JPH0521822A

JPH0521822A - 光起電力装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0521822A
Application number: JP3173911A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hosokawa; 弘細川; Seiichi Kiyama; 精一木山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1991-07-15
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体膜に被着形成され金属膜をエネルギー
ビームによって除去する場合において、その金属膜が残
留しないような光起電力装置の製造方法を提供すること
にある。【構成】半導体膜(3)に被着形成される金属膜を、低
融点の金属膜(4a)と高融点の金属膜(4b)との積層体(4)
とし、その半導体膜(3)側からエネルギービームを照射
することによって、半導体膜(3)を溶融しこの積層体(4)
とともに除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等のエネルギ
ービームを照射することによってパターニングを行う光
起電力装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまでの光起電力装置の製造にあって
は、所謂フォト・リソグラフィー法と称されるパターニ
ング方法が採用されていた。

【０００３】然し乍ら、この方法では、被エッチング材
料に通常感光性レジストを塗布し、且つ露光によってこ
のレジストのパターン化を行い、更にはこのレジストを
保護膜として、被エッチング材料を実際に溶剤等でエッ
チングする必要があり、工程の複雑化が避けられなかっ
た。

【０００４】そこで近年このパターニング方法として、
レーザビームを被エッチング材料に直接照射することに
よりエッチングを行う方法が採用され始めている。

【０００５】特に、このレーザビームによる加工方法に
あっては、化学溶剤を使用する必要がないことから完全
なドライプロセス化が成し得るという特徴を有してい
る。

【０００６】図３は、従来例の光起電力装置の製造工程
別素子構造図である。同図(イ)に示す工程では、ガラス
などの透光性絶縁基板(31)の一主面上に、多数の透明電
極(32)(32)…を離間配置するように形成する。

【０００７】次に、同図(ロ)に示す工程では、各透明電
極(32)(32)…の一部が露出するように、内部に半導体接
合を有する多数の半導体膜(33)(33)…を離間配置するよ
うに形成する。

【０００８】そして、同図(ハ)に示す工程では、透明電
極(32)(32)…及び半導体膜(33)(33)…の表面を覆うよう
に裏面電極となる金属膜(34)を形成する。

【０００９】最後に、同図(ニ)に示す工程で、透光性絶
縁基板(31)の他主面側から矢印で示す部分にレーザビー
ム(35)を照射することによって、所望の位置の半導体膜
(33)(33)…と金属膜(34)を除去しパターニングを行う。

【００１０】この光起電力装置では、(32a),(33a),(34
a)によって１つの光起電力部(ａ)を構成するとともに、
同様に光起電力部を構成する他の(ｂ)及び(ｃ)と電気的
に直列に接続されている。

【００１１】このレーザビームによる加工方法について
は、例えば、特開昭61-14727号に詳細に記載されてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、このレーザ
ビームによる加工方法では、使用するレーザビームの強
度や、除去される材料の種類によっては、その除去が適
正に行えないという問題が発生する。

【００１３】図４は、図３(ニ)の工程で、レーザビーム
(35)が照射された金属膜(34)の除去の様子を時間経過と
ともに示した拡大図である。また図４の中の符号は、図
３と同様のものを示す場合は、同符号を付している。

【００１４】図４(イ)に示す工程では、レーザビーム(3
5)に照射されている部分の半導体膜(33a)がこの照射に
より高温化し、この半導体膜(33a)の上部に形成された
金属膜(34)に圧力を加え亀裂(36)を作る。

【００１５】同図(ロ)に示す工程では、引き続きレーザ
ビーム(35)が照射されることによってこの半導体膜(33
a)は溶融し、金属膜(34)の亀裂(36)からその溶融物が空
中に飛散する。

【００１６】同図(ハ)に示す工程では、レーザビーム(3
5)が照射されていた部分の半導体膜(33a)が完全に飛散
したものの、一部の金属膜(34a)は除去されずに残留
し、この残留金属膜(34a)と透明電極(32)との間で空洞
(37)ができる。

【００１７】この残留した金属膜(34a)は、エネルギー
ビーム(35)の強度を高めても容易に除去し得るものでは
なく、むしろ他の部分に熱的損傷をもたらすだけであ
る。

【００１８】従って、この様な金属膜(34a)が残留した
ならば、同図(ニ)に示すように金属膜(34a)が下部の透明
電極(32)と接触し、短絡事故発生の原因となる。更には
金属膜(34a)は、前述したように空洞(37)の側壁から延
出した非常に不安定な状態にあることから、僅かな外力
がこの金属膜(34a)に加わったとしても容易に離脱して
しまい、所謂ダストの発生原因となる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明半導体装置の製造
方法の特徴とするところは、透光性絶縁基板の一主面上
に半導体膜を形成する工程と、該半導体膜上に融点の異
なる２種以上の金属膜の積層構造からなる積層体を該積
層体の最表面の前記金属膜が該金属膜に被着形成されて
いる他の金属膜よりも高融点となるように重畳形成する
工程と、前記半導体膜に前記透光性絶縁基板の他主面側
からエネルギービームを照射することにより該半導体膜
を溶融し前記積層体とともに除去する工程、とからなる
ことを特徴とする。

【００２０】

【作用】相異なる融点を有する、２種以上金属材料の積
層構造からなる積層体と、半導体膜とを重畳形成したも
のに、エネルギービームが照射されると、その半導体膜
は溶融され気化することとなる。この溶融過程で、その
積層体にもこのエネルギービームによる熱的損傷、例え
ば亀裂等が発生するが、その損傷は半導体膜に近い部分
だけであり、最表面に在る高融点の金属膜は容易には損
傷を受けない。

【００２１】即ち、その最表面の高融点金属膜に被着形
成された下地の低融点の金属膜の部分だけが損傷を受け
た状態となるからである。

【００２２】そして、更にエネルギービームを照射し続
けると、気体状態と成った半導体膜は、この積層体とそ
の透光性絶縁基板とで閉じ込められた状態となり、気化
が進行するにつれて、斯る閉じ込め部分の圧力が上昇
し、ついには、その圧力とエネルギービームによる熱損
傷によって、その高融点の金属膜も低融点の金属膜とと
もに完全に除去されてしまう。この結果、積層体の残留
が生じないでパターニングすることができることにな
る。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明光起電力装置の製造方法を説
明するための工程別素子構造拡大図である。同図(イ)
は、本例光起電力装置の製造途中の状態を示している。
(1)はガラスや石英などからなる透光性絶縁基板、(2)は
透光性絶縁基板(1)の一主面上に形成された酸化インジ
ュウムや酸化錫などからなる透明電極、(3)は非晶質シ
リコンや多結晶シリコンなどからなる膜厚約４０００Å
の半導体膜、(4)は本発明の特徴である積層体である。
積層体(4)以外は、従来周知のものである。

【００２４】この積層体(4)は、半導体膜(3)の側から、
低融点材料として銅から成る膜厚約２０００Åの金属膜
(4a)と、高融点材料としてチタンから成る膜厚約１００
０Åの金属膜(4b)との積層構造で成っている。

【００２５】本例で使用した金属膜(4a)(4b)以外に、低
融点材料としては、アルミニュウムや銀などが使用で
き、また高融点材料としては、タングステンやタンタル
などが使用できる。

【００２６】同図(ロ)に示す工程では、透光性絶縁基板
(1)の他主面側から、ビーム強度７〜１０×１０⁶W/cm²
のＳＨＧレーザビーム（波長０．５３μｍ）によるエネ
ルギービーム(5)を照射することによって、半導体膜(3)
を溶融し、この半導体膜(3)の溶融に因って生じた気体
による圧力によって、金属膜(4a)に亀裂(6)が生じる。

【００２７】然し乍ら、積層体(4)は金属膜(4a)上に高
融点材料の金属膜(4b)を積層していることから、気化さ
れた半導体膜(3)は容易には外部に噴出できない。

【００２８】そして、同図(ハ)に示す工程では、更にエ
ネルギービーム(5)が照射されることによって、半導体
膜(3)の気化はますます促進され、ついにはエネルギー
ビーム(5)の照射を受けて溶融した半導体膜(3)上に位置
する積層体(4c)全体が溶融した半導体膜(3)とともに除
去される。

【００２９】本発明の実施にあっては、高融点の金属膜
(4b)と低融点の金属膜(4a)との膜厚の設定の仕方が重要
である。図２は、各金属膜の膜厚の比と、光起電力装置
の出力との関係を示す特性図である。

【００３０】同図の横軸は、低融点の金属膜(4a)の膜厚
(T_L)と高融点の金属膜(4b)の膜厚(T _H)との比を示し、縦
軸は、本例光起電力装置の金属膜(4c)が除去される前後
での開放電圧値の比を示している。除去前の開放電圧値
をV_OB，除去後の開放電圧値をV_OAとする。

【００３１】同図によれば、膜厚の比(T_L/T_H) を２以上
に設定すると、本発明製造方法によって形成された光起
電力装置では特性の低下が生じる。これは、金属膜(4b)
と金属膜(4a)との融点の差がうまく反映されず、積層体
(4)の除去が不完全となるからである。

【００３２】更に、本発明の実施にあっては、溶融する
半導体膜の光吸収に適合した波長のレーザを使用するこ
とが好ましい。例えば、非晶質シリコンや多結晶シリコ
ンにあっては、波長０．５３μｍのＹＡＧレーザの第２
高調波や銅蒸気レーザが好ましい。

【００３３】また、本例ではエネルギービームとしてレ
ーザを使用したが、これに限るものでがなく例えば電子
ビームなどを使用してもよい。

【００３４】本発明製造方法によれば、積層体(4)は従
来のような残留が生じることなく、完全に除去すること
ができ、短絡事故や、ダストの原因とならない。

【００３５】更に、本発明は積層体として３種類以上の
金属膜を使用する場合にあっても、前述した実施例と同
様の良好な金属膜の加工が成し得る。

【００３６】例えば、３種類の金属膜からなる積層体と
は、次のような機能を有する積層体として使用する場合
である。まず、第１の金属膜として、半導体膜と接する
金属膜には拡散防止膜となるものを形成する。これは、
この拡散防止膜の後で形成される他の金属膜からの前記
半導体膜への拡散を防止する機能を有している。具体的
には、透明電極膜や、タングステン、チタンなどが使用
される。第２の金属膜は、良好な導電性を確保するため
の低融点金属膜である。そして、最後の第３の金属膜
は、酸化や水分に対して、耐久性の大きな高融点金属か
らなるものである。

【００３７】この様な３種類の金属膜からなる積層体で
あっても、本発明におけるように、最表面の金属膜が、
この金属膜に被着形成される他の金属膜よりも高融点と
なるように形成することにより、良好な加工が行える。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、エネルギービームの照
射による金属膜のパターニングが、残留物を残すことな
く行うことが可能となり、短絡事故等による特性低下を
回避することができる。

【００３９】また、その残留物がないことから、ダスト
発生の原因とならない。

【００４０】更には、２種以上の金属膜を用いることが
できることから、夫々に機能を持たせた金属膜を選択す
ることができ、信頼性の向上が成し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光起電力装置の製造方法を説明するため
の工程別素子構造拡大断面図である。

【図２】前記光起電力装置に於る低融点と高融点との各
金属膜の膜厚の比に対する出力依存性を示す特性図であ
る。

【図３】従来の光起電力装置の製造工程別素子構造断面
図である。

【図４】前記製造工程別素子構造断面図において、エネ
ルギービームを照射した際の状況を示す拡大図である。

【符号の説明】

(1)……透光性絶縁基板 (3)……半導体
膜 (4a) …低融点の金属膜 (4b)…高融点
の金属膜 (4)……積層体 (5)……エネル
ギービーム

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】透光性絶縁基板の一主面上に半導体膜を
形成する工程と、該半導体膜上に融点の異なる２種以上
の金属膜の積層構造からなる積層体を該積層体の最表面
の前記金属膜が該金属膜に被着形成されている他の金属
膜よりも高融点となるように重畳形成する工程と、前記半導体膜に前記透光性絶縁基板の他主面側からエネ
ルギービームを照射することにより該半導体膜を溶融し
前記積層体とともに除去する工程、とからなることを特
徴とする光起電力装置の製造方法。