JPS6196774A - 薄膜光電変換素子製造装置 - Google Patents

薄膜光電変換素子製造装置

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JPS6196774A
JPS6196774A JP59217571A JP21757184A JPS6196774A JP S6196774 A JPS6196774 A JP S6196774A JP 59217571 A JP59217571 A JP 59217571A JP 21757184 A JP21757184 A JP 21757184A JP S6196774 A JPS6196774 A JP S6196774A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスシリコン（以下ａ　−５ｌと略
す）層のような半導体薄膜を用いた単位光電変換素子の
複数が集積された薄膜光電変換素子の製造装置に関する
。
【従来技術とその問題点】
ａ−Ｓｌを用いた光電変換素子は、ａ−Ｓｌ層がプラズ
マＣＶＤ法により形成され、任意の形状や大面積化が可
能である事から現在注目されている。 素子の構造としては、大きな電圧、電流を取り出すため
に第２図に一例を示すような集積型構造をとる。第２ｖ
！Ｊにおいて、ガラス基ｖｉ２１の上に透明電極膜２２
、ａ　−５ｉからなる光活性層２３および金属電極層２
４が順次積層されて単位光電変換素子２０が形成され、
しかも各素子２０が直列接続されている。 １枚のガラス基板２１の上に図のようなパターンを形成
するには、各１１２２．２３．２４を全面に被着したあ
と主として化学的処理に基づくエンチングを行う方法の
ほかに、レーザ光を細かく絞って高速パターニングを実
行するレーザパターみフグ法が米国特許第４２９２０９
２号明細書に提寓されている。基板が大面積化していく
と、化学的エツチング処理では一様で高精度のパターニ
ングを安定して行う点で問題があり、またｖｔｙｌも大
型化して操作が複雑になるのに対し、レーザパターニン
グはパターン精度を向上させることができ、また自動化
も可能なので操作性にすぐれている。一方、大面積化さ
れる！［２１の上にａ−Ｓｌｌｉ２３を形成する際、い
ゎゆるピンホールなどの欠陥の発生する確率が増加し、
これらは上下の電極２２．２４の短絡の原因となり素子
の歩留りを低下させる。従ってこれらの欠陥を検出し、
これを除去することにより製造歩留りを向上させること
が行われる。欠陥検出法としでは、顕微鏡観察以外にレ
ーザ光で走査して光電流分布を測定する方法や電流を流
して短絡点での熱の発生を観ｆＪｊる方法等が知られて
いる。欠陥を検出する方法としてはレーザ光で焼き切る
方法や逆バイアス電圧をかけて焼き切る方法がある。 基板の大面積化に対してこれらの素子構成各層のパター
ニング、ａ−３１層の欠陥検出、欠陥除去をいかに効率
良く行うかが問題となってくる。
【発明の目的】
本発明は、この問題に対して素子構成各層のパターニン
グ、半導体薄膜の欠陥検出、欠陥除去を単純な工程で効
率良く行うことのできる集積型の薄膜光電変換素子の製
造装置を提供することを目ぐ 的とする。
【発明の要点】
本発明による薄膜光電変換素子製造装置は、直交する２
方向に任意に移動可能の支持台と、その支持台上に支持
される素子基板にレーザ光を照射できる加工用レーザお
よび可視光レーザと、素子電極に接続できる光電特性測
定装置とを備えることによって上記の目的を達成する。 加工用レーザはパターニングおよび欠陥の除去を行うも
のでＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザ第二高周波、Ｎｄ＋ＹＡＧガラスレーザ、ルビーレー
ザ、Ｇｏ、レーザ、Ａｒレーザ、色素レーザ等を材質。 目的に応じて使い分ける。可視光レーザは光電変換素子
の使用領域である可視光領域において素子の機能を検証
して不良単位素子部分内の欠陥の検出を行うので、Ｈｅ
−Ｍｅレーザ、Ｈａ−Ｃｄ　レーザ、色素レーザ、Ａｒ
レーザ、Ｋｒレーザ等加工用レーザに比して低出力（数
＋１以下）のものが用いられる。
【発明の実施例】
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。　
ｌＱｃｍ　Ｘ　１０３あるいは３０ａｓ　Ｘ　４０ｃｍ
のガラス基板を洗浄後、電子ビーム蒸着あるいは熱ＣＶ
Ｄ法により透明導電膜を基板上に形成する。透明導電膜
としてはインジウム錫酸化物ＣＩ　Ｔｏ）　、Ｓｎｏｗ
あるいはこれらの組合わせ２層構造Ｉ　Ｔ　Ｏ／　Ｓｎ
ｏｗを用いる０次いで第１図に示す本発明による装置の
透明なＸＹステージ１の上に基板２１を載せる。 ＸＹステージ１にリニアモータ駆動で移動し、マイクロ
コンピュータ２によって自動制御される。 基板２１の上の第１図には図示しない透明界Ｎ膜の上に
、Ｑスイッチ発振、繰り返し周波数３０ｋＨｚ、ＴＥＭ
モードで平均出力１２Ｗ、パルス幅３００ｎｓのＮｄ：
ＹＡＧレーザ３を用い、減光器４により出力を４〜８Ｗ
の領域に制御してレーザ光５を照射し、ＸＹステージ１
を移動させて第２図に示すような透明導電膜２２のパタ
ーニングを行う０次いでａ−５Ｉ層をグロー放電プラズ
マ分解法で透明導電膜２２の上に堆積し、同じ（Ｎｄ：
ＹＡＧレーザ３によりレーザ出力１〜４Ｗでａ−Ｓｔ光
活性Ｎ２３のパターニングを行う、この後、電子ビーム
蒸着あるいはスパッタ蒸着等によって銀あるいはアルミ
ニウム電極を形成し、同じ＜Ｎｄ：ＹＡＧレーザ３を用
いてレーザ出力１〜３Ｗで金属電極２４のパターニング
を行う、このようにして形成された各単位光電変換素子
２０の良、不良の判定を行う、この判定は、ＸＹステー
ジ１を粗く移動させながら、例えば２〜８ｍＶの逆バイ
アス電圧をかけて暗時での各即位素子のもれ電流の大き
さを測定し、その大きさが０．２〜０．５μＡの範囲の
所定値を越える単位素子２０を不良としてマーキングす
る。その不良素子２゜ニＨｅ−Ｎｅ　レーザ６から減光
器７を介して１０ｍＷ、ビー１．径３０μｍのレーザ光
８をＸＹステージ１、ガラス基板２１を通して照射し、
ＸＹステージｌを移動させて５０〜５００μ園ステツプ
でその素子全体を走査する。レーザ光照射による光電流
分布をリード線９を介して接続された充電特性検出器１
ｏにょ）て測定し、素子中で電流値が低下するところを
微分処理により拡大して検知し、短絡個所が見出された
場合、直ちに加工、用レーザ３を用いて平均出力１〜５
Ｗ、ビーム径１０〜５０μ鋼のレーザ光５を照射し、短
絡個所を焼き切る。レーザ３．６のうち使用しないもの
はシャッタを付けることにょリ、他のレーザによる測定
あるいは照射を妨害しないようにする。素子の良、不良
の判定は、他に可視レーザ光照射時に測定される開放電
圧、曲線因子あるいはシャント抵抗を澗べることにより
てもよい、上の実施例ではＸＹステージ１を通して可視
レーザ光８を照射したが、第３図に示すように基板２１
を治具１１を用いてステージｌから浮かして支持し、可
視光レーザ６からのレーザ光８をガラス基板２１に直接
入射させるようにしてもよい。 第４図はさらに別の実施例を示し、加工用レーザ３から
のレーザ光５と可視光レーザ６からのレーザ光８を同じ
側から照射するものである。この場合はパターニングの
ときはガラス基Ｆｉ１を下にするが欠陥個所を自動測定
で走査する際にはガラス基板面を上にし、欠陥除去はそ
のままの姿勢で加工用レーザ光を照射する方式である。
【発明の効果】
Ｃ本発明によれば、充電変換素子を構成する各層のバタ
ーニングと半導体ｙｕａの欠陥の除去を行う加工用レー
ザと半導体薄膜の欠陥を検出する可視光レーザとを備え
、直交２方向に移動可能の支持台上に支持された素子基
板に対して各レーザを用いて順次バターニング、欠陥の
検出および除去を行うことができるようにしたもので、
各製造工程を行う機能の一体化により装置の低価格化と
工程の効率化を依拠に実現でき、透明絶縁基板を用いた
素子に限らず不透明絶縁基板あるいは金Ｎ基板を用いた
集積型の薄膜光電変換素子の製造にも使用できるので得
られる効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はガラ
ス基板集積型ａ　−３ｉ太陽電池の構造概念図、第３図
、第４図はそれぞれ異なる実施例のレーザ照射部分につ
いてのブロック図である。 １：ＸＹステージ、３１ｄ：ＹＡＧレーザ、４゜７５減
光器、５＋加エレーザ光、６　：　Ｒｅ−Ｎｅレーザ、
８：可視レーザ光、２１コガラス基板、２２：退明導側
し くτ゛　二と、ｂ　口　　ぢ ４う腿林　　３Ｎｄ：ＹＡＧレーザ。 値つＭ 第４図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １）素子構成各層のパターニング、半導体薄膜の欠陥検
    出および除去をそれぞれレーザ光の照射によって行うた
    めのものであって、直交２方向に任意に移動可能な支持
    台と、該支持台上に支持される素子基板にレーザ光を照
    射できる加工用レーザおよび可視光レーザと、素子電極
    に接続できる光電特性測定装置とを備えたことを特徴と
    する薄膜光電変換素子製造装置。
JP59217571A 1984-10-17 1984-10-17 薄膜光電変換素子製造装置 Granted JPS6196774A (ja)

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US4728615A (en) 1988-03-01
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