[其他]半導體器件

無效

• 申請號: 86106353
• 申請日: 1986-11-05
• 公開（公告）號: CN86106353A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 山岸英雄;近藤正隆;西村國夫;廣江昭彥;淺岡圭三;津下和永;太和田善久;山口美則
• 申請（專利權）人: 鐘淵化學工業株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04;H10L25/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 趙越

本發明涉及到一半導體器件，特別是涉及到包括在光輻射下具有高的開路電壓的光電池的半導體器件或者光電池的光電轉換效率得以提高的半導體器件。

到目前為止，作為光電轉換器的材料，例如太陽電池，采用的是一種含有非晶半導體的半導體材料諸如a-Si：H，a-Si₁-x：Cx：H，a-Si₁-xGex：H，a-Si：F：H，a-Si₁-xNxH，a-Ge：H，a-Si₁-xGex：F：H，a-Si：H，uc-Si：H，uc-Si₁-xGex：H（其中x滿足關系式0＜X＜1）或者部分地包含這些非晶半導體的半導體材料。

通常的太陽電池具有層狀的Pin，（niP，PinPin…或niPniP…等結構，它們是通過順序地沉積同種類的非晶半導體或者只是在它們的摻雜層內沉積具有寬能隙的不同種類的非晶半導體。除了由于在器件生產期間及以后的熱擴散引起的摻雜劑的分布外，在P型或n型層中的摻雜密度在厚度方向上是均勻的，通常為0.01到5原子百分數。

圖9示出了使用三層結構的Pin型半導體制成的通常的太陽電池所采用的半導體器件。在圖9中，數碼31是一玻璃襯底，一透明電極32附著其上。在透明電極32上，依次形成P型半導體層34，i型半導體層35和n型半導體層36。然后在n型半導體層36上形成一電極37。半導體器件38由玻璃襯底31、透明電極32、P型半導體層34、i型半導體層35、n型半導體層36和電極37構成。

在上述半導體器件38上，光沿著圖9中箭頭指出的方向射入玻璃襯底31，并透過玻璃襯底31和電極32，然后輻照到P型半導體層34、i型半導體層35和n型半導體層36。由于這種輻照，在每一個半導體層34、35和36中產生電子和空穴時。然后電子被收集在n型層中而空穴收集在P型層中，因此在透明電極32上產生正電荷，在電極37上產生負電荷。它樣就產生光電轉換，并使半導體器件38具有作為光電池的功能。

然而，具有以上結構的半導體器件其缺點是當光輻照時在開路條件下它不能提高電壓值（這以下用Voc表示），因為這種半導體器件在提高內部電場方面是有限制的。

例如，在利用上述器件情況下，當要求電動勢大于Voc時，為了克服上述缺點，可把多個器件串聯起來。然而，即使如此，假設每一個器件的Voc能提高的話，那么串聯的器件數可以減少。進一步，即便在所有器件的總的面積有限制的情況下，通過使每一個半導體層的面積增大的方法可以料想到器件的性能可以大大改善。

當注意到半導體器件的結構時，有效的研究結果是，我們發明家發現在不增加所有器件的總的面積和串聯器件數量的情況下，找出了比通常的半導體器件具有更高的Voc和在特定電壓下更高的電流（工作電流）的半導體器件，并且實現了本發明中的這種半導體器件。

此外，一般都知道，在通常的半導體器件中，當雜質密度變得大時，在P型半導體層和在P型層側的電極之間及在n型半導體層和n型層側的電極之間的接觸電阻變小。使這接觸電阻變小是人們所希望的，因為當P型半導體層和n型半導體層用作光電池器件時，例如太陽電池，此電阻降低了光電池器件的占空因子。因此，從此觀點出發，希望增加雜質密度。然而，如n型和P型半導體層的雜質密度變得太高，會引起的問題是作為光電池器件的特性會變壞，這是由于在含有雜質的那些部分有大的光吸收損失。

本發明是為了解決上述問題，其目的是提供一在光輻照下具有的高的開路電壓的半導體器件及光電轉換效率得到提高的半導體器件。

根據本發明，它提供了一種半導體器件，它由第一和第二電極以及由含有非晶部分的P型、i型和n型的堆積半導體層所組成。或由包含非晶部分及在兩個主要表面上的電極的n型、i型和P型的堆積半導體層所組成。其特征在于至少有一界面層是由半導體或絕緣體制成，其電阻率高于鄰近于界面層的半導體，此界面層處在半導體層之間或半導體和電極之間。

本發明進一步提供由含有非晶半導體層的Pin型和niP型層和至少兩個電極所組成的半導體器件，其特征在于在P型和n型層中的摻雜量會在P｜i或n｜i的一個結界面上最低，并且在趨向P｜電極或n｜電極的界面的方向上逐漸增加。