JPH0363228B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は非晶質半導体装置に関する。 太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池及
び光信号を電気信号として検出する光センサ等の
光半導体装置に従来の単結晶半導体に換つて非晶
質半導体を具えたものが出現するに至つて来た。
斯る非晶質半導体は単結晶半導体に比べ全く異な
つたプラズマ放電法等の製造方法によつて形成さ
れ、その製造エネルギーや工程が簡単で、連続的
に大量生産が可能であり、しかも使用材料が少な
くてすむなどの数多くの優れた特長点を有してい
る。 第１図は非晶質半導体を具えた従来の光半導体
装置を示し、１はガラス・耐熱性樹脂等の絶縁体
から成る透光性基板、２は該基板１の一主面に被
着された酸化スズSnO₂・酸化インジウムIn₂O₃・
酸化インジウムスズIn₂O₃−SnO₂等の透明電極
膜、３は該透明電極膜２上にシランSiH₃雰囲気
中でのプラズマ放電により形成された非晶質シリ
コン（ａ−Si）等の非晶質半導体膜で、該半導体
膜３はジボランB₂H₆・フオスフインPH₃等の不
純物を適宜SiH₄雰囲気に添加することによつて
Ｐ型Ｎ型制御が可能でこの従来例に於いてはＰ
型・Ｉ型・Ｎ型の各層（3P）（3I）（3N）を積層
せしめた３層構造を成している。４は前記非晶質
半導体膜３上に被着されたアルミニウムＡ１から
なる裏面金属膜、５は該裏面金属膜４の延長部４
ａに超音波半田若しくは銀ペースト等の導電性接
着剤等によつて固着された第１のリード線、６は
該第１のリード線５と同様に超音波半田・導電性
接着剤等によつて透明電極膜２に接続された第２
のリード線である。尚、前記裏面金属膜４等は図
示していないエポキシ系樹脂等から成る樹脂膜に
よつてオーバコートされている。 斯る構造の非晶質半導体装置は透光性基板１並
びに透明電極膜２を透過して非晶質半導体層３に
光が照射されると、該半導体層３内に於いてホー
ル及び又は電子が発生し透明電極膜２と裏面金属
膜４との間に光起電力が生起される。そして、前
記光起電力は第１及び第２のリード線５，６を介
して外部に取り出される。 然し乍ら斯る構造によると、透光性基板１の光
照射面から見て非晶質半導体層３の裏面に存在す
る裏面金属膜４の一面は樹脂膜によつて覆われて
はいるものの、該樹脂膜は長期的スケールで見る
と僅かではあるが水分を透過せしめる為に前記裏
面金属膜４が腐食せしめられる危惧を有してい
た。特に裏面金属膜４の他の一面が被着する非晶
質半導体膜３は単結晶半導体に比べ格子欠陥が多
く遥かに結晶性に欠け多孔質であると共に、膜厚
は通常ミクロンオーダ若しくはそれ以下の薄膜状
を成している。従つて、裏面金属膜４の一部に水
分により腐食を招くと、該腐食部を浸透した水分
は非晶質半導体層３の多孔質及び薄膜状によつて
該半導体層３と裏面金属膜４との界面全域に拡散
し上記裏面金属膜４を界面方向からも浸食し始め
る。即ち、裏面金属膜４は露出面及び界面の両面
から水分によつて腐食されることになる。また、
非晶質半導体層３に浸透した水分は透明電極膜２
に到達し、この透明電極膜２と裏面金属膜４とが
導通状態となる。 この様に、非晶質半導体装置は単結晶半導体装
置に較べ数多くの優れた特長点を有している反
面、信頼性の点でかなり問題となる欠点を有して
いた。 そこで前記裏面金属膜４を耐湿性に富む金Au
で構成すれば前記信頼性を改善することが確認さ
れているが、斯るAuは高価であるために単結晶
半導体に較べ安価な非晶質半導体を用いたにも拘
らず、大幅にコストダウンすることができない。 本発明は斯る点に鑑みて為されたものであつ
て、以下に第２図を参照して本発明の一実施例に
つき詳述する。 第２図は本発明の一実施例を示す断面図であつ
て第１図の従来例と対応しており同じものについ
ては同番号が付してある。即ち、１は透光性基
板、２は透明電極膜、３はPIN接合型の非晶質半
導体膜、４は裏面金属膜、５，６は第１・第２の
リード線で、異なるところは前記裏面金属膜４を
アルミニウムAl膜７とAl・シリコンSi・銅Cu合
金から成る合金膜８との二重構造にしたところに
ある。 斯るAl（SiCu）合金はAlと同様オーミツク性に
優れているばかりでなく、Alに乏欠している耐
湿性に富んでいる。しかも、真空蒸着等による膜
形式が容易であると共に、Auに較べ安価である
という利点をも有している。 本発明者等は前記Al膜７上に合金膜８を重畳
被着せしめた本発明の特徴である二重構造の裏面
金属膜４についての好適な具体的実施例を実験的
に求めたところ下表の如き結果を得た。

【表】 即ちAl膜７の膜厚が約100Å未満の肉薄となる
と重畳被着される合金膜８との熱膨張係数の差に
起因して裏面金属膜４がバイメタルの如き反りを
招き非晶質半導体膜３から、若しくは非晶質半導
体膜３と共に透明電極膜２から剥離することがあ
る。また約1000Åを大幅にオーバすると側面から
の腐食を招くので好ましくない。 一方、合金膜８の膜厚は厚い程良いが、約1000
〜10000Åが適当である。次に斯る合金膜８の成
分比率であるが、Alを主成分とし、SiとCuとの
含有量を検討したところ、夫々5wt％を超える
と、合金膜８は硬度を増しAl膜７との熱膨張係
数の差が大きくなるので前述の如き剥離事故が発
生する。また夫々の含有量が０、5wt％未満とな
ると、該合金膜８の性質はAl膜７のそれと略同
一となるので本発明の目的とする所望の耐湿性を
得ることができない。 本発明者等は本発明装置と従来装置とを温度60
℃湿度90％の状態下で信頼性試験を1000時間施し
たところ、本発明装置の不良発生率は０％であつ
たのに対し、裏面金属膜４がAlのみによつて形
成されている従来装置に於いては35％もの不良が
発生したことを実験的に確認している。この信頼
性試験に供せられた本発明装置は膜厚約5000Åの
PIN接合型アモルフアスシリコンから成る非晶質
半導体膜３上に、裏面金属膜４として膜厚500Å
のAl膜７と、膜厚2500ÅAl：96wt％、Si：2wt
％、Cu：2wt％の合金膜８を真空蒸着法により重
畳被着したものに、適当なエポキシ系樹脂でその
露出面をオーバコートしたものである。また従来
装置は前記裏面金属膜４を膜厚1000ÅのAlで形
成した他は前記本発明装置と同一仕様である。 尚、前記非晶質半導体膜３は実施例の如きPIN
接合型アモルフアスシリコンから成る太陽電池及
び光センサ等の（受）光半導体装置に限定される
ものでなく、LEDのような発光半導体装置、障
壁を有さない光導電体装置等であつても良く、ア
モルフアスシリコンカーバイド、アモルフアスシ
リコンスズ、アモルフアスシリコンゲルマニウム
等の非晶質半導体であれは良い。 本発明は以上の説明から明らかな如く、非晶質
半導体膜上に積層せしめたアルミニウム膜に耐湿
性に富むアルミニウム・シリコン・銅の合金膜を
重畳被着するので、前記アルミニウム膜の水分に
よる腐食を防止することができ、高価な金等を使
用することなく信頼性の高い装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図、第２図は本発明装
置の断面図であつて、１は透光性基板、３は非晶
質半導体膜、７はアルミニウム膜、８は合金膜、
を夫々示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板の一主面に少なくとも薄膜状非晶質半導
   体膜及びアルミニウム膜を順次積層せしめると共
   に、該アルミニウム膜上にアルミニウム・シリコ
   ン・銅の合金膜を重畳被着したことを特徴とする
   非晶質半導体装置。 ２ 前記アルミニウム・シリコン・銅の合金膜は
   アルミニウムを主成分としシリコン並びに銅を
   夫々０、５〜5wt％含有していることを特徴とし
   た特許請求の範囲第１項記載の非晶質半導体装
   置。 ３ 前記合金膜の膜厚はアルミニウム膜のそれと
   等しいか若しくは肉厚であることを特徴とした特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の非晶質半
   導体装置。 ４ 前記合金膜の膜厚は約1000〜10000Åであつ
   て、アルミニウムのそれは約100〜1000Åである
   ことを特徴とした特許請求の範囲第３項記載の非
   晶質半導体装置。