JPS6259901B2 - - Google Patents
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- JPS6259901B2 JPS6259901B2 JP57147359A JP14735982A JPS6259901B2 JP S6259901 B2 JPS6259901 B2 JP S6259901B2 JP 57147359 A JP57147359 A JP 57147359A JP 14735982 A JP14735982 A JP 14735982A JP S6259901 B2 JPS6259901 B2 JP S6259901B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/208—Particular post-treatment of the devices, e.g. annealing, short-circuit elimination
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 技術分野
本発明は光照射により光電効果が生じる薄膜状
光半導体層を備えた光半導体装置の製造方法に関
する。
光半導体層を備えた光半導体装置の製造方法に関
する。
(ロ) 背景技術
光照射により光起電力が発生する現象や電気伝
導度が低下する現象、所謂光電効果を利用した光
半導体装置が存在する。従来此種光半導体装置は
単結晶材料から形成されていたが、近年新材料と
してアモルフアス半導体等が製造が容易でコスト
的に有利な点から脚光を浴び盛んに研究が行なわ
れている。
導度が低下する現象、所謂光電効果を利用した光
半導体装置が存在する。従来此種光半導体装置は
単結晶材料から形成されていたが、近年新材料と
してアモルフアス半導体等が製造が容易でコスト
的に有利な点から脚光を浴び盛んに研究が行なわ
れている。
本発明者等もPIN接合型アモルフアスシリコン
から成る太陽電池並びにフオトセンサ等を開発す
るに及んでいる。
から成る太陽電池並びにフオトセンサ等を開発す
るに及んでいる。
第１図は上記PIN接合型アモルフアスシリコン
太陽電池の基本構造を示し、(1)はガラス・耐熱プ
ラスチツク等の透光性基板、(2)は該基板１の一主
面に形成された酸化スズ（SnO2）、酸化インジウ
ム（In2O3）、酸化シンジウム・スズ（In2O3−
SnO2）等の透光性電極層、３は例えばシラン
（SiH4）等のシリコン化合物雰囲気中に適当な不
純物を添加しプラズマ反応を生起せしめて形成さ
れたPIN接合型アモルフアスシリコンから成る光
半導体層、４は該光半導体層３上にアルミニウム
（Al）等の金属を蒸着せしめた裏面電極層で、斯
る透光性基板１の他方の主面から光が照射せしめ
られると主にＩ層に於いて電子及びホール対が発
生しこれ等が透光性電極層２並びに裏面電極層４
に移動して光起電力を生ぜしめる。
太陽電池の基本構造を示し、(1)はガラス・耐熱プ
ラスチツク等の透光性基板、(2)は該基板１の一主
面に形成された酸化スズ（SnO2）、酸化インジウ
ム（In2O3）、酸化シンジウム・スズ（In2O3−
SnO2）等の透光性電極層、３は例えばシラン
（SiH4）等のシリコン化合物雰囲気中に適当な不
純物を添加しプラズマ反応を生起せしめて形成さ
れたPIN接合型アモルフアスシリコンから成る光
半導体層、４は該光半導体層３上にアルミニウム
（Al）等の金属を蒸着せしめた裏面電極層で、斯
る透光性基板１の他方の主面から光が照射せしめ
られると主にＩ層に於いて電子及びホール対が発
生しこれ等が透光性電極層２並びに裏面電極層４
に移動して光起電力を生ぜしめる。
然し乍ら、アモルフアスシリコン等のアモルフ
アス半導体は上述の如くプラズマ反応等により形
成されその膜厚も通常5000Å〜１μｍ程度（場合
によつては数μｍ）の嵩々ミクロンオーダまでの
薄膜状を成すために、特にその製造過程に於いて
基板１及び透光性電極層２の表面の状態や塵埃の
付着などにより、透光性電極層２上にアモルフア
ス半導体材の被着しない部分が発生し、斯るアモ
ルフアス半導体材から成る光半導体層３を貫通し
てピンホール５が形成されることがある。そし
て、ピンホール５を有する光半導体層３上に上述
の如く裏面電極層４を形成すると、ピンホール５
を裏面電極材が貫通し、透光性電極層２と裏面電
極層４とが上記裏面電極材により電気的に短絡状
態となる欠点を有していた。
アス半導体は上述の如くプラズマ反応等により形
成されその膜厚も通常5000Å〜１μｍ程度（場合
によつては数μｍ）の嵩々ミクロンオーダまでの
薄膜状を成すために、特にその製造過程に於いて
基板１及び透光性電極層２の表面の状態や塵埃の
付着などにより、透光性電極層２上にアモルフア
ス半導体材の被着しない部分が発生し、斯るアモ
ルフアス半導体材から成る光半導体層３を貫通し
てピンホール５が形成されることがある。そし
て、ピンホール５を有する光半導体層３上に上述
の如く裏面電極層４を形成すると、ピンホール５
を裏面電極材が貫通し、透光性電極層２と裏面電
極層４とが上記裏面電極材により電気的に短絡状
態となる欠点を有していた。
(ハ) 発明の開示
本発明は斯るピンホールによる短絡事故を回避
すべくなされたものであつて、薄膜状光半導体層
の被着形成時に貫通して生じたピンホール周縁を
エネルギビームの輻射により溶融し該ピンホール
を埋設した後、上記薄膜状光半導体層上に電極層
を積層する工程を含んだ光半導体装置の製造方法
を提供するものである。次項に本発明製造方法を
上記従来例の如くPIN接合型アモルフアスシリコ
ン太陽電池に適用した実施例につき詳述するが、
本発明はこの実施例とは異なり半導体接合を有さ
ず光照射により電気伝導度が低下するものであつ
ても良く、光半導体層もアモルフアスシリコンに
限定されるものでないことは言うに及ばない。
すべくなされたものであつて、薄膜状光半導体層
の被着形成時に貫通して生じたピンホール周縁を
エネルギビームの輻射により溶融し該ピンホール
を埋設した後、上記薄膜状光半導体層上に電極層
を積層する工程を含んだ光半導体装置の製造方法
を提供するものである。次項に本発明製造方法を
上記従来例の如くPIN接合型アモルフアスシリコ
ン太陽電池に適用した実施例につき詳述するが、
本発明はこの実施例とは異なり半導体接合を有さ
ず光照射により電気伝導度が低下するものであつ
ても良く、光半導体層もアモルフアスシリコンに
限定されるものでないことは言うに及ばない。
(ニ) 発明を実施するための最良の形態
先ず第２図の如くガラス・耐熱プラスチツク等
の絶縁材料からなる厚み１〜３mm程度の透光性基
板１の一主面にSnO2、In2O3、In2O3−SnO2等の
透光性電極層２を電子ビーム蒸着法により厚み
2000〜5000Å程度蒸着し導電面を形成する。次い
で上記透光性電極層２をパターニング後、プラズ
マ反応炉内の対向電極間に配置し、SiH4ガスに
ジボランB2H6を添加したシリコン化合物雰囲気
中でプラズマ反応を生せしめ上記透光性電極層２
上にＰ型アモルフアスシリコンから成るＰ型層３
Ｐを被着する。そして斯るＰ型層３Ｐ上にSiH4
ガスのみでノンドープのＩ型層３Ｉを、更にフオ
スフインPH3を添加することによつてＮ型層３Ｎ
を順次重畳し厚み5000〜7000Å程度のPIN接合型
アモルフアスシリコンから成る光半導体層３を形
成する（第３図）。このプラズマ反応による光半
導体層３の形成自体は特公昭53−37718号公報等
に開示されており周知である。
の絶縁材料からなる厚み１〜３mm程度の透光性基
板１の一主面にSnO2、In2O3、In2O3−SnO2等の
透光性電極層２を電子ビーム蒸着法により厚み
2000〜5000Å程度蒸着し導電面を形成する。次い
で上記透光性電極層２をパターニング後、プラズ
マ反応炉内の対向電極間に配置し、SiH4ガスに
ジボランB2H6を添加したシリコン化合物雰囲気
中でプラズマ反応を生せしめ上記透光性電極層２
上にＰ型アモルフアスシリコンから成るＰ型層３
Ｐを被着する。そして斯るＰ型層３Ｐ上にSiH4
ガスのみでノンドープのＩ型層３Ｉを、更にフオ
スフインPH3を添加することによつてＮ型層３Ｎ
を順次重畳し厚み5000〜7000Å程度のPIN接合型
アモルフアスシリコンから成る光半導体層３を形
成する（第３図）。このプラズマ反応による光半
導体層３の形成自体は特公昭53−37718号公報等
に開示されており周知である。
このようにしてプラズマ反応により形成された
薄膜状の光半導体層３にピンホール５が形成され
たか否かを、第４図の如く上記光半導体層３の裏
面方向から極めて低出力のアルゴンガス・レーザ
から発せられるレーザビーム光６を照射した状態
で平面走査すると共に、フオトセンサ７を透光性
基板１側に対向配置し上記レーザビーム光６の走
査と同期して移動せしめることによつて検出す
る。即ち、ピンホール５が無い状態ではレーザビ
ーム光６は光半導体層３に吸収されることによつ
てフオトセンサ７に到達せず、逆にピンホール５
の箇所ではレーザビーム光６は貫通しフオトセン
サ７を照射することになりピンホール５の位置が
検出される。上述の如くピンホール５が光学的に
検出されると、レーザビーム光６の出力を例えば
発振波長514.5nｍのアルゴンガスレーザを用いた
場合約２〜3W／cm2程度に上昇せしめピンホール
５周縁の光半導体層３を溶融し、該ピンホール５
を第５図のように埋設する。このピンホール５を
埋設した光半導体層３は一旦レーザビーム光６の
輻射により溶融状態となりその後自然冷却される
ので、アモルフアス半導体から多結晶半導体等に
変質し接合形態も崩れ実質的に絶縁体として作用
することになる。然し乍ら、斯る変質面積は他の
光電変換に寄与する面積に較べ極めて小面積であ
るために、特性的な観点からは無視しても何ら差
し支えない。
薄膜状の光半導体層３にピンホール５が形成され
たか否かを、第４図の如く上記光半導体層３の裏
面方向から極めて低出力のアルゴンガス・レーザ
から発せられるレーザビーム光６を照射した状態
で平面走査すると共に、フオトセンサ７を透光性
基板１側に対向配置し上記レーザビーム光６の走
査と同期して移動せしめることによつて検出す
る。即ち、ピンホール５が無い状態ではレーザビ
ーム光６は光半導体層３に吸収されることによつ
てフオトセンサ７に到達せず、逆にピンホール５
の箇所ではレーザビーム光６は貫通しフオトセン
サ７を照射することになりピンホール５の位置が
検出される。上述の如くピンホール５が光学的に
検出されると、レーザビーム光６の出力を例えば
発振波長514.5nｍのアルゴンガスレーザを用いた
場合約２〜3W／cm2程度に上昇せしめピンホール
５周縁の光半導体層３を溶融し、該ピンホール５
を第５図のように埋設する。このピンホール５を
埋設した光半導体層３は一旦レーザビーム光６の
輻射により溶融状態となりその後自然冷却される
ので、アモルフアス半導体から多結晶半導体等に
変質し接合形態も崩れ実質的に絶縁体として作用
することになる。然し乍ら、斯る変質面積は他の
光電変換に寄与する面積に較べ極めて小面積であ
るために、特性的な観点からは無視しても何ら差
し支えない。
最後に、上述の如くピンホール５が埋設された
薄膜状光半導体３上にAlを2000〜10000Å程度真
空蒸着せしめ裏面電極層４を積層する（第６
図）。
薄膜状光半導体３上にAlを2000〜10000Å程度真
空蒸着せしめ裏面電極層４を積層する（第６
図）。
尚、上記実施例に於ける基板１はガラス、耐熱
プラスチツク等の透光性絶縁材料から成る場合に
ついて説明したが、ステンレス等の金属材料から
形成される際は該金属材料に直接光半導体層３が
被着形成され、ピンホール５はレーザビームの反
射量により検出される。また光半導体層３を溶融
する手段は上述の如くレーザビームに限らず電子
ビーム等のエネルギビームであつても良い。
プラスチツク等の透光性絶縁材料から成る場合に
ついて説明したが、ステンレス等の金属材料から
形成される際は該金属材料に直接光半導体層３が
被着形成され、ピンホール５はレーザビームの反
射量により検出される。また光半導体層３を溶融
する手段は上述の如くレーザビームに限らず電子
ビーム等のエネルギビームであつても良い。
(ホ) 効 果
本発明は以上の説明から明らかな如く、薄膜状
光半導体層の被着形成時に貫通して生じたピンホ
ール周縁をエネルギビームの輻射により溶融し該
ピンホールを埋設した後上記薄膜状光半導体層上
に電極層を積層せしめたので、上記光半導体層の
ピンホール内への上記電極材の侵入を防止し、光
半導体層を挾持する導電体の短絡事故を回避する
ことができる。従つて、今まで短絡事故により不
良品とされていたものを良品扱いとすることがで
き、製造時の歩留りの向上が図れ、薄膜状光半導
体層を用いたことによるコストダウンと相俟つて
より一層の低廉化が可能となる。
光半導体層の被着形成時に貫通して生じたピンホ
ール周縁をエネルギビームの輻射により溶融し該
ピンホールを埋設した後上記薄膜状光半導体層上
に電極層を積層せしめたので、上記光半導体層の
ピンホール内への上記電極材の侵入を防止し、光
半導体層を挾持する導電体の短絡事故を回避する
ことができる。従つて、今まで短絡事故により不
良品とされていたものを良品扱いとすることがで
き、製造時の歩留りの向上が図れ、薄膜状光半導
体層を用いたことによるコストダウンと相俟つて
より一層の低廉化が可能となる。
第１図はピンホールを有する従来構造を示し、
同図Ａは正面図、同図ＢはＡに於けるＡ−A′線
断面図、第２図乃至第６図は本発明製造方法を工
程順に示す断面図で、１は透光性基板、３は光半
導体層、４は裏面電極層、５はピンホール、６は
レーザビーム光、を夫々示している。
同図Ａは正面図、同図ＢはＡに於けるＡ−A′線
断面図、第２図乃至第６図は本発明製造方法を工
程順に示す断面図で、１は透光性基板、３は光半
導体層、４は裏面電極層、５はピンホール、６は
レーザビーム光、を夫々示している。
Claims (1)
- １ 少くとも一主面に導電面を有する基板の該導
電面に薄膜状光半導体層を被着形成する工程と、
該薄膜状光半導体層の被着形成時に貫通して生じ
たピンホール周縁をエネルギビームの輻射により
溶融し該ピンホールを埋設する工程と、該ピンホ
ールが埋設された後上記薄膜状光半導体層上に電
極層を積層する工程と、から成る光半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147359A JPS5935490A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147359A JPS5935490A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935490A JPS5935490A (ja) | 1984-02-27 |
| JPS6259901B2 true JPS6259901B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=15428410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57147359A Granted JPS5935490A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935490A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4937651A (en) * | 1985-08-24 | 1990-06-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device free from the current leakage through a semiconductor layer and method for manufacturing same |
| JPS6258685A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Fuji Electric Co Ltd | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
| KR900006772B1 (ko) * | 1985-11-06 | 1990-09-21 | 세미콘닥터 에너지 라보라토리 컴파니 리미티드 | 반도체층을 통한 전기적 단락이 없는 반도체 장치와 그 제조방법 |
-
1982
- 1982-08-24 JP JP57147359A patent/JPS5935490A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935490A (ja) | 1984-02-27 |
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