JPH0761818A - SnS半導体膜の製造方法 - Google Patents
SnS半導体膜の製造方法Info
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- JPH0761818A JPH0761818A JP5211385A JP21138593A JPH0761818A JP H0761818 A JPH0761818 A JP H0761818A JP 5211385 A JP5211385 A JP 5211385A JP 21138593 A JP21138593 A JP 21138593A JP H0761818 A JPH0761818 A JP H0761818A
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- film
- sulfide
- heating
- tin
- semiconductor film
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高性能太陽電池等として使用される硫化スズ
(II)半導体膜を短時間で且つ容易に製造する。 【構成】 H2 S雰囲気中で金属Sn膜を100〜23
0℃で5分以上加熱することにより金属Sn膜の表面を
硫化した後、更に231〜800℃の温度範囲で金属S
n膜の硫化を促進させる。 【作用】 第1段階の加熱によって生成した硫化物皮膜
が形状保持材として働き第2段階の加熱時に膜内部に残
存した金属Sn全体の硫化が促進される。そのため、金
属Snの溶融・凝集によって膜が破壊されることなく、
欠陥が少なく密着性に優れた硫化スズ(II)半導体膜が
得られる。
(II)半導体膜を短時間で且つ容易に製造する。 【構成】 H2 S雰囲気中で金属Sn膜を100〜23
0℃で5分以上加熱することにより金属Sn膜の表面を
硫化した後、更に231〜800℃の温度範囲で金属S
n膜の硫化を促進させる。 【作用】 第1段階の加熱によって生成した硫化物皮膜
が形状保持材として働き第2段階の加熱時に膜内部に残
存した金属Sn全体の硫化が促進される。そのため、金
属Snの溶融・凝集によって膜が破壊されることなく、
欠陥が少なく密着性に優れた硫化スズ(II)半導体膜が
得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等に適したS
nS半導体膜を製造する方法に関する。
nS半導体膜を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】SnSは、バンドギャップが1.4eV
であること,太陽光を吸収し易い特性を持つこと等か
ら、高性能の太陽電池等を製造するのに適した半導体材
料である。この種のSnS半導体膜は、スプレー法,化
学析出法等によって製造されている。また、H2 S雰囲
気中で金属Snを100〜200℃に加熱すると、金属
Snの表面に硫化スズ(II)の皮膜が形成されることも
知られている。更に、H2S雰囲気中でSn等の基材表
面をレーザーで照射するとき、硫化スズ膜の形成が促進
されることが特開昭62−174363号公報に紹介さ
れている。
であること,太陽光を吸収し易い特性を持つこと等か
ら、高性能の太陽電池等を製造するのに適した半導体材
料である。この種のSnS半導体膜は、スプレー法,化
学析出法等によって製造されている。また、H2 S雰囲
気中で金属Snを100〜200℃に加熱すると、金属
Snの表面に硫化スズ(II)の皮膜が形成されることも
知られている。更に、H2S雰囲気中でSn等の基材表
面をレーザーで照射するとき、硫化スズ膜の形成が促進
されることが特開昭62−174363号公報に紹介さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スプレー法や
化学析出法は、製膜に長時間がかかり、得られるSnS
半導体膜に不純物が混入し易い。また、半導体膜は、基
材に対する密着性が不十分であることから、欠陥が生じ
易い欠点をもっている。H2 S雰囲気中での加熱によっ
て金属Snを硫化する方法では、加熱温度が100℃付
近の場合、薄い皮膜が製造されるに過ぎない。その結
果、膜全体を硫化する(II)とした半導体膜を得るため
に、極めて長い加熱時間が必要とされる。100℃を超
える温度で加熱するとき、硫化は促進される傾向にある
が、膜全体を硫化する(II)とした半導体膜を得る上で
は依然として長時間を要する。また、融点232℃以上
の温度で硫化反応を行わせると、硫化は十分に行われる
ものの、溶融金属Snの凝集に起因して硫化物が製膜さ
れない現象がみられる。レーザーの照射によって硫化膜
を製造する方法は、高価なレーザー照射装置を必要と
し、装置の取り扱いが煩雑になる欠点を有する。そのた
め、設備負担が大きく、製造コストも上昇する。
化学析出法は、製膜に長時間がかかり、得られるSnS
半導体膜に不純物が混入し易い。また、半導体膜は、基
材に対する密着性が不十分であることから、欠陥が生じ
易い欠点をもっている。H2 S雰囲気中での加熱によっ
て金属Snを硫化する方法では、加熱温度が100℃付
近の場合、薄い皮膜が製造されるに過ぎない。その結
果、膜全体を硫化する(II)とした半導体膜を得るため
に、極めて長い加熱時間が必要とされる。100℃を超
える温度で加熱するとき、硫化は促進される傾向にある
が、膜全体を硫化する(II)とした半導体膜を得る上で
は依然として長時間を要する。また、融点232℃以上
の温度で硫化反応を行わせると、硫化は十分に行われる
ものの、溶融金属Snの凝集に起因して硫化物が製膜さ
れない現象がみられる。レーザーの照射によって硫化膜
を製造する方法は、高価なレーザー照射装置を必要と
し、装置の取り扱いが煩雑になる欠点を有する。そのた
め、設備負担が大きく、製造コストも上昇する。
【0004】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、密着性に優れ、欠陥のない硫化ス
ズ(II)半導体膜を短時間で且つ容易に製造することを
目的とする。
出されたものであり、密着性に優れ、欠陥のない硫化ス
ズ(II)半導体膜を短時間で且つ容易に製造することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のSnS半導体膜
製造方法は、その目的を達成するため、H2 S雰囲気中
で金属Sn膜を100〜230℃で5分以上加熱するこ
とにより前記金属Sn膜の表面に硫化物皮膜を形成した
後、更に231〜800℃の温度範囲で前記硫化物皮膜
の内部にある前記金属Snを加熱・硫化することを特徴
とする。
製造方法は、その目的を達成するため、H2 S雰囲気中
で金属Sn膜を100〜230℃で5分以上加熱するこ
とにより前記金属Sn膜の表面に硫化物皮膜を形成した
後、更に231〜800℃の温度範囲で前記硫化物皮膜
の内部にある前記金属Snを加熱・硫化することを特徴
とする。
【0006】
【作用】H2 S雰囲気中で金属Snを100〜230℃
に5分以上加熱するとき、金属Snの表面が硫化され、
表面に強固な硫化スズ(II)の皮膜が形成される。皮膜
形成後、更に231〜800℃に加熱すると、硫化が促
進され、膜内部に存在している金属Sn全体が硫化され
る。このとき、表面にあるSnS皮膜は、十分に強度で
あり、膜内部の溶融Snによって破壊されることがな
い。したがって、硫化反応は、膜の形状を維持したまま
で進行する。
に5分以上加熱するとき、金属Snの表面が硫化され、
表面に強固な硫化スズ(II)の皮膜が形成される。皮膜
形成後、更に231〜800℃に加熱すると、硫化が促
進され、膜内部に存在している金属Sn全体が硫化され
る。このとき、表面にあるSnS皮膜は、十分に強度で
あり、膜内部の溶融Snによって破壊されることがな
い。したがって、硫化反応は、膜の形状を維持したまま
で進行する。
【0007】H2 S雰囲気としては、H2 Sガスのみ、
或いはAr等の不活性ガスを混入させたH2 Sガスが使
用される。この雰囲気で硫化される金属Snとしては、
鋼板,セラミックス等の各種基板にめっき,蒸着等によ
って形成されたSn膜が使用される。或いは、金属Sn
の箔を単独で、又はラミネートした状態で使用すること
もできる。更に、必要に応じB,P,Sb,Bi等のド
ーパントを添加したSn膜も使用可能である。
或いはAr等の不活性ガスを混入させたH2 Sガスが使
用される。この雰囲気で硫化される金属Snとしては、
鋼板,セラミックス等の各種基板にめっき,蒸着等によ
って形成されたSn膜が使用される。或いは、金属Sn
の箔を単独で、又はラミネートした状態で使用すること
もできる。更に、必要に応じB,P,Sb,Bi等のド
ーパントを添加したSn膜も使用可能である。
【0008】膜表面を硫化させる100〜230℃の温
度範囲における加熱工程が5分未満であると、硫化スズ
(II)の皮膜形成が不十分になり易い。同様に、加熱温
度が100℃未満のとき、硫化スズ(II)の皮膜形成が
不十分になる。不十分な硫化スズ(II)の皮膜は、後続
する工程で231℃以上に加熱したとき、金属Snの溶
融・凝集によって破壊され、生成した硫化スズ(II)の
製膜が阻害される。また、100〜230℃の加熱を省
略すると、硫化スズ(II)の皮膜が形成されず、231
〜800℃に加熱したとき溶融金属Snの凝集によって
硫化スズ(II)が製膜されない。皮膜形成のための10
0〜230℃における5分以上の加熱は、100〜23
0℃の温度範囲にある一定温度で5分以上加熱する方
法,昇温速度を制御し100〜230℃の温度範囲に金
属Snを5分以上維持する方法の何れであっても良い。
度範囲における加熱工程が5分未満であると、硫化スズ
(II)の皮膜形成が不十分になり易い。同様に、加熱温
度が100℃未満のとき、硫化スズ(II)の皮膜形成が
不十分になる。不十分な硫化スズ(II)の皮膜は、後続
する工程で231℃以上に加熱したとき、金属Snの溶
融・凝集によって破壊され、生成した硫化スズ(II)の
製膜が阻害される。また、100〜230℃の加熱を省
略すると、硫化スズ(II)の皮膜が形成されず、231
〜800℃に加熱したとき溶融金属Snの凝集によって
硫化スズ(II)が製膜されない。皮膜形成のための10
0〜230℃における5分以上の加熱は、100〜23
0℃の温度範囲にある一定温度で5分以上加熱する方
法,昇温速度を制御し100〜230℃の温度範囲に金
属Snを5分以上維持する方法の何れであっても良い。
【0009】硫化促進のための加熱は、加熱温度が80
0℃を超えると硫化スズ(II)の昇華が始まることか
ら、上限温度を800℃に設定する必要がある。逆に、
231℃より低い加熱温度では、硫化が不十分となり易
い。このようにして231〜800℃で加熱されると
き、生成した硫化スズ(II)の皮膜は、密着性に優れ、
欠陥の生じにくいものとなる。
0℃を超えると硫化スズ(II)の昇華が始まることか
ら、上限温度を800℃に設定する必要がある。逆に、
231℃より低い加熱温度では、硫化が不十分となり易
い。このようにして231〜800℃で加熱されると
き、生成した硫化スズ(II)の皮膜は、密着性に優れ、
欠陥の生じにくいものとなる。
【0010】
実施例1:真空蒸着によって、ガラス基板上に膜厚約3
μmのSn蒸着膜を形成した。このSn蒸着膜を出発材
料とし、実質的に100%のH2 S雰囲気において表1
に示す加熱条件で硫化し、硫化スズ(II)膜を作製し
た。得られた硫化スズ(II)膜をX線回折したところ、
何れも図1に示すようにSnSと同定された。また、硫
化スズ(II)膜の破面に大きな欠陥が検出されず、Va
n der Pauw法で測定した比抵抗は0.2〜5
0Ω・cmの範囲にあった。
μmのSn蒸着膜を形成した。このSn蒸着膜を出発材
料とし、実質的に100%のH2 S雰囲気において表1
に示す加熱条件で硫化し、硫化スズ(II)膜を作製し
た。得られた硫化スズ(II)膜をX線回折したところ、
何れも図1に示すようにSnSと同定された。また、硫
化スズ(II)膜の破面に大きな欠陥が検出されず、Va
n der Pauw法で測定した比抵抗は0.2〜5
0Ω・cmの範囲にあった。
【0011】
【表1】
【0012】比較例1:実施例1と同じSn蒸着膜を、
同じH2 S雰囲気中において表2に示す加熱条件下で硫
化した。この場合、第1段階の加熱温度が低いもので
は、硫化スズの成長が不十分なため、第2段階の加熱時
に溶融したSnが凝集し、膜状にならなかった(試料番
号1〜3,7)。また、第2段階の加熱温度が800℃
を超えると、昇華が激しく進行し、膜状のSnSが得ら
れなかった(試料番号5)。第2段階の加熱温度が本発
明範囲より僅かに低い試料番号4では、比抵抗が非常に
小さな値を示し、金属Snとほぼ同じ性質を呈した。
同じH2 S雰囲気中において表2に示す加熱条件下で硫
化した。この場合、第1段階の加熱温度が低いもので
は、硫化スズの成長が不十分なため、第2段階の加熱時
に溶融したSnが凝集し、膜状にならなかった(試料番
号1〜3,7)。また、第2段階の加熱温度が800℃
を超えると、昇華が激しく進行し、膜状のSnSが得ら
れなかった(試料番号5)。第2段階の加熱温度が本発
明範囲より僅かに低い試料番号4では、比抵抗が非常に
小さな値を示し、金属Snとほぼ同じ性質を呈した。
【0013】
【表2】
【0014】実施例2:電気めっきによりステンレス鋼
板の表面に膜厚約7μmのSn膜を形成した。このSn
膜を出発材料とし、実施例1と同じ条件下で硫化した。
得られた膜は、X線回折によるとき何れも図2に示すよ
うにSnS(II)と同定され、表3に示す特性を持って
いた。また、硫化スズ(II)膜の破面に大きな欠陥が検
出されず、Van der Pauw法で測定した比抵
抗は0.3〜40Ω・cmの範囲にあった。
板の表面に膜厚約7μmのSn膜を形成した。このSn
膜を出発材料とし、実施例1と同じ条件下で硫化した。
得られた膜は、X線回折によるとき何れも図2に示すよ
うにSnS(II)と同定され、表3に示す特性を持って
いた。また、硫化スズ(II)膜の破面に大きな欠陥が検
出されず、Van der Pauw法で測定した比抵
抗は0.3〜40Ω・cmの範囲にあった。
【0015】
【表3】
【0016】比較例2:実施例2と同じSn膜を、表4
に示す加熱条件下で硫化させた。この場合も、加熱処理
後に得られた材料は、Snが凝集して膜が形成されない
もの(試料番号1〜3,7),硫化スズ(II)の昇華に
よって膜が形成されないもの(試料番号5)及び硫化せ
ずに金属Snのままのもの(試料番号4)であった。
に示す加熱条件下で硫化させた。この場合も、加熱処理
後に得られた材料は、Snが凝集して膜が形成されない
もの(試料番号1〜3,7),硫化スズ(II)の昇華に
よって膜が形成されないもの(試料番号5)及び硫化せ
ずに金属Snのままのもの(試料番号4)であった。
【0017】
【表4】
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、H2 S雰囲気中で金属Sn膜を100〜230℃に
5分以上加熱した後、更に231〜800℃で加熱する
ことにより、密着性に優れ、欠陥の少ない硫化スズ(I
I)半導体膜を短時間で且つ容易に製造している。この
方法によるとき、高価なレーザー照射装置等を必要とす
ることなく、加熱条件の制御だけで高品質の半導体膜が
製造できるため、製造コストも節減される。
は、H2 S雰囲気中で金属Sn膜を100〜230℃に
5分以上加熱した後、更に231〜800℃で加熱する
ことにより、密着性に優れ、欠陥の少ない硫化スズ(I
I)半導体膜を短時間で且つ容易に製造している。この
方法によるとき、高価なレーザー照射装置等を必要とす
ることなく、加熱条件の制御だけで高品質の半導体膜が
製造できるため、製造コストも節減される。
【図1】 実施例1で得られた硫化スズ(II)膜のX線
回折結果
回折結果
【図2】 実施例2で得られた硫化スズ(II)膜のX線
回折結果
回折結果
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康 千葉県市川市高谷新町7番地の1 日新製 鋼株式会社新材料研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】 H2 S雰囲気中で金属Sn膜を100〜
230℃で5分以上加熱することにより前記金属Sn膜
の表面に硫化物皮膜を形成した後、更に231〜800
℃の温度範囲で前記硫化物皮膜の内部にある前記金属S
nを加熱・硫化することを特徴とするSnS半導体膜の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5211385A JPH0761818A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | SnS半導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5211385A JPH0761818A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | SnS半導体膜の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0761818A true JPH0761818A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16605086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5211385A Withdrawn JPH0761818A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | SnS半導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0761818A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180071643A (ko) | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 한국과학기술연구원 | 이차원 이황화주석 박막의 형성 방법 |
WO2020013191A1 (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 国立大学法人京都大学 | 高純度カルコゲナイド材料及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP5211385A patent/JPH0761818A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180071643A (ko) | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 한국과학기술연구원 | 이차원 이황화주석 박막의 형성 방법 |
WO2020013191A1 (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 国立大学法人京都大学 | 高純度カルコゲナイド材料及びその製造方法 |
JPWO2020013191A1 (ja) * | 2018-07-10 | 2021-07-15 | 国立大学法人京都大学 | 高純度カルコゲナイド材料及びその製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |