JPH027576A - 薄膜型光電変換素子の製造方法 - Google Patents

薄膜型光電変換素子の製造方法

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JPH027576A
JPH027576A JP63158463A JP15846388A JPH027576A JP H027576 A JPH027576 A JP H027576A JP 63158463 A JP63158463 A JP 63158463A JP 15846388 A JP15846388 A JP 15846388A JP H027576 A JPH027576 A JP H027576A
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JP
Japan
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film
electrode
transparent
transparent protective
protective film
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Pending
Application number
JP63158463A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Sakai
淳 阪井
Shigeaki Tomonari
友成 惠昭
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH027576A publication Critical patent/JPH027576A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、薄膜ペリ光電変換素子の製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術] 最近、アモルファスシリコンを太陽布地以外にも薄膜型
光センサやフォトカプラに用いられる受光素子に応用す
ることが試みられている。特に超小型受光素子として応
用する場合、微細加工と光電変換素子の高効率化がキー
ポイントとなる。
微細加工はフォトリソグラフィ技術とウェットエツチン
グあるいはドライエツチング技術を用いて実現できる。
高効率化技術として、光入射側に凹凸構造を設けて光路
長を長くすることにより、変換効率を高めるいわゆるテ
クスチュア技術が開発されている。
従来のテクスチュア技術は、シリコン基板、金属基板等
の不透明な絶縁基板を用いるときは、基板そのものに凹
凸構造を設けることが行われている。具体的にはシリコ
ン基板の場合、(100)面表面にアルカリ性溶液を用
いて選択エツチングを行ない凹凸構造を設ける方法や、
Affi基板を電解エツチングにより粗らす方法が開発
されている。そして、このような凹凸基板の上に金属電
極、光電変換層、透明電極、透明保護膜を形成すると、
光入射側の最上面が凹凸構造になる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の如き方法により凹凸構造を設けた
場合、凹凸の大きさによっては、金属電極の膜厚にばら
つきが生じて、抵抗が増加したりピンホールの発生が増
加したりするといった問題点がある。また、凹凸を付け
るために、それだけで一つのプロセスを要し、全体とし
て非常に複雑な工程となる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その目的とするところは、工程数を増やすことなく、
最上層の透明保護膜にのみ凹凸構造を形成することがで
きる薄膜型光電変換素子の製造方法を提供するにある。
[発明の開示] 本発明は、不透明絶縁基板上に金属電極、光電変換層、
透明電極、透明保護膜、及び配線用Afi電極をフォト
リソグラフィ及びエツチングによって順次形成する薄膜
型光電変換素子の製造方法に関するものであり、透明保
護膜の形成までは従来と同様の方法で行なう、具体的に
は、第1図に示すように、Al、Cr等の金属電極1の
形成、pin構造構造7フルフアスSi重変換層2の形
成、ITO(インジウム・スズ酸化物)よりなる透明電
極3の形成、信頼性向上のためのS i 02あるいは
Si3N*等からなる透明保護膜4の形成を順次行ない
、その後、透明保護膜4にコシタクトホールを開け、こ
の上に下記のプロセスでAn重電極を形成する。
次に、上記透明保護膜4上にA/膜を形成するのである
が、その形成は抵抗加熱蒸着またはEB蒸着を用いて行
なう。これらの方法で蒸着すると、2〜lOμmの結晶
粒が形成されるのが確認された。このようにして形成し
たAl膜5°上にフォトリソグラフィによってレジスト
6のパターニングを行ない、A1膜5°をエツチングす
る。なお、本発明ではAl膜のエツチングにイオンビー
ムエツチング装置を用いた。このようにしてA j! 
IIW5゛をエツチングすると、/l膜5′が除去され
た後の下地の透明保護膜4に凹凸構造が生じる(第2図
参照)。
イオンビームエツチングとは、アルゴンなどの不活性ガ
スをイオン化し、電圧300■〜5KV程度で加速し、
材料表面を衝撃して材料表面分子をはじき飛ばすスパッ
タリング現象を利用したエツチング方法である。このイ
オンビームエツチングを用いてA1膜をエツチングして
いく過程を第2図(a)〜(C)に示す。
まず、イオンビームBを試料に対して垂直に入射させる
。Al膜5′は結晶粒が成長しているため、粒界の部分
は薄くなっており、薄い部分から先にA7膜が除去され
、ビームBが透明保護膜4上に到達する。そしてAIl
膜5″が全面エツチングされたときには、1〜3μmの
凹凸が透明保護膜4に形成される。その拡大図を第3図
に示す。
以上のようにして、透明保護膜4に凹凸構造を形成する
と、入射光が斜めに光重変換)−2に入っていくので光
路長が延びる。つまり、光電変換効率が向上する。
(実施例) 絶縁基板として表面に5i02膜が形成されたシリコン
基板を用いる。集積型光電変換素子のパターン形状は、
第4図に示すように0.610のセルを10個直列に接
続したものである。
まずスパッタリング装置によって、前記絶縁基板上にC
r腰を2000人形成する。そして、フォトリソグラフ
ィ・エツチング工程により所定の形状に加工して金属電
極1とする。次にプラズマCVD装置によりアモルファ
スSi膜をp、t、nのi府にそれぞれ300人、 6
000人、100人積屓して光電変換1fi 2を形成
する。このときドーピング量は、p層(82H6/S 
i H4)  1%、  nJii (PH3/SiH
*)1%である。そして、Cr電極1と同様にパターニ
ングを行なう。次に、EB蒸着装置により、ITOを9
00人形成してパターニングを行ない透明電極3を構成
する。そして、プラズマCVD装置により、透明保護膜
4としての5t02膜を5000人形成してこれにコン
タクトホールを開ける。ここまでのエツチング工程は、
すべて酸系のエッチャントを用いてエツチング可能であ
る。
次に、抵抗加熱方式真空蒸着装置によりAI!膜5°を
5000人形成する。Al膜5°のエツチングはりん酸
等によるウェフトエツチングによっても可能であるが、
その場合、前記5iO211f4は全く影響を受けず、
高効率化は望めない。
本実施例では、コモンウェルス社製イオンビームエツチ
ング装置を用いてA 7!股5 ’ のエツチングを行
なった。エツチング条件は、加速器500V、100m
Aで30分エツチングを行なった。
その結果、下地の5i02膜4上には全面にわたって、
1〜3μmのクレータ−状の穴が生成された。比較例と
して、ウェットエツチングにより完全に平坦な5iO2
1Qを持つ素子を作製して両者の特性を比較した。光源
は100100Oの赤色LED2個を対向させた。実施
例及び比較例の特性を下表に示す。
[発明の効果] 本発明は上記のように、不透明絶縁基板上に金属電極、
光電変換層、透明電極、透明保護膜及び配線用Al電極
をフォトリソグラフィによって形成する薄膜型光電変換
素子の製造において、前記透明保護膜上にAl膜を形成
し、しかる後、前記AA電極を形成するレジストを介し
て前記Al膜をイオンビームエツチングすることにより
、前記透明保護膜に凹凸構造を形成したことを特徴とす
るので、工程数を増やすことなく、最上層の透明保護膜
上リコン凸構造を形成することができる。
従って、従来のテクスチュア技術による光電変換素子よ
り製造コストの低減が図れると共に、高効率の薄膜型光
電変換素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は薄膜型光電変換素子の断面図、第2図は本発明
に係るイオンビームエツチングのプロセスを示す図、第
3図は本発明に係る透明保護膜の拡大断面図、第4図は
本発明により製造された集積型光電変換素子の概略平面
図である。 1・・・金属電極、2・・・光電変換層、3・・・透明
電極4・・・透明保護膜、5・・・Al電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不透明絶縁基板上に金属電極、光電変換層、透明
    電極、透明保護膜及び配線用Al電極をフォトリソグラ
    フィによって形成する薄膜型光電変換素子の製造におい
    て、前記透明保護膜上にAl膜を形成し、しかる後、前
    記Al電極を形成するレジストを介して前記Al膜をイ
    オンビームエッチングすることにより、前記透明保護膜
    に凹凸構造を形成したことを特徴とする薄膜型光電変換
    素子の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006229098A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 New Japan Radio Co Ltd 光半導体装置およびその製造方法
JP2013065912A (ja) * 2009-02-24 2013-04-11 Hamamatsu Photonics Kk フォトダイオードの製造方法及びフォトダイオード
JP2013065911A (ja) * 2009-02-24 2013-04-11 Hamamatsu Photonics Kk フォトダイオードアレイ
US8916945B2 (en) 2009-02-24 2014-12-23 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-detecting element
US8994135B2 (en) 2009-02-24 2015-03-31 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode and photodiode array
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US9419159B2 (en) 2009-02-24 2016-08-16 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-detecting element
US9614109B2 (en) 2009-02-24 2017-04-04 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode and photodiode array
US9972729B2 (en) 2009-02-24 2018-05-15 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode and photodiode array

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