JPS61251132A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPS61251132A JPS61251132A JP60094094A JP9409485A JPS61251132A JP S61251132 A JPS61251132 A JP S61251132A JP 60094094 A JP60094094 A JP 60094094A JP 9409485 A JP9409485 A JP 9409485A JP S61251132 A JPS61251132 A JP S61251132A
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
r産業の利用分野」
この発明は、半導体上面の透光性導電膜上にアルミニュ
ームまたはアルミニュームを主成分とする合金膜の如き
電極用積層被膜を形成し、かかる被膜に400nm以下
の波長のレーザ光例えばエキシマレーザ光を照射するこ
とによりレーザパターニング加工(以下LPという)を
施す半導体装置の作製方法に関する。[Detailed Description of the Invention] ``Field of Industrial Use'' This invention forms a laminated film for electrodes, such as aluminum or an alloy film mainly composed of aluminum, on a transparent conductive film on the upper surface of a semiconductor, and The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a laser patterning process (hereinafter referred to as LP) is performed by irradiating a film with laser light having a wavelength of 400 nm or less, such as excimer laser light.
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
半導体にて、絶縁表面を有する基板にレーザパターニン
グ法を用いて光電変換素子(単に素子ともいう)を複数
個電気的に直列接続した、高い電圧の発生を可能とする
光電変換装置の作製方法に関する。This invention is a non-single-crystal semiconductor including an amorphous semiconductor having at least one junction capable of generating photovoltaic force when irradiated with light, and a photoelectric conversion element (also simply referred to as an element) is fabricated by using a laser patterning method on a substrate having an insulating surface. ) is electrically connected in series to produce a photoelectric conversion device capable of generating high voltage.
「従来の技術J
従来、半導体装置特に光電変換装置の裏面電極としてア
ルミニュームが用いられている。しかしこのアルミニュ
ームはマスクを用いて電極を形成する場合には適してい
るが、レーザ加工法を用いたマスクレスプロセスでは本
来酸化性気体または珪素半導体との化学反応性が強く、
かつ非昇華性材料であるためYAGレーザ光(波長1.
06μ)を用いたレーザスクライブ用材料としてはまっ
たく不適当な材料であった。``Prior Art J'' Conventionally, aluminum has been used as the back electrode of semiconductor devices, especially photoelectric conversion devices.However, although this aluminum is suitable for forming electrodes using a mask, it is not suitable for laser processing. The maskless process used originally has strong chemical reactivity with oxidizing gases or silicon semiconductors,
In addition, since it is a non-sublimable material, YAG laser light (wavelength 1.
This material was completely unsuitable as a material for laser scribing using 06μ).
r発明が解決しようとする問題」
特にアルミニュームを半導体上に密接して形成しようと
する場合は、150℃の加熱処理によりアルミニューム
と半導体が反応して熱劣化を促してしまう。このためこ
の間にITO(酸化インジューム)を眉間材として介在
させる方法が知られている。Problems to be Solved by the Invention Particularly when aluminum is to be formed closely on a semiconductor, heat treatment at 150° C. causes the aluminum to react with the semiconductor, promoting thermal deterioration. For this reason, a method is known in which ITO (indium oxide) is interposed between the eyebrows as a glabellar material.
この構造にすると、耐劣化特性に優れているが、この構
造を用いることはさらにそのセルを同一基板に集積化す
るに際しては十分なものでなかった。Although this structure has excellent deterioration resistance, it is not sufficient to integrate the cells on the same substrate.
このため各セルの裏面は下地半導体、例えばSi/IT
O/Al電掻構造を有し、電橋部はCTFを用いず金属
のみのコンタクトを用いた集積化方法が知られている。Therefore, the back surface of each cell is made of an underlying semiconductor, such as Si/IT.
An integration method is known that has an O/Al electric scratch structure and uses only metal contacts in the electric bridge portion without using CTF.
(特開昭55−108780) Lかし、製造行程の簡
略化のためには連結部にも裏面電極と同一材料を用いる
ことが求められている。このためには、積層被膜に対し
、その下地の半導体損傷を与えることなく、また隣あっ
たセル間の電気的リークがなく集積化を可能とせしめる
レーザパターニングを行うことが求められている。(Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-108780) However, in order to simplify the manufacturing process, it is required that the connecting portion be made of the same material as the back electrode. To this end, it is required to perform laser patterning on the laminated film without damaging the underlying semiconductor and without electrical leakage between adjacent cells, allowing integration.
しかし、従来より公知のYAGレーザ光(波長500n
m以上例えば0.53μまたは1.06μ)を用いると
、どうしてもその下地の半導体特にアモルファス半導体
をもスクライブして損傷を与えてしまった。However, conventionally known YAG laser light (wavelength 500n)
If a thickness of 0.53 μm or more (for example, 0.53 μm or 1.06 μm) is used, the underlying semiconductor, especially the amorphous semiconductor, is inevitably scribed and damaged.
そのため裏面電極材料としてITO/AIの積層構造に
おいてはレーザ加工は不可能と考えられるようになった
。For this reason, it has come to be considered that laser processing is impossible with a laminated structure of ITO/AI as a back electrode material.
「発明が解決するための手段J
本発明はかかる半導体装置特に光電変換装置として重要
な耐熱性を有する高信鎖性構造を有し、かつ裏面の反射
電極として有効な透光性導電膜とその上に金属導電膜と
してアルミニュームまたはアルミニュームを主成分とし
た金属(AI−Cu、Al−Cr。``Means for Solving the Invention J The present invention has a highly reliable chain structure having heat resistance, which is important for such a semiconductor device, especially a photoelectric conversion device, and a transparent conductive film effective as a reflective electrode on the back surface, and a transparent conductive film thereon. The metal conductive film may be aluminum or a metal containing aluminum as a main component (AI-Cu, Al-Cr).
Al−Mo、Al−Agを含む)の積層被膜を用いたも
のである。さらに本発明はかかる多層被膜にあって、こ
こに400nm以下好ましくは300 nm以下のパル
ス性レーザ光(パルス巾50n秒以下)を照射してレー
ザパターニングを行ったものである。そしてこのパター
ニングに際し下地の非単結晶半導体をパターニング面に
おいて除去してしまうことなしに成就したものである。It uses a laminated film of (including Al-Mo, Al-Ag). Further, the present invention relates to such a multilayer film, which is subjected to laser patterning by irradiating the film with pulsed laser light (pulse width: 50 ns or less) of 400 nm or less, preferably 300 nm or less. This patterning was achieved without removing the underlying non-single crystal semiconductor from the patterning surface.
さらに本発明において件、かかる紫外光のレーザパター
ニングを点状のレーザ光を走査(スキャン)することに
より成就するのではなく、線状(中10〜300μ)に
照射し、この線状のパルス光と同一個所に1〜数回繰り
返して照射したものである。Furthermore, in the present invention, such laser patterning of ultraviolet light is not achieved by scanning dotted laser light, but by irradiating it in a linear manner (medium 10 to 300μ), and using this linear pulsed light. The same area was irradiated one to several times.
r作用1
本発明は、線状のパターニングを行うため、点状のレー
ザ光のスクライブに比べて10〜30倍の実効加工速度
となった。そして光電変換装置としての高効率を期待で
き、また価格的にも安価な光電変換装置とし得るに加え
て、ガラス基板上に0.5〜5μの薄膜構造の半導体を
用いた光電変換装置の製造に対し、なんらのマスクを用
いることなしに製造させることが初めて可能となった。r Effect 1 Since the present invention performs linear patterning, the effective processing speed is 10 to 30 times that of dotted laser beam scribing. In addition, the photoelectric conversion device can be expected to have high efficiency as a photoelectric conversion device, and can be made at a low price. In addition, the photoelectric conversion device can be manufactured using a semiconductor with a thin film structure of 0.5 to 5 μm on a glass substrate. However, for the first time, it has become possible to manufacture it without using any masks.
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。The arrangement, size, and shape of elements in the device of the present invention are determined by design specifications. However, in order to simplify the content of the present invention, in the following detailed description, the first electrode on the lower side (substrate side) of the first element and the second electrode of the second element disposed on the right side thereof will be described. The pattern is based on the case where the electrodes (on the semiconductor, that is, on the side away from the substrate) are electrically connected in series.
そしてこの規定された位置にLS用のレーザ光例えば波
長259nmまたは184nmのエキシマレーザを用い
たパルス光レーザ(エキシマレーザKrF 波長249
nm最大パルス工ネルギ450mJ光面積8s+m X
33+wmを石英製シリンドリカルレンズにて200
μ×33III11に線状ビームに集光した)パルス数
は1〜5回を同一線部に繰り返し照射した。Then, at this specified position, a pulsed light laser (excimer laser KrF, wavelength 249
nm maximum pulse power 450mJ light area 8s+m
33+wm 200 with quartz cylindrical lens
The same linear portion was repeatedly irradiated with 1 to 5 pulses (the beam was focused into a linear beam of μ×33III11).
線状ビームとしたため、1回のパルスで全線域にわたっ
てスクライプさせることが可能となった。Since it is a linear beam, it is possible to scribe the entire line area with one pulse.
「実施例1」
この実施例はガラス基板(1)上にCTP(透光性導電
膜)(2)さらにその上にPIN接合を有する非単結晶
半導体(3)を設け、かかる基板を下地基板としてさら
にこの上に裏面電極(5)としてアルミニュームまたは
CTF (15) /A I (25)の2層膜、CT
F/Ag/AIの3層膜を形成しアルミニュームの膜厚
を可変さだ評価をしたものである。"Example 1" In this example, a CTP (transparent conductive film) (2) is provided on a glass substrate (1), and a non-single-crystal semiconductor (3) having a PIN junction is further provided on the glass substrate (1), and this substrate is used as a base substrate. On top of this, a two-layer film of aluminum or CTF (15) /AI (25) is applied as a back electrode (5).
A three-layer film of F/Ag/AI was formed and the thickness of the aluminum film was varied and evaluated.
さらにこの被加工面を有する基板に対しシリンドリカル
レンズにて線状に集光したエキシマレーザを用いてレー
ザパターニングを形成して実施したものである。Furthermore, laser patterning was performed on the substrate having this surface to be processed using an excimer laser that focused linearly with a cylindrical lens.
その概要を以下の表1に示す。A summary is shown in Table 1 below.
また、加工部のレーザパターンが目視において「良」と
なった場合における目視パターンの縦断面図を第1図(
C)に示す。図面で示す如く、加工部(6)は半導体を
表面損傷させることなく、また半導体を除去させること
なく裏面電極のみを選択的に除去させることができた。In addition, Fig. 1 (
Shown in C). As shown in the drawing, the processing section (6) was able to selectively remove only the back electrode without damaging the surface of the semiconductor or removing the semiconductor.
これは第1図(B)に示す従来例に示すように、1.0
6μの波長のYAG レーザ光(パルス巾約100n秒
)により走査加工を行った場合、そのレーザ加工の端部
において盛り上がり(7)が見られてしまう。As shown in the conventional example shown in FIG. 1(B), this is 1.0
When scanning processing is performed using a YAG laser beam with a wavelength of 6μ (pulse width approximately 100 ns), a bulge (7) is observed at the end of the laser processing.
この盛り上がりはシリコン、CTF 、アルミニューム
の混合物であり、導電性でもなく、また絶縁性でもなく
、中途半端なリークをしやすいに加え、図面より明らか
なごとく、下地の半導体膜をも同時にスクライブしてし
まい、まったく使用に耐えないものであった。This bulge is a mixture of silicon, CTF, and aluminum, and is neither conductive nor insulating, and not only is it prone to leaks, but as is clear from the drawing, it also scribes the underlying semiconductor film. It was completely unusable.
第2図はコンピュータによるシミュレーションを行ない
、深さ方向温度を評価したものである。Figure 2 shows the evaluation of temperature in the depth direction by computer simulation.
即ちレーザ光が照射され照射面が1500°にと一定で
あった場谷、熱伝導は誤差関数で深さ方向及び横方向に
伝導する。さらに光の吸収係数の逆数に従いレーザ光が
吸収されるとしてシミュレーションを行った。その結果
、波長249nm (KrFレーザ発振光)においては
吸収係数が1.O2X106cm −’を有するため、
曲線(11)を得る。530nmにおいては吸収数が8
.0OX10’cm−’であるため、曲線(12)を得
る。しかし1.06μの波長においては吸収係数が7X
10’cm−’であるため、曲vA(13)となり、照
射光が下地の半導体(アモルファス珪素)に到達すると
その光は内部にまで吸収されずに到着してしまう。That is, when the laser beam is irradiated and the irradiation surface is constant at 1500°, heat conduction is conducted in the depth direction and the lateral direction as an error function. Furthermore, a simulation was performed assuming that laser light is absorbed according to the reciprocal of the light absorption coefficient. As a result, at a wavelength of 249 nm (KrF laser oscillation light), the absorption coefficient is 1. Since it has O2X106cm-',
A curve (11) is obtained. At 530 nm, the absorption number is 8.
.. 0OX10'cm-', we obtain curve (12). However, at a wavelength of 1.06μ, the absorption coefficient is 7X
10'cm-', the curve becomes vA(13), and when the irradiation light reaches the underlying semiconductor (amorphous silicon), the light arrives without being absorbed inside.
その結果、波長が400nm以上においては0.2μ以
上の深さの半導体をも照射光が損傷を与えてしまうこと
が判明した。即ち1.06μの波長のYAGレーザ光で
は第1図(B)となり裏面電極と半導体とを混合してス
クライブすることがわかる。加えてパルス光のパルス巾
が100n秒と長く昇温か十分でないため、熱が周辺部
に伝播し、周辺部に盛り上がりが生じてしまったもので
あると推定される。As a result, it was found that when the wavelength is 400 nm or more, the irradiation light damages semiconductors even at a depth of 0.2 μm or more. That is, it can be seen that when using a YAG laser beam having a wavelength of 1.06μ, the result is shown in FIG. 1(B), and scribing is performed by mixing the back electrode and the semiconductor. In addition, it is presumed that because the pulse width of the pulsed light was as long as 100 ns, which was not enough to increase the temperature, heat propagated to the peripheral area, causing a bulge in the peripheral area.
他方、本発明方法のエキシマレーザを用いるとパルス光
は50n秒以下の20n秒(ArFの場合)と短いため
、このパルス光は下地半導体の表面のごく近傍で十分吸
収されてしまい、半導体内部に光が加わらず、また熱的
にもパルス巾が短いため伝播できない。On the other hand, when using the excimer laser of the method of the present invention, the pulsed light is as short as 20ns (in the case of ArF), which is less than 50ns, so this pulsed light is sufficiently absorbed very close to the surface of the underlying semiconductor, causing damage inside the semiconductor. Since no light is added and the pulse width is short thermally, it cannot propagate.
その結果、第1図(B)の如く半導体の上側の裏面電極
のみを選択的に除去できたものと推定される。As a result, it is presumed that only the back electrode on the upper side of the semiconductor could be selectively removed as shown in FIG. 1(B).
また表より明らかなごとく、照射光は金属の厚さの関数
である。そのためITO/AIの厚さをそのディバイス
としての温度体積に従い、厚くする場合のその必要な繰
り返しパルス数を多(し、最適のパターニングの深さに
なるように調整すればよいことはいうまでもない。Also, as is clear from the table, the irradiation light is a function of the metal thickness. Therefore, it goes without saying that if the thickness of ITO/AI is to be increased according to the temperature and volume of the device, the required number of repeated pulses can be increased (and the optimum patterning depth can be adjusted). do not have.
吸収係数がさらに短くなると、Fz(157nm)、A
rF(193nm) 、 KrF (222nm)を用
いてもさらに選択加工性を向上できることはいうまでも
ない。吸収係数は低くなるがXeC1(308nm)
、XeF(350nm)においても下地シリコン半導体
の損傷を完全に防ぐことは出来ないが選択性は認められ
た。石英レンズの寿命を考慮す名と、波長は200n−
〜350nmの範囲で選択されることが好ましい。When the absorption coefficient becomes even shorter, Fz (157 nm), A
It goes without saying that the selective processability can be further improved by using rF (193 nm) or KrF (222 nm). Although the absorption coefficient is lower, XeC1 (308 nm)
, XeF (350 nm) also showed selectivity, although damage to the underlying silicon semiconductor could not be completely prevented. The name takes into account the lifespan of the quartz lens, and the wavelength is 200n-
It is preferable to select it in the range of ~350 nm.
r実施例21
以下に第3図に従って本発明を用いた光電変換装置の詳
細を示す。r Example 21 Details of a photoelectric conversion device using the present invention are shown below according to FIG.
第3図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the present invention.
図面において、透光性を有し、かつ絶縁表面を有する基
板(1)例えばガラスまたは透光性有機膜例えばPES
またはPETを用いた。ここではガラス基板10cm
X 10cn+を用い、10cm X 3cmの面積で
集積化を行った。In the drawings, a substrate (1) having a light-transmitting property and an insulating surface, such as glass or a light-transmitting organic film, such as PES
Alternatively, PET was used. Here, the glass substrate is 10cm
Integration was performed using X 10cn+ in an area of 10 cm x 3 cm.
この基板上に弗素が添加された酸化スズを上面に有する
透光性導電膜を公知の電子ビーム蒸着法またはスパッタ
法により500〜3000人の厚さに形成させた。On this substrate, a transparent conductive film having a tin oxide doped with fluorine on the upper surface was formed to a thickness of 500 to 3,000 layers by a known electron beam evaporation method or sputtering method.
この後、この基板の上側より、YAGレーザ加工機(日
本電気型)により平均出力0.3〜3!A(焦点距離4
0mm)を加え、スポット径20〜70μφ代表的には
40μφ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、その走査によりスクライブライン
用の第1の開溝(14)を形成させ、各素子間領域(3
1) 、 (32)に第1の電極(37)を作製した。After this, a YAG laser processing machine (Nippon Denki type) is applied to the upper side of this substrate with an average output of 0.3 to 3! A (focal length 4
0 mm), a spot diameter of 20 to 70 μΦ, typically 40 μΦ, is controlled by a microcomputer, and a laser beam is irradiated from above, and the scanning forms the first groove (14) for the scribe line. Inter-element area (3
1) The first electrode (37) was produced in (32).
レーザパターニング(LP)により形成された開溝(1
4)は、巾約50μ長さ3 cmであり、深さはそれぞ
れ第1の電極間のアイソレイシヨンを完全にするため開
溝部にCTFの残差物がないように切断分離した。かく
して第1の素子(31)および第2の素子(32)を構
成する領域の巾は5〜40mn+例えば8 、3mmと
して形成させた。Open groove (1) formed by laser patterning (LP)
4) had a width of approximately 50 μm and a length of 3 cm, and was cut and separated to a depth such that there was no CTF residue in the open groove portion to ensure complete isolation between the first electrodes. Thus, the width of the regions constituting the first element (31) and the second element (32) was formed to be 5 to 40 mm+for example, 8.3 mm.
この後、この上面にプラズマCVD法、フォトCVD法
またはLPCV D法により光照射により光起電力を発
生する非単結晶半導体代表的にはPNまたはPIN接合
を有する水素またはハロゲン元素が添加された非単結晶
半導体層(3)を0.3〜1.0μ代表的には0.7
μの厚さに形成させた。Thereafter, a non-single crystal semiconductor, typically a non-single crystal semiconductor doped with hydrogen or a halogen element and having a PN or PIN junction, is formed on the upper surface by plasma CVD, photo CVD or LPCVD, which generates photovoltaic force by light irradiation. The single crystal semiconductor layer (3) is 0.3 to 1.0 μ, typically 0.7
It was formed to a thickness of μ.
その代表例は、P型(stxc+−x O< x <
1 )半導体(約200人)−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0.7μ)−N
型の微結晶(粒径約400人)を有する半導体(約80
00人)よりなる一つのPIN接合を有する非単結晶半
導導体、または基板側よりN型微結晶珪素(約300人
)半導体−I型半導体(約0.7μ)−P型Si半導体
(約200人)−P型5ixC+−x(約50人 x=
0.2〜0.3)半導体である。A typical example is P type (stxc+-x O<x<
1) Semiconductor (approximately 200 people) - Type I amorphous or semi-amorphous silicon semiconductor (approximately 0.7μ) -N
Semiconductor with microcrystals of type (approximately 400 grain size) (approximately 80
A non-single-crystal semiconductor with one PIN junction consisting of 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 200 people) - P type 5ixC+ -x (about 50 people x=
0.2-0.3) It is a semiconductor.
かかる非単結晶半導体(3)を全面にわたって均−の膜
厚で形成させた。Such a non-single crystal semiconductor (3) was formed to have a uniform thickness over the entire surface.
さらに第3図(B)に示されるごとく、第1の開溝(1
4)の左方向側(第1の素子側)にわたって第2の開溝
(15)を第2のLP工程(波長0.53μのYAGの
2倍波長を使用)により形成させた。Furthermore, as shown in FIG. 3(B), the first open groove (1
A second open groove (15) was formed across the left side (first element side) of 4) by a second LP process (using a wavelength double the wavelength of YAG of 0.53 μm).
かくして第2の開溝(15)は第1の電極の上面を露出
させた。The second open groove (15) thus exposed the top surface of the first electrode.
この第2の開溝は半導体の両端をも切断することなく、
1つまたは複数の開孔としてその一部の半導体を2つの
領域にて互いに連結させてもよい。This second open groove does not cut both ends of the semiconductor.
A portion of the semiconductor may be connected to each other in two regions as one or more openings.
さらにこれらの上面にCTPを電子ビーム蒸着またはス
パッタ法により500〜1500人例えば1050人の
厚さに形成した。ここではITO(15)を電子ビーム
蒸着法で形成した。そしてこのITOとコネクタ(30
)で連結させてもその接触抵抗は酸化物−酸化物コンタ
クト(酸化スズ−ITOコンタクト)となりその界面に
絶縁物バリア(絶縁物)が形成されないため、長期使用
において接触抵抗が増大する等の異常がなく、実用上好
ましいものであった。Furthermore, CTP was formed on the upper surfaces of these by electron beam evaporation or sputtering to a thickness of 500 to 1,500, for example, 1,050. Here, ITO (15) was formed by electron beam evaporation. And this ITO and connector (30
), the contact resistance becomes an oxide-oxide contact (tin oxide-ITO contact) and no insulator barrier (insulator) is formed at the interface, resulting in abnormalities such as increased contact resistance during long-term use. It was practically preferable.
さらにこの上面に第3図(C)に示されるごとくこのC
TF表面上にアルミニューム膜(25)を形成した。Furthermore, as shown in FIG. 3(C), this C
An aluminum film (25) was formed on the TF surface.
この後、第3のLPを実施例1と同様にエキシマレーザ
を用いたパターニングにより切断分離をして複数の第2
の電極(39) 、 (38)をアイソレイションして
形成し、第3の開溝(6)を得た。After that, the third LP is cut and separated by patterning using an excimer laser in the same manner as in Example 1, and a plurality of second LPs are formed.
The electrodes (39) and (38) were isolated and formed to obtain a third open groove (6).
この第2の導電膜(5)は透光性導電膜(CTF) (
15)およびアルミニューム(25)との積層被膜を用
いた。This second conductive film (5) is a transparent conductive film (CTF) (
15) and aluminum (25) was used.
このCTFとして、ここではN型半導体と良好なオーム
接触をするITO(酸化インジューム酸化スズを主成分
とする混合物) (15)を300〜1500人の厚さ
に形成した。このCTFとしてP型半導体に密接させる
場合は、酸化スズを主成分として形成させることも有効
であった。この結果、半導体に密接して第2の電極(1
5) 、 (25)を有せしめた。As this CTF, ITO (a mixture whose main components are indium oxide and tin oxide) (15) which makes good ohmic contact with the N-type semiconductor is formed to a thickness of 300 to 1500 mm. When the CTF is brought into close contact with a P-type semiconductor, it is also effective to form the CTF with tin oxide as the main component. As a result, the second electrode (1
5), (25) was provided.
このアルミニュームは純アルミニュームのみならずIT
Oとアルミニュームとの間に銀薄膜を介在させてもよい
。また銅、銀、クロムを0.1〜50重量%添加された
アルミニューム合金の金属膜(25)を300人〜0.
5 μの厚さに形成させてもよい。This aluminum is not only pure aluminum but also IT
A thin silver film may be interposed between O and aluminum. In addition, a metal film (25) of aluminum alloy to which 0.1 to 50% by weight of copper, silver, and chromium are added is made by 300 to 0.0% by weight.
It may be formed to a thickness of 5 μm.
さらにこの第3の開溝の深さは、CTPおよびアルミニ
ュームの2層膜導電膜においては非単結晶半導体を何等
損傷させることなく、または半導体の上面のご(近傍(
〜500人)までの深さで除去のみで開溝を形成させる
ことができた。Furthermore, the depth of this third trench is such that in two-layer conductive films of CTP and aluminum, it is possible to avoid damaging the non-single crystal semiconductor in any way or near the upper surface of the semiconductor.
It was possible to form open grooves by removal alone at depths up to 500 mm).
かくして第3図(C)に示されるごと(、複数の素子(
31) 、 (32)を連結部(4)で直列接続する光
電変換装置を作ることができた。Thus, as shown in FIG. 3(C), a plurality of elements (
31) and (32) were connected in series at the connecting part (4).
第3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。即ちパッシベイション膜とし
てプラズマ気相法、元気相法またはフォト・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せ、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。FIG. 3(D) shows an attempt to further complete the present invention as a photoelectric conversion device. That is, as a passivation film, a silicon nitride film (21) is uniformly formed to a thickness of 500 to 2,000 layers by plasma vapor phase method, energetic phase method, or photo plasma vapor phase method, and the leakage current between each element is absorbed. This further prevented the occurrence of such substances due to adsorption.
さらに外部引出し端子(22) 、 (22’ )を周
辺部に設けた。斯くして照射光(10)に対しこの実施
例のごとき基板(10cm X 3c+++ )におい
て、各素子を巾8.3111m X 24mmの短冊状
に設け、さらに連結部の巾150μm、外部引出し電極
部の巾3mm、周辺部3IIIIIにより、実質的に1
100nu X 30mm内に11段を有し、有効面積
(8,3mm X24mm 11段7.6%)を得るこ
とができた。Furthermore, external lead-out terminals (22) and (22') were provided at the periphery. Thus, for the irradiation light (10), each element was provided in a strip shape with a width of 8.3111 m x 24 mm on a substrate (10 cm x 3c+++) as in this example, and the width of the connection part was 150 μm, and the width of the external lead electrode part was Width 3mm, peripheral part 3III, substantially 1
It had 11 stages within 100 nu x 30 mm, and was able to obtain an effective area (8.3 mm x 24 mm, 11 stages, 7.6%).
またさらにこのパネル例えば40cm X 120cm
または60cm X 20cmを1ケまたは4ヶ直列に
アルミサツシの固い枠内またカーボン・ブラックによる
可曲性枠内に組み合わせることによりパッケージさせ、
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。Furthermore, this panel, for example, 40cm x 120cm
Or, package it by combining one or four pieces of 60cm x 20cm in series within a hard frame made of aluminum sash or a flexible frame made of carbon black.
It is possible to provide a 120 cm x 40 cm NEDO standard high power panel.
またこのNEDO規格のパネル用にはシーフレックスに
よりガラス基板の裏面(照射面の反対側)に本発明の光
電変換装置の上面をはりあわせて、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。In addition, for this NEDO standard panel, the top surface of the photoelectric conversion device of the present invention is attached to the back surface of the glass substrate (opposite side to the irradiation surface) using Seaflex to increase mechanical strength against wind pressure, rain, etc. is also valid.
「効果」
本発明において、エキシマレーザ光を用い400nm以
下の波長のレーザ光(好ましくは200〜350nm)
を特にそのパルス巾が50n秒以下好ましくは30n秒
以下と短くし、またそのレーザ光を線状とすることによ
り下地の半導体に対しほとんどまたはまったく損傷する
ことなしにその上側の電極用被膜を選択的に除去するこ
とができた。そして光電変換装置の線状パターニングを
初めて可能とした。"Effect" In the present invention, excimer laser light is used to produce laser light with a wavelength of 400 nm or less (preferably 200 to 350 nm).
In particular, by shortening the pulse width to 50 ns or less, preferably 30 ns or less, and by making the laser beam linear, the upper electrode coating can be selected without causing little or no damage to the underlying semiconductor. was able to be removed. This made linear patterning of photoelectric conversion devices possible for the first time.
特にこのLPは大気中であっても、アルミニュームの如
き強酸化性金属のパターニングを可能とした。In particular, this LP made it possible to pattern strongly oxidizing metals such as aluminum even in the atmosphere.
そのため、基板を真空中または活性気体雰囲気で行うこ
とによる製造価格の上昇を押さえることができる。もち
ろん真空中ですることにより、分圧の金属を促し、他の
パルスに加わるエネルギを節約することは有効である。Therefore, it is possible to suppress the increase in manufacturing cost caused by manufacturing the substrate in vacuum or in an active gas atmosphere. Of course, doing it in a vacuum is effective to encourage partial pressure of the metal and save energy added to other pulses.
また、エキシマ光をシリンドリカルレンズにて巾10μ
〜300μに集光することにより、照射エネルギ密度を
も高くでき、加工しやすくし得るばかりか、光電変換装
置における不活性の連結部を小面積化し得る。このため
パターンの巾は300 μよりも50μ、50μよりも
10μは巾を狭くするほうが有効である。In addition, the excimer light is passed through a cylindrical lens with a width of 10 μm.
By condensing the light to ~300μ, the irradiation energy density can be increased, making it easier to process, and also making it possible to reduce the area of the inert connecting portion in the photoelectric conversion device. For this reason, it is more effective to make the width of the pattern 50μ narrower than 300μ, and 10μ narrower than 50μ.
本発明において半導体装置として光電変換装置を示した
。しかし本発明の電極を発光素子、フォトセンサ、イメ
ージセンサ、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置等に下地
として半導体を有し、その上側に電極用の導電製被膜を
レーザパターニングせしめる場合有効である。In the present invention, a photoelectric conversion device is shown as a semiconductor device. However, the electrode of the present invention is effective when a light emitting element, a photosensor, an image sensor, an insulated gate field effect semiconductor device, etc. has a semiconductor as an underlying layer, and a conductive film for the electrode is laser patterned on the upper side of the semiconductor.
第1図は本発明の半導体上の透光性被膜をレーザ加工し
た場合の縦断面図を示す。
第2図はコンピュータ・シミュレイシッンの結果を示す
。
第3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。FIG. 1 shows a longitudinal cross-sectional view of a light-transmitting film on a semiconductor according to the present invention processed by laser. FIG. 2 shows the results of computer simulation. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the photoelectric conversion device of the present invention.
Claims (1)
なる導電膜を形成し、該導電膜に400nm以下の波長
のパルス状のレーザ光を照射して複数の領域に分割する
ことを特徴とする半導体装置作製方法。 2、絶縁表面を有する基板上に透光性導電膜を形成する
工程と、前記第1の導電膜にレーザ光を照射して第1の
開溝を形成し、前記第1の導電膜を複数の所定の形状に
分割して複数の第1の電極を形成する工程と、該電極お
よび前記開溝上に光照射により光起電力を発生させる非
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の開溝または開孔を形成する工程と、前記
半導体および上記第2の開溝上におよび前記半導体上に
透光性導電膜と該膜上の金属の導電膜により第2の導電
膜を形成する工程と、該工程後、第2の導電膜に400
nm以下のパルス状のレーザ光を照射して第3の開溝を
前記第2の導電膜に形成することにより複数の第2の電
極を有する光電変換用半導体装置を作製することを特徴
とする半導体装置作製方法。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、40
0nm以下の波長のレーザ光は50n秒以下のパルス巾
を有するとともに、線状に照射され得るエキシマレーザ
光よりなることを特徴とする半導体装置作製方法。 4、特許請求の範囲第1項または第2項において、40
0nm以下の波長のレーザ光の照射により半導体を損傷
することなしにまたは半導体を除去してしまうことなし
に該半導体上の透光性導電膜およびその上の金属を除去
することを特徴とする半導体装置作成方法。 5、特許請求の範囲第1項または第2項において、アル
ミニュームまたはアルミニュームを主成分とすることを
特徴とする半導体装置作成方法。[Claims] 1. A conductive film consisting of a transparent conductive film and a metal on the film is formed on a semiconductor surface, and the conductive film is irradiated with pulsed laser light with a wavelength of 400 nm or less. A method for manufacturing a semiconductor device characterized by dividing it into a plurality of regions. 2. Forming a transparent conductive film on a substrate having an insulating surface, irradiating the first conductive film with a laser beam to form a first groove, and forming a plurality of first conductive films. a step of forming a plurality of first electrodes by dividing into a predetermined shape; a step of forming a non-single crystal semiconductor that generates a photovoltaic force by light irradiation on the electrode and the groove; a step of forming a second trench or hole by irradiating a laser beam; a transparent conductive film on the semiconductor and the second trench and on the semiconductor; and a metal conductive film on the film. a step of forming a second conductive film by
A semiconductor device for photoelectric conversion having a plurality of second electrodes is manufactured by forming a third groove in the second conductive film by irradiating pulsed laser light of nm or less. Semiconductor device manufacturing method. 3. In claim 1 or 2, 40
1. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the laser beam having a wavelength of 0 nm or less has a pulse width of 50 ns or less and is an excimer laser beam that can be irradiated in a linear manner. 4. In claim 1 or 2, 40
A semiconductor characterized in that the transparent conductive film on the semiconductor and the metal thereon are removed without damaging the semiconductor or removing the semiconductor by irradiation with laser light having a wavelength of 0 nm or less. How to create the device. 5. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the semiconductor device is made of aluminum or aluminum as a main component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60094094A JPS61251132A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60094094A JPS61251132A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS61251132A true JPS61251132A (en) | 1986-11-08 |
Family
ID=14100862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP60094094A Pending JPS61251132A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61251132A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6257224B1 (en) | 1997-03-04 | 2001-07-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for working a preform made of an oxide single crystal, and a process for producing functional devices |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6014479A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric conversion device manufacturing method |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094094A patent/JPS61251132A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6014479A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric conversion device manufacturing method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6257224B1 (en) | 1997-03-04 | 2001-07-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for working a preform made of an oxide single crystal, and a process for producing functional devices |
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