JPS60124880A - 光電変換半導体装置作製方法 - Google Patents
光電変換半導体装置作製方法Info
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- JPS60124880A JPS60124880A JP58232535A JP23253583A JPS60124880A JP S60124880 A JPS60124880 A JP S60124880A JP 58232535 A JP58232535 A JP 58232535A JP 23253583 A JP23253583 A JP 23253583A JP S60124880 A JPS60124880 A JP S60124880A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は非単結晶半導体を用いたレーザ加工法による
光電変換装置に関する。
光電変換装置に関する。
この発明は基板上の非単結晶半導体上に導電性酸化物と
その膜上にAI+Ag+Cu+Mg4iまたはCrを主
成分とする単層または多層の金属導電膜とよりなる第2
の導電膜と、さらにその膜−にに絶縁膜との積層膜を形
成せしめ、この積層膜にレーザ光を照(2) 射して、半導体を損傷させることなくまたは1000Å
以下の深さにしか10傷または酸化、絶縁化さ−けるこ
となく、選択的に積1一般を除去して150μ以下のl
]好ましくは20〜70メ!の中の開溝を形成する(以
下レーザ・スクライブ即ちLSという)ことを目的とす
る。
その膜上にAI+Ag+Cu+Mg4iまたはCrを主
成分とする単層または多層の金属導電膜とよりなる第2
の導電膜と、さらにその膜−にに絶縁膜との積層膜を形
成せしめ、この積層膜にレーザ光を照(2) 射して、半導体を損傷させることなくまたは1000Å
以下の深さにしか10傷または酸化、絶縁化さ−けるこ
となく、選択的に積1一般を除去して150μ以下のl
]好ましくは20〜70メ!の中の開溝を形成する(以
下レーザ・スクライブ即ちLSという)ことを目的とす
る。
この発明は、PNまたはPIN接合を少なくとも1つ有
するアモルファス半導体を含む非単結晶半導体を透光性
絶縁基板−にに設LJた光電変換素子(単に素子ともい
う)を複数個電気的に直列接続し、高い電圧を発生させ
る光電変換装置におりる第2の電極の構造に関する。
するアモルファス半導体を含む非単結晶半導体を透光性
絶縁基板−にに設LJた光電変換素子(単に素子ともい
う)を複数個電気的に直列接続し、高い電圧を発生させ
る光電変換装置におりる第2の電極の構造に関する。
本発明の装置における素子の配置、大きさ、形状は設計
仕様によって決められる。しかし、本発明の内容を簡単
にするため、以下の詳細な説明においては、第1の素子
の下側(基板側)の第1の電極と、その右隣りに配置し
た第2の素子の第2の電極(半導体上即ち基板から離れ
た側)とを電気的に直列接続さセた場合を基として記す
。
仕様によって決められる。しかし、本発明の内容を簡単
にするため、以下の詳細な説明においては、第1の素子
の下側(基板側)の第1の電極と、その右隣りに配置し
た第2の素子の第2の電極(半導体上即ち基板から離れ
た側)とを電気的に直列接続さセた場合を基として記す
。
かかる構成において、第1の素子および第2の(3)
素子の第2の電極を第2の導電膜を分離して形成するた
めの第3の開講は、NまたはP型の非単結晶半導体層に
密接して酸化インジュ−ムまたは酸化スズを主成分とす
る導電膜(以下COという)を設け、該導電膜上に導電
性金属とさらに絶縁膜とを積層させた積層膜に形成せし
めたことを特徴とする。
めの第3の開講は、NまたはP型の非単結晶半導体層に
密接して酸化インジュ−ムまたは酸化スズを主成分とす
る導電膜(以下COという)を設け、該導電膜上に導電
性金属とさらに絶縁膜とを積層させた積層膜に形成せし
めたことを特徴とする。
本発明は、半導体上に設けられた第2の電極用導電膜を
レーザ光を用いてスクライブせしめ、互いの電極に分離
形成せしめるものである。その際、1800°Cもの高
温のレーザ光の照射に対し、その下側の半導体特に水素
化アモルファス半導体が多結晶化され、導電性になって
しまうことを防くため、CO上に単層または多゛層の導
電性金属とこの金属上に絶縁膜を積層して、かかる1、
Sにより第3の開溝下の半導体と化合物を作ったり、ま
たこの半導体のレーザアニールによる多結晶化を防いだ
ものである。
レーザ光を用いてスクライブせしめ、互いの電極に分離
形成せしめるものである。その際、1800°Cもの高
温のレーザ光の照射に対し、その下側の半導体特に水素
化アモルファス半導体が多結晶化され、導電性になって
しまうことを防くため、CO上に単層または多゛層の導
電性金属とこの金属上に絶縁膜を積層して、かかる1、
Sにより第3の開溝下の半導体と化合物を作ったり、ま
たこの半導体のレーザアニールによる多結晶化を防いだ
ものである。
加えてこの導電性金属として、AI、Ag、Cu、Mg
、Ti。
、Ti。
Crを用い、この裏面電極(第2の電極)のシート(4
) 抵抗を0.5Ω/口以下としたことを特徴としている。
) 抵抗を0.5Ω/口以下としたことを特徴としている。
本発明では光電変換装置としての裏面電極で、この裏面
において入射光を反射させることが変換効率の向上に有
効であった。
において入射光を反射させることが変換効率の向上に有
効であった。
このためCOに密接して反射率の高い1000〜200
0人の厚さのアルミニュームとした2層構造または0〜
50人の厚さのチタンとその上面に100〜500人の
厚さの銀と、さらにその上面に500〜5000人の厚
さのアルミニュームとを積層させ4層構造としたもので
ある。
0人の厚さのアルミニュームとした2層構造または0〜
50人の厚さのチタンとその上面に100〜500人の
厚さの銀と、さらにその上面に500〜5000人の厚
さのアルミニュームとを積層させ4層構造としたもので
ある。
かかる2Nまたは4N構造は基板側から入射した光の裏
面での長波長光の反射を大きくし、変換効率の向上に役
立たせることができる。さらに電気伝導度をシート抵抗
を0.5Ω/口以下として向上させるとともに、金属自
体が柔らかいため半導体に歪スI・レスを与えることが
ないという特長を有する。しかしもっとも重要なマスク
レスのレーザ加工の実施に関しては、このCOおよび導
電性金属のみの積層膜ではこの導電膜のみまたはこの導
(5) 電膜とその下の半導体のみを選択的に除去して開講を形
成することがきわめて微妙であり、工業的には不十分で
あった。本発明はこれらの特長を考えつつ、マスクレス
のレーザ加工を加工に量産性のマージンを有して実効す
るため、この導体上に絶縁物を形成した積層体とし、L
Sの際のレーザ照射光の熱を外部に放散することを防い
だものである。即ちこの導電膜」二に絶縁膜例えば窒化
珪素、炭化珪素、酸化珪素(Sin、 5i02 >、
弗化マグネシューム、酸化アルミニュームまたは酸化ジ
ルコニュームを300〜5000人の厚さに形成した。
面での長波長光の反射を大きくし、変換効率の向上に役
立たせることができる。さらに電気伝導度をシート抵抗
を0.5Ω/口以下として向上させるとともに、金属自
体が柔らかいため半導体に歪スI・レスを与えることが
ないという特長を有する。しかしもっとも重要なマスク
レスのレーザ加工の実施に関しては、このCOおよび導
電性金属のみの積層膜ではこの導電膜のみまたはこの導
(5) 電膜とその下の半導体のみを選択的に除去して開講を形
成することがきわめて微妙であり、工業的には不十分で
あった。本発明はこれらの特長を考えつつ、マスクレス
のレーザ加工を加工に量産性のマージンを有して実効す
るため、この導体上に絶縁物を形成した積層体とし、L
Sの際のレーザ照射光の熱を外部に放散することを防い
だものである。即ちこの導電膜」二に絶縁膜例えば窒化
珪素、炭化珪素、酸化珪素(Sin、 5i02 >、
弗化マグネシューム、酸化アルミニュームまたは酸化ジ
ルコニュームを300〜5000人の厚さに形成した。
特にレーザ光に対し昇華性を有すSiOがその下側に形
成されるCO,金属と同じ電子ビーム蒸着法で作製し得
るため好ましかった。
成されるCO,金属と同じ電子ビーム蒸着法で作製し得
るため好ましかった。
本発明は導電性金属としてさらにそのLSの操作スピー
ドを向上さセるため、導電膜金属を^I+CrまたはT
i十八へ+AI+cr としてクロムを100〜300
0人好ましくは300〜1000人の厚さに導電性金属
と絶縁膜との間に介在させ、レーザ光の反射を少なくさ
せ効率よく導体を昇温させた。
ドを向上さセるため、導電膜金属を^I+CrまたはT
i十八へ+AI+cr としてクロムを100〜300
0人好ましくは300〜1000人の厚さに導電性金属
と絶縁膜との間に介在させ、レーザ光の反射を少なくさ
せ効率よく導体を昇温させた。
(6)
COは半導体と導電性金属との長期間使用での反応によ
る劣化を防ぎ、入射光の反射を助長しつつかつ昇華性を
有する。しかしCOは透光性のためレーザ光の吸収が小
さい。またへ1等の導電性金属は電気伝導度が大きく、
シート抵抗として0.5Ω/口以下をつくることができ
た。また基板側からの入射光の反射に優れている。しか
し昇華性ではなく、レーザ光の吸収エネルギの平面方向
、外方向への熱伝導度、熱放散が大きく、LS部での昇
温を妨げやすい。
る劣化を防ぎ、入射光の反射を助長しつつかつ昇華性を
有する。しかしCOは透光性のためレーザ光の吸収が小
さい。またへ1等の導電性金属は電気伝導度が大きく、
シート抵抗として0.5Ω/口以下をつくることができ
た。また基板側からの入射光の反射に優れている。しか
し昇華性ではなく、レーザ光の吸収エネルギの平面方向
、外方向への熱伝導度、熱放散が大きく、LS部での昇
温を妨げやすい。
加えて照射レーザ光の反射率が大きい。
SiO等の絶縁膜は照射されるレーザ光の反射防止膜で
あり、導電膜の昇温のための熱エネルギを外部(外方向
)に放散してしまうことを防ぐことができる。さらにク
ロムをサンドウィンチすると、反射率がAI、Agより
はるかに小さく、レーザ光の熱エネルギの効率よい吸収
を絶縁膜と相まって実力かすることができる。
あり、導電膜の昇温のための熱エネルギを外部(外方向
)に放散してしまうことを防ぐことができる。さらにク
ロムをサンドウィンチすると、反射率がAI、Agより
はるかに小さく、レーザ光の熱エネルギの効率よい吸収
を絶縁膜と相まって実力かすることができる。
以上のことより本発明の光電変換装置の裏面電極として
のCO−導電性金属−絶縁物の構造は、そ(7) れぞれの機能を有するためにきわめて有効な積層膜構造
である。
のCO−導電性金属−絶縁物の構造は、そ(7) れぞれの機能を有するためにきわめて有効な積層膜構造
である。
このためこれらの各膜を組合せることにより、LSのレ
ーザ光の照射された領域において開溝l]を150μ以
下とし、加えてこの開溝部下の非単結晶半導体を熱によ
りアニールして多結晶化させる等により凹凸を1000
Å以下として、この開溝下の半導体と導電膜下の半導体
とを概略同一平面とすることができた。そして、変換効
率を向」ニさせつつこの開溝部のCOとその」二の金属
を選択的に除去して複数の電極をマスクを用いることな
く作製することができた。
ーザ光の照射された領域において開溝l]を150μ以
下とし、加えてこの開溝部下の非単結晶半導体を熱によ
りアニールして多結晶化させる等により凹凸を1000
Å以下として、この開溝下の半導体と導電膜下の半導体
とを概略同一平面とすることができた。そして、変換効
率を向」ニさせつつこの開溝部のCOとその」二の金属
を選択的に除去して複数の電極をマスクを用いることな
く作製することができた。
以下に図面に従って本発明の詳細を示す。
第1図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。
図面において絶縁表面を有する透光性基板(1)例えば
ガラス板、有機樹脂または有機樹脂」二に絶縁膜がコー
ティングされた可曲性基板(例えば1.2mm5 Mさ
〔図面では左右方向) 60cm、中20cm )を用
いた。さらにこの上面に全面にわたって、透光(8) 性導電膜例えばITO(酸化インジューム酸化スズ混合
物、即ち酸化スズを酸化インジューム中に10重量%添
加した膜)(約1500人) +SnO□(200〜5
00人)また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11ff (1500〜
20000人)を真空蒸着法、LIICVI)法、プラ
ズマCVD法またはスプレー法により形成させた。
ガラス板、有機樹脂または有機樹脂」二に絶縁膜がコー
ティングされた可曲性基板(例えば1.2mm5 Mさ
〔図面では左右方向) 60cm、中20cm )を用
いた。さらにこの上面に全面にわたって、透光(8) 性導電膜例えばITO(酸化インジューム酸化スズ混合
物、即ち酸化スズを酸化インジューム中に10重量%添
加した膜)(約1500人) +SnO□(200〜5
00人)また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11ff (1500〜
20000人)を真空蒸着法、LIICVI)法、プラ
ズマCVD法またはスプレー法により形成させた。
この後、YAGL−−ザ加工機(日本レーザ製 波長1
.06μまたは0.58μ)または窒素レーザ加工機(
日本レーザ製 波長337nm )により出力0.3〜
3W(焦点距AIM45mm)を加え、スポット径20
〜70μφ代表的には50μφをマイクロコンピュータ
により制御した。さらにこの照射レーザ光を走査させて
、スクライブラインである第1の開# (13)を形成
させ、各素子間領域(31)、<II)に第1の電極(
2)を作製した。
.06μまたは0.58μ)または窒素レーザ加工機(
日本レーザ製 波長337nm )により出力0.3〜
3W(焦点距AIM45mm)を加え、スポット径20
〜70μφ代表的には50μφをマイクロコンピュータ
により制御した。さらにこの照射レーザ光を走査させて
、スクライブラインである第1の開# (13)を形成
させ、各素子間領域(31)、<II)に第1の電極(
2)を作製した。
この第1のLSにより形成された第1の開a(13)は
、巾約50μ長さ20cm深さは第10CTFの電極そ
れぞれを完全に切断して電気的に分離した。
、巾約50μ長さ20cm深さは第10CTFの電極そ
れぞれを完全に切断して電気的に分離した。
この後、この電極(2)、開講(13)の上面にプ(9
) ラズマCνD法または1、l’cV D法、光CVII
法またはこれらを組み合わせた方法により、光照射によ
り光起電力を発生させる非単結晶半導体M(3)を0.
2〜0.9μ代表的には0.7μの厚さに形成さセた。
) ラズマCνD法または1、l’cV D法、光CVII
法またはこれらを組み合わせた方法により、光照射によ
り光起電力を発生させる非単結晶半導体M(3)を0.
2〜0.9μ代表的には0.7μの厚さに形成さセた。
その代表例はP型半導体(Six自−X X=0.8約
100人)−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0.7μ>−N型の微結晶(約5
00人)を有する半導体珪素ざらにこの」二に5jxC
1−×x=0.9約50人を積層させて一つのpiN接
合を有する非単結晶半導体、またはP型半導体(Six
C+−x) −T型、N型、P型Si半導体−I型5i
xGe l−X半導体−N型St半導体よりなる2つの
PIN接合と1つのPN接合を有するタンデム型のPI
NPIN、、、、、PIN接合の半導体(3)である。
100人)−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0.7μ>−N型の微結晶(約5
00人)を有する半導体珪素ざらにこの」二に5jxC
1−×x=0.9約50人を積層させて一つのpiN接
合を有する非単結晶半導体、またはP型半導体(Six
C+−x) −T型、N型、P型Si半導体−I型5i
xGe l−X半導体−N型St半導体よりなる2つの
PIN接合と1つのPN接合を有するタンデム型のPI
NPIN、、、、、PIN接合の半導体(3)である。
かかる非単結晶半導体(3)を全面にわたって均一の膜
厚また裏面で全反射をするように基板および半導体裏面
をテクスチャー構造として形成させた。
厚また裏面で全反射をするように基板および半導体裏面
をテクスチャー構造として形成させた。
さらに第1図(B)に示されるごとく、第1の開溝(1
3)の左方向側(第1の素子側)にわたっ(10) て第2の開講(18)を100〜20μの+pに第2の
LSI程により形成さ一ロた。
3)の左方向側(第1の素子側)にわたっ(10) て第2の開講(18)を100〜20μの+pに第2の
LSI程により形成さ一ロた。
この図面では第1および第2の開溝(13>、< 18
)の中心間を100μずらしでいる。
)の中心間を100μずらしでいる。
かくして第2の開講(18)は第1の電極の側面(8)
、/ 9 )を露出させた。さらに同様に0〜5μの巾
に第1の電極の上節1部(7)もCI)操作スピ−1’
により作製することができた。
、/ 9 )を露出させた。さらに同様に0〜5μの巾
に第1の電極の上節1部(7)もCI)操作スピ−1’
により作製することができた。
第1図において、さらにこの上面に第1図(C)に示さ
れるごとく、裏面の積層膜(4)および連結部(コネク
タ><30)を形成し、さらに第3の1.5での切断分
離用の第3の開溝(20)を150μ以下の中好ましく
は20〜70μの中に第2の導電膜とその上の絶縁膜と
を除去して作製して得た。
れるごとく、裏面の積層膜(4)および連結部(コネク
タ><30)を形成し、さらに第3の1.5での切断分
離用の第3の開溝(20)を150μ以下の中好ましく
は20〜70μの中に第2の導電膜とその上の絶縁膜と
を除去して作製して得た。
この第2の電極(4)は本発明の特長である導電性酸化
H¥(Co)<45)、<45’)をPまたはN型の半
導体」二に密接さセで形成させた。その厚さは100〜
3000人の厚さに形成させた。
H¥(Co)<45)、<45’)をPまたはN型の半
導体」二に密接さセで形成させた。その厚さは100〜
3000人の厚さに形成させた。
このCOとして、ここではN型半導体層と密接してIT
O(酸化インジューム酸化ススを主成分とず(11) る混合物)〈45)、<45’)を形成した。このCO
としてN型半導体」二に酸化インジュームまたはP型半
導体」二に密接して酸化スズを主成分として形成させる
ことも可能である。
O(酸化インジューム酸化ススを主成分とず(11) る混合物)〈45)、<45’)を形成した。このCO
としてN型半導体」二に酸化インジュームまたはP型半
導体」二に密接して酸化スズを主成分として形成させる
ことも可能である。
これらは電子ビーム蒸着法またはpcvn法を用いて半
導体層を劣化さセないため、300°C以下の温度で形
成させた。
導体層を劣化さセないため、300°C以下の温度で形
成させた。
co (45) J二の金属(46)、<46’)とし
て同様の電子ビーム蒸着法により検討したものは以下の
通りである。
て同様の電子ビーム蒸着法により検討したものは以下の
通りである。
八I、Ag、Cu、Mg、Ti+Crを1乍製した。そ
れらは1) 八l (1000〜5000人)2)八]
(1000〜5000人) −Cr (100−30
00人)3)Ti(0〜 50゛人) −八g (10
0〜1000人) −AI (1000〜5000人) 4)Ti(0〜 50人)−八g (100〜1000
人)−八I (100(]−500OA) −Cr (
100〜3000人)として積層させた。このAIの代
わりに同様に反射率の高いMgまたはAgを用いてもよ
い。また0、7〜2μの長波長光の反射を促すため、C
uをAIの代わ(12) りに用いることは有効である。一般の太陽光、螢光灯光
に対しては前記1)2)が低価格とすることができ実用
的であった。
れらは1) 八l (1000〜5000人)2)八]
(1000〜5000人) −Cr (100−30
00人)3)Ti(0〜 50゛人) −八g (10
0〜1000人) −AI (1000〜5000人) 4)Ti(0〜 50人)−八g (100〜1000
人)−八I (100(]−500OA) −Cr (
100〜3000人)として積層させた。このAIの代
わりに同様に反射率の高いMgまたはAgを用いてもよ
い。また0、7〜2μの長波長光の反射を促すため、C
uをAIの代わ(12) りに用いることは有効である。一般の太陽光、螢光灯光
に対しては前記1)2)が低価格とすることができ実用
的であった。
さらにこの」二面に、本発明の特長である絶縁膜(47
)を酸化珪素(SiOまたはSin、)、窒化珪素(S
I3N4)またはSjl N4−、((0< x <
4 )、炭化珪素(Si01−x (0≦x<1))、
弗化マグネシューム(MgFz )、酸化ジルコニュー
ム(ZrO2)またば酸化アルミニューム(A1.03
)を電子ヒーム蒸着法またはプラズマ気相法により積
層した。
)を酸化珪素(SiOまたはSin、)、窒化珪素(S
I3N4)またはSjl N4−、((0< x <
4 )、炭化珪素(Si01−x (0≦x<1))、
弗化マグネシューム(MgFz )、酸化ジルコニュー
ム(ZrO2)またば酸化アルミニューム(A1.03
)を電子ヒーム蒸着法またはプラズマ気相法により積
層した。
かかる積層膜の構造とすることにより、本発明のI、S
では1000Å以下(一般的には200 Å以下)の深
さにしか損傷または酸化絶縁化(34) Lないように
して、さらにこの上表面(6)はその隣の導電膜(45
)、<45’)下の半導体の上表面(14)と概略同一
平面とすることができた。
では1000Å以下(一般的には200 Å以下)の深
さにしか損傷または酸化絶縁化(34) Lないように
して、さらにこの上表面(6)はその隣の導電膜(45
)、<45’)下の半導体の上表面(14)と概略同一
平面とすることができた。
即ち、従来この開講は半導体表面すべてをえぐり、半導
体の厚さほどの凹部を作ってしまった。
体の厚さほどの凹部を作ってしまった。
するとここでは半導体がないため、残留応力がこの第3
の開溝近傍に集中してしまいクランクを誘(13) 発し信頼性の低下を促した。
の開溝近傍に集中してしまいクランクを誘(13) 発し信頼性の低下を促した。
しかし本発明のごとく、開fi (20)下に半導体が
そのまま残存し、同一表面を形成する場合はかかる応力
集中がおきず、半導体全体に均一に生せしめることがで
き、結果として高信頼性を促すことができた。
そのまま残存し、同一表面を形成する場合はかかる応力
集中がおきず、半導体全体に均一に生せしめることがで
き、結果として高信頼性を促すことができた。
本発明のLSによる開溝で導電膜下の半導体表面(14
)と開i (20)の表面(6)とが概略同一平坦面を
有し得るわけとして以下のように考えられる。即ち、昇
華性のCOとその上面のアルミニュームまたはAl−C
r等の導電膜と絶縁膜との多N膜とすることにより、レ
ーザ光照射の際、この光エネルギによりCOが昇華温度
よりも高くなり、この熱が十分導電膜内に蓄えられ、は
じけるようにして気化、飛散される。その結果、この気
化により気化熱を奪うため、その下のアモルファスシリ
コンを含む非単結晶半導体をレーザアニールで多結晶化
させたりまた除去して凹部を作ったりすることがなく、
レーザ照射がされる対象電極として本発明の積層膜は理
想的であることが実験的に判明しく14) た。
)と開i (20)の表面(6)とが概略同一平坦面を
有し得るわけとして以下のように考えられる。即ち、昇
華性のCOとその上面のアルミニュームまたはAl−C
r等の導電膜と絶縁膜との多N膜とすることにより、レ
ーザ光照射の際、この光エネルギによりCOが昇華温度
よりも高くなり、この熱が十分導電膜内に蓄えられ、は
じけるようにして気化、飛散される。その結果、この気
化により気化熱を奪うため、その下のアモルファスシリ
コンを含む非単結晶半導体をレーザアニールで多結晶化
させたりまた除去して凹部を作ったりすることがなく、
レーザ照射がされる対象電極として本発明の積層膜は理
想的であることが実験的に判明しく14) た。
この工程の結果、第1の素子の開放電圧が発生ずる第2
の電極(39)、< 38 )間の電気的分離の第3の
開m (20)をし〜ザ光 (光径20〜100μφ代
表的には50μφ)により20〜150μ代表的には5
0〜80μ中の開溝を形成させた。
の電極(39)、< 38 )間の電気的分離の第3の
開m (20)をし〜ザ光 (光径20〜100μφ代
表的には50μφ)により20〜150μ代表的には5
0〜80μ中の開溝を形成させた。
光電変換装置の開溝中としては、広ずぎると有効利用面
積が減少し、また20μ以下ではアイソレイションが不
十分となる。このため20〜150μがb−rましい開
溝中であった。しかし本発明のごとき絶縁膜をコーティ
ングせず、例えばC0−Crとすると、レーザ光が50
μφの光径でも、150〜200 μI11の幅広とな
ってしまった。そのため本発明の絶縁膜でコートして」
二からレーザ光を照射することはレーザ光の光径とほぼ
同しl]の開溝を作ることができるため、きわめて集中
性、制御性に優れていた。
積が減少し、また20μ以下ではアイソレイションが不
十分となる。このため20〜150μがb−rましい開
溝中であった。しかし本発明のごとき絶縁膜をコーティ
ングせず、例えばC0−Crとすると、レーザ光が50
μφの光径でも、150〜200 μI11の幅広とな
ってしまった。そのため本発明の絶縁膜でコートして」
二からレーザ光を照射することはレーザ光の光径とほぼ
同しl]の開溝を作ることができるため、きわめて集中
性、制御性に優れていた。
かくのごとく積Im膜(4)を第3のLSのレーザ光を
」一方より照射して切断分離して開m (20)を形成
した場合を示している。
」一方より照射して切断分離して開m (20)を形成
した場合を示している。
(15)
かくして第1図(C)に示されるごとく、複数の素子(
3])、<11>を連結部(12)で直接接続する光電
変換装置を作ることができた。
3])、<11>を連結部(12)で直接接続する光電
変換装置を作ることができた。
第1図(D)はさらに本発明を光電変換装置として完成
させんとしたものであり、即ち、絶縁膜(47)を除去
し、導電膜全体にパンシヘイション膜としてプラズマ気
相法により窒化珪素膜(21)を500〜2000人の
厚さに均一に形成させ、湿気等の吸着による各素子間の
リーク電流の発生をさらに防いだ。
させんとしたものであり、即ち、絶縁膜(47)を除去
し、導電膜全体にパンシヘイション膜としてプラズマ気
相法により窒化珪素膜(21)を500〜2000人の
厚さに均一に形成させ、湿気等の吸着による各素子間の
リーク電流の発生をさらに防いだ。
さらに外部引出し端子を周辺部(5)にて設i)また。
これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンまたはエポ
キシ等の有機樹脂(22)を充填した。
キシ等の有機樹脂(22)を充填した。
この後これら全体を希弗酸に浸漬し、パッド領域(5)
の絶縁膜を溶去した。
の絶縁膜を溶去した。
かくして照射光(10)により発生した光起電力はコン
タクト(30)の第1の素子の第1の電極より第2の素
子の第2の電極に流れ、直列接続をさせることができた
。
タクト(30)の第1の素子の第1の電極より第2の素
子の第2の電極に流れ、直列接続をさせることができた
。
(16)
その結果、この基板(60cm X 20cm)におい
て各素子を1月4.35mm連結部の中150μ、外部
引出し電極部の中10mm、周辺部4mmにより、実質
的に580mm X 192mm内に40段を有し、有
効面積(192n+m X14.35mm 40段11
02 cnt即ち91.8%)を得ることができた。
て各素子を1月4.35mm連結部の中150μ、外部
引出し電極部の中10mm、周辺部4mmにより、実質
的に580mm X 192mm内に40段を有し、有
効面積(192n+m X14.35mm 40段11
02 cnt即ち91.8%)を得ることができた。
そして、セグメントが10.5%(1,05cm)の変
換効率を有する場合、パネルにて7.1%(理論的には
7.5%になるが、40段連結の抵抗により実効変換効
率が低下した)〈へ旧 (100mW /c艷〕)にて
、6.1籾の出力電力を有せしめることができた。
換効率を有する場合、パネルにて7.1%(理論的には
7.5%になるが、40段連結の抵抗により実効変換効
率が低下した)〈へ旧 (100mW /c艷〕)にて
、6.1籾の出力電力を有せしめることができた。
さらにこのパネルで150℃の高温放置テストを行うと
1000時間を経て10%以下例えばパネル数20枚に
て最悪4%、X=1.5%の低下しかみられなかった。
1000時間を経て10%以下例えばパネル数20枚に
て最悪4%、X=1.5%の低下しかみられなかった。
これは従来のマスク方式を用いて信頼性テストを同一条
件にて行う時、10時間で動作不能パネル数が17枚も
発生してしまうことを考えると、驚異的な値であった。
件にて行う時、10時間で動作不能パネル数が17枚も
発生してしまうことを考えると、驚異的な値であった。
第2図は光電変換装置の外部引出し電極部を示(17)
したものである。
第2図(A)は第1図に対応しているが、外部引出し電
極部(5)は外部引出し電極(57)に接触するバンド
(49)を有し、このパラF (49)は第2の電極(
上側電極> <45 )、< 46 )と連結している
。
極部(5)は外部引出し電極(57)に接触するバンド
(49)を有し、このパラF (49)は第2の電極(
上側電極> <45 )、< 46 )と連結している
。
この時電極(57)の加圧が強すぎてパッド(49)が
その下の半導体(3)を突き抜け、第1の電極(2)と
接触しても隣の素子の第1の電極とがショートしないよ
うに開溝(13’)が設けられている。
その下の半導体(3)を突き抜け、第1の電極(2)と
接触しても隣の素子の第1の電極とがショートしないよ
うに開溝(13’)が設けられている。
また外側部は第1の電極、半導体、第2の電極を同時に
一方のLSにてスクライブをした開講(50)で切断分
離されている。
一方のLSにてスクライブをした開講(50)で切断分
離されている。
さらに第2図(B)は下側の第1の電極(2)に(8’
)(7’)連結した他のパッド(48)が第2の電極材
料により(18りにて連結して設けられている。
)(7’)連結した他のパッド(48)が第2の電極材
料により(18りにて連結して設けられている。
さらにパッド(48)は外部引出し電極(58)と接触
しており、外部に電気的に連結している。
しており、外部に電気的に連結している。
ここでも開溝(18’)、(20”)、(50)により
パッド(48)は全(隣の光電変換装置と電気的に分(
18) 離されており、(8′)にて第1の電極(2)と側面コ
ンタクトを構成させている。また開a(20’りはその
表面(6)と他の半導体の表面(14)とが概略同一平
面を有していた。
パッド(48)は全(隣の光電変換装置と電気的に分(
18) 離されており、(8′)にて第1の電極(2)と側面コ
ンタクトを構成させている。また開a(20’りはその
表面(6)と他の半導体の表面(14)とが概略同一平
面を有していた。
つまり光電変換装置は有機樹脂モールド(22)で電極
部(5人(45)を除いて覆われており、耐湿性の向上
を図った。またこのモールド (22)をマスクとして
パソF (5)、<55)上の絶縁物がエツチングされ
、絶縁物はあるモールド材下にのみ残存されている。
部(5人(45)を除いて覆われており、耐湿性の向上
を図った。またこのモールド (22)をマスクとして
パソF (5)、<55)上の絶縁物がエツチングされ
、絶縁物はあるモールド材下にのみ残存されている。
またこのパネル例えば40cm X 60cmまたは6
0c、mx20cm、 40cm X 120cmを2
ケ、4ケまたは1ケをアルミサツシまたは炭素繊維枠内
に組み合わせることによりパッケージさせ、120cm
X 40cmのNETIO規格の大電力用のパネルを
設けることが可能である。
0c、mx20cm、 40cm X 120cmを2
ケ、4ケまたは1ケをアルミサツシまたは炭素繊維枠内
に組み合わせることによりパッケージさせ、120cm
X 40cmのNETIO規格の大電力用のパネルを
設けることが可能である。
またごのNl1DO規格のパネルはシーフレックスによ
り弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反射面側(図
面では上側)にはりあわせて合わせ、風圧、雨等に対し
l’lA械強度の増加を図ることも有効である。
り弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反射面側(図
面では上側)にはりあわせて合わせ、風圧、雨等に対し
l’lA械強度の増加を図ることも有効である。
(19)
さらに本発明を以下に実施例を記してその詳細を補完す
る。
る。
実施例1
第1図の図面に従ってこの実施例を示す。
即ち透光性基板(1)として透光性有機樹脂の住友ベー
クライト社製のスミライ目】00 厚さ100μ、また
ば透光性ガラス厚さ1.1mm、長さ60cm、 rl
〕20cmを用いた。
クライト社製のスミライ目】00 厚さ100μ、また
ば透光性ガラス厚さ1.1mm、長さ60cm、 rl
〕20cmを用いた。
この」二面に窒化珪素膜を0.1 μの厚さにPCVD
法で作製しブロッキング層とした。
法で作製しブロッキング層とした。
さらニソノ上にCTFをrTO1600人士5nO23
00人を電子ビーム蒸着法により作製した。
00人を電子ビーム蒸着法により作製した。
さらにこの後、第1の開溝をスボソHi5oμ、出力I
KのYAGレーザをマイクロコンピュータにより制御し
て120cm /分の走査速度にて作製した。
KのYAGレーザをマイクロコンピュータにより制御し
て120cm /分の走査速度にて作製した。
さらにパネルの端部をレーザ光出力IWにて第1の電極
用半導体をガラス端より5mm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。
用半導体をガラス端より5mm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。
素子領域(31)、<11)は15mm中とした。
この後公知のPCVD法により第2図に示したPIN(
20) 接合を1つ有する非単結晶半導体を作製した。
20) 接合を1つ有する非単結晶半導体を作製した。
その厚さは約0.7μであった。
かかる後、第1の開溝より100μ第1の素子(31)
をシフトさせて、スポット径50μφにて60cm/分
の操作スピー1−出力Ikにて大気中でLSにより第2
の開溝(18)を第2図(B)に示すごと(作製した。
をシフトさせて、スポット径50μφにて60cm/分
の操作スピー1−出力Ikにて大気中でLSにより第2
の開溝(18)を第2図(B)に示すごと(作製した。
さらにこの全体にCOとしてITOを電子ビーム蒸着法
により平均膜厚1050人に、さらにその上面にアルミ
ニューム(2000人)およびクロムを500人の厚さ
に電子ビーム蒸着法により作製して、第2の電極(45
)、コネクタ(30)を構成せしめた。
により平均膜厚1050人に、さらにその上面にアルミ
ニューム(2000人)およびクロムを500人の厚さ
に電子ビーム蒸着法により作製して、第2の電極(45
)、コネクタ(30)を構成せしめた。
さらにSjOを電子ヒーム蒸着法により1200人の厚
さに積層して積層体とした。
さに積層して積層体とした。
さらに第3の開溝(20)を同様に第3のLSをYAG
レーザを用い、IWの出力50μφ、操作スピード90
cm/分で形成させた。すると開溝中60μを有しその
表面(6)と半導体表面(14)とは概略同一平面とな
り、絶縁物領域(34)を1000Å以下(実際はO〜
300μと推定される)形成させることが(21) できた。かくして第2図(C)を得た。
レーザを用い、IWの出力50μφ、操作スピード90
cm/分で形成させた。すると開溝中60μを有しその
表面(6)と半導体表面(14)とは概略同一平面とな
り、絶縁物領域(34)を1000Å以下(実際はO〜
300μと推定される)形成させることが(21) できた。かくして第2図(C)を得た。
この後、不要の絶縁膜(47)を希弗酸で除去しパッシ
ベイション膜(21)をPCVD法により窒化珪素膜を
1000人の厚さに200 ’Cの温度にて作製した。
ベイション膜(21)をPCVD法により窒化珪素膜を
1000人の厚さに200 ’Cの温度にて作製した。
すると20cm X 60cmのパネルに15mm巾の
素子を40段作ることができた。
素子を40段作ることができた。
パネルの実効効率としてA旧 (loomW/ c+d
)にて7.3%、出力5.9Wを得ることができた。
)にて7.3%、出力5.9Wを得ることができた。
有効面積は1102cJ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。
%を有効に利用することができた。
この実施例においては、第1図(D)に示すごとく、上
側の保護用有機樹脂(22)を重合わせることにより、
有機樹脂シートの間に光電変換装置をはさむ構造とする
ことができ、可曲性を有し、きわめて安価で多量生産が
可能になった。
側の保護用有機樹脂(22)を重合わせることにより、
有機樹脂シートの間に光電変換装置をはさむ構造とする
ことができ、可曲性を有し、きわめて安価で多量生産が
可能になった。
第1図〜第2図において、光入射は下側の透光性絶縁基
板よりとした。
板よりとした。
しかし本発明はその光入射側を下側に限定することなく
、上側の電極をITOとして上側より光照射を行うこと
も可能であり、また基板もガラス基(22) 板ではなく可曲性基板を用いることは可能である。
、上側の電極をITOとして上側より光照射を行うこと
も可能であり、また基板もガラス基(22) 板ではなく可曲性基板を用いることは可能である。
第1図は本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断面
図である。 第2図は本発明の他の光電変換装置の部分拡大をした縦
断面図である。 峙許出願人 (23) (A) C11) 翠2■
図である。 第2図は本発明の他の光電変換装置の部分拡大をした縦
断面図である。 峙許出願人 (23) (A) C11) 翠2■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、絶縁表面を有する基板上の第1の導電膜と、該導電
膜上の非単結晶半導体と、該非半導体上の第2の導電膜
とを有する光電変換半導体装置において、前記第2の導
電膜は酸化物導電膜と、該導電膜上のアルミニューム、
銀、銅、マグネシュ−ム、チタンまたはクロムを主成分
とする単層または多層の金属導電膜とよりなり、さらに
前記第2の導電股上の絶縁膜とよりなる積層順に設けら
れた開溝下の半導体上の表面は前記第2の導電膜が形成
されている前記半導体の主表面と1000Å以下の凹凸
を有する概略同一平面を構成するとともに、前記開溝の
rjjは150μ以下であることを特徴とする光電変換
半導体装置。 2、特許請求の範囲第1項において、金属導電膜はアル
ミニューム、銀、マグネシュ−ム、銅(1) の単層膜またはアルミモユームークロム、銀−アルミニ
ューム、銀−アルミニエ−ム−クロム、チタン−銀−ア
ルミニューム、チタン−銀−アルミニューム−クロムの
多層の金属導電膜より選ばれてなることを特徴とする光
電変換半導体装置。 3、特許請求の範囲第1項において、金属導電膜−Fの
絶縁膜は一酸化珪素、弗化マグネシューム、酸化アルミ
ニニーム、酸化ジルコニューム、二酸化珪素、窒化珪素
または炭化珪素より選ばれたことを特徴とする光電変換
半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58232535A JPS60124880A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 光電変換半導体装置作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58232535A JPS60124880A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 光電変換半導体装置作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60124880A true JPS60124880A (ja) | 1985-07-03 |
JPH0518276B2 JPH0518276B2 (ja) | 1993-03-11 |
Family
ID=16940850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58232535A Granted JPS60124880A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 光電変換半導体装置作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60124880A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60113478A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置用電極の作製方法 |
JPS60120577A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置用電極の作製方法 |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP58232535A patent/JPS60124880A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60113478A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置用電極の作製方法 |
JPS60120577A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置用電極の作製方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0518276B2 (ja) | 1993-03-11 |
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