JP3322201B2 - 薄膜半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents
薄膜半導体装置の製造方法および製造装置Info
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- JP3322201B2 JP3322201B2 JP00206098A JP206098A JP3322201B2 JP 3322201 B2 JP3322201 B2 JP 3322201B2 JP 00206098 A JP00206098 A JP 00206098A JP 206098 A JP206098 A JP 206098A JP 3322201 B2 JP3322201 B2 JP 3322201B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工によ
り、１枚の基板上に複数の光電変換素子が形成され、ま
た直列接続がなされてなる光電変換装置およびその製造
方法に関する。
り、１枚の基板上に複数の光電変換素子が形成され、ま
た直列接続がなされてなる光電変換装置およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】同一基板上に形成された複数の光電変換
素子が直列接続されてなる光電変換装置の代表例は薄膜
太陽電池である。薄膜太陽電池は、フレキシブルな絶縁
性基板に、第１電極、薄膜半導体層からなる光電変換層
および第２電極の３層が積層された単一の領域である光
電変換素子（または太陽電池素子）が複数形成されてな
っている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電
変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返す
ことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光
電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させること
できる。例えばインバータにより交流化し商用電力源と
して交流１００V を得ためには、１００V 以上が望まし
く、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。
素子が直列接続されてなる光電変換装置の代表例は薄膜
太陽電池である。薄膜太陽電池は、フレキシブルな絶縁
性基板に、第１電極、薄膜半導体層からなる光電変換層
および第２電極の３層が積層された単一の領域である光
電変換素子（または太陽電池素子）が複数形成されてな
っている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電
変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返す
ことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光
電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させること
できる。例えばインバータにより交流化し商用電力源と
して交流１００V を得ためには、１００V 以上が望まし
く、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。
【０００３】このような光電変換素子とその直列接続
は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングお
よびそれらの組み合わせ手順により形成される。基板の
面積当りに対する光電変換素子の面積を大きくとるた
め、光電変換素子間の分離線の幅は狭い方が望ましく、
このような加工には加工幅の狭いレーザ加工は適してい
る。
は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングお
よびそれらの組み合わせ手順により形成される。基板の
面積当りに対する光電変換素子の面積を大きくとるた
め、光電変換素子間の分離線の幅は狭い方が望ましく、
このような加工には加工幅の狭いレーザ加工は適してい
る。
【０００４】簡明のため、少数の太陽電池素子が直列接
続された薄膜太陽電池を例として、従来技術を説明す
る。図７は従来の基板の両面に電極を有し、直列接続さ
れた薄膜太陽電池を示し、（ａ）は薄膜太陽電池面の平
面図、（ｂ）は裏面の平面図である。また、図８は従来
の電極を基板の両面に有する直列接続された薄膜太陽電
池を示し、図７における線ＡＢＣＤおよび線ＢＱＣに沿
っての断面図である。また、図９は従来の電極を基板の
両面に有する薄膜太陽電池を示し（ａ）は図７における
ＥＥ断面図であり、（ｂ) 図７におけるＦＦ断面図であ
る。この例では６個の太陽電池素子が直列接続されてい
る。
続された薄膜太陽電池を例として、従来技術を説明す
る。図７は従来の基板の両面に電極を有し、直列接続さ
れた薄膜太陽電池を示し、（ａ）は薄膜太陽電池面の平
面図、（ｂ）は裏面の平面図である。また、図８は従来
の電極を基板の両面に有する直列接続された薄膜太陽電
池を示し、図７における線ＡＢＣＤおよび線ＢＱＣに沿
っての断面図である。また、図９は従来の電極を基板の
両面に有する薄膜太陽電池を示し（ａ）は図７における
ＥＥ断面図であり、（ｂ) 図７におけるＦＦ断面図であ
る。この例では６個の太陽電池素子が直列接続されてい
る。
【０００５】フレキシブルな絶縁材料からなる基板１に
は第１電極層、光電変換層および第２電極層が積層され
（基板のこの面を表側とする）パターニングされて太陽
電池素子が形成され、基板の反対側面（裏面）には第３
電極層および第４電極層が積層され、パターニングされ
て裏面電極が形成されている。先ず、接続孔ｈ１が開け
られた基板１に第１電極層その反対面に第３電極層を成
膜すると、接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層
とが重なり、接続されて導通する。
は第１電極層、光電変換層および第２電極層が積層され
（基板のこの面を表側とする）パターニングされて太陽
電池素子が形成され、基板の反対側面（裏面）には第３
電極層および第４電極層が積層され、パターニングされ
て裏面電極が形成されている。先ず、接続孔ｈ１が開け
られた基板１に第１電極層その反対面に第３電極層を成
膜すると、接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層
とが重なり、接続されて導通する。
【０００６】第１電極層を所定の形状にレーザ加工し
て、下電極ｌ１〜ｌ６を形成した後、集電孔ｈ２を開け
る。次に、a-Siからなる光電変換層の成膜および第２電
極層の成膜をおこなう。第２電極層の成膜では基板両端
部と中央の２列の直列接続光電変換素子の隣接する部分
にはマスクを被せ、接続孔ｈ１に第２電極層が成膜され
ないようにする。そして第４電極層の成膜（裏側全面）
を行ない、集電孔ｈ２の内壁で第２電極層と第４極層と
を重ねて導通させる。次に、光電変換層と第２電極層、
および第３電極層と第４電極の積層をレーザ加工し、そ
れぞれ上電極ｕ１〜ｕ６、電力取り出し電極ｏ１、ｏ２
および接続電極ｅ１２〜ｅ５６を形成する。全ての薄膜
太陽電池素子を一括して囲う周縁、および２列の直列接
続薄膜太陽電池素子の隣接する境界には（周縁導電部ｆ
の内側）分離線ｇ１がある。分離線ｇ１の中は基板表面
が露出している。裏側では、全ての電極を一括して囲う
周縁部ｆ、および２列の直列接続電極の隣接する境界に
は（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分離線ｇ
２の中にはどの層も無い。
て、下電極ｌ１〜ｌ６を形成した後、集電孔ｈ２を開け
る。次に、a-Siからなる光電変換層の成膜および第２電
極層の成膜をおこなう。第２電極層の成膜では基板両端
部と中央の２列の直列接続光電変換素子の隣接する部分
にはマスクを被せ、接続孔ｈ１に第２電極層が成膜され
ないようにする。そして第４電極層の成膜（裏側全面）
を行ない、集電孔ｈ２の内壁で第２電極層と第４極層と
を重ねて導通させる。次に、光電変換層と第２電極層、
および第３電極層と第４電極の積層をレーザ加工し、そ
れぞれ上電極ｕ１〜ｕ６、電力取り出し電極ｏ１、ｏ２
および接続電極ｅ１２〜ｅ５６を形成する。全ての薄膜
太陽電池素子を一括して囲う周縁、および２列の直列接
続薄膜太陽電池素子の隣接する境界には（周縁導電部ｆ
の内側）分離線ｇ１がある。分離線ｇ１の中は基板表面
が露出している。裏側では、全ての電極を一括して囲う
周縁部ｆ、および２列の直列接続電極の隣接する境界に
は（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分離線ｇ
２の中にはどの層も無い。
【０００７】以上の工程の結果、裏側の電力取り出し電
極ｏ１−集電孔ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極
ｌ１−接続孔ｈ１−接続電極ｅ１２−集電孔ｈ２−上電
極２、光電変換層、下電極ｌ２−・・・−接続電極ｅ５
６−集電孔ｈ２−上電極ｕ６、光電変換層、下電極ｌ６
−接続孔ｈ１−電力取り出し電極ｏ２の順の光電変換素
子の直列接続が完成する。
極ｏ１−集電孔ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極
ｌ１−接続孔ｈ１−接続電極ｅ１２−集電孔ｈ２−上電
極２、光電変換層、下電極ｌ２−・・・−接続電極ｅ５
６−集電孔ｈ２−上電極ｕ６、光電変換層、下電極ｌ６
−接続孔ｈ１−電力取り出し電極ｏ２の順の光電変換素
子の直列接続が完成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工は、
ｘｙステージに装着された薄膜が形成された基板１にレ
ーザビームが一定の周波数のパルスで照射され、薄膜の
照射された部分は除去される（加工される）。除去部分
の形状はｘｙステージの移動に従った幅の狭い線状（ラ
イン）となる。全てのレーザ加工ラインには、ｘｙステ
ージの速度すなわち加工速度の安定した定速領域で加工
された状態と、定速領域の前後に付随する加減速領域で
加工した状態が生ずる。
ｘｙステージに装着された薄膜が形成された基板１にレ
ーザビームが一定の周波数のパルスで照射され、薄膜の
照射された部分は除去される（加工される）。除去部分
の形状はｘｙステージの移動に従った幅の狭い線状（ラ
イン）となる。全てのレーザ加工ラインには、ｘｙステ
ージの速度すなわち加工速度の安定した定速領域で加工
された状態と、定速領域の前後に付随する加減速領域で
加工した状態が生ずる。
【０００９】定速領域で加工された状態はレーザパルス
の重複は一定であり、加工ラインの幅や形状は一定であ
る。しかし、加減速領域で加工されたラインの状態は幅
や形状が一定でないので、これを避けるため、通常は、
加工距離を必要なライン長さより長くとり、光電変換部
の周縁部ｆに食い込んだ部分をｘｙステージの加減速領
域として用いている。しかし、この光電変換部の周縁部
ｆは、光電変換部の膜構成と同じであるために、加減速
領域では、ｘｙステージの速度が遅くなるために、レー
ザパルスの重複が増え、レーザ光の投入エネルギーが増
加し、除去された部分の周縁部のみならず、加工面と反
対側の面の薄膜にもダメージを与えてしまっていた。ダ
メージを受けた薄膜は、基板との付着力も低下するため
に、以降の製造プロセス時に剥がれピンホールの原因と
なったり、外観不良の原因になっていた。
の重複は一定であり、加工ラインの幅や形状は一定であ
る。しかし、加減速領域で加工されたラインの状態は幅
や形状が一定でないので、これを避けるため、通常は、
加工距離を必要なライン長さより長くとり、光電変換部
の周縁部ｆに食い込んだ部分をｘｙステージの加減速領
域として用いている。しかし、この光電変換部の周縁部
ｆは、光電変換部の膜構成と同じであるために、加減速
領域では、ｘｙステージの速度が遅くなるために、レー
ザパルスの重複が増え、レーザ光の投入エネルギーが増
加し、除去された部分の周縁部のみならず、加工面と反
対側の面の薄膜にもダメージを与えてしまっていた。ダ
メージを受けた薄膜は、基板との付着力も低下するため
に、以降の製造プロセス時に剥がれピンホールの原因と
なったり、外観不良の原因になっていた。
【００１０】本発明の目的は、基板上の金属や半導体薄
膜にレーザ加工によるダメージを生じさせない薄膜半導
体装置の製造方法および製造装置を提供することであ
る。
膜にレーザ加工によるダメージを生じさせない薄膜半導
体装置の製造方法および製造装置を提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、絶縁性の基板の表面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層からなる光電変換素子
を形成し、これと反対の面に第３電極層と第４電極層か
らなる接続電極を備え、前記光電変換素子および接続電
極を互いにずらして単位部分にパターニングしてなり、
前記第２電極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔
および第２電極形成領域内に形成した集電孔を介して、
前記パターニングされて隣り合う光電変換素子を電気的
に直列に接続してなる薄膜半導体装置のパターニング方
法として、被加工物にレーザビームを照射するレーザ光
源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動
するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置を用いて、
前記加工物である絶縁性の基板上の両面に形成された半
導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形
成する薄膜半導体装置の製造方法において、前記ｘｙス
テージの移動の定速領域の前後に付随する加減速領域す
なわち、レーザパルスの重複が定速領域に対して異なる
領域では、レーザ光を遮断または発振停止して前記薄膜
に照射させないこととする。ここで、レーザ光の遮断
は、レーザ光源部に設けられたシャッターによって行わ
れるか、 ｘｙステージに装着されたマスクによって行
われることがよい。また、別の本発明によれば、被加工
物にレーザビームを照射するレーザ光源と、被加工物が
配置され、レーザ光源に相対的に移動するｘｙステージ
とを備えたレーザ加工装置を用いて、前記被加工物であ
る絶縁性の基板上の両面に形成された半導体や金属など
の薄膜にレーザ加工により除去部分を形成する薄膜半導
体装置の製造方法において、前記ｘｙステージの移動の
定速領域の前後に付随する加減速領域は、最上層がレー
ザ光に対し高反射である薄膜領域内に収められることと
する。ここで、レーザ光に対し高反射である薄膜をレー
ザ加工するために、この薄膜の少なくともレーザ加工部
分には低反射率の薄膜が積層されていることがよい。
尚、被加工物は、絶縁性の基板の少なくとも１面に第１
電極、光電変換層および第２電極層が積層された光電変
換素子が複数形成されており、反対側の基板面に各光電
変換素子の直列接続用の電極または電力取り出し用電極
である裏面電極が形成され、光電変換素子が直列接続さ
れてなる薄膜半導体装置であることが好適である。さら
に別の本発明によれば、絶縁性の基板の表面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層からなる光電変換素子
を形成し、これと反対の面に第３電極層と第４電極層か
らなる接続電極を備え、前記光電変換素子および接続電
極を互いにずらして単位部分にパターニングしてなり、
前記第２電極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔
および第２電極形成領域内に形成した集電孔を介して、
前記パターニングされて隣り合う光電変換素子を電気的
に直列に接続してなる薄膜半導体装置のパターニング装
置として、被加工物にレーザビームを照射するレーザ光
源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動
するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であって、
前記被加工物である絶縁性の基板の両面に形成された半
導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形
成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記ｘｙス
テージの移動の定速領域に付随する加減速領域でのレー
ザ光の照射を無くす手段として、前記レーザ光源の絞り
込まれる前のレーザ光を遮断するシャッターが設けられ
ていることとする。さらに異なる本発明によれば、絶縁
性の基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電
極層からなる光電変換素子を形成し、これと反対の面に
第３電極層と第４電極層からなる接続電極を備え、前記
光電変換素子および接続電極を互いにずらして単位部分
にパターニングしてなり、前記第２電極形成領域外に形
成した直列接続用の接続孔および第２電極形成領域内に
形成した集電孔を介して、前記パターニングされて隣り
合う光電変換素子を電気的に直列に接続してなる薄膜半
導体装置のパターニング装置として、被加工物にレーザ
ビームを照射するレーザ光源と、被加工物が配置され、
レーザ光源に相対的に移動するｘｙステージとを備えた
レーザ加工装置であって、前記被加工物である絶縁性の
基板の両面に形成された半導体や金属などの薄膜にレー
ザ加工により除去部分を形成する薄膜半導体装置の製造
装置において、前記ｘｙステージの移動の定速領域に付
随する加減速領域でのレーザ光の照射を無くす手段とし
て、前記ｘｙステージにレーザビームを遮断するマスク
またはマスクとマスクを固定する枠とが設けられている
こととする。
めに、本発明によれば、絶縁性の基板の表面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層からなる光電変換素子
を形成し、これと反対の面に第３電極層と第４電極層か
らなる接続電極を備え、前記光電変換素子および接続電
極を互いにずらして単位部分にパターニングしてなり、
前記第２電極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔
および第２電極形成領域内に形成した集電孔を介して、
前記パターニングされて隣り合う光電変換素子を電気的
に直列に接続してなる薄膜半導体装置のパターニング方
法として、被加工物にレーザビームを照射するレーザ光
源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動
するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置を用いて、
前記加工物である絶縁性の基板上の両面に形成された半
導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形
成する薄膜半導体装置の製造方法において、前記ｘｙス
テージの移動の定速領域の前後に付随する加減速領域す
なわち、レーザパルスの重複が定速領域に対して異なる
領域では、レーザ光を遮断または発振停止して前記薄膜
に照射させないこととする。ここで、レーザ光の遮断
は、レーザ光源部に設けられたシャッターによって行わ
れるか、 ｘｙステージに装着されたマスクによって行
われることがよい。また、別の本発明によれば、被加工
物にレーザビームを照射するレーザ光源と、被加工物が
配置され、レーザ光源に相対的に移動するｘｙステージ
とを備えたレーザ加工装置を用いて、前記被加工物であ
る絶縁性の基板上の両面に形成された半導体や金属など
の薄膜にレーザ加工により除去部分を形成する薄膜半導
体装置の製造方法において、前記ｘｙステージの移動の
定速領域の前後に付随する加減速領域は、最上層がレー
ザ光に対し高反射である薄膜領域内に収められることと
する。ここで、レーザ光に対し高反射である薄膜をレー
ザ加工するために、この薄膜の少なくともレーザ加工部
分には低反射率の薄膜が積層されていることがよい。
尚、被加工物は、絶縁性の基板の少なくとも１面に第１
電極、光電変換層および第２電極層が積層された光電変
換素子が複数形成されており、反対側の基板面に各光電
変換素子の直列接続用の電極または電力取り出し用電極
である裏面電極が形成され、光電変換素子が直列接続さ
れてなる薄膜半導体装置であることが好適である。さら
に別の本発明によれば、絶縁性の基板の表面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層からなる光電変換素子
を形成し、これと反対の面に第３電極層と第４電極層か
らなる接続電極を備え、前記光電変換素子および接続電
極を互いにずらして単位部分にパターニングしてなり、
前記第２電極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔
および第２電極形成領域内に形成した集電孔を介して、
前記パターニングされて隣り合う光電変換素子を電気的
に直列に接続してなる薄膜半導体装置のパターニング装
置として、被加工物にレーザビームを照射するレーザ光
源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動
するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であって、
前記被加工物である絶縁性の基板の両面に形成された半
導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形
成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記ｘｙス
テージの移動の定速領域に付随する加減速領域でのレー
ザ光の照射を無くす手段として、前記レーザ光源の絞り
込まれる前のレーザ光を遮断するシャッターが設けられ
ていることとする。さらに異なる本発明によれば、絶縁
性の基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電
極層からなる光電変換素子を形成し、これと反対の面に
第３電極層と第４電極層からなる接続電極を備え、前記
光電変換素子および接続電極を互いにずらして単位部分
にパターニングしてなり、前記第２電極形成領域外に形
成した直列接続用の接続孔および第２電極形成領域内に
形成した集電孔を介して、前記パターニングされて隣り
合う光電変換素子を電気的に直列に接続してなる薄膜半
導体装置のパターニング装置として、被加工物にレーザ
ビームを照射するレーザ光源と、被加工物が配置され、
レーザ光源に相対的に移動するｘｙステージとを備えた
レーザ加工装置であって、前記被加工物である絶縁性の
基板の両面に形成された半導体や金属などの薄膜にレー
ザ加工により除去部分を形成する薄膜半導体装置の製造
装置において、前記ｘｙステージの移動の定速領域に付
随する加減速領域でのレーザ光の照射を無くす手段とし
て、前記ｘｙステージにレーザビームを遮断するマスク
またはマスクとマスクを固定する枠とが設けられている
こととする。
【００１２】前記レーザ光の遮断はレーザ光源部に設け
られたシャッターによって行われると良い。前記レーザ
光の遮断はｘｙステージに装着されたマスクによってな
されると良い。被加工物にレーザビームを照射するレー
ザ光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に
移動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置を用い
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造方法において、前記
ｘｙステージの移動の定速領域の前後に付随する加減速
領域は、最上層がレーザ光に対し高反射である薄膜領域
内に収められることとする。
られたシャッターによって行われると良い。前記レーザ
光の遮断はｘｙステージに装着されたマスクによってな
されると良い。被加工物にレーザビームを照射するレー
ザ光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に
移動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置を用い
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造方法において、前記
ｘｙステージの移動の定速領域の前後に付随する加減速
領域は、最上層がレーザ光に対し高反射である薄膜領域
内に収められることとする。
【００１３】前記レーザ光に対し高反射である薄膜をレ
ーザ加工するために、この薄膜の少なくともレーザ加工
部分には低反射率の薄膜が積層されていると良い。前記
被加工物は、絶縁性の基板の少なくとも１面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層が積層された光電変換
素子が複数形成されおり、反対側の基板面に各光電変換
素子の直列接続用の電極または電力取り出し用電極であ
る裏面電極が形成され、光電変換素子が直列接続されて
なる薄膜半導体装置であると良い。
ーザ加工するために、この薄膜の少なくともレーザ加工
部分には低反射率の薄膜が積層されていると良い。前記
被加工物は、絶縁性の基板の少なくとも１面に第１電極
層、光電変換層および第２電極層が積層された光電変換
素子が複数形成されおり、反対側の基板面に各光電変換
素子の直列接続用の電極または電力取り出し用電極であ
る裏面電極が形成され、光電変換素子が直列接続されて
なる薄膜半導体装置であると良い。
【００１４】被加工物にレーザビームを照射するレーザ
光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移
動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記
レーザ光源の絞り込まれる前のレーザビームを遮断する
シャッターが設けられていることとする。
光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移
動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記
レーザ光源の絞り込まれる前のレーザビームを遮断する
シャッターが設けられていることとする。
【００１５】被加工物にレーザビームを照射するレーザ
光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移
動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記
ｘｙステージにレーザビームを遮断するマスクまたはマ
スクとマスクを固定する枠とが設けられていることとす
る。
光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移
動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造装置において、前記
ｘｙステージにレーザビームを遮断するマスクまたはマ
スクとマスクを固定する枠とが設けられていることとす
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ｘｙステージの
加減速領域ではシャッターまたはマスクにより、レーザ
パルスを遮断して被加工物にレーザビームを照射しない
ようにしたので、レーザパルスの重複増加が原因で起こ
る加工面と反対側の面の薄膜にダメージを生じさせな
い。
加減速領域ではシャッターまたはマスクにより、レーザ
パルスを遮断して被加工物にレーザビームを照射しない
ようにしたので、レーザパルスの重複増加が原因で起こ
る加工面と反対側の面の薄膜にダメージを生じさせな
い。
【００１７】また、レーザパルスの重複の多い加減速領
域が高反射率の薄膜上に来るようにしたので、レーザ光
の一部は反射され、高反射率の薄膜を加工することはで
きない。従って、上記と同様に何方の面の薄膜にもダメ
ージは生じない。また、高反射率の薄膜の上に低反射率
の薄膜を積層したので、低反射率の薄膜を被覆した部分
では高反射率の薄膜の反射率は適度に低下し、高反射率
の薄膜を定速でレーザ加工し、加減速領域を低反射率膜
で被覆しない部分とすることにより所定の形状のレーザ
加工をダメージを生じさせずに行うことができる。
域が高反射率の薄膜上に来るようにしたので、レーザ光
の一部は反射され、高反射率の薄膜を加工することはで
きない。従って、上記と同様に何方の面の薄膜にもダメ
ージは生じない。また、高反射率の薄膜の上に低反射率
の薄膜を積層したので、低反射率の薄膜を被覆した部分
では高反射率の薄膜の反射率は適度に低下し、高反射率
の薄膜を定速でレーザ加工し、加減速領域を低反射率膜
で被覆しない部分とすることにより所定の形状のレーザ
加工をダメージを生じさせずに行うことができる。
【００１８】以下実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例１ 図１は本発明に係るシャッタを有するレーザ加工装置の
概要を示すｘ駆動軸に平行な断面図である。基板１はｘ
ｙ方向に駆動されるｘｙステージ２１に装着されてい
る。レーザ光源部２２から出射されたレーザビームＬＢ
はミラーＭにより基板１に垂直方向を変えられレンズ２
４により基板面に絞られて、その部分の基板上の薄膜を
加工する（除去する）。レーザ光源部２２の前部に設置
されたシャッター２ｓは開閉され開時にはレーザビーム
ＬＢを通し、閉時には遮ることができる。これらの光学
系は静止している。制御部２５は、所定の加工形状に従
って、ｘｙステージ２１の移動速度または位置とシャッ
ター２ｓの開閉を連動して、制御することができる。
る。 実施例１ 図１は本発明に係るシャッタを有するレーザ加工装置の
概要を示すｘ駆動軸に平行な断面図である。基板１はｘ
ｙ方向に駆動されるｘｙステージ２１に装着されてい
る。レーザ光源部２２から出射されたレーザビームＬＢ
はミラーＭにより基板１に垂直方向を変えられレンズ２
４により基板面に絞られて、その部分の基板上の薄膜を
加工する（除去する）。レーザ光源部２２の前部に設置
されたシャッター２ｓは開閉され開時にはレーザビーム
ＬＢを通し、閉時には遮ることができる。これらの光学
系は静止している。制御部２５は、所定の加工形状に従
って、ｘｙステージ２１の移動速度または位置とシャッ
ター２ｓの開閉を連動して、制御することができる。
【００１９】本実施例では、シャッター２ｓと、ｘｙス
テージ２１を制御する制御部２５が、ｘｙステージ６の
加減速領域で、シャッター３を閉じるように制御する場
合について説明する。図２は本発明に係るシャッタを有
するレーザ加工装置の動作を示すグラフである。横軸は
ｘｙステージの静止、移動そして静止に至る間の移動距
離（直線）を示している。グラフ（ａ）はこの移動時の
ｘｙステージの速度プロファイルを示し、始動時および
終了時は加減速領域ｖ２であり、一定速度での移動時は
定速領域ｖ１である。従来の加工領域（ｃ）の加工領域
ｃ３は移動距離であり、加減速領域ｖ２内でも加工を行
うので、除去部分の周辺の薄膜は剥離を生じやすく、加
工面の基板反対側面の薄膜にダメージを与えることもあ
った。本発明の加工域（ｂ）では加減速領域ｖ２ではシ
ャッターを閉じ、加工を行わず（非加工域ｃ２）、定速
領域ｖ１内ではシャッターを開け、加工を行う（加工域
ｃ１）。従って、加減速領域ｖ２内で加工を行った時に
生ずる形状不良や剥離および反対側面の薄膜への膜ダメ
ージを生じさせない。
テージ２１を制御する制御部２５が、ｘｙステージ６の
加減速領域で、シャッター３を閉じるように制御する場
合について説明する。図２は本発明に係るシャッタを有
するレーザ加工装置の動作を示すグラフである。横軸は
ｘｙステージの静止、移動そして静止に至る間の移動距
離（直線）を示している。グラフ（ａ）はこの移動時の
ｘｙステージの速度プロファイルを示し、始動時および
終了時は加減速領域ｖ２であり、一定速度での移動時は
定速領域ｖ１である。従来の加工領域（ｃ）の加工領域
ｃ３は移動距離であり、加減速領域ｖ２内でも加工を行
うので、除去部分の周辺の薄膜は剥離を生じやすく、加
工面の基板反対側面の薄膜にダメージを与えることもあ
った。本発明の加工域（ｂ）では加減速領域ｖ２ではシ
ャッターを閉じ、加工を行わず（非加工域ｃ２）、定速
領域ｖ１内ではシャッターを開け、加工を行う（加工域
ｃ１）。従って、加減速領域ｖ２内で加工を行った時に
生ずる形状不良や剥離および反対側面の薄膜への膜ダメ
ージを生じさせない。
【００２０】図３は本発明に係るレーザ加工装置を用い
て試作した薄膜太陽電池を示し、（ａ）は表面の平面図
であり、（ｂ）は裏面の平面図である。符号は図７に同
じであり説明は省略する。本実施例では、基板１に厚さ
５０μm のポリイミド基板を用い、基板１にパンチを用
いて、接続孔ｈ１を開け、基板１の一面（表面または表
側とする）に第１電極層として、スパッタによりアルミ
ニウムを厚さ０．１μm 成膜し、これと反対の面（裏面
または裏側とする）には、第３電極層として、銀を厚さ
０．２μm成膜した。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と
第３電極層とは重なり、接続導通する。この後、本発明
のレーザ加工装置を用い、第１電極層のレーザ加工（図
２参照）を行った。
て試作した薄膜太陽電池を示し、（ａ）は表面の平面図
であり、（ｂ）は裏面の平面図である。符号は図７に同
じであり説明は省略する。本実施例では、基板１に厚さ
５０μm のポリイミド基板を用い、基板１にパンチを用
いて、接続孔ｈ１を開け、基板１の一面（表面または表
側とする）に第１電極層として、スパッタによりアルミ
ニウムを厚さ０．１μm 成膜し、これと反対の面（裏面
または裏側とする）には、第３電極層として、銀を厚さ
０．２μm成膜した。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と
第３電極層とは重なり、接続導通する。この後、本発明
のレーザ加工装置を用い、第１電極層のレーザ加工（図
２参照）を行った。
【００２１】ｘｙステージ加減速時には、レーザ光は照
射されないため、従来問題であった加減速領域での第１
電極層の膜ダメージ（図９の膜ダメージDm）を無くすこ
とができた。そして、膜ダメージによる、剥離が原因で
発生する、ピンホールや外観不良を無くすことができ
た。そして、再度パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた
後、表側に、光電変換層としてa-Si層をプラズマＣＶＤ
により成膜し、さらに第２電極層として表側にＩＴＯ層
を厚さ０．０７μm 成膜した。但し、ＩＴＯ層は、２つ
の素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスク
を掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、光電変換素
子部のみに成膜した。
射されないため、従来問題であった加減速領域での第１
電極層の膜ダメージ（図９の膜ダメージDm）を無くすこ
とができた。そして、膜ダメージによる、剥離が原因で
発生する、ピンホールや外観不良を無くすことができ
た。そして、再度パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた
後、表側に、光電変換層としてa-Si層をプラズマＣＶＤ
により成膜し、さらに第２電極層として表側にＩＴＯ層
を厚さ０．０７μm 成膜した。但し、ＩＴＯ層は、２つ
の素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスク
を掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、光電変換素
子部のみに成膜した。
【００２２】次いで裏側全面に第４電極層としてニッケ
ル電極を厚さ０．２μm 成膜した。第４電極層の成膜に
より、集電孔ｈ２の内壁で第２電極層と第４電極層とが
重なり、導通する。表側では、第１電極層のレーザ加工
と同様に、本発明の装置を用いてレーザ加工により下電
極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極とを
形成し、裏側でも同様に、第３電極層と第４電極層とを
同時にレーザ加工し個別の接続電極ｅ１２ないしｅ５
６、および電力取り出し電極ｏ１、ｏ２を形成した。
ル電極を厚さ０．２μm 成膜した。第４電極層の成膜に
より、集電孔ｈ２の内壁で第２電極層と第４電極層とが
重なり、導通する。表側では、第１電極層のレーザ加工
と同様に、本発明の装置を用いてレーザ加工により下電
極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極とを
形成し、裏側でも同様に、第３電極層と第４電極層とを
同時にレーザ加工し個別の接続電極ｅ１２ないしｅ５
６、および電力取り出し電極ｏ１、ｏ２を形成した。
【００２３】本発明の装置を用いた効果は、第１電極層
の加工時と同様であり、また表面の第２電極層の加工時
に裏面の第３および第４電極層に膜ダメージを生じなか
った。また、裏面の第３電極層および第４電極層の加工
時に、表面の光電変換素子構成膜に膜ダメージを生じな
かった。こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔ｈ２
−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ１−
接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極ｌ２
−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換層、
下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取り出し電極ｏ２なる直
列接続を完成させた。
の加工時と同様であり、また表面の第２電極層の加工時
に裏面の第３および第４電極層に膜ダメージを生じなか
った。また、裏面の第３電極層および第４電極層の加工
時に、表面の光電変換素子構成膜に膜ダメージを生じな
かった。こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔ｈ２
−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ１−
接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極ｌ２
−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換層、
下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取り出し電極ｏ２なる直
列接続を完成させた。
【００２４】このように、レーザ加工時のｘｙステージ
加減速領域では、シャッターによりレーザ光を遮光する
ことにより、加工面に対し反対側の面の膜ダメージを無
くしその結果、前記膜ダメージが原因となる膜剥がれを
無くし、ピンホールによる薄膜太陽電池特性の低下や膜
剥がれによる外観不良を無くした。さらに、本装置は、
定速領域内の任意の位置でレーザ光を遮断するようにシ
ャッターを開閉制御することもできるため、薄膜太陽電
池発電領域内部でレーザ光を遮断するような、複雑なパ
ターン形成にも適用することができる。 実施例２ 本実施例では、遮光マスクを用いて、ｘｙステージの加
減速領域でのレーザ光を遮断した場合の薄膜太陽電池の
製造方法を記す。
加減速領域では、シャッターによりレーザ光を遮光する
ことにより、加工面に対し反対側の面の膜ダメージを無
くしその結果、前記膜ダメージが原因となる膜剥がれを
無くし、ピンホールによる薄膜太陽電池特性の低下や膜
剥がれによる外観不良を無くした。さらに、本装置は、
定速領域内の任意の位置でレーザ光を遮断するようにシ
ャッターを開閉制御することもできるため、薄膜太陽電
池発電領域内部でレーザ光を遮断するような、複雑なパ
ターン形成にも適用することができる。 実施例２ 本実施例では、遮光マスクを用いて、ｘｙステージの加
減速領域でのレーザ光を遮断した場合の薄膜太陽電池の
製造方法を記す。
【００２５】図４は本発明に係る遮光マスクを用いたレ
ーザ加工装置のｘ軸方向の断面図である。本図は図１と
殆ど同じなので異なる部分の符号のみを説明する。遮光
マスク２ｍは薄膜太陽電池の電極形状に対応して、ｘｙ
ステージの加減速領域では基板を覆うように作製されて
いる。図５は本発明に係る遮光マスクの基板およびｘｙ
ステージに対する位置を示した図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）および（ｃ）は（ａ）のｘｘ断面図で、（ｂ）は
基板装着作業時であり、（ｃ）はレーザ加工時である。
遮光マスク２ｍは、基板１のｘｙステージへの装着時に
は、遮光マスク２ｍとｘｙステージ２１との間に基板が
挿入できる余地を残すように持ち上げられ、基板１を装
着後は、ｘｙステージ６側に移動され、ｘｙステージ６
に基板１を固定している。
ーザ加工装置のｘ軸方向の断面図である。本図は図１と
殆ど同じなので異なる部分の符号のみを説明する。遮光
マスク２ｍは薄膜太陽電池の電極形状に対応して、ｘｙ
ステージの加減速領域では基板を覆うように作製されて
いる。図５は本発明に係る遮光マスクの基板およびｘｙ
ステージに対する位置を示した図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）および（ｃ）は（ａ）のｘｘ断面図で、（ｂ）は
基板装着作業時であり、（ｃ）はレーザ加工時である。
遮光マスク２ｍは、基板１のｘｙステージへの装着時に
は、遮光マスク２ｍとｘｙステージ２１との間に基板が
挿入できる余地を残すように持ち上げられ、基板１を装
着後は、ｘｙステージ６側に移動され、ｘｙステージ６
に基板１を固定している。
【００２６】本実施例では、ｘｙステージ加減速領域に
配置された遮光マスクが、レーザ光を遮断することによ
り、基板上の薄膜の除去を防ぐ。遮光マスクは、レーザ
光によるダメージの少ない、テトラフルオロエチレン板
などを用いると良い。また、遮光マスクのレーザ光によ
るダメージを低減するために、加工面からマスク上面ま
での距離を大きくし、マスク面のレーザ出力密度を低減
することも有効な手段である。
配置された遮光マスクが、レーザ光を遮断することによ
り、基板上の薄膜の除去を防ぐ。遮光マスクは、レーザ
光によるダメージの少ない、テトラフルオロエチレン板
などを用いると良い。また、遮光マスクのレーザ光によ
るダメージを低減するために、加工面からマスク上面ま
での距離を大きくし、マスク面のレーザ出力密度を低減
することも有効な手段である。
【００２７】試作した薄膜太陽電池にはレーザ加工に起
因する、形状不良や膜剥離は生じなかった。本実施例で
用いた遮光マスク方式は、シャッターを用いたレーザ光
遮断方式に比べ、単純なパターンに適しており、制御を
特に必要としないといった利点がある。 実施例３ この実施例では、レーザ加工装置側ではなく、レーザ光
を反射する薄膜を電極層薄膜として用いたレーザ加工方
法について説明する。
因する、形状不良や膜剥離は生じなかった。本実施例で
用いた遮光マスク方式は、シャッターを用いたレーザ光
遮断方式に比べ、単純なパターンに適しており、制御を
特に必要としないといった利点がある。 実施例３ この実施例では、レーザ加工装置側ではなく、レーザ光
を反射する薄膜を電極層薄膜として用いたレーザ加工方
法について説明する。
【００２８】図６は本発明に係る製作工程途中の薄膜太
陽電池の平面図を示し、（ａ）は第１電極層成膜後の表
面であり、（ｂ）は第４電極層成膜後の裏面である。図
にはこれらの工程後に行われる予定のレーザ加工による
分離線と電極も示してある。以下にこの製作工程を基に
本発明を説明する。本実施例では、基板１に厚さ５０μ
m のアラミド基板を用い、基板１にパンチを用いて、接
続孔ｈ１を開け、基板１の片側（表側とする）に第１電
極層（高反射率層Ｌｒ）としてスパッタにより高反射率
金属である銀を全面に０．１μm の厚さで成膜し、その
上に（低反射率層Ｌｎ）ＩＴＯ層Ｌｉを０．０７μm の
厚さで、薄膜太陽電池発電部より一回り大きい領域だけ
にマスク成膜した。これと反対の面（裏側とする）に
は、第３電極層として、銀電極を厚さ０．２μm 成膜し
た。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層とは重
なり、導通する。成膜後、レーザ加工装置を用い、第１
電極層のレーザ加工を行った。
陽電池の平面図を示し、（ａ）は第１電極層成膜後の表
面であり、（ｂ）は第４電極層成膜後の裏面である。図
にはこれらの工程後に行われる予定のレーザ加工による
分離線と電極も示してある。以下にこの製作工程を基に
本発明を説明する。本実施例では、基板１に厚さ５０μ
m のアラミド基板を用い、基板１にパンチを用いて、接
続孔ｈ１を開け、基板１の片側（表側とする）に第１電
極層（高反射率層Ｌｒ）としてスパッタにより高反射率
金属である銀を全面に０．１μm の厚さで成膜し、その
上に（低反射率層Ｌｎ）ＩＴＯ層Ｌｉを０．０７μm の
厚さで、薄膜太陽電池発電部より一回り大きい領域だけ
にマスク成膜した。これと反対の面（裏側とする）に
は、第３電極層として、銀電極を厚さ０．２μm 成膜し
た。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層とは重
なり、導通する。成膜後、レーザ加工装置を用い、第１
電極層のレーザ加工を行った。
【００２９】この第１電極層の加工時に、高反射率を有
する銀電極が露出した場所をｘｙステージ加減速領域と
し、薄膜太陽電池発電部内の銀層／ＩＴＯ層を加工する
レーザ出力では、ｘｙステージ加減速領域の銀が除去さ
れないようにした。こうすることにより、第１電極加工
時のレーザ光によるｘｙステージ加減速領域の第３電極
層のダメージも防止した。
する銀電極が露出した場所をｘｙステージ加減速領域と
し、薄膜太陽電池発電部内の銀層／ＩＴＯ層を加工する
レーザ出力では、ｘｙステージ加減速領域の銀が除去さ
れないようにした。こうすることにより、第１電極加工
時のレーザ光によるｘｙステージ加減速領域の第３電極
層のダメージも防止した。
【００３０】そして、再度パンチを用いて、集電孔ｈ２
を開けた後、表側に、光電変換層としてa-Si層をプラズ
マＣＶＤにより、薄膜太陽電池発電部より一回り大きい
領域だけに成膜し、さらに第２電極層として表側にＩＴ
Ｏ層を０．０７μm 成膜した。但し、ＩＴＯ層は、２つ
の素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスク
を掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、薄膜太陽電
池発電部のみに成膜した。
を開けた後、表側に、光電変換層としてa-Si層をプラズ
マＣＶＤにより、薄膜太陽電池発電部より一回り大きい
領域だけに成膜し、さらに第２電極層として表側にＩＴ
Ｏ層を０．０７μm 成膜した。但し、ＩＴＯ層は、２つ
の素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスク
を掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、薄膜太陽電
池発電部のみに成膜した。
【００３１】次いで裏側全面に第４電極層（低反射率層
Ｌｎ）としてニッケル層を厚さ０．２μm で、第１電極
層におけるＩＴＯ層Ｌｉと同様に薄膜太陽電池発電部よ
り大きく第４電極層領域より小さい領域にのみ成膜し
た。第４電極層の成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２
電極層と第４電極層とが重なり、導通する。表側では、
第１電極層のレーザ加工と同様に、レーザ加工により下
電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極と
を形成し、裏側でも同様に、第３電極層と第４電極層と
を同時にレーザ加工し接続電極ｅ１２ないしｅ５６、お
よび電力取り出し電極ｏ１、ｏ２をそれぞれ形成した。
Ｌｎ）としてニッケル層を厚さ０．２μm で、第１電極
層におけるＩＴＯ層Ｌｉと同様に薄膜太陽電池発電部よ
り大きく第４電極層領域より小さい領域にのみ成膜し
た。第４電極層の成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２
電極層と第４電極層とが重なり、導通する。表側では、
第１電極層のレーザ加工と同様に、レーザ加工により下
電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極と
を形成し、裏側でも同様に、第３電極層と第４電極層と
を同時にレーザ加工し接続電極ｅ１２ないしｅ５６、お
よび電力取り出し電極ｏ１、ｏ２をそれぞれ形成した。
【００３２】この第３電極層および第４電極層のレーザ
加工においても、高反射率を有する銀電極（第３電極層
Ｌ３）は、薄膜太陽電池発電部内の第３電極層と第４電
極層の積層部を除去するレーザ出力では、加工できない
ため、裏側の第１電極層がダメージを受けることはなか
った。これは第２電極層の加工時でも同様である。ま
た、本実施例のように、第１電極層や第３電極層が、高
反射率電極である場合は、電極層自体が反対側の面の薄
膜に対する保護膜の役割を果たすことから、製造工程上
の無駄が無い。
加工においても、高反射率を有する銀電極（第３電極層
Ｌ３）は、薄膜太陽電池発電部内の第３電極層と第４電
極層の積層部を除去するレーザ出力では、加工できない
ため、裏側の第１電極層がダメージを受けることはなか
った。これは第２電極層の加工時でも同様である。ま
た、本実施例のように、第１電極層や第３電極層が、高
反射率電極である場合は、電極層自体が反対側の面の薄
膜に対する保護膜の役割を果たすことから、製造工程上
の無駄が無い。
【００３３】また、本方式は、加工しやすいＩＴＯ層や
ニッケル電極層を選択形成することからロールツーロー
ル搬送方式で薄膜を形成する場合は、ステップ成膜に適
している。
ニッケル電極層を選択形成することからロールツーロー
ル搬送方式で薄膜を形成する場合は、ステップ成膜に適
している。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、被加工物にレーザビー
ムを照射するレーザ光源と、被加工物が配置され、レー
ザ光源に相対的に移動するｘｙステージとを備えたレー
ザ加工装置を用いて、前記被加工物である絶縁性の基板
上の両面に形成された半導体や金属などの薄膜にレーザ
加工により除去部分を形成する薄膜半導体装置の製造方
法において、ｘｙステージの加減速領域ではシャッター
またはマスクにより、レーザパルスを遮断して被加工物
にレーザビームを照射しないようにしたので、レーザパ
ルスの重複増加が原因で起こる加工面と反対側の面の薄
膜にダメージを生じさせない。
ムを照射するレーザ光源と、被加工物が配置され、レー
ザ光源に相対的に移動するｘｙステージとを備えたレー
ザ加工装置を用いて、前記被加工物である絶縁性の基板
上の両面に形成された半導体や金属などの薄膜にレーザ
加工により除去部分を形成する薄膜半導体装置の製造方
法において、ｘｙステージの加減速領域ではシャッター
またはマスクにより、レーザパルスを遮断して被加工物
にレーザビームを照射しないようにしたので、レーザパ
ルスの重複増加が原因で起こる加工面と反対側の面の薄
膜にダメージを生じさせない。
【００３５】また、レーザパルスの重複の多い加減速領
域が高反射率の薄膜上に来るようにしたので、レーザ光
の一部は反射され、高反射率の薄膜を加工することはで
きない。従って、上記と同様に何方の面の薄膜にもダメ
ージは生じない。また、高反射率の薄膜の上に低反射率
の薄膜を積層したので、低反射率の薄膜を被覆した部分
では高反射率の薄膜の反射率は適度に低下し、高反射率
の薄膜を定速でレーザ加工し、加減速領域を低反射率膜
で被覆しない部分とすることにより所定の形状のレーザ
加工をダメージを生じさせずに行うことができる。
域が高反射率の薄膜上に来るようにしたので、レーザ光
の一部は反射され、高反射率の薄膜を加工することはで
きない。従って、上記と同様に何方の面の薄膜にもダメ
ージは生じない。また、高反射率の薄膜の上に低反射率
の薄膜を積層したので、低反射率の薄膜を被覆した部分
では高反射率の薄膜の反射率は適度に低下し、高反射率
の薄膜を定速でレーザ加工し、加減速領域を低反射率膜
で被覆しない部分とすることにより所定の形状のレーザ
加工をダメージを生じさせずに行うことができる。
【００３６】このように、薄膜半導体装置を構成する薄
膜にダメージを与えずにレーザ加工を施すことができる
ので、レーザ加工に起因する特性不良や外観不良は減少
し薄膜半導体装置を歩留り良く製造することができる。
また、薄膜半導体装置はシャッタやマスクを備えている
ので、上記の製造方法を効果的に実施することに寄与で
きる。
膜にダメージを与えずにレーザ加工を施すことができる
ので、レーザ加工に起因する特性不良や外観不良は減少
し薄膜半導体装置を歩留り良く製造することができる。
また、薄膜半導体装置はシャッタやマスクを備えている
ので、上記の製造方法を効果的に実施することに寄与で
きる。
【図１】本発明に係るシャッタを有するレーザ加工装置
の概要を示すｘ駆動軸に平行な断面図
の概要を示すｘ駆動軸に平行な断面図
【図２】本発明に係るシャッタを有するレーザ加工装置
の動作を示すグラフ
の動作を示すグラフ
【図３】本発明に係るレーザ加工装置を用いて試作した
薄膜太陽電池を示し、（ａ）は表面の平面図であり、
（ｂ）は裏面の平面図
薄膜太陽電池を示し、（ａ）は表面の平面図であり、
（ｂ）は裏面の平面図
【図４】本発明に係る遮光マスクを用いたレーザ加工装
置のｘ軸方向の断面図
置のｘ軸方向の断面図
【図５】本発明に係る遮光マスクの基板およびｘｙステ
ージに対する位置を示した図で（ａ）は平面図、（ｂ）
および（ｃ）は（ａ）のｘｘ断面図で、（ｂ）は基板装
着作業時であり、（ｃ）はレーザ加工時
ージに対する位置を示した図で（ａ）は平面図、（ｂ）
および（ｃ）は（ａ）のｘｘ断面図で、（ｂ）は基板装
着作業時であり、（ｃ）はレーザ加工時
【図６】本発明に係る製作工程途中の薄膜太陽電池の平
面図を示し、（ａ）は第１電極層成膜後の表面であり、
（ｂ）は第４電極層成膜後の裏面
面図を示し、（ａ）は第１電極層成膜後の表面であり、
（ｂ）は第４電極層成膜後の裏面
【図７】従来の基板の両面に電極を有し、直列接続され
た薄膜太陽電池を示し、（ａ）は薄膜太陽電池面の平面
図、（ｂ）は裏面の平面図
た薄膜太陽電池を示し、（ａ）は薄膜太陽電池面の平面
図、（ｂ）は裏面の平面図
【図８】従来の電極を基板の両面に有する直列接続され
た薄膜太陽電池を示し、図７における線ＡＢＣＤおよび
線ＢＱＣに沿っての断面図
た薄膜太陽電池を示し、図７における線ＡＢＣＤおよび
線ＢＱＣに沿っての断面図
【図９】従来の電極を基板の両面に有する薄膜太陽電池
を示し（ａ）は図７におけるＥＥ断面図であり、（ｂ)
図７におけるＦＦ断面図
を示し（ａ）は図７におけるＥＥ断面図であり、（ｂ)
図７におけるＦＦ断面図
１ 基板 Ｌｒ 高反射率層 Ｌｎ 低反射率層 ｌ１…ｌ６ 第１電極 ｕ１…ｕ６ 第２電極 ｏ１ 電力取り出し電極 ｏ２ 電力取り出し電極 ｇ１ 分離線 ｇ２ 分離線 ｈ１ 接続孔 ｈ２ 集電孔 ｆ 周縁導電部 Ｄｍ 損傷部 ２ｍ 遮光マスク ２ｓ シャッタ ２１ ｘｙステージ ２２ レーザ光源部 ２３ ミラー ２４ 凸レンズ ２５ 制御装置 ｖ１ 定速領域 ｖ２ 加減速領域 ｃ１ レーザ加工域 ｃ２ レーザ遮断域 ｃ３ 従来の加工域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 B23K 26/00 - 26/18
Claims (8)
- 【請求項１】絶縁性の基板の表面に第１電極層、光電変
換層および第２電極層からなる光電変換素子を形成し、
これと反対の面に第３電極層と第４電極層からなる接続
電極を備え、前記光電変換素子および接続電極を互いに
ずらして単位部分にパターニングしてなり、前記第２電
極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔および第２
電極形成領域内に形成した集電孔を介して、前記パター
ニングされて隣り合う光電変換素子を電気的に直列に接
続してなる薄膜半導体装置のパターニング方法として、 被加工物にレーザビームを照射するレーザ光源と、被加
工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動するｘｙス
テージとを備えたレーザ加工装置を用いて、前記加工物
である絶縁性の基板上の両面に形成された半導体や金属
などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形成する薄膜
半導体装置の製造方法において、 前記ｘｙステージの移動の定速領域の前後に付随する加
減速領域すなわち、レーザパルスの重複が定速領域に対
して異なる領域では、レーザ光を遮断または発振停止し
て前記薄膜に照射させないことを特徴とする薄膜半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】前記レーザ光の遮断は、レーザ光源部に設
けられたシャッターによって行われることを特徴とする
請求項１に記載の薄膜半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記レーザ光の遮断は、ｘｙステージに装
着されたマスクによって行われることを特徴とする請求
項１に記載の薄膜半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】被加工物にレーザビームを照射するレーザ
光源と、被加工物が配置され、レーザ光源に相対的に移
動するｘｙステージとを備えたレーザ加工装置を用い
て、前記被加工物である絶縁性の基板上の両面に形成さ
れた半導体や金属などの薄膜にレーザ加工により除去部
分を形成する薄膜半導体装置の製造方法において、 前記ｘｙステージの移動の定速領域の前後に付随する加
減速領域は、最上層がレーザ光に対し高反射である薄膜
領域内に収められることを特徴とする薄膜半導体装置の
製造方法。 - 【請求項５】前記レーザ光に対し高反射である薄膜をレ
ーザ加工するために、この薄膜の少なくともレーザ加工
部分には低反射率の薄膜が積層されていることを特徴と
する請求項４に記載の薄膜半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】前記被加工物は、絶縁性の基板の少なくと
も１面に第１電極、光電変換層および第２電極層が積層
された光電変換素子が複数形成されており、反対側の基
板面に各光電変換素子の直列接続用の電極または電力取
り出し用電極である裏面電極が形成され、光電変換素子
が直列接続されてなる薄膜半導体装置であることを特徴
とする請求項４または５に記載の薄膜半導体装置の製造
方法。 - 【請求項７】絶縁性の基板の表面に第１電極層、光電変
換層および第２電極層からなる光電変換素子を形成し、
これと反対の面に第３電極層と第４電極層からなる接続
電極を備え、前記光電変換素子および接続電極を互いに
ずらして単位部分にパターニングしてなり、前記第２電
極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔および第２
電極形成領域内に形成した集電孔を介して、前記パター
ニングされて隣り合う光電変換素子を電気的に直列に接
続してなる薄膜半導体装置のパターニング装置として、 被加工物にレーザビームを照射するレーザ光源と、被加
工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動するｘｙス
テージとを備えたレーザ加工装置であって、前記被加工
物である絶縁性の基板の両面に形成された半導体や金属
などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形成する薄膜
半導体装置の製造装置において、 前記ｘｙステージの移動の定速領域に付随する加減速領
域でのレーザ光の照射を無くす手段として、前記レーザ
光源の絞り込まれる前のレーザ光を遮断するシャッター
が設けられていることを特徴とする薄膜半導体装置の製
造装置。 - 【請求項８】絶縁性の基板の表面に第１電極層、光電変
換層および第２電極層からなる光電変換素子を形成し、
これと反対の面に第３電極層と第４電極層からなる接続
電極を備え、前記光電変換素子および接続電極を互いに
ずらして単位部分にパターニングしてなり、前記第２電
極形成領域外に形成した直列接続用の接続孔および第２
電極形成領域内に形成した集電孔を介して、前記パター
ニングされて隣り合う光電変換素子を電気的に直列に接
続してなる薄膜半導体装置のパターニング装置として、 被加工物にレーザビームを照射するレーザ光源と、被加
工物が配置され、レーザ光源に相対的に移動するｘｙス
テージとを備えたレーザ加工装置であって、前記被加工
物である絶縁性の基板の両面に形成された半導体や金属
などの薄膜にレーザ加工により除去部分を形成する薄膜
半導体装置の製造装置において、 前記ｘｙステージの移動の定速領域に付随する加減速領
域でのレーザ光の照射を無くす手段として、前記ｘｙス
テージにレーザビームを遮断するマスクまたはマスクと
マスクを固定する枠とが設けられていることを特徴とす
る薄膜半導体装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00206098A JP3322201B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 薄膜半導体装置の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00206098A JP3322201B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 薄膜半導体装置の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204815A JPH11204815A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3322201B2 true JP3322201B2 (ja) | 2002-09-09 |
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ID=11518807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00206098A Expired - Fee Related JP3322201B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 薄膜半導体装置の製造方法および製造装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3322201B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP5230153B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2013-07-10 | 三菱重工業株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2012033526A (ja) | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| KR101176474B1 (ko) * | 2011-05-12 | 2012-08-24 | 주식회사 코윈디에스티 | 픽셀재생장치 및 이를 이용한 픽셀재생방법 |
| JP5936876B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2016-06-22 | 本田技研工業株式会社 | 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP00206098A patent/JP3322201B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11204815A (ja) | 1999-07-30 |
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