JPS62229859A - 半導体装置の製造法 - Google Patents

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】 響□ 本発明は、一般には太陽電池及び他の半導体素子等のよ
うな半導体装置の製造法に関するものであり、特にレー
ザー光を使用して半導体装置の電極を加工する点に特徴
を有する半導体装置の製造法に関するものである。

Ｉ　　　の　　　−　　び、ｌ　１　へ従来、半導体装
との製造において、成層された半導体ｆＩＪ膜には！着
法、スパッタ法、イオンブレーティング法にて電極が全
面に設けられるが、該電極は所望の配線パターンを形成
するために電極を選択的に除去する必要がある０通常、
該配線パターンはエツチング法が使用されているが、そ
の工程が極めて複雑でり、且つ加工精度がサブミクロン
のオーダーにまでは至っていない。

現在、斯る従来の問題を解決する一つの方法として、レ
ーザー光を使用し電極に配線パターンを形成する方法が
提案されている。該方法は、極めて精度よく配線パター
ンを形成し得るが、電極の材料によっては、レーザー光
が照射された場合に該レーザー光を反射してしまい加工
効率が悪いという欠点があった０例えば、電極材料がア
ルミニウムの場合には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光に対す
る反射率が約９４％にまで達し、実質的に加工不能であ
った。

この問題はレーザー光の出力エネルギを増大することに
より解決し、電極を加工することはできるが、電極に隣
接して配置された半導体薄膜も不必要に加工（損傷）さ
れたり又は慈影響を受けることがあり好ましくない、更
には、レーザー光の波長を変更したり、下層の半導体薄
膜への損傷を予め考慮し、加工方法を工夫する等の試み
がなされているが、未だに満足し得るものはない。

１１ＬΩ」Ｌ偵 従って、本発明の目的は、レーザー光を使用し、電極の
配線パターンを効率よく加工し、品質のよい半導体装置
を製造することのできる半導体装置の製造法を提供する
ことである。

２！ＩＩ古　　ミ　るため　− 上記目的は本発明に係る製造法にて達成される。要約す
れば本発明は、半導体薄膜に隣接して配線パターン用電
極を有する半導体装置の製造法であって、＠配電極上に
レーザー光に対する反射率の小さな金属薄膜を形成し、
レーザー光を前記金属膜の側から照射することにより電
極に配線パターンを形成することを特徴とする半導体装
置の製造法である。該金属薄膜はＺｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ及びＣｏから選択される少なくとも一種の遷移
金属にて形成され、金属光沢がない状態にて使用される
。

次に、本発明に係る半導体装置の製造法を図面及び実施
例にってい更に詳しく説明する。

第１図には、太陽電池の一実施例が例示される。該太陽
電池は通常、の方法にて作製され、ガラス基板ｌ、透明
電極２、半導体薄膜Ｒ３及び電極４からａ成され、半導
体薄膜Ｒ３は１本実施例では２層３ａ；ｉ層３ｂ、ｎ層
３ｃかも成り、該１層の上層として形成される電極４は
任意の電極材料１例えばアルミニウム、金、銅、白金、
銀等が使用されるが、本実施例ではアルミニウムを半導
体薄膜３トに蒸着することにより形成されるものとする
。

本発明に従えば、該電極４の上にレーザー光に対する反
射率の小さな金属薄膜５が形成される。

金゛属としては、Ｚ　ｎｌＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ　ｉ、
ＣＯ等から選択される少なくとも一種の遷移金属で、黒
色表面を形成し得るものが好適であり、好ましくはＺｎ
である。又、該金属薄Ｍ５の膜厚は０．１〜１０．ｕｎ
、特に好ましくは０．１〜２７ｚｍとされる。

金属薄膜５は、ドブ漬け（浸漬）、スプレーによる吹付
け、はけ塗り、スクリーン印刷等を使用して形成し得る
が、特に好ましいのは浸漬法である。つまり、酸性又は
中性の金属溶液浴に被処理電極を１−１０分間露出（浸
漬）せしめることにより０．１〜１０．ｕｒｎの範囲で
均一に金属薄膜が形成される。斯る皮膜処理にて金属膜
は本来的に金属光沢はない状態とされるが、更に陽極酸
化処理等にて金ＩＩ　ｔ！膜の黒化処理を施すことがで
きる。このように電極上に金属薄［５を設けることによ
り１例えば亜鉛の金属ＦｓＩｌ！Ｊを形成した場合には
レーザー光に対する反射率は５０％程度にまで低下する
ことが分った。

上記金属薄Ｍ５は、次いで任意の電極パターンに対応す
るべく加工されるが１本発明によると、レーザー光１例
えば第二高調波レーザー（波長０．５６７７ｍ）、Ｎｄ
　：　ＹＡＧレーザ−（波長１ｏｓａｍ）、ルビーレー
ザーｃ波［０、Ｂ　９ｆｉｍ）、アルゴンレーザー（波
長０．５１βｍ）、アレキサンドライトレーザー（波１
０．７５．ｕｍ）、エキシマレーザ−（波長０　、２４
．ａｍ）　ｈ４が前記金属薄膜５に照射され、該金属薄
Ｉｌ！Ｊ５及び下層の電極４を第２図に図示されるよう
に切除し、１笥６を形成せしめる。このとき、該金属薄
膜５を構成する金属は下層の電極４の材料と合金７を形
成し、例えば本実施例ではＡＩＬ−Ｚｎ系合金を、他に
はＡ′立−Ｍｎ系、Ａ交＝Ｃｒ系合金等を形成する。該
合金７は溝６の内周面に溶着し、溝６内に残存物として
滞留することはない、従って、配線パターンを形成した
後、残存物を除去するために該構内を超音波洗浄等によ
り清掃したりする必要がなく１作業効率が飛躍的に向上
する。

又１本発明によると、レーザー光は金属薄膜５の作用に
て効率よく電極４を溶融することができ、過剰のエネル
ギを必要としないために、電極４の下層に位置した半導
体薄膜３に与える損傷を少なくする。

第３図〜第６図は、本発明に従った他の半導体装置の製
造方法を示す。

本実施例では、基板にステンレスを使用した太陽電池が
図示されるが、その製造過程を説明すると、先ずステン
レス基板ＬＡに絶縁層８として５ｉＯｚをスパッタリン
グにて形成し、その上に金属電極４が１例えば蒸着等の
方法にて形成される。

次いで、該′ｉｔｔ極４の上にレーザー光に対する反射
率の小さな金属薄膜５が上述と同様にして、膜厚０．１
−１０．ａｍ、特に好ましくは０．１〜２７７ｍにて形
成される（第３図）、金属としては、上述のように、Ｚ
　ｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ　ｉ、ＣＯ等から選択され
る少なくとも一種の遷移金属で、黒色表面を形成し得る
ものが好適であり、好ましくはＺｎである。

次いで、上記金属薄膜５は電極４と共に任意の″１１極
パターンにレーザー光にて加工される（第４図）、その
後金属６Ｉ膜５は適当な方法にて切除され、該結果物上
に第５図に図示されるように１通常の態様にて半導体薄
膜層３、本実施例では２層３ａ、ｉ層３ｂ、ｎ層３ｃ、
及び透明電極２が成層される。

次に、実施例について本発明を更に詳しく説明する。

又」Ｌ跣」 第１図に示す構成の、半導体装置を本発明に従って作製
した。

透明導電層２が形成されたガラス基板ｌを真空槽内に配
置し、シラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）ガス及び適当なドーパン
トガスを使用し、ＣＶＤ法により該ガラス基板ｌ上にｐ
−１−ｎ層から成るシリコン薄ｎ’２３を成膜した。膜
厚は、ｐ層が０．０１，４ｍ、ｉ５が０．５．ｈｍ、ｎ
層が０．Ｏ３Ａｍであった１次いで、他の真空蒸着槽に
てｎ層の上にアルミニウムを０．５Ａｍ膜厚にて蒸着し
、電極４を形成した。

このようにして作製された結果物、即ち、ウェハは、リ
ン酸亜鉛溶液（Ｚｎ化合物含有量５％）に常温にて浸漬
され、該ウェハの電極４の上に厚さ１μｍの金属薄膜５
が形成された。

次いで、前記金属薄ｌ１９５及び電極４はＮｄ：ＹＡＧ
レーザ−（波長１．０６７７ｍ、平均出力２Ｗ、縁り返
し周波数１０ＫＨｚ、スキャンスピード３００ｃｍ／分
）を照射して所定の電極パターンが形成された。形成さ
れた溝６の幅は５０　）ｔ　ｍであり、該溝６の内部に
は何隻残存物は見出せなかった。

これにより、電極４は絶縁されたが、下層の透明導電層
２はシート抵抗が１０％増加するにとどまり１合金７は
電気型導度が良好であり、電極に何等の弊害をもたらさ
ないことが分かった。

１亙１」 第６図に示す構成の半導体装置を本発明に従って作製し
た。

ステンレス基板ＩＡを蒸着槽内に配置し、該ステンレス
基板ＩＡ）に絶縁層８としてＳｉＯ２を０−Ｌ）ｌｒｎ
７１着してから、その上にアルミニウムを０．５７ｚｍ
膜厚にて蒸若し、電極４を形成した。

このようにして作製された電極４の上に実施例１と同様
にして厚さ１μｍの金属薄膜５が形成された。

次いで、前記金！１薄［５及び電極４はＮｄ：ＹＡＧＬ
、−ザー（波長１．０Ｂ、ａｍ、平均出力２Ｗ、繰り返
し周波数１０ＫＨｚ、スキャンスビー１３００ｃｍ７分
）を照射して所定の電極パターンが形成された。形成さ
れた溝６の幅は５０μｍであり、線溝６の内部には何隻
残存物は見出せなかった。

金属薄膜５を切除した後、該電極４を有した基板ＩＡは
真空槽内に配置し、シラン（ＳｉＨ＋）ガス及び適当な
ドーパントガスを使用してＣＶＤ法により該基板ＩＡ上
にｐ−１−ｎ層から成るシリコン薄膜３を成膜した。膜
厚は、２層が０．０３、ａｍ、４層が０．５．ｕｍ、ｎ
層が０．０７，４ｍであった。更に、該ウェハには他の
真空蒸着槽にてｎ層の上に透明電極２が０．０７７７ｍ
膜厚にて蒸着された。

このようにして作製された半導体装置は良好な電気的特
性を示し、電極パターン形成による各素子の分離性（イ
ンシュレーション）は良好であり、又シート抵抗の増加
は５０％であった。

］；記説明では、本発明は太陽電池の製造に関連して説
明したが、他の半導体装置にも好適に適用し得るもので
あり、本発明の方法は特に配線パターンを形成する電極
の厚さが大きくされる半導体装置の製造に有効である。

免に差］ 本発明に係る製造法は、レーザー光を使用し、配線パタ
ーンを効率よく加工し１品質のよい半導体装置を製造す
ることができるという特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係る製造法を説１」する
ための半導体装置の一実施例の断面図である。 第３図、第４図及び第５図は、本発明に係る製造法を説
明するための半導体装置の他の実施例の断面図である。 ｌ、ＩＡ：基板 ２：透明導電層 ３：半導体ｆ！Ｉ膜 ４：電極 ５：金属Ｆ１膜 ６：溝 ７二合金 ８：絶縁層 第１図　　　　第２図 ｔＪ４３図　　　　第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体薄膜に隣接して配線パターン用電極を有する
   半導体装置の製造法であつて、前記電極上にレーザー光
   に対する反射率の小さな金属薄膜を形成し、レーザー光
   を前記金属膜の側から照射することにより電極に配線パ
   ターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造法
   。 ２）金属薄膜は、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣ
   ｏから選択される少なくとも一種の遷移金属にて形成さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ３）金属薄膜の膜厚は０．１〜１０μｍとされる特許請
   求の範囲第２項記載の製造法。 ４）金属薄膜は、被処理電極表面を金属溶液に露出せし
   めることにより形成される特許請求の範囲第１項から第
   ３項のいずれかの項に記載の製造法。 ５）金属薄膜は、陽極酸化処理にて更に黒化処理が施さ
   れる特許請求の範囲第４項記載の製造法。