[其他]半導(dǎo)體器件的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000006463
• 申請(qǐng)日: 1985-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN85106463B
• 公開（公告）日: 1987-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木山精一;今井秀記
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉暉

本發(fā)明涉及一種具有很多光電轉(zhuǎn)換區(qū)的半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括下列各步驟：準(zhǔn)備好一個(gè)基片，在上述基片的一側(cè)主表面上連續(xù)地形成一層半導(dǎo)體薄膜，再用能量束，例如用激光束，從上述基片的另一側(cè)主表面進(jìn)行照射，并去除該部位的半導(dǎo)體薄膜，從而把上述半導(dǎo)體薄膜分隔成各個(gè)區(qū)域。

本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體器件的制造方法，更具體地講，本發(fā)明涉及到使用能量束例如激光束，制造半導(dǎo)體器件的方法。

人所共知，太陽能電池或線性光敏元件陣列等等是采用光有源層那樣的半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明直接涉及到制造具有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)域的半導(dǎo)體器件的方法。

圖1表示太陽能電池基本結(jié)構(gòu)。是本發(fā)明運(yùn)用的，并構(gòu)成本發(fā)明技術(shù)背景的基本結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)已在美國(guó)專利號(hào)4，281，208中予以頒布，并轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的同一受讓人。這里，在必要的有限范圍內(nèi)扼要敘述一下如圖1所示的太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)，以便更好地理解本發(fā)明。

在一個(gè)玻璃基片10上形成多個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)14a，14b，14c……，在與這些光電轉(zhuǎn)換區(qū)相應(yīng)的預(yù)定間隔上，分別形成透明薄膜電極11a，11b，11c……。在其上面再用一層非晶硅等物構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜部位12a，12b，12c……疊加上去。在半導(dǎo)體薄膜部位12a，12b，12c……上形成延伸到相鄰?fù)该鞅∧る姌O并與之連接的背面薄膜電極13a，13b，13c……。每個(gè)半導(dǎo)體薄膜部位12a，12b，12c…都包括一個(gè)平行于相應(yīng)薄膜表面的PIN結(jié)。并且當(dāng)光線通過玻璃基片10和透明薄膜電極11a，11b，11c，……入射時(shí)，由于半導(dǎo)體薄膜的PIN結(jié)的作用，在各個(gè)半導(dǎo)體薄膜部位12a，12b，12c，…上產(chǎn)生光生電勢(shì)。因?yàn)楸趁姹∧る姌O13a，13b，13c，…與相鄰的透明薄膜電極相連，所以各個(gè)半導(dǎo)體薄膜部位12a，12b，12c，…產(chǎn)生的光生電勢(shì)被逐次算術(shù)相加而輸出。通常為了制造這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池以達(dá)到超高級(jí)加工精度，一般使用光刻技術(shù)。當(dāng)使用這種光刻技術(shù)時(shí)，可參考圖1中的實(shí)例說明該過程，首先在玻璃基片10的一個(gè)主表面上形成一層透明電極薄膜，并且在相應(yīng)的透明薄膜電極11a，11b，11c……的面積上形成一層光刻膠薄膜，然后進(jìn)行光刻，再把光刻膠薄膜去掉，這樣就制成了透明薄膜電極11a，11b，11c，……。此后，在玻璃基片10的一個(gè)主表面上全部形成半導(dǎo)體薄膜。在相應(yīng)于半導(dǎo)體薄膜位12a，12b，12c，……的面積上，先形成一層光刻膠薄膜部分，再對(duì)它進(jìn)行腐蝕，腐蝕后，再去掉光刻膠薄膜部分，用這種方法可以形成半導(dǎo)體薄膜12a，12b，12c，……。雖然這種光刻方法在簡(jiǎn)單的工藝過程中是最好的一種，但是由于在光刻膠中存在著的針孔或在光刻膠薄膜周圍出現(xiàn)的脫皮問題，很容易在半導(dǎo)體薄膜上產(chǎn)生缺陷。

為此，曾考慮過不使用光刻技術(shù)這個(gè)工藝，例如，在1981年9月29日頒布的美國(guó)專利序號(hào)為4，292，092的專利中，介紹的一種方法是可以考慮使用激光束。這種方法根本不需要使用濕法工藝，而用激光束照射的方法，可以十分有效地在該點(diǎn)上進(jìn)行精密的加工。

然而，按照慣用的照射激光束的方法，還要解決下面很多問題。當(dāng)使用激光束時(shí)，由于激光束照射到如圖2所示的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的相鄰間隔部位12′上，并且在該部位上去掉半導(dǎo)體薄膜，把半導(dǎo)體薄膜分隔成若干個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)，或者用激光束照射如圖3所示的相鄰間隔部位13′，再去掉其中的背面電極薄膜，就能把背面電極薄膜分隔成若干個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)。

然而，由于在相鄰的間隔部位12′或13′中，存留下一些半導(dǎo)體薄膜或背面電極薄膜的熔化殘余物12r或13r，不可能獲得精確的圖形。這種殘余物12r或13r一般存留在激光束掃描線軸線的兩側(cè)。事實(shí)上這是由于激光束的能量密度的分布只有少量處于正態(tài)分布狀態(tài)所引起的，也就是說這是因?yàn)榧す馐谙噜忛g隔部位12′和13′兩端的能量小于它中心部位的能量所引起的。在要去掉的相鄰的間隔部位12′或13′中遺留下來的殘余物12r或13r會(huì)引起各種麻煩。當(dāng)把半導(dǎo)體薄膜分成各個(gè)區(qū)域后，在圖2的相鄰間隔部位12′中遺留有半導(dǎo)體薄膜的殘余物12r時(shí)，在這上面形成的背面電極薄膜的連接強(qiáng)度勢(shì)必減小，而且到最后會(huì)導(dǎo)致背面電極薄膜出現(xiàn)破裂，這是缺點(diǎn)之一。其次，當(dāng)背面電極薄膜材料的殘余物13r存留在如圖3所示的相鄰間隔部位13′里時(shí)，由于在同一個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中（或同一個(gè)電池內(nèi)）的透明電極薄膜和背面電極薄膜直接接觸，就可能發(fā)生短路現(xiàn)象，這是缺點(diǎn)之二。