CN1219331C - 发光或受光用半导体模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体模块(20)是将25个具有光电转换功能的半导体器件(10)，通过由6条连接引线(21～26)所构成的导电构件配置成5行5列的矩阵形，多列半导体器件(10)串联连接，且各行半导体器件(10)并联连接。它还设有埋入在透明的合成树脂制透光构件(28)内、并向外突出的正极端子和负极端子。半导体器件(10)在球状的p型半导体结晶的表面部分有扩散层、pn结和一个平坦面，设置在平坦面上形成的与p型半导体结晶相连接的正极(6a)，以及隔着中心与正极(6a)相对的负极(6b)。

Description

发光或受光用半导体模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及多个近似球状的半导体器件组合而成的发光或受光用模块及其制造方法。该发光或受光用半导体模块可适用于太阳能电池板、照明面板、显示器、半导体光催化剂等各种用途。
背景技术
以往，研究了一种用于太阳能电池及半导体光催化剂的技术，它是在p型或n型半导体构成的小直径球状半导体元件的表面部分，通过扩散层，形成pn结，再将多个这样的球状半导体元件与公用电极并联。
在美国专利第3998659号公报中揭示了以下技术，将许多球状半导体的扩散层与公用薄膜状电极(正极)连接，同时将许多球状半导体的n型芯部分与公用薄膜状电极(负极)连接构成太阳能电池。
在美国专利4021323号公报中揭示了一种太阳能变换器(半导体模块)，它是将p型球状半导体元件与n型球状半导体元件排成一排配置，将这些半导体与公用薄膜状电极连接，同时使这些半导体元件的扩散层与公用电解液接触，照射太阳光使电解液产生电解。
在美国专利第4582588号公报及美国专利第5469020号公报所示的采用球状单元的模块中，由于各球状单元也是通过与片状公用电极连接进行安装的，因此适合于将多个球状单元并联，而不适合于将多个球状单元串联。
另外，本发明的发明人在WO98/15983及WO99/10935号国际公开公报中提出了一种半导体器件，它是在p型半导体及n型半导体构成的球状半导体元件形成了扩散层、pn结及一对电极的粒状发光或受光用半导体器件。还提出一种半导体模块，它是将多个这样的半导体器件串联，或者将多个这样的串联体并联，形成能够适用于太阳能电池、供给水的电解等使用的光催化剂装置、各种发光器件及彩色显示器等的半导体模块。
在该半导体模块中，若由于某一个串联体的某一个半导体器件因故障而处于开路状态，则包含该半导体元件的串联电路中没有电流流过，该串联中剩下的正常的半导体器件也处于功能停止状态，产生半导体模块的输出降低的现象。
再有，对于前述公报中本发明者提出的形成正负电极的球状半导体器件，由于它容易翻转，因此使用很麻烦，难以决定形成正负电极的位置，或者在组装时也难以识别正负电极。
因此，本申请的发明人曾研究了在球状半导体元件形成一对平坦面，并在这些平坦面上形成电极的技术。但是已经证明，不仅电极形成用的步骤数增多，而且识别正负电极依然不容易，对于采用多个球状半导体器件来批量生产半导体模块也不太有利。
本发明的目的在于提供一种即使在本发明的某个器件出了故障、也能将输出电压和电流的降低减小到最低限度的发光或受光用半导体模块及其制造方法，提供一种容易识别粒状半导体器件的一对电极的发光或受光用半导体模块及其制造方法，以及提供一种通过透光构件的反射作用而在与入射点和发光点相隔离的位置处也能引导光线的发光或受光用半导体模块及其制造方法。
发明内容
本发明的发光或受光用半导体模块具备以导电方向一致的多行多列配置的多个近似球状的具有发光或受光功能的半导体器件，以及将各列的多个半导体器件串联、同时又将各行的多个半导体器件并联的导电连接构件。
上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极。
本发明的另一发光或受光用半导体模块具备带有发光或受光功能的多个近似球状的半导体器件，以及将各列的多个半导体器件串联、同时又将同一平面上排成环状的多个半导体器件并联的导电连接构件；上述半导体器件以导电方向一致的状态多列区分形成环状多列配置。
上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极(权利要求5)。
本发明的发光或受光用半导体模块的制造方法具备以下3个步骤，制作多个具有发光或受光功能的近似球状的半导体器件的第1步骤，将多个半导体器件配置成多行多列的矩阵形、并使这些半导体器件的导电方向与列方向一致、通过多条连接引线将各列的半导体器件串联的同时又将多行半导体器件并联的第2步骤，将包含上述多个半导体器件和多条连接引线的组装体用透明的合成树脂制透光构件封装的第3步骤；第1步骤中，上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极。
本发明的另一发光或受光用半导体模块的制造方法具备以下4个步骤，制作多个未形成电极的半导体器件的第1步骤，将多个未形成电极的半导体器件配置成多行多列的矩阵形、并使这些未形成电极的半导体器件的导电方向与列方向一致、通过在各未形成电极的半导体器件的平坦面和与此平坦面相反侧的顶部涂布的导电糊和多条连接引线、将各列未形成电极的半导体器件串联并将各行未形成电极的半导体器件并联形成组装体的第2步骤，对上述组装体进行规定的加热处理、使涂布在各半导体器件上的导电糊硬化、形成与上述pn结的两端通电连接的一对电极的第3步骤，以及将上述组装体的大部分用透明的合成树脂制透光构件封装的第4步骤；第1步骤中，上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结。
附图说明
图1～图38所示为本发明的实施方式。图1(a)及(b)为球状半导体晶体及近似球状的半导体晶体的剖面图。图2为形成了平坦面的半导体元件的剖面图。图3为形成了扩散掩膜用薄膜的半导体元件的剖面图。图4为图3的半导体元件、耐酸片状物及耐酸蜡的剖面图。图5为剩下部分扩散腌膜用薄膜的半导体元件的剖面图。图6为形成了扩散层、pn结及防反射膜的半导体元件的剖面图。图7为在图6的半导体元件上附着电极形成用铝糊及银糊的半导体元件的剖面图。图8为加热处理图7的半导体元件而形成的具有一对电极的半导体元件的剖面图。
图9为引线框架的平面图。图10为最下层的引线框架及糊状物的剖面图。图11为中间的引线框架及糊状物的剖面图。图12为将多个半导体器件与多个引线框架组合的组装体的平面图。图13为前述组装体的正面图。图14为形成透明合成树脂制透光构件后的3组半导体模块和引线框架的平面图。图15为沿图14的XV-XV线的剖面图。图16为半导体模块的平面图。图17为半导体模的正面图。图18为半导体模块的等效电路图。
图19为第2变形实施方式的形成透明合成树脂制透光构件后的1组半导体模块及引线框架的平面图。图20为沿图19的XX-XX线的剖面图。图21为第3变形实施方式的半导体模块的平面图。图22为沿图21的XXII-XXII线的剖面图。
图23为第4变形实施方式的基片的平面图。图24为形成连接引线的基片的平面图。图25为安装了半导体器件的基片的平面图。图26为将基片与半导体器件组装在一起的组装体的端面图。图27为基片、半导体器件与透光构件等构成的半导体模块的端面图。图28为部分改变图27的半导体模块的半导体模块的端面图。图29为与前述基片不同的其他基片的平面图。图30为图29的基片的纵向剖面图。
图31为第5变形实施方式的半导体元件的剖面图。图32为在图31的半导体元件上形成了硅成长层及pn结的半导体元件的剖面图。图33为在图32的半导体元件上形成了防反射膜的半导体元件的剖面图。图34为在图33的半导体元件上形成了正负电极的半导体器件的剖面图。
图35为第6变形实施方式的半导体元件的剖面图。图36为在图35的半导体元件上形成p型基板层的半导体元件的剖面图。图37为在图36的半导体元件上形成n型发射极层的半导体元件的剖面图。图38为npn光电晶体管的剖面图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施方式。
首先说明装在半导体模块内的作为太阳能电池单元的半导体器件。
图1-图8所示为具有作为太阳能电池单元功能的受光用半导体器件10的制造方法。图8为上述受光用半导体器件10的剖面图。
如图8所示，受光用半导体器件10具有除去了p型半导体形成的近似球状的半导体晶体1a的一部分而形成了平坦面2的半导体元件1、n+型扩散层3、通过该扩散层3形成的近似球面状的pn结4、由硅氧化膜形成的扩散掩膜用薄膜5、一对电极6a及6b(正电极6a和负电极6b)和防反射膜7等。
半导体元件1是由电阻率为1Ωcm左右的p型硅单晶形成的，例如直径1.5mm的圆球状半导体晶体1a(参照图1(a))制成。但是，也可以采用图1(b)所示的由硅单晶形成的直径大致相同的近似球状的半导体晶体1b来代替半导体晶体1a。
如图2所示，在夹住半导体元件1的中心的相对的一对顶部中的一个顶部，形成直径为0.7～0.9mm的平坦面2。将多个同种半导体元件1的高度统一为1.3～1.35mm左右的高度。这是为了后述的在半导体模块20中容易装配。
n+型扩散层3在除了平坦面2以外的大部分半导体元件1的表层部分形成，在平坦面2及其外周附近形成扩散掩膜用薄膜5(例如厚度为0.6～0.7μm)。在平坦面2及其外周附近不形成扩散层3。该扩散层3是扩散作为n型掺杂杂质的磷而形成的厚度为0.4～0.5μm的n+型扩散层。在半导体元件1上，通过该扩散层3形成近似球面状的pn结4(准确来说是pn+结)。在半导体元件1的平坦面2上，贯穿扩散掩膜用薄膜5，形成与半导体元件1的p型硅单晶通电连接的正电极6a。在半导体元件1中，在夹住其中心与正电极6a相反侧的顶部，贯穿防反射膜7，形成与n型扩散层3通电连接的负电极6b。另外，所述正电极6b是使铝糊附着烧结而成，负电极6b是使银糊附着烧结而成。防反射膜7是由含磷的硅氧化膜(例如厚度为0.6～0.7μm)形成，使得形成的该防反射膜7覆盖扩散掩膜用薄膜5以外的半导体元件1的整个表面，与扩散掩膜薄膜5共同作用，覆盖半导体元件1的几乎整个表面。另外，根据下面说明的半导体器件10的制造方法的叙述，将更加清楚半导体器件10的结构。
在该半导体器件10中，近似球面状的pn结4具有光电变换功能，受到太阳光照射后进行光电变换，在正电极6a与负电极6b之间最大产生约0.6伏的电动势。在该半导体器件10中，由于具有近似球面状的pn结4，在平坦面2形成正电极6a，在正电极6a的相反侧的位置形成与扩散层4的中心对应的位置连接的负电极6b，因此除了连接两电极6a与6b的方向之外，对于从所有方向入射的光，也都具有同样的光灵敏度。
由于形成平坦面2，在平坦面2形成正电极6a，在与平坦面2的相反侧的顶部形成负电极6b，因此半导体器件10难以翻转，在用真空夹吸附时，能够吸附平坦面2，容易使多个半导体元件1的方向对齐排列，使用方便。另外，用传感器或通过目视也能够容易判断正电极6a及负电极6b，在将多个半导体器件10装配成半导体模块时，能够提高作业效率。再有，为了形成负电极6b，由于不需要形成平坦面，因此能够减少电极形成的步骤，在减少半导体元件1的制造费用上也是有利的。
下面参照图1～图8说明制造前述半导体器件10的方法。首先，如图1(a)所示，制造许多直径1.5mm、由电阻率1Ωm左右的p型硅单形成的球状或近似球状的半导体晶体1a。这样的球状半导体晶体1a可以利用本发明人已经在日本专利公开公报平10-33969号或国际公开公报WO98/15983号公报中提出的方法制造。在该方法中，采用落下管，使作为原料的硅粒在落下管的上端侧内部以悬浮状态熔融之后，一面使其自由落体，一面利用表面张力的作用使其保持圆球状并凝固，这样制成近似圆球状的硅单晶球体。另外，在制造前述半导体晶体1a时，常常由于凝固时收缩等主要原因，在半导体晶体1a上产生微小的凸起和凹下的部分。另外，也可以不采用前述的落下管的无重力方式，而是利用机械化学研磨方式制造球状或近似球状的半导体晶体。
这里，也可以采用具有图1(b)所示凸起部分1c的多个半导体晶体1b来代替前述多个半导体晶体1a。这样的半导体晶体1b虽具有与半导体晶体1a相同的直径及电阻率，但在制造该半导体晶体1b时，一面将硅粉末燃烧形成微细粉末，一面与高速流动的单硅烷/氢的混合气体一起送入流化床反应炉内，加热至600～700℃，将单硅烷分解，通过这样能够制成大量近似球体的硅单晶半导体晶体1b。
然后，如图2所示，将半导体晶体1a(或半导体晶体1b)的表面的一部分利用机械化学研磨法进行平面加工，形成直径0.7～0.9mm左右的平坦面2，制成图2所示的半导体元件1。这时，在半导体晶体1b那样表面有凸起部分1c时，除去该凸起部分1c后形成平坦面2。在半导体晶体1a的表面上具有外部形状杂乱的凸起或凹下部分时，除去该凸起或凹下部分后形成平坦面2，成为高H为1.3～1.35mm的半导体元件1。在形成前述平坦面2时，是将多个半导体晶体1a(或半导体晶体1b)用蜡或合成树脂固定在玻璃板上，在这样的状态下进行研磨加工。而且，是对多个半导体晶体1a进行研磨加工，使得多个半导体元件1的高度H达到例如1.3～1.35mm左右的相等的高度。
通过形成前述平坦面2，由于能够除去半导体晶体1a及1b的表面使质量不稳定的部分，除此之外还能够使多个半导体元件1的高度H一致，因此有利于后述的半导体模块20的制造。
然后，如图3所示，利用加热氧化法，在半导体元件1的整个表面形成由硅氧化膜构成的扩散掩膜用薄膜5(例如膜厚为0.6～0.7μm)。
然后，如图4所示，在耐酸片8上覆盖耐酸蜡9，加热使蜡处于熔融状态下，将多个半导体元件1的平坦面2与耐酸片8贴紧，以这样的状态使其接触并粘结固定。然后，将前述耐酸片8、蜡9及多个半导体元件1浸入氢氟酸(HF)与氟化铵(NH4F)混合而成的腐蚀液，利用腐蚀除去未被耐酸蜡9覆盖的扩散掩膜用薄膜5，然后溶解除去蜡9，能够得到图5所示的半导体元件1。在该半导体元件1上，仅仅在半导体元件1的平坦面2及其外周附近残留扩散掩膜用薄膜5。
然后，如图6所示，在用扩散掩膜用薄膜5遮住平坦面2及其外周附近的状态下，利用众所周知的方法，在半导体元件1的表面扩散作为n型掺杂杂质的磷(P)，形成n+型扩散层3(深度为0.4～0.5μm)，形成距离半导体元件1的表面深度为0.4～0.5μm左右的近似球面状的pn结4。
在扩散磷时，pn结4的端部边缘向扩散掩膜用薄膜5的下面扩散，保护伸入的表面，在未残留扩散掩膜用薄膜5的表面，由于形成含磷的氧化硅薄膜(例如膜厚为0.4μm左右)，因此将该硅氧化膜照原样保护下来作为防反射膜7。因此，能够省略形成防反射膜7的步骤，这一点是有利的。另外，也可以在前述硅氧化膜的表面，利用CVD法淀积二氧化硅，通过这样将防反射膜的厚度调整为最佳值。这样一来形成的状态是，半导体元件1的平坦面2及其外周附近用SiO2形成的扩散掩膜用薄膜5覆盖，而剩下的表面部分用含磷的SiO2形成的防反射膜7覆盖。这样，由于形成了防反射膜7，因此能够抑制光的反射，提高光的输入量。
然后，如图7所示，在平坦面2的扩散掩膜用薄膜5的表面涂布铝糊6A(例如直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)，同时在夹住半导体元件1的中心并与平坦面2相对的相反侧顶部涂布银糊6B(例如直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)，加热至约150℃使其干燥。然后，如前所述，将设置了铝糊6A及银糊6B的多个半导体元件1放在电炉内的氮气气氛中，以约800～850℃的温度加热烧结约30分钟。于是，如图8所示，铝糊6A形成贯穿扩散掩膜用薄膜5、与p型硅单晶以低电阻接触的正电极6a，银糊6B形成贯穿防反射膜7、与扩散层3以低电阻接触的负电极6b，正电极6a与负电极6b位于夹住半导体元件1的中心并近似对称的位置。这样一来，制得了适合作为太阳能电池单元(受光用器件)的球状近似球状的受光用半导体器件10。
在前述糊状物涂布时，由于铝糊6A只要涂布在平坦面2即可，因此不会搞错涂布位置，同时由于只要将银糊6B涂布在与铝糊6A的相反侧的顶部即可，因此也不会搞错涂布位置。
该球面受光型半导体器件10，如国际公开公报WO98/15983号公报的图20～图27所示，可以单独放入玻璃封装或合成树脂封装内，或者将多个串联作为阵列，放入玻璃封装或合成树脂封装内，能够与外部电路连接，用作几乎没有方向性(能够接受来自所有方向的光)的受光器件。
另外，也可以将该半导体器件10配置成多行多列的矩阵列，将各列的多个半导体元件1串联，同时将各行的多个半导体元件1并联，将它们埋入透明的合成树脂内，形成有挠性的片状受光用半导体模块，也可以与此相同，形成圆筒片状或圆柱状的受光用半导体模块。另外，作为将多个半导体元件1通电连接的结构，也可以采用用导电性环氧树脂等连接的结构。
在上述电极形成时，是在扩散掩膜用薄膜5的表面涂布铝糊6A，同时在防反射膜7的表面涂布银糊6B，然后通过加热烧结，形成与p型半导体连接的正电极6a及与扩散层3连接的负电极6b，因此能够简化电极形成用的步骤。而且，由于有效采用扩散层3形成时所成的硅氧化膜作为防反射膜7，因此能够进一步减少制造半导体器件10的步骤数，降低制造费用。
下面说明采用上述制成的作为太阳能电池单元的半导体器件10来制成的适合大量生产、廉价的树脂浇注型受光用半导体模块20(太阳能电池模块)的结构及制造方法。首先，参照图16及图17说明其结构。该受光用半导体模块20实际上是以配置成多行多列的矩阵形的半导体器件为主体而构成的，但为了使说明简单起见，以采用例如5行5列共25个半导体器件10的受光用半导体模块为例进行说明。该受光用半导体模块20具有25个半导体器件10、将25个半导体器件10进行通电连接用的由6条连接引线21～26构成的导电连接构件27、透光构件28、正极端29a及负极端29b。
25个粒状半导体器件10以导电方向一致的状态配置成5行5列，利用导电连接构件27，将各列的多个半导体器件10串联，同时将各行的多个半导体器件10并联。导电连接构件27由6条金属制连接引线21～26构成。6条连接引线21～26由与最下一行的半导体器件21的下面一侧的正电极6a连接的连接引线21、装在各行半导体器件10与其上面一侧相邻的一行半导体器件10之间的连接引线22～25、以及与最上一行的半导体器件10的上面一侧的负电极6b连接的连接引线26构成。各连接引线22～25与其下侧的半导体器件10的负电极6b及其上侧的半导体器件10的正电极6a连接。这样一来，各列半导体器件10利用连接引线22～25串联，各行半导体器件10利用连接引线21～26串联。
25个半导体器件10及导电连接构件27处于埋入丙烯酸树脂或聚碳酸酯等透明合成树脂构成的透光构件28内的状态进行封装，对于透光构件28，形成对各列半导体器件10从两侧引入外来光的部分圆柱透镜部分28a。该太阳能电池板的受光用半导体模块20的等效电路如图18所示。
在该受光用半导体模块20中，由于采用埋入透明合成树脂形成的透明构件28内的结构，因此25个半导体器件10与连接引线21～26进行了牢固的封装，其强度及耐久性都很优异。透光构件28的部分圆柱透镜部分28a是为了对各列半导体器件10高效引入外来光用的，与将半导体模块20的面形成为平面的情况相比，具有很宽的方向性，采光性及聚光性优异。而且，由于透光构件28的光的折射率大于1.0，因此进入透光构件28的光在部分圆柱透镜部分28a的表面重复反射，容易被半导体器件10吸收。特别是由于丙烯酸或聚碳酸酯等透明合成树脂或玻璃等折射率大于空气的折射率，因此从外部入射的光，在透光构件28内由于漫反射而扩散，形成大范围分散。由于装在透光构件28内的半导体器件10能够吸收所有方向的光，因此与以往的单侧平面结构的太阳能电池板相比，光利用效率高，能产生大的光电势。
在该光导体模块20中，由于有前述导电连接构件27，因此即使在因某一个半导体器件10产生故障或天阴而引起功能降低或功能停止的情况下，也仅仅是这些半导体器件10引起光电势降低或停止，而正常的半导体器件10的输出通过处于并联关系的其他半导体器件10而分流输出，所以因一部分半导体器件10的故障或功能下降基本上不会产生不良影响，能够形成可靠性及耐久性优异的受光用半导体模块20。而且，能够通过简单结构的导电连接构件27，将多个半导体模块20串联及并联。
下面参照图9～图15说明制造上述受光用半导体模块20(太阳能电池模块)的方法。
首先，制成前述的多个半导体器件10，与此同时，制成如图9所示的平板状引线框架21A～26A，它是利用金属模具将在铁镍合金(Fe56％、Ni42％)的薄板(厚度为0.3mm左右)表面镀以厚度为3μm左右的银或镍而得的材料冲孔，制成具有4个开口部分30a及30b的引线框架。在引线框21A上，形成与4mm左右宽度的外框部分相互平行的0.5mm宽的3条连接引线21。其他的引线框架22A～26A也同样。
然后，如图9～图13所示，在各引线框架21A～25A的连接引线21～25的上表面5个部位，涂布铝糊32(直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)，在引线框架22A～26A的连接引线22～26的下表面5个部位，涂布银糊33(直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)。然后，在引线框架21A的连接引线21的铝糊31上放置半导体器件10，将正电极6a朝下。再在第1层的15个半导体器件10的上面放置引线框架22A，使15个负电极6b与连接引线22的银糊33接触。接下来与前述相同，依次放置引线框架23A～26A及半导体器件10，用这些引线框架21A～26A，将25个×3的半导体器件10配置成图13所示的3组5行5列的矩阵状，制成组装体30。最后，在最上层的引线框架26A的上面放置规定的重物，在这样的状态下，放入加热炉内，以160～180℃的温度加热，使铝糊32及银糊33固化。
这样形成的状态是，通过6片引线框架21A～26A，各组(各模块)的25个半导体器件10通电连接，3组共计75个半导体器件10有规则地放置在6片引线框架21A～26A的连接引线21～26之间，在各模块的25个半导体器件10中，各列的半导体器件10利用连接引线21～26串联，同时各行的半导体器件10利用连接引线21～26并联。
然后，如图14～图15所示，将75个半导体器件10与6片引线框架21A～26A的组装体30放入成形金属模具(图示省略)，用透明合成树脂(例如丙烯酸树脂或聚碳酸酯等)如图所示浇注成形，在各透光构件28内埋入各组的5行5列半导体器件10及与其对应的连接引线21～26，用透光构件28进行封装。这样，作为太阳能电池板的3组受光用半导体模块20同时成形。在透光构件28中，对各列半导体器件10形成将从两侧来的外来光集中的部分圆筒透镜28a。另外，连接引线21～26的两端部向透光构件28的外部突出。
最后，将3组受光用半导体模块20与6片引线框架21A～26A的外框切断，得到图16及图17所示的受光用半导体模块20。
(第1变形实施方式)
在前述实施方式中，说明的是在各半导体器件10形成正电极6a及负电极6b之后进行组装体30的组装的例子。也可以如下所述，在将组装体30进行组装时形成正电极6a及负电极6b。
即，在各引线框架21A～25A的连接引线21～25的上表面5个部位，如图10所示，涂布铝糊(直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)，在该各铝糊上，使未形成电极的半导体器件10的平坦面进行面接触，在该状态下，将各引框架21A～25A及其上的15个半导体器件10在加热炉内以150℃加热，使铝糊固化，使半导体器件10与连接引线21～25固定。
然后，对固定在各引线框架21A～25A的15个半导体器件10的顶部(夹住半导体器件10的中心并与平坦面2相对的顶部)涂布银糊(直径为0.5mm，厚度为0.2～0.3mm)，以引线框架22A～26A的外形的两边为基准在各引线框架21A～25A的15个半导体器件10的上面放置分别对应的各引线框架22A～26A(在上表面侧固定有半导体器件10的引线框架21A～25A及未固定有半导体器件10的引线框架26A)。使连接引线22～26与银糊接触，组装成图13所示的组装体30，将该组装体30在加热炉内以150℃加热，使银糊固化，使半导体器件10与连接引线22～26固定。
然后，将组装体30放在加热炉内，在氮气气氛中以800～850℃的温度加热约30分钟。利用该加热，使各半导体器件10的扩散掩膜用薄膜因热而破坏，铝糊形成与p型硅半导体连接的状态，铝糊形成正电极6a。同时，各半导体器件10的防反射膜7因热而破坏，银糊以与n型扩散层3连接的状态形成负电极6b。这样，完成图13所示的组装体30。利用该方法，由于能够省略在各半导体器件10上形成正负电极6a及6b的步骤，能够与组装体30的组装同时形成电极6a及6b，因此在降低半导体模块20的制造费用上是有利的。
(第2变形实施方式)(参照图19及图20)
在前述实施方式中，是将组装体30放入成形金属模具内，注入透明合成树脂，形成3组半导体模块20，然后将各半导体模块20与外框31切断。但是，不一定必须如前所述形成3组半导体模块，也可以如图19及图20所示，将25个×3的半导体器件10及连接引线21～26放入具有立方体形状的成形腔的成形金属模具内，注入透明合成树脂后固化，形成在近似立方体形状的透光构件28A内三维配置75个半导体器件10的立方体形状半导体模块20A。另外，在该立方体形状的半导体模块20A的外表面，最好形成与前述部分圆柱透镜28a相同的部分圆柱透镜28a。在该半导体模块20A中，为了说明简化起见，是以将半导体器件10排列成5行5列矩阵状的情况为例进行说明的，但也有的情况是将半导体器件10排列成多行多列的矩阵状，再将它形成立方体形状的半导体模块20A。
在该立方体形状的半导体模块20A中，由于在透光构件28A内三维排列多个半导体器件，因此接受来自三维的所有方向的光进行光电变换。而且，由于该多个半导体器件10具有较大的受光表面积，因此与前述半导体模块20相比，具有较大的受光能力。入射至透光构件28A内的一部分光直接到达半导体器件10，剩下的光经过重复漫反射及散射后到达半导体器件10。因此，与以往的太阳能电池板相比，能够更进一步提高光利用率。另外，也可以将该立方体形状的半导体模块20A形成片状，在透明的挠性透光构件内放置多层，实现装入了半导体器件10的半导体模块。
(第3变形实施方式)(参照图21及图22)
下面说明利用半导体器件10的具有受光功能的半导体模块的变形实施方式。如图21及图22所示，该半导体模块包括具有受光后进行光电变换功能的80个(16个×5)半导体器件10、包含金属制6个环形引线框架41～46的导电构件50以及透光构件。这里，半导体器件10是与半导体模块20中的半导体器件10相同的器件。
环形引线框架41～46是分别将内侧连接引线41a～46a与外侧连接引线41b～46b形成一体，外侧连接引线41b～46b形成向半径方向外侧凸出的4个外部引线41c～46c。40个半导体器件10以导电方向一致的状态分成8列，沿圆周方向相距等间隔与内侧连接引线41a～46a(宽度为0.8mm)连接，剩下的40个半导体器件10以导电方向一致的状态分成8列，沿圆周方向相距等间隔与外侧连接引线41b～46b(宽度为0.8mm)连接。
导电连接构件50具有最下层的环形引线框架41，中间层的环形引线框架42～45、以及最上层的环形引线框架46。环形引线框架41～46与前述实施方式的引线框架(21～26)是相同的材料及相同的板厚。最下层的环形引线框架41的外部引线41c作为正极端47a，另外最上层的环形引线框架46的外部引线46c作为负极端47b。
与前述半导体模块20相同，各环形引线框架41～45与其上侧的半导体器件10的正电极6a利用铝糊连接。同时各环形引线框架42～46与其下侧的半导体器件10的负电极6b利用银糊连接。这样，导电连接构件50将各列5个半导体器件10串联，同时将各层的16个半导体器件10并联。
将前述6片环形引线框架41～46与80个半导体器件10组装形成的组装体51埋入圆柱形透光构件48。这里，外部引线41c～46c的外端部凸出在外部。透光构件48由丙烯或聚碳酸酯等透明合成树脂构成。在透光构件48的下端面及上端面的中间部分形成提高光线引入率用的圆锥形凹下部分48a及48b。在透光构件48的下端外周部分及上端外周部分形成提高光线引入率用的部分圆锥形倒角49a及49b。
下面说明制造该半导体模块40的方法。
首先，制备环形引线框架41～46及80个半导体器件10。然后，与制成半导体模块20的情况基体相同，将环形引线框架41～46、80个半导体器件10、铝糊及银糊等进行组装，通过这样完成组装体51。
然后，将组装体51放入加热炉，在氮气气氛中以800～850℃的温度加热约30分钟，使铝糊及银糊固化。然后，将组装体60放入金属模具内，向金属模具内注入熔融状态的透明合成树脂(例如，丙烯酸树脂或聚碳酸酯等)使其固化，得到半导体模块40。
另外，在制造该半导体模块40时，也可以与第1变形实施方式相同，在用未形成电极的半导体器件10组装成组装体51的同时或组装之后形成正负电极6a及6b。
根据该半导体模块40，由于其整个模块形成圆柱形，因此即使外来光在从整个圆周360度的任何方向入射时，也确实能够引入透光构件48内，从半导体模块40的上方或下方来外来光也确实能够引入透光构件48内。引入透光构件48内的光经漫反射而扩散并到达半导体器件10后进行光电变换，在正极端47a与负极端47b之间产生约3.0伏左右的电动势。
(第4变形实施方式)(参照图23～图29)
下面对于受光用半导体模块的变形实施方式综合说明其制造方法及结构。首先，制成图23所示的基片60。该基片60是透明合成树脂(例如，丙烯酸或聚碳酸酯)制的厚度为0.4～0.6mm、规定尺寸(例如，200mm×200mm)的平面形透明片状体。为了安装与前述图8的半导体器件10相同的半导体器件10，形成例如1.5mm×1.5mm大小的正方形小孔61，排列成多行多列的矩阵状，在小孔列与小孔列之间形成宽度为0.8～1.0mm的纵向框架62，在小孔行与小孔行之间形成宽度为0.4～0.6mm的连接引线形成部分63。该小孔61形成的大小及形状最好为使得半导体器件10的正负电极6a与6b之间的中间赤道部分的多个点轻轻点接触并嵌入。小孔的形状不限定于正方形，可以采用各种形状。
该基片60可以利用精密成形金属模具通过注射成形等制成，或者也可以对片状或薄膜状的基片材料在加上规定的掩膜的状态下，利用准分子激光等激光束进行打孔加工而制成，也可以用其他的方法制成。
然后，如图24所示，对于多个连接引线形成部分63的至少一面及面向小孔61的部分，形成透明导电性合成树脂或金属制的导电膜64a(例如厚度为10～30μm)作为连接引线64。在基片60的列方向一端侧与另一端侧的外部导线连接部分65，形成导电性合成树脂或金属制的导电膜66a(例如厚度为10～30μm)，在面向小孔61的部分也形成导电膜66a作为连接引线66。另外，在形成金属制的导电膜64a及66a时，也可以用镀镍膜形成。另外，在制成前述基片60之前或同时制成多个与图8所示器件相同的半导体器件10。
然后，如图25及图26所示，将基片60设置在适当的水平台板上，处于约悬浮0.5mm左右的状态，在这样的状态下将半导体器件10分别装在多个小孔61的位置。在这种情况下，对半导体器件10的正电极6a及负电极6b涂布导电性粘结剂或导电性糊状物(铝糊、银糊或金糊等)，使全部半导体器件10的导电方向一致，而且正负电极6a及6b与对应的导电膜64a及66a面接触，在这样的状态下将半导体器件10安装在小孔61中，使半导体器件10向基片60两面的表面外近似相等地凸出。然后，根据需要，也可以对电极6a及6b处的导电性粘结剂或导电性糊状物照射激光，使其固化。
这样，构成了由多个连接引线64及66、以及将半导体器件10的电极6a及6b与连接引线连接的导电糊状物等形成的导电连接构件，利用该导电连接构件形成的状态是，将各列半导体器件10串联，同时将各行半导体器件10并联。
然后，如图27所示，如前所述将基片60与多个半导体器件10组装形成的组装体67放入规定的成形金属模具内，注入熔融状态的透明合成树脂(例如，丙烯酸或聚碳酸酯等)成形，则成为基片60及多个半导体器件10埋入由合成树脂形成的透光构件68内的状态，得到近似透明的片状或薄膜状的半导体模块70。另外，为了连接外部导线，基片60的两端部的外部导线连接部分65的一部分形成从透光构件68凸出的状态。
该成形时附加的合成树脂平均膜厚例如可以是0.5～1.0mm，但对它们的膜厚并无限定，其膜厚可以自由设定。供前述成形用的合成树脂最好采用与基片60同类的合成树脂，但也可以采用不同类的合成树脂，通过合适当选择供该成形用的合成树脂，也能够形成具有挠性的半导体模块70。另外，在对半导体器件10的正负电极6a及6b采用导电性糊状物时，利用成形时注入的合成树脂的热量，也可以实现导电性糊状物的固化。
在该半导体模块70中，为了提高光引入性能(采光性能)，各列半导体器件10所对应的外表面部分形成为部分圆筒面69，但这些部分圆筒面69也可以仅在单面一侧形成，而另一面则形成为平坦面。另外，半导体模块70的各半导体器件10所对应的外表面部分也可以形成为部分球面，该部分球面也可以仅在单面一侧形成，而另一面则形成为平坦面。
这里，如图28所示，将2片组装体67沿行方向及/或列方向错开半个间距互相接近平行配置，在该状态下与前述相同放入成形金属模具内，用透明合成树脂连为一体形成透光构件68A，得到半导体模块70A。另外，在半导体模块70及70A中，也可以在与光入射方向的相反一侧外表面形成镀镍膜等光反射膜。
根据本实施方式的半导体模块70及70A，除了能够得到与前述半导体模块20、20A及40相同的作用及效果，还能够得到特有的作用及效果。在该半导体模块70及70A中，由于在能够廉价制成的基片60上形成连接引线64及66，安装多个半导体器件10，利用注射成形等方法形成合成树脂制的透光构件68及68A，通过这样制成薄片形状，因此能够形成片状或薄膜状的很轻的半导体模块，能够降低制造费用，能够利用多个半导体器件10产生大容量或高电压的光电势。
半导体模块70及70A还可以制成2.0～3.0mm厚的模块，还能够实现可贴在窗玻璃上的太阳能电池板(太阳能电池片)。另外，还能够构成挠性半导体模块70及70A，能够制成可装在汽车车身表面的半导体模块等可适用于各种用途的半导体模块70及70A。
特别是在半导体模块70A中，由于配置成矩阵状的半导体器件以2层结构进行组装，因此入射至透光构件68A内的光容易被半导体器件10吸收，光利用效率提高。
下面根据图29及图30简单说明部分改变该变形实施方式的例子。如图29及图30所示，在丙烯酸或聚碳酸酯等透明合成树脂制的基片71(例如厚度为1.5～2.0mm)上形成多个近似半球形的小的凹下部分72，排列成多行多列的矩阵状，在该基片71的反面可以形成镀镍膜等光反射膜73，也可以省略光反射膜73。另外，基片71也可以用柔软的透明合成树脂材料构成。
形成的该小的凹下部分72能够安装半导体器件10的单侧的一半，具有微小间隙或没有间隙，形成与半导体器件10的平坦面2形状相适应的平坦部分72a。另外，在各小的凹下部分72的列方向两端一侧形成与正负电极6a及6b面接触加以保持用的保持片74，使其向图29的纸面向上一侧凸出约0.4mm左右。在该基片71上形成与前述连接引线64及66相同结构的多行连接引线，在各小的凹下部分72安装半导体器件10，将正电极6a及负电极6b与对应的连接引线连接，形成能够导电且固定的状态。这时，也可以这样构成，使其利用保持片74的保持力，保持住半导体器件10。另外，为了容易形成连接引线，也可以连续形成各行的保持片74。这样形成为多行的连接引线与前述连接引线64及66相同，构成将各列的多个半导体器件10串联、同时将各行的半导体器件10并联的导电连接构件。
然后，将在基片71上安装多个半导体器件10的组装体75放入规定的金属模具内，注入透明的合成树脂成形。供给该成形用的合成树脂也可以用透明的柔软的合成树脂材料。这样，多个半导体器10处于埋入由基片71及注入固化的合成树脂76形成的透光构件77内的状态，能够得到片状或薄膜状的很轻的受光用半导体模块70B(太阳能电池片、太阳能电池薄膜或太阳能电池板)。另外，在利用前述成形而形成的透光构件76的外表面也可以形成与前述部分圆筒面69相同的部分圆筒面或部分球面。根据该半导体模块70B，能够得到与前述半导体模块70及70A相同的作用及效果。
(第5变形实施方式)(参照图31～图34)
图34为作为球面受光单元的半导体器件80的剖面图。下面根据图31～图34说明制造该半导体器件80的制造方法及其结构。
图31所示的半导体元件81是与前述图5所示的半导体元件1相同的元件，是在球状p型硅单晶82上形成1个平坦面83，在硅单晶82的表面使薄膜的n+硅成长层85成长前，与前述实施方式相同，在平坦面83及其外周附近形成在薄膜单晶成长时遮蔽用的掩膜用薄膜84(硅氧化膜)。另外，根据需要，也可以在掩膜用薄膜84的外表面形成硅氮化膜(Si3N4)。
然后，如图32所示，在露出在外部的p型硅单晶82的表面采用众所周知的例如以二氯硅烷或单硅烷(SiH4)为原料气体的热壁型常压化学气相沉积法(CVD法)形成均匀膜厚(例如0.5～1.5μm)的n+成长层85(相当于半导体薄膜淀积层)。这样，在p型硅单晶82的表层部分形成球面状的pn结86。然后，采用众所周知的腐蚀方法，除去掩膜用薄膜84，再对整个表面进行轻度(例如厚度为0.1～0.2μm)腐蚀。然后，再覆盖(形成)厚度为0.4～0.5μm的硅氧化膜，如图33所示，形成近似球面状的防反射膜87。
作为该防反射膜87，除了硅氧化膜以外，也可以采用氧化钛、氮化硅、氧化铝、氟化镁等薄膜。
然后，与前述实施方式相同，在平坦面83的中间部分及夹住半导体元件81中心并与平坦面83相对的球面顶部形成正电极88a及负电极88b。该半导体器件80(球面受光单元)也具有与图8的半导体器件10近似相同的光电变换功能，具有很宽的方向性。
(第6变形实施方式)(参照图35～图38)
图38为具有近似球面状的受光面的npn光电晶体管90(半导体器件)的剖面图，下面根据图35～图38说明该npn光电晶体管90的制造方法及结构。
图35所示的半导体元件91在球状n型硅单晶92(电阻率1～10Ωcm)的一个顶部形成平坦面93，在平坦面及其外周附近形成硼扩散掩膜用薄膜94(硅氧化膜)。该半导体元件91采用n型硅单晶92来代替前述实施方式的图5所示的p型硅单晶，由于仅仅这一点不同，因此可以与图5的半导体元件1近似相同制成。
然后，在n型硅单晶92的表层部分利用众所周知的热扩散方法，扩散p型杂质的硼(例如深度为0.3～0.5μm)形成p型基极层95。通过这样，在与n型硅单晶92形成的n型集电极92a之间形成近似球面状的集电结96。在扩散硼时生成的薄的硅氧化膜97与除此以外的扩散掩膜用薄膜94一起利用众所周知的腐蚀方法一次除去。然后，如图37所示，再在整个表面设置硅氧化膜98及98a。该硅氧化膜98用作为接下来在p型基极层95的表面上扩散磷用的掩膜，因此保留平坦面93及其外周附近的硅氧化膜98a，利用众所周知的光刻法除去。另外，该平坦面93可以用来对应该遮蔽的部分进行定位。
然后，利用众所周知的热扩散方法，扩散n型杂质的磷(例如深度为0.1～0.2μm)，在p型基极层95的区域内设置近似球面状的n型发射极层99。通过这样，如图37所示，在与p型基极层95之间形成与集电结96保持一定间隔(0.1～0.4μm左右)的发射结100。利用扩散磷时生成的薄的硅氧化膜作为防反射膜101。然后，与前述实施方式的半导体元件1相同，采用银糊及铝糊，如图38所示设置集电极102及发射极103。该电极102及103也可以与引线框架等外部导电构件连接而形成。
该近似球状的npn光电晶体管90(相当于受光用半导体器件)的大部分球面为受光面，若在集电结为逆偏置的状态下，来自外部的光在集电结96的附近被吸收，则产生光电流，在发射极103与集电极102之间流过被放大的外部电流。该光电晶体管90的特征是能够用作光开关等，受光灵敏度高，光的方向性很宽。
下面说明部分改变前述实施方式的各种变形例。
1]作为构成前述半导体元件81和91的半导体，也可以采用多晶硅，或者用其他半导体来代替硅，例如，Si与Ge的混晶半导体或多层结构的半导体，或者也可以采用GaAs、InP、GaP、GaN、InCuSe、SiC等任一种化合物半导体。另外也可以采用其他半导体。
2]形成半导体元件1的半导体晶体的直径不一定限定为1.5mm，也可以为0.5～3.0mm左右。另外，形成半导体元件1的半导体晶体的导电型不一定限定为p型，也可以为n型，但在这种情况下要形成p型扩散层。
3]可以采用化学气相沉积法(CVD)等其他半导体薄膜生成法形成前述扩散层3及pn结4。
4]作为防反射膜7，也可以用氧化钛膜或氮化硅膜等其他绝缘膜构成来代替硅氧化膜。
5]电极6a及6b的任何一个电极或两个电极，可以采用金、银、铜、铝、锑、锑与金的合金、镓、镓与银的合金、镓与金的合金等任一种电极材料或它们的糊状物形成。
6]可以在半导体模块的两面装有强化玻璃，在该强化玻璃之间填入透明的乙烯-乙酸乙烯(EVA)树脂等，用框架封住端部，采用这样的结构来代替半导体模块20及20A的透光构件。
7]半导体模块20、20A及40中安装的半导体器件的数量、配置及形态，不一定限定于前述实施方式，可以自由设定。例如，也可以在透明的合成树脂制薄片(例如厚度为0.3mm)安装多个半导体器件，排列成多行多列，利用导电连接构件，将各列的多个半导体器件串联，同时将各行的半导体器件并联，然后在前述薄片的两面形成透光构件膜，得到具有挠性的片状结构的半导体模块。而且，在该片状半导体模块中也可以配置多层半导体器件10。
8]所述半导体模块是以具有受光功能的半导体模块为例进行说明的，但本发明的半导体模块也同样可以适用于具有发光功能的半导体模块。但是，这种情况下，作为半导体器件必须采用具有发光功能的半导体器件(球状半导体器件、圆柱状半导体器件或粒状半导体器件)。
作为这样的具有发光功能的半导体器件，可以采用例如WO98/15983号公报或WO99/10935号公报中本发明的发明者提出的各种球状发光二极管，或者也可以采用其他各种结构的发光二极管。这样的具有发光功能的半导体模块可以适用于面发光型的照明装置、单色或彩色显示器或各种显示装置等。
9]其他，若是本领域普通技术人员，可以在不脱离本发明宗旨的前提下，对前述实施方式进行其他各种变化。本发明不限定于前述实施方式所揭示的情况。

Claims (13)

1.发光或受光用半导体模块，其特征在于，具备以导电方向一致的多行多列配置的多个近似球状的具有发光或受光功能的半导体器件，以及将各列的多个半导体器件串联、同时又将各行的多个半导体器件并联的导电连接构件；上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极。
2.如权利要求1所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述导电连接构件具有多个金属制薄板状的引线框架。
3.如权利要求1或2所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，设有覆盖上述全部半导体器件使它们处于埋入状态的透光构件。
4.如权利要求3所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述透光构件具有位于各列的半导体器件的至少一侧的部分圆柱形透镜部。
5.发光或受光用半导体模块，其特征在于，具备带有发光或受光功能的多个近似球状的半导体器件，以及将各列的多个半导体器件串联、同时又将同一平面上排成环状的多个半导体器件并联的导电连接构件；上述半导体器件以导电方向一致的状态多列区分形成环状多列配置，上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极。
6.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述半导体器件为发光器件。
7.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述半导体器件为太阳能电池单元。
8.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述半导体器件为光电二极管。
9.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，上述半导体器件为光电晶体管。
10.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，在上述半导体器件的扩散层的近似球面状的表面形成了透明的绝缘性防反射膜。
11.如权利要求1或5所述的发光或受光用半导体模块，其特征还在于，构成上述半导体器件的半导体结晶的p型或n型半导体为选自砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、氮化镓(GaN)、硒化铟铜(InCuSe)、碳化硅(SiC)的化合物半导体。
12.发光或受光用半导体模块的制造方法，其特征在于，具备以下3个步骤，制作多个具有发光或受光功能的近似球状的半导体器件的第1步骤，将多个半导体器件配置成多行多列的矩阵形、并使这些半导体器件的导电方向与列方向一致、通过多条连接引线将各列的半导体器件串联的同时又将多行半导体器件并联的第2步骤，将包含上述多个半导体器件和多条连接引线的组装体用透明的合成树脂制透光构件封装的第3步骤；第1步骤中，上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结，以及相对设置在所述平坦面及与该平坦面相反侧的顶部、夹住所述半导体元件的中心、并与所述pn结的两端连接的第1及第2电极。
13.发光或受光用半导体模块的制造方法，其特征在于，具备以下4个步骤，制作多个未形成电极的半导体器件的第1步骤，将多个未形成电极的半导体器件配置成多行多列的矩阵形、并使这些未形成电极的半导体器件的导电方向与列方向一致、通过在各未形成电极的半导体器件的平坦面和与此平坦面相反侧的顶部涂布的导电糊和多条连接引线、将各列未形成电极的半导体器件串联并将各行未形成电极的半导体器件并联形成组装体的第2步骤，对上述组装体进行规定的加热处理、使涂布在各半导体器件上的导电糊硬化、形成与上述pn结的两端通电连接的一对电极的第3步骤，以及将上述组装体的大部分用透明的合成树脂制透光构件封装的第4步骤；第1步骤中，上述各半导体器件具有除去p型或n型半导体形成的近似球状的半导体晶体的一部分而形成了平坦面的半导体元件，在除了所述平坦面以外的半导体元件表层部分形成的扩散层或半导体薄膜淀积层及通过该扩散层或半导体薄膜淀积层形成的近似球面状的pn结。
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