JPH055187B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/208—Particular post-treatment of the devices, e.g. annealing, short-circuit elimination
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
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- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
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- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
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Description
本発明は、アモルフアスシリコン(以下a−Si
と略す)層のような半導体薄膜を用いた単位光電
変換素子の複数が集積された薄膜光電変換素子の
製造装置に関する。
と略す)層のような半導体薄膜を用いた単位光電
変換素子の複数が集積された薄膜光電変換素子の
製造装置に関する。
a−Siを用いた光電変換素子は、a−Si層がプ
ラズマCVD法により形成され、任意の形状や大
面積化が可能である事から現在注目されている。
素子の構造としては、大きな電圧、電流を取り出
すために第2図に一例を示すような集積型構造を
とる。第2図において、ガラス基板21の上に透
明電極膜22、a−Siからなる光活性層23およ
び金属電極層24が順次積層されて単位光電変換
素子20が形成され、しかも各素子20が直列接
続されている。1枚のガラス基板21の上に図の
ようなパターンを形成するには、各層22,2
3,24を全面に被着したあと主として化学的処
理に基づくエツチングを行う方法のほかに、レー
ザ光を細かく絞つて高速パターニングを実行する
レーザパターニング法が米国特許第4292092号明
細書に提案されている。基板が大面積化していく
と、化学的エツチング処理では一様で高精度のパ
ターニングを安定して行う点で問題があり、また
装置も大型化して操作が複雑になるのに対し、レ
ーザパターニングはパターン精度を向上させるこ
とができ、また自動化も可能なので操作性にすぐ
れている。一方、大面積化される基板21の上に
a−Si層23を形成する際、いわゆるピンホール
などの欠陥の発生する確率が増加し、これらは上
下の電極22,24の短絡の原因となり素子の歩
留りを低下させる。従つてこれらの欠陥を検出
し、これを除去することにより製造歩留りを向上
させることが行われる。欠陥検出法としては、顕
微鏡観察以外にレーザ光で走査して光電流分布を
測定する方法や電流を流して短絡点での熱の発生
を観測する方法等が知られている。欠陥を除去す
る方法としてはレーザ光で焼き切る方法や逆バイ
アス電圧をかけて焼き切る方法がある。基板の大
面積化に対してこれらの素子構成各層のパターニ
ング、a−Si層の欠陥検出、欠陥除去をいかに効
率良く行うかが問題となつてくる。
ラズマCVD法により形成され、任意の形状や大
面積化が可能である事から現在注目されている。
素子の構造としては、大きな電圧、電流を取り出
すために第2図に一例を示すような集積型構造を
とる。第2図において、ガラス基板21の上に透
明電極膜22、a−Siからなる光活性層23およ
び金属電極層24が順次積層されて単位光電変換
素子20が形成され、しかも各素子20が直列接
続されている。1枚のガラス基板21の上に図の
ようなパターンを形成するには、各層22,2
3,24を全面に被着したあと主として化学的処
理に基づくエツチングを行う方法のほかに、レー
ザ光を細かく絞つて高速パターニングを実行する
レーザパターニング法が米国特許第4292092号明
細書に提案されている。基板が大面積化していく
と、化学的エツチング処理では一様で高精度のパ
ターニングを安定して行う点で問題があり、また
装置も大型化して操作が複雑になるのに対し、レ
ーザパターニングはパターン精度を向上させるこ
とができ、また自動化も可能なので操作性にすぐ
れている。一方、大面積化される基板21の上に
a−Si層23を形成する際、いわゆるピンホール
などの欠陥の発生する確率が増加し、これらは上
下の電極22,24の短絡の原因となり素子の歩
留りを低下させる。従つてこれらの欠陥を検出
し、これを除去することにより製造歩留りを向上
させることが行われる。欠陥検出法としては、顕
微鏡観察以外にレーザ光で走査して光電流分布を
測定する方法や電流を流して短絡点での熱の発生
を観測する方法等が知られている。欠陥を除去す
る方法としてはレーザ光で焼き切る方法や逆バイ
アス電圧をかけて焼き切る方法がある。基板の大
面積化に対してこれらの素子構成各層のパターニ
ング、a−Si層の欠陥検出、欠陥除去をいかに効
率良く行うかが問題となつてくる。
本発明は、この問題に対して素子構成各層のパ
ターニング、半導体薄膜の欠陥検出、欠陥除去を
単純な工程で効率良く行うことのできる集積型の
薄膜光電変換素子の製造装置を提供することを目
的とする。
ターニング、半導体薄膜の欠陥検出、欠陥除去を
単純な工程で効率良く行うことのできる集積型の
薄膜光電変換素子の製造装置を提供することを目
的とする。
本発明によれば、上記目的を達成するために、
薄膜光電変換素子製造装置を、複数個の光電変換
素子が集積された薄膜光電変換素子の各素子を構
成する各層のパターニングと、該各素子中の半導
体薄膜に存在する欠陥の検出と、該欠陥の除去と
をそれぞれレーザ光の照射によつて行う薄膜光電
変換素子製造装置であつて、直交する2方向に任
意に移動可能な支持台と、該支持台上に支持され
る素子基板にパターニングを行うレーザ光を照射
するパターニング用レーザと、前記各素子に逆バ
イアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段
と、該逆バイアス電圧の印加により前記各素子に
生じる洩れ電流を測定し該各素子の良、不良を判
定する洩れ電流測定手段と、不良と判定された素
子に出力が5mWないし数十mWのレーザ光を照
射し該素子中の欠陥の検出を行う欠陥検出用可視
光レーザと、素子電極に接続される光電特性測定
装置と、検出された前記欠陥の除去を行う欠陥除
去用レーザと、を備え、かつ前記パターニング用
レーザと欠陥除去用レーザとは同一のレーザであ
るものとする。パターニングおよび欠陥の除去を
行う加工用レーザは、QスイツチNd:YAGレー
ザ、Nd:YAGレーザ第二高周波、Nd:YAGガ
ラスレーザ、ルビーレーザ
薄膜光電変換素子製造装置を、複数個の光電変換
素子が集積された薄膜光電変換素子の各素子を構
成する各層のパターニングと、該各素子中の半導
体薄膜に存在する欠陥の検出と、該欠陥の除去と
をそれぞれレーザ光の照射によつて行う薄膜光電
変換素子製造装置であつて、直交する2方向に任
意に移動可能な支持台と、該支持台上に支持され
る素子基板にパターニングを行うレーザ光を照射
するパターニング用レーザと、前記各素子に逆バ
イアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段
と、該逆バイアス電圧の印加により前記各素子に
生じる洩れ電流を測定し該各素子の良、不良を判
定する洩れ電流測定手段と、不良と判定された素
子に出力が5mWないし数十mWのレーザ光を照
射し該素子中の欠陥の検出を行う欠陥検出用可視
光レーザと、素子電極に接続される光電特性測定
装置と、検出された前記欠陥の除去を行う欠陥除
去用レーザと、を備え、かつ前記パターニング用
レーザと欠陥除去用レーザとは同一のレーザであ
るものとする。パターニングおよび欠陥の除去を
行う加工用レーザは、QスイツチNd:YAGレー
ザ、Nd:YAGレーザ第二高周波、Nd:YAGガ
ラスレーザ、ルビーレーザ
【CO2】レーザ、Ar
レーザ、色素レーザ等を材質、目的に応じて使い
分ける。可視光レーザは光電変換素子の使用領域
である可視光領域において素子の機能を検証して
不良単位素子部分内の欠陥の検出を行うので、
He−Neレーザ、He−Cdレーザ、色素レーザ、
Arレーザ、Krレーザ等加工用レーザに比して低
出力(数十mW以下)のものが用いられる。
レーザ、色素レーザ等を材質、目的に応じて使い
分ける。可視光レーザは光電変換素子の使用領域
である可視光領域において素子の機能を検証して
不良単位素子部分内の欠陥の検出を行うので、
He−Neレーザ、He−Cdレーザ、色素レーザ、
Arレーザ、Krレーザ等加工用レーザに比して低
出力(数十mW以下)のものが用いられる。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。10cm×10cmあるいは30cm×40cmのガラス基
板を洗浄後、電子ビーム蒸着あるいは熱CVD法
により透明導電膜を基板上に形成する。透明導電
膜としてはインジウム錫酸化物(ITO)、SnO2あ
るいはこれらの組合わせ2層構造ITO/SnO2を
用いる。次いで第1図に示す本発明による装置の
透明なXYステージ1の上に基板21を載せる。
XYステージ1はリニアモータ駆動で移動し、マ
イクロコンピユータ2によつて自動制御される。
基板21の上の第1図には図示しない透明導電膜
の上に、Qスイツチ発振、繰り返し周波数30K
Hz、TEMモードで平均出力12W、パルス幅300ns
のNd:YAGレーザ3を用い、減光器4により出
力を4〜8Wの領域に制御してレーザ光5を照射
し、XYステージ1を移動させて第2図に示すよ
うな透明導電膜22のパターニングを行う。次い
でa−Si層をグロー放電プラズマ分解法で透明導
電膜22の上に堆積し、同じくNd:YAGレーザ
3によりレーザ出力1〜4Wでa−Si光活性層2
3のパターニングを行う。この後、電子ビーム蒸
着あるいはスパツタ蒸着等によつて銀あるいはア
ルミニウム電極を形成し、同じくNd:YAGレー
ザ3を用いてレーザ出力1〜3Wで金属電極24
のパターニングを行う。このようにして形成され
た各単位光電変換素子20の良、不良の判定を行
う。この判定は、XYステージ1を粗く移動させ
ながら、図示しない逆バイアス電圧印加手段によ
り2〜8mVの逆バイアス電圧を印加し、同じく
図示しない洩れ電流測定手段により暗時での各単
位素子の洩れ電流の大きさを測定し、その大きさ
が0.2〜0.5μAの範囲の所定値を越える単位素子2
0を不良としてマーキングする。上記の逆バイア
ス電圧印加手段ならびに洩れ電流測定手段は、周
知の電流電圧回路により構成することができる。
次にその不良素子20にHe−Neレーザ6から減
光器7を介して10mW、ビーム径30μmのレーザ
光8をXYステージ1、ガラス基板21を通して
照射し、XYステージ1を移動させて50〜500μm
ステツプでその素子全体を走査する。レーザ光照
射による光電流分布をリード線9を介して接続さ
れた光電特性検出器10によつて測定し、素子中
で電流値が低下するところを微分処理により拡大
して検知し、短絡個所が見出された場合、直ちに
加工用レーザ3を用いて平均出力1〜5W、ビー
ム径10〜50μmのレーザ光5を照射し、短絡個所
を焼き切る。レーザ3,6のうち使用しないもの
はシヤツタを付けることにより、他のレーザによ
る測定あるいは照射を妨害しないようにする。上
の実施例ではXYステージ1を通して可視レーザ
光8を照射したが、第3図に示すように基板21
を治具11を用いてステージ1から浮かして支持
し、可視光レーザ6からのレーザ光8をガラス基
板21に直接入射させるようにしてもよい。 第4図はさらに別の実施例を示し、加工用レー
ザ3からのレーザ光5と可視光レーザ6からのレ
ーザ光8を同じ側から照射するものである。この
場合はパターニングのときはガラス基板1を下に
するが欠陥個所を自動測定で走査する際にはガラ
ス基板面を上にし、欠陥除去はそのままの姿勢で
加工用レーザ光を照射する方式である。
する。10cm×10cmあるいは30cm×40cmのガラス基
板を洗浄後、電子ビーム蒸着あるいは熱CVD法
により透明導電膜を基板上に形成する。透明導電
膜としてはインジウム錫酸化物(ITO)、SnO2あ
るいはこれらの組合わせ2層構造ITO/SnO2を
用いる。次いで第1図に示す本発明による装置の
透明なXYステージ1の上に基板21を載せる。
XYステージ1はリニアモータ駆動で移動し、マ
イクロコンピユータ2によつて自動制御される。
基板21の上の第1図には図示しない透明導電膜
の上に、Qスイツチ発振、繰り返し周波数30K
Hz、TEMモードで平均出力12W、パルス幅300ns
のNd:YAGレーザ3を用い、減光器4により出
力を4〜8Wの領域に制御してレーザ光5を照射
し、XYステージ1を移動させて第2図に示すよ
うな透明導電膜22のパターニングを行う。次い
でa−Si層をグロー放電プラズマ分解法で透明導
電膜22の上に堆積し、同じくNd:YAGレーザ
3によりレーザ出力1〜4Wでa−Si光活性層2
3のパターニングを行う。この後、電子ビーム蒸
着あるいはスパツタ蒸着等によつて銀あるいはア
ルミニウム電極を形成し、同じくNd:YAGレー
ザ3を用いてレーザ出力1〜3Wで金属電極24
のパターニングを行う。このようにして形成され
た各単位光電変換素子20の良、不良の判定を行
う。この判定は、XYステージ1を粗く移動させ
ながら、図示しない逆バイアス電圧印加手段によ
り2〜8mVの逆バイアス電圧を印加し、同じく
図示しない洩れ電流測定手段により暗時での各単
位素子の洩れ電流の大きさを測定し、その大きさ
が0.2〜0.5μAの範囲の所定値を越える単位素子2
0を不良としてマーキングする。上記の逆バイア
ス電圧印加手段ならびに洩れ電流測定手段は、周
知の電流電圧回路により構成することができる。
次にその不良素子20にHe−Neレーザ6から減
光器7を介して10mW、ビーム径30μmのレーザ
光8をXYステージ1、ガラス基板21を通して
照射し、XYステージ1を移動させて50〜500μm
ステツプでその素子全体を走査する。レーザ光照
射による光電流分布をリード線9を介して接続さ
れた光電特性検出器10によつて測定し、素子中
で電流値が低下するところを微分処理により拡大
して検知し、短絡個所が見出された場合、直ちに
加工用レーザ3を用いて平均出力1〜5W、ビー
ム径10〜50μmのレーザ光5を照射し、短絡個所
を焼き切る。レーザ3,6のうち使用しないもの
はシヤツタを付けることにより、他のレーザによ
る測定あるいは照射を妨害しないようにする。上
の実施例ではXYステージ1を通して可視レーザ
光8を照射したが、第3図に示すように基板21
を治具11を用いてステージ1から浮かして支持
し、可視光レーザ6からのレーザ光8をガラス基
板21に直接入射させるようにしてもよい。 第4図はさらに別の実施例を示し、加工用レー
ザ3からのレーザ光5と可視光レーザ6からのレ
ーザ光8を同じ側から照射するものである。この
場合はパターニングのときはガラス基板1を下に
するが欠陥個所を自動測定で走査する際にはガラ
ス基板面を上にし、欠陥除去はそのままの姿勢で
加工用レーザ光を照射する方式である。
本発明によれば、〔上記の構成を採用した結
果、〕各製造工程を行う機能の一体化により装置
の低価格化と工程の効率化、迅速化を一挙に実現
でき、透明絶縁基板を用いた素子に限らず不透明
絶縁基板あるいは金属基板を用いた集積型の薄膜
光電変換素子の製造にも使用できるので得られる
効果は極めて大きい。
果、〕各製造工程を行う機能の一体化により装置
の低価格化と工程の効率化、迅速化を一挙に実現
でき、透明絶縁基板を用いた素子に限らず不透明
絶縁基板あるいは金属基板を用いた集積型の薄膜
光電変換素子の製造にも使用できるので得られる
効果は極めて大きい。
第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2
図はガラス基板集積型a−Si太陽電池の構造概念
図、第3図、第4図はそれぞれ異なる実施例のレ
ーザ照射部分についてのブロツク図である。 1……XYステージ、3……Nd:YAGレーザ、
4,7……減光器、5……加工レーザ光、6……
He−Neレーザ、8……可視レーザ光、21……
ガラス基板、22……透明導電膜。
図はガラス基板集積型a−Si太陽電池の構造概念
図、第3図、第4図はそれぞれ異なる実施例のレ
ーザ照射部分についてのブロツク図である。 1……XYステージ、3……Nd:YAGレーザ、
4,7……減光器、5……加工レーザ光、6……
He−Neレーザ、8……可視レーザ光、21……
ガラス基板、22……透明導電膜。
Claims (1)
- 1 複数個の光電変換素子が集積された薄膜光電
変換素子の各素子を構成する各層のパターニング
と、該各素子中の半導体薄膜に存在する欠陥の検
出と、該欠陥の除去とをそれぞれレーザ光の照射
によつて行う薄膜光電変換素子製造装置であつ
て、直交する2方向に任意に移動可能な支持台
と、該支持台上に支持される素子基板にパターニ
ングを行うレーザ光を照射するパターニング用レ
ーザと、前記各素子に逆バイアス電圧を印加する
逆バイアス電圧印加手段と、該逆バイアス電圧の
印加により前記各素子に生じる洩れ電流を測定し
該各素子の良、不良を判定する洩れ電流測定手段
と、不良と判定された素子に出力が5mWないし
数十mWのレーザ光を照射し該素子中の欠陥の検
出を行う欠陥検出用可視光レーザと、素子電極に
接続される光電特性測定装置と、検出された前記
欠陥の除去を行う欠陥除去用レーザと、を備え、
かつ前記パターニング用レーザと欠陥除去用レー
ザとは同一のレーザであることを特徴とする薄膜
光電変換素子製造装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59217571A JPS6196774A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 薄膜光電変換素子製造装置 |
US06/776,670 US4728615A (en) | 1984-10-17 | 1985-09-16 | Method for producing thin-film photoelectric transducer |
EP85113194A EP0179403A3 (en) | 1984-10-17 | 1985-10-17 | Apparatus for producing thin-film photoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59217571A JPS6196774A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 薄膜光電変換素子製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6196774A JPS6196774A (ja) | 1986-05-15 |
JPH055187B2 true JPH055187B2 (ja) | 1993-01-21 |
Family
ID=16706352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59217571A Granted JPS6196774A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 薄膜光電変換素子製造装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4728615A (ja) |
EP (1) | EP0179403A3 (ja) |
JP (1) | JPS6196774A (ja) |
Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
JPH04266068A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Canon Inc | 光電変換素子及びその製造方法 |
US20080029152A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Erel Milshtein | Laser scribing apparatus, systems, and methods |
US7879685B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-02-01 | Solyndra, Inc. | System and method for creating electric isolation between layers comprising solar cells |
JP5210056B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2013-06-12 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | レーザ加工装置 |
TW201013963A (en) | 2008-08-15 | 2010-04-01 | Ulvac Inc | Method and apparatus for manufacturing solar battery |
TW201027770A (en) * | 2008-11-04 | 2010-07-16 | Ulvac Inc | Method and apparatus for manufacturing solar battery |
JP5558339B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-07-23 | 京セラ株式会社 | 光電変換モジュールの製造方法 |
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US4287473A (en) * | 1979-05-25 | 1981-09-01 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nondestructive method for detecting defects in photodetector and solar cell devices |
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JPS58158977A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-21 | ユニバ−シテイ・オブ・デラウエア | 薄膜太陽電池を製造する方法及び装置 |
JPS5994884A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-05-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
JPS59107579A (ja) * | 1982-12-11 | 1984-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
JPS6014441A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59217571A patent/JPS6196774A/ja active Granted
-
1985
- 1985-09-16 US US06/776,670 patent/US4728615A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-17 EP EP85113194A patent/EP0179403A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5753986A (ja) * | 1980-07-25 | 1982-03-31 | Eastman Kodak Co | |
JPS5986269A (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4728615A (en) | 1988-03-01 |
JPS6196774A (ja) | 1986-05-15 |
EP0179403A2 (en) | 1986-04-30 |
EP0179403A3 (en) | 1988-08-31 |
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