[其他]整个半导体层无电气缺陷的半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件和制造该半导体器件从而提高该半导体器件性能的方法。更详细地说，本发明涉及消除半导体器件在制造过程中产生针孔或其它缝隙造成电气短路和分路所引起的各项缺陷的措施。

最近，大家都在大力研究淀积非晶形半导体合金的方法，这类半导体合金涉及的领域相当广，可加以掺杂以制造生产p-i-n和其它类型半导体器件用的P型和n型半导体材料，这类半导体器件在光电方面和其它应用上大体上相当于其晶体型的半导体器件。本专利申请人就这类器件在公布专利申请号为昭55-4994、55-124274、56-13777、56-13778和56-13779的日本专利中公开过经过改良的光电池。

图1是现有技术光电器件的一个实例。图中，玻璃基片1上有一个透明导电薄膜2，还有一个掩模对准基片上方。半导体层3淀积在基片1上，导电薄膜2夹在半导体层3和基片1之间，一个掩模对准基片上方。此外在带有导电薄膜2和半导体层3的基片1上还有用掩模形成的铝层4作为第二电极。图中的编号31和11分别表示光电池。

两个光电池31和11通过连接件12串联连接。在其连接件12中，第二电极38与第一电极37接触。虽然图中只画出两个连接件，实际上彼此串联连接的光电池是很多的。从图3可以看出，集成光电器件在150℃热处理几十个小时之后具有退化的倾向。退化的原因是由于铝层4与半导体层3反应所致。这类器件不适合户外用，因为在户外可能受到高温的影响。

为了消除上述有害反应，有人用双层电极作为第二电极，这种电极是在铝电极下垫上一层ITO薄膜之类的导电透明膜层，ITO薄膜是不和铝层或半导体层起反应的。但这种导电透明电极在制造加工过程中往往会细致地淀积在整个包括针孔、缝隙等缺陷的半导体上。在缺陷中的透明电极料实际上本来，或在造成之后在某些影响因素下，会形成短路电流的路径。因此，目前只有变换面积小（例如1厘米×4厘米）的光电器件可供使用。

有人尝试过往非晶形半导体光电器件上加反偏压以消除光电器件中的短路电流路径。所加的反偏压引起大电流流过短路电流路径，从而起了局部加热电流路径的作用。这个局部加热作用促使短路电流路径部位的非晶形半导体形成结晶，从而提高了电流路径的电阻率。遗憾的是，这种方法具有许多局限性。电流路径的电阻率确实因电流集中而有所提高，但比起不受热非晶形半导体器件部位的电阻率则仍然小。结果，短路电流路途并不因此而被消除，只是其电阻率发生了一定限度的变化而已。此外，由于基片表面凹凸不平，这种方法是不能消除短路电流路径的，相反，基片表面凹凸不平正是造成短路电流路径最普遍的原因，特别是形成漫射的背反射器的基片粗糙表面制成的大面积器件，更是如此。

因此本发明的一个目的是提供一种经过改良的半导体器件和一种能有效地消除有害的短路现象的制造该半导体器件的方法。

本发明的另一个目的是提供一种经过改良的半导体器件和一种用简单的方法能消除不希望有的分路的制造该半导体器件的方法。

本发明的又一个目的是提供一种经过改良能设计成有效粗糙面积大但不会导致产生短路电流路径的半导体器件。

图1是现有技术太阳能电池的局部剖面图。

图2（A）至图2（D）表示本发明一个实施例制造过程的局部剖面图。

图3是效率与时间的关系曲线图。

图4（A）至4（D）表示本发明另一个实施例的局部剖面图。

图5是本发明另一个实施例的等效电路。

图6表示反偏置电流随反偏压的增加而变化的趋势。

图7（A）至图7（D）是表示本发明又一个实施例的局部剖面图。

现在看图2（A）至图2（D），这是本发明的一个实施例。

图中，透明电极是在透明基片1上形成和制成图案的。透明基片1由，例如，1.2毫米厚×10厘米长×10厘米宽的玻璃板制成。透明电极3特别是由200至400埃厚的SnO₂层叠加到1500埃厚的ITO层，叠加有500埃厚Sn₃N₄层的1500埃厚ITO层、或1500～2000埃厚掺有卤素杂质的透明层，主要是由氧化锡或氮化锡造成，制造方法采用真空化学汽相淀积法、低压化学汽相淀积法、喷涂法或溅射法。