JPH0345555B2 - - Google Patents
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- JPH0345555B2 JPH0345555B2 JP55154359A JP15435980A JPH0345555B2 JP H0345555 B2 JPH0345555 B2 JP H0345555B2 JP 55154359 A JP55154359 A JP 55154359A JP 15435980 A JP15435980 A JP 15435980A JP H0345555 B2 JPH0345555 B2 JP H0345555B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3215—Doping the layers
- H01L21/32155—Doping polycristalline - or amorphous silicon layers
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアモルフアス（非晶質）、セミアモル
フアス（半非晶質または半結晶質）または多結晶
の半導体を中心とした非単結晶半導体の一表面
に、ＰまたはＮ型の導電型を有する拡散層を設け
るとともに、この拡散層に密接しその半導体上に
は透明導電性膜を設けたことを目的とする。
フアス（半非晶質または半結晶質）または多結晶
の半導体を中心とした非単結晶半導体の一表面
に、ＰまたはＮ型の導電型を有する拡散層を設け
るとともに、この拡散層に密接しその半導体上に
は透明導電性膜を設けたことを目的とする。
本発明は非単結晶半導体にその再結合中心を相
殺する水素またはヘリユームを含有せしめるとと
もに、この半導体上にも酸化物を設け、これら酸
化物と半導体との両者にＰまたはＮ型の導電型を
半導体中で示す価または価の不純物を添加す
る半導体装置に関する。
殺する水素またはヘリユームを含有せしめるとと
もに、この半導体上にも酸化物を設け、これら酸
化物と半導体との両者にＰまたはＮ型の導電型を
半導体中で示す価または価の不純物を添加す
る半導体装置に関する。
本発明は半導体装置特に光電変換装置におい
て、1μ以下特に20〜100Åのきわめて薄い厚さの
Ｐ型またはＮ型半導体層を設けることを目的とし
ている。
て、1μ以下特に20〜100Åのきわめて薄い厚さの
Ｐ型またはＮ型半導体層を設けることを目的とし
ている。
従来光電変換装置特にアモルフアス半導体（以
下ASという）を利用してPIN接合型の太陽電池
を作ろうとした時、この接合部の形成にはプラズ
マCVDまたはグロー放電を用いたシランの分解
法によりＰ型AS、真性（Ｉ型）ASおよびＮ型
ASを基板上に積層させることで実施していた。
下ASという）を利用してPIN接合型の太陽電池
を作ろうとした時、この接合部の形成にはプラズ
マCVDまたはグロー放電を用いたシランの分解
法によりＰ型AS、真性（Ｉ型）ASおよびＮ型
ASを基板上に積層させることで実施していた。
しかしかかる場合その接合に至るまでのＰ型ま
たはＮ型半導体特に光照射面側の半導体例えばＰ
型層はその領域での照射光の不純物散乱による吸
収を防止するため極薄膜であればあるほど好まし
いとされていた。このためこの厚さを20〜100Å
の薄いP+型半導体層を作ろうと努められていた。
たはＮ型半導体特に光照射面側の半導体例えばＰ
型層はその領域での照射光の不純物散乱による吸
収を防止するため極薄膜であればあるほど好まし
いとされていた。このためこの厚さを20〜100Å
の薄いP+型半導体層を作ろうと努められていた。
しかしかかる気相法においては、シランを主と
して用いるがかかるシランがボンベ中にて会合ま
たは重合シランを構成しているため、被形成面上
にかかる極薄膜を均一に作ることは不可能であ
り、第１図にそのたて断面図を示した如く、P+
型のクラスタ３が形成されてしまい、各クラスタ
は互いに離間してしまうという欠点があつた。こ
のため半導体装置としては、基板１上の透明電極
２上に一部にクラスタによるＰ型半導体およびそ
の上の真性半導体層４さらにその上にクラスタと
して形成されたＮ型半導体層５が設けられ、他方
透明電極２上に直接密接して真性半導体４および
その上に直接密接して電極６が設けられた。この
ため高い開放電圧を作るためのP+I接合または
N+I接合が設けられないため、低い開放電圧しか
得られず、さらにまたはクラスタの大きさまたは
クラスタ間の距離のバラツキのため結果として開
放電圧（Voc）短絡電流（Isc）においてバラツ
キのため例えばVocは0.7±0.2Vも発生し、また
Iscも５±2.5ｍＡも発生してしまつた。さらに変
換効率も２〜４％どまりであつた。このため工学
的に歩留りを悪くし、大きな支障をきたしてい
た。
して用いるがかかるシランがボンベ中にて会合ま
たは重合シランを構成しているため、被形成面上
にかかる極薄膜を均一に作ることは不可能であ
り、第１図にそのたて断面図を示した如く、P+
型のクラスタ３が形成されてしまい、各クラスタ
は互いに離間してしまうという欠点があつた。こ
のため半導体装置としては、基板１上の透明電極
２上に一部にクラスタによるＰ型半導体およびそ
の上の真性半導体層４さらにその上にクラスタと
して形成されたＮ型半導体層５が設けられ、他方
透明電極２上に直接密接して真性半導体４および
その上に直接密接して電極６が設けられた。この
ため高い開放電圧を作るためのP+I接合または
N+I接合が設けられないため、低い開放電圧しか
得られず、さらにまたはクラスタの大きさまたは
クラスタ間の距離のバラツキのため結果として開
放電圧（Voc）短絡電流（Isc）においてバラツ
キのため例えばVocは0.7±0.2Vも発生し、また
Iscも５±2.5ｍＡも発生してしまつた。さらに変
換効率も２〜４％どまりであつた。このため工学
的に歩留りを悪くし、大きな支障をきたしてい
た。
本発明はかかる欠点を除去した半導体装置特に
光電変換装置およびその作製方法を示すものであ
る。
光電変換装置およびその作製方法を示すものであ
る。
本発明は非単結晶半導体特にASまたはセミア
モルフアス半導体（Semi−Amorphous
Semiconductor、Semi−Crystal
Semiconductor以下SASという）または多結晶半
導体等の水素を0.1〜30モル％含有した半導体で
あつて、特に結晶粒界または原子配位に不規則性
または格子歪を有する半導体に対して特に適用さ
れるものである。本発明は単結晶（以下SCSとい
う）の如き結晶の完全性を用いようとする半導体
およびそれに不純物を拡散する方法ではなく、結
晶の不完全性を積極的に利用する非単結晶半導体
に適用されるものである。
モルフアス半導体（Semi−Amorphous
Semiconductor、Semi−Crystal
Semiconductor以下SASという）または多結晶半
導体等の水素を0.1〜30モル％含有した半導体で
あつて、特に結晶粒界または原子配位に不規則性
または格子歪を有する半導体に対して特に適用さ
れるものである。本発明は単結晶（以下SCSとい
う）の如き結晶の完全性を用いようとする半導体
およびそれに不純物を拡散する方法ではなく、結
晶の不完全性を積極的に利用する非単結晶半導体
に適用されるものである。
このためかかる半導体は従来より知られている
1000〜1300℃の高温での不純物源よりの拡散を実
施させることが不可能であり、高くて700℃好ま
しくは200〜400℃の温度にて実施すること、およ
びその拡散係数が単結晶半導体での拡散に比べて
10〜100倍も大きく、そのためかかる低温におい
ても拡散させることが可能であることを発見した
実験事実に基ずく。
1000〜1300℃の高温での不純物源よりの拡散を実
施させることが不可能であり、高くて700℃好ま
しくは200〜400℃の温度にて実施すること、およ
びその拡散係数が単結晶半導体での拡散に比べて
10〜100倍も大きく、そのためかかる低温におい
ても拡散させることが可能であることを発見した
実験事実に基ずく。
本発明は非単結晶半導体（以下NSCSという）
に対する拡散をいわゆる価の不純物源である例
えばＢ（ホウ素）または価の不純物源であるＰ
（リン）をジボランまたはフオスヒンを含む高温
雰囲気中に半導体を設置して拡散させる気体熱拡
散法とは異なり、酸化物または金属等の膜または
基板中にあらかじめＢまたはＰを含浸せしめ、こ
の拡散源上にNSCSを層状に形成した後形成され
た半導体が再結晶化してその粒径が肥大化する温
度である700℃以上の温度での拡散工程をせずに、
700℃以下の温度好ましくは200〜400℃の温度に
て熱処理をすることによりこれら膜または基板よ
り半導体中に外拡散（OUT−DIFFUSION）を
固相−固相拡散させることにより10-3〜100υcm-1
の高い伝導度を得ることを特徴とする。
に対する拡散をいわゆる価の不純物源である例
えばＢ（ホウ素）または価の不純物源であるＰ
（リン）をジボランまたはフオスヒンを含む高温
雰囲気中に半導体を設置して拡散させる気体熱拡
散法とは異なり、酸化物または金属等の膜または
基板中にあらかじめＢまたはＰを含浸せしめ、こ
の拡散源上にNSCSを層状に形成した後形成され
た半導体が再結晶化してその粒径が肥大化する温
度である700℃以上の温度での拡散工程をせずに、
700℃以下の温度好ましくは200〜400℃の温度に
て熱処理をすることによりこれら膜または基板よ
り半導体中に外拡散（OUT−DIFFUSION）を
固相−固相拡散させることにより10-3〜100υcm-1
の高い伝導度を得ることを特徴とする。
すなわち本発明のNSCSはその半導体中に水素
を0.1〜30モル％含有し、この水素が珪素の如き
半導体の不対結合手を中和するとともにエネルギ
バンド巾を決めている。しかしこの水素は400℃
以上の温度において外部に放出されてしまうた
め、これ以上の温度での加熱拡散を行なう場合、
その後工程で再度水素またはHeを半導体に添加
して再結合中心を相殺することはきわめて重要で
ある。
を0.1〜30モル％含有し、この水素が珪素の如き
半導体の不対結合手を中和するとともにエネルギ
バンド巾を決めている。しかしこの水素は400℃
以上の温度において外部に放出されてしまうた
め、これ以上の温度での加熱拡散を行なう場合、
その後工程で再度水素またはHeを半導体に添加
して再結合中心を相殺することはきわめて重要で
ある。
また本発明は基板上に形成されたNSCSの上に
酸化物特に透明導電膜であつてかつ価または
価の不純物を同時に含有した拡散源を形成し、さ
らに700℃以下の温度特に200〜400℃に加熱する
ことにより、それらより不純物がNSCSに拡散さ
せる固相−固相拡散をさせようとしたものであ
る。
酸化物特に透明導電膜であつてかつ価または
価の不純物を同時に含有した拡散源を形成し、さ
らに700℃以下の温度特に200〜400℃に加熱する
ことにより、それらより不純物がNSCSに拡散さ
せる固相−固相拡散をさせようとしたものであ
る。
本発明は固相拡散源に珪素の酸化物と価また
は価の不純物の化合物との混合物を用いてい
る。すなわち例えばＮ型用としてOCD（Ｐ）フイ
ルムはSi（OH）4とP2O5とをアルコール等の溶媒
により溶解した液体を被拡散物上にデイツプし、
さらに加熱固化させたものを拡散源として用い
た。またＰ型用としてはOCD１３フイルムを用
い、それはSi（OH）4とＢ（OC4H4）3とをアルコー
ル、エステル等に溶解せしめ、これを同様にフイ
ルム化したものを拡散源として用いた。
は価の不純物の化合物との混合物を用いてい
る。すなわち例えばＮ型用としてOCD（Ｐ）フイ
ルムはSi（OH）4とP2O5とをアルコール等の溶媒
により溶解した液体を被拡散物上にデイツプし、
さらに加熱固化させたものを拡散源として用い
た。またＰ型用としてはOCD１３フイルムを用
い、それはSi（OH）4とＢ（OC4H4）3とをアルコー
ル、エステル等に溶解せしめ、これを同様にフイ
ルム化したものを拡散源として用いた。
他方透明導電膜は例えば水酸化インジユーム、
水酸化スズを同様にアルコール、エステル等の溶
媒中に溶解させたものを用いた。
水酸化スズを同様にアルコール、エステル等の溶
媒中に溶解させたものを用いた。
さらにこれらに価または価の化合物である
Ｂ（OC4H4）3またはP2O5を同時にまたＢまたはＰ
ドープの透明導電性膜形成用の出発物質とした。
Ｂ（OC4H4）3またはP2O5を同時にまたＢまたはＰ
ドープの透明導電性膜形成用の出発物質とした。
本発明は以上のように出発物質は液体であり、
これを基板または膜上に塗付し、スピナー等を利
用して所定の膜厚とし、さらに200〜300℃にて加
熱させ、酸化珪素とリン化物（例えばP2O5）ま
たはホウ素化物（B2O3）との混合物とし、それ
らの一次拡散源より半導体または金属基板中に拡
散させようとしたものである。また同様にIn、
Sn等の酸化物を有する液体を添付し、200〜400
℃の窒素または酸素中にて加熱せしめてIn2O3ま
たはSnO2またはこれらの混合物であるITOを基
板上または半導体上に形成せしめた。さらにこれ
らの液体中にＢまたはＰの化合物を同時に添加
し、加熱拡散した透明導電性膜を一次拡散源とし
たものである。
これを基板または膜上に塗付し、スピナー等を利
用して所定の膜厚とし、さらに200〜300℃にて加
熱させ、酸化珪素とリン化物（例えばP2O5）ま
たはホウ素化物（B2O3）との混合物とし、それ
らの一次拡散源より半導体または金属基板中に拡
散させようとしたものである。また同様にIn、
Sn等の酸化物を有する液体を添付し、200〜400
℃の窒素または酸素中にて加熱せしめてIn2O3ま
たはSnO2またはこれらの混合物であるITOを基
板上または半導体上に形成せしめた。さらにこれ
らの液体中にＢまたはＰの化合物を同時に添加
し、加熱拡散した透明導電性膜を一次拡散源とし
たものである。
本発明はこれら酸化物により不純物をNSCSに
1μ以下の厚さ特に20〜1000Åの深さに拡散し、
さらにこの拡散により半導体中に含有している水
素またはHeをこの拡散の後さらにこの拡散源の
酸化物と半導体中に再度水素を添加して拡散工程
により発生した欠陥を消滅せしめることにより、
従来全く不可能とされてきた非単結晶に不純物を
700℃以下の低温にて拡散せしめることを特徴と
している。特に本発明の如く半導体がかかる拡散
工程により変成をし、その結晶粒径が巨大化した
とする。また700℃以上の温度ではなく、逆にそ
れ以下の温度で処理し、格子歪、微結晶性、半結
晶性を有するSASに対しそれらの歪または結晶
性をそのまま保持し得る低い温度範囲において熱
拡散せしめても拡散された不純物のイオン化率を
10％以上特に95〜99.99％を得ることができるこ
とを本発明の特徴としている。
1μ以下の厚さ特に20〜1000Åの深さに拡散し、
さらにこの拡散により半導体中に含有している水
素またはHeをこの拡散の後さらにこの拡散源の
酸化物と半導体中に再度水素を添加して拡散工程
により発生した欠陥を消滅せしめることにより、
従来全く不可能とされてきた非単結晶に不純物を
700℃以下の低温にて拡散せしめることを特徴と
している。特に本発明の如く半導体がかかる拡散
工程により変成をし、その結晶粒径が巨大化した
とする。また700℃以上の温度ではなく、逆にそ
れ以下の温度で処理し、格子歪、微結晶性、半結
晶性を有するSASに対しそれらの歪または結晶
性をそのまま保持し得る低い温度範囲において熱
拡散せしめても拡散された不純物のイオン化率を
10％以上特に95〜99.99％を得ることができるこ
とを本発明の特徴としている。
また透明導電膜と添加される不純物に関して
は、酸化インジユームはそれに密接して半導体表
面をＮ型化しやすく、これをさらに本発明により
助長するため、リンを添加し、この添加されたリ
ンが拡散されると真性半導体の下面はＮ型化し、
酸化インジユームとの間に発生するシヨツトキ接
合をさらに助長するNI接合とすることができた。
は、酸化インジユームはそれに密接して半導体表
面をＮ型化しやすく、これをさらに本発明により
助長するため、リンを添加し、この添加されたリ
ンが拡散されると真性半導体の下面はＮ型化し、
酸化インジユームとの間に発生するシヨツトキ接
合をさらに助長するNI接合とすることができた。
また逆にITO、SnO2、Sb2O5等スズまたはアン
チモンの添加された透明導電膜はそれに密接する
半導体表面をＰ型化しやすい傾向を有する。この
ためこれらの膜中にはホウ素を添加し、添加され
たホウ素をそれに密接した半導体中に拡散せし
め、透明電極と半導体とのシヨツトキ接合をさら
に助長するPI接合を設けた。
チモンの添加された透明導電膜はそれに密接する
半導体表面をＰ型化しやすい傾向を有する。この
ためこれらの膜中にはホウ素を添加し、添加され
たホウ素をそれに密接した半導体中に拡散せし
め、透明電極と半導体とのシヨツトキ接合をさら
に助長するPI接合を設けた。
すなわちIn、Sn、Sbは半導体中への拡散係数
が重金属のためきわめてSCSの場合と同様に小さ
い。このためこれらの酸化物と半導体との接合面
においては、酸素の拡散により界面には酸化珪素
ができやすくなつてしまう。この膜は絶縁膜であ
り、またIscを少なくしまたVocをも小さくして
しまう。このためこららを禁止するために酸素と
同時に拡散とし、さらに酸化物は電流を流しやす
い特性を有することがきわめて重要である。この
ため本発明においてはリンまたはホウ素を高濃度
に添加したもので、拡散後それによつて10〜20Å
の厚さのリン酸化物であるP2O5を主成分とする
リンガラス、ボロン酸化物であるB2O3を主成分
とするボロンガラスが形成され、それぞれＰの濃
度、Ｂの濃度を1018〜1021cm-1の高濃度に添加す
ると酸化珪素に比較して102〜104倍もの導電性に
なることを見出した。さらに半導体中に拡散して
添加された不純物のイオン化率が90％以上を得、
また活性化エネルギも0.02eVと少ないため、本
発明の低温拡散法を実施できた。
が重金属のためきわめてSCSの場合と同様に小さ
い。このためこれらの酸化物と半導体との接合面
においては、酸素の拡散により界面には酸化珪素
ができやすくなつてしまう。この膜は絶縁膜であ
り、またIscを少なくしまたVocをも小さくして
しまう。このためこららを禁止するために酸素と
同時に拡散とし、さらに酸化物は電流を流しやす
い特性を有することがきわめて重要である。この
ため本発明においてはリンまたはホウ素を高濃度
に添加したもので、拡散後それによつて10〜20Å
の厚さのリン酸化物であるP2O5を主成分とする
リンガラス、ボロン酸化物であるB2O3を主成分
とするボロンガラスが形成され、それぞれＰの濃
度、Ｂの濃度を1018〜1021cm-1の高濃度に添加す
ると酸化珪素に比較して102〜104倍もの導電性に
なることを見出した。さらに半導体中に拡散して
添加された不純物のイオン化率が90％以上を得、
また活性化エネルギも0.02eVと少ないため、本
発明の低温拡散法を実施できた。
このため界面での空乏層を発生させやすいと同
様の方向に不純物を添加したものである。
様の方向に不純物を添加したものである。
以下に図面に従つて本発明を説明する。
実施例 １
第２図は本発明の半導体装置およびその作製方
法を実施するための工程を示すたて断面図であ
る。
法を実施するための工程を示すたて断面図であ
る。
第２図Ａにおいて、基板例えばガラス基板上に
真空蒸着法、イオンプレーテイング法により透明
電極２を形成した。さらにその上側にASまたは
SASの半導体４をプラズマCVD法またはグロー
放電法により形成した。このSASの作製方法は
本発明人の発明になる特許願55−120322（昭和55
年８月30日出願）に示されている。
真空蒸着法、イオンプレーテイング法により透明
電極２を形成した。さらにその上側にASまたは
SASの半導体４をプラズマCVD法またはグロー
放電法により形成した。このSASの作製方法は
本発明人の発明になる特許願55−120322（昭和55
年８月30日出願）に示されている。
第２図Ｂはさらに半導体４上にＰ−Si膜または
Ｂ−Si膜である塗付用フイルム１３を0.1〜0.5μ
の厚さに形成し、焼成拡散させたものである。す
なわちＰ−Si膜に関しては、SiO2濃度5.9％、
P2O51.65ｇ／100c.c.をスピナー4000rpm（30秒）の
条件により塗布し、焼成を200℃20分行なつた。
さらにこの後この半導体を200〜700℃例えば400
℃30分（空気中）に加熱しこの半導体中にＰを20
〜1000Åの深さに拡散させた。200℃では20〜50
Å、400℃100〜200Å、600℃500〜1000Åの深さ
にＰが拡散し、N+I接合（ここでは半導体２を不
純物を意図的に添加しないいわゆる真性の半導体
１４とした）を作ることができた。さらにこの後
100％水素を13.56MHzまたは2.45GHzの周波数の
高周波エネルギにてイオン化した雰囲気中にこの
半導体を200℃で30分間ひたし、活性水素を半導
体４中に添加し、その中で熱処理で発生した不対
結合手を中和した。この処理は400〜700℃での拡
散をした場合有効であるが、350℃以下では特に
不要であつた。
Ｂ−Si膜である塗付用フイルム１３を0.1〜0.5μ
の厚さに形成し、焼成拡散させたものである。す
なわちＰ−Si膜に関しては、SiO2濃度5.9％、
P2O51.65ｇ／100c.c.をスピナー4000rpm（30秒）の
条件により塗布し、焼成を200℃20分行なつた。
さらにこの後この半導体を200〜700℃例えば400
℃30分（空気中）に加熱しこの半導体中にＰを20
〜1000Åの深さに拡散させた。200℃では20〜50
Å、400℃100〜200Å、600℃500〜1000Åの深さ
にＰが拡散し、N+I接合（ここでは半導体２を不
純物を意図的に添加しないいわゆる真性の半導体
１４とした）を作ることができた。さらにこの後
100％水素を13.56MHzまたは2.45GHzの周波数の
高周波エネルギにてイオン化した雰囲気中にこの
半導体を200℃で30分間ひたし、活性水素を半導
体４中に添加し、その中で熱処理で発生した不対
結合手を中和した。この処理は400〜700℃での拡
散をした場合有効であるが、350℃以下では特に
不要であつた。
これはSCSにおいては全く拡散が行なわれない
温度領域であり、またSCSにおいてはその拡散の
深さを１〜10μものDEEP DIFFUSIONをこれま
で求めていた。しかし本発明においてはその深さ
が1μ以下特に20〜1000Åときわめて浅いことが
その不純物濃度が1018cm-3以上特に1019〜1021cm
-3と高濃度であることを特徴としており、NSCS
がSCSに比べて10〜100倍特にASまたはSASは30
〜100倍もの大きい拡散係数を有していることを
発見したことによる。かくしてＮ型接合層１６を
半導体４に作ることができた。
温度領域であり、またSCSにおいてはその拡散の
深さを１〜10μものDEEP DIFFUSIONをこれま
で求めていた。しかし本発明においてはその深さ
が1μ以下特に20〜1000Åときわめて浅いことが
その不純物濃度が1018cm-3以上特に1019〜1021cm
-3と高濃度であることを特徴としており、NSCS
がSCSに比べて10〜100倍特にASまたはSASは30
〜100倍もの大きい拡散係数を有していることを
発見したことによる。かくしてＮ型接合層１６を
半導体４に作ることができた。
さらにこの後本発明においては半導体上の酸化
珪素（PSG）を化学的に除去し、金属電極９を
アルミニユームによりオーム接触をさせて形成し
た。
珪素（PSG）を化学的に除去し、金属電極９を
アルミニユームによりオーム接触をさせて形成し
た。
かくして第２図Ｃに示す如く下側よりの光照射
２０により光起電力を発生させる光電変換装置を
透明導電膜２−NSCSの真性半導体層１４−Ｎ型
半導体層１６−裏面電極９を構成せしめた。この
ようにすると、従来のCVD法で第１図のように
形成する場合、不均一なＮ型層５とは異なり、均
一かつ半導体上に一様にＮ型層１６を作ることが
できた。半導体層４を0.6μの厚さとしたシヨツト
キ型の本発明において、裏面の接合により開放電
圧Vocを0.2V高い0.75Vを得、さらにVocのばら
つきも0.7〜0.8Vの範囲にきわめてばらつきを少
くして得、さらに変換効率を6.0％を得ることが
できた。
２０により光起電力を発生させる光電変換装置を
透明導電膜２−NSCSの真性半導体層１４−Ｎ型
半導体層１６−裏面電極９を構成せしめた。この
ようにすると、従来のCVD法で第１図のように
形成する場合、不均一なＮ型層５とは異なり、均
一かつ半導体上に一様にＮ型層１６を作ることが
できた。半導体層４を0.6μの厚さとしたシヨツト
キ型の本発明において、裏面の接合により開放電
圧Vocを0.2V高い0.75Vを得、さらにVocのばら
つきも0.7〜0.8Vの範囲にきわめてばらつきを少
くして得、さらに変換効率を6.0％を得ることが
できた。
本実施例において、Ｂ−Si膜を利用して拡散長
をＰ型層としてPI接合を作つてもよいことはい
うまでもない。
をＰ型層としてPI接合を作つてもよいことはい
うまでもない。
実施例 ２
第３図は本発明の構造およびその作製方法を示
すたて断面図である。
すたて断面図である。
第３図Ａにおいて、基板例えばガラス基板１上
に透明導電性膜２特に酸化インジユーム、酸化ス
ズ、酸化アンチモンまたはそれらの混合物を実施
した。
に透明導電性膜２特に酸化インジユーム、酸化ス
ズ、酸化アンチモンまたはそれらの混合物を実施
した。
まず基板１上にこれらの第１の導電性膜を0.01
〜0.3μの厚さに形成し、150〜250℃の温度で焼成
し、再度ＢまたはＰ等の不純物を含有した第２の
ホウ素の添加されたITO SnO2よりなる透明導電
性膜１２をその上に100〜3000Åの厚さに形成し
た。それら二度目の焼成を行なつて(A)を得た。次
にその上面にNSCS特に非単晶質または微結晶体
とASとの混合物である真性または実質的に真性
（ここではまとめてＩと記す）のSAS４をプラズ
マCVD法により0.5〜1μの厚さで200〜400℃の温
度にて形成した。
〜0.3μの厚さに形成し、150〜250℃の温度で焼成
し、再度ＢまたはＰ等の不純物を含有した第２の
ホウ素の添加されたITO SnO2よりなる透明導電
性膜１２をその上に100〜3000Åの厚さに形成し
た。それら二度目の焼成を行なつて(A)を得た。次
にその上面にNSCS特に非単晶質または微結晶体
とASとの混合物である真性または実質的に真性
（ここではまとめてＩと記す）のSAS４をプラズ
マCVD法により0.5〜1μの厚さで200〜400℃の温
度にて形成した。
さらにその上面に第３の透明導電性膜１３を形
成した。この膜１３の不純物は第２の導電膜とは
逆導電型とし、ここでは酸化インジユーム
（In2O3）にリンが添加されたものとした。
成した。この膜１３の不純物は第２の導電膜とは
逆導電型とし、ここでは酸化インジユーム
（In2O3）にリンが添加されたものとした。
第３図ＣはＢの工程の後、700℃以下の温度具
体的には400〜500℃にて窒素30分加熱したもので
ある。かくして半導体４にはP+型層１５および
N+型層１６が形成され、PIN型の光電変換装置
を作ることができた。この後加熱温度が400℃を
こえているため、プラズマ水素またはH*中にこ
の半導体をひたし、発生した半導体中の欠陥を水
素またはHeによりSi-を中和させた。
体的には400〜500℃にて窒素30分加熱したもので
ある。かくして半導体４にはP+型層１５および
N+型層１６が形成され、PIN型の光電変換装置
を作ることができた。この後加熱温度が400℃を
こえているため、プラズマ水素またはH*中にこ
の半導体をひたし、発生した半導体中の欠陥を水
素またはHeによりSi-を中和させた。
さらにこの後図面では上側の酸化膜１３を除去
し、オームコンタクト用の電極９を形成し、光電
変換装置（第３図Ｄ）を得ることができた。
し、オームコンタクト用の電極９を形成し、光電
変換装置（第３図Ｄ）を得ることができた。
図面ではＰ型層１５、Ｎ型層１６もＩ層に接し
て均一にかつ一様に20〜100Åの厚さに形成でき
たためVoc 0.8＋0.05V、Isc＝12ｍＡ／cm2、変換
効率８％をAMlにての光２０により得ることが
できた。
て均一にかつ一様に20〜100Åの厚さに形成でき
たためVoc 0.8＋0.05V、Isc＝12ｍＡ／cm2、変換
効率８％をAMlにての光２０により得ることが
できた。
第３図Ｄより明らかな如く、この半導体装置は
透明導電性膜１２とＰ型半導体層１５とが導電膜
２および半導体４の界面およびその近傍に残置し
て設けらる、かつその近傍には同一不純物が添加
されていることを特徴としている。
透明導電性膜１２とＰ型半導体層１５とが導電膜
２および半導体４の界面およびその近傍に残置し
て設けらる、かつその近傍には同一不純物が添加
されていることを特徴としている。
実施例 ３
第４図Ａにそのたて断面図を示している。
すなわちガラス基板１上に不純物の添加されて
いない透明導電性膜２およびその上部の不純物が
添加された導電膜１２さらにこれに密接して同一
不純物が拡散して添加された半導体１５、真性半
導体１４，１２と逆導電型の半導体１６さらにこ
の半導体１６への拡散源であり同一不純物の添加
され残存した透明導電膜１７および不添加の導電
膜１９よりなつているPIN型の光電変換装置であ
る。半導体のエネルギバンド巾以下の光をそのま
た上方に放出し半導体としての昇温を防いだ構造
を有している。
いない透明導電性膜２およびその上部の不純物が
添加された導電膜１２さらにこれに密接して同一
不純物が拡散して添加された半導体１５、真性半
導体１４，１２と逆導電型の半導体１６さらにこ
の半導体１６への拡散源であり同一不純物の添加
され残存した透明導電膜１７および不添加の導電
膜１９よりなつているPIN型の光電変換装置であ
る。半導体のエネルギバンド巾以下の光をそのま
た上方に放出し半導体としての昇温を防いだ構造
を有している。
実施例 ４
第４図Ｂはこの実施例を示している。
すなわち実施例４において、光２０を上面より
照射し、この面をＭ１８−Ｉ１９−Ｓ１４型構造
としたものである。すなわちAlまたはMgの対抗
電極１８、反射防止膜２１、10〜30Åの厚さの窒
化珪素絶縁膜１９、真性半導体１４、Ｐ型半導体
１６、裏面電極１２および基板１よりなつてい
る。
照射し、この面をＭ１８−Ｉ１９−Ｓ１４型構造
としたものである。すなわちAlまたはMgの対抗
電極１８、反射防止膜２１、10〜30Åの厚さの窒
化珪素絶縁膜１９、真性半導体１４、Ｐ型半導体
１６、裏面電極１２および基板１よりなつてい
る。
MIS型にあつてはAMlでのその効率が６〜10
％を得ることができ、加えて10cm□ においても６
％を得ることができた。
％を得ることができ、加えて10cm□ においても６
％を得ることができた。
実施例 ５
第４図Ｃは他の実施例を示す。すなわちここで
はステンレスの如き金属基板１に対し高濃度にリ
ンをあらかじめ拡散２２したもので、その上に半
導体層を形成し、金属板より半導体への固相拡散
を行ない、同じリンが添加されたＮ型半導体層１
５を設けその上に真性の半導体１４を設けたもの
である。
はステンレスの如き金属基板１に対し高濃度にリ
ンをあらかじめ拡散２２したもので、その上に半
導体層を形成し、金属板より半導体への固相拡散
を行ない、同じリンが添加されたＮ型半導体層１
５を設けその上に真性の半導体１４を設けたもの
である。
この後この表面にトンネル電流を流しうる厚さ
の絶縁膜例えば窒化珪素膜１９を10〜30Åの厚さ
に形成し、ITO、SnO2等の電極Ｍにより形成し、
半導体１４の上部をＰ型化したMIS型半導体の実
施例である。
の絶縁膜例えば窒化珪素膜１９を10〜30Åの厚さ
に形成し、ITO、SnO2等の電極Ｍにより形成し、
半導体１４の上部をＰ型化したMIS型半導体の実
施例である。
かかる構造においては半導体１４の空乏層を透
明電極２１により決定するため、さらにＢを添加
してこの空乏層をより大きくしたことが重要であ
つた。またこの透明導電性膜の上に外部ひき出し
電極１８を形成した。Vco＝0.9＋0.005V、Isc＝
13±１ｍＡ、効率９〜10％を得ることができた。
明電極２１により決定するため、さらにＢを添加
してこの空乏層をより大きくしたことが重要であ
つた。またこの透明導電性膜の上に外部ひき出し
電極１８を形成した。Vco＝0.9＋0.005V、Isc＝
13±１ｍＡ、効率９〜10％を得ることができた。
以上の説明より明らかな如く、本発明は半導体
装置特に光電変換装置に応用される非単結晶半導
体に対し、700℃以下の温度特に200〜400℃で不
純物を固相拡散し、加えてこの拡散源を残置せし
め、特にこの拡散源を透明導電性膜として積極的
に利用し、加えて高いVocを得ることができたと
いう大きな特徴を有する。
装置特に光電変換装置に応用される非単結晶半導
体に対し、700℃以下の温度特に200〜400℃で不
純物を固相拡散し、加えてこの拡散源を残置せし
め、特にこの拡散源を透明導電性膜として積極的
に利用し、加えて高いVocを得ることができたと
いう大きな特徴を有する。
本発明の実施例は珪素を中心としてASおよび
SASである。しかしゲルマニユームまたは珪素
とゲルマニユームとの化合物また−価物であ
つても本発明を適用できることはいうまでもな
い。
SASである。しかしゲルマニユームまたは珪素
とゲルマニユームとの化合物また−価物であ
つても本発明を適用できることはいうまでもな
い。
第１図は従来の半導体装置のたて断面を示す。
第２図は第３図は本発明の半導体装置およびその
作製工程を示すたて断面図である。第４図は本発
明の他の実施例を示す。
第２図は第３図は本発明の半導体装置およびその
作製工程を示すたて断面図である。第４図は本発
明の他の実施例を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素またはハロゲン元素が添加された非単結
晶半導体と酸化物透明導電性膜との界面に10〜20
Åの厚さでリンガラスが形成されており、前記非
単結晶半導体中には、Ｎ型の導電型を有せしめる
ためのリンが添加されていることを特徴とする半
導体装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、酸化物透明
導電性膜が酸化インジユーム膜であることを特徴
とする半導体装置。 ３ 水素またはハロゲン元素が添加された非単結
晶半導体と酸化物透明導電性膜との界面に10〜20
Åの厚さでボロンガラスが形成されており、前記
非単結晶半導体中には、Ｐ型の導電型を有せしめ
るためのボロンが添加されていることを特徴とす
る半導体装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、酸化物透明
導電性膜が酸化スズ、酸化アンチモンまたはそれ
らを含むITOの如き混合物膜であることを特徴と
する半導体装置。 ５ 水素またはハロゲン元素が添加された非単結
晶半導体を形成する工程と、前記工程の前若しく
は後に前記非単結晶半導体に密接させるようにリ
ンまたはホウ素の不純物を含む酸化物透明導電性
膜を形成する工程と、該工程の後700℃以下の温
度で熱処理することにより前記非単結晶半導体に
リンまたはホウ素の不純物を拡散させると同時
に、前記非単結晶半導体と前記酸化物透明導電性
膜との界面に10〜20Åの厚さでリンガラスまたは
ボロンガラスを形成させる工程とを有することを
特徴とする半導体装置作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154359A JPS5778135A (en) | 1980-11-01 | 1980-11-01 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154359A JPS5778135A (en) | 1980-11-01 | 1980-11-01 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5778135A JPS5778135A (en) | 1982-05-15 |
| JPH0345555B2 true JPH0345555B2 (ja) | 1991-07-11 |
Family
ID=15582426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55154359A Granted JPS5778135A (en) | 1980-11-01 | 1980-11-01 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5778135A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954267A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-29 | Seiko Epson Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPS59181064A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS6281057A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Hosiden Electronics Co Ltd | 透明導電膜 |
| JP2007104475A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Denso Corp | Ａ／ｄ変換方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS558092A (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-21 | Nec Corp | Fine film solar cell and its production method |
-
1980
- 1980-11-01 JP JP55154359A patent/JPS5778135A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558092A (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-21 | Nec Corp | Fine film solar cell and its production method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5778135A (en) | 1982-05-15 |
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