JPS5828878A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置、特てその活１！Ｊ゛領域が非晶
質シリコンから成る光の存在しない状態で電流製−を呈
する整流装置に関する。

△ 一般に半導体材料が暗状態で電流整流特性を示すもので
あればＸダイオードのような半導体装置の活性領域とし
て利用することができる。そして、特に電流整流装置の
価格を下げるような半導体装Ｐｉの活１イト領域の４１
料を得ることが半導体の分野で最も望まねている。

本発明の半導体装置は１半導体接合と例えばシラン中で
のクロー放電冗よって生成された非晶質シリコンの活Ｖ
１８領域を持っている。

本発明の半導体装ｆ占について説明する前に参考として
第１図に示すショットキ障壁型半導体装置について説明
する。こ−では半導体装Ｎ１０は光起電力装置、特にシ
ョク１−キ障壁型太陽電池としである。半導体装置１０
はグロー放電で被着させた非晶質シリコンとオーム接触
を作り得るとともに良好な導電性を持った拐料から成る
基板１２を持っている。基板１２用として代表的な材料
は＼アルミニウムＡアンチモン、ステンレス鋼ナトの金
属、するいは高濃度にドープしたＮ型の単結晶もしくは
多結晶のシリコンである。基板１２の表面に非晶質シリ
コンの活１住領域１４が設けられている。活性領域とは
、装置のその部分で電子−正孔対が発生し、光起電力装
置の電流として捕捉する領域を意味している。

非晶質材料は、格子の周期性にに長距離秩序を有しない
材料のことである。シラン（ＳｉＨ４）中のグロー放電
冗よって形成した非晶質シリコンは２０Å以下の短距離
秩序しか持っていない。活性領域１４の非晶質シリコン
はシラン中のり「Ｉ−放電によって形成され、約１０−
７秒置上のキヤリヤ寿命を有し、禁止帯の幅中の平均局
在状態密度が〕１０１７／ｃｍ３あるいはそれ以下で、
また１０−３ｃｍ２／Ｖ・秒以上の電子および正孔易動
度を持っている。活１１１４領域１４げｍｌ］１〜３　
ｐｍもしくはそねＩ″Ｊ下の厚６である。

活性領域１４の、基板ＩＢＩＩＩと反対側の表面上には
境界］、８を介して金属層１６が配置１′δれている。

金属１萌１６は太陽光線に対し半透明であり、金、白金
、パラジウノ・あるいはクロムのような高導電度の金）
凰利料から作られる。金属）１γノ１６は中層もしくは
多層構造の金属層で作ることができる。金属層１６を多
層金属層で作る場合、ブことえば、活１！１−領域１４
１：の第１層は白金で作って大きなンヨットキ障壁高式
を得、その第１の白金属士の第２層は高導電度の点から
金もしくは銀で作ることができる。この金属１；η１６
は入金、白金１パラジウム、あるいはクロ、Ｚ−び〕よ
うな金属であるから、太陽光線に対し半透明にするｔＫ
、は約１００人の厚ざにする必要がある。

金属層１６の境界１８と反対１１の表面ＶＣは格子電極
２４が配置でれている。通常、この格子電４Ｔ２４は高
導電度の金属で作られる。本発明の説明の目的上・この
格子電極は２組の格子線を持ち、それぞれの絹の格子線
は互に実質的に平行でありまた各組の格子線は他方の組
の格子線と交差しているものとして示す。そして説明の
都合から、この格子線は直角に交差しているものとする
。格子電極２４に衝突する大陽光線は活性領域１４から
外方に反則さねてしまう可能性があるので、格子電極２
４は金属層］、６の表面上では小さな面端しか占有しな
い様にする。格子電（至２４は金属領域１６から電流を
均一に捕捉する働きをする。格子組イ鷺２４は、また、
回路の一部分として動作するとき、装置］−〇の直列抵
抗が低くなるようにする。しかしながら１均一な電流の
捕１足には一組の格子線だけで十分であると思われる。

反則防止層２０が・格子電１′萌２４土お、１：び格子
電極２４で占有されない境界］８と相対向する金属層３
．６０表面上に形成σ１］ている。反ｑ、１防＋ｌ：Ａ
＼１２０は友躬面死を持ちその土に大陽光線２６が入り
・１する。この技１４ｊ分野で周知のごとく、金属＋ｏ
’ｉ　１６を通量した活性領域１４中人’Ｉ＝Ｉする大
陽光線２６の量は・　λを入４、ｔ　＋（ｉ２２に火剤
する光の波長、１］を適当な１１′〔び〕反！’１．１
防止層２０の屈折率とすると、λ／Ａｎには〈等しい捏
σに反射防止層２０を形成することによって増加δぜる
こ七ができる。実際にに反則防止層２０は装置ｉｑ：ｕ
）から反射式ねる光ｌを減少させるものである。通常反
則防１１叫（”Ｊは硫化亜鉛のような誘電体４゛４利で
作られる。

一般に、ショソ１−ギ障壁として知ら」］る表表面障壁
接接は１ある種の半導体にある種の金属を接触式せるこ
とπよって形成されることは、半導体装置の分野におい
て周知である。第１図の半導体装置においては、金属層
］−６を活１イ１：領域１４に接触きせることによりシ
ョットキ障壁が境界］−８に形成される。ショットキ障
壁は境界１８から活性領域１４　ｒｌ：＋に広がり空乏
層領域と呼ばれる空間電荷の電界を半導体イ１料中に作
る。第１図の半導体装ｆｉｉｌＯＶｃおいては、空乏層
領域が境界１８と基板１２間の活性領域］４の幅全体に
延長することが望ましい。空乏層領域が活性領域１４の
幅全体に延長する否、太陽光線２６を吸収して活性領域
１４中の任意の部分で発生ずるキャリヤは空乏層領域の
電界によって、基板１２もしくは金属層１６のいづれか
に向って掃き寄せらねる。基板１２は活性領域１４に対
する電極の１つとして働く。もし空乏層領域が活性領域
１４の一部分中ｖｃ延長しないと１活性領域１４の非空
乏層領域で発生するギヤリヤは電界によって電極に掃き
寄せらねなくなる。活性領域１４の非空乏層領域で発生
するキャリヤはそれが捕捉されるためには電極もしくは
空乏層領域のいづわかに向って拡散で移動しなければな
らない。δら［また１非空乏層領域は装置から電流を取
出す場合直列抵抗を増大させ、この１７１列抵抗は装置
の効率を低下させる。

シラン中のグロー放電によって形成した活性領域１４の
非晶質シリコンは光起電力装置の活性領域として理想的
な特性を持っているスパッタあるいは蒸着によって形成
した非晶質シリコン中の一ヤヤリャ寿命は１０−１１秒
程度であるのに対し、シラン中のクロー放電によって形
成した非晶質シリコン中のキャリア寿命は約１０−７秒
以上である。グロー放電による非晶質シリコン中の電子
、正比の易動度は１０−３ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるた
め、大きな電流捕捉効率を得ることができる。

グロー放電による非晶質のシリコンの光吸収特性は４０
００Ａから７０００Ａの仮死光領域において、単結晶シ
リコンの光吸収特性よりも優れている。

第２図には、非晶質シリコンが単結晶シリコンより可視
光領域において大きな吸収係′ｆ、没を持っていること
が示σねでいる。このことはり「Ｉ−放電による非晶質
シリコンの活ｔ′１：領域１４を））を結晶シリコンの
それの１０分の１にしても７ｉ］’視光領域で同程度の
光吸収を得ることができることを意味する。このため活
Ｖ１三領域１４を１／１ｍもしくはそ２］似下の薄さに
しても良好な装置の効率を得ることができる。

式らにグロー放電による非晶質シリコンの禁止帯の幅の
中の平均局在状態密度は１０１７／Ｃｍ３もしくはそね
以下の程度である。グロー放電による非晶質シリコンの
平均局在状態密度は被着温度を上げかつ非晶質シリコン
の形成６で使用するシランの純度を上げると減少する。

このクロー放電による非晶質シリコンの平均局在状態密
度は他の手段によっテ形成シた非晶質シリコンのそれよ
りも遥かに低い。すなわちスパッタもしくは蒸着で作ら
れるシト品質シリコンＶＣおける、平均局在状態密度は
１０”　／（ＩＩＩ２、ｅｖ　もしくはそれ用土である
。禁止帯の幅θ〕中の平均局在状態密度に関して重要な
ことは、それが空乏層領域の幅の２乗に逆比例すること
である。グロー放電による非晶質シリコンの状態密度は
比１校的低いため・ＩＩｉ’ｍ程度の空乏層の幅を得る
ことができる。σら（でまた１キヤリヤ寿命が平均状態
密度π逆比例することも平均局在状態密度に関して重要
なことである。この点からもグロー放電による非晶質シ
リコンのギヤリヤ寿命が前述の他の方法によって形成で
れる非晶質シリコンのキャリヤ寿命より長いことを再認
識しておく必要がある。

第３図に、半導体装置１０お３Ｐ、び後稈説１明する本
発明の半導体１※同を製造するに適したクロー放電装置
３０が示でねてＶ・る。グロー放電装ｆｉ’ｉ：ｓｏは
通常これに対向する加熱板３８が配置さ）１ている３、
陽（；ｆ７３６は、白金の１うな高導電度の金属旧、本
１で作られ、ヌクリーンもしくはコイル状になっている
。加熱板３８は、真空室３２の外にある電流源４０から
電力を供給σねる加熱コイルを囲ｈセラミックフレーム
である。

真空室３２の第１の出１］４４は拡散ポンプに、第２の
出口４６はメカニカルポンプに１第３の出１］はグロー
放電工程で使用する仲々の気体源となる手の気体供給部
Ｃで接続式れる。第２の出口は拡散・Ｊ“ンプに接続さ
れている々述べたが、拡散ポンプは系の排気には必ずし
も必要でないと思わねる。

半導体装置１０を作るにはまたとえばアルミニウムから
成る基板１２を加熱板３８十ニ置き、そ」］を電（９） 源４２の負の端子に接続する。陽（Ｔ２Ｃは電源４２の
正の端子に接続する。電源４２は直流、交流のいずれで
もよい。このようにして電源４２を動作でせると１陽（
’７ｇ＋　３６と直流動作の場合実質的に陰イ至として
働く基板１２の間に電位差が発生する。

真空室３２を約０．５〜１．Ｏ×１Ｏ−Ｊ−−ルの真空
度に排気し、加熱板３８の加熱コイルに給電することに
よりＭ阪１２を１５０°Ｃ〜４００°Ｃの範囲の温度に
加熱する。

次にシラン（８３−Ｈ４）を真空室３２中π０．１〜３
．０１・−ルの圧力］、で供給する。その結果基板温度
は２　ｏ　Ｏ０Ｃ〜５００°Ｃの温度に上昇する。基板
１２と活性領域１４間のオーム接触を保証するため＼活
性領域１４は３５０　’Ｃ以上の温度で基板１２上π被
着しアルミニウム基板１２と非晶質シリコンの活性領域
１４間で共融合金を形成するようにしなければならない
。

陽極３６と基板１．２間でグロー放電を発生させ、非晶
質シリコンの活性領域１４を基板１２の表面に被着さぜ
るため電源４２を付勢する。活性領域１４を被着式せる
ためには・陽極３６と基板１２間の電位差を基（１０） 板］２の表面上で電流密度が０．３−；５．Ｆ）　ＩＩ
ＩΔ／ｃｍ”ａ＞範［１］になるようにしなけＪ］ばな
らない。非晶質シリコンの′ｍ着速度はシランの蒸気圧
と電流密度とともに増加する。上記のような条件に設定
すると、５分未満で１７層ｍの非晶質シリコンが被着す
る。

一旦、グロー放電が発生すると、Ｊ：’−＋板１２から
電子が放出８ね１そノ１がシラン分子（Ｂ１−１１４）
を衝撃して分子のイオン化と解１皿を起σぜる。シリコ
１ンイオンとｙ；１．１１（″　のようなシリコン水素
化物は正の荷電体であるから１陰棒である基板１２に引
寄せられ１そ）１によってシリコンがノ、（阪］２」二
に被着する。

基板温度は；５５０°（１以上であり被着したシリコン
の水素化物の熱分解を進行σせる。

非晶質シリコンの被着後１基板１２と活１イ目迫域１４
から成るウェハをＱ％（知の蒸着装置中π置き、その活
性領域１４十に金属領域１６を蒸Ｍする。同様ｆ（格子
型（駅２４と反４．１防止層２ｏを周知の蒸着とマスギ
ンク技術によって金属領域１６土ｒ（被着する。この工
程全体を、クロー放電と蒸着の両刃を百Ａ二える単一の
系で行なうことができる。

（１１） ゛１′″導体装置￥１゛１０の製作は１基板１ｇと格子
型棒２４に、外部回路へ接続する／こめの電極線（図示
せず）を接続することによって完了する。

第４図に本発明の第１の実施例である半導体装ｉＫ？　
］、　］−０を示す。半導体装置１１０は例えばシラン
中のグロー放電によって形成した非晶質シリコンの活Ｖ
１：領域］、］−４を持っている。活性領域］１４は１
第コのドープ層１１３、第］のドープ層１１３からある
距１４１Ｌを隔て＼こ′Ｊ］と対向する第２のドープ層
］１５１およびこれら第１と第２のドープＩＧ　１１３
．１１５の間にあってそねぞれと接触している真性層１
１７を持っている。真性層１１７はドープきれていない
。

第］と第２の１・゛−プ層１１３％ｌ］、５は逆導電型
である。説明の便宜上第２のドープ層１１５はＮ型１第
１のドープｊ・Δ１１３はＰ型の導電型であるとする。

第１・第２の１・−−ブ層１１３、］−１５は電気的に
活性な不純物をｌＯ”　／Ｃ２〃”以」二の高濃度にド
ープσれている。通常、Ｎ型の第２のドープ層１１５に
は燐を　Ｐ型の第１のドープＡ’Ｊ１１３には硼素をド
ープする。

（１２） この半導体装置を光１Ｍ電力装置１′１、具体的には］
Ｔ　Ｎ　１１１太陽電池として使用する」Ｊ、！合には
、第］ドープｊ１メコ１３の１第２の１−゛−プ層１」
５と反対側の表面」二には太陽光線透過電４４′ｊＬ　
１．２８が設けらねている。

透過型１θ１１２８は第］の１゛−１層」］５と反ｌＪ
側に入射面１２９を持っている。透」Ｗ電極１２８は大
陽光線に対し透明も［７くは半透明であり、／、Ｔ′ｌ
性領域１１４中で発生する電流を捕捉することができる
。太陽光線１２６は入射面１２９でこの装ｆＦｌ　１−
１．　ＯＦ大割する。

太陽光線透過電１ｉ　１．２　ａは１々もて太陽）１′
：線に対し透明であり、かつ高電剣伝導度をもつ酸化イ
ンジウム錫もしくは酸化錫のようなＡＡ訓の１１１層で
作ることができる。透過型１’＠　１２８はへ太陽光線
に対し半透明である金１アンチモン、白金などの約１０
０人の厚δの金属薄膜で作ることもできる。、透過型１
’Ｍ１２８が金属薄膜から成る場合には、第１の実施例
で説明した反則防止層を電極１２８の入射面］２９上に
形成し大陽光線１２６の反４．１を減少式せることか望
ましい。式らにまた、電１ｉｉ　］、　２８はカラス利
料層上に市販の酸化インジウム錫層を重ねた多ｊ・Δ構
（１３） 造とすることもできる。その場合、酸化インジウム錫は
第１のドープ領域１１３と密着している。

第１のドープ層１１３土の電極１２８の表面抵抗が約コ
−０Ω／［−１もしくはそれ以上ある場合には、活性領
域］１４中で発生する電流を捕捉するため、第１０ドー
プ層〕１３上には前述した第１図の太陽電池と同様な格
子型の接触を形成することが望ましい。

第２ドープ層１１５の、透過電極１２８と反対側の表面
上には電極］−２７が配置式ねている。電４：ｉ　１２
７ハアルミニウム）クロム、アンチモンのヨウナ適当な
導電度を、持つ材料から成る。

第］−図のショットキ障壁型半導体装置について説明し
たように、グロー放電による非晶質シリコンの吸収係数
は可視光領域において単結晶シリコンのそれよりも大き
い。このため十分に太陽光線を吸収式せる場合でも薄い
非晶質シリコン層でよい。通常、非晶質シリコンの真性
領域の厚さは約１〜３　ｐｍもしくはそれ以下であり、
−力筒１と第２のドープ層１１３１１１．５のＷ式は各
々数１００人ある。

ＰＩＮ型太陽電池の分野の技術名匠は周知のように、層
１１３、１１５．１１７のフェルミ塗付を一致σせるこ
とにより、第１のドープ層１１３中に負の空間電荷が、
第２のドープ層１１５中に正の空間電荷が発生し、真性
層１１７中に空乏層領域が形成をれる。空乏層領域の電
界がどの程度の深さまで真性層１１７中に延長するかは
、第１図の半導体装置について説明したように禁止帯の
幅の中の平均局在状態密度の関数である。さらに半導体
装置１０に関する説明から、空乏層領域は真性層１１７
の幅全体、すなわち約１〜３μｍもしくはそれ以下の厚
さにわたって延長することがわかる。したがって、太陽
光線を吸収して真性層１１７中で発生するギヤリヤは空
乏層領域の電界で掃き寄せらね、電流として捕捉される
。

半導体装置］−コ。０の製作において、透過電極１２８
はガラス相判層上に形成した市販の酸化インジウム錫の
層であるとする。電極１２８を第３図に示す装置３０の
加熱板３８−■−に置く。電極１２８のガラス層は加熱
板３８に密着している。

次に装置ρ３０を、電極１２８の酸化インジウム錫層上
にＰ型の第１のドープ層１１３を被着するため準備する
。真空室３２を約１０−６トールの真空度まで排気し％
　次ＬＩｃ　Ｏ−５〜５％のジボラン（Ｂ２Ｈ６）を含
むシラン（すなわちジボランがシラン−ジボラン混合体
の０．５〜５％を構成している）を０．１〜１．０トー
ルの圧力まで真空室３２中に供給する。その間電極１２
８は２００℃〜５００℃の温度に上げる。

電極１２８上で約０．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をもッ
て約１〜２秒間グロー放電を真空室３２中で行ない数１
００人の厚σの第１のドープ層１１３を被着する。

次に真空室３２をメカニカルポンプ４６で一旦排気する
。

真空室内の真空度が１０−６ト−ルに戻ると、シランを
０．１〜３１・−ルの圧力まで真空室３２中に供給する
。ここで再び第１０ドープ層１１３士で０．３ｍＡ／ｃ
ｍ２〜３．０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をもって１〜５分
間グロー放電を行ない、約１μｍの厚さの真性層１１７
を被着する。

次にドーピング・ガスとして約０．１〜１．０％のホス
フィン（トマ■■３）を真空室３２中に供給する。その
結果ホスフィンは、シラン−ホスフィン混合体の０．１
〜１．０％を構成する。真性層１１７上で０．３Ａ／ｃ
ｍ２〜３．０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をもってグロー放
電を行ない、数１００人の厚でのＮ型の第２のドープ層
１１５を真性層コ１７の表面上に被着する。

第１と第２のドープ層１１．３、］、１５に対するドー
ピング・カメとしてホスフィンとジボランを挙げて説明
したが、こねＬＪ　／Ａ、に周知の適当な１−′−ピン
グ・ガスを使用することもできる。

次に電極１２７を、周知の蒸遣方法を用いて第２のドー
プ層１］５の表面上に被着する１、１へ導体装置１１０
の製作の最終工程は、外部回路に接続するプζめ、電％
　１２７および電極１２８へ配線（図示せず）を接続す
ることである。

第５図に１木発明の第２の実施例の半導体装ｆＦＪ２１
０を示す。この場合も半導体装置２１０を光起電力装置
、式らに具体的に言えばｌ’−Ｎ接合型太陽電池として
使用した例πついて説明する。゛１′、導体装置２１０
は適当なドーピング・ガスを混合したシ（］７） ラン中でのグロー放電によって形成した非晶質シリコン
の基体２１１を持っている。基体２１１はｈ１導電型の
第１のドープｊ・１η２５２、およびこの層にＰ−Ｎ接
合２５６を介して接する逆導電型の第２のドープ層２５
４を持っている。説明の１更宜上１第１の１・゛−プ層
２５２はＰ型１第２のドープ層２５４はＮ型であるとす
る。この第１と第２のドープ層２５２Ｘ２５４はともに
半導体装置２１０の活性領域２１４である。基体２１１
はＡ第３のドープ層２５４のＰ−Ｎ接合２５６と反対側
の表面上に第３０ドープｆｇ２５　ｇを持っている。第
３のドープ層２５８は第２のドープ）５：ｒ　２．７５
４と同一の導電型であるが、ドーピング濃度は第２のド
ープ）噸Δ２５４．．Ｊ二り高くなっている。したがっ
て第３０ドープ領域２５８はＮ４−型である。第３のド
ープ層２５８は活性領域２１４冗オーム接触を作るのに
役立つ。

第３のドープ層２５８のＰ−Ｎ接合２５６と反対側の表
面上に、第１の実施例の電１ｉ１２７と同一の電１ｉ　
２２７が形成きれている。太陽光線の入射面２２９を持
つ大陽光線透過電極２２８が、第１のドープ層（１８） ２５２のＰ−Ｎ接合２５６と反対側の表面上に配置さね
ている。太陽光線２５６は入射面２２９で装置２１０に
入射する。太陽光線透過電極２２８は第１の実施例にお
ける太陽光線透過電極１２８々同一のンムのである。

半導体装置２１０の動作を説明すると、太陽光線２２６
は装置２１０の入射面２２９に入射し、その太陽光線２
２６の幾分かが活１生領域２］４中で吸収σノ」電子−
正孔対を発生ずる。こねらのキャリヤはＰ−Ｎ接合２５
６に向って拡散し、再結合する前にＰ−Ｎ接合２５６の
空間電荷の電界の所に到達すると、こ２］らのギＡ１す
Ａ−は捕捉式ノ］装置２１０の電流となる。

装置２１０の製作法を説明するが、まず装置１１０の場
合と同様に透過電極２２８はガラス材料層上に酸化イン
ジウノ・錫の層を設けたものとする。電極２２８は、ガ
ラス材料層が加熱板３８と密着するように装置３０の加
熱板３８上に置く。

次に透過電極２２８の酸化インジウＪ、錫層士に第１の
ドープ層２５２を被着する／とめ装置をγｑ＜備する。

真空室３２を約１０−６ト−ルの真空度に排気し、次に
約１〜５％のジボランを含むシランを０．１〜１．０ト
一ルの圧力まで真空室３２中に供給する。その間電極２
２８は２００℃〜５００℃の温度に上昇させる。電極２
２８の表面上で約０．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をもっ
て約１〜２秒間真空室３２中でクロー放電を行ない、数
１００人の厚での第１のドープ層２５２を被着させる。

次いで、真空室３２をメカニカルポンプ４６で排気し１
約］０−６１・−ルの真空度になると、約０．０１％の
ホスフィンを含むシランを０．１〜３１・−ルの圧力ま
で真空容器３２中に供給する。第１のドープ層２５２の
表面上で、０．３ｍＡ／ｃｍ２〜３．０ｍＡ／ｃｍ２の
電流密度度をもって約１〜３０分間グロー放電を行ない
、第２のドープ層２５４を１−２０μｍの範囲の厚さに
被着させる。

次にホスフィンを真空室３２中に供給し１ホスフインが
０．５％のシランとの混合体となるようにする。

ここで再び第２の１・゛−プ層２５４上で帆３　ｍＡ　
／α２〜３．０ｍΔ／ｃｒｎ２の電流密度をもってグロ
ー放電を行ない、数１００人のＪ１７σに第３のドープ
ｊザ’、’２．５８を被着でせる。

次に電極２２７を、周知の蒸着ノブ法によって、第３の
１・゛−１八″１１２５８土に形成する。装置２１０の
昶作は電極２２７と透過電極２２８に配線（図示せず）
を接続して完了する。

本発明の第］ｉ、−よび第３の実施例の半導体装置が光
起電力装麿として動作１゛る場合に、電ＪＪｉ　］−２
７，２２７は吸収σ２１ない太陽光線を夫々の活１〈上
領域］、４、］−］１．２１４中に反ａ、ｒ式せて戻し
、そＪ］によって太陽光線の吸収効率を改善することが
できる。

本発明の実施例においては、光透過電極１２８．２２８
が夫々の装置の支持体となっていることに注意すべきで
ある。

本発明の′１′：導体装置の２つの実施例はこｔ＋、−
１ｉで太陽電池として説明してきたが、本発明の半導体
装置は、高周波応答性をもった光検出器、すなわち１輻
射エネルギーに応答する装置、ざらに後程説明する暗状
態で良好な整流作用をもった電流整流装置として使用す
ることができる。このシラン（２１） 中のクロー放電によって形成した非晶質シリコンの活Ｖ
１：領域を持つ光検出器はｌｏｔψＨｚ以上の高周波応
答性を持つことが判明した。

本発明の第１の実施例の半導体装置１１０はＰＩＮ構造
であり・光検出器として使用する場合そのスペクトル応
答は人間の視感度ｒ合わせることができる。この半導体
装置１．１０のヌペクトル応答を視感度に合せることは
Ｐ型のすなわち第１のドープ層１１３もしくは第２のド
ープ層１１５のいづれかの厚δとドーピング不純物濃度
１および真性層１１７の厚式を変えることによって行な
われる。１例として述べるならば為装置１１０のスペク
トル応答はＰ型領域が５原子％程度の硼素のアクセプタ
不純物濃度を持ち、約５００人の厚さに作られ、一方真
性層の厚さが約０．３７ｚｍであわば人間の視感度に近
いものとなる。

光起電力＼光検出装置の活性領域に特にグロー放電によ
る非晶質シリコンを用いると１基本構造が同一の１単結
晶シリコンを使用した装置に比較し薄い活性領域を持つ
装置を作ることができる。

（２２） さらＫｉた、クロー放電による非晶′Ｕシリコンを用い
／ζ装買は）３０倍も厚い活１イ１：領域を持つ単結晶
シリコンの光起電力、光検出装置ｉ！？と同程度に大陽
光線を吸収することができる。したがって光起電力ある
いは光検出装置として使用ｊ−た本発明の゛１パ導体装
置の特に優ねた点は薄い活１と１−領域の使用によって
側進価格の低減が可１↑Ｉπなることである。

σらに光起電力装置として使用し／ζ本発明の半導体装
置は単結晶を用いた装置より低い温度で’Ｉｔ！、’作
σれるプぐめ本発明の装（（１１の製作に要す２）エイ
・ルギーが少なく、まプζ単結晶の太陽電池に比較して
大面積の太陽電池を製作できるため大陽光発電の原価が
下がる。

例えばシラン中のクロー放電によって生成式ねブを非晶
質シリコンの活性領域を１′、”Ｃつ本発明の半導体装
置は第１図のショソ１−キ障壁型゛１′−導体装置１〇
七同様に暗状態で整流作用のあることが判った。

本発明のａつの実施例は人陽電１１１　Ｋついて説明で
れたが、こねらは前ｊボのように電流整流装置としても
動作芒せることかできる。この場合にはこの（２３） 分野の技術者に１７．Ｊ知のように１格子電極および反
則防１１一層を除去するというような幾つかの改変を行
な・うことで、整流装置としてより望ましいものとなる
。本発明の半導体装置ＵＰ−Ｎ接合あるいはＰ　Ｉ　Ｎ
接合によって形成σねた電位障壁を持っている。

本発明の半導体装置は１活ＰＪ：領域として前述のシラ
ン中のクロー放電によって形成した非晶質シリコンを使
用すると・電流整流装置として良好な動作をする。

【図面の簡単な説明】

第］−図は本発明による半導体装置を説明するための参
考として示したショットキ障壁型半導体装首の断面図で
ある。 第２図は可視光領域での単結晶シリコンに対するり「１
−放電による非晶質シリコンの吸収係数の比１陵を示す
。 第３図はシラン中でのグロー放電により非晶質シリコン
を形成する装置の簡略説明図である。 第４図は本発明による３Ｆ−導体装置の第１の実施（２
４） 例の断面図である。 第５図は本発明による゛１′、導体装置の第２の実施例
の断面図である。 １１０、２１０・・・半導体装置、１１４、２１４・・
・５非晶質シリコンの活性領域、１２７，２２７・・・
電源、１２８、２２８・・・電源、１１３、１１５・・
・ドープ層、１１７・・・真性層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０−７秒以上のキャリア寿命、１０１７／ｃｍ
   ３以下の禁止帯の幅の中の平均局在状態密Ｉａ１および
   １Ｏ−３ｃｒｎ２／■・秒目土の電子および正化易動Ｉ
   ９を持った非晶質シリコンの活を生本体からなり、該ジ
   １品質シリコンの活性本体はその中に半導体接合を有し
   且つこの接合の両側にある上記活１ト１本体に幻する電