JPH053150B2 - - Google Patents

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JPH053150B2
JPH053150B2 JP58116540A JP11654083A JPH053150B2 JP H053150 B2 JPH053150 B2 JP H053150B2 JP 58116540 A JP58116540 A JP 58116540A JP 11654083 A JP11654083 A JP 11654083A JP H053150 B2 JPH053150 B2 JP H053150B2
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electrode film
film
semiconductor film
electrode
photoelectric conversion
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JP58116540A
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Hiroshi Kawada
Seiichi Kyama
Hitoshi Kihara
Shoichi Nakano
Soichi Sakai
Yukinori Kuwano
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はレーザビームの如きエネルギビームを
利用した集積型光起電力装置の製造方法に関す
る。
(ロ) 従来技術 半導体膜を光活性層とする光起電力装置として
太陽電池や一次元光センサ等が存在する。
第1図は既に実用化されている集積型光起電力
装置の基本構造を示し、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、2
a,2b,2c…は基板1上に一定間隔で被着さ
れた透明導電膜から成る第1電極膜、3a,3
b,3c…は各透明導電膜上に重畳被着された非
晶質シリコン等の非晶質半導体膜、4a,4b,
4c…は各非晶質半導体膜上に重畳被着され、か
つ各右隣りの第1電極膜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
て透光性基板1及び第1電極膜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,3c
…の隣接間に必然的に存在する非晶質半導体のな
い領域(図中符号の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、まず第1電
極膜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。
この様な間隔縮小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上全面への第1電極膜の被着工程と、フオト
レジスト及びエツチングによる各個別の第1電極
膜2a,2b,2c…の分離、即ち、各第1電極
膜2a,2b,2c…の隣接間隔部分の除去工程
と、これら各第1電極膜上を含む基板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
ジストのピ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、即ちウエツトプロセスを
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。
一方、第2図に示す如く、各光電変換領域5
a,5b…に連続して被着された非晶質半導体膜
3を各領域5a,5b…毎に分割するに先立つて
直ちに肉薄な第2電極膜41を上記半導体膜3上
全面に予め積層被着する工程を含む製造方法が提
案された。即ち、非晶質半導体膜3を分割せしめ
る工程後裏面電極膜を被着せしめたのでは両者の
接合界面に塵挨や、写真蝕刻時使用した水分等が
介在することがあり、斯る介在物を原因として発
生していた裏面電極膜4a,4b…の剥離や腐蝕
事故を抑圧することができる。
然るに、第3図に要部を拡大して示す如く、各
光電変換領域5a,5b…に連続して積層被着さ
れた非晶質半導体膜3及び第2電極膜41を各領
域5a,5b…毎に分割すべくレーザビームを照
射することにより隣接間隔部6に位置する半導体
膜3′及び第2電極膜41′を除去しようとする
と、斯る隣接間隔部6に非晶質半導体膜の溶融物
等の残留物7,7…が除去部分近傍に残存付着す
る危惧を有していた。即ち、上記残留物7,7…
が存在すると第4図の工程で被着される第3電極
膜42は斯る残留物7,7…の影に付着するに至
らず、従つて第5図の工程で隣接間隔部6′がレ
ーザビームの照射により除去され、各光電変換領
域5a,5b…が直列接続された上記隣接間隔に
於ける第3電極膜42a,42b…と第1電極膜
2b,2c…との間に上記残留物7,7…が介在
したり、或いは間隙8…を形成したりする結果、
両者の接着強度を低下せしめ、遂には裏面電極膜
4a,4b…が剥離する事故を招く原因となる。
(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、その目的はレーザビームの如きエネルギービ
ームを使用した際に生じる、残留物に因る電極膜
間の接着強度低下を抑圧し、引いては裏面電極膜
の剥離事故を招くことなく細密加工性に富むエル
ネギーの利用を可能ならしめることにある。
(ニ) 発明の構成 本発明集積型光起電力装置の製造方法は、絶縁
表面を有する基板の表面に、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
なくとも含む複数の光電変換領域を分割配置し、
それら光電変換領域を当該光電変換領域間の隣接
間隔部で第3電極膜を介して電気的に直列接続せ
しめた集積型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
全面に跨つて積層被着された半導体膜及び第2電
極膜を、上記隣接間隔部の第1電極膜上に於いて
各領域毎に分割すべくエネルギービームの照射に
よりそれら半導体膜及び第2電極膜を同時に除去
すると共に、該除去工程において形成された半導
体膜の残留物をプラズマエツチングにより排除し
て第1電極膜の一部を露出せしめ、該第1電極膜
の露出部分と隣接する光電変換領域の第2電極膜
とを上記第3電極膜を介して接続する構成にあ
る。
(ホ) 実施例 第6図乃至第8図は、本発明集積型光起電力装
置の製造方法の工程別要部拡大断面図であつて、
第6図の工程以前にあつては従来と同じ第2図及
び第3図の工程が施される。即ち、第2図の工程
では既に絶縁性且つ透光性を有する基板1の一主
面上に於いて各光電変換領域5a,5b…毎に分
割された酸化スズ、酸化インジウムスズ等の透明
導電膜からなる第1電極膜2a,2b…を連続的
に覆う如く非晶質シリコン系の非晶質半導体膜3
及び第2電極膜41が被着される。より詳しくは
非晶質半導体膜3が水素化非晶質シリコンであつ
て、光入射側から膜面に平行なPIN接合を備えて
いる場合、先ずシリコン化合物雰囲気例えばシラ
ン(SiH4)ガス雰囲気にP型決定不純物を含む
ジボラン(B2H6)を添加しグロー放電を生起せ
しめることにより膜圧50Å〜200Å程度のP型層
を形成し、次いで、順次SiH4ガスのみにより膜
厚4000Å〜6000Å程度の真性(I型)層とSiH4
ガスにN型決定不純物を含むホスフイン(PH3
を添加し膜厚100Å〜500Å程度のN型層とが積層
被着される。斯る非晶質半導体膜3形成後該半導
体膜3上への塵挨の付着等を防止すべく200Å程
度と肉薄なアルミニウム(Al)から成る第2電
極膜41が直ちに蒸着される。
第3図の工程では、隣接間隔部6…の第1電極
膜2b,2c…上における非晶質半導体膜3′…
及び第2電極膜41′がレーザビームの照射によ
り同時に除去されて、個別の各非晶質半導体膜3
a,3b…及び第2電極膜41a,41b…が各
光電変換領域5a,5b…毎に分割形成される。
使用されるレーザは例えば波長1.06μm、パルス
周波数3KHzのNd:YAGレーザであり、そのエ
ネルギ密度は2×107W/cm2になるべくレーザビ
ーム径が調整されている。斯るレーザビームの照
射により隣接間隔部6の距離(L1)は約300μm
に設定される。
この時、除去した第2電極膜41′は非晶質半
導体膜3′に較べその膜厚は遥かに薄く、しかも
低融点であるためにほぼ完全に消失するものの、
肉厚な非晶質半導体膜3′…は完全に消失せずそ
の溶融物及び飛散物等を含む残留物7,7…が隣
接間隔部6の露出部分及びその近傍に僅かに残存
付着している。
第6図の工程では上記残留物7,7…を排除す
べく四フツ化炭素(CF4)をチヤンバ内に導入し
プラズマを励起してプラズマエツチングを施す。
このプラズマエツチング時注目すべきは第2電極
膜41a,41b…の各々が各光電変換領域5
a,5b…毎に分割された各非晶質半導体膜3
a,3b…に対しマスクとして作用することであ
る。従つて、斯るプラズマエツチングにあつて上
記第2電極膜41a,41b…によつてマスクさ
れていない残留物7,7…のみを排除することと
なる。
続く第7図の工程では、残留物7,7…が排除
された第2電極膜41a,41b…及び第1電極
膜2b…上に膜厚1000Å〜4000ÅのAlと膜厚
5000Å程度のチタン(Ti)から成る二層構造の
第3電極膜42が連続的に積層される。上記Ti
は下層のAlの水分による腐食を防止すると共に、
次工程に於けるレーザ加工を容易ならしめるもの
である。
第8図の最終工程では連続的に被着された第3
電極膜42の隣接間隔部6がレーザビームの照射
により除去されて各光電変換領域5a,5b…毎
に分割された多層構造の裏面電極膜4a,4b…
を形成すると共に隣接同士の第1電極膜2b…と
第3電極膜42a…とが重畳することにより各光
電変換領域5a,5b…は電気的に直列接続され
る。使用されるレーザはNd:YAGレーザであ
り、その時のエネルギ密度は3×107W/cm2で、
隣接間隔部6′の距離(L2)は約20μmに設定さ
れる。
(ヘ) 発明の効果 本発明集積型光起電力装置の製造方法は以上の
説明から明らかな如く、エネルギビームの除去工
程に於いて形成された半導体膜の残留物をプラズ
マエツチングにより排除せしめたので、次工程で
被着される電極膜との接着強度を低下せしめるこ
となく細密加工性に富むと共にウエツトプロセス
を用いないエネルギビームの使用を可能ならしめ
ることができ、集積型光起電力装置の光電変換領
域の隣接間隔部の距離を縮小し得、光電変換に寄
与する有効面積の増大が図れる。更に、上記残留
物のプラズマエツチング時、予め半導体膜上に積
層被着された電極膜がマスクとして作用し、上記
半導体膜がエツチング除去されることから保護せ
しめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の集積型光起電力装置を示す断面
図、第2図乃至第5図は従来の製造方法を工程別
要部拡大断面図、第6図乃至第8図は本発明製造
方法の工程別要部拡大断面図、を夫々示してい
る。 1……基板、3,3a,3b,3c……非晶質
半導体膜、4,4a,4b,4c……裏面電極
膜、41,41a,41b……第2電極膜、4
2,42a,42b……第3電極膜、5a,5
b,5c……光電変換領域、7……残留物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 絶縁表面を有する基板の表面に、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
    極膜を少なくとも含む複数の光電変換領域を分割
    配置し、それら光電変換領域を当該光電変換領域
    間の隣接間隔部で第3電極膜を介して電気的に直
    列接続せしめた集積型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
    膜全面に跨つて積層被着された半導体膜及び第2
    電極膜を、上記隣接間隔部の第1電極膜上に於い
    て各領域毎に分割すべくエネルギービームの照射
    によりそれら半導体膜及び第2電極膜を同時に除
    去すると共に、該除去工程において形成された半
    導体膜の残留物をプラズマエツチングにより排除
    して第1電極膜の一部を露出せしめ、該第1電極
    膜の露出部分と隣接する光電変換領域の第2電極
    膜とを上記第3電極膜を介して接続することを特
    徴とする集積型光起電力装置の製造方法。
JP58116540A 1983-06-27 1983-06-27 集積型光起電力装置の製造方法 Granted JPS607730A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5191662A (ja) * 1975-02-07 1976-08-11

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