JPH0799335A - 半導体膜の除去加工方法及び光起電力素子の製造方法 - Google Patents
半導体膜の除去加工方法及び光起電力素子の製造方法Info
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- JPH0799335A JPH0799335A JP6139226A JP13922694A JPH0799335A JP H0799335 A JPH0799335 A JP H0799335A JP 6139226 A JP6139226 A JP 6139226A JP 13922694 A JP13922694 A JP 13922694A JP H0799335 A JPH0799335 A JP H0799335A
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- film
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- B23K26/36—Removing material
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-
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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-
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギービームの照射により、下地層に悪
影響を与えることなく、半導体膜のみを除去加工する。 【構成】 半導体膜３の被加工部３ａに第１のエネルギ
ービーム４を照射して被加工部３ａの領域に歪みを与え
た後、第２のエネルギービーム５を照射して被加工部を
除去し、除去部３ｂを形成する。
影響を与えることなく、半導体膜のみを除去加工する。 【構成】 半導体膜３の被加工部３ａに第１のエネルギ
ービーム４を照射して被加工部３ａの領域に歪みを与え
た後、第２のエネルギービーム５を照射して被加工部を
除去し、除去部３ｂを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体膜の少なくとも
一部を除去加工する方法に関するものであり、特にレー
ザービームなどのエネルギービームを照射することによ
り半導体膜を除去加工する方法及び該除去加工方法を用
いた光起電力素子の製造方法に関するものである。
一部を除去加工する方法に関するものであり、特にレー
ザービームなどのエネルギービームを照射することによ
り半導体膜を除去加工する方法及び該除去加工方法を用
いた光起電力素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光起電力素子などの半導体装置の製造工
程においては、半導体膜の一部にレーザービームなどの
エネルギービームを照射し微細な領域を除去加工するこ
とが行われている。このようなエネルギービームの照射
による除去加工では、半導体膜の構成成分の結合エネル
ギー以上のエネルギー密度のビームを照射することによ
り除去加工している。スポット状のエネルギービームを
走査したり、あるいはライン形状のエネルギービームを
用いることにより、半導体膜を所定のパターンに除去加
工することができる。
程においては、半導体膜の一部にレーザービームなどの
エネルギービームを照射し微細な領域を除去加工するこ
とが行われている。このようなエネルギービームの照射
による除去加工では、半導体膜の構成成分の結合エネル
ギー以上のエネルギー密度のビームを照射することによ
り除去加工している。スポット状のエネルギービームを
走査したり、あるいはライン形状のエネルギービームを
用いることにより、半導体膜を所定のパターンに除去加
工することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光起電力素子などの半
導体装置においては、金属膜の上に半導体膜を形成する
場合があり、このような半導体膜をレーザービームなど
のエネルギービームの照射で除去加工する場合には、以
下のような問題があった。
導体装置においては、金属膜の上に半導体膜を形成する
場合があり、このような半導体膜をレーザービームなど
のエネルギービームの照射で除去加工する場合には、以
下のような問題があった。
【０００４】すなわち、エネルギービーム照射による除
去加工においては、エネルギー密度に対するしきい値が
存在し、半導体膜のしきい値は金属膜のしきい値よりも
高い。このため、金属膜上に形成された半導体膜に半導
体膜のしきい値以下のエネルギービームを照射すると、
半導体膜を除去加工することができず、また半導体膜の
しきい値以上のエネルギー密度を有するエネルギービー
ムを照射すると、下地層である金属膜も同時に除去加工
されてしまうという問題があった。
去加工においては、エネルギー密度に対するしきい値が
存在し、半導体膜のしきい値は金属膜のしきい値よりも
高い。このため、金属膜上に形成された半導体膜に半導
体膜のしきい値以下のエネルギービームを照射すると、
半導体膜を除去加工することができず、また半導体膜の
しきい値以上のエネルギー密度を有するエネルギービー
ムを照射すると、下地層である金属膜も同時に除去加工
されてしまうという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、下地層に悪影響を与える
ことなく、半導体膜のみを除去加工することのできる方
法及び該除去加工方法を用いた光起電力素子の製造方法
を提供することにある。
ことなく、半導体膜のみを除去加工することのできる方
法及び該除去加工方法を用いた光起電力素子の製造方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体膜の除去
加工方法は、半導体膜の被加工部に第１のエネルギービ
ームを照射した後、第１のエネルギービームとは異なる
エネルギー密度を有する第２のエネルギービームを照射
することを特徴としている。
加工方法は、半導体膜の被加工部に第１のエネルギービ
ームを照射した後、第１のエネルギービームとは異なる
エネルギー密度を有する第２のエネルギービームを照射
することを特徴としている。
【０００７】本発明に従う第１の局面では、半導体膜の
被加工部に第１のエネルギービームを照射して被加工部
の領域に歪みを与える工程と、歪みが与えられた被加工
部に第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去
する工程とを備えることを特徴としている。
被加工部に第１のエネルギービームを照射して被加工部
の領域に歪みを与える工程と、歪みが与えられた被加工
部に第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去
する工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明では、半導体膜の被加工部に複数回エネ
ルギービームを照射することにより被加工部を除去して
いる。本発明の対象となる半導体膜は、特に限定される
ものではないが、シリコン等の半導体やＧａＡｓ等の化
合物半導体を挙げることができ、結晶形態としては、非
晶質、微結晶、多結晶及び単結晶の半導体膜を対象とす
ることができる。特に、非晶質半導体膜は、エネルギー
ビーム照射により微結晶化し、被加工部の領域に大きな
歪みを与えることができるので、本発明を好適に利用で
きる。また、レーザービームの照射により除去加工され
る半導体膜の膜厚は、０．１〜１０００μｍ程度が一般
的である。
ルギービームを照射することにより被加工部を除去して
いる。本発明の対象となる半導体膜は、特に限定される
ものではないが、シリコン等の半導体やＧａＡｓ等の化
合物半導体を挙げることができ、結晶形態としては、非
晶質、微結晶、多結晶及び単結晶の半導体膜を対象とす
ることができる。特に、非晶質半導体膜は、エネルギー
ビーム照射により微結晶化し、被加工部の領域に大きな
歪みを与えることができるので、本発明を好適に利用で
きる。また、レーザービームの照射により除去加工され
る半導体膜の膜厚は、０．１〜１０００μｍ程度が一般
的である。
【０００９】本発明に従う第１の局面においては、少な
くとも２回のエネルギービーム照射により半導体膜の所
定の領域を除去加工しており、第１のエネルギービーム
照射により被加工部の領域に熱的な歪みを与え、第２の
エネルギービーム照射により被加工部を除去している。
くとも２回のエネルギービーム照射により半導体膜の所
定の領域を除去加工しており、第１のエネルギービーム
照射により被加工部の領域に熱的な歪みを与え、第２の
エネルギービーム照射により被加工部を除去している。
【００１０】図１を参照して、本発明の作用を説明す
る。図１（ａ）を参照して、基板１上には金属膜２が設
けられ、金属膜２上に非晶質シリコンからなる半導体膜
３が設けられている。この半導体膜３に対し、図１
（ｂ）に示すように、所定のエネルギー密度の第１のレ
ーザービーム４を照射する。このレーザービーム４の照
射により、半導体膜３の被照射領域が微結晶化し、格子
定数の変化により応力が発生し、図１（ｂ）に示すよう
に下地層である金属膜との間で剥離が発生するものと推
測される。このようにして金属膜２との間で微細な空間
が形成された被照射領域３ａに対し、図１（ｃ）に示す
ように所定のエネルギー密度の第２のレーザービームを
照射する。このレーザービーム照射により被照射領域が
除去加工され、図１（ｃ）に示すように、除去部３ｂが
形成される。
る。図１（ａ）を参照して、基板１上には金属膜２が設
けられ、金属膜２上に非晶質シリコンからなる半導体膜
３が設けられている。この半導体膜３に対し、図１
（ｂ）に示すように、所定のエネルギー密度の第１のレ
ーザービーム４を照射する。このレーザービーム４の照
射により、半導体膜３の被照射領域が微結晶化し、格子
定数の変化により応力が発生し、図１（ｂ）に示すよう
に下地層である金属膜との間で剥離が発生するものと推
測される。このようにして金属膜２との間で微細な空間
が形成された被照射領域３ａに対し、図１（ｃ）に示す
ように所定のエネルギー密度の第２のレーザービームを
照射する。このレーザービーム照射により被照射領域が
除去加工され、図１（ｃ）に示すように、除去部３ｂが
形成される。
【００１１】以上のように、本発明に従えば、第１のエ
ネルギービーム照射により歪みが与えられ、これによっ
て何らかの形態で下地層である金属膜との密着性が低下
し、この密着性が低下した被照射領域に第２のエネルギ
ービーム照射が施されるため、下地層である金属膜に損
傷を与えることなく、半導体膜のみを除去加工すること
ができる。
ネルギービーム照射により歪みが与えられ、これによっ
て何らかの形態で下地層である金属膜との密着性が低下
し、この密着性が低下した被照射領域に第２のエネルギ
ービーム照射が施されるため、下地層である金属膜に損
傷を与えることなく、半導体膜のみを除去加工すること
ができる。
【００１２】本発明に従う第１の局面において照射する
エネルギービームのエネルギー密度は、対象となる半導
体膜の材質や厚み等を考慮して適宜選択することができ
る。また歪みを与えるための第１のエネルギービーム照
射であるか、被加工部を除去加工するための第２のエネ
ルギービーム照射であるかによってエネルギー密度が選
択される。膜厚０．１〜１０００μｍ程度の非晶質シリ
コン薄膜を除去加工する場合には、歪みを与える第１の
エネルギービーム照射のエネルギー密度として０．０１
〜１．０Ｊ／ｃｍ2 が好ましく、さらに好ましくは０．
０５〜０．５Ｊ／ｃｍ2 である。除去加工のための第２
のエネルギービーム照射のエネルギー密度としては０．
１〜１０Ｊ／ｃｍ2 が好ましく、さらに好ましくは０．
５〜２Ｊ／ｃｍ2 である。一般には、第１のエネルギー
ビームのエネルギー密度よりも第２のエネルギービーム
のエネルギー密度の方が高くなるが、必要に応じて同じ
エネルギー密度としたり、第１のエネルギービームの方
を高く設定することもできる。
エネルギービームのエネルギー密度は、対象となる半導
体膜の材質や厚み等を考慮して適宜選択することができ
る。また歪みを与えるための第１のエネルギービーム照
射であるか、被加工部を除去加工するための第２のエネ
ルギービーム照射であるかによってエネルギー密度が選
択される。膜厚０．１〜１０００μｍ程度の非晶質シリ
コン薄膜を除去加工する場合には、歪みを与える第１の
エネルギービーム照射のエネルギー密度として０．０１
〜１．０Ｊ／ｃｍ2 が好ましく、さらに好ましくは０．
０５〜０．５Ｊ／ｃｍ2 である。除去加工のための第２
のエネルギービーム照射のエネルギー密度としては０．
１〜１０Ｊ／ｃｍ2 が好ましく、さらに好ましくは０．
５〜２Ｊ／ｃｍ2 である。一般には、第１のエネルギー
ビームのエネルギー密度よりも第２のエネルギービーム
のエネルギー密度の方が高くなるが、必要に応じて同じ
エネルギー密度としたり、第１のエネルギービームの方
を高く設定することもできる。
【００１３】またエネルギービームの波長としては０．
５μｍ以下が一般的であり、ビーム源としてレーザーを
用いる場合には、波長０．１９〜０．３５μｍが一般的
である。
５μｍ以下が一般的であり、ビーム源としてレーザーを
用いる場合には、波長０．１９〜０．３５μｍが一般的
である。
【００１４】本発明の光起電力素子の製造方法は、部分
的に除去加工された金属膜及び半導体膜が基板の上方に
積層された光起電力素子の製造方法であり、基板の上方
に金属膜を形成する工程と、金属膜の被加工部に第１の
エネルギービームを照射した後、第２のエネルギービー
ムを照射して被加工部を除去する工程と、除去加工され
た金属膜の上に半導体膜を形成する工程と、半導体膜の
被加工部に第１のエネルギービームを照射した後、第１
のエネルギービームとは異なるエネルギー密度を有する
第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去する
工程とを備えている。
的に除去加工された金属膜及び半導体膜が基板の上方に
積層された光起電力素子の製造方法であり、基板の上方
に金属膜を形成する工程と、金属膜の被加工部に第１の
エネルギービームを照射した後、第２のエネルギービー
ムを照射して被加工部を除去する工程と、除去加工され
た金属膜の上に半導体膜を形成する工程と、半導体膜の
被加工部に第１のエネルギービームを照射した後、第１
のエネルギービームとは異なるエネルギー密度を有する
第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去する
工程とを備えている。
【００１５】上記金属膜の除去加工方法では、金属膜の
被加工部に第１のエネルギービームを照射した後、第１
のエネルギービームとは異なるエネルギー密度を有する
第２のエネルギービームを照射するか、あるいは第１の
エネルギービームの照射領域内のより狭い領域、もしく
は第１のエネルギービームの照射領域を含むより広い領
域に、第２のエネルギービームを照射する。第２のエネ
ルギービームの照射領域が第１のエネルギービーム照射
領域より狭いまたはより広い場合、第１のエネルギービ
ームと第２のエネルギービームは同じエネルギー密度で
あってもよいし、異なるエネルギー密度であってもい。
被加工部に第１のエネルギービームを照射した後、第１
のエネルギービームとは異なるエネルギー密度を有する
第２のエネルギービームを照射するか、あるいは第１の
エネルギービームの照射領域内のより狭い領域、もしく
は第１のエネルギービームの照射領域を含むより広い領
域に、第２のエネルギービームを照射する。第２のエネ
ルギービームの照射領域が第１のエネルギービーム照射
領域より狭いまたはより広い場合、第１のエネルギービ
ームと第２のエネルギービームは同じエネルギー密度で
あってもよいし、異なるエネルギー密度であってもい。
【００１６】金属膜除去加工の第１の実施態様では、金
属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射して被
加工部の領域の金属膜を変質させる工程と、被加工部に
第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去する
工程とを備えている。
属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射して被
加工部の領域の金属膜を変質させる工程と、被加工部に
第２のエネルギービームを照射して被加工部を除去する
工程とを備えている。
【００１７】第１の実施態様においては、金属膜の除去
を生じない程度の低いエネルギーの第１のエネルギービ
ームが照射される。これによって、アニール、焼き入れ
等の熱処理が行われ、除去加工の際の変形等が発生しに
くくなるように改質される。このように金属膜を改質し
た後、より高いエネルギービームが照射され被加工部が
除去加工される。このような除去加工の領域は、第１の
エネルギービームの照射領域よりも内側の領域であり、
このような領域で第２のエネルギービームが照射され、
除去加工が行われる。除去加工は、すでに改質された金
属膜の領域で行われるので、突起などの変形部分が生じ
にくくなる。
を生じない程度の低いエネルギーの第１のエネルギービ
ームが照射される。これによって、アニール、焼き入れ
等の熱処理が行われ、除去加工の際の変形等が発生しに
くくなるように改質される。このように金属膜を改質し
た後、より高いエネルギービームが照射され被加工部が
除去加工される。このような除去加工の領域は、第１の
エネルギービームの照射領域よりも内側の領域であり、
このような領域で第２のエネルギービームが照射され、
除去加工が行われる。除去加工は、すでに改質された金
属膜の領域で行われるので、突起などの変形部分が生じ
にくくなる。
【００１８】第１の実施態様において、第１のエネルギ
ービームのエネルギー密度は、好ましくは、０．０１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．０５
〜０．２Ｊ／ｃｍ2 である。また第２のエネルギービー
ムのエネルギー密度は、好ましくは、０．２〜１．５Ｊ
／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．２〜１Ｊ／ｃ
ｍ2 である。
ービームのエネルギー密度は、好ましくは、０．０１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．０５
〜０．２Ｊ／ｃｍ2 である。また第２のエネルギービー
ムのエネルギー密度は、好ましくは、０．２〜１．５Ｊ
／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．２〜１Ｊ／ｃ
ｍ2 である。
【００１９】第１の実施態様において、第２のエネルギ
ービームの照射領域が、第１のエネルギービームの照射
領域より狭い場合、第１のエネルギービームと第２のエ
ネルギービームのエネルギー密度は異なるものであって
もよいし、実質的に同程度のものであってもよい。
ービームの照射領域が、第１のエネルギービームの照射
領域より狭い場合、第１のエネルギービームと第２のエ
ネルギービームのエネルギー密度は異なるものであって
もよいし、実質的に同程度のものであってもよい。
【００２０】金属膜除去加工の第２の実施態様では、金
属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射して被
加工部を除去する工程と、被加工部の周辺領域に第２の
エネルギービームを照射して該周辺領域の変形部分を平
坦化する工程とを備えている。
属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射して被
加工部を除去する工程と、被加工部の周辺領域に第２の
エネルギービームを照射して該周辺領域の変形部分を平
坦化する工程とを備えている。
【００２１】第２の実施態様においては、第１のエネル
ギービームを照射することにより、従来と同様に金属膜
を除去加工する。次に、第１のエネルギービーム照射に
より形成された除去部周辺領域の変形部分または第１の
エネルギービーム照射領域を含むより広い領域に第２の
エネルギービームを照射し、変形部分を溶融することに
より平坦化している。
ギービームを照射することにより、従来と同様に金属膜
を除去加工する。次に、第１のエネルギービーム照射に
より形成された除去部周辺領域の変形部分または第１の
エネルギービーム照射領域を含むより広い領域に第２の
エネルギービームを照射し、変形部分を溶融することに
より平坦化している。
【００２２】第２の実施態様において、第１のエネルギ
ービームのエネルギー密度は、好ましくは、０．２〜
１．５Ｊ／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．２〜
１Ｊ／ｃｍ2 である。また第２のエネルギービームのエ
ネルギー密度は、好ましくは、０．１〜０．９Ｊ／ｃｍ
2 であり、さらに好ましくは、０．３〜０．６Ｊ／ｃｍ
2 である。
ービームのエネルギー密度は、好ましくは、０．２〜
１．５Ｊ／ｃｍ2 であり、さらに好ましくは、０．２〜
１Ｊ／ｃｍ2 である。また第２のエネルギービームのエ
ネルギー密度は、好ましくは、０．１〜０．９Ｊ／ｃｍ
2 であり、さらに好ましくは、０．３〜０．６Ｊ／ｃｍ
2 である。
【００２３】第２の実施態様において、第２のエネルギ
ービームの照射領域が第１のエネルギービームの照射領
域より広い場合、第１のエネルギービームと第２のエネ
ルギービームのエネルギー密度は異なっていてもよい
し、実質的に同じであってもよい。
ービームの照射領域が第１のエネルギービームの照射領
域より広い場合、第１のエネルギービームと第２のエネ
ルギービームのエネルギー密度は異なっていてもよい
し、実質的に同じであってもよい。
【００２４】上記金属膜除去加工方法に従えば、除去加
工後に、突起などの変形部分が除去加工部の周辺領域に
残らないので、金属膜の上に半導体薄膜などを形成して
も、半導体薄膜の剥離やピンホール、あるいは電気的リ
ークなどの問題を生じることがない。
工後に、突起などの変形部分が除去加工部の周辺領域に
残らないので、金属膜の上に半導体薄膜などを形成して
も、半導体薄膜の剥離やピンホール、あるいは電気的リ
ークなどの問題を生じることがない。
【００２５】本発明の製造工程における半導体膜除去加
工工程においては、上記本発明の半導体膜除去加工方法
の第１の局面の工程を用いることができる。本発明にお
いて照射するエネルギービームのエネルギー密度は、対
象となる金属膜及び半導体膜の材質や厚み等を考慮して
適宜選択することができる。
工工程においては、上記本発明の半導体膜除去加工方法
の第１の局面の工程を用いることができる。本発明にお
いて照射するエネルギービームのエネルギー密度は、対
象となる金属膜及び半導体膜の材質や厚み等を考慮して
適宜選択することができる。
【００２６】本発明の光起電力素子の製造方法に従え
ば、突起などの変形部分を残すことなく金属膜を除去す
ることができるので、その上に形成する半導体膜の剥離
や、ピンホール、及び電気的リークなどの発生を少なく
することができるとともに、半導体膜を除去加工する際
には、下地層である金属膜に悪影響を与えることなく、
半導体膜のみを除去加工することができる。
ば、突起などの変形部分を残すことなく金属膜を除去す
ることができるので、その上に形成する半導体膜の剥離
や、ピンホール、及び電気的リークなどの発生を少なく
することができるとともに、半導体膜を除去加工する際
には、下地層である金属膜に悪影響を与えることなく、
半導体膜のみを除去加工することができる。
【００２７】
【実施例】ポリイミド基板上に金属膜（厚み２０００
Å）を形成し、この金属膜上に形成した非晶質シリコン
薄膜（厚み６０００Å）にＸｅＣｌエキシマレーザーを
用いてレーザービームを照射し除去加工した。
Å）を形成し、この金属膜上に形成した非晶質シリコン
薄膜（厚み６０００Å）にＸｅＣｌエキシマレーザーを
用いてレーザービームを照射し除去加工した。
【００２８】実施例１ 本発明に従いエネルギービームを被加工部に２度照射し
た。１度目のレーザービームのエネルギー密度を０．２
２８Ｊ／ｃｍ2 とし、２度目のレーザービームのエネル
ギー密度を０．４４６Ｊ／ｃｍ2 とした。それぞれのレ
ーザービーム照射後の表面状態を顕微鏡により観察し
た。この結果を表１に示す。また顕微鏡による観察結果
を図８に示す。
た。１度目のレーザービームのエネルギー密度を０．２
２８Ｊ／ｃｍ2 とし、２度目のレーザービームのエネル
ギー密度を０．４４６Ｊ／ｃｍ2 とした。それぞれのレ
ーザービーム照射後の表面状態を顕微鏡により観察し
た。この結果を表１に示す。また顕微鏡による観察結果
を図８に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】比較例１〜４ 比較として、レーザービームのエネルギー密度を変えて
非晶質シリコン薄膜上にレーザービームを一度だけ照射
した。レーザービーム照射後の表面状態を顕微鏡により
観察した。この結果を表２に示す。表１及び表２におい
て、ａ−Ｓｉは非晶質シリコン薄膜を表す。また顕微鏡
による観察結果を図９に示す。
非晶質シリコン薄膜上にレーザービームを一度だけ照射
した。レーザービーム照射後の表面状態を顕微鏡により
観察した。この結果を表２に示す。表１及び表２におい
て、ａ−Ｓｉは非晶質シリコン薄膜を表す。また顕微鏡
による観察結果を図９に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】表１及び図８から明らかなように、本発明
に従い１度目のレーザービーム照射で歪みを与え、２度
目のレーザービーム照射で非晶質シリコン薄膜を除去さ
せた場合、下地層である金属膜に損傷を与えることな
く、非晶質シリコン薄膜を除去することができる。また
表２及び図９から明らかなように、１度のみのレーザー
ビームの照射で、エネルギー密度を調整して非晶質シリ
コン薄膜のみを除去することは困難であり、非晶質シリ
コン薄膜が残留したり、あるいは下地層の金属膜に亀裂
等を生じてしまう。
に従い１度目のレーザービーム照射で歪みを与え、２度
目のレーザービーム照射で非晶質シリコン薄膜を除去さ
せた場合、下地層である金属膜に損傷を与えることな
く、非晶質シリコン薄膜を除去することができる。また
表２及び図９から明らかなように、１度のみのレーザー
ビームの照射で、エネルギー密度を調整して非晶質シリ
コン薄膜のみを除去することは困難であり、非晶質シリ
コン薄膜が残留したり、あるいは下地層の金属膜に亀裂
等を生じてしまう。
【００３３】次に、本発明に従う光起電力素子の製造方
法の実施例について説明する。図２を参照して、ガラス
またはＳＵＳステンレスなどからなる基板１１上にＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2 Ｏ3 等の無機材料またはポリイミド、ＰＭ
ＭＡ、アクリル等の有機系材料からなる絶縁膜１２を形
成し、この上にＡｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、Ｗまたはこれらの
組合せなどからなる金属膜１３を形成する。図３を参照
して、金属膜１３に所定の間隔でライン状に除去加工し
て除去部１３ａを形成し、金属膜１３を複数に分割す
る。
法の実施例について説明する。図２を参照して、ガラス
またはＳＵＳステンレスなどからなる基板１１上にＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2 Ｏ3 等の無機材料またはポリイミド、ＰＭ
ＭＡ、アクリル等の有機系材料からなる絶縁膜１２を形
成し、この上にＡｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、Ｗまたはこれらの
組合せなどからなる金属膜１３を形成する。図３を参照
して、金属膜１３に所定の間隔でライン状に除去加工し
て除去部１３ａを形成し、金属膜１３を複数に分割す
る。
【００３４】金属膜１３の除去加工は、レーザー照射に
より行うことができる。図１０は、上記金属除去加工の
第１の実施態様に従う方法を示す図である。図１０
（ａ）を参照して、金属膜１３に、例えばエネルギー密
度０．１０Ｊ／ｃｍ2 のレーザービーム２４を照射す
る。このレーザービーム２４は、ＸｅＣｌエキシマレー
ザーを用いて照射する。
より行うことができる。図１０は、上記金属除去加工の
第１の実施態様に従う方法を示す図である。図１０
（ａ）を参照して、金属膜１３に、例えばエネルギー密
度０．１０Ｊ／ｃｍ2 のレーザービーム２４を照射す
る。このレーザービーム２４は、ＸｅＣｌエキシマレー
ザーを用いて照射する。
【００３５】図１０（ｂ）を参照して、レーザービーム
２４の照射により、金属膜１３の被照射領域には、改質
領域１３ｂが形成される。この改質領域１３ｂは、レー
ザービーム２４によるアニールまたは焼き入れなどによ
り改質された部分である。次に、この改質領域１３ｂの
内側の領域にエネルギー密度０．９０Ｊ／ｃｍ2 を有す
るレーザービーム２５を照射する。レーザービーム２５
も、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いて照射する。
２４の照射により、金属膜１３の被照射領域には、改質
領域１３ｂが形成される。この改質領域１３ｂは、レー
ザービーム２４によるアニールまたは焼き入れなどによ
り改質された部分である。次に、この改質領域１３ｂの
内側の領域にエネルギー密度０．９０Ｊ／ｃｍ2 を有す
るレーザービーム２５を照射する。レーザービーム２５
も、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いて照射する。
【００３６】図１０（ｃ）を参照して、レーザービーム
２５の照射により、改質領域１３ｂ内の金属膜が除去さ
れ、除去部１３ａが形成される。
２５の照射により、改質領域１３ｂ内の金属膜が除去さ
れ、除去部１３ａが形成される。
【００３７】また金属膜の除去加工は、上記第２の実施
態様に従う方法により行ってもよい。図１１は、このよ
うな方法を説明するための断面図である。図１１（ａ）
を参照して、金属膜１３の除去加工すべき領域に第１の
エネルギービームとしてのレーザービーム２４を照射す
る。レーザービーム２４としては、ＹＡＧレーザーのレ
ーザービームを用い、エネルギー密度０．０３〜１Ｊ／
ｃｍ2 とする。本実施例では０．３Ｊ／ｃｍ2 としてい
る。
態様に従う方法により行ってもよい。図１１は、このよ
うな方法を説明するための断面図である。図１１（ａ）
を参照して、金属膜１３の除去加工すべき領域に第１の
エネルギービームとしてのレーザービーム２４を照射す
る。レーザービーム２４としては、ＹＡＧレーザーのレ
ーザービームを用い、エネルギー密度０．０３〜１Ｊ／
ｃｍ2 とする。本実施例では０．３Ｊ／ｃｍ2 としてい
る。
【００３８】図１１（ｂ）を参照して、レーザービーム
２４の照射により、金属膜１３に除去部１３ａが形成さ
れる。また除去部１３ａの周辺領域では、金属膜１３が
盛り上がり、変形部分１３ｃが形成される。変形部分１
３ｃの高さは１．０μｍであった。次に、変形部分１３
ｃを含む、より広い領域に、ＹＡＧレーザーからのレー
ザービーム２５を照射する。レーザービーム２５のエネ
ルギー密度は０．５Ｊ／ｃｍ2 とした。
２４の照射により、金属膜１３に除去部１３ａが形成さ
れる。また除去部１３ａの周辺領域では、金属膜１３が
盛り上がり、変形部分１３ｃが形成される。変形部分１
３ｃの高さは１．０μｍであった。次に、変形部分１３
ｃを含む、より広い領域に、ＹＡＧレーザーからのレー
ザービーム２５を照射する。レーザービーム２５のエネ
ルギー密度は０．５Ｊ／ｃｍ2 とした。
【００３９】図１１（ｃ）を参照して、レーザービーム
２５の照射により除去部１３ａの周辺領域の変形部分が
平坦化され、平坦化領域１３ｄが形成される。この平坦
化領域１３ｄは、金属膜１３の表面から０．１μｍ程度
盛り上がった程度である。
２５の照射により除去部１３ａの周辺領域の変形部分が
平坦化され、平坦化領域１３ｄが形成される。この平坦
化領域１３ｄは、金属膜１３の表面から０．１μｍ程度
盛り上がった程度である。
【００４０】このように、第２の実施態様に従えば、レ
ーザービーム照射除去後に形成される変形部分の変形の
程度を小さくすることができる。図４を参照して、以上
のようにして除去加工し分割した金属膜１３の上に、ｐ
ｎ、ｐｉｎ、ｎｐ、またはｎｉｐ接合を有する非晶質シ
リコン薄膜１４を形成する。また、ｐｎｐｎｐｎ…、ｐ
ｉｎｐｉｎｐｉｎ…、ｎｐｎｐｎｐ…、またはｎｉｐ、
ｎｉｐ、ｎｉｐ…などのマルチバンドギャップ構造でも
よい。
ーザービーム照射除去後に形成される変形部分の変形の
程度を小さくすることができる。図４を参照して、以上
のようにして除去加工し分割した金属膜１３の上に、ｐ
ｎ、ｐｉｎ、ｎｐ、またはｎｉｐ接合を有する非晶質シ
リコン薄膜１４を形成する。また、ｐｎｐｎｐｎ…、ｐ
ｉｎｐｉｎｐｉｎ…、ｎｐｎｐｎｐ…、またはｎｉｐ、
ｎｉｐ、ｎｉｐ…などのマルチバンドギャップ構造でも
よい。
【００４１】図５を参照して、この非晶質シリコン薄膜
１４に対し、ライン状に第１のエネルギービームを照射
する。第１のエネルギービームとしては、例えばＸｅＣ
ｌエキシマレーザのレーザビームを用いる。この第１の
エネルギービーム照射により非晶質シリコン薄膜に歪み
を与える。第１のエネルギービーム照射によって歪みが
与えられることにより、何らかの形態で下地層である金
属膜１３との密着性が低下する。次に、この密着性が低
下した被照射領域に第２のエネルギービームを照射す
る。この第２のエネルギービーム照射により非晶質シリ
コン薄膜１４が除去加工される。このように第１のエネ
ルギービーム照射により歪みを与え金属膜との密着性を
低下させた後非晶質シリコン薄膜を除去しているので、
下地層である金属膜に与える損傷が少なくなる。このよ
うな半導体膜の除去加工工程において用いる第１のエネ
ルギービームのエネルギー密度としては、例えば０．１
〜１．０Ｊ／ｃｍ2 程度が一般的である。また除去加工
のための第２のエネルギービームのエネルギー密度とし
ては、０．１〜１０Ｊ／ｃｍ2 程度が一般的である。本
実施例では、第１のエネルギービームとして、０．２２
８Ｊ／ｃｍ2 のエネルギー密度を有するレーザビームを
用いた。第２のエネルギービームとしては、０．４４６
Ｊ／ｃｍ2 のエネルギー密度を有するレーザビームを用
いた。以上のようにして非晶質シリコン薄膜１４にライ
ン状の除去部１４ａを形成する。
１４に対し、ライン状に第１のエネルギービームを照射
する。第１のエネルギービームとしては、例えばＸｅＣ
ｌエキシマレーザのレーザビームを用いる。この第１の
エネルギービーム照射により非晶質シリコン薄膜に歪み
を与える。第１のエネルギービーム照射によって歪みが
与えられることにより、何らかの形態で下地層である金
属膜１３との密着性が低下する。次に、この密着性が低
下した被照射領域に第２のエネルギービームを照射す
る。この第２のエネルギービーム照射により非晶質シリ
コン薄膜１４が除去加工される。このように第１のエネ
ルギービーム照射により歪みを与え金属膜との密着性を
低下させた後非晶質シリコン薄膜を除去しているので、
下地層である金属膜に与える損傷が少なくなる。このよ
うな半導体膜の除去加工工程において用いる第１のエネ
ルギービームのエネルギー密度としては、例えば０．１
〜１．０Ｊ／ｃｍ2 程度が一般的である。また除去加工
のための第２のエネルギービームのエネルギー密度とし
ては、０．１〜１０Ｊ／ｃｍ2 程度が一般的である。本
実施例では、第１のエネルギービームとして、０．２２
８Ｊ／ｃｍ2 のエネルギー密度を有するレーザビームを
用いた。第２のエネルギービームとしては、０．４４６
Ｊ／ｃｍ2 のエネルギー密度を有するレーザビームを用
いた。以上のようにして非晶質シリコン薄膜１４にライ
ン状の除去部１４ａを形成する。
【００４２】次に、図６を参照して、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ2 、ＺｎＯなどからなる透光性導電膜１５を形成す
る。次に、図７を参照して、この透光性導電膜１５をレ
ーザ照射しライン状に除去加工し分割する。また、フォ
トレジストとエッチングにより除去部を形成しパターン
化してもよい。以上のようにして、図７に示すような、
分割された光起電力素子のユニットが直列に接続された
光起電力素子を得ることができる。
Ｏ2 、ＺｎＯなどからなる透光性導電膜１５を形成す
る。次に、図７を参照して、この透光性導電膜１５をレ
ーザ照射しライン状に除去加工し分割する。また、フォ
トレジストとエッチングにより除去部を形成しパターン
化してもよい。以上のようにして、図７に示すような、
分割された光起電力素子のユニットが直列に接続された
光起電力素子を得ることができる。
【００４３】上記実施例の製造方法に従えば、金属膜の
分割除去加工の際に、突起などの変形部分の変形の程度
を小さくすることができ、金属膜上に形成される非晶質
シリコン薄膜の剥離やピンホール発生、及び電気的リー
クの発生を防止することができる。また、非晶質シリコ
ン薄膜の分割除去加工の際、下地層である金属膜に与え
る損傷を少なくすることができる。
分割除去加工の際に、突起などの変形部分の変形の程度
を小さくすることができ、金属膜上に形成される非晶質
シリコン薄膜の剥離やピンホール発生、及び電気的リー
クの発生を防止することができる。また、非晶質シリコ
ン薄膜の分割除去加工の際、下地層である金属膜に与え
る損傷を少なくすることができる。
【００４４】上記各実施例では、金属膜としてＡｌまた
はＡｇ等のものを例に説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない。また半導体膜として非晶質シリ
コン薄膜を例にして示したが、ＧａＡｓ等の化合物半導
体や、微結晶、多結晶または単結晶などの結晶系のシリ
コン薄膜にも適用され得るものである。また半導体膜に
は、ｐｉｎｐｉｎｐｉｎ…及びｎｉｐｎｉｐｎｉｐ…な
どのマルチバンドギャップ構造のものも含まれる。
はＡｇ等のものを例に説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない。また半導体膜として非晶質シリ
コン薄膜を例にして示したが、ＧａＡｓ等の化合物半導
体や、微結晶、多結晶または単結晶などの結晶系のシリ
コン薄膜にも適用され得るものである。また半導体膜に
は、ｐｉｎｐｉｎｐｉｎ…及びｎｉｐｎｉｐｎｉｐ…な
どのマルチバンドギャップ構造のものも含まれる。
【００４５】また、本発明において第１のエネルギービ
ーム照射及び第２のエネルギービーム照射の照射回数は
それぞれ１回に限定されるものではなく、複数回照射し
てもよい。
ーム照射及び第２のエネルギービーム照射の照射回数は
それぞれ１回に限定されるものではなく、複数回照射し
てもよい。
【００４６】
【発明の効果】本発明の除去加工方法では、半導体膜の
被加工部に第１のエネルギービームを照射して被加工部
の領域に歪みを与えた後、第２のエネルギービームを照
射して被加工部を除去している。本発明に従えば、半導
体膜の被加工部に歪みを与え、下地層との密着性を低下
させた後にエネルギービームを照射しているため、下地
層に悪影響を与えることなく、半導体膜のみを除去加工
することができる。
被加工部に第１のエネルギービームを照射して被加工部
の領域に歪みを与えた後、第２のエネルギービームを照
射して被加工部を除去している。本発明に従えば、半導
体膜の被加工部に歪みを与え、下地層との密着性を低下
させた後にエネルギービームを照射しているため、下地
層に悪影響を与えることなく、半導体膜のみを除去加工
することができる。
【００４７】本発明の光起電力素子の製造方法に従え
ば、突起などの変形部分を残すことなく金属膜を除去す
ることができるので、その上に形成する半導体膜の剥離
や、ピンホール、及び電気的リークなどの発生を少なく
することができるとともに、半導体膜を除去加工する際
には、下地層である金属膜に悪影響を与えることなく、
半導体膜のみを除去加工することができる。
ば、突起などの変形部分を残すことなく金属膜を除去す
ることができるので、その上に形成する半導体膜の剥離
や、ピンホール、及び電気的リークなどの発生を少なく
することができるとともに、半導体膜を除去加工する際
には、下地層である金属膜に悪影響を与えることなく、
半導体膜のみを除去加工することができる。
【図１】図１は、本発明に従う除去加工方法を説明する
ための図であり、（ａ）エネルギービーム照射前の状
態、（ｂ）は第１のエネルギービーム照射後の状態、
（ｃ）は第２のエネルギービーム照射後の状態をそれぞ
れ示す断面図。
ための図であり、（ａ）エネルギービーム照射前の状
態、（ｂ）は第１のエネルギービーム照射後の状態、
（ｃ）は第２のエネルギービーム照射後の状態をそれぞ
れ示す断面図。
【図２】光起電力素子の製造工程において、金属膜を形
成した後の状態を示す断面図。
成した後の状態を示す断面図。
【図３】光起電力素子の製造工程において、金属膜にパ
ターンを形成した後の状態を示す断面図。
ターンを形成した後の状態を示す断面図。
【図４】光起電力素子の製造工程において、非晶質シリ
コン薄膜を形成した後の状態を示す断面図。
コン薄膜を形成した後の状態を示す断面図。
【図５】光起電力素子の製造工程において、本発明に従
う除去加工方法により非晶質シリコン薄膜を除去加工し
た後の状態を示す断面図。
う除去加工方法により非晶質シリコン薄膜を除去加工し
た後の状態を示す断面図。
【図６】光起電力素子の製造工程において、透光性導電
膜を形成した後の状態を示す断面図。
膜を形成した後の状態を示す断面図。
【図７】光起電力素子の製造工程において、透光性導電
膜にパターンを形成した後の状態を示す断面図。
膜にパターンを形成した後の状態を示す断面図。
【図８】本発明に従う実施例におけるレーザービーム照
射後の薄膜の表面状態を示す顕微鏡写真。
射後の薄膜の表面状態を示す顕微鏡写真。
【図９】比較例におけるレーザービーム照射後の薄膜の
表面状態を示す顕微鏡写真。
表面状態を示す顕微鏡写真。
【図１０】光起電力素子の製造工程において、金属膜に
レーザービームを照射し除去加工することによって分割
する方法の第１の実施態様を示す断面図。
レーザービームを照射し除去加工することによって分割
する方法の第１の実施態様を示す断面図。
【図１１】光起電力素子の製造工程において、金属膜に
レーザービームを照射し除去加工することによって分割
する方法の第２の実施態様を示す断面図。
レーザービームを照射し除去加工することによって分割
する方法の第２の実施態様を示す断面図。
１…基板 ２…金属膜 ３…半導体膜 ３ａ…半導体膜のエネルギービームの被照射部分 ３ｂ…半導体膜の除去部分 ４…半導体膜の被加工部に歪みを与えるための第１のエ
ネルギービーム ５…半導体膜の被加工部を除去するための第２のエネル
ギービーム
ネルギービーム ５…半導体膜の被加工部を除去するための第２のエネル
ギービーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 エネルギービームを照射することにより
半導体膜の少なくとも一部を除去加工する方法であっ
て、 前記半導体膜の被加工部に第１のエネルギービームを照
射した後、前記第１のエネルギービームとは異なるエネ
ルギー密度を有する第２のエネルギービームを照射する
ことを特徴とする半導体膜の除去加工方法。 - 【請求項２】 エネルギービームを照射することにより
半導体膜の少なくとも一部を除去加工する方法であっ
て、 前記半導体膜の被加工部に第１のエネルギービームを照
射して被加工部の領域に歪みを与える工程と、 前記歪みが与えられた被加工部に第２のエネルギービー
ムを照射して被加工部を除去する工程とを備える、半導
体膜の除去加工方法。 - 【請求項３】 前記半導体膜が非晶質半導体膜である、
請求項２に記載の半導体膜の除去加工方法。 - 【請求項４】 前記第１のエネルギービーム及び第２の
エネルギービームの波長が０．５μｍ以下である請求項
１〜３のいずれか１項に記載の半導体膜の除去加工方
法。 - 【請求項５】 部分的に除去加工された金属膜及び半導
体膜が基板の上方に積層された光起電力素子の製造方法
であって、 前記基板の上方に前記金属膜を形成する工程と、 前記金属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射
した後、第２のエネルギービームを照射して被加工部を
除去する工程と、 前記除去加工された金属膜の上に前記半導体膜を形成す
る工程と、 前記半導体膜の被加工部に第１のエネルギービームを照
射した後、前記第１のエネルギービームとは異なるエネ
ルギー密度を有する第２のエネルギービームを照射して
被加工部を除去する工程とを備える光起電力素子の製造
方法。 - 【請求項６】 部分的に除去加工された金属膜及び半導
体膜が基板の上方に積層された光起電力素子の製造方法
であって、 前記基板の上方に前記金属膜を形成する工程と、 前記金属膜の被加工部に第１のエネルギービームを照射
した後、前記第１のエネルギービーム照射領域内のより
狭い領域または前記第１のエネルギービーム照射領域を
含むより広い領域に第２のエネルギービームを照射して
被加工部を除去する工程と、 前記除去加工された金属膜の上に前記半導体膜を形成す
る工程と、 前記半導体膜の被加工部に第１のエネルギービームを照
射した後、前記第１のエネルギービームとは異なるエネ
ルギー密度を有する第２のエネルギービームを照射して
被加工部を除去する工程とを備える光起電力素子の製造
方法。 - 【請求項７】 前記半導体膜の被加工部を除去する工程
が、 前記半導体膜の被加工部に第１のエネルギービームを照
射して被加工部の領域に歪みを与える工程と、 前記歪みが与えられた被加工部に第２のエネルギービー
ムを照射して被加工部を除去する工程とを備える請求項
５または６に記載の光起電力素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139226A JPH0799335A (ja) | 1993-06-21 | 1994-06-21 | 半導体膜の除去加工方法及び光起電力素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14902293 | 1993-06-21 | ||
| JP5-149022 | 1993-06-21 | ||
| JP6139226A JPH0799335A (ja) | 1993-06-21 | 1994-06-21 | 半導体膜の除去加工方法及び光起電力素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799335A true JPH0799335A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=26472102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139226A Pending JPH0799335A (ja) | 1993-06-21 | 1994-06-21 | 半導体膜の除去加工方法及び光起電力素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799335A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005028369A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法 |
| JP2007090438A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法 |
| JP2008004694A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Sony Corp | 表面改質方法 |
| JP2008177553A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| WO2011066930A1 (de) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | Manz Automation Ag | Verfahren zum zumindest bereichsweisen entfernen einer schicht eines schichtenstapels |
| WO2011114761A1 (ja) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | 富士電機システムズ株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
| JP2012023070A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池、太陽電池用積層基板、およびそれらの製造方法 |
| WO2013021995A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 国立大学法人大阪大学 | 膜加工方法 |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP6139226A patent/JPH0799335A/ja active Pending
Cited By (12)
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| KR101444567B1 (ko) * | 2009-12-01 | 2014-09-25 | 만쯔 아게 | 레이어 스택의 층의 적어도 일부 영역을 제거하는 방법 |
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| WO2013021995A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 国立大学法人大阪大学 | 膜加工方法 |
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