[其他]光電型器件及其制造方法

無效

• 申請號: 86105984
• 申請日: 1986-08-07
• 公開（公告）號: CN86105984A
• 公開（公告）日: 1987-04-29
• 發明（設計）人: 邑田健治;岸靖雄
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖春京,吳秉芬

本發明是關于一種光電型器件及其制造方法，特別是關于一種串聯型光電器件及其制造方法，這種器件由串聯的多個光電轉換元組成，光電轉換元內有沿其寬度方向排列于一塊基片上的半導體層，如非晶體硅。

這種類型的光電器件已由美國專利U.S.4，281，208公開了，該項專利已轉讓給本發明的同一受讓人。這里簡略地介紹一下這種光電型器件的結構，其中與了解本發明有關的部分見圖1。

在玻璃基片10上有多個光電轉換元12a，12b，12c，……。對應于這些光電轉換元12a、12b、12c，……，有間距相同的透明電極14a，14b，14c，……。在透明電極14a，14b，14c，……上又各自具有由非晶硅或類似物質組成的半導體光敏層16a，16b，16c，……。在半導體光敏層16a，16b，16c，……上有基底電極18a，18b，18c，……，基底電極的端部延伸到相鄰的透明電極14b，14c，……處去與其相連。

在半導體光敏層16a，16b，16c，……內具有與各薄膜表面分別平行的P1N結等類似結構，當光通過玻璃基底10和透明電極14a，14b，14c，……照射到光敏薄層時，就在16a，16b，16c，……上分別產生了光電壓。由于基底電極18a，18b，18c，……與相鄰的透明電極14b，14c，……相連，則由各光電轉換元12a，12b，12c，……所產生的光電壓就可以串聯相加而引出。

通常，為了制造這種結構的光電器件，要采用可進行微加工的光刻技術。參見圖1給出的例子，在采用光刻技術時，透明電極層是制作在玻璃基底10的整個正面上的，在與半導體光敏層16a，16b，16c，……相對應的地方形成有光刻膠薄膜，然后進行光刻。光刻后除去光刻膠薄膜。這樣就制成了相應于各光電轉換元12a，12b，12c，……的半導體光敏層16a，16b，16c，……。

雖然光刻技術可以很好地進行微加工，但也可能在半導體光敏層上產生一些缺陷，因為光刻膠上的一些小孔會形成光刻圖案，光刻膠的邊緣部分也可能起皮。

后來，有人提出了不用光刻技術的方法，如發表于1981年9月29日的美國專利4，292，092號，這份專利提出采用激光光束。這種方法是利用激光光束的照射形成圖樣，對微加工是非常有效的，它根本不需要任何濕法處理過程。

但是，常用的激光照射加工法還有下述一些問題需要解決，詳細地說，用激光束加工本質上是一種熱加工。因而，不使任何處于加工層下面的結構受損傷，就是非常重要的。否則，除了能燒掉需要燒掉的部分外，還會把下層不應燒掉的也燒掉，或者造成了熱損傷。為了滿足上述要求，美國專利4，292，092建議應選擇對所加工的各種薄膜和結構層合適的激光輸出或是激光脈沖頻率。

不過，既使采用這種已有技術，其加工性能也是不能滿足要求的，因為不可避免的各種半導體光敏層的薄膜厚度是不完全相同的，也就是說，激光束的吸收系數隨被加工的薄膜或結構層的厚度而有很大的不同。因此，用于切斷的激光能量密度閾值也不是一定不變的。比如，對于非晶硅，激光束的吸收系數A、反射系數R、透射系數T和薄膜厚度的關系如圖2所示。從圖2可以明顯地看出，比如，當用釔鋁石榴石（Nd：YAG）Q開關激光器（波長為：1.06um）時，對于在光電器件中實際采用的厚度為4000或4000以上的薄膜來說，激光的吸收系數會在5%到20%范圍內發生很大的變化。因此，當用這種YAG激光器加工非晶硅薄膜時，如果薄膜厚度具有最小吸收系數5%，那么為切斷此薄膜就需要較大的激光輸出，而對于具有最大吸收系數為20%的薄膜厚度來說，就需要有四倍于能量密度閾值的激光輸出照射在它的上面。因而，對位于這部分非晶硅薄膜下面的透明電極造成熱損傷，則是不可避免的。反之，如果調整到較小的激光輸出以便加工具有吸收系數為20%的膜厚部分，則對于吸收系數為5%膜厚部分來說，能量就不夠了。因而這部分的非晶硅就不能除去，而被保留下來，這就會造成光電轉換元輸出的降低。

由此，美國專利US4292092就存在一個問題，即由于激光束的吸收系數隨非晶硅薄膜厚度的不同會有很大的變化，而會使薄膜下面的透明電極受到局部熱損傷，或是造成該部位的非晶硅薄膜不能被切斷。