FR2490018A1 - Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus - Google Patents
Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus Download PDFInfo
- Publication number
- FR2490018A1 FR2490018A1 FR8116956A FR8116956A FR2490018A1 FR 2490018 A1 FR2490018 A1 FR 2490018A1 FR 8116956 A FR8116956 A FR 8116956A FR 8116956 A FR8116956 A FR 8116956A FR 2490018 A1 FR2490018 A1 FR 2490018A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- alloy
- amorphous
- states
- fluorine
- deposited
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 147
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 145
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 77
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 47
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 45
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 2
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 claims 2
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical compound [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 78
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 50
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 14
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 14
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 12
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 10
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 SiF4 Chemical compound 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- 241000282461 Canis lupus Species 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910000078 germane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000812584 Fictor Species 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 241000347389 Serranus cabrilla Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- NRMFHRUKCUNAAP-UHFFFAOYSA-N [F].[Si].[F] Chemical compound [F].[Si].[F] NRMFHRUKCUNAAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017817 a-Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000020004 porter Nutrition 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 102000012498 secondary active transmembrane transporter activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 108040003878 secondary active transmembrane transporter activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229920006268 silicone film Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0026—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1604—Amorphous materials
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/065—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the graded gap type
-
- 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
-
- 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
- H01L31/202—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 including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- H01L31/202—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 including only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/204—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 including only elements of Group IV of the Periodic Table including AIVBIV alloys, e.g. SiGe, SiC
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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
- 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
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
POUR FABRIQUER UN ALLIAGE AMORPHE PHOTOSENSIBLE COMPORTANT AU MOINS DU SILICIUM ET AU MOINS DU FLUOR POUR REDUIRE LA DENSITE DES ETATS LOCALISES, ON INTRODUIT DU GERMANIUM, DE L'ETAIN, DU CARBONE OU DE L'AZOTE POUR REGLER L'INTERVALLE DE BANDE DE MANIERE A PRODUIRE UN ALLIAGE AYANT UN INTERVALLE DE BANDE ETALONNE FONCTIONNANT DANS UNE GAMME SPECIFIEE DE LONGUEURS D'ONDE PHOTOSENSIBLES. L'ALLIAGE 118 EST PREPARE DANS UN CORPS 100 DELIMITANT UNE CHAMBRE 102 DANS LAQUELLE LE FLUOR ET DE L'HYDROGENE SONT AMENES.
Description
La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des dispositifs
semiconducteurs amorphes présentant des caractéristiques photosensibles améliorées. L'application la plus importante de l'invention consiste dans la fabrication d'alliages et de dispositifs photosensibles améliorés compre- nant des intervalles de bande étalonnés en vue d'aplications
photosensibles spécifiques comprenant des dispositifs photo-
récepteurs tels que des cellules solaires de type p-i-n, p-n,
Schottky ou MIS (métal-isolant semiconducteur) des substan-
ces photoconductrices telles que celles qui sont utilisées en
xérographie des dispositifs photodétecteurs et des photodio-
des comprenant des mosaïques de photodiodes à grandes sur-
faces.
Le silicium est la base de l'immense industrie des semi-
conducteurs cristallins et il constitue le matériau avec
lequel on a produit les cellules solaires cristallines coû-
teuses et à haut rendement (18 pour cent) destinées à des
applications spatiales. Lorsque la technologie des semicon-
ducteurs cristallins a atteint le niveau commercial, elle est devenue le fondement de l'immense industrie actuelle des dispositifs semiconducteurs. Ceci a été dû à la capacité des savants de faire croître des cristaux de germanium et plus particulièrement de silicium pratiquement sans défauts, puis de les transformer en matériaux extrinsèques contenant des régions à conductivité de type p ou de type n. Ce résultat a été obtenu en diffusant dans le matériau cristallin quelques parties par million de matériaux dopants donneurs (n) ou
accepteurs (p) introduits en tant qu'impuretés de substitu-
tion dans les matériaux cristallins sensiblement purs, de
manière à augmenter leur conductivité électrique et détermi-
ner leur type de conduction p ou n. Les procédés de fabrica-
tion utilisés pour réaliser les cristaux à jonction p-n mettent en oeuvre des procédures extrêmement compliquées,
demandant du temps et coûteuses. C'est ainsi que ces maté-
riaux cristallins qui sont utiles dans les cellules solaires et les dispositifs de commande de courant sont produits dans des conditions très soigneusement contrôlées en faisant croître des cristaux individuels de silicium ou de germanium, et quand on a besoin de jonctions p-n, en dopant les cristaux
individuels avec des quantités extrêmement faibles et criti-
ques de dopants.
Ces Ysrocedés de croissance de cristaux produisent des cris-
taux relativement si petits que les cellules solaires exigent l'assemblage de nombreux cristaux individuels pour couvrir la surface désirée d'un unique panneau à cellules solaires. La quantité d'énergie nécessaire pour fabriquer une cellule solaire selon ce procédé, les limitations provoquées par les limites de dimensions du cristal de silicium, et la nécessité de découper et d'assembler ce matériau cristallin, ont constitué une barrière économique impossible à franchir pour parvenir à une utilisation à grande échelle de cellules solaires à
semiconducteurs cristallins en vue de la conversion de l'éner-
gie. En outre, le silicium cristallin comporte un rebord optique indirect provoquant une mauvaise absorption de la lumière dans le matériau. Du fait de cette mauvaise absorption de la lumière, les cellules solaires cristallines doivent avoir une épaisseur d'au moins 50 microns pour absorber la lumière solaire incidente. Même si on remplace le matériau cristallin par du silicium polycristallin obtenu par des procédés moins coûteux, le rebord optique indirect existe toujours; de ce fait, l'épaisseur du matériau n'est pas
réduite. Le matériau polycristallin implique également l'ad-
dition de limites granulaires et autres défauts constituant
des problèmes.
Un autre inconvénient du matériau polycristallin quand il s'agit d'applications solaires vient de ce que l'intervalle de bande du silicium cristallin qui est d'environ 1,1 eV est
de façon inhérente en dessous de l'intervalle de bande opti-
mal qui est d'environ 1,5 eV. L'adjonction de germanium, qui
est possible, réduit encore plus l'intervalle de bande, c'est-
à-dire l'intervalle entre les bandes d'énergie dénommées
aussi bandes interdites, ce qui provoque une diminution cor-
respondante du rendement de la conversion solaire.
Pour résumer, les dispositifs à silicium cristallin présentent des paramètres fixes qui ne peuvent pas varier comme on le désire, exigent de grandes quantités de matériauet ne peuvent être produits qu'en éléments de surface relativement _1a réduite, leur fabrication étant coûteuse et demandant du temps. Les dispositifs basés sur le silicium amorphe peuvent
éliminer ces inconvénients du silicium cristallin. Le sili-
cium amorphe comprend un rebord d'absorption optique présen-
tant des propriétés similaires à celles d'un semiconducteur à
intervalle direct et il suffit que le matériau ait une épais-
seur d'un micron ou moins pour absorber la même quantité de
lumière solaire que le silicium cristallin ayant une épais-
seur de 50 microns. En outre, le silicium amorphe peut être obtenu plus rapidement, plus facilement et en éléments de
plus grande surface que le silicium cristallin.
En conséquence, des efforts considérables ont été entre-
pris pour mettre au point des procédés permettant de déposer facilement des alliages ou des films amorphes semiconducteurs, pouvant chacun couvrir des surfaces relativement importantes si on le désire, et limitées seulement par.la dimension de l'équipement de dépôt, et qui pourraient être facilement dopés pour former des matériaux de type p et de type n, les dispositifs à jonction p-n obtenus de ces derniers étant équivalents à ceux produits au moyen de leurs contreparties cristallines. Pendant de nombreuses années, ces travaux ont été pratiquement sans résultats. On a constaté que les films amorphes de silicium ou de germanium (groupe IV) qui sont
normalement coordonnés quatre fois comprenaient des micro-
vides et des liaisons non saturées et autres défauts produi-
sant une forte densité d'états localisés dans leur intervalle de bande. La présence d'une forte densité d'états localisés
dans l'intervalle de bande de films semiconducteurs en sili-
cium amorphe se traduit par un faible degré de photosensi-
bilité ou photoconductivité et une courte durée de vie en
tant que porteur, rendant ces films inadaptés à des applica-
tions o l'on fait appel à des caractéristiques de photosen-
sibilité. De plus, ces films ne peuvent être dopés avec succès ou modifiés de toute autre manière pour rapprocher le niveau de Fermi des bandes de conduction ou de valence, ce qui les rend inutilisables pour constituer des jonctions p-n pour cellules solaires et pour les applications concernant
des dispositifs de commande de courant.
Pour réduire les problèmes qui viennent d'être mentionnés et constatés avec le silicium et le germanium amorphes, W. E. Spear et P. G. Le Comber du Carnegie Laboratory of Physics,
Université de Dundee, Dundee, Ecosse ont effectué des recher-
ches sur le "Substitutional Doping of Amorphous Silicon" (Dopage par substitution du silicium amorphe), ayant fait l'objet d'un rapport publié dans "Solid State Communications", vol. 17, pages 1193 à 1196, 1975, en vue de réduire les états
localisés dans l'intervalle de bande du silicium ou du ger-
manium amorphes et rapprocher ces derniers du silicium ou du
germanium cristallins intrinsèques et pour doper par substi-
tution lesdits matériaux amorphes au moyen de dopants classi-
ques et appropriés, comme pour le dopage de matériaux cris-
tallins, pour les rendre du type extrinsèque et de conduction
de type p ou n.
La réduction des états localisés a été obtenue par dépôt par décharge luminescente de films de silicium amorphe o on a fait passer un gaz de silane (SiH4) dans un tube à réaction o le gaz est décomposé par décharge luminescente à haute fréquence et déposé sur un substrat dont la température est d'environ 5000K à 6000K (2270C à 3270C). Le matériau ainsi déposé sur le substrat est un matériau amorphe intrinsèque consistant en silicium et hydrogène. Pour obtenir un matériau amorphe dopé, on a pré-mélangé du gaz de phosphine (PH3) pour obtenir une conduction de type n, ou un gaz de diborane (B2H6) pour obtenir une conduction de type p, avec le gaz de
silane que l'on fait passer dans le tube à réaction à déchar-
ge luminescente dans les mêmes conditions de traitement. La concentration gazeuse des dopants utilisés était située entre environ 5 x 10-6 et 10-2 parties par volume. On pense que le matériau ainsi déposé comprenait du phosphore ou du bore
dopant de substitution et on a constaté qu'il était extrin-
sèque et de type de conduction n ou p.
Bien que ces chercheurs ne l'aient pas su, on sait main-
tenant par les travaux d'autres chercheurs que l'hydrogène dans le silane se combine à une température optimale avec de nombreuses liaisons non saturées du silicium pendant le dépôt par décharge luminescente, de manière à réduire sensiblement la densité des états localisés dans l'intervalle de bande en
vue d'obtenir des propriétés électroniques du matériau amor-
phe se rapprochant le plus de celles du matériau cristallin correspondant. D. I. Jones, W. E. Spear, P. G. LeComber, S. Li et R. Martins ont également travaillé sur la préparation de a-Ge:H
à partir de GeH4 en utilisant des techniques de dépôt simi-
laires. On a constaté que le matériau obtenu présentait une
forte densité d'états localisés dans son intervalle de bande.
Bien qu'on ait pu doper le matériau, son rendement était sensiblement réduit par rapport à celui obtenu avec le a-Si:HI. Dans ces travaux qui ont fait l'objet d'un rapport dans Philosophical Magazine B, vol. 39, page 147 (1979), les auteurs concluent qu'en raison de la forte densité des états
dans l'intervalle de bande, le matériau obtenu constitue "...
un matériau moins intéressant qu'un matériau à base de a-Si
en vue d'expériences de dopage et d'éventuelles applications".
Au cours de travaux effectués sur un procédé similaire
pour fabriquer par décharge luminescente des cellules solai-
res de silicium amorphe en utilisant du silane, D.E. Carlson a cherché à utiliser dans les cellules du germanium pour rendre plus étroit l'intervalle optique en vue d'obtenir une valeur optimale d'environ 1,5 eV pour la cellule solaire et par rapport au meilleur matériau pour cellules solaires qu'il avait fabriqué et qui présentait un intervalle de bande compris entre 1,65 et 1,70 eV. (D.E. Carlson, "Journal of Non Crystalline Solids", vol. 35 et 36 (1980) pages 707 à 717, rapport présenté à la 80 Conférence Internationale sur les Semiconducteurs Amorphes et Liquides, Cambridge, Mass., du 27 au 31 août 1979). Cependant, Carlson a également indiqué que l'addition de germanium provenant de gaz de germane était
sans succès du fait qu'elle provoquait des réductions signi-
ficatives de tous les paramètres photovoltaiques des cellules solaires. Carlson a indiqué que la dégradation des propriétés photovoltaiques signifie qu'il y a création de défauts dans
l'intervalle de bande des films déposés (D.E. Carlson, "Tech.
Dig." 1977 IEDM, Washington, D.C., page 214).
Dans un rapport récent sur l'augmentation du rendement des cellules solaires à jonctions multiples (empilées) en silicium amorphe (a-Si:H) déposé à partir de silane et de la manière ci-dessus, les auteurs ont indiqué que le "germanium constituait une impureté nuisible dans le aSi:H, abaissant exponentiellement sa caractéristique Jsc à mesure qu'augmente le Ge...". La conclusion de leurs travaux de même que de ceux de Carlson est que les alliages de silicium amorphe, de germanium et d'hydrogène "présentent de mauvaises propriétés photovoltaïques" et que l'on doit donc "trouver des matériaux photovoltaïques à cellules en film présentant une réponse spectrale à environ un micron pour obtenir des combinaisons efficaces de cellules empilées avec du a-Si:H". (J.J. Hanak, B. Faughnan, V. Korsun et J.P. Pellicane, présenté à la 14
IEEE Photovoltaic Specialists Conference, San Diego, Cali-
fornie, des 7 au 10 janvier 1980).
L' étalonnage de l'intervalle de bande de cellules solaires photovoltaïques en silicium cristallin à jonction p-n a été suggéré en 1960 par Wolf dans l'article "Limitations and Possibilities for Improvements of Photovoltaic Solar Energy
Converters" (Limites et Possibilités d'Amélioration de Con-
vertisseurs d'Energie Solaire Photovoltalques),Proc. IRE., Vol. 48, pages 1246 à 1263, 1960. Au moment de son rapport, Wolf a conclu que la préparation de matériaux semiconducteurs cristallins à intervalles de bande étalonnés était possible
techniquement, mais que son application à des cellules pho-
tovoltaiques n'apparaissait pas comme très utile du fait de
la perte de Voc.
Dans l'article dont il est question ci-dessus, D.E.
Carlson a également suggéré dans le "Journal of Noncrystal-
line Solids", volumes 35 et 36, 1980, pages 707 à 717 que l'étalonnage de l'intervalle de bande dans les dispositifs déposés par silane "pouvait améliorer les performances du dispositif". Mais aucune suggestion n'a été faite sur la
façon d'étalonner l'intervalle de bande sur une gamme signi-
ficative, en dehors de la suggestion d'ajouter du Ge, et
Carlson a également indiqué que ceci était un échec. Absolu-
ment aucune suggestion n'a été faite pour augmenter l'in-
tervalle de bande.
Plus tard, Carlson a suggéré que l'on pouvait étalonner
l'intervalle de bande de cellules solaires au silicium amor-
phe dans un environnement de silane de manière à obtenir un gradient de potentiel permettant de faciliter la capture de porteurs engendrés photoélectriquement. Cependant, on ne savait pas comment réaliser cet étalonnage sans ajouter de germanium au a-Si:H qui, comme noté précédemment, était reconnu par Carlson comme étant la cause d'une réduction
importante de tous les paramètres photovoltaiques des cellu-
les solaires. L'incorporation d'hydrogène dans le procédé au silane cidessus non seulement présente des limitations basées sur le rapport fixe entre l'hydrogène et le silicium dans le silane, mais, et ce qui est plus important, des configurations variées de la liaison Si:H qui introduisent de
nouveaux états anti-liaison qui peuvent avoir des conséquen-
ces nuisibles sur ces matériaux. En conséquence, il existe des limites fondamentales à la réduction de la densité des états localisés dans ces matériaux qui sont particulièrement nocives du point de vue de leur dopage effectif de type p aussi bien que de type n. La densité résultante des états dans les matériaux à dépôt de silane a pour conséquence une réduction de la largeur de la zone d'épuisement qui limite à
son tour le rendement des cellules solaires et autres dispo-
sitifs dont le fonctionnement dépend du glissement des por-
teurs libres. Le procédé qui consiste à réaliser ces maté-
riaux en utilisant seulement du silicium et de l'hydrogène a également pour résultat une forte densité des états de
surface qui ont un effet sur tous les paramètres ci-dessus.
En outre, les essais antérieurs qui ont été effectués pour réduire l'intervalle de bande du matériau, bien qu'ils aient été couronnés de succès en ce qui concerne la réduction de l'intervalle de bande, ont par ailleurs ajouté dans le même temps des états dans ledit intervalle. L'augmentation des états dans l'intervalle de bande provoque une diminution ou
une perte totale de photoconductivité et est donc contre-
indiquée pour la production de dispositifs photosensibles.
Après la mise au point du dépôt de silicium par décharge luminescente à partir de gaz silane, on a réalisé des travaux sur le dépôt pdr pulvérisation de films de silicium amorphe dans une atmosphère constituée par un mélange d'argon (qui est nécessaire pour le procédé dé dépôt par pulvérisation) et d'hydrogène moléculaire pour que cet hydrogène moléculaire
ait une influence sur les caractéristiques du film de sili-
cium amorphe déposé. Ces recherches indiquent que l'hydrogène agit en tant qu'agent compensateur qui se lie de manière telle qu'il réduit les états localisés dans l'intervalle de bande. Cependant, le degré de réduction des états localisés dans l'intervalle de bande, quand on a recours au procédé de dépôt par pulvérisation, est bien inférieur à celui atteint par le procédé de dépôt de silane décrit ci-dessus. On a également introduit les gaz dopants de type p et n décrits ci-dessus dans le procédé par pulvérisation pour produire des matériaux dopés de type p et n. Ces matériaux présentaient un rendement de dopage plus faible que les matériaux produits au moyen du procédé par décharge luminescente. Aucun des deux procédés ne permettait de produire des matériaux dopés de type p efficaces présentant des concentrations d'accepteurs
suffisamment élevées pour produire des dispositifs commer-
ciaux à jonction p-n ou p-i-n. Le rendement du dopage de type
n était situé en dessous des niveaux acceptables et désira-
bles dans le commerce et le dopage de type p était particu-
lièrement indésirable du fait.qu'il réduisait la largeur de
l'intervalle de bande et augmentait le nombre d'états loca-
lisés dans cet intervalle de bande.
Le dépôt préalable de silicium amorphe qui a été modifié par l'hydrogène provenant du gaz silane au cours d'essais pour le faire ressembler plus étroitement à du silicium cristallin, et qui a été dopé d'une manière similaire à celle
du dopage du silicium cristallin, présente des caractéristi-
ques qui, sous tous leurs aspects importants, sont inférieu-
res à celles du silicium cristallin dopé. On a donc obtenu
des rendements de dopage et de conductivité impropres, spé-
cialement dans le matériau de type p, et les qualités photo-
voltaïques de ces films de silicium laissaient beaucoup à désirer. On a préparé des alliages de silicium amorphe fortement améliorés comprenant des concentrations réduites de façon significative des états localisés dans leurs intervalles de bande et des propriétés électroniques de grande qualité par décharge luminescente, comme décrit dans le brevet US n0 4. 226.898 et par dépôt de vapeur comme le décrit complètement le brevet US n0 4.217.374.
Comme le décrivent ces brevets, le fluor est intro-
duit dans le semiconducteur de silicium amorphe pour réduire sensiblement la densité des états localisés de ce semiconducteur. Le fluor activé se diffuse de façon spécialement facile et établit des liaisons avec le silicium amorphe dans le corps amorphe, essentiellement pour diminuer la densité des états localisés défectueux qu'elle contient, du fait que la faible dimension des atomes de fluor leur permet d'être introduits facilement dans le corps amorphe. Le fluor se lie aux liaisons non saturées du silicium et forme ce que l'on pense être une liaison stable et partiellement ionique avec des angles de liaison souples, ce qui a pour résultat une compensation ou une modification plus stable ou plus efficace que celle formée par l'hydrogène et autres agents compensateurs ou modificateurs. On pense que le fluor constitue un élément compensateur ou modificateur plus efficace que l'hydrogène quand on l'utilise seul ou avec l'hydrogène du fait de ses dimensions excessivement réduites, sa forte réactivité, sa spécificité dans la
liaison chimique, et sa plus forte électronégativité.
Ainsi, le fluor est qualitativement différent des autres halogènes et on le considère de ce fait comme étant un super-halogène. A titre d'exemple, on peut obtenir une compensation avec du fluor seul ou en combinaison avec-de l'hydrogène en ajoutant ce ou ces éléments en très faibles quantités
(par exemple en fractions d'un pour cent atomique).
Cependant, les quantités de fluor et d'hydrogène qu'on utilise de préférence sont beaucour, Dlus immortantes aue ces petits Pourcentages de manière à former un alliaqe de silicium-hvcdroqene-fluor.A
titre d'exemple, les quantités de fluor et d'hydrogène cons-
tituant l'alliage peuvent être comprises entre 1 et 5% ou plus. On pense que le nouvel alliage ainsi constitué comprend une densité plus faible d'états défectueux dans l'intervalle
de bande que celle que l'on obtient par une simple neutrali-
sation des liaisons non saturées et des états défectueux
similaires. On pense en particulier que cette quantité impor-
tante de fluor participe sensiblement à la nouvelle configu-
ration structurelle d'un matériau contenant du silicium amorphe et facilite l'addition d'autres matériaux d'alliage tels que du germanium. En plus de ces autres caractéristiques mentionnées ici, on pense que le fluor est un organisateur de la structure locale de l'alliage contenant du silicium au moyen d'effets inductifs et ioniques. On pense que le fluor influence également la liaison de l'hydrogène en agissant de
façon avantageuse pour diminuer la densité des états défec-
tueux, l'hydrogène contribuant à cette action tout en agis-
sant en tant qu'élément réducteur de la densité des états. Le rôle ionique joué par le fluor dans un tel alliage constitue, pense-t-on, un facteur important du point de vue des rapports
avec le voisin le plus proche.
Selon la présente invention, on obtient une réponse
spectrale améliorée des dispositifs photosensibles au sili-
cium amorphe et une meilleure capture des porteurs engendrés par photoélectricité de ces dispositifs en ajoutant un ou plusieurs éléments de réglage de l'intervalle de bande selon des quantités variant de façon continue à un alliage amorphe photosensible dans au moins une ou plusieurs des parties de sa région génératrice de photo-courant de manière à étalonner la largeur de l'intervalle de bande en vue d'applications particulières sans augmenter sensiblement les états nocifs dans la bande. Ainsi, les propriétés électroniques élevées du matériau ne sont pas affectées quand on forme l'alliage à
intervalle de bande étalonné.
L'alliage amorphe comprend de préférence au moins un élément réducteur de la densité des états, soit le fluor. On peut ajouter l'élément compensateur ou modificateur, qui est L11
le fluor, et/ou d'autres éléments, pendant le dépôt ou après.
Le ou les éléments de réglage peuvent être activés et ajoutés au moyen de procédés par dépôt de vapeur, de pulvérisation ou de décharge luminescente. L'intervalle de bande peut être augmenté en fonction des besoins et pour une application spécifique en introduisant des quantités variables d'un ou plusieurs éléments de réglage dans l'alliage déposé dans au moins une ou plusieurs parties de sa région de génération de photo-courant.
L'intervalle de bande est étalonné sans augmenter sensi-
blement le nombre d'états dans cet intervalle de bande de l'alliage et des dispositifs du fait de la présence de fluor dans l'alliage. Les films de l'art antérieur par dépôt de
silane sont déposés de façon typique sur des substrats chauf-
fés entre 2501C et 3500C pour rendre maximales l'incorpora-
tion et la compensation du silicium avec l'hydrogène dans les films. Les efforts antérieurs pour réduire l'intervalle de bande par addition de germanium à ce film n'ont pas eu de succès du fait que la liaison hydrogène/germanium est trop
faible pour être stable à la température du substrat néces-
saire au dépôt.
La présence de fluor dans l'alliage de l'invention permet
d'obtenir un alliage de silicium qui est différent physique-
ment, chimiquement et électrochimiquement des autres alliages de silicium du fait que le fluor non seulement se lie au silicium par co-valences, mais a également un effet positif sur l'ordre structurel à court terme du matériau. Ceci permet d'augmenter la quantité des éléments tels que le germanium, l'étain, le carbone ou l'azote qui sont effectivement ajoutés à l'alliage du fait que le fluor forme des liaisons plus résistantes et plus stables que ne le fait l'hydrogène. Le fluor compense ou modifie le silicium de même que le ou les éléments de réglage de la bande dans l'alliage de façon plus
efficace que l'hydrogène du fait des liaisons plus résistan-
tes et thermiquement plus stables et des configurations plus souples des liaisons dues à la nature ionique de la liaison du fluor. L'utilisation de fluor produit l'alliage ou le film décrits dans le brevet US n0 4.217. 374 dans lequel la densité des états dans l'intervalle de bande est beaucoup plus faible que celles produites par une combinaison de silicium et d'hydrogène, comme c'est le cas à partir de silane. Du fait que le ou les éléments de réglage de la bande aient été introduits de façon contrôlée dans le matériau sans ajouter dl'états sensiblement nocifs, en raison de l'influence du fluor, le nouvel alliage conserve des qualités électroniques et-une photoconductivité élevées et détermine en outre un champ électrique dans la totalité du semiconducteur qui améliore la conversion de l'énergie photovoltaïque solaire en augmentant le rendement de la capture des porteurs. En outre, l'hydrogène améliore l'alliage compensé ou modifié au fluor et on peut l'ajouter pendant le dépôt avec le fluor ou après ce dépôt, ceci pouvant être également le cas pour le fluor et autres éléments modificateurs. L'incorporation d'hydrogène par dépôt postérieur est avantageuse quand on souhaite utiliser les températures plus élevées du substrat qui sont
nécessaires au dépôt et autorisées par le fluor.
Alors que les principes de l'invention s'appliquent à chacun des procédés de dépôt mentionnés ci-dessus, on décrira ici à titre illustratif un environnement de dépôt de vapeur
et de vapeur activée par plasma. Le système à décharge, lu-
minescente décrit dans le brevet US n0 4.226.898 comprend d'autres variables du procédé qui peuvent être utilisées avec
avantages avec les principes de-la présente invention.
En conséquence, un premier objet de l'invention est de
créer un procédé pour fabriquer un alliage amorphe photo-
sensible perfectionné, ce procédé comprenant le dépôt sur un substrat d'un matériau comprenant au moins du silicium et incorporant dans ledit matériau au moins un élément réduisant la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce qu'on introduit au moins un élément de réglage de l'intervalle de bande dans ledit matériau selon des quantités
variables sans augmenter sensiblement les états dans l'in-
tervalle de bande, de manière à produire un alliage ayant un intervalle de bande étalonné pour fonctionner dans une gamme
spécifiée de longueurs d'ondes photosensibles.
Un second objet de l'invention est de proposer un alliage amorphe photosensible perfectionné, cet alliage comprenant du silicium et incorporant au moins un élément réducteur de la densité des états, cetélément étant du fluor, caractérisé en
ce que cet alliage comprend un élément de réglage de l'in-
tervalle de bande incorporé dans le matériau selon des quan-
tités variables sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, cet alliage ayant un intervalle de bande étalonné pour fonctionner dans une gamme spécifiée de
longueurs d'ondes photosensibles.
Un troisième objet de l'invention est de créer un
dispositif photosensible perfectionné, ce dispositif compre-
nant des couches superposées de matériaux divers comportant un corps en un alliage semiconducteur amorphe comprenant une région photosensible active dans laquelle est compris un intervalle de bande que des radiations peuvent venir frapper pour produire des porteurs de charge, ledit alliage amorphe comportant au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que ledit alliage comprend en outre un élément de réglage de l'intervalle de bande selon des quantités variables au moins dans une partie de ladite région photosensible pour augmenter
sa capacité d'absorption des radiations sans augmenter sen-
siblement les états dans l'intervalle de bande, cet interval-
le dudit alliage étant étalonné pour fonctionner dans une
gamme spécifiée de longueurs d'ondes photosensibles.
On décrira maintenant à titre d'exemple et avec référence
aux dessins annexés à la présente description le mode de
réalisation préféré de la présente invention.
La figure 1 représente un type d'une cellule solaire PIN comprenant un intervalle de bande étalonné selon la présente
invention.
La figure 2 est une représentation schématique d'un équipement de dépôt sous vide plus ou moins classique auquel ont été ajoutés des éléments pour effectuer l'adjonction de fluor (et d'hydrogène) par addition de composés moléculaires ou de fluor contenant du fluor, tel que du SiF4, ainsi que des arrivées d'hydrogène et des dispositifs de génération de fluor et d'hydrogène activés qui décomposent le fluor et l'hydrogène moléculaires à l'intérieur de l'espace sous vide de l'équipement de dépôt de vapeur pour convertir le fluor et l'hydrogène moléculaires en fluor et en hydrogène
activés et pour diriger l'un ou les deux sur le substrat pen-
dant le dépôt d'un alliage amorphe contenant du silicium.
La figure 3 représente un équipement de dépôt sous vide similaire à celui représenté à la figure 2, comprenant des
moyens de génération de fluor (et d'hydrogène) activés com-
portant une source de lumière ultraviolette irradiant le substrat pendant le procédé de dépôt de l'alliage amorphe,
cette source de lumière remplaçant les dispositifs généra-
teurs de fluor et d'hydrogène activés représentés à la figure
2 et les moyens de génération de l'élément de réglage.
La figure 4 représente l'équipement de dépôt sous vide de la figure 2 auquel ont été ajoutés des moyens additionnels pour doper l'alliage du dépôt avec un matériau déterminant une conductivité de type n ou p. La figure 5 représente une application o le dépôt de l'alliage amorphe et l'application du fluor et de l'hydrogène
activés peuvent être réalisés sous forme d'opérations sépa-
rées et dans des enceintes séparées.
La figure 6 représente un exemple d'un appareil pour
diffuser de l'hydrogène activé dans un alliage amorphe préa-
lablement déposé.
La figure 7 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation d'une cellule solaire à barrière de Schottky qui
illustre une application des alliages photorécepteurs semi-
conducteurs amorphes réalisés au moyen du procédé de la
présente invention.
La figure 8 est une vue en coupe partielle d'un dispositif
à cellule solaire à jonction p-n comprenant un alliage se-
miconducteur amorphe dopé réalisé au moyen du procédé de l'invention.
La figure 9 est une vue en coupe partielle d'un disposi-
tif photodétecteur qui comprend un alliage semiconducteur
amorphe réalisé au moyen du procédé de l'invention.
La figure 10 est une vue en coupe partielle d'un tam-
bour xérographique comprenant un alliage semiconducteur
amorphe réalisé au moyen du procédé de l'invention.
La figure 11 est une vue en coupe partielle d'un
dispositif à cellule solaire à jonction p-i-n.
La figure 12 est une vue en coupe partielle d'un
dispositif à cellule solaire à jonction n-i-p.
La figure 13 est une représentation schématique d'un dispositif de dépôt de vapeur activée par plasma pour déposer les alliages amorphes avec le ou les éléments de réglage de
l'invention incorporés dans cet alliage.
La figure 14 est un diagramme des irradiations spectrales solaires représentant les longueurs d'ondes classiques de la
lumière solaire qui sont disponibles pour diverses applica-
tions photosensibles.
Si on se réfère d'abord à la figure 1, celle-ci représen-
te une cellule solaire PIN dont l'intervalle de bande est étalonné selon une manière et un procédé mettant en oeuvre la
* présente invention. L'intervalle de bande de la région intrin-
sèque allant de la région n à la région p est étalonné de 1,2 eV à 1,8 eV, par exemple par adjonction dtun ou plusieurs éléments de réglage de bande. La région intrinsèque (i) peut être formée à partir de Si:F amorphe déposé d'une manière qui sera décrite plus loin. On peut obtenir l'intervalle de bande le plus bas de 1,2 eV en ajoutant du germanium ou de l'étain à la région intrinsèque à mesure qu'elle est déposée. On peut augmenter l'intervalle à partir de cette valeur en réduisant la quantité de germanium ajouté pendant le dépôt de la couche intrinsèque. On peut atteindre la valeur finale de 1,8 eV de l'intervalle de bande en terminant l'adjonction du ou des
éléments de réglage de bande, soit du germanium ou de l'é-
tain, près de la fin du dépôt de la couche intrinsèque et avant le dépôt de la couche p. En outre, en ajoutant le ou les éléments de réglage constitués par de l'azote ou du carbone et qui augmentent l'intervalle de bande, on peut augmenter cet intervalle de bande jusqu'à 1,8 eV ou plus à proximité de la région p. On peut ajouter l'azote sous forme d'ammoniac (NH3) et on peut ajouter le carbone sous forme de
méthane (CH4). Comme cela sera décrit plus en détail ci-
après, on peut ajouter le ou les éléments de réglage de bande pour obtenir un intervalle de bande étalonné tout en
conservant les qualités électroniques élevées et la photo-
conductivité de la cellule en raison de l'inclusion de fluor
(et d'Ihydrogène) dans l'alliage.
On obtient une meilleure utilisation de l'énergie solaire pour la génération de paires d'électrons-trous grâce à l'in- tervalle de bande étalonné. En outre, du fait que l'on peut ajouter le ou les éléments de réglage de bande selon des
quantités quelconques, on peut obtenir diverses formes d'é-
talonnages (c'est-à-dire un étalonnage continu, intermittent ou étagé). De plus, on peut également étalonner les couches
n et p de la même manière ou en sélectionnant le dopage.
On peut rétrécir l'intervalle de bande en dessous de 1,2 eV
en introduisant de l'étain dans l'alliage.
L'intervalle de bande étalonné permet non seulement de mieux utiliser l'énergie solaire, mais crée également un champ électrique dans pratiquement l'ensemble du dispositif et qui contribue à la capture des porteurs. On comprendra qu'une recombinaison de volume prédomine dans le a-Si:F en l'absence de champs électriques. Ceci réduit le rendement de
la capture du fait que les porteurs engendrés par photo-
électricité à l'extérieur de la région d'épuisement sont perdus. Mais un champ électrique se trouve créé en raison de
l'intervalle de bande étalonné, et il diminue la durée du.
transit par comparaison à la durée de vie d'un porteur ce qui fait que pratiquement tous les porteurs sont capturés à condition que le champ dépasse une valeur minimale dans la
totalité de la région semiconductrice.
On notera également à la figure 1 que la bande de valence a été inclinée. Comme illustré, elle est inclinée de la couche-n à la couche p. Cette légère inclinaison permet aux trous engendrés par des photons de glisser en direction de la couche p en vue de leur capture. Cette inclinaison peut être obtenue par un dopage sélectif avec de faibles quantités à
mesure que la couche intrinsèque est déposée. On peut égale-
ment obtenir cet effet non par un dopage mais par la charge
d'espace qui se constitue. Lorsqu'une région de charge d'es-
pace de ce type existe, les trous engendrés sont libres de se
déplacer en direction de la couche p+ en vue de leur capture.
Lorsqu'on étalonne l'intervalle de bande de la manière représentée à la figure 1, on détermine une légère réduction de Voc sur un alliage à intervalle de bande unique de 1,8 eV du fait que c'est l'intervalle de bande le plus bas dans l'alliage étalonné qui détermine essentiellement le VOc' Cependant le Jsc augmente en raison de l'utilisation plus
efficace de l'énergie solaire pour la génération des élec-
trons-trous et de la capture plus efficace des porteurs
engendrés. En conséquence, on peut améliorer le fonctionne-
ment d'ensemble du dispositif, spécialement pour l'utiliser quand on désire ou quand on peut accepter des courants plus
élevés et des tensions plus basses. L'élargissement de l'in-
tervalle de bande au-dessus de 1,8 eV augmente également la
quantité de lumière solaire qui est disponible pour l'utili-
sation du dispositif.
Si on se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 2, celle-ci représente un équipement de dépôt de vapeur indiqué dans son ensemble par la référence 10, qui peut être un équipement de dépôt de vapeur classique auquel
ont été ajoutés des moyens d'injection d'un matériau compen-
sateur ou modificateur activé qui seront décrits plus loin.
Cet équipement, tel qu'il est illustré, comprend une cloche 12 ou toute autre enceinte délimitant un espace sous vide 14 dans lequel sont disposés un ou plusieurs creusets tek que le creuset 16 contenant le ou les éléments producteurs de film semiconducteur amorphe à déposer sur un substrat 18. Dans la forme de l'invention qui est décrite, le creuset 16 contient initialement du silicium pour former un alliage amorphe contenant du silicium sur le substrat 18 qui, par exemple,
peut être un métal, un semiconducteur cristallin ou polycris-
tallin ou tout autre matériau sur lequel on désire former l'alliage qui doit être déposé par le procédé de la présente invention. Une source de faisceau d'électrons 20 est prévue
dans une zone adjacente au creuset 16, cette source de fais-
ceau d'électrons qui est représentée schématiquement com-
prenant habituellement un filament chauffé et des moyens de déflexion de faisceau (non représentés) qui dirigent un faisceau d'électrons sur le silicium contenu dans le creuset
16 pour l'évaporer.
Une alimentation de puissance en courant continu et à haute tension 22 fournit la tension élevée appropriée qui est par exemple de 10.000 volts en courant continu, sa borne positive étant reliée au creuset 16 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande 24 et d'un conducteur 26. Sa borne négative est reliée au filament de la source de faisceau
d'électrons 20 par l'intermédiaire d'un dispositif de comman-
de 24 et d'un conducteur 28. Le dispositif de commande 24
comprend des relais ou analogues pour interrompre la conne-
xion de la source de puissance 22 avec les conducteurs 26 et
28 quand l'épaisseur du film formé sur un dispositif d'échan-
tillonnage de dépôt d'alliage 30 disposé dans l'enceinte sous vide 14 atteint une valeur donnée déterminée en actionnant un bouton manuel 32 prévu sur un panneau de commande 34 du dispositif de commande 24. Le dispositif d'échantillonnage d'alliage 30 comprend un câble 36 qui est relié au dispositif de commande 24 et qui comprend des moyens bien connus pour réagir à la fois à l'épaisseur de l'alliage déposé sur le dispositif d'échantillonnage d'alliage 30 et à la vitesse du dépôt. On peut prévoir un bouton de commande manuel 38 sur le panneau de commande 34 pour fixer la vitesse de dépôt de
l'alliage que l'on désire et que l'on contrôle par la quanti-
té de courant qui est envoyé au filament de la source de faisceau d'électrons par l'intermédiaire d'un conducteur 40,
d'une manière bien connue.
Le substrat 18 est supporté sur un porte-substrat 42 sur lequel est monté un élément chauffant 44. Un câble 46 envoie du courant d'excitation à l'élément chauffant 44 qui contrôle la température du porte-substrat 42 et du substrat 18 selon un réglage de la température déterminé au moyen d'un bouton de commande manuel 48 prévu sur le panneau de commande 34 du
dispositif de commande 24.
La cloche 12 est représentée s'étendant vers le haut à partir d'une base de support 50 d'o peuvent partir les
divers câbles et autres connexions avec les composants dispo-
sés à l'intérieur de la cloche 12. La base de support 50 est montée dans une enceinte 52 dans laquelle débouche une conduite 54 raccordée à une pompe à vide 56. La pompe à vide 56, qui peut fonctionner de façon continue, fait le vide dans
l'espace 14 à l'intérieur de la cloche 12. On règle la pres-
sion désirée dans la cloche par un bouton de commande 58 prévu sur le panneau de commande 34. Selon cette forme de l'invention, ce réglage contrôle le niveau de la pression selon lequel le courant de fluor (et d'hydrogène) activés est régulé à l'intérieur de la cloche 12. Ainsi, si le bouton de commande est réglé pour une pression de 10-4 torrs dans la cloche, le courant de fluor (et d'hydrogène) dans la cloche 12 sera tel que la pression sera maintenue à l'intérieur de
la cloche alors que la pompe à vide 56 continuera à fonc-
tionner. Le dessin montre que les sources 60 et 62 de fluor et d'hydrogène moléculaires sont reliées par des conduites
respectives 64 et 66 au dispositif de commande 24. Un détec-
teur de pression 68 disposé dans la cloche 12 est relié par un câble 70 au dispositif de commande 24. Des soupapes de contrôle de débit 72 et 74 sont commandées par le dispositif de commande 24 de manière à maintenir la pression réglée dans la cloche. Les conduites 76 et 78 partent du dispositif de commande 24 et traversent la base de support 50 pour parvenir dans l'espace sous vide 14 de-la cloche 12. Les conduites 76 et 78 sont respectivement reliées aux dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 qui convertissent le fluor et l'hydrogène moléculaires respectivement en fluor et en hydrogène activés, qui peuvent être des formes atomiques et/ou ionisées de ces gaz. Les dispositifs de génération de
fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 peuvent être des fila-
ments de tungstène chauffés qui élèvent les gaz moléculaires à leurs températures de décomposition, ou un dispositif générateur de plasma qui est bien connu dans la technique et
qui fournit un plasma de gaz décomposés. Le fluor et l'hydro-
gène activés sous formes ionisées formés par plasma peuvent également être accélérés et injectés dans l'alliage en cours de dépôt en appliquant un champ électrique entre le substrat et la source d'activation. Dans l'un ou l'autre cas, les dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et
82 sont placés de préférence à proximité immédiate du subs-
trat 18, de manière que le fluor et l'hydrogène activés qu'ils fournissent et dont la durée de vie est relativement courte soient injectés immédiatement au voisinage du substrat 18 o l'alliage est en cours de dépôt. Comme indiqué précé- demment, on inclut au moins du fluor dans l'alliage, et
également de préférence de l'hydrogène. Le fluor (et l'hydro-
gène) activés de même que d'autres éléments compensateurs ou modificateurs peuvent aussi être produits à partir de composés
contenant les éléments au lieu d'une source de gaz molécu-
laire. Comme indiqué précédemment, pour produire des alliages amorphes utiles présentant les caractéristiques désirées
permettant leur utilisation dans des dispositifs photosensi-
bles tels que des photorécepteurs, des cellules solaires, des dispositifs de commande de courant à jonction p-n, etc., les
agents, les matériaux ou les éléments compensateurs ou modi-
ficateurs produisent une très faible densité d'états locali-
sés dans l'intervalle de bande sans modifier le caractère intrinsèque de base du film. Ce résultat est atteint au moyen de quantités relativement faibles de fluor et d'hydrogène activés, ce qui fait que la pression dans l'espace 14 de la cloche sous vide peut toujours être une pression relativement basse (telle que de 10-4 torrs). On peut faire en sorte que la pression du gaz dans le générateur soit plus élevée que la pression dans la cloche en réglant la dimension de la sortie
du générateur.
On règle la température du substrat 18 pour obtenir la réduction maximale de la densité des états localisés dans
l'intervalle de bande de l'alliage amorphe en cause. Généra-
lement, la température de la surface du substrat est telle qu'elle détermine une mobilité élevée des matériaux du dépôt, et de préférence une mobilité inférieure à la température de
cristallisation de l'alliage en cours de dépôt.
La surface du substrat peut être irradiée par de l'éner-
gie radiante pour encore augmenter la mobilité du matériau constituant l'alliage en cours de dépôt, en montant par exemple une source de lumière ultraviolette (non représentée) dans l'espace 14 de la cloche. En variante, et à la place des dispositifs générateurs de fluor et d'hydrogène activés 80 et 82 de la figure 2, ces dispositifs peuvent être remplacés par une source de lumière ultraviolette 84 représentée à la figure 3, qui dirige une énergie ultraviolette sur le substrat
18. Cette lumière ultraviolette décompose le fluor (et l'hy-
drogène) moléculaires aussi bien à une certaine distance du substrat 18 que sur celui-ci pour former du fluor (et de l'hydrogène) activés qui diffusent dans l'alliage amorphe en cours de dépôt qui se condense sur le substrat 18. La lumière ultraviolette augmente également la mobilité de surface du
matériau constituant l'alliage déposé.
Aux figures 2 et 3, les éléments de réglage de l'inter-
valle de bande peuvent être ajoutés sous forme gazeuse d'une manière identique au fluor et à l'hydrogène en remplaçant le générateur d'hydrogène 82 ou en ajoutant un ou plusieurs générateurs d'éléments de réglage activés 86, 88 (figure 3). Comme mentionné précédemment, on modifie la quantité de l'élément ou des éléments de réglage qui sont introduit dans le système pendant le dépôt pour obtenir l'intervalle de bande étalonné. Chacun des générateurs 86 et 88 est consacré de façon typique à l'un des éléments de réglage telsque du germanium ou du carbone. Par exemple, le générateur 86 peut fournir le germanium notamment sous la forme de gaz germane (GeH4) ou de carbone sous forme la forme de gaz méthane
(CH4).
On se réfère maintenant à la figure 4 qui représente des adjonctions à l'équipement représenté à la figure 2 servant à ajouter d'autres agents ou éléments à l'alliage en cours de dépôt. Par exemple, on peut ajouter initialement un dopant de conductivité n tel que du phosphore ou de l'arsenic pour transformer l'alliage intrinsèque qui est modestement de type n en un alliage nettement plus de type n, et on peut ensuite
ajouter un dopant de type p tel que de l'aluminium, du gal-
lium ou de l'indium pour former une bonne jonction p-n dans l'alliage. La figure représente un creuset 90 destiné à recevoir un dopant tel que de l'arsenic qui est évaporé par bombardement de celui-ci au moyen d'une source à faisceau d'électrons 92 telle que la source à faisceau 20 qui a été
précédemment décrite. La vitesse à laquelle le dopant s'éva-
pore dans l'atmosphère de la cloche 12, qui est déterminée par l'intensité du faisceau d'électrons produit par la source de faisceau d'électrons 92, est réglée par un bouton manuel
94 prévu sur le panneau de commande 34 qui contrôle le cou-
rant envoyé dans le filament formant une partie de cette
source de faisceau de manière à produire la vitesse d'évapo-
ration réglée. La vitesse d'évaporation est mesurée au moyen d'un dispositif d'échantillonnage d'épaisseur 96 sur lequel le matériau dopant se dépose et qui engendre un signal sur un câble 98 allant du dispositif 96 au dispositif de commande 24 et qui indique la vitesse à laquelle le matériau dopant est
déposé sur le dispositif 96.
Lorsque l'épaisseur désirée pour l'alliage amorphe pré-
sentant le degré désiré de conductivité n a été déposée, on
met fin à l'évaporation du silicium et du dopant de conducti-
vité de type n et on dispose dans le creuset 90 (ou dans un
autre creuset qui n'est pas représenté) un dopant de conduc-
tivité p décrit, et le processus de dépôt de l'alliage amor-
phe et de dopant continue alors comme précédemment pour augmenter l'épaisseur de l'alliage amorphe au moyen d'une région à conductivité de type p. Le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande
peuvent également être ajoutés au moyen d'un processus simi-
laire à celui décrit pour le dopant en utilisant un autre
creuset semblable au creuset 90.
Dans le cas o les alliages amorphes comprennent deux ou
plusieurs éléments qui sont solides à la température ambian-
te, il est habituellement souhaitable de vaporiser séparément chaque élément placé dans un creuset séparé, et de contrôler leur vitesse de dépôt de toute manière appropriée telle qu'au moyen de commandes de réglage disposées sur le panneau de
commande 34 qui, en association avec les dispositifs d'échan-
tillonnage de vitesse de dépôt et d'épaisseur, contrôlent
l'épaisseur et la composition de l'alliage en cours de dépôt.
Bien que l'on pense que le fluor (et l'hydrogène) activés constituent des agents de compensation les plus avantageux pouvant être utilisés dans des alliages amorphes compensés et comprenant du silicium, on peut utiliser d'autres agents compensateurs ou modificateurs selon des aspects les plus larges de la présente invention. Par exemple, le carbone et l'oxygène peuvent être utiles pour réduire la densité des états localisés dans l'intervalle de bande quand on les utilise en faibles quantités de manière à ne pas modifier le
caractère intrinsèque de l'alliage.
Comme indiqué précédemment, et bien qu'on préfère que les
agents compensateurs et autres soient incorporés dans l'allia-
ge amorphe au moment o il est déposé, le processus du dépôt de l'alliage amorphe et le processus de l'injection des agents compensateurs et autres dans l'alliage semiconducteur peuvent être effectués, selon un autre aspect de l'invention,
dans un environnement totalement séparé de celui o s'effec-
tue le dépôt de l'alliage amorphe. Ceci peut présenter un
avantage dans certaines applications du fait que les condi-
tions de l'injection de ces agents est alors complètement indépendante des conditions du dépôt de l'alliage. Egalement et comme précédemment expliqué, si le processus de dépôt de vapeur produit un alliage poreux, on réduit plus facilement la porosité de l'alliage, dans certains cas, au moyen de conditions de l'environnement qui sont totalement différentes de celles présentes dans le processus de dépôt de vapeur. A cette fin, référence est maintenant faite aux figures 5 et 6
qui montrent que le processus de dépôt amorphe A et le proces-
sus de diffusion de l'agent compensateur ou modificateur B sont
effectués sous forme d'opérations séparées dans des environ-
nements complètement différents, la figure 6 représentant l'appareil pour mettre en oeuvre le processus de diffusion
postérieur à la compensation.
Comme indiqué sur cette figure, on prévoit un corps 100 constituant un réceptacle à basse pression, comprenant une chambre à basse pression 102 munie d'une ouverture 104 à son extrémité supérieure. Cette ouverture 104 est fermée par un chapeau 106 pourvu d'un filetage 108 qui se visse autour d'une partie filetée correspondante prévue à l'extérieur du corps 100 constituant le réceptacle. Un joint torique 110 est pris en sandwich entre le chapeau 106 et la face supérieure du réceptacle. Une électrode 112 portant l'échantillon est montée sur une paroi inférieure isolante 114 de la chambre 102. Un substrat 116 sur lequel a été déjà déposé un alliage semiconducteur amorphe 118 est placé sur l'électrode 112. La face supérieure du substrat 116 contient l'alliage amorphe
118 à modifier ou à compenser d'une manière qui sera mainte-
nant décrite.
A une certaine distance au-dessus du substrat 116 est disposée une électrode 120. Les électrodes 112 et 120 sont reliées par des câbles 122 et 124 à une source de puissance 126 en courant continu ou à haute fréquence qui envoie une tension entre les électrodes 112 et 120 pour obtenir un plasma activé du ou des gaz compensateurs ou modificateurs, tels que du fluor, de l'hydrogène et analogues, envoyés dans la chambre 102. Pour des raisons de simplicité, la figure 6 ne représente que de l'hydrogène moléculaire envoyé dans la chambre 102 par une conduite d'entrée 128 qui traverse le
chapeau 106 et part d'un réservoir d'alimentation 130 d'hydro-
gène moléculaire. D'autres gaz compensateurs ou modificateurs (tels que du fluor et analogues) peuvent être également envoyés de la même manière dans la chambre 102. La conduite 128 est représentée reliée à une soupape 132 à proximité du
réservoir 130. Une jauge indicatrice de débit 134 est repré-
sentée reliée à la conduite d'entrée 128 au-delà de la soupa-
pe 132.
Des moyens appropriés sont prévus pour chauffer l'inté-
rieur de la chambre 102 de manière que la température du
substrat soit élevée de préférence à une température infé-
rieure mais proche de la température de cristallisation du film 118. Par exemple, des enroulements d'un fil chauffant
136 sont représentés sur la paroi inférieure 114 de la cham-
bre 102, un câble (non représenté) qui est relié à cet enrou-
lement traversant les parois du corps 100 constituant le réceptacle pour parvenir à une source de courant destinée à
les chauffer.
La température élevée, en conjonction avec un plasma de gaz contenant un ou plusieurs éléments compensateurs développés entre les électrodes 112 et 120, permet de réduire
les états localisés dans l'intervalle de bande de l'alliage.
La compensation et la modification de l'alliage amorphe 118 peuvent être améliorées en irradiant l'alliage amorphe 118 au moyen d'une énergieradiante provenant d'une source de lumiè- re ultraviolette 138 qui est représentée à l'extérieur du corps 100 constituant le réceptacle et dirigeant une lumière
ultraviolette entre les électrodes 112 et 120 par l'intermé-
diaire d'une fenêtre à quartz 140 montée dans la paroi
latérale du corps 100.
La faible pression ou le vide régnant dans la chambre 102
peut être obtenu au moyen d'une pompe à vide (non représen-
tée) telle que la pompe 56 de la figure 2. La pression dans la chambre 102 peut être de l'ordre de 0,3 à 2 torrs, la température du substrat étant de l'ordre de 2001C à 450QC. Le fluor (et l'hydrogène) activés de même que d'autres éléments compensateurs ou modificateurs peuvent être produits à partir de composés contenant les éléments à la place d'une source de
gaz moléculaire telle que mentionnée précédemment.
Diverses applications des alliages amorphes perfectionnés
produits par les procédés nouveaux de l'invention sont illus-
trés aux figures 7 à 12. La figure 7 représente une cellule
solaire à barrière de Schottky 142 vue en coupe fragmentaire.
La cellule solaire 142 comprend un substrat ou une électrode
144 en un matériau présentant de bonnes propriétés de conduc-
tivité électrique, et la capacité d'établir un contact ohmi-
que avec un alliage amorphe 146 compensé ou modifié pour
obtenir une faible densité des états localisés dans l'inter-
valle de bande et un intervalle de bande rendu optimal par les procédés de la présente invention. Le substrat 144 peut comprendre un métal à faible potentiel d'extraction tel que de l'aluminium, du tentale, de l'acier inoxydable ou tout autre matériau compatible avec l'alliage amorphe 146 déposé sur lui et qui comprend de préférence du silicium, compensé ou modifié à la manière des alliages précédemment décrits de manière à avoir dans l'intervalle de bande une faible densité d'états localisés qui n'est pas de préférence supérieure à 1016 par cm3 par eV. On préfère surtout que l'alliage comprenne une région 148 proche de l'électrode 144, laquelle région forme une interface à faible résistance, fortement dopée et à conductivité n plus entre l'électrode et une région 150 à forte résistance d'obscurité et relativement non dopée et qui est une région intrinsèque, mais à faible conductivité n comprenant un intervalle de bande étalonné tel que décrit précédemment.
La surface supérieure de l'alliage 146 telle que repré-
sentée à la figure 7 relie une région métallique 152, une interface entre cette région et l'alliage amorphe 146 formant une barrière de Schottky 154. La région métallique 152 est transparente ou semi-transparente aux radiations solaires, présente une bonne conductivité électrique et un potentiel d'extraction élevé (par exemple de 4,5 eV ou plus, produit par exemple par de l'or, du platine, du palladium, etc.) par
rapport à celui de l'alliage amorphe 146. La région métalli-
que 152 peut être constituée par une couche unique d'un métal ou elle peut être multi-couches. L'alliage amorphe 146 peut avoir une épaisseur d'environ 0,5 à 1 micron et la région métallique 152 peut avoir une épaisseur d'environ 100 A de
manière à être semi-transparente aux radiations solaires.
Sur la surface de la région métallique 152 est déposée une électrode grille 156 réalisée en un métal présentant une bonne conductivité électrique. La grille peut comprendre des lignes reliées orthogonalement d'un matériau conducteur qui n'occupe qu'une partie mineure de la surface de la région
métallique, dont le reste doit être exposé à l'énergie solai-
re. Par exemple, la grille 156 peut n'occuper qu'environ 5 à
% de la surface totale de la région métallique 152. L'é-
lectrode grille 156 collecte de façon uniforme le courant
provenant de la région métallique 152 pour assurer au dis-
positif une faible résistance série de bonne qualité.
Une couche anti-réflexion 158 peut être appliquée sur
l'électrode grille 156 et les surfaces de la région métalli-
que 152 comprises entre les surfaces de l'électrode grille.
La couche anti-réflexion 158 comprend une surface 160 d'in-
cidence pour les radiations solaires et sur laquelle viennent frapper les radiations solaires. Par exemple, la couche anti-réflexion 158 peut avoir une épaisseur d'un ordre de grandeur de la longueur d'onde du point d'énergie maximale du spectre des radiations solaires, divisée par quatre fois l'indice de réfraction de la couche anti-réflexion 158. Si la région métallique 152 est du platine ayant une épaisseur de A, une couche antiréflexion appropriée 158 serait constituée par de l'oxyde de zirconium ayant une épaisseur
d'environ 500 A avec un indice de réfraction de 2,1.
Le ou les éléments de réglage de bande sont ajoutés à la région 150 qui engendre le courant photoélectrique selon des quantités variables et pendant son dépôt. La barrière de Schottky 154 formée à l'interface entre les régions 150 et 152 permet aux photons provenant des radiations solaires de produire des porteurs de courant dans l'alliage 146, qui sont
recueillis sous forme de courant par l'électrode grille 156.
Une couche d'oxyde (non représentée) peut être ajoutée entre les couches 150 et 152 de manière à produire une cellule
solaire MIS (métal-isolant semiconducteur).
En plus de la barrière de Schottky ou de la cellule
solaire MIS représentée à la figure 7, il existe des cons-
titutions de cellules solaires utilisant des jonctions p-n dans le corps de l'alliage amorphe formant une partie de celui-ci, au moyen d'opérations successives de dépôt, de compensation ou de modification et de dopage, semblables à celles précédemment décrites. Ces autres formes de cellules solaires sont illustrées de façon générale à la figure 8 de
même qu'aux figures 11 et 12.
Ces constructions 162 comprennent généralement une élec-
trode transparente 164 par laquelle pénètre l'énergie des radiations solaires dans le corps de la cellule solaire en cause. Entre cette électrode transparente et une électrode opposée 166 est déposé un alliage amorphe 168, comprenant de préférence du silicium, compensé initialement de la manière précédemment décrite. Dans cet alliage amorphe 168 sont
prévues au moins deux régions adjacentes 170 et 172 o l'al-
liage amorphe comprend des régions respectivement dopées de types opposés, la région 170 étant représentée comme étant une région de conductivité n et la région 172 étant représentée comme étant une région de conductivité p. Le dopage des régions 170 et 172 suffit seulement pour déplacer
les niveaux de Fermi-vers les bandes de valence et de conduc-
tion en cause de manière que la conductivité d'obscurité reste à une faible valeur obtenue par le procédé-de réglage
et compensateur ou modificateur de bande de l'invention.
L'alliage 168 comprend des régions d'interface 174 et 176 de contact ohmique, fortement dopées et à haute conductivité, du
même type de conductivité que la région adjacente de l'allia-
ge 168. Les régions 174 et 176 de l'alliage sont en contact avec les électrodes 164 et 166 respectivement. Le ou les éléments de réglage sont ajoutés au moins aux régions 170
et/ou 172 pour étalonner l'intervalle.de bande.
Si on se réfère maintenant à la figure 9, celle-ci repré-
sente une autre application d'un alliage amorphe utilisé dans un dispositif photo-détecteur 178 dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière qui vient le frapper. Un alliage amorphe 180 a son intervalle de bande étalonné et compensé ou modifié selon l'invention, il ne comprend pas de jonctions p-n comme dans le mode de réalisation représenté à
la figure 8 et il est disposé entre une électrode transpa-
rente 182 et une électrode formant substrat 184. Dans un
dispositif photo-détecteur, il est souhaitable que la conduc-
tivité d'obscurité soit minimale et il en résulte que l'al-
liage amorphe 180 comprend une région non dopée mais compen-
sée ou modifiée 186 et des régions fortement dopées 188 et
du même type de conductivité et formant un contact ohmi-
que à faible résistance avec les électrodes 182 et 184, qui peuvent constituer un substrat pour l'alliage 180. Le ou les éléments de réglage sont ajoutés au moins à la région 186 pour étalonner son intervalle de bande en vue d'obtenir une
meilleure sensibilité.
Si on se réfère à la figure 10, celle-ci représente un dispositif de production d'images électrostatiques 192 (tel qu'un tambour de xérographie). Le dispositif 192 présente une faible conductivité d'obscurité, un seuil de longueur d'onde sélectif, un alliage amorphe non dopé ou légèrement dopé de tyxje p 194 déposé sur un substrat approprié 196 tel qu'un
tambour. Le ou les éléments de réglage sont ajoutés à l'al-
liage 194 pour étalonner l'intervalle de bande et améliorer
la sensibilité.
Telles qu'elles sont utilisées ici, les expressions: agents ou matériaux compensateurs et agents, éléments ou matériaux modificateurs désignent des matériaux qui sont incorporés dans l'alliage amorphe pour modifier ou changer sa structure, tels que du fluor (et de l'hydrogène) activés incorporés dans l'alliage amorphe contenant du silicium pour
former un alliage de composition amorphe silicium/fluor/hydro-
gène, présentant un intervalle de bande désiré et une faible densité d'états localisés dans l'intervalle de bande. Le fluor (et l'hydrogène) activés sont liés au silicium dans l'alliage et réduisent la densité des états localisés dans cet alliage, et en raison de la faible dimension des atomes de fluor et d'hydrogène, ils sont tous les deux facilement introduits dans l'alliage amorphe sans dislocation sensible des atomes de silicium et de leurs rapports dans l'alliage amorphe. Ceci est vrai plus particulièrement du fait de l'extrême électro-négativité, de la spécificité, de la faible
dimension et de la réactivité du fluor, toutes ces caracté-
ristiques contribuant à influencer et à organiser l'ordre local des alliages. Dans la création de ce nouvel alliage, les fortes capacités inductrices du fluor et sa capacité à agir en tant qu'organisateur de l'ordre à court terme sont d'importance. La capacité du fluor à se lier à la fois au
silicium et à l'hydrogène a-pour résultat la formation d'al-
liages nouveaux et supérieurs comprenant un minimum d'états défectueux localisés dans l'intervalle de bande. De ce fait, le fluor et l'hydrogène sont introduits sans formation sensible d'autres états localisés dans l'intervalle de bande,
pour former les nouveaux alliages.
Si on se réfère maintenant à la figure 11, celle-ci
représente une cellule solaire p-i-n 198 comprenant un subs-
trat 200 pouvant être en verre ou en une bande continue
flexible formée à partir d'acier inoxydable ou d'aluminium.
Le substrat 200 a la largeur et la longueur que l'on désire et son épaisseur est de préférence d'au moins 0,08 mm (3mils). Le substrat comprend une couche isolante 202 déposée sur lui par un procédé classique tel qu'un dépôt chimique, un dépôt de vapeur ou une anodisation dans le cas d'un substrat d'aluminium. La couche 202 par exemple, qui a une épaisseur d'environ 5 microns, peut être réalisée en un oxyde métallique. Lorsqu'il s'agit d'un substrat en aluminium, il est constitué de préférence par de l'oxyde d'aluminium (Al203) et lorsqu'il s'agit d'un substrat d'acier inoxydable, il peut
être du dioxyde de silicium (SiO2) ou autre verre approprié.
Une électrode 204 est déposée en une ou plusieurs couches sur la couche 202 pour former une électrode de base pour la cellule 198. La couche ou les couches de l'électrode 204 sont déposées par dépôt de vapeur, ce qui est un procédé de dépôt relativement rapide. Les couches de l'électrode sont de
préférence des électrodes en métal réfléchissant en molybdè-
ne, aluminium, chrome ou acier inoxydable, lorsqu'il s'agit d'un dispositif photovoltaique ou à cellule solaire. On préfère une électrode réfléchissante du fait que dans une cellule solaire, la lumière qui n'est pas absorbée et qui traverse l'alliage semi-conducteur est réfléchie par les
couches 204 formant l'électrode, et elle passe alors à nou-
veau par l'alliage semi-conducteur qui absorbe ainsi plus
d'énergie lumineuse, ce qui augmente le rendement du dispo-
sitif. Le substrat 200 est alors placé dans l'environnement du dépôt. Les exemples spécifiques représentés aux figures 11 et 12 sont illustratifs de certains dispositifs à jonction p-i-n qui peuvent être fabriqués en utilisant les procédés et les
* matériaux perfectionnés de l'invention. Chacun des disposi-
tifs représentés aux figures 11 et 12 comprend un corps formant l'alliage, ayant une épaisseur d'ensemble comprise entre environ 3.000 et 30.000 angstr5ms. Cette épaisseur permet d'être certain qu'il n'y a pas de trous d'épingle ou
autres défauts pnysiques dans les structures et que le rende-
ment de l'absorbtion de la lumière est maximal. Un matériau plus épais peut absorber plus de lumière, mais pour une certaine épaisseur, il n'engendre pas plus de courant du fait qu'une épaisseur plus importante permet une recombinaison plus importante des paires d'électrons-trous engendrés par la lumière. (On comprendra que les épaisseurs des diverses couches représentées aux figures 7 à 12 ne soient pas à l'échelle). Si on se réfère d'aDord à la formation du dispositif n-i-p 198, ce dispositif est formé en commençant par déposer une
couche d'alliage fortement dopé n+ 206 sur l'électrode 204.
Lorsque la couche n 206 est déposée, on dépose sur elle une couche d'alliage intrinsèque (i) 208. La couche intrinsèque 208 est suivie par une couche d'alliage fortement dopée et conductrice de type p 210 déposée pour constituer la couche semi-conductrice finale. Les couches d'alliage 206, 208 et
210 forment les couches actives du dispositif n-i-p 198.
Bien que chacun des dispositifs illustrés aux figures 11 et 12 puissent avoir d'autres utilités, on les décrira maintenant en tant que dispositifs photovoltaiques. Utilisés en tant que dispositif photo voltaïque, la couche p externe choisie 210 est une couche d'alliage à haute conductivité et à faible absorption de la lumière. La couche d'alliage
intrinsèque 208 comprend un seuil de longueur d'onde étalon-
né en vue d'une photo-réponse solaire, une absorption élevée de la lumière, une faible conductivité d'obscurité et une photoconductivité élevée, et elle comprend des quantités suffisantes et variables du ou des éléments de réglage pour
étalonner l'intervalle de bande. La couche d'alliage infé-
rieure 204 est une couche n à forte conductivité et faible
absorption de la lumière. L'épaisseur d'ensemble du disposi-
tif entre la surface interne de la couche 206 formant l'é-
lectrode et la surface supérieure de la couche p 210 est, comme indiqué précédemment, de l'ordre d'au moins 3.000 angstrfms environ. L'épaisseur de la couche dopée n 206 est
de préférence comprise entre 50 et 500 angstrbms. L'épais-
seur de l'élément de réglage amorphe contenant l'alliage intrinsèque- 208 est comprise de préférence entre 3.000 angstrôms et 30.000 angstr5ms. L'épaisseur de la couche de
contact supérieure p 210 est également comprise de préfé-
rence entre 50 et 500 angstrôms. En raison de la plus courte longueur de diffusion des trous, la couche p est en général aussi mince que possible et de l'ordre de 50 à 150 angstr5ms. En outre, la couche externe (ici la couche p+ 210), qu'elle soit de type n ou p, est maintenue aussi mince que possible pour éviter l'absorption de la lumière par cette couche de contact et elle ne comprend pas en général d'élément ou. d'éléments de réglage de l'intervalle
de bande.
Un second type à jonction p-i-n 212 est représenté à la figure 12. Dans ce dispositif, une première couche p 214 est déposée sur la-couche formant électrode 204, suivie par une couche d'alliage amorphe intrinsèque 216, contenant le ou les éléments de réglage d'intervalle de bande selon des quantités variables pour étalonner cet intervalle de bande, une couche d'alliage amorphe de type n 218 et une couche d'alliage amorphe externe n 220. En outre, bien que la couche d'alliage intrinsèque 208 ou 216 (sur les figures 11 et 12) soit un alliage amorphe, les autres couches ne sont pas ainsi restreintes et peuvent être polycristallines,
telle que la couche 214. (On peut également utiliser l'inver-
se de la structure des figures 11 et 12, qui n'est pas représenté). A la suite du dépôt des diverses couches d'alliage semiconducteur selon l'ordre désiré pour les dispositifs 198
et 212, on effectue une autre opération de dépôt, de préfé-
rence dans un environnement de dépôt séparé. Avantageusement, on utilise un environnement de dépôt de vapeur du fait qu'il constitue un procédé de dépôt rapide. Au cours de cette opération, on ajoute une couche TCO 222 (oxyde conducteur transparent) qui peut être par exemple de l'oxyde d'étain
indium (ITO), du stannate de cadmium (Cd2SnO4), ou de l'oxy-
de d'étain dopé (SnO2). La couche TCO est ajoutée à la suite de la postcompensation du fluor (et de l'hydrogène) si les
films n'ont pas été déposés avec un ou plusieurs des élé-
ments compensateurs ou modificateurs désirés à l'intérieur.
De même, les autres éléments compensateurs ou modificateurs
décrits ci-dessus peuvent être ajoutés par post-compensation.
On peut ajouter une électrode grille 224 à l'un quelcon-
que des dispositifs 198 ou 212 si on le désire. Pour un dispositif ayant une surface relativement petite, la couche TCO 222 est en général suffisamment conductrice, ce qui fait que la grille 224 n'est pas nécessaire pour un bon rendement du dispositif. Si le dispositif a une surface suffisamment importante ou si la conductivité de la couche TCO 222 est insuffisante, la grille 224 peut être placée sur la couche 222 pour raccourcir le parcours des porteurs et augmenter le
rendement de conduction des dispositifs.
Si on se réfère maintenant à la figure 13, celle-ci représente un mode de réalisation d'une chambre de dépôt de vapeur activée par plasma 226, chambre dans laquelle le
semiconducteur et le ou les éléments de réglage de l'inter-
valle de bande de l'invention peuvent être déposés. Un dispositif de commande 228 est utilisé pour contrôler les paramètres du dépôt, tels que la pression, les débits, etc., d'une manière semblable à celle précédemment décrite avec référence au dispositif 24 (figure 2). La pression doit être
maintenue à environ 10 3 torrs ou moins.
Une ou plusieurs conduites de gaz de réaction, telles que les conduites 230 et 232, peuvent être utilisées pour envoyer les gaz tels que du tétrafluorure de silicium (SiF4) et de l'hydrogène (H2) dans la région de plasma 234. La région de plasma 234 est établie entre un enroulement 236 alimenté par un dispositif d'alimentation de puissance en courant continu (non représenté) et une plaque 238. Le plasma active le ou les gaz d'alimentation pour fournir du fluor (et de l'hydrogène) activés qui doivent être déposés sur le substrat 240. Le substrat 240 peut être chauffé à la température de dépôt désirée par des moyens de chauffage
comme décrits précédemment.
Le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande et le silicium peuvent être ajoutés à partir de deux ou
plusieurs nacelles d'évaporation, telles qu'en 242 et 244.
La nacelle 242 pourrait contenir, par exemple, du germanium et la nacelle 244 du silicium. Les éléments contenus dans
les nacelles 242 et 244 peuvent être évaporés par fais-
ceau d'électrons ou tout autre moyen de chauffage et activés
par le plasma.
On peut utiliser un volet 246 pour modifier les quanti-
tés d'élément ou d'éléments de réglage de bande déposées dans la région photo-génératrice du film pour étalonner l'intervalle de bande. La vitesse de rotation du volet peut être commandée de façon sélective pour modifier la quantité de l'élément de réglage de bande déposé lorsqu'on étalonne le film. Ainsi, le ou les éléments de réglage de bande peuvent être ajoutés de façon discrète selon des quantités
étagées ou variant de façon continue.
La figure 14 représente le spectre de la lumière solaire disponible. La masse d'air O (AMO) représente la lumière solaire disponible sans atmosphère et le soleil directement à la verticale. AMI correspond à la même situation après filtrage par l'atmosphère terrestre. Le silicium cristallin a un intervalle de bande indirect d'environ 1,1 à 1,2 eV qui correspond à la longueur d'onde d'environ 1,0 micron. Ceci correspond à une perte, c'est-à-dire à la non génération de photons utiles, pour pratiquement toutes les longueurs d'onde au-dessus de 1,0 micron. Telle qu'il est utilisé ici, l'intervalle de bande ou d'absorption optique E est défini par l'interception extrapolée d'une courbe de (o< úV)>1/2, o oereprésente le coefficient d'absorption et Dow (ou e) l'énergie des photons. Pour une lumière ayant une longueur d'onde située au-dessus du seuil défini par l'intervalle de bande, l'énergie des photons ne suffit pas pour engendrer une paire de photo-porteurs et n'ajoute donc pas de courant
à un dispositif spécifique.
Une autre application photosensible concerne les lon-
gueurs d'onde de lasers, quand il s'agit par exemple d'une réponse infrarouge. Un matériau photo-sensible utilisé dans
un dispositif de sortie d'une calculatrice électrophotogra-
phique à grande vitesse utilisant un laser, tel qu'un
laser à hélium et néon, devrait avoir un seuil de lon-
gueur d'onde d'environ 0,6 micron. Quand il s'agit d'une utilisation concernant des fibres optiques, par exemple avec les lasers GaAs, le seuil du matériau photosensible devrait être d'environ 1 micron ou moins. L'addition du ou des éléments de réglage de l'intervalle de bande de l'invention permet de réaliser des alliages souhaités ayant un intervalle
de bande optimal étalonné pour l'application en vue.
Chacune des couches des alliages du dispositif semicon-
ducteur peut être déposée par décharge luminescente sur le substrat de l'électrode de base au moyen d'une chambre à décharge luminescente classique décrite dans le brevet US n0 4.226.898 sus-mentionné. Les couches de l'alliage
peuvent également être déposées selon un procédé continu.
Dans ces cas, le système à décharge luminescente est placé initialement sous vide à approximativement 1 mtorr pour purger ou éliminer les impuretés de l'atmosphère contenue dans le système de dépôt. Le matériau de l'alliage est alors envoyé de préférence dans la chambre de dépôt sous forme
gazeuse composée, et avantageusement sous forme de tétrafluo-
rure de silicium (SiF4), d'hydrogène (il2) et de germane (GeH4). De préférence, on obtient le plasma de la décharge luminescente à partir du mélange gazeux. Le système de dépôt du brevet US n0 4.226.898 est utilisé de préférence à une pression comprise entre environ 0,3 et 1,5 torrs, et mieux
entre 0,6 et 1,0 torr, et par exemple de 0,6 torr.
Le matériau semiconducteur est déposé à partir d'un plasma se maintenant de lui-même sur le substrat qui est chauffé, de préférence par des moyens infrarouges, à la
température de dépôt désirée pour chaque couche d'alliage.
Les couches dopées du dispositif sont déposées à des tempé-
ratures diverses comprises entre 2000C et environ 1.0000C, en fonction de la forme du matériau utilisé. La limite supérieure à la température du substrat est due en partie au type de substrat métallique utilisé. Pour l'aluminium, la température supérieure ne doit pas dépasser environ 6000C et
lorsqu'il s'agit d'acier inoxydable, elle ne doit pas dépas-
ser environ 1.0000C. Quand on veut produire un alliage amorphe compensé initialement à l'hydrogène, de manière à former la couche intrinsèque dans des dispositifs n-i-p ou p-i-n, la température du substrat doit être inférieure à
environ 400'C et de préférence d'environ 3001C.
On modifie les concentrations de dopage pour produire la conductivité désirée de type p, p, n ou n à mesure que les couches d'alliage sont déposées pour chaque dispositif. Pour des couches dopées n ou p. le matériau est dopé avec 5 à 100 ppm de matériau dopant au moment ou il est déposé. Pour des couches dopées n ou p, le matériau est dopé avec des quantités de 100 ppm à plus de l pour cent de matériau dopant au moment o il est déposé. Le matériau dopant n peut être constitué par les dopants classiques compris dans la gamme de 100 ppm à 5.000 ppm et plus pour le matériau p. Le procédé de dépôt par décharge luminescente peut comprendre un plasma engendré par un signal alternatif et dans lequel sont introduits les matériaux. De préférence, le plasma est soutenu entre une cathode et une anode formant
substrat au moyen d'un signal en courant alternatif d'envi-
ron 1 kHz à 13,6 MHz.
Bien que le procédé d'étalonnage de l'intervalle de bande et le ou les éléments de l'invention puissent être
utilisés dans des dispositifs avec diverses couches d'allia-
ges amorphes, il est préférable qu'ils-soient utilisés avec des alliages déposés par décharge luminescente et compensés
au fluor et à l'hydrogène. Dans ce cas, un mélange de tétra-
fluorure de silicium et d'hydrogène est déposé sous forme d'un matériau d'alliage compensé amorphe à une température d'environ 4000C ou audessous pour la couche de type n. La
couche d'alliage amorphe intrinsèque étalonnée de l'inter-
valle de bande et la couche p peuvent être déposées sur la couche de l'électrode à une température plus élevée du substrat et supérieure à environ 4501C, ce qui permet
d'obtenir un matériau compensé au fluor.
Par exemple, un mélange des gaz GeH4 + Ar + SiF4 + H2 comprenant un pourcentage de GeH4 par rapport au SîF4 compris entre 0,001 et 1% produit des alliages photosensibles ayant des intervalles de bande souhaités sans perdre leurs
propriétés électroniques que l'on désire. Le mélange présen-
te un rapport entre le SiF4 et le H2 compris entre 4,:1 et 10:1. La quantité du ou des éléments d'étalonnage, soit ici le germanium, dans l'alliage résultant est beaucoup plus importante que les pourcentages de gaz et elle peut être de façon significative supérieure à 20 pour cent en fonction de l'application. L'argon est utile en tant que diluant mais
n'est pas essentiel au procédé de l'invention.
En outre, bien que le ou les éléments de réglage de l'intervalle de bande soient ajoutés au moins pour étalonner la région photosensible des dispositifs, le ou les éléments peuvent également avoir une utilité dans les autres couches d'alliages des dispositifs. Comme mentionné précédemment,
les couches d'alliages autres que la couche d'alliage intrin-
sèque peuvent être autres que des couches amorphes, et par exemple descouches polycristallines. (Le terme "amorphe" désigne un alliage ou un matériau présentant un désordre à long terme, bien qu'il puisse avoir un ordre à court terme
ou à moyen terme, et même parfois contenir certaines inclu-
sions cristallines).
Claims (35)
1. Procédé pour fabriquer un alliage amorphe photosensi-
ble perfectionné, comprenant le dépôt sur un substrat d'un matériau comportant au moins du silicium et l'incorporation dans ce matériau d'au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce qu'on introduit au moins un élément de réglage de
l'intervalle de bande dans ledit matériau selon des quanti-
tés variables sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, de manière à produire un alliage ayant un intervalle de bande étalonné fonctionnant dans une
gamme spécifiée de longueurs d'onde photosensibles.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de réglage est un élément du groupe comprenant
le germanium, l'étain, le carbone et l'azote.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, carac-
térisé en ce que l'alliage est déposé par décharge lumines-
cente à partir d'un mélange comprenant au moins du SiF4, du H2 et du GeH 4
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, carac-
térisé en ce que le mélange comprend jusqu'à un pour cent de GeH4.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, carac-
térisé en ce que le rapport du mélange de SiF4 et de H2 est
compris entre 4:1 et 10:1.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caracté-
risé en ce que l'alliage est déposé de manière à contenir une région photosensible active et en ce que l'élément de
réglage est introduit au moins dans cette région.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caracté-
risé en ce qu'on introduit un second élément réducteur de la
densité des états, ce second élément étant de l'hydrogène.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux éléments réducteurs de la densité des états
sont incorporés dans l'alliage en cours de dépôt sensible-
ment simultanément à l'incorporation de l'élément de réglage
de l'intervalle de bande.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est incorporé
dans l'alliage après dépôt de ce dernier.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, carac-
térisé en ce que l'élément de réglage est introduit dans l'alliage sous forme de couches sensiblement discrètes.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, carac-
térisé en ce que l'élément de réglage est incorporé dans
l'alliage selon des quantités variables.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est évaporé avant
son introduction dans l'alliage.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est activé par
plasma à mesure qu'il est introduit dans l'alliage.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est activé par
dépôt de vapeur activée par plasma.
15. Alliage amorphe, caractérisé en ce qu'il est réalisé
selon le procédé de l'une des revendications 1 à 14.
16. Alliage amorphe photosensible perfectionné, alliage comprenant du silicium et incorporant au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que cet alliage (118, 146, 148,
, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208,
210, 214, 216, 218, 220) comprend un élément de réglage de
l'intervalle de bande qui lui est incorporé selon des quan-
tités variables sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle, cet alliage comprenant un intervalle de bande étalonné fonctionnant dans une gamine spécifiée de longueurs
d'onde photosensibles.
17. Alliage selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément de réglage fait partie du groupe consistant en
germanium, étain, carbone et azote.
18. Alliage selon l'une des revendications 16 ou 17,carac-
térisé en ce que l'alliage (118, 146, 148, 150, 168, 170,172,
174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218,
220) comprend une région pnotosensible active (150, 170, 172, , 186, 194, 208, 216) et en ce que l'élément de réglage
est compris au moins dans cette région.
19. Alliage selon l'une des revendications 16 à 18,
caractérisé en ce qu'on inclut un second élément réducteur de la densité des états qui est incorporé dans l'alliage, cet élément étant de l'hydrogène.
20. Alliage selon l'une des revendications 16 à 19,
caractérisé en ce que l'alliage (118, 146, 148, 150,
168, 170, 172, 174, 176,-180, 186, 188, 194, 206, 208,
210, 214, 216, 218, 220) est déposé par décharge lumines-
cente.
21. Alliage selon l'une des revendications 16 à 20,
caractérisé en ce qu'on inclut l'élément de réglage sous
forme de couches sensiblement discrètes.
22. Alliage selon l'une des revendications 16 à 21,
caractérisé en ce qu'on inclut l'élément de réglage selon
des quantités variables.
23. Dispositif photosensible perfectionné, comprenant des couches superposées de matériaux divers comportant un corps constitué par un alliage semiconducteur amorphe
comprenant une région photosensible active avec à l'inté-
rieur un intervalle de bande que des radiations peuvent
venir frapper pour produire des porteurs de charges, l'al-
liage amorphe comprenant au moins un élément réducteur de la densité des états, cet élément étant du fluor, caractérisé en ce que l'alliage (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174,
176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220)
comprend en outre un élément de réglage de l'intervalle de bande en quantités variables au moins dans ladite région photosensible (150, 170, 172, 180, 186, 194, 208, 216) pour améliorer sa capacité d'absorption des radiations sans augmenter sensiblement les états dans l'intervalle de bande, l'intervalle de bande de l'alliage étant étalonné pour fonctionner dans une gamme spécifiée de longueurs d'onde photosensibles.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'intervalle de bande de ladite région photosensible (150, 170, 372, 180, 186, 1394, 208, 216) est inférieur à
1,6 eV.
25. Dispositif selon l'une des revendications 23 ou 24,
caractérisé en ce que l'élément de réglage est un élément du groupe constitué par le germanium, l'étain, le carbone et l'azote.
26. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25,
caractérisé en ce qu'on y incorpore un second élément réduc-
teur de la densité des états, cet élément étant de l'hydro-
gène.
27. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 26,
caractérisé en ce que ledit alliage (118, 146, 148, 150,
168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210,
214, 216, 218, 220) est déposé par dépôt par décharge lumi-
nescente.
28. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 27,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (118,
146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) comprend l'élément de
réglage sous forme de couches sensiblement discrètes.
29. Dispositif selon l'une des revendications 25 à 30,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (118,
146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) comprend l'élément de
réglage en quantités variables.
30. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (118,
146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) fait partie d'une cellule
solaire à barrière de Schottky (142).
31. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (118,
146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) fait partie d'une cellule
solaire MIS (142).
32. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caractérisé en ce que le corps constituant l'alliage (118,
146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) fait partie d'un disposi-
tif a jonction p-n (168).
33. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 29,
caraczris6 en ce que le
146, 148, 150, 168, 170,
206, 208, 210, 214, 216,
sitif p-i-n (198, 212).
34. Dispositif selon caractérisé en ce que le
146, 148, 150, 168, 170,
206, 208, 210, 214, 216,
détecteur (178).
35. Dispositif selon caractérisé en ce que le
146, 148, 150, 168, 170,
206, 208, 210, 214, 216,
corps constituant l'alliage (118,
172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
218, 220) fait partie d'un dispo-
l'une des revendications 23 à 29,
corps constituant l'alliage (118,
172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
218, 220) fait partie d'un photo-
l'une des revendications 23 à 29,
corps constituant l'alliage (118,
172, 174, 176, 180, 186, 188, 194,
218, 220) fait partie d'un disposi-
tif de production d'images électrostatiques (192).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/185,520 US4342044A (en) | 1978-03-08 | 1980-09-09 | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| US20657980A | 1980-11-13 | 1980-11-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2490018A1 true FR2490018A1 (fr) | 1982-03-12 |
| FR2490018B1 FR2490018B1 (fr) | 1986-01-17 |
Family
ID=26881211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8116956A Expired FR2490018B1 (fr) | 1980-09-09 | 1981-09-07 | Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR890000478B1 (fr) |
| AU (1) | AU547173B2 (fr) |
| BR (1) | BR8105747A (fr) |
| CA (1) | CA1192819A (fr) |
| DE (1) | DE3135411C2 (fr) |
| ES (1) | ES8302361A1 (fr) |
| FR (1) | FR2490018B1 (fr) |
| GB (1) | GB2083701B (fr) |
| IE (1) | IE52207B1 (fr) |
| IL (1) | IL63754A (fr) |
| IN (1) | IN157458B (fr) |
| IT (1) | IT1138202B (fr) |
| NL (1) | NL8104140A (fr) |
| SE (1) | SE455554B (fr) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795677A (en) * | 1980-12-03 | 1982-06-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Amorphous silicon type photoelectric tranducer |
| US4523214A (en) * | 1981-07-03 | 1985-06-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image pickup device utilizing microcrystalline and amorphous silicon |
| ATE28768T1 (de) * | 1981-11-20 | 1987-08-15 | Chronar Corp | Kontrolle des bandabstandes in amorphen halbleitern. |
| US4460670A (en) * | 1981-11-26 | 1984-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si and C, N or O and dopant |
| US4460669A (en) * | 1981-11-26 | 1984-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si and C, U or D and dopant |
| US4465750A (en) * | 1981-12-22 | 1984-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with a -Si having two layer regions |
| JPS5914679A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | 光起電力装置 |
| JPS59111152A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-27 | Sharp Corp | 電子写真用感光体 |
| US4547621A (en) * | 1984-06-25 | 1985-10-15 | Sovonics Solar Systems | Stable photovoltaic devices and method of producing same |
| DE8430810U1 (de) * | 1984-10-19 | 1986-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzelle mit graduellem Energiebandabstand mit einem aus amorphem Silizium bestehenden Halbleiterkorper |
| JPS61104678A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | アモルフアス太陽電池 |
| CA1269164A (fr) * | 1986-03-24 | 1990-05-15 | Metin Aktik | Biode photosensible a couche de silicium amorphe hydrogene |
| FR2630260B1 (fr) * | 1988-04-19 | 1991-11-29 | Thomson Csf | Photodetecteur en silicium amorphe a rendement quantique ameliore |
| DE19700697A1 (de) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Goeller Christian | Verfahren zur Herstellung von Solarzellen |
| US6437233B1 (en) * | 2000-07-25 | 2002-08-20 | Trw Inc. | Solar cell having multi-quantum well layers transitioning from small to large band gaps and method of manufacture therefor |
| EP1919264A1 (fr) | 2006-11-02 | 2008-05-07 | Dow Corning Corporation | Dispositif de formation d'une couche par déposition à partir d'un plasma |
| EP1923483A1 (fr) | 2006-11-02 | 2008-05-21 | Dow Corning Corporation | Deposition de films de silicium amorphe par resonnance cyclotron |
| EP1918965A1 (fr) | 2006-11-02 | 2008-05-07 | Dow Corning Corporation | Procédé et appareil pour formation d'un film par dépôt d'un plasma |
| EP1918414A1 (fr) | 2006-11-02 | 2008-05-07 | Dow Corning Corporation | Procédé de formation d'un film amorphe à intervalle de bande graduel par résonance cyclonique électronique |
| EP1918967B1 (fr) | 2006-11-02 | 2013-12-25 | Dow Corning Corporation | Procédé de formation d'une couche par déposition à partir d'un plasma |
| EP1918966A1 (fr) * | 2006-11-02 | 2008-05-07 | Dow Corning Corporation | Procédé de formation d'une couche à intervalle de bande graduel par déposition d'un matériau amorphe à partir d'un plasma |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2007021A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-10 | Energy Conversion Devices Inc | High temperature amorphous semiconductor member and method of making it |
| WO1979000724A1 (fr) * | 1978-03-08 | 1979-10-04 | Energy Conversion Devices Inc | Semi-conducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins |
| WO1979000776A1 (fr) * | 1978-03-16 | 1979-10-18 | Energy Conversion Devices Inc | Semiconducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342044A (en) * | 1978-03-08 | 1982-07-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| JPS5513938A (en) | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shunpei Yamazaki | Photoelectronic conversion semiconductor device and its manufacturing method |
| JPS5513939A (en) | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shunpei Yamazaki | Photoelectronic conversion semiconductor device |
| DE2950008A1 (de) * | 1979-12-12 | 1981-06-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Dauermagneterregter laeufer fuer eine synchronmaschine |
| IT1138204B (it) * | 1980-09-09 | 1986-09-17 | Energy Conversion Devices Inc | Metodo per incrementare la banda proibita di leghe amorfe fotosensibili e dispositivi ottenuti con tale metodo |
-
1981
- 1981-09-07 SE SE8105277A patent/SE455554B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-09-07 FR FR8116956A patent/FR2490018B1/fr not_active Expired
- 1981-09-07 NL NL8104140A patent/NL8104140A/nl active Search and Examination
- 1981-09-07 DE DE3135411A patent/DE3135411C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1981-09-07 GB GB8126963A patent/GB2083701B/en not_active Expired
- 1981-09-07 IL IL63754A patent/IL63754A/xx unknown
- 1981-09-07 KR KR1019810003328A patent/KR890000478B1/ko active
- 1981-09-07 IN IN1003/CAL/81A patent/IN157458B/en unknown
- 1981-09-07 IE IE2063/81A patent/IE52207B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-09-07 IT IT23825/81A patent/IT1138202B/it active
- 1981-09-07 ES ES505268A patent/ES8302361A1/es not_active Expired
- 1981-09-08 BR BR8105747A patent/BR8105747A/pt not_active IP Right Cessation
- 1981-09-08 AU AU75019/81A patent/AU547173B2/en not_active Expired
- 1981-09-08 CA CA000385402A patent/CA1192819A/fr not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2007021A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-10 | Energy Conversion Devices Inc | High temperature amorphous semiconductor member and method of making it |
| WO1979000724A1 (fr) * | 1978-03-08 | 1979-10-04 | Energy Conversion Devices Inc | Semi-conducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins |
| WO1979000776A1 (fr) * | 1978-03-16 | 1979-10-18 | Energy Conversion Devices Inc | Semiconducteurs amorphes equivalents a des semi-conducteurs cristallins |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS, volume 36, no. 7, avril 1980, American Institute of Physics (NEW YORK, US) MAKOTO KONAGAI et al.: "Amorphous Si-F-H solar cells prepared by dc glow discharge", pages 599-601 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU547173B2 (en) | 1985-10-10 |
| NL8104140A (nl) | 1982-04-01 |
| IE52207B1 (en) | 1987-08-05 |
| GB2083701A (en) | 1982-03-24 |
| IT1138202B (it) | 1986-09-17 |
| FR2490018B1 (fr) | 1986-01-17 |
| CA1192819A (fr) | 1985-09-03 |
| KR890000478B1 (ko) | 1989-03-18 |
| BR8105747A (pt) | 1982-05-25 |
| SE8105277L (sv) | 1982-03-10 |
| ES505268A0 (es) | 1982-12-16 |
| SE455554B (sv) | 1988-07-18 |
| IL63754A0 (en) | 1981-12-31 |
| IT8123825A0 (it) | 1981-09-07 |
| KR830008406A (ko) | 1983-11-18 |
| DE3135411A1 (de) | 1982-09-23 |
| GB2083701B (en) | 1985-09-04 |
| DE3135411C2 (de) | 1994-07-07 |
| IL63754A (en) | 1984-07-31 |
| IN157458B (fr) | 1986-04-05 |
| IE812063L (en) | 1982-03-09 |
| ES8302361A1 (es) | 1982-12-16 |
| AU7501981A (en) | 1982-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2490016A1 (fr) | Procede pour fabriquer un alliage amorphe photosensible, alliage obtenu par ce procede et dispositif de mise en oeuvre | |
| FR2490018A1 (fr) | Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus | |
| US4522663A (en) | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4441113A (en) | P-Type semiconductor material having a wide band gap | |
| FR2526223A1 (fr) | Alliages perfectionnes de silicium amorphe contenant de l'oxygene a large intervalle de bande et de type p, et dispositifs pour les utiliser | |
| FR2518318A1 (fr) | Dispositif photovoltaique a capacite de production de courant plus importante | |
| US4492810A (en) | Optimized doped and band gap adjusted photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4615905A (en) | Method of depositing semiconductor films by free radical generation | |
| US4664937A (en) | Method of depositing semiconductor films by free radical generation | |
| US4517223A (en) | Method of making amorphous semiconductor alloys and devices using microwave energy | |
| FR2482786A1 (fr) | Procede de fabrication de films de silicium a dopage de type p et dispositif realise a partir de ces films | |
| FR2638900A1 (fr) | Dispositif photovoltaique a empilement, comportant une couche anti-reflexion | |
| FR2721754A1 (fr) | Procédé de dépôt par plasma pour améliorer les propriétés électriques et optiques de dispositifs photovoltaïques et électroniques et dispositifs obtenus. | |
| FR2490013A1 (fr) | Dispositif amorphe photosensible a cellules multiples | |
| FR2522880A1 (fr) | Dispositif photovoltaique comprenant des moyens permettant de diriger les radiations incidentes en vue d'une reflexion interne totale | |
| FR2490019A1 (fr) | Procede et dispositif pour augmenter l'intervalle de bandes d'alliages amorphes photosensibles et alliages obtenus | |
| US4954182A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous photo voltaic devices including graded band gaps | |
| US4891074A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| FR2518122A1 (fr) | Procede de fabrication des alliages et des dispositifs amorphes photosensibles par depot de phase chimique | |
| FR2523768A1 (fr) | Systeme permettant de reflechir un rayonnement non utilise et le renvoyer dans une region active d'une matiere semi-conductrice d'un dispositif photovoltaique et dispositifs utilisant un tel systeme | |
| EP0058543B1 (fr) | Alliages amorphes semiconducteurs photosensibles | |
| US4469715A (en) | P-type semiconductor material having a wide band gap | |
| FR2604561A1 (fr) | Dispositif photovoltaique | |
| FR2490017A1 (fr) | Procede de fabrication d'alliages de germanium amorphes photosensibles, dispositif pour la mise en oeuvre du procede et alliages obtenus | |
| US4701343A (en) | Method of depositing thin films using microwave energy |