JPS63299173A - 半導体装置作製方法 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は基板上に形成された薄膜例えば導電膜。

絶縁膜、半導体膜の単体または積層体をレーザー光によ
り加工し、半導体素子を作製する方法に関する。

〔従来の技術内容〕

従来半導体装置の作製方法においては、フォトリソグラ
フィ一工程、エツチング工程等により微細パターンでな
い場合でもパターン形成を行っていたが、最近レーザー
光を用いたパターン形成が実用化されつつある。このパ
ターンは最小１０μｍ程度でありフォトリソグラフイエ
程、エッチング工程等を省略できる。

積層型半導体装置を作製する方法において、レーザー加
工を用いる方法としては、本願出願人による「光電変換
装置作製方法」　（特許５７−２０６８０７）があり、
非単結晶珪素半導体太陽電池の作製に用いられている。

その内容は絶縁基板上（ガラス、セラミック）に導電膜
、非晶質半導体等の薄膜を積層して形成し、各種のレー
ザー光を用いて一層以上の選択的なスクライブ（開溝形
成）を行い集積化を行ってきた。

その際第３図に示すように、加工溝（５）の両側にちり
上がりの部分（７）ができた。このちり上がりの高さは
、レーザーの種類及び加工条件によって異なり加工を行
う膜の厚さの半分〜同程度の高さまで達する。

これは１〜２μｍ程度の厚さの薄膜半導体等を積層構造
を用いて集積する際、間に入れるＳｉｎ、等の層間絶縁
膜を厚くしな（では上下の電極がショートしリーク等の
原因になる。

又液晶表示装置用の透明導電膜のパターニングを同様に
行なうとこのちり上がりの為に配向が妨げられる。

又このちり上がり　（７）のみをエツチング溶液又はド
ライエツチング処理で取り除くことが努力されてきたが
良い結果が得られていない。

その為レーザースクライブ加工はこのちり上がりの影響
を受けにくい構造の素子（例えば太陽電池等）に用いる
かスクライブする膜厚を薄＜シてちり上がりを低くする
等の方法を採用して実用化されつつあった。

しかし、この場合レーザスクライブ加工の用途は限られ
ておりレーザースクライブ法の優れた特徴を広く用いる
ことはできなかった。

またこの場合でも加工溝の両側にちり上がりが低いとは
いえ存在している。素子の構造上問題はなくてもやはり
その部分のマージンは確実に少なくなっているという問
題があった。

〔問題を解決しようとする為の手段〕

本発明は前述のような問題を解決するために、レーザー
光を照射する被加工面上にバッファ層を形成し、バッフ
ァ層を含む被形成面上にレーザー光を照射して溝を形成
するものである。

前述のようなレーザー加工による溝両端のちり上がりは
第２図に示すレーザーの強度分布によるものと考えられ
る。

この図の縦軸はレーザー光の強度であり、横軸はレーザ
ー光の巾である。

その為、強度が弱く広がって分布しているエネルギーの
影響（第２図の（６））で山ができる。

この（６）部の光を事前に吸収するようなバッファ層を
スクライブする薄膜上に成膜しておくことでもり上がり
を加工を必要とする薄膜上に形成させない。バッファ層
の種類によって、バッファ層自身にもり上がりが出来た
り、弱いエネルギーでスクライブできるバッファ層であ
ればバッファ層のみ広い溝ができる。

どちらの場合でもスクライブの後にバッファ層を取り除
くことで目的とする薄膜の溝の両端部のちり上がりを押
えることができる。又、もり上がりの高さはレーザー光
に対するバッファ層の吸収係数から決まる厚みによって
制御することができる。またバッファ層に用いる材料の
特性により任意に制御可能である。

以下実施例により本願発明を説明する。

〔実施例〕

本実施例では、ＮＩＮ型の積層型光電変換半導体装置の
作製方法に関して記載する。

また本発明の工程を第１図に示す。

青板ガラス（１）上に透明導電膜Ｓｎｕｇ　（２）を４
５００人の厚さに熱ＣＶＤ法で成膜し、その上にＮＩＮ
型アモルファスシリコン（３）を７０００人プラズマＣ
ＶＤ法で成膜したサンプルを用いた。

これら両方の成膜は従来より公知の方法及び作製条件に
て、成膜されたものである。

第１図（Ａ）に示すように、被加工物として硝子基板上
のＮＩＮ型アモルファスシリコン層（３）とＳｎＯ！膜
（２）を用いた。

このサンプルを、オーブンで８０℃２０分加熱して被加
工面上の水分を除去し、次にバッファ層（４）としてフ
ォトレジストをスピンコードによって約１．５μｍつけ
た後、プリベーク、ポストベークをそれぞれ８０℃２０
分９５℃３０分行った。（第１図（Ｂ））この状態の被
加工面上に対し、２４８．７ｎｍの波長、パワー密度Ｉ
Ｊ／ａｄ、パルス巾１０〜２０μｓｅｃのエキシマレー
ザ−光を１〜２０回照射し直線状のスクライブを行い半
導体装置の分離を行った。

この際レーザー光は光学系にて巾２０μｍ長さ２０国の
形状に変形されており、レーザー光と被加工面とを相対
的に移動させるのではなく、１度のレーザー光照射で長
さ２０ｃｍの溝を形成して半導体装置の分離を行った。

その後、ばくり液を用いてレジスト（４）を除去した。

第１図（Ｃ）に示すようにこのような状態では、被加工
物の溝（５）の横に山のようなちり上がっている部分は
ほとんど見られずほぼ平坦なスクライブが行えた。

この後、裏面の電極（８）を公知の蒸着方法により形成
し、第１図（Ｄ）のようにＮＩＮ型光電変換半導体装置
を作製した。一方比較の為に被加工面にバッファ層（４
）を形成しない従来のレーザー加工も同時に行った。

その結果を以下に示す。

第１図（Ｃ）の段階すなわち、レーザー加工による溝形
成後その溝の加工断面の凹凸の様子を段差測定器を用い
て測定した。

バッファ層を用いない通常の加工（第４図）とバッファ
層を用いた加工（第５図）ではあきらかにバッファ層を
用いることによって溝の両端のちり上がりを押えている
ことがわかる。

この結果を第６図にまとめた縦軸はちり上がりの高さで
μｍ単位であり、横軸はレーザー光の照射回数である。

バッファ層を用いない場合、レーザー光照射１発以上で
ちり上がりは０．５〜１ＩＩ１１と高いのに対してバッ
ファ層を用いた場合、９発まで照射してちり上がりは全
くなく１０発以上光を照射した場合でもそのちり上がり
は１０００Å以下と良好な値になっている。

ＳｎＯ□まで切断して絶縁抵抗を測定したところレジス
トを用い、ｌい場合は６発でレジストを用いた場合は８
発で１０”Ω以上の高抵抗が得られた。

このように本発明方法により、レーザー加工により形成
された溝の両側にちり上がりがないものが作製できるの
で、この後工程で形成する裏面電極とこのもり上がりが
触れてショートすることがなく、半導体装置の作製時の
歩留まりを向上させることができた。

本実施例においては、ＮＩＮ型光電変換装置を作製した
がこの構造の素子に限定することはなく巾広い応用が可
能である。

また、本実施例においては、半導体層と下地のＳｎ０１
層とを同時にスクライブを行ったが特にこの部分の加工
に限定されることはなく、単層のみの加工でも複数層積
層された層のスクライブにも応用可能である。

またバッファ層としてフォトレジストを使用したが、特
にこれに限定されず前述のようにレーザー光の光強度分
布において光強度の弱いすその部分の光を吸収するもの
であればよい。

〔効果〕

以上のように本発明の構成により、スクライブ、加工後
にちり上がりを形成させず、素子の製造歩留まりを向上
させることができた。

また従来フォトリソグラフィ一工程とエツチング工程と
を経て形成したが、本発明によりレーザースクライブ工
程のみで作製可能となったので、工程数の省略、製造コ
ストの引き下げ等に効果があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程図を示す。 第２図はレーザー光のエネルギー分布の様子を示す。 第３図、第４図は従来のレーザー加工の結果を示す。 第５図は本発明方法の結果を示す。 第６図はレーザー光照射回数に対するちり上がりの高さ
の関係を示す。 ｌ・・・・・・・基板 ３・・・・・・・被加工物 ５・・・・・・・溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性表面を有する基板上に半導体層、導電性層を
   積層して有する半導体装置をレーザー加工法を用いて作
   製する方法において、被加工面上の少なくともレーザー
   光照射部にバッファ層を形成する工程と、前記バッファ
   層が形成された被加工面にレーザー光を照射し被加工物
   を除去して溝又は穴を形成する工程を有することを特徴
   とする半導体装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において前記バッファ層は、
   有機樹脂よりなることを特徴とする半導体装置作製方法
   。 ３、特許請求の範囲第１項において前記加工に用いるレ
   ーザー光は、４００ｎｍ以下の波長をもつパルス光レー
   ザーであることを特徴とする半導体装置作製方法。