光电转换装置的制造方法

专利名称：光电转换装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及结晶系硅的制造方法，并涉及包括利用该结晶系硅的 半导体结的光电转换装置以及其制造方法。
背景技术：
住宅用太阳光发电系统等光电转换装置作为应对近年的地球环
境问题的对策，其市场不断得到扩大。作为光电转换装置，转换效率 高的利用单晶或多晶硅薄片的光电转换装置已经实用化。利用单晶硅
或多晶硅的光电转换装置通过从大型硅锭分割出来而制造。然而，制 造大型硅锭需要很长时间，所以生产率欠佳。并且，由于硅原材料的 供应量本身受到限制，所以不能应付市场的扩大，而处于供应不足的 状态。
利用非晶硅的光电转换装置也正在被开发，虽然该利用非晶硅的 光电转换装置的低成本化是可能的，然而因不能解决光退化的问题而
尚未普及。此外，当采用作为非晶硅的制造方法的高频等离子体CVD 法时，可以实现大面积化、低温成膜，并且可以使利用非晶硅作为光 电转换层的光电转换装置的转换效率成为10%以上，然而该方法不能 解决被称为斯特博勒-朗斯基效应(Staebler-Wronski Effect)的光退 化。因此，对于利用通过等离子体CVD法可以制造的为结晶硅的微晶 硅作为光电转换层的光电转换装置的开发正在进行。(例如，参照专 利文件l)。
对通过等离子体CVD法制造的结晶硅薄膜以及利用其的光电转 换装置来说，已经有利用具有半非晶体或半结晶体结构的半非晶半导 体的光电转换装置的报告。该利用半非晶半导体的光电转换装置不同 于本发明人所提供的利用非晶半导体或者结晶半导体的光电转换装置(例如，参照专利文件2、 3)。联苯(缩 写TPD) 、 4， 4，， 4，，-三(N，N-二苯胺)三苯胺(缩写TDATA )、 4， 4，， 4"-三[ -(3-甲基苯)-N-苯胺]三苯胺(缩写MTDATA)等。
此外，可以通过使用下面所示的有机化合物，获得在450至 800nm的波长区域中没有吸收峰的复合材料。另外，与此同时可以使 电阻率成为lxl06acm以下，典型成为5xl0力'cm至lxl06Q.cm。
作为包含于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的复合 材料中的芳香胺，可以举出N，N，-二 (对-曱苯基)-N，N，-二苯基-对-苯二胺(缩写DTDPPA) 、 4，4，-双[N- (4- 二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基联苯(缩写DPAB ) 、 4，4，國双(N-{4-[N- ( 3-甲基苯基)-N-苯基氨基]苯基)-N-苯基氨基)联苯(缩写DNTPD) 、 1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(缩写DPA3B)等。
此外，作为可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收 峰的复合材料的咔唑衍生物，可以具体地举出3-[N- (9-苯基咔唑-3-基)-1\-苯基氨基卜9-苯基咔唑(缩写:PCzPCAl) 、 3，6-双[N- ( 9漏苯 基啼唑-3-基)-]\-苯基氨基1-9-苯基咔唑(缩写PCzPCA2) 、 3-[N-(1-萘基)-N-( 9-苯基咔唑-3-基)氨基-9-苯基咔唑(缩写PCzPCNl) 等。
此外，还可以使用4,4，-二 (N-咔唑基)联苯(缩写CBP)、 1，3，5-三[4-(N-畔唑基)苯基I苯(缩写:TCPB)、 9-[4-( N-咔唑基)1 苯基-10-苯基蒽(缩写:CzPA) 、 2，3，5，6-三苯基-1，4-双[4- ( N-咔唑 基)苯基苯等。此外，作为可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收 峰的复合材料的芳香烃，例如可以举出9，10-二 (萘-2-基)-2-叔-丁基 蒽(缩写t國BuDNA)、 9，10國二 (萘國l國基)画2画叔-丁基蒽、9，10画双(3，5画 二苯基苯基)蒽(缩写DPPA) 、 9,10-二 (4-苯基苯基)-2-叔-丁基 蒽(缩写t-BuDBA) 、 9，10-二 (萘-2-基)蒽(缩写DNA ) 、 9,10-二苯基蒽(缩写DPAnth) 、 2-叔-丁基蒽(缩写t-BuAnth ) 、 9，10-二 (4-曱基萘-l-基)蒽(缩写DMNA) 、 2-叔画丁基-9，10，-双[2國(萘 -l-基)苯基蒽、9，10-双[2-(萘-l-基)苯基I蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二 (萘-l-基)蒽、2，3，6，7-四曱基-9，10-二 (萘-2-基)蒽、9，9，-二蒽基、 10，10，-二苯基-9，9，-二蒽基、lO，lO，-二 (2-苯基苯基)-9，9,-二蒽基、 lO，lO，-双[(2，3，4，5，6-戌苯)苯基-9，9，-二蒽基、蒽、并四苯、红荧烯、 二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯等。此外，还可以使用并 五苯、晕苯等。像这样，更优选使用具有lxl(T6Cm2/Vsec以上的空穴 迁移率且碳数为14至42的芳香烃。
注意，可以用于在450nm至800nm的波长区域中没有吸收峰的 复合材料的芳香烃还可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基骨架的芳 香烂，例如可以举出4，4，-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写DPVBi)、 9,10-双[4- (2，2-二苯基乙烯基)苯基蒽(缩写DPVPA )等。
此外，还可以使用高分子化合物诸如聚{4-1\- (4-二苯氨基苯) -N-苯基氨基苯乙烯)(缩写PStDPA )、聚(4國[N画(9-咔唑-3-基)-N-苯基氨基1苯乙烯}(缩写PStPCA)、聚(N-乙烯基咔唑)(缩写 PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(缩写PVTPA)等。
此外，作为用于复合材料的无机化合物，优选使用过渡金属氧化 物。而且，优选使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧 化物。具体地，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、 氧化鴒、氧化锰以及氧化铼，因为它们具有高电子接收性。其中特别 优选使用氧化钼，因为它在大气中也稳定且其吸湿性低，容易使用。
注意，含有复合材料的层的制造方法可以使用湿法和干法中的任 何方法。例如，可以通过共同沉积上述的有机化合物和无机化合物，来制造含有复合材料的层。注意，在利用气相沉积法制造含有复合材 料的层的情况下，从制造过程的方面来看，优选使用氧化钼，因为氧 化钼在真空中容易蒸发。此外，还可以通过涂敷含有上述有机化合物 和金属醇盐的溶液并进行焙烧，来制造含有复合材料的层。作为涂敷 方法，可以采用喷墨法、旋涂法等。
可以通过选择包含于复合材料中的有机化合物的种类，获得在
450nm至800mn的波长区域中没有吸收峰的复合材料。因此，在用 于自发光型发光装置的情况下，可以不吸收来自发光区域的发光且有 效地透过光，而提高外部取光效率。此外，也可以不吸收来自背光灯 的光且有效地透过光，所以可以提高外部取光效率。此外，含有复合 材料的层耐弯曲性能好。也就是说，在使用柔性衬底来制造光电转换 装置的情况下，可以适当地应用。
从透光电极层102的低电阻化的观点来看，ITO膜很适合。但是， 当在该ITO膜上形成半非晶半导体层时，若利用现有的高频率等离子 体CVD法，则当使ITO膜暴露于包含氢的等离子体气氛时ITO膜被 还原而失去透明性。然而，当使用根据本方式的微波等离子体CVD 法时，电子温度低，所以可以抑制电极材料的退化。当然，为避免ITO 膜的退化而在IT0膜上形成Sn02膜、ZnO膜是很有效的。包含lwt %至10wt。/。的钾(Ga)的ZnO (ZnO: Ga)膜的透过率高，而是适 合在ITO膜上堆叠的材料。作为其组合的一个实例，当将ITO膜形 成为50nm至60nm的厚度，并且在其上形成厚度为25nm的ZnO: Ga膜时，可以避免失去透明性，而可以获得良好的透光性。在该堆 叠膜中，可以获得120Q/口至150Q/口的薄层电阻。
光电转换层103由通过所述微波等离子体CVD法制造的半非晶 半导体构成。作为半非晶半导体的典型例子，有以SiH4气体为原料而 制造的半非晶硅半导体。此外，适合应用半非晶硅 锗半导体、半非 晶碳化硅半导体。光电转换层103包括pin结、pi结、in结、pn结 中的任何半导体结。当使用根据本方式的微波等离子体CVD法时， 电子温度低，所以抑制各结界面上的损伤，而可以形成具有良好的半导体结的光电转换层。
图5A表示光电转换层103从透光电极层102 —侧堆叠有p型半 导体层103a、 i型半导体层103b、 n型半导体层103c的状态的一个例 子。光电转换层的厚度为0.5nm至10nm、优选为lnm至5nm，其中 可以将p型半导体层的厚度设定为10nm至20nm，而将n型半导体 层的厚度设定为20nm至60nm。
也可以在堆叠有p型半导体层103a、 i型半导体层103b、 n型半 导体层103c的状态下，或者在堆叠有直到i型半导体层103b的阶段， 进行对这些半非晶半导体层照射激光束而提高结晶性的处理。作为对 半非晶半导体层照射的激光束，有紫外光、可见光、或者红外光。作
为可以振荡紫外光、可见光、或者红外光的激光振荡器，可以使用 KrF、 ArF、 XeCl、 Xe等受激准分子激光振荡器；He、 He-Cd、 Ar、 He画Ne、 HF等气体激光振荡器；利用在YAG、 GdV04、 YV04、 YLF、 YA103等结晶中掺杂有Cr、 Nd、 Er、 Ho、 Ce、 Co、 Ti或Tm的结 晶的固体激光振荡器；GaN、 GaAs、 GaAlAs、 InGaAsP等半导体激 光振荡器；二极管激光等。典型地使用波长为400nm以下的受激准分 子激光束、YAG激光的二次谐波或三次谐波。例如，利用重复频率 为10Hz至1000Hz左右的脉冲激光束，且利用光学系统将该激光束 聚焦为100mJ/cm2至500mJ/cm2，并且以90%至95%的重叠率进行 照射，而对硅膜表面进行扫描，即可。另外，优选利用能够连续振荡 的固体激光器，并且应用基波的二次谐波至四次谐波。典型地，应用 Nd: YV04激光器(基波为1064nm)的二次谐波(532nm )或三次 谐波(355nm)，即可。当利用连续振荡的激光器时，利用非线形光 学元件将从输出功率为10W的连续振荡的YV04激光器发射的激光 束转换为高次谐波。此外，还有如下方法将YV04结晶和非线形光 学元件放在共振器中，来发射高次谐波。然后，优选的是，通过光学 系统将激光束在照射面成形为矩形或椭圆形，而对被处理物进行照 射。此时，需要0.01MW/cm2至100MW/cm2左右(优选为0.1MW/cm2 至10MW/cm2)的能量密度。然后，以10cm/s至2000cm/s左右的速度对于激光束相对地使半导体膜移动而进行照射，即可。
当利用这种半非晶半导体材料形成pin结时，可以获得0.4V至 1V左右的开路电压(open voltage)。当以该pin结为光电转换层的 一个单位，而采用堆叠有多个光电转换层的叠层型结构(也称为串置 层结构(tandem structure ))时，也可以提高开路电压。
如图5B所示，为了在相同衬底上形成多个单元元件，通过利用 激光加工法形成贯穿光电转换层103和透光电极层102的开口 Co至 Cn。开口 Q、 C2、 C4、 'Cn_2、 Cn是绝缘分离用的开口，其为形 成单元元件而设置。开口C。 C3、 C5、 C^是用来形成透光电 极和背面电极之间的连接的开口。对在激光加工法中使用的激光器的 种类没有限制，但是使用Nd-YAG激光器、受激准分子激光器等。不 管使用哪一种激光器，通过在堆叠有透光电极层102和光电转换层103 的状态下进行激光加工，可以避免当加工时透光电极层从村底剥离。
通过这样做，将透光电极层102分割成透光电极Ti至Tn，而将 光电转换层103分割成Id至Kn。并且，如图5C所示地填充开口 C0、 C2、 C4、 Cn_2、 Cn，并且形成覆盖该开口的上端部分的绝缘树 脂层Z。至Zn。绝缘树脂层Z。至Zn通过丝网印刷法利用绝缘树脂材 料诸如丙烯类、酚醛类、环氧类、聚酰亚胺类等来形成即可。例如， 通过丝网印刷法利用树脂组成物以填充开口 Co、 C2、 C4、 'Cn-2、 Cn的方式形成绝缘树脂图案，该树脂组成物是在苯氧基树脂中混合环 己胺、异佛尔酮、高阻碳黑、氧相二氧化硅、分散剂、防沫剂、以及 均化剂而形成的。在形成印刷图案之后，在160'C的烘箱中进行二十
分钟热固化，而获得绝缘树脂层Zo至Zn。
接着，形成图6所示的背面电极E。至En。背面电极Eo至En由 导电材料形成。在此情况下，也可以通过溅射法或真空沉积法形成由 铝、银、钼、钛、铬等构成的层，但是也可以利用导电树脂材料而形 成。在利用导电树脂材料形成背面电极Eo至En的情况下，也可以通 过丝网印刷法、喷墨法(液滴喷射法)、分配器方法等直接形成预定 的图案。作为导电组成物，可以使用以Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W (鵠)、Al (铝)等金属粒子为主要成分的组成物。在利用大面积 衬底制造光电转换装置的情况下，优选使背面电极E。至En低电阻化， 所以作为导电组成物的主要材料，优选使用将电阻率低的金、银、铜 中的任何一种导电粒子溶解或分散于溶媒中而形成的组合物。更优选 使用电阻低的银、铜。此外，为了将导电材料充分填充到被激光加工 过的开口 Q、 C3、 C5、 'Cw，可以使用导电粒子的平均粒径为 5nm至10nm的纳米骨。
此外，也可以通过喷射这样一种组成物，来形成背面电极Eo至 En，该组成物包括其周围被其他导电材料覆盖的导电材料的粒子。例 如，也可以使用如下导电粒子，在该导电粒子中，在利用Ag覆盖Cu 的周围的粒子中，在Cu和Ag之间设置由Ni或NiB (硼化镍)构成 的緩冲层。溶媒相当于醋酸丁酯等酯类、异丙醇等醇类、丙酮等有机 溶剂等。通过调整溶液的浓度，并且加入表面活性剂等，而适当地调 整表面张力和粘度。
优选的是，将喷墨法中使用的喷嘴的直径设定为0.02nm至 100pm (优选为30nm以下)，并且将从该喷嘴喷射的组成物的喷射 量i殳定为O.OOlpl至100pl (优选为10pl以下)。作为喷墨法，有两 种方式即请求(on-demand)型和连续型，可以使用其中的任何一种方 式。再者，作为在喷墨法中使用的喷嘴，有两种方式即利用压电体的 因电压施加而变形的性质的压电方式、以及利用设置在喷嘴中的加热 器使组成物沸腾来喷射该组成物的加热方式，可以使用其中的任何一 种方式。为了将液滴滴落在所希望的地方，优选使被处理物和喷嘴的 喷射开口之间的距离尽可能接近，优选设定为O.lmm至3mm (优选
为lmm以下)左右。喷嘴和被处理物在保持其相对距离的同时，其 中的一方移动而描画所希望的图案。
可以在减压下进行喷射导电组成物的工序，这是因为如下缘故 在从喷射组成物到到达被处理物的过程中，该组成物的溶媒挥发，而 可以省略或缩短后续的干燥和焙烧工序。此外，通过在包含导电材料 的组成物的焙烧工序中，积极地使用以10%至30%的分压比混合有氧的气体，可以降低形成背面电极E。至En的导电膜的电阻率，并且 可以谋求实现该导电膜的薄膜化及平滑化。
在喷射组成物之后，通过激光束照射、快热退火、使用加热炉的 加热等，在常压或减压下进行干燥和焙烧工序中的一方或双方。尽管
干燥和焙烧都是热处理工序，但是，例如，千燥是在100。C下进行3 分钟，焙烧是在20(TC至350。C下进行15分钟至120分钟。根据本工 序，通过使组成物中的溶媒挥发或者化学性地去掉分散剂，来使周围 的树脂硬化收缩，而加速熔合和熔接。在氧气氛、氮气氛、或者空气 的气氛中进行该处理。但是，优选在氧气氛中进行该处理，因为分解 或分散有金属元素的溶媒容易被去掉。
纳米骨包括分散或溶解在有机溶剂中的其粒径为5nm至10nm 的导电粒子，还包括分散剂、称为粘合剂的热固性树脂。粘合剂具有 避免当焙烧时发生裂缝或不均匀焙烧的功能。通过干燥工序或者焙烧 工序，同时进行有机溶剂的蒸发、分散剂的分解除去、以及通过使用 粘合剂而实现的硬化收缩，使纳米粒子彼此熔合以及/或者熔接而硬 化。此时，纳米粒子生长到几十nm至一百几十nm。通过使邻近的 生长粒子彼此熔合以及/或者熔接而互相链接，来形成金属链锁体 (metal hormogone)。另一方面，多数留下的有机成分(大约80% 至90% )被挤出到该金属链锁体的外部，结果形成包含该金属链锁体 的导电膜、以及覆盖其外面的由有机成分构成的膜。通过当在包含氮 和氧的气氛中焙烧纳米骨时，使包含在气体中的氧与包含在由有机成 分构成的膜中的碳、氢等反应，可以去掉由有机成分构成的膜。此外， 当在焙烧气氛中不包含氧时，可以另行利用氧等离子体处理等来去掉 由有机成分构成的膜。如此，通过在包含氮和氧的气氛中焙烧或在干 燥纳米骨之后进行氧等离子体处理，可以去掉由有机成分构成的膜， 所以可以谋求实现包含留下的金属链锁体的导电膜的平滑化、薄膜化 以及低电阻化。注意，由于通过在减压下喷射包含导电材料的組成物 而使组成物中的溶媒挥发，因此也可以缩短后续的热处理(干燥或焙 烧)时间。这样的背面电极E。至En与光电转换层的n型半导体层103c接 触，优选将该接触设定为欧姆接触。并且，为了进一步降低接触电阻， 利用半非晶半导体形成n型半导体层103c即可，并且可以将其厚度 形成为30誰至80扁。
将各背面电极E。至En形成为使它们在开口 d、 C3、 C5、
中分别与透光电极L至Tn连接。换言之，将与背面电极相同材
料填充到开口d、 C3、 C5、 'C^中。通过如此，例如可以使背 面电极Ei与透光电极T2电连接，而可以使背面电极E^与透光电极 Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可
以使各光电转换层Ki至Kn串联电连接。
密封树脂层104由环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂形成。在密 封树脂层104中，在背面电极E。和En上形成开口部105、 106，以便 在该部分能够与外部布线连接。
通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、 以及背面电极En构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口
中与相邻的背面电极E^连接，而可以制造n个串联电连接的光电转 换装置。注意，背面电极E。成为单元元件仏中的透光电极Ti的取出 电极。
图7A至7C以及图8表示光电转换装置的其他方式。在图7A 中，与上述同样地制造衬底101、透光电极层102、光电转换层103。 并且，通过印刷法在光电转换层103上形成背面电极Ei至En。
并且，如图7B所示，通过激光加工法形成贯穿光电转换层103 和透光电极层102的开口 Co至Cn。开口 Co、 C2、 C4、 Cn_2、 Cn是用来形成单元元件的绝缘分离用开口，而开口 C" C3、 C5、 是用来形成透光电极和背面电极的连接的开口 。当进行激光加工 时，有在开口的周边留下渣滓的情况。该渣滓是被加工物的飞沫。通 过激光束加热到高温的飞沫本来不是优选的，因为通过其会附着到光 电转换层103的表面而使该薄膜受损伤。为避免此，通过按照开口图 案形成背面电极，然后进行激光加工，至少可以避免对光电转换层103的损伤。
在将透光电极层102分割成透光电极1\至Tn，而将光电转换层 103分割成K4至Kn之后，如图7C所示地填充开口 Co、 C2、 C4、 'C"、 Cn，并且通过印刷法比如丝网印刷法形成覆盖该开口的上 端部分的绝缘树脂层Z。至Zn。
接着，如图8所示地填充开口 d、 C3、 C5、 'C^，利用丝 网印刷法形成连接到透光电极T\至Tn的布线B。至Bn。布线Bo至Bn 由与背面电极相同材料形成，而使用热固型碳骨。注意，布线Bn形 成在绝缘树脂层Zn上，而用作取出布线。通过如此，例如可以使背 面电极Eo与透光电极T2电连接，而可以使背面电极Ew与透光电极 Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可
以使各光电转换层IQ至Kn串联电连接。
最后，通过印刷法形成密封树脂层104。在密封树脂层104中， 在布线B。和Bn上形成开口部105、 106，以便在该部分与外部布线电 接。通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层Kn、 以及背面电极E^构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口
中与相邻的背面电极En.2连接，而可以制造n个串联电连接的光电转
换装置。注意，布线B。成为单元元件仏中的透光电极L的取出电极。 在根据本发明的光电转换装置中，光电转换层由半非晶半导体形 成。因此，可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装 置。
图IO表示作为光电转换装置的其他方式的光传感装置。该光传 感装置在受光部分中具有光电转换层225，并且具有在由薄膜晶体管 211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的功能。在衬底201上 设置有光电转换层225以及薄膜晶体管211。作为衬底201，可以使 用透光性衬底例如玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等中的任何一种。
在衬底201上设置有绝缘层202，该绝缘层202通过溅射法或等 离子体CVD法利用由选自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧氮化硅中 的一种或多种构成的单层或多个层形成。通过设置绝缘层202，可以緩和压力并避免杂质污染。在绝缘层202上设置有构成薄膜晶体管211 的结晶半导体层203。在结晶半导体层203上设置有栅绝缘层205、 栅电极206来构成薄膜晶体管211。在薄膜晶体管211上设置有层间绝缘层207。层间绝缘层207既 可以由单层绝缘膜形成，又可以由不同材料的绝缘层的堆叠膜形成。 在层间绝缘层207上形成电连接到薄膜晶体管211的源区以及漏区的 布线。在层间绝缘层207上还形成有电极221、电极222以及电极223。 该电极221、电极222以及电极223通过与该布线相同材料及相同工 序形成。电极221至223由金属膜比如低电阻金属膜形成。作为这种 低电阻金属膜，可以使用铝合金、或者纯铝等。此外，作为由这种低 电阻金属膜和高熔点金属膜构成的堆叠结构，也可以采用依次堆叠钛 膜、铝膜、钛膜而形成的三层结构。也可以利用单层导电膜形成电极 221、电极222以及电极223，而代替由高熔点金属膜和低电阻金属膜 构成的堆叠结构。作为这种单层导电膜，可以使用如下单层膜由选 自钛、鴒、钽、钼、钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂中的 元素、或者以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单 层膜；或者由这些的氮化物例如氮化钛、氮化钨、氮化钽、氮化钼构 成的单层膜。对层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202施行蚀刻加 工，以使它们的端部成为锥形状。通过层间绝缘层207、栅绝缘层205、 以及绝缘层202的端部被加工为锥形状，取得如下效果形成在这些 膜上的保护层227的覆盖率提高，而不容易使水分、杂质等进入。在层间绝缘层207上形成p型半导体层103a、 i型半导体层103b、 n型半导体层103c。注意，以至少使p型半导体层103a的一部分与 电极222接触的方式提供p型半导体层103a。 p型半导体层103a、 i 型半导体层103b、 n型半导体层103c与图5A至图8所说明的同样。 保护层227例如由氮化硅形成，并且被形成在光电转换层225上。通 过利用保护层227，可以避免水分、有机物等杂质混入到薄膜晶体管 211和光电转换层225中。在保护层227上设置有由聚酰亚胺、丙烯等有机树脂材料形成的层间绝缘层228。在层间绝缘层228上形成有 电连接到电极221的电极231、通过形成在层间绝缘层228以及保护 层227中的接触孔电连接到光电转换层225的上层(n型半导体层 103c)以及电极223的电极232。作为电极231以及电极232，可以 使用鵠、钛、钽、银等。在层间绝缘层228上通过丝网印刷法或喷墨法利用环氧树脂、聚 酰亚胺、丙烯、酚醛树脂等有机树脂材料设置有层间绝缘层235。在 层间绝缘层235中，在电极231以及电极232上i殳置有开口部。在层 间绝缘层235上比如通过印刷法利用镍骨设置有电连接到电极231的 电极241、以及电连接到电极232的电极242。对这种用作光传感器的光电转换装置来说，光电转换层由半非晶 半导体形成，所以可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电 转换装置。注意，虽然

图10表示在受光部分中具有光电转换层225 并且在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的 光传感装置，但是如果省略涉及放大电路的结构，则可以用作光传感 器。实施方式2图11A表示根据本方式的光电转换装置的结构。该光电转换装置通过以由p型半导体层14和n型半导体层18夹住的方式提供i 型半导体层16，至少包括一个半导体结。p型半导体层14、 n型半导 体层18以及i型半导体层16即光电转换层由半非晶半导体层构成。作为衬底IO,可以使用实施方式1所示的各种各样的玻璃村底。 在衬底10用作光入射面的情况下，可以使用实施方式1所示的氧化 铟、氧化铟锡、氧化锌等透明导电膜材料作为第一电极12。另一方面， 在第一电极12用作反射电极的情况下，也可以使用实施方式1所示 的铝、银、钛、钽等金属材料。注意，在第一电极用作反射电极的情 况下，优选在电极的表面上形成凹凸，以提高反射率。与实施方式1同样，p型半导体层14由包含硼作为一种导电型杂质的半非晶半导体或者非晶半导体形成。并且，为了降低光吸收损失，也可以包含碳来扩大光学带隙(optical gap)。与实施方式1同样，i型半导体层16是本征半导体，并且它由半 非晶半导体(典型地说，半非晶硅)形成，也可以添加有赋予p型的杂质。与实施方式1同样，半非晶半导体通过利用微波频带的电磁能量 使以硅烷为代表的半导体材料气体等离子体化，且堆积生成物来形 成。在本实施方式中，在产生等离子体的压力为1xl0"Pa至lxl05Pa、 优选为lxl02Pa至lxl04Pa、更优选为3xl02Pa至4xl03Pa、更进一 步优选为6xl(^Pa至2xl0Spa的范围下进行等离子体化，即可。当在 这种压力范围下产生等离子体时，在气相中进行自由基反应，与薄膜 上的表面反应互起作用而提高成膜速度。在此情况下，通过使微波为 1kHz至100kHz的脉沖放电，控制气相反应，而可以抑制气相中的异 常生长。在本实施方式中，衬底加热温度优选为500。C以下，推荐100°C 至400。C的衬底加热温度。与实施方式1同样，n型半导体层18由包含磷作为一种导电型 杂质的半非晶半导体或者非晶半导体形成。n型半导体层18上的笫二 电极20由与实施方式1同样的金属材料构成，并且在从第二电极20 一侧使光入射的情况下，利用透明导电膜材料形成第二电极20。图11A举例说明包括p型半导体层14、 i型半导体层16、 n型半 导体层18的光电转换层的结构，但是，与实施方式l同样，除了该 pin结以外，还可以应用其他结构作为构成光电转换层的半导体结。图11B表示在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p-型半导体层15的结构。p —型半导体层15是赋予p型的杂质浓度低于 p型半导体层14的半导体层。通过在p型半导体层14和i型半导体 层16之间存在有p-型半导体层15，改善半导体结界面上的载流子传 输性。在此情况下，通过使p —型半导体层15中的p型杂质浓度成为 从p型半导体层14到i型半导体层16以楼梯状的方式或者连续性地 减少的分布，进一步改善栽流子传输性。此外，通过采用该结构，降低界面态密度且提高扩散电位，而增高光电转换装置的开路电压。作为具有这种结构的p —型半导体层15，可以使用半非晶半导体或非晶 半导体。当使用半非晶半导体时，其少数载流子的扩散长长于非晶半 导体，因此是优选的。图12A表示在i型半导体层16和n型半导体层18之间设置由非 晶半导体构成的i，型半导体层17的结构。i，型半导体层17是与i型半 导体层16相同的本征半导体层，但是其不同之处在于没有结晶性。i， 型半导体层17是吸收i型半导体层16没有吸收的光的层(表示外光 从衬底10—侧入射的结构的情况)。i型半导体层16的光学带隙大 约为1.4eV，而i，型半导体层17的光学带隙为1.6eV至1.8eV,但是i， 型半导体层17的可见光区域的吸收系数更高。因此，i，型半导体层17 可以吸收i型半导体层16没有吸收的光。i，型半导体层17的厚度为i 型半导体层16的厚度的二分之一至十分之一即可。i，型半导体层17 的光产生载流子中的空穴流到p型半导体层14 一侧，并且通过穿过 载流子传输性高的i型半导体层16，可以降低复合损失。换言之，根 据本结构，可以增加光电流。图12B表示在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p— 型半导体层15且在i型半导体层16和n型半导体层18之间设置由非 晶半导体构成的i，型半导体层17的结构。根据本结构，降低界面态密 度且提高扩散电位，因此提高光电转换装置的开路电压，而可以增加 光电流。与图IIB同样，可以使用半非晶半导体或者非晶半导体作为 p-型半导体层15。与实施方式l同样，在这种光电转换装置中，优选连续形成光电 转换层中的各层，而不使各层之间的界面暴露于大气。注意，以下举 例说明与实施方式1不同的适于形成半非晶半导体膜的装置。当然， 也可以通过利用与实施方式l同样的装置，形成本方式的光电转换层。图13表示具有多个处理室的多室微波等离子体CVD装置的一 个例子。该装置具有如下结构在公共室407周围具有装栽室401、 处理室(1) 403a、处理室(2) 403b、以及处理室(3 ) 403c。除了装载室以外，还可以设置卸载室。处理室(1 ) 403a是用来形成p型 半导体层的处理室，处理室(2 ) 403b是用来形成i型半导体层的处 理室，处理室(3 ) 403c是用来形成n型半导体层的处理室。注意， 如图11A和11B以及图12A和12B所示，还可以设置用来形成p-型 半导体层、i，型半导体层的处理室。被处理衬底通过公共室407搬出入于各处理室。在/>共室407 和各室之间设置有闸阀408，以避免在各处理室中进行的处理彼此干 扰。衬底被装在装载室401所具有的盒子400中，并且被^^共室407 中的搬送机409搬运到处理室(1 ) 403a、处理室(2) 403b、处理室 (3 ) 403c。在该装置中，可以按每个堆积的膜的种类分别分配处理 室，所以可以连续形成多个不同薄膜而不使它们暴露于大气。此外， 各处理室与作为真空排气装置的回转泵414和涡轮分子泵416连接。在各处理室中设置有等离子体产生装置406。等离子体产生装置 406包括在处理室内产生等离子体的振荡器，例如由微波电源和将微 波引导于处理室的波导管构成。连接到处理室的气体供应装置436由(cylinder) 438、阀439、质量流量控制器(mass flow controller) 440等构成。在每个处理室中安装有气体供应装置436。例如，气体 供应装置436p连接到处理室(1 ) 403a且供应p型半导体层用气体。 气体供应装置436i连接到处理室(2 ) 403b且供应i型半导体层用气 体。气体供应装置436n连接到处理室(3 ) 403c且供应n型半导体层 用气体。此外，气体供应装置436h供应氢，而气体供应装置436f供 应用来清洗处理室内的蚀刻气体。因此，在每个处理室中都设置有气 体供应装置436h和436f。图14是详细说明处理室的一个例子的图。图14表示处理室的截 面结构。处理室由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用密 闭结构将其内部保持为减压的结构。处理容器410例如由不锈钢、铝 等金属形成。为了使处理室的内部成为减压，使低真空排气用回转泵414和高真空排气用涡轮分子泵416与处理容器410联结。回转泵414例如由 干燥泵构成，用于进行从大气压左右到0.1Pa左右的真空排气。涡轮 分子泵416用于进行0.1Pa以下的高真空排气。与涡轮分子泵416串 联联结的压力调节阀417用于调整气体流量的电导率(conductance )， 通过调整从气体供应装置436供应的反应气体的排气速度，将处理室 内的压力保持在预定的范围内。
在处理容器410里面设置有衬托器(susceptor) 418，该衬托器 用来放置衬底等被处理物。衬托器418由氮化铝、氮化硅、碳化硅等 陶瓷材料构成。在衬托器418里面设置有加热器422。加热器422与 加热器电源428连接。加热器422嵌入在衬托器418中，并且它通过 利用加热器电源428所供应的电力而发热，将放置在衬托器418上的 衬底保持为预定温度。
覆盖物412以密闭处理容器410的上部的方式设置。在覆盖物 412中，波导管432与顶板435接触地配置。波导管432与微波电源 430联结。在波导管432和顶板435中设置有槽缝433，以使微波泄 漏。槽缝433由介质板434堵塞，以保持处理容器410的密闭状态。 微波通过介质板434被导入于处理容器410中来产生等离子体。
图15是表示覆盖物412的结构的平面图。多个波导管432与顶 板435平行地配置。介质板434相对于顶板435配置为矩阵状。形成 在波导管432和顶板435中的槽缝433根据介质板434的位置而设置。 当,皮处理衬底的面积大时(例如，当应用730mmx920mm的玻璃衬底、 或者具有其一边长度超过lm的尺寸的玻璃衬底时)，优选将波导管 432分割成多个而供应微波。图15表示采用在波导管432的端部利用 分支波导管供应分割成多个的微波的结构的情况。微波电源连接到分 支波导管的端部。通过使用多个微波电源，即使在被处理衬底的面积 大的情况下，也可以保持等离子体的均匀性。
在图14中，气体供应装置436由填充有处理用气体的汽缸 (cylinder) 438、阀439、质量流量控制器(mass flow controller) 440等构成。其流量被质量流量控制器440调整过的处理用气体被导入于处理容器410中。在汽缸438中填充有用来形成半非晶半导体的 膜的气体。用来成膜的处理用气体包含硅烷或乙硅烷等半导体材料气 体、以及用来稀释半导体材料气体的氢、氟、或者氦或氩等稀有气体 等中的至少一种。在处理容器410中有气体供应喷嘴(上)442、气 体供应喷嘴(下)444,是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410 内的结构。例如，对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或 氩等稀有气体等中的至少一种，且在微波被导入的介质板446附近产 生高密度自由基，以在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促 进表面反应。对气体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材 料气体。如此，通过分开气体供应通路，可以抑制在介质板434上堆 积薄膜。在成膜的阶段中，也可以从气体供应喷嘴(上)442继续供 应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中的至少一种。
图16表示作为处理室的其他结构的组合发射微波的微波天线 445和使微波透过的喷射型介质板446的结构。处理室中的其他的结 构与图14相同，由处理容器410和覆盖物412构成，具有能够利用 密闭结构将其内部保持为减压的结构。微波天线445通过波导管连接 到外部微波电源430。微波天线445具有由包括多个槽缝(slot)的导 体构成的发射板。通过从该微波天线445导入频率为几京赫 (giga-hertz)的微波，在处理容器410中产生高密度等离子体。由于 产生的等离子体的电子温度低(3eV以下、优选为1.5eV以下)，所 以使薄膜的生长表面受到的损伤少，并且，由于产生的等离子体的电 子密度高(lxlOncm-3以上)，所以通过利用高密度自由基的表面反 应，来促进薄膜的生长。喷射型介质板446连接到气体供应装置436。 在喷射型介质板446中有气体供应喷嘴(上)442、气体供应喷嘴(下) 444,是处理用气体从该喷嘴流出到处理容器410内的结构。例如， 对气体供应喷嘴(上)442供应氢、氟、或者氦或氩等稀有气体等中 的至少一种，且在微波被导入的介质板446附近产生高密度自由基， 以在被处理衬底上的半非晶半导体的生长表面上促进表面反应。对气 体供应喷嘴(下)444供应薄膜堆积用的半导体材料气体。图16所示的情况也同样，通过将微波天线445分割成多个，并且对各微波天线 445供应微波电力，即使在衬底尺寸大型化的衬底上也可以产生均匀 的等离子体，而可以在大面积衬底上形成光电转换层。
通过利用具有这种结构的等离子体CVD装置，将处理用气体的 反应气体导入于放置有衬底的处理室内，并且经过设置在波导管的槽 缝将微波导入于处理室内产生等离子体，而可以在衬底上形成由半非 晶半导体构成的光电转换层。其中，所述波导管与衬底大略平行地相
对配置。
在利用具有上述结构的等离子体CVD装置进行半非晶半导体的 成膜的情况下，当在处理室内产生等离子体时，优选使用氦。氦具有 所有的气体中最高的4.5eV的电离能，但是在比其电离能低一点的大 约20eV的能级中处于准稳定状态，所以在放电持续的情况下，当实 现电离时仅仅需要电离能和准稳定状态之间的差距的大约4eV。因此， 放电开始电压也呈现所有的气体中最低的值。根据这种特性，氦可以 稳定性地维持放电。此外，因为可以实现均匀的放电，所以即使在堆 积半非晶半导体层的衬底的面积大时，也可以堆积均匀的膜。
在形成pin结作为光电转换层的结构的情况下，优选在微波等离 子体CVD装置中设置对应于各半非晶半导体层的处理室。在此情况 下，首先，将第一反应气体导入于衬底(形成有第一电极的衬底)被 放置的处理室(1 ) 403a,并且经过设置在波导管的槽缝将微波导入 于处理室(1 ) 403a内来产生等离子体，而在衬底上形成第一半非晶 半导体层(p型半导体层)。其中所述波导管与衬底大略平行地相对 配置。接着，将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(1 ) 403a搬 出且移动到处理室(2) 403b中，将第二反应气体导入于该衬底被放 置的处理室(2 ) 403b,同样地输入微波来产生等离子体，而在第一 半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层(i型半导体层)。然后，
将该衬底以不暴露于大气的方式从处理室(2) 403b搬出且移动到处 理室(3 )403c中，将第三反应气体导入于该村底被放置的处理室(3) 403c，同样地导入微波来产生等离子体，而在该第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层(n型半导体层)。举例说明按照堆叠的 层的数量将处理室的数量设定为三个的情况。
形成光电转换层的处理室可以通过导入蚀刻气体而进行等离子 体清洗处理。作为蚀刻气体，使用三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SFJ 等。在等离子体清洗处理之后，优选利用硅薄膜覆盖处理室内，以便 降低留下在处理室内的氟等残留成分的影响。通过将硅烷气体导入于 处理室内来产生等离子体，形成该硅薄膜。注意，对形成杂质半导体 层的处理室来说，也可以利用杂质半导体薄膜覆盖处理室内。例如， 对形成p型半导体层的处理室来说，利用p型半导体薄膜进行覆盖， 即可。通过如此，在等离子体清洗处理之后利用硅薄膜覆盖处理室内， 可以减少从内墙漏气。此外，通过导入硅烷气体来产生等离子体，留 下在处理室内的氧、水分等与硅烷气体反应而真空排气到处理室外， 因此可以提高处理室内的清洁度。在同样的意思上，即使在等离子体 清洗处理之后以外的情况下，通过在开始形成光电转换层中的各层之 前，将硅烷气体导入处理室内，可以提高处理室内的清洁度。
注意，按照堆叠的层的数量设定处理室的数量，即可。例如，图 IIB所示，当在p型半导体层14和i型半导体层16之间设置p-型半 导体层15时，也可以追加新处理室。当形成p-型半导体层15时，将 与硅烷气体一起供应的乙硼烷气体的浓度控制为大约不足lppm即 可，并且，作为其他方法，也可以利用自掺杂(self-doping)。这是 如下方法通过利用p型杂质半导体覆盖处理室内，少量的p型杂质 (硼等)被导入于膜中，而可以形成p-型半导体层15。
通过将硅烷(当采用杂质半导体时，除了硅烷以外，还添加掺杂 气体)和稀释气体(氢、稀有气体、或者组合这些的气体。以下，写 为氢及/或稀有气体)混在一起且利用高密度等离子体形成半非晶半导 体层。硅烷被氢及/或稀有气体稀释为10倍至2000倍。因此，需要大 量氬及/或稀有气体。可以回收当形成半非晶半导体时供应的气体而再 次利用。图17表示应用于等离子体CVD装置的气体精炼循环装置448 的一个实例。作为气体精炼循环装置448，有回收而精炼硅烷等半导体材料气体的类型、以及回收而精炼氦等稀有气体的类型。从回转泵
414排出的已经使用过的气体通过过滤器450去掉微粒子而蓄积在回 收气体容器452中。在蓄积在回收气体容器452中之后，由升压器454 升压，并且由分离器456仅仅分离氦等稀有气体。作为分离器456的 结构，应用膜分离、吸附分离、吸收分离、低温分离(low-temperature separation)方式等。分离精炼了的气体并蓄积在填充容器458中。 蓄积在填充容器458中的气体被压力调整器460调整为预定的压力， 并且供应到气体供应装置436的质量流量控制器440的上流一侧。通 过这样再次利用气体，可以削减半非晶半导体所需要的气体的消费 量。换言之，通过再次利用氦等稀有气体，可以降低当制造光电转换 装置时需要的所有的能量消费量，而可以削减二氧化碳的排出量。
通过如图15所示将用来产生等离子体的波导管分成多个，上述 微波等离子体CVD装置可以对于衬底尺寸灵活对应被称为液晶玻璃 的第一代的300mmx400 mm、第三代的550mmx650mm、第四代的 730mmx920 mm 、 第五代的 1000mmxl200 mm 、 第六代的 2450mmxl850 mm 、 第七代的1870mmx2200 mm 、 第八代的 2000mmx2400 mm等大型衬底。
半非晶半导体膜可以在这种大面积衬底上均匀性地堆积，并且可 以构成在衬底上使多个单元元件串联连接的集成型光电转换装置。以 下说明该工序的概略。
图18A和18B以及图19A和19B表示在具有绝缘表面的衬底上 设置多个单元元件且在衬底上使各单元元件串联连接的光电转换装 置的制造工序。在图18A中，在衬底10上形成第一电极12。第一电 极12由开口 Mo至Mn绝缘分离为多个。通过在衬底10的整个表面上 形成导电膜，并且按照开口图案蚀刻去掉该导电膜，或者利用激光束 等能量射束直接加工该导电膜，来形成开口M。至M"
在加工通过激光加工形成在衬底10上的导电膜、半导体膜以及 绝缘膜的情况下，优选利用光学系统聚焦激光束而进行。这是因为需 要细微加工的缘故。此外，当如上所述地效率好地加工大面积衬底时，将激光束聚焦为直线状并且通过一次或多次脉沖激光束的照射来形 成纵长形状的开口图案。
图22表示这种加工薄膜的激光照射装置的结构。作为成为光源 的激光振荡器，可以使用受激准分子激光器(XeCl、 KrF、 ArF等各 种受激准分子激光器)、固体激光器(YAG、 YV04、 YLF等各种固 体激光器)。在如光电转换装置那样堆叠多个层的情况下，优选使用 照射紫外线的受激准分子激光器。此外，当控制加工深度时，也可以 使用毫微微秒激光器。通过适当地设定照射能量、脉冲间隔，可以控 制加工深度。
图22所示的激光照射装置具有光学系统，该光学系统用于将激 光束的照射面的截面形状加工为直线状。该光学系统被设计为不仅具 有将激光束的截面形状转换为直线状的功能，而且具有实现在照射面 的激光束的能量均匀化的功能。图22表示用于说明光学系统的结构 的侧视图以及俯视图。首先，说明图22的侧视图。
来自激光振荡器301的激光束被柱面透镜阵列302a以及柱面透 镜阵列302b在垂直于激光束的前进方向(以下，将该方向称为纵方 向)上分割。图22例示出四分割的结构。分割了的激光束由柱面透 镜304聚焦。并且，由柱面透镜305在被处理衬底309上集中为一条 激光束。然后，在反射镜307上折弯其前进方向，并且利用双合柱面 透镜308在载物台310上的被处理衬底上聚焦为直线状。双合柱面透 镜是指由两片柱面透镜构成的透镜。由此，实现直线状激光束的在宽 度方向上的能量均匀化并且决定宽度方向的长度。
接着，说明俯视图。来自激光振荡器301的激光束被柱面透镜阵 列303在垂直于激光束的前进方向且垂直于纵方向(以下，将该方向 称为横方向)上分割。图22例示七分割的结构。此后，在柱面透镜 304上激光束被合成。由此，实现直线状激光束的在长方向上的能量 均匀化并且决定长度。通过使利用上述结构而加工的直线状激光束移 动在其激光束的宽度方向，可以加工整个衬底。当形成开口时，使激 光器的输出脉冲与栽物台310的工作联动，即可。当形成一个开口时，对照射脉冲激光束的位置照射多次脉冲激光束，即可。
在图18A中，在第一电极12中形成开口 Mo至Mn之后，形成光 电转换层。图18A例示从第一电极12 —侧形成p型半导体层14、 i 型半导体层16、 n型半导体层18的情况。作为光电转换层的结构， 可以应用图11A和11B以及图12A和12B所示的结构，而4戈替该结 构。优选通过利用图13所示的具有多个处理室的多室微波等离子体 CVD装置形成光电转换层。当使用具有该结构的等离子体CVD装置 时，可以以不暴露于大气的方式连续形成光电转换层。
在图18B中，在光电转换层中形成开口 C。至Cn。开口 C。至Cn 是贯穿p型半导体层14、 i型半导体层16、 n型半导体层18的开口， 并且将它们加工为使第一电极12的表面或者侧面露出。以预定间隔
且与开口 Mo至Mn相邻地形成开口 Co至Cn。也可以通过利用激光加
工而进行该工序。
在图19A中，形成第二电极20。第二电极20由开口 S。至Sn分 离，并且具有利用开口 C。至Cn与第一电极12电连接的结构。以预
定间隔且与开口 C。至Cn相邻地形成开口 S。至Sn。也可以通过利用激
光加工而进行该工序。在进行激光加工的情况下，当使用铬作为笫二
电极20时容易进行选择加工，因为铬具有升华性。
由此，形成多个在第一电极12和第二电极20之间具有光电转换 层的单元元件，而可以获得各单元元件与其分别相邻的单元元件串联 连接的集成型结构。
图19B表示在第二电极20上设置取出电极22，且由密封树脂层 24覆盖，并且设置保护膜25的结构。保护膜25具有三层结构，并且 EVA (乙烯-醋酸乙烯酯)26是当加热时熔解的粘合剂的层。铝箔27 是用来防湿的层，也是用来遮断从外部进入的水蒸气的层。外皮薄膜 28由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等形成。据此，可以获得多个单 元元件连接到衬底10的光电转换装置。
图20A至20C以及图21表示光电转换装置的其他制造工序。在 图20A中，在衬底101上设置透光电极层102。或者，准备具有透光电极层102的衬底。透光电极层102由与实施方式1同样的氧化铟锡 合金(ITO )、氧化锌(ZnO )、氧化锡(Sn02) 、 ITO- ZnO合金 等构成。
此外，与实施方式l同样，可以使用包含导电高分子(也称为导 电聚合物)的导电组成物。
此外，与实施方式l同样，可以通过使用于透光电极层102的导 电组成物溶解于水或有机溶剂(醇类溶剂、铜类溶剂、酯类溶剂、碳 化氢类溶剂、芳香类溶剂等)并且利用湿法，来形成成为透光电极层 的薄膜。
此外，与实施方式l同样，透光电极层102可以通过利用复合透 光导电材料来形成，该复合透光导电材料包含空穴传输性有机化合 物、以及对于该空穴传输性有机化合物显示电子接收性的金属氧化
物o
与实施方式1同样，从透光电极层102的低电阻化的观点来看， ITO膜很适合。但是，当在该ITO膜上形成半非晶半导体层时，若利 用现有的高频率等离子体CVD法，则当使ITO膜暴露于包含氢的等 离子体气氛时ITO膜被还原而失去透明性。然而，当使用根据本方式 的微波等离子体CVD法时，电子温度低，所以可以抑制电极材料的 退化。
光电转换层103由通过所述微波等离子体CVD法制造的半非晶 半导体构成。作为半非晶半导体的典型例子，有以SiHU气体为原料而 制造的半非晶硅半导体。此外，应用半非晶硅'锗半导体、半非晶碳 化硅半导体。光电转换层103包括半导体结。当使用根据本方式的微 波等离子体CVD法时，电子温度低，所以抑制各结界面上的损伤， 而可以形成具有良好的半导体结的光电转换层。
图20A表示作为一个实例的光电转换层103从透光电极层102 一侧堆叠有p型半导体层103a、i型半导体层103b、n型半导体层103c 的状态。光电转换层的厚度为0.5nm至l(Hun、优选为lnm至5nm, 其中可以将p型半导体层103a的厚度设定为10nm至20nm，而将n型半导体层103c的厚度设定为20nm至60nm。与实施方式l同样，也可以在堆叠有p型半导体层103a、 i型半 导体层103b、 n型半导体层103c的状态下，或者在堆叠有直到i型半 导体层103b的阶段，进行对这些半非晶半导体层照射激光束而提高 结晶性的处理。当利用这种半非晶半导体材料形成pin结时，可以获得0.4V至 1V左右的开路电压。当以该pin结为光电转换层的一个单位，而采用 堆叠有多个光电转换层的叠层型结构(也称为串置结构(tandem structure))时，也可以提高开路电压。如图20B所示，为了在相同衬底上形成多个单元元件，通过利 用激光加工法形成贯穿光电转换层103和透光电极层102的开口 Co 至Cn。开口 Co、 C2、 C4、 Cn—2、 Cn是绝缘分离用的开口，其 为形成单元元件而设置。开口 d、 C3、 C5、 'C^是用来形成透 光电极和背面电极之间的连接的开口。通过在堆叠有透光电极层102 和光电转换层103的状态下进行激光加工，可以避免当加工时透光电 极层从衬底剥离。通过这样做，将透光电极层102分割成透光电极Ti至Tn，而将 光电转换层103分割成K至Kn。并且，如图20C所示地填充开口 C0、 C2、 C4、 Cn.2、 Cn，并且形成覆盖该开口的上端部分的绝 缘树脂层Zo至Zn。绝缘树脂层Z。至Zn通过丝网印刷法利用绝缘树 脂材料诸如丙烯类、酚醛类、环氧类、聚酰亚胺类等来形成即可。例 如，通过丝网印刷法利用树脂组成物以填充开口 Co、 C2、 C4、Cn.2、 Cn的方式形成绝缘树脂图案，所述树脂组成物是在苯氧基树脂中混合环己胺、异佛尔酮、高阻碳黑、氧相二氧化硅、分散剂、防沫剂、以及均化剂而形成的。在形成印刷图案之后，在160。C的烘箱中进行二十分钟热固化，而获得绝缘树脂层Z。至Zn。接着，形成图21所示的背面电极E。至En。背面电极Eo至En 由导电材料形成。在此情况下，也可以通过溅射法或真空沉积法形成 由铝、银、钼、钛、铬等构成的层，但是也可以利用导电树脂材料而形成。在利用导电树脂材料形成背面电极Eo至En的情况下，也可以 通过丝网印刷法、喷墨法(液滴喷射法)、分配器方法等直接形成预定的图案。作为导电组成物，可以使用以Ag (银)、Au (金)、Cu (铜)、W(钨)、Al (铝)等金属粒子为主要成分的组成物。在利 用大面积衬底制造光电转换装置的情况下，优选使背面电极E。至En 低电阻化，所以优选使用将电阻率低的金、银、铜中的任何一种导电粒子溶解或分散在 溶媒中而形成的组成物作为导电组成物的主要材料。更优选使用电阻 低的银、铜。此外，为了将导电材料充分填充到被进行激光加工的开 口 d、 C3、 C5、 'C^中，可以使用导电粒子的平均粒径为5nm 至10nm的纳米骨。此外，也可以通过喷射形成包括利用其他导电材料覆盖导电材料 的周围的粒子的组成物，来形成背面电极Eo至En。例如，也可以使 用如下导电粒子，在该导电粒子中，当利用Ag覆盖Cu的周围的粒 子时，在Cu和Ag之间设置由Ni或NiB (硼化镍)构成的緩冲层。 溶媒相当于醋酸丁酯等酯类、异丙醇等醇类、丙酮等有机溶剂等。通 过调整溶液的浓度，并且加入表面活性剂等，而适当地调整表面张力 和粘度。优选的是，将喷墨法中使用的喷嘴的直径设定为0.02nm至 100nm (优选为30nm以下)，并且将从该喷嘴喷射的组成物的喷射 量设定为O.OOlpl至100pl (优选为10pl以下)。作为喷墨法，有两 种方式即请求(on-demand)型和连续型，可以使用其中的任何一种方 式。再者，作为在喷墨法中使用的喷嘴，有两种方式即利用压电体的 因电压施加而变形的性质的压电方式、以及利用设置在喷嘴中的加热 器使组成物沸腾来喷射该组成物的加热方式，可以使用其中的任何一 种方式。为了将液滴滴落在所希望的地方，优选使被处理物和喷嘴的 喷射开口之间的距离尽可能接近，优选设定为O.lmm至3mm (优选 为lmm以下)左右。喷嘴和被处理物在保持其相对距离的同时，移 动其中的一方而描画所希望的图案。也可以在减压下进行喷射导电组成物的工序。这是因为如下缘故在从喷射组成物到到达被处理物的过程中，该组成物的溶媒挥发， 而可以省略或缩短后续的干燥和焙烧工序。此外，通过在包含导电材 料的组成物的焙烧工序中，积极地使用以10%至30%的分压比混合有氧的气体，可以降低形成背面电极Eo至En的导电膜的电阻率，并且可以谋求实现该导电膜的薄膜化及平滑化。在喷射组成物之后，通过激光束照射、快热退火、使用加热炉的 加热等，在常压或减压下进行干燥和焙烧工序中的一方或双方。尽管 干燥和焙烧都是热处理工序，但是，例如，干燥是在IO(TC下进行3 分钟，焙烧是在200'C至350。C下进行15分钟至120分钟。根据本工 序，通过使组成物中的溶媒挥发或者化学性地去掉分散剂，来使周围 的树脂硬化收缩，而加速熔合和熔接。在氧气氛、氮气氛、或者空气 的气氛中进行该处理。但是，优选在氧气氛中进行该处理，因为分解 或分散有金属元素的溶媒容易被去掉。纳米骨包括分散或溶解在有机溶剂中的其粒径为5nm至10nm 的导电粒子，还包括分散剂、称为粘合剂的热固性树脂。粘合剂具有 避免当焙烧时发生裂缝或不均匀焙烧的功能。通过干燥工序或者焙烧 工序，同时进行有机溶剂的蒸发、分散剂的分解除去、以及通过使用 粘合剂而实现的硬化收缩，使纳米粒子彼此熔合以及/或者熔接而硬 化。此时，纳米粒子生长到几十nm至一百几十nm。通过使邻近的 生长粒子彼此熔合以及/或者熔接而互相链接，来形成金属链锁体 (metal hormogone)。另一方面，多数留下的有机成分(大约80% 至90% )被挤出到该金属链锁体的外部，结果形成包含该金属链锁体 的导电膜、以及覆盖其外面的由有机成分构成的膜。通过当在包含氮 和氧的气氛中焙烧纳米骨时，使包含在气体中的氧与包含在由有机成 分构成的膜中的碳、氢等反应，可以去掉由有机成分构成的膜。此外， 当在焙烧气氛中不包含氧时，可以另行利用氧等离子体处理等来去掉 由有机成分构成的膜。如此，通过在包含氮和氧的气氛中焙烧或在干 燥纳米骨之后进行氧等离子体处理，可以去掉由有机成分构成的膜，所以可以谋求实现包含留下的金属链锁体的导电膜的平滑化、薄膜化 以及低电阻化。注意，由于通过在减压下喷射包含导电材料的组成物 而使组成物中的溶媒挥发，因此也可以缩短后续的热处理(干燥或焙 烧)时间。这种背面电极Eo至En与光电转换层的n型半导体层103c接触， 通过将该接触设定为欧姆接触，并且为了进一步降低接触电阻，利用 半非晶半导体形成n型半导体层103c即可，并且可以将其厚度形成 为30隨至80腿。将各背面电极Eo至En形成为在开口 d、 C3、 C5、 d中分别与透光电极l至Tn连接。换言之，将与背面电极相同材料填充到开口d、 C3、 C5、 'C^中。通过如此，例如可以4吏背面电 极Ei与透光电极T2电连接，而可以使背面电极与透光电极Tn 电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可以 使各光电转换层至Kn串联电连接。密封树脂层104由环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂形成。在密 封树脂层104中，在背面电极Eo和En上形成开口部105、 106,以便 在该部分能够与外部布线连接。通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层K。、以及背面电极En构成的单元元件Un。并且，透光电极Tn在开口 Cn中与相邻的背面电极E^连接，而可以制造n个串联电连接的光电转 换装置。注意，背面电极Eo成为单元元件仏中的透光电极L的取出 电极。图23A至23C以及图24表示光电转换装置的其他方式。在图 23A中，与上述同样地制造村底101、透光电极层102、光电转换层 103。并且，通过印刷法在光电转换层103上形成背面电极Ei至En。 并且，如图23B所示，通过激光加工法形成贯穿光电转换层103 合透光电极层102的开口 Co至Cn。开口 Q、 C2、 C4、 Cn-2、 Cn是用来形成单元元件的绝缘分离用开口，而开口 d、 C3、 C5、 是用来形成透光电极和背面电极的连接的开口 。当进行激光加工时，有在开口的周边留下渣滓的情况。该渣滓是被加工物的飞沫。通 过激光束加热到高温的飞沫本来不是优选的，因为通过其会附着到光电转换层103的表面而使该光电转换层103受到损伤。为避免此，通 过按照开口图案形成背面电极，然后进行激光加工，至少可以避免对 光电转换层103的损伤。在将透光性电极层102分割成透光性电极1\至Tn，而将光电转 换层103分割成IQ至Kn之后，如图23C所示地填充开口 CG、 C2、 C4、 Cn.2、 Cn，并且通过印刷法比如丝网印刷法形成覆盖该开 口的上端部分的绝缘树脂层Z。至Zn。接着，如图24所示地填充开口 d、 C3、 C5、 CV"利用 丝网印刷法形成连接到透光电极Ti至L的布线Bo至Bn。布线Bo至 Bn由与背面电极相同材料形成，而使用热固型碳骨。注意，布线Bn 形成在绝缘树脂层Z。上，用作取出布线。通过如此，例如可以使背 面电极Eo与透光电极T2电连接，而可以使背面电极E"与透光电极 Tn电连接。换言之，可以使背面电极与相邻的透光电极电连接，而可 以使各光电转换层IQ至Kn串联电连接。最后，通过印刷法形成密封树脂层104。在密封树脂层104中， 在布线B。和Bn上分别形成开口部105、 106，以便在该部分与外部布 线连接。通过如此，在衬底101上形成由透光电极Tn、光电转换层 Kn、以及背面电极E^构成的单元元件Un。并且，透光电极T。在开 口 Cn.i中与相邻的背面电极E^连接，而可以制造n个串联电连接的 光电转换装置。注意，布线B。成为单元元件仏中的透光电极T,的取 出电极。在根据本发明的光电转换装置中，光电转换层由半非晶半导体形 成。因此，可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转换装 置。图25表示作为光电转换装置的其他方式的光传感装置。该光传 感装置在受光部分中具有光电转换层225，并且具有在由薄膜晶体管 211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的功能。在衬底201上设置有光电转换层225以及薄膜晶体管211。作为衬底201，可以使 用透光性衬底例如玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等中的任何一种。在衬底201上设置有绝缘层202，该绝缘层202通过溅射法或等 离子体CVD法利用由选自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧氮化硅中 的一种或多种构成的单层或多个层形成。通过设置绝缘层202,可以 緩和压力并避免杂质污染。在绝缘层202上设置有构成薄膜晶体管211 的结晶半导体层203。在结晶半导体层203上设置有栅绝缘层205、 栅电极206来构成薄膜晶体管211。在薄膜晶体管211上设置有层间绝缘层207。层间绝缘层207既 可以由单层绝缘膜形成，又可以由不同材料的绝缘层的堆叠膜形成。 在层间绝缘层207上形成电连接到薄膜晶体管211的源区以及漏区的 布线。在层间绝缘层207上还形成有电极221、电极222以及电极223。 该电极221、电极222以及电极223通过与该布线相同材料及相同工 序形成。电极221至223由金属膜比如低电阻金属膜形成。作为这种 低电阻金属膜，可以使用铝合金、或者纯铝等。此外，作为由这种低 电阻金属膜和高熔点金属膜构成的堆叠结构，也可以釆用依次堆叠钛 膜、铝膜、钛膜而形成的三层结构。也可以利用单层导电膜形成电极 221至223,而代替由高熔点金属膜和低电阻金属膜构成的堆叠结构。 作为这种单层导电膜，可以使用如下单层膜由选自钛、钨、钽、钼、 钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、柏中的元素、或者以上述元 素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者由这些的 氮化物例如氮化钛、氮化钨、氮化钽、氮化钼构成的单层膜。对层间绝缘层207、栅绝缘层205、以及绝缘层202施行蚀刻加 工，以使它们的端部成为锥形状。通过层间绝缘层207、栅绝缘层205、 以及绝缘层202的端部被加工为锥形状，取得如下效果形成在这些 膜上的保护层227的覆盖率提高，而不容易使水分、杂质等进入。在层间绝缘层207上形成p型半导体层103a、i型半导体层103b 、 n型半导体层103c。注意，以至少使p型半导体层103a的一部分与 电极222接触的方式提供p型半导体层103a。 p型半导体层103a、 i型半导体层103b、n型半导体层103c与图20A至图24所说明的同样。 保护层227例如由氮化硅形成，并且被形成在光电转换层225上。通 过利用保护层227，可以避免水分、有机物等杂质混入到薄膜晶体管 211和光电转换层225中。在保护层227上设置有由聚酰亚胺、丙烯 等有机树脂材料形成的层间绝缘层228。在层间绝缘层228上形成有 电连接到电极221的电极231、通过形成在层间绝缘层228以及保护 层227中的接触孔电连接到光电转换层225的上层(n型半导体层 103c)以及电极223的电极232。作为电极231以及电极232，可以 使用鵠、钛、钽、银等。在层间绝缘层228上通过丝网印刷法或喷墨法利用环氧树脂、聚 酰亚胺、丙烯、酚醛树脂等有机树脂材料设置有层间绝缘层235。在 层间绝缘层235中，在电极231以及电极232上设置有开口部。在层 间绝缘层235上比如通过印刷法利用镍骨设置有电连接到电极231的 电极241、以及电连接到电极232的电极242。这种用作光传感器的光电转换装置由于光电转换层由半非晶半 导体形成，所以可以获得几乎没有光退化所引起的特性降低的光电转 换装置。注意，虽然图25示出了在受光部分中具有光电转换层225 并且在由薄膜晶体管211构成的放大电路中放大其输出功率而输出的 光传感装置，但是如果省略涉及放大电路的结构，则可以用作光传感 器。本说明书根据2007年6月5日在日本专利局受理的日本专利申 请编号2007-149795并且2007年6月15日在日本专利局受理的曰本 专利申请编号2007-159570而制作，所述申请内容包括在本说明书中。
权利要求
1.一种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置包括由半非晶半导体构成的光电转换层，包括如下步骤将反应气体导入于放置有衬底的处理室内；通过设置在波导管的槽缝将微波导入于所述处理室内来产生等离子体。
2. 根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 波导管与所述衬底大略平行地相对配置。
3. 根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 等离子体的电子密度为lxlO"cn^以上且lxlO"cmJ以下，而其电子 温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
4. 根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 反应气体包括氦。
5. 根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法，其中用来 产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
6. 根据权利要求1所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述反应气体包含氦及半导体材料气体， 并且所述氦从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
7. 根据权利要求l所述的光电转换装置的制造方法，其中所述反应气体包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
8. —种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤 通过将第一反应气体导入于放置有村底的第一处理室内，来在所述衬底上形成第一半非晶半导体层，并且通过将微波经过设置在第一 波导管的第一槽缝导入于所述第一处理室内，来产生等离子体；从所述第一处理室将所述衬底移动到第二处理室而不使所述衬底暴露于大气；通过将第二反应气体导入于放置有所述衬底的所述第二处理室 内，来在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层，并且 通过将微波经过设置在第二波导管的第二槽缝导入于所述第二处理 室内，来产生所述等离子体；从所述第二处理室将所述衬底移动到第三处理室而不使所述衬底暴露于大气；通过将第三反应气体导入于放置有所述衬底的所述第三处理室 内，来在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层，并且 通过将微波经过设置在第三波导管的第三槽缝导入于所述第三处理 室内，来产生所述等离子体。
9. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 第一波导管、所述第二波导管、以及所述第三波导管与所述衬底大略 平行地相对配置。
10. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 等离子体的电子密度为lxlO"cm-s以上且lxlO"cm-s以下，而其电子 温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
11. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法，其中所述 第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包括 氦。
12. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法，其中用来 产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
13. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氦及半导体材料气体，并且所述氦从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从 第二气体供应喷嘴流出。
14. 根据权利要求8所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
15. —种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置包括由半非 晶半导体构成的光电转换层，包括如下步骤将反应气体导入于放置有衬底的处理室内； 通过设置在多个波导管的多个槽缝将多个微波导入于所述处理 室内来产生等离子体。
16. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述多个波导管与所述衬底大略平行地相对配置。
17. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述等离子体的电子密度为lxlO"cm^以上且lxlO"cmJ以下，而其电 子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
18. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述反应气体包括氦。
19. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法，其中用 来产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
20. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法， 其中所迷反应气体包含氦及半导体材料气体， 并且所述氦从笫一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
21. 根据权利要求15所述的光电转换装置的制造方法，其中所述反应气体包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
22. —种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤 通过将第一反应气体导入于放置有衬底的第一处理室内，来在所述村底上形成第 一半非晶半导体层，并且通过将多个微波经过设置在多个第一波导管的多个第一槽缝导入于所述第一处理室内，来产生等离子体；从所述第一处理室将所述衬底移动到第二处理室而不使所述衬 底暴露于大气；通过将第二反应气体导入于放置有所述衬底的所述第二处理室 内，来在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层，并且 通过将多个微波经过设置在多个第二波导管的多个第二槽缝导入于 所述第二处理室内，来产生所述等离子体；从所述第二处理室将所述衬底移动到第三处理室而不使所述衬 底暴露于大气；通过将第三反应气体导入于放置有所述衬底的所述第三处理室 内，来在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层，并且通过将多个微波经过设置在多个第三波导管的多个第三槽缝导入于 所述第三处理室内，来产生所述等离子体。
23. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述多个第一波导管、所述多个第二波导管、以及所述多个第三波导管 与所述衬底大略平行地相对配置。
24. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述等离子体的电子密度为lxlO"cn^以上且lxl0"cn^以下，而其电 子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
25. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包 括氛。
26. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法，其中用 来产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
27. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氦及半导体材料气体，并且所述氦从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从 笫二气体供应喷嘴流出。
28. 根据权利要求22所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
29. —种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置包括由半非 晶半导体构成的光电转换层，包括如下步骤将反应气体导入于放置有衬底的处理室内；通过设置在波导管的多个槽缝将微波导入于所述处理室内来产 生等离子体。
30. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述波导管与所述衬底大略平行地相对配置。
31. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述等离子体的电子密度为lxl()Ucm-s以上且lxlO"cii^以下，而其电 子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
32. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述反应气体包括氦。
33. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法，其中用 来产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
34. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述反应气体包含氦及半导体材料气体， 并且所述氦从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
35. 根据权利要求29所述的光电转换装置的制造方法，其中所述反应气体包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
36. —种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤 通过将第一反应气体导入于放置有衬底的第一处理室内，来在所述衬底上形成第 一半非晶半导体层，并且通过将微波经过设置在第一波导管的多个第一槽缝导入于所述第一处理室内，来产生等离子体；从所述第一处理室将所述衬底移动到第二处理室而不使所述衬 底暴露于大气；通过将第二反应气体导入于放置有所述衬底的所述第二处理室 内，来在所述第一半非晶半导体层上形成第二半非晶半导体层，并且通过将微波经过设置在第二波导管的多个第二槽缝导入于 所述第二处理室内，来产生所述等离子体；从所述第二处理室将所述衬底移动到第三处理室而不使所述衬 底暴露于大气；通过将第三反应气体导入于放置有所述衬底的所述第三处理室 内，来在所述第二半非晶半导体层上形成第三半非晶半导体层，并且通过将微波经过设置在第三波导管的多个第三槽缝导入于 所述第三处理室内，来产生所述等离子体。
37. 根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述第一波导管、所述第二波导管、以及所述第三波导管与所述衬底大 略平行地相对配置。
38. 根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述等离子体的电子密度为lxl()Hcn^以上且lxlO"cm-s以下，而其电 子温度为0.2eV以上且2.0eV以下。
39. 根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法，其中所 述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包 括氛。
40. 根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法，其中用 来产生所述等离子体的压力为lxlO"Pa至lxl05Pa。
41. 根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法， 其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氦及半导体材料气体，并且所述氦从第一气体供应喷嘴流出，且所述半导体材料气体从第二气体供应喷嘴流出。
42.根据权利要求36所述的光电转换装置的制造方法，其中所述第一反应气体、所述第二反应气体、以及所述第三反应气体分别包含氢及/或稀有气体以及半导体材料气体，并且所述氢及/或所述稀有气体从第一气体供应喷嘴流出，且所 述半导体材料气体从笫二气体供应喷嘴流出。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种光电转换装置及光电转换装置的制造方法，其中，不降低堆积速度地在大面积衬底上以高生产率直接形成优质的结晶半导体层，并且将该结晶半导体层用作光电转换层。将反应气体导入于放置有衬底的处理室内，通过设置在波导管的槽缝将微波导入于所述处理室内来产生等离子体，而在所述衬底上形成由半非晶半导体构成的光电转换层，所述波导管与所述衬底大略平行地相对配置。由此，不降低堆积速度，而可以获得优质的半非晶半导体。通过利用这种半非晶半导体形成光电转换层，可以获得将因光退化所引起的特性降低从五分之一降低到十分之一，而实际上几乎没有问题的光电转换装置。
文档编号H01L31/20GK101320765SQ20081010827
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者山崎舜平, 荒井康行 申请人:株式会社半导体能源研究所