JPS6140151B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6140151B2
JPS6140151B2 JP54061418A JP6141879A JPS6140151B2 JP S6140151 B2 JPS6140151 B2 JP S6140151B2 JP 54061418 A JP54061418 A JP 54061418A JP 6141879 A JP6141879 A JP 6141879A JP S6140151 B2 JPS6140151 B2 JP S6140151B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor
semiconductor device
conductivity type
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54061418A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS54152881A (en
Inventor
Robeeru Dauido Jeraaru
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS54152881A publication Critical patent/JPS54152881A/ja
Publication of JPS6140151B2 publication Critical patent/JPS6140151B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0475PV cell arrays made by cells in a planar, e.g. repetitive, configuration on a single semiconductor substrate; PV cell microarrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/047PV cell arrays including PV cells having multiple vertical junctions or multiple V-groove junctions formed in a semiconductor substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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】 本発明は、電磁放射線を電気エネルギーに変換
するため、多数の直列に配置した感光セルを含む
単結晶半導体本体を有し、各感光セルは第1導電
形式の第1領域を有し、第1領域を半導体本体内
で第2導電形式の第2領域によつて囲み、第1お
よび第2領域は電磁放射線が入射する半導体本体
の主表面と隣接しかつプレーナ感光p−n接合を
形成し、感光セールは第1導電形式の共通半導体
サブストレート上に配設し、かつ前記主表面から
サブストレートへ延在する条溝を介して互に分離
し、前記主表面上で感光セルの第1領域を隣接感
光セルの第2領域に導通可能な態様で接続する半
導体装置に関するものである。
かかる半導体装置は英国特許第1010476号から
既知である。
例えば無線またはラジオ技術および時計製造業
においては多くの場合、感光セルを例えば太陽電
池の形態で使用するのが有利である。個々の感光
セルは発生電圧が1ボルトより低いから、通常は
数個の感光セルを直列に接続配置することが所望
される。
個々の感光セルは1個の絶縁支持部材上に配設
することができ、結線を施すことによつて直列に
接続することができる。かかる構成は導体の接着
の点についての難点と、通常は所望されるにも拘
らず感光表面が厳密に単一平面内に配置されない
という事実に起因する難点とがしばしば問題とな
る。
前記英国特許第1010476号から既知の半導体装
置は共通な共平面内感光表面を有する機械的に剛
固な単結晶構造を有するが、接続導体を条溝を介
して分離した比較的低度のドーピングを施した領
域と接触するようにするので、低オーミツク接触
の実現が難かしいだけでなく、不所望の直列抵抗
をも生じてしまう。更に、光子がサブストレート
内に入射して電荷キヤリアを発生し、その結果隣
接感光セルの間の電気的分離度が低下する。
本発明の一つの目的は、上記既知の半導体装置
に附随する欠点を除去するかまたは大幅に軽減
し、感光セル相互間に良好適な電気的分離度を有
し、相互電気接続を簡単な態様で行うことのでき
る半導体装置を提供するにある。
本発明の半導体装置は、各第2領域および前記
サブストレートの間に第2導電形式の高ドーピン
グ中間層が存在し、各感光セルの周縁部の少なく
とも一部を、前記主表面から条溝の壁部に沿つて
前記中間層に対し下方へ延在する第2導電形式の
高ドーピング半導体区域によつて囲み、第2導電
形式の前記高ドーピング半導体区域を隣接感光セ
ルに所属する第2導電形式の半導体区域から前記
サブストレートによつて分離するよう構成したこ
とを特徴とする。
前記高度にドーピングを施した中間層が存在す
るため、光子は第2領域からサブストレートに入
射できず、従つて感光セル相互間において良好な
電気的分離が達成される。条溝の壁部に沿つて延
在する半導体区域は中間層と共に、第2領域との
低オーミツク電気接続部として作用し、かつ例え
ば浅い拡散により容易に配設することができ、こ
れに対し条溝が存在しない場合には深い拡散が必
要であり、かつ深い拡散には遥かに長時間を要す
る他、遥かに広いスペースを必要とする。
本発明による半導体装置の機械的および電気的
に高信頼性で完全な集積回路構造により、約35cm2
までの面積を有する半導体装置の製造が可能にな
る。
前記半導体区域は前記主表面の一部に沿つた延
設部を有するよう構成すると好適である。2個の
隣接感光セルは、その第1感光セルの第1領域お
よびその第2感光セルの半導体区域の前記延設部
と隣接する金属層を介して直列に配置するように
すると好適である。前記金属層は前記主表面上に
延設しかつ前記条溝の壁部および底部に沿つて延
設し、更に絶縁層により半導体表面から分離する
ようにするのが好適である。
本発明の重要な好適実施例においては、前記半
導体本体をシリコン板とし、その主表面が実際上
(100)方位を有し、かつ前記条溝の壁部が
(111)方位を有するようにする。既知のように、
かかるV字状条溝は、例えば水酸化カリウムを含
む選択エツチング液により極めて簡単な態様で得
ることができる。その場合条溝の壁部は、条溝壁
部および主表面の間の角度55゜(54゜50′)に実
際上対応する傾斜を有する。かかる傾斜と共に金
属層を、接続切断の可能性を付随することなく条
溝の縁部上に延設することが可能になる。
結晶格子の(100)面において例えばKOHを含
むエツチング剤と共に条溝の化学的エツチングを
行う場合、前記表面に垂直な方向におけるエツチ
ング速度が前記表面に平行な方向におけるエツチ
ング速度よりかなり大きいから、エツチング用窓
または開口の深さおよび寸法が同一であれば得ら
れる条溝は、例えば結晶格子の(111)面に従つ
て延在する表面に配設される条溝に比べ幅が狭く
なる。これにより、重大なスペースの節減が達成
される。
図面につき本発明を説明する。
第1図に示したモノリシツク半導体装置は半導
体板1の主表面1aに隣接する数個の感光セル1
0を備え、光は主表面1aを介して入射する。感
光セル10は第1導電形式の板状部材11上に配
設し、この板状部材11は感光セル10の共通サ
ブストレートを構成する。
各感光セル10は第1導電形式の第1領域12
を備え、第1領域12は半導体本体内で第2導電
形式の第2領域13によつて囲まれる。第1およ
び第2領域12および13は主表面1aと隣接す
る。第1および第2領域12および13はそのイ
ンターフエース部においてプレーナ感光接合Jを
規定する。本発明では第2領域13およびサブス
トレート11の間に高度にドーピングを施した第
2導電形式の中間層14を配設する。
ここで上記用語“高度にドーピングを施した即
ち高ドーピング”とは、少なくとも1019原子/cm3
のドーピング濃度を意味しており、その結果中間
層14の半導体材料は著しい導電性を有する。
各感光セル10の横方向境界を主表面1aから
サブストレート11に延在する条溝15によつて
規定する。
本発明では更に、各感光セル10の周縁の少な
くとも一部を、主表面1aの条溝15に対応する
15aに沿つて中間層14の方へ下方に延在する
高度にドーピングを施した第2導電形式の半導体
区域16によつて囲み、半導体区域16は隣接感
光セルに所属する半導体区域16からサブストレ
ート11を介して分離する。
感光セルは、当該感光セルの第1領域12上の
接触区域18から他の感光セルの半導体区域16
上に存在する他の接触区域19まで延在する導電
層17を介して直列接続され、導電層17は絶縁
層22により半導体表面から分離する。半導体区
域16は条溝15の壁部15aと隣接するから、
条溝15の壁部15a上に接触区域を配設するこ
とは原理的には可能であるが、傾斜表面上に窓を
設けることは難かしいから、主表面上即ち半導体
区域16の延設部上に接触区域19を形成する方
が遥かに好適である。
他の形態においては半導体区域16は感光セル
を完全に囲む必要はなく、また第1図に示す如く
半導体区域16を中間層14を越える深さに延設
する必要もない。
第1図に示した半導体装置を製造するための出
発材料は単結晶シリコン・サブストレート11で
あり、その厚さは約300ミクロンでありかつの表
面は結晶格子の(100)面に平行であり、サブス
トレート11は例えばn導電形で、その抵抗率は
0.1〜1Ωcmである。
拡散または硼素注入を介してサブストレート1
1の表面上にP+導電区域114を形成し、その
場合硼素濃度は約1019原子/cm3とし、導電区域1
14の厚さは2〜3ミクロンとする。
次いで導電区域114上にドーピング濃度1015
〜1016原子/cm3および厚さ15〜20ミクロンを有す
るP導電形エピタキシヤル層113を配設する。
エピタキシヤル層113には厚さ0.2〜0.5ミク
ロンの酸化シリコン層20を被着する。
かかる態様で得た半導体板1を第2a図に示
す。
酸化シリコン層20に配設した幅50〜100ミク
ロンを有する開口を介して、作製すべき感光セル
10の横方向境界を規定する条溝15を化学的エ
ツチングにより半導体板1に形成する。条溝15
はサブストレート11内に延設し、本例ではサブ
ストレート11内に位置する平坦底部を有する。
条溝15の壁部15aは半導体板1の主表面1
aに対し傾斜角α=54゜50′をする。この角度54
゜50′は結晶格子の(100)面および(111)面の
間の角度に対応する。
酸化シリコン層20の下に生ずるアンダーカツ
テイングは、結晶格子の(100)面による主表面
1aの方位に起因して小さい。
ここまでの製造状態を第2b図に示す。
次いで、条溝15の底部および製造すべき感光
セルの上側表面の一部を保護する新鮮な酸化シリ
コン・マスク21を形成し、然る後例えば拡散に
より硼素でドーピングしたP+導電形半導体区域
16を配設し、その硼素濃度を1019硼素原子/cm3
としかつその厚さを1〜2ミクロンとする(第2
c図参図)。
次いで、上記構体上に形成した別の酸化シリコ
ン・マスク22により、露光された半導体板1の
主表面1aにおいて感光セルのN+導電形第1領
域12が形成される表面部分を残存させるように
する(第2d図参照)。これは燐を厚さ0.5ミクロ
ンにわたり拡散することによつて行うことができ
る第1領域12の面抵抗は例えば30〜50Ω/cm2
する。
半導体板1の光による再度の酸化後、各感光セ
ルの上側表面上のマスク層22において第1領域
12および半導体区域16上に接触部材用窓18
および19を配設し、然る後導体層17を例えば
アルミニウム層の蒸着およびエツチングにより配
設して感光セルを互に直列に接続する。このよう
にして得た半導体装置を第2e図に示す。
上記の例ではサブストレート11はN導電形で
あり、第1領域12はN+導電形であり、第2領
域13はP導電形であり、中間層14はP+導電
形であり、半導体区域16もP+導電形である。
本発明は反対導電形式の場合にも使用することが
でき、その場合P導電形サブストレート11、
P+導電形第1領域12、N導電形第2領域1
3、N+導電形中間層14およびN+導電形半導体
区域16を備える。絶縁層22は酸化物層に代え
他の任意の絶縁層とすることができ、例えば窒化
シリコン層または合成絶縁層とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例として直列接続配置し
た感光セルを有するモノリツク半導体装置を示す
要部断面図、第2a〜2e図は第1図の実施例を
製造段階順に示す断面図である。 1……半導体板、1a……主表面、10……感
光セル、11……サブストレート、12……第1
領域、13……第2領域、14……高ドーピング
中間層、15……条溝、15a……壁部、16…
…高ドーピング半導体区域、17……導電層、1
8,19……接触区域、20……酸化シリコン、
21……酸化シリコン・マスク、22……絶縁
層、J……プレーナ感光接合、113……エピタ
キシヤル層、114……導電区域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電磁放射線を電気エネルギーに変換するた
    め、多数の直列に配置した感光セルを含む単結晶
    半導体本体を有し、各感光セルは第1導電形式の
    第1領域を有し、第1領域は半導体本体内で第2
    導電形式の第2領域によつて囲み、第1および第
    2領域は電磁放射線が入射する半導体本体の主表
    面と隣接しかつプレーナ感光p−n接合を形成
    し、感光セルは第1導電形式の共通半導体サブス
    トレート上に配設し、かつ前記主表面から前記サ
    ブストレートへ延在する条溝を介して互に分離
    し、前記主表面上で感光セルの第1領域を隣接感
    光セルの第2領域に導通可能な態様で接続する半
    導体装置において、各第2領域および前記サブス
    トレートの間に第2導電形式の高ドーピング中間
    層が存在し、各感光セルの周縁部の少なくとも一
    部を、前記主表面から条溝の壁部に沿つて前記中
    間層に対し下方へ延在する第2導電形式の高ドー
    ピング半導体区域によつて囲み、第2導電形式の
    前記高ドーピング半導体区域を隣接感光セルに所
    属する第2導電形式の半導体区域から前記サブス
    トレートによつて分離するよう構成したことを特
    徴とする半導体装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の半導体装置にお
    いて、第2導電形式の前記半導体区域が前記主表
    面の一部に沿つた延設部を有するよう構成したこ
    とを特徴とする半導体装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の半導体装置にお
    いて、各隣接感光セル対を、その第1感光セルの
    第1領域およびその第2感光セルの半導体区域の
    前記延設部と隣接する金属層を介して直列に配置
    するよう構成したことを特徴とする半導体装置。 4 特許請求の範囲第3項記載の半導体装置にお
    いて、前記金属層を前記主表面上に延設しかつ前
    記条溝の壁部および底部に沿つて延設し、更に絶
    縁層により半導体表面から分離するよう構成した
    ことを特徴とする半導体装置。 5 特許請求の範囲第1〜4項中の一項に記載の
    半導体装置において、前記半導体本体をシリコン
    板とし、その主表面が実際上(100)方位を有
    し、かつ前記条溝の壁部が(111)方位を有する
    構成としたことを特徴とする半導体装置。
JP6141879A 1978-05-19 1979-05-17 Semiconductor device Granted JPS54152881A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7814890A FR2426335A1 (fr) 1978-05-19 1978-05-19 Dispositif semi-conducteur monolithique comportant une pluralite de cellules photosensibles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54152881A JPS54152881A (en) 1979-12-01
JPS6140151B2 true JPS6140151B2 (ja) 1986-09-08

Family

ID=9208458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6141879A Granted JPS54152881A (en) 1978-05-19 1979-05-17 Semiconductor device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4219368A (ja)
JP (1) JPS54152881A (ja)
CA (1) CA1128181A (ja)
DE (1) DE2920108A1 (ja)
FR (1) FR2426335A1 (ja)
GB (1) GB2030001B (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278473A (en) * 1979-08-24 1981-07-14 Varian Associates, Inc. Monolithic series-connected solar cell
DE3038910A1 (de) * 1980-10-15 1986-06-19 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung eines infrarotempfindlichen silizium-substrats mit integrierter verarbeitungselektronik
US4431858A (en) * 1982-05-12 1984-02-14 University Of Florida Method of making quasi-grain boundary-free polycrystalline solar cell structure and solar cell structure obtained thereby
US4694561A (en) * 1984-11-30 1987-09-22 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method of making high-performance trench capacitors for DRAM cells
JPH0831617B2 (ja) * 1990-04-18 1996-03-27 三菱電機株式会社 太陽電池及びその製造方法
US5639314A (en) * 1993-06-29 1997-06-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic device including plural interconnected photoelectric cells, and method of making the same
DE19730329C2 (de) * 1997-07-15 2001-02-15 Siemens Ag Integriertes Fotozellenarray mit PN-Isolation
US7709921B2 (en) 2008-08-27 2010-05-04 Udt Sensors, Inc. Photodiode and photodiode array with improved performance characteristics
US8686529B2 (en) * 2010-01-19 2014-04-01 Osi Optoelectronics, Inc. Wavelength sensitive sensor photodiodes
US8519503B2 (en) 2006-06-05 2013-08-27 Osi Optoelectronics, Inc. High speed backside illuminated, front side contact photodiode array
JP2005045125A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Hamamatsu Photonics Kk 光検出素子の製造方法
WO2005060011A1 (ja) * 2003-12-16 2005-06-30 National University Corporation Shizuoka University 広域エネルギーレンジ放射線検出器及び製造方法
US20110108081A1 (en) * 2006-12-20 2011-05-12 Jds Uniphase Corporation Photovoltaic Power Converter
MX2011002852A (es) 2008-09-15 2011-08-17 Udt Sensors Inc Fotodiodo de espina de capa activa delgada con una capa n+ superficial y metodo para fabricacion del mismo.
US8633374B2 (en) * 2008-12-18 2014-01-21 Gtat Corporation Photovoltaic cell comprising contact regions doped through a lamina
US8399909B2 (en) 2009-05-12 2013-03-19 Osi Optoelectronics, Inc. Tetra-lateral position sensing detector
US8101451B1 (en) * 2010-12-29 2012-01-24 Twin Creeks Technologies, Inc. Method to form a device including an annealed lamina and having amorphous silicon on opposing faces
US8912615B2 (en) 2013-01-24 2014-12-16 Osi Optoelectronics, Inc. Shallow junction photodiode for detecting short wavelength light
FR3006107B1 (fr) * 2013-05-22 2015-06-26 Electricite De France Procede de fabrication d'un systeme photovoltaique a concentration de lumiere
CN107615425B (zh) * 2015-08-06 2019-12-17 株式会社藤仓 光电转换元件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1010476A (en) * 1962-01-15 1965-11-17 Secr Aviation Improved photo-electric generators
US3546542A (en) * 1967-01-30 1970-12-08 Westinghouse Electric Corp Integrated high voltage solar cell panel
US3994012A (en) * 1975-05-07 1976-11-23 The Regents Of The University Of Minnesota Photovoltaic semi-conductor devices
US4110122A (en) * 1976-05-26 1978-08-29 Massachusetts Institute Of Technology High-intensity, solid-state-solar cell device
GB1553356A (en) * 1976-12-27 1979-09-26 Hamasawa Kogyo Kk Solar battery
US4156309A (en) * 1977-12-23 1979-05-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of construction of a multi-cell solar array

Also Published As

Publication number Publication date
US4219368A (en) 1980-08-26
JPS54152881A (en) 1979-12-01
FR2426335B1 (ja) 1980-09-19
FR2426335A1 (fr) 1979-12-14
GB2030001B (en) 1982-06-30
GB2030001A (en) 1980-03-26
DE2920108A1 (de) 1979-11-22
CA1128181A (en) 1982-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6140151B2 (ja)
JP2593063B2 (ja) レーザ溝付け太陽電池
US4045245A (en) Solar cell package
US6384317B1 (en) Solar cell and process of manufacturing the same
US4352948A (en) High-intensity solid-state solar-cell device
US5053083A (en) Bilevel contact solar cells
US4070689A (en) Semiconductor solar energy device
US3985579A (en) Rib and channel vertical multijunction solar cell
JPH0727976B2 (ja) 集積電子装置とその製法
US4161745A (en) Semiconductor device having non-metallic connection zones
GB1572768A (en) Semiconductor devices
US5861643A (en) Self-aligned JFET
JPH11510318A (ja) ホトダイオード及びその製造方法
US3768150A (en) Integrated circuit process utilizing orientation dependent silicon etch
US4012767A (en) Electrical interconnections for semi-conductor devices
JPH0719882B2 (ja) 光電変換装置
US5633526A (en) Photodiode array and method for manufacturing the same
JP2605030B2 (ja) 直交バイポーラ−トランジスタ
US4156309A (en) Method of construction of a multi-cell solar array
EP0112489A1 (en) Semiconductor device with compact isolation and method of making the same
EP0206650A1 (en) Photoelectric conversion device
US5523610A (en) Photodiode array and method for manufacturing the same
US4216491A (en) Semiconductor integrated circuit isolated through dielectric material
US3956034A (en) Isolated photodiode array
US4420650A (en) Wedged channel vertical junction silicon solar cell