【手続補正書】
【提出日】平成16年12月16日(2004.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極を形成し、
前記第１の電極上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第１の微結晶半導体膜を形成し、
前記第１の微結晶半導体膜上に実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微結晶半導体膜を形成し、
前記第２の微結晶半導体膜にＰ型の導電型決定不純物元素を注入し、
前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な非晶質半導体膜と、に加熱処理を施し、
前記第２の微結晶半導体膜上に第２の電極を形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に第１の電極を形成し、
前記第１の電極上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第１の微結晶半導体膜を形成し、
前記第１の微結晶半導体膜上に実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微結晶半導体膜を形成し、
前記第２の微結晶半導体膜と、第２の微結晶半導体膜と実質的に真性な非晶質半導体膜との界面近傍と、にＰ型の導電型決定不純物元素を注入し、
前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な非晶質半導体膜と、に加熱処理を施し、
前記第２の微結晶半導体膜上に第２の電極を形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項３】
基板上に第１の電極を形成し、
前記第１の電極上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第２の微結晶半導体膜を形成し、
前記第２の微結晶半導体膜にＰ型の導電型決定不純物元素を注入し、
前記第２の微結晶半導体膜上に実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜上にＮ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに第１の微結晶半導体膜を形成し、
前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な非晶質半導体膜と、に加熱処理を施し、
前記第１の微結晶半導体膜上に第２の電極を形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜は、微結晶シリコン膜であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、前記実質的に真性な非晶質半導体膜は、非晶質シリコン膜、非晶質シリコンカーバイド膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜のいずれか一であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な半導体膜とをプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項７】
請求項６において、前記第１の微結晶半導体膜、前記実質的に真性な半導体膜、及び前記第２の微結晶半導体膜を、同じ反応室に設けられた同じプラズマ発生手段を用いて連続的に形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、イオンドープ法またはプラズマドープ法により、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素を第２の微結晶半導体膜に注入することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、Ｐ型の導電型決定不純物元素を、２×１０13ｃｍ-2以上５×１０15ｃｍ-2以下のドーズ量で前記第２の微結晶半導体膜に注入することを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一において、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれた単数又は複数の元素であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一において、前記第２の微結晶半導体膜に注入されるＰ型の導電型決定不純物元素の濃度は、１×１０19ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一において、前記加熱処理の温度は、２００〜４５０℃であることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一において、前記Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに形成された第１の微結晶半導体膜は、Ｎ型の導電性を示すことを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１４】
基板上に設けられた第１の電極と、
前記第１の電極に密接して設けられた、Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
前記第１の微結晶半導体膜に密接して設けられた実質的に真性な非晶質半導体膜と、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜に密接して設けられたＰ型の導電型決定不純物元素を含む第２の微結晶半導体膜と、
前記第２の微結晶半導体膜に密接して設けられた第２の電極とを有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項１５】
基板上に設けられた第１の電極と、
前記第１の電極に密接して設けられた、Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
前記第１の微結晶半導体膜に密接して設けられた実質的に真性な非晶質半導体膜と、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜に密接して設けられた第２の微結晶半導体膜と、
前記第２の微結晶半導体膜に密接して設けられた第２の電極とを有し、
前記第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な非晶質半導体膜において第２の微結晶半導体膜と密接する界面近傍にＰ型の導電型決定不純物元素を含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項１６】
基板上に設けられた第１の電極と、
前記第１の電極に密接して設けられたＰ型の導電型決定不純物元素を含む第２の微結晶半導体膜と、
前記第２の微結晶半導体膜に密接して設けられた実質的に真性な非晶質半導体膜と、
前記実質的に真性な非晶質半導体膜に密接して設けられた、Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
前記第１の微結晶半導体膜に密接して設けられた第２の電極とを有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか一において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜は、微結晶シリコン膜であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか一において、前記実質的に真性な非晶質半導体膜は、非晶質シリコン膜、非晶質シリコンカーバイド膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜のいずれか一であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項１９】
請求項１４乃至１８のいずれか一において、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれた単数又は複数の元素であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２０】
請求項１４乃至１９のいずれか一において、前記第２の微結晶半導体膜に含まれるＰ型の導電型決定不純物元素の濃度は、１×１０19ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２１】
請求項１４乃至２０のいずれか一において、前記Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜は、Ｎ型の導電性を示すことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２２】
請求項１４乃至２１のいずれか一において、前記光電変換装置は、太陽電池、イメージセンサ、フォトセンサのいずれか一であることを特徴とする光電変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明によれば、微結晶シリコン膜に、ｐ型の導電型決定不純物元素を注入する工程と、前記微結晶シリコン膜と、ｐ型またはｎ型の導電型決定不純物元素を添加せずに形成された微結晶シリコン膜とに、加熱処理を加える工程と、により、ｐ型とｎ型の導電性を有する微結晶シリコン膜を得ることができる。その結果、ｎ型の導電型決定不純物をあえて使用する必要が無くなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の構成の他の一例は、
基板上に、第１の電極を形成する工程と、Ｎ型またはＰ型の導電型決定不純物元素を添加しないで第２の微結晶半導体膜を形成する工程と、Ｐ型の導電型決定不純物元素を、前記第２の微結晶半導体膜に注入する工程と、実質的に真性な非晶質半導体膜を形成する工程と、Ｎ型またはＰ型の導電型決定不純物元素を添加しないで第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、実質的に真性な非晶質半導体膜と、に加熱処理を施す工程と、第２の電極を形成する工程と、を特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜は、微結晶シリコン膜であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記実質的に真性な非晶質半導体膜は、非晶質シリコン膜、非晶質シリコンカーバイド膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜のいずれか一であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な半導体膜とをプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第１の微結晶半導体膜、前記実質的に真性な半導体膜、及び前記第２の微結晶半導体膜を、同じ反応室に設けられた同じプラズマ発生手段を用いて連続的に形成することを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、イオンドープ法またはプラズマドープ法により、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素を第２の微結晶半導体膜に注入することを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、Ｐ型の導電型決定不純物元素を、２×１０13ｃｍ-2以上５×１０15ｃｍ-2以下のドーズ量で前記第２の微結晶半導体膜に注入することを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれた単数又は複数の元素であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第２の微結晶半導体膜に注入されるＰ型の導電型決定不純物元素の濃度は、１×１０19ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記加熱処理の温度は、２００〜４５０℃であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記Ｎ型及びＰ型の導電型決定不純物元素を添加せずに形成された第１の微結晶半導体膜は、Ｎ型の導電性を示すことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明の実施形態の他の一例は、
基板上に設けられた第１の電極と、第１の電極に密接して設けられたＰ型の導電型決定不純物元素を含む第２の微結晶半導体膜と、第２の微結晶半導体膜に密接して設けられた実質的に真性な非晶質半導体膜と、実質的に真性な非晶質半導体膜に密接して設けられた第１の微結晶半導体膜と、第１の微結晶半導体膜に密接して設けられた第２の電極とから成る光電変換装置である。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第１及び第２の微結晶半導体膜は、微結晶シリコン膜であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記実質的に真性な非晶質半導体膜は、非晶質シリコン膜、非晶質シリコンカーバイド膜、非晶質シリコンゲルマニューム膜、非晶質シリコンスズ膜のいずれか一であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記Ｐ型の導電型決定不純物元素は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれた単数又は複数の元素であることを特徴とする。
また、上記列記した本発明の各々の構成において、前記第２の微結晶半導体膜に含まれるＰ型の導電型決定不純物元素の濃度は、１×１０19ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
以上の工程の後に、前記第２の微結晶シリコン膜１０５ｂの上に第２の電極１０６を形成した。第２の電極１０６は真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用いれば良い。具体的には、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等を用いれば良い。ここでは、ＩＴＯ膜をスパッタ法で７０ｎｍの厚さに形成した。