JP2756530B2 - Light irradiation method - Google Patents

Light irradiation method

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JP2756530B2
JP2756530B2 JP8273983A JP27398396A JP2756530B2 JP 2756530 B2 JP2756530 B2 JP 2756530B2 JP 8273983 A JP8273983 A JP 8273983A JP 27398396 A JP27398396 A JP 27398396A JP 2756530 B2 JP2756530 B2 JP 2756530B2
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舜平 山崎
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱物に紫外光
を照射することによって、その表面近傍のみを光アニー
ルする光照射方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】非単結晶半導体に水素等を添加すること
によって再結合中心を中和させる技術は、たとえば特開
昭58−25281号公報に記載されている。また、非
単結晶半導体を光アニールによって結晶化を促進する技
術は、たとえば特開昭57−53986号公報、特開昭
56−23784号公報、特開昭56−81981号公
報、特開昭57−99729号公報にそれぞれ記載され
ている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されているアニール技術は、赤外光を含む光アニール
である。赤外光は、紫外光と比較して、波長が長いた
め、レンズで集光した場合でも、光が互いに干渉して散
乱する。したがって、赤外光を含んだ光アニールは、非
単結晶半導体の所望の厚さ、特に1000Åの厚さ以下
だけの半導体の結晶化を促進させることができなかっ
た。また、赤外光を含む光アニールには、レーザ光を利
用したQスイッチ発振パルスによるもの、あるいは連続
発振させたレーザ光を回転ミラーによって走査するもの
等がある。そして、赤外光を含む光アニールによる光照
射は、非単結晶半導体の結晶化を促進することが知られ
ている。 【0004】しかし、上記レーザアニールは、円形の連
続したスポット光から構成されるため、スポット光とス
ポット光との間に隙間ができるか、あるいは重なり部が
できるかのいずれかである。そのため、上記円形のスポ
ット光によるレーザアニールは、均一な結晶化が困難で
あった。さらに、赤外光を含むレーザアニールは、赤外
光の熱によって非単結晶半導体の再結合中心の発生を防
止する水素を脱気させる。特に、円形のスポット光によ
るレーザアニールは、光の重なり部において、赤外光に
よる熱の発生が多く、水素の脱気が激しいという問題を
有する。さらに、活性領域であるI層は、光吸収係数を
大きくして光変換効率を上げる必要がある。しかし、赤
外光は、非単結晶半導体の奥深く侵入するため、上記活
性領域まで結晶化して光吸収係数を低下させるという問
題を有する。 【0005】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、被加工物の表面のみをエキシマレーザ光に
よって加工する光照射方法を提供することを目的とす
る。本発明は、非単結晶半導体の再結合中心の発生を防
止する水素が脱気し難い光照射方法を提供することを目
的とする。本発明は、非単結晶半導体を所望の厚さで、
しかも均一な光アニールにより結晶化を促進する光照射
方法を提供することを目的とする。本発明は、非単結晶
半導体の接合面近傍を結晶化し、I層を光吸収の高い非
単結晶のままにした光照射方法を提供することを目的と
する。本発明は、集光された線状紫外光を走査すること
で、生産性を向上させる光照射方法を提供することを目
的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の光照射方法は、
100nmないし500nmのエキシマレーザを発生さ
せる手段と、前記100nmないし500nmのエキシ
マレーザを幅100μmないし2mmの線状に集光させ
る光学手段と、当該線状に集光された100nmないし
500nmのエキシマレーザの線状照射面の長手方向に
対して略直角方向に一方から他方へ移動するXテーブル
と、を具備する紫外光照射装置を用いたアモルファスシ
リコン半導体層に対するものであり、基板上に形成され
た水素が添加されているアモルファスシリコン半導体層
にエキシマレーザをX方向にのみ照射し、上記基板が載
置されている上記Xテーブルの移動をマイクロ・コンピ
ュータによって制御して、上記アモルファスシリコン半
導体層の表面から1000Å以下の深さを多結晶シリコ
ンにすることを特徴とする。また、本発明の光照射方法
は、前記線状照射面の長手方向の長さが18cm以上で
あることを特徴とする。 【0007】 【発明の実施の形態】たとえば、水銀灯によって波長の
短い紫外光を発生させる。超高圧水銀灯によって発生し
た紫外光、たとえば、エキシマレーザ光は、シリンドリ
カルレンズによって集光され、100nmないし500
nmの波長からなる線状光となる。一方、アモルファス
半導体層は、上記集光された線状のエキシマレーザ光の
長手方向に対して、略直角方向に移動するテーブル上
に載置される。テーブルに載置されたアモルファス半
導体層は、その一端から他端に向かって紫外光によって
所定の速さで、X方向にのみ照射されることによって全
面が走査される。また、上記エキシマレーザ光からなる
線状光は、波長が短いため、アモルファス半導体の一部
のみを加熱したい場合に有効である。さらに、上記エキ
シマレーザ光からなる線状光は、テーブルによって順
次走査され、1000Å以下の深さのみを結晶化する波
長が選択されるため、所定の深さだけが加熱され、アモ
ルファス半導体層全体の温度を上げずに、水素を脱気し
難くしている。 【0008】本発明の光照射方法を適用した場合、特に
効果のある半導体装置の加工方法について説明する。た
とえば、光照射によって起電力を発生させ得る非単結晶
半導体は、前記集光された線状の紫外光、たとえば、エ
キシマレーザ光の長手方向に対して略直角方向に移動す
る移動テーブルに載置される。そして、前記非単結晶半
導体は、移動テーブルによって移動されることによっ
て、集光されたエキシマレーザ光が均一に照射される。
このように、前記集光された線状エキシマレーザ光が前
記非単結晶半導体の表面を走査すると、半導体の全面に
わたって照射されることによって、その表面近傍のみが
一定の深さで光アニールされて、より結晶化される。 【0009】上記テーブルの駆動は、テーブル駆動装
置、および制御装置によって、線状に集光された紫外光
アモルファス半導体の表面を結晶化するために適当
な速度に制御される。上記半導体製造装置によれば、
モルファス半導体の表面近傍におけるP層またはN層
は、結晶化されて導電性が増加するのに対して、P層ま
たはN層の下に形成されているI層は結晶化されない。
そのため、I層は、光吸収係数が大きいままとなり、光
電変換効率を低下させない。また、光学手段によって、
赤外光を含まない線状に集光された紫外光、たとえば、
エキシマレーザ光による光アニールは、熱が発生しな
い。そのため、水素は、アモルファス半導体から脱気し
難いので、前記P層またはN層における再結晶中心の発
生が防止される。すなわち、P層またはN層は、赤外光
を含まない線状に集光されたエキシマレーザ光による光
アニールによって導電性が損なわれることがない。 【0010】さらに、アモルファス半導体は、テーブ
ルおよびその駆動装置によって、一方向への移動という
ような単純な動作と、光学手段によって線状に集光され
エキシマレーザ光とを組み合わすことで、均一でしか
も所望の厚さに光アニールできると共に、スポット光の
断続によるレーザアニール等と比較して、生産性を向上
させることができる。紫外光発生部によって発生した光
は、フィルタを通すことによって100nmないし50
0nmのエキシマレーザ光のみになる。その後、前記1
00nmないし500nmのエキシマレーザ光は、シリ
ンドリカルレンズによって線状に集光される。一方、光
照射によって光起電力を発生させ得るアモルファス半導
体は、前記線状に集光されたエキシマレーザにおける
照射面の長手方向に対して略直角方向に移動するテー
ブルに載置される。そして、前記アモルファス半導体
は、テーブルによって移動されることによって、線状
集光されたエキシマレーザが均一に照射される。 【0011】このように、前記線状に集光された100
nmないし500nmのエキシマレーザ光がアモルファ
半導体の全表面を走査することによって、その表面近
傍のみが光アニールされてより結晶化される。上記
ーブルの駆動は、テーブル駆動装置および制御装置によ
って、線状に集光されたエキシマレーザ光がアモルファ
半導体の表面を結晶化するために適当な速度に制御さ
れる。以上のように、発明は、変換効率を良くし、均
一でしかも所望の厚さに光アニールができると共に、ス
ポット光の断続によるレーザアニール等と比較して生産
性を向上させることができる。 【0012】線状に集光されたエキシマレーザ光の幅
は、100μmないし2mmとすることで、非単結晶半
導体の表面から適度の厚さで結晶化を促進せしめること
ができた。 【0013】 【実 施 例】以下、図1および図2を参照しつつ本発
明の一実施例を説明する。図1(A)ないし(D)は本
発明の一実施例で、光電変換装置の製造工程を示す縦断
面図である。図1において、基板(1) は、絶縁表面処理
を施した金属箔の可撓性基板(6) 、たとえば10〜200 μ
m、特に、20〜50μmの厚さのステンレス箔にポリイミ
ド樹脂(7) が0.1 〜3μm、たとえば、約1.5 μmの厚
さに形成されている。そして、基板(1) は、図1に示さ
れた左右方向の長さが60cm、幅20cmのものが用いら
れた。また、基板(1) の全表面にわたって第1導電膜
(2) が形成される。すなわち、基板(1) の表面上には、
クロムまたはクロムを主成分とする金属膜(25)が0.1
〜0.5 μmの厚さにスパッタ法、特にマグネトロンDCス
パッタ法により形成された。 【0014】レーザスクライブ加工を行なう際の特性の
向上には、光学的に反射率の高い反射性金属のクロム中
に銅または銀が1〜50重量%添加された昇華性( レ−ザ
光に対し)金属を用いる。このような昇華性金属を用い
たレーザスクライブは、加工後に残存物が残らず好まし
かった。さらに、かかるCu-Cr(クロム銅合金) 、Cr-Ag
(クロム銀合金) は、クロム導体材料よりも500 nm〜7
00 nmの波長領域での反射光が約10%も大きく、基板
(1) の裏面側で反射を行なわせた場合、光が閉じ込めら
れて有効であった。さらに、この金属膜(25)上には、
弗素等のハロゲン元素が添加された酸化スズを主成分と
する透光性導電膜、たとえば酸化スズ・インジュ−ム(5
0 Å〜2000Å、代表的には500 Å〜1500Å)がスパッタ
法、あるいはスプレ−法により形成されて、これを第1
導電膜(2) とした。この第1導電膜(2) は、金属膜(2
5)のみでもよい。しかし、金属膜(25)の金属が後工程
において半導体中に逆拡散してしまうことを防ぐために
は、酸化スズ・インジュームのブロッキング層がきわめ
て有効であった。 【0015】さらに、この酸化スズ・インジュームは、
その上面のP型半導体層、あるいはN型半導体層とのオ
─ム接触性に優れており、加えて入射光のうちの長波長
光の裏面電極(第1電極(37))での反射による実質的な
光路長を大きくする時の反射効果を向上させるためにも
きわめて有効であった。その後、第1導電膜(2) の表面
には、YAGレ−ザ加工機(日本電気製)の出力0.3 〜
3W(焦点距離40mm)、スポット径20〜70μm、代表的
には40μmをマイクロコンピュ−タにより制御して、上
方からレ−ザ光が照射される。そして、レーザ光は、そ
の走査によりスクライブライン用の第1開溝(13)が形成
される。そして、第1開溝(13)の間には、素子間領域
(31) 、(11)が形成されると共に、第1電極(37)が形成
される。レーザスクライブにより形成された第1開溝(1
3)は、幅約50μm、長さ20cmである。また、前記第1
開溝(13)の深さは、それぞれ第1電極(37)を構成させる
ために、第1導電膜(2) が完全に切断分離された。かく
して、第1素子(11)および第2素子(31)を構成する領域
の幅は、5〜40mm、たとえば、15mmとして形成され
た。 【0016】その後、第1導電膜(2) の上面には、プラ
ズマCVD 法、フォトCVD 法、または低圧プラズマCVD 法
により非単結晶半導体層(3) が0.3 μm〜1.0 μm、た
とえば0.7 μmの厚さに形成された。上記非単結晶半導
体層(3) は、照射光 (10) により光起電力を発生するPN
またはPIN 接合を有する水素またはハロゲン元素が添加
されている。非単結晶半導体層(3) の代表例は、P型
(SixC1-x 0<x<1)半導体(約300 Å) −I型アモ
ルファスまたはセミアモルファスのシリコン半導体(約
0.7 μm) −N型の微結晶(約200 Å)からなる一つの
PIN 接合を有する。また、非単結晶半導体層(3)は、N
型微結晶珪素(約300 Å) 半導体−I型半導体−P型微
結晶化Si半導体−P型SixC1-x( 約50Å x=0.2 〜0.
3)からなる。かかる非単結晶半導体層(3) は、第1導電
膜(2) の全面にわたって均一の膜厚で形成された。 【0017】さらに、図1(B)に示されるごとく、第
1開溝(13)の左方向側(第1素子側)にわたって、第2
開溝(14)は、第2レーザスクライブ工程により形成され
た。本実施例では、第1開溝(13)と第2開溝(14)との中
心間を50μmずらしている。かくして、第2開溝(14)
は、第1電極(37)の側面(8) 、(9) を露出させた。さら
に、本実施例は、第1電極(37)の透光性導電膜(15)
および金属膜(25)の表面のみを露呈させてもよいが、
製造歩留りの向上のため、レ−ザ光を0.1〜1W、たとえ
ば0.8 wでは多少強すぎて、この第1電極(37)の深さ方
向の全てを除去してしまう。その結果、第1導電膜(2)
の側面(8)(側面のみまたは側面と上面の端部) に図1
(C)で示す第2電極(38)とのコネクタ(30)が密接して
もその接触抵抗は、一般に酸化物−酸化物コンタクト(
酸化スズ─酸化スズ・インジューム コンタクト) とな
り、その界面に絶縁物バリアを形成しないため、特に増
大する等の異常がなく、実用上何等問題がなかった。 【0018】図1(C)に示されるごとく、非単結晶半
導体層(3) の表面には、金属膜(5)およびコネクタ(3
0)が形成された。さらに、本実施例における500 nm
以下の波長(一般には200 nm〜450 nm)を発光する
光アニ−ル装置の概要およびその方法を図2を参照しつ
つ説明する。 【0019】図2は本発明の一実施例で、光アニール装
置の概念図を示す。被照射基板(60)は、図2に示されて
いるように一方向に動くXテーブル(61)上に載置されて
いる。図1に示す第1導電膜(2) が形成されている基板
(1) は、図2に示す光アニ−ル装置における被照射基板
(60)に対応する。光源は、棒状の超高圧水銀灯(54)を用
い、出力500W以上、発光波長200 nm〜650 nmとし
た。特に、本実施例は、東芝製超高圧水銀灯(KHM-50、
出力5kW )を用いた。すなわち、電源(50)は、一次電
圧AC200V、30A および二次電圧(52)AC4200V 、1.1 〜
1.6Aとした。 【0020】さらに、超高圧水銀灯(54)は、その発熱を
押さえるため、および被照射基板(60)の発熱による熱ア
ニ−ルの発生を防ぐため、超高圧水銀灯(54)の外側を水
(51)、(51') を供給することによって冷却した。超高圧
水銀灯(54)は、300 nm〜450 nmの短波長光を発生
する。また、超高圧水銀灯(54)から照射される500 nm
以上の波長の光は、フィルタ(59)によってカットされ
る。そして、300 nm〜450 nmの短波長の光だけがシ
リンドリカルレンズ(55)によって集光された。上記超
高圧水銀灯(54)は、長さ20cmの棒状体からなるため、
石英製のシリンドリカルレンズ(55)が用いられた。 【0021】さらに、シャッター(56)は、前記短波長
光が充分集光される前、またはシリンドリカルレンズ(5
5)と超高圧水銀灯(54)との間に配設された。かくして、
超高圧水銀灯(54)から発生した短波長の光は、集光され
た線状紫外光(57)となり、その幅100 μm〜2 mm、長
さ18cmとなった。その時、集光された線状紫外光(57)
のエネルギー密度は、約5KW /cm2 (幅1 mmの場
合)となった。前記集光された線状紫外光(57)は、被
照射基板(60)の照射面に集光される。その後、被照射基
板(60)は、Xテ−ブル(61)上に載置されているため、
Xテーブル(61)を一定速度で移動をさせることによっ
て、集光された線状紫外光(57)によって走査されること
になる。かくすると、300 nm〜450 nmを中心とする
集光された線状紫外光(57)は、非単結晶半導体層(3) の
表面近傍である1000Å以下の深さに殆ど吸収されてしま
う。このため、非単結晶半導体層(3) は、その表面近傍
のごく薄い領域が結晶化されることになる。加えて本実
施例による光アニ−ルは、赤外光を含まない光アニ−ル
のため、熱の発生が全くなく、既に含有する水素または
ハロゲン元素を脱気し難い。 【0022】また、同時に、本実施例による光アニ−ル
は、非単結晶半導体層(3) の表面近傍の結晶性を促進す
る。そして、この結晶性が促進された表面近傍は、光学
的エネルギーを小さくすることなく、かつ結晶化により
その光吸収係数を小さくすることができるという二重の
特長を有する。しかし、活性領域であるI層の内部は、
光吸収係数を大きくする必要がある。すなわち、前記活
性領域は、アモルファスまたは低度の結晶性を有する状
態に保持し、いわゆる多結晶化してはならない。逆に、
P型またはN型またはそれに加えてその近傍のI層を選
択的に光吸収係数を少なくし、加えて接合界面での再結
合中心の密度を少なくさせるために接合界面で結晶的に
連続して多結晶化(33)をさせることが重要である。この
ことにより短波長の紫外光は、半導体表面近傍のみを選
択的に光アニ−ルすることができる。 【0023】その後、第3のレーザスクライブにより金
属膜(5) および非単結晶半導体層(3) を切断分離して形
成された第3開溝(20)は、複数のアイソレイションさ
れた第2電極(38)、(39)を形成する。前記金属膜(5) に
は、透光性導電膜(15)(CTF)が用いられた。そして、そ
の透光性導電膜(15)の厚さは、300 Å〜1500Åに形成さ
れた。前記透光性導電膜(15)としては、N型半導体と良
好なオーム接触をする酸化スズ・インジュームを主成分
とする混合物で形成された。また、前記透光性導電膜(1
5)としては、酸化インジュ−ムを主成分として形成させ
ることも可能である。さらに、透光性導電膜(15)として
は、クロム−珪素化合物等の非酸化物導電膜より形成さ
せることも可能である。 【0024】この結果、半導体に密接して第2電極(3
8)、(39)が形成された。前記透光性導電膜(15)は、電子
ビ−ム蒸着法、スパッタ法、フォトCVD 法、フォト・プ
ラズマCVD 法を含むCVD 法を用い、非単結晶半導体層
(3) を劣化させないため、250 ℃以下の温度で形成され
た。さらに、第3開溝(20)の深さは、単に第2電極(3
8)、(39)のみを除去するだけでなく、その下の非単結晶
半導体層(3) の多結晶領域(33)を含めて同時に除去され
る。この結果、第1電極(37)は、その一部を露呈せしめ
る。そして、本実施例による光加工は、第3開溝(20)を
形成する際に、レーザスクライブの照射強度(パワー密
度)のバラツキにより、第2電極(38)、(39)の一部が残
存して、電気的に2つの電極が分離できなくなることを
防いだ。前記本実施例に使用したレ−ザ光は、第2電極
(38)、(39)の下面に密接する非単結晶半導体層(3) 、特
に多結晶化の高い電気伝導度を有する多結晶領域(33)を
もえぐり出し除去した。 【0025】また、本実施例のレ−ザ光は、照射された
領域の非単結晶半導体層(3) に対して絶縁化を図り、2
つの電極(38)、(39)間の絶縁性を完全にした。このた
め、非単結晶半導体層(3) の下側の第1電極(37)を形成
する透光性導電膜(15)は、酸化スズ・インジュームより
も耐熱性に優れた酸化スズを主成分とすると、この第1
電極(37)を残し、レーザ光の熱エネルギーを吸収しやす
い非単結晶半導体層(3) を第2電極(38)、(39)用材料と
ともに選択的に除去せしめて第3開溝(20)を容易に形成
させることができた。さらに、製造歩留り的にリ−クが
10-5Å/cm〜10-7Å/cmある準不良装置(全体の5
%〜10%を有する)に関しては、その後、弗酸1:硝酸
3:酢酸5を水でさらに5倍〜10倍に希釈して表面部の
みを軽くエッチングする。そして、このエッチングは、
開溝部の珪素、低級酸化物を化学的に50Å〜200 Åの深
さにインジューム等の金属不純物と共に除去し、リーク
の低減に有効であった。 【0026】かくして図1(C)に示されるごとく、複
数の素子間領域(11)、(31)は、連結部(4) で直列接続さ
れる光電変換装置とすることができた。図1(D)は本
実施例の光電変換装置が完成されたものである。すなわ
ち、パッシベイション膜として、プラズマ気相法または
フォト・プラズマ気相法により形成された窒化珪素膜(2
1)は、500 Å〜2000Åの均一の厚さとし、各素子間のリ
−ク電流の湿気等の吸着による発生をさらに防いだ。さ
らに、光電変換装置は、外部引出し電極(24)、(24 ′)
がその周辺部に設けられた。図1(D)において、たと
えば60cm×20cmの基板(1) には、各素子が幅14.35
mm×192 mmの短冊状に設けられ、さらに連結部の幅
150 mm、外部引出し電極部の幅10mm、周辺部4 mm
とすることで、実質的に580 mm×192 mm内に40段形
成された。 【0027】その結果、光電変換素子のセグメントが1
1.3%(1.05cm2)の変換効率を有する場合、パネルに
て6.6 %(理論的には9.1 %になるが、40段直列連結の
抵抗により実効変換効率が低下した(AM1〔100mw/cm
2 〕) にて、68.4wの出力電力を有せしめることができ
た。また、このパネル、たとえば40cm×40cmまたは
60cm×20cmを3個または4個直列にアルミサッシの
固い枠内またカーボン・ブラックによる可撓性枠内に組
み合わせることによりパッケ−ジさせ、120 cm×40c
mのNEDO規格の大電力用のパネルを設けることが可能で
ある。また、このNEDO規格のパネル用には、シ−フレッ
クスによりガラス基板の裏面(照射面の反対側)に本実
施例の光電変換装置の上面をはりあわせて、風圧、雨等
に対し機械強度の増加を図ることも有効である。さら
に、本発明を実施する際の具体例を挙げる。 【0028】具体例1 図1(A)ないし(D)を参照しつつ本実施例における
具体例を説明する。すなわち、絶縁性被膜を有する金属
箔からなる基板(1) は、約50μmの厚さのステンレス箔
の表面にポリイミド樹脂を用いて1.5 μmの厚さにコ−
トした。その時の基板(1) の大きさは、長さ60cm、幅
20cmとした。さらに、絶縁性被膜が形成されている金
属箔からなる基板(1) は、その上に銅が1.0 〜10重量
%、たとえば2.5 重量%添加されたクロムをマグネトロ
ンスパッタ法により、0.1 Å〜0.2 Åの厚さに形成され
た。さらに、その上面には、SnO2が1050Åの厚さにスパ
ッタ法で形成された。次に、第1開溝(13)は、YAGレ
ーザのスポット径50μm、出力0.5W、マイクロコンピュ
−タにより制御して0.3 〜3 m/分(平均3 m/分)の
走査速度にて形成された。素子間領域(11)、(31)は、15
mm幅とした。 【0029】その後、公知のPCVD法、フォトCVD
法またはフォト・プラズマCVD法により図1に示した
PIN接合を1つ有する非単結晶半導体層(3)が形成
された。非単結晶半導体層(3)の全厚さは、約0.7
μmであった。その後、第1開溝(13)は、工業テレ
ビによってモニターされ、第1開溝(13)より50μ
m第1素子間領域(11)側にシフトさせた位置に、ス
ポット径50μm、平均出力0.5W、室温、周波数3
KHz、走査スピード60cm/分によるレーザスクラ
イブにより第2開溝(14)が形成された。その後、図
2の装置を用いて光アニール処理は、P型半導体層に対
し行なわれた。前記光アニールによって微結晶化された
P型半導体層の下のI型半導体層からなる領域は、アモ
ルファスまたは低度の微結晶の水素を含む珪素半導体と
して残された。 【0030】結晶性を促進される領域(33)は、約800 Å
の厚さであり、この多結晶領域(33)に、図2に示すXテ
−ブル(61)の移動速度を可変したり、または繰り返し照
射を施すことにより、光アニ−ルを深くもまた浅くもす
ることが可能になった。かくして得られた半導体を1/
10のフッ化水素中に浸漬して表面の絶縁酸化物を除去
し、さらにこの全体を透光性導電膜である酸化スズ・イ
ンジュームをスパッタ法により形成し、その膜圧の平均
を 700Åに作製して、第2金属膜(5) およびコネクタ
(30)が構成された。さらに、第3開溝(20)は、同様
にレーザスクライブにより第2開溝(14)より50μmのわ
たり深さに第1素子間領域(11)側にシフトして形成さ
せ、図1(C)に示す構成とした。この時、第3開溝(2
0)の深さは、図面に示すごとく、その底部が第1電極(3
7)の表面にまで至っていた。このため、透光性導電膜(1
5)および非単結晶半導体層(3) は、完全に除去されてい
た。 【0031】レ−ザ光は、平均出力0.5Wとし、他は第2
開溝(14)の作製と同一条件とした。図1(C)の工程の
後、パネルの端部をレ−ザ光出力1Wにて第1電極(37)、
非単結晶半導体層(3) 、第2電極(38)、(39)の全てを基
板(1) の端より4 mm内側で長方形に走査し、パネルの
枠との電気的短絡を防止した。その後、窒化珪素膜(2
1)は、PCVD法またはフォト・プラズマCVD 法により、1
000Åの厚さに250 ℃の温度にて形成された。すると、2
0cm×60cmのパネルは、15mm幅で素子を40段にす
ることができた。パネルの実効効率としてAM1 (100mw
/cm2)にて6.7 %、出力73.8wを得ることができた。
有効面積は、1102cm2 であり、パネル全体の91.8%を
有効に利用することができた。 【0032】具体例2 大きさ20cm×60cmの基板(1) に形成されたステンレ
ス箔上には、厚さ30μmのポリイミド樹脂(7) がコ−ト
処理されている。さらに、一つの電卓用光電変換装置を
5 cm×1 cmとした場合、前記基板(1) には複数個の
光電変換装置が採れる。ここでは光電変換装置における
一つの素子形状は、9 mm× 9mmとし、5段連続アレ
−とした。第1電極(37)は、反射性金属のクロム・銀(
銀1重量%〜10重量%、たとえば2.5 重量%) 合金とし
た。酸化スズ・インジュームは、スパッタ法で形成さ
れ、下側の第2電極(38)、(39)がレーザスクライブによ
り形成された。さらに、第1導電膜(2) の上面には、NI
P 接合を有する非単結晶半導体層(3)が形成された。さ
らに、表面から超高圧水銀灯(54)の光を照射して、前記
非単結晶半導体層(3) の表面近傍1000Å以下の深さの部
分が多結晶化された。さらに、第2電極(38)、(39)は、
P型半導体上に酸化スズ(1050 Å)が形成された。その
他は具体例1と同様である。 【0033】各素子間の連結部は、100 μmとし、外部
電極とは図1(A)、(B)の左端、右端を外部引出し
電極(24)、(24 ′) として設けられた。すると、250 個
の電卓用装置を一度に作ることができた。3.8 %の実効
変換効率以上を良品として螢光灯下500 LXでテストを
した。その結果、76%の最終製造歩留りを得ることがで
きた。従来の方法における最終製造歩留りが40〜50%し
か得られず、かつ連結部の必要面積が大きかったことを
考えると、本具体例は、きわめて有効なものであること
が判る。さらに、前記基板(1) は、10〜15wの強いパル
ス光を用いたレーザスクライブにより自動切断が可能と
なった。 【0034】本具体例においては、上側の光照射側に透
光性保護用有機樹脂(22)、(23)、たとえば紫外光照射に
より硬化する樹脂を重合わせることにより、金属層と有
機樹脂との間に光電変換装置をはさむ構造とすることが
でき、可撓性を有し、きわめて安価で多量生産が可能に
なった。本実施例においては、紫外光を超高圧水銀灯(5
4)を用いて行った。しかし、この100 nm〜500 nmの
波長光をエキシマレ−ザを用いても行なうことができ
る。 【0035】 【発明の効果】本発明によれば、波長が100nmない
し500nmのエキシマレーザ光からなる線状光は、波
長が短いため、アモルファス半導体の表面から1000
Å以下の深さのみを加熱することができる。本発明によ
れば、上記波長のエキシマレーザ光からなる線状光は、
アモルファス半導体が載置されたXテーブルを移動させ
ることによって、アモルファス半導体を順次走査するた
め、所定の深さだけが順次加熱され、アモルファス半導
全体の温度を一度に上げることがない。したがって、
基板上に形成された水素が添加されているアモルファス
半導体層の表面から水素が脱気し難い。本発明によれ
ば、光照射によって光起電力を発生させ得るアモルファ
半導体に、光学装置によって、上記線状に集光された
エキシマレーザ光のX方向にのみ照射する光アニールを
行なうことで、アモルファス半導体の所望部分のみを結
晶化できると共に、所定の深さにおける再結合中心の発
生を防止できる。本発明によれば、アモルファス半導体
を一方向に移動させることで、上記線状に集光されたエ
キシマレーザ光が所定の深さのみを均一に光アニールで
きると同時に、スポット光の断続によるレーザアニール
等と比較して生産性が向上する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Irradiates only the area near the surface with light annealing
The present invention relates to a method of irradiating light. [0002] 2. Description of the Related Art Adding hydrogen and the like to a non-single-crystal semiconductor
The technique of neutralizing the recombination center by
It is described in JP-A-58-25281. Also, non
Technology to promote crystallization of single crystal semiconductors by optical annealing
The technique is described in, for example, JP-A-57-53886,
JP-A-56-23784, JP-A-56-81981
And JP-A-57-99729, respectively.
ing. [0003] However, the above-mentioned publication discloses
Annealing techniques shown include optical annealing including infrared light
It is. Infrared light has a longer wavelength than ultraviolet light.
Therefore, even if the light is focused by the lens, the light interferes with each other and scatters.
Disturb. Therefore, optical annealing containing infrared light is not
Desirable thickness of single crystal semiconductor, especially less than 1000mm thickness
Cannot promote crystallization of semiconductors alone
Was. Laser light is used for optical annealing including infrared light.
By Q switch oscillation pulse used or continuous
Scanning oscillated laser light with a rotating mirror
Etc. And light irradiation by light annealing including infrared light.
Radiation is known to promote crystallization of non-single-crystal semiconductors.
ing. [0004] However, the laser annealing described above is performed in a circular series.
It consists of a continuous spotlight and a spotlight
If there is a gap between the pot light and the overlapping part
Either you can. Therefore, the circular
Laser annealing with cut light makes uniform crystallization difficult.
there were. In addition, laser annealing including infrared light
Prevents recombination centers in non-single-crystal semiconductors from being generated by the heat of light
Degas the stopping hydrogen. In particular, the circular spot light
Laser anneal produces infrared light at the light overlap
Heat is generated, and the degassing of hydrogen is severe.
Have. Further, the I layer, which is the active region, has a light absorption coefficient
It is necessary to increase the light conversion efficiency by increasing the size. But red
Since external light penetrates deep into the non-single-crystal semiconductor,
Crystallinity to the crystalline region and lowers the light absorption coefficient
With a title. [0005] The present invention has been made to solve the above problems.
For excimer laser light only on the surface of the workpiece
Therefore, the object is to provide a light irradiation method for processing.
You. The present invention prevents generation of recombination centers in a non-single-crystal semiconductor.
The aim is to provide a light irradiation method in which the stopping hydrogen is difficult to degas.
Target. The present invention provides a non-single-crystal semiconductor with a desired thickness,
Light irradiation that promotes crystallization by uniform light annealing
The aim is to provide a method. The invention relates to non-single crystal
The vicinity of the junction surface of the semiconductor is crystallized, and the I layer is made to have a high optical absorption.
With the aim of providing a light irradiation method that remains single crystal
I do. The present invention scans the focused linear ultraviolet light
Aim to provide a light irradiation method that improves productivity.
Target. [0006] The light irradiation method of the present invention comprises:
Generates excimer laser of 100nm to 500nm
And an excimer of 100 nm to 500 nm.
Focus the laser on a line with a width of 100μm or 2mm
Optical means, and the linearly focused 100 nm
In the longitudinal direction of the linear irradiation surface of a 500 nm excimer laser
X table that moves from one side to the other in a direction substantially perpendicular to the direction
And an amorphous silicon using an ultraviolet light irradiation device
For the Recon semiconductor layer, formed on the substrate
Amorphous silicon semiconductor layer with added hydrogen
The excimer laser is irradiated only in the X direction,
The movement of the X table
Controlling the amorphous silicon semi-conductor
A depth of 1000 mm or less from the surface of the conductor layer
It is characterized in that Further, the light irradiation method of the present invention
The length of the linear irradiation surface in the longitudinal direction is 18 cm or more
There is a feature. [0007] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION For example, a mercury lamp
Generates short ultraviolet light. Caused by an ultra-high pressure mercury lamp
Ultraviolet light, for example, excimer laser light
By CallensFocused, 100nm to 500
Consists of a wavelength of nmIt becomes linear light. on the other hand,amorphous
Semiconductor layerAboveFocusedLinear excimer laser light
Move in a direction substantially perpendicular to the longitudinal directionXOn the table
Placed onXPlaced on the tableAmorphous half
Conductor layerBy ultraviolet light from one end to the other
At a given speed,Irradiation only in the X direction
FaceScanned. Also,the aboveConsists of excimer laser light
Since linear light has a short wavelength,Amorphous semiconductorPart of
This is effective when only heating is desired. further,the aboveEki
Linear light consisting of sima laser light isXOrder by table
The next scan is a wave that crystallizes only to a depth of less than 1000 °
Because the length is selected,Constant depthOnly heated,Amo
Rufus semiconductor layerDegass hydrogen without raising overall temperature
Making it difficult. When the light irradiation method of the present invention is applied,
A description will be given of a method for processing an effective semiconductor device. Was
For example, non-single crystals that can generate electromotive force by light irradiation
The semiconductor is formed by the condensed linear ultraviolet light, for example,
Move in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the
Is placed on a moving table. And the non-single crystal half
The conductor is moved by the moving table.
Thus, the condensed excimer laser light is uniformly irradiated.
Thus, the condensed linear excimer laser light is
When scanning the surface of the non-single-crystal semiconductor, the entire surface of the semiconductor is scanned.
By being radiated over, only the vicinity of the surface
Photo-annealed at a certain depth to be more crystallized. The aboveXThe drive of the table
PlaceAnd control equipmentByLinearlyFocused ultraviolet light
ButamorphoussemiconductorlayerSuitable for crystallizing the surface of
It is controlled to an appropriate speed. According to the semiconductor manufacturing apparatus,A
MorphasP layer or N layer near the surface of the semiconductor
Is crystallized to increase conductivity, whereas the P layer
Alternatively, the I layer formed below the N layer is not crystallized.
Therefore, the I layer has a large light absorption coefficient,
Does not lower the power conversion efficiency. Also,By optical means,
Does not contain infrared lightLinearlyFocused ultraviolet light,For example,
Excimer laser lightLight annealing does not generate heat.
No. Therefore, hydrogenamorphousDegas from the semiconductor
hardTherefore, generation of recrystallization centers in the P layer or the N layer
Life is prevented. That is, the P layer or the N layer
Does not containLinearlyFocusedExcimer laserLight by light
The conductivity is not impaired by annealing. Further,amorphousSemiconductors areXTabe
Movement in one direction by the
With simple actions like, Linear by optical meansFocused
WasExcimer laserBy combining with light, only uniform
Can be annealed to the desired thickness,
Improves productivity compared to intermittent laser annealing
Can be done. Light generated by the UV light generator
Is between 100 nm and 50
0nmExcimer laser lightOnly be. Then, said 1
00 nm to 500 nmExcimer laserLight is siri
The light is condensed linearly by the cylindrical lens. Meanwhile, light
Irradiation can generate photovoltaicamorphousSemiconduct
The body is saidLinearlyFocusedExcimer laserlightIn
Irradiated surfaceMove in a direction substantially perpendicular to the longitudinal directionXThe
Placed on the bull. And saidamorphoussemiconductor
IsXBy being moved by the table,Linear
ToFocusedExcimer laserAre uniformly irradiated. As described above,Linearly100 focused
nm to 500 nmExcimer laserThe lightAmorpha
SBy scanning the entire surface of the semiconductor,
Only the side is photo-annealed to be more crystallized. the aboveXTe
Table drive deviceAnd control equipmentBy
WhatLinearlyFocusedExcimer laserThe lightAmorpha
SControlled to an appropriate rate to crystallize the semiconductor surface
It is. As mentioned above,BookThe invention improves conversion efficiency and
Optical annealing can be performed to a desired thickness and
Production compared with laser annealing etc. by intermittent pot light
Performance can be improved. The width of the linearly focused excimer laser light
Is set to 100 μm to 2 mm, so that a non-single-crystal half
To promote crystallization at an appropriate thickness from the conductor surface
Was completed. [0013] [Embodiment] Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS.
An embodiment of the present invention will be described. FIGS. 1A to 1D show books
In one embodiment of the invention, a longitudinal section showing a manufacturing process of a photoelectric conversion device.
FIG. In FIG. 1, the substrate (1) has an insulating surface treatment.
Metal foil flexible substrate (6), for example, 10-200 μ
m, especially stainless steel foil with a thickness of 20-50 μm.
The resin (7) has a thickness of 0.1 to 3 μm, for example, about 1.5 μm.
Is formed. The substrate (1) is shown in Fig. 1.
With a horizontal length of 60 cm and a width of 20 cm
Was. Also, the first conductive film extends over the entire surface of the substrate (1).
(2) is formed. That is, on the surface of the substrate (1),
Chromium or chromium-based metal film (25) is 0.1
Sputtering method to a thickness of ~ 0.5 μm, especially magnetron DC
It was formed by the putter method. The characteristics of laser scribe processing
The improvement is due to the high reflectivity of the highly reflective metal chromium
Sublimation (laser) with 1-50% by weight of copper or silver added to
Use metal (for light). Using such a sublimable metal
Laser scribes are preferred because they leave no residue after machining.
won. Furthermore, such Cu-Cr (chromium copper alloy), Cr-Ag
(Chromium silver alloy) is 500 nm ~ 7
The reflected light in the wavelength region of 00 nm is about 10% larger,
If light is reflected on the back side of (1),
Was effective. Furthermore, on this metal film (25),
The main component is tin oxide to which halogen elements such as fluorine are added.
Transparent conductive film, such as tin oxide indium (5
0Å to 2000Å, typically 500Å to 1500Å)
Formed by the spray method or the spray method.
The conductive film (2) was used. This first conductive film (2) is a metal film (2
5) Only. However, the metal of the metal film (25) is
To prevent back diffusion in semiconductor
The tin oxide indium blocking layer is very important
Was effective. Further, the tin oxide indium is
The contact with the P-type or N-type semiconductor layer on the upper surface
Excellent film contact and long wavelength of incident light
Substantially due to the reflection of light on the back electrode (first electrode (37))
To improve the reflection effect when increasing the optical path length
It was very effective. Then, the surface of the first conductive film (2)
The output of YAG laser processing machine (manufactured by NEC) is 0.3 ~
3W (focal length 40mm), spot diameter 20-70μm, typical
Is controlled by a microcomputer to 40 μm.
Irradiates the laser light. Then, the laser light is
The first groove (13) for scribe line is formed by scanning
Is done. And, between the first grooves (13), an inter-element region
(31) and (11) are formed, and the first electrode (37) is formed.
Is done. The first groove (1) formed by laser scribe
3) is about 50 μm wide and 20 cm long. In addition, the first
The depth of the groove (13) constitutes the first electrode (37)
As a result, the first conductive film (2) was completely cut and separated. Scratch
And the regions constituting the first element (11) and the second element (31)
Is formed as 5-40 mm, for example, 15 mm
Was. Thereafter, a plastic film is formed on the upper surface of the first conductive film (2).
Zuma CVD, photo CVD, or low pressure plasma CVD
As a result, the non-single-crystal semiconductor layer (3) has a thickness of 0.3 μm to 1.0 μm.
For example, it was formed to a thickness of 0.7 μm. The above non-single crystal semiconductor
The body layer (3) is a PN that generates photovoltaic
Or hydrogen or halogen element with PIN junction added
Have been. A typical example of the non-single-crystal semiconductor layer (3) is a P-type
(SixC1-x0 <x <1) semiconductor (about 300 mm)-type I
Rufus or semi-amorphous silicon semiconductor (approx.
0.7 μm)-one of N-type crystallites (about 200 mm)
Has a PIN junction. The non-single-crystal semiconductor layer (3)
Type microcrystalline silicon (approximately 300 mm) semiconductor-I type semiconductor-P type fine
Crystallized Si semiconductor-P-type SixC1-x(Approx. 50Å x = 0.2 to 0.
3). The non-single-crystal semiconductor layer (3) has a first conductive property.
A film having a uniform thickness was formed over the entire surface of the film (2). Further, as shown in FIG.
The second groove extends over the left side (first element side) of the 1 groove (13).
The groove (14) is formed by the second laser scribe process.
Was. In this embodiment, the first groove (13) and the second groove (14) are located between the first groove (13) and the second groove (14).
The center is shifted by 50 μm. Thus, the second groove (14)
Exposed the side surfaces (8) and (9) of the first electrode (37). Further
In this embodiment, the light-transmitting conductive film (15) of the first electrode (37) is used.
And only the surface of the metal film (25) may be exposed,
In order to improve the production yield, the laser light is 0.1 ~ 1W
For example, 0.8 w is a little too strong and the depth of this first electrode (37)
Remove all directions. As a result, the first conductive film (2)
Fig. 1 on the side (8) (only the side or the end of the side and top)
The connector (30) with the second electrode (38) shown in FIG.
Also, the contact resistance is generally an oxide-oxide contact (
Tin oxide (tin oxide / indium contact)
In particular, since no insulating barrier is formed at the interface.
There were no abnormalities such as greatness, and there were no practical problems. As shown in FIG. 1C, a non-single crystal half
The metal layer (5) and the connector (3
0) was formed. Furthermore, 500 nm in this embodiment is used.
Emit the following wavelengths (generally 200 nm to 450 nm)
An outline of the optical annealing apparatus and its method will be described with reference to FIG.
I will explain. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.
FIG. The irradiated substrate (60) is shown in FIG.
Placed on an X table (61) that moves in one direction
I have. Substrate on which the first conductive film (2) shown in FIG. 1 is formed
(1) is a substrate to be irradiated in the optical annealing apparatus shown in FIG.
Corresponds to (60). Light source is a bar-shaped ultra-high pressure mercury lamp (54)
With an output of 500 W or more and an emission wavelength of 200 nm to 650 nm.
Was. In particular, in this embodiment, the Toshiba ultra-high pressure mercury lamp (KHM-50,
Output 5kW) was used. That is, the power supply (50) is
Voltage AC200V, 30A and secondary voltage (52) AC4200V, 1.1 ~
1.6A. Further, the extra-high pressure mercury lamp (54)
Heat, due to the heat generated by the substrate to be irradiated (60).
To prevent the generation of nails, apply water outside the ultra-high pressure mercury lamp (54).
It was cooled by feeding (51) and (51 '). Super high pressure
Mercury lamp (54) emits short wavelength light from 300 nm to 450 nm
I do. In addition, 500 nm irradiated from an ultra-high pressure mercury lamp (54)
Light of the above wavelength is cut by the filter (59).
You. Only light with a short wavelength of 300 nm to 450 nm is blocked.
The light was collected by the cylindrical lens (55). Above
Since the high-pressure mercury lamp (54) is composed of a rod with a length of 20 cm,
A cylindrical lens (55) made of quartz was used. Further, the shutter (56) is provided with the short wavelength
Before the light is sufficiently focused, or a cylindrical lens (5
It was placed between 5) and the extra-high pressure mercury lamp (54). Thus,
Short-wavelength light generated by the ultra-high pressure mercury lamp (54) is collected
Linear ultraviolet light (57) with a width of 100 μm to 2 mm and a length of
It became 18 cm. At that time, the focused linear ultraviolet light (57)
Energy density is about 5KW / cmTwo(When the width is 1 mm
). The collected linear ultraviolet light (57) is
The light is focused on the irradiation surface of the irradiation substrate (60). Then, the irradiated group
Since the plate (60) is placed on the X-table (61),
By moving the X table (61) at a constant speed,
Scanning by the focused linear ultraviolet light (57)
become. Thus, the center is between 300 nm and 450 nm
The collected linear ultraviolet light (57) is applied to the non-single-crystal semiconductor layer (3).
Almost absorbed at a depth of less than 1000 mm near the surface
U. For this reason, the non-single-crystal semiconductor layer (3)
A very thin region will be crystallized. In addition
The photo annealing according to the embodiment is a photo annealing not containing infrared light.
Therefore, there is no generation of heat and the hydrogen or hydrogen already contained
It is difficult to degas halogen elements. At the same time, the optical annealing according to this embodiment
Promotes crystallinity near the surface of the non-single-crystal semiconductor layer (3).
You. The vicinity of the surface where the crystallinity is promoted is optically
Crystallization without reducing the mechanical energy
The double that its light absorption coefficient can be reduced
Has features. However, the inside of the I layer, which is the active region,
It is necessary to increase the light absorption coefficient. That is, the activity
Crystalline region is amorphous or has a low degree of crystallinity
It must not be kept in a crystalline state, so-called polycrystallized. vice versa,
Select P-type or N-type or I layer in the vicinity
Selectively reduce the light absorption coefficient, and in addition, rejoin at the joint interface
Crystallized at the joint interface to reduce the density of the joint center
It is important to carry out polycrystallization (33) continuously. this
As a result, UV light of short wavelength can be selected only near the semiconductor surface.
Alternatively, light annealing can be performed. Then, the third laser scribe
The metal film (5) and the non-single-crystal semiconductor layer (3) are cut and separated.
The third groove (20) formed has multiple isolations.
The formed second electrodes (38) and (39) are formed. The metal film (5)
The light-transmitting conductive film (15) (CTF) was used. And that
The thickness of the light-transmitting conductive film (15) is 3003001500Å.
Was. As the translucent conductive film (15), an N-type semiconductor may be used.
Main component is tin oxide indium which has good ohmic contact
The mixture was formed as follows. Further, the transparent conductive film (1
5) is to form oxide indium as the main component
It is also possible. Furthermore, as a translucent conductive film (15)
Is formed from a non-oxide conductive film such as a chromium-silicon compound.
It is also possible to make it. As a result, the second electrode (3
8) and (39) were formed. The translucent conductive film (15) is an electron
Beam evaporation method, sputtering method, photo CVD method, photo
Non-single-crystal semiconductor layer using CVD method including plasma CVD method
Formed at a temperature of 250 ° C or less to prevent (3) from deteriorating
Was. Furthermore, the depth of the third groove (20) is simply the second electrode (3
8), not only removing (39), but also the non-single crystal under it
Removed simultaneously including the polycrystalline region (33) of the semiconductor layer (3).
You. As a result, a part of the first electrode (37) is exposed.
You. In the optical processing according to the present embodiment, the third groove (20) is formed.
When forming, the irradiation intensity of laser scribe (power density)
Degree), part of the second electrodes (38) and (39) remain.
That the two electrodes cannot be electrically separated
I prevented it. The laser light used in the present embodiment is the second electrode
The non-single-crystal semiconductor layer (3) closely contacting the lower surfaces of (38) and (39),
A polycrystalline region (33) with high electrical conductivity of polycrystallization
It was also extruded and removed. The laser light of this embodiment was irradiated.
Insulating the non-single-crystal semiconductor layer (3) in the region
The insulation between the two electrodes (38) and (39) was completed. others
Forming a first electrode (37) under the non-single-crystal semiconductor layer (3)
Translucent conductive film (15) from tin oxide indium
The main component is tin oxide, which has excellent heat resistance.
Leaves the electrode (37) to easily absorb the thermal energy of the laser beam
The non-single-crystal semiconductor layer (3) is used as a material for the second electrodes (38) and (39).
Both are selectively removed to easily form the third groove (20)
I was able to. In addition, the leakage is increased in manufacturing yield.
Ten-FiveÅ / cm ~ 10-7準 / cm quasi-defective device (5
% To 10%), then hydrofluoric acid 1: nitric acid
3: The acetic acid 5 is further diluted 5 to 10 times with water, and
Lightly etch only. And this etching is
Chemically removes silicon and low-grade oxide in trenches to a depth of 50 to 200 mm.
In addition, it is removed together with metal impurities such as indium and leaks.
Was effective in reducing the Thus, as shown in FIG.
Number of inter-element regions (11) and (31) are connected in series at the connection (4).
Photoelectric conversion device. Fig. 1 (D) is a book
The photoelectric conversion device of the embodiment is completed. Sand
That is, as a passivation film, a plasma gas phase method or
Silicon nitride film (2
1) has a uniform thickness of 500 to 2000 mm,
-The generation of electric current caused by adsorption of moisture or the like is further prevented. Sa
In addition, the photoelectric conversion device includes external extraction electrodes (24), (24 ').
Was provided on the periphery. In FIG. 1 (D),
For example, on a 60 cm x 20 cm substrate (1), each element has a width of 14.35.
mm x 192 mm, and the width of the connecting part
150 mm, width of external extraction electrode part 10 mm, peripheral part 4 mm
, It is practically 40 steps within 580 mm x 192 mm
Was made. As a result, the segment of the photoelectric conversion element is 1
1.3% (1.05cmTwoIf the conversion efficiency is
6.6% (theoretically 9.1%, but 40-stage series connection
The effective conversion efficiency decreased due to the resistance (AM1 [100 mw / cm
Two)), The output power of 68.4 w
Was. Also, this panel, for example 40cm x 40cm or
60cm x 20cm 3 or 4 in series aluminum sash
Assembled in a solid frame or in a flexible frame of carbon black
Packaged by mating, 120cm x 40c
m NEDO standard high power panel can be installed.
is there. Also, for this NEDO standard panel,
On the back of the glass substrate (opposite the irradiated surface)
Attach the upper surface of the photoelectric conversion device of the embodiment, wind pressure, rain, etc.
On the other hand, it is also effective to increase the mechanical strength. Further
Next, specific examples when implementing the present invention will be described. Specific Example 1 Referring to FIGS. 1A to 1D, in this embodiment,
A specific example will be described. That is, a metal having an insulating coating
The substrate made of foil (1) is a stainless steel foil with a thickness of about 50 μm.
Coated to 1.5 μm thickness using polyimide resin on the surface of
I did it. The size of the substrate (1) at that time is 60cm in length and width
It was 20 cm. In addition, gold with an insulating coating
Substrate made of metal foil (1) has copper on it 1.0 to 10 weight
%, For example 2.5% by weight added chromium
Formed to a thickness of 0.1 to 0.2 mm by sputtering.
Was. In addition, SnOTwoBut spa to 1050mm thickness
It was formed by the tta method. Next, the first groove (13) is
Laser spot diameter 50μm, output 0.5W, microcomputer
0.3 to 3 m / min (average 3 m / min)
Formed at scanning speed. The inter-element regions (11) and (31) are 15
mm width. Thereafter, a known PCVD method and a photo CVD
1 or a photo-plasma CVD method.
Non-single-crystal semiconductor layer (3) having one PIN junction is formed
Was done. The total thickness of the non-single-crystal semiconductor layer (3) is about 0.7
μm. Thereafter, the first groove (13) is
50 μm from the first groove (13)
m at the position shifted toward the first inter-element region (11).
Pot diameter 50 μm, average output 0.5 W, room temperature, frequency 3
Laser scrub at KHz, scanning speed 60cm / min
The second groove (14) was formed by the eve. Then figure
The optical annealing process is performed on the P-type semiconductor layer using the second device.
It was done. Microcrystallized by the optical annealing
The region consisting of the I-type semiconductor layer under the P-type semiconductor layer
Rufas or a silicon semiconductor containing low-grade microcrystalline hydrogen
And left. The region (33) where the crystallinity is promoted is about 800 mm.
In this polycrystalline region (33), the X-text shown in FIG.
-Change the moving speed of the
By applying light, the light annealing can be made deep or shallow.
It became possible to be. The semiconductor thus obtained is divided by 1 /
Remove the insulating oxide on the surface by immersion in 10 hydrogen fluoride
Further, the whole is made of tin oxide / a, which is a light-transmitting conductive film.
Is formed by sputtering, and the average film thickness is
To the second metal film (5) and connector
(30) was configured. Furthermore, the third groove (20) is the same
Next, a laser scribe is used to create a 50 μm line from the second groove (14).
To the first inter-element region (11) side.
Thus, the configuration shown in FIG. At this time, the third groove (2
As shown in the drawing, the depth of the first electrode (3) is
It reached the surface of 7). Therefore, the translucent conductive film (1
5) and the non-single-crystal semiconductor layer (3) have been completely removed.
Was. The laser beam has an average output of 0.5 W, and the other
The conditions were the same as those for forming the groove (14). In the step of FIG.
Then, the end of the panel is connected to the first electrode (37) with a laser light output of 1 W,
Based on all of the non-single-crystal semiconductor layer (3) and the second electrodes (38) and (39)
Scan a rectangle 4 mm inside the edge of the plate (1), and
An electrical short circuit with the frame was prevented. Then, a silicon nitride film (2
1) by PCVD method or photo-plasma CVD method
It was formed at a temperature of 250 ° C. to a thickness of 000 mm. Then 2
For a panel of 0cm x 60cm, the element is 40mm in 15mm width.
I was able to. AM1 (100mw)
/ CmTwo), The output was 6.7% and the output was 73.8w.
Effective area is 1102cmTwo91.8% of the entire panel
It could be used effectively. Specific Example 2 Stainless steel formed on a 20cm x 60cm substrate (1)
A 30μm thick polyimide resin (7) is coated on the foil.
Is being processed. Furthermore, one photoelectric conversion device for calculators
In the case of 5 cm x 1 cm, the substrate (1)
A photoelectric conversion device can be used. Here in the photoelectric conversion device
One element shape is 9 mm × 9 mm, and a 5-stage continuous array
-. The first electrode (37) is made of a reflective metal chrome / silver (
Silver 1% to 10% by weight, for example 2.5% by weight)
Was. Tin oxide indium is formed by sputtering.
The lower second electrodes (38) and (39) are
Formed. Further, on the upper surface of the first conductive film (2), NI
A non-single-crystal semiconductor layer (3) having a P junction was formed. Sa
Further, by irradiating the light of an ultra-high pressure mercury lamp (54) from the surface,
Non-single-crystal semiconductor layer (3)
The fraction was polycrystallized. Further, the second electrodes (38) and (39)
Tin oxide (1050Å) was formed on the P-type semiconductor. That
Others are the same as the specific example 1. The connection between each element is 100 μm,
Electrodes are the left and right ends of Fig. 1 (A) and (B)
Electrodes (24), (24 ') were provided. Then 250
Was able to make a calculator device at once. 3.8% effective
Test with 500 LX under fluorescent light as a good product with conversion efficiency or higher
did. As a result, a final production yield of 76% can be obtained.
Came. Final production yield of conventional method is 40-50%
And the required area of the connecting part was large.
Considering that this example is extremely effective
I understand. Further, the substrate (1) is a strong pallet of 10 to 15 watts.
Laser cutting using laser light enables automatic cutting
became. In this embodiment, the upper light irradiation side is transparent.
Organic resin for light protection (22), (23), for example, for ultraviolet light irradiation
By overlapping the more hardening resin, the metal layer and the
Structure that sandwiches the photoelectric conversion device between the resin
Flexible, very inexpensive and capable of mass production
became. In the present embodiment, the ultra-high pressure mercury lamp (5
4) was performed. However, this 100 nm to 500 nm
Wavelength light can also be obtained using an excimer laser.
You. [0035] According to the present invention,Wavelength is not 100nm
500nmLinear light consisting of excimer laser light
Because the length is short,Amorphous semiconductor1000 from the surface
の み Only the following depth can be heated. According to the invention
IfOf the above wavelengthLinear light composed of excimer laser light is
X with amorphous semiconductor mountedtableMove
ThatByAmorphous semiconductorTo scan sequentially
Therefore, only a predetermined depth is sequentially heated,Amorphous semiconductor
bodyNever raise the overall temperature at once. Therefore,
Hydrogen formed on the substrate is addedamorphous
Hydrogen is hardly degassed from the surface of the semiconductor layer. According to the present invention
Can generate photovoltaics by light irradiationAmorpha
SIn semiconductors, by optical devices,the aboveFocused linearly
Excimer laser lightIrradiate only in X directionLight annealing
By doingamorphousConnecting only the desired parts of the semiconductor
Can be crystallized andConstant depthOf recombination centers in
You can prevent life. According to the present invention,amorphoussemiconductor
By moving in one direction,the aboveThe light condensed linearly
Kisima laser beamConstant depthOnly by light annealing uniformly
Laser annealing by intermittent spot light
The productivity is improved as compared with the above.

【図面の簡単な説明】 【図1】(A)ないし(D)は本発明の一実施例で、光
電変換装置の製造工程を示す縦断面図である。 【図2】本発明の一実施例で、光アニール装置の概念図
を示す。 【符号の説明】 1・・・基板 2・・・第1導電膜 3・・・非単結晶半導体層 4・・・連結部 5・・・金属膜 6・・・可撓性基板 7・・・ポリイミド樹脂 8・・・電極の側面 9・・・電極の側面 10・・・照射光 11・・・第1素子間領域 13・・・第1開溝 14・・・第2開溝 15・・・透光性導電膜 20・・・第3開溝 21・・・窒化珪素膜 22、23・・・透光性保護用有機樹脂 24、24′・・・外部引出し電極 25・・・金属膜 30・・・コネクタ 31・・・第2素子間領域 33・・・多結晶領域 34・・・低度の結晶性を有する領域 37・・・第1電極 38、39・・・第2電極 50・・・電源 51、51′・・・水 52・・・二次電圧 53・・・反射鏡 54・・・超高圧水銀灯 55・・・シリンドリカルレンズ 56・・・シャッター 57・・・集光された線状紫外光 59・・・フィルタ 60・・・被照射基板 61・・・Xテーブル
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1A to 1D are longitudinal sectional views showing a manufacturing process of a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical annealing apparatus according to an embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 ... Substrate 2 ... First conductive film 3 ... Non-single-crystal semiconductor layer 4 ... Connecting portion 5 ... Metal film 6 ... Flexible substrate 7 ... Polyimide resin 8 Side surface 9 of electrode Side surface 10 of electrode Irradiation light 11 First inter-element region 13 First open groove 14 Second open groove 15 ..Transparent conductive film 20... Third groove 21... Silicon nitride films 22 and 23... Transparent protective organic resin 24 and 24 ′. Film 30 connector 31 second element region 33 polycrystalline region 34 region having low crystallinity 37 first electrodes 38 and 39 second electrode 50 Power supply 51, 51 'Water 52 Secondary voltage 53 Mirror 54 Ultra-high pressure mercury lamp 55 Cylindrical lens 56 Shut Target 57: Condensed linear ultraviolet light 59: Filter 60: Irradiated substrate 61: X table

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.100nmないし500nmのエキシマレーザを
生させる手段と、 前記 100nmないし500nmエキシマレーザを
100μmないし2mmの線状に集光させる光学手段
と、 当該 線状に集光された100nmないし500nmのエ
キシマレーザの線状照射面の長手方向に対して略直角方
向に一方から他方へ移動するXテーブルと、 を具備する紫外光照射装置を用いたアモルファスシリコ
ン半導体層に対する光照射方法において、 基板上に形成された水素が添加されているアモルファス
シリコン半導体層にエキシマレーザをX方向にのみ照射
し、上記基板が載置されている上記Xテーブルの移動を
マイクロ・コンピュータによって制御して、上記 アモル
ファスシリコン半導体層の表面から1000Å以下の深
さを結晶シリコンすることを特徴とする半導体の光
照射方法。2.前記線状照射面の長手方向の長さが18cm以上で
あることを特徴とする請求項1記載の光照射方法。
(57) [the claims] 1.100nm to calling an excimer laser of 500nm
Means for causing produced, the 100nm to width excimer lasers 500nm
Optical means for condensing into a linear shape of 100 μm to 2 mm
Use the the X table to move from one to the direction substantially perpendicular to the other to 100nm not focused on the linear to the longitudinal direction of the linear irradiation surface of an excimer laser of 500 nm, the ultraviolet light irradiation apparatus comprising Amorphous silicon
In the method of irradiating the semiconductor layer with light, the amorphous layer added with hydrogen formed on the substrate
Excimer laser irradiation on silicon semiconductor layer only in X direction
Then, the X table on which the substrate is placed is moved.
A method of irradiating a semiconductor light, characterized in that a polycrystalline silicon is formed at a depth of 1000 ° or less from the surface of the amorphous silicon semiconductor layer under the control of a microcomputer . 2. The length in the longitudinal direction of the linear irradiation surface is 18 cm or more
The light irradiation method according to claim 1, wherein:
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