JPH02379A - P-i-n type photovoltaic device - Google Patents

P-i-n type photovoltaic device

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JPH02379A
JPH02379A JP63215244A JP21524488A JPH02379A JP H02379 A JPH02379 A JP H02379A JP 63215244 A JP63215244 A JP 63215244A JP 21524488 A JP21524488 A JP 21524488A JP H02379 A JPH02379 A JP H02379A
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JP
Japan
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film
type
semiconductor layer
atoms
zn5e
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JP63215244A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Nakagawa
克己 中川
Masahiro Kanai
正博 金井
Shunichi Ishihara
俊一 石原
Kozo Arao
荒尾 浩三
Yasushi Fujioka
靖 藤岡
Akira Sakai
明 酒井
Tsutomu Murakami
勉 村上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a photovoltaic device having high photoelectric conversion efficiency by composing at least the I-type semiconductor layer of the photovoltaic device by the junctions of a P-type semiconductor layer, the I-type semiconductor layer and an N-type semiconductor of zinc atom, selenium atoms and at least hydrogen atoms. CONSTITUTION:An electrode 102, an N-type semiconductor layer 103, an I-type semiconductor layer 104, a P-type semiconductor layer 105, a transparent electrode 106 and a collecting electrode 107 are formed onto a supporter 101 in the order, thus shaping a photovoltaic device 100. At least the I-type semiconductor layer in these semiconductor layers consists of zinc atoms, selenium atoms and at least hydrogen atoms, the hydrogen atoms are contained in 1-4atomic% quantity, and the I-type semiconductor layer is constituted of a deposit film in which the rate of crystal grains per unit volume is brought to 65-85vol.%. Accordingly, photoelectric conversion efficiency having efficiency particularly higher to short wavelength light than a photovoltaic device using P-I-N junctions is acquired.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、民生機器用電源及び電力用の太陽電池として
好適な、改善された光起電力素子に関する。より詳細に
は本発明は、pin接合を用いた、特に短波長光に対し
て高効率の光電変換効率を有する前記光起電力素子に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to an improved photovoltaic device suitable as a power source for consumer equipment and a solar cell for electric power. More specifically, the present invention relates to the photovoltaic element using a pin junction and having high photoelectric conversion efficiency, particularly for short wavelength light.

[従来技術の説明] 従来、民生機器用の電源、太陽電池等の光起電力素子と
して、シリコン(Si)や、ヒ化ガリウム(GaAs)
等の単結晶基板中に不純物をイオン打ち込み又は熱拡散
させて形成するか、あるいはそうした単結晶基板に不純
物をドープした層をエピタキシャル成長させて形成した
pin接合を利用した光起電力素子が提案されている。
[Description of Prior Art] Conventionally, silicon (Si) and gallium arsenide (GaAs) have been used as power supplies for consumer devices, photovoltaic elements such as solar cells, etc.
Photovoltaic devices have been proposed that utilize pin junctions, which are formed by ion implantation or thermal diffusion of impurities into single crystal substrates, such as, or by epitaxial growth of layers doped with impurities on such single crystal substrates. There is.

しかしながら、これらの素子については、基板として上
述のような単結晶基板を用いていることから、その製造
コストはいきおい高くなり、その低減は困難であり、民
生機器用の電源、あるいは、太陽電池として広く普及す
るには至っていないのが実状である。
However, since these devices use single-crystal substrates as described above, their manufacturing costs are extremely high, and it is difficult to reduce them. The reality is that it has not yet become widespread.

ところで、近年、非単結晶基板としてのガラス、金属、
セラミックス、合成樹脂等の安価な材質の基板上に、グ
ロー放電分解法によりアモルファスシリコン(以下、r
A−SiJと称す、)堆積膜を形成してなるpin接合
を利用した光起電力素子が提案されていて、それなりに
満足のいくものであって、低コストであることから、電
卓、腕時計等の限られた民生機器用の電源として使用さ
れてきている。
By the way, in recent years, glass, metal,
Amorphous silicon (hereinafter referred to as r
A photovoltaic device using a pin junction formed by forming a deposited film (called A-SiJ) has been proposed, and because it is reasonably satisfactory and low cost, it is widely used in calculators, wristwatches, etc. It has been used as a power source for a limited number of consumer devices.

しかしながら、そうした光起電力素子は、それを構成す
るA−Silliのバンドギャップが1.7 eV程度
であって充分に大きいものではないため、出力電圧が低
く、また、特に蛍光灯のように短波長光の割合が多い光
源に対しては、充分な光電変換効率が得られないという
問題を有している。このため、民生機器への応用も、消
費電力の極めて小さい機器に限られてしまう、更に、A
−3i膜は、強い光を照射し続けると充電特性が劣化す
る、いわゆる5taebler−Wronski効果と
呼ばれる性質を有している場合が少なくない、こうした
ことから上述の光起電力素子は、長期にわたって安定し
た特性を維持することが要求される電力用の太陽電池と
しては実用に値しないものである。
However, such photovoltaic devices have a low output voltage because the bandgap of the A-Silli that makes up the photovoltaic device is around 1.7 eV, which is not sufficiently large. There is a problem in that sufficient photoelectric conversion efficiency cannot be obtained for a light source with a large proportion of wavelength light. For this reason, application to consumer devices is limited to devices with extremely low power consumption.
-3i films often have a property called the so-called 5taebler-Wronski effect, in which charging characteristics deteriorate when continuously irradiated with strong light.For this reason, the above-mentioned photovoltaic elements are stable over long periods of time. This is not of practical use as a power solar cell that is required to maintain such characteristics.

なお、特に光起電力素子を用いた電力用の太陽電池の設
計にあたっては、太陽光を有効に光電変換することが重
要であり、殊に広いスペクトル分布を有する太陽光を可
能な限り広い波長範囲で光電変換できる層構成とするこ
とが重要である。
In particular, when designing solar cells for power generation using photovoltaic elements, it is important to effectively convert sunlight into electricity, and in particular convert sunlight with a wide spectral distribution into as wide a wavelength range as possible It is important to have a layer structure that allows photoelectric conversion.

因に、エネルギーバンドギャップの小さい半導体材料に
よって光起電力素子を形成した場合には、膜によって吸
収される光の波長領域は短波長側から長波長側まで広い
範囲に広がるが、実際に光電変換されて取り出されるエ
ネルギー量は、用いた半導体材料のエネルギーバンドギ
ャップによって決定される為、長波長成分が光電変換に
寄与するのみで短波長光成分の持つエネルギーは有効に
充電変換に利用されない。
Incidentally, when a photovoltaic element is formed using a semiconductor material with a small energy band gap, the wavelength range of light absorbed by the film expands over a wide range from the short wavelength side to the long wavelength side. Since the amount of energy extracted is determined by the energy bandgap of the semiconductor material used, the long wavelength component only contributes to photoelectric conversion, and the energy of the short wavelength light component is not effectively used for charging conversion.

一方、エネルギーバンドギャップの大きな半導体材料に
よって光起電力素子を形成した場合には、膜によって吸
収され光電変換に寄与する太陽光の波長成分は、用いた
半導体材料のエネルギーバンドギャップ以上のエネルギ
ーを持つ短波長光成分であって、長波長光成分は充電変
換されるに至らない。
On the other hand, when a photovoltaic element is formed using a semiconductor material with a large energy bandgap, the wavelength component of sunlight that is absorbed by the film and contributes to photoelectric conversion has energy greater than the energy bandgap of the semiconductor material used. The short wavelength light component and the long wavelength light component are not charged and converted.

また、光起電力素子として外部へ取り出される最大の電
圧、即ち、開放端電圧(Voc)は接合される半導体材
料のエネルギーバンドギャップの値で決定され、高いV
ocを得るにはバンドギャップの大きい半導体材料が有
効である。
In addition, the maximum voltage taken out to the outside as a photovoltaic element, that is, the open circuit voltage (Voc) is determined by the energy band gap value of the semiconductor material to be bonded, and a high voltage
A semiconductor material with a large band gap is effective in obtaining oc.

従って、唯一の半導体材料をもって光起電力素子を形成
し、太陽電池として所望の光電変換が行える様に試みて
も、その光電変換効率にはおのずと限界がある。
Therefore, even if a photovoltaic element is formed using only one semiconductor material and an attempt is made to perform the desired photoelectric conversion as a solar cell, there is naturally a limit to the photoelectric conversion efficiency.

こうしたことから、異なるエネルギーバンドギャップを
有する複数の半導体材料を用いて、複数の光起電力素子
を形成し、各エネルギーバンドギャップを有する半導体
材料で形成される光起電力素子にて光電変換させる波長
領域を分けることにより太陽光の光電変換効率を向上さ
せる方法の提案がある。
For this reason, a plurality of photovoltaic elements are formed using a plurality of semiconductor materials having different energy band gaps, and wavelengths to be photoelectrically converted by the photovoltaic elements formed of semiconductor materials having each energy band gap. There is a proposal for a method to improve the photoelectric conversion efficiency of sunlight by dividing the area.

しかしながら、該提案からする太陽電池の層構成は、複
数の光起電力素子を積層したいわゆる電気的に直列な構
造のものであるため、個々の光起電力素子の特性が良(
なければ全体として高い光電変換効率の得られないもの
である。
However, since the layer structure of the solar cell proposed in this proposal is a so-called electrically series structure in which a plurality of photovoltaic elements are stacked, the characteristics of the individual photovoltaic elements are good (
Otherwise, high photoelectric conversion efficiency cannot be obtained as a whole.

そして、バンドギャップが大きく高いVocが得られ、
且つ上述した複数の光起電力素子を積層した場合の光入
射側の光起電力素子として十分な特性を有するものは未
だ実現されていないのが実状である。
Then, a high Voc with a large band gap is obtained,
In addition, the actual situation is that a photovoltaic element having sufficient characteristics as a photovoltaic element on the light incident side when a plurality of the above-mentioned photovoltaic elements are stacked has not yet been realized.

方、バンドギャップの広い直接遷移型半導体として、Z
n5e (バンドギャップ: 2.67aV)やZnT
e (バンドギャップ−2,2BeV)あるいはこれら
の混晶であるZ n S e l−X T e x  
(但し、0<x<1)が提案されていて評価されている
On the other hand, as a direct transition semiconductor with a wide bandgap, Z
n5e (band gap: 2.67aV) and ZnT
e (bandgap -2.2BeV) or their mixed crystal ZnSel-XTex
(However, 0<x<1) has been proposed and evaluated.

ところがこうした直接遷移型半導体の膜は一般的には単
結晶基板上にエピタキシャル成長させることにより得ら
れるものであり、as−grownの膜は例えばZn5
eはn型の伝導型を示し、ZnTeはp型の伝導型を示
すが、いずれも反対の伝導型に制御することは困難とさ
れている。さらに、エピタキシャル成長のためには高価
な単結晶基板を用いる必要があることの他、基板温度も
高温を要し、また堆積速度も遅い、こうしたことから、
安価なガラス、合成樹脂等の耐熱性の低い材質のものを
基板として使用することはかなわず、実用化の面におい
て幾多の問題が存在し、そうした基板を使用して成膜で
きたところで、そうした膜は用途について極めて限定さ
れたものになってしまう。もっとも、前述の直接遷移型
半導体の膜をガラス、金属、セラミックス、合成樹脂等
の非単結晶基板上に堆積させる試みがなされてはいるも
のの、得られる堆積膜は、膜中に各種の欠陥を含むもの
になってしまい、電気的特性の良好な薄膜は得られず、
従ってドーピングにより伝導型をIil制御することは
極めて困難であり、電気的特性の良好な薄膜を得るのは
困難である。
However, such direct transition semiconductor films are generally obtained by epitaxial growth on single crystal substrates, and as-grown films are made of, for example, Zn5.
e indicates an n-type conductivity type, and ZnTe indicates a p-type conductivity type, but it is considered difficult to control both to the opposite conductivity type. Furthermore, epitaxial growth requires the use of expensive single crystal substrates, high substrate temperatures, and slow deposition rates.
It is impossible to use materials with low heat resistance such as inexpensive glass or synthetic resins as substrates, and there are many problems in terms of practical application. The membrane becomes extremely limited in its uses. However, although attempts have been made to deposit the above-mentioned direct transition semiconductor films on non-single crystal substrates such as glass, metals, ceramics, and synthetic resins, the resulting deposited films have various defects in them. As a result, a thin film with good electrical properties cannot be obtained.
Therefore, it is extremely difficult to control the conductivity type by doping, and it is difficult to obtain a thin film with good electrical characteristics.

ところで、Zn、Ss元素で構成されるアモルファス(
非晶質)膜に関しての提案は、公知文献にみることがで
きる。それらの文献としては、米国特許第4,217.
374号明細書(以下、「文献1」という、)、米国特
許第4,226゜898号明細書(以下、「文献2」と
いう、)等がある。またz′nSe化合物に関するもの
として、特開昭61−189649号公報(以下、「文
献3」という、)、及び特開昭61−189650号公
報(以下、「文献4」という。)等がある。
By the way, amorphous (
Suggestions regarding amorphous (amorphous) films can be found in the known literature. These documents include U.S. Pat. No. 4,217.
No. 374 (hereinafter referred to as "Document 1"), US Pat. Regarding z'nSe compounds, there are JP-A-61-189649 (hereinafter referred to as "Document 3") and JP-A-61-189650 (hereinafter referred to as "Document 4"). .

ところが文献1は、セレン(Se)、あるいは更にテレ
ル(Te)、亜鉛(Zn)、水素(H)及びリチウム(
Ll)を含有するアモルファス半導体膜について言及し
てはいるものの、主体は、アモルファスSe半導体膜あ
るいはアモルファスTe半導体膜にあり、ZnはLi、
Hと同列の添加物にすぎない、そして、Zn、LLにつ
いては、Hの場合と同様で、膜の固有・の性質を変える
ことなくエネルギーギャップ中の局在準位密度を減少せ
しめるためのものである旨記載している。
However, Document 1 describes the use of selenium (Se), or even terel (Te), zinc (Zn), hydrogen (H), and lithium (
Although it mentions an amorphous semiconductor film containing Ll), the main component is an amorphous Se semiconductor film or an amorphous Te semiconductor film, and Zn contains Li,
Zn and LL are just additives on the same level as H, and are used to reduce the local level density in the energy gap without changing the inherent properties of the film. It states that.

要するに、文献1においてのアモルファスSeあるいは
アモルファスTe中へのZnの添加は、積極的にZn5
e化合物を形成することを意図したものではない、因に
、文献1は、Zn5e化合物、ZnTe化合物、Zn5
el−、Ta、化合物、Zn5e結晶粒、ZnTe結晶
粒、Zn5e、−、Te、結晶粒の形成について言及す
るところは全くない。また、Liの添加についても、そ
れがドーパントとして添加されるものではない。
In short, the addition of Zn to amorphous Se or amorphous Te in Document 1 actively
However, Document 1 is not intended to form Zn5e compounds, ZnTe compounds, Zn5
There is no mention of the formation of el-, Ta, compounds, Zn5e crystal grains, ZnTe crystal grains, Zn5e,-, Te, crystal grains. Furthermore, regarding the addition of Li, it is not added as a dopant.

文献2には、Se、あるいは更にTe%Zn及びHを含
有するアモルファス半導体膜について記載するところは
あるものの、文献2の記載の主体は非晶′xSiに係わ
るものであり、Ss及びTeはそれと化合物を形成する
ものとして記載していて、Znは光導電性を増感する要
素及びアモルファス半導体膜のエネルギーギャップ中の
局在準位密度を減少させるためのものであるとしている
Although Document 2 describes an amorphous semiconductor film containing Se or further Te%Zn and H, the main content of Document 2 is related to amorphous 'xSi, and Ss and Te are not included. It is described as forming a compound, and Zn is said to be an element for sensitizing photoconductivity and for reducing the local level density in the energy gap of an amorphous semiconductor film.

即ち、Zn、Se及びTeの添加は、Zn5e化合物、
ZnTe化合物、Z n S e I+x’ T e 
、化合物を形成するためではない、因に、文献2には、
Zn5e化合物、ZnTe化合物、Z n S e 、
−IITe、化合・物、znSe結晶粒、Z n’ T
 e結晶粒、Z n S e l−w T am結晶粒
の形成について言及するところは全くない。
That is, the addition of Zn, Se and Te results in a Zn5e compound,
ZnTe compound, Zn S e I+x' T e
, not for forming a compound. Incidentally, in document 2,
Zn5e compound, ZnTe compound, ZnS e,
-IITe, compound/substance, znSe crystal grain, Z n' T
There is no mention of the formation of e grains or ZnS e l-w Tam grains.

文献3及び文献4は、HR−CVD法 ()lydrogen Radlcal As5lst
ed CVD Method)によりZn5ellを堆
積形成するにあたって、膜堆積速度を高めて該膜の生産
性の飛躍的向上をはかるという内容のものであり、ノン
ドープのZn5eで構成された堆積膜についての開示に
とどまっている。
Documents 3 and 4 are based on the HR-CVD method () lydrogen Radlcal As5lst.
The content of this document is to dramatically improve the productivity of the film by increasing the film deposition rate when depositing Zn5ell using the ed CVD Method, and does not merely disclose a deposited film composed of non-doped Zn5e. ing.

このような背景にあって、特に、短波長光に対して高効
率の充電変換効率が得られて民生機器用の電源−もとよ
り電力用の太陽電池として実用に供し得る安価な光起電
力素子の早期提供が社会的要求としである。
Against this background, there is a particular need for inexpensive photovoltaic elements that can achieve high charging conversion efficiency for short wavelength light and can be put to practical use not only as power sources for consumer devices but also as solar cells for electric power. Early provision is a social demand.

[発明の目的] 本発明は、太陽電池に代表される機器に用いられる光起
電力素子に係る上述の従来の問題を解決し、上述の社会
的要求を満たす、好適な光起電力素子の提供を目的とす
るものである。
[Object of the Invention] The present invention solves the above-mentioned conventional problems related to photovoltaic devices used in devices such as solar cells, and provides a suitable photovoltaic device that satisfies the above-mentioned social demands. The purpose is to

すなわち、本発明の目的は、pin接合を用いたものに
して、特に短波長光に対して高効率の光電変換効率が得
られる、太陽電池に代表される機器に好適に使用できる
光起電力素子を提供することにある。
That is, an object of the present invention is to provide a photovoltaic element that uses a pin junction, can obtain high photoelectric conversion efficiency particularly for short wavelength light, and can be suitably used in equipment such as solar cells. Our goal is to provide the following.

本発明の目的は、非単結晶基板としてのガラス、金属、
セラミックス、合成樹脂等の安価な材質の基板上に堆積
形成した場合であっても、またそうした基板上に形成さ
れたある種の膜上であっても良好なpin接合を形成し
得る機能性堆積膜を用いた太陽電池に代表される機器に
好適に使用できる光起電力素子を提供することにある。
The object of the present invention is to use glass, metal, and
Functional deposits that can form good pin-to-pin connections even when deposited on substrates made of inexpensive materials such as ceramics and synthetic resins, and even on certain types of films formed on such substrates. The object of the present invention is to provide a photovoltaic element that can be suitably used in devices such as solar cells using membranes.

[発明の構成・効果] 本発明者らは、まず太陽電池等用の光起電力素子の作成
に用いられる。Zn5e膜およびバンドギャップ2.2
ev〜2.4evのZnS、el−IITe、膜につい
ての従来の諸問題を克服し、さらに上述の本発明の目的
を達成すべく鋭意研究を重ね、Zn5e膜およびZn5
e+−xTexliについて、それに水素原子の特定量
を含有せしめ、且つ単位体積当りの結晶粒の割合を所定
値にコントロールした堆積膜(即ち、Zn5e:HHお
よびZn5et−、Tax  : Hllりを作成した
ところ、該堆積膜は、ガラス、金属、セラミックス、合
成樹脂等の基板であっても、その表面に所望の状態で堆
積し、該Zn5e:H1liおよび該Zn5e+−,T
e1l : H膜は、膜中の欠陥が極めて少なく、そし
て、p型のドーピング剤(ドーパント)を所望状態に導
入することができてドーピング効率が高く、良好なp型
の伝導型を有する非単結晶質の膜を与える知見を、下達
する実験結果から得た。勿論、本発明に係わる非単結晶
質の膜は、n型の伝導型の膜としてもドーピング効率が
高く、良好な膜買と特性を有するものを得ることが出来
る。
[Configuration and Effects of the Invention] The present inventors first used the present invention to create a photovoltaic element for a solar cell or the like. Zn5e film and bandgap 2.2
In order to overcome the conventional problems with ZnS, el-IITe, and films of ev~2.4ev, and to further achieve the above-mentioned purpose of the present invention, we have conducted extensive research to develop Zn5e films and Zn5
For e+-xTexli, deposited films containing a specific amount of hydrogen atoms and controlling the ratio of crystal grains per unit volume to a predetermined value (i.e., Zn5e: HH and Zn5et-, Tax: Hll) were created. , the deposited film is deposited in a desired state on the surface of the substrate, such as glass, metal, ceramics, synthetic resin, etc., and the Zn5e:H1li and the Zn5e+-,T
e1l: H film has extremely few defects in the film, can introduce a p-type dopant into a desired state, has high doping efficiency, and is a non-single film with good p-type conductivity. The knowledge that yields a crystalline film was obtained from the experimental results presented below. Of course, the non-single-crystalline film according to the present invention can also be used as an n-type conductive film with high doping efficiency and good film strength and characteristics.

本発明は、該知見に基いて本発明者らが更なる研究を行
い、前記の非単結晶質の膜が優れた特性を有し、該膜を
pin接合の素子に使用する場合、該素子を所望の光起
電力を発生するものにする知見を事実として得て完成す
るに至ったものである。
Based on this knowledge, the present inventors conducted further research, and found that the non-single-crystalline film has excellent properties, and when the film is used in a pin junction device, the device This work was completed after obtaining the knowledge to generate the desired photovoltaic force.

然るに本発明の骨子は、下記の光起電力素子にある。す
なわち、(1)p型半導体層とl型半導体層とn型半導
体層との接合により光起電力を発生する光起電力素子で
あって、前記半導体層の中、少なくともl型半導体層が
、亜鉛原子とセレン原子と少くとも水素原子とで構成さ
れ、前記水素原子が1乃至4 atomic%の量含有
され、単位体積当りの結晶粒の割合が65乃至85容量
%である堆積膜により構成されたものであることを特徴
とするpin型光起電力素子、(2)該l型半導体層と
ともにp型半導体層および/またはn型半導体層が、亜
鉛原子とセレン原子と少なくとも水素原子とで構成さて
いてp型又はn型のドーピング剤を含有し、前記水素原
子が1乃至4 atoIIic%の量含有され、単位体
積当りの結晶粒の割合が65乃至85容量%である堆積
膜により構成されたものであるpin型光起電力素子、
(3)前記p型ドーピング剤が周期律表第1族又は第V
族の元素であるpin型光起電力素子、そして(4)前
記p型ドーピング剤がリチウム原子であるpin型光起
電力素子にある。 (5)  p警手導′体層とl型半
導体層とn型半導体層との接合により光起電力を発生す
る光起電力素子であって、前記半導体層の中、少なくと
もl型半導体層が、亜鉛原子とセレン原子とテルル原子
と少なくとも水素原子とで構成されて、前記セレン原子
とテルル原子の量比が原子数比で1対9乃至3対7の範
囲にあり前記水素原子が1及至4 atomic%の量
含有され、単位体積当りの結晶粒の割合が65乃至85
容量%である堆積膜により構成されたものであることを
特徴とするpin型光起電力素子、(6)l型半導体層
とともにp型半導体層及び/または、n型半導体層が亜
鉛原子とセレン原子とテルル原子と少なくとも水素原子
とで構成されていてp型又はn型のドーピング剤を含有
し、前記セレン原子とテルル原子の量比が、原子数比で
1対9乃至3対7の範囲にあり前記水素原子が1乃至4
  atomic%の量含有され、単位体積当りの結晶
粒の割合が65乃至85容量%である堆積膜により構成
されたpin型光起電力素子、(7)そのp型ドーピン
グ剤が周期律表第1族又は第V族の元素であるpin型
光起電力素子そして(8)そのp型ドーピング剤がリチ
ウム原子であるpin型光起電力素子にある。
However, the gist of the present invention lies in the following photovoltaic device. That is, (1) a photovoltaic element that generates photovoltaic force by junction of a p-type semiconductor layer, an l-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer, in which at least the l-type semiconductor layer among the semiconductor layers is A deposited film composed of zinc atoms, selenium atoms, and at least hydrogen atoms, in which the hydrogen atoms are contained in an amount of 1 to 4 atomic%, and the ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85% by volume. (2) a p-type semiconductor layer and/or an n-type semiconductor layer as well as the l-type semiconductor layer are composed of zinc atoms, selenium atoms, and at least hydrogen atoms; The deposited film contains a p-type or n-type doping agent, contains hydrogen atoms in an amount of 1 to 4 atoIIic%, and has a crystal grain ratio of 65 to 85% by volume per unit volume. pin type photovoltaic device,
(3) The p-type doping agent is Group 1 or V of the periodic table.
and (4) a pin-type photovoltaic device in which the p-type doping agent is a lithium atom. (5) A photovoltaic element that generates photovoltaic force by joining a p-type conductor layer, an l-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer, in which at least the l-type semiconductor layer is , is composed of a zinc atom, a selenium atom, a tellurium atom, and at least a hydrogen atom, wherein the quantitative ratio of the selenium atom to the tellurium atom is in the range of 1:9 to 3:7 in terms of atomic ratio, and the hydrogen atom is 1 to 3:7. 4 atomic%, and the ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85.
(6) A pin-type photovoltaic device comprising a deposited film having a volume of It is composed of an atom, a tellurium atom, and at least a hydrogen atom, and contains a p-type or n-type doping agent, and the quantitative ratio of the selenium atom to the tellurium atom is in the range of 1:9 to 3:7 in terms of atomic ratio. and the hydrogen atoms are 1 to 4
atomic%, and the ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85% by volume. and (8) a pin photovoltaic device whose p-type doping agent is a lithium atom.

本発明者らの行なった上述の実験について以下に詳述す
る。
The above-mentioned experiments conducted by the present inventors will be described in detail below.

[実験] 抜刀 (11区l]口!1 (i)基板として、厚さ0. 5t+*、  11nc
hφサイズの円形の低抵抗(抵抗率ρ−10−IΩcm
程度)のp型のSt−単結晶ウニバー上に、該ウェハー
を熱酸化法により1000℃の02ガス気流中で熱酸化
処理して約5000人のS i 02 tllを形成せ
しめたもの及び2.5cm角のサイズの石英ガラス基板
を用意した。
[Experiment] Uncut sword (11th section) Mouth!1 (i) As a substrate, thickness 0.5t+*, 11nc
hφ size circular low resistance (resistivity ρ-10-IΩcm
2. The wafer was thermally oxidized in a 02 gas flow at 1000° C. to form about 5000 S i 02 tll on a p-type St single crystal univer of 2. A quartz glass substrate with a size of 5 cm square was prepared.

(it)つぎに、前記二種の基板を同時に第2図に示す
公知の装置の基板ホルダー202の所定位置に並列させ
てセットし、第1表に示す成膜条件で該基板上にZn5
e:Htliを形成して試料No、1〜1271び試料
No、1’〜12’ を作製した。
(it) Next, the above two types of substrates are simultaneously set in parallel at predetermined positions of the substrate holder 202 of the known device shown in FIG.
e: Htli was formed to prepare samples Nos. 1 to 1271 and samples Nos. 1' to 12'.

第1表 (+ii)ついで、Siウェハー上の試料No、1〜1
2を半分に切断し、一方の切断部分のそれぞれについて
、TEM (透過電子顕微鏡)のホルダーに合わせて5
Ilffi角のサイズに切断し、切断片を、1+nm厚
で50mmX50mmのサイズのガラスの板面に堆積膜
側を接面させて該堆積膜側の部分が前記ガラス板の他面
側から見えるようにワックスを用いて固定した。
Table 1 (+ii) Then, sample No. 1 to 1 on Si wafer
Cut 2 in half, and place each cut into 5 pieces to fit into the holder of a TEM (transmission electron microscope).
Cut into a size of Ilffi angle, and place the cut piece with the deposited film side in contact with the surface of a glass plate of size 50 mm x 50 mm with a thickness of 1 + nm so that the part on the deposited film side can be seen from the other side of the glass plate. Fixed using wax.

(iV)その後、H’F、HNO3、CH3C0OH及
び水との混合溶液であって、就中のHFの濃度を水で調
節したものを用意し、前記(i i i)で調製した試
料を、前記混合溶液により、St−単結晶ウェハーから
なる露出部分をエツチング処理した。その際、エツチン
グ速度は、前記混合溶液中のHFの濃度を変えることに
よりコントロールした。
(iV) Then, a mixed solution of H'F, HNO3, CH3C0OH and water, in which the concentration of HF was adjusted with water, was prepared, and the sample prepared in (ii) was mixed with The exposed portion of the St-single crystal wafer was etched using the mixed solution. At that time, the etching rate was controlled by changing the concentration of HF in the mixed solution.

前記エツチング処理は、堆積膜側より光を当ててその透
過光の様子を観察し、si−単結晶ウェハ一部分が完全
にエツチング除去されたところで終了した。
The etching process was completed when a portion of the Si-single crystal wafer was completely etched away by applying light from the deposited film side and observing the state of the transmitted light.

(V)かくして、エツチング処理の終えた試料について
、ワックスを有機溶剤(トルエン)で溶去し、堆積膜部
分をガラス板より外し、水洗して風乾し、5to211
i上のZn5e:Haからなる被検試料を得た。
(V) After etching the sample, the wax was dissolved away using an organic solvent (toluene), the deposited film was removed from the glass plate, washed with water and air-dried.
A test sample consisting of Zn5e:Ha on i was obtained.

(2)前記(1)で  した  試 についての測前記
(1)で作製したSlウェハー上の試料No、1〜12
についての各被検試料をTEM (加速電圧:200k
eV)のサンプルホルダーに固定し、透過像を形成し、
その観察を行った。得られた透過像にはZn5e:Hl
llに結晶粒領域が存在するところには格子の乱れの非
常に少ない格子像が見られた。さらに、この格子像はZ
n5e:Hlliiのすべての部分に均一に分布してい
た。
(2) Measurement of the test conducted in (1) above Sample Nos. 1 to 12 on the Sl wafer prepared in (1) above
Each test sample was subjected to TEM (acceleration voltage: 200k
eV) to form a transmission image,
I made that observation. The obtained transmission image contains Zn5e:Hl
A lattice image with very little lattice disorder was observed where a crystal grain region existed in ll. Furthermore, this lattice image is Z
n5e: uniformly distributed in all parts of Hllii.

該格子像に基いて、被検試料の一定面積当りに、どの位
の結晶粒領域の存在が見られるかを測定し、堆積膜につ
いての結晶粒領域の割合を容量%(Vol、%)で算定
して評価した。
Based on the lattice image, measure how many crystal grain regions are present per certain area of the test sample, and calculate the ratio of crystal grain regions in the deposited film in volume % (Vol, %). Calculated and evaluated.

なお、その際、確認のため、X線回折を用いて結晶粒の
方位、結晶粒領域部分の大きさを測定し、それらの測定
結果も参考にした。
At this time, for confirmation, the orientation of the crystal grains and the size of the crystal grain region were measured using X-ray diffraction, and these measurement results were also referred to.

(31III中のH量の測 (1)前記(1) −(+1で、石英基板上に作成した
試料No、1’〜12′の試料を半分に切断し、それぞ
れの試料を真空チャンバーにいれ、室温より1000℃
まで加熱し、試料から放出される水素原子の(H)量を
質量分析計で定量した。標準試料として、Hを全く含ま
ない条件で作製した試料に既定量のHをイオン打ち込み
した試料を用いた。
(Measurement of the amount of H in 31III (1) (1) - (+1) Cut the samples No. 1' to 12' prepared on the quartz substrate in half, and put each sample in a vacuum chamber. , 1000℃ from room temperature
The amount of hydrogen atoms (H) released from the sample was determined using a mass spectrometer. As a standard sample, a sample was used in which a predetermined amount of H was ion-implanted into a sample prepared under conditions that did not contain any H.

(百)また、前記TEM111察用の試料No、1〜1
2を用いて、X線マイクロアナライザー(島津製作所製
、以下、“X M A ” と略称する。)により、各
試料について堆積膜中のZn原子とSe原子の分布状態
及び元素組成分析を行った。その測定結果は第2表に示
すとおりであった。
(100) Also, sample No. 1 to 1 for TEM111 observation
2, the distribution state and elemental composition of Zn atoms and Se atoms in the deposited film were analyzed for each sample using an X-ray microanalyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, hereinafter abbreviated as "XMA"). . The measurement results were as shown in Table 2.

以上の測定結果からして、試料No、1〜12のすべて
について、堆積膜中においてZn原子とSe原子が均一
に分布していて、Zn原子とSe原子の組成比;Zn:
Seは、はぼ1:1であって化学量論的な関係を満足し
ていることがわがった。
Judging from the above measurement results, for all samples No. 1 to 12, Zn atoms and Se atoms are uniformly distributed in the deposited film, and the composition ratio of Zn atoms and Se atoms;
It was found that the ratio of Se was approximately 1:1 and satisfied the stoichiometric relationship.

第2表 (4)仇玉 前記(2)及び(3)における測定結果を第5図にまと
めて示した。第5図に示す結果から、Zn5e:Hll
l中の水素原子(H)の含有量(atomic%)が増
加するにつれて該膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割
合が減少し、膜中の水素原子含有量が0 、 1 at
omic%乃至10 atomic%の範囲においては
、膜中の結晶粒領域の単位体積当りの割合は、90容量
%乃至40容量%の範囲であることが判った。
Table 2 (4) Gai Yu The measurement results in (2) and (3) above are summarized in FIG. From the results shown in Figure 5, Zn5e:Hll
As the content (atomic%) of hydrogen atoms (H) in l increases, the ratio of crystal grain area per unit volume in the film decreases, and the hydrogen atom content in the film decreases to 0, 1 at.
It has been found that in the range of omic% to 10 atomic%, the ratio of grain regions in the film per unit volume is in the range of 90% to 40% by volume.

また、前記(1)の試料の作製において、H,ガス流量
を0.05secm以下にした場合、形成される堆積膜
は大部分がZnで構成される膜になってしまい、またH
2ガス流量が251m以上の場合、堆積膜の形成がなさ
れなかった。
In addition, in preparing the sample in (1) above, if the H gas flow rate is set to 0.05 sec or less, the deposited film formed will be a film composed mostly of Zn, and the H gas flow rate will be 0.05 sec or less.
When the flow rate of the two gases was 251 m or more, no deposited film was formed.

前記A −(1)−(目)において石英基板上に成膜し
た残りの半分の試料No、1’〜12′のそれぞれにつ
いて、Allのくし形電極を蒸着し、膜の暗導電率を測
定し、その結果を第6図にまとめて示した。第6図の結
果から、電気伝導率aのAMI照射照射光1問 0。に対して、8時間後の値σの比Δσ鴛σ/σ。でみ
た場合の暗導電率の変化の割合は、膜中の水素原子(H
)の含有量が、8 atomic%のところより急激に
多くなることが判り、また、4atomic%以下では
、光照射による特性の変化がほとんどないことが判った
For each of the remaining half samples No. 1' to 12' that were formed on the quartz substrate in A-(1)-(th) above, interdigitated All electrodes were deposited and the dark conductivity of the film was measured. The results are summarized in Figure 6. From the results in Figure 6, AMI irradiation light 1 question with electrical conductivity a is 0. , the ratio of the value σ after 8 hours is Δσ雛σ/σ. The rate of change in dark conductivity in terms of
) was found to increase rapidly from 8 atomic%, and it was also found that at 4 atomic% or less, there was almost no change in properties due to light irradiation.

つぎに、前記A− (1)−(14)において、Sl−
ウェハー上に形成したs t o. +111上に成膜
したZn5e:Hlllの残りの半分の試料No.1〜
12のそれぞれについて、AILの半透明膜を蒸着し、
AIL−5 i−ウェハー間にA1が負になるようなパ
ルス電圧を印加した状態で、1 n5ec程度のUV光
の光パルスを照射しタイムオフフライト法で、正孔(ホ
ール)のドリフト・モビリティを測定したところ、第7
図の様な依存性についての結果が得られた。
Next, in A-(1)-(14), Sl-
The sto. formed on the wafer. The remaining half of sample No. 1~
For each of 12, a translucent film of AIL was deposited,
AIL-5 While a pulse voltage that makes A1 negative is applied between the i-wafers, a light pulse of UV light of about 1 n5 ec is irradiated and the drift mobility of holes is measured using the time-off flight method. When we measured the 7th
The dependence results shown in the figure were obtained.

第7図の結果から、膜中の水素原子含有量が0 、  
5 ato+*ic%未満ではホールのドリフト・モビ
リティは極めて小さい値であり、膜中の水素原子含有量
が1 stomic%から8 atoa+lc%の範囲
では、大きな値が得られることが判かった.また、膜中
の水素原子含有量が、8 atomic%以上では徐々
にではあるが、ドリフト・モビリティの値は減少するこ
とが判った。
From the results shown in Figure 7, it can be seen that the hydrogen atom content in the film is 0,
It was found that the hole drift mobility is an extremely small value below 5 ato+*ic%, and a large value is obtained when the hydrogen atom content in the film is in the range of 1 stomic% to 8 atoa+lc%. It was also found that when the hydrogen atom content in the film was 8 atomic % or more, the value of drift mobility decreased, albeit gradually.

以上の結果から、膜中の水素原子含有量は、光照射に対
する特性変化の面からは、8 atosIc%以下、好
ましくは4 atomic%以下であり、ホールの走行
性の面からは、0 、 5 atomic%以上、好ま
しくは1 5toa+Ic%以上であることがそれぞれ
判明した。
From the above results, the hydrogen atom content in the film is 8 atomic % or less, preferably 4 atomic % or less, from the viewpoint of property changes due to light irradiation, and from the viewpoint of hole mobility, it is 0.5 atomic % or less. atomic% or more, preferably 15toa+Ic% or more.

以上判明した事実を第5図の膜中の水素原子含有量と単
位体積当りの結晶粒領域の割合に徴して検討したところ
、Zn5e : Hで構成される膜中の、水素原子(H
)の含有量が1〜4 atomic%の範囲のものは、
単位体積当りの結晶粒領域の割合が65〜85容量%の
範囲であることが判明した。
When we examined the above findings in terms of the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain area per unit volume in the film shown in Figure 5, we found that hydrogen atoms (H
) with a content in the range of 1 to 4 atomic%,
The proportion of grain area per unit volume was found to be in the range of 65-85% by volume.

こうしたことから、Zn5e:Hで構成される膜の電気
的特性は、膜中の水素原子(H)の含有量及び膜中の単
位体積当りの結晶粒領域の割合により左右されることが
判り、該膜が例えば太陽電池等のデバイスに好適に適用
し得る電気的特性を与えるものとして成立するためには
、膜中の水素原子(H)の含有量が1 atomic%
〜4 atomic%であること及び膜中の単位体積当
りの結晶粒領域の割合が65容量%〜85容量%の範囲
にあることの両要件を満足する必要があることが判った
From these results, it has been found that the electrical properties of a film composed of Zn5e:H are influenced by the content of hydrogen atoms (H) in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume in the film. In order for the film to have electrical properties that can be suitably applied to devices such as solar cells, the hydrogen atom (H) content in the film must be 1 atomic%.
It has been found that it is necessary to satisfy both the requirements that the film be 4 atomic % and that the ratio of the crystal grain area per unit volume in the film be in the range of 65 vol % to 85 vol %.

(1)前記Aにおける第1表の成膜条件の原料ガス(A
)にLiC5Hフを1.O x 1 0−1。mol/
min.で使用する条件を付加した以外は前記Aにおけ
ると同様にしてSt−単結晶ウェハー上に形成したs 
i 02 Ill上及び石英ガラス基板上にZn5e:
H:Li1llを形成せしめて、試料No、13〜24
及び試料No、13’ 〜24’をそれぞれ作製した。
(1) Raw material gas (A
) with LiC5H 1. O x 1 0-1. mol/
min. S formed on an St single crystal wafer in the same manner as in A above except that the conditions used in
Zn5e on i 02 Ill and on quartz glass substrate:
H: Forming Li1ll, Sample No. 13-24
and samples No. 13' to 24' were prepared, respectively.

(2)試料No、13’〜24′ (石英ガラス基板上
の堆積膜試料)のそれぞれについては、試料を半分に切
断し、切断した一方の試料部分の膜表面にA1のくし型
電極を真空蒸着法により蒸着させ、膜の暗導電率を測定
した。残りの切断部試料について、前記Aにおけると同
様の手法で膜中の水素原子含有量を測定した。
(2) For each of sample No. 13' to 24' (deposited film samples on quartz glass substrate), cut the sample in half, and place a comb-shaped electrode of A1 on the film surface of one of the cut sample parts under vacuum. It was deposited by a vapor deposition method, and the dark conductivity of the film was measured. Regarding the remaining cut sample, the hydrogen atom content in the film was measured in the same manner as in A above.

以上の測定結果を第8図にまとめて示した。The above measurement results are summarized in FIG.

なお、図中、白丸(0)は成膜後、室内光以上の強い光
の照射履歴のないまま測定したZn5e:H:Li1l
llの暗導電率の値を示し、黒丸(・)は、AM−1(
100mlll/c■2)を連続して8時間照射後に測
定℃たZn5e:H:Li膜の暗導電率の値を示す。
In the figure, the white circle (0) indicates Zn5e:H:Li1l, which was measured after film formation without any history of irradiation with light stronger than indoor light.
The dark conductivity of AM-1 (
The values of the dark conductivity of the Zn5e:H:Li film measured at °C after continuous 8-hour irradiation with 100ml/c2) are shown.

また前記のAj!−のくし型電極を蒸着させた試料のそ
れぞれについて、熱起電力測定より伝導の型を求めたと
ころ膜中のH含有量が0 、 25 ato+*lc%
より大きい試料においてはp型の伝導型を示した。ll
1lI中のH含有量が0 、08 atomlc%以下
の試料では弱いn型の伝導型を示した。
Also, the aforementioned Aj! - For each sample on which a comb-shaped electrode was deposited, the conduction type was determined by thermoelectromotive force measurement, and the H content in the film was 0.25 ato+*lc%.
Larger samples showed p-type conductivity. ll
Samples in which the H content in 11I was less than 0.08 atomlc% showed weak n-type conductivity.

(3)試料No、13〜24のそれぞれについて、前記
Aの場合と同様の手法で、膜中の単位体積当りの結晶粒
領域の割合を観察したところ、膜中の水素原子含有量と
膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割合との関係は、は
ぼドーピングしていない膜と同じ関係がみられ、第9図
の関係曲線が得られた。
(3) For each of samples No. 13 to 24, the ratio of crystal grain area per unit volume in the film was observed using the same method as in case A above, and it was found that the hydrogen atom content in the film and the The relationship with the ratio of crystal grain area per unit volume was the same as that of the non-doped film, and the relationship curve shown in FIG. 9 was obtained.

(4)第8図及び第9図の結果からするに、ドーピング
効率のよい膜には、15容量%以上の非結晶粒の領域が
含まれていることがわかる。すなわちドーピング効率の
よい膜には15容量%以上の非結晶粒の領域が必要であ
ることがわかる。
(4) From the results shown in FIGS. 8 and 9, it can be seen that a film with good doping efficiency contains a region of amorphous grains of 15% by volume or more. That is, it can be seen that a film with good doping efficiency requires a region of amorphous grains of 15% by volume or more.

すなわち、非結晶粒の部分が少ないと構造の柔軟性が不
十分となって、結晶粒間の界面の境界での構造緩和が十
分になされなくなり、その結果ダングリングボンド等の
欠陥が多くなってしまう。
In other words, if there are few amorphous grains, the flexibility of the structure will be insufficient, and the structure at the interface between grains will not be sufficiently relaxed, resulting in an increase in defects such as dangling bonds. Put it away.

そこにあってドーパントをドーピングすると、ドーパン
トは結晶粒界面に凝集するところとなり、結晶粒の内部
には入らず、膜中に導入されたとしても、所望の価電子
制御及び暗導電率の変位が行われなくなってしまう。
If a dopant is doped there, the dopant will aggregate at the grain interface, and will not enter the interior of the grain, and even if it is introduced into the film, the desired valence electron control and dark conductivity shift will not be achieved. It will no longer be done.

一方、ダングリングボンドが水素原子(H)でターミネ
ートされた15容量%若しくはそれ以上の割合で非結晶
粒が結晶粒界面若しくは結晶粒内に存在する場合には、
構造に柔軟性がもたらされ、結晶粒界での上述の欠陥が
減少するところとなる。こうしたことから、後述するよ
うに、ドーパントを添加した場合の暗導電率の変位、す
なわちドーピング効率は、非結晶粒の領域のない膜に比
べ格段に優れたものになる。なお、非結晶粒の領域が1
5容量%未満である膜の場合−構造の柔軟性が不十分で
あるため、基板から当該膜が剥離し易いものに、なって
しまう。
On the other hand, when dangling bonds are terminated with hydrogen atoms (H) and amorphous grains exist at a ratio of 15% by volume or more at grain boundaries or within grains,
Flexibility is provided in the structure, where the above-mentioned defects at grain boundaries are reduced. For this reason, as will be described later, the change in dark conductivity when a dopant is added, that is, the doping efficiency, is much better than that of a film without amorphous grain regions. Note that the area of amorphous grains is 1
In the case of a film having less than 5% by volume - the structure has insufficient flexibility, making it easy for the film to peel off from the substrate.

こうしたことからして、膜中に非結晶粒の領域が15容
量%以上の割合で存在することが必要であることが判っ
た。
From these facts, it has been found that it is necessary for the amorphous grain region to exist in the film at a ratio of 15% by volume or more.

(5) 前記(1)におけると同様にして、試料No、
25〜36、試料No、37〜48及び試料No、49
〜60(SIOzllI上)、及び試料No、25’ 
〜36’ 、試料No、37’ 〜48′及び試料No
、49’ 〜60’  (石英板上)のそれぞれを作製
した。
(5) In the same manner as in (1) above, sample No.
25-36, sample No. 37-48 and sample No. 49
~60 (on SIOzllI), and sample No. 25'
~36', sample No. 37'~48' and sample No.
, 49' to 60' (on a quartz plate) were prepared.

試料No、25〜60のそれぞれについて、強い光を照
射した履歴のないまま上述と同様の手法により暗導電率
を測定し、測定結果を第10図にまとめて示した。第1
0図の結果からして、成膜条件によって暗導電率の値が
大きくばらつき、そのばらつきはH2ガス漬量が大なる
域で特に大診いことが判った。
The dark conductivity of each of samples Nos. 25 to 60 was measured using the same method as described above without any history of irradiation with strong light, and the measurement results are summarized in FIG. 10. 1st
From the results shown in Figure 0, it was found that the value of dark conductivity varied greatly depending on the film forming conditions, and the variation was particularly significant in the region where the amount of H2 gas immersion was large.

一方、試料N o、25’ 〜60’ eついて(D膜
中の水素原子含有量の測定結果及び結晶粒の領域の割合
の観察結果では、はとんどばらつきがみられなかった。
On the other hand, with respect to samples No. 25' to 60'e (D), almost no variation was observed in the measurement results of the hydrogen atom content in the film and the observation results of the ratio of the crystal grain area.

そして、試料No、25” 〜60’について、大台く
暗導電率がばらついたところは、H2流量が305ec
−以上流した成膜条件のところであって、膜中の水素原
子含有量が4ato■lc%を越え、結晶粒の領域の割
合が65容量%未溝の膜であつた。
For sample Nos. 25" to 60', the areas where the dark conductivity varied greatly were the H2 flow rate of 305 ec
- Under the above film forming conditions, the hydrogen atom content in the film exceeded 4atolc%, and the ratio of the crystal grain area was 65% by volume, which was an ungrooved film.

以上の結果から、以下のところが理解された。From the above results, the following points were understood.

すなわち、非結晶粒の領域の膜中の単位体積当りの割合
が35容量%を越えると、結晶粒の電気的接触がとだえ
、伝導が主に非結晶粒の領域で決定されることとなり、
ために暗導電率が低くなる。
In other words, when the ratio of the amorphous grain region per unit volume in the film exceeds 35% by volume, the electrical contact between the crystal grains is interrupted and conduction is determined mainly by the amorphous grain region.
Therefore, the dark conductivity becomes low.

このことが原因してデバイスとしての応用範囲は結局は
せまくなる。
Because of this, the range of applications as a device is ultimately narrowed.

またドーピングしたドーパントによる価電子制御そして
暗導電率の変化が、結晶粒の領域と非結晶粒の領域とで
大かく異なるため、所望の価電子制御そして暗導電率の
変化が得られにくくなる。
In addition, the control of valence electrons and the change in dark conductivity due to the doped dopant are significantly different between the crystal grain region and the amorphous grain region, making it difficult to obtain the desired control of valence electrons and change in dark conductivity.

すなわち、ドーピングしたドーパントが結晶粒の領域で
はなく、非結晶粒の領域に導入される場合、特性に大き
なばらつきが生じてしまい、それにより所望の暗導電率
が得られなくなり問題となる。
That is, when a doped dopant is introduced into an amorphous grain region rather than a crystal grain region, large variations in characteristics occur, which causes a problem in that the desired dark conductivity cannot be obtained.

また、第8図に示されるように強い光を照射すると、暗
導電率が大きく変るところの理由は次のことからしても
理解される。すなわち、非結晶粒の領域が35容量%を
越える場合は、膜中の水素原子含有量が著しく大きい、
そ9ため経時変化、境界変化等にあって、膜中の水素原
子脱離が起り易くなるところとなり、また該脱離が起る
と、その結果は膜の特性劣化現象となって現われる。
Further, the reason why the dark conductivity changes greatly when intense light is irradiated as shown in FIG. 8 can be understood from the following. That is, when the amorphous grain region exceeds 35% by volume, the hydrogen atom content in the film is significantly large.
Therefore, due to changes over time, boundary changes, etc., hydrogen atoms in the film are likely to be desorbed, and when such desorption occurs, the result is a phenomenon in which the properties of the film deteriorate.

以上のことからするに、Zn5a:H膜が再現性の良い
、そして安定した膜質の所望のものであるためには、膜
中の水素原子(H)含有量が46to漠1c%以下であ
り且つ膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割合が65容
量%以上である必要のあることが判る。
Considering the above, in order for the Zn5a:H film to have good reproducibility and desired stable film quality, the hydrogen atom (H) content in the film must be 46 to 1 c% or less, and It can be seen that the ratio of the crystal grain area per unit volume in the film needs to be 65% by volume or more.

(6)前記(1)と同様の手法により成膜条件を種々変
化させて、石英ガラス基板上にZn5e : H膜およ
びZn5e:H:Li膜をそれぞれ形成し、上述と同様
の手法で膜中の水素原子含有量と膜中の結晶粒領域の割
合との関係、及び膜中の水素原子含有量と電気的特性(
AM−1照射下の導電率の変化の割合、ホールのドリフ
ト・モビリティ、暗導電率等)との関係について検討し
たところ、上述した実験より特定された膜中の水素原子
含有量および膜中の結晶粒領域の割合をほぼ満足してお
り、電気的特性と膜中の水素原子含有量には強い相関関
係が見い出され、膜中の水素原子含有量としては1乃至
4 atom1c%が至適であることが判った。一方、
ここで特定された膜中の水素原子含有量を満足する膜中
の結晶粒領域の割合としては、好ましくは65乃至85
容量%であるが、より好ましくは70乃至80容量%で
あることが望ましいことが併て判明した。
(6) A Zn5e:H film and a Zn5e:H:Li film were formed on a quartz glass substrate by variously changing the film formation conditions using the same method as in (1) above. The relationship between the hydrogen atom content in the film and the ratio of crystal grain regions in the film, and the relationship between the hydrogen atom content in the film and the electrical properties (
We investigated the relationship between the rate of change in conductivity under AM-1 irradiation, hole drift mobility, dark conductivity, etc., and found that the hydrogen atom content in the film and the A strong correlation was found between the electrical properties and the hydrogen atom content in the film, and the optimal hydrogen atom content in the film was 1 to 4 atoms/1c%. I found out something. on the other hand,
The ratio of the crystal grain area in the film that satisfies the hydrogen atom content in the film specified here is preferably 65 to 85.
It has also been found that it is desirable that the amount is preferably 70 to 80% by volume.

(11)つぎに、前記二種の基板を同時にIs2図に示
す公知の装置の基板ホルダー202の所定位置に並列さ
せてセットし、第3表に示す成膜条件で該基板上にZn
5a+−、Te、:H9iを形成して試料N011〜1
2及び試料No、1’〜12′を作製した。
(11) Next, the two types of substrates are simultaneously set in parallel at predetermined positions of the substrate holder 202 of the known device shown in Figure Is2, and Zn is deposited on the substrates under the film forming conditions shown in Table 3.
5a+-, Te, :H9i was formed to form samples N011-1.
2 and samples No. 1' to 12' were prepared.

(1)延l」と11 (+1基板として、厚さ0. 5mm、  I 1nc
hφサイズの円形の低抵抗(抵抗率ρ−10″″’Qc
m程度)のp型のSt−単結晶ウニバー上に、該ウェハ
ーを熱酸化法により1000℃の02ガス気渣中で熱酸
化処理して約5000人のs t o、 Illを形成
せしめたもの及び2.5cm角のサイズの石英ガラス基
板を用意した。
(1) Extended l' and 11 (+1 board, thickness 0.5mm, I 1nc
hφ size circular low resistance (resistivity ρ-10″″Qc
The wafer was thermally oxidized in a 02 gas atmosphere at 1000°C to form about 5000 sto, Ill on a p-type St single crystal univer (approximately 5,000 m). A quartz glass substrate with a size of 2.5 cm square was prepared.

第3表 (+l+1ついで、Siウェハー上の試料N091〜1
2を半分に切断し、一方の切断部分のそれぞれについて
、rF−M(i31通電子顕微鏡)のホルダーに合わせ
て5■角のサイズに切断し、切断片を、1■厚で50m
mX50mmのサイズのガラスの板面に堆積膜側を接面
させて該堆積膜側の部分が前記ガラス板の他面側から見
えるようにワックスを用いて固定した。
Table 3 (+l+1, then samples N091-1 on Si wafer
2 was cut in half, and each of the cut parts was cut into a size of 5 squares to fit the holder of rF-M (i31 transmission electron microscope).
The deposited film side was brought into contact with the surface of a glass plate having a size of m x 50 mm, and the deposited film side was fixed using wax so that the part on the deposited film side could be seen from the other side of the glass plate.

(iV)その後、1(F%HNOs 、CH3CO0H
及び水との混合溶液であって、就中のIFの濃度を水で
調節したものを用意し、前記(111)で調製した試料
を、前記混合溶液により、si−単結晶ウェハーからな
る露出部分をエツチング処理した。その際、エツチング
速度は、前記混合溶液中のHFの濃度を変えることによ
りコントロールした。
(iV) then 1(F%HNOs, CH3CO0H
A mixed solution of IF and water, in which the concentration of IF is adjusted with water, is prepared, and the sample prepared in the above (111) is treated with the exposed part of the Si-single crystal wafer using the mixed solution. was etched. At that time, the etching rate was controlled by changing the concentration of HF in the mixed solution.

前記エツチング処理は、堆積膜側より光を当ててその透
過光の様子を観察し、St−単結晶ウェハ一部分が完全
にエツチング除去されたところで終了した。
The etching process was completed when a portion of the St-single crystal wafer was completely etched away by applying light from the deposited film side and observing the state of the transmitted light.

(V)かくして、エツチング処理の終えた試料について
、ワックスを有機溶剤(トルエン)で溶去し、堆積膜部
分をガラス板より外し、水洗して風乾し、S i Ox
 tll上のZn5e、−x Ta、:H膜からなる被
検試料を得た。
(V) After etching the sample, the wax was dissolved away using an organic solvent (toluene), the deposited film was removed from the glass plate, washed with water, air-dried, and S i Ox
A test sample consisting of a Zn5e, -x Ta, :H film on tll was obtained.

(2)!  で  した    についての前記(1)
で作成したStウニ八へ上の試料N011〜12につい
ての各被検試料をTEM(加速電圧:200keV)の
サンプルホルダーに固定し、透過像を形成し、その観察
を行った。得られた透過像にはZn5a++ll Te
II : Hlliに結晶粒領域が存在するところには
格子の乱れの非常に少ない格子像が見られた。さらに、
この格子像はZ n S a 1−1IT ew : 
Hlliのすべての部分に均一に分布していた。
(2)! (1) above about what happened
Each of the test samples for samples Nos. 011 to 12 above was fixed to a sample holder of a TEM (acceleration voltage: 200 keV), a transmission image was formed, and the image was observed. The obtained transmission image contains Zn5a++ll Te
II: A lattice image with very little lattice disorder was observed where a crystal grain region existed in Hlli. moreover,
This lattice image is Z n S a 1-1 IT ew :
It was evenly distributed in all parts of Hlli.

該格子像に基いて、被検試料の一定面積当りに、どの位
の結晶粒領域の存在が見られるかを測定し、堆fJI膜
についての結晶粒領域の割合を容量%(Vol 、%)
で算定して評価した。
Based on the lattice image, measure how many crystal grain regions are present per certain area of the test sample, and calculate the ratio of crystal grain regions for the deposited JI film as volume % (Vol, %).
It was calculated and evaluated.

なお、その際、確認のため、X線回折を用いて結晶粒の
方位、結晶粒領域部分の大きさを測定し、それらの測定
結果も参考にした。
At this time, for confirmation, the orientation of the crystal grains and the size of the crystal grain region were measured using X-ray diffraction, and these measurement results were also referred to.

(3)1も立見l旦f1 (1)前記(1)−(i)で、石英基板上に作成した試
料No、1’〜12′の試料を半分に切断し、それぞれ
の試料を真空チャンバーにいれ、室温より1QQQ’c
まで加熱し、試料から放出される水素原子の(H)量を
質量分析計で定量した。標準試料として、Hな全く含ま
ない条件で作製した試料に既定量のHなイオン打ち込み
した試料を用いた。
(3) 1 is also standing. (1) In (1)-(i) above, the samples No. 1' to 12' prepared on the quartz substrate are cut in half, and each sample is placed in a vacuum chamber. Put it in the room, 1QQQ'c above room temperature.
The amount of hydrogen atoms (H) released from the sample was determined using a mass spectrometer. As a standard sample, a sample was used in which a predetermined amount of H ions were implanted into a sample prepared under conditions that did not contain H at all.

(−11’Jまた、前記TEM観察用の試料No、1〜
12を用いて、X線マイクロアナライザー(島津製作所
製、以下、“XMA”と略称する。)により、各試料に
ついて堆積膜中のZn原子とSe原子の分布状態及び元
素組成分析を行りた。その測定結果は第4表に示すとお
りであった。なお測定においては% Z n s S 
e % T eのみのマトリックとして求めたため、膜
中のH等は除いて計算した。
(-11'J Also, sample No. 1 for TEM observation,
The distribution state and elemental composition of Zn atoms and Se atoms in the deposited film were analyzed for each sample using an X-ray microanalyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, hereinafter abbreviated as "XMA"). The measurement results were as shown in Table 4. In addition, in the measurement, % Z n s S
e % Te Because it was determined as a matrix of only e, H etc. in the film were excluded from the calculation.

以上の測定結果からして、試料No、1〜12のすべて
について、堆積膜中においてZn原子とSe原子及びT
e原子が均一に分布していて、Zn原子と(Se原子+
Te原子)の組成比:Zn : (Se+Te)は、は
ぼ1:1であって化学量論的な関係を満足していること
がわかった。
Judging from the above measurement results, Zn atoms, Se atoms, and T
e atoms are uniformly distributed, Zn atoms and (Se atoms +
It was found that the composition ratio of Zn (Te atoms): (Se+Te) was approximately 1:1 and satisfied the stoichiometric relationship.

またSe原子とTe原子の組成比: Ss :Te=2
:8であることがわかった。
Also, the composition ratio of Se atoms and Te atoms: Ss:Te=2
:8.

第4表 (4)級逮 前記(2)及び(3) における測定結果を第11図に
まとめて示した。第11図に示す結果から、ZnS e
l−w Tea  : Hlll (X=0.8)中の
水素原子(H)の含有量(atomic%)が増加する
につれて該膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割合が減
少し、膜中の水素原子含有量が0 、 1 stomI
c%乃至10 atoa+lc%の範囲においては、膜
中の結晶粒領域の単位体積当りの割合は、9o容量%乃
至40容量%の範囲であることが判った。
The measurement results for (2) and (3) above in Table 4 (4) are summarized in Figure 11. From the results shown in FIG. 11, it can be seen that ZnS e
l-w Tea: As the content (atomic%) of hydrogen atoms (H) in Hllll (X=0.8) increases, the ratio of crystal grain area per unit volume in the film decreases, and the The hydrogen atom content of is 0, 1 stomI
It was found that in the range of c% to 10 atoa+lc%, the proportion of grain regions in the film per unit volume ranged from 90% by volume to 40% by volume.

また、前記(1)の試料の作製において、H2ガス流量
を0.05scc■以下にした場合、形成される堆積膜
は大部分がZnで構成される膜になってしまい、またH
2ガス流量が251m以上の場合、堆積膜の形成がなさ
れなかった。
In addition, in the preparation of the sample in (1) above, if the H2 gas flow rate is set to 0.05 scc or less, the deposited film that is formed will be a film composed mostly of Zn, and
When the flow rate of the two gases was 251 m or more, no deposited film was formed.

前記(1) −(1i)において石英基板上に成膜した
残りの半分の試料No、1’〜12′のそれぞれについ
て、AILのくし形電極を蒸着し、膜の暗導電率を測定
し、その結果を第12図にまとめて示した。第12図の
結果から、電気伝導率aのAMl、5照射光下8時間後
の変化をみてみると、初期値a0に対して、8時間後の
値aの比Δσ= a / a 、でみた場合の暗導電率
の変化の割合は、膜中の水素原子(H)の含有量が、8
 atoa+ic%のところより急瀧に多くなることが
判り、また、4 atomic%以下では、光照射によ
る特性の変化がほとんどないことが判った。
For each of the remaining half samples No. 1' to 12' formed on the quartz substrate in (1) to (1i) above, interdigitated electrodes of AIL were evaporated, and the dark conductivity of the film was measured. The results are summarized in FIG. 12. From the results in Figure 12, looking at the change in electrical conductivity a after 8 hours under AMl, 5 irradiation light, we find that the ratio of the value a after 8 hours to the initial value a0 is Δσ = a / a. The rate of change in dark conductivity when looking at the content of hydrogen atoms (H) in the film is 8
It was found that the amount increased more rapidly than at atoa+ic%, and it was also found that at 4 atomic% or less, there was almost no change in the characteristics due to light irradiation.

つぎに、前記(1) −(i i)において、Si−ウ
ェハー上に形成した5i0211!上に成膜したZ n
 S eo2T ea、a  : Hf1iの残りの半
分の試料N001〜12のそれぞれについて、AILの
半透明膜を蒸着し、An−Si−ウェハー間にAjlが
負になるようなパルス電圧を印加した状態で、1nse
c程度のUv光の光パルスを照射しタイムオブフライト
法で、正孔(ホール)のドリフト・モビリティを測定し
たところ、第13図の様な依存性についての結果が得ら
れた。
Next, in (1)-(ii) above, 5i0211! formed on the Si-wafer! Zn deposited on top
S eo2T ea,a: For each of the remaining half of Hf1i samples N001 to 12, a semitransparent film of AIL was deposited, and a pulse voltage was applied between the An-Si-wafer so that Ajl became negative. , 1nse
When the drift mobility of holes was measured by the time-of-flight method by irradiating a light pulse of UV light of approximately 300 nm, the dependence results as shown in FIG. 13 were obtained.

第13図の結果から、膜中の水素原子含有量が0 、 
5 atomic%以下ではホールのドリフト・モビリ
ティは極めて小さい値であり、膜中の水素原子含有量が
1 atomic%から8 atoIlic%の範囲で
は、大きな値が得られることが判かった。また、膜中の
水素原子含有量が、8 ato+aic%以上では徐々
にではあるが、ドリフト・モビリティの値は減少するこ
とが判った。
From the results shown in Figure 13, it can be seen that the hydrogen atom content in the film is 0,
It was found that the hole drift mobility is an extremely small value below 5 atomic%, and a large value is obtained when the hydrogen atom content in the film is in the range of 1 atomic% to 8 atoIlic%. Furthermore, it was found that when the hydrogen atom content in the film was 8 ato+aic% or more, the value of drift mobility decreased, albeit gradually.

以上の結果から、膜中の水素原子含有量は、光照射に対
する特性変化の面からは、8 atomic%以下、好
ましくは4 atomic%以下であり、ホールの走行
性の面からは、0 、5 atomic%以上、好まし
くは1 atomic%以上であることがそれぞれ判明
した。
From the above results, the hydrogen atom content in the film is 8 atomic% or less, preferably 4 atomic% or less, from the viewpoint of property changes due to light irradiation, and from the viewpoint of hole mobility, it is 0.5 atomic% or less. atomic% or more, preferably 1 atomic% or more.

以上判明した事実を第11図の膜中の水素原子含有量と
単位体積当りの結晶粒領域の割合に徴して検討したとこ
ろ、Z n S e + −w T e X  : H
で構成される膜中の、水素原子(H)の含有量が1〜4
 atomic%の範囲のものは、単位体積当りの結晶
粒領域の割合が65〜85容量%の範囲であることが判
明した。
When we examined the facts found above in terms of the hydrogen atom content in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume in Figure 11, we found that Z n S e + -w T e X : H
The content of hydrogen atoms (H) in the film composed of is 1 to 4.
In the atomic% range, the proportion of grain area per unit volume was found to be in the range of 65 to 85% by volume.

こうしたことから、Zn5e+−、Te、:Hで構成さ
れる膜の電気的特性は、膜中の水素原子(H)の含有量
及び膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割合により左右
されることが判り、該膜が例えば太陽電池等のデバイス
に好適に適用し得る電気的特性を与えるものとして成立
するためには、膜中の水素原子(H)の含有量が1 s
tomic%〜4 atomic%であること及び膜中
の単位体積当りの結晶粒領域の割合が65容量%〜85
容量%の範囲にあることの両要件を満足する必要がある
ことが判った。
Therefore, the electrical properties of a film composed of Zn5e+-, Te, and :H are influenced by the content of hydrogen atoms (H) in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume in the film. It was found that in order for the film to have electrical properties that can be suitably applied to devices such as solar cells, the content of hydrogen atoms (H) in the film must be 1 s.
atomic% to 4 atomic%, and the ratio of crystal grain area per unit volume in the film is 65% to 85% by volume.
It has been found that it is necessary to satisfy both requirements of being within the range of % by volume.

(1)前記Aにおける第3表の成膜条件の原料ガス(A
)にLiC5Hyを1.0 x 10−” mol/m
ln、で使用する条件を付加した以外は前記Aにおける
と同様にしてSt−単結晶ウニバー上に形成したStO
,膜上及び石英ガラス基板上にZn5e、−x Tl!
III  :H:Li1liを形成せしめて、試料No
、13〜24及び試料No、13’〜24′をそれぞれ
作製した。
(1) Raw material gas (A
) with 1.0 x 10-” mol/m of LiC5Hy
StO formed on the St-single crystal unibar in the same manner as in A above except that the conditions used in ln were added.
, Zn5e on the film and on the quartz glass substrate, -x Tl!
III:H:Li1li was formed and sample No.
, 13-24 and samples No. 13'-24' were prepared, respectively.

(2)試料No、13’〜24′ (石英ガラス基板上
の堆積膜試料)のそれぞれについては、試料を半分に切
断し、切断した一方の試料部分の膜表面にAf2のくし
型電極を真空蒸着法により蒸着させ、膜の暗導電率を測
定した。残りの切断部試料について、前記Aにおけると
同様の手法で膜中の水素原子含有量を測定した。
(2) For each of sample No. 13' to 24' (deposited film samples on quartz glass substrate), cut the sample in half, and attach an Af2 comb-shaped electrode to the film surface of one of the cut sample parts under vacuum. It was deposited by a vapor deposition method, and the dark conductivity of the film was measured. Regarding the remaining cut sample, the hydrogen atom content in the film was measured in the same manner as in A above.

以上の測定結果を第14図にまとめて示した。The above measurement results are summarized in FIG. 14.

なお、図中、実線は成膜後、室内光以上の強い光の照射
履歴のないまま測定したZn5e+−xTe、:H:L
i1liの暗導電率の値を示し、破線は、AM −1、
5(10C1@W/cm”)を連続して8時間照射後に
測定したZn5a+−++ Tea : H:Li1l
iの暗導電率の値を示す。
In the figure, the solid line indicates Zn5e+-xTe, :H:L, which was measured after film formation without any history of irradiation with light stronger than indoor light.
The value of the dark conductivity of i1li is shown, and the dashed line is AM −1,
5 (10C1@W/cm") measured after continuous irradiation for 8 hours. Zn5a+-++ Tea: H: Li1l
The dark conductivity value of i is shown.

また前記のAfのくし型電極を蒸着させた試料のそれぞ
れについて、熱起電力測定より伝導の型を求めたところ
膜中のH含有量が0 、 25 atomic%より大
きい試料においてはp型の伝導型を示した。IIi中の
H含有量が0 、08 atomic%以下の試料では
弱いn型の伝導型を示した。
Furthermore, for each of the samples on which the Af comb-shaped electrodes were deposited, the type of conduction was determined by thermoelectromotive force measurement. In the samples where the H content in the film was greater than 0.25 atomic%, p-type conduction was observed. The model was shown. Samples in which the H content in IIi was 0.08 atomic% or less showed weak n-type conductivity.

(3)試料No、13〜24のそれぞれについて、前記
Aの場合と同様の手法で、膜中の単位体積当りの結晶粒
領域の割合を観察したところ、膜中の水素原子含有量と
膜中の単位体積当りの結晶粒領域の割合との関係は、は
ぼドーピングしていない膜と同じ関係がみられ、第15
図の関係曲線が得られた。
(3) For each of samples No. 13 to 24, the ratio of crystal grain area per unit volume in the film was observed using the same method as in case A above, and it was found that the hydrogen atom content in the film and the The relationship between the ratio of grain area per unit volume of
The relationship curve shown in the figure was obtained.

(4)第14図及び第15図の結果からするに、ドーピ
ング効率のよい膜には、15容量%以上の非結晶粒の領
域が含まれていることがわかる。すなわちドーピング効
率のよい膜には15容量%以上の非結晶粒の領域が必要
であることがわかる。
(4) From the results shown in FIGS. 14 and 15, it can be seen that a film with good doping efficiency contains a region of amorphous grains of 15% by volume or more. That is, it can be seen that a film with good doping efficiency requires a region of amorphous grains of 15% by volume or more.

すなわち、非結晶粒の部分が少ないと構造の柔軟性が不
十分となって、結晶粒間の界面の境界での構造緩和が十
分になされなくなり、その結果ダングリングボンド等の
欠陥が多くなってしまう。
In other words, if there are few amorphous grains, the flexibility of the structure will be insufficient, and the structure at the interface between grains will not be sufficiently relaxed, resulting in an increase in defects such as dangling bonds. Put it away.

そこにあってドーパントをドーピングすると、ドーパン
トは結晶粒界面に凝集するところとなり、結晶粒の内部
には入らず、膜中に導入されたとしても、所望の価電子
制御及び暗導電率の変位が行われなくなってしまう。
If a dopant is doped there, the dopant will aggregate at the grain interface, and will not enter the interior of the grain, and even if it is introduced into the film, the desired valence electron control and dark conductivity shift will not be achieved. It will no longer be done.

一方、ダングリングボンドが水素原子(H)でターミネ
ートされた15容量%若しくはそれ以上の非結晶粒が界
面に存在する場合には、構造に柔軟性がもならされ、結
晶粒界での上述の欠陥が減少するところとなる。こうし
たことから、後述するように、ドーパントを添加した場
合の暗導電率の変位、すなわちドーピング効率は、非結
晶粒の領域のない膜に比べ格段に優れたものになる。な
お、非結晶粒の領域が15容量%未溝である膜の場合、
構造の柔軟性が不十分であるため、基板から当該膜が剥
離し易いものになってしまう。
On the other hand, when 15% by volume or more of amorphous grains in which dangling bonds are terminated with hydrogen atoms (H) exist at the interface, flexibility is imparted to the structure and the above-mentioned problems at grain boundaries occur. This results in fewer defects. For this reason, as will be described later, the change in dark conductivity when a dopant is added, that is, the doping efficiency, is much better than that of a film without amorphous grain regions. In addition, in the case of a film in which the amorphous grain region is 15% by volume ungrooved,
Since the structure has insufficient flexibility, the film tends to peel off from the substrate.

こうしたことからして、膜中に15容量%以上の非結晶
粒の領域の存在が必要であることが判った。
Based on these facts, it has been found that it is necessary to have an amorphous grain region of 15% by volume or more in the film.

(5)前記(1)におけると同様にして、試料No、2
5〜36、試料No、37〜4B及び試料No、49〜
80(sto2膜上)、及び試料No、25’ 〜36
’ 、試料No、37’〜48′及び試料No、49’
 〜60’  (石英板上)のそれぞれを作製した。
(5) In the same manner as in (1) above, sample No. 2
5-36, Sample No. 37-4B and Sample No. 49-
80 (on sto2 membrane), and sample No. 25' to 36
', Sample No. 37' to 48' and Sample No. 49'
~60' (on a quartz plate) were each produced.

試料No、25〜60のそれぞれについて、強い光を照
射した履歴のないまま上述と同様の手法により暗導電率
を測定し、測定結果を第16図にまとめて示した。第1
6図の結果からして、成膜条件によって暗導電率の値が
大きくばらつき、そのばらつきはH2ガス流量が犬なる
域で特に大きいことが判った。
The dark conductivity of each of samples Nos. 25 to 60 was measured using the same method as described above without any history of irradiation with strong light, and the measurement results are summarized in FIG. 16. 1st
From the results shown in FIG. 6, it was found that the dark conductivity value varied greatly depending on the film forming conditions, and the variation was particularly large in the range where the H2 gas flow rate was small.

一方、試料No、25′〜60’ についての膜中の水
素原子含有量の測定結果及び結晶粒の領域の割合の観察
結果では、はとんどばらつきがみられなかった。
On the other hand, in the measurement results of the hydrogen atom content in the films and the observation results of the ratio of crystal grain areas for Samples Nos. 25' to 60', almost no variation was observed.

そして、試料No、25’ 〜60”について、大きく
暗導電率がばらついたところは、H2流量が3 o 5
cca+以上流した成膜条件のところであって、膜中の
水素原子含有量が5 atomic%以上であり、結晶
粒の領域の割合が65容量%未溝の膜であった。
For sample No. 25' to 60'', the areas where the dark conductivity varied greatly were the H2 flow rate of 3 o 5.
Under the film forming conditions where the flow rate was higher than cca+, the hydrogen atom content in the film was 5 atomic % or more, and the ratio of the crystal grain area was 65 vol %, which was an ungrooved film.

以上の結果から、以下のところが理解された。From the above results, the following points were understood.

すなわち、非結晶粒の領域の膜中の単位体積当りの割合
が35容量%を越えると、結晶粒の電気的接触がとだえ
、伝導が主に非結晶粒の領域で決定されることとなり、
ために暗導電率が低くなる。
In other words, when the ratio of the amorphous grain region per unit volume in the film exceeds 35% by volume, the electrical contact between the crystal grains is interrupted and conduction is determined mainly by the amorphous grain region.
Therefore, the dark conductivity becomes low.

このことが原因してデバイスとしての応用範囲は結局は
せまくなる。
Because of this, the range of applications as a device is ultimately narrowed.

またドーピングしたドーパントによる価電子制御そして
暗導電率の変化が、結晶粒の領域と非結晶粒の領域とで
大きく異なるため、所望の価電子制御そして暗導電率の
変化が得られに(くなる。
In addition, the valence electron control and dark conductivity changes due to the doped dopant are significantly different between the crystal grain region and the amorphous grain region, making it difficult to obtain the desired valence electron control and dark conductivity change. .

すなわち、ドーピングしたドーパントが結晶粒の領域で
はなく、非結晶粒の領域に導入される場合、特性に大き
なばらつきが生じてしまい、それにより所望の暗導電率
が得られなくなり問題となる。
That is, when a doped dopant is introduced into an amorphous grain region rather than a crystal grain region, large variations in characteristics occur, which causes a problem in that the desired dark conductivity cannot be obtained.

また、第14図に示されるように強い光を照射すると、
暗導電率が大きく変るところの理由は次のことからして
も理解される。すなわち、非結晶粒の領域が35容量%
を越える場合は、膜中の水素原子含有量が著しく大きい
、そのため経時変化、境界変化等にあって、膜中の水素
原子脱離が起り易くなるところとなり、また該脱離が起
ると、その結果は膜の特性劣化現象となって現われる。
Also, when strong light is irradiated as shown in Figure 14,
The reason why the dark conductivity changes greatly can be understood from the following points. That is, the area of amorphous grains is 35% by volume.
If it exceeds the hydrogen atom content in the film, the hydrogen atom content in the film is extremely large, and as a result, desorption of hydrogen atoms in the film is likely to occur due to changes over time, boundary changes, etc., and when such desorption occurs, The result appears as a phenomenon of deterioration of film characteristics.

以上のことからするに、Z n S fs l −It
 T e *  :H@が再現性の良い、そして安定し
た膜質の所望のものであるためには、膜中の水素原子(
)I)含有量が4 atomic%以下であり且つ膜中
の単位体積当りの結晶粒領域の割合が65容量%以上で
ある必要のあることが判る。
Considering the above, Z n S fs l −It
In order for T e *:H@ to have good reproducibility and desired stable film quality, hydrogen atoms (
) I) content is required to be 4 atomic % or less, and the ratio of crystal grain area per unit volume in the film is required to be 65 vol % or more.

(6)前記(1)と同様の手法により成膜条件を種々変
化させて、石英ガラス基板上にZ nSa 、。
(6) ZnSa was deposited on a quartz glass substrate using the same method as in (1) above while varying the film formation conditions.

Tel1 :HlliおよびZn5e+−x Te、:
 H:Li膜をそれぞれ形成し、上述と同様の手法で膜
中の水素原子含有量と膜中の結晶粒領域の割合との関係
、及び膜中の水素原子含有量と電気的特性(AM−1照
射下の導電率の変化の割合、ホールのドリフト・モビリ
ティ、暗導電率等)との関係について検討したところ、
上述した実験より特定された膜中の水素原子含有量およ
び膜中の結晶粒領域の割合をほぼ満足しており、電気的
特性と膜中の水素原子含有量には強い相関関係が見い出
され、膜中の水素原子含有量としては1乃至4 ato
mic%が至適であることが判った。一方、ここで特定
された膜中の水素原子含有量を満足する膜中の結晶粒領
域の割合としては、好ましくは65乃至85容量%であ
るが、より好ましくはフO乃至80容量%であることが
望ましいことが併て判明した。
Tel1:Hlli and Zn5e+-xTe,:
H:Li films were respectively formed, and the relationship between the hydrogen atom content in the film and the ratio of the crystal grain region in the film, and the hydrogen atom content in the film and the electrical properties (AM- 1) We investigated the relationship between the rate of change in conductivity under irradiation, hole drift mobility, dark conductivity, etc., and found that
The hydrogen atom content in the film and the ratio of crystal grain regions in the film that were specified from the above experiments were almost satisfied, and a strong correlation was found between the electrical properties and the hydrogen atom content in the film. The hydrogen atom content in the film is 1 to 4 ato
It was found that mic% was optimal. On the other hand, the proportion of crystal grain regions in the film that satisfies the hydrogen atom content specified herein is preferably 65 to 85% by volume, more preferably 50 to 80% by volume. It was also found that this is desirable.

(1)試料の作製 (i)基板として2.5cm角の石英ガラス基板を用意
した。
(1) Preparation of sample (i) A 2.5 cm square quartz glass substrate was prepared as a substrate.

(i l)次に、前記基板を第2図に示す公知の装置の
基板ホルダー202の所定位置にセットし、第5表に示
す成膜条件で該基板上にZn5el−、Teウ : H
M (0≦X≦1)を形成して、試料を作成した。試料
名はL−Nとし、しによりH2ガス流量を、NによりD
ESeとDE、Teとの流量比を表わす、なおH2ガス
流量はL−1乃至12の12fI類、DES、eとDE
Teの流量比はN−1乃至11の11種類とし、組合せ
て132f!類とした。
(i l) Next, the substrate was set in a predetermined position on the substrate holder 202 of the known device shown in FIG. 2, and Zn5el-, TeU: H
A sample was prepared by forming M (0≦X≦1). The sample name is L-N.
It represents the flow rate ratio of ESe, DE, and Te, and the H2 gas flow rate is L-1 to 12 of 12fI, DES, e, and DE.
The flow rate ratio of Te is 11 types from N-1 to 11, and the combination is 132f! It was classified as a kind.

(2)膜中のH含有量及びZn、Ss、Teの組成比の
測定 (1)前記(11m (’I)で石英基板上に作製した
試料1−1〜12−11を半分に切断し、それぞれの試
料を真空チャンバーにいれ、室温より1000℃まで加
熱し、試料から放出される水素(H)量を質量分析計で
定量した。標準試料として、Hを全く含まない条件で作
製した試料に既定量のイオン打込みした試料を用いた。
(2) Measurement of H content and composition ratio of Zn, Ss, and Te in the film (1) Samples 1-1 to 12-11 prepared on the quartz substrate in (11m ('I)) were cut in half. Each sample was placed in a vacuum chamber, heated from room temperature to 1000°C, and the amount of hydrogen (H) released from the sample was determined using a mass spectrometer.As a standard sample, a sample prepared under conditions that did not contain any H was used. A sample into which a predetermined amount of ions had been implanted was used.

第 表 (it)また、残りの半分の試料を用いて、X線マイク
ロアナライザー(島津製作所製、以下、” X M A
“と略称する。)により、各試料について堆積膜中のZ
n原子とSe原子及びTe原子の分布状態及び元素組成
分析を行った。
Table (it) Also, using the remaining half of the sample, an X-ray microanalyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, hereinafter referred to as "XMA
) in the deposited film for each sample.
The distribution state and elemental composition of n atoms, Se atoms, and Te atoms were analyzed.

測定の結果からして、試料1−1〜12−11のすべて
について、堆積膜中においてZn原子とSe原子及びT
e原子が均一に分布していて、Zn原子と(Se原子+
Te原子)の組成比Zn:se+Teは、はぼ1:1で
あって化学量論的な関係を満足していることがわった。
Judging from the measurement results, Zn atoms, Se atoms, and T
e atoms are uniformly distributed, Zn atoms and (Se atoms +
It was found that the composition ratio Zn:se+Te (Te atoms) was approximately 1:1, satisfying the stoichiometric relationship.

またすべての試料において−DeSes+1.5x10
−’x (1−X)mol/mln、DETe−1,O
x10−’x Xmol/win、の流量設定により膜
中のSsとTeの原子数比がほぼ(t−X):Xである
堆積膜が作製できた。
Also, in all samples -DeSes+1.5x10
-'x (1-X)mol/mln, DETe-1,O
By setting the flow rate to x10-'x Xmol/win, a deposited film in which the atomic ratio of Ss and Te in the film was approximately (t-X):X could be produced.

(3)光導電率の測定 (2)の (11)の測定で使用した石英基板上の試料
に0.2sIIギヤツプのAfLのくし型電極を蒸着し
電圧tOVを印加AM−1,5光照射の下で電流を測定
し、Zn5e、−、:Tew  :Hの光導電率δpを
求めた。Xをパラメータとしたδpの水素原子含有量依
存性を第17図に示す、また第18図に水素含有量が2
 atomic%付近の膜のδpのX依存性を示す。
(3) Measurement of photoconductivity (2) AfL interdigitated electrodes with a gap of 0.2 sII were deposited on the sample on the quartz substrate used in the measurement of (11), voltage tOV was applied, and AM-1,5 light was irradiated. The current was measured under , and the photoconductivity δp of Zn5e, -, :Tew :H was determined. Figure 17 shows the dependence of δp on the hydrogen atom content with X as a parameter, and Figure 18 shows the dependence of δp on the hydrogen atom content with X as a parameter.
The X dependence of δp of the film near atomic% is shown.

以上の実験結果より、膜中の水素原子含有量が1〜10
 atomic%でかつXが0.7≦X≦0.9すなわ
ちSs対Teの比が3=7乃至1:9の範囲でδpが特
に太きくpin型光起電力素子のi型半導体層とし好適
な特性が得られる事が分った。
From the above experimental results, the hydrogen atom content in the film is 1 to 10
atomic% and X is 0.7≦X≦0.9, that is, the ratio of Ss to Te is in the range of 3=7 to 1:9, and δp is particularly thick, making it suitable as an i-type semiconductor layer of a pin-type photovoltaic element. It was found that the following characteristics can be obtained.

(1)試料の作製 第5表において原料ガス(A)にLiC3H。(1) Preparation of sample In Table 5, LiC3H is used as the raw material gas (A).

を1 、 Ox 10−”+aol/ain、加えた他
はD −(1)項と同様にして、試料を作製。
A sample was prepared in the same manner as in section D-(1) except that 1 and Ox 10-"+aol/ain were added.

(2)膜中のH含有量及びZn、Se、Teの組成比の
測定 D−(2)項と同じ手法で堆積膜中のH含有量、Zn原
子とSe原子及びTe原子の分布状態及び元素組成分析
を行った。
(2) Measurement of the H content in the film and the composition ratio of Zn, Se, and Te. Using the same method as in section D-(2), the H content, the distribution state of Zn atoms, Se atoms, and Te atoms, and the distribution state of Zn atoms, Se atoms, and Te atoms in the deposited film were measured. Elemental composition analysis was performed.

測定の結果からして、試料1−1〜12−11のすべて
について、堆積膜中においてZn原子とSe原子及びT
e原子が均一に分布していて、Zn原子と(Se原子+
Te原子)の組成比Zn:Se+Teは、はぼl:1で
あって化学量論的な関係を満足していることかわった。
Judging from the measurement results, Zn atoms, Se atoms, and T
e atoms are uniformly distributed, Zn atoms and (Se atoms +
The composition ratio Zn:Se+Te (Te atoms) is approximately 1:1, which satisfies the stoichiometric relationship.

またすべての試料においてDeSe=1.5x10−’
x (1−X) mol/mln、DETa=1. O
x10−’x Xmol/m1n、の流量設定により膜
中のSeとTeの原子数比がほぼ(1−X):Xである
堆積膜が作製できた。
Also, DeSe=1.5x10-' in all samples
x (1-X) mol/mln, DETa=1. O
A deposited film in which the atomic ratio of Se to Te in the film was approximately (1-X):X could be produced by setting the flow rate to x10-'x Xmol/m1n.

(3)暗導電率の測定 (2)の (i +)の測定で使用した石英基板上の試
料に0.2□ギヤツプのA1のくし型電極を蒸着し電圧
tOVを印加し、暗中で電流を測定し、Zn5e+−、
:Te、:Hの光導電率δpを求めた。Xをパラメータ
としたδpの水素原子含有量依存性を第19図に示す。
(3) Measurement of dark conductivity A comb-shaped electrode of A1 with a gap of 0.2□ was deposited on the sample on the quartz substrate used in the measurement of (i +) in (2), a voltage tOV was applied, and a current was measured in the dark. measured, Zn5e+-,
The photoconductivity δp of :Te and :H was determined. FIG. 19 shows the dependence of δp on the hydrogen atom content with X as a parameter.

また熱起電力測定より伝導の型を求めたところ、膜中の
水素含有量が0 、 25 atomic%より大きな
試料においてはp型の伝導型を示した。
Further, when the conduction type was determined by thermoelectromotive force measurement, the conductivity type was found to be p-type in samples in which the hydrogen content in the film was greater than 0.25 atomic%.

また第20図に水素含有量が2 atomtc%付近の
膜でのδpのX依存性を示す。
Further, FIG. 20 shows the X dependence of δp in a film with a hydrogen content of around 2 atomtc%.

以上の実験結果より、膜中の水素原子含有量が1〜10
 atoIIlic%のときでかつ Xが0≦X≦0.
1、0.7≦X≦0.9すなわちSe対Teの比が1対
0乃至9対1および3対7乃至1対9の範囲ですぐれた
p型の導電型が得られる事が分った。
From the above experimental results, the hydrogen atom content in the film is 1 to 10
When atoIIlic% and X is 0≦X≦0.
1. It has been found that excellent p-type conductivity can be obtained when the ratio of Se to Te is in the range of 1:0 to 9:1 and 3:7 to 1:9. Ta.

(1)試料の作製 第5表において原料ガス(A)に(C2H8)3Aj2
 (TEAIl)を5 x 10−”a+ol/a+i
n加えた他はD−(1)項と同様にして試料を作製した
(1) Preparation of sample In Table 5, (C2H8)3Aj2 is added to the raw material gas (A).
(TEAIl) 5 x 10-”a+ol/a+i
A sample was prepared in the same manner as in section D-(1) except that n was added.

(2) Ili中のH含有量及びZn、Se、Teの組
成比の測定 D−(2)項と同じ手法で、堆積膜中のH含有量Zn原
子とSe原子及びTe原子の分布状態及び元素組成分析
を行った。
(2) Measurement of the H content in Ili and the composition ratio of Zn, Se, and Te Using the same method as in section D-(2), we measured the H content in the deposited film, the distribution state of Zn atoms, Se atoms, and Te atoms, and Elemental composition analysis was performed.

測定の結果からして、試料1−1〜12−11のすべて
について、堆積膜中においてZn原子とSe原子及びT
e原子が均一に分布していて、Zn原子と(Se原子+
Te原子)の組成比はほぼl:1であって化学量論的な
関係を満足していることがわった。
Judging from the measurement results, Zn atoms, Se atoms, and T
e atoms are uniformly distributed, Zn atoms and (Se atoms +
It was found that the composition ratio of (Te atoms) was approximately 1:1, satisfying a stoichiometric relationship.

またすべての試料においてDeSe=1.5X10−’
x (1−X) mol/min、DETezl、 O
x10−’x Xmol/win、の流量設定により膜
中のSsとTeの原子数比がほぼ(t−x):Xである
堆積膜が作製できた。
Also, in all samples DeSe=1.5X10-'
x (1-X) mol/min, DETezl, O
By setting the flow rate to x10-'x Xmol/win, a deposited film in which the atomic ratio of Ss and Te in the film was approximately (t-x):X could be produced.

(3)暗導電率の測定 (2)の (it)の測定で使用した石英基板上の試料
に0.2□ギヤツプのAnのくし型電極を蒸着し電圧1
0Vを印加し、暗中で電流を測定し、Zn5et−X 
:Tex :Hの光導電率δpを求めた。また熱起電力
測定より伝導の型を求めたところすべての試料について
n型の伝導型を示した。
(3) Measurement of dark conductivity An interdigitated An electrode with a gap of 0.2□ was deposited on the sample on the quartz substrate used in the measurement of (it) in (2), and a voltage of 1
Applying 0V and measuring the current in the dark, Zn5et-X
The photoconductivity δp of :Tex :H was determined. Furthermore, when the conduction type was determined by thermoelectromotive force measurement, all samples showed n-type conduction type.

水素含有量に対するδρの依存性を調べた所、p型のZ
n5e+−1lTe、:H膜と同様各々のXにつき水素
含有量が1〜10 atomic%の範囲で最大のδp
が得られた。
When we investigated the dependence of δρ on the hydrogen content, we found that p-type Z
n5e+-1lTe,: As with the H film, the maximum δp for each X is within the range of 1 to 10 atomic% hydrogen content.
was gotten.

水素含有量が2 atomic%の膜でのXに対するδ
pの依存性を第21図に示す、第21図よりすべてのS
eとTeの量比の領域ですぐれたδpが得られている事
が分る。
δ for X in a film with hydrogen content of 2 atomic%
The dependence of p is shown in Figure 21. From Figure 21, all S
It can be seen that excellent δp is obtained in the range of the amount ratio of e and Te.

(+1試料の作製 第5表に於いて水素流量を15sec+aの条件に固定
し、ドーピング用のガスは流さずにXを変えて石英基板
上に一連のZ n S e 1−w T ex : )
(膜を作製した。
(Preparation of +1 sample In Table 5, the hydrogen flow rate was fixed at the condition of 15 sec + a, and a series of Z n S e 1-w T ex was carried out on the quartz substrate by changing X without flowing the doping gas.)
(The membrane was created.

(i i)試料の組成分析 D−(21項と同じ手法で、堆積膜中のH含有量の測定
、Zn原子とSe原子及びTe原子の分布状態の測定及
び元素組成分析を行った。
(ii) Composition analysis of sample D- (Using the same method as in Section 21, measurement of the H content in the deposited film, measurement of the distribution state of Zn atoms, Se atoms, and Te atoms, and elemental composition analysis were performed.

測定の結果からして、すべての試料において、堆積膜中
においてZn原子とSe原子及びTe原子が均一に分布
していて、Zn原子と(Se原子+Te原子)の組成比
はほぼ1:1であって化学量論的な関係を満足している
ことがわっな。
The measurement results show that in all samples, Zn atoms, Se atoms, and Te atoms are uniformly distributed in the deposited film, and the composition ratio of Zn atoms and (Se atoms + Te atoms) is approximately 1:1. This means that the stoichiometric relationship is satisfied.

またすべての試料においてDeSe=j、5X10−’
x (1−X)mol/mln、DETe−1,Ox1
0−’x Xmol/ff1in、の流量設定により膜
中のSeとTaの原子数比がほぼ(t−X):Xである
堆積膜が作製できた。
Also, DeSe=j, 5X10-' in all samples
x (1-X) mol/mln, DETe-1, Ox1
By setting the flow rate to 0-'x Xmol/ff1in, a deposited film in which the atomic ratio of Se to Ta in the film was approximately (t-X):X could be produced.

(目i)光学的バンドキャップの測定 得られた試料を、分光光度計で*の波長に対する吸収係
数の変化を求め、吸収端より各試料の光学的バンドギャ
ップを求めた。
(I) Measurement of optical band gap The obtained samples were used to determine the change in absorption coefficient with respect to the wavelength indicated by *, and the optical band gap of each sample was determined from the absorption edge.

Se:Te量比に対するZ n S e I−x T 
e x :Hlli (H含有量: 2 atomic
%)の光学的バンドギャップの変化を第22図に示す。
Z n S e I-x T for Se:Te amount ratio
ex :Hlli (H content: 2 atomic
%) is shown in FIG. 22.

Se:Teの量が7:3以上の膜で光学的バンドギャッ
プが2.3〜2.2evの範囲にあることがわかる。
It can be seen that a film in which the amount of Se:Te is 7:3 or more has an optical band gap in the range of 2.3 to 2.2 ev.

k、ノンドープ び 型 はn型ドーピング(1)試料
の作製 熱酸化法にて表面を酸化したStウェハー及び第5表に
於いて水素流量を15secmの条件に固定して、Xを
変えて一連のZn5e+−x TAX  :H膜を石英
基板上に作製した。ただしp型のZ n S e r 
−m T e II  : Hillを作るときはLi
C5Hyをn型のZ n S a t−8Tam:Hl
liを作る時はTEAll [(C2H4)s AIt
lをそれぞれ原料ガス(A)に加えた。またノンドープ
のZn5el−1lTe、:Hlllを作る時はこれら
のガスは加えなかった。
k, non-doped and n-type doped (1) Preparation of sample St wafer whose surface was oxidized by thermal oxidation method. A Zn5e+-x TAX:H film was fabricated on a quartz substrate. However, p-type Z n S e r
-m T e II: Li when creating Hill
C5Hy as n-type Z n S a t-8Tam:Hl
When making li, use TEAll [(C2H4)s AIt
1 was added to the raw material gas (A), respectively. Furthermore, these gases were not added when producing non-doped Zn5el-11Te, :Hllll.

(2) Iti中のH含有量及びZn%Se%Teの組
成比の測定 D−(2)項と同じ手法で、堆積膜中のH含有量Zn原
子とSe原子及びTe原子の分布状態及び元素組成分析
を行った。H含有量はいずれの試量においてもほぼ2 
ato111c%であった。また、測定結果からして試
料1−1〜12−11のすべてについて、堆積膜中にお
いてZn原子とSe原子及びTe原子が均一に分布して
いて、Zn原子と(Se原子+Te原子)の組成比はほ
ぼ1:1であって化学量論的な関係を満足していること
がわった。
(2) Measurement of H content in Iti and composition ratio of Zn%Se%Te Using the same method as in section D-(2), the distribution state of H content Zn atoms, Se atoms, and Te atoms in the deposited film and Elemental composition analysis was performed. The H content was approximately 2 in all sample amounts.
Ato111c%. In addition, the measurement results show that Zn atoms, Se atoms, and Te atoms are uniformly distributed in the deposited films for all samples 1-1 to 12-11, and the composition of Zn atoms and (Se atoms + Te atoms) is It was found that the ratio was approximately 1:1, satisfying a stoichiometric relationship.

またすべての試料においてDeSexl、5x1 (M
’x (1−X) mol/m1n、DETaxl、 
Ox10−’X X+*ol/mln、の流量設定によ
り膜中のSsとTeの原子数比がほぼ(1−X):Xで
ある堆積膜が作製できた。
In addition, DeSexl, 5x1 (M
'x (1-X) mol/m1n, DETaxl,
By setting the flow rate to Ox10-'X

(3)各試料の結晶粒の領域の割合の評価A−(1)の
項に記載の手順でTEMによる格子像の観察を行い結晶
粒領域の割合を評価した。その結果から求めたZ n 
S e l−M T ex  : oM中の結晶粒領域
の割合のX(Teの割合)にたいする依存性を、ノンド
ープ及びp型又はn型ドーピングの場合について第23
図示す。
(3) Evaluation of the ratio of the crystal grain area of each sample The lattice image was observed by TEM according to the procedure described in section A-(1), and the ratio of the crystal grain area was evaluated. Z n calculated from the results
S e l-M T ex : The dependence of the proportion of the crystal grain region in oM on X (proportion of Te) is expressed as
Illustrated.

以上の実験結果に基いて完成に至った本発明は、第1に
は前述したように、亜鉛原子(Zn)とセレン原子(S
e)と少なくとも水素原子(H)とで構成されていて、
前記水素原子を1乃至4 atomic%の量含有し、
単位体積当りの結晶粒の割合が65〜85容積(vol
、)%である、Zn5e : Hで表現できる物質で構
成された優れた機能性堆積膜を少なくともl型半導体膜
として使用したpin接合光起電力素子および第2には
亜鉛原子(Zn)とセレン原子(Se)とテルル原子(
Te)と少なくとも水素原子(H)とで構成されていて
、SsとTeの量比が原子数比で37乃至1:9の範囲
にあり前記水素原子を1乃至4 atomic%の量含
有し、単位体積当りの結晶粒の割合が65〜85容積(
vol 、)%である、Zn5e:Hで表現できる物質
で構成された優れた機能性堆積膜を少なくともl型半導
体膜として使用したpin接合光起電力素子に係わるも
のである。
The present invention, which was completed based on the above experimental results, firstly, as mentioned above, uses zinc atoms (Zn) and selenium atoms (S
e) and at least a hydrogen atom (H),
Containing the hydrogen atoms in an amount of 1 to 4 atomic%,
The ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85 volume (vol
, )%, a pin junction photovoltaic device using at least an excellent functional deposited film composed of a substance expressed as Zn5e:H as an l-type semiconductor film, and secondly a zinc atom (Zn) and selenium Atom (Se) and tellurium atom (
Te) and at least hydrogen atoms (H), the amount ratio of Ss and Te is in the range of 37 to 1:9 in terms of atomic ratio, and the hydrogen atoms are contained in an amount of 1 to 4 atomic%, The ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85 volume (
The present invention relates to a pin junction photovoltaic device using an excellent functional deposited film made of a substance expressed as Zn5e:H, which has a vol.

そして本発明の上述の機能性堆積膜は、いずれも汎用性
に富むものであり、用途に応じて、適宜の板状又は円筒
形の支持体に堆積されたものであることも、またそうし
た支持体上に形成された半導体の膜上に堆積されたもの
であることもできるものである。
The above-mentioned functional deposited films of the present invention are highly versatile, and can be deposited on an appropriate plate-shaped or cylindrical support depending on the application, or can be deposited on such a support. It can also be deposited on a semiconductor film formed on the body.

本発明によるZn5a:Hlllは、Zn原子とSe原
子とTe原子を、両原子の組成比が化学量論比を満足し
て膜中に均一な分布状態で含有していて、1〜4ato
■ic%量の水素原子を、Zn原子及び/又はSe原子
のダングリングボンドを好適にターミネートして、場合
により遊離状態であることもあって、含み、且つ結晶粒
領域と非結晶粒領域を有し、該結晶粒領域が膜中に均一
に分布していて該結晶粒の膜の単位体積当りの割合が6
5〜85容量%であφというものであり、構造及び組成
について均一性に富むものである。
Zn5a:Hlll according to the present invention contains Zn atoms, Se atoms, and Te atoms in a uniform distribution state in the film with the composition ratio of both atoms satisfying the stoichiometric ratio, and 1 to 4 atoms.
ic% of hydrogen atoms, possibly in a free state, by suitably terminating dangling bonds of Zn atoms and/or Se atoms, and containing hydrogen atoms in crystal grain regions and amorphous grain regions. and the crystal grain region is uniformly distributed in the film and the ratio of the crystal grains per unit volume of the film is 6.
It has a diameter of 5 to 85% by volume and is highly uniform in structure and composition.

また、本発明によるZn5e+−xTe、:H膜は、Z
n原子とS、e原子とTa原子を、Znl1i(子と(
Ss原子+Ta原子)の組成比が化学量論比を満足して
膜中に均一な分布状態で含有していて、SeとToの量
比が原子数比で、3ニア乃至1:9の範囲にあり、また
1〜4 atomIc%量の水素原子を、Zn原子及び
/又はSe原子及びTe原子のダングリングボンドを好
適にターミネートして(但し、場合により遊離状態であ
るものを食んでも良い、)含み、且つ結晶粒領域と非結
晶粒領域を有し、該結晶粒領域が膜中に均一に分布して
いて該結晶粒の膜の単位体積当りの割合が65〜85容
量%であるというものであり、構造及び組成について均
一性に富むものである。
Moreover, the Zn5e+-xTe, :H film according to the present invention has Zn5e+-xTe, :H film.
n atom and S, e atom and Ta atom, Znl1i (child and (
The composition ratio of (Ss atoms + Ta atoms) satisfies the stoichiometric ratio and is contained in a uniform distribution state in the film, and the quantitative ratio of Se and To is in the range of 3 nia to 1:9 in terms of atomic ratio. In addition, dangling bonds of Zn atoms and/or Se atoms and Te atoms are suitably terminated with hydrogen atoms in an amount of 1 to 4 atomIc% (however, in some cases, hydrogen atoms in a free state may be eaten). ), and has a crystal grain region and an amorphous grain region, the crystal grain region is uniformly distributed in the film, and the ratio of the crystal grains per unit volume of the film is 65 to 85% by volume. It is highly uniform in structure and composition.

かくしてなる本発明に係わるZn5e:H膜およびZn
5sl−1lTax  :H膜は、膜全体に発生する応
力が望ましい状態に緩和されたものであって、極めて優
れた電気的及び機械的特性を具有し、且つ支持体との密
着性及び他の膜との密着性の優れたものである。
The Zn5e:H film and Zn according to the present invention thus obtained
5sl-1lTax: The H film is one in which the stress generated in the entire film is alleviated to a desired state, has extremely excellent electrical and mechanical properties, and has excellent adhesion to the support and good resistance to other films. It has excellent adhesion.

更に、従来のZn5e膜およびZ n S e I−t
TeIl膜にあっては、ドーパントの導入が難しく、し
たがって当該Zn5a膜および Zn5l!+ +lj Ten Illを所望の伝導型
のものにすることが困難であったところ、前述したよう
に本発明においてはダングリングボンドが望ましい状態
に低減されていて、ドーパントの導入を可能ならしめる
と共に該ドーパントの容易にして効率的導入を許す前述
のZn5e系およびZn5e+−tTeIl、系膜、即
ちZn5e:H1l!!およびZn5e+−、Te1I
 :Hlllを作成することができたことから、優れた
p型及びn型の半導体特性を有し、且つ上述したように
応力が望ましい状態に緩和され、極めて優れた電気的及
び機械的特性を具有し、且つ支持体との密着性及び他の
膜との密着性に富む、p型及びn型のZn5a:H:M
pおよびZn5q、−、Te、+ : H: Mp (
但しMpはドーパントを意味する。)膜がもたらされる
ところとなる0本発明のZn5e:H:Mp膜およびZ
n5e、−、Te、: H: MPI!については、就
中のMp即ちp型ドーパントはI−A族の元素、即ち、
Li、Na、K及びRb、I−B族の元素、即ち、Cu
及びAg又はV−A族の元素、即ち、P、As及びsb
の中から選ばれる任意のものであることができるが、中
でもLi、P及びAsが好適である。そして膜中のMp
の量は、pin接合用のp型半導体としての観点からは
、好ましくは50〜1 x 10 ’、atomlc 
ppm、より好ましくは5 x 10 ” 〜10.’
 ato+sic ppm、最適には103〜5 X 
10’ atomic pp−である。
Furthermore, the conventional Zn5e film and ZnSeIt
In the TeIl film, it is difficult to introduce dopants, so the Zn5a film and Zn5l! + +lj It was difficult to make Ten Ill a desired conductivity type, but as mentioned above, in the present invention, dangling bonds are reduced to a desirable state, making it possible to introduce dopants and The aforementioned Zn5e-based and Zn5e+-tTeIl, system films, ie, Zn5e:H1l!, allow easy and efficient introduction of dopants. ! and Zn5e+−, Te1I
:Hllll, it has excellent p-type and n-type semiconductor properties, and as mentioned above, the stress is relaxed to the desired state, and it has extremely excellent electrical and mechanical properties. p-type and n-type Zn5a:H:M, which also has excellent adhesion to the support and other films.
p and Zn5q, −, Te, +: H: Mp (
However, Mp means a dopant. ) Zn5e:H:Mp film of the present invention and Z
n5e,-,Te,: H: MPI! In particular, Mp or p-type dopant is an element of group I-A, i.e.
Li, Na, K and Rb, elements of group I-B, i.e. Cu
and Ag or elements of group V-A, namely P, As and sb
It can be any material selected from among these, among which Li, P, and As are preferred. And Mp in the membrane
From the viewpoint of a p-type semiconductor for pin junction, the amount of is preferably 50 to 1 x 10', atomlc
ppm, more preferably 5 x 10'' to 10.'
ato+sic ppm, optimally 103~5X
10' atomic pp-.

またZn5e:H:MnおよびZ n S e 、−1
lTe、:H:Mn (但しMnはn型ドーパントを意
味する。)膜についてはその場合のMnとしては、周期
律表第1II −B族の元素、即ち、B、AJ2、Ga
及びIn、第1V −B族の元素、即ち、SL、Ge%
C及びSn、第■−B族の元素、即ち、F、C11,B
r及び■の中から選ばれる任意のものであることができ
るが、中でも、A1、Ga、In及びBが好適である。
Also Zn5e:H:Mn and ZnS e , -1
lTe, :H:Mn (However, Mn means an n-type dopant.) For the film, Mn in that case is an element of group 1II-B of the periodic table, namely B, AJ2, Ga
and In, elements of the 1st V-B group, i.e. SL, Ge%
C and Sn, elements of group ■-B, i.e. F, C11, B
It can be any selected from r and ■, but A1, Ga, In and B are particularly preferred.

そして、上記の場合の膜中のMnの量は、pin接合用
のn型半導体としての観点からは、好ましくは50〜1
 x 10 ’ atomlc ppm、より好ましく
は5x 102〜I Q’ atomic ppm、最
適には103〜5 X 10” atomic ppa
+である。
The amount of Mn in the film in the above case is preferably 50 to 1 from the viewpoint of an n-type semiconductor for pin junction.
x 10' atomic ppm, more preferably 5 x 102 to IQ' atomic ppm, optimally 103 to 5 x 10'' atomic ppm
It is +.

なお、本発明に於ける機能性堆積膜は上述したように膜
中の水素原子の含有量及び単位体積当りの結晶粒領域の
割合が両者について特定の範囲であることにより特徴づ
けられるものであるが、水素原子の含有量については、
それが1 stomlc%より少ない場合にはダングリ
ングボンドの発生量が増加して望ましくなくなり、4 
atomic%を越えると格子の乱れ、また、ボイドを
発生するところとなって、欠陥が増加し、いずれの場合
にあっても所望の特性等を有する堆積膜は得られない、
また、結晶粒領域の割合については、それが65容量%
より少ない場合には、電気的特性の向上に影響を与える
因子の1つである結晶粒の絶対量が減少し、それが85
容量%を越える場合には結晶粒同志が直接に接合すると
ころとなって、いわゆる結晶粒界(grain bou
ndary)が形成され、格子不整合等による欠陥が発
生してしまって、いずれの場合についても所望の特性等
を有する堆積膜は得られない。
As mentioned above, the functional deposited film in the present invention is characterized by the content of hydrogen atoms in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume both falling within specific ranges. However, regarding the content of hydrogen atoms,
If it is less than 1 stomlc%, the amount of dangling bonds will increase and become undesirable.
If it exceeds atomic%, lattice disorder and voids will occur, increasing the number of defects, and in either case, a deposited film with desired properties cannot be obtained.
Also, regarding the ratio of crystal grain area, it is 65% by volume.
If the amount is smaller, the absolute amount of crystal grains, which is one of the factors that affect the improvement of electrical properties, decreases, and it increases to 85
If the volume exceeds %, the crystal grains will directly join together, forming so-called grain boundaries.
In either case, a deposited film having desired properties cannot be obtained.

本発明に係わるZn5e : Hill、Zn5e :
 H:M膜、Zn5e、−、Te1l : H膜及びZ
 n S e l −X T e * : H: M膜
(但し、Mはp型又はn型のドーパントを危味する。)
は、その組成及び構造等について、特に水素原子の特定
量を含有せしめ、且つ単位体積当りの結晶粒の割合を所
定値にコントロールした堆積膜とすることによって、膜
中の欠陥を極めて低減でき、その電気伝導性は従来のZ
n5elli、Zn5e :M膜、Zn5e+−w T
e11膜及びZn5e+−x Te、:Mlllに比較
して大幅に改善されたものとなっている。
Zn5e according to the present invention: Hill, Zn5e:
H: M film, Zn5e, -, Te1l: H film and Z
n S e l −X T e *: H: M film (However, M risks p-type or n-type dopants.)
Regarding its composition and structure, defects in the film can be extremely reduced by making the deposited film contain a specific amount of hydrogen atoms and controlling the ratio of crystal grains per unit volume to a predetermined value. Its electrical conductivity is that of conventional Z
n5elli, Zn5e: M film, Zn5e+-w T
This is significantly improved compared to the e11 film and Zn5e+-x Te:Mlll.

この事はZn5el−、Te++  :H:Mp@につ
いて明瞭に見る事ができる。すなわちp型のドーピング
においては第20図に示す様にx (Teの割合)がO
≦X≦1.0.7≦X≦1.0の範囲の組成比の時に大
きなδdが得られドーピング効率の向上が見られるが、
第23図に示すように、Xがこの範囲にある時、結晶粒
の割合が65vo1%以上となっており、水素原子の含
有量によって結晶粒の割合をコントロールする事により
ドーピング効率を最適化できる事が分る。ノンドープの
Zn5e、−1lTell :H膜については第23図
に示す様にXの全範囲に渡って結晶粒の割合は高いがx
(Teの割合)が0.7<x<0.9の範囲で光導電率
(δp)がきわだって高く、pin型光起電力素子のl
型半導体層として好適である。この事はδpが結晶粒の
割合のみならず禁制帯中の局在準位分布が、Xによって
変化しているためと考えられる。
This can be clearly seen for Zn5el-, Te++ :H:Mp@. In other words, in p-type doping, x (ratio of Te) is O as shown in Figure 20.
When the composition ratio is in the range of ≦X≦1.0.7≦X≦1.0, a large δd is obtained and an improvement in doping efficiency is observed,
As shown in Figure 23, when X is within this range, the ratio of crystal grains is 65vo1% or more, and doping efficiency can be optimized by controlling the ratio of crystal grains depending on the content of hydrogen atoms. I understand what happened. As for the non-doped Zn5e, -1lTell:H film, as shown in Figure 23, the proportion of crystal grains is high over the entire range of
The photoconductivity (δp) is extremely high in the range of 0.7<x<0.9 (ratio of Te), and the l
It is suitable as a type semiconductor layer. This is considered to be due to the fact that not only the ratio of crystal grains but also the localized level distribution in the forbidden band δp changes depending on X.

従って、該znse : H膜の禁制帯幅(バンドギャ
ップ)は、略々2.67eV、該 Zn5et−,Ten : Illの禁制帯幅(バンド
ギャップ)は、略々2.3〜2゜4eVと、いずれも短
波長光の吸収に効果的な値となっていること等の点から
鑑みても、前記した効果を十分に生かす層構成とするこ
とによって、短波長光に対する高い充電変換効率を有す
る光起電力素子を形成することができる。
Therefore, the forbidden band width (band gap) of the Znse:H film is approximately 2.67 eV, and the forbidden band width (band gap) of the Zn5et-, Ten: Ill is approximately 2.3 to 2°4 eV. , all of them have values that are effective for absorbing short wavelength light, and by creating a layer structure that fully takes advantage of the above effects, it has high charge conversion efficiency for short wavelength light. A photovoltaic device can be formed.

本発明の光起電力素子は、pin接合を有する層構成の
ものである。そして該pin接合は、バンドギャップの
大きい材料同志の接合が良好に形成される場合、光起電
力素子として高いVoc(開放端電圧)が得られるとこ
ろとなる0本発明においては、電気伝導性の改善された
Zn5e :Hllt又はZ n S e t −* 
T em  : HIIlを少なくともi型の半導体層
とし、p型及びn型の半導体層にツイテも、該Zn5e
 :H膜又はZ n S e 、−。
The photovoltaic element of the present invention has a layered structure having a pin junction. If the pin junction is formed well between materials with a large band gap, a high Voc (open circuit voltage) can be obtained as a photovoltaic device. Improved Zn5e: Hllt or ZnSet-*
Tem: HIIl is used as at least an i-type semiconductor layer, and the Zn5e is also used as a p-type and n-type semiconductor layer.
:H film or ZnSe, -.

Tex :Hillの半導体層と同程度にバンドギャッ
プが大きく、電気特性の良好な半導体性堆積膜を用いる
Tex: A semiconductor deposited film having a band gap as large as that of Hill's semiconductor layer and good electrical characteristics is used.

一前述した様に、Zn5e:H:M層およびZ n S
 e r −t T e * : H: M Nはその
すぐれた電気特性からp型及び/またはn型半導体層と
して好適なものである。特にp型半導体層としては、特
性の良好なバンドギャップの広いものが従来あまり知ら
れてなかっただけにその有用性には顕著なものがある。
As mentioned above, Zn5e:H:M layer and ZnS
e r -t T e *: H: MN is suitable as a p-type and/or n-type semiconductor layer because of its excellent electrical properties. In particular, as a p-type semiconductor layer, one with good characteristics and a wide band gap has not been well known, and its usefulness is remarkable.

しかしながら、p型及び/またはn型半導体層としては
、これら以外の半導体膜を用いることも勿論可能である
However, it is of course possible to use semiconductor films other than these as the p-type and/or n-type semiconductor layers.

すなわち、n型の伝導型を有する半導体性堆積膜として
は、ZnO1ZnS、及びZn5eの各堆積膜が用いら
れ、p型の伝導型を有する半導体性堆積膜としては、Z
nTe、CdTeの各堆積膜が用いられる。勿論これ等
の堆積膜は、必要に応じて各対応する材料の膜にドーパ
ントを加えてn型又はp型にされる0例えば、n型ドー
パントとしては、ZnSであれば、Cu2、Br、Al
2が用いられ、Zn5aであれば、Br、Ga、All
が用いられる。p型ドーパントとしてはZnTeであれ
ばCu、Ag%Pが用いられ、CdTeであればLi、
Sb、Pが用いられる。
That is, as the semiconductor deposited film having n-type conductivity, ZnO1ZnS and Zn5e are used, and as the semiconductor deposited film having p-type conductivity, ZnO1ZnS and Zn5e are used.
Each deposited film of nTe and CdTe is used. Of course, these deposited films can be made n-type or p-type by adding a dopant to each corresponding material film as necessary. For example, n-type dopants include Cu2, Br, Al, etc.
2 is used, and if Zn5a, Br, Ga, All
is used. For ZnTe, Cu and Ag%P are used as p-type dopants, and for CdTe, Li,
Sb and P are used.

本発明の光起電力素子は、上記のZn5e:H膜又はZ
n5e+−、Tal1 : H膜と上記の半導体堆積膜
と接合させることにより、高いVocが得られると共に
短波長光に対する高い充電変換効率が得られる。
The photovoltaic device of the present invention comprises the above-mentioned Zn5e:H film or Z
n5e+-, Tal1: By bonding the H film with the semiconductor deposited film described above, a high Voc can be obtained and high charge conversion efficiency for short wavelength light can be obtained.

更に、膜中の欠陥が極めて少ないことから、長波長光に
対する透過率が大きくなり、短波長光に対する選択的な
吸収及び高い光電変換効率を得ることが可能になる。こ
のことは、本発明の光起電力素子を太陽電池に適用した
場合には、従来のA−3iから構成される太陽電池に比
較して、たとえば白色蛍光灯の様に比較的短波長光を多
くそのスペクトル成分として持つ光源下での使用におい
ても高い光電変換効率を達成させることができ、また、
太陽光下での使用においても、本発明の光起電力素子を
タンデム型又はトリプル型等の太陽電池の光入射側のセ
ルとすることにより、従来よりも短波長光の光電変換効
率が顕著に向上し、長波長光を下部に設けられたセルに
効率良く供給できる構造とすることができる。そしてそ
れにより、太陽光スペクトルのほぼ全成分を充電変換で
きる層構成とすることができる。更に、膜としての構造
、組成ともに安定したものであることから、光劣化の問
題も大幅に改善される。
Furthermore, since there are extremely few defects in the film, the transmittance for long wavelength light is increased, making it possible to obtain selective absorption of short wavelength light and high photoelectric conversion efficiency. This means that when the photovoltaic element of the present invention is applied to a solar cell, it emits relatively short wavelength light, such as a white fluorescent lamp, compared to a solar cell constructed from conventional A-3i. High photoelectric conversion efficiency can be achieved even when used under a light source that has many spectral components.
Even when used under sunlight, by using the photovoltaic element of the present invention as a cell on the light incident side of a tandem type or triple type solar cell, the photoelectric conversion efficiency of short wavelength light is significantly higher than before. It is possible to create a structure that can efficiently supply long-wavelength light to cells provided below. As a result, it is possible to create a layered structure that can charge and convert almost all components of the sunlight spectrum. Furthermore, since both the structure and composition of the film are stable, the problem of photodegradation can be greatly improved.

以下に本発明の前述のZn5e:Hlli又はZn5e
+−、Te1I :Hgをp型半導体膜、n型半導体膜
、そしてn型半導体膜として用いた光起電力素子の層構
成の曲型例を示す、なお、上記p型Zn5e:H:MP
膜又はp型Z n S a l−mTe、:H:MpH
!以外のp型半導体膜を用いた場合、また上記n型Zn
5e:H:Mn1lll又はn型Zn5e、−1lTe
x:H:Mn膜以外のn型半導体膜を用いた場合も同様
である。
Below, the above-mentioned Zn5e of the present invention: Hlli or Zn5e
+-, Te1I: Shows a curved example of the layer structure of a photovoltaic element using Hg as a p-type semiconductor film, an n-type semiconductor film, and an n-type semiconductor film, and the above p-type Zn5e:H:MP.
Membrane or p-type ZnSal-mTe, :H:MpH
! When using a p-type semiconductor film other than the above-mentioned n-type Zn
5e:H:Mn1lll or n-type Zn5e, -1lTe
The same applies when an n-type semiconductor film other than the x:H:Mn film is used.

そして、本発明の光起電力素子はこれらの例により何ら
限定されるものではない。
The photovoltaic device of the present invention is not limited to these examples in any way.

第1図(A)及び(B)は、本発明の光起電力素子とし
て本発明に係わる機能性堆積膜を用いた場合の層構成の
典型的な例を模式的に示す図である。
FIGS. 1(A) and 1(B) are diagrams schematically showing typical examples of the layer structure when the functional deposited film according to the present invention is used as the photovoltaic element of the present invention.

第1図(A)に示す例は、支持体101上に電極102
、n型半導体層103、i型半導体層104、p型土導
体層105、透明電極106及び集電電極107をこの
順に設けた光起電力素子100である。なお、来光起電
力素子では透明電極106の側より光の入射が行われる
In the example shown in FIG. 1(A), an electrode 102 is placed on a support 101.
, an n-type semiconductor layer 103, an i-type semiconductor layer 104, a p-type soil conductor layer 105, a transparent electrode 106, and a current collecting electrode 107 are provided in this order. Note that in the photovoltaic element, light is incident from the transparent electrode 106 side.

第1図(B)に示す例は、透光性支持体101上に透明
電極106、p型半導体+1105、l型半導体Fl1
04、n型半導体層103及び電極102をこの順に設
けた光起電力素子100である。来光起電力素子では支
持体101の側より光の入射が行われる。
In the example shown in FIG. 1(B), a transparent electrode 106, a p-type semiconductor +1105, and an l-type semiconductor Fl1 are placed on a transparent support 101.
04, a photovoltaic element 100 in which an n-type semiconductor layer 103 and an electrode 102 are provided in this order. In the photovoltaic element, light is incident from the support 101 side.

なお、n型半導体層とp型半導体層とは目的に応じて入
れ替えて使用することもできる。
Note that the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer can be used interchangeably depending on the purpose.

第1図(C)は、比較例として、従来のA−Silli
を用いたpin型の光起電力素子の層構成の典型的な例
を模式的に示す図である。
FIG. 1(C) shows a conventional A-Silli as a comparative example.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a typical example of the layer structure of a pin-type photovoltaic element using a PIN type photovoltaic element.

第1図(C)に示す例は、従来より検討されている支持
体101上に電極102、n型A−3i半導体N108
、l型A−3i半導体層109、p型A−3i半導体層
110、透明電極106及び集電電極107をこの順に
設けた光起電力素子111である。来光起電力素子では
透明電極106の側より光の入射が行われる。
In the example shown in FIG. 1(C), an electrode 102 is placed on a support 101, and an n-type A-3i semiconductor N108 is used.
, a photovoltaic element 111 in which an l-type A-3i semiconductor layer 109, a p-type A-3i semiconductor layer 110, a transparent electrode 106, and a current collecting electrode 107 are provided in this order. In the photovoltaic element, light is incident from the transparent electrode 106 side.

以下、これらの光起電力素子の構成について説明する。The configurations of these photovoltaic elements will be explained below.

Σ且婁 本発明に於いて用いられる支持体101は、単結晶質も
しくは非単結晶質のものであってもよく、さらにそれら
は導電性のものであっても、また電気絶縁性のものであ
ってもよい、更には、それらは透光性のものであっても
、また非透光性のものであってもよい、それらの例とし
て、Fa。
The support 101 used in the present invention may be monocrystalline or non-single crystal, and may be electrically conductive or electrically insulating. Furthermore, they may be translucent or non-transparent; examples thereof include Fa.

Ni% Cr、An、Mo、Au% Nb%Ta。Ni% Cr, An, Mo, Au% Nb% Ta.

■、Ti、Pt% pb等、の金属又はこ杵らの合金例
えば真ちゅう、ステンレス鋼等が挙げられる。
Metals such as (2), Ti, Pt% pb, etc., or alloys thereof, such as brass, stainless steel, etc., can be mentioned.

これらの他、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボ
ネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ
アミド、ポリイミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック等が挙げられる。
In addition to these, examples include films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, and polyimide, glass, and ceramics.

また、単結晶性支持体としてはSl、Ge。Moreover, as a single crystal support, Sl, Ge is used.

C% NaCA、にC1,LiF、Garb。C% NaCA, C1, LiF, Garb.

E nAs% I nSb% GaP% MgO1Ca
F1 、BaFm 、p−AlI303等の単結晶体よ
りスライスしてウェハー状に加工したもの、及びこれら
の上に同物買もしくは格子定数の近い物質をエピタキシ
ャル成長させたものが挙げられる。
E nAs% I nSb% GaP% MgO1Ca
Examples include those obtained by slicing and processing a single crystal such as F1, BaFm, p-AlI303, etc. into a wafer shape, and those obtained by epitaxially growing the same material or a substance with a similar lattice constant on these materials.

支持体の形状は目的、用途により平滑表面或いは凹凸表
面の板状、長尺ベルト状、円筒状等であることができ、
その厚さは、所望通りの光起電力素子を形成しつる様に
適宜決定するが、光起電力素子として可撓性が要求され
る場合には、支持体としての機能が充分発揮される範囲
内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、
支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度等の点から、
通常は、10μm以上とされる。
The shape of the support body can be a plate shape with a smooth surface or an uneven surface, a long belt shape, a cylindrical shape, etc. depending on the purpose and use.
The thickness is appropriately determined so as to form a desired photovoltaic element and to have a vine shape, but if flexibility is required as a photovoltaic element, the thickness is within a range that can sufficiently exhibit its function as a support. can be made as thin as possible. however,
In terms of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc.
Usually, the thickness is 10 μm or more.

本発明の光起電力素子においては、当該素子の構成形態
により適宜の電極が選択使用される。それら電極として
は、下部電極、上部電極(透明電極)1、集電電極を挙
げることができる。(但し、ここで言う上部電極とは光
の入射側に設けられたものを示し、下部電極とは半導体
層をはさんで上部電極に対向して設けられたものを示す
、)これらの電極について以下に説明する。
In the photovoltaic device of the present invention, appropriate electrodes are selected and used depending on the configuration of the device. Examples of these electrodes include a lower electrode, an upper electrode (transparent electrode) 1, and a current collecting electrode. (However, the upper electrode here refers to the one provided on the light incident side, and the lower electrode refers to the one provided opposite the upper electrode with the semiconductor layer in between.) About these electrodes This will be explained below.

旦り1至11 本発明に於いて用いられる下部電極102としては、上
述した支持体101の材料が透光性であるか否かによっ
て、光起電力発生用の光を照射する面が異なり(例えば
、支持体101が金属等の非透光性の材料である場合に
は、透明電極106側から光起電力発生用の光を照射す
る。)、その設置される場所が異なる。
1 to 11 As for the lower electrode 102 used in the present invention, the surface on which light for photovoltaic generation is irradiated differs depending on whether the material of the support 101 described above is translucent or not. For example, if the support 101 is made of a non-transparent material such as metal, light for generating photovoltaic force is irradiated from the transparent electrode 106 side.), and the location where it is installed differs.

第1図(A)の様な層構成の場合には支持体101とn
型半導体層103との間に設けられる。しかし、支持体
101が導電性である場合には、該支持体が下部電極を
兼ねることができる。
In the case of a layered structure as shown in FIG. 1(A), the support 101 and n
type semiconductor layer 103. However, if the support 101 is conductive, the support can also serve as the lower electrode.

ただし、支持体101が導電性でありてもシート抵抗値
が高い場合には、電流取り出し用の低抵抗の電極として
、あるいは入射光の有効利用の為支持体面での反射率を
高める目的で電極102を設置してもよい。
However, even if the support 101 is conductive, if the sheet resistance value is high, the electrode may be used as a low-resistance electrode for current extraction or for the purpose of increasing the reflectance on the support surface for effective use of incident light. 102 may be installed.

第1図(B)の場合には支持体101が透光性の材料が
用いられていて、支持体101の側から光が入射される
。従って、電流取り出し用の目的で下部電極102は、
支持体101より見て最上層に設けられる。
In the case of FIG. 1(B), the support 101 is made of a light-transmitting material, and light is incident from the support 101 side. Therefore, for the purpose of current extraction, the lower electrode 102 is
It is provided on the uppermost layer when viewed from the support body 101.

また、支持体101として電気絶縁性のものを用いる場
合には電流取り出し用の電極として、支持体101とn
型半導体層103との間に下部電極102が設けられる
In addition, when an electrically insulating material is used as the support 101, the support 101 and n
A lower electrode 102 is provided between the semiconductor layer 103 and the lower electrode 102 .

電極材料としては、’Ag%Au、Pt%Ni。As electrode materials, 'Ag%Au, Pt%Ni.

Cr、Cu、AJ2、TI、Zn、Mo%W等の金属が
挙げられ、これ等の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング等で形成する。また1、形成された金属
薄膜は光起電力素子に対して抵抗成分とならぬ様に配慮
されねばならずシート抵抗値として好ましくは50Ω以
下、より好ましくは10Ω以下であることが望ましい。
Examples include metals such as Cr, Cu, AJ2, TI, Zn, Mo%W, etc., and thin films of these can be formed by vacuum evaporation, electron beam evaporation,
Formed by sputtering or the like. Further, 1. Care must be taken so that the formed metal thin film does not become a resistance component with respect to the photovoltaic element, and it is desirable that the sheet resistance value is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less.

下部電極102とn型半導体層103との間に、図中に
は示されていないが、導電性酸化亜鉛等の拡散防止層を
設けても良い、該拡散防止層の効果としては電極102
を構成する金属元素がn型半導体層中へ拡散するのを防
止するのみならず、若干の抵抗値をもたせることで半導
体層をはさんで設けられた下部電極102と透明電極1
06との間にピンホール等の欠陥で発生するシヨードを
防止すること、及び薄膜による多重干渉を発生させ入射
された光を光起電力素子内に閉じ込める等の効果を挙げ
ることができる。
Although not shown in the figure, a diffusion prevention layer such as conductive zinc oxide may be provided between the lower electrode 102 and the n-type semiconductor layer 103.As for the effect of the diffusion prevention layer, the electrode 102
The lower electrode 102 and the transparent electrode 1 provided across the semiconductor layer are not only prevented from diffusing into the n-type semiconductor layer, but also have a slight resistance value.
06 due to defects such as pinholes, and multiple interference caused by the thin film to confine incident light within the photovoltaic element.

(if   部  極  ′    種本発明に於いて
用いられる透明電極106としては太陽光線や白色蛍光
灯等の光源を半導体層に効率良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、光起電力素
子の内部抵抗が大とくなり性能を損なうことがないよう
にシート抵抗値は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5nOz 、I n
t Os 、ZnO1CdO。
(If part pole' seed) The transparent electrode 106 used in the present invention desirably has a light transmittance of 85% or more in order to efficiently absorb light sources such as sunlight and white fluorescent lamps into the semiconductor layer. It is desirable that the sheet resistance value is 100Ω or less so that the internal resistance of the photovoltaic element does not increase and impair its performance.
Materials with such characteristics include 5nOz, I n
tOs, ZnO1CdO.

Cdl Sn0m 、ITO(Inz 03 +sno
、)などの金属酸化物や、Au%Aj!、Cu等の金属
を極めて薄く半透明状に成膜した薄膜等が挙げられる。
Cdl Sn0m, ITO(Inz 03 +sno
, ) and other metal oxides such as Au%Aj! , a thin film made of a metal such as Cu in an extremely thin and translucent manner.

透明電極は第1図(A)にあってはp型土導体層105
層の上部に積層され、第1図(B)にあっては基板10
1の上部に積層されるものであるため、互いの密着性の
良いものを選ぶことが必要である。これらの作製方法と
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、スプレー法等を用いることができ所望に
応じて適宜選択される。
In FIG. 1(A), the transparent electrode is a p-type soil conductor layer 105.
In FIG. 1(B), a substrate 10 is laminated on top of the layer.
1, it is necessary to select materials that have good adhesion to each other. As a method for producing these, a resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, etc. can be used, and the method is appropriately selected depending on the need.

旦旦L1111 本発明に於いて用いられる集電電極107は。Dandan L1111 The current collecting electrode 107 used in the present invention is as follows.

透明電極106の表面抵抗値を低減させる目的で透明電
極106上に設けられる。電極材質としてはAg、Cr
%Ni、All、Ag%Au、TI。
It is provided on the transparent electrode 106 for the purpose of reducing the surface resistance value of the transparent electrode 106. The electrode material is Ag, Cr.
%Ni, All, Ag%Au, TI.

Pt%Cu、Mo%W等の金属又はこれらの合金の薄膜
が挙げられる。これらの薄膜は積層させて用いることが
できる。また、半導体層への光入射光量が十分に確保さ
れる様、その形状及び面積が設計される。
Examples include thin films of metals such as Pt%Cu and Mo%W, or alloys thereof. These thin films can be used in a stacked manner. Further, the shape and area of the semiconductor layer are designed so that a sufficient amount of light incident on the semiconductor layer is ensured.

例えば、その形状は光起電力素子の受光面に対して一様
に広がり、かつ受光面積に対してその面積は好ましくは
15%以下、より好ましくは10%以下であることが望
ましい。
For example, it is desirable that the shape spreads uniformly over the light-receiving surface of the photovoltaic element, and that its area is preferably 15% or less, more preferably 10% or less of the light-receiving area.

また、シート抵抗値としては好ましくは50Ω以下、よ
り好ましくは10Ω以下であることが望ましい。
Further, the sheet resistance value is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less.

以下、本発明におけるP型半導体層、l型半導体層及び
n型半導体層について詳しく述べる。
Hereinafter, the P-type semiconductor layer, l-type semiconductor layer, and n-type semiconductor layer in the present invention will be described in detail.

本発明の光起電力素子の少なくともl型の半導体層には
、上述した本発明によるZn5e:H@又はZn5el
−1lTllI+c : Hllが好適なものとして用
いられる。この点については以下に述べる検討結果によ
り、更に明らかにされる。
At least the l-type semiconductor layer of the photovoltaic device of the present invention includes Zn5e:H@ or Zn5el according to the present invention described above.
-1lTllI+c: Hll is preferably used. This point will be further clarified by the study results described below.

すなわち、従来、短波長光のもつ高い光エネルギーを光
電変換する半導体材料として比較的バンドギャップの大
きいZn3%Zn5a。
That is, Zn3%Zn5a, which has a relatively large band gap, has conventionally been used as a semiconductor material for photoelectrically converting the high optical energy of short wavelength light.

ZnTe、CdS、CdSe%ZnO等の1菫−Vl族
化合物半導体が注目されていた。しかし、それらの多く
は一般に採用されている堆積膜の形成方法では、たとえ
ば、Z n S % Z n S @ s Cd S 
5CdSe%ZnOでは容易にn型半導体層を得ること
ができ、電気特性も比較的良好であり、またZnTe、
CdTeでは容易にp型半導体層を得ることでき、電気
的特性も比較的良好であるが、いずれの場合も電気的特
性の優れたi型半導体を得ることは困難であった。また
、同一の1!−■族化合物半導体で良好なp型半導体と
n型半導体を得ることも困難であった。更にまた、特に
十分にバンドギャップの広いp型半導体にいたっては。
1-Violet-Vl group compound semiconductors such as ZnTe, CdS, and CdSe%ZnO have been attracting attention. However, most of them are deposited film formation methods that are generally adopted, for example, Z n S % Z n S @ s Cd S
With 5CdSe%ZnO, an n-type semiconductor layer can be easily obtained and the electrical properties are relatively good.
With CdTe, a p-type semiconductor layer can be easily obtained and the electrical properties are relatively good, but in both cases it has been difficult to obtain an i-type semiconductor with excellent electrical properties. Also, the same 1! It has also been difficult to obtain good p-type and n-type semiconductors using -■ group compound semiconductors. Furthermore, especially when it comes to p-type semiconductors with sufficiently wide band gaps.

それを得ることは一層に困難であった。It was even more difficult to obtain.

本発明者らは、一般に採用されている方法により堆積さ
れたl型Zn5e又はZ n S @ +−8Tex半
導体膜、そして本発明によるl型Zn5e二H又はZ 
n S e l −II T e ll: H半導体l
1l(はぼX=0.8)と、他(On型及びp型半導体
膜によるpin接合を試み、光起電力素子としての評価
を密着性及び開放端電圧(Voc)により行った。更に
、l型半導体層に加えてp型及び/または、n型半導体
膜を本発明によるZn5e:H又はZn5al−x T
ax : H半導体膜とした場合の効果にういても同様
な方法で評価した。
The present inventors have developed l-type Zn5e or ZnS@+-8Tex semiconductor films deposited by commonly employed methods, and l-type Zn5e diH or Z
n S e l -II T ell: H semiconductor l
1l (Habo X = 0.8) and others (pin junctions using On-type and P-type semiconductor films were tried, and evaluation as a photovoltaic device was performed based on adhesion and open circuit voltage (Voc).Furthermore, In addition to the l-type semiconductor layer, the p-type and/or n-type semiconductor film is made of Zn5e:H or Zn5al-xT according to the present invention.
The effect of using an ax:H semiconductor film was also evaluated using the same method.

光起電力素子としての層構成は第1図(B)に示す層構
成とし、支持体には石英ガラス、透明電極にはスパッタ
法により形成したITOli、下部電極には電子ビーム
加熱法により形成したAg薄膜を用いた。n型の、Z 
n S e、 Z n S。
The layer structure of the photovoltaic element was as shown in Figure 1 (B), with the support being quartz glass, the transparent electrode being ITOli formed by sputtering, and the lower electrode being formed by electron beam heating. An Ag thin film was used. n-type, Z
n S e, Z n S.

Z n O,Cd S、 Cd S e半導体膜及びp
型のZnTe%CdTe半導体膜はスパッタ法により形
成した。各半導体膜のドーパントは第4(A) および
(B)表に表示したものを使用した。
ZnO, CdS, CdSe semiconductor film and p
The type ZnTe%CdTe semiconductor film was formed by a sputtering method. The dopants for each semiconductor film were those shown in Tables 4 (A) and (B).

上記の評価の結果は344 (A)および(B)表に示
した。
The results of the above evaluation are shown in Tables 344 (A) and (B).

第6(A)、(8)表の結果より、II −Vl族化合
物半導体としてのi型Zn5e半導体膜およびn型Zn
5e、−1lTel+半導体膜を用いたpin接合型光
起電力素子の場合には、一部実用的には使用可能な組合
せのものはあるものの、殆んどが実用的に使用不可能で
あるのに対してi型のZn5e:H膜およびi型のZn
5e、−1lTell :HMを用いた本発明のpin
接合型光起電力素子の場合には、優れた膜の密着性及び
大きな開放端電圧値が得られることが判る。
From the results in Tables 6 (A) and (8), it is clear that the i-type Zn5e semiconductor film and the n-type Zn5e semiconductor film as II-Vl group compound semiconductors
In the case of pin junction photovoltaic elements using 5e, -1lTel+semiconductor films, although there are some combinations that can be used practically, most of them cannot be used practically. i-type Zn5e:H film and i-type Zn
5e, -1lTell: pin of the present invention using HM
It can be seen that in the case of a junction type photovoltaic device, excellent film adhesion and a large open circuit voltage value can be obtained.

またさらに、p型Zn5e:)(二MpHll及び/又
はn型Zn5e:H:Mp膜あるいはp型Zn5e+−
1lTe、、: H:Mp膜及び/又はn型Zn5e+
−1lTell :Mn1iを用いた本発明のpin接
合型光起電力素子では最も良好な結果が得られる事が判
る。
Furthermore, p-type Zn5e:) (two MpHll and/or n-type Zn5e:H:Mp film or p-type Zn5e+-
1lTe, : H:Mp film and/or n-type Zn5e+
-1lTell: It can be seen that the best results can be obtained with the pin junction type photovoltaic device of the present invention using Mn1i.

以上の検討結果より本発明に於いて提供されるZn5s
:811%およびZn5e、−、Te、I : HMは
、優れた電気的及び機械的特性を有し、本発明の目的と
するpin接合による短波長光に対し高い光電変換効率
を有する光起電力素子の半導体層として最も好適なもの
であることが判った。
Based on the above study results, Zn5s provided in the present invention
:811% and Zn5e, -, Te, I: HM has excellent electrical and mechanical properties, and is a photovoltaic material with high photoelectric conversion efficiency for short wavelength light by pin junction, which is the object of the present invention. It was found that this is the most suitable material for the semiconductor layer of the device.

本発明において良好なpin接合を形成させる手段とし
てはn型半導体層の形成、n型半導体層の形成、そして
p型半導体層の形成は連続して行われるのが望ましい、
具体的には、同一の堆積膜形成装置において連続して形
成するか、もしくは、それぞれの層を別異の装置をもっ
て形成する場合には、各堆積膜形成装置をゲートバルブ
を介して連結し、たとえば1つの堆積膜形成装置により
n型半導体層の形成後、他の堆積膜形成装置へ該n型半
導体層の形成された基板を真空条件下に搬送して他の堆
積膜形成装置にてl型半導体を形成し、その後さらに他
の堆積形成装置へ該口型半導体層及びn型半導体層を積
層した基板を真空条件下に搬送してその堆積膜形成装置
にてp型半導体を形成すればよい。
In the present invention, as a means for forming a good pin junction, it is desirable that the formation of an n-type semiconductor layer, the formation of an n-type semiconductor layer, and the formation of a p-type semiconductor layer are performed in succession.
Specifically, if the layers are formed successively in the same deposited film forming apparatus, or if each layer is formed using different apparatuses, the deposited film forming apparatuses are connected via a gate valve, For example, after forming an n-type semiconductor layer in one deposited film forming apparatus, the substrate on which the n-type semiconductor layer has been formed is transferred to another deposited film forming apparatus under vacuum conditions, and then transferred to another deposited film forming apparatus. A type semiconductor is formed, and then the substrate on which the mouth type semiconductor layer and the n type semiconductor layer are laminated is transferred to another deposition forming apparatus under vacuum conditions, and a p type semiconductor is formed in the deposited film forming apparatus. good.

ところで、本発明による前述のZn5e : H膜、Z
 n Se1−xTe、:H膜、p型又はn型のZn5
a:H:Mli及びp型又はn型のZn5el−、Te
1l : H: Mliは下記の3つの方法のいずれか
によっても効率的に形成される。
By the way, the above-mentioned Zn5e:H film, Z
n Se1-xTe, :H film, p-type or n-type Zn5
a:H:Mli and p-type or n-type Zn5el-, Te
1l:H:Mli can also be efficiently formed by any of the following three methods.

即ち、 (1)Se原子を含有する原料ガスと水素ガス(H2)
あるいは更にTe原子を含有する原料ガスとを成膜室か
ら独立した別個の活性化域に導入し、活性化エネルギー
をそれらガスに付与して励起種化してSeを含有する前
駆体(プリカーサ)と原子状の水素ラジカルと、あるい
は更にTeを含有する前駆体を生成せしめ、生成したそ
れら前駆体及び水素ラジカルを含むガスを成膜室に導入
し、それと同時併行的にZn原子を含有する原料ガスを
前記成膜室に導入し、両者のガスを前記成膜室内に配置
されていて温度調節されている基板表面を支配する反応
空間で化学的相互反応せしめてZn5e:H又はZn5
el−IITe、: Hで構成された機能性堆積膜を形
成する方法。
That is, (1) Raw material gas containing Se atoms and hydrogen gas (H2)
Alternatively, a raw material gas containing Te atoms is introduced into a separate activation region independent from the film forming chamber, and activation energy is applied to these gases to generate excited speciation to form a Se-containing precursor (precursor). A precursor containing atomic hydrogen radicals or further Te is generated, a gas containing the generated precursors and hydrogen radicals is introduced into a film forming chamber, and at the same time, a source gas containing Zn atoms is introduced. is introduced into the film-forming chamber, and both gases are caused to chemically react with each other in a reaction space that is located in the film-forming chamber and dominates the temperature-controlled substrate surface, thereby forming Zn5e:H or Zn5.
el-IITe: A method of forming a functional deposited film composed of H.

(2)基板の配置された成膜室の反応空間で混合がなさ
れるように、Se原子を含有する原料ガスと水素ガス(
H7)及びZn原子あるいは更にTe原子を含有する原
料ガスを含有する原料ガスを導入し、高周波電力を前記
成膜室内に設置されたカソード電極に印加して前記反応
空間にプラズマを形成せしめて、そこに導入された前記
ガスを分解、重合、ラジカル化、イオン化等させて化学
的相互反応せしめてZn5e:H又は Zn5e+−xTeウ :Hで構成された機能性堆積膜
を形成する方法。
(2) Source gas containing Se atoms and hydrogen gas (
H7) and introducing a source gas containing a source gas containing Zn atoms or further Te atoms, and applying high frequency power to a cathode electrode installed in the film forming chamber to form plasma in the reaction space, A method of forming a functional deposited film composed of Zn5e:H or Zn5e+-xTe:H by decomposing, polymerizing, radicalizing, ionizing, etc. the gas introduced therein and causing chemical interaction.

(3)成膜室内に基板を配置し、該基板と対向し、該基
板との間に所定の空間を残す位置にカソード電極を設置
し、該カソード電極表面にターゲットたる多結晶Zn5
e又は多結晶Z n S e 、−1lTe、を配置し
た成膜室に、Arガス及びH2ガスを導入し、前記カソ
ード電極に高周波電圧を印加して前記多結晶Zn5e又
は多結晶 Zn5e+−、Te、をスパッタリングすると共に、前
記空間にプラズマ雰囲気を形成し、それにより前記ター
ゲットから飛び出す原子状のSe及びZnあるいは更に
Te、そして、H2ガスが前記プラズマにより励起され
て原子状の水素になつたものを前記基板の表面近傍の空
間で化学的相互反応せしめてZn5a : H又はZn
5e+−xTe、:Hで構成された機能性堆積膜を形成
する方法。
(3) A substrate is placed in a film forming chamber, a cathode electrode is placed at a position facing the substrate and leaving a predetermined space between the substrate, and polycrystalline Zn5 as a target is placed on the surface of the cathode electrode.
Ar gas and H2 gas are introduced into a film forming chamber in which the polycrystalline Zn5e or polycrystalline ZnS e , -1lTe is arranged, and a high frequency voltage is applied to the cathode electrode to form the polycrystalline Zn5e or polycrystalline Zn5e + -, Te. , and at the same time forming a plasma atmosphere in the space, atomic Se and Zn or further Te and H2 gas are excited by the plasma and turned into atomic hydrogen thereby flying out from the target. chemically interact in the space near the surface of the substrate to form Zn5a:H or Zn5a.
A method of forming a functional deposited film composed of 5e+-xTe, :H.

以上の(1)乃至(3)の機能性堆積膜をドーパントを
含有してなる半導体特性を有するものにすることは勿論
可能であり、特に、p型のドーパントをZn5e:HI
Il又はZ n S e 、−1lT e 、、 :H
lli中に含有せしめることが可能になり、それにより
p型の伝導型を有するZn5e:H:MpHi及びZn
5a、−IITa、: H: Mp膜の提供が可能であ
る。その場合、p型のドーパントを含有するガスを原料
ガス又は水素ガスと共にか、又は、独立して成膜室に導
入することにより、目的が達成できる。勿論本発明に係
わるZn5e:Hlli又はZn5e(−IITen 
 :H[をn型のものにする場合には、n型ドーパント
を含有するガスを用いることによって、p型と同様にド
ーパントの導入を計ることが出来る。
It is of course possible to make the functional deposited films (1) to (3) above have semiconductor properties by containing dopants, and in particular, the p-type dopant can be made from Zn5e:HI.
Il or ZnS e , -1lT e , :H
Zn5e:H:MpHi and Zn5e, which have p-type conductivity, can be contained in
5a, -IITa,: H: It is possible to provide an Mp film. In that case, the purpose can be achieved by introducing a gas containing a p-type dopant into the film forming chamber together with the source gas or hydrogen gas, or independently. Of course, Zn5e:Hlli or Zn5e(-IITen) according to the present invention
When :H[ is made into an n-type material, by using a gas containing an n-type dopant, the dopant can be introduced in the same way as with the p-type material.

上記本発明の(1)乃至(3)の方法の詳細を以下に説
明する。
The details of the methods (1) to (3) of the present invention will be explained below.

1    び  2  の  法 Zn導入用の原料(以下、「原料A」という)としては
、一般式:R−Zn(但し、Rは炭素原子数1〜4個の
アルキル残基を示す)で表わされる、容易にガス化し得
るアルキル亜鉛化合物が好適に使用される。それらアル
キル亜鉛化合物の具体例として、ジメチル亜鉛(DMZ
n)、ジエチル亜鉛(DEZn)を代表的なものとして
挙げることができる。そして、これらの有機亜鉛化合物
は常温で液体状態のものであることから、使用に際して
は、Ar、He等の不活性ガスをキャリアガスに使用し
てバブリングし、ガス化する。
The raw material for introducing Zn in Methods 1 and 2 (hereinafter referred to as "raw material A") is represented by the general formula: R-Zn (where R represents an alkyl residue having 1 to 4 carbon atoms). , alkylzinc compounds that can be easily gasified are preferably used. Specific examples of these alkylzinc compounds include dimethylzinc (DMZ
n), diethylzinc (DEZn) can be mentioned as a representative example. Since these organic zinc compounds are in a liquid state at room temperature, when they are used, they are gasified by bubbling with an inert gas such as Ar or He as a carrier gas.

また、Se導入用の原料としては、ガス状か又はガス化
し得るセレン化水素(H2Se)、ハロゲン化セレン、
一般式R′−3s(但し、R′は炭素原子数1〜4個の
アルキル残基を示す)で表わされるアルキルセレン化合
物等を好適なものとして挙でることができる。そして、
前記ハロゲン化セレンの好適な具体例として六弗化セレ
ン、また前記アルキルセレン化合物の好適な具体例とし
てジメチルセレン(oMse)及びジエチルセレン(D
ESe)をそれぞれ挙げることができる。
In addition, as raw materials for introducing Se, gaseous or gasifiable hydrogen selenide (H2Se), halogenated selenium,
Preferred examples include alkyl selenium compounds represented by the general formula R'-3s (where R' represents an alkyl residue having 1 to 4 carbon atoms). and,
Preferred specific examples of the halogenated selenium include selenium hexafluoride, and preferred specific examples of the alkyl selenium compounds include dimethyl selenium (oMse) and diethyl selenium (D
ESe).

また、Te導入用の原料としては、ガス状か又はガス化
し得るテレル化水素(H2Te)、ハロゲン化テレル、
一般式R”−Te(但し、R′は炭素原子数1〜4個の
アルキル残基を示す)で表わされるアルキルテレル化合
物等を好適なものとして挙でることができる。そして、
前記ハロゲン化テレルの好適な具体例として六弗化テレ
ル、また前記アルキルテレル化合物の好適な具体例とし
てジエチルセレン(DMTe)及びジエチルセレン(D
ETe)等をそれぞれ挙げることができる。(以下Se
導入用の原料及びTe導入用の原料を合せたものを「原
料B」と呼ぶこととする。)これらの原料Bのうち、常
温でガス状でなく液体状態又は固体状態を呈するものに
ついては、Ar、He等の不活性ガス又はH,ガスをキ
ャリアガスに使用して、バブリング、加熱昇華等してガ
ス化する。
In addition, as raw materials for introducing Te, gaseous or gasifiable hydrogen terel (H2Te), halogenated terel,
Suitable examples include alkylterel compounds represented by the general formula R"-Te (where R' represents an alkyl residue having 1 to 4 carbon atoms).
Preferred specific examples of the halogenated terel include terel hexafluoride, and preferred specific examples of the alkyl terel compound include diethyl selenium (DMTe) and diethyl selenium (D
ETe), etc. can be mentioned. (hereinafter Se
The combination of the raw material for introduction and the raw material for Te introduction will be referred to as "raw material B". ) Among these raw materials B, those that are not gaseous but in a liquid or solid state at room temperature may be processed by bubbling, heating sublimation, etc. using an inert gas such as Ar or He or H gas as a carrier gas. and gasify it.

本発明の前記(1)又は(2)の方法により前述のZn
5e:Hill及びZn5el−++ Tax :H膜
を得るについては、H2ガスが積極的に使用される。
By the method (1) or (2) of the present invention, the above-mentioned Zn
5e:Hill and Zn5el-++Tax:H2 gas is actively used to obtain H films.

ところで、本発明の前記(1,)の方法における好まし
い態様は、ガス状の原料Bと共にH2ガスを活性化域に
導入し、活性化エネルギーを付与してそれらを励起種化
するが、その際、原料Bがガス状のものでない場合、該
活性化域を、原料Bを前述の不活性ガス又はH,ガスを
使用してガス化すると共に、生起ガスを励起種化でき得
る構成にすることができる。
By the way, in a preferred embodiment of the method (1) of the present invention, H2 gas is introduced into the activation region together with the gaseous raw material B, and activation energy is applied to make them into excited species. When the raw material B is not gaseous, the activation region is configured to gasify the raw material B using the above-mentioned inert gas or H, gas, and to make the generated gas into excited species. I can do it.

本発明の前記(1)の方法においては%H2ガスのみを
上記活性化域とは別個の活性化域に導入して励起種化す
ることも勿論可能である。
In the method (1) of the present invention, it is of course possible to introduce only the %H2 gas into an activation zone separate from the activation zone to generate excited species.

そして上記活性化エネルギーとしては、放電エネルギー
、熱エネルギー、光エネルギー等が適宜使用でき、これ
らのエネルギーを併用してもよい。
As the activation energy, discharge energy, thermal energy, light energy, etc. can be used as appropriate, and these energies may be used in combination.

もっとも、原料Bの励起種化は、活性エネルギーの使用
によるばかりでなく、適宜の触媒を使用して行うことも
できる。
However, the excited speciation of the raw material B can be carried out not only by using active energy but also by using an appropriate catalyst.

本発明の前記(1)又は(2)の方法により、p型又は
n型のZn5e:H:Mlllおよびp型又はn型のZ
n5e+−、Tl!III : H: M膜を形成する
にあたっては、ガス状のp型又はn型ドーパントを与え
る原料物質(以下、rp型又はn型ドーパント原料」と
いう、)を、ガス状の原料A又は、ガス状の原料Bと共
にか、H2ガスと共にか、或は独立に成膜室に導入する
ことによって達成される。
By the method (1) or (2) of the present invention, p-type or n-type Zn5e:H:Mllll and p-type or n-type Z
n5e+-, Tl! III: H: In forming the M film, a raw material that provides a gaseous p-type or n-type dopant (hereinafter referred to as "rp-type or n-type dopant raw material") is replaced with a gaseous raw material A or a gaseous raw material This can be achieved by introducing the raw material B into the film forming chamber together with the raw material B, together with the H2 gas, or independently.

上記p型ドーパント原料としては、ガス状か又は容易に
ガス化し得る化合物が好適に使用される。それらの例と
して、常温で液体であるプロピルリチウム(LIC38
?)、セカンダリ−ブチルリチウム[L i (see
−C,H,) ]等の有機リチウム化合物、常温で固体
である硫化リチウム化合物(Li2S)、窒化リチウム
(Li、N)等の無機リチウム化合物が好適なものとし
て挙げることができる。これらの他、AsH,、PH,
、P2  H4、AsF3.  AsC15、PF55
PFs 、PCl5.5bHa 、5bFs等も好適な
ものとして例示できる。
As the p-type dopant raw material, a gaseous or easily gasifiable compound is preferably used. Examples of these include propyl lithium (LIC38
? ), secondary butyllithium [L i (see
Suitable examples include organic lithium compounds such as -C,H, )], lithium sulfide compounds (Li2S) that are solid at room temperature, and inorganic lithium compounds such as lithium nitride (Li, N). In addition to these, AsH, PH,
, P2 H4, AsF3. AsC15, PF55
PFs, PCl5.5bHa, 5bFs, etc. can also be cited as suitable examples.

n型ドーパント原料としては、前述のp型ドーパント原
料と同様常温で気体であるガスは容易にガス化されるも
のの中より目的に合せて適宜選択されるものである。
As the n-type dopant raw material, like the above-mentioned p-type dopant raw material, a gas that is a gas at room temperature is appropriately selected from among gases that are easily gasified according to the purpose.

具体的には、例えば、トリメチルアルミニウム[Ax 
(CH3) s ]、トリエチルアルミニウム[Aj!
 (Cm Hs ) s ] 、トリメチルガリウム[
Ga (CH3)s ] 、  トリエチルガリウムG
a(caos)sl、 トリメチルインジウム[In(
CHs)sl、トリエチルインジウム[I n (C*
 Hs Ls ] 、ジポラン (BJa)、モノシラ
ン(SiH4)、ジシラン(S、iJs )、モノゲル
マン(GeH4)、水素化スズ(SnH<) 、メタン
(CH4)1、エタン(C2Ha )、エチレン(C*
 Ha )、アセチレン(C2H,)、フッ素(p”t
)−塩素(Cj!2)等が好適な原料として挙げること
が出来る。
Specifically, for example, trimethylaluminum [Ax
(CH3)s], triethylaluminum [Aj!
(Cm Hs) s], trimethylgallium [
Ga(CH3)s], triethylgallium G
a(caos)sl, trimethylindium [In(
CHs)sl, triethylindium [I n (C*
Hs Ls], diporane (BJa), monosilane (SiH4), disilane (S, iJs), monogermane (GeH4), tin hydride (SnH<), methane (CH4)1, ethane (C2Ha), ethylene (C*
Ha), acetylene (C2H,), fluorine (p”t
)-chlorine (Cj!2) and the like can be mentioned as suitable raw materials.

p型又はn型ドーパント原料として常温で液体であるも
のを使用する場合、原料A又は原料Bのところで述べた
ように、Ar%He等の不活性ガス又はH,ガスをキャ
リアーガスとして使用してバブリングしてガス化して使
用する。また、常温で固体であるものの場合は、加熱昇
華炉を用意し、該炉においてAr%1(e等のキャリア
ーガスを使用して加熱、昇華によりガス化して使用する
When using a material that is liquid at room temperature as a p-type or n-type dopant raw material, as described in the raw material A or raw material B, an inert gas such as Ar%He or H gas is used as a carrier gas. Use by bubbling and gasifying. In addition, in the case of a substance that is solid at room temperature, a heating sublimation furnace is prepared, and a carrier gas such as Ar%1(e) is used in the furnace to gasify it by heating and sublimation.

p型又はn型のZn5e:H:M膜あるいはp型又はn
型のZn5et+ll Tax :H:M膜を前記(1
)の方法により製造する場合、ガス状の原料B及びH2
ガスと共に前記ドーパント原料を前述の活性化域に導入
して励起種化するようにするのがより効果的である。
p-type or n-type Zn5e:H:M film or p-type or n
The above (1
), gaseous raw materials B and H2
It is more effective to introduce the dopant raw material together with the gas into the activation region to generate excited species.

本発明の前記(1)及び(2)の方法により、Zn5e
:Hg%p型又はn型Zn5e:H:M膜、Zn5el
−x Te、: H膜およびp型又はn型Z n S 
e、l +ll T a x  : H: Mliを製
造するにあたっては、基板温度を好ましくは50〜60
0℃、より好ましくは50〜500℃、最適には100
〜400℃に調節して成膜操作する。もつともいずれの
場合にあっても、基板温度が50〜600℃の範囲では
、特に、水素ラジカル量又はH,ガス滴量を変化させて
成膜操作する場合には、結晶粒と非結晶粒領域とが混在
した堆積膜が一般には得られる。
By the methods (1) and (2) of the present invention, Zn5e
:Hg% p-type or n-type Zn5e:H:M film, Zn5el
-x Te,: H film and p-type or n-type Z n S
e, l +ll T ax : H: When manufacturing Mli, the substrate temperature is preferably 50 to 60
0°C, more preferably 50-500°C, optimally 100°C
The film forming operation is carried out by adjusting the temperature to ~400°C. In any case, when the substrate temperature is in the range of 50 to 600°C, crystal grains and non-crystal grain regions may be separated, especially when film formation is performed by changing the amount of hydrogen radicals or the amount of H gas droplets. Generally, a deposited film containing a mixture of

そして前記(1)及び(2)の方法における他の成膜条
件の1つとして、成III操作時の内圧が挙げられる。
One of the other film forming conditions in the methods (1) and (2) is the internal pressure during the forming III operation.

即ち、内圧は好ましくはtxto−’〜50 Torr
、より好ましくは5X10−”〜10Torr、最適に
は1×10″”〜5 Torrに設定されるのが望まし
い、 更に、ガス状の原料A1ガス状の原料B1水素ガ
ス、ガス状のp型ドーパント原料は、製造する膜につい
て予め設定した成膜滴量条件に合致するようにマスフロ
ーコントローラーにより流量制御されながら成lli室
に導入され、前記内圧を保つ様成霞室内は排気される。
That is, the internal pressure is preferably between txto-' and 50 Torr.
, more preferably 5 x 10'' to 10 Torr, optimally set to 1 x 10'' to 5 Torr.Furthermore, gaseous raw material A1 gaseous raw material B1 hydrogen gas, gaseous p-type dopant. The raw material is introduced into the deposition chamber while its flow rate is controlled by a mass flow controller so as to match the predetermined deposition droplet volume conditions for the film to be manufactured, and the interior of the deposition chamber is evacuated to maintain the internal pressure.

前記本発明の(1)の方法において、成膜室に導入する
ガス状の原料Aとガス状の原料Bとの総流量と、原子状
の水素ラジカル量との割合は、原料A、原料Bの種類、
及び所望される機能性堆積膜の特性などで適宜決定され
るが、好ましくは1:10〜1:10’、より好ましく
は1:25〜1:10”にするのが望ましい。
In the method (1) of the present invention, the ratio between the total flow rate of gaseous raw material A and gaseous raw material B introduced into the film forming chamber and the amount of atomic hydrogen radicals is as follows: raw material A, raw material B type of,
It is determined as appropriate depending on the desired characteristics of the functional deposited film, etc., but it is preferably 1:10 to 1:10', more preferably 1:25 to 1:10''.

前記本発明の(2)の方法において、ガス状の原料Aと
ガス状の原料Bとの総流量と、水素ガス流量との割合は
、印加する高周波電力と内圧及び堆積膜中に含まれる水
素量と相関等により適宜決定されるが、好ましくは1:
20〜1:5×10’より好ましくは1:30〜1:5
X10’である。
In the method (2) of the present invention, the ratio between the total flow rate of gaseous raw material A and gaseous raw material B and the hydrogen gas flow rate is determined by the applied high frequency power, the internal pressure, and the hydrogen contained in the deposited film. It is determined appropriately depending on the amount and correlation, etc., but preferably 1:
20 to 1:5 x 10', more preferably 1:30 to 1:5
X10'.

ユJユ」化友抹 この方法は、前述したように、スパッタリング手段を介
して、上述したZn5e:HIII% p型又はn型Z
n5a:H:M膜、Z n S e l −++ T 
e X:HII!、又は、p型又はn型Z n S e
 l −X T e II: H: Mll!を製造す
る方法である。
This method, as described above, uses the above-mentioned Zn5e:HIII% p-type or n-type Z
n5a:H:M film, ZnSel-++T
eX:HII! , or p-type or n-type Z n S e
l -X T e II: H: Mll! This is a method of manufacturing.

ターゲットとして、代表的には多結晶Zn5e又は所望
のSe対Te量比の多結晶Z n S e l−xTe
、が使用される。この他、Zn%Seの2つのターゲッ
トあるいはZn5e、ZnTeの2つのターゲットを使
用するようにしてもよい、ターゲットを高周波電力を介
してスパッタリングする際の好ましい態様ではH2ガス
と、Arガス又は/及びHeガスとが混在するガス雰囲
気を形成し、該雰囲気中で行う。
The target is typically polycrystalline Zn5e or polycrystalline ZnSel-xTe with a desired Se to Te content ratio.
, is used. In addition, two targets of Zn%Se or two targets of Zn5e and ZnTe may be used. In a preferred embodiment when sputtering targets using high frequency power, H2 gas and Ar gas or/and A gas atmosphere containing He gas is formed, and the process is carried out in this atmosphere.

本発明の前記(3)の方法によりp型又はn型Zn5e
:H:MIli、又は、p型又はn型Zn5el−、T
e、:H:Mlliを製造する場合、前記ガス雰囲気中
に所定量の、(1)又は(2)の方法のところで述べた
ガス状のp型又はn型ドーパント原料を混在せしめて前
記スパッタリングを行い、成膜を行うようにする。
By the method (3) of the present invention, p-type or n-type Zn5e
:H: MIli, or p-type or n-type Zn5el-, T
When producing e,:H:Mlli, a predetermined amount of the gaseous p-type or n-type dopant raw material described in method (1) or (2) is mixed in the gas atmosphere and the sputtering is performed. to form a film.

本発明の前記(3)の方法により所望のZn5e :H
膜、p型又はn1MZn5e:H:M膜、Z n S 
e +−8Ta、:H膜、又は、p型又はn型Zn5e
+−++ Te、:H:M膜を製造するにあたっては、
ターゲットと基板の間の距離、高周波電力、基板温度、
内圧、ガス流量に係る成膜条件が重要である。まず、タ
ーゲットと基板との間の距離は、使用する装置の構成、
規模により多少異なるが、一般的には、好ましくは20
〜1o。
Desired Zn5e:H by the method (3) of the present invention
membrane, p-type or n1MZn5e:H:M membrane, ZnS
e +-8Ta, :H film or p-type or n-type Zn5e
+-++ In manufacturing the Te, :H:M film,
distance between target and substrate, high frequency power, substrate temperature,
Film forming conditions related to internal pressure and gas flow rate are important. First, the distance between the target and the substrate depends on the configuration of the equipment used,
It varies somewhat depending on the scale, but in general, preferably 20
~1o.

■、最適には40〜80IIII11である。高周波電
力については、ターゲットの種類、サイズ等により異な
るところとなるが、一般的には、好ましくは0.3〜7
W/cm2、最適には0.8〜4W/am’である。
(2) The optimum value is 40 to 80III11. The high frequency power will vary depending on the type and size of the target, but in general, it is preferably 0.3 to 7
W/cm2, optimally 0.8 to 4 W/am'.

基板温度については、上述の(1)又は(2)の方法に
おけると同様の温度範囲に設定する。また、成膜時の内
圧は、好ましくはlXl0−’〜1x 10−’Tor
r、より好ましくは1xlO−’〜lx10−’Tor
rである。更に、H2ガスとArガス又は/及びHeガ
ス、及びp型ドーパント原料については、ターゲットを
スパッタリングして飛び出す原子状Zn量及びSe量あ
るいは更にTe量との関係において、成膜室の反応域に
おける前記ガス雰囲気が所定量の水素原子(H)又は水
素原子(H)とドーパント(M)(即ち、H+M)を含
むように予め設定した成膜条件に合致するようにマスフ
ローコントローラーにより制御されながら成膜室に導入
され、前記内圧を保っ様成膜室内は排気される。即ち、
本発明において、原子状のZn及びSeの総量又は原子
状のZn、Sa及びTeの総量と水素原子(H)又は水
素原子(H)とドーパント(M)(即ち、H+M)との
生成比率は、好ましくは1021〜1:10’より好ま
しくは10:1〜1:102.最適には5:1〜1:5
0とされるのが望ましい。
The substrate temperature is set in the same temperature range as in method (1) or (2) above. Further, the internal pressure during film formation is preferably lXl0-' to 1x10-'Tor
r, more preferably 1xlO-' to lx10-'Tor
It is r. Furthermore, regarding H2 gas, Ar gas or/and He gas, and p-type dopant raw material, in relation to the amount of atomic Zn and Se that fly out by sputtering the target, or the amount of Te, in the reaction zone of the film forming chamber. The film is formed while being controlled by a mass flow controller so that the gas atmosphere meets preset film forming conditions such that it contains a predetermined amount of hydrogen atoms (H) or hydrogen atoms (H) and dopant (M) (i.e., H+M). The film is introduced into the film forming chamber, and the film forming chamber is evacuated while maintaining the internal pressure. That is,
In the present invention, the production ratio of the total amount of atomic Zn and Se or the total amount of atomic Zn, Sa, and Te and hydrogen atoms (H) or hydrogen atoms (H) and dopant (M) (i.e., H+M) is , preferably 1021 to 1:10', more preferably 10:1 to 1:102. Optimally 5:1 to 1:5
It is desirable to set it to 0.

以上述べたように本発明の方法は、適宜の装置を使用し
て実施することができるが、それらの装置の代表的なも
のとして第2図乃至第4図のものを挙げることができる
As described above, the method of the present invention can be carried out using appropriate apparatuses, and the apparatuses shown in FIGS. 2 to 4 are representative examples of such apparatuses.

すなわちまず、第2図は前記本発明の(1)の方法を実
施するについて好適な堆積膜形成装置例の模式的概略図
である。成膜室201内に置かれた基板カセット202
上に基板203が固定されている。基板203は温度モ
ニター204でモニターされつつ、赤外線ヒーター20
5によって輻射加熱される。基板カセット202は基板
搬送装置206によってゲートバルブ207を介して他
の成膜室213又はロードロツタ室212へ搬送される
。原料ガス(A)はガス導入管(A)208から成膜室
201内に導入される。原料ガス(B)及び水素ガスは
ガス導入管(B)209から導入され、活性化室210
において活性化手段211によって活性化され成膜室2
01内に導入される。ここで、活性化手段とは直流、高
周波、マイクロ波等の電気的エネルギー、光エネルギー
、熱エネルギー又は触媒等の手段によって原料ガス(A
)及び原料ガス(B)及び水素ガスを分解、重合、ラジ
カル化、イオン化等し、原料ガス(A)と原料ガス(B
)及び水素ガスとの反応または、基板表面における反応
を促進する手段をいう。
That is, first, FIG. 2 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the method (1) of the present invention. Substrate cassette 202 placed in film forming chamber 201
A substrate 203 is fixed on top. The substrate 203 is monitored by a temperature monitor 204 and heated by an infrared heater 20.
5, it is radiantly heated. The substrate cassette 202 is transported by a substrate transport device 206 to another film forming chamber 213 or a load rotor chamber 212 via a gate valve 207 . A source gas (A) is introduced into the film forming chamber 201 from a gas introduction pipe (A) 208 . Raw material gas (B) and hydrogen gas are introduced from the gas introduction pipe (B) 209, and are introduced into the activation chamber 210.
Activated by the activation means 211 in the film forming chamber 2
01. Here, the activation means means that the raw material gas (A
) and raw material gas (B) and hydrogen gas are decomposed, polymerized, radicalized, ionized, etc., to produce raw material gas (A) and raw material gas (B).
) and hydrogen gas, or means to promote the reaction on the substrate surface.

また、成膜室内のガスはバルブ214を介して排気ポン
プ215によって排気され、成膜室内は所定の圧力に保
たれる。
Further, the gas inside the film forming chamber is exhausted by an exhaust pump 215 via a valve 214, and the inside of the film forming chamber is maintained at a predetermined pressure.

第2図の装置を使用しての本発明のZn5e :Hll
iの製造例を説明する。
Zn5e of the present invention using the apparatus of FIG. 2: Hll
An example of manufacturing i will be explained.

まず、ガス導入管209より導入されたDESe等のS
sを含有する原料ガス(B)と水素ガスは活性化室21
0内において活性化手段211により付与される活性化
エネルギーにより活性化されてSeを含有する前駆体及
び原子状の水素ラジカルが形成される。
First, S such as DESe introduced from the gas introduction pipe 209
The raw material gas (B) containing s and hydrogen gas are in the activation chamber 21.
0, the precursor is activated by the activation energy applied by the activation means 211, and a Se-containing precursor and atomic hydrogen radicals are formed.

一方、別のガス導入管208より導入されたDEZn等
のZnを含有する原料ガス(A)は、ガス導入管208
からの放出口が活性化室210よりはずれた下流側にあ
るため、活性化手段であらかじめ励起されることなく、
ガス導入管208の放出口より成膜室201内に導入さ
れる。成膜室内においてZnを含有する原料ガス(A)
は、Hラジカルと化学反応をおこし、Znを含む前駆体
となる。
On the other hand, the raw material gas (A) containing Zn such as DEZn introduced from another gas introduction pipe 208 is
Since the discharge port from the activation chamber 210 is located downstream from the activation chamber 210, the activation means does not pre-excite the
The gas is introduced into the film forming chamber 201 from the outlet of the gas introduction pipe 208 . Raw material gas (A) containing Zn in the film forming chamber
causes a chemical reaction with H radicals and becomes a precursor containing Zn.

このように、成膜室内へ導入されたSeを含む前駆体、
Znを含む前駆体、及び水素ラジカルは成膜室内で化学
的相互作用を行ない所望の水素含有量を有するZn5e
:Haを形成する。
In this way, the Se-containing precursor introduced into the film forming chamber,
The precursor containing Zn and hydrogen radicals undergo chemical interaction in the film forming chamber to form Zn5e with the desired hydrogen content.
: Forms Ha.

また、水素ラジカルは基板表面上での膜堆積反応にも関
与していると考えられ、堆積膜より不必要なアルキル基
を取り除く作用、及びZn5e薄膜中のダングリングボ
ンドを埋めるターミネータ−としての作用を発揮し、膜
中に取り込まれるところとなる。また反応室内でのZn
を含む原料ガスと水素ラジカルとの反応、及びZnを含
む前駆体とSeを含む前駆体との反応及び水素ラジカル
の供給量を増加させるために必要に応じて、活性化手段
による付与エネルギー量を増加させること等により、活
性化室内の活性化エネルギーを成膜室内に引きだすこと
も可能である。Zn5e:H膜中に含有される水素原子
(H)の量は、原料ガスとして導入する水素ガスの流量
、付与する活性化エネルギー量、成膜室内の圧力、成膜
室に対向して開口しているガス導入管208のガス放出
口と活性化室210との距離、及び基板温度を所望の値
に設定することにより制御することができる。また、伝
導型の制御を行なうためには、原料ガス(A)又は原料
ガス(B)に前述したドーパント原料を加えればよい。
Hydrogen radicals are also thought to be involved in the film deposition reaction on the substrate surface, and have the effect of removing unnecessary alkyl groups from the deposited film and acting as terminators to fill the dangling bonds in the Zn5e thin film. and becomes incorporated into the membrane. Also, Zn in the reaction chamber
In order to increase the reaction between the raw material gas containing Zn and the hydrogen radicals, the reaction between the Zn-containing precursor and the Se-containing precursor, and the supply amount of hydrogen radicals, the amount of energy provided by the activation means may be increased as necessary. It is also possible to draw out the activation energy in the activation chamber into the film forming chamber by increasing the activation energy. The amount of hydrogen atoms (H) contained in the Zn5e:H film depends on the flow rate of hydrogen gas introduced as a source gas, the amount of activation energy applied, the pressure inside the deposition chamber, and the opening facing the deposition chamber. This can be controlled by setting the distance between the gas discharge port of the gas introduction pipe 208 and the activation chamber 210 and the substrate temperature to desired values. Further, in order to control the conductivity type, the above-mentioned dopant raw material may be added to the raw material gas (A) or the raw material gas (B).

また、第3図は前記本発明の(2)の方法を実施するに
ついて好適な堆積膜形成装置例の模式的概略図である0
本装置においては原料ガス(A)はガス導入管(A)3
08から導入され、原料ガス(B)及び水素ガスはガス
導入管(B)309から導入され混合され高周波電源3
10から回路マツチングを介してカソード電極312に
印加された高周波電力によって発生したプラズマ中で、
分解、重合、ラジカル化、イオン化等されて反応し、基
板上303にZn5e:Hf1l膜又はZn5e、−、
Te、:H薄膜が堆積する。さらに、前述したドーパン
ト原料を加えて流すことによりp型又はn型にドーピン
グされた堆積膜を得ることができる。
Further, FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the method (2) of the present invention.
In this device, the raw material gas (A) is supplied to the gas inlet pipe (A) 3.
08, the raw material gas (B) and hydrogen gas are introduced from the gas introduction pipe (B) 309 and mixed, and then the high frequency power source 3
In the plasma generated by high frequency power applied to the cathode electrode 312 from 10 through circuit matching,
It reacts by decomposition, polymerization, radicalization, ionization, etc., and forms a Zn5e:Hf1l film or Zn5e, -, on the substrate 303.
A Te,:H thin film is deposited. Furthermore, by adding and flowing the above-mentioned dopant raw material, a p-type or n-type doped deposited film can be obtained.

さらに第4図は、前記本発明の(3)の方法を実施する
について好適な堆積膜形成装置例の模式的概略図である
。該装置において、カソード電極412上にはZn5e
多結晶又は所望のSe対Te量比のZn5el−1lT
e、lの多結晶ターゲット413が貼合わされ、また、
ガス導入口408からArガス及びH2ガスが導入され
て、カソード電極に印加された高周波電力によって発生
したプラズマ中で発生したArイオン及びHイオンによ
ってターゲット413がスパッタされ基板403上にZ
n5e:Hlli又はZ n S e l−x T e
 、  :Hlliが堆積される。またArガス及びH
,ガスに前述したドーパント原料を混合して導入する事
によってp型又はn型にドーピングされた堆積膜を得る
ことができる。
Further, FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the method (3) of the present invention. In this device, Zn5e is deposited on the cathode electrode 412.
Polycrystalline or Zn5el-11T with desired Se to Te amount ratio
Polycrystalline targets 413 of e and l are bonded together, and
Ar gas and H2 gas are introduced from the gas inlet 408, and the target 413 is sputtered by the Ar and H ions generated in the plasma generated by the high frequency power applied to the cathode electrode, and Z is formed on the substrate 403.
n5e: Hlli or Z n S e l-x T e
, :Hlli is deposited. Also, Ar gas and H
By introducing a mixture of the above-mentioned dopant materials into the gas, a p-type or n-type doped deposited film can be obtained.

[実施例] 以下に実施例を挙げて本発明の光起電力素子について更
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によりな
んら限定されるものではない。
[Examples] The photovoltaic device of the present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

実施例1 第1図(A)に示すpin型接合光起電力素子を第2図
に示す堆#tLIII形成装置を用いて、上述の本発明
の方法(1)により以下の手順で作製した。
Example 1 The pin-type junction photovoltaic device shown in FIG. 1(A) was manufactured using the stack #tLIII forming apparatus shown in FIG. 2 according to the method (1) of the present invention described above in accordance with the following procedure.

50 mmx 50 mmの大きさのステンレス製基板
101を不図示のスパッタリング装置内に入れ10−’
Torr以下に真空排気した後、AgをArスパッタし
、前記基板上に下部電極102として約1000人のA
g電極を堆積した。この基板を取り出し、ロードロック
室212内にある基板搬送装置206上の基板カセット
202に下部電極102の堆積された側を図中下側に向
けて固定し、ロードロック室212内を不図示の排気ポ
ンプで10−’Torr以下の圧力に真空排気した。こ
の間、成膜室201は排気ポンプ215により10−’
Torr以下の圧力に排気されている6画室の圧力がほ
ぼ等しくなった時点で開け、基板搬送装置206を成1
11m201に移動した。
A stainless steel substrate 101 with a size of 50 mm x 50 mm was placed in a sputtering device (not shown) and sputtered 10-'.
After evacuation to Torr or less, Ag is sputtered onto the substrate as a lower electrode 102 with about 1000 A
g electrode was deposited. This substrate is taken out and fixed to the substrate cassette 202 on the substrate transfer device 206 in the load lock chamber 212 with the side on which the lower electrode 102 is deposited facing downward in the figure. The pressure was evacuated to 10-' Torr or less using an exhaust pump. During this time, the film forming chamber 201 is operated by the exhaust pump 215.
When the pressures of the six compartments, which are evacuated to pressures below Torr, become almost equal, the substrate transfer device 206 is opened.
Moved to 11m201.

次に赤外線ヒーター205により基板温度が200℃と
なるように基板加熱を行なった。ガスボンベ217に貯
蔵されたArガスをマスフローコントローラー219に
よって制御しつつ、155CCMの流量でデユワ−ビン
223に貯蔵された液体状態のDESa内に導入してバ
ブリングを行い% D E S aによって飽和したA
rガス及びガスボンベ216に貯蔵されたH2ガスを、
マスフローコントローラー218によって155CCM
に制御しつつガス導入管209に導入した。導入された
DESeの流量は1.5 x 10−’+ol/sin
とした0次に上述した方法と同様の手順でデエワービン
224に貯蔵されたDEZnをt、oxto−’mol
/ll1inの流量で、さらに上述した方法と同様の手
順でデユワ−ビン225に貯蔵されたTEAJ2を3 
、 Ox 10−” mol/minの流量でガス導入
管208に導入した。この時、キャリヤガスArの流量
はそれぞれ55CCMとした。
Next, the substrate was heated using an infrared heater 205 so that the substrate temperature reached 200°C. While controlling the Ar gas stored in the gas cylinder 217 by the mass flow controller 219, it is introduced at a flow rate of 155 CCM into DESa in a liquid state stored in the dewar bin 223 for bubbling, and the Ar gas is saturated with % DESa.
r gas and H2 gas stored in the gas cylinder 216,
155CCM by mass flow controller 218
The gas was introduced into the gas introduction pipe 209 while being controlled so as to be controlled as follows. The flow rate of DESe introduced was 1.5 x 10-'+ol/sin
Then, the DEZn stored in the Dewarbin 224 was reduced to t, oxto-'mol by the same procedure as described above.
At a flow rate of 1/1 inch, TEAJ2 stored in the dewar bin 225 was further heated in the same manner as described above.
, Ox was introduced into the gas introduction tube 208 at a flow rate of 10-'' mol/min. At this time, the flow rate of the carrier gas Ar was 55 CCM, respectively.

DESa、DEZn、TEAjlの導入量は、そハぞれ
の液体を貯蔵したデユワ−ビン223.224.225
の外側においた恒温水槽227.228.227中の恒
温水の温度をヒーターでコントロールし、各原料液体の
温度を調整することにより、設定した。なお、228〜
230は温度制御のための恒温水、231〜233はヒ
ーターである。
The amounts of DESa, DEZn, and TEAjl introduced were determined by the dewar bottle 223,224,225 that stored each liquid.
The temperature of the constant temperature water in constant temperature water tanks 227, 228 and 227 placed outside of the was controlled by a heater, and the temperature of each raw material liquid was adjusted. In addition, 228~
230 is constant temperature water for temperature control, and 231 to 233 are heaters.

次に排気バルブ214の開度を調節し、成lli室20
1の内圧を0.5Torrに保った。その後2450 
MHzのマイクロ波発生装置2211より200Wのマ
イク波電力を投入し、成膜を開始した。2分間の成膜で
n型Zn5e : H: Aj!Il!103を形成し
た後、マイクロ波電力の投入を止め、同時にガスの導入
も止めて排気ポンプ215により成膜N201を10−
’Torr以下に真空排気した。次に:jEAILの導
入を止めた以外は上述と全く同様の方法及び手順で、n
型Zn5e : H:AJ2111103上にl型のZ
n5e:H3i104を成膜した。成膜時間は50分間
であった。
Next, adjust the opening degree of the exhaust valve 214, and
The internal pressure of 1 was maintained at 0.5 Torr. then 2450
Microwave power of 200 W was inputted from the MHz microwave generator 2211, and film formation was started. N-type Zn5e: H: Aj! with 2 minutes of film formation. Il! After forming N203, the input of microwave power was stopped, and at the same time, the introduction of gas was also stopped, and the vacuum pump 215 was used to remove the film N201 by 10-
'Evacuated to below Torr. Next: Using exactly the same method and procedure as above, except that the introduction of jEAIL was stopped, n
Type Zn5e: H: l type Z on AJ2111103
n5e: H3i104 was deposited. The film forming time was 50 minutes.

次に、原料ガスとしてデエワービン224に貯蔵された
LiC5Hyを1 、 Ox 10−’ mol/a+
inでガス導入管208より、導入した以外は上述と全
く同様の方法および手順でn型Zn5e:H@103上
にp型のZn5e:H:Lifll105を成膜した。
Next, LiC5Hy stored in the Dewarbin 224 as a raw material gas is mixed with 1 Ox 10-' mol/a+
P-type Zn5e:H:Lifll 105 was formed on n-type Zn5e:H@103 by the same method and procedure as described above, except that the gas was introduced from the gas introduction pipe 208 at the in-line temperature.

成膜時間は20分間であった0以上の成膜条件を第7表
にまとめて示す。
Table 7 summarizes the film forming conditions of 0 or more in which the film forming time was 20 minutes.

第7表 Zn5e :H(:M)IIIの作製条件(作
製方法1)成膜終了後、基板搬送装置206をゲートパ
ルプ207を介してロードロック室212にB動じ、冷
却後n型、i型及びp型半導体層の堆積された基板を取
り出した。該基板を真空蒸着装置に入れ、I O−’T
orr以下に真空排気した後、InとSnの金属片を重
量比1:1でるつぼの中に入れ、抵抗加熱法によりI 
X 10−’Torr程度の酸素雰囲気中でITO薄膜
を約100人蒸着し、透明電極106とした。この時の
基板温度は175℃であった。冷却後、該基板を取り出
し、透明電極106の上面にパーマロイマスクを置ぎ、
真空蒸着装置に入れ、1 x 10−’Torr以下に
真空排気した後抵抗加熱によりAgを約1.0μm蒸着
し、くしの歯状の集電電極107を形成し試料No。
Table 7: Manufacturing conditions for Zn5e:H(:M)III (Manufacturing method 1) After film formation, the substrate transfer device 206 is moved to the load lock chamber 212 via the gate pulp 207, and after cooling, the n-type and i-type Then, the substrate on which the p-type semiconductor layer was deposited was taken out. The substrate is placed in a vacuum evaporation device, and I O-'T
After evacuation to below orr, In and Sn metal pieces were placed in a crucible at a weight ratio of 1:1, and I was heated by resistance heating.
Approximately 100 people deposited an ITO thin film in an oxygen atmosphere of about X 10-'Torr to form a transparent electrode 106. The substrate temperature at this time was 175°C. After cooling, the substrate is taken out, a permalloy mask is placed on the top surface of the transparent electrode 106,
Sample No. 1 was placed in a vacuum evaporation apparatus, evacuated to a pressure of 1 x 10-' Torr or less, and then Ag was evaporated to a thickness of about 1.0 μm by resistance heating to form a comb-shaped current collecting electrode 107.

1とした。It was set to 1.

この試料No、1の特性を以下のようにして評価した。The characteristics of this sample No. 1 were evaluated as follows.

試料N011の透明電極105側よりAM−1光(10
0mw/am2)を照射し、開放端電圧Voc、AM−
1光を4001mの干渉フィルターを通して照射したと
きの出力、AM−1光を10時間照射して照射前後の変
換効率の変化Δつを測定した。測定結果を第16表に示
す。
AM-1 light (10
0 mw/am2), and the open circuit voltage Voc, AM-
The output when one light was irradiated through a 4001 m interference filter, and the change Δ in conversion efficiency before and after irradiation by irradiating AM-1 light for 10 hours were measured. The measurement results are shown in Table 16.

また、別に、Si単結晶クりハー上に熱酸化法で形成し
たs i02 III及び石英ガラス基板を用意し、そ
れぞれの表面に上述した方法と同様の方法および手順を
用いてn型半導体層としてのZn5e:H:AJ!Il
l、n型半導体層としてのZn5e:H膜及びp型半導
体層としてのZn5e:)i:Li1l!を各々単独で
形成した。得られた堆積膜について、前述した方法に従
って膜中の水素原子含有量及び結晶粒領域の割合の測定
を行った。測定結果を第16表に示す。
Separately, s i02 III formed by thermal oxidation on Si single crystal die and a quartz glass substrate were prepared, and an n-type semiconductor layer was formed on each surface using the same method and procedure as described above. Zn5e:H:AJ! Il
l, Zn5e:H film as n-type semiconductor layer and Zn5e as p-type semiconductor layer:)i:Li1l! were formed individually. Regarding the obtained deposited film, the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the film were measured according to the method described above. The measurement results are shown in Table 16.

火Llfiユ 次に第3図に示す成膜装置を用いて上述した本発明の(
2)の製造方法により第1図(A)に示した構造のpi
n接合型光起電力素子を作製した。実施例1に示した方
法と同様にしてステンレス基板101上に下部電極10
2としてAg薄膜を蒸着したものを基板カセット302
に固定し成膜室301の内圧を10−’Torr以下に
保ちつつ基板303を赤外線ヒーター305で300℃
に加熱して第2表に示した条件で原料ガスA、原料ガス
Bをそれぞれガス導入管308および309より成II
I室301に導入した。
Next, using the film forming apparatus shown in FIG.
2) with the structure shown in FIG. 1(A)
An n-junction photovoltaic device was fabricated. A lower electrode 10 was formed on a stainless steel substrate 101 in the same manner as in Example 1.
2, a substrate cassette 302 has a thin Ag film deposited on it.
The substrate 303 is heated to 300°C using an infrared heater 305 while keeping the internal pressure of the film forming chamber 301 below 10-'Torr.
Raw material gas A and raw material gas B were heated to
It was introduced into room I 301.

排気バルブ314の開度調節して成Ill室301の内
圧を1.0Torrに保った。高周波電源310はマツ
チング回路311を介してカソード電極312に接続さ
れており、前記高周波電源310より13.56MHz
の高周波電力50Wをただちに投入し成膜を開始した。
The internal pressure of the growth chamber 301 was maintained at 1.0 Torr by adjusting the opening of the exhaust valve 314. A high frequency power source 310 is connected to a cathode electrode 312 via a matching circuit 311, and a frequency of 13.56 MHz is generated from the high frequency power source 310.
A high frequency power of 50 W was immediately applied to start film formation.

2分間の放電を行なってn型のZn5e : H: A
j!膜103を成膜した後高周波電源のスイッチを切り
ガスの導入も止めた。成膜室の内圧を10−’Torr
以下に真空排気した後、再び第8表に示す原料ガスA、
Bを成膜室301内に導入した。
After 2 minutes of discharge, n-type Zn5e: H: A
j! After forming the film 103, the high frequency power source was switched off and the introduction of gas was also stopped. The internal pressure of the deposition chamber was set to 10-'Torr.
After vacuum evacuation, the raw material gas A shown in Table 8 again,
B was introduced into the film forming chamber 301.

内圧を1.0Torrに保ちつつ、高周波電源310よ
り高周波電力50Wを投入し50分間の放電を行ないn
型Zn5e:H:A41wA103上にi型のZn5e
 : H膜104を形成した。その後再び同様の手順で
第8表に示す条件にて2分間の放電でn型Zn5e :
 H膜104上にp型のZ n S e : H: L
 i lli 105を形成した。
While maintaining the internal pressure at 1.0 Torr, high frequency power of 50 W was applied from the high frequency power supply 310 and discharge was performed for 50 minutes.
Type Zn5e: H: i type Zn5e on A41wA103
: H film 104 was formed. After that, the same procedure was repeated for 2 minutes of discharge under the conditions shown in Table 8 to produce n-type Zn5e:
P-type Z n S e : H : L on the H film 104
i lli 105 was formed.

第8表 Zn5e:H(:M)膜の作製条件(作製方法
2)成膜終了後、成膜室よりとり出し実施例1に示した
と同様の方法で透明電極106として!TOIIIを約
700人成膜し、その上に集電電極107としてAg薄
膜を作製し、試料N002とし、太陽電池特性の評価を
行なった。
Table 8 Manufacturing conditions for Zn5e:H (:M) film (Manufacturing method 2) After film formation, take it out from the film formation chamber and use the same method as shown in Example 1 to form a transparent electrode 106! Approximately 700 people formed a film of TOIII, and an Ag thin film was formed thereon as a current collecting electrode 107 to form a sample N002, and the solar cell characteristics were evaluated.

評価結果を第16表に示す。The evaluation results are shown in Table 16.

また別に、Siウェハー上に形成された5iozfl!
及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様に
して各層のZn5e :H・(:M)IIiを堆積した
。得られたそれぞれの堆積膜について実施例1と同様に
して、膜中の水素原子含有量及び結晶粒領域の割合の測
定を行なった。測定結果を第16表に示す。
Separately, 5iozfl! formed on a Si wafer!
and quartz substrates were prepared, and each layer of Zn5e :H.(:M)IIi was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the obtained deposited films, the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 16.

実施例3 次に第4図に示す装置を用いて上述した本発明の(3)
の製造方法により、第1図(A)に示す構造のpin結
合型光起電力素子を作製した。
Example 3 Next, (3) of the present invention described above was carried out using the apparatus shown in FIG.
A pin-coupled photovoltaic device having the structure shown in FIG. 1(A) was manufactured using the manufacturing method described above.

実施例1に示した方法および手順と同様にしてステンレ
ス基板101上にAgの下部電極102を堆積した基板
を基板カセット402に固定し、成膜室内401内へ搬
送し、成膜室401内を10−’Torr以下に保った
。カソード電極412上にはZn5e多結晶のターゲッ
ト416を設置した。基板403を赤外線ヒーター40
5によって200℃に保持し、第9表に示すの原料ガス
を使用し、語表に示す条件の下でガス導入管408 h
%ら成膜室401内に導入した。排気バルブ414の開
度を調節して成膜室401の内圧を0.05Torrに
保ち、高周波電力300Wを投入し成膜を開始した。3
分間の放電後、n型のZn5e:H:Aflli103
を形成し、放電を止め、ガスの導入も止めた。
A substrate on which an Ag lower electrode 102 is deposited on a stainless steel substrate 101 in the same manner as in the method and procedure shown in Example 1 is fixed to a substrate cassette 402 and transported into a film forming chamber 401. It was kept below 10-' Torr. A Zn5e polycrystalline target 416 was placed on the cathode electrode 412. The substrate 403 is connected to the infrared heater 40
5, using the raw material gas shown in Table 9, and under the conditions shown in the table, the gas inlet pipe 408 h
% was introduced into the film forming chamber 401. The opening degree of the exhaust valve 414 was adjusted to maintain the internal pressure of the film forming chamber 401 at 0.05 Torr, and high frequency power of 300 W was applied to start film forming. 3
After a minute of discharge, n-type Zn5e:H:Aflli103
was formed, the discharge was stopped, and the introduction of gas was also stopped.

次に、成膜室内を10−’Torr以下に真空排気して
第9表に示す原料ガスを語表に示す条件で導入し、圧力
0 、05 Torr、放電パワー300Wで60分間
成膜し、i型Z n S e : Hlli 104を
形成した。
Next, the film forming chamber was evacuated to 10-'Torr or less, and the raw material gases shown in Table 9 were introduced under the conditions shown in the table, and a film was formed for 60 minutes at a pressure of 0.5 Torr and a discharge power of 300 W. i-type Z n S e : Hlli 104 was formed.

第9表 Zn5e:H(:M)lliの作製条件(作製
方法3)その後再び同様の手順で第9表に示す条件にて
3分間の放電でn型Zn5e : H膜104上にp型
のZn5e:H:Li1il105を形成した。
Table 9 Manufacturing conditions for Zn5e:H(:M)lli (Manufacturing method 3) Thereafter, a p-type film was formed on the n-type Zn5e:H film 104 by discharging for 3 minutes using the same procedure again under the conditions shown in Table 9. Zn5e:H:Li1il105 was formed.

成膜終了後、試料に透明電極106としてITO膜70
0人と集電電極107としてAg膜を堆積し、試料N0
03として太陽電池としての特性評価を行った。評価結
果を第16表に示す。
After the film formation, an ITO film 70 is placed on the sample as a transparent electrode 106.
An Ag film was deposited as the current collecting electrode 107 for the sample N0.
As No. 03, characteristics evaluation as a solar cell was conducted. The evaluation results are shown in Table 16.

また別に、Siウェハー上に形成された5iC)2膜及
び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様にし
て各層のZn5e :H(:M)膜を堆積した。得られ
たそれぞれの堆積膜について実施例1と同様にして膜中
の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。
Separately, a 5iC)2 film formed on a Si wafer and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H(:M) film was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1.

測定結果を第16表に示す。The measurement results are shown in Table 16.

実!(佳A 実施例1乃至3に示した光起電力素子の製造方法に於い
ては、p型、n型及びn型のZn5e :H(:M)膜
は同一の成膜室を用いて同一の製造方法により作製され
るものであるが、p型、n型及びn型半導体層のそれぞ
れの作製方法が互いに異なっていても良い。
fruit! (A) In the method for manufacturing the photovoltaic device shown in Examples 1 to 3, the p-type, n-type, and n-type Zn5e :H (:M) films are formed using the same film-forming chamber. However, the p-type, n-type, and n-type semiconductor layers may be manufactured by different manufacturing methods.

以下にp型及びn型半導体層の作製方法とn型半導体層
の作製方法が異なる場合のpin接合型光起電力素子の
製造の実施例について示す。
Examples of manufacturing a pin junction photovoltaic device in which the methods for manufacturing the p-type and n-type semiconductor layers and the method for manufacturing the n-type semiconductor layer are different will be described below.

まず、ステンレス基板101上にAgの下部電極102
を3000人成膜した基板を第3図の基板カセット30
2に固定し、実施例2に示した方法および手順にてn型
のZn5e:H:Au1i103を堆積した。堆積後、
成膜室を10−5τorr以下に真空排気し、ゲートバ
ルブ307を介して第2の成膜室316に基板搬送装置
306を移動した。ここで、第2の成膜室316には第
2図に示す堆積膜形成装置がゲートバルブ307を介し
て連結されている。引き続き、実施例1に示したと同様
の方法で、l型Z n S e : HIll 104
をn型Zn5e : H:Af!、Ill上に連続して
形成した。
First, a lower electrode 102 of Ag is placed on a stainless steel substrate 101.
The substrate on which 3,000 films were deposited is placed in the substrate cassette 30 in Figure 3.
2, and n-type Zn5e:H:Au1i103 was deposited using the method and procedure shown in Example 2. After deposition,
The film forming chamber was evacuated to 10 −5 τ orr or less, and the substrate transfer device 306 was moved to the second film forming chamber 316 via the gate valve 307 . Here, a deposited film forming apparatus shown in FIG. 2 is connected to the second film forming chamber 316 via a gate valve 307. Subsequently, in the same manner as shown in Example 1, type l Z n S e : HIll 104
n-type Zn5e: H:Af! , were successively formed on Ill.

更に再びゲートバルブ307を介して基板搬送装置30
6を第1の成膜室にもどして実施例2に示した方法及び
手順にてp型のZn5a:H:Li膜105を堆積した
。このようにして形成されたp型Zn5e:H:Li1
li上に、実施例1と同様の操作にて、ITO膜より成
る透明電極106とAgの集電電極107を堆積し、試
料N014として特性評価を行った。評価結果を第17
表に示す。
Furthermore, the substrate transfer device 30 is transferred again via the gate valve 307.
6 was returned to the first film forming chamber, and a p-type Zn5a:H:Li film 105 was deposited using the method and procedure shown in Example 2. The p-type Zn5e:H:Li1 thus formed
A transparent electrode 106 made of an ITO film and a current collecting electrode 107 made of Ag were deposited on Li in the same manner as in Example 1, and characteristics were evaluated as sample N014. 17th evaluation result
Shown in the table.

また別に、Stウェハー上に形成されたSiO□膜及び
石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様にして
各層のZn5e:H(、M)[を堆積した。得られたそ
れぞれの堆積膜について実施例1と同様にして膜中の水
素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。測定
結果を第17表に示す。
Separately, a SiO□ film formed on a St wafer and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H(,M)[ was deposited on the surface of each in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 17.

及底里j n型半導体層としてZnS:Afllliを、n型半導
体層としてZn5e:Hlliを、そしてp型半導体層
としてZn5e:H:Lit!!をそれぞれ用いて、第
1図に示した構造のpin接合型の光起電力素子を各種
製造した0本実施例において、n型のZnS:AfL膜
の形成方法としては、本発明の機能性堆積膜の製造方法
(1)乃至(3)に準じた方法が用いられ、下記第10
表に示す作製条件4乃至6にてその形成を行った。
Okisori j ZnS:Afllli as the n-type semiconductor layer, Zn5e:Hlli as the n-type semiconductor layer, and Zn5e:H:Lit as the p-type semiconductor layer! ! In this example, the functional deposition method of the present invention was used as the method for forming an n-type ZnS:AfL film. A method similar to the membrane manufacturing methods (1) to (3) is used, and the following 10th method is used.
The formation was performed under manufacturing conditions 4 to 6 shown in the table.

第10表=n型ZnS:AItIliの作製条件実施例
1と同様の操作にて、下部電極としてのAg電極の堆積
されたステンレス製基板上に、上述した第10表の作製
方法4乃至6にてn型半導体層としてのn型ZnS:A
ll@を堆積し、該n型ZnS:AJ2Ili上に実施
例1乃至3で形成したのと同様の操作にて1MZn5e
:H膜及びp型Zn5e:H:LiMを積層しpin接
合を有する半導体層を形成した。このようにして第18
表に示すpin接合を有する半導体層を形成し、ひき続
き透明電極106と集電電極107を実施例1と同様の
操作にて堆積し、試料No、5〜13として、光起電力
素子としての実施例1と同様の特性評価を行った。評価
結果を第18表に示す。
Table 10 = Fabrication conditions for n-type ZnS:AItIli By the same operation as in Example 1, fabrication methods 4 to 6 in Table 10 described above were applied on a stainless steel substrate on which an Ag electrode as a lower electrode was deposited. n-type ZnS:A as an n-type semiconductor layer
1MZn5e was deposited on the n-type ZnS:AJ2Ili in the same manner as in Examples 1 to 3.
:H film and p-type Zn5e:H:LiM were stacked to form a semiconductor layer having a pin junction. In this way the 18th
A semiconductor layer having the pin junction shown in the table was formed, and then a transparent electrode 106 and a current collecting electrode 107 were deposited in the same manner as in Example 1, and samples Nos. 5 to 13 were used as photovoltaic devices. Characteristic evaluations similar to those in Example 1 were performed. The evaluation results are shown in Table 18.

また別に、Stウェハー上に形成されたs i 02I
II及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同
様にして各層のZn5e : H:(:M)filを堆
積した。得られたそれぞれの堆積膜について実施例1と
同様にして膜中の水素原子含有量及び結晶領域の割合の
測定を行った。測定結果を第18表に示す。
Separately, s i 02I formed on a St wafer
II and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H:(:M) film was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 18.

去J0I旦 n型半導体層としてZnO:Ajllliを、l型半導
体層としてi型のZn5e:HIIIを、p型半導体層
としてp型のZn5e:)I:Li1llを形成し、第
1図(A)に示す構造のpin接合型の光起電力素子を
製造した。
Then, ZnO:Ajlli was formed as an n-type semiconductor layer, i-type Zn5e:HIII was formed as an l-type semiconductor layer, and p-type Zn5e:)I:Li1ll was formed as a p-type semiconductor layer. A pin junction type photovoltaic device having the structure shown in was manufactured.

n型のZnO:All膜の作製は、下記第11表に示す
通りの作製条件にした以外は実施例1乃至3に示すのと
同様の作製に従って行った。
The n-type ZnO:All film was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the manufacturing conditions were as shown in Table 11 below.

第11表:n型ZnO:AJRの作製条件前記第11表
に示す作製条件で、ステンレス基板上に蒸着によって形
成したAg電極の上にn型のZnO:AILlliを成
膜し、次いでこのn型のZnO:AJ2膜103の上に
実施例1乃至3に示した作製条件と手順に従ってi型の
Zn5e:H膜及びp型Zn5e:H:Li1liiを
成膜した。その後、このp型のZn5e:H:Li1l
i上に!T011i及びAg集電電極を順次積層成膜し
た。
Table 11: Fabrication conditions for n-type ZnO:AJR Under the fabrication conditions shown in Table 11 above, an n-type ZnO:AILlli film was formed on an Ag electrode formed by vapor deposition on a stainless steel substrate, and then this n-type An i-type Zn5e:H film and a p-type Zn5e:H:Li1lii film were formed on the ZnO:AJ2 film 103 according to the manufacturing conditions and procedures shown in Examples 1 to 3. After that, this p-type Zn5e:H:Li1l
On i! T011i and Ag current collecting electrode were sequentially laminated.

このような手順に従って、pln接合型の光起電力素子
(試料NO,14〜22)を作製した。
According to such a procedure, pln junction type photovoltaic elements (sample Nos. 14 to 22) were produced.

これ等の試料に夫々特性測定を行って評価した結果を第
19表に示す。
Table 19 shows the evaluation results obtained by measuring the characteristics of these samples.

また別に、Sllウニ−上に形成されたS L Ot 
a及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様
にしてZn5e:H: (:M)filを堆積した。得
られたそれぞれの堆積膜について実施例1と同様にして
膜中の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定゛を行
った。測定結果を第19表に示す。
Separately, S L Ot formed on Sll sea urchin
A and a quartz substrate were prepared, and Zn5e:H: (:M) film was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 19.

叉JCIユ n型半導体層としてZn5e : All膜を、l型半
導体層としてZn5e:H膜を、p型半導体層としてp
型のZn5a:H:Li1lllをそれぞれ形成し、第
1図(A)に示す構造のβin接合型の光起電力素子を
製造した。 n型のZn5e :Aj2111の作製は
、下記第12表に示す通りの作製条件にした以外は実施
例1乃至3に示すのと同様の作製に従って行った。
A Zn5e:All film was used as the JCI un-type semiconductor layer, a Zn5e:H film was used as the l-type semiconductor layer, and a p-type semiconductor layer was used as the p-type semiconductor layer.
A βin junction type photovoltaic device having the structure shown in FIG. 1(A) was manufactured by forming 1llll of Zn5a:H:Li1, respectively. N-type Zn5e:Aj2111 was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the production conditions were as shown in Table 12 below.

第12表:n型Zn5e:All膜の作製条件この第1
2表に示す作製条件で、ステンレス基板上に蒸看によっ
て形成したAg電極の上にn型のZn5e:A4111
%を成膜し、次いでこのn型のZn5e:AJ2膜10
3の上に実施例1乃至3に示した作製条件と手順に従っ
てn型のZn5e :Hlli及びp型Zn5e:H:
Li1liを成膜した。
Table 12: Conditions for manufacturing n-type Zn5e:All film This first
Under the manufacturing conditions shown in Table 2, n-type Zn5e:A4111 was deposited on an Ag electrode formed by vaporization on a stainless steel substrate.
%, and then this n-type Zn5e:AJ2 film 10
3, n-type Zn5e:Hlli and p-type Zn5e:H:
A film of Li1li was formed.

その後、このp型のZn5e:H:Li膜上にITOl
li及びAg集電電極を順次積層成膜した。
After that, ITOl was deposited on this p-type Zn5e:H:Li film.
Li and Ag current collecting electrodes were sequentially laminated.

このような手順に従って% P i n接合型の光起電
力素子(試料No、23〜31)を作製した。
According to such a procedure, %P in junction type photovoltaic devices (sample Nos. 23 to 31) were produced.

これ等の試料に夫々特性測定を行って評価した結果を第
20表に示す。
Table 20 shows the evaluation results obtained by measuring the characteristics of these samples.

また別に、Stウニ八へ上に形成された5tO2膜及び
石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様にして
各層のZn5e:H:(:M)膜を堆積した。得られた
それぞれの堆積膜について実施例1と同様にして膜中の
水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。測
定結果を第20表に示す。
Separately, the 5tO2 film formed on the St urchin bar and the quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H:(:M) film was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 20.

支五里! n型半導体層としてZn5e:H:All膜を、l型半
導体層としてZn5e :H膜を、P型半導体層として
ZnTa : Li1llをそれぞれ用いて、第1図に
示した構造のpin接合型の光起電力素子を各種製造し
た0本実施例において、p型のZnTe:Li膜の形成
方法としては、本発明の機能性堆積膜の製造方法(1)
乃至(3)に準じた方法が用いられ下記第13表にしめ
す作製条件13乃至15にてその形成を行った。
Shigori! A pin junction type light beam having the structure shown in FIG. In this example, a variety of electromotive force elements were manufactured.As a method for forming a p-type ZnTe:Li film, the method for manufacturing a functional deposited film (1) of the present invention was used.
The formation was carried out using a method similar to (3) and under manufacturing conditions 13 to 15 shown in Table 13 below.

実施例1と同様の操作にて、下部電極102としてのA
g電極の堆積されたステンレス製基板上に、第7表乃至
第9表の作製条件1乃至3にてn型半導体層としてのn
型Zn5e:H:AIL@及びn型半導体層としてのl
型Zn5e:Hlllを堆積し、該i型Zn5e:H1
i上に第13表に示す作製条件13乃至15にてp型Z
nTe : Li1liを積層しpin接合を有する半
導体層を形成した(、このようにして第21表に示す、
pin接合を有する半導体層を形成し、ひき続き透明電
極106と集電電極107を実施例1と同様の操作にて
堆積し、試料No、32〜40として、光起電力素子と
しての実施例1と同様の特性評価を行った。評価結果を
第21表に示す。
By the same operation as in Example 1, A was used as the lower electrode 102.
On the stainless steel substrate on which the g electrode was deposited, an
Type Zn5e:H:AIL@ and l as n-type semiconductor layer
deposit the i-type Zn5e:H1
p-type Z under manufacturing conditions 13 to 15 shown in Table 13 on
nTe: Li1li was stacked to form a semiconductor layer having a pin junction (in this way, as shown in Table 21,
A semiconductor layer having a pin junction was formed, and then a transparent electrode 106 and a current collecting electrode 107 were deposited in the same manner as in Example 1, and samples Nos. 32 to 40 were prepared as Example 1 as a photovoltaic element. Characteristic evaluations similar to those were performed. The evaluation results are shown in Table 21.

また別に、Siウェハー上に形成された5i02膜及び
石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様にして
各層のZn5e:H(:M)IIIを堆積した。得られ
たそれぞれの堆積膜について実施例1と同様にして膜中
の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。
Separately, a 5i02 film formed on a Si wafer and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H(:M)III was deposited on each surface in the same manner as above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1.

測定結果を第21表に示す。The measurement results are shown in Table 21.

第13表:p型ZnTe : LllI!の作製条件火
1d生且 ステンレス基板のかわりに、ガラス基板を用いて第1図
(B)に示した構造のpin接合型光起電力素子を作製
し実施例1と同様の特性評価を行った。以下に作製方法
について述べる。
Table 13: p-type ZnTe: LllI! A pin junction photovoltaic device having the structure shown in FIG. 1(B) was prepared using a glass substrate instead of a stainless steel substrate, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. . The manufacturing method will be described below.

コーニング社製# 7059ガラス基板101上に透明
電極としてのITO膜をスパッタリング法で500人成
膜し、該基板を用いて実施例1で行ったのと同様の操作
及び作製条件でp型Zn5e :H:Litli及びl
型Zn5e : H膜を堆積した。
500 people formed an ITO film as a transparent electrode on a Corning #7059 glass substrate 101 by sputtering method, and using this substrate, p-type Zn5e was formed under the same operation and manufacturing conditions as in Example 1. H: Litli and l
A type Zn5e:H film was deposited.

ひき続き、下記第14表に示す作製方法でn型半導体層
103を堆積した。
Subsequently, an n-type semiconductor layer 103 was deposited using the manufacturing method shown in Table 14 below.

第14表 申)実施例1乃至7で示したn型半導体層の作製方法に
準する。
Table 14) The method for manufacturing the n-type semiconductor layer shown in Examples 1 to 7 is followed.

次にn型半導体層まで形成された半導体層上に電子ビー
ム蒸着法でAgをSOO人成膜し、下部電極102とし
た。これらの試料を試料N。
Next, on the semiconductor layer formed up to the n-type semiconductor layer, an SOO film of Ag was deposited by electron beam evaporation to form the lower electrode 102. These samples were designated as sample N.

41〜44とした。各試料の光起電力素子としての実施
例1と同様の特性評価を行った0以上の結果を第22表
にまとめて示す。
41 to 44. The characteristics of each sample as a photovoltaic device were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results of 0 or more are summarized in Table 22.

また別に、Stウェハー上に形成されたs i 02 
Ill及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と
同様にして各層のZn5e:H(・M)Illを堆積し
た。得られたそれぞれの堆積膜について実施例1と同様
にして膜中の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定
を行った。測定結果を第22表に示す。
Separately, s i 02 formed on a St wafer
Ill and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H(·M)Ill was deposited on each surface in the same manner as described above. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 22.

また別にITOまで成膜された基板に実施例8で行った
のと同様の操作及び作製条件でp型ZnTe:Li1l
iを堆積した。ひき続き、実施例1で行ったのと同様の
操作及び作製条件でl型Zn5e:Hlli及びn型Z
n5e:H:Ar1膜を堆積した。
Separately, p-type ZnTe:Li11 was prepared using the same operations and manufacturing conditions as in Example 8 on a substrate on which ITO was formed.
i was deposited. Subsequently, l-type Zn5e:Hlli and n-type Z
An n5e:H:Ar1 film was deposited.

次いで試料No、41〜44と同様にして、試料No、
45を得、同様の特性評価を行った。測定結果を第22
表に示す。
Next, in the same manner as samples No. 41 to 44, sample No.
No. 45 was obtained, and the characteristics were evaluated in the same manner. 22nd measurement result
Shown in the table.

〈比較例1〉 n型半導体層のZn5e:H膜の作製条件の相違によっ
て光起電力素子特性がどのように変化するかをみるため
にl型Zn5e:Hillの作製の際に成膜時のH2ガ
ス流量を第15表に示す条件にした以外は、実施例1に
示すのと同様の作製条件と操作手順に従って第1図(A
)に示す構造のpin接合型の光起電力素子及びl型Z
n5e : H草FlrIAを作製して、それ等に就で
実施例1と同様の評価を行った。その結果は試料No、
46〜48として第23表に示される。
<Comparative Example 1> In order to see how the photovoltaic device characteristics change depending on the manufacturing conditions of the Zn5e:H film of the n-type semiconductor layer, the Figure 1 (A
) A pin junction type photovoltaic element and an l-type Z
n5e: H grass FlrIA was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are sample No.
46-48 in Table 23.

また別に、Stウェハー上に形成されたS i 02 
Ill及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記試
料No、46〜48と同様にして各層のZn5e :H
(:M)膜を堆積した。得られたそれぞれの堆積膜につ
いて実施例1と同様にして膜中の水素原子含有量及び結
晶領域の割合の測定を行った。測定結果を第23表に示
す。
Separately, S i 02 formed on a St wafer
Ill and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e:H was applied to the surface of each in the same manner as in Sample No. 46 to 48 above.
(:M) film was deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 23.

第15表:i型Zn5e :H膜の作製条件く比較例2
〉 次に第3図に示した装置を用いて以下に示す手順でグロ
ー放電法によってa−5t:Hの第1図(C)に示す構
造のpin型光起電力素子を作製した。
Table 15: I-type Zn5e:H film production conditions Comparative Example 2
Next, a pin-type photovoltaic device of a-5t:H having the structure shown in FIG. 1(C) was produced by the glow discharge method using the apparatus shown in FIG. 3 and the procedure shown below.

50mmX50m+sのステンレス製基板101にスパ
ッタリングにより約1000人のAgを堆積させ、電極
102とした。その後前記基板を電極102を下に向け
て基板カセット302に固定して成膜室301の内圧を
10 ”’Torr以下に真空排気した。ヒーター30
5を用いて基板温度を250℃に保った。不図示のガス
ボンベよりSiH4ガス、H2ガス、PH,ガス(1%
の濃度になるようH7で希釈したもの)をそれぞれ30
5CCIA、 4 Q 5CCIA、 10 SCCM
の流量でガス導入口308より導入した。成膜室301
内を0.05Torrに保ち、高周波電力SOWを投入
して3分間放電を維持してn型のA−3t:H膜10B
を成膜した。その後高周波電力を止めガス導入も止めて
成膜室301内を10−’Torr以下に真空排気した
0次に各ボンベより5LH4ガス、H,ガスをそれぞれ
30 SCCM、 40 SCCMの流量で成膜室30
1に導入し、上述と同様にして0.5Torr、 70
 Wで60分間放電し、i型のA−5i: Hllil
 O9を成膜した0次いで、放電とガス導入を止め成膜
室301内を10−’Torr以下に真空排気し、各ボ
ンベより5iHaガス、H,ガス、B2H,ガス(Hz
ガスで1%濃度に希釈したもの)をそれぞれ30 SC
CM、 200 SCC,M、 、20 SCCM成膜
室301に導入し、内圧Q、6Torr、高周波電力S
OWで2分間放電してp型A−5t:HIIilloを
成膜した。成膜終了後、試料を取り出しITO電極to
eとAgの集電電極10フを実施例1と同様にして形成
し、pin接合型A−5i光起電力素子を作製した。こ
の試料の光起電力特性を評価し、その結果を′s23表
に試料No。
About 1000 pieces of Ag were deposited on a stainless steel substrate 101 measuring 50 mm x 50 m+s by sputtering to form an electrode 102 . Thereafter, the substrate was fixed to the substrate cassette 302 with the electrode 102 facing downward, and the internal pressure of the film forming chamber 301 was evacuated to 10'' Torr or less.Heater 30
5 was used to maintain the substrate temperature at 250°C. SiH4 gas, H2 gas, PH, gas (1%
(diluted with H7 to a concentration of 30% each)
5CCIA, 4 Q 5CCIA, 10 SCCM
The gas was introduced from the gas inlet 308 at a flow rate of . Film forming chamber 301
The n-type A-3t:H film 10B was maintained at 0.05 Torr, and the high-frequency power SOW was applied to maintain the discharge for 3 minutes.
was deposited. Thereafter, the high frequency power was stopped, gas introduction was stopped, and the inside of the film forming chamber 301 was evacuated to 10-' Torr or less. Next, 5LH4 gas, H, and gas were pumped into the film forming chamber from each cylinder at a flow rate of 30 SCCM and 40 SCCM, respectively. 30
1 and 0.5 Torr, 70 in the same manner as above.
Discharge with W for 60 minutes, type i A-5i: Hllil
After forming the O9 film, the discharge and gas introduction were stopped, and the inside of the film forming chamber 301 was evacuated to 10-' Torr or less, and 5iHa gas, H gas, B2H gas, and gas (Hz
(diluted to 1% concentration with gas) at 30 SC each.
CM, 200 SCC, M, , 20 SCCM is introduced into the film forming chamber 301, internal pressure Q, 6 Torr, high frequency power S
A p-type A-5t:HIIillo film was formed by discharging for 2 minutes under OW. After the film formation is completed, the sample is taken out and the ITO electrode is
Ten electrodes of E and Ag were formed in the same manner as in Example 1, and a pin junction type A-5i photovoltaic device was produced. The photovoltaic properties of this sample were evaluated, and the results are listed in Table 's23 as sample No.

49として示した。It was shown as 49.

第16表 第18表 第20表 #119表 1g21表 第22表 第23表 く各試料の特性評価結果〉 実施例1乃至9及び比較例1.2による各試料の特性評
価を3416表〜第23表に示す。
Table 16 Table 18 Table 20 Table 119 Table 1g 21 Table 22 Table 23 Characteristic evaluation results of each sample> Characteristic evaluation results of each sample according to Examples 1 to 9 and Comparative Example 1.2 It is shown in Table 23.

光起電力素子としての特性評価項目としてはAM−1光
(10Q m w / c m ” )照射下での開放
端電圧(Voc)、400nmの干渉フィルターを透過
させたAM−1照射下での出力相対値(干渉フィルター
透過光下での、各起電力素子の出力の比較例2で作製し
たA−3iのpin型光起電力素子の出力に対する相対
値、)、AM−1光の連続10時間照射前後の光電変換
効率の変化率(Δη/η。;Δηは光電変゛換効率の変
化量、η。は初期の光電変換効率を示す、)がありこれ
らの評価結果が示されている。
The characteristics evaluation items as a photovoltaic element include the open-circuit voltage (Voc) under AM-1 light (10Q mw/cm'') irradiation, and the open-circuit voltage (Voc) under AM-1 irradiation transmitted through a 400 nm interference filter. Output relative value (relative value of the output of each electromotive force element to the output of the A-3i pin type photovoltaic element produced in Comparative Example 2 under interference filter transmitted light), AM-1 light continuous 10 The rate of change in photoelectric conversion efficiency before and after time irradiation (Δη/η.; Δη is the amount of change in photoelectric conversion efficiency, and η is the initial photoelectric conversion efficiency) is shown, and these evaluation results are shown. .

また、各光起電力素子を構成するのに使われたl型Zn
5e:H:Li膜が本発明において特定された膜中の水
素原子の含有量及び結晶粒領域の割合に制御されている
かの確認の為に作製した各i型ZnS@:)l:Li@
中の水素原子の含有量及び結晶粒領域の割合の測定値が
示されている。
In addition, the l-type Zn used to construct each photovoltaic element
Each i-type ZnS@:)l:Li@ was prepared in order to confirm whether the 5e:H:Li film was controlled to the hydrogen atom content and crystal grain area ratio in the film specified in the present invention.
Measurements of the content of hydrogen atoms and the percentage of grain area are shown.

以上の結果より、実施例1乃至4では本発明のpi1接
合型光起電力素子は、ステンレス基板上に、膜中の水素
原子の含有量及び単位体積当りの結晶粒領域の割合を特
定の範囲に制限されたp型Zn5e:H:Li1i、l
型Zn5e:Hill及びn型Zn5e:Al11il
が作製され、かつそのpin接合が良好に形成されて開
放端電圧が高(,400nmの干渉フィルターを透過さ
せたAM−1光照射下での出力が従来のA−5iのpi
n型光起電力素子よりも大きく、さらにAM−1先の連
続10時間照射前後の光電変換効率の変化率の小さい、
すなわち光劣化の少ないものであることが判明した。
From the above results, in Examples 1 to 4, the pi1 junction photovoltaic device of the present invention was formed on a stainless steel substrate with the content of hydrogen atoms in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume set within a specific range. p-type Zn5e:H:Li1i,l
Type Zn5e: Hill and n-type Zn5e: Al11il
was fabricated, and its pin junction was well formed, resulting in a high open circuit voltage (the output under AM-1 light irradiation transmitted through a 400 nm interference filter was the same as that of the conventional A-5i).
It is larger than an n-type photovoltaic element, and has a smaller rate of change in photoelectric conversion efficiency before and after 10 hours of continuous irradiation before AM-1.
In other words, it was found that there was little photodeterioration.

実施例5では、ステンレス基板上に、n型ZnS:AJ
IIII及びl型Zn5e :H膜及びp型Zn5a 
: H: Lllliを堆積しそれらのpin接合を試
み光起電力素子を作製したが、実施例1乃至4に準じる
光起電力素子として良好な特性を有するものが得られた
In Example 5, n-type ZnS:AJ was deposited on a stainless steel substrate.
III and l-type Zn5e: H film and p-type Zn5a
: H: A photovoltaic device was produced by depositing Llli and attempting pin junction thereof, and a photovoltaic device having good characteristics as in Examples 1 to 4 was obtained.

実施例6では、ステンレス基板上に、n型ZnO:Al
2膜及びl型Zn5e : H膜及びp型Zn5e:H
:Lifiを堆積しそれらのpin接合を試み光起電力
素子を作製したが、実施例1乃至4に準じる光起電力素
子として良好な特性を有するものが得られた。
In Example 6, n-type ZnO:Al was deposited on a stainless steel substrate.
2 film and l-type Zn5e: H film and p-type Zn5e:H
A photovoltaic device was produced by depositing Lifi and attempting pin-to-pin junctions between them, and a photovoltaic device having good characteristics similar to Examples 1 to 4 was obtained.

実施例7では、ステンレス基板上に、n型Zn5e:A
ll膜及びl型Zn5e:Hlli及びp型Zn5e:
H:LiMを堆積しそれらのpin接合を試み光起電力
素子を作製したが、実施例1乃至4に準じる光起電力素
子として良好な特性を有するものが得られた。
In Example 7, n-type Zn5e:A was deposited on a stainless steel substrate.
ll film and l-type Zn5e: lli and p-type Zn5e:
A photovoltaic device was fabricated by depositing H:LiM and trying to form a pin junction between them, and a photovoltaic device having good characteristics similar to Examples 1 to 4 was obtained.

実施例8では、ステンレス基板上に、n型Zn5e :
 H: AJ2111及びl型Zn5e:H1l!及び
p型ZnTe:Li膜を堆積しそれらのpin接合を試
み光起電力素子を作製したが、実施例1乃至4に準じる
光起電力素子として良好な特性を有するものが得られた
In Example 8, n-type Zn5e:
H: AJ2111 and l-type Zn5e: H1l! A photovoltaic device was fabricated by depositing and p-type ZnTe:Li film and attempting to pin-junction them, and a photovoltaic device having good characteristics as in Examples 1 to 4 was obtained.

実施例9では、ガラス基板上に、p型半導体層、n型半
導体層、n型半導体層の順で、本発明のZn5e:H:
 (:M)を堆積した他、n型半導体層又はp型半導体
層として各々ZnS :AfL、ZnO:An、Zn5
e : AJI、ZnTa:Liを用いたpint!台
型光起電型光起電力素子たが、実施例1乃至8と同様良
好な特性を有するものが得られた。
In Example 9, the Zn5e:H:
(:M), ZnS:AfL, ZnO:An, and Zn5 were deposited as an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer, respectively.
e: AJI, pint using ZnTa:Li! Although the trapezoidal photovoltaic type photovoltaic device was used, one having good characteristics similar to Examples 1 to 8 was obtained.

比較例1では、実施例1で実施した光起電力素子の作製
方法おいて、l型Zn5e : H膜作製時のH2ガス
の導入量を変化させた条件で得られる光起電力素子の特
性評価の比較を行った。得られたl型Zn5e:H:L
i1li中の水素原子含有量及び結晶粒領域の割合がい
ずれも特定された値からはずれており、そのことにより
電気的特性も実施例1乃至9に比較して劣っていた。
Comparative Example 1 evaluates the characteristics of a photovoltaic device obtained under conditions in which the amount of H2 gas introduced during the production of the l-type Zn5e:H film was changed in the method for producing a photovoltaic device carried out in Example 1. A comparison was made. Obtained l-type Zn5e:H:L
Both the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in i1li deviated from the specified values, and as a result, the electrical properties were also inferior compared to Examples 1 to 9.

比較例2では、本発明の光起電力素子の特性評価の比較
対称として従来のA−5t系のpin型光起電力素子を
作製した0本発明のいずれの光起電力素子よりも開放端
電圧は低く、また光劣化も大きかった。
In Comparative Example 2, a conventional A-5t pin-type photovoltaic device was prepared as a comparison target for characteristic evaluation of the photovoltaic device of the present invention. was low, and photodegradation was also large.

及底里工A 第1図(A)に示すpin型接合光起電力素子を第2図
に示す堆積膜形成装置を用いて、上述の本発明の方法(
1)により以下の手順で作製した。
Riko Oishoko A The above-described method of the present invention (
1) according to the following procedure.

50 lIlmX 50 ll1mの大きさのステンレ
ス製基板101を不図示のスパッタリング装置内に入れ
10−’Torr以下に真空排気した後、AgをArス
パッタし、前記基板上に下部電極102として約100
0人のAg電極を堆積した。この基板を取り出し、ロー
ドロック室212内にある基板搬送装置206上の基板
カセット202に下部電極tQ2の堆積された側を図中
下側に向けて固定し、ロードロック室212内を不図示
の排気ポンプで10−’丁orr以下の圧力に真空排気
した。この間、成膜室201は排気ポンプ215により
10−’Torr以下の圧力に排気されている0両室の
圧力がほぼ等しくなった時点で開け、基板搬送装置20
6を成膜室201に8勅した。
A stainless steel substrate 101 with a size of 50 lIlm x 50 ll1m was placed in a sputtering device (not shown) and evacuated to 10-' Torr or less, and then Ag was sputtered in Ar to form a lower electrode 102 on the substrate with a diameter of about 100 mm.
0 Ag electrodes were deposited. This substrate is taken out and fixed to the substrate cassette 202 on the substrate transfer device 206 in the load lock chamber 212 with the side on which the lower electrode tQ2 is deposited facing downward in the figure. The vacuum was evacuated to a pressure of 10 mm or less using an exhaust pump. During this time, the film forming chamber 201 is opened by the exhaust pump 215 when the pressures in both chambers, which are evacuated to a pressure of 10 Torr or less, become almost equal, and the substrate transfer device 201 is opened.
6 was placed into the film forming chamber 201.

次に赤外線ヒーター205により基板温度が200℃と
なるように基板加熱を行なった。ガスボンベ217に貯
蔵されたHeガスをマスフローコントローラー219,
220によって制御しつつ、フ、  55CCMの流量
でデユワ−ビン223及び224に貯蔵された液体状態
のDESe及びDETe内に導入してバブリングを行い
、I)E S e 、 D E T eによって飽和し
たHeガス及びガスボンベ216に貯蔵されたH2ガス
を、マスフローコントローラー218によって155C
CMに制御しつつガス導入管209に導入した。導入さ
れたDESeの流量は3.0xlO−’mol/min
 %D E T eの流量は8 X 10−’mol/
l1inとした0次に上述した方法と同様の手順でデエ
ワービン225に貯蔵されたDEZnを1.Ox10−
’mol/mlnの流量で、及びデュワーンビン226
に貯蔵されたTEAILを3.0X10−”ll1ol
/+inの流量で、それぞれガス導入管208に導入し
た。この時、キャリヤガスHeの流量はそれぞれ55C
CMとした。
Next, the substrate was heated using an infrared heater 205 so that the substrate temperature reached 200°C. The He gas stored in the gas cylinder 217 is transferred to the mass flow controller 219,
220, bubbling was carried out by introducing DESe and DETe in liquid state stored in dewarbins 223 and 224 at a flow rate of 55 CCM, and saturated with I) E S e , DE Te He gas and H2 gas stored in the gas cylinder 216 are converted to 155C by the mass flow controller 218.
The gas was introduced into the gas introduction pipe 209 while being controlled to CM. The flow rate of introduced DESe was 3.0xlO-'mol/min.
The flow rate of %D E T e is 8 X 10-'mol/
DEZn stored in the Dewarbin 225 was then mixed with 1. Ox10-
'mol/mln flow rate and Dewarn bin 226
TEAIL stored in 3.0X10-”ll1ol
/+in respectively into the gas introduction pipe 208. At this time, the flow rate of the carrier gas He was 55C.
It was made into a commercial.

各原料ガスの導入量は、それぞれの液体を貯蔵したデユ
ワ−ビン223〜226の外側においた恒温水槽227
〜230中の恒温水の温度をヒーターでコントロールし
、各原料液体の温度を調整することにより、設定した。
The amount of each raw material gas introduced is controlled by a constant temperature water tank 227 placed outside the dewar bins 223 to 226 storing each liquid.
It was set by controlling the temperature of constant temperature water in ~230℃ with a heater and adjusting the temperature of each raw material liquid.

なお、235〜238は温度制御のための恒温水であり
、231〜234はヒーターである。
In addition, 235-238 are constant temperature water for temperature control, and 231-234 are heaters.

次に排気バルブ214の開度を調節し、成膜室201の
内圧を0.5Torrに保った。その後2450 MH
zのマイクロ波発生装置211より200Wのマイク波
電力を投入し、成膜を開始した。2分間の成膜でn型Z
n5e、−、Ta、: H:Aλ1li103を形成し
た後、マイクロ波電力の投入を止め、同時にガスの導入
も止めて排気ポンプ215により成III室201を1
0−’Torr以下に真空排気した0次にTEAfの導
入を止めた以外は上述と全く同様の方法及び手順で、n
型Z n S e l −11T e w : H: 
A I III 103上にi型のZ n S e +
 −x T e X  : H膜104を成膜した。
Next, the opening degree of the exhaust valve 214 was adjusted to maintain the internal pressure of the film forming chamber 201 at 0.5 Torr. Then 2450 MH
Microwave power of 200 W was inputted from the microwave generator 211 of Z, and film formation was started. n-type Z after 2 minutes of film formation
n5e, -, Ta,: After forming H:Aλ1li103, the input of microwave power is stopped, and at the same time, the introduction of gas is also stopped, and the formation III chamber 201 is evacuated to 1 by the exhaust pump 215.
n using the same method and procedure as above, except that the introduction of the zero-order TEAf, which was evacuated to below 0-'Torr, was stopped.
Type ZnSel-11Tew:H:
i-type Z n S e + on A I III 103
-x T e X: The H film 104 was formed.

成膜時間は50分間であった。The film forming time was 50 minutes.

次に、原料ガスとしてデユワ−ビン224に貯蔵された
1、、1c3H7を、1.0X10−@mol/win
でガス導入管208より導入した以外は上述と全く同様
の方法および手順でi型Z n S e l −II 
T e m : H: A 41111103上にp型
のZn5el−1lTex  :H:Li@105を成
膜した。成膜時間は20分間であった0以上の成膜条件
を第24表にまとめて示す。
Next, 1,,1c3H7 stored in the dewar bin 224 as a raw material gas is
i-type Z n S e l -II using the same method and procedure as above except that the gas was introduced from the gas introduction pipe 208.
A p-type Zn5el-11Tex:H:Li@105 film was formed on Tem:H:A41111103. Table 24 summarizes the film forming conditions of 0 or more in which the film forming time was 20 minutes.

成膜終了後、基板搬送装置206をゲートバルブ207
を介してロードロック室212に移動し、冷却後n型、
i型及びp型半導体層の堆積された基板を取り出した。
After film formation, the substrate transfer device 206 is connected to the gate valve 207.
After cooling, the n-type
The substrate on which the i-type and p-type semiconductor layers were deposited was taken out.

該基板を真空蒸着装置に入れ、10−’Torr以下に
真空排気した後、InとSnの金属片を重量比1:1で
るつぼの中に入れ、抵抗加熱法により1 x 10−’
Torr程度の酸素7囲気中でITO薄膜を約700大
黒着し、透明電極106とした。この時の基板温度は1
75℃であった。冷却後、該基板を取り出し、透明電極
106の上面にパーマロイマスクを置き、真空蒸着装置
に入れ、I X 10−’Torr以下に真空排気した
後抵抗加熱によりAgを約1.0μm蒸着し、くしの歯
状の集電電極107を形成し試料No。
The substrate was placed in a vacuum evaporation apparatus and evacuated to 10-' Torr or less, and then In and Sn metal pieces were placed in a crucible at a weight ratio of 1:1, and the metal pieces were heated to 1 x 10-' by a resistance heating method.
Approximately 700 ml of ITO thin film was deposited in an oxygen atmosphere of about 7 Torr to form a transparent electrode 106. The substrate temperature at this time is 1
The temperature was 75°C. After cooling, the substrate was taken out, a permalloy mask was placed on the top surface of the transparent electrode 106, and the substrate was placed in a vacuum evaporation apparatus, and after being evacuated to below I x 10-' Torr, Ag was evaporated to a thickness of about 1.0 μm by resistance heating, and then combed. A tooth-shaped current collecting electrode 107 was formed for sample No.

50とした。It was set at 50.

この試料No、50の特性を以下のようにして評価した
The characteristics of this sample No. 50 were evaluated as follows.

試料No、50の透明電極105側よりAM−1,5光
(100mw/cm’)を照射し、開放端電圧Voc、
AM−1,5光を450nmの干渉フィルターを通して
照射したときの出力、AM−1,5光を10時間照射し
て照射前後の変換効率の変化△ηを測定した。測定結果
を第35表に示す。
AM-1,5 light (100 mw/cm') was irradiated from the transparent electrode 105 side of sample No. 50, and the open end voltage Voc,
The output when AM-1,5 light was irradiated through a 450 nm interference filter, and the change Δη in conversion efficiency before and after irradiation was measured by irradiating AM-1,5 light for 10 hours. The measurement results are shown in Table 35.

また、別に、Si単結晶ウェハー上に熱酸化法で形成し
たS i 02 ill及び石英ガラス基板を用意し、
それぞれの表面に上述した方法と同様の方法および手順
を用いてn型半導体層としてのZ n S e l −
X T e ll: H: A j2Ill s及びn
型半導体層としてのZn5l+−x Te1l  : 
HID!及びp型半導体層としてのZnSet−w T
e、: H: Li霞を各々単独で形成した。得られた
堆積膜について、前述した方法に従って膜中の水素原子
含有量及び結晶粒領域の割合の測定を行った。測定結果
を第35表に示す。
Separately, Si 02 ill formed by thermal oxidation on a Si single crystal wafer and a quartz glass substrate were prepared,
Z n S e l − as an n-type semiconductor layer was applied to each surface using a method and procedure similar to those described above.
X T e ll: H: A j2Ill s and n
Zn5l+-x Te1l as type semiconductor layer:
HID! and ZnSet-w T as a p-type semiconductor layer
e,: H: Li haze was formed individually. Regarding the obtained deposited film, the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the film were measured according to the method described above. The measurement results are shown in Table 35.

え胤亘エユ 次に第3図に示す成膜装置を用いて上述した本発明の(
2)の製造方法により第1図(A)に示した構造のpi
n接合型光起電力素子を作製した。実施例10に示した
方法と同様にしてステンレス基板101上に下部電極1
02としてAg薄膜を蒸着したものを基板カセット30
2に固定し成膜室301の内圧を10−’Torr以下
に保ちつつ基板303を赤外線ヒーター305で300
℃に加熱して第25表に示した条件で原料ガスA、原料
ガスBをそれぞれガス導入管308および309より成
膜室301に導入した。排気バルブ314の開度調節し
て成膜室301の内圧をl。
Next, using the film forming apparatus shown in FIG.
2) with the structure shown in FIG. 1(A)
An n-junction photovoltaic device was fabricated. The lower electrode 1 was formed on the stainless steel substrate 101 in the same manner as in the method shown in Example 10.
The substrate cassette 30 has a Ag thin film deposited as 02.
2 and keeping the internal pressure of the film forming chamber 301 below 10-'Torr, the substrate 303 is heated to 300°C using an infrared heater 305.
C. and introduced raw material gas A and raw material gas B into the film forming chamber 301 through gas introduction pipes 308 and 309, respectively, under the conditions shown in Table 25. The internal pressure of the film forming chamber 301 is adjusted to l by adjusting the opening of the exhaust valve 314.

OTorrに保った。高周波電源310はマツチング回
路311を介してカソード電極312に接続されており
、前記高周波電源310より13.56MHzの高周波
電力50Wをただちに投入し成膜を開始した。2分間の
放電を行なってn型のZn5e:H:Aj+1li10
3を成膜した後高周波電源のスイッチを切りガスの導入
も止めた。成膜室の内圧を10−’Torr以下に真空
排気した後、再び第25表に示す原料ガスA、Bを成膜
室301内に導入した。内圧を1.0Torrに保ちつ
つ、高周波電源310より高周波電力50Wを投入し3
0分間の放電を行ないn型Zn5a+−X TAX :
 H:AJl11!103上にi型のZ n S e 
1−HT e 11  : H膜104を形成した。そ
の後再び同様の手順で第25表に示す条件にて2分間の
放電でi型のZn5e1−++Tem  :Htll1
04上にp型のZn5e+−、Tem  :H:Lll
l[105を形成した。
It was kept at OTorr. A high frequency power source 310 was connected to the cathode electrode 312 via a matching circuit 311, and 50 W of high frequency power of 13.56 MHz was immediately applied from the high frequency power source 310 to start film formation. After 2 minutes of discharge, n-type Zn5e:H:Aj+1li10
After forming the film No. 3, the high frequency power source was switched off and the introduction of gas was also stopped. After the internal pressure of the film forming chamber was evacuated to 10-' Torr or less, source gases A and B shown in Table 25 were introduced into the film forming chamber 301 again. While keeping the internal pressure at 1.0 Torr, 50 W of high frequency power was applied from the high frequency power supply 310.
After discharging for 0 minutes, the n-type Zn5a+-X TAX:
H: I-type Z n S e on AJl11!103
1-HT e 11 :H film 104 was formed. Thereafter, following the same procedure again and discharging for 2 minutes under the conditions shown in Table 25, an i-type Zn5e1-++Tem: Htll1
p-type Zn5e+-, Tem:H:Lll on 04
l [105 was formed.

第25表 Zn5e1−、 Te、:H(:M)膜の作製条件(作
製方法17)成膜終了後、成膜室よりとり出し実施例1
に示したと同様の方法で透明電極106としてITO膜
を約700人成膜し、その上に集電電極10フとしてA
g薄膜を作製し、試料NO,51とし、太陽電池特性の
評価を行なった。
Table 25 Conditions for manufacturing Zn5e1-, Te, :H (:M) film (Manufacturing method 17) After film formation, take out from the film formation chamber Example 1
Approximately 700 people deposited an ITO film as the transparent electrode 106 in the same manner as shown in Figure 2, and deposited an ITO film on top of it as the current collecting electrode 10.
A thin film was prepared, designated as sample No. 51, and its solar cell characteristics were evaluated.

評価結果を第35表に示す。The evaluation results are shown in Table 35.

また別に、Stウェハー上に形成された5totll!
及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様に
して各層のZn5e+−、Te。
Separately, 5totll! formed on the St wafer!
A quartz substrate was prepared, and each layer of Zn5e+- and Te was coated on each surface in the same manner as above.

:H:(:M)膜を堆積した。得られたそれぞれの堆積
膜について実施例10と同様にして、膜中の水素原子含
有量及び結晶粒領域の割合の測定を行なった。測定結果
を第35表に示す。
:H:(:M) film was deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the film were measured in the same manner as in Example 10. The measurement results are shown in Table 35.

11!エユ 次に第4図に示す装置を用いて上述した本発明の(3)
の製造方法により、第1図(A)に示す構造のpin結
合型光起電力素子を作製した。
11! Next, (3) of the present invention described above using the apparatus shown in FIG.
A pin-coupled photovoltaic device having the structure shown in FIG. 1(A) was manufactured using the manufacturing method described above.

実施例1に示した方法および手順と同様にしてステンレ
ス基板101上にAgの下部電極102を堆積した基板
を基板カセット402に固定し、成膜室内401内へ搬
送し、成膜室401内を10−’Torr以下に保った
。カソード電極412上にはZn5et−* Te、+
多結晶のターゲット416を設置した。基板403を赤
外線ヒーター405によって200℃に保持し、第26
表に示すの原料ガスを使用し、語表に示す条件の下でガ
ス導入管408から成膜室401内に導入した。
A substrate on which an Ag lower electrode 102 is deposited on a stainless steel substrate 101 in the same manner as in the method and procedure shown in Example 1 is fixed to a substrate cassette 402 and transported into a film forming chamber 401. It was kept below 10-' Torr. On the cathode electrode 412, Zn5et-*Te, +
A polycrystalline target 416 was installed. The substrate 403 is maintained at 200° C. by an infrared heater 405, and the 26th
The raw material gases shown in the table were used and introduced into the film forming chamber 401 from the gas introduction pipe 408 under the conditions shown in the table.

排気バルブ414の開度を調節して成膜室401の内圧
を0.05Torrに保ち、高周波電力300Wを投入
し成膜を開始した。3分間の放電後、n型のZ n S
 @H−* T e *  : 1(: A fL l
1l1103を形成し、放電を止め、ガスの導入も止め
た。
The opening degree of the exhaust valve 414 was adjusted to maintain the internal pressure of the film forming chamber 401 at 0.05 Torr, and high frequency power of 300 W was applied to start film forming. After 3 minutes of discharge, n-type Z n S
@H-* T e * : 1(: A fL l
1l1103 was formed, the discharge was stopped, and the introduction of gas was also stopped.

次に、成Ill室内を10−’Torr以下に真空排気
して第26表に示す原料ガスを語表に示す条件で導入し
、圧力0 、05 Torr、放電パワー30QWで6
0分間成膜し、i型のZ n S @ 1−IIT a
 II :Hll1104を形成した。
Next, the chamber was evacuated to 10-' Torr or less, and the raw material gases shown in Table 26 were introduced under the conditions shown in the table.
The film was formed for 0 minutes, and the i-type Z n S @ 1-IIT a
II: Hll1104 was formed.

その後再び同様の手順で第26表に示す条件にて3分間
の放電でi型のZ n S @ l−1IT e w 
: H膜104上にp型のZn5e+−++ Te、:
H:L i ll1105を形成した。
After that, the i-type Z n S @ l-1IT e w was discharged for 3 minutes using the same procedure again under the conditions shown in Table 26.
: P-type Zn5e+-++Te on the H film 104, :
H:Lill1105 was formed.

第26表 Zn5e、−、Te、:H(:M)膜の作製条件(作製
方法18)成膜終了後、試料に透明電極106としてI
TO膜700人、と集電電極1−07としてAg@を堆
積し、試料No、52として太陽電池としての特性評価
を行った。評価結果を第35表に示す。また別に、Si
ウェハー上に形成された5102M及び石英基板を用意
し、それぞれの表面に上記と同様にして各層のZn5e
、−1lTax:H(:M)Mを堆積した。得られたそ
れぞれの堆積膜について実施例10と同様にして膜中の
水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。測
定結果を第35表に示す。
Table 26 Preparation conditions for Zn5e, -, Te, :H (:M) film (preparation method 18) After film formation, I was added to the sample as a transparent electrode 106.
TO film 700 and Ag@ were deposited as current collecting electrode 1-07, and characteristics as a solar cell were evaluated as sample No. 52. The evaluation results are shown in Table 35. Separately, Si
Prepare 5102M formed on a wafer and a quartz substrate, and coat each layer of Zn5e on each surface in the same manner as above.
, -1lTax:H(:M)M was deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10. The measurement results are shown in Table 35.

表Jl上」一 実施例10乃至12に示した光起電力素子の製造方法に
於いては、p型、n型及びn型のZn5a+−m Te
1I :H(:M)Illは同一の成膜室を用いて同一
の製造方法により作製されるものであるが、p型、n型
及びn型半導体層のそれぞれの作製方法が互いに異なっ
ていても良い。
In the method for manufacturing a photovoltaic device shown in Examples 10 to 12 of Table Jl, p-type, n-type, and n-type Zn5a+-m Te
1I:H(:M)Ill is manufactured by the same manufacturing method using the same film formation chamber, but the manufacturing methods for each of the p-type, n-type, and n-type semiconductor layers are different from each other. Also good.

以下にp型及びn型半導体層の作製方法とl型半導体層
の作製方法が異なる場合のpin接合型光起電力素子の
製造の実施例について示す。
An example of manufacturing a pin junction photovoltaic device in which the methods for manufacturing the p-type and n-type semiconductor layers and the method for manufacturing the l-type semiconductor layer are different will be described below.

まず、ステンレス基板101上にAgの下部電極102
を3000人成膜した基板を第3図の基板カセット30
2に固定し、実施例11に示した方法および手順にてn
型のZnS@I−m Te++  :H:AJlli1
03を堆積した。堆積後、成膜室を10−’Torr以
下に真空排気し、ゲートバルブ307を介して第2の成
膜室31Bに基板搬送装置306を移動した。ここで、
第2の成膜室316には第2図に示す堆積膜形成装置が
ゲートバルブ307を介して連結されている。引き続き
、実施例10に示したと同様の方法で、l型Z n S
 e l −X T e H: H[il 04をn型
Z n S e I −X T e x  : A I
t111I上に連続して形成した。更に再びゲートバル
ブ307を介して基板搬送装置306を第1の成膜室に
もどして実施例11に示した方法及び手順にてp型のZ
n5e、−、TI!II :H:Li1li105を堆
積した。このようにして形成されたp型のZn5e1−
X T0n : H: L 1llll上に、実施例1
0と同様の1桑作にて、1TOfi!より成る透明電極
108とAgの集電電極107を堆積し、試料N015
3として特性評価を行った。評価結果を第36表に示す
First, a lower electrode 102 of Ag is placed on a stainless steel substrate 101.
The substrate on which 3,000 films were deposited is placed in the substrate cassette 30 in Figure 3.
n by the method and procedure shown in Example 11.
Type ZnS@I-m Te++ :H:AJlli1
03 was deposited. After the deposition, the film forming chamber was evacuated to 10-' Torr or less, and the substrate transfer device 306 was moved to the second film forming chamber 31B via the gate valve 307. here,
A deposited film forming apparatus shown in FIG. 2 is connected to the second film forming chamber 316 via a gate valve 307. Subsequently, in the same manner as shown in Example 10, l-type Z n S
e l -X T e H: H [il 04 as n-type Z n S e I -X T e x : A I
Continuously formed on t111I. Furthermore, the substrate transfer device 306 is returned to the first film forming chamber via the gate valve 307, and p-type Z is deposited using the method and procedure shown in Example 11.
n5e,-,TI! II:H:Li1li105 was deposited. The p-type Zn5e1− formed in this way
X T0n: H: L 1llllll, Example 1
With 1 Kuwa production similar to 0, 1TOfi! A transparent electrode 108 made of
Characteristics were evaluated as No. 3. The evaluation results are shown in Table 36.

また別に、Siウェハー上に形成された5iOzII!
及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様に
して各層のZ n S e r−m丁!、++:H(:
M)tliを堆積した。得られたそれぞれの堆積膜につ
いて実施例10と同様にして膜中の水素原子含有量及び
結晶領域の割合の測定を行った。測定結果を第36表に
示す。
Separately, 5iOzII! formed on a Si wafer!
and quartz substrates are prepared, and each layer is coated on each surface in the same manner as above. , ++:H(:
M) tli was deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10. The measurement results are shown in Table 36.

夫胤班工1 n型半導体層としてZnS:Al1膜を、n型半導体層
としてZ n S e l −X T a m : H
liiを、そしてp型半導体層としてZn5l!1−+
+ Te、: H:Li膜をそれぞれ用いて、第1図に
示した構造のpin接合型の光起電力素子を各種製造し
た0本実施例において、n型のZnS:Ajllliの
形成方法としては、本発明の機能性堆積膜の製造方法(
1)乃至(3)に準じた方法が用いられ、下記第27表
に示す作製条件19乃至21にてその形成を行った。
Futane Group Engineering 1 ZnS:Al1 film was used as the n-type semiconductor layer, and ZnSel-XTam:H was used as the n-type semiconductor layer.
lii and Zn5l as the p-type semiconductor layer! 1-+
In this example, various pin junction type photovoltaic elements having the structure shown in FIG. 1 were manufactured using the +Te, :H:Li films respectively. , Method for producing a functional deposited film of the present invention (
A method similar to 1) to (3) was used, and the formation was performed under manufacturing conditions 19 to 21 shown in Table 27 below.

第27表 n型ZnS:Ajlliの作製条件 実施例10と同様の操作にて、下部電極としてのAg電
極の堆積されたステンレス製基板上に、上述した第27
表の作製方法19乃至21にてn型半導体層としてのn
型のZnS:Al膜を堆積し、該n型ZnS:AJLI
il上に実施例10乃至12で形成したのと同様の操作
にてi型のZ n S e + −x T e w :
 )till及びp型Zn5e:H:Li1liを積層
しpin接合を有する半導体層を形成した。このように
して第37表に示すpin接合を有する半導体層を形成
し、ひき続き透明電極106と集電電極107を実施例
10と同様の操作にて堆積し、試料No、54〜62と
して、光起電力素子としての実施例10と同様の特性評
価を行った。評価結果を第37表に示す。
Table 27 N-type ZnS:Ajlli Preparation Conditions By the same operation as in Example 10, the above-mentioned No. 27
In manufacturing methods 19 to 21 of the table, n as an n-type semiconductor layer
Deposit a ZnS:Al film of the n-type ZnS:AJLI
The i-type Z n S e + -x T e w was formed on the il by the same operation as in Examples 10 to 12:
) till and p-type Zn5e:H:Li1li were stacked to form a semiconductor layer having a pin junction. In this way, a semiconductor layer having a pin junction shown in Table 37 was formed, and then a transparent electrode 106 and a current collecting electrode 107 were deposited in the same manner as in Example 10, and as samples Nos. 54 to 62, Characteristic evaluations similar to those in Example 10 as a photovoltaic device were performed. The evaluation results are shown in Table 37.

また別に、Siウェハー上に形成された5iO2tli
及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様に
して各層のZn5e:H:(:M)It!を堆積した。
Separately, 5iO2tli formed on a Si wafer
and quartz substrates are prepared, and each layer of Zn5e:H:(:M)It! is coated on each surface in the same manner as above. was deposited.

得られたそれぞれの堆積膜について実施例10と同様に
して膜中の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を
行った。測定結果を第37表に示す。
For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10. The measurement results are shown in Table 37.

え1里±1 n型半導体層としてZnO: All膜を、l型半導体
層としてi型のZ n S e + −* T e w
r  : 8111を、そしてp型半導体層としてP−
型のZn5el−x Te、l : H: Li膜を形
成し、第1図(A)に示す構造のpln接合型の光起電
力素子を製造した。
E1ri±1 ZnO: All film is used as the n-type semiconductor layer, and i-type ZnS e + -* T e w is used as the l-type semiconductor layer.
r: 8111 and P- as the p-type semiconductor layer.
A Zn5el-x Te, l:H:Li film was formed to produce a pln junction type photovoltaic device having the structure shown in FIG. 1(A).

n型のZnO: All膜の作製は、下記第28表に示
す通りの作製条件にした以外は実施例10乃至12に示
すのと同様の作製に従って行った。
The n-type ZnO:All film was produced in the same manner as in Examples 10 to 12, except that the production conditions were as shown in Table 28 below.

第28表 n型ZnO:Allの作製条件 この第28表に示す作製条件で、ステンレス基板上に蒸
着によって形成したAg電極の上にn型のZnO:Af
tf’Jを成膜し、次いでこのn型のZnO: All
Li膜3の上に実施例10乃至12に示した作製条件と
手順に従ってi型のZn5a1−、Te、:H膜及びp
型Z n S a 、−1lT e m  : H: 
L t Illを成膜した。その後、このp型のZn5
el−x Te1I :H:Li膜上にITO膜及びA
g集電電極を順次積層成膜した。
Table 28: Fabrication conditions for n-type ZnO:All Under the fabrication conditions shown in Table 28, n-type ZnO:Af was deposited on an Ag electrode formed by vapor deposition on a stainless steel substrate.
tf'J is formed into a film, and then this n-type ZnO: All
On the Li film 3, an i-type Zn5a1-, Te, :H film and p
Type Z n S a , -1l T em : H:
A film of L t Ill was formed. After that, this p-type Zn5
el-x Te1I:H:ITO film and A on Li film
g Current collecting electrodes were sequentially laminated.

このような手順に従って、pin接合型の光起電力素子
(試料No、63〜71)を作製した。
According to such a procedure, pin junction type photovoltaic elements (sample Nos. 63 to 71) were produced.

これ等の試料に夫々特性測定を行って評価した結果を第
38表に示す。
Table 38 shows the evaluation results obtained by measuring the characteristics of these samples.

また別に、Siウェハー上に形成された5tozll!
及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様に
して各q Z n S e : H:(:M)IIIを
堆積した。得られたそれぞれの堆積膜について実施例1
0と同様にして膜中の水素原子含有量及び結晶領域の割
合の測定を行った。測定結果を第38表に示す。
Separately, 5tozll! was formed on a Si wafer.
and quartz substrates were prepared, and each qZnSe:H:(:M)III was deposited on each surface in the same manner as above. Example 1 for each deposited film obtained
The hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 0. The measurement results are shown in Table 38.

害1」しし互 次にn型半導体層としてZn5eI−1lTell :
H:Aj!Illを、l型半導体層としてZ n S 
e 、−。
Zn5eI-1lTell:
H:Aj! ZnS with Ill as the l-type semiconductor layer
e, -.

T e w : u Illを、p型半導体層としてZ
nTe:Li膜を用いて、第1図(A)に示した構造の
pin接合型の光起電力素子を各種製造した。
T e w : u Ill as a p-type semiconductor layer and Z
Various pin junction type photovoltaic elements having the structure shown in FIG. 1(A) were manufactured using nTe:Li films.

本実施例においてp型のZnTe : Li1iの形成
方法としては、本発明の機能性堆積膜の製造方法(1’
)乃至(3)に準じた方法が用いられ第29表に示す作
製条件25乃至27にてその形成を行った。
In this example, the method for forming p-type ZnTe:Li1 is the method for manufacturing a functional deposited film (1') of the present invention.
) to (3) were used, and the formation was performed under manufacturing conditions 25 to 27 shown in Table 29.

実施例10と同様の操作にて、下部電極としてのAg電
極の堆積されたステンレス製基板上に、上述した第24
表乃至第26表の作製条件16乃至18にてn型半導体
層としてのn型のZn5e+−x Te、:H:Aft
及びl型半導体層としてのi型のZn5et−、Te、
:H膜を堆積し、該i型のZn5el+II Te、I
 :HI]!上に第29表に示す条件にてp型のZnT
e:Li1liを積層しpin接合を有する半導体層を
形成した。
By the same operation as in Example 10, the above-mentioned 24th electrode was deposited on the stainless steel substrate on which the Ag electrode as the lower electrode was deposited.
n-type Zn5e+-x Te, :H:Aft as an n-type semiconductor layer under manufacturing conditions 16 to 18 in Tables 26 to 26
and i-type Zn5et-, Te, as an l-type semiconductor layer.
:H film is deposited and the i-type Zn5el+II Te,I
:HI]! p-type ZnT under the conditions shown in Table 29 above.
e: Li1li was stacked to form a semiconductor layer having a pin junction.

このようにして第1図(A)に示すpin接合を有する
半導体層を形成し、ひき続き透明電極106と集電電極
107を実施例10と同様の操作にて堆積し、試料NO
,72〜80として、光起電力素子としての実施例10
と同様の特性評価を行った。評価結果を第39表に示す
In this way, a semiconductor layer having a pin junction as shown in FIG.
, 72 to 80, Example 10 as a photovoltaic element
Characteristic evaluations similar to those were performed. The evaluation results are shown in Table 39.

また別に、Siウェハー上に形成されたSin、膜及び
石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同様にして
各層のZ n S e r −++ T e *:H:
 (:M)IIIを堆積した。得られたそれぞれの堆積
膜について実施例10と同様にして膜中の水素原子含有
量及び結晶領域の割合の測定を行った。
Separately, a Si film and a quartz substrate formed on a Si wafer are prepared, and Z n S e r −++ T e *:H: of each layer is applied to each surface in the same manner as above.
(:M)III was deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10.

測定結果を第39表に示す。The measurement results are shown in Table 39.

第29表 p型ZnTe : Li膜の作製条件犬!(
++11ユ n型半導体層としてn型のZn5eI−、Te。
Table 29 P-type ZnTe: Li film production conditions dog! (
++11 n-type Zn5eI-, Te as the n-type semiconductor layer.

:H:Anll!を、l型半導体層としてn型のZn5
e+−m Tex  :Htliを、P型半導体層とし
てp型のZn5e : Li膜を用いて、第1図(A)
に示した構造のpin接合型の光起電力素子を各種製造
した0本実施例において、p型のZn5e : Li1
liの形成方法としては、本発明の機能性堆積膜の製造
方法(1)乃至(3)に準じた方法を用い、下記第30
表に示す作製条件28乃至30にてその形成を行った。
:H:Anll! and n-type Zn5 as the l-type semiconductor layer.
Fig. 1(A)
In this example, p-type Zn5e: Li1
As a method for forming li, a method according to the method (1) to (3) for manufacturing a functional deposited film of the present invention is used.
The formation was performed under manufacturing conditions 28 to 30 shown in the table.

実施例10と同様の操作にて、下部電極としてのAg電
極の堆積されたステンレス製基板上に、第24表乃至第
26表の作製条件16乃至18にてn型半導体層として
のn型Zn5e+−*Tex:H:A1wA及びl型半
導体層としてのn型Zn5e+−++ Te、l : 
H膜を堆積し、該i型Zn5a1−、Te、:H膜上に
第30表に示す条件にてp型ZnTa+−、Te、: 
H: L i膜を積層しpin接合を有する半導体層を
形成した。このようにして第40表に示す、pin接合
を有する半導体層を゛形成し、ひき続幹透明電極106
と集電電極107を実施例10と同様の操作にて堆積し
、試料Nd、、81〜89として、光起電力素子として
の実施例10と同様の特性評価を行った。評価結果を第
40表に示す、また別に、Siウェハー上に形成された
5loz膜及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上
記と同様にして各層のZ n S e I−X T e
 x ”: H(: M ) IIを堆積した。得られ
たそれぞれの堆積膜について実施例10と同様にして膜
中の水素原子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った
In the same manner as in Example 10, an n-type Zn5e+ layer was formed as an n-type semiconductor layer on a stainless steel substrate on which an Ag electrode as a lower electrode was deposited under manufacturing conditions 16 to 18 shown in Tables 24 to 26. -*Tex:H:A1wA and n-type Zn5e+-++ as l-type semiconductor layer Te, l:
A H film was deposited, and p-type ZnTa+-, Te,: was deposited on the i-type Zn5a1-, Te, :H film under the conditions shown in Table 30.
H: Li films were stacked to form a semiconductor layer having a pin junction. In this way, a semiconductor layer having a pin junction as shown in Table 40 is formed, and then the main transparent electrode 106 is formed.
and current collecting electrode 107 were deposited in the same manner as in Example 10, and the characteristics of the photovoltaic elements were evaluated in the same manner as in Example 10 using samples Nd, 81 to 89. The evaluation results are shown in Table 40. Separately, a 5loz film formed on a Si wafer and a quartz substrate were prepared, and Zn S e I-X T e of each layer was applied to the surface of each in the same manner as above.
x'': H(: M) II was deposited. The hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in each of the resulting deposited films were measured in the same manner as in Example 10.

測定結果を第40表に示す。The measurement results are shown in Table 40.

第30表 p型 Zn5e;H:Li1liの作製条件
X茄」Li且 ステンレス基板のかわりに、ガラス基板を用いて第1図
(B)に示した構造のpin接合型光起電力素子を作製
し実施例10と同様の特性評価を行った。以下に作製方
法について述べる。
Table 30: P-type Zn5e; H: Li1li production conditions Characteristic evaluations similar to those in Example 10 were performed. The manufacturing method will be described below.

コーニング社製@ 7059ガラス基板101上に透明
電極としてのITO膜をスパッタリング法で500人成
膜し、該基板を用いて実施例10で行ったのと同様の操
作及び作−製条性でp型Zn5et−、Tax : H
: Li1ll及びi型Zn5el−x T611  
: Hlliを堆積した。ひき続き、下記第31表に示
す作製方法で−n型半導体層103を堆積した。
500 people formed an ITO film as a transparent electrode on a 7059 glass substrate 101 manufactured by Corning Inc. by sputtering method, and performed P using the same operation and fabrication properties as in Example 10 using the substrate. Type Zn5et-, Tax: H
: Li1ll and i-type Zn5el-x T611
: Hlli was deposited. Subsequently, a -n type semiconductor layer 103 was deposited using the manufacturing method shown in Table 31 below.

第31表 次にn型半導体層まで形成された半導体層上に電子ビー
ム蒸着法でAgをSOO人成膜し、下部電極102とし
た。これらの試料を試料No。
Table 31 Next, an SOO film of Ag was deposited on the semiconductor layers formed up to the n-type semiconductor layer by electron beam evaporation to form the lower electrode 102. These samples were designated as sample no.

90〜92とした。各試料の光起電力素子としての実施
例10と同様の特性評価を行った0以上の結果を第41
表にまとめて示す。
It was set at 90-92. The characteristics of each sample as a photovoltaic element were evaluated in the same manner as in Example 10, and the results of 0 or more were evaluated in the 41st test.
They are summarized in the table.

また別に、Siウェハー上に形成されたs iOx I
II及び石英基板を用意し、それぞれの表面に上記と同
様にして各層のZn5e1−、Te。
Separately, s iOx I formed on a Si wafer
II and a quartz substrate were prepared, and each layer of Zn5e1- and Te was coated on each surface in the same manner as above.

;H(:M)膜を堆積した。得られたそれぞれの堆積膜
について実施例10と同様にして膜中の水素原子含有量
及び結晶領域の割合の測定を行りな、測定結果を第41
表に示す。
;H (:M) film was deposited. For each deposited film obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10.
Shown in the table.

また別にITOまで成膜されたステンレス基板に第32
表に示す作製方法でp型半導体Fltosを堆積した。
Separately, the 32nd film was placed on a stainless steel substrate on which ITO was deposited.
A p-type semiconductor Fltos was deposited using the manufacturing method shown in the table.

ひき続き、実施例10で行ったのと同様の操作及び作製
条件でi型Z n S e 、−xTell :H膜及
びn型Zn5e+−1ITax  :HAj2膜を堆積
した4次いで試料No、(IQ〜92と同様にして、試
料No、93.94を得、同様の特性評価を行った。
Subsequently, an i-type ZnSe, -xTell:H film and an n-type Zn5e+-1ITax:HAj2 film were deposited under the same operation and manufacturing conditions as in Example 10. Sample No. 93.94 was obtained in the same manner as Sample No. 92, and the characteristics were evaluated in the same manner.

測定結果を第41表に示 す。The measurement results are shown in Table 41. vinegar.

第32表 i型半導体層のZn5a+−x Te、: H膜の作製
条件の相違によって光起電力素子特性がどのように変化
するかをみるためにl型Zn5e:HPjAの作製の際
に成膜時のガス流量を第33表に示す条件にした以外は
、実施例10に示すのと同様の作製条件と操作手順に従
って第1図(A)に示す4+’fl造のpin接合型の
光起電力素子及びl型Zn5a : H単層膜を作製し
て、それ等に就て実施例10と同様の評価を行りた。そ
の結果は試料No、95〜97として第42表に示され
る。
Table 32: Zn5a+-x Te,:H film of i-type semiconductor layer: In order to see how the photovoltaic device characteristics change depending on the manufacturing conditions of the H film, The 4+'fl pin junction type photovoltaic device shown in FIG. A power device and an l-type Zn5a:H single layer film were prepared and evaluated in the same manner as in Example 10. The results are shown in Table 42 as samples No. 95-97.

また別に、Stクエ八へ上に形成された5i02膜及び
石英基板を用意し、それぞれの表面に上記試料No、9
5〜97の場合と同様にしてl型Zn5a+ −If 
Tex : )111%を堆積した。得られたそれぞれ
の堆積膜について実施例10と同様にして膜中の水素原
子含有量及び結晶領域の割合の測定を行った。測定結果
を′i!A42表に示す。
Separately, prepare the 5i02 film and the quartz substrate formed on the St.
In the same manner as in cases 5 to 97, l-type Zn5a+ -If
Tex: )111% deposited. For each of the deposited films obtained, the hydrogen atom content and the ratio of crystalline regions in the film were measured in the same manner as in Example 10. Measurement results 'i! It is shown in Table A42.

第33表  l型Zn5a:l(:Liの作製条件性を
第34表に示すように変えた以外は、実施例1Oに示す
のと同様の作製条件と操作手順で、第1図(A)に示す
構造のpin接合型の光起電力素子及びl型Zn5a、
、Te1l : Htl!を作製して実施例10と同様
の方法で評価を行った。その結果を試料No、98〜1
00として第42表に示す。
Table 33 I-type Zn5a:l(:Li) was produced using the same production conditions and operating procedures as shown in Example 1O, except that the production conditions for Li were changed as shown in Table 34. A pin junction type photovoltaic element and an l-type Zn5a having the structure shown in
, Te1l: Htl! was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10. The results are sample No. 98-1.
It is shown in Table 42 as 00.

第34表 l型Zn5al−、Te工成膜時の原料ガス導入条件比
itL剋」工 比較例3と同様にしi型のZn5e+−、Te。
Table 34: Ratio of raw material gas introduction conditions during film formation of l-type Zn5al-, Te process, same as Comparative Example 3.

:H膜の作製条件の相違によって光起電力素子がどのよ
うに変化するかを見るためにl型Zn5a+−x Te
1l : H膜の作製を、ガス導入条比6 次に第3図に示した装置を用いて以下に示す手順でグロ
ー放電法によってa−5l:Hの第1図(C)に示す構
造のpin型光起電力素子を作製した。
:I-type Zn5a+-x Te
The 1l:H film was prepared using the structure shown in Fig. 1(C) of a-5l:H by the glow discharge method using the apparatus shown in Fig. 3 and the following procedure. A pin-type photovoltaic device was produced.

即ち、先ず、50mmX50m+11のステンレス製基
板101にスパッタリングにより約1000人のAgを
堆積させ、電極102とした。その後前記基板を電極1
02を下に向けて基板カセット302に固定して成膜室
301の内圧をto−’Torr以下に真空排気した。
That is, first, approximately 1000 pieces of Ag were deposited on a stainless steel substrate 101 measuring 50 mm x 50 m+11 by sputtering to form an electrode 102 . After that, the substrate is connected to the electrode 1.
02 was fixed to the substrate cassette 302 facing downward, and the internal pressure of the film forming chamber 301 was evacuated to below to-' Torr.

ヒーター305を用いて基板温度を250℃に保った。The substrate temperature was maintained at 250° C. using a heater 305.

不図示のガスボンベよりS i H4ガス、H2ガス、
PH3ガス(1%の濃度になるようH2で希釈したもの
)をそれぞれ30 SCCM、 40 SCCM、  
10 SCCMの流量でガス導入口30Bより導入した
。成膜室301内を0.05Torrに保ち、高周波電
力50Wを投入して3分間放電を維持してn型のA−S
t:Hillllo8を成膜した。その後高周波電力を
止めガス導入も止めて成膜室301内を10−’Tor
r以下に真空排気した0次に各ボンベよりS i H4
ガス、H2ガスをそれぞれ30 SCCM、 40 S
CCMの流量で成膜室301に導入し、上述と同様にし
て0.5Torr、70Wで60分間放電し、i型のA
−3i:H膜109を成膜した0次いで、放電とガス導
入を止め成膜室301内を10−’Torr以下に真空
排気し、各ボンベよりSiH4ガス、H2ガス、82 
Haガス(H2ガスで1%濃度に希釈したもの)をそれ
ぞれ30 SCCM、 200 Sll:CM、 20
 SCCM成膜室301に導入し、内圧0.6Torr
、高周波電力SOWで2分間放電してp型A−3t:H
illlloを成膜した。成膜終了後、試料を取り出し
ITO電極106とAgの集電電極107を実施例1と
同様にして形成し、pin接合型A−Si光起電力素子
を作製した。この試料の光起電力特性を評価し、その結
果を第42表に試料No。
S i H4 gas, H2 gas,
PH3 gas (diluted with H2 to a concentration of 1%) at 30 SCCM, 40 SCCM, respectively.
The gas was introduced from the gas inlet 30B at a flow rate of 10 SCCM. The inside of the film forming chamber 301 was maintained at 0.05 Torr, and 50 W of high frequency power was applied and discharge was maintained for 3 minutes to form an n-type A-S.
t: Hilllo8 was deposited. After that, the high frequency power was stopped, the gas introduction was also stopped, and the inside of the film forming chamber 301 was heated to 10-'Tor.
S i H4 from each zero-order cylinder evacuated to below r
Gas, H2 gas 30 SCCM, 40 S respectively
CCM was introduced into the film forming chamber 301 at a flow rate of CCM, and discharged at 0.5 Torr and 70 W for 60 minutes in the same manner as described above to form an i-type A.
-3i: After forming the H film 109, the discharge and gas introduction are stopped and the inside of the film forming chamber 301 is evacuated to 10-' Torr or less, and SiH4 gas, H2 gas, 82
Ha gas (diluted to 1% concentration with H2 gas) at 30 SCCM, 200 Sll:CM, and 20
Introduced into the SCCM film forming chamber 301, the internal pressure was 0.6 Torr.
, p-type A-3t:H by discharging for 2 minutes with high frequency power SOW
A film of illllo was formed. After the film formation was completed, the sample was taken out, and an ITO electrode 106 and an Ag current collecting electrode 107 were formed in the same manner as in Example 1 to produce a pin junction type A-Si photovoltaic device. The photovoltaic properties of this sample were evaluated, and the results are shown in Table 42. Sample No.

101として示した。101.

第35表 第37表 第38表 第40表 第39表 第41表 f542表 く各試料の特性評価結果〉 実施例10乃至18及び比較例3乃至5による各試料の
特性評価を第33表〜第40表に示す。
Table 35 Table 37 Table 38 Table 40 Table 39 Table 41 Table f542 Characteristic evaluation results of each sample Table 33 to Table 33 show the characteristics evaluation of each sample according to Examples 10 to 18 and Comparative Examples 3 to 5 Shown in Table 40.

光起電力素子としての特性評価項目としてはAM−1,
5光(100mw/cm’)照射下での開放端電圧(V
oc)、450nmの干渉フィルターを透過させたAM
−1,5照射下での出力相対値(干渉フィルター透過光
下での、各起電力素子の出力の比較例2で作製したA−
3tのpin型光起電力素子の出力に対する相対値、)
、AM−1光の連続10時間照射前後の光電変換効率の
変化率(Δη/η。:Δηは光電変換効率の変化量、η
。は初期の光電変換効率を示す、)がありこれらの評価
結果が示されている。
The characteristics evaluation items as a photovoltaic element are AM-1,
Open end voltage (V) under 5 light (100 mw/cm') irradiation
oc), AM transmitted through a 450 nm interference filter
-1.5 Relative output value under irradiation (A produced in Comparative Example 2 of the output of each electromotive force element under interference filter transmitted light)
Relative value for the output of a 3t pin type photovoltaic element, )
, the rate of change in photoelectric conversion efficiency before and after continuous 10-hour irradiation with AM-1 light (Δη/η.: Δη is the amount of change in photoelectric conversion efficiency, η
. indicates the initial photoelectric conversion efficiency), and these evaluation results are shown.

また、各光起電力素子を構成するのに使われたznse
l−++ Te、:H(:M)膜が本発明において特定
された膜中の水素原子の含有量及び結晶粒領域の割合に
制御されているかの確認の為に作製した各Z n S 
e l−* T e X  : H(: M )膜中の
水素原子の含有量及び結晶粒領域の割合の測定値が示さ
れている0以上の結果より、実施例1o乃至13では本
発明のpin接合型光起電力素子は、ステンレス基板上
に、膜中の水素原子の含有量及び単位体積当りの結晶粒
領域の割合を特定の範囲に制限されたp型Zn5el−
1lTe、:H:Li膜、i型Z n S e l−w
 T e x : H膜及びn型Zn5eI−x Te
、: H: Al1膜が作製され、かつそのpin接合
が良好に形成されて開放端電圧が高く、450nmの干
渉フィルターを透過させたAM−1,5光照射下での出
力が従来のA −Siのpin型光起電力素子よりも大
きく、さらにAM−1,5光の連続10時間照射前後の
光電変換効率の変化率の小さい、すなわち光劣化の少な
いものであることが判明した。
In addition, the znse used to construct each photovoltaic element
Each Z n S film was prepared in order to confirm whether the l-++ Te, :H (:M) film was controlled to the hydrogen atom content and crystal grain area ratio in the film specified in the present invention.
e l-*T e A pin junction type photovoltaic element is a p-type Zn5el- in which the content of hydrogen atoms in the film and the ratio of crystal grain area per unit volume are limited to specific ranges on a stainless steel substrate.
1lTe, :H:Li film, i-type Z n S e l-w
Tex: H film and n-type Zn5eI-xTe
,:H: An Al1 film was produced, and its pin junction was well formed, so the open end voltage was high, and the output under irradiation with AM-1,5 light transmitted through a 450 nm interference filter was as high as that of the conventional A- It was found that it is larger than a Si pin-type photovoltaic element, and that the rate of change in photoelectric conversion efficiency before and after continuous 10-hour irradiation with AM-1,5 light is small, that is, there is little photodeterioration.

実施例14では、ステンレス基板上に、n型ZnS:A
ILIA%i型Zn5a+−x Te、:H膜及びp型
Zn5et−++Te++  :H:Li膜を堆積し、
それらのpin接合を試み光起電力素子を作製したが、
実施例10乃至13に準じる光起電力素子として良好な
特性を有するものが得られた。
In Example 14, n-type ZnS:A was deposited on a stainless steel substrate.
Deposit ILIA% i-type Zn5a+-x Te,:H film and p-type Zn5et-++Te++:H:Li film,
I tried to make a pin junction between them and created a photovoltaic device, but
Photovoltaic devices having good characteristics according to Examples 10 to 13 were obtained.

実施例15では、ステンレス基板上に、n型ZnO:A
l1111% n型Zn5e1−1lTe、: Hll
l及びp型Zn5el−++ Te++ : H: L
i1lilを堆積し、それらのpin接合を試み光起電
力素子を作製したが、実施例10乃至13に準じる光起
電力素子として良好な特性を有するものが得られた。
In Example 15, n-type ZnO:A was deposited on a stainless steel substrate.
l1111% n-type Zn5e1-1lTe,: Hll
l and p-type Zn5el-++ Te++: H: L
A photovoltaic device was produced by depositing i1lil and attempting pin-to-pin junctions between them, and photovoltaic devices having good characteristics as in Examples 10 to 13 were obtained.

実施例16では、ステンレス基板上に、n型Zn5et
−、Te1l:H:Al1膜、n型Zn5eI−、Te
l1 :Hg及びp型ZnTa :Li膜を堆積し、そ
れらのpin接合を試み光起電力素子を作製したが、実
施例10乃至13に準じる光起電力素子として良好な特
性を有するものが得られた。
In Example 16, n-type Zn5et was deposited on a stainless steel substrate.
-, Te1l:H:Al1 film, n-type Zn5eI-, Te
A photovoltaic device was fabricated by depositing l1:Hg and p-type ZnTa:Li films and attempting pin junctions between them, but a photovoltaic device having good characteristics as in Examples 10 to 13 was not obtained. Ta.

実施例17では、ステンレス基板上に、n型Zn5e、
、1Tell: H:AILlli、n型Zn5eI−
、Tax :H膜及びp型Zn5e :Li1lを堆積
し、それらのpin接合を試み光起電力素子を作製した
が、実施例10乃至13に準じる光起電力素子として良
好な特性を有するものが得られた。
In Example 17, n-type Zn5e,
, 1Tell: H:AILlli, n-type Zn5eI-
, Tax:H film and p-type Zn5e:Li1l were deposited, and a pin junction was attempted between them to produce a photovoltaic device, but a photovoltaic device with good characteristics as in Examples 10 to 13 was not obtained. It was done.

実施例18では、ガラス基板上に、p型Zn5et−、
Te1l : H: Lid及びn型Zn5al−、T
ex :Htliを堆積し、次いでn型Z n S 、
e I−++ T e * : H: A ItIll
又は、n型ZnS:Ai膜又はn型ZnO:AILHを
堆積してpin接合型光起電力素子を作製した。さらに
、別に、ITOまで成膜されたステンレス基板にp型Z
n、Ta:Li1li又はp型Zn5e:H:Li1l
を堆積し、次いでi型ZnS@、−、Te++:Hll
iおよびn型Zn5al−、Te、: H: AJ2膜
を堆積してpin接合型光起電力素子を作製した。
In Example 18, p-type Zn5et-,
Te1l: H: Lid and n-type Zn5al-, T
ex: Deposit Htli, then n-type ZnS,
e I-++ T e *: H: A ItIll
Alternatively, a pin junction photovoltaic device was fabricated by depositing an n-type ZnS:Ai film or an n-type ZnO:AILH. Furthermore, separately, p-type Z
n, Ta:Li1li or p-type Zn5e:H:Li1l
was deposited and then i-type ZnS@,-,Te++:Hll
A pin junction photovoltaic device was fabricated by depositing i- and n-type Zn5al-, Te,: H: AJ2 films.

これらのpin型光起電力素子は、いずれも実施例10
乃至1フと同様に良好な特性を有するものであった。
These pin type photovoltaic elements are all of Example 10.
It had good characteristics similar to those of 1F to 1F.

実施例!8では、ガラス基板上に、p型Zn5e1.”
re、: H:Li1ll又はp型ZnTe:1(:L
i1li又はp型Zn5e:H:t、tuL次いでl型
Zn5a、−、Te、:Hlli、次いで、n型Z n
 S e +−8Tell :H:AJ!膜、n型Zn
O:AJltliを堆積し、それらのpin接合を試み
光起電力素子を作製したか・実施例10乃至17と同様
良好な特性を有するものが得られた。
Example! 8, p-type Zn5e1. ”
re, :H:Li1ll or p-type ZnTe:1(:L
i1li or p-type Zn5e:H:t, tuL then l-type Zn5a, -, Te,:Hlli, then n-type Zn
S e +-8Tell :H:AJ! Film, n-type Zn
A photovoltaic device was fabricated by depositing O:AJltli and trying to form a pin junction between them. A photovoltaic device having good characteristics similar to those of Examples 10 to 17 was obtained.

比較例3では、実施例10で実施した光起電力素子の作
製方法おいて、n型Zn5al−、Te。
In Comparative Example 3, in the method for manufacturing a photovoltaic device carried out in Example 10, n-type Zn5al-, Te.

:Hg作製時のH2ガスの導入量を変化させた条件で得
られる光起電力素子の特性評価の比較を行った。得られ
たn型Zn5al−xTe、:H:Li膜中の水素原子
含有量及び結晶粒領域の割合が、いずれも特定された値
からはず、れており、そのことにより電気的特性も実施
例1O乃至18に比較して劣っていた。
: Characteristic evaluations of photovoltaic elements obtained under conditions in which the amount of H2 gas introduced during Hg production was varied were compared. The hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the obtained n-type Zn5al-xTe, :H:Li film both deviated from the specified values, and as a result, the electrical properties also differed from those of the example. It was inferior to 10 to 18.

比較例4では、実施例10で実施した光起電力素子の作
製方法おいて、L型ZnS@、−xTe++:Hlli
ll時のDESeガスとDETeガスの導入量を変化さ
せた条件で得られるSeとTeの量比が異なるl型Z−
nsel−、Te11を用いて作製した光起電力素子の
特性評価の比較を1行った。得られたl型Z n S 
a l −II T ex  : H膜中の水素原子含
有量及び結晶粒領域の割合がいずれも特定された値から
はずれており、そのことにより電気的特性も実施例10
乃至18に比較して劣っていた。
In Comparative Example 4, in the method for manufacturing a photovoltaic device carried out in Example 10, L-type ZnS@, -xTe++:Hlli
l-type Z- with different ratios of Se and Te obtained under conditions where the amounts of DESe gas and DETe gas introduced at the time of ll were changed.
A comparison of the characteristics of photovoltaic devices fabricated using nsel- and Te11 was conducted. The obtained l-type Z n S
a l -II T ex : The hydrogen atom content and the ratio of crystal grain regions in the H film both deviate from the specified values, and as a result, the electrical characteristics also differ from those in Example 10.
It was inferior to those of 1 to 18.

比較例5では、本発明の光起電力素子の特性評価の比較
対象として従来のA−5i系のpin型光起電力素子を
作製した。ところが、本発明のいずれの光起電力素子よ
りも開放端電圧は低く、また光劣化も大きかった。
In Comparative Example 5, a conventional A-5i type pin type photovoltaic device was produced as a comparison target for evaluating the characteristics of the photovoltaic device of the present invention. However, the open circuit voltage was lower than that of any of the photovoltaic devices of the present invention, and the photodeterioration was also large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)及び(B)は、本発明の光起電力素子の層
構成の典型的な例の模式図である。第1図(C)は比較
例で作製した光起電力素子の層構成の模式図である。 第2図は、本発明の(1)の方法を実施する為の堆積膜
形成装置例の模式的概略図である。 第3図は、本発明の(2)の方法を実施する為の堆積膜
形成装置例の模式的概略図である。 第4図は、本発明の(3)の方法を実施する為の堆積膜
形成装置例の模式的概略図である。 第5図は、本発明の実験A(2)及び(3)における、
試料の結晶粒領域の割・合と膜中の水素原子(H)含有
量との測定結果の関係についての説明図であ・−る。 第6図は、本発明の実験Bにおける膜中・の水素含有量
と膜の導電率の変化の割合との関係についての説明図で
ある。 第7図は、本発明の実験Bにおける膜中の水素含有量と
正孔のドリフト・−モビリティとの関係についての説明
図である。 第8図は、本発明の実験Cにおけ・る膜中の水素含有量
と膜の暗導電率との関係についての説明図である。 第9図は、本発明の実験Cにおける膜中の水素原子含有
量と膜中の結晶粒領域の割合との関係についての説明図
である。 第10図は、本発明の実験Cにおける成膜時の水素ガス
の流量と暗導電率との関係についての説明図である。 第11図は、本発明の実験D(2)及び(3)における
試料の結晶粒領域の割合と膜中の水素(H)含有量との
測定結果の関係についての説明図である。 第12図は、本発明の実験Eにおける膜中の水素含有量
と膜の導電率の変化の割合との関係についての説明図で
ある。 第13図は、本発明の実験已における膜中の水素含有量
と正孔のドリフト・モビリティとの関係についての説明
図である。 第14図は、本発明の実験Fにおける膜中の水素含有量
と膜の暗導電率との関係についての説明図である。 第15図は、本発明の実験Fにおける膜中の水素含有量
と膜中の結晶粒領域の割合との関係についての説明図で
ある。 第16図は、本発明の実験Fにおける水素含有量と暗導
電率との関係についての説明図である。 第17図は、本発明の実験Gにおける膜中水素原子含有
量と膜の光導電率との関係についての説明図である。 第18図は、本発明の実験Gにおける膜中のSe、Te
の量比と光導電率との関係についての説明図である。 第19図は、本発明の実験Hにおけるp型ドーピング膜
中の30%Teの量比をパラメータとしたときの膜中の
水素原子(H)含有量と暗導電率との関係についての説
明図である。 第20図は、本発明の実験HにおけるP型ドーピング膜
中のSe、Teの量比と暗導電率との関係についての説
明図である。 第21図は、本発明の実験■におけるn型ドーピング膜
中の30%Teの量比と暗導電率との関係についての説
明図である。 第22図は、本発明の実験Jにおける膜中のSe、Te
の量比と光学バンドギャップとの関係についての説明図
である。 第23図は、本発明の実験ににおける膜中のSe、Te
の量比と膜中の結晶粒領域の割合の関係についての説明
図である。 第1図について、 100.111・・・光起電力素子、101・・・支持
体、102・・・電極、103・・・n型半導体層、1
04 ・・・ i型半導体層、105・・・P型半導体
層、106・・・透明電極、107・・・集電電極、1
08  ・ n型A−S i半導体層、109 = i
型A−5i半導体層、110・・・P型A−Si半導体
層、 第2図、第3図、第4図について、
FIGS. 1A and 1B are schematic diagrams of typical examples of the layer structure of the photovoltaic device of the present invention. FIG. 1(C) is a schematic diagram of the layer structure of a photovoltaic device produced in a comparative example. FIG. 2 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus for implementing the method (1) of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus for carrying out the method (2) of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus for carrying out the method (3) of the present invention. FIG. 5 shows the results in experiments A (2) and (3) of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the measurement results between the ratio of the crystal grain region of the sample and the hydrogen atom (H) content in the film. FIG. 6 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the rate of change in the conductivity of the film in Experiment B of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the drift/mobility of holes in Experiment B of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the dark conductivity of the film in Experiment C of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen atom content in the film and the ratio of crystal grain regions in the film in Experiment C of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram of the relationship between the flow rate of hydrogen gas and dark conductivity during film formation in Experiment C of the present invention. FIG. 11 is an explanatory diagram of the relationship between the measurement results between the ratio of the crystal grain region of the sample and the hydrogen (H) content in the film in Experiments D (2) and (3) of the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the rate of change in the conductivity of the film in Experiment E of the present invention. FIG. 13 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the drift mobility of holes in the experimental results of the present invention. FIG. 14 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the dark conductivity of the film in Experiment F of the present invention. FIG. 15 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen content in the film and the ratio of crystal grain regions in the film in Experiment F of the present invention. FIG. 16 is an explanatory diagram of the relationship between hydrogen content and dark conductivity in Experiment F of the present invention. FIG. 17 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen atom content in the film and the photoconductivity of the film in Experiment G of the present invention. Figure 18 shows Se and Te in the film in Experiment G of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the amount ratio of and photoconductivity. FIG. 19 is an explanatory diagram of the relationship between the hydrogen atom (H) content in the film and the dark conductivity when the amount ratio of 30% Te in the p-type doped film is used as a parameter in Experiment H of the present invention. It is. FIG. 20 is an explanatory diagram of the relationship between the amount ratio of Se and Te in the P-type doped film and the dark conductivity in Experiment H of the present invention. FIG. 21 is an explanatory diagram of the relationship between the amount ratio of 30% Te in the n-type doped film and the dark conductivity in Experiment (1) of the present invention. Figure 22 shows Se and Te in the film in Experiment J of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the quantity ratio of and the optical band gap. Figure 23 shows Se and Te in the film in the experiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the amount ratio of and the ratio of crystal grain regions in the film. Regarding FIG. 1, 100.111... Photovoltaic element, 101... Support, 102... Electrode, 103... N-type semiconductor layer, 1
04... I-type semiconductor layer, 105... P-type semiconductor layer, 106... Transparent electrode, 107... Current collecting electrode, 1
08 ・n-type A-S i semiconductor layer, 109 = i
Regarding the type A-5i semiconductor layer, 110...P type A-Si semiconductor layer, FIGS. 2, 3, and 4,

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)p型半導体層とi型半導体層とn型半導体層との
接合により光起電力を発生する光起電力素子であって、
前記半導体層の中、少なくともi型半導体層が、亜鉛原
子とセレン原子と少なくとも水素原子とで構成されて、
前記水素原子が1乃至4atomic%の量含有され、
単位体積当りの結晶粒の割合が65乃至85容量%であ
る堆積膜により構成されたものであることを特徴とする
pin型光起電力素子。
(1) A photovoltaic element that generates photovoltaic force by joining a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer,
Among the semiconductor layers, at least an i-type semiconductor layer is composed of zinc atoms, selenium atoms, and at least hydrogen atoms,
The hydrogen atoms are contained in an amount of 1 to 4 atomic%,
1. A pin-type photovoltaic device comprising a deposited film in which the ratio of crystal grains per unit volume is 65 to 85% by volume.
(2)p型半導体層及び/またはn型半導体層が亜鉛原
子とセレン原子と少なくとも水素原子とで構成され、P
型またはn型のドーピング剤を含有し、前記水素原子が
1乃至4atomic%の量含有され、単位体積当りの
結晶粒の割合が65乃至85容量%である堆積膜により
構成されたものである請求項(1)に記載のpin型光
起電力素子。
(2) The p-type semiconductor layer and/or the n-type semiconductor layer are composed of zinc atoms, selenium atoms, and at least hydrogen atoms,
A deposited film containing a type or n-type doping agent, containing the hydrogen atoms in an amount of 1 to 4 atomic%, and having a ratio of crystal grains per unit volume of 65 to 85% by volume. The pin-type photovoltaic device according to item (1).
(3)前記p型ドーピング剤が周期律表第1族又は第V
族の元素である請求項(2)に記載のpin型光起電力
素子。
(3) The p-type doping agent is Group 1 or V of the periodic table.
The pin-type photovoltaic device according to claim 2, which is a group element.
(4)前記p型ドーピング剤がリチウム原子である請求
項(3)に記載のpin型光起電力素子。
(4) The pin-type photovoltaic device according to claim (3), wherein the p-type doping agent is a lithium atom.
(5)p型半導体層とi型半導体層とn型半導体層との
接合により光起電力を発生する光起電力素子であって、
前記半導体層の中、少なくともi型半導体層が、亜鉛原
子とセレン原子とテルル原子と少なくとも水素原子とで
構成されて、前記セレン原子とテルル原子の量比が原子
数比で1対9乃至3対7の範囲にあり前記水素原子が1
乃至4atomic%の量含有され、単位体積当りの結
晶粒の割合が65乃至85容量%である堆積膜により構
成されたものであることを特徴とするpin型光起電力
素子。
(5) A photovoltaic element that generates photovoltaic force by joining a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer,
Among the semiconductor layers, at least the i-type semiconductor layer is composed of zinc atoms, selenium atoms, tellurium atoms, and at least hydrogen atoms, and the atomic ratio of the selenium atoms to the tellurium atoms is 1:9 to 3. 7 and the hydrogen atom is 1
1. A pin-type photovoltaic device comprising a deposited film containing crystal grains in an amount of 65 to 85% by volume per unit volume.
(6)p型半導体層及び/またはn型半導体層が亜鉛原
子とセレン原子とテルル原子と少なくとも水素原子とで
構成され、P型またはn型のドーピング剤を含有し、前
記セレン原子とテルル原子の量比が原子数比で1対9乃
至3対7の範囲にあり、前記水素原子が1乃至4ato
mic%の量含有され、単位体積当りの結晶粒の割合が
65乃至85容量%である堆積膜により構成されたもの
である請求項(5)に記載のpin型光起電力素子。
(6) The p-type semiconductor layer and/or the n-type semiconductor layer is composed of zinc atoms, selenium atoms, tellurium atoms, and at least hydrogen atoms, and contains a p-type or n-type doping agent, and the selenium atoms and tellurium atoms is in the range of 1:9 to 3:7 in terms of atomic ratio, and the hydrogen atoms are 1 to 4ato
6. The pin-type photovoltaic device according to claim 5, wherein the pin-type photovoltaic device is constituted by a deposited film containing mic% of crystal grains and a ratio of crystal grains per unit volume of 65 to 85% by volume.
(7)前記p型ドーピング剤が周期律表第 I 族又は第
V族の元素である請求項(6)に記載のpin型光起電
力素子。
(7) The pin-type photovoltaic device according to (6), wherein the p-type doping agent is an element of Group I or Group V of the periodic table.
(8)前記p型ドーピング剤がリチウム原子である請求
項(7)に記載のpin型光起電力素子。
(8) The pin-type photovoltaic device according to claim (7), wherein the p-type doping agent is a lithium atom.
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US7352052B2 (en) 2004-04-30 2008-04-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and manufacturing method therefor
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