JPS6085577A - 薄膜光電変換素子の製造方法 - Google Patents

薄膜光電変換素子の製造方法

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JPS6085577A
JPS6085577A JP58193633A JP19363383A JPS6085577A JP S6085577 A JPS6085577 A JP S6085577A JP 58193633 A JP58193633 A JP 58193633A JP 19363383 A JP19363383 A JP 19363383A JP S6085577 A JPS6085577 A JP S6085577A
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    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜光電変換素子の製造□方法に係り、特に
、サンドイッチ型の薄膜光電変換素子の製造方法に関す
る・。
〔従来技術〕
最近、太陽電池やイメージセンサ等の大面積化、長尺化
に伴い、大面積にわたって堆積可能にアモルファスシリ
コン等の光電変換薄膜を用いた薄膜光電変換素子の開発
が進められている。
特に、イメージセンナの場合、原稿と同一幅をもつセン
ナ部を形成することにょ力、1対1結像が可能となり、
原稿とセンサ部とを密着させることができると共に、縮
小光学系が不要となることによシ、原稿読み取り部の小
型化が容易に可能となる。
薄膜光電変換素子は、構造的に見て、第1電極と第2電
極とによって光導電体層をはさんだサンドイッチ構造と
、光導電体層上に対向電極を形成したプレーナ構造とに
大別されるが、センサ部の高密度化の観点からみて、通
常はサンドイッチ構造のものを使用することが多い。
ところで、サンドイッチ構造の光電変換素子は、例えば
セラミック基板上に着膜形成された複数個のクロム電極
(第1電極)と透光性の酸化インジウム錫(TTO)電
極(第2電極)とによって光導電体層としてのアモルフ
ァスシリコン層を挾んだ構造をとっている。このアモル
ファスシリコン層は、モノシランガス(5IH4)のグ
ロー放電分解法等によって、クロム電極上に堆積せしめ
られるわけであるが、堆積されるべき面積が大きくなれ
ばなるほど、全面にわたって均一なアモルファスシリコ
ン層を形成するのは難しく、ピンホールの発生をまぬが
れ得ないことがある。これは、製造装置内のダストが基
板表面に付着すること等の外因の他に、薄膜成長のメカ
ニズムと関係する内因をもつことが多いためである。
ここで、サンドイッチ構造の光電変換素子において、光
導電体層にピンホールが存在することによって生じる素
子としての機能の変化を考えてみる。
オず、サンドイッチ構造の光電変換素子の最も簡単表等
側回路を考えると、第1図に示す如くなる。直列抵抗R
3け、電極の接触抵抗と外部回路の抵抗との和であり、
並列抵抗R11hは光導電体層自体の抵抗でちる。ここ
で、光導電体層にピンホールが無く、第1電極と第2電
極との間でショートが発生しなければ並列抵抗Rahは
無限大に)と考えて良い。第1図中、■、は入射光の強
度に比例した光電流、Ijはダイオードに流れる電流、
■shは、ショート等によるもれ電流である。
ここで外部回路を流れる電流を1とすると、1 =−r
、+rj+r、h ・・−・・(1)が成立する。
光導電体層にピンホールの無い理想的な光電変換素子即
ち、並列抵抗Rsh−ω、RF、=0の場合の電流−電
圧特性曲線(1−v曲線)を第2図に示す。ここで、■
lは光入射時の特性曲線、I2は、暗時の特性曲線であ
る。Rsh””ωであるからI zQであり、光入射時
には光電流−ILが支配h 的とカリ、暗時においては、ダイオードを流れる電流1
、が支配的となる。
ここで、光導電体層において、第1電極と第2電極とが
重なシ合う部分にピンホールが発生すると、第1電極と
第2電極との間が一部短絡し、並列抵抗Rshが大幅に
減少する。この場合の電流−電圧特性曲線を第3図に示
す。ここではR=Qとしておく。I3は光入射時の特性
曲線、I4は、暗時の特性曲線である。
この場合、たとえば、ダイオード電流r、ZOの・々イ
アス領域では関係式(1)は、 ■ター1. + l5h 2−■ +−・・−・・(2) Rsh となシ、光照射時においても暗時においても、電流■の
電圧V依存性が大きいことからもわかるように、第2図
に示された理想的な光電変換素子のもつ特性に比べて、
大幅に特性が低下している。
すなわち、太陽電池においては、順バイアス領域すなわ
ちLV〉0領域が利用されるが、理想的な光電変換素子
の場合に比べ、ピンホールを有する場合は変換効率が悪
い。
一方、イメージセンサでは、逆バイアス領域すなわちV
〈0の領域を利用するが、理想的な光電変換素子に比べ
、明暗比が大幅に低下している。
このように、光電変換素子の光導電体層におけるピンホ
ールの発生は、太陽電池においては、変換効率の低下お
よび開放端電圧の低下をもたらし、イメージセンサにお
いては光学像の読み取り能力の低下を招く等、致命的な
欠陥であシ、素子としての製造歩留りの低下が太き々問
題となっている。
〔発明の目的〕
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、万一、光
導電体層にピンホールが発生した場合にも、素子特性に
太き々影響を及ぼすことのないようにし、光電変換素子
の製造歩留りの低下を防ぐことを目的とする。
〔発明の構成〕 前記目的を達成するため、本発明の方法は、第1電極上
に形成された光導電体層すなわち、光電変換膜中にピン
ホールが発生した場合にも、その上すなわち、ピンホー
ルに第2電極が堆積しないようにし、第1電極と第2電
極との間の短絡を防ごうとするものである。
すなわち、サンドイッチ構造の光電変換素子を、製造す
るにあたり、基板上に形成された第1電極上に光電変換
膜を着膜した後、電解メッキを行なうことにより、前記
光電変換膜中に露呈する第1電極上に金属を析出させる
工程と、次いで第2電極を着膜形成した後に1析出され
た前記金属をエツチング除去することにより、金属上の
第2電極を除去する工程とを含むことを特徴とするもの
である。
〔実施例〕
以下、本発明の光電変換素子の製造方法について、図面
を参照しつつ実施例に基づいて説明する。
まず、商品名コーニング7059≠とじて市販されてい
るガラス基板10表面金体に蒸着法によって、膜厚的2
000にのクロムCr膜を堆積した後、フォトリソグラ
フィー法にょ勺、第4図に示す如く第1電極としてのク
ロム電極2のツクターニングを行なう。
次いで、モノシランガス(5IH4)のグロー放電分解
法によって、第5図に示す如く光電変換膜としてのアモ
ルファス水素化シリコン層3を膜厚的1μmとなるよう
に堆積する。
この後、硫酸銅CuSO4・5H20+蒸留水をメッキ
液とし、陽極としてプラチナ板(pt )を使用してな
る電解メッキ処理装置を使用し、銅のメッキ生成膜4を
ピンホールすなわち、光電変換膜内のクロム電極露呈部
に生成させる。この電解メッキ処理装置は、第9図に示
す如く、電解液槽31内に浸漬された陽極32と陰極3
3とよりなるもので・ガラス基板1をメッキ液内に浸漬
し、陰極33に前記クロム電極2を接続せしめ、これと
該陽極との間に約6vの電圧を印加し、暗所で、約1分
間通電する。このようにして第6図に示す如く、前記ア
モルファス水素化シリコン層3の着膜工程で発生したピ
ンホール5内に、アモルファス水素化シリコン層3より
も約5μm突出するように銅メツキ生成膜4(金属析出
柱)を形成するわけである。
そして更に、充分、洗浄を行なった後、反応性スパッタ
リング法によって、室温にて第2電極としての酸化イン
ジウム錫(rTo ) 膜5を第7図の如く、約700
1堆積させる。
最後に、希硝酸を主成分とするエツチング液に浸漬し、
銅メツキ生成膜をエツチング除去することにより、前記
ピンホール上の第2電極をも除去せしめられ、第8図の
如くなる。
このようにして、光電変換層内のピンホール発生部位で
は第2電極が除去されることにより、第2電極と第1電
極との間のショートの発生を防ぐことが可能となり、信
頼性の高い光電変換素子を得ることができる。
なお、実施例における銅メツキ生成膜は、フォトリソグ
ラフィー技術のリフトオフ法におけるレジストの働きと
同様の働きをするものであり、従って、メッキ生成膜と
しては、銅に限定されるものではなく、他の金属でも同
様の効果を呈することが可能である。
また、実施例においては、金属生成膜すなわち銅メツキ
生成膜のエツチングに用いるエツチング液としては、希
硝酸を用いたが、必ずしもこれに限定さり、るものでは
ない。この時は、第2電極および第1電極をエツチング
しないものかあるいはこれらに対するエツチング速度が
極めて小さいエツチング液を選ぶことが大切である。
更に、電解メッキ工程においては、光電変換膜を絶縁性
に保つととすなわち、暗所で行なうことが重要である。
〔発明の効果〕
以上、説明してきたように、本発明の方法によれば、光
電変換膜の形成後に、電解メッキを行なうことにより、
絶縁性の光電変換膜中のピンホール部に、金属を析出芒
せ、咀に、この上に第2電極ヲ形成した後、エツチング
により、該金属をエツチング除去することにより、この
ピンホール上の第2電極をも除去し、ビンホール−ヒに
は第2′区極が存在しない状態にし、第2電極と第1電
極とのショートを防ぎ、信頼性の高い光′出、変換素子
を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、サンドイッチ型光電変喚素子の等何回路を示
す図、 第2図は、理想的な光電変換素子の電流−電圧特性曲線
を示す図、 第3図は、光電変換層において、第1電極と第2電極と
が重々り合う部分にピンホールが発生、した場合の光電
変換素子の電流−電圧・特性的afF示す図、 第4図乃至第8図は、本発明実施例の光電変換素子の製
造工程を示す図、第9図は、本発明実施例の光電変換素
子の製造工程で用いられる電解メッキ処理装置を示す図
である。 1・・・ガラス基板、2・・・クロム電極、3・・・ア
モルファス水素化7937層、4・・・銅メツキ生成膜
、5・・・酸化インジウム錫膜、31・・・電解液槽、
32・・・陽極、33・・・陰極、■l、r3・・・光
照射時のI−V特性曲線、■2+丁4・・・暗時のT−
V特性曲線。 第1図 第2図 第3図 第4□ 第8図 第5図 第6図 第7図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光電変換薄膜を第1および第2の電極によって挾んだサ
    ンドイッチ構造の薄膜光電変換素子を製造するにあたシ
    、基板上に第1の電極を形成し、この上に絶縁性の光電
    変換薄膜を堆積した後、電解メッキ法によって、前記光
    電変換薄膜中の一ンホールに起因する第1の電極の露呈
    部に金属生成膜を析出せしめる電解メッキ工程と、更に
    、この上に第2の電極を形成した後、前記金属生成膜を
    エツチング除去することにより、この金属生成膜上の第
    2電極をも除去するためのエツチング工程とを含むこと
    を特徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
JP58193633A 1983-10-17 1983-10-17 薄膜光電変換素子の製造方法 Granted JPS6085577A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147291A (ja) * 1984-08-14 1986-03-07 Ricoh Co Ltd 多色感熱記録方法
EP0236936A3 (de) * 1986-03-11 1989-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Vermeidung von Kurzschlüssen bei der Herstellung von elektrischen Bauelementen, vorzugsweise von aus amorphen Siliziumschichten bestehenden Solarzellen
JPH02223924A (ja) * 1989-02-27 1990-09-06 Hitachi Ltd 表示パネルの製造方法
US6132585A (en) * 1992-07-01 2000-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor element and method and apparatus for fabricating the same

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US6132585A (en) * 1992-07-01 2000-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor element and method and apparatus for fabricating the same

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