JPH0693515B2

JPH0693515B2 - 半導体装置作製方法

Info

Publication number: JPH0693515B2
Application number: JP59084265A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPS60227484A

Description

【発明の詳細な説明】〔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、その表面近傍の非単結晶半導体の
結晶性を促進せしめる半導体装置の作製方法に関するも
のである。

〔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。

〔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の厚さ以下だけの非単結
晶半導体の結晶性を促進せしめ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。

しかし、上記レーザアニール等は、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
るレーザアニール等は、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
アニール等は、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。

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
気させない半導体装置作製方法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性を促進せしめる半導体
装置作製方法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の結晶
性を促進せしめ、Ｉ層を光吸収の高い非単結晶のままに
した半導体装置作製方法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、全面にわたって光アニールが一方向の移動のみで
でき、生産性を向上させる半導体装置作製方法を提供す
ることを目的とする。

〔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作製方法は、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、紫外光発生手段（第２図の54）に
よって発生した100nmないし500nmの紫外光のみを線状に
集光する工程（第２図の59、55）と、基板上に第１の電
極（第１図の37）と、当該第１の電極（37）上に密接し
て光照射により光起電力を発生させ得る光単結晶半導体
（第１図の３）を形成する工程と、当該非単結晶半導体
（３）を前記集光された線状紫外光（第２図の57）で照
射されるように配設すると共に、前記集光された線状紫
外光（57）の長手方向に対して略直角方向に移動するこ
とにより、前記光単結晶半導体（３）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工程と、前記非単結晶半導
体（３）上に密接して第２の電極（第１図の38）を形成
する工程とからなることを特徴とする。

（第２発明）本発明の半導体装置作製方法は、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、紫外光発生手段（54）によって発
生した100nmないし500nmの紫外光を線状に集光する工程
（59、55）と、非単結晶半導体（３）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工程と、
前記非単結晶半導体（３）を前記集光された線状紫外光
（57）の長手方向に対して略直角方向に移動する工程
（第２図の61）と、前記集光された線状紫外光（57）の
走査によって、前記非単結晶半導体（３）の表面近傍
（第１図の42）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工程
とからなることを特徴とする。

〔作用〕

（第１発明）紫外光発生手段によって発生した光は、たとえばフィル
タによって、100nmないし500nmの紫外光のみにした後、
たとえばシリンドリカルレンズによって、線状に集光さ
れる。

一方、基板上には、第１の電極を形成すると共に、第１
の電極上に密接して光照射によって光起電力が発生する
非単結晶半導体を形成する。

そして、前記非単結晶半導体は、線状に集光された紫外
光が均一に照射されるように一方向に移動する。

そして、前記非単結晶半導体の移動方向は、線状の紫外
光の長手方向に対して略直角方向とする。

前記集光された100nmないし500nmの線状紫外光は、非単
結晶半導体の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界面を
光アニールして結晶性を促進せしめる。

非単結晶半導体の表面に形成されている、たとえばＰ層
またはＮ層は、本発明の方法による結晶化で導電性が増
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。

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。

その後、光アニールされた非単結晶半導体上に密接して
第２の電極が形成される。

（第２発明）紫外光発生手段によって発生した光は、たとえばフィル
タによって紫外光のみにした後、シリンドリカルレンズ
によって線状に集光される。

一方、非単結晶半導体は、前記線状に集光された紫外光
が均一に照射されるように一方向に移動させる。

前記集光された線状紫外光は、波長が短いので、非単結
晶半導体の表面を走査することによって、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。

さらに、非単結晶半導体は、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。

〔実施例〕

以下、第１図および第２図を参照しつつ本発明の一実施
例を説明する。

第１図（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。

第１図において、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10〜200μｍ、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1.5μｍの厚さに形
成されている。

そして、基板（１）は、第１図に示された左右方向の長
さが60cm、巾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〜
0.5μｍ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。

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（レーザ光に対し）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500nm〜700nm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・インジューム（50Å〜2000Å、代表
的には500Å〜1500Å）がスパッタ法、あるいはスプレ
ー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（25）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。

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型半導体層とのオーム接触性に
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レーザ加工
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
ピュータにより制御して、上方からレーザ光が照射され
る。そして、レーザー光は、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（13）は、
幅約50μｍ、長さ20cmである。また、前記第１開溝（1
3）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。

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（３）が0.3〜1.0μｍ、たとえば0.7μｍの
厚さに形成された。

上記非単結晶半導体層（３）は、光照射（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-x０＜Ｘ＜１）半導体
（約300Å）−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0.7μｍ）−Ｎ型の微結晶（約2
00Å）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300Å）半導
体−Ｉ型半導体−Ｐ型微結晶化Si半導体−Ｐ型Si_xC_1-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。

さらに、第１図（Ｂ）に示されるごとく、第１開溝（1
3）の左方向側（第１素子側）にわたって、第２開溝（1
4）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、レーザ光を0.1〜1W、
たとえば0.8W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）に第１図（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。

第１図（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（30）
が形成された。

さらに、本実施例における500nm以下の波長（一般には2
00nm〜450nm）を発光する光アニール装置の概要および
その方法を第２図を参照しつつ説明する。

第２図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、第２図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。第１図
に示す第１導電膜（２）が形成されている基板（１）
は、第２図に示す光アニー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200nm〜650nm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A
C200V、30Aおよび二次電圧（52）AC4200V、1.1〜1.6Aと
した。

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ールの
発生を防ぐため、超高圧水銀灯（54）の外側を水（5
1）、（51′）を供給することによって冷却した。

超高圧水銀灯（54）は、300〜450nm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500nm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、300〜450nm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。

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（55）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100μ
ｍ〜2mm、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1mm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テーブル（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によって、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、300nm〜450nm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
る光アニールは、赤外光を含まない光アニールのため、
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。

また、同時に、本実施例による光アニールは、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１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
を選択的に光アニールすることができる。

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、300Å〜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（15）
としては、酸化インジュー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、クロムー珪素化
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。

この結果、半導体に密接して第２電極（38）、（39）が
形成された。

前記透光性導電膜（15）は、電子ビーム蒸着法、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ーザ光は、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。

また、本実施例のレーザ光は、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、製造歩留り的にリークが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〜
200Å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。

かくして第１図（Ｃ）に示されるごとく、複数の素子
（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。

第１図（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（21）は、500Å〜2000Åの均一の厚さ
とし、各素子間のリー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）、（2
4′）がその周辺部に設けられた。

第１図（Ｄ）において、たとえば60cm×20cmの基板
（１）には、各素子が幅14.35mm×192mmの短冊状に設け
られ、さらに連結部の幅150mm、外部引出し電極部の幅1
0mm、周辺部4mmとすることで、実質的に580mm×192mm内
に40段形成された。

その結果、光電変換素子のセグメントが11.3％（1.05cm
²）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/cm²〕）にて、68.4Wの
出力電力を有せしめることができた。

また、パネル例えば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。

また、このNEDO規格のパネル用には、シーフレックスに
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。

具体例１第１図（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1.5μｍの厚さにコートした。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、0.1Å〜0.2Å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レーザーのスポット径50
μｍ、出力0.5W、マイクロコンピュータにより制御して
0.3〜3m/分（平均3m/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。

その後、公知のPCVD法、フォトCVD法またはフォト・プ
ラズマCVD法により第１図に示した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0.7μｍ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
ーされ、第１開溝（13）より50μｍ第１素子間領域（3
1）側にシフトさせた位置に、スポット径50μｍ、平均
出力0.5W、室温、周波数3KHz、走査スピード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、第２図の装置を用いて光アニール処理は、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、この多結晶化領域（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。

結晶性を促進させる領域（33）は、約800Åの厚さであ
り、この多結晶領域（33）に、第２図に示すＸテーブル
（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、光アニー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、第１図（Ｃ）に
示す構成とした。

この時、第３開溝（20）の深さは、図面に示すごとく、
その底部が第１電極（37）の表面にまで至っていた。こ
のため、透光性導電膜（15）および非単結晶半導体層
（３）は、完全に除去されていた。

レーザ光は、平均出力0.5Wとし、他は第２開溝（14）の
作製の同一条件とした。

第１図（Ｃ）の工程の後、パネルの端部をレーザ光出力
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4mm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（21）は、PCVD法またはフォト・プ
ラズマCVD法により、1000Åの厚さに250℃の温度にて形
成された。

すると、20cm×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。

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）がコート
処理されている。さらに、一つの電卓用光電変換装置を
5cm×1cm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、9mm
×9mmとし、５段連続アレーとした。

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（1050Å）が形成された。

その他は具体例１と同様である。

各素子間の連結部は、100μｍとし、外部電極とは第１
図（Ａ）、（Ｂ）の左端、右端を外部引出し電極（2
4）、（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蛍光灯下500LX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。

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）、たとえば紫外線照射により硬化
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を用いて行
った。しかし、この100nm〜500nmの波長光をエキシマレ
ーザを用いても行なうことができる。

〔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、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PI界面、またはＮ層およびNI界面を光ア
ニールし、結晶化できると共に、所望部分における再結
合中心の発生を防止できる。

また、本発明によれば、線状に集光された紫外光と非単
結晶半導体を一方向に移動させることで、所望部分のみ
を均一に光アニールすることができると同時に、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。

【図面の簡単な説明】

第１図（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。第２図は本
発明の一実施例で、光アニール装置の概念図を示す。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、９……電極の側面 10……照射光 11、31……第１素子間領域、第２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 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

Claims

【特許請求の範囲】

【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
作製方法において、紫外光発生手段によって発生した100nmないし500nmの紫
外光のみを線状に集光する工程と、基板上に第１の電極と、当該第１の電極上に密接して光
照射により光起電力を発生させ得る非単結晶半導体を形
成する工程と、当該非単結晶半導体を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、前記集光された線状紫外
光の長手方向に対して略直角方向に移動することによ
り、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
を促進せしめる工程と、前記非単結晶半導体上に密接して第２の電極を形成する
工程と、からなることを特徴とする半導体装置作製方法。
【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
作製方法において、紫外光発生手段によって発生した100nmないし500nmの紫
外光を線状に集光する工程と、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
るように配設する工程と、前記非単結晶半導体を前記集光された線状紫外光の長手
方向に対して略直角方向に移動する工程と、前記集光された線状紫外光の走査によって、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
工程と、からなることを特徴とする半導体装置作製方法。