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半導体デバイスの製造方法及び太陽電池

国内特許コード P110004444
整理番号 E079P38
掲載日 2011年7月14日
出願番号 特願2010-012546
公開番号 特開2010-192891
登録番号 特許第5531243号
出願日 平成22年1月22日(2010.1.22)
公開日 平成22年9月2日(2010.9.2)
登録日 平成26年5月9日(2014.5.9)
優先権データ
  • 特願2009-013354 (2009.1.23) JP
発明者
  • 中村 栄一
  • 佐藤 佳晴
  • 新実 高明
  • 松尾 豊
  • 曽我 巌
  • 荒牧 晋司
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 三菱ケミカル株式会社
発明の名称 半導体デバイスの製造方法及び太陽電池
発明の概要 【課題】効率よくp型半導体とn型半導体とを含む半導体層を備える半導体デバイスを製造する方法を提供する。
【解決手段】その一方がp型半導体材料であり他方がn型半導体材料である、第1の半導体材料と第2の半導体材料とを含む半導体層を備える半導体デバイスを製造する、半導体デバイスの製造方法である。第1の半導体材料と第3の材料とを含む層に対して、第3の材料を第2の半導体材料で置換する置換工程を備え、前記第3の材料は半導体材料ではない。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



半導体デバイス、とりわけ光電変換素子の製造においては、半導体層及び半導体層の製造方法が性能を決定する上で重要となる。





例えば非特許文献1には、電子供与体である銅フタロシアニンと電子受容体であるペリレン誘導体とを組み合わせた光電変換素子が開示されている。また、非特許文献2及び特許文献1には、電子供与体であるポリフェニレンビニレンと、電子受容体であるフラーレン誘導体とを組み合わせた光電変換素子が開示されている。また非特許文献3には、電子供与体であるベンゾポルフィリンと、電子受容体であるフラーレン誘導体とを組み合わせた光電変換素子を、ベンゾポルフィリンの前駆体を用いることにより塗布法で作製した光電変換素子が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、半導体デバイスの製造方法、特に光電変換素子の製造方法及びこの方法に従って製造された光電変換素子を含む太陽電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
その一方がp型半導体材料であり他方がn型半導体材料である、第1の半導体材料と第2の半導体材料とを含む半導体層を備える半導体デバイスの製造方法であって、
前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層に対して、前記第3の材料を前記第2の半導体材料で置換する置換工程を備え、
前記第3の材料は半導体材料ではない
ことを特徴とする、半導体デバイスの製造方法。

【請求項2】
前記置換工程では、前記第2の半導体材料の溶液を、前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層に塗布することにより、前記第3の材料を前記第2の半導体材料で置換することを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項3】
前記置換工程は、前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層から前記第3の材料を当該第3の材料の溶剤を用いて除去する工程と、前記工程において前記第3の材料が除去された前記層に前記第2の半導体材料の溶液を塗布することにより、前記第2の半導体材料を含有させる工程とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項4】
前記置換工程は、前記第2の半導体材料の前駆体の溶液を、前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層に塗布することにより、前記第3の材料を前記第2の半導体材料の前駆体で置換する工程と、前記工程において第2の半導体材料の前駆体で置換された前記層を加熱することにより、前記第2の半導体材料の前駆体を前記第2の半導体材料へと変換する工程とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項5】
前記置換工程は、前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層から前記第3の材料を当該第3の材料の溶剤を用いて除去する工程と、前記工程において前記第3の材料が除去された前記層に前記第2の半導体材料の前駆体の溶液を塗布することにより、前記第2の半導体材料の前駆体を含有させる工程と、前記工程において第2の半導体材料の前駆体を含有させた前記層を加熱することにより、前記第2の半導体材料の前駆体を前記第2の半導体材料へと変換する工程とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項6】
前記第1の半導体材料は、前記第2の半導体材料の溶液中の溶媒に難溶又は不溶であり、前記第3の材料は、前記第2の半導体材料の溶液中の溶媒に可溶であることを特徴とする、請求項2に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項7】
前記第1の半導体材料は、前記第2の半導体材料の前駆体の溶液中の溶媒に難溶又は不溶であり、前記第3の材料は、前記第2の半導体材料の前駆体の溶液中の溶媒に可溶であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項8】
前記第1の半導体材料は、前記第3の材料の溶剤に難溶又は不溶であることを特徴とする、請求項3又は5に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項9】
前記第1の半導体材料と第3の材料とを含む層は、前記第1の半導体材料の前駆体と前記第3の材料との混合液を塗布して得た層を加熱し、前記第1の半導体材料の前駆体を前記第1の半導体材料へと変換することにより得たものであることを特徴とする、請求項1乃至8の何れか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項10】
前記第3の材料が、アダマンタン、p-ターフェニル、カリックス[4]アレンテトラ-n-プロピルエーテル、又は下式で示される化合物(B4)であることを特徴とする、請求項1乃至9の何れか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。



【請求項11】
前記半導体デバイスは光電変換素子であることを特徴とする、請求項1乃至10の何れか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項12】
請求項11に記載の製造方法により製造された光電変換素子を含むことを特徴とする、太陽電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010012546thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 中村活性炭素クラスタープロジェクト 領域
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