專(zhuān)利名稱(chēng):整個(gè)半導(dǎo)體層無(wú)電氣缺陷的半導(dǎo)體器件及其制造方法
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和制造該半導(dǎo)體器件從而提高該半導(dǎo)體器件性能的方法。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及消除半導(dǎo)體器件在制造過(guò)程中產(chǎn)生針孔或其它縫隙造成電氣短路和分路所引起的各項(xiàng)缺陷的措施。
最近，大家都在大力研究淀積非晶形半導(dǎo)體合金的方法，這類(lèi)半導(dǎo)體合金涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣，可加以摻雜以制造生產(chǎn)p-i-n和其它類(lèi)型半導(dǎo)體器件用的P型和n型半導(dǎo)體材料，這類(lèi)半導(dǎo)體器件在光電方面和其它應(yīng)用上大體上相當(dāng)于其晶體型的半導(dǎo)體器件。本專(zhuān)利申請(qǐng)人就這類(lèi)器件在公布專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮檎?5-4994、55-124274、56-13777、56-13778和56-13779的日本專(zhuān)利中公開(kāi)過(guò)經(jīng)過(guò)改良的光電池。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)光電器件的一個(gè)實(shí)例。圖中，玻璃基片1上有一個(gè)透明導(dǎo)電薄膜2，還有一個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)基片上方。半導(dǎo)體層3淀積在基片1上，導(dǎo)電薄膜2夾在半導(dǎo)體層3和基片1之間，一個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)基片上方。此外在帶有導(dǎo)電薄膜2和半導(dǎo)體層3的基片1上還有用掩模形成的鋁層4作為第二電極。圖中的編號(hào)31和11分別表示光電池。
兩個(gè)光電池31和11通過(guò)連接件12串聯(lián)連接。在其連接件12中，第二電極38與第一電極37接觸。雖然圖中只畫(huà)出兩個(gè)連接件，實(shí)際上彼此串聯(lián)連接的光電池是很多的。從圖3可以看出，集成光電器件在150℃熱處理幾十個(gè)小時(shí)之后具有退化的傾向。退化的原因是由于鋁層4與半導(dǎo)體層3反應(yīng)所致。這類(lèi)器件不適合戶外用，因?yàn)樵趹敉饪赡苁艿礁邷氐挠绊憽?br>為了消除上述有害反應(yīng)，有人用雙層電極作為第二電極，這種電極是在鋁電極下墊上一層ITO薄膜之類(lèi)的導(dǎo)電透明膜層，ITO薄膜是不和鋁層或半導(dǎo)體層起反應(yīng)的。但這種導(dǎo)電透明電極在制造加工過(guò)程中往往會(huì)細(xì)致地淀積在整個(gè)包括針孔、縫隙等缺陷的半導(dǎo)體上。在缺陷中的透明電極料實(shí)際上本來(lái)，或在造成之后在某些影響因素下，會(huì)形成短路電流的路徑。因此，目前只有變換面積小(例如1厘米×4厘米)的光電器件可供使用。
有人嘗試過(guò)往非晶形半導(dǎo)體光電器件上加反偏壓以消除光電器件中的短路電流路徑。所加的反偏壓引起大電流流過(guò)短路電流路徑，從而起了局部加熱電流路徑的作用。這個(gè)局部加熱作用促使短路電流路徑部位的非晶形半導(dǎo)體形成結(jié)晶，從而提高了電流路徑的電阻率。遺憾的是，這種方法具有許多局限性。電流路徑的電阻率確實(shí)因電流集中而有所提高，但比起不受熱非晶形半導(dǎo)體器件部位的電阻率則仍然小。結(jié)果，短路電流路途并不因此而被消除，只是其電阻率發(fā)生了一定限度的變化而已。此外，由于基片表面凹凸不平，這種方法是不能消除短路電流路徑的，相反，基片表面凹凸不平正是造成短路電流路徑最普遍的原因，特別是形成漫射的背反射器的基片粗糙表面制成的大面積器件，更是如此。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種經(jīng)過(guò)改良的半導(dǎo)體器件和一種能有效地消除有害的短路現(xiàn)象的制造該半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種經(jīng)過(guò)改良的半導(dǎo)體器件和一種用簡(jiǎn)單的方法能消除不希望有的分路的制造該半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種經(jīng)過(guò)改良能設(shè)計(jì)成有效粗糙面積大但不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生短路電流路徑的半導(dǎo)體器件。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)太陽(yáng)能電池的局部剖面圖。
圖2(A)至圖2(D)表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造過(guò)程的局部剖面圖。
圖3是效率與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。
圖4(A)至4(D)表示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的局部剖面圖。
圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的等效電路。
圖6表示反偏置電流隨反偏壓的增加而變化的趨勢(shì)。
圖7(A)至圖7(D)是表示本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的局部剖面圖。
現(xiàn)在看圖2(A)至圖2(D)，這是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖中，透明電極是在透明基片1上形成和制成圖案的。透明基片1由，例如，1.2毫米厚×10厘米長(zhǎng)×10厘米寬的玻璃板制成。透明電極3特別是由200至400埃厚的SnO2層疊加到1500埃厚的ITO層，疊加有500埃厚Sn3N4層的1500埃厚ITO層、或1500～2000埃厚摻有鹵素雜質(zhì)的透明層，主要是由氧化錫或氮化錫造成，制造方法采用真空化學(xué)汽相淀積法、低壓化學(xué)汽相淀積法、噴涂法或?yàn)R射法。
將如此分層的薄片用釔鋁石榴石激光器發(fā)射出來(lái)的波長(zhǎng)1.06微米或0.53微米的激光進(jìn)行照射，使其在透明電極2上形成一定的圖案。諸溝槽13長(zhǎng)10厘米，寬50微米，系由與各電池毗鄰的圖案形成間壁形成的，各溝槽寬度為10至20毫米。在薄片層上，用等離子體法或光化學(xué)汽相淀積法制成具有0.2至1.0微米厚(通常為0.5至0.7微米厚)的p-n結(jié)或p-i-n結(jié)的非單晶層3。例如，非單晶層可以帶有p-i-n結(jié)，由一層50至150埃厚的P型半導(dǎo)體層(Six C1-x;1＞X＞0)、一層0.4至0.9微米厚的本征非晶形或本征半非晶形硅半導(dǎo)體層和一層200至500微米厚的微晶層所組成。
在半導(dǎo)體層3上形成了多個(gè)縫隙6和針孔6′，這是制造過(guò)程中由于薄片脫落被卷進(jìn)半導(dǎo)體層3中無(wú)意形成的。從放大倍數(shù)為100至1000的顯微鏡的十個(gè)視場(chǎng)中可到觀察到二至四個(gè)這類(lèi)缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，孔6和6′用絕緣體加以充填和堵塞。下面將詳細(xì)介紹堵塞的方法。
用旋涂器或涂敷器將帶有孔6和6′的半導(dǎo)體層3涂以可進(jìn)行光固化處理的有機(jī)樹(shù)脂，使所有的孔全部充滿樹(shù)脂。有機(jī)樹(shù)脂可以是東嫘工業(yè)公司出信的“photoneth”樹(shù)脂或其它周知的感光性樹(shù)脂。例如，將一定量粘度為120厘泊的photoneeth用旋涂器件在500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體層3上，歷時(shí)10秒鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30秒鐘，然后在85℃下預(yù)焙1小時(shí)，使半導(dǎo)體層3上形成0.1至5.0微米厚的涂層。從有機(jī)層3有感光性的一側(cè)用波長(zhǎng)300至400毫微米的紫外光17進(jìn)行照射。紫外光因被半導(dǎo)體層3所吸收，不能透過(guò)半導(dǎo)體層3。另一方面，堵塞孔6和6′的樹(shù)脂有選擇地被固化了。換句話說(shuō)，照射強(qiáng)度和波長(zhǎng)系這樣選擇，使半導(dǎo)體層3能起掩模的作用。然后用周知的沖洗法將未固化的樹(shù)脂除去。留在諸孔中的固化樹(shù)脂經(jīng)燒結(jié)和后固化處理后在化學(xué)性能上就變得非常穩(wěn)定。
諸孔堵好之后，如圖2(B)所示，在溝槽13隔壁用激光劃出孔口18，給第一電極37和37′提供一個(gè)入口。雖然圖中的孔口18一直通到基片1上，但只要第一電極37和37′能從孔口中露出來(lái)，各孔口18就可以開(kāi)得淺一些。由兩個(gè)導(dǎo)電層23和24組成的第二電極4淀積在層壓層上，由激光劃出的溝槽20分隔成若干部分。
下導(dǎo)電層23可以是300至1400埃厚，由ITO，In2O3、SnO2或ITN(氮化銦和氮化錫的混合物)制成。上導(dǎo)電層24可以是300至5000埃厚，由單層或雙層的鋁、鉻或銀料制成。例如第二電極4可以在1050埃厚的ITO層上由1000埃厚的鋁層組成。鋁層24制備成內(nèi)表面，從基片側(cè)射入的入射光為該內(nèi)表面所反射。ITO層是為防止鋁層因與半導(dǎo)體層相互反應(yīng)起腐蝕而設(shè)的。該兩層系在不到300℃的溫度下用電子束淀積法或等離子體化學(xué)汽相淀積法制造的。這樣，我們就得出了一個(gè)性能得到改進(jìn)的太陽(yáng)能電池，這種電池能有效地將波長(zhǎng)600至800毫微米的光變換成電能。
透明層23只要求能與n型半導(dǎo)體大致接觸，為此我們認(rèn)為采用銦的化合物或含氧化銦和/或氮化銦的混合物是可以滿足要求的。至于P型半導(dǎo)體，從長(zhǎng)期高效率和可靠性的角度考慮，宜采用錫的化合物或SnO2、SnO2、Sn3N4和/或SbN的混合物。
透明電極23在孔口18處與第一電極2接觸。在此接觸點(diǎn)，只有氮化物和/或氧化物的異質(zhì)結(jié)或同質(zhì)結(jié)，不象圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)那樣，所形成的是金屬結(jié)，因而即使在150℃下也沒(méi)有相互作用存在。此外，這種層壓式電極4，對(duì)于用激光形成圖案特別有利。即，鋁電極24可在形成圖案過(guò)程中的用激光切割電極23的同時(shí)馬上予以除去-透明電極23在激光的照射下易于升華，從而從基片上帶走鋁電極料。
氮化硅鈍化膜21是用光化學(xué)汽相淀積法或等離子體汽相淀積成500至2000埃的厚度;在鋁電極24上設(shè)有取出線5。這樣，將諸如聚酰亞胺、聚酰胺、卡普頓(聚酰亞胺薄膜)或環(huán)氧樹(shù)脂等的有機(jī)樹(shù)脂層22配置好之后，半導(dǎo)體器件就制成光電變換器。在該光電變換器中，連接件12把多個(gè)光電池31和32串聯(lián)起來(lái)。
有機(jī)樹(shù)脂主要是固定取出電極5用的。此外，還將一個(gè)120厘米×40厘米的器件、兩個(gè)60厘米×40厘米的器件或6個(gè)40厘米×20厘米的器件整體封裝成符合NEDO標(biāo)準(zhǔn)的120厘米×40厘米的面板。
我們對(duì)按上述工藝制造、基片尺寸為10厘米長(zhǎng)×10厘米寬的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果如下開(kāi)路電壓 12.77伏占空因數(shù) 0.574短路電流 69.0毫安轉(zhuǎn)換效率 7.46%我們還對(duì)不經(jīng)過(guò)堵塞工序，但其它制造工序與上述類(lèi)似的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果如下
試樣1 試樣2開(kāi)路電壓 11.49伏 3.02伏占空因數(shù) 0.471 0.316短路電流 53.7毫安 54.20毫安轉(zhuǎn)換效率 4.43% 0.75%從以上數(shù)據(jù)可知，堵塞工序提高了太陽(yáng)能電池的效率。
圖3是在大氣條件下但在150℃溫度下對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的太陽(yáng)能電池進(jìn)行可靠性試驗(yàn)得出的顯示歸一化效率隨間變化的趨勢(shì)的關(guān)系曲線。曲線25是具有圖1結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)光電池的歸一化效率曲線，效率隨時(shí)間的推移而下降。在現(xiàn)有技術(shù)的器件中，鋁電極4與半導(dǎo)體層3接觸，且氧化錫層37與鋁電極4在接觸點(diǎn)12處接觸。這些接觸點(diǎn)使鋁電極4氧化，且使電極4和n型半導(dǎo)體層3之間產(chǎn)生相互作用。因此，只有十小時(shí)或以上之后，其效率就下降到初始值的50%以下。
另一方面，曲線26是根據(jù)本發(fā)明用樹(shù)脂堵塞各孔和分層電極4的實(shí)施例描出的效率曲線?？磥?lái)這種結(jié)構(gòu)只有接觸點(diǎn)是氧化物對(duì)氧化物式的接觸時(shí)才能接觸點(diǎn)12變得穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的另一個(gè)重要特點(diǎn)是(圖中未示出)，由于各產(chǎn)品的性能波動(dòng)小，所以產(chǎn)率高。例如，十個(gè)10厘米長(zhǎng)×10厘米寬的樣品，其效率值的變化僅為0.27。
現(xiàn)在看圖4(A)至圖4(D)，這是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在例如1.2厘米厚×10厘米長(zhǎng)×10厘米寬玻璃板的基片1上形成導(dǎo)電透明薄膜2，例如，由1500埃厚的分層ITO層在200至400埃厚的SnO2層上形成，或主要由摻以鹵素的氧化錫或氮化錫組成的透明薄膜。該薄膜可用低壓化學(xué)汽相淀積法、等離子體化學(xué)汽相淀積法、噴鍍法、濺射法和ECR法制造。
已制成圖案的溝槽12將導(dǎo)電薄膜2劃分成多個(gè)區(qū)段，而溝槽12則在微電子計(jì)算機(jī)控制下用釔鋁石榴石激光器產(chǎn)生的1.06微米波長(zhǎng)或0.53微米波長(zhǎng)的激光束刻出的。
已制成圖案的溝槽均為50微米寬，10厘米長(zhǎng)，各區(qū)段即由這些溝槽彼此以10至20毫米的寬度間隔起來(lái)，在此薄膜上形成一層有p-n結(jié)或p-i-n結(jié)的非單晶層，厚度為0.2至1.0微米。最佳實(shí)施例的分層由一層50至150埃厚的P型半導(dǎo)體層(SixC1-X;1＞X＞0)、一層0.4至0.9微米厚的本征非晶形或本征半非晶形硅半導(dǎo)體層和一層200至500微米厚的微晶層組成。
用旋涂器或涂敷器將具有諸孔6和6′的半導(dǎo)體層3涂以可進(jìn)行光固化處理的有機(jī)樹(shù)脂，使所有的孔全部充滿樹(shù)脂。有機(jī)樹(shù)脂可采用正性感光性樹(shù)脂，例如，東京鹿工業(yè)有限公司(Tokyo.Ohka Kogyo Co.，Ltd)銷(xiāo)售的OFPR-800型樹(shù)脂或其它公知的感光性樹(shù)脂。例如，用旋涂器在500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)數(shù)下往半導(dǎo)體層3上涂上0.1至5.0微米厚的感光性樹(shù)脂，歷時(shí)5秒鐘，然后以2000轉(zhuǎn)/分的速度旋涂一小時(shí)，再在85℃下的預(yù)焙40分鐘。有機(jī)層3用波長(zhǎng)300至400毫微米的紫外光17從玻璃基片的一側(cè)照射。紫外光為半導(dǎo)體層3所吸收，因而不能透過(guò)半導(dǎo)體層3，而同時(shí)堵塞著孔6和6′的樹(shù)脂有選擇性地被固化了。換句話說(shuō)，應(yīng)這樣選擇波長(zhǎng)和照射強(qiáng)度，使半導(dǎo)體層3能起掩模的作用。OFPR-800型樹(shù)脂進(jìn)行固化處理時(shí)，可用6毫瓦/平方厘米的紫外光照射5秒鐘，接著進(jìn)行后處理。然后用周知的沖洗法，用凈水沖洗10分鐘，以除去未固化的樹(shù)脂。其余在孔中已固化的樹(shù)脂通過(guò)燒結(jié)和后固化處理使其在化學(xué)性能上穩(wěn)定。例如，令該層在150℃下后焙一小時(shí)。這樣就完成了堵塞工序。
孔堵好之后，在毗鄰溝槽13處用激光劃出開(kāi)口18，如圖4(B)所示，形成通往第一電極37和37′的入口。由兩個(gè)導(dǎo)電層23和24組成的第二電極4淀積在諸分層上，激光劃出的諸溝槽20將第二電極4分隔成若干部分。
第二電極可以是300至500埃厚由，例如，ITO、In2O3、SnO2或ZnO制成的透明導(dǎo)電層，入射光透過(guò)該透明導(dǎo)電層射出器件外。
另一方面，第二電極可制成具有反光性，方法是在透明電極上淀積鋁、鉻或銀的單層反射性薄膜，或鋁和鎳的雙層反射性薄膜。在此實(shí)施例中，第二電極由一層1050埃厚的ITO層和一層1000埃厚的鋁層組成。電極可用濺射法、電子束淀積法或等離子體化學(xué)汽相淀積法在300℃以下的溫度制成，使半導(dǎo)體不致退化。
現(xiàn)在參看圖4(D)和圖5，這是加了反偏壓的電路圖。該電路有一個(gè)電源24和多個(gè)齊納二極管23。在各毗鄰的二極管23之間和電源與頭一個(gè)或最后一個(gè)二極管之間，分別有連線與第一和第二電極接觸，這樣就使輸出電壓劃分成反偏壓，加到組成器件的各光電池上。反偏壓應(yīng)低于半導(dǎo)體層3p-i-n結(jié)的擊穿電壓。因此反偏壓不會(huì)導(dǎo)致電流流經(jīng)半導(dǎo)體層2無(wú)傷紋的部分。此外，為了防止p-i-n結(jié)擊穿，從可能可作為分壓用的各種元件中，選用了齊納二極管進(jìn)行分壓。齊納電壓選用略低于p-i-n結(jié)擊穿電壓的電壓值。
圖5的電路圖中包括多個(gè)組成器件的光電池，各光電池用相當(dāng)于半導(dǎo)體層2的二極管和相當(dāng)于能導(dǎo)致電流漏泄的缺陷(孔)的電阻表示。齊納二極管23與二極管及電阻并聯(lián)，這樣，就使加到二極管25的電壓保持在低于該二極管的擊穿電壓。在偏壓低于擊穿電壓的情況下，半導(dǎo)體層3上填有有機(jī)樹(shù)脂的孔或傷紋就成了電流流通的通道，電流流經(jīng)該通道時(shí)，該通道發(fā)熱，電源往往因孔或缺陷完全燒毀而短路。為使燒毀過(guò)程易于進(jìn)行，可事先將基片和半導(dǎo)體在低于半導(dǎo)體可能退化的溫度(通常為150℃以下)下加熱。
我們對(duì)具有15個(gè)光電池而彼此連在一起的器件進(jìn)行了試驗(yàn)，偏壓選用120伏。結(jié)果，得到電流響應(yīng)反偏壓增加的趨勢(shì)，如圖6所示。
在試驗(yàn)的過(guò)程中，反偏壓從0上升至120伏。在30-1處開(kāi)始看到有漏泄電流出現(xiàn)。但漏泄電流因集中電流引起的燒毀而被消除了。隨著反偏壓的提高，可以觀察到多個(gè)電流波動(dòng)的現(xiàn)象。反偏壓越高，漏泄電流就越大。隨著反偏壓從點(diǎn)32往下降，反偏流平滑下降，沒(méi)有漏泄電流出現(xiàn)。
為對(duì)比起見(jiàn)，我們逐步提高了加到經(jīng)過(guò)如此處理的器件的反偏壓。雖然還觀察不到漏泄電流，但在耐壓電壓下反向電流提高時(shí)就有漏泄電流出現(xiàn)。
除去偏壓電路后，用100毫瓦/平方厘米(AM1)的光照射在10厘米×10厘米板集成的器件上。得出如下的特性開(kāi)路電壓 12.934伏占空因數(shù) 0.6641短路電流 79.34毫安電流密度 17.290毫安/平方厘米效率 9.90%按與上述圖4中同樣的工序制造但不經(jīng)過(guò)反偏壓固化處理的器件，得出下例數(shù)據(jù)1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，而不經(jīng)過(guò)堵塞工序和反偏壓固化處理的器件，則得出下列數(shù)據(jù)2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2開(kāi)路電壓 12.315伏 11.49伏占空因數(shù) 0.579 0.471短路電流 79.34毫安 53.7毫安效率 8.33% 4.43%與最初的實(shí)施例比較，顯然，經(jīng)過(guò)反偏壓固化處理的器件在特性上有所改進(jìn)。我們認(rèn)為，反偏壓固化處理之所以有效，是由于樹(shù)脂與半導(dǎo)體之間的化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生了與針孔緊密結(jié)合的絕緣體。
圖7是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例。此實(shí)施例的工序與上一個(gè)實(shí)施例同。因此這里只介紹其在結(jié)構(gòu)上不同的部分，其它不再贅述。
基片1由10至100微米導(dǎo)電耐熱不銹鋼箔40和敷在不銹鋼箔40上的耐熱有機(jī)樹(shù)脂薄膜或無(wú)機(jī)絕緣體薄膜組成，例如由搪瓷敷在不銹鋼箔40上制成。第一電極2是在基片1上形成，可以制成下列形式，例如，200埃厚的鉻層，200至400埃厚的氧化硅層敷在1500埃厚的鋁層，500埃厚的Sn3N4層敷在1500埃厚的鋁層，或1500至2000埃厚主要由摻有鹵素的氧化錫或氮化錫組成的透明導(dǎo)電層。
在基片上有多層具有pn結(jié)或p-i-n結(jié)組成下列形式的半導(dǎo)體層，例如，200至500埃厚的n型半導(dǎo)體層，0.4至0.9微米厚的本征非晶形或半非晶形的硅半導(dǎo)體層，和50至150埃厚的p型半導(dǎo)體層(Si C1-x0＜x＜1)。
堵塞工序完成之后，用金屬掩模制成300至1400埃厚的第二電極。第二電極由諸如ITO、In2O3、SnO2或ITN(一種氮化銦與氮化錫的混合物)之類(lèi)的導(dǎo)電透明材料制成。
給第一電極提供入口的溝槽8只通到第一電極2的表面，第二電極即可在該表面上與第一電極2接觸。
除去偏壓電路之后，用100毫瓦/平方厘米(AM1)的光照射集成在10厘米×10厘米板的器件上。得出的特性如下開(kāi)路電壓 12.618伏占空因數(shù) 0.672短路電流 79.710毫安電流密度 17.371毫安/平方厘米效率 9.82%加反偏壓固化處理之所以有效，還因?yàn)橥该麟姌O系在半導(dǎo)體兩側(cè)敷上導(dǎo)電透明氧化物制成的緣故。就是說(shuō)，反偏壓燒毀半導(dǎo)體時(shí)，透明電極和半導(dǎo)體或絕緣體之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成絕緣性氧化物，例如，氧化硅。
按上述圖7同樣的工序制造但不經(jīng)過(guò)反偏壓固化處理的器件，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)為下表的數(shù)據(jù)1，而不經(jīng)堵塞工序也不經(jīng)過(guò)反偏壓固化處理的器件，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)為下表的數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2開(kāi)路電壓 11.30伏 6.54伏占空因數(shù) 0.626 0.368短路電流 79.4毫安 75.69毫安效率 8.16% 3.48%如上所述，從實(shí)施例中也可以看出，只有堵塞半導(dǎo)體層上的缺陷，光電器件的性能才顯著提高，該光電器件的效率與時(shí)間的關(guān)系曲線如圖3中的曲線27所示。
本發(fā)明的其它重要特點(diǎn)(圖中未示出)是產(chǎn)品的產(chǎn)率高，這是由于各產(chǎn)品的特性波動(dòng)小的緣故。從十個(gè)10厘米長(zhǎng)×10厘米寬按NEDO標(biāo)準(zhǔn)制造的樣品中得出的效率變化值僅為0.195(X＝9.63%)。
盡管本發(fā)明系參照若干最佳工序和實(shí)施例進(jìn)行介紹的，但熟悉本專(zhuān)業(yè)的人士都可以對(duì)其進(jìn)行更改或修改。因此我們的意圖是，本發(fā)明并不受本說(shuō)明書(shū)具體實(shí)施例的限制，而只受所附權(quán)利要求
范圍的限制。更改的實(shí)例如下。
半導(dǎo)體層在結(jié)構(gòu)上可以用多結(jié)結(jié)構(gòu)代替單結(jié)結(jié)構(gòu)。即，半導(dǎo)體層可以是300至1000埃厚由下列各層組成的分層件p型半導(dǎo)體(SixC1-x)，本征非晶形硅半導(dǎo)體，n型硅半導(dǎo)體，p型半導(dǎo)體(SixC1-x)，本征半導(dǎo)體(SixGe1-x)和n型硅半導(dǎo)體層，其中O＜x＜1，例如，X＝0.5。
要刻出溝槽，只要用橫向延伸的激光束進(jìn)行照視，即可馬上刻出成行的溝槽。該激光束是令eximer激光器發(fā)射出來(lái)的激光(必要時(shí)將原光束擴(kuò)大后)通過(guò)柱透鏡產(chǎn)生的。
本發(fā)明的上述技術(shù)也適用于帶雙異質(zhì)結(jié)和超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的發(fā)光半導(dǎo)體器件。本專(zhuān)利申請(qǐng)人就這類(lèi)器件在美國(guó)專(zhuān)利4，527，179號(hào)和美國(guó)專(zhuān)利序號(hào)645，773中公開(kāi)過(guò)一些半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明也適宜用作攝象傳感器的二極管陣列或薄膜顯示器的非線性元件。在某些應(yīng)用中，可以不用反偏壓電路或簡(jiǎn)化該電路。例如，可以以往源極、漏極和/或柵電極上加反偏壓對(duì)有源器件進(jìn)行固化處理。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，這種半導(dǎo)體器件包括一層半導(dǎo)體層；該半導(dǎo)體層的電極，所說(shuō)的電極是透明的；和一個(gè)防止半導(dǎo)體層中出現(xiàn)的縫隙形成短路路徑的絕緣體。
2.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的縫隙是一個(gè)針孔。
3.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的絕緣體是一種有機(jī)樹(shù)脂。
4.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的透明電極由ITO、In2O3、SnO2或ITN制成。
5.權(quán)利要求
4的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的透明電極敷有一層金屬層。
6.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的金屬層由鋁、鉻或銀制成。
7.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的器件是一種光電器件。
8.權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的器件是一種光發(fā)射器件。
9.權(quán)利要求
8的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所說(shuō)的器件具有超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
10.一種加工半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，該方法包括制備半導(dǎo)體層的工序用可進(jìn)行光固化處理的樹(shù)脂堵塞半導(dǎo)體層上縫隙的工序;用垂直于半導(dǎo)體層的光照射半導(dǎo)體層的工序;除去所說(shuō)的在所說(shuō)的縫隙外面的樹(shù)脂但使該縫隙中的殘留樹(shù)脂保持原狀的工序;和在半導(dǎo)體層上制備電極的工序。
11.權(quán)利要求
10的方法，其特征在于，該方法還包括往半導(dǎo)體層上加反向電壓的工序。
12.權(quán)利要求
10的方法，其特征在于，所說(shuō)的施加反向電壓的工序是在高溫下進(jìn)行的。
13.權(quán)利要求
11的方法，其特征在于，所說(shuō)的反向電壓小于半導(dǎo)體層的擊穿電壓。
14.權(quán)利要求
12的方法，其特征在于，所說(shuō)的溫度選用不致使半導(dǎo)體層特性退化的不太高的溫度。
15.權(quán)利要求
13的方法，其特征在于，所說(shuō)的半導(dǎo)體器件包括多個(gè)彼此串聯(lián)聯(lián)接的電池。
16.權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，所說(shuō)的施加反向電壓的工序采用一個(gè)電壓源和多個(gè)彼此串聯(lián)聯(lián)接的齊納二極管進(jìn)行，加到各電池的反向電壓分別引自二極管。
17.一種固化處理半導(dǎo)體器件上半導(dǎo)體缺陷的方法，該半導(dǎo)體器件具有多個(gè)半導(dǎo)體元件，各半導(dǎo)體元件中有半導(dǎo)體結(jié)，該方法的特征包括制備彼此串聯(lián)聯(lián)接的多個(gè)齊納二極管的工序;使其中一個(gè)所說(shuō)齊納二極管的陽(yáng)極與各所說(shuō)半導(dǎo)體元件接觸的工序;往多個(gè)齊納二極管上施加反向偏壓的工序，齊納電壓和該反偏壓選用使對(duì)應(yīng)于各半導(dǎo)體元件的齊納二極管的齊納電壓低于相應(yīng)半導(dǎo)體元件的擊穿電壓的電壓值。
18.權(quán)利要求
17的方法，其特征在于，所說(shuō)半導(dǎo)體器件是一種太陽(yáng)能電池。
19.權(quán)利要求
18的方法，其特征在于，所說(shuō)的半導(dǎo)體元件包括一層半導(dǎo)體層和一層敷在該半導(dǎo)體層的透明氧化物電極。
20.為一種具有多個(gè)半導(dǎo)體元件(各半導(dǎo)體元件中有半導(dǎo)體結(jié))的半導(dǎo)體器件用的半導(dǎo)體缺陷固化處理裝置，該裝置的特征包括多個(gè)彼此串聯(lián)聯(lián)接的齊納二極管;多個(gè)適宜使一個(gè)所說(shuō)的齊納二極管的陽(yáng)極與各所說(shuō)的半導(dǎo)體元件接觸用的觸點(diǎn);一個(gè)給多個(gè)齊納二極管供應(yīng)反偏壓用的電壓源，齊納電壓和反偏壓這樣選擇，使對(duì)應(yīng)于各半導(dǎo)體元件的齊納二極管的齊納電壓低于對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體元件的擊穿電壓。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明介紹了一種沒(méi)有因針孔或其它縫隙等缺陷引起的漏泄電流的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的半導(dǎo)體器件，還介紹了一種加工半導(dǎo)體器件的經(jīng)過(guò)改良的方法。按照本發(fā)明，在制造半導(dǎo)體層過(guò)程中所產(chǎn)生的縫隙在用淀積法制造電極之前用絕緣體進(jìn)行充填。借助這種結(jié)構(gòu)，即使在半導(dǎo)體層上有透明電極，也不會(huì)形成短路電流路徑。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK86106409SQ86106409
公開(kāi)日1987年5月20日 申請(qǐng)日期1986年11月6日
發(fā)明者山崎舜平, 鈴木邦夫, 金花美樹(shù)雄, 深田武, 阿部雅芳, 小林一平, 柴田克彥, 薄田真一, 永山進(jìn), 小柳薰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan