JPH11204817A - 光電変換装置及びその作製方法 - Google Patents
光電変換装置及びその作製方法Info
- Publication number
- JPH11204817A JPH11204817A JP10018097A JP1809798A JPH11204817A JP H11204817 A JPH11204817 A JP H11204817A JP 10018097 A JP10018097 A JP 10018097A JP 1809798 A JP1809798 A JP 1809798A JP H11204817 A JPH11204817 A JP H11204817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- semiconductor film
- photoelectric conversion
- film
- microcrystalline semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】不純物ガスを添加せずに微結晶半導体膜と非晶
質半導体膜とを成膜する工程と、微結晶半導体に不純物
元素を注入する工程とを分離して行うことにより、光電
変換装置の生産性を高める。 【解決手段】有機樹脂基板上に、第１の電極と、光電変
換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを、
一つまたは複数個接続して構成される光電変換装置の作
製方法において、第１の電極を形成する工程と、Ｎ型ま
たはＰ型の導電型決定不純物元素を添加しないで第１の
微結晶半導体膜を形成する工程と、実質的に真性な非晶
質半導体膜を形成する工程と、Ｎ型またはＰ型の導電型
決定不純物元素を添加しないで第２の微結晶半導体膜を
形成する工程と、をプラズマＣＶＤ法で行い、第２の電
極を形成する工程の後、Ｐ型の導電型決定不純物元素
を、第２の電極の表面から、第２の微結晶半導体膜に注
入して加熱処理を施す工程と、を行い光電変換装置を作
製する。
質半導体膜とを成膜する工程と、微結晶半導体に不純物
元素を注入する工程とを分離して行うことにより、光電
変換装置の生産性を高める。 【解決手段】有機樹脂基板上に、第１の電極と、光電変
換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを、
一つまたは複数個接続して構成される光電変換装置の作
製方法において、第１の電極を形成する工程と、Ｎ型ま
たはＰ型の導電型決定不純物元素を添加しないで第１の
微結晶半導体膜を形成する工程と、実質的に真性な非晶
質半導体膜を形成する工程と、Ｎ型またはＰ型の導電型
決定不純物元素を添加しないで第２の微結晶半導体膜を
形成する工程と、をプラズマＣＶＤ法で行い、第２の電
極を形成する工程の後、Ｐ型の導電型決定不純物元素
を、第２の電極の表面から、第２の微結晶半導体膜に注
入して加熱処理を施す工程と、を行い光電変換装置を作
製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池や画像入
力センサーに代表される光電変換装置の作製方法と光電
変換装置に関するものである。
力センサーに代表される光電変換装置の作製方法と光電
変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン膜は、結晶系シリコン材
料と比較して、４００℃以下の低温で大面積に作製出来
ることや、光電変換層として光を吸収するために必要な
厚さが１μｍ程度で十分であること等が特徴とされてい
る。このため、シリコン資源の節約や、製造エネルギー
を低減できることが提示され、低コスト材料として従来
から注目を集めてきた。
料と比較して、４００℃以下の低温で大面積に作製出来
ることや、光電変換層として光を吸収するために必要な
厚さが１μｍ程度で十分であること等が特徴とされてい
る。このため、シリコン資源の節約や、製造エネルギー
を低減できることが提示され、低コスト材料として従来
から注目を集めてきた。
【０００３】従来では、太陽電池、イメージセンサ、フ
ォトセンサ等の光電変換層は、光電変換効率や光応答性
を高めるために、ｐｉｎ接合を形成したダイオード型の
構造を用いることが一般的であった。ここで、ｐ型及び
ｎ型の半導体膜と、実質的に真性なｉ型の半導体膜のす
べてを非晶質シリコン膜で形成することも可能である
が、良好な光電変換特性を得るために、ｐ型及びｎ型の
半導体膜に対して、微結晶シリコン材料を用いると良好
な光電変換特性が得られることが知られていた。
ォトセンサ等の光電変換層は、光電変換効率や光応答性
を高めるために、ｐｉｎ接合を形成したダイオード型の
構造を用いることが一般的であった。ここで、ｐ型及び
ｎ型の半導体膜と、実質的に真性なｉ型の半導体膜のす
べてを非晶質シリコン膜で形成することも可能である
が、良好な光電変換特性を得るために、ｐ型及びｎ型の
半導体膜に対して、微結晶シリコン材料を用いると良好
な光電変換特性が得られることが知られていた。
【０００４】この理由は、この構造の素子において、光
吸収とそれに伴う電荷の生成はｉ型の非晶質シリコン膜
が担うので、ｐ型とｎ型の半導体膜は高い光透過性有す
ることが望ましく、かつ、電極と良好なコンタクトを得
る為に、高い導電率を有した材料が要求されている為で
あった。このような要求に対し、微結晶シリコン膜は低
光吸収性と、高い導電率を兼ね備えた特性を有した材料
であり適した材料であった。
吸収とそれに伴う電荷の生成はｉ型の非晶質シリコン膜
が担うので、ｐ型とｎ型の半導体膜は高い光透過性有す
ることが望ましく、かつ、電極と良好なコンタクトを得
る為に、高い導電率を有した材料が要求されている為で
あった。このような要求に対し、微結晶シリコン膜は低
光吸収性と、高い導電率を兼ね備えた特性を有した材料
であり適した材料であった。
【０００５】非晶質シリコン膜は、減圧下におけるグロ
ー放電プラズマを用いた化学堆積法（プラズマＣＶＤ
法）で作製されている。プラズマＣＶＤ法には、反応室
と、反応室を減圧下に保つ排気手段と、原料ガスを導入
するガス導入手段と、反応室内でグロー放電プラズマを
発生させる手段と、基板を保持し加熱する手段と、から
構成されるプラズマＣＶＤ装置が用いられる。原料ガス
は、シラン（ＳｉＨ4）ガスが通常用いられるが、ジシ
ラン（Ｓｉ2Ｈ6 ）ガスを用いることも可能であり、さ
らに、前記原料ガスを水素ガス（Ｈ2）で希釈して用い
ることもできた。
ー放電プラズマを用いた化学堆積法（プラズマＣＶＤ
法）で作製されている。プラズマＣＶＤ法には、反応室
と、反応室を減圧下に保つ排気手段と、原料ガスを導入
するガス導入手段と、反応室内でグロー放電プラズマを
発生させる手段と、基板を保持し加熱する手段と、から
構成されるプラズマＣＶＤ装置が用いられる。原料ガス
は、シラン（ＳｉＨ4）ガスが通常用いられるが、ジシ
ラン（Ｓｉ2Ｈ6 ）ガスを用いることも可能であり、さ
らに、前記原料ガスを水素ガス（Ｈ2）で希釈して用い
ることもできた。
【０００６】一方、微結晶シリコン膜は、原料ガスに、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスとの混合ガスが用いられ、ＳｉＨ
4ガスに対してＨ2ガスの希釈割合を高めた状態で成膜す
ると得ることが出来た。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加しない微結晶シリコン膜は、それ自身で
ｎ型の伝導性を示すことが知られていた。通常は電気伝
導度をさらに高める為に、ｐ型やｎ型の導電型の制御の
為に、前記原料ガスにｐ型及びｎ型の導電型決定元素を
含む不純物ガスを成膜時に同時に添加して作製されてい
る。
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスとの混合ガスが用いられ、ＳｉＨ
4ガスに対してＨ2ガスの希釈割合を高めた状態で成膜す
ると得ることが出来た。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加しない微結晶シリコン膜は、それ自身で
ｎ型の伝導性を示すことが知られていた。通常は電気伝
導度をさらに高める為に、ｐ型やｎ型の導電型の制御の
為に、前記原料ガスにｐ型及びｎ型の導電型決定元素を
含む不純物ガスを成膜時に同時に添加して作製されてい
る。
【０００７】半導体の分野では、ｐ型の導電型決定元素
は周期律表第IIIb族の、ボロン（Ｂ）、アルミニウム
（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）に代
表される元素が、また、ｎ型の導電型決定元素は周期律
表第Vb族の、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン
（Ｓｂ）に代表される元素が知られている。通常のプラ
ズマＣＶＤ法においては、Ｂ2Ｈ6やＰＨ3に代表される
不純物ガスを前記原料ガスに混合させて成膜されてい
る。このとき混合される不純物ガスの添加量は、ＳｉＨ
4に対して０.１％から５％程度であり、多くても１０％
以下の濃度であった。
は周期律表第IIIb族の、ボロン（Ｂ）、アルミニウム
（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）に代
表される元素が、また、ｎ型の導電型決定元素は周期律
表第Vb族の、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン
（Ｓｂ）に代表される元素が知られている。通常のプラ
ズマＣＶＤ法においては、Ｂ2Ｈ6やＰＨ3に代表される
不純物ガスを前記原料ガスに混合させて成膜されてい
る。このとき混合される不純物ガスの添加量は、ＳｉＨ
4に対して０.１％から５％程度であり、多くても１０％
以下の濃度であった。
【０００８】上記のように、微結晶シリコン膜や非晶質
シリコン膜は、プロセス温度が低い為、光電変換装置の
基板として適用可能な材料は、ガラス材料の他に有機樹
脂材料を基板として使用することも可能であった。
シリコン膜は、プロセス温度が低い為、光電変換装置の
基板として適用可能な材料は、ガラス材料の他に有機樹
脂材料を基板として使用することも可能であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】基板上に作製される太
陽電池やイメージセンサ等の光電変換装置の基本的な工
程は、基板上に第１の電極を形成し、該第１の電極上に
密接してｐｉｎ接合から成る光電変換層を形成し、さら
に第２の電極を積層して作製される。ｐｉｎ接合の作製
時には接合界面の特性を良好にするために、通常は真空
を破らずに成膜が実施されている。
陽電池やイメージセンサ等の光電変換装置の基本的な工
程は、基板上に第１の電極を形成し、該第１の電極上に
密接してｐｉｎ接合から成る光電変換層を形成し、さら
に第２の電極を積層して作製される。ｐｉｎ接合の作製
時には接合界面の特性を良好にするために、通常は真空
を破らずに成膜が実施されている。
【００１０】この時、ｐ型やｎ型の半導体膜を成膜する
ために、前記原料ガスに前記不純物ガスを添加すると、
微量な不純物ガスとその反応生成物が、反応室内やグロ
ー放電プラズマ発生手段の一部である放電電極に残留付
着することが知られていた。ここで連続して、同じ反応
室で不純物ガスを添加せずに、実質的に真性なｉ型の非
晶質シリコン膜を成膜すると、その残留不純物が離脱し
て、新たに膜中に取り込まれてしまう問題点があった。
実質的に真性なｉ型の非晶質シリコン膜は、膜中の欠陥
密度がおよそ１×１０16／ｃｍ3以下の値となるように
作製される為に、たとえ数１０ｐｐｍから数１００ｐｐ
ｍの濃度で前記不純物元素が取り込まれたとしても、不
純物順位を形成して膜の特性を変えてしまう問題点があ
った。
ために、前記原料ガスに前記不純物ガスを添加すると、
微量な不純物ガスとその反応生成物が、反応室内やグロ
ー放電プラズマ発生手段の一部である放電電極に残留付
着することが知られていた。ここで連続して、同じ反応
室で不純物ガスを添加せずに、実質的に真性なｉ型の非
晶質シリコン膜を成膜すると、その残留不純物が離脱し
て、新たに膜中に取り込まれてしまう問題点があった。
実質的に真性なｉ型の非晶質シリコン膜は、膜中の欠陥
密度がおよそ１×１０16／ｃｍ3以下の値となるように
作製される為に、たとえ数１０ｐｐｍから数１００ｐｐ
ｍの濃度で前記不純物元素が取り込まれたとしても、不
純物順位を形成して膜の特性を変えてしまう問題点があ
った。
【００１１】このような問題点に対して、プラズマＣＶ
Ｄ装置に複数の反応室を設け、反応室と他の反応室との
間の仕切弁により、それぞれの反応室を分離させた多室
分離型のＣＶＤ装置が考案されている。従って、従来技
術によれば、ｐｉｎ接合を形成するためには、少なくと
も、ｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体膜を成膜するための３つ
の独立した反応室を設ける必要があった。
Ｄ装置に複数の反応室を設け、反応室と他の反応室との
間の仕切弁により、それぞれの反応室を分離させた多室
分離型のＣＶＤ装置が考案されている。従って、従来技
術によれば、ｐｉｎ接合を形成するためには、少なくと
も、ｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体膜を成膜するための３つ
の独立した反応室を設ける必要があった。
【００１２】その結果、プラズマＣＶＤ装置は、各反応
室に対応してＳｉＨ4、Ｈ2、Ｂ2 Ｈ6、ＰＨ3等を導入す
るガス導入手段や排気手段やグロー放電プラズマ発生手
段等を設ける必要があり、複雑で大がかりな構成になっ
てしまった。そのために、装置の維持管理の面からも多
大な労力が要求されていた。
室に対応してＳｉＨ4、Ｈ2、Ｂ2 Ｈ6、ＰＨ3等を導入す
るガス導入手段や排気手段やグロー放電プラズマ発生手
段等を設ける必要があり、複雑で大がかりな構成になっ
てしまった。そのために、装置の維持管理の面からも多
大な労力が要求されていた。
【００１３】さらに、プロセスの観点からみると、一つ
の導電型の半導体膜を成膜するごとに、反応室から他の
反応室へ、基板の移動と、反応ガスの導入と、反応ガス
の排気との工程が必ず必要となり、この工程を順次繰り
返す必要があった。そのために、光電変換層を形成する
ための時間を短縮することは、おのずと限界があった。
たとえ高速成膜の技術を使って、実成膜時間が短縮させ
ても、基板の搬送や、ガスの導入と排気にかかる時間は
無視出来ない問題となっていた。
の導電型の半導体膜を成膜するごとに、反応室から他の
反応室へ、基板の移動と、反応ガスの導入と、反応ガス
の排気との工程が必ず必要となり、この工程を順次繰り
返す必要があった。そのために、光電変換層を形成する
ための時間を短縮することは、おのずと限界があった。
たとえ高速成膜の技術を使って、実成膜時間が短縮させ
ても、基板の搬送や、ガスの導入と排気にかかる時間は
無視出来ない問題となっていた。
【００１４】また、従来の太陽電池の技術分野におい
て、光電変換層のｐ／ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を
連続的に変化させて、界面の連続性を形成して接合性を
改善する方法が従来から知られている。従来技術では、
成膜工程において、微量のｐ型不純物元素を含むガス
を、コンピュター等を使用して精密に制御する必要があ
った。
て、光電変換層のｐ／ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を
連続的に変化させて、界面の連続性を形成して接合性を
改善する方法が従来から知られている。従来技術では、
成膜工程において、微量のｐ型不純物元素を含むガス
を、コンピュター等を使用して精密に制御する必要があ
った。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する手
段として、本発明は、非晶質半導体層及び微結晶半導体
層を形成する工程と、微結晶半導体層に不純物を添加し
て導電型を制御する工程とを分離して光電変換層を形成
する方法を開示する。
段として、本発明は、非晶質半導体層及び微結晶半導体
層を形成する工程と、微結晶半導体層に不純物を添加し
て導電型を制御する工程とを分離して光電変換層を形成
する方法を開示する。
【００１６】本発明は、光電変換層の作製工程におい
て、その生産性を高める為に、第１の電極側から、ｐ型
またはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製
される第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、実質的
に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、ｐ型または
ｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製される
第２の微結晶半導体膜を形成する工程とを行い、その
後、第２の微結晶半導体膜に対して、ｐ型の導電型決定
不純物元素を注入し、加熱処理を加える工程とから光電
変換層を形成することを有することを特徴とする。この
時、ｐ型不純物元素は第２の微結晶シリコン膜と、前記
第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコ
ン膜の界面近傍とに注入しても良い。
て、その生産性を高める為に、第１の電極側から、ｐ型
またはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製
される第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、実質的
に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、ｐ型または
ｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製される
第２の微結晶半導体膜を形成する工程とを行い、その
後、第２の微結晶半導体膜に対して、ｐ型の導電型決定
不純物元素を注入し、加熱処理を加える工程とから光電
変換層を形成することを有することを特徴とする。この
時、ｐ型不純物元素は第２の微結晶シリコン膜と、前記
第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコ
ン膜の界面近傍とに注入しても良い。
【００１７】また、本発明は、光電変換層の作製工程に
おいて、その生産性を高める為に、第１の電極側から、
ｐ型またはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで
作製される第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、実
質的に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製さ
れる第２の微結晶半導体膜を形成する工程とを行い、さ
らに第２の電極を形成した後、該第２の電極の表面か
ら、第２の微結晶半導体膜に対して、ｐ型の導電型決定
不純物元素を注入し、加熱処理を加える工程とから光電
変換層を形成することを有することを特徴とする。この
時、ｐ型不純物元素は第２の微結晶シリコン膜と、前記
第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコ
ン膜の界面近傍とに注入しても良い。
おいて、その生産性を高める為に、第１の電極側から、
ｐ型またはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで
作製される第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、実
質的に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加しないで作製さ
れる第２の微結晶半導体膜を形成する工程とを行い、さ
らに第２の電極を形成した後、該第２の電極の表面か
ら、第２の微結晶半導体膜に対して、ｐ型の導電型決定
不純物元素を注入し、加熱処理を加える工程とから光電
変換層を形成することを有することを特徴とする。この
時、ｐ型不純物元素は第２の微結晶シリコン膜と、前記
第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコ
ン膜の界面近傍とに注入しても良い。
【００１８】また、本発明によれば、プラズマＣＶＤ法
による不純物ガスの汚染を防ぐ為に、ｐ型またはｎ型の
導電型決定不純物元素を添加しないで作製される第１及
び第２の微結晶半導体膜に対して、該第１の微結晶半導
体膜と、ｐ型の導電型決定不純物元素が注入された第２
の微結晶半導体膜と、に加熱処理を加える工程により、
ｐ型とｎ型の導電性を有する微結晶半導体膜を得て、光
電変換層を作製することを特徴とする。
による不純物ガスの汚染を防ぐ為に、ｐ型またはｎ型の
導電型決定不純物元素を添加しないで作製される第１及
び第２の微結晶半導体膜に対して、該第１の微結晶半導
体膜と、ｐ型の導電型決定不純物元素が注入された第２
の微結晶半導体膜と、に加熱処理を加える工程により、
ｐ型とｎ型の導電性を有する微結晶半導体膜を得て、光
電変換層を作製することを特徴とする。
【００１９】本発明において、微結晶半導体膜には微結
晶シリコン膜が、非晶質半導体膜には非晶質シリコン膜
が、適用されることが最も望ましい実施形態である。ま
た、非晶質半導体膜には、非晶質シリコンカーバイト
膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコン
スズ膜を適用することも可能である。
晶シリコン膜が、非晶質半導体膜には非晶質シリコン膜
が、適用されることが最も望ましい実施形態である。ま
た、非晶質半導体膜には、非晶質シリコンカーバイト
膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコン
スズ膜を適用することも可能である。
【００２０】ｐ型の導電型決定不純物元素を、第２の電
極の表面から注入する方法は、イオンドープ法を用いる
ことが、本発明の望ましい実施形態の一例である。
極の表面から注入する方法は、イオンドープ法を用いる
ことが、本発明の望ましい実施形態の一例である。
【００２１】［作用］本発明によれば、従来のｐ型及び
ｎ型の微結晶半導体膜を成膜する工程に対して、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加することが不要
となる。このことは、ｐ型及びｎ型の微結晶半導体膜と
実質的に真性なｉ型の非晶質半導体膜とを成膜する工程
において、前記不純物による汚染を考慮する必要がな
く、例えば、同一成膜室で連続して成膜することも可能
となる。
ｎ型の微結晶半導体膜を成膜する工程に対して、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加することが不要
となる。このことは、ｐ型及びｎ型の微結晶半導体膜と
実質的に真性なｉ型の非晶質半導体膜とを成膜する工程
において、前記不純物による汚染を考慮する必要がな
く、例えば、同一成膜室で連続して成膜することも可能
となる。
【００２２】具体的には、ｐ型及びｎ型の微結晶シリコ
ン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ4
ガスまたはＳｉ2 Ｈ6ガスとＨ2ガスとからのみで作製さ
れるため、同一反応室に設けられた同一のグロー放電プ
ラズマ発生手段により成膜することが出来る。さらに、
ｐ型及びｎ型の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶
質シリコン膜との成膜を、グロー放電プラズマを維持し
たまま連続して実施することも可能となる。
ン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ4
ガスまたはＳｉ2 Ｈ6ガスとＨ2ガスとからのみで作製さ
れるため、同一反応室に設けられた同一のグロー放電プ
ラズマ発生手段により成膜することが出来る。さらに、
ｐ型及びｎ型の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶
質シリコン膜との成膜を、グロー放電プラズマを維持し
たまま連続して実施することも可能となる。
【００２３】また、本実施例によれば、ｐ型及びｎ型の
微結晶半導体膜と実質的に真性なｉ型の非晶質半導体膜
を成膜する工程において、不純物ガスを導入する必要が
無く、プラズマＣＶＤ装置における不純物の汚染の影響
が低減するために、反応室は実質的には一つで済み、プ
ラズマＣＶＤ装置の構成を簡略化することができる。
微結晶半導体膜と実質的に真性なｉ型の非晶質半導体膜
を成膜する工程において、不純物ガスを導入する必要が
無く、プラズマＣＶＤ装置における不純物の汚染の影響
が低減するために、反応室は実質的には一つで済み、プ
ラズマＣＶＤ装置の構成を簡略化することができる。
【００２４】従って、本発明によれば、第１の微結晶半
導体膜を形成する工程と、実質的に真性な非晶質半導体
膜を形成する工程と、第２の微結晶半導体膜を形成する
工程と、第２の微結晶半導体膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程と、第１及び第２の微結晶半導体膜と実質
的に真性な非晶質半導体膜に加熱処理を加える工程と、
によりｐ型及びｎ型の導電性を示す微結晶半導体膜と、
実質的に真性な非晶質半導体膜とを得ることが出来、ｐ
ｉｎ接合を形成することが出来る。従って、従来の技術
であったｎ型不純物元素を使用しなくても良い。
導体膜を形成する工程と、実質的に真性な非晶質半導体
膜を形成する工程と、第２の微結晶半導体膜を形成する
工程と、第２の微結晶半導体膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程と、第１及び第２の微結晶半導体膜と実質
的に真性な非晶質半導体膜に加熱処理を加える工程と、
によりｐ型及びｎ型の導電性を示す微結晶半導体膜と、
実質的に真性な非晶質半導体膜とを得ることが出来、ｐ
ｉｎ接合を形成することが出来る。従って、従来の技術
であったｎ型不純物元素を使用しなくても良い。
【００２５】本発明の望ましい実施形態において、第１
と第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリ
コン膜とは、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスとから作製すること
が出来るため、それぞれの膜を作製するときに必ずしも
ガスの切り替えをする必要がない。従って、従来の工程
で必要とされていたような、基板の反応室から反応室へ
の移動や、ガスの導入と排気にかかる時間が不要とな
り、工程処理能力が向上させることができる。
と第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリ
コン膜とは、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスとから作製すること
が出来るため、それぞれの膜を作製するときに必ずしも
ガスの切り替えをする必要がない。従って、従来の工程
で必要とされていたような、基板の反応室から反応室へ
の移動や、ガスの導入と排気にかかる時間が不要とな
り、工程処理能力が向上させることができる。
【００２６】また、本発明によれば、ｐ型及びｎ型の微
結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜と
は、複数の反応室を有するプラズマＣＶＤ装置のそれぞ
れの反応室で、同時に、または、それぞれに、作製する
ことが可能となり、工程処理能力を向上させることが出
来る。
結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜と
は、複数の反応室を有するプラズマＣＶＤ装置のそれぞ
れの反応室で、同時に、または、それぞれに、作製する
ことが可能となり、工程処理能力を向上させることが出
来る。
【００２７】また、イオンドープ法を用いてｐ型の導電
型決定不純物元素を、第２の微結晶半導体膜の表面より
注入することで、ｐ型不純物の膜厚方向の濃度分布を容
易に制御することができる。
型決定不純物元素を、第２の微結晶半導体膜の表面より
注入することで、ｐ型不純物の膜厚方向の濃度分布を容
易に制御することができる。
【００２８】さらに本発明は、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリイミド、アラミドから選択された有機樹脂基
板を用いた光電変換装置に適用することが出来る。
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリイミド、アラミドから選択された有機樹脂基
板を用いた光電変換装置に適用することが出来る。
【００２９】
【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるもの
ではない。
るが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるもの
ではない。
【００３０】〔実施例１〕本発明による実施形態の一例
を、図１で示した太陽電池の工程に従って説明する。本
実施例では基板１０１に有機樹脂フィルムを用いた。本
実施例を作製するために望ましい有機樹脂フィルム材料
には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラ
ミドがあるが、ここでは厚さ８０μｍのポリエチレンナ
フタレート（ＰＥＮ）を用いた。
を、図１で示した太陽電池の工程に従って説明する。本
実施例では基板１０１に有機樹脂フィルムを用いた。本
実施例を作製するために望ましい有機樹脂フィルム材料
には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラ
ミドがあるが、ここでは厚さ８０μｍのポリエチレンナ
フタレート（ＰＥＮ）を用いた。
【００３１】この基板１０１の表面に第１の電極を形成
する。第１の電極１０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極１０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ａｌをスパッタ法で１５０ｎｍの厚さに形成し、さ
らにそのＡｌの表面にＴｉをスパッタ法で２０ｎｍの厚
さに形成したものを第１の電極とした。（図１(a)）
する。第１の電極１０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極１０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ａｌをスパッタ法で１５０ｎｍの厚さに形成し、さ
らにそのＡｌの表面にＴｉをスパッタ法で２０ｎｍの厚
さに形成したものを第１の電極とした。（図１(a)）
【００３２】次いで、第１の電極１０２の表面に、光電
変換層となる微結晶シリコン膜及び非晶質シリコン膜を
成膜する工程を行った。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加せずに第１の微結晶シリコン膜１０３
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜１０４と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微
結晶シリコン膜１０５ａを、プラズマＣＶＤ法で形成し
た。（図１(b)）
変換層となる微結晶シリコン膜及び非晶質シリコン膜を
成膜する工程を行った。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加せずに第１の微結晶シリコン膜１０３
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜１０４と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微
結晶シリコン膜１０５ａを、プラズマＣＶＤ法で形成し
た。（図１(b)）
【００３３】図２は本実施例で使用した枚葉式のプラズ
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には反応室を減圧下に保つ排
気手段と、基板を保持し加熱する手段と、が設けられて
いる。
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には反応室を減圧下に保つ排
気手段と、基板を保持し加熱する手段と、が設けられて
いる。
【００３４】本実施例によれば、第１及び第２の微結晶
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することが出来た。
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することが出来た。
【００３５】また、本実施例では用いなかったが、従来
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
【００３６】この工程で、ｐ型またはｎ型の導電型決定
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜１０３と、第２の微結晶シリコン膜１０５ａは同一条
件で成膜した。具体的には、ＳｉＨ4流量２ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量２００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基
本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を
受けるものではない。
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜１０３と、第２の微結晶シリコン膜１０５ａは同一条
件で成膜した。具体的には、ＳｉＨ4流量２ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量２００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基
本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を
受けるものではない。
【００３７】適用可能な成膜条件の範囲としては、Ｓｉ
Ｈ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６Ｐａ、Ｒ
Ｆ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜
３００℃である。堆積膜厚は第１の微結晶シリコン膜１
０３は１０〜８０ｎｍ、第２の微結晶シリコン膜１０５
ａは５〜５０ｎｍの範囲で成膜すればよく、本実施例で
は、第１の微結晶シリコン膜１０３を３０ｎｍとし、第
２の微結晶シリコン膜１０５ａを２５ｎｍとした。
Ｈ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６Ｐａ、Ｒ
Ｆ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜
３００℃である。堆積膜厚は第１の微結晶シリコン膜１
０３は１０〜８０ｎｍ、第２の微結晶シリコン膜１０５
ａは５〜５０ｎｍの範囲で成膜すればよく、本実施例で
は、第１の微結晶シリコン膜１０３を３０ｎｍとし、第
２の微結晶シリコン膜１０５ａを２５ｎｍとした。
【００３８】実質的に真性な非晶質シリコン膜１０４
は、ＳｉＨ4流量４０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量３６０ｓｃｃｍ
として、圧力を１３３Ｐａに保ち、４８ｍＷ／ｃｍ2の
ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行っ
た。この時基板温度は１６０℃に保った。非晶質シリコ
ン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であ
り、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。
は、ＳｉＨ4流量４０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量３６０ｓｃｃｍ
として、圧力を１３３Ｐａに保ち、４８ｍＷ／ｃｍ2の
ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行っ
た。この時基板温度は１６０℃に保った。非晶質シリコ
ン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であ
り、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。
【００３９】適用可能な成膜条件の範囲としては、Ｓｉ
Ｈ4ガスに対するＨ2ガスの割合は０％から９５％の範囲
で選択すれば良く、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度
５〜１００ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜３５０℃であ
る。堆積膜厚は１００〜２０００ｎｍの範囲にすること
が望ましく、本実施例では、１０００ｎｍの厚さで成膜
した。
Ｈ4ガスに対するＨ2ガスの割合は０％から９５％の範囲
で選択すれば良く、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度
５〜１００ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜３５０℃であ
る。堆積膜厚は１００〜２０００ｎｍの範囲にすること
が望ましく、本実施例では、１０００ｎｍの厚さで成膜
した。
【００４０】また、実質的に真性な非晶質シリコン膜の
代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガスに加えて、炭素
（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）の水素
化物、フッ化物、塩化物からなるガスを導入して、非晶
質シリコンカーバイト膜、非晶質シリコンゲルマニュー
ム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成することも可能であ
る。
代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガスに加えて、炭素
（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）の水素
化物、フッ化物、塩化物からなるガスを導入して、非晶
質シリコンカーバイト膜、非晶質シリコンゲルマニュー
ム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成することも可能であ
る。
【００４１】第２の微結晶シリコン膜１０５ａに、ｐ型
の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶シリコン膜１
０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シリコン膜に対
して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、ボロン
（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素を加えれ
ば良い。イオンドープ法は、前記不純物元素の水素化
物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化し、生成さ
れた前記不純物元素をイオン化し、基板に対して加速す
る方向に電界を印加して、基板に注入する方法である。
本実施例では、Ｂ2Ｈ6ガスを用いた。ドーズ量は２.０
×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で行えば良く、
ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。（図１(c)）
の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶シリコン膜１
０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シリコン膜に対
して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、ボロン
（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素を加えれ
ば良い。イオンドープ法は、前記不純物元素の水素化
物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化し、生成さ
れた前記不純物元素をイオン化し、基板に対して加速す
る方向に電界を印加して、基板に注入する方法である。
本実施例では、Ｂ2Ｈ6ガスを用いた。ドーズ量は２.０
×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で行えば良く、
ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。（図１(c)）
【００４２】イオンドープ法では、加速電圧によって、
注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適切に
調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型層の
厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は５〜
２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１５ｋｅＶ
とした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧１０
ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入されたＢ
の濃度は、２次イオン質量分析法により調べられること
ができ、ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度
が得られた。
注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適切に
調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型層の
厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は５〜
２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１５ｋｅＶ
とした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧１０
ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入されたＢ
の濃度は、２次イオン質量分析法により調べられること
ができ、ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度
が得られた。
【００４３】また、加速電圧を高め、第２の微結晶シリ
コン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する実質的に真
性な非晶質シリコン膜の領域と、に前記ｐ型不純物元素
を注入しても良い。太陽電池の技術分野において、ｐ／
ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的に変化させて、
その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた
技術である。従来技術では、成膜工程において、微量の
ｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使用し
て、精密に制御する必要があったが、本実施例によれ
ば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみを
制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の膜
の厚さ方向の制御がより精密に出来るようになった。
コン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する実質的に真
性な非晶質シリコン膜の領域と、に前記ｐ型不純物元素
を注入しても良い。太陽電池の技術分野において、ｐ／
ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的に変化させて、
その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた
技術である。従来技術では、成膜工程において、微量の
ｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使用し
て、精密に制御する必要があったが、本実施例によれ
ば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみを
制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の膜
の厚さ方向の制御がより精密に出来るようになった。
【００４４】注入されたＢ元素はこのままではｐ型不純
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを使用して、大気雰囲気中で２００℃で２
時間の加熱処理を行った。（図１(d)）
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを使用して、大気雰囲気中で２００℃で２
時間の加熱処理を行った。（図１(d)）
【００４５】微結晶シリコン膜の加熱処理による導電率
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ2 ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ2 ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
【００４６】図３のデータは、量が１×１０14／ｃｍ2
のとした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
のとした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
【００４７】以上の工程により、第１のｎ型微結晶シリ
コン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第２の
ｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層を形成す
ることが出来た。
コン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第２の
ｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層を形成す
ることが出来た。
【００４８】さらに、同一基板面内で光電変換層と電極
とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化加工の工程
を行った。集積化加工は公知技術により実施されるもの
であり、レーザースクライブ法で光電変換層と電極とに
開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁性樹脂
を形成する工程とから成っている。集積化加工の設計に
関する事項は公知例に従うものであり、ここでは詳細に
記述しない。
とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化加工の工程
を行った。集積化加工は公知技術により実施されるもの
であり、レーザースクライブ法で光電変換層と電極とに
開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁性樹脂
を形成する工程とから成っている。集積化加工の設計に
関する事項は公知例に従うものであり、ここでは詳細に
記述しない。
【００４９】第１の開孔１０７ａ、１０７ｂは、光電変
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔は同一基板面内上に複数個のユニットセル
を形成する為のものである。第２の開孔１０８ａ、１０
８ｂは第１の開孔１０７ａ、１０７ｂにそれぞれ隣接し
て設けられ、隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続
するための開孔である。上記開孔の形成は、レーザース
クライブ法により行った。（図１(e)）
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔は同一基板面内上に複数個のユニットセル
を形成する為のものである。第２の開孔１０８ａ、１０
８ｂは第１の開孔１０７ａ、１０７ｂにそれぞれ隣接し
て設けられ、隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続
するための開孔である。上記開孔の形成は、レーザース
クライブ法により行った。（図１(e)）
【００５０】第１の開孔と第２の開孔を形成した後に、
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は、第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１０９ｂと第２の
絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとが形成された。第
１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１０９ｂは、第１の開孔
１０７ａ、１０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成さ
れ、第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂは第２の
開孔１０８ａ、１０８ｂに隣接して設けられる。絶縁性
樹脂は市販のものを使用すれば良いが、アクリル系また
はウレタン系のものであり、２００℃程度で焼成できる
ことが望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関しては特に限定
される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成し
た。（図１(f)）
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は、第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１０９ｂと第２の
絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとが形成された。第
１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１０９ｂは、第１の開孔
１０７ａ、１０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成さ
れ、第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂは第２の
開孔１０８ａ、１０８ｂに隣接して設けられる。絶縁性
樹脂は市販のものを使用すれば良いが、アクリル系また
はウレタン系のものであり、２００℃程度で焼成できる
ことが望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関しては特に限定
される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成し
た。（図１(f)）
【００５１】第２の電極１０６は、前記第２の微結晶シ
リコン膜１０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極１０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図１(g)）
リコン膜１０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極１０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図１(g)）
【００５２】第２の電極１０６をそれぞれのユニットセ
ルに対して分割する第３の開孔１１２ａ、１１２ｂは、
第２の開孔に隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレー
ザースクライブ法で形成した。（図１(h)）
ルに対して分割する第３の開孔１１２ａ、１１２ｂは、
第２の開孔に隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレー
ザースクライブ法で形成した。（図１(h)）
【００５３】第２の電極１０６は、比較的抵抗率が高い
ので、補助電極１１３を形成するとさらに望ましい構成
となる。補助電極１１３ａ、１１３ｂは、第２の電極１
０６に密接して設けられ、第２の開孔１０８ａ、１０８
ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属
材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリ
ーン印刷法で形成した。（図１(h)）
ので、補助電極１１３を形成するとさらに望ましい構成
となる。補助電極１１３ａ、１１３ｂは、第２の電極１
０６に密接して設けられ、第２の開孔１０８ａ、１０８
ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属
材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリ
ーン印刷法で形成した。（図１(h)）
【００５４】以上の工程で、複数個のユニットセル１１
０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
【００５５】〔実施例２〕本発明による実施形態の一例
を、図４で示した太陽電池の工程に従って説明する。本
実施例では基板４０１に有機樹脂フィルム基板を用い
た。本実施例の太陽電池を作製するために望ましい有機
樹脂フィルム材料には、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、
ポリイミド、アラミドがあるが、ここでは厚さ１００μ
ｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いた。
を、図４で示した太陽電池の工程に従って説明する。本
実施例では基板４０１に有機樹脂フィルム基板を用い
た。本実施例の太陽電池を作製するために望ましい有機
樹脂フィルム材料には、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、
ポリイミド、アラミドがあるが、ここでは厚さ１００μ
ｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いた。
【００５６】この基板４０１の表面に第１の電極を形成
した。第１の電極４０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極４０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ａｌをスパッタ法で１５０ｎｍの厚さに形成し、さ
らにそのＡｌの表面にＴｉをスパッタ法で２０ｎｍの厚
さに成膜したものを第１の電極とした。（図４(a)）
した。第１の電極４０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極４０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ａｌをスパッタ法で１５０ｎｍの厚さに形成し、さ
らにそのＡｌの表面にＴｉをスパッタ法で２０ｎｍの厚
さに成膜したものを第１の電極とした。（図４(a)）
【００５７】次いで、第１の電極４０２に密接させて、
光電変換層を形成した。光電変換層は、第１の電極側か
ら、第１の微結晶シリコン膜４０３、実質的に真性な非
晶質シリコン膜４０４、第２の微結晶シリコン膜４０５
ａの順番にプラズマＣＶＤ法で作製した。第１及び第２
の微結晶シリコン膜は、ＳｉＨ4とＨ2とから、ｐ型また
はｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに成膜した。
（図４(b)）
光電変換層を形成した。光電変換層は、第１の電極側か
ら、第１の微結晶シリコン膜４０３、実質的に真性な非
晶質シリコン膜４０４、第２の微結晶シリコン膜４０５
ａの順番にプラズマＣＶＤ法で作製した。第１及び第２
の微結晶シリコン膜は、ＳｉＨ4とＨ2とから、ｐ型また
はｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに成膜した。
（図４(b)）
【００５８】図２は本実施例で使用した枚葉式のプラズ
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には反応室を減圧下に保つ排
気手段と、基板を保持し加熱する手段と、が設けられて
いる。
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には反応室を減圧下に保つ排
気手段と、基板を保持し加熱する手段と、が設けられて
いる。
【００５９】本実施例によれば、第１及び第２の微結晶
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することも出来た。
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することも出来た。
【００６０】また、本実施例では用いなかったが、従来
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
【００６１】この工程で、ｐ型またはｎ型の導電型決定
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜４０３と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａは同一条
件で成膜した。具体的には、ＳｉＨ4流量２ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量２００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜４０３と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａは同一条
件で成膜した。具体的には、ＳｉＨ4流量２ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量２００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。
【００６２】また、成膜に先だって、反応室内の真空度
が５×１０-6Ｔｏｒｒ以下になるまで十分真空排気し
た。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基本的に
は公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を受ける
ものではない。適用可能な成膜条件の範囲としては、Ｓ
ｉＨ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６Ｐａ、
ＲＦ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０
〜３００℃である。堆積膜厚は第１の微結晶シリコン膜
４０３は１０〜８０ｎｍ、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａは５〜５０ｎｍの範囲で成膜すれば良く、本実施例
では、第１の微結晶シリコン膜４０３を３０ｎｍとし、
第２の微結晶シリコン膜４０５ａを２５ｎｍとした。
が５×１０-6Ｔｏｒｒ以下になるまで十分真空排気し
た。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基本的に
は公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を受ける
ものではない。適用可能な成膜条件の範囲としては、Ｓ
ｉＨ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６Ｐａ、
ＲＦ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０
〜３００℃である。堆積膜厚は第１の微結晶シリコン膜
４０３は１０〜８０ｎｍ、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａは５〜５０ｎｍの範囲で成膜すれば良く、本実施例
では、第１の微結晶シリコン膜４０３を３０ｎｍとし、
第２の微結晶シリコン膜４０５ａを２５ｎｍとした。
【００６３】実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４
は、ＳｉＨ4流量４０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量３６０ｓｃｃｍ
として、圧力を１３３Ｐａに保ち、４８ｍＷ／ｃｍ2の
ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行っ
た。この時基板温度は１６０℃に保った。非晶質シリコ
ン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であ
り、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。適
用可能な成膜条件の範囲としては、ＳｉＨ4ガスに対す
るＨ2ガスの割合は０％から９５％の範囲で選択すれば
良く、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度５〜１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2、基板温度８０〜３５０℃である。堆積膜厚
は１００〜２０００ｎｍの範囲にすることが望ましく、
本実施例では、１０００ｎｍの厚さで成膜した。
は、ＳｉＨ4流量４０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量３６０ｓｃｃｍ
として、圧力を１３３Ｐａに保ち、４８ｍＷ／ｃｍ2の
ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行っ
た。この時基板温度は１６０℃に保った。非晶質シリコ
ン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であ
り、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。適
用可能な成膜条件の範囲としては、ＳｉＨ4ガスに対す
るＨ2ガスの割合は０％から９５％の範囲で選択すれば
良く、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度５〜１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2、基板温度８０〜３５０℃である。堆積膜厚
は１００〜２０００ｎｍの範囲にすることが望ましく、
本実施例では、１０００ｎｍの厚さで成膜した。
【００６４】また、実質的に真性な非晶質シリコン膜の
代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガスに加えて、炭素
（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）の水素
化物、フッ化物、塩化物からなるガスを導入して、非晶
質シリコンカーバイト膜、非晶質シリコンゲルマニュー
ム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成することも可能であ
る。
代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガスに加えて、炭素
（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）の水素
化物、フッ化物、塩化物からなるガスを導入して、非晶
質シリコンカーバイト膜、非晶質シリコンゲルマニュー
ム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成することも可能であ
る。
【００６５】以上の工程の後に、同一基板面内で光電変
換層と電極とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化
加工の工程を行った。集積化加工は公知技術により実施
されるもので、レーザースクライブ法で光電変換層と電
極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁
性樹脂を形成する工程とから成っている。集積化加工の
設計に関する事項は公知例に従うものであり、ここでは
詳細に記述しない。
換層と電極とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化
加工の工程を行った。集積化加工は公知技術により実施
されるもので、レーザースクライブ法で光電変換層と電
極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁
性樹脂を形成する工程とから成っている。集積化加工の
設計に関する事項は公知例に従うものであり、ここでは
詳細に記述しない。
【００６６】第１の開孔４０７ａ、４０７ｂは、光電変
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔は同一基板面内上に複数個のユニットセル
を形成する為のものである。第２の開孔４０８ａ、４０
８ｂは第１の開孔４０７ａ、４０７ｂにそれぞれ隣接し
て設けられ、隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続
するための開孔である。上記開孔の形成は、レーザース
クライブ法により行った。（図４(c)）
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔は同一基板面内上に複数個のユニットセル
を形成する為のものである。第２の開孔４０８ａ、４０
８ｂは第１の開孔４０７ａ、４０７ｂにそれぞれ隣接し
て設けられ、隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続
するための開孔である。上記開孔の形成は、レーザース
クライブ法により行った。（図４(c)）
【００６７】第１の開孔と第２の開孔を形成した後に、
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の絶
縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとが形成された。第１
の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂは、第１の開孔４
０７ａ、４０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成され、
第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂは第２の開孔
４０８ａ、４０８ｂに隣接して設けられる。絶縁性樹脂
は市販のものを使用すれば良いが、アクリル系またはウ
レタン系のものであり、２００℃程度で焼成できること
が望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関しては特に限定され
る範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成した。
（図４(d)）
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の絶
縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとが形成された。第１
の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂは、第１の開孔４
０７ａ、４０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成され、
第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂは第２の開孔
４０８ａ、４０８ｂに隣接して設けられる。絶縁性樹脂
は市販のものを使用すれば良いが、アクリル系またはウ
レタン系のものであり、２００℃程度で焼成できること
が望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関しては特に限定され
る範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成した。
（図４(d)）
【００６８】第２の電極４０６は、前記第２の微結晶シ
リコン膜４０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極４０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図４(e)）
リコン膜４０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極４０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図４(e)）
【００６９】第２の電極４０６をそれぞれのユニットセ
ルに対して分割する第３の開孔４１２ａ、４１２ｂは、
第２の開孔に隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレー
ザースクライブ法で形成した。（図４(f)）
ルに対して分割する第３の開孔４１２ａ、４１２ｂは、
第２の開孔に隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレー
ザースクライブ法で形成した。（図４(f)）
【００７０】第２の電極４０６は、比較的抵抗率が高い
ので、補助電極４１３を形成するとさらに望ましい構成
となる。補助電極４１３ａ、４１３ｂは、第２の電極４
０６に密接して設けられ、第２の開孔４０８ａ、４０８
ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属
材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリ
ーン印刷法で形成した。（図４(f)）
ので、補助電極４１３を形成するとさらに望ましい構成
となる。補助電極４１３ａ、４１３ｂは、第２の電極４
０６に密接して設けられ、第２の開孔４０８ａ、４０８
ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属
材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリ
ーン印刷法で形成した。（図４(f)）
【００７１】以上の工程の後に、前記第２の電極の表面
から、イオンドープ法で、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａに、ｐ型の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶
シリコン膜４０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シ
リコン膜に対して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、
ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素
を加えれば良い。プラズマドープ法は、前記不純物元素
の水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化
し、生成された前記不純物元素をイオン化し、基板に対
して加速する方向に電界を印加して、基板に注入する方
法である。
から、イオンドープ法で、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａに、ｐ型の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶
シリコン膜４０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シ
リコン膜に対して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、
ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素
を加えれば良い。プラズマドープ法は、前記不純物元素
の水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化
し、生成された前記不純物元素をイオン化し、基板に対
して加速する方向に電界を印加して、基板に注入する方
法である。
【００７２】本実施例では、Ｂ2Ｈ6ガスを用いた。ドー
ズ量は２.０×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で
行えば良く、ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。
（図４(g)）
ズ量は２.０×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で
行えば良く、ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。
（図４(g)）
【００７３】プラズマドープ法では、加速電圧によっ
て、注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適
切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型
層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は
５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１５ｋ
ｅＶとした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧
１０ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入され
たＢの濃度は、２次イオン質量分析法により調べられ、
ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度が得られ
た。
て、注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適
切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型
層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は
５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１５ｋ
ｅＶとした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧
１０ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入され
たＢの濃度は、２次イオン質量分析法により調べられ、
ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度が得られ
た。
【００７４】また、加速電圧を高め、第２の微結晶シリ
コン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する実質的に真
性な非晶質シリコン膜の領域と、に前記ｐ型不純物元素
を注入しても良い。太陽電池の技術分野において、ｐ／
ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的に変化させて、
その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた
技術である。従来技術では、成膜工程において、微量の
ｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使用し
て、精密に制御する必要があったが、本実施例によれ
ば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみを
制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の膜
の厚さ方向の制御がより精密に出来るようになった。
コン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する実質的に真
性な非晶質シリコン膜の領域と、に前記ｐ型不純物元素
を注入しても良い。太陽電池の技術分野において、ｐ／
ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的に変化させて、
その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた
技術である。従来技術では、成膜工程において、微量の
ｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使用し
て、精密に制御する必要があったが、本実施例によれ
ば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみを
制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の膜
の厚さ方向の制御がより精密に出来るようになった。
【００７５】注入されたＢ元素はこのままではｐ型不純
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを用い、大気雰囲気中で２００℃で２時間
の加熱処理を行った。（図４(h)）
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを用い、大気雰囲気中で２００℃で２時間
の加熱処理を行った。（図４(h)）
【００７６】微結晶シリコン膜の加熱処理による導電率
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ2 ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ2 ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
【００７７】図３のデータは、量が１×１０14／ｃｍ2
とした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
とした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
【００７８】ｐ型及びｎ型の導電型決定不純物元素を添
加しないで作製される微結晶シリコン膜は、ｎ型の導電
性を示すので、以上の工程により、第１のｎ型の微結晶
シリコン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第
２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層が形
成され、太陽電池を作製することができた。
加しないで作製される微結晶シリコン膜は、ｎ型の導電
性を示すので、以上の工程により、第１のｎ型の微結晶
シリコン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第
２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層が形
成され、太陽電池を作製することができた。
【００７９】以上の工程で、複数個のユニットセル４１
０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
【００８０】〔実施例３〕本発明による実施形態の他の
一例を、図４で示した太陽電池の工程に従って説明す
る。基板４０１は有機樹脂材料であり、ここでは厚さ８
０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板を用
いた。その他にも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エーテルサルフォン、ポリイミド、アラミド等の材料を
適用することが出来る。
一例を、図４で示した太陽電池の工程に従って説明す
る。基板４０１は有機樹脂材料であり、ここでは厚さ８
０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板を用
いた。その他にも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エーテルサルフォン、ポリイミド、アラミド等の材料を
適用することが出来る。
【００８１】この基板４０１の表面に第１の電極を形成
する。第１の電極４０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極４０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ｔｉをスパッタ法で２００ｎｍの厚さに形成した。
（図４(a)）
する。第１の電極４０２は真空蒸着法やスパッタ法に代
表される公知の方法を用いて形成した。第１の電極４０
２に用いる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐ
ｔ、から選ばれた光反射性の金属電極で形成すれば良
い。必要な膜厚としては、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度
あれば十分であるが、この範囲以外の厚さであっても、
本発明の構成要素に何ら関係するものではない。ここで
は、Ｔｉをスパッタ法で２００ｎｍの厚さに形成した。
（図４(a)）
【００８２】次いで、第１の電極４０２の表面に、光電
変換層となる微結晶シリコン層及び非晶質シリコン層を
成膜する工程を行った。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加せずに第１の微結晶シリコン膜４０３
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微
結晶シリコン膜４０５ａを、プラズマＣＶＤ法で形成し
た。（図４(b)）
変換層となる微結晶シリコン層及び非晶質シリコン層を
成膜する工程を行った。ｐ型またはｎ型の導電型決定不
純物元素を添加せずに第１の微結晶シリコン膜４０３
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４と、ｐ型ま
たはｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微
結晶シリコン膜４０５ａを、プラズマＣＶＤ法で形成し
た。（図４(b)）
【００８３】図２は本実施例で使用した枚葉式のプラズ
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には基板加熱手段が設けられ
ており、その他排気手段等の構成は従来の技術に従うも
のである。
マＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は従
来技術による構成のもので良く、基板のトランスファー
室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反
応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがあり、各反応室に
はプラズマ発生手段２０４が設けられている。また、図
示はしてないが、各反応室には基板加熱手段が設けられ
ており、その他排気手段等の構成は従来の技術に従うも
のである。
【００８４】本実施例によれば、第１及び第２の微結晶
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することが出来た。
シリコン層と、実質的に真性な非晶質シリコン層とは、
ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの２種類を供給すれば良いので、
同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製するこ
とが出来た。従って、図２で示した従来の構成の枚葉式
のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室の
それぞれで同じ成膜を実施することが出来た。
【００８５】また、本実施例では用いなかったが、従来
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
技術の、基板の搬出搬入室と、一つまたは複数個の反応
室を直列に接続した構成の、インライン式のプラズマＣ
ＶＤ装置を用いても良い。
【００８６】本実施例によれば、第１の微結晶シリコン
膜４０３と、実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４
と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａとは、同じＳｉＨ
4ガスとＨ2ガスとから同一の反応室内で作製することが
できるので、成膜時の条件を適時変更するだけで、連続
成膜が可能となる。具体的には、前記ガスの混合比と放
電電力と反応ガス圧力を調整すれば良い。
膜４０３と、実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４
と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａとは、同じＳｉＨ
4ガスとＨ2ガスとから同一の反応室内で作製することが
できるので、成膜時の条件を適時変更するだけで、連続
成膜が可能となる。具体的には、前記ガスの混合比と放
電電力と反応ガス圧力を調整すれば良い。
【００８７】この工程で、ｐ型またはｎ型の導電型決定
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜４０３と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａは同一条
件で作製した。具体的には、ＳｉＨ4流量４ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量４００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基
本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を
受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲として
は、ＳｉＨ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６
Ｐａ、ＲＦ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温
度８０〜３００℃である。
不純物元素を添加せずに形成する第１の微結晶シリコン
膜４０３と、第２の微結晶シリコン膜４０５ａは同一条
件で作製した。具体的には、ＳｉＨ4流量４ｓｃｃｍ、
Ｈ2流量４００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保
ち、１２０ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃
に保った。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基
本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を
受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲として
は、ＳｉＨ4：Ｈ2＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６
Ｐａ、ＲＦ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ2、基板温
度８０〜３００℃である。
【００８８】第１の微結晶シリコン膜４０３の厚さは、
予め求められている堆積速度を基に堆積時間で決めら
れ、ここでは３０ｎｍの厚さとなるようにした。そし
て、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの反応ガスの供給とグロー放
電を止めることなしに実質的に真性な非晶質シリコン膜
４０４の作製を行った。具体的には、ＳｉＨ4ガス流量
を４ｓｃｃｍから４０ｓｃｃｍへ増加させ、Ｈ2ガス流
量を４００ｓｃｃｍから３６０ｓｃｃｍへ減少させると
共に、ＲＦ電力密度を、１２０ｍＷ／ｃｍ2から４８ｍ
Ｗ／ｃｍ2へ変化させた。ここで、ガス流量や、ＲＦ電
力密度の時間的な変化量は設計上の課題であるのでここ
では記載しない。この時基板温度は１６０℃、圧力は１
３３Ｐａに保った。
予め求められている堆積速度を基に堆積時間で決めら
れ、ここでは３０ｎｍの厚さとなるようにした。そし
て、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの反応ガスの供給とグロー放
電を止めることなしに実質的に真性な非晶質シリコン膜
４０４の作製を行った。具体的には、ＳｉＨ4ガス流量
を４ｓｃｃｍから４０ｓｃｃｍへ増加させ、Ｈ2ガス流
量を４００ｓｃｃｍから３６０ｓｃｃｍへ減少させると
共に、ＲＦ電力密度を、１２０ｍＷ／ｃｍ2から４８ｍ
Ｗ／ｃｍ2へ変化させた。ここで、ガス流量や、ＲＦ電
力密度の時間的な変化量は設計上の課題であるのでここ
では記載しない。この時基板温度は１６０℃、圧力は１
３３Ｐａに保った。
【００８９】非晶質シリコン膜の成膜条件に関しても、
基本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定
を受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲とし
ては、ＳｉＨ4ガスに対するＨ2ガスの割合は０％から９
５％の範囲で選択すれば良く、圧力５〜２６６Ｐａ、Ｒ
Ｆ電力密度５〜１００ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜３
５０℃である。
基本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定
を受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲とし
ては、ＳｉＨ4ガスに対するＨ2ガスの割合は０％から９
５％の範囲で選択すれば良く、圧力５〜２６６Ｐａ、Ｒ
Ｆ電力密度５〜１００ｍＷ／ｃｍ2、基板温度８０〜３
５０℃である。
【００９０】実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４の
厚さも、堆積速度を基に堆積時間で決められ、ここでは
１０００ｎｍの厚さとなるようにした。そして、ＳｉＨ
4ガスとＨ2ガスの反応ガスの供給とグロー放電を止める
ことなしに第２の微結晶シリコン膜４０５ａの成膜を連
続的に行った。
厚さも、堆積速度を基に堆積時間で決められ、ここでは
１０００ｎｍの厚さとなるようにした。そして、ＳｉＨ
4ガスとＨ2ガスの反応ガスの供給とグロー放電を止める
ことなしに第２の微結晶シリコン膜４０５ａの成膜を連
続的に行った。
【００９１】具体的には、ＳｉＨ4ガス流量を４０ｓｃ
ｃｍから４ｓｃｃｍへ減少させ、Ｈ2ガス流量を３６０
ｓｃｃｍから４００ｓｃｃｍへ増加させると共に、ＲＦ
電力密度を、４ｍＷ／ｃｍ2から１２０ｍＷ／ｃｍ2へ変
化させた。この時基板温度は１６０℃、圧力は１３３Ｐ
ａに保った。第２の微結晶シリコン膜４０５ａを２５ｎ
ｍとなるように設定した。
ｃｍから４ｓｃｃｍへ減少させ、Ｈ2ガス流量を３６０
ｓｃｃｍから４００ｓｃｃｍへ増加させると共に、ＲＦ
電力密度を、４ｍＷ／ｃｍ2から１２０ｍＷ／ｃｍ2へ変
化させた。この時基板温度は１６０℃、圧力は１３３Ｐ
ａに保った。第２の微結晶シリコン膜４０５ａを２５ｎ
ｍとなるように設定した。
【００９２】また、上記工程において実質的に真性な非
晶質シリコン膜の代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガ
スに加えて、炭素（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、ス
ズ（Ｓｎ）の水素化物、フッ化物、塩化物からなるガス
を導入して、非晶質シリコンカーバイト膜、非晶質シリ
コンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成す
ることも可能である。
晶質シリコン膜の代わりに、成膜時においてＳｉＨ4ガ
スに加えて、炭素（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、ス
ズ（Ｓｎ）の水素化物、フッ化物、塩化物からなるガス
を導入して、非晶質シリコンカーバイト膜、非晶質シリ
コンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成す
ることも可能である。
【００９３】上記本実施例で示した工程をとることによ
って、微結晶シリコン膜から非晶質シリコン膜へと、非
晶質シリコン膜から微結晶シリコン膜へと、構造が連続
的に変化した接合を形成することができた。
って、微結晶シリコン膜から非晶質シリコン膜へと、非
晶質シリコン膜から微結晶シリコン膜へと、構造が連続
的に変化した接合を形成することができた。
【００９４】以上の工程の後に同一基板面内で光電変換
層と電極とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化加
工の工程を行った。集積化加工は公知技術により実施さ
れるものであり、レーザースクライブ法で光電変換層と
電極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶
縁性樹脂を形成する工程とから成っている。集積化加工
の設計に関する事項は公知例に従うものであり、ここで
は詳細に記述しない。
層と電極とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化加
工の工程を行った。集積化加工は公知技術により実施さ
れるものであり、レーザースクライブ法で光電変換層と
電極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶
縁性樹脂を形成する工程とから成っている。集積化加工
の設計に関する事項は公知例に従うものであり、ここで
は詳細に記述しない。
【００９５】第１の開孔４０７ａ、４０７ｂは、光電変
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔により同一基板面内上に複数個の単位セル
が形成される。第２の開孔４０８ａ、４０８ｂはそれぞ
れ第１の開孔４０７ａ、４０７ｂに隣接して設けられ、
隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続するための開
孔である。以上は、レーザースクライブ法により行っ
た。（図４(c)）
換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であ
り、この開孔により同一基板面内上に複数個の単位セル
が形成される。第２の開孔４０８ａ、４０８ｂはそれぞ
れ第１の開孔４０７ａ、４０７ｂに隣接して設けられ、
隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続するための開
孔である。以上は、レーザースクライブ法により行っ
た。（図４(c)）
【００９６】第１の開孔と第２の開孔を形成した後に、
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は、第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の
絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとが形成された。第
１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂは、第１の開孔
４０７ａ、４０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成さ
れ、第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂは第２の
開孔４０８ａ、４０８ｂにそれぞれ隣接して設けられ
る。絶縁性樹脂は市販のものを使用すれば良いが、アク
リル系またはウレタン系のものであり、２００℃程度で
焼成できることが望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関して
は特に限定される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚
さに形成した。（図４(d)）
スクリーン印刷法で絶縁性樹脂を印刷した。絶縁性樹脂
は、第１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の
絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとが形成された。第
１の絶縁性樹脂領域４０９ａ、４０９ｂは、第１の開孔
４０７ａ、４０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成さ
れ、第２の絶縁性樹脂領域４１１ａ、４１１ｂは第２の
開孔４０８ａ、４０８ｂにそれぞれ隣接して設けられ
る。絶縁性樹脂は市販のものを使用すれば良いが、アク
リル系またはウレタン系のものであり、２００℃程度で
焼成できることが望ましい。絶縁性樹脂の厚さに関して
は特に限定される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚
さに形成した。（図４(d)）
【００９７】第２の電極１０６は、前記第２の微結晶シ
リコン膜１０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極１０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図４(e)）
リコン膜１０５ｂと第１の絶縁性樹脂領域１０９ａ、１
０９ｂと第２の絶縁性樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを
覆って形成した。第２の電極１０６は透明電極であり、
真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用い
れば良い。具体的には、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等
を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０
ｎｍの厚さに形成した。（図４(e)）
【００９８】第２の電極４０６をそれぞれ単位セルに分
離する第３の開孔４１１ａ、４１１ｂは、第２の開孔に
隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレーザースクライ
ブ法で形成した。（図４(f)）
離する第３の開孔４１１ａ、４１１ｂは、第２の開孔に
隣接して、第２の絶縁性樹脂領域上にレーザースクライ
ブ法で形成した。（図４(f)）
【００９９】第２の電極４０６は、比較的抵抗率が高い
ので、補助電極４１３ａ、４１３ｂを形成するとさらに
望ましい構成となる。補助電極は、第２の電極４０６に
密接して設けられ、第２の開孔４０８ａ、４０８ｂを覆
う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属材料で
形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリーン印
刷法で形成した。（図４(f)）
ので、補助電極４１３ａ、４１３ｂを形成するとさらに
望ましい構成となる。補助電極は、第２の電極４０６に
密接して設けられ、第２の開孔４０８ａ、４０８ｂを覆
う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属材料で
形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリーン印
刷法で形成した。（図４(f)）
【０１００】以上の工程の後に、前記第２の電極の表面
から、イオンドープ法で、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａに、ｐ型の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶
シリコン膜４０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シ
リコン膜に対して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、
ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素
を加えれば良い。プラズマドープ法は、前記不純物元素
の水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化
し、生成された前記不純物元素をイオン化し、基板に対
して加速する方向に電界を印加して、基板に注入する方
法である。本実施例では、Ｂ2Ｈ6ガスを用いた。ドーズ
量は２.０×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で行
えば良く、ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。（図
４(g)）
から、イオンドープ法で、第２の微結晶シリコン膜４０
５ａに、ｐ型の導電型決定不純物を導入し、ｐ型微結晶
シリコン膜４０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シ
リコン膜に対して、ｐ型に価電子制御可能な不純物は、
ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表第IIIb族の元素
を加えれば良い。プラズマドープ法は、前記不純物元素
の水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化
し、生成された前記不純物元素をイオン化し、基板に対
して加速する方向に電界を印加して、基板に注入する方
法である。本実施例では、Ｂ2Ｈ6ガスを用いた。ドーズ
量は２.０×１０13〜５.０×１０15／ｃｍ2の範囲で行
えば良く、ここでは１.０×１０14／ｃｍ2とした。（図
４(g)）
【０１０１】プラズマドープ法では、加速電圧によっ
て、注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適
切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型
層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は
５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１０ｋ
ｅＶとした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧
１０ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入され
たＢの濃度は、２次イオン質量分析法により調べられ、
ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度が得られ
た。
て、注入元素に深さ方向の濃度分布を持ち、この値を適
切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型
層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は
５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１０ｋ
ｅＶとした。ドーズ量１.０×１０14／ｃｍ2、加速電圧
１０ｋｅＶの条件でＢを注入したとき、膜中に注入され
たＢの濃度は、２次イオン質量分析法により調べられ、
ピーク位置の濃度で５×１０19／ｃｍ3の濃度が得られ
た。
【０１０２】実験の結果によれば、膜中に注入されるＢ
の量は、ドーズ量にほぼ比例して変化し、ドーズ量を
１.０×１０15／ｃｍ2とすれば、５×１０20／ｃｍ3の
濃度が得られた。
の量は、ドーズ量にほぼ比例して変化し、ドーズ量を
１.０×１０15／ｃｍ2とすれば、５×１０20／ｃｍ3の
濃度が得られた。
【０１０３】また、加速電圧を高め、第２の微結晶シリ
コン膜と、連続的に変化した第２の微結晶シリコン膜に
接する実質的に真性な非晶質シリコン膜の領域とに前記
ｐ型不純物元素を注入しても良い。太陽電池の技術分野
において、ｐ／ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的
に変化させて、その界面の接合性を改善する方法は従来
から知られた技術である。従来技術では、成膜工程で微
量のｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使
用して、精密に制御する必要があったが、本実施例によ
れば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみ
を制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の
膜の厚さ方向の制御がよりやりやすくなった。
コン膜と、連続的に変化した第２の微結晶シリコン膜に
接する実質的に真性な非晶質シリコン膜の領域とに前記
ｐ型不純物元素を注入しても良い。太陽電池の技術分野
において、ｐ／ｉ界面におけるｐ型不純物濃度を連続的
に変化させて、その界面の接合性を改善する方法は従来
から知られた技術である。従来技術では、成膜工程で微
量のｐ型不純物元素を含むガスを、コンピュータ等を使
用して、精密に制御する必要があったが、本実施例によ
れば、プラズマドープ法の工程において、加速電圧のみ
を制御すれば良いので、この界面における不純物濃度の
膜の厚さ方向の制御がよりやりやすくなった。
【０１０４】注入されたＢ元素はこのままではｐ型不純
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを使用して、大気雰囲気中２００℃で２時
間の加熱処理を行った。（図４(h)）
物元素として作用しないので、加熱処理による活性化の
工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、
窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温
度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは
２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリ
ーンオーブンを使用して、大気雰囲気中２００℃で２時
間の加熱処理を行った。（図４(h)）
【０１０５】微結晶シリコン膜の加熱処理による導電率
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ２ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
の変化は、実験であらかじめ確認されていた。その結果
を図３に示す。ＳｉＨ4ガスとＨ２ガスとから作製され
た微結晶シリコン膜の導電率は初期値で約５×１０-4Ｓ
／ｃｍであるが、本実施例の結果では、ｐ型不純物を注
入して加熱処理を加えると導電率を５×１０-3Ｓ／ｃｍ
から５×１０1Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。
【０１０６】図３のデータは、量が１×１０14／ｃｍ2
のとした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
のとした時の結果で、導電率は、１５０℃の加熱処理で
１.２×１０-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処
理で１.５×１０-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができ
た。さらに、不純物元素を何ら注入しない微結晶シリコ
ン膜に対して同様な加熱処理を加えると、導電率は、５
×１０-3Ｓ／ｃｍから５×１０-2Ｓ／ｃｍの範囲で増加
することが確認された。不純物元素を何ら注入しない微
結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有していることが確認
された。
【０１０７】ｐ型及びｎ型の導電型決定不純物元素を添
加しないで作製される微結晶シリコン膜は、ｎ型の導電
性を示すので、以上の工程により、第１のｎ型の微結晶
シリコン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第
２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層が形
成され、太陽電池を作製することができた。
加しないで作製される微結晶シリコン膜は、ｎ型の導電
性を示すので、以上の工程により、第１のｎ型の微結晶
シリコン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第
２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層が形
成され、太陽電池を作製することができた。
【０１０８】以上の工程で、複数個のユニットセル４１
０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを直列接続した太陽電池を作
製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製
方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリ
コン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン
膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する
工程、第２の微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を
注入する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、
第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の
電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の
所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直
列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製
に適用できる。
【０１０９】
【発明の効果】本発明によれば、ｐ型及びｎ型の微結晶
シリコン膜と実質的に真性なｉ型の非晶質シリコン膜と
を成膜する工程において、ｐ型やｎ型不純物による汚染
を考慮する必要がなく、例えば、同一成膜室で連続して
成膜することも可能となる。具体的には、ｐ型及びｎ型
の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜
とは、ＳｉＨ4ガスまたはＳｉ2 Ｈ6ガスとＨ2ガスとか
らのみで作製することができるため、同一反応室に設け
られた同一のグロー放電プラズマ発生手段により成膜す
ることが出来る。このことは、プラズマＣＶＤ装置の構
成を簡略化することを可能とする。さらに、ｐ型及びｎ
型の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン
膜との作製を、グロー放電プラズマを維持したまま連続
して実施することも可能となる。
シリコン膜と実質的に真性なｉ型の非晶質シリコン膜と
を成膜する工程において、ｐ型やｎ型不純物による汚染
を考慮する必要がなく、例えば、同一成膜室で連続して
成膜することも可能となる。具体的には、ｐ型及びｎ型
の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜
とは、ＳｉＨ4ガスまたはＳｉ2 Ｈ6ガスとＨ2ガスとか
らのみで作製することができるため、同一反応室に設け
られた同一のグロー放電プラズマ発生手段により成膜す
ることが出来る。このことは、プラズマＣＶＤ装置の構
成を簡略化することを可能とする。さらに、ｐ型及びｎ
型の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン
膜との作製を、グロー放電プラズマを維持したまま連続
して実施することも可能となる。
【０１１０】従って、本発明によれば、第１の電極を形
成する工程、第１の微結晶シリコン膜を形成する工程
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜を形成する工程
と、第２の微結晶シリコン膜を形成する工程と、第２の
微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を注入する工程
と、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な
非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程と、によりｐ
型及びｎ型の導電性を示す微結晶シリコン膜と、実質的
に真性な非晶質シリコン膜とを得ることが出来、ｐｉｎ
接合を形成することが出来る。従って、従来の技術であ
ったｎ型不純物元素を使用しなくても良い。
成する工程、第１の微結晶シリコン膜を形成する工程
と、実質的に真性な非晶質シリコン膜を形成する工程
と、第２の微結晶シリコン膜を形成する工程と、第２の
微結晶シリコン膜にＰ型決定不純物元素を注入する工程
と、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な
非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程と、によりｐ
型及びｎ型の導電性を示す微結晶シリコン膜と、実質的
に真性な非晶質シリコン膜とを得ることが出来、ｐｉｎ
接合を形成することが出来る。従って、従来の技術であ
ったｎ型不純物元素を使用しなくても良い。
【０１１１】前記第１と第２の微結晶シリコン膜と実質
的に真性な非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガ
スとから作製することが出来るため、それぞれの膜を作
製するときに必ずしもガスの切り替えをする必要がな
い。従って、従来の工程で必要とされていたような、基
板の反応室から反応室への移動や、ガスの導入と排気に
かかる時間が不要となり、工程処理能力が向上させるこ
とができる。
的に真性な非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガ
スとから作製することが出来るため、それぞれの膜を作
製するときに必ずしもガスの切り替えをする必要がな
い。従って、従来の工程で必要とされていたような、基
板の反応室から反応室への移動や、ガスの導入と排気に
かかる時間が不要となり、工程処理能力が向上させるこ
とができる。
【０１１２】また、本発明によれば、ｐ型及びｎ型の微
結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜と
は、複数の反応室を有するプラズマＣＶＤ装置のそれぞ
れの反応室で、同時に、または、それぞれに、作製する
ことが可能となり、工程処理能力を向上させることが出
来る。
結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜と
は、複数の反応室を有するプラズマＣＶＤ装置のそれぞ
れの反応室で、同時に、または、それぞれに、作製する
ことが可能となり、工程処理能力を向上させることが出
来る。
【０１１３】また、イオンドープ法を用いてｐ型の導電
型決定不純物元素を、第２の微結晶半導体膜の表面より
注入することで、注入時の加速電圧をの制御によりｐ型
不純物の膜厚方向の濃度分布を容易に制御することが出
来る。
型決定不純物元素を、第２の微結晶半導体膜の表面より
注入することで、注入時の加速電圧をの制御によりｐ型
不純物の膜厚方向の濃度分布を容易に制御することが出
来る。
【図１】本発明の光電変換装置の作製方法の一例を示す
概略図
概略図
【図２】本発明の光電変換装置を作製する為に適用され
るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図
るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図
【図３】本発明により得られたｐ型及びｎ型の導電性を
示す微結晶シリコン膜の加熱処理温度による導電率の変
化
示す微結晶シリコン膜の加熱処理温度による導電率の変
化
【図４】本発明の光電変換装置の作製方法の一例を示す
概略図
概略図
１０１・・・・・・基板 １０２・・・・・・第１の電極 １０３・・・・・・第１の微結晶シリコン膜（ｎ型） １０４・・・・・・実質的に真性な非晶質シリコン膜
（ｉ型） １０５ａ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前） １０５ｂ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ
型） １０６・・・・・・第２の電極 １０７ａ、１０７ｂ・・・第１の開孔 １０８ａ、１０８ｂ・・・第２の開孔 １０９ａ、１０９ｂ・・・・第１の絶縁性樹脂領域 １１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ・・・・・・・・ユニッ
トセル １１１ａ、１１１ｂ・・・・第２の絶縁性樹脂領域 １１２ａ、１１２ｂ・・・・第３の開孔 １１２ａ、１１２ｂ・・・・補助電極 ２０１・・・・・・・・・・トランスファー室 ２０２・・・・・・・・・・基板搬出搬入室 ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ・・・・・・・・反応室 ２０４・・・・・・・・・・グロー放電プラズマ発生手
段 ２０５・・・・・・・・・・反応ガス供給手段 ４０１・・・・・・基板 ４０２・・・・・・第１の電極 ４０３・・・・・・第１の微結晶シリコン膜（ｎ型） ４０４・・・・・・実質的に真性な非晶質シリコン膜
（ｉ型） ４０５ａ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前） ４０５ｂ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ
型） ４０６・・・・・・第２の電極 ４０７ａ、４０７ｂ・・・第１の開孔 ４０８ａ、４０８ｂ・・・第２の開孔 ４０９ａ、４０９ｂ・・・・第１の絶縁性樹脂領域 ４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ・・・・・・・・ユニッ
トセル ４１１ａ、４１１ｂ・・・・第２の絶縁性樹脂領域 ４１２ａ、４１２ｂ・・・・第３の開孔 ４１２ａ、４１２ｂ・・・・補助電極
（ｉ型） １０５ａ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前） １０５ｂ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ
型） １０６・・・・・・第２の電極 １０７ａ、１０７ｂ・・・第１の開孔 １０８ａ、１０８ｂ・・・第２の開孔 １０９ａ、１０９ｂ・・・・第１の絶縁性樹脂領域 １１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ・・・・・・・・ユニッ
トセル １１１ａ、１１１ｂ・・・・第２の絶縁性樹脂領域 １１２ａ、１１２ｂ・・・・第３の開孔 １１２ａ、１１２ｂ・・・・補助電極 ２０１・・・・・・・・・・トランスファー室 ２０２・・・・・・・・・・基板搬出搬入室 ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ・・・・・・・・反応室 ２０４・・・・・・・・・・グロー放電プラズマ発生手
段 ２０５・・・・・・・・・・反応ガス供給手段 ４０１・・・・・・基板 ４０２・・・・・・第１の電極 ４０３・・・・・・第１の微結晶シリコン膜（ｎ型） ４０４・・・・・・実質的に真性な非晶質シリコン膜
（ｉ型） ４０５ａ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前） ４０５ｂ・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ
型） ４０６・・・・・・第２の電極 ４０７ａ、４０７ｂ・・・第１の開孔 ４０８ａ、４０８ｂ・・・第２の開孔 ４０９ａ、４０９ｂ・・・・第１の絶縁性樹脂領域 ４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ・・・・・・・・ユニッ
トセル ４１１ａ、４１１ｂ・・・・第２の絶縁性樹脂領域 ４１２ａ、４１２ｂ・・・・第３の開孔 ４１２ａ、４１２ｂ・・・・補助電極
Claims (29)
- 【請求項１】有機樹脂基板上に、第１の電極と、光電変
換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを、
一つまたは複数個接続して構成される光電変換装置の作
製方法において、 前記光電変換層は、 第１の電極に密接して、ｎ型またはｐ型の導電型決定不
純物元素を添加しないで第１の微結晶半導体膜を形成す
る工程と、 実質的に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、 ｎ型またはｐ型の導電型決定不純物元素を添加しないで
第２の微結晶半導体膜を形成する工程と、 ｐ型の導電型決定不純物元素を、前記第２の微結晶半導
体膜に注入する工程と、 少なくとも、前記第１の微結晶半導体膜と、第２の微結
晶半導体膜と、に加熱処理を加えて、第１のｎ型の微結
晶半導体膜と、第２のｐ型の微結晶半導体膜と、を得る
工程と、 を有し、かつ、 前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な
非晶質半導体膜と、を形成する工程に、 同一の反応室に設けられた、同一のグロー放電プラズマ
発生手段を用いることを特徴とする光電変換装置の作製
方法。 - 【請求項２】有機樹脂基板上に、第１の電極と、光電変
換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを、
一つまたは複数個接続して構成される光電変換装置の作
製方法において、 前記光電変換層は、 第１の電極に密接して、ｎ型またはｐ型の導電型決定不
純物元素を添加しないで第１の微結晶半導体膜を形成す
る工程と、 実質的に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、 ｎ型またはｐ型の導電型決定不純物元素を添加しないで
第２の微結晶半導体膜を形成する工程と、 ｐ型の導電型決定不純物元素を、前記第２の微結晶半導
体膜と、第２の微結晶半導体膜と実質的に真性な非晶質
半導体膜との界面近傍と、に注入する工程と、 少なくとも、前記第１の微結晶半導体膜と、第２の微結
晶半導体膜と、に加熱処理を加えて、第１のｎ型の微結
晶半導体膜と、第２のｐ型の微結晶半導体膜と、を得る
工程と、 を有し、かつ、 前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な
非晶質半導体膜と、を形成する工程に、 同一の反応室に設けられた、同一のグロー放電プラズマ
発生手段を用いることを特徴とする光電変換装置の作製
方法。 - 【請求項３】請求項１〜２において、ｐ型の導電型決定
不純物元素を、第２の微結晶半導体膜に注入する工程に
おいて、 該第２の微結晶半導体膜に密接して設けられた、第２の
電極の表面から注入されることを特徴とする光電変換装
置の作製方法。 - 【請求項４】請求項１〜３において、 第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な非晶
質半導体膜と、を形成する工程が、同一の反応室に設け
られた、同一のグロー放電プラズマ発生手段により、グ
ロー放電プラズマを維持したまま、連続して実施される
ことを特徴とする光電変換装置の作製方法。 - 【請求項５】請求項１〜４において、 第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な非晶
質半導体膜と、を形成する工程が、プラズマＣＶＤ装置
で実施されることを特徴とする光電変換装置の作製方
法。 - 【請求項６】請求項５において、 プラズマＣＶＤ装置は、複数の反応室を有し、 該複数の反応室のそれぞれで、 第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な非晶
質半導体膜と、が形成されることを特徴とする光電変換
装置の作製方法。 - 【請求項７】請求項５において、 プラズマＣＶＤ装置は、少なくとも一つの基板搬入搬出
室と、トランスファー室と、複数の反応室と、を有し、
該複数の反応室のそれぞれで、 第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な非晶
質半導体膜と、が形成されることを特徴とする光電変換
装置の作製方法。 - 【請求項８】請求項１〜７において、 第１及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜で
あり、実質的に真性な非晶質半導体膜が、非晶質シリコ
ン膜であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。 - 【請求項９】請求項１〜７において、 第１及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜で
あり、 実質的に真性な非晶質半導体膜が、 炭素、シリコン、ゲルマニウム、錫、から選ばれた複数
種の元素を構成元素とする、非晶質半導体膜であること
を特徴とする光電変換装置の作製方法。 - 【請求項１０】請求項１〜７において、 第２の電極が、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＺｎＯから選ばれ
た一種または複数種の材料からなる光透過性電極である
ことを特徴とする光電変換装置の作製方法。 - 【請求項１１】請求項１〜３において、 Ｐ型の導電型決定不純物元素を、第２の微結晶半導体膜
に注入する工程が、イオンドープ法であることを特徴と
する光電変換装置の作製方法。 - 【請求項１２】請求項１１において、 Ｐ型の導電型決定不純物元素が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ
から選ばれた元素であることを特徴とする光電変換装置
の作製方法。 - 【請求項１３】請求項１１において、 Ｐ型の導電型決定不純物元素のドーズ量が、２.０×１
０13／ｃｍ2以上、５.０×１０15／ｃｍ2 以下の範囲で
あることを特徴とする光電変換装置の作製方法。 - 【請求項１４】請求項１〜３において、 第１の微結晶半導体膜と第２の微結晶半導体膜の加熱処
理の温度が、１５０℃〜４５０℃であることを特徴とす
る光電変換装置の作製方法。 - 【請求項１５】請求項１〜３において、 有機樹脂基板が、 ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドか
ら選択された有機樹脂基板であることを特徴とする光電
変換装置の作製方法。 - 【請求項１６】請求項１〜１５のいずれか１項に記載の
作製方法を有することを特徴をする太陽電池の作製方
法。 - 【請求項１７】請求項１〜１５のいずれか１項に記載の
作製方法を有することを特徴をするイメージセンサの作
製方法。 - 【請求項１８】請求項１〜１５にのいずれか１項に記載
の作製方法を有することを特徴をするフォトセンサの作
製方法。 - 【請求項１９】有機樹脂基板上に、第１の電極と、光電
変換層と、第２の電極とを積層して成るユニットセル
を、一つまたは複数個接続して構成される光電変換装置
において、 前記光電変換層は、 第１の電極に密接して設けられた、ｎ型の導電型決定不
純物元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
実質的に真性な非晶質半導体膜と、ｐ型の導電型決定不
純物元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、 を有することを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２０】請求項１９において、 第１及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜で
あり、 実質的に真性な非晶質半導体膜が、非晶質シリコン膜で
あることを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２１】請求項１９において、 第１及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜で
あり、 実質的に真性な非晶質半導体膜が、非晶質シリコンカー
バイト膜、または非晶質シリコンゲルマニューム膜、ま
たは非晶質シリコンスズ膜、であることを特徴とする光
電変換装置。 - 【請求項２２】請求項１９において、 ｐ型の導電型決定不純物元素が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、から選ばれた元素であることを特徴とする光電変換
装置。 - 【請求項２３】請求項１９において、 ｐ型の導電型決定不純物元素が、第２の微結晶半導体膜
中で、１.０×１０19／ｃｍ3以上、１.０×１０21／ｃ
ｍ3以下の濃度で含まれていることを特徴とする光電変
換装置。 - 【請求項２４】請求項１９において、 第１の微結晶半導体膜に、酸素が、１.０×１０18／ｃ
ｍ3以上、２.０×１０21／ｃｍ3以下の濃度で含まれて
いることを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２５】請求項２０〜２１において第１の微結晶
半導体の電気伝導度が、５.０×１０-3Ｓ／ｃｍ3以上、
５.０×１０-2Ｓ／ｃｍ3以下であり、 第２の微結晶半導体の電気伝導度が、５.０×１０-3Ｓ
／ｃｍ3以上、５.０×１０1Ｓ／ｃｍ3以下であることを
特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２６】請求項１９において、 有機樹脂基板が、 ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドか
ら選択された有機樹脂基板であることを特徴とする光電
変換装置。 - 【請求項２７】請求項１９〜２５のいずれか１項に記載
の光電変換装置を有することを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２８】請求項１９〜２５のいずれか１項に記載
の光電変換装置を有することを特徴とすイメージセン
サ。 - 【請求項２９】請求項１９〜２５のいずれか１項に記載
の光電変換装置を有することを特徴とすフォトセンサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01809798A JP3490278B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 光電変換装置及びその作製方法 |
| US09/219,722 US6287888B1 (en) | 1997-12-26 | 1998-12-23 | Photoelectric conversion device and process for producing photoelectric conversion device |
| US09/939,768 US6531711B2 (en) | 1997-12-26 | 2001-08-28 | Photoelectric conversion device and process for producing photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01809798A JP3490278B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 光電変換装置及びその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204817A true JPH11204817A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3490278B2 JP3490278B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=11962136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01809798A Expired - Fee Related JP3490278B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-01-12 | 光電変換装置及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490278B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002176162A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | エリアセンサ及びエリアセンサを備えた表示装置 |
| JP2004111551A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シリコン光起電力素子及びその製造方法 |
| US8058699B2 (en) | 2000-08-10 | 2011-11-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP01809798A patent/JP3490278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002176162A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | エリアセンサ及びエリアセンサを備えた表示装置 |
| US8058699B2 (en) | 2000-08-10 | 2011-11-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| US8378443B2 (en) | 2000-08-10 | 2013-02-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| US9082677B2 (en) | 2000-08-10 | 2015-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| US9337243B2 (en) | 2000-08-10 | 2016-05-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| US9711582B2 (en) | 2000-08-10 | 2017-07-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| US9941343B2 (en) | 2000-08-10 | 2018-04-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Area sensor and display apparatus provided with an area sensor |
| JP2004111551A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シリコン光起電力素子及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3490278B2 (ja) | 2004-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6531711B2 (en) | Photoelectric conversion device and process for producing photoelectric conversion device | |
| JP4293385B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| US4492716A (en) | Method of making non-crystalline semiconductor layer | |
| US5736431A (en) | Method for producing thin film solar battery | |
| US20030162373A1 (en) | Semiconductor thin film, semiconductor device employing the same, methods for manufacturing the same and device for manufacturing a semiconductor thin film | |
| US4600801A (en) | Fluorinated, p-doped microcrystalline silicon semiconductor alloy material | |
| JPH04266019A (ja) | 成膜方法 | |
| US4677738A (en) | Method of making a photovoltaic panel | |
| JPS58155774A (ja) | 半導体装置 | |
| WO2010023947A1 (ja) | 光電変換装置の製造方法、光電変換装置、及び光電変換装置の製造システム | |
| JP4346700B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| JP3490278B2 (ja) | 光電変換装置及びその作製方法 | |
| JPS58155773A (ja) | 半導体装置作製方法 | |
| JP4282797B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| JP4346699B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| KR101531700B1 (ko) | 박막형 태양전지의 제조방법 | |
| JPH0562919A (ja) | セミアモルフアス半導体材料 | |
| JP4159641B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| JP3100668B2 (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| JPH06177409A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPS6030182A (ja) | 非晶質光起電力素子の製造装置 | |
| JP2626705B2 (ja) | 被膜作製方法 | |
| JPH05144754A (ja) | 被膜作製装置 | |
| JPH0536613A (ja) | 半導体表面処理方法及び装置 | |
| JPH0536620A (ja) | 半導体表面処理方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101107 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101107 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131107 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |