JPS59193075A

JPS59193075A - 光電変換半導体装置作製方法

Info

Publication number: JPS59193075A
Application number: JP58067969A
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: 1983-04-18
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1984-11-01

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’４力を発生し・）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紅基板十に設けた光電変換素子
（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）を用いたことを特徴としている。

本発明の装置におりる素子の配置、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節単にするため、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
さゼた場合のパターンを基として記す。

本発明はＬＳにより非単結晶半導体上の第２の電極を各
素子毎に第３の開溝を設けて分割する際、この電極のみ
ならずその下側に設けられた非ｍ結晶半導体Ｊｉをも除
去して第１の電極の少な（とも一部を露呈して設りるこ
とにより、ＬＳにより第２の電極の金属部分が半導体中
に異常拡散して残存することによる半導体特にＰＩＮの
接合界面の接合特性の悪化と、ひいてはＬＳでの製造歩
留りの低下を防ごうとするものである。

本発明は、第２の電極を非単結晶半導体に密接して金属
を設ｉ−するのではなく、導電性酸化膜を設け、さらに
この股上に反射性金属を２１−構造に形成せしめること
により、ＬＳの際、光ダｊ１に。１、す＆　ｉ７．ｌ；
か半導体中に異常拡散をすることを防き、さ’）　ｂｙ
この一部の金属が拡散してもその半導体ｊ冑を含んで瞬
時に除去してしまうことを特長としている。

本発明はさらに、この第２の電４Ｑａを構成さ一部るた
めの第３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ＩＯＡ／ｃｍ以十に−ｌしめること
を特長としている。

本発明は、複数の素子を同一基板に集積化するに際し、
第２の電極の素子間の分割を容易にし、且つ分割３′る
領域（第３の開溝）との分割（アイソレイション）を完
全にするため、第２０市４）’ｒｉをＣＯと間のｊＩさ
を規定して車に車・謂１、ｒ−の電極としての特性向上
のみならず、複合集積化にスＪしても生産性歩留り向上
のため最適化したごとをＢｊ　徴としている。

この発明はＬＳ力式によるマスクレス工程で、ちって、
この製造工程においては前工程で形成された開溝を５０
〜３００倍に拡大してテレビシ３１ン等に映し、このモ
ニターされた開溝をコンビ人−タ（マイクロコンピュー
タ）内にアドレスさ一部る。

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
のンフト量とメモリに記憶させた情報とを合わセで、こ
の−１−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１．０９のＹＡＧレーザ（焦点距離４０ｍｍ、レー
ザ光径２ゾ）を照射させる。

さらにそれを０５〜１０ｍ／分例えば５ｍ／分の速さで
移動せしめ、前］二程と従属関係の開溝を作製せしめる
。

かくのこと＜ＬＳをマイクロコンピュータと糾の合わゼ
ることにより、希望値に対して１５　　以ド実験的には
５以下の誤差しかない高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をする。

このため従来より知られたマスク合ね上方式で必然的な
マスクのずれ、そり、合ね一部４’ｉｉ１．Ｄｌ　ｔこ
スｊ−（−る製造歩留りの低下等の全ての製造７のＩ＋
ｌｌｉ　Ｊ各Ｊ１す、歩留り減の原因を一気に排除ゼし
ぬたことを′ｌ′ＩＩＱとする。

しかしこれら従来の発明においては、第１図にその縦断
面図を示ずが、ずべてマスク合わ−Ｕ力式であり、合わ
せ精度が不十分てまた連結部に人ご、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シ：Ｌこの選択性
を与えたマスクが被膜形成中に０．３〜２＋ｎｍ　１’
れてしまう場合がある。

さらにこのマスクＬに破ｊ殴成分か形成さね、イ）ため
、マスクが汚染され、またマスクにそ−、で形成される
被膜の周端部が明瞭−（なくなり、ＶＡ合一、た電極間
のクロストーク（リーク電流）の発４Ｆ二の要因となる
等多くの欠点を自するものであった。

本発明は、従来のマスク合わせ工程のかわりＧこマスク
を全く用いないマスクレス工程てあ−、で、きわめて簡
単かつ高精度であり、装置の製造−ｌストの低下をもた
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Ｆ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本発明の
光電変換装置の作製工程を示す縦断面図群である。

図面において透光性基Ｍｆ！、（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膜（ＣＴ　Ｆと
略記する）を第１のマスク合ね七工程により選択的に形
成する。

さらに半導体１ｍ（３）を第２のマスク合ね七り程によ
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ＩＷ（３）が覆わないよ−）Ｃご
するため、ＣＴＦの間（Ｊ３）は１〜５１１１１１１例
え＋、ＵＩ　３　ｊｎｍ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Ｊるが１、二の部うｊ：！：
（３９）の第２の電極がマスク０月よりζ光４１Ｊる１
広がりをも含めてノヨートしてはいりないため、１〜５
ｍｍ例えば３ｍｍの間隙（６）を必要と′づる。

特にこの第２の電極（３９）が第１の電４４７　（３７
）とショートしないよう乙こするために、露−ｉｊ　Ｌ
ノご半導体表面（２８）での合わセ祐度は製造歩留り乙
こきわめ゛ζ重要であり、結果として連結ｒζ１ｉＮ２
）が広くなってしまった。

加えて第１の′８ｉ極（３７）と第２の７１ｉｉサス（
：１ｒ））は半導体表面（２８）を経てリークしゃＪ’
　＜　、（Ｉｒｕ・Ｑ・１）１の低下をもたらしてしま
っていた。

本発明は、製造プロセス上において（１３１等の新たな
工程を加えることなしに、第１の７１ｉ＋’Ｍ　（３７
）と第２の電極（３９）との間の半導体の表面をパノソ
ヘイション膜で覆い、かつその１−わたり７朶さ」（第
１の開溝の中央部と第３の開溝の中央部との距離として
この明細書において定義する）を２０〜４００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は、
製造歩留りの向にに優れたものであった。加えて特に本
発明においては、第１および第２の素子の第２の電極間
の距離を金属かマイブレイトしてしまうことを防くため
、第２の電極とその下の半導体層を完全に除いてしまう
ことにより第２の電極を構成する金属が残存して接合部
にリークが発生してしまうことを防くとともに、ＬＳを
実行しやすくしたもので、この電極、開溝によりＬＳ方
式によるマスクレスプロ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３ｍｍとして例
えば２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍに中１５ｍｍ　（２０ｃｍ
　Ｘ　１５ｍｍ）の素子端部５ｍｍ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１０ｃｍ　
（２００ｃｍ’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層１ざをυ１］徐し２、自りノ
面積が８６〜９７％例えば９２％にまで高めることがて
き加えてコ不りクをＣＯとし、さらにわたり深さをり。

えることにより、製造歩留りを従来のＸ、り６０　％　
ｔ−ｒす８７％にまで高め葛ことができるといつ画期的
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訂ｉＩ＋＋を示Ｊ′。

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
厚さ０．６〜２．２ｍｍ例えば１，２１１ｍ　、ＩＭさ
〔図面では左右力向）　６０ｃｍ、「１１２０ｃｍ）を
用いた。

さらにこの上６面に全面にわたって込光性、ｖ、！′１
．ｉｉ股＼例えばＩＴＯ（Ｍ化インシュ−ム酸化スス混合物、即ち
酸化スズを酸化インジュ−ム中に１（川（（ｊけ６添力
目したｌ央）　　（５００−１５００人）　＋５ｎＯＬ
（２００−４０ＯＡ）または弗素等のハロゲン元素が添
加された１俊化スズを主成分とする透光性導電膜（１５
００〜２０００Å）を真空蒸着法、ＬＰＣｖ１〕法、プ
ラズマＣν１）法、フメＦＣＶＤ法またはスプレー法に
より形成さセた。

この後ごの基板の下側または上側より、ＹＡＧレーザ加
工１ａ　（ロ本レーザ製）により出力０．３〜３Ｗ（焦
点距離４０ｍｍ）を加え、スボソｌ−径３０〜７０＊’
代表的には３９７Ａをマイクロコンピュータにより制ｆ
ａｌｌ　シて、出力よりレーザ光を照射して、その走査
によりスフライフライン用の第１の開溝（１３）を形成
さセ、各素子間領域（３１）、　（１１）に第１の電極
（２）を作製した。

ＬＳにより形成された第１の開ａ（１３）は、巾約３０
Ａ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３００〜１３００Ａの深さでえぐられたく四部（６
０）を形成する）。

か（して第１の素子（３１）および第２の素子（１１ン
を構成する領域の巾は５〜４０ｍｍ例えば１．５　ｍ　
ｍ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ｃｖｒ＋？７；、フメトＣＶ
Ｉ）法またはＬＰＣＶＤ法によりＰＮまたはＰ　Ｉ　Ｎ
　ｌｊ妾合を自ずは０．５７の厚さに形成さゼた。

その代表例！、ｔ　））　Ｑ　：１４４体（ＳｉｘＣ１
−ｘ　ｘ”０．Ｆｌ約１ｏｏスン（４２）　−Ｉ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．ン）　　Ｃ４：ｌ）　−Ｎ型の微結晶く約２００人
）をもする半導体（１４）　、ｉりなる一つのＰＩＮ接
合を有する非単結晶半導体、１１ミたは１）型半導体（
ＳｉｘＣ）　−１型、Ｎ型、■〕型Ｓｉ″Ｉ′礎体−■
型５ＪｘＧｅＩＪ導体−Ｎ型Ｓ１半導体よりなる２つの
ＰＴＮｆｐ合と１つのＩ’ｌｌ接合を有するタンデノ・
型のＰＩＮＦＩＮ、、、、、ＩＩＩＮ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（１３）に示されるごとく、第１の開ｍ　
（１３）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ＬＳ王程にｊ′り形成さゼた。

この図面では第１および第２の開溝（１３）　　（１８
）りの中心間を２０〜３０ノ例えば５９ずらしている。

このレー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（」６）より左（！１１であればよく、１０〜１
０少第１の電極例にンフＩ−させた。即も第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。

そしてご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＠極の
表面（１４）　　（第１図参照）のみを露呈させてもよ
いが、製造歩留りの向上のためにレーザ光が１〜３Ｗ例
えば２Ｗで多少強ずぎて、このＣＴＦ　（３７）の深さ
方向のすべてを１徐去してしまい、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
密接してもその１妾触低抗が特に大きくなる等のことが
なく、実用上前等問題はない。即ち、レーザ光の出力パ
ルスの強さまた開溝の深さのバラツキに対し、製造−１
の余裕を与えることができることが本発明のＪ二朶的応
用の際きわめて重要である。

第２図において、ざらにこの上面に第２図（０）に示さ
れるごとく、裏面の第２の？Ｊｉ極（４）よ、よびコネ
クタ（３０）を形成し７、さらに第３の１．Ｓでの切…
ｉ分離用の第３の開溝（２０）をｊｉ７ｋ。

この第２の電極（４）は本発明の特にである導電酸化膜
（Ｃｏ）　　（４５）を用いた。その厚さは５０〜１５
００　Ａの厚さに形成させた。

このＣＯとして、ここではＩＴＯ（１！ｔＪ化インシ人
−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２−ムを主成介入し
て形成させるととも可能であった。この結果、半導体に
密接して（４５）　　（４５’）を自−已し７めた。さ
らにその上面は反射用金属（ＲＭ）　　（４（ｉ）の銀
またはアルミニュームを主成分とした金属とした。例え
（Ｊ珪素か１％以ｌ・代表的には０．１〜１車量％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と閣の組合ゼは同時に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・ヒるためにも合わせて有効である。

さらにこのｌ？ＭＪ二にニッケルを形成すると、電極部
（５）での外部引出し電極（２３）との密着性を向上さ
せることができる。

これらは電子ビーム蒸′：４法またはＰＣＶＤ法、ツメ
１−ＣＶＤ法、フメト・プラズマＣＶＤ法を含むＣＶＤ
法を用いて半導体ｊ−を劣化さゼないため、３５０’Ｃ
以下の温度で形成させた。

本発明は、特にＬＳＯ際、第３の開溝を第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
ずる電極（３９）　　（３８）間の距離をレーザ直径の
２０〜５９９代表的には３シとして、約３？離間せしめ
、加えてその第１の開溝と第３の開溝の中心間の距離で
ある「わたり深さ」を２０〜４０？とし、さらに第２の
開溝とは２ケ以上と大きく取ったことを特長としている
。即ら第ζ）の１１１１旨＋Ｘ＋７　（２０）の中心は
第２の開溝（３０）の中心に比べて２０〜３す好ましく
は３０〜１０ｇ７Ｉ−代表的には５オの深さ各５二第１
の素子側にわたって設けている。

このわたり深さは１ｉｉｉ記したごとく、二１ンピュー
タのメモリにその深さをインゾノ１−″」−ろことによ
り光学モニターにより第１の開溝をモニターシムから、
第３の開溝をＬＳにより作製するごとに、フ、り高精度
にコンピュータ　：Ｚントロールをし　−Ｉニルフレジ
ストレイジョンを行うごとを本発明の’Ｂｆ　ｋとして
いる。

さらにこの第３の開溝の深さを１゛１りに第２の宙、’
　ｆｔｔ＜を１徐去するのめでなくその一部の半Ｊ　（
Ａ−１−をＭ、去し第１の電極をもその一部に露呈セし
ぬること乙、：ｌより、開溝形成の際のＬＳの照射強度
（パ・ノー密度）のバラツキにより、第２の電極の一部
が残る・して、電気的に２つの素子が分離できなくなる
ことを防いだ。特にこのレーザー−光の強度は！、Ｓ−
（のスキャンスビ−１・がスキャンの開始、終了１１ｈ
において遅いため、結果的に定常スピ−−−１に比・＼
て強−づさ・乙パワー　か照射されてしまう。かかる領
域では第２の電極の除去にその−１・側の半導体層まで
除去してしまうことは自シＪであった。もちろんこの時
第１の電極を除去してしまっては直列の連結ができない
ため、明らかに禁止される。またこの半導体の一部かス
キャンスピーートが大きい領域（パワー密度が小さい領
域）では残存してしても、リークが１０　（Ａ　／ｃｍ
）以下においては実用上まったく問題にならなかったと
いう大きな特徴をイ１していた。

かくのごとく第２の電極をレーザ光を上刃より照射して
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
非単結晶半導体をもえくり出し除去し、その下の第１の
電極にまで至らしめた。このため第１の電極を耐熱性の
酸化スズを主成分とすると、ともに透光性であるため、
この第１の電極を残しレーザ光の熱エネルギーを吸収し
やすい半導体を第２の電極用材料とともに除去せしめて
第３の開溝を形成した。このことによりＬＳの最大の欠
点である出力（パワー密度Ｗ／（訓う１ｌｉｌｌ　ｉａ
ｌ＋をしにくい、Ｌいう欠点を実質的に除去することか
でさた。

特にこの半導体（３）か１〕４１ジオ専体１ｒｉ　（４
２ン、■型半導体１−（４３）　、Ｎ型半導体Ｉｆｆ　
（４４）上例えば１つのＩ）ＩＮ接合を有ゼしめ、この
ｊ刈外眠Ｆ′２ρ体層が微結晶または多結晶構造を自す
る、いわゆるその電気伝導度が１〜２００　　（Ａｃｍ
　）と高い伝導度を持つ場合、これらの半導体Ｊｇを同
時に１ケ：人しでり。

まうことにより、素Ｙを構成ず’：Ｉ　’Ｉ”＃体内に
金属原子が残存する可能性を完全に除去でき、さりにこ
のスクライブした珪素系の表向に酸化物路ｕｌ）勿例え
ば酸化珪素（３４）のバソンー、イノヨン脱を赤外光熱
による酸化により１役＆Ｊてリ−り′）ｉ流光′−１全
防止することは、高信頼性のためにきわめて白−ノであ
った。

さらに製造歩留り的にリークが１０〜ｌＯΔ／ｃｍある
準不良装置（全体の５〜１０％自する）に関し２ては、
この後弗酸１：硝酸３．＃酸５を水Ｇてさらに５〜１０
倍希釈して表面部のみを軽くエソチンクして、開溝部の
珪素を化学的に５００　・〜２０００への、朶さに金属
不純物を除去することはリークの低減に有効であった。

かくして第２図（Ｃ）に示されるごとく、複数の素子（
３１）　　（１１）を連結部で直接接続する光電変換装
置を作ることかできた。

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る。即らバ・ノシヘイソヨン映と
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一已、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）にて設り
た。

これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンまたはエポ
キシ等の自機樹脂（２２）を充填した。

斯くして照射光（１０）にスＪしこの実施例のごとき基
板（６０ｃｍメ２０ｃｍ）において各素子を中１４．３
５ｍｍＸ１９２　ｍｍの短冊上に設り、さらに連結部の
ｒｌｌ１５０、外部引出し電極部の中１０ｍｍ、周辺部
４＋ｎｍにより、実質的に５８０ｍｍＫ１９２ｍｍ内に
４０段を有し、有効面積（１９２ｍ＋ｎ　Ｘ　１４．３
５ｍｍ　　４０　　段　１１０２ｃｍＬＩｉｌｌ　”バ
月、８％）　を得ることができた。

その結果、セグメンＩか１０．８％（１、［）５ｑ１ｎ
）の変換効率を有する場合、パネルにて６．８％（理論
的には９．７％になるが、４０段歯列連結のｌｉｔ抗る
こ、上り実効変換効率か低下した）（八Ｍｌ　　（］Ｏ
ＯｍＷ　／　ｃｍ’）　）にて、７３．８Ｗの出力電力
を有セしぬることができた。

さらにこのパネルを１５００の高温放置う〜ス）−を行
うと１０００時間を経て１０％以下例えばパネル数２０
１ダにて最悪４％、Ｘ　−１，７％の出力像］−シかみ
られなかった。

これは従来のマスフカ式を用いて信東旧ノ１う一ストを
同一条件にて行う時、１０時間で１リノ作不良パネル数
が１７枚も発生してじようごとを考えＺ）　ｔ：、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
れぞれの開講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）を自し
ている。

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

さらに第２の開ｍ　（３０）は、第１の素子（３］）を
構成すべき半導体（３）の第１の電極（２）側にわたっ
て設りられ、半導体（３）をも除去し、その下の第１の
電極を残存させている。

そのため、この第１の素子（３１）の第１の電極（３７
）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）より延びたＣＯによるコ
ネクタ（３０）により、第１の電極（２）の上面（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Ｉ’ＩＮ接合を少なく
とも１つ有する半導体（３）ここでは１つの５ｉｘＣ１
（（０＜　ｘ＜　１　）　Ｐ型−Ｉ型Ｓ１−微結晶化し
たＮ型Ｓｉ　（４４）よりなる１つのＰＩＮ接合を存す
る半導体が設けられている。

この第３の開溝（２０）か、約２０７のわたり深さに第
１の素子（３１）側にシフ１−シている。

このため、第３の開溝（２０）のイ」端部６，１、：Ｉ
ネクタ部（３０）の一部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１’−（３１）　　（Ｉｉ
）のそれぞれの第２の電極（４）を電気的に切断分ｌ’
ｌｉｔし、且つこの電極間のリークをも４ｏΔ／ｌ：ｍ
（ＩｃｒｎｒｌｊあたりＩＯＡのオーダーの意）以下に
小さくすることができた。

この値１０Ａ／ｃｍを基準として製造！Ｌ留りを評価す
ると、従来が５０％であるに比べて７０〜７５％をＩＩ
し、究めて高い生産性をｉηることができた。

第３図（Ｂ）は平坦図を示し、ま人ンとのＭ＋：ｉ部（
図面で下側）においで第１　第２１３３の開溝（１３）
、　（１８）、　（２０）か設りられてい乙。

この方向でのリークをより少なくずｒ〕７′こめ、？１
テ導体（３）が第１の電極（２）を覆）構造にして第１
、第２の電極間のショートを少なくさ−Ｕろごとが特徴
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。

この図面において、第１、第２、第３の開溝＋１は６０
〜２０　　を自し、連結部の中４５０〜８０７４代表的
には１２シを有−已しめることかできた。

以上のＹＡＧレーザのスボノｌ−Ｊｍをその出力０．４
（２（ｐ’）　〜４Ｗ　（７シ）を用いた場合であるか
、さらにそのスポット径を技術思想において小さくし、
さらにその焦点距離を長くても５０ｍｍ以」−とするこ
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）をより同
士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６゛を同時に多量製造−Ｕんとした時の外部引出
し電極ｉｊ；を拡大して示したものである。

第４ヌ１（Δ）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）に接触するパノ
ｌ”　（４９）を有し、このパッド（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）の加圧か強゛１きてパ：／　ｌ”　
（４９）がその下の半導体（３）を突き（友りで第１０
′市］９メ（２）とショー併しても（４９）と（２）よ
、が１・・１１−Ｌないように開溝（１３）か設りられ
てい・５゜また外側部は第１の電極、半導体、第２　［
２）　ｉ−、ｉ：ｉ　１．”Ｉλを同時に一力のＬＳに
てスクライブをした開７：ｌ　（！′Ｉ（１）で切１Ｉ
ｊｉ分１ｉｌｉｌｌ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
た他のパノ＋＝’　（４８）か第２の電極＋４　：Ｉｉ
ｌ　！こより　（３０）にて連結して設のられている。

さらにパノｌ”　（４８）は導電性ｒツノ、、電極（４
Ｇ）と接触しており、外部に電気Ｎ６こ連結している。

ここでも開溝（３０）　　（２０）　　（５０）に、ｊ
、リパノ１）　　　　　２（４８）は全く隣の光電変換装）１ｔとｊｔ電気的分離
されており、この装置間のカラスリＪ１４１ｉを後ｌ−
稈に１１、り分離切１１ｉすることにより、１・つのパ
イルてζ゛ｉわせ用マスクを仝（用いることなしに、多
数の光′ｌｔ変換装置をつ（ることかできるという’ｌ
＆徴を白する。

例えは２０ｃｍＸ　６０ｃｍのパネルにて６ｃｍＡ１．
５ｃｍの光電変換装置（ηバ１．用）を作らんとすると
、一度に１３０個の電卓用太陽電池を作ることができる
ことがわかる。

つまり光電変換装置は有機樹脂モールＦ’　（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４０ｃｍＸ７４０ｃｍまた
は（ｉｏｃｍｘ　２０ｃｍを３ケまたは４ヶ直列にアル
ミザノシ枠内に組み合わ一ロることによりパッケージさ
れ、１２０ｃｍ％４０ｃｍ　　のＮＩＥＤＯ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Ｎ＋：ＯＯ規格のパネルはシーフレ、クスによ
り弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反射面側（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ら特にガラ
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」
二に１箕化珪素または窒化工」をＯ，ｌ・＝−〇、弁の
厚−さに形成した複合基板を用いゑ、ことは右りノごあ
る。

特にごの複合基（侵を前記し〆こ実施例に通用Ｊ−ろと
、酸化珪素または窒化珪素がこの１１／＋ｉの訂１・を
ｍ傷して基板とＣＴＦとの混合物を作ってしまうことを
防く、いわゆるフロ、キング９Ｊ）果をく１して勃に有
りＪであった。

さらに本発明を以−■に実施例を記してそのｉｆ’ｎ　
１ｌ１１をネ市完する。

実施例１第２［訃の図面に従ってこの実施例を小′４゜ＲＩＪら
透光性基板（」）として化パｉ′強化カラスｊ１．′さ
１．１ｍｍ　、　ＪＫさ６０ｃｍ　、　ｌｌＪ　２０ｃ
＋ｎを用いた。

この土面に酸化珪素１１Ａを０１の１１１Ｉさに塗（・
］シ、プロ）キング層とした。

さらにその上にＣＴＦをＩＴ　０１６００　Ａ　＋ｓｎ
Ｏ，ニジｏｏＡをフォト・プラスマＣ１，ＩＤ法により
作間した。

さらにこの後、第１の開溝をスボノｌＩＭ４０７’、出
力ＩＷのＹＡＧレ−づ−をマイクｌ」！ンビノ、−夕に
より制御して１〜５ｍ／分（平均３ｍ／分）の走査速度
にて作製し、た。

素子領域（３１）　　（ＩＩ）は１５ｍｍ１ｌＪとした
。

アこの後公知のｐｃｖｏ法、フォー−ＣＶＤ法またはフλ
１・・プラズマＣＶｌ）ｔノ、により第２図に示したＰ
（４２）１　　（４３）　Ｎ　（４４）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０．５３Ａであった。

かかる後、第１の開溝をテレビにてモニターし度にてＬ
Ｓにより第２の開ａ（１８）をその開溝表面を酸化して
作製した。

さらにこの全体をＣＯであるＩＴＯをフォト・プラズマ
ＣＶＤ法により平均膜厚１０５０Δに作製して、第２の
電極（４５）コネクタ（３０）を構成せしめた。

加えて珪素が０．５重量％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１０００　Ａ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）　、↓り興ｌのイ）ノこシ
′）深さに第１の素子（３１）側にノットして形成さ−
Ｕ第２図（Ｃ）を得た。

この時第３の開？＋’ｌｊの深さは図面シ、二車゛Ｊご
とく、その底部は第１の電極の表面にン」、（”’Ｉ’
、−Ｊていノコ。

このため、Ｃ，０，ＲＭおよび」′導イ本＋＝ｒは死金
に１４：人されていた。

レーザー光は出力ＩＷとし、他は第２の開溝の竹製と同
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ａ′、／しの端７ＨＢをレ
ザ光出力１弱にて第１の７ｈ極、コに導体、第２の重重
〇にのすべてをガラス端より４ｎ＋ｍ内（則でに力形に
走査し、パネルの枠との電気的短絡を防」［し７た。

このｆ＆、バノシヘインヨンＩＩＱ　（２ｉ　＞　をＩ
ＩＣν１１　ｌ大またはフメＦＣｖＤ法により窒化珪集
ｌＩ俯を＋ｏｏｏＸの厚さに２５０’Ｃの温度にて作製
した。

すると２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍのパネルに１５ｍｍ中の
素子を１１０段作ることができた。

パネルの実効効率として八Ｍｌ　　（１００Ｉｎ　Ｗ　
／　ｃｍ’）にて６．８％、出カフ４．３Ｗを（４るこ
とができた。

有効面積は１１０２ｃ＋Ｈであり、パネル全体の９１．
８％を有効に利用゛Ｊることかできた。

実施例２基板ガラスとして厚さ１．１ｍｍ大きさ２０ｃｍ　Ｗ　
６０ｃｍを用いた。さらに一つの電卓用光電変換装置を
５ｃｍＫ１．５ｃｍ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９ｍｍｙ１３ｍｍ　５段連続アレ
ーとした。

第１の電極しまＩＴＯ（４００λ）　＋５ｎＯｔ（２０
ＯＡ）　、ＰＩＮ接合を有する非単結晶半導体の第２の
電極はＩＴＯ（３００Ａ）＋金属（５００Ａ）として作
った。その他は実施例１と同様である。

連結部は１０ｐとし、外部電極とは第４図（Ａ）（Ｂ）
のＷ＃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ができた
。

４．５％の実効変換効率として螢光打丁２００Ｉχ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しよ４０〜５０シロしか胃ら、
！′トず、かつ連結部の必要面積か人きく、３．２％ま
でしかその実効変換効率が得られなか−ツたことを考え
ると、きわめて有〃Ｊなものてあ−２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１ケの厚さの透
光性有機樹脂であるボリイミＩ樹脂を用いた。

さらにその上にブロッキング層として０．２２７４の酸
化珪素をプラズマ気相法によりシランと炭酸カスの反応
により２５０’Ｃの温度で作製して、この自機樹脂がＬ
Ｓにより損傷を受けないように３−るため０）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（；１か実施例２にお
いては３０円かか−、ていたか、これを２円／′ｌ看車
用素子にまですることができた。

加えてシー１〜より各電卓用素子・を分離するのＧこ裁
断または鋏を用いて行うことかできるため、きわめて加
工性に富み、安（ｉｌ［ｉであった。

さらにこのシー１−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
）こ。

この実施例に、おいては、第２図（Ｉ））に示すごとく
、北側の保護用有機樹脂（２２）を重合わせることによ
り、有機４Ｒ４脂シー１−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ケ作ったうらの７２％を
４．５％の実すＪ変換効率を下限として得ることができ
た。

第２図〜第４図において、光入射は下側の透光性絶縁基
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。

また本発明においては、基板側よりＩ”ＩＮ接合を積層
した。しかしその逆に基板側よりＮＩＰ接合を形成し、
このｌ）型半導体に５０〜１５００大のＳｎＯ詠ｃ。

として設け、さらにそのＬ面にＲＭを３００〜３０００
　Ａの厚さに形成してもよい。

以上のＨ’Ｆ細な説明においては、■・側より光！！４
４４，１を行う場合の光電変換装置を基本とし７て記し
７ノコ。

しかし絶縁基板が非透光性であって、１力、Ｙり光照射
がなされる積層構造の光？Ｊａ変模装：１ζ：によ賞）
−Ｃも、本発明は有効である。かかる場合番よ第１の電
極は絶縁基板に密接してアル＼−ｊ、−ム求た’ｒ：！
’、　ｔＩＪを主成分とする反射４ｊ１′金属とその一
１而に５０　＝　］　５００Ａの透光性導電膜とを設り
て第１　に’）　’ｔ：４　Ｊ）’ｙ４とし７、さらに
非単結晶半導体上に透光性導電＋＋Ｘを第２の電極とし
て形成すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光電変換装置のに＆　Ｌｌｊｉ面図−ζ
３）る。第２図は本発明の光電変換装置の製造上程を小す縦断面
図である。第３図は本発明の光電変換装置０）　ｌ＋ｉ（１ｌＪｉ
　１ｌｉｉ　１２１−ＣＪ）る。第４図は本発明の他の光電変換装：ｉ！１の：４１；分
１ツム人をした縦断面図である。特許出願人３ツノ２／／ｈ？ぢｔめ３７　　　　　１２　　１＋（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＣＢ）
（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（Ｂン掌４（２）

Claims

【特許請求の範囲】

１、絶縁基板上に導電膜の第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うる非単結晶半
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
記絶縁基板上に配設した光電変換装置の作製方法におい
て、前記絶縁基板上の第１の導電膜にレーザ光を照射し
て第１の開溝を形成し、前記導電膜を複数の所定の形状
に分割して第１の電極を形成する工程と、該第１の電極
および前記開溝」二に前記非単結晶半導体を形成する工
程と、該半導体にレーザ光を照射して第２の開溝を形成
する工程と、前記半導体および前記第２の開溝上に第２
の導電膜を形成する工程と、該工程の１＆、該導電膜に
レーザ光を照射して第３の開講を前記第２の導電膜およ
び該導電１１Ｗ下の半導体をも除去して少なくとも一部
に第１の導電膜を露呈するごとにより前記第２の電極を
形成する工程とを自することを特徴とする光電変換半導
体装１５作製力方法２、特許請求の範囲第１項において
、第３の開〆Ｉηは第１の開溝に比べて２０〜４０９４
のわたり深さを有して形成せしめたことを特徴とする光
電変換半導体装置作製方法。