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    公开号:WO1989008328A1
    申请号:PCT/JP1988/001147
    申请日:1988-11-14
    公开日:1989-09-08
    发明作者:Kenji Kobayashi；Kazunori Tsuge；Yoshihisa Tawada
    申请人:Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:H01L31-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 半導体装置 の製法お よ び同製法用製膜装置 技術分野
    [0002] 本発明 は半導体装置の製法お よ び同製法用製膜装置 に 関す る 。 さ ら に詳 し く は、 簡易 な工程 に よ り ァ 乇 ノレ フ ァ ス シ リ コ ン系太陽電池の半導体層 も し く は裏面電極 に完 全 な パ タ ー ン を形成す る こ と の で き る 半導体装置 の 製法 お よ び同製法用 製膜装置 に 関す る 。
    [0003] 従来よ り 、 集積化 の た め に レ ー ザ光 な ど の • ネ ノレ ギ一 ビー ム を利用 し て ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層 や裏 面電極のパ 夕 ー ン 化が実施 さ れて い る 。
    [0004] し 力、 し なが ら 、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層 に レ 一ザノヽ。 夕 一 二 ン グを行な う ばあ い 、 透明電極への 夕" メ ー ジ に よ り 太陽電池の性能が低下 し た り 、 レ ー ザ ス ク ラ イ ブ部分での透明電極 と 裏面電極 と の接触抵抗が経時的 に 変化 （抵抗の增加） し た り す る な どの 問題がめ っ た 。— ま た 、 裏面電極の レ ー ザパ タ ーニ ン グは作業難度が高 く 、 安定生産がで き な い と い う 欠点があ る 。 し た が っ て、 ェ ッ チ ン グ法や リ フ ト オ フ 法 と い っ た他の方法を採用せ ざ る をえず、 こ の ば あ い に は処理工程の増大、 生産性の低 下に よ る 製造 コ ス ト の上昇お よ び歩留 り の低下 と い う 別 の 問題を発生 し て い た 。 さ ら に、 前記いずれの ばあ い に お い て も 、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層 ま た は裏面 電極の形成 と は別 に パ 夕 一二 ン グが行な われ る た め、 ェ 程が多 く な る と と も に そ れに起因 し て製造 コ ス ト が増大 し て い た。 本発明 は、 前記の点に鑑み、 太陽電池の性能を低下 ぎ せ る こ と な く 、 製膜工程 と パ タ ーニ ン グ工程 と を同時に 行な う こ と ので き る 半導体装置の製法お よ び同製法用製 膜装置を提供す る こ と を 目 的 とす る 。 明の開示
    [0005] 本発明の半導体装置の製法は、 基板上にパ 夕一 ン状に 透明電極、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層お よ び裏面 電極を こ の順序で形成す る 半導体装置の製法で あ つ て 、 ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層およ び （ ま た は ) 裏面 電極のパ タ ー ニ ン グが、 ヮ ィ ャ マ ス ク を膜形成面に実質 上密着せ し め ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層お よ び ( ま た は ) 裏面電極を形成す る 工程 と 、 該工程で ワ イ ヤ 部分に ま わ り 込ん だ薄膜を必要に応 じ て除去す る 除去ェ 程に よ り 行な われ る こ と ¾·特徴 と し て い る 。
    [0006] ま た本発明 の製膜装置 は、 ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン系太 陽電池の半導体層 ま た は 面電極を形成す る 際 に用 い ら れ る 製膜装置であ つ て 、 基板を収容す る 本体 と 、 基板を 該本体に固定 し かつ位置決めす る 手段 と 、 基板の膜形成 面側に設け ら れ該基板の膜形成面に実質的 に密着 さ れる べ き 複数の細線の ワ イ ヤ と か り な る こ と を特徴 と し てい る o 図面の簡単な説明
    [0007] 第 1 図 は基板を セ ッ 卜 す る 前の本発明 の製膜装置の一 実施例の平面図、 第 2 図 は第 1 図の製膜装置 に基板をセ ッ 卜 し た状態の （A ) - ( A ) 線拡大断面図で あ る 。 発明 を実施す る た め の最良の形態
    [0008] つ ぎ に 図面に基づ き 本発明 の半導体装置の製法お よ び 同製法用 製膜装置を説明す O 。
    [0009] 第 1 図 は基板を セ ッ 卜 す る 前の本発明 の製膜装置の一 実施例の平面図、 第 2 図 は第 1 図の製膜装置 に基板を セ ッ ト し た状態の （A ) - ( A ) 線拡大断面図で あ る 。
    [0010] 以下、 プラ ズマ C V D 装置 に適用 す る ばあ い の本発明 の 製膜装置 の実施例 に つ い て説明す る が、 本発明 は プ ラ ズ マ C V D 装置 に 限 ら ず他の スパ ッ タ 装置、 蒸着装置 な ど の 膜形成用 装置 に も 広 く 適用が可能で あ る 。
    [0011] 第 1 〜 2 図 に お い て、 （1)は半導体層 お よ び裏面電極が そ の 上 に 形成 さ れ る 、 た と え ば板ガ ラ ス か ら な る 基板で あ る 。 こ の基板上 に は酸化ス ズな どか ら な る 透明電極が C V D 法 な ど に よ り 形成 さ れ、 そ の の ち 該透明電極 は レ ー ザ一 ス ク ラ ィ ブ法 ま た は ェ ッ チ ン グ法 な ど に よ っ てパ 夕 ー ン 化 さ れ
    [0012] (2)は製膜装置 の 本体 に取 り 付 け る C V D ト レ 一本体で あ り 、 該 ト レ一本体（2)の基板 (1)収容部の上方 に は複数 の細 線の ワ イ ヤ (3)が張設 さ れて い る 。 ワ イ ヤ（3) は一端が ト レ 一本体（2)に 固定 さ れてお り 、 他端が張力調節ね じ（8)に 固 定 さ れて い る
    [0013] 第 2 図 は C V D ト レ 一本体 (2)に基板（1)がセ ッ 卜 さ れて い る 状態を示 し てお り 、 ワ イ ャ（3)側 に膜形成面が く る よ う に で ッ 卜 e れた基板（1)は、 背板 (4)、 ばね（5)、 背板押え（6) お よ び背板押え治具（7)か ら な る 固定手段 に よ っ て ト レ一 本体（2)に 固定、 位置決め さ れ る と と も に ワ イ ヤ（3)に押 し つ け ら れ る 。 こ の押 し つ け は、 ばね（5)の弾性力 を利用 し て行な われ、 こ れ に よ り ヮ ィ ャ（3)は膜形成面 に実質的 に 密着 し た状態に保たれ る 。 そ し て、 ワ イ ヤ (3)を膜形成面 に密着 さ せ る こ と で、 プラ ズマ C V D の よ う な ま わ り 込み の多 い装置 に おいて も透明電極面が露出 し たパ タ ー ン を う る こ と がで き る 。
    [0014] 本実施例の製膜装置で は、 ワ イ ヤ（3)の一端が張力調節 ね じ（8)に固定 さ れてお り 、 基板（1)を ト レー本体（2)に セ ッ 卜 す る 前に、 ま た はセ ッ ト し た あ と に、 こ の張力調節ね じ（8)に よ り ヮ ィ ャ（3)の張力 を調節す る こ とで ヮ ィ ャ（3) と 基板（1)の膜形成面 と の密着性を よ り 一層確実にす る こ と がで き る 。
    [0015] ワ イ ヤ（3)は一種の マ ス ク の役割を果た し 、 そ の線径を 0 . 0 8 〜 2 . O m mの あ い だで選定す る こ と で、 パ タ ー ン 幅 を適宜調整す る こ と がで き る 。 ワ イ ヤ（3)の材質 は、 と く に制限は な く 、 プラ ズマ C V D 、 スノ、。 ッ 夕 リ ン グな ど に よ る 製膜処理に耐え う る も の で あ ればどの よ う な も の を も 用 い る こ と がで き 、 た と え ば、 ピ ア ノ 線 A 種ま た は B 種 ニ ッ ケ ルーチ タ ン合金線な どが用 い ら れる 。
    [0016] ま た、 製膜工程中 の熱に よ る ワ イ ヤ（3)の た る みが問題 と な る ばあ い は、 すべての ワ イ ヤ に、 ま た は何本かの ヮ ィ ャ ごと に、 さ ら に は各 ワ イ ヤ ご と に張力謂整用 の お も り を ワ イ ヤ端部に取 り 付け、 それに よ つ て ワ イ ヤ（3)の張 力 を一定に保つ よ う にす る こ と もで き る 。 さ ら に は、 調 節ね じ に ばね を組み込む こ と で も 、 ワ イ ヤ（3)の テ ン シ ョ ン を あ る 程度の範囲 に保つ こ と がで き る 。
    [0017] 以上、 プラ ズマ C V D 装置 につ い て述べたが同 じ グ 口一 放電装置であ る スパ ッ タ リ ン グ装置 に お い て も 、 ま っ た く 同様の方法で実施す る こ と がで き る こ と は前記 し た と お り であ る 。 ま た、 蒸着装置で は、 膜の ま わ り 込みが少 な く 、 同様の 方法で充分実施が可能で あ る 。
    [0018] も し 得 ら れた 半導体層 に ま わ り 込み が認 め ら れ た ば あ い 、 次 の 様 に し て ま わ り 込ん だ薄 い膜の 除去 を行 な う 。
    [0019] な お ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層 は S i元素の ほ か に じ 、 N 、 S nな ど の 他元素 と の 合金 ま た は そ れ ら の 微結 晶 化 し た も の な どが使用 で き る 。
    [0020] ま わ り 込ん だ ア モ ル フ ァ ス 半導体膜を 除去す る 方法 と し て は 、 ゥ エ ツ ト エ ッ チ ン グ、 プ ラ ズマ エ ッ チ ン グ な ど の ド ラ イ エ ッ チ ン グ法、 逆 ス パ ッ タ リ ン グ法 な ど を 採用 す る こ と がで き る 。
    [0021] ゥ エ ツ ト エ ッ チ ン グ法 に よ る ば あ い 、 エ ッ チ ン グ液 と し て は K0H ま た は NaOH水溶液 を用 い る の が好 ま し く 、 基 板全体 を こ れ ら の 水溶液 中 に 浸漬 し 前記 ワ イ ヤ 部分 に ま わ り 込ん だ膜 の 除去が行 な わ れ る 。 し か る の ち に 基板全 体 を純水で洗浄 し 、 乾燥す る 。 使用 す る K0H ま た は NaOH 水溶液 の 濃度 は 、 ま わ り 込ん だ膜以外 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を過剰 に 除去す る の を 防 ぐ 点 ま た エ ッ チ ン グの 制御 の し ゃ す さ の 点 よ り 、 l 〜 20wt . % の あ い だ で あ る の 力'好 ま し く 、 と く に 5 〜 iOwt . % の あ い だ で あ る の 力《 好 ま し い 。 ま た K0H ま た は NaOHz 溶液 の 液温 は 、 ま わ り 込ん だ膜以外 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を過剰 に 除去す る の を 防 ぐ 点 ま た エ ッ チ ン グの 制御 の し ゃ す さ の 点 よ り - 10〜 40。C の あ い だで あ る の が好 ま し く 、 と く に 20〜 30 °C の あ い だで あ る の が好 ま し い。 エ ッ チ ン グ時間 は 、 ま わ り 込ん だ膜 を確実 に 除去 し 、 ま た ま わ り 込ん だ膜以外 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を過剰 に 除去す る こ と を 防 ぐ こ と を考慮す る と き 10秒 〜 5 分の あ い だで あ る の が好 ま し く 、 と く に 30秒 〜 2 分 の あ い だで あ る の が好 ま し い 。 こ の よ う に し て ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層-をパ タ ー ン 化 し た の ち 、 前記ガ ラ ス基板を前述の製膜装置 と 同様に ワ イ ヤマ ス ク の張設さ れた ト レー に 固定 し 、 、 . C r、 A gな どの金属を た と えばス ノ ッ タ リ ン グす る こ とで 裏面電極が形成 さ れ る 。 製膜は、 蒸着法な どの他の方法 であ っ て も よ い。 ワ イ ヤマ ス ク に用 い る ワ イ ヤ の線径の 選定はァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層のパ タ ー ン化の ばあ い と 同様に行な えばよ い。
    [0022] 裏面電極を形成 し た の ち 、 も し ワ イ ヤマ ス ク に よ り 形 成 さ れたパ タ ー ン線に ま わ り 込みがあ る ばあ い は、 以下 の よ う に ま わ り 込ん だ薄い膜を除去す る 。
    [0023] ワ イ ヤ部分に ま わ り 込んだ裏面電極は、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層同様に、 ゥ ッ ト エ ッ チ ン グ法、 プ ラ ズマ エ ッ チ ン グな どの ド ラ イ エ ツ チ ン グ法、 逆スパ ッ タ リ ン グ法な ど に よ り 除去すればよ い。
    [0024] ゥ エ ツ ト エ ッ チ ン グ法 に よ る ばあ い、 た と えば裏面電 極 と し て W を用 い る と き は リ ン酸、 酢酸、 硝酸お よ び純 水の混合液中 に基板全体を浸漬 し 、 ワ イ ヤ部分に ま わ り 込ん だ膜を除去す る こ と がで き る 。 し か る の ち基板全体 を純水で洗浄 し乾燥す る。 前記混合液の容積比は一例を 示すな ら ば リ ン酸、 酢酸、 硝酸、 純水の順に 1 6： 2： 1： 1で あ る 。 こ の容積比は、 Αί全体の膜厚、 ま わ り 込みの多少 , ま わ り 込んだ膜厚に応 じ て適宜選定すれば よ く 、 た と え ばま わ り 込みが少な く 、 ま わ り 込ん だ膜の厚 さ が薄い ば あ い は容積比が リ ン酸、 g 酸、 硝酸、 純水の順に 1 6： 2： 1 ： 5の混合液を用 い る のが好ま し い。 混合液の液温の選定 は前述の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層のパ タ ー ン 化 の ばあ い と 同様に行な え ばよ い。 エ ツ チ ン グ時間 は、 ま わ り 込ん だ膜を確実 に 除去 し ま た そ れ以外の Αί膜を過剰 に 除去す る の を防 ぐ点よ り 10秒 〜 5 分の あ い だで あ る の が好 ま し く 、 と く に 30秒〜 1 分の あ い だで あ る のが好 ま し い。 な お、 エ ッ チ ン グ液 と し て は前記 し た混合液以外 に希塩酸、 K0H 水溶液 ま た は塩化第 2 鉄、 濃塩酸お よ び 純水 と の混合液な ど も 好適 に用 い る こ と がで き る 。
    [0025] 裏面電極が C rま た は Agで あ る ばあ い 、 パ タ ー ン 線の欠 陥除去 は、 使用す る エ ッ チ ン グ液が Αί電極の そ れ と 異な る 点を除 い て Αί電極の エ ッ チ ン グ と 同様 に行 な う こ と が で き る 。
    [0026] すな わ ち 、 C r電極の エ ッ チ ン グ液の組成 は、 硝酸第 2 セ リ ゥ ム ァ ン モ ニ ゥ ム 100gに対 し 、 過塩素酸 20〜 30 ml、 純水 300〜 1000 ml の範囲 の も の を用 い る こ と がで き 、 好 ま し い組成の一例 と し て過塩素酸 26 ml、 純水 400 ml を あ げ る こ と 力《で き る 。
    [0027] ま た 、 Ag電極の エ ッ チ ン グ液の組成 は、 無水 ク ロ ム 酸 S 0〜 50 g 、 濃硫酸 10〜 30 ml お よ び純水 1000〜 5000 ml の混 合液 ま た は 30〜 60wt .%硝酸第 2 鉄水溶液の範囲の も の を 用 い る こ と がで き 、 好ま し い組成の一例 と し て無水 ク 口 ム酸 40 g 、 濃硫酸 20 ml お よ び純水 2000 ml の混合液 ま た は 55wt . 硝酸第 2 鉄水溶液を あ げ る こ と がで き る 。
    [0028] な お、 裏面電極を構成す る 金属 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層中への拡散を防止す る た め に二層構造の裏 面電極を形成す る ばあ い、 た と え ば C r ( 20〜 100 A ) / A ( 1000〜 10000 A ) で は、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半 導体層側の一層 目 （ こ の ばあ い は C r ) が薄い た め、 ワ イ ャ部分での ま わ り 込み の影響がな く 、 Αί の み の エ ツ チ ン グで よ い。 Ag ( 20〜 100Λ ) / M ( 1000 - 10000 Λ ) の ばあ い も 同様に Αδ の みの ェ ッ チ ン グで よ い。
    [0029] そ の他の金属電極すべて につ い て も こ の方法 と .同様の 方法でパ タ ー ン線の欠陷除去を行な う こ と が可能であ る 以上 ま わ り 込みが認め ら れたばあ い につ い て説明 した が、 先に説明 し た よ う に本発明の製法は、 必要に応 じ て 除去工程を採用す る こ と を特徴 とす る も ので あ る 。 し た が っ て、 一方は除去工程を採用 し 、 他方 は除去工程な し にパ タ ー ン 化をす る こ と も可能であ る 。
    [0030] つ ぎに本発明 の半導体装置の製法お よ び同製法用製膜 装置を実施例 に基づい て説明す る が、 本発明 は も と よ り かか る 実施例 に の み限定 さ れ る も の で は な い。
    [0031] 実施例 1
    [0032] 厚 さ 2. Ommで大 き さ 力;' 150mm x 440mm の青板ガ ラ ス上 に 6Q00A の酸化ス ズの透明電極を設け、 こ の透明電極を レ ーザ ビー ム を用 い て所定のパ タ ー ン に分離 し た。 こ の よ う に してパ タ ー ン を形成 し た基板（1)を第 1 図 に示す CV ト レ一（2)に固定 し た。 基板【1)の位置決め は、 4 力 所 の基板位置決め治具（9)に よ つ て行な っ た。 細線の ワ イ ャ (3)は全部で 17本であ り 、 線径 （直径） 0.3mmの ピア ノ 線 B 種を用 い た。 な お、 基板（1)を CVD ト レー（2)に固定す る 前に張力調節ね じ（8)に よ っ て各 ワ イ ヤ の張力を調整 し て お い た。 基板（1)を固定 し た状態を第 2 図に示す。
    [0033] 基板（1)を 固定 し た状態の CVD ト レ一（2)を プラ ズマ CVD 装置に配置 し 、 基板温度 1S(TC、 圧力 l . OTorrに て p 型 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 力 一バ イ ドを 150 A 、 基板温度
    [0034] 180。C、 圧力 O . STorrにて i 型ァ モル フ マ ス シ リ コ ン を 6000 A . 基板温度 180°C 、 圧力 1. OTorrに て n 型微結晶 シ リ コ ン を 300A 形成 し た。 そ の の ち 、 CVD ト レ一を取 り 出 し 、 該 ト レ ーか ら 基板を はず し て、 ワ イ ヤ に よ っ て マ ス キ ン グ さ れた部分を観察 し た。 半導体層 を分離 し た
    [0035] 1 7本の分離線の各 々 につ い て、 多少の ま わ り 込みが認め ら れた も の の、 え ら れた デバ イ ス の性能に影響を及ぼす 可能性の あ る ま わ り 込み は認め ら れな 力、 つ た。 精密投影 機を用 い て透明電極が完全に露出 し て い る 部分 に つ い て 各分離線毎に最小のパ タ ー ン 幅を測定 し た。 結果を第 1 表 に示す。
    [0036] [以下余 白 ]
    [0037] 衷
    [0038] 3
    [0039] 分離線位置 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    [0040] V
    [0041] 170 150 130 180 160 190 200 140 200
    [0042] 分離線位 10 11 12 13 14 15 16 17
    [0043] ¾ 小パ タ ー ン 180 160 150 170 170 160 130 160 幅 ( ΜΠ )
    [0044] な お、 透明電極のパ タ ー ン線の端部 と 半導体層 の分離 線の透明電極パ タ ー ン線に近い方の端部 と の 間隔 は約
    [0045] 150 /Π1で あ つ た 0
    [0046] こ う し て え ら れた半導体分離基板を半導体面を ワ イ ャ 側に し て第 1 図 と 同方式の スパ ッ 夕 ト レー に 固定 し た。 こ の スパ ッ 夕 ト レーで は、 17本の ワ イ ヤ は そ れぞれ第 1 図 に示す ワ イ ヤ に対 し て直角方向 に 0.25mm だ けずれた 位置 に あ る よ う に 配置 し た。 さ ら に 、 ワ イ ヤ の線径を
    [0047] 0.2 m mに 設定 し た。 な お、 基板を ス パ ッ 夕 ト レ 一 に 固定 す る 前 に 、 調節ね じ に よ っ て各 ワ イ ヤ の張力 を調整 し て お い た。
    [0048] つ ぎに 、 基板を セ ッ 卜 し た ト レ 一 を マ グネ ト ロ ン スパ ッ 夕 装置 に配置 し 、 A r圧力 を 6 X 10— 3 Torrに調整 し 、 基 板温度 80。C に て、 5000 A の厚 さ の Αί を形成 し た。 そ の の ち 、 基板を取 り 出 し 、 裏面電極の Αί の分離線を前述の方 法で測定 し た。 Αί がマ ス キ ン グ さ れ完全に半導体層が露 出 し て い る 部分の最小パ タ ー ン 幅を各分離線毎 に第 2 表 に示す。
    [0049] [以下余 白 ]
    [0050] 表 分離線位闥 1 2 3 4 5 6 7 8 9 小パ タ ー ン 120 90 110 100 90 100 100 120 130 幅 ( m )
    [0051] 分離線位置 10 11 12 13 14 15 16 17 小パ タ ー ン 110 130 130 120 100 140 130 130 幅 ( rn )
    [0052] 第 2 表 に示す よ う に 、 裏面電極の分離が不完全な 部分 も な く 、 良好な結果がえ ら れた。
    [0053] 以上の よ う に し てえ ら れた太陽電池の性能を AM— 1.5 近似のパル ス シ ミ ユ レ 一 タ ーで測定 し た。 結果を第 3 表 に示す。 第 3 表
    [0054]
    [0055] 比較例 1
    [0056] 実施例 1 と 同様に し て透明電極をパ タ ー ン 化 し た基板 を、 細線の ワ イ ャ力、 '配置 さ れて い な い と い う 点を 除 い て 第 1 図 と 同様の CVD ト レ 一 に セ ッ 卜 し 、 ほ ぼ全面 に実施 例 1 と 同様の条件で半導体層を形成 し た。 半導体層 の分 離は YAG レーザを用 い て行な っ た。 ま た、 Αί の ス パ ヅ 夕 リ ン グにつ い て も 細線の ワ イ ヤ は使用せず、 ほ ぼ全面に 実施例 1 と 同様の条件で裏面電極を形成 し 、 そ の の ち Αί の分離を化学ェ ツ チ ン グに よ り 行な っ た。
    [0057] え ら れた太陽電池の性能を実施例 1 と 同様の方法で測 定 し た。 測定結果を第 3 表 に示す。
    [0058] 実施例 2
    [0059] 厚 さ 2.0 in mで大 き さ 力《 150mm x 440DIDI の 青板ガ ラ ス 上 に厚 さ が 6000 A の酸化ス ズの透明電極を プ ラズマ CVD 法 に よ り 形成 し 、 え ら れた透明電極を レーザ ビーム を用 い て所定のパ タ ー ン に分離 し た。 こ の よ う に し てノ、。 タ ー ン を形成 し た基板を前記プラ ズマ CVD 装置の CVD. ト レー (2) に固定 し た。 ワ イ ヤ は全部で 17本あ り 、 線径 （直径）
    [0060] 0.3mniの ピア ノ 線 B 種を用 い た。 こ の基板を固定 し た CVD ト レ一（2)を プラ ズマ装置に E置 し基板温度 130 °C 、 圧力 l . OTorrに て p 型ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン層を 150A , 基板温度 180 C 、 圧力 0.5Torrに て i 型ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン層を 6000A 、 基板温度 180。C、 圧力 l . OTorrに て n 型微結晶 シ リ コ ン層を 300 A 形成 し た。 そ の の ち CVD ト レ一（2)を取 り 出 し 、 ト レーか ら基板を はず し て ワ イ ヤ に よ り マ ス キ ン グ さ れた部分を観察す る と 、 明 ら かに膜 の ま わ り 込み力《認め ら れた。 そ の の ち 、 ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン層を製膜 し た基板を KOH 10vt - %水溶液中 に、 液 温 2Q Cで 30秒浸漬 し 、 膜の ま わ り 込み部分をェ ッ チ ン グ し た。 そ し て、 再度マ ス キ ン グ さ れた部分を観察す る と ま わ り 込み は認め ら れな か っ た。 ま たマ ス キ ン グ部分以 外の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン雇の膜厚は以上の エ ッ チ ン グ 処理に よ っ て は ほ と ん ど減少 し な か っ た。 精密投影機を 用 いて透明電極が完全に露出 し て い る 部分につ いて各分 離線毎に最小のパ タ ー ン幅を測定 し た結果 17本苹均で
    [0061] 220 であ つ た。
    [0062] な お透明電極のパ タ ー ン線の端部 と 半導体層の分離線 の透明電極パ タ ー ン線に近い方の端部 と の 間隔 は約 150 乙"あ っ た β
    [0063] こ う し てえ ら れた半導体分離基板を半導体面を ワ イ ヤ 側に し て、 半導体製膜時 と 同方式の ス パ ッ タ ト レー に固 定 し た。 こ の ス ノ、。 ッ タ ト レ 一で は、 17本の ワ イ ヤ は そ れ ぞれ半導体製膜時 に示す ワ イ ャ に対 し て直角 方向 に
    [0064] 0.25 m 01 だ けずれた位置 に あ る よ う に配置 し た。 さ ら に ワ イ ヤ の線径を 0. 2DIDIに設定 し た。
    [0065] 次 に基板を セ ッ ト し た ト レ一を マ グネ ト ロ ン スパ ッ タ 装置 に配置 し 、 Ar圧力を 1 x iO_3Torrに調整 し 、 基板温 度 80°C に て 50Α の厚 さ の Crを形成 し た。 つづい て、 Ar圧 力 6 X 10"3Torr. 基板温度 80°C に て 5000A の厚 さ の Αί を 形成 し た。 そ の の ち 基板を取 り 出 し 裏面電極 Cr/ Ai の マ ス キ ン グ さ れた部分を観察す る と 所 々 ま わ り 込みが見 ら れ導通 し て い る 部分が認め ら れた。 そ こ で C r Αί を形成 し た基板を リ ン酸 400 ml、 g 酸 50 ml、 硝酸 25 ml、 純水 25 ml の溶液中 に液温 2 (TCで 30秒間浸漬 し ま わ り 込ん だ膜を エ ッ チ ン グ し た。 そ し て、 再度マ ス キ ン グ部分を観察す る と ま わ り 込み は な く 導通 し て い る 部分 も 認め ら れな か つ た。 裏面電極 CrZ Ai の分離線を前述の方法で測定 し た ， C rノ M が マ ス キ ン グ さ れ完全に半導体層が露出 し て い る 部分の最小パ タ ー ン 幅 は 17本平均で 180 で あ っ た。 ま た、 マ ス キ ン グ部分以外の Αί膜厚の減少は 100〜 200Α であ り 、 半導体装置の性能に影響を及ぼす も ので は な か つ た。
    [0066] 以上の よ う に し てえ ら れた太陽電池の性能を AM- 1.5近 似のパ ル ス シ ミ ュ レ ー タ で測定 し た。 測定結果を第 4 表 に示す。
    [0067] [以下余 白 ] I s c Voc FF 最大出力
    [0068] (mA) (V) (¾) (VP) 実施例 2 405 16.2 64 4.21 比較例 2 402 16.1 60 3.88 比較例 2
    [0069] 実施例 2 と 同様に し て透明電極をパ タ ー ン化 し た基板 を、 細線の ワ イ ャが配置 さ れて い な い と い う 点を除い て 実施例 2 と 同様の CVD ト レ一 にセ ツ 卜 し 、 ほぽ全面に実 施例 と 同様の条件で半導体層を形成 し た。 半導体層 の分 離は YAG レーザを用 い て行な つ た。 ま た、 Αίの ス パ ッ タ リ ン グ につ い て も細線の ワ イ ャ は使用せず、 ほぼ全面 に 実施例 2 と 同様の条件で裏面電極を形成 し 、 そ の の ち Μ の分離を化学ェ ッ チ ン グに よ り 行な つ た 。
    [0070] え ら れた太陽電池の性能を実施例 2 と 同様の方法で測 定 し た。 測定結果を第 4 表に示す。
    [0071] 第 3 〜 4 表よ り 、 本発明 に よ り え ら れた太陽電池は従 来の技術に よ り え ら れた も の と 同等 も し く は それ以上の 性能 有 し て い る こ と がわか る c 産業上の利用可能性
    [0072] 以上説明 し た と お り 、 本発明 の半導体装置の製法お よ び同製法用製膜装置 に よ る と き は、 ワ イ ヤ部分に ま わ り 込み に よ り 非常に薄い膜が発生 し た と し て も 、 完全なパ
    [0073] 。 2 W ¾ > 萤 ^ マ 5
    [0074] 2 二！達 ¾ェ 鹈鳞 マ ？劍 4 ^ V ^ ® ^
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    [0077] L UOlSSdtllDd 8 80/68 OAV
    权利要求:
    Claims
    請求の範囲
    1 基板上にパ タ ー ン状に透明電極、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層お よ び裏面電極を こ の順序で形成する 半導体装置の製法で あ っ て、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系 半導体層お よ び （ ま た は） 裏面電極のパ 夕 一ニ ン グが ワ イ ヤ マ ス ク を膜形成面に実質上密着せ し め ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層お よ び （ ま た は） 裏面電極を 形成す る 工程 と 、 該工程で発生す る ワ イ ヤ部分に ま わ り 込ん だ薄膜を必要に応 じ て除去す る 除去工程に よ り 行なわれ る こ と を特徴 とす る 半導体装置の製法。
    2 前記 ワ イ ヤマ ス ク に用 い ら れる ワ イ ヤ線の線径カ《
    0 . 0 8 〜 2 . Ο ιπ πιであ る請求の範囲第 1 項記載の製法。
    3 前記除去工程に用 い ら れ る 手段がエ ッ チ ン グであ る 請求の範囲第 1 項ま た は第 2 項記載の製法。
    4 前記エ ッ チ ン グ力く ウ エ ッ ト エ ッ チ ン グであ る 請求の 範囲第 3 項記載の製法。
    5 ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層の エ ッ チ ン グに用 い られる エ ッ チ ン グ液が K0H 水溶液 ま た は N aOH水溶液 であ る 請求の範囲第 4 項記載の製法。
    6 裏面電極が Αίで あ り 、 エ ッ チ ン グ液が リ ン酸、 酢酸 硝酸お よ び純水の混合液、 希塩酸、 K 0H 水溶液ま た は 塩化第 2 鉄、 濃塩酸お よ び純水の混合液であ る 請求の 範囲第 4 項記載の製法。
    7 裏面電極が C rであ り 、 エ ッ チ ン グ液が硝酸第 2 セ リ ゥ ム ア ン モニ ゥ ム 、 過塩素酸お よ び純水の混合液であ る 請求の範囲第 4 項記載の製法。
    8 裏面電極が A gで あ り 、 エ ッ チ ン グ液が無水 ク ロ ム酸 濃硫酸お よ び純水の混合液、 硝酸第 2 鉄水溶液、 ア ン モニ ァ水お よ び過酸化水素水の混合液 ま た は希硝酸で あ る請求の範囲第 4 項記載の製法。
    裏面電極が C rお よ び の二層構造であ り 、 エ ツ チ ン グ液が請求の範囲第 6 項記載の も ので あ る 請求の範囲 第 4 項記載の製法。
    裏面電極が A gお よ び Αί の二層構造で あ り 、 エ ツ チ ン グ液が請求の範囲第 6 項記載の も ので あ る 請求の範囲 第 4 項記載の製法。
    前記エ ッ チ ン グ力 ド ラ イ エ ッ チ ン グで あ る 請求の範 囲第 3 項記載の製法。
    前記 ド ラ イ エ ッ チ ン グ力 <プ ラ ズマ エ ッ チ ン グで あ る 請求の範囲第 1 1項記載の製法。
    前記除去工程 に用 い ら れ る 手段が逆ス パ ッ タ リ ン グ で あ る 請求の範囲第 1 項ま た は第 2 項記載の製法。
    ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系太陽電池の半導体層 ま た は 裏面電極を形成す る 際 に用 い ら れ る 製膜装置で あ っ て 基板を収容す る 本体 と 、 基板を該本体 に 固定 し かつ位 置決めす る 手段 と 、 基板の膜形成面側に 設け ら れ該基 板の膜形成面 に実質的 に密着 さ れ る べ き 複数の細線の ワ イ ヤ と 力、 ら な る こ と を特徵 と す る 製膜装置。
    前記 ワ イ ヤ の張力を調整す る 機構が設け ら れて な る こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 1 4項記載の装置。
    前記 ワ イ ヤ の線径が 0 . 0 8 〜 2 . 0 ιη ιηで あ る こ と を特 徴 と す る 請求の範囲第 1 4項ま た は第 1 5項記載の装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0373221A4|1992-01-08|
    EP0373221A1|1990-06-20|
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    JPH01225371A|1989-09-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-09-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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