JPS6191974A - 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 - Google Patents
耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子Info
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- JPS6191974A JPS6191974A JP59213944A JP21394484A JPS6191974A JP S6191974 A JPS6191974 A JP S6191974A JP 59213944 A JP59213944 A JP 59213944A JP 21394484 A JP21394484 A JP 21394484A JP S6191974 A JPS6191974 A JP S6191974A
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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〕
本発明は耐熱性マルチジャンクション型半導体素子に関
する。
する。
[従来の技術]
pn界面を有するアモルファスシリコン系マルチジャン
クション型半導体素子はa電圧、を発生する太陽電池な
どに用いられている。これらのデバイスは耐光性に優れ
ているが、3価、5価のドーパント原子の熱拡散により
pn界面の劣化が生じやすく、耐熱性に劣る欠点がある
。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン系太
陽1f坤のばあいには約80℃にものなり、太陽電池性
能の低下が著しい。
クション型半導体素子はa電圧、を発生する太陽電池な
どに用いられている。これらのデバイスは耐光性に優れ
ているが、3価、5価のドーパント原子の熱拡散により
pn界面の劣化が生じやすく、耐熱性に劣る欠点がある
。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン系太
陽1f坤のばあいには約80℃にものなり、太陽電池性
能の低下が著しい。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は上記のごとき実情に鑑み、マルチジャンクショ
ン型半導体素子を高温で使用したばあいに生ずる、ドー
パント原子の熱拡散によるpn14の劣化にもとづく、
半導体素子の性能低下を少なくするためになされたもの
である。
ン型半導体素子を高温で使用したばあいに生ずる、ドー
パント原子の熱拡散によるpn14の劣化にもとづく、
半導体素子の性能低下を少なくするためになされたもの
である。
[問題を解決するための手段]
本発明は、p層とnilとの間に3価、5価のドーパン
ト原子拡散ブロック層を設け、熱によるp層およびn層
間の相豆拡散をブロックすることを特徴とする耐熱性マ
ルチジャンクション型半導体素子であり、p型半導体/
拡散ブロック層/n型半導体部分を含む耐熱性マルチジ
ャンクション型半導体素子に関する。
ト原子拡散ブロック層を設け、熱によるp層およびn層
間の相豆拡散をブロックすることを特徴とする耐熱性マ
ルチジャンクション型半導体素子であり、p型半導体/
拡散ブロック層/n型半導体部分を含む耐熱性マルチジ
ャンクション型半導体素子に関する。
[実施例1
本発明に用いる半導体としては、非晶質または結晶質を
含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよう
な半導体の具体例としては、a−3i:H,a−3i:
F:H,a−s+ae:H,a−3iSn:H,a−3
iN:H、a−8iGe:F:H,a−3iSn:F:
H,a−8i 二N:F:H。
含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよう
な半導体の具体例としては、a−3i:H,a−3i:
F:H,a−s+ae:H,a−3iSn:H,a−3
iN:H、a−8iGe:F:H,a−3iSn:F:
H,a−8i 二N:F:H。
a−3iC:H、a−3iC:F:H、a−3iO:)
l 、 a−SiO:F:Hなどがあげられる。これら
の半導体をp型やn型のドーパントでドープして用いて
もよいことはもちろんのことである。
l 、 a−SiO:F:Hなどがあげられる。これら
の半導体をp型やn型のドーパントでドープして用いて
もよいことはもちろんのことである。
本発明に用いる拡散ブロック層とは、n型半導体層とn
型半導体層、との間に設けられる層のことであり、3価
、51i1[iのドーパント原子が他方のドープ層へ拡
散することを防止する働きをし、熱的に安定であ、す、
耐熱性を有し、拡散ブロック層を形成する原子自体は半
導体中へ拡散しにくく、拡散ブロック層を形成する原子
自体がほとんど半導体の電子物性に悪影響をおよぼさな
い層のことである。
型半導体層、との間に設けられる層のことであり、3価
、51i1[iのドーパント原子が他方のドープ層へ拡
散することを防止する働きをし、熱的に安定であ、す、
耐熱性を有し、拡散ブロック層を形成する原子自体は半
導体中へ拡散しにくく、拡散ブロック層を形成する原子
自体がほとんど半導体の電子物性に悪影響をおよぼさな
い層のことである。
本発明に用いる拡散ブロック層としては、半導体を形成
する主成分であるSiと強く結合する、たとえばクロム
、ニッケル、ニオブ、モリブデン、パラジウム、タンタ
ル、タングステン、イリジウム、プラチナなどのシリサ
イドを形成する金属、゛あるいはクロ゛ム、ニッケル、
ニオブ、モリブデン、パラジウム、タンタル、タングス
テン、イリジウム、プラチナなどのシリサイドからなる
層や、熱的に安定であり、耐熱性を有し、超硬質高熱伝
導で高融点金属化合物である、たとえばチタンナイトラ
イド、アルミナイトライド、ボロンナイトライドなどの
ナイトライドからなる層や、さらに導電性でありまた透
光性を有する、たとえば透明′Fi極材料であるインジ
ウム1iii!化物(ITO) 、li’l!化物(s
no2)やカドミウムIll塩からなる層などがあげら
れる。
する主成分であるSiと強く結合する、たとえばクロム
、ニッケル、ニオブ、モリブデン、パラジウム、タンタ
ル、タングステン、イリジウム、プラチナなどのシリサ
イドを形成する金属、゛あるいはクロ゛ム、ニッケル、
ニオブ、モリブデン、パラジウム、タンタル、タングス
テン、イリジウム、プラチナなどのシリサイドからなる
層や、熱的に安定であり、耐熱性を有し、超硬質高熱伝
導で高融点金属化合物である、たとえばチタンナイトラ
イド、アルミナイトライド、ボロンナイトライドなどの
ナイトライドからなる層や、さらに導電性でありまた透
光性を有する、たとえば透明′Fi極材料であるインジ
ウム1iii!化物(ITO) 、li’l!化物(s
no2)やカドミウムIll塩からなる層などがあげら
れる。
前記のごとき拡散ブロック層の厚さとしては、製造され
た素子が光−電気変換素子に用いられるばあいには、透
明導電性拡散ブロック層では10〜900人、好ましく
は50〜500人、金属シリサイドやシリサイドを形成
しうる金属では2〜300人、好ましくは数人〜100
人、更に好ましくは5人〜30人であり、製造された素
子が光を必要としない素子に用いられるばあいには3、
数A以上であれば厚さに限度はない。
た素子が光−電気変換素子に用いられるばあいには、透
明導電性拡散ブロック層では10〜900人、好ましく
は50〜500人、金属シリサイドやシリサイドを形成
しうる金属では2〜300人、好ましくは数人〜100
人、更に好ましくは5人〜30人であり、製造された素
子が光を必要としない素子に用いられるばあいには3、
数A以上であれば厚さに限度はない。
なお拡散ブロック層がナイトライドかうなるばあいには
、ナイトライドが絶縁性であるので、この層をキャリア
ーがトンネルしなければならず、膜厚としては数人〜5
0人、好ましくは5〜30人である。
、ナイトライドが絶縁性であるので、この層をキャリア
ーがトンネルしなければならず、膜厚としては数人〜5
0人、好ましくは5〜30人である。
つぎに本発明の半導体素子の好ましい例であるマルチジ
ャンクション型a−3i:H太陽電池の製法を第1図に
もとづき説明する。゛ まず透明電極(2)を設けた透明基板(ガラス基板)(
1)上に常法により非晶質のp層、i層、n層を形成し
、クロムなどを用いて通常の電子ビーム蒸着法により所
定の厚さになるように拡散ブロック層(3)を形成する
。そののち、との工程を必要な回数くり返し、マルチジ
ャンクションを形成し、裏面電極原子拡散ブロック層(
4)および裏面電極(5)を所定の厚さに連続蒸着する
。最後に裏面電極原子拡散ブロック層とa−8i:H半
導体層との接触を良くするために、通常150〜400
℃で0゜2〜5時間時間熱処理を行ない、界面反応をお
こさせる。
ャンクション型a−3i:H太陽電池の製法を第1図に
もとづき説明する。゛ まず透明電極(2)を設けた透明基板(ガラス基板)(
1)上に常法により非晶質のp層、i層、n層を形成し
、クロムなどを用いて通常の電子ビーム蒸着法により所
定の厚さになるように拡散ブロック層(3)を形成する
。そののち、との工程を必要な回数くり返し、マルチジ
ャンクションを形成し、裏面電極原子拡散ブロック層(
4)および裏面電極(5)を所定の厚さに連続蒸着する
。最後に裏面電極原子拡散ブロック層とa−8i:H半
導体層との接触を良くするために、通常150〜400
℃で0゜2〜5時間時間熱処理を行ない、界面反応をお
こさせる。
このようにしてえられた本発明のマルチジャンクション
型a−3i:H太陽電池は、従来のpn界面を有する同
様のマルチジャンクション型a−Si二H太r!4電池
が200℃程度で数時間の加熱すると、AM−1,10
0mW/ ci2下の効率が約50%も低下するのに対
し、はとんど低下せず、耐熱性が大巾に改善される。
型a−3i:H太陽電池は、従来のpn界面を有する同
様のマルチジャンクション型a−Si二H太r!4電池
が200℃程度で数時間の加熱すると、AM−1,10
0mW/ ci2下の効率が約50%も低下するのに対
し、はとんど低下せず、耐熱性が大巾に改善される。
つぎに本発明の半導体素子を実施例にもとづき説明する
。
。
実施例1および比較例1
厚さ1000人のITO/Sn02透明電極を設けた厚
さ11IIの青板ガラス基板上に、基板温度約200℃
、圧力的1tOrrにて、グロー放電分解法で、ドーピ
ングガスをコントロールすることによりa−5i:Hp
−1−nマルチジャンクション型半導体を堆積させ、た
。n層とpIとの間に電子ビーム蒸着法で膜厚20人の
cr蒸着層を設けた。このCr層はひきつづく半導体1
の堆積中に、その大部分がSiと反応し、シリサイド化
した。
さ11IIの青板ガラス基板上に、基板温度約200℃
、圧力的1tOrrにて、グロー放電分解法で、ドーピ
ングガスをコントロールすることによりa−5i:Hp
−1−nマルチジャンクション型半導体を堆積させ、た
。n層とpIとの間に電子ビーム蒸着法で膜厚20人の
cr蒸着層を設けた。このCr層はひきつづく半導体1
の堆積中に、その大部分がSiと反応し、シリサイド化
した。
なおドープ層は次の様にして形成した。
100人の厚さのplは0.1モル%のジボランとモノ
シラン(B2)1 s / 5iHa = 0.1モル
%)の混合ガスから堆積させた。150人のn層は0.
2モル%のホスフィンとモノシラン(PH3/ 5it
k −0,2モル%)の混合ガスから堆積させた。1l
FJはモノシラン(SiHa)と水素(H2)とからな
る混合ガスにより、それぞれ400. 900.500
OAの厚さの順に堆積させた。
シラン(B2)1 s / 5iHa = 0.1モル
%)の混合ガスから堆積させた。150人のn層は0.
2モル%のホスフィンとモノシラン(PH3/ 5it
k −0,2モル%)の混合ガスから堆積させた。1l
FJはモノシラン(SiHa)と水素(H2)とからな
る混合ガスにより、それぞれ400. 900.500
OAの厚さの順に堆積させた。
半導体層を堆積させたのち、裏面電極原子′拡散ブロッ
ク層および裏面電極としてCrを20人、Agを120
0人電子ビーム蒸着法により蒸着させた。
ク層および裏面電極としてCrを20人、Agを120
0人電子ビーム蒸着法により蒸着させた。
そののち裏面電極原〒拡散プロ′ツク層であるCr1l
と半導体層との電気的接続を良くするために熱処理して
、本発明の3段マルチジャンクション型a−8i:H太
陽電池をえた。
と半導体層との電気的接続を良くするために熱処理して
、本発明の3段マルチジャンクション型a−8i:H太
陽電池をえた。
比較としてp層とnllとの間にクロム層を設けないほ
かは同様にして従来からの3段マルチジャンクション型
a−3i:H太@電池をえた。
かは同様にして従来からの3段マルチジャンクション型
a−3i:H太@電池をえた。
えられた太陽電池を200℃で5時間加熱したところ、
従来からの太陽電池は^ト1.100IW /C1下で
の効率が約53%低下したが、本発明の太陽電池は約3
%の低下であった。
従来からの太陽電池は^ト1.100IW /C1下で
の効率が約53%低下したが、本発明の太陽電池は約3
%の低下であった。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の耐熱性マルチジャンクシ
ョン型半導体素子を用いると、高温下で使用しても半導
体性能の低下がきわめて少なく、太陽電池のように高温
下で使用される半導体素子として有効である。
ョン型半導体素子を用いると、高温下で使用しても半導
体性能の低下がきわめて少なく、太陽電池のように高温
下で使用される半導体素子として有効である。
第1図は本発明のマルチジャンクション型半導体素子の
説明図である。 (図面の主要符号) (3):拡散ブロック層 第1図 3:拡較7°°ロック層 手続ン市正江;(自発) 昭和60年5月2日 1事件の表示 昭和59年特許願第213944号 2発明の名称 耐熱性マルヂジi・ンクション型半導体素子3捕正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市北区中之島三丁目2番4号名 称
(094)鐘淵化学工業株式会社代表者 新納面人 4代理人 〒540 住 所 大阪市東区京橋3丁目60番地 北側ビル5
補正の対象 (1)明細古の「発明の詳細な説明」のロ6補正の内容 (1) 明m田6頁1行「5人〜30八」を15〜3
0AJと補正する。 (2)同6盲8行F30Aである。」のあとに改行して
「拡散ブロック層の厚さは然n時のJ、6動′子モニタ
ー値を用いて測定してもよいし、5IIsなどの分析に
よっても測定できる。このばあい、拡散ブロック層の厚
さは5IH3のエツチング速度とスパッタリングタイム
の積から見積られるが、エツチング速度は拡散ブロック
層と半導体居とで等しいとする(表面分析に関する用語
は講談社、染野増、安盛岩M1.編「表面分析」参照)
。シリサイドを形成する金属のばあい、シリサイド化後
の厚さは約2倍となるので、3183で測定した値の約
172が蒸着金属の厚さとなる。」を挿入する。 以上
説明図である。 (図面の主要符号) (3):拡散ブロック層 第1図 3:拡較7°°ロック層 手続ン市正江;(自発) 昭和60年5月2日 1事件の表示 昭和59年特許願第213944号 2発明の名称 耐熱性マルヂジi・ンクション型半導体素子3捕正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市北区中之島三丁目2番4号名 称
(094)鐘淵化学工業株式会社代表者 新納面人 4代理人 〒540 住 所 大阪市東区京橋3丁目60番地 北側ビル5
補正の対象 (1)明細古の「発明の詳細な説明」のロ6補正の内容 (1) 明m田6頁1行「5人〜30八」を15〜3
0AJと補正する。 (2)同6盲8行F30Aである。」のあとに改行して
「拡散ブロック層の厚さは然n時のJ、6動′子モニタ
ー値を用いて測定してもよいし、5IIsなどの分析に
よっても測定できる。このばあい、拡散ブロック層の厚
さは5IH3のエツチング速度とスパッタリングタイム
の積から見積られるが、エツチング速度は拡散ブロック
層と半導体居とで等しいとする(表面分析に関する用語
は講談社、染野増、安盛岩M1.編「表面分析」参照)
。シリサイドを形成する金属のばあい、シリサイド化後
の厚さは約2倍となるので、3183で測定した値の約
172が蒸着金属の厚さとなる。」を挿入する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 p型半導体/拡散ブロック層/n型半導体部分を含
む耐熱性マルチジャンクション型半導体素子。 2 前記拡散ブロック層が導電性拡散ブロック層である
特許請求の範囲第1項記載の半導体素子。 3 前記拡散ブロック層が、チタンナイトライド、アル
ミナイトライドまたはボロンナイトライドからなる特許
請求の範囲第1項記載の半導体素子。 4 前記拡散ブロック層が、インジウム錫酸化物(IT
O)、錫酸化物(SnO_2)またはカドミウム錫酸塩
からなる特許請求の範囲第1項記載の半導体素子。 5 前記拡散ブロック層が、クロム、ニッケル、ニオブ
、モリブデン、パラジウム、タンタル、タングステン、
イリジウムまたはプラチナのシリサイドからなる特許請
求の範囲1項記 載の半導体素子。 6 前記拡散ブロック層が、クロム、ニッケル、ニオブ
、モリブデン、パラジウム、タンタル、タングステン、
イリジウムまたはプラチナからなる特許請求の範囲第1
項記載の半導体素子。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59213944A JPS6191974A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 |
CA000491769A CA1252229A (en) | 1984-10-11 | 1985-09-27 | Multijunction semiconductor device |
DE8585112318T DE3580891D1 (de) | 1984-10-11 | 1985-09-28 | Halbleiteranordnung mit mehreren uebergaengen. |
EP85112318A EP0177864B1 (en) | 1984-10-11 | 1985-09-28 | Multijunction semiconductor device |
AT85112318T ATE59116T1 (de) | 1984-10-11 | 1985-09-28 | Halbleiteranordnung mit mehreren uebergaengen. |
CN85107988A CN1003027B (zh) | 1984-10-11 | 1985-09-30 | 多结半导体器件 |
AU48110/85A AU589568B2 (en) | 1984-10-11 | 1985-09-30 | Multijunction semiconductor device |
KR1019850007242A KR950001956B1 (ko) | 1984-10-11 | 1985-09-30 | 다접합형 반도체 장치 |
SU853969540A RU2050632C1 (ru) | 1984-10-11 | 1985-10-11 | Полупроводниковое устройство тандемного типа |
US07/300,191 US4907052A (en) | 1984-10-11 | 1989-01-23 | Semiconductor tandem solar cells with metal silicide barrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59213944A JPS6191974A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6191974A true JPS6191974A (ja) | 1986-05-10 |
Family
ID=16647630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59213944A Pending JPS6191974A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4907052A (ja) |
EP (1) | EP0177864B1 (ja) |
JP (1) | JPS6191974A (ja) |
KR (1) | KR950001956B1 (ja) |
CN (1) | CN1003027B (ja) |
AT (1) | ATE59116T1 (ja) |
AU (1) | AU589568B2 (ja) |
CA (1) | CA1252229A (ja) |
DE (1) | DE3580891D1 (ja) |
RU (1) | RU2050632C1 (ja) |
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