FR2566584A1 - Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs avec subdivision d'une pellicule semi-conductrice dudit dispositif possedant une pluralite de regions de conversion photoelectrique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEURS. CE PROCEDE DE FABRICATION D'UN DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEURS INCLUT LES PHASES OPERATOIRES CONSISTANT A PREPARER UN SUBSTRAT 10, A FORMER UNE PELLICULE SEMI-CONDUCTRICE 12 CONTINUE SUR UNE SURFACE PRINCIPALE DU SUBSTRAT ET A IRRADIER, AVEC UN FAISCEAU D'ENERGIE LB, L'AUTRE SURFACE PRINCIPALE DUDIT SUBSTRAT ET A ELIMINER LA PELLICULE SEMI-CONDUCTRICE 12 DANS CETTE PARTIE DE MANIERE A SUBDIVISER LADITE PELLICULE SEMI-CONDUCTRICE CONFORMEMENT A DIFFERENTES REGIONS 14A, 14B, 14C,... APPLICATION NOTAMMENT A LA FABRICATION D'UN RESEAU LINEAIRE DE DETECTEURS OPTIQUES A SEMI-CONDUCTEURS.
Description
Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs
La présente invention concerne un procédé de fabri-
cation d'un dispositif à semiconducteurs. De façon plus spé-
cifique la présente invention concerne un procédé de fabrica-
tion d'un dispositif à semiconducteurs, moyennant l'utilisa- tion d'un faisceau d'énergie, comme par exemple un faisceau laser. On connaît une pile solaire ou un réseau linéaire de détecteurs optiques et autre, réalisé sous la forme d'un dispositif à semiconducteurs, moyennant l'utilisation d'une
pellicule semiconductrice en tant que couche photosensible.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs possédant une telle pluralité
de régions de conversion photoélectrique.
La figure 1, annexée à la présente demande, repré-
sente une vue en coupe transversale montrant une structure
fondamentale de la pile solaire, à laquelle la présente inven-
tion est applicable et qui constitue une base de la présente invention. Une telle structure fondamentale est décrite par exemple dans le brevet US n 4.280.208, attribué au déposant
de la présente demande. Ici, on va décrire brièvement la struc-
ture de la pile solaire représentée sur la figure 1 dans le
cadre nécessaire a la compréhension de la présente invention.
On forme une pluralité de régions de conversion pho-
toélectrique 14a, 14b, 14c,... sur un substrat en verre 10 et on forme des électrodes en forme de pellicules transparentes
lla, llb, l1c,..., de manière qu'elles correspondent respec-
tivement à ces régions de conversion photoélectrique, à des intervalles prédéterminés. Sur chaque électrode en forme de
pellicule transparente lla, llb, llc,...., on forme en superpo-
sition des parties formant pellicules semiconductrices 12a,
12b, 12c,... constituées -par du silicium amorphe et analogue.
On forme des pellicules formant contre-électrodes 13a, 13b, 13c,... s'étendant sur la même étendue que les électrodes voisines en forme de pellicules transparentes et raccordées
à ces électrodes, sur les parties en forme de pellicules semi-
conductrices 12a, 12b, 12c,.... Chaque partie formant pelli-
cule semiconductrice 12a, 12b, 12c,... comporte une jonction PIN parallèle à la surface respective de la pellicule et dans le cas d'une lumière incidente traversant le substraten verre et les électrodes en forme de pellicules transparentes lia, llb, 11,.... des forces photovoltaiques sont produites au niveau des parties formant pellicules semiconductrices respectives 12a, 12b, 12c,... par les jonctions PIN de ces parties. Les forces photovoltaîques produites par les parties respectives formant pellicules photoconductrices 12a, 12b,
12c,... sont obtenues sous une forme additionnée arithmétique-
ment en série étant donné que les pellicules formant contre-
électrodes 13a, 13b, 13c,... sont raccordées aux électrodes
en forme de pellicules transparentes voisines.
Pour la fabrication de la pile solaire possédant une telle structure, on utilise normalement une technique
de corrosion photochimique en raison de sa précision de tra-
vail extrêmement élevée. Dans le cas de l'utilisation de la
technique de corrosion photochimique, on peut décrire le pro-
cédé en référence à l'exemple de la figure 1, comme étant
tel que l'on forme tout d'abord la pellicule en forme d'élec-
trode transparente sur l'ensemble d'une surface principale du substrat en verre 10 et qu'on forme des parties en forme
de pellicules de résine photosensible sur les zones corres-
pondant aux électrodes en forme de pellicules transparentes lla, llb, l1c,
.. et qu'on effectue ensuite la corrosion..DTD: et qu'on élimine les parties de la pellicule de résine photo-
sensible, ce qui permet de former les électrodes en forme de pelliculestransparente lia, llb, 1lc,.... Ensuite on forme la pellicule semiconductrice sur l'ensemble d'une surface
principale du substrat en verre 10. On peut former les par-
ties en forme de pellicules semiconductrices l2a, 12b, 12c,...
en éliminant les parties en forme de pellicules de résine
photosensible après avoir formé les parties en forme de pel-
-3 licules de résine photosensible sur les- zones correspondant aux parties formant pellicules semiconductrices 12a, 12b, 12c, et après leur avoir fait subir une corrosion. Bien qu'une telle corrosion photochimique soit excellente dans le cadre d'un traitement précis, elle est susceptible d'introduire des défauts dans la pellicule semiconductrice en raison de
trous d'épingles présents dans la pellicule de résine photo-
sensible, ou bien un écaillage dans un pourtour de la pellicu-
le de résine photosensible.
Ainsi, dans le cas o l'on désire travailler sans utiliser la technique de corrosion photochimique, on peut envisager l'introduction du faisceau laser, comme cela est décrit par exemple dans le brevet US n 4.292.082 délivré le 29 Septembre 1981.: Ce procédé d'irradiation par faisceau laser est très efficace au point qu'on peut mettre en oeuvre
un traitement précis sans utiliser en aucune manière un pro-
cessus à l'état humide.
Cependant, conformément au procédé classique d'ir-
radiation avec un faisceau laser, il faut encore résoudre les problèmes indiqués ci-après. Dans le cas de l'utilisation du faisceau laser, on subdivise la pellicule semiconductrice en différentes régions de conversion photoélectrique, par irradiation de la zone d'espacement voisine 12' de la région de conversion photoélectrique de la figure 2 annexée à la présente demande et en enlevant la pellicule semiconductrice
dans cette partie, ou on subdivise lapellicule formant contre-
électrode confonnémentà différentes régions de conversion photo-
électrique au moyen d'une irradiation de la zone d'espacement voisine 13' sur la figure 3 annexée à la présente demande et enlèvement de la pellicule formant contre-électrode, qui
s'y trouve.
Cependant, étant donné que les résidus fondus 12r ou 13r de la pellicule semiconductrice ou de la pellicule
formant contre-électrode subsistent dans les zones d'espace-
ment voisines 12' et 13'. on ne peut pas réaliser une structu-
ration précise. De tels résidus 12r, 13r tendent à subsister
sur les deux côtés de l'axe de balayage du faisceau laser.
Ceci est dû au fait que, étant donné que la distribution de la densité d'énergie du faisceau laser se situe légèrement en-deçà de la distribution normale, les énergies situées sur les deux extrémités latérales des parties d'espacement voisines 12' et 13' sont plus faibles que dans la zone centrale de ces parties. Par conséquent les résidus 12r ou 13r situés dans les parties d'espacement voisines 12' et 13' doivent être éliminés, ce qui pose différents problèmes. Lorsque le résidu 12r de la pellicule semiconductrice subsiste dans la partie d'espacement voisine 12' sur la figure 2, après la subdivision de la pellicule semiconductrice conformément aux
différentes régions. la résistance de la liaison de la pelli-
cule formant contre-électrode, située sur le résidu tend à diminuer, ce qui entraîne finalement un défaut de séparation de la pellicule formant contre-électrode. En outre, lorsque
le résidu 13r du matériau formant la pellicule de la contre-
électrode subsiste dans la partie d'espacement voisine 13' sur la figure 3, il peut apparaître un défaut de court-circuit
en raison du contact direct de la pellicule en forme d'élec-
trode transparente et de la pellicuie formant contre-électrode,
dans la même région de conversion photoélectrique (cellule).
En outre, afin de raccorder en série les régions de conversion photoélectrique voisines 14a, 14b, 14c,..., il faut allonger autant que cela est possible une partie de l'électrode en forme de pellicule transparente llb, possédant une longueur D et mise à nu à partir de la partie formant pellicule semiconductrice 12b sur la droite de la figure 2,
sans réduire la surface efficace associée à la région de con-
version photoélectrique. Afin de satisfaire à une telle exi-
gence, il a été envisagé par le passé de réduire la vitesse
de balayae ou d'accroître les durées de balayage réali-
sée avec le faisceau laser. Cependant une telle réduction de la vitesse de balayage et un tel accroissement des durées ce balayage réduisent la productivité et accroissent par
conséquent le coût de structuration.
Le but principal de la présente invention est par
conséquent de fournir un procédé de fabrication d'un disposi-
tif à semiconducteurs ne présentant aucun défaut provoqué par un résidu ou analogue, même dans le cas de l'utilisation
d'un faisceau d'énergie.
Un autre but de la présente invention consiste à
fournir un procédé de fabrication d'un dispositif à semicon-
ducteurs qui soit apte à fournir une précision de séparation
des différentes régions de conversion photoélectrique.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs, qui ne provoque aucun endommagement d'autres parties situées
à côté de la partie devant être traitée par le faisceau d'éner-
gie, ni n'entraîne un traitement insuffisant.
De façon abrégée, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif a semiconducteurs, qui est adapté pour réaliser la subdivision d'une pellicule
semiconductrice formée sur une surface principale d'un subs-
trat en une pluralité de régions, au moyen d'une irradiation de l'autre surface principale du substrat par le faisceau d'énergie.
Conformément a la présente invention, on peut obte-
nir effectivement une caractéristique de traitement précis
à l'aide du faisceau d'énergie, tel qu'un faisceau laser.
De façon plus spécifique, conformément à la présente inven-
tion, étant donné que la pellicule semiconductrice située dans les parties d'espacement voisines des différentes régions de conversion photoélectrique peut être éliminée au moyen du faisceau d'énergie irradiant l'autre surface principale du substrat, le résidu de la pellicule semiconductrice, qui
entraîne un effet d'écaillage sur la pellicule formant contre-
électrode dans une pile solaire et entraîne une détérioration de la précision de structuration dans un réseau linéaire de
détecteurs optiques, peut être éliminé et les parties d'espace-
ment voisines de ce résidu peuvent être traitées de façon nette.
Etant donné que le faisceau d'énergie est envoyé sur l'autre
face principale du substrat transmettant la lumière, une inter-
face de cette autre surface de la pellicule semiconductrice peut être également suffisamment fondue, et par conséquent on peut accroître la largeur de séparation des parties formant
pellicules semiconductrices, même en utilisant un faisceau d'é-
nergie possédant une puissance de sortie relativement faible.
Par conséquent, même lors de la fabrication d'une pile solaire
requérant en particulier une partie d'espacement voisine rela-
tivement large, il n'est pas nécessaire de réduire la vitesse de balayage, ni d'accroître les durées de balayage du faisceau
d'énergie, et par conséquent on peut s'attendre à une améliora-
tion de la productivité.
Selon le mode d'exécution préféré de la présente invention, la pellicule formant contre-électrode est également subdivisée conformément à différentes régions de conversion photoélectrique au moyen du faisceau d'énergie envoyé sur l'autre surface du substrat transparent pour la lumière. Conformément à la forme de réalisation préférée, la présence d'un résidu dans
les parties d'espacement voisines des pellicules formant con-
tre-électrodes sont supprimées et l'influence négative du résidu de la pellicule formant électrode, par exemple un défaut de court-circuit de la région de conversion photoélectrique (cellule)
dans la pile solaire peut être évité.
Selon un autre mode d'exécution préféré de la pré-
sente invention, on forme la pellicule semiconductrice et
la pellicule formant contre-électrode sur une surface prin-
cipale du substrat transparent pour la lumière, puis on irra-
die le faisceau d'énergie sur l'autre surface principale du subs-
trat transparent pour la lumière et on subdivise simultanément
la pellicule semiconductrice et la pellicule formant contre-
électrode conformément aux différentes régions. Conformément à la forme de réalisation préférée, on peut obtenir un effet
supplémentaire de protection efficace de la pellicule semicon-
ductrice vis-à-vis de la poussière, de l'humidité et analogue, en plus de l'effet spécifique de la présente invention telle
que décrit ci-dessus. De façon plus spécifique, dans la pré-
sente forme de réalisation, étant donné que la pellicule for- mant contreélectrode est formée aussitôt après la formation
de la pellicule semiconductrice, la pellicule formant contre-
électrode peut empêcher que de la poussière, de l'humidité
et analogue n'adhère à la surface de la pellicule semiconduc-
trice.
Selon le mode d'exécution préféré de la présente invention, le faisceau laser est utilisé en tant que faisceau d'énergie et l'on choisit une longueur d'onde de ce faisceau de manière à couvrir à la fois essentiellement une zone de
rayonnement ultraviolet et une zone de rayonnement -visible.
Conformément a la forme de réalisation préférée, étant donné qu'on utilise un faisceau laser possédant une telle longueur d'onde spécifique, la fluctuation de la valeur de seuil de
traitement d'une densité d'énergie pour la pellicule semicon-
ductrice formée par un dérivé de silicium amorphe, qui est
due à l'épaisseur de la pellicule semiconductrice, est suppri-
mée et un endommagement de la couche inférieure, par exemple
de l'électrode en forme de pellicule transparente, ou inver-
sement, ainsi qu'un traitement insuffisant de la pellicule
semiconductrice elle-même peuvent être évités. En outre, con-
formément à la forme de réalisation de l'invention, étant
donné que la capacité d'absorption dans la pellicule semicon-
ductrice est élevée pour le faisceau laser possédant une telle longueur d'onde spécifique, on peut accroître la différence
de température entre les deux faces de la pellicule semicon-
ductrice et l'on peut réduire plus encore l'endommagement
thermique de la couche inférieure de cette pellicule.
D'autres caractéristiques et avantages de la présen-
te invention ressortiront de la description ci-après prise
en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1, dont il a déjà été fait mention, re-
présente une vue en coupe transversale montrant une structure de base d'une pile solaire, à laquelle la présente invention
est applicable et qui constitue la base de la présente inven-
tion; - les figures 2 et 3, dont il a déjà été fait mention, représentent des vues en coupe transversale à plus grande échelle permettant d'expliquer respectivement les défauts des procédés de l'art antérieur
- les figures 4 à 9 sont des vues en coupe transver-
sales montrant une forme d'exécution de la présente invention lors de la séquence de mise en oeuvre du procédé; - la figure 10 est un graphique montrant la relation
entre le coefficient d'absorption d'une pellicule semiconduc-
trice et le facteur de transmission d'un substrat en verre et une longueur d'onde d'un faisceau laser; - la figure Il montre une vue illustrant de façon théorique un procédé d'irradiation au moyen d'un faisceau laser, dans le mode d'exécution illustré sur les figures 4 à 9; - la figure 12 est une vue illustrant un procédé d'irradiation à l'aide d'un faisceau laser, pour un exemple comparatif;
- les figures 13 à 15 sont des graphiques représen-
tant respectivement une analyse optique de l'absorptivité (A), du facteur de réflexion (R) et du facteur de transmission (T) d'un faisceau laser dans une pellicule semiconductrice formée par un dérivé de silicium amorphe, pour les différentes épaisseurs d'une pellicule formant électrode transparente lorsque l'irradiation avec le faisceau laser s'effectue selon le procédé illustré sur la figure 11; - la figure 16 est un graphique montrant une analyse optique d'une dépendance entre l'absorptivité (A), le facteur
de réflexion (R) et le facteur de transmission (T) d'un fais-
ceau laser dans une pellicule semiconductrice formée par un dérivé de silicium amorphe, en rapport avec l'épaisseur d'une pellicule formant électrode transparente, lorsqu'on effectue une irradiation au faisceau laser selon le procédé illustré sur la figure 12; - les figures 17 et 18 sont des graphiques servant à comparer l'absorptivité (A), le facteur de réflexion (R)
et le facteur de transmission (T) d'un faisceau laser en rap-
port avec un produit stratifié formé d'un substrat trans-
mettant la lumière, d'une pellicule formant électrode transpa-
rente et d'une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe et possédant une même constitution, les figures 17 et 18 étantassociéesespectivement aux figures 12 et 11;
-la figure 19 est un graphique montrant la distribu-
tion de température en profondeur ou suivant la direction
de l'épaisseur du produit stratifié mentionné ci-dessus, con-
formément au mode d'exécution de la présente invention;
- la figure 20 est un graphique montrant la distri-
bution de température en profondeur ou suivant la direction
de l'épaisseur du produit stratifié, mentionné ci-dessus con-
formément au procédé d'un exemple comparatif;
- - la figure 21 est un graphique illustrant le procé-
dé conforme au mode d'exécution selon la présente invention et le procédé selon un exemple comparatif en rapport avec
la limite de l'enlèvement sélectif d'une pellicule semiconduc-
trice formée d'un dérivé de silicium amorphe, à titre de com-
paraison;
- la fiure 22 est un graphique illustrant le pro-
cédé selon le mode d'exécution conforme à la présente invention
et un exemple comparatif en rapport avec la largeur de traite-
ment d'une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, à titre de comparaison - la figure 23 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie éliminée (partie d'espacement voisine) d'une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, selon le mode d'exécution du procédé selon la présente invention; - la figure 24 est une vue en plan a plus grande échelle d'une partie éliminée d'une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, selon un procédé d'un exemple comparatif;
- les figures 25 et 26. illustrent une analyse opti-
que en rapport avec la pellicule formant contre-électrode, la figure 25 représentant le graphique lorsque l'on irradie
avec le faisceau laser l'autre surface principale d'un subs-
trat, comme représenté sur la figure 11, tandis que la figure 26 représente le graphique obtenu lorsque l'on irradie avec le faisceau laser une surface principale du substrat tel que représenté sur la figure 12;
- les figures 27 à 31 sont des vues en coupe trans-
versale illustrant une séquence du procédé selon un autre mode d'exécution de la présente invention; - les figures 32 et 33 sont des graphiques montrant la distribution de température en profondeur ou suivant la direction de l'épaisseur d'un produit stratifié constitué par un substrat transparent à la lumière, par une pellicule
formant électrode transparente et par une pellicule semicon-
ductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, selon le mode d'exécution de l'invention - les figures 34 et 35 sont des graphiques montrant la distribution de température en profondeur ou- suivant la direction de l'épaisseur d'un produit stratifié mentionné plus haut selon un procédé d'un exemple comparatif;
- les figures 36 à 39 sont des vues en coupe trans-
versales montrant un autre mode d'exécution de la séquence du procédé conforme à la présente invention; - les figures 40 et 41 sont des vues données à titre d'illustration et montrant un état d'une partie d'espacement voisine d'une pellicule semiconductrice, la figure 40 étant relative au procédé selon la présente invention et la figure 1l 41 étant relative au cas du procédé d'un exemple comparatif;
- les figures 42 et 43 sont des vues en coupe trans-
versale servant à expliquer respectivement une partie prin-
cipale d'un exemple modifié d'un procédé différent de celui illustré sur la figure 39;
- la figure 44 est une vue en plan montrant un cer-
tain état.après la mise en oeuvre du procédé illustré sur la figure 39; la figure 45 est une vue en coupe transversale montrant une partie d'espacement voisine, dans un état tel que représenté sur la figure 44;
- les figures 46 à 51 sont des vues en coupe trans-
versale illustrant la séquence d'un autre mode d'exécution de la présente invention; - les figures 52 à 54 sont des graphiques montrant respectivement la dépendance, vis-à-vis de l'épaisseur de la pellicule, d'une caractéristique optique dans une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, pour chaque longueur d'onde différente d'un faisceau laser;
- la figure 55 est un graphique illustrant la dépen-
dance, vis-à-vis de l'épaisseur de la pellicule, d'une carac-
téristique optique dans une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe selon un exemple comparatif;
- la figure 56 est un graphique montrant la dépen-
dance, vis-à-vis de l'épaisseur, de lUabsorptivité d'une pel-
licule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, pour un faisceau laser, la longueur d'onde du faisceau laser étant utilisée en tant que paramètre - la figure57 est un graphique montrant la dépendance, vis-à-vis de l'épaisseur d'une valeur de seuil de la densité de
l'énergie d'un traitement de fusion dans une pellicule semi-
conductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe, la longueur d'onde du faisceau laser étant le paramètre; - lafigure 58 représente un graphique montrant la dépendance, vis-à-vis de i'épaisseur, d'une valeur de seuil de la densité d'énergie lors d'un traitement d'élimination
dans une pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de sili-
cium amorphe, la longueur d'onde du faisceau laser étant le paramètre; la figure 59 est un graphique montrant une distri- bution de température en profondeur ou suivant la direction
de l'épaisseur lorsque la surface de la pellicule semiconduc-
trice obtenue conformément au procédé selon l'invention et
obtenue dans un exemple comparatif a atteint un point de fu-
sionn (Tfusion);
- la figure 60 est une vue donnée & titre d'illus-
tration et montrant une partie d'espacement voisine d'une
pellicule semiconductrice formée d'un dérivé de silicium amor-
phe, obtenu conformément à la présente invention
- la figure 61 est une vue donnée & titre d'illustra-
tion et montrant une partie identique d'une pellicule semi-
conductrice obtenue conformément au procédé d'un exemple com-
paratif;
- la figure 62 est un graphique montrant la dépen-
dance d'une caractéristique optique d'une pellicule formant contreélectrode vis-à-vis de l'épaisseur d'une pellicule formant électrode transparente; et
- la figure 63 est un graphique montrant la dépen-
dance d'une caractéristique optique d'une pellicule formant contreélectrode vis-à-vis de l'épaisseur de la pellicule
formant contre-électrode.
Ci-après on va donner une description des modes d'e-
xécution préférés de la présente invention.
- les figures 4 à 9 sont des vues en coupe transver-
sales illustrant la séquence d'un mode d'exécution du procédé conforme à la présente invention. Tout d'abord, lors d'un
processus selon la figure 4, on prépare un substrat 10 consti-
tué par un verre transparent ou analogue, possédant une épais-
seur d'environ 1-à 3 mm et une surface comprise approximative-
ment entre 10 cm x 10 cm et- 30 cm x 30 cm. Ensuite on forme une pellicule en forme d'électrode transparente 11 constituée
par de l'oxyde d'étain (SnO2) et possédant une épaisseur com-
prise entre 200 et 500 nanomètres, sur l'ensemble d'une sur-
face principale du substrat 10.
Au cours d'un processus illustré sur la figure 5, on irradie avec un faisceau laser une partie d'espacement
voisine 11' et on enlève la pellicule formant électrode trans-
parente dans cette partie, ce qui permet de former
une électrode individuelle en forme de pellicule trans-
parente lia, 11b, lc,... dans chaque région. Il convient d'utiliser un appareil laser dans le cas o la longueur d'onde
d'un faisceau laser, produit par cet appareil, est difficile-
ment absorbée par le substrat 10, un type d'appareil fournissant une irradiation impulsionnelle possédant une longueur d'onde de 0,3-2,5 pm étant préférable en rapport avec le substrat en verre. Dans cette forme de réalisation, on a utilisé
un laser au Nd:YAG possédant une longueur d'onde égale appro-
* ximativement à 1,06 pm, une densité d'énergie de 13 J/cm2 et une fréquence impulsionnelle de 3 kHz. La distance L1 de la
partie d'espacement voisine 11' est égale a environ 100 rm.
Lors d'un processus illustré sur la figure 6, on forme une pellicule semiconductrice amorphe 12, comme par exemple du silicium amorphe ou analogue, sur l'ensemble du
substrat 10 en recouvrant les surfaces des différentes élec-
trodes en forme de pellicules transparentes lia, 11b, lc,....
On choisit l'épaisseur de la pellicule semiconductrice de silicium amorphe 12 entre 500 et 700 nanomètres de manière à contribuer efficacement à obtenir l'effet de conversion photoélectrique. La pellicule semiconductrice 12 contient une jonction PIN, disposée parallèlement à une surface de la pellicule. De façon plus spécifique on forme tout d'abord
du carbure de silicium amorphe de type P, puis on dépose suc-
sessivement selon le procédé bien connu du silicium amorphe des types I et N. Lors d'un processus illustré sur la figure 7, on irradie, avec le faisceau laser, l'autre surface principale du substrat 10 jusqu'à la partie d'espacement voisine 12'
comme cela est indiqué par la flèche,et la pellicule semicon-
ductrice 12 située dans cette partie est éliminée, ce qui aboutit à la formation d'une partie semiconductrice amorphe individuelle 12a, 12b, 12c,
. dans chaque région. Il convient d'utiliser pour ce processus un laser possédant une plage de longueurs d'onde, qui sont absorbées relativement aisément par la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé desilicium amorphe. La pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe conforme à la présente forme de..DTD: réalisation possède par exemple, comme représenté sur la figu-
re 10, un coefficient d'absorption élevé (p) en rapport avec le faisceau laser possédant la longueur d'onde située dans
la région des ultraviolets et dans la région du spectre visi-
ble. Par ailleurs un facteur de transmission T du verre, qui est le plus approprié comme matériau constitutif du substrat , est supérieur à 90 % pour une longueur d'onde au-delà d'environ 0,3 pm. Par conséquent un appareil laser du type fournissant une irradiation impulsionnelle et possédant une
longueur d'onde située dans la plage du rayonnement ultravio-
let dans la plage du spectre visible et supérieureà environ
0,3 Fm est préférable. Dans la forme de réalisation, on utili-
se un laser du type fournissant une irradiation impulsion-
nelle et possédant une longueur d'onde de 0,53 pm, qui se
situe dans ladite région de longueurs d'onde.
Alors une limite supérieure de la longueur d'onde dans la plage du rayonnement visible se situe à proximité de 0,83 Fm, valeur pour laquelle le coefficient d'absorption
4 -1
est supérieur et possède une valeur de 10 cm, ce qui est à
comparer a la longueur d'onde de 1,06 pm comme cela est dé-
crit dans l'art antérieur, notamment le brevet US n 4.292.092
cité précédemment.
Par ailleurs le facteur de transmission T représen-
té sur la figure 10 pour le verre, utilisé pour constituer le substrat 10, possède une caractéristique d'un verre n de modèle "7740" commercialisé par la société dite U.S. Coning
(sous la marque déposée PILEX).
Les conditions d'irradiation fournies par le laser du type délivrant une irradiation impulsionnelle lors du pro- cessus illustré sur la figure 7 sont les suivantes: fréquence de répétition des impulsions 4 kHz, densité d'énergie 0,7 J/cm2
et largeur L2 de la partie- d'espacement voisine 12' éliminée-
égale à une-valeur comprise entre environ 300 rm et 500 Fm.
Lors de l'irradiation réalisée à l'aide du faisceau laser comme représenté- sur la figure 7, il faut veiller à
ce que la direction d'irradiation du faisceau laser ne s'effec-
tue pas sur une surface exposée de la pellicule semiconductri-
ce amorphe 12, mais sur le côté d'une interface de liaison avec les électrodes en forme de pellicules transparentes lla, llb, llc,..., c'esta-dire sur l'autre surface principale
du substrat 10.
D'une manière plus détaillée, lorsque le faisceau laser réalise une irradiation sur une surface principale du
substrat, comme sur la figure 12, la pellicule semiconductri-
ce est vaporisée graduellement et est éliminée de cette sur-
face. C'est pourquoi, dans ce cas, si le faisceau laser déli-
vre une distribution d'énergie de type normal, une section transversale de la partie d'espacement voisine 12' présente à peu près une forme en général normale, et par conséquent
on obtiendra un résidu en raison de l'élimination incomplète.
Au contraire, lorsque le faisceau laser réalise une
irradiation sur l'autre surface principale opposée du subs-
trat 10, le faisceau laser atteint tout d'abord la pellicule semiconductrice amorphe 12, au niveau de l'interface avec les électrodes en forme de pellicules transparentes lia, llb 1lc,... après avoir traversé le substrat 10 et les électrodes en forme de pellicules transparentes lla, llb, 11c,.... Par conséquent il tend à éliminer la pellicule semiconductrice de la partie d'espacement voisine 121 devant être éliminée, à partir de l'interface mentionnée ci-dessus. La pellicule
semiconductrice amorphe 12 fondue sous l'effet de l'irradia-
tion par le faisceau laser se trouve à cet instant naturel-
lement dans un état dans lequel elle est entourée par le subs-
trat 10, les électrodes en forme de pellicules transparentes 12a, 12b, 12c,... et la pellicule semiconductrice amorphe 12 devant encore être fondues. Par conséquent la pellicule semiconductrice amorphe, qui commence à fondre à partir de l'interface, continue à fondre en direction de la surface exposée (surface extérieure) de la pellicule, en s'étendant
Alors, au moment o l'épaisseur de la pellicule semiconduc-
trice est devenue extrêmement mince, le matériau fondu rompt la partie mince et se disperse quasiment dans l'air. Il en résulte qu'il subsiste à peine une partie de résidu dans la
partie d'espacement voisine 12', après le traitement. Le pro-
cessus illustré sur la figure 7 peut être exécuté à l'aide
d'un dispositif tel que représenté sur la figure 11. C'est-
à-dire que le faisceau laser LB irradie au moyen d'un appareil laser PL, atteint la pellicule semiconductrice amorphe 12,
qui est la pellicule en cours de traitement, par l'intermé-
diaire d'un miroir réfléchissant MR, d'une lentille d'objec-
tif OL, du substrat 10 et de la pellicule formant électrode transparente 11. Par ailleurs, selon un procédé d'un exemple comparatif, on a irradié directement, au moyen d'un faisceau laser LB possédant un diamètre réglé à l'aide de la lentille d'objectif OL comme représenté sur la figure 12, une surface d'une pellicule semiconductrice amorphe 12, sans traversée
d'un substrat 10 et d'une pellicule formant électrode trans-
parente 11.
Dans le cas présent on va décrire la différence des caractéristiques de traitement à l'aide du faisceau laser LB dans le cas du procédé illustré sur la figure 11 et dans le cas du procédé illustré sur la figure 12, sur la base de
calculs théoriques et des résultats expérimentaux.
Les figures 13, 14 et 15 sont des graphiques repré-
sentant une analyse optique de chaque grandeur représentant l'absorptivité (A), le facteur de réflexion (R) et le facteur de transmission (T), moyennant l'utilisation d'une certaine épaisseur de la pellicule formant électrode transparente 11, lors de la projection du faisceau laser LB possédant une longueur d'onde de 0,53 pm sur une pellicule semiconductrice
12 formée d'un dérivé de silicium amorphe, sur l'autre surfa-
ce principale du substrat 10 conformément à la figure 11,
les abscisses désignant l'épaisseur de la pellicule semicon-
ductrice amorphe 12 et les ordonnées chaque grandeur respec-
tivement. L'épaisseur (Tco) de la pellicule en forme d'élec-
trode transparente 11 de la figure 13 est égale à environ
210 nanomètres, tandis que l'épaisseur est égale respective-
vement, sur les figures 14 et 15, à environ 280 nanomètres et à environ 330 nanomètres, valeurs qui sont toutes situées
dans une gamme d'épaisseur de la pellicule 11l en forme d'élec-
trode transparente, telle qu'elle est utilisée dans un dispo-
sitif photovoltaîque usuel.
Conformément au procédé illustré sur la figure 11,
comme sur les figures 13 à 15, les caractéristiques d'absorp-
tion dans la pellicule semiconductrice 12 varient en fonction
de l'épaisseur de la pellicule 11 formant électrode trans-
parente, disposée sur la surface d'irradiation de cette pel-
licule. Cependant l'absorptivité A est égale à environ 64% lorsque l'épaisseur de la pellicule semiconductrice amorphe 12 est égale à environ 500 nanomètres ou est supérieure à 400 nanomètres, c'est-à-dire une couche qui est utilisable dans la pratique pour former une couche optique active, même pour le cas minimum de la figure 14, et atteint 90 % dans
le cas maximum de la figure 13.
D'autre part, la figure 16 montre une relation entre chaque grandeur, à savoir l'absorptivité (A), le facteur de
réflexion (R) et le facteur de transmission (T), et l'épais-
seur de la pellicule 11 formant électrode transparente, lors-
que l'on projette le faisceau laser LB sur la surface à nu
de la pellicule semiconductrice amorphe, conformément au pro-
cédé de l'exemple comparatif illustré sur la figure 12. Sur la figure 16 on voit & l'évidence que, dans le cas du procédé illustré sur la figure 12, aucune des grandeurs A, R et T ne dépend de l'épaisseur de la pellicule 11 formant électro-
de transparente.
La figure 17 illustre un calcul théorique de la dé-
pendance, sur la base de la figure 16, en rapport avec l'épais-
seur de la pellicule semiconductrice amorphe 12, lorsque l'é-
paisseur Ttco de la pellicule 11 formant électrode transparen-
te est fixée à 200 nanomètres, dans le cas du procédé de l'e-
xemple comparatif de la figure 12.
La figure 18 est un graphique correspondant à la figure 17 dans le cas du procédé du procédé du mode d'exécution
illustré sur la figure 11. L'appareil laser et d'autres con-
ditions de réglage utilisées sont les mêmes hormis la direc-
tion d'irradiation du faisceau laser élevé. Comme cela ressort
à l'évidence des figures 17 et 18, dans le cas du mode d'exé-
cution illustré sur la figure 11, l"absorptivité (A) dans la pellicule semiconductrice amorphe 12 dépasse 90 % pour l'épaisseur utilisable dans la pratique de cette pellicule semiconductrice 12. Par conséquent un traitement a l'aide
du faisceau laser possédant une puissance de sortie plus fai-
ble est possible selon le mode d'exécution du procédé illus-
tré sur la figure 11, par rapport au procédé illustré sur
la figure 12.
Les figures 19 et 20 sont des graphiques, sur les-
quels on a simulé la distribution de température dans le cas
de l'irradiation avec un faisceau laser élevé pour une densi-
té d'énergie basée sur le facteur de réflexion et sur l'absor-
ptivité, obtenue conformément aux figures 17 et 18. Dans cette simulation, la densité d'énergie du faisceau laser dans le cas de la figure 19, c'est-à-dire conformément à la figure 11, était réglée à 0,351 J/cm2 et la densité d'énergie du faisceau dans le cas de la figure 20, c'est-a- dire en rapport avec la figure 12, était réglée à 0,559 J/cm2. Bien que la
densité d'énergie soit inférieure dans le cas du procédé il-
lustré sur la figure 11, les montées de la température au
bout du même intervalle de temps après le démarrage de l'ir-
radiation sont presque égales dans les deux cas. Les graphiques comparatifs du procédé illustré sur les figures 11 et 12 en rapport avec la densité d'énergie lorsque l'irradiation est effectuée dans la pratique avec le faisceau laser sur la base du calcul théorique précédent et de la largeur de traitement (largeur d'enlèvement) de la
pellicule de silicium amorphe 12, sont illustrés sur les figu-
res 21 et 22 La figure 22 illustre la relation entre la va-
leur de seuil de la densité d'énergie et la vitesse de bala-
yage du faisceau laser nécessaire pour l'enlèvement de la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé du silicium amorphe et possédant une épaisseur d'environ 600 nanomètres, sans provoquer aucun endommagement thermique de la pellicule 11 formant électrode transparente déjà formée. Comme cela ressort du graphique, la densité d'énergie selon le procédé
illustré sur la figure 11, selon lequel on réalise une irra-
diation avec le faisceau laser sur Vlautre surface principale
du substrat 10, est égale à environ à la moitié de celle uti-
lisée dans le procédé illustré sur la figure 12.
Par ailleurs la figure 22 montre quelle largeur de pellicule semiconductrice 12 peut être éliminée sans aucun
balayage du faisceau laser élevé sur le semiconducteur amor-
phe 12, et il est évident que le procédé illustré sur la fi-
gure 11 peut être mis en oeuvre sur une largeur plus impor-
tante que dans le cas du procédé illustré-sur la figure 12.
Cela signifie que la longueur à nu de la pellicule formant électrode transparente llb, représentée par un symbole D sur
la figure 2, peut être suffisamment élargie sans-aucune réduc-
tion de la vitesse de balayage ni accroissement trop important
des durées de balayage du faisceau laser, ce qui permet d'ob-
tenir une amélioration de la-productivité.
L'appareil laser utilisé communément dans les expé-
riences mentionnées précédemment est du type fournissant une irradiation impulsionnelle, avec une fréquence d'impulsions
de 4 kHz et une longueur d'onde de 0,53 rm.
Les figures 23 et 24 sont des vues en plan de la
partie d'espacement voisine 12' lorsque la pellicule semicon-
ductrice amorphe 12 est balayée une fois par l'appareil laser du type fournissant une irradiation impulsionnelle, comme mentionné précédemment aux procédés illustrés respectivement sur les figures 11 et 12o Les deux dessins sont vus suivant
la même direction. Sur les dessins, l'appareil laser est uti-
lisé et l'appareil du type fournissant une irradiation impul-
sionnelle et possédant une longueur d'onde de 0,53 am et les conditions telles que la puissance de sortie du laser et la vitesse de balayage, etc. sont les mêmes hormis la direction d'irradiation du faisceau laser LBo La figure 3 montre le cas d'une irradiation du faisceau laser sur l'autre surface principale du substrat 10, comme sur la figure 11, tandis que la figure 24 montre le cas intervenant dans le cas du
procédé illustré sur la figure 12.
On comprendra que, lorsqu'on utilise le procédé con-
forme au mode d'exécution de la présente invention, bien que
le traitement soit effectué dans les mêmes conditions en-
dehors de la direction d'irradiation, on peut obtenir non seulement une interface nette de traitement sans aucun résidu
mais également une largeur étendue de traitement (délimita-
tion). En outre l'apparition de la partie détériorée 12a de la pellicule semiconductrice, due à la chaleur et que l'on voit dans l'interface de traitement dans le cas du procédé
illustré sur le figure 12, a été supprimée.
Le processus illustré sur la figure 8 est mis en oeuvre à la suite du processus illustré sur la figure 7. Selon ce processus on forme la pellicule formant contre-électrode 13 et possédant une épaisseur se situant entre environ 400 nanomètres et 2, sur le substrat 10 recouvrant les parties formant pellicules de silicium amorphe 12a, 12b, 12c,... et les électrodes formant pellicules transparentes lla, 11b,
11c,.... Comme pellicule formant contre-électrode 13, on uti-
lisera une réalisation monocouche d'aluminium ou une réalisa-
tion à deux couches d'aluminium superposée à du titane ou
du titane-argent, une construction empilée d'une telle réali-
sation à deux couches ou d'une réalisation en sandwich d'alu-
minium pris en sandwich entre du titane et du titane-argento Lors du processus final illustré sur la figure 9, on projette le faisceau laser LB sur la partie d'espacement
voisine 13' et on élimine la pellicule formant contre-élec-
trode située dans cette partie, ce qui permet de former une pellicule formant contre-électrode individuelle 13a, 13b,
13c,... dans cette région. Il en résulte que différentes ré-
gions de conversion photoélectrique 14a, 14b, 14c,... sont raccordées électriquement en série. Lors de ce processus,
on projette le faisceau laser LB sur l'autre surface prin-
cipale du substrat 10, et ce suivant la même direction d'ir-
radiation de la pellicule semiconductrice amorphe 12, lorsque la partie d'espacement voisine 13' devant être éliminée est positionnée sur les parties à nu des électrodes formées d'une pellicule transparente lla, 11b î llce... L'appareil laser
utilisé dans ce processus est du type a irradiation impulsion-
nelle, possédant une longueur d'onde de 1,06 tm et la densité d'énergie est égale à environ 3 J/cm2 et la distance L3 de la partie d'espacement voisine 13' est réglér par exemple à une
valeur comprise entre environ 20 um et 100 Pm.
La figure 25 est un graphique montrant le résultat de l'analyse optique de la dépendance de l'absorptivité (A) du facteur de réflexion (R) et du facteur de transmission (T) vis-à-vis de l'épaisseur de la pellicule formant électrode transparente 11, lorsque l'on irradie avec le faisceau laser LB la pellicule formant contre-électrode 13 constituée par de l'aluminium possédant une épaisseur de 500 nanomêtres, sur l'autre surface principale du substrat 10. Etant donné que le facteur de transmission (T) était nul, il n'est pas représenté sur le graphiqueo A partir de l'analyse optique,
bien que l'absorptivité (A) de la pellicule formant contre-
électrode 13 varie périodiquement en raison de l'épaisseur de la pellicule formant électrode transparente 11, on peut constater un accroissement d'un facteur égal à environ 1,6 à 2,5, par rapport aux résultats d'analyse du cas représenté sur la figure 26, lorsque le faisceau laser LB a été projeté
sur la face nue de la pellicule formant contre-électrode 13.
Un tel accroissement de l'absorptivité signifie que le trai-
tement peut être réalisé à l'aide du faisceau laser possédant une puissance de sortie faible, par irradiation de l'autre
surface principale du substrat par ce faisceau, et par consé-
quent on peut obtenir une utilisation efficace du faisceau
laser.
Lors du processus illustré sur la figure 9, étant donné que la fusion de la pellicule formant contre-électrode 13 positionnée dans la partie d'espacement voisine 13' devant être éliminée se déroule, tout comme dans le cas du processus d'élimination de la pellicule semiconductrice amorphe 12, depuis l'interface avec la pellicule formant électrode transparente 11 sur la face d'incidence du faisceau laser, en direction de la surface à nu (surface extérieure) en s'étendant et entraîne une rupture de la pellicule formant contre-électrode 13 au point o l'épaisseur de cette pellicule
devient plus faible, et entraîne une dispersion de cette pel-
licule dans l'air, on peut obtenir une interface de traitement propre et exempte de résidu. Par conséquent il ne se produit jamais d'accident dû à un court-circuit à l'intérieur de la région de conversion photoélectrique séparée par le résidu 13r de la pellicule formant contre-électrode 13 comme par le passé dans le cas de la figure 3o
Les figures 27 à 31 sont des vues en coupe transver-
sale illustrant la séquence d'un autre mode d'exécution du procédé conforme & l'invention. Ces dessins correspondent
essentiellement aux figures 5 à 9.
Lors du processus illustré sur la figure 27, on forme
de façon sélective une couche adiabatique isolante et trans-
mettant la lumière 15, comme par exemple une couche de SiO2, Si3N4 ou analogue, dans la zone de l'électrode formant pelli-
cule transparente 1-la,llb,...,devant être dégagée et déjà subdivi-
sée conformément à différentes régions de conversion photoélectri-
que 14a, 14b,... au moyen de l'irradiation par le faisceau la-
ser LB. Une telle couche adiabatique isolante 15, transmettant la lumière, peut être formée au moyen du procédé décrit par exemple dans "Dépôt chimique en phase vapeur de SiO2 déclenché par laser" à la page 716 de Appl. Phys. Lett. 40, paru le
Avril 1982. De façon plus spécifique, la couche adiabati-
que isolante 15 transmettant la lumière peut être formée de
façon sélective uniquement à l'emplacement o on dirige le fais-
ceau laser en introduisant du silane (SiH4) et de l'oxyde d'azo-
te (N20) dans la chambre de réaction et en provoquant la dé-
composition de la vapeur réagissante mentionnée précédemment avec le plasma ayant subi une photoexitation par le laser au
ArF, possédant une longueur d'onde de 193 nm.
Au cours du processus illustré sur la figure 28, comme dans le cas du processus illustré sur la figure 6, on forme la pellicule semiconductrice amorphe 12 sur l'ensemble d'une surface principale du substrat 10 et en recouvrant les électrodes formées d'une pellicule transparente Ila, lib,.. . et
la couche adiabatique isolante transparente 15 et, lors du pro-
cessus ultérieur illustré sur la figure 29, on réalise l'ir-
radiation avec le faisceau laser LB sur l'autre surface principa-
le du substrat 10 et on subdivise la pellicule semiconductrice amorphe 12 conformément aux différentes régions de conversion
photoélectrique 14a, 14b,....
Lors d'un tel processus, étant donné que la partie d'espacement voisine 12' est reliée électriquement à la partie étendue de la pellicule formant contre-électrode 13a s'étendant à partir de la région photoélectrique 14a sur le côté gauche, la partie formée par une pellicule semiconductrice amorphe 12b est éliminée de l'extrémité de gauche de la pellicule formant électrode transparente llb dans la couche inférieure et cette extrémité de gauche de la pellicule formant électrode llb est recouverte par la couche adiabatique isolante transpa-
rente 15 mentionnée précédemment.
Lors du processus illustré sur la figure 30, on forme une pellicule formant contre-électrode 13 et constituée par
de l'aluminium et analogue, sur l'ensemble d'une surface prin-
cipale du substrat 10 recouvrant les parties séparées de la pellicule semiconductrice amorphe 12a, 12B,.... la partie & nu de la pellicule formant électrode transparente llb et
en outre la couche adiabatique isolante transparente 15. En-
suite on projette le faisceau laser élevé sur la partie d'es-
pacement voisine 13' définie par la ligne en trait mixte a
un tiret sur la figure 30, sur la surface à nu de la pellicu-
le formant contre-électrode 13, c'est-à-dire sur une surface
principale du substrat 10.
La figure 32 représente une distribution de tempéra-
ture suivant la direction de l'épaisseur dans une région 131 de la partie d'espacement voisine 13', dans laquelle la partie formant pellicule semiconductrice 12b formée d'un dérivé du silicium amorphe n'existe pas, dans l'agencement dans lequel
la couche adiabatique isolante 15 en SiO2 possédant une épais-
seur de 500 nanomètres est disposée sur du SiO2 possédant une
épaisseur de 500 nanomètres, comme mentionné précédemment.
En outre la figure 33 représente une dissolution de tempéra-
ture dans une région 132, dans laquelle la partie formée d'une
pellicule semiconductrice amorphe 12b est présente.
Par ailleurs la figure 34 montre une distribution de température obtenue lorsque la couche adiabatique isolante - n'est pas présente dans la région 131 mentionnée et la figure 35 illustre cette distribution de température dans le cas o la couche adiabatque 15 n'existe pas dans la région
132 mentionnée plus haut.
Les appareils laser utilisés sont tous du type four-
nissant une irradiation impulsionnelle et possédant une lon-
geur d'onde de 1,06 Vm. Comme représenté sur les figures 32
à 35, la densité d'énergie d'un tel faisceau laser a été ré-
glée au point requis pour la température superficielle de la température formant contre-électrode 13 en aluminium, devant
être éliminée, en vue d'atteindre le point de fusion.
Comme on le comprendra à l'évidence d'après les figu-
res 32 à 35, en disposant la couche adiabatique isolante 15 sur la pellicule formant électrode transparente de la partie d'espacement voisine 13' devant être éliminée, on l'utilise
en tant que corps adiabatique et la pellicule formant élec-
trode transparente ne sera pas endommagée thermiquement. En outre, étant donné que la conduction de chaleur en direction de la pellicule formant électrode transparente est de ce fait interrompue, la dissipation de chaleur est limitée, ce qui
permet de réaliser le traitement avec un faisceau laser possé-
dant une faible puissance de sortie.
La figure 31 représente l'état dans lequel la partie
d'espacement voisine 13' des pellicules formant contre-élec-
trodes 13a, 13b,... a été éliminée et dans lequel les régions
de conversion photoélectrique voisines 14a, 14bo,..o sont rac-
cordées électriquement en série. Par ailleurs, dans une région de conversion photoélectrique, par exemple dans la région 14b, étant donné que l'on a effectué l'irradiation au faisceau laser LB non pas sur l'autre surface principale du substrat comme représenté sur la figure 30, mais sur la surface
à nu (surface externe) de la pellicule formant contre-électro-
de 13, le résidu 13r de cette pellicule formant contre élec-
trode 13 est apparu au niveau de l'interface de traitement.
Bien que le résidu 13r ait provoqué un court-circuit dans la région de conversion photoélectrique correspondante 14b dans l'exemple classique représenté sur la figure 3, comme on le comprendra sur la figure 11, étant donné que la partie à nu llb' de la pellicule formant électrode transparente llb
est recouverte par la couche adiabatique isolante 15, la ré-
gion de conversion photoélectrique 14b ne sera pas mise en
* court-circuit, même dans le cas de la présence du résidu 13r.
C'est-à-dire que la couche adiabatique isolante 15 mentionnée précédemment sert de corps adiabatique pendant l'irradiation à l'aide du faisceau laser et bloque laconduction thermique
en direction de la couche inférieure, ce qui contribue à évi-
-ter un endommagement thermique ainsi qu'à obtenir une réduction
de la puissance de sortie de traitement et, après l'irradia-
tion, cette couche sert d'isolant servant à empêcher un acci-
dent dû à un court-circuit introduit par le résidu de la pel-
licule formant contre-électrode.
Par ailleurs, en ce qui concerne la direction d'irra-
diation du faisceau laser LB, bien qu'il soit difficile en
particulier de dire que cela soit meilleur, à partir du mo-
ment o la lentille dobjectif OL située sur le côté de l'ap-
pareil laser PL n'est pas endommagée par le matériau disper-
sé dissipé par une telle irradiation effectuée à l'aide du
faisceau laser LB, il est préférable d'irradier l'autre sur-
face principale du substrat 10o
Les figures 36 à 39 sont des vues en coupe transver-
sales montrant un autre mode d'exécution de la séquence du
procédé conforme à la présente invention.
Dans ce mode d'exécution, on traite la pellicule
semiconductrice amorphe 12 et la pellicule formant contre-
électrode 13 au cours du même processus, contrairement au mode d'exécution précédent, selon lequel les traitements sont
effectués selon des processus séparés.
Lors du processus illustré sur la figure 36, on forme
en continu une pellicule semiconductrice 12 formée d'un déri-
vé de silicium amorphe sur une surface du substrat 10 compor-
tant des propriétés d'isolation et de transmission de la lu-
mière, comme par exemple du verre, de manière que ladite pel-
licule s'étende sur les pellicules formant électrodes transpa-
rentes l1a, 1lb,... forméespardivision,dam -sdifférentes régions
de conversion photoélectrique 14a, 14b,.... On forme la pel-
licule semiconductrice 12, selon une séquence, par exemple
moyennant le dépôt d'une couche de type P possédant une épais- seur comprise entre environ 5 et 200 nanomètres et réalisée au moyen d'une
décharge par effluve dans l'atmosphère du com- posé de silicium, par exemple une atmosphère de vapeur de
silane (SiH4), à laquelle est ajoutée du-diborane (B2H6) in-
cluant un agent dopant de type P, puis en déposant une couche de type I formée a partir d'une vapeur de silane uniquement et possédant une épaisseur comprise entre environ 400 et 600 nanomètres, et une couche de type N formée par addition de phosphine (PH3) incluant un agent dopant de type N à la vapeur
de cylindre, et possédant une épaisseur comprise entre envi-
ron 10 et 50 nanomètreso On forme,aussitôt après,la pellicule formant contre-électrode, constituée par exemple par de
l'aluminium et possédant une épaisseur comprise entre envi-
ron 200 nanomètres et 1 pm, sur la pellicule semiconductrice amorphe 12 formée de la même manière. Ainsi, en réalisant la pellicule formant contre-électrode 13 aussitôt après la formation de la pellicule semiconductrice amorphe 12, il est possible d'éviter la fixation de poussières, de l'humidité
et analogue sur la pellicule semiconductrice.
Lors du processus illustré sur la figure 37, on éli-
mine la pellicule semiconductrice amorphe et la pellicule formant contreélectrode dans la partie d'espacement voisine 12' en irradiant l'autre surface principale du substrat 10
à l'aide du faisceau laser. Par conséquent, lors de ce proces-
sus, la pellicule semiconductrice amorphe 12 et la pellicule formant contre-électrode 13 sont sudivisées confamément aux difféetes régions de conversion photoélectrique 14a, 14b,.... L'appareil laser utilisé lors du processus illustré sur la figure 37 est par exemple un laser au Nd:YAG possédant une longueur d'onde de 1,06 um et une fréquence d'impulsions de 3 kHz,
et le diamètre du faisceau laser est réglé de manière à conser-
ver une densité d'énergie de 2 x 107 W/cm2. Au moyen d'une telle irradiation de l'autre surface principale du substrat 10par le faisceau laser, on subdivise la partie d'espacement 12' sur une largeur comprise par exemple entre environ 30 et 50 nanomètres. Comme cela est décrit cidessus, le faisceau laser
utilisé lors du processus illustré sur la figure 37 est éga-
lement projeté sur l'autre surface principale du substrat , comme dans le mode d'exécution précédent. Par conséquent le faisceau laser traverse le substrat 10 et les électrodes formées d'une pellicule transparente lla, llb,... et atteint tout d'abord la pellicule semiconductrice amorphe 12 située
au niveau de l'interface avec l'électrode en forme de pelli-
cule transparente lia, llb,.... et la pellicule semiconduc-
trice située dans la partie d'espacement voisine 12', devant être éliminéeest alOséliinie de cette interface. A cet instant, la pellicule semiconductrice amorphe 12, qui est en train de fondre sous l'effet de l'irradiation par le faisceau laser,
est positionné naturellement dans la partie d'espacement voi-
sine 12' entourée par le substrat 10, les électrodes en forme
de pellicules transparentes Ila, lbo... et la pellicule for-
mant contre-électrode 13. Par conséquent la fusion dans la pellicule semiconductrice amorphe2 qui a commencé à partir
- de l'interface, se poursuit en direction de la pellicule for-
mant contre-électrode 13, en s'étendant, et au moment o l'é-
paisseur totale de la pellicule, y compris l'épaisseur de la pellicule formant contre-électrode 13, devient plus mince, le matériau fondu de a pUicule semiconduccricetraverse/apartie mince et la majeure partie de la pellicule semiconductrice amorphe
fondue est dispersée dans l'air.
Par conséquent, lorsque le faisceau laser est proje-
té sur l'autre surface principale du substrat 10, comme repré-
senté sur la figure 40, on peut obtenir-une interface de trai-
tement extrêmement nette, dans la partie d'espacement voisine 12' du substrat. Au contraire, lorsque le faisceau laser est projeté sur une surface principale du substrat conformément au procédé de l'exemple comparatif, comme représenté sur la
figure 41, l'interface de traitement dans la partie d'espace-
ment voisine de ce substrat prend une forme de zig-zag. Dans
le cas des figures 40 et 41, seules les directions d'irradia-
tion du faisceau laser étaient différentes, alors que les
autres conditions étaient identiques.
Lors du processus ultérieur illustré sur la figure 38, on forme une seconde pellicule formant contre-électrode 16 et constituée par un ensemble à trois couches incluant
par exemple du titane ou du titane-argent (TiAg) sur une épais-
seur d'environ quelques centaines de nanomètres, de l'aluminium sur une épaisseur d'environ quelques centaines de nanomètres et du titane ou du titane-argent sur une épaisseur d'environ quelques centaines de nanomètres jusqu'à 500 nanomètres, sur les parties semiconductrices amorphes 12a, 12b,.. et sur les pellicules formant contre-électrodes 13a, 13b,... séparées en les différentes régions de conversion photoélectrique 14a, 14b,... au moyen du processus illustré sur la figure
7, en recouvrant les électrodes formées d'une pellicule trans-
parente lia, llb,... à l'état exposé dans la partie d'espace-
ment voisine 12'. Le titane ou le titane-argent utilisé dans la seconde pellicule formant contre-électrode 16 est destiné
à empêcher la corrosion et l'oxydation, provoquées par l'hu-
midité, de l'aluminium formant la couche intermédiaire et à faciliter le traitement au laser lors du processus ultérieur, la couche d'aluminium étant utile pour réduire la résistance
série équivalente.
Lors du processus final illustré sur la figure 39, on irradie la partie d'espacement voisine 16' en projetant le faisceau laser sur l'autre surface principale du substrat , et les secondes pellicules formant contre-électrodes 16a, 16b,... situées dans les différentes régions de conversion
photoélectrique 14a, 14b,... sont formées. Les secondes pelli-
cules formant contre-électrodes sont raccordées à la pellicule formant électrode transparente de la région de conversion photoélectrique voisine, et par conséquent les régions de
conversion photoélectrique respectives 14a, 14b,..o sont rac-
cordées électriquement en série.
Les figures 42 et 43 sont des vues en coupe trans-
versale montrant respectivement l'exemple modifié du processus
illustré sur la figure 39.
Lors du processus illustré sur la figure 42, on éli-
mine la seconde pellicule formant contre-électrode 16 formée
de façon continue comme sur la figure 38, dans la partie d'es-
pacement voisine 16" qui est décalée par rapport & la position
de cette partie sur la figure 39. Dans ce cas on peut irra-
dier, avec le faisceau laser, l'autre surface principale du substrat 10, comme dans le cas du processus illustré sur la
figure 39. Bien que les conditions d'irradiation avec le fais-
ceau laser soient les mêmes que lors du processus illustré sur la figure 39, ce processus diffère du processus illustré sur la figure 39 en ce que non seulement la seconde pellicule
formant contre-électrode 16, mais également la pellicule semi-
conductrice amorphe 12 et la première pellicule formant contre-
électrode 13 sont éliminées.
D'autre part, lors-du processus illustré sur la fi-
gure 43, on irradie avec le faisceau laser une surface prin-
cipale du substrat 10 dans la zone d'espacement voisine 16".
Dans ce cas, la pellicule formant contre-électrode 13 et la pellicule semiconductrice amorphe 12 sont situées au-dessous de la seconde pellicule formant contre-électrode 16, et par conséquent si on veut les éliminer simultanément au moyen du faisceau laser possédant une densité d'énergie élevée, la pellicule semiconductrice amorphe située dans la couche inférieure sera endommagée ou bien étant donné qu'on irradie
avec le faisceau laser la surface à nu mentionnée précédem-
ment, le résidu peut subsister au niveau de l'interface de traitement. C'est pourquoi, dans le mode d'exécution illustré sur la figure 43, on met à nu la couche de l'aluminium situé dans la seconde couche en éliminant la couche supérieure de
titane ou la couche de titane-argent de la seconde pellicu-
le formant contre-électrode 16 et située sur la surface à nu, c'est-àdire sur une surface principale du substrat 10, par irradiation avec le faisceau laser, et on élimine ensuite la couche d'aluminium mise à nu, au moyen de la corrosion plasmatique en utilisant -la couche supérieure de titane ou
de titane-argent en tant que masque. Une telle corrosion plas-
matique peut être mise en oeuvre dans une atmosphère de vapeur
chlorée telle que par exemple du CCI4, du BC13 ou analogue.
Alors on répète l'irradiation du faisceau laser et la corro-
sion plasmatique pour la couche inférieure de titane ou de titane-argent de la seconde pellicule formant contre-électrode 16 et de la première pellicule formant contre-électrode 13 constituée par de l'aluminium. De cette manière, représentée sur la figure 43, le faisceau laser et la corrosion plasmatique
sont utilisés ensemble et les deux pellicules formant contre-
électrodess 16 et 13 sont séparées en les différentes régions
de conversion photoélectrique 14a; 14b.
Lors du processus précédent illustré sur la figure 37, lorsque la densité d'énergie, la fréquence des impulsions ou la vitesse de balayage du faisceau laser s'écartent de la gamme optimale, il peut apparaître un certain résidu dans la zone d'espacement voisine 12', comme représenté sur les figures 44 et 45. Un constituant principal du résidu est lem matériau de la première pellicule formant contre-électrode 13, par exemple de l'aluminium, qui est à l'état de suspension, comme illustré sur la figure 44, étant donné que la couche semiconductrice amorphe 12 sous-jacente a été éliminée. On
peut éliminer de façon appropriée de telle résidu respective-
ment en les dispersant avec de l'air comprimé délivré par
une buse ou bien par aspiration à l'aide d'une buse d'aspi-
ration. Une fois que le résidu a été éliminé de cette manière,
le processus est ramené à l'état de la figure 38 précédente.
Lors du mode d'exécution de l'invention, la pellicule
semiconductrice amorphe et la pellicule formant contre-électro-
de sont subdivisées simultanément par l'irradiation du fais-
ceau d'énergie envoyé sur l'autre surface du substrat. Par conséquent, contrairement au procédé de l'art antérieur, lors duquel les résidus subsistaient après l'élimination de la
partie d'espacement voisine au moyen de l'irradiation du fais-
ceau d'énergie, de tels résidus peuvent être quasiment élimi-
nés selon le présent procédé. C'est pourquoi le défaut d'écail-
lage de la pellicule formant contre-électrode peut être empê-
ché dans la pile solaire et l'on peut améliorer la précision
de structuration dans le réseau linéaire de détecteurs opti-
ques.
Les figures 46 à 51 sont des vues en coupe trans-
versale illustrant un autre mode d'exécution de la présente
invention.
Lors du processus illustré sur la figure 46, on forme une pellicule 11 formant électrode transparente et constituée
par du SnO2 ou analogue sur l'ensemble d'une surface prin-
cipale du substrat 10 constitué par le verre transparent ou analogue et possédant une épaisseur comprise entre environ 1 mm et 3 mm et une surface comprise entre environ 10 cm x
cm et 40 cm x 40 cm.
Lors du processus illustré sur la figure 47, la pel-
licule formant électrode transparente et située dans la par-
tie d'espacement voisine 11' est éliminée par irradiation&
à l'aide du faisceau laser, et l'électrode en forme de pel-
licule transparente lia, lb,... est formée dans chaque région de conversion photoélectrique. Une longueur d'onde, qui est
à peine absorbée par le substrat 10, est appropriée pour l'ap-
pareil laser utilisé dans ce cas et il est préférable d'uti-
liser un appareil laser du type à irradiation impulsionnelle et possédant une longueur d'onde comprise entre 0,35 Fm et
2,5 P, en liaison avec le substrat 10 de cette forme de réa-
lisation. Lors du mode d'exécution, on a utilisé un laser au Nd:YAG possédant une cavité résonnante ayant une longueur d'environ 1,06 rme une densité d'énergie de 13 J/cm2 et une
fréquence impulsionnelle de 3 kHz.
Lors du processus illustré sur la figure 48, on forme
la pellicule semiconductrice amorphe 12, constituée par exem-
ple par du silicium amorphe ou analogue et possédant une épais- seur comprise entre 500 et 700 nm, sur l'ensemble d'une surface principale du substrat 10, en recouvrant les surfaces des électrodes respectives formées d'une pellicule transparente lia, llb....La pellicule semiconductrice 12 comporte une jonction PIN parallèle à la surface de la pellicule, comme
dans la forme de réalisation précédente.
Ensuite, lors du processus illustré sur la figure 49, on élimine la pellicule semiconductrice située dans la
partie d'espacement voisine 12' en l'irradiant avec le fais-
ceau laser produit de façon pulsée, et l'on forme les parties
semiconductrices amorphes 12a, 12b,... dans les régions res-
pectives de conversion photoélectrique. Il faut se rappeler que lors de l'irradiation à l'aide du faisceau laser dans
ce cas, que les caractéristiques optiques que sont l'absorp-
tivité (A), le facteur de réflexion (R) et le facteur de trans-
mission (T) de la pellicule semiconductrice (12) formée par un dérivé du silicium amorphe, en liaison avec le laser au Nd:YAG possédant une longueur d'onde de 1,06 pm ne sont pas
aussi bonnes.
La pellicule semiconductrice amorphe 12 possède des
caractéristiques qui dépendent de son épaisseur, comme repré-
senté sur la figure 55, en rapport avec le laser au Nd:YAG possédant une longueur d'onde de 1,06 ym. En étudiant les
choses de façon plus détaillée, lors du traitement de la pel-
licule de silicium amorphe à l'aide du laser YAG, même si l'épaisseur de la pellicule est équivalente à l'absorptivité minimale de par exemple 5 %, si la puissance de sortie du laser est choisie de manière à éliminer cette partie formée
d'une pellicule semiconductrice, pour la partie formant pelli-
cule semiconductrice possédant une épaisseur équivalente à l'absorptivité de 20 %, il faut réaliser une irradiation avec un faisceau laser possédant une puissance de sortie égale au quadruple de la valeur de seuil de la densité d'énergie d'enlèvement de cette partie. Par conséquent, dans un tel cas, on ne peut pas éviter un endommagement thermique de la pellicule formant électrode transparente située au-dessus de la couche formant pellicule semiconductrice possédant une bonne absorptivité. De façon semblable, si la puissance de sortie du faisceau laser est réglée conformément à la partie
de la pellicule semiconductrice possédant l'absorptivité mini-
male, par exemple de 20 %, la partie formant pellicule semi-
conductrice possédant l'absorptivité minimum de 5 % ne sera pas éliminée, ce qui entraîne une altération de la puissance de sortie de la cellule de la pile solaire. Au contraire, lors du mode d'exécution (figure 49) servant à réaliser la subdivision de la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe, utilise un faisceau laser dont
la longueur d'onde se situe dans une région englobant essen-
tiellement la zone du rayonnement ultraviolet et la zone du
rayonnement visible.
Ci-après on va décrire les raisons qu'il y a de li-
miter la plage des longueurs d'onde. Les figures 52, 53 et
54 sont des graphiques illustrant l'analyse théorique, effec-
tuée optiquement, de l'absorptivité (A), du facteur de réfle-
xion (R) et du facteur de transmission (T) en utilisant respec-
tivement la longueur d'onde (>) du faisceau laser en tant que paramètre, une structure fondamentale constituée par la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium
amorphe et réalisée sur la pellicule formant électrode trans-
parente 11 constituée par l'oxyde transparent conducteur (PCO) tel que de l'oxyde d'étain possédant une épaisseur de 200 nanomètres et disposésur le substrat en verre d'une épaisseur de 2 mm. Sur les dessins respectifs, les abscisses désignent
l'épaisseur de la pellicule semiconductrice 12 et les ordon-
nées désignent l'amplitude respective. On a utilisé un laser
du type fournissant une irradiation impulsionnelle. La lon-
gueur d'onde du faisceau laser est de 0,4 rm sur la figure 52 et respectivement de 0,53 pm et de 0,7 Vm sur les figures 53 et 54. Alors ces trois longueurs d'ondes se situent dans la plage du rayonnement ultraviolet et dans la plage du rayon- nement visible, mentionnés précédemment. Il résulte de tels calculs théoriques, que l'absorptivité (A) pour le faisceau laser du type fournissant une irradiation impulsionnelle dans la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe présente une valeur en général constante pour une épaisseur de pellicule d'une épaisseur d'environ 300 nm, qui est plus mince que l'épaisseur de 400 nm qui est à peu près
l'épaisseur -de pellicule pouvant être utilisée dans la pra-
tique en tant que couche photoactive de la pile solaire,pour la longueur d'onde (>) égale approximativement à 0,4 1m et
à 0,53 vm. De même l'amplitude de l'absorptivité devient supé-
rieure à 0,5, qui a une valeur supérieure à l'amplitude du
facteur de réflexion et du facteur de transmission.
D'autre part, pour la longueur d'onde () égale à environ 0,7 um, bien que l'absorptivité (A) fluctue entre des limites correspondant à un minimum de 32 % et un maximum
de 64 %, pour une épaisseur supérieure à l'épaisseur de pelli-
cule de 400 nm utilisée dans la pratique, le rapport entre l'absorptivité minimum et l'absorptivité maximum est égal
à environ 2. Cela signifie que la puissance de sortie du fais-
ceau laser est réglée de manière à éliminer la partie formant
pellicule semiconductrice et possédant une épaisseur corres-
pondant à l'absorptivité minimum, de sorte que même si l'on irradie la partie de pellicule semiconductrice correspondant
à l'absorptivité maximum avec un tel faisceau laser, l'endomma-
gement thermique de la couche inférieure située au-dessous de cette pellicule sera réduit par rapport au cas illustré
sur la figure 55.
En outre, même si l'on irradie la partie de la pel-
licule semiconductrice correspondant à l'absorptivité minimum
avec un faisceau laser possédant une puissance de sortie choi-
sie de façon à correspondre à l'absorptivité maximum, le rap-
port entre de telles 2 absorptivités est égal au maximum à
deux, et par conséquent il apparaît à peine une partie indé-
finie. La figure 56 représente des graphiques montrant une relation entre l'absorptivité (A) pour différents faisceaux laser possédant des longueurs d'onde de 0,53 Fm, 0,65 pm et 1,06 jm et l'épaisseur de la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe. Pour les longueurs d'ondes de 0,53 pm et 1,06 pm, on a soustrait l'un de l'autre
les graphiques des figures 53 et 55 et pour la longueur d'on-
de de 0,65 im, on les a à nouveau additionnés. La figure 57 représente également des graphiques montrant une relation entre la valeur de seuil de la densité d'énergie dans le cas o des faisceaux laser du type impulsionnel possédant les longueurs d'onde de 0,53 um, 0,65 pm et 1,06 pm, comme pour
la figure 56, irradient la surface de la pellicule semiconduc-
trice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe, et que la surface de cette pellicule commence à fondre, et l'épaisseur
de cette pellicule semiconductrice. Comme cela ressort à l'é-
vidence des figures 56 et 57, étant donné que l'absorptivité
(A) dans la partie de la pellicule semiconductrice est éle-
vée même pour les faisceaux laser possédant les longueurs
d'onde de 0,53 im et 0,65 pm, la valeur de seuil de la densi-
té d'énergie avant la fusion est faible et- en outre, pour
une épaisseur de la pellicule de 400 nm, que l'on peut utili-
ser dans la pratique pour une pile solaire, la valeur de seuil
de la densité d'énergie varie à peine, en présentant une va-
leur constante (d'environ 0,5 J/cm2).
La figure 58 montre des graphiques illustrant une
relation mesurée entre la valeur de seuil de la densité d'é-
nergie nécessaire pour l'élimination de la pellicule semicon-
ductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe et l'épais-
seur de la pellicule, en utilisant des appareils laser du type fournissant une irradiation impulsionnelle et possédant les longueurs d'ondes de 1,06 um et 0,53 um, dans la pratique,
sur la base des analyses optique et théorique décrites ci-dessus.
Les lignes formées de tirets sur la figure 58 désignent la va-
leur de seuil de la densité d'énergie pour la longueur d'on- de respective, la pellicule formant électrode transparente 11
située au-dessous de la pellicule semiconductrice 12 étant ex-
posée à un endommagement thermique. Par ailleurs, au cours de
l'expérience, étant donné qu'il a été confirmé à partir de l'a-
nalyse théorique illustrée sur les figures 52 et 54 que les
longueurs d'ondes de 0,65 rm et 0,4 pm présentent la même ten-
dance que la longueur d'onde de 0,53 pm, la comparaison a été faite uniquement sur les deux longueurs d'ondes de 0,53 rm et
1,06 rm considétées ci-dessus.
Comme cela ressort clairement de la figure 58, lors-
que l'on envisage de traiter la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe, il existe un moment o la valeur de seuil de la densité d'énergie utilisée pour
l'opération d'enlèvement dépasse la valeur de seuil de la den-
sité d'énergie, ce qui a pour effet que la pellicule en forme d'électrode transparente 11 sous-jacente subit un endommagement
thermique, et par conséquent afin d'éviter un tel endomma-
gement thermique, il faut réduire la densité d'énergie du
faisceau laser. Cependant, si l'on réduit la densité d'éner-
gie, bien que l'on puisse éviter l'endommagement thermique,
on ne peut au contraire pas éviter de façon suffisante la pel-
* licule semiconductrice 12. Cependant, lorsqu'on utilise un
appareil laser du type fournissant une irradiation impulsion-
nelle et possédant une longueur d'onde de 0,53 rm, on com-
prendra parfaitement que l'on peut mettre en oeuvre un bon traitement même dans le cas d'une variation de l'épaisseur de la pellicule à un certain degré, étant donné que la valeur de seuil de la densité d'énergie de l'obtention de traitements d'élimination est presque indépendante de l'épaisseur de la pellicule semiconductrice 12 formée d'un dérivé de silicium amorphe et également cette valeur de seuil est inférieure à la valeur de seuil de la densité d'énergie responsable de
l'endommagement thermique de la pellicule en forme d'électro-
de transparente 11.
En outre la figure 59 illustre l'analyse de la dis-
tribution de température suivant la direction de la profon-
deur ou de l'épaisseur, avec comme paramètre la longueur d'on-
de du faisceau laser, lorsque la surface de la pellicule semi-
conductrice 12 formée d'un dérivé du silicium amorphe, possé-
dant une épaisseur de 500 nanomètres, a atteint le point de fusion. On comprend d'après la figure 59 que plus la longueur d'onde du faisceau laser est courte, plus la température de l'interface entre la pellicule semiconductrice et la pellicule
en forme d'électrode transparente est faible, et par consé-
quent que l'on peut obtenir une réduction de l'endommagement
thermique que subit la pellicule formant électrode transpa-
rente 11.
les figures 60 et 61 sont des vues en plan à plus grande échelle de la partie d'espacement voisine lorsque la pellicule semiconductrice 12 formée au moyen de la décharge à effluve en vue d'obtenir la pellicule semiconductrice formée
d'un dérivé de silicium amorphe et possédant l'épaisseur dési-
rée de 550 nm, est traitée à l'aide du faisceau laser possé-
dant la densité d'énergie qui permettra d'obtenir l'épaisseur désirée de 550 nm de la pellicule. La figure 60 représente
le cas o l'on utilise un faisceau laser possédant une lon-
gueur d'onde égale à environ 0,53 Pm et une densité d'énergie de 0,6 J/cm2, tandis que la figure 61 représente le cas o les valeurs correspondantes du faisceau laser utilisé sont respectivement 1,06 um et 3 J/cm2. Dans les deux cas on a utilisé un appareil laser du type fournissant une irradiation impulsionnelle et l'on a utilisé un balayage du faisceau laser
à une vitesse de balayage telle que l'on obtient un chevauche-
ment du faisceau laser impulsionnel.
Lorsque l'on a mis en oeuvre le processus illustré sur la figure 49, comme cela est représenté sur la figure , la pellicule semiconductrice située dans la partie o le faisceau laser réalise son irradiation, est éliminée selon
une forme linéaire suivant la direction de balayage et l'inter-
face de traitement est très net. Au contraire, dans le cas
illustré sur la figure 61, il apparaît que la pellicule semi-
conductrice située dans la partie o l'épaisseur de la pelli-
cule se situe en-dehors de la valeur désirée, n'est pas com-
plètement éliminée.
Par conséquent en réalisant une irradiation impul-
sionnelle à l'aide du faisceau laser possédant une longueur d'onde située dans la région correspondant essentiellement
au rayonnement ultraviolet et à la région du rayonnement visi-
ble, on élimine la pellicule semiconductrice située dans la partie d'espacement voisine 12' et on forme les parties formant
pellicules semiconductrices 12a, 12b, 12c,... dans les diffé-
rentes régions respectives de conversion photoélectrique.
Ensuite on met en oeuvre le processus illustré sur la figure 50. Lors du processus illustré *sur la figure 50, on forme la pellicule formant contre-électrode 13 et possédant une épaisseur comprise entre environ 400 nm et 2 rm, sur une surface principale du substrat 10 en recouvrant les zones respectives à nu des parties de pellicules semiconductrices 12a, 12b, 12c,... et les électrodes formées d'une pellicule
transparente lla, 11b, llc,.... Comme pellicule formant contre-
électrode 13, on peut envisager d'utiliser une structure à une couche d'aluminium plaquée de titane ou de titane-argent ou bien une structure constituée par deux couches doubles
de ce type empilées en double.
Lors du processus final illustré sur la figure 51, on élimine la pellicule formant contre-électrode dans la partie d'espacement voisine 13', en réalisant une irradiation avec
le faisceau laser et on forme les pellicules formant contre- électrodes 13a, 13b, 13c,... dans chaque région respective
de conversion photoélectrique.
Les figures 62 et 63 représentent des graphiques
illustrant l'analyse optique de la dépendance de l'absorpti-
vité (A) et du facteur de réflexion (R) de la pellicule for-
mant électrode transparente 11 vis-a-vis de son épaisseur et de. l'absorptivité (A) et du facteur de réflexion (R) de la pellicule formant contre-électrode 13 pour une épaisseur de 200 nm de la pellicule formant électrode transparente, lorsque l'on effectue une irradiation de la pellicule formant
contre-électrode 13 constituée par une seule couche en alumi-
nium d'une épaisseur de 500 nm, & l'aide du faisceau laser.
Les figures 62 et 63 montrent le cas obtenu lorsque la lon-
gueur d'onde du faisceau laser est égale à 1,06 Pmo A partir du résultat de l'analyse des figures 62 et 63, on comprendra
que bien que l'absorptivité de la pellicule formant contre-
électrode 13 est inférieure à 10 % pour cette longueur d'onde,
l'opération d'élimination de la pellicule formant contre-
électrode 13 constituée par la couche unique d'aluminium pos-
sédant une épaisseur utilisable dans la pratique n'est pas soumis à l'influence de l'épaisseur de la pellicule formant
électrode transparente 11 et de la pellicule formant contre-
électrode 13.
Par conséquent lorsque l'on traite la pellicule semi-
conductrice formée d'un dérivé de silicium amorphe à l'aide
du faisceau laser possédant la longueur d'onde située essen-
tiellement dans la région du rayonnement ultraviolet et dans la région du rayonnement visible, étant donné que la variation de la valeur de seuil de la densité d'énergie utilisée lors du traitement en liaison avec l'épaisseur de la pellicule semiconductrice est limitée comme représenté sur la figure
57 et que la différence de température entre les deux surfa-
ces de la pellicule semiconductrice est accrue comme cela
est représenté sur la figure 59e il ne se produit aucun endom-
magement de la pellicule inférieure formant électrode trans-
parente et le traitement mis en oeuvre n'est pas insuffisant.
Par ailleurs la couche adiabatique isolante transpa-
rente 15 de la forme de réalisation représentée sur les figu-
res 27 à 30 peut être utilisée de façon similaire, dans les formes de réalisation des figures 36 à 39, des figures 42
et 43 ainsi que des figures 46 à 51.
Alors, dans le cas de la forme de réalisation des
figures 46 à 51, lorsqu'on réalise l'irradiation avec un fais-
ceau laser dont la longueur d'onde se situe essentiellement dans la région du rayonnement ultraviolet et dans la région
du rayonnement visible, l'irradiation réalisée par le fais-
ceau laser peut être dirigée soit sur une surface principale du substrat 10 comme représenté sur la figure 12, soit sur l'autre surface principale, comme représenté sur la figure 11. Bien que la présente invention ait été décrite et illustrée de façon détaillée, on comprendra à l'évidence qu'il ne s'agit la que d'une illustration et d'un exemple et que
l'invention ne s'y trouve en aucune manière limitée.
Claims (12)
1. Procédé de fabrication d'un dispositif a semicon-
ducteurs, caractérisé en ce qu'il inclut les phases opératoires suivantes: - une phase opératoire de préparation d'un substrat (10), - une phase opératoire de formation d'une pellicule
semiconductrice (12) continue sur une surface principale du-
dit substrat (10), et
- une phase opératoire d'irradiation de l'autre sur-
face principale dudit substrat (10) par un faisceau d'énergie (LB) et d'élimination de la pellicule semiconductrice (12) en cette partie, de manière à réaliser une subdivision de cette
pellicule semiconductrice (12) conformément à différentes ré-
gions (14a, 14b, 14c,...).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase opératoire de préparation dudit substrat (10) inclut la phase opératoire de préparation
d'un susbstrat transmettant la lumière et que la phase opératoi-
re de subdivision de ladite pellicule semiconductrice (12) in-
clut une phase opératoire d'irradiation par un faisceau laser (LB). 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, avant la phase cpératoire de formation de ladite pellicule semiconductrice (12) sur ledit substrat (10) transmettant la lumière, une phase
opératoire de formation d'une électrode formant pellicule trans-
arente (11a, llb, llc,...)subdivisée conficrmmentàunepluralité de régicrns
et que lors de la phase opératoire de formation de ladite pelli-
-G cule semiconductrice, on forme une pellicule semiconductrice s'étendant de façon continue sur une surface principale dudit
substrat (10) transmettant la lumière et recouvrant respecti-
vement ladite pellicule formant électrode transparente.
3. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, après une phase
256.6584
opératoire de subdivision d'une pellicule semiconductrice (lia, llb, llc,.
) une phase opératoire de formation d'une pellicule formant contreélectrode (13) recouvrant de façon continue des parties respectives de la pellicule semiconductrice subdivisée, et une phase opératoire d'irradiation de ladite pellicule formant..CLMF: contre-électrode (13) au moyen d'un faisceau laser (LB) et d'éli -
mination de la pellicule formant contre-électrode dans cette
partie, ce qui provoque la subdivision de ladite pe3licule for-
mant contre-électrode confobrmémet à différentes régions(14a,14b,14c...).
5. Procédé de fabrication selon la revendication
3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une phase opératoi-
re servant à former une couche isolante adiabatique (15) sur lesdites électrodes formant une pellicule transparente (lia,
lb, 11c,...), une phase opératoire de formation d'une pelli-
cule formant contre-électrode (13) recouvrant de façon continue lesdites pellicules formant électrodes transparentes respectives
et la couche isolante adiabatique, une phase opératoire d'irra-
diation d'une surface principale dudit substrat (10) à l'aide
d'un faisceau d'énergie (LB) et d'élimination de ladite pelli-
cule formant contre-électrode (13) dans cette région, ce qui
entraîne une subdivision de ladite pellicule formant contre-
électrode conformément à différentes régions(14a,14b,14c,...).
6. Procédé de fabrication d'un dispositif à semicon-
ducteurs incluant les phases opératoires suivantes - une phase opératoire de préparation d'un substrat (10) transmettant la lumière,
- une phase opératoire de formation d'électrodes-
en forme de pellicules transparentes (11), subdivisées en dif-
férentes régions (lia, llb, l1c,...) sur une surface principale dudit substrat transmettant la lumière, - une phase opératoire de formation d'une pellicule semiconductrice (12) continue sur une surface principale dudit substrat transmettant la lumière et recouvrant l'électrode en forme de pellicule transparente de ladite région respective, - une phase opératoire de formation d'une pellicule formant contre-électrode (13) continue aussitôt après que ladite
pellicule semiconductrice (12) a été formée, de manière à recou-
vrir cette pellicule semiconductrice, et
- une phase opératoire d'irradiation de l'autre sur-
face principale dudit substrat transmettant la lumière (10)
par un faisceau laser (LB), et d'élimination de ladite pellicu-
le semiconductrice (12) et de ladite pellicule formant contre-
électrode (13) dans cette zone, ce qui subdivise ladite pel-
licule semiconductrice et ladite pellicule formant contre-élec-
-C trode conformément à différentes régions(14a,14b,14c,...).
7. Procédé de fabrication selon la revendication
6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une phase opératoi-
re de formation d'électrodes de connexion situées sur les pel-
licules formant contre-électrodes (13a, 13b, 13c,...) dans les
régions respectives raccordées auxdites pellicules formant élec-
trodes transparentes dans des régions voisines.
8. Procédé de fabrication d'un dispositif à semicon-
ducteurs incluant les phases opératoires suivantes: - une phase opératoire de préparation d'un substrat
(10),
- une phase opératoire de formation d'une pellicule semiconductrice (10) constituée principalement par du silicium amorphe sur une surface principale dudit substrat (10), et - une phase opératoire d'irradiation à l'aide d'un faisceau laser (LB) utilisant une longueur d'onde englobant essentiellement la plage du rayonnement ultraviolet et la région
du rayonnement visible.
9. Procédé de fabrication d'un dispositif à semi-
conducteurs, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opé-
ratoires suivantes: - une phase opératoire de préparation d'un substrat transmettant la lumière, - une phase opératoire de formation d'une pellicule
semiconductrice constituée principalement par du silicium amor-
phe et possédant une fonction de conversion, sur une surface dudit substrat (10) transmettant la lumière, - une phase opératoire de formation d'une pellicule
formant contre-électrode (13) sur ladite pellicule semiconduc-
trice, et - une phase opératoire d'irradiation de l'autre sur-
face dudit substrat (10) transmettant la lumière, avec un fais-
ceau laser possédant une longueur d'onde englobant la région essentiellement du rayonnement ultraviolet et une région de rayonnement infrarouge, et d'élimination de ladite pellicule semiconductrice et de ladite pellicule formant contre-électrode dans cette partie, ce qui permet de subdiviser ladite pellicule semiconductrice et ladite pellicule formant contre-électrode
conformément à différentes régions (14a,14b,14c,...).
10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque
des revendications 2, 6, 8 et 9, caractérisé en ce que la phase
opératoire d'irradiation à l'aide d'un faisceau laser inclut une irradiation avec un faisceau laser possédant une longueur
d'onde englobant essentiellement la région du rayonnement ultra-
violet et la région du rayonnement visible.
10. procédé de fabrication selon la revendication , caractérisé en ce que la longueur d'onde dudit faisceau
laser (LB) est choisie entre 0,3 rm et 0,82 m.
12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on choisit la longueur d'onde dudit
faisceau laser (LB) égale à environ 0,53 rm.
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| US4650524A (en) | 1987-03-17 |
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