JPH0518275B2 - - Google Patents

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JPH0518275B2
JPH0518275B2 JP58231010A JP23101083A JPH0518275B2 JP H0518275 B2 JPH0518275 B2 JP H0518275B2 JP 58231010 A JP58231010 A JP 58231010A JP 23101083 A JP23101083 A JP 23101083A JP H0518275 B2 JPH0518275 B2 JP H0518275B2
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Japan
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electrode
semiconductor
film
insulating film
substrate
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Shunpei Yamazaki
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は非単結晶半導体を用いたレーザ加工
法による光電変換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photoelectric conversion device using a laser processing method using a non-single crystal semiconductor.

この発明は基板上の非単結晶半導体上に導電性
酸化物とその膜上にAl、Ag、Cu、Mg、Tiまた
はCrを主成分とする金属導電膜よりなる第2の
導電膜と、さらにその膜上に絶縁膜との積層膜を
形成せしめ、この積層膜にレーザ光を照射して、
半導体を損傷させることなくまたは1000Å以下の
深さにしか損傷または酸化、絶縁化させることな
く選択的に積層膜を除去して第2の導電膜と絶縁
膜とに概略同一形状の開溝を形成する(以下レー
ザ・スクライブ即ちLSという)ことを目的とす
る。
This invention further includes a second conductive film made of a conductive oxide on a non-single crystal semiconductor on a substrate and a metal conductive film containing Al, Ag, Cu, Mg, Ti or Cr as a main component on the conductive oxide, and A laminated film with an insulating film is formed on the film, and this laminated film is irradiated with laser light.
Forming grooves with approximately the same shape in the second conductive film and the insulating film by selectively removing the laminated film without damaging the semiconductor or without damaging, oxidizing, or insulating the semiconductor to a depth of 1000 Å or less (hereinafter referred to as laser scribing or LS).

この発明は、PNまたはPIN接合を少なくとも
1つ有するアモルフアス半導体を含む非単結晶半
導体を当校性絶縁基板上に設けた光電変換素子
(単に素子ともいう)を複数個電気的に直列接続
し、高い電圧を発生させる光電変換装置における
第2の電極の構造に関する。
This invention electrically connects in series a plurality of photoelectric conversion elements (also simply referred to as elements) in which non-single-crystal semiconductors including amorphous semiconductors having at least one PN or PIN junction are provided on an insulating substrate. The present invention relates to the structure of a second electrode in a photoelectric conversion device that generates voltage.

本発明の装置における素子の配置、大きさ、形
状は設計仕様によつて決められる。しかし、本発
明の内容を簡単にするため、以下の詳細な説明に
おいては、第1の素子の下側(基板側)の第1の
電極と、その右隣りに配置した第2の素子の第2
の電極(半導体上即ち基板から離れた側)とを電
気的に直列接続させた場合を基として記す。
The arrangement, size, and shape of elements in the device of the present invention are determined by design specifications. However, in order to simplify the content of the present invention, in the following detailed description, the first electrode on the lower side (substrate side) of the first element and the second electrode on the right side of the first electrode will be described. 2
This description is based on the case where the electrodes (on the semiconductor, that is, on the side away from the substrate) are electrically connected in series.

かかる構成において、第1の素子および第2の
素子の第2の電極を互いに分離するための第3の
開溝は、NまたはP型の非単結晶半導体層に密接
して酸化インジユームまたは酸化スズを主成分と
する導電膜(以下COという)を設け、該導電膜
上に導電性金属とさらに絶縁膜とを積層させた積
層膜を形成せしめたことを特徴とする。
In such a configuration, the third groove for separating the second electrodes of the first element and the second element from each other is formed of indium oxide or tin oxide in close contact with the N or P type non-single crystal semiconductor layer. The present invention is characterized in that a conductive film (hereinafter referred to as CO) containing CO as a main component is provided, and a laminated film is formed by laminating a conductive metal and an insulating film on the conductive film.

また、本発明は該工程の後、有機樹脂モールド
材を電極部(パツド領域)を除いた全領域の上面
に形成し、かつ該有機樹脂モールド材をマスクと
してパツド領域の絶縁膜を除去することで、耐湿
性の向上を図るとともに、絶縁膜を有機樹脂モー
ルド材下にのみ存在させて、レーザスクライブの
為の絶縁膜を形成しつつも電極(パツド)と外部
との良好な接続を可能としたものである。
Further, the present invention provides that after this step, an organic resin molding material is formed on the upper surface of the entire area except the electrode part (pad area), and the insulating film in the pad area is removed using the organic resin molding material as a mask. In addition to improving moisture resistance, the insulating film exists only under the organic resin molding material, making it possible to form an insulating film for laser scribing while still allowing good connection between the electrode (pad) and the outside. This is what I did.

本発明は、半導体上に設けられた第2の電極用
導電膜をレーザ光を用いてスクライブせしめ、互
いに電極に分離形成せしめるものである。その
際、1800℃もの高温レーザ光の照射に対し、その
下側の半導体特に水素化アモルフアス半導体を多
結晶化され、導電性になつてしまうことを防ぐた
め、CO上に単層または多層の導電性金属とこの
金属上に絶縁膜を積層して、かかるLSにより第
3の開溝下の半導体と化合物を作つたり、またこ
の半導体のレーザアニールによる多結晶化を防い
だものである。
According to the present invention, a second electrode conductive film provided on a semiconductor is scribed using a laser beam to form separate electrodes from each other. At that time, in order to prevent the underlying semiconductor, especially the hydrogenated amorphous semiconductor, from becoming polycrystallized and becoming conductive when exposed to high-temperature laser light irradiation of 1800°C, a single or multilayer conductive layer is placed on the CO. In this method, an insulating film is laminated on a conductive metal and an insulating film on this metal, and the LS is used to form a compound with the semiconductor under the third trench, and to prevent polycrystallization of this semiconductor due to laser annealing.

加えてこの導電性金属として、Al、Ag、Cu、
Mg、Ti、Crを用い、この裏面電極(第2の電
極)のシート抵抗を0.5Ω/□以下としたことを
特徴としている。
In addition, these conductive metals include Al, Ag, Cu,
It is characterized by using Mg, Ti, and Cr, and the sheet resistance of this back electrode (second electrode) is 0.5Ω/□ or less.

本発明では光電変換装置としての裏面電極が、
この裏面において入射光を反射させることが変換
効率の向上に有効であつた。
In the present invention, the back electrode as a photoelectric conversion device is
Reflecting the incident light on this back surface was effective in improving the conversion efficiency.

このためCOに密接して反射率の高い1000〜
2000Åの厚さのアルミニユームとした2層構造ま
たは0〜50Åの厚さのチタンとその上面に100〜
500Åの厚さの銀と、さらにその上面に500〜5000
Åの厚さのアルミニユームとを積層させ4層構造
としたものである。
For this reason, it is close to CO and has a high reflectance of 1000 ~
Two-layer structure made of aluminum with a thickness of 2000 Å or titanium with a thickness of 0 to 50 Å and a layer of 100 to 100 Å on the top surface.
500 Å thick silver and further 500 to 5000 on its top surface
It has a four-layer structure by laminating aluminum with a thickness of 1.5 Å.

かかる2層または4層構造は裏面での光の反射
を大きくし、変換効率の向上に役立たせることが
できる。さらに電気伝導度をシート抵抗を
0.5Ω/□以下として向上させるとともに、金属
自体が柔らかいため半導体に歪ストレスを与える
ことがないという特長を有する。しかしもつとも
重要なマスクレスのレーザ加工の実施に関して
は、このCOおよび導電性金属のみの積層膜では
この導電膜のみまたはこの導電膜とその下の半導
体のみを選択的に除去して開溝を形成することが
きわめて微妙であり、工業的には不十分であつ
た。本発明はこれらの特長を考えつつ、マスクレ
スのレーザ加工を加工に量産性のマージンを有し
て実効するため、この導体上に絶縁物を形成した
積層体とし、LSの際のレーザ照射光の熱を外部
に放散することを防いだものである。即ちこの導
電膜上に絶縁膜例えば窒化珪素、炭化珪素、酸化
珪素(SiO、SiO2)を300〜5000Åの厚さに形成
した。特にレーザ光に対し昇華性を有すSiOがそ
の下側に形成されるCO、金属と同じ電子ビーム
蒸着法で作製し得るため好ましかつた。
Such a two-layer or four-layer structure can increase the reflection of light on the back surface and can be useful for improving conversion efficiency. Furthermore, the electrical conductivity and sheet resistance are
In addition to improving the resistance to 0.5Ω/□ or less, the metal itself is soft, so it has the advantage of not applying strain stress to the semiconductor. However, when it comes to maskless laser processing, which is extremely important, in the case of a laminated film made only of CO and conductive metal, an open groove is formed by selectively removing only the conductive film or only the conductive film and the semiconductor below it. It was extremely difficult to do so, and it was not suitable for industrial use. Taking these features into consideration, the present invention creates a laminate in which an insulator is formed on this conductor in order to implement maskless laser processing with a margin for mass production. This prevents the heat from dissipating to the outside. That is, an insulating film such as silicon nitride, silicon carbide, or silicon oxide (SiO, SiO 2 ) was formed on this conductive film to a thickness of 300 to 5000 Å. In particular, SiO, which has a sublimation property with respect to laser light, is preferable because it can be produced by the same electron beam evaporation method as the CO and metal formed below.

本発明は導電性金属としてさらにそのLSの操
作スピードを向上させるため、導電膜金属をAl
+CrまたはTi+Ag+Al+Crとしてクロムを100
〜3000Å好ましくは300〜1000Åの厚さに導電性
金属と絶縁膜との間に介在させ、レーザ光の反射
を少なくさせ効率よく導体を昇温させた。
The present invention uses conductive film metal such as Al to further improve the operation speed of LS as a conductive metal.
Chromium 100 as +Cr or Ti+Ag+Al+Cr
It is interposed between the conductive metal and the insulating film to a thickness of ~3000 Å, preferably 300 to 1000 Å, to reduce reflection of laser light and efficiently raise the temperature of the conductor.

COは半導体と導電性金属との長期間使用での
反応による劣化を防ぎ、入射光の反射を助長しつ
つかつ昇華性を有する。しかしCOは透光性のた
めレーザ光の吸収が小さい。またAl等の導電性
金属は電気伝導度が大きく、シート抵抗として
0.5Ω/□以下をつくることができた。また基板
側からの入射光の反射に優れている。しかし昇華
性ではなく、レーザ光の吸収エネルギの平面方向
外方向への熱伝導度が大きくLS部での昇温を妨
げやすい。
CO prevents deterioration due to reactions between semiconductors and conductive metals during long-term use, promotes reflection of incident light, and has sublimation properties. However, because CO is transparent, it absorbs only a small amount of laser light. Also, conductive metals such as Al have high electrical conductivity, and the sheet resistance
We were able to create a resistance of 0.5Ω/□ or less. It also has excellent reflection of incident light from the substrate side. However, it is not sublimable, and the thermal conductivity of the absorbed energy of the laser beam in the outward direction of the plane is large, which tends to hinder the temperature rise in the LS section.

加えて照射レーザ光の反射率が大きい。 In addition, the reflectance of the irradiated laser beam is high.

SiO等の絶縁膜は照射されるレーザ光の反射防
止膜であり、導電膜の昇温のための熱エネルギを
外部(外方向)に放散してしまうことを防ぐこと
ができる。さらにクロムをサンドウイツチする
と、反射率がAl、Agよりはるかに小さくレーザ
光の熱エネルギの効率よい吸収を絶縁膜と相まつ
て実施することができる。
An insulating film such as SiO is an anti-reflection film for the irradiated laser beam, and can prevent thermal energy for raising the temperature of the conductive film from being dissipated to the outside (outward direction). Furthermore, when sandwiching chromium, the reflectance is much lower than that of Al and Ag, and together with the insulating film, it is possible to efficiently absorb the thermal energy of the laser beam.

以上のことにより本発明の光電変換装置の裏面
電極としてCO−導電性金属−絶縁物の構造はそ
れぞれの機能を有するためにきわめて有効な積層
膜構造である。
As described above, the structure of CO-conductive metal-insulator as the back electrode of the photoelectric conversion device of the present invention is an extremely effective laminated film structure since it has the respective functions.

このためこれらの各膜を組合せることにより、
LSのレーザ光の照射された開溝部下の非単結晶
半導体を熱により多結晶化させることなく、変換
効率を向上させつつこの開溝部のCOとその上の
金属を選択的に除去して複数の電極をマスクを用
いることなく作製することができた。
Therefore, by combining these films,
The non-single crystal semiconductor under the groove irradiated with the LS laser light is not polycrystallized by heat, and the conversion efficiency is improved while selectively removing CO in the groove and the metal above it. Multiple electrodes could be fabricated without using a mask.

また、有機樹脂モールド材をパツド領域を除い
た全領域の上面に形成することで耐湿性を向上で
き、加えて該有機樹脂モールド材をマスクとして
パツド領域の絶縁膜を除去することでパツドと外
部との良好な接続をすることができた。
In addition, moisture resistance can be improved by forming an organic resin molding material on the top surface of the entire area except the pad area.In addition, by removing the insulating film in the pad area using the organic resin molding material as a mask, the pad and external I was able to make a good connection with.

以下に図面に従つて本発明の詳細を示す。 The details of the invention are shown below with reference to the drawings.

第1図は本発明の製造工程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the present invention.

図面において絶縁表面を有する透光性基板1例
えばガラス板、有機樹脂または有機樹脂上に窒化
珪素膜がコーテイングされた可曲性基板(例えば
1.2mm、長さ〔図面では左右方向〕60cm、巾20cm〕
を用いた。さらにこの上面に全面にわたつて透光
性導電膜例えばITO(酸化インジユーム酸化スズ
混合物、即ち酸化スズを酸化インジユーム中に10
重量%添加した膜)(約1500Å)+SnO2(200〜500
Å)または弗素等のハロゲン元素が添加された酸
化スズを主成分とする透光性導電膜(1500〜
20000Å)を真空蒸着法、LPCVD法、プラズマ
CVD法またはスプレー法により形成させた。
In the drawings, a transparent substrate 1 having an insulating surface, such as a glass plate, an organic resin, or a flexible substrate coated with a silicon nitride film on an organic resin (for example,
1.2mm, length [left/right direction in the drawing] 60cm, width 20cm]
was used. Furthermore, a light-transmitting conductive film such as ITO (indium oxide/tin oxide mixture, i.e., tin oxide mixed with indium oxide at 10%
(approximately 1500 Å) + SnO 2 (200 to 500
Å) or a transparent conductive film whose main component is tin oxide doped with halogen elements such as fluorine (1500~
20000Å) by vacuum evaporation method, LPCVD method, plasma
It was formed by CVD method or spray method.

この後、YAGレーザ加工機(日本レーザ製
波長1.06μまたは0.58μ)または窒素レーザ加工機
(日本レーザ製 波長337nm)により出力0.3〜
3W(焦点距離45mm)を加え、スポツト径20〜
70μφ代表的には50μφをマイクロコンピユータに
より制御した。さらにこの照射レーザ光を走査さ
せて、スクライブラインである第1の開溝13を
形成させ、各素子間領域31,11に第1の電極
2を作製した。
After this, YAG laser processing machine (manufactured by Nippon Laser)
Output of 0.3~ by using a wavelength of 1.06μ or 0.58μ) or a nitrogen laser processing machine (manufactured by Nippon Laser, wavelength of 337nm)
Add 3W (focal length 45mm) and spot diameter 20~
70μφ, typically 50μφ, was controlled by a microcomputer. Furthermore, this irradiation laser beam was scanned to form a first groove 13 which is a scribe line, and a first electrode 2 was produced in each inter-element region 31, 11.

この第1のLSにより形成された第1の開溝1
3は、巾約50μ長さ20cm深さは第1のCTFの電極
それぞれを完全に切断して電気的に分離した。
The first open groove 1 formed by this first LS
In No. 3, each electrode of the first CTF was completely cut and electrically isolated by approximately 50 μm in width and 20 cm in length.

この後、この電極2、開溝13の上面にプラズ
マCVD法またはLPCVD法、光CVD法またはこ
れらを組み合わせた方法により光照射により光起
電力を発生する非単結晶半導体層3を0.2〜0.8μ
代表的には0.7μの厚さに形成させた。
Thereafter, a non-single crystal semiconductor layer 3 of 0.2 to 0.8 μm, which generates photovoltaic force by light irradiation, is formed on the upper surface of the electrode 2 and the groove 13 by plasma CVD, LPCVD, photoCVD, or a combination thereof.
Typically, it was formed to a thickness of 0.7μ.

その代表例はP型半導体(SixC1-x x=0.8約
100Å)−I型アモルフアスまたはセミアモルフア
スのシリコン半導体(約0.7μ)−N型の微結晶
(約500Å)を有する半導体珪素されにこの上に
SixC1-x x=0.9約50Åを積層させて一つのPIN
接合を有する非単結晶半導体、またはP型半導体
(SixC1-x)−I型、N型、P型Si半導体−I型
SixGe1-x半導体−N型Si半導体よりなる2つの
PIN接合と1つのPN接合を有するタンデム型の
PINPIN…PIN接合の半導体3である。
A typical example is a P-type semiconductor (SixC 1-x x=0.8 approx.
100 Å) - I-type amorphous or semi-amorphous silicon semiconductor (approximately 0.7 μ) - N-type microcrystalline (approximately 500 Å) silicon semiconductor;
SixC 1-x x=0.9 about 50Å is stacked to form one PIN
Non-single crystal semiconductor with junction or P-type semiconductor (SixC 1-x ) - I type, N type, P type Si semiconductor - I type
SixGe 1-x semiconductor - two types of N-type Si semiconductor
Tandem type with PIN junction and one PN junction
PINPIN...This is a semiconductor 3 of PIN junction.

かかる非単結晶半導体3を全面にわたつて均一
の膜厚または裏面で全反射をするように基板およ
び半導体裏面をテクスチヤー構造として形成させ
た。
The substrate and the back surface of the semiconductor were formed to have a textured structure so that the non-single crystal semiconductor 3 had a uniform thickness over the entire surface or total reflection occurred on the back surface.

さらに第1図Bに示されるごとく、第1の開溝
13の左方向側(第1の素子側)にわたつて第2
の開溝18を第2のLS工程により形成させた。
Furthermore, as shown in FIG.
The open groove 18 was formed by the second LS process.

この図面では第1および第2の開溝13,18
の中心間を100μずらしている。
In this drawing, the first and second open grooves 13, 18
The centers of the two are shifted by 100μ.

かくして第2の開溝18は第1の電極の側面
8,9を露出させた。さらに同様に0〜5μの巾
に第1の電極の上端部7もLSの操作スピードに
より作製することができた。
The second open groove 18 thus exposed the side surfaces 8, 9 of the first electrode. Furthermore, the upper end portion 7 of the first electrode with a width of 0 to 5 μm could also be fabricated by the operating speed of the LS.

第1図において、さらにこの上面に第1図Cに
示されるごとく、裏面の積層膜4および連結部
(コネクタ)30を形成し、さらに第3のLSでの
切断分離用の第3の開溝20を第2の導電膜とそ
の上の絶縁膜との概略同一形状にして作製して得
た。
In FIG. 1, as shown in FIG. 1C, a back laminated film 4 and a connector 30 are formed on this top surface, and a third groove for cutting and separation at the third LS is formed. No. 20 was manufactured by making the second conductive film and the insulating film thereon substantially the same shape.

この第2の電極4は本発明の特長である導電性
酸化膜(CO)45,45′をPまたはN型の半導
体上に密接させて形成させた。その厚さは100〜
3000Åの厚さに形成させた。
This second electrode 4 is formed by forming a conductive oxide film (CO) 45, 45', which is a feature of the present invention, in close contact with a P or N type semiconductor. Its thickness is 100 ~
It was formed to a thickness of 3000 Å.

このCOとして、ここではN型半導体層と密接
してITO(酸化インジユーム酸化スズを主成分と
する混合物)45,45′を形成した。このCOと
して酸化インジユームまたはP型半導体層に密接
して酸化スズを主成分として形成させることも可
能である。
As this CO, ITO (a mixture whose main components are indium oxide and tin oxide) 45, 45' was formed in close contact with the N-type semiconductor layer. As this CO, it is also possible to form tin oxide as a main component in close contact with indium oxide or a P-type semiconductor layer.

これらは電子ビーム蒸着法またはPCVD法を用
いて半導体層を劣化させないため、300℃以下の
温度で形成させた。
These were formed using electron beam evaporation or PCVD at a temperature of 300°C or lower to avoid deteriorating the semiconductor layer.

CO45上の金属46,46′として同様の電子
ビーム蒸着法により検討したものは以下の通りで
ある。
The following metals 46 and 46' on CO45 were investigated using a similar electron beam evaporation method.

Al、Ag、CuMg、Ti、Crを作製した。それら
は (1) Al(1000〜5000Å) (2) Al(1000〜5000Å)−Cr(100〜3000Å) (3) Ti(0〜50Å)−Ag(100〜1000Å)−Al(1000
〜5000Å) (4) Ti(0〜50Å)−Ag(100〜1000Å)−Al(1000
〜5000Å)−Cr(100〜3000Å) として積層させた。このAlの代わりに同様に反
射率の高いMgまたはAgを用いてもよい。また
0.7〜2μの長波長光の反射を促すため、CuをAlの
代わりに用いることは有効である。一般の太陽
光、蛍光灯光に対しては前記(1)(2)が低価格とする
ことができ実用的であつた。
Al, Ag, CuMg, Ti, and Cr were fabricated. They are (1) Al (1000 to 5000 Å), (2) Al (1000 to 5000 Å) - Cr (100 to 3000 Å), (3) Ti (0 to 50 Å) - Ag (100 to 1000 Å) - Al (1000 Å)
~5000Å) (4) Ti(0~50Å)−Ag(100~1000Å)−Al(1000Å)
~5000Å)-Cr(100~3000Å). Mg or Ag, which also has a high reflectance, may be used instead of Al. Also
It is effective to use Cu in place of Al in order to promote reflection of long wavelength light of 0.7 to 2μ. For general sunlight and fluorescent light, methods (1) and (2) above were practical because they could be made at low cost.

さらにこの上面に、本発明の特長である絶縁膜
47を酸化珪素(SiOまたはSiO2)、窒化珪素
(Si3N4)またはSi3N4-x(0<x<4)、炭化珪素
(SiC1-x(0<x<1))を電子ビーム蒸着法また
はプラズマ気相法により積層した。
Further, on this upper surface, an insulating film 47, which is a feature of the present invention, is formed using silicon oxide (SiO or SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or Si 3 N 4-x (0<x<4), silicon carbide ( SiC 1-x (0<x<1)) was deposited by electron beam evaporation or plasma vapor deposition.

かかる積層膜の構造とすることにより、本発明
のLSでは1000Å以下〔一般的には200Å以下)の
深さにしか損傷または酸化絶縁化34しないよう
にして、第1の素子領域31にわたつて形成させ
ることができた。
By adopting such a laminated film structure, in the LS of the present invention, damage or oxidation insulation 34 is caused only to a depth of 1000 Å or less (generally 200 Å or less), and the first element region 31 is covered. I was able to form it.

本発明のLSによる開溝で導電膜と絶縁膜とが
概略同一形状を有し得るわけとして以下のように
考えられる。即ち、昇華性のCOとその上面のア
ルミニユームまたはAl−Crと絶縁膜の多層膜と
することにより、レーザ光照射の際、このそれぞ
れの成分が相互作用してCOが昇華温度よりも高
くなり、この熱が十分導電膜内に蓄えられ、はじ
けるようにして気化、飛散される。その結果、こ
の気化により気化熱を奪うため、その下のアモル
フアスシリコンを含む非単結晶半導体を多結晶化
させたりまた除去したりすることがなく、レーザ
照射がされる対象電極として本発明の積層膜は理
想的であることが実験的に判明した。
The reason why the conductive film and the insulating film can have approximately the same shape in the groove formed by the LS of the present invention is considered as follows. In other words, by forming a multilayer film of sublimable CO, aluminum or Al-Cr on its upper surface, and an insulating film, each component interacts with the other during laser light irradiation, and the temperature of CO becomes higher than the sublimation temperature. This heat is sufficiently stored in the conductive film and is vaporized and scattered as if bursting. As a result, this vaporization removes vaporization heat, so that the non-single crystal semiconductor containing amorphous silicon underneath is not polycrystallized or removed, and the present invention is used as the target electrode for laser irradiation. It has been experimentally determined that laminated films are ideal.

この工程の結果、第1の素子の開放電圧が発生
する第2の電極39,38間の電気的分離の第3
の開溝20をレーザ光(20〜100μφ代表的には
50μφ)を形成させた。
As a result of this step, the third electrical separation between the second electrodes 39 and 38 where the open circuit voltage of the first element occurs
The open groove 20 is cut with a laser beam (typically 20 to 100μφ
50μΦ) was formed.

かくのごとく積層膜4を第3のLSのレーザ光
を上方より照射して切断分離して開溝20を形成
した場合を示している。
The case where the laminated film 4 is cut and separated by irradiating the third LS laser beam from above to form the open grooves 20 is shown.

かくして第1図Cに示されるごとく、複数の素
子31,11を連結部12で直接接続する光電変
換装置を作ることができた。
In this way, as shown in FIG. 1C, a photoelectric conversion device in which a plurality of elements 31, 11 are directly connected by the connecting portion 12 was able to be manufactured.

第1図Dはさらに本発明を光電変換装置として
完成させんとするものであり、即ちパツシベイシ
ヨン膜としてプラズマ気相法により窒化珪素膜2
1を500〜2000Åの厚さに均一に形成させ、湿気
等の吸着による各素子間のリーク電流の発生をさ
らに防いだ。
FIG. 1D shows the present invention being further completed as a photoelectric conversion device, that is, a silicon nitride film 2 is made by a plasma vapor phase method as a passivation film.
1 was uniformly formed to a thickness of 500 to 2000 Å to further prevent leakage current between each element due to adsorption of moisture, etc.

さらに外部引出し端子を周辺部5にて設けた。 Furthermore, an external lead-out terminal was provided at the peripheral portion 5.

これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンま
たはエポキシ等の有機樹脂22を充填した。
These were filled with an organic resin 22 such as polyimide, polyamide, Kapton or epoxy.

この後これら全体を希弗酸に浸漬し、パツド領
域5の絶縁膜を溶去した。
Thereafter, the entire structure was immersed in dilute hydrofluoric acid to dissolve away the insulating film in the pad region 5.

かくして照射光10により発生した光起電力は
コンタクト30の第1の素子の第1の電極より第
2の素子の第2の電極に流れ、直列接続をさせる
ことができた。
In this way, the photovoltaic force generated by the irradiation light 10 flows from the first electrode of the first element of the contact 30 to the second electrode of the second element, making it possible to establish a series connection.

その結果、この基板(60cm×20cm)において各
素子を巾14.35mm連結部の巾150μ、外部引出し電
極部の巾10mm、周辺部4mmにより、実質的に580
mm×192mm内に40段を有し、有効面積(192mm×
14.35mm40段1102cm2即ち91.8%)を得ることがで
きた。
As a result, each element on this board (60 cm x 20 cm) has a width of 14.35 mm, a width of the connecting part of 150 μm, a width of the external lead electrode part of 10 mm, and a peripheral part of 4 mm.
There are 40 stages within mm x 192 mm, and the effective area (192 mm x
14.35 mm 40 stages 1102 cm 2 or 91.8%).

そして、セグメントが10.5%(1.05cm)の変換
効率を有する場合、パネルにて7.3%(理論的に
は7.8%になるが、40段連結の抵抗により実効変
換効率が低下した)(AM1〔100mW/cm2〕)にて、
6.1Wの出力電力を有せしめることができた。
If the segment has a conversion efficiency of 10.5% (1.05cm), the panel will have a conversion efficiency of 7.3% (theoretically it would be 7.8%, but the effective conversion efficiency was reduced due to the resistance of the 40-stage connection) (AM1 [100mW /cm 2 ]),
It was possible to have an output power of 6.1W.

さらにこのパネルで150℃の高温放置テストを
行うと1000時間を経て10%以下例えばパネル数20
枚にて最悪4%、X=1.5%の低下しかみられな
かつた。
Furthermore, when this panel is subjected to a high temperature storage test at 150℃, the percentage decreases to below 10% after 1000 hours, for example, 20 panels.
The worst case scenario was a decline of only 4% (X = 1.5%).

これは従来のマスク方式を用いて信頼性テスト
を同一条件にて行う時、10時間で動作不能パネル
数が17枚も発生してしまうことを考えると、驚異
的な値であつた。
This is an astonishing value considering that when conducting a reliability test under the same conditions using the conventional mask method, as many as 17 panels were rendered inoperable in 10 hours.

第2図は光電変換装置の外部引出し電極部を示
したものである。
FIG. 2 shows an external lead electrode portion of the photoelectric conversion device.

第2図Aは第1図に対応しているが、外部引出
し電極部5は外部引出し電極57に接触するパツ
ド49を有し、このパツド49は第2の電極(上
側電極)45,46と連結している。この時電極
57の加圧が強すぎてパツド49がその下の半導
体3を突き抜け、第1の電極2と接触しても隣の
素子の第1の電極とがシヨートしないように開溝
13′が設けられている。
FIG. 2A corresponds to FIG. 1, but the external extraction electrode section 5 has a pad 49 that contacts the external extraction electrode 57, and this pad 49 is connected to the second electrode (upper electrode) 45, 46. It is connected. At this time, the pressure applied to the electrode 57 is too strong and the pad 49 penetrates the semiconductor 3 underneath, and the opening groove 13' is formed to prevent the first electrode of an adjacent element from being shot even if it comes into contact with the first electrode 2. is provided.

また外側部は第1の電極、半導体、第2の電極
を同時に一方のLSにてスクライブをした開溝5
0で切断分離されている。
In addition, the outer part has an open groove 5 in which the first electrode, the semiconductor, and the second electrode are simultaneously scribed with one LS.
It is cut and separated at 0.

さらに第2図Bは下側の第1の電極2に8′,
7′連結した他のパツド48が第2の電極材料に
より18′にて連結して設けられている。
Furthermore, in FIG. 2B, 8' is attached to the lower first electrode 2.
Another pad 48 connected at 7' is provided connected at 18' with a second electrode material.

さらにパツド48は外部引出し電極58と接触
しており、外部に電気的に連結している。
Further, the pad 48 is in contact with an external lead electrode 58 and is electrically connected to the outside.

ここでも開溝18′,20″,50によりパツド
48は全く隣の光電変換装置と電気的に分離され
ており、8′にて第1の電極2と側面コンタクト
を構成させている。
Here again, the pad 48 is electrically isolated from the adjacent photoelectric conversion device by the grooves 18', 20'', and 50, and forms a side contact with the first electrode 2 at 8'.

つまり光電変換装置は有機樹脂モールド22で
電極部5,45を除いて覆われており、耐湿性の
向上を図つた。またこのモールド22をマスクと
してパツド5,55上の絶縁物がエツチングさ
れ、絶縁物はあるモールド材下にのみ残存されて
いる。
In other words, the photoelectric conversion device is covered with the organic resin mold 22 except for the electrode portions 5 and 45, thereby improving moisture resistance. Also, using this mold 22 as a mask, the insulator on the pads 5 and 55 is etched, leaving the insulator only under a certain mold material.

またこのパネル例えば40cm×60cmまたは60cm×
20cm、40cm×120cmを2ケ、4ケまたは1ケをア
ルミサツシまたは炭素繊維枠内に組み合わせるこ
とによりパツケージさせ、120cm×40cmのNEDO
規格の大電力用のパネルを設けることが可能であ
る。
Also this panel for example 40cm x 60cm or 60cm x
By combining 2, 4 or 1 piece of 20cm, 40cm x 120cm in an aluminum sash or carbon fiber frame, you can make a package of 120cm x 40cm NEDO.
It is possible to provide panels for standard high power.

またこのNEDO規格のパネルはシーフレツク
スにより弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の
反射面側(図面では上側)にはりあわせて合わ
せ、風圧、雨等に対し機械強度の増加を図ること
も有効である。
In addition, it is also effective for this NEDO standard panel to increase its mechanical strength against wind pressure, rain, etc. by attaching a fluorine-based protective film using Seaflex to the reflective surface side (upper side in the drawing) of the photoelectric conversion device of the present invention. It is.

本発明において、基板は透光性絶縁基板のうち
特にガラスを用いている。
In the present invention, glass is particularly used as the substrate among light-transmitting insulating substrates.

しかしこの基板として可曲性有機樹脂または可
曲性有機樹脂、アルミニユーム、ステンレス等上
に酸化アルミニユーム、酸化珪素または窒化珪素
を0.1〜2μの厚さに形成した複合基板を用いるこ
とは有効である。特にこの複合基板を前記した実
施例に適用すると、酸化珪素または窒化珪素がこ
の上面のCTFを損傷して基板とCTFとの混合物
を作つてしまうことを防ぐ、いわゆるブロツキン
グ効果を有して特に有効であつた。
However, it is effective to use as this substrate a composite substrate in which aluminum oxide, silicon oxide, or silicon nitride is formed on a flexible organic resin, aluminum, stainless steel, etc. to a thickness of 0.1 to 2 μm. In particular, when this composite substrate is applied to the embodiment described above, it has a so-called blocking effect that prevents silicon oxide or silicon nitride from damaging the CTF on the upper surface and creating a mixture of the substrate and CTF, which is particularly effective. It was hot.

さらに本発明を以下に実施例を記してその詳細
を補完する。
Further, the details of the present invention will be supplemented by describing examples below.

実施例 1 第1図の図面に従つてこの実施例を示す。Example 1 This embodiment is illustrated according to the drawing in FIG.

即ち透光性基板1として透光性有機樹脂の住友
ベークライト社製のスミライト1100厚さ100μ、
または透光性ガラス厚さ1.1mm、長さ60cm、巾20
cmを用いた。
That is, as the light-transmitting substrate 1, a light-transmitting organic resin, Sumilite 1100 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., thickness 100μ,
Or translucent glass thickness 1.1mm, length 60cm, width 20
cm was used.

この上面に窒化珪素膜を0.1μの厚さにPCVD法
で作製してブロツキング層とした。
A silicon nitride film with a thickness of 0.1 μm was formed on this upper surface using the PCVD method to form a blocking layer.

さらにその上にCTFをITO1600Å+SnO2300Å
を電子ビーム蒸着法により作製した。
Furthermore, on top of that, CTF is ITO1600Å + SnO 2 300Å
was fabricated by electron beam evaporation.

さらにこの後、第1の開溝をスポツト径50μ、
出力1WのYAレーザをマイクロコンピユータに
より制御して120cm/分の走査速度にて作製した。
Furthermore, after this, the first open groove was made with a spot diameter of 50μ.
A YA laser with an output of 1 W was controlled by a microcomputer at a scanning speed of 120 cm/min.

さらにパネルの端部をレーザ光出力1Wにて第
1の電極用半導体をガラス端より5mm内側で長方
形に走査し、パネルの枠との電気的短絡を防止し
た。
Furthermore, the first electrode semiconductor was scanned in a rectangular manner at a position 5 mm inside the edge of the glass using a laser beam output of 1 W at the edge of the panel to prevent an electrical short circuit with the frame of the panel.

素子領域31,11は15mm巾とした。 The element regions 31 and 11 were 15 mm wide.

この後公知のPCVD法により第2図に示した
PIN接合を1つ有する非単結晶半導体を作製し
た。
After this, the well-known PCVD method was used to create the structure shown in Figure 2.
A non-single crystal semiconductor with one PIN junction was fabricated.

その厚さは約0.7μであつた。 Its thickness was approximately 0.7μ.

かかる後、第1の開溝より100μ第1の素子3
1をシフトさせて、スポツト径50μφにて69cm/
分の操作スピード出力1Wにて大気中LSにより第
2の開溝18を第2図Bに示すごとく作製した。
After this, the first element 3 is removed by 100μ from the first groove.
By shifting 1, the spot diameter is 50μφ and it is 69cm/
A second open groove 18 was made as shown in FIG. 2B by LS in the air at an operating speed of 1 W and an output of 1 W.

さらにこの全体にCOとしてITOを電子ビーム
蒸着法により平均膜厚1050Åに、さらにその上面
にアルミニユーム(2000Å)およびクロムを500
Åの厚さに電子ビーム蒸着法により作製して、第
2の電極45、コネクタ30を構成せしめた。
Furthermore, ITO was coated as CO on the entire surface by electron beam evaporation to an average thickness of 1050 Å, and aluminum (2000 Å) and chromium were coated on the top surface to a thickness of 500 Å.
The second electrode 45 and the connector 30 were fabricated by electron beam evaporation to a thickness of .ANG.

さらにSiOを電子ビーム蒸着法により1200Åの
厚さに積層して積層体とした。
Furthermore, SiO was laminated to a thickness of 1200 Å by electron beam evaporation to form a laminate.

さらに第3の開溝20を同様に第3のLSを
YAGレーザを用い、1Wの出力50μφ、操作スピ
ード90cm/分形成させ、導電膜と絶縁膜とを概略
同一形状に開溝部で形成させ、第2図Cを得た。
Furthermore, connect the third open groove 20 to the third LS.
A YAG laser was used to form the conductive film and the insulating film in approximately the same shape at the open grooves using a 1 W output of 50 μΦ and an operation speed of 90 cm/min to obtain FIG. 2C.

この後、パツシベイシヨン膜21をPCVD法に
より窒化珪素膜を1000Åの厚さに200℃の温度に
て作製した。
Thereafter, a silicon nitride film with a thickness of 1000 Å was formed at a temperature of 200° C. by the PCVD method to form a passivation film 21.

すると20cm×60cmのパネルに15mm巾の素子を40
段作ることができた。
Then, 40 15mm wide elements are placed on a 20cm x 60cm panel.
I was able to make steps.

パネルの実効効率としてAM1(100mW/cm2
にて7.8%、出力6.1Wを得ることができた。
AM1 (100mW/cm 2 ) as the effective efficiency of the panel
We were able to obtain an output of 7.8% and an output of 6.1W.

有効面積は1102cm2であり、パネル全体の91.8%
を有効に利用することができた。
The effective area is 1102cm2 , 91.8% of the whole panel
was able to be used effectively.

この実施例においては、第1図Dに示すごと
く、上側の保護用有機樹脂22を重合わせること
により、有機樹脂シートの間に光電変換装置をは
さむ構造とすることができ、可曲性を有し、きわ
めて安価で多量生産が可能になつた。
In this embodiment, by overlapping the upper protective organic resin 22 as shown in FIG. This made mass production possible at an extremely low cost.

第1図〜第2図において、光入射は下側の透光
性絶縁基板よりとした。
In FIGS. 1 and 2, light was incident from the lower translucent insulating substrate.

しかし本発明はその光入射側を下側に限定する
ことなく、上側の電極をITOとして上側より光照
射を行うことも可能であり、また基板もガラス基
板ではなく可曲性基板を用いることは可能であ
る。
However, in the present invention, the light incident side is not limited to the lower side, and it is also possible to use ITO as the upper electrode and irradiate light from the upper side, and it is also possible to use a flexible substrate instead of a glass substrate. It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の光電変換装置の製造工程を示
す縦断面図である。第2図は本発明の他の光電変
換装置の部分拡大をした縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view of another photoelectric conversion device of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 絶縁表面を有する基板上に複数の光電変換素
子を直列に連結して形成するに際し、前記基板上
の導電膜の第1の開溝により複数の第1の電極を
形成する工程と、該第1の開溝および前記電極領
域上に非単結晶半導体を形成する工程と、前記第
1の電極上の半導体を選択的に除去して前記複数
の第1の電極の一部を露呈せしめる第2の開溝を
形成して、前記半導体上および前記第2の開溝の
第1の電極に密接して複数の第2の電極、該第2
の電極上の絶縁膜を形成することにより、隣り合
つた互いの光電変換素子の前記第1の電極と前記
第2の電極とを電気的に直列に連結せしめる工程
と、該工程の後、パツド領域を除く全領域の上面
に有機樹脂を形成る工程と、該有機樹脂をマスク
として前記パツド領域上の前記絶縁膜を除去する
工程を有することを特徴とする半導体装置作製方
法。
1. When forming a plurality of photoelectric conversion elements connected in series on a substrate having an insulating surface, a step of forming a plurality of first electrodes by a first groove in a conductive film on the substrate; a second step of forming a non-single crystal semiconductor on the first groove and the electrode region; and a second step of selectively removing the semiconductor on the first electrode to expose a part of the plurality of first electrodes. a plurality of second electrodes on the semiconductor and in close contact with the first electrodes of the second trenches;
A step of electrically connecting the first electrode and the second electrode of adjacent photoelectric conversion elements in series by forming an insulating film on the electrode of the pad; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming an organic resin on the upper surface of the entire region except for the pad region; and removing the insulating film on the pad region using the organic resin as a mask.
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