JP2001274432A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造が容易でかつ、信頼性の高い半導体装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、少なくとも表面が第１導電型
の半導体層を構成する球状基板表面に、ｐｎ接合を形成
するように形成された第２導電型の半導体層と、前記第
2の半導体層表面に形成された透明導電膜からなる外側
電極とを形成した多数個のセルを用意する工程と、前記
セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、前記セルの
敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルが一部の深さ
まで埋まるように導電性材料を充填し硬化する工程と、
さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程と、前
記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材料の一
部が全体にわたって残留するように前記第１導電型の半
導体層を露呈せしめる工程と、前記第１導電型の半導体
層表面から突出するようにバンプを形成する工程と、前
記バンプを絶縁性樹脂で埋め込む工程と、前記絶縁性樹
脂をバンプとともに、研磨し、表面の平坦化をはかリ、
このバンプを内側電極とする工程とを含むことを特徴と
する。
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、少なくとも表面が第１導電型
の半導体層を構成する球状基板表面に、ｐｎ接合を形成
するように形成された第２導電型の半導体層と、前記第
2の半導体層表面に形成された透明導電膜からなる外側
電極とを形成した多数個のセルを用意する工程と、前記
セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、前記セルの
敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルが一部の深さ
まで埋まるように導電性材料を充填し硬化する工程と、
さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程と、前
記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材料の一
部が全体にわたって残留するように前記第１導電型の半
導体層を露呈せしめる工程と、前記第１導電型の半導体
層表面から突出するようにバンプを形成する工程と、前
記バンプを絶縁性樹脂で埋め込む工程と、前記絶縁性樹
脂をバンプとともに、研磨し、表面の平坦化をはかリ、
このバンプを内側電極とする工程とを含むことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特に球状半導体を用いた太陽電池や半導体レ
ーザなどの半導体装置に関する。
法に係り、特に球状半導体を用いた太陽電池や半導体レ
ーザなどの半導体装置に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体のｐｎ接合部分には内部電界が生じ
ており、これに光を当て、電子正孔対を生成させると、
生成した電子と正孔は内部電界により分離されて、電子
はｎ側に、正孔はｐ側に集められ、外部に負荷を接続す
るとｐ側からｎ側に向けて電流が流れる。この効果を利
用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子と
して太陽電池の実用化が進められている。
ており、これに光を当て、電子正孔対を生成させると、
生成した電子と正孔は内部電界により分離されて、電子
はｎ側に、正孔はｐ側に集められ、外部に負荷を接続す
るとｐ側からｎ側に向けて電流が流れる。この効果を利
用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子と
して太陽電池の実用化が進められている。
【０００３】近年、単結晶シリコンなどの直径１ｍｍ以
下の球状の半導体（Ball Semiconductor）上に回路パタ
ーンを形成して半導体素子を製造する技術が開発されて
いる。
下の球状の半導体（Ball Semiconductor）上に回路パタ
ーンを形成して半導体素子を製造する技術が開発されて
いる。
【０００４】その１つとして、アルミ箔を用いて多数個
の半導体粒子を接続したソーラーアレーの製造方法が提
案されている（特開平６-１３６３３号）。この方法で
は、図７に示すように、第1導電型表皮部と第2導電型内
部を有する半導体粒子２０７をアルミ箔の開口にアルミ
箔２０１の両側から突出するように配置し、片側の表皮
部２０９を除去し、絶縁層２２１を形成する。次に第2
導電型内部１１１の一部およびその上の絶縁層２２１を
除去し、その除去された領域２１７に第2アルミ箔２１
９を結合する。その平坦な領域２１７が導電部としての
第2アルミ箔２１９に対し良好なオーミック接触を提供
するようにしたものである。
の半導体粒子を接続したソーラーアレーの製造方法が提
案されている（特開平６-１３６３３号）。この方法で
は、図７に示すように、第1導電型表皮部と第2導電型内
部を有する半導体粒子２０７をアルミ箔の開口にアルミ
箔２０１の両側から突出するように配置し、片側の表皮
部２０９を除去し、絶縁層２２１を形成する。次に第2
導電型内部１１１の一部およびその上の絶縁層２２１を
除去し、その除去された領域２１７に第2アルミ箔２１
９を結合する。その平坦な領域２１７が導電部としての
第2アルミ箔２１９に対し良好なオーミック接触を提供
するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、高密度配置には限界があり、また、アル
ミ箔への位置決めが困難であり、多数個の半導体粒子を
実装する場合には特に作業性が悪いという問題があっ
た。また、電極の形成についても、第1導電型表皮部と
第2導電型内部との両方へのコンタクト端子が必要であ
るが、受光面積を減少させることなく、確実なコンタク
ト端子の形成を行うのは難しいという問題があった。
うな方法では、高密度配置には限界があり、また、アル
ミ箔への位置決めが困難であり、多数個の半導体粒子を
実装する場合には特に作業性が悪いという問題があっ
た。また、電極の形成についても、第1導電型表皮部と
第2導電型内部との両方へのコンタクト端子が必要であ
るが、受光面積を減少させることなく、確実なコンタク
ト端子の形成を行うのは難しいという問題があった。
【０００６】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、製造が容易でかつ、信頼性の高い半導体装置を提供
することを目的とする。
で、製造が容易でかつ、信頼性の高い半導体装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、少なく
とも表面が第１導電型の半導体層を構成する球状基板表
面に、ｐｎ接合を形成するように形成された第２導電型
の半導体層と、前記第2の半導体層表面に形成された透
明導電膜からなる外側電極とを形成した多数個のセルを
用意する工程と、前記セルを、トレイに一列に敷き詰め
る工程と、前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、
前記セルが一部の深さまで埋まるように導電性材料を充
填し硬化する工程と、さらにこの上に透明樹脂を充填
し、硬化する工程と、前記導電性材料を裏面側から研磨
し、前記導電性材料の一部が全体にわたって残留するよ
うに前記第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、
前記第１導電型の半導体層表面から突出するようにバン
プを形成する工程と、前記バンプを絶縁性樹脂で埋め込
む工程と、前記絶縁性樹脂をバンプとともに、研磨し、
表面の平坦化をはかリ、このバンプを内側電極とする工
程とを含むことを特徴とする。
とも表面が第１導電型の半導体層を構成する球状基板表
面に、ｐｎ接合を形成するように形成された第２導電型
の半導体層と、前記第2の半導体層表面に形成された透
明導電膜からなる外側電極とを形成した多数個のセルを
用意する工程と、前記セルを、トレイに一列に敷き詰め
る工程と、前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、
前記セルが一部の深さまで埋まるように導電性材料を充
填し硬化する工程と、さらにこの上に透明樹脂を充填
し、硬化する工程と、前記導電性材料を裏面側から研磨
し、前記導電性材料の一部が全体にわたって残留するよ
うに前記第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、
前記第１導電型の半導体層表面から突出するようにバン
プを形成する工程と、前記バンプを絶縁性樹脂で埋め込
む工程と、前記絶縁性樹脂をバンプとともに、研磨し、
表面の平坦化をはかリ、このバンプを内側電極とする工
程とを含むことを特徴とする。
【０００８】かかる構成によれば、セルをトレイに敷き
詰めた状態で導電性材料を充填し、硬化せしめるように
しているため、トレイの表面が各セルの接線に相当する
ように、高精度の位置決めが可能となり、同時に、最密
度充填構造を得ることが可能となる。また、固定と同時
に、外側電極間相互の電気的接続が可能となる。さらに
また、表面側は、透明樹脂で固定されており、保護と同
時に、レンズとしての役割も奏効可能である。さらにま
た、裏面側はバンプを形成したのち絶縁性樹脂で埋め込
み、裏面から一体的に研磨するようにしているため、平
坦度を維持しつつ電極取り出しを行なうことができる。
また内側電極を個別電極として高精度の取り出しを行な
うことができるため、太陽電池として用いる場合には各
セルを直列接続することが容易となる。また、光センサ
として用いる場合には、受光セルがいずれであるかを特
定することができる。さらにまた、ＧａＡｓやＧａＮな
どの化合物半導体を用いたセルを作成し、発光素子セル
を形成するようにすれば、表示素子としての使用も可能
となる。
詰めた状態で導電性材料を充填し、硬化せしめるように
しているため、トレイの表面が各セルの接線に相当する
ように、高精度の位置決めが可能となり、同時に、最密
度充填構造を得ることが可能となる。また、固定と同時
に、外側電極間相互の電気的接続が可能となる。さらに
また、表面側は、透明樹脂で固定されており、保護と同
時に、レンズとしての役割も奏効可能である。さらにま
た、裏面側はバンプを形成したのち絶縁性樹脂で埋め込
み、裏面から一体的に研磨するようにしているため、平
坦度を維持しつつ電極取り出しを行なうことができる。
また内側電極を個別電極として高精度の取り出しを行な
うことができるため、太陽電池として用いる場合には各
セルを直列接続することが容易となる。また、光センサ
として用いる場合には、受光セルがいずれであるかを特
定することができる。さらにまた、ＧａＡｓやＧａＮな
どの化合物半導体を用いたセルを作成し、発光素子セル
を形成するようにすれば、表示素子としての使用も可能
となる。
【０００９】本発明の第２によれば、請求項１に記載の
半導体装置の製造方法において、バンプを形成する工程
が、導電性ペーストを各領域に供給し、加熱することに
よりスパイク状突起を形成する工程であることを特徴と
する。
半導体装置の製造方法において、バンプを形成する工程
が、導電性ペーストを各領域に供給し、加熱することに
よりスパイク状突起を形成する工程であることを特徴と
する。
【００１０】かかる構成によれば、導電性ペースト材料
を適宜選択することにより、容易に信頼性の高いバンプ
を形成することができる。
を適宜選択することにより、容易に信頼性の高いバンプ
を形成することができる。
【００１１】本発明の第３によれば、請求項１に記載の
半導体装置の製造方法において、前記バンプを形成する
工程は、厚膜印刷法により突起を形成する工程であるこ
とを特徴とする。
半導体装置の製造方法において、前記バンプを形成する
工程は、厚膜印刷法により突起を形成する工程であるこ
とを特徴とする。
【００１２】かかる構成によれば、容易に高精度に位置
決めのなされたバンプを形成することができる。
決めのなされたバンプを形成することができる。
【００１３】本発明の第４によれば、請求項１乃至３の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記
絶縁性樹脂を埋め込む工程は、スピンコーティングによ
り絶縁性樹脂を塗布する工程であることを特徴とする。
いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記
絶縁性樹脂を埋め込む工程は、スピンコーティングによ
り絶縁性樹脂を塗布する工程であることを特徴とする。
【００１４】かかる構成によれば、容易に平坦表面を形
成することができ、平坦な状態から研磨することによっ
て平坦性の高い電極面を得ることが可能となる。
成することができ、平坦な状態から研磨することによっ
て平坦性の高い電極面を得ることが可能となる。
【００１５】本発明の第５によれば、少なくとも表面が
第１導電型の半導体層を構成する球状基板表面に、ｐｎ
接合を形成するように形成された第２導電型の半導体層
と、前記第2の半導体層表面に形成された透明導電膜か
らなる外側電極とを形成した多数個のセルを用意する工
程と、前記セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、
前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルが
半分程度の埋まるように導電性材料を充填し硬化する工
程と、さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程
と、前記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材
料の一部が全体にわたって残留するように裏面側から前
記第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、前記導
電性樹脂および前記セルの露呈面全体に絶縁膜を形成す
る工程と、前記絶縁膜にスルーホールを形成し、前記セ
ルの第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、前記
スルーホール内に導体膜を充填する工程とを含むことを
特徴とする。
第１導電型の半導体層を構成する球状基板表面に、ｐｎ
接合を形成するように形成された第２導電型の半導体層
と、前記第2の半導体層表面に形成された透明導電膜か
らなる外側電極とを形成した多数個のセルを用意する工
程と、前記セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、
前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルが
半分程度の埋まるように導電性材料を充填し硬化する工
程と、さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程
と、前記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材
料の一部が全体にわたって残留するように裏面側から前
記第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、前記導
電性樹脂および前記セルの露呈面全体に絶縁膜を形成す
る工程と、前記絶縁膜にスルーホールを形成し、前記セ
ルの第１導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、前記
スルーホール内に導体膜を充填する工程とを含むことを
特徴とする。
【００１６】かかる構成によれば、上記第１の構成によ
る効果に加え、内側電極の取り出しが絶縁膜の形成後ス
ルーホールを形成してなされるため、信頼性の向上をは
かることができる。
る効果に加え、内側電極の取り出しが絶縁膜の形成後ス
ルーホールを形成してなされるため、信頼性の向上をは
かることができる。
【００１７】本発明の第６によれば、請求項５に記載の
半導体装置の製造方法において、前記スルーホールを形
成する工程は、フォトリソグラフィを用いた工程である
ことを特徴とする。
半導体装置の製造方法において、前記スルーホールを形
成する工程は、フォトリソグラフィを用いた工程である
ことを特徴とする。
【００１８】かかる構成によれば、上記第６の構成によ
る効果に加え、より高精度にスルーホールの形成を行な
うことが可能となる。
る効果に加え、より高精度にスルーホールの形成を行な
うことが可能となる。
【００１９】本発明の第７によれば、請求項５に記載の
半導体装置の製造方法において、前記第１導電型の半導
体層は、シリコン層であり、前記導体膜を充填する工程
は、前記シリコン層をシードとして選択的気相成長法に
より成長せしめられたシリコン層であることを特徴とす
る。
半導体装置の製造方法において、前記第１導電型の半導
体層は、シリコン層であり、前記導体膜を充填する工程
は、前記シリコン層をシードとして選択的気相成長法に
より成長せしめられたシリコン層であることを特徴とす
る。
【００２０】かかる構成によれば、スルーホール内に露
呈する基板表面から選択的に導体膜が成長せしめられる
ため、容易に信頼性の高い電極形成を行なうことが可能
となる。
呈する基板表面から選択的に導体膜が成長せしめられる
ため、容易に信頼性の高い電極形成を行なうことが可能
となる。
【００２１】本発明の第８によれば、請求項５に記載の
半導体装置の製造方法において、前記導体膜を充填する
工程は、高圧埋め込み法により前記スルーホール内に導
体層を充填する工程であることを特徴とする。
半導体装置の製造方法において、前記導体膜を充填する
工程は、高圧埋め込み法により前記スルーホール内に導
体層を充填する工程であることを特徴とする。
【００２２】かかる構成によれば、アスペクト比の高い
スルーホールに対しても容易に高精度の充填が可能とな
る。
スルーホールに対しても容易に高精度の充填が可能とな
る。
【００２３】本発明の第９によれば、請求項５乃至８の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記
セルは太陽電池セルであることを特徴とする
いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記
セルは太陽電池セルであることを特徴とする
【００２４】かかる構成によれば、１個１個のセルから
確実に電極取り出しを行なうことができるため、各セル
の直列接続が可能となる。
確実に電極取り出しを行なうことができるため、各セル
の直列接続が可能となる。
【００２５】本発明の第１０によれば、請求項５乃至８
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前
記セルは光センサであることを特徴とする。
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前
記セルは光センサであることを特徴とする。
【００２６】かかる構成によれば、１個１個のセルから
確実に電極取り出しを行なうことができるため、いかな
る位置で光を検出したかを高精度に検出することが可能
となる。
確実に電極取り出しを行なうことができるため、いかな
る位置で光を検出したかを高精度に検出することが可能
となる。
【００２７】本発明の第１１によれば、請求項５乃至８
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前
記セルは発光素子であることを特徴とする。
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前
記セルは発光素子であることを特徴とする。
【００２８】かかる構成によれば、１個１個のセルから
確実に電極取り出しを行なうことができるため、所望の
セルにのみ選択的に発光させることが容易に可能とな
る。
確実に電極取り出しを行なうことができるため、所望の
セルにのみ選択的に発光させることが容易に可能とな
る。
【００２９】本発明の第１２によれば、請求項１１に記
載の半導体装置の製造方法において、前記セルはＧａＮ
を用いた半導体レーザであることを特徴とする。
載の半導体装置の製造方法において、前記セルはＧａＮ
を用いた半導体レーザであることを特徴とする。
【００３０】かかる構成によれば、１個１個のセルから
確実に電極取り出しを行なうことができるため、所望の
色をもつセルにのみ選択的に発光させることが容易に可
能となる。
確実に電極取り出しを行なうことができるため、所望の
色をもつセルにのみ選択的に発光させることが容易に可
能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。 実施形態１ 本発明の第1の実施形態の太陽電池は、図1に全体図、図
２に断面概要図を示すように、球状シリコンからなる太
陽電池セル１の外側電極１３が銀ペースト５で固着され
ており、さらに表面全体がエポキシ樹脂からなる透明樹
脂１４で被覆されており、裏面側はポリイミド樹脂１６
で被覆され、このポリイミド樹脂１６内に形成されたス
ルーホールＨを介して各太陽電池セルのｐ型多結晶シリ
コン球１１に接続するように銀ペーストで形成されたバ
ンプ（内側電極）１５を配列してなるものである。すな
わち、表面にｐｎ接合を形成するように形成されたｎ型
多結晶シリコン層１２と、このｎ型多結晶シリコン層１
２表面に形成された酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からな
る透明の外側電極１３と、一部で前記外側電極１３およ
びｎ型多結晶シリコン層１２表面とが除去され前記ｐ型
多結晶シリコン球表面が露呈せしめられた多数個の太陽
電池セル１と、前記外側電極１３相互間を電気的に接続
する銀ペースト５と、表面側全体を覆う透明樹脂１４と
でセル同士が固着されてなるものである.そして内側電
極の取り出しは前記ｐ型多結晶シリコン球１１にコンタ
クトするように、ポリイミド樹脂１６から突出する銀か
らなるバンプ１５によってなされている。
て図面を参照しつつ詳細に説明する。 実施形態１ 本発明の第1の実施形態の太陽電池は、図1に全体図、図
２に断面概要図を示すように、球状シリコンからなる太
陽電池セル１の外側電極１３が銀ペースト５で固着され
ており、さらに表面全体がエポキシ樹脂からなる透明樹
脂１４で被覆されており、裏面側はポリイミド樹脂１６
で被覆され、このポリイミド樹脂１６内に形成されたス
ルーホールＨを介して各太陽電池セルのｐ型多結晶シリ
コン球１１に接続するように銀ペーストで形成されたバ
ンプ（内側電極）１５を配列してなるものである。すな
わち、表面にｐｎ接合を形成するように形成されたｎ型
多結晶シリコン層１２と、このｎ型多結晶シリコン層１
２表面に形成された酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からな
る透明の外側電極１３と、一部で前記外側電極１３およ
びｎ型多結晶シリコン層１２表面とが除去され前記ｐ型
多結晶シリコン球表面が露呈せしめられた多数個の太陽
電池セル１と、前記外側電極１３相互間を電気的に接続
する銀ペースト５と、表面側全体を覆う透明樹脂１４と
でセル同士が固着されてなるものである.そして内側電
極の取り出しは前記ｐ型多結晶シリコン球１１にコンタ
クトするように、ポリイミド樹脂１６から突出する銀か
らなるバンプ１５によってなされている。
【００３２】このポリイミド樹脂１５により、内側電極
と外側電極との絶縁が確実となるように形成されるとと
もに、内側電極同士の絶縁分離も確実となるようにスル
ーホールを介して各セルのｐ型多結晶シリコン球１１に
コンタクトせしめられている。
と外側電極との絶縁が確実となるように形成されるとと
もに、内側電極同士の絶縁分離も確実となるようにスル
ーホールを介して各セルのｐ型多結晶シリコン球１１に
コンタクトせしめられている。
【００３３】一方、この太陽電池を構成する太陽電池セ
ル１は、図2に拡大断面図を示すように、直径１ｍｍの
ｐ型多結晶シリコン球１１の表面にｎ型多結晶シリコン
層１２を形成し、ｐｎ接合を形成すると共に、さらにこ
の表面を覆うよう透明導電膜からなる外側電極１３が形
成されている。そして、裏面側から研磨により導電性ぺ
ースト５とともに、ｐ型多結晶シリコン球１１に到達す
るまで外側電極１３およびｎ型多結晶シリコン層１２が
除去され、この除去領域の表面は絶縁性樹脂１６で被覆
されスルーホールＨを介してｐ型多結晶シリコン球１１
にコンタクトするバンプ１５が形成されている。
ル１は、図2に拡大断面図を示すように、直径１ｍｍの
ｐ型多結晶シリコン球１１の表面にｎ型多結晶シリコン
層１２を形成し、ｐｎ接合を形成すると共に、さらにこ
の表面を覆うよう透明導電膜からなる外側電極１３が形
成されている。そして、裏面側から研磨により導電性ぺ
ースト５とともに、ｐ型多結晶シリコン球１１に到達す
るまで外側電極１３およびｎ型多結晶シリコン層１２が
除去され、この除去領域の表面は絶縁性樹脂１６で被覆
されスルーホールＨを介してｐ型多結晶シリコン球１１
にコンタクトするバンプ１５が形成されている。
【００３４】次に、この太陽電池の製造方法について説
明する。まず、太陽電池セルを形成する。図３(ａ)に示
すように、直径１ｍｍのｐ型多結晶シリコン球１１の表
面を鏡面研磨するとともに、洗浄し、フォスフィンを含
むシランなどの混合ガスを用いたＣＶＤ法により、ｎ型
多結晶シリコン層１２を形成する。ここでＣＶＤ工程は
細いチューブ内でシリコン球を搬送しながら、所望の反
応温度に加熱されたガスを供給排出することにより、薄
膜形成を行うものである。なお、ｎ型多結晶シリコン層
１２は拡散法で形成するようにしてもよい。
明する。まず、太陽電池セルを形成する。図３(ａ)に示
すように、直径１ｍｍのｐ型多結晶シリコン球１１の表
面を鏡面研磨するとともに、洗浄し、フォスフィンを含
むシランなどの混合ガスを用いたＣＶＤ法により、ｎ型
多結晶シリコン層１２を形成する。ここでＣＶＤ工程は
細いチューブ内でシリコン球を搬送しながら、所望の反
応温度に加熱されたガスを供給排出することにより、薄
膜形成を行うものである。なお、ｎ型多結晶シリコン層
１２は拡散法で形成するようにしてもよい。
【００３５】この後、図３(ｂ)に示すように、スパッタ
リング法により、基板表面全体に膜厚1μｍ程度のＩＴ
Ｏ薄膜１３を形成する。
リング法により、基板表面全体に膜厚1μｍ程度のＩＴ
Ｏ薄膜１３を形成する。
【００３６】このようにして形成された、太陽電池セル
１を、長方形のトレイに入れ、傾けて一列になるように
配列する。そしてこのように敷き詰められた太陽電池セ
ル１の上から図４（ａ）に示すように、約半分程度セル
が埋まるように銀ペースト５を充填し、固定する。そし
て図４（ｂ）に示すように、さらにこの上にポリイミド
樹脂からなる透明樹脂１４をセル表面が埋まるように充
填し硬化せしめる。そしてこの銀ペースト５および透明
樹脂で固着された複数のセルを前記トレイＴからはず
し、前記透明樹脂側が上に位置するように水平に配置す
る。この後、図４（ｃ）に示すように、銀ペースト５が
わずかに残留する深さまで研磨し、各セルのｐ型多結晶
シリコン球１１表面を露呈せしめる。そして、図４
（ｄ）に示すように、この各セルのｐ型多結晶シリコン
球１１表面およびすでに硬化せしめられた銀ペースト５
の一部に銀ぺーストを供給し、加熱することにより、ス
パイク状の突起からなるバンプ１５を形成する。そし
て、図４（ｅ）に示すように、バンプ１５が上にくるよ
うにしてポリイミド樹脂１６をスピンコートし、表面の
平坦な絶縁膜上にバンプが突出する形状となるように加
熱硬化させて形成する。最後、図４（ｆ）に示すよう
に、バンプ側から研磨し、表面の平坦化をはかることに
より、図１および図２に示したような太陽電池セルが完
成する。
１を、長方形のトレイに入れ、傾けて一列になるように
配列する。そしてこのように敷き詰められた太陽電池セ
ル１の上から図４（ａ）に示すように、約半分程度セル
が埋まるように銀ペースト５を充填し、固定する。そし
て図４（ｂ）に示すように、さらにこの上にポリイミド
樹脂からなる透明樹脂１４をセル表面が埋まるように充
填し硬化せしめる。そしてこの銀ペースト５および透明
樹脂で固着された複数のセルを前記トレイＴからはず
し、前記透明樹脂側が上に位置するように水平に配置す
る。この後、図４（ｃ）に示すように、銀ペースト５が
わずかに残留する深さまで研磨し、各セルのｐ型多結晶
シリコン球１１表面を露呈せしめる。そして、図４
（ｄ）に示すように、この各セルのｐ型多結晶シリコン
球１１表面およびすでに硬化せしめられた銀ペースト５
の一部に銀ぺーストを供給し、加熱することにより、ス
パイク状の突起からなるバンプ１５を形成する。そし
て、図４（ｅ）に示すように、バンプ１５が上にくるよ
うにしてポリイミド樹脂１６をスピンコートし、表面の
平坦な絶縁膜上にバンプが突出する形状となるように加
熱硬化させて形成する。最後、図４（ｆ）に示すよう
に、バンプ側から研磨し、表面の平坦化をはかることに
より、図１および図２に示したような太陽電池セルが完
成する。
【００３７】かかる構成によれば、セルをトレイに敷き
詰めた状態で銀ペースト５を充填し、硬化せしめるよう
にしているため、トレイの表面が各セルの接線に相当す
るように、高精度の位置決めが可能となり、同時に、最
密度充填構造を得ることが可能となる。
詰めた状態で銀ペースト５を充填し、硬化せしめるよう
にしているため、トレイの表面が各セルの接線に相当す
るように、高精度の位置決めが可能となり、同時に、最
密度充填構造を得ることが可能となる。
【００３８】また、固定と同時に、外側電極間相互の電
気的接続が可能となる。さらにまた、表面側は、ポリイ
ミド樹脂で固定されており、保護と同時に、レンズとし
ての役割も奏効可能である。
気的接続が可能となる。さらにまた、表面側は、ポリイ
ミド樹脂で固定されており、保護と同時に、レンズとし
ての役割も奏効可能である。
【００３９】さらにまた、裏面側はバンプを形成したの
ち絶縁性樹脂で埋め込み、裏面から一体的に研磨するよ
うにしているため、平坦度を維持しつつ電極取り出しを
行なうことができる。また内側電極を個別電極として高
精度の取り出しを行なうことができるため、各セルを直
列接続してなる太陽電池を得ることが可能となる。
ち絶縁性樹脂で埋め込み、裏面から一体的に研磨するよ
うにしているため、平坦度を維持しつつ電極取り出しを
行なうことができる。また内側電極を個別電極として高
精度の取り出しを行なうことができるため、各セルを直
列接続してなる太陽電池を得ることが可能となる。
【００４０】なお、このセルを光センサとしている場合
には、受光セルがいずれであるかを特定することができ
る
には、受光セルがいずれであるかを特定することができ
る
【００４１】さらにまた、ＧａＡｓやＧａＮなどの化合
物半導体を用いたセルを作成し、発光素子セルを形成す
ることも可能であり、表示素子としての使用もいかなる
方向から見ても良好な発光を得ることができ、信頼性の
高い表示素子を提供する事が可能となる。
物半導体を用いたセルを作成し、発光素子セルを形成す
ることも可能であり、表示素子としての使用もいかなる
方向から見ても良好な発光を得ることができ、信頼性の
高い表示素子を提供する事が可能となる。
【００４２】かかる方法によれば、マスク工程が不要
で、かつ信頼性の高い太陽電池の形成が可能となる。
で、かつ信頼性の高い太陽電池の形成が可能となる。
【００４３】また、球状シリコンへのフォトリソグラフ
ィ工程は露光工程が極めて困難であるが、本発明の方法
によれば、フォトリソグラフィ工程を必要とすることな
く、極めて高効率の太陽電池を形成することが可能とな
る。
ィ工程は露光工程が極めて困難であるが、本発明の方法
によれば、フォトリソグラフィ工程を必要とすることな
く、極めて高効率の太陽電池を形成することが可能とな
る。
【００４４】実施形態２ 次に本発明の第２の実施形態について説明する。ここで
は図５（ａ）に示すように、図４（ｃ）に示した研磨に
よりｐ型単結晶シリコン層を露呈せしめる工程までは前
記第１の実施形態と同様に形成する。こののち、研磨面
側を上にして、スピンコーティングにより低粘度のポリ
イミド樹脂を塗布し、前記半田層５表面を絶縁性樹脂膜
で覆うようにし、図５（ｂ）に示すように、この絶縁性
樹脂膜にフォトリソグラフィ法によりスルーホールＨを
形成する。
は図５（ａ）に示すように、図４（ｃ）に示した研磨に
よりｐ型単結晶シリコン層を露呈せしめる工程までは前
記第１の実施形態と同様に形成する。こののち、研磨面
側を上にして、スピンコーティングにより低粘度のポリ
イミド樹脂を塗布し、前記半田層５表面を絶縁性樹脂膜
で覆うようにし、図５（ｂ）に示すように、この絶縁性
樹脂膜にフォトリソグラフィ法によりスルーホールＨを
形成する。
【００４５】そして図５（ｃ）に示すように、このスル
ーホールに選択的気相成長により、高濃度にドープされ
た多結晶シリコン層を形成し、これをバンプとする。
ーホールに選択的気相成長により、高濃度にドープされ
た多結晶シリコン層を形成し、これをバンプとする。
【００４６】かかる構成によれば、容易に高精度の電極
取り出しを行なうことが可能となる。また、選択的気相
成長法の他、高圧埋め込み法によりスルーホール内に金
属膜を形成するようにしてもよい。
取り出しを行なうことが可能となる。また、選択的気相
成長法の他、高圧埋め込み法によりスルーホール内に金
属膜を形成するようにしてもよい。
【００４７】実施形態３ 前記第１の実施形態ではバンプの形成に際し、銀ペース
トをボンダーで供給するようにしたが、厚膜ペーストを
用いてスクリーン印刷を行ない乾燥焼成工程を経て形成
することも可能である。他の工程については前記実施形
態と同様に形成すればよい。
トをボンダーで供給するようにしたが、厚膜ペーストを
用いてスクリーン印刷を行ない乾燥焼成工程を経て形成
することも可能である。他の工程については前記実施形
態と同様に形成すればよい。
【００４８】実施形態４ 前記第１乃至 第３の実施形態ではｐ型多結晶シリコン
球を用いて太陽電池セルを構成したが、図６に示すよう
に、球状基板１０を、銅球で構成し、球状基板表面に、
ｐ型のアモルファスシリコン層１１‘と、ｎ型アモルフ
ァスシリコン層１２’とを形成しｐｎ接合を形成してな
り、外側電極１３、ｎ型のアモルファスシリコン層１２
‘と、ｐ型アモルファスシリコン層１１’の一部が除去
されていることを特徴とする。１１ｃはコンタクト層で
ある。ここでバンプ１５は銅球からなる球状基板１０に
コンタクトするように形成されている。
球を用いて太陽電池セルを構成したが、図６に示すよう
に、球状基板１０を、銅球で構成し、球状基板表面に、
ｐ型のアモルファスシリコン層１１‘と、ｎ型アモルフ
ァスシリコン層１２’とを形成しｐｎ接合を形成してな
り、外側電極１３、ｎ型のアモルファスシリコン層１２
‘と、ｐ型アモルファスシリコン層１１’の一部が除去
されていることを特徴とする。１１ｃはコンタクト層で
ある。ここでバンプ１５は銅球からなる球状基板１０に
コンタクトするように形成されている。
【００４９】かかる構成によれば、内側電極のコンタク
ト抵抗が低く信頼性の高い太陽電池を容易に形成するこ
とが可能となる。なお、太陽電池セルは直列接続しても
よいし、並列接続してもよい。直列接続する際には、直
列となるような相互配線パターンを裏面側に形成してな
るプリント基板表面に面実装により実装するにより、容
易に信頼性の高い直列接続体を形成することが可能とな
る。
ト抵抗が低く信頼性の高い太陽電池を容易に形成するこ
とが可能となる。なお、太陽電池セルは直列接続しても
よいし、並列接続してもよい。直列接続する際には、直
列となるような相互配線パターンを裏面側に形成してな
るプリント基板表面に面実装により実装するにより、容
易に信頼性の高い直列接続体を形成することが可能とな
る。
【００５０】なお、前記実施の形態ではｐｎ接合を形成
する半導体層として、アモルファスシリコン、多結晶シ
リコン層を用いたが、これに限定されることなく、単結
晶シリコン層、さらにはＧａＡｓ，ＧａＰなどの化合物
半導体層にも適用可能である。さらには、ｐｎ構造のみ
ならず、ｐｉｎ構造にも適用可能である。
する半導体層として、アモルファスシリコン、多結晶シ
リコン層を用いたが、これに限定されることなく、単結
晶シリコン層、さらにはＧａＡｓ，ＧａＰなどの化合物
半導体層にも適用可能である。さらには、ｐｎ構造のみ
ならず、ｐｉｎ構造にも適用可能である。
【００５１】この球状の半導体素子の製造に際し、各処
理工程を連結してライン化することが可能であるため、
生産性が極めて高いという特徴がある。
理工程を連結してライン化することが可能であるため、
生産性が極めて高いという特徴がある。
【００５２】各工程では、活性ガス、不活性ガス等の気
体のみならず、水や各種溶液等の液体をも含む種々の雰
囲気での処理がなされる。このような処理工程を連結す
る場合、被処理物を搬送する雰囲気を前工程から後工程
に持ち込まないようにしなければならないため、工程間
において被処理物から前工程の雰囲気を除去し、そして
後工程に合わせた雰囲気に変換して被処理物を搬送する
といった作業が必要であるが、雰囲気変換装置を用いる
ことにより搬送しながら各処理工程が実行でき、極めて
高速で作業性よく信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが可能となる。
体のみならず、水や各種溶液等の液体をも含む種々の雰
囲気での処理がなされる。このような処理工程を連結す
る場合、被処理物を搬送する雰囲気を前工程から後工程
に持ち込まないようにしなければならないため、工程間
において被処理物から前工程の雰囲気を除去し、そして
後工程に合わせた雰囲気に変換して被処理物を搬送する
といった作業が必要であるが、雰囲気変換装置を用いる
ことにより搬送しながら各処理工程が実行でき、極めて
高速で作業性よく信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが可能となる。
【００５３】また、シリコン表面は酸化され易く、表面
に自然酸化膜が形成された場合、その上層に形成される
金属電極層などとの接触性が悪くなるなどの問題もある
が、外気に接触することなく、閉鎖空間内で搬送および
処理を行うことができる。
に自然酸化膜が形成された場合、その上層に形成される
金属電極層などとの接触性が悪くなるなどの問題もある
が、外気に接触することなく、閉鎖空間内で搬送および
処理を行うことができる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、製造が容易で信頼性が高い光電変換素子を提供する
ことが可能となる。また、位置決めが不要であり、充填
密度も高く、高効率で信頼性の高い太陽電池を提供する
ことが可能となる。
ば、製造が容易で信頼性が高い光電変換素子を提供する
ことが可能となる。また、位置決めが不要であり、充填
密度も高く、高効率で信頼性の高い太陽電池を提供する
ことが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態の太陽電池を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態の太陽電池を構成する
セルの断面図
セルの断面図
【図３】本発明の第１の実施形態の太陽電池を構成する
セルの製造工程図
セルの製造工程図
【図４】本発明の第１の実施形態の太陽電池の実装工程
を示す図
を示す図
【図５】本発明の第２の実施形態の太陽電池の製造工程
を示す図
を示す図
【図６】本発明の第３の実施形態の太陽電池を示す図
【図７】従来例の太陽電池を示す図
１ 太陽電池 ５ 銀ペースト １１ ｐ型多結晶シリコン球 １２ ｎ型多結晶シリコン層 １３ 外側電極 １４ 透明樹脂 １５ バンプ Ｈ スルーホール １６ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０２Ｌ Ｈ０１Ｓ 5/022 29/46 Ｚ 5/323 31/04 Ｘ 31/10 Ａ Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB36 CC01 DD37 FF01 FF06 GG04 GG19 5F041 CA35 CA37 CA88 CA93 CB36 DA43 5F049 MA02 MA04 MB02 MB03 PA03 QA20 SE04 SE09 SS03 TA09 5F051 AA03 AA20 CB12 DA03 DA04 DA20 FA04 FA16 FA17 5F073 EA28 FA11 FA29
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくとも表面が第１導電型の半導体層
を構成する球状基板表面に、ｐｎ接合を形成するように
形成された第２導電型の半導体層と、前記第2の半導体
層表面に形成された透明導電膜からなる外側電極とを形
成した多数個のセルを用意する工程と、 前記セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、 前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルの
一部が埋まるように導電性材料を充填し硬化する工程
と、 さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程と、 前記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材料の
一部が全体にわたって残留するように前記第１導電型の
半導体層を露呈せしめる工程と、 前記第１導電型の半導体層表面から突出するようにバン
プを形成する工程と、 前記バンプを絶縁性樹脂で埋め込む工程と、 前記絶縁性樹脂をバンプとともに、研磨し、表面の平坦
化をはかり、このバンプを内側電極とする工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記バンプを形成する工程は、導電性ペ
ーストを各領域に供給し、加熱することによりスパイク
状突起を形成する工程であることを特徴とする請求項１
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記バンプを形成する工程は、厚膜印刷
法により突起を形成する工程であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記絶縁性樹脂を埋め込む工程は、スピ
ンコーティングにより絶縁性樹脂を塗布する工程である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 少なくとも表面が第１導電型の半導体層
を構成する球状基板表面に、ｐｎ接合を形成するように
形成された第２導電型の半導体層と、前記第2の半導体
層表面に形成された透明導電膜からなる外側電極とを形
成した多数個のセルを用意する工程と、 前記セルを、トレイに一列に敷き詰める工程と、 前記セルの敷き詰められた前記トレイ内に、前記セルが
一部の深さまで埋まるように導電性材料を充填し硬化す
る工程と、 さらにこの上に透明樹脂を充填し、硬化する工程と、 前記導電性材料を裏面側から研磨し、前記導電性材料の
一部が全体にわたって残留するように前記第１導電型の
半導体層を露呈せしめる工程と、 前記導電性樹脂および前記セルの露呈面全体に絶縁膜を
形成する工程と、 前記絶縁膜にスルーホールを形成し、前記セルの第１導
電型の半導体層を露呈せしめる工程と、 前記スルーホール内に導体膜を充填する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記スルーホールを形成する工程は、フ
ォトリソグラフィを用いた工程であることを特徴とする
請求項５に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１導電型の半導体層は、シリコン
層であり、 前記導体膜を充填する工程は、前記シリコン層をシード
として選択的気相成長法により成長せしめられたシリコ
ン層であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項８】 前記導体膜を充填する工程は、高圧埋め
込み法により前記スルーホール内に導体層を充填する工
程であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項９】 前記セルは太陽電池セルであることを特
徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項１０】 前記セルは光センサであることを特徴
とする請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１１】 前記セルは発光素子であることを特徴
とする請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１２】 前記セルはＧａＮを用いた半導体レー
ザであることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084897A JP3407131B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084897A JP3407131B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274432A true JP2001274432A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3407131B2 JP3407131B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18601311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000084897A Expired - Lifetime JP3407131B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407131B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039230A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 実装体、光伝送路および光電気回路基板 |
| JP2007027497A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP2008004802A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2008306129A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Clean Venture 21 Corp | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2011009716A (ja) * | 2009-05-28 | 2011-01-13 | Denka Agsp Kk | 発光素子搭載用基板の製造方法 |
| JP2011205150A (ja) * | 2011-07-15 | 2011-10-13 | Clean Venture 21 Corp | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2014175636A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Shimadzu Corp | 基板搬送システム |
| KR101792804B1 (ko) * | 2015-11-13 | 2017-11-02 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 태양전지 제조 시스템 |
| KR101792803B1 (ko) * | 2015-11-13 | 2017-11-02 | 주식회사 뉴파워프라즈마 | 가열 장치 및 이를 이용한 태양전지 제조 방법 |
| US11901468B2 (en) | 2021-11-12 | 2024-02-13 | Softpv Inc. | Semiconductor packaging including photovoltaic particles having a core-shell structure |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084897A patent/JP3407131B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4510532B2 (ja) * | 2003-07-01 | 2010-07-28 | パナソニック株式会社 | 実装体、光伝送路および光電気回路基板 |
| JP2007027497A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP4590617B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2010-12-01 | 株式会社クリーンベンチャー２１ | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP2008004802A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
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| KR101792804B1 (ko) * | 2015-11-13 | 2017-11-02 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 태양전지 제조 시스템 |
| KR101792803B1 (ko) * | 2015-11-13 | 2017-11-02 | 주식회사 뉴파워프라즈마 | 가열 장치 및 이를 이용한 태양전지 제조 방법 |
| US11901468B2 (en) | 2021-11-12 | 2024-02-13 | Softpv Inc. | Semiconductor packaging including photovoltaic particles having a core-shell structure |
| JP7454876B2 (ja) | 2021-11-12 | 2024-03-25 | ソフトピーブイ インコーポレイテッド | コアシェル構造の光発電パーティクルを含む半導体パッケージング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3407131B2 (ja) | 2003-05-19 |
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