JPS6362914B2 - - Google Patents
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- JPS6362914B2 JPS6362914B2 JP58138567A JP13856783A JPS6362914B2 JP S6362914 B2 JPS6362914 B2 JP S6362914B2 JP 58138567 A JP58138567 A JP 58138567A JP 13856783 A JP13856783 A JP 13856783A JP S6362914 B2 JPS6362914 B2 JP S6362914B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/206—Particular processes or apparatus for continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes, multi-chamber deposition
-
- 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
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-
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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
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、プラズマCVD法を用いて非晶質
シリコン膜を形成する光起電力素子の製造装置に
関する。 〔従来技術とその問題点〕 第１図はこの種の光起電力の一例の断面構造を
示し、ガラス等の絶縁物基板１の上に酸化インジ
ウム、錫又は酸化錫等の透明導電膜２を形成し、
その上に非晶質シリコン層３を形成し、さらに裏
面電極４が真空蒸着法成はスパツター法を用いて
形成される。非晶質シリコン層３は、透明導電膜
２上のｐ型層５、不純物無添加のｉ型層６および
ｎ型層７からなり、ｐ型層５とｎ型層７は夫々適
当な不純物を含むシランガス中で、ｉ型層６はシ
ランガス中でプラズマ反応により形成される。 第２図は、上記非晶質シリコン層３を形成する
ための従来のプラズマ反応装置を示す。１０１は
プラズマ反応室、１０２は各種反応ガスを導入す
るためのバルブ、１０３は真空排気装置１０４，
１０５は対向電極である。この装置により第１図
の非晶質シリコン膜３を形成するには、表面に透
明導電膜２が被着した基板１をプラズマ反応室内
の電極１０５の上に設置し、所定の反応ガスを、
ｐ型層５の場合はシランガスとジボランガスを、
ｉ型層６の場合はシランガスを、ｎ型層７の場合
はシランガスとホスフインガスをそれぞれ導入
し、プラズマ反応を生起し非晶質シリコン膜３を
形成する。 然るに上記方法では異種導伝型非晶質シリコン
層を同一のプラズマ反応室で形成するため、例え
ばｐ型層５に続いてｉ型層６を形成する際、ｐ型
層６を形成後ガス導入バルブ１０２を閉じて真空
排気装置１０３により反応室１０１内を排気して
も、反応室壁や電極１０４にｐ型不純物が付着し
ており、ｉ型層６の形成時ｉ型層６中に予測不能
のｐ型不純物が混入して光起電力素子の特性のバ
ラツキ要因となる。 この欠点を回避する方法として各層５，６，７
の各形成工程の実行に際し、プラズマ反応室を分
離し、前工程に用いた不純物が用いられない工程
では前工程とは異なるプラズマ反応室で非晶質シ
リコン層を形成する方法が提案された。第３図
は、この提案を実現させるプラズマ反応装置の概
念図を示し、２０１ａ〜２０１ｃはｐ，ｉ，ｎ各
層に対応した反応室であり、各反応室は仕切りバ
ルブ２０７ａ〜２０７ｄにより分離され並設され
ている。２０２ａ〜２０２ｃはそれぞれ各反応室
に所定の反応ガスを導入するためのバルブであ
り、バルブ２０２ａを通じてシランガスとジボラ
ンガスが、バルブ２０２ｂを通じてシランガス
が、バルブ２０２ｃを通じてシランガスとホスフ
インガスが夫々供給される。２０３ａ〜２０３ｃ
は各反応室２０１ａ〜２０１ｃを排気するための
真空排気装置である。２０４，２０５は上記各反
応室において対向配置された電極であり、これら
の電極には、高周波電界が印加される。２０６は
上記各反応において電極２０４，２０５間に配さ
れたトレー２０８搬送用のローラである。 第３図の装置により第１図の非晶質シリコン層
３を形成するには、透明導電膜２のみを被着した
ガラス等の基板２０９を載置したトレー２０８を
モータ等により駆動される搬送装置２０６より第
１反応室２０１ａに移動し、真空排気装置２０３
ａにより真空に排気し、ガス導入バルブ２０２ａ
を通じてシランガス及びジボランガスを導入し、
高周波電極２０４，２０５間に高周電界を印加
し、プラズマ反応を起すことにより、基板２０９
上に所望の膜厚のｐ型層５を形成する。然る後反
応室２０１ａを真空排気し、トレー２０８を仕切
りバルブ２０７ｂを通して第２反応室２０１ｂに
移動し、ガス導入バルブ２０２ｂを介してシラン
ガスを導入し、プラズマ反応により所望の膜厚の
ｉ型層６を形成する。同様にｉ型層６を形成後第
３反応室２０１ｃへトレー２０８を移動し、シラ
ンガスとホスフインガスを導入し、プラズマ反応
により所望の膜厚のｎ型層７を形成する。 一方、非晶質シリコン膜を用いたｐ―ｉ―ｎ型
太陽電池の特性は、ｉ型層６の中のｐ型不純物
（例えばボロン）の濃度分布が重要であることが
明らかになつてきた。第４図にｉ型層６中のボロ
ン濃度が異なる三種類の太陽電池について、イオ
ンマイクロアナライザーにより分析した結果を示
す。又それぞれの濃度分布に対する変換効率（相
対値）を第１表に示す。
シリコン膜を形成する光起電力素子の製造装置に
関する。 〔従来技術とその問題点〕 第１図はこの種の光起電力の一例の断面構造を
示し、ガラス等の絶縁物基板１の上に酸化インジ
ウム、錫又は酸化錫等の透明導電膜２を形成し、
その上に非晶質シリコン層３を形成し、さらに裏
面電極４が真空蒸着法成はスパツター法を用いて
形成される。非晶質シリコン層３は、透明導電膜
２上のｐ型層５、不純物無添加のｉ型層６および
ｎ型層７からなり、ｐ型層５とｎ型層７は夫々適
当な不純物を含むシランガス中で、ｉ型層６はシ
ランガス中でプラズマ反応により形成される。 第２図は、上記非晶質シリコン層３を形成する
ための従来のプラズマ反応装置を示す。１０１は
プラズマ反応室、１０２は各種反応ガスを導入す
るためのバルブ、１０３は真空排気装置１０４，
１０５は対向電極である。この装置により第１図
の非晶質シリコン膜３を形成するには、表面に透
明導電膜２が被着した基板１をプラズマ反応室内
の電極１０５の上に設置し、所定の反応ガスを、
ｐ型層５の場合はシランガスとジボランガスを、
ｉ型層６の場合はシランガスを、ｎ型層７の場合
はシランガスとホスフインガスをそれぞれ導入
し、プラズマ反応を生起し非晶質シリコン膜３を
形成する。 然るに上記方法では異種導伝型非晶質シリコン
層を同一のプラズマ反応室で形成するため、例え
ばｐ型層５に続いてｉ型層６を形成する際、ｐ型
層６を形成後ガス導入バルブ１０２を閉じて真空
排気装置１０３により反応室１０１内を排気して
も、反応室壁や電極１０４にｐ型不純物が付着し
ており、ｉ型層６の形成時ｉ型層６中に予測不能
のｐ型不純物が混入して光起電力素子の特性のバ
ラツキ要因となる。 この欠点を回避する方法として各層５，６，７
の各形成工程の実行に際し、プラズマ反応室を分
離し、前工程に用いた不純物が用いられない工程
では前工程とは異なるプラズマ反応室で非晶質シ
リコン層を形成する方法が提案された。第３図
は、この提案を実現させるプラズマ反応装置の概
念図を示し、２０１ａ〜２０１ｃはｐ，ｉ，ｎ各
層に対応した反応室であり、各反応室は仕切りバ
ルブ２０７ａ〜２０７ｄにより分離され並設され
ている。２０２ａ〜２０２ｃはそれぞれ各反応室
に所定の反応ガスを導入するためのバルブであ
り、バルブ２０２ａを通じてシランガスとジボラ
ンガスが、バルブ２０２ｂを通じてシランガス
が、バルブ２０２ｃを通じてシランガスとホスフ
インガスが夫々供給される。２０３ａ〜２０３ｃ
は各反応室２０１ａ〜２０１ｃを排気するための
真空排気装置である。２０４，２０５は上記各反
応室において対向配置された電極であり、これら
の電極には、高周波電界が印加される。２０６は
上記各反応において電極２０４，２０５間に配さ
れたトレー２０８搬送用のローラである。 第３図の装置により第１図の非晶質シリコン層
３を形成するには、透明導電膜２のみを被着した
ガラス等の基板２０９を載置したトレー２０８を
モータ等により駆動される搬送装置２０６より第
１反応室２０１ａに移動し、真空排気装置２０３
ａにより真空に排気し、ガス導入バルブ２０２ａ
を通じてシランガス及びジボランガスを導入し、
高周波電極２０４，２０５間に高周電界を印加
し、プラズマ反応を起すことにより、基板２０９
上に所望の膜厚のｐ型層５を形成する。然る後反
応室２０１ａを真空排気し、トレー２０８を仕切
りバルブ２０７ｂを通して第２反応室２０１ｂに
移動し、ガス導入バルブ２０２ｂを介してシラン
ガスを導入し、プラズマ反応により所望の膜厚の
ｉ型層６を形成する。同様にｉ型層６を形成後第
３反応室２０１ｃへトレー２０８を移動し、シラ
ンガスとホスフインガスを導入し、プラズマ反応
により所望の膜厚のｎ型層７を形成する。 一方、非晶質シリコン膜を用いたｐ―ｉ―ｎ型
太陽電池の特性は、ｉ型層６の中のｐ型不純物
（例えばボロン）の濃度分布が重要であることが
明らかになつてきた。第４図にｉ型層６中のボロ
ン濃度が異なる三種類の太陽電池について、イオ
ンマイクロアナライザーにより分析した結果を示
す。又それぞれの濃度分布に対する変換効率（相
対値）を第１表に示す。
この発明は、ｉ型層６中のボロン濃度を第４図
に示す(A)タイプのように非晶質光起電力素子の最
適濃度が再現性よく得られ、太陽電池の出力特性
を低下させない製造できる装置を提供することを
目的とする。 〔発明の要点〕 本発明は隣接する複数の反応室を通過する基板
上に各室においてそれぞれ非晶質シリコンのｐ型
層、ｉ型層、ｎ型層を順次形成するものにおい
て、ｉ型層を形成する反応室が、ｐ型層を形成す
る反応室の側に設けられｐ型不純物を微量添加し
てｉ型層を形成する反応室と、ｎ型層を形成する
反応室の側に設けられ不純物無添加のｉ型層を形
成する反応室とに分割されることによつて上記の
目的を達成する。 〔発明の実施例〕 第５図はこの発明の実施例を示すもので、３０
１ａ〜３０１ｄは互いに仕切りバルブ３０７ａ〜
３０７ｅにより分離され並設されたプラズマ反応
室である。３０２ａ〜３０２ｄは夫々該反応室に
所定の反応ガスを導入するためのバルブで３０２
ａを通じてシランガスとジボランガスが、バルブ
３０２ｂを通じてシランガスと不純物ガス（例え
ば低濃度ジボランガス）が、バルブ３０２ｃを通
じてシランガスが、３０２ｄを通じてシランガス
とホスフインガスが夫々供給される。 次にこの装置を用いて非晶質シリコン層を形成
する方法を説明する。まず、透明導電膜のみを被
着せる基板３０９をトレー３０８上に載置し、仕
切りバルブ３０７ａを開けてプラズマ反応室３０
８を入れる。然る後仕切りバルブ３０７ａを閉
じ、真空排気装置３０３ａを駆動し反応室３０１
ａを真空排気する。なお反応室３０１ｂ〜３０１
ｄはあらかじめ真空排気装置３０３ｂ〜３０３ｄ
により真空排気しておく。反応室３０１ａを真空
排気した後バルブ３０２ａを介して反応室３０１
内にシランガスとジボランガスを導入し、高周波
電極３０４，３０５に高周波電界を印加しプラズ
マ反応を行ない、基板３０９上に所望の膜厚のｐ
型層を形成する。然る後反応室３０１ａを真空排
気し、仕切りバルブ３０７ｂを開け、反応室３０
１ａより搬送装置３０６により反応室３０１ｂに
トレー３０８を移動する。そして仕切りバルブ３
０７ｂを閉じてバルブ３０２ｂを開き、反応室３
０１にシランガスと低濃度ジボランガスを導入し
反応室３０１ｂの高周波電極３０４，３０５に高
周波電界を印加してプラズマ反応を行ない、ｉ型
層に所望のボロンを含む層を形成する。そして次
に反応室３０１ｂを真空排気し仕切りバルブ３０
７ｃを開け反応室３０１ｂより反応室３０１ｃに
搬送装置３０６でトレー３０８を移動する。そし
て仕切りバルブ３０７ｃを閉じて、バルブ３０２
ｃを開け反応室３０１ｃにシランガスを導入し、
反応室３０１ｃの高周波電極３０４，３０５に高
周波電界を印加してプラズマ反応を行ないｉ型層
を形成する。ｉ型層形成後、反応室３０１ｃを真
空排気装置３０３ｃにより真空排気し、仕切バル
ブ３０７ｄを開け、トレー３０８を搬送装置３０
６により反応室３０１ｃより反応室３０１ｄに移
動する。そして仕切りバルブ３０７ｄを閉じてバ
ルブ３０２ｄを開け、シランガスとホスフインガ
スを導入し反応室３０１ｄの高周波電極３０４，
３０５に高周波電界を印加し、プラズマ反応を行
ないｎ型層を形成する。このようにｉ型層を形成
する反応室を分離し、１つの反応室で低濃度ボロ
ンガスを導入してボロンを添加した層、他の反応
室で不純物無添加層を形成することにより、ｉ型
層形成の反応室がボロンに汚染されることを防止
する利点が得られる。 一方金属基板を用いたITO／ｐ―ｉ―ｎ／金属
基板構造の光起電力素子のｉ型層に低濃度ボロン
を添加することにより出力特性が向上することが
わかつてきたが、この構造の製造にも第５図に示
すプラズマ反応装置が使用できる。 〔発明の効果〕 この発明によれば、ｉ型層形成用の反応室を２
つに分離し、アクセプタ不純物を微量に添加する
反応室と、不純物無添加の反応室を設けたことに
より、ｉ型層中の不純物濃度を常に一定の分布を
もつように制御でき、光起電力素子の出力特性を
最適値にそして再現性よく製造することが可能と
なる。
に示す(A)タイプのように非晶質光起電力素子の最
適濃度が再現性よく得られ、太陽電池の出力特性
を低下させない製造できる装置を提供することを
目的とする。 〔発明の要点〕 本発明は隣接する複数の反応室を通過する基板
上に各室においてそれぞれ非晶質シリコンのｐ型
層、ｉ型層、ｎ型層を順次形成するものにおい
て、ｉ型層を形成する反応室が、ｐ型層を形成す
る反応室の側に設けられｐ型不純物を微量添加し
てｉ型層を形成する反応室と、ｎ型層を形成する
反応室の側に設けられ不純物無添加のｉ型層を形
成する反応室とに分割されることによつて上記の
目的を達成する。 〔発明の実施例〕 第５図はこの発明の実施例を示すもので、３０
１ａ〜３０１ｄは互いに仕切りバルブ３０７ａ〜
３０７ｅにより分離され並設されたプラズマ反応
室である。３０２ａ〜３０２ｄは夫々該反応室に
所定の反応ガスを導入するためのバルブで３０２
ａを通じてシランガスとジボランガスが、バルブ
３０２ｂを通じてシランガスと不純物ガス（例え
ば低濃度ジボランガス）が、バルブ３０２ｃを通
じてシランガスが、３０２ｄを通じてシランガス
とホスフインガスが夫々供給される。 次にこの装置を用いて非晶質シリコン層を形成
する方法を説明する。まず、透明導電膜のみを被
着せる基板３０９をトレー３０８上に載置し、仕
切りバルブ３０７ａを開けてプラズマ反応室３０
８を入れる。然る後仕切りバルブ３０７ａを閉
じ、真空排気装置３０３ａを駆動し反応室３０１
ａを真空排気する。なお反応室３０１ｂ〜３０１
ｄはあらかじめ真空排気装置３０３ｂ〜３０３ｄ
により真空排気しておく。反応室３０１ａを真空
排気した後バルブ３０２ａを介して反応室３０１
内にシランガスとジボランガスを導入し、高周波
電極３０４，３０５に高周波電界を印加しプラズ
マ反応を行ない、基板３０９上に所望の膜厚のｐ
型層を形成する。然る後反応室３０１ａを真空排
気し、仕切りバルブ３０７ｂを開け、反応室３０
１ａより搬送装置３０６により反応室３０１ｂに
トレー３０８を移動する。そして仕切りバルブ３
０７ｂを閉じてバルブ３０２ｂを開き、反応室３
０１にシランガスと低濃度ジボランガスを導入し
反応室３０１ｂの高周波電極３０４，３０５に高
周波電界を印加してプラズマ反応を行ない、ｉ型
層に所望のボロンを含む層を形成する。そして次
に反応室３０１ｂを真空排気し仕切りバルブ３０
７ｃを開け反応室３０１ｂより反応室３０１ｃに
搬送装置３０６でトレー３０８を移動する。そし
て仕切りバルブ３０７ｃを閉じて、バルブ３０２
ｃを開け反応室３０１ｃにシランガスを導入し、
反応室３０１ｃの高周波電極３０４，３０５に高
周波電界を印加してプラズマ反応を行ないｉ型層
を形成する。ｉ型層形成後、反応室３０１ｃを真
空排気装置３０３ｃにより真空排気し、仕切バル
ブ３０７ｄを開け、トレー３０８を搬送装置３０
６により反応室３０１ｃより反応室３０１ｄに移
動する。そして仕切りバルブ３０７ｄを閉じてバ
ルブ３０２ｄを開け、シランガスとホスフインガ
スを導入し反応室３０１ｄの高周波電極３０４，
３０５に高周波電界を印加し、プラズマ反応を行
ないｎ型層を形成する。このようにｉ型層を形成
する反応室を分離し、１つの反応室で低濃度ボロ
ンガスを導入してボロンを添加した層、他の反応
室で不純物無添加層を形成することにより、ｉ型
層形成の反応室がボロンに汚染されることを防止
する利点が得られる。 一方金属基板を用いたITO／ｐ―ｉ―ｎ／金属
基板構造の光起電力素子のｉ型層に低濃度ボロン
を添加することにより出力特性が向上することが
わかつてきたが、この構造の製造にも第５図に示
すプラズマ反応装置が使用できる。 〔発明の効果〕 この発明によれば、ｉ型層形成用の反応室を２
つに分離し、アクセプタ不純物を微量に添加する
反応室と、不純物無添加の反応室を設けたことに
より、ｉ型層中の不純物濃度を常に一定の分布を
もつように制御でき、光起電力素子の出力特性を
最適値にそして再現性よく製造することが可能と
なる。
第１図は代表的な非晶質光起電力素子の断面構
造図、第２図は従来の非晶質光起電力素子の製造
装置の断面図、第３図は従来の改良型非晶質光起
素子の製造装置の断面図、第４図は３種のａ―Si
太陽電池のボロン濃度分布線図、第５図は本発明
の一実施例の断面図である。 ３０１ａ：ｐ型層形成反応室、３０１ｂ：ボロ
ン添加ｉ型層形成反応室、３０１ｃ：無添加ｉ型
層形成反応室、３０１ｄ：ｎ型層形成反応室、３
０４，３０５：高周波電極、３０８：トレー、３
０９：基板。
造図、第２図は従来の非晶質光起電力素子の製造
装置の断面図、第３図は従来の改良型非晶質光起
素子の製造装置の断面図、第４図は３種のａ―Si
太陽電池のボロン濃度分布線図、第５図は本発明
の一実施例の断面図である。 ３０１ａ：ｐ型層形成反応室、３０１ｂ：ボロ
ン添加ｉ型層形成反応室、３０１ｃ：無添加ｉ型
層形成反応室、３０１ｄ：ｎ型層形成反応室、３
０４，３０５：高周波電極、３０８：トレー、３
０９：基板。
Claims (1)
- １ 隣接する複数の反応室を通過する基板上に各
室においてそれぞれ非晶質シリコンのｐ型層、ｉ
型層、ｎ型層を順次形成するものにおいて、ｉ型
層を形成する反応室が、ｐ型層を形成する反応室
の側に設けられｐ型不純物を微量添加したｉ型層
を形成する反応室と、ｎ型層を形成する反応室の
側に設けられ不純物無添加のｉ型層を形成する反
応室とに分割されたことを特徴とする非晶質光起
電力素子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138567A JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138567A JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030182A JPS6030182A (ja) | 1985-02-15 |
| JPS6362914B2 true JPS6362914B2 (ja) | 1988-12-05 |
Family
ID=15225151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138567A Granted JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030182A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225078A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| US7582515B2 (en) * | 2007-01-18 | 2009-09-01 | Applied Materials, Inc. | Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same |
| CN102369602A (zh) * | 2009-04-06 | 2012-03-07 | 株式会社爱发科 | 光电转换装置的制造系统以及光电转换装置的制造方法 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138567A patent/JPS6030182A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6030182A (ja) | 1985-02-15 |
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