JPS63313872A - 非晶質薄膜の形成方法 - Google Patents
非晶質薄膜の形成方法Info
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- JPS63313872A JPS63313872A JP62149221A JP14922187A JPS63313872A JP S63313872 A JPS63313872 A JP S63313872A JP 62149221 A JP62149221 A JP 62149221A JP 14922187 A JP14922187 A JP 14922187A JP S63313872 A JPS63313872 A JP S63313872A
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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
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、太陽電池、薄膜半導体、光センサー等の電子
デバイスに使用される非晶質薄膜の形成方法に関する。
デバイスに使用される非晶質薄膜の形成方法に関する。
アモルファスシリコン（以下ａ −８ｉ ト記ｆ ）に
代表される非晶質薄膜の形成には、一般に、プラズマＣ
ＶＤ法が用いられる。
代表される非晶質薄膜の形成には、一般に、プラズマＣ
ＶＤ法が用いられる。
例えば、ａ−８ｔ太陽電池は、通常、第４図に示すよう
な構造になっている。図中の１はガラス基板であシ、こ
の基板１上には透明電極２が形成される。この透明電極
２は、ＩＴＯ，５ｎ０２゜ＺｎＯなどで構成され、スパ
ッタリングや熱ＣＶＤ等によ多形成される。透明電極２
の上には、後述するプラズマＣＶＤ装置により９層３．
１層４、ｎ層５が順次形成される。ｎ層５の上にはＡ＃
−？ Ａｇ等から成る裏面電極６が真空蒸着法などに
よ多形成される。
な構造になっている。図中の１はガラス基板であシ、こ
の基板１上には透明電極２が形成される。この透明電極
２は、ＩＴＯ，５ｎ０２゜ＺｎＯなどで構成され、スパ
ッタリングや熱ＣＶＤ等によ多形成される。透明電極２
の上には、後述するプラズマＣＶＤ装置により９層３．
１層４、ｎ層５が順次形成される。ｎ層５の上にはＡ＃
−？ Ａｇ等から成る裏面電極６が真空蒸着法などに
よ多形成される。
前記、９層３，１層４． ｎ層５はａ−８ｉあるいはア
モルファスシリコンカーバイド等で構成されるが、それ
らを形成するプラズマＣＶＤ装置の概要を第３図に示す
。第３図において、７は反応容器であシこの反応容器７
内には、一対の電極８．９が対向して取付けられている
。一方の電極８は高周波電源１０に接続されている。
モルファスシリコンカーバイド等で構成されるが、それ
らを形成するプラズマＣＶＤ装置の概要を第３図に示す
。第３図において、７は反応容器であシこの反応容器７
内には、一対の電極８．９が対向して取付けられている
。一方の電極８は高周波電源１０に接続されている。
図中、１１は反応容器７を排気する真空ポンプ、１２は
電極９内に取付けられた基板加熱用ヒーターである。
電極９内に取付けられた基板加熱用ヒーターである。
このようなプラズマＣＶＤ装置により、前記９層３を形
成するには、電極９に基板１を設置し、真空ポンプ１１
により反応容器７内を排気しながら、シラン（ＳｉＨ４
）とドーパントとしてのジボラン（Ｂ２Ｈ６）及びカー
バイドとするためのメタン（ＣＨ４）等を電極８を通じ
て導入する。
成するには、電極９に基板１を設置し、真空ポンプ１１
により反応容器７内を排気しながら、シラン（ＳｉＨ４
）とドーパントとしてのジボラン（Ｂ２Ｈ６）及びカー
バイドとするためのメタン（ＣＨ４）等を電極８を通じ
て導入する。
この際、基板１は、基板加熱用ヒーター１２によシ、所
定の温度（８０〜３５０℃）に加熱されている。反応容
器７内の圧力を真空ポンプ１１を用いて所定の値（０，
０５〜１．Ｏｔｏｒｒ ）に調整しながら、高周波電源
１０により電極８．９間に例えば周波数１３．５６ Ｍ
Ｈｚの高周波電界を印加し、グロー放電プラズマを発生
させる。この時シラン等はグロー放電プラズマ中で分解
されラジカルとなって、基板１の上に９層３が形成され
る。
定の温度（８０〜３５０℃）に加熱されている。反応容
器７内の圧力を真空ポンプ１１を用いて所定の値（０，
０５〜１．Ｏｔｏｒｒ ）に調整しながら、高周波電源
１０により電極８．９間に例えば周波数１３．５６ Ｍ
Ｈｚの高周波電界を印加し、グロー放電プラズマを発生
させる。この時シラン等はグロー放電プラズマ中で分解
されラジカルとなって、基板１の上に９層３が形成され
る。
また１層４を形成するにはシランのみを導入し、１層５
を形成する際には、シラン及びドーパントとしてフォス
フイン（ＰＨ３）を導入する。なお、９層３，１層４，
１層５の形成に要する時間は、成膜条件に依るが、各々
１分、１時間。
を形成する際には、シラン及びドーパントとしてフォス
フイン（ＰＨ３）を導入する。なお、９層３，１層４，
１層５の形成に要する時間は、成膜条件に依るが、各々
１分、１時間。
３分程度必要である。
プラズマＣＶＤ法により、９層３，１層４゜１層５を形
成した後、１層５の上に、真空蒸着法などによシＭまた
はＡｇ等から成る裏面電極６を形成すると、ａ−８ｉ太
陽電池が完成する。
成した後、１層５の上に、真空蒸着法などによシＭまた
はＡｇ等から成る裏面電極６を形成すると、ａ−８ｉ太
陽電池が完成する。
前記した方法によるａ−８ｉ太陽電池に光を照射すると
、ｉ層で光を吸収し、電子及び正孔をこのエネルギーの
ため弱い５ｔ−８Ｌ結合が切断されダングリングボンド
が形成される。このダングリングボンドは電子及び正孔
のトラップ準位として作用するため太陽電池の変換効率
は低下する。この現象は入射光の強度が大きいほど著し
いが、通常、太陽光の下では使用開始後１〜２ケ月で初
期効率の１５〜２０％劣化する。
、ｉ層で光を吸収し、電子及び正孔をこのエネルギーの
ため弱い５ｔ−８Ｌ結合が切断されダングリングボンド
が形成される。このダングリングボンドは電子及び正孔
のトラップ準位として作用するため太陽電池の変換効率
は低下する。この現象は入射光の強度が大きいほど著し
いが、通常、太陽光の下では使用開始後１〜２ケ月で初
期効率の１５〜２０％劣化する。
特に第４図に示した構成のａ−８ｔ太陽電池では、ｐ層
／ｉ層の界面付近の欠陥が素子特性の劣化につながると
考えられる。
／ｉ層の界面付近の欠陥が素子特性の劣化につながると
考えられる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であシ、光劣化しにくい非晶質薄膜の形成方法を提供す
ることを目的としたものである。
であシ、光劣化しにくい非晶質薄膜の形成方法を提供す
ることを目的としたものである。
本発明は、プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコ
ン太陽電池の非晶質薄膜を形成する方法において、ｐ層
／ｉ層の界面をプラズマイオン衝撃緩和手段を用いて形
成することを特徴とする非晶質薄膜の形成方法を提案す
るものである。
ン太陽電池の非晶質薄膜を形成する方法において、ｐ層
／ｉ層の界面をプラズマイオン衝撃緩和手段を用いて形
成することを特徴とする非晶質薄膜の形成方法を提案す
るものである。
本発明では、プラズマＣＶＤ法によるａ−８ｔ太陽電池
の製造において、ｐ層／ｉ層の界面を形成する際に、プ
ラズマ中に存在する肋ｓｔａ”などのイオンによる成膜
面への衝撃を緩和する手段を講するため、界面付近の欠
陥が減少し、ｐ層／ｉ層の界面特性が向上する。すなわ
ちｐ層／ｉ層の界面付近において弱い５Ｌ−８Ｌ結合が
減少する。このようにして製作した素子に光を照射して
も、従来の素子に比べてｐ層／ｉ層の界面付近でのダン
グリングボンドの発生は少ない。この結果、素子の光劣
化が抑制される。
の製造において、ｐ層／ｉ層の界面を形成する際に、プ
ラズマ中に存在する肋ｓｔａ”などのイオンによる成膜
面への衝撃を緩和する手段を講するため、界面付近の欠
陥が減少し、ｐ層／ｉ層の界面特性が向上する。すなわ
ちｐ層／ｉ層の界面付近において弱い５Ｌ−８Ｌ結合が
減少する。このようにして製作した素子に光を照射して
も、従来の素子に比べてｐ層／ｉ層の界面付近でのダン
グリングボンドの発生は少ない。この結果、素子の光劣
化が抑制される。
以下、本発明の一実施例について説明する。
本実施例では、イオンの衝撃を緩和する手段としてＤＣ
バイアス負荷法を用いた。第１図に示すプラズマＣＶＤ
装置を用いて、前記第４図のａ−８ｔ太陽電池の９層３
，１層４，１層５を形成した。
バイアス負荷法を用いた。第１図に示すプラズマＣＶＤ
装置を用いて、前記第４図のａ−８ｔ太陽電池の９層３
，１層４，１層５を形成した。
透明電極付のガラス基板１３を支持台１４上に設置し、
真空ポンプ１５を用いて反応容器１６内を排気する。こ
の際ガラス基板ｌはヒーター１７により、所定の温度に
加熱されている。次にガス導入口１８を通して、反応容
器１６内に９層３の原料ガス（シラン、メタン、ジボラ
ン）を導入した後、高周波電源１９によシミ極２０゜２
１に周波数１３．５６ ＭＨｚの高周波電界を印加し、
プラズマを発生させ、所定時間、ｐ層を成膜する。９層
成膜後、反応容器１６内を排気した後１層４の原料ガス
（シラン）を導入し、ｐ層と同様の要領で、所定時間ｉ
層を成膜する。この際、放電開始と同時に直流電源２２
により、支持台１４とガス導入口１８の所定の箇所との
間に、支持台１４が正となるようにＤＣバイアス（直流
バイアス）を負荷する。ＤＣバイアスを負荷する時間は
、成膜条件に依るが、１層成膜初期に、ｉ層成膜時間の
５〜１０％程度が適当である。
真空ポンプ１５を用いて反応容器１６内を排気する。こ
の際ガラス基板ｌはヒーター１７により、所定の温度に
加熱されている。次にガス導入口１８を通して、反応容
器１６内に９層３の原料ガス（シラン、メタン、ジボラ
ン）を導入した後、高周波電源１９によシミ極２０゜２
１に周波数１３．５６ ＭＨｚの高周波電界を印加し、
プラズマを発生させ、所定時間、ｐ層を成膜する。９層
成膜後、反応容器１６内を排気した後１層４の原料ガス
（シラン）を導入し、ｐ層と同様の要領で、所定時間ｉ
層を成膜する。この際、放電開始と同時に直流電源２２
により、支持台１４とガス導入口１８の所定の箇所との
間に、支持台１４が正となるようにＤＣバイアス（直流
バイアス）を負荷する。ＤＣバイアスを負荷する時間は
、成膜条件に依るが、１層成膜初期に、ｉ層成膜時間の
５〜１０％程度が適当である。
１層成膜後、原料ガスとしてシラン、フォスフインを用
い、ｐ層及びｉ層と同じ要領で、所定時間ｎ層を成膜す
る。次に、真空蒸着法などによシ、アルミ（Ａ＆ ）あ
、つこる・いは銀（Ａｇ）などから成る裏面電極６を形
成する。
い、ｐ層及びｉ層と同じ要領で、所定時間ｎ層を成膜す
る。次に、真空蒸着法などによシ、アルミ（Ａ＆ ）あ
、つこる・いは銀（Ａｇ）などから成る裏面電極６を形
成する。
上記の方法でＤＣバイアスを負荷して製作した素子及び
従来の方法で製作した素子に模擬太陽光を連続照射しな
がらその特性を測定した。
従来の方法で製作した素子に模擬太陽光を連続照射しな
がらその特性を測定した。
第２図に変換効率の光照射時間依存性の測定結果を示す
。第２図の縦軸は、光照射前の変換効率を１００として
、相対値で表示した。ｉ層成膜初期に、ＤＣバイアスを
負荷して製作した素子は、従来の方法による素子に比べ
光劣化が抑制されることが明らかとなった。これは、Ｄ
Ｃノくイアスを負荷したことにより、プラズマ中に存在
するＨ’； ＳｉＨ＋などのイオンによる膜への衝撃が
軽減され、ｐ層／ｉ層の界面特性が改善されることが、
原因として考えられる。また、ＤＣバイアスを負荷する
ことによシ、膜中に取り込まれる水素（Ｈ）の含有量及
びＳｔと水素（Ｈ）との結合様式が変化し、膜の内部応
力が緩和されることも寄与している可能性がある。
。第２図の縦軸は、光照射前の変換効率を１００として
、相対値で表示した。ｉ層成膜初期に、ＤＣバイアスを
負荷して製作した素子は、従来の方法による素子に比べ
光劣化が抑制されることが明らかとなった。これは、Ｄ
Ｃノくイアスを負荷したことにより、プラズマ中に存在
するＨ’； ＳｉＨ＋などのイオンによる膜への衝撃が
軽減され、ｐ層／ｉ層の界面特性が改善されることが、
原因として考えられる。また、ＤＣバイアスを負荷する
ことによシ、膜中に取り込まれる水素（Ｈ）の含有量及
びＳｔと水素（Ｈ）との結合様式が変化し、膜の内部応
力が緩和されることも寄与している可能性がある。
なお、本実施例ではプラズマイオン衝撃緩和手段として
ＤＣバイアス負荷法を示したが、プラズマイオン衝撃緩
和手段としてはこの他に高周波電力の低減、反応ガス圧
力の低減等が挙げられる。
ＤＣバイアス負荷法を示したが、プラズマイオン衝撃緩
和手段としてはこの他に高周波電力の低減、反応ガス圧
力の低減等が挙げられる。
以上、詳述した如く、本発明の方法によればイオンによ
る成膜面への衝撃は緩和され、光劣化しにくい非晶質薄
膜を得ることができるという特有の効果を奏する。
る成膜面への衝撃は緩和され、光劣化しにくい非晶質薄
膜を得ることができるという特有の効果を奏する。
第１図は本発明に係わる実施例で使用したプラズマＣＶ
Ｄ装置の説明図、第２図は本発明の方法で製作した素子
及び従来の方法による素子の変換効率の光照射時間依存
性を示す図、第３図はａ−８ｔ太陽電池の製造に用いら
れるプラズマＣＶＤ装置の説明図、第４図はａ−８ｔ太
陽電池の構成を示す概略図である。 １・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・ｐ層
、４・・・ｉ層、５・・・ｎ層、６・・・裏面電極、７
・・・反応容器、８・・・高周波電極、９・・・高周波
電極、１０・・・高周波電源、１１・・・真空ポンプ、
１２・・・／Ｑ） 基板加熱用ヒーター、１３・・・ガラス基板、１４・・
・支持台、１５・・・真空ポンプ、１６・・・反応容器
、１７・・・ヒーター、１８・・・ガス導入口、１９・
・・高周波電源、２０・・・高周波電極、２１・・・高
周波電極、２２・・・直流電源。
Ｄ装置の説明図、第２図は本発明の方法で製作した素子
及び従来の方法による素子の変換効率の光照射時間依存
性を示す図、第３図はａ−８ｔ太陽電池の製造に用いら
れるプラズマＣＶＤ装置の説明図、第４図はａ−８ｔ太
陽電池の構成を示す概略図である。 １・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・ｐ層
、４・・・ｉ層、５・・・ｎ層、６・・・裏面電極、７
・・・反応容器、８・・・高周波電極、９・・・高周波
電極、１０・・・高周波電源、１１・・・真空ポンプ、
１２・・・／Ｑ） 基板加熱用ヒーター、１３・・・ガラス基板、１４・・
・支持台、１５・・・真空ポンプ、１６・・・反応容器
、１７・・・ヒーター、１８・・・ガス導入口、１９・
・・高周波電源、２０・・・高周波電極、２１・・・高
周波電極、２２・・・直流電源。
Claims (1)
- プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン太陽電池
の非晶質薄膜を形成する方法において、ｐ層／ｉ層の界
面をプラズマイオン衝撃緩和手段を用いて形成すること
を特徴とする非晶質薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62149221A JPS63313872A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62149221A JPS63313872A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63313872A true JPS63313872A (ja) | 1988-12-21 |
Family
ID=15470504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62149221A Pending JPS63313872A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63313872A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100470A (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導電素子の製造方法 |
| JPS5927522A (ja) * | 1982-08-07 | 1984-02-14 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアス半導体薄膜の製造方法 |
| JPS6193675A (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPS6281021A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜半導体製造装置 |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP62149221A patent/JPS63313872A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100470A (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導電素子の製造方法 |
| JPS5927522A (ja) * | 1982-08-07 | 1984-02-14 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアス半導体薄膜の製造方法 |
| JPS6193675A (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPS6281021A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜半導体製造装置 |
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