【手続補正書】
【提出日】平成17年1月26日(2005.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】光電変換装置の作製方法、光電変換装置の作製装置および光電変換装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】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】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に第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、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】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に第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、当該第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、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】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、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１の電極、前記第１の微結晶半導体膜、前記実質的に真性な非晶質半導体膜、及び前記第２の微結晶半導体膜を貫通して、隣接する第１及び第２の開孔を複数形成し、
前記複数の第１の開孔にそれぞれ、絶縁樹脂を充填し、
前記第２の微結晶半導体膜及び前記複数の絶縁樹脂を覆って第２の電極を形成して、前記第１の電極及び当該第２の電極とを前記複数の第２の開孔において接続し、
前記第２の電極に、前記複数の第２の開孔にそれぞれ隣接して第３の開孔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】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、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、当該第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１の電極、前記第１の微結晶半導体膜、前記実質的に真性な非晶質半導体膜、及び前記第２の微結晶半導体膜を貫通して、隣接する第１及び第２の開孔を複数形成し、
前記複数の第１の開孔にそれぞれ、絶縁樹脂を充填し、
前記第２の微結晶半導体膜及び前記複数の絶縁樹脂を覆って第２の電極を形成して、前記第１の電極及び当該第２の電極とを前記複数の第２の開孔において接続し、
前記第２の電極に、前記複数の第２の開孔にそれぞれ隣接して第３の開孔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５】
請求項３又は請求項４において、前記複数の絶縁樹脂は、アクリル系又はウレタン系の樹脂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３乃至請求項５のいずれか一項において、前記複数の第１の開孔、前記複数の第２の開孔、及び前記複数の第３の開孔は、それぞれレーザースクライブ法を用いて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】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルが、複数個接続された光電変換装置の製造方法であって、
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、
実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
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、
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し、
前記第１の微結晶半導体膜と、前記第２の微結晶半導体膜に加熱処理を施して前記光電変換層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８】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルが、複数個接続された光電変換装置の製造方法であって、
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、
実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
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、
ｐ型の導電型決定不純物元素を、前記第２の微結晶半導体膜と、前記実質的に真性な非晶質半導体膜の前記第２の微結晶半導体膜との界面近傍と、に注入し、
前記第１の微結晶半導体膜と、前記第２の微結晶半導体膜に加熱処理を施して前記光電変換層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９】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルが、複数個接続された光電変換装置の製造方法であって、
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、
実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
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、
ｐ型の導電型決定不純物元素を、前記第２の微結晶半導体膜の表面から注入し、
前記第１の微結晶半導体膜と、前記第２の微結晶半導体膜に加熱処理を施して前記光電変換層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１０】
ロールツーロール方式の生産手段で、
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルが、複数個接続された光電変換装置の製造方法であって、
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、
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し、
実質的に真性な非晶質半導体膜を形成し、
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て光電変換層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１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記可撓性を有する基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドから選択された材料で形成されてい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乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１及び第２の微結晶半導体膜が、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１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
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１４】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
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非晶質半導体膜は、同一の反応室で同一の反応ガスにより、連続して形成されることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
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非晶質半導体膜は、同一の反応室に設けられた複数のグロー放電発生手段により、同一の反応ガスで連続して形成されることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
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非晶質半導体膜は、前記可撓性を有する基板を往復させることにより、同一の反応室に設けられた、同一のグロー放電プラズマ発生手段により、連続して形成されることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
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非晶質半導体膜は、前記可撓性を有する基板を往復させることにより、同一の反応室に設けられた、同一のグロー放電プラズマ発生手段により、同一の反応ガスで連続して形成されることを特徴とする光電変換装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれか一項において、
イオンドープ法により、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１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項において、
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２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれか一項において、
前記加熱の温度が、１５０℃〜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２１】
請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、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２２】
請求項１乃至請求項２２のいずれか一項において、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２３】
長尺の基板上に光電変換装置を作製するロールツーロール方式の装置であって、
一つの反応室と、
前記反応室内に基板の送り出し方向に並べられた、複数のグロー放電プラズマ発生手段と、
前記反応室内に反応ガスを供給する供給手段をと、
を有することを特徴とする光電変換装置の作製装置。
【請求項２４】
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを有し、
前記光電変換層は、
前記第１の電極上に設けられた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の微結晶半導体膜上に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上に設けられたｐ型の導電型決定不純物元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２５】
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを有し、
前記光電変換層は、
前記第１の電極上に設けられた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の微結晶半導体膜上に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上に設けられた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２の微結晶半導体膜を有し、
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の当該第２の微結晶半導体膜との界面近傍に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２６】
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを複数個接続して構成される光電変換装置であって、
前記光電変換層は、
前記第１の電極上に設けられた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の微結晶半導体膜上に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上に設けられたｐ型の導電型決定不純物元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２７】
可撓性を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層してなるユニットセルを複数個接続して構成される光電変換装置であって、
前記光電変換層は、
前記第１の電極上に設けられた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の微結晶半導体膜上に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上に設けられた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２の微結晶半導体膜を有し、
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の当該第２の微結晶半導体膜との界面近傍に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２８】
請求項２６又は請求項２７において、
前記第１の電極と前記光電変換層とに、
第１のユニットセルと第２のユニットセルを絶縁分離するための第１の開孔が設けられ、
第１のユニットセルの第１の電極と、第２のユニットセルの第２の電極とを接続する第２の開孔が設けられていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２９】
請求項２４乃至請求項２８のいずれか一項において、
前記第２の電極上に密接して補助電極が設けられていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３０】
請求項２９において、前記補助電極は、銀であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３１】
請求項２４乃至請求項３０のいずれか一項において、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３２】
請求項２４乃至請求項３１のいずれか一項において、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３３】
請求項２４乃至請求項３２のいずれか一項において、
前記ｐ型の導電型決定不純物元素は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれた一種又は複数種の元素であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３４】
請求項２４乃至請求項３３のいずれか一項において、
前記第２の微結晶半導体膜の導電率が、５×１０-3Ｓ／ｃｍ以上５×１０1Ｓ／ｃｍ以下であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３５】
請求項２４乃至請求項３４のいずれか一項において、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、９×１０19／ｃｍ-3以上１×１０20／ｃｍ-3以下であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３６】
請求項２４乃至請求項３５のいずれか一項において、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３７】
請求項２４乃至請求項３６のいずれか一項において、
前記可撓性を有する基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドから選ばれた有機樹脂材料であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３８】
請求項２４乃至請求項３７のいずれか一項において、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。