JPH0524884A - Cu系カルコパイライト膜の製造方法 - Google Patents
Cu系カルコパイライト膜の製造方法Info
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Abstract
イライト膜を設け、相互拡散を起こさせ、Cu膜とカル
コパイライト膜を一体化したCu系カルコパイライト膜
とすることにより、配向性が良く、デバイス特性を劣化
させることなく、電気的特性を左右する組成を制御でき
る一体型Cu系カルコパイライト膜の製造方法を提供す
る。 【構成】基体1上にCu膜2を形成する。基体加熱し相
互拡散を起こさせながら、3元真空蒸着法により、一体
型Cu系カルコパイライト膜6を形成する。このCu系
カルコパイライト膜はCu膜2の膜厚制御により組成制
御を行うことが可能であり、配向性良好なCu系カルコ
パイライト膜を製造できる。
Description
は非線形素子等に利用される制御性のよいCu系カルコ
パイライト膜の製造方法に関する。
あるいは金属膜上に形成する場合は、真空蒸着法、スパ
ッタリング法、あるいは構成要素の金属膜、例えばCu
−In膜のカルコゲナイド化等のプロセスによって形成
していた。
Cu系カルコパイライト膜は多結晶膜であり、図4は、
Cu系カルコパイライト膜のうちCuInSe2 の典型
的なX線回折図である。図4から明らかなように、結晶
癖として、基体に対して、(112)面に配向しやすし
傾向があるが、他の面のピークも観察され、一般に基体
に対する配向性は悪い。このことにより、例えば太陽電
池に用いた場合、CdSなどの材料とp−n接合を形成
すると、接合対面に多数の欠陥が生じ、開放電圧の低下
などにより、デバイス特性を劣化させる原因となってい
た。
成分元素例えば、CuInSe2 の場合、CuとInの
組成比により、電気特性が大きく変わり、ストイキオメ
トリーからのずれで、伝導型(p形、n形)が変化す
る。このことにより、不純物を導入し半導体とするに
は、組成の制御された膜を形成することは非常に重要で
ある。
方法ではCu系カルコパイライト膜の電気的特性を左右
するCuとInの微妙な制御が非常にむずかしく、MB
Eモレキュラー ビームエピタキシャリー)法など高真
空蒸着を用いるなどの方法が考えられているが、大量生
産性あるいは、コスト面で問題がある。また、Cu系カ
ルコパイライト膜の配向性は悪いとp−n接合を形成す
ると、接合対面に多数の欠陥が生じ、開放電圧の低下な
どにより、デバイス特性を劣化させる原因となってい
た。
配向性が良く、デバイス特性を劣化させることなく、電
気的特性を左右する組成を制御できる一体型Cu系カル
コパイライト膜の製造方法を提供することを目的とす
る。
め、本発明のCu系カルコパイライト膜の製造方法は、
基体表面に金属膜、カルコパライト膜を順次形成するC
u系カルコパイライト膜の製造方法であって、前記金属
膜がCu膜であり、前記Cu膜と前記カルコパライト膜
との間で相互拡散を起させて一体化させる工程を含むこ
とを特徴とする。
イト膜との間で相互拡散を起させて一体化させる工程
が、前記カルコパライト膜形成時に同時に加熱による相
互拡散を起させて一体化させるか、または、前記カルコ
パライト膜形成後、加熱によって相互拡散を起させて一
体化させる工程であることが好ましい。
イライト膜がCuInSe2 、CuInS2 、または、
それらの固溶体であることが好ましい。
させ、その上のカルコパイライト膜を設け、相互拡散を
起こさせ、Cu膜とカルコパイライト膜を一体化したC
u系カルコパイライト膜を製造することにより、Cu系
カルコパイライト膜は配向性のよい膜とすることでき
る。これはCu系カルコパイライト膜作製時の初期過程
でのCuの存在が、Cu系カルコパイライト膜の成長に
よりよい配向性をもたせる効果があり、また相互拡散過
程によってCu系カルコパイライト膜内へCuの拡散が
組成制御を可能にしたものと考えられる。このことによ
り、p−n接合を用意に制御し形成できるとともに、接
合界面での欠陥を減少させ、デバイスの特性劣化を防ぐ
ことができる。
間で相互拡散を起させて一体化させる工程が、前記カル
コパライト膜形成時に同時に加熱による相互拡散を起さ
せて一体化させるか、または、前記カルコパライト膜形
成後、加熱によって相互拡散を起させて一体化させる工
程であるという本発明の好ましい構成によれば、一体化
処理を効率良く合理的に行うことができる。
uInSe2 、CuInS2 、または、それらの固溶体
であるという本発明の好ましい構成によれば、太陽電池
として積層して用いる場合に有効である。
法は、基体表面に金属膜、カルコパライト膜を順次形成
するCu系カルコパイライト膜の製造方法であって、金
属膜はCuであることが好ましい。このCuを付着させ
る方法としては、真空蒸着法、電子ビーム蒸着、スパッ
タ法などが可能である。上層のカルコパイライト膜の製
造方法は、3元蒸着法、MBE法、スパッタ法、スプレ
ー法などがあり、下層のCu膜製造方法にあわせ作製す
ると、より簡易に同じ真空中で連続的に作製できる。い
ずれの方法においても、Cu膜とカルコパライト膜との
間で相互拡散を起させて一体化させる拡散工程を行うこ
とができ、一体化した本発明のCu系カルコパイライト
膜が得られる。Cu系カルコパイライト膜として、Cu
InSe2 、CuInS2 、または、それらの固溶体で
あることが好ましく、特に太陽電池として積層して用い
る場合に有効である。
御でき、電気特性も精密に制御できる。このようにCu
系のカルコパイライト膜であれば、下層膜のCuが同様
に拡散し、Cu量つまりCu膜の膜厚などによって、特
性の制御が可能であり、その膜厚は数10オングストロ
−ムから2、3000オングストロ−ムであることが好
ましく、相互拡散の温度時間等の条件を調節することに
よって相互拡散を膜内で均一に起こすことができる。
カルコパライト膜との間で相互拡散を起させて一体化さ
せる工程が、カルコパライト膜形成時に同時に製造系内
全体、あるいは、基板加熱によって相互拡散を起させて
一体化させるか、または、カルコパライト膜形成後、加
熱によって相互拡散を起させて一体化させる工程である
ことが好ましい。この様に相互拡散を起こさせる工程と
しての加熱は、300℃以上であることが好ましい。こ
の加熱を300℃より低い温度で行った場合、カルコパ
イライト形の結晶以外の結晶系の混在が認められるよう
になり、配向性が低下する。また、これ以外の相互拡散
を起こさせる方法として、光レーザー照射、電子ビーム
照射などの手段により膜形成時に同時に照射する方法、
また、膜形成後照射する方法などがあり、均質な膜の形
成に効果があった。
法を3元蒸着法を例として、本発明の具体的実施例を説
明する。 実施例1 図1は本発明の1実施例である。図1(a)に示すよう
に例えばガラス基体1上の所定領域にCu膜2を真空蒸
着法で300オングストロ−ム形成する。その後基体を
400℃に加熱し、その上に、Cu系カルコパイライト
膜として、CuInSe2 膜6が形成されるように、C
u原子3、In原子4、Se原子5を3元真空蒸着法3
つのソースよりとばす。図1(b)に示したように、蒸
着中にCu膜2中のCu原子はCuInSe2 膜6中に
拡散し、Cu膜2は蒸着後存在せず、CuInSe2 膜
6と一体化し、約3000オングストロ−ムの膜となっ
ていた。その様子をオージェ(Auger)スペクトル
で調べたので、図2に示す。深さ方向の組成分布がわか
るが、Cuは一様に分布している。この事実は透過電子
顕微鏡による断面写真、電子線回折でも確認された。
2 膜6の典型的なX線回折図を示す。従来の方法で作製
した図4と比べると明らかなように、本発明により、配
向性のよいCuInSe2 膜を得ることができる。
トロ−ム作製した後、同様の条件でCuInSe2 膜6
を3000オングストロ−ム形成した。やはり、Cu膜
2はCuInSe2 内に拡散し、一体のCu系カルコパ
イライト膜であるCuInSe2 膜6が形成された。こ
の膜のX線回折測定を行うと、同様に配向性のよいCu
InSe2 膜をであった。
ろ、Cu膜300オングストロ−ムの場合はCu:I
n:Se=24.5:25.3:50.2、Cu膜35
0オングストロ−ムの場合はCu:In:Se=25.
0:25.1:49.9となり、Cu形成時間等を制御
しCu膜の膜厚を変えることにより、組成の精密制御が
可能となる。特に、電気的特性を左右するCuとInの
比率を細かく制御できる。この様に、膜形成と同時に相
互拡散を起こさせる工程を行うと、基体加熱処理に要す
る温度が低くてすむなど処理に要するエネルギーを小さ
くにすることができる。
し、その後、加熱せずに実施例1と同様にカルコパイラ
イト膜を、アモルファス状態で形成した。形成後、相互
拡散を起こさせるために加熱処理450℃1時間行い、
結晶化させ、一体化したCu系カルコパイライト膜を得
た。この膜のX線回折測定を行うと、同様に配向性のよ
いCuInSe2 膜を作成できた。
ト膜を配向性よく形成できると共に、Cu系カルコパイ
ライト膜の特性を左右するCuとInの比率を精密に制
御することを可能とし、Cu系カルコパイライト膜を用
いたデバイスの高性能化、生産性を高めるものであり、
太陽電池等の高効率化に応用できる。
イト膜の製造方法を示す断面図である。
2 膜のX線回折図である。
2 膜のオージェ(Auger)スペクトル分析により深
さ方向の組成を示した図である。
回折図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 基体表面に金属膜、カルコパライト膜を
順次形成するCu系カルコパイライト膜の製造方法であ
って、前記金属膜がCu膜であり、前記Cu膜と前記カ
ルコパライト膜との間で相互拡散を起させて一体化させ
る工程を含むことを特徴とするのCu系カルコパイライ
ト膜の製造方法。 - 【請求項2】 Cu膜とカルコパライト膜との間で相互
拡散を起させて一体化させる工程が、前記カルコパライ
ト膜形成時に同時に加熱による相互拡散を起させて一体
化させるか、または、前記カルコパライト膜形成後、加
熱によって相互拡散を起させて一体化させる工程である
請求項1記載のCu系カルコパイライト膜の製造方法。 - 【請求項3】 Cu系カルコパイライト膜がCuInS
e2 、CuInS2 、または、それらの固溶体である請
求1項記載のCu系カルコパイライト膜の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17543691A JP3181074B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Cu系カルコパイライト膜の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0524884A true JPH0524884A (ja) | 1993-02-02 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP17543691A Expired - Fee Related JP3181074B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Cu系カルコパイライト膜の製造方法 |
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---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6852657B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-02-08 | Schott Glas | Optical colored glasses |
JP2008243983A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Tokio Nakada | 薄膜太陽電池の製造方法 |
WO2012165500A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 京セラ株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法 |
JP2014096569A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Korea Institute Of Science And Technology | 銅・インジウム・ガリウム・セレニウム(cigs)または銅・亜鉛・錫・硫黄(czts)系薄膜型太陽電池及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP17543691A patent/JP3181074B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6852657B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-02-08 | Schott Glas | Optical colored glasses |
JP2008243983A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Tokio Nakada | 薄膜太陽電池の製造方法 |
WO2012165500A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 京セラ株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法 |
US9064993B2 (en) | 2011-05-31 | 2015-06-23 | Kyocera Corporation | Photoelectric conversion device and method of manufacturing photoelectric conversion device |
JP2014096569A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Korea Institute Of Science And Technology | 銅・インジウム・ガリウム・セレニウム(cigs)または銅・亜鉛・錫・硫黄(czts)系薄膜型太陽電池及びその製造方法 |
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