JPS6041266A - Manufacture of photoelectric converter - Google Patents

Manufacture of photoelectric converter

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JPS6041266A
JPS6041266A JP58149082A JP14908283A JPS6041266A JP S6041266 A JPS6041266 A JP S6041266A JP 58149082 A JP58149082 A JP 58149082A JP 14908283 A JP14908283 A JP 14908283A JP S6041266 A JPS6041266 A JP S6041266A
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conductive film
groove
semiconductor
gas
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

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Abstract

PURPOSE:To sharply form the edge of an open groove in the steps of forming the groove of a photoelectric converter by emitting a laser light while injecting gap including halogen element to the surface to be machined. CONSTITUTION:A laser machining apparatus 50 for forming an open groove of a photoelectric converter for forming a conductive film having the groove on a substrate having an insulating surface and a semiconductor has a laser oscillator 21, a control system 51 and an X-Y table 52. A substrate 1 is placed on the table 52, the table 52 is controlled at the position by the system 51, and a laser light is emitted from the oscillator 21 to the surface 5 to be machined. A nozzle 30 for injecting halogen element gas is provided above the table for blowing gas including halogen element to the open groove forming region at the laser light emitting time, a voltage is applied by a power source 39 to between the electrodes provided at the nozzle 30, thereby forming a plasma at the blown gas.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレーザビーム光を用いて光電変換装置を集積
化して作製する作製方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a manufacturing method for integrating and manufacturing photoelectric conversion devices using laser beam light.

この発明は、光電変換装置の作製に必要な薄膜の被加工
面に化学反応を伴ったレーザ加工により開溝を形成する
に際し、被加工面にハロゲン元素(2) を含む気体を吹きつけせしめ、レーザ光によりハロゲン
元素を分解し、かつこの分解・活性化したハロゲン元素
とレーザ光照射により高温に昇温しで、形成される開溝
の溶融物または飛散物とを反応せしめ、飛散物が被加工
面である開溝の底面または周辺部に残存しないようにす
る本願出願人による特許願58−072559 (昭和
58年4月25日出願)をさらに改良したレーザ加工方
法に関する。
This invention involves blowing a gas containing a halogen element (2) onto the processed surface when forming grooves by laser processing accompanied by a chemical reaction on the processed surface of a thin film necessary for producing a photoelectric conversion device. The halogen element is decomposed by laser light, and the decomposed and activated halogen element is heated to a high temperature by laser light irradiation, causing a reaction between the molten material or scattered matter in the open grooves formed, and the scattered matter is covered. The present invention relates to a laser processing method that is a further improvement of Patent Application No. 58-072559 (filed on April 25, 1982) by the applicant of the present invention, in which the laser does not remain on the bottom surface or peripheral portion of the open groove, which is the processing surface.

この発明はハロゲン元素を含む気体の化学的活性化を促
すため、噴射ノズルの端部に近づけた一対の電極を設け
、放電を行わしめ、プラズマ分解を同時に行い、イオン
化を助長してレーザ光が照射された部分での昇温領域に
おける化学反応即ちレーザ・ケミカル反応(LC5とも
いう)を実施したことを特徴とする。
In order to promote the chemical activation of the gas containing the halogen element, this invention provides a pair of electrodes close to the end of the injection nozzle, generates a discharge, simultaneously performs plasma decomposition, promotes ionization, and generates laser light. It is characterized in that a chemical reaction, that is, a laser chemical reaction (also referred to as LC5) is carried out in a temperature-rising region of the irradiated portion.

この発明は、薄膜型半導体装置特に絶縁表面を有する基
板上に第1の導電性被膜よりなる第1の電極、非単結晶
半導体被膜、さらにこの上面に第2の導電性被膜よりな
る第2の電極を積層して形成する光電変換装置のそれぞ
れの薄膜のLC5によ(3) る加工処理に関するものである。
The present invention provides a thin film semiconductor device, in particular, a substrate having an insulating surface, a first electrode made of a first conductive film, a non-single crystal semiconductor film, and a second conductive film formed on the upper surface of the first electrode. The present invention relates to processing by LC5 (3) of each thin film of a photoelectric conversion device formed by laminating electrodes.

ハロゲン元素は被加工物のハロゲン化物が気体となるよ
うに選択されている。即ち例えば珪素においては弗素ス
ズ、アルミニューム等の導体に関しては塩化物が一般に
選ばれた。
The halogen element is selected so that the halide of the workpiece becomes a gas. Thus, for conductors such as silicon, tin fluoride, and aluminum, chlorides were generally chosen.

第1の導電性被膜を塩化物雰囲気にし、第1のLC5加
工により、端部(エッヂ)の鋭い(シャープな)開溝を
有した所定の形状に第1の開溝を形成してパターニング
をし、さらにこの上面に半導体被膜を形成して、この第
1の開溝を基準としてそれと従属の形状の弗化物または
弗化物に酸素を1〜10%混合した雰囲気にてLCSを
行い、シャープ・エッヂを有する第2の開溝を半導体に
設けたものである。
The first conductive film is placed in a chloride atmosphere, and patterning is performed by forming a first groove in a predetermined shape with a sharp groove at the edge by first LC5 processing. Then, a semiconductor film is formed on this upper surface, and LCS is performed using the first groove as a reference in a fluoride in a shape subordinate to it or in an atmosphere containing 1 to 10% oxygen mixed with fluoride. A second groove having an edge is provided in the semiconductor.

さらにこの第2の開溝を形成した後、第2の導電性被膜
を形成し、第1または第2の開溝を基準としてこの第2
の導電性被膜と従属関係のパターンを有して塩化物気体
雰囲気でLC5を行い、第3の開溝を形成せんとするも
のである。
Furthermore, after forming this second open groove, a second conductive film is formed, and this second open groove is formed using the first or second open groove as a reference.
The third open groove is formed by performing LC5 in a chloride gas atmosphere with a conductive film having a pattern of subordination.

本発明はこれらのハロゲン元素を含む気体を1(4) 〜50m/秒で直径50〜Moμφ例えば100μφの
微細穴より被加工面に吹きつけて、被加工面でのパリの
発生を防ぐことを目的としている。さらに前記した薄膜
半導体装置において、LC5による開溝部での電気的絶
縁、連結を設計仕様に基づいて行うに際し、その領域で
の低級絶縁酸化物(半導電性をも有する)が残存しない
ように化学反応を併用して行うことを特徴としている。
The present invention sprays a gas containing these halogen elements onto the workpiece surface at a speed of 1 (4) ~50m/sec through a fine hole with a diameter of 50~Moμφ, for example, 100μφ, to prevent the occurrence of paris on the workpiece surface. The purpose is Furthermore, in the above-mentioned thin film semiconductor device, when performing electrical insulation and connection in the groove portion by LC5 based on design specifications, it is necessary to ensure that low grade insulating oxide (which also has semiconductivity) does not remain in that region. It is characterized by being carried out in combination with chemical reactions.

従来、レーザ加工方式においては、1つの開溝またはパ
ターンを被加工面に大気中で施すことが行われていた。
Conventionally, in a laser processing method, a single groove or pattern is formed on a surface to be processed in the atmosphere.

しかしかかる大気中では、開溝部の被加工物の一部また
はその低級酸化物が開溝底部に残存したり、また周辺部
にパリとして飛着してしまい、シャープ・エッヂを有す
る開溝を作ることができなかった。
However, in such an atmosphere, a part of the workpiece in the open groove or its lower grade oxides may remain at the bottom of the open groove or fly to the periphery as debris, resulting in an open groove with sharp edges. I couldn't make it.

さらにこの単なる熱のみのレーザ・スクライブ(以下L
Sという)は、レーザ光が照射された部分を超高温に加
熱して気化・除去するのみであった。
Furthermore, this laser scribe (hereinafter referred to as L) that uses only heat
S) was only vaporized and removed by heating the part irradiated with the laser beam to an extremely high temperature.

加えて従来はこの大気が室温であるため、気化して飛散
する際、急冷されるため、開溝の底部ま(5) たは凹部に飛散できなかった一部が残存してしまい、さ
らに上面にはパリといわれる凸部が第4図(A)に示す
ごとく大きく存在してしまう傾向が強かった。
In addition, in the past, this atmosphere was at room temperature, so when it vaporized and dispersed, it was rapidly cooled, resulting in a portion of the air that could not be dispersed remaining at the bottom of the open groove (5) or in the recess, and even the upper surface. There was a strong tendency for large convex portions called "paris" to exist as shown in FIG. 4(A).

そのため、電気的に開溝によりそれぞれの領域を分離せ
んとする時、この残存物によりリーク電流が発生してし
まい、光電変換装置等の半導体装置への応用が不可能で
あった。
Therefore, when attempting to electrically separate each region by opening grooves, leakage current is generated due to this residual material, making it impossible to apply it to semiconductor devices such as photoelectric conversion devices.

さらに製造歩留りが究めてばらつき、工業的な応用が不
可能であった。
Furthermore, the manufacturing yield was highly variable, making industrial application impossible.

他方、LSを硝酸または塩酸系の化学液体に浸された被
加工面に行うことが考えられる。
On the other hand, it is conceivable to perform LS on a workpiece surface immersed in a nitric acid or hydrochloric acid-based chemical liquid.

しかしかかる液体を用いる方法においては、このLSの
完了した後、被加工面の化学液体を十分洗浄しなければ
ならず、多量生産には実用性がまったくなかった。
However, in the method using such a liquid, the chemical liquid on the surface to be processed must be thoroughly cleaned after the LS is completed, and it is not practical at all for mass production.

本発明は、かかる従来の方法の欠点を除去し、工業的に
多量生産が可能な完全ドライ方法であって、さらにLC
3の後、この開溝部でシャープ・エッヂを有せしめると
いう大きな特長を有する。さく6) らに加えて本発明は、絶縁物上の導体に対し、LCSを
した場合、この開溝により分割されたそれぞれが電気的
に残存物によりリークすることがなくなり、きわめて工
業的に優れたものであった。
The present invention eliminates the drawbacks of the conventional methods and provides a completely dry method that can be industrially mass-produced.
3, it has a great feature of having a sharp edge at this open groove. 6) In addition, in the present invention, when LCS is applied to a conductor on an insulating material, electrical leakage due to residual materials will not occur in each of the sections divided by the open grooves, which is extremely industrially superior. It was something like that.

以下に図面に従って本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明のレーザ加工処理方式によるブロック図
であり、また第2図はそのノズル部を拡大して示してい
る。
FIG. 1 is a block diagram of the laser processing method of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the nozzle portion thereof.

これら図面において、レーザ加工機(50)はレーザ発
振機(21)、制御系(51)、XYテーブル(52)
等よりなっている。レーザ発振機(21)は1.06μ
のYAGレーザ(周波数1〜30KHz、ビーム径10
〜80μφ例えば50μφ、出力0.1〜8W例えばI
W)を用いた。レーザ光はコリオメータ(22〉を経て
、)\−フミラー(選択反射金属X23)より吹きつけ
ノズル(30〉、集光レンズ(35)を経て基板(1)
上の被加工面(5)に至る。
In these drawings, the laser processing machine (50) includes a laser oscillator (21), a control system (51), and an XY table (52).
etc. Laser oscillator (21) is 1.06μ
YAG laser (frequency 1~30KHz, beam diameter 10
~80μφ e.g. 50μφ, output 0.1~8W e.g. I
W) was used. The laser beam passes through a coriometer (22), a spray nozzle (30) from a fumirror (selective reflection metal
This leads to the upper surface to be processed (5).

他方、光学的位置検出系(51)はランプ(24)より
ハーフミラ−(25)を経て被加工面(5)に至り、反
射光がミラー(25)を通過して検知器(7) (26)に至る。この検知器(26)では被加工面での
開溝(18)の位置情報を検出し、コンピュータ(27
)に入力される。
On the other hand, the optical position detection system (51) reaches the workpiece surface (5) from the lamp (24) through the half mirror (25), and the reflected light passes through the mirror (25) and is detected by the detector (7) (26 ). This detector (26) detects the position information of the open groove (18) on the workpiece surface, and the computer (27)
) is entered.

このコンピュータ(27)にはメモリ (28)にて第
2の開溝(19)の相対的な位置をプログラムされてい
るため、これと第1の加工部の開溝(18)の位置とを
重合わせて第2の開溝(19)の位置、パターンをレー
ザ加工機(50)の発振機(21)に入力させる。同様
に、位置をXYテーブル(52)の制御系(29)に入
力させる。かくして、このXYテーブル(55)のシフ
トを完了した後、このレーザ発振機(21)は第1の開
溝(18)より所定の距離ずれた(移動させて)位置(
座標)に第2の開溝(19)を形成せしめることが可能
となる。
This computer (27) has the memory (28) programmed with the relative position of the second opening groove (19), so this and the position of the opening groove (18) of the first processing section are programmed. The position and pattern of the second open groove (19) are superimposed and input to the oscillator (21) of the laser processing machine (50). Similarly, the position is input to the control system (29) of the XY table (52). Thus, after completing the shift of this XY table (55), this laser oscillator (21) is shifted (moved) from the first groove (18) by a predetermined distance (
It becomes possible to form the second open groove (19) at the coordinates).

またXYテーブル(52)上方(一般には被加工面と吹
きつけ口との距離は0.5〜2mm離した)にハロゲン
元素気体の吹きつけ用ノズル(30)がそのプラズマ発
生用電極(31)、(32)を有して配設されている。
Further, above the XY table (52) (generally, the distance between the workpiece surface and the blowing port is 0.5 to 2 mm), a halogen element gas blowing nozzle (30) is connected to the plasma generating electrode (31). , (32).

被加工面を有する基板をX方向またはY方向の所定の位
置にテーブル(52)を制御系(29)(8) の指示に従って移動させた。
The table (52) was moved to a predetermined position in the X or Y direction to place the substrate having the surface to be processed according to instructions from the control system (29) (8).

ハロゲン元素を有する気体は(38)より導入させ、ノ
ズル(30)の端部(直径50〜200μφ例えば10
0μφ><37)より被加工面(5)上に1〜5m/秒
の速度にて噴出させる。この端部での速度はく36)で
の圧力が1〜5Kg/ciであり、被加工面が大気圧で
あるため1〜5m/秒の速度を有している。レーザ光は
ノズル(30)の上面の投光性保護物(ここでは石英を
用いた)、集光レンズ(35)。
The gas containing the halogen element is introduced from (38), and the end of the nozzle (30) (diameter: 50 to 200 μΦ, for example, 10
0μφ><37) onto the workpiece surface (5) at a speed of 1 to 5 m/sec. The pressure at the speed foil 36) at this end is 1 to 5 Kg/ci, and since the surface to be processed is at atmospheric pressure, the speed is 1 to 5 m/sec. The laser beam is transmitted through a light-emitting protector (here, quartz is used) on the upper surface of the nozzle (30) and a condensing lens (35).

端部(37)を経て被加工面に照射させている。The surface to be processed is irradiated through the end portion (37).

気体のプラズマ化はDC〜高周波例えば30KHzの周
波数に1〜5KVの電圧を電極(39)より一対の電極
(30,(32)に加え、端部(37)で放電をさせた
The gas was turned into plasma by applying a voltage of 1 to 5 KV at a frequency of DC to high frequency, for example, 30 KHz, from an electrode (39) to a pair of electrodes (30, (32)) to cause discharge at the end (37).

この気体のプラズマ化は反応性気体が単にハロゲン元素
の水素化物でない、いわゆる炭素化物例えばCF、B 
r + CI(F3等の化学的に安定な気体の分解に有
効である。これらの絶縁物を反応性気体とする場合は、
CI、Fのラジカルを発生させるため、プラズマ反応を
同時に行うことは有効であった。
This gas is converted into plasma when the reactive gas is not simply a hydride of a halogen element, but a so-called carbonide such as CF, B, etc.
r + CI (effective for decomposing chemically stable gases such as F3. When these insulators are used as reactive gases,
It was effective to perform plasma reactions simultaneously in order to generate CI and F radicals.

(9) ノズル全体はセラミックスよりなる電極間の放電により
熔けないようにした。ノズル(30)については第2図
に特に拡大して示している。
(9) The entire nozzle was prevented from melting due to electric discharge between ceramic electrodes. The nozzle (30) is shown particularly enlarged in FIG.

即ち、弗化物気体として弗化水素、 CF) Br、 
CIIFJ rC棒、CCILFLの気体を用いた。さ
らに珪素のLC5用またはこれに加えて酸素を1〜10
%混入せしめ、レーザ光によりcFvJ<活性弗化物に
変成し、被加工面と反応した際、炭素が酸化して炭酸ガ
スとなり、固体炭素が被加工面に残存しないようにする
ことは好ましかった。
That is, as a fluoride gas, hydrogen fluoride, CF) Br,
CIIFJ rC rod and CCILFL gas were used. Furthermore, for silicon LC5 or in addition to this, oxygen is added to 1 to 10
It is preferable to mix % of cFvJ<active fluoride with laser light, and when it reacts with the workpiece surface, carbon oxidizes to carbon dioxide gas and solid carbon does not remain on the workpiece surface. Ta.

塩化物気体を用いる場合は、IIcIまたはCCI、を
主として用いた。
When using chloride gas, IIcI or CCI was mainly used.

弗素化物、塩化物を使い分け、被加工面の成分の反応生
成物が反応抜気体となるものを用いた。
Fluoride and chloride were used, and the reaction product of the components on the surface to be processed was used as a reaction gas.

本発明の一例を示すと、以下の通りである。An example of the present invention is as follows.

1) St + 411F −95iFや + 211
□2 ) 5iOL+ 411F → SiF4 + 
2+ItO3”)、2AI + 6HCI → 2八I
C+、+ 31114)A鳩+ 6HC1→2^ICI
J + 3H,05) W + 611F −+ WF
r + 3HL(10) 8)SnOL+ 4HC1→ Sr+CI4 + 2H
LO上記例においては、ハロゲン化物気体として弗化珪
素または珪化物を用いたが、これらは前記したごとく、
他の弗化物、他の塩化物例えば(:F、 、 CHF、
 、 C町CI、 、 CCI、 、 CH工C1□で
あってもよい。
1) St + 411F -95iF or + 211
□2) 5iOL+ 411F → SiF4 +
2+ItO3”), 2AI + 6HCI → 28I
C+, + 31114) A pigeon + 6HC1→2^ICI
J + 3H, 05) W + 611F −+ WF
r + 3HL (10) 8) SnOL+ 4HC1→ Sr+CI4 + 2H
LO In the above example, silicon fluoride or silicide was used as the halide gas, but as described above, these
Other fluorides, other chlorides such as (:F, CHF,
, C town CI, , CCI, , CH engineering C1□.

このレーザ加工方法において、第1の開溝をたえず検知
することができるため、この第1の開溝(18)の位置
を検知しつつ第2の開溝(19)の作製を実施すること
が可能となった。
In this laser processing method, since the first open groove can be constantly detected, the second open groove (19) can be fabricated while detecting the position of the first open groove (18). It has become possible.

第3図は本発明方式を用いた光電変換装置の縦断面図を
示す。
FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a photoelectric conversion device using the method of the present invention.

図面に従ってさらに本発明の内容を示す。The content of the present invention will be further illustrated according to the drawings.

第3図において、(A)は例えば20cm X 60c
mの大きさの絶縁表面を有する基板(1)である。ここ
ではガラス基板を用いた。
In Figure 3, (A) is, for example, 20cm x 60cm
A substrate (1) having an insulating surface of size m. A glass substrate was used here.

さらにこの上面に被加工面(5)が形成されている。Furthermore, a processed surface (5) is formed on this upper surface.

この加工面(5)にはレーザ加工により開溝群(11) (15)が設けられている。This machined surface (5) has a groove group (11) formed by laser processing. (15) is provided.

この第2図(A)の一部を拡大し、その縦断面図を第2
図(B)に示す。
A part of this Figure 2 (A) is enlarged and its longitudinal cross-sectional view is shown in the second figure.
Shown in Figure (B).

図面において、基板(1)は2ml11厚のガラス表面
である。さらにこの上面に、第1の導電性膜(2)をr
To (酸化インジューム・スズ>(500〜1500
人)とSnO* (200〜400 人)の2層N突ま
たは弗素のごときハロゲン元素が添加された酸化スズ(
500〜2000人)を透光導電膜として設けた。
In the drawing, the substrate (1) is a 2 ml 11 thick glass surface. Furthermore, a first conductive film (2) is placed on this top surface.
To (indium tin oxide>(500~1500
SnO* (200 to 400 people) or two layers of tin oxide (200 to 400 people) to which a halogen element such as fluorine is added
500 to 2000 people) was provided as a light-transmitting conductive film.

これに対し、第1の開溝り1B)を1.C3(周波数5
KHz、スキャンスピード1m/分、出力0.6W、焦
点距離501.ビーム径40μφ、雰囲気11CI十八
1r(IIcl 5〜30%に希釈〕、ノズル入り口側
圧力1.5〜5Kg/cJ例えば2Kg / cJ +
室温)により形成し、第1の導電膜を複数のパターン(
ここでは第2図(A)に示すごとき短冊状)に電気的に
分割した。
On the other hand, the first open groove 1B) is 1. C3 (frequency 5
KHz, scan speed 1m/min, output 0.6W, focal length 501. Beam diameter 40 μφ, atmosphere 11 CI 181 r (IIcl diluted to 5-30%), nozzle inlet pressure 1.5-5 Kg/cJ, e.g. 2 Kg/cJ +
room temperature), and the first conductive film is formed by forming a plurality of patterns (
Here, it was electrically divided into strips (as shown in FIG. 2(A)).

このLC5により、開溝によって切断された2つ(12
) 10=A 7cm以下のリークしか観察できず、不良が
O/30であった。
This LC5 allows two (12
) 10=A Only a leak of 7 cm or less was observed, and the failure was O/30.

しかし従来の単なる大気中のLSでは、10゛5〜1O
−1A / cmのリークが30サンプル中6ケも観察
され、開溝部での残存物によるリーク電流の防止に対し
本発明はきわめて有効であった。
However, in the conventional LS in the atmosphere, 10゛5~1O
Leakage of −1 A/cm was observed in 6 out of 30 samples, indicating that the present invention was extremely effective in preventing leakage current due to residue in the open grooves.

さらにこの第1の開溝を形成した後、この上面に非単結
晶半導体をPIN接合を少なくとも1つCPIN接合、
PINPIN・・・PIN接合)有して積層した。
Furthermore, after forming this first trench, at least one PIN junction is formed on the upper surface of the non-single crystal semiconductor, a CPIN junction,
PIN PIN...PIN junction).

図面では、P型5txC+Jx =0.8 〉(2X約
100人)−■型Si (約0.5 p >< 3 )
 −N型5ixC+< (x =0.9 )(約100
人)(4)よりなる1つのPIN接合を有する半導体(
3)をプラズマCVD法、フォトCVD法またはフォト
プラズマCVD法により形成して、被加工面(5)が形
成された。
In the drawing, P type 5txC + Jx = 0.8 > (2X about 100 people) - ■ type Si (about 0.5 p >< 3)
-N type 5ixC+< (x = 0.9) (approximately 100
(4) A semiconductor having one PIN junction consisting of (4)
3) by a plasma CVD method, a photo CVD method, or a photo plasma CVD method to form a processed surface (5).

この後、この半導体(3)を第1の開溝(18)を基準
として10〜200μ例えば70μ、図面において左側
にシフトさせて、第2の開溝(19)を形成した。シフ
ト量は予め第1図におけるメモリ(28)(13) にプログラムさせておいた。
Thereafter, the semiconductor (3) was shifted to the left in the drawing by 10 to 200 microns, for example, 70 microns, with respect to the first trench (18), to form a second trench (19). The shift amount was programmed in advance in memories (28) and (13) in FIG.

第1図は第2の開溝を形成している途中を示している。FIG. 1 shows the process of forming the second open groove.

図面ではこの第2の開溝は半導体(3)または半導体お
よびその下の第1の導電膜〈2)をもレーザスクライブ
をして除去させた。
In the drawing, the semiconductor (3) or the semiconductor and the underlying first conductive film (2) were also removed by laser scribing in the second groove.

この第2の開溝(19)の作製において、気体としてC
F) BrまたはCHF、を用いた。その他は第1の開
溝の作製と同−LCSプロセス条件とした。するとこの
開溝の周辺部に珪素の飛散物が残存せず、第2の電極間
の導電膜を作る際、ピンホールの原因となる要素を除去
することができた。さらに第1の導電物の側面〈17)
に低級酸化珪素が残存することがなく好ましいものであ
った。
In the production of this second open groove (19), C is used as a gas.
F) Br or CHF was used. The other conditions were the same as those for producing the first open groove. As a result, no scattered silicon particles remained around the open groove, and it was possible to remove elements that would cause pinholes when forming the conductive film between the second electrodes. Furthermore, the side surface of the first conductor <17)
This was preferable since no lower silicon oxide remained in the oxide.

第3図(B)においては、この半導体等の上表面全面に
第2の導電膜を形成させた。ここではITOを50〜1
500人例えば1050人の厚さに、さらにその上面に
反射性金属を300〜5000人例えば1000人の厚
さにアルミニュームを真空蒸着法またはCVD法により
形成させた。
In FIG. 3(B), a second conductive film was formed on the entire upper surface of this semiconductor. Here, ITO is 50 to 1
A reflective metal layer is formed on the top surface of aluminum to a thickness of 300 to 5,000 layers, for example, 1,000 layers, by vacuum evaporation or CVD.

(14) かくすることにより、第1の導電膜(8)と第2の導電
膜(11)とを連結体(19)によりサイドコンタクト
(17)をさせた。このコンタクト部はITO,酸化ス
ズといった酸化物であって、かつ導体の材料どうしで連
結せしめ、このコンタクト部での酸化物絶縁物の発生に
よる信頼性低下を防いだ。
(14) In this way, the first conductive film (8) and the second conductive film (11) were brought into side contact (17) through the connector (19). This contact portion is made of an oxide such as ITO or tin oxide, and the conductor materials are connected to each other to prevent a decrease in reliability due to the generation of oxide insulators in this contact portion.

次ぎにこの第2の導電膜に対し、第1の開溝を基準とし
てさらに20〜200μ例えば70μ左側(第1の素子
側)にシフトして第3の開溝(20)を塩化物の気体を
用い、第1図に示したレーザ加工装置により形成させた
。この第3の開溝(20)は、第2の導電膜(4)のみ
またはこの導電膜に加えてその下の半導体(3)をもそ
の一部に除去させた。そしてこの第3の開溝(20)で
の底部(9)は半導体(3)の上面のN型半導体(14
)を除去させ、導電膜(11)、< 11’)での電気
的分離を完全に実施した。
Next, the second conductive film is shifted further to the left (first element side) by 20 to 200μ, for example, 70μ, with the first groove as a reference, and a third groove (20) is formed using chloride gas. was formed using the laser processing apparatus shown in FIG. This third trench (20) allows only the second conductive film (4) or, in addition to this conductive film, to partially remove the underlying semiconductor (3). The bottom (9) of this third groove (20) is the N-type semiconductor (14) on the upper surface of the semiconductor (3).
) was removed, and electrical isolation by the conductive film (11), <11') was completely implemented.

(15) 〜1vの電位差が生ずるため、残存物が存在するとこの
残存物が気体であるためリークの要因となって、信頼性
の低下を促してしまう。このためかかる残存物を本発明
のLC5による化学反応を伴わせて十分除去することは
きわめて有効である。
(15) Since a potential difference of ~1 V is generated, if a residual substance exists, this residual substance is a gas, which causes leakage, and promotes a decrease in reliability. Therefore, it is extremely effective to sufficiently remove such residues by the chemical reaction using LC5 of the present invention.

その結果、不良は0/30とまったく観察されなかった
。従来のLSのみでは30ケ中2ケ切断できないものが
観察されたことを考えると、きわめて大きな効果である
といえる。
As a result, no defects were observed at 0/30. Considering that it was observed that 2 out of 30 items could not be cut using conventional LS alone, this can be said to be an extremely large effect.

CCV++窒素(0〜90%)の雰囲気で行ってもよい
It may be carried out in an atmosphere of CCV++ nitrogen (0-90%).

図面において、かくしてガラス基板(1)上に複数の第
1#よび第2の光電変換素子(6>、(7)が形成され
、さらにそれらは、開溝(1B>、<19>、<20)
よりなる連結部(5)において電気的に直列に連結させ
ることが可能となった。
In the drawing, a plurality of first # and second photoelectric conversion elements (6>, (7)) are thus formed on the glass substrate (1), and they are further formed in the open grooves (1B>, <19>, <20). )
It became possible to electrically connect them in series at the connecting portion (5) consisting of the following.

このような大面積に設けられた異なる材料を、それぞれ
の材料を前の材料と特定の関係(ここでは直列構造)を
有して形成させる時、本発明のレーザ・ケミカル・スク
ライブ方法(LC5”)はその製造歩留りの向上、さら
に集積化したパネルの効(16) 率の向上にきわめて有効であることが判明した。
When forming different materials over such a large area, each material having a specific relationship with the previous material (in this case, a series structure), the laser chemical scribing method (LC5" ) has been found to be extremely effective in improving the manufacturing yield and the efficiency (16) of integrated panels.

第3図はこれらの上面をパッシベイション膜として窒化
珪素膜(40)を0.1 μの厚さに形成させた。
In FIG. 3, a silicon nitride film (40) with a thickness of 0.1 μm was formed on the upper surfaces of these as a passivation film.

第4図は第3の開溝(20)を形成するに際し、従来よ
り知られるごとく、垂直方向にレーザ光を照射した場合
の第4図(A)と、本発明方法のLC3によりレーザ光
を照射した場合の第4図(B)との縦断面図である。
When forming the third open groove (20), FIG. 4(A) shows the case where the laser beam is irradiated in the vertical direction, as is conventionally known, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view with FIG. 4(B) in the case of irradiation.

第4図(A)において、第3の開溝(10)はその底部
(9)が第1の導電膜に至りやすく、さらにその作業を
100回行っても、60%以上が(10)に示すごとく
、第1の導電膜をも切断してしまうため、光電変換装置
としての直列接続をさせることが実質的に不可能であっ
た。
In FIG. 4(A), the bottom (9) of the third open groove (10) easily reaches the first conductive film, and even if this operation is repeated 100 times, more than 60% of the groove (10) will reach the first conductive film. As shown, since the first conductive film was also cut, it was virtually impossible to connect them in series as a photoelectric conversion device.

さらに、残存物(低級導電性酸化物)の大部分(17)
が示すごとく、1μの膜厚に対し2〜5μもの高さで薄
膜(4)の表面上に突出してしまい、この凸部でのパッ
シベイションを不十分にするに加え、第3の開溝での電
気的アイソレイションも(17) 不十分(IKΩ/cm以下)になりやすかった。
Furthermore, most of the residual material (lower conductive oxide) (17)
As shown in Figure 2, the protrusion on the surface of the thin film (4) is as high as 2 to 5μ for a film thickness of 1μ, and in addition to making the passivation at this protrusion insufficient, the third groove Electrical isolation at (17) was also likely to be insufficient (below IKΩ/cm).

しかし、本発明方法では第4図(B)に示すごとく、第
1図の部分においては第3の開溝(20)の底部(9)
が半導体(3)の一部のみをえぐるため、残存物(33
)も従来方法に比べ1/10以下となり、被加工物の下
側の損傷をきわめて少なくし、実用上歩留りは90%を
越えた優れたものであった。この時、開溝(20)にて
切断された2つの導電膜(4)間は電気的に4にΩ/C
l11以上を有し、その製品としての歩留りも85%以
上を20cm X 60cmのパネルにて40段直列連
結の装置で得ることができた。
However, in the method of the present invention, as shown in FIG. 4(B), in the portion of FIG. 1, the bottom (9) of the third open groove (20)
Since the semiconductor (3) is only partially scooped out, the remaining material (33
) was less than 1/10 compared to the conventional method, and damage to the lower side of the workpiece was extremely reduced, and the yield was excellent in practice, exceeding 90%. At this time, the electrical resistance between the two conductive films (4) cut by the open groove (20) is 4Ω/C.
11 or higher, and the product yield was 85% or higher using an apparatus in which 40 stages of 20 cm x 60 cm panels were connected in series.

本発明において、第3図の光電変換装置において、20
cm X 60cmの基板の大きさに対し、1つの素子
(31)、(32)を15mm X 20cmとし、そ
れらを同一基板上に40段直列接続をさせる場合、AM
I (100mW/、J)の条件下にて開放電圧26v
、短絡電流260 mAを有することができ、変換効率
6.7%を有することが可能となった。
In the present invention, in the photoelectric conversion device shown in FIG.
cm x 60 cm, one element (31) and (32) are 15 mm x 20 cm, and when they are connected in series in 40 stages on the same board, AM
Open circuit voltage 26v under the condition of I (100mW/, J)
, a short circuit current of 260 mA, and a conversion efficiency of 6.7%.

以上の実施例においては、第1、第2、第3の(18) 開溝のすべてをLCSにて作製した場合を示した。In the above embodiment, the first, second, and third (18) The case where all the open grooves were made by LCS is shown.

しかし当然のことながら、これらの一部をLCSとし、
他を従来より公知のマスク法、スクリーン印刷法により
作製してもよいことはいうまでもない。
However, as a matter of course, some of these are considered LCS,
It goes without saying that other materials may be produced by conventionally known mask methods and screen printing methods.

本発明の実施例において、レーザ光として1.06μの
波長のYAG レーザを用いた。しかし488nm、 
512nmのアルゴン・レーザ、また10.6μの炭酸
ガス・レーザその他の光源をパルス光として、またはC
W(連続発振光)として用いることは同様に可能である
In the embodiment of the present invention, a YAG laser with a wavelength of 1.06 μm was used as the laser beam. However, 488nm,
512nm argon laser, 10.6μ carbon dioxide laser or other light source as pulsed light, or C
It is also possible to use it as W (continuous wave light).

本発明方法において、絶縁表面を有する基板として、ス
テンレスまたはアルミニュームのごとき金属を用い、そ
の表面に0.1〜10μの厚さの耐熱性絶縁物を形成し
て用いてもよい。かかる基板の上面に、第1の導電膜、
半導体、第2の導電膜を積層し、光は第2の導電膜を通
って加えられる。
In the method of the present invention, a metal such as stainless steel or aluminum may be used as the substrate having an insulating surface, and a heat-resistant insulator having a thickness of 0.1 to 10 μm may be formed on the surface. A first conductive film is formed on the upper surface of the substrate,
A semiconductor and a second conductive film are stacked, and light is applied through the second conductive film.

さらにこの光電変換装置の集積化構造を有せしめるに際
し、本発明方式ではコンピュータにより制御された完全
無人化製造ラインを作ることが可能となり、きわめて工
業的に価値大なるものであ(19) ることが判明した。
Furthermore, in providing an integrated structure for this photoelectric conversion device, the method of the present invention makes it possible to create a completely unmanned production line controlled by a computer, which is of great industrial value (19). There was found.

さらにこのLCSを行う反応室での反応の前工程、後工
程に予備室を設け、第1の予備室より反応室に被加工面
を有する基板を移動し、LCSを行う。
Furthermore, preliminary chambers are provided in the pre-process and post-process of the reaction in the reaction chamber in which this LCS is performed, and the substrate having the surface to be processed is moved from the first preliminary chamber to the reaction chamber, and LCS is performed.

さらにこの反応室の反応性気体を排気して別容器に保管
し、基板を第2の予備室に移す。さらにこの空になった
反応室に第1の予備室より他の基板を移す。この後別容
器より反応性気体を導入する。
Further, the reactive gas in this reaction chamber is evacuated and stored in a separate container, and the substrate is transferred to a second preliminary chamber. Furthermore, another substrate is transferred from the first preliminary chamber to this empty reaction chamber. After this, a reactive gas is introduced from a separate container.

以上のプロセスを繰り返すことにより、連続的にLCS
を行うことが可能になった。液体を用いたLCSは本発
明と同様に飛散物の除去が可能となるが、洗浄工程等を
必要とし、気体を用いた本発明のLC3法はどの量産性
をもたらすことはできなかった。
By repeating the above process, LCS
It is now possible to do this. Although LCS using a liquid enables the removal of scattered particles in the same way as the present invention, it requires a cleaning step, etc., and the LC3 method of the present invention using a gas could not bring about any mass productivity.

本発明において、被加工面は上面をXYテーブル上に配
設をした。しかしこれは垂直に配設をしても、またレー
ザ光を下方向より照射すべくXYテーブルの下面に配設
してもよい。さらにこの基板の移動ではなくレーザの光
源を移動させることにより開溝を作ってもよいことはい
うまでもない。
In the present invention, the upper surface of the surface to be processed is placed on an XY table. However, it may be arranged vertically, or it may be arranged on the lower surface of the XY table so as to irradiate the laser beam from below. Furthermore, it goes without saying that the open grooves may be created by moving the laser light source instead of moving the substrate.

(20) 以上の実施例においては、IC1+ HF 、CF7 
Br + CHF/ +CCI、室温では安定なハロゲ
ン元素であるCC1+0 。
(20) In the above examples, IC1+ HF, CF7
Br + CHF/ +CCI, CC1+0, which is a halogen element that is stable at room temperature.

CF、 + O,(OwlはAirとしてもよい)も本
発明においてきわめて重要な反応性気体である。
CF, + O, (Owl may also be replaced by Air) is also a very important reactive gas in the present invention.

また第2図において、光電変換装置は20cm X 6
0c111を4つ組み合わせて40cm X 120c
mのNEDO規格とするのではなく 、40cmX40
cmを3枚配列し、同じパネル形成を行ってもよい。ま
た電卓用その他民生用の光電変換装置を含む半導体装置
その他レーザ加工のすべてに対し、本発明方法を応用す
ることも有効である。
In addition, in Figure 2, the photoelectric conversion device is 20cm x 6
Combining 4 pieces of 0c111, 40cm x 120c
Instead of using the NEDO standard of m, 40cm x 40
The same panel formation may be performed by arranging three cm. It is also effective to apply the method of the present invention to all laser processing of semiconductor devices including photoelectric conversion devices for calculators and other consumer use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のレーザ加工方法を行うためのレーザ加
工機のブロック図を示す。 第2図は第1図のレーザ加工機のノズル部の拡大図を示
す。 第3図は本発明のレーザ加工方法によって作られた光電
変換装置を示す。 第4図は第3図の光電変換装置における第3の開溝に関
し、従来方法(A)2本発明方法(B)を(21) 比較して示したものである。 特許出願人 (22) イ2a −353−
FIG. 1 shows a block diagram of a laser processing machine for carrying out the laser processing method of the present invention. FIG. 2 shows an enlarged view of the nozzle section of the laser processing machine shown in FIG. 1. FIG. 3 shows a photoelectric conversion device manufactured by the laser processing method of the present invention. FIG. 4 shows a comparison between the conventional method (A) and the method (B) of the present invention (21) regarding the third groove in the photoelectric conversion device shown in FIG. Patent applicant (22) I2a -353-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁表面を有する基板上に第1の導電膜を形成する
工程と、該導電膜に第1の開溝を形成する工程と、該開
溝上および前記第1の導電膜上に光照射することにより
光起電力を発生する半導体を形成する工程と、該半導体
に第2の開溝を形成する工程と、該開溝上および前記半
導体上に第2の導電膜を形成する工程と、該工程の後、
該第2の導電膜の被加工面に第3の開溝を形成する工程
とを有する光電変換装置の作製方法において、前記開溝
の少なくとも1つの開溝の形成に際し、被加工面にハロ
ゲン元素を含む気体を噴射するとともに、該噴射された
領域にレーザ光を照射することにより開溝を形成するこ
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1の導電(1) 膜または第2の導電膜は金属またはインジュームまたは
スズの酸化物を主成分とする透光性導電膜の単層または
多層膜よりなり、ハロゲン化物を含む気体は塩化物を含
有することを特徴とする光電変換装置作製方法。 3、特許請求の範囲第1項において、半導体は珪素を主
成分とする水素またはハロゲン元素が添加された非単結
晶半導体よりなり、ハロゲン化物を含む気体は弗化物を
含有することを特徴とする光電変換装置作製方法。 4、特許請求の範囲第1項において、ハロゲン化物を含
む気体は、空気(Air )、窒素、アルゴン、酸素を
キャリアガスとして混入させたことを特徴とする光電変
換装置作製方法。
[Claims] 1. A step of forming a first conductive film on a substrate having an insulating surface, a step of forming a first trench in the conductive film, and a step of forming a first conductive film on the trench and the first trench. a step of forming a semiconductor that generates a photovoltaic force by irradiating light on a conductive film; a step of forming a second trench in the semiconductor; and a step of forming a second conductive film on the trench and the semiconductor. a step of forming, and after the step,
forming a third groove on the surface to be processed of the second conductive film, in which a halogen element is added to the surface to be processed when forming at least one of the grooves; 1. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising: injecting a gas containing the above-mentioned gas, and forming an open groove by irradiating the injected region with a laser beam. 2. In claim 1, the first conductive film (1) or the second conductive film is a single layer or multilayer of a translucent conductive film whose main component is metal, indium, or tin oxide. 1. A method for producing a photoelectric conversion device comprising a film, wherein the halide-containing gas contains chloride. 3. In claim 1, the semiconductor is characterized in that it consists of a non-single-crystal semiconductor mainly composed of silicon to which hydrogen or a halogen element is added, and the gas containing a halide contains a fluoride. Method for manufacturing a photoelectric conversion device. 4. A method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, characterized in that the gas containing a halide is mixed with air, nitrogen, argon, or oxygen as a carrier gas.
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