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KR900004823B1 - 광전변환 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

광전변환 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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KR900004823B1
KR900004823B1 KR1019830005594A KR830005594A KR900004823B1 KR 900004823 B1 KR900004823 B1 KR 900004823B1 KR 1019830005594 A KR1019830005594 A KR 1019830005594A KR 830005594 A KR830005594 A KR 830005594A KR 900004823 B1 KR900004823 B1 KR 900004823B1
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KR
South Korea
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electrode
layer
crystal semiconductor
substrate
photoelectric conversion
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KR1019830005594A
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슌페이 야마자끼
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가부시끼 가이샤 한도다이 에네르기 겐뀨쇼
슌페이 야마자끼
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Publication date
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Priority claimed from JP57206809A external-priority patent/JPS5996780A/ja
Priority claimed from JP58028211A external-priority patent/JPS59154080A/ja
Priority claimed from JP58075713A external-priority patent/JPS59201471A/ja
Priority claimed from JP58204443A external-priority patent/JPS6095980A/ja
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Abstract

내용 없음.

Description

광전변환 장치 및 그 제조방법
제1도는 본 발명의 실시예에 대한 개요적 평면도.
제2도는 제1도의 선II-II를 취한 단면도.
제3a도 내지 제3d도는 제2도에 도시된 실시예를 부분확대하여 도시한 횡단면도.
제4a도 및 제4b도는 제2도에 도시된 실시예의 다른 부분을 확대하여 도시한 단면도.
제5a도 내지 제5g도는 제1도내지 제4도에 도시된 본 발명의 실시예의 광전변환 장치를 제조하는 연속 단계를 나타낸 횡단면도.
제6a도 내지 제6d도, 제7a도 내지 제7d도 및 제8도는 각각 본 발명의 다른 실시예를 도시한 제3도와 유사한 횡단면도.
제9도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도.
제10도는 제9도의 선 X-X를 절취한 횡단면도.
제11도는 제9도 및 제10도에 도시된 본 발명의 광전변환 장치의 일부를 도시한 확대횡단면도.
제12도는 제9도 및 제10도의 광전변환 장치를 제조하는 연속 단계를 나타낸 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
Ui, Uj: 반도체 소자 Ei, Ej: 제1전극
Fi, Fj: 제2전극 Qi, Qj, Qn: 비 단결정 반도체 적층부재
Ki: 결합부 Oi, Gj: 홈
Hi: 절연부 1 : 기판
2 : 절연표면 6 : 확사반사 표면
8, 10 : P형 또는 N형 비 단결정 반도체층
9 : I형 비 단결정 반도체층 11, 12 : 외부접속단자
15 : 보호막
본 발명은 개선된 광전변환 장치에 관한 것으로, 다수의 반도체 소자가 기판상에 나란히 순차적으로 배열되어 직렬로 연결되는 광전변환 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 광전변환 장치 제조 방법에 관한 것이기도 하다.
미합중국 특허 공보 제 4,315,096호에는, 다수의 반도체 소자 Ui, 내지 Un가 절연면을 가진 기판상에 나란히 순차적으로 형성되어 직렬로 연결되는 형태의 광전변환 장치가 제안되어 있다. 상기 반도체 광전변환 장치에 따르면, 반도체 소자Ui(=1, 2, ..n)는 기판상에서 형성된 제1전극 Ei, 최소한 하나의 반도체 접합을 형성토록 제1전극 Ei, 상에 형성된 비 단결성 반도체 적층부재 Q1, 및 제1전극 Ei과 마주보는 관계로 비단결정 반도체 적층부재 Qi상에 형성된 제2전극 Fi을 포함한다. 반도체 소자Ui+1(=1, 2...(n-1))의 제2전극 Fj+1은 제2전극 Fj+1의 연장부 Kj를 통해 반도체 소자 U1의 제1전극 Ej과 결합한다.
상기한 광전변환 장치에서, 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이의 접촉 저항 때문에 생기는 전기적 손실을 광전변환 효율을 증진시키는데 장애가 된다. 광전변환 효율을 높이도록 전기적 손실을 줄이기 위해서는, 결합부 Kj와 전극 Ej사이의 접촉 저항이 작으며 장시간 사용에도 증가되지 않는 것이 필수적이다.
그런데, 상기한 광전변환 장치에서는, 결합부 Kj와 전극 Ej사이의 접촉 저항이 장시간 사용시에 증가하는 것을 방지하도록 설계하는데 대한 고려가 되어 있지 않다. 따라서, 상기 종래 기술의 장치는 장시간 사용시 광전변환 효율이 나빠지는 결함을 갖는다.
또한, 상술한 광전변환 장치에서는, 결합부 Kj가 그 상부면에서 제1전극 Ej과 결합되는 것으로 알려져 있다. 그런데, 이러한 경우에 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이에 양호한 접촉을 얻기 위해서는, 접촉부 영역이 측 방향으로 증가되는 것이 필요하지만, 이는 광전변환 장치를 고밀도로 형성시키는 것을 불가능하게 한다.
또한, 상술한 미합중국 특허의 광전변환 장치에서는, 결합부 Kj가 외부측에서만 제1전극 Ej과 접촉하는 것으로 알려져 있다. 이러한 경우, 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이의 접촉 영역이 매우 작아서 그들 사이에 양호한 접촉이 이루어질 수 없다.
그러므로, 상술한 종래 기술로는 낮은 전기적 손실을 갖는 광전변환 장치를 고밀도로 이룰수 없다는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 결함을 갖지 않는 신규한 광점변환 장치를 제공하려는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 그러한 광전변환 장치의 제조방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 상술한 미국특허의 광전변환 장치의 경우에서와 같이, 절연면을 가진 기판상에 다수n개의 반도체 소자, U1내지 Un가 형성되며, 반도체 소자U1는 제1전극 Ei, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi, 제2전극 Fi을 포함하고, 제2전극 Fj+1의 연장부에 의해 형성되는 결합부 Ki를 통하여 제1전극 Ej과 접촉하도록 배치된다.
그런데, 본 발명에 따르면, 제1전극 Ei은 제1도전성 금속 산화물층을 갖고 제2전극 Fi및 결합부 Kj는 제2전도성 금속 산화물층을 가지며, 결합부 Kj의 제2금속 산화물층은 제1전극 Ej의 제1금속 산화물층과 결합된다.
제1및 제2금속 산화물층이 모두 금속산화물로 구성되어 있으므로, 장치를 장시간 사용한다해도, 그들 사이의 접촉부에서 접촉 저항을 증가시키는 것과 같은 반응이 실제로 발생하지 않는다. 따라서, 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이의 접촉 저항은 장시간 사용으로 상승되지 않으며, 전기적 손실도 증가하지 않는다.
그러므로, 본 발명의 광전변환 장치는 오랜 기간동안 높은 광전변환 효율을 유지한다. 본 발명의 다른 양태에 따르면 홈 Oj이 제2전극 Fj+i과 제1전극 Ei사이로 연장되도록 비 단결정 반도체 적층부재 Qj에 형성된다. 홈Oj는 제1전극 Ej로 연장되며, 결합부 Kj가 상기 홈 Oj으로 연장되어 홈 Oj에 노출된 제1전극 Ej의 측면에 접촉된다. 그러므로, 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이의 접촉부 영역이 축방향으로 증가함이 없이도 그들 사이에 양호한 접촉이 얻어질 수 있다.
따라서, 전기적 손실이 적고 그러므로 광전변환 효율이 높은 광전변환 장치가 고밀도로 얻어질 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 홈 Oj이 비 단결성 단도체 적층부재 Qj에서 보다 작은 폭을 가지고 제1전극 Ej으로 연장되도록 제2전극 Fj+1과 제1전극 Ej사이에서 비 단결정 반도체 적층부재 Qj에 형성된다. 결합부 Kj는 상기한 홈 Oi으로 연장하여 홈 Oi에 노출된 제1전극 Ej의 상부 및 측면과 접촉한다.
그러므로, 결합부 Kj와 제1전극 Ej사이의 접촉 영역이 축방향으로 증가하지 않고도 그들 사이의 양호한 접촉이 얻어질 수 있다.
따라서, 전기적 손실이 적고 광전변환 효율이 높은 광전변환 장치가 고밀도로 유효하게 얻어질 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 반도체소자는 하기의 단계(a)내지 (d)를 포함하는 공정에 의해 형성된다.
(a)도전성 금속 산화물층을 가진 층부재이며 결국에는 각 반도체 소자의 제1전극으로 쓰여지는 제1도 전층이 기판상에 형성되며, 제1도전층을 레이저 비임으로 첫번째 주사되어 각 반도체 소자의 제1전극을 제공한다.
(b)적어도 하나의 반도체 접합을 가지는 각 반도체 소자의 비 단결정 반도체 적층 부재로서 이용되는 비 단결정 반도체 적층 부재가 상기 각 반도체 소자의 제1전극을 덮는 식으로 투광성 기판상에 형성된다.
(c)반도체 소자의 비 단결정 반도체를 레이저 비임으로 두번째 주사하여, 제1투광성 전극을 외부에 노출시키는 흠을 만든다.
(d)도전성 금속산화물층 및 반사 또는 승화성 도전층을 가진 층부재이며, 각 반도체 소자의 제2전극으로 이용될 제2전극층이 비 단결정 반도체 적층부재 위와 홈 안으로 연장되어 형성된 다음, 제2도전층은 레이저 비임으로 세번째 주사되어 각 반도체 소자의 제2전극을 제공한다.
상술한 단계를 포함하는 본 발명의 제조방법에 따르면, 제2전극의 연장부에 의해 형성되는 각 반도체 소자의 제2전극의 결합부가 금속산화물 층을 통하여 바로 앞선 반도체 소자의 제1전극과 연결되므로, 상기한 제2전극과 제1전극 사이에는 우수한 전기적 결합이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제조방법을 이용하여 높은 광전변환 효율의 광전변환 장치를 제공하는 것이 가능하다. 본 발명의 다른 목적 특성 및 장점 등은 첨부도면을 참조한 아래의 상세한 설명으로 더욱 분명해질 것이다.
제1도 내지 3도를 참조하며, 본 발명의 한 실시예에 대해 설명하겠다. 제1도 내지 3도에 도시된 본 발명의 광전변환 장치의 실시예는 기판(1)상에 나란히 형성된 다수의 n개의 광 반도체 소자 U1내지 Un을 갖는다.(여기서 n은 1보다 큰 정수).
기판(1)은 절연표면(2)을 갖는다. 기판(1)은 유리, 유리합성수지 등으로 만들어진 투과성 기판이거나, 유기 합성수지로서의 신축성 시트이다. 또한, 세라믹, 유기수지 등의 비 투광성 기판이나, 절연된 표면을 가진 비 투과성 금속기판, 혹은 신축성 금속 시트의 표면상에 형성된 절연 필름을 가진 신축성, 절연 시트형 부재를 사용하는 것도 가능하다. 예를들어, 기판(1)은 폭20㎝에 길이 60㎝의 장방형으로 되어 있다.
기판(1)이 상술한 신축성 금속 시트형 부재인 경우에는, 예를 들어 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 제조되며, 두께는 10내지 20㎛이며, 양호하게는 50내지 150㎛로 된다.
신축성 금속 시트형 부재의 표면상에 형성된 절연 필름은 예를들어, 시트형 부재 표면을 산화시켜 만들어진 산화물 필름이다. 신축성 금속 시트형 부재가 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 제조될시에, 상술한 산화물 필름은 알루미늄 산화물(알루미나 Al2O3), 또는 알루미늄 산화물로 주로 구성되는 절연물질이다. 산화물 필름은 신축성 금속 시트형 부재의 신축성을 손상시키지 않을 정도의 작은 두께, 예를 들어 0.1내지 2㎛나, 양호하게는 0.3내지 1㎛의 두께를 갖는다. 이러한 산화물 필름은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로된 신축성 금속 시트형 부재를 열처리 함에 의해 형성될 수 있다.
기판(1)상의 광 반도체 소자 U1(i=1,2...n)는 기판(1)상에 형성된 전극 Ei과, 전극 Ei상에 형성된 비 단결정 반도체 적층부재 Q1및, 전극 E1과 대향관계로 비 단결정 반도체 적층부재 Q1에 형성된 전극 F1를 갖는다.
전극 Ei는 예를들어, 장방형이고, 폭이 5내지 40㎜이나, 양호하게는 15㎜이며, 길이는 기판(1)길이보다 약간 작은 크기이다.
전극Ej(j=1, 2...(N-1))과 Ej+1은 제1도에서 수직 방향으로 연장되게 도시된 홈Gj에 의해 분리되어 있고, 홈Gi는 예를들어, 폭이 40㎛이다. 전극 Ei는 제3a도에 도시된 바와같이 단층구조가 될 수 있다.
전극 Ei는 제3c및d도에 도시된 바와같이, 비 단결정 반도체 적층부재 Q1과 접촉되어 층(4)상에 형성된 층(5)와 기판(1)과 접촉된 층(4)을 포함하는 2층 구조가 될 수 있다. 또한 도시되지는 않았지만, 층(4및 5)간에 다른층이 삽입된 3층구조를 사용하는 것도 가능하다.
전극 Ei는 전극 Fi가 투광성일때, 반사전극이 될 수 있다. 전극 Ei가 반사 전극일때, 기판(1)으로부터 반대편 측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Q상으로 입사하는 광은 비 단결정은 반도체 적층부재 Q1를 통과한 후, 전극 E1의 표면에 의해 비 단결정 반도체 적층부재 Q1쪽으로 다시 반사되어 통과한다. 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내에서 반사된 광의 경로 길이가 길수록, 광 사용 효율은 더 증가하게 된다. 이러한 관점에서, 비 단결정 반도체 적층부재(Q1)측상의 전극 E1의 표면은 기판 표면과 수직인 평면에 비스듬한 요철을 가져서 전극E1의 표면과 비 단결정 반도체 적층부재 Q1간의 경계면에서 확산 반사표면(6)을 형성하는 것이 바람직하다.
전극 E1이 반사성인 경우에는, 반사 도전층에 의해 형성되는 단층 구조로 될 수 있다. 이러한 경우, 상기층은 알루미늄이나 실리콘 혹은 주로 그들로 구성되는 것일 수 있다. 전극 E1이 반사전극이고 층(4및5)으로 구성되는 2층 구조를 갖는 경우에는, 전극 E1이 고전도성이며 고 반사성 이어야 하는 요구를 동시에 만족하기 위하여, 그리고 비 단결정 반도체 적층부재 Q1가 형성될때 전극 E1측상의 비 단결정 반도체층 자체의 물질 혹은 거기에 함유된 불순물이 반사 전극의 물질과 반응하여 전극 E1과 비 단결정 반도체층 Q1간의 접촉 영역에서 고 접촉저항의 층을 형성하는 것을 방지하기 위하여, 층(4)은 반사성 도전층이고 층(5)은 투광성 금속 산화물 층(5)으로 되는 것이 적절하다.
전극E1의 층(4)이 반사성 도전층인 경우에는, 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 금속은 스탠레스 강철이 될수도 있지만 전극E1에 대한 고 전도성 및 고 반사성이 요구되는 견지에서, 알루미늄(Al), 은(Ag), 0.1내지 2%부피의 실리콘을 함유하는 알루미늄 합금 혹은 은 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
전극 E1의 층(5)이 투광성 금속 산화물층일 경우에, 층(5)이 고 전도성이고 고 전달성이도록 하기 위하여, 그리고 비 단결정 반도체 적층 Q1이 형성될때에, 전극 E1측상의 적층부재 Q1의 비 단결정 반도체층의 물질 또는 불순물과 반응하여 상술한 고 접촉 저항층을 형성하는 것을 방지하기 위하여, 전극 E1측상의 비단결정 반도체 적층부재 Q1의 비 단결정 반도체층이 P형 이경우에, 층(5)을 주석 산화물(SnO2또는 SnO)또는 상기 주석 산화물로 주로 구성되는 금속 산화물, 예를들면 할로겐을 함유하거나, 1내지 10중량%의 안티몬 산화물을 함유한 주석 산화물로 형성하는 것이 바람직하다. 전극 E1측상의 비단결정 반도체 적층부재 Q1의 층이 N형인 경우에는, 인듐 산화물 또는 상기 인듐 산화물로 구성되는 금속 산화물, 예를 들어 1내지 10중량%의 주석 산화물을 함유하는 인듐 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 투광성 도전층(5)은 300내지 600Å의 두께로 된다.
전극 Ei이 층(4및5)을 포함하는 2층 반사전극인 경우에, 상술한 확산 반사 표면(6)이 전극 Ei와 비 단결정 반도체 적층부재 Q1간의 경계면에서 형성될때, 확산 반사표면을 적층부재 Q1측상의 층(5)의 표면상에 형성된다.
전극 Ei가 층 (4및 5)으로 구성되고, 이들 층들이 반사성 도전층 및 투광성 도전층으로 되어 반사전극을 형성하는 경우에는, 도시되지는 않았지만 층(4)의 표면도 역시, 층(4)과 투광성 도전층(5)사이의 공유접촉 영역에서 확산반사 표면으로서 형성된다.
기판(1)이 투광성일 경우, 전극 Ei은 투광성 전극으로 형성된다. 이러한 경우, 투광성 전극은 금속 산화물층으로 된다. 전극Ei이 단층 투광성 전극이고, 전극 Ei의 측상의 비 단결정이 적층부재 Qi의 비 단결정 반도체층이 P형 일때, 상술한 바와 동일한 이유로 전극 Ei은 주석 산화물이거나 주석 산화물로 주로 구성되는 것이 적절하다.
상술한 비 단결정 반도체층이 N형일때, 전극 Ei는 임듐 산화물 또는 주로 인듐 산화물을 포함하여 형성되는 금속 산화물층으로 되는 것이 바람직하다.
전극 Ei가 층(4및 5)로 구성되는 2층의 구조를 가지며, 투광성인 경우에, 만일 전극 E1측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Q1의 비 단결정 반도체층이 P형 이라면, 층(5)은 주석 산화물이나 주로 그들로부터 구성되는 금속 산화물층이고, 층(4)은 인듐 산화물이나 주로 그들로부터 구성되는 금속 산화물층이 되는 것이 양호하다.
전극 Fi가 투광성일때, 전극 Ei은 항상 반사성일 필요는 없다. 이 경우, 만일 전극 Ei이 단층이라면, 크롬이나 주로 그들로 구성되는 층이 될 수 있다. 더구나 2층 구조의 경우에, 층(4)은 상술한 금속 산화물층이 되고 층(5)은 크롬이나 주로 그들로 구성되는 층이 될 수 있다.
기판(1)상에 형성된 반도체 소자 Ui에 있어서, 전술한 전극 Ej+1상의 비단결정 반도체 적층부재 Qj+1(j=1,2...(n-1))는 전극 Ej과 반대측상의 전극 Ej+1의 가장자리로부터 측방으로 연장하여 전극 Ej와 전극 Ej+1을 분리시키는 홈 Gj를 가로질러 Ej+1측의 전극 Ej상의 위치에까지 연장되어 비 단결정 반도체 적층부재 Qj와 접촉한다.
전극 E1상에 형성된 비 단결정 반도체 적층 부재는 전극 E2와 반대측의 전극 E1의 측면을 덮도록 기판(1)상에 측방으로 연장된다.
또한, 적층부재 Qn는 비 단결정 반도체 적층부재 Q0로서 형성되며 기판(1)상으로 층방연장되어 전극 En-1과 반대측의 전극 En의 측면을 덮는다.
비 단결정 반도체 적층부재 Qi는 수직으로 연장하여 전극 Ei을 덮도록 형성된다. 비 단결정 반도체 적층 부재 Qi는 제1도에 세로 방향으로 연장 되도록 도시된 홈Qi이 파여진다. 홈 Oi내지 On은 동시에 형성된다.
전극 Ei상에 형성된 비 단결정 반도체 적층 부재 Qi는 1개 이상의 2층 구조를 갖는데, 각 층은 P형 또는 N형 비 단결정 반도체층과 그 반대 도전성 형태의 다른 비 단결정 반도체층으로 구성된다.
따라서, 비 단결정 반도체 적층부재 Q1는 적어도 1개 이상의 PN접합을 갖도록 형성될 수 있었다. 더구나, 비 단결정성 반도체 적층부재 Qi는 양호하게 1개 이상의 3층 구조로 형성될 수 있는데, 제3도에 도시된 바와 같이 각각은 P형 또는 N형 비 단결정 반도체층(8), I형 비 단결정 반도체층 (9)및 층(8)에 반대되는 도전형태의 비 단결정 반도체층(10)으로 구성된다. 따라서, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi는 적어도 1개 이상의 PIN접합을 갖도록 형성될 수 있다.
전극 E1측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Qi의 비 단결정 반도체 층은, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi와 접촉하는 전극 Ei층이 제3도에 대하여 상술한 바와 같이 주석 산화물 또는 주로 주석 산화물로부터 구성되는 금속 산화물로 형성될 때 P형이 된다. 비단결정 반도체 적층부재 Qi와 접촉되는 전극 Ei의 층(5)이 인듐 산화물이나 주로 인듐 산화물로 구성되는 금속 산화물로 형성될 시에, 전극 Ei측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Qi의 비 단결정 반도체층은 No형이 된다.
따라서, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi가 제3도에 도시된 바와 같이 비 단결정 반도체층(8, 9및 10)을 구비하는 3층구조를 가지며 반도체 적층부재 Qi와 접촉하는 전극 Ei의 층이 주석 산화물 또는 주로 주석 산화물로 구성되는 금속 산화물에 의해 형성되는 경우에는, 비 단결정 반도체층(8및 10)은 각각 P형 및 N형이 된다. 투광성 도전층(5)이 인듐 산화물 또는 주로 인듐 산화물로 구성되는 금속 산화물로 형성될 시에는, 비 단결정 반도체층(8및 10)은 각각 N형, P형이 된다.
비 단결정 반도체 정충부재 Qi을 형성하는 비 단결정 반도체층은 실리콘 또는 주로 실리콘으로 구성되는 반도체로 형성되는 것이 바람직하지만 다른 탄도체로 형성될 수도 있다.비 단결정 반도체 적층부재 Qi가 비 단결정 반도체층(8. 9 및 10)으로 구성된 3층구조를 가질시에는, 비 단결정 반도체 층(8)은 예를 들어 두께 5내지 300Å양호하게는 70내지 130Å두께의 실리콘으로 형성될 수 있다. 비 단결정 반도체층이 P형일 경우, 예를 들어 브롬(B)이 P형 불순물로써 그 속에 삽입된다.
비 단결정 반도체층(9)은 비 단결정 반도체층(8)의 경우와 같이 실리콘으로 형성될 수 있지만, 그 두께는 층(8)의 두께보다 큰것이 적절하며, 예를 들면 0.4내지 0.7㎛이다. 비 단결정 반도체층(9)는 아주 작은 양의 P형 불순물을 함유하거나 혹은 P형 및 N형 불순물 모두를 사실상 함유하지는 않는데 어쨌든 그들 농도는 무시할 정도로 낮다.
비 단결정 반도체층(10)은 또한 비 단결정 반도체층(8)의 경우와 같이 실리콘으로 형성될 수 있다. 그러나 비 단결정 반도체층(10)은 변환될 광이 반도체 소자상에 입사되는 측에 배치되어 있기 때문에, 비 단결정 반도체층(8)의 반도체 물질 보다, 큰 에너지 대역갭을 갖는 반도체로, 예를 들면 SixC1-x(O<X<1)로 표시되는 실리콘 카바이드와 같은 반도체로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 비 단결정 반도체층(1)은 5내지 300Å의 두께나 대표적으로 7내지 130Å의 두께로 형성될 수가 있다.
부수적으로, 전술한 비 단결정 반도체 적층부재 Q0는 전술한 Qi와 같은 구조를 갖는다. 기판(1)상에 형성된 반도체 소자 Ui에 있어서, 비단결정 반도체 적층부재 Qi상의 전극 Fi는 비 단결정 반도체 적층부재 Qi상에 형성된 전극 Ei과 대향하여 배치된다.
이 경우, 전극 Fj+1은 비 단결정 반도체 적층부재 Qj와 반대측의 비 단결정 반도체 적층부재 Qj+1의 절연된 단부로부터 떨어진 위치에서 연장되어 비 단결정 반도체 적층부재 Qj+1의 측상의 절연된 단부로 연장된다.
전극 Fi은 비 단결정 반도체 적층부재 Q2의 측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Q1의 절연된 단부에서 떨어진 위치에서부터 기판(1)의 가장자리로 연장하여 전극 E1의 측면상의 비단결정 적층부재 Q1의 돌출부를 덮는다.
비 단결정 반도체 박막부재 Qn상에서, 전극 Fn과 유사한 전극 F0은 비 단결정 반도체 적층부재 Q0의 측상의 절연된 단부로부터 기판(1)의 가장자리로 연장하여 비 단결정 반도체 박막부재 Q0의 측면을 덮도록 형성된다.
전극 Fj, Fj+1은 절연부 Hj에 의해 절연된다. 전극 Fj+1, F0역시 절연부 Hn에 의해 절연된다. 절연부 Hi는 홈Gi의 경우와 같이 동시에 홈으로서 형성된다.
전극 (Fi)은 제3도에 도시된 것처럼 단층으로 형성될 수 있으며, 제3b내지 d도 및 제7도에 도시된 바와 같이 비 단결정 반도체 적층부재 Qi와 접촉하는 층(21)과 층(21)위에 형성되는 층(22)로 구성된 2층구조로 형성될 수도 있다. 또한, 제8도에 도시된 바와 같이 층(21), (22)및 층(22)위에 형성되는 다른 층(23)을 포함하는 3층 구조를 사용하는 것도 가능하다.
전극(Fi)은 투과성 도전층이다. 전극 Fi이 투명단일층일 때는 금속산화물로 구성할 수도 있다. 이 경우에, 금속 산화물은 전도성과 전달성이 좋아야 하며, 전극 Fi을 형성할 때, 전극 Fi측상에 비 단결정 반도체 적층부재 Qi의 비 단결정 반도체 층의 물질 또는 불순물과 반응하여 비 단결정 반도체 적층 부재 Qi와 전극Fi사이에서 접촉 저항을 증가시키는 층을 형성하거나 전달성이 낮은 층을 형성하는 일이 일어나지 않아야 한다. 그러한 요건에 응하여, 전극 Fi의 측상의 비 단결정 반도체 적층부재 Qi의 비 단결정 층이 N형일때, 전극 Fi은 예를 들면 1내지 10중량%의 주석 산화물을 포함한 인듐 산화물같은 주로 인듐 산화물로 이루어진 금속 산화물이나 인듐 산화물로 형성되는 것이 적절하다. 전극 Fi의 측상의 비 단결정 적층부재 Q1의 비 단결정 층이 P형일때, 전극 Fi은 주로 주석 산화물로 이루어진 금속 산화물이나 주석 산화물로 형성되는 것이 적절하다. 전극 Fi은 예를 들면 300내지 600Å의 두께이다.
전극 Ei이 투명하고 층(21과 22)로 이루어진 2층 구조를 가질때, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi와 접촉하는 층(21)은, 상술한 바와 같이, 비 단결정 반도체 적층부재 Qi의 비 단결정 반도체층이 P형 인지 또는 N형인지에 따라, 주석 산화물로 형성된 또는 주성분이 주석 산화물로 형성된 층이거나, 인듐 산호물로 형성된 또는 주성분이 인듐 산화물로 형성된 층으로 되는 것이 적절하다. 이 경우에, 층(21)이 주석 산화물로 또른 주로 주석 산화물로 이루어진 층일때, 층(22)은 인듐 산화물 또는 주로 인듐 산화물로 이루어진 층이며, 층(21)이 인듐 산화물 또는 주로 인듐 산화물을 포함한 물질로 이루어진 층일때, 층(22)은 주석산화물 또는 주로 주석 산화물을 포함한 물질로 이루어진 층이다.
전극 Fi은 기판(1)과 전극 Ei이 투광성일때 반사체가 된다. 전극 Fi이 반사 전극일때, 층(21과 22)을 포함한 2층 구조로 하는 것이 가능하며, 층(21, 22및 23)을 포함한 3층 구조나 혹은 그 이상의 다층 구조도 상기한 바와 같이 가능하다.
전극 Fi층(21과 22)으로 이루어진 2층 구조일때, 층(21)과 접촉하는 비 단결정 반도체 적층 부재Qi의 비 단결정 반도체층이 P형인지 또는 N형 인지에 따라 층(21)은 주석 산화물로 또는 주로 주선 산화물을 포함한 물질로 이루어진 층이거나 인듐 산화물로 또는 주로 인듐산화물을 포함한 물질로 이루어진 층이며, 층(22)은 상술한 바와 같이 은 또는 알루미늄과 같은 반사성 도전층이다.
전극 Fi이 층(21, 22및 23)으로 이루어진 3층 구조를 가질때, 층(21과 22)은 상기에 기술한 바와같은 층으로되고 층(23)은 니켈층으로 하는 것이 바람직하다.
전극 Fi은 기판(1)과 전극 Ei이 투광성이더라도 항상 반사성일 필요는 없다. 이러한 경우에, 전극이 층(21과 22)으로 이루어진 2층구조일때, 층(21)은 상기 설명대로 하며 층(22)은 크롬 또는 주로 크롬을 포함한 물질로 이루어진 승화성 도전층인 것이 바람직하다.
비 단결정 반도체 적층부재 Q0상에서 연장하도록 구성되는 전극 F0은 상술한 전극 Fi와 동일한 구조를 갖는다.
반도체 소자 Uj+1(j=1,2...(n-1)의 전극 Fj+1은 결합부 Kj를 통하여 반도체 소자 Uj의 전극 Ej와 결합된다.
결합부 Ki는 비 단결정 반도체 적층부재 Qj와 Qj+1를 분리시키는 홈 Oj를 통과하여 전극 Fj+1이 전극 Ej과 마주보고 있는 위치에서부터 전극 Fj+1의 맞은편 전극 Ej의 영역으로 연장한다. 그러한 결합부 Kj는 전극 Fj+1과 동시에 구성되는 전극 Fj의 연장부에 의해 형성된다.
반도체 소자 U1의 전극 F1은 상기의 설명대로 기판(1)의 표면에서 하향연장 되며 그 연장부는 외부접속 단자(11)을 구성한다. 비 단결정 반도체 적층부재 Q0에 연장되어 있는 전극 F0은 결합부 Kn을 통하여 반도체 소자 Un의 전극 En에 접속되어 있다. 이 경우에, 결합부 Kn는 홈 Cn을 통과하여, 전극 F0이 전극 En과 마주하는 위치에서부터 전극 E0와 마주하는 전극 En의 영역으로 연장된다. 그러한 결합부 Kn는 전극 F0와 동시에 형성되는 전극 F0의 연장부이다. 전극 F0비 단결정 반도체 적층부재 Q0의 측면상에서 전극 Fn과 반대방향으로 기판(1)의 가장자리까지 연장되며, 연장된 단부는 외부 접속을 위한 단자(12)를 형성한다.
절연부 Hj는 제1도의 수직 방향으로 비 단결정 반도체 적층부재 Qj내로 하방 연장하며 형성되어 전극 Fj+1밑에 있는 영역(13)을 형성시킨다. 홈 Oj도 전극 Ej+1에 인접하는 전극 Ej의 부분을 가로질러 두께 방향으로 연장된다. 따라서, 전극 Ej은 전극 Ej+1에 인접하는 전극 Ej의 부분을 가로질러 두께방향으로 연장된다. 따라서, 전극 Ej은 전극 Ej+1의 측상에 절연부(14)를 갖는다.
절연부 Hn는 제1도의 수직 방향으로 비 단결정 반도체 적층부재 Qn내로 하방 연장하여 형성되어 전극 En-1의 반대측에 절연부(14)를 갖는다.
기판(1)에는 상기 반도체 U1내지 U1덜기 위한 투명성 비반사 보호막(15)이 형성된다. 이 경우에, 비 반사 보호막(15)은 각각 상기 외부 접속 단자(11및 12)를 형성하는 전극 F1및 F0의 연장부분으로 연장되지 않는다. 이제까지 본 발명에 따른 광전변환 장치의 실시예의 구성에 대하여 설명하였다.
다음에는, 본 발명의 광전변환 장치 제조방법의 실시예를 제5(a)내지 (g)도를 참고로하여 설명하겠다.
제5a도 내지 (g)도에서 제1도 및 2도의 동일한 부분은 같은 참고번호 및 문자를 사용하여 구체적인 설명은 다시 반복하지 않는다.
제5a도 내지 (g)도에 도시된 광전변환장치의 제조방법은 다음과 같다.
제1도 및2도에 관하여 상술한 바와 같은 기판(1)의 준비로 제작 공정이 시작된다.
다음에 제5(b)도에 도시한 바와 같이, 제1도 및 2도와 관련하여 상술한 전극 E1내지 En을 형성하게 되는 도전층(41)이 공지된 방법에 따라 기판(1)상에 형성된다.
전극 E1내지 En이 제3도에 관해 상술한 바와 같이 두 층(4, 5)으로 구성된 2층 구조를 갖도록 형성될 때, 도시되거나 상세히 설명하지는 않았으나, 층(4)의 역할을 하는 층과 층(5)의 역할을 하는 도전층(41)은 이루어진다. 전자의 층은 공지의 방법으로 예를 들면 증기 침착법으로 기판(1)상에 먼저 형성되고 후자의 층 역시 증기 침착법과 같은 공지된 방법으로 유사하게 형성 된다. 다음에, 도전층 (41)은 30내지 70㎛, 대표적으로 40㎛의 직경을 갖는 레이저 비임(도시되지 않음)에 의해 주사되며, 이렇게하여 상술한(n-1)개의 홈G1내지 Gn-1이 도전층(41)에서 만들어져서 홈 G1내지 Gn-1에 의해 인접 전극과 분리되어지는 n개의 전극 E1내지 En이 형성된다. 상기 주사시에, YAG레이저로부터 1.06㎛파장의 레이저 비임과 아르곤 레이저로부터 0.488또는 0.512㎛파장의 레이저 비임을 사용하는 것이 가능하다.
상기 레이저 비임 주사는 공기중에서 할 수도 있지만 고온에서 층(41)의 도전물질과 반응하여 기판 표면으로부터 도전물질을 흩뿌리는 가스의 대기중에서도 실행될 수 있다. 가스는 불화수소(HF), 염화수소(HCl)또는 프레온 가스(CF4, CHF3, CCLF3등등)를 사용할 수 있다. 공기 중에서 레이저 비임주사를 행하는 경우에 홈 Gj의 상부 가장자리가 깔죽깔죽하게 형성되기 쉽다. 따라서, 레이저 비임주사에 뒤이어 상술한 가스를 사용하여 깔죽깔죽한 것을 없애거나 플루오로산(HF), 염산(HCl)또는 프레온 액체(C2F3Cl4)등과 같은 부식제로 애칭하는 것이 바람직하다. 또한, 비디오 카메라 장치를 통해 모니터하면서 컴퓨터를 이용하여 손쉽고 정확하게 도전층(41)을 레이저 비임 주사하는 것도 가능하다.
다음에, 비 단결정 반도체층이 공지의 방법, 예를 들면 저압 CVD법으로 기판(1)상에 형성되어 제5(d)도에 도시한 바와같이 홈G1내지 Gn-1을 채우고 전극 E1내지 En을 덮어서 전극 E1내지 En상의 층(42)의 영역은 제1도 및 2도에 관해 상술한 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn으로 이루어진다.
비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn가 각각 제3도에 기술된 바와같이 비 단결정 반도체층(8, 9 및 10)의 3층 구조로 형성되면, 비 단결정층(8, 9및 10)으로 쓰이게 되는 비 단결정 반도체층은 공지의 방법 예를들면 저압 CVD법으로 제조할 수 있으며, 비 단결정 반도체 적층부재(42)를 제공할 수 있다. 그 다음에는, 제5(e)도에 도시된 바와같이 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn는 레이저 비임 주사에 의해 선택적으로 제거되어 상술한 n개의 홈 O내지 On이 만들어진다. 이 경우에, 홈Oi(i=1,2...n)은 상술한 바와 같이 전극 Ei을 가로질러 기판(1)의 절연막(2)에 하향 연장하여 형성된다. 그러므로 전극 Ei의 영역(14)은 다른 영역과 격리된다. 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn의 레이저 비임 주사는 도전층(41)과 마찬가지로 대기중에 행해질 수 있다. 기판 표면으로부터 흩뿌리기 위해 전극 E1내지 En및 비 단결정 적층부재(42)의 물질과 고온에서 반응하는 가스상태 하에서 레이저 비임 주사도 역시 가능하다. 이 경우 역시, 사용되는 가스는 불화수소, 염화수소 또는 프레온 가스이다.
비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn의 주사가 대기중에서 이루어질때, 레이저 비임 주사에 뒤이어 상기한 가스를 사용하거나 전술한 부식제로 에칭하는 것이 바람직하다. 상기 레이저 비임 주사는 비디오 카메라를 통해 모니터 하면서 컴퓨터의 도움으로 쉽게 정확하게 할 수 있다.
홈 Oj(j=1,2...(n-1))은 홈Gi과 측방향으로 (제5도에서 좌측상에)선정된 길이만큼 떨어진 위치에서 형성된다. 상기 선정 길이는 비 단결정 반도체 적층 부재(42)의 두께보다 길다. 길이를 좁히면 더욱 좋다. 컴퓨터의 도움으로 홈 Oj은 홈Gj에 매우 정밀하게 근접하여 제조될 수 있다. 이것은 전극 Ej의 영역(14)에 의해 점유되는 기판(1)의 면적 감소를 가능하게 한다. 전극En의 지역(14)이 기판의 면적을 적게 점유하도록 홈On은 전극 En-1과 반대측의 전극 En의 가장자리에 근접하여 형성시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 제1도 및 2도에 대해 설명된 전극 F1내지 Fn및 F0을 형성하게 되는 도전층(43)이 예를들면, 증기 침착법으로 기판(1)상에 형성되어 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn을 덮고, 홈 O1내지 On을 채워서 결합부 K1내지 Kn을 형성한다.
이 경우, 도전층(43)은 기판(1)의 길이 방향에서 양 가장자리 부분을 제외하고 기판상에 연장되지만 너비방향에서는 기판(1)의 양 가장자리 부분을 덮도록 형성된다.
다음에, 도전층(43)은 비 단결정 반도체 적층 부재 Q1내지 Qn의 경우와 같이 레이저 비임의 주사에 의해 선택적으로 제거된다. 상기 레이저 비임 주사에 의해, 도전층(43)에는 n개의 절연부 H1내지 Hn와, 절연부 H1내지 Hn-1에 의해 각각 절연되며 비 단결정 반도체 박막부재 Q1내지 Qn를 가로질러 전극 E1내지 En과 각각 마주하는 n개의 전극 F1내지 F0과, 절연부Hn에 의해 전극 Fn으로 절연되며 전극 En과 마주하는 전극 F0이 형성된다. 이 경우, 전극 Fj-1은 결합부 Kj를 통하여 전극 Ej에 연결되고 전극 F0은 결합부 Kn를 통하여 전극 En에 연결되도록 레이저 비임 주사가 행해진다.
상기 레이저 비임 주사에 의해, 절연부 Hi(i=1,2...n)비 단결정 반도체 적층부재 Q1에 연장되도록 형성된다.
도전층(41)의 경우와 같이 도전층(43)의 레이저 비임 주사는 공기중에서 실행될 수 있으며, 기판 표면으로부터 고온에서 비 단결정 반도체 적층부재 Q1내지 Qn에 뿌려지도록 도전층(43)의 물질과 반응하는 가스 상태에서 행해질 수 있다. 이 가스역시 불화수소, 염화수소 또는 프레온 가스를 사용할 수 있다. 대기에서 도전층(43)의 레이저 비임 주사를 행하는 경우에, 레이저 비임 주사에 뒤이어 상술한 가스를 사용하여 깔죽거림을 제거하거나 부식제로 상술한 액체를 사용하여 에칭을 하는 것이 바람직하다.
도전층(43)에 대한 레이저 비임 주사에 의해 도시된 바와 같이 홈의 형태로 절연부 Hi가 제공될 수 있다.
도전층(43)의 레이저 비임 주사 역시 비디오 카메라를 통하여 모니터하는 컴퓨터의 도움으로 쉽고 정확하게 행해질 수 있다.
또한, 절연부 Hi는 홈Oi으로부터 측방으로 (도면에서 왼쪽편에)선정된 거리만큼 떨어져 상기 선정된 거리는 비 단결정 반도체 적층부재(43)의 두께와 비교해서는 크지만, 가능한한 적게끔 선택하는 것이 좋다. 컴퓨터의 도움을 빌어 절연부Hi는 고정밀도로 홈Oi에 아주 근접하여 형성시킨다. 이것은 비 단결정 반도체 적층부재 Qi에 형성된 영역(13)에 의해 점유되는 기판(1)의 면적을 감소시킨다.
다음에 투명성 비반사 보호막(15)이 알려진 방법으로 기판상에 형성되어 제5g도에서 도시된 바와같이 전극 F1내지 Fn및 F0와 절연부 H1을 덮는다.
상기에서 기술된 방법으로, 본 발명의 광전변환 장치가 제1도와 제2도에서 도시된 바와 같이 제조되어진다.
이상은, 본 발명의 실시예와 그 제조방법의 일예를 기술한 것이다.
제1도 및 제2도의 광전변환 장치에 따르면, 광(도시되지 않음)이 기판(1)또는 전극 F1내지 Fn의 측면으로부터 입사될때, 각 반도체 소자Ui(i=1,2...n)는 광전변환을 실행하여 전극 Ei내지 Fi양단에 광전압을 발생시킨다.
반도체 소자 Ui+1의 전극 Fi+1(j=1,2...(n-1))은 결합부 Kj통하여 반도체 소자 Uj의 전극 Ej와 연결되고, 반도체 소자U1의 전극 F1은 외부 접속단자(11)에 접속되고, 반도체 소자Un의 전극 En은 결합부 Kn및 전극 F0를 통하여 외부 접속단자(12)에 접속되어진다.
따라서, 반도체 소자 U내지 Un은 결합부 K1내지 Kn-1을 통하여 직렬로 순차적으로 접속되고 외부 접속단자(11및 12)에 접속되어진다. 따라서, 광의 압사시에, 반도체소자 U1내지 Un에 의해서 발생되는 전압의 합과 동일한 광전압이 외부 접속단자(11및 12)양 단에서 형성된다.
또한, 제3도에 관해서 미리 기술되어진 반사전극으로 반도체 소자 U1의 전극 E1및 F1을 형성함으로써, 입사광은 반도체 U1에 의해 효과적으로 이용될 수 있고, 기판(1)의 단위 면적당 증가된 광전압을 공급한다.
또한, 비 단결정 반도체 적층부재 Q1와 접촉하는 전극 E1의 층이 이미 언급된 금속 산화물층으로 형성되어지는 경우에는, 우수한 저항 접촉이 전극 Ei와 비 단결정 반도체 적층부재 Qi사이에서 이루어져 고광전압은 거의 무손실로 반도체 소자 Ui로부터 얻어질 수 있다.
이러한 특징은 전극 Ei과 접촉하는 비 단결정 반도체 적층부재 Q1의 비 단결정 반도체층이 P형인지 N형인지에 따라, 비 단결정 반도체 적층부재 Q1과 접촉하는 전극 E1의 층이 주석 산화물 또는 주로 주석산화물로 구성되는 금속 산화물로 형성되거나, 인듐 산화물 또는 주로 인듐 산화물로 구성되는 금속 산화물로 형성되면, 좀더 명확해질 수 있다.
비 단결정 반도체 적층부재 Qj내에 만들어진 홈 Oj이 도시된 바와같이 전극 Ej내로 연장될 때, 전극 Fj+1으로부터 연장하는 결합부 Kj는 전극 Ej는 전극 Ej과 측면 접촉을 하여, 저항 접촉을 좋게하고, 손실없이 외부 접속단자(11및 12)양단에서 커다란 기전력을 얻는 것을 보장해준다. 이러한 것은 결합부 Kj와 전극Ej이 금속 산화물층을 통하여 서로 연결되었을때에 더욱 두드러진다.
절연부 Hj가 도시된 바와같이 비 단결정 반도체 적층부재 Qj내로 연장되도록 형성되었기 때문에, 전극 Ej와 Fj+1사이에서 비 단결정 반도체 적층부재 Qj를 통하여 누설은 거의 발생하지 않고, 외부 접속단자(11및 12)양단에서 큰 기전력을 얻는 것을 보장한다.
제1도 및 제2도의 실시예에서와, 반도체 소자U1의 비 단결정 반도체 적층부재 Q1는 비 단결정 반도체 적층부재 Q2반대측의 전극 E1의 측면상을 통과하여 기판(1)으로 연장되도록 전극 E1위에 형성되며, 전극 F1은 측면상을 통과하여 기판(1)으로 연장하도록 비 단결정 반도체 적층부재 Q1상에 형성되며 연장부는 외부 접속단자(11)로 이용된다. 이러한 장치로 인해, 반도체 소자 U1내지 Un의 직렬 회로는 한 단에서 외부 연결단자(11)에 쉽게 접속될 수 있다. 이것은 대체로 광전변환 장치의 구조를 간략히 해준다.
또한, 제1도 및 제2도의 실시예에서, 비 단결정 반도체 적층부재 Qn는 전극 En-1와 반대측상에 있는 전극 En의 측면상에서 기판(1)쪽으로 연장하도록 형성된다. 전극 F0는 비 단결정 반도체 적층부재 Qn상에서 형성되어져 기판표면으로 연장되어지고 전극 F0는 결합부 Kn을 통하여 전극 En과 결합되어진다. 그리고 기판(1)상에 전극 F0의 연장부는 외부 접속단자(12)로 사용되어진다. 따라서, 반도체 소자U1에서 Un까지의 직렬회로는 한단에서 외부 접속단자(12)에 쉽게 접속되어지고, 광전변환 장치의 전체 구조를 간략하게 한다.
본 발명의 광전변환 잔칭의 다른 실시예가 기술 되겠다.
제1도 내지 제3도에 도시된 본 발명의 광전변환 장치의 실시예에서, 홈 Oj는 전극 Ej을 가로질러 연장하여 기판(1)에 도달되고, 결합부 Kj는 홈 Oj에 노출된 전극 Ej의 측면과만 접촉한다.
그러나, 제6(a)도에서 도시된 바와같은 본 발명의 광전변환 장치의 실시예에서는, 홈 Oj는 전극 Ej내로 연장되지 않고, 결합부 Kj는 홈 Oj에 노출된 전극 Ej의 상부만을 접촉하도록 구성된다.
또한, 제6(b)도에서 도시된 바와같이, 전극 Ej에서 홈Oj의 폭은 비 단결정 반도체 적층부재 Qj에서보다도 더 적게 되어지고, 결합부 Kj는 홈 Oj에 노출된 전극 Ej의 상부 및 측면과 접촉하도록 구성된다.
더우기, 제6(c)도에 도시된 바와같은 다른 실시예에 따르면, 홈 Oj는 전극 Ej에서 보다 큰폭으로 기판(1)내로 연장되고 결합부Kj는 홈 Oj에 노출된 전극 Ej의 측면 및 하부와 접촉하도록 구성된다.
제6(d)도에 도시된 바와같은 다른 실시예에 따르면, 홈 Oj는 제6(b)도의 경우에서 처럼 전극 Ej을 가로질러 연장하고 제6(c)도의 경우에서처럼 기판(1)내로 연장하며, 결합부Kn는 홈Oj에 노출된 전극 Ej의 상부, 측면 및 하부와 접촉하도록 구성된다.
제6a도 내지 제6d도에 도시된 실시예에서, 홈 Oj는 제5도에 관하여 미리 기술된 비 단결정 반도체 적층부재 Qj에서와 같은 레이저 비임 주사에 의해 쉽게 형성될 수 있으나, 이러한 경우에, 레이저 비임의 세기는 적당히 조절되어진다.
따라서 제6a도 내지 제6d도에 도시된 홈이 제공된 실시예의 어떠한 구조라도 비록 상세히 기술은 되어 있지 않지만 제1도 내지 제3도의 실시예에서 얻을 수 있는 똑같은 장점을 갖는다는 것을 알 수 있을 것이다.
제1도 내지 제3도에 도시된 광전변환 장치의 실시예에서, 반도체 소자 Uj및 Uj+1의 전극 Fj및 Fj+1은 홈의 형태로 주어진 절연부에 의해 분리되어지고 절연부 Hj가 비 단결정 반도체 적층부재 Qj를 가로질러 연장되는 것을 제외하면 제1도 내지 제3도의 실시예의 구성과 동일하다. 앞서 제5도와 관련하여 설명된 도전층(43)에 대한 레이저 비임 주사에서 주사속도 및/또는 레이저 비임의 전력을 조절 함으로써, 상기 절연부 H1내지 Hn을 쉽게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 광전변환 장치인 제3도와 대응하는 제7(c)도의 실시예는 절연부분H1가, 전극 Fj과 Fj+1사이에 한정된 홈(16)과 비 단결정 반도체 적충부재 Qj를 형성하는 비 단결정 반도체의 산화물(17)로 이루어지며 반도체 적층부재의 상단부에 형성된다는 점을 제외하면 제1도 내지 제3도의 실시예와 구성면에서 동일하다.
상기 절연부 H1내지 Hn는 이전에 제5도에서 설명되어진 전도층(43)에 대한 레이저 비임 주사를 산소대기속에서 수행함으로써 쉽게 형성되어질 수 있다.
유사하게, 제7(d)도의 실시예는 전극 Fj와 Fj+1을 형성하는 도전물질을 산화시켜거 만들어지며 도시된 것처럼 전극을 분리시키는 산화물(18)에 의하여 절연부 Hj가 형성된다는 점을 제외하고는 제1도 내지 제3도의 실시예와 구성면에서 동일하다. 상기 절연부 H1내지 Hn는 제7도의 제3실시예에서 사용된 것과 같은 똑같은 레이저 비임 주사에 의하여 쉽게 형성될 수 있다.
제7(a)도의 실시예는, 절연부 Hj가, 비 단결정 반도체 적층부재 Qj내로 연장되지는 않지만 도시한 바와같이 전극 Ej와 Ej+1을 분리하고 있는 홈(16)에 의하여 형성되었다는 점을 제외하고는 제1도 내지 제3도의 실시예와 구성면에서 역시 동일하다. 이러한 절연부 H1내지 Hn는 제5도의 실시예에서와 같이 레이저 비임 주사에 있어서의 주사속도 및/또는 레이저 비임의 전력을 조절함으로써 쉽게 형성되어질 수 있다.
제7(e)도의 실시예는, 절연부 Hj가 이전에 제3도에서 설명된 홈의 안쪽 표면에 산화물층이 형성되어 있는 구조를 가지고 있다는 점을 제외하고는 제1도 내지 제3도의 실시예와 구성면에서 동일하다.
이러한 절연부분 Hj는 제7(d)도의 실시예에서와 마찬가지로 산소 대기 속에서, 제5도에 관하여 언급되어진 도전층(43)에 대해 레이저 비임 주사를 실시함으로써 쉽게 형성되어질 수 있다.
제7a도 내지 (e)도에 도시된 절연부 H1, 내지 Hn를 갖는 모든 실시예의 구성은, 상세하게 설명되어 있지는 않지만, 제1도 내지 제3도의 실시예의 특질과 같은 특질을 가지고 있다는 것이 명백하다.
제1도 내지 제3도의 실시예에 있어서, 기판(1)상에 하나의 광전변환 장치로 구성되는 반도체 소자U1내지 Un의 직렬회로는, 기판(1)위의 반도체 소자 U1의 전극 E1의 연장부에 의해 형성되는 외부 접속단자(11)에 한쪽끝이 연결되어 있고, 기판(1)위의 전극 F0의 연장부에 의하여 형성되어 있고 결합부 Kn을 통하여 전극 En에 연결되는 외부 접속단자(12)에 다른 한쪽끝이 연결되어 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 직렬로 연결된 n개의 반도체 소자 U1내지 Un으로 각각 구성되는 다수 a×b개의 광전변환 장치가 제1도 및 제2도에 대응하는 제9도 및 제10도에 도시한 바와같이 a행과 b열로 구성된 매트릭스의 형태로 배열되어 있다. 제9도 및 10도에서, 참조문자 Mrs(1, 2, =1, 2, ...a이고 S=1, 2,...b)는 행과 열의 한 교차점에 배치된 각각의 광전변환 장치를 가리킨다. 광전변환 장치 M11내지 M1b, M21내지 M2b,..., Ma1내지 Mab는 홈(26)에 의해서 서로 인접한 것으로부터 분리되어 있다.
제9도 및 제10도에 도시된 실시예에서, 광전변환 장치Mrs는 다음과 같은 점을 제외하고는 제1도 내지 제3도의 광전변환 장치의 실시예와 구성면에서 동일하다.
제11(a)도에 도시한 바와같이, 전극 E1내지 En과 비슷한 전극 E0는 전극 E1과 반대측에 반도체 소자 U1의 전극 E1의 측면기판(1)위에 형성되어 있으며, 전극 E0는 홈 G1내지 Gn-1과 비슷한 홈G0에 의하여 분리되어 있다.
또한, 반도체 소자 U1의 비 단결정 반도체 적층부재 Q1는 전극 E1로부터 기판 표면에 연장되어 있지 않고 홈 G0를 지나서 전극 E0의 가장자리에 연장되어 있다.
제1실시예에서 비 단결정 반도체 적층부재 Q1을 덮고 기판(1)에 연장되도록 형성되어 있는 반도체 소자U1의 전극 F1은 비 단결정 반도체 적층부재 Q1의 가장자리에 연장되도록 형성된다. 그리고 외부 접속단자(11)는 전극 F2반대측의 비 단결정 반도체 적층부재 Q1위의 전극 F1의 말단부에 의해 형성된다.
더우기, 제11(b)도에 도시한 바와 같이, 반도체소자 Un의 비 단결정 반도체 적층부재 Qn는 전극 En의 가장자리까지 연장되도록 형성되어 있다.
제1도 내지 제3도의 실시예에서 비단결정 반도체 적층부재 Qn를 덮고 기판(1)까지 연장되도록 형성된 전극 F0는 비 단결정 반도체 적층부재 Qn의 가장자리까지 연장되어 있다. 그리고 외부 접속단자(12)는 전극 Fn과 반대측의 비단결정 반도체 적층부재 Qn위의 전극 F0의 말단부에 형성되어 있다.
상술한 것은 본 발명의 광전변환 장치의 또 다른 하나의 실시예를 설명한 것이다.
이러한 구성의 광전변환 장치는 제1도 내지 제3도의 실시예의 광전변환 장치 제조에 사용된 방법과 비슷한 제조 방법으로 얻어질 수 있다.
즉, 제5a도 내지 5(g)도에 대응하여 제12(a)도 내지 12(g)도에 도시된 바와같이, a×b개의 광전변환 장치 M11내지 M1b, M21내지 M2b, ..., Ma1내지 Mab는, 상세하게 설명되어 있지는 않지만, 제5(a)도내지 5(g)도에 도시된 것과 유사한 일련의 단계에 의해 기판(1)위에 형성된다. 다음에 제12(h)도에 도시된 바와같이, 이미 제4도에서 설명된 바와같은 레이저 비임 주사에 의하여 홈(26)이 형성된다.
다음에, 투광성 비반사 보호막(15)(도시되지 않음)이 형성된다.
이런 식으로하여 제9도 및 제10도와 함께 이미 참조된 실시예 구조가 얻어진다.
상기한 것은 또다른 실시예 및 그 제조 방법을 설명한 것이다.
제9도 및 10도의 광전변환 장치는 위에서 말한 관점을 제외하고는 제1도 내지 제3도의 실시예와 구성면에서 동일하며 따라서, 자세하게 설명되어 있지는 않지만 제1도 내지 제4도의 실시예에서 얻을 수 있는 것과 동일한 장점을 제공한다.
더군다나 제9도 및 제10도의 실시예에 의하면, 광전변환 장치 M11내지 M16, M21내지 M2b, ..., Ma1내지 Mab는 기판(1)위에 형성되고 있고 홈(26)에 의하여 분리되었다. 만약에 기판(1)이 신축성 절연시트형 부재로 형성된다면, 홈(26)의 위치에서 a×b개의 독립된 광전변환 장치로 쉽게 쪼개질 수 있다.
참언하면, 제9도 및 제10도의 실시예는, 제1도 내지 제4도까지의 실시예의 수정관 변경인 제6도 내지 제8도의 제2도내지 제9실시예에서와 같은 방법으로 수정되고 변경되어질 수 있다.
본 발명의 이때까지의 실시예에서, 비 단결정 반도체 적층부재내에 형성된 홈Qj는 비단결정 반도체 적층부재 Qj와 Qj+1을 기계적으로 완전히 분리시키기 위하여 수직 방향으로 연속적으로 연장되어 있는 홈으로 나타내어져 있으나, 홈Oj는 비 단결정 반도체 적층부재 Qj와 Qj+1가 서로 홈 Oj에 의하여 완전히 분리되지 않을 수 있도록 수직 방향으로 비연속적으로 연장하도록 형성되어질 수도 있다.
본 발명의 신규한 개념의 범위에서 벗어나지 않고도 수정과 변경이 실행될 수 있는 것이 명백하다.

Claims (4)

  1. 유리 기판과, 상기 기판상에 형성되는 투광성 전극과, 상기 제1전극상에 형성되는 감광성 반도체 필름과, 상기 감광성 반도체 필름상에 형성되는 제2전극을 구비하는 광전변환 장치에 있어서, 상기 제2전극은 투광성 산화물 필름과 반사선 금속 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 필름은 비결정질 실리콘 반도체로 만들어지는 광전변환 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투광성 산화물 도전 필름은 주석 산화물 및/또는 인듐 산화물로 만들어지는 광전변환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속 필름은 은 또는 알루미늄으로 만들어지는 광전변환 장치.
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