JPS5929476A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPS5929476A JPS5929476A JP58058054A JP5805483A JPS5929476A JP S5929476 A JPS5929476 A JP S5929476A JP 58058054 A JP58058054 A JP 58058054A JP 5805483 A JP5805483 A JP 5805483A JP S5929476 A JPS5929476 A JP S5929476A
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- semiconductor device
- layer
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- semiconductor
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置に関する。本発明しり、背(fこ、
活性な半導体材料が高反射性金属上にイJオfせしめら
れてなる光発准装置に関する。さらにH’(?しくjホ
ベるト、本発明は、アモルファスシリコン、アモルファ
スrルマニウム、アモルファスシリコン−ダルマニウム
、ソシてアモルファスシリコン−カー yl−ン合金の
簿膜形太陽電池に関する。
活性な半導体材料が高反射性金属上にイJオfせしめら
れてなる光発准装置に関する。さらにH’(?しくjホ
ベるト、本発明は、アモルファスシリコン、アモルファ
スrルマニウム、アモルファスシリコン−ダルマニウム
、ソシてアモルファスシリコン−カー yl−ン合金の
簿膜形太陽電池に関する。
先発71℃装置1゛tによる光の吸収がその装ft?c
の活性層の形成に用いられている半導体材料の光学的性
質によって左右されることは周知の通りである。活性層
における光学的吸収は、その電気的特性ともども、半導
体材料の最小膜厚全束縛するものである。例えば、結晶
シリコン太陽電池の場合、シリコンが低い赤外域吸収能
をもつ間接ギヤラグ半導体であるので、太陽輻射線を効
率よく吸収させるために50〜100μmの材料が必要
である。この太陽電池を有効ならしめるため、非常に純
粋であシかつ欠陥のない旧料金使用して電池の全域から
光発生キャリヤーを集めることが必要である。
の活性層の形成に用いられている半導体材料の光学的性
質によって左右されることは周知の通りである。活性層
における光学的吸収は、その電気的特性ともども、半導
体材料の最小膜厚全束縛するものである。例えば、結晶
シリコン太陽電池の場合、シリコンが低い赤外域吸収能
をもつ間接ギヤラグ半導体であるので、太陽輻射線を効
率よく吸収させるために50〜100μmの材料が必要
である。この太陽電池を有効ならしめるため、非常に純
粋であシかつ欠陥のない旧料金使用して電池の全域から
光発生キャリヤーを集めることが必要である。
この理由としては、活性材料の純度とその結晶の完全性
とが拡散距離、すなわち、キャリヤーがその古結合に先
がけて走行することのできる平均的な長さ、全決定する
ということをあげることができる。′べ電池の厚さはそ
れに入射する太陽光の吸収を可能ならしめるものでなけ
れ(l」:ならないので、拡散距離は生成せる重子−正
孔対を;1f1曲によって発生させられた電流に寄力さ
せることが可能なオーダーの電池厚さのものでなけれげ
ならない。このことは、また、高純度でありかつ結晶学
的に完全な非常に高価な活性材お1が必要であることを
意味する。
とが拡散距離、すなわち、キャリヤーがその古結合に先
がけて走行することのできる平均的な長さ、全決定する
ということをあげることができる。′べ電池の厚さはそ
れに入射する太陽光の吸収を可能ならしめるものでなけ
れ(l」:ならないので、拡散距離は生成せる重子−正
孔対を;1f1曲によって発生させられた電流に寄力さ
せることが可能なオーダーの電池厚さのものでなけれげ
ならない。このことは、また、高純度でありかつ結晶学
的に完全な非常に高価な活性材お1が必要であることを
意味する。
他方において、アモルファス行第1から作られた太陽T
”lT、曲の場合におけるように拡t”ik l?li
pf#が短い場合、生成せる電子−正札対が接合(ジ
ャンクション)に達し得るようにするため、活性44利
の1?みもまた短くなければならない。したがって、先
発゛屯利料内の吸収ケ高めることが望外しい。なぜなら
、(1)活性材料の厚みを下げることができるからであ
り、そして(2)半導体の純度やその他の構造的欠陥に
係る要求を緩和することができるからである。
”lT、曲の場合におけるように拡t”ik l?li
pf#が短い場合、生成せる電子−正札対が接合(ジ
ャンクション)に達し得るようにするため、活性44利
の1?みもまた短くなければならない。したがって、先
発゛屯利料内の吸収ケ高めることが望外しい。なぜなら
、(1)活性材料の厚みを下げることができるからであ
り、そして(2)半導体の純度やその他の構造的欠陥に
係る要求を緩和することができるからである。
過去10年間において、間接ギヤ7ノ0半?、97体型
結晶シリコンにおける有効吸収を高めるために内部全反
射による光捕獲を使用する多・数のf、l、′:案がな
されている。米国特許第3487223号のA、 E。
結晶シリコンにおける有効吸収を高めるために内部全反
射による光捕獲を使用する多・数のf、l、′:案がな
されている。米国特許第3487223号のA、 E。
St、 Jobnの提案やZ、 Angew r Ph
ys、 25 +156(1968)におけるO、 K
rumplolz及びS、 MoslowIIlclの
提案では、近赤外領域において高いは子効率を保持する
とその間にシリコンフォトダイオードの応答速度が増加
するという予想が主題となっていた。
ys、 25 +156(1968)におけるO、 K
rumplolz及びS、 MoslowIIlclの
提案では、近赤外領域において高いは子効率を保持する
とその間にシリコンフォトダイオードの応答速度が増加
するという予想が主題となっていた。
その後、I)、 Redf 1eld Eよって(Ap
p、Phys。
p、Phys。
Lett、 25 、647 (1974)及び米国特
許第3973994)、光の捕獲はさらに太陽電池につ
いても取委な利益をもたらすであろうということが提案
された。半導体材料の必要な厚みを下げることによって
高効率を保持することができた。
許第3973994)、光の捕獲はさらに太陽電池につ
いても取委な利益をもたらすであろうということが提案
された。半導体材料の必要な厚みを下げることによって
高効率を保持することができた。
さらに加えて、シリコンの品質についての束Pi緩和す
ることができた。それというのも、少数キャリヤーの拡
散距離fc吸収向上の程度に比例して下げることができ
たからである。
ることができた。それというのも、少数キャリヤーの拡
散距離fc吸収向上の程度に比例して下げることができ
たからである。
上記したような光捕獲の利点fc樽<一方法として、例
えば銀、アルミニウム及び銅のような高反射性の裏面を
電池上に含まぜる方法がある。しがしながら、正四面体
形配位アモルファス半導体とこのような反射利料とを直
接的に結合せしめるのは、もしもそれらの結合方法を高
温度で実施−ノーるのであるならば、困MIGである。
えば銀、アルミニウム及び銅のような高反射性の裏面を
電池上に含まぜる方法がある。しがしながら、正四面体
形配位アモルファス半導体とこのような反射利料とを直
接的に結合せしめるのは、もしもそれらの結合方法を高
温度で実施−ノーるのであるならば、困MIGである。
この場合にQ」1、反q[件の表面をもつ月別が活性材
料中に拡11シする可能性がある。もしも活性材料が薄
いと、ンヨートが発生することが可能である。
料中に拡11シする可能性がある。もしも活性材料が薄
いと、ンヨートが発生することが可能である。
さらに、使用条件下にある太陽電池(は約100℃まで
加熱されることがある。そのために、活性材料と直接接
触している反射性表面が活性月別中に拡散することもま
た可能であシ、ぞして電池のショートが起こり得る。
加熱されることがある。そのために、活性材料と直接接
触している反射性表面が活性月別中に拡散することもま
た可能であシ、ぞして電池のショートが起こり得る。
さらに加えて、もしもアモルファスのsi又QよGeを
銀、アルミニウム又は銅の最上層」二に200〜400
℃の温度で刺着せしめたとすると、アモルファスのフィ
ルムがその界面において結晶化を生じるということが判
明した。このような結晶化が太陽電池で発生したとする
と、その11を池d、性能低下を生じるであろう。
銀、アルミニウム又は銅の最上層」二に200〜400
℃の温度で刺着せしめたとすると、アモルファスのフィ
ルムがその界面において結晶化を生じるということが判
明した。このような結晶化が太陽電池で発生したとする
と、その11を池d、性能低下を生じるであろう。
本発明は、半導体と反射性裏IMとの中間に透明な導電
性層を導入することによって上記したような従来技術の
欠点を克服したものである。この透明な導電性層は、(
a)反射材料が半導体中に拡散するのを慎重するであろ
うしく拡散バリヤー)、また(b)アモルファス半導体
の結晶化を抑制するであろう。同時に、この導?1L性
層は反射性表面の有利な効果f:導いて半導体における
光学的吸収を高めるであろう。
性層を導入することによって上記したような従来技術の
欠点を克服したものである。この透明な導電性層は、(
a)反射材料が半導体中に拡散するのを慎重するであろ
うしく拡散バリヤー)、また(b)アモルファス半導体
の結晶化を抑制するであろう。同時に、この導?1L性
層は反射性表面の有利な効果f:導いて半導体における
光学的吸収を高めるであろう。
本発明は、上記の記載や特許請求の範囲の記載から理解
されるように、光発電半導体装置、そしてその製造方法
に係る。この半導体装置は、反射層、半、導体材料の活
性層、そして反射層と活性層との間の透明な導電性拡散
バリヤーを含んでなる。
されるように、光発電半導体装置、そしてその製造方法
に係る。この半導体装置は、反射層、半、導体材料の活
性層、そして反射層と活性層との間の透明な導電性拡散
バリヤーを含んでなる。
好ましい1態様において、活性層はアモルファスシリコ
ンであシ、そして拡散バリヤーはインノウム錫酸化物(
ITO)、錫酸化物(5n02 )又d:カドミウム錫
酸Ja(CdSnO4)である。
ンであシ、そして拡散バリヤーはインノウム錫酸化物(
ITO)、錫酸化物(5n02 )又d:カドミウム錫
酸Ja(CdSnO4)である。
次に、添介Jの図面を参照しながら、薄膜形太陽111
、池を例にとって本発明全説明する。
、池を例にとって本発明全説明する。
第1図には本発明の好ましい1例が示されている。この
太陽電池第1q造休は、例えばガラス又&、J、ステン
レス鋼のような支持体基板2、例乏−it:Ag。
太陽電池第1q造休は、例えばガラス又&、J、ステン
レス鋼のような支持体基板2、例乏−it:Ag。
At + Cuのような反射イA料の層4、例t i′
J二I’l’0 。
J二I’l’0 。
5nO2r CdSnO4のような透明i、”I’il
1体の層6(拡散バリヤーとして働く)、そして例えを
、!:アモルファスシリコン、ケ9ルマニウム、Si
−Go 及ヒ5l−C合金のような材料からできた半導
体17合8を有する。拡散バリヤーtよ、気相付着法又
はスダレ−法によって刺着させることができる。気相(
’Jス’f法は、スパッタリング、電子ビーム蒸着、そ
して化学的気相成長法(CVD法)全包含する。これら
の付着方法はすべて200〜5oo℃で’>”! XI
する。
1体の層6(拡散バリヤーとして働く)、そして例えを
、!:アモルファスシリコン、ケ9ルマニウム、Si
−Go 及ヒ5l−C合金のような材料からできた半導
体17合8を有する。拡散バリヤーtよ、気相付着法又
はスダレ−法によって刺着させることができる。気相(
’Jス’f法は、スパッタリング、電子ビーム蒸着、そ
して化学的気相成長法(CVD法)全包含する。これら
の付着方法はすべて200〜5oo℃で’>”! XI
する。
Jν、故バリヤーは、ピンホールを形成しないのに十分
外厚さく500Xのオーダー)であるべきであp、また
、10〜60−+cm−f金下廻ることがない・1寥電
率を有するべきである。半導体1妾合8(f」1、この
技術分野において公知ないろいろな形!711 、例え
ばショットキバリヤー、PIN 、 PN又は異種膜【
合の形態をとることができる。最後に、層1()は例え
ばITOのような反射防IJ:、膜である。この411
1費休を上面から太陽光に暴露する。太陽電池の半導体
材料81zcシランのグロー放電分解によるかもしくは
Ar及びl【含有雰囲気中におけるSt + Ge r
st −Ge 、 5l−Cターrヮトからの反応性
スフ4′ツタリングによっC200〜400℃の温度で
付着させる。
外厚さく500Xのオーダー)であるべきであp、また
、10〜60−+cm−f金下廻ることがない・1寥電
率を有するべきである。半導体1妾合8(f」1、この
技術分野において公知ないろいろな形!711 、例え
ばショットキバリヤー、PIN 、 PN又は異種膜【
合の形態をとることができる。最後に、層1()は例え
ばITOのような反射防IJ:、膜である。この411
1費休を上面から太陽光に暴露する。太陽電池の半導体
材料81zcシランのグロー放電分解によるかもしくは
Ar及びl【含有雰囲気中におけるSt + Ge r
st −Ge 、 5l−Cターrヮトからの反応性
スフ4′ツタリングによっC200〜400℃の温度で
付着させる。
P及びNビーフ6層をこの技術分野において公知な方法
によって形成する。
によって形成する。
第2図には本発明の別の聾様が示されている。
この太陽′覗池格造体は、例えばガラス又は水晶のよう
な透明な基板12、反射防市導電性層14、(−して例
工ばアモルファスシリコン、ケ0ルマニウム、5l−G
o及び5l−C合金のような材料から作ら!した半2.
ダ体接合16からなる。半導体接合16は、例えばショ
ットキバリヤー、PIN、PN又は異種接合のようない
ろいろな形態を有することができる。層18は例えばI
TO、5n02 、 CdSnO4のような透明な導電
体であり、拡散バリヤーとして働くことができる。層2
0は、例えばAg 、 At。
な透明な基板12、反射防市導電性層14、(−して例
工ばアモルファスシリコン、ケ0ルマニウム、5l−G
o及び5l−C合金のような材料から作ら!した半2.
ダ体接合16からなる。半導体接合16は、例えばショ
ットキバリヤー、PIN、PN又は異種接合のようない
ろいろな形態を有することができる。層18は例えばI
TO、5n02 、 CdSnO4のような透明な導電
体であり、拡散バリヤーとして働くことができる。層2
0は、例えばAg 、 At。
Cuのような反射材料である。この構潰体金底1h1か
ら太陽光に暴露する。半導体接合16は下記例1に記載
の方法によって形成する。
ら太陽光に暴露する。半導体接合16は下記例1に記載
の方法によって形成する。
例1ニ
ジgyトキパリャー太陽?1j;池
第1図に示すような本発明のl i/、j’、嵌にii
(う太1勅1匡池を製作した。この場合ス・卆ツクリン
グにより水晶基板上に付着せしめた1200Xの銀から
反射層4′Jzc形成した。インノウ入/場酸化物から
乙る厚さ5ooIの拡散バリヤー6をス・Pワタリング
に19反吋層4上に伺Xfさせた。半・1休jγ自8に
1:ショットキバリヤーの形伸全もち、zoo久のN型
、シランのグロー放電分解により伺〕l’i 1ツーし
められた5000Xの固有水素化アモルファスシリコン
、そして蒸着によシ付着ぜしめられたI Oo iのP
d層からなった。
(う太1勅1匡池を製作した。この場合ス・卆ツクリン
グにより水晶基板上に付着せしめた1200Xの銀から
反射層4′Jzc形成した。インノウ入/場酸化物から
乙る厚さ5ooIの拡散バリヤー6をス・Pワタリング
に19反吋層4上に伺Xfさせた。半・1休jγ自8に
1:ショットキバリヤーの形伸全もち、zoo久のN型
、シランのグロー放電分解により伺〕l’i 1ツーし
められた5000Xの固有水素化アモルファスシリコン
、そして蒸着によシ付着ぜしめられたI Oo iのP
d層からなった。
このような¥11池は、それにAMIフメトン(光子)
束を照射したところ、6 mAA++t2の短絡+JT
、 f(。
束を照射したところ、6 mAA++t2の短絡+JT
、 f(。
Isc 、 0.38 Vの開放電圧VOC、そし7て
(1,59の曲線因子FF全示した。
(1,59の曲線因子FF全示した。
例2:
PIN大1号゛淑池
第1図に示すような本発明の1態様に従う太陽電池を製
作した。この場合N M 2.4 r 6及び10は前
記例1に記載のものに同じであυ、そしてアモルファス
シリコンの太陽電池材料8はNIP構J1ソ体の形!&
1であった。N層は厚さ200X、IIJfJ’L!5
000L そり、CPFIm、J’l−さl oo’)
。
作した。この場合N M 2.4 r 6及び10は前
記例1に記載のものに同じであυ、そしてアモルファス
シリコンの太陽電池材料8はNIP構J1ソ体の形!&
1であった。N層は厚さ200X、IIJfJ’L!5
000L そり、CPFIm、J’l−さl oo’)
。
であった。これら3層のすべて〒シランのグロー放Fl
u O解によって付着させた。
u O解によって付着させた。
このような電池は、それにAMIフォトン束を照射した
ところ、I s c = 9.2 mヤ缶+ Voc
−0,75V、そしてFF=0.25であった。
ところ、I s c = 9.2 mヤ缶+ Voc
−0,75V、そしてFF=0.25であった。
例3:
iII記例1及び例2に記載したものと同様の)’il
造の、イυし、拡散バリヤ一層6及び18を含廿ない太
陽電池を製作した。これらの太陽/1里池中1q輩体は
シql・することが判った。このことは、拡散バリヤー
が必要であることを立証している。
造の、イυし、拡散バリヤ一層6及び18を含廿ない太
陽電池を製作した。これらの太陽/1里池中1q輩体は
シql・することが判った。このことは、拡散バリヤー
が必要であることを立証している。
第1図は本発明による光発電半導体装置の好ましい1例
を示した構成図、そして 第21シ1は本発明による光発電半導体装置、のもう1
つの好寸しい例を示した+I′/7成図でを)る。 図中、2は支時体ノI(板、4は反射層、6は11)、
f?にバリヤー、8は半導体接合、そしてI O&、l
: Jス’!、+ 1()j重膜である。 特許出願人 エクソン リサーチ アンド エンジニアリンクカンノ#=− 特許出願代理人 弁)7層士 7¥ 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 印埋十 山 口 昭 之
を示した構成図、そして 第21シ1は本発明による光発電半導体装置、のもう1
つの好寸しい例を示した+I′/7成図でを)る。 図中、2は支時体ノI(板、4は反射層、6は11)、
f?にバリヤー、8は半導体接合、そしてI O&、l
: Jス’!、+ 1()j重膜である。 特許出願人 エクソン リサーチ アンド エンジニアリンクカンノ#=− 特許出願代理人 弁)7層士 7¥ 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 印埋十 山 口 昭 之
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1(a)反射層; (b) 半導体拐料の活性層;及び (c)前記反射層と前記活性層との中間に介在せしめら
れた透明な導電性拡散バリヤー;を含んでなる光発電半
導体装置。 2、前記反射層が銀、アルミニウム及び銅からなる群か
ら選らばれる、特許請求の範囲第1項に記載の半導体装
置。 3、前記活性層がアモルファス材料である、!1′¥d
′F請求の範囲W、1項に記載の半導体装置。 4、前記活性層がアモルファスシリコンである、特許請
求の範囲第1項に記載の半導体装置。 5、前記拡散バリヤーがインノウム錫酸化物である、特
許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 6、前記拡散バリヤーが錫酸化物である、特許請求の範
囲第1項に記載の半導体装置。 7、 前記拡散バリヤーがカドミウム錫酸塩である、特
許請求の範囲第1項に記載の半導体装11り。 8、前記拡散バリヤーが任A;nの透明な導電性酸化物
であって、その酸化物の導電率は10 ΩCrrL””
金下廻ることがない、特許請求のl1iix囲第1項に
記載の半導体装置。 9(a)反射層全形成すること; (1))透明な導電性拡散バリヤーを前記反射層上に付
着せしめること;及び (c)半導体月料の層を前記拡71.バリヤー上に20
0〜400℃の温度で付着せしめること;を含んでなる
光発fil半導体装置の製造方法。 lO0前記した折d;女バリヤーの層のU着を気相付着
法によって実施する、特許frl求の、・1・n 1l
li 1Jlj 9−’頁にバ己4市のg44 】貴方
と去。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US40507482A | 1982-08-04 | 1982-08-04 | |
US405074 | 1982-08-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5929476A true JPS5929476A (ja) | 1984-02-16 |
Family
ID=23602174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58058054A Pending JPS5929476A (ja) | 1982-08-04 | 1983-04-04 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5929476A (ja) |
AU (1) | AU1311283A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0677510A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP4459297B1 (ja) * | 2009-12-25 | 2010-04-28 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造装置及び弁装置並びに半導体製造装置を用いたcvd処理方法及び半導体の製造方法 |
JP2010534929A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽電池の前面基板と太陽電池の前面基板の使用方法 |
-
1983
- 1983-03-31 AU AU13112/83A patent/AU1311283A/en not_active Abandoned
- 1983-04-04 JP JP58058054A patent/JPS5929476A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0677510A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP2010534929A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽電池の前面基板と太陽電池の前面基板の使用方法 |
JP2010534930A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽電池用前面基板及び太陽電池用前面基板の使用法 |
JP2010534928A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽電池の前面基板と、太陽電池の前面に用いる基板の使用 |
JP4459297B1 (ja) * | 2009-12-25 | 2010-04-28 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造装置及び弁装置並びに半導体製造装置を用いたcvd処理方法及び半導体の製造方法 |
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