JPH06192836A - シリコン積層体とその製造方法 - Google Patents
シリコン積層体とその製造方法Info
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- JPH06192836A JPH06192836A JP4347769A JP34776992A JPH06192836A JP H06192836 A JPH06192836 A JP H06192836A JP 4347769 A JP4347769 A JP 4347769A JP 34776992 A JP34776992 A JP 34776992A JP H06192836 A JPH06192836 A JP H06192836A
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- silicon
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- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽電池や光センサ等にそのまま適用できる
低コストのシリコン積層体とその製造方法を提供するこ
と。 【構成】 このシリコン積層体１０は、モリブデンから
成る耐熱性金属基材１１と、この表面に形成されたニッ
ケルから成る導電性下地膜１２と、この上に製膜された
多結晶シリコン膜１３とで構成されている。そして、こ
のシリコン積層体１０を太陽電池等に適用する場合、上
記耐熱性金属基材１１を電力取出し用の裏面電極として
機能させることができるため、従来のものと相違して多
結晶シリコン膜の一部に別体の裏面取出し電極等を予め
設けることなく太陽電池等にそのまま適用可能となる。
従って、シリコン積層体における構造の簡略化が図れる
と共に光センサ等他の用途への適用も可能になるため汎
用性の改善が図れる。また、単結晶シリコン基板に変え
て金属基材が適用されているためコストの低減も図れ
る。
低コストのシリコン積層体とその製造方法を提供するこ
と。 【構成】 このシリコン積層体１０は、モリブデンから
成る耐熱性金属基材１１と、この表面に形成されたニッ
ケルから成る導電性下地膜１２と、この上に製膜された
多結晶シリコン膜１３とで構成されている。そして、こ
のシリコン積層体１０を太陽電池等に適用する場合、上
記耐熱性金属基材１１を電力取出し用の裏面電極として
機能させることができるため、従来のものと相違して多
結晶シリコン膜の一部に別体の裏面取出し電極等を予め
設けることなく太陽電池等にそのまま適用可能となる。
従って、シリコン積層体における構造の簡略化が図れる
と共に光センサ等他の用途への適用も可能になるため汎
用性の改善が図れる。また、単結晶シリコン基板に変え
て金属基材が適用されているためコストの低減も図れ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材とこの基材上に製
膜された多結晶シリコン膜とで主要部が構成され、例え
ば、太陽電池等にそのまま適用可能なシリコン積層体と
その製造方法に関するものである。
膜された多結晶シリコン膜とで主要部が構成され、例え
ば、太陽電池等にそのまま適用可能なシリコン積層体と
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のシリコン積層体としては、例え
ば、特開平４−６１３８４号公報に記載されたものが知
られている。
ば、特開平４−６１３８４号公報に記載されたものが知
られている。
【０００３】すなわち、このシリコン積層体は、図３に
示すように耐熱性基板ａと、この耐熱性基板ａ上にプラ
ズマ溶射法により製膜されたシリコン薄膜等のバッファ
層ｂと、このバッファ層ｂ上に液相成長法により形成さ
れた多結晶シリコン層ｃとでその主要部が構成されてお
り、上記バッファ層ｂの作用により基板ａの濡れ性が改
善されるため、例えば、石英ガラス、アルミナセラミッ
ク等安価な基板の適用が可能になる利点を有するとされ
ていた。
示すように耐熱性基板ａと、この耐熱性基板ａ上にプラ
ズマ溶射法により製膜されたシリコン薄膜等のバッファ
層ｂと、このバッファ層ｂ上に液相成長法により形成さ
れた多結晶シリコン層ｃとでその主要部が構成されてお
り、上記バッファ層ｂの作用により基板ａの濡れ性が改
善されるため、例えば、石英ガラス、アルミナセラミッ
ク等安価な基板の適用が可能になる利点を有するとされ
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示されたシリコン積層体においては、従来広く利用さ
れている単結晶シリコン基板やキャスト多結晶シリコン
基板に変えて上述した石英ガラス等の安価な基板を適用
できるため、確かにその製造コストの低減が図れる利点
を有している。
開示されたシリコン積層体においては、従来広く利用さ
れている単結晶シリコン基板やキャスト多結晶シリコン
基板に変えて上述した石英ガラス等の安価な基板を適用
できるため、確かにその製造コストの低減が図れる利点
を有している。
【０００５】しかし、その反面、このシリコン積層体に
適用される耐熱性基板は、上記公報に記載されているよ
うに、石英ガラス、又は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3）、マグ
ネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミ
ックス等から成る絶縁性材料により構成されているた
め、このシリコン積層体を太陽電池等に応用する場合、
上記耐熱性基板ａを電力取出し用の裏面電極として機能
させることは困難であった。このため、図３に示すよう
に多結晶シリコン層ｃの一部に別体の裏面取り出し電極
ｄを設ける必要があり、その分、シリコン積層体として
の構造が複雑になると共にその汎用性に欠けてしまう問
題点があった。
適用される耐熱性基板は、上記公報に記載されているよ
うに、石英ガラス、又は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3）、マグ
ネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミ
ックス等から成る絶縁性材料により構成されているた
め、このシリコン積層体を太陽電池等に応用する場合、
上記耐熱性基板ａを電力取出し用の裏面電極として機能
させることは困難であった。このため、図３に示すよう
に多結晶シリコン層ｃの一部に別体の裏面取り出し電極
ｄを設ける必要があり、その分、シリコン積層体として
の構造が複雑になると共にその汎用性に欠けてしまう問
題点があった。
【０００６】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、太陽電池の一部
を構成するシリコン層と裏面電極部材として一体的にそ
のまま適用できかつ他の用途にも応用可能なシリコン積
層体とその製造方法を提供することにある。
れたもので、その課題とするところは、太陽電池の一部
を構成するシリコン層と裏面電極部材として一体的にそ
のまま適用できかつ他の用途にも応用可能なシリコン積
層体とその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、上記シリコン積層体が、耐熱性金属基材と、
カーボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セ
ラミックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコン、及
び、サーメットから選択された導電性材料より成り上記
金属基材の表面に形成された導電性下地膜と、この導電
性下地膜上に製膜された多結晶シリコン膜とで構成され
ることを特徴とするものである。
る発明は、上記シリコン積層体が、耐熱性金属基材と、
カーボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セ
ラミックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコン、及
び、サーメットから選択された導電性材料より成り上記
金属基材の表面に形成された導電性下地膜と、この導電
性下地膜上に製膜された多結晶シリコン膜とで構成され
ることを特徴とするものである。
【０００８】そして、この請求項１に係るシリコン積層
体によれば、上記基材、下地膜が導電性の材料にて構成
されていることから、このシリコン積層体を太陽電池等
に適用する場合、上記耐熱性金属基材を電力取出し用の
裏面電極として機能させることが可能になるため、上述
した裏面取り出し電極を予め設ける必要がない。
体によれば、上記基材、下地膜が導電性の材料にて構成
されていることから、このシリコン積層体を太陽電池等
に適用する場合、上記耐熱性金属基材を電力取出し用の
裏面電極として機能させることが可能になるため、上述
した裏面取り出し電極を予め設ける必要がない。
【０００９】従って、この請求項１に係るシリコン積層
体については太陽電池の一部を構成するシリコン層と裏
面電極部材として一体的に適用できると共に、光センサ
等他の用途への応用も可能となりその汎用性の改善が図
れる利点を有している。
体については太陽電池の一部を構成するシリコン層と裏
面電極部材として一体的に適用できると共に、光センサ
等他の用途への応用も可能となりその汎用性の改善が図
れる利点を有している。
【００１０】このような技術的手段において上記耐熱性
金属基材としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、チタ
ン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等が適用できる。
金属基材としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、チタ
ン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等が適用できる。
【００１１】また、上記導電性下地膜としては、カーボ
ン；ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃ
ｒ）等の金属；ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セラ
ミックス；シリコン；ＴｉＳｉ2 、ＦｅＳｉ2 等のシリ
サイド；炭化シリコン；及び、サーメットから選択され
た導電性材料が適用できる。
ン；ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃ
ｒ）等の金属；ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セラ
ミックス；シリコン；ＴｉＳｉ2 、ＦｅＳｉ2 等のシリ
サイド；炭化シリコン；及び、サーメットから選択され
た導電性材料が適用できる。
【００１２】尚、上記導電性下地膜の製膜方法としては
その適用される導電性材料に対応させて、例えば、スパ
ッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、固相成
長法（上記スパッタリング法やＣＶＤ法等により非晶質
膜を製膜しこれを溶融させずに加熱結晶化する方法）、
溶融再結晶法（スパッタリング法やＣＶＤ法等により非
晶質又は結晶質膜を製膜しこれを加熱溶融させて結晶又
は再結晶化する方法）、及び液相成長法等の製膜手段の
適用が可能である。そして、請求項２に係る発明はこの
製膜手段を特定したシリコン積層体の製造方法に関する
ものである。
その適用される導電性材料に対応させて、例えば、スパ
ッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、固相成
長法（上記スパッタリング法やＣＶＤ法等により非晶質
膜を製膜しこれを溶融させずに加熱結晶化する方法）、
溶融再結晶法（スパッタリング法やＣＶＤ法等により非
晶質又は結晶質膜を製膜しこれを加熱溶融させて結晶又
は再結晶化する方法）、及び液相成長法等の製膜手段の
適用が可能である。そして、請求項２に係る発明はこの
製膜手段を特定したシリコン積層体の製造方法に関する
ものである。
【００１３】すなわち、請求項２に係る発明は請求項１
に係るシリコン積層体の製造方法を前提とし、上記導電
性下地膜を、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマ
ＣＶＤ法、固相成長法、溶融再結晶法、及び、液相成長
法から選択された製膜手段により形成することを特徴と
するものである。
に係るシリコン積層体の製造方法を前提とし、上記導電
性下地膜を、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマ
ＣＶＤ法、固相成長法、溶融再結晶法、及び、液相成長
法から選択された製膜手段により形成することを特徴と
するものである。
【００１４】そして、上記材料群から選択された導電性
材料と上述した各種製膜手段とを適宜組合わせることに
より、耐熱性金属基材上に導電性でかつ結晶化された下
地膜を形成することが可能になるため、この下地膜上に
製膜される多結晶シリコン膜の結晶性を改善できる利点
を有している。
材料と上述した各種製膜手段とを適宜組合わせることに
より、耐熱性金属基材上に導電性でかつ結晶化された下
地膜を形成することが可能になるため、この下地膜上に
製膜される多結晶シリコン膜の結晶性を改善できる利点
を有している。
【００１５】次に、この導電性下地膜上に多結晶シリコ
ン膜を製膜する手段としては、従来、シリコンの製膜手
段として広く利用されている方法が適用でき、例えば、
上述したようなスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、固相成長法（上記スパッタリング法やＣＶ
Ｄ法等により非晶質シリコン膜を製膜しこれを溶融せず
に加熱結晶化させて多結晶シリコン膜にする方法）、溶
融再結晶法（スパッタリング法やＣＶＤ法等により非晶
質又は結晶質シリコン膜を製膜しこれを加熱溶融により
結晶化又は再結晶化させて多結晶シリコン膜にする方
法）、プラズマ溶射法（高温プラズマ中にシリコン原料
を導入しこの溶融または分解物を製膜して多結晶シリコ
ン膜にする方法）、及び液相成長法等の製膜手段が挙げ
られる。
ン膜を製膜する手段としては、従来、シリコンの製膜手
段として広く利用されている方法が適用でき、例えば、
上述したようなスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、固相成長法（上記スパッタリング法やＣＶ
Ｄ法等により非晶質シリコン膜を製膜しこれを溶融せず
に加熱結晶化させて多結晶シリコン膜にする方法）、溶
融再結晶法（スパッタリング法やＣＶＤ法等により非晶
質又は結晶質シリコン膜を製膜しこれを加熱溶融により
結晶化又は再結晶化させて多結晶シリコン膜にする方
法）、プラズマ溶射法（高温プラズマ中にシリコン原料
を導入しこの溶融または分解物を製膜して多結晶シリコ
ン膜にする方法）、及び液相成長法等の製膜手段が挙げ
られる。
【００１６】そして、このシリコン原料としては、分解
され易いＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 等のシラン化合物、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 、ＳｉＨＣｌ3 等のハロゲン化珪素が適用で
きると共に、ＳｉＦ4 、ＳｉＣｌ4 、Ｓｉ2 Ｆ6 、Ｓｉ
2 Ｃｌ6 、ＳｉＨx Ｆy 、及び、ＳｉＨx Ｃｌy 等分解
され難いガス状又は液状のハロゲン化珪素もその製膜手
段を適宜選択することにより適用できる。特に、プラズ
マ溶射法を適用した場合には、精製処理が不十分でかつ
その粒径が約２００μｍ以下の金属級シリコン粒子（Ｍ
Ｇ・Ｓｉ，例えばＳｉ純度が９９％のもの）や、精製処
理された太陽電池級シリコン粒子（ＳＯＧ，例えばＳｉ
純度が９９．９９９９％のもの）等シリコン原子を含有
する粉状体についてもこれ等シリコン粒子中に含まれる
不純物が高温加熱処理により揮発成分となって除去され
るためその適用が可能となる。また、スパッタリング法
を適用する場合にはシリコンターゲットが適用される。
され易いＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 等のシラン化合物、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 、ＳｉＨＣｌ3 等のハロゲン化珪素が適用で
きると共に、ＳｉＦ4 、ＳｉＣｌ4 、Ｓｉ2 Ｆ6 、Ｓｉ
2 Ｃｌ6 、ＳｉＨx Ｆy 、及び、ＳｉＨx Ｃｌy 等分解
され難いガス状又は液状のハロゲン化珪素もその製膜手
段を適宜選択することにより適用できる。特に、プラズ
マ溶射法を適用した場合には、精製処理が不十分でかつ
その粒径が約２００μｍ以下の金属級シリコン粒子（Ｍ
Ｇ・Ｓｉ，例えばＳｉ純度が９９％のもの）や、精製処
理された太陽電池級シリコン粒子（ＳＯＧ，例えばＳｉ
純度が９９．９９９９％のもの）等シリコン原子を含有
する粉状体についてもこれ等シリコン粒子中に含まれる
不純物が高温加熱処理により揮発成分となって除去され
るためその適用が可能となる。また、スパッタリング法
を適用する場合にはシリコンターゲットが適用される。
【００１７】
【作用】請求項１に係る発明によれば、耐熱性金属基材
と、カーボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電
性セラミックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコ
ン、及び、サーメットから選択された導電性材料より成
り上記金属基材の表面に形成された導電性下地膜と、こ
の導電性下地膜上に製膜された多結晶シリコン膜とでシ
リコン積層体が構成されているため、このシリコン積層
体を太陽電池等に適用する場合、上記耐熱性金属基材を
電力取出し用の裏面電極として機能させることが可能と
なる。
と、カーボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電
性セラミックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコ
ン、及び、サーメットから選択された導電性材料より成
り上記金属基材の表面に形成された導電性下地膜と、こ
の導電性下地膜上に製膜された多結晶シリコン膜とでシ
リコン積層体が構成されているため、このシリコン積層
体を太陽電池等に適用する場合、上記耐熱性金属基材を
電力取出し用の裏面電極として機能させることが可能と
なる。
【００１８】従って、上記多結晶シリコン膜の一部に別
体の裏面取出し電極等を予め設けることなく太陽電池に
そのまま適用できるため構造の簡略化が図れ、かつ、他
の用途への適用も可能となりその汎用性の改善が図れ
る。
体の裏面取出し電極等を予め設けることなく太陽電池に
そのまま適用できるため構造の簡略化が図れ、かつ、他
の用途への適用も可能となりその汎用性の改善が図れ
る。
【００１９】一方、請求項２に係る発明によれば、上記
導電性下地膜を、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、固相成長法、溶融再結晶法、及び、液相
成長法から選択された製膜手段により形成しており、こ
れ等各種の製膜手段と上記材料群から選択された導電性
材料とを適宜組合わせることにより耐熱性金属基材上に
導電性でかつ結晶化された下地膜を形成することが可能
になるため、この下地膜上に製膜される多結晶シリコン
膜の結晶性の改善が図れる。
導電性下地膜を、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、固相成長法、溶融再結晶法、及び、液相
成長法から選択された製膜手段により形成しており、こ
れ等各種の製膜手段と上記材料群から選択された導電性
材料とを適宜組合わせることにより耐熱性金属基材上に
導電性でかつ結晶化された下地膜を形成することが可能
になるため、この下地膜上に製膜される多結晶シリコン
膜の結晶性の改善が図れる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００２１】［実施例１］この実施例に係るシリコン積
層体１０は、図１に示すようにモリブデンから成る耐熱
性金属基材１１と、この耐熱性金属基材１１上に設けら
れニッケルから成る導電性下地膜１２と、この導電性下
地膜１２上に製膜された多結晶シリコン膜１３とでその
主要部が構成されている。
層体１０は、図１に示すようにモリブデンから成る耐熱
性金属基材１１と、この耐熱性金属基材１１上に設けら
れニッケルから成る導電性下地膜１２と、この導電性下
地膜１２上に製膜された多結晶シリコン膜１３とでその
主要部が構成されている。
【００２２】そして、このシリコン積層体１０は以下に
述べるような方法にて製造されている。
述べるような方法にて製造されている。
【００２３】まず、上記耐熱性金属基材１１上にスパッ
タリング法にてニッケルから成る結晶性良好な導電性下
地膜１２を形成し、この導電性下地膜１２上にプラズマ
溶射法にて多結晶シリコン膜１３を製膜した。すなわ
ち、図２に示すようにアークプラズマ並びに誘導プラズ
マを形成できる高温プラズマ発生部２と、この高温プラ
ズマ発生部２に隣接して設けられ内部に基材ホルダー３
を備える反応室４とでその主要部が構成される装置内
に、上記導電性下地膜１２が形成された耐熱性金属基材
１１を配置し、かつ、反応室４内を〜１０-3Torrまで真
空引きを行って反応室４内の空気等を排気した後、プラ
ズマ点火後の急加熱や局所的過熱を防ぐため点火に先が
けて上記基材ホルダー３に取付けられ耐熱性金属基材１
１を水平方向へ移動操作する移動機構（図示せず）を作
動させた。
タリング法にてニッケルから成る結晶性良好な導電性下
地膜１２を形成し、この導電性下地膜１２上にプラズマ
溶射法にて多結晶シリコン膜１３を製膜した。すなわ
ち、図２に示すようにアークプラズマ並びに誘導プラズ
マを形成できる高温プラズマ発生部２と、この高温プラ
ズマ発生部２に隣接して設けられ内部に基材ホルダー３
を備える反応室４とでその主要部が構成される装置内
に、上記導電性下地膜１２が形成された耐熱性金属基材
１１を配置し、かつ、反応室４内を〜１０-3Torrまで真
空引きを行って反応室４内の空気等を排気した後、プラ
ズマ点火後の急加熱や局所的過熱を防ぐため点火に先が
けて上記基材ホルダー３に取付けられ耐熱性金属基材１
１を水平方向へ移動操作する移動機構（図示せず）を作
動させた。
【００２４】次に、プラズマ発生部２内へアルゴンガス
と水素ガスを導入すると共にプラズマ点火を行った。電
源は最初に直流を投入しその後に高周波を投入した。
尚、高温プラズマフレームの形状はアルゴンガス、水素
ガスの流量でかなり変化するが安定した状態を比較的容
易に得ることができた。また、この装置にはアルゴンガ
スと水素ガス等のガス導入口並びにシリコン原料の導入
口に圧力制御弁が取付けられ、かつ、反応室４の下流側
には排気系５が設けられておりこれ等機構により反応室
４内の圧力は〜５５０Torrに保持されている。
と水素ガスを導入すると共にプラズマ点火を行った。電
源は最初に直流を投入しその後に高周波を投入した。
尚、高温プラズマフレームの形状はアルゴンガス、水素
ガスの流量でかなり変化するが安定した状態を比較的容
易に得ることができた。また、この装置にはアルゴンガ
スと水素ガス等のガス導入口並びにシリコン原料の導入
口に圧力制御弁が取付けられ、かつ、反応室４の下流側
には排気系５が設けられておりこれ等機構により反応室
４内の圧力は〜５５０Torrに保持されている。
【００２５】そして、上記耐熱性金属基材１１を高温プ
ラズマと基材ホルダー３内に設けられた加熱手段６によ
り加熱してその表面温度が十分上昇していることを放射
温度計を用いてモニターし、その表面温度がシリコンの
融点直下の温度（１４００℃）になった時点でシリコン
原料の導入口から定量のシリコン粒子７を導入してこの
シリコン粒子７を高温プラズマ中にて溶融させ、かつ、
この溶融物を導電性下地膜１２上へ供給しシリコン粒子
７の溶融物を製膜させた。
ラズマと基材ホルダー３内に設けられた加熱手段６によ
り加熱してその表面温度が十分上昇していることを放射
温度計を用いてモニターし、その表面温度がシリコンの
融点直下の温度（１４００℃）になった時点でシリコン
原料の導入口から定量のシリコン粒子７を導入してこの
シリコン粒子７を高温プラズマ中にて溶融させ、かつ、
この溶融物を導電性下地膜１２上へ供給しシリコン粒子
７の溶融物を製膜させた。
【００２６】そして、この製膜処理を２〜３分間行い、
かつ、シリコン粒子７の供給停止後も高周波を投入して
アルゴンの高温プラズマを継続させ５〜１０分程度の冷
却制御を行い膜厚１mm程度の多結晶シリコン膜１３を形
成して上記シリコン積層体１０を製造した。
かつ、シリコン粒子７の供給停止後も高周波を投入して
アルゴンの高温プラズマを継続させ５〜１０分程度の冷
却制御を行い膜厚１mm程度の多結晶シリコン膜１３を形
成して上記シリコン積層体１０を製造した。
【００２７】 （製 膜 条 件） 反応室内の圧力 〜５５０Ｔｏｒｒ ＤＣプラズマ投入電力 ５ＫＷ ＲＦプラズマ投入電力 ３０ＫＷ アルゴンガス流量 ６０〜８０リットル／ｍｉｎ 水素ガス流量 ２〜４リットル／ｍｉｎ シリコン粒子の粒径 ７５〜１５０μｍ シリコン粒子の供給量 １ｇ／ｍｉｎ 高温プラズマ発生部と金属基材間距離 １０〜２０ｃｍ この様にして求められた多結晶シリコン膜１３について
ＴＥＭ観察を行ったところ、膜厚１mm程度でその結晶粒
径は１００μｍ程度に達していることが確認でき、か
つ、その膜特性も均一になっていることが確認された。
ＴＥＭ観察を行ったところ、膜厚１mm程度でその結晶粒
径は１００μｍ程度に達していることが確認でき、か
つ、その膜特性も均一になっていることが確認された。
【００２８】また、このシリコン積層体１０においては
基材と下地膜とが導電性であるため太陽電池にそのまま
組込むことができ、かつ、光センサ等の他の用途にも適
用できるものであった。
基材と下地膜とが導電性であるため太陽電池にそのまま
組込むことができ、かつ、光センサ等の他の用途にも適
用できるものであった。
【００２９】［実施例２］スパッタリング法にて形成さ
れたニッケルから成る導電性下地膜１２上に固相成長法
により多結晶シリコン膜１３を製膜してシリコン積層体
１０を製造した以外は実施例１と略同一である。
れたニッケルから成る導電性下地膜１２上に固相成長法
により多結晶シリコン膜１３を製膜してシリコン積層体
１０を製造した以外は実施例１と略同一である。
【００３０】すなわち、上記導電性下地膜１２上にスパ
ッタリング法にてアモルファスシリコンを製膜し、か
つ、これを加熱炉中で６００℃程度に加熱して結晶化ア
ニール処理を施し多結晶シリコン膜１３を形成した。
ッタリング法にてアモルファスシリコンを製膜し、か
つ、これを加熱炉中で６００℃程度に加熱して結晶化ア
ニール処理を施し多結晶シリコン膜１３を形成した。
【００３１】そして、このシリコン積層体１０において
も実施例１と同様に基材と下地膜が導電性であるため、
太陽電池にそのまま組込むことができ、かつ、光センサ
等の他の用途にも適用できるものであった。
も実施例１と同様に基材と下地膜が導電性であるため、
太陽電池にそのまま組込むことができ、かつ、光センサ
等の他の用途にも適用できるものであった。
【００３２】［実施例３］熱ＣＶＤの製膜室内にタング
ステンから成る耐熱性金属基材１１を配置し、この製膜
室を１×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定した後、ＣＨ
4 、ＳｉＣｌ4、及び、Ｈ2 から成る原料ガス（混合比
で１：１：１０）を１２００ＳＣＣＭで供給し、耐熱性
金属基材１１上にＳｉＣより成る導電性中間膜１２を形
成した。
ステンから成る耐熱性金属基材１１を配置し、この製膜
室を１×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定した後、ＣＨ
4 、ＳｉＣｌ4、及び、Ｈ2 から成る原料ガス（混合比
で１：１：１０）を１２００ＳＣＣＭで供給し、耐熱性
金属基材１１上にＳｉＣより成る導電性中間膜１２を形
成した。
【００３３】次に、上記製膜室を同程度の真空に設定し
た後、この製膜室内にＳｉＨ2Ｆ2とＨ2 との混合ガス
（容積比で３０：１）を５０ＳＣＣＭで供給し、８００
℃に加熱された耐熱性金属基材１１の導電性下地膜１２
上に多結晶シリコン膜１３を製膜して実施例１と略同様
に機能するシリコン積層体１０を製造した。
た後、この製膜室内にＳｉＨ2Ｆ2とＨ2 との混合ガス
（容積比で３０：１）を５０ＳＣＣＭで供給し、８００
℃に加熱された耐熱性金属基材１１の導電性下地膜１２
上に多結晶シリコン膜１３を製膜して実施例１と略同様
に機能するシリコン積層体１０を製造した。
【００３４】［実施例４］熱ＣＶＤ法により形成したＳ
ｉＣより成る導電性下地膜１２上に液相成長法により多
結晶シリコン膜１３を製膜して実施例１と略同様に機能
するシリコン積層体１０を製造した以外は実施例３と略
同一である。
ｉＣより成る導電性下地膜１２上に液相成長法により多
結晶シリコン膜１３を製膜して実施例１と略同様に機能
するシリコン積層体１０を製造した以外は実施例３と略
同一である。
【００３５】すなわち、るつぼ内において溶解している
シリコン錫（ＳｉＳｎ）溶液表面と上記ＳｉＣより成る
導電性下地膜１２が接するように耐熱性金属基材１１を
適宜配置し、かつ、水素大気圧雰囲気中で上記るつぼ温
度を徐々に降下させて導電性下地膜１２上に多結晶シリ
コン膜１３を製膜して太陽電池等にそのまま適用できる
シリコン積層体１０を製造した。
シリコン錫（ＳｉＳｎ）溶液表面と上記ＳｉＣより成る
導電性下地膜１２が接するように耐熱性金属基材１１を
適宜配置し、かつ、水素大気圧雰囲気中で上記るつぼ温
度を徐々に降下させて導電性下地膜１２上に多結晶シリ
コン膜１３を製膜して太陽電池等にそのまま適用できる
シリコン積層体１０を製造した。
【００３６】［実施例５］チタンから成る耐熱性金属基
材１１上にスパッタリング法にてアモルファスシリコン
を製膜し、このアモルファスシリコン膜をレーザアニー
ル処理してポリシリコンの導電性下地膜１２を形成し
た。
材１１上にスパッタリング法にてアモルファスシリコン
を製膜し、このアモルファスシリコン膜をレーザアニー
ル処理してポリシリコンの導電性下地膜１２を形成し
た。
【００３７】次に、この導電性下地膜１２が形成された
耐熱性金属基材１１をプラズマＣＶＤの製膜室内に導入
し、かつ、この製膜室を１×１０-6Ｔｏｒｒの高真空に
設定した後、この製膜室内にＳｉＦ4：Ｈ2：Ｆ2（ガス
比率は容積比で２：１：５）の混合ガスを反応ガスとし
て８０ＳＣＣＭで供給し、反応ガスの圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに調整した。
耐熱性金属基材１１をプラズマＣＶＤの製膜室内に導入
し、かつ、この製膜室を１×１０-6Ｔｏｒｒの高真空に
設定した後、この製膜室内にＳｉＦ4：Ｈ2：Ｆ2（ガス
比率は容積比で２：１：５）の混合ガスを反応ガスとし
て８０ＳＣＣＭで供給し、反応ガスの圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに調整した。
【００３８】次いで、この反応ガスを１３．５６ＭＨｚ
の高周波電源を用いて放電電力０．１Ｗ／ｃｍ2 でプラ
ズマ化し、３５０℃に加熱された上記耐熱性金属基材１
１の導電性下地膜１２上に多結晶シリコン膜１３を製膜
して実施例１と略同様に機能するシリコン積層体１０を
製造した。
の高周波電源を用いて放電電力０．１Ｗ／ｃｍ2 でプラ
ズマ化し、３５０℃に加熱された上記耐熱性金属基材１
１の導電性下地膜１２上に多結晶シリコン膜１３を製膜
して実施例１と略同様に機能するシリコン積層体１０を
製造した。
【００３９】［実施例６］モリブデンから成る耐熱性金
属基材１１上にスパッタリング法にてカーボンの導電性
下地膜１２を製膜し、次いで、実施例１と同一の条件で
プラズマ溶射法にて多結晶シリコン膜１３を製膜して実
施例１と略同様に機能するシリコン積層体１０を製造し
た。
属基材１１上にスパッタリング法にてカーボンの導電性
下地膜１２を製膜し、次いで、実施例１と同一の条件で
プラズマ溶射法にて多結晶シリコン膜１３を製膜して実
施例１と略同様に機能するシリコン積層体１０を製造し
た。
【００４０】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、耐熱性金
属基材について電力取出し用の裏面電極として機能させ
ることができるため、多結晶シリコン膜の一部に別体の
裏面取出し電極等を予め設けることなくこのシリコン積
層体を太陽電池にそのまま適用することが可能となる。
属基材について電力取出し用の裏面電極として機能させ
ることができるため、多結晶シリコン膜の一部に別体の
裏面取出し電極等を予め設けることなくこのシリコン積
層体を太陽電池にそのまま適用することが可能となる。
【００４１】従って、シリコン積層体における構造の簡
略化が図れると共に光センサ等他の用途への適用も可能
になる効果を有している。
略化が図れると共に光センサ等他の用途への適用も可能
になる効果を有している。
【００４２】一方、請求項２に係る発明によれば、カー
ボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セラミ
ックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコン、及び、
サーメットから選択された導電性材料群と、スパッタリ
ング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、固相成長法、
溶融再結晶法、及び、液相成長法から選択された製膜手
段とを適宜組合わせることにより上記耐熱性金属基材上
に導電性でかつ結晶化された下地膜を形成することが可
能となる。
ボン、金属、ＺｒＢ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セラミ
ックス、シリコン、シリサイド、炭化シリコン、及び、
サーメットから選択された導電性材料群と、スパッタリ
ング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、固相成長法、
溶融再結晶法、及び、液相成長法から選択された製膜手
段とを適宜組合わせることにより上記耐熱性金属基材上
に導電性でかつ結晶化された下地膜を形成することが可
能となる。
【００４３】従って、上記下地膜上に結晶性良好な多結
晶シリコン膜を製膜できるため、より導電性に優れたシ
リコン積層体を製造できる効果を有している。
晶シリコン膜を製膜できるため、より導電性に優れたシ
リコン積層体を製造できる効果を有している。
【図１】実施例に係るシリコン積層体の概略断面図。
【図２】実施例の製法に適用された装置の構成概念図。
【図３】従来のシリコン積層体の概略断面図。
１０ シリコン積層体 １１ 耐熱性金属基材 １２ 導電性下地膜 １３ 多結晶シリコン膜
Claims (2)
- 【請求項１】耐熱性金属基材と、カーボン、金属、Ｚｒ
Ｂ2 若しくはＴｉＢ2 の導電性セラミックス、シリコ
ン、シリサイド、炭化シリコン、及び、サーメットから
選択された導電性材料より成り上記金属基材の表面に形
成された導電性下地膜と、この導電性下地膜上に製膜さ
れた多結晶シリコン膜とで構成されることを特徴とする
シリコン積層体。 - 【請求項２】請求項１記載のシリコン積層体を製造する
方法において、 上記導電性下地膜を、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法、固相成長法、溶融再結晶法、及び、
液相成長法から選択された製膜手段により形成すること
を特徴とするシリコン積層体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347769A JPH06192836A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | シリコン積層体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347769A JPH06192836A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | シリコン積層体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06192836A true JPH06192836A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18392456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4347769A Pending JPH06192836A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | シリコン積層体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06192836A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007139015A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2009-10-08 | コニカミノルタオプト株式会社 | 成膜方法、金型及び金型の製造方法 |
| CN110565063A (zh) * | 2019-10-28 | 2019-12-13 | 吉林大学 | 一种锆钽硼涂层及其制备方法和应用 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4347769A patent/JPH06192836A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007139015A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2009-10-08 | コニカミノルタオプト株式会社 | 成膜方法、金型及び金型の製造方法 |
| CN110565063A (zh) * | 2019-10-28 | 2019-12-13 | 吉林大学 | 一种锆钽硼涂层及其制备方法和应用 |
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