硅化铁和光电换能器的制造方法技术

一个太阳能电池１０包含一个底材１１，和连续层压在底材１１上的一个金属电极层１２、一个ｐ－ｉ－ｎ结１００，和一个透明电极层１６。所述ｐ－ｉ－ｎ结１００包含一个ｎ层１３、一个ｉ层１４，和一个ｐ层１５，它们按此顺序层压。所述ｉ层１４由一个根据本发明专利技术的含氢的非结晶硅化铁薄膜制成，同时，通过向一个原料气体Ｇ的等离子区Ｐｓ内供应铁蒸气Ｖ成型于ｎ层１３上，其中的原料气体Ｇ由一种硅烷型气体和氢气混合而成。在ｉ层１４中，硅原子和／或铁原子的悬空键由氢来中止，由此，许多可能出现在非结晶硅化铁薄膜中的陷阱能级被消除。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造硅化铁薄膜的方法和装置，一种用于制造光电换能器的方法和装置，以及一种用于制造光电换能器单元的方法和装置。
技术介绍
近年来，化合物半导体被广泛应用于各种光学器件、电子器件、其它器件及类似物。其中，硅化物半导体因其复杂且多样的化合形式，而被当作一种有优异电、光、磁和热电特性的材料被大力开发。硅化物半导体的实例包括以硅化铁为代表的过渡金属硅化物半导体，以及硅化钙和硅化镁为代表的碱土金属硅化物半导体。具体地说，由于硅化铁的组成成分是低环境负荷且为长期资源的铁和硅，以及与典型采用的硅底材的晶格失配少等原因，硅化铁作为一种在实践中非常有用且对环境影响较小的材料而受到关注。通常，表达为FexSiy的硅化铁根据它的生长条件以及铁原子与硅原子的组成比例(x∶y)表现出大量的结晶相。在结晶硅化铁中，已知只有β-FeSi2有一种半导体特性。β-FeSi2在一个1.55微米的作为光通信波长的频带内正好有一个能带隙(这里禁带宽度大约1.85eV)。利用其与硅层的异质结，已经开发了在室温下发光的LED(发光二极管)和PD(光电二极管)。同样，由于β-FeSi2如上所述对环境影响很本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有半导体特性的硅化铁薄膜的方法，该方法包括：　　　　一个在底材周围保持固定压力的压力调整步骤；　　　　一个加热底材的底材加热步骤；　　　　一个向底材供应原料气体的气体供应步骤，该原料气体包括含硅原子气体和氢气；　　　　一个等离子区形成步骤，即加载高频功率到与底材相对的区域以形成一个包含一种从原料气体中得到的化学物种的等离子区；和　　　　一个为底材提供铁原子的铁供应步骤。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-16 P2003-0087251.一种制造具有半导体特性的硅化铁薄膜的方法，该方法包括一个在底材周围保持固定压力的压力调整步骤；一个加热底材的底材加热步骤；一个向底材供应原料气体的气体供应步骤，该原料气体包括含硅原子气体和氢气；一个等离子区形成步骤，即加载高频功率到与底材相对的区域以形成一个包含一种从原料气体中得到的化学物种的等离子区；和一个为底材提供铁原子的铁供应步骤。2.根据权利要求1所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在压力调整步骤中调节固定压力使得硅化铁薄膜获得半导体特性。3.根据权利要求2所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在压力调整步骤中将固定压力保持在从0.01到27Pa的量值范围内的一个值。4.根据权利要求1所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在底材加热步骤中调节底材温度使得硅化铁薄膜包含氢原子，同时所述硅化铁薄膜中的氢原子含量是选自预设范围的特定值。5.根据权利要求4所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于底材在底材加热步骤中加热使得底材达到一个至少100摄氏度但低于400摄氏度范围内的温度。6.根据权利要求4或5所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在底材加热步骤中包含在硅化铁薄膜中的氢原子含量的预设范围为1％到25原子％。7.根据权利要求1所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于含硅原子气体供应量和铁原子供应量的比例在气体和铁供应步骤中被调节，使得硅化铁薄膜获得半导体特性。8.根据权利要求7所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在气体和铁供应步骤中调节含硅原子气体供应量和铁原子供应量的比例使得该硅化铁薄膜中的铁原子和硅原子数量之比落在1∶1.7到1∶3.5的范围之内。9.根据权利要求1所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在气体供应步骤中调节氢气的供应量使得硅化铁薄膜包含氢原子，同时所述硅化铁薄膜中的氢原子含量是选自预设范围的特定值。10.根据权利要求9所述的制造硅化铁薄膜的方法，其特征在于在气体供应步骤中包含在硅化铁薄膜中的氢原子含量的预设范围为1％到25原子％。11.一种制造具有半导体特性的硅化铁薄膜的装置，该装置包括一个用于容纳底材的腔；一个底材支撑部分，置于腔中以支撑底材；一个压力调整部分，与腔相连以使腔内保持固定压力；一个底材加热部分以加热底材；一个气体供应部分，与腔相连为腔内供应一种包括含硅原子气体和氢气的原料气体；一个等离子区形成部分，用以加载高频功率到腔内与底材相对的区域以形成一个包含一种从原料气体中得到的化学物种的等离子区；和一个用以为底材提供铁原子的铁供应部分。12.根据权利要求11所述的制造硅化铁薄膜的装置，其特征在于进一步包括一个与压力调整部分连接的压力控制部分，以调节固定压力使得硅化铁薄膜获得半导体特性。13.根据权利要求11所述的制造硅化铁薄膜的装置，其特征在于进一步包括一个与底材加热部分相连接的底材温度控制部分，以调节底材温度使得硅化铁薄膜包含氢原子，同时所述硅化铁薄膜中的氢原子含量是选自预设范围的特定值。14.根据权利要求11所述的制造硅化铁薄膜的装置，其特征在于进一步包括一个与气体和铁供应部分相连接的第一供应量控制部分，以调节含硅原子气体供应量与铁原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：师冈久雄，山田宽，西和夫，
申请(专利权)人：TDK株式会社，株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]