JPH088368B2 - 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 - Google Patents
耐熱性薄膜光電変換素子の製法Info
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- JPH088368B2 JPH088368B2 JP60124789A JP12478985A JPH088368B2 JP H088368 B2 JPH088368 B2 JP H088368B2 JP 60124789 A JP60124789 A JP 60124789A JP 12478985 A JP12478985 A JP 12478985A JP H088368 B2 JPH088368 B2 JP H088368B2
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐熱性薄膜光電変換素子の製法に関する。
［従来の技術］ 従来、薄膜光電変換素子の電気的接続のために、たと
えば透明基板と半導体との間にITO、ITO/SnO2、SnO2、I
n2O3、CdxSnOy（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜４）、IrzO1-z
（ｚ＝0.33〜0.5）などからなる金属化合物層が形成さ
れ、透明電極として用いられたり、半導体上にAl、Au、
Cu、しんちゅう、Zn、Agなどの金属層が形成され、裏面
電極として用いられたりしている。
えば透明基板と半導体との間にITO、ITO/SnO2、SnO2、I
n2O3、CdxSnOy（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜４）、IrzO1-z
（ｚ＝0.33〜0.5）などからなる金属化合物層が形成さ
れ、透明電極として用いられたり、半導体上にAl、Au、
Cu、しんちゅう、Zn、Agなどの金属層が形成され、裏面
電極として用いられたりしている。
しかし、このようにして製造された薄膜光電変換素子
を50℃程度以上の温度で使用すると、電気的接続に用い
た金属化合物あるいは金属が半導体中に拡散し、半導体
特性が低下する。とくに金属化合物層や金属層が接触す
る半導体が非晶質のばあいには、半導体特性の低下が著
しい。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン
（以下、ａ−Siという）系太陽電池のばあいには約80℃
にもなり、太陽電池特性の低下が著しい。
を50℃程度以上の温度で使用すると、電気的接続に用い
た金属化合物あるいは金属が半導体中に拡散し、半導体
特性が低下する。とくに金属化合物層や金属層が接触す
る半導体が非晶質のばあいには、半導体特性の低下が著
しい。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン
（以下、ａ−Siという）系太陽電池のばあいには約80℃
にもなり、太陽電池特性の低下が著しい。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は薄膜光電変換素子を高温で使用したばあいに
生ずる、電気的接続用の金属化合物層や金属層の半導体
中への拡散による薄膜光電変換素子の特性の低下を少な
くするためになされたものである。
生ずる、電気的接続用の金属化合物層や金属層の半導体
中への拡散による薄膜光電変換素子の特性の低下を少な
くするためになされたものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の耐熱性薄膜光電変換素子の製法は、非晶質薄
膜からなる半導体と電極との間に厚さが５〜300Åであ
り、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、F
e、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、PdまたはPtのシリサイド
層を設けた耐熱性薄膜光電変換素子を製造する際に、半
導体−シリサイド層−電極からなる層を形成したのち、
180℃〜成膜温度で0.5〜４時間熱処理することを特徴と
している。
膜からなる半導体と電極との間に厚さが５〜300Åであ
り、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、F
e、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、PdまたはPtのシリサイド
層を設けた耐熱性薄膜光電変換素子を製造する際に、半
導体−シリサイド層−電極からなる層を形成したのち、
180℃〜成膜温度で0.5〜４時間熱処理することを特徴と
している。
［実施例］ 本発明の製法によりえられる耐熱性薄膜光電変換素子
においては、入光側の電極または裏面電極と半導体層と
の間に厚さが５〜300Åであり、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、T
a、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、N
i、PdまたはPtのシリサイド層が設けられている。
においては、入光側の電極または裏面電極と半導体層と
の間に厚さが５〜300Åであり、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、T
a、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、N
i、PdまたはPtのシリサイド層が設けられている。
本発明に用いる半導体としては、非晶質または結晶質
を含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよ
うな半導体の具体例としては、ａ−Si:H、ａ−Si:F:H、
ａ−SiGe:H、ａ−Sisn:H、ａ−SiN:H、ａ−SiGe:F:H、
ａ−SiSn:F:H、ａ−Si:N:F:H、ａ−SiC:H、ａ−SiC:F:
H、ａ−SiO:H、ａ−SiO:F:Hなどがあけられる。前記半
導体は、ｐ型、ｎ型、真性のいずれであってもよい。
を含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよ
うな半導体の具体例としては、ａ−Si:H、ａ−Si:F:H、
ａ−SiGe:H、ａ−Sisn:H、ａ−SiN:H、ａ−SiGe:F:H、
ａ−SiSn:F:H、ａ−Si:N:F:H、ａ−SiC:H、ａ−SiC:F:
H、ａ−SiO:H、ａ−SiO:F:Hなどがあけられる。前記半
導体は、ｐ型、ｎ型、真性のいずれであってもよい。
前記シリサイドとしては、たとえばRb、Cs、Mg、Ca、
Sr、Ba、Sc、Ｙ、La、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、M
o、Ｗ、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt
などのシリサイドがあげられる。
Sr、Ba、Sc、Ｙ、La、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、M
o、Ｗ、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt
などのシリサイドがあげられる。
前記入光側の電極としては、たとえばITO、ITO/Sn
O2、SnO2、In2O3、CdxSnOy（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜
４）、IrzO1-z（ｚ＝0.33〜0.5）などからなる金属化合
物層からなる電極が代表例としてあげられるが、これら
に限定されるものではない。
O2、SnO2、In2O3、CdxSnOy（ｘ＝0.5〜２、ｙ＝２〜
４）、IrzO1-z（ｚ＝0.33〜0.5）などからなる金属化合
物層からなる電極が代表例としてあげられるが、これら
に限定されるものではない。
前記裏面電極としては、通常裏面電極として用いられ
る金属、合金などから形成される裏面電極であればとく
に限定なく使用されうる。
る金属、合金などから形成される裏面電極であればとく
に限定なく使用されうる。
前記裏面電極の具体例としては、Al、Ag、Au、Cu、し
んちゅう、Znなど、好ましくは波長0.6μｍ以上の光に
対する反射率が20〜99％、さらに好ましくは45〜99％と
高く、電気伝導度が0.1×105〜6.2×105（Ω・cm）-1と
大きい金属から形成された電極があげられるが、これら
に限定されるものではない。前記光に対する反射率が高
く、電気伝導度の大きい裏面電極としては、Cu、Agなど
の金属から形成された裏面電極があげられる。なお裏面
電極は単層であってもよく、多層であってもよいが、多
層のばあいにはシリサイド層に接する層が前記光に対す
る反射率が高く、電気伝導度の大きい金属層であること
が、反射光の有効利用、直列抵抗の低下などの点から好
ましい。
んちゅう、Znなど、好ましくは波長0.6μｍ以上の光に
対する反射率が20〜99％、さらに好ましくは45〜99％と
高く、電気伝導度が0.1×105〜6.2×105（Ω・cm）-1と
大きい金属から形成された電極があげられるが、これら
に限定されるものではない。前記光に対する反射率が高
く、電気伝導度の大きい裏面電極としては、Cu、Agなど
の金属から形成された裏面電極があげられる。なお裏面
電極は単層であってもよく、多層であってもよいが、多
層のばあいにはシリサイド層に接する層が前記光に対す
る反射率が高く、電気伝導度の大きい金属層であること
が、反射光の有効利用、直列抵抗の低下などの点から好
ましい。
なお本発明においては半導体と少なくとも一方の電極
との間にシリサイド層が設けられていればよいが、以下
の説明は裏面電極と半導体との間にシリサイド層が設け
られたばあいについて行なう。
との間にシリサイド層が設けられていればよいが、以下
の説明は裏面電極と半導体との間にシリサイド層が設け
られたばあいについて行なう。
本発明においては、半導体と裏面電極との間に厚さ５
〜300Å、好ましくは７〜100Åのシリサイド層が設けら
れている。該シリサイド層の厚さが５Å未満になると、
均一で品質のよい層がえられなくなったり、裏面電極を
形成する金属の半導体中への熱による拡散を充分防止す
ることができなくなったりする傾向が生ずる。また層の
厚さが300Åをこえると、該層が存在するために直列電
気抵抗が増したり、光の吸収が増し、裏面電極面での反
射光が少なくなったり、シリサイド層の形成に時間がか
かったりするという問題が生ずる傾向にある。
〜300Å、好ましくは７〜100Åのシリサイド層が設けら
れている。該シリサイド層の厚さが５Å未満になると、
均一で品質のよい層がえられなくなったり、裏面電極を
形成する金属の半導体中への熱による拡散を充分防止す
ることができなくなったりする傾向が生ずる。また層の
厚さが300Åをこえると、該層が存在するために直列電
気抵抗が増したり、光の吸収が増し、裏面電極面での反
射光が少なくなったり、シリサイド層の形成に時間がか
かったりするという問題が生ずる傾向にある。
シリサイド層の厚さは蒸着時の振動子モニター値を用
いて測定してもよいし、SIMSなどの表面分析から求めた
厚さの検量線を利用して測定してもよい。
いて測定してもよいし、SIMSなどの表面分析から求めた
厚さの検量線を利用して測定してもよい。
つぎに本発明の耐熱性薄膜光電変換素子の製法を、光
入射側から順にｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体を設けた太陽
電池を例にとり説明する。
入射側から順にｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体を設けた太陽
電池を例にとり説明する。
なお本明細書にいう薄膜光電変換素子とは、厚さ102
〜106Å程度の半導体層、好ましくは0.02〜100μｍの非
晶質半導体層を含む、たとえば太陽電池、光検出素子、
光電面ドラム、レーザー、エレクトロルミネッセンス素
子などで代表される光電変換素子を意味する。
〜106Å程度の半導体層、好ましくは0.02〜100μｍの非
晶質半導体層を含む、たとえば太陽電池、光検出素子、
光電面ドラム、レーザー、エレクトロルミネッセンス素
子などで代表される光電変換素子を意味する。
まず透明電極を設けた透明基板上に、常法により非晶
質のｐ層、ｉ層、ｎ層を形成し、そののちシリサイドタ
ーゲットを用いてスパッター法により所定の厚さにシリ
サイド層を形成する。シリサイドターゲットのかわりに
シリコンとシリサイド形成金属とのコスパッターを行な
いシリサイド層を形成してもよい。もちろんシリサイド
層の形成を電子ビーム法で行なってもよい。
質のｐ層、ｉ層、ｎ層を形成し、そののちシリサイドタ
ーゲットを用いてスパッター法により所定の厚さにシリ
サイド層を形成する。シリサイドターゲットのかわりに
シリコンとシリサイド形成金属とのコスパッターを行な
いシリサイド層を形成してもよい。もちろんシリサイド
層の形成を電子ビーム法で行なってもよい。
そののち裏面電極を常法により堆積させることによ
り、本発明の耐熱性薄膜光電変換素子がえられる。
り、本発明の耐熱性薄膜光電変換素子がえられる。
上記説明ではpin型太陽電池について説明したが、シ
ョットキ型やpn型の太陽電池あるいは他の光電変換素子
についても同様である。また太陽電池はヘテロ接合の太
陽電池であってもよく、ホモ接合の太陽電池であっても
よい。
ョットキ型やpn型の太陽電池あるいは他の光電変換素子
についても同様である。また太陽電池はヘテロ接合の太
陽電池であってもよく、ホモ接合の太陽電池であっても
よい。
本発明の耐熱性薄膜光電変換素子は、半導体−シリサ
イド層−電極からなる層を形成したのち、180°〜成膜
温度（180〜400℃程度）で0.5〜４時間熱処理している
ので、シリサイド層と半導体およびシリサイド層と電極
との接触をよくすることができ、その界面の直列抵抗を
減少させることができる。
イド層−電極からなる層を形成したのち、180°〜成膜
温度（180〜400℃程度）で0.5〜４時間熱処理している
ので、シリサイド層と半導体およびシリサイド層と電極
との接触をよくすることができ、その界面の直列抵抗を
減少させることができる。
このようにして製造される本発明の耐熱性薄膜光電変
換素子は、たとえば50℃以上のような高温で使用され
る、あるいは使用中に50℃以上になることがあるような
用途に使用される太陽電池や光検出素子などとして好適
に使用される。とくに屋外に設置され、使用温度が80℃
にもなる太陽電池に用いたばあいに、本発明の効果が大
きく発揮される。またシリサイド層が薄いため、長波長
光の裏面電極面での反射ロスが極めて少ない。
換素子は、たとえば50℃以上のような高温で使用され
る、あるいは使用中に50℃以上になることがあるような
用途に使用される太陽電池や光検出素子などとして好適
に使用される。とくに屋外に設置され、使用温度が80℃
にもなる太陽電池に用いたばあいに、本発明の効果が大
きく発揮される。またシリサイド層が薄いため、長波長
光の裏面電極面での反射ロスが極めて少ない。
つぎに本発明の耐熱性薄膜光電変換素子を実施例にも
とづき説明する。
とづき説明する。
実施例１ 厚さ1000ÅのITO/SnO2透明電極を設けた厚さ1mmの青
板ガラス基板上に、基板温度約200℃、圧力約1Torrに
て、SiH4、CH4、B2H6からなる混合ガス、SiH4、H2から
なる混合ガス、SiH4、PH3からなる混合ガスをこの順に
用いて、グロー放電分解法にてそれぞれアモルファスタ
イプのｐ層を120Å、ｉ層を5000Å、ｎ層を300Åの厚さ
になるように堆積させた。
板ガラス基板上に、基板温度約200℃、圧力約1Torrに
て、SiH4、CH4、B2H6からなる混合ガス、SiH4、H2から
なる混合ガス、SiH4、PH3からなる混合ガスをこの順に
用いて、グロー放電分解法にてそれぞれアモルファスタ
イプのｐ層を120Å、ｉ層を5000Å、ｎ層を300Åの厚さ
になるように堆積させた。
そののち、モリブデン含有率15atm％のモリブデンシ
リサイドターゲットをスパッターし、厚さが30Åになる
ようにｎ層上に堆積させたのち、つづいてAgを1000Åの
厚さに電子ビーム法で堆積させた。ついで200℃で２時
間熱処理して太陽電池をえた。
リサイドターゲットをスパッターし、厚さが30Åになる
ようにｎ層上に堆積させたのち、つづいてAgを1000Åの
厚さに電子ビーム法で堆積させた。ついで200℃で２時
間熱処理して太陽電池をえた。
えられた太陽電池のｐ層、ｉ層、ｎ層、モリブデンシ
リサイド層およびAg層はそれぞれ120Å、5000Å、300
Å、30Å、1000Åの厚さであった。
リサイド層およびAg層はそれぞれ120Å、5000Å、300
Å、30Å、1000Åの厚さであった。
えられた太陽電池の特性および230℃で６時間加熱し
たのちの特性をAM−１、100mW/cm2のソーラーシミュレ
ーターを用いて測定した。その結果を第１表に示す。
たのちの特性をAM−１、100mW/cm2のソーラーシミュレ
ーターを用いて測定した。その結果を第１表に示す。
実施例２〜５ 実施例１におけるMo（モリブデン）に代えて、それぞ
れTi（実施例２）、Cr（実施例３）、Ni（実施例４）お
よびPd（実施例５）を用いた以外は、実施例１と同様に
して太陽電池を作製した。
れTi（実施例２）、Cr（実施例３）、Ni（実施例４）お
よびPd（実施例５）を用いた以外は、実施例１と同様に
して太陽電池を作製した。
えられた太陽電池の特性および230℃で６時間加熱し
たのちの特性をAM−１、100mW/cm2のソーラーシミュレ
ーターを用いて測定した。その結果を第１表に示す。
たのちの特性をAM−１、100mW/cm2のソーラーシミュレ
ーターを用いて測定した。その結果を第１表に示す。
比較例１〜５ 200℃で２時間熱処理しなかったほかはそれぞれ実施
例１〜５と同様にして太陽電池を作製し（比較例１〜５
はそれぞれ実施例１〜５に対応）、えられた太陽電池の
特性を測定した。その結果を第１表に示す。
例１〜５と同様にして太陽電池を作製し（比較例１〜５
はそれぞれ実施例１〜５に対応）、えられた太陽電池の
特性を測定した。その結果を第１表に示す。
比較例６ モリブデンシリサイド層を設けなかったほかは実施例
１と同様にして太陽電池を作製し、えられた太陽電池の
特性および230℃で６時間加熱したのちの特性を測定し
た。その結果を第１表に示す。
１と同様にして太陽電池を作製し、えられた太陽電池の
特性および230℃で６時間加熱したのちの特性を測定し
た。その結果を第１表に示す。
［発明の効果］ 以上説明したように、薄膜光電変換素子を製造するば
あいに、半導体と裏面電極との間に厚さが５〜300Åで
あり、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、
Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、PdまたはPtのシリサイド
層を設けることにより、薄膜光電変換素子を高温で使用
したばあいにも、裏面電極を構成する金属成分や入光側
の電極を構成する金属化合物成分が半導体中に拡散する
ことを防ぎ、薄膜光電変換素子の低下を少なくすること
ができる。さらにシリサイド層を５〜300Å、好ましく
は７〜100Åというように薄く形成するため、太陽電池
のばあいには長波長光の裏面反射光を充分利用できるな
どの効果が生ずる。また半導体−シリサイド層−電極を
積層させたのち180℃〜成膜温度で0.5〜４時間熱処理す
ることにより、えられる耐熱性薄膜光電変換素子特性
（とくに太陽電池特性のうちの短絡電流およびフィルフ
ァクター）をさらに改良することができる。
あいに、半導体と裏面電極との間に厚さが５〜300Åで
あり、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Mn、Re、
Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、PdまたはPtのシリサイド
層を設けることにより、薄膜光電変換素子を高温で使用
したばあいにも、裏面電極を構成する金属成分や入光側
の電極を構成する金属化合物成分が半導体中に拡散する
ことを防ぎ、薄膜光電変換素子の低下を少なくすること
ができる。さらにシリサイド層を５〜300Å、好ましく
は７〜100Åというように薄く形成するため、太陽電池
のばあいには長波長光の裏面反射光を充分利用できるな
どの効果が生ずる。また半導体−シリサイド層−電極を
積層させたのち180℃〜成膜温度で0.5〜４時間熱処理す
ることにより、えられる耐熱性薄膜光電変換素子特性
（とくに太陽電池特性のうちの短絡電流およびフィルフ
ァクター）をさらに改良することができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−101469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−92281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−177974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−141565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−58777（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】非晶質薄膜からなる半導体と電極との間に
厚さが５〜300Åであり、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、C
r、Mo、Ｗ、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd
またはPtのシリサイド層を設けた耐熱性薄膜光電変換素
子を製造する際に、半導体−シリサイド層−電極からな
る層を形成したのち、180℃〜成膜温度で0.5〜４時間熱
処理することを特徴とする耐熱性薄膜光電変換素子の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124789A JPH088368B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124789A JPH088368B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283174A JPS61283174A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH088368B2 true JPH088368B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14894159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124789A Expired - Lifetime JPH088368B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088368B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52141565A (en) * | 1976-05-20 | 1977-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor unit |
| JPS6047739B2 (ja) * | 1977-11-17 | 1985-10-23 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPS5735318A (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59147469A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-23 | Hitachi Ltd | 非晶質シリコン太陽電池 |
| JPS59177974A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアスシリコン系半導体素子 |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP60124789A patent/JPH088368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283174A (ja) | 1986-12-13 |
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