JPS60253266A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS60253266A
JPS60253266A JP10901384A JP10901384A JPS60253266A JP S60253266 A JPS60253266 A JP S60253266A JP 10901384 A JP10901384 A JP 10901384A JP 10901384 A JP10901384 A JP 10901384A JP S60253266 A JPS60253266 A JP S60253266A
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JP
Japan
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conductive film
semiconductor
chromium
alloy
copper
Prior art date
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Pending
Application number
JP10901384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP10901384A priority Critical patent/JPS60253266A/en
Publication of JPS60253266A publication Critical patent/JPS60253266A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45Ohmic electrodes
    • H01L29/456Ohmic electrodes on silicon

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To give a conductive film flexibility to a certain extent as a coating for an electrode, and to give the conductive film adhesive properties with a semiconductor or a light-transmitting conductive film by forming the conductive film onto the semiconductor or the light-transmitting conductive film on the semiconductor by using a chromium alloy, to which copper or silver is added, a Cu-Cr alloy or an Ag-Cr alloy. CONSTITUTION:A second conductive film 25 is formed onto the surface of a light-transmitting conductive film CTF by a metallic film mainly comprising chromium to which copper is added. The whole is cut and isolated by LS, a plurality of second electrodes 39, 38 are shaped through isolation, and third opened grooves 20 are obtained. A laminate consisting of CTF15 and the chromium alloy 25 or a single layer body only of the chromium alloy is used as the second conductive film 5. ITO being in ohmic-contact excellently with an N type semiconductor is employed as the CTF at that time. A chromium alloy to which 0.1-50wt% copper or silver is added is used as the chromium metal.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業の利用分野」 この発明は、半導体上面またはこの上の透光性導電膜上
にクロム合金を形成し、かかるクロム合金としてクロム
に銅または銀を0.1〜50重量%添加して電極として
設けた半導体装置に関する。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" This invention forms a chromium alloy on the upper surface of a semiconductor or a transparent conductive film thereon, and as the chromium alloy, copper or silver is added to chromium in an amount of 0.1 to 100%. It relates to a semiconductor device in which 50% by weight is added and provided as an electrode.

「従来の技術」 従来、半導体装置の電極としてアルミニュームが用いら
れている。しかしこのアルミニュームはマスクを用いて
電極を形成する場合には適しているが、レーザ加工法を
用いたマクスレスプロセスでは本来酸化性気体または珪
素半導体との化学反応性が強く、かつ非昇華性材料であ
るため不適当な材料であった。
"Prior Art" Conventionally, aluminum has been used as electrodes for semiconductor devices. However, although this aluminum is suitable for forming electrodes using a mask, it is inherently highly chemically reactive with oxidizing gases or silicon semiconductors, and is non-sublimable in maskless processes using laser processing methods. The material was inappropriate.

またこのためレーザ加工性を有する材料としてクロムを
用いる方法が本発明人により提案されている。このクロ
ム(純度99.9%以上)はレーザ加工性に優れ、レー
ザスクライブ後その開溝部には金属残差物が残らないと
いう特長を有する。
Further, for this reason, the inventor has proposed a method of using chromium as a material having laser processability. This chromium (purity of 99.9% or more) has excellent laser processability and has the advantage that no metal residue remains in the groove after laser scribing.

「発明が解決しようとする問題」 しかしこの金属クロl、はその反射係数が小さいいわゆ
るブラ・2り・クロムとなってしまう。また硬度が大き
いため、半導体薄膜または透光性導電膜膜(CTF)上
に形成させ、熱処理(200℃、2時間)を行うと微小
のクラック(XIOQ〜×400の金属顕微鏡で観察さ
れる)がスクライブ近傍または凹凸の段差部に多数発生
し、ひいてはクロム膜と半導体との界面よりビーリング
(剥離)現象が発生してしまう。
``Problem to be Solved by the Invention'' However, this metal chromium has a small reflection coefficient, resulting in what is called chromium. In addition, due to its high hardness, when it is formed on a semiconductor thin film or a transparent conductive film (CTF) and heat treated (200°C, 2 hours), minute cracks (observed with a metallurgical microscope from XIOQ to ×400) occur. A large number of these occur in the vicinity of the scribe or in the uneven step portions, and as a result, a peeling phenomenon occurs at the interface between the chromium film and the semiconductor.

このため、電極用の被膜としてはある程度の柔らかさを
有するとともに半導体または透光性導電膜と密着性を有
する材料であることが半導体装置特に光電変換装置の裏
面側電極である第2の電極としてめられている。加えて
レーザ光の照射された開講周辺部の残差物がその近傍に
散在し付着しないことがレーザ加工が行われる導電膜と
して重要な要件である。
For this reason, as a coating for an electrode, it is recommended to use a material that has a certain degree of softness and has adhesion to a semiconductor or a transparent conductive film. being admired. In addition, it is an important requirement for a conductive film to be subjected to laser processing that residual materials in the peripheral area where the laser beam is irradiated are not scattered and attached in the vicinity.

「発明が解決するための手段J 本発明はかかるクロム単体の持つ多くの欠点が除去され
た新材料として、銅または銀を添加したクロム合金即ち
L’: u −Cr合金またはAg−Cr合金を用いた
ものである。
``Means for Solving the Invention J The present invention uses a chromium alloy to which copper or silver is added, that is, L':u-Cr alloy or Ag-Cr alloy, as a new material that eliminates many of the drawbacks of chromium alone. This is what I used.

さらに本発明はこのCu−−Cr合金またはへg−Cr
合金における銅または銀は0.1〜50重量%に添加し
たものとした。かかる金属を半導体りまたは半導体−に
の透光性導電膜1−にスパッタ法特にマグネトロンDC
スパッタ法にて300 人〜0.577のf均膜厚に設
けたものである。
Furthermore, the present invention provides this Cu--Cr alloy or heg-Cr alloy.
Copper or silver in the alloy was added in an amount of 0.1 to 50% by weight. Such a metal is applied to a semiconductor or a transparent conductive film 1 by a sputtering method, particularly a magnetron DC.
It was formed by sputtering to a uniform film thickness of 300 to 0.577.

「作用j 本発明は、かかるクロム合金を水素またはハロゲン元素
が添加された非単結晶半導体−にまたはスズまたはイン
ジュ−ムの酸化物または窒化物よりなる透光性導電膜ま
たはクロムと硅素との合金の透光性導電膜トに形成し、
電極材料としたことにより、そのシート抵抗を5Ω/口
以下一般には0.2〜2Ω/口(300人〜0.5 μ
m般ちは3000Å以下の厚さ)を有し、優れた光学的
反射特性を有し、かつa械的に柔らかい即ち下側に形成
されている半導体材料等に機械的ストレスを加えない材
料であり、そしてレーザ加工性に優れた材料として見出
したものである。
``Function j'' The present invention is directed to applying such a chromium alloy to a non-single-crystal semiconductor to which hydrogen or a halogen element is added, or to a transparent conductive film made of tin or indium oxide or nitride, or a combination of chromium and silicon. Formed on a transparent conductive film of the alloy,
By using the electrode material, its sheet resistance is 5 Ω/mouth or less, generally 0.2 to 2 Ω/mouth (300 people to 0.5 μ
A material that has a thickness of 3000 Å or less), has excellent optical reflection properties, and is mechanically soft, that is, it does not apply mechanical stress to the underlying semiconductor material, etc. It was discovered as a material with excellent laser processability.

実施例1 第1図は、本発明のCo−Cr(クロム・銅合金)、C
uAg(クロム・銀合金)を従来より公知のクロム単体
とその反射率を比較したものである。
Example 1 Figure 1 shows Co-Cr (chromium-copper alloy) of the present invention, C
The reflectance of uAg (chromium-silver alloy) is compared with that of conventionally known chromium alone.

第1図(^)は絶縁被膜表面上にクロム単体(50) 
Figure 1 (^) shows chromium alone (50) on the surface of the insulating coating.
.

銅を2.5重量%添加したもの(51)、銅を50重V
χ添加したもの(52)をその波長を400〜800n
mの範囲で反射率の関係において示している。
Added 2.5% by weight of copper (51), 50% by weight of copper
χ doped material (52) whose wavelength is 400 to 800n
It is shown in relation to the reflectance in the range of m.

さらに第1図(B)はガラス基板上にITOを1500
人の厚さに形成し、その上に銅をOχ添加(いわゆるク
ロム単体)(53)、2.5重量%添加(54)、50
χ添加(55)を1100人の厚さに形成したもので、
400〜B00nI11の波長範囲に関し、ガラス面側
からの反射即ち照射光がITOを経てクロム合金で反射
させガラス面より外へ反射されてくる反射を調べたもの
である。
Furthermore, in Fig. 1 (B), 1500 ml of ITO is deposited on a glass substrate.
It is formed to a human thickness, and then copper is added to it (so-called chromium alone) (53), 2.5% by weight is added (54), 50
χ doped (55) formed to a thickness of 1100 mm,
Regarding the wavelength range of 400 to B00nI11, the reflection from the glass surface side, that is, the irradiation light is reflected by the chromium alloy through ITO, and the reflection from the glass surface is investigated.

これらいずれの場合においても、本発明のクロム合金を
用いると、広い波長範囲で10%以1−も反射率が大き
くなったことがわかる。特に400〜600nI11の
短波長光での向上が著しく、クロム単体即ちブランク・
クロムに比べて著しく反射率が向上したことがわかった
。これは目視観察においても深みのある黒白色よりいわ
ゆる金属銀白色の反射性に変わっていることから明らか
でもあった。ごのCu、Agはクロムと原子半径が10
%以丁しか違わず、その結果、任意の量でのアロイ(合
金化)を作り得る。しかしその反射率の向」二を考える
と、0.1重量%以上添加することが必要であり、レー
ザ加工性を考えると50重量%以下実用的には1−10
重量%の範囲が適していた。また51重量%以−F添加
する場合には、レーザ加工に関して熱伝導率の高い銀ま
たはは銅の物性が強(出てしまうため、レーザ加工の際
のパルス・デュレイションを30n秒以下または照射光
の波長をエキシマレーザを用い400 nm以下にする
ことにより加工性を保証することが必要であった。即ち
一般に用いられる0、5〜1.1 μの波長を用いる場
合、量産性を考えると50重量%以下であることが適当
であった。
In any of these cases, it can be seen that when the chromium alloy of the present invention was used, the reflectance increased by 10% or more over a wide wavelength range. In particular, the improvement with short wavelength light of 400 to 600 nI11 is remarkable, and chromium alone, that is, blank.
It was found that the reflectance was significantly improved compared to chromium. This was also evident from visual observation, as the reflectivity changed from a deep black and white color to a so-called metallic silvery white color. The atomic radius of Cu and Ag is 10 compared to chromium.
The difference is only by %, so that alloys can be created in any amount. However, considering the direction of reflectance, it is necessary to add 0.1% by weight or more, and considering laser processability, it is practically recommended to add 50% by weight or less.
A weight % range was suitable. In addition, if 51% by weight or more of F is added, the physical properties of silver or copper, which have high thermal conductivity, will become strong during laser processing, so the pulse duration during laser processing should be 30 ns or less or the irradiation It was necessary to ensure processability by using an excimer laser to reduce the wavelength of light to 400 nm or less.In other words, when using the generally used wavelength of 0.5 to 1.1 μ, considering mass production, it was necessary to It was appropriate that the content be 50% by weight or less.

本発明において、Cu−Cr合金、Ag−Cr合金の被
膜形成にはマグネトロンDCスパッタ法を用いた。条件
はアルゴンでスパッタし、高速排気をクライオポンプを
用いて行うことによって1〜3Ω70の値を1000〜
1300人の厚さで得ることができ、光電変換装置用の
電極としての5Ω/口以下のシート抵抗を得ることがで
きた。これらの合金を電子ビーム蒸着法によって作るこ
とも可能である。しかしかかる方法においては、そのシ
ート抵抗が10〜20Ωノロを1500〜2000人の
厚さで得たのみであった。さらに、本発明の合金をを用
いることによりクラックの発生を除去できる程度の柔ら
かいクロム合金であって、かつそのシート抵抗が小さく
、加えて反射率が大きい電極材料を作ることができるこ
とがわかった。
In the present invention, magnetron DC sputtering was used to form the Cu-Cr alloy and Ag-Cr alloy films. The conditions were to sputter with argon and perform high-speed evacuation using a cryopump to reduce the value of 1 to 3Ω70 to 1000 to 3Ω.
It was possible to obtain a sheet with a thickness of 1,300 ohms and a sheet resistance of 5 Ω/mouth or less as an electrode for a photoelectric conversion device. It is also possible to make these alloys by electron beam evaporation. However, in this method, only a sheet resistance of 10 to 20 ohms and a thickness of 1,500 to 2,000 ohms was obtained. Furthermore, it has been found that by using the alloy of the present invention, it is possible to produce an electrode material that is a chromium alloy that is soft enough to eliminate the occurrence of cracks, has a low sheet resistance, and has a high reflectance.

「実施例2」 以下に第2図に従って本発明を用いた光電変換装置の詳
細を示す。
"Example 2" Details of a photoelectric conversion device using the present invention are shown below according to FIG. 2.

第2図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the present invention.

図面において、透光性を有し、かつ絶縁表面を有する基
板(1)例えばガラスまたは透光性有機膜例えばPES
またはPETを用いた。ここではガラス基板10cm 
X ] Ocn+を用いた。
In the drawings, a substrate (1) having a light-transmitting property and an insulating surface, such as glass or a light-transmitting organic film, such as PES
Alternatively, PET was used. Here, the glass substrate is 10cm
X ] Ocn+ was used.

この基板」二に弗素が添加された酸化スズを」二面に有
する透光性導電膜を公知の電子ビーム蒸着法またはスパ
ッタ法により500〜3000人の厚さに形成させた。
A light-transmitting conductive film having fluorine-doped tin oxide on two sides of this substrate was formed to a thickness of 500 to 3000 nm by known electron beam evaporation or sputtering.

この後、この基板の上側より、YAGレーザ加工機(日
本電気製)により平均出力0.3〜3−(焦点距離40
酔)を加え、スポット径20〜1011φ代表的には4
0μφをマイクロコンピュータにより制御して」二方よ
りレーザ光を照射し、その走査によりスクライプライン
用の第1の開講(13)を形成させ、各素子間領域(3
1)、(11)に第1の電極(37)を作製した。
After that, from the upper side of this substrate, a YAG laser processing machine (manufactured by NEC Corporation) is used to produce an average output of 0.3 to 3- (focal length: 40 mm).
The spot diameter is 20 to 1011φ, typically 4.
0μφ is controlled by a microcomputer and irradiates laser light from two directions, and by scanning it forms the first opening (13) for the scribe line, and the area between each element (3).
1), the first electrode (37) was produced in (11).

レーザスクライブ(LS)により形成された開#(13
)は、巾約50μ長さ]Ocmであり、深さはそれぞれ
第1の電極間のアイソレイションを完全にするため開溝
部にCTFの残差物がないように切断分離した。
Open # (13) formed by laser scribing (LS)
) had a width of about 50 μm and a length of about 50 μm], and the depth was cut and separated so that there was no CTF residue in the open groove in order to complete the isolation between the first electrodes.

かくして第1の素子(31)および第2の素子(11)
を構成する領域の巾は5〜40mm例えば8.3n+n
+として形成させた。
Thus the first element (31) and the second element (11)
The width of the area constituting the area is 5 to 40 mm, for example 8.3n+n
It was formed as +.

この後、この上面にプラズマCVD法、フォトcvn法
またはLPCVD法により光照射により光起電力を発生
する非単結晶半導体代表的には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た非単結晶半
導体層(3)を0.3〜1.0μ代表的には0.7 μ
の厚さに形成させた。
Thereafter, a non-single crystal semiconductor typically has a PN or PIN junction and is doped with a hydrogen or halogen element by plasma CVD, photo CVN or LPCVD. The crystalline semiconductor layer (3) is 0.3 to 1.0μ, typically 0.7μ.
It was formed to a thickness of .

その代表例はP型(SixC+−、O< x < l 
)半導体(約300人)−1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(粒径約200人)を有する半導体(約500人
)よりなる一つのPIN接合を有する非単結晶半導導体
、または基板側よりN型微結晶珪素(約300人)半導
体−■型半導体(約0.7μ)−p型機結晶化Si半導
体(約200人)−p型Si、C,、−x(約50人 
x−0,2〜0.3)半導体である。
A typical example is P type (SixC+-, O< x < l
) Semiconductor (approximately 300 people) - Type 1 amorphous or semi-amorphous silicon semiconductor (approximately 0.7μ) - Semiconductor with N-type microcrystals (grain size approximately 200 people) (approximately 500 people) One PIN junction or, from the substrate side, N-type microcrystalline silicon (approximately 300 people) semiconductor - ■ type semiconductor (approximately 0.7μ) - p-type mechanical crystallized Si semiconductor (approximately 200 people) - p-type Si, C,, -x (approximately 50 people
x-0,2~0.3) It is a semiconductor.

(9) かかる非単結晶半導体(3)を全面にわたって均一の膜
厚で形成させた。
(9) The non-single crystal semiconductor (3) was formed to have a uniform thickness over the entire surface.

さらに第2図(R)に示されるごとく、第1の開講(1
3)の左方向側(第1の素子側)にわたって第2の開講
(14)を第2の1.s工程により形成させた。
Furthermore, as shown in Figure 2 (R), the first lecture (1
3) over the left side (first element side) of the second opening (14). It was formed by step s.

かくして第2の開溝(14)は第1の電極の側面または
側面(8)と上端面(9)を露出させた。
The second open groove (14) thus exposed the side or side surface (8) and top surface (9) of the first electrode.

この第2の間溝は半導体の両端をも切断することなく、
1つまたは複数の開孔としてその一部の半導体を2つの
領域にて互いに連結させてもよい。
This second groove does not cut both ends of the semiconductor.
A portion of the semiconductor may be connected to each other in two regions as one or more openings.

その結果、側面(8)(側面のみまたは側面と上面の端
部)に第2図(C)において透光性導電膜(CTF)を
第2の電極(38)の一部として形成した。ここではI
TO(15)を電子ビーム蒸着法で形成した。そしてこ
のITOとコネクタ(30)で連結させてもその接触抵
抗は酸化物−酸化物コンタクト(酸化スズ−ITOコン
タクト)となりその界面に絶縁物バリア(絶縁物)が形
成されないため、長期使用において接触抵抗が増大する
等の異常がなく、実用上好ましいものであった。
As a result, a transparent conductive film (CTF) was formed on the side surface (8) (only the side surface or at the end of the side surface and the top surface) as shown in FIG. 2(C) as a part of the second electrode (38). Here I
TO (15) was formed by electron beam evaporation. Even if this ITO is connected with the connector (30), the contact resistance becomes an oxide-oxide contact (tin oxide-ITO contact) and no insulation barrier (insulator) is formed at the interface, so there is no contact during long-term use. There were no abnormalities such as an increase in resistance, which was preferable for practical use.

(10) 第2図において、さらにこの上面に第2図(C)に示さ
れるごとく、このCTF表面上に第2の導電膜(25)
を実施例1に示すごとくここでは銅を2.5重量%添加
したクロムを主成分とする金属膜(クロム合金)をマク
ネトロンスパッタ法により1100人の平均厚さくシー
ト抵抗1.4Ω/口)をもって形成した。
(10) In FIG. 2, as shown in FIG. 2(C), a second conductive film (25) is further formed on the CTF surface.
As shown in Example 1, a metal film (chromium alloy) containing 2.5% by weight of copper and containing chromium as a main component was prepared using the Macnetron sputtering method to give an average thickness of 1,100 people (sheet resistance: 1.4Ω/mouth). It was formed with.

この後、第3のLSにより切断分離をして複数の第2 
(7)電極(39)、 (38)をLSによりアイソレ
イションして形成し、第3の開溝(20)を得た。
After this, the third LS cuts and separates the plurality of second
(7) Electrodes (39) and (38) were isolated and formed using LS to obtain a third open groove (20).

この第2の導電膜(5)は透光性導電膜(CTF) (
15)および本発明のクロム合金(25)との積層体ま
たはクロム合金のみの単層体を用いた。
This second conductive film (5) is a transparent conductive film (CTF) (
15) and the chromium alloy (25) of the present invention, or a monolayer of only the chromium alloy was used.

このCTPとして、ここではN型半導体と良好なオーム
接触をするITO(酸化インジューム酸化スズを主成分
とする混合物)(15)を300〜1500人の厚さに
形成した。このCTFとしてP型半導体上には酸化スズ
を主成分として形成させることも有効であった。この結
果、半導体に密接して第2の電極(15) 、 (25
)を有せしめた。このCTFとしてクロ(II) ムー珪素化合物等の非酸化物導電膜よりなる透光性導電
膜を用いてもよい。
As this CTP, ITO (a mixture whose main components are indium oxide and tin oxide) (15) which makes good ohmic contact with the N-type semiconductor is formed to a thickness of 300 to 1500 mm. It was also effective to form this CTF on a P-type semiconductor with tin oxide as its main component. As a result, the second electrodes (15), (25
). As this CTF, a light-transmitting conductive film made of a non-oxide conductive film such as a chromium(II) moo silicon compound may be used.

このクロム金属は銅または銀が0.1〜50重量%添加
されたクロム合金の金属膜(25)を300 人〜0.
5μの厚さ代表的には1000〜1500人の厚さにス
パッタ法、特にマグネトロンDCスパッタ法により形成
させた。
This chromium metal is a metal film (25) of a chromium alloy to which 0.1 to 50% by weight of copper or silver is added.
It was formed to a thickness of 5 μm, typically 1000 to 1500 μm, by sputtering, particularly magnetron DC sputtering.

この第3の開溝形成にLSの条件としてレーザ光例えば
波長1.06μまたは0.53μのQスイッチがかけら
れたパルス光YAGレーザ(焦点距離40mm、レーザ
光径20〜70μ周波数1〜30KHz)好ましくは0
゜6μ以下のパルス光(パルスデュレイション5〜50
n秒)を照射させた。
To form this third groove, the LS condition is a laser beam, for example, a Q-switched pulsed YAG laser with a wavelength of 1.06μ or 0.53μ (focal length 40mm, laser beam diameter 20-70μ, frequency 1-30KHz). Preferably 0
Pulsed light of ゜6μ or less (pulse duration 5 to 50
(n seconds).

さらにそれを0.05〜5m/分例えば0.3m/分の
操作速度で移動走査(スキャン)せしめ、前工程と従属
関係の開溝または開孔を作製せしめる。
Further, it is moved and scanned at an operating speed of 0.05 to 5 m/min, for example, 0.3 m/min, to create open grooves or holes in a dependent relationship with the previous process.

さらにこの第3の開溝の深さは、CTFおよびクロム合
金の2層膜導電膜においては非単結晶半導体を同時にス
クライプすることなく半導体を何等損傷させることなく
その上面またはそのごく近傍(12) (〜200人)までの深さで開溝を形成させることがで
きた。
Furthermore, the depth of this third trench is such that, in a two-layer conductive film of CTF and chromium alloy, the non-single-crystal semiconductor is not simultaneously scribed and the semiconductor is not damaged in any way, and the depth is such that the upper surface or the very vicinity thereof (12) It was possible to form open grooves at depths up to (~200 people).

他方CTFを形成せず、半導体上に密接してさらにクロ
ム合金を形成する場合においては開溝形成の際この第2
の半導体のクロム金属のみを選択的に除去するではなく
、その下の半導体層(3)を含め同時に除去し、第1の
電極もその一部に露呈せしめることにより、アイソレイ
ション(20)を施した。(図面はCTFとクロム合金
よりなる電極の場合を示す)これはレーザ光がガウス分
布をし、開溝形成の際、上側の昇華性を有し、熱伝導度
がアルミニュームに比べて小さく、加えて耐酸化性を有
するクロム合金をその下側の昇華性を有する材料のIT
O(クロム合金単層膜にあっては珪素半導体)が気化と
同時に弾き飛ばすようにして開溝を作る機構(メカニズ
ム)に起因するものと推定される。
On the other hand, when forming a chromium alloy closely on the semiconductor without forming a CTF, this second
The isolation (20) is performed not only by selectively removing only the chromium metal of the semiconductor, but also by simultaneously removing the underlying semiconductor layer (3) and exposing a portion of the first electrode. did. (The drawing shows the case of an electrode made of CTF and chromium alloy.) In this case, the laser beam has a Gaussian distribution, has a sublimation property on the upper side when forming an open groove, and has a lower thermal conductivity than aluminum. In addition, a chromium alloy with oxidation resistance is added to the IT material with sublimation properties underneath.
This is presumed to be due to a mechanism that creates open grooves by simultaneously vaporizing and repelling O (silicon semiconductor in the case of a chromium alloy single-layer film).

即ち被加工面を2つの層として捉えることによって第2
の導電膜をアイソレイションさせたものである。
In other words, by considering the processed surface as two layers, the second
The conductive film is isolated.

かくして第2図(C)に示されるごとく、複数の(13
) 素子(31) 、 (11)を連結部(4)で直列接続
する光電変換装置を作ることができた。
Thus, as shown in FIG. 2(C), a plurality of (13
) We were able to create a photoelectric conversion device in which the elements (31) and (11) were connected in series at the connecting part (4).

第2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る。即ちパッシベイション膜とし
てプラズマ気相法、充気相法またはフォト・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、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。
FIG. 2(D) shows an attempt to further complete the present invention as a photoelectric conversion device. That is, as a passivation film, a silicon nitride film (21) is uniformly formed to a thickness of 500 to 2,000 layers by plasma vapor phase method, charged phase method, or photo plasma vapor phase method, and the leakage current between each element is reduced. This further prevents occurrences due to adsorption of moisture, etc.

さらに外部引出し端子(23)を周辺部に設けた。Further, an external lead terminal (23) was provided at the peripheral portion.

斯くして照射光(10)に対しこの実施例のごとき基板
(locn+ X 10cm)において、各素子をl]
B、3mmX94n+mの短冊状に設け、さらに連結部
の中150μm、外部引出し電極部の巾3mm、周辺部
3mmにより、実質的に100mm X 100mm内
に11段を有し、有効面積(8,3mm X94mm 
11段85.8cm”即ち、8.6%)を得ることがで
きた。
Thus, for the irradiation light (10), each element is
B. It is provided in a strip shape of 3mm x 94n+m, and furthermore, the inside of the connecting part is 150μm, the width of the external extraction electrode part is 3mm, and the peripheral part is 3mm, so that there are essentially 11 stages within 100mm x 100mm, and the effective area (8.3mm x 94mm)
11 stages of 85.8 cm'', that is, 8.6%).

その結果、セグメントが11.3%(1,05cm”)
の変換効率を有する場合、基板には9.4%(理論的に
は10.3%になるが、11段直列連結の抵抗により実
(14) 効変換効率が低下した(^旧(100mW /cm2)
 )にて、8.3Wの出力電力を有せしめることができ
た。
As a result, the segment was 11.3% (1,05cm”)
, the board has a conversion efficiency of 9.4% (theoretically 10.3%, but due to the 11-stage series connection of resistors, the actual conversion efficiency has decreased (14). cm2)
), it was possible to have an output power of 8.3W.

またさらにこのパネル例えば40cm X 120cm
または60cm X 20cmを1ケまたは4ヶ直列に
アルミサツシの固い枠内またカーボン・ブラックによる
可曲性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NEDO規格の大電力用の
パネルを設けることが可能である。
Furthermore, this panel, for example, 40cm x 120cm
Or, package it by combining one or four pieces of 60cm x 20cm in series within a hard frame made of aluminum sash or a flexible frame made of carbon black.
It is possible to provide a 120 cm x 40 cm NEDO standard high power panel.

またこのNEDO規格のパネル用るこはシーフレックス
によりガラス基板の裏面(照射面の反対側)に本発明の
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。
In addition, this NEDO standard panel panel uses Seaflex to attach the top surface of the photoelectric conversion device of the present invention to the back surface of the glass substrate (opposite the irradiation surface) to increase mechanical strength against wind pressure, rain, etc. It is also effective.

r効果j 本発明において、かくのどとくにしてクロム合金を用い
ることにより光電変換装置における長波長光の裏面電極
の反射を助長させることができ、その結果半導体装置例
えば光電変換装置としての変換効率の向上を促すことが
できた。
r effect j In the present invention, by using a chromium alloy in this way, it is possible to promote reflection of long wavelength light on the back electrode in a photoelectric conversion device, and as a result, the conversion efficiency of a semiconductor device, for example, a photoelectric conversion device can be improved. I was able to encourage improvement.

加えて、かかる場合クロム合金の厚さは300〜(15
) 3000人一般には約1000人の薄さであるため、電
極価格が安価となり、またそのシート抵抗も1〜3Ω/
口であるため集積化しても直列抵抗の増加に実質的に寄
与しないという特長を有する。
In addition, the thickness of the chromium alloy in such cases is from 300 to (15
) 3000 people In general, it is about 1000 people thin, so the electrode price is low, and its sheet resistance is 1 to 3 Ω/
Since it is an open circuit, it has the advantage that even if it is integrated, it does not substantially contribute to an increase in series resistance.

さらに重要なことは、150℃、4000時間の高温放
置テストにおいて、クロム合金の成分が耐熱性のためア
ルミニューム電極においてみられるごとく半導体中に異
常拡散(マイグレイジョン)しショート不良を発生させ
ることがない。
More importantly, in a high-temperature test at 150°C for 4000 hours, the heat-resistant components of the chromium alloy caused abnormal diffusion (migration) in the semiconductor, as seen in aluminum electrodes, causing short-circuit defects. There is no.

これらの多くの特長がレーザ加工法にすることに加えて
他の特長として取り上げることができる。
Many of these features can be taken as other features in addition to making the laser processing method.

本発明において、クロム合金として銅を主として示した
。しかし銀−クロム合金も製造価格が若干高価となる欠
点を有するが、同様の特性を得、また銅と銀とを同時に
混合した合金とし、クロムに対しその原子半径が10%
以内しか異ならない金属材料を添加し、硬度を柔らかく
し、かつ反射特性を向上させる目的で作られたクロム合
金は同様にレーザ光に対しての昇華性を有していた。
In the present invention, copper is mainly shown as the chromium alloy. However, silver-chromium alloy also has the disadvantage that it is slightly more expensive to manufacture, but it has similar properties and is an alloy that simultaneously mixes copper and silver, and its atomic radius is 10% that of chromium.
A chromium alloy made by adding metal materials that differ only within the same range to soften its hardness and improve its reflective properties similarly had the sublimation property of laser light.

本発明において半導体装置として光電変換装置(16) を示した。しかし本発明の電極を発光素子、フォトセン
サ、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置等に用いることも
有効である。
In the present invention, a photoelectric conversion device (16) is shown as a semiconductor device. However, it is also effective to use the electrode of the present invention in light emitting elements, photosensors, insulated gate field effect semiconductor devices, and the like.

本発明において、透光性導電膜はスズまたはインジュ−
ムの酸化物で構成せしめた。しかしこれらを窒化インジ
ューム(InN)、窒化スズ(SnJ4−や)または窒
化インジュームスズ(InSNXN、))としてスパッ
タ法、プラズマ気相法により設けてもよいことはいうま
でもない。
In the present invention, the transparent conductive film is made of tin or indium.
It is composed of oxides of aluminum. However, it goes without saying that these may be provided as indium nitride (InN), tin nitride (SnJ4-), or indium tin nitride (InSNXN) by sputtering or plasma vapor deposition.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のクロム合金に対する光の反射率の基礎
特性を示す。 第2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。 特許出願人 株式会社半導体エネルギー研究所 代表者 山 崎 舜 平 (17) ミL((PL+η〕 (A) 凌−を気) 。、) 翠1(2) (8)
FIG. 1 shows the basic characteristics of light reflectance for the chromium alloy of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the photoelectric conversion device of the present invention. Patent Applicant Semiconductor Energy Research Institute, Inc. Representative Shun Hei Yamazaki (17) MiL ((PL+η) (A) Ryo-wo Ki) .,) Midori 1 (2) (8)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体表面上に銅または銀が0.1〜50重量%添
加されたクロムを主成分とする金属の導電膜または前記
半導体上の透光性導電膜と該膜上の前記金属とよりなる
導電膜とを設けたことを特徴とする半導体装置。 2、特許請求の範囲第1項において、半導体は水素また
はハロゲン元素が添加された珪素を主成分とする非単結
晶半導体よりなることを特徴とする半導体装置。 3、特許請求の範囲第1項において、透光性導電膜はイ
ンジュ−ムまたはスズを主成分とする酸化物または窒化
物よりなることを特徴とする半導体装置。−! 4、特許請求の範囲第1項において、透光性導電膜はク
ロムの珪化物を有することを特徴とする半導体装置。 5、特許請求の範囲第1項において、導電膜は光電変換
装置の一方の電極として設けられたこ−とを特徴とする
半導体装置。
[Scope of Claims] 1. A conductive film of a metal whose main component is chromium to which 0.1 to 50% by weight of copper or silver is added on the surface of a semiconductor, or a transparent conductive film on the semiconductor and the film. A semiconductor device comprising: a conductive film made of the metal described above. 2. A semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor is made of a non-single crystal semiconductor whose main component is silicon to which hydrogen or a halogen element is added. 3. A semiconductor device according to claim 1, wherein the transparent conductive film is made of an oxide or nitride containing indium or tin as a main component. -! 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the transparent conductive film contains chromium silicide. 5. A semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film is provided as one electrode of a photoelectric conversion device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5334259A (en) * 1991-09-10 1994-08-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Amorphous silicon solar cell and method of manufacture
CN104831248A (en) * 2015-04-17 2015-08-12 河南科技大学 Template-free method for preparing large-specific-surface-area copper particle/film composite material

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