JPS61222180A - Ｐ形半導体用多層オ−ミツク接触及びその作製方法 - Google Patents
Ｐ形半導体用多層オ−ミツク接触及びその作製方法Info
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- JPS61222180A JPS61222180A JP60299664A JP29966485A JPS61222180A JP S61222180 A JPS61222180 A JP S61222180A JP 60299664 A JP60299664 A JP 60299664A JP 29966485 A JP29966485 A JP 29966485A JP S61222180 A JPS61222180 A JP S61222180A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
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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】
（産業上の利用分野）
この発明は、元素周期律表第ｎＢ族中の少くとも１つの
金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の１つの非金属元
素から成るｐ形半導体化合物製薄膜とのオーミック接触
を形成する材料と方法に関する。このような薄膜とオー
ミック接触は、薄膜光起電力装置で使用される。
金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の１つの非金属元
素から成るｐ形半導体化合物製薄膜とのオーミック接触
を形成する材料と方法に関する。このような薄膜とオー
ミック接触は、薄膜光起電力装置で使用される。
（従来の技術）
光起電力装置、つまり輻射エネルギーを電気エネルギー
へ直接変換可能な装置の商業化は、装置の変化効率と安
定性の向上に寄与する技術的な発展に依存している。光
起電力装置の開発を自損して幾つか異なった手法が追究
されており、これらの手法は光起電力用途用の単結晶、
多結晶及び非晶質半導体材料の開発に向けられている。
へ直接変換可能な装置の商業化は、装置の変化効率と安
定性の向上に寄与する技術的な発展に依存している。光
起電力装置の開発を自損して幾つか異なった手法が追究
されており、これらの手法は光起電力用途用の単結晶、
多結晶及び非晶質半導体材料の開発に向けられている。
各材料はそれぞれ、解消する必要のある特有の技術的困
難をもたらす。
難をもたらす。
多結晶性半導体材料のうち光起電力装置として好ましい
材料は、薄膜として得られるｐ形の第■Ｂ−ＶＩＡ族半
導体化合物である。テルル化カドミウムとテルル化水銀
カド°ミウムが、かかる化合物の例である。しかし、こ
れらの化合物は非常に低い抵抗率を有する層へ容易に形
成できず、オーミック接触のためにはトンネル接合が必
要なため、それら化合物とのオーミック接触を確立する
のが困難である。光起電力装置で使われる場合、効率的
なエネルギー変換を得るのに、低抵抗のオーミック接触
が必要である。
材料は、薄膜として得られるｐ形の第■Ｂ−ＶＩＡ族半
導体化合物である。テルル化カドミウムとテルル化水銀
カド°ミウムが、かかる化合物の例である。しかし、こ
れらの化合物は非常に低い抵抗率を有する層へ容易に形
成できず、オーミック接触のためにはトンネル接合が必
要なため、それら化合物とのオーミック接触を確立する
のが困難である。光起電力装置で使われる場合、効率的
なエネルギー変換を得るのに、低抵抗のオーミック接触
が必要である。
第１Ｉ Ｂ−ＶＩＡ族のｐ形半導体及び導電性金属とノ
オーミック接触を生ずるには、ｐ形の第ＩＩＢ−ＶＩＡ
族半導体がまず酸性浴によってエッチされ、次いで適切
な金属がエッチされた半導体表面上に被着される。通常
エツチングに使われる酸性浴には、ＨｚＳＯ４＋ Ｋｚ
ＣｒｚＯｔ＋ＨｇＯ； ｌｌＮＯｓ ＋ Ｋ＊Ｃｒ２
０ｇ”ＨｚＯ： ＨＮＯｓ ＋ にｚｃｒ＊Ｏｙ
＋ ＡｇＮ０ａ ＋ ＨｔＯ： ＩＩＦ ＋Ｈｚ
Ｏｇ＋ＨｇＯｉＨＦ＋ ｌｌＮＯ３＋ＨｔＯ； ＨＮＯ
３＋ＨｔＯ及び臭素メタノールが含まれる。
オーミック接触を生ずるには、ｐ形の第ＩＩＢ−ＶＩＡ
族半導体がまず酸性浴によってエッチされ、次いで適切
な金属がエッチされた半導体表面上に被着される。通常
エツチングに使われる酸性浴には、ＨｚＳＯ４＋ Ｋｚ
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３＋ＨｔＯ及び臭素メタノールが含まれる。
酸性エッチが第ＶＩＡ族の元素を表面で高濃度とし、こ
れが被着すべき金属とｐ形の第ｎＢ−■Ａ族半導体材料
間の電気接触を改善するものと考えられる。そして、被
着すべき金属と低抵抗率の単結晶ｐ形半導体間のオーミ
ック接触を改善するため、このような酸性エツチング使
われてきている。
れが被着すべき金属とｐ形の第ｎＢ−■Ａ族半導体材料
間の電気接触を改善するものと考えられる。そして、被
着すべき金属と低抵抗率の単結晶ｐ形半導体間のオーミ
ック接触を改善するため、このような酸性エツチング使
われてきている。
しかし、一般に１０μｍ以下の厚さを有する多結晶性薄
膜として第１Ｉ Ｂ−ＶＩＡ族半導体が使われると、他
の因子が重要になってくる。これらの薄膜は比較的高い
抵抗率、つまり単結晶の対応材料におけるはるかに低い
値と対照的に約１００Ω−１以上の抵抗率を有する。例
えば、テルル化カドミウム薄膜の代表的な抵抗率値は、
１０４Ω−値である。メタノール中の臭素が約０．１％
の非常に薄く希釈した臭素メタノールを除き、単結晶材
料用に使われる強い酸性エッチは薄膜に対して使用する
のに制御が効かず、研磨性が強すぎる。本出願人は、参
考資料としてその開示をこ−に含める米国特許第４．４
５６．６３０号において、薄膜ｐ形の第１［Ｂ−ＶＩＡ
族半導体化合物と導電金属層間でオーミック接触を形成
する改良を提案した。この方法では、ｐ形路ｎＢ−ＶＩ
Ａ族半導体化合物の薄膜が酸性液、好ましくは酸化酸性
液でエッチされた後、強い塩基性液で処理され、最後に
導電金属層が半導体のエッチ及び処理された表面上に被
着される。
膜として第１Ｉ Ｂ−ＶＩＡ族半導体が使われると、他
の因子が重要になってくる。これらの薄膜は比較的高い
抵抗率、つまり単結晶の対応材料におけるはるかに低い
値と対照的に約１００Ω−１以上の抵抗率を有する。例
えば、テルル化カドミウム薄膜の代表的な抵抗率値は、
１０４Ω−値である。メタノール中の臭素が約０．１％
の非常に薄く希釈した臭素メタノールを除き、単結晶材
料用に使われる強い酸性エッチは薄膜に対して使用する
のに制御が効かず、研磨性が強すぎる。本出願人は、参
考資料としてその開示をこ−に含める米国特許第４．４
５６．６３０号において、薄膜ｐ形の第１［Ｂ−ＶＩＡ
族半導体化合物と導電金属層間でオーミック接触を形成
する改良を提案した。この方法では、ｐ形路ｎＢ−ＶＩ
Ａ族半導体化合物の薄膜が酸性液、好ましくは酸化酸性
液でエッチされた後、強い塩基性液で処理され、最後に
導電金属層が半導体のエッチ及び処理された表面上に被
着される。
上記の各方法は、導電金属層間とｐ形半導体化合物間の
オーミック接触を改善しようと試みているが、こうした
改良の経済的な実現可能性についてはほとんど考慮が払
われていない。−例として、上記半導体化合物とのオー
ミック接触を形成する最も好ましい導電金属層は金であ
る。しかしかかる金の使用は、低コストな光起電力装置
の商業生産で実行し得ない。
オーミック接触を改善しようと試みているが、こうした
改良の経済的な実現可能性についてはほとんど考慮が払
われていない。−例として、上記半導体化合物とのオー
ミック接触を形成する最も好ましい導電金属層は金であ
る。しかしかかる金の使用は、低コストな光起電力装置
の商業生産で実行し得ない。
ｐ形薄膜と導電金属間にオーミック接触を形成する分野
では、安定で、経済的に実施可能なオーミック接触を生
じるための更なる改良が望まれている。
では、安定で、経済的に実施可能なオーミック接触を生
じるための更なる改良が望まれている。
（発明の目的）
従って本発明の目的は、ｐ形半導体薄膜と導電金属間の
安定で、経済的に実施可能なオーミック接触を提供する
ことにある。
安定で、経済的に実施可能なオーミック接触を提供する
ことにある。
本発明の別の目的は、そのようなオーミック接触を形成
する方法を提供することにある。
する方法を提供することにある。
本発明の上記及びその他の目的は、発明の詳細な説明と
特許請求の範囲から当業者にとって明らかとなろう。
特許請求の範囲から当業者にとって明らかとなろう。
（発明の構成）
一般に本発明は、元素周期律表第ＩＩＢ族中の少くとも
１つの金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の少くとも
１つの非金属元素とから形成された薄膜ｐ形半導体化合
物用のオーミックな導電接触で、上記ｐ形半導体化合物
と接し、約５オングストロームから約５０オングストロ
ームの層厚を有する第１の銅層と、少くとも第２の導電
金属から成る第１銅層上の第２層とを備えて成るオーミ
ック接触に係わる。
１つの金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の少くとも
１つの非金属元素とから形成された薄膜ｐ形半導体化合
物用のオーミックな導電接触で、上記ｐ形半導体化合物
と接し、約５オングストロームから約５０オングストロ
ームの層厚を有する第１の銅層と、少くとも第２の導電
金属から成る第１銅層上の第２層とを備えて成るオーミ
ック接触に係わる。
また本発明は、元素周期律表第ｎＢ族中の少くとも１つ
の金属元素及び元素周期律表第ＶＩＡ族中の少くとも１
つの非金属元素で形成されたｐ形半導体化合物の薄膜と
導電金属との間にオーミック接触を形成する方法であっ
て： （ａ） 上記薄膜の表面を酸性液でエツチングし、非
金属の密度が高い表面を形成する工程；（ｂ） 酸性
エッチされた薄膜の表面を強い塩基性液で処理する工程
； （ｃ） エッチされ処理された上記表面上に、約５オ
ングストロームから約５０オングストロームの層厚を有
する銅の層を被着する工程；及び（ｄ） 上記銅層上
に、少くとも第２の導電金属の層を被着する工程；から
成る方法に係わる。
の金属元素及び元素周期律表第ＶＩＡ族中の少くとも１
つの非金属元素で形成されたｐ形半導体化合物の薄膜と
導電金属との間にオーミック接触を形成する方法であっ
て： （ａ） 上記薄膜の表面を酸性液でエツチングし、非
金属の密度が高い表面を形成する工程；（ｂ） 酸性
エッチされた薄膜の表面を強い塩基性液で処理する工程
； （ｃ） エッチされ処理された上記表面上に、約５オ
ングストロームから約５０オングストロームの層厚を有
する銅の層を被着する工程；及び（ｄ） 上記銅層上
に、少くとも第２の導電金属の層を被着する工程；から
成る方法に係わる。
さらに本発明は、上記工程に従ってオーミック接触を形
成する方法であって、更に： （ｅ） 被着層を約８０℃〜２５０℃の温度で熱処理
し、これらの被着層を焼鈍する工程；を含んだ方法に係
わる。
成する方法であって、更に： （ｅ） 被着層を約８０℃〜２５０℃の温度で熱処理
し、これらの被着層を焼鈍する工程；を含んだ方法に係
わる。
（作 用）
第ｎＢ−ＶＩＡ族の半導体材料に関連してこ＼で使われ
る“薄膜”という用語は、約０．０１μｍ〜約１０μｍ
好ましくは約０．５μｍ〜約２μｍの厚さを持つ半導体
材料の層を意味する。
る“薄膜”という用語は、約０．０１μｍ〜約１０μｍ
好ましくは約０．５μｍ〜約２μｍの厚さを持つ半導体
材料の層を意味する。
本発明によれば、ｐ形の第ｕＢ−ｖｘＡｌ半導体材料と
接触する銅の薄膜が与えられる。この層は、約５人〜約
５０人の厚さである。このような銅膜は、半導体表面で
の良好なトンネル接合（オーミック接触）を保証する。
接触する銅の薄膜が与えられる。この層は、約５人〜約
５０人の厚さである。このような銅膜は、半導体表面で
の良好なトンネル接合（オーミック接触）を保証する。
銅層は蒸着や電着等、任意の周知手段で被着できる。ま
た銅層の厚さは、銅にはｐ形半導体層内へ拡散する傾向
があるので、そのような拡散が生じるほどまたショート
を引き起すほど充分な銅が存在しないように定める。銅
はｐ形半導体材料用の周知なドープ材で、ｐ形路ｎ Ｂ
−ＶＩＡ族半導体中の第１［Ｂ族金属元素と置換する。
た銅層の厚さは、銅にはｐ形半導体層内へ拡散する傾向
があるので、そのような拡散が生じるほどまたショート
を引き起すほど充分な銅が存在しないように定める。銅
はｐ形半導体材料用の周知なドープ材で、ｐ形路ｎ Ｂ
−ＶＩＡ族半導体中の第１［Ｂ族金属元素と置換する。
被着層からの銅が第ＩＩＢ−ＶＩＡ族半導体層の厚さを
横切って完全に置換すると、層内へ拡散するそれ以上の
銅が層を横切って架橋し、ショートを生じる。従って、
電流を効率的に集めるのに必要な銅の量は第１Ｉ Ｂ−
ＶＩＡ族薄膜薄膜切る拡散とショートを生じるのにも充
分な量だから、銅だけの層の使用が望ましくないのは明
らかである。
横切って完全に置換すると、層内へ拡散するそれ以上の
銅が層を横切って架橋し、ショートを生じる。従って、
電流を効率的に集めるのに必要な銅の量は第１Ｉ Ｂ−
ＶＩＡ族薄膜薄膜切る拡散とショートを生じるのにも充
分な量だから、銅だけの層の使用が望ましくないのは明
らかである。
しかし一方、銅は第ＪＩＢ−ＶＡ族半導体とコスト効率
のよい、良好なオーミック接触を形成するため、その点
では銅を用いるのが望ましい。
のよい、良好なオーミック接触を形成するため、その点
では銅を用いるのが望ましい。
本出願人は、厚さが５０人を越えない銅の層を用いるこ
とによって、銅のオーミック接触の利点を確保した。つ
まり、第ＪＩＢ−ＶＩＡ族薄膜と銅の間でオーミック接
触が形成されるが、銅は薄膜を横切ってショートを生じ
るほど充分でない。しかしながら、こうした薄い銅層で
は適切な電流コレクタとならない。この欠点は、銅板外
の第２の導電金属層を銅層の上に後形成することによっ
て解消される。
とによって、銅のオーミック接触の利点を確保した。つ
まり、第ＪＩＢ−ＶＩＡ族薄膜と銅の間でオーミック接
触が形成されるが、銅は薄膜を横切ってショートを生じ
るほど充分でない。しかしながら、こうした薄い銅層で
は適切な電流コレクタとならない。この欠点は、銅板外
の第２の導電金属層を銅層の上に後形成することによっ
て解消される。
銅層上に被覆される第２の金属層は、ニッケル、金、銀
、アンチモン、モリブデン、クロム、テルル、プラチナ
、またはパラジウム、あるいはこれら少なくとも２種の
混合物または合金から成る。
、アンチモン、モリブデン、クロム、テルル、プラチナ
、またはパラジウム、あるいはこれら少なくとも２種の
混合物または合金から成る。
第２の金属層はニッケル、金、またはクロム、あるいは
これら少なくとも２種の混合物または合金から成るのが
好ましい、最も好ましくは、第２の金属層がニッケルか
ら成る。第２層として選ばれた金属は、先に被着された
薄い銅層と密着した、安定な接触を形成する。第２金属
層として使うのに適する金属は、ｐ形の第１Ｉ Ｂ−Ｖ
ＩＡ族半導体層と良好なオーミック接触を形成せず、及
び／又は銅はど経済的に実施可能でないため、銅層と置
換するのには適さない。
これら少なくとも２種の混合物または合金から成るのが
好ましい、最も好ましくは、第２の金属層がニッケルか
ら成る。第２層として選ばれた金属は、先に被着された
薄い銅層と密着した、安定な接触を形成する。第２金属
層として使うのに適する金属は、ｐ形の第１Ｉ Ｂ−Ｖ
ＩＡ族半導体層と良好なオーミック接触を形成せず、及
び／又は銅はど経済的に実施可能でないため、銅層と置
換するのには適さない。
銅／ニッケルの特定の組合せは、ｐ形の第ｎＢ−ＶＩＡ
族半導体化合物との間に優れた電気的及び物理的接触を
有し、商業的使用のため経済的に実施可能な選択を成す
。第２金属層の厚さは、約１０００Å以上が好ましい。
族半導体化合物との間に優れた電気的及び物理的接触を
有し、商業的使用のため経済的に実施可能な選択を成す
。第２金属層の厚さは、約１０００Å以上が好ましい。
最適な厚さは、第２層として使われる金属の選択と素子
の面積による。
の面積による。
第２金属層は蒸着や電着等、周知の技術で形成できる。
また本発明によれば、銅と第２金属層の形成後における
熱処理がその接合における電気接触をいっそう改善する
ことも認められた。これは、銅がｐ形路ｎＢ−ＶＩＡ族
半導体層の表面内に拡散し、キャリヤのトンネル通過を
可能とする高ドープ表面を生じるためである０両金属層
は、約り０℃〜約２５０℃の間の温度で、両層を熱処理
するのに充分な時間加熱するのが好ましい。
熱処理がその接合における電気接触をいっそう改善する
ことも認められた。これは、銅がｐ形路ｎＢ−ＶＩＡ族
半導体層の表面内に拡散し、キャリヤのトンネル通過を
可能とする高ドープ表面を生じるためである０両金属層
は、約り０℃〜約２５０℃の間の温度で、両層を熱処理
するのに充分な時間加熱するのが好ましい。
本発明の理解を容易とするため、以下図面と、発明の好
ましい特定実施例と、特定の実験例を参照する。このよ
うな例と図面は、特許請求の範囲に記載された本発明を
制限するものとして解釈されるべきでない。
ましい特定実施例と、特定の実験例を参照する。このよ
うな例と図面は、特許請求の範囲に記載された本発明を
制限するものとして解釈されるべきでない。
（実施例）
第１図に示すように、本発明の好ましい実施例はガラス
等絶縁性の透明材から成る基板１０を含み、矢印９で示
した輻射エネルギーがそこを通って光起電力装置に入射
する。基板１０上に、インジウム・スズ酸化物等導電性
の透明材の層１１が施されている。該層１１上に、以下
説明する薄膜半導体化合物１３と異なるｎ形半導体材料
の層１２が被着しである。両層１１と１２の組合せが、
薄膜半導体化合物１３と異なるｎ形の広域窓半導体基板
を構成する。層１２上に、元素周期律表第ＩＩＢ族中の
少くとも１つの金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の
１つの非金属元素とで形成されたｐ形半導体化合物の薄
膜１３が被着されている。
等絶縁性の透明材から成る基板１０を含み、矢印９で示
した輻射エネルギーがそこを通って光起電力装置に入射
する。基板１０上に、インジウム・スズ酸化物等導電性
の透明材の層１１が施されている。該層１１上に、以下
説明する薄膜半導体化合物１３と異なるｎ形半導体材料
の層１２が被着しである。両層１１と１２の組合せが、
薄膜半導体化合物１３と異なるｎ形の広域窓半導体基板
を構成する。層１２上に、元素周期律表第ＩＩＢ族中の
少くとも１つの金属元素と元素周期律表第ＶＩＡ族中の
１つの非金属元素とで形成されたｐ形半導体化合物の薄
膜１３が被着されている。
薄膜１３の表面上に、銅１４の層が被着される。
銅層１４は、約５〜約５０人の厚さを有する。銅層１４
上に被着された層１５は、ニッケル等銅以外の導電金属
である０本発明の目的は、層１４が薄膜１３と安定なオ
ーミック接触を形成すること、及び両層１４．１５がこ
のような光起電力装置用の安定な電流コレクタを形成す
ることを保証する点にある。
上に被着された層１５は、ニッケル等銅以外の導電金属
である０本発明の目的は、層１４が薄膜１３と安定なオ
ーミック接触を形成すること、及び両層１４．１５がこ
のような光起電力装置用の安定な電流コレクタを形成す
ることを保証する点にある。
本発明の実施例とこれを実施する方法は、以下その製造
方法を説明する特定の半導体装置を参照することによっ
て最も明瞭に理解されよう。第１図に示した光起電力装
置の製造方法は、その開示を参考資料とじてこ＼に含め
る本出願人の米国特許第４．３８８．４８３号、名称「
薄膜へテロ接合光電池とその製造方法」に詳しく記され
ている。先にインジウム・スズ酸化物で被覆されたガラ
ス基板上に被着されているｎ形の硫化カドミウム薄膜上
に、テルル化カドミウム膜を電着した。テルル化カドミ
ウム膜の厚さは約１．２μｍとした。次いで約０、４μ
ｍのテルル化水銀カドミウム膜を、テルル化カドミウム
上に電着した。これら各層は上記特許に記述の通り熱処
理され、ｐ形のテルル化カドミウム／テルル化水銀カド
ミウム膜を形成した。
方法を説明する特定の半導体装置を参照することによっ
て最も明瞭に理解されよう。第１図に示した光起電力装
置の製造方法は、その開示を参考資料とじてこ＼に含め
る本出願人の米国特許第４．３８８．４８３号、名称「
薄膜へテロ接合光電池とその製造方法」に詳しく記され
ている。先にインジウム・スズ酸化物で被覆されたガラ
ス基板上に被着されているｎ形の硫化カドミウム薄膜上
に、テルル化カドミウム膜を電着した。テルル化カドミ
ウム膜の厚さは約１．２μｍとした。次いで約０、４μ
ｍのテルル化水銀カドミウム膜を、テルル化カドミウム
上に電着した。これら各層は上記特許に記述の通り熱処
理され、ｐ形のテルル化カドミウム／テルル化水銀カド
ミウム膜を形成した。
この膜の第１部片が約２秒間、９６重量％ ＨｚＳＯｎ
の１容量部溶液と飽和に７ＣｒｚＯｔの１容量部溶液で
エッチされ、脱イオン化水で洗浄された後、窒素ガスを
吹付けて乾燥された。次いでセルは、約１０分間はソ゛
室温のヒドラジン中に浸漬され、脱イオン化水で洗浄さ
れた後、窒素で吹付は乾燥された。次に、約２０ニブの
銅層を膜の表面上に被着した後、約１４００ニブのニッ
ケル層をその上に蒸着した。こうして得た光起電力装置
をはり８５℃での約６５時間のエア中における熱処理の
前と後で測定したところ、第２図に示す結果が得られた
。曲線Ａは熱処理前における装置の電圧／電流特性、曲
線Ｂは熱処理後における装置の電圧／電流特性である。
の１容量部溶液と飽和に７ＣｒｚＯｔの１容量部溶液で
エッチされ、脱イオン化水で洗浄された後、窒素ガスを
吹付けて乾燥された。次いでセルは、約１０分間はソ゛
室温のヒドラジン中に浸漬され、脱イオン化水で洗浄さ
れた後、窒素で吹付は乾燥された。次に、約２０ニブの
銅層を膜の表面上に被着した後、約１４００ニブのニッ
ケル層をその上に蒸着した。こうして得た光起電力装置
をはり８５℃での約６５時間のエア中における熱処理の
前と後で測定したところ、第２図に示す結果が得られた
。曲線Ａは熱処理前における装置の電圧／電流特性、曲
線Ｂは熱処理後における装置の電圧／電流特性である。
熱処理の結果、セルの充満係数（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏ
ｒ ）と効率はそれぞれ約４％と約３％上昇し、セル全
体の効率は約７．１％から約７．３％へ増加したことが
認められる。
ｒ ）と効率はそれぞれ約４％と約３％上昇し、セル全
体の効率は約７．１％から約７．３％へ増加したことが
認められる。
本発明によるオーミック接触との比較のため、ｐ形テル
ル化カドミウム／テルル化水銀カドミウム膜の第２部片
を上記と同じようにエッチ、処理及び乾燥した後、約８
８入庫のチタンから成る第１導電金属層と約１４００ニ
ブのニッケルから成る第２導電金属層が形成されている
膜上に蒸着された。この装置を、本発明に従って作製さ
れた上記の光起電力装置と同時に測定した。８５℃にお
てるテスト結果を第３図に示す。曲線Ｃは熱処理前にお
ける装置の電圧／電流特性、曲線りは熱処理後における
電圧／電流特性である。この例では、充満係数が約１６
％、全体効率が約２４％それぞれ減少した。最終的に得
られたセルの全体効率は約５．２％であった。
ル化カドミウム／テルル化水銀カドミウム膜の第２部片
を上記と同じようにエッチ、処理及び乾燥した後、約８
８入庫のチタンから成る第１導電金属層と約１４００ニ
ブのニッケルから成る第２導電金属層が形成されている
膜上に蒸着された。この装置を、本発明に従って作製さ
れた上記の光起電力装置と同時に測定した。８５℃にお
てるテスト結果を第３図に示す。曲線Ｃは熱処理前にお
ける装置の電圧／電流特性、曲線りは熱処理後における
電圧／電流特性である。この例では、充満係数が約１６
％、全体効率が約２４％それぞれ減少した。最終的に得
られたセルの全体効率は約５．２％であった。
ｐ形膜の第３及び４部片も上記と同じようにエッチし、
塩基性溶液で処理して乾燥し、その後それぞれ１０００
人と１５００人厚のニブケル層が形成されている各部片
の膜上に蒸着された。これらの光起電力装置を、本発明
に従って作製されたー上記の装置と同じ方法で同時に測
定した。これら各装置のテストの結果、銅／ニッケルの
裏面接触部はニッケルだけの裏面接触部より優れている
ことが示された。
塩基性溶液で処理して乾燥し、その後それぞれ１０００
人と１５００人厚のニブケル層が形成されている各部片
の膜上に蒸着された。これらの光起電力装置を、本発明
に従って作製されたー上記の装置と同じ方法で同時に測
定した。これら各装置のテストの結果、銅／ニッケルの
裏面接触部はニッケルだけの裏面接触部より優れている
ことが示された。
同様な実験を、テルル化水銀カドミウムから成るｐ形半
導体層についても行った。これらの装置は、本出願人に
よる係属中の米国特許出原票５５６．５５９号、名称ｒ
ＣｄリッチなＨｊＩＣｄＴｅを用いた薄膜へテロ接合光
起電力装置とその電着方法」に従い、硫化カドミウム／
テルル化水銀カドミウム装置として作製された。
導体層についても行った。これらの装置は、本出願人に
よる係属中の米国特許出原票５５６．５５９号、名称ｒ
ＣｄリッチなＨｊＩＣｄＴｅを用いた薄膜へテロ接合光
起電力装置とその電着方法」に従い、硫化カドミウム／
テルル化水銀カドミウム装置として作製された。
テルル化水銀カドミウムの膜をｎ形の硫化カドミウム層
上に被着した後、上記特許出願に記されたようなテルル
化水銀カドミウムを熱処理し、ｐ形のテルル化水銀カド
ミウムを形成した。この膜が約２秒間、９８重量％ｕｚ
ｓｏ４の１容量部溶液と飽和に１Ｃｒ１０１の１容量部
溶液でエッチされ、脱イオン化水で洗浄された後、窒素
ガスを吹付けて乾燥された。次いでセルは、約１０分間
室温のヒドラジン中に浸漬され、脱イオン化水で洗浄さ
れた後、窒素で乾燥された。次に、約２０ニブの銅層を
膜の表面上に被着した後、約１’４００人厚のニッケル
層をその上に蒸着した。こうして得た光起電力装置を、
焼鈍熱処理の前と後で測定した。熱処理は約３０分間、
はＶ１０５℃で行った。
上に被着した後、上記特許出願に記されたようなテルル
化水銀カドミウムを熱処理し、ｐ形のテルル化水銀カド
ミウムを形成した。この膜が約２秒間、９８重量％ｕｚ
ｓｏ４の１容量部溶液と飽和に１Ｃｒ１０１の１容量部
溶液でエッチされ、脱イオン化水で洗浄された後、窒素
ガスを吹付けて乾燥された。次いでセルは、約１０分間
室温のヒドラジン中に浸漬され、脱イオン化水で洗浄さ
れた後、窒素で乾燥された。次に、約２０ニブの銅層を
膜の表面上に被着した後、約１’４００人厚のニッケル
層をその上に蒸着した。こうして得た光起電力装置を、
焼鈍熱処理の前と後で測定した。熱処理は約３０分間、
はＶ１０５℃で行った。
かかる硫化カドミウム／テルル化水銀カドミウム光起電
力装置の熱処理前と後における性能は、セルの開回路電
圧、ショート電流、充満係数及び全体の効率を示した以
下の第１表の通りである。
力装置の熱処理前と後における性能は、セルの開回路電
圧、ショート電流、充満係数及び全体の効率を示した以
下の第１表の通りである。
開回路電圧 ０．５ ０．６
５（Ｖｏｃ） （ボルト） ショート電流 ２６．５ ２８．０
（Ｊｓｃ） （ｍ＾／ｃ＋ｇ”） 充満係数（Ｆ、Ｆ、） ０．５１
０．６２全体の効率（χ） ６．８
９．５５尚、例えば銅／ニッケル接点の被着中
に真空内で熱処理するなど、ｉ該分野で知られている別
の方法で熱処理を行っても、同様の結果が得られること
に注意されたい。
５（Ｖｏｃ） （ボルト） ショート電流 ２６．５ ２８．０
（Ｊｓｃ） （ｍ＾／ｃ＋ｇ”） 充満係数（Ｆ、Ｆ、） ０．５１
０．６２全体の効率（χ） ６．８
９．５５尚、例えば銅／ニッケル接点の被着中
に真空内で熱処理するなど、ｉ該分野で知られている別
の方法で熱処理を行っても、同様の結果が得られること
に注意されたい。
本発明が従来技術を上回って達成し得る顕著な利点を明
らかに示す特徴は、本発明中に数多く存在する。従って
、本発明で得られる予期されなかった新規の特徴を示す
ため、その中でより際だつか特徴を幾つか指摘しておく
。１つの特徴は、単一の導電金属層から成る従来の裏面
接点は一般に、金属層とｐ形半導体層間でかなり大きい
抵抗を生じることに依拠している。このため、第１の薄
い銅層を用いて、本発明の安定なオーミック接触を達成
する必要がある。本発明の別の特徴は、第■Ｂ−ＶＩＡ
族半導体化合物とオーミック接触を形成するのに銅の層
が使われるが、銅だけの接点では永続的で安定なオーミ
ック接触を生じ得ないことに依拠している。従って、銅
の第１薄膜と鋼販外の導電金属の第２層という特有の組
合せが必要で、これが所望の結果をもたらす。
らかに示す特徴は、本発明中に数多く存在する。従って
、本発明で得られる予期されなかった新規の特徴を示す
ため、その中でより際だつか特徴を幾つか指摘しておく
。１つの特徴は、単一の導電金属層から成る従来の裏面
接点は一般に、金属層とｐ形半導体層間でかなり大きい
抵抗を生じることに依拠している。このため、第１の薄
い銅層を用いて、本発明の安定なオーミック接触を達成
する必要がある。本発明の別の特徴は、第■Ｂ−ＶＩＡ
族半導体化合物とオーミック接触を形成するのに銅の層
が使われるが、銅だけの接点では永続的で安定なオーミ
ック接触を生じ得ないことに依拠している。従って、銅
の第１薄膜と鋼販外の導電金属の第２層という特有の組
合せが必要で、これが所望の結果をもたらす。
以上から、本発明が前述の目的を達成し得ることは当業
者にとって明らかであろう、上記の説明は本発明を例示
するだけにすぎず、本発明をそれに限定するものでない
ことが理解されるべきである。被着方法、第１Ｉ Ｂ−
ＶＩＡ族中の半導体材料、層厚及び導電金属層の選択は
、こ＼に開示し説明した発明の主旨から逸脱することな
く、上記の明細書中の記載から決定できる。本発明の範
囲には、特許請求の範囲に記載の範囲内に入る等価の実
施例、変形及び改変がすべて含まれる。
者にとって明らかであろう、上記の説明は本発明を例示
するだけにすぎず、本発明をそれに限定するものでない
ことが理解されるべきである。被着方法、第１Ｉ Ｂ−
ＶＩＡ族中の半導体材料、層厚及び導電金属層の選択は
、こ＼に開示し説明した発明の主旨から逸脱することな
く、上記の明細書中の記載から決定できる。本発明の範
囲には、特許請求の範囲に記載の範囲内に入る等価の実
施例、変形及び改変がすべて含まれる。
第１図は本発明に従って構成された光起電力装置の好ま
しい実施例の概略横断面図； 第２図は本発明の方法を用いて作製された光起電力装置
の電圧−電流特性を示すグラフ；及び第３図は本発明に
よらないで作製された光起電力装置の電圧−電流特性を
示す、グラフである。 １３・・・ｐ形半導体化合物の薄膜、 １４・・・第１銅層、 １５・・・導電金属の第２層。 昭和 年 月 日 ２０発明の名称 Ｐ形半導体用多層オーミック接触及
びその作製方法 ３、補正をする者 事件との関係 出願人 外１名 ４、代理人
しい実施例の概略横断面図； 第２図は本発明の方法を用いて作製された光起電力装置
の電圧−電流特性を示すグラフ；及び第３図は本発明に
よらないで作製された光起電力装置の電圧−電流特性を
示す、グラフである。 １３・・・ｐ形半導体化合物の薄膜、 １４・・・第１銅層、 １５・・・導電金属の第２層。 昭和 年 月 日 ２０発明の名称 Ｐ形半導体用多層オーミック接触及
びその作製方法 ３、補正をする者 事件との関係 出願人 外１名 ４、代理人
Claims (11)
- （１）元素周期律表第IIＢ族中の少くとも１つの金属元
素と元素周期律表第VIＡ族中の少くとも１つの非金属元
素とから形成された薄膜ｐ形半導体化合物用のオーミッ
クな導電接触で、上記ｐ形半導体化合物と接し、約５オ
ングストロームから約５０オングストロームの層厚を有
する第１の銅層と、少くとも第２の導電金属から成る第
１銅層上の第２層とを備えて成るオーミック接触。 - （２）前記第１の銅層が約１０オングストロームから約
３０オングストロームの層厚を有する特許請求の範囲第
１項記載のオーミック接触。 - （３）前記第２層がニッケル、金、銀、アンチモン、モ
リブデン、クロム、テルル、プラチナ、またはパラジウ
ム、あるいはこれら少なくとも２種の混合物または合金
から成る特許請求の範囲第１項記載のオーミック接触。 - （４）前記第２層がニッケル、金、またはクロム、ある
いはこれら少なくとも２種の混合物または合金から成る
特許請求の範囲第１項記載のオーミック接触。 - （５）前記第２層がニッケルである特許請求の範囲第１
項記載のオーミック接触。 - （６）前記第２層の厚さが少くとも約１，０００オング
ストロームである特許請求の範囲第１項記載のオーミッ
ク接触。 - （７）元素周期律表第IIＢ族中の少くとも１つの金属元
素及び元素周期律表第VIＡ中の少くとも１つの非金属元
素で形成されたｐ形半導体化合物の薄膜と導電金属との
間にオーミック接触を形成する方法であって： （ａ）上記薄膜の表面を酸性液でエッチングし、非金属
の密度が高い表面を形成する工程； （ｂ）酸性エッチされた薄膜の表面を強い塩基性液で処
理する工程； （ｃ）エッチされ処理された上記表面上に、約５オング
ストロームから約５０オングストロームの層厚を有する
銅の層を被着する工程；及び （ｄ）上記銅層上に、少くとも第２の導電金属の層を被
着する工程；から成る方法。 - （８）前記銅層及び導電金属の層の被着が蒸着によって
行われる特許請求の範囲第７項記載の方法。 - （９）前記銅層及び導電金属の層の被着が電着によって
行われる特許請求の範囲第７項記載の方法。 - （１０）前記方法が更に： （ｅ）前記被着層を熱処理してそれらの層を焼鈍する工
程；を含む特許請求の範囲第７項記載の方法。 - （１１）前記被着層が約８０℃〜２５０℃の間の温度で
熱処理される特許請求の範囲第１０項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US687092 | 1984-12-28 | ||
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