JPH10163509A - I-iii-vi compound semiconductor and thin-film solar battery using it - Google Patents

I-iii-vi compound semiconductor and thin-film solar battery using it

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JPH10163509A
JPH10163509A JP8317535A JP31753596A JPH10163509A JP H10163509 A JPH10163509 A JP H10163509A JP 8317535 A JP8317535 A JP 8317535A JP 31753596 A JP31753596 A JP 31753596A JP H10163509 A JPH10163509 A JP H10163509A
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JP
Japan
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iii
layer
group
precursor
metal
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Withdrawn
Application number
JP8317535A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kamiya
武志 神谷
Kenji Sato
賢次 佐藤
Masami Nakamura
真砂美 中村
Takeshi Iketani
剛 池谷
Shinichi Nakagawa
伸一 中川
Norio Mochizuki
紀雄 望月
Kazuhiro Toyoda
和弘 豊田
Kazue Suzuki
和枝 鈴木
Masaharu Ishida
正晴 石田
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells

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  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the photocurrent output of a thin-film solar battery by heat-treating a precursor formed by successively laminating a first metallic layer, a first group III-VI element compound layer, and a second group III-VI element compound layer upon another on a substrate, containing an alkali metal to a prescribed temperature in a prescribed atmosphere. SOLUTION: A precursor has a first metallic layer 12, formed on a substrate 13 containing an alkali metal, a first group III-VI element compound layer 11 which is formed on the metallic layer 12 and contains a group III-VI element compound, and a second group III-VI element compound layer 20 which is formed on the layer 11 and contains a group III-VI element compound. A I-III-VI compound semiconductor 14 is formed by heat-treating the precursor to a prescribed temperature in a prescribed atmosphere. The heat-treatment is seleniding treatment in which selenium is injected into the precursor, by heating the precursor in the atmosphere of a selenium gaseous phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスに
関し、特に、I-III-VI族系化合物半導体のプリカーサ
ー、及びこれを用いて作製した薄膜太陽電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a precursor of a group I-III-VI compound semiconductor and a thin-film solar cell manufactured using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、第1従来例を説明するための図
であって、固相セレン化技術を用いたプリカーサー、及
びこれを用いて作製したI-III-VI族系化合物半導体を説
明するための断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a view for explaining a first conventional example, in which a precursor using solid-phase selenization technology and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the same are used. It is sectional drawing for demonstrating.

【0003】この種のI-III-VI族系化合物半導体の第1
従来例としては、例えば、特開平1−231313号公
報(発明の名称:半導体フィルムの製造方法、出願日:
1988年11月28日)に示すようなものがある(図
6参照)。
The first of this kind of I-III-VI compound semiconductors
As a conventional example, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1-231313 (Title of Invention: Manufacturing method of semiconductor film, filing date:
(November 28, 1988) (see FIG. 6).

【0004】第1従来例におけるプリカーサー6は、ガ
ラス基板1上に、モリブデン(Mo)金属電極層2、銅
層3、インジウム(In)層4、セレン(Se)層5が
この順番で積層されて構成されていた。
In a precursor 6 according to a first conventional example, a molybdenum (Mo) metal electrode layer 2, a copper layer 3, an indium (In) layer 4, and a selenium (Se) layer 5 are laminated on a glass substrate 1 in this order. It was composed.

【0005】この様な積層構造を有するプリカーサー6
を熱処理する固相セレン化法を用いることに依り、Cu
InGaSe2等のI-III-VI族系化合物半導体7,2を
作製していた。
[0005] The precursor 6 having such a laminated structure
By using a solid-phase selenization method of heat-treating Cu
I-III-VI group compound semiconductors 7, 2 such as InGaSe2 were produced.

【0006】図7は、第2従来例を説明するための図で
あって、気相セレン化法を用いたプリカーサー、及びこ
れを用いて作製したI-III-VI族系化合物半導体を説明す
るための断面図である。
FIG. 7 is a view for explaining the second conventional example, and illustrates a precursor using a gas phase selenization method and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【0007】また、Cu−InのプリカーサーをSe又
はH2Se等のセレン気相中で反応させる気相セレン化
技術を用いてI-III-VI族系化合物半導体を作製する第2
従来例を図7に示す。
A second method for producing an I-III-VI group compound semiconductor using a vapor-phase selenization technique in which a precursor of Cu-In is reacted in a selenium vapor phase such as Se or H2Se.
FIG. 7 shows a conventional example.

【0008】第2従来例におけるプリカーサーは、ガラ
ス基板1上に、モリブデン(Mo)金属電極層2、銅
(Cu)層3、インジウム(In)層4がこの順番で積
層されて構成されていた。
The precursor in the second prior art example is configured such that a molybdenum (Mo) metal electrode layer 2, a copper (Cu) layer 3, and an indium (In) layer 4 are laminated on a glass substrate 1 in this order. .

【0009】この様な積層構造を有するプリカーサー
を、前述の気相セレン化法を用いることに依り、CuI
nGaSe2等のI-III-VI族系化合物半導体7,2を作
製していた。
The precursor having such a laminated structure is prepared by using the vapor-phase selenization method described above to obtain CuI.
I-III-VI group compound semiconductors 7, 2 such as nGaSe2 were produced.

【0010】図8(a)は、第1従来例の固相セレン化
技術又は第2従来例の気相セレン化技術を用いたCuI
nSe2系の各種プリカーサーを用いて作製したI-III-V
I族系化合物半導体における結晶粒径及びナトリウム含
有率との関係を説明するための図表であり、図8(b)
は、第1従来例の固相セレン化技術又は第2従来例の気
相セレン化技術を用いたCu(In,Ga)Se2系の
各種プリカーサープリカーサー、及びこれを用いて作製
したI-III-VI族系化合物半導体における結晶粒径及びナ
トリウム含有率との関係を説明するための図表であ
る。。
FIG. 8A shows a CuI using the solid-state selenization technique of the first conventional example or the gas-phase selenization technique of the second conventional example.
I-III-V prepared using various precursors of nSe2 series
FIG. 8B is a chart for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the group I-based compound semiconductor, and FIG.
Are Cu (In, Ga) Se2 based precursors using the solid-phase selenization technology of the first conventional example or the gas-phase selenization technology of the second conventional example, and I-III- fabricated using the precursors. 6 is a table for explaining a relationship between a crystal grain size and a sodium content in a group VI compound semiconductor. .

【0011】図表8(a)に示すように、第1従来例の
固相セレン化技術又は第2従来例の気相セレン化技術を
用いたCuInSe2系の各種プリカーサーを用いて作
製した何れかのI-III-VI族系化合物半導体においても、
1μm以下の結晶粒径が得られていた。
As shown in FIG. 8 (a), any of the CuInSe2 based precursors using the solid-phase selenization technique of the first conventional example or the vapor-phase selenization technique of the second conventional example is used. Even in I-III-VI group compound semiconductors,
A crystal grain size of 1 μm or less was obtained.

【0012】同様に、図表8(b)に示すように、第1
従来例の固相セレン化技術又は第2従来例の気相セレン
化技術を用いたCu(In,Ga)Se2系の各種プリ
カーサーを用いて作製した何れのI-III-VI族系化合物半
導体においても、0.5μm以下の結晶粒径が得られて
いた。
[0012] Similarly, as shown in FIG.
In any of the I-III-VI group compound semiconductors prepared using various precursors of Cu (In, Ga) Se2 based on the conventional solid-phase selenization technology or the second conventional gas-phase selenization technology. Also, a crystal grain size of 0.5 μm or less was obtained.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな第1従来例又は第2従来例のI-III-VI族系化合物半
導体では、CIS系半導体であるCuInSe2系又は
Cu(In,Ga)Se2系の何れのプリカーサーを用
いても、1乃至0.5μm程度の結晶粒径しか得られな
いため、10%を越えるような高い光電変換効率を実現
することが難しく、又、フォトキャリアを長寿命化する
ことが難しいという技術的課題があった。
However, in the first or second prior art I-III-VI group compound semiconductors, a CIS semiconductor such as CuInSe2 or Cu (In, Ga) Se2 is used. No matter which precursor of the system is used, only a crystal grain size of about 1 to 0.5 μm can be obtained, so that it is difficult to realize a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10%, and the photo carrier has a long life. There was a technical problem that it was difficult to convert.

【0014】則ち、このようなI-III-VI族系化合物半導
体では大きな光電流を取り出すことが難しく、その結
果、このようなI-III-VI族系化合物半導体を用いて作製
した薄膜太陽電池では大きな光電流を取り出すことが難
しという技術的課題があった。
In other words, it is difficult to extract a large photocurrent from such an I-III-VI group compound semiconductor, and as a result, a thin-film solar cell fabricated using such an I-III-VI group compound semiconductor can be obtained. There was a technical problem that it was difficult to extract a large photocurrent with a battery.

【0015】一方、CIS系半導体であるCuInSe
2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカーサ
ーにおける結晶粒径を大きくするためには、ナトリウム
等のアルカリ金属をプリカーサー中にドーピング処理
し、このドーピング処理後のプリカーサーをセレン化処
理することに依り、結晶粒径を大きくできることが知ら
れている。
On the other hand, CuInSe, which is a CIS semiconductor,
In order to increase the crystal grain size in either the 2-system or Cu (In, Ga) Se2 system precursor, an alkali metal such as sodium is doped into the precursor, and the precursor after the doping is selenized. Accordingly, it is known that the crystal grain size can be increased.

【0016】しかしながら、半導体プロセス中で重金属
不純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属
を、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良く注入又は
拡散でき、且つ他のプロセスに不純物として悪影響を与
えないようにできるプリカーサーの構造が求められてい
た。
However, an alkali metal such as sodium, which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process, can be locally injected or diffused into a predetermined position by a predetermined amount with high precision, and does not adversely affect other processes as an impurity. There was a need for a precursor structure that could be used.

【0017】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、アルカリ金属を含有
する基板又はアルカリ供給層、第1III-VI族元素化合物
層(又はVI族元素単体層)、第2III-VI族元素化合物層
(又は第2金属層)とこの順番で積層して構成したプリ
カーサーに対して所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱
処理(セレン化処理)を実行することに依り形成された
I-III-VI族系化合物半導体に依り、半導体プロセス中で
重金属不純物として排除されるナトリウム等のアルカリ
金属を、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くドー
ピング処理し、且つ他のプロセスに不純物として悪影響
を与えないようにできるプリカーサーの構造を実現し、
その結果、CIS系半導体であるCuInSe2系又は
Cu(In,Ga)Se2系の何れのプリカーサーでも
結晶粒径を大きくすることを課題としている。
An object of the present invention is to solve such conventional problems, and in particular, to a substrate or an alkali supply layer containing an alkali metal, a first group III-VI element compound layer (or a single group VI element). Layer) and a second III-VI element compound layer (or a second metal layer) and a precursor (laminated in this order) is subjected to heat treatment (selenization treatment) in which the precursor is heated at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. Formed by
Alkali metals such as sodium, which are excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process, are locally and precisely doped by a predetermined amount by a predetermined amount according to the I-III-VI group compound semiconductor, and used in other processes. Implementing a precursor structure that can prevent adverse effects as impurities,
As a result, it is an object of the present invention to increase the crystal grain size in any of the CuInSe 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursors that are CIS-based semiconductors.

【0018】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化をを図り、
更に、フォトキャリアの長寿命化を図り、その結果、光
電流の高出力化を図ることを課題としている。
Further, due to the fact that a large crystal grain size is obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% is achieved,
It is another object of the present invention to extend the life of a photocarrier and, as a result, to increase the output of a photocurrent.

【0019】又、この様なI-III-VI族系化合物半導体を
用いて薄膜太陽電池を作製することに依り、薄膜太陽電
池における光電流の高出力化を図ることを課題としてい
る。
Another object of the present invention is to increase the output of photocurrent in a thin-film solar cell by manufacturing a thin-film solar cell using such an I-III-VI group compound semiconductor.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、I-III-VI族系化合物半導体14であって、アルカリ
金属を含有する基板13上に形成された第1金属層12
と当該第1金属層12上に形成されたIII-VI族元素化合
物を有する第1III-VI族元素化合物層11と当該第1II
I-VI族元素化合物層11上に形成されたIII-VI族元素化
合物を有する第2III-VI族元素化合物層20とを有する
プリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する
熱処理を実行することに依り形成された、ことを特徴と
するI-III-VI族系化合物半導体14である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor comprising a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal.
A first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound formed on the first metal layer 12;
Performing a heat treatment of heating a precursor 24 having a second III-VI element compound layer 20 having a III-VI element compound formed on the I-VI element compound layer 11 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere; The I-III-VI group compound semiconductor 14 is characterized by being formed by

【0021】請求項1に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
(元素記号:Na)等のアルカリ金属に対して反応性に
富む第1III-VI族元素化合物層11や第2III-VI族元素
化合物層20をアルカリ金属を含有する基板13の近傍
に反応性の高い順番で配置できるので、所定の位置に局
所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板13から
熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更に、
熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物として悪
影響を与えないようにできるプリカーサー24の構造を
実現できるようになるといった効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, a Group III-VI element compound which is highly reactive to an alkali metal such as sodium (element symbol: Na) excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the layer 11 and the second group III-VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity near the substrate 13 containing an alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely deposited at a predetermined position by a predetermined amount. Thus, doping can be performed by heat treatment. Furthermore,
As long as no heat treatment is applied, an effect is obtained that the structure of the precursor 24 can be realized in which other processes are not adversely affected as impurities.

【0022】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0023】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0024】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0025】請求項2に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、アルカリ金属を含有する基板
13上に形成された第1金属層12と当該第1金属層1
2上に形成されたIII-VI族元素化合物を有する第1III-
VI族元素化合物層11と当該第1III-VI族元素化合物層
11上に形成された銅元素(元素記号:Cu)を有する
第2金属層16とを有するプリカーサー24を所定雰囲
気内で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り
形成された、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導
体14である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor, comprising a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal and a first metal layer formed on the substrate.
II-III-VI compound formed on II-III
A precursor 24 having a group VI element compound layer 11 and a second metal layer 16 having a copper element (element symbol: Cu) formed on the first group III-VI element compound layer 11 is placed in a predetermined atmosphere at a predetermined temperature. An I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating.

【0026】請求項2に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層11をアルカリ金属を含有する基板13の近傍
に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精
度良くアルカリ金属を基板13から熱処理に依りドーピ
ング処理できるようになる。更に、熱処理を与えない限
り、他のプロセスに不純物として悪影響を与えないよう
にできるプリカーサー24の構造を実現できるようにな
るといった効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, the first III-VI group element compound layer 11 having a high reactivity with an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process is made of an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the containing substrate 13, it becomes possible to dope the alkali metal from the substrate 13 with high accuracy by a predetermined amount locally at a predetermined position. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0027】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0028】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0029】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0030】請求項3に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、アルカリ金属を含有する基板
13上に形成された第1金属層12と当該第1金属層1
2上に形成されたVI族元素単体層15と当該VI族元素単
体層15上に形成されたIII-VI族元素化合物を有する第
1III-VI族元素化合物層11とを有するプリカーサー2
4を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行す
ることに依り形成された、ことを特徴とするI-III-VI族
系化合物半導体14である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 and the first metal layer 1 are formed on a substrate 13 containing an alkali metal.
A precursor 2 having a group VI element single layer 15 formed on the second group 2 and a first III-VI element compound layer 11 having a group III-VI element formed on the group VI element single layer 15
4 is a group I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating No. 4 in a predetermined atmosphere at a predetermined temperature.

【0031】請求項3に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層1
5や第1III-VI族元素化合物層11をアルカリ金属を含
有する基板13の近傍に反応性の高い順番で配置できる
ので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカ
リ金属を基板13から熱処理に依りドーピング処理でき
るようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロ
セスに不純物として悪影響を与えないようにできるプリ
カーサー24の構造を実現できるようになるといった効
果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, a group VI elemental element layer 1 having high reactivity with an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process.
5 or the first III-VI group element compound layer 11 can be arranged in the order of high reactivity near the substrate 13 containing an alkali metal. Doping treatment can be performed by the heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0032】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0033】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0034】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0035】請求項4に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、アルカリ金属を含有する基板
13上に形成された第1金属層12と当該第1金属層1
2上に形成されたVI族元素単体層15と当該VI族元素単
体層15上に形成された銅元素を有する第2金属層16
とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度
で加熱する熱処理を実行することに依り形成された、こ
とを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 and the first metal layer 1 formed on a substrate 13 containing an alkali metal.
2 and a second metal layer 16 containing a copper element formed on the group VI element simple layer 15.
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having a predetermined temperature and a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0036】請求項4に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体
層15をアルカリ金属を含有する基板13の近傍に配置
できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良く
アルカリ金属を基板13から熱処理に依りドーピング処
理できるようになる。更に、熱処理を与えない限り、他
のプロセスに不純物として悪影響を与えないようにでき
るプリカーサー24の構造を実現できるようになるとい
った効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, the group VI elemental element layer 15 most reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the substrate 13, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0037】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0038】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0039】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0040】請求項5に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、基板13上に形成されたアル
カリ供給層26と当該アルカリ供給層26上に形成され
た第1金属層12と当該第1金属層12上に形成された
III-VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物層
11と当該第1III-VI族元素化合物層11上に形成され
たIII-VI族元素化合物を有する第2III-VI族元素化合物
層20とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内で所
定温度で加熱する熱処理を実行することに依り形成され
た、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14で
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor 14 comprising an alkali supply layer 26 formed on a substrate 13 and a first supply layer 26 formed on the alkali supply layer 26. Metal layer 12 and formed on the first metal layer 12
A first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound and a second III-VI element compound layer 20 having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer 11 The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having a predetermined temperature and a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0041】請求項5に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層11や第2III-VI族元素化合物層20をアルカ
リ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の
高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定
量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から
熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the fifth aspect of the present invention, the first III-VI element compound layer 11 or the second III-VI element compound layer which is highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. Since the group VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is locally heat-treated from the alkali supply layer 26 by a predetermined amount at a predetermined position. Allows doping treatment.

【0042】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0043】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0044】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor, CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0045】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0046】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0047】請求項6に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、基板13上に形成されたアル
カリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成された第
1金属層12と当該第1金属層12上に形成されたIII-
VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物層11
と当該第1III-VI族元素化合物層11上に形成された銅
元素を有する第2金属層16とを有するプリカーサー2
4を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行す
ることに依り形成された、ことを特徴とするI-III-VI族
系化合物半導体14である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI compound semiconductor 14, wherein the alkali supply layer 26 is formed on the substrate 13 and the first metal is formed on the alkali supply layer 26. Layer 12 and the III- layer formed on the first metal layer 12.
First III-VI element compound layer 11 having group VI element compound
A precursor 2 having a copper element and a second metal layer 16 formed on the first group III-VI element compound layer 11
4 is a group I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating No. 4 in a predetermined atmosphere at a predetermined temperature.

【0048】請求項6に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層11をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層
26の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所
定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26か
ら熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the sixth aspect of the present invention, the first group III-VI element compound layer 11 having a high reactivity with an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process is made of an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the contained alkali supply layer 26, it becomes possible to dope alkali metal from the alkali supply layer 26 locally at a predetermined position with high accuracy by a predetermined amount by heat treatment.

【0049】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0050】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0051】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0052】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0053】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0054】請求項7に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、基板13上に形成されたアル
カリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成された第
1金属層12と当該第1金属層12上に形成されたVI族
元素単体層15と当該VI族元素単体層15上に形成され
たIII-VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物
層11とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内で所
定温度で加熱する熱処理を実行することに依り形成され
た、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14で
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI compound semiconductor 14, wherein the alkali supply layer 26 is formed on the substrate 13 and the first metal is formed on the alkali supply layer 26. A layer 12, a group VI element simple layer 15 formed on the first metal layer 12, and a first group III-VI element compound layer 11 having a group III-VI element compound formed on the group VI element single layer 15 The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having a predetermined temperature and a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0055】請求項7に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層1
5や第1III-VI族元素化合物層11をアルカリ金属を含
有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の高い順番で
配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度
良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
According to the seventh aspect of the present invention, the group VI elemental element layer 1 having a high reactivity with an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process.
5 or the first III-VI element compound layer 11 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal. The doping process can be performed from the supply layer 26 by the heat treatment.

【0056】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0057】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 that can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0058】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor, CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0059】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency of more than 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0060】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0061】請求項8に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、基板13上に形成されたアル
カリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成された第
1金属層12と当該第1金属層12上に形成されたVI族
元素単体層15と当該VI族元素単体層15上に形成され
た銅元素を有する第2金属層16とを有するプリカーサ
ー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実
行することに依り形成された、ことを特徴とするI-III-
VI族系化合物半導体14である。
The invention according to claim 8 is the I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the alkali supply layer 26 is formed on the substrate 13 and the first metal is formed on the alkali supply layer 26. A precursor 24 having a layer 12, a group VI element simple layer 15 formed on the first metal layer 12 and a second metal layer 16 containing a copper element formed on the group VI element simple layer 15 is exposed to a predetermined atmosphere. Formed by performing a heat treatment of heating at a predetermined temperature within the I-III-
Group VI compound semiconductor 14.

【0062】請求項8に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体
層15をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の
近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だ
け精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処
理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the eighth aspect of the present invention, the group VI element simple substance layer 15 most reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer 26, it becomes possible to dope an alkali metal from the alkali supply layer 26 locally at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by heat treatment.

【0063】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0064】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0065】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0066】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0067】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0068】請求項9に記載の発明は、I-III-VI族系化
合物半導体14であって、基板13上に形成された第1
金属層12とアルカリ金属を含有した状態で当該第1金
属層12上に形成されたアルカリ供給層26と当該アル
カリ供給層26上に形成されたIII-VI族元素化合物を有
する第1III-VI族元素化合物層11と当該第1III-VI族
元素化合物層11上に形成されたIII-VI族元素化合物を
有する第2III-VI族元素化合物層20とを有するプリカ
ーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理
を実行することに依り形成された、ことを特徴とするI-
III-VI族系化合物半導体14である。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first
An alkali supply layer 26 formed on the first metal layer 12 in a state containing the metal layer 12 and the alkali metal, and a first group III-VI having a group III-VI element compound formed on the alkali supply layer 26 A precursor 24 having an element compound layer 11 and a second III-VI element compound layer 20 having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer 11 is heated at a predetermined temperature and in a predetermined atmosphere. I- characterized by being formed by performing a heat treatment of heating
III-VI group compound semiconductor 14.

【0069】請求項9に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層11や第2III-VI族元素化合物層20をアルカ
リ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の
高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定
量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から
熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the ninth aspect of the present invention, the first III-VI element compound layer 11 and the second III-VI element compound layer 11 which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. Since the group VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is locally heat-treated from the alkali supply layer 26 by a predetermined amount at a predetermined position. Allows doping treatment.

【0070】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0071】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0072】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0073】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0074】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0075】請求項10に記載の発明は、I-III-VI族系
化合物半導体14であって、基板13上に形成された第
1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で当該第1
金属層12上に形成されたアルカリ供給層26と当該ア
ルカリ供給層26上に形成されたIII-VI族元素化合物を
有する第1III-VI族元素化合物層11と当該第1III-VI
族元素化合物層11上に形成された銅元素を有する第2
金属層16とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内
で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り形成
された、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体1
4である。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 formed on the substrate 13 and the first metal layer 12 contain the alkali metal.
The alkali supply layer 26 formed on the metal layer 12, the first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound formed on the alkali supply layer 26, and the first III-VI
Second element having a copper element formed on group III element compound layer 11
I-III-VI group compound semiconductor 1 formed by performing a heat treatment of heating precursor 24 having metal layer 16 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
4.

【0076】請求項10に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元
素化合物層11をアルカリ金属を含有するアルカリ供給
層26の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に
所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the tenth aspect of the present invention, the first III-VI group element compound layer 11 having a high reactivity with an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process is made of an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the contained alkali supply layer 26, the alkali metal can be locally and precisely placed at a predetermined position by a predetermined amount.
Thus, doping can be performed by heat treatment.

【0077】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0078】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0079】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0080】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0081】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0082】請求項11に記載の発明は、I-III-VI族系
化合物半導体14であって、基板13上に形成された第
1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で当該第1
金属層12上に形成されたアルカリ供給層26と当該ア
ルカリ供給層26上に形成されたVI族元素単体層15と
当該VI族元素単体層15上に形成されたIII-VI族元素化
合物を有する第1III-VI族元素化合物層11とを有する
プリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する
熱処理を実行することに依り形成された、ことを特徴と
するI-III-VI族系化合物半導体14である。
The invention according to claim 11 is the I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 formed on the substrate 13 and the first metal layer 12 containing the alkali metal are contained.
It has an alkali supply layer 26 formed on the metal layer 12, a group VI element single layer 15 formed on the alkali supply layer 26, and a group III-VI element compound formed on the group VI element single layer 15. I-III-VI compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating precursor 24 having first III-VI element compound layer 11 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. It is.

【0083】請求項11に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層
15や第1III-VI族元素化合物層11をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の高い順番
で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精
度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に
依りドーピング処理できるようになる。
According to the eleventh aspect, the group VI element single layer 15 and the first group III-VI element which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. Since the compound layer 11 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing the alkali metal, the alkali metal is locally and precisely doped at a predetermined position by a predetermined amount from the alkali supply layer 26 by heat treatment. Be able to process.

【0084】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Furthermore, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0085】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0086】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0087】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0088】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0089】請求項12に記載の発明は、I-III-VI族系
化合物半導体14であって、基板13上に形成された第
1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で当該第1
金属層12上に形成されたアルカリ供給層26と当該ア
ルカリ供給層26上に形成されたVI族元素単体層15と
当該VI族元素単体層15上に形成された銅元素を有する
第2金属層16とを有するプリカーサー24を所定雰囲
気内で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り
形成された、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導
体14である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 formed on the substrate 13 and the first metal layer 12 containing the alkali metal are contained.
The alkali supply layer 26 formed on the metal layer 12, the group VI element single layer 15 formed on the alkali supply layer 26, and the second metal layer having a copper element formed on the group VI element single layer 15 16. The I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having a temperature of 16 in a predetermined atmosphere at a predetermined temperature.

【0090】請求項12に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単
体層15をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26
の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量
だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱
処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the group VI elemental element layer 15 most reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Alkali supply layer 26
, The doping treatment of the alkali metal from the alkali supply layer 26 by a heat treatment can be locally performed at a predetermined position and precisely by a predetermined amount.

【0091】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0092】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 that can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to the heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. A substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate 13 having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0093】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0094】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0095】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0096】請求項13に記載の発明は、請求項1乃至
12の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4において、前記アルカリ金属がナトリウムであること
を特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to twelfth aspects.
4. In the I-III-VI group compound semiconductor 14, the alkali metal is sodium.

【0097】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至12の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
に対して最も反応性に富むVI族元素単体層15をナトリ
ウムを含有するアルカリ供給層26の近傍に配置できる
ので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くナトリ
ウムをアルカリ供給層26から熱処理に依りドーピング
処理できるようになる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to twelfth aspects, the most reactive to sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Group element element layer 15 rich in oxygen can be arranged near the alkali-containing layer 26 containing sodium, so that sodium can be doped from the alkali-supply layer 26 locally at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by heat treatment. become.

【0098】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Furthermore, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0099】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0100】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0101】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0102】請求項14に記載の発明は、請求項1乃至
13の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4において、前記VI族元素が、セレン(元素記号:S
e)、イオウ(元素記号:S)、又はテルル(元素記
号:Te)の何れかであることを特徴とするI-III-VI族
系化合物半導体14である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to thirteenth aspects.
4, the group VI element is selenium (element symbol: S
e), sulfur (element symbol: S), or tellurium (element symbol: Te).

【0103】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、セレ
ン、イオウ、又はテルル等のVI族元素を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
きるといった効果を奏する。特に、セレンやその化合物
は結晶性の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜(ナトリ
ウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるようになると
いった効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, the use of a Group VI element such as selenium, sulfur, or tellurium provides This has the effect of achieving high photocarrier generation efficiency. In particular, selenium and its compounds have the effect that a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0104】請求項15に記載の発明は、請求項1乃至
13の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4において、前記III族元素が、ガリウム又はインジウ
ムであることを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体1
4である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to thirteenth aspects.
4. The I-III-VI compound semiconductor according to 4, wherein the group III element is gallium or indium.
4.

【0105】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、ガリウ
ム(元素記号:Ga)又はインジウム(元素記号:I
n)といったIII族元素を用いることに依り、フォトキ
ャリアの高い生成効率を実現することができるといった
効果を奏する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, gallium (element symbol: Ga) or indium (element symbol: I
By using a group III element such as n), there is an effect that a high generation efficiency of photocarriers can be realized.

【0106】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜
(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるよう
になるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect that a thin film of a group I-III-VI compound semiconductor having high crystallinity (a CIS thin film containing sodium) can be easily formed.

【0107】請求項16に記載の発明は、請求項1,
2,5,6,7,9,10,11,12,13,14、
又は15に記載のI-III-VI族系化合物半導体14におい
て、前記第1III-VI族元素化合物層11がInxSe(1-
x)を有し、且つ前記第2III-VI族元素化合物層20がG
axSe(1-x)を有する、ことを特徴とするI-III-VI族系
化合物半導体14である。
The invention according to claim 16 is the first invention.
2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
Or in the I-III-VI group compound semiconductor 14 according to item 15, wherein the first III-VI element compound layer 11 is formed of InxSe (1-
x), and the second III-VI element compound layer 20 has G
An I-III-VI group compound semiconductor 14 having axSe (1-x).

【0108】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
1,2,5,6,7,9,10,11,12,13,1
4、又は15に記載の効果に加えて、半導体プロセス中
で重金属不純物として排除されるナトリウム等のアルカ
リ金属に対して反応性に富むInxSe(1-x)(0≦x≦
1)やGaxSe(1-x)(0≦x≦1)をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層26や基板13の近傍に反応性
の高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所
定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26か
ら熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
According to the invention of claim 16, according to claims 1, 2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 1
In addition to the effects described in 4 or 15, InxSe (1-x) (0 ≦ x ≦), which is highly reactive with alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process.
1) and GaxSe (1-x) (0 ≦ x ≦ 1) can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer 26 containing alkali metal and the substrate 13, so that they are locally located at predetermined positions. The doping treatment of the alkali metal from the alkali supply layer 26 by the heat treatment can be performed with high accuracy only by the quantitative determination.

【0109】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0110】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn, which is a CIS semiconductor,
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0111】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0112】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0113】また、InxSe(1-x)やGaxSe(1-x)と
いったIII族化合物を用いることに依り、フォトキャリ
アの高い生成効率を実現することができ、更に、結晶性
の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜(ナトリウム含有
CIS薄膜)を容易に形成できるようになるといった効
果を奏する。
Further, by using a group III compound such as InxSe (1-x) or GaxSe (1-x), high photocarrier generation efficiency can be realized, and further, high crystallinity I-III The effect is that a group-VI compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0114】請求項17に記載の発明は、請求項1,
2,5,6,7,9,10,11,12,13,14、
又は15に記載のI-III-VI族系化合物半導体14におい
て、前記第1III-VI族元素化合物層11がGaxSe(1-
x)を有し、且つ前記第2III-VI族元素化合物層20がI
nxSe(1-x)を有する、ことを特徴とするI-III-VI族系
化合物半導体14である。
The invention described in claim 17 is based on claim 1,
2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
Or the I-III-VI group compound semiconductor 14 described in 15 or 15, wherein the first III-VI element compound layer 11 is GaxSe (1-
x), and the second III-VI element compound layer 20 has I
An I-III-VI group compound semiconductor 14 having nxSe (1-x).

【0115】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
16に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the seventeenth aspect, the same effect as that of the sixteenth aspect can be obtained.

【0116】請求項18に記載の発明は、請求項3,
4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載のI-II
I-VI族系化合物半導体14において、前記VI族元素単体
層15がセレン元素単体を用いて形成した層であること
を特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14である。
The invention described in claim 18 is the third invention.
I-II according to any one of 4, 7, 8, 11, or 12
In the I-VI group compound semiconductor 14, the group VI element single layer 15 is a layer formed using selenium element alone.

【0117】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
3,4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載の
効果に加えて、半導体プロセス中で重金属不純物として
排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して最も反
応性に富むセレン元素単体をアルカリ金属を含有するア
ルカリ供給層26や基板13の近傍に配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
をアルカリ供給層26から熱処理に依りドーピング処理
できるようになる。
According to the eighteenth aspect of the invention, in addition to the effects of any one of the third, fourth, seventh, eighth, eleventh and twelfth aspects, in addition to being excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. Since the elemental selenium element, which is most reactive to an alkali metal such as sodium, can be arranged near the alkali supply layer 26 containing the alkali metal or the substrate 13.
Alkali metal can be doped from the alkali supply layer 26 by a heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position.

【0118】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0119】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0120】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0121】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0122】請求項19に記載の発明は、請求項1乃至
18の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4において、前記第1金属層12が、モリブデン(元素
記号:Mo)、タングステン(元素記号:W)、クロム
(元素記号:Cr)、ポリシリコン(SiO2)、メタ
ルシリサイド、又はアルミニウム(元素記号:Al)を
用いて形成した層であることを特徴とするI-III-VI族系
化合物半導体14である。
The invention according to claim 19 provides the I-III-VI group compound semiconductor 1 according to any one of claims 1 to 18.
4, the first metal layer 12 is made of molybdenum (element symbol: Mo), tungsten (element symbol: W), chromium (element symbol: Cr), polysilicon (SiO2), metal silicide, or aluminum (element symbol: Al-III-VI compound semiconductor 14 characterized by being a layer formed using Al).

【0123】なお、本請求項のメタルシリサイドとは、
TiSi2,MoSi2,WSi2等を意味する。
The metal silicide of the present invention is
It means TiSi2, MoSi2, WSi2 and the like.

【0124】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18の何れか一項に記載の効果に加えて、600
度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、金属層
の選択度を広げることができ、高融点点を有する金属、
結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持った
金属、線膨張率が基板13やVI族元素単体層15や第2
III-VI族元素化合物層20に近似した金属等を用いるこ
とができるようになるといった効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to eighteenth aspects, in addition to
Metal that has a high melting point,
A metal having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain system, and a coefficient of linear expansion of the substrate 13, the group VI element simple layer 15, the second
There is an effect that a metal or the like similar to the group III-VI element compound layer 20 can be used.

【0125】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0126】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0127】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0128】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板13、第1III-VI族元素化合物層
(セレン化合物層)11、VI族元素単体層15等と膜の
密着性に優れ、プリカーサー24を高温プロセスに曝し
た場合であっても、膜の剥がれやクラックを発生させる
ことなく、I-III-VI族系化合物半導体14を形成するこ
とができるようになるといった効果を奏する。
Further, the first metal layer (ie, the molybdenum metal layer) 12 containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, chromium, etc., comprises a substrate 13, a first group III-VI element compound layer (selenium compound layer) 11, It is excellent in adhesion between the film of the group VI element simple substance layer 15 and the like, and does not cause peeling or cracking of the film even when the precursor 24 is exposed to a high temperature process. Can be formed.

【0129】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to noble metals, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0130】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層12に用いることに
依り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスと
I-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS層)
14とを従来の半導体プロセスを流用して接続できる。
則ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製するプロ
セス中に内にI-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含
有CIS)14を作製するプロセスを含めることができ
るようになり、その結果、I-III-VI族系化合物半導体
(ナトリウム含有CIS)14を光電変換手段としてL
SI化したOEIC(Opto-Electronic Integrated Cir
cuit:光電子集積回路)を実現できるようになるといっ
た効果を奏する。
Polysilicon and metal silicide commonly used in an LSI process have a suitable wiring material amount for a low-temperature process using CVD or the like. The use of such polysilicon or metal silicide for the first metal layer 12 makes it possible to use a Si semiconductor device or a GaAs semiconductor device.
I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS layer)
14 can be connected using a conventional semiconductor process.
In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 as a photoelectric conversion means
OEIC (Opto-Electronic Integrated Cir
cuit: an opto-electronic integrated circuit).

【0131】請求項20に記載の発明は、請求項1乃至
19の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4において、前記第1金属層12が、1乃至2μmの膜
厚を有するモリブデン層であることを特徴とするI-III-
VI族系化合物半導体14である。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to nineteenth aspects.
4, wherein the first metal layer 12 is a molybdenum layer having a thickness of 1 to 2 μm.
Group VI compound semiconductor 14.

【0132】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至19の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単
体層15をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26
の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量
だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26からモ
リブデン層を介して熱処理に依り効率よく且つ制御性良
くドーピング処理できるようになる。
According to the twentieth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to nineteenth aspects, in addition to the effects of alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. The most reactive group VI element simple substance layer 15 is formed into an alkali supply layer 26 containing an alkali metal.
, The doping process can be performed efficiently and controllably with the alkali metal from the alkali supply layer 26 through the molybdenum layer through the molybdenum layer through the molybdenum layer from the alkali supply layer 26 with high precision and locally at a predetermined position.

【0133】更に、1乃至2μm程度の膜厚のモリブデ
ン層を設けることに依り、熱処理を与えない限り、他の
プロセスに不純物として悪影響を与えないようにできる
プリカーサー24の構造を実現できるようになるといっ
た効果を奏する。
Further, by providing a molybdenum layer having a thickness of about 1 to 2 μm, it is possible to realize a structure of the precursor 24 that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. This has the effect.

【0134】又、600度程度のプロセス温度を要する
熱処理に対して、十分な強度を保つことができるように
なるといった効果を奏する。
In addition, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0135】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0136】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0137】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0138】請求項21に記載の発明は、請求項16乃
至20の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体
14において、前記熱処理は、セレン気相雰囲気内で前
記プリカーサー24を加熱してセレンを当該プリカーサ
ー24中に注入するセレン化処理である、ことを特徴と
するI-III-VI族系化合物半導体14である。
[0138] According to a twenty-first aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the sixteenth to twentieth aspects, the heat treatment is performed in a selenium vapor atmosphere in the presence of the precursor. Is a selenization treatment of injecting selenium into the precursor 24 by heating the compound semiconductor.

【0139】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
16乃至20の何れか一項に記載の効果に加えて、十分
なドープ量のセレンをドーパントとしてプリカーサー2
4内に注入でき、セレンリッチなI-III-VI族系化合物半
導体14を得ることができるようになるといった効果を
奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the sixteenth to twentieth aspects, in addition to the effect of the selenium having a sufficient doping amount as a dopant, the precursor 2
4 and has an effect that a selenium-rich I-III-VI group compound semiconductor 14 can be obtained.

【0140】請求項22に記載の発明は、請求項21に
記載のI-III-VI族系化合物半導体14において、前記セ
レン化処理に代えて、セレンをイオン化すると共に、イ
オン化されたセレンと前記プリカーサー24との間に所
定の加速電圧を印加して当該加速されたセレンイオンを
当該プリカーサー24中に注入するイオン注入処理を用
いる、ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体14
である。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to the twenty-first aspect, instead of the selenization treatment, selenium is ionized and the ionized selenium and the selenium are combined. I-III-VI group compound semiconductor 14 characterized by using an ion implantation process in which a predetermined acceleration voltage is applied between the precursor 24 and the accelerated selenium ions are implanted into the precursor 24.
It is.

【0141】請求項22に記載の発明に依れば、請求項
21に記載の効果に加えて、加速電圧を制御することに
よって、十分なドープ量のセレンをドーパントとしてプ
リカーサー24内の所定に位置に所定のプロファイルで
制御性良く注入でき、セレンリッチな高品質のI-III-VI
族系化合物半導体14を得ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in addition to the effect of the twenty-first aspect, by controlling the acceleration voltage, a predetermined amount of selenium having a sufficient doping amount as a dopant in the precursor 24 can be obtained. Selenium-rich high-quality I-III-VI
This has the effect that the group-based compound semiconductor 14 can be obtained.

【0142】請求項23に記載の発明は、請求項1乃至
22の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体1
4を用いた薄膜太陽電池30において、フォトキャリア
の発生層として前記I-III-VI族系化合物半導体14を用
いたp型半導体層32と、前記フォトキャリアを光電流
として取り出すために少なくとも前記第1金属層12を
用いた電極34とを有する薄膜太陽電池30である。。
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided the I-III-VI group compound semiconductor 1 according to the first aspect.
4, a p-type semiconductor layer 32 using the I-III-VI group compound semiconductor 14 as a photocarrier generation layer, and at least the first type for extracting the photocarriers as a photocurrent. This is a thin-film solar cell 30 having an electrode 34 using one metal layer 12. .

【0143】請求項23に記載の発明に依れば、請求項
1乃至22の何れか一項に記載の効果に加えて、CIS
系半導体であるCuInSe2系又はCu(In,G
a)Se2系の何れのプリカーサー24でも結晶粒径を
大きくできるようになり、更に、大きな結晶粒径が得ら
れることに依り、10%を越えるような高光電変換効率
化を図ることができるようになり、更に、フォトキャリ
アの長寿命化を図ることができるようになる結果、薄膜
太陽電池30における光電流の高出力化を図ることがで
きるようになるといった効果を奏する。
According to the twenty-third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, the CIS
Based semiconductors such as CuInSe2 or Cu (In, G
a) The crystal grain size can be increased with any of the precursors 24 of the Se2 series, and further, since a large crystal grain size can be obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved. As a result, the life of the photocarrier can be prolonged, and as a result, the photocurrent of the thin-film solar cell 30 can be increased in output.

【0144】[0144]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき各種実施形態
を説明する初めに、I-III-VI族系化合物半導体14の第
1実施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of an I-III-VI group compound semiconductor 14 will be described below before describing various embodiments with reference to the drawings.

【0145】図1(a)は、第1III-VI族元素化合物層
11及び第2III-VI族元素化合物層20を有するプリカ
ーサー24の基本構成を説明するための断面図であり、
図1(b)は、図1(a)のプリカーサー24を用いて
作製したI-III-VI族系化合物半導体14の基本構成を説
明するための断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view for explaining the basic structure of a precursor 24 having a first III-VI group compound layer 11 and a second III-VI group compound layer 20.
FIG. 1B is a cross-sectional view for explaining the basic configuration of the I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using the precursor 24 of FIG.

【0146】本プリカーサー24は、図1(a)に示す
ように、アルカリ金属を含有する基板13上に形成され
た第1金属層12と第1金属層12上に形成されたIII-
VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物層11
と第1III-VI族元素化合物層11上に形成されたIII-VI
族元素化合物を有する第2III-VI族元素化合物層20と
を有する。
As shown in FIG. 1A, the precursor 24 includes a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal and a III-layer formed on the first metal layer 12.
First III-VI element compound layer 11 having group VI element compound
And III-VI formed on the first III-VI group compound layer 11
A second III-VI element compound layer 20 having a group element compound.

【0147】I-III-VI族系化合物半導体14は、図1
(b)に示すように、図1(a)に示すプリカーサー2
4を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行す
ることに依り形成される。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is shown in FIG.
As shown in FIG. 1B, the precursor 2 shown in FIG.
4 is formed by performing a heat treatment of heating the substrate 4 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0148】熱処理は、具体的には、セレン気相雰囲気
内でプリカーサー24を加熱してセレンをプリカーサー
24中に注入するセレン化処理である。
The heat treatment is, specifically, a selenization treatment in which the precursor 24 is heated in a selenium vapor atmosphere to inject selenium into the precursor 24.

【0149】これに依り、十分なドープ量のセレンをド
ーパントとしてプリカーサー24内に注入でき、セレン
リッチなI-III-VI族系化合物半導体14を得ることがで
きるようになるといった効果を奏する。
Accordingly, selenium with a sufficient doping amount can be implanted into the precursor 24 as a dopant, and an effect is obtained that a selenium-rich I-III-VI group compound semiconductor 14 can be obtained.

【0150】また、前述のセレン化処理に代えて、セレ
ンをイオン化すると共に、イオン化されたセレンとプリ
カーサー24との間に所定の加速電圧を印加して加速さ
れたセレンイオンをプリカーサー24中に注入するイオ
ン注入処理を用いることも可能である。これに依り、加
速電圧を制御することによって、十分なドープ量のセレ
ンをドーパントとしてプリカーサー24内の所定に位置
に所定のプロファイルで制御性良く注入でき、セレンリ
ッチな高品質のI-III-VI族系化合物半導体14を得るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
Instead of the above-described selenium treatment, selenium is ionized, and selenium ions accelerated by applying a predetermined acceleration voltage between the ionized selenium and the precursor 24 are injected into the precursor 24. It is also possible to use an ion implantation process. By controlling the accelerating voltage, selenium with a sufficient doping amount can be implanted as a dopant into a predetermined position in the precursor 24 with a predetermined profile with a good controllability by controlling the accelerating voltage, and a selenium-rich high-quality I-III-VI This has the effect that the group-based compound semiconductor 14 can be obtained.

【0151】アルカリ金属としては、ナトリウム(元素
記号:Na金属)を用いることが望ましい。
It is desirable to use sodium (element symbol: Na metal) as the alkali metal.

【0152】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウムに対して最も反応性に
富むVI族元素単体層15をナトリウムを含有するアルカ
リ供給層26の近傍に配置できるので、所定の位置に局
所的に所定量だけ精度良くナトリウムをアルカリ供給層
26から熱処理に依りドーピング処理できるようにな
る。
According to this, the group VI element single layer 15 having the highest reactivity with sodium which is excluded as a heavy metal impurity in the semiconductor process can be arranged near the alkali supply layer 26 containing sodium. It becomes possible to dope sodium from the alkali supply layer 26 by a heat treatment locally and precisely by a predetermined amount.

【0153】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0154】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0155】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, the large crystal grain size can be obtained, so that a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0156】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0157】VI族元素としては、セレン(元素記号:S
e)、イオウ(元素記号:S)、又はテルル(元素記
号:Te)等を用いることが望ましい。本実施形態で
は、セレンを用いることが望ましい。
As the Group VI element, selenium (element symbol: S
e), sulfur (element symbol: S), tellurium (element symbol: Te), or the like is desirably used. In the present embodiment, it is desirable to use selenium.

【0158】これに依り、セレン、イオウ、又はテルル
等のVI族元素を用いることに依り、フォトキャリアの高
い生成効率を実現することができるといった効果を奏す
る。特に、セレンやその化合物は結晶性の高いI-III-VI
族系化合物半導体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を
容易に形成できるようになるといった効果を奏する。
By using a group VI element such as selenium, sulfur or tellurium, it is possible to achieve a high photocarrier generation efficiency. In particular, selenium and its compounds are highly crystalline I-III-VI
The effect is that a group III compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0159】III族元素としては、(元素記号:Ga)
又はインジウム(元素記号:In)であることを特徴と
するI-III-VI族系化合物半導体14である。
Examples of Group III elements include (element symbol: Ga)
Or I-III-VI group compound semiconductor 14, which is indium (element symbol: In).

【0160】これに依り、ガリウム(Ga)又はインジ
ウム(In)といったIII族元素を用いることに依り、
フォトキャリアの高い生成効率を実現することができる
といった効果を奏する。
According to this, by using a group III element such as gallium (Ga) or indium (In),
This has the effect of achieving high photocarrier generation efficiency.

【0161】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜
(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるよう
になるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect that a thin film of a group I-III-VI compound semiconductor having high crystallinity (a CIS thin film containing sodium) can be easily formed.

【0162】第1金属層12としては、モリブデン(元
素記号:Mo)、タングステン(元素記号:W)、クロ
ム(元素記号:Cr)、ポリシリコン(SiO2)、メ
タルシリサイド(具体的には、TiSi2,MoSi2,
WSi2等)、又はアルミニウム(元素記号:Al)を
用いることが望ましい。
As the first metal layer 12, molybdenum (element symbol: Mo), tungsten (element symbol: W), chromium (element symbol: Cr), polysilicon (SiO2), metal silicide (specifically, TiSi2 , MoSi2,
It is preferable to use WSi2 or the like) or aluminum (element symbol: Al).

【0163】これに依り、請求項1乃至18の何れか一
項に記載の効果に加えて、600度程度のプロセス温度
を要する熱処理に対して、金属層の選択度を広げること
ができ、高融点点を有する金属、結晶粒系を大きくでき
る様な格子定数や面方位を持った金属、線膨張率が基板
13やVI族元素単体層15や第2III-VI族元素化合物層
20に近似した金属等を用いることができるようになる
といった効果を奏する。
According to this, in addition to the effects described in any one of the first to eighteenth aspects, the selectivity of the metal layer can be increased with respect to the heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A metal having a melting point, a metal having a lattice constant or plane orientation capable of increasing a crystal grain system, and a coefficient of linear expansion close to those of the substrate 13, the group VI element single layer 15, or the second III-VI element compound layer 20. This has the effect that a metal or the like can be used.

【0164】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0165】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0166】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0167】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板13、第1III-VI族元素化合物層
(セレン化合物層)11、VI族元素単体層15等と膜の
密着性に優れ、プリカーサー24を高温プロセスに曝し
た場合であっても、膜の剥がれやクラックを発生させる
ことなく、I-III-VI族系化合物半導体14を形成するこ
とができるようになるといった効果を奏する。
Further, a first metal layer 12 (that is, a molybdenum metal layer) containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, and chromium comprises a substrate 13, a first group III-VI element compound layer (selenium compound layer) 11, It is excellent in adhesion between the film of the group VI element simple substance layer 15 and the like, and does not cause peeling or cracking of the film even when the precursor 24 is exposed to a high temperature process. Can be formed.

【0168】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to noble metals, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0169】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層12に用いることに
依り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスと
I-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS層)
14とを従来の半導体プロセスを流用して接続できる。
則ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製するプロ
セス中に内にI-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含
有CIS)14を作製するプロセスを含めることができ
るようになり、その結果、I-III-VI族系化合物半導体
(ナトリウム含有CIS)14を光電変換手段としてL
SI化したOEIC(Opto-Electronic Integrated Cir
cuit:光電子集積回路)を実現できるようになるといっ
た効果を奏する。
Polysilicon and metal silicide commonly used in an LSI process have a suitable wiring material amount for a low-temperature process using CVD or the like. The use of such polysilicon or metal silicide for the first metal layer 12 makes it possible to use a Si semiconductor device or a GaAs semiconductor device.
I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS layer)
14 can be connected using a conventional semiconductor process.
In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 as a photoelectric conversion means
OEIC (Opto-Electronic Integrated Cir
cuit: an opto-electronic integrated circuit).

【0170】また、第1III-VI族元素化合物層11とし
てセレン化合物であるInxSe(1-x)(0≦x≦1)を
用いた場合は、第2III-VI族元素化合物層20としてセ
レン化合物であるGaxSe(1-x)を用いることが望まし
い。
When InxSe (1-x) (0 ≦ x ≦ 1), which is a selenium compound, is used as the first III-VI element compound layer 11, the selenium compound is used as the second III-VI element compound layer 20. It is desirable to use GaxSe (1-x).

【0171】また、第1III-VI族元素化合物層11とし
てGaxSe(1-x)を用いた場合には、第2III-VI族元素
化合物層20としてInxSe(1-x)を用いることが望ま
しい。
When GaxSe (1-x) is used as the first III-VI element compound layer 11, it is preferable to use InxSe (1-x) as the second III-VI element compound layer 20.

【0172】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富むInxSe(1-x)(0≦x≦1)やGax
Se(1-x)(0≦x≦1)をアルカリ金属を含有するアル
カリ供給層26や基板13の近傍に反応性の高い順番で
配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度
良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
Accordingly, InxSe (1-x) (0.ltoreq.x.ltoreq.1) and Gax, which are highly reactive with alkali metals such as sodium which are eliminated as heavy metal impurities in the semiconductor process.
Se (1-x) (0 ≦ x ≦ 1) can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing the alkali metal and the substrate 13, so that it is locally accurate at a predetermined position by a predetermined amount. It becomes possible to dope an alkali metal from the alkali supply layer 26 by heat treatment.

【0173】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0174】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0175】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0176】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0177】また、InxSe(1-x)やGaxSe(1-x)と
いったIII族化合物を用いることに依り、フォトキャリ
アの高い生成効率を実現することができ、更に、結晶性
の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜(ナトリウム含有
CIS薄膜)を容易に形成できるようになるといった効
果を奏する。
Further, by using a group III compound such as InxSe (1-x) or GaxSe (1-x), it is possible to realize high photocarrier generation efficiency, and furthermore, to achieve high crystallinity of I-III The effect is that a group-VI compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0178】具体的には、本実施形態では、10-5[T
orr]の真空状態で、Na金属を含有する基板13
(具体的には、ソーダガラス基板等のアルカリガラス基
板)を200度に基板加熱し、この基板13上に第1金
属層(モリブデン(元素記号:Mo)層)12、第1II
I-VI族元素化合物層(GaxSe(1-x))11、第2III-
VI族元素化合物層(InxSe(1-x))20の順番で蒸着
(蒸着レート=1〜10[オングストローム/秒])し
てプリカーサー24を形成している。更に、I-III-VI族
系化合物半導体14は、図1(b)に示すように、この
ようにして作製したプリカーサー24を所定雰囲気内で
所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り形成さ
れる。
Specifically, in this embodiment, 10 −5 [T
orr] in a vacuum state, the substrate 13 containing Na metal.
(Specifically, an alkali glass substrate such as a soda glass substrate) is heated to 200 ° C., and a first metal layer (molybdenum (element symbol: Mo) layer) 12 and a first II
Group I-VI element compound layer (GaxSe (1-x)) 11, second III-
The precursor 24 is formed by vapor deposition (vapor deposition rate = 1 to 10 [angstrom / sec]) in the order of the group VI element compound layer (InxSe (1-x)) 20. Further, as shown in FIG. 1B, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 thus manufactured at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. Is done.

【0179】Mo層12の膜厚は1〜2[μm]、Ga
xSe(1-x)11とInxSe(1-x)20との膜厚は2層を
積層した状態で10000[オングストローム]、Cu
層16の膜厚は2000[オングストローム]程度が望
ましい。
The thickness of the Mo layer 12 is 1 to 2 μm, and
The film thickness of xSe (1-x) 11 and InxSe (1-x) 20 is 10,000 [angstrom] in a state where two layers are laminated, and Cu
The thickness of the layer 16 is desirably about 2000 [angstrom].

【0180】又セレン化処理後のI-III-VI族系化合物半
導体14の膜厚は、おおよそ20000[オングストロ
ーム]である。
Further, the film thickness of the I-III-VI group compound semiconductor 14 after the selenization treatment is approximately 20,000 [angstrom].

【0181】第1金属層12を1乃至2μmの膜厚を有
するモリブデン層にすることに依り、半導体プロセス中
で重金属不純物として排除されるナトリウム等のアルカ
リ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層15を
アルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をアルカリ供給層26からモリブデン層
を介して熱処理に依り効率よく且つ制御性良くドーピン
グ処理できるようになる。更に、熱処理を与えない限
り、他のプロセスに不純物として悪影響を与えないよう
にできるプリカーサー24の構造を実現できるようにな
るといった効果を奏する。又、600度程度のプロセス
温度を要する熱処理に対して、十分な強度を保つことが
できるようになるといった効果を奏する。
By forming the first metal layer 12 as a molybdenum layer having a thickness of 1 to 2 μm, the group VI which is most reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the elemental element layer 15 can be disposed in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is locally and precisely transferred to a predetermined position by a predetermined amount from the alkali supply layer 26 via a molybdenum layer, thereby improving the efficiency. Doping can be performed well and with good controllability. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. Further, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0182】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。更に、大きな結晶粒径が得られるこ
とに依り、10%を越えるような高光電変換効率化を図
ることができるようになり、更に、フォトキャリアの長
寿命化を図ることができるようになるといった効果を奏
する。その結果、光電流の高出力化を図ることができる
ようになるといった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size. Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It works. As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0183】I-III-VI族系化合物半導体14は、カーボ
ンボックス内のセレン気相雰囲気内に550度で30分
間加熱する熱処理(以降、セレン化処理と略す)をプリ
カーサー24に対して実行することに依り形成される。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is subjected to a heat treatment (hereinafter abbreviated as selenization treatment) for heating the precursor 24 at 550 ° C. for 30 minutes in a selenium vapor atmosphere in a carbon box. Is formed.

【0184】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム(元素記号:Na金
属)等のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI
族元素化合物層11や第2III-VI族元素化合物層20を
アルカリ金属を含有する基板13の近傍に反応性の高い
順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だ
け精度良くアルカリ金属を基板13から熱処理に依りド
ーピング処理できるようになる。更に、熱処理を与えな
い限り、他のプロセスに不純物として悪影響を与えない
ようにできるプリカーサー24の構造を実現できるよう
になるといった効果を奏する。
According to this, the first III-VI which is highly reactive with alkali metals such as sodium (element symbol: Na metal) excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process.
The group 11 element compound layer 11 and the second group III-VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity near the substrate 13 containing an alkali metal. From the substrate 13 by a heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0185】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0186】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0186] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0187】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0188】また、第2III-VI族元素化合物層20に代
えて第2金属層16を用いることも可能である。その場
合、プリカーサー24は、図1(a)に示すように、ア
ルカリ金属を含有する基板13上に形成された第1金属
層12と第1金属層12上に形成されたIII-VI族元素化
合物を有する第1III-VI族元素化合物層11と第1III-
VI族元素化合物層11上に形成された銅元素(Cu)を
有する第2金属層16とを有して形成されていても良
い。この場合、I-III-VI族系化合物半導体14は、この
ようなプリカーサー24に対して熱処理前述のセレン化
処理を実行することに依り形成される。
It is also possible to use the second metal layer 16 instead of the second III-VI group element compound layer 20. In this case, as shown in FIG. 1A, the precursor 24 includes a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal and a group III-VI element formed on the first metal layer 12. The first III-VI group element compound layer 11 having a compound
A second metal layer 16 having a copper element (Cu) formed on the group VI element compound layer 11 may be formed. In this case, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing the above-mentioned selenization treatment on the precursor 24.

【0189】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富む第1III-VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有する基板13の近傍に配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
を基板13から熱処理に依りドーピング処理できるよう
になる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに
不純物として悪影響を与えないようにできるプリカーサ
ー24の構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
According to this, the first III-VI group element compound layer 11 having a high reactivity with alkali metals such as sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in the semiconductor process is arranged near the substrate 13 containing alkali metals. So you can
Alkali metal can be doped from the substrate 13 by heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0190】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0191】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0192】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0193】次に、第2実施形態を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0194】図2は、図2(a)は、第1III-VI族元素
化合物層11及びVI族元素単体層15を有するプリカー
サー24の基本構成を説明するための断面図であり、図
2(b)は、図2(a)のプリカーサー24を用いて作
製したI-III-VI族系化合物半導体14の基本構成を説明
するための断面図である。なお、第1実施形態において
既に記述したものと同一の説明部分(具体的には、成膜
条件や最終膜厚など)については、重複した説明は省略
する。
FIG. 2A is a cross-sectional view for explaining the basic structure of the precursor 24 having the first III-VI element compound layer 11 and the group VI element simple layer 15, and FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view for explaining the basic configuration of the I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using the precursor 24 of FIG. Note that, for the same portions as those already described in the first embodiment (specifically, the film forming conditions, the final film thickness, and the like), redundant description will be omitted.

【0195】本プリカーサー24は、アルカリ金属を含
有する基板13上に形成された第1金属層12と第1金
属層12上に形成されたVI族元素単体層15とVI族元素
単体層15上に形成されたIII-VI族元素化合物を有する
第1III-VI族元素化合物層11とを有する。
The precursor 24 is composed of a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal, a group VI element single layer 15 formed on the first metal layer 12, and a group VI element single layer 15 formed on the first metal layer 12. And a first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound formed thereon.

【0196】また、本I-III-VI族系化合物半導体14
は、プリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱
する熱処理(則ち、セレン化処理)を実行することに依
り形成される。
The I-III-VI group compound semiconductor 14
Is formed by executing a heat treatment (that is, selenization treatment) for heating the precursor 24 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0197】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富むVI族元素単体層15や第1III-VI族元
素化合物層11をアルカリ金属を含有する基板13の近
傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定の位置に
局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板13か
ら熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更
に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物とし
て悪影響を与えないようにできるプリカーサー24の構
造を実現できるようになるといった効果を奏する。
According to this, the group VI element single layer 15 and the first group III-VI element compound layer 11, which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process, contain alkali metals. Since it can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the substrate 13 to be formed, the alkali metal can be locally doped at a predetermined amount by a predetermined amount from the substrate 13 by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0198】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0199】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0200】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0201】VI族元素単体層15は、セレン元素単体を
用いて形成した層であることが望ましい。
The group VI element simple substance layer 15 is preferably a layer formed using selenium element simple substance.

【0202】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して最も反応性に富むセレン元素単体をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層26や基板13の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to this, a single element of selenium which is most reactive with alkali metals such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process is arranged near the alkali supply layer 26 containing the alkali metal and the substrate 13. Therefore, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high precision from the alkali supply layer 26 by a heat treatment.

【0203】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0204】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0205】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, the large crystal grain size can be obtained, so that the high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0206】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0207】具体的には、プリカーサー24は、Na金
属を含有するソーダガラス基板13上に形成されたMo
層12とMo層12上に形成されたSe単体層15とS
e単体層15上に形成されたSe化合物層11とを有す
ることが望ましい。
Specifically, the precursor 24 is made of Mo formed on a soda glass substrate 13 containing Na metal.
Layer 12 and a single Se layer 15 formed on Mo layer 12 and S
It is desirable to have the Se compound layer 11 formed on the e simple substance layer 15.

【0208】また、本I-III-VI族系化合物半導体14
は、このようなプリカーサー24に対して前述のセレン
化処理を実行することに依り形成されることが望まし
い。
The I-III-VI group compound semiconductor 14
Is desirably formed by performing the above-described selenization processing on such a precursor 24.

【0209】また、図2(a)に示すように、プリカー
サー24を、Na金属を含有するソーダガラス基板13
上に形成されたMo層12とMo層12上に形成された
Se単体層15とSe単体層15上に形成されたCu層
16とで構成することも可能である。
Further, as shown in FIG. 2A, the precursor 24 is made of a soda glass substrate 13 containing Na metal.
It is also possible to comprise the Mo layer 12 formed thereon, the Se single layer 15 formed on the Mo layer 12, and the Cu layer 16 formed on the Se single layer 15.

【0210】この場合、I-III-VI族系化合物半導体14
は、図2(b)に示すように、このプリカーサー24に
対して前述のセレン化処理を実行することに依り形成さ
れることが望ましい。
In this case, the I-III-VI group compound semiconductor 14
2 is preferably formed by executing the above-described selenization process on the precursor 24, as shown in FIG.

【0211】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して最も反応性に富むVI族元素単体層15をアルカリ金
属を含有する基板13の近傍に配置できるので、所定の
位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板
13から熱処理に依りドーピング処理できるようにな
る。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純
物として悪影響を与えないようにできるプリカーサー2
4の構造を実現できるようになるといった効果を奏す
る。
According to this, the group VI elemental element layer 15 most reactive to alkali metals such as sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in the semiconductor process can be arranged near the substrate 13 containing alkali metals. In addition, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount from the substrate 13 by heat treatment. Further, a precursor 2 which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.
4 is realized.

【0212】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0213】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0213] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0214】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0215】次に、第3実施形態を説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0216】図3(a)は、Mo層12、アルカリ供給
層(Na金属供給層)26、第1III-VI族元素化合物層
11の順に積層されたプリカーサー24の基本構成を説
明するための断面図である。なお、第1実施形態又は第
2実施形態において既に記述したものと同一の説明部分
(具体的には、成膜条件や最終膜厚など)については、
重複した説明は省略する。
FIG. 3A is a cross-sectional view for explaining a basic structure of a precursor 24 in which a Mo layer 12, an alkali supply layer (Na metal supply layer) 26, and a first III-VI element compound layer 11 are laminated in this order. FIG. It should be noted that, for the same portions as those already described in the first embodiment or the second embodiment (specifically, film formation conditions, final film thickness, and the like),
Duplicate description is omitted.

【0217】本I-III-VI族系化合物半導体14は、シリ
コンや石英ガラス等の基板13上に形成されたMo層1
2とNa金属を含有した状態でMo層12上に形成され
たアルカリ供給層(Na金属供給層)26とNa金属供
給層26上に形成されたSe化合物を有する第1III-VI
族元素化合物層(Se化合物層)11と第1III-VI族元
素化合物層11上に形成されたSe化合物を有する第2
III-VI族元素化合物層20とを有するプリカーサー24
を前述のセレン化処理を実行することに依り形成されて
いる。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of a Mo layer 1 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass.
2 and an alkali supply layer (Na metal supply layer) 26 formed on the Mo layer 12 in a state containing Na metal and a first III-VI having a Se compound formed on the Na metal supply layer 26
Group II element compound layer (Se compound layer) 11 and second III-VI compound layer formed on first III-VI element compound layer 11
A precursor 24 having a group III-VI element compound layer 20;
Is formed by executing the above-described selenization process.

【0218】このとき、第1III-VI族元素化合物層11
としてセレン化合物であるInxSe(1-x)(0≦x≦
1)を用いた場合は、第2III-VI族元素化合物層20と
してセレン化合物であるGaxSe(1-x)を用いることが
望ましい。
At this time, the first III-VI group element compound layer 11
Is a selenium compound InxSe (1-x) (0 ≦ x ≦
When 1) is used, it is preferable to use GaxSe (1-x), which is a selenium compound, as the second III-VI group element compound layer 20.

【0219】また、第1III-VI族元素化合物層11とし
てGaxSe(1-x)を用いた場合には、第2III-VI族元素
化合物層20としてInxSe(1-x)を用いることが望ま
しい。
When GaxSe (1-x) is used as the first III-VI element compound layer 11, it is preferable to use InxSe (1-x) as the second III-VI element compound layer 20.

【0220】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富む第1III-VI族元素化合物層11や第2
III-VI族元素化合物層20をアルカリ金属を含有するN
a金属供給層26の近傍に反応性の高い順番で配置でき
るので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアル
カリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドーピ
ング処理できるようになる。
According to this, the first III-VI group element compound layer 11 and the second group III, which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process.
The III-VI element compound layer 20 is made of N containing alkali metal.
Since it can be arranged in the order of high reactivity near the a metal supply layer 26, the alkali metal can be locally and precisely doped by a predetermined amount at a predetermined position from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0221】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0222】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0223】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0224】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0225】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0226】同様の主旨で、I-III-VI族系化合物半導体
14は、シリコンや石英ガラス等の基板13上に形成さ
れたMo層12とNa金属を含有した状態でMo層12
上に形成されたNa金属供給層26とNa金属供給層2
6上に形成されたSe化合物を有する第1III-VI族元素
化合物層(InxSe(1-x)やGaxSe(1-x))11と第
1III-VI族元素化合物層11上に形成された銅元素を有
する第2金属層16とを有するプリカーサー24を前述
のセレン化処理を実行することに依り形成されてもよ
い。
For the same purpose, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of a Mo layer 12 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass and a Mo layer 12 containing Na metal.
Na metal supply layer 26 and Na metal supply layer 2 formed thereon
6, a first III-VI element compound layer (InxSe (1-x) or GaxSe (1-x)) 11 having an Se compound and a copper formed on the first III-VI element compound layer 11 The precursor 24 having the second metal layer 16 having an element may be formed by performing the above-described selenization treatment.

【0227】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富む第1III-VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有するNa金属供給層26の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to this, the first III-VI group element compound layer 11 which is highly reactive to alkali metals such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in the semiconductor process is formed by the Na metal supply layer 26 containing alkali metals. Since it can be disposed in the vicinity, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0228】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0229】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0230】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0231】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0232】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0233】次に、第4実施形態を説明する。Next, a fourth embodiment will be described.

【0234】図3(b)は、Na金属供給層26、Mo
層12、第1III-VI族元素化合物層11、第2III-VI族
元素化合物層20の順に積層されたプリカーサー24の
基本構成を説明するための断面図である。なお、第1実
施形態乃至第3実施形態において既に記述したものと同
一の説明部分(具体的には、成膜条件や最終膜厚など)
については、重複した説明は省略する。
FIG. 3 (b) shows the Na metal supply layer 26, Mo
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor 24 in which a layer 12, a first III-VI element compound layer 11, and a second III-VI element compound layer 20 are stacked in this order. Note that the same parts as those already described in the first to third embodiments (specifically, film formation conditions, final film thickness, and the like)
For, the duplicate description will be omitted.

【0235】I-III-VI族系化合物半導体14は、基板1
3上に形成されたNa金属供給層26とNa金属供給層
26とNa金属供給層26上に形成されたMo層12と
Mo層12上に形成されたSe化合物を有する第1III-
VI族元素化合物層(InxSe(1-x)やGaxSe(1-x))
11と第1III-VI族元素化合物層11上に形成されたS
e化合物を有する第2III-VI族元素化合物層20とを有
するプリカーサー24を前述のセレン化処理を実行する
ことに依り形成されている。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed on the substrate 1
3 is formed on the Na metal supply layer 26, the Na metal supply layer 26, the Mo layer 12 formed on the Na metal supply layer 26, and the first III- layer including the Se compound formed on the Mo layer 12.
Group VI element compound layer (InxSe (1-x) or GaxSe (1-x))
11 and S formed on the first III-VI group compound layer 11
The precursor 24 having the second III-VI element compound layer 20 having the e-compound is formed by performing the above-described selenization treatment.

【0236】このとき、第1III-VI族元素化合物層11
としてセレン化合物であるInxSe(1-x)(0≦x≦
1)を用いた場合は、第2III-VI族元素化合物層20と
してセレン化合物であるGaxSe(1-x)を用いることが
望ましい。
At this time, the first III-VI group element compound layer 11
Is a selenium compound InxSe (1-x) (0 ≦ x ≦
When 1) is used, it is preferable to use GaxSe (1-x), which is a selenium compound, as the second III-VI group element compound layer 20.

【0237】また、第1III-VI族元素化合物層11とし
てGaxSe(1-x)を用いた場合には、第2III-VI族元素
化合物層20としてInxSe(1-x)を用いることが望ま
しい。
When GaxSe (1-x) is used for the first III-VI element compound layer 11, it is preferable to use InxSe (1-x) for the second III-VI element compound layer 20.

【0238】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富む第1III-VI族元素化合物層11や第2
III-VI族元素化合物層20をアルカリ金属を含有するN
a金属供給層26の近傍に反応性の高い順番で配置でき
るので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアル
カリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドーピ
ング処理できるようになる。
According to this, the first III-VI group element compound layer 11 and the second group III, which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process.
The III-VI element compound layer 20 is made of N containing alkali metal.
Since it can be arranged in the order of high reactivity near the a metal supply layer 26, the alkali metal can be locally and precisely doped by a predetermined amount at a predetermined position from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0239】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0240】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0241】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0242】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0242] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0243】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0244】同様の主旨で、I-III-VI族系化合物半導体
14は、基板13上に形成されたNa金属供給層26と
Na金属供給層26上に形成されたMo層12とMo層
12上に形成されたSe化合物を有する第1III-VI族元
素化合物層(InxSe(1-x)やGaxSe(1-x))11と
第1III-VI族元素化合物層11上に形成された銅元素を
有する第2金属層16とを有するプリカーサー24を前
述のセレン化処理を実行することに依り形成されてもよ
い。
To the same effect, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of the Na metal supply layer 26 formed on the substrate 13, the Mo layer 12 formed on the Na metal supply layer 26, and the Mo layer 12. A first III-VI group compound layer (InxSe (1-x) or GaxSe (1-x)) having a Se compound formed thereon and a copper element formed on the first III-VI group compound layer 11 The precursor 24 having the second metal layer 16 having the above structure may be formed by performing the above-described selenization process.

【0245】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富む第1III-VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有するNa金属供給層26の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to this, the first III-VI group element compound layer 11 which is highly reactive to alkali metals such as sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in the semiconductor process is formed by the Na metal supply layer 26 containing alkali metals. Since it can be disposed in the vicinity, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0246】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0247】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0248】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0249】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0250】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0251】次に、第5実施形態を説明する。Next, a fifth embodiment will be described.

【0252】図3(c)は、Mo層12、Na金属供給
層26、VI族元素単体層15の順に積層されたプリカー
サー24の基本構成を説明するための断面図である。な
お、第1実施形態乃至第4実施形態において既に記述し
たものと同一の説明部分(具体的には、成膜条件や最終
膜厚など)については、重複した説明は省略する。
FIG. 3C is a cross-sectional view for explaining the basic structure of the precursor 24 in which the Mo layer 12, the Na metal supply layer 26, and the group VI element simple layer 15 are laminated in this order. In the first to fourth embodiments, the same parts as those already described in the first to fourth embodiments (specifically, film formation conditions, final film thickness, and the like) are not described repeatedly.

【0253】I-III-VI族系化合物半導体14は、シリコ
ンや石英ガラス等の基板13上に形成されたMo層12
とNa金属を含有した状態でMo層12上に形成された
Na金属供給層26とNa金属供給層26上に形成され
たVI族元素単体層15とVI族元素単体層15上に形成さ
れたSe化合物を有する第1III-VI族元素化合物層(I
nxSe(1-x)やGaxSe(1-x))11とを有するプリカ
ーサー24を前述のセレン化処理を実行することに依り
形成されている。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of a Mo layer 12 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass.
And a Na metal supply layer 26 formed on the Mo layer 12 in a state containing the Na metal and a group VI element single layer 15 formed on the Na metal supply layer 26 and a group VI element single layer 15 formed on the Na metal supply layer 26. Group III-VI element compound layer containing Se compound (I
The precursor 24 having nxSe (1-x) and GaxSe (1-x) 11 is formed by executing the above-described selenization process.

【0254】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して反応性に富むVI族元素単体層15や第1III-VI族元
素化合物層11をアルカリ金属を含有するNa金属供給
層26の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所
定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を
Na金属供給層26から熱処理に依りドーピング処理で
きるようになる。
According to this, the group VI element simple substance layer 15 and the first III-VI element compound layer 11, which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in the semiconductor process, contain alkali metals. In this case, the alkali metal can be disposed in the vicinity of the Na metal supply layer 26 in the order of high reactivity, so that an alkali metal can be locally and precisely doped at a predetermined position by a predetermined amount from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0255】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0256】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0257】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0258】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0259】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0260】同様の主旨で、図3(d)に示すように、
I-III-VI族系化合物半導体14は、シリコンや石英ガラ
ス等の基板13上に形成されたNa金属供給層26とN
a金属供給層26上に形成されたMo層12とMo層1
2上に形成されたVI族元素単体層15とVI族元素単体層
15上に形成された銅元素を有する第2金属層16とを
有するプリカーサー24を前述のセレン化処理を実行す
ることに依り形成されてもよい。
With the same principle, as shown in FIG.
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of a Na metal supply layer 26 formed on a substrate 13 such as silicon
aMo layer 12 and Mo layer 1 formed on metal supply layer 26
The precursor 24 having the group VI element single layer 15 formed on the second element layer 2 and the second metal layer 16 having a copper element formed on the group VI element single layer 15 is formed by performing the above-described selenization treatment. It may be formed.

【0261】これに依り、半導体プロセス中で重金属不
純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対
して最も反応性に富むVI族元素単体層15をアルカリ金
属を含有するNa金属供給層26の近傍に配置できるの
で、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ
金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドーピング
処理できるようになる。
According to this, the group VI element single layer 15 most reactive to alkali metals such as sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in the semiconductor process is placed near the Na metal supply layer 26 containing alkali metals. Since it can be arranged, it becomes possible to dope an alkali metal locally at a predetermined position by a predetermined amount with high precision from the Na metal supply layer 26 by heat treatment.

【0262】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0263】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒系を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation that can enlarge the crystal grain system, and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0264】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになるとい
った効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0265】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0266】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0267】次に、図面に基づき、I-III-VI族系化合物
半導体14の製造プロセスの実施形態を説明する。
Next, an embodiment of a manufacturing process of the I-III-VI group compound semiconductor 14 will be described with reference to the drawings.

【0268】図4(1)は、基板13上に第1金属層1
2を積層した状態を説明するための断面図であり、図4
(2)は、図4(1)の第1金属層12上に第1III-VI
族元素化合物層11を積層した状態を説明するための断
面図であり、図4(3)は、図4(2)の第1III-VI族
元素化合物層11上に第2III-VI族元素化合物層20を
積層した状態を説明するための断面図であり、図4
(4)は、図4(3)の第2III-VI族元素化合物層20
上に第2金属層16を積層して構成されたプリカーサー
24を説明するための断面図であり、図4(5)は、図
4(4)のプリカーサー24をセレン化処理して作製し
たI-III-VI族系化合物半導体14を説明するための断面
図である。
FIG. 4A shows the first metal layer 1 on the substrate 13.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state where
(2) First III-VI is formed on the first metal layer 12 of FIG.
FIG. 4C is a cross-sectional view for explaining a state in which the group III element compound layer 11 is stacked. FIG. 4C is a cross-sectional view of the first group III-VI element compound layer 11 shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state in which layers 20 are stacked, and FIG.
(4) shows the second III-VI group element compound layer 20 shown in FIG.
FIG. 4 (5) is a cross-sectional view for explaining a precursor 24 configured by laminating the second metal layer 16 thereon. FIG. 4 (5) is a cross-sectional view of an I fabricated by selenizing the precursor 24 of FIG. 4 (4). FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a -III-VI group compound semiconductor 14.

【0269】先ず、図4(1)に示すように、10-5
[Torr]の真空状態で、Na金属を含有する基板1
3(ソーダガラス基板等のアルカリガラス基板)を20
0度に基板加熱し、基板13上にMo層12を1〜2
[μm]の膜厚でスパッター蒸着する。
First, as shown in FIG.
Substrate 1 containing Na metal under vacuum of [Torr]
3 (alkaline glass substrate such as soda glass substrate) 20
The substrate was heated to 0 degree, and the Mo layer 12 was
Sputter deposition is performed to a thickness of [μm].

【0270】続いて、図4(2)に示すように、10-5
[Torr]の真空状態で、200度に加熱したMo層
12上に、GaxSe(1-x)(InxSe(1-x))11を蒸
着する。
Subsequently, as shown in FIG.
In a vacuum state of [Torr], GaxSe (1-x) (InxSe (1-x)) 11 is deposited on the Mo layer 12 heated to 200 degrees.

【0271】続いて、図4(3)に示すように、10-5
[Torr]の真空状態で、200度に加熱したGax
Se(1-x)(InxSe(1-x))11上にInxSe(1-x)
(GaxSe(1-x))20を蒸着する。ここで、GaxS
e(1-x)(InxSe(1-x))11の膜厚とInxSe(1-
x)(GaxSe(1-x))20の膜厚との合計が10000
[オングストローム]程度であることが望ましい。
Subsequently, as shown in FIG.
Gax heated to 200 degrees in a vacuum of [Torr]
InxSe (1-x) on Se (1-x) (InxSe (1-x)) 11
(GaxSe (1-x)) 20 is deposited. Where GaxS
e (1-x) (InxSe (1-x)) 11 and InxSe (1-x)
x) (GaxSe (1-x)) 20 and a total of 10,000
It is desirable to be about [angstrom].

【0272】続いて、図4(4)に示すように、10-5
[Torr]の真空状態で、200度に加熱したInx
Se(1-x)(GaxSe(1-x))20上にCu層16を2
000[オングストローム]の膜厚で蒸着する。以上の
プロセスにより、プリカーサー24を形成することがで
きる。
Subsequently, as shown in FIG.
Inx heated to 200 degrees in a vacuum of [Torr]
A Cu layer 16 is formed on Se (1-x) (GaxSe (1-x)) 20 by two layers.
Deposit with a film thickness of 000 [angstrom]. By the above process, the precursor 24 can be formed.

【0273】最後に、図4(5)に示すように、プリカ
ーサー24に対して前述のセレン化処理を施してI-III-
VI族系化合物半導体14を形成することができる。この
とき、セレン化処理後のI-III-VI族系化合物半導体14
の膜厚は、おおよそ20000[オングストローム]で
あることが望ましい。
Finally, as shown in FIG. 4 (5), the precursor 24 was subjected to the above-described selenization treatment to obtain I-III-
The group VI compound semiconductor 14 can be formed. At this time, the I-III-VI group compound semiconductor 14 after selenization treatment
Is preferably about 20,000 [angstrom].

【0274】次に、従来のI-III-VI族系化合物半導体と
本実施形態で作製したI-III-VI族系化合物半導体との結
晶粒径及びナトリウム含有率を比較する。
Next, the crystal grain size and the sodium content of the conventional I-III-VI group compound semiconductor and the I-III-VI group compound semiconductor produced in this embodiment will be compared.

【0275】図表5(a)は、CuInSe2系の各種
プリカーサー24を用いて作製したI-III-VI族系化合物
半導体14における結晶粒径及びナトリウム含有率との
関係を説明するための図表であり、図表5(b)は、C
u(In,Ga)Se2系の各種プリカーサー24を用
いて作製したI-III-VI族系化合物半導体14における結
晶粒径及びナトリウム含有率との関係を説明するための
図表である。
FIG. 5 (a) is a chart for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the I-III-VI group compound semiconductor 14 produced using various precursors 24 of CuInSe2 type. , Chart 5 (b) shows C
5 is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in an I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using various precursors 24 based on u (In, Ga) Se2.

【0276】図表5(a)に示すように、CuInSe
2系の各種プリカーサー24を用いて作製した何れのI-I
II-VI族系化合物半導体14においても、1.3乃至
2.0μmの結晶粒径が得られ、図表8(a)に示され
た結晶粒径に比べて、大きな結晶粒径が得られているこ
とが解る。また同時に、ナトリウム含有率が1.0乃至
1.8と大きくなっていることも解る。
As shown in FIG. 5 (a), CuInSe
Any II prepared using various precursors 24 of type 2
Also in the II-VI group compound semiconductor 14, a crystal grain size of 1.3 to 2.0 μm was obtained, and a larger crystal grain size was obtained as compared with the crystal grain size shown in FIG. I understand that there is. At the same time, it can be seen that the sodium content is as high as 1.0 to 1.8.

【0277】なお、結晶粒径の測定は、走査電顕を用い
た観察から導出し、ナトリウム含有率は、SIMS(Se
condary Ionization Mass Spectroscopy)により測定し
た。
The measurement of the crystal grain size was derived from observation using a scanning electron microscope, and the sodium content was determined by SIMS (Se
condary Ionization Mass Spectroscopy).

【0278】同様に、図表5(b)に示すように、Cu
(In,Ga)Se2系の各種プリカーサー24を用い
て作製した何れのI-III-VI族系化合物半導体14におい
ても、1.3乃至1.7μmの結晶粒径が得られている
ことが解る。また同時に、ナトリウム含有率が1.0乃
至1.9と大きくなっていることも解る。
Similarly, as shown in FIG.
It can be seen that any of the I-III-VI group compound semiconductors 14 produced using the (In, Ga) Se 2 -based precursors 24 has a crystal grain size of 1.3 to 1.7 μm. . At the same time, it can be seen that the sodium content is as large as 1.0 to 1.9.

【0279】以上の結果から、I-III-VI族系化合物半導
体の結晶粒径を大きくするためには、プリカーサー24
中のナトリウム含有率が寄与すると思考される。則ち、
ナトリウムリッチなプリカーサー24ほど高い結晶性を
示すものと思考される。
From the above results, in order to increase the crystal grain size of the I-III-VI group compound semiconductor, the precursor 24
It is thought that the sodium content in the steel contributes. That is,
It is thought that sodium-rich precursor 24 shows higher crystallinity.

【0280】以上、第1実施形態乃至第6実施形態に説
明したI-III-VI族系化合物半導体14をフォトキャリア
の発生層としてのp型半導体層32として用い、フォト
キャリアを光電流として取り出すために第1金属層12
を電極34として用いることに依り、薄膜太陽電池30
を構成することができる。
As described above, the I-III-VI group compound semiconductor 14 described in the first to sixth embodiments is used as the p-type semiconductor layer 32 as a photocarrier generation layer, and photocarriers are extracted as photocurrents. The first metal layer 12
Is used as the electrode 34, the thin-film solar cell 30
Can be configured.

【0281】これに依り、CIS系半導体であるCuI
nSe2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになり、
更に、大きな結晶粒径が得られることに依り、10%を
越えるような高光電変換効率化を図ることができるよう
になり、更に、フォトキャリアの長寿命化を図ることが
できるようになる結果、薄膜太陽電池30における光電
流の高出力化を図ることができるようになるといった効
果を奏する。
According to this, CIS based semiconductor CuI
The crystal grain size can be increased in either the nSe 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24,
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. This has the effect of increasing the photocurrent output of the thin-film solar cell 30.

【0282】[0282]

【発明の効果】請求項1に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元
素化合物層や第2III-VI族元素化合物層をアルカリ金属
を含有する基板の近傍に反応性の高い順番で配置できる
ので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカ
リ金属を基板から熱処理に依りドーピング処理できるよ
うになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセス
に不純物として悪影響を与えないようにできるプリカー
サーの構造を実現できるようになるといった効果を奏す
る。
According to the first aspect of the present invention, the first III-VI element compound layer and the second III-VI element layer which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. Since the group-VI element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near the substrate containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped at a predetermined amount from the substrate at a predetermined position by a heat treatment. become. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0283】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0284】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0284] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0285】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0286】請求項2に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層をアルカリ金属を含有する基板の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属を基板から熱処理に依りドーピング処理でき
るようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロ
セスに不純物として悪影響を与えないようにできるプリ
カーサーの構造を実現できるようになるといった効果を
奏する。
According to the second aspect of the present invention, the group III-VI element compound layer having a high reactivity with an alkali metal such as sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Therefore, the alkali metal can be locally doped at a predetermined amount by a predetermined amount at a predetermined position from the substrate by a heat treatment. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0287】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0288】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0288] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0289】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0290】請求項3に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層や
第1III-VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有する基
板の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定の
位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更
に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物とし
て悪影響を与えないようにできるプリカーサーの構造を
実現できるようになるといった効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, a group VI element single layer or a group III-VI element compound which is highly reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the layers can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the substrate containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped by a predetermined amount at a predetermined position from the substrate by heat treatment. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0291】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0292】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0293】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0294】請求項4に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体
層をアルカリ金属を含有する基板の近傍に配置できるの
で、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ
金属を基板から熱処理に依りドーピング処理できるよう
になる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに
不純物として悪影響を与えないようにできるプリカーサ
ーの構造を実現できるようになるといった効果を奏す
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a substrate containing a group VI element simple substance which is most reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process is used. , The alkali metal can be locally doped at a predetermined amount by a predetermined amount at a predetermined position from the substrate by heat treatment. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0295】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0296】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Also, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0297】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0298】請求項5に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層や第2III-VI族元素化合物層をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to the fifth aspect of the present invention, the first III-VI group compound layer and the second III-VI element layer which are highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. A group element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near an alkali supply layer containing an alkali metal, so that a predetermined amount of an alkali metal is locally localized at a predetermined position with high precision from the alkali supply layer by a heat treatment. become able to.

【0299】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0300】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0301】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0302】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0303】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0304】請求項6に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近
傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
According to the sixth aspect of the present invention, the first III-VI element compound layer which is highly reactive to alkali metals such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer to be formed, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the alkali supply layer by heat treatment.

【0305】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Furthermore, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0306】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0307】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0308】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0309】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0310】請求項7に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層や
第1III-VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有するア
ルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配置できるの
で、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ
金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピング処理
できるようになる。
According to the seventh aspect of the present invention, a group VI element single layer or a group III-VI element compound which is highly reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the layers can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high precision by heat treatment from the alkali supply layer. Become.

【0311】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0312】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0313】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0314】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0315】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0316】請求項8に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体
層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to the eighth aspect of the present invention, a group VI element single layer most reactive with an alkali metal such as sodium, which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process, is formed of an alkali metal-containing alkali metal. Since it can be disposed near the supply layer, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by a heat treatment.

【0317】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0318】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0319】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0320】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0321】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0322】請求項9に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム等
のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元素
化合物層や第2III-VI族元素化合物層をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
According to the ninth aspect of the present invention, the first III-VI element compound layer or the second III-VI compound layer which is highly reactive to alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process. A group element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near an alkali supply layer containing an alkali metal, so that a predetermined amount of an alkali metal is locally localized at a predetermined position with high precision from the alkali supply layer by a heat treatment. become able to.

【0323】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that it is possible to realize a precursor structure that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0324】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0325】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0326】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0327】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0328】請求項10に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して反応性に富む第1III-VI族元
素化合物層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の
近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だ
け精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に
依りドーピング処理できるようになる。
According to the tenth aspect of the present invention, the first III-VI group element compound layer which is highly reactive to alkali metals such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process contains an alkali metal. Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer to be formed, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the alkali supply layer by heat treatment.

【0329】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0330】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0331】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0332】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0333】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0334】請求項11に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層
や第1III-VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有する
アルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配置できる
ので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカ
リ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピング処
理できるようになる。
According to the eleventh aspect of the present invention, a group VI element single layer or a group III-VI element compound which is highly reactive to an alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the layers can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high precision by heat treatment from the alkali supply layer. Become.

【0335】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0336】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
In addition, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0337】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0338】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0339】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0340】請求項12に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単
体層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に
配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度
良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りド
ーピング処理できるようになる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the group VI element single layer most reactive with an alkali metal such as sodium, which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process, is formed of an alkali metal-containing alkali metal. Since it can be disposed near the supply layer, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by a heat treatment.

【0341】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0342】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing a crystal grain system, a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0343】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0344】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0345】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0346】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至12の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
に対して最も反応性に富むVI族元素単体層をナトリウム
を含有するアルカリ供給層の近傍に配置できるので、所
定の位置に局所的に所定量だけ精度良くナトリウムをア
ルカリ供給層から熱処理に依りドーピング処理できるよ
うになる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to twelfth aspects, the most reactive to sodium which is eliminated as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Can be disposed in the vicinity of the alkali-containing layer containing sodium, so that a predetermined amount of sodium can be locally and precisely doped at a predetermined position from the alkali-supplying layer by heat treatment.

【0347】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0348】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0349】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0350】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0351】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、セレ
ン、イオウ、又はテルル等のVI族元素を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
きるといった効果を奏する。特に、セレンやその化合物
は結晶性の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜(ナトリ
ウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるようになると
いった効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, the use of a Group VI element such as selenium, sulfur, or tellurium provides This has the effect of achieving high photocarrier generation efficiency. In particular, selenium and its compounds have the effect that a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0352】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、ガリウ
ム又はインジウムといったIII族元素を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
きるといった効果を奏する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the effects described in any one of the first to thirteenth aspects, the use of a group III element such as gallium or indium allows a high photocarrier to be obtained. There is an effect that the generation efficiency can be realized.

【0353】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜
(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるよう
になるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect that a thin film of a group I-III-VI compound semiconductor having high crystallinity (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0354】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
1,2,5,6,7,9,10,11,12,13,1
4、又は15に記載の効果に加えて、半導体プロセス中
で重金属不純物として排除されるナトリウム等のアルカ
リ金属に対して反応性に富むInxSe(1-x)やGaxS
e(1-x)をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層や基
板の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定の
位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアル
カリ供給層から熱処理に依りドーピング処理できるよう
になる。
According to the invention of claim 16, claims 1, 2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 1
In addition to the effects described in 4 or 15, InxSe (1-x) and GaxS that are highly reactive with alkali metals such as sodium which are excluded as heavy metal impurities in a semiconductor process.
Since e (1-x) can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer containing the alkali metal or the substrate, the alkali metal is heat-treated from the alkali supply layer by a predetermined amount locally at a predetermined position with high accuracy. Allows doping treatment.

【0355】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0356】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0357】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency of more than 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0358】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0359】また、InxSe(1-x)やGaxSe(1-x)と
いったIII族化合物を用いることに依り、フォトキャリ
アの高い生成効率を実現することができ、更に、結晶性
の高いI-III-VI族系化合物半導体薄膜(ナトリウム含有
CIS薄膜)を容易に形成できるようになるといった効
果を奏する。
Further, by using a group III compound such as InxSe (1-x) or GaxSe (1-x), high photocarrier generation efficiency can be realized, and further, high crystallinity of I-III The effect is that a group-VI compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0360】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
16に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the seventeenth aspect, an effect similar to that of the sixteenth aspect is obtained.

【0361】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
3,4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載の
効果に加えて、半導体プロセス中で重金属不純物として
排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して最も反
応性に富むセレン元素単体をアルカリ金属を含有するア
ルカリ供給層や基板の近傍に配置できるので、所定の位
置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカ
リ供給層から熱処理に依りドーピング処理できるように
なる。
According to the eighteenth aspect of the invention, in addition to the effects of any one of the third, fourth, seventh, eighth, eleventh and twelfth aspects, in addition to being eliminated as heavy metal impurities in a semiconductor process. The elemental selenium element, which is most reactive with alkali metals such as sodium, can be placed near the alkali supply layer or the substrate containing alkali metals, so that the alkali metal can be precisely localized at a predetermined position by a predetermined amount. Can be doped from the alkali supply layer by heat treatment.

【0362】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0363】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0364】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of photocarriers can be extended. It has the effect of becoming

【0365】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0366】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18の何れか一項に記載の効果に加えて、600
度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、金属層
の選択度を広げることができ、高融点点を有する金属、
結晶粒系を大きくできる様な格子定数や面方位を持った
金属、線膨張率が基板やVI族元素単体層や第2III-VI族
元素化合物層に近似した金属等を用いることができるよ
うになるといった効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to eighteenth aspects, it is possible to add 600
Metal that has a high melting point,
Metals with lattice constants and plane orientations that can enlarge the crystal system, metals with a linear expansion coefficient close to those of the substrate, the group VI element simple substance layer, and the second III-VI element compound layer can be used. It has the effect of becoming.

【0367】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0368】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0368] Also, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0369】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0370】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板、第1III-VI族元素化合物層(セレ
ン化合物層)11、VI族元素単体層等と膜の密着性に優
れ、プリカーサーを高温プロセスに曝した場合であって
も、膜の剥がれやクラックを発生させることなく、I-II
I-VI族系化合物半導体を形成することができるようにな
るといった効果を奏する。
Further, the first metal layer (that is, the molybdenum metal layer) 12 containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, and chromium comprises a substrate, a first group III-VI element compound layer (selenium compound layer) 11, a VI It has excellent adhesion between group-element elemental layers and the film, and does not cause film peeling or cracking even when the precursor is exposed to a high-temperature process.
This has an effect that an I-VI group compound semiconductor can be formed.

【0371】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to the noble metal, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0372】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層に用いることに依
り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスとI-
III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS層)1
4とを従来の半導体プロセスを流用して接続できる。則
ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製するプロセ
ス中に内にI-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含有
CIS)14を作製するプロセスを含めることができる
ようになり、その結果、I-III-VI族系化合物半導体(ナ
トリウム含有CIS)14を光電変換手段としてLSI
化したOEICを実現できるようになるといった効果を
奏する。
[0372] Polysilicon or metal silicide commonly used in the LSI process is an amount of wiring material suitable for a low-temperature process using CVD or the like. By using such polysilicon or metal silicide for the first metal layer, Si- and GaAs-semiconductor devices have been
III-VI compound semiconductor (sodium-containing CIS layer) 1
4 can be connected using a conventional semiconductor process. In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, LSI using I-III-VI compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 as photoelectric conversion means
This has the effect of realizing a simplified OEIC.

【0373】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至19の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で重金属不純物として排除されるナトリウム
等のアルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単
体層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に
配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度
良くアルカリ金属をアルカリ供給層からモリブデン層を
介して熱処理に依り効率よく且つ制御性良くドーピング
処理できるようになる。
According to the twentieth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to nineteenth aspects, the present invention also provides a method for reducing alkali metal such as sodium which is excluded as a heavy metal impurity in a semiconductor process. Since the most reactive group VI element simple substance layer can be arranged near the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal is locally and precisely removed at a predetermined position by a predetermined amount from the alkali supply layer through the molybdenum layer. Thus, the doping process can be performed efficiently and with good controllability by the heat treatment.

【0374】更に、1乃至2μm程度の膜厚のモリブデ
ン層を設けることに依り、熱処理を与えない限り、他の
プロセスに不純物として悪影響を与えないようにできる
プリカーサーの構造を実現できるようになるといった効
果を奏する。
Further, by providing a molybdenum layer having a thickness of about 1 to 2 μm, it is possible to realize a precursor structure which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. It works.

【0375】又、600度程度のプロセス温度を要する
熱処理に対して、十分な強度を保つことができるように
なるといった効果を奏する。
In addition, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0376】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカ
ーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといった
効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0377】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0378】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0379】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
16乃至20の何れか一項に記載の効果に加えて、十分
なドープ量のセレンをドーパントとしてプリカーサー内
に注入でき、セレンリッチなI-III-VI族系化合物半導体
を得ることができるようになるといった効果を奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the sixteenth to twentieth aspects, selenium having a sufficient doping amount can be implanted as a dopant into the precursor, and selenium-rich It is possible to obtain an effective I-III-VI group compound semiconductor.

【0380】請求項22に記載の発明に依れば、請求項
21に記載の効果に加えて、加速電圧を制御することに
よって、十分なドープ量のセレンをドーパントとしてプ
リカーサー内の所定に位置に所定のプロファイルで制御
性良く注入でき、セレンリッチな高品質のI-III-VI族系
化合物半導体を得ることができるようになるといった効
果を奏する。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in addition to the effect of the twenty-first aspect, by controlling the acceleration voltage, a sufficiently doped amount of selenium can be used as a dopant at a predetermined position in the precursor. Injection can be performed with a predetermined profile with good controllability, and an effect that a high-quality selenium-rich I-III-VI group compound semiconductor can be obtained can be obtained.

【0381】請求項23に記載の発明に依れば、請求項
1乃至22の何れか一項に記載の効果に加えて、CIS
系半導体であるCuInSe2系又はCu(In,G
a)Se2系の何れのプリカーサーでも結晶粒径を大き
くできるようになり、更に、大きな結晶粒径が得られる
ことに依り、10%を越えるような高光電変換効率化を
図ることができるようになり、更に、フォトキャリアの
長寿命化を図ることができるようになる結果、薄膜太陽
電池における光電流の高出力化を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
According to the twenty-third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, the CIS
Based semiconductors such as CuInSe2 or Cu (In, G
a) The crystal grain size can be increased in any of the precursors of the Se2 series, and furthermore, the high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved by obtaining a large crystal grain size. As a result, the life of the photocarrier can be prolonged, and as a result, the output of the photocurrent in the thin-film solar cell can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は、第1III-VI族元素化合物層及び
第2III-VI族元素化合物層を有するプリカーサーの基本
構成を説明するための断面図であり、図1(b)は、図
1(a)のプリカーサーを用いて作製したI-III-VI族系
化合物半導体の基本構成を説明するための断面図であ
る。
FIG. 1A is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor having a first III-VI element compound layer and a second III-VI element compound layer, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor of FIG.

【図2】図2(a)は、第1III-VI族元素化合物層及び
VI族元素単体層を有するプリカーサーの基本構成を説明
するための断面図であり、図2(b)は、図2(a)の
プリカーサーを用いて作製したI-III-VI族系化合物半導
体の基本構成を説明するための断面図である。
FIG. 2 (a) shows a first III-VI group element compound layer and
FIG. 2B is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor having a group VI element simple substance layer. FIG. 2B is a cross-sectional view of an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration.

【図3】図3(a)は、第1金属層、アルカリ供給層、
第1III-VI族元素化合物層の順に積層されたプリカーサ
ーの基本構成を説明するための断面図であり、図3
(b)は、アルカリ供給層、第1金属層、第1III-VI族
元素化合物層、第2III-VI族元素化合物層の順に積層さ
れたプリカーサーの基本構成を説明するための断面図で
あり、図3(c)は、第1金属層、アルカリ供給層、VI
族元素単体層の順に積層されたプリカーサーの基本構成
を説明するための断面図であり、図3(d)は、アルカ
リ供給層、第1金属層、VI族元素単体層の順に積層され
たプリカーサーの基本構成を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3A shows a first metal layer, an alkali supply layer,
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor laminated in the order of the first III-VI element compound layers, and FIG.
(B) is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor in which an alkali supply layer, a first metal layer, a first III-VI element compound layer, and a second III-VI element compound layer are stacked in this order; FIG. 3C shows the first metal layer, the alkali supply layer, and the VI
FIG. 3D is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor laminated in the order of a group element element single layer, and FIG. 3D shows a precursor laminated in the order of an alkali supply layer, a first metal layer, and a group VI element element layer. FIG. 3 is a cross-sectional view for describing a basic configuration of FIG.

【図4】図4(1)は、基板上に第1金属層を積層した
状態を説明するための断面図であり、図4(2)は、図
4(1)の第1金属層上に第1III-VI族元素化合物層を
積層した状態を説明するための断面図であり、図4
(3)は、図4(2)の第1III-VI族元素化合物層上に
第2III-VI族元素化合物層を積層した状態を説明するた
めの断面図であり、図4(4)は、図4(3)の第2II
I-VI族元素化合物層上に第2金属層を積層して構成され
たプリカーサーを説明するための断面図であり、図4
(5)は、図4(4)のプリカーサーをセレン化処理し
て作製したI-III-VI族系化合物半導体を説明するための
断面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view for explaining a state in which a first metal layer is stacked on a substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state where a first III-VI group element compound layer is laminated on FIG.
FIG. 4C is a cross-sectional view for explaining a state in which a second III-VI element compound layer is stacked on the first III-VI element compound layer in FIG. 4B, and FIG. Second II in FIG. 4 (3)
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a precursor constituted by laminating a second metal layer on a group I-VI element compound layer,
FIG. 5 (5) is a cross-sectional view for explaining an I-III-VI group compound semiconductor manufactured by selenizing the precursor of FIG. 4 (4).

【図5】図5(a)は、CuInSe2系の各種プリカ
ーサーを用いて作製したI-III-VI族系化合物半導体にお
ける結晶粒径及びナトリウム含有率との関係を説明する
ための図表であり、図5(b)は、Cu(In,Ga)
Se2系の各種プリカーサーを用いて作製したI-III-VI
族系化合物半導体における結晶粒径及びナトリウム含有
率との関係を説明するための図表である。
FIG. 5A is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using various CuInSe 2 -based precursors, FIG. 5B shows Cu (In, Ga).
I-III-VI fabricated using various Se2 precursors
3 is a table for explaining a relationship between a crystal grain size and a sodium content in a group III compound semiconductor.

【図6】第1従来例を説明するための図であって、固相
セレン化技術を用いたプリカーサー、及びこれを用いて
作製したI-III-VI族系化合物半導体を説明するための断
面図である。
FIG. 6 is a view for explaining the first conventional example, and is a cross-section for explaining a precursor using solid-phase selenization technology and an I-III-VI-based compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【図7】第2従来例を説明するための図であって、気相
セレン化技術を用いたプリカーサー、及びこれを用いて
作製したI-III-VI族系化合物半導体を説明するための断
面図である。
FIG. 7 is a view for explaining a second conventional example, and is a cross-section for explaining a precursor using a vapor-phase selenization technique and an I-III-VI-based compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【図8】図8(a)は、第1従来例の固相セレン化技術
又は第2従来例の気相セレン化技術を用いたCuInS
e2系の各種プリカーサーを用いて作製したI-III-VI族
系化合物半導体における結晶粒径及びナトリウム含有率
との関係を説明するための図表であり、図8(b)は、
第1従来例の固相セレン化技術又は第2従来例の気相セ
レン化技術を用いたCu(In,Ga)Se2系の各種
プリカーサープリカーサー、及びこれを用いて作製した
I-III-VI族系化合物半導体における結晶粒径及びナトリ
ウム含有率との関係を説明するための図表である。
FIG. 8 (a) shows CuInS using the solid-state selenization technology of the first conventional example or the gas-phase selenization technology of the second conventional example.
FIG. 8 (b) is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the I-III-VI group compound semiconductors manufactured using various precursors of the e2 type.
Various precursors of Cu (In, Ga) Se2 based on the solid-phase selenization technology of the first conventional example or the gas-phase selenization technology of the second conventional example, and fabricated using the precursors.
4 is a table for explaining a relationship between a crystal grain size and a sodium content in an I-III-VI group compound semiconductor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第1III-VI族元素化合物層(セレン化合物層) 12 第1金属層(モリブデン金属層) 13 基板(アルカリガラス基板) 14 I-III-VI族系化合物半導体(ナトリウム含有C
IS層) 15 VI族元素単体層(セレン単体層) 16 第2金属層(Cu) 20 第2III-VI族元素化合物層(セレン化合物層) 24 プリカーサー 26 アルカリ供給層 30 薄膜太陽電池 32 p型半導体層(I-III-VI族系化合物半導体) 34 電極
Reference Signs List 11 1st III-VI group compound layer (selenium compound layer) 12 1st metal layer (molybdenum metal layer) 13 substrate (alkali glass substrate) 14 I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing C)
IS layer) 15 Group VI element simple layer (Selenium simple layer) 16 Second metal layer (Cu) 20 Second III-VI group element compound layer (Selenium compound layer) 24 Precursor 26 Alkali supply layer 30 Thin film solar cell 32 P-type semiconductor Layer (I-III-VI compound semiconductor) 34 electrode

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年5月26日[Submission date] May 26, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 I−III−VI族系化合物半導体
及びこれを用いた薄膜太陽電池
Patent application title: I-III-VI compound semiconductor and thin-film solar cell using the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスに
関し、特に、I−III−VI族系化合物半導体のプリ
カーサー、及びこれを用いて作製した薄膜太陽電池に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a precursor of a group I-III-VI compound semiconductor and a thin-film solar cell manufactured using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、第1従来例を説明するための図
であって、固相セレン化技術を用いたプリカーサー、及
びこれを用いて作製したI−III−VI族系化合物半
導体を説明するための断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram for explaining a first conventional example, in which a precursor using solid-phase selenization technology and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the same are used. It is sectional drawing for demonstrating.

【0003】この種のI−III−VI族系化合物半導
体の第1従来例としては、例えば、特開平1−2313
13号公報(発明の名称:半導体フィルムの製造方法、
出願日:1988年11月28日)に示すようなものが
ある(図6参照)。
A first example of this type of I-III-VI group compound semiconductor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2313.
No. 13 (Title of Invention: Production method of semiconductor film,
(Filing date: November 28, 1988) (see FIG. 6).

【0004】第1従来例におけるプリカーサー6は、ガ
ラス基板1上に、モリブデン(Mo)金属電極層2、銅
層3、インジウム(In)層4、セレン(Se)層5が
この順番で積層されて構成されていた。
In a precursor 6 according to a first conventional example, a molybdenum (Mo) metal electrode layer 2, a copper layer 3, an indium (In) layer 4, and a selenium (Se) layer 5 are laminated on a glass substrate 1 in this order. It was composed.

【0005】この様な積層構造を有するプリカーサー6
を熱処理する固相セレン化法を用いることに依り、Cu
InGaSe2等のI−III−VI族系化合物半導体
7,2を作製していた。
[0005] The precursor 6 having such a laminated structure
By using a solid-phase selenization method of heat-treating Cu
I-III-VI group compound semiconductors 7, 2 such as InGaSe2 were produced.

【0006】図7は、第2従来例を説明するための図で
あって、気相セレン化法を用いたプリカーサー、及びこ
れを用いて作製したI−III−VI族系化合物半導体
を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a view for explaining a second conventional example, and illustrates a precursor using a vapor phase selenization method and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【0007】また、Cu−InのプリカーサーをSe又
はH2Se等のセレン気相中で反応させる気相セレン化
技術を用いてI−III−VI族系化合物半導体を作製
する第2従来例を図7に示す。
FIG. 7 shows a second conventional example of producing a group I-III-VI compound semiconductor using a vapor-phase selenization technique in which a precursor of Cu-In is reacted in a vapor phase of selenium such as Se or H2Se. Shown in

【0008】第2従来例におけるプリカーサーは、ガラ
ス基板1上に、モリブデン(Mo)金属電極層2、銅
(Cu)層3、インジウム(In)層4がこの順番で積
層されて構成されていた。
The precursor in the second prior art example is configured such that a molybdenum (Mo) metal electrode layer 2, a copper (Cu) layer 3, and an indium (In) layer 4 are laminated on a glass substrate 1 in this order. .

【0009】この様な積層構造を有するプリカーサー
を、前述の気相セレン化法を用いることに依り、CuI
nGaSe2等のI−III−VI族系化合物半導体
7,2を作製していた。
The precursor having such a laminated structure is prepared by using the vapor-phase selenization method described above to obtain CuI.
I-III-VI group compound semiconductors 7, 2 such as nGaSe2 were produced.

【0010】図8(a)は、第1従来例の固相セレン化
技術又は第2従来例の気相セレン化技術を用いたCuI
nSe2系の各種プリカーサーを用いて作製したI−I
II−VI族系化合物半導体における結晶粒径及びナト
リウム含有率との関係を説明するための図表であり、図
8(b)は、第1従来例の固相セレン化技術又は第2従
来例の気相セレン化技術を用いたCu(In,Ga)S
e2系の各種プリカーサー、及びこれを用いて作製した
I−III−VI族系化合物半導体における結晶粒径及
びナトリウム含有率との関係を説明するための図表であ
る。
FIG. 8A shows a CuI using the solid-state selenization technique of the first conventional example or the gas-phase selenization technique of the second conventional example.
II prepared using various precursors of nSe2 series
FIG. 8B is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the II-VI group compound semiconductor, and FIG. 8B is a diagram illustrating a solid-state selenization technique of the first conventional example or a solid-state selenization technique of the second conventional example. Cu (In, Ga) S using vapor-phase selenization technology
e2 system of various precursor over, and is a table for explaining a relationship between a grain size and a sodium content in the group I-III-VI compound semiconductor fabricated by using the same.

【0011】図表8(a)に示すように、第1従来例の
固相セレン化技術又は第2従来例の気相セレン化技術を
用いたCuInSe2系の各種プリカーサーを用いて作
製した何れかのI−III−VI族系化合物半導体にお
いても、1μm以下の結晶粒径が得られていた。
As shown in FIG. 8 (a), any of the CuInSe2-based precursors using the solid state selenization technology of the first conventional example or the gas phase selenization technology of the second conventional example is used. Also in I-III-VI group compound semiconductors, a crystal grain size of 1 μm or less was obtained.

【0012】同様に、図表8(b)に示すように、第1
従来例の固相セレン化技術又は第2従来例の気相セレン
化技術を用いたCu(In,Ga)Se2系の各種プリ
カーサーを用いて作製した何れのI−III−VI族系
化合物半導体においても、0.5μm以下の結晶粒径が
得られていた。
[0012] Similarly, as shown in FIG.
In any of the I-III-VI group compound semiconductors manufactured using various precursors of Cu (In, Ga) Se2 based on the conventional solid-phase selenization technology or the second conventional gas-phase selenization technology. Also, a crystal grain size of 0.5 μm or less was obtained.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな第1従来例又は第2従来例のI−III−VI族系
化合物半導体では、CIS系半導体であるCuInSe
2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカー
サーを用いても、1乃至0.5μm程度の結晶粒径しか
得られないため、10%を越えるような高い光電変換効
率を実現することが難しく、又、フォトキャリアを長寿
命化することが難しいという技術的課題があった。
However, in such a first conventional example or a second conventional example, the I-III-VI group compound semiconductor is CuInSe which is a CIS semiconductor.
Even if a precursor of either 2 type or Cu (In, Ga) Se 2 type is used, only a crystal grain size of about 1 to 0.5 μm can be obtained, so that high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be realized. And it is difficult to extend the life of the photocarrier.

【0014】則ち、このようなI−III−VI族系化
合物半導体では大きな光電流を取り出すことが難しく、
その結果、このようなI−III−VI族系化合物半導
体を用いて作製した薄膜太陽電池では大きな光電流を取
り出すことが難しという技術的課題があった。
In other words, it is difficult to extract a large photocurrent from such an I-III-VI group compound semiconductor.
As a result, there has been a technical problem that it is difficult to extract a large photocurrent in a thin-film solar cell manufactured using such an I-III-VI group compound semiconductor.

【0015】一方、CIS系半導体であるCuInSe
2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリカー
サーにおける結晶粒径を大きくするためには、ナトリウ
ム等のアルカリ金属をプリカーサー中にドーピング処理
し、このドーピング処理後のプリカーサーをセレン化処
理することに依り、結晶粒径を大きくできることが知ら
れている。
On the other hand, CuInSe, which is a CIS semiconductor,
In order to increase the crystal grain size in the precursor of either the 2 type or the Cu (In, Ga) Se 2 type, an alkali metal such as sodium is doped into the precursor, and the precursor after the doping is selenized. Accordingly, it is known that the crystal grain size can be increased.

【0016】しかしながら、半導体プロセス中で不純物
として排除されるナトリウム等のアルカリ金属を、所定
の位置に局所的に所定量だけ精度良く注入又は拡散で
き、且つ他のプロセスに不純物として悪影響を与えない
ようにできるプリカーサーの構造が求められていた。
[0016] However, the alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in the semiconductor process, locally be accurately implantation or diffusion by a predetermined amount in a predetermined position, and adversely affect the impurity other processes There was a need for a precursor structure that could be eliminated.

【0017】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、アルカリ金属を含有
する基板又はアルカリ供給層、第1III−VI族元素
化合物層(又はVI族元素単体層)、第2III−VI
族元素化合物層(又は第2金属層)とこの順番で積層し
て構成したプリカーサーに対して所定雰囲気内で所定温
度で加熱する熱処理(セレン化処理)を実行することに
依り形成されたI−III−VI族系化合物半導体に依
り、半導体プロセス中で不純物として排除されるナトリ
ウム等のアルカリ金属を、所定の位置に局所的に所定量
だけ精度良くドーピング処理し、且つ他のプロセスに不
純物として悪影響を与えないようにできるプリカーサー
の構造を実現し、その結果、CIS系半導体であるCu
InSe2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れの
プリカーサーでも結晶粒径を大きくすることを課題とし
ている。
An object of the present invention is to solve such conventional problems, and in particular, to a substrate containing an alkali metal or an alkali supply layer, a group III-VI element compound layer (or a group VI element alone). Layer), second III-VI
I- formed by performing a heat treatment (selenization treatment) of heating at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere to a precursor formed by laminating a group III element compound layer (or a second metal layer) in this order. depending on the III-VI group compound semiconductor, an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in the semiconductor process, locally precisely doped by a predetermined amount in a predetermined position, and impurities other processes As a result, a structure of a precursor that can be prevented from being adversely affected is realized.
It is an object of the present invention to increase the crystal grain size of either an InSe2 or Cu (In, Ga) Se2 precursor.

【0018】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図り、更
に、フォトキャリアの長寿命化を図り、その結果、光電
流の高出力化を図ることを課題としている。
[0018] Also, depending to a large grain size is obtained, Ri FIG high photoelectric conversion efficiency that exceeds 10%, further, it aims to extend the life of the photocarriers, as a result, higher output photocurrent The challenge is to achieve the goal.

【0019】又、この様なI−III−VI族系化合物
半導体を用いて薄膜太陽電池を作製することに依り、薄
膜太陽電池における光電流の高出力化を図ることを課題
としている。
Another object is to increase the photocurrent output of the thin-film solar cell by manufacturing a thin-film solar cell using such an I-III-VI group compound semiconductor.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、I−III−VI族系化合物半導体14であって、
アルカリ金属を含有する基板13上に形成された第1金
属層12と当該第1金属層12上に形成されたIII−
VI族元素化合物を有する第1III−VI族元素化合
物層11と当該第1III−VI族元素化合物層11上
に形成されたIII−VI族元素化合物を有する第2I
II−VI族元素化合物層20とを有するプリカーサー
24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行
することに依り形成された、ことを特徴とするI−II
I−VI族系化合物半導体14である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an I-III-VI group compound semiconductor 14,
A first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal and a III-layer formed on the first metal layer 12
A first III-VI element compound layer 11 having a group VI element compound and a second I-II compound having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer 11
I-II formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having the II-VI group element compound layer 20 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
It is an I-VI group compound semiconductor 14.

【0021】請求項1に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム(元素記
号:Na)等のアルカリ金属に対して反応性に富む第1
III−VI族元素化合物層11や第2III−VI族
元素化合物層20をアルカリ金属を含有する基板13の
近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定の位置
に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板13
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更
に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物とし
て悪影響を与えないようにできるプリカーサー24の構
造を実現できるようになるといった効果を奏する。
[0021] According to the invention of claim 1, sodium (element symbol: Na) to be eliminated as not neat in a semiconductor process first highly reactive with respect to alkali metals, such as
The group III-VI element compound layer 11 and the second group III-VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity near the substrate 13 containing an alkali metal. Good alkali metal substrate 13
Thus, doping can be performed by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0022】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0023】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0024】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0025】請求項2に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、アルカリ金属を含有
する基板13上に形成された第1金属層12と当該第1
金属層12上に形成されたIII−VI族元素化合物を
有する第1III−VI族元素化合物層11と当該第1
III−VI族元素化合物層11上に形成された銅元素
(元素記号:Cu)を有する第2金属層16とを有する
プリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する
熱処理を実行することに依り形成された、ことを特徴と
するI−III−VI族系化合物半導体14である。
[0025] The invention according to claim 2 is characterized in that I-III-V
A first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal;
A first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound formed on a metal layer 12;
By performing a heat treatment of heating a precursor 24 having a second metal layer 16 having a copper element (element symbol: Cu) formed on the III-VI group element compound layer 11 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. The I-III-VI group compound semiconductor 14 thus formed.

【0026】請求項2に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層11をアルカリ金属を含有する基板13の近傍
に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精
度良くアルカリ金属を基板13から熱処理に依りドーピ
ング処理できるようになる。更に、熱処理を与えない限
り、他のプロセスに不純物として悪影響を与えないよう
にできるプリカーサー24の構造を実現できるようにな
るといった効果を奏する。
[0026] According to the invention of claim 2, alkali metal first group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Can be disposed in the vicinity of the substrate 13 containing, so that the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high precision by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0027】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0028】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0029】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0030】請求項3に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、アルカリ金属を含有
する基板13上に形成された第1金属層12と当該第1
金属層12上に形成されたVI族元素単体層15と当該
VI族元素単体層15上に形成されたIII−VI族元
素化合物を有する第1III−VI族元素化合物層11
とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度
で加熱する熱処理を実行することに依り形成された、こ
とを特徴とするI−III−VI族系化合物半導体14
である。
[0030] The invention according to claim 3 is characterized in that I-III-V
A first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal;
Group VI element single layer 15 formed on metal layer 12 and first III-VI group element compound layer 11 having group III-VI element compound formed on group VI element single layer 15
I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment for heating precursor 24 having a predetermined temperature in a predetermined atmosphere at a predetermined temperature.
It is.

【0031】請求項3に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層15や
第1III−VI族元素化合物層11をアルカリ金属を
含有する基板13の近傍に反応性の高い順番で配置でき
るので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアル
カリ金属を基板13から熱処理に依りドーピング処理で
きるようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプ
ロセスに不純物として悪影響を与えないようにできるプ
リカーサー24の構造を実現できるようになるといった
効果を奏する。
[0031] According to the invention of claim 3, VI group element alone layer 15 and the second group III-VI group highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the elemental compound layer 11 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the substrate 13 containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped at a predetermined position from the substrate 13 by a predetermined amount by a heat treatment. become. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0032】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0033】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0034】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0035】請求項4に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、アルカリ金属を含有
する基板13上に形成された第1金属層12と当該第1
金属層12上に形成されたVI族元素単体層15と当該
VI族元素単体層15上に形成された銅元素を有する第
2金属層16とを有するプリカーサー24を所定雰囲気
内で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り形
成された、ことを特徴とするI−III−VI族系化合
物半導体14である。
The invention according to claim 4 is characterized in that I-III-V
A first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal;
A precursor 24 having a group VI element single layer 15 formed on the metal layer 12 and a second metal layer 16 having a copper element formed on the group VI element single layer 15 is heated at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment.

【0036】請求項4に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層1
5をアルカリ金属を含有する基板13の近傍に配置でき
るので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアル
カリ金属を基板13から熱処理に依りドーピング処理で
きるようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプ
ロセスに不純物として悪影響を与えないようにできるプ
リカーサー24の構造を実現できるようになるといった
効果を奏する。
The claimed According to the invention described in claim 4, VI group element alone layer rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process 1
Since 5 can be arranged in the vicinity of the substrate 13 containing the alkali metal, the alkali metal can be locally doped at a predetermined amount by a predetermined amount at a predetermined position from the substrate 13 by a heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0037】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0038】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0039】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0040】請求項5に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、基板13上に形成さ
れたアルカリ供給層26と当該アルカリ供給層26上に
形成された第1金属層12と当該第1金属層12上に形
成されたIII−VI族元素化合物を有する第1III
−VI族元素化合物層11と当該第1III−VI族元
素化合物層11上に形成されたIII−VI族元素化合
物を有する第2III−VI族元素化合物層20とを有
するプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱
する熱処理を実行することに依り形成された、ことを特
徴とするI−III−VI族系化合物半導体14であ
る。
The invention according to claim 5 is characterized in that I-III-V
An alkali supply layer 26 formed on the substrate 13, a first metal layer 12 formed on the alkali supply layer 26, and a III layer formed on the first metal layer 12; -III having Group VI elemental compound
A precursor 24 having a group VI element compound layer 11 and a second III-VI element compound layer 20 having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer 11 in a predetermined atmosphere. The I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating at a predetermined temperature.

【0041】請求項5に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層11や第2III−VI族元素化合物層20を
アルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に反
応性の高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的
に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層2
6から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0041] According to the invention of claim 5, the group III-VI group element compound layer 11 and the second 2III rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the group VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely added to a predetermined position by a predetermined amount in the alkali supply layer 2.
From step 6, doping can be performed by heat treatment.

【0042】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0043】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0044】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor, CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0045】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0046】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0047】請求項6に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、基板13上に形成さ
れたアルカリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成
された第1金属層12と当該第1金属層12上に形成さ
れたIII−VI族元素化合物を有する第1III−V
I族元素化合物層11と当該第1III−VI族元素化
合物層11上に形成された銅元素を有する第2金属層1
6とを有するプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温
度で加熱する熱処理を実行することに依り形成された、
ことを特徴とするI−III−VI族系化合物半導体1
4である。
[0047] The invention according to claim 6 is characterized in that I-III-V
An alkali supply layer 26 formed on the substrate 13, a first metal layer 12 formed on the alkali supply layer 26, and a III-type compound semiconductor formed on the first metal layer 12. First III-V having Group VI elemental compound
Group I element compound layer 11 and second metal layer 1 having a copper element formed on first III-VI group element compound layer 11
6 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having a predetermined temperature and a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
I-III-VI compound semiconductor 1
4.

【0048】請求項6に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層11をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層
26の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所
定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26か
ら熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0048] According to the invention of claim 6, alkali metal first group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Can be disposed in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing, so that the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy by heat treatment.

【0049】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0050】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0051】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0052】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0053】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0054】請求項7に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、基板13上に形成さ
れたアルカリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成
された第1金属層12と当該第1金属層12上に形成さ
れたVI族元素単体層15と当該VI族元素単体層15
上に形成されたIII−VI族元素化合物を有する第1
III−VI族元素化合物層11とを有するプリカーサ
ー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実
行することに依り形成された、ことを特徴とするI−I
II−VI族系化合物半導体14である。
The invention according to claim 7 is characterized in that I-III-V
An alkali supply layer formed on the substrate, a first metal layer formed on the alkali supply layer, and a group VI compound formed on the first metal layer; Element simple substance layer 15 and group VI element simple substance layer 15
First having a III-VI compound formed thereon
II formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having the III-VI group element compound layer 11 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
II-VI group compound semiconductor 14.

【0055】請求項7に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層15や
第1III−VI族元素化合物層11をアルカリ金属を
含有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の高い順番
で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精
度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に
依りドーピング処理できるようになる。
[0055] According to the invention of claim 7, VI group element alone layer 15 and the second group III-VI group highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the elemental compound layer 11 can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer 26 containing the alkali metal, the alkali metal is locally and precisely removed from the alkali supply layer 26 by a predetermined amount at a predetermined position. Doping processing can be performed.

【0056】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0057】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 that can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0058】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor, CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0059】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency of more than 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0060】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0061】請求項8に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、基板13上に形成さ
れたアルカリ供給層26とアルカリ供給層26上に形成
された第1金属層12と当該第1金属層12上に形成さ
れたVI族元素単体層15と当該VI族元素単体層15
上に形成された銅元素を有する第2金属層16とを有す
るプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱す
る熱処理を実行することに依り形成された、ことを特徴
とするI−III−VI族系化合物半導体14である。
[0061] The invention according to claim 8 is characterized in that I-III-V
An alkali supply layer formed on the substrate, a first metal layer formed on the alkali supply layer, and a group VI compound formed on the first metal layer; Element simple substance layer 15 and group VI element simple substance layer 15
I-III-VI formed by performing a heat treatment of heating a precursor 24 having a second metal layer 16 having a copper element formed thereon at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. Group 14 compound semiconductor.

【0062】請求項8に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層1
5をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍
に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精
度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理に
依りドーピング処理できるようになる。
[0062] According to the invention of claim 8, rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process VI element alone layer 1
Since 5 can be arranged near the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped at a predetermined position by a predetermined amount from the alkali supply layer 26 by heat treatment.

【0063】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0064】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0065】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0066】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0067】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0068】請求項9に記載の発明は、I−III−V
I族系化合物半導体14であって、基板13上に形成さ
れた第1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で当
該第1金属層12上に形成されたアルカリ供給層26と
当該アルカリ供給層26上に形成されたIII−VI族
元素化合物を有する第1III−VI族元素化合物層1
1と当該第1III−VI族元素化合物層11上に形成
されたIII−VI族元素化合物を有する第2III−
VI族元素化合物層20とを有するプリカーサー24を
所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行するこ
とに依り形成された、ことを特徴とするI−III−V
I族系化合物半導体14である。
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided the method of I-III-V
A group I-based compound semiconductor 14, wherein the first metal layer 12 formed on the substrate 13 and the alkali supply layer 26 and the alkali supply layer formed on the first metal layer 12 while containing an alkali metal First III-VI element compound layer 1 having a III-VI element compound formed on 26
1 and a second III-VI having a III-VI group compound formed on the first III-VI group compound layer 11.
I-III-V formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 having the group VI element compound layer 20 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
It is a Group I compound semiconductor 14.

【0069】請求項9に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層11や第2III−VI族元素化合物層20を
アルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に反
応性の高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的
に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層2
6から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0069] According to the invention of claim 9, the first and second group III-VI group element compound layer 11 rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process 2III Since the group VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely added to a predetermined position by a predetermined amount in the alkali supply layer 2.
From step 6, doping can be performed by heat treatment.

【0070】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0071】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0072】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0073】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0074】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0075】請求項10に記載の発明は、I−III−
VI族系化合物半導体14であって、基板13上に形成
された第1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で
当該第1金属層12上に形成されたアルカリ供給層26
と当該アルカリ供給層26上に形成されたIII−VI
族元素化合物を有する第1III−VI族元素化合物層
11と当該第1III−VI族元素化合物層11上に形
成された銅元素を有する第2金属層16とを有するプリ
カーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処
理を実行することに依り形成された、ことを特徴とする
I−III−VI族系化合物半導体14である。
The tenth aspect of the present invention relates to I-III-
A group VI compound semiconductor 14 comprising a first metal layer 12 formed on a substrate 13 and an alkali supply layer 26 formed on the first metal layer 12 while containing an alkali metal;
And III-VI formed on the alkali supply layer 26
A precursor 24 having a first III-VI element compound layer 11 having a group III element compound and a second metal layer 16 having a copper element formed on the first III-VI element compound layer 11 is formed in a predetermined atmosphere in a predetermined atmosphere. An I-III-VI group compound semiconductor 14 formed by performing a heat treatment of heating at a temperature.

【0076】請求項10に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元
素化合物層11をアルカリ金属を含有するアルカリ供給
層26の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に
所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0076] According to the invention described in claim 10, an alkali metal first group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Can be disposed in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing the alkali metal.
Thus, doping can be performed by heat treatment.

【0077】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0078】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0079】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0080】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0081】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0082】請求項11に記載の発明は、I−III−
VI族系化合物半導体14であって、基板13上に形成
された第1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で
当該第1金属層12上に形成されたアルカリ供給層26
と当該アルカリ供給層26上に形成されたVI族元素単
体層15と当該VI族元素単体層15上に形成されたI
II−VI族元素化合物を有する第1III−VI族元
素化合物層11とを有するプリカーサー24を所定雰囲
気内で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依り
形成された、ことを特徴とするI−III−VI族系化
合物半導体14である。
The eleventh aspect of the present invention relates to I-III-
A group VI compound semiconductor 14 comprising a first metal layer 12 formed on a substrate 13 and an alkali supply layer 26 formed on the first metal layer 12 while containing an alkali metal;
And the group VI element single layer 15 formed on the alkali supply layer 26 and the group I element formed on the group VI element single layer 15.
I- is formed by performing a heat treatment of heating a precursor 24 having a first III-VI group compound layer 11 having a II-VI group compound at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. III-VI group compound semiconductor 14.

【0083】請求項11に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層15
や第1III−VI族元素化合物層11をアルカリ金属
を含有するアルカリ供給層26の近傍に反応性の高い順
番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理
に依りドーピング処理できるようになる。
[0083] according According to the invention described in claim 11, VI group element alone layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process 15
And the first III-VI group element compound layer 11 can be arranged near the alkali supply layer 26 containing an alkali metal in the order of high reactivity, so that the alkali metal is locally supplied to a predetermined position by a predetermined amount with high accuracy. The layer 26 can be doped by a heat treatment.

【0084】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Furthermore, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0085】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0086】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0087】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0088】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0089】請求項12に記載の発明は、I−III−
VI族系化合物半導体14であって、基板13上に形成
された第1金属層12とアルカリ金属を含有した状態で
当該第1金属層12上に形成されたアルカリ供給層26
と当該アルカリ供給層26上に形成されたVI族元素単
体層15と当該VI族元素単体層15上に形成された銅
元素を有する第2金属層16とを有するプリカーサー2
4を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行す
ることに依り形成された、ことを特徴とするI−III
−VI族系化合物半導体14である。
The twelfth aspect of the present invention relates to I-III-
A group VI compound semiconductor 14 comprising a first metal layer 12 formed on a substrate 13 and an alkali supply layer 26 formed on the first metal layer 12 while containing an alkali metal.
A precursor having a group VI element single layer formed on the alkali supply layer and a second metal layer having a copper element formed on the group VI element single layer;
I-III formed by performing a heat treatment of heating C.4 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
-VI group compound semiconductor 14.

【0090】請求項12に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層
15をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近
傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱処理
に依りドーピング処理できるようになる。
[0090] According to the invention of claim 12, containing an alkali metal to Group VI element alone layer 15 rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer 26, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount with high precision by a heat treatment.

【0091】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0092】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるアルカリ供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率が第
1金属層12に近似した基板13等の各種の基板13を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the alkali supply layer 26 that can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be increased with respect to the heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. Substrate 13 having a high softening point, a crystal substrate 13 having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate 13 having a linear expansion coefficient similar to that of the first metal layer 12, and the like. There is an effect that the substrate 13 can be used.

【0093】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0094】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0095】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0096】請求項13に記載の発明は、請求項1乃至
12の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14において、前記アルカリ金属がナトリウムで
あることを特徴とするI−III−VI族系化合物半導
体14である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to twelfth aspects, the alkali metal is sodium. -III-VI group compound semiconductor 14.

【0097】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至12の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウムに対し
て最も反応性に富むVI族元素単体層15をナトリウム
を含有するアルカリ供給層26の近傍に配置できるの
で、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くナトリウ
ムをアルカリ供給層26から熱処理に依りドーピング処
理できるようになる。
[0097] According to the invention of claim 13, in addition to the effects according to any one of claims 1 to 12, most reactions to sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the group VI elemental element layer 15 having a high property can be arranged in the vicinity of the alkali-containing layer 26 containing sodium, it is possible to locally dope a predetermined amount of sodium from the alkali-supplying layer 26 at a predetermined position by a heat treatment. Become like

【0098】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Furthermore, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0099】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0100】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0101】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0102】請求項14に記載の発明は、請求項1乃至
13の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14において、前記VI族元素が、セレン(元素
記号:Se)、イオウ(元素記号:S)、又はテルル
(元素記号:Te)の何れかであることを特徴とするI
−III−VI族系化合物半導体14である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to thirteenth aspects, the group VI element is selenium (element symbol: Se). , Sulfur (element symbol: S), or tellurium (element symbol: Te)
-III-VI group compound semiconductor 14.

【0103】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、セレ
ン、イオウ、又はテルル等のVI族元素を用いることに
依り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することが
できるといった効果を奏する。特に、セレンやその化合
物は結晶性の高いI−III−VI族系化合物半導体薄
膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるよ
うになるといった効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, the use of a group VI element such as selenium, sulfur, or tellurium provides This has the effect of achieving high photocarrier generation efficiency. In particular, selenium and its compounds have the effect that a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0104】請求項15に記載の発明は、請求項1乃至
13の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14において、前記III族元素が、ガリウム又
はインジウムであることを特徴とするI−III−VI
族系化合物半導体14である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to thirteenth aspects, the group III element is gallium or indium. Characteristic I-III-VI
Group 14 compound semiconductor.

【0105】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、ガリウ
ム(元素記号:Ga)又はインジウム(元素記号:I
n)といったIII族元素を用いることに依り、フォト
キャリアの高い生成効率を実現することができるといっ
た効果を奏する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, gallium (element symbol: Ga) or indium (element symbol: I
By using a group III element such as n), there is an effect that a high generation efficiency of photocarriers can be realized.

【0106】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI−III−VI族系化合物半導
体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成でき
るようになるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect that it is possible to easily form a group I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) having high crystallinity.

【0107】請求項16に記載の発明は、請求項1,
2,5,6,7,9,10,11,12,13,14、
又は15に記載のI−III−VI族系化合物半導体1
4において、前記第1III−VI族元素化合物層11
がInxSe(1−x)を有し、且つ前記第2III−
VI族元素化合物層20がGaxSe(1−x)を有す
る、ことを特徴とするI−III−VI族系化合物半導
体14である。
The invention according to claim 16 is the first invention.
2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
Or I-III-VI group compound semiconductor 1 described in 15 or
4, the first group III-VI element compound layer 11
Has InxSe (1-x), and the second III-
The I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the group VI element compound layer 20 has GaxSe (1-x).

【0108】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
1,2,5,6,7,9,10,11,12,13,1
4、又は15に記載の効果に加えて、半導体プロセス中
で不純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属
に対して反応性に富むInxSe(1−x)(0≦x≦
1)やGaxSe(1−x)(0≦x≦1)をアルカリ
金属を含有するアルカリ供給層26や基板13の近傍に
反応性の高い順番で配置できるので、所定の位置に局所
的に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層
26から熱処理に依りドーピング処理できるようにな
る。
According to the invention of claim 16, according to claims 1, 2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 1
In addition to the effects described in the item 4 or 15, a semiconductor
In InxSe highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat (1-x) (0 ≦ x ≦
1) and GaxSe (1-x) (0 ≦ x ≦ 1) can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer 26 containing the alkali metal and the substrate 13. The doping treatment of the alkali metal from the alkali supply layer 26 by the heat treatment can be performed with high accuracy only by the quantitative determination.

【0109】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0110】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn, which is a CIS semiconductor,
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0111】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0112】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0113】また、InxSe(1−x)やGaxSe
(1−x)といったIII族化合物を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
き、更に、結晶性の高いI−III−VI族系化合物半
導体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成で
きるようになるといった効果を奏する。
In addition, InxSe (1-x) and GaxSe
By using a group III compound such as (1-x), high photocarrier generation efficiency can be realized, and further, a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) Can be easily formed.

【0114】請求項17に記載の発明は、請求項1,
2,5,6,7,9,10,11,12,13,14、
又は15に記載のI−III−VI族系化合物半導体1
4において、前記第1III−VI族元素化合物層11
がGaxSe(1−x)を有し、且つ前記第2III−
VI族元素化合物層20がInxSe(1−x)を有す
る、ことを特徴とするI−III−VI族系化合物半導
体14である。
The invention described in claim 17 is based on claim 1,
2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
Or I-III-VI group compound semiconductor 1 described in 15 or
4, the first group III-VI element compound layer 11
Has GaxSe (1-x), and the second III-
The I-III-VI group compound semiconductor 14, wherein the group VI element compound layer 20 has InxSe (1-x).

【0115】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
16に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the seventeenth aspect, the same effect as that of the sixteenth aspect can be obtained.

【0116】請求項18に記載の発明は、請求項3,
4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載のI−
III−VI族系化合物半導体14において、前記VI
族元素単体層15がセレン元素単体を用いて形成した層
であることを特徴とするI−III−VI族系化合物半
導体14である。
The invention described in claim 18 is the third invention.
I- described in any one of 4, 7, 8, 11, or 12
In the III-VI compound semiconductor 14,
The group I element element layer 15 is a layer formed using a selenium element element alone.

【0117】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
3,4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載の
効果に加えて、半導体プロセス中で不純物として排除さ
れるナトリウム等のアルカリ金属に対して最も反応性に
富むセレン元素単体をアルカリ金属を含有するアルカリ
供給層26や基板13の近傍に配置できるので、所定の
位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアル
カリ供給層26から熱処理に依りドーピング処理できる
ようになる。
[0117] According to the invention of claim 18, in addition to the effects described in any one of claims 3,4,7,8,11, or 12, as not neat in a semiconductor process A single element of selenium, which is most reactive to an alkali metal such as sodium to be excluded, can be arranged near the alkali supply layer 26 containing the alkali metal or the substrate 13, so that a predetermined amount of accuracy is locally obtained at a predetermined position. It becomes possible to dope an alkali metal from the alkali supply layer 26 by heat treatment.

【0118】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0119】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0120】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0121】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0122】請求項19に記載の発明は、請求項1乃至
18の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14において、前記第1金属層12が、モリブデ
ン(元素記号:Mo)、タングステン(元素記号:
W)、クロム(元素記号:Cr)、ポリシリコン(Si
O2)、メタルシリサイド、又はアルミニウム(元素記
号:Al)を用いて形成した層であることを特徴とする
I−III−VI族系化合物半導体14である。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to eighteenth aspects, the first metal layer 12 is formed of molybdenum (element symbol: Mo), tungsten (element symbol:
W), chromium (element symbol: Cr), polysilicon (Si
The I-III-VI group compound semiconductor 14, which is a layer formed using O2), metal silicide, or aluminum (element symbol: Al).

【0123】なお、本請求項のメタルシリサイドとは、
TiSi2,MoSi2,WSi2等を意味する。
The metal silicide of the present invention is
TiSi2, MoSi2, WSi2, etc.

【0124】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18の何れか一項に記載の効果に加えて、600
度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、金属層
の選択度を広げることができ、高融点点を有する金属、
結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持った
金属、線膨張率が基板13やVI族元素単体層15や第
2III−VI族元素化合物層20に近似した金属等を
用いることができるようになるといった効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to eighteenth aspects, in addition to
Metal that has a high melting point,
It is possible to use a metal having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a metal having a linear expansion coefficient close to that of the substrate 13, the group VI element single layer 15, or the second III-VI element compound layer 20, or the like. It has the effect of being able to do so.

【0125】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0126】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0127】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0128】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板13、第1III−VI族元素化合
物層(セレン化合物層)11、VI族元素単体層15等
と膜の密着性に優れ、プリカーサー24を高温プロセス
に曝した場合であっても、膜の剥がれやクラックを発生
させることなく、I−III−VI族系化合物半導体1
4を形成することができるようになるといった効果を奏
する。
Further, the first metal layer (that is, the molybdenum metal layer) 12 containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, chromium, etc. It is excellent in adhesion between the film of the group VI element element layer 15 and the like and the film of the I-III-VI compound semiconductor 1 without peeling or cracking of the film even when the precursor 24 is exposed to a high-temperature process.
4 can be formed.

【0129】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to noble metals, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0130】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層12に用いることに
依り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスと
I−III−VI族系化合物半導体(ナトリウム含有C
IS層)14とを従来の半導体プロセスを流用して接続
できる。則ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製
するプロセス中に内にI−III−VI族系化合物半導
体(ナトリウム含有CIS)14を作製するプロセスを
含めることができるようになり、その結果、I−III
−VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS)14
を光電変換手段としてLSI化したOEIC(Opto
−Electronic Integrated Ci
rcuit:光電子集積回路)を実現できるようになる
といった効果を奏する。
Polysilicon and metal silicide commonly used in an LSI process have a suitable wiring material amount for a low-temperature process using CVD or the like. By using such polysilicon or metal silicide for the first metal layer 12, a Si semiconductor device or a GaAs semiconductor device and an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing C
IS layer 14 can be connected using a conventional semiconductor process. In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, I-III
-Group VI compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14
OEIC (Opto Optoelectronics) as a photoelectric conversion means
-Electronic Integrated Ci
rcuit: optoelectronic integrated circuit).

【0131】請求項20に記載の発明は、請求項1乃至
19の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14において、前記第1金属層12が、1乃至2
μmの膜厚を有するモリブデン層であることを特徴とす
るI−III−VI族系化合物半導体14である。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the first to nineteenth aspects, the first metal layer 12 has a thickness of one to two.
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is a molybdenum layer having a thickness of μm.

【0132】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至19の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層
15をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層26の近
傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26からモリブ
デン層を介して熱処理に依り効率よく且つ制御性良くド
ーピング処理できるようになる。
[0132] According to the invention of claim 20, in addition to the effects according to any one of claims 1 to 19, an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process On the other hand, since the group VI elemental element layer 15 having the highest reactivity can be arranged near the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is locally and precisely removed from the alkali supply layer 26 by a predetermined amount at a predetermined position. Through the molybdenum layer, the doping can be performed efficiently and with good controllability by the heat treatment.

【0133】更に、1乃至2μm程度の膜厚のモリブデ
ン層を設けることに依り、熱処理を与えない限り、他の
プロセスに不純物として悪影響を与えないようにできる
プリカーサー24の構造を実現できるようになるといっ
た効果を奏する。
Further, by providing a molybdenum layer having a thickness of about 1 to 2 μm, it is possible to realize a structure of the precursor 24 that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. This has the effect.

【0134】又、600度程度のプロセス温度を要する
熱処理に対して、十分な強度を保つことができるように
なるといった効果を奏する。
In addition, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0135】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0136】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0137】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0138】請求項21に記載の発明は、請求項16乃
至20の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合
物半導体14において、前記熱処理は、セレン気相雰囲
気内で前記プリカーサー24を加熱してセレンを当該プ
リカーサー24中に注入するセレン化処理である、こと
を特徴とするI−III−VI族系化合物半導体14で
ある。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the I-III-VI-based compound semiconductor according to any one of the sixteenth to twentieth aspects, the heat treatment is performed in a selenium vapor atmosphere in the presence of the precursor. Is a selenization treatment for injecting selenium into the precursor 24 by heating selenium to form the I-III-VI group compound semiconductor 14.

【0139】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
16乃至20の何れか一項に記載の効果に加えて、十分
なドープ量のセレンをドーパントとしてプリカーサー2
4内に注入でき、セレンリッチなI−III−VI族系
化合物半導体14を得ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the sixteenth to twentieth aspects, in addition to the effect of the selenium having a sufficient doping amount as a dopant, the precursor 2
4 to provide an effect that a selenium-rich I-III-VI group compound semiconductor 14 can be obtained.

【0140】請求項22に記載の発明は、請求項21に
記載のI−III−VI族系化合物半導体14におい
て、前記セレン化処理に代えて、セレンをイオン化する
と共に、イオン化されたセレンと前記プリカーサー24
との間に所定の加速電圧を印加して当該加速されたセレ
ンイオンを当該プリカーサー24中に注入するイオン注
入処理を用いる、ことを特徴とするI−III−VI族
系化合物半導体14である。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the I-III-VI group compound semiconductor according to the twenty-first aspect, instead of the selenization treatment, selenium is ionized and the ionized selenium and the ionized selenium are combined. Precursor 24
And I-III-VI compound semiconductor 14 characterized by using an ion implantation process in which a predetermined acceleration voltage is applied between the above and the accelerated selenium ions to be implanted into the precursor 24.

【0141】請求項22に記載の発明に依れば、請求項
21に記載の効果に加えて、加速電圧を制御することに
よって、十分なドープ量のセレンをドーパントとしてプ
リカーサー24内の所定に位置に所定のプロファイルで
制御性良く注入でき、セレンリッチな高品質のI−II
I−VI族系化合物半導体14を得ることができるよう
になるといった効果を奏する。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in addition to the effect of the twenty-first aspect, by controlling the acceleration voltage, a predetermined amount of selenium having a sufficient doping amount as a dopant in the precursor 24 can be obtained. Selenium-rich high-quality I-II
There is an effect that the I-VI group compound semiconductor 14 can be obtained.

【0142】請求項23に記載の発明は、請求項1乃至
22の何れか一項に記載のI−III−VI族系化合物
半導体14を用いた薄膜太陽電池30において、フォト
キャリアの発生層として前記I−III−VI族系化合
物半導体14を用いたp型半導体層32と、前記フォト
キャリアを光電流として取り出すために少なくとも前記
第1金属層12を用いた電極34とを有する薄膜太陽電
池30である。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in a thin-film solar cell 30 using the I-III-VI group compound semiconductor 14 according to any one of the first to twenty-second aspects, a photocarrier generation layer is provided. A thin-film solar cell 30 having a p-type semiconductor layer 32 using the I-III-VI group compound semiconductor 14 and an electrode 34 using at least the first metal layer 12 to extract the photocarriers as a photocurrent. It is.

【0143】請求項23に記載の発明に依れば、請求項
1乃至22の何れか一項に記載の効果に加えて、CIS
系半導体であるCuInSe2系又はCu(In,G
a)Se2系の何れのプリカーサー24でも結晶粒径を
大きくできるようになり、更に、大きな結晶粒径が得ら
れることに依り、10%を越えるような高光電変換効率
化を図ることができるようになり、更に、フォトキャリ
アの長寿命化を図ることができるようになる結果、薄膜
太陽電池30における光電流の高出力化を図ることがで
きるようになるといった効果を奏する。
According to the twenty-third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, the CIS
CuInSe2 or Cu (In, G)
a) The crystal grain size can be increased in any of the precursors 24 of the Se2 series, and further, since a large crystal grain size is obtained, a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved. As a result, the life of the photocarrier can be prolonged, and as a result, the photocurrent of the thin-film solar cell 30 can be increased in output.

【0144】[0144]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき各種実施形態
を説明する初めに、I−III−VI族系化合物半導体
14の第1実施形態を説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a group I-III-VI compound semiconductor according to a first embodiment of the present invention;

【0145】図1 (a)は、第1III−VI族元素
化合物層11及び第2III−VI族元素化合物層20
を有するプリカーサー24の基本構成を説明するための
断面図であり、図1(b)は、図1(a)のプリカーサ
ー24を用いて作製したI−III−VI族系化合物半
導体14の基本構成を説明するための断面図である。
FIG. 1A shows a first III-VI group compound layer 11 and a second III-VI group compound layer 20.
FIG. 1B is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor 24 having the following formula. FIG. 1B is a cross-sectional view of a basic configuration of an I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using the precursor 24 of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the method.

【0146】本プリカーサー24は、図1(a)に示す
ように、アルカリ金属を含有する基板13上に形成され
た第1金属層12と第1金属層12上に形成されたII
I−VI族元素化合物を有する第1III−VI族元素
化合物層11と第1III−VI族元素化合物層11上
に形成されたIII−VI族元素化合物を有する第2I
II−VI族元素化合物層20とを有する。
As shown in FIG. 1A, the precursor 24 includes a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal and a II metal layer formed on the first metal layer 12.
A first III-VI element compound layer 11 having a I-VI element compound and a second I-III compound having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer 11
A group II-VI element compound layer 20.

【0147】I−III−VI族系化合物半導体14
は、図1(b)に示すように、図1(a)に示すプリカ
ーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理
を実行することに依り形成される。
I-III-VI Group Compound Semiconductor 14
1B is formed by performing a heat treatment for heating the precursor 24 shown in FIG. 1A at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere, as shown in FIG. 1B.

【0148】熱処理は、具体的には、セレン気相雰囲気
内でプリカーサー24を加熱してセレンをプリカーサー
24中に注入するセレン化処理である。
The heat treatment is, specifically, a selenization treatment in which the precursor 24 is heated in a selenium vapor atmosphere to inject selenium into the precursor 24.

【0149】これに依り、十分なドープ量のセレンをド
ーパントとしてプリカーサー24内に注入でき、セレン
リッチなI−III−VI族系化合物半導体14を得る
ことができるようになるといった効果を奏する。
Accordingly, selenium with a sufficient doping amount can be implanted into the precursor 24 as a dopant, and an effect is obtained that a selenium-rich I-III-VI group compound semiconductor 14 can be obtained.

【0150】また、前述のセレン化処理に代えて、セレ
ンをイオン化すると共に、イオン化されたセレンとプリ
カーサー24との間に所定の加速電圧を印加して加速さ
れたセレンイオンをプリカーサー24中に注入するイオ
ン注入処理を用いることも可能である。これに依り、加
速電圧を制御することによって、十分なドープ量のセレ
ンをドーパントとしてプリカーサー24内の所定に位置
に所定のプロファイルで制御性良く注入でき、セレンリ
ッチな高品質のI−III−VI族系化合物半導体14
を得ることができるようになるといった効果を奏する。
Instead of the above-described selenium treatment, selenium is ionized, and selenium ions accelerated by applying a predetermined acceleration voltage between the ionized selenium and the precursor 24 are injected into the precursor 24. It is also possible to use an ion implantation process. By controlling the accelerating voltage, selenium with a sufficient doping amount can be implanted as a dopant into a predetermined position in the precursor 24 with a predetermined profile with a good controllability by controlling the accelerating voltage, and a selenium-rich high-quality I-III-VI Group compound semiconductor 14
Is obtained.

【0151】アルカリ金属としては、ナトリウム(元素
記号:Na金属)を用いることが望ましい。
It is desirable to use sodium (element symbol: Na metal) as the alkali metal.

【0152】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウムに対して最も反応性に富むV
I族元素単体層15をナトリウムを含有するアルカリ供
給層26の近傍に配置できるので、所定の位置に局所的
に所定量だけ精度良くナトリウムをアルカリ供給層26
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0152] Depending on this, V-rich and most reactive towards sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process
Since the group-I element simple substance layer 15 can be arranged in the vicinity of the alkali-containing layer 26 containing sodium, the sodium-containing layer 26 is locally and precisely added to a predetermined position by a predetermined amount.
Thus, doping can be performed by heat treatment.

【0153】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0154】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0155】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, the large crystal grain size can be obtained, so that a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0156】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0157】VI族元素としては、セレン(元素記号:
Se)、イオウ(元素記号:S)、又はテルル(元素記
号:Te)等を用いることが望ましい。本実施形態で
は、セレンを用いることが望ましい。
As the Group VI element, selenium (element symbol:
It is preferable to use Se), sulfur (element symbol: S), tellurium (element symbol: Te), or the like. In the present embodiment, it is desirable to use selenium.

【0158】これに依り、セレン、イオウ、又はテルル
等のVI族元素を用いることに依り、フォトキャリアの
高い生成効率を実現することができるといった効果を奏
する。特に、セレンやその化合物は結晶性の高いI−I
II−VI族系化合物半導体薄膜(ナトリウム含有CI
S薄膜)を容易に形成できるようになるといった効果を
奏する。
According to this, the use of a group VI element such as selenium, sulfur, or tellurium has an effect that high photocarrier generation efficiency can be realized. In particular, selenium and its compounds have high crystallinity II.
II-VI compound semiconductor thin film (sodium-containing CI
(S thin film) can be easily formed.

【0159】III族元素としては、ガリウム(元素記
号:Ga)又はインジウム(元素記号:In)であるこ
とを特徴とするI−III−VI族系化合物半導体14
である。
The group III element is gallium (element symbol: Ga) or indium (element symbol: In).
It is.

【0160】これに依り、ガリウム(Ga)又はインジ
ウム(In)といったIII族元素を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
きるといった効果を奏する。
According to this, by using a group III element such as gallium (Ga) or indium (In), it is possible to achieve an effect that high photocarrier generation efficiency can be realized.

【0161】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI−III−VI族系化合物半導
体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成でき
るようになるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect of easily forming a group I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) having high crystallinity.

【0162】第1金属層12としては、モリブデン(元
素記号:Mo)、タングステン(元素記号:W)、クロ
ム(元素記号:Cr)、ポリシリコン(SiO2)、メ
タルシリサイド(具体的には、TiSi2,MoSi
2,WSi2等)、又はアルミニウム(元素記号:A
l)を用いることが望ましい。
As the first metal layer 12, molybdenum (element symbol: Mo), tungsten (element symbol: W), chromium (element symbol: Cr), polysilicon (SiO2), metal silicide (specifically, TiSi2 , MoSi
2, WSi2, etc.) or aluminum (element symbol: A
It is desirable to use l).

【0163】これに依り、請求項1乃至18の何れか一
項に記載の効果に加えて、600度程度のプロセス温度
を要する熱処理に対して、金属層の選択度を広げること
ができ、高融点点を有する金属、結晶粒を大きくでき
る様な格子定数や面方位を持った金属、線膨張率が基板
13やVI族元素単体層15や第2III−VI族元素
化合物層20に近似した金属等を用いることができるよ
うになるといった効果を奏する。
According to this, in addition to the effects described in any one of the first to eighteenth aspects, the selectivity of the metal layer can be increased with respect to the heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. A metal having a melting point, a metal having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and a linear expansion coefficient close to those of the substrate 13, the group VI element simple substance layer 15, or the second III-VI element compound layer 20. This has the effect that a metal or the like can be used.

【0164】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0165】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0166】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0167】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板13、第1III−VI族元素化合
物層(セレン化合物層)11、VI族元素単体層15等
と膜の密着性に優れ、プリカーサー24を高温プロセス
に曝した場合であっても、膜の剥がれやクラックを発生
させることなく、I−III−VI族系化合物半導体1
4を形成することができるようになるといった効果を奏
する。
Further, a first metal layer (that is, a molybdenum metal layer) 12 containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, chromium, etc. It is excellent in adhesion between the film of the group VI element element layer 15 and the like and the film of the I-III-VI compound semiconductor 1 without peeling or cracking of the film even when the precursor 24 is exposed to a high-temperature process.
4 can be formed.

【0168】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to noble metals, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0169】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層12に用いることに
依り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスと
I−III−VI族系化合物半導体(ナトリウム含有C
IS層)14とを従来の半導体プロセスを流用して接続
できる。則ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製
するプロセス中に内にI−III−VI族系化合物半導
体(ナトリウム含有CIS)14を作製するプロセスを
含めることができるようになり、その結果、I−III
−VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS)14
を光電変換手段としてLSI化したOEIC(Opto
−Electronic Integrated Ci
rcuit:光電子集積回路)を実現できるようになる
といった効果を奏する。
Polysilicon and metal silicide commonly used in an LSI process have a suitable wiring material amount for a low-temperature process using CVD or the like. By using such polysilicon or metal silicide for the first metal layer 12, a Si semiconductor device or a GaAs semiconductor device and an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing C
IS layer 14 can be connected using a conventional semiconductor process. In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, I-III
-Group VI compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14
OEIC (Opto Optoelectronics) as a photoelectric conversion means
-Electronic Integrated Ci
rcuit: optoelectronic integrated circuit).

【0170】また、第1III−VI族元素化合物層1
1としてセレン化合物であるInxSe(1−x)(0
≦x≦1)を用いた場合は、第2III−VI族元素化
合物層20としてセレン化合物であるGaxSe(1−
x)を用いることが望ましい。
The first III-VI element compound layer 1
1 is a selenium compound, InxSe (1-x) (0
≦ x ≦ 1), the second III-VI group element compound layer 20 is made of GaxSe (1-
It is desirable to use x).

【0171】また、第1III−VI族元素化合物層1
1としてGaxSe(1−x)を用いた場合には、第2
III−VI族元素化合物層20としてInxSe(1
−x)を用いることが望ましい。
The first III-VI element compound layer 1
When GaxSe (1-x) is used as 1, the second
As the III-VI group element compound layer 20, InxSe (1
It is desirable to use -x).

【0172】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富むInxSe(1−x)(0≦x≦1)やGa
xSe(1−x)(0≦x≦1)をアルカリ金属を含有
するアルカリ供給層26や基板13の近傍に反応性の高
い順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量
だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層26から熱
処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0172] Depending on this, InxSe highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process (1-x) (0 ≦ x ≦ 1) and Ga
Since xSe (1-x) (0 ≦ x ≦ 1) can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing the alkali metal and the substrate 13, the accuracy is locally increased by a predetermined amount at a predetermined position. It becomes possible to dope an alkali metal from the alkali supply layer 26 by heat treatment.

【0173】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0174】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0175】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0176】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0177】また、InxSe(1−x)やGaxSe
(1−x)といったIII族化合物を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
き、更に、結晶性の高いI−III−VI族系化合物半
導体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成で
きるようになるといった効果を奏する。
In addition, InxSe (1-x) and GaxSe
By using a group III compound such as (1-x), high photocarrier generation efficiency can be realized, and further, a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) Can be easily formed.

【0178】具体的には、本実施形態では、10−5
[Torr]の真空状態で、Na金属を含有する基板1
3(具体的には、ソーダガラス基板等のアルカリガラス
基板)を200度に基板加熱し、この基板13上に第1
金属層(モリブデン(元素記号:Mo)層)12、第1
III−VI族元素化合物層(GaxSe(1−x))
11、第2III−VI族元素化合物層(InxSe
(1−x))20の順番で蒸着(蒸着レート=1〜10
[オングストローム/秒])してプリカーサー24を形
成している。更に、I−III−VI族系化合物半導体
14は、図1(b)に示すように、このようにして作製
したプリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度で加熱
する熱処理を実行することに依り形成される。
More specifically, in this embodiment, 10-5
Substrate 1 containing Na metal under vacuum of [Torr]
3 (specifically, an alkali glass substrate such as a soda glass substrate) is heated to 200 ° C.
Metal layer (molybdenum (element symbol: Mo) layer) 12, first
III-VI group element compound layer (GaxSe (1-x))
11, the second III-VI group element compound layer (InxSe
(1-x)) evaporation in the order of 20 (evaporation rate = 1 to 10)
[Angstrom / sec]) to form the precursor 24. Further, as shown in FIG. 1B, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment of heating the precursor 24 thus manufactured at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. Is done.

【0179】Mo層12の膜厚は1〜2[μm]、Ga
xSe(1−x)11とInxSe(1−x)20との
膜厚は2層を積層した状態で10000[オングストロ
ーム]、Cu層16の膜厚は2000[オングストロー
ム]程度が望ましい。
The thickness of the Mo layer 12 is 1 to 2 μm, and
The film thickness of xSe (1-x) 11 and InxSe (1-x) 20 is desirably about 10,000 [angstrom] in a state where two layers are laminated, and the film thickness of the Cu layer 16 is about 2000 [angstrom].

【0180】又セレン化処理後のI−III−VI族系
化合物半導体14の膜厚は、おおよそ20000[オン
グストローム]である。
The thickness of the I-III-VI group compound semiconductor 14 after the selenization treatment is approximately 20,000 [angstrom].

【0181】第1金属層12を1乃至2μmの膜厚を有
するモリブデン層にすることに依り、半導体プロセス中
で不純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属
に対して最も反応性に富むVI族元素単体層15をアル
カリ金属を含有するアルカリ供給層26の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をアルカリ供給層26からモリブデン層を介
して熱処理に依り効率よく且つ制御性良くドーピング処
理できるようになる。更に、熱処理を与えない限り、他
のプロセスに不純物として悪影響を与えないようにでき
るプリカーサー24の構造を実現できるようになるとい
った効果を奏する。又、600度程度のプロセス温度を
要する熱処理に対して、十分な強度を保つことができる
ようになるといった効果を奏する。
By forming the first metal layer 12 as a molybdenum layer having a thickness of 1 to 2 μm,
In so a VI group element alone layer 15 rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer 26 containing an alkali metal, localized in position Then, the alkali metal can be efficiently and controlledly doped by the heat treatment from the alkali supply layer 26 through the molybdenum layer by a predetermined amount with high precision. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. Further, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0182】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。更に、大きな結晶粒径が得られる
ことに依り、10%を越えるような高光電変換効率化を
図ることができるようになり、更に、フォトキャリアの
長寿命化を図ることができるようになるといった効果を
奏する。その結果、光電流の高出力化を図ることができ
るようになるといった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size. Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It works. As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0183】I−III−VI族系化合物半導体14
は、カーボンボックス内のセレン気相雰囲気内に550
度で30分間加熱する熱処理(以降、セレン化処理と略
す)をプリカーサー24に対して実行することに依り形
成される。
I-III-VI Group Compound Semiconductor 14
Is 550 in the selenium vapor atmosphere in the carbon box.
The heat treatment is performed by heating the precursor 24 for 30 minutes at a temperature (hereinafter, abbreviated as selenization treatment).

【0184】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム(元素記号:Na金属)等の
アルカリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族
元素化合物層11や第2III−VI族元素化合物層2
0をアルカリ金属を含有する基板13の近傍に反応性の
高い順番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定
量だけ精度良くアルカリ金属を基板13から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。更に、熱処理を与
えない限り、他のプロセスに不純物として悪影響を与え
ないようにできるプリカーサー24の構造を実現できる
ようになるといった効果を奏する。
[0184] Depending on this, the sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process (symbol of element: Na metal) The group III-VI group element compound rich in reactivity to alkali metals, such as layer 11 and second 2III- Group VI element compound layer 2
Since 0 can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the substrate 13 containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped by a predetermined amount at a predetermined position from the substrate 13 by a heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0185】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0186】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0186] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0187】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0188】また、第2III−VI族元素化合物層2
0に代えて第2金属層16を用いることも可能である。
その場合、プリカーサー24は、図1(a)に示すよう
に、アルカリ金属を含有する基板13上に形成された第
1金属層12と第1金属層12上に形成されたIII−
VI族元素化合物を有する第1III−VI族元素化合
物層11と第1III−VI族元素化合物層11上に形
成された銅元素(Cu)を有する第2金属層16とを有
して形成されていても良い。この場合、I−III−V
I族系化合物半導体14は、このようなプリカーサー2
4に対して熱処理前述のセレン化処理を実行することに
依り形成される。
The second III-VI element compound layer 2
It is also possible to use the second metal layer 16 instead of 0.
In this case, as shown in FIG. 1A, the precursor 24 includes a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal and a III-layer formed on the first metal layer 12.
It is formed to have a first III-VI element compound layer 11 having a group VI element compound and a second metal layer 16 having a copper element (Cu) formed on the first III-VI element compound layer 11. May be. In this case, I-III-V
The group I-based compound semiconductor 14 has such a precursor 2
4 is formed by performing the above-described selenization treatment on the heat treatment.

【0189】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富む第1III−VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有する基板13の近傍に配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
を基板13から熱処理に依りドーピング処理できるよう
になる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに
不純物として悪影響を与えないようにできるプリカーサ
ー24の構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
[0189] Depending on this, in the vicinity of the substrate 13 containing an alkali metal to the group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Can be placed,
Alkali metal can be doped from the substrate 13 by heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0190】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0191】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0192】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0193】次に、第2実施形態を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0194】2(a)は、第1III−VI族元素化
合物層11及びVI族元素単体層15を有するプリカー
サー24の基本構成を説明するための断面図であり、図
2(b)は、図2(a)のプリカーサー24を用いて作
製したI−III−VI族系化合物半導体14の基本構
成を説明するための断面図である。なお、第1実施形態
において既に記述したものと同一の説明部分(具体的に
は、成膜条件や最終膜厚など)については、重複した説
明は省略する。
FIG . 2A is a cross-sectional view for explaining the basic structure of a precursor 24 having a group III-VI element compound layer 11 and a group VI element single layer 15, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of an I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using a precursor 24 of FIG. Note that, for the same portions as those already described in the first embodiment (specifically, the film forming conditions, the final film thickness, and the like), redundant description will be omitted.

【0195】本プリカーサー24は、アルカリ金属を含
有する基板13上に形成された第1金属層12と第1金
属層12上に形成されたVI族元素単体層15とVI族
元素単体層15上に形成されたIII−VI族元素化合
物を有する第1III−VI族元素化合物層11とを有
する。
The precursor 24 comprises a first metal layer 12 formed on a substrate 13 containing an alkali metal, a group VI element single layer 15 formed on the first metal layer 12, and a group VI element single layer 15 formed on the first metal layer 12. And a first III-VI element compound layer 11 having a III-VI element compound formed thereon.

【0196】また、本I−III−VI族系化合物半導
体14は、プリカーサー24を所定雰囲気内で所定温度
で加熱する熱処理(則ち、セレン化処理)を実行するこ
とに依り形成される。
The I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing a heat treatment (ie, a selenization treatment) for heating the precursor 24 at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.

【0197】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富むVI族元素単体層15や第1III−VI族
元素化合物層11をアルカリ金属を含有する基板13の
近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定の位置
に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板13
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更
に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物とし
て悪影響を与えないようにできるプリカーサー24の構
造を実現できるようになるといった効果を奏する。
[0197] Depending on this, the group VI element alone layer 15 and alkali metal first group III-VI elements compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the containing substrate 13, the alkali metal is locally and precisely placed at a predetermined position by a predetermined amount.
Thus, doping can be performed by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0198】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0199】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
In addition, since a large crystal grain size is obtained, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0200】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0201】VI族元素単体層15は、セレン元素単体
を用いて形成した層であることが望ましい。
The group VI element simple substance layer 15 is desirably a layer formed using selenium element simple substance.

【0202】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して最
も反応性に富むセレン元素単体をアルカリ金属を含有す
るアルカリ供給層26や基板13の近傍に配置できるの
で、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ
金属をアルカリ供給層26から熱処理に依りドーピング
処理できるようになる。
[0202] Depending on this, in the vicinity of the alkali supply layer 26 and the substrate 13 containing the most reactive elemental selenium elemental alkali metal-rich relative to the alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged, it becomes possible to dope the alkali metal from the alkali supply layer 26 by heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position.

【0203】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0204】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0205】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, the large crystal grain size can be obtained, so that the high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0206】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0207】具体的には、プリカーサー24は、Na金
属を含有するソーダガラス基板13上に形成されたMo
層12とMo層12上に形成されたSe単体層15とS
e単体層15上に形成されたSe化合物層11とを有す
ることが望ましい。
Specifically, the precursor 24 is made of Mo formed on a soda glass substrate 13 containing Na metal.
Layer 12 and a single Se layer 15 formed on Mo layer 12 and S
It is desirable to have the Se compound layer 11 formed on the e simple substance layer 15.

【0208】また、本I−III−VI族系化合物半導
体14は、このようなプリカーサー24に対して前述の
セレン化処理を実行することに依り形成されることが望
ましい。
It is desirable that the present I-III-VI group compound semiconductor 14 is formed by performing the above-described selenization treatment on such a precursor 24.

【0209】また、図2(a)に示すように、プリカー
サー24を、Na金属を含有するソーダガラス基板13
上に形成されたMo層12とMo層12上に形成された
Se単体層15とSe単体層15上に形成されたCu層
16とで構成することも可能である。
Further, as shown in FIG. 2A, the precursor 24 is made of a soda glass substrate 13 containing Na metal.
It is also possible to comprise the Mo layer 12 formed thereon, the Se single layer 15 formed on the Mo layer 12, and the Cu layer 16 formed on the Se single layer 15.

【0210】この場合、I−III−VI族系化合物半
導体14は、図2(b)に示すように、このプリカーサ
ー24に対して前述のセレン化処理を実行することに依
り形成されることが望ましい。
In this case, as shown in FIG. 2B, the I-III-VI group compound semiconductor 14 may be formed by performing the above-described selenization process on the precursor 24. desirable.

【0211】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して最
も反応性に富むVI族元素単体層15をアルカリ金属を
含有する基板13の近傍に配置できるので、所定の位置
に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基板13
から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。更
に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物とし
て悪影響を与えないようにできるプリカーサー24の構
造を実現できるようになるといった効果を奏する。
[0211] Depending on this, it can be arranged in the vicinity of the substrate 13 containing the most reactive alkali metal group VI element alone layer 15 rich in an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Therefore, the alkali metal is locally and precisely deposited at a predetermined position by a predetermined amount on the substrate 13.
Thus, doping can be performed by heat treatment. Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0212】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0213】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0213] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0214】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0215】次に、第3実施形態を説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0216】図3(a)は、Mo層12、アルカリ供給
層(Na金属供給層)26、第1III−VI族元素化
合物層11の順に積層されたプリカーサー24の基本構
成を説明するための断面図である。なお、第1実施形態
又は第2実施形態において既に記述したものと同一の説
明部分(具体的には、成膜条件や最終膜厚など)につい
ては、重複した説明は省略する。
FIG. 3A is a cross-sectional view for explaining a basic structure of a precursor 24 in which a Mo layer 12, an alkali supply layer (Na metal supply layer) 26, and a first III-VI element compound layer 11 are laminated in this order. FIG. Note that, for the same portions as those already described in the first embodiment or the second embodiment (specifically, the film forming conditions, the final film thickness, and the like), the repeated description will be omitted.

【0217】本I−III−VI族系化合物半導体14
は、シリコンや石英ガラス等の基板13上に形成された
Mo層12とNa金属を含有した状態でMo層12上に
形成されたアルカリ供給層(Na金属供給層)26とN
a金属供給層26上に形成されたSe化合物を有する第
1III−VI族元素化合物層(Se化合物層)11と
第1III−VI族元素化合物層11上に形成されたS
e化合物を有する第2III−VI族元素化合物層20
とを有するプリカーサー24を前述のセレン化処理を実
行することに依り形成されている。
The I-III-VI Group Compound Semiconductor 14
Are a Mo layer 12 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass and an alkali supply layer (Na metal supply layer) 26 formed on the Mo layer 12 while containing Na metal.
a III-VI group element compound layer (Se compound layer) 11 having a Se compound formed on a metal supply layer 26 and S formed on first III-VI element compound layer 11
Group II III-VI element compound layer 20 containing an e-compound
Is formed by executing the above-described selenization process on the precursor 24 having

【0218】このとき、第1III−VI族元素化合物
層11としてセレン化合物であるInxSe(1−x)
(0≦x≦1)を用いた場合は、第2III−VI族元
素化合物層20としてセレン化合物であるGaxSe
(1−x)を用いることが望ましい。
At this time, InxSe (1-x), which is a selenium compound, is used as the first III-VI group element compound layer 11.
In the case where (0 ≦ x ≦ 1) is used, GaxSe which is a selenium compound is used as the second III-VI group element compound layer 20.
It is desirable to use (1-x).

【0219】また、第1III−VI族元素化合物層1
1としてGaxSe(1−x)を用いた場合には、第2
III−VI族元素化合物層20としてInxSe(1
−x)を用いることが望ましい。
The first III-VI element compound layer 1
When GaxSe (1-x) is used as 1, the second
As the III-VI group element compound layer 20, InxSe (1
It is desirable to use -x).

【0220】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富む第1III−VI族元素化合物層11や第2
III−VI族元素化合物層20をアルカリ金属を含有
するNa金属供給層26の近傍に反応性の高い順番で配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依り
ドーピング処理できるようになる。
[0220] Depending on this, the group III-VI group elements highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process compound layer 11 and the second
Since the group III-VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity near the Na metal supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is supplied locally at a predetermined position and precisely by a predetermined amount. The layer 26 can be doped by a heat treatment.

【0221】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0222】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0223】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0224】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0225】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0226】同様の主旨で、I−III−VI族系化合
物半導体14は、シリコンや石英ガラス等の基板13上
に形成されたMo層12とNa金属を含有した状態でM
o層12上に形成されたNa金属供給層26とNa金属
供給層26上に形成されたSe化合物を有する第1II
I−VI族元素化合物層(InxSe(1−x)やGa
xSe(1−x))11と第1III−VI族元素化合
物層11上に形成された銅元素を有する第2金属層16
とを有するプリカーサー24を前述のセレン化処理を実
行することに依り形成されてもよい。
For the same purpose, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of a Mo layer 12 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass and a Mo layer 12 containing Na metal.
The first II having the Na metal supply layer 26 formed on the o-layer 12 and the Se compound formed on the Na metal supply layer 26
I-VI group element compound layer (InxSe (1-x) or Ga
xSe (1-x)) 11 and the second metal layer 16 containing a copper element formed on the first III-VI element compound layer 11
May be formed by executing the above-described selenization process.

【0227】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富む第1III−VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有するNa金属供給層26の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
[0227] Depending on this, Na metal supply layer 26 containing an alkali metal first group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process , The doping treatment of the alkali metal from the Na metal supply layer 26 by a heat treatment can be performed locally and precisely at a predetermined position by a predetermined amount.

【0228】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so that other processes are not adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0229】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0230】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0231】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0232】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0233】次に、第4実施形態を説明する。Next, a fourth embodiment will be described.

【0234】図3(b)は、Na金属供給層26、Mo
層12、第1III−VI族元素化合物層11、第2I
II−VI族元素化合物層20の順に積層されたプリカ
ーサー24の基本構成を説明するための断面図である。
なお、第1実施形態乃至第3実施形態において既に記述
したものと同一の説明部分(具体的には、成膜条件や最
終膜厚など)については、重複した説明は省略する。
FIG. 3 (b) shows the Na metal supply layer 26, Mo
Layer 12, first III-VI element compound layer 11, 2I
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor 24 stacked in the order of a II-VI group element compound layer 20.
In the first to third embodiments, the same parts as those already described in the first to third embodiments (specifically, film forming conditions, final film thickness, and the like) will not be described repeatedly.

【0235】I−III−VI族系化合物半導体14
は、基板13上に形成されたNa金属供給層26とNa
金属供給層26とNa金属供給層26上に形成されたM
o層12とMo層12上に形成されたSe化合物を有す
る第1III−VI族元素化合物層(InxSe(1−
x)やGaxSe(1−x))11と第1III−VI
族元素化合物層11上に形成されたSe化合物を有する
第2III−VI族元素化合物層20とを有するプリカ
ーサー24を前述のセレン化処理を実行することに依り
形成されている。
I-III-VI Group Compound Semiconductor 14
Is the Na metal supply layer 26 formed on the substrate 13 and Na
Metal supply layer 26 and M formed on Na metal supply layer 26
a first III-VI element compound layer (InxSe (1-x) having an Se compound formed on the o layer 12 and the Mo layer 12;
x) and GaxSe (1-x)) 11 and the first III-VI
The precursor 24 having the second III-VI group element compound layer 20 having the Se compound formed on the group element compound layer 11 is formed by performing the above-described selenization treatment.

【0236】このとき、第1III−VI族元素化合物
層11としてセレン化合物であるInxSe(1−x)
(0≦x≦1)を用いた場合は、第2III−VI族元
素化合物層20としてセレン化合物であるGaxSe
(1−x)を用いることが望ましい。
At this time, InxSe (1-x), which is a selenium compound, is used as the first III-VI group element compound layer 11.
In the case where (0 ≦ x ≦ 1) is used, GaxSe which is a selenium compound is used as the second III-VI group element compound layer 20.
It is desirable to use (1-x).

【0237】また、第1III−VI族元素化合物層1
1としてGaxSe(1−x)を用いた場合には、第2
III−VI族元素化合物層20としてInxSe(1
−x)を用いることが望ましい。
In addition, the first III-VI group element compound layer 1
When GaxSe (1-x) is used as 1, the second
As the III-VI group element compound layer 20, InxSe (1
It is desirable to use -x).

【0238】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富む第1III−VI族元素化合物層11や第2
III−VI族元素化合物層20をアルカリ金属を含有
するNa金属供給層26の近傍に反応性の高い順番で配
置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良
くアルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依り
ドーピング処理できるようになる。
[0238] Depending on this, the group III-VI group elements highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process compound layer 11 and the second
Since the group III-VI element compound layer 20 can be arranged in the order of high reactivity near the Na metal supply layer 26 containing an alkali metal, the alkali metal is supplied locally at a predetermined position and precisely by a predetermined amount. The layer 26 can be doped by a heat treatment.

【0239】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0240】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 ° C. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0241】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0242】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0242] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0243】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0244】同様の主旨で、I−III−VI族系化合
物半導体14は、基板13上に形成されたNa金属供給
層26とNa金属供給層26上に形成されたMo層12
とMo層12上に形成されたSe化合物を有する第1I
II−VI族元素化合物層(InxSe(1−x)やG
axSe(1−x))11と第1III−VI族元素化
合物層11上に形成された銅元素を有する第2金属層1
6とを有するプリカーサー24を前述のセレン化処理を
実行することに依り形成されてもよい。
To the same effect, the I-III-VI group compound semiconductor 14 is composed of the Na metal supply layer 26 formed on the substrate 13 and the Mo layer 12 formed on the Na metal supply layer 26.
And the first I having the Se compound formed on the Mo layer 12
II-VI group element compound layer (InxSe (1-x) or G
axSe (1-x)) 11 and the second metal layer 1 containing a copper element formed on the first III-VI element compound layer 11
6 may be formed by performing the selenization process described above.

【0245】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富む第1III−VI族元素化合物層11をアル
カリ金属を含有するNa金属供給層26の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をNa金属供給層26から熱処理に依りドー
ピング処理できるようになる。
[0245] Depending on this, Na metal supply layer 26 containing an alkali metal first group III-VI group element compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process , The doping treatment of the alkali metal from the Na metal supply layer 26 by a heat treatment can be performed locally and precisely at a predetermined position by a predetermined amount.

【0246】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0247】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0248】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0249】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0250】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0251】次に、第5実施形態を説明する。Next, a fifth embodiment will be described.

【0252】図3(c)は、Mo層12、Na金属供給
層26、VI族元素単体層15の順に積層されたプリカ
ーサー24の基本構成を説明するための断面図である。
なお、第1実施形態乃至第4実施形態において既に記述
したものと同一の説明部分(具体的には、成膜条件や最
終膜厚など)については、重複した説明は省略する。
FIG. 3C is a cross-sectional view for explaining the basic structure of the precursor 24 in which the Mo layer 12, the Na metal supply layer 26, and the group VI element simple layer 15 are laminated in this order.
In the first to fourth embodiments, the same parts as those already described in the first to fourth embodiments (specifically, film formation conditions, final film thickness, and the like) are not described repeatedly.

【0253】I−III−VI族系化合物半導体14
は、シリコンや石英ガラス等の基板13上に形成された
Mo層12とNa金属を含有した状態でMo層12上に
形成されたNa金属供給層26とNa金属供給層26上
に形成されたVI族元素単体層15とVI族元素単体層
15上に形成されたSe化合物を有する第1III−V
I族元素化合物層(InxSe(1−x)やGaxSe
(1−x))11とを有するプリカーサー24を前述の
セレン化処理を実行することに依り形成されている。
I-III-VI Group Compound Semiconductor 14
Are formed on a Mo layer 12 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass, a Na metal supply layer 26 formed on the Mo layer 12 in a state containing Na metal, and formed on the Na metal supply layer 26. Group III element single layer 15 and first III-V having Se compound formed on group VI element single layer 15
Group I element compound layer (InxSe (1-x) or GaxSe
(1-x)) is formed by executing the above-described selenization processing on the precursor 24 having (11).

【0254】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して反
応性に富むVI族元素単体層15や第1III−VI族
元素化合物層11をアルカリ金属を含有するNa金属供
給層26の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
をNa金属供給層26から熱処理に依りドーピング処理
できるようになる。
[0254] Depending on this, the group VI element alone layer 15 and alkali metal first group III-VI elements compound layer 11 highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the order of high reactivity near the containing Na metal supply layer 26,
The alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount and accurately from the Na metal supply layer 26 by a heat treatment.

【0255】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0256】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0257】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0258】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0259】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0260】同様の主旨で、図3(d)に示すように、
I−III−VI族系化合物半導体14は、シリコンや
石英ガラス等の基板13上に形成されたNa金属供給層
26とNa金属供給層26上に形成されたMo層12と
Mo層12上に形成されたVI族元素単体層15とVI
族元素単体層15上に形成された銅元素を有する第2金
属層16とを有するプリカーサー24を前述のセレン化
処理を実行することに依り形成されてもよい。
With the same principle, as shown in FIG.
The I-III-VI group compound semiconductor 14 includes a Na metal supply layer 26 formed on a substrate 13 such as silicon or quartz glass, a Mo layer 12 formed on the Na metal supply layer 26, and a Mo layer 12 formed on the Na metal supply layer 26. Formed Group VI Element Simple Layer 15 and VI
The precursor 24 having the second metal layer 16 having a copper element and formed on the group-group element simple layer 15 may be formed by performing the above-described selenization treatment.

【0261】これに依り、半導体プロセス中で不純物と
して排除されるナトリウム等のアルカリ金属に対して最
も反応性に富むVI族元素単体層15をアルカリ金属を
含有するNa金属供給層26の近傍に配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
をNa金属供給層26から熱処理に依りドーピング処理
できるようになる。
[0261] Depending on this, the vicinity of Na metal supply layer 26 a VI group element alone layer 15 rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process containing an alkali metal Can be placed in
The alkali metal can be locally doped at a predetermined position by a predetermined amount and accurately from the Na metal supply layer 26 by a heat treatment.

【0262】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサー24の構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
Further, there is an effect that the structure of the precursor 24 can be realized so as not to adversely affect other processes as impurities unless heat treatment is applied.

【0263】又、基板13に比べてアルカリリッチにで
きるNa金属供給層26を基板13から分離して設ける
ことに依り、600度程度のプロセス温度を要する熱処
理に対して、基板13の選択度を広げることができ、高
軟化点を有する基板13、結晶粒を大きくできる様な
格子定数や面方位を持った結晶基板13、線膨張率がM
o層12に近似した基板13等の各種の基板13を用い
ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by providing the Na metal supply layer 26 which can be made more alkali-rich than the substrate 13 separately from the substrate 13, the selectivity of the substrate 13 can be reduced with respect to a heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees. The substrate 13 can be expanded and has a high softening point, the crystal substrate 13 has a lattice constant and a plane orientation capable of increasing the crystal grain size , and the coefficient of linear expansion is M
There is an effect that various substrates 13 such as the substrate 13 similar to the o-layer 12 can be used.

【0264】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサー24でも結晶粒径を大きくできるようになると
いった効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se 2 -based or Cu (In, Ga) Se 2 -based precursor 24 has the effect of increasing the crystal grain size.

【0265】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0266】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0267】次に、図面に基づき、I−III−VI族
系化合物半導体14の製造プロセスの実施形態を説明す
る。
Next, an embodiment of a manufacturing process of the I-III-VI group compound semiconductor 14 will be described with reference to the drawings.

【0268】図4(1)は、基板13上に第1金属層1
2を積層した状態を説明するための断面図であり、図4
(2)は、図4(1)の第1金属層12上に第1III
−VI族元素化合物層11を積層した状態を説明するた
めの断面図であり、図4(3)は、図4(2)の第1I
II−VI族元素化合物層11上に第2III−VI族
元素化合物層20を積層した状態を説明するための断面
図であり、図4(4)は、図4(3)の第2III−V
I族元素化合物層20上に第2金属層16を積層して構
成されたプリカーサー24を説明するための断面図であ
り、図4(5)は、図4(4)のプリカーサー24をセ
レン化処理して作製したI−III−VI族系化合物半
導体14を説明するための断面図である。
FIG. 4A shows the first metal layer 1 on the substrate 13.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state where
(2) has a first III layer on the first metal layer 12 of FIG.
FIG. 4C is a cross-sectional view for explaining a state in which the group-VI element compound layers 11 are stacked. FIG.
FIG. 4D is a cross-sectional view illustrating a state where the second III-VI element compound layer 20 is stacked on the II-VI element compound layer 11, and FIG. 4D is a cross-sectional view of the second III-VI element compound layer 20 in FIG.
FIG. 4 (5) is a cross-sectional view for explaining a precursor 24 configured by laminating the second metal layer 16 on the group I element compound layer 20, and FIG. 4 (5) shows the precursor 24 of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured by processing.

【0269】先ず、図4(1)に示すように、10−5
[Torr]の真空状態で、Na金属を含有する基板1
3(ソーダガラス基板等のアルカリガラス基板)を20
0度に基板加熱し、基板13上にMo層12を1〜2
[μm]の膜厚でスパッター蒸着する。
First, as shown in FIG.
Substrate 1 containing Na metal under vacuum of [Torr]
3 (alkaline glass substrate such as soda glass substrate) 20
The substrate was heated to 0 degree, and the Mo layer 12 was
Sputter deposition is performed to a thickness of [μm].

【0270】続いて、図4(2)に示すように、10−
5[Torr]の真空状態で、200度に加熱したMo
層12上に、GaxSe(1−x)(InxSe(1−
x))11を蒸着する。
Subsequently, as shown in FIG.
Mo heated to 200 degrees under a vacuum of 5 [Torr]
On the layer 12, GaxSe (1-x) (InxSe (1-x)
x)) deposit 11;

【0271】続いて、図4(3)に示すように、10−
5[Torr]の真空状態で、200度に加熱したGa
xSe(1−x)(InxSe(1−x))11上にI
nxSe(1−x)(GaxSe(1−x))20を蒸
着する。ここで、GaxSe(1−x)(InxSe
(1−x))11の膜厚とInxSe(1−x)(Ga
xSe(1−x))20の膜厚との合計が10000
[オングストローム]程度であることが望ましい。
Subsequently, as shown in FIG.
Ga heated to 200 ° C. in a vacuum of 5 [Torr]
xSe (1-x) (InxSe (1-x)) 11
nxSe (1-x) (GaxSe (1-x)) 20 is deposited. Here, GaxSe (1-x) (InxSe
(1-x)) 11 and InxSe (1-x) (Ga
xSe (1-x)) 20 and the total thickness is 10,000
It is desirable to be about [angstrom].

【0272】続いて、図4(4)に示すように、10−
5[Torr]の真空状態で、200度に加熱したIn
xSe(1−x)(GaxSe(1−x))20上にC
u層16を2000[オングストローム]の膜厚で蒸着
する。以上のプロセスにより、プリカーサー24を形成
することができる。
Subsequently, as shown in FIG.
In heated to 200 degrees under a vacuum of 5 [Torr]
xSe (1-x) (GaxSe (1-x)) 20
The u layer 16 is deposited to a thickness of 2000 [angstrom]. By the above process, the precursor 24 can be formed.

【0273】最後に、図4(5)に示すように、プリカ
ーサー24に対して前述のセレン化処理を施してI−I
II−VI族系化合物半導体14を形成することができ
る。このとき、セレン化処理後のI−III−VI族系
化合物半導体14の膜厚は、おおよそ20000[オン
グストローム]であることが望ましい。
Finally, as shown in FIG. 4 (5), the precursor 24 is subjected to the above-described selenization processing to perform II
The II-VI group compound semiconductor 14 can be formed. At this time, it is desirable that the film thickness of the I-III-VI group compound semiconductor 14 after the selenization treatment is approximately 20,000 [angstrom].

【0274】次に、従来のI−III−VI族系化合物
半導体と本実施形態で作製したI−III−VI族系化
合物半導体との結晶粒径及びナトリウム含有率を比較す
る。
Next, the crystal grain size and the sodium content of the conventional I-III-VI group compound semiconductor and the I-III-VI group compound semiconductor manufactured in this embodiment will be compared.

【0275】図表5(a)は、CuInSe2系の各種
プリカーサー24を用いて作製したI−III−VI族
系化合物半導体14における結晶粒径及びナトリウム含
有率との関係を説明するための図表であり、図表5
(b)は、Cu(In,Ga)Se2系の各種プリカー
サー24を用いて作製したI−III−VI族系化合物
半導体14における結晶粒径及びナトリウム含有率との
関係を説明するための図表である。
FIG. 5 (a) is a chart for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the I-III-VI group compound semiconductors 14 manufactured using various precursors 24 of CuInSe2 type. , Chart 5
(B) is a chart for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the I-III-VI group compound semiconductor 14 manufactured using various precursors 24 of Cu (In, Ga) Se2 system. is there.

【0276】図表5(a)に示すように、CuInSe
2系の各種プリカーサー24を用いて作製した何れのI
−III−VI族系化合物半導体14においても、1.
3乃至2.0μmの結晶粒径が得られ、図表8(a)に
示された結晶粒径に比べて、大きな結晶粒径が得られて
いることが解る。また同時に、ナトリウム含有率が1.
0乃至1.8と大きくなっていることも解る。
As shown in FIG. 5 (a), CuInSe
Any I prepared using various precursors 24 of type 2
In the III-VI group compound semiconductor 14, also, 1.
It can be seen that a crystal grain size of 3 to 2.0 μm was obtained, and a larger crystal grain size was obtained compared to the crystal grain size shown in FIG. 8 (a). At the same time, the sodium content is 1.
It can also be seen that it has increased from 0 to 1.8.

【0277】なお、結晶粒径の測定は、走査電顕を用い
た観察から導出し、ナトリウム含有率は、SIMS(S
econdary Ionization Mass
Spectroscopy)により測定した。
The measurement of the crystal grain size was derived from observation using a scanning electron microscope, and the sodium content was determined by SIMS (S
secondary Ionization Mass
(Spectroscopy).

【0278】同様に、図表5(b)に示すように、Cu
(In,Ga)Se2系の各種プリカーサー24を用い
て作製した何れのI−III−VI族系化合物半導体1
4においても、1.3乃至1.7μmの結晶粒径が得ら
れていることが解る。また同時に、ナトリウム含有率が
1.0乃至1.9と大きくなっていることも解る。
Similarly, as shown in FIG.
Any of the I-III-VI group compound semiconductors 1 manufactured using various (In, Ga) Se2 based precursors 24
4 also shows that a crystal grain size of 1.3 to 1.7 μm was obtained. At the same time, it can be seen that the sodium content is as large as 1.0 to 1.9.

【0279】以上の結果から、I−III−VI族系化
合物半導体の結晶粒径を大きくするためには、プリカー
サー24中のナトリウム含有率が寄与すると思考され
る。則ち、ナトリウムリッチなプリカーサー24ほど高
い結晶性を示すものと思考される。
From the above results, it is considered that the sodium content in the precursor 24 contributes to increasing the crystal grain size of the I-III-VI group compound semiconductor. In other words, it is considered that the precursor rich in sodium 24 shows higher crystallinity.

【0280】以上、第1実施形態乃至第6実施形態に説
明したI−III−VI族系化合物半導体14をフォト
キャリアの発生層としてのp型半導体層32として用
い、フォトキャリアを光電流として取り出すために第1
金属層12を電極34として用いることに依り、薄膜太
陽電池30を構成することができる。
As described above, the I-III-VI group compound semiconductor 14 described in the first to sixth embodiments is used as the p-type semiconductor layer 32 as a photocarrier generation layer, and the photocarriers are extracted as photocurrents. First for
By using the metal layer 12 as the electrode 34, the thin-film solar cell 30 can be configured.

【0281】これに依り、CIS系半導体であるCuI
nSe2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプ
リカーサー24でも結晶粒径を大きくできるようにな
り、更に、大きな結晶粒径が得られることに依り、10
%を越えるような高光電変換効率化を図ることができる
ようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化を図るこ
とができるようになる結果、薄膜太陽電池30における
光電流の高出力化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
According to this, CIS based semiconductor CuI
The crystal grain size can be increased in any of the precursors 24 of the nSe2 system or the Cu (In, Ga) Se2 system.
% As well as higher photovoltaic conversion efficiency, and a longer life of the photocarriers. As a result, a higher photocurrent output in the thin-film solar cell 30 is achieved. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0282】[0282]

【発明の効果】請求項1に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元
素化合物層や第2III−VI族元素化合物層をアルカ
リ金属を含有する基板の近傍に反応性の高い順番で配置
できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良く
アルカリ金属を基板から熱処理に依りドーピング処理で
きるようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプ
ロセスに不純物として悪影響を与えないようにできるプ
リカーサーの構造を実現できるようになるといった効果
を奏する。
According to the invention of claim 1 according to the present invention, the group III-VI group element compound layer and the high reactivity of the alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the 2III-VI group element compound layer can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the substrate containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely doped at a predetermined position from the substrate by a predetermined amount at a predetermined position. Become like Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0283】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0284】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0284] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0285】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0286】請求項2に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層をアルカリ金属を含有する基板の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属を基板から熱処理に依りドーピング処理でき
るようになる。更に、熱処理を与えない限り、他のプロ
セスに不純物として悪影響を与えないようにできるプリ
カーサーの構造を実現できるようになるといった効果を
奏する。
[0286] According to the invention of claim 2, the alkali metal first group III-VI group element compound layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the vicinity of the containing substrate, it becomes possible to dope the alkali metal from the substrate by a heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0287】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0288】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0288] Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0289】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0290】請求項3に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層や第1
III−VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有する
基板の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所定
の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を基
板から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純物と
して悪影響を与えないようにできるプリカーサーの構造
を実現できるようになるといった効果を奏する。
[0290] according According to the invention described in claim 3, VI group element alone layer or the first high reactivity with respect to an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process
Since the group III-VI element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near the substrate containing the alkali metal, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the substrate by heat treatment. Become like
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0291】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0292】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0293】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0294】請求項4に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層を
アルカリ金属を含有する基板の近傍に配置できるので、
所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属
を基板から熱処理に依りドーピング処理できるようにな
る。更に、熱処理を与えない限り、他のプロセスに不純
物として悪影響を与えないようにできるプリカーサーの
構造を実現できるようになるといった効果を奏する。
[0294] According to the invention of claim 4, the group VI element alone layer rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process containing an alkali metal Because it can be placed near the substrate,
Alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from a substrate by heat treatment. Further, there is an effect that a precursor structure can be realized that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0295】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0296】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Also, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0297】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0298】請求項5に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層や第2III−VI族元素化合物層をアルカリ
金属を含有するアルカリ供給層の近傍に反応性の高い順
番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
[0298] According to the invention of claim 5, or the group III-VI group element compound layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process first 2III- Since the group VI element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer containing the alkali metal, doping of the alkali metal from the alkali supply layer by a heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position. Be able to process.

【0299】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0300】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0301】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0302】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0303】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0304】請求項6に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近
傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
[0304] According to the invention of claim 6, the alkali metal first group III-VI group element compound layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the vicinity of the contained alkali supply layer, it becomes possible to dope the alkali metal from the alkali supply layer with high accuracy and locally by a predetermined amount at a predetermined position.

【0305】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Furthermore, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0306】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0307】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CuIn semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0308】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0309】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0310】請求項7に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層や第1
III−VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有する
アルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配置できる
ので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカ
リ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピング処
理できるようになる。
[0310] according According to the invention described in claim 7, VI group element alone layer or the first high reactivity with respect to an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process
Since the group III-VI element compound layer can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal can be locally and precisely heat-treated from the alkali supply layer at a predetermined position by a predetermined amount. Therefore, the doping process can be performed.

【0311】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0312】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0313】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0314】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0315】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0316】請求項8に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層を
アルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に配置で
きるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くア
ルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピン
グ処理できるようになる。
[0316] According to the invention of claim 8, the group VI element alone layer rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process containing an alkali metal Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the alkali supply layer by heat treatment.

【0317】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0318】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0319】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0320】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0321】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0322】請求項9に記載の発明に依れば、半導体プ
ロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のアル
カリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元素
化合物層や第2III−VI族元素化合物層をアルカリ
金属を含有するアルカリ供給層の近傍に反応性の高い順
番で配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ
精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依
りドーピング処理できるようになる。
[0322] According to the invention of claim 9, or a group III-VI group element compound layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process first 2III- Since the group VI element compound layer can be arranged in the order of high reactivity near the alkali supply layer containing the alkali metal, doping of the alkali metal from the alkali supply layer by a heat treatment locally and precisely by a predetermined amount at a predetermined position. Be able to process.

【0323】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that it is possible to realize a precursor structure that can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0324】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0325】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0326】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0327】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0328】請求項10に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して反応性に富む第1III−VI族元
素化合物層をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の
近傍に配置できるので、所定の位置に局所的に所定量だ
け精度良くアルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に
依りドーピング処理できるようになる。
[0328] According to the invention of claim 10, the alkali metal first group III-VI group element compound layer rich in reactivity to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since it can be arranged in the vicinity of the contained alkali supply layer, it becomes possible to dope the alkali metal from the alkali supply layer with high accuracy and locally by a predetermined amount at a predetermined position.

【0329】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0330】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Also, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0331】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0332】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0333】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0334】請求項11に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して反応性に富むVI族元素単体層や第
1III−VI族元素化合物層をアルカリ金属を含有す
るアルカリ供給層の近傍に反応性の高い順番で配置でき
るので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアル
カリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピング
処理できるようになる。
[0334] According to the invention of claim 11, VI group element alone layer and the group III-VI group elements highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the compound layer can be arranged in the order of high reactivity in the vicinity of the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the alkali supply layer by heat treatment. become.

【0335】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0336】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
In addition, by providing an alkali supply layer which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0337】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS-based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0338】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0339】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0340】請求項12に記載の発明に依れば、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層
をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に配置
できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良く
アルカリ金属をアルカリ供給層から熱処理に依りドーピ
ング処理できるようになる。
[0340] According to the invention of claim 12, the Group VI element alone layer rich in most reactive to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process containing an alkali metal Since it can be arranged in the vicinity of the alkali supply layer, the alkali metal can be locally doped at a predetermined position and precisely by a predetermined amount from the alkali supply layer by heat treatment.

【0341】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0342】又、基板に比べてアルカリリッチにできる
アルカリ供給層を基板から分離して設けることに依り、
600度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、
基板の選択度を広げることができ、高軟化点を有する基
板、結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持
った結晶基板、線膨張率が第1金属層に近似した基板等
の各種の基板を用いることができるようになるといった
効果を奏する。
Further, by providing an alkali supply layer, which can be made more alkali-rich than the substrate, separately from the substrate,
For heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees,
A substrate having a high softening point, a substrate having a lattice constant or plane orientation capable of increasing the crystal grain size , a substrate having a linear expansion coefficient close to that of the first metal layer, etc. There is an effect that various substrates can be used.

【0343】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0344】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0345】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0346】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
1乃至12の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウムに対し
て最も反応性に富むVI族元素単体層をナトリウムを含
有するアルカリ供給層の近傍に配置できるので、所定の
位置に局所的に所定量だけ精度良くナトリウムをアルカ
リ供給層から熱処理に依りドーピング処理できるように
なる。
[0346] According to the invention of claim 13, in addition to the effects according to any one of claims 1 to 12, most reactions to sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process Since the group VI elemental element layer rich in properties can be arranged in the vicinity of the alkali-containing layer containing sodium, it becomes possible to dope the sodium from the alkali-supplying layer locally at a predetermined position with high accuracy by a predetermined amount by heat treatment. .

【0347】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0348】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS based semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0349】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0350】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0351】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、セレ
ン、イオウ、又はテルル等のVI族元素を用いることに
依り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することが
できるといった効果を奏する。特に、セレンやその化合
物は結晶性の高いI−III−VI族系化合物半導体薄
膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成できるよ
うになるといった効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to thirteenth aspects, the use of a Group VI element such as selenium, sulfur, or tellurium provides This has the effect of achieving high photocarrier generation efficiency. In particular, selenium and its compounds have the effect that a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) can be easily formed.

【0352】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
1乃至13の何れか一項に記載の効果に加えて、ガリウ
ム又はインジウムといったIII族元素を用いることに
依り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することが
できるといった効果を奏する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the effects described in any one of the first to thirteenth aspects, the use of a group III element such as gallium or indium allows a high photocarrier to be obtained. There is an effect that the generation efficiency can be realized.

【0353】更に、ガリウム又はインジウムやそれらの
化合物は結晶性の高いI−III−VI族系化合物半導
体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成でき
るようになるといった効果を奏する。
Further, gallium or indium or a compound thereof has an effect that a thin film of a group I-III-VI compound semiconductor having a high crystallinity (a CIS thin film containing sodium) can be easily formed.

【0354】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
1,2,5,6,7,9,10,11,12,13,1
4、又は15に記載の効果に加えて、半導体プロセス中
で不純物として排除されるナトリウム等のアルカリ金属
に対して反応性に富むInxSe(1−x)やGaxS
e(1−x)をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層
や基板の近傍に反応性の高い順番で配置できるので、所
定の位置に局所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属を
アルカリ供給層から熱処理に依りドーピング処理できる
ようになる。
According to the invention of claim 16, claims 1, 2, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 1
In addition to the effects described in the item 4 or 15, a semiconductor
In InxSe highly reactive with respect to alkali metals such as sodium to be eliminated as not neat (1-x) and GaxS
Since e (1-x) can be arranged in the order of high reactivity near the alkali metal-containing alkali supply layer or the substrate, the alkali metal is heat-treated from the alkali supply layer by a predetermined amount locally at a predetermined position. Allows doping treatment.

【0355】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0356】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0357】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, a high photoelectric conversion efficiency of more than 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0358】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0359】また、InxSe(1−x)やGaxSe
(1−x)といったIII族化合物を用いることに依
り、フォトキャリアの高い生成効率を実現することがで
き、更に、結晶性の高いI−III−VI族系化合物半
導体薄膜(ナトリウム含有CIS薄膜)を容易に形成で
きるようになるといった効果を奏する。
In addition, InxSe (1-x) and GaxSe
By using a group III compound such as (1-x), high photocarrier generation efficiency can be realized, and further, a highly crystalline I-III-VI group compound semiconductor thin film (sodium-containing CIS thin film) Can be easily formed.

【0360】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
16に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the seventeenth aspect, an effect similar to that of the sixteenth aspect is obtained.

【0361】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
3,4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載の
効果に加えて、半導体プロセス中で不純物として排除さ
れるナトリウム等のアルカリ金属に対して最も反応性に
富むセレン元素単体をアルカリ金属を含有するアルカリ
供給層や基板の近傍に配置できるので、所定の位置に局
所的に所定量だけ精度良くアルカリ金属をアルカリ供給
層から熱処理に依りドーピング処理できるようになる。
[0361] According to the invention of claim 18, in addition to the effects described in any one of claims 3,4,7,8,11, or 12, as not neat in a semiconductor process A single element of selenium, which is most reactive with alkali metals such as sodium that is excluded, can be arranged near an alkali supply layer or a substrate containing alkali metals, so that only a predetermined amount of alkali can be locally localized at a predetermined position. The metal can be doped from the alkali supply layer by heat treatment.

【0362】更に、熱処理を与えない限り、他のプロセ
スに不純物として悪影響を与えないようにできるプリカ
ーサーの構造を実現できるようになるといった効果を奏
する。
Further, there is an effect that a precursor structure can be realized which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied.

【0363】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, the CIS semiconductor CuIn
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0364】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of photocarriers can be extended. It has the effect of becoming

【0365】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0366】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18の何れか一項に記載の効果に加えて、600
度程度のプロセス温度を要する熱処理に対して、金属層
の選択度を広げることができ、高融点点を有する金属、
結晶粒を大きくできる様な格子定数や面方位を持った
金属、線膨張率が基板やVI族元素単体層や第2III
−VI族元素化合物層に近似した金属等を用いることが
できるようになるといった効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to eighteenth aspects, it is possible to add 600
Metal that has a high melting point,
A metal having a lattice constant or a plane orientation capable of increasing the crystal grain size ;
-It is possible to use a metal or the like similar to the group VI element compound layer.

【0367】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn which is a CIS-based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0368】又、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
[0368] Also, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0369】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the output of the photocurrent can be increased.

【0370】更に、モリブデン、タングステン、クロム
等の高融点金属を含む第1金属層(則ち、モリブデン金
属層)12は、基板、第1III−VI族元素化合物層
(セレン化合物層)11、VI族元素単体層等と膜の密
着性に優れ、プリカーサーを高温プロセスに曝した場合
であっても、膜の剥がれやクラックを発生させることな
く、I−III−VI族系化合物半導体を形成すること
ができるようになるといった効果を奏する。
Further, the first metal layer (that is, the molybdenum metal layer) 12 containing a high melting point metal such as molybdenum, tungsten, and chromium comprises a substrate, a first III-VI group element compound layer (selenium compound layer) 11, Forming an I-III-VI group compound semiconductor without excellent adhesion between the group element element layer and the film and without peeling or cracking of the film even when the precursor is exposed to a high temperature process. This has the effect of being able to perform.

【0371】また、貴金属に次いで高い導伝率を示すア
ルミニウムは、CVD等を用いた低温プロセスに好適な
配線材量である。
Aluminum, which has the second highest conductivity next to the noble metal, is a suitable amount of wiring material for a low-temperature process using CVD or the like.

【0372】LSIプロセスにおいて常用されるポリシ
リコンやメタルシリサイドは、CVD等を用いた低温プ
ロセスに好適な配線材量である。このようなポリシリコ
ンやメタルシリサイドを第1金属層に用いることに依
り、Si半導体デバイスやGaAs半導体デバイスとI
−III−VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CI
S層)14とを従来の半導体プロセスを流用して接続で
きる。則ち、SiやGaAsを用いた集積回路を作製す
るプロセス中に内にI−III−VI族系化合物半導体
(ナトリウム含有CIS)14を作製するプロセスを含
めることができるようになり、その結果、I−III−
VI族系化合物半導体(ナトリウム含有CIS)14を
光電変換手段としてLSI化したOEICを実現できる
ようになるといった効果を奏する。
[0372] Polysilicon or metal silicide commonly used in the LSI process is an amount of wiring material suitable for a low-temperature process using CVD or the like. By using such polysilicon or metal silicide for the first metal layer, the Si and GaAs semiconductor devices are
-III-VI compound semiconductors (sodium-containing CI
(S layer) 14 can be connected using a conventional semiconductor process. In other words, a process for fabricating an I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 can be included in a process for fabricating an integrated circuit using Si or GaAs, and as a result, I-III-
It is possible to achieve an OEIC that is realized as an LSI by using the group VI compound semiconductor (sodium-containing CIS) 14 as a photoelectric conversion unit.

【0373】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至19の何れか一項に記載の効果に加えて、半導体
プロセス中で不純物として排除されるナトリウム等のア
ルカリ金属に対して最も反応性に富むVI族元素単体層
をアルカリ金属を含有するアルカリ供給層の近傍に配置
できるので、所定の位置に局所的に所定量だけ精度良く
アルカリ金属をアルカリ供給層からモリブデン層を介し
て熱処理に依り効率よく且つ制御性良くドーピング処理
できるようになる。
[0373] According to the invention of claim 20, in addition to the effects according to any one of claims 1 to 19, an alkali metal such as sodium to be eliminated as not neat in a semiconductor process On the other hand, since the group VI elemental element layer having the highest reactivity can be disposed near the alkali supply layer containing the alkali metal, the alkali metal is locally and precisely removed from the alkali supply layer at a predetermined position by a predetermined amount. Through the heat treatment, the doping process can be performed efficiently and with good controllability.

【0374】更に、1乃至2μm程度の膜厚のモリブデ
ン層を設けることに依り、熱処理を与えない限り、他の
プロセスに不純物として悪影響を与えないようにできる
プリカーサーの構造を実現できるようになるといった効
果を奏する。
Further, by providing a molybdenum layer having a thickness of about 1 to 2 μm, it is possible to realize a precursor structure which can prevent other processes from being adversely affected as impurities unless heat treatment is applied. It works.

【0375】又、600度程度のプロセス温度を要する
熱処理に対して、十分な強度を保つことができるように
なるといった効果を奏する。
In addition, there is an effect that sufficient strength can be maintained for heat treatment requiring a process temperature of about 600 degrees.

【0376】その結果、CIS系半導体であるCuIn
Se2系又はCu(In,Ga)Se2系の何れのプリ
カーサーでも結晶粒径を大きくできるようになるといっ
た効果を奏する。
As a result, CuIn as a CIS based semiconductor
Either the Se2-based or Cu (In, Ga) Se2-based precursor has the effect of increasing the crystal grain size.

【0377】更に、大きな結晶粒径が得られることに依
り、10%を越えるような高光電変換効率化を図ること
ができるようになり、更に、フォトキャリアの長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
Further, by obtaining a large crystal grain size, high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% can be achieved, and further, the life of the photocarrier can be extended. It has the effect of becoming

【0378】その結果、光電流の高出力化を図ることが
できるようになるといった効果を奏する。
As a result, it is possible to increase the output of the photocurrent.

【0379】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
16乃至20の何れか一項に記載の効果に加えて、十分
なドープ量のセレンをドーパントとしてプリカーサー内
に注入でき、セレンリッチなI−III−VI族系化合
物半導体を得ることができるようになるといった効果を
奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the sixteenth to twentieth aspects, selenium having a sufficient doping amount can be implanted into the precursor as a dopant, and selenium-rich It is possible to obtain an effective I-III-VI group compound semiconductor.

【0380】請求項22に記載の発明に依れば、請求項
21に記載の効果に加えて、加速電圧を制御することに
よって、十分なドープ量のセレンをドーパントとしてプ
リカーサー内の所定に位置に所定のプロファイルで制御
性良く注入でき、セレンリッチな高品質のI−III−
VI族系化合物半導体を得ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in addition to the effect of the twenty-first aspect, by controlling the acceleration voltage, a sufficiently doped amount of selenium can be used as a dopant at a predetermined position in the precursor. Selenium-rich high-quality I-III-
An effect is obtained that a group VI compound semiconductor can be obtained.

【0381】請求項23に記載の発明に依れば、請求項
1乃至22の何れか一項に記載の効果に加えて、CIS
系半導体であるCuInSe2系又はCu(In,G
a)Se2系の何れのプリカーサーでも結晶粒径を大き
くできるようになり、更に、大きな結晶粒径が得られる
ことに依り、10%を越えるような高光電変換効率化を
図ることができるようになり、更に、フォトキャリアの
長寿命化を図ることができるようになる結果、薄膜太陽
電池における光電流の高出力化を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
According to the twenty-third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, the CIS
CuInSe2 or Cu (In, G)
a) It is possible to increase the crystal grain size in any of the precursors of the Se2 series, and further to achieve high photoelectric conversion efficiency exceeding 10% by obtaining a large crystal grain size. As a result, the life of the photocarrier can be prolonged, and as a result, the output of the photocurrent in the thin-film solar cell can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は、第1III−VI族元素化合物
層及び第2III−VI族元素化合物層を有するプリカ
ーサーの基本構成を説明するための断面図であり、図1
(b)は、図1(a)のプリカーサーを用いて作製した
I−III−VI族系化合物半導体の基本構成を説明す
るための断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor having a group III-VI element compound layer and a group III-VI element compound layer, and FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a basic configuration of the I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor of FIG.

【図2】図2(a)は、第1III−VI族元素化合物
層及びVI族元素単体層を有するプリカーサーの基本構
成を説明するための断面図であり、図2(b)は、図2
(a)のプリカーサーを用いて作製したI−III−V
I族系化合物半導体の基本構成を説明するための断面図
である。
FIG. 2A is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor having a group III-VI element compound layer and a group VI element simple substance layer, and FIG.
I-III-V prepared using the precursor of (a)
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a group I compound semiconductor.

【図3】図3(a)は、第1金属層、アルカリ供給層、
第1III−VI族元素化合物層の順に積層されたプリ
カーサーの基本構成を説明するための断面図であり、図
3(b)は、アルカリ供給層、第1金属層、第1III
−VI族元素化合物層、第2III−VI族元素化合物
層の順に積層されたプリカーサーの基本構成を説明する
ための断面図であり、図3(c)は、第1金属層、アル
カリ供給層、VI族元素単体層の順に積層されたプリカ
ーサーの基本構成を説明するための断面図であり、図3
(d)は、アルカリ供給層、第1金属層、VI族元素単
体層の順に積層されたプリカーサーの基本構成を説明す
るための断面図である。
FIG. 3A shows a first metal layer, an alkali supply layer,
FIG. 3B is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor laminated in the order of the III-VI group element compound layers, and FIG. 3B is an alkali supply layer, a first metal layer, and a first III layer.
FIG. 3C is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor in which a -VI group element compound layer and a second III-VI group compound layer are stacked in this order, and FIG. 3C illustrates a first metal layer, an alkali supply layer, FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor laminated in the order of a group VI element single layer, and FIG.
(D) is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a precursor in which an alkali supply layer, a first metal layer, and a group VI element single layer are stacked in this order.

【図4】図4(1)は、基板上に第1金属層を積層した
状態を説明するための断面図であり、図4(2)は、図
4(1)の第1金属層上に第1III−VI族元素化合
物層を積層した状態を説明するための断面図であり、図
4(3)は、図4(2)の第1III−VI族元素化合
物層上に第2III−VI族元素化合物層を積層した状
態を説明するための断面図であり、図4(4)は、図4
(3)の第2III−VI族元素化合物層上に第2金属
層を積層して構成されたプリカーサーを説明するための
断面図であり、図4(5)は、図4(4)のプリカーサ
ーをセレン化処理して作製したI−III−VI族系化
合物半導体を説明するための断面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view for explaining a state in which a first metal layer is stacked on a substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 4 (3) is a cross-sectional view for explaining a state in which a first III-VI group element compound layer is laminated on FIG. 4 (b). FIG. 4 (4) is a cross-sectional view for explaining a state in which the group III element compound layers are stacked, and FIG.
FIG. 4 (5) is a cross-sectional view for explaining a precursor formed by laminating a second metal layer on the second III-VI group element compound layer of (3), and FIG. 4 (5) is a precursor of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a group I-III-VI-based compound semiconductor manufactured by performing a selenization treatment on.

【図5】図5(a)は、CuInSe2系の各種プリカ
ーサーを用いて作製したI−III−VI族系化合物半
導体における結晶粒径及びナトリウム含有率との関係を
説明するための図表であり、図5(b)は、Cu(I
n,Ga)Se2系の各種プリカーサーを用いて作製し
たI−III−VI族系化合物半導体における結晶粒径
及びナトリウム含有率との関係を説明するための図表で
ある。
FIG. 5A is a table for explaining a relationship between a crystal grain size and a sodium content in an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using various CuInSe 2 -based precursors, FIG. 5B shows Cu (I
3 is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using various precursors of (n, Ga) Se2 series.

【図6】第1従来例を説明するための図であって、固相
セレン化技術を用いたプリカーサー、及びこれを用いて
作製したI−III−VI族系化合物半導体を説明する
ための断面図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the first conventional example, and is a cross-section for explaining a precursor using solid-phase selenization technology and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【図7】第2従来例を説明するための図であって、気相
セレン化技術を用いたプリカーサー、及びこれを用いて
作製したI−III−VI族系化合物半導体を説明する
ための断面図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a second conventional example, and is a cross-section for explaining a precursor using a vapor-phase selenization technique and an I-III-VI group compound semiconductor manufactured using the precursor. FIG.

【図8】図8(a)は、第1従来例の固相セレン化技術
又は第2従来例の気相セレン化技術を用いたCuInS
e2系の各種プリカーサーを用いて作製したI−III
−VI族系化合物半導体における結晶粒径及びナトリウ
ム含有率との関係を説明するための図表であり、図8
(b)は、第1従来例の固相セレン化技術又は第2従来
例の気相セレン化技術を用いたCu(In,Ga)Se
2系の各種プリカーサープリカーサー、及びこれを用い
て作製したI−III−VI族系化合物半導体における
結晶粒径及びナトリウム含有率との関係を説明するため
の図表である。
FIG. 8 (a) shows CuInS using the solid-state selenization technology of the first conventional example or the gas-phase selenization technology of the second conventional example.
I-III prepared using various precursors of e2 series
FIG. 8 is a chart for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in the group-VI compound semiconductor.
(B) shows Cu (In, Ga) Se using the solid-phase selenization technology of the first conventional example or the gas-phase selenization technology of the second conventional example.
3 is a table for explaining the relationship between the crystal grain size and the sodium content in Group 2 precursor precursors and I-III-VI group compound semiconductors manufactured using the precursors.

【符号の説明】 11 第1III−VI族元素化合物層(セレン化合
物層) 12 第1金属層(モリブデン金属層) 13 基板(アルカリガラス基板) 14 I−III−VI族系化合物半導体(ナトリウ
ム含有CIS層) 15 VI族元素単体層(セレン単体層) 16 第2金属層(Cu) 20 第2III−VI族元素化合物層(セレン化合
物層) 24 プリカーサー 26 アルカリ供給層 30 薄膜太陽電池 32 p型半導体層(I−III−VI族系化合物半
導体) 34 電極
[Description of Signs] 11 First III-VI group element compound layer (selenium compound layer) 12 First metal layer (molybdenum metal layer) 13 Substrate (alkali glass substrate) 14 I-III-VI group compound semiconductor (sodium-containing CIS) Layer) 15 Group VI element simple layer (Selenium simple layer) 16 Second metal layer (Cu) 20 Second III-VI group element compound layer (Selenium compound layer) 24 Precursor 26 Alkali supply layer 30 Thin film solar cell 32 P-type semiconductor layer (I-III-VI group compound semiconductor) 34 electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池谷 剛 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 中川 伸一 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 望月 紀雄 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 豊田 和弘 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 鈴木 和枝 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 石田 正晴 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tsuyoshi Ikeya 1500 Onjuku Yasushi Sogyo Co., Ltd., Susono City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Shinichi Nakagawa 1500 Yashiro Sogyo Co., Ltd. 1500 Yazaki Sogyo Co., Ltd., Susono-shi, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Kazuhiro Toyota 1500 sharks, Onozu, Shizuoka Prefecture, Yazaki Sogyo Co., Ltd. Inventor Masaharu Ishida 1500 Onjuku, Susono City, Shizuoka Prefecture Inside Yazaki Corporation

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 アルカリ金属を含有する基板上に形成された第1金属層
と当該第1金属層上に形成されたIII-VI族元素化合物を
有する第1III-VI族元素化合物層と当該第1III-VI族元
素化合物層上に形成されたIII-VI族元素化合物を有する
第2III-VI族元素化合物層とを有するプリカーサーを所
定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行すること
に依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
1. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal; and a group III-VI element compound formed on the first metal layer. A precursor having a first III-VI element compound layer having the formula III and a second III-VI element compound layer having a III-VI element compound formed on the first III-VI element compound layer in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI compound semiconductor formed by performing a heat treatment of heating at a predetermined temperature.
【請求項2】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 アルカリ金属を含有する基板上に形成された第1金属層
と当該第1金属層上に形成されたIII-VI族元素化合物を
有する第1III-VI族元素化合物層と当該第1III-VI族元
素化合物層上に形成された銅元素を有する第2金属層と
を有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温度で加熱
する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
2. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal; and a group III-VI element compound formed on the first metal layer. Heat treatment is performed to heat a precursor having a first III-VI element compound layer having the above and a second metal layer having a copper element formed on the first III-VI element compound layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI compound semiconductor formed by the following steps.
【請求項3】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 アルカリ金属を含有する基板上に形成された第1金属層
と当該第1金属層上に形成されたVI族元素単体層と当該
VI族元素単体層上に形成されたIII-VI族元素化合物を有
する第1III-VI族元素化合物層とを有するプリカーサー
を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行する
ことに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
3. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal; and a group VI element simple substance layer formed on the first metal layer. The
It is formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a first III-VI element compound layer having a III-VI element compound formed on a group VI element single layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI group compound semiconductor, which is characterized in that:
【請求項4】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 アルカリ金属を含有する基板上に形成された第1金属層
と当該第1金属層上に形成されたVI族元素単体層と当該
VI族元素単体層上に形成された銅元素を有する第2金属
層とを有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温度で
加熱する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
4. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate containing an alkali metal; and a group VI element simple substance layer formed on the first metal layer. The
Formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a second metal layer having a copper element formed on a group VI element simple substance layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. III-VI compound semiconductors.
【請求項5】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成されたアルカリ供給層と当該アルカリ供給
層上に形成された第1金属層と当該第1金属層上に形成
されたIII-VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化
合物層と当該第1III-VI族元素化合物層上に形成された
III-VI族元素化合物を有する第2III-VI族元素化合物層
とを有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温度で加
熱する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
5. An I-III-VI group compound semiconductor, comprising: an alkali supply layer formed on a substrate; a first metal layer formed on the alkali supply layer; and an alkali supply layer formed on the first metal layer. A first group III-VI element compound layer having a group III-VI element compound formed thereon and a layer formed on the first group III-VI element compound layer
I-III- formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a second III-VI element compound layer having a III-VI element compound at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. Group VI compound semiconductor.
【請求項6】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成されたアルカリ供給層とアルカリ供給層上
に形成された第1金属層と当該第1金属層上に形成され
たIII-VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物
層と当該第1III-VI族元素化合物層上に形成された銅元
素を有する第2金属層とを有するプリカーサーを所定雰
囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行することに依
り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
6. An I-III-VI group compound semiconductor, comprising: an alkali supply layer formed on a substrate, a first metal layer formed on the alkali supply layer, and a first metal layer formed on the first metal layer. A precursor having a first III-VI element compound layer having a III-VI element compound and a second metal layer having a copper element formed on the first III-VI element compound layer in a predetermined atmosphere in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI compound semiconductor formed by performing a heat treatment of heating at a temperature.
【請求項7】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成されたアルカリ供給層とアルカリ供給層上
に形成された第1金属層と当該第1金属層上に形成され
たVI族元素単体層と当該VI族元素単体層上に形成された
III-VI族元素化合物を有する第1III-VI族元素化合物層
とを有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温度で加
熱する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
7. An I-III-VI group compound semiconductor, comprising: an alkali supply layer formed on a substrate, a first metal layer formed on the alkali supply layer, and a first metal layer formed on the first metal layer. Formed on the group VI element simple substance layer and the group VI element simple substance layer
Formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a first III-VI element compound layer having a III-VI element compound at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. I-III- Group VI compound semiconductor.
【請求項8】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成されたアルカリ供給層とアルカリ供給層上
に形成された第1金属層と当該第1金属層上に形成され
たVI族元素単体層と当該VI族元素単体層上に形成された
銅元素を有する第2金属層とを有するプリカーサーを所
定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行すること
に依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
8. An I-III-VI group compound semiconductor, comprising: an alkali supply layer formed on a substrate, a first metal layer formed on the alkali supply layer, and a first metal layer formed on the first metal layer. Formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a single group VI element layer and a second metal layer having a copper element formed on the single group VI element layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI group compound semiconductor, which is characterized in that:
【請求項9】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成された第1金属層とアルカリ金属を含有し
た状態で当該第1金属層上に形成されたアルカリ供給層
と当該アルカリ供給層上に形成されたIII-VI族元素化合
物を有する第1III-VI族元素化合物層と当該第1III-VI
族元素化合物層上に形成されたIII-VI族元素化合物を有
する第2III-VI族元素化合物層とを有するプリカーサー
を所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行する
ことに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
9. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate; and an alkali supply layer formed on the first metal layer while containing an alkali metal. A first III-VI element compound layer having a III-VI element compound formed on the alkali supply layer and the first III-VI element compound layer;
Formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a second III-VI element compound layer having a III-VI group compound formed on the group III element compound layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere, I-III-VI group compound semiconductors, characterized in that:
【請求項10】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成された第1金属層とアルカリ金属を含有し
た状態で当該第1金属層上に形成されたアルカリ供給層
と当該アルカリ供給層上に形成されたIII-VI族元素化合
物を有する第1III-VI族元素化合物層と当該第1III-VI
族元素化合物層上に形成された銅元素を有する第2金属
層とを有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温度で
加熱する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
10. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate; and an alkali supply layer formed on the first metal layer while containing an alkali metal. A first III-VI element compound layer having a III-VI element compound formed on the alkali supply layer and the first III-VI element compound layer;
I-III formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a second metal layer having a copper element formed on a group III element compound layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere. -Group VI compound semiconductor.
【請求項11】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成された第1金属層とアルカリ金属を含有し
た状態で当該第1金属層上に形成されたアルカリ供給層
と当該アルカリ供給層上に形成されたVI族元素単体層と
当該VI族元素単体層上に形成されたIII-VI族元素化合物
を有する第1III-VI族元素化合物層とを有するプリカー
サーを所定雰囲気内で所定温度で加熱する熱処理を実行
することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
11. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate; and an alkali supply layer formed on the first metal layer while containing an alkali metal. A precursor having a group VI element single layer formed on the alkali supply layer and a first III-VI group compound layer containing a III-VI element compound formed on the group VI element single layer is placed in a predetermined atmosphere. A group I-III-VI group compound semiconductor formed by performing a heat treatment of heating at a predetermined temperature in the above.
【請求項12】 I-III-VI族系化合物半導体であって、 基板上に形成された第1金属層とアルカリ金属を含有し
た状態で当該第1金属層上に形成されたアルカリ供給層
と当該アルカリ供給層上に形成されたVI族元素単体層と
当該VI族元素単体層上に形成された銅元素を有する第2
金属層とを有するプリカーサーを所定雰囲気内で所定温
度で加熱する熱処理を実行することに依り形成された、 ことを特徴とするI-III-VI族系化合物半導体。
12. A group I-III-VI compound semiconductor, comprising: a first metal layer formed on a substrate; and an alkali supply layer formed on the first metal layer while containing an alkali metal. A group VI element single layer formed on the alkali supply layer and a second group containing a copper element formed on the group VI element single layer;
A group I-III-VI compound semiconductor formed by performing a heat treatment of heating a precursor having a metal layer at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere.
【請求項13】 前記アルカリ金属がナトリウムである
ことを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載
のI-III-VI族系化合物半導体。
13. The group I-III-VI compound semiconductor according to claim 1, wherein the alkali metal is sodium.
【請求項14】 前記VI族元素が、セレン、イオウ、又
はテルルの何れかであることを特徴とする請求項1乃至
13の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体。
14. The group I-III-VI compound semiconductor according to claim 1, wherein the group VI element is any one of selenium, sulfur and tellurium.
【請求項15】 前記III族元素が、ガリウム又はイン
ジウムであることを特徴とする請求項1乃至13の何れ
か一項に記載のI-III-VI族系化合物半導体。
15. The group I-III-VI compound semiconductor according to claim 1, wherein the group III element is gallium or indium.
【請求項16】 前記第1III-VI族元素化合物層がIn
xSe(1-x)を有し、且つ前記第2III-VI族元素化合物層
がGaxSe(1-x)を有する、 ことを特徴とする請求項1,2,5,6,7,9,1
0,11,12,13,14、又は15に記載のI-III-
VI族系化合物半導体。
16. The method according to claim 16, wherein the first III-VI element compound layer is In.
The second III-VI element compound layer has xSe (1-x), and the second III-VI group element compound layer has GaxSe (1-x).
I-III- described in 0, 11, 12, 13, 14, or 15
Group VI compound semiconductor.
【請求項17】 前記第1III-VI族元素化合物層がGa
xSe(1-x)を有し、且つ前記第2III-VI族元素化合物層
がInxSe(1-x)を有する、 ことを特徴とする請求項1,2,5,6,7,9,1
0,11,12,13,14、又は15に記載のI-III-
VI族系化合物半導体。
17. The method according to claim 17, wherein the first group III-VI element compound layer is Ga
The second III-VI element compound layer has xSe (1-x), and the second III-VI group element compound layer has InxSe (1-x).
I-III- described in 0, 11, 12, 13, 14, or 15
Group VI compound semiconductor.
【請求項18】 前記VI族元素単体層がセレン元素単体
を用いて形成した層であることを特徴とする請求項3,
4,7,8,11、又は12の何れか一項に記載のI-II
I-VI族系化合物半導体。
18. The method according to claim 3, wherein the group VI element simple substance layer is a layer formed using selenium element simple substance.
I-II according to any one of 4, 7, 8, 11, or 12
I-VI group compound semiconductor.
【請求項19】 前記第1金属層が、モリブデン、タン
グステン、クロム、ポリシリコン、メタルシリサイド、
又はアルミニウムを用いて形成した層であることを特徴
とする請求項1乃至18の何れか一項に記載のI-III-VI
族系化合物半導体。
19. The method according to claim 19, wherein the first metal layer is made of molybdenum, tungsten, chromium, polysilicon, metal silicide,
19. I-III-VI according to any one of claims 1 to 18, wherein the layer is formed using aluminum or aluminum.
Group compound semiconductor.
【請求項20】 前記第1金属層が、1乃至2μmの膜
厚を有するモリブデン層であることを特徴とする請求項
1乃至19の何れか一項に記載のI-III-VI族系化合物半
導体。
20. The group I-III-VI compound according to claim 1, wherein the first metal layer is a molybdenum layer having a thickness of 1 to 2 μm. semiconductor.
【請求項21】 前記熱処理は、セレン気相雰囲気内で
前記プリカーサーを加熱してセレンを当該プリカーサー
中に注入するセレン化処理である、 ことを特徴とする請求項16乃至20の何れか一項に記
載のI-III-VI族系化合物半導体。
21. The heat treatment according to claim 16, wherein the heat treatment is a selenization treatment in which the precursor is heated in a selenium vapor atmosphere to inject selenium into the precursor. The I-III-VI group compound semiconductor according to [1].
【請求項22】 前記セレン化処理に代えて、セレンを
イオン化すると共に、イオン化されたセレンと前記プリ
カーサーとの間に所定の加速電圧を印加して当該加速さ
れたセレンイオンを当該プリカーサー中に注入するイオ
ン注入処理を用いる、 ことを特徴とする請求項21に記載のI-III-VI族系化合
物半導体。
22. Instead of the selenization treatment, selenium is ionized, and a predetermined acceleration voltage is applied between the ionized selenium and the precursor to inject the accelerated selenium ions into the precursor. 22. The I-III-VI group compound semiconductor according to claim 21, wherein an ion implantation process is performed.
【請求項23】 フォトキャリアの発生層として前記I-
III-VI族系化合物半導体を用いたp型半導体層と、 前記フォトキャリアを光電流として取り出すために少な
くとも前記第1金属層を用いた電極とを有する、 ことを特徴とする請求項1乃至22の何れか一項に記載
のI-III-VI族系化合物半導体を用いた薄膜太陽電池。
23. A photocarrier generation layer comprising the I-
23. A semiconductor device comprising: a p-type semiconductor layer using a III-VI group compound semiconductor; and at least an electrode using the first metal layer for extracting the photocarriers as a photocurrent. A thin-film solar cell using the I-III-VI group compound semiconductor according to any one of the above.
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WO2013031453A1 (en) * 2011-08-29 2013-03-07 京セラ株式会社 Photoelectric conversion apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013031453A1 (en) * 2011-08-29 2013-03-07 京セラ株式会社 Photoelectric conversion apparatus
JPWO2013031453A1 (en) * 2011-08-29 2015-03-23 京セラ株式会社 Photoelectric conversion device

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