JPH0449272B2 - - Google Patents

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JPH0449272B2
JPH0449272B2 JP58046387A JP4638783A JPH0449272B2 JP H0449272 B2 JPH0449272 B2 JP H0449272B2 JP 58046387 A JP58046387 A JP 58046387A JP 4638783 A JP4638783 A JP 4638783A JP H0449272 B2 JPH0449272 B2 JP H0449272B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は光エネルギを直接電気エネルギに変換
する光起電力装置の製造方法に関する。
(ロ) 従来技術 この種光起電力装置に於いて、その光感応層に
非晶質シリコンの如き非晶質半導体を半導体膜と
して用いたものは既に知られている。
第1図は、上記非晶質半導体膜を用いた従来の
光起電力装置を示し、1はガラス・耐熱プラスチ
ツク等の絶縁性且つ透光性を有する基板、2a,
2b,2c…は基板1上に一定間隔で被着された
透明導電膜、3a,3b,3c…は各透明導電膜
上に重畳被着された非晶質半導体膜、4a,4
b,4c…は各非晶質半導体膜上に重畳被着さ
れ、かつ各右隣りの透明導電膜2b,2c…に部
分的に重畳せる裏面電極膜である。
各非晶質半導体膜3a,3b,3c…は、その
内部に例えば膜面に平行なPIN接合を含み、従つ
て透明基板1及び透明導電膜2a,2b,2c…
を順次介して光入射があると、光起電力を発生す
る。各非晶質半導体膜3a,3b,3c…内で発
生した光起電力は裏面電極膜4a,4b,4cで
の接続により直列的に相加される。
この様な装置において、光利用効率を左右する
一つの要因は、装置全体の受光面積(即ち、基板
面積)に対し、実際に発電に寄与する非晶質半導
体膜3a,3b,3cの総面積の占める割合いで
ある。然るに、各非晶質半導体膜3a,3b,3
c…の隣接間に必然的に存在する非晶質半導体の
ない領域(図中符号NONで示す領域)は上記面
積割合いを低下させる。
従つて光利用効率を向上するには、まず透明導
電膜2a,2b,2c…の隣接間隔を小さくし、
そして非晶質半導体膜3a,3b,3c…の隣接
間隔を小さくせねばならない。
この様な間隔縮少は各膜の加工精度で決まり、
従つて、従来は細密加工性に優れている写真蝕刻
技術が用いられている。この技術による場合、基
板1上全面への透明導電膜の被着工程と、フオト
レジスト及びエツチングによる各個別の透明導電
膜2a,2b,2c…の分離、即ち、各透明導電
膜2a,2b,2c…の隣接間隔部分の除去工程
と、これら各透明導電膜上を含む基板1上全面へ
の非晶質半導体膜の被着工程と、フオトレジスト
及びエツチングによる各個別の非晶質半導体膜3
a,3b,3c…の分離、即ち、各非晶質半導体
膜3a,3b,3cの隣接間隔部分の除去工程と
を順次経ることになる。
しかし乍ら、写真蝕刻技術は細密加工の上で優
れてはいるが、蝕刻パターンを規定するフオトレ
ジストのビンホールや周縁での剥れにより非晶質
半導体膜に欠陥を生じさせやすい。
特開昭57−12568号公報に開示された先行技術
は、レーザビームの照射による膜の焼き切りで上
記隣接間隔を設けるものであり、写真蝕刻技術で
必要なフオトレジストを一切使わず細密加工性に
富むその技法は上記の課題を解決する上で極めて
有効である。
レーザ使用の際に留意すべきことは、焼き切ら
んとする膜部分の下に他の膜が存在しておれば、
それに損傷を与えないことである。さもなけれ
ば、目的の膜部分を焼き切つた上、必要としない
下の膜まで焼き切つてしまう。上記先行技術は、
この要求を満すために、レーザ出力やパルス周波
数を各膜に対して選択することを提案している。
しかし乍ら、レーザ出力やパルス周波数の安定
化を図ることは困難であり、従つてこの種の装置
に於ける各膜の厚みが通常1μm以下であり、また
非晶質半導体膜3a,3b,3c…が半導体接合
を2重、3重に積層せしめた所謂タンデム構造を
なしても数μm止まりと非常に薄いことを考慮す
ると、レーザ出力あるいはパルス周波数の選択に
より他の膜の損傷を防止する方法は最善のもので
はない。
(ハ) 発明の目的 本発明は斯る点に鑑みて為されたものであつ
て、その目的は、焼き切らんとする膜部分の下に
存在する他の膜への損傷問題を解決し、光利用効
率を向上せしめる上で有益なレーザビームの如き
エネルギビームの使用を可能ならしせることにあ
る。
(ニ) 発明の構成 本発明光起電力装置の製造方法は、絶縁表面に
離間配置された複数の第1電極膜全面に跨がる1
枚の半導体膜及び第2電極膜を積層被着した後、
上記第2電極膜をエネルギビームの照射により除
去し複数の光電変換領域毎に分割すると共に、上
記第2電極膜の分割により露出した半導体膜を該
第2電極膜をマスクとしてプラズマエツチングし
て上記半導体膜によつて覆われていた第1電極膜
の一部を露出せしめ、更に、該露出した第1電極
膜を含めて複数の第2電極膜に跨る接続電極膜を
被着した後、該接続電極膜をエネルギービームの
照射により複数の光電変換領域毎に分割して、上
記露出した第1電極膜と隣接せる光電変換領域の
第2電極膜とを電気的に接続する、構成にある。
(ホ) 実施例 第2図乃至第8図は本発明実施例方法を工程順
に示している。第2図の工程では、厚さ1mm〜3
mmの透明なガラス基板10上全面に、厚さ2000Å
〜5000Åの酸化錫からなる第1電極膜としての透
明導電膜11が被着される。
第3図の工程では、隣接間隔部11′がレーザ
ビームの照射により除去されて、個別の各透明導
電膜11a,11b,11c…が分離形成され
る。使用されるレーザは波長約1.06μmのYAGレ
ーザが適当であり、隣接間隔部11′の幅(L1
は約100μmに設定される。
第4図の工程では、各透明導電膜11a,11
b,11c…の表面を含んで基板10上全面に連
続的に連なつた1枚の厚さ5000Å〜7000Åの非晶
質シリコン膜12が周知のシラン雰囲気中でのグ
ロー放電により被着される。斯るシリコン膜12
はその内部に膜面と平行なPIN接合を含み、従つ
てより具体的には、先ずP型の非晶質シリコン膜
が被着され、次いでI型(ノンドープ)及びN型
の非晶質シリコン膜が順次積層被着される。更に
非晶質シリコン膜12を分割することなく厚さ
2000Å〜1μmの連続した1枚のアルミニウムから
なる第2電極膜としての裏面電極膜13を上記シ
リコン膜12上に積層する。
第5図の工程では、隣接間隔部13′がレーザ
ビームの照射により除去されて、個別の各裏面電
極膜13a,13b,13c…が形成される。使
用されるレーザは波長約1.06μmのYAGレーザが
適当であり、隣接間隔部13′の幅(L2)は約
100μmに設定される。
第6図の工程では、レーザビームの照射により
個別に分割された各裏面電極膜13a,13b,
13c…をマスクとして、露出せる非晶質シリコ
ン膜12がプラズマエツチングにより除去され、
上記マスクとして作用した各裏面電極膜13a,
13b,13c…と同一形状に分割される。上記
非晶質シリコン膜12のプラズマエツチングは誘
導結合型装置を用いて常温、高周波電源13.56M
Hz、弗化炭素(CF4)96%、酸素(O2)4%のエ
ツチング条件により施される。
ここで、非晶質シリコン膜12のエツチングが
レーザビームの照射により個別に分割された各裏
面電極膜13a,13b,13c…をマスクとし
て施されていることを注目すべきである。即ち、
裏面電極膜13を細密加工性に富むレーザビーム
の照射により除去せしめる際、第5図に示す如く
一時的に非晶質シリコン膜部分12′をレーザビ
ームが直撃するに至つたとしても、当該非晶質シ
リコン膜部分12′は次工程のプラズマエツチン
グにより除去される部分であり、レーザビームの
直撃により除去されても何ら問題となり得ない。
第7図及び第8図の工程では、レーザビームの
照射及びプラズマエツチングにより個別に分割さ
れた透明導電膜11a,11b,11c…、非晶
質シリコン膜12a,12b,12c…及び裏面
電極膜13a,13b,13c…の積層体から構
成される光電変換領域14a,14b,14c…
を電気的に直列接続すべく、隣接間隔部12″に
於いて露出せる透明導電膜11b,11cを含め
て裏面電極膜13a,13b,13c…全面に跨
つて厚み1000Å〜5000Å程度のチタンからなる接
続電極膜16を被着し、次いで該接続電極膜16
をレーザビームの照射により上記隣接間隔部1
2″にまで被着された接続電極膜16の幅方向の
一部をその長手方向に亘つて除去する。使用され
るレーザビームは裏面電極膜13のそれと同一で
あり、隣接間隔部16′の幅方向に於いて除去さ
れた部分の幅(L3)は約20μmに設定される。即
ち、右隣りの透明導電膜11b,11c…と、左
隣りから延出して来た接続電極膜16a,16b
…との接続幅(L4)は約80μmに設定される。
斯る接続電極膜16のレーザビーム除去時、隣
接間隔部12″に露出した透明導電膜部分11″は
一時的に上記レーザビームが照射されその部分の
表面の除去も含め損傷を与えるものの、既に透明
導電膜11b,11c…と接続電極膜16a,6
b…との結合は終了しているために、上記結合面
は損傷を受けておらず、しかも上記損傷はその部
分の厚み方向全てに与えられるものでない以上実
質的に問題とならない。
尚、上記接続電極膜16a,16b,16c…
は好ましくは実施例の如く、チタンから構成する
と共に、アルミニウムからなる裏面電極膜13
a,13b,13c…の全面を覆わしめることに
より、上記アルミニウムの湿気による腐蝕を防止
せしめることができるが、上記接続電極膜16
a,16b,16c…本来の目的からすれば裏面
電極膜13a,13b,13c…全面を覆わしめ
る必要はない。
(ヘ) 発明の効果 本発明は以上の説明から明らかな如く、エネル
ギビームの照射により複数の光電変換領域毎に分
割された第2電極膜をマスクとして露出した半導
体膜をプラズマエツチングし第1電極膜の一部を
露出せしめ、更に、該露出した第1電極膜を含め
て複数の第2電極膜に跨る接続電極膜を被着した
後、該接続電極膜をエネルギービームの照射によ
り複数の光電変換領域毎に分割して、上記露出し
た第1電極膜と第2電極膜とを電気的に接続する
ので、半導体膜をフオトレジストを使用すること
なくパターニングすることができ、しかも他の膜
への損傷問題を解決して製造工程にエネルギービ
ームの使用が可能となり光利用効率を向上せしめ
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光起電力装置を示す断面図、第
2図乃至第8図は本発明実施例方法を工程別に示
す断面図、である。 10…基板、11,11a,11b,11c…
透明導電膜、12,12a,12b,12c…非
晶質シリコン膜、13,13a,13b,13c
…裏面電極膜、14a,14b,14c…光電変
換領域、16,16a,16b,16c…接続電
極膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 絶縁表面を有する基板の該表面に、上記基板
    側から積層された第1電極膜、半導体膜及び第2
    電極膜を少くとも含む複数の光電変換領域を離間
    配置せしめた光起電力装置の製造方法であつて、
    上記絶縁表面に離間配置された複数の第1電極膜
    全面に跨がる半導体膜及び第2電極膜を積層被着
    した後、上記第2電極膜をエネルギービームの照
    射により除去し複数の光電変換領域毎に分割する
    と共に、上記第2電極膜の分割により露出した半
    導体膜を該第2電極膜をマスクとしてプラズマエ
    ツチングして上記半導体膜によつて覆われていた
    第1電極膜の一部を露出せしめ、更に、該露出し
    た第1電極膜を含めて複数の第2電極膜に跨る接
    続電極膜を被着した後、該接続電極膜をエネルギ
    ービームの照射により複数の光電変換領域毎に分
    割して、上記露出した第1電極膜と隣接する光電
    変換領域の第2電極膜とを電気的に接続すること
    を特徴とした光起電力装置の製造方法。
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