(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質シリコンを主材料としたｐｉｎ接合構造を有する光起電力装置の製造方法において、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層を形成後にこのｐ型非晶質シリコンカーバイド層に水素プラズマ処理を施し、その後ｐ型非晶質シリコンカーバイド層の表面に酸素を含むプラズマ処理を、酸素の導入量が１０ａｔ％以上６０ａｔ．％以下の量となるように、行うことによってｐ型非晶質シリコンカーバイド層表面を酸化させ、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層とｉ型層との間の界面層を形成することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項２】
前記酸素を含むプラズマ処理は二酸化炭素ガスを用いることを特徴とする請求項１に記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉという。）を主材料としたｐｉｎ接合を有する光起電力装置の製造方法に関する。
【０００２】
原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤ法により形成されるａ−Ｓｉを主材料とした光起電力装置は、薄膜、大面積化が容易という特徴を有し、低コストの光起電力装置として期待されている。
【０００３】
図２はこのような光起電力装置の構造を示し、ガラス基板１の上に酸化錫（ＳｎＯ2）などからなる透明電極２が設けられ、この上にｐ型非晶質シリコンカーバイト（以下、ａ−ＳｉＣという。）３、真性ａ−ＳｉＣからなるバッファ層４、ｉ型ａ−Ｓｉ層５、ｎ型ａ−Ｓｉ層６がこの順序で設けられ、この上に銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）からなる裏面金属電極７が設けられいる。
【０００４】
上記したバッファ層４の役割は、ｐ型ａ−ＳｉＣ層のｐ型不純物の拡散防止と、異種の材料による接合で、例えばａ−ＳｉＣとａ−Ｓｉによる接合で生じる格子欠陥を緩和するものであり、膜厚５０〜１００Å程度のものが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した真性ａ−ＳｉＣからなるバッファ層４を設けた光起電力装置においては、光劣化率が大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、特開平５−１５２５９２号公報（Ｉｎｔ．Ｃｌ．Ｈ０１Ｌ  ３１／０４）には、バッファ層４として、ａ−ＳｉＯ膜を用いることが提案されている。
【０００７】
上記したａ−ＳｉＯ膜からなるバッファ層４はモノシラン（ＳｉＨ4）、ＣＯ2を主ガス、Ｈ2を希釈ガスとして用い、グロー放電分解により形成される。
【０００８】
上記したバッファ層を形成するには、上記したプロセスを必要とし、その分プロセス時間が長くなるという問題がある。
【０００９】
この発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、プロセス時間を短縮できると共に、光劣化率の低下を抑制し、光安定性に優れた光起電力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、非晶質シリコンを主材料としたｐｉｎ接合構造を有する光起電力装置の製造方法において、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層を形成後にこのｐ型非晶質シリコンカーバイド層に水素プラズマ処理を施し、その後ｐ型非晶質シリコンカーバイド層の表面に酸素を含むプラズマ処理を、酸素の導入量が１０ａｔ％以上６０ａｔ．％以下の量となるように、行うことによってｐ型非晶質シリコンカーバイド層表面を酸化させ、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層とｉ型層との間の界面層を形成することを特徴とする。（ここで、酸素量は、界面中に一定に導入されないが、ここでは平均的な酸素濃度を表すものとする。）
【００１１】
また、前記酸素を含むプラズマ処理は二酸化炭素ガスを用いればよい。
【００１４】
上記した構成によれば、ｐ型層に水素プラズマ処理を施し、その後酸素を含むプラズマ処理を行いｐ型層表面を酸化させるという工程により、極めて短時間にして、界面層を形成することができる。また、この界面層を用いることで、光劣化率の低下が少なく、光安定性に優れた光起電力装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態にかかる光起電力装置を示す断面図であり、図２と共通の部分には共通の符号を付す。
【００１６】
この光起電力装置は以下のように作製される。まず、ガラス基板１上に透明電極２として酸化錫（ＳｎＯ2）等の膜を５０００〜１００００Åの厚さに形成する。続いて、モノシラン（ＳｉＨ4）、ＣＨ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）をドーピングガスとして用い、プラズマＣＶＤ法により、ｐ型層３（ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ）を１００〜２００Åの厚さに形成する。
【００１７】
続いて、このｐ型層３表面に水素（Ｈ2）プラズマ処理を３０秒程度施し、さらに、ＣＯ2プラズマ処理を２分程度行い、ｐ型層３表面に酸素が導入されたバッファ層（界面層）４ａを形成する。
【００１８】
そして、このバッファ層４ａ上に、モノシラン（ＳｉＨ4）を主ガス、Ｈ2を希釈ガスとして用い、プラズマＣＶＤ法によりｉ型層（ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ）５を２０００〜５０００Åの厚さに形成する。
【００１９】
さらに、このｉ型層５の上にモノシラン（ＳｉＨ4）を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、ホスフィン（ＰＨ3）をドーピングガスとして用い、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型層６（ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ）を１５０〜３００Åの厚さに形成する。
【００２０】
最後に、裏面金属電極７として銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）を蒸着又はスパッタ法により形成する。
【００２１】
上記した、各膜の形成条件を表１に示す。なお、成膜はプラズマＣＶＤ法により行い、圧力は６６．５Ｐａである。
【００２２】
【表１】
0004219096.tif 000002
【００２３】
表１には、比較のために、従来の方法により、バッファ層４として、ａ−ＳｉＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合の条件も示している。
【００２４】
次に、上記した条件により作製した光起電力装置における光照射後の変換効率を測定した結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
0004219096.tif 000003
【００２６】
この表２において、従来例は、表１に示すバッファ層４として、ａ−ＳｉＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成したもの、さらに比較例として、この発明による水素（Ｈ2）プラズマ処理を施さずに、直接ｐ型層にＣＯ2プラズマ処理を施して、酸化層を形成したものについても光照射後の変換効率を測定し、その結果を示している。
【００２７】
表２より、この発明によれば、従来のバッファ層を設けたものに比して、その変換効率が向上しているのが分かる。また、表１に示すように、この発明におけるバッファ層４ａの形成は、水素（Ｈ2）プラズマ処理を３０秒、ＣＯ2プラズマ処理を２分と、短時間で形成でき、プロセス時間も大幅に短縮できる。
【００２８】
次に、ｐ型層の表面に単にＣＯ2プラズマ処理を施して、酸化層からなるバッファ層を形成した場合に変換効率が低くなる理由を検討した。図３に、この発明により形成したバッファ層の水素と酸素のＳＩＭＳプロファイルを、図４にＣＯ2プラズマ処理のみ行った場合の水素と酸素のＳＩＭＳプロファイルを示す。
【００２９】
図３及び図４から明らかなように、水素プラズマ処理を施したこの発明の方が酸素の導入量が増え、ｉ層の界面近傍においては、ＣＯ2プラズマ処理のみ行った場合のものに比し、大幅にその酸素の導入量が増えている。
【００３０】
次に、水素（Ｈ2）プラズマ処理後のＣＯ2プラズマ処理の時間を変化させ、バッファ層４ａにおける酸素量と光照射後の変換効率との関係を測定した。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
0004219096.tif 000004
【００３２】
なお、ＣＯ2プラズマ処理のみ行った場合の結果も同時に示す。
【００３３】
表３から、バッファ層４ａの半導体層中の酸素量が１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下の場合に、変換効率の向上が見られ、特に酸素量が４０ａｔ％以上５０ａｔ％以下の場合に変換効率の向上が著しいことが分かった。
【００３４】
上記した実施形態においては、ｐ型層３への酸素の導入をＣＯ2プラズマ処理で行っているが、これに限らず酸素を含むプラズマ処理であれば他のガスを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、プロセス時間を大幅に短縮できるとともに、光照射後の変換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態にかかる光起電力装置を示す断面図である。
【図２】従来の光起電力装置を示す断面図である。
【図３】この発明により形成したバッファ層の水素と酸素のＳＩＭＳプロファイルである。
【図４】ＣＯ2プラズマ処理のみ行った場合の水素と酸素のＳＩＭＳプロファイルである。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  透明電極
３  ｐ型層
４ａ  バッファ層
５  ｉ型層
６  ｎ型層
７  裏面金属電極
【図１】
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【図２】
0004219096.tif 000006
【図３】
0004219096.tif 000007
【図４】
0004219096.tif 000008