JP5259178B2

Technique and apparatus for depositing thin layers of semiconductors for solar cell fabricaton

Abstract

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JP5259178B2, drawing sheet 1
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Expired 15 March 2025, 1.5 years ago.

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16 claims: 3 independent, 13 dependent

  1. 1
    基材上にIBIIIAVIA族半導体層を成長させる方法であって、 基材上に IB族材料の膜を堆積し、 および少なくとも 1つのIIIA族材料の層を堆積し、前記膜および少なくとも1つの層の両方ともその中に実質的な量のVIA族材料を含まない工程と、 炉を用いてIB族材料の膜および少なくとも1つのIIIA族材料の層を混合して、実質的な量のVIA族材料を含まない混合層を形成する工程と、 混合層上に、 20~250nmの範囲の膜厚を有するIIIA族材料の副層およびIB族材料の副層の少なくとも1つを含む薄い金属膜を形成する工程と、 混合層および金属 膜 をVIA族材料と反応させてIBIIIAVIA族半導体層を成長させる工程とを含む方法。
  2. 2
    混合層上に金属膜を形成する工程はIIIA族材料の副層として第1のIIIA族材料の層および別のIIIA族材料の層を形成する工程を含む請求項1記載の方法。
  3. 3
    混合工程はIB族材料の膜および少なくとも1つのIIIA族材料の層を摂氏50~350度の範囲の温度に加熱し、加熱工程を2~600秒の時間実施し、混合層を全体にわたって実質的に合金化し、それにより実質的に均一な微視的組成を達成する請求項1記載の方法。
  4. 4
    混合層におけるIB族材料対IIIA族材料のモル比が1.0より大きい請求項3記載の方法。
  5. 5
    さらに、形成工程の後に混合層および金属膜をアニーリングしてアニール層を作る工程を含み、アニーリング工程を摂氏50~350度の温度で実施する請求項1記載の方法。
  6. 6
    さらに、堆積、混合、形成、およびアニーリングの工程を少なくとも1回繰り返して前駆体層を形成する請求項5記載の方法。
  7. 7
    堆積および形成の工程をおのおの電着を用いて実施し、VIA族材料はセレンおよび硫黄の少なくとも1つを含む請求項1記載の方法。
  8. 8
    基材上にCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる方法であって、 基材上に 銅の膜を堆積し、 ならびにインジウム の層およびガリウムの層の少なくとも1つを堆積し、前記膜および少なくとも1つの層の両方ともその中に実質的な量のVIA族材料を含まない工程と、 炉を用いて銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の少なくとも1つを混合して、実質的な量のVIA族材料を含まない混合層を形成する工程と、 混合層上に インジウム副層、ガリウム副層および銅副層の少なくとも1つを含む薄い金属膜を形成し、前記金属膜は20~250nmの範囲の膜厚を有する工程と 混合層および金属膜をVIA族材料と反応させてIBIIIAVIA族半導体層を成長させる工程とを含む方法。
  9. 9
    混合工程は銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の少なくとも1つを摂氏50~350度の範囲の温度に加熱する工程を含み、混合層におけるCu/(In+Ga)のモル比が1.0より大きい請求項8記載の方法。
  10. 10
    堆積工程は基材上に銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の両方を堆積し、混合工程は銅の膜、インジウムの層およびガリウムの層を混合して混合層を形成し、金属膜はインジウム副層およびガリウム副層および銅副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも1つと反応させてCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる請求項8記載の方法。
  11. 11
    混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも1つと反応させてCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる請求項8記載の方法。
  12. 12
    堆積工程は基材上に銅の膜およびインジウムの層を堆積し、混合層における銅対インジウムのモル比が1.22以上である請求項8記載の方法。
  13. 13
    金属膜はガリウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも1つと反応させてCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる請求項12記載の方法。
  14. 14
    金属膜は銅副層およびガリウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも1つと反応させてCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる請求項12記載の方法。
  15. 15
    堆積工程は基材上銅の膜およびガリウムの層を堆積し、混合層におけるCu/Gaのモル比が1以上であり、金属膜がインジウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも1つと反応させてCu(In,Ga)(Se,S) 2 半導体層を成長させる請求項8記載の方法。
  16. 16
    堆積および形成の工程をおのおの電着を用いて実施する請求項8記載の方法。
Independent claims16