JPH06105793B2 - Semiconductor device manufacturing equipment - Google Patents

Semiconductor device manufacturing equipment

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JPH06105793B2
JPH06105793B2 JP4333723A JP33372392A JPH06105793B2 JP H06105793 B2 JPH06105793 B2 JP H06105793B2 JP 4333723 A JP4333723 A JP 4333723A JP 33372392 A JP33372392 A JP 33372392A JP H06105793 B2 JPH06105793 B2 JP H06105793B2
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JP
Japan
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crystal semiconductor
ultraviolet light
light
layer
linear
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JP4333723A
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Japanese (ja)
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JPH06124888A (en
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舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非単結晶半導体に紫外
光を照射して光アニールすることによって、その表面近
傍を単結晶化する半導体装置の製造装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus for irradiating a non-single crystal semiconductor with ultraviolet light to carry out optical annealing to single crystallize the vicinity of its surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】非単結晶半導体に水素等を添加すること
によって再結合中心を中和させる技術は、たとえば特開
昭58−25281号公報に記載されている。また、非
単結晶半導体を光アニールによって結晶化を促進する技
術は、たとえば特開昭57−53986号公報、特開昭
56−23784号公報、特開昭56−81981号公
報、特開昭57−99729号公報にそれぞれ記載され
ている。
2. Description of the Related Art A technique for neutralizing recombination centers by adding hydrogen or the like to a non-single crystal semiconductor is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-25281. Further, techniques for accelerating crystallization of a non-single crystal semiconductor by photo-annealing are disclosed, for example, in JP-A-57-53986, JP-A-56-23784, JP-A-56-81981, and JP-A-57. -99729, respectively.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されているアニール技術は、赤外光を含む光アニール
である。赤外光は、紫外光と比較して、波長が長いた
め、レンズで集光した場合でも、光が互いに干渉して散
乱する。したがって、赤外光を含んだ光アニールは、非
単結晶半導体の所望の厚さ、特に1000Åの厚さ以下
だけの半導体の結晶化を促進させることができなかっ
た。また、赤外光を含む光アニールには、レーザ光を利
用したQスイッチ発振パルスによるもの、あるいは連続
発振させたレーザ光を回転ミラーによって走査するもの
等がある。そして、赤外光を含む光アニールによる光照
射は、非単結晶半導体の結晶化を促進することが知られ
ている。
However, the annealing technique disclosed in the above publication is optical annealing including infrared light. Since the infrared light has a longer wavelength than the ultraviolet light, the lights interfere with each other and are scattered even when condensed by a lens. Therefore, the photo-annealing including the infrared light could not promote the crystallization of the desired thickness of the non-single crystal semiconductor, particularly the semiconductor having a thickness of 1000 Å or less. Optical annealing including infrared light includes, for example, a Q-switch oscillation pulse using laser light, or continuous laser light scanning with a rotating mirror. It is known that light irradiation by light annealing including infrared light promotes crystallization of a non-single crystal semiconductor.

【0004】しかし、上記レーザアニールは、円形の連
続したスポット光から構成されるため、スポット光とス
ポット光との間に隙間ができるか、あるいは重なり部が
できるかのいずれかである。そのため、上記円形のスポ
ット光によるレーザアニールは、均一な結晶化が困難で
あった。さらに、赤外光を含むレーザアニールは、赤外
光の熱によって非単結晶半導体の再結合中心の発生を防
止する水素を脱気させる。特に、円形のスポット光によ
るレーザアニールは、光の重なり部において、赤外光に
よる熱の発生が多く、水素の脱気が激しいという問題を
有する。さらに、活性領域であるI層は、光吸収係数を
大きくして光変換効率を上げる必要がある。しかし、赤
外光は、非単結晶半導体の奥深く侵入するため、上記活
性領域まで結晶化して光吸収係数を低下させるという問
題を有する。
However, since the laser annealing is made up of continuous circular spot light, there is either a gap between the spot lights or an overlapping portion. Therefore, it is difficult to uniformly crystallize the laser annealing using the circular spot light. Further, laser annealing including infrared light degasses hydrogen, which prevents the generation of recombination centers in the non-single crystal semiconductor by the heat of infrared light. In particular, the laser annealing using the circular spot light has a problem that a large amount of heat is generated by the infrared light in the overlapping portion of the light and degassing of hydrogen is severe. Further, the I layer, which is the active region, needs to have a large light absorption coefficient to increase the light conversion efficiency. However, since infrared light penetrates deeply into the non-single-crystal semiconductor, there is a problem in that the infrared light is crystallized to the active region to lower the light absorption coefficient.

【0005】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、非単結晶半導体の再結合中心の発生を防止
する水素を脱気させない半導体製造装置を提供すること
を目的とする。また、本発明は、非単結晶半導体を所望
の厚さで、しかも均一な光アニールにより結晶化を促進
する半導体製造装置を提供することを目的とする。さら
に、本発明は、非単結晶半導体の接合面近傍を結晶化
し、I層を光吸収の高い非単結晶のままにした半導体製
造装置を提供することを目的とする。さらに、本発明
は、集光された線状紫外光を走査することで、生産性を
向上させる半導体製造装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus which prevents the generation of recombination centers of a non-single crystal semiconductor and does not degas hydrogen. Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that promotes crystallization of a non-single crystal semiconductor with a desired thickness and by uniform optical annealing. A further object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus in which the vicinity of the bonding surface of a non-single crystal semiconductor is crystallized, and the I layer is left as a non-single crystal having high light absorption. A further object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that improves productivity by scanning condensed linear ultraviolet light.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】(第1発明) 本発明の半導体装置の製造装置は、基板上に形成された
非単結晶半導体層に、PI接合またはNI接合を少なく
とも一つ有するものであり、紫外光発生部(図2の5
4)によって発生した紫外光のみの光を線状に集光する
光学装置(図2の53、55、56、59)と、光照射
によって光起電力を発生させ得る非単結晶半導体が前記
集光された線状紫外光(図2の57)で照射されるよう
に配設すると共に、前記非単結晶半導体を前記線状の紫
外光の長手方向に対して略直角方向に移動する移動テー
ブル(図2の61)と、前記非単結晶半導体の表面近傍
にあるP層およびPI界面、またはN層およびNI界面
を光アニールして結晶性を促進せしめるように、前記集
光された線状紫外光(57)が走査されるように前記移
動テーブル(61)を駆動する移動テーブル駆動装置と
から構成される。
(First Invention) A semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention is formed on a substrate.
Less PI or NI junction in non-single crystal semiconductor layer
Both have one, and the ultraviolet light generation part (5 in FIG. 2 is
The optical device (53, 55, 56, 59 in FIG. 2) that linearly collects only the ultraviolet light generated by 4) and the non-single crystal semiconductor that can generate a photoelectromotive force by light irradiation are collected. A moving table which is arranged so as to be irradiated with the irradiated linear ultraviolet light (57 in FIG. 2) and which moves the non-single crystal semiconductor in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the linear ultraviolet light. (61 in FIG. 2) and the vicinity of the surface of the non-single crystal semiconductor
The focused linear ultraviolet light (57) is scanned so as to photoanneal the P layer and PI interface or the N layer and NI interface at to promote crystallinity. It comprises a moving table driving device for driving the moving table (61).

【0007】(第2発明) 本発明の半導体装置の製造装置は、基板上に形成された
非単結晶半導体層に、PI接合またはNI接合を少なく
とも一つ有するものであり、100nmないし500n
mの紫外光を発生する手段(54)と、線状の紫外光に
集光するシリンドリカルレンズ(図2の55)とから構
成される光学装置(53、55、56、59)と、光照
射によって光起電力を発生させ得る非単結晶半導体が前
記集光された線状紫外光(57)で照射されるように配
設すると共に、前記非単結晶半導体を前記線状の紫外光
の長手方向に対して略直角方向に移動する移動テーブル
(61)と、前記非単結晶半導体の表面近傍にあるP層
およびPI界面、またはN層およびNI界面を光アニー
ルして結晶性を促進せしめるように、前記集光された線
状紫外光(57)が走査されるように前記移動テーブル
(61)を駆動する移動テーブル駆動装置とから構成さ
れる。
(Second Invention) A semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention is formed on a substrate.
Less PI or NI junction in non-single crystal semiconductor layer
Both have one, 100nm to 500n
An optical device (53, 55, 56, 59) composed of a means (54) for generating m ultraviolet light and a cylindrical lens (55 in FIG. 2) for collecting linear ultraviolet light, and light irradiation. A non-single-crystal semiconductor capable of generating a photoelectromotive force is arranged so as to be irradiated with the condensed linear ultraviolet light (57), and the non-single-crystal semiconductor is elongated in the longitudinal direction of the linear ultraviolet light. A moving table (61) that moves in a direction substantially perpendicular to the direction, and a P layer near the surface of the non-single crystal semiconductor
And driving the moving table (61) so that the collected linear ultraviolet light (57) is scanned so as to photoanneal the PI interface or the N layer and the NI interface to promote crystallinity. It is composed of a moving table driving device.

【0008】(第3発明)本発明の半導体製造装置に使
用される線状に集光された紫外光(57)の幅は、10
0μmないし2mmであることを特徴とする。
(Third invention) The width of the linearly condensed ultraviolet light (57) used in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is 10
It is characterized in that it is 0 μm to 2 mm.

【0009】[0009]

【作 用】(第1発明) 紫外光発生部によって発生した光は、光学装置によって
線状に集光された紫外光のみになる。一方、光照射によ
って起電力を発生させ得る非単結晶半導体は、前記集光
された線状の紫外光の長手方向に対して略直角方向に移
動する移動テーブルに載置される。そして、前記非単結
晶半導体は、移動テーブルによって移動されることによ
って、集光された紫外光が均一に照射される。このよう
に、前記集光された線状紫外光が前記非単結晶半導体の
表面を走査すると、半導体の全面にわたって照射される
ことによって、その表面近傍にあるP層およびPI界
面、またはN層およびNI界面が光アニールされてより
結晶化される。上記移動テーブルの駆動は、テーブル駆
動装置によって、集光された線状紫外光が非単結晶半導
体の表面を結晶化するために適当な速度に制御される。
上記半導体装置の製造装置によれば、非単結晶半導体の
表面近傍におけるP層またはN層は、結晶化されて導電
性が増加するのに対して、P層またはN層の下に形成さ
れているI層は結晶化されない。そのため、I層は、光
吸収係数が大きいままとなり、光電変換効率を低下させ
ない。
[Operation] (First invention) The light generated by the ultraviolet light generator is only the ultraviolet light linearly condensed by the optical device. On the other hand, the non-single crystal semiconductor capable of generating an electromotive force by light irradiation is placed on a moving table that moves in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the collected linear ultraviolet light. Then, the non-single crystal semiconductor is moved by a moving table, so that the collected ultraviolet light is uniformly irradiated. As described above, when the surface of the non-single-crystal semiconductor is scanned with the condensed linear ultraviolet light, the entire surface of the semiconductor is irradiated with the P-layer and the PI field in the vicinity of the surface.
The face, or the N-layer and NI interface, is photo-annealed to become more crystallized. The driving of the moving table is controlled by the table driving device at a speed suitable for the condensed linear ultraviolet light to crystallize the surface of the non-single crystal semiconductor.
According to the above-described semiconductor device manufacturing apparatus, the P layer or N layer in the vicinity of the surface of the non-single crystal semiconductor is crystallized to increase conductivity, whereas the P layer or N layer is formed below the P layer or N layer. The I layer present is not crystallized. Therefore, the I layer has a large light absorption coefficient and does not lower the photoelectric conversion efficiency.

【0010】また、赤外光を含まない集光された線状紫
外光による光アニールは、熱が発生しない。そのため、
水素は、非単結晶半導体から脱気しないので、前記P層
またはN層における再結晶中心の発生が防止される。す
なわち、P層またはN層は、赤外光を含まない集光され
た線状紫外光による光アニールによって導電性が損なわ
れることがない。さらに、非単結晶半導体は、移動テー
ブルおよびその駆動装置によって、一方向への移動とい
うような単純な動作と集光された線状紫外光とを組み合
わすことで、均一でしかも所望の厚さに光アニールでき
ると共に、スポット光の断続によるレーザアニール等と
比較して、生産性を向上させることができる。
Further, heat is not generated in the photo-annealing with the condensed linear ultraviolet light containing no infrared light. for that reason,
Since hydrogen is not degassed from the non-single crystal semiconductor, generation of recrystallization centers in the P layer or N layer is prevented. That is, the conductivity of the P layer or the N layer is not deteriorated by the photo-annealing by the collected linear ultraviolet light containing no infrared light. Furthermore, the non-single crystal semiconductor has a uniform and desired thickness by combining a simple operation such as movement in one direction with the focused linear ultraviolet light by a moving table and its driving device. In addition to being able to perform optical annealing, productivity can be improved as compared with laser annealing by intermittent spot light.

【0011】(第2発明) 紫外光発生部によって発生した光は、フィルタを通すこ
とによって100nmないし500nmの紫外光のみに
なる。その後、前記100nmないし500nmの紫外
光は、シリンドリカルレンズによって線状に集光され
る。一方、光照射によって光起電力を発生させ得る非単
結晶半導体は、前記集光された線状の紫外光の長手方向
に対して略直角方向に移動する移動テーブルに載置され
る。そして、前記非単結晶半導体は、移動テーブルによ
って移動されることによって、集光された紫外光が均一
に照射される。このように、前記集光された100nm
ないし500nmの線状紫外光が非単結晶半導体の全表
面を走査することによって、その表面近傍にあるP層お
よびPI界面、またはN層およびNI界面が光アニール
されてより結晶化される。上記移動テーブルの駆動は、
テーブル駆動装置によって、集光された線状紫外光が非
単結晶半導体の表面を結晶化するために適当な速度に制
御される。以上のように、第2発明は、前記第1発明と
同様に、その変換効率を良くし、均一でしかも所望の厚
さに光アニールができると共に、スポット光の断続によ
るレーザアニール等と比較して生産性を向上させること
ができる。
(2nd invention) The light generated by the ultraviolet light generator becomes only the ultraviolet light of 100 nm to 500 nm by passing through the filter. After that, the 100 nm to 500 nm ultraviolet light is linearly condensed by a cylindrical lens. On the other hand, a non-single-crystal semiconductor capable of generating a photoelectromotive force by light irradiation is placed on a moving table that moves in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the collected linear ultraviolet light. Then, the non-single crystal semiconductor is moved by a moving table, so that the collected ultraviolet light is uniformly irradiated. Thus, the condensed 100 nm
To 500 nm of linear ultraviolet light scans the entire surface of the non-single-crystal semiconductor, so that the P layer in the vicinity of the surface is scanned .
And the PI interface, or the N and NI interfaces, are photo-annealed to become more crystallized. The drive of the moving table is
The table driving device controls the collected linear ultraviolet light at an appropriate speed for crystallizing the surface of the non-single crystal semiconductor. As described above, the second invention is similar to the first invention in that the conversion efficiency is improved, the light annealing can be performed to a uniform and desired thickness, and the second invention is compared with the laser annealing by the intermittent spot light. Productivity can be improved.

【0012】(第3発明)線状に集光された紫外光の幅
は、100μmないし2mmとすることで、非単結晶半
導体の表面から適度の厚さで結晶化を促進せしめること
ができた。
(Third Invention) By setting the width of the ultraviolet light linearly collected to be 100 μm to 2 mm, crystallization could be promoted with an appropriate thickness from the surface of the non-single crystal semiconductor. .

【0013】[0013]

【実 施 例】以下、図1および図2を参照しつつ本発
明の一実施例を説明する。図1(A)ないし(D)は本
発明の一実施例で、光電変換装置の製造工程を示す縦断
面図である。図1において、基板(1) は、絶縁表面処理
を施した金属箔の可撓性基板(6) 、たとえば10〜200 μ
m、特に、20〜50μmの厚さのステンレス箔にポリイミ
ド樹脂(7) が0.1 〜3μm、たとえば、約1.5 μmの厚
さに形成されている。そして、基板(1) は、図1に示さ
れた左右方向の長さが60cm、幅20cmのものが用いら
れた。また、基板(1) の全表面にわたって第1導電膜
(2) が形成される。すなわち、基板(1) の表面上には、
クロムまたはクロムを主成分とする金属膜(25)が0.1
〜0.5 μmの厚さにスパッタ法、特にマグネトロンDCス
パッタ法により形成された。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. 1A to 1D are vertical sectional views showing a manufacturing process of a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a substrate (1) is a flexible substrate (6) made of a metal foil having an insulating surface treatment, for example, 10 to 200 μm.
Polyimide resin (7) is formed in a thickness of 0.1 to 3 μm, for example, about 1.5 μm on a stainless steel foil having a thickness of 20 to 50 μm. The substrate (1) used had a length of 60 cm in the left-right direction shown in FIG. 1 and a width of 20 cm. In addition, the first conductive film is formed on the entire surface of the substrate (1).
(2) is formed. That is, on the surface of the substrate (1),
Chromium or a metal film (25) containing chromium as the main component is 0.1
It was formed to a thickness of .about.0.5 .mu.m by sputtering, especially magnetron DC sputtering.

【0014】レーザスクライブ加工を行なう際の特性の
向上には、光学的に反射率の高い反射性金属のクロム中
に銅または銀が1〜50重量%添加された昇華性( レ−ザ
光に対し)金属を用いる。このような昇華性金属を用い
たレーザスクライブは、加工後に残存物が残らず好まし
かった。さらに、かかるCu-Cr(クロム銅合金) 、Cr-Ag
(クロム銀合金) は、クロム導体材料よりも500 nm〜7
00 nmの波長領域での反射光が約10%も大きく、基板
(1) の裏面側で反射を行なわせた場合、光が閉じ込めら
れて有効であった。さらに、この金属膜(25)上には、
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、たとえば酸化スズ・インジュ−ム(5
0 Å〜2000Å、代表的には500 Å〜1500Å)がスパッタ
法、あるいはスプレ−法により形成されて、これを第1
導電膜(2) とした。この第1導電膜(2) は、金属膜(2
5)のみでもよい。しかし、金属膜(25)の金属が後工程
において半導体中に逆拡散してしまうことを防ぐために
は、酸化スズ・インジュームのブロッキング層がきわめ
て有効であった。
In order to improve the characteristics at the time of performing the laser scribing, the sublimation property (laser light) obtained by adding 1 to 50% by weight of copper or silver to chromium, which is a reflective metal having a high optical reflectivity, is used. On the other hand, a metal is used. Laser scribing using such a sublimable metal is preferable because no residue remains after processing. Furthermore, such Cu-Cr (chromium copper alloy), Cr-Ag
(Chromium-silver alloy) is 500 nm ~ 7
The reflected light in the wavelength range of 00 nm is as large as about 10%.
When the light was reflected on the back side of (1), the light was trapped and it was effective. Furthermore, on this metal film (25),
A transparent conductive film containing tin oxide as a main component to which a halogen element such as fluorine is added, for example, tin oxide indium (5
0 Å ~ 2000 Å, typically 500 Å ~ 1500 Å) is formed by the sputtering method or the spray method,
It was used as a conductive film (2). The first conductive film (2) is a metal film (2
5) only is acceptable. However, in order to prevent the metal of the metal film (25) from back-diffusing into the semiconductor in the subsequent step, the tin oxide-indium blocking layer was extremely effective.

【0015】さらに、この酸化スズ・インジュームは、
その上面のP型半導体層、あるいはN型半導体層とのオ
─ム接触性に優れており、加えて入射光のうちの長波長
光の裏面電極(第1電極(37))での反射による実質的な
光路長を大きくする時の反射効果を向上させるためにも
きわめて有効であった。その後、第1導電膜(2) の表面
には、YAGレ−ザ加工機(日本電気製)の出力0.3 〜
3W(焦点距離40mm)、スポット径20〜70μm、代表的
には40μmをマイクロコンピュ−タにより制御して、上
方からレ−ザ光が照射される。そして、レーザ光は、そ
の走査によりスクライブライン用の第1開溝(13)が形成
される。そして、第1開溝(13)の間には、素子間領域
(31) 、(11)が形成されると共に、第1電極(37)が形成
される。レーザスクライブにより形成された第1開溝(1
3)は、幅約50μm、長さ20cmである。また、前記第1
開溝(13)の深さは、それぞれ第1電極(37)を構成させる
ために、第1導電膜(2) が完全に切断分離された。かく
して、第1素子(31)および第2素子(11)を構成する領域
の幅は、5〜40mm、たとえば、15mmとして形成され
た。
Further, this tin oxide indium is
It has excellent ohmic contact with the P-type semiconductor layer or the N-type semiconductor layer on its upper surface, and in addition, it reflects the long wavelength light of the incident light at the back electrode (first electrode (37)). It was also extremely effective in improving the reflection effect when increasing the substantial optical path length. Then, on the surface of the first conductive film (2), the output of YAG laser processing machine (NEC) 0.3
Laser light is irradiated from above with 3 W (focal length 40 mm), spot diameter 20 to 70 μm, typically 40 μm controlled by a micro computer. Then, the scanning of the laser light forms the first open groove (13) for the scribe line. Then, the inter-element regions (31) and (11) are formed between the first open grooves (13), and the first electrodes (37) are formed. The first open groove (1
3) has a width of about 50 μm and a length of 20 cm. Also, the first
With respect to the depth of the groove (13), the first conductive film (2) was completely cut and separated to form the first electrode (37). Thus, the width of the regions forming the first element (31) and the second element (11) was formed to be 5 to 40 mm, for example, 15 mm.

【0016】その後、第1導電膜(2) の上面には、プラ
ズマCVD 法、フォトCVD 法、または低圧プラズマCVD 法
により非単結晶半導体層(3) が0.3 〜1.0 μm、たとえ
ば0.7 μmの厚さに形成された。上記非単結晶半導体層
(3) は、照射光 (10) により光起電力を発生するPNまた
はPIN 接合を有する水素またはハロゲン元素が添加され
ている。非単結晶半導体層(3) の代表例は、P型(SixC
1-x 0<x<1)半導体(約300 Å) −I型アモルファ
スまたはセミアモルファスのシリコン半導体(約0.7 μ
m) −N型の微結晶(約200 Å)からなる一つのPIN 接
合を有する。また、非単結晶半導体層(3)は、N型微結
晶珪素(約300 Å) 半導体−I型半導体−P型微結晶化
Si半導体−P型SixC1-x( 約50Å x=0.2 〜0.3)から
なる。かかる非単結晶半導体層(3) は、第1導電膜(2)
の全面にわたって均一の膜厚で形成された。
After that, the non-single crystal semiconductor layer (3) is formed on the upper surface of the first conductive film (2) by a plasma CVD method, a photo CVD method, or a low pressure plasma CVD method to a thickness of 0.3 to 1.0 μm, for example, 0.7 μm. Was formed. The non-single crystal semiconductor layer
In (3), hydrogen or a halogen element having a PN or PIN junction that generates a photoelectromotive force by irradiation light (10) is added. A typical example of the non-single-crystal semiconductor layer (3) is a P-type (SixC
1-x 0 <x <1) semiconductor (approx. 300 Å) -I type amorphous or semi-amorphous silicon semiconductor (approx. 0.7 μ)
m) -It has one PIN junction consisting of N-type microcrystal (about 200 Å). The non-single crystal semiconductor layer (3) is made of N-type microcrystalline silicon (about 300 Å) semiconductor-I-type semiconductor-P-type microcrystallized.
Si semiconductor-P type Si x C 1-x (about 50Å x = 0.2 to 0.3). The non-single-crystal semiconductor layer (3) is the first conductive film (2).
Was formed with a uniform film thickness over the entire surface.

【0017】さらに、図1(B)に示されるごとく、第
1開溝(13)の左方向側(第1素子側)にわたって、第2
開溝(14)は、第2レーザスクライブ工程により形成され
た。本実施例では、第1開溝(13)と第2開溝(14)との中
心間を50μmずらしている。かくして、第2開溝(14)
は、第1電極(37)の側面(8) 、(9) を露出させた。さら
に、本実施例は、第1電極(37)の透光性導電膜(15)
および金属膜(25)の表面のみを露呈させてもよいが、
製造歩留りの向上のため、レ−ザ光を0.1〜1W、たとえ
ば0.8 wでは多少強すぎて、この第1電極(37)の深さ方
向の全てを除去してしまう。その結果、第1導電膜(2)
の側面(8)(側面のみまたは側面と上面の端部) に図1
(C)で示す第2電極(38)とのコネクタ(30)が密接して
もその接触抵抗は、一般に酸化物−酸化物コンタクト(
酸化スズ─酸化スズ・インジューム コンタクト) とな
り、その界面に絶縁物バリアを形成しないため、特に増
大する等の異常がなく、実用上何等問題がなかった。
Further, as shown in FIG. 1B, the second groove is formed on the left side (first element side) of the first groove (13).
The groove (14) was formed by the second laser scribing process. In this embodiment, the centers of the first open groove (13) and the second open groove (14) are offset by 50 μm. Thus, the second open groove (14)
Exposed the side surfaces (8) and (9) of the first electrode (37). Further, in this embodiment, the transparent conductive film (15) of the first electrode (37) is used.
And only the surface of the metal film (25) may be exposed,
In order to improve the manufacturing yield, the laser light of 0.1 to 1 W, for example, 0.8 w is too strong to remove all of the first electrode (37) in the depth direction. As a result, the first conductive film (2)
Figure 1 on the side (8) (side only or side and top edge)
Even if the connector (30) with the second electrode (38) shown in (C) is in close contact, its contact resistance is generally oxide-oxide contact (
Tin oxide-tin oxide-indium contact) was not formed, and no insulator barrier was formed at the interface, so there was no abnormality such as an increase, and there was no problem in practice.

【0018】図1(C)に示されるごとく、非単結晶半
導体層(3) の表面には、金属膜(5)およびコネクタ(3
0)が形成された。さらに、本実施例における500 nm
以下の波長(一般には200 nm〜450 nm)を発光する
光アニ−ル装置の概要およびその方法を図2を参照しつ
つ説明する。
As shown in FIG. 1C, the metal film (5) and the connector (3) are formed on the surface of the non-single crystal semiconductor layer (3).
0) was formed. Furthermore, in this embodiment, 500 nm
An outline of an optical annealing device that emits light having the following wavelength (generally 200 nm to 450 nm) and its method will be described with reference to FIG.

【0019】図2は本発明の一実施例で、光アニール装
置の概念図を示す。被照射基板(60)は、図2に示されて
いるように一方向に動くXテーブル(61)上に載置されて
いる。図1に示す第1導電膜(2) が形成されている基板
(1) は、図2に示す光アニ−ル装置における被照射基板
(60)に対応する。光源は、棒状の超高圧水銀灯(54)を用
い、出力500W以上、発光波長200 nm〜650 nmとし
た。特に、本実施例は、東芝製超高圧水銀灯(KHM-50、
出力5kW )を用いた。すなわち、電源(50)は、一次電
圧AC200V、30A および二次電圧(52)AC4200V 、1.1 〜
1.6Aとした。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, which is a conceptual diagram of an optical annealing apparatus. The irradiated substrate (60) is placed on an X table (61) which moves in one direction as shown in FIG. Substrate on which the first conductive film (2) shown in FIG. 1 is formed
(1) is a substrate to be irradiated in the optical annealing apparatus shown in FIG.
Corresponds to (60). The light source used was a rod-shaped ultra-high pressure mercury lamp (54) with an output of 500 W or more and an emission wavelength of 200 nm to 650 nm. In particular, this embodiment is based on the Toshiba high pressure mercury lamp (KHM-50,
Output 5kW) was used. That is, the power supply (50) has a primary voltage of AC200V, 30A and a secondary voltage (52) of AC4200V, 1.1 ~.
It was set to 1.6A.

【0020】さらに、超高圧水銀灯(54)は、その発熱を
押さえるため、および被照射基板(60)の発熱による熱ア
ニ−ルの発生を防ぐため、超高圧水銀灯(54)の外側を水
(51)、(51') を供給することによって冷却した。超高圧
水銀灯(54)は、300 〜450 nmの短波長光を発生す
る。また、超高圧水銀灯(54)から照射される500 nm以
上の波長の光は、フィルタ(59)によってカットされ
る。そして、300 〜450 nmの短波長の光だけがシリン
ドリカルレンズ(55)によって集光された。上記超高圧
水銀灯(54)は、長さ20cmの棒状体からなるため、石英
製のシリンドリカルレンズ(55)が用いられた。
Further, in order to suppress the heat generation of the ultra high pressure mercury lamp (54) and to prevent generation of thermal anneal due to the heat generation of the irradiated substrate (60), the outside of the ultra high pressure mercury lamp (54) is covered with water.
It was cooled by supplying (51) and (51 '). The ultra high pressure mercury lamp (54) emits short wavelength light of 300 to 450 nm. The light with a wavelength of 500 nm or more emitted from the extra-high pressure mercury lamp (54) is cut by the filter (59). Then, only light with a short wavelength of 300 to 450 nm was condensed by the cylindrical lens (55). Since the ultra-high pressure mercury lamp (54) is composed of a rod-shaped body having a length of 20 cm, a cylindrical lens (55) made of quartz was used.

【0021】さらに、シャッター(56)は、前記短波長
光が充分集光される前、またはシリンドリカルレンズ(5
5)と超高圧水銀灯(54)との間に配設された。かくして、
超高圧水銀灯(54)から発生した短波長の光は、集光され
た線状紫外光(57)となり、その幅100 μm〜2 mm、長
さ18cmとなった。その時、集光された線状紫外光(57)
のエネルギー密度は、約5KW /cm2 (幅1 mmの場
合)となった。前記集光された線状紫外光(57)は、被
照射基板(60)の照射面に集光される。その後、被照射基
板(60)は、Xテ−ブル(61)上に載置されているため、
Xテーブル(61)を一定速度で移動をさせることよって、
集光された線状紫外光(57)によって走査されることにな
る。かくすると、300 nm〜450 nmを中心とする集光
された線状紫外光(57)は、非単結晶半導体層(3) の表面
近傍である1000Å以下の深さに殆ど吸収されてしまう。
このため、非単結晶半導体層(3) は、その表面近傍のご
く薄い領域が結晶化されることになる。加えて本実施例
による光アニ−ルは、赤外光を含まない光アニ−ルのた
め、熱の発生が全くなく、既に含有する水素またはハロ
ゲン元素を脱気することがない。
Further, the shutter (56) is provided before the short-wavelength light is sufficiently condensed, or the cylindrical lens (5
It was arranged between 5) and the ultra-high pressure mercury lamp (54). Thus,
The short-wavelength light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp (54) was condensed into linear ultraviolet light (57), which had a width of 100 μm to 2 mm and a length of 18 cm. At that time, the collected linear ultraviolet light (57)
Has an energy density of about 5 KW / cm 2 (when the width is 1 mm). The condensed linear ultraviolet light (57) is condensed on the irradiation surface of the substrate (60) to be irradiated. After that, since the irradiated substrate (60) is placed on the X table (61),
By moving the X table (61) at a constant speed,
It will be scanned by the collected linear ultraviolet light (57). As a result, the condensed linear ultraviolet light (57) centered at 300 nm to 450 nm is almost absorbed at a depth of 1000 Å or less, which is near the surface of the non-single crystal semiconductor layer (3).
Therefore, in the non-single crystal semiconductor layer (3), a very thin region near the surface is crystallized. In addition, since the photo anneal according to the present embodiment is a photo anneal that does not contain infrared light, no heat is generated and hydrogen or halogen elements already contained are not degassed.

【0022】また、同時に、本実施例による光アニ−ル
は、非単結晶半導体層(3) の表面近傍の結晶性を促進す
る。そして、この結晶性が促進された表面近傍は、光学
的エネルギーを小さくすることなく、かつ結晶化により
その光吸収係数を小さくすることができるという二重の
特長を有する。しかし、活性領域であるI層の内部は、
光吸収係数を大きくする必要がある。すなわち、前記活
性領域は、アモルファスまたは低度の結晶性を有する状
態に保持し、いわゆる多結晶化してはならない。逆に、
P型またはN型またはそれに加えてその近傍のI層を選
択的に光吸収係数を少なくし、加えて接合界面での再結
合中心の密度を少なくさせるために接合界面で結晶的に
連続して多結晶化(33)をさせることが重要である。この
ことにより短波長の紫外光は、半導体表面近傍のみを選
択的に光アニ−ルすることができる。
At the same time, the optical annealing according to this embodiment promotes crystallinity in the vicinity of the surface of the non-single crystal semiconductor layer (3). The vicinity of the surface where the crystallinity is promoted has a dual feature that the light absorption coefficient can be reduced by crystallization without reducing the optical energy. However, the inside of the I layer, which is the active region, is
It is necessary to increase the light absorption coefficient. That is, the active region should be kept in an amorphous or low-crystalline state and should not be so-called polycrystallized. vice versa,
In order to selectively reduce the light absorption coefficient of the P-type or N-type or the I layer in the vicinity of the P-type or N-type, and to reduce the density of recombination centers at the bonding interface, the layers are made to be crystalline continuously at the bonding interface It is important to cause polycrystallization (33). As a result, short-wavelength ultraviolet light can be selectively annealed only near the semiconductor surface.

【0023】その後、第3のレーザスクライブにより金
属膜(5) および非単結晶半導体層(3) を切断分離して形
成された第3開溝(20)は、複数のアイソレイションさ
れた第2電極(38)、(39)を形成する。前記金属膜(5) に
は、透光性導電膜(15)(CTF)が用いられた。そして、そ
の透光性導電膜(15)の厚さは、300 Å〜1500Åに形成さ
れた。前記透光性導電膜(15)としては、N型半導体と良
好なオーム接触をする酸化スズ・インジュームを主成分
とする混合物で形成された。また、前記透光性導電膜(1
5)としては、酸化インジュ−ムを主成分として形成させ
ることも可能である。さらに、透光性導電膜(15)として
は、クロム−珪素化合物等の非酸化物導電膜より形成さ
せることも可能である。
After that, the third open groove (20) formed by cutting and separating the metal film (5) and the non-single-crystal semiconductor layer (3) by the third laser scribing is used to form a plurality of isolated second grooves. The electrodes (38) and (39) are formed. A transparent conductive film (15) (CTF) was used for the metal film (5). The transparent conductive film (15) was formed to a thickness of 300Å to 1500Å. The translucent conductive film 15 was formed of a mixture containing tin oxide-indium as a main component which makes good ohmic contact with the N-type semiconductor. In addition, the transparent conductive film (1
As 5), it is possible to form indium oxide as a main component. Further, the transparent conductive film (15) can be formed of a non-oxide conductive film such as a chromium-silicon compound.

【0024】この結果、半導体に密接して第2電極(3
8)、(39)が形成された。前記透光性導電膜(15)は、電子
ビ−ム蒸着法、スパッタ法、フォトCVD 法、フォト・プ
ラズマCVD 法を含むCVD 法を用い、非単結晶半導体層
(3) を劣化させないため、250 ℃以下の温度で形成され
た。さらに、第3開溝(20)の深さは、単に第2電極(3
8)、(39)のみを除去するだけでなく、その下の非単結晶
半導体層(3) の多結晶領域(33)を含めて同時に除去され
る。この結果、第1電極(37)は、その一部を露呈せしめ
る。そして、本実施例による光加工は、第3開溝(20)を
形成する際に、レーザスクライブの照射強度(パワー密
度)のバラツキにより、第2電極(38)、(39)の一部が残
存して、電気的に2つの電極が分離できなくなることを
防いだ。前記本実施例に使用したレ−ザ光は、第2電極
(38)、(39)の下面に密接する非単結晶半導体層(3) 、特
に多結晶化の高い電気伝導度を有する多結晶領域(33)を
もえぐり出し除去した。
As a result, the second electrode (3
8) and (39) were formed. The transparent conductive film (15) is formed by a non-single crystal semiconductor layer using a CVD method including an electron beam evaporation method, a sputtering method, a photo CVD method and a photo plasma CVD method.
In order not to deteriorate (3), it was formed at a temperature of 250 ℃ or less. Further, the depth of the third open groove (20) is simply the second electrode (3
Not only 8) and (39) but also the polycrystalline region (33) of the underlying non-single-crystal semiconductor layer (3) is removed at the same time. As a result, the first electrode (37) exposes a part thereof. Then, in the optical processing according to the present embodiment, when the third open groove (20) is formed, a part of the second electrodes (38) and (39) is caused by variations in the irradiation intensity (power density) of the laser scribe. It remained and prevented that the two electrodes could not be electrically separated. The laser light used in the present embodiment is the second electrode.
The non-single-crystal semiconductor layer (3), which is in close contact with the lower surfaces of (38) and (39), in particular, the polycrystalline region (33) having a high electric conductivity of polycrystallization was also dug out and removed.

【0025】また、本実施例のレ−ザ光は、照射された
領域の非単結晶半導体層(3) に対して絶縁化を図り、2
つの電極(38)、(39)間の絶縁性を完全にした。このた
め、非単結晶半導体層(3) の下側の第1電極(37)を形成
する透光性導電膜(15)は、酸化スズ・インジュームより
も耐熱性に優れた酸化スズを主成分とすると、この第1
電極(37)を残し、レーザ光の熱エネルギーを吸収しやす
い非単結晶半導体層(3) を第2電極(38)、(39)用材料と
ともに選択的に除去せしめて第3開溝(20)を容易に形成
させることができた。さらに、製造歩留り的にリ−クが
10-5〜10-7Å/cmある準不良装置(全体の5〜10%を
有する)に関しては、その後、弗酸1:硝酸3:酢酸5
を水でさらに5〜10倍に希釈して表面部のみを軽くエッ
チングする。そして、このエッチングは、開溝部の珪
素、低級酸化物を化学的に50〜200 Åの深さにインジュ
ーム等の金属不純物と共に除去し、リークの低減に有効
であった。
Further, the laser light of this embodiment is designed to insulate the non-single crystal semiconductor layer (3) in the irradiated region,
The insulation between the two electrodes (38), (39) was perfected. Therefore, the translucent conductive film (15) forming the first electrode (37) below the non-single crystal semiconductor layer (3) is mainly made of tin oxide, which is superior in heat resistance to tin oxide / indium. As a component, this first
The third open groove (20) is formed by selectively removing the non-single-crystal semiconductor layer (3), which retains the electrode (37) and easily absorbs the thermal energy of laser light, together with the materials for the second electrodes (38) and (39). ) Could be easily formed. Furthermore, there is a leak in terms of manufacturing yield.
For quasi-defective devices with 10 -5 to 10 -7 Å / cm (with 5-10% of the total), then hydrofluoric acid 1: nitric acid 3: acetic acid 5
Is further diluted 5-10 times with water and only the surface is lightly etched. Then, this etching was effective in chemically removing silicon and lower oxide in the open groove portion to a depth of 50 to 200 Å together with metal impurities such as indium and reducing the leak.

【0026】かくして図1(C)に示されるごとく、複
数の素子間領域(11)、(31)は、連結部(4) で直列接続さ
れる光電変換装置とすることができた。図1(D)は本
実施例の光電変換装置が完成されたものである。すなわ
ち、パッシベイション膜として、プラズマ気相法または
フォト・プラズマ気相法により形成された窒化珪素膜(2
1)は、500 Å〜2000Åの均一の厚さとし、各素子間のリ
−ク電流の湿気等の吸着による発生をさらに防いだ。さ
らに、光電変換装置は、外部引出し電極(24)、(24 ′)
がその周辺部に設けられた。図1(D)において、たと
えば60cm×20cmの基板(1) には、各素子が幅14.35
mm×192 mmの短冊状に設けられ、さらに連結部の幅
150 mm、外部引出し電極部の幅10mm、周辺部4 mm
とすることで、実質的に580 mm×192 mm内に40段形
成された。
Thus, as shown in FIG. 1C, the plurality of inter-element regions (11) and (31) can be used as a photoelectric conversion device connected in series at the connecting portion (4). FIG. 1D shows the completed photoelectric conversion device of this embodiment. That is, as a passivation film, a silicon nitride film (2
In 1), a uniform thickness of 500Å to 2000Å was used to further prevent the generation of leak current between elements due to adsorption of moisture. Furthermore, the photoelectric conversion device has external extraction electrodes (24) and (24 ′).
Was installed in the surrounding area. In FIG. 1D, each element has a width of 14.35 mm on a substrate (1) of 60 cm × 20 cm, for example.
It is provided in the form of a strip of mm × 192 mm, and the width of the connecting part
150 mm, width of external extraction electrode part 10 mm, peripheral part 4 mm
As a result, 40 steps were formed substantially within 580 mm × 192 mm.

【0027】その結果、光電変換素子のセグメントが1
1.3%(1.05cm2)の変換効率を有する場合、パネルに
て6.6 %(理論的には9.1 %になるが、40段直列連結の
抵抗により実効変換効率が低下した(AM1〔100mw/cm
2 〕) にて、68.4wの出力電力を有せしめることができ
た。また、このパネル、たとえば40cm×40cmまたは
60cm×20cmを3個または4個直列にアルミサッシの
固い枠内またカーボン・ブラックによる可撓性枠内に組
み合わせることによりパッケ−ジさせ、120 cm×40c
m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。また、このNEDO規格のパネル用には、シ−フレッ
クスによりガラス基板の裏面(照射面の反対側)に本実
施例の光電変換装置の上面をはりあわせて、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。さら
に、本発明を実施する際の具体例を挙げる。
As a result, the number of segments of the photoelectric conversion element is 1.
When the conversion efficiency is 1.3% (1.05 cm 2 ), 6.6% (theoretically 9.1%) is displayed on the panel, but the effective conversion efficiency is lowered by the resistance of 40-stage series connection (AM1 [100 mw / cm
2 ]), it was possible to have an output power of 68.4w. Also, this panel, for example 40 cm x 40 cm or
120 cm x 40 c by combining 3 or 4 60 cm x 20 cm in series in a rigid frame made of aluminum sash or a flexible frame made of carbon black.
It is possible to install a high power panel of NEDO standard. Also, for this NEDO standard panel, the upper surface of the photoelectric conversion device of the present embodiment is attached to the back surface of the glass substrate (the side opposite to the irradiation surface) by means of seaflex, and the mechanical strength against wind pressure, rain, etc. is increased. It is also effective to increase the number. Further, specific examples for carrying out the present invention will be given.

【0028】具体例1 図1(A)ないし(D)を参照しつつ本実施例における
具体例を説明する。すなわち、絶縁性被膜を有する金属
箔からなる基板(1) は、約50μmの厚さのステンレス箔
の表面にポリイミド樹脂を用いて1.5 μmの厚さにコ−
トした。その時の基板(1) の大きさは、長さ60cm、幅
20cmとした。さらに、絶縁性被膜が形成されている金
属箔からなる基板(1) は、その上に銅が1.0 〜10重量
%、たとえば2.5 重量%添加されたクロムをマグネトロ
ンスパッタ法により、0.1 Å〜0.2 Åの厚さに形成され
た。さらに、その上面には、SnO2が1050Åの厚さにスパ
ッタ法で形成された。次に、第1開溝(13)は、YAGレ
−ザ−のスポット径50μm、出力0.5W、マイクロコンピ
ュ−タにより制御して0.3 〜3 m/分(平均3 m/分)
の走査速度にて形成された。素子間領域(11)、(31)は、
15mm幅とした。
Specific Example 1 A specific example of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (D). That is, the substrate (1) made of a metal foil having an insulating film is coated with a polyimide resin on the surface of a stainless foil having a thickness of about 50 μm to a thickness of 1.5 μm.
I got it. The size of the substrate (1) at that time is 60 cm in length and width.
It was 20 cm. Furthermore, the substrate (1) made of a metal foil on which an insulating film is formed has 0.1 Å to 0.2 Å of chromium with 1.0 to 10% by weight of copper, for example 2.5% by weight, added thereto by magnetron sputtering. Formed to a thickness of. Further, SnO 2 was formed on the upper surface by a sputtering method to have a thickness of 1050Å. Next, the first open groove (13) has a spot diameter of the YAG laser of 50 μm, an output of 0.5 W, and is controlled by a micro computer to 0.3 to 3 m / min (average 3 m / min).
Formed at a scanning speed of. The inter-element regions (11) and (31) are
The width was 15 mm.

【0029】その後、公知のPCVD法、フォトCVD 法また
はフォト・プラズマCVD 法により図1に示したPIN 接合
を1つ有する非単結晶半導体層(3) が形成された。非単
結晶半導体層(3) の全厚さは、約0.7 μmであった。そ
の後、第1開溝(13)は、工業テレビによってモニタ−さ
れ、第1開溝(13)より50μm第1素子間領域(31)側に
シフトさせた位置に、スポット径50μm、平均出力0.5
W、室温、周波数3KHz、走査スピ−ド60cm/ 分による
レーザスクライブにより第2開溝(14)が形成された。
その後、図2の装置を用いて光アニ−ル処理は、P型半
導体層に対し行なわれた。前記光アニールによって微結
晶化されたP型半導体層およびその下のI型半導体層か
らなる領域は、多結晶領域(33)として構成された。さら
に、この多結晶領域(33)の下側のI型半導体(34)は、ア
モルファスまたは低度の微結晶の水素を含む珪素半導体
として残された。
After that, a non-single-crystal semiconductor layer (3) having one PIN junction shown in FIG. 1 was formed by a known PCVD method, photo CVD method or photo plasma CVD method. The total thickness of the non-single crystal semiconductor layer (3) was about 0.7 μm. After that, the first open groove (13) is monitored by an industrial television, and the spot diameter is 50 μm and the average output is 0.5 at a position shifted by 50 μm from the first open groove (13) to the first inter-element region (31) side.
The second open groove (14) was formed by laser scribing at W, room temperature, frequency of 3 KHz, and scanning speed of 60 cm / min.
Then, the optical annealing process was performed on the P-type semiconductor layer using the apparatus of FIG. The region composed of the P-type semiconductor layer microcrystallized by the optical annealing and the I-type semiconductor layer thereunder was formed as a polycrystalline region (33). Further, the I-type semiconductor (34) under the polycrystalline region (33) was left as a silicon semiconductor containing amorphous or low-grade microcrystalline hydrogen.

【0030】結晶性を促進される領域(33)は、約800 Å
の厚さであり、この多結晶領域(33)に、図2に示すXテ
−ブル(61)の移動速度を可変したり、または繰り返し照
射を施すことにより、光アニ−ルを深くもまた浅くもす
ることが可能になった。かくして得られた半導体を1/
10のフッ化水素中に浸漬して表面の絶縁酸化物を除去
し、さらにこの全体を透光性導電膜である酸化スズ・イ
ンジュームをスパッタ法により形成し、その膜圧の平均
を 700Åに作製して、第2金属膜(5) およびコネクタ
(30)が構成された。さらに、第3開溝(20)は、同様
にレーザスクライブにより第2開溝(14)より50μmのわ
たり深さに第1素子間領域(31)側にシフトして形成さ
せ、図1(C)に示す構成とした。この時、第3開溝(2
0)の深さは、図面に示すごとく、その底部が第1電極(3
7)の表面にまで至っていた。このため、透光性導電膜(1
5)および非単結晶半導体層(3) は、完全に除去されてい
た。
The region (33) where the crystallinity is promoted is about 800 Å
By varying the moving speed of the X-table (61) shown in FIG. 2 or repeatedly irradiating the polycrystalline region (33), the photo-anneal can be made deeper and deeper. It became possible to make it shallow. The semiconductor thus obtained is 1 /
It is immersed in 10% hydrogen fluoride to remove the insulating oxide on the surface, and then the whole is formed with tin oxide indium, which is a transparent conductive film, by the sputtering method, and the average film pressure is 700Å. After the fabrication, the second metal film (5) and the connector (30) were constructed. Further, the third open groove (20) is similarly formed by laser scribing so as to be shifted to the first inter-element region (31) side by a depth of 50 μm beyond the second open groove (14). ). At this time, the third open groove (2
As shown in the drawing, the depth of (0) is such that the bottom of the first electrode (3
It reached the surface of 7). Therefore, the transparent conductive film (1
5) and the non-single crystal semiconductor layer (3) were completely removed.

【0031】レ−ザ光は、平均出力0.5Wとし、他は第2
開溝(14)の作製と同一条件とした。図1(C)の工程の
後、パネルの端部をレ−ザ光出力1Wにて第1電極(37)、
非単結晶半導体層(3) 、第2電極(38)、(39)の全てを基
板(1) の端より4 mm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。その後、窒化珪素膜(2
1)は、PCVD法またはフォト・プラズマCVD 法により、1
000Åの厚さに250 ℃の温度にて形成された。すると、2
0cm×60cmのパネルは、15mm幅で素子を40段にす
ることができた。パネルの実効効率としてAM1 (100mw
/cm2)にて6.7 %、出力73.8wを得ることができた。
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 laser light has an average output of 0.5 W, and the others have the second output.
The conditions were the same as those for producing the open groove (14). After the step of FIG. 1 (C), the edge of the panel is connected to the first electrode (37) with laser light output of 1 W,
All of the non-single crystal semiconductor layer (3), the second electrodes (38) and (39) were scanned in a rectangular shape 4 mm inside from the end of the substrate (1) to prevent electrical short circuit with the panel frame. After that, a silicon nitride film (2
1) is 1 by PCVD method or photo plasma CVD method.
It was formed to a thickness of 000Å at a temperature of 250 ° C. Then 2
The 0 cm × 60 cm panel could have 40 rows of elements with a width of 15 mm. AM1 (100mw as the effective efficiency of the panel
/ Cm 2 ), it was possible to obtain 6.7% and an output of 73.8 w.
The effective area was 1102 cm 2 , and 91.8% of the entire panel could be effectively used.

【0032】具体例2 大きさ20cm×60cmの基板(1) に形成されたステンレ
ス箔上には、厚さ30μmのポリイミド樹脂(7) がコ−ト
処理されている。さらに、一つの電卓用光電変換装置を
5 cm×1 cmとした場合、前記基板(1) には複数個の
光電変換装置が採れる。ここでは光電変換装置における
一つの素子形状は、9 mm× 9mmとし、5段連続アレ
−とした。第1電極(37)は、反射性金属のクロム・銀(
銀1〜10重量%、たとえば2.5 重量%) 合金とした。
酸化スズ・インジュームは、スパッタ法で形成され、下
側の第2電極(38)、(39)がレーザスクライブにより形成
された。さらに、第1導電膜(2) の上面には、NIP 接合
を有する非単結晶半導体層(3)が形成された。さらに、
表面から超高圧水銀灯(54)の光を照射して、前記非単結
晶半導体層(3) の表面近傍1000Å以下の深さの部分が多
結晶化された。さらに、第2電極(38)、(39)は、P型半
導体上に酸化スズ(1050 Å)が形成された。その他は具
体例1と同様である。
Concrete Example 2 On a stainless steel foil formed on a substrate (1) having a size of 20 cm × 60 cm, a polyimide resin (7) having a thickness of 30 μm is coated. In addition, one photoelectric conversion device for calculator
When the size is 5 cm × 1 cm, a plurality of photoelectric conversion devices can be provided on the substrate (1). Here, the shape of one element in the photoelectric conversion device was 9 mm × 9 mm, and a 5-step continuous array was used. The first electrode (37) is a reflective metal such as chrome / silver (
1 to 10% by weight of silver, for example 2.5% by weight) alloy.
The tin oxide indium was formed by the sputtering method, and the second lower electrodes (38) and (39) were formed by laser scribing. Further, a non-single crystal semiconductor layer (3) having an NIP junction was formed on the upper surface of the first conductive film (2). further,
The surface of the non-single-crystal semiconductor layer (3) was polycrystallized at a depth of 1000 Å or less by irradiating the surface with light from an ultra-high pressure mercury lamp (54). Further, for the second electrodes (38) and (39), tin oxide (1050 Å) was formed on the P-type semiconductor. Others are the same as those in the first specific example.

【0033】各素子間の連結部は、100 μmとし、外部
電極とは図1(A)、(B)の左端、右端を外部引出し
電極(24)、(24 ′) として設けられた。すると、250 個
の電卓用装置を一度に作ることができた。3.8 %の実効
変換効率以上を良品として螢光灯下500 LXでテストを
した。その結果、76%の最終製造歩留りを得ることがで
きた。従来の方法における最終製造歩留りが40〜50%し
か得られず、かつ連結部の必要面積が大きかったことを
考えると、本具体例は、きわめて有効なものであること
が判る。さらに、前記基板(1) は、10〜15wの強いパル
ス光を用いたレーザスクライブにより自動切断が可能と
なった。
The connecting portion between the elements was 100 μm, and the left and right ends of the external electrodes in FIGS. 1A and 1B were provided as external extraction electrodes (24) and (24 ′). I was able to make 250 calculator devices at once. A test with 500 LX under fluorescent light was performed with an effective conversion efficiency of 3.8% or more as a good product. As a result, a final manufacturing yield of 76% could be obtained. Considering that the final manufacturing yield in the conventional method was only 40 to 50% and the required area of the connecting portion was large, it can be understood that this example is extremely effective. Further, the substrate (1) can be automatically cut by laser scribing using intense pulsed light of 10 to 15 w.

【0034】本具体例においては、上側の光照射側に透
光性保護用有機樹脂(22)、(23)、たとえば紫外光照射に
より硬化する樹脂を重合わせることにより、金属層と有
機樹脂との間に光電変換装置をはさむ構造とすることが
でき、可撓性を有し、きわめて安価で多量生産が可能に
なった。本実施例においては、紫外光を超高圧水銀灯(5
4)を用いて行った。しかし、この100 nm〜500 nmの
波長光をエキシマレ−ザを用いても行なうことができ
る。
In this example, the metal layer and the organic resin are combined with the light-transmitting organic resin (22), (23), for example, a resin which is cured by ultraviolet light irradiation, on the upper light irradiation side. The photoelectric conversion device can be sandwiched between the two, and it has flexibility, is extremely inexpensive, and enables mass production. In this embodiment, the ultraviolet light is emitted from an ultra high pressure mercury lamp (5
4). However, this wavelength light of 100 nm to 500 nm can also be used by using an excimer laser.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、光照射によって光起電
力を発生させ得る非単結晶半導体に、光学装置によっ
て、線状に集光された紫外光のみの光アニールを行なう
ことで、非単結晶半導体の表面近傍にあるP層およびP
I界面、またはN層およびNI界面が結晶化されると共
に、所望の部分における再結合中心の発生を防止でき
る。また、本発明によれば、非単結晶半導体を一方向に
移動させることで、線状に集光された紫外光が所望の部
分のみを均一に光アニールできると同時に、スポット光
の断続によるレーザアニール等と比較して生産性が向上
する。
According to the present invention, a non-single-crystal semiconductor capable of generating a photoelectromotive force by irradiation with light is annealed by an optical device using only the ultraviolet light linearly condensed to obtain a non-single crystal. P layer and P near the surface of the single crystal semiconductor
The I interface, or the N layer and the NI interface can be crystallized and the recombination center can be prevented from being generated in a desired portion. Further, according to the present invention, by moving the non-single-crystal semiconductor in one direction, it is possible to uniformly photo-anneal only the desired portion of the ultraviolet light linearly condensed, and at the same time, the laser due to the intermittent spot light is emitted. Productivity is improved compared to annealing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)ないし(D)は本発明の一実施例で、光
電変換装置の製造工程を示す縦断面図である。
1A to 1D are vertical sectional views showing a manufacturing process of a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例で、光アニール装置の概念図
を示す。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical annealing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・第1導電膜 3・・・非単結晶半導体層 4・・・連結部 5・・・金属膜 6・・・可撓性基板 7・・・ポリイミド樹脂 8・・・電極の側面 9・・・電極の側面 10・・・照射光 11・・・第1素子間領域 13・・・第1開溝 14・・・第2開溝 15・・・透光性導電膜 20・・・第3開溝 21・・・窒化珪素膜 22、23・・・透光性保護用有機樹脂 24、24′・・・外部引出し電極 25・・・金属膜 30・・・コネクタ 31・・・第2素子間領域 33・・・多結晶領域 34・・・低度の結晶性を有する領域 37・・・第1電極 38、39・・・第2電極 50・・・電源 51、51′・・・水 52・・・二次電圧 53・・・反射鏡 54・・・超高圧水銀灯 55・・・シリンドリカルレンズ 56・・・シャッター 57・・・集光された線状紫外光 59・・・フィルタ 60・・・被照射基板 61・・・Xテーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... 1st conductive film 3 ... Non-single-crystal semiconductor layer 4 ... Connection part 5 ... Metal film 6 ... Flexible substrate 7 ... Polyimide resin 8 ... ..Side surface of electrode 9 ... Side surface of electrode 10 ... Irradiation light 11 ... First inter-element region 13 ... First open groove 14 ... Second open groove 15 ... Translucency Conductive film 20 ... Third open groove 21 ... Silicon nitride film 22, 23 ... Translucent protective organic resin 24, 24 '... External extraction electrode 25 ... Metal film 30 ... Connector 31 ... Second inter-element region 33 ... Polycrystalline region 34 ... Region having low crystallinity 37 ... First electrode 38, 39 ... Second electrode 50 ... Power supply 51, 51 '... Water 52 ... Secondary voltage 53 ... Reflector 54 ... Super high pressure mercury lamp 55 ... Cylindrical lens 56 ... Shutter 57 ... Concentrated linear ultraviolet light 59 ... Filter 60 ... Irradiated substrate 61 ... X table

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された非単結晶半導体層
に、PI接合またはNI接合を少なくとも一つ有する半
導体装置の製造装置において、紫外光発生部によって発
生した紫外光のみの光を線状に集光する光学装置と、光
照射によって光起電力を発生させ得る非単結晶半導体が
前記集光された線状紫外光で照射されるように配設する
と共に、前記非単結晶半導体を前記線状の紫外光の長手
方向に対して略直角方向に移動する移動テーブルと、前
記非単結晶半導体の表面近傍にあるP層およびPI界
面、またはN層およびNI界面を光アニールして結晶性
を促進せしめるように、前記集光された線状紫外光が走
査されるように前記移動テーブルを駆動する移動テーブ
ル駆動装置と、から構成されることを特徴とする半導体
装置の製造装置。
1. A non-single-crystal semiconductor layer formed on a substrate
With at least one PI or NI junction
In a conductor device manufacturing apparatus, an optical device that linearly collects only the ultraviolet light generated by the ultraviolet light generator, and a non-single-crystal semiconductor that can generate a photoelectromotive force by light irradiation are collected. A moving table that is arranged so as to be irradiated with linear ultraviolet light and that moves the non-single crystal semiconductor in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the linear ultraviolet light; and the surface of the non-single crystal semiconductor. P layer and PI field in the vicinity
A moving table driving device that drives the moving table so that the condensed linear ultraviolet light is scanned so that the surface or the N layer and the NI interface are annealed by light to promote crystallinity. Semiconductors characterized by
Equipment manufacturing equipment.
【請求項2】 基板上に形成された非単結晶半導体層
に、PI接合またはNI接合を少なくとも一つ有する半
導体装置の製造装置において、100nmないし500
nmの紫外光のみを発生する手段と、線状の紫外光に集
光するシリンドリカルレンズとから構成される光学装置
と、光照射によって光起電力を発生させ得る非単結晶半
導体が前記集光された線状紫外光で照射されるように配
設すると共に、前記非単結晶半導体を前記線状の紫外光
の長手方向に対して略直角方向に移動する移動テーブル
と、前記非単結晶半導体の表面近傍にあるP層およびP
I界面、またはN層およびNI界面を光アニールして結
晶性を促進せしめるように、前記集光された線状紫外光
が走査されるように前記移動テーブルを駆動する移動テ
ーブル駆動装置と、から構成されることを特徴とする半
導体装置の製造装置。
2. A non-single-crystal semiconductor layer formed on a substrate
With at least one PI or NI junction
In a manufacturing apparatus of a conductor device, 100 nm to 500 nm
nm ultraviolet light only, an optical device including a linear lens that collects linear ultraviolet light, and a non-single-crystal semiconductor that can generate a photoelectromotive force by light irradiation. Of the non-single-crystal semiconductor, the non-single-crystal semiconductor is arranged so as to be irradiated with linear ultraviolet light, and the non-single-crystal semiconductor is moved in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the linear ultraviolet light. P layer and P near the surface
A moving table driving device that drives the moving table so that the focused linear ultraviolet light is scanned so that the I interface or the N layer and the NI interface are annealed by light to promote crystallinity. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, which is configured.
【請求項3】 上記線状に集光された紫外光の幅は、1
00μmないし2mmであることを特徴とする請求項1
または請求項2記載の半導体装置の製造装置。
3. The width of the ultraviolet light condensed into the linear shape is 1
2. The size is from 00 μm to 2 mm.
Alternatively, the semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 2.
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