JPH0370185A - 非晶質半導体装置 - Google Patents
非晶質半導体装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、シリコンと水素と窒素とを主成分とするｐ型
非晶質半導体装置に関する。
非晶質半導体装置に関する。
（ロ）従来の技術
従来ｐ型非晶質半導体は、ｐ型不純物材料としてボロン
が一般的に用いられている。
が一般的に用いられている。
しかし、ｐ型不純物材料としてのボロンは、ドーピング
による価電子制御の効率、いわゆるドーピング効率が低
いため、ドーピング量が多くなるという傾向がある。こ
のため、このｐ型非晶質半導体を用いた光起電力装置等
の半導体装置では、しばしば不純物材料である多量のボ
ロンが隣接する半導体層へ拡散し、半導体層の特性低下
、ひいては半導体装置の性能低下を招くという問題があ
った。
による価電子制御の効率、いわゆるドーピング効率が低
いため、ドーピング量が多くなるという傾向がある。こ
のため、このｐ型非晶質半導体を用いた光起電力装置等
の半導体装置では、しばしば不純物材料である多量のボ
ロンが隣接する半導体層へ拡散し、半導体層の特性低下
、ひいては半導体装置の性能低下を招くという問題があ
った。
一方、米国特許第４，２３９．５５４号においては、非
晶質シリコン窒化膜に、ｐ型不純物材料として、アルミ
ニウム、ガリウム、インジウムを用いて、バンドキャッ
プを １．１〜６．ＯｅＶにすることが示唆されている
。
晶質シリコン窒化膜に、ｐ型不純物材料として、アルミ
ニウム、ガリウム、インジウムを用いて、バンドキャッ
プを １．１〜６．ＯｅＶにすることが示唆されている
。
しかし、ｐ型不純物材料として、アルミニウム、インジ
ウム、ガリウムを用いた場合には、多量ドープ時のバン
ドキャップの挟把がボロンに比較して大きいという問題
がある。
ウム、ガリウムを用いた場合には、多量ドープ時のバン
ドキャップの挟把がボロンに比較して大きいという問題
がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は上述した問題点を解消し、ｐ型不純物材料の他
の半導体層への拡散を防止すると共に、バンドキャップ
の挟把を小さくした非晶質半導体装置を提供することを
その課題とする。
の半導体層への拡散を防止すると共に、バンドキャップ
の挟把を小さくした非晶質半導体装置を提供することを
その課題とする。
（ニ）課題を解消するための手段
本発明者等は、ｐ型不純物材料として、アルミニウム、
インジウムまたはガリウムを単独もしくは組合わせて用
い、その膜中濃度を種々検討した結果、所定の膜中濃度
範囲であれば、上述した問題点が解消できることを見出
した。
インジウムまたはガリウムを単独もしくは組合わせて用
い、その膜中濃度を種々検討した結果、所定の膜中濃度
範囲であれば、上述した問題点が解消できることを見出
した。
本発明は上述した知見に基きなされたものにして、シリ
コンと水素と窒素とを主成分とするｐ型非晶質半導体に
、ｐ型不純物材料として、アルミニウム、ガリウムまた
はインジウムを単独もしくは組合わせて用い、ｐ型不純
物材料の膜中濃度を３Ｘ １０２１〜２１ｃ、ｍ−’の
範囲に設定したことを特徴とする。
コンと水素と窒素とを主成分とするｐ型非晶質半導体に
、ｐ型不純物材料として、アルミニウム、ガリウムまた
はインジウムを単独もしくは組合わせて用い、ｐ型不純
物材料の膜中濃度を３Ｘ １０２１〜２１ｃ、ｍ−’の
範囲に設定したことを特徴とする。
（ホ）作用
上述したｐ型不純物材料の膜中濃度では、有効な価電子
帯制御が行なわれ、且つ、ｐ型不純物材料の拡散とバン
ドキャップの挟把が防止できる。
帯制御が行なわれ、且つ、ｐ型不純物材料の拡散とバン
ドキャップの挟把が防止できる。
（へ）実施例
以下、本発明の一実施例を光起電力装置のｐ型非晶質シ
リコン層として用いた場合を例にとり第１図に従い説明
する。
リコン層として用いた場合を例にとり第１図に従い説明
する。
まず、第１図は本発明のｐ型非晶質半導体層を用いた光
起電力装置を示す模式的断面図である。
起電力装置を示す模式的断面図である。
第１図において、（１）はガラス等の透光性且つ絶縁性
の材料からなる基板、（２）は基板（１）上に被着され
た酸化スズ、酸化インジウムスズ等の透明電極である。
の材料からなる基板、（２）は基板（１）上に被着され
た酸化スズ、酸化インジウムスズ等の透明電極である。
（３）は膜厚３０〜２００Ａの本発明に係るｐ型非晶質
シリコンナイトライド層であり、後述する条件により形
成される。（４）は膜厚２０００〜１００００人のｉ型
非晶質シリコン層、（５）は膜厚３０〜２００Ａのｎ型
非晶質・シリコン層である。
シリコンナイトライド層であり、後述する条件により形
成される。（４）は膜厚２０００〜１００００人のｉ型
非晶質シリコン層、（５）は膜厚３０〜２００Ａのｎ型
非晶質・シリコン層である。
ｐ型非晶質シリコンナイトライド層（３）ｉ型非晶質シ
リコン層（４）、ｎ型非晶質シリコン層（５）は１周知
の容量結合型グロー剪電法により形成され、ｐｉｎ構造
の半導体接合が形成される。
リコン層（４）、ｎ型非晶質シリコン層（５）は１周知
の容量結合型グロー剪電法により形成され、ｐｉｎ構造
の半導体接合が形成される。
（６）はｎ型非晶質シリコン（５）土に形成されたＡ１
． Ａｇ、 ＩＴＯ／Ａｇ等の単層もしくは積層された
裏面電極である。
． Ａｇ、 ＩＴＯ／Ａｇ等の単層もしくは積層された
裏面電極である。
さて、本発明は上述した光起電力装置のｐ型非晶質シリ
コンナイトライド層（３）に用いられる非晶質半導体装
置であり、そのｐ型不純物材料として、アルミニウム（
Ａｌ） 、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）
を単独または組合わせて用いる。そして、ｐ型不純物の
膜中濃度を３ＸＩＯ”〜１０２１ｃｒａ−３の範囲に設
定したちのである。このｐ型非晶質シリコンナイトライ
ド層（３）の代表的な夫々の形成条件を第１表に示す。
コンナイトライド層（３）に用いられる非晶質半導体装
置であり、そのｐ型不純物材料として、アルミニウム（
Ａｌ） 、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）
を単独または組合わせて用いる。そして、ｐ型不純物の
膜中濃度を３ＸＩＯ”〜１０２１ｃｒａ−３の範囲に設
定したちのである。このｐ型非晶質シリコンナイトライ
ド層（３）の代表的な夫々の形成条件を第１表に示す。
ドーピングガスは有機金属系であるＡｌ ｆｃＨ３１３
、ＧａｆＣＨｓｌｓ、Ｉｎ （（：Ｈａ） ３を用いて
いるが、他のドーピングガスでも良い。
、ＧａｆＣＨｓｌｓ、Ｉｎ （（：Ｈａ） ３を用いて
いるが、他のドーピングガスでも良い。
また窒素源としてＮＨ３の代わりにＮ２等のガスを用い
ても良い。
ても良い。
（以下余白）
上述した形成条件により形成したｐ型非晶質シＪコン（
３）のｐ型不純物の膜中濃度は夫々３×１０２１ 〜１
０２１ｃｍ−３である。
３）のｐ型不純物の膜中濃度は夫々３×１０２１ 〜１
０２１ｃｍ−３である。
第２表にｉ型非晶質シリコン（１型ａ−３ｉｌ （４
）及び、ｎ型非晶質シリコン（ｎ型ａ−５ｉｌ （５
）の形成条件を示す。
）及び、ｎ型非晶質シリコン（ｎ型ａ−５ｉｌ （５
）の形成条件を示す。
ｃ以下余白）
第２図に本実施例における光起電力装置の規格化効率（
各ｐ型不純物材料を用いた光起電力装置の最高効率を１
とする。）の不純物材料の膜中濃度依存特性を示す。
各ｐ型不純物材料を用いた光起電力装置の最高効率を１
とする。）の不純物材料の膜中濃度依存特性を示す。
第２図から明らかなように、３ Ｘ １０２１ｃｍ−３
以下の不純物濃度では価電子帯の制御が有効に行なわれ
ていない−ために効率は急激に低下している。
以下の不純物濃度では価電子帯の制御が有効に行なわれ
ていない−ために効率は急激に低下している。
また、１０−”ｃｍ−’以下の不純物濃度では、ドーピ
ングによるバンドキャップの挟把および不純物材料の拡
散によるｉ層（３ｉ）の膜質低下により効率が低下して
いる。これに対して、本発明の不純物濃度範囲３ Ｘ
１０２１ｃｍ−’から１０２１ｃｍ−３では、規格化効
率で０．９以下の値を示しており、他の不純物濃度域に
くらべ優れていることが分かる。
ングによるバンドキャップの挟把および不純物材料の拡
散によるｉ層（３ｉ）の膜質低下により効率が低下して
いる。これに対して、本発明の不純物濃度範囲３ Ｘ
１０２１ｃｍ−’から１０２１ｃｍ−３では、規格化効
率で０．９以下の値を示しており、他の不純物濃度域に
くらべ優れていることが分かる。
また、本発明のｐ型非晶質半導体装置を用いた光起電力
装置の場合、従来のシリコンと水素と炭素を主成分にす
る非晶質半導体にボロンをドープしたものに比べ９〜１
２％の効率向上が達成された。
装置の場合、従来のシリコンと水素と炭素を主成分にす
る非晶質半導体にボロンをドープしたものに比べ９〜１
２％の効率向上が達成された。
以下説明したように、本発明による非晶質半導体装置に
よれば、有効な化電子制御が行なわれ、且つｐ型不純物
材料の拡散とバンドキャップの挟把が防止できる。従っ
て、この非晶質半導体装置を光起電力装置に用いると、
効率の向上が図れる。
よれば、有効な化電子制御が行なわれ、且つｐ型不純物
材料の拡散とバンドキャップの挟把が防止できる。従っ
て、この非晶質半導体装置を光起電力装置に用いると、
効率の向上が図れる。
第１図は、本発明の非晶質半導体装置をｐ型層に用いた
光起電力装置を示す模式的断面図、第２図は、規格化効
率とｐ型不純物の膜中濃度との依存特性図である。
光起電力装置を示す模式的断面図、第２図は、規格化効
率とｐ型不純物の膜中濃度との依存特性図である。
Claims (1)
- （１）シリコンと水素と窒素とを主成分とするｐ型非晶
質半導体であって、ｐ型不純物材料としてアルミニウム
、ガリウムまたはインジウムを単独もしくは組合わせて
用いると共に、前記ｐ型不純物材料の膜中濃度を３×１
０＾１＾９〜１０＾２＾１ｃｍ＾−＾３の範囲に、設定
したことを特徴とする非晶質半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206441A JPH0370185A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 非晶質半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206441A JPH0370185A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 非晶質半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370185A true JPH0370185A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=16523430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206441A Pending JPH0370185A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 非晶質半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0370185A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268481A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶太陽電池およびｐ型半導体材料を作製する作製装置 |
| JP2005268482A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶太陽電池およびｐ型半導体材料の製造方法および製造装置 |
| JP2006237111A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶太陽電池およびその製造方法並びに非単結晶太陽電池製造装置 |
| JP2008125558A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Newgin Corp | 遊技球の補給樋 |
| WO2009081713A1 (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 光電変換装置及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136377A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-23 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Amorphous silicon nitride/amorphous silicon heterojunction photoelectric element |
| JPS62232173A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-12 | Toa Nenryo Kogyo Kk | アモルフアスシリコン太陽電池 |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1206441A patent/JPH0370185A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JP4691889B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2011-06-01 | 凸版印刷株式会社 | 非単結晶太陽電池および非単結晶太陽電池の製造方法 |
| JP2006237111A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶太陽電池およびその製造方法並びに非単結晶太陽電池製造装置 |
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| WO2009081713A1 (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 光電変換装置及びその製造方法 |
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