JPH0719907B2 - Method of manufacturing thin film semiconductor device - Google Patents
Method of manufacturing thin film semiconductor deviceInfo
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- JPH0719907B2 JPH0719907B2 JP60144738A JP14473885A JPH0719907B2 JP H0719907 B2 JPH0719907 B2 JP H0719907B2 JP 60144738 A JP60144738 A JP 60144738A JP 14473885 A JP14473885 A JP 14473885A JP H0719907 B2 JPH0719907 B2 JP H0719907B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置、特にPN接合を有する素子が電極を
介して直列、又は並列に接続された薄膜半導体装置の製
造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a thin film semiconductor device in which elements having a PN junction are connected in series or in parallel via electrodes.
薄膜半導体、特にアモルフアスシリコン太陽電池におい
て、集積型構造が採用されている。この集積型構造にお
いては、中野他“レーザでパターニングにより集積化し
た非晶質太陽電池モジユール”テクニカル・ダイジエス
トオブ・ジ・インターナシヨナルPVSEC−１、神戸、日
本、第583〜586頁、1984年（Nakano et al.“Leser Pat
terned Integrated Type a-Si Solar Cell Module"、Te
chnical Digest of the International PVSEC−1,Kobe,
p583（1984年））に記載されるように分割された電池が
金属電極等を介して直列接続されているが、この直列接
続のためのパターニング方法として、金属マスクを用い
た選択デポジシヨン，フオトエツチング又はレーザーク
ライブのいずれかのパターニング方法又はそれらを組み
合わせた方法が採用されている。有効発電面積の点から
は、レーザースクライブ法が最も優れており、出力電力
も大きい。Integrated structures have been adopted in thin film semiconductors, especially amorphous silicon solar cells. In this integrated structure, Nakano et al., "Amorphous Solar Cell Module Integrated by Laser Patterning", Technical Digest of the International PVSEC-1, Kobe, Japan, pp.583-586, 1984. Year (Nakano et al. “Leser Pat
terned Integrated Type a-Si Solar Cell Module ", Te
chnical Digest of the International PVSEC-1, Kobe,
As described in p583 (1984)), the divided batteries are connected in series via metal electrodes, etc. As a patterning method for this series connection, selective deposition using a metal mask, photo etching Alternatively, any patterning method of laser scribe or a combination thereof is adopted. From the viewpoint of effective power generation area, the laser scribing method is the most excellent and the output power is large.
しかし、ユーザースクライブ法ではシリコンを溶融して
蒸発させるため、高出力のレーザービームを用いるた
め、スクライブ部に熱履歴を受けた部分が存在し、加工
前の状態と異なつていると考えられる。特に加工部にPN
接合を有する場合には電気的特性の低下を持たらす。However, in the user scribing method, since silicon is melted and vaporized, and a high-power laser beam is used, it is considered that there is a portion subjected to thermal history in the scribe portion, which is different from the state before processing. PN especially in the processing part
When it has a junction, it causes deterioration of electrical characteristics.
すなわちレーザースクライブ法で作つた集積型太陽電池
の光電変換特性は、メタルマスクを用いて作つた集積型
太陽電池より低くなるという問題点を持つている。That is, there is a problem that the photoelectric conversion characteristics of the integrated solar cell manufactured by the laser scribing method are lower than those of the integrated solar cell manufactured using the metal mask.
本発明の目的は、前述の従来の問題点を解決する方法を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for solving the above-mentioned conventional problems.
従来技術の問題点であるレーザースクライブの加工歪を
小さくするために、光エツチング法の検付を行つた。光
エツチング法においては、ハロゲン元素を含むガスをレ
ーザー光で励起し、その励起種が被エツチング物（例え
ばシリコン）をエツチングする。本方法は、レーザー光
で励起したガスによるエツチングであるので、被エツチ
ング物への加工歪はほとんどなく、レーザースクライブ
法の問題点の解決策となることがわかった。In order to reduce the processing distortion of the laser scribing, which is a problem of the conventional technology, the optical etching method was inspected. In the photo-etching method, a gas containing a halogen element is excited by laser light, and the excited species etch an object to be etched (eg, silicon). Since this method uses etching by a gas excited by laser light, there is almost no processing strain on the object to be etched, and it has been found to be a solution to the problems of the laser scribing method.
しかし、レーザースクライブ法にくらべるとエツチング
速度が遅いという問題点を有している。However, it has a problem that the etching speed is slower than that of the laser scribing method.
そこで、レーザースクライブと光エツチング法を組み合
わせることにより両者の欠点をおぎなうことができる。Therefore, by combining the laser scribing and the optical etching method, the defects of both can be filled.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第１図は本発明の一実施例である。集積型アモルフアス
シリコン太陽電池の製造工程のうち、アモルフアスシリ
コンのパターニング工程を示す。基板４上に、公知のプ
ラズマCVD法等でｐ層３、ｉ層２、ｎ層１を積層させた
のち、Cl2ガス雰囲気でArレーザー光の第２高調波を照
射し、ｎ層とｉ層の接合より深くまで光エツチングした
ところエツチング面５ができた。その次に光エツチング
より狭い幅のNd:YAGレーザーを照射しレーザスクライブ
を行い、スクライブ面６を形成した。この後、公知の技
術にて電極が配線され集積型太陽電池とした。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Among the manufacturing steps of the integrated amorphous silicon solar cell, the patterning step of amorphous silicon will be described. A p-layer 3, an i-layer 2, and an n-layer 1 are stacked on the substrate 4 by a known plasma CVD method or the like, and then the second harmonic of Ar laser light is irradiated in a Cl 2 gas atmosphere to form the n-layer and the i-layer. Etching surface 5 was formed when photoetching was performed deeper than the layer joining. Then, a Nd: YAG laser having a width narrower than that of optical etching was applied to perform laser scribing to form a scribing surface 6. After that, electrodes were wired by a known technique to obtain an integrated solar cell.
この場合、光エツチングに用いるArレーザーの強度は、
スクライブ用レーザーに比較し弱くなつているので、パ
ターニング加工による加工歪ははエツチング面５の方が
スクライブ面６より小さなものとなつており、ｎ層とｉ
層の接合は加工歪がほとんどなく、太陽電池特性もメタ
ルマスクを用いた場合とほぼ同一の値を示した。In this case, the intensity of Ar laser used for optical etching is
Since it is weaker than the scribing laser, the processing strain due to patterning processing is smaller on the etching surface 5 than on the scribing surface 6, and the etching distortion is smaller than that of the n layer and i layer.
The layer junction had almost no processing strain, and the solar cell characteristics showed almost the same values as when using the metal mask.
第２図は本発明の他の実施例である。第１図と同じ工程
で基板４上にｐ層３、ｉ層２、ｎ層１を積層させた後、
Nd:YAGレーザーでレーザースクライブを行い、その後で
Cl2ガス雰囲気中でArレーザー光を照射し光エツチング
を行い、その後、公知の技術で集積型太陽電池を形成す
る。本実施例においては、レーザースクライブで形成さ
れた加工歪層を光エツチングによりエツチングするた
め、エツチング面５に現われているｐ層、ｉ層、ｎ層間
の接合は加工歪層のない良好な接合となつている。この
結果、太陽電池特性はメタルマスク又はフオトエツチン
グを用いた場合と同等の値を示した。又、レーザー光を
用いているため加工溝幅、溝精度もメタルマスク法，フ
オトエツチング法によるパターニングの場合より、溝幅
は狭く、精度も高くなつており、発電有効面積の向上が
計られる。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. After p layer 3, i layer 2 and n layer 1 are laminated on substrate 4 in the same process as in FIG.
Laser scribe with Nd: YAG laser, then
Photoetching is performed by irradiating Ar laser light in a Cl 2 gas atmosphere, and then an integrated solar cell is formed by a known technique. In this embodiment, since the working strained layer formed by laser scribing is etched by optical etching, the p-layer, the i-layer, and the n-layer appearing on the etching surface 5 are joined without any working strained layer. I'm running. As a result, the solar cell characteristics showed a value equivalent to that when a metal mask or photo etching was used. Further, since the laser light is used, the groove width and groove accuracy are narrower and the accuracy is higher than in the case of patterning by the metal mask method or the photoetching method, and the effective power generation area can be improved.
以上の実施例では、光エツチングの際スポツト状にしぼ
つたレーザー光を用いたが、メタルマスクあるいはホト
レジストマスクを用いて、光エツチングを行つても同等
の効果が得られる。又、光エツチングの時のレーザー光
をｎ層１に平行に照射することでも可能である。In the above embodiments, the spotted laser beam was used during the photoetching, but the same effect can be obtained by performing the photoetching using the metal mask or the photoresist mask. It is also possible to irradiate the n-layer 1 with laser light in parallel during photoetching.
また、レーザー光源のスポツト系および強度を変えるこ
とにより、光エツチングとレーザースクライブのいずれ
も同一の光源を用いることもできる。さらに、レーザー
スクライブの際にCl2ガス等のエツチングガスが存在し
てもスクライブに問題はなかつた。すなわち、同一ガス
雰囲気中で光エツチング，レーザースクライブを連続し
て行うこともできる。Further, the same light source can be used for both optical etching and laser scribing by changing the spot system and intensity of the laser light source. Furthermore, there was no problem in scribing even when etching gas such as Cl 2 gas was present during laser scribing. That is, optical etching and laser scribing can be continuously performed in the same gas atmosphere.
また光エツチングとスクライブ用の２種の光源を重畳し
たビームとし、一度に光エツチングとフクライビングを
行うことも出来る。Further, it is also possible to form a beam in which two kinds of light sources for optical etching and scribing are superposed to perform optical etching and fribing at one time.
又、以上の実施例では、アモルフアスシリコンのpin太
陽電池の場合について述べたが、他の薄膜材料（GaAs,I
nP等化合物半導体、Si−Ge,Si−Sn,Si−C,Ge等アモルフ
アス半導体等）の場合についても、本発明を適用でき
る。Further, in the above embodiments, the case of the amorphous silicon pin solar cell is described, but other thin film materials (GaAs, I
The present invention can also be applied to the case of a compound semiconductor such as nP and an amorphous semiconductor such as Si-Ge, Si-Sn, Si-C, and Ge.
基板としては、ガラス,SUS,Al,結晶Siポリマーフイルム
等を用いることができることはもちろんであるが、さら
にスズネサガラス付きのガラス基板などの表面に薄膜を
有する基板や、これら薄膜がパターニングされている基
板を用いることもできる。As the substrate, it is needless to say that glass, SUS, Al, crystalline Si polymer film or the like can be used, but a substrate having a thin film on the surface such as a glass substrate with tin-nesa glass, or a substrate on which these thin films are patterned Can also be used.
光エツチング用のガスとしてはCl2に限らず、Br2，CH3B
r，CH3Cl，CH3I，SF6,HCl,XeF2，CF3Br，CCl4，CCl3B
r，CF4，I2などが薄膜材料に応じて使い分けられること
は言うまでもない。光源としては、Ar,CO2,Nd:YAGの他
にエキシマ・レーザー等の光エツチングに使用できる。
スクライブ用には、薄膜を高温にできる高パワーのレー
ザー光源であればいずれも使用できる。The gas for photo-etching is not limited to Cl 2 , but Br 2 , CH 3 B
r, CH 3 Cl, CH 3 I, SF 6 , HCl, XeF 2 , CF 3 Br, CCl 4 , CCl 3 B
It goes without saying that r, CF 4 , I 2, etc. can be used depending on the thin film material. As the light source, it is possible to use Ar, CO 2 , Nd: YAG, and other optical etching such as excimer laser.
For scribing, any high-power laser light source that can heat the thin film can be used.
一方、薄膜トランジスタ，ラインセンサー等の薄膜半導
体に本発明を適用することができる。On the other hand, the present invention can be applied to thin film semiconductors such as thin film transistors and line sensors.
本発明によれば、薄膜半導体のパターニングにおいて、
パターニング部に与える加工歪を小さくし、かつ加工精
度が良く、加工寸法の小さな製造方法が得られ、半導体
有効面積の向上、特性の向上がはかられる。According to the present invention, in patterning a thin film semiconductor,
It is possible to obtain a manufacturing method in which the processing strain applied to the patterning portion is small, the processing accuracy is good, and the processing dimension is small, and the semiconductor effective area and characteristics can be improved.
第１図は本発明の一実施例である製造プロセスを示す断
面図である。第２図は他の実施例の製造プロセスを示す
縦断面図である。 １…ｎ型伝導層、２…ｉ型伝導層、３…ｐ型伝導層、４
…基板、５…エツチング面、６…スクライブ面。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional view showing the manufacturing process of another embodiment. 1 ... N-type conductive layer, 2 ... i-type conductive layer, 3 ... P-type conductive layer, 4
... substrate, 5 ... etching surface, 6 ... scribe surface.
フロントページの続き (72)発明者 中村 信夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 伊藤 晴夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 嶋田 寿一 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松原 直 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−225578（ＪＰ，Ａ)Front page continuation (72) Inventor Nobuo Nakamura 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Haruo Ito 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Hitachi Ltd. Central Inside the research institute (72) Inventor Juichi Shimada 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Hitachi Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Nao Matsubara 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Hitachi Ltd. Central Research Institute (56) References JP-A-59-225578 (JP, A)
Claims (11)
またはｎ型導電型の半導体層が積層した構造を有する薄
膜半導体装置の製造方法において、パターニングにレー
ザー光による光励起エッチングおよびレーザースクライ
ブを用い、上記ｉ型層と上記ｐまたはｎ型層の接合部の
パターニングには上記光励起エッチングおよび上記レー
ザースクライブの中の少なくとも上記光励起エッチング
を用い、かつ上記ｉ型層のパターニングには上記光励起
エッチングおよび上記レーザースクライブの中の少なく
とも上記レーザースクライブを用いることを特徴とする
薄膜半導体装置の製造方法。1. An i-type conductive semiconductor layer and one p-type semiconductor layer.
Alternatively, in a method of manufacturing a thin film semiconductor device having a structure in which semiconductor layers of n-type conductivity type are stacked, photoexcitation etching by laser light and laser scribing are used for patterning, and a junction portion of the i-type layer and the p-type or n-type layer is formed. It is characterized in that at least the photoexcited etching among the photoexcited etching and the laser scribe is used for patterning, and at least the laser scribe among the photoexcited etching and the laser scribe is used for patterning the i-type layer. Method of manufacturing thin film semiconductor device.
上記ｐまたはｎ型層の接合部を上記光励起エッチングし
た後、上記ｉ型層の残部を上記レーザースクライブして
パターニングする特許請求の範囲第１項記載の薄膜半導
体装置の製造方法。2. The p or n type layer and the junction between the i type layer and the p or n type layer are photoexcited etched, and then the remaining portion of the i type layer is patterned by laser scribing. 2. A method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1.
層とは反対導電型の半導体層が上記ｉ型層と基板の間に
形成されたpin構造の集積型太陽電池であり、上記ｐま
たはｎ型層および上記ｉ型層と上記ｐまたはｎ型層の接
合部を上記光励起エッチングした後、上記ｉ型層の残部
および上記反対導電型層を上記レーザースクライブして
パターニングする特許請求の範囲第２項記載の薄膜半導
体装置の製造方法。3. The thin film semiconductor device is a pin structure integrated solar cell in which a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the p or n type layer is formed between the i type layer and a substrate. Alternatively, after the photoexcited etching of the junction between the n-type layer and the i-type layer and the p- or n-type layer, the remaining part of the i-type layer and the opposite conductivity type layer are patterned by laser scribing. 2. A method of manufacturing a thin film semiconductor device according to item 2.
反対導電型層はｐ型層である特許請求の範囲第３項記載
の薄膜半導体装置の製造方法。4. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 3, wherein the p or n type layer is an n type layer, and the opposite conductivity type layer is a p type layer.
上記レーザースクライブした後、該ｐまたはｎ型層、お
よびｉ型層の上記レーザースクライブ面を上記光励起エ
ッチングしてパターニングする特許請求の範囲第１項記
載の薄膜半導体装置の製造方法。5. The p- or n-type layer and the i-type layer are laser-scribed, and then the laser-scribed surfaces of the p- or n-type layer and the i-type layer are patterned by photoexcited etching. 2. A method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1.
層とは反対導電型の半導体層が上記ｉ型層と基板の間に
形成されたpin構造の集積型太陽電池であり、上記ｐま
たはｎ型層、上記ｉ型層および上記反対導電型層を上記
レーザースクライブした後、該ｐまたはｎ型層、ｉ型層
および反対導電型層の上記レーザースクライブ面を上記
光励起エッチングしてパターニングする特許請求の範囲
第５項記載の薄膜半導体装置の製造方法。6. The thin-film semiconductor device is a pin structure integrated solar cell in which a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the p-type or n-type layer is formed between the i-type layer and a substrate. Alternatively, after the laser scribing of the n-type layer, the i-type layer and the opposite conductivity type layer, the laser scribing surface of the p or n-type layer, the i-type layer and the opposite conductivity type layer is patterned by photoexcited etching. A method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 5.
反対導電型層はｐ型層である特許請求の範囲第６項記載
の薄膜半導体装置の製造方法。7. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 6, wherein the p or n type layer is an n type layer, and the opposite conductivity type layer is a p type layer.
エッチング用のレーザー光とは異なるビームから成る上
記レーザースクライブを適用して、上記ｉ型層、および
上記ｐまたはｎ型層をパターニングする特許請求の範囲
第１項記載の薄膜半導体装置の製造方法。8. The patterning of the i-type layer and the p-type or n-type layer by applying the laser scribing consisting of a beam different from the laser beam for the photoexcited etching simultaneously with the photoexcited etching. A method of manufacturing a thin film semiconductor device according to item 1.
許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか一項に記載の
薄膜半導体装置の製造方法。9. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of a silicon-based material.
る特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか一項に記
載の薄膜半導体装置の製造方法。10. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of a compound semiconductor material.
許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか一項に記載の
薄膜半導体装置の製造方法。11. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of germanium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60144738A JPH0719907B2 (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Method of manufacturing thin film semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60144738A JPH0719907B2 (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Method of manufacturing thin film semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627168A JPS627168A (en) | 1987-01-14 |
| JPH0719907B2 true JPH0719907B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=15369199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60144738A Expired - Lifetime JPH0719907B2 (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Method of manufacturing thin film semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0719907B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA874217B (en) * | 1986-06-13 | 1988-03-30 | Kenneth W Bullivant | Anti-theft product rack and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59225578A (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacture of photoelectric conversion semiconductor device |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP60144738A patent/JPH0719907B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS627168A (en) | 1987-01-14 |
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