JPS59155974A

JPS59155974A - 光電変換装置作製方法

Info

Publication number: JPS59155974A
Application number: JP58030479A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1984-09-05

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
晶半導体を透光性絶縁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た、
高い電圧の発生の可能な光電変換装置の作製方法に関す
る。

この発明は、複数の素子間の連結に必要な面積を従来の
マスク合わせ方式の１／１０〜１　／１００にするため
、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）を用いたごとを特徴としている。　
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
の第２の電極は導電性酸化膜とこの股上に反射性金属と
を２層構造に形成せしめることにより、この第２の電極
を構成させるための第２の開溝をＬＳにより作製するに
際し、この電極間でのリーク電流を１０−’Ａ／ｃｍ以
下にせしめたことを特徴としている。

本発明は、特にこの１．Ｓにより開溝が容易かつ高い製
造歩留りにて作製されるには、第２の電極を構成する導
電性酸化膜（以下ＣＯとい−９）と反射性金属（以下１
１Ｍという）のそれぞれに最適な厚さがあることを実験
的に見い出し、その厚さがＣＯは平均膜厚５００〜１５
００人、ＲＰは３００〜３０００人であることを特徴と
しているこの発明は、第２の電極を分離する開溝を第１の素子の
側にわたって設けることにより、第１の素子の第２の電
極と連結部で第１の素子の第１の電極と第２の素子の第
２の電極とを電気的に連結する導体（以下単にコネクタ
という）と第２の素子の第２の電極との間に電気的にリ
ークが発生しないようにしたものである。

従来、マスク合わせ方式において、その連結部は５〜１
ｍｍの巾を必要としていたが、本発明はその１／１０〜
１　／１００の３５０〜３０μ好ましくは２００〜５０
μにすることにより、この連結部を１０〜５０段必要と
するハイブリッド方式において、光電変換装置として用
いられる全パネルの光起電力発生用の面積（有効面積ま
たは実効面積という）が、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方式によるマスクレス工程であって、こ
の！！Ｊ造工程においては前工程で形成された開溝を５
０〜３００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、この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用のレーザー光例えば
波長１．０６μのＹＡＧレーザ（焦点距離４０ｍｍ、レ
ーザ光径２５μψ）を照射させる。

さらにそれを例えば５ｍ／分の速さで移動せしめ前工程
と従属関係の開溝を作製せしめる。

かくのごと＜ＬＳをマイクロコンピュータと組み合わせ
ることにより、希望値に対して５μ以下実験的には２．
５μ以下の精度で次工程の開溝を作製することができる
。

即ち、本発明のＬＳは、実質的にコンピュータ制御され
たセルファライン方法を行うことができるという超高精
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（以下単に装置という）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５’り−４９９，４、特開昭５５４２４２
７４さらに不発防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。

例えば不発防人の出願になる特許願は、半導体ヲ５ｉｘ
Ｃ１−ｙ−−３ｉのへテロ接合とし、単にそのアモルフ
ァスＳｉのみを用いる場合と異ならせており、さらにこ
の半導体として、アモルファス構造以外に微結晶構造を
含む水素またはハロゲン元素が添加されたＰＮまたはＰ
ＩＮ接合を少なくとも１接合有する非小結晶半導体を集
積化またはハイブリッド化したものであるという特徴を
有する。

しかしこれら従来の発明においては、第１図にその縦断
面図を示すが、すべてマスク合わせ方式であり、合わせ
精度が不十分でまた連結部に大きな面積を必要としてい
た。

例えば金属マスクを用いた場合、直接選択的に導電層ま
たは半導体層を作製する方式においてはこの選択性を与
えたマスクが被膜形成中に０．５〜３ｍｍずれてしまう
場合がある。

さらにこのマスク上に被膜成分が形成されるため、−マ
スクが汚染され、またマスクにそって形成される被膜の
周端部が明瞭でなくなり、隣合った電極間のクロス１−
−り（リーク電流）の発生の要因となる等多くの欠点を
有するものであった。

さらに従来、公知のスクリーン印刷法等においては、基
板上に全体的に形成された導体または半導体を独立に選
択的にマスクを用いでエツチング除去する方法である。

しかしかかる方法においては、スクリーン印刷用のマス
クの位置合わせの工程、レジストのコーティング工程、
ヘーク固化工程、導体または半導体のエツチング除去、
レジストの除去工程等きわめて工程に時間がかかり、そ
のため製造価格の上昇を免れ得なかった。

しかし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第１の電極用の導
電性層、半導体層はともにそれぞれ５００〜３０００人
、０．２〜０，８　　μ、８００〜５０００人の薄さで
あり、　ＬＳが可能な厚さであり、この薄膜に対しＬＳ
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を必要としないで作製することが
可能なことが判明した。

特に本発明は、第１の電極、半導体にＬＳを用いるのみ
ならず、第２の電極の構成に対し、この電極をＣＯとＲ
Ｍとを重合わせて、ここに対してもＬＳを用いる、即ち
ＬＳも３回用いることにより、装置を作製するマスクレ
スプロセスの作製方法である。

その結果、従来のマスク合わせ工程のかわりに本発明の
マスクを全く用いないためマスクレス工程であって、き
わめて簡単かつ高精度であり、装置の製造コス１−の低
下をもたらし、そのため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ｌｊｉ面図である。

図面において透光性基板（例えばガラス板）（１）上に
第１の電極を構成する透光性導電ｊＩ史（（、ＴＦと略
記する）を第１のマスク合わゼ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れる。

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、連結部においてはＣＴＦの一方の側
面（１６）を半導体層（３）が覆い、他方のＣＴＦの表
面（１４）を半導体層（３）が覆わないようにするため
、ＣｒＦ２間（１３）は１〜．５ｍｍ例えは３ｍｍの隙
間を必要とする。

さらに第１の電極（３７）と第２の電極（３８）は（１
４）の表面で電気的に連結するが、この部分を（３９）
の第２の電極がマスクのぼけで発生する拡がりをも含め
てショートしてはいけないため、１〜５ｍｍ例えば３ｍ
ｍの間隙（６）を特徴とする特にこの第２の電極（３９
）が第１の電極（３７）とショートしないようにするた
めに、露呈した半導体表面’（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
。

このため製造プロセス上において何等の工程を加えるこ
となしに１、第１の電極（３７）と第２の電＋Ｍ　（３
９）との間の半導体の表面をバンシヘイション膜で覆い
、かつそのわたり深さを１０〜１５０　μとすることに
より、電極間リークを除去した構造とすることば、製造
歩留りの向上に優れたものであった。加えて特に本発明
におし）では、第１および第２の素子の第２の電極間を
ＬＳのヒーム直径の２０〜５０μとした時、この距離を
金属がマンブレイトしてしまうことを防ぐため、この第
２の電極を金属のみではなく、金属の下側に導電性酸化
物（Ｇｏ）を介在せしめ、このＣＯにより、金属のマイ
グレイジョンの防止をし、またこのＣＯはレーザ光に対
し透光性であるため、照射レーザ光による発熱をその上
面の金属で行うという、それぞれが互いに？、ｉＩｉ完
しあうことによりＬＳ方式によるマスクレスプ１−Ｉセ
スを完成せしめたものである。

本発明はかかる目的にそったものである。

又従来例において、この連結部の間隙を３ｍ＋ＩＩとし
て例えば２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍに中１５ｍｍ　（２０
ｃｍ　Ｘ　１５ｍｍ）の素子端部５ｍ’ｍを作製せんと
すると、３３段接続となり、連結部では全部で延べ１０
ｃｍ　（２００ｃｒＡの面積）の損失となり、その結果
有効面積は周辺部を考慮すると７５％にとどまってしま
った。

本発明はかかる工程の複雑さを排除し、有効面積が８６
〜９７％例えば９２％にまで高めることができ加えてコ
ネクタをＣＯとし、さらにわたり深さを与えることによ
り、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。

図面において透光性基板（１）例えばガラス板（例えば
Ｊさ０．６〜２．２ｍｍ例えば１．２ｍｍ　、長さ［図
面では左右方向］　６０ｃｍ、中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■
ＴＯ（酸化インジューム酸化スズ混合物、即ち酸化スズ
を酸化インジューム中に１０重量％添加したｌｌ５ｉｉ
）（約１５００人）→−５，ｎ０２（２００〜４００　
人）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（１５００〜２０００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または上側より、ＹＡＧレーザ加
工機（日本レーザ製）により出力３〜６Ｗ（焦点距離４
０問）を加え、スポット径２０〜５０μφイを表的には
３０μφをマイクロコンピュータにより制御して、上方
より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、ｒＩ】約３０μ
長さ２０ｃｍ深さは第１の電極それぞれを完全に切断分
離した。

このため図面において明らかなごとく、基板（１）の一
部が３００〜１３００人の深さでえくられた（凹部（６
０）を形成する）。

かくして第°１の素子（３１）および第２の素子（１１
）を構成する領域の巾は１５〜３０ｍｍ例えば１５ｍｍ
とした。

以上ＬＳ方式により、第１の電極を構成する透光性導電
膜（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Ｌｉ１ＣＶＤ
法に、よりＰＮまたはＰＩＮ接合を有する非単結晶半導
体層（３ンを０．２〜０．８　μ代表的には０．５　μ
の厚さに形成させた。

その代表例はＰ型半導体（Ｓ　Ｉ　ＭＣＩ−Ｘ　Ｘ　＝
　０　、８約１００人）−■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）を有する半導体よりなる一つの
ＰＩＮ接合を有する非単結晶半導体、またはＰ型半導体
（ＳｉｘＣ＋−ｘ）　　　Ｉ型、Ｎ型、Ｐ型Ｓｉ半導体
−■型５ｉｘＧｅｌ−や半導体−Ｎ型Ｓｉ半導体よりな
る２つのＰＩＮ接合と１つのＰＮ接合を有するタンデム
型のＰＴＮｒ’ＩＮ、　。

、、、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♀側）にわたって第２の開溝
’　（１Ｂ）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）、（１８）
の中心間を５０μすらしている。

このし〜ザ光の照射はガラス（１）の下方向またはこの
基板の上方のいずれからも行ってよかった。

かくして第、２の開溝（１８）は第１の電極の＋１ｕ１
１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。Ｅｌ］′ｆ）第１の素子
の第１の電極位置上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（１４）（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５〜ＩＯＷ例えば６Ｗで多
少強すぎて、このＣＴＦ　（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）とのコネクタが密接しても実用
上同等問題はない。

すなわちレーザ光の出力パルスの強さまた開溝の深さの
ハラ・ンキに対し、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（４）およびコネクタ（
３０）を形成し、さらに第３のＬＳでの切断分離用の第
３の開溝（２０）を得た。

この第２の電極（４）は本発明の特長である導電酸化膜
（Ｃｏ＞（４５）を用いた。その厚さは５００〜１５０
０人の厚さに形成させた。

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＞＜４５１）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った。この結果、半導体に密接して
ｕｓ＞、（４ｇ＞を有ゼしめた。さらにその上面に、反
射用金属（ＲＭ）〈４６）の銀または珪素が１％以下代
表的には０．１〜１市量％添加されたアルミニュームを
３００〜３０００人の厚さに形成した。

このＣＯはその平均膜厚が５００　Å以下では局部的な
ピンホールによりその上面の金属が直接接してしまうた
め好ましくなかった。さらに１５００Å以上においては
レーザ照射によって気化することによるスクライブがさ
れにくくなり、歩留り低下をもたらした。ＲＭは平均膜
厚が３００Å以下では長波長光の反射性がそこなわれて
しまい好ましくなかった。又３０００　Ａ以上ではレー
ザ光の照射による熱が横方向に放散されやずく、開溝が
ＩＩＭ、ＣＯとも気化に消散されにくくなってしまい、
やはり歩留りの低下を促してしまった。このためＣＣ０
１Ｒのそれぞれの厚さはＣＯが好ましくは７００〜１４
００人、代表的には平均膜厚１０５０人、ＩＢＹｌは好
ましくは５００〜２０００人代表的には１２００人が最
適であった。

さらにその上面にニッケルを外部接続用電極として、ま
たアルミニュームの酸化防止用として形成させることは
有効である。

例えばＣＯとしてのＩＴＯを１０５０人、銀またはアル
ミニュームを１２００人とした。外部引出し電極にてＲ
Ｍの酸化によるコンタクト不良の発生防止のためさらに
ニッケルを約１０００人の厚さく金属の合計厚さは３０
００Å以下）に形成してもよいこのＣＯとＩ？Ｍは裏面
側での長波長光の反射を促して６００〜８００ｎｍの長
波長光を有効に光電変換させるためのものである。

さらにニッケルは電極部（５）での外部引出し電極（２
３）との密着性を向上させるためのものである。

これらは電子ビーム蒸着法またはＰＣＶＤ法を含むＣＶ
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。

このＣＯとして透光性導電膜（ＣＴ　Ｆ　）を用い、特
にＩＴＯは本発明においてはきわめて重要である。

その効果は、〔１〕第２の電極の金属（４６Ｘ一般にはアルミニュー
ム）が珪素と合金層にならず、半導体（３）中に長期間
のうちに異常拡散されてしまい、上下の電極間をショー
Ｉ・させてしまうことを防いでいる。即ち１５０〜２０
０°Ｃでの高温放置テス１−におＩｄる信頼性向上のた
め、ＲＭを３００′〜３０００人の厚さとし°ごの金属
と半導体との間にＣＯを５００〜１５００人の厚さに介
在さ−ヒている。

〔２〕入射光（１０）における半導体（３）内で・吸収
されなかった長波長光の反射用金ＩＭ　（４６）での反
射を促し、特にＩＴＯの厚さが５００〜１５００人、好
ましくは７００〜１４００人、り）に平均厚さ１０５０
人として６００〜８００ｎｍの長波長光の反射を大きく
させ、従来に比べて変換効率の１〜２％の向上に有効で
ある。

〔３層本発明の第３の開溝（２０）の形成の際、レーザ
ー光の２０００’ｃ以上の高温特にスクライブ領域に金
属（４６）が溶解して、半導体（３）内に侵入して電極
（３９）、（３８）間でのリーク電流が１０−１人／ｃ
ｍ以上発生してしまうことを防くことができる。

このため第３の開溝形成による製造上の歩留りの低下を
防ぐことができる。

〔４〕コネクタをもこのＣＯが構成し、半導体特にＰＩ
Ｎ半導体のうちの敏感な活性１層に対し金属が酸化物絶
縁物（３３）を貫通してしまうことによりコネクタ部で
の製造歩留り信頼性低下を防いでいる。

〔５〕半導体上部のＮ型半導体と相性のよいＣＯを形成
することにより、即ちＮ型半導体に密接してＩＴＯまた
は酸化インジュームを主成分とするＣＯを設けて、この
半導体、電極間の接続抵抗を下げ、曲線因子、変換効率
の向上をはかることができる。

（半導体上部がＰ型半導体にあっては酸化スズまたは酸
化アンチモンを主成分としたＣＯが相性がよく好ましか
った）〔６〕素子の開溝の形成された一部が第２の開溝上にあ
っても、コネクタ部をＣＯとすることによりこの一部が
第３の開溝の形成の際、半導体層に混入して２つの電極
間を金属の場合のごとく短絡させてしまうことがなく、
製造歩留りの向上に有効である、があげられる。

本発明は、特にＬＳの際、第３の開溝を第１の素子領域
（３１）に渡って設け、第１の素子の開放電圧が発生す
る電極（３９）、（３８）間の距離をレーザ直径の２０
〜５０μφ代表的にハ３０μφとして、約３０μ離間せ
しめ、加えてそのわたり深さを２５μ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の開溝（３０）の中心に比べて２０〜１５０μ
好ましく゛は３０〜１００　μ代表的には５０μの深さ
に第１の素子側に渡って設けている。

このなめ３０μφのレーザ光によりシフトさせた場合、
第１の素子の第２の電極（３９）のＧＯ（４５）の端と
、コネクタの端との雇適接触はスキャンの揺らぎ±５μ
で、あるため、６０μと究めて長くとることができる。

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、！Ｖ造ノ＼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。

かくのごとく第２の電極をレーザ光を上方より照射して
切断分離して開溝（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第２の電極の下面に密接する
１００〜３００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−り（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Ｍ　（４２）、Ｉ型
半導体Ｎ　（４３）、Ｎ型半導体層（４４）と例えば１
つのＰＩＮ接合を有せしめ、このＮ型半導体層が微結晶
または多結晶構造を有する。いわゆるその電気伝導度が
１〜２００（Ωｃ　ｍ　）”と高い伝導度を持つ場合、
本発明のＮ型半導体層をえくり出し、凹部（４０）を真
性半導体とし、加えてこの半導体内に一金属原子が残有
せず、さらに酸化物絶縁物例えば酸化珪素（３４）のバ
ンシヘイション膜を設けてリーク電流発生を防止するこ
とは、高信頼性のためにきわめて有効であった。

さらｔこ製造歩留り的にリークが１０−５〜１０−′人
／ｃｍある準不良装置（全体の５〜１０％有する）に関
しては、この後弗酸１：硝酸３：酢酸５：水３６で５〜
１０倍エツチングをじて、開溝部の珪素を化学的に５０
０〜２０００人の深さにして金属不良物を除去すること
は有効であった。

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にまでは到達しないことが好ましがった。

かくして第２図（Ｃ）に示されるごとく、複数の素子（
３１）、（ｉｌ）を連結部で直接接続する光電変換装置
を作ることができた。

第２図（Ｄ　）はさらに本発明を光電変換装置として完
成させんとしたものであり、即ちバッジヘイジョン膜と
してプラズマ気相法により窒化珪素膜（２１）を５００
〜２０００人の厚さに均一に形成さゼ、各素子間のリー
ク電流の湿気等の吸着による発生をさらに防いだ。

さらに外部引出し端子（２３）を周辺部（５）にて設け
た。

これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンまたはエボ
キソ等の有機樹脂（２２）を充填した。

かくして照射光（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１４．
３５＋ＩＩｍ連結部のｒｌ］１５０μ、外部引出し電極
部のり月Ｑｍｍ、周辺部４ｍｍにより、実質的に５８０
ｍｍ　Ｘ　１９２ｍｍ内に４０段を有し、有効面積（１
９２ｎ＋＋ｎ　ｘ１４．３５ｍｍ　４０段１１０２ｃＪ
即ち９１．８％）を得ることができた。

その結果、セグメントが１０．６％（”１．０５ｃＩＩ
ｌ）の変換効率を存する場合、パネルにて６．７％（理
論的には９．７％になるが、４０段連結の抵抗により実
効変換効率が低下した）〈八ＭＩ　　Ｃ１Ｃ１０Ｏ／ｃ
ｎ＋）　）にて７３．８Ｗ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℃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４％、Ｘ＝１．５％の低下しかみられ
なかった。

これば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時間で動作不良パネル数が１７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程での開溝を作る最も代表的なそ
れぞれの開溝の位置関係を示した縦断面図および平面図
（端部）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（３１
）、第２の素子（１１）、連結部（１２）を有している
。

図面より明らかなごとく、第１の開溝（１３）は基板（
１）を少しえぐっている。

さらに第２の開ｍ　（１８）は、第１の素子を構成すべ
き半導体（３）の第１の電極（２）側にわたって設げち
れ、これらいずれをも除去させている。

そのため、この第１の素子（３１）の第１の電極（２）
と第２の素子（１１）の第２の電極とが連結部（１２）
　、にてこの第２の電極（３８）よりパッジヘイジョン
膜（３３）、（３４）上にそって延びたＣＯによるコネ
クタ（３０〉により、第１の電極（２）の側面（８）で
電気的に連結され、２つの素子が直列接続されている。

さらに図面において、ＰＮまたはＰＩＮ接合を少なくと
も１つをする半導体（３）ここでは１つのＳｉｘ自−＜
（０＜ｘ＜１）Ｐ型−■型Ｓｉ−微結晶化したＮ型Ｓｉ
　（４４）よりなる１つのＰＩＮ接合ををする半導体が
設けられている。

この第３の開溝（２０）が、約３０μの深さに第１の素
子（３１）側にシフトしている。

このため、第３の開１ｆｆｉ　（２０）の右端部は、コ
ネクタ部（３０）をうがって設けられている。

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１０＝　Ａ／ｃｍ　（１ｃｍ　
ｒｌ］あたり１０−’Ａのオーダーの意）以下に小さく
することができた。

この量も従来例５０％に比べて製造歩留りが７０〜７５
％を有し、究めて高い生産性を得ることができた。

第３図（Ｂ）は平坦図を示し、またその端部（図面で下
側）において第１、第２、第３の開溝（１３）、＜１８
＞、（２０）が設けられている。

この方向でのリークをより少なくするため、半導体（３
）が第１の電極（２）を覆う構造にして第１、第２の電
極間のショートを少なくさせることが特徴である。

加えて素子の端部は第１の電極（２）、半導体、第２の
電極（４）を一度にＬＳによりスクライブ（５０）　し
た。

この場合においても半導体の側面に同様にバッジヘイジ
ョン膜を形成させている。

この図面において、第１、第２、第３の開溝中は５０〜
２０μを有し、連結部の中１５０〜８０μ代表的゛には
１２０　μを有せしめることができた。

以上のＹＡＧレーザのスポットＰｉをその出力３〜５Ｗ
　（２０μφ）４〜７Ｗ　（３０μφ）を用いた場合で
あるがさらにそのスポット径を技術思想において小さく
することにより、この連結部に必要な面積をより小さく
、ひいては光電変換装置としての有効面積（実効効率）
をより向上させることができるという進歩性を有してい
る。

第４図は電卓用等の大きなパネルではなく小さな光電変
換装置を同時に多量製造せんとした時の外部引出し電極
部を拡大して示したものである。

第４図（Ａ）は第２．図に対応しているが、外部引出し
電極部（５）は導電性ゴム電極（４７）に接触するパッ
ド（４９）を有し、このバンド（４９）は第２の電極（
上側電極）〈４）と連結している。

この時電極（４７）の加圧が強すぎてパッド（４９）が
その下の第１の電極（２）と半導体（３）を突き抜けて
も（４９）と（２）とがショートしないように開溝（１
３）が設けられている。

また外側部は第１の電極、半導体、第２の電極を同時に
一方のＬＳにてスクライブをした開＃　（５０）で切断
分離されている。

さらに第４図（Ｂ）は下側の第１の電極（２）に連結し
た他のパッド（４８）が第２の電極材料により（１８）
にて連結して設けられている。

さらにバンド（４８）は導電性ゴム電極（４６）と接触
しており、外部に電気的に連結している。

ここでも開溝（１８）、＜２０＞、＜５０＞によりパッ
ド（４８）は全く隣の光電変換装置と電気的に分離され
ており、この装置間をガラス切断を後工程により分離切
断することにより、１つのパネルで合わせ用マスクを全
く用いることなしに、多数の光電変換装置を作ることが
できるという特徴を有する。

例えば２０ｃｍ　Ｘ　ｆ３０ｃｍのパネルにて６ｃｍ　
Ｘ　１．５ｃｍの光電変換装置（電卓用）を作らんとす
ると、一度に１３０個の電卓用太陽電池を作為ことがで
きることがわかる。

つまり光電変換装置は有機樹脂モールド（２２）で電極
部（５）、（４５）を除いて覆われており、この後小電
力用太陽電池を作る場合はガラス切りで切断すればよい
。

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ゲ直列にア
ルミサツシ枠内に組み合わせることによりバノケーンさ
れ、１２０ｃｍ　Ｘ　４０ｃｍ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ＮＥＤＯｆｆｌ格のパネルはシーフレックスに
より弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反則面側（
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、基板は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有機樹脂または有機樹脂上
に酸化珪素または窒化珪素を０，１〜２μの厚さに形成
した複合基板を用いることは有効である。

特にこの複合基板を前記した実施例に適用すると、酸化
珪素または窒化珪素がこの上面のＣＴＦを損傷して、基
板とＣＴＦとの混合物を作ってしまうことを防ぐ、いわ
ゆるブロッキング効果を有して特に有効であった。

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、中２０ｃｍを用いた。

・　　　　この上面に酸化珪素膜を０．１　μの厚さに
塗付し、］　　　ブロッキング層とした。

さらにその上にＣＴＦをＩＴＯ１６００人士ＳｎＯ＊３
００人を電子ビーム蒸着法により作製した。

さらにこの後、第１の開溝をスポット径３０μφ、出力
４讐のＹＡＧレーザーをマイクロコンピュータにより制
御して５ｍ／分の走査速度にて作製した。

この出力はＣＴＦを完全に切断するため、開溝の中央部
に巾約２μ、深さ約３０００人の■型溝がガラス基板が
溶去されることにより作製された。

素子領域（３１）、＜１１）は１５ｍｍ巾とした。

この後公知のＰＣＶＤ法により第２図に示したＰＩＮ接
合を１つを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。

かかる後、第１の開溝をテレビにてモニターして、そこ
より５０μ第１の素子（３１）をシフトさせてスポット
径３０μφにて出力５Ｗにて大気中１００℃の温度にて
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ＣＯであるＩＴＯを電子ビーム蒸着法
により平均膜厚１０５０人に作製して、第２の電極（４
５）、コネクタ（３０）を構成せしめた。

加えて珪素が０．５　ｆｆｉ量％添加されたアルミニュ
ームを同様に電子ビーム蒸着法により１２００人の厚さ
に形成してＲＭとした。

さらに第３の開溝（２０）を同様に酸化雰囲気中にてＬ
Ｓ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。

この時第３の開溝はその深さは半導体巾約３０００人有
していた。このため、ＣＣ０１ＲおよびＮ型半導体層は
完全に除去されていた。

レーザー光は出力３にとし、他は第２の開講の作製と同
一条件とした。

かくして第２図（Ｃ）を作製した。

第２図（Ｃ）の工程の後、パネルの端部をレーザ光出力
６−にて第１の電極、半導体、第２の電極のすべてをガ
ラス端より４ｍｍ内側で長方形に走査し、パネルの枠と
の電気的短絡を防止した。

この後、パッシベイション膜（２１）をＰＣＶＤ法によ
り窒化珪素膜を１０００人の厚さに２５０℃の温度にて
作製した。

すると２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍのパネルに１５ｍｍ巾の
素子を４０段作ることができた。

パネルの実効効率工して＾旧　（１００ｍＷ／Ｃｎｔ）
　にて６．７％、出カフ３．８Ｗを得ることができた。

有効面積は１１０２ｃｄであり、パネル全体の９１．８
％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１．１ｍ１ｌｌ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５ｃｍＸ１．５ｃｍとして複数個同−基−板上に作
製した。′ここでは素子形状を９ｍｍ　Ｘ　１３ｍｍ　
５段連続アレーとした。連結部は１００μとし、外部電
極とは第４図（Ａ　＞、＜　Ｂ　）の構造として設けた
。

すると１６０ケの電卓用装置を一度に作ること力くでき
た。

４．５％の実効変換効率として螢光打丁２００１ｘ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力くできた
。

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この実施例は実施例２であって、基板を１５０μの厚さ
の透光性有機樹脂であるポリイミド樹脂を用いた。

さらにその上にブロッキング層として０．２２μの酸化
珪素をプラズマ気相法によりシランと炭酸ガスの反応に
より２５０℃の温度で作製して、この有機樹脂がＬＳに
より損傷を受けないようにするためのブロッキング層と
した。

その他は実施例２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３０円かかっていたが、これを２円／電卓用素子にま
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
富み、安価であった。

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

この実施例においては、第２図（Ｄ）に示ずごと（、上
側の保護用有機樹脂（２２）を重合わせることにより、
有機樹脂シートの間に光電変換装置をはさむ構造とする
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１６０ケ作ったうちの７２％を
４．５％の実効変換効率を下限として得ることかできた
。

第２図〜第４図において、光入射は下側の通光性絶縁基
板よりとした。

しかし本発明はその光入射側を下側に限定するものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光電変換装置の縦断面図である。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図は本発明の光電変換装置の縦断面図である。第４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９１　　　　　　　　　ｒ　　　　　　　　Ｈ斌１のＣｏ）（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
ａ＞（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃｒ２
）手続補正書（方式）％式％１、事件の表示昭和５８年特許願第０３０４７９号２、発明の名称光電変換装置作製方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人４、補正命令の日付昭和５８年５月１１ＥＪ（発送日　昭和５８年５月３１日）

Claims

【特許請求の範囲】１、透光性基板上に第１の電極を構成する第１の透光性
導電膜を形成する工程と、該第１の導電膜を複数の光電
変換素子領域、にレーザ光を用いて切断分離し第１の開
溝、を形成する工程と、前記導電膜上および前記開溝上
を覆って光照射により光起電力を発生させうる非単結晶
半導体層を形成する工程と、該非単結晶半導体または該
非単結晶半導体とその下側の前記第１の導電膜とをレー
ザ光により複数の光電変換素子領域に切断分離して第２
の開溝を形成する工程と、前記非単結晶半導体表面およ
び前記切断面の非単結晶半導体と第１の導電膜との側面
または表面に第２の導電膜を前記非単結晶半導体に密接
して導電性酸化膜と該酸化股上に反射用金属とを設けて
形成する工程と、該第２の導電膜、または該導電膜およ
びその下側の前記非単結晶半導体とをレーザ光により切
断分離して第３の開溝を形成する工程とにより、複数の
光電変換素子を構成し、かつ該複数の光電変換セグメン
トを互いに電気的に直列接続して前記同一絶縁基板上に
形成させたことを特徴とする光電変換装置作製方法。２、特許請求の範囲第１項において、第２の電極を構成
する導電膜酸化膜は５００〜１５００人の厚さを有し、
反射性金属はアルミニュームまたは銀を主成分とすると
ともに、３００〜３０００人の厚さを有することを特徴
とする光電変換装置作製方法。