JPS5935487A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents

光半導体装置の製造方法

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JPS5935487A
JPS5935487A JP57147360A JP14736082A JPS5935487A JP S5935487 A JPS5935487 A JP S5935487A JP 57147360 A JP57147360 A JP 57147360A JP 14736082 A JP14736082 A JP 14736082A JP S5935487 A JPS5935487 A JP S5935487A
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JP
Japan
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optical semiconductor
layer
transparent electrode
photoelectric conversion
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JP57147360A
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Toshiaki Yokoo
横尾 敏昭
Takashi Shibuya
澁谷 尚
Masaru Takeuchi
勝 武内
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/206Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

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】 (イ)技術分野 本発明は絶縁基板の一生面に複数の光半導体層を備えた
感光領域を形成する光半導体装置の製造方法に関する。
(ロ)背景技術 石油等のエネルギ資源の枯渇が問題となるなかで無尽蔵
な太陽光をエネルギ源とする太陽電池が脚光を浴びてい
る。この種太陽電池は従来に於いては単結晶シリコンか
ら成り、単位発W量当りのコストが高くつくのみならず
、容易に大面積化することが困難であり何らかの改善が
望まれている。
そこで本発明者等は単結晶シリコンとは異なる新材料と
してアモルファスシリコン等のアモルファス半導体に注
目し、斯るアモルファス半導体を主体とした太陽電池を
実用化している。第1図(5)〜(Qは上記アモルファ
ス半導体を主体とした特開昭55−107276号公報
に開示された太陽電池を示し、(1)は透明基板、(2
a)(21))(2Q)は基板(1)の−主面に一定間
隔で被着された透明電極層、(3)は上記透明電極層(
2a)(21))(20) に跨って一様に重畳被着さ
れたアモルファス半導体の如き光半導体層、(4a)(
4b)(4G)は上記光半導体層(3)を挾んで透明電
極層(2a)(2b)(zo)と対向する裏面電極層で
、該裏面電極層(4a、)(4b)(4Q)から基板(
1)の端面に向って延在した延長部(5a)(51))
(5Q)と透明電極層(2a) (21))(20)と
連なり光半導体層(3)から露出した端子部(ea)(
e’b)(6c)との内夫々隣接したもの同士が結合し
3個の光電変換領域(7a)(7b)(7c)は電気的
に直列接続状態となる。
上記光半導体層(3)はその内部に例えば基板(1)に
平行なP工N接合・を含み、従って透明基板(1)及び
透明電極層(za)(2’b)(2c)を順次弁して光
入射があると、光起電力を発生する。各光電変換領域(
7a)(7b)(70)で発生した光起電力は裏面電極
層(4a)(4’b) (F)延長部(5a)(5b)
と透明電極層(211))(20)の端子部(6’b)
(60)との接続により直列的に相加される。
この様な装置に於いて、光利用効率を左右する一つの要
因は、装置全体の受光面積(即ち、基板面積)に対し、
実際に発電番こ寄与する光電変換領域(,7a)(71
:+)(70)の総面積の占める割合いである。然るに
各透明電極層(2a)(2b)(2c)の隣接間隔に必
然的に存在する分離領域(8al))(8bc)  は
上記面積割合いを低下させる。
従って、光利用効率を向上するには透明電極層(za)
(2b)(zc)の隣接間隔である分離領域(sab)
(sbc)を小さくせねばならない。
斯る間隔縮小は各層の加工精度で決まり、従って、従来
は細密加工性に優れている写真蝕刻技術が用いられてい
る。この技術による場合、基板(1)全面への透明電極
層の被着工程と、フォトレジスト及びエツチングによる
各個別の透明電極層(2a)(21))(2Q)  の
分離、即ち各透明電極層(2a)(2b)(2(3) 
 の隣接間隔部分の除去工程とを順次径ることになる。
然し乍ら、上記写真蝕刻技術は集積回路、大規模集積回
路、更には超大規模集積回路等のスケールの小さい基板
への微細加工の上では極めて優れているものの、太陽電
池の如く大面積化の方向にある光半導体装置の広(長)
範囲に及ぶ隣接間隔部分の除去には上記集積回路に適用
される程微細に加工を施こすことができない。例えば1
0cm程度写真蝕刻技術により隣接間隔部分を再現性良
く除去しようとすれば、その除去幅は数100μmが限
度である。即ち、−辺が10cIII程度の光半導体装
置を製造しようとすれば、複数の分離領域(8al))
(8’bQ)の幅は数1aopm以上必要であると言う
ことである。
特開昭57−12568号公報に開示された先行技術は
、レーザビーム照射による層の焼き切りで、上記隣接間
隔を設けるものであり、写真蝕刻技術を使わないその技
法は上記の課題を解決する上で極めて有効である。
然し乍ら、斯る公開公報によれば直列接続される光電変
換領域(7a)(7b)(7c)の接続形態は第2図に
示す如く、隣接間隔に露出した透明電極層(2b)(2
c)上にその隣接間隔の長手方向に亘って左隣りの裏面
電極層(4a)(4b’)が延在することにより実現さ
れており、従って、透明電極層、光半導体層及び裏面電
極層を複数の光電変換領域(ya)、(yb)(7c)
に跨って各々被着形成後毎にレーザビームの照射を施さ
妊ければならない欠点を有していた。
(ハ)発明の開示 本発明は斯る点に鑑みレーザビームの持つ優れた微細加
工性をより一層利用した光半導体装置の製造方法を提供
するものである。即ち、本発明の特徴は、絶縁基板の一
生面の複数の感光領域に跨って設けられた第1の電極層
上に、該第1の電極層と連った複数の端子部を露出せし
めた状態で光半導体層を被着すると共に、該光半導体層
に第2の電極層を重畳した後、これ等第1電極層、光半
導体層及び第2の電極層の一部を上記複数の感光領域に
分割すべくエネルギビームの照射により除去したところ
にある。
に)実施例 第3図乃至第7図は本発明実施例方法を工程順に示して
いる。第3図の工程では厚み1WM〜3jrlのガラス
製の透明基板(1)上に、厚み2000人〜5000人
の酸化錫から成る透明電極層(2)が複数の感光領域、
即ち光電変換領域に跨って被着される。この被着工程に
於いて金属マスクを使用することにより4個の端子部(
aa)(a’b)(ac)(ad)を透明電極層(2)
から延在せしめる。斯る端子部(6a)(6b)(6C
)(6d)のパターニングは透明電極層(2)を透明基
板(1)全面上に被着後写真蝕刻技術により行なうこと
も可能である。
第4図の工程では1.上記透明電極層(2)から延在し
た端子部(ea)(6b)(ac)(ad、)を露出ぜ
しめた状態で厚み5000λ〜7000人のアモルファ
スシリコンの如き光半導体層(3)が被着される。
斯る光半導体層(3)はその内部に層面と平行なP工N
接合を含み、従ってより具体的には、先ずP型の光半導
体膜が被着され、次いで1型及びN型の光半導体膜が順
次積層被着される。
第5図の工程では、光半導体層(3)を覆うべく厚み2
000人〜1μmのアルミニウムから成る裏面電極層(
4)が被着される。この被着工程に於いて、金昆マクス
の使用により夫々光電変換領域となるべき裏面電極層(
4)から延出した鉤状の延長部(5ab)(5bc)(
5cd)は左隣りの光電変換領域となるべき箇所から露
出した透明電極層(2)の端子部(aa)(6h)(6
c)を覆い電気的に接続される。
第6図の最終工程では複数(本実施例では4個)の光電
変換領域(ya)(7b)(7e)(1)ic跨って一
様に被着された透明電極層(2)、光半導体層(3)及
び裏面電極層(4)の3層から成る積層体の隣接間隔部
(9ab)(9bc)(9cd)がレーザビームノ照射
により除去されて第7図に示す如き、分離領域(sab
)(sbc)(8cd)が形成され、複数の光電変換領
域(7a)(7’b)(7c)(yd) ハ上記分離領
域(8ab)(sbc)(8ccl)icよッテ電気的
に分離される。この工程で使用されるレーザは波長1゜
2 obpm、出力1.3 X 10  W/cIN、 パ
ルス周波数3KHzのYAGレーザが適当であり、分離
領域(8ab) (8bQ) (801(7)間隔は約
2011fnlC設定される。
(ホ)応用例 第8図乃至第16図は本発明応用例方法を工程順に示し
ており、就中光の実施例と異なるところは第11゛図の
除去工程である。
即ち、第8図の如く一部に切欠部(loa’b)(10
b(3)(100α)を設けて透明電極層(2)を透明
基板(1)の略全面に被着し、該透明電極層(2)上に
複数の端子部(6a)(6b)(ac)(6d)を露出
せしめた状態で光半導体層(3)を被着する(第9図)
と共に、第10図の様に光半導体層(3)のみならず露
出していた端子部(6a)(6b)(oc)(ad)ま
でも裏面電極層(4)によって被覆する。
そして第11図の除及工程では光電変換領域(7a)(
yb)(7c)(7d)tc跨ッテ一様gc被5mすし
た透明電極層(2)、光半導体層(3)及び裏面電極層
(4)の隣接間隔部(9ab)(9bQ)(90d)が
上記実施例と同様に波長1.06μm、出力1iX10
  W? /″、パルス周波数3KHz(7)YAGL/−ザの照
射により除去され、次いで右隣りの裏面電極層(4b)
(4C)(4d)から透明電極層(2)の切欠部(10
al:+) (10bQ) (loci を越えて各透
明電極層(2a)(2b)(2c)  の端子部(aa
)(eb)(ac)に延出した延長部(5ab)(5b
c)(5cd)と各裏面電極層(2a)(2b)(2Q
)との連結部(lla)(llb) (1i o )t
、レーザビームの照射により除去し、複数の光電変換領
域(7a)(7’b)(7c)(7d)を電気的に直列
関係に接続する。この時使用されるレーザは裏面電極層
(4)の材料であるアルミニウムの融点は透明電極層(
2)のそれに比して非常に低く、従って先の除去に用い
たレーザ出力より十分低い出力値のレーザ、例えば波長
1.06μm、出力5×1QWA、 パルス周波数3K
H7のYAGL/−ザが適当である。即ち、裏面電極材
をその層厚分だけ除去するにはゾ必要十分な照射時間長
をもってレーザビームを走査させると、斯る連結部(1
1a) (llb) (IIQ)の裏面電極材の層厚分
だけ完全に除去されて、その結果一時的にレーザビーム
が各透明電極層(Fa)(2b)(2c)の端子部(6
a)(61))(6Q)を直撃するにゑったとしても、
その部分は殆んど損傷を受けることはない。第12図並
びに第13図は斯る。方法により作製された4個の光電
変換領域(ya)(7b)(7c)(7d) の直列出
力を得る光半導体装置の平面図及び斜視図である。
尚、上記実施例で挙げた光半導体層はP工N接合を含む
アモルファスシリコンから成っていたが、アモルファス
シリコンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマニウ
ム等のアモルファス半導体やガリウム砒素、硫化カドミ
ウム等の薄膜状半導体で構成しても良く、また接合を積
層せしめたタンデム構造を成すこともできる。更に、透
明電極層の抵抗値が問題となる場合は、該透明電極層と
光半導体層との間に光透過に悪影響を与えない程度の集
電極、所謂グリッドを設けることも可能である。また、
複数の光電変換領域に分割する手段としてレーザビーム
を用いたが電子ビーム等のその他のエネルギビームであ
っても構わない。
(へ)効 果 本発明は以上の説明から明らかな如く、複数の感光領域
に跨って形成された第1電極層、光半導体層及び第2電
極層はこれ等積層体の形成後エネ ・ルギビームの照射
により分割せしめられるので、煩雑な工程を経ることな
く複数の感光領域の隣接間隔である分離領域の間隔を最
小限)こ抑えることができ、太陽電池にあっては光の利
用効率を上昇せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示し、同図(Alは平面図、同図(B
lは上記面に於けるB−B’線断面図、同図(C)は上
記面に於けるc −c’線断面図、第2図の他の従来例
要部の斜視図、第3図乃至第7図は本発明一実施例方法
を工程別に示す平面図、第8図乃至第12図は本発明他
の実施例方法を工程別に示す平面図、第13図はこの実
施例方法により作製された装置の斜視図、を夫々示して
いる。 +11−・・透明基板、+21(2a)(2b)(20
)(2d)−・・透明電極層、+31(3a)(3b)
(30)(3d)、−・光半導体層、(41(4a)(
4’b)(4c)(4d)−・・裏面電極層、(7a)
(7b)(70)(7d) ・・・光電変換領域、(8
a’b)(8bQ)(li) ・・・分離領域、(9a
’b)(9’bc)(9cd)・・・隣接間隔部。 y 第10図 第拾図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板の一生面の複数の感光領域に跨って設け
    られた第1の電極層上に、該第1の電極層と連なった複
    数の端子部を露出せしめた状態で光半導体層を被着する
    と共に、該光半導体層に第2の電極層を重畳した後、こ
    れ等第1電極層、光半導体層及び第2の電極層の一部を
    上記複数の感光領域に分割すべくエネルギビームの照射
    により除表することを特徴とした光半導体装置の製造方
    法。
JP57147360A 1982-08-24 1982-08-24 光半導体装置の製造方法 Granted JPS5935487A (ja)

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