JPH01215071A - Manufacture of photogeneration element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、光発電素子の製造方法に関し、特にキャッ
プ層付き構造を有する表面電極の形成方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic device, and particularly to a method for forming a surface electrode having a structure with a cap layer.
(従来の技術〕
第2図は(a)〜(61)は従来のキャップ層付き表面
電極構造を有する光発電素子の主要製造方法の一例とし
て、GaAs太陽電池の主要製造方法を工程順に示した
図である。(Prior art) Figure 2 (a) to (61) show the main manufacturing method of a GaAs solar cell in order of process as an example of the main manufacturing method of a photovoltaic device having a conventional surface electrode structure with a cap layer. It is a diagram.
これらの図において、1はn型GaAs基板、2はn型
GaAs層、3はp型GaAs層、4は活性層、5はp
型AJ!GaAs層からなる窓層、6はp型GaAsか
らなるキャップ層、7は電極パターン、8は例えばシリ
コン窒化膜からなる反射防止膜、9はコンタクトホール
、10は例えばTi/Ag、AuZn等からなる金属膜
である。In these figures, 1 is an n-type GaAs substrate, 2 is an n-type GaAs layer, 3 is a p-type GaAs layer, 4 is an active layer, and 5 is a p-type GaAs layer.
Type AJ! A window layer made of a GaAs layer, 6 a cap layer made of p-type GaAs, 7 an electrode pattern, 8 an antireflection film made of, for example, a silicon nitride film, 9 a contact hole, and 10 made of, for example, Ti/Ag, AuZn, etc. It is a metal film.
以下、第2図(a)〜(6)を用いて従来の方法を説明
する。The conventional method will be explained below using FIGS. 2(a) to 2(6).
まず、第2図(a)に示すように、n形GaAs基板1
上に、有機金属化学気相成長(MOCVD)法8分子ビ
ームエピタキシィ(MBE)法等によりn型GaAs層
2とp形GaAs層3とからなる活性層4を形成する0
次いでこの活性層4上に窓層5、この窓層5上にキャッ
プ層6を形成する。First, as shown in FIG. 2(a), an n-type GaAs substrate 1
An active layer 4 consisting of an n-type GaAs layer 2 and a p-type GaAs layer 3 is formed thereon by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or the like.
Next, a window layer 5 is formed on this active layer 4, and a cap layer 6 is formed on this window layer 5.
次に、第2図(b)に示すように、キャップ層6を写真
製版を用いて選択的にエツチングし、電極パターン7を
形成する。Next, as shown in FIG. 2(b), the cap layer 6 is selectively etched using photolithography to form an electrode pattern 7.
次に、第2図(C)に示すように、化学気相成長(CV
D)法、スパッタ法等により反射防止膜8を形成した後
、写真製版およびエツチング法によりキャップ層6上に
選択的にコンタクトホール9を形成する。Next, as shown in FIG. 2(C), chemical vapor deposition (CV)
After forming the antireflection film 8 by the method D), sputtering method, etc., contact holes 9 are selectively formed on the cap layer 6 by photolithography and etching methods.
次に、第2図(d)に示すように、蒸着法、スパッタ法
等により金属膜10を形成する。Next, as shown in FIG. 2(d), a metal film 10 is formed by vapor deposition, sputtering, or the like.
そして、第2図(e)に示すように、金属膜10を写真
製版を用いて選択的にエツチングし、電極パターン7を
形成すれば素子が完成する。Then, as shown in FIG. 2(e), the metal film 10 is selectively etched using photolithography to form the electrode pattern 7, thereby completing the device.
この素子において、金属膜10とキャップ層6は、活性
層4と電気的接触をとる一面電極として機能し、キャッ
プ層6は、金属膜10を活性層4より離して、n型Ga
As層2とp型GaAs層3の界面に金属膜10が与え
る影響を抑える機能を有する。In this device, the metal film 10 and the cap layer 6 function as one-sided electrodes that make electrical contact with the active layer 4, and the cap layer 6 separates the metal film 10 from the active layer 4 and
It has a function of suppressing the influence of the metal film 10 on the interface between the As layer 2 and the p-type GaAs layer 3.
上記のような従来の光発電素子の製造方法では、キャッ
プ層6のエツチング、コンタクトホール9の形成、金属
・膜10のエツチングと3回写真製版をしなければなら
ず、各々の写真製版の間でキャップ層6.コンタクトホ
ール9および金属膜10にパターンずれが生じるという
問題点があった。In the conventional method for manufacturing a photovoltaic device as described above, photolithography must be performed three times: etching the cap layer 6, forming the contact hole 9, and etching the metal/film 10. and cap layer 6. There was a problem in that pattern deviation occurred in the contact hole 9 and the metal film 10.
この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、写真製版のパターンずれを生じることがなく、かつ
□工程数の少ない光発電素子の製造方法を得ることを目
的とする。The present invention was made to solve this problem, and aims to provide a method for manufacturing a photovoltaic device that does not cause photolithography pattern shift and that requires a small number of steps.
(課題を解決するための手段)
この発明に係る光発電素子の製造は、半導体基板の主面
上に、pn接合を有する活性層、キャップ層および金属
膜を順次形成する工程と、このキャップ層上に選択的に
金属膜を形成する工程と、この金属膜をマスクにしてキ
ャップ層のみを自己整合的に選択エッチする工程と、活
性層上に選択的に反射防止膜を形成する工程とを含むも
のである。(Means for Solving the Problems) Manufacturing a photovoltaic device according to the present invention includes a step of sequentially forming an active layer having a pn junction, a cap layer, and a metal film on the main surface of a semiconductor substrate, and a step of forming an active layer having a pn junction, a cap layer, and a metal film, and A process of selectively forming a metal film on the active layer, a process of selectively etching only the cap layer using the metal film as a mask, and a process of selectively forming an antireflection film on the active layer. It includes.
(作用)
この発明においては、キャップ層上に選択的に形成され
た金属膜をマスクとしてキャップ層が自己整合的に選択
エッチされるので、電極を形成するための写真製版は1
回行うだけでよい。(Function) In this invention, since the cap layer is selectively etched in a self-aligned manner using the metal film selectively formed on the cap layer as a mask, photolithography for forming the electrode is performed in one step.
Just do it once.
(実施例)
第1図(a)〜(e)はこの発明の光発電素子の製造方
法の一実施例としてのGaAs太陽電池の製造方法を工
程順に示した図である。(Example) FIGS. 1(a) to 1(e) are diagrams showing in order of steps a method for manufacturing a GaAs solar cell as an example of the method for manufacturing a photovoltaic device of the present invention.
この図において、第2図(a)〜(et)と同一符号は
同一のものを示し、11はコンタクトホールである。In this figure, the same reference numerals as in FIGS. 2(a) to (et) indicate the same parts, and 11 is a contact hole.
以下にこの発明の製造方法を説明する。The manufacturing method of this invention will be explained below.
まず、第1図(a)に示すようにn型GaAs基板1上
にMOCVD法、MBE法等によりn型GaAs層2と
p型GaAs層3とからなる活性層4を形成し、この活
性層4上に窓層5.キャラ、 ブ層6を形成する
。この第1図(II)の状態は第2図(a)の状態と同
一である。First, as shown in FIG. 1(a), an active layer 4 consisting of an n-type GaAs layer 2 and a p-type GaAs layer 3 is formed on an n-type GaAs substrate 1 by MOCVD, MBE, or the like. 4. Window layer on top 5. Form the character and bu layer 6. The state shown in FIG. 1 (II) is the same as the state shown in FIG. 2 (a).
次に、第1図(b)に示すように、キャップ層6上に蒸
着法、スパッタ法等により金属膜10を形成する。Next, as shown in FIG. 1(b), a metal film 10 is formed on the cap layer 6 by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
次に、第1図(e)に示すように、金属膜10を写真製
版を用いて選択的にエツチングし、電極パターン7を形
成する。Next, as shown in FIG. 1(e), the metal film 10 is selectively etched using photolithography to form an electrode pattern 7.
次に、第1図(d)に示すように、金属膜10をマスク
としてキャップ層6を自己整合的に選択エツチングする
。Next, as shown in FIG. 1(d), the cap layer 6 is selectively etched in a self-aligned manner using the metal film 10 as a mask.
そして、最後に第1図(e)に示すように、CVD法、
スバ゛ツセ法等により反射防止膜8を形成し、写真製版
、エツチング法により選択的にインタコネクタのための
コンタクトホール11を形成すれば素子が完成する。Finally, as shown in Figure 1(e), the CVD method,
The device is completed by forming an antireflection film 8 by a scattering method or the like, and selectively forming contact holes 11 for interconnectors by photolithography or etching.
すなわち、この発明ではあらかじめキャップ層6上に形
成した金属膜10を電極パターン7に選択エッチした後
、この金属膜10をマスクとしてキャップ層6を自己整
合的に選択エッチするので、1回の写真製版でキャップ
層材の電極を形成でき、キャップ層6と金属膜10の間
にパターンずれが生じることを回避できる。That is, in this invention, after the metal film 10 previously formed on the cap layer 6 is selectively etched onto the electrode pattern 7, the cap layer 6 is selectively etched in a self-aligned manner using the metal film 10 as a mask. The electrodes of the cap layer material can be formed by plate making, and pattern misalignment between the cap layer 6 and the metal film 10 can be avoided.
また、電極形歳後に反射防止膜8を形成するため、コン
タクトホール11を形成するためのアライメントが容易
であり、従来のように金属膜10とギャップ層6との電
気的接触をとるための複雑な形状でアライメントが困難
なコンタクトホール9を形成する必要もない。それゆえ
、従来方法で生じたコンタクトホール9のパターンずれ
が生じることも回避できる。 −
なお、上記実施例ではキャップ層6にp型GaAs層を
用いたが、p型Ge層ある□いはGaAsに格子整合す
る他の半導体層を用いてもよい。ただし、キャップ層6
としてはGaAsと熱膨張係数が等しいかまたは近い半
導体層で構成することが望ましい。Furthermore, since the anti-reflection film 8 is formed after the electrode shape is old, the alignment for forming the contact hole 11 is easy, and the alignment required to form the contact hole 11 is easy, unlike the conventional method, which is complicated to make electrical contact between the metal film 10 and the gap layer 6. There is no need to form the contact hole 9, which has such a shape that alignment is difficult. Therefore, pattern deviation of contact holes 9 that occurs in the conventional method can also be avoided. - In the above embodiment, a p-type GaAs layer is used for the cap layer 6, but a p-type Ge layer or another semiconductor layer lattice-matched to GaAs may be used. However, cap layer 6
As such, it is preferable to use a semiconductor layer having a coefficient of thermal expansion equal to or close to that of GaAs.
(発明の効果)
この発明は以上説明したとおり、半導体基板の主面上に
、pn接合を有する活性層、キャップ層および金属膜を
順次形成する工程と、このキャップ層上に選択的に金属
膜を形成する工程と、この金属膜をマスクにしてキャッ
プ層のみを自己整合的に選択エッチする工程と、活性層
上に選択的に反射防止膜を形成する工程とを含むので、
1回の写真製版で電極を形成でき、パターンずれを生じ
ることなく光発電素子が得られるうえ、工程を簡略化で
きるという効果がある。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention includes a step of sequentially forming an active layer having a pn junction, a cap layer, and a metal film on the main surface of a semiconductor substrate, and selectively forming a metal film on the cap layer. , selectively etching only the cap layer in a self-aligned manner using this metal film as a mask, and selectively forming an antireflection film on the active layer.
Electrodes can be formed in one photolithography process, a photovoltaic device can be obtained without pattern deviation, and the process can be simplified.
第1図はこの発明の光発電素子の製造方法の一実施例を
示す図、第2図は従来の光発電素子の製造方法を示す図
である。
図において、1はn型GaAs基板、2はn型GaAs
層、3はP型GaAs層、4は活性層、6はキャップ層
、8は反射防止膜、1oは金属膜、11はコンタクトホ
ールである。
なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄 (外2名)手続補正書
(自発)FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the method for manufacturing a photovoltaic device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a conventional method for manufacturing a photovoltaic device. In the figure, 1 is an n-type GaAs substrate, 2 is an n-type GaAs substrate
3 is a P-type GaAs layer, 4 is an active layer, 6 is a cap layer, 8 is an antireflection film, 1o is a metal film, and 11 is a contact hole. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (2 others) Procedural amendment (voluntary)
Claims (1)
ャップ層および金属膜を順次形成する工程と、このキャ
ップ層上に選択的に金属膜を形成する工程と、この金属
膜をマスクにして前記キャップ層のみを自己整合的に選
択エッチする工程と、前記活性層上に選択的に反射防止
膜を形成する工程とを含むことを特徴とする光発電素子
の製造方法。A step of sequentially forming an active layer having a pn junction, a cap layer, and a metal film on the main surface of a semiconductor substrate, a step of selectively forming a metal film on the cap layer, and a step of forming the metal film as a mask. A method for manufacturing a photovoltaic device, comprising the steps of selectively etching only the cap layer in a self-aligned manner, and selectively forming an antireflection film on the active layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63041059A JPH01215071A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Manufacture of photogeneration element |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63041059A JPH01215071A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Manufacture of photogeneration element |
Publications (1)
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---|---|
JPH01215071A true JPH01215071A (en) | 1989-08-29 |
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Family Applications (1)
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JP63041059A Pending JPH01215071A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Manufacture of photogeneration element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01215071A (en) |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63041059A patent/JPH01215071A/en active Pending
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