JPH01117370A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH01117370A JPH01117370A JP63051991A JP5199188A JPH01117370A JP H01117370 A JPH01117370 A JP H01117370A JP 63051991 A JP63051991 A JP 63051991A JP 5199188 A JP5199188 A JP 5199188A JP H01117370 A JPH01117370 A JP H01117370A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は半導体装置、特に太陽電池、光センサ、電子写
真感光体等の半導体装置の製造方法に関する。
真感光体等の半導体装置の製造方法に関する。
（ロ）従来の技術
異なるエネルギーバンドギャップを有する２つの半導体
層による半導体接合をもつ、所謂ヘテロ接合型の半導体
装置にあっては、ヘテロ接合部分にノツチやスパイクが
生じ、また界面準位なる欠陥準位が生じている。この界
面準位の為に、接合部で電子または正孔のキャリアが再
結合し易く、その結果キャリアのライフタイムを減少さ
せる。
層による半導体接合をもつ、所謂ヘテロ接合型の半導体
装置にあっては、ヘテロ接合部分にノツチやスパイクが
生じ、また界面準位なる欠陥準位が生じている。この界
面準位の為に、接合部で電子または正孔のキャリアが再
結合し易く、その結果キャリアのライフタイムを減少さ
せる。
光起電力装置にあっては、光励起したキャリアが光起電
力を発生する前に消滅し易くなり、出力を大きくできな
い。
力を発生する前に消滅し易くなり、出力を大きくできな
い。
斯る問題点を解決する技術として、特開昭５５−１３９
３８号公報によれば、半導体層を非晶質とし、第１非晶
質半導体層から第２非晶質半導体層への形成遷移過程に
おいて、炭素、窒素または酸素の如き添加物を、その添
加量を連続的に変化させつつ添加することにより、第１
非晶質半導体から第２非晶質半導体へ連続的にエネルギ
ーバンドギャップを変化させ、ノツチやスパイク、更に
は界面準位の発生を防止している。
３８号公報によれば、半導体層を非晶質とし、第１非晶
質半導体層から第２非晶質半導体層への形成遷移過程に
おいて、炭素、窒素または酸素の如き添加物を、その添
加量を連続的に変化させつつ添加することにより、第１
非晶質半導体から第２非晶質半導体へ連続的にエネルギ
ーバンドギャップを変化させ、ノツチやスパイク、更に
は界面準位の発生を防止している。
また、−最に光起電力装置は透明電極膜、ｐｉｎ型非晶
質半導体層及び裏面電極膜をこの順序で形成した構成を
有するが、光学的なエネルギーバンドギャップがｉ層及
びｎ層でほとんど変化がなく、しかも価電子帯の上端部
のエネルギー準位及び伝導帯の下端部のエネルギー準位
は裏面電極膜側に向かってその傾斜が緩やかになってい
るため、本来透明型ｆ！膜に集電されるべき正孔が裏面
電極側に稈動してここに集電された電子と再結合し、光
起電力特性の低下を招いている。
質半導体層及び裏面電極膜をこの順序で形成した構成を
有するが、光学的なエネルギーバンドギャップがｉ層及
びｎ層でほとんど変化がなく、しかも価電子帯の上端部
のエネルギー準位及び伝導帯の下端部のエネルギー準位
は裏面電極膜側に向かってその傾斜が緩やかになってい
るため、本来透明型ｆ！膜に集電されるべき正孔が裏面
電極側に稈動してここに集電された電子と再結合し、光
起電力特性の低下を招いている。
斯る問題点を解決すべく、特開昭６１−９０４７６号公
報によれば、ｎ層に炭素または窒素を裏ａ！ 面電極戸に向かって漸増するように添加することによっ
て、ｎ層のエネルギーバンドギャップを裏面電極膜に向
かって順次増大せしめている。
報によれば、ｎ層に炭素または窒素を裏ａ！ 面電極戸に向かって漸増するように添加することによっ
て、ｎ層のエネルギーバンドギャップを裏面電極膜に向
かって順次増大せしめている。
更に、光起電力装置の１つとして、非晶質半導体層（よ
り具体的にはｐｉｎ型非晶質半導体層）からなる光電変
換層を光入射方向に複数積層すると共に各光電変換層の
エネルギーバンドギャップを光入射側から順次小さくし
た構成のものが特開昭５８〜１１６７７９号公報に示さ
れており、この場合、エネルギーバンドギャップを調整
するために、シリコンからなる非晶質半導体層中にゲル
マニウム（Ｇｅ）やｇ（Ｓｎ）を混入している。−（八
）発明が解決しようとする課題 然るに、第１非晶質半導体層と第２非晶質半導体層との
接合部もしくはその近傍またはｐｉｎ型非晶質半導体層
のｎ層は半導体の炭化物、窒化物または酸化物となるが
故に絶縁化の傾向を示し、よって、電気伝導度を低下さ
せ、光起電力装置にあっては、出力の直列抵抗損失とし
て作用する。
り具体的にはｐｉｎ型非晶質半導体層）からなる光電変
換層を光入射方向に複数積層すると共に各光電変換層の
エネルギーバンドギャップを光入射側から順次小さくし
た構成のものが特開昭５８〜１１６７７９号公報に示さ
れており、この場合、エネルギーバンドギャップを調整
するために、シリコンからなる非晶質半導体層中にゲル
マニウム（Ｇｅ）やｇ（Ｓｎ）を混入している。−（八
）発明が解決しようとする課題 然るに、第１非晶質半導体層と第２非晶質半導体層との
接合部もしくはその近傍またはｐｉｎ型非晶質半導体層
のｎ層は半導体の炭化物、窒化物または酸化物となるが
故に絶縁化の傾向を示し、よって、電気伝導度を低下さ
せ、光起電力装置にあっては、出力の直列抵抗損失とし
て作用する。
更に、非晶質半導体層にゲルマニウムや錫を混入するこ
とは、膜質の劣化を招き好ましくない。
とは、膜質の劣化を招き好ましくない。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、ＣＶＤ法によって形成される第１のエネルギ
ーバンドギャップを有する第１非晶質半導体層及び上記
第１のエネルギーバンドギャップと異なる第２のエネル
ギーバンドギャップを有する第２非晶質半導体層による
半導体接合を備えた半導体装置の製造方法であって、上
記第１非晶質半導体層と第２非晶質半導体層との接合部
またはその近傍の形成過程で原料ガスにアルゴン（Ａｒ
）ガスをその添加量を連続的に変化させつつ添加したこ
とを第１の特徴とする。
ーバンドギャップを有する第１非晶質半導体層及び上記
第１のエネルギーバンドギャップと異なる第２のエネル
ギーバンドギャップを有する第２非晶質半導体層による
半導体接合を備えた半導体装置の製造方法であって、上
記第１非晶質半導体層と第２非晶質半導体層との接合部
またはその近傍の形成過程で原料ガスにアルゴン（Ａｒ
）ガスをその添加量を連続的に変化させつつ添加したこ
とを第１の特徴とする。
また、透明電極膜、ＣＶＤ法によって形成されるｐｉｎ
型非晶質半導体層及び裏面電極膜をこの順序で形成する
と共に上記非晶質半導体層のｎ層のエネルギーバンドギ
ャップを上記裏面電極膜側に向かって順次増大させた半
導体装置の製造方法であって、上記非晶質半導体層のｎ
層は、原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加量を
上記裏面電極膜側に向かって漸増させつつ添加して形成
されたことを第２の特徴とする。
型非晶質半導体層及び裏面電極膜をこの順序で形成する
と共に上記非晶質半導体層のｎ層のエネルギーバンドギ
ャップを上記裏面電極膜側に向かって順次増大させた半
導体装置の製造方法であって、上記非晶質半導体層のｎ
層は、原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加量を
上記裏面電極膜側に向かって漸増させつつ添加して形成
されたことを第２の特徴とする。
更に、ＣＶＤ法によって形成される非晶質半導体層から
なる光電変換層を光入射方向に複数積層すると共に各光
電変換層のエネルギーバンドギャップを光入射側から順
次小さくした半導体装置の製造方法であって、上記各光
電変換層は原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加
量を光入射側から順次減少させつつ添加して形成された
ことを第３の特徴とする。
なる光電変換層を光入射方向に複数積層すると共に各光
電変換層のエネルギーバンドギャップを光入射側から順
次小さくした半導体装置の製造方法であって、上記各光
電変換層は原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加
量を光入射側から順次減少させつつ添加して形成された
ことを第３の特徴とする。
（ネ）作 用
本発明によれば、第１非晶質半導体層及び第２非晶質半
導体層を順次形成する場合、第１非晶質半導体層から第
２非晶質半導体層への形成過程と、ｐｉｎ型非晶質半導
体層のｎ層の形成時と、複数の光電変換層の形成時にお
いて、原料ガスにＡｒガスを、その添加量を連続的に変
化させつつ添加したことにより、エネルギーバンドギャ
ップが変化する。
導体層を順次形成する場合、第１非晶質半導体層から第
２非晶質半導体層への形成過程と、ｐｉｎ型非晶質半導
体層のｎ層の形成時と、複数の光電変換層の形成時にお
いて、原料ガスにＡｒガスを、その添加量を連続的に変
化させつつ添加したことにより、エネルギーバンドギャ
ップが変化する。
（へ）実施例
第１図（Ａ）及至第１図（Ｅ）は本発明の第１の製造方
法を用いて光起電力装置を製造した場合の工程別断面図
である。
法を用いて光起電力装置を製造した場合の工程別断面図
である。
第１図（Ａ）において、ガラス、耐熱プラスＦ反
チック等の透光性かつ絶縁性を有する基量（１）上に、
酸化錫（ＳｎＯ□）、酸化インジウム（Ｉｎ２０、）ま
たは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透光性導電酸化物
（ＴＣＯ）から成る膜厚３００〜３０００人の透明電極
Ｍ（２）が、熱ＣＶＤ法、スパッタ法、電子ビーム蒸着
法等により形成される。
酸化錫（ＳｎＯ□）、酸化インジウム（Ｉｎ２０、）ま
たは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透光性導電酸化物
（ＴＣＯ）から成る膜厚３００〜３０００人の透明電極
Ｍ（２）が、熱ＣＶＤ法、スパッタ法、電子ビーム蒸着
法等により形成される。
第１図（Ｂ）において、透明電極膜（２）上に、膜厚約
３００人のｐ型の水素化アモルファスシリコンカーバイ
ド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層（３）がグロー放電を用いたプ
ラズマＣＶＤ法により形成される。斯るｐ型ａ−ＳｉＣ
：８層（３）の形成条件としては、 反応圧カニ ０．２〜１Ｔｏｒｒ 基板温度：２５０〜３００℃ 電力密度： ０．０１〜Ｏ，１ｗ／ｃｍ２であり、原料
ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）ガス、メタン（ＣＨ，）
ガス及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスが、またバランスガ
スとしてアルゴン（Ａｒ）ガスが使用される。こうして
、エネルギーバンドギャップ１，９〜２゜２ｅＶのｐ型
ａ−ＳｉＣ：８層（３）が形成される。
３００人のｐ型の水素化アモルファスシリコンカーバイ
ド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層（３）がグロー放電を用いたプ
ラズマＣＶＤ法により形成される。斯るｐ型ａ−ＳｉＣ
：８層（３）の形成条件としては、 反応圧カニ ０．２〜１Ｔｏｒｒ 基板温度：２５０〜３００℃ 電力密度： ０．０１〜Ｏ，１ｗ／ｃｍ２であり、原料
ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）ガス、メタン（ＣＨ，）
ガス及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスが、またバランスガ
スとしてアルゴン（Ａｒ）ガスが使用される。こうして
、エネルギーバンドギャップ１，９〜２゜２ｅＶのｐ型
ａ−ＳｉＣ：８層（３）が形成される。
第１図（Ｃ）において、ｐ型ａ−ＳｉＣ：８層（３）の
上に膜厚３０００〜６０００人のｉ型の水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓ ｉ ： Ｈ）７１（４）が上述
と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により形成さ
れる。この場合、最初原料ガスとしてＳｉＨ４ガスが、
またバランスガスとしてＡｒガスが使用され、かつ成膜
を進めるに従ってＡｒガスの量が漸減される。これによ
って、第２図に示すように、エネルギーバンドギャップ
が約１．８５ｅＶから１．６５ｅＶまで連続的に変化す
るグレイデッドｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（４ａ）がｐ型ａ−
５ｉＣ：８層（３）に隣接して形成される。引き続いて
、原料ガスとしてのＳ ｉ Ｈ，ガスのみが使用されて
エネルギーバンドギャップ約１．６５ｅＶの一定ギー’
ｔ” ツブｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（４ｂ）が形成される。
上に膜厚３０００〜６０００人のｉ型の水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓ ｉ ： Ｈ）７１（４）が上述
と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により形成さ
れる。この場合、最初原料ガスとしてＳｉＨ４ガスが、
またバランスガスとしてＡｒガスが使用され、かつ成膜
を進めるに従ってＡｒガスの量が漸減される。これによ
って、第２図に示すように、エネルギーバンドギャップ
が約１．８５ｅＶから１．６５ｅＶまで連続的に変化す
るグレイデッドｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（４ａ）がｐ型ａ−
５ｉＣ：８層（３）に隣接して形成される。引き続いて
、原料ガスとしてのＳ ｉ Ｈ，ガスのみが使用されて
エネルギーバンドギャップ約１．６５ｅＶの一定ギー’
ｔ” ツブｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（４ｂ）が形成される。
第１図（Ｄ）において、ｉ型ａ−Ｓｉ：８層（４）の上
に、膜厚３００〜８００人のｎ型ａ−Ｓｉ；８層（５）
が上述と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により
形成される。この場合、原料ガスとしてＳ ｉ Ｈ４ガ
ス及びホスフィン（Ｐ）（３）ガスが、またバランスガ
スとしてＡｒガスが使用される。こうして、エネルギー
バンドギャップ１．６〜１．７５ｅＶのｎ型ａ−Ｓ ｉ
： ＨＭ（５）が形成される。
に、膜厚３００〜８００人のｎ型ａ−Ｓｉ；８層（５）
が上述と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により
形成される。この場合、原料ガスとしてＳ ｉ Ｈ４ガ
ス及びホスフィン（Ｐ）（３）ガスが、またバランスガ
スとしてＡｒガスが使用される。こうして、エネルギー
バンドギャップ１．６〜１．７５ｅＶのｎ型ａ−Ｓ ｉ
： ＨＭ（５）が形成される。
最後に、第１図（Ｅ）において、ｎ型ａ−Ｓｉ：８層（
５）の上に、アルミニウム（ＡＩ）、銀（Ａｇ）、チタ
ン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ＞あ
るいはニッケル（Ｎｉ）等の金属単体またはこれらの合
金から成る裏面電極膜（６）が、抵抗加熱法、電子ビー
ム蒸着法またはスパッタ法等により形成される。
５）の上に、アルミニウム（ＡＩ）、銀（Ａｇ）、チタ
ン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ＞あ
るいはニッケル（Ｎｉ）等の金属単体またはこれらの合
金から成る裏面電極膜（６）が、抵抗加熱法、電子ビー
ム蒸着法またはスパッタ法等により形成される。
こうして、基板（１）上に、透明電極膜（２）、ｐ型ａ
−ＳｉＣ：８層（３）、ｉ型ａ−Ｓｉ：８層（４）、ｎ
型ａ−Ｓｉ：８層（５）及び裏面電極膜（６）が積層さ
れた光起電力装置が形成され、そのエネルギーバンドギ
ャップ、特にｐ型ａ−ＳｉＣ：８層（３）とｉ型ａ−Ｓ
ｉ ： ＨＪｉ（４１との接合部またはその近傍のエ
ネルギーバンドギャップは、第３図に示すように、連続
的に変化したものとなる。
−ＳｉＣ：８層（３）、ｉ型ａ−Ｓｉ：８層（４）、ｎ
型ａ−Ｓｉ：８層（５）及び裏面電極膜（６）が積層さ
れた光起電力装置が形成され、そのエネルギーバンドギ
ャップ、特にｐ型ａ−ＳｉＣ：８層（３）とｉ型ａ−Ｓ
ｉ ： ＨＪｉ（４１との接合部またはその近傍のエ
ネルギーバンドギャップは、第３図に示すように、連続
的に変化したものとなる。
第４図はＡｒガスの添加比と電気伝導度、具体的には光
導電率σｐｈ及び暗導電率σｄとの関係を示したもので
ある。同図から、Ａｒガスの添加は、光導電率σｐｈ及
び暗導電率σｄにほとんど悪影響を与えないことがわか
る。
導電率σｐｈ及び暗導電率σｄとの関係を示したもので
ある。同図から、Ａｒガスの添加は、光導電率σｐｈ及
び暗導電率σｄにほとんど悪影響を与えないことがわか
る。
第５図は本発明の第２の製造方法により製造された光起
電力装置を示す断面図である。斯る光起電力装置は上述
の装置におけるｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈた点にある。
電力装置を示す断面図である。斯る光起電力装置は上述
の装置におけるｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈた点にある。
斯るグレイデッドｎ型ａ−Ｓｉ：８層（５′内よ上述と
同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により形成され
る。この場合、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスが、またバ
ランスガスとしてＡｒガスが使用され、かつ成膜を進め
るに従ってＡｒガスの量が漸増され、従って、エネルギ
ーバンドギャップが約１．６５ｅＶから１．７ｅＶまで
連続的に変化する。
同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により形成され
る。この場合、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスが、またバ
ランスガスとしてＡｒガスが使用され、かつ成膜を進め
るに従ってＡｒガスの量が漸増され、従って、エネルギ
ーバンドギャップが約１．６５ｅＶから１．７ｅＶまで
連続的に変化する。
こうして製造された本発明の光起電力装置とｎ層がダレ
イブラドとされていない従来の光起電力装置とに対して
、開放電圧Ｖｏｃ （Ｖ） 、短絡電流’ｌ５ｃ（μＡ
）及び形状因子ＦＦ（％）を測定し、その結果を下表に
示す。
イブラドとされていない従来の光起電力装置とに対して
、開放電圧Ｖｏｃ （Ｖ） 、短絡電流’ｌ５ｃ（μＡ
）及び形状因子ＦＦ（％）を測定し、その結果を下表に
示す。
以上の如く、本発明によれば、Ｉｓｃ及びＦ’Ｆにおい
て、大きく改善されている。
て、大きく改善されている。
更に、第７図（Ａ）及至第７図（Ｈ）は本発明の第３の
製造方法により光起電力装置を製造した場合の工程別断
面図である。
製造方法により光起電力装置を製造した場合の工程別断
面図である。
第７図（Ａ）において、ガラス、耐熱プラスチック等の
透光性かつ絶縁性を有する基板（ｌＯ）上に、ＳｎＯ２
、Ｉｎ２Ｏ３またはＩＴＯ等のＴＣＯから成る膜厚３０
０〜６０００人の透明電極膜（ＩＩ）が、熱ＣＶＤ法、
スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により形成される。
透光性かつ絶縁性を有する基板（ｌＯ）上に、ＳｎＯ２
、Ｉｎ２Ｏ３またはＩＴＯ等のＴＣＯから成る膜厚３０
０〜６０００人の透明電極膜（ＩＩ）が、熱ＣＶＤ法、
スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により形成される。
第７図（Ｂ）において、透明電極ＩＮ！（１１１上に、
膜厚約３００人の第１ｐ型ａ−ＳｉＣ：８層（１２）が
グロー放電を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される
。斯る第１ｐ型ａ−Ｓ ｉ Ｃ： Ｈ！（１２１の形成
条件としては、 反応圧カニ ０．２’−ＩＴｏｒｒ 基板温度：２００〜２５０℃ 電力密度： ０ 、０１〜０ 、 Ｉ Ｗ／ｃｍ２であ
り、原料ガスとして５ｉＨｉガス、ＣＨ，ガス及びＢ、
Ｈ，ガスが、またバランスガスとしてＡｒガスが使用さ
れる。こうして、エネルギーバンドギャップ２．２〜２
．３ｅＶの第１ｐ型ａ−ＳｉＣ；８層（１２）が形成さ
れる。
膜厚約３００人の第１ｐ型ａ−ＳｉＣ：８層（１２）が
グロー放電を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される
。斯る第１ｐ型ａ−Ｓ ｉ Ｃ： Ｈ！（１２１の形成
条件としては、 反応圧カニ ０．２’−ＩＴｏｒｒ 基板温度：２００〜２５０℃ 電力密度： ０ 、０１〜０ 、 Ｉ Ｗ／ｃｍ２であ
り、原料ガスとして５ｉＨｉガス、ＣＨ，ガス及びＢ、
Ｈ，ガスが、またバランスガスとしてＡｒガスが使用さ
れる。こうして、エネルギーバンドギャップ２．２〜２
．３ｅＶの第１ｐ型ａ−ＳｉＣ；８層（１２）が形成さ
れる。
第７図（Ｃ）において、第１ｐ型ａ−ＳｉＣニド１層（
１２）の上に膜厚３０００〜６０００人の第１１型ａ−
Ｓｔ：８層（１３）が上述と同様の形成条件の下にプラ
ズマＣＶＤ法により形成される。この場合、最初原料ガ
スとしてＳｉＨ４ガスが、またバランスガスとしてＡｒ
ガスが使用され、かつ成膜を進めるに従ってＡｒガスの
量がある一定量まで漸減される。これによって、第８図
に示すように、エネルギー４＜ンドギャップが約２．１
５ｅＶ、から２．０５ｅＶまで連続的に変化する第１グ
レイデッドｉ型ａ−Ｓｉ：８層（１３ａ）が第１ｐ型ａ
−ＳｉＣ：８層（１２）に隣接して形成される。引き続
いて、原料ガスとしての５ｉＨａガスが、またバランス
ガスとして一定量のＡｒガスが使用されてエネルギーバ
ンドギャップ約２．０５ｅＶの第１一定ギャップｉ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層＋＋３ｂ）が形成される。第７図（Ｄ）に
おいて、第１１型ａ−Ｓｉ ＋Ｈ層（１３）の上に、膜
厚３００〜８００人の第１ｎ型ａ−Ｓｉ：８層（１４）
が上述と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により
形成される。
１２）の上に膜厚３０００〜６０００人の第１１型ａ−
Ｓｔ：８層（１３）が上述と同様の形成条件の下にプラ
ズマＣＶＤ法により形成される。この場合、最初原料ガ
スとしてＳｉＨ４ガスが、またバランスガスとしてＡｒ
ガスが使用され、かつ成膜を進めるに従ってＡｒガスの
量がある一定量まで漸減される。これによって、第８図
に示すように、エネルギー４＜ンドギャップが約２．１
５ｅＶ、から２．０５ｅＶまで連続的に変化する第１グ
レイデッドｉ型ａ−Ｓｉ：８層（１３ａ）が第１ｐ型ａ
−ＳｉＣ：８層（１２）に隣接して形成される。引き続
いて、原料ガスとしての５ｉＨａガスが、またバランス
ガスとして一定量のＡｒガスが使用されてエネルギーバ
ンドギャップ約２．０５ｅＶの第１一定ギャップｉ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層＋＋３ｂ）が形成される。第７図（Ｄ）に
おいて、第１１型ａ−Ｓｉ ＋Ｈ層（１３）の上に、膜
厚３００〜８００人の第１ｎ型ａ−Ｓｉ：８層（１４）
が上述と同様の形成条件の下にプラズマＣＶＤ法により
形成される。
この場合、原料ガスとしてＳ ｉ Ｈａガス及びＰＨ３
ガスが、またバランスガスとしてＡｒガスが使用される
。こうして、エネルギーバンドギャップ２．０〜２．１
ｅＶの第１ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１゜４）が形成される
。
ガスが、またバランスガスとしてＡｒガスが使用される
。こうして、エネルギーバンドギャップ２．０〜２．１
ｅＶの第１ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１゜４）が形成される
。
第７図（Ｅ）において、第１ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１４
）の上に膜厚約３００人及びエネルギーバンドギャップ
２．０〜２．１ｅＶの第２ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１５
）が第１ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１２）と同様の形成条
件及び使用ガスの下にプラズマＣＶＤ法により形成され
る。
）の上に膜厚約３００人及びエネルギーバンドギャップ
２．０〜２．１ｅＶの第２ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１５
）が第１ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１２）と同様の形成条
件及び使用ガスの下にプラズマＣＶＤ法により形成され
る。
第７図（Ｆ）において、第２２型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１
５）の上に膜厚３０００人〜１μｍの第２１型ａ−Ｓｉ
：Ｈ層（１６）が上述と同様の形成条件の下にプラズマ
ＣＶＤ法により形成される。この場合、原料ガスとして
ＳｉＨ４ガスが、またバランスガスとして上記一定量の
Ａｒガスが使用され、かつ成膜を進めるに従ってＡｒガ
スの量が漸減され、最終的に０とされる。これによって
、エネルギーバンドギャップが約２．０５〜１．９５ｅ
Ｖまで連続的に変化する第２ダレイデツドｉ型ａ −Ｓ
ｉ ：Ｈ層（１６ａ）が第２ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１５
）に隣接して形成される。引き続いて、原料ガスとして
のＳｉＨ，ガスのみが使用されてエネルギーバンドギャ
ップ約１．９５ｅＶの第２一定ギャップｉ型ａ−Ｓｉ：
Ｈ層（１６ｂ）が形成される。
５）の上に膜厚３０００人〜１μｍの第２１型ａ−Ｓｉ
：Ｈ層（１６）が上述と同様の形成条件の下にプラズマ
ＣＶＤ法により形成される。この場合、原料ガスとして
ＳｉＨ４ガスが、またバランスガスとして上記一定量の
Ａｒガスが使用され、かつ成膜を進めるに従ってＡｒガ
スの量が漸減され、最終的に０とされる。これによって
、エネルギーバンドギャップが約２．０５〜１．９５ｅ
Ｖまで連続的に変化する第２ダレイデツドｉ型ａ −Ｓ
ｉ ：Ｈ層（１６ａ）が第２ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１５
）に隣接して形成される。引き続いて、原料ガスとして
のＳｉＨ，ガスのみが使用されてエネルギーバンドギャ
ップ約１．９５ｅＶの第２一定ギャップｉ型ａ−Ｓｉ：
Ｈ層（１６ｂ）が形成される。
第７図（Ｇ）において、第２１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１６
）の上に、膜厚３００〜８００人及びエネルギーバンド
ギャップ１．９〜２．ＯｅＶの第２ｎ型ａ−Ｓｔ：Ｈ層
（１７）が第１ｎ型ａ−Ｓｔ：Ｈ層（１４）と同様の形
成条件及び使用ガスの下にプラズマＣＶＤ法により形成
される。
）の上に、膜厚３００〜８００人及びエネルギーバンド
ギャップ１．９〜２．ＯｅＶの第２ｎ型ａ−Ｓｔ：Ｈ層
（１７）が第１ｎ型ａ−Ｓｔ：Ｈ層（１４）と同様の形
成条件及び使用ガスの下にプラズマＣＶＤ法により形成
される。
最後に、第７図（Ｈ）において、第２ｎ型ａ −Ｓｉ
：Ｈ層（１７）の上に、アルミニウム（Ａ Ｉ ）、銀
（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシ
ウム（Ｍｇ）あるいはニッケル（Ｎｉ）等の金属単体ま
たはこれらの合金から成る裏面電極膜（１８）が、抵抗
加熱法、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法等により形
成される。
：Ｈ層（１７）の上に、アルミニウム（Ａ Ｉ ）、銀
（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシ
ウム（Ｍｇ）あるいはニッケル（Ｎｉ）等の金属単体ま
たはこれらの合金から成る裏面電極膜（１８）が、抵抗
加熱法、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法等により形
成される。
こうして、基板（１０）上に、透明電極膜（１！）、第
１ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１２）と第１１型ａ−Ｓｉ：
Ｈ層（１３）と第１ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１４）とから
成る第１光電変換層、第２ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１５
）と第２１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１６）と第２ｎ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層（１７）とから成る第２光電変換層及び裏面電
極膜（１８）が積層された光起電力装置が形成され、第
１１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１３）のエネルギーバンドギャ
ップＥ ｇ ＋は、第９図に示すように、第２１型ａ−
Ｓｔ：Ｈ層（１６）のそれＥｇｚよつ大きくなったもの
となる。
１ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１２）と第１１型ａ−Ｓｉ：
Ｈ層（１３）と第１ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１４）とから
成る第１光電変換層、第２ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層（１５
）と第２１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１６）と第２ｎ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層（１７）とから成る第２光電変換層及び裏面電
極膜（１８）が積層された光起電力装置が形成され、第
１１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層（１３）のエネルギーバンドギャ
ップＥ ｇ ＋は、第９図に示すように、第２１型ａ−
Ｓｔ：Ｈ層（１６）のそれＥｇｚよつ大きくなったもの
となる。
なお、光電変換層は上述の如き２層に限らず、３層以上
としてもよい。
としてもよい。
また、第２図及び第８図から見てＡｒガスの添加量の変
化に加えて基板温度を変えると、エネルギーバンドギャ
ップの変化幅を大きくすることができる。従って、光入
射側から順次小さくなるエネルギーバンドギャップをも
つ光電変換層をより多く積層し、光電変換効率の高い光
起電力装置を形成できる。
化に加えて基板温度を変えると、エネルギーバンドギャ
ップの変化幅を大きくすることができる。従って、光入
射側から順次小さくなるエネルギーバンドギャップをも
つ光電変換層をより多く積層し、光電変換効率の高い光
起電力装置を形成できる。
ところで、Ａｒガスを添加することによる付随効果とし
て、第１０図に示す如く、成膜速度を高める効果がある
。これにより、生産性を向上させることができる。
て、第１０図に示す如く、成膜速度を高める効果がある
。これにより、生産性を向上させることができる。
なお、第１０図には、参考例として、特開昭５６−８８
３７７号公報に示されている如く、本発明のようなグレ
イデッドなエネルギーバンドギャップを有する膜を形成
するための添加物としての水素（Ｈ２）ガスにおける添
加量と成膜速度との関係を示している。同図がら明らか
なように、Ｈ２ガスの添加は、成膜速度を低下させ、生
産性を悪化させることになり、好ましくない。
３７７号公報に示されている如く、本発明のようなグレ
イデッドなエネルギーバンドギャップを有する膜を形成
するための添加物としての水素（Ｈ２）ガスにおける添
加量と成膜速度との関係を示している。同図がら明らか
なように、Ｈ２ガスの添加は、成膜速度を低下させ、生
産性を悪化させることになり、好ましくない。
（ト）発明の効果
本発明によれば、アルゴンガスをその添加量を連続的に
変化させつつ添加したので、電気伝導度を低下させるこ
となく、または膜質を劣化させることなくエネルギーバ
ンドギャップを連続的にかつ任意に変化させることがで
きる。その結果、光起電力装置にあっては、出力特性を
良好なものとし得る。
変化させつつ添加したので、電気伝導度を低下させるこ
となく、または膜質を劣化させることなくエネルギーバ
ンドギャップを連続的にかつ任意に変化させることがで
きる。その結果、光起電力装置にあっては、出力特性を
良好なものとし得る。
第１図（Ａ）及至第１図（Ｅ）は本発明の第１の製造方
法により光起電力装置を製造した場合の工程を示す断面
図、第２図は基板温度２５０〜３００℃でのＡｒガスの
添加量とエネルギーバンドギャップとの関係を示す特性
図、第３図は本発明の第１の製造方法により製造された
光起電力装置のバンドプロファイルを示す模式図、第４
図はＡｒガスの添加量と光導電率σＰｈ及び暗導電率σ
ｄとの関係を示す特性図、第５図は本発明の第２の製造
方法により製造された光起電力装置の断面図、第６図は
本発明の第２の製造方法により製造された光起電力装置
のバンドプロファイルを示す模式図、第７図（Ａ）及至
第７図（Ｈ）は本発明の第３の製造方法により光起電力
装置を製造した場合の工程を示す断面図、第８図は基板
温度２００〜２５０℃でのＡｒガスの添加量とエネルギ
ーバンドギャップとの関係を示す特性図、第９図は本発
明の第３の製造方法により製造された光起電力装置のバ
ンドプロファイルを示す模式図、第１０図はＡｒガス及
びＨ２ガスの添加量と成膜速度との関係を示す特性図で
ある。 （３） （１２） （１５）・ｐ型ａ−ＳｉＣ：８層、
（４ａｌ （１３ａ） （１６ａ）−−・ダレイブラド
１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、（４ｂｌ （１３ｂ） （１６ｂ
）・、、一定ギヤツプ１型ａ−Ｓｉ：８層、（５） （
５’ ） （１４） （１７）・−ｎ型ａ−Ｓｉ：８層
。
法により光起電力装置を製造した場合の工程を示す断面
図、第２図は基板温度２５０〜３００℃でのＡｒガスの
添加量とエネルギーバンドギャップとの関係を示す特性
図、第３図は本発明の第１の製造方法により製造された
光起電力装置のバンドプロファイルを示す模式図、第４
図はＡｒガスの添加量と光導電率σＰｈ及び暗導電率σ
ｄとの関係を示す特性図、第５図は本発明の第２の製造
方法により製造された光起電力装置の断面図、第６図は
本発明の第２の製造方法により製造された光起電力装置
のバンドプロファイルを示す模式図、第７図（Ａ）及至
第７図（Ｈ）は本発明の第３の製造方法により光起電力
装置を製造した場合の工程を示す断面図、第８図は基板
温度２００〜２５０℃でのＡｒガスの添加量とエネルギ
ーバンドギャップとの関係を示す特性図、第９図は本発
明の第３の製造方法により製造された光起電力装置のバ
ンドプロファイルを示す模式図、第１０図はＡｒガス及
びＨ２ガスの添加量と成膜速度との関係を示す特性図で
ある。 （３） （１２） （１５）・ｐ型ａ−ＳｉＣ：８層、
（４ａｌ （１３ａ） （１６ａ）−−・ダレイブラド
１型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、（４ｂｌ （１３ｂ） （１６ｂ
）・、、一定ギヤツプ１型ａ−Ｓｉ：８層、（５） （
５’ ） （１４） （１７）・−ｎ型ａ−Ｓｉ：８層
。
Claims (6)
- （１）ＣＶＤ法によって形成される第１のエネルギーバ
ンドギャップを有する第１非晶質半導体層及び上記第１
のエネルギーバンドギャップと異なる第２のエネルギー
バンドギャップを有する第２非晶質半導体層による半導
体接合を備えた半導体装置の製造方法であって、上記第
１非晶質半導体層と第２非晶質半導体層との接合部また
はその近傍の形成過程で原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガ
スをその添加量を連続的に変化させつつ添加したことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）上記第１非晶質半導体層はアモルファスシリコン
カーバイドであることを特徴とする第１項記載の半導体
装置の製造方法。 - （３）上記第２非晶質半導体層はアモルファスシリコン
であることを特徴とする第１項記載の半導体装置の製造
方法。 - （４）透明電極膜、ＣＶＤ法によって形成されるｐｉｎ
型非晶質半導体層及び裏面電極膜をこの順序で形成する
と共に上記非晶質半導体層のｎ層のエネルギーバンドギ
ャップを上記裏面電極膜側に向かって順次増大させた半
導体装置の製造方法であって、上記非晶質半導体層のｎ
層は、原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加量を
上記裏面電極膜側に向かって漸増させつつ添加して形成
されたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （５）ＣＶＤ法によって形成される非晶質半導体層から
なる光電変換層を光入射方向に複数積層すると共に各光
電変換層のエネルギーバンドギャップを光入射側から順
次小さくした半導体装置の製造方法であって、上記各光
電変換層は原料ガスにアルゴン（Ａｒ）ガスをその添加
量を光入射側から順次減少させつつ添加して形成された
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （６）上記ＣＶＤ法はグロー放電を用いたプラズマＣＶ
Ｄ法であることを特徴とする第１項、第４項または第５
項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051991A JP2675323B2 (ja) | 1987-07-24 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-186281 | 1987-07-24 | ||
| JP18628187 | 1987-07-24 | ||
| JP63051991A JP2675323B2 (ja) | 1987-07-24 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117370A true JPH01117370A (ja) | 1989-05-10 |
| JP2675323B2 JP2675323B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=26392584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051991A Expired - Fee Related JP2675323B2 (ja) | 1987-07-24 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675323B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508448A (ja) * | 2006-11-02 | 2010-03-18 | ダウ・コーニング・コーポレイション | 電子サイクロトロン共鳴による勾配付きバンドギャップを有する非晶質膜の蒸着 |
| WO2022004172A1 (ja) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置及び電子機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155180A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-04 | Mitsui Toatsu Chem Inc | シリコン光電変換素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63051991A patent/JP2675323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155180A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-04 | Mitsui Toatsu Chem Inc | シリコン光電変換素子の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508448A (ja) * | 2006-11-02 | 2010-03-18 | ダウ・コーニング・コーポレイション | 電子サイクロトロン共鳴による勾配付きバンドギャップを有する非晶質膜の蒸着 |
| WO2022004172A1 (ja) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置及び電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2675323B2 (ja) | 1997-11-12 |
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