JPS635914B2 - - Google Patents
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- JPS635914B2 JPS635914B2 JP54102906A JP10290679A JPS635914B2 JP S635914 B2 JPS635914 B2 JP S635914B2 JP 54102906 A JP54102906 A JP 54102906A JP 10290679 A JP10290679 A JP 10290679A JP S635914 B2 JPS635914 B2 JP S635914B2
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- nitride
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はPN接合乃至PIN接合型半導体光電変
換装置に関し、特に太陽電池に適用して好適なも
のである。
換装置に関し、特に太陽電池に適用して好適なも
のである。
PN接合乃至PIN接合型半導体光電変換装置は、
原理的に、内部に少くとも１つのPN接合乃至
PIN接合を形成せる半導体層と、その半導体層上
に配された透光性導電性層と、半導体層の透光性
導電性層側とは反対側上に配された導電性層とを
有し、半導体層内に形成せるPN接合乃至PIN接
合による障壁の存在により、透光性導電性層側の
外部より半導体層内に光を入射せしめた場合、光
電変換機能が得られるという構成を有する。
原理的に、内部に少くとも１つのPN接合乃至
PIN接合を形成せる半導体層と、その半導体層上
に配された透光性導電性層と、半導体層の透光性
導電性層側とは反対側上に配された導電性層とを
有し、半導体層内に形成せるPN接合乃至PIN接
合による障壁の存在により、透光性導電性層側の
外部より半導体層内に光を入射せしめた場合、光
電変換機能が得られるという構成を有する。
斯る構成を有するPN接合乃至PIN接合型半導
体光電変換装置に於て、従来は、その半導体層及
び透光性導電性層間に、半導体層上に透光性導電
性層を配してなる構成を得る過程に於て、人為的
でなしに形成されている、半導体を構成せる半導
体の酸化物でなる、電流を通し得るに十分薄い厚
さの層を介在せしめている。又通常半導体層はシ
リコンでなる層である。この為通常半導体層及び
透光性導電性層間に介在せる酸化物でなる層は、
シリコン酸化物でなる層である。この様な半導体
層及び透光性導電性層間に介在せしめている酸化
物でなる層は、活性な酸素を有することにより、
化学的に不安定である。この為この様な半導体層
及び透光性導電性層間に介在せしめている酸化物
でなる層は、熱を受けた場合、半導体層及び透光
性導電性層と化学的に反応し易く、又外部よりの
望ましくない不純物とも化学的に反応し易い。一
方半導体層内に形成せる１つのPN接合乃至PIN
接合は、光電変換能率を向上せしめる為に透光性
導電性層側に出来得る限り近い位置に形成されて
いる。
体光電変換装置に於て、従来は、その半導体層及
び透光性導電性層間に、半導体層上に透光性導電
性層を配してなる構成を得る過程に於て、人為的
でなしに形成されている、半導体を構成せる半導
体の酸化物でなる、電流を通し得るに十分薄い厚
さの層を介在せしめている。又通常半導体層はシ
リコンでなる層である。この為通常半導体層及び
透光性導電性層間に介在せる酸化物でなる層は、
シリコン酸化物でなる層である。この様な半導体
層及び透光性導電性層間に介在せしめている酸化
物でなる層は、活性な酸素を有することにより、
化学的に不安定である。この為この様な半導体層
及び透光性導電性層間に介在せしめている酸化物
でなる層は、熱を受けた場合、半導体層及び透光
性導電性層と化学的に反応し易く、又外部よりの
望ましくない不純物とも化学的に反応し易い。一
方半導体層内に形成せる１つのPN接合乃至PIN
接合は、光電変換能率を向上せしめる為に透光性
導電性層側に出来得る限り近い位置に形成されて
いる。
従つて従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置は、それが長時間、高温にさらされた
場合、PN接合乃至PIN接合による障壁の厚さ、
高さ等が変化し、依つて光電変換特性が劣化し、
又光電変換効率が低下するという欠点を有してい
た。
電変換装置は、それが長時間、高温にさらされた
場合、PN接合乃至PIN接合による障壁の厚さ、
高さ等が変化し、依つて光電変換特性が劣化し、
又光電変換効率が低下するという欠点を有してい
た。
又一般に酸化物でなる層は、高いエネルギバン
ドギヤツプを有する。酸化物でなる層が、シリコ
ン酸化物でなる層である場合、8eVという高いエ
ネルギバンドギヤツプを有する。
ドギヤツプを有する。酸化物でなる層が、シリコ
ン酸化物でなる層である場合、8eVという高いエ
ネルギバンドギヤツプを有する。
従つて従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電性層
間に介在せしめている酸化物でなる層は、電流を
通し得るに十分薄い厚さの層であるとしても、そ
れ自身電流を通し難く、又それ自身高い抵抗を有
する。
電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電性層
間に介在せしめている酸化物でなる層は、電流を
通し得るに十分薄い厚さの層であるとしても、そ
れ自身電流を通し難く、又それ自身高い抵抗を有
する。
依つて従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置は、光電変換特性が悪く、又光電変換
効率が極めて低いという欠点を有していた。
電変換装置は、光電変換特性が悪く、又光電変換
効率が極めて低いという欠点を有していた。
更に従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光電
変換装置に於ては、その半導体層及び透光性導電
性層間に酸化物でなる層が介在していても、その
酸化物でなる層は、透光性導電性層より又は透光
性導電性層側の外部よりの望ましくない不純物を
半導体層側に通し易く、又半導体層内に導入され
ている有用な不純物を透光性導電性層側に通し易
い。
変換装置に於ては、その半導体層及び透光性導電
性層間に酸化物でなる層が介在していても、その
酸化物でなる層は、透光性導電性層より又は透光
性導電性層側の外部よりの望ましくない不純物を
半導体層側に通し易く、又半導体層内に導入され
ている有用な不純物を透光性導電性層側に通し易
い。
この為従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置は、長期の使用により光電変換特性が
劣化し、特に光電変換効率が低下する欠点を有し
ていた。
電変換装置は、長期の使用により光電変換特性が
劣化し、特に光電変換効率が低下する欠点を有し
ていた。
尚更に従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電性層
間に介在せしめている酸化物でなる層は、それが
人為的でなしに形成されている為、その酸化物で
なる層が電流を通し得ない厚い厚さに形成される
懼れを有する。
電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電性層
間に介在せしめている酸化物でなる層は、それが
人為的でなしに形成されている為、その酸化物で
なる層が電流を通し得ない厚い厚さに形成される
懼れを有する。
この為従来のPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置は、それを優れた光電変換特性及び高
い光電変換効率を有するものとして、製造するの
に困難を伴う等の欠点を有していた。
電変換装置は、それを優れた光電変換特性及び高
い光電変換効率を有するものとして、製造するの
に困難を伴う等の欠点を有していた。
依つて本発明は、上述せる欠点のない新規な
PN接合乃至PIN接合型半導体光電変換装置を提
案せんとするものである。
PN接合乃至PIN接合型半導体光電変換装置を提
案せんとするものである。
本発明によるPN接合乃至PIN接合型半導体光
電変換装置は、原理的に、前述せる、内部に少く
とも１つのPN接合乃至PIN接合を形成せる半導
体層上に配された透光性導電性層を具備する構成
を有するも、その半導体層及び透光性導電性層間
に、人為的でなしに形成されている酸化物でなる
層に代え、人為的に形成された、透光性を有し且
通電性を有する窒化物でなる層を介在せしめてな
る構成を有する。
電変換装置は、原理的に、前述せる、内部に少く
とも１つのPN接合乃至PIN接合を形成せる半導
体層上に配された透光性導電性層を具備する構成
を有するも、その半導体層及び透光性導電性層間
に、人為的でなしに形成されている酸化物でなる
層に代え、人為的に形成された、透光性を有し且
通電性を有する窒化物でなる層を介在せしめてな
る構成を有する。
この様な半導体層及び透光性導電性層間に介在
せしめている透光性を有し且通電性を有する、窒
化物でなる層は、活性な酸素を有しないことによ
り、化学的に極めて安定である。この為この様な
半導体層及び透光性導電性層間に介在している窒
化物でなる層は、熱を受けても、半導体層及び透
光性導電性層と化学的に反応し難く、又外部より
も望ましくない不純物とも化学的に反応し難い。
せしめている透光性を有し且通電性を有する、窒
化物でなる層は、活性な酸素を有しないことによ
り、化学的に極めて安定である。この為この様な
半導体層及び透光性導電性層間に介在している窒
化物でなる層は、熱を受けても、半導体層及び透
光性導電性層と化学的に反応し難く、又外部より
も望ましくない不純物とも化学的に反応し難い。
従つて本発明によりPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置は、それが長時間、高温にさら
されても、半導体層内に形成せるPN接合乃至
PIN接合による障壁の厚さ、高さ等が殆んど変化
せず、依つて光電変換特性が殆んど劣化せず、又
光電変換効率が殆んど低下しないという特徴を有
する。
導体光電変換装置は、それが長時間、高温にさら
されても、半導体層内に形成せるPN接合乃至
PIN接合による障壁の厚さ、高さ等が殆んど変化
せず、依つて光電変換特性が殆んど劣化せず、又
光電変換効率が殆んど低下しないという特徴を有
する。
又一般に窒化物でなる層は、酸化物でなる層に
比し小なるエネルギバンドギヤツプを有する。
比し小なるエネルギバンドギヤツプを有する。
従つて本発明によるPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導
電性層間に介在せしめている窒化物でなる層は、
酸化物でなる層に比し、それ自身電流を通し易
く、又低い抵抗を有する。
導体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導
電性層間に介在せしめている窒化物でなる層は、
酸化物でなる層に比し、それ自身電流を通し易
く、又低い抵抗を有する。
依つて本発明によるPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置は、従来のPN接合乃至PIN接
合型半導体光電変換装置に比し、光電変換特性が
優れ、又光電変換効率が格段的に高いという特徴
を有する。
導体光電変換装置は、従来のPN接合乃至PIN接
合型半導体光電変換装置に比し、光電変換特性が
優れ、又光電変換効率が格段的に高いという特徴
を有する。
更に本発明によるPN接合乃至PIN接合型半導
体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電
性層間に介在せしめている窒化物でなる層は、透
光性導電性層より又は透光性導電性層側の外部よ
りの望ましくない不純物を半導体層側に通すのを
実質的に阻止し、又半導体層内に導入している有
用な不純物を透光性導電性層側に通すのを実質的
に阻止する。
体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導電
性層間に介在せしめている窒化物でなる層は、透
光性導電性層より又は透光性導電性層側の外部よ
りの望ましくない不純物を半導体層側に通すのを
実質的に阻止し、又半導体層内に導入している有
用な不純物を透光性導電性層側に通すのを実質的
に阻止する。
この為本発明によるPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置は、長期の使用によるも、光電
変換特性が殆んど劣化せず、又光電変換効率が殆
んど低下しないという特徴を有する。
導体光電変換装置は、長期の使用によるも、光電
変換特性が殆んど劣化せず、又光電変換効率が殆
んど低下しないという特徴を有する。
尚更に本発明によるPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導
電性層間に介挿せしめている窒化物でなる層は、
それが人為的に形成される為、その窒化物でなる
層を、それが絶縁性を有するとして形成される場
合でも、その過程で、半導体層及び透光性導電性
層間に人為的でなしに形成されんとする酸化物で
なる層を実質的に形成せしめず、又窒化物でなる
層が人為的に形成され、そしてその窒化物でなる
層が化学的に極めて安定であるので、その窒化物
でなる層を通電性を有するものとして容易に形成
することが出来る。
導体光電変換装置に於ける半導体層及び透光性導
電性層間に介挿せしめている窒化物でなる層は、
それが人為的に形成される為、その窒化物でなる
層を、それが絶縁性を有するとして形成される場
合でも、その過程で、半導体層及び透光性導電性
層間に人為的でなしに形成されんとする酸化物で
なる層を実質的に形成せしめず、又窒化物でなる
層が人為的に形成され、そしてその窒化物でなる
層が化学的に極めて安定であるので、その窒化物
でなる層を通電性を有するものとして容易に形成
することが出来る。
従つて本発明によるPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置は、それを、所期の光電変換特
性、高い光電変換効率を有するものとして、容易
に製造し得る等の特徴を有する。
導体光電変換装置は、それを、所期の光電変換特
性、高い光電変換効率を有するものとして、容易
に製造し得る等の特徴を有する。
その他本発明の特徴、利益は以下図面を伴なつ
て詳述する所より明らかとなるであろう。
て詳述する所より明らかとなるであろう。
第１図は本発明によるPN接合型半導体光電変
換装置の第１の実施例を示し、ガラスの如き透明
基板１上に透光性導電性層２が形成されている。
換装置の第１の実施例を示し、ガラスの如き透明
基板１上に透光性導電性層２が形成されている。
この透光性導電性層２は、導電性を有する金属
酸化物でなる層とし得、その金属酸化物として
は、酸化インジウム、酸化錫及び酸化アンチモン
中より選ばれた１種又は種数種の混合物乃至化合
物とし得る。又透光性導電性層２は、上述せる導
電性を有する金属酸化物でなる層にタンタル、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、鉛、ニツケル、錫、ゲ
ルマニウム中より選ばれた１種又は複数種の混合
物乃至化合物でなる導電性材を、金属酸化物に対
して0.1〜10％導入せしめてなる層とし得る。更
に透光性導電性層２は、導電性を有する金属窒化
物でなる層とし得、その金属窒化物としては、窒
化チタン、窒化タンタル、窒化錫、窒化アンチモ
ン、窒化ゲルマニウム、窒化ニオブ、窒化タング
ステン及び窒化クロム中より選ばれた１種又は複
数種の混合物乃至化合物とし得る。尚更に透光性
導電性層２は、上述せる導電性を有する金属窒化
物でなる層に、上述せる導電性材を導入せしめて
なる層とし得る。又透光性導電性層２は、上述せ
る金属酸化物と上述せる金属窒化物とでなる層と
し得、又その層に上述せる導電性材を導入せる層
とし得る。
酸化物でなる層とし得、その金属酸化物として
は、酸化インジウム、酸化錫及び酸化アンチモン
中より選ばれた１種又は種数種の混合物乃至化合
物とし得る。又透光性導電性層２は、上述せる導
電性を有する金属酸化物でなる層にタンタル、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、鉛、ニツケル、錫、ゲ
ルマニウム中より選ばれた１種又は複数種の混合
物乃至化合物でなる導電性材を、金属酸化物に対
して0.1〜10％導入せしめてなる層とし得る。更
に透光性導電性層２は、導電性を有する金属窒化
物でなる層とし得、その金属窒化物としては、窒
化チタン、窒化タンタル、窒化錫、窒化アンチモ
ン、窒化ゲルマニウム、窒化ニオブ、窒化タング
ステン及び窒化クロム中より選ばれた１種又は複
数種の混合物乃至化合物とし得る。尚更に透光性
導電性層２は、上述せる導電性を有する金属窒化
物でなる層に、上述せる導電性材を導入せしめて
なる層とし得る。又透光性導電性層２は、上述せ
る金属酸化物と上述せる金属窒化物とでなる層と
し得、又その層に上述せる導電性材を導入せる層
とし得る。
透光性導電性層２上には透光性を有し且通電性
を有する窒化物でなる層３が形成されている。
を有する窒化物でなる層３が形成されている。
この窒化物でなる層３は、導電性を有する層と
し得、この場合の窒化物でなる層３としての導電
性を有する層は任意の厚さとし得、例えば0.3〜
3μの厚さとし得る。又窒化物でなる層３として
の導電性を有する層は、金属窒化物でなる層とし
得、その金属窒化物としては窒化タンタル、窒化
錫、窒化アンチモン、窒化ゲルマニウム、窒化ニ
オブ、窒化タングステン及び窒化クロム中より選
ばれた１種又は複数種の混合物乃至化合物とし得
る。この様な金属窒化物でなる層はそれ自体は公
知の気相成長法によつて形成し得る。又窒化物で
なる層３としての導電性を有する層は、上述ける
金属窒化物でなる層に上述せる導電性材を導入せ
しめてなる層とし得る。又窒化物でなる層３は絶
縁性を有する層とし得、この場合その窒化物でな
る層３としての絶縁性を有する層は、電流を通し
得るに十分薄い厚さを有し、例えば５〜100Åの
厚さとし得る。この場合の窒化物でなる層３とし
ての絶縁性を有する層は、シリコン窒化物でなる
層とし得る。又窒化物でなる層３としての絶縁性
を有する層はシリコン窒化物でなる層に前述せる
導電性材を導入せる層とし得、又シリコン窒化物
と前述せる導電性を有する金属窒化物とでなる層
とし得、又斯る層に前述せる導電性材を導入せる
層とし得る。
し得、この場合の窒化物でなる層３としての導電
性を有する層は任意の厚さとし得、例えば0.3〜
3μの厚さとし得る。又窒化物でなる層３として
の導電性を有する層は、金属窒化物でなる層とし
得、その金属窒化物としては窒化タンタル、窒化
錫、窒化アンチモン、窒化ゲルマニウム、窒化ニ
オブ、窒化タングステン及び窒化クロム中より選
ばれた１種又は複数種の混合物乃至化合物とし得
る。この様な金属窒化物でなる層はそれ自体は公
知の気相成長法によつて形成し得る。又窒化物で
なる層３としての導電性を有する層は、上述ける
金属窒化物でなる層に上述せる導電性材を導入せ
しめてなる層とし得る。又窒化物でなる層３は絶
縁性を有する層とし得、この場合その窒化物でな
る層３としての絶縁性を有する層は、電流を通し
得るに十分薄い厚さを有し、例えば５〜100Åの
厚さとし得る。この場合の窒化物でなる層３とし
ての絶縁性を有する層は、シリコン窒化物でなる
層とし得る。又窒化物でなる層３としての絶縁性
を有する層はシリコン窒化物でなる層に前述せる
導電性材を導入せる層とし得、又シリコン窒化物
と前述せる導電性を有する金属窒化物とでなる層
とし得、又斯る層に前述せる導電性材を導入せる
層とし得る。
透光性導電性層２上に形成せる透光性を有し且
通電性を有する窒化物でなる層３上には、P+型
半導体層４ａ、Ｎ型半導体層４ｂ、Ｐ型半導体層
４ｃ、Ｎ型半導体層４ｄ、Ｒ型半導体層４ｅ及び
N+型半導体層４ｆがそれ等の順に順次積層され
ている５つのPN接合を有するそれ自体は公知の
半導体層４が形成されている。
通電性を有する窒化物でなる層３上には、P+型
半導体層４ａ、Ｎ型半導体層４ｂ、Ｐ型半導体層
４ｃ、Ｎ型半導体層４ｄ、Ｒ型半導体層４ｅ及び
N+型半導体層４ｆがそれ等の順に順次積層され
ている５つのPN接合を有するそれ自体は公知の
半導体層４が形成されている。
この半導体層４は単結晶半導体就中単結晶シリ
コンでなる層とし得るも、それ自体は公知のプラ
ズマCVD法、グロー放電法、減圧CVD法等によ
つて形成された、アモルフアス半導体、非晶質半
導体、多結晶半導体層等の非単結晶半導体、就中
アモルフアスシリコン、非晶質シリコン、多結晶
シリコン等の非単結晶シリコンでなる層とし得
る。又半導体層４は、窒化物でなる層３上に形成
された上述せる非単結晶半導体就中非単結晶シリ
コンでなる層が、例えばレーザ光の照射処理によ
つてアニールされ、その一部又は全てが単結晶化
されてなるという層とすることも出来る。半導体
層４がこの様な単結晶化せる層でなる場合、その
半導体層４は、半導体層４が非単結晶半導体でな
る層である場合に比し、10〜103倍も高いキヤリ
ア移動度を呈する意味に於て望ましい。
コンでなる層とし得るも、それ自体は公知のプラ
ズマCVD法、グロー放電法、減圧CVD法等によ
つて形成された、アモルフアス半導体、非晶質半
導体、多結晶半導体層等の非単結晶半導体、就中
アモルフアスシリコン、非晶質シリコン、多結晶
シリコン等の非単結晶シリコンでなる層とし得
る。又半導体層４は、窒化物でなる層３上に形成
された上述せる非単結晶半導体就中非単結晶シリ
コンでなる層が、例えばレーザ光の照射処理によ
つてアニールされ、その一部又は全てが単結晶化
されてなるという層とすることも出来る。半導体
層４がこの様な単結晶化せる層でなる場合、その
半導体層４は、半導体層４が非単結晶半導体でな
る層である場合に比し、10〜103倍も高いキヤリ
ア移動度を呈する意味に於て望ましい。
半導体層４の窒化物でなる層３側とは反対側上
には、その全域に亘つて透光性導電性層２と対と
なる導電性層５が配されている。
には、その全域に亘つて透光性導電性層２と対と
なる導電性層５が配されている。
この場合半導体層４及び導電性層５間に、前述
せる透光性を有し且通電性を有する窒化物でなる
層３に準じた透光性を有しなくても良いという通
電性を有する窒化物層を介挿せしめることも出来
る。然し乍ら一般に半導体層４内に形成されてい
る光電変換に大きく寄与するPN接合が、一般に
導電性層５側に近く位置してないので、導電性層
５はこれを図示の如く半導体層４に直接オーミツ
クに附し得る。導電性層５は任意の材料でなる層
とし得、例えば真空蒸着によつて形成されたアル
ミニウム層とし得る。
せる透光性を有し且通電性を有する窒化物でなる
層３に準じた透光性を有しなくても良いという通
電性を有する窒化物層を介挿せしめることも出来
る。然し乍ら一般に半導体層４内に形成されてい
る光電変換に大きく寄与するPN接合が、一般に
導電性層５側に近く位置してないので、導電性層
５はこれを図示の如く半導体層４に直接オーミツ
クに附し得る。導電性層５は任意の材料でなる層
とし得、例えば真空蒸着によつて形成されたアル
ミニウム層とし得る。
又導電性層５を半導体層４に直接附す場合、そ
の導電性層５は、半導体層４の導電性層５側の半
導体層４ｆがN+型であることによりＮ型不純物
を導電性材として多量にドープせる、CVD法に
よつて形成された多結晶半導体でなる層とし得
る。
の導電性層５は、半導体層４の導電性層５側の半
導体層４ｆがN+型であることによりＮ型不純物
を導電性材として多量にドープせる、CVD法に
よつて形成された多結晶半導体でなる層とし得
る。
以上が本発明によるPN接合型半導体光電変換
装置の第１の実施例の構成であるが、それが見掛
上従来のPN接合型半導体光電変換装置の場合と
同様の構成を有するので、従来のPN接合型半導
体光電変換装置の場合と同様の機構で光電変換機
能が得られる。
装置の第１の実施例の構成であるが、それが見掛
上従来のPN接合型半導体光電変換装置の場合と
同様の構成を有するので、従来のPN接合型半導
体光電変換装置の場合と同様の機構で光電変換機
能が得られる。
即ち詳細説明はこれを省略するも、透明基板１
の外側より矢６で示す如く光を透光性導電性層２
及び透光性を有し且つ通電性を有する窒化物でな
る層３を介して半導体層４内に入射せしめれば、
主として半導体層４の窒化物でなる層３側に形成
されているPN接合より拡がつている空乏層内
に、その光の入射に基くキヤリアが生起し、その
キヤリアの電子が窒化物でなる層３を介して導電
性層２に、正孔が導電性層５に到達する機構で、
入射せる光の強度に応じた電流が導電性層２及び
５を通つて流れるという、光電変換機能が得られ
る。
の外側より矢６で示す如く光を透光性導電性層２
及び透光性を有し且つ通電性を有する窒化物でな
る層３を介して半導体層４内に入射せしめれば、
主として半導体層４の窒化物でなる層３側に形成
されているPN接合より拡がつている空乏層内
に、その光の入射に基くキヤリアが生起し、その
キヤリアの電子が窒化物でなる層３を介して導電
性層２に、正孔が導電性層５に到達する機構で、
入射せる光の強度に応じた電流が導電性層２及び
５を通つて流れるという、光電変換機能が得られ
る。
又今この光電変換機能を、導電性層２及び５に
与える電圧Ｖ（ボルト（Ｖ））に対する導電性層２
及び５を通つて流れる電流Ｉ（ミリアンペア
（mA））の関係でみるに、即ちＶ―Ｉ特性でみる
に、そのＶ―Ｉ特性を、光６が入射されない場
合、第２図にて曲線Ａ０に示す如くに得ることが
出来、又光６がAM１の強さ（赤道上で太陽が当
つたときの光の強さ、約100ミリワツト／cm2の強
さ）を以つて入射されている場合、第２図にて曲
線Ｂ０に示す如くに得ることが出来る。
与える電圧Ｖ（ボルト（Ｖ））に対する導電性層２
及び５を通つて流れる電流Ｉ（ミリアンペア
（mA））の関係でみるに、即ちＶ―Ｉ特性でみる
に、そのＶ―Ｉ特性を、光６が入射されない場
合、第２図にて曲線Ａ０に示す如くに得ることが
出来、又光６がAM１の強さ（赤道上で太陽が当
つたときの光の強さ、約100ミリワツト／cm2の強
さ）を以つて入射されている場合、第２図にて曲
線Ｂ０に示す如くに得ることが出来る。
然し乍ら、第１図に示す本発明によるPN接合
型半導体光電変換装置に於ては、その半導体層４
及び透光性導電性層２間に透光性を有し且通電性
を有する窒化物でなる層３を介在せしめている。
そしてその窒化物でなる層３は、活性な酸素を有
しないことにより極めて安定である。
型半導体光電変換装置に於ては、その半導体層４
及び透光性導電性層２間に透光性を有し且通電性
を有する窒化物でなる層３を介在せしめている。
そしてその窒化物でなる層３は、活性な酸素を有
しないことにより極めて安定である。
この為第１図に示す本発明によるPN接合型半
導体光電変換装置は、前述せる理由によつて、長
時間、高温にさらされても、半導体層４内に形成
されているPN接合による障壁の厚さ、高さ等が
殆んど変化せず、依つて光電変換特性が殆んど劣
化せず、光電変換効率が殆んど低下しないという
特徴を有する。
導体光電変換装置は、前述せる理由によつて、長
時間、高温にさらされても、半導体層４内に形成
されているPN接合による障壁の厚さ、高さ等が
殆んど変化せず、依つて光電変換特性が殆んど劣
化せず、光電変換効率が殆んど低下しないという
特徴を有する。
このことは、第１図に示す本発明によるPN接
合型半導体光電変換装置に於て、それが第２図Ａ
０及びＢ０に示すＶ―Ｉ特性を有する場合に於
て、本発明による装置を、1000時間という長時
間、150℃という高温にさらして后、その本発明
による装置について、曲線Ａ０及びＢ０を得たと
同じＶ―Ｉ特性を測定した結果、そのＶ―Ｉ特性
が夫々曲線Ａ１及びＢ１に示す如くに、曲線Ａ０
及びＢ０より殆んど変化せざるＶ―Ｉ特性で得ら
れたことによつても確認された。因みに第１図に
示されている本発明による装置に於て、その半導
体層４及び透光性導電性層２間に介在せしめてい
る窒化物でなる層３を、酸化物でなる層に代えた
ことを除いては第１図に示す本発明による装置と
同様の、本発明によらざる装置に於て、それが第
２図にて曲線Ａ０及びＢ０に示す如きＶ―Ｉ特性
を有する場合に於て、その本発明によらざる装置
を、上述せると同じ、1000時間という長時間、
150℃という高温にさらして后、その本発明によ
らざる装置について、曲線Ａ０及びＢ０を得た場
合と同じＶ―Ｉ特性を測定した結果、そのＶ―Ｉ
特性が夫々曲線Ａ２及びＢ２に示す如く、曲線Ａ
０及びＢ０より大きく変化せる、本発明による装
置の場合に比し極めて悪いＶ―Ｉ特性で得られ
た。
合型半導体光電変換装置に於て、それが第２図Ａ
０及びＢ０に示すＶ―Ｉ特性を有する場合に於
て、本発明による装置を、1000時間という長時
間、150℃という高温にさらして后、その本発明
による装置について、曲線Ａ０及びＢ０を得たと
同じＶ―Ｉ特性を測定した結果、そのＶ―Ｉ特性
が夫々曲線Ａ１及びＢ１に示す如くに、曲線Ａ０
及びＢ０より殆んど変化せざるＶ―Ｉ特性で得ら
れたことによつても確認された。因みに第１図に
示されている本発明による装置に於て、その半導
体層４及び透光性導電性層２間に介在せしめてい
る窒化物でなる層３を、酸化物でなる層に代えた
ことを除いては第１図に示す本発明による装置と
同様の、本発明によらざる装置に於て、それが第
２図にて曲線Ａ０及びＢ０に示す如きＶ―Ｉ特性
を有する場合に於て、その本発明によらざる装置
を、上述せると同じ、1000時間という長時間、
150℃という高温にさらして后、その本発明によ
らざる装置について、曲線Ａ０及びＢ０を得た場
合と同じＶ―Ｉ特性を測定した結果、そのＶ―Ｉ
特性が夫々曲線Ａ２及びＢ２に示す如く、曲線Ａ
０及びＢ０より大きく変化せる、本発明による装
置の場合に比し極めて悪いＶ―Ｉ特性で得られ
た。
又第１図に示す本発明によるPN接合型半導体
光電変換装置に於ける半導体層４及び透光性導電
性層２間に介在せしめている窒化物でなる層３
は、酸化物でなる層に比し小なるエネルギバンド
ギヤツプを有するので、その窒化物でなる層３が
電流を通し易く、又低い抵抗を有する。
光電変換装置に於ける半導体層４及び透光性導電
性層２間に介在せしめている窒化物でなる層３
は、酸化物でなる層に比し小なるエネルギバンド
ギヤツプを有するので、その窒化物でなる層３が
電流を通し易く、又低い抵抗を有する。
この為第１図に示す本発明によるPN接合型半
導体光電変換装置は、光電変換効率が従来のPN
接合型半導体光電変換装置のそれに比し、20〜40
％も高く得られるという優れた特徴を有する。
導体光電変換装置は、光電変換効率が従来のPN
接合型半導体光電変換装置のそれに比し、20〜40
％も高く得られるという優れた特徴を有する。
更に第１図に示す本発明によるPN接合型半導
体光電変換装置に於ける半導体層４及び透光性導
電性層２間に介在している窒化物でなる層３は、
透光性導電性層２より又は透光性導電性層２側の
外部より望ましくない不純物を半導体層４側に通
すのを実質的に阻止し、又半導体層４内に導入し
ている有用な不純物を透光性導電性層２側に通す
のを実質的に阻止する。
体光電変換装置に於ける半導体層４及び透光性導
電性層２間に介在している窒化物でなる層３は、
透光性導電性層２より又は透光性導電性層２側の
外部より望ましくない不純物を半導体層４側に通
すのを実質的に阻止し、又半導体層４内に導入し
ている有用な不純物を透光性導電性層２側に通す
のを実質的に阻止する。
従つて第１図に示す本発明によるPN接合型半
導体光電変換装置は、長期の使用によるも、光電
変換特性が殆んど劣化せず、又光電変換効率が殆
んど低下しないというう特徴を有する。
導体光電変換装置は、長期の使用によるも、光電
変換特性が殆んど劣化せず、又光電変換効率が殆
んど低下しないというう特徴を有する。
尚更に第１図に示す本発明によるPN接合型半
導体光電変換装置における窒化物でなる層３は、
それが人為的に形成され、その過程で半導体層４
及び透光性導電性層２間に人為的でなしに形成さ
れんとする酸化物層を実質的に形成せしめず、又
窒化物層でなる層３が人為的に形成され、そして
その窒化物でなる層３が化学的に極めて安定であ
るので、その窒化物でなる層３を通電性を有する
ものとして容易に形成し得る。
導体光電変換装置における窒化物でなる層３は、
それが人為的に形成され、その過程で半導体層４
及び透光性導電性層２間に人為的でなしに形成さ
れんとする酸化物層を実質的に形成せしめず、又
窒化物層でなる層３が人為的に形成され、そして
その窒化物でなる層３が化学的に極めて安定であ
るので、その窒化物でなる層３を通電性を有する
ものとして容易に形成し得る。
依つて第１図に示す本発明によるPN接合型半
導体光電変換装置は、それを所期の光電変換特
性、高い光電変換効率を有するものとして容易に
製造し得るという特徴を有する。
導体光電変換装置は、それを所期の光電変換特
性、高い光電変換効率を有するものとして容易に
製造し得るという特徴を有する。
次に第３図を伴なつて本発明によるPN接合型
半導体光電変換装置の第２の実施例を述べるに、
第１図にて上述せる構成に於て、その透光性基板
１が省略され、又半導体層４が、Ｐ型半導体層４
１ａとＮ極半導体層４１ｂとN+型半導体層４１
ｃとがそれ等の順に順次透光性を有し且通電性を
有する窒化物でなる層３上に積層されている、１
つのPN接合を有するそれ自体は公知の半導体層
４１に置換されてなる事を除いては、第１図の場
合と同様の構成を有する。
半導体光電変換装置の第２の実施例を述べるに、
第１図にて上述せる構成に於て、その透光性基板
１が省略され、又半導体層４が、Ｐ型半導体層４
１ａとＮ極半導体層４１ｂとN+型半導体層４１
ｃとがそれ等の順に順次透光性を有し且通電性を
有する窒化物でなる層３上に積層されている、１
つのPN接合を有するそれ自体は公知の半導体層
４１に置換されてなる事を除いては、第１図の場
合と同様の構成を有する。
以上が本発明によるPN接合型半導体光電変換
装置の第２の実施例の構成であるが、それが上述
せる事項を除いては第１図に示す本発明による
PN接合型半導体光電変換装置の第１の実施例の
場合と同様であるので、詳細説明はこれを省略す
るも、第１図にて上述せる本発明によるPN接合
型半導体光電変換装置の第１の実施例の場合と同
様の特徴を有する。
装置の第２の実施例の構成であるが、それが上述
せる事項を除いては第１図に示す本発明による
PN接合型半導体光電変換装置の第１の実施例の
場合と同様であるので、詳細説明はこれを省略す
るも、第１図にて上述せる本発明によるPN接合
型半導体光電変換装置の第１の実施例の場合と同
様の特徴を有する。
次に第４図を伴なつて本発明によるPIN接合型
半導体光電変換装置の実施例を述べるに、第１図
にて上述せる構成に於て、その透明基板１が省略
され、又半導体層４が、Ｐ型半導体層４２ａ、真
性（Ｉ型）半導体層４２ｂ及びＮ型半導体層４２
ｃがそれ等の順に順次透光性を有し且通電性を有
する窒化物でなる層３上に積層されている１つの
PIN接合を有するそれ自体は公知の半導体層４２
に置換されてなる事を除いては、第１図の場合と
同様の構成を有する。
半導体光電変換装置の実施例を述べるに、第１図
にて上述せる構成に於て、その透明基板１が省略
され、又半導体層４が、Ｐ型半導体層４２ａ、真
性（Ｉ型）半導体層４２ｂ及びＮ型半導体層４２
ｃがそれ等の順に順次透光性を有し且通電性を有
する窒化物でなる層３上に積層されている１つの
PIN接合を有するそれ自体は公知の半導体層４２
に置換されてなる事を除いては、第１図の場合と
同様の構成を有する。
以上が本発明によるPIN接合型半導体光電変換
装置の実施例の構成であるが、斯る構成によれ
ば、それが上述せる事項を除いては第１図に示す
本発明によるPN接合型半導体光電変換装置の場
合と同様であるので、詳細説明はこれを省略する
も、第１図にて上述せる本発明によるPN接合型
半導体光電変換装置の場合と同様の特徴を有す
る。
装置の実施例の構成であるが、斯る構成によれ
ば、それが上述せる事項を除いては第１図に示す
本発明によるPN接合型半導体光電変換装置の場
合と同様であるので、詳細説明はこれを省略する
も、第１図にて上述せる本発明によるPN接合型
半導体光電変換装置の場合と同様の特徴を有す
る。
尚上述に於ては本発明の僅かな実施例を示した
に留まり、例えば、透光性導電性層２及び又は透
光性を有し且通電性を有する窒化物層３内に、そ
れ等がより化学的に安定化すべく窒素を導入せし
めることも出来る。又半導体層４の透光性を有し
且通電性を有する窒化物層３側内に、窒素を導入
せしめ、半導体層４の透光性を有し且通電性を有
する窒化物層３側が他に比し大なるエネルギバン
ドギヤツプを有するという所謂ワイドーナローの
エネルギバンド構成とし、感度の高い光電変換が
得られる様にすることも出来、その他本発明の精
神を脱することなしに種々の変型変更をなし得る
であろう。
に留まり、例えば、透光性導電性層２及び又は透
光性を有し且通電性を有する窒化物層３内に、そ
れ等がより化学的に安定化すべく窒素を導入せし
めることも出来る。又半導体層４の透光性を有し
且通電性を有する窒化物層３側内に、窒素を導入
せしめ、半導体層４の透光性を有し且通電性を有
する窒化物層３側が他に比し大なるエネルギバン
ドギヤツプを有するという所謂ワイドーナローの
エネルギバンド構成とし、感度の高い光電変換が
得られる様にすることも出来、その他本発明の精
神を脱することなしに種々の変型変更をなし得る
であろう。
第１図は本発明によるPN接合型半導体光電変
換装置の第１の実施例を示す略線的断面図、第２
図はその説明に供するＶ―Ｉ特性曲線図、第３図
は本発明によるPN接合型半導体光電変換装置の
第２の実施例を示す略線的断面図、第４図は本発
明によるPIN接合型半導体光電変換装置の一例を
示す略線的断面図である。 図中１は透明基板、２は透光性導電性層、３は
透光性を有し且通電性を有する層、４，４１、及
び４２は半導体層、５は導電性層、６は光を夫々
示す。
換装置の第１の実施例を示す略線的断面図、第２
図はその説明に供するＶ―Ｉ特性曲線図、第３図
は本発明によるPN接合型半導体光電変換装置の
第２の実施例を示す略線的断面図、第４図は本発
明によるPIN接合型半導体光電変換装置の一例を
示す略線的断面図である。 図中１は透明基板、２は透光性導電性層、３は
透光性を有し且通電性を有する層、４，４１、及
び４２は半導体層、５は導電性層、６は光を夫々
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に少くとも１つのPN接合乃至PIN接合
を有する半導体層と、 該半導体層上に配された透光性導電性層と、 上記半導体層の上記透光性導電性層側とは反対
側上に配された導電性層とを具備するPN接合乃
至PIN接合型半導体光電変換装置において、 上記半導体層と上記透光性導電性層との間に、
窒化珪素、窒化チタン、窒化インジユーム、窒化
錫、窒化アンチモン、窒化ゲルマニウム、窒化タ
ンタル、窒化ニオブ、窒化タングステン、及び窒
化クロム中から選ばれた１種または複数種の混合
物乃至化合物でなる窒化物でなる層が介挿されて
いることを特徴とするPN接合乃至PIN接合型半
導体光電変換装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のPN接合乃至
PIN接合型半導体光電変換装置において、 上記半導体層の上記窒化物でなる層側内に窒素
が導入されていることを特徴とするPN接合乃至
PIN接合型半導体光電変換装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290679A JPS5626479A (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Optoelectro conversion device |
| US06/177,408 US4320249A (en) | 1979-08-13 | 1980-08-12 | Heterojunction type semiconductor photoelectric conversion device |
| US06/177,407 US4320248A (en) | 1979-08-13 | 1980-08-12 | Semiconductor photoelectric conversion device |
| US06/177,409 US4387387A (en) | 1979-08-13 | 1980-08-12 | PN Or PIN junction type semiconductor photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290679A JPS5626479A (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Optoelectro conversion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5626479A JPS5626479A (en) | 1981-03-14 |
| JPS635914B2 true JPS635914B2 (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=14339898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10290679A Granted JPS5626479A (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Optoelectro conversion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5626479A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57199272A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | Photogenerating elements |
| JPS62106670A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体素子 |
| JPH04211179A (ja) * | 1991-03-27 | 1992-08-03 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | スイッチング素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5463690A (en) * | 1978-05-22 | 1979-05-22 | Yamazaki Shunpei | Photovoltaic force generating semiconductor and method of producing same |
-
1979
- 1979-08-13 JP JP10290679A patent/JPS5626479A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5463690A (en) * | 1978-05-22 | 1979-05-22 | Yamazaki Shunpei | Photovoltaic force generating semiconductor and method of producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5626479A (en) | 1981-03-14 |
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