JPH0462979A - 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 - Google Patents
水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子Info
- Publication number
- JPH0462979A JPH0462979A JP2174751A JP17475190A JPH0462979A JP H0462979 A JPH0462979 A JP H0462979A JP 2174751 A JP2174751 A JP 2174751A JP 17475190 A JP17475190 A JP 17475190A JP H0462979 A JPH0462979 A JP H0462979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- hydrogenated amorphous
- layer
- oxide
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 6
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- -1 rO2 Chemical class 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019714 Nb2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
産業上の利用分野
本発明は 水素化アモルファスシリコンにより構成され
た電気素子、さらにくわしくば 近紫入可視光 近赤外
領域の波長の光を照射することで電力を発生する太陽電
池 または電気抵抗が変化する性質を利用した光感知素
子などに関する。
た電気素子、さらにくわしくば 近紫入可視光 近赤外
領域の波長の光を照射することで電力を発生する太陽電
池 または電気抵抗が変化する性質を利用した光感知素
子などに関する。
従来の技術
従来より水素化アモルファスシリコンを用いた太陽電池
やホトセンサなど数多く素子が提案されている。例えば
太陽電池の構造（友 透明基体透明型Ｋ Ｐ−Ｉ−
Ｎ型水素化アモルファスシリコン、アルミニウムよりな
る集電電極を順次積層することにより構成される。また
アモルファスシリコンホトセンサの構造は、 透明基体
透明電板Ｎ−Ｉ−Ｎ型水素化アモルファスシリコン、
集電電極を順次積層することにより構成し 透明電極と
集電電極間の電気抵抗の変化を検出することにより光感
知を行なってい九 この構成て 透明電極を構成する材
料としては、 金属の酸化物であるＳｎＯ２、Ｉｎ２０
ａなどが用いられる。アモルファスシリコンによりホト
センサを構成する場合、原理的には透明電極と集電電極
間に■型水素化アモルファスシリコン層を作成し 透明
電極と集電電極間に一定電圧を印加し 流れる電流量の
光照射時の変化を測定することにより光検知を行なうこ
とができる。しかしながら、前記透明電極および集電電
極に対して■型水素化アモルファスシリコン単独では良
好な電気的接続性を保つことが出来ないことは従来より
知られていた（センサ活用技術、 （株）工業調査会発
行）。そのため実用上の素子は、 ■型水素化アモルフ
ァスシリコンと透明電極及び集電電極の間に■型水素化
アモルファスシリコンに燐またはホウ素をドープしキャ
リア密度を大きくすることにより作成したＮ型またはＰ
型水素化アモルファスシリコン層を設（す、この層を通
じて■型水素化アモルファスシリコンと透明電極および
集電電極間の電気的接続を行なってい丸 しかしながら、 このような構成のホトセンサや上記の
太陽電池は１２０℃程度の高温雰囲気中では容易にその
性能が劣化するものであっ九 この原因（戴 シリコン
と金属との接合面に於て金属原子がシリコン中に熱拡散
するいわゆるマイグレーションによるものである。
やホトセンサなど数多く素子が提案されている。例えば
太陽電池の構造（友 透明基体透明型Ｋ Ｐ−Ｉ−
Ｎ型水素化アモルファスシリコン、アルミニウムよりな
る集電電極を順次積層することにより構成される。また
アモルファスシリコンホトセンサの構造は、 透明基体
透明電板Ｎ−Ｉ−Ｎ型水素化アモルファスシリコン、
集電電極を順次積層することにより構成し 透明電極と
集電電極間の電気抵抗の変化を検出することにより光感
知を行なってい九 この構成て 透明電極を構成する材
料としては、 金属の酸化物であるＳｎＯ２、Ｉｎ２０
ａなどが用いられる。アモルファスシリコンによりホト
センサを構成する場合、原理的には透明電極と集電電極
間に■型水素化アモルファスシリコン層を作成し 透明
電極と集電電極間に一定電圧を印加し 流れる電流量の
光照射時の変化を測定することにより光検知を行なうこ
とができる。しかしながら、前記透明電極および集電電
極に対して■型水素化アモルファスシリコン単独では良
好な電気的接続性を保つことが出来ないことは従来より
知られていた（センサ活用技術、 （株）工業調査会発
行）。そのため実用上の素子は、 ■型水素化アモルフ
ァスシリコンと透明電極及び集電電極の間に■型水素化
アモルファスシリコンに燐またはホウ素をドープしキャ
リア密度を大きくすることにより作成したＮ型またはＰ
型水素化アモルファスシリコン層を設（す、この層を通
じて■型水素化アモルファスシリコンと透明電極および
集電電極間の電気的接続を行なってい丸 しかしながら、 このような構成のホトセンサや上記の
太陽電池は１２０℃程度の高温雰囲気中では容易にその
性能が劣化するものであっ九 この原因（戴 シリコン
と金属との接合面に於て金属原子がシリコン中に熱拡散
するいわゆるマイグレーションによるものである。
この問題点に対し 高温雰囲気でのマイグレーションを
防ぐ手段のひとつとして、シリコンと金属との接合面の
中間層（ミ 化学的に不活性な電気絶縁層を設法 これ
により金属のシリコン層への拡散を阻止する方法が考え
られる。例え（渋 その−例として、ガラス基板／ＩＴ
Ｏ透明電極／Ｎ型水素化アモルファスシリコン／■型水
素化アモルファスシリコン／（電気絶縁物）／（金属元
素よりなる集電電極）で示される構成の素子が提案され
ている（太陽電池ハンドブッ久 昭和６０低電気学会）
。上記構成材料で、電気絶縁物として１＆ＴｉＯ２、Ｚ
ｒＯ２，５１０２、Ｎｂ２Ｏ３、ＲｕＯ２などの金属酸
化物が用いられ また集電電極を構成する金属は 原理
的にＰｔ、Ａｕ、Ｐｄなど仕事関数の太きいものである
必要がある。
防ぐ手段のひとつとして、シリコンと金属との接合面の
中間層（ミ 化学的に不活性な電気絶縁層を設法 これ
により金属のシリコン層への拡散を阻止する方法が考え
られる。例え（渋 その−例として、ガラス基板／ＩＴ
Ｏ透明電極／Ｎ型水素化アモルファスシリコン／■型水
素化アモルファスシリコン／（電気絶縁物）／（金属元
素よりなる集電電極）で示される構成の素子が提案され
ている（太陽電池ハンドブッ久 昭和６０低電気学会）
。上記構成材料で、電気絶縁物として１＆ＴｉＯ２、Ｚ
ｒＯ２，５１０２、Ｎｂ２Ｏ３、ＲｕＯ２などの金属酸
化物が用いられ また集電電極を構成する金属は 原理
的にＰｔ、Ａｕ、Ｐｄなど仕事関数の太きいものである
必要がある。
発明が解決しようとする課題
このような従来の構成の素子で（戴 例えばＴｉＯ２が
ｐｔのアモルファスシリコン中への熱拡散を阻止する化
学的に不活性な電気絶縁層として用いられている力丈
その膜厚は、 Ｐｔよりなる集電電極とシリコン層との
電気的接続性を保つためく電子が量子力学的なトンネル
効果で通り抜けられるだけ薄いものでなければならない
。しがし あまり薄すぎると前記のＰｔのシリコン層へ
の拡散を防ぐことができなくなる。つまり、このような
構造を有する素子においては 集電電極とシリコン層と
の良好な電気的接続性と素子の高温安定性とζよ 相矛
盾する要因となってい九 また同時に集電電極に用いら
れる金属材料ＵＰｔ、Ａｕ、Ｐｄなどの仕事関数の大き
いものである必要があり、安価なＡＱを使用することが
できずミ コスト高になるという問題があった 本発明
はこのような課題を解決するものて 集電電極とシリコ
ン層とに良好な電気的接続を有し 素子の高温安定性を
保つ、安価な金属材料を用いた接続構成の電気素子を提
供することを目的とするものである。
ｐｔのアモルファスシリコン中への熱拡散を阻止する化
学的に不活性な電気絶縁層として用いられている力丈
その膜厚は、 Ｐｔよりなる集電電極とシリコン層との
電気的接続性を保つためく電子が量子力学的なトンネル
効果で通り抜けられるだけ薄いものでなければならない
。しがし あまり薄すぎると前記のＰｔのシリコン層へ
の拡散を防ぐことができなくなる。つまり、このような
構造を有する素子においては 集電電極とシリコン層と
の良好な電気的接続性と素子の高温安定性とζよ 相矛
盾する要因となってい九 また同時に集電電極に用いら
れる金属材料ＵＰｔ、Ａｕ、Ｐｄなどの仕事関数の大き
いものである必要があり、安価なＡＱを使用することが
できずミ コスト高になるという問題があった 本発明
はこのような課題を解決するものて 集電電極とシリコ
ン層とに良好な電気的接続を有し 素子の高温安定性を
保つ、安価な金属材料を用いた接続構成の電気素子を提
供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために 本発明の水素化アモルファ
スシリコンを用いた素子は水素化アモルファスシリコン
表面を空気中で熱酸化することにより、水素化アモルフ
ァスシリコンの酸化物よりなる化学的不活性層を作成し
これと金属を主体とする集電電極を接合する構成とし
たものである。
スシリコンを用いた素子は水素化アモルファスシリコン
表面を空気中で熱酸化することにより、水素化アモルフ
ァスシリコンの酸化物よりなる化学的不活性層を作成し
これと金属を主体とする集電電極を接合する構成とし
たものである。
作用
この構成により、水素化アモルファスシリコンと金属電
極とは直接接触することはなく、金属原子のマイグレー
ションによる素子の性能劣化を防ぐことができる。また
従来 水素化アモルファスシリコンと金属との接合面の
中間層に充分な厚みを有するＴ ｉ ０２や８１０２な
どの化学的に不活性な層を設けると、その部分では良好
な電気的接続を保つことが困難とされてきた力丈 水素
化アモルファスシリコンの表面を水洗後、空気中で熱酸
化し これに金属電極を接合することにより、アルミニ
ウムのみならず多くの金属や合金、あるいは非金属であ
る酸素や窒秦 炭素を一部含有する金属材料でさえ 前
述の水素化アモルファスシリコンの酸化物層を介して水
素化アモルファスシリコン面と良好な電気的接続を保つ
ことができることが判明し九 またこの性質を利用Ｌ 電極を構成する材料として、例
えばＳＯ３などの耐水腐食安定性に優れた材料を選択す
ることにより、上記の高温劣化の課題に加えて高湿度劣
化の課題を解決することができへ さらに あらかじめ
集電電極を構成する金属材料にある程度の量の炭魚 窒
魚 酸素を含有させておくと、上記のマイグレーション
反応を引き起こすのに必要なエネルギカ丈 金属単体の
場合よりも大きくなるた敷 素子の熱的安定性が向上す
ることとなる。
極とは直接接触することはなく、金属原子のマイグレー
ションによる素子の性能劣化を防ぐことができる。また
従来 水素化アモルファスシリコンと金属との接合面の
中間層に充分な厚みを有するＴ ｉ ０２や８１０２な
どの化学的に不活性な層を設けると、その部分では良好
な電気的接続を保つことが困難とされてきた力丈 水素
化アモルファスシリコンの表面を水洗後、空気中で熱酸
化し これに金属電極を接合することにより、アルミニ
ウムのみならず多くの金属や合金、あるいは非金属であ
る酸素や窒秦 炭素を一部含有する金属材料でさえ 前
述の水素化アモルファスシリコンの酸化物層を介して水
素化アモルファスシリコン面と良好な電気的接続を保つ
ことができることが判明し九 またこの性質を利用Ｌ 電極を構成する材料として、例
えばＳＯ３などの耐水腐食安定性に優れた材料を選択す
ることにより、上記の高温劣化の課題に加えて高湿度劣
化の課題を解決することができへ さらに あらかじめ
集電電極を構成する金属材料にある程度の量の炭魚 窒
魚 酸素を含有させておくと、上記のマイグレーション
反応を引き起こすのに必要なエネルギカ丈 金属単体の
場合よりも大きくなるた敷 素子の熱的安定性が向上す
ることとなる。
実施例
実施例１
水素化アモルファスシリコンと金属元素を主成分とする
集電電極との電気的接続を前記水素化アモルファスシリ
コンの酸化物を介して行なった実施例の素子として、光
検知素子を作成し九 第１図に本発明の一実施例である
光検知素子の構成を示す。大きさ１５Ｘ１５ｍｍ、
厚さ１．１ｍｍのガラス基板１の上に酸化インジウムと
酸化スズの化合物よりなるＩＴＯを大きさ１０１０Ｘ１
０゜膜厚０．１μｍ蒸着し透明電極２とし九 っぎに透
明電極２の上にプラズマＣＶＤ法により、Ｎ型水素化ア
モルファスシリコン層３をｌｌｘｌｌｍｍの大きさで厚
さ４００人形成し丸 さらに連続して上記プラスマＣＶ
Ｄ法により■型水素化アモルファスシリコン層４を４０
００人形成しｔも プラスマＣＶＤ法による■型水素
化アモルファスシリコン膜の形成１＆５ｉＨ４，０，５
Ｔｏｒｒ、基板温度２２０℃、成膜速度２人／秒の条件
で行な（＼ まｆ−Ｎ型水素化アモルファスシリコン膜
の形成はＳ ｉＨ４＋Ｐ’２Ｈｅ （Ｐ２Ｈ６／Ｓ １
Ｈ４＝ｏ、００３ ） ０． ５ Ｔ ｏ ｒ ｒ、
基板温度２２０℃、成膜速度２人／秒の条件で行なっ
丸 この後、 ■型水素化アモルファスシリコン層４の表面
を水洗後、空気中で赤外線ランプを用いて熱酸化するこ
とにより、 ■型水素化アモルファスシリコンの酸化物
層５を形成した ひきっずき酸化物層５に真空加熱蒸着
法により３ Ｘ １０−’Ｔｏ ｒｒの空気圧力下、
２０人／秒の蒸着速度で金属アルミニウムからなる集電
電極６を９Ｘ９ｍｍの大きさで膜厚２０００人形成し九
最後にエポキシ樹脂からなる封止層７で素子全体を封
止し 本実施例の素子Ａとし九 なｋ ＩＴＯよりな
る負極用リード端子８は透明電極２の作成時に同時に作
成し島 さら番へ アルミニウムの集電電極６を形成
した直後、 ２次イオン質量分析装置を用いて、熱酸化
により形成された酸化物層の膜厚を測定した結果 約１
００人であり、また金属アルミニウム層内に均一に約２
０原子％の割合で酸素が含まれていることを確認し九 最終的に素子Ａの構造は、 ガラス／ Ｉ Ｔ Ｏ／Ｎ
型水素化アモルファスシリコン／■型水素化アモルファ
スシリコン／■型水素化アモルファスシリコンの酸化物
／ （Ａ Ｉ ＋Ｏ）となっｋまた その他の構造を有
する素子として、素子Ｂ−ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化
アモルファスシリコン／■型水素化アモルファスシリコ
ン／Ｎ型水素化アモルファスシリコン／Ｎ型水素化アモ
ルファスシリコンの酸化物／ （Ａ Ｉ 十〇）、及び
素子Ｃ−ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化アモルファスシリ
コン／■型水素化アモルファスシリコン／Ｐ型水素化ア
モルファスシリコン／Ｐ型水素化アモルファスシリコン
の酸化物／（ＡＩ＋Ｏ）を作成した 前記構成に於て、Ｐ型水素化アモルファスシリコン層の
形成条件は、 Ｓ ｉ Ｈ４＋Ｂ２Ｈ［ｌ （Ｂ２Ｈｅ
／５ｉＨｚ＝０． ００３）０． ５Ｔｏｒｒ、基板温
度２２０℃、性膜速度２人／秒、膜厚４００人である。
集電電極との電気的接続を前記水素化アモルファスシリ
コンの酸化物を介して行なった実施例の素子として、光
検知素子を作成し九 第１図に本発明の一実施例である
光検知素子の構成を示す。大きさ１５Ｘ１５ｍｍ、
厚さ１．１ｍｍのガラス基板１の上に酸化インジウムと
酸化スズの化合物よりなるＩＴＯを大きさ１０１０Ｘ１
０゜膜厚０．１μｍ蒸着し透明電極２とし九 っぎに透
明電極２の上にプラズマＣＶＤ法により、Ｎ型水素化ア
モルファスシリコン層３をｌｌｘｌｌｍｍの大きさで厚
さ４００人形成し丸 さらに連続して上記プラスマＣＶ
Ｄ法により■型水素化アモルファスシリコン層４を４０
００人形成しｔも プラスマＣＶＤ法による■型水素
化アモルファスシリコン膜の形成１＆５ｉＨ４，０，５
Ｔｏｒｒ、基板温度２２０℃、成膜速度２人／秒の条件
で行な（＼ まｆ−Ｎ型水素化アモルファスシリコン膜
の形成はＳ ｉＨ４＋Ｐ’２Ｈｅ （Ｐ２Ｈ６／Ｓ １
Ｈ４＝ｏ、００３ ） ０． ５ Ｔ ｏ ｒ ｒ、
基板温度２２０℃、成膜速度２人／秒の条件で行なっ
丸 この後、 ■型水素化アモルファスシリコン層４の表面
を水洗後、空気中で赤外線ランプを用いて熱酸化するこ
とにより、 ■型水素化アモルファスシリコンの酸化物
層５を形成した ひきっずき酸化物層５に真空加熱蒸着
法により３ Ｘ １０−’Ｔｏ ｒｒの空気圧力下、
２０人／秒の蒸着速度で金属アルミニウムからなる集電
電極６を９Ｘ９ｍｍの大きさで膜厚２０００人形成し九
最後にエポキシ樹脂からなる封止層７で素子全体を封
止し 本実施例の素子Ａとし九 なｋ ＩＴＯよりな
る負極用リード端子８は透明電極２の作成時に同時に作
成し島 さら番へ アルミニウムの集電電極６を形成
した直後、 ２次イオン質量分析装置を用いて、熱酸化
により形成された酸化物層の膜厚を測定した結果 約１
００人であり、また金属アルミニウム層内に均一に約２
０原子％の割合で酸素が含まれていることを確認し九 最終的に素子Ａの構造は、 ガラス／ Ｉ Ｔ Ｏ／Ｎ
型水素化アモルファスシリコン／■型水素化アモルファ
スシリコン／■型水素化アモルファスシリコンの酸化物
／ （Ａ Ｉ ＋Ｏ）となっｋまた その他の構造を有
する素子として、素子Ｂ−ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化
アモルファスシリコン／■型水素化アモルファスシリコ
ン／Ｎ型水素化アモルファスシリコン／Ｎ型水素化アモ
ルファスシリコンの酸化物／ （Ａ Ｉ 十〇）、及び
素子Ｃ−ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化アモルファスシリ
コン／■型水素化アモルファスシリコン／Ｐ型水素化ア
モルファスシリコン／Ｐ型水素化アモルファスシリコン
の酸化物／（ＡＩ＋Ｏ）を作成した 前記構成に於て、Ｐ型水素化アモルファスシリコン層の
形成条件は、 Ｓ ｉ Ｈ４＋Ｂ２Ｈ［ｌ （Ｂ２Ｈｅ
／５ｉＨｚ＝０． ００３）０． ５Ｔｏｒｒ、基板温
度２２０℃、性膜速度２人／秒、膜厚４００人である。
比較例１
これに対する比較例の素子として、従来型のホトセンサ
を作成しれ その構成は、 ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化アモルファ
スシリコン／■型水素化アモルファスシリコン／Ｎ型水
素化アモルファスシリコン／ＡＩであり、これを比較例
の素子りとする。
を作成しれ その構成は、 ガラス／ＩＴＯ／Ｎ型水素化アモルファ
スシリコン／■型水素化アモルファスシリコン／Ｎ型水
素化アモルファスシリコン／ＡＩであり、これを比較例
の素子りとする。
素子りの作成ζよ 素子Ａの作成工程において、■型水
素化アモルファスシリコン層作成後、再びＮ型水素化ア
モルファスシリコン層を作成 これに対してアルミニウ
ム電極を直接接合した形とした なおアルミニウム電極
の形成は、 前記真空加熱蒸着法によりｌＸｌ０−’Ｔ
ｏｒｒのアルゴン圧力下、 ２０人／秒の蒸着速度で行
なっ九 また前記Ｎ型水素化アモルファスシリコン層の
膜厚及び作成方法は実施例の素子Ａと同一であり、また
そのほかの構成要素および作成法も実施例の素子Ａのも
のと同一である。
素化アモルファスシリコン層作成後、再びＮ型水素化ア
モルファスシリコン層を作成 これに対してアルミニウ
ム電極を直接接合した形とした なおアルミニウム電極
の形成は、 前記真空加熱蒸着法によりｌＸｌ０−’Ｔ
ｏｒｒのアルゴン圧力下、 ２０人／秒の蒸着速度で行
なっ九 また前記Ｎ型水素化アモルファスシリコン層の
膜厚及び作成方法は実施例の素子Ａと同一であり、また
そのほかの構成要素および作成法も実施例の素子Ａのも
のと同一である。
このようにして作成した素子Ａ、 Ｂ、 Ｃおよび
Ｄに対して光感釦機能の高温保存による劣化の様子を調
べた その結果をそれぞれ第２＠ 第３図に示した 出力特性７社 １２０℃の高温雰囲気下において、透明
電極を正 集電電極を負としてｌボルトの定電圧を印加
したとき流れる電流値の光照射前後の比（光照射時の電
流／暗状態での電流）を示した 光源には、 照射強度
１００μＷ／Ｃｍ２、波長５５０ｎｍの単色光を用い九
第２図および第３図において、縦軸は電流比の値つま
りホトセンサとしてのゲイン、横軸は１２０℃高温雰囲
気中での暴露時間を示したものである。
Ｄに対して光感釦機能の高温保存による劣化の様子を調
べた その結果をそれぞれ第２＠ 第３図に示した 出力特性７社 １２０℃の高温雰囲気下において、透明
電極を正 集電電極を負としてｌボルトの定電圧を印加
したとき流れる電流値の光照射前後の比（光照射時の電
流／暗状態での電流）を示した 光源には、 照射強度
１００μＷ／Ｃｍ２、波長５５０ｎｍの単色光を用い九
第２図および第３図において、縦軸は電流比の値つま
りホトセンサとしてのゲイン、横軸は１２０℃高温雰囲
気中での暴露時間を示したものである。
その結果 第２図に示すように 実施例の素子Ａ、
Ｂ、 Ｃは１２０℃で１０００時間経過した時点でも
初期から殆どずれることなく光照射の有無で得られる電
流の比は１０２以上を維持しているにもかがわら咀 第
３図に示す比較例の素子Ｄ ＋１初期からの特性劣化が
著しく、光強度感知素子として使用することができない
ことがわかった実施例２ 実施例１の素子Ａでは 集電電極としてアルミニウムを
用いた力丈 これ以外に様々な金属や合金を用いて素子
を作成し九 これらの素子をそれぞれＥ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈお
よび■とし これに用いた集電体の材質および金属中に
含まれる非金属元素の種類および混合量（原子％）を第
１表に示し島 第１表において、電極材料名はＪＩＳ記
号を用（＼ また全て、製膜は酸素または窒素を所定量
含有する雰囲気中に於て電子ビーム蒸着法により作成し
池 な抵 前記各素子の構成及び製造方法は、 集電電
極の材質思入 実施例１の素子Ａと同一のものである。
Ｂ、 Ｃは１２０℃で１０００時間経過した時点でも
初期から殆どずれることなく光照射の有無で得られる電
流の比は１０２以上を維持しているにもかがわら咀 第
３図に示す比較例の素子Ｄ ＋１初期からの特性劣化が
著しく、光強度感知素子として使用することができない
ことがわかった実施例２ 実施例１の素子Ａでは 集電電極としてアルミニウムを
用いた力丈 これ以外に様々な金属や合金を用いて素子
を作成し九 これらの素子をそれぞれＥ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈお
よび■とし これに用いた集電体の材質および金属中に
含まれる非金属元素の種類および混合量（原子％）を第
１表に示し島 第１表において、電極材料名はＪＩＳ記
号を用（＼ また全て、製膜は酸素または窒素を所定量
含有する雰囲気中に於て電子ビーム蒸着法により作成し
池 な抵 前記各素子の構成及び製造方法は、 集電電
極の材質思入 実施例１の素子Ａと同一のものである。
（以下余白）
第１表
このようにして作成した素子に対して、実施例１とまっ
たく同一の光検知機能評価を行なっムその結果を第４図
に示した 第４図に示すよう凶 本実施例で示した素子
も実施例１の光素子Ａと同様？Ｑ 耐高温保存性能が従
来の素子である比較例１の素子りに較べて向上したこと
がわかった発明の効果 以上の実施例の説明からも明らかなように本発明によれ
ば 水素化アモルファスシリコン層と金属電極とが酸化
物層を介して、直接接触することはなく、接合されるの
で金属原子のマイグレーションによる素子の性能劣化を
防止できる。また本発明によれば金属電極材料として安
価なアルミニウムや酸点 窒素または炭素などの非金属
元素を含む金属材料を用いてさえ、良好な電気的接続を
実現できる。さらに 高温保存による劣化の小さい光素
子を得ることができる。
たく同一の光検知機能評価を行なっムその結果を第４図
に示した 第４図に示すよう凶 本実施例で示した素子
も実施例１の光素子Ａと同様？Ｑ 耐高温保存性能が従
来の素子である比較例１の素子りに較べて向上したこと
がわかった発明の効果 以上の実施例の説明からも明らかなように本発明によれ
ば 水素化アモルファスシリコン層と金属電極とが酸化
物層を介して、直接接触することはなく、接合されるの
で金属原子のマイグレーションによる素子の性能劣化を
防止できる。また本発明によれば金属電極材料として安
価なアルミニウムや酸点 窒素または炭素などの非金属
元素を含む金属材料を用いてさえ、良好な電気的接続を
実現できる。さらに 高温保存による劣化の小さい光素
子を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の素子Ａの断面は第２図は同
素子Ａ、 Ｂ、 Ｃの高温保存特性は 第３図は比
較例の素子りの高温保存特性は 第４図は本発明の別の
実施例の素子Ｅ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈｌ ■の高温
保存特性図である。 １−ガラス基板 ２−透明型［３−Ｎ型水素化アモルフ
ァスシリコン恩 ４−Ｉ型水素化アモルファスシリコン
恩 ５−Ｉ復水素化アモルファスシリコンの酸化物＃
６−集電重態 ７−封止胤 ８−リード電桃 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名！ ぶ 端 ｅＣ Ｉ）ハ ハ ロロロ コフコ 鹸傑
素子Ａ、 Ｂ、 Ｃの高温保存特性は 第３図は比
較例の素子りの高温保存特性は 第４図は本発明の別の
実施例の素子Ｅ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈｌ ■の高温
保存特性図である。 １−ガラス基板 ２−透明型［３−Ｎ型水素化アモルフ
ァスシリコン恩 ４−Ｉ型水素化アモルファスシリコン
恩 ５−Ｉ復水素化アモルファスシリコンの酸化物＃
６−集電重態 ７−封止胤 ８−リード電桃 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名！ ぶ 端 ｅＣ Ｉ）ハ ハ ロロロ コフコ 鹸傑
Claims (5)
- （１）少なくとも水素化アモルファスシリコンおよび金
属元素を主体としてなる集電電極を備えた電気素子にあ
って、前記水素化アモルファスシリコンと前記集電電極
との電気的接続は、前記水素化アモルファスシリコンの
表面を酸化することにより作成された酸化物を介して行
なわれる水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子
。 - （２）水素化アモルファスシリコンは、硼素をドープす
ることにより作成されたＰ型水素化アモルファスシリコ
ンである請求項１記載の水素化アモルファスシリコンを
用いた電気素子。 - （３）水素化アモルファスシリコンは、リンをドープす
ることにより作成されたＮ型水素化アモルファスシリコ
ンである請求項１記載の水素化アモルファスシリコンを
用いた電気素子。 - （４）集電電極を構成する材料は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｔａ、Ｗ、
Ｐｔ、ＡｕまたはＰｂより選ばれる単一金属あるいはこ
れらの合金である請求項１〜３のいずれかに記載の水素
化アモルファスシリコンを用いた電気素子。 - （５）集電電極を構成する材料は、Ｃ、Ｎ、Ｏより選ば
れる少なくとも１種類の元素を１原子％以上含有する請
求項４記載の水素化アモルファスシリコンを用いた電気
素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174751A JPH0462979A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 |
| EP91305325A EP0465026B1 (en) | 1990-07-02 | 1991-06-12 | Method of manufactoring a photoelectric device made of hydrogenated amorphous silicon |
| DE69122914T DE69122914T2 (de) | 1990-07-02 | 1991-06-12 | Herstellungsverfahren einer fotoelektrischen Vorrichtung aus hydriertem amorphem Silizium |
| CA002045954A CA2045954A1 (en) | 1990-07-02 | 1991-06-28 | Electric device of hydrogenated amorphous silicon and method of manufacture |
| US07/978,175 US5344499A (en) | 1990-07-02 | 1992-11-17 | Electric device of hydrogenated amorphous silicon and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174751A JPH0462979A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462979A true JPH0462979A (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=15984049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2174751A Pending JPH0462979A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0462979A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503581A (ja) * | 2012-11-08 | 2016-02-04 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 有機電子デバイスの新規な製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425187A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-24 | Rca Corp | Photoelectric semiconductor |
| JPS55121687A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-18 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS57103370A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Amorphous semiconductor solar cell |
-
1990
- 1990-07-02 JP JP2174751A patent/JPH0462979A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425187A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-24 | Rca Corp | Photoelectric semiconductor |
| JPS55121687A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-18 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS57103370A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Amorphous semiconductor solar cell |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503581A (ja) * | 2012-11-08 | 2016-02-04 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 有機電子デバイスの新規な製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shaner et al. | Stabilization of Si microwire arrays for solar-driven H 2 O oxidation to O 2 (g) in 1.0 M KOH (aq) using conformal coatings of amorphous TiO 2 | |
| US4267398A (en) | Thin film photovoltaic cells | |
| US4772335A (en) | Photovoltaic device responsive to ultraviolet radiation | |
| US4525436A (en) | Light energy conversion system | |
| JPS59972A (ja) | 絶縁層を組み込む補償アモルフアス太陽電池 | |
| KR100624765B1 (ko) | 광감응형 태양전지와 ｐ-ｎ 접합 실리콘계 태양전지의복합구조를 갖는 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JPH11233800A (ja) | 太陽電池用基板、その製造方法及び半導体素子 | |
| JPH05504235A (ja) | アモルフアス・ゲルマニウムをベースとする光劣化安定性半導体材料とその製造方法 | |
| JPH06163955A (ja) | 太陽電池用基板及び太陽電池 | |
| US5344499A (en) | Electric device of hydrogenated amorphous silicon and method of manufacture | |
| JPH0462979A (ja) | 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 | |
| JPS61159771A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPS6085578A (ja) | 薄膜光電変換素子の製造方法 | |
| JPS58215083A (ja) | ヘテロ接合光電素子及びヘテロ接合光電装置 | |
| JPS6134268B2 (ja) | ||
| JP2892782B2 (ja) | 水素化アモルファスシリコンを用いた電気素子 | |
| JP2723608B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP2718161B2 (ja) | 太陽電池 | |
| KR100545373B1 (ko) | 다운 컨버터가 내장된 염료 감응형 태양전지 | |
| JPS6318349B2 (ja) | ||
| JPS5975679A (ja) | 光起電力装置 | |
| Maharjan | Comparative study of characteristics of dye sensitized solar cells fabricated using substrates coated with fluorine doped tin oxide and titanium | |
| EP0465026B1 (en) | Method of manufactoring a photoelectric device made of hydrogenated amorphous silicon | |
| JPH0481350B2 (ja) | ||
| JPH01205474A (ja) | 光電変換装置 |