JPS607778A

JPS607778A - 光電変換半導体装置

Info

Publication number: JPS607778A
Application number: JP58115640A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 山崎　「しゆん」平; Kenji Ito; 健二伊藤; Satsuki Watabe; 渡部　五月
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1985-01-16

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】この発明は、光照射により光起電力を発生しうる接合を
少なくとも１つ有するアモルファス半導体を含む非単結
晶半導体を絶縁表面を有する基板上に設けられた光電変
換素子（単に素子ともいう）を複数個電気的に直列接続
して、高い電圧の発生を可能にさせた光電変換装置（以
下、単に装置という）に関する。

この発明は、マスクレス、プロセスであってレーザ・ス
クライブ方式（以下ＬＳという）およびレーザ酸化（し
〜ザ・オキシディジョン、以下ＬＯという）を用いた。

かかる装置における上側の第２の電極をＬＯまたはＬＯ
とＬＳとを併用して、分離溝を設置する部分の電極材料
下の半導体を絶縁物に変成し、埋置して隣同志の素子の
第２の電極間の電気的分離を行うことを目的としている
。

本発明の装置における素子の配置、大きさ、形状は設計
仕様によって決められる。しかし本発明の内容を簡単に
するため、以下の詳細な説明においては、第１の素子の
下側（基板側）の第１の電極と、その右隣りに配置した
第２の素子の第２の電極（半導体上即ち基板から離れた
側）とを電気的に直列接続させた場合のパターンを基と
して記す。

かかるパターンにおいて、第１の素子および第２の素子
のそれぞれの第２の電極を互いに電気的に分離する分離
溝に、非単結晶半導体の酸化物絶縁物またはその上面の
電極の酸化物絶縁物を主成分とし、かかる絶縁物を埋置
充填して設けたことを特長としている。さらに本発明は
この分離溝を第１の素子の半導体上にわたって設け、そ
の深さく以下わたり深さという）を１０〜１５０　μと
することにより、製造上の歩留り向上の冗長度を設けた
ことを特長としている。− この発明は、第２の電極材料を分離して複数の第２の電
極を構成させる分離溝を酸化物絶縁物で充填し、その下
側の非単結晶半導体の表面をこの絶縁物によりパッシベ
イション（劣化防止用保護）物として設けることにより
、高信頼性を有する光電変換装置を設けることを特徴と
している。

この発明は半導体が非単結晶半導体であって、電気的導
電性が６ｐ　＝１０４（ｏｃｍ）−’、σｄ　＝１０　
〜１０−’（Ωｃ　ｍ　＞−’ときわめて低いことを利
用し、この半導体の厚さの０．３〜０．７μに比べて５
倍以上のわたり深さとすることにより、十分絶縁するこ
とが可能となることを応用して、この第１および第２の
素子のそれぞれの第２の電極同志を互いにアイソレイシ
ョン（電気約分％ｉｔ）を行うことにある。

即ち電気的絶縁性は分離溝のＩＪを厚さに比べて５倍以
上（２，５μ以上好ましくは２０〜６０μ）有すると、
１０１倍もその絶縁性が指数関数的に増大し電極間を１
０４Ω／ｃｔｎ以上も有せしめることができるという非
単結晶半導体の特性を応用したものである。

従来、集積化ハイブリッド構造の光電変換装置において
、マスク合わせ方式を用いていた。そのため、連結部は
５〜１ｍｍの巾を必要としていた。

しかし、他方本発明はその必要面積を１／１０〜１　／
１００としたものである。即ち連結部の１１を３５０〜
１０μ好ましくは２００〜５０μにすることにより、こ
の連結部を５〜５０段を必要とする光電変換装置のパネ
ルの光起電力発生用面積（有効面積または実効面積とい
う）を、従来の７５〜５０％より９７〜９０％にまで高
め、実効変換効率を１０〜２０％も実質的に向上せしめ
たことを特徴としている。

この発明はＬＳ方式（第１および第２の開溝の作製にＬ
Ｓを用い、第３の分離溝はＬＯまたはＬＯとＬＳとの併
用を用いる）によるマスクレス工程であって、この製造
工程においては前工程で形成された開溝ヲ５０〜３００
倍に拡大してテレビジョン等に映し、このモニターされ
た開溝をコンピュータ（マイクロコンピュータ）内にア
ドレスさせる。さらにこのインプットされた情報を基準
として、そこよりのシフト量とメモリに記憶させた情報
とを合わせて、次工程で作られる開溝の位置を規定する
。

そしてこの規定された位置にＬＳ用のレーザ光例えば波
長１．０６μのＹＡＧレーザ（焦点距離４０ｍｍ、レー
ザ光径４０μ）または計レーザ（波長０．４８μ、光径
１５μ）を照射させる。さらにレーザ光を例えば１ｍ／
分の速さで移動せしめ、前工程と従属関係の開溝または
分離溝を作製せしめる。

本発明のＬＳおよびＬＯは、実質的にコンピュータ制御
されたセルファラインカ法を行うことができる超高精度
方式であるという他の特長を有する。

このため従来より知られたマスク合わせ方式で必要なマ
スクのずれ、そり、合わせ精度に対する製造歩留りの低
下等の全ての製造での、価格増、歩留り減の原因を一気
に排除せしめたことを特長とする。

従来、光電変換装置即ち同一基板上に複数の素子を配置
し、それを集積化、アレー化または複合化した装置はそ
の実施例が多く知られている。

例えば特開昭５５−４９９４　、特開昭５５−１２４２
７４さらに不発門人の出願になる特願昭５４−９００９
７／９００９８／９００９９　（昭和５４．７．１６出
願）が知られている。

本発明の光電変換装置、特に薄膜型光電変換装置にあっ
ては、それぞれの薄膜層である電極用導電性層、また半
導体層はともにそれぞれ５００〜３０００人、０．２〜
０．８μの薄さであり、ＬＳ、ＬＯ方式を用いることに
より、コンピュータ・コントロール方式の自動マスク合
わせが可能なことが」′す明した。

さらに、第３の分離溝は第２の＠極とＬＳにより分離切
断するのではなく、電極材料またはその下の半導体材料
を酸化物に変成して絶縁物化する。

このため従来、レーザ光処理においては深さ制御がきわ
めて困難であったが、本発明においては、第３の電気的
分離を開溝を作るのではなく、酸化物に変成することに
より成就したものである。

このため、第２の電極材料の分割がＬＳと異なり高い製
造歩留りで高精度に成就することが可能となった。

その結果、製造コストの低下をもたらし、５００円／Ｗ
の製造も可能となり、その製造規模の拡大により１００
〜２００円／Ｗも可能に成ったというきわめて画期的な
光電変換装置を提供することにある。

以下に図面に従って従来例および本発明の構造を記す。

第１図は従来より知られたマスク合わせ方式の光電変換
装置の縦断面図である。

図面において透光性基板（例えばガラス坂）（１）上に
第１の電極を構成する透光性導電膜（ＣＴＦと略記する
）を第１の、マスク合わせ工程により選択的に形成する
。

さらに半導体層（３）を第２のマスク合わせ工程により
同様に選択的に形成させる。

さらに第３のマスク合わせ工程によ・り第２の電極（４
）が設けられている。

第１図において、素子（１１）、（３１）との間に連結
部（１２）を有し、第１の電極（３７）と第２の電極（
３８）は（１４）の上表面で電気的に連結する。この部
分を（３９）の第２の電極がマスクのはけで発生ずる拡
がりをも含めてショートシてはいけないため、１〜５ｍ
ｍ例えば３ｍｍの広い間隙（６）を必要とする。

さらに連結部（１２）における第２の電極を分νｉｌｌ
する領域（６）においては、半導体の表面（２８）が外
部に露呈し、さらに第１の電極の一部すらも露呈してし
まっている。このためこの領域（６）にて第１の電極（
３９）と第２の電極（３７）とが電気的にショー１〜し
ないようにするため、半導体表面（２８）での合わせ精
度は製造歩留りにきわめて重要であり、結果として連結
部（１２）が広くなってしまった。加えて第１の電極（
３７）と第２の電極（３９）は半導体表面（２８）を経
てリークしやすく、信頼性の低下をもたらしてしまって
いた。

これらの欠点より、製造プロセス上において何等の余分
の工程を加えることなしに、第１の電極（３７）と第２
の電極（３９）との間の半導体の表面をパンシヘイショ
ン膜て覆い、かつそのわたり深さを１０〜１５０μとす
ることにより、（３９）、（３８）間の、または（３９
）、＜３７）間の電極間リークを除去した構造とするこ
とば、製造歩留りの向」二に特に強くめられていた。

本発明ばかかる目的を成就する光電変換装置に関するも
のである。

又従来方法において、この連結部の間隙を３ｍｍとして
、例えば２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍに中１８ｍｍ　（１９
，２ｃｍ　Ｘ　１８闘）の素子端部１］　４．　ｎｕｎ
を作製セんとすると、３２段接続となり、連結部では全
部で延べ９．６　ｃｍ　（３ｍｍＸ３２）＜１８５　ｃ
ｄの面積）の損失となり、その結果自効面積は周辺部を
考慮すると７５％にとどまってしまった。

本発明ばかがる製造工程の複雑さを排除し、有効面積が
８６〜９７％例えば９２％にまで１０Ｊめることができ
、加えて光電変換装置の最上面に設けられた第２の導電
層を分離して第２の電極と・する分Ｆ３１を溝を酸化物
絶縁物で充填し、実質的に第２の電極下の半導体をその
半導体材料のパンシベイション物で覆い、結果として高
信頼性を有せしめたものである。さらに製造歩留りを従
来の約６０％より８７％にまで高めることができるとい
う画期的な光電変換装置を提供することにある。

以下に図面に従って本発明の詳細を示す。

第２図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。

図面において絶縁性表面を有する基板（１）例えばガラ
ス板（例えば厚さ０．３〜２．２ｍｍ例えば１．１ｍｍ
、長さ〔図面では左右方向）　６０ｃｍ、　１］　（図
面では前後方向）　２０ｃｍ）を用いた。

さらにこの上面に全面にわたって透光性導電膜例えばＩ
ＴＯ（酸化インジューム酸化スズ混合物、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（５００〜２０００人）を真空蒸着法ＬＰＣＶ　Ｄ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。

この後この基板の下側より、ＹＡＧレーザ加工機（日本
レーザ製）またはアルゴン・レーザにより出力０．３〜
２Ｗ（焦点距離４０ｍｍ）を加え、スポット径２０〜６
０μφ代表的には４０μφをマイクロコンピュータによ
り制御してレーザ光を照射して、その走査によりスクラ
イブライン用の第１の開溝（１３）を形成させ、各素子
間領域（３１）、（１１）に第１の電極（２）を作製し
た。ＬＳにより形成された開溝（１３）は、１Ｊ約４０
μ長さ２０ｃｍ深さは第１の電極材料をそれぞれの電極
を構成するように完全に切断分離した。

このＬＳの際、雰囲気をフレオン糸気体または液ライブ
）を用いることが有効である。またＬＳＯ後残存物を肝
等により溶去することも電気的生産歩留りを向上するた
め有効である。

かくして第１の素子（３１）および第２の素子（１１）
を構成する領域の１１］は５〜３０ｍｍ例えば１ｔｍと
した。

以上ＬＳ方式により、第１の電極を構成するＣＴＦ（２
）を切断分離して第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ＬＰＧＶ　Ｄ
法によりＰＮまたはＰＩＮ接合を有する非単結晶半導体
層（３）を０．２〜０．８μ代表的には０．５μの厚さ
に形成させた。

その代表例はＰ型半導体（ＳｉｘＣ，、、ｘ　＝０．８
約１０ＯＡ）−１型アモルファスまたはセミアモルファ
スのシリコン半導体（約０．５μ−）−Ｎ型の微結晶（
約２００人）を有する珪素半導体または５ｉｘＣ，−え
に−０，９よりなる一つのＰＩＮ接合を有する珪素また
は窒化珪素の非単結晶半導体、またはＰ型半導体（Ｓｉ
ｘＣ１−Ｊ−Ｔ型、Ｎ型、Ｐ型Ｓｔ半導体−Ｉ型５ｆｘ
Ｇｅ、−Ｊ導体−Ｎ型珪素またはＮ型炭化珪素半導体よ
りなる２つのＰＩＮ接合と１つのＰＮ接合を有するクン
デム型のＰＩＮＰＩＮ、、、、、ＰＩＮ接合の半導体（
３）である。

かかる非単結晶半導体（３）を全面にわたって均一の膜
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（１
３）の左方向側（第１の素子側）にわたって第２の開溝
（１８）を第２のＬＳＩ程により形成させた。

この図面では第１および第２の開溝（１３）、（１Ｂ）
の中心間を５０μずらしている。

かくして第２の開溝（１８）は第１の電極の側面（８）
、（９）を露出させた。

この第２の開溝の側面（９）は第１の素子の第１の電極
の側面（１６）より左側であればよく、１０〜１００μ
第１の電極側にシフトさせた。即ぢ第１の素子の第１の
電極位置」二にわたって設けられていることが特徴であ
る。

そしてこの代表的な例として、第２図（Ｂ）に示される
ごとく、第１の電極（３７）の内部（９）に入ってしま
ってもよい。

さらに本発明は従来例に示されるごとく、第１の電極の
表面（１４Ｘ第１図参照）を露呈させることは必ずしも
必要ではなく、レーザ光が０．５〜５Ｗ例えば２Ｗで多
少強すぎて、このｃｒＦ（３７）の深さ方向のすべてを
除去してしまい、その結果、側面（８）に第２図（Ｃ）
で第２の電極（３８）とのコネクタを密接させても実用
上前等問題はない。

即ちレーザ光の出力パルスの強さ、または開溝の深さの
バラツキに対し、製造上の余裕を与えることができるこ
とが本発明の工業的応用の際きわめて重要である。

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、裏面の第２の電極材＄４（４）およびコネ
クタ（３０）を形成し、さらに第３のＬＯまたはＬＯと
ＬＳの併用での電気的分離用の第３の分離溝（２０）を
形成し、各素子の第１の電極上刃に第２の電極を作製し
た。

この第３の分離溝の作製はこのパワー−を０．２〜１剖
列えば０．６Ｗと第１、第２の開溝作製条件よりも微少
出力とし、同時にこのレーザ光の照射される領域は酸素
雰囲気または加熱（６０〜４００℃、例えば２００℃）
された酸素を吹きつけることによりＬＯを実施した。

この分離溝は第２の電極の構成物を除去または酸化し、
さらにその下の珪素半導体の少なくともＮ型またはＰ型
半導体を酸化して酸化珪素にすることが好ましい。

さらに第２の電極がアルミニューム等の金属にあっては
、その酸化物絶縁物として変成することも有効である。

即ち本発明は第３のレーザ光走査により開溝を作り、そ
の電極材料およびその下の半導体材料を除去するのでは
なく、レーザ光の照射された領域の電極材料、半導体材
料を酸化物絶縁物に変成して分離溝に充填して埋め込み
、絶縁物とすることにある。さらにこの絶縁物によりそ
の下側の半導体表面のパッシベイション物とすることに
より、半導体が結果的にのられるごとく大気に露呈する
ことを防止したことを特長としている。

もちろんこの絶縁物を一度化学的に除去し、さらに再び
他の絶縁物を充填または裏面全面を含めてコーティング
をしてパッシベイションをすることは有効である。

さらに第２図（Ｃ）においては、第２の電極（４）とし
て半導体（２）に密接して導電性酸化物（以下ＣＯとい
う＞＜４５８１００〜１５００人）を用いた。

このＣＯとして、ここではＩＴＯ（酸化インジューム酸
化スズを主成分とする混合物＞＜４５）を形成した。こ
のＣＯとして酸化インジュームを主成分として形成させ
ることも可能である。この結果、半導体上部のＮ型半導
体に密接してＩＴＯ（４５）を有しさらにその上面に反
射用金属（４６）の銀またはアルミニュームを１００〜
３０００人の厚さに形成した。

これら裏面電極は実用可能の範囲で薄い方がＬＯの実施
による分離溝の作製には有効であった。そのため、第２
の電極の厚さを３０００Å以下とすることは有効であっ
た。

１列えばＣＯとしてのＪＴＯを１０５０人、＆Ｍまたは
アルミニュームを１０００人の二層構造とした。

このＩＴＯと反射用金属は裏面側での長波長光の反射を
促し、６００〜８００ｎｍの長波長光を有効に光電変換
させ、高効率化にも有効である。

コレらは電子ビーム蒸着法またはＣＶＤ法またはＰＣＶ
Ｄ法を用いて半導体層を劣化させないため、３００℃以
下の温度で形成させた。

本発明は、第３の分離溝を第１の素子領域（３１）にわ
たって設け、第１の素子の開放電圧が発生する２つの電
極（３９）、＜３８）間の距離をレーザ光の直径の２０
〜６０μ代表的には４０μとし、加えてそのわたり深さ
を１０μ以上と大きく取ったことを特長としている。

即ち第３の開溝（２０）の中心は第２の開＃　（３０）
の中心に比べて１０〜１５０μ好ましくは２０〜１００
μ代表的には５０μの深さに第１の素子側にわたって設
けている。

このため４０μφのレーザ光により走査させた場合、第
１の素子の第２の電極（３９）のＣｏ　（４５）の端と
、コネクタ（３０）の端との最適接触はスキャンの揺ら
ぎ±５μであるため、６０μと究めて長（とることがで
きる。このためこの間のリークは他部に比べて１０分の
１以下となり、装造バラツキにおいては全く問題になら
なかったという大きな特長を有していた。

かくのごと（にして、この図面では第２の電極をレーザ
光を図面における上方より照射して電気的に分離する埋
置した酸化物絶縁物が充填された分離溝（２０）を形成
した場合を示している。

このレーザ光は半導体特に上面に密着する１００〜３０
０人のＮまたはＰ型の薄い半導体層を少しえぐり出しく
４０）隣合った第１の素子（３１）第２の素子（１１）
間の開溝部での残存導体または導電性半導体によるクロ
ストーク（リーク電流）の発生を防止した。

特にこの半導体（３）がＰ型半導体層、■型半導体層、
Ｎ型半導体層と例えば１つのＰＩＮ接合を有せしめ、こ
の第２の電極に密接するＮ型半導体ｊ碕が微結晶または
多結晶構造を有する場合、そのＮ型半導体は電気伝導度
が１〜２０ｏ（Ωｃ　ｍ　）”’と高い伝導度を持つ場
合、本発明のＮ型半導体層を十分酸化物絶縁物とするこ
とば重要である。そしてこの分離溝（２０）の底部の凹
部（４０）を真性半導体に密接せしめ、この半導体の酸
化物絶縁物例えはリンガラスに変成して、パンシベイシ
ョン物とすることは、高信頼性のためにきわめて有効で
あった。このえぐりだしはＩ型半導体層を越え、第１の
電極用のＣＴＦ　（３７）にまでは到達しないことが好
ましかった。

かくして第２図（Ｃ）に示されるごと（、複数の素子（
３１＞、＜　１１　’）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。

かくして基板（１）を通しての照射光（１０）に対し、
この実施例のごとき基板（６０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍ）に
おいて各素子を中１８ｍｍ、連結部の１１３１５０μ、
外部引出し電極部の中１０ｍｍ、周辺部４ｍｍにより、
実質的に５８０ｍｍ　Ｘ　１９２ｍｍ内に３２段を有し
、有効面積（１９２ｍｍ　Ｘ１８ｍｍＸ３２段、１１０
６ｃＪ、即ち９２．８％）を得ることができた。

その結果、セグメントが１０．３％（１，０５ｃＪ）の
変換効率を有する場合、パネルにて６．２％（理論的に
は９．５％になるが、３２段連結の直列抵抗により実効
変換効率が低下した）（八Ｍｌ　（１００ｍＷ　／ＣＩ
ＩＴ〕）にて、６８．６Ｗの出力電力を有せしめること
ができた。

さらにこのパネルを１５０°Ｃの高温放置テストを行う
と、１０００時間を経て１０％以下例えばパネル数２０
枚にて最悪２％、Ｘ＝１．３％の低下しかみられなかっ
た。

これは従来のマスク方式を用いて信頼性テストを同一条
件にて行う時、１０時間で動作不能パネル数が１８枚も
発生してしまうことを考えると、驚異的な値であった。

第３図は３回のＬＳＩ程での開溝を作る他の連結部にお
ける開溝および分離溝の位置関係を示した縦断面図であ
る。

番号およびその工程は第２図と同様である。

第３図（Ａ）は第１の開溝（１３）　、第１の素子（３
１）　、第２の素子（１１）　、連結部（１２）を有し
ている。

さらに第２の開溝でのコネクタ（３０）は、第１の素子
（３１）を構成すべき第１の電極（３７）側にわたって
設けられている。

さらに第３の分離溝（２０）は第１および第２の素子（
３１）、＜１１）を電気的に分離するため、半導体（３
）の一部に凹部（４０）を有し、その酸化物絶縁物（５
２）が埋置して設けられている。同時に第２の電極（４
）を構成する構成物の一部は飛散され除去されていて、
凹部（５１）を有し、他の一部は半導体の酸化物絶縁物
と混合（酸化珪素、酸化７／Ｌ／ミニユーム、酸化イン
ジュームの混合物を主成分とする）している。即ち一部
はＬＯであり、他の一部はＬＳである。かかる状態はレ
ーザ光（０，６Ｗ）の照射される部分に室温の酸素を吹
きつけることによりすることができた。かくして連結部
（１２）において、絶縁物によりパッジヘイジョンされ
ているため、半導体は全く外部に露呈されない構成であ
る。

半導体は珪素を主成分とすると（５２）は酸化珪素を主
成分とする。また第２の電極は半導体上部のリンが添加
されたＮ型半導体であるため、ＩＴＯ（４５Ｘ１００〜
３０００人、（列えば１０５０人）およびアルミニュー
ム（３００〜１５００人、１列えば８００　人）である
。

このＮ型のリンは酸化珪素（５２）中に同時に混入して
、リンガラスを半導体近傍に構成させるため、ナトリュ
ーム等のイオンに対するパッジヘイジョンの点からみて
も・有効である。

第３図（Ｂ’）は連結部にて第１の開溝（１３入第２の
開溝のコネクタ（３０）が互いに隣接しあい、そこでの
不要面積を節約したものである。

また第３の分！ｉ１ｉ溝（２０）はＬＯのみとしたもの
である。レーザ法のスポットに吹きつける酸素を１００
〜４００℃例えば２５０℃として概略平坦な上面を有す
る分離溝を作ることができた。その他は（Ａ＞と同様で
ある。

これら第３図（Ａ＞、（Ｂ）は基板側より第２図と同様
に照射光が供給されている。

第３図（Ｃ）は基板が可曲性を有し、例えばステンレス
、アルミニュームまた、はその他の金属の金属箔（４８
）よりなり、その表面に絶縁膜（４９）（４９）が１〜
１０μの厚さに設けられている。この複合基板（１）上
に素子（３０，（１１）を集積化したものである。

下側の電極（２）は反射性金属電極、その上面は酸化ス
ズを表面に有した透光性導電膜を有している。さらにこ
の酸化スズに密接してＰ型半導体層を有する半導体（３
）を第２図と同様に設け、その上部のＮ型半導体に密接
して透光性導電膜のＩＴＯを４００〜１１００人例えば
７００人の厚さに形成している。第１の開溝（１３入第
２の開溝によるコネクタ（３０）を第３図（Ｂ）と同様
に隣接して設けている。第３の分離＃（２０）はＩＴＯ
のみを除去（５］、）　Ｌ、その下の半導体の酸化物（
５２＞＜実際には酸化珪素を主成分とし、酸化インジュ
ームまたは酸化ススを副成分とする）により設けている
。

即ぢ一部ＬＳを行い、他の一部にＬＯを行っている。

かかる分離溝はレーザ光を半導体（３）の吸収係数が大
きい波長である５００ｎｍ代表的にはアルゴン・レーザ
による４８８ｎｍを用いて実施した。その他は第２図と
同様である。

この第３の分離溝（２０）が、約７０μ（Ａ入約５０μ
（Ｂ　＞、＜　Ｃ）の深さに第１の素子り３１）側に渡
って（シフト）シている。

このため、第３の開溝（２０）の右端部は、コネクタ部
（３０）よりも内側（左側）に設４ノ゛られている。

かくして第１および第２の素子（３１）、＜　１１　）
のそれぞれの第２の電極（４）を電気的に切断分離し、
かつこの電極間のリークをも１０４０４ｃｍ（ｌＣｉｄ
］あたり１０４人のオーダーの意）以下に小さくするこ
とができた。

本発明において、２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃ＋ｎのパネルに
て５ｃｍＸ１．０ｃｍの光電変換装置（電卓用）を作ら
んとすると、一度に２４０個の電卓用太陽電池を作るこ
とができることがわかった。

またさらにこのパネル例えば４０ｃｍ　Ｘ　４０ｃｍま
たは６０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍを３ケまたは４ヶ直列にア
ルミナ・ノシまたは炭素繊維樹脂枠内に組み合わせるこ
とによりパッケージされ、１２０ｃｍ　Ｘ　４０ｃｍサ
イズのＮＥＤＯ規格の大電力用のパネルを設けることが
可能である。

またこのＮＥＤＯ規格のパネルはシーフレ・ノクスによ
り弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反対面側（図
面では上側）にはりあわせて合わせ、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。

本発明において、基板ば透光性絶縁基板のうち特にガラ
スを用いている。

しかしこの基板として可曲性絶縁膜がコートされた金属
箔の複合基板を第３図（Ｃ）に示す如くに用いることは
有効である。

さらに本発明を以下に実施例を記してその詳細を補完す
る。

実施例１第２図の図面に従ってこの実施例を示す。

即ち透光性基板（１）として化学強化ガラス厚さ１．１
ｍｍ　、長さ６０ｃｍ、　１］２０ｃｎ＋を用いた。

この上面に窒化珪素膜を０．１　μの厚さに塗４＝Ｊし
ブロッキング層とした。

さらにその上にＣＴＦをテクスチャー構造の１７０５０
０人（平均厚さ）およびこの１１０表面をコートするＳ
ｎＯ＊約３００人の２層膜を電子ヒーム蒸着法により作
製した。

さらにこの後、第１の開溝をスボソ１へ径４０μ、出力
１１すのＹＡＧレーザーをマイクロコンピュータにより
制御して１ｍ／分の走査速度にて作製した。

素子領域（３１）、（１１）は１．８ｍｍ１ｉＪとした
。

この後公知のＰＣＶＤ法、フォトＣＶＤ法またはフォト
・プラズマＣＶＤ法により第２図に示したＰＩＮ接合を
１つ有する非単結晶半導体を作製した。その全厚さは約
０．５μであった。

てスボノｌｌ￥４０μにて出力ＩＷにてＣＦ３１１雰囲
気中化学反応を伴ったＬＳにより第２の開溝（１８）を
第２図（Ｂ）に示すごとく作製した。

さらにこの全体を第２の電極用導体としてＩＴＯを電子
ビーム蒸着法により平均膜厚１０５０人にさらにその上
面にＡＩを８００人の厚さに電子ビーム蒸着法により作
製して、第２の電極（４５）コネクタ（３０）を構成せ
しめた。

さらに第３の分離＋１￥！　（２０）を酸素雰囲気中に
てＬＳを一部に伴ったＬＯにより第２の開溝（１８）よ
り５０μのわたり深さに第１の素子（３１）側にシフト
して形成させ第２図（Ｃ）を得た。

レーザー光は出力０．’７Ｗとし、アルミニュームを低
級酸化アルミニュームとして活性化した。もちろんこの
電極化の半導体は酸化して、酸化珪素絶縁物に変成され
て埋置した絶縁物により分離溝を作製した。

かくして第２図（Ｃ）を作製した。

この後、バンシベイション膜（２１）をＰＣＶＤ法によ
り窒化珪素膜を１０００人のｊ￥さに２００℃の温度に
て作製した。

すると２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍのパネルに１８ｍｍｒｌ
Ｊの素子を３２段作ることができた。

パネルの実効効率としてＡＭＩ　（１００ｍ　Ｗ　／　
ｃｎｔ　）　ニて６．２％、出力６８．６Ｗを得ること
ができた。

有効面積ば１１０２ｃＩ！ｌであり、パネル全体の９２
．８％を有効に利用することができた。

実施例２基板ガラスとして厚さ０．５ｍｍ大きさ２０ｃｍ　Ｘ　
６０ｃｍを用いた。さらに一つの電卓用光電変換装置を
５ｃｍＸ１．０ｃｍとして複数個同一基板上に作製した
。ここでは素子形状を９ｍｍ　ｘ９　ｍｍ５段連続アレ
ーとした。連結部は１００μとし、第３図（Ｂ）の構造
として設けた。

すると２４０ケの電卓用装置を一度に作ることができた
。

４．５％の実効変換効率として螢光灯下２００１’ｘで
テストをした。

その結果８３％の最終製造歩留りを得ることができた。

これは従来方法においては４０〜５０％しか得られず、
かつ連結部の必要面積が大きく、３．２％までしかその
実効変換効率が得られなかったことを考えると、きわめ
て有効なものであった。

その他は実施例１と同様である。

実施例３この実施例は第３図（Ｃ）であって、基板を１５０μの
厚さのアルミニュームを主成分とする金属（ジュラルミ
ン）を用いた。

さらにその上にブロッキング層としてアルミニュームの
陽極酸化による酸化アルミニュームを５μの厚さに作製
（アルマイト処理等による）して、この金属箔がＬＳに
より損傷を受けないようにするだめのブロッキング層と
した。

その他は実施例１と同様である。

かかる方法においては、基板の価格が実施例２において
は１６０円／円卓電車子かかっていたが、これを２円／
電車用素子にまですることができた。

加えてシートより各電卓用素子を分離するのに裁断また
は鋏を用いて行うことができるため、きわめて加工性に
冨み、安価であった。

さらにこのシー１〜より切断する場合、１０〜１５　ｗ
の強いパルス光を用いたＬＳにより自動切１折が可能と
なった。

この実施例においては、第２図（Ｃ）とは逆に上側より
の光の入射を行うため、上側の保護用透光性有機樹脂（
２２）を透光性導電膜のＩＴＯの第２の電極上に重合わ
せることにより、光電変換装置の機械強度を大きくする
ことができ、可曲性を有し、きわめて安価で多量生産が
可能になった。

この実施例での歩留りは２４０ケ作ったうらの８１％を
４．５％の実効変換効率を下限として得ることができた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光電変換装置の縦ｗｉ面図である。第２図は本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断面
図である。第３図は本発明の他の光電変換装置の部分拡大をした縦
断面図である。特許出願人株式会社半導体エネルギー研究所代表者　山　崎　舜　平３１ｒｅノ！第１■ 」 −３へｑ−一茗５１ｆｌ

Claims

【特許請求の範囲】１、基板の絶縁表面上の第１の電極と、該電極上に密接
して光照射により光起電力を発生させつる非単結晶半導
体と、該半導体上に密接して第２の電極とを有する光電
変換素子を複数個互いに電気的に直列接続せしめて前記
基板上に配設した光電変換装置において、第１の電極は
前記第１の光電変換素子の隣の第２の素子の第２の電極
と電気的に連結されて設けられ、かつ第Ｉおよび第２の
光電変換素子の第２の電極を電気的に分離する分離溝に
は、前記非単結晶半導体の酸化物絶縁物または第２の電
極の酸化物絶縁物が主成分として充填されたことを特徴
とする光電変換半導体装置。２、特許請求の範囲第１項において、分離溝は１０〜１
５０μの深さにて第１の光電変換素子の側にわたってい
るとともに、第２の電極に密接して設けられたＰまたは
Ｎ型半導体層をも電気的に分離して設けられたことを特
徴とする光電変換半導体装置。３、特許請求の範囲第１項において、分離溝に充填され
た酸化物は、珪素、アルミニューム、インジュームまた
はその混合物の絶縁物を主成分とすることを特徴とする
光電変換半導体装置。