JPH0572112B2 - - Google Patents
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- JPH0572112B2 JPH0572112B2 JP58121426A JP12142683A JPH0572112B2 JP H0572112 B2 JPH0572112 B2 JP H0572112B2 JP 58121426 A JP58121426 A JP 58121426A JP 12142683 A JP12142683 A JP 12142683A JP H0572112 B2 JPH0572112 B2 JP H0572112B2
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- H10P34/40—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation
- H10P34/42—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation with electromagnetic radiation, e.g. laser annealing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/048—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
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- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F77/10—Semiconductor bodies
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- H10F77/1692—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV materials
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
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- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は珪素を主成分とする薄膜半導体また
はその上面の薄膜導体に対してレーザ光によるス
クライブ（以下LSという）またはレーザ光によ
る酸化（以下LOという）に関する。
はその上面の薄膜導体に対してレーザ光によるス
クライブ（以下LSという）またはレーザ光によ
る酸化（以下LOという）に関する。
この発明は1μｍ以下の厚さを有する薄膜半導
体であつて、かつ600nｍ以下の短波長光に対し
光の吸収係数の大きい非単結晶半導体またはその
半導体上の1μｍ以下の厚さを有する薄膜導体
（以下、被加工物という）に対し、LSまたはLO
を施すことを目的としている。
体であつて、かつ600nｍ以下の短波長光に対し
光の吸収係数の大きい非単結晶半導体またはその
半導体上の1μｍ以下の厚さを有する薄膜導体
（以下、被加工物という）に対し、LSまたはLO
を施すことを目的としている。
この発明は、珪素を主成分とする非晶質（アモ
ルフアス）半非晶質（セミアモルフアス）または
微結晶（非晶質と微結晶粒との混合物）を含む結
晶粒径が0.1μｍ以下の非単結晶半導体薄膜または
この薄膜上の導電膜に対して、レーザ加工を実施
したものである。
ルフアス）半非晶質（セミアモルフアス）または
微結晶（非晶質と微結晶粒との混合物）を含む結
晶粒径が0.1μｍ以下の非単結晶半導体薄膜または
この薄膜上の導電膜に対して、レーザ加工を実施
したものである。
従来、レーザ光はYAGレーザ（発光波長1.06μ
ｍ）を用いたレーザ・アニールまたはLSがよく
知られている。
ｍ）を用いたレーザ・アニールまたはLSがよく
知られている。
このYAGレーザは赤外光であり、特にレー
ザ・アニールをせんとする時、その基板の深部の
単結晶半導体の上面の浅部の非晶質半導体に対
し、これを単結晶化するために実施している。こ
のためには光が深部に強く加えられることが必要
であるため、1μｍまたはそれ以上の長波長の光
が適している。
ザ・アニールをせんとする時、その基板の深部の
単結晶半導体の上面の浅部の非晶質半導体に対
し、これを単結晶化するために実施している。こ
のためには光が深部に強く加えられることが必要
であるため、1μｍまたはそれ以上の長波長の光
が適している。
また金属加工のLSにおいても、レーザ光が強
い程加工がしやすく優れているため、高出力の発
光が可能なYAGレーザが用いられている。
い程加工がしやすく優れているため、高出力の発
光が可能なYAGレーザが用いられている。
しかし他方、基板上に1μｍ以下の厚さの薄膜
状の半導体を形成し、この薄膜をその下側の下地
（基板）への損傷を可能な限り加えないようにし
て加工するには、まつたく逆である。即ち被加工
物が照射されたレーザ光を強く吸収し、浅部にて
熱に変えることが重要である。このため本発明は
1.00μｍ以上の長波長光ではなく、600nｍ（0.6μ
ｍ）以下の短波長を有するレーザ光例えばアルゴ
ン・レーザ（発光波長488nｍ、512nｍCWまたは
パルス光）を用いたことを特徴としている。
状の半導体を形成し、この薄膜をその下側の下地
（基板）への損傷を可能な限り加えないようにし
て加工するには、まつたく逆である。即ち被加工
物が照射されたレーザ光を強く吸収し、浅部にて
熱に変えることが重要である。このため本発明は
1.00μｍ以上の長波長光ではなく、600nｍ（0.6μ
ｍ）以下の短波長を有するレーザ光例えばアルゴ
ン・レーザ（発光波長488nｍ、512nｍCWまたは
パルス光）を用いたことを特徴としている。
第１図は光の波長に対する単結晶、非単結晶半
導体の吸収係数、光の到達深さに関する関係を示
す。単結晶半導体７、非単結晶半導体である非晶
質珪素、微結晶珪素の吸収係数６，６′に関する。
導体の吸収係数、光の到達深さに関する関係を示
す。単結晶半導体７、非単結晶半導体である非晶
質珪素、微結晶珪素の吸収係数６，６′に関する。
すると光波長1μｍでは10cm-1吸収係数を有し、
照射光強度が１／ｅ（ｅ＝2.72）になるのに10.5μ
ｍの深さ３３を必要とする。また1/100（99％が
熱に変換されるの意）にするのに1000μｍ以上の
深さ３２を必要としてしまう。しかしこの照射光
の波長が本発明のごとく500nｍ（0.5μｍ）の短波
長においては、吸収係数２×105cm-1と1μｍの波
長の100倍を有している。このため照射光の強度
が１／ｅになるのに700Å、1/100になるのに1μ
ｍの深さがあれば十分であることが判明した。ま
た、600nｍの波長の場合では、吸収係数は３・
104cm-1であつた。
照射光強度が１／ｅ（ｅ＝2.72）になるのに10.5μ
ｍの深さ３３を必要とする。また1/100（99％が
熱に変換されるの意）にするのに1000μｍ以上の
深さ３２を必要としてしまう。しかしこの照射光
の波長が本発明のごとく500nｍ（0.5μｍ）の短波
長においては、吸収係数２×105cm-1と1μｍの波
長の100倍を有している。このため照射光の強度
が１／ｅになるのに700Å、1/100になるのに1μ
ｍの深さがあれば十分であることが判明した。ま
た、600nｍの波長の場合では、吸収係数は３・
104cm-1であつた。
このことより、かかる1μｍ以下の厚さ（好ま
しくは100Å〜0.7μｍの厚さ）の薄膜の非単結晶
半導体に対しては、600nｍ以下（好ましくは可
視光であつて短波長光の400〜550nｍ）の波長と
することは、その下地成分（基板）の損傷を防ぐ
ためにきわめて有効であることが判明した。また
かかる高い吸収係数を有する半導体の上面に密接
して形成された1μｍ以下の厚さの薄膜導体（好
ましくは300〜5000Åの厚さ）の切断（LS）に対
しても、その下側の半導体が上面近傍において強
く光を吸収し、発熱をするため、半導体の上部の
みの選択的除去を含めて導体薄膜の除去をするこ
とが可能となつた。これはYAGレーザによる
1.06μｍの長波長では半導体薄膜の全てが除去さ
れてしまい、さらに場合によつてはその下側の下
地導体すらも除去されてしまつた場合に比較し
て、工業的に開溝の厚さ方向の制御にきわめて有
効であることが判明した。
しくは100Å〜0.7μｍの厚さ）の薄膜の非単結晶
半導体に対しては、600nｍ以下（好ましくは可
視光であつて短波長光の400〜550nｍ）の波長と
することは、その下地成分（基板）の損傷を防ぐ
ためにきわめて有効であることが判明した。また
かかる高い吸収係数を有する半導体の上面に密接
して形成された1μｍ以下の厚さの薄膜導体（好
ましくは300〜5000Åの厚さ）の切断（LS）に対
しても、その下側の半導体が上面近傍において強
く光を吸収し、発熱をするため、半導体の上部の
みの選択的除去を含めて導体薄膜の除去をするこ
とが可能となつた。これはYAGレーザによる
1.06μｍの長波長では半導体薄膜の全てが除去さ
れてしまい、さらに場合によつてはその下側の下
地導体すらも除去されてしまつた場合に比較し
て、工業的に開溝の厚さ方向の制御にきわめて有
効であることが判明した。
さらに波長を1.06μｍではなく600nｍ以下の短
波長光とすると、焦点距離を30〜100mmと長くし、
かつビーム・スポツト径を３〜30μｍφと小さく
することができる。そのためYAGレーザでは５
cm、50μｍφ、２cm、20μｍφであるものが、５
cm、10μｍφと長焦点距離を有し、かつビーム径
を小さくすることが光学的に可能となり、開溝、
分離溝の太さ（巾）を従来の50μｍより10μｍ以
下にまで狭くすることが可能となつた。
波長光とすると、焦点距離を30〜100mmと長くし、
かつビーム・スポツト径を３〜30μｍφと小さく
することができる。そのためYAGレーザでは５
cm、50μｍφ、２cm、20μｍφであるものが、５
cm、10μｍφと長焦点距離を有し、かつビーム径
を小さくすることが光学的に可能となり、開溝、
分離溝の太さ（巾）を従来の50μｍより10μｍ以
下にまで狭くすることが可能となつた。
このため本発明方法を用いて薄膜状の光電変換
装置を作製せんとする時、特にその連結部におけ
る面積損失を少なくすることができ、また製造歩
留りをも向上させることができた。
装置を作製せんとする時、特にその連結部におけ
る面積損失を少なくすることができ、また製造歩
留りをも向上させることができた。
以下に本発明方法の実施例である光電変換装置
の作製の場合について、図面に従つてその詳細を
示す。
の作製の場合について、図面に従つてその詳細を
示す。
第２図は本発明方法を用いた光電変換装置の製
造工程を示す縦断面図である。
造工程を示す縦断面図である。
この実施例においては、CW（連続発光）のア
ルゴン・レーザ（発光波長514.5nｍ（緑）、488n
ｍ（青）、458nｍ（藍）、351／363nｍ（紫外）以
下0.5μｍの波長のレーザ光ともいう））を用いた
が、その他の600nｍ以下の波長を持つレーザを
用いてもよい。
ルゴン・レーザ（発光波長514.5nｍ（緑）、488n
ｍ（青）、458nｍ（藍）、351／363nｍ（紫外）以
下0.5μｍの波長のレーザ光ともいう））を用いた
が、その他の600nｍ以下の波長を持つレーザを
用いてもよい。
図面において透光性基板１例えばガラス板（例
えば厚さ0.3〜2.2mm例えば1.2mm、長さ〔図面では
左右方向〕60cm、巾（前後方向）20cm）を用い
た。
えば厚さ0.3〜2.2mm例えば1.2mm、長さ〔図面では
左右方向〕60cm、巾（前後方向）20cm）を用い
た。
さらにこの上面に全面にわたつて透光性導電膜
例えばITO（300〜1500Å）＋SnO2（200〜400Å）
またはハロゲン元素が添加された酸化スズを主成
分とする透光性導電膜（500〜2000Å）２を真空
蒸着法、LPCVD法またはプラズマCVD法または
スプレー法により形成させた。
例えばITO（300〜1500Å）＋SnO2（200〜400Å）
またはハロゲン元素が添加された酸化スズを主成
分とする透光性導電膜（500〜2000Å）２を真空
蒸着法、LPCVD法またはプラズマCVD法または
スプレー法により形成させた。
この後この透光性導電膜に、アルゴン・レーザ
加工機（日本電気製）により出力５〜8Wを加え、
スポツト径３〜30μｍφ代表的には10μｍφをマ
イクロコンピユータにより制御して、被膜側より
レーザ光を照射して、その走査によりスクライブ
ラインによる開溝１７を形成させた。
加工機（日本電気製）により出力５〜8Wを加え、
スポツト径３〜30μｍφ代表的には10μｍφをマ
イクロコンピユータにより制御して、被膜側より
レーザ光を照射して、その走査によりスクライブ
ラインによる開溝１７を形成させた。
スクライビングにより形成された開溝１７は巾
約10μｍ、長さ20cmとし、各素子１３，１１を構
成する巾は10〜30mm例えば18mm（１つのセグメン
トは18mm×20cmとする）とした。
約10μｍ、長さ20cmとし、各素子１３，１１を構
成する巾は10〜30mm例えば18mm（１つのセグメン
トは18mm×20cmとする）とした。
この第１の電極１４，１９はこの実施例につい
ては透光性導電膜であるため、そのエネルギーバ
ンド巾（約3eV）に比べて大きい光エネルギーを
有する（400nｍ以下）の波長を用いることが好
ましかつた。
ては透光性導電膜であるため、そのエネルギーバ
ンド巾（約3eV）に比べて大きい光エネルギーを
有する（400nｍ以下）の波長を用いることが好
ましかつた。
従来より知られたYAGレーザでは、パルス光
であり、かつ赤外熱光であるため、開溝１７下の
基板１上部に鱗状の深さ１〜3μｍのガラスの溶
融によるキズができてしまつた。しかし本発明の
600nｍ以下の短波長のの光源では、かかる傷の
深さは0.1μｍ以内であり、実用上の支障はまつた
く見られなかつた。
であり、かつ赤外熱光であるため、開溝１７下の
基板１上部に鱗状の深さ１〜3μｍのガラスの溶
融によるキズができてしまつた。しかし本発明の
600nｍ以下の短波長のの光源では、かかる傷の
深さは0.1μｍ以内であり、実用上の支障はまつた
く見られなかつた。
かくして第１の電極を構成する２を切断しそれ
ぞれの領域(14)(17)を電気的に分離絶縁して、第１の
開溝を形成した。
ぞれの領域(14)(17)を電気的に分離絶縁して、第１の
開溝を形成した。
この後、この上面にプラズマCVD法または
LPCVD法によりPNまたはPIN接合を有する珪
素を主成分とする非単結晶半導体層３を0.2〜
0.7μｍ代表的には0.5μｍの厚さを形成させた。
LPCVD法によりPNまたはPIN接合を有する珪
素を主成分とする非単結晶半導体層３を0.2〜
0.7μｍ代表的には0.5μｍの厚さを形成させた。
その代表例はＰ型非晶質半導体（SixC1-x＝0.8
約50〜150Å）−Ｉ型非晶質または半非晶質構造の
シリコン半導体（0.4〜0.6μｍ）−Ｎ型の微結晶ま
たはSixC1-x（Ｘ＝0.9、100〜200Å）を有する1μ
ｍ以下好ましくは0.6μｍ以下の厚さの半導体より
なる一つのPIN接合を有する非単結晶半導体、ま
たはＰ型非晶質半導体（SixC1-x）Ｉ型非晶質ま
たはＰ型珪素半導体−Ｎ型−Ｐ型Si微結晶化半導
体−Ｉ型非晶質SixGe1-x半導体−Ｎ型非晶質
SixC1-xｘ＝0.9）の半導体よりなる２つのPIN接
合と１つのPN接合を有するタンデム型の
PINPIN…PIN接合の厚さ1μｍ以下（好ましくは
0.5〜0.7μｍ）の半導体３である。
約50〜150Å）−Ｉ型非晶質または半非晶質構造の
シリコン半導体（0.4〜0.6μｍ）−Ｎ型の微結晶ま
たはSixC1-x（Ｘ＝0.9、100〜200Å）を有する1μ
ｍ以下好ましくは0.6μｍ以下の厚さの半導体より
なる一つのPIN接合を有する非単結晶半導体、ま
たはＰ型非晶質半導体（SixC1-x）Ｉ型非晶質ま
たはＰ型珪素半導体−Ｎ型−Ｐ型Si微結晶化半導
体−Ｉ型非晶質SixGe1-x半導体−Ｎ型非晶質
SixC1-xｘ＝0.9）の半導体よりなる２つのPIN接
合と１つのPN接合を有するタンデム型の
PINPIN…PIN接合の厚さ1μｍ以下（好ましくは
0.5〜0.7μｍ）の半導体３である。
かかる非単結晶半導体は、第１図６に示す非晶
質珪素吸収特性および微結晶珪素の吸収特性６を
有しており、またこれら開溝、分離溝の形成の対
象になる半導体は1μｍ以下の厚さ、ここでは約
0.5μｍを有せしめる。
質珪素吸収特性および微結晶珪素の吸収特性６を
有しており、またこれら開溝、分離溝の形成の対
象になる半導体は1μｍ以下の厚さ、ここでは約
0.5μｍを有せしめる。
また非単結晶半導体特性６、微結晶半導体特性
６′は0.5μｍの同じ波長光において単結晶珪素の
吸収係数特性７に比べて約10倍も大きく、この点
において本発明の短波長のレーザ光が単結晶では
なく非単結晶半導体においてLS、LOのために特
に有効であることがわかる。
６′は0.5μｍの同じ波長光において単結晶珪素の
吸収係数特性７に比べて約10倍も大きく、この点
において本発明の短波長のレーザ光が単結晶では
なく非単結晶半導体においてLS、LOのために特
に有効であることがわかる。
かかる非単結晶半導体層３を全面に均一の膜厚
で形成させた。さらに第２図Ｂに示されるごと
く、第１の開溝１３の左方向側に第２の開溝１８
を第２のLS工程により形成させた。
で形成させた。さらに第２図Ｂに示されるごと
く、第１の開溝１３の左方向側に第２の開溝１８
を第２のLS工程により形成させた。
かかる半導体は第１図に示されるごとく、0.5μ
ｍの波長のレーザ光源にて105cm-1の吸収係数を
有し、その波長が１／ｅにするのに1000Å以下で
あり、1/100にするには1μｍあればよく、このた
め1μｍ以下の薄膜のLSにはきわめて好ましいも
のであつた。そのためこの半導体の下側に3eVの
CTFがあつても、このCFTに大きく損傷を与え
ることなく、第２図Ｂ，８に示されるごとき、
100〜500Åの浅さの凹状のザグリで半導体に開溝
１８を形成することが可能になつた。この結果、
第１の電極１４とのコネクタ９による接触面積が
10μｍ巾と大きいため、第２図Ｃでのコネクタ９
の接触抵抗を４Ω／cm以下にすることが可能とな
つた。
ｍの波長のレーザ光源にて105cm-1の吸収係数を
有し、その波長が１／ｅにするのに1000Å以下で
あり、1/100にするには1μｍあればよく、このた
め1μｍ以下の薄膜のLSにはきわめて好ましいも
のであつた。そのためこの半導体の下側に3eVの
CTFがあつても、このCFTに大きく損傷を与え
ることなく、第２図Ｂ，８に示されるごとき、
100〜500Åの浅さの凹状のザグリで半導体に開溝
１８を形成することが可能になつた。この結果、
第１の電極１４とのコネクタ９による接触面積が
10μｍ巾と大きいため、第２図Ｃでのコネクタ９
の接触抵抗を４Ω／cm以下にすることが可能とな
つた。
かくして第２の開溝１８は第１の電極の上面を
一部えぐつて露出８させた。
一部えぐつて露出８させた。
この第２の開溝１８は、第２の素子の第１の電
極１９の側面６より5μｍ以上左側であればよく、
その極端な例として、図面に示されるごとく、第
１の素子の第１の電極１４の内部に入つてしまつ
てもよい。
極１９の側面６より5μｍ以上左側であればよく、
その極端な例として、図面に示されるごとく、第
１の素子の第１の電極１４の内部に入つてしまつ
てもよい。
逆にかくのごとく第１の素子側にわたつてしま
つた方が製造上の開溝形成の際のスポツトのゆら
ぎによる接触不良を少なくすることができ、製造
歩留りを向上させることができた。
つた方が製造上の開溝形成の際のスポツトのゆら
ぎによる接触不良を少なくすることができ、製造
歩留りを向上させることができた。
第２図において、さらにこの上面に第２図Ｃに
示されるごとく、第２の電極用の導電膜４を形成
し、さらに第３のLSでの切断分離用の第３の開
溝２０を得た。
示されるごとく、第２の電極用の導電膜４を形成
し、さらに第３のLSでの切断分離用の第３の開
溝２０を得た。
この第２の電極は透光性導電膜を100〜1400Å
ITO（酸化インジユームスズ）を形成し、さらに
その上面に銀またはアルミニユームを300〜3000
Åの厚さに形成させた。例えばITOを1050Å、銀
を1000Åの２層構造とした。
ITO（酸化インジユームスズ）を形成し、さらに
その上面に銀またはアルミニユームを300〜3000
Åの厚さに形成させた。例えばITOを1050Å、銀
を1000Åの２層構造とした。
このCTFとして、ここではITO（酸化インジユ
ーム酸化スズを主成分とする混合物）を形成し
た。このCTFとして酸化インジユームを主成分
として形成させることも可能であつた。
ーム酸化スズを主成分とする混合物）を形成し
た。このCTFとして酸化インジユームを主成分
として形成させることも可能であつた。
このITOと銀は裏面側での光電変換装置に照射
される光１０の反射を促して600〜800nｍの長波
長光を有効に光電変換させるためのものである。
これらは電子ビーム蒸着法またはPCVD法を含む
CVD法を用いて半導体層を劣化させない温度で
形成させた。
される光１０の反射を促して600〜800nｍの長波
長光を有効に光電変換させるためのものである。
これらは電子ビーム蒸着法またはPCVD法を含む
CVD法を用いて半導体層を劣化させない温度で
形成させた。
このITOは半導体と裏面電極との反応による信
頼性低下を防ぐ上で役立つている。
頼性低下を防ぐ上で役立つている。
かくのごとく、裏面に形成される電極用導電層
を600nｍ以下の波長のレーザ光を上方より照射
した場合を以上においては示している。
を600nｍ以下の波長のレーザ光を上方より照射
した場合を以上においては示している。
この開溝２０作製を従来より知られたYAGレ
ーザ（1.06μｍα＝103cm- 1）で行う場合は、レー
ザ光が半導体の全厚さをきわめて簡単に突き抜け
てしまうため、第２図Ｃの凹部４０にて停まるの
ではなく、その下側の半導体のみならずさらにそ
の下側の導電膜２をも切断してしまいやすく、実
用性がまつたくなかつた。しかし本発明の非単結
晶半導体の光吸収が大きい0.5μｍ（α＝105cm-1）
のレーザ光の使用においては、その殆どすべての
光エネルギーが半導体２の上部1000Å以下で吸収
されてしまうため、レーザ光が第２の電極用導体
４を切断しても同時にその下のＩ型半導体層のす
べてを切断することがなく、その上部の導体に密
接した100〜300Åの厚さの導電性を有するＮ型半
導体を切断することにとどまつた。このことは逆
に、２つの電極１６，１５間のリークが残存Ｎ型
半導体により発生することを完全に防ぐことがで
きるという意味において、２重に優れたものであ
つた。
ーザ（1.06μｍα＝103cm- 1）で行う場合は、レー
ザ光が半導体の全厚さをきわめて簡単に突き抜け
てしまうため、第２図Ｃの凹部４０にて停まるの
ではなく、その下側の半導体のみならずさらにそ
の下側の導電膜２をも切断してしまいやすく、実
用性がまつたくなかつた。しかし本発明の非単結
晶半導体の光吸収が大きい0.5μｍ（α＝105cm-1）
のレーザ光の使用においては、その殆どすべての
光エネルギーが半導体２の上部1000Å以下で吸収
されてしまうため、レーザ光が第２の電極用導体
４を切断しても同時にその下のＩ型半導体層のす
べてを切断することがなく、その上部の導体に密
接した100〜300Åの厚さの導電性を有するＮ型半
導体を切断することにとどまつた。このことは逆
に、２つの電極１６，１５間のリークが残存Ｎ型
半導体により発生することを完全に防ぐことがで
きるという意味において、２重に優れたものであ
つた。
この凹部のえぐりだし４０は第１の電極用の
CTFにまでは到達しないことが好ましく、この
半導体層での光の吸収を大きくするため、レーザ
光を600nｍ以下にて出力に余裕を持たせること
ができることは、薄膜半導体デバイス作製に関し
て工業上重要であつた。
CTFにまでは到達しないことが好ましく、この
半導体層での光の吸収を大きくするため、レーザ
光を600nｍ以下にて出力に余裕を持たせること
ができることは、薄膜半導体デバイス作製に関し
て工業上重要であつた。
かくして第２図Ｃに示されるごとく、複数の素
子１１，１３を連結部１２で直列接続する光電変
換装置を作ることができた。
子１１，１３を連結部１２で直列接続する光電変
換装置を作ることができた。
第２図Ｄはさらに本発明を光電変換装置として
完成せんとしたものである。即ちパツシベイシヨ
ン膜としてプラズマ気相法により窒素珪素膜２１
を500〜2000ｇの厚さに均一に形成させた。さら
に外部接続領域(5)を除き、ポリイミド、ポリアミ
ド、カプトンまたはエポキシ等の有機樹脂２２を
充填して耐湿防止をした。
完成せんとしたものである。即ちパツシベイシヨ
ン膜としてプラズマ気相法により窒素珪素膜２１
を500〜2000ｇの厚さに均一に形成させた。さら
に外部接続領域(5)を除き、ポリイミド、ポリアミ
ド、カプトンまたはエポキシ等の有機樹脂２２を
充填して耐湿防止をした。
かくして照射光１０に対し、この実施例のごと
き基板（60cm×20cm）において、各素子を18mm連
結部１２60μｍ、外部引出し電極部の巾10mm、周
辺部４mmにより、実質的に580mm×192mm内に32段
を有し、有効面積（192mm×18mm×32段＝1106cm2
即ち92％）を得ることができた。
き基板（60cm×20cm）において、各素子を18mm連
結部１２60μｍ、外部引出し電極部の巾10mm、周
辺部４mmにより、実質的に580mm×192mm内に32段
を有し、有効面積（192mm×18mm×32段＝1106cm2
即ち92％）を得ることができた。
その結果セグメントが10.2％の変換効率を有す
る場合、パネルにて9.1％（AM1〔100ｍＷ／cm2〕）
にて10.1Wの出力電力を有せしめることができ
た。これは従来のマスク合わせ方式で行う場合、
有効面積75％（32段の場合）に比べて、17％もの
実効面積の向上を有し、究めて著しい変換効率の
向上を有している。
る場合、パネルにて9.1％（AM1〔100ｍＷ／cm2〕）
にて10.1Wの出力電力を有せしめることができ
た。これは従来のマスク合わせ方式で行う場合、
有効面積75％（32段の場合）に比べて、17％もの
実効面積の向上を有し、究めて著しい変換効率の
向上を有している。
第２図、第４図、第５図は３回のレーザ・スク
ライブの位置関係を示した縦断面図および平面図
である。番号、工程等は第２図と同様である。
ライブの位置関係を示した縦断面図および平面図
である。番号、工程等は第２図と同様である。
第３図は連結部１２において第２のArレー
ザ・スクライブ工程を基板の上方より基板を逆向
き（レーザ光が下方向より照射）にして行い、開
溝１８において第１の電極のCTFの側面８にて
コネクタ９によりコンタクトを設けた場合であ
る。
ザ・スクライブ工程を基板の上方より基板を逆向
き（レーザ光が下方向より照射）にして行い、開
溝１８において第１の電極のCTFの側面８にて
コネクタ９によりコンタクトを設けた場合であ
る。
第３図Ｂの平面図においては、半導体層３が第
１の電極２、第２の電極よりも周辺部で大きくな
り、第１の電極を覆い隠し、第１第２の電極間で
のリーク電流の発生を防止している。
１の電極２、第２の電極よりも周辺部で大きくな
り、第１の電極を覆い隠し、第１第２の電極間で
のリーク電流の発生を防止している。
第４図は、第１の開溝部１３、第２の開溝部１
８とが最近接した場合であり、第１の電極の側面
６とコネクタ９とが半導体１３によつて絶縁され
ており、さらに第３の開溝部２０を第３図よりも
右にして、連結部１２の形成により光電変換がで
きないいわゆるロス面積を最小にしたもので、
20μｍ巾の狭い連結部１２を有せしめることがで
きた。
８とが最近接した場合であり、第１の電極の側面
６とコネクタ９とが半導体１３によつて絶縁され
ており、さらに第３の開溝部２０を第３図よりも
右にして、連結部１２の形成により光電変換がで
きないいわゆるロス面積を最小にしたもので、
20μｍ巾の狭い連結部１２を有せしめることがで
きた。
第５図は基板が金属箔例えばステンレスまたは
アルミニユームム箔（厚さ50〜200μｍ２３で、
その上面、下面に酸化アルミニユーム（0.5〜5μ
ｍ）２４，２５をアルマイト処理により作製した
基板１を用いている。開溝部の位置関係に関して
は、第３図、第４図の中間で、一般的な連結部の
縦断面図を示している。この図面において、第
１、第２の開溝部50〜3μｍ例えば10μｍ、第３の
開溝部50〜5μｍ例えば10μｍにおいて、150〜20μ
ｍ例えば50μｍの連結部の巾を有せしめることが
できた。
アルミニユームム箔（厚さ50〜200μｍ２３で、
その上面、下面に酸化アルミニユーム（0.5〜5μ
ｍ）２４，２５をアルマイト処理により作製した
基板１を用いている。開溝部の位置関係に関して
は、第３図、第４図の中間で、一般的な連結部の
縦断面図を示している。この図面において、第
１、第２の開溝部50〜3μｍ例えば10μｍ、第３の
開溝部50〜5μｍ例えば10μｍにおいて、150〜20μ
ｍ例えば50μｍの連結部の巾を有せしめることが
できた。
またこの図面においては、第３の開溝は第２の
電極１５，１６を作るための分離溝（電気的に絶
縁分離する溝）を構成し、そのため第２の電極用
の導体およびその下の半導体の酸化物絶縁物を凹
部に充填２３させている。これはレーザ光光の照
射の際、100〜500℃に加熱された酸素を同時に吹
きつけ、照射された材料の酸化をさせたいわゆる
LO工程を実施したものである。かくすると、半
導体の上部４０が大気にさらされることなく、き
わめて高信頼性を有せしめることが可能になつ
た。
電極１５，１６を作るための分離溝（電気的に絶
縁分離する溝）を構成し、そのため第２の電極用
の導体およびその下の半導体の酸化物絶縁物を凹
部に充填２３させている。これはレーザ光光の照
射の際、100〜500℃に加熱された酸素を同時に吹
きつけ、照射された材料の酸化をさせたいわゆる
LO工程を実施したものである。かくすると、半
導体の上部４０が大気にさらされることなく、き
わめて高信頼性を有せしめることが可能になつ
た。
以上のアルゴン・レーザのスポツト層をその出
力３（3μｍφ）〜5W（10μｍφ）、５〜20W（50μｍ
φ）を用いた場合であるが、そのスポツト径を技
術思想においてさらに小さくすることにより、こ
の連結部に必要な面積をより小さく、ひいては光
電変換装置としての有効面積（実効効率）をより
向上させることができるという進歩性を有してい
る。
力３（3μｍφ）〜5W（10μｍφ）、５〜20W（50μｍ
φ）を用いた場合であるが、そのスポツト径を技
術思想においてさらに小さくすることにより、こ
の連結部に必要な面積をより小さく、ひいては光
電変換装置としての有効面積（実効効率）をより
向上させることができるという進歩性を有してい
る。
第６図は外部引出し電極部５を拡大して示した
ものである。
ものである。
第６図Ａは第２図に対応しているが、外部引出
し電極４３はハンダ付け４２により上側電極４と
連結している。
し電極４３はハンダ付け４２により上側電極４と
連結している。
さらに第６図Ｂは下側の第１の電極２に連結し
たジヨイント４４が第２の電極材料により設けら
れ、ハンダ４２を介して外部引出し電極４３によ
り設けられている。本来の第２の電極４は第３の
開溝部２０により切断され、その切断面は窒化珪
素膜２１によりパツシベイシヨンされている。
たジヨイント４４が第２の電極材料により設けら
れ、ハンダ４２を介して外部引出し電極４３によ
り設けられている。本来の第２の電極４は第３の
開溝部２０により切断され、その切断面は窒化珪
素膜２１によりパツシベイシヨンされている。
有機樹脂モールド２２は引出し電極固定用枠４
３の一部を覆つており、さらにこのパネル例えば
40cm×20cmまたは60cm×20cmを６ケまたは４ケ、
アルミサツシ枠または炭素繊維樹脂枠によりパツ
ケージし、120cm×40cmのNEDO規格の大電力用
のパネルを設けることが可能となつた。
３の一部を覆つており、さらにこのパネル例えば
40cm×20cmまたは60cm×20cmを６ケまたは４ケ、
アルミサツシ枠または炭素繊維樹脂枠によりパツ
ケージし、120cm×40cmのNEDO規格の大電力用
のパネルを設けることが可能となつた。
またこのNEDO規格のパネルはシーフレツク
スにより他のガラス板を装置の上側に張り合わせ
た合わせガラス構造とし、その間に光電変換装置
を配置し、風圧、雨等に対し機械強度の増加を図
ることも有効である。
スにより他のガラス板を装置の上側に張り合わせ
た合わせガラス構造とし、その間に光電変換装置
を配置し、風圧、雨等に対し機械強度の増加を図
ることも有効である。
本発明における珪素を主成分とした半導体は、
水素またはハロゲン元素が添加された非晶質半導
体のみでなく、SixC1-x（０＜ｘ＜0.5）、Si3N4-x
（０＜ｘ＜２）、SiO2-x（０＜ｘ＜１）、SixGe1-x
（０＜ｘ＜0.5）を含むことはいうまでもない。
水素またはハロゲン元素が添加された非晶質半導
体のみでなく、SixC1-x（０＜ｘ＜0.5）、Si3N4-x
（０＜ｘ＜２）、SiO2-x（０＜ｘ＜１）、SixGe1-x
（０＜ｘ＜0.5）を含むことはいうまでもない。
この第２図〜第６図においては、光電変換装置
の応用であるが、その他の非単結晶半導体を用い
て、IGFET、光センサ、圧力センサ等に対して
用いてもまつたく同様に有効である。本発明は薄
膜非単結晶半導体およびその上面の薄膜導体の切
断、酸化に対して有効であり、これを1μｍ以上
とすると、この半導体での光エネルギーの吸収が
大きすぎ、開溝の作製が不可能になつた。
の応用であるが、その他の非単結晶半導体を用い
て、IGFET、光センサ、圧力センサ等に対して
用いてもまつたく同様に有効である。本発明は薄
膜非単結晶半導体およびその上面の薄膜導体の切
断、酸化に対して有効であり、これを1μｍ以上
とすると、この半導体での光エネルギーの吸収が
大きすぎ、開溝の作製が不可能になつた。
第１図は光波長に対する珪素半導体の吸収特性
および減衰特性を示す。第２図は本発明方法を用
いた光電変換装置の製造工程を示す縦断面図であ
る。第３図〜第６図は本発明方法を用いた他の光
電変換装置の部分拡大をした縦断面図である。
および減衰特性を示す。第２図は本発明方法を用
いた光電変換装置の製造工程を示す縦断面図であ
る。第３図〜第６図は本発明方法を用いた他の光
電変換装置の部分拡大をした縦断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の導電膜と、該導電膜上の非単結晶半導
体と、該半導体上の第２の導電膜とを有する光電
変換装置の作製方法であつて、 基板上に第１の導電膜を形成する工程と、 前記第１の導電膜上にその周辺部を覆つて非単
結晶半導体を形成する工程と、 前記非単結晶半導体上に第２の導電膜を形成す
る工程と、 前記第２の導電膜を600nｍ以下の波長を有す
るレーザ光によつて加工する工程と、 を有することを特徴とする光電変換装置の作製方
法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、非単結晶半
導体は珪素を主成分とする非晶質、半非晶質また
は非晶質と微結晶質の混合物よりなることを特徴
とする光電変換装置の作製方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121426A JPS6014441A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 半導体装置作製方法 |
| EP84304587A EP0130847B1 (en) | 1983-07-04 | 1984-07-04 | Semiconductor device manufacturing method |
| DE8484304587T DE3484526D1 (de) | 1983-07-04 | 1984-07-04 | Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung. |
| US07/186,745 US4906491A (en) | 1983-07-04 | 1988-04-25 | Semiconductor device manufacturing methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121426A JPS6014441A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 半導体装置作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014441A JPS6014441A (ja) | 1985-01-25 |
| JPH0572112B2 true JPH0572112B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=14810849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58121426A Granted JPS6014441A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 半導体装置作製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906491A (ja) |
| EP (1) | EP0130847B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6014441A (ja) |
| DE (1) | DE3484526D1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196774A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜光電変換素子製造装置 |
| US4697041A (en) * | 1985-02-15 | 1987-09-29 | Teijin Limited | Integrated solar cells |
| FR2582446B1 (fr) * | 1985-05-24 | 1987-07-17 | Thomson Csf | Dispositif semi-conducteur photosensible et procede de fabrication d'un tel procede |
| JPH0820638B2 (ja) * | 1986-08-08 | 1996-03-04 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 液晶装置およびその作製方法 |
| US4943710A (en) * | 1987-06-25 | 1990-07-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Image sensor and manufacturing method for the same |
| US5187601A (en) * | 1988-03-07 | 1993-02-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for making a high contrast liquid crystal display including laser scribing opaque and transparent conductive strips simultaneously |
| US4962057A (en) * | 1988-10-13 | 1990-10-09 | Xerox Corporation | Method of in situ photo induced evaporation enhancement of compound thin films during or after epitaxial growth |
| JPH03203343A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Tokyo Electron Ltd | 検査方法 |
| JPH06124913A (ja) | 1992-06-26 | 1994-05-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザー処理方法 |
| US5384953A (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-31 | International Business Machines Corporation | Structure and a method for repairing electrical lines |
| US7122489B2 (en) * | 2004-05-12 | 2006-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of composite sheet material using ultrafast laser pulses |
| US8557683B2 (en) * | 2011-06-15 | 2013-10-15 | Applied Materials, Inc. | Multi-step and asymmetrically shaped laser beam scribing |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1244346B (de) * | 1964-10-19 | 1967-07-13 | Menzel Gerhard Glasbearbeitung | Verfahren zum Schneiden von Glas |
| FR2202856B1 (ja) * | 1972-10-12 | 1977-03-11 | Glaverbel | |
| DE2439848C2 (de) * | 1973-08-20 | 1985-05-15 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls |
| JPS5331106A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-24 | Hitachi Ltd | Information recording member |
| US4181563A (en) * | 1977-03-31 | 1980-01-01 | Citizen Watch Company Limited | Process for forming electrode pattern on electro-optical display device |
| US4292092A (en) * | 1980-06-02 | 1981-09-29 | Rca Corporation | Laser processing technique for fabricating series-connected and tandem junction series-connected solar cells into a solar battery |
| US4315096A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-09 | Eastman Kodak Company | Integrated array of photovoltaic cells having minimized shorting losses |
| FR2503457B1 (fr) * | 1981-03-31 | 1987-01-23 | Rca Corp | Systeme de cellules solaires connectees en serie sur un substrat unique |
| US4473737A (en) * | 1981-09-28 | 1984-09-25 | General Electric Company | Reverse laser drilling |
| US4428110A (en) * | 1981-09-29 | 1984-01-31 | Rca Corporation | Method of making an array of series connected solar cells on a single substrate |
| US4472456A (en) * | 1982-11-18 | 1984-09-18 | Texas Instruments Incorporated | Absorption optimized laser annealing |
| JPS59193782A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レ−ザ加工機 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP58121426A patent/JPS6014441A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-04 EP EP84304587A patent/EP0130847B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-07-04 DE DE8484304587T patent/DE3484526D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-25 US US07/186,745 patent/US4906491A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6014441A (ja) | 1985-01-25 |
| EP0130847B1 (en) | 1991-05-02 |
| US4906491A (en) | 1990-03-06 |
| EP0130847A3 (en) | 1986-04-23 |
| DE3484526D1 (de) | 1991-06-06 |
| EP0130847A2 (en) | 1985-01-09 |
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