JPH0221663B2 - - Google Patents

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JPH0221663B2
JPH0221663B2 JP58193633A JP19363383A JPH0221663B2 JP H0221663 B2 JPH0221663 B2 JP H0221663B2 JP 58193633 A JP58193633 A JP 58193633A JP 19363383 A JP19363383 A JP 19363383A JP H0221663 B2 JPH0221663 B2 JP H0221663B2
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Japan
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Mario Fuse
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Fuji Xerox Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
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    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/208Particular post-treatment of the devices, e.g. annealing, short-circuit elimination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜光電変換素子の製造方法に係
り、特に、サンドイツチ型の薄膜光電変換素子の
製造方法に関する。
〔従来技術〕
最近、太陽電池やイメージセンサ等の大面積
化、長尺化に伴い、大面積にわたつて堆積可能な
アモルフアスシリコン等の光電変換薄膜を用いた
薄膜光電変換素子の開発が進められている。
特に、イメージセンサの場合、原稿と同一幅を
もつセンサ部を形成することにより、1対1結像
が可能となり、原稿とセンサ部とを密着させるこ
とができると共に、縮小光学系が不要となること
により、原稿読み取り部の小型化が容易に可能と
なる。
薄膜光電変換素子は、構造的に見て、第1電極
と第2電極とによつて光導電体層をはさんだサン
ドイツチ構造と、光導電体層上に対向電極を形成
したプレーナ構造とに大別されるが、センサ部の
高密度化の観点からみて、通常はサンドイツチ構
造のものを使用することが多い。
ところで、サンドイツチ構造の光電変換素子
は、例えばセラミツク基板上に着膜形成された複
数個のクロム電極(第1電極)と透光性の酸化イ
ンジウム錫(ITO)電極(第2電極)とによつて
光導電体層としてのアモルフアスシリコン層を挾
んだ構造をとつている。このアモルフアスシリコ
ン層は、モノシランガス(SiH4)のグロー放電
分解法等によつて、クロム電極上に堆積せしめら
れるわけであるが、堆積されるべき面積が大きく
なればなるほど、全面にわたつて均一なアモルフ
アスシリコン層を形成するのは難しく、ピンホー
ルの発生をまぬがれ得ないことがある。これは、
製造装置内のダイトが基板表面に付着すること等
の外因の他に、薄膜成長のメカニズムと関係する
内因をもつことが多いためである。
ここで、サンドイツチ構造の光電変換素子にお
いて、光導電体層にピンホールが存在することに
よつて生じる素子としての機能の変化を考えてみ
る。
まず、サンドイツチ構造の光電変換素子の最も
簡単な等価回路を考えると、第1図に示す如くな
る。直列抵抗Rsは、電極の接触抵抗と外部回路
の抵抗との和であり、並列抵抗Rshは光導電体層
自体の抵抗である。ここで、光導電体層にピンホ
ールが無く、第1電極と第2電極との間でシヨー
トが発生しなければ並列抵抗Rshは無限大(∞)
と考えて良い。第1図中、ILは入射光の強度に比
例した光電流、Ijはダイオードに流れる電流、Ish
は、シヨート等によるもれ電流である。
ここで外部回路を流れる電流をIとすると、 I=−IL+Ij+Ish ……(1) が成立する。
光導電体層にピンホールの無い理想的な光電変
換素子即ち、並列抵抗Rsh=∞、Rs=0の場合の
電流−電圧特性曲線(I−V曲線)を第2図に示
す。ここで、I1は光入射時の特性曲線、I2は、暗
時の特性曲線である。Rsh=∞であるからIsh
であり、光入射時には光電流−ILが支配的とな
り、暗時においては、ダイオードを流れる電流Ij
が支配的となる。
ここで、光導電体層において、第1電極と第2
電極とが重なり合う部分にピンホールが発生する
と、第1電極と第2電極との間が一部短絡し、並
列抵抗Rshが大幅に減少する。この場合の電流−
電圧特性曲線を第3図に示す。ここではRs=0
としておく。I3は光入射時の特性曲線、I4は、暗
時の特性曲線である。
この場合、たとえば、ダイオード電流Ij0の
バイアス領域では関係式(1)は、 I−IL+Ish=−IL+V/Rsh ……(2) となり、光照射時においても暗時においても、電
流Iの電圧V依存性が大きいことからもわかるよ
うに、第2図に示された理想的な光電変換素子の
もつ特性に比べて、大幅に特性が低下している。
すなわち、太陽電池においては、順バイアス領
域すなわちV>0領域が利用されるが、理想的な
光電変換素子の場合に比べ、ピンホールを有する
場合は変換効率が悪い。
一方、イメージセンサでは、逆バイアス領域す
なわちV<0の領域を利用するが、理想的な光電
変換素子に比べ、明暗比が大幅に低下している。
このように、光電変換素子の光導電体層におけ
るピンホールの発生は、太陽電池においては、変
換効率の低下および開放端電圧の低下をもたら
し、イメージセンサにおいては光学像の読み取り
能力の低下を招く等、致命的な欠陥であり、素子
としての製造歩留りの低下が大きな問題となつて
いる。
〔発明の目的〕
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、
万一、光導電体層にピンホールが発生した場合に
も、素子特性に大きな影響を及ぼすことのないよ
うにし、光電変換素子の製造歩留りの低下を防ぐ
ことを目的とする。
〔発明の構成〕
前記目的を達成するため、本発明の方法は、第
1電極上に形成された光導電体層すなわち、光電
変換膜中にピンホールが発生した場合にも、その
上すなわち、ピンホールに第2電極が堆積しない
ようにし、第1電極と第2電極との間の短絡を防
ごうとするものである。
すなわち、サンドイツチ構造の光電変換素子
を、製造するにあたり、基板上に形成された第1
電極上に光電変換薄膜を着膜した後、暗中で電解
メツキを行うことにより、前記光電変換薄膜中に
露呈する第1の電極上に、該光電変換薄膜面より
も突出するように金属を析出させる工程と、次い
で第2電極を着膜形成した後に、析出された前記
金属をエツチング除去することにより、金属上の
第2電極を除去する工程とを含むことを特徴とす
るものである。
〔実施例〕
以下、本発明の光電変換素子の製造方法につい
て、図面を参照しつつ実施例に基づいて説明す
る。
まず、商品名コーニング7059# として市販され
ているガラス基板1の表面全体に蒸着法によつ
て、膜厚約2000ÅのクロムCr膜を堆積した後、
フオトリソグラフイー法により、第4図に示す如
く第1電極としてのクロム電極2のパターニング
を行なう。
次いで、モノシランガス(SiH4)のグロー放
電分解法によつて、第5図に示す如く光電変換膜
としてのアモルフアス水素化シリコン層3を膜厚
約1μmとなるように堆積する。
この後、硫酸銅CuSO4・5H2O+蒸留水をメツ
キ液とし、陽極としてプラチナ板(pt)を使用し
てなる電解メツキ処理装置を使用し、銅のメツキ
生成膜4をピンホールすなわち、光電変換膜内の
クロム電極露呈部に生成させる。この電解メツキ
処理装置は、第9図に示す如く、電解液槽31内
に浸漬された陽極32と陰極33とよりなるもの
で、ガラス基板1をメツキ液内に浸漬し、陰極3
3に前記クロム電極2を接続せしめ、これと該陽
極との間に約6Vの電圧を印加し、暗所で、約1
分間通電する。このようにして第6図に示す如
く、前記アモルフアス水素化シリコン層3の着膜
工程で発生したピンホール5内に、アモルフアス
水素化シリコン層3よりも約5μm突出するよう
に銅メツキ生成膜4(金属析出柱)を形成するわ
けである。
そして更に、充分、洗浄を行なつた後、反応性
スパツタリング法によつて、室温にて第2電極と
しての酸化インジウム錫(ITO)膜5を第7図の
如く、約700Å堆積させる。
最後に、希硝酸を主成分とするエツチング液に
浸漬し、銅メツキ生成膜をエツチング除去するこ
とにより、前記ピンホール上の第2電極をも除去
せしめられ、第8図の如くなる。
このようにして、光電変換層内のピンホール発
生部位では第2電極が除去されることにより、第
2電極と第1電極との間のシヨートの発生を防ぐ
ことが可能となり、信頼性の高い光電変換素子を
得ることができる。
なお、実施例における銅メツキ生成膜は、フオ
トリソグラフイー技術のリフトオフ法におけるレ
ジストの働きと同様の働きをするものであり、従
つて、メツキ生成膜としては、銅に限定されるも
のではなく、他の金属でも同様の効果を呈するこ
とが可能である。
また、実施例においては、金属生成膜すなわち
銅メツキ生成膜のエツチングに用いるエツチング
液としては、希硝酸を用いたが、必ずしもこれに
限定されるものではない。この時は、第2電極お
よび第1電極をエツチングしないものかあるいは
これらに対するエツチング速度が極めて小さいエ
ツチング液を選ぶことが大切である。
更に、電解メツキ工程においては、光電変換膜
を絶縁性に保つことすなわち、暗所で行なうこと
が重要である。
〔発明の効果〕
以上、説明してきたように、本発明の方法によ
れば、光電変換膜の形成後に、暗中で電解メツキ
を行うことにより、絶縁性の光電変換膜中のピン
ホール部に、該光電変換膜面よりも突出するよう
に金属を析出させ、更に、この上に第2電極を形
成した後、エツチングにより、該金属をエツチン
グ除去することにより、このピンホール上の第2
電極も除去し、ピンホール上には第2電極が存在
しない状態にし、第2電極と第1電極とのシヨー
トを防ぎ、信頼性の高い光電変換素子を提供する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、サンドイツチ型光電変換素子の等価
回路を示す図、第2図は、理想的な光電変換素子
の電流−電圧特性曲線を示す図、第3図は、光電
変換層において、第1電極と第2電極とが重なり
合う部分にピンホールが発生した場合の光電変換
素子の電流−電圧特性曲線を示す図、第4図乃至
第8図は、本発明実施例の光電変換素子の製造工
程を示す図、第9図は、本発明実施例の光電変換
素子の製造工程で用いられる電解メツキ処理装置
を示す図である。 1……ガラス基板、2……クロム電極、3……
アモルフアス水素化シリコン層、4……銅メツキ
生成膜、5……酸化インジウム錫膜、31……電
解液槽、32……陽極、33……陰極、I1,I3
…光照射時のI−V特性曲線、I2,I4……暗時の
I−V特性曲線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光電変換薄膜を第1及び第2の電極によつて
    挟んだサンドイツチ構造の薄膜光電変換素子の製
    造方法において、 基板上に第1の電極を形成する第1の電極形成
    工程と、 この上層に光導電性の光電変換薄膜を形成する
    光電変換薄膜形成工程と、 電解メツキ法により、前記光電変換薄膜のピン
    ホールに起因する前記第1の電極の露呈部に前記
    光電変換薄膜面から突出するように金属生成膜を
    析出せしめる電解メツキ工程と、 この上層に第2の電極を形成する第2の電極形
    成工程と、 前記金属生成膜をエツチング除去することによ
    り、この金属生成膜上の部分の第2の電極をエツ
    チング除去するエツチング工程とを含むことを特
    徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
JP58193633A 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法 Granted JPS6085577A (ja)

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JPH0673988B2 (ja) * 1984-08-14 1994-09-21 株式会社リコー 多色感熱記録方法
US4774193A (en) * 1986-03-11 1988-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for avoiding shorts in the manufacture of layered electrical components
JPH02223924A (ja) * 1989-02-27 1990-09-06 Hitachi Ltd 表示パネルの製造方法
JP2686022B2 (ja) * 1992-07-01 1997-12-08 キヤノン株式会社 光起電力素子の製造方法

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