[go: up one dir, main page]

JP2001266654A - 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 - Google Patents

透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法

Info

Publication number
JP2001266654A
JP2001266654A JP2000390983A JP2000390983A JP2001266654A JP 2001266654 A JP2001266654 A JP 2001266654A JP 2000390983 A JP2000390983 A JP 2000390983A JP 2000390983 A JP2000390983 A JP 2000390983A JP 2001266654 A JP2001266654 A JP 2001266654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
transparent electrode
zno
thickness
ito
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000390983A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Shinohara
亘 篠原
Keisho Yamamoto
恵章 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2000390983A priority Critical patent/JP2001266654A/ja
Priority to US09/752,517 priority patent/US6593593B2/en
Priority to EP01100513A priority patent/EP1119057A3/en
Publication of JP2001266654A publication Critical patent/JP2001266654A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/125—The active layers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or CdTe
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H10K50/816—Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ＺｎＯ膜を用いても熱損傷、絶
縁不良等を発生しない透明電極のパターニング方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 透光性基板１上にスパッタ法でＩＴＯ膜
３を形成し、このＩＴＯ膜３上にＺｎＯ膜４をスパッタ
法で形成した後、Ｎｄ：ＹＡＧレーザビームを照射し、
照射領域のＩＴＯ膜３及びＺｎＯ膜４を除去してパター
ニングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、集積型光起電力
装置、液晶表示装置、有機ＥＬ装置等に用いられる透光
性基板上に形成される透明電極及びそのパターニング方
法並びにそれを用いた半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン、非晶質シリコンカーバ
イト或いは非晶質シリコンゲルマニウム等の非晶質半導
体からなる光起電力装置は、その製造コストが安価で容
易に大面積化を図ることができることから、低コスト用
太陽電池装置として開発が進んでいる。
【０００３】一般的な非晶質光起電力装置について、図
３５を参照して説明する。非晶質半導体からなる光起電
力素子１００は、ガラス基板１０１の上に、透明電極１
０２、ｐ型、ｉ型、ｎ型の非晶質半導体層１０３ｐ、１
０３ｉ、１０３ｎの積層体からなる光電変換層１０３、
及び裏面金属電極１０４をこの順序で積層して形成され
る。
【０００４】透明電極１０２を構成する透光性の導電材
料としては、従来は酸化錫（ＳｎＯ 2）やＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が用いられていたが、
近年低コスト化を図るために酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用い
ることが検討されており、高い光電変換特性を有する光
起電力素子が得られている。
【０００５】ＺｎＯを用いた光起電力素子は次のように
製造される。例えば、ガラスからなる基板１０１上に、
スパッタ法によりＺｎＯからなる透明電極１０２を形成
し、次いでｐ型の非晶質シリコンカーバイトからなる厚
さ約１５０Åのｐ型層１０３ｐ、ｉ型の非晶質シリコン
からなる厚さ約４０００Åのｉ型層１０３ｉ、ｎ型の非
晶質シリコンからなる厚さ約２００Åのｎ型層１０３ｎ
の積層体からなる光電変換層１０３をプラズマＣＶＤ法
に形成する。さらに、スパッタ法を用いて銀（Ａｇ）か
らなる裏面金属電極１０４を順次積層することにより光
起電力素子１００が製造される。
【０００６】上記ＺｎＯからなる透明電極１０２の厚さ
を種々変化させて、光電変換素子を作成し、これらの光
電変換効率を測定した。その結果を図３６に示す。図３
６の特性図に示すように、透明電極１０２の厚みが約２
１００Å〜約５０００Åの範囲で１０．５％を越える高
い光電変換効率が得られている。
【０００７】ＺｎＯを透明電極として用いた光起電力素
子は、上述のように高い光電変換効率が得られる。
【０００８】ところで、非晶質半導体からなる光起電力
装置は、１枚の基板から高い電圧を取り出せるように、
集積型構造が用いられている。
【０００９】集積型構造を形成するためには、ガラス基
板上の透明電極膜、光電変換層、金属電極膜を分離する
必要がある。各々の分離の方法としては、レーザを用い
たレーザパターニング方法が用いられている。
【００１０】レーザを用いたパターニング装置の構成を
図３７に従い説明する。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振装置１
０から出射されたレーザビーム１１を反射ミラー１２に
より方向を変え、集光レンズ１３により集光し、ＸＹＺ
ステージからなる移動テーブル１４に載置された被加工
物２０の被加工領域に照射する。パターンは被加工物２
０を載置している移動テーブル１４を動かすことにより
制御される。
【００１１】上記装置を用いて、透明電極のパターニン
グを行う場合には、被加工物として全面に透明電極膜２
２を設けた透光性基板２１を移動テーブル１４上に載置
して、移動テーブル１４をＸＹＺ方向に制御しながら動
かし、図３８に示すように、透明電極２２の被加工領域
をレーザビームで除去してゆく。
【００１２】ところで、透光性基板（ガラス基板）２１
上に透明電極としてスパッタ法により形成したＺｎＯ膜
に対して、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、
パワー：１０Ｗ、ビーム径：５０μｍ）を用いてレーザ
パターニングした場合、透明電極としてＳｎＯ2やＩＴ
Ｏ等の材料を用いたときに見られないＺｎＯ膜特有の現
象が発生する。これは、（１）レーザ照射端部の体積膨
張、（２）レーザ照射端部のクラック発生、（３）Ｚｎ
Ｏ膜のガラス基板からの剥離、（４）ガラス基板中への
ＺｎＯ形成元素の拡散、などである。
【００１３】これらの現象は、ＺｎＯ材料の結晶構造、
熱伝導率、及び溶融時の表面張力等が複雑に関連した現
象であると考えられるが、上記した現象が発生すると、
光起電力装置の電極間の短絡、信頼性の低下、ＺｎＯ膜
の分離不良（隣接光起電力素子間の絶縁不良）等の原因
となり、ＺｎＯ材料の実用化において大きな障害であっ
た。このため、ＺｎＯ膜を透明電極として用いた光起電
力素子は、上述のように高い光電変換効率が得られるも
のの、集積型の光起電力装置とした場合には十分な特性
が得られていなかった。
【００１４】また、ＺｎＯ材料には吸湿性があることが
一般的に知られている。このため、ＺｎＯ膜を形成後、
１日以上大気中保存した場合、ＺｎＯ膜表面より大気中
の水分が侵入し、物性変化が生じる。この結果、著しい
レーザパターニング不良を生じていた。
【００１５】次に、ガラス基板上にスパッタ法により形
成したアルミニウムドープＺｎＯ（膜厚：７５００Å）
にＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、パワー：
１０Ｗ、ビーム径：５０μｍ）を照射して、レーザパタ
ーニングを行った場合の温度分布シミュレーション結果
を図３９に示す。但し、この際、ＺｎＯ膜に注入された
レーザエネルギー（反射、及び透過損失分を除くレーザ
エネルギー）が全て熱エネルギーに変換したと仮定し
た。
【００１６】レーザパターニングにより完全な電気的絶
縁を得るためには、レーザ照射下のＺｎＯ膜が融点を超
えることにより蒸発（飛散）し、完全に除去される必要
がある。即ち、ガラス／ＺｎＯ界面までに完全に溶融す
る必要があるが、その反面表面側のＺｎＯ膜の温度は融
点をはるかに超える高温状態となることがわかる。
【００１７】この過剰なエネルギーはＺｎＯ分子の運動
エネルギーに変換されるだけでなく、熱伝導によりレー
ザ照射部の周辺へと移動し、上記したような熱損傷を生
じることになる（（１）レーザ照射端部の体積膨張、
（２）レーザ照射端部のクラック発生、（３）ＺｎＯ膜
のガラス基板からの剥離、（４）ガラス基板中へのＺｎ
Ｏ形成元素の拡散）。
【００１８】これらがその後に形成される半導体層を貫
通する短絡の原因となったり、他の工程中にＺｎＯ膜に
発生したクラックにより、膜の一部が欠落し、信頼性を
低下させたりする。また、ガラス基板に対しても、Ｚｎ
Ｏ膜の構成元素が拡散することにより、分離不良（電気
絶縁不良）の原因となる。
【００１９】上記したシミュレーションにおいては、レ
ーザエネルギーが全て熱エネルギーに変換したと仮定し
たものである。しかし、実際のレーザパターニングによ
り、ＺｎＯ膜を複数の電極に分割するときには、ＺｎＯ
膜の膜厚が薄くなるとレーザ光の吸収が不十分になり、
電気的に完全に分離されない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】さて、本発明者等は、
ガラス基板上に種々の厚みを有するＺｎＯ膜を形成し、
それぞれのＺｎＯ膜をレーザパターニング法により２つ
の電極に分割し、両電極間の抵抗を測定した。そして、
両電極間の抵抗が１０ＭΩ以上であるものを良品とした
ときの歩留まりとＺｎＯ膜の厚さの関係を調べた。この
結果を図４０の特性図に示す。
【００２１】なお、２つの電極間の分離幅は、光起電力
装置に用いる場合と略同じ約１００μｍとした。その結
果、ＺｎＯ膜の厚みが５０００Å以上では９０％以上の
良好な歩留まりが得られるものの、厚みが薄くなると歩
留まりが低下し、４５００Å以下の厚みでは４０％以下
の低い歩留まりしか得られないことが分かった。
【００２２】この結果は、両電極間の抵抗により、分離
が完全に行えているかどうかを調べたものである。しか
し、膜厚が厚くなると、図３９に示すように、ＺｎＯ膜
表面の温度は融点をはるかに超える高温状態となり、上
記したようなＺｎＯ膜特有の不具合が発生する要因とな
る。このため、単にＺｎＯの膜厚を厚くするだけでは、
光起電力装置の透明電極として使用する場合に、特性劣
化や信頼性が低下するなどの問題が生じる。
【００２３】この発明は、光起電力装置用の透明電極膜
として、従来一般的に用いられているＳｎＯ2、ＩＴＯ
等に比べて低コスト材料であるＺｎＯ（ガリウムドープ
ＺｎＯ、及びアルミドープＺｎＯ）膜を利用することを
目的とする。そして、集積型の光起電力装置を形成する
ための工程であるレーザパターニング工程において生じ
るＺｎＯ膜特有の現象（熱損傷、絶縁不良等）を発生し
ない透明電極構造及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明の透明電極は、
透光性基板上に形成された透明電極膜がレーザビームを
用いてパターニングされて形成される透明電極であっ
て、前記透明電極は透光性基板側からＺｎＯ膜より融点
の低い透明電極膜、ＺｎＯ膜の順序で積層して形成され
ていることを特徴とする。
【００２５】上記したように、レーザが照射される表面
側より遠い側に融点の低い透明電極膜を設けることで、
材料の融点以上の過剰なレーザエネルギーの投入が不要
となり、レーザ照射端部の熱損傷（体積膨張、クラッ
ク）が抑制される。
【００２６】前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜と
して、ＩＴＯを用いることができる。
【００２７】ＩＴＯ膜はＺｎＯ膜より融点が低いので、
材料の融点以上の過剰なレーザエネルギーの投入が不要
となり、レーザ照射端部の熱損傷が抑制される。
【００２８】前記ＩＴＯの膜厚は１００Å以上１０００
Å以下であり、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５０００Å以
下にするとよい。
【００２９】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００３０】前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜
は、銀又はアルミニウムからなる金属薄膜で構成するこ
とができる。
【００３１】そして、前記金属薄膜として銀を用いた場
合、その膜厚を５０Å以上３００Å以下にするとよい。
【００３２】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００３３】前記金属薄膜としてアルミニウムを用いた
場合、その膜厚を５０Å以上１００Å以下にするとよ
い。
【００３４】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００３５】前記ＺｎＯ膜の表面に窒素を含む耐湿層を
形成するとよい。
【００３６】耐湿層を形成することで、ＺｎＯ膜表面か
らの水分の侵入がなくなり、レーザパターニング等の加
工性が損なわれることがなくなる。また、ＺｎＯ膜の長
期信頼性を向上させることができる。
【００３７】この発明の透明電極のパターニング方法
は、透光性基板上にＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜
を形成し、この透明電極膜上にＺｎＯ膜をスパッタ法で
形成した後、レーザビームを照射し、照射領域の透明電
極膜及びＺｎＯ膜を除去してパターニングを行うことを
特徴とする。
【００３８】上記したように、レーザが照射される表面
側より遠い側に融点の低い透明電極膜を設けることで、
レーザパターニングの際、材料の融点以上の過剰なレー
ザエネルギーの投入が不要となり、レーザ照射端部の熱
損傷（体積膨張、クラック）が抑制される。
【００３９】さらに、この発明は、ＺｎＯ膜を形成後、
窒素雰囲気下で所定時間暴露し、ＺｎＯ膜の表面に窒素
を含む耐湿層を形成するとよい。
【００４０】耐湿層を形成することで、ＺｎＯ膜表面か
らの水分の侵入がなくなり、レーザパターニング等の加
工性が損なわれることがなくなる。また、ＺｎＯ膜の長
期信頼性を向上させることができる。
【００４１】また、この発明のパターニング方法は、前
記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜としてＩＴＯ膜を
スパッタ法で形成することができる。
【００４２】また、前記透光性基板はガラス基板からな
り、このガラス基板と前記ＩＴＯ膜との間に結晶化ガラ
ス層を設けるとよい。
【００４３】上記したように、結晶化ガラス層を設ける
ことにより、レーザパターニングの際に、ガラス基板へ
のＺｎＯ構成元素の拡散が防止できる。
【００４４】また、この発明のパターニング方法におい
て、前記ＩＴＯの膜厚は１００Å以上１０００Å以下で
あり、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５０００Å以下にする
とよい。
【００４５】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００４６】また、この発明のパターニング方法におい
て、前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜は、銀又は
アルミニウムからなる金属薄膜で構成することができ
る。
【００４７】そして、前記金属薄膜として銀を用いた場
合、その膜厚を５０Å以上３００Å以下にするとよい。
【００４８】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００４９】また、この発明のパターニング方法におい
て、前記金属薄膜としてアルミニウムを用いた場合、そ
の膜厚を５０Å以上１００Å以下にするとよい。
【００５０】上記構成によれば、この透明電極を用いて
光起電力装置を製造した場合に、変換効率、開放電圧と
も良好なものが得られる。
【００５１】また、この発明の半導体素子の製造方法
は、光性基板上にＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜を
形成し、この透明電極膜上にＺｎＯ膜をスパッタ法で形
成する工程と、このＺｎＯ膜側からレーザビームを照射
し、照射領域の透明電極膜及びＺｎＯ膜を除去してパタ
ーニングを行って、透光性基板上に複数個の分割された
透明電極を形成する工程と、前記分割された複数個の透
明電極を含んで透光性基板上に非晶質半導体からなる光
電変換層を形成する工程と、この光電変換層上に高反射
の導電膜を形成する工程と、を備えることを特徴とす
る。
【００５２】また、この発明は、前記光電変換層を形成
した後レーザビームを照射し、複数この光電変換層に分
離する工程と、前記高反射の導電膜を形成した後レーザ
ビームを照射し、複数個の電極に分割する工程と、をさ
らに含むことを特徴とする。
【００５３】上記構成によれば、変換効率、開放電圧と
も良好な半導体素子が得られる。
【００５４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き説明する。この発明は、光起電力装置用の透明電極膜
として、従来一般的に用いられているＳｎＯ2、ＩＴＯ
等に比べて低コスト材料であるＺｎＯ（ガリウムドープ
ＺｎＯ、及びアルミドープＺｎＯ）膜を利用するもので
ある。そして、集積型の光起電力装置を形成するための
工程であるレーザパターニング工程において生じるＺｎ
Ｏ膜の熱損傷の原因は、前記のように融点以上の過剰な
熱エネルギーが注入されたことによるものである。
【００５５】そこで、この発明では、融点以上の過剰な
熱エネルギーを注入することなくレーザパターニングが
行える透明電極を提供する。すなわち、この発明の透明
電極は、図１に示すように、透光性ガラス基板１上に結
晶化ガラス（Ｌｉ2Ｏ―Ａｌ2Ｏ3―ＳｉＯ2）層２を設
け、この結晶化ガラス２側からＩＴＯ膜３、ＺｎＯ膜４
をスパッタ法により積層形成している。ＩＴＯ膜はＺｎ
Ｏ膜より融点が低い。レーザが照射される表面側より遠
い側に融点の低いＩＴＯ膜を設けているので、材料の融
点以上の過剰なレーザエネルギーの投入が不要となり、
レーザ照射端部の熱損傷（体積膨張、クラック発生）が
抑制される。
【００５６】また、ガラス基板１と透明電極膜との界面
に結晶化ガラス（Ｌｉ2Ｏ―Ａｌ2Ｏ 3―ＳｉＯ2）層２を
形成することにより、ガラス基板１へのＺｎＯ構成元素
の拡散を防止することが出来る。
【００５７】更に、本実施形態で用いたレーザ光は、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、パワー：８
Ｗ、ビーム径：５０μｍ）であり、図２に示す光学系を
用いて照射領域に対して、略均一なエネルギー分布を有
するように成形したものである。即ち、エネルギー分布
がガウス分布する通常のレーザ光の光路中に、上記レー
ザ光の中央部を起点に入射径に対して、約２５％の開口
率を有するアイリス１６（丸穴、もしくは角穴）を配置
し、そのアイリス１６を通過したレーザ光を集光レンズ
１３に導き、集光レンズ１３により集光したレーザ光を
下記（１）式の条件に基づいて被加工物に照射するもの
である。
【００５８】 １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ ・・・（１） ａ：アイリスから集光レンズの中心までの距離 ｂ：集光レンズの中心から被加工物表面までの距離 ｆ：集光レンズの焦点距離
【００５９】これにより、除去すべき領域以外（特に、
被加工部の周辺領域）への余分な入熱を低減することが
でき、熱損傷を低減することが可能となる。
【００６０】ここで、透明電極膜を積層する際の積層膜
数は、多い方がより実際の温度分布に近い融点分布を実
現することが出来るが、一般的な光起電力装置の透明電
極膜の膜厚は５０００Å〜１００００Åであり、このよ
うな透明電極膜のレーザパターニング時には、膜内に５
００Ｋ以上の温度勾配が発生する。尚、図３９にはＺｎ
Ｏ膜だけで透明電極膜を形成した場合の温度分布シミュ
レーション結果を示しているが、この図３９からも従来
のものでは、膜内に５００Ｋ以上の温度勾配が発生して
いることが分かる。
【００６１】図４、図５及び図６に示す温度分布シミュ
レーション結果は、アルミニウムドープＺｎＯ膜の膜厚
を３種類変えた場合のそれぞれに対し最適化したレーザ
照射パワーによる温度分布シミュレーション結果であ
る。ここで、最適化条件とは、ガラス／ＺｎＯ界面の温
度が融点（２２４８Ｋ）以上になるように制御すること
である。
【００６２】図４に示す条件は波長１０６４ｎｍのＮ
ｄ：ＹＡＧレーザで、そのパワーを８Ｗ、ビーム径を５
０μｍとした。この図４に示す条件では熱損傷はなかっ
たが、図５及び図６に示す条件では熱損傷が発生した。
なお、図５に示す条件は波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザで、そのパワーを１０Ｗ、ビーム径を５０μ
ｍ、図６に示す条件は波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧ
レーザで、そのパワーを９Ｗ、ビーム径を５０μｍとし
た。
【００６３】図４ないし図６より、熱損傷の発生しない
条件では、表面部の温度格差、即ち表面温度と融点との
温度差は約３５０Ｋであると考えられる。従って、表面
部の温度格差を約３５０Ｋ以内に抑えるような膜厚設定
としては、少なくとも２層の透明電極膜から成り、各層
の膜厚が５０００Å以下であることが望ましいと言え
る。
【００６４】図３に透光性ガラス基板１上に５０Åの結
晶化ガラス層２を設け、この結晶化ガラス２側から２５
００ÅのＩＴＯ膜３、５０００ÅのＺｎＯ膜４を形成
し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、パワ
ー：８Ｗ、ビーム径：５０μｍ）でパターニングした場
合のレーザ照射パワーによる温度分布シミュレーション
結果を示す。図３から上記のように構成したこの発明の
透明電極膜においては、ＺｎＯ膜４の表面部の温度格
差、即ち、表面温度と融点との温度差は約３５０Ｋ以内
である。また、このときの結晶化ガラス２界面における
ＩＴＯ膜３も融点以上の温度となり、熱損傷なくパター
ニングが行えることが分かる。
【００６５】ところで、この実施形態の透明電極を集積
型光起電力装置の透明電極として用いる場合には、熱損
傷なくパターニングが行えるだけではなく、透明電極と
してのシート抵抗値、光透過率等を考慮する必要があ
る。
【００６６】熱損傷なくパターニングを行うには、上記
した図４ないし図６より、ＺｎＯ膜の膜厚は５０００Å
以下であることが望ましい。また、図３６より、ＺｎＯ
膜を透明電極として用いた光起電力素子はＺｎＯ膜の膜
厚が約２１００Å〜約５０００Åの範囲で高い光電変換
効率が得られる。ＺｎＯ膜と他の透明電極膜とを積層し
た膜においても、ＺｎＯ膜を透明電極膜の主材料として
用いる場合には、上記した約２１００Å〜約５０００Å
の範囲の膜厚が好ましいと考えられる。しかしながら、
ＺｎＯ膜単体で透明電極膜を構成した場合には、図４０
に示すように、膜厚が４５００Å以下では、レーザパタ
ーニングより分割した際の歩留まりが極端に低下する。
【００６７】そこで、この発明者らは、透光性ガラス基
板１上に５０Åの結晶化ガラス層２を設け、この結晶化
ガラス２側からＩＴＯ膜３、ＺｎＯ膜４を形成し、それ
ぞれの膜の膜厚を変化させ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波
長：１０６４ｎｍ、パワー：８Ｗ、ビーム径：５０μ
ｍ）でパターニングし、その基板を用いて、集積型光起
電力装置を製造した。この集積型光起電力装置は、次の
ようにして形成した。上記レーザパターニングにより、
透光性ガラス基板１上に複数個の透明電極を分割した
後、この透明電極上を含んで基板１上のほぼ全面にｐ
型、ｉ型及びｎ型の各非晶質半導体層を順次積層した後
に、レーザパターニング法を用いて複数個の光電変換層
に分割する。最後に、複数個の光電変換層上を含んで基
板１のほぼ全面に高反射性の導電膜を形成し、レーザパ
ターニング法により、複数個の裏面電極に分割する。
【００６８】そして、同じ積層膜からなる透明電極膜を
用いた１ｃｍ角の光起電力素子を基準とし、規格化開放
電圧と規格化変換効率を測定した。なお、これら図にお
いて、○は規格化開放電圧、□は規格化変換効率を示し
ている。
【００６９】図７ないし図１０においては、ＺｎＯの膜
厚は２５００Åとし、ＩＴＯの膜厚を異ならせたサンプ
ルを作成している。
【００７０】図７は、ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯの
膜厚が２５００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。これらサンプルは、
ガラス基板側から膜厚５０ÅのＩＴＯ、膜厚２５００Å
のＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング法に
よりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用い
て、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と規
格化変換効率を測定した。
【００７１】図７に示すように、これらサンプルにおい
ては、十分な分離が行えず、短絡が発生していることが
分かる。
【００７２】図８はＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯの
膜厚が２５００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。図８に示すように、ＩＴＯの膜厚が
１００Å、ＺｎＯの膜厚が２５００Åにした場合には、
規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃｍ角の光起電
力素子と同等の特性が得られ、良好な特性の集積型光起
電力装置が得られていることが分かる。
【００７３】図９はＩＴＯの膜厚が５００Å、ＺｎＯの
膜厚が２５００Åにした場合、図１０はＩＴＯの膜厚が
１０００Å、ＺｎＯの膜厚が２５００Åにした場合の規
格化開放電圧と規格化変換効率を測定した特性図であ
る。これらサンプルも上記と同様に形成した。図９、図
１０に示すように、これらの場合には、図８の場合に比
べると若干の特性の低下があるが、集積型光起電力装置
としては良好な特性が得られている。
【００７４】図１１ないし図１４においては、ＺｎＯの
膜厚は３０００Åとし、ＩＴＯの膜厚を異ならせたサン
プルを作成している。
【００７５】図１１は、ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯ
の膜厚が３０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格
化変換効率を測定した特性図である。これらサンプル
は、ガラス基板側から膜厚５０ÅのＩＴＯ、膜厚３００
０ÅのＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング
法によりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用
いて、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と
規格化変換効率を測定した。
【００７６】図１１に示すように、このサンプルにおい
ては、十分な分離が行えず、短絡が発生していることが
分かる。
【００７７】図１２はＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯ
の膜厚が３０００Åにした場合、図１３はＩＴＯの膜厚
が５００Å、ＺｎＯの膜厚が３０００Åにした場合、図
１４はＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が３０
００Åにした場合のそれぞれの規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。
【００７８】図１２ないし図１４に示すように、ＩＴＯ
の膜厚が１００Å以上、ＺｎＯの膜厚が３０００Åにし
た場合には、規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃ
ｍ角の光起電力素子とほぼ同等の特性が得られ、良好な
特性の集積型光起電力装置が得られていることが分か
る。
【００７９】図１５ないし図１８においては、ＺｎＯの
膜厚は４０００Åとし、ＩＴＯの膜厚を異ならせたサン
プルを作成している。
【００８０】図１５は、ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯ
の膜厚が４０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格
化変換効率を測定した特性図である。これらサンプル
は、ガラス基板側から膜厚５０ÅのＩＴＯ、膜厚４００
０ÅのＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング
法によりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用
いて、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と
規格化変換効率を測定した。
【００８１】図１５に示すように、このサンプルにおい
ては、十分な分離が行えず、短絡が発生していることが
分かる。
【００８２】図１６はＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯ
の膜厚が４０００Åにした場合、図１７はＩＴＯの膜厚
が５００Å、ＺｎＯの膜厚が４０００Åにした場合、図
１８はＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が４０
００Åにした場合のそれぞれの規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。
【００８３】図１６ないし図１８に示すように、ＩＴＯ
の膜厚が１００Å以上、ＺｎＯの膜厚が４０００Åにし
た場合には、規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃ
ｍ角の光起電力素子とほぼ同等の特性が得られ、良好な
特性の集積型光起電力装置が得られていることが分か
る。
【００８４】図１９ないし図２２においては、ＺｎＯの
膜厚は５０００Åとし、ＩＴＯの膜厚を異ならせたサン
プルを作成している。
【００８５】図１９は、ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯ
の膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格
化変換効率を測定した特性図である。これらサンプル
は、ガラス基板側から膜厚５０ÅのＩＴＯ、膜厚４００
ÅのＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング法
によりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用い
て、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と規
格化変換効率を測定した。
【００８６】図１９に示すように、このサンプルにおい
ては、十分な分離が行えず、短絡が発生していることが
分かる。
【００８７】図２０はＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯ
の膜厚が５０００Åにした場合、図２１はＩＴＯの膜厚
が５００Å、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにした場合、図
２２はＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合のそれぞれの規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。
【００８８】図２０ないし図２２に示すように、ＩＴＯ
の膜厚が１００Å以上、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにし
た場合には、規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃ
ｍ角の光起電力素子とほぼ同等の特性が得られ、良好な
特性の集積型光起電力装置が得られていることが分か
る。
【００８９】上記した図７ないし図２２より、ＩＴＯ膜
とＺｎＯ膜を積層した透明電極膜においては、ＩＴＯの
膜厚は１００Å以上にすれば、本発明の効果が得られ
る。そして、ＩＴＯの膜厚が１０００Åのときにも良好
な特性の集積型光起電力装置が得られている。ＩＴＯの
膜厚は１０００Å以上であっても良好な特性の集積型光
起電力装置が得られるものと考えられるが、コストを考
えるとＩＴＯな膜厚は１００Å以上１０００Å以下とす
ることが好ましい。また、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５
０００Å以下で良好な特性の集積型光起電力装置が得ら
れている。
【００９０】ところで、上記したように、ＺｎＯ材料に
は吸湿性があることが一般的に知られている。このため
ＺｎＯ膜を形成後、１日以上大気中保存した場合、Ｚｎ
Ｏ膜表面より大気中の水分が侵入し、物性変化が生じる
結果、著しいレーザパターニング不良を生じていた。そ
こで、この発明では、図２３に示すように、結晶化ガラ
ス２を形成したガラス基板１上にＩＴＯ膜３をスパッタ
法により形成後、そのＩＴＯ膜３上にＺｎＯ膜４をスパ
ッタ法により形成した後、このまま窒素雰囲気中で暴露
する。このように、窒素雰囲気下で暴露することによ
り、ＺｎＯ膜４表面に窒素の拡散層若しくは吸着層から
なる窒素を含む耐湿層が形成される。
【００９１】ＺｎＯ膜４表面に形成される所望の耐湿層
は、基板温度によりその暴露する時間が異なる。図２４
は、雰囲気温度が室温の場合であり、室温の場合には、
１２時間以上暴露しないと、耐湿層としての効果がな
い、また、図２５は、雰囲気温度が１００℃の場合であ
り、この場合には６時間以上暴露しないと、耐湿層とし
ての効果がない。さらに、図２６は、雰囲気温度が１５
０℃の場合であり、この場合に１時間以上暴露すれば耐
湿層としての効果がある。なお、図２４ないし図２６
は、透明電極膜上の光起電力素子を形成し、ＳｎＯ2表
面電極として用いた場合を基準にした規格化変換効率で
示している。
【００９２】このように、耐湿層を形成することで、Ｚ
ｎＯ膜表面からの水分の侵入がなくなり、レーザパター
ニング等の加工性が損なわれることがなくなる。また、
ＺｎＯ膜の長期信頼性を向上させることができる。
【００９３】上記した実施形態においては、レーザが照
射される表面側より遠い側に融点の低いＩＴＯ膜を設け
ているが、ＺｎＯ膜より融点が低く且つ透明電極膜とし
て光透過率を著しく低下させない膜厚設定であれば他の
金属薄膜でも同様の効果が得られる。例えば、銀（Ａ
ｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜を用いること
ができる。このＡｇ、Ａｌにおいては、本発明の効果が
得られる膜厚の下限値と共に光透過率を低下させないた
めの膜厚の上限値を実験的に求めた。上記したＩＴＯ膜
と同様にサンプルを作成し、実験を行った。
【００９４】透光性ガラス基板１上に５０Åの結晶化ガ
ラス層２を設け、この結晶化ガラス２側からＡｇ又はＡ
ｌ膜３、ＺｎＯ膜４を形成し、それぞれの膜の膜厚を変
化させ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、パ
ワー：８Ｗ、ビーム径：５０μｍ）でパターニングし、
その基板を用いて、集積型光起電力装置を製造した。そ
して、５０００Åの膜厚のＺｎＯ単体で透明電極膜を構
成した１ｃｍ角の光起電力素子を基準とし、規格化開放
電圧と規格化変換効率を測定した。なお、これら図にお
いて、○は規格化開放電圧、□は規格化変換効率を示し
ている。
【００９５】図２７ないし図３０においては、ＺｎＯの
膜厚は５０００Åとし、Ａｇの膜厚を異ならせたサンプ
ルを作成している。
【００９６】図２７は、Ａｇの膜厚が３０Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。これらサンプルは、
ガラス基板側から膜厚３０ÅのＡｇ膜、膜厚５０００Å
のＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング法に
よりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用い
て、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と規
格化変換効率を測定した。
【００９７】図２７に示すように、サンプル２において
は、規格化開放電圧、規格化変換効率が著しく低下して
おり、十分な分離が行えず、短絡が発生していることが
分かる。
【００９８】図２８はＡｇの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜
厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変
換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記と
同様に形成した。図２８に示すように、Ａｇの膜厚が５
０Å、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにした場合には、規格
化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃｍ角の光起電力素
子と同等の特性が得られ、良好な特性の集積型光起電力
装置が得られていることが分かる。
【００９９】図２９はＡｇの膜厚が２００Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。図２９に示すように、Ａｇの膜厚が
２００Å、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにした場合には、
規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃｍ角の光起電
力素子と同等の特性が得られ、良好な特性の集積型光起
電力装置が得られていることが分かる。
【０１００】図３０はＡｇの膜厚が３００Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。これらサンプルも上
記と同様に形成した。図３０に示すように、この場合に
は、図２８、図２９の場合に比べ、規格化変換効率の特
性が若干低下している。これはＡｇの膜厚が厚くなった
ために、光の透過率が低下したことに起因すると思われ
る。しかし、このサンプルにおいても、変換効率の若干
の低下があるが、集積型光起電力装置としては良好な特
性が得られている。
【０１０１】上記図２７ないし図３０から、Ａｇ膜とＺ
ｎＯ膜を積層した透明電極膜においては、Ａｇの膜厚を
５０Å以上３００Å以下、好ましくは５０Å以上２００
Å以下にするとよいことが分かる。
【０１０２】次に、金属薄膜としてＡｌ膜を用いた場合
につき説明する。
【０１０３】図３１ないし図３４においては、ＺｎＯの
膜厚は５０００Åとし、Ａｌの膜厚を異ならせたサンプ
ルを作成している。
【０１０４】図３１は、Ａｌの膜厚が３０Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。これらサンプルは、
ガラス基板側から膜厚３０ÅのＡｌ膜、膜厚５０００Å
のＺｎＯを積層し、上記条件でレーザパターニング法に
よりこれら積層膜を分割する。これらサンプルを用い
て、集積型光起電力装置を製造し、規格化開放電圧と規
格化変換効率を測定した。
【０１０５】図３１に示すように、サンプル１，３にお
いては、規格化開放電圧、規格化変換効率が著しく低下
しており、十分な分離が行えず、短絡が発生しているこ
とが分かる。
【０１０６】図３２はＡｌの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜
厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変
換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記と
同様に形成した。図３２に示すように、Ａｌの膜厚が５
０Å、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにした場合には、規格
化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃｍ角の光起電力素
子と同等の特性が得られ、良好な特性の集積型光起電力
装置が得られていることが分かる。
【０１０７】図３３はＡｌの膜厚が１００Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。このサンプルも上記
と同様に形成した。図３３に示すように、Ａｌの膜厚が
１００Å、ＺｎＯの膜厚が５０００Åにした場合には、
規格化開放電圧と規格化変換効率とも１ｃｍ角の光起電
力素子と同等の特性が得られ、良好な特性の集積型光起
電力装置が得られていることが分かる。
【０１０８】図３４はＡｌの膜厚が１５０Å、ＺｎＯの
膜厚が５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化
変換効率を測定した特性図である。これらサンプルも上
記と同様に形成した。図３４に示すように、この場合に
は、図３２、図３３の場合に比べ、規格化変換効率の特
性が若干低下している。これはＡｌの膜厚が厚くなった
ために、光の透過率が低下したことに起因すると思われ
る。
【０１０９】上記図３１ないし図３４から、Ａｌ膜とＺ
ｎＯ膜を積層した透明電極膜においては、Ａｌの膜厚を
５０Å以上１００Å以下にするとよい。
【０１１０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レーザが照射される表面側より遠い側にＺｎＯ膜よ
り融点の低い透明導電薄膜を設けているので、材料の融
点以上の過剰なレーザエネルギーの投入が不要となり、
レーザ照射端部の熱損傷（体積膨張、クラック発生）が
抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる透明電極を示す断面図であ
る。
【図２】この発明におけるレーザ照射部分の光学系を示
す要部拡大図である。
【図３】この発明における透明電極をＮｄ：ＹＡＧレー
ザ（波長：１０６４ｎｍ、パワー：８Ｗ、ビーム径：５
０μｍ）でパターニングした場合のレーザ照射パワーに
よる温度分布シミュレーションである。
【図４】透明電極をＮｄ：ＹＡＧレーザでパターニング
した場合のレーザ照射パワーによる温度分布シミュレー
ションである。
【図５】透明電極をＮｄ：ＹＡＧレーザでパターニング
した場合のレーザ照射パワーによる温度分布シミュレー
ションである。
【図６】透明電極をＮｄ：ＹＡＧレーザでパターニング
した場合のレーザ照射パワーによる温度分布シミュレー
ションである。
【図７】ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が２５０
０Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を測
定した特性図である。
【図８】ＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯの膜厚が２５
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図９】ＩＴＯの膜厚が５００Å、ＺｎＯの膜厚が２５
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図１０】ＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が
２５００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効
率を測定した特性図である。
【図１１】ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が３０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図１２】ＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯの膜厚が３
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図１３】ＩＴＯの膜厚が５００Å、ＺｎＯの膜厚が３
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図１４】ＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が
３０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効
率を測定した特性図である。
【図１５】ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が４０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図１６】ＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯの膜厚が４
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図１７】ＩＴＯの膜厚が５００Å、ＺｎＯの膜厚が４
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図１８】ＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が
４０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効
率を測定した特性図である。
【図１９】ＩＴＯの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図２０】ＩＴＯの膜厚が１００Å、ＺｎＯの膜厚が５
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図２１】ＩＴＯの膜厚が５００Å、ＺｎＯの膜厚が５
０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率
を測定した特性図である。
【図２２】ＩＴＯの膜厚が１０００Å、ＺｎＯの膜厚が
５０００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効
率を測定した特性図である。
【図２３】この発明の透明電極をスパッタ法により形成
する場合を示す模式図である。
【図２４】窒素雰囲気で暴露する際の雰囲気温度におい
て、暴露時間と規格化変換効率との関係を示す図であ
る。
【図２５】窒素雰囲気で暴露する際の雰囲気温度におい
て、暴露時間と規格化変換効率との関係を示す図であ
る。
【図２６】窒素雰囲気で暴露する際の雰囲気温度におい
て、暴露時間と規格化変換効率との関係を示す図であ
る。
【図２７】Ａｇの膜厚が３０Å、ＺｎＯの膜厚が５００
０Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を測
定した特性図である。
【図２８】Ａｇの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が５００
０Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を測
定した特性図である。
【図２９】Ａｇの膜厚が２００Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図３０】Ａｇの膜厚が３００Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図３１】Ａｌの膜厚が３０Å、ＺｎＯの膜厚が５００
０Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を測
定した特性図である。
【図３２】Ａｌの膜厚が５０Å、ＺｎＯの膜厚が５００
０Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を測
定した特性図である。
【図３３】Ａｌの膜厚が１００Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図３４】Ａｌの膜厚が１５０Å、ＺｎＯの膜厚が５０
００Åにした場合の規格化開放電圧と規格化変換効率を
測定した特性図である。
【図３５】一般的な非晶質光起電力装置を示す断面図で
ある。
【図３６】ＺｎＯ膜を透明電極に用いた光起電力素子に
おける透明電極の厚みと光電変換効率との関係を示す特
性図である。
【図３７】レーザパターニング装置の構成を示す模式図
である。
【図３８】従来の透明電極を示す断面図である。
【図３９】従来の透明電極をＮｄ：ＹＡＧレーザでパタ
ーニングした場合のレーザ照射パワーによる温度分布シ
ミュレーションである。
【図４０】ＺｎＯ膜を透明電極として用いた場合の厚み
と歩留まりとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 透光性ガラス基板 ２ 結晶化ガラス層 ３ ＩＴＯ膜 ４ ＺｎＯ膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｚ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透光性基板上に形成された透明電極膜が
    レーザビームを用いてパターニングされて形成される透
    明電極であって、前記透明電極は透光性基板側からＺｎ
    Ｏ膜より融点の低い透明電極膜、ＺｎＯ膜の順序で積層
    して形成されていることを特徴とする透明電極。
  2. 【請求項２】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜
    はＩＴＯであることを特徴とする請求項１に記載の透明
    電極。
  3. 【請求項３】 前記ＩＴＯの膜厚は１００Å以上１００
    ０Å以下であり、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５０００Å
    以下であることを特徴とする請求項２に記載の透明電
    極。
  4. 【請求項４】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極膜
    は、銀又はアルミニウムからなる金属薄膜であることを
    特徴とする請求項１に記載の透明電極。
  5. 【請求項５】 前記金属薄膜が銀からなり、その膜厚が
    ５０Å以上３００Å以下であることを特徴とする請求項
    ４に記載の透明電極。
  6. 【請求項６】 前記金属薄膜がアルミニウムからなり、
    その膜厚が５０Å以上１００Å以下であることを特徴と
    する請求項４に記載の透明電極。
  7. 【請求項７】 前記ＺｎＯ膜の表面に窒素を含む耐湿層
    が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６の
    いずれかに記載の透明電極。
  8. 【請求項８】 透光性基板上にＺｎＯ膜より融点の低い
    透明電極膜を形成し、この透明電極膜上にＺｎＯ膜をス
    パッタ法で形成した後、レーザビームを照射し、照射領
    域の透明電極膜及びＺｎＯ膜を除去してパターニングを
    行うことを特徴とする透明電極のパターニング方法。
  9. 【請求項９】 ＺｎＯ膜を形成後、窒素雰囲気下で所定
    時間暴露し、ＺｎＯ膜の表面に窒素を含む耐湿層を形成
    することを特徴とする請求項８に記載の透明電極のパタ
    ーニング方法。
  10. 【請求項１０】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極
    膜はＩＴＯ膜であり、前記透明基板上にスパッタ法で形
    成されることを特徴とする請求項８または９に記載の透
    明電極のパターニング方法。
  11. 【請求項１１】 前記透光性基板はガラス基板からな
    り、このガラス基板と前記ＩＴＯ膜との間に結晶化ガラ
    ス層が設けられていることを特徴とする請求項１１に記
    載の透明電極のパターニング方法。
  12. 【請求項１２】 前記ＩＴＯの膜厚は１００Å以上１０
    ００Å以下であり、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５０００
    Å以下であることを特徴とする請求項１０または１１に
    記載の透明電極のパターニング方法。
  13. 【請求項１３】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極
    膜は、銀又はアルミニウムからなる金属薄膜であること
    を特徴とする請求項８に記載の透明電極のパターニング
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記金属薄膜が銀からなり、その膜厚
    が５０Å以上３００Å以下であることを特徴とする請求
    項１３に記載の透明電極のパターニング方法。
  15. 【請求項１５】 前記金属薄膜がアルミニウムからな
    り、その膜厚が５０Å以上１００Å以下であることを特
    徴とする請求項１３に記載の透明電極のパターニング方
    法。
  16. 【請求項１６】 透光性基板上にＺｎＯ膜より融点の低
    い透明電極膜を形成し、この透明電極膜上にＺｎＯ膜を
    スパッタ法で形成する工程と、このＺｎＯ膜側からレー
    ザビームを照射し、照射領域の透明電極膜及びＺｎＯ膜
    を除去してパターニングを行って、透光性基板上に複数
    個の分割された透明電極を形成する工程と、前記分割さ
    れた複数個の透明電極を含んで透光性基板上に非晶質半
    導体からなる光電変換層を形成する工程と、この光電変
    換層上に高反射の導電膜を形成する工程と、を備えるこ
    とを特徴とする半導体素子の製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記光電変換層を形成した後レーザビ
    ームを照射し、複数この光電変換層に分離する工程と、
    前記高反射の導電膜を形成した後レーザビームを照射
    し、複数個の電極に分割する工程とをさらに含むことを
    特徴とする請求項１６に記載の半導体素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】 ＺｎＯ膜を形成後、窒素雰囲気下で所
    定時間暴露し、ＺｎＯ膜の表面に窒素を含む耐湿層を形
    成することを特徴とする請求項１６または１７に記載の
    半導体素子の製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極
    膜はＩＴＯ膜であり、前記透明基板上にスパッタ法で形
    成されることを特徴とする請求項１６ないし１８のいず
    れかに記載の半導体素子の製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記透光性基板はガラス基板からな
    り、このガラス基板と前記ＩＴＯ膜との間に結晶化ガラ
    ス層が設けられていることを特徴とする請求項１９に記
    載の半導体素子の製造方法。
  21. 【請求項２１】 前記ＩＴＯの膜厚は１００Å以上１０
    ００Å以下であり、ＺｎＯ膜は２５００Å以上５０００
    Å以下であることを特徴とする請求項２０に記載の半導
    体素子の製造方法。
  22. 【請求項２２】 前記ＺｎＯ膜より融点の低い透明電極
    膜は、銀又はアルミニウムからなる金属薄膜であること
    を特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載の
    半導体素子の製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記金属薄膜が銀からなり、その膜厚
    が５０Å以上３００Å以下であることを特徴とする請求
    項２２に記載の半導体素子の製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記金属薄膜がアルミニウムからな
    り、その膜厚が５０Å以上１００Å以下であることを特
    徴とする請求項２２に記載の半導体素子の製造方法。
JP2000390983A 2000-01-11 2000-12-22 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 Pending JP2001266654A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000390983A JP2001266654A (ja) 2000-01-11 2000-12-22 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法
US09/752,517 US6593593B2 (en) 2000-01-11 2001-01-03 Transparent electrode comprising ZnO and a film with a melting point lower than that of ZnO
EP01100513A EP1119057A3 (en) 2000-01-11 2001-01-09 Transparent electrode, patterning method for same, and manufacturing method for semiconductor element using same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000002141 2000-01-11
JP2000-2141 2000-01-11
JP2000390983A JP2001266654A (ja) 2000-01-11 2000-12-22 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001266654A true JP2001266654A (ja) 2001-09-28

Family

ID=26583285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000390983A Pending JP2001266654A (ja) 2000-01-11 2000-12-22 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6593593B2 (ja)
EP (1) EP1119057A3 (ja)
JP (1) JP2001266654A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006031644A (ja) * 2004-06-18 2006-02-02 Toppan Forms Co Ltd シート基材及びその製造方法
JP2006237100A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
JP2016166110A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 日本電気硝子株式会社 透明導電膜付ガラス基板及びその製造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483856A (en) 1992-05-05 1996-01-16 Marquip, Inc. Apparatus and method for slitting corrugated paperboard boxes
JP4260494B2 (ja) * 2002-02-26 2009-04-30 株式会社フジクラ 透明電極用基材の製法、光電変換素子の製法、及び色素増感太陽電池の製法
DE102007016638A1 (de) * 2007-01-31 2008-08-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Strukturierung elektrolumineszenter organischer Halbleiterelemente, elektrolumineszentes organisches Halbleiterelement sowie Anordnung zur Strukturierung eines solchen Elements
TWI424479B (zh) * 2008-02-29 2014-01-21 Ind Tech Res Inst 利用飛秒雷射圖案化多晶氧化銦錫之方法
TWI384551B (zh) * 2008-10-24 2013-02-01 財團法人工業技術研究院 圖案化多晶氧化銦錫之方法
DE102009034822A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektronisches Bauelement sowie elektischer Kontakt
KR101845480B1 (ko) 2010-06-25 2018-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
US8791487B2 (en) * 2012-09-24 2014-07-29 International Business Machines Corporation Zinc oxide-containing transparent conductive electrode
TWI692108B (zh) 2013-04-10 2020-04-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置及其製造方法
US9282645B2 (en) 2013-12-16 2016-03-08 Industrial Technology Research Institute Laser patterning of frame wire area on touch panel
CN103952669A (zh) * 2014-04-23 2014-07-30 北京工业大学 一种调控本征氧化锌薄膜可见光发光类型的方法
JP7154081B2 (ja) * 2018-09-19 2022-10-17 東京エレクトロン株式会社 マスクの形成方法
CN113224253B (zh) * 2020-06-12 2022-07-12 广东聚华印刷显示技术有限公司 显示器件及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS603164A (ja) * 1983-06-21 1985-01-09 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置の製造方法
US4663495A (en) * 1985-06-04 1987-05-05 Atlantic Richfield Company Transparent photovoltaic module
US5064477A (en) * 1990-01-16 1991-11-12 Delahoy Alan E Radiant energy sensitive device and method
JP3017422B2 (ja) * 1995-09-11 2000-03-06 キヤノン株式会社 光起電力素子アレー及びその製造方法
JPH09260695A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Canon Inc 光起電力素子アレーの製造方法
US6208404B1 (en) * 1996-05-16 2001-03-27 Tryonics Corporation Black matrix
US6239536B1 (en) * 1998-09-08 2001-05-29 Tfr Technologies, Inc. Encapsulated thin-film resonator and fabrication method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006031644A (ja) * 2004-06-18 2006-02-02 Toppan Forms Co Ltd シート基材及びその製造方法
JP2006237100A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
JP2016166110A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 日本電気硝子株式会社 透明導電膜付ガラス基板及びその製造方法
CN107406307A (zh) * 2015-03-10 2017-11-28 日本电气硝子株式会社 附有透明导电膜的玻璃基板及其制造方法
US10651404B2 (en) 2015-03-10 2020-05-12 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Transparent conductive film-equipped glass substrate and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
EP1119057A2 (en) 2001-07-25
US20010053560A1 (en) 2001-12-20
EP1119057A3 (en) 2005-01-05
US6593593B2 (en) 2003-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001266654A (ja) 透明電極及び透明電極のパターニング方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法
US4292092A (en) Laser processing technique for fabricating series-connected and tandem junction series-connected solar cells into a solar battery
US4725558A (en) Semiconductor defects curing method and apparatus
EP1727211A1 (en) Method of fabricating a thin-film solar cell, and thin-film solar cell
US7964476B2 (en) Method and apparatus for the laser scribing of ultra lightweight semiconductor devices
US7883924B2 (en) Method for producing a photovoltaic module using an IR laser
TW201015741A (en) Method for manufacturing solar cell
WO2015126918A1 (en) Flexible solar cells and method of producing same
US20100096008A1 (en) Semitransparent crystalline silicon thin film solar cell
TW201104888A (en) Solar battery module and method for manufacturing the same
US20110155219A1 (en) Thin film solar cell and method for fabricating the same
JPH0851229A (ja) 集積型太陽電池およびその製造方法
KR20100102134A (ko) 솔라셀 시스템에서 직렬 연결을 제공하는 방법
JP2008300732A (ja) 薄膜太陽電池の製造方法
JPH0494174A (ja) 化合物薄膜太陽電池およびその製造方法
JP2008305945A (ja) 薄膜太陽電池用基板とその製造方法および薄膜太陽電池の製造方法
JP2006121011A (ja) 透明電極層の加工方法およびそれを用いた薄膜光電変換装置
CN101246930A (zh) 薄膜太阳能电池的超白反射层
JP2001267613A (ja) 集積型薄膜太陽電池とその製造方法
JP2006229052A (ja) 太陽電池とその製造方法及びこれに用いる短絡部除去装置
JP2001274430A (ja) 薄膜光電変換装置
JPH0243776A (ja) 薄膜太陽電池の製造方法
JPS5975679A (ja) 光起電力装置
JP3484852B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JPS6269566A (ja) 光電変換装置作製方法