer layer 309 3rd n (or p-type layer), 311 3rd p-type layer (or n-type layer), 310 3rd i-type layer, 353 3rd n / i buffer layer, 363 3rd p / i buffer layer, 400 forming apparatus, 401 load chamber, 402, 403, 404 transfer chamber, 405 unload chamber, 406, 407, 408, 409 gate valve, 410, 411, 412 substrate heating heater, 413 substrate transfer Rail, 417 n-type (or p-type) layer deposition chamber, 418 i-type layer deposition chamber, 419 p-type (or n-type) layer deposition chamber, 420,421 cup for plasma formation, 422,423,424 power supply , 425 Microwave introduction window, 426 Waveguide, 427 Shutter, 428 Bias rod, 429, 449 469 gas inlet tube, 430,431,432,433,434,441,4
42,443,444,450,451,452,4
53,454,455,461,462,463,4
64,465,468,466,470,471,47
2,473,474,481,482,483,48
4 valves, 436, 437, 438, 439, 456, 457, 4
58, 459, 460, 467, 476, 477, 4
78,479 Mass flow controller, 490 Substrate holder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−177372(JP,A) 特開 平3−136380(JP,A) 特開 平1−103829(JP,A) 特開 平2−177375(JP,A) 特開 平2−177376(JP,A) 特開 昭58−64070(JP,A) 特開 平3−200374(JP,A) 特開 平2−177371(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/04 - 31/078 H01L 21/205 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-177372 (JP, A) JP-A-3-136380 (JP, A) JP-A-1-103829 (JP, A) JP-A-2- 177375 (JP, A) JP-A-2-177376 (JP, A) JP-A-58-64070 (JP, A) JP-A-3-200374 (JP, A) JP-A-2-177371 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 31/04-31/078 H01L 21/205

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、シリコン原子を含有する非単
結晶n型層(またはp型層)、非単結晶i型のn/iバ
ッファー層(またはp/iバッファー層)、非単結晶i
型層、非単結晶i型のp/iバッファー層(またはn/
iバッファー層)及び非単結晶p型層(またはn型層)
を積層して成るpin構造を、少なくとも1構成以上積
層した光起電力素子の製造法において、前記p/iバッ
ファー層と前記p型層の接する界面近傍を、実質的に堆
積しない程度のシリコン原子含有ガスと周期律表第II
I族元素含有ガスとを含有する水素ガスでプラズマ処理
する事を特徴とする光起電力素子の製造法
1. A non-single-crystal n-type layer (or p-type layer) containing silicon atoms, a non-single-crystal i-type n / i buffer layer (or p / i buffer layer), a non-single crystal i
Layer, non-single-crystal i-type p / i buffer layer (or n /
i-buffer layer) and non-single-crystal p-type layer (or n-type layer)
In a method of manufacturing a photovoltaic element in which at least one or more pin structures formed by laminating are stacked, the vicinity of an interface where the p / i buffer layer and the p-type layer are in contact with each other is substantially non-deposited. Contained gases and Periodic Table II
A method for producing a photovoltaic element, comprising plasma-treating with a hydrogen gas containing a group I element-containing gas.
【請求項2】 前記基板と前記n型層の界面近傍(また
は前記基板と前記p型層の界面近傍)を、実質的に堆積
しない程度のシリコン原子含有ガスを含有する水素ガス
でプラズマ処理する事を特徴とする請求項1に記載の光
起電力素子の製造法
2. A plasma process is performed on the vicinity of the interface between the substrate and the n-type layer (or the vicinity of the interface between the substrate and the p-type layer) with a hydrogen gas containing a gas containing silicon atoms to such an extent that substantially no deposition occurs. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記n/iバッファー層とn型層の接す
る界面近傍、前記n/iバッファー層と前記i型層の接
する界面近傍、及び前記p/iバッファー層と前記i型
層の接する界面近傍を、実質的に堆積しない程度のシリ
コン原子含有ガスを含有する水素ガスでプラズマ処理す
る事を特徴とする請求項1または2に記載の光起電力素
の製造法
3. The vicinity of an interface between the n / i buffer layer and the n-type layer, a vicinity of an interface between the n / i buffer layer and the i-type layer, and a contact between the p / i buffer layer and the i-type layer. 3. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the vicinity of the interface is plasma-treated with a hydrogen gas containing a silicon atom-containing gas to such an extent that substantially no deposition occurs.
【請求項4】 前記シリコン原子含有ガスは、Si
4、Si26、SiF4、SiFH3、SiF22、S
iF3H、SiCl22、SiCl3H、SiCl4
内、少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載の光起電力素子の製造法
4. The method according to claim 1, wherein the silicon atom-containing gas is Si gas.
H 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 , SiFH 3 , SiF 2 H 2 , S
iF 3 H, SiCl 2 H 2 , SiCl 3 H, of the SiCl 4, claim, characterized in that it comprises at least one 1
4. The method for producing a photovoltaic device according to any one of items 3 to 5.
【請求項5】 前記シリコン原子含有ガスの水素ガスに
対する含有率が、0.1%以下であることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光起電力素子の
造法
5. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the content of the silicon atom-containing gas with respect to hydrogen gas is 0.1% or less .
Construction method .
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