JPS6084888A - 半導体デバイス - Google Patents
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- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—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
- H01L31/075—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 PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
- H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
-
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- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- 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
- H01L31/208—Particular post-treatment of the devices, e.g. annealing, short-circuit elimination
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- 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
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-
- 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
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般的には半導体デバイスに係り、より特定的
には（１夛電流分流欠陥狽域を通る１流の流ｎｔ実質的
に減少させるのに適したバリヤーＶｔｔ有する改良され
たＩＩ膜形光起亀カデバイスと、＋２）前記バリヤ一層
を有する改良光起′亀カデバイスの製法とに係る。
には（１夛電流分流欠陥狽域を通る１流の流ｎｔ実質的
に減少させるのに適したバリヤーＶｔｔ有する改良され
たＩＩ膜形光起亀カデバイスと、＋２）前記バリヤ一層
を有する改良光起′亀カデバイスの製法とに係る。
本明細−で開示する改良された光起電力デバイスは１１
）より大きな動作信頼度ｔもら、１２）より大きな動作
効率會有し、且つ＋３） Ｊ： り大きな効ＪＰ：’ｖ
もたらすように製造される１７本明＋１ｌｌＪ四ではこ
の改良さｎｔ光起眠カデバイスの製法ｔも開示する。本
発明は特に（１）半導体活性乃至能動要素が比較的薄い
膜として基板電僑上にデポジットされ次いで第２醋極に
より被覆されているような面積の広い薄膜形のアモルフ
ァス光起電力デバイスと、＋２）アモルファス半導体汗
金を用いる前記薄模形広曲槙光起電力デバイスの製造と
に使用し肖る。
）より大きな動作信頼度ｔもら、１２）より大きな動作
効率會有し、且つ＋３） Ｊ： り大きな効ＪＰ：’ｖ
もたらすように製造される１７本明＋１ｌｌＪ四ではこ
の改良さｎｔ光起眠カデバイスの製法ｔも開示する。本
発明は特に（１）半導体活性乃至能動要素が比較的薄い
膜として基板電僑上にデポジットされ次いで第２醋極に
より被覆されているような面積の広い薄膜形のアモルフ
ァス光起電力デバイスと、＋２）アモルファス半導体汗
金を用いる前記薄模形広曲槙光起電力デバイスの製造と
に使用し肖る。
単結晶光起電カデバイス、特に箱詰性シリコン光起電力
デバイスは本質的に非汚染性でめシ、作動中も靜かで且
つ消耗性天然餞源を消費し７Ｌいという理由からしＶよ
らくの間゛電力源として１史用されていたが、このよう
なデバイスにはｊｌｉ’ｆｆｌ上の問題がめジ、従って
余り実用的ではない。より呼側に占えば、単結晶材料は
（υ直径献インチのサイズより夾ハ的に大きいサイズに
形成することが離しく、（２）これと等価のアモルファ
ス柑科より厚くて重く、且つ（３）装量に多くの費用と
時間を要する。
デバイスは本質的に非汚染性でめシ、作動中も靜かで且
つ消耗性天然餞源を消費し７Ｌいという理由からしＶよ
らくの間゛電力源として１史用されていたが、このよう
なデバイスにはｊｌｉ’ｆｆｌ上の問題がめジ、従って
余り実用的ではない。より呼側に占えば、単結晶材料は
（υ直径献インチのサイズより夾ハ的に大きいサイズに
形成することが離しく、（２）これと等価のアモルファ
ス柑科より厚くて重く、且つ（３）装量に多くの費用と
時間を要する。
近年、アモルファス半導体倒斜ｔデポジットさせるシス
テム全開発すべくかなシの研究がなされて＠た。こ扛ら
の材料はいずれも比較的広い唄域勿績うことができ、且
つドーピングによりＰ形及びｎ形材料を形成し得るもの
であり、こｎらｐ形及びｎ形Ｈ料ｋｊ４１いｔしば結晶
性光起緘カデバイスと実質的に等価の動作を示すｐ −
ｉ −ｎ形光起電カデバイス七製造できる。ここで匣用
さ牡る「アモルファス」なる用語は長距離無秩序２市す
る全ての祠科又は合金をさむが、これらの＠料又は合金
は短距離もしくは中距離の秩序ｔもつものであってもよ
く、又は時には結晶性介在物さえ言み得るものと４１ｐ
ｓされたい。
テム全開発すべくかなシの研究がなされて＠た。こ扛ら
の材料はいずれも比較的広い唄域勿績うことができ、且
つドーピングによりＰ形及びｎ形材料を形成し得るもの
であり、こｎらｐ形及びｎ形Ｈ料ｋｊ４１いｔしば結晶
性光起緘カデバイスと実質的に等価の動作を示すｐ −
ｉ −ｎ形光起電カデバイス七製造できる。ここで匣用
さ牡る「アモルファス」なる用語は長距離無秩序２市す
る全ての祠科又は合金をさむが、これらの＠料又は合金
は短距離もしくは中距離の秩序ｔもつものであってもよ
く、又は時には結晶性介在物さえ言み得るものと４１ｐ
ｓされたい。
現在ではグロー放電デポジション又は真空デポジション
等の技術によりアモルファスシリコン台金を製造するこ
とがｊｊＪ能である。これらのけ金はｔｌ）エネルギギ
ャップ内に許容し侍る局在状Ｍ密度を有し、且つ（２）
高品質の成子特性？示す。６１１記の技術は１９８０年
ｌθ月７日付で５ｔａｎｆｏｒｄ Ｒ。
等の技術によりアモルファスシリコン台金を製造するこ
とがｊｊＪ能である。これらのけ金はｔｌ）エネルギギ
ャップ内に許容し侍る局在状Ｍ密度を有し、且つ（２）
高品質の成子特性？示す。６１１記の技術は１９８０年
ｌθ月７日付で５ｔａｎｆｏｒｄ Ｒ。
Ｕｖｓｈｌｎｓｋ）ｒ 及びＡｒｕｎ Ｍａｄａｎ宛に
公布さ扛た米国特許第４．２２６，８９８号ｒ Ａｍｏ
ｒｐＨｏｕｓ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＥｑｕｉ
ｖａｌｅｎｔ Ｔｏ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｍ
ｌｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ （結晶性半導体と等価のアモ
ルファス牛導体） Ｊ ； １９８０年８月１２日公布
の５ｔａｎｆｏｒｄル、 Ｏｖ＊ｈｉｎｓｋｙ及びＭａ
ｓａｔｓｕｇｕ Ｉｚｕ による同一名称米国Ｉ持許第
４、２１７．３７４号；並びに、５ｔａｎｆｏｒｄ Ｒ
，Ｕｖｓｈｉｎｓｋｙ＋Ｄａｖｉｄ ｌ）、 Ａ１１ｒ
ｅｄ、 Ｌｅｅ ）Ｖａｌｔｅｒ及びＳｔｓ＋ｐｈｅｎ
Ｊ、 ｆ（ｕｄｇｅｎｓの米国特許出願シリアル、・
４第４２３，４２４号ｒ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒＪａ
ｋｌｎｇ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｅｍ１ｅｏｎｄｕｅ
ｔｏｒ Ａ１１ｏｙｓＡｎｄ １）ｅｖｌｅｅｓ Ｕｓ
ｌｎｇＭｉｃｒｏｗａｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ（アモルファ
ス苧導体片金の製法及びマイクロ波エネルギを用いるデ
バイスン」に詳述されている。これらの特許及び特許出
願に開示されている如く、アモルファスシリコン半導体
ノー内に導入ざｔした７ツ累はこのノーの局在状態密度
を実質的に低下させてゲルマニウムの如き他の沖合材料
の冷加τ４易にする。
公布さ扛た米国特許第４．２２６，８９８号ｒ Ａｍｏ
ｒｐＨｏｕｓ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＥｑｕｉ
ｖａｌｅｎｔ Ｔｏ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｍ
ｌｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ （結晶性半導体と等価のアモ
ルファス牛導体） Ｊ ； １９８０年８月１２日公布
の５ｔａｎｆｏｒｄル、 Ｏｖ＊ｈｉｎｓｋｙ及びＭａ
ｓａｔｓｕｇｕ Ｉｚｕ による同一名称米国Ｉ持許第
４、２１７．３７４号；並びに、５ｔａｎｆｏｒｄ Ｒ
，Ｕｖｓｈｉｎｓｋｙ＋Ｄａｖｉｄ ｌ）、 Ａ１１ｒ
ｅｄ、 Ｌｅｅ ）Ｖａｌｔｅｒ及びＳｔｓ＋ｐｈｅｎ
Ｊ、 ｆ（ｕｄｇｅｎｓの米国特許出願シリアル、・
４第４２３，４２４号ｒ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒＪａ
ｋｌｎｇ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｅｍ１ｅｏｎｄｕｅ
ｔｏｒ Ａ１１ｏｙｓＡｎｄ １）ｅｖｌｅｅｓ Ｕｓ
ｌｎｇＭｉｃｒｏｗａｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ（アモルファ
ス苧導体片金の製法及びマイクロ波エネルギを用いるデ
バイスン」に詳述されている。これらの特許及び特許出
願に開示されている如く、アモルファスシリコン半導体
ノー内に導入ざｔした７ツ累はこのノーの局在状態密度
を実質的に低下させてゲルマニウムの如き他の沖合材料
の冷加τ４易にする。
光起電力デバイスの効率を尚めるために多重セルｒ１更
用するという構想は遅くとも１９５５年にはＥ、 Ｄ、
ＪａａｋｇｏｎにｊＪ示されていた。これは１９６０
年８月１６日付米国特許第２．９４９，４９８号に、ｉ
己載式れている。この米国特許で検討された多重セル構
造はｐ−ｎ接は形結晶性半導体デバイスを利用するもの
でめった。こ０構想の本質はバンドギへ′ツブが豊１よ
る成畝のデバイスを用いて太１１４スペクトルの種々の
部分ｔよシ効率的に果め、開放回路電圧（Ｖｏｃ）ｋ増
大させることに抄る。タンデム形セルデバイスとは２つ
以上のセルｒもち、元が竹セルｋｔＷＡ次通過するＬ５
構成ざ扛たデバイス材料が波長の短い光のみｔ吸収し、
次のセルではバンドギャップのよシ小さい拘ギ＋が第１
セルｔ１市通しｆｃ、より畏い波長の光を吸収する。各
セルで発生しｆｃａＬ流？夾質的に整計基すれば室体的
開放回路電圧は谷セルのυｄ放回路議圧の廿計に寺しく
な９、その短縮電流ははＩ・よ−建に緋持さ！Ｌる。多
重セルは基板上で反射した歳セルの半導体層音曲して送
り返えされる入射光の割合を壇すために逆反射体ｒＩＩ
ｉｉｉえているのが好ましい。逆反射体ｒｌ史用すれば
多１にセルの動作効率が上昇することは−ＪＩＪ白でろ
ろう。従って、基板上にｒポジットさ７’Ｌる層は半導
体ｔｆｉｊｔ介して逆反射体の反射向から送り返えされ
る入射光ｔかなシの割片で通過させるべく必ずノ秀明に
することが盪繭である。
用するという構想は遅くとも１９５５年にはＥ、 Ｄ、
ＪａａｋｇｏｎにｊＪ示されていた。これは１９６０
年８月１６日付米国特許第２．９４９，４９８号に、ｉ
己載式れている。この米国特許で検討された多重セル構
造はｐ−ｎ接は形結晶性半導体デバイスを利用するもの
でめった。こ０構想の本質はバンドギへ′ツブが豊１よ
る成畝のデバイスを用いて太１１４スペクトルの種々の
部分ｔよシ効率的に果め、開放回路電圧（Ｖｏｃ）ｋ増
大させることに抄る。タンデム形セルデバイスとは２つ
以上のセルｒもち、元が竹セルｋｔＷＡ次通過するＬ５
構成ざ扛たデバイス材料が波長の短い光のみｔ吸収し、
次のセルではバンドギャップのよシ小さい拘ギ＋が第１
セルｔ１市通しｆｃ、より畏い波長の光を吸収する。各
セルで発生しｆｃａＬ流？夾質的に整計基すれば室体的
開放回路電圧は谷セルのυｄ放回路議圧の廿計に寺しく
な９、その短縮電流ははＩ・よ−建に緋持さ！Ｌる。多
重セルは基板上で反射した歳セルの半導体層音曲して送
り返えされる入射光の割合を壇すために逆反射体ｒＩＩ
ｉｉｉえているのが好ましい。逆反射体ｒｌ史用すれば
多１にセルの動作効率が上昇することは−ＪＩＪ白でろ
ろう。従って、基板上にｒポジットさ７’Ｌる層は半導
体ｔｆｉｊｔ介して逆反射体の反射向から送り返えされ
る入射光ｔかなシの割片で通過させるべく必ずノ秀明に
することが盪繭である。
太１＠亀池ｔ、１ＩＩｌｉ造する部片にはバッチ処理す
るしかない結晶性シリコンと異なり、アモルファスシリ
コン＆金は＋０１４Ａの広い基板上に多ＪＵ−状にテボ
で大電生座することができる。この（■の連続処理シス
テムは久に挙げる出願中の特許出願に記載さｔしている
：１９８０年５月１９日出禎シリアル、蔭、３１５１．
３１１１号ｒ Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ａｋｋｉｎｇ
Ｐ−ＤｏｐｅｄＳｉｌｌｃｏｎ Ｆｉｌｍｓ Ａｎｄ
Ｄ＠ｖｌａｅａ Ｍａｄｅ Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ （
Ｐ−ドープされたシリコン膜の製法及び該膜で形成され
るデバイスノに１９８１年３月１６日出禎、シリアル、
＝１６４２４４．３８６号、ｒ Ｃｏｎｔｌｎｕｏｕｓ
Ｓ３＋＋ｓｔｅｍｓＦｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔｌｎｇ
Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｅｍ１ａｏｎｄｕａｔｏｒ Ｍ
ａｔｅｒｌａｌ（アモルファス半導体＠科ｔデポジット
−ｇせるための）！Ｓ！続システムノに１９８１１９８
１年３月１６日出願ル３６４２４０，４９３号、ｒ Ｃ
ｏｎｔｉｎｕｏｕ＠Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｏｌａｒ
Ｃｅ１ｌ ＰｒｏｄｕａＬｌｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ （連
続的アモルファス太ｔＳｔ池製造システムノＪ：１９８
１年９月２８日出願、シリアル、４６第３０６，１４６
号ｒ １ｖ１ｕｌｔｉｐｌａ Ｃｈａｍｂｅｒ Ｌ）ｅ
ｐｏｓｉＬｉｏｎ Ａｎｄ ｌ５ｏｌａｔｉｏｎ Ｓｙ
ｓｔｅｍＡｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ （多項室形デポジショ
ン及び分離のシステムと、方法）Ｊ：１９８２年３月１
９日出願、シリアル、１６第３５９．８２５号、ｒ ｔ
ｋｉｅｔｈｏｄ ＡｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ
Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ’ｒ
ａｎｄｅｍＡｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａ
ｉｃ Ｃｅｌ１ｇ（タンテム形アモルファス光起成カセ
ルを連α的に製造するための方法と装置）Ｊ ：１９８
３年１月２４日出願、シリアル、ｔｔｒ４４ａ Ｏ，６
２９号、ｒ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕ
ｓＦｏｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｉ
ｎｇ ’Ｉ’ａｎｄｅｍ Ａｍｏｒｐｈｏｕ＠Ｐｈｏｔ
ｏｒｏｌｔａｉａ Ｃｅ１ｌａ Ｊ。これらの・Ｐ？
ｔｆ出頭に開示されているように、基板は一連のデポジ
ションチャンバ’に＋１次通過しながら継杭的に目１１
進し侍、谷チャンバは夫々特定の半導体Ｈ科ｔデポジッ
トするのに使用される。ｐｌｎ形構造の光ノ圓畦カデバ
イスｙｔｄ造する場合は第１チヤンバでｐ形半導体台金
ｔデポジットさせ、４ｔ２チャンバＣ″共曲アモルファ
ス半纏体合金ｔデボジツ）１せ、且つ第３チヤンバでｎ
形半導体合金２デポジツトさせる。
るしかない結晶性シリコンと異なり、アモルファスシリ
コン＆金は＋０１４Ａの広い基板上に多ＪＵ−状にテボ
で大電生座することができる。この（■の連続処理シス
テムは久に挙げる出願中の特許出願に記載さｔしている
：１９８０年５月１９日出禎シリアル、蔭、３１５１．
３１１１号ｒ Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ａｋｋｉｎｇ
Ｐ−ＤｏｐｅｄＳｉｌｌｃｏｎ Ｆｉｌｍｓ Ａｎｄ
Ｄ＠ｖｌａｅａ Ｍａｄｅ Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ （
Ｐ−ドープされたシリコン膜の製法及び該膜で形成され
るデバイスノに１９８１年３月１６日出禎、シリアル、
＝１６４２４４．３８６号、ｒ Ｃｏｎｔｌｎｕｏｕｓ
Ｓ３＋＋ｓｔｅｍｓＦｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔｌｎｇ
Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｅｍ１ａｏｎｄｕａｔｏｒ Ｍ
ａｔｅｒｌａｌ（アモルファス半導体＠科ｔデポジット
−ｇせるための）！Ｓ！続システムノに１９８１１９８
１年３月１６日出願ル３６４２４０，４９３号、ｒ Ｃ
ｏｎｔｉｎｕｏｕ＠Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｏｌａｒ
Ｃｅ１ｌ ＰｒｏｄｕａＬｌｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ （連
続的アモルファス太ｔＳｔ池製造システムノＪ：１９８
１年９月２８日出願、シリアル、４６第３０６，１４６
号ｒ １ｖ１ｕｌｔｉｐｌａ Ｃｈａｍｂｅｒ Ｌ）ｅ
ｐｏｓｉＬｉｏｎ Ａｎｄ ｌ５ｏｌａｔｉｏｎ Ｓｙ
ｓｔｅｍＡｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ （多項室形デポジショ
ン及び分離のシステムと、方法）Ｊ：１９８２年３月１
９日出願、シリアル、１６第３５９．８２５号、ｒ ｔ
ｋｉｅｔｈｏｄ ＡｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ
Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ’ｒ
ａｎｄｅｍＡｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａ
ｉｃ Ｃｅｌ１ｇ（タンテム形アモルファス光起成カセ
ルを連α的に製造するための方法と装置）Ｊ ：１９８
３年１月２４日出願、シリアル、ｔｔｒ４４ａ Ｏ，６
２９号、ｒ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕ
ｓＦｏｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｉ
ｎｇ ’Ｉ’ａｎｄｅｍ Ａｍｏｒｐｈｏｕ＠Ｐｈｏｔ
ｏｒｏｌｔａｉａ Ｃｅ１ｌａ Ｊ。これらの・Ｐ？
ｔｆ出頭に開示されているように、基板は一連のデポジ
ションチャンバ’に＋１次通過しながら継杭的に目１１
進し侍、谷チャンバは夫々特定の半導体Ｈ科ｔデポジッ
トするのに使用される。ｐｌｎ形構造の光ノ圓畦カデバ
イスｙｔｄ造する場合は第１チヤンバでｐ形半導体台金
ｔデポジットさせ、４ｔ２チャンバＣ″共曲アモルファ
ス半纏体合金ｔデボジツ）１せ、且つ第３チヤンバでｎ
形半導体合金２デポジツトさせる。
デポジットされた谷半導体片金、特に共性牛導体は金は
純度が高く１工ければなりないため、（υ真性デポジシ
ョンチャンバ内のテポジション壊境を特殊な構造のガス
ゲートによυ他のチャンバ内のドーピング成分から分離
してこれらドーピング成分が該真性チャンバ内に拡散す
るのｔ阻止し、（２）デボジ７ヨン処４を始める前に基
板を入念に洗浄して汚染物質を除去し、（３）果汁して
１つのデポジション装置を構成する全てのチャンバを封
鎖し漏洩を防止して部間の汚染物質の流入を回避し、＋
４Ｊ該デポジシヨン装置にスウイープガスｋｍし込んで
内晴から汚染物質を除去し、且つ（６１最高純度の反応
ガスのみを使用して半導体材料テボジット暎を形成ｊ−
る。侠１ずれば、デポジション装置の種々のチャンバで
構成さｎる真空容器内のスペースｔダ旧Ｉ］Ｊなる類の
不純物からも保映して汚染さｊＬない工うにすべくでさ
るだげの措置ｔ−護じるので必るっこの工９にしてデポ
ジション装置の真空チャンバ内でデポジットされた半導
体材料層は１つ以上のｐ −１−ｎセル、１つ以上のｎ
−ｔ −ｐセル、ショットキーバリヤー、ホトダイオ
ード、ホトトランジスタ又は類似の素子にきむ光起電力
デバイスの形成に使用し得る。加えて、一連のデポジシ
ョンチャンバを通過する多値ハスを形成するか、又は別
のデポジションチャンバ列を具備す扛ば棟線の形態を有
する多重に槓重ねたセルが侍られる。
純度が高く１工ければなりないため、（υ真性デポジシ
ョンチャンバ内のテポジション壊境を特殊な構造のガス
ゲートによυ他のチャンバ内のドーピング成分から分離
してこれらドーピング成分が該真性チャンバ内に拡散す
るのｔ阻止し、（２）デボジ７ヨン処４を始める前に基
板を入念に洗浄して汚染物質を除去し、（３）果汁して
１つのデポジション装置を構成する全てのチャンバを封
鎖し漏洩を防止して部間の汚染物質の流入を回避し、＋
４Ｊ該デポジシヨン装置にスウイープガスｋｍし込んで
内晴から汚染物質を除去し、且つ（６１最高純度の反応
ガスのみを使用して半導体材料テボジット暎を形成ｊ−
る。侠１ずれば、デポジション装置の種々のチャンバで
構成さｎる真空容器内のスペースｔダ旧Ｉ］Ｊなる類の
不純物からも保映して汚染さｊＬない工うにすべくでさ
るだげの措置ｔ−護じるので必るっこの工９にしてデポ
ジション装置の真空チャンバ内でデポジットされた半導
体材料層は１つ以上のｐ −１−ｎセル、１つ以上のｎ
−ｔ −ｐセル、ショットキーバリヤー、ホトダイオ
ード、ホトトランジスタ又は類似の素子にきむ光起電力
デバイスの形成に使用し得る。加えて、一連のデポジシ
ョンチャンバを通過する多値ハスを形成するか、又は別
のデポジションチャンバ列を具備す扛ば棟線の形態を有
する多重に槓重ねたセルが侍られる。
以上の説明から明らか１よ工うに、薄膜アモルファス牛
導体材料は肪規に開発された峡産プロセスにより闇単且
つ経通的に製造できるという理由から結晶性材料とは異
なる幾つかの利点が得られる。
導体材料は肪規に開発された峡産プロセスにより闇単且
つ経通的に製造できるという理由から結晶性材料とは異
なる幾つかの利点が得られる。
しかし乍も前述の方法による半導体口料の製造では電流
分流欠陥の存在が確認された。これらの欠陥は（１）こ
ｎらの材料で製造された光起電力デバイスの性能を者し
く低ドさせ、且つ１２）生産率に悪影響を及ぼした。こ
のような製法に関連した欠陥はｉｌ＋基板電換の形態に
存するか、又は（２）半導体層のデポジション処理中に
発生ずるものと考えられる。
分流欠陥の存在が確認された。これらの欠陥は（１）こ
ｎらの材料で製造された光起電力デバイスの性能を者し
く低ドさせ、且つ１２）生産率に悪影響を及ぼした。こ
のような製法に関連した欠陥はｉｌ＋基板電換の形態に
存するか、又は（２）半導体層のデポジション処理中に
発生ずるものと考えられる。
本発明はこれら電流分流欠陥の効果會冗全に消去するか
又は少なくとも実質的に低減させることｔ目的と′を−
る。
又は少なくとも実質的に低減させることｔ目的と′を−
る。
削記欠陥中最も重要なものは「分流」又は「短絡」なる
欠陥又は欠陥領域であると見なし得る。
欠陥又は欠陥領域であると見なし得る。
これら欠陥の考えられ得る原因を説明するｒ４ｉ１に、
デポジットさｎた半導体層の厚みｔ考察する。典型的ｐ
層の厚みは約４００，１ングストローム、典型的１層の
厚みは約３５００４ングストローム、典型的ｎ層の厚み
は一２００オングストロームでめ９得、従って半導体ボ
ディ全体の厚みは約４１００オングストロームにしかな
らない。そのため不規則性（ｌｒｒ＠ｇｕｌａｒｉｔｉ
ｅｓ ）はｕｌｌｌ”Ｊに小さなものでもデポジットａ
れた半導体層ではカバーし蛾い。
デポジットさｎた半導体層の厚みｔ考察する。典型的ｐ
層の厚みは約４００，１ングストローム、典型的１層の
厚みは約３５００４ングストローム、典型的ｎ層の厚み
は一２００オングストロームでめ９得、従って半導体ボ
ディ全体の厚みは約４１００オングストロームにしかな
らない。そのため不規則性（ｌｒｒ＠ｇｕｌａｒｉｔｉ
ｅｓ ）はｕｌｌｌ”Ｊに小さなものでもデポジットａ
れた半導体層ではカバーし蛾い。
分流欠陥は１つ以上の低抵抗電流通路が光起電力デバイ
スの電極相互間に形成された時に発生する。分流欠陥が
生じた光起電力デバイスはｍ？ｌ”状、弗ドで（υ該デ
バイスの電極に果めりれた電流が外ｄｌｌの負荷Ｌｖも
むしろ前記欠陥領域（抵抗の極めて小さい通路）を通っ
て流れるため小さい出力しか示さないか、又は（２）該
デバイスｉｉｍ＠切る」程の電流がｈＩｊ配欠陥領域を
介して分Ｍｔされると完全に故障する。
スの電極相互間に形成された時に発生する。分流欠陥が
生じた光起電力デバイスはｍ？ｌ”状、弗ドで（υ該デ
バイスの電極に果めりれた電流が外ｄｌｌの負荷Ｌｖも
むしろ前記欠陥領域（抵抗の極めて小さい通路）を通っ
て流れるため小さい出力しか示さないか、又は（２）該
デバイスｉｉｍ＠切る」程の電流がｈＩｊ配欠陥領域を
介して分Ｍｔされると完全に故障する。
分流タイプの欠陥は常に光起電力デバイスの性能に悪影
４に及ぼすが、この影Ｊはこｎらの欠陥ｔもつデバイス
がＡ１■ｌの如０ ’ｊ’ＪＩい照明に比べて比較的弱
い照明、列えは至内照１力、のドで作動する時に・最も
大きくなる。これは光起電力デバイスでは光に１って発
生した電源が照明の強さの増加と共に直線的に増加する
一力、その梢呆生じる電圧が照明の強さの増加と共に指
数関数的に壇カロするためである。換ぎすればｃａ圧は
弱い照すｊのドで比較はり高い値に達し、この値は照明
の蟻δが増大しても少ししか上昇しない。そのため弱い
照明のドでは比較的高い一圧覗位が存在し、この４位が
比較的少数の電流キャリヤ會抵抗の極めて小さいＪＩ！
ｌ路即らＯｉｌ記吐近抗久噛禎域に曖先的に流す。これ
に対し頻い７１１のＦでは多数のＮＬ流キャリヤが存在
し前記の弱い照明ドの電位とほぼ同程度の電位によｐ）
ｅ動する。このよ＃）多数の１４を流キャリヤは前記欠
陥領域の低抵抗通路に流入すべく互いに競い片い、その
結果相対的にＬシ少数の電流キーＹリヤのみが限足され
た数の低抵抗通路内に数人し得るため残りのｔ流キャリ
ヤは半導体材料ｔｌ［！！遇せざるｔ得なくなる。従っ
て欠陥領域の４流分流現象に起因する一力損は強い照明
のドでは弱い照明の時根大きくない。
４に及ぼすが、この影Ｊはこｎらの欠陥ｔもつデバイス
がＡ１■ｌの如０ ’ｊ’ＪＩい照明に比べて比較的弱
い照明、列えは至内照１力、のドで作動する時に・最も
大きくなる。これは光起電力デバイスでは光に１って発
生した電源が照明の強さの増加と共に直線的に増加する
一力、その梢呆生じる電圧が照明の強さの増加と共に指
数関数的に壇カロするためである。換ぎすればｃａ圧は
弱い照すｊのドで比較はり高い値に達し、この値は照明
の蟻δが増大しても少ししか上昇しない。そのため弱い
照明のドでは比較的高い一圧覗位が存在し、この４位が
比較的少数の電流キャリヤ會抵抗の極めて小さいＪＩ！
ｌ路即らＯｉｌ記吐近抗久噛禎域に曖先的に流す。これ
に対し頻い７１１のＦでは多数のＮＬ流キャリヤが存在
し前記の弱い照明ドの電位とほぼ同程度の電位によｐ）
ｅ動する。このよ＃）多数の１４を流キャリヤは前記欠
陥領域の低抵抗通路に流入すべく互いに競い片い、その
結果相対的にＬシ少数の電流キーＹリヤのみが限足され
た数の低抵抗通路内に数人し得るため残りのｔ流キャリ
ヤは半導体材料ｔｌ［！！遇せざるｔ得なくなる。従っ
て欠陥領域の４流分流現象に起因する一力損は強い照明
のドでは弱い照明の時根大きくない。
木切Ｉ＋４１Ｉ誓で互洟的に使用されている欠陥又は欠
陥領域なる用語は明白に存在する短１１６１１ｒｌ＋を
路のみｔ示すものではない。場汗によっては欠陥の悪影
催は壱在的でのって、すぐには表わｔしない。ｔｌｌ在
１１ジ欠陥は以後［動作モード欠陥状！甜」と称する現
象を縛起し得、その場片は当初良好なａ気動作を示して
いた光起電力デバイスが実相故障する。本明細誉ではデ
バイスが予め晃１用負荷に接続６れている〃・否かに拘
らず、しはらく照射されてその結果キャリヤが発生し始
める状態に必シさえすればこの工うな現象ｔｍ作モード
欠陥状態と称することにする。この種の欠陥状態につい
ては後で詳述する。分流欠陥は！ａ在的であｎ鵡仕的で
あれｉｌｌ基板材料の形態的不規則性又は（２）半導体
層の成長にｈ−ける不規則性に起因し′Ｃ生じるものと
考えられる。
陥領域なる用語は明白に存在する短１１６１１ｒｌ＋を
路のみｔ示すものではない。場汗によっては欠陥の悪影
催は壱在的でのって、すぐには表わｔしない。ｔｌｌ在
１１ジ欠陥は以後［動作モード欠陥状！甜」と称する現
象を縛起し得、その場片は当初良好なａ気動作を示して
いた光起電力デバイスが実相故障する。本明細誉ではデ
バイスが予め晃１用負荷に接続６れている〃・否かに拘
らず、しはらく照射されてその結果キャリヤが発生し始
める状態に必シさえすればこの工うな現象ｔｍ作モード
欠陥状態と称することにする。この種の欠陥状態につい
ては後で詳述する。分流欠陥は！ａ在的であｎ鵡仕的で
あれｉｌｌ基板材料の形態的不規則性又は（２）半導体
層の成長にｈ−ける不規則性に起因し′Ｃ生じるものと
考えられる。
先ずこれら欠陥の最も重要と思わ７’ＬるｆＪ１原因、
即ち基板のデポジション面の前ｆｉＩＥ形！法学的不規
則性即ち凹凸ｆ４祭よう。半纏体層を順次デポジットさ
せるための基板又はベース′准極として最高級のステン
レス鋼２１史用しても、そのデポジション面にはｌｄ当
ｐ１０，０００乃至１００，０００の凹凸が仔伍するこ
とが判明した。こＩＬうの凹凸は突起、くはみ又は−′
Ｖ−／ｉｆな仕上げＷｌに対する他の歪みで４４１１成
され、（１２表曲からの深さ、（２）表…１からの＋’
ｔ％さ、又は（３）直径が１ミクロン未満’ｃｓｐｍる
。こ扛ら凹凸の形態又は大きさに拘らず、前記欠陥は半
導体ボディに低抵抗醒流路會形成させて２つの成極を事
実上短絡させ得る。この現象は様々な方法で生じ倚、例
えば、基板電極の表向から突出する突起の篩さが肯すぎ
て半導体ｙ＊ｉデポジットしても被偉しきれないことが
あり、その場合は該突起がこれら半導体層の上にデポジ
ットされるもう一力の４：億とｌぼ接に電気接触するこ
とになる。同様にして、基板表面に形成さｎたクレータ
の大きさが小さすき゛て半導体層ｔデポジットしても城
塞で＠ないととがろり、その場合は該くは与がこれら半
導体層上の別の電極に十分接近するため電流が（１）亀
・甑相互を連結させるか、又は該光起電力デバイスの実
際の１更用（光による′電流の発生）全通し一方の電極
の材料を他力のα極方向へ移動させてこれと接触させる
ことになり、その粕未電流がこれら′ｉＧ、極間を通過
することになる。また、基根上にデポジットされた半導
体層の品貝が恋いこともあり、その場合は光起電力デバ
イスの電極間に亜流の低抵抗流路が形成される。
即ち基板のデポジション面の前ｆｉＩＥ形！法学的不規
則性即ち凹凸ｆ４祭よう。半纏体層を順次デポジットさ
せるための基板又はベース′准極として最高級のステン
レス鋼２１史用しても、そのデポジション面にはｌｄ当
ｐ１０，０００乃至１００，０００の凹凸が仔伍するこ
とが判明した。こＩＬうの凹凸は突起、くはみ又は−′
Ｖ−／ｉｆな仕上げＷｌに対する他の歪みで４４１１成
され、（１２表曲からの深さ、（２）表…１からの＋’
ｔ％さ、又は（３）直径が１ミクロン未満’ｃｓｐｍる
。こ扛ら凹凸の形態又は大きさに拘らず、前記欠陥は半
導体ボディに低抵抗醒流路會形成させて２つの成極を事
実上短絡させ得る。この現象は様々な方法で生じ倚、例
えば、基板電極の表向から突出する突起の篩さが肯すぎ
て半導体ｙ＊ｉデポジットしても被偉しきれないことが
あり、その場合は該突起がこれら半導体層の上にデポジ
ットされるもう一力の４：億とｌぼ接に電気接触するこ
とになる。同様にして、基板表面に形成さｎたクレータ
の大きさが小さすき゛て半導体層ｔデポジットしても城
塞で＠ないととがろり、その場合は該くは与がこれら半
導体層上の別の電極に十分接近するため電流が（１）亀
・甑相互を連結させるか、又は該光起電力デバイスの実
際の１更用（光による′電流の発生）全通し一方の電極
の材料を他力のα極方向へ移動させてこれと接触させる
ことになり、その粕未電流がこれら′ｉＧ、極間を通過
することになる。また、基根上にデポジットされた半導
体層の品貝が恋いこともあり、その場合は光起電力デバ
イスの電極間に亜流の低抵抗流路が形成される。
史に、真空チャンバを外部の汚染物置から保護すべく６
１１述の如くあらゆる措置を講じても、何らかの方法で
（１）半導体＠科りデポジション処理」中に真空チャン
バ内のスペースに浸入するか又は（２）デポジション処
理の副産物として生じるｅ！ｔ、こシ又は他の粒子物質
が半導体材料に沿って基板電極上に付着する。これら汚
染物質は半導体層の均一テ鳩ジシミンを妨害し、低抵抗
′１流路葡形成せしめ得る。゛電流はこの通路を介して
（ｊ１２つの電極を直接連結させるか、又は（２）デバ
イスの動作を辿して２つの電極を連結させる。
１１述の如くあらゆる措置を講じても、何らかの方法で
（１）半導体＠科りデポジション処理」中に真空チャン
バ内のスペースに浸入するか又は（２）デポジション処
理の副産物として生じるｅ！ｔ、こシ又は他の粒子物質
が半導体材料に沿って基板電極上に付着する。これら汚
染物質は半導体層の均一テ鳩ジシミンを妨害し、低抵抗
′１流路葡形成せしめ得る。゛電流はこの通路を介して
（ｊ１２つの電極を直接連結させるか、又は（２）デバ
イスの動作を辿して２つの電極を連結させる。
また、礪会によっては、外部からの汚染１勿貞が存在し
なくても、半導体材料はデポジション処理の間に微小な
りレータ又は微小な突起を形成し得ると思われる。この
場合も光壁に半清な表向に対するこのような形態的歪み
は基板が１１７ ｉＦＩ！ｌ薄膜状（半導体層の仕耐の
厚みは約４１００Ｊングストロームにすき゛ず、従って
この軛四の直より小さければ超薄膜となる）半導体材料
で仮積されているか、又は（２）全く被覆されていない
こと金意味する。
なくても、半導体材料はデポジション処理の間に微小な
りレータ又は微小な突起を形成し得ると思われる。この
場合も光壁に半清な表向に対するこのような形態的歪み
は基板が１１７ ｉＦＩ！ｌ薄膜状（半導体層の仕耐の
厚みは約４１００Ｊングストロームにすき゛ず、従って
この軛四の直より小さければ超薄膜となる）半導体材料
で仮積されているか、又は（２）全く被覆されていない
こと金意味する。
上刃銃極材料がこの半導体ボディの表面全体に亘ってデ
ポジット式れれば勿ｍ該久陥頂域により低抵抗電流路が
生じ、該通路を介し１ ｍ ｉｌｌが分ηｔする。更に
別の例として、このような欠陥領域のｔｊ−在が形成さ
れた光起電力デバイスの亀気時注及び光電特性に対する
これら領域の急影響によってのみ検出さｔｔ得る楊会も
める。以上説明しできた諸欠陥は全ての電流ｔ−低抵抗
分路に流入させる程大＠なｆ「用は及はさない。しかし
乍も、この通路を介して電流が少しでも分派すると光起
電力デバイスの動作効率に損失が生じるためこの分流は
回がする必要が６る。更に、数千の欠陥領域の谷にたと
え少斌ずつでも電流が分ぴｔｆｉｔばこｎらが果け一イ
＋ｋｒｐＴ＆シぽ工ｄ刀ヒスー＾μｍ−ｊト１ｂ〜ノ１
ストＪＬＭ：：説明から明らかなように、これらの欠陥
及び欠陥領域に流れる電流のＪｔｔ減少させることは高
性能品効率の薄模形光起１カデバイスを装造する上で極
めて重要である。
ポジット式れれば勿ｍ該久陥頂域により低抵抗電流路が
生じ、該通路を介し１ ｍ ｉｌｌが分ηｔする。更に
別の例として、このような欠陥領域のｔｊ−在が形成さ
れた光起電力デバイスの亀気時注及び光電特性に対する
これら領域の急影響によってのみ検出さｔｔ得る楊会も
める。以上説明しできた諸欠陥は全ての電流ｔ−低抵抗
分路に流入させる程大＠なｆ「用は及はさない。しかし
乍も、この通路を介して電流が少しでも分派すると光起
電力デバイスの動作効率に損失が生じるためこの分流は
回がする必要が６る。更に、数千の欠陥領域の谷にたと
え少斌ずつでも電流が分ぴｔｆｉｔばこｎらが果け一イ
＋ｋｒｐＴ＆シぽ工ｄ刀ヒスー＾μｍ−ｊト１ｂ〜ノ１
ストＪＬＭ：：説明から明らかなように、これらの欠陥
及び欠陥領域に流れる電流のＪｔｔ減少させることは高
性能品効率の薄模形光起１カデバイスを装造する上で極
めて重要である。
本出願人等は広い意味でこの問題を処理する方法を幾つ
か実現した。本性♂ｆ出順の譲受人に譲渡さｎｆｃＭａ
ｓａＬｓｕｇｕ Ｉｚｕ 及びＶｉｎｃｅｎｔ Ｃａｎ
ｎｅｌｌａＫよる１９８２年１０月２１日出仙の米国特
許用Ｎ４第４３５．８９０号ｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄ ＦｏｒＥｌｉｍｉｎａｔｌｎｇ ５ｈ
ｏｒｔ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐａｔｈｓ
ＩｎＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｄｅｖｌｃｅｓ （
光起電力デバイスの短節電流路を除去するためのシステ
ム及び方法〕」に記載のμ口く、内陥頑城を介するＩｔ
流の分流は欠陥唄域を央貞的に除去すれば半導体デバイ
スの一動作領域として考えられる。そのためには＃ＩＬ
屏処理にＬす１極材料を欠陥部位周辺から除去して欠陥
領域′ｆｔ事実上ｆｆ１１離し、電流がこの欠陥領域に
流れるのｔ１肘止する。Ｌ７かｌ−／βら蘭記出、−道
４３５．８９０号に記載の方法は電流に依存する、即ち
欠陥領域の如きデバイスの特定領域に流れる電流の量が
多くなればなる程大艦の＃ＪＬ極材料（好ましい具体レ
リではインジウムスズ酸化物）が除去されるタイプの方
法でめる。従ってこの短絡解消法は大き１工欠陥の周辺
かりは極めて効率的に＃ｔ４材料を除去せしめ、その結
果この欠陥部分に電流が諏れるのを冗全に阻止するが、
電極間に存在する数千の比較的小さい欠陥領域への電流
の流れｔｍ止する上ひは余り有効ではない。しかるに、
ｎｔＪ述の如く、比較的小さい多数の１ｔｒｌ／を分路
は全体とし又かな９の叶の′電流を半導体層内の所望の
通路から分所させるため、このような小さい欠陥領域に
よって生じる低抵抗４流路への′１４Ｅ流の流れも除去
するか又は少なくとも実質的に減少させる必要かりる。
か実現した。本性♂ｆ出順の譲受人に譲渡さｎｆｃＭａ
ｓａＬｓｕｇｕ Ｉｚｕ 及びＶｉｎｃｅｎｔ Ｃａｎ
ｎｅｌｌａＫよる１９８２年１０月２１日出仙の米国特
許用Ｎ４第４３５．８９０号ｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄ ＦｏｒＥｌｉｍｉｎａｔｌｎｇ ５ｈ
ｏｒｔ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐａｔｈｓ
ＩｎＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｄｅｖｌｃｅｓ （
光起電力デバイスの短節電流路を除去するためのシステ
ム及び方法〕」に記載のμ口く、内陥頑城を介するＩｔ
流の分流は欠陥唄域を央貞的に除去すれば半導体デバイ
スの一動作領域として考えられる。そのためには＃ＩＬ
屏処理にＬす１極材料を欠陥部位周辺から除去して欠陥
領域′ｆｔ事実上ｆｆ１１離し、電流がこの欠陥領域に
流れるのｔ１肘止する。Ｌ７かｌ−／βら蘭記出、−道
４３５．８９０号に記載の方法は電流に依存する、即ち
欠陥領域の如きデバイスの特定領域に流れる電流の量が
多くなればなる程大艦の＃ＪＬ極材料（好ましい具体レ
リではインジウムスズ酸化物）が除去されるタイプの方
法でめる。従ってこの短絡解消法は大き１工欠陥の周辺
かりは極めて効率的に＃ｔ４材料を除去せしめ、その結
果この欠陥部分に電流が諏れるのを冗全に阻止するが、
電極間に存在する数千の比較的小さい欠陥領域への電流
の流れｔｍ止する上ひは余り有効ではない。しかるに、
ｎｔＪ述の如く、比較的小さい多数の１ｔｒｌ／を分路
は全体とし又かな９の叶の′電流を半導体層内の所望の
通路から分所させるため、このような小さい欠陥領域に
よって生じる低抵抗４流路への′１４Ｅ流の流れも除去
するか又は少なくとも実質的に減少させる必要かりる。
また、１１Ｊ記米国待軒出顧第４３５，８９０号に記載
の亀ｍ法では動作モード欠陥状態が生じた場合にｍＡ分
路の形成を演出することも阻止することもできない。
の亀ｍ法では動作モード欠陥状態が生じた場合にｍＡ分
路の形成を演出することも阻止することもできない。
本特詐出禎の譲受人に譲渡されｆｃｐｌ＠ｍ Ｎａｔｈ
による米国％Ｉ￥ｆ第４．４１９，５３０号ｒ Ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄ ５ｏｌａｒＣｅｌｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ Ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｅｌｎｇ Ｓａｍｓ （改良太
陽電池及びその製法〕」にはアモルファス薄膜形広面積
光起電力デバイスの小面積セフメ７Ｈｅ成気的に絶縁す
る方法が記載さ才している。これはｔｌＪ広而槓面バイ
スを複数の小面積セグメントに分割し、（２）これら小
面積セグメントの電気的作動性ｔテストン、且つ（３）
所定レベルの電気的作動性を示すセグメントのみｔ電気
的に接続し、それによって電気的に作動し侍るセグメン
トのみｔ有する広面槓光起゛畦カデバイスを形成するも
のＣめる。小ｕ１１積セグメントが゛電気的に作動し＋
ｈｔ工い（即しデバイスが所蔵の最小限の規格を満たし
得１２い）理由の１つは低抵抗路を介してｔｒ＆ｗ分流
させる作用ｔもつ欠陥領域の存在にある。前ｍｌ米国特
許第４．４１９，５３０号にｌＣ−の欠陥領域問題解消
法は効果的ではあるが光起電力デバイスのかなり広い一
分を除去せしめる。従ってデバイスの出力は正確な欠＃
＠領域のみが除去された場会に得られる出力に比べ著し
く劣ることになる。
による米国％Ｉ￥ｆ第４．４１９，５３０号ｒ Ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄ ５ｏｌａｒＣｅｌｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ Ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｅｌｎｇ Ｓａｍｓ （改良太
陽電池及びその製法〕」にはアモルファス薄膜形広面積
光起電力デバイスの小面積セフメ７Ｈｅ成気的に絶縁す
る方法が記載さ才している。これはｔｌＪ広而槓面バイ
スを複数の小面積セグメントに分割し、（２）これら小
面積セグメントの電気的作動性ｔテストン、且つ（３）
所定レベルの電気的作動性を示すセグメントのみｔ電気
的に接続し、それによって電気的に作動し侍るセグメン
トのみｔ有する広面槓光起゛畦カデバイスを形成するも
のＣめる。小ｕ１１積セグメントが゛電気的に作動し＋
ｈｔ工い（即しデバイスが所蔵の最小限の規格を満たし
得１２い）理由の１つは低抵抗路を介してｔｒ＆ｗ分流
させる作用ｔもつ欠陥領域の存在にある。前ｍｌ米国特
許第４．４１９，５３０号にｌＣ−の欠陥領域問題解消
法は効果的ではあるが光起電力デバイスのかなり広い一
分を除去せしめる。従ってデバイスの出力は正確な欠＃
＠領域のみが除去された場会に得られる出力に比べ著し
く劣ることになる。
史に、前述の２つの特許出願は１１７光起電力デバイス
の大きな欠陥含有領域のみ？絶縁し且つ（２）これらの
欠陥含有領域に電流が全く流れないようにする礪廿に使
用し得る「アフターマーフット」技術ｔ５係る。従って
、分流効果を大小及び原因に拘らず（す光起電力デバイ
スの完成以前に、即ち上刃電極ｔデポジットする前に、
（２）能動半導体ボディの大きな部分を作動的に除去す
ることなく、且つ（３）デバイスの表面全体に亘って貯
容し鍔るレベルの４流を流オを続けさせながら、実質的
に除去するノ１破壊的方法が必要とされる。
の大きな欠陥含有領域のみ？絶縁し且つ（２）これらの
欠陥含有領域に電流が全く流れないようにする礪廿に使
用し得る「アフターマーフット」技術ｔ５係る。従って
、分流効果を大小及び原因に拘らず（す光起電力デバイ
スの完成以前に、即ち上刃電極ｔデポジットする前に、
（２）能動半導体ボディの大きな部分を作動的に除去す
ることなく、且つ（３）デバイスの表面全体に亘って貯
容し鍔るレベルの４流を流オを続けさせながら、実質的
に除去するノ１破壊的方法が必要とされる。
薄膜形元起屯カデバイスを製造する際に生じる製法に関
連した短絡欠陥問題は早くも１９７８年Ｋ Ｒ，Ｃ，Ａ
の科学者達に１って１繊されていた。
連した短絡欠陥問題は早くも１９７８年Ｋ Ｒ，Ｃ，Ａ
の科学者達に１って１繊されていた。
これら科学者はこの問題を屏消すべく幾つかの方法を試
みた。Ｒ，Ｃ，Ａに譲渡されたＪｏａｅｐｂ Ｌ、Ｈａ
ｎａｋによる米国時ｆｆ４４，１６２，５０５号ｒ Ｉ
ｎｖｅｒｔｅｄ Ａｙｎｏｒｐｈｏｕｓ ８１１１ｅｏ
ｎ ５ｏｌａｒ ｅａｌｌ ＬＪｔｌｌｌｚｉｎｇＣａ
ｒｒｌｌｅｔ Ｌｍｙ＠ｒｓ （サーメットノーを用い
る反転形アモルファスシリコン太閘亀池〕」には逆ｎ−
１−Ｐ形アモルファスシリコン太１１電池の短絡及び分
Ｍｅ効果に対して成る程度の保護作用を果たす安定抵抗
？得るための厚膜形（２０００乃至１５（１００オング
ストローム）サーメットＪ―の１史用が開示されている
。このサーメットの厚膜はアモルファスシリコンボディ
の側面のうも光が入射する側面と対向する側面上に配置
される。 ｌｔ、 Ｃ，Ａ ′ｆｔ池のこの工うなサー
メツト層位置（入射光と対向する位ｉｔ ）はこの層の
厚みとその精米得う扛る不透明度とｔ考慮しで決定され
たものでりる。即ち、シリコンボディの入射側面上に配
置Ｊ“れば該サーメツト層は入射光の大部分を吸収する
ことになり、従つて酸油は１幾６ヒレ４ｊいｏｎｌｌ（
４Ｑ米Ｌし！１行ｆＨ第４，１６２．５１Ｊ ５号では
更にシリコンホディの照射面に仕事関数の商い薄膜形（
５０乃至２００Ａングストローム）サーメツ） １ｍ
ｋも目己直する。この薄膜は電極何科とｐシリコン層と
ｔオーム接触させるためのものである。この米国特許は
短絡改善機能がこのｒげ模形テーメット／−に起因し得
ることについでは開示も示唆もしていない。
みた。Ｒ，Ｃ，Ａに譲渡されたＪｏａｅｐｂ Ｌ、Ｈａ
ｎａｋによる米国時ｆｆ４４，１６２，５０５号ｒ Ｉ
ｎｖｅｒｔｅｄ Ａｙｎｏｒｐｈｏｕｓ ８１１１ｅｏ
ｎ ５ｏｌａｒ ｅａｌｌ ＬＪｔｌｌｌｚｉｎｇＣａ
ｒｒｌｌｅｔ Ｌｍｙ＠ｒｓ （サーメットノーを用い
る反転形アモルファスシリコン太閘亀池〕」には逆ｎ−
１−Ｐ形アモルファスシリコン太１１電池の短絡及び分
Ｍｅ効果に対して成る程度の保護作用を果たす安定抵抗
？得るための厚膜形（２０００乃至１５（１００オング
ストローム）サーメットＪ―の１史用が開示されている
。このサーメットの厚膜はアモルファスシリコンボディ
の側面のうも光が入射する側面と対向する側面上に配置
される。 ｌｔ、 Ｃ，Ａ ′ｆｔ池のこの工うなサー
メツト層位置（入射光と対向する位ｉｔ ）はこの層の
厚みとその精米得う扛る不透明度とｔ考慮しで決定され
たものでりる。即ち、シリコンボディの入射側面上に配
置Ｊ“れば該サーメツト層は入射光の大部分を吸収する
ことになり、従つて酸油は１幾６ヒレ４ｊいｏｎｌｌ（
４Ｑ米Ｌし！１行ｆＨ第４，１６２．５１Ｊ ５号では
更にシリコンホディの照射面に仕事関数の商い薄膜形（
５０乃至２００Ａングストローム）サーメツ） １ｍ
ｋも目己直する。この薄膜は電極何科とｐシリコン層と
ｔオーム接触させるためのものである。この米国特許は
短絡改善機能がこのｒげ模形テーメット／−に起因し得
ることについでは開示も示唆もしていない。
１ｒ＋Ｊじ（Ｒ，Ｃ，Ａ Ｋｍ渡さｎｌｔ Ｇｅｒａｌ
ｄ Ｅ、 ｎｏｓｔｒａｎｄ等の米国特許第４，１６６
，９１８号「太閤電池の製造プロセスで生じる１１．気
的短絡及び分流効果の除去力法」では、電池の底面に厚
いサーメットノーヲ効果的に配置することによって分流
を除去する方法を開示しているが、このような厚い丈−
メット層、ｉ：、それ自体単独で好ましく １２い短絡
及び分流効果’（Ｋ去することはで＠ない。Ｎｏ５ｔｒ
ａｎｄ寺によれば、引続き十分な大きさの逆バイアス電
圧全印加してサーメットを含む太１−成池の分流欠陥ｋ
ｍき尽す必要がある。Ｎｏ５ｔｒａｎｄ寺の方法τ用い
る場合、電流゛電圧出力を改良するにはこの処理しがな
い。該ｌ庁昨には、１１１独で使用されて短絡電流路を
除去し得るサーメットノーの使用は教示されていない。
ｄ Ｅ、 ｎｏｓｔｒａｎｄ等の米国特許第４，１６６
，９１８号「太閤電池の製造プロセスで生じる１１．気
的短絡及び分流効果の除去力法」では、電池の底面に厚
いサーメットノーヲ効果的に配置することによって分流
を除去する方法を開示しているが、このような厚い丈−
メット層、ｉ：、それ自体単独で好ましく １２い短絡
及び分流効果’（Ｋ去することはで＠ない。Ｎｏ５ｔｒ
ａｎｄ寺によれば、引続き十分な大きさの逆バイアス電
圧全印加してサーメットを含む太１−成池の分流欠陥ｋ
ｍき尽す必要がある。Ｎｏ５ｔｒａｎｄ寺の方法τ用い
る場合、電流゛電圧出力を改良するにはこの処理しがな
い。該ｌ庁昨には、１１１独で使用されて短絡電流路を
除去し得るサーメットノーの使用は教示されていない。
Ｒ，Ｃ，ＡＫｄｄｌされたＪｏｌｌｅｐｈ Ｊ、 ７１
ａｎａｋの米国’待ｉｆＦｇ４，１６７．０１ ｓ％ｊ
「アモルファスシリコン太１両電池用サーメットノー」
は、仕事関数の高い薄い（５０−２００＾ラサーメツト
ノーの使用を開示しているが、この丈−ノット１鱒の１
自りは、ｆｉ＋ アモルファスシリコンとのショットキ
ーバリヤーを形成すること、及び、 Ａ２１ ｐ４ａ ｆ ハイスでのｐアモルファスシリコ
ン層と電極との間りオーミック憎汗の形成を促進するこ
と、 に限られている。既存の短絡もしくは分流の効果全低減
すること又は付加的な短節もしくは分流の発生を阻止す
ることｔ目的としたサーメツト層の１更用については開
示さＩｔてい２２い。該時打の４ページ、４−１０行に
は、丈−メット層の機能が以下の如く！約されている。
ａｎａｋの米国’待ｉｆＦｇ４，１６７．０１ ｓ％ｊ
「アモルファスシリコン太１両電池用サーメットノー」
は、仕事関数の高い薄い（５０−２００＾ラサーメツト
ノーの使用を開示しているが、この丈−ノット１鱒の１
自りは、ｆｉ＋ アモルファスシリコンとのショットキ
ーバリヤーを形成すること、及び、 Ａ２１ ｐ４ａ ｆ ハイスでのｐアモルファスシリコ
ン層と電極との間りオーミック憎汗の形成を促進するこ
と、 に限られている。既存の短絡もしくは分流の効果全低減
すること又は付加的な短節もしくは分流の発生を阻止す
ることｔ目的としたサーメツト層の１更用については開
示さＩｔてい２２い。該時打の４ページ、４−１０行に
は、丈−メット層の機能が以下の如く！約されている。
「仕事関数の高い透すｊなメタルサーメットは、ｔ＋
が、ツー−ノットはｐアモルファスシリコン層とのづ昶
肩性が良いのＣ透明な導１ＪＬ注ポ化物ノー３２に対し
てすぐれた。＊ −ミンク接触全形成し優る・・・・・
・・・・」また、該特許では、サーメツト層が好ましく
１．Ｉｔ、）短絡電流路を除去し得ることも教示されて
いない。
肩性が良いのＣ透明な導１ＪＬ注ポ化物ノー３２に対し
てすぐれた。＊ −ミンク接触全形成し優る・・・・・
・・・・」また、該特許では、サーメツト層が好ましく
１．Ｉｔ、）短絡電流路を除去し得ることも教示されて
いない。
Ｊｏｓｅｐｈ Ｊ、 ｆ（ａｎａｋは” Ｆｏｕｒｔｅ
ｅｎｔｈ ＩＭＥＮ＊ Ｐｈｏｔｏｕ’ｏｌｔａｉｃＳ
ｐｅｃｌａｌｉｓｔａ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８
（Ｌ”の樒事峰、６２３ページに「犬曲槓アモルファ
スシリコン太關亀准の開開」と腕する論文ｔ−発表して
おり、大面積薄模光起ル力デバイス中の短絡効果に低減
又は除去するための薄膜直列抵抗の使用に関する一般的
坤一を展開している。この論文でのＨａｎａｋ博士の幀
Ｉ、Ｉｉによれば、過当な抵抗ｔもつサーメット材料の
層は好ましくない短絡及び分流効果ケ抑利し得る。
ｅｎｔｈ ＩＭＥＮ＊ Ｐｈｏｔｏｕ’ｏｌｔａｉｃＳ
ｐｅｃｌａｌｉｓｔａ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８
（Ｌ”の樒事峰、６２３ページに「犬曲槓アモルファ
スシリコン太關亀准の開開」と腕する論文ｔ−発表して
おり、大面積薄模光起ル力デバイス中の短絡効果に低減
又は除去するための薄膜直列抵抗の使用に関する一般的
坤一を展開している。この論文でのＨａｎａｋ博士の幀
Ｉ、Ｉｉによれば、過当な抵抗ｔもつサーメット材料の
層は好ましくない短絡及び分流効果ケ抑利し得る。
しかし乍らＨａｎａｋ博士の理論によれば、（１） バ
リヤ一層材１？”）が、ｆｉｌｌ記ｔｔ、ｃ、Ａに譲は
された特許に開示されたものと同様の膜厚の薄膜サーメ
ットに限られるように慎ボに配慮すること、及び、 （２） サーメツト層が短絡阻止バリヤーとして作用す
るには、透明層を生じはいＪ！＃みれ回部ら５０００−
１００ＯＯＸの膜厚で設け−れること、が心安である。
リヤ一層材１？”）が、ｆｉｌｌ記ｔｔ、ｃ、Ａに譲は
された特許に開示されたものと同様の膜厚の薄膜サーメ
ットに限られるように慎ボに配慮すること、及び、 （２） サーメツト層が短絡阻止バリヤーとして作用す
るには、透明層を生じはいＪ！＃みれ回部ら５０００−
１００ＯＯＸの膜厚で設け−れること、が心安である。
更にＨａｎａｋ ｉ文は、前記米国’４ｔ４ｆｍ ４．
１６６．９１ ｔ３号に関して説明したＬうな遊バイア
スにょる知怜除去方法についても倹」Ｊしている。Ｈｍ
ｎａｋ 調文ｃは、サーメット以外の材料についての数
示、及び、潜在分流欠陥の形成全阻止するためのサーメ
ツト層の使用についての教示はない。
１６６．９１ ｔ３号に関して説明したＬうな遊バイア
スにょる知怜除去方法についても倹」Ｊしている。Ｈｍ
ｎａｋ 調文ｃは、サーメット以外の材料についての数
示、及び、潜在分流欠陥の形成全阻止するためのサーメ
ツト層の使用についての教示はない。
Ａ１１ｅｎ Ｍ、 Ｂａｒｎｅｔｔ の米国９誓許４４
，２５１，２８６号「ブロッキング層ｔもっ噂楓光電池
」は、ｉｌｌ ’電池の透１男戚極と不透明電極との間
、又は、（２） 電極の１つと遠隔半導ＩＪｌ一層との
間に発生する恐れがめる好ましくない電気接触ｔ１訂止
して電路の欠陥状Ｓｔ−除去するために光電池にデポジ
ットされるブロッキング層ｋ１ｍ示している。
，２５１，２８６号「ブロッキング層ｔもっ噂楓光電池
」は、ｉｌｌ ’電池の透１男戚極と不透明電極との間
、又は、（２） 電極の１つと遠隔半導ＩＪｌ一層との
間に発生する恐れがめる好ましくない電気接触ｔ１訂止
して電路の欠陥状Ｓｔ−除去するために光電池にデポジ
ットされるブロッキング層ｋ１ｍ示している。
１１ａｒｎｅｔｔの電池は、硫化鋼とのへテロ接汗勿も
つ鈍化カドミウム又はカドミウム亜鉛硫化物から製造さ
れる。好ましい具体例では、ｄ！Ｘ厚１００ ＤＡ乃至
５μの硫化亜鉛ブロッキング層が設けらｊしている。こ
の層の説明に先立つ文革から容易に理解されるのは、膜
厚ＩＵＯＯＡの鈍化亜鉛層でさえも、入射光のかなりの
割合が半導体ノーに入ることｒ１且止しｌ工いフ願当な
透・！８Ｉｆ ’に肩することができないためｙＲ明＃
１ｆ、極に隣接して使用し得る工うｌＬ材料となること
ができｌ工いことである。変形具体回としでＢａｙｎｅ
ｔｔ は、半纏体材料の露出面全体？酸化するか、又は
、第２・亀１ｆｉｋデポジットするｎＩノに半纏体材料
の上部に極めて薄い絶嫌層ｔデポジットすることに１っ
て、不達ｍｅＭ＠’に付加することｔ提案している。
つ鈍化カドミウム又はカドミウム亜鉛硫化物から製造さ
れる。好ましい具体例では、ｄ！Ｘ厚１００ ＤＡ乃至
５μの硫化亜鉛ブロッキング層が設けらｊしている。こ
の層の説明に先立つ文革から容易に理解されるのは、膜
厚ＩＵＯＯＡの鈍化亜鉛層でさえも、入射光のかなりの
割合が半導体ノーに入ることｒ１且止しｌ工いフ願当な
透・！８Ｉｆ ’に肩することができないためｙＲ明＃
１ｆ、極に隣接して使用し得る工うｌＬ材料となること
ができｌ工いことである。変形具体回としでＢａｙｎｅ
ｔｔ は、半纏体材料の露出面全体？酸化するか、又は
、第２・亀１ｆｉｋデポジットするｎＩノに半纏体材料
の上部に極めて薄い絶嫌層ｔデポジットすることに１っ
て、不達ｍｅＭ＠’に付加することｔ提案している。
Ｂａｒｎｏｔｔは短絡屯派路全阻止するためのブロッキ
ングｌ−の使用に関する一般的な（４想を開７Ｆシテい
るが、以Ｆ（Ｄ理由〃・らその’１！ ｔｔＩ前に商品
質光起電カデバイスの製造に当てはめることはひきノエ
い。
ングｌ−の使用に関する一般的な（４想を開７Ｆシテい
るが、以Ｆ（Ｄ理由〃・らその’１！ ｔｔＩ前に商品
質光起電カデバイスの製造に当てはめることはひきノエ
い。
！−＃）４由は、Ｍａｒｎｅｔｔ のブロッキング層が
出順人の使用するアモルファスシリコン片金と底片し得
る何科かｌり形成されないことである。ＢａｒｎｅＬｔ
リグロッキング層材料勿出願人のＩＥ池に使用さ２Ｌる
半導体層と組ａせて使用すると、ｒに池の動作効率の大
きい損失が生じるでりろう＋３ ’Ｊ↓二の」」由は、
ｆ３ａｒｎｅｔｔ のブロッキングノーがｉ史用Ｃきる
のは元がブロッキング層による吸収損を生じないで背面
反射層に当たることが必吸なα面反射型電池に於いて該
ブロッキングノーが光ｔｆＨ曲のｔＹ面に効果的にデポ
ジットされる４Ｊ汗に限られることである。亀？也の入
射・開に膜厚１００ＱＡ（Ｄ硫化亜鉛／ｆｌを使用する
と、脆化亜鉛層が過度に光？吸収する。ブロッキング層
を或油の背面に設けた場合にも、Ｗ面反射膜が有効に作
用しないほど多くの光が吸収される。第三に、Ｂａｒｎ
ｓｔｔ は、極めで簡単にではあるが、酸化銅ブロッキ
ング層の使用を示唆している。
出順人の使用するアモルファスシリコン片金と底片し得
る何科かｌり形成されないことである。ＢａｒｎｅＬｔ
リグロッキング層材料勿出願人のＩＥ池に使用さ２Ｌる
半導体層と組ａせて使用すると、ｒに池の動作効率の大
きい損失が生じるでりろう＋３ ’Ｊ↓二の」」由は、
ｆ３ａｒｎｅｔｔ のブロッキングノーがｉ史用Ｃきる
のは元がブロッキング層による吸収損を生じないで背面
反射層に当たることが必吸なα面反射型電池に於いて該
ブロッキングノーが光ｔｆＨ曲のｔＹ面に効果的にデポ
ジットされる４Ｊ汗に限られることである。亀？也の入
射・開に膜厚１００ＱＡ（Ｄ硫化亜鉛／ｆｌを使用する
と、脆化亜鉛層が過度に光？吸収する。ブロッキング層
を或油の背面に設けた場合にも、Ｗ面反射膜が有効に作
用しないほど多くの光が吸収される。第三に、Ｂａｒｎ
ｓｔｔ は、極めで簡単にではあるが、酸化銅ブロッキ
ング層の使用を示唆している。
この層の膜厚は特に指定されていないが、この層紮膜厚
１０００Ａ（ブロッキング層に関して考えられる最も薄
い範囲りで形成すると、入射光を通過を実質的に妨害し
ない前面ブロッキング［−侍ることはできｌ工い。最後
に、Ｂａｒｎａｔｔ は動作モードの欠陥状態に関して
全く触扛ていない。
１０００Ａ（ブロッキング層に関して考えられる最も薄
い範囲りで形成すると、入射光を通過を実質的に妨害し
ない前面ブロッキング［−侍ることはできｌ工い。最後
に、Ｂａｒｎａｔｔ は動作モードの欠陥状態に関して
全く触扛ていない。
本発明は詳細に後述する如く、
ｉｌｌ 製造し易い透明バリヤ一層を含んでおり、（２
）顕在的及び２σ在的な分流欠陥効果が除去された改良
光起電カデバイスを提供する。透明バリヤ一層の製ａ材
料及びバリヤ一層の＃ｉ造技術に関する先行技術は存在
しない。
）顕在的及び２σ在的な分流欠陥効果が除去された改良
光起電カデバイスを提供する。透明バリヤ一層の製ａ材
料及びバリヤ一層の＃ｉ造技術に関する先行技術は存在
しない。
ＲＣＡ戚杵で１云嘘れｔ絹銘１坦１１山サーメット材料
の構成は、本発明の光起嵯カデバイスに脂汗せて使用さ
れると逆効果？生じる。特にル、Ｃ，Ａｔ給昨の開示を
個々に又は総計的に考察すると欠陥部位に環流が流れる
ことを適切に抑制するためにはサーメット材料を膜厚２
０００乃至１５ｔｌＯ（ＩＡにデポジットする必要があ
る。しかし乍もこのような膜厚になるとサーメット材料
層が不透明に１よりすぎて光層゛亀カデバイスで「走用
できない。
の構成は、本発明の光起嵯カデバイスに脂汗せて使用さ
れると逆効果？生じる。特にル、Ｃ，Ａｔ給昨の開示を
個々に又は総計的に考察すると欠陥部位に環流が流れる
ことを適切に抑制するためにはサーメット材料を膜厚２
０００乃至１５ｔｌＯ（ＩＡにデポジットする必要があ
る。しかし乍もこのような膜厚になるとサーメット材料
層が不透明に１よりすぎて光層゛亀カデバイスで「走用
できない。
よシ詳細には、ｐ４（１太關亀池の半４体ボディの上面
に膜厚２０００Ａ以上のサーメツト層を設けた場合、入
射光から出た光子が太隋電池のη目動牛導体ボディに到
達でき１２いので電池が予定の光起′醒力効果全発Ｊ軍
することかで＠ない。更に本発明の光電池は、デバイス
の効率を良くするために半導体ボディ葡−回目に通過し
たときに使用されなかった光エネルギχ再糺ボディに通
すための反射性基板層を含む。この反射性＆也上に不透
明な吸光バリヤ一層が存在すると未使用光の反射が阻止
され従って入射エネルギの有効利用が得られない。
に膜厚２０００Ａ以上のサーメツト層を設けた場合、入
射光から出た光子が太隋電池のη目動牛導体ボディに到
達でき１２いので電池が予定の光起′醒力効果全発Ｊ軍
することかで＠ない。更に本発明の光電池は、デバイス
の効率を良くするために半導体ボディ葡−回目に通過し
たときに使用されなかった光エネルギχ再糺ボディに通
すための反射性基板層を含む。この反射性＆也上に不透
明な吸光バリヤ一層が存在すると未使用光の反射が阻止
され従って入射エネルギの有効利用が得られない。
ｒ＜ 、 ｃ 、Ａ特許の設計に従う光電池にはかなり
不透明なバリヤ一層のｆ用も可能であろうが、ｐ＋／Ｉ
と基板との間のオーミック接触が不要な前記の如き不透
明層は出願人のデバイスでは性能低ドを招く。
不透明なバリヤ一層のｆ用も可能であろうが、ｐ＋／Ｉ
と基板との間のオーミック接触が不要な前記の如き不透
明層は出願人のデバイスでは性能低ドを招く。
従って本発明は、半導体ボディの片面又は両面罠使用さ
れるのに適しており先行技術たるｎＩＪ記ル、Ｃ２Ａ特
許開示又は教示されない材料から成る夾貿的に透明なバ
リヤ一層を提供スル。
れるのに適しており先行技術たるｎＩＪ記ル、Ｃ２Ａ特
許開示又は教示されない材料から成る夾貿的に透明なバ
リヤ一層を提供スル。
ルＣ，Ａ％許のサーメット材料は、前記の如き不透明性
を有する以外に、本発明のＷ丹では見られない処理上の
制約を有する。第一に、膜厚２０００〜１５０（ＩＯＡ
のサーメツト層（Ｒ，Ｃ，Ａ ） ’（得るには長時間
のデボジ７ヨン処理を要するがこのこトハセ産プロセス
に不利でめる。第二のより重量な制約は、サーメット材
料のデポジションにスパッタリング法が使用されるが、
この方法は）じ来破磯的方法でめるため被層材料中に新
しい人１１１−生じさせ易い。％に、スパッタリングは
、高い運動エネルギｔもつ種子が被着層’ｔ、 ＋ｄｔ
ｊ 畢するエネルギー的コーティング法でめる。こ７Ｌ
うのエネルギー粒子は、電池の膜厚４１０ＣＩＡのアモ
ルファスシリコンボディ全体のｆａｔ瘍を生起するか１
又は少くともこれら粒子が付層する上部層？、損傷する
。このような損傷の結果、デバイスは直りに欠陥状塵を
生じるか又は動作モードの欠陥状態１を招く１．スパッ
タリング法で生じるＪハ湯はスパッタ速度全１八減すれ
ば成る程度抑制し借るが、同時にデポジション速度も遅
くなり、このため、所与の膜厚の増をデポジットするた
めのＪ５ｒ 要時間が増す〇対照的に、本発明のバリヤ
ー１−は、スパッタリング法よシ生じる損傷の問題１禅
消するＬうな熱蒸着によって＃−褥体ボティにデポジッ
トされるのが好ましい。熱蒸着プロセスは（１）確実、
（２）迅速１（３）調整し易い、（４）スパッタリング
によるコーティング法に比較して比較的簡単な装置が使
用さｎる、（５）デポジションＳ度が大きい、（６）半
導体ボディを損傷しない、等の利点′を有する。更に、
本発明で使ｔｐ３される材料の層は％ Ｒ，Ｃ，Ａ特許
に記載のチーノット材料の膜厚に比較してほぼ１段階低
いオーダの膜厚を脣しておシ、このため（１）製造工程
がよシ早（、＋２１層の透明性が得られる。最後に、先
行技術では動作モードの欠陥状態の問題に胸する考察及
び記載は見られない。従って、この工うな欠陥状態を阻
止する々法はこれら先行技術から子側され得ない。
を有する以外に、本発明のＷ丹では見られない処理上の
制約を有する。第一に、膜厚２０００〜１５０（ＩＯＡ
のサーメツト層（Ｒ，Ｃ，Ａ ） ’（得るには長時間
のデボジ７ヨン処理を要するがこのこトハセ産プロセス
に不利でめる。第二のより重量な制約は、サーメット材
料のデポジションにスパッタリング法が使用されるが、
この方法は）じ来破磯的方法でめるため被層材料中に新
しい人１１１−生じさせ易い。％に、スパッタリングは
、高い運動エネルギｔもつ種子が被着層’ｔ、 ＋ｄｔ
ｊ 畢するエネルギー的コーティング法でめる。こ７Ｌ
うのエネルギー粒子は、電池の膜厚４１０ＣＩＡのアモ
ルファスシリコンボディ全体のｆａｔ瘍を生起するか１
又は少くともこれら粒子が付層する上部層？、損傷する
。このような損傷の結果、デバイスは直りに欠陥状塵を
生じるか又は動作モードの欠陥状態１を招く１．スパッ
タリング法で生じるＪハ湯はスパッタ速度全１八減すれ
ば成る程度抑制し借るが、同時にデポジション速度も遅
くなり、このため、所与の膜厚の増をデポジットするた
めのＪ５ｒ 要時間が増す〇対照的に、本発明のバリヤ
ー１−は、スパッタリング法よシ生じる損傷の問題１禅
消するＬうな熱蒸着によって＃−褥体ボティにデポジッ
トされるのが好ましい。熱蒸着プロセスは（１）確実、
（２）迅速１（３）調整し易い、（４）スパッタリング
によるコーティング法に比較して比較的簡単な装置が使
用さｎる、（５）デポジションＳ度が大きい、（６）半
導体ボディを損傷しない、等の利点′を有する。更に、
本発明で使ｔｐ３される材料の層は％ Ｒ，Ｃ，Ａ特許
に記載のチーノット材料の膜厚に比較してほぼ１段階低
いオーダの膜厚を脣しておシ、このため（１）製造工程
がよシ早（、＋２１層の透明性が得られる。最後に、先
行技術では動作モードの欠陥状態の問題に胸する考察及
び記載は見られない。従って、この工うな欠陥状態を阻
止する々法はこれら先行技術から子側され得ない。
ｆ（Ｃ，Ａ特許、Ｂａｒｎｓｔｔ ％軒及びｆ（ａｎａ
ｋ論文は個−に考察された場合にもａ片して考察されｆ
ｃ場合にも本発明の実＃Ｌｔ適切に教示しないと判ｌ！
■される。１１１」故なう、 ｔｌＪ これら先行技術ではアモルファスシリコン汗金
太１肩鑞池と破過に組合せることがｉｊＪ’能な材料が
全く開示ちれていない。
ｋ論文は個−に考察された場合にもａ片して考察されｆ
ｃ場合にも本発明の実＃Ｌｔ適切に教示しないと判ｌ！
■される。１１１」故なう、 ｔｌＪ これら先行技術ではアモルファスシリコン汗金
太１肩鑞池と破過に組合せることがｉｊＪ’能な材料が
全く開示ちれていない。
＋’）Ｉ Ｐ４ｊ Ｌ−Ｉｔ７；拮湛鳴り中ｌ＋’Ｊ＋
ｍ Ｑ １１ ｎ ７’ｌ Ａ 土、ｍｌＳヨ實的に透
明なバリヤ一層の使用が開示さｒＬでいｌよい。
ｍ Ｑ １１ ｎ ７’ｌ Ａ 土、ｍｌＳヨ實的に透
明なバリヤ一層の使用が開示さｒＬでいｌよい。
（３） これら先行技術では薄膜光起電カデバイスの動
作モードの欠陥状態の問題自体が考察されていないので
このような欠陥状ＬＭ ’ｉｋ ｌ！１１止するバリヤ
一層の使用に関する６己載が存在しない。従って、本文
中に開示された発明は、アモルファス光起電デバイスの
製造に於けるｆＬＭ性のある進歩２含む。
作モードの欠陥状態の問題自体が考察されていないので
このような欠陥状ＬＭ ’ｉｋ ｌ！１１止するバリヤ
一層の使用に関する６己載が存在しない。従って、本文
中に開示された発明は、アモルファス光起電デバイスの
製造に於けるｆＬＭ性のある進歩２含む。
本発明の主たる好ましい実施態様では、透明電極の抵抗
率より大きい抵抗４ｔもつ透明６バリヤーｌ＠”が光起
電力デバイスの″電極の１つと半導体ボディとの＋ｆＪ
Ｊに設けりれる。このバリヤ一層は、光起電力デバイス
の（１つ以上の）短絡欠陥通路に分流する１１を流を抑
制する抵抗器として儂能する。。
率より大きい抵抗４ｔもつ透明６バリヤーｌ＠”が光起
電力デバイスの″電極の１つと半導体ボディとの＋ｆＪ
Ｊに設けりれる。このバリヤ一層は、光起電力デバイス
の（１つ以上の）短絡欠陥通路に分流する１１を流を抑
制する抵抗器として儂能する。。
＋１３抵抗率と（２）膜厚と（３）透ＬｉＡ度とｔ最適
にしたバリヤ一層を選択すると、抵抗の小さい（１つ以
上の９４Ａ通路を実員的に除去することができ、同時に
光層・ｄカブバイスでのバリヤーｊ−のマイ十ス）Ｈ＋
４Ｌ（効率及び光′＃を特性の低Ｆ）ｋ最小に仰えゐこ
とができる。顕在的及び潜在的欠陥領域の双方を実質的
に除去するために本文中にｄｄ載のバリヤ一層ｔテボジ
ットする方法は、大面積薄膜アモルファス光起電カデバ
イスの製造に於ける処理ステップの１つとして容易に組
込むことが一〇きる。バリヤ一層は、蒸着、真空デポジ
ション、化学的気相デポジションの如き方法、又は、光
層゛醒カデバイスの半導体層と電極層との形成に期用さ
れるデポジションステップと適合し得る別の方法でデポ
ジットされ１する。従って本発明によれば、゛電極間の
電流分路を生じ易い抵抗の小さい電流通路が、この通路
が顕在的で必るか又は潜在げジであるかに四わシ無く、
実質的に除去さｆした改良大面屓薄膜アモルファス光層
−カデバイスが得られる。
にしたバリヤ一層を選択すると、抵抗の小さい（１つ以
上の９４Ａ通路を実員的に除去することができ、同時に
光層・ｄカブバイスでのバリヤーｊ−のマイ十ス）Ｈ＋
４Ｌ（効率及び光′＃を特性の低Ｆ）ｋ最小に仰えゐこ
とができる。顕在的及び潜在的欠陥領域の双方を実質的
に除去するために本文中にｄｄ載のバリヤ一層ｔテボジ
ットする方法は、大面積薄膜アモルファス光起電カデバ
イスの製造に於ける処理ステップの１つとして容易に組
込むことが一〇きる。バリヤ一層は、蒸着、真空デポジ
ション、化学的気相デポジションの如き方法、又は、光
層゛醒カデバイスの半導体層と電極層との形成に期用さ
れるデポジションステップと適合し得る別の方法でデポ
ジットされ１する。従って本発明によれば、゛電極間の
電流分路を生じ易い抵抗の小さい電流通路が、この通路
が顕在的で必るか又は潜在げジであるかに四わシ無く、
実質的に除去さｆした改良大面屓薄膜アモルファス光層
−カデバイスが得られる。
本発明の１１１記待畝及び別の０−＊は、１囲、開明の
、Ｉｆ細な説明及び＊ｇｆ請求の屹ｄから明らかにされ
るでるろう。
、Ｉｆ細な説明及び＊ｇｆ請求の屹ｄから明らかにされ
るでるろう。
本発明によＬｊＡ１’４４函と第ｌ厄極上にデポジット
された能動半導体ボディと半導体ボテイ上の第２″ｔｔ
極とｔ含む改良中導体デバイスが開示さ扛る。半導体デ
バイスの半導体ボディは、入射光エネルギに応じて電流
を発生するように構成されている。半導体デバイスには
戚低１つの欠陥領域が存在し、この欠陥領域は、デバイ
スの電極間に凍れる′電流に対して抵抗の小さい分路全
与える。本＠明にＬる半導体デバイスの改良は、半導体
ボディと電極の１つとの間に透明バリヤー＃に連続層と
して効果的に配置したことにある、バリヤーノーは、半
導体デバイスの１つ以上の欠陥領域に流れる電流を減少
させるべく機能する。バリヤ一層は。
された能動半導体ボディと半導体ボテイ上の第２″ｔｔ
極とｔ含む改良中導体デバイスが開示さ扛る。半導体デ
バイスの半導体ボディは、入射光エネルギに応じて電流
を発生するように構成されている。半導体デバイスには
戚低１つの欠陥領域が存在し、この欠陥領域は、デバイ
スの電極間に凍れる′電流に対して抵抗の小さい分路全
与える。本＠明にＬる半導体デバイスの改良は、半導体
ボディと電極の１つとの間に透明バリヤー＃に連続層と
して効果的に配置したことにある、バリヤーノーは、半
導体デバイスの１つ以上の欠陥領域に流れる電流を減少
させるべく機能する。バリヤ一層は。
フッ化マグネシウムベースの倒科、インジウム、スズ、
カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、クロムのは
化物、窒化物ｂ″灰化物、並びにそｒＬらの混合物から
形成場れる。好ましい具体例では、４２１１、本が透明
で６９、バリヤ一層は半導体デバイスの半導体ボディと
逍’＃電極との間に効果的に配置されている。工ｐ好ま
しくは、バリヤ一層がフッ化マグネシウム又はば化スズ
を加えたフッ化−ａ ／ 、ｉ、 シウムから形成され
、インジヮムスズ欧化吻から成る透ＴｉＡ醒億と半導体
ボディとの間に効果的に設けられる。又は、インジウム
スズ戚１１ｚ物を加えたフッ化マグネジツムから成るバ
リヤ一層を半導体ホディと基板電極との間に設けても工
いよた、酸化又は望化バリヤ一層ｔ１手４体デバイスの
基板成極と半導体ボディとの間に効果的に設けてもよい
。この層の形成には、半導体ボディと透明、ｉ極との間
にバリヤ一層ｔデポジットする場片と同・１ホのデポジ
ション法を用いてもよく、又は、基板゛電極の材料を適
宜処理する方法を用いてもよい。例えば、ステンレスス
チールｒ適当１４４品で処理するとば化物層又は窒化検
層が形成さＩするＣす◇う。アルミニウム、クロム、Ａ
寺かりｊ戎る基板にも同様の方法でバリヤ一層を設ｒｊ
ることができよう。別の具体例では、バリヤ一層が、（
υ半導体ボディのｐ形ｔｉｔ厚くｒることによって形成
されるか、又は、（２）アモルファスＣ１工い８１ベー
ス材料がら形成され得る。
カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、クロムのは
化物、窒化物ｂ″灰化物、並びにそｒＬらの混合物から
形成場れる。好ましい具体例では、４２１１、本が透明
で６９、バリヤ一層は半導体デバイスの半導体ボディと
逍’＃電極との間に効果的に配置されている。工ｐ好ま
しくは、バリヤ一層がフッ化マグネシウム又はば化スズ
を加えたフッ化−ａ ／ 、ｉ、 シウムから形成され
、インジヮムスズ欧化吻から成る透ＴｉＡ醒億と半導体
ボディとの間に効果的に設けられる。又は、インジウム
スズ戚１１ｚ物を加えたフッ化マグネジツムから成るバ
リヤ一層を半導体ホディと基板電極との間に設けても工
いよた、酸化又は望化バリヤ一層ｔ１手４体デバイスの
基板成極と半導体ボディとの間に効果的に設けてもよい
。この層の形成には、半導体ボディと透明、ｉ極との間
にバリヤ一層ｔデポジットする場片と同・１ホのデポジ
ション法を用いてもよく、又は、基板゛電極の材料を適
宜処理する方法を用いてもよい。例えば、ステンレスス
チールｒ適当１４４品で処理するとば化物層又は窒化検
層が形成さＩするＣす◇う。アルミニウム、クロム、Ａ
寺かりｊ戎る基板にも同様の方法でバリヤ一層を設ｒｊ
ることができよう。別の具体例では、バリヤ一層が、（
υ半導体ボディのｐ形ｔｉｔ厚くｒることによって形成
されるか、又は、（２）アモルファスＣ１工い８１ベー
ス材料がら形成され得る。
本発明は更に、第１ｔ４１極とメｊ％ １１在極上に配
置された能動半導体ボディと半導体ボディの上に配置さ
れｆｃ第２電極とｔ含むタイプの改良半導体デバイスの
製法に開示している。半導体デバイスの半導体ボディが
入射光に応じて電流を発生する。半導体デバイスにはま
た、電極間に流ｊＬる屯υ１ｔの分路を生じさせ易い欠
陥領域が少くとも１つは存在する。本究明方法は、 （１１フッ化マグネシウムベースの材料、インジウム、
スズ、カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、クロ
ム及びそれらの混合物のば化物、窒化物、炭化物かり成
るグループかり材料を選択し、１２） 削８己牛導体デ
バイスのｆｉｌＪ記久陥頭城を流れる電流を減少δぜる
＋ｆ＆能を果すべく選択材料かり成る）！！恍透明バリ
ヤ一層を半導体ボディと電極の１つとの間に効果的に設
けるステップｔばむ、。
置された能動半導体ボディと半導体ボディの上に配置さ
れｆｃ第２電極とｔ含むタイプの改良半導体デバイスの
製法に開示している。半導体デバイスの半導体ボディが
入射光に応じて電流を発生する。半導体デバイスにはま
た、電極間に流ｊＬる屯υ１ｔの分路を生じさせ易い欠
陥領域が少くとも１つは存在する。本究明方法は、 （１１フッ化マグネシウムベースの材料、インジウム、
スズ、カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、クロ
ム及びそれらの混合物のば化物、窒化物、炭化物かり成
るグループかり材料を選択し、１２） 削８己牛導体デ
バイスのｆｉｌＪ記久陥頭城を流れる電流を減少δぜる
＋ｆ＆能を果すべく選択材料かり成る）！！恍透明バリ
ヤ一層を半導体ボディと電極の１つとの間に効果的に設
けるステップｔばむ、。
最波に、本山顧は、第ｌ′峨甑とｒｌＩＪ１電極上の半
導体ボディと半導体ボディ上の４２？ｔｊ、ｍとｔ含ん
で寂＃）−Ｆ−導体ボディが入射光にル６じた電流を発
生ずるような半導体デバイスＶ）ＩＪＪ作モードの欠陥
状態？Ｌ−実質的に１君止する方法を含む。半導体デノ
（イスには、亀換間に流ｒる（流の分路を生じさせ易い
欠陥領域が少くとも１つは存在する この方法は、 ＋ｌｌ 主とじでマグネシウムベースの材料、インジウ
ム、スズ、カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、
クロム及びそｎらの混片物のば仕切、窒仕切及び炭化物
かり成るグループから材料勿選択し、 （２）Ａ択材料かり成る連続透明バリヤーノー會半尋体
ボディとＫＬ極の１つとの間にデホジットづるステップ
ｋｆんでお９、その結果バリヤーノーが１つ以上のｍ在
欠陥領域を流れる電流を減少せしめる機能を果し、半導
体デバイスの動作モードの火陥状態が防止される。
導体ボディと半導体ボディ上の４２？ｔｊ、ｍとｔ含ん
で寂＃）−Ｆ−導体ボディが入射光にル６じた電流を発
生ずるような半導体デバイスＶ）ＩＪＪ作モードの欠陥
状態？Ｌ−実質的に１君止する方法を含む。半導体デノ
（イスには、亀換間に流ｒる（流の分路を生じさせ易い
欠陥領域が少くとも１つは存在する この方法は、 ＋ｌｌ 主とじでマグネシウムベースの材料、インジウ
ム、スズ、カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、
クロム及びそｎらの混片物のば仕切、窒仕切及び炭化物
かり成るグループから材料勿選択し、 （２）Ａ択材料かり成る連続透明バリヤーノー會半尋体
ボディとＫＬ極の１つとの間にデホジットづるステップ
ｋｆんでお９、その結果バリヤーノーが１つ以上のｍ在
欠陥領域を流れる電流を減少せしめる機能を果し、半導
体デバイスの動作モードの火陥状態が防止される。
（以下余白）
■、改良デバイス
第１図の示す、全体として符号１０を付された光電池は
、各々半導体合金を含む複数個の連続ｐｉｎ層によって
構成されている。第１図の電池１０には本発明のノ々リ
ヤ一層が具現されていないが、このような電池ｌＯはノ
セリャ一層を含む型の光電池の典型であシ、従って電池
１０を詳細に説明することは前記バリヤ一層の機能の理
解のために必要である。
、各々半導体合金を含む複数個の連続ｐｉｎ層によって
構成されている。第１図の電池１０には本発明のノ々リ
ヤ一層が具現されていないが、このような電池ｌＯはノ
セリャ一層を含む型の光電池の典型であシ、従って電池
１０を詳細に説明することは前記バリヤ一層の機能の理
解のために必要である。
第１図は特に、−各々ｐ−１ｎ型である電池１２ａ１１
２ｂ及び１２ｃから成る太陽電池のようなｐ−１−ｎ型
光電池を示す。
２ｂ及び１２ｃから成る太陽電池のようなｐ−１−ｎ型
光電池を示す。
最下部に配置された電池１２ａの下側に基板１１が位置
し、この基板１１は（１）底部電極として機能し、また
１２）透明であシ得、あるいはステンレス鋼、アルミニ
ウム、タンタル、モリブデンもしくはクロムのような金
属材料か、または金属粒子を埋め込まれたかあるい社埋
め込まれていないガラスのような絶ＩＲ材料によって形
成され得る。ある種の適用においては、半導体材料のデ
ポジション以前に薄い酸化物層及び／または一連のペー
ス接点の形成が必要とされ得、そのような場合１基板”
という語には可撓性フィルムのみでなく、予備工程によ
って該フィルムに付加されるあらゆるエレメントが含ま
れる。
し、この基板１１は（１）底部電極として機能し、また
１２）透明であシ得、あるいはステンレス鋼、アルミニ
ウム、タンタル、モリブデンもしくはクロムのような金
属材料か、または金属粒子を埋め込まれたかあるい社埋
め込まれていないガラスのような絶ＩＲ材料によって形
成され得る。ある種の適用においては、半導体材料のデ
ポジション以前に薄い酸化物層及び／または一連のペー
ス接点の形成が必要とされ得、そのような場合１基板”
という語には可撓性フィルムのみでなく、予備工程によ
って該フィルムに付加されるあらゆるエレメントが含ま
れる。
電池１２ａ、１２ｂ及び１２ｅは各々、少なくともシリ
コン合金もしくはゲルマニウム合金を含むアモルファス
半導体ボディによって製造される。
コン合金もしくはゲルマニウム合金を含むアモルファス
半導体ボディによって製造される。
各半導体ボディは、ｎ型導電性を有する半導体層２０ａ
、２０ｂ及び２０ｃと、真性半導体層１８ａ、１８ｂ及
び１８ｃと、ｐ型導電性を有する半導体層１６ａ、１６
ｂ及び１６ｃとを含む。図中、電池１２ｂは中間に位置
する電池であシ、第１図に示されるように本発明の範囲
内において、付加的な中間電池が図示された電池上に積
重ねられ得る。
、２０ｂ及び２０ｃと、真性半導体層１８ａ、１８ｂ及
び１８ｃと、ｐ型導電性を有する半導体層１６ａ、１６
ｂ及び１６ｃとを含む。図中、電池１２ｂは中間に位置
する電池であシ、第１図に示されるように本発明の範囲
内において、付加的な中間電池が図示された電池上に積
重ねられ得る。
半導体層のデポジションに続いて別のデポジション工程
が、別の環境においてかあるいは連続工程の一部として
実施され得ると理解されるべきである。この工程で、好
ましくはインジウム−スズ酸化物として形成されるＴＣ
Ｏ（透明導電酸化物）層２２が半導体材料上にデポジッ
トされ、この層２２は頂部電極乃至上方電極として図示
されている。電極格子２４は、電池の面積が十分大きい
場合、あるいはＴＣＯ層２２の導電率が不十分である場
合にデバイスに取付けられ得る。格子２４はＴＣＯ中の
キャリヤ通路を短縮し、従って集電効率を高める。
が、別の環境においてかあるいは連続工程の一部として
実施され得ると理解されるべきである。この工程で、好
ましくはインジウム−スズ酸化物として形成されるＴＣ
Ｏ（透明導電酸化物）層２２が半導体材料上にデポジッ
トされ、この層２２は頂部電極乃至上方電極として図示
されている。電極格子２４は、電池の面積が十分大きい
場合、あるいはＴＣＯ層２２の導電率が不十分である場
合にデバイスに取付けられ得る。格子２４はＴＣＯ中の
キャリヤ通路を短縮し、従って集電効率を高める。
第１図の電池はｐ−１−ｎ電池の積重ね型アセンブリで
あるが、本発明は、単一のｐ−１−ｎ電池、積重ねられ
た、または単一のｎ−１−ｐ Ｎ池、ｐｎ電池、ショッ
トキー障壁型電池等のような他の電池構成も具現する。
あるが、本発明は、単一のｐ−１−ｎ電池、積重ねられ
た、または単一のｎ−１−ｐ Ｎ池、ｐｎ電池、ショッ
トキー障壁型電池等のような他の電池構成も具現する。
従って本明細書本文並びに特許請求の範囲では、基板１
１と上方電極２２との間に配置されたｉＶ！Ａｔたは複
数個の半導体材料層は通常１半導体ボディ”と称され、
この呼称の意味には、様々な導電性を有する複数個の半
導体層と、１個または複数個の電極と適当に組合される
と中を電流が流れる材料との組合せが含まれる。前記電
流の流れは、ホトダイオード及びホトトランジスタによ
って達成される電流の切替え、並びに太陽電池のような
光起電力デバイスによって達成される電流の発生及び収
集を包含するべぐ特別に定義される。本発明は、その究
極の形態の如何にかかわらず、基板電極と頂部電極との
間で電流が抵抗の小さい流路を流れる割合を実質的に減
少するために展開された。
１と上方電極２２との間に配置されたｉＶ！Ａｔたは複
数個の半導体材料層は通常１半導体ボディ”と称され、
この呼称の意味には、様々な導電性を有する複数個の半
導体層と、１個または複数個の電極と適当に組合される
と中を電流が流れる材料との組合せが含まれる。前記電
流の流れは、ホトダイオード及びホトトランジスタによ
って達成される電流の切替え、並びに太陽電池のような
光起電力デバイスによって達成される電流の発生及び収
集を包含するべぐ特別に定義される。本発明は、その究
極の形態の如何にかかわらず、基板電極と頂部電極との
間で電流が抵抗の小さい流路を流れる割合を実質的に減
少するために展開された。
第２Ａ図に、本発明の原理に従って構成された光起電力
デバイスの全体を符号２５で示す。光起電力デバイス２
５は、第１図の先行技術による電池１０に関連して説明
した基板と同等の基板１１を含み、この基板１１は光起
電力デバイスの底部電極乃至基板電極を構成する。基板
Ｔｇ、極１極上１上動半導体ボディ２６が配置されてお
シ、このボディ２６は単一のあるいは多数の半導体材料
層を含みイ：Ｉる。前記１ｌ１１１または複数個の半導
体層の厳密な組成及び仔ｙ造は、本発明の詳細な説明す
る上で当面問題とならない。半導体ボディ上には上方乃
至頂部［１２２がデポジットされるか、または付加され
ている。上述のように、好ましい具体例では上方電極２
２はインジウム−スズ酸化物によって形成され、それに
よって該ＴｆＬ極２２は（１）光を半導体ボディ２６へ
と透過させるべく透明となシ、（２）半導体ボディ２６
で発生した電流を収集するべく導電性となシ、かつ（３
）前記集電の際の損失を最小とするべく低い抵抗率を有
する。別の好ましい具体例では、ＪＪｊ部ｉ惺極２２が
不透明な導電口利によって形成され得、一方底部電極ｌ
ｌは導電層をデ、１？ジットされるかまたは付加された
ガラスもしくは同様の透明相打によって形成され得る。
デバイスの全体を符号２５で示す。光起電力デバイス２
５は、第１図の先行技術による電池１０に関連して説明
した基板と同等の基板１１を含み、この基板１１は光起
電力デバイスの底部電極乃至基板電極を構成する。基板
Ｔｇ、極１極上１上動半導体ボディ２６が配置されてお
シ、このボディ２６は単一のあるいは多数の半導体材料
層を含みイ：Ｉる。前記１ｌ１１１または複数個の半導
体層の厳密な組成及び仔ｙ造は、本発明の詳細な説明す
る上で当面問題とならない。半導体ボディ上には上方乃
至頂部［１２２がデポジットされるか、または付加され
ている。上述のように、好ましい具体例では上方電極２
２はインジウム−スズ酸化物によって形成され、それに
よって該ＴｆＬ極２２は（１）光を半導体ボディ２６へ
と透過させるべく透明となシ、（２）半導体ボディ２６
で発生した電流を収集するべく導電性となシ、かつ（３
）前記集電の際の損失を最小とするべく低い抵抗率を有
する。別の好ましい具体例では、ＪＪｊ部ｉ惺極２２が
不透明な導電口利によって形成され得、一方底部電極ｌ
ｌは導電層をデ、１？ジットされるかまたは付加された
ガラスもしくは同様の透明相打によって形成され得る。
またやはシ好ましい具体例において、全体として符号２
８で示されるノ々リヤ一層は頂部電極２２と能動半導体
ボディ２６との間に作動的に配信される。
８で示されるノ々リヤ一層は頂部電極２２と能動半導体
ボディ２６との間に作動的に配信される。
比較的薄いこのバリヤーＷＩ２８が、頂部■５極２２と
基板電極１１との間において電流を分流する欠陥領域の
存在によって創出される小抵抗の分路を流れる短絡電流
を実質的に減少するべく機能する。
基板電極１１との間において電流を分流する欠陥領域の
存在によって創出される小抵抗の分路を流れる短絡電流
を実質的に減少するべく機能する。
図中、参照符号２８ａは半導体ボディ２６とタラｊ電極
２２との間に作動的に配置された。２１７ヤ一層を示し
、一方参照符号２８ｂは、半導体ボディ２６と基板電極
１１との間に作動的に配置されたノ々リヤ一層を示す点
に留意されたい。
２２との間に作動的に配置された。２１７ヤ一層を示し
、一方参照符号２８ｂは、半導体ボディ２６と基板電極
１１との間に作動的に配置されたノ々リヤ一層を示す点
に留意されたい。
第２Ｂ図は、本発明のバリヤ一層２８を具備した光起電
力デバイス２５を構成するべく組合された様々な層の作
動的配置を示す斜視断面図である。−この図においても
、能動半導体ボディ２６は基板電極ｌｌ上に作動的に配
置されておシ、かつ該電極１１と実質的に同じ大きさに
伸張している６第−の具体例においてＡリヤ一層２８ａ
は、半導体ボディ２６上に作動的に配置されて該ボディ
２６の全表面を実質的に被覆し、上方電極２２は前記バ
リヤ一層２８上にデポジットされる。他の好ましい具体
例ては、第２Ｂ図に二点鎖線で示された、２１７ヤ一層
２８ｂが基板電極１１と半導体ボディ２６との間に配置
され得る、光起電力デバイス中での位置の如何によらず
、バリヤ一層２８は欠陥領域によって創出される小抵抗
分路を流れる電流を奥カ的に減少し得る。しかし場合に
よっては、バリヤ一層を一方の位置よりも他方の位置に
配置する方がよシ有利である。例えば、ノ々リヤ一層２
８を上方型４１＠２２のデポジション直前に該電極２２
のデポジションに使用されるのと同一の装置においてデ
ポジットすれにより好都合であり得る。また１也の場合
には、バリヤ一層２８を基板■１極１１上に直接デポジ
ットし、それによって基板１１を不活性化して、次の半
導体デポジション工程で欠陥が生じるのを防ぐかまたは
その恐れを低減することがより好都合であシ得る。更に
別の場合には、／々リヤ一層２８を半導体ボディ２６の
上下両方に作動的に配置し、それによって、基板１１に
おける構造上の問題並びに半導体ボディ２６における成
長の問題に基因する電流分路の形成を防止することが有
利であり得る。本発明は大面積の光起電力デノ々イスに
最も適するが、小面積のデバイスでも欠陥は免れないこ
とに留意するべきである。従ってここに具体的に説明さ
れた本発明の概念は、小面積の光起電力デバイスへの適
用にも適している。
力デバイス２５を構成するべく組合された様々な層の作
動的配置を示す斜視断面図である。−この図においても
、能動半導体ボディ２６は基板電極ｌｌ上に作動的に配
置されておシ、かつ該電極１１と実質的に同じ大きさに
伸張している６第−の具体例においてＡリヤ一層２８ａ
は、半導体ボディ２６上に作動的に配置されて該ボディ
２６の全表面を実質的に被覆し、上方電極２２は前記バ
リヤ一層２８上にデポジットされる。他の好ましい具体
例ては、第２Ｂ図に二点鎖線で示された、２１７ヤ一層
２８ｂが基板電極１１と半導体ボディ２６との間に配置
され得る、光起電力デバイス中での位置の如何によらず
、バリヤ一層２８は欠陥領域によって創出される小抵抗
分路を流れる電流を奥カ的に減少し得る。しかし場合に
よっては、バリヤ一層を一方の位置よりも他方の位置に
配置する方がよシ有利である。例えば、ノ々リヤ一層２
８を上方型４１＠２２のデポジション直前に該電極２２
のデポジションに使用されるのと同一の装置においてデ
ポジットすれにより好都合であり得る。また１也の場合
には、バリヤ一層２８を基板■１極１１上に直接デポジ
ットし、それによって基板１１を不活性化して、次の半
導体デポジション工程で欠陥が生じるのを防ぐかまたは
その恐れを低減することがより好都合であシ得る。更に
別の場合には、／々リヤ一層２８を半導体ボディ２６の
上下両方に作動的に配置し、それによって、基板１１に
おける構造上の問題並びに半導体ボディ２６における成
長の問題に基因する電流分路の形成を防止することが有
利であり得る。本発明は大面積の光起電力デノ々イスに
最も適するが、小面積のデバイスでも欠陥は免れないこ
とに留意するべきである。従ってここに具体的に説明さ
れた本発明の概念は、小面積の光起電力デバイスへの適
用にも適している。
■、大欠陥び欠陥領域
電流を分流する欠陥が正確にどのようにして生じるにせ
よ、欠陥は短絡領域として現象的に発現し、その際抵抗
の小さい分路が光起電力デフ９イス２５の上方電極２２
と基板電極１１との間に形成される。前記欠陥はｔた潜
在し、光起電力デバイス２５の動作条件下に突然修復不
能な故障によって顕在化することもあシ得る。本発明に
よる、小抵抗の欠陥領域中を流れる電流を実質的に減少
する方法は、上記の顕在及び潜在する欠陥双方の分流作
用の実質的な排除を首尾良く達成する。
よ、欠陥は短絡領域として現象的に発現し、その際抵抗
の小さい分路が光起電力デフ９イス２５の上方電極２２
と基板電極１１との間に形成される。前記欠陥はｔた潜
在し、光起電力デバイス２５の動作条件下に突然修復不
能な故障によって顕在化することもあシ得る。本発明に
よる、小抵抗の欠陥領域中を流れる電流を実質的に減少
する方法は、上記の顕在及び潜在する欠陥双方の分流作
用の実質的な排除を首尾良く達成する。
欠陥の生成並びに該欠陥の作用は、第３Ａ図を理解すれ
ばよシ良く理解される。第３Ａ図は基板電極１１、能動
半導体ボディ２６及び頂部電極２２によって構成された
、バリヤーを有しない光起電力デバイス２５を示す。第
一の欠陥領域は、基板電極１１のデポジション表面と関
連しかつ該表面から立上がった突起乃至スパイク３０に
よって表出されている。突起３０の立上シは特に、（１
）基板電極１１を構成する材料における、不純物、含有
物、柱状成長等による冶金学的不規則性、（２）基板電
極１１を取扱う間に生じる切り傷、擦り傷等に起因する
機械的損傷、あるいは（３）基板電極１１の取扱い、加
工等の間に験電極１１表面を汚す塵芥粒子あるいは他の
粒状物によって惹起さｈ′４Ｑる。
ばよシ良く理解される。第３Ａ図は基板電極１１、能動
半導体ボディ２６及び頂部電極２２によって構成された
、バリヤーを有しない光起電力デバイス２５を示す。第
一の欠陥領域は、基板電極１１のデポジション表面と関
連しかつ該表面から立上がった突起乃至スパイク３０に
よって表出されている。突起３０の立上シは特に、（１
）基板電極１１を構成する材料における、不純物、含有
物、柱状成長等による冶金学的不規則性、（２）基板電
極１１を取扱う間に生じる切り傷、擦り傷等に起因する
機械的損傷、あるいは（３）基板電極１１の取扱い、加
工等の間に験電極１１表面を汚す塵芥粒子あるいは他の
粒状物によって惹起さｈ′４Ｑる。
突起３０は甚しい高さに至ｐ、その結果法にデポジット
される半導体材料層２６によって完全もしくは十分には
被覆されない。こうして、欠陥領域が突起３０に瞬接し
て生成される。半導体もしくは光起電力デｚｑイス中の
、上記のような欠陥領域が生じるところに頂部の透明電
イ＠２２と底部の基板電極１１との間に伸長する小抵抗
分路が創出されることは明らかであシ、なぜなら前記２
個の電極を分ＭｉＬでいる半導体ボディ２６の厚みはい
ずれにせよ、電流が両電極間において分流されるのを妨
り°るには不十分だからである。
される半導体材料層２６によって完全もしくは十分には
被覆されない。こうして、欠陥領域が突起３０に瞬接し
て生成される。半導体もしくは光起電力デｚｑイス中の
、上記のような欠陥領域が生じるところに頂部の透明電
イ＠２２と底部の基板電極１１との間に伸長する小抵抗
分路が創出されることは明らかであシ、なぜなら前記２
個の電極を分ＭｉＬでいる半導体ボディ２６の厚みはい
ずれにせよ、電流が両電極間において分流されるのを妨
り°るには不十分だからである。
図中第二の欠陥領域は、全体として符号３２で示される
クレータに隣接して生成され、前記りし・−夕は光起電
力デバイス２５の１１）基板１１中あるいは（２）半導
体ボディ２６中に生じ得る。ここでの定義によシ、１ク
レータ゛には（１）基板電極１１のデポジション表面の
凹部もしくは（２）牛導体デパイス２５の、半導体材料
が十分にデポジットせず、その結果頂部電極２２と基板
電極１１との（１）電気的接近かまたは（１１）電気的
接触を惹起する領域の凹部が含まれる。
クレータに隣接して生成され、前記りし・−夕は光起電
力デバイス２５の１１）基板１１中あるいは（２）半導
体ボディ２６中に生じ得る。ここでの定義によシ、１ク
レータ゛には（１）基板電極１１のデポジション表面の
凹部もしくは（２）牛導体デパイス２５の、半導体材料
が十分にデポジットせず、その結果頂部電極２２と基板
電極１１との（１）電気的接近かまたは（１１）電気的
接触を惹起する領域の凹部が含まれる。
ピンホールあるいはピットとも呼び得るこのヨウなりレ
ータ３２の原因には、（１１基板１１表面の冶金学的も
しくは化学的不規則性、（２１半導体ボディ２６内の不
純物及び含有物、あるい紘（３）半導体層の不均一なデ
ポジショ／が含まれ得る、クレータ３２がどのように生
じるにせよ、（好ましい具体例ではインジウム−スズ酸
化物である）上方電極材料を半導体ボディ２６の、クレ
ータ３２の生じた部分上にデポジットすれば、電極材料
は少なくとも部分的に前記クレータ３２内にデポジット
される。その結果、抵抗率の低い分路が基板に極１１と
上方電極２２との間に創出され、電流は光起電力デノ々
イス２５の半導体ボディ２６中を通る正瀉な流路から逸
れて前記分路を流れる。第３Ａ図及び第３Ｂ図において
、基板１１の欠陥によって生じるクレータを符号３２ｂ
で示し、また半導体ボディ２６の不均一なデポジション
によって生じるクレータな符号３２ａ：ｔ：示す。
ータ３２の原因には、（１１基板１１表面の冶金学的も
しくは化学的不規則性、（２１半導体ボディ２６内の不
純物及び含有物、あるい紘（３）半導体層の不均一なデ
ポジショ／が含まれ得る、クレータ３２がどのように生
じるにせよ、（好ましい具体例ではインジウム−スズ酸
化物である）上方電極材料を半導体ボディ２６の、クレ
ータ３２の生じた部分上にデポジットすれば、電極材料
は少なくとも部分的に前記クレータ３２内にデポジット
される。その結果、抵抗率の低い分路が基板に極１１と
上方電極２２との間に創出され、電流は光起電力デノ々
イス２５の半導体ボディ２６中を通る正瀉な流路から逸
れて前記分路を流れる。第３Ａ図及び第３Ｂ図において
、基板１１の欠陥によって生じるクレータを符号３２ｂ
で示し、また半導体ボディ２６の不均一なデポジション
によって生じるクレータな符号３２ａ：ｔ：示す。
第三の型の欠陥（図示せず）は、半導体ボディの低質領
域に生起し得る。不適切な構造もしくは組成を有し得る
上記領域は、半導体ボディのその他の領域に比べて低い
電気的抵抗率を示し、従ってデノｑイスの両電極間に小
抵抗分路を提供し得る。
域に生起し得る。不適切な構造もしくは組成を有し得る
上記領域は、半導体ボディのその他の領域に比べて低い
電気的抵抗率を示し、従ってデノｑイスの両電極間に小
抵抗分路を提供し得る。
短絡電流を生起させる欠陥は通常、当該光起電力デバイ
スの性能低下を招く。動作ｍ外下で頂部電極２２と底部
基板電極１１との間の電位は、デバイスの発生する電流
に関し上記のような小抵抗の短絡路が存在すると漸次低
下する。更に、短絡路が（１）甚だ大きいかあるいは（
２）甚だ多数である場合、光起電力デバイス全体を動作
不能とするほどの量の電流が分流され得る。
スの性能低下を招く。動作ｍ外下で頂部電極２２と底部
基板電極１１との間の電位は、デバイスの発生する電流
に関し上記のような小抵抗の短絡路が存在すると漸次低
下する。更に、短絡路が（１）甚だ大きいかあるいは（
２）甚だ多数である場合、光起電力デバイス全体を動作
不能とするほどの量の電流が分流され得る。
先に述べた１動作モード故障“は、光起電力デバイスが
、たとえある期間は電流を能動的に発生したにしても突
然修復不能に正常の動作条件下で機能し得なくなること
によって現われる。本願出願人の信じるところでは、動
作モード故障は電流もしくは電圧によって推進される反
応に起因し、この反応は光起電力デバイス中に潜在する
°欠陥を悪化乃至強化する。極端に大きい電流密度が、
低い抵抗率を有する欠陥場所を横切って即座に生じる。
、たとえある期間は電流を能動的に発生したにしても突
然修復不能に正常の動作条件下で機能し得なくなること
によって現われる。本願出願人の信じるところでは、動
作モード故障は電流もしくは電圧によって推進される反
応に起因し、この反応は光起電力デバイス中に潜在する
°欠陥を悪化乃至強化する。極端に大きい電流密度が、
低い抵抗率を有する欠陥場所を横切って即座に生じる。
例えば、１ボルトの電位を課せられた１ミクロン四方の
欠陥における電流密度は１００アンペア／ｄに達し得、
この電流密度はデバイスを破壊する。また、光起電力デ
バイス２５が作動的に使用されて入射光エネルギから電
気エネルギを生成する際、頂部電極２２と底部基板電極
１１との間に生じる電場の影響で電極材料がクレータ３
２あるいは突起３０のような欠陥場所に沿って移動し得
る。欠陥場所は半導体材料のデポジションによつイス９
ムＩｆｌシ、＊備碑治太１１−ｑ糾蝕開々為イーへ也い
ので、デバイスを実際上短絡させる小抵抗分路を前記欠
陥場所中に創出するには、上記の電極材料の移動は一定
の時間にわたシごく僅かでも十分であシ得る。小抵抗分
路が創出されるや、低照度下に大量の電流が前記分路を
即座に流れて、光起電力デバイスの全動作を損い得る。
欠陥における電流密度は１００アンペア／ｄに達し得、
この電流密度はデバイスを破壊する。また、光起電力デ
バイス２５が作動的に使用されて入射光エネルギから電
気エネルギを生成する際、頂部電極２２と底部基板電極
１１との間に生じる電場の影響で電極材料がクレータ３
２あるいは突起３０のような欠陥場所に沿って移動し得
る。欠陥場所は半導体材料のデポジションによつイス９
ムＩｆｌシ、＊備碑治太１１−ｑ糾蝕開々為イーへ也い
ので、デバイスを実際上短絡させる小抵抗分路を前記欠
陥場所中に創出するには、上記の電極材料の移動は一定
の時間にわたシごく僅かでも十分であシ得る。小抵抗分
路が創出されるや、低照度下に大量の電流が前記分路を
即座に流れて、光起電力デバイスの全動作を損い得る。
動作モード故障は、ジュール熱による加熱が起こるため
欠陥領域中を電流が流れるほど該領域に隣接した半導体
部分が劣化することからも説明され得る。
欠陥領域中を電流が流れるほど該領域に隣接した半導体
部分が劣化することからも説明され得る。
欠陥領域の原因及び／まだは特質の如何にかかわらず、
本発明は該欠陥領域中を自由に流れる電流を実質的に阻
止するべく構成されている。〃口えて本発明のバリヤ一
層２８は、欠陥場所に隣接する電極材料の移動を物理的
に阻止するべく構成されている。
本発明は該欠陥領域中を自由に流れる電流を実質的に阻
止するべく構成されている。〃口えて本発明のバリヤ一
層２８は、欠陥場所に隣接する電極材料の移動を物理的
に阻止するべく構成されている。
（以下余白）
ｌ バリヤ一層
第３Ｂ図によれば、本発明の奸才しい１具体例のバリヤ
ー５２８ ａは、半導体デノＺイス２５の半導体ボディ
２６と上方電極２２の間に動作的に配置されており、こ
の半導体デバイス２５は例えば前記突起３０と、クレー
タ３２ａおよび３２ｂのような欠陥とを有している。バ
リヤ一層２８は、（１）基板電極の突起３０、（２）基
板のクレータ３２ｂ１右よび（３）半導体ボディのクレ
ータ３２ｍを上方電極２２から有効に絶縁することに留
意すべきであろう。ノ２リヤーＪＰｌｔ２８ｍは、欠陥
によって形成される抵抗率の小さい分路を備える直列抵
抗器として機能するような抵抗率をもつ材料で形成され
る。
ー５２８ ａは、半導体デノＺイス２５の半導体ボディ
２６と上方電極２２の間に動作的に配置されており、こ
の半導体デバイス２５は例えば前記突起３０と、クレー
タ３２ａおよび３２ｂのような欠陥とを有している。バ
リヤ一層２８は、（１）基板電極の突起３０、（２）基
板のクレータ３２ｂ１右よび（３）半導体ボディのクレ
ータ３２ｍを上方電極２２から有効に絶縁することに留
意すべきであろう。ノ２リヤーＪＰｌｔ２８ｍは、欠陥
によって形成される抵抗率の小さい分路を備える直列抵
抗器として機能するような抵抗率をもつ材料で形成され
る。
この直列抵抗は短絡分路を通過する電流を有効に制限し
、従って（１）ここを通過する余分の電流および（２）
余分の電流によってひきおこされる反応が、光起電力デ
バイスの作動モーｒの故障を誘発するかまたは少くとも
これに寄与するのを実質的にふせいでいる。第３Ｂ図を
観察すれば、クレータ３２ａがバリヤ一層材料２８ａで
満たされ、クレータ３２ｂがクレータに橋かけしている
だけのバリヤ一層材料２８ａを示しているのに対して、
バリヤ一層材料２８ａはクレータを無作為に７１トにた
したり、橋かけしたりしており、クレータの起点が基板
内であろうと半導体ボディ内であろうと無関係であるこ
とに注目すべきである。
、従って（１）ここを通過する余分の電流および（２）
余分の電流によってひきおこされる反応が、光起電力デ
バイスの作動モーｒの故障を誘発するかまたは少くとも
これに寄与するのを実質的にふせいでいる。第３Ｂ図を
観察すれば、クレータ３２ａがバリヤ一層材料２８ａで
満たされ、クレータ３２ｂがクレータに橋かけしている
だけのバリヤ一層材料２８ａを示しているのに対して、
バリヤ一層材料２８ａはクレータを無作為に７１トにた
したり、橋かけしたりしており、クレータの起点が基板
内であろうと半導体ボディ内であろうと無関係であるこ
とに注目すべきである。
バリヤ一層２８は半導体ボディ２６の全表置を横切って
配置され、従って、光起電力デバイス２５の発する電流
の通路内に付加抵抗力を生じるという負の効果をもつこ
とに留意すべきである。しかし、光起電力デバイスの発
する電力は、関係式Ｐ＝Ｉ”Ｒ（ただし工は光起電力デ
バイスの発する電流、Ｒは電流の通過する拐料の抵抗率
）によって与えられるから、発生電流が小さい場合（た
とえば室内光の条件下で生じる電流の場合）には、小抵
抗バリヤ一層２８を付加することによって生じる損失は
最小であるだろう。そしてバリヤ一層の材料と厚さを適
正に選択することによって、光起電力デノＺイスの発す
る電流の量が比較的大であるＡＭ１条件下でさえ、損失
を最小化することができる。
配置され、従って、光起電力デバイス２５の発する電流
の通路内に付加抵抗力を生じるという負の効果をもつこ
とに留意すべきである。しかし、光起電力デバイスの発
する電力は、関係式Ｐ＝Ｉ”Ｒ（ただし工は光起電力デ
バイスの発する電流、Ｒは電流の通過する拐料の抵抗率
）によって与えられるから、発生電流が小さい場合（た
とえば室内光の条件下で生じる電流の場合）には、小抵
抗バリヤ一層２８を付加することによって生じる損失は
最小であるだろう。そしてバリヤ一層の材料と厚さを適
正に選択することによって、光起電力デノＺイスの発す
る電流の量が比較的大であるＡＭ１条件下でさえ、損失
を最小化することができる。
結合されたクレータ欠陥３２ｂをもつ半導体ボディ２６
にデポジットされたバリヤ一層２８ａは、このクレータ
によって形成される割れ目に橋かけすることができ（ｇ
ａＢ図参照）、従ってデポジットされた上方電極材料２
２が割れ目を満たし、底部の基板電極１１に接触するの
を実質的にふせぐ。これにかわってバリヤ一層材料２８
ａはクレータ３２ａを満たし、光起電力デバイ己９電極
間に比較的高い抵抗を与えることができる。先の説明は
主として、半導体ボディ２６の上に作動的に配置された
２８ｍのようなバリヤ一層に関連していたが、本発明は
それだけに限定されない。バリッドされることができ、
そして半導体ボディの上にデポジットされたバリヤ一層
についてｔ説明したのと同様の方法で実質的に機能する
ことができる。
にデポジットされたバリヤ一層２８ａは、このクレータ
によって形成される割れ目に橋かけすることができ（ｇ
ａＢ図参照）、従ってデポジットされた上方電極材料２
２が割れ目を満たし、底部の基板電極１１に接触するの
を実質的にふせぐ。これにかわってバリヤ一層材料２８
ａはクレータ３２ａを満たし、光起電力デバイ己９電極
間に比較的高い抵抗を与えることができる。先の説明は
主として、半導体ボディ２６の上に作動的に配置された
２８ｍのようなバリヤ一層に関連していたが、本発明は
それだけに限定されない。バリッドされることができ、
そして半導体ボディの上にデポジットされたバリヤ一層
についてｔ説明したのと同様の方法で実質的に機能する
ことができる。
さらに基板材料の化学処理によって１生地の″コーティ
ングを広げるため、基板１１の上に２８ｂのようなバリ
ヤ一層を形成することもできる。たとえば、ステンレス
鋼の基板は、抵抗材料の連続層を生じる酸化、電化もし
くは炭化処理に付されてもよい。最後に、適尚な状況に
おいては、同じ材料かまたは異なる材料かの２つのノＺ
リヤ一層、つまり基板電極１１の上に配置された１方の
ノｅｌＪヤ一層と、半導体ボディ２６の上に配置ｆｆｆ
ｆ１された他方のバリヤ一層、を内蔵することも望まし
い。これらの種々の具体例は本発明の範囲を逸脱するこ
となく、すべて本発明の概念に含昧れる。
ングを広げるため、基板１１の上に２８ｂのようなバリ
ヤ一層を形成することもできる。たとえば、ステンレス
鋼の基板は、抵抗材料の連続層を生じる酸化、電化もし
くは炭化処理に付されてもよい。最後に、適尚な状況に
おいては、同じ材料かまたは異なる材料かの２つのノＺ
リヤ一層、つまり基板電極１１の上に配置された１方の
ノｅｌＪヤ一層と、半導体ボディ２６の上に配置ｆｆｆ
ｆ１された他方のバリヤ一層、を内蔵することも望まし
い。これらの種々の具体例は本発明の範囲を逸脱するこ
となく、すべて本発明の概念に含昧れる。
本発明のバリヤ一層２８を含む光起電力デバイスの改良
された機能は、欠陥領域によって広げらすため、欠陥場
所を６マスキングすることから得られることを前提とし
ている。従って、本発明の実施においてバリヤ一層とし
て使用されるのに適した材料は、（１）比較的均一の、
実質的に連続した層としてデポジットでき、（２）半導
体ボディ２６を害しない方法によってデポジットがおこ
なわれ、（３）適正な抵抗率（電極の抵抗率より大）を
もち、（４）適度に透明（すなわち帯域ギャップがおよ
そ２ｅＶ）でなければならず、従って下側にある半導体
ボディによる光の吸収または下側の基板による光の反射
を妨害してはならない。
された機能は、欠陥領域によって広げらすため、欠陥場
所を６マスキングすることから得られることを前提とし
ている。従って、本発明の実施においてバリヤ一層とし
て使用されるのに適した材料は、（１）比較的均一の、
実質的に連続した層としてデポジットでき、（２）半導
体ボディ２６を害しない方法によってデポジットがおこ
なわれ、（３）適正な抵抗率（電極の抵抗率より大）を
もち、（４）適度に透明（すなわち帯域ギャップがおよ
そ２ｅＶ）でなければならず、従って下側にある半導体
ボディによる光の吸収または下側の基板による光の反射
を妨害してはならない。
バリヤ一層の厚さは好ましくは２００−１５００オング
ストロームの範囲に含まれる。厚さ２００オングストロ
一ム未満のバリヤ一層は均一にデポジットするのが困難
であり、表面の不規則性（たとえば電流の分流不良と結
びつく不規則性）を回復することができない。１５００
オングストロ一ム以上のノミリヤ一層は、この厚さで適
正な材料をデポジットすることは困難であるため、好ま
しくない。
ストロームの範囲に含まれる。厚さ２００オングストロ
一ム未満のバリヤ一層は均一にデポジットするのが困難
であり、表面の不規則性（たとえば電流の分流不良と結
びつく不規則性）を回復することができない。１５００
オングストロ一ム以上のノミリヤ一層は、この厚さで適
正な材料をデポジットすることは困難であるため、好ま
しくない。
ノミリヤ一層のために適正な抵抗値を得ることが、本発
明の実施に不可欠である、バリヤ一層のもつ抵抗があま
り１すぎると、ここを通過する電流は限定され、この層
を内蔵する電池の光起電力効果は害されるだろう。バリ
ヤーｊ〜の抵抗が低すぎると、ノ？ＩＪヤ一層は、小抵
抗欠陥領域を通過する電流を制限するという所期の機能
を果さなくなるだろう。同様に、抵抗値の選択は、これ
を含む光起電力デバイスの適用方法に左右される。たと
えば、室内光のような低い光条件で作ｒｊｒｂする電池
は、単位面積当り比較的少量の光電流を生じ、従って大
抵抗ノＵヤ一層（たとえば１０’オーム／ｃｆ／ｌの抵
抗をもつ／？ ＩＪヤ一層）が存在しても有効に作動す
ることができる。たとえば明るい太陽光線のような強度
の照明下での機能を予定された電池は単位面積当り比較
的大量の光電流を生じる。同じ大抵抗のバリヤ一層がこ
のような高い光電流と共に用いられた場合、！！Ｒ損失
は許容できないだろう。
明の実施に不可欠である、バリヤ一層のもつ抵抗があま
り１すぎると、ここを通過する電流は限定され、この層
を内蔵する電池の光起電力効果は害されるだろう。バリ
ヤーｊ〜の抵抗が低すぎると、ノ？ＩＪヤ一層は、小抵
抗欠陥領域を通過する電流を制限するという所期の機能
を果さなくなるだろう。同様に、抵抗値の選択は、これ
を含む光起電力デバイスの適用方法に左右される。たと
えば、室内光のような低い光条件で作ｒｊｒｂする電池
は、単位面積当り比較的少量の光電流を生じ、従って大
抵抗ノＵヤ一層（たとえば１０’オーム／ｃｆ／ｌの抵
抗をもつ／？ ＩＪヤ一層）が存在しても有効に作動す
ることができる。たとえば明るい太陽光線のような強度
の照明下での機能を予定された電池は単位面積当り比較
的大量の光電流を生じる。同じ大抵抗のバリヤ一層がこ
のような高い光電流と共に用いられた場合、！！Ｒ損失
は許容できないだろう。
従って、強度の照明下では、光起電力デノＺイスは小抵
抗バリヤ一層（たとえばおよそ１０’オーム／ｃｒ！０
）ｈ４）を必要とする。ノζリヤ一層の厚さも、電流に
対するバリヤ一層の抵抗がバリヤ一層を形成する材料の
厚さと固有抵抗率に左右されることから、同様に重要で
ある。本発明の実施に有利な羽沼の固有抵抗率は１０”
−１０’ ｏｈｍ−ｃｍの範囲に含すれる。１０’オ
ーム／ｃｒ！の好ましい抵抗率を示す材料でつくられた
バリヤ一層は、１平方ミクロンの欠陥に対し１００メガ
オームの抵抗を提供し、従って電流を数アンはア／ｃＩ
Ｉｔに制限する。従って修復不能の故障は避けられる。
抗バリヤ一層（たとえばおよそ１０’オーム／ｃｒ！０
）ｈ４）を必要とする。ノζリヤ一層の厚さも、電流に
対するバリヤ一層の抵抗がバリヤ一層を形成する材料の
厚さと固有抵抗率に左右されることから、同様に重要で
ある。本発明の実施に有利な羽沼の固有抵抗率は１０”
−１０’ ｏｈｍ−ｃｍの範囲に含すれる。１０’オ
ーム／ｃｒ！の好ましい抵抗率を示す材料でつくられた
バリヤ一層は、１平方ミクロンの欠陥に対し１００メガ
オームの抵抗を提供し、従って電流を数アンはア／ｃＩ
Ｉｔに制限する。従って修復不能の故障は避けられる。
前記の基準にかなう材料は種々ある。無機材料のｒ投化
物、窒化物及び炭化物はふつう、（１）所望の範囲に含
まれる抵抗率をもち、（２）容易にデポジットしてバリ
ヤ一層を形成する。すす、ゲルマニウム、シリコン、チ
タン、ジルコン、インジウム、アルミニウム、クロムの
酸素、窒素及び炭素化合物は特に有用である。酸化す４
″は半導体ボディの上に容、易にデポジットされて、”
Ｊ睨光糾に対する容認しつる透過性をもち、化学ＪｆＬ
論、ｉ・°−パントの含有等に従って１０’ −１０’
ｏｂｍ−ｃｍの範囲の許容しつる抵抗率を有する＋１
ｌｉｌ久力のあるバリヤ一層を形成する。
物、窒化物及び炭化物はふつう、（１）所望の範囲に含
まれる抵抗率をもち、（２）容易にデポジットしてバリ
ヤ一層を形成する。すす、ゲルマニウム、シリコン、チ
タン、ジルコン、インジウム、アルミニウム、クロムの
酸素、窒素及び炭素化合物は特に有用である。酸化す４
″は半導体ボディの上に容、易にデポジットされて、”
Ｊ睨光糾に対する容認しつる透過性をもち、化学ＪｆＬ
論、ｉ・°−パントの含有等に従って１０’ −１０’
ｏｂｍ−ｃｍの範囲の許容しつる抵抗率を有する＋１
ｌｉｌ久力のあるバリヤ一層を形成する。
ノミリヤ一層は任童の方法、たとえばプラズマデｙｌ）
ジョン、蒸着、化学蒸発デポジション、電気メッキ等に
よりデポジットされ・うるが、ただしこの場合のデポジ
ション法は光層？ｌｆカデバイスにあらかじめデポジッ
トされた成分と両立しうるものでなければならない。
ジョン、蒸着、化学蒸発デポジション、電気メッキ等に
よりデポジットされ・うるが、ただしこの場合のデポジ
ション法は光層？ｌｆカデバイスにあらかじめデポジッ
トされた成分と両立しうるものでなければならない。
ノ２リヤ一層と透明電極とをワン・ステップ法で１度に
デポジットすることができる。た七えば、高温るつぼ中
のインジウム・ずず酸化物から同じインジウム−すず酸
化物をデポジションすることによって２ｎ鷲性の層が得
られ、他方では室温デポジションによって同じ出発材料
のるつぼから電気抵抗性のＰ化ずず層が得られる。この
ようにして、先ず室温下でデポジションをおこない、次
により１％いｒｌ、１ｌｌｆでデ）１ソジシヨンをおこ
なうことによって、透明な導電１性電極層を載置したノ
ζリヤ一層より成る二重層構造が形成される。同様に、
温度を徐々に上昇させることによって、絶縁領域と導電
領域とをもつ段階構造が形成される。
デポジットすることができる。た七えば、高温るつぼ中
のインジウム・ずず酸化物から同じインジウム−すず酸
化物をデポジションすることによって２ｎ鷲性の層が得
られ、他方では室温デポジションによって同じ出発材料
のるつぼから電気抵抗性のＰ化ずず層が得られる。この
ようにして、先ず室温下でデポジションをおこない、次
により１％いｒｌ、１ｌｌｆでデ）１ソジシヨンをおこ
なうことによって、透明な導電１性電極層を載置したノ
ζリヤ一層より成る二重層構造が形成される。同様に、
温度を徐々に上昇させることによって、絶縁領域と導電
領域とをもつ段階構造が形成される。
実施例１
光起電力デバイスの小抵抗欠陥領域に電流が分流するの
をふせぐバリヤ一層の効果を決定するためのテストをお
こなった。テストしたデバイスはステンレス鋼の基板電
極上にデポジットしたアモルファスシリコン層より成る
タンデム形ｐ４−ｎ ｍ、池である。これらのデバイス
を真空室に配置し、２χ１０−’ ｔｏｒｒ未満のパッ
クグラウンド９圧力まで排気し、この装置の気圧が、４
ｘ １０’−’ ｔｏｒｒに上昇するまで酸素を導入
し、次にテストデノＺイスから１８インチ離して配置し
た抵抗加熱磁製るつぼを用いてデバイスの上面に酸化す
ずのコーティングを蒸着する。蒸着速度は４−５オング
ストロ一ム／秒で、１０００オングストロームの酸化す
ずの層が半導体ボディにデポジットされるまで蒸着を続
行した。次にデバイス列をデポジション装置から取外し
、酸化すず層の上にインジウム、・すず酸化物の電極を
デポジットして）′０起電力デ、５イスを完成させる。
をふせぐバリヤ一層の効果を決定するためのテストをお
こなった。テストしたデバイスはステンレス鋼の基板電
極上にデポジットしたアモルファスシリコン層より成る
タンデム形ｐ４−ｎ ｍ、池である。これらのデバイス
を真空室に配置し、２χ１０−’ ｔｏｒｒ未満のパッ
クグラウンド９圧力まで排気し、この装置の気圧が、４
ｘ １０’−’ ｔｏｒｒに上昇するまで酸素を導入
し、次にテストデノＺイスから１８インチ離して配置し
た抵抗加熱磁製るつぼを用いてデバイスの上面に酸化す
ずのコーティングを蒸着する。蒸着速度は４−５オング
ストロ一ム／秒で、１０００オングストロームの酸化す
ずの層が半導体ボディにデポジットされるまで蒸着を続
行した。次にデバイス列をデポジション装置から取外し
、酸化すず層の上にインジウム、・すず酸化物の電極を
デポジットして）′０起電力デ、５イスを完成させる。
第１のデバイス列と同様の、ただし２００オングストロ
ームの厚さのすず酸化／ｉをもつ第２のデバイス列を同
様の方法でつくる。
ームの厚さのすず酸化／ｉをもつ第２のデバイス列を同
様の方法でつくる。
次にこれら２つのテストデ、６イス列を、酸化すずバリ
ヤ一層を含まない第３の光起電力デバイス列と比較する
。
ヤ一層を含まない第３の光起電力デバイス列と比較する
。
以上のテストから、光起電力デバイスに対してバリヤ一
層がデポジットされると有意義な改良が生じることが確
認された。２００オングストロームの層は１０００オン
グストロームの層と同様、短絡防止には多少効果がある
が欠陥を防ぐ役には立たない。本山属人の考えでは、こ
れは２００オングストロームの層が（１）不連続的であ
るため、あるいは（２）欠陥を覆うには薄すぎるため、
のどちらかであろう。結論としては、このように特定さ
れたノ５１Ｊヤ一層の材料と電池の型式では、欠陥領域
にｉｔ流が分流されるのを完全にふせぐためには、２０
０オングストロームより厚い層を用いなければならない
。あるいは、もし層の厚さが２００オングストロームに
等しいかまたはそれに達しないレイルのままである場合
には、より高い比抵抗率をもつ別のバリヤ一層材料を用
いなければならない。
層がデポジットされると有意義な改良が生じることが確
認された。２００オングストロームの層は１０００オン
グストロームの層と同様、短絡防止には多少効果がある
が欠陥を防ぐ役には立たない。本山属人の考えでは、こ
れは２００オングストロームの層が（１）不連続的であ
るため、あるいは（２）欠陥を覆うには薄すぎるため、
のどちらかであろう。結論としては、このように特定さ
れたノ５１Ｊヤ一層の材料と電池の型式では、欠陥領域
にｉｔ流が分流されるのを完全にふせぐためには、２０
０オングストロームより厚い層を用いなければならない
。あるいは、もし層の厚さが２００オングストロームに
等しいかまたはそれに達しないレイルのままである場合
には、より高い比抵抗率をもつ別のバリヤ一層材料を用
いなければならない。
実施例２
少くとも室内光を適用する場合に、ノｊｊｌＪヤ一層と
してフッ化マグネシウムが開発されている。フッ化マグ
ネシウムの被膜は、１０ｓオ一ムセンチメートルの良好
な電気抵抗率と９５％以上の良好な光透過率を示した。
してフッ化マグネシウムが開発されている。フッ化マグ
ネシウムの被膜は、１０ｓオ一ムセンチメートルの良好
な電気抵抗率と９５％以上の良好な光透過率を示した。
さらに１１ケ定的には２００Ａの厚さのフッ化マグネシ
ウムの層を、ガラスアモルファスシリコン合金かまたは
ステンレス鋼アモルファスシリコン合金かの基板に対し
てＭｇＦ２の電子ビーム蒸着により、およそ２ ｘ １
０”−’ ｔｏｒｒの圧力、およそ１７０℃の基板温度
、３−４Ａ／秒のデポジション速度でアン１ヒジツトす
る。
ウムの層を、ガラスアモルファスシリコン合金かまたは
ステンレス鋼アモルファスシリコン合金かの基板に対し
てＭｇＦ２の電子ビーム蒸着により、およそ２ ｘ １
０”−’ ｔｏｒｒの圧力、およそ１７０℃の基板温度
、３−４Ａ／秒のデポジション速度でアン１ヒジツトす
る。
次表は、太陽電池の対応するザンゾルについての室内光
収量を、本発明のフッ化マグネシウムのバリヤ一層があ
る場合とない場合について要約して示す。
収量を、本発明のフッ化マグネシウムのバリヤ一層があ
る場合とない場合について要約して示す。
室内光収量 室内光収量
（バリヤ一層なし） （Ｍｇｐ２層あり）構造ニステン
レス鋼゛工程＃１２２．２％工程＊１ ３６．１％廓Ｉ
Ｎ／Ｍｇ Ｆ２（２００大） ２２５．０％ ７９．
２％／ＩＴｇｓｏｏＸ） ３２９．９％ ５６．０％４
６１゜１％ ７３．３％ 以上のテストの結果から、光起電力デバイスの上方電極
と半導体ボディとの間にデポジットされた、厚さ２００
Ａのフッ化マグネシウムのノ２リヤ一層は、電流分路不
良と作動モーＰの故障とを効果的に減少させ、従って室
内光収量を著るしく増加させることが容易に判明するは
ずである。さらに、フッ化マグネシウムは、デポジット
された。２リヤ一層の電気抵抗率を１０４オームセンチ
メートルまで下げるため、インジウム・すず酸化物ある
いは酸化インジウムのどちらかと混合することができ、
それによって高強度照明下（ＡＭ１条件）でも使用しう
るノ薯すヤ一層を提供することができることも明らかで
ある。
レス鋼゛工程＃１２２．２％工程＊１ ３６．１％廓Ｉ
Ｎ／Ｍｇ Ｆ２（２００大） ２２５．０％ ７９．
２％／ＩＴｇｓｏｏＸ） ３２９．９％ ５６．０％４
６１゜１％ ７３．３％ 以上のテストの結果から、光起電力デバイスの上方電極
と半導体ボディとの間にデポジットされた、厚さ２００
Ａのフッ化マグネシウムのノ２リヤ一層は、電流分路不
良と作動モーＰの故障とを効果的に減少させ、従って室
内光収量を著るしく増加させることが容易に判明するは
ずである。さらに、フッ化マグネシウムは、デポジット
された。２リヤ一層の電気抵抗率を１０４オームセンチ
メートルまで下げるため、インジウム・すず酸化物ある
いは酸化インジウムのどちらかと混合することができ、
それによって高強度照明下（ＡＭ１条件）でも使用しう
るノ薯すヤ一層を提供することができることも明らかで
ある。
以上の具体例と説明は光起電力デバイスを中心にしてい
るが、本発明はもちろん、２電極間に半導体材料の層を
挿入した任意の半導体ジノ２イスと結合して使用される
こともできる。たとえば光放射ダイオード、トランジス
タ、集積回路等も、この内部短絡形欠陥の除去刃１ｋか
ら利益を得ることができよう。
るが、本発明はもちろん、２電極間に半導体材料の層を
挿入した任意の半導体ジノ２イスと結合して使用される
こともできる。たとえば光放射ダイオード、トランジス
タ、集積回路等も、この内部短絡形欠陥の除去刃１ｋか
ら利益を得ることができよう。
本発明は以上の説明に照らして修正及び変形をおこなう
ことができる。従って本発明のｆｌｌｉ）囲は、すべて
の同等物を含めて、特許請求の範囲に従う。
ことができる。従って本発明のｆｌｌｉ）囲は、すべて
の同等物を含めて、特許請求の範囲に従う。
第１図は、複数のｐ−１−ｎ形電池より成る公知の６バ
リヤ一層を有さない”タンデム形光起電力デバイスにお
いて電池の各層が半導体合金で形成されているデノＺイ
スの部分断面図、１Ｔ２１図は、本発明のノＺリヤ一層
を内蔵する半導体デバイスの第一の好ましい具体例をあ
られず断面図、第２Ｂ図は、第１のバリヤ一層の具体例
を実線であられし、第２の具体例を架空線であられした
改良された半導体デバイスの分解透視図、第３Ａ図は、
先行技術の半導体デバイスで、いくつかの欠陥領域が内
部に形成されている具体例の断面図、第３Ｂ図は、本発
明のバリヤ一層を有する半導体デバイスで、第３Ａ図の
小抵抗欠陥領域を通る電流の分路を実質的に除去するた
め、このバリヤ一層が単導体ボディの上に作動的に配置
されている具体例の断面図である。 １０・・・・・・光電池、１２ａ−ｃ・・・・・・ＰＬ
ｎ型電池、２５・・・・・・光起電力デバイス、１１・
・・・・・基板電極、２２・・・・・・上方？ｌＥ′Ｊ
ＩＡ、２ａ・・・・・・半導体ボディ、２８・・・・・
・バリヤ一層、３０・・・・・・突起、３２・・・・・
・クレータ。 代理人弁理士今 村 元 千糸売ン山ｉ［、占 昭和５９イ１１月１６１１ 、発明の名称 バリＡ７一層を有Ｊる≧１勾９休γバイ
ス及び該デバイスの製造ｈｖ１ ３、補正をづる者 ＝Ｊ＋ ｆｌどの関係 特１１出願人 名 称 １′）−−ジー・コンバージョン・デバイセス
・イン］−ボレージッド ４、代 理 人 東東部新宿区新宿１１’ｌ］１香１４
号 Ｌｌ、ｌ ｌｉ’ｌビル（郵便番ｆ′３１ｉｉＯ）
電話（０３） ３！Ｉ４−８（ｉ２３７、１＋ｌｉ＋１
−の対９ 願書中、出願人の代表者の欄、図面及び委１
ｆ状 ８、補ｉ＋−の内容 （１） ｆｆｉ円中、出願人の代表者を別紙の通Ｃ〕ン
市充する。 （２） ｉｆ一式図面を別紙の通り涌ｆｊ ；Ｊる。 （内容に変更なし） （３）委イ「状及びｊ１ｊ訳文を別紙の通り捕ｆｃする
。 尚、同日付にて本願のＩＱ先権中、アメリッツ百ｙ？コ
１１．１９８３年１２月２３［：ｌ、第 ５（ｉ４，８
（ｉ２＞＞” ＋（二閏（Ｊる優先４１１−１−張、・
１［明占差出轡を提出致しよした、。
リヤ一層を有さない”タンデム形光起電力デバイスにお
いて電池の各層が半導体合金で形成されているデノＺイ
スの部分断面図、１Ｔ２１図は、本発明のノＺリヤ一層
を内蔵する半導体デバイスの第一の好ましい具体例をあ
られず断面図、第２Ｂ図は、第１のバリヤ一層の具体例
を実線であられし、第２の具体例を架空線であられした
改良された半導体デバイスの分解透視図、第３Ａ図は、
先行技術の半導体デバイスで、いくつかの欠陥領域が内
部に形成されている具体例の断面図、第３Ｂ図は、本発
明のバリヤ一層を有する半導体デバイスで、第３Ａ図の
小抵抗欠陥領域を通る電流の分路を実質的に除去するた
め、このバリヤ一層が単導体ボディの上に作動的に配置
されている具体例の断面図である。 １０・・・・・・光電池、１２ａ−ｃ・・・・・・ＰＬ
ｎ型電池、２５・・・・・・光起電力デバイス、１１・
・・・・・基板電極、２２・・・・・・上方？ｌＥ′Ｊ
ＩＡ、２ａ・・・・・・半導体ボディ、２８・・・・・
・バリヤ一層、３０・・・・・・突起、３２・・・・・
・クレータ。 代理人弁理士今 村 元 千糸売ン山ｉ［、占 昭和５９イ１１月１６１１ 、発明の名称 バリＡ７一層を有Ｊる≧１勾９休γバイ
ス及び該デバイスの製造ｈｖ１ ３、補正をづる者 ＝Ｊ＋ ｆｌどの関係 特１１出願人 名 称 １′）−−ジー・コンバージョン・デバイセス
・イン］−ボレージッド ４、代 理 人 東東部新宿区新宿１１’ｌ］１香１４
号 Ｌｌ、ｌ ｌｉ’ｌビル（郵便番ｆ′３１ｉｉＯ）
電話（０３） ３！Ｉ４−８（ｉ２３７、１＋ｌｉ＋１
−の対９ 願書中、出願人の代表者の欄、図面及び委１
ｆ状 ８、補ｉ＋−の内容 （１） ｆｆｉ円中、出願人の代表者を別紙の通Ｃ〕ン
市充する。 （２） ｉｆ一式図面を別紙の通り涌ｆｊ ；Ｊる。 （内容に変更なし） （３）委イ「状及びｊ１ｊ訳文を別紙の通り捕ｆｃする
。 尚、同日付にて本願のＩＱ先権中、アメリッツ百ｙ？コ
１１．１９８３年１２月２３［：ｌ、第 ５（ｉ４，８
（ｉ２＞＞” ＋（二閏（Ｊる優先４１１−１−張、・
１［明占差出轡を提出致しよした、。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）第一の電極と、該第−の成極上に位置しておシ入
射する光エネルギに応答して電流を生起させるべく構成
された能動半導体ボディと、該半導体ボディ上に位置す
る第二の磁極と、ｉｉＪ記画電画電極間れる′電流の小
抵抗分路になシ１静る少なくとも１個の欠陥領域とを有
する半導体デバイスであって、 一ロ己牛尋体ボディと一力の１極との間に作動的に１１
己１度されておシ半４本デバイスの１１Ｌｉ己少なくと
も１個の欠＋１ＩｌｌｆＡ域中を流れる電流を減少させ
る連続的透明バリヤーノーを史に有している半導体デバ
イス。 −２）バリヤ一層が実貝的にノツ化マグネシワムペース
の材料、インジウム、スズ、カドミウム、亜鉛、アンチ
モン、シリコン、クロムの酸化物、窒化物及び炭化物、
並ひにこれらのｉＪＲ計物とから成るグループ〃）も選
択されｆｃＮ科によって形成されている１１″Ｍ請求の
！ＩＱ ｌ用第五項に＋＋［Ｅ ’戒のデバイス。 （３）バリヤ一層が半導体ボディと、治二の電極との間
に作動的に配置されている特許請求の範囲ｊ：ｉ４１項
に一己１或のデバイス。 （４） 半導体ボディが廉数組のアモルファスｐ−１−
ｎ層を含み、第一の磁極は厚い高導屯性金ＡＨ７Ｊ為ら
成る特８ｆ請求の＋ｌ’ａ ｉ用第３項に１１己・（戊
のデバイス。 ｄ′ｆ請求の軛四第１項に記載のデバイス。 （６） 裁板電極と、該基板成極上に位置しており入射
する光にｊ、６谷してαυにを生起させるべくｆｈ成さ
扛た能動半導体ボディと、該半導体ボテイ上に位置する
透明な４に注Ｉｔ憾と、前Ｈｅｒ両亀也間に流れるＫｔ
ｆＬの小抵抗分路に／ｉシ得る少なくともｌＩ園の欠陥
領域とｔ有する光起電カデノくイスでめって、前記の半
導体ボディと透明電極との間に作動的に配置さｎておシ
光起′成カデバイスの前記少なくともｌ ＋ｌｉｌ！の
欠陥領域中を流扛る１流を減少させる連続的透明バリヤ
一層を更に有している光起電力デバイス。 （７）バリヤ一層がフッ化マグネシウムペースの材料、
インジウム、スズ、カドミウム、亜鉛、アくＨ ンチモン、シリコン戚化物、窒化物及び炭化物、並ひに
これらの混合物桑とから成るグループ７）ｈら選択さく
Ｌ ｆｃ材料によって形成されている時計請求の１記聞
第６項に記載のデバイス。 田） 第一の電極と、該第−の４極上に位置して２９人
入射る光に応答して電流を生起させるべく構成されｆｃ
能動半導体ボディと、該半導体ボディ上に位置する第二
の４億と、削ｉ己両電極間に流れる螺諏の小抵抗分路に
なり得る少なくとも１１固の欠陥領域とｔ−汀する４ｊ
ｉｉ類の牛４体デバイスを製造する方法でのって、 実質的にフッ化マグネシウムペースの材料と、インジウ
ム、スズ、カドミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、
クロムのは化物、窒化物及び炭化物、並びにこ扛もの混
合物とかり成るグループから材料を選択する工程、及び 選択された材料に工って形成される連続的透明バリヤ一
層ｔ、半導体デバイスのＦＪＩ記少なくとも１個の欠陥
領域中ｋｍれる１流を減少させるべく半導体ボディと一
力の電極との間にｆ’ｔ＝ｍｏｂ的に配置する工程 を言む’Ｊ！１造力法。 （９） 第一の１４１極と、該第−の１４ ｉ諷上に位
置してお９入射する光に応答して＆ｋＬｖ′ｔｔｔ生起
させるべく構成された能動手導体ボディと、該半導体ボ
ディ上に位置する第二の″に極と、前記両′鴫極間に流
れる鴫訛の小抵抗分路になり侍る少なくとも１１１６１
のｌｎ在欠陥偵域ｔＶする光起電力デバイスの動作モー
ド故障を実質的に防止する方法であって、実質的にフッ
化マグネシウムペースの材料、インジウム、スズ、カド
ミウム、亜鉛、アンチモン、シリコン、クロムの酸化物
、窒化物及び炭化物、並びにこれらの混合物とかり成る
グループから材料を選択する工程、及び 選択された材料に裏って形成される連続的透明バリヤ一
層ｔ、光起電力デバイスの前記少なくとも１個の１ｕ在
欠陥領域中を流れる電流音減少させるべく半導体ボディ
と一方の′成極との間に作動的に配置する工程 ケきむ方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US518184 | 1983-05-28 | ||
| US06/518,184 US4598306A (en) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | Barrier layer for photovoltaic devices |
| US564862 | 1983-12-23 | ||
| US06/564,862 US4532372A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Barrier layer for photovoltaic devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084888A true JPS6084888A (ja) | 1985-05-14 |
| JPH065767B2 JPH065767B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=27059374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106337A Expired - Lifetime JPH065767B2 (ja) | 1983-07-28 | 1984-05-25 | 半導体デバイス |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0132924A3 (ja) |
| JP (1) | JPH065767B2 (ja) |
| KR (1) | KR850000801A (ja) |
| AU (1) | AU560950B2 (ja) |
| BR (1) | BR8402521A (ja) |
| ES (1) | ES8601565A1 (ja) |
| IN (1) | IN165761B (ja) |
| MX (1) | MX154938A (ja) |
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| EP0236938A3 (de) * | 1986-03-11 | 1989-11-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Vermeidung von Kurzschlüssen bei der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium |
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| AU650782B2 (en) * | 1991-09-24 | 1994-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell |
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-
1984
- 1984-05-19 IN IN423/DEL/84A patent/IN165761B/en unknown
- 1984-05-23 MX MX84201428A patent/MX154938A/es unknown
- 1984-05-24 AU AU28586/84A patent/AU560950B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-05-25 BR BR8402521A patent/BR8402521A/pt unknown
- 1984-05-25 JP JP59106337A patent/JPH065767B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-25 ES ES532821A patent/ES8601565A1/es not_active Expired
- 1984-05-25 EP EP84303560A patent/EP0132924A3/en not_active Withdrawn
- 1984-05-26 KR KR1019840002914A patent/KR850000801A/ko not_active Application Discontinuation
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