(57)【要約】【課題】効率良く発電することができる光電変換装置を提供する。【解決手段】光電変換装置２４は単結晶シリコンを含み、第１面３３ａと基板端部３３ｃとを有する半導体基板３３と、第１面３３ａに配置された第１フィンガー電極３９と、第１面３３ａに配置され、かつ、第１フィンガー電極３９と極性の異なる第２フィンガー電極４０と、半導体基板３３の厚み方向から見て、基板端部３３ｃと第１フィンガー電極３９との間及び基板端部３３ｃと第２フィンガー電極４０との間に配置された溝３５に設けられた第２不活性化膜３６と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンを含み、第１面と基板端部とを有する半導体基板と、
前記第１面に配置された第１電極と、
前記第１面に配置され、かつ、前記第１電極と極性の異なる第２電極と、
前記半導体基板の厚み方向から見て、前記基板端部と前記第１電極との間及び前記基板端部と前記第２電極との間に配置された溝に設けられた不活性化膜と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置であって、
前記溝は前記第１面に配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電変換装置であって、
前記溝の深さは前記半導体基板の厚みの１／２以上９／１０以下であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
前記溝は前記基板端部と前記半導体基板の厚みの１／１０以上１／２以下の間隔をあけて配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
前記半導体基板には前記第１電極と対向して第１導電型の第１不純物領域が配置され、
前記第２電極と対向して第２導電型の第２不純物領域が配置され、
前記第１電極と前記第１導電型の第１不純物領域との間には二酸化シリコン膜が配置され、
前記第２電極と前記第２導電型の第２不純物領域との間には前記二酸化シリコン膜が配置され、
前記不活性化膜は前記二酸化シリコン膜であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置と電気的に接続されている配線基板と、を備えることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光電変換モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、光電変換モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の測位システムに用いられる位置情報衛星からの電波を受信し、測位信号に含まれる時刻を取得したり、現在位置を検出したりする腕時計が提案されている。
【０００３】
このような機能を備えた腕時計が特許文献１に開示されている。それによると、腕時計は、文字板、時計モジュール及び光電変換装置としてのソーラーパネルを有している。時計モジュールは位置情報衛星からの電波を受信するアンテナを含んでいる。アンテナ及び光電変換装置は文字板の裏側に配置されている。
【０００４】
文字板は光透過性を有している。このため、文字板を透過した光が光電変換装置に照射され、光電変換装置で光エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する。この腕時計はアンテナを駆動する電力や、現在位置を演算する演算チップを駆動するための電力が必要になっている。また、腕時計は小型の携帯機器であり、光を受光する面積が狭い。従って、狭い面積でも高い発電量を得られる発電効率の高い光電変換装置が求められていた。
【０００５】
発電効率の良い光電変換装置としての光電変換素子が特許文献２に開示されている。それによると、光電変換装置はシリコン結晶の基板を用いている。基板の裏側にｎ+層とｐ+層とが交互に配置されている。そして、基板の表側から光が照射されるとき、光を受光して励起した自由電子がｎ+層に移動する。さらに、光を受光して励起した自由正孔がｐ+層に移動する。ｎ+層とｐ+層とにそれぞれ電極を接続して電極間に電気抵抗を接続すると電気抵抗に電流が流れる。従って、光電変換装置は電池として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１７６９５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の光電変換装置は外形形状が扇形である。そして、光電変換装置はシリコンのマザー基板から扇形の外形形状に切り出して個片化されている。光電変換装置の側面はシリコンが露出されている。そして、光電変換装置の側面は切断された状態の面のためシリコンの結晶に格子欠陥が多数形成されている。この格子欠陥には未結合手が多く存在し、未結合手では自由正孔及び自由電子が再結合する確率が高い。
【０００８】
このため、光電変換装置内の自由正孔及び自由電子が減少すると電極に到達する自由正孔及び自由電子が減少するので、光電変換装置の発電効率が低下するおそれがあった。そこで、自由正孔及び自由電子が再結合せず消滅することを抑制し、効率良く発電することができる光電変換装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の光電変換装置は、単結晶シリコンを含み、第１面と基板端部とを有する半導体基板と、前記第１面に配置された第１電極と、前記第１面に配置され、かつ、前記第１電極と極性の異なる第２電極と、前記半導体基板の厚み方向から見て、前記基板端部と前記第１電極との間及び前記基板端部と前記第２電極との間に配置された溝に設けられた不活性化膜と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記の光電変換装置では、前記溝は前記第１面に配置されていることが好ましい。
【００１１】
上記の光電変換装置では、前記溝の深さは前記半導体基板の厚みの１／２以上９／１０以下であることが好ましい。
【００１２】
上記の光電変換装置では、前記溝は前記基板端部と前記半導体基板の厚みの１／１０以上１／２以下の間隔をあけて配置されていることが好ましい。
【００１３】
上記の光電変換装置では、前記半導体基板には前記第１電極と対向して第１導電型の第１不純物領域が配置され、前記第２電極と対向して第２導電型の第２不純物領域が配置され、前記第１電極と前記第１導電型の第１不純物領域との間には二酸化シリコン膜が配置され、前記第２電極と前記第２導電型の第２不純物領域との間には前記二酸化シリコン膜が配置され、前記不活性化膜は前記二酸化シリコン膜であることが好ましい。
【００１４】
本願の光電変換モジュールは、上記のいずれかに記載の光電変換装置と、前記光電変換装置と電気的に接続されている配線基板と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本願の電子機器は、上記に記載の光電変換モジュールを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態にかかわる腕時計の構成を示す模式平面図。
【図２】腕時計の内部構造を示す模式側断面図。
【図３】光電変換モジュールの構成を示す模式平面図。
【図４】光電変換モジュールの構成を示す模式側断面図。
【図５】フィンガー電極及びバスバー電極の構造を示す模式平面図。
【図６】溝の構造を示す要部模式側断面図。
【図７】溝の構造を示す模式平面図。
【図８】光電変換モジュールの製造方法のフローチャート。
【図９】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１０】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１１】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１２】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１３】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１４】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１５】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１６】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１７】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１８】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図１９】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図２０】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図２１】光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図。
【図２２】第２の実施形態にかかわる光電変換モジュールの構成を示す模式側断面図。
【図２３】変形例におけるフィンガー電極及びバスバー電極の構造を示す模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１８】
（第１の実施形態）
本実施形態では、腕時計と、この腕時計に搭載された光電変換装置との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる腕時計及び光電変換装置について図１〜図７に従って説明する。図１は、腕時計の構成示す模式平面図である。図１に示すように、電子機器としての腕時計１はケース２を備えている。ケース２の図中上側と下側にはバンド３が配置されている。ケース２及びバンド３が輪を形成し、腕に設置して輪の大きさを調整することにより腕時計１が腕に固定される。
【００１９】
図中中央ではケース２内に円板状の文字盤４が配置されている。文字盤４には同心円状に第１目盛４ａが配置されている。文字盤４の中心には時刻を示す時針５、分針６が配置されている。腕時計１はストップウオッチ機能を備え、文字盤の中心には計時用秒針７が配置されている。
【００２０】
文字盤４の図中左上側には時刻表示用秒針８が配置されている。時刻表示用秒針８の周りには時刻表示用秒針８用の目盛である第２目盛４ｂが同心円状に配置されている。時刻表示用秒針８は現在時刻の秒を示す。
【００２１】
文字盤４の図中右上側には第１表示用針９が配置されている。第１表示用針９の周りには第１表示用針９用の目盛である第３目盛４ｃが同心円状に配置されている。腕時計１は内部に方位センサーを備えている。そして、第１表示用針９は北の方向を示すときに用いられる。
【００２２】
文字盤４の図中下側には第２表示用針１０が配置されている。第２表示用針１０の周りには第２表示用針１０用の目盛である第４目盛４ｄが同心円状に配置されている。腕時計１は内部に太陽光を受光して発電する光電変換モジュール１４と２次電池を備えている。第２表示用針１０は２次電池の電池残量を示すときに用いられる。
【００２３】
ケース２の図中右側には竜頭１１が配置されている。時針５及び分針６が示す時刻を調整するときに竜頭１１が用いられる。操作者は竜頭１１を引き出して回転することにより時針５及び分針６を回転させることができる。
【００２４】
ケース２の図中右上側、右下側、左上側及び左下側には操作ボタン１２が配置されている。操作者は操作ボタン１２を操作することにより腕時計１に各種の機能を行わせることができる。例えば、ストップウオッチ機能を行わせるとき、操作者は操作ボタン１２を操作してスタート、ストップ、リセット等を腕時計１に行わせる。他にも、操作者は操作ボタン１２を操作して第１表示用針９に北の方向を示させる。
【００２５】
ケース２及びバンド３はステンレスやチタン等の剛性のある材料で構成されている。竜頭１１、操作ボタン１２、第１目盛４ａ、第２目盛４ｂ、第３目盛４ｃ及び第４目盛４ｄは銅合金や鉄合金等の剛性があり加工しやすい材料で構成されている。文字盤４は樹脂やセラミックス等の光透過性の材質で構成されている。
【００２６】
図２は腕時計の内部構造を示す模式側断面図である。図２に示すように、腕時計１の図中上側には風防板１３がケース２に配置されている。風防板１３はケース２に固定されている。風防板１３はガラス等の光透過性のある材料で構成されている。風防板１３の図中下側には文字盤４が配置されている。そして、文字盤４と風防板１３との間に時針５、分針６、計時用秒針７、時刻表示用秒針８、第１表示用針９及び第２表示用針１０が配置されている。操作者は風防板１３を通して、時針５、分針６、計時用秒針７、時刻表示用秒針８、第１表示用針９、第２表示用針１０及び文字盤４を見ることができる。
【００２７】
文字盤４の図中下側には光電変換モジュール１４が配置されている。光電変換モジュール１４は室内光や太陽光を受光して発電する。文字盤４は光を透過するので、文字盤４を照射する光は文字盤４を透過して光電変換モジュール１４を照射する。
【００２８】
光電変換モジュール１４の図中下側には回路基板１５が配置されている。回路基板１５の図中上側の面には方位センサー１７、ＣＰＵ１８（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の他メモリー等の各種の電気素子が配置されている。
【００２９】
方位センサー１７は地磁気を検出するセンサーである。操作者が居る場所に応じて腕時計１が受ける地磁気が変わる。方位センサー１７は腕時計１が受ける地磁気の向きを検出する。そして、ＣＰＵ１８は腕時計１が受ける地磁気から北の方向を推定して第１表示用針９に北の向きを示させる。
【００３０】
回路基板１５の図中下側の面にはＧＰＳアンテナ２１（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が配置されている。ＧＰＳアンテナ２１は位置情報衛星からの電波を受信する。そして、ＣＰＵ１８は測位信号に含まれる時刻を取得して、時針５、分針６及び計時用秒針７が示す時刻表示を修正する。
【００３１】
回路基板１５の図中下側にはムーブメント２２及び２次電池２３が配置されている。ムーブメント２２には複数のモーター及び輪列が配置されている。そして、ＣＰＵ１８がムーブメント２２を制御する。図中中央ではムーブメント２２の一部が図中上側に突出して文字盤４を貫通している。そして、突出した部分のムーブメント２２に時針５、分針６、計時用秒針７、時刻表示用秒針８、第１表示用針９及び第２表示用針１０が配置されている。そして、ＣＰＵ１８はムーブメント２２に時針５、分針６、計時用秒針７、時刻表示用秒針８、第１表示用針９及び第２表示用針１０を回転させて各針が目盛を示す位置を制御する。
【００３２】
２次電池２３は光電変換モジュール１４が発電する電力によって充電される。そして、２次電池２３に充電された電気エネルギーは方位センサー１７、回路基板１５及びムーブメント２２のモーターに利用される。現在時刻を表示する時計に比べて腕時計１は方位センサー１７及びＧＰＳアンテナ２１を備えているので、消費電力の大きな時計になっている。このため、光電変換モジュール１４は効率良く発電する機能が求められている。
【００３３】
図３は光電変換モジュールの構成を示す模式平面図であり、光電変換モジュール１４を文字盤４から見た図である。図３に示すように、光電変換モジュール１４は光電変換装置２４及び配線基板２５を備えている。そして、配線基板２５は光電変換装置２４と重なるように設けられている。そして、光電変換装置２４と配線基板２５とは電気的に接続されている。配線基板２５は円形をしており、一部が図中左側に長く伸びた形状になっている。長く伸びた部分は回路基板１５と接続されている。配線基板２５には第１基板配線２６及び第２基板配線２７が設置され、第１基板配線２６及び第２基板配線２７は光電変換装置２４と回路基板１５とを電気的に接続する。また、回路基板１５と２次電池２３は電気的に接続され、光電変換装置２４で発電した電気エネルギーを２次電池２３に充電する。従って、腕時計１は光電変換装置２４を備えている。
【００３４】
１つの光電変換モジュール１４には扇形の４つの光電変換装置２４が配置されている。そして、４つの光電変換装置２４を組み合わせることにより円形の配線基板２５と略同じ形になっている。つまり、光電変換装置２４は円板または円板の面積を略４等分した形状になっている。４つの光電変換装置２４は同じ構造になっている。光電変換装置２４の形状はこの形状に限らない。１つの円形または円板の面積を２〜３分割した形状でもよく、５分割以上に分割した形状でも良い。２つの光電変換装置２４には時刻表示用秒針８や第１表示用針９を配置するための穴２４ａが配置されている。
【００３５】
図４は光電変換モジュール１４の構成を示す模式側断面図である。図４に示すように、光電変換モジュール１４は図中下側に配置された配線基板２５に重ねて光電変換装置２４が配置されている。配線基板２５は絶縁基板２８を備えている。絶縁基板２８にはポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の各種樹脂基板が用いられる。本実施形態では、例えば、絶縁基板２８にポリイミド基板が用いられている。
【００３６】
絶縁基板２８上には第１基板配線２６及び第２基板配線２７が配置されている。第１基板配線２６及び第２基板配線２７には銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金等が用いられる。本実施形態では、例えば、第１基板配線２６及び第２基板配線２７にはアルミニウムが用いられている。
【００３７】
第１基板配線２６の上には第１導電接続部２９が配置され、第２基板配線２７の上には第２導電接続部３０が配置されている。第１導電接続部２９は第１基板配線２６と光電変換装置２４とを電気的に接続し、第２導電接続部３０は第２基板配線２７と光電変換装置２４とを電気的に接続する。第１導電接続部２９及び第２導電接続部３０には導電ペースト、導電シート、導電性接着剤、金属材料、はんだ、ろう材等が用いられる。本実施形態では、例えば、第１導電接続部２９及び第２導電接続部３０に導電ペーストが用いられている。
【００３８】
第１導電接続部２９及び第２導電接続部３０が配置された場所を除いた場所では絶縁基板２８上に接着層３１を介して第１絶縁膜３２が配置されている。接着層３１は絶縁基板２８と第１絶縁膜３２とを接着する。接着層３１の材料にはエポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、オレフィン系接着剤、アクリル系接着剤等が用いられる。本実施形態では、例えば、接着層３１の材料にエポキシ系接着剤が用いられている。
【００３９】
第１絶縁膜３２は第１基板配線２６及び第２基板配線２７を電気的に絶縁する膜である。第１絶縁膜３２の材料にはポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の各種樹脂材料が用いられている。本実施形態では、例えば、第１絶縁膜３２の材料にポリイミド樹脂が用いられている。
【００４０】
光電変換装置２４は半導体基板３３を備えている。半導体基板３３は単結晶シリコンを含む基板である。半導体基板３３には単結晶シリコン以外の部分があっても良い。半導体基板３３の外周を基板端部３３ｃとする。従って、半導体基板３３は単結晶シリコンを含み基板端部３３ｃを有する。
【００４１】
半導体基板３３において配線基板２５を向く側の面を第１面３３ａとする。半導体基板３３において第１面３３ａと反対側の面を第２面３３ｂとする。第２面３３ｂには第１不活性化膜３４が配置されている。第１不活性化膜３４はシリコン窒化膜または酸化シリコン膜である。シリコン窒化膜はＳｉＮxで表される膜であり、例えばＳｉ3Ｎ4である。また、酸化シリコン膜はＳｉＯxで表される膜であり、例えばＳｉＯ2である。本実施形態では、例えば、第１不活性化膜３４をシリコン窒化膜にしている。
【００４２】
半導体基板３３の第２面３３ｂにはシリコンの未結合手が多く存在する。半導体基板３３の第２面３３ｂに第１不活性化膜３４のシリコン窒化膜が設置されている状態では、シリコン窒化膜に含まれる水素等によりシリコンの未結合手が終端され、未結合手の数が低減される。同様に、第１不活性化膜３４に二酸化シリコン膜が設置されている状態でもシリコンの未結合手の数が低減される。
【００４３】
半導体基板３３の第２面３３ｂには、凹凸形状のテクスチャーが形成されても良い。テクスチャーは、例えば、多数の略ピラミッド状突起で構成される。このようなテクスチャーを設けて光の多重反射により、第２面３３ｂにおける外部光の反射損失を抑制し、半導体基板３３内に侵入する光量の増大を図ることができる。半導体基板３３が例えば（１００）面を主面とする基板である場合、（１１１）面を傾斜面とするピラミッド状突起がテクスチャーとして好適に用いられる。また、第１不活性化膜３４の屈折率、膜厚を適宜制御することにより、第２面３３ｂにおける光の反射を抑制することができる。第１不活性化膜３４は反射防止膜として機能する。
【００４４】
半導体基板３３の第１面３３ａには基板端部３３ｃ側に溝３５が配置されている。この溝３５には不活性化膜としての第２不活性化膜３６が配置されている。第２不活性化膜３６は、溝３５を形成する半導体基板３３の壁面に膜状に形成されていても良く、溝３５を埋めるように形成されていても良い。さらに、半導体基板３３の第１面３３ａには第３不活性化膜３７が配置されている。第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は二酸化シリコン膜である。第２不活性化膜３６が設置されていない状態では半導体基板３３の溝３５にシリコンの未結合手が多く存在する。第３不活性化膜３７が設置されていない状態では半導体基板３３の第１面３３ａにシリコンの未結合手が多く存在する。
【００４５】
第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７に二酸化シリコン膜が設置されている状態では単結晶シリコンの未結合手に酸素が結合するので未結合手の数が低減される。二酸化シリコン膜は電気を通さないので第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は絶縁膜となっている。第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は一体に形成してもよい。半導体基板３３の絶縁性をより高める目的で、さらに、第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７に重ねて第２絶縁膜３８が配置されていてもよい。第２絶縁膜３８は二酸化シリコン膜でも良く、シリコン窒化膜でも良いが、本実施形態では例えば、二酸化シリコン膜になっている。
【００４６】
半導体基板３３の第１面３３ａには第２絶縁膜３８に重ねて第１電極としての第１フィンガー電極３９と第２電極としての第２フィンガー電極４０とが並べて配置されている。第１フィンガー電極３９と対向する場所の第３不活性化膜３７には所定の箇所に第１穴３７ａが配置されている。第２絶縁膜３８には第１穴３７ａと対向する場所に第３穴３８ａが配置されている。そして、第１穴３７ａでは第１フィンガー電極３９が半導体基板３３と接触し、電気的に接続している。第１穴３７ａが配置された場所では第１面３３ａ側の半導体基板３３に第１導電型の第１不純物領域としてのｐ＋不純物領域４１が形成されている。ｐ＋不純物領域４１は半導体基板３３にボロン等のＩＩＩ族の元素が注入されてｐ型の半導体になっている領域である。
【００４７】
第２フィンガー電極４０と対向する場所の第３不活性化膜３７には所定の箇所に第２穴３７ｂが配置されている。第２絶縁膜３８には第２穴３７ｂと対向する場所に第４穴３８ｂが配置されている。そして、第２穴３７ｂでは第２フィンガー電極４０が半導体基板３３と接触し、電気的に接続している。第２穴３７ｂが配置された場所では第１面３３ａ側の半導体基板３３に第２導電型の第２不純物領域としてのｎ＋不純物領域４２が形成されている。ｎ＋不純物領域４２は半導体基板３３にリンやヒ素等のＶ族の元素が注入されてｎ型の半導体になっている領域である。
【００４８】
第１フィンガー電極３９と第２フィンガー電極４０との間の半導体基板３３ではｐ＋不純物領域４１とｎ＋不純物領域４２とが間隔をあけて並べて配置されている。本実施形態では半導体基板３３にｎ型の半導体を適用しており、ｐ＋不純物領域４１とでｐｎ接合ダイオードを形成している。
【００４９】
このように、半導体基板３３の第１面３３ａには第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている。そして、半導体基板３３の厚み方向から見て基板端部３３ｃと第１フィンガー電極３９との間に溝３５が配置されている。さらに、半導体基板３３の厚み方向から見て基板端部３３ｃと第２フィンガー電極４０との間に溝３５が配置されている。この第２フィンガー電極４０は第１フィンガー電極３９と極性の異なる電極である。ここで、半導体基板３３の厚み方向とは、第１面３３ａおよび第２面３３ｂの垂線方向を指し、半導体基板３３の厚み方向から見るとは、第１面３３ａまたは第２面３３ｂを平面視する方向を指す。
【００５０】
第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０の図中下側では第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を覆って第３絶縁膜４３が配置されている。第３絶縁膜４３に重ねて第１バスバー電極４４と第２バスバー電極４５とが並べて配置されている。第１フィンガー電極３９と第１バスバー電極４４とが対向する場所の第３絶縁膜４３には所定の箇所に第５穴４３ａが配置されている。そして、第５穴４３ａでは第１フィンガー電極３９が第１バスバー電極４４と電気的に接続されている。
【００５１】
第２フィンガー電極４０と第２バスバー電極４５とが対向する場所の第３絶縁膜４３には所定の箇所に第６穴４３ｂが配置されている。そして、第６穴４３ｂでは第２フィンガー電極４０が第２バスバー電極４５と電気的に接続されている。第１バスバー電極４４と第２バスバー電極４５とは電気的に絶縁となっている。
【００５２】
第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の図中下側では第３絶縁膜４３、第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５を覆って第４絶縁膜４６が配置されている。第１導電接続部２９は第１バスバー電極４４と対向する場所に配置されている。そして、第２導電接続部３０は第２バスバー電極４５と対向する場所に配置されている。
【００５３】
第３絶縁膜４３及び第４絶縁膜４６の材質には二酸化シリコン膜やシリコン窒化膜を用いることができる。本実施形態では、例えば、第３絶縁膜４３及び第４絶縁膜４６の材質にシリコン窒化膜を用いている。第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の材質にはアルミニウム、チタン、銅等の金属や合金が用いることができる。本実施形態では、例えば、第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の材質にアルミニウム合金を用いている。
【００５４】
第１導電接続部２９と対向する場所の第４絶縁膜４６には所定の箇所に第７穴４６ａが配置されている。そして、第７穴４６ａでは第１導電接続部２９が第１バスバー電極４４と電気的に接続されている。第２導電接続部３０と対向する場所の第４絶縁膜４６には所定の箇所に第８穴４６ｂが配置されている。そして、第８穴４６ｂでは第２導電接続部３０が第２バスバー電極４５と電気的に接続されている。
【００５５】
従って、ｐ＋不純物領域４１は第１フィンガー電極３９、第１バスバー電極４４、第１導電接続部２９及び第１基板配線２６と電気的に接続されている。ｎ＋不純物領域４２は第２フィンガー電極４０、第２バスバー電極４５、第２導電接続部３０及び第２基板配線２７と電気的に接続されている。
【００５６】
半導体基板３３に光４７が照射されるとき、半導体基板３３内では光を吸収して電子が励起して自由正孔３３ｍと自由電子３３ｎとが生成される。自由正孔は原子から離れて移動可能になった正孔であり、自由電子は原子から離れて移動可能になった電子である。そして、自由正孔と自由電子とが半導体基板内を拡散する。ｐ＋不純物領域４１とｎ型の半導体基板３３の間に空乏層が形成される。
【００５７】
空乏層には内蔵電界が形成される。正孔、電子が空乏層に到達すると、電界に沿って正孔、電子が移動する。第１フィンガー電極３９に接近する正孔は第１フィンガー電極３９に向かって流れ、第１フィンガー電極３９は正電極になる。第２フィンガー電極４０に接近する電子は第２フィンガー電極４０に向かって流れ、第２フィンガー電極４０は負電極になる。
【００５８】
半導体基板３３に自由正孔及び自由電子が多い程、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０から多くの電力を出力させることができる。半導体基板３３はシリコンウエハーから切り出して用いられる。シリコンウエハーから半導体基板３３を切り出すとき、基板端部３３ｃにはシリコンの単結晶に格子欠陥が多く形成される。格子欠陥ではシリコンの未結合手が多く形成される。未結合手では自由正孔及び自由電子が再結合する確率が高く、光電変換装置２４の変換効率が大きく低下する。
【００５９】
第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０と基板端部３３ｃとの間に溝３５があり、溝３５は自由電子及び自由正孔が基板端部３３ｃに到達することを抑制する。多くの自由電子及び自由正孔は基板端部３３ｃに到達する前に溝３５に到達し易くなっている。そして、この溝３５の内面には第２不活性化膜３６が配置されている。第２不活性化膜３６を配置したシリコン表面は未結合手が少なく、シリコン表面における再結合速度が小さい。このため、自由正孔及び自由電子は溝３５に到達しても再結合が抑制される。その結果、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。
【００６０】
第３不活性化膜３７及び第２絶縁膜３８の膜厚と屈折率は第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０での反射率が高くなるように設定されている。半導体基板３３を通過した光４７の一部は第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０で反射して半導体基板３３に向かって進行する。このため、半導体基板３３は効率よく光４７を吸収することができる。
【００６１】
図５は、フィンガー電極及びバスバー電極の構造を示す模式平面図であり、光電変換装置２４を第２面３３ｂ側から見た図である。図５に示すように、光電変換装置２４は円の中心を通る線で四等分にした形状に近い形状になっている。基板端部３３ｃの内円の中心に近い側の基板端部３３ｃを内側端部３３ｄとする。基板端部３３ｃの内円の中心から離れた側の基板端部３３ｃを外側端部３３ｆとする。基板端部３３ｃの内図中左側の基板端部３３ｃを第１対向端部３３ｅとする。基板端部３３ｃの内図中下側の基板端部３３ｃを第２対向端部３３ｇとする。第１対向端部３３ｅ及び第２対向端部３３ｇは配線基板２５に設置したとき隣り合う光電変換装置２４と互いに対向する部分である。
【００６２】
内側端部３３ｄと外側端部３３ｆとは同心円である。内側端部３３ｄ及び外側端部３３ｆの中心を端部中心４８とする。半導体基板３３の第２面３３ｂの面上において端部中心４８から離れる方向及び端部中心４８に接近する方向を径方向４８ａとする。さらに、端部中心４８から離れる方向を＋径方向４８ａとし、端部中心４８に接近する方向を−径方向４８ａとする。
【００６３】
半導体基板３３の第２面３３ｂの面上において径方向４８ａと直交する方向を周方向４８ｂとする。周方向４８ｂは端部中心４８を中心とする円の円周に沿う方向である。さらに、周方向４８ｂにおいて時計回りの方向を＋周方向４８ｂとし、反時計回りの方向を−周方向４８ｂとする。第１対向端部３３ｅに沿う方向及び第２対向端部３３ｇに沿う方向は径方向４８ａである。内側端部３３ｄの接線方向及び外側端部３３ｆに沿う方向は周方向４８ｂである。
【００６４】
半導体基板３３において基板端部３３ｃの内側には溝３５が配置されている。そして、溝３５の内側に第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている。第１フィンガー電極３９は３つの電極で構成されている。この３つの電極を中心側電極３９ａ、左側電極３９ｂ、右側電極３９ｃとする。第１対向端部３３ｅの近く及び第２対向端部３３ｇの近くには径方向４８ａに長い中心側電極３９ａが配置されている。この中心側電極３９ａは２つの直線が端部中心４８の近くで交差する形状になっている。
【００６５】
中心側電極３９ａの＋径方向４８ａ側には第２フィンガー電極４０が配置されている。第２フィンガー電極４０は内側端部３３ｄと外側端部３３ｆとの間で複数分岐した形状になっている。第２フィンガー電極４０は外側端部３３ｆ側では６本の直線状の電極になっており、内側端部３３ｄ側では６本の直線状の電極が接合する形状になっている。
【００６６】
周方向４８ｂにおいて、第１対向端部３３ｅと第２対向端部３３ｇとの中間の場所より第１対向端部３３ｅ側の場所には左側電極３９ｂが配置されている。左側電極３９ｂは径方向４８ａに長い２つの直線状の電極が交差する形状になっている。同様に、周方向４８ｂにおいて、第１対向端部３３ｅと第２対向端部３３ｇとの中間の場所より第２対向端部３３ｇ側の場所には右側電極３９ｃが配置されている。右側電極３９ｃも径方向４８ａに長い２つの直線状の電極が交差する形状になっている。
【００６７】
外側端部３３ｆ側では第２フィンガー電極４０と同様に第１フィンガー電極３９も６本の直線状の電極になっている。そして、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０はそれぞれ直線状の部分の電極が平行に配置されている。
【００６８】
内側端部３３ｄと外側端部３３ｆとの間において外側端部３３ｆ側には第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５が配置されている。第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の形状は端部中心４８を中心とする同心円の円弧の形状になっている。そして、第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の平面形状は周方向４８ｂに長く平行になっている。
【００６９】
半導体基板３３の厚み方向から見て第１フィンガー電極３９と第１バスバー電極４４とが交差する場所に第５穴４３ａが配置されている。そして、第５穴４３ａでは第１フィンガー電極３９と第１バスバー電極４４とが電気的に接合されている。同様に、半導体基板３３の厚み方向から見て第２フィンガー電極４０と第２バスバー電極４５とが交差する場所に第６穴４３ｂが配置されている。そして、第６穴４３ｂでは第２フィンガー電極４０と第２バスバー電極４５とが電気的に接合されている。
【００７０】
半導体基板３３の厚み方向から見て第１バスバー電極４４と重なる場所に第１導電接続部２９が配置されている。第１導電接続部２９は第１フィンガー電極３９や第２フィンガー電極４０と重ならない場所に配置されている。同様に、半導体基板３３の厚み方向から見て第２バスバー電極４５と重なる場所に第２導電接続部３０が配置されている。第２導電接続部３０も第１フィンガー電極３９や第２フィンガー電極４０と重ならない場所に配置されている。
【００７１】
図６は溝の構造を示す要部模式側断面図である。図７は溝の構造を示す模式平面図である。図６に示すように、半導体基板３３には溝３５が設置されている。この溝３５の深さとしての溝深さ３５ａは半導体基板の厚み３３ｈの１／２以上９／１０以下である。従って、溝３５が配置された場所の半導体基板３３の厚みである溝部厚み３３ｊは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下である。溝深さ３５ａが半導体基板の厚み３３ｈの１／２未満のとき、基板端部３３ｃに到達する自由電子や自由正孔が多いので光電変換装置２４は発電効率が低下する。また、溝深さ３５ａが半導体基板の厚み３３ｈの９／１０を超えるとき、溝３５の部分では半導体基板３３の強度が小さくなるので光電変換装置２４の強度が低下する。従って、溝深さ３５ａを半導体基板の厚み３３ｈの１／２以上９／１０以下にすることにより光電変換装置２４は構造的強度を維持しつつ効率良く発電することができる。
【００７２】
半導体基板３３の平面方向において溝３５と基板端部３３ｃとの距離を間隔としての溝板端部間距離３５ｂとする。溝板端部間距離３５ｂは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下である。図７に示すように、溝板端部間距離３５ｂは総ての基板端部３３ｃにおいて一定になっている。そして、溝板端部間距離３５ｂは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下になっている。溝３５と基板端部３３ｃとの間の場所は光電変換装置２４の発電に寄与し難い場所である。半導体基板３３の厚み方向から見て溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積が小さい程、半導体基板３３が発電に寄与する面積を広くすることができる。そして、溝３５と基板端部３３ｃとの間隔を半導体基板の厚み３３ｈより短い距離に設定することにより、溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積を小さくできる。溝と基板端部との間隔が半導体基板の厚みの１／２を超えるとき、溝と基板端部との間隔が大きいので光電変換装置は発電効率が低下する。また、溝板端部間距離３５ｂが半導体基板の厚み３３ｈの１／１０未満のとき、溝３５の部分では半導体基板３３の強度が小さくなるので光電変換装置２４の強度が低下する。光電変換装置２４では溝板端部間距離３５ｂは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上になっている。従って、光電変換装置２４は強度の強い半導体基板３３で効率良く発電することができる。
【００７３】
光電変換モジュール１４は光電変換装置２４及び配線基板２５を備えている。そして、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。従って、光電変換モジュール１４は効率良く発電することができる。
【００７４】
腕時計１は光電変換モジュール１４を備えている。そして、光電変換モジュール１４は効率良く発電することができる。従って、腕時計１は効率良く発電することができる光電変換モジュール１４を備えた機器とすることができる。
【００７５】
次に上述した光電変換モジュール１４の製造方法について図８〜図２１にて説明する。図８は、光電変換モジュールの製造方法のフローチャートであり、図９〜図２１は光電変換モジュールの製造方法を説明するための模式図である。図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１は溝形成工程に相当し、半導体基板３３上に溝３５を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は不活性化膜形成工程である。この工程は、溝３５に第２不活性化膜３６を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はダイオード形成工程である。この工程は、半導体基板３３にダイオードを形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は基板分割工程である。この工程は、シリコンウエハーを分割して光電変換装置２４の形態にする工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は基板実装工程である。この工程は、配線基板２５に光電変換装置２４を実装する工程である。以上の工程により光電変換モジュール１４が完成する。
【００７６】
次に、図９〜図２１を用いて、図８に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図９〜図１６はステップＳ１の溝形成工程に対応する図である。図９に示すように、シリコンウエハー５１を用意する。シリコンウエハー５１は予め光電変換装置２４の厚みに研削され、表面を研磨されている。さらに、表面がエッチングされてテクスチャーが形成されており、格子欠陥が低減されている。シリコンウエハー５１は光電変換装置２４が複数形成されるマザー基板である。
【００７７】
シリコンウエハー５１は円板状であり対向する２つの平面を有する。２つの平面の一方を第１面５１ａとし、他方の平面を第２面５１ｂとする。第２面５１ｂに第１不活性化膜３４を成膜する。第１不活性化膜３４はシリコン窒化膜である。第１不活性化膜３４はＰＥＣＶＤ（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて成膜する。
【００７８】
シリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜５２を成膜する。スピンコート法やスプレーコート法等を用いて感光性の樹脂を溶解した樹脂溶液を塗布する。次に、樹脂溶液を乾燥させることにより溶媒を除去して樹脂膜を形成する。感光性の樹脂にはネガ型及びポジ型のいずれの材料を採用しても良い。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜５２を露光する。そして、レジスト膜５２を現像する。現像されたレジスト膜５２には開口部５２ａが形成され、レジスト膜５２はエッチングマスクとして機能する。開口部５２ａはシリコンウエハー５１からシリコンが除去される部分である。
【００７９】
図１０は開口部５２ａが形成されたレジスト膜５２の平面形状を示している。図１０に示すように、シリコンウエハー５１には６行６列の光電変換装置２４が形成されるように開口部５２ａのパターンが形成される。尚、１枚のシリコンウエハー５１で形成する光電変換装置２４の個数は特に限定されない。本実施形態では図を見やすくするために、１枚のシリコンウエハー５１に３６個の光電変換装置２４を形成することとする。
【００８０】
次に、レジスト膜５２をマスクにして、シリコンウエハー５１に異方性エッチングを施す。異方性エッチングとしては、例えば、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）によるディープ・リアクティブ・イオンエッチング（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＤＲＩＥ）を用いることができる。
【００８１】
図１１に、誘導結合プラズマによるディープ・リアクティブ・イオンエッチングを行う異方性エッチング装置の概略構成を示す。図１１に示すように、異方性エッチング装置５３は、ステージ５４とコイル５５とを備えている。ステージ５４上に、レジスト膜５２が形成された第１面５１ａがコイル５５側を向くようにシリコンウエハー５１を載置する。ＳＦ6ガスを供給しながら、コイル５５に高周波数の大電流を流すことによって、プラズマ５６が発生する。そして、ステージ５４にバイアスをかけることにより、プラズマ５６の粒子がレジスト膜５２の開口部５２ａからシリコンウエハー５１の第１面５１ａ側に引き込まれる。これにより、シリコンウエハー５１が第１面５１ａ側から開口部５２ａの形状で厚さ方向に略垂直にエッチングされる。エッチングされたシリコンはＳｉＦ4となって除去される。シリコンウエハー５１の過昇温を防止するために、異方性エッチング装置５３は例えばヘリウムガスを用いてシリコンウエハー５１を第２面５１ｂ側から冷却する。
【００８２】
図１２に示すように、異方性エッチング装置５３を用いてシリコンウエハー５１を所定の深さまで削る。次に、図１３に示すように、異方性エッチング装置５３はＣ4Ｆ8ガスをシリコンウエハー５１の表面に供給する。Ｃ4Ｆ8ガスにより保護膜５７が形成される。保護膜５７の形成をコーティングという。
【００８３】
図１４に示すように、再度、シリコンウエハー５１を厚さ方向にエッチングする。エッチングによりシリコンが露出する。次に、図１５に示すように、保護膜５７をコーティングする。そして、シリコンウエハー５１のエッチングと保護膜５７のコーティングを反復する。この方法をボッシュプロセスという。その結果、図１６に示すように、シリコンウエハー５１には溝３５が形成される。
【００８４】
次に、シリコンウエハー５１に配置されたレジスト膜５２を除去する。レジスト膜５２の除去は、レジスト膜５２を溶解・剥離可能な発煙硝酸、硫酸や有機溶剤等でのウエットエッチング、あるいは、酸素プラズマアッシング等により行うことができる。本実施形態では、例えば、酸素プラズマアッシングでアッシングした後で、さらに、有機剥離液や硫酸を用いて残渣を除去した。以上の工程によりステップＳ１が完了する。
【００８５】
図１７〜図１９はステップＳ２の不活性化膜形成工程及びステップＳ３のダイオード形成工程に対応する図である。図１７に示すように、ステップＳ２では溝３５に第２不活性化膜３６を成膜し、第１面５１ａ側に第３不活性化膜３７を形成する。第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は二酸化シリコン膜である。二酸化シリコン膜は酸化炉を用いた方法、熱ＣＶＤ装置を用いた方法、スパッタ装置を用いた方法等を用いて成膜することができる。本実施形態では例えば酸化炉を用いて第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７を成膜した。９００〜１１００度程度に加熱した石英管の酸化炉の中にシリコンウエハー５１を入れ酸素や水素等のガスを導入する。この操作によりシリコンを酸化させることで第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７を成膜する。
【００８６】
第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は二酸化シリコン膜である。従って、第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７の二酸化シリコン膜は同じ工程で成膜することができる。その結果、生産性良く第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７の二酸化シリコン膜を形成することができる。
【００８７】
次に、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３ではダイオードを形成する。まずｐ＋不純物領域４１を形成する。ステップＳ１のときと同様にシリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜にはｐ＋不純物領域４１の形状の開口が形成される。このレジスト膜をイオン注入マスクとして用いる。
【００８８】
次に、シリコンウエハー５１に対してホウ素をイオン注入する。シリコンウエハー５１の厚み方向に対して注入角度を調整してホウ素の注入深さを制御する。また、第３不活性化膜３７を通してイオン注入することによりホウ素を、浅く打ち込むことができる。続いて、レジスト膜を剥離する。レジスト膜の剥離方法はステップＳ１と同じ方法を用いる。
【００８９】
次に、ｎ＋不純物領域４２を形成する。ステップＳ１のときと同様にシリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜にはｎ＋不純物領域４２の形状の開口が形成される。このレジスト膜をイオン注入マスクとして用いる。
【００９０】
次に、シリコンウエハー５１に対してリンをイオン注入する。シリコンウエハー５１の厚み方向に対して注入角度を調整してリンの注入深さを制御する。また、第３不活性化膜３７を通してイオン注入することによりリンを、浅く打ち込むことができる。続いて、レジスト膜を剥離する。レジスト膜の剥離方法はステップＳ１と同じ方法を用いる。
【００９１】
次に、シリコンウエハー５１を加熱して注入したホウ素及びリンをシリコンと置換させる。シリコンとリン、ホウ素は価数が違うので、余分な電子もしくは正孔濃度が増える。そして、ホウ素及びリンが配置されたシリコンの結晶では電気的性質が半導体から金属に近く変化する。
【００９２】
次に、図１８に示すように、第３不活性化膜３７上に第２絶縁膜３８を形成する。第２絶縁膜３８は二酸化シリコン膜である。第２絶縁膜３８はＣＶＤ法を用いて成膜する。続いて、第３不活性化膜３７に第１穴３７ａ及び第２穴３７ｂを形成し、第２絶縁膜３８に第３穴３８ａ及び第４穴３８ｂを形成する。
【００９３】
第１穴３７ａ、第２穴３７ｂ、第３穴３８ａ及び第４穴３８ｂを形成するときにはステップＳ１のときと同様にシリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第１穴３７ａ、第２穴３７ｂ、第３穴３８ａ及び第４穴３８ｂの形状の開口が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、シリコンウエハー５１に酸素プラズマを照射し、さらに、シリコンウエハー５１をバッファードフッ酸に浸漬して第１穴３７ａ、第２穴３７ｂ、第３穴３８ａ及び第４穴３８ｂを形成する。続いてレジスト膜を剥離する。
【００９４】
次に、第２絶縁膜３８上に第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を形成する。第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０は第１層と第２層との２層構造になっている。第１層の材質はアルミニウム―シリコン合金である。第２層の材質はチタンナイトライドである。第２絶縁膜３８上に第１層がスパッタ法にて成膜される。次に、第１層の上に第２層がスパッタ法にて成膜される。
【００９５】
第１層は第２層より反射率が高くなっている。従って、半導体基板３３を通過した光４７の一部は第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０で高い比率で反射して半導体基板３３に向かって進行する。このため、半導体基板３３は効率よく光４７を吸収することができる。
【００９６】
次に、シリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０の形状が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、シリコンウエハー５１をエッチング液に浸漬して２層に成膜した金属配線の膜を第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０の形状にする。続いてレジスト膜を剥離する。その結果、第２絶縁膜３８上に第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が形成される。
【００９７】
次に、図１９に示すように、第３絶縁膜４３、第１バスバー電極４４、第２バスバー電極４５及び第４絶縁膜４６を形成する。まず、第２絶縁膜３８、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０に重ねて第３絶縁膜４３を形成する。第３絶縁膜４３はシリコン窒化膜である。第３絶縁膜４３はＣＶＤ法を用いて成膜する。続いて、第３絶縁膜４３に第５穴４３ａ及び第６穴４３ｂを形成する。
【００９８】
シリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第５穴４３ａ及び第６穴４３ｂの形状の開口が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、シリコンウエハー５１をドライエッチングして第３絶縁膜４３に第５穴４３ａ及び第６穴４３ｂを形成する。続いてレジスト膜を剥離する。
【００９９】
次に、第３絶縁膜４３上に第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５を形成する。第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の材質はアルミニウム−銅合金である。スパッタ法を用いて第３絶縁膜４３上にアルミニウム−銅合金の膜を形成する。続いて、アルミニウム−銅合金の膜から第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５を形成する。
【０１００】
シリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の形状が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、シリコンウエハー５１をエッチング液に浸漬してアルミニウム−銅合金の膜から第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５を形成する。続いてレジスト膜を剥離する。その結果、第３絶縁膜４３上に第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５が形成される。
【０１０１】
次に、第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５上に第４絶縁膜４６を形成する。第４絶縁膜４６の材質はシリコン窒化膜である。第４絶縁膜４６はＣＶＤ法を用いて成膜する。続いて、第４絶縁膜４６に第７穴４６ａ及び第８穴４６ｂを形成する。
【０１０２】
シリコンウエハー５１の第１面５１ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第７穴４６ａ及び第８穴４６ｂの形状の開口が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、シリコンウエハー５１をドライエッチングして第７穴４６ａ及び第８穴４６ｂを形成する。続いてレジスト膜を剥離する。
【０１０３】
溝３５は第１面５１ａに配置されている。第１面５１ａは第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている面である。従って、溝３５、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が同じ面に配置されているので、シリコンウエハー５１を反転せずに溝３５、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を形成することができる。従って、生産性良く光電変換装置２４を製造することができる。また、第２面５１ｂ側から見たとき、溝３５、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を見え難くすることができる。従って、溝３５、第１フィンガー電極３９または第２フィンガー電極４０が見えるときに比べて好適な外観にすることができる。
【０１０４】
図２０はステップＳ４の基板分割工程に対応する図である。図２０に示すように、ステップＳ４において、シリコンウエハー５１を半導体基板３３の基板端部３３ｃに沿ってダイシングして分割する。内側端部３３ｄ及び外側端部３３ｆは曲線で構成されているので、ダイシングにはレーザーダイシング法を用いる。レーザーダイシング法では基板端部３３ｃに沿ってレーザー光を照射する。シリコンウエハー５１にレーザー光を集光して照射するとき、照射された場所ではシリコンウエハー５１を構成するシリコン原子が昇華して雰囲気中を進行する。このため、レーザー光を照射された場所ではシリコンウエハー５１が切断される。
【０１０５】
レーザーダイシングを行うとき、コンピューターでＸＹ方向にレーザー光の移動量が制御されるスキャナーを備えるレーザー加工機にシリコンウエハー５１が設置される。そして、レーザー光を照射する場所が基板端部３３ｃに沿って移動するように、スキャナーが精度良く制御される。このため、半導体基板３３では溝板端部間距離３５ｂが一定になるように基板端部３３ｃが形成される。その結果、光電変換装置２４が完成する。
【０１０６】
図２１はステップＳ５の基板実装工程に対応する図である。図２１に示すように、ステップＳ５において、光電変換装置２４が配線基板２５に実装される。まず、配線基板２５を用意する。絶縁基板２８ではポリイミド基板上に第１基板配線２６及び第２基板配線２７が形成される。第１基板配線２６及び第２基板配線２７ではポリイミド基板上に接着された銅箔がフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて配線形状に形成される。
【０１０７】
第１基板配線２６が形成された絶縁基板２８上に接着層３１及び第１絶縁膜３２が設置される。エポキシ系接着剤よりなる接着層３１をポリイミド基板よりなる第１絶縁膜３２に塗られたものを絶縁基板２８にラミネートし、接着層３１を加熱して固化することにより、第１絶縁膜３２が絶縁基板２８に接着固定される。
【０１０８】
接着層３１及び第１絶縁膜３２には第１基板配線２６及び第２基板配線２７と対向する場所に穴があいているので、第１基板配線２６及び第２基板配線２７が露出している。第１基板配線２６及び第２基板配線２７が露出する場所には第１導電接続部２９及び第２導電接続部３０の材料である導電ペースト５８が設置される。導電ペースト５８はスクリーン印刷法等を用いて設置される。
【０１０９】
次に、絶縁基板２８は外形形状が形成され、中心に穴が形成される。外形形状及び穴はプレス機械及びプレス金型を用いて形成しても良く、レーザー加工機にてトリミングして加工しても良い。
【０１１０】
続いて、光電変換装置２４と配線基板２５とを重ね合わせる。その後、光電変換装置２４と第１絶縁膜３２とが接するまで互いに近づけて押圧する。導電ペースト５８は荷重を受けて変形し、第１基板配線２６と第１バスバー電極４４との間で広がる。同様に、導電ペースト５８は第２基板配線２７と第２バスバー電極４５との間で広がる。この状態で導電ペースト５８が加熱されて硬化する。
【０１１１】
図４に示すように、第１基板配線２６と第１バスバー電極４４との間の導電ペースト５８が冷却して第１導電接続部２９になり、第２基板配線２７と第２バスバー電極４５との間の導電ペースト５８が冷却して第２導電接続部３０になる。その結果、第１導電接続部２９は第１基板配線２６と第１バスバー電極４４の双方に接触し電気的及び機械的に接続する。同様に、第２導電接続部３０は第２基板配線２７と第２バスバー電極４５の双方に接触し電気的及び機械的に接続する。以上の工程により光電変換モジュール１４が完成する。
【０１１２】
本実施形態では、シリコンウエハー５１は予め光電変換装置２４の厚みに研削され、表面を研磨されており、さらに、表面がエッチングされてテクスチャーが形成されており、格子欠陥が低減されている状態から光電変換装置２４を形成したが、これに限らない。例えば、研削・研磨・テクスチャー形成前のシリコンウエハー５１を用い、光電変換装置２４として切り出す直前に、所定の厚さになるようシリコンウエハー５１を研削し、表面を研磨し、さらに表面をエッチングしてテクスチャーを形成してもよい。これにより、光電変換装置２４の第２面３３ｂ側である受光面をできるだけ欠陥なく、光電変換装置２４を形成できる。受光面に欠陥が生じると、光電変換効率の低下につながるため、受光面に欠陥を生じないことは、光電変換効率の低下を抑制することと等しい。
【０１１３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換装置２４は単結晶シリコンからなる半導体基板３３を備えている。そして、半導体基板３３の第１面３３ａには第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている。半導体基板３３は基板端部３３ｃを有する。半導体基板３３の厚み方向から見て基板端部３３ｃと第１フィンガー電極３９との間及び基板端部３３ｃと第２フィンガー電極４０との間に溝３５が配置されている。そして、この溝３５には第２不活性化膜３６が配置されている。
【０１１４】
半導体基板３３に光が照射されるとき、半導体基板３３内では光を吸収して電子が励起して自由正孔３３ｍと自由電子３３ｎとが生成される。自由正孔３３ｍは原子から離れて移動可能になった正孔であり、自由電子３３ｎは原子から離れて移動可能になった電子である。そして、自由正孔３３ｍと自由電子３３ｎとが半導体基板３３内を拡散する。第１フィンガー電極３９に接続するｐ＋不純物領域４１と第２フィンガー電極４０に接続するｎ＋不純物領域４２との間には空乏層が形成され、空乏層には内蔵電界が形成されている。自由正孔３３ｍ及び自由電子３３ｎが空乏層に到達すると、電界に沿って自由正孔３３ｍ及び自由電子３３ｎが移動する。第１フィンガー電極３９に接近する自由正孔３３ｍは第１フィンガー電極３９に向かって流れ、第１フィンガー電極３９は正電極になる。第２フィンガー電極４０に接近する自由電子３３ｎは第２フィンガー電極４０に向かって流れ、第２フィンガー電極４０は負電極になる。
【０１１５】
半導体基板３３に自由正孔及び自由電子が多い程、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０から多くの電力を出力させることができる。半導体基板３３はシリコンウエハーから切り出して用いられる。シリコンウエハーから半導体基板３３を切り出すとき、基板端部３３ｃにはシリコンの単結晶に格子欠陥が多数形成される。格子欠陥ではシリコンの未結合手が多く形成される。未結合手では自由正孔及び自由電子が再結合する確率が高く、光電変換装置２４の変換効率が大きく低下する。
【０１１６】
第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０と基板端部３３ｃとの間に溝３５があり、溝３５は自由電子３３ｎ及び自由正孔３３ｍが基板端部３３ｃに到達することを抑制する。多くの自由電子３３ｎ及び自由正孔３３ｍは基板端部３３ｃに到達する前に溝３５に到達し易くなっている。そして、この溝３５の内面には第２不活性化膜３６が配置されている。第２不活性化膜３６を配置したシリコン表面は未結合手が少なく、シリコン表面における再結合速度が小さい。このため、自由正孔３３ｍ及び自由電子３ｎは溝３５に到達しても再結合が抑制される。その結果、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。
【０１１７】
（２）本実施形態によれば、溝３５は第１面５１ａに配置されている。第１面５１ａは第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている面である。従って、溝３５、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０は同じ面に配置されているので、シリコンウエハー５１を反転せずに溝、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を形成することができる。従って、生産性良く光電変換装置２４を製造することができる。また、第２面５１ｂ側から見たとき、溝３５、第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０を見え難くすることができる。従って、溝３５、第１フィンガー電極３９または第２フィンガー電極４０が見えるときに比べて好適な外観にすることができる。
【０１１８】
（３）本実施形態によれば、溝深さ３５ａは半導体基板の厚み３３ｈの１／２以上９／１０以下である。溝深さ３５ａが半導体基板の厚み３３ｈの１／２未満のとき、基板端部３３ｃに到達する自由電子３３ｎや自由正孔３３ｍが多いので光電変換装置２４は発電効率が低下する。また、溝深さ３５ａが半導体基板の厚み３３ｈの９／１０を超えるとき、溝３５と対向する部分では半導体基板３３の強度が小さくなるので光電変換装置２４の強度が低下する。従って、溝深さ３５ａを半導体基板の厚み３３ｈの１／２以上９／１０以下にすることにより構造的強度を維持しつつ光電変換装置２４は効率良く発電することができる。
【０１１９】
（４）本実施形態によれば、溝３５は基板端部３３ｃと半導体基板の厚み３３ｈより短い間隔をあけて配置されている。溝３５と基板端部３３ｃとの間の場所は光電変換装置２４の発電に寄与し難い場所である。溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積が小さい程、半導体基板３３が発電に寄与する面積を広くすることができる。そして、溝３５と基板端部３３ｃとの間隔を半導体基板の厚み３３ｈより短い距離に設定することにより、溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積を小さくできる。その結果、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。
【０１２０】
半導体基板３３の平面方向において溝３５と基板端部３３ｃとの距離を間隔としての溝板端部間距離３５ｂとする。溝板端部間距離３５ｂは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下である。図７に示すように、溝板端部間距離３５ｂは総ての基板端部３３ｃにおいて一定になっている。そして、溝板端部間距離３５ｂは半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下になっている。溝３５と基板端部３３ｃとの間の場所は光電変換装置２４の発電に寄与し難い場所である。半導体基板３３の厚み方向から見て溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積が小さい程、半導体基板３３が発電に寄与する面積を広くすることができる。そして、溝３５と基板端部３３ｃとの間隔を半導体基板の厚み３３ｈより短い距離に設定することにより、溝３５と基板端部３３ｃとの間の面積を小さくできる。また、溝板端部間距離３５ｂが半導体基板の厚み３３ｈの１／１０未満のとき、溝３５の部分では半導体基板３３の強度が小さくなるので光電変換装置２４の強度が低下する。また、溝板端部間距離３５ｂが半導体基板の厚み３３ｈの１／２を超えるとき、半導体基板３３が発電に寄与する面積が狭くなる。光電変換装置２４では溝板端部間距離３５ｂが半導体基板の厚み３３ｈの１／１０以上１／２以下になっている。従って、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。
【０１２１】
（５）本実施形態によれば、半導体基板３３には第１フィンガー電極３９と対向してｐ＋不純物領域４１が配置されている。第２フィンガー電極４０と対向してｎ＋不純物領域４２が配置されている。そして、第１フィンガー電極３９とｐ＋不純物領域４１との間には二酸化シリコン膜が配置されている。第２フィンガー電極４０とｎ＋不純物領域４２との間にも二酸化シリコン膜が配置されている。
【０１２２】
第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７は二酸化シリコン膜になっている。従って、第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７の二酸化シリコン膜は同じ工程で成膜することができる。その結果、生産性良く第２不活性化膜３６及び第３不活性化膜３７の二酸化シリコン膜を形成することができる。
【０１２３】
（６）本実施形態によれば、光電変換モジュール１４は光電変換装置２４及び配線基板２５を備えている。そして、光電変換装置２４は効率良く発電することができる。従って、光電変換モジュール１４は効率良く発電することができる。
【０１２４】
（７）本実施形態によれば、腕時計１は光電変換モジュール１４を備えている。そして、光電変換モジュール１４は効率良く発電することができる。従って、腕時計１は効率良く発電することができる光電変換モジュール１４を備えた機器とすることができる。
【０１２５】
（８）本実施形態によれば、光電変換装置２４は溝３５を備え、溝３５に第２不活性化膜３６が設置されている。溝３５を設置せずに基板端部３３ｃに不活性化膜を配置しても同様の効果を得ることができる。このときには、ステップＳ４の基板分割工程の後で不活性化膜を形成する工程を行うことで実現できる。ステップＳ４の後の工程では光電変換装置２４がシリコンウエハー５１から分離しているので、光電変換装置２４を１つずつエアーピンセット等を用いてハンドリングすることになる。従って、不活性化膜の形成にかかる工数が多くなる。この形態に比べて本実施形態の方法はシリコンウエハー５１の状態で第２不活性化膜３６を形成している。このとき、１枚のシリコンウエハー５１をハンドリングすることで３６個の光電変換装置２４をハンドリングできるので、生産性良く第２不活性化膜３６を形成することができる。
【０１２６】
（第２の実施形態）
次に、光電変換モジュールの一実施形態について図２２の光電変換モジュールの構成を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図４に示した半導体基板３３に設置された溝３５の向きが配線基板２５の逆側になっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２７】
すなわち、本実施形態では、図２２に示すように、光電変換モジュール６１は図中下側に配置された配線基板２５に重ねて光電変換装置６２が配置されている。光電変換装置６２は半導体基板６３を備えている。半導体基板６３において配線基板２５を向く側の面を第１面６３ａとする。半導体基板６３において第１面６３ａと反対側の面を第２面６３ｂとする。半導体基板６３の外周を基板端部６３ｃとする。従って、半導体基板６３は単結晶シリコンを含み基板端部６３ｃを有する。
【０１２８】
第２面６３ｂには第１不活性化膜６４が配置されている。第１不活性化膜６４はシリコン窒化膜または二酸化シリコン膜である。本実施形態では、例えば、第１不活性化膜６４を二酸化シリコン膜にしている。
【０１２９】
半導体基板６３の第２面６３ｂには基板端部６３ｃ側に溝６５が配置されている。この溝６５には不活性化膜としての第２不活性化膜６６が配置されている。
【０１３０】
半導体基板６３の第１面６３ａには第１の実施形態と同様に第３不活性化膜３７、第２絶縁膜３８が重ねて配置されている。第２絶縁膜３８に重ねて第１フィンガー電極３９と第２フィンガー電極４０とが並べて配置されている。そして、第１穴３７ａ及び第３穴３８ａを通じて第１フィンガー電極３９が半導体基板６３と接触している。第１穴３７ａが配置された場所では半導体基板６３の第１面６３ａに第１導電型の第１不純物領域としてのｐ＋不純物領域４１が形成されている。
【０１３１】
第２穴３７ｂ及び第４穴３８ｂを通じて第２フィンガー電極４０が半導体基板６３と接触している。第２穴３７ｂが配置された場所では半導体基板６３の第１面６３ａに第２導電型の第２不純物領域としてのｎ＋不純物領域４２が形成されている。
【０１３２】
このように、半導体基板６３の第１面６３ａには第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている。半導体基板６３の内部には第１フィンガー電極３９と対向する場所にｐ＋不純物領域４１が形成されている。半導体基板６３の内部には第２フィンガー電極４０と対向する場所にｎ＋不純物領域４２が形成されている。
【０１３３】
そして、半導体基板６３の厚み方向から見て基板端部６３ｃと第１フィンガー電極３９との間に溝６５が配置されている。さらに、半導体基板６３の厚み方向から見て基板端部６３ｃと第２フィンガー電極４０との間に溝６５が配置されている。この第２フィンガー電極４０は第１フィンガー電極３９と極性の異なる電極である。
【０１３４】
第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０の図中下側では第３絶縁膜４３、第１バスバー電極４４、第２バスバー電極４５及び第４絶縁膜４６が配置されている。
【０１３５】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換装置６２は単結晶シリコンからなる半導体基板６３を備えている。そして、半導体基板６３の第１面６３ａには第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０が配置されている。半導体基板６３は基板端部６３ｃを有する。半導体基板６３の厚み方向から見て基板端部６３ｃと第１フィンガー電極３９との間及び基板端部６３ｃと第２フィンガー電極４０との間に溝６５が配置されている。そして、この溝６５には第２不活性化膜６６が配置されている。
【０１３６】
第１フィンガー電極３９及び第２フィンガー電極４０と基板端部６３ｃとの間に溝６５があり、溝６５は自由電子３３ｎ及び自由正孔３３ｍが基板端部６３ｃに到達することを抑制する。多くの自由電子３３ｎ及び自由正孔３３ｍは基板端部６３ｃに到達する前に溝６５に到達し易くなっている。そして、この溝６５の内面には第２不活性化膜６６が配置されている。第２不活性化膜６６を配置したシリコン表面は未結合手が少なく、シリコン表面における再結合速度が小さい。このため、自由正孔３３ｍ及び自由電子３３ｎは溝６５に到達しても再結合が抑制される。その結果、光電変換装置６２は効率良く発電することができる。
【０１３７】
（２）本実施形態によれば、第１面６３ａに溝６５が形成されない。したがって、第１面６３ａにダイオードを形成するときに溝６５の影響を受けずに形成することができる。
【０１３８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、腕時計１は方位センサー１７を搭載した。腕時計１はや方位センサー１７の他にも、圧力センサー、加速度センサー、角速度センサー、温度センサーの他、血流を検出する赤外線センサーを備えても良い。加速度センサーや角速度センサーは操作者の腕の動きを検出する。温度センサーは気温を検出する。赤外線センサーは操作者の脈拍を検出する。そして、腕時計１を多機能な時計にすることができる。
【０１３９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、光電変換モジュール１４を備えた電子機器の例として腕時計１を示した。他の電子機器にも光電変換モジュール１４及び光電変換モジュール６１を設置してもよい。例えば、懐中電灯、携帯型の血圧計、ラジオ、スマートフォン、電話、補聴器等の各種電子機器に光電変換モジュール１４及び光電変換モジュール６１を設置してもよい。
【０１４０】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、溝板端部間距離３５ｂを一定の距離にした。基板端部３３ｃと溝３５との間に穴や凹み等の要素を配置するときには溝板端部間距離３５ｂを場所により異なる長さにしても良い。
【０１４１】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、フィンガー電極及びバスバー電極の構造を、図５に示すように配置したが、これに限られない。図２３は変形例におけるフィンガー電極及びバスバー電極の構造を示す模式平面図である。図２３に示すように、光電変換装置６８では第１フィンガー電極６９、第２フィンガー電極７０、第１バスバー電極７１及び第２バスバー電極７２を配置しても良い。第１フィンガー電極６９と第１バスバー電極７１とは第１接合部７１ａにて電気的に接触する。第２フィンガー電極７０と第２バスバー電極７２とは第２接合部７２ａにて電気的に接触する。光電変換装置６８においても半導体基板３３の基板端部３３ｃの内側には溝３５が配置されている。そして、溝３５には第２不活性化膜３６が配置されている。従って、光電変換装置６８は効率良く発電することができる。
【０１４２】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【０１４３】
光電変換装置は、単結晶シリコンを含み、第１面と基板端部とを有する半導体基板と、前記第１面に配置された第１電極と、前記第１面に配置され、かつ、前記第１電極と極性の異なる第２電極と、前記半導体基板の厚み方向から見て、前記基板端部と前記第１電極との間及び前記基板端部と前記第２電極との間に配置された溝に設けられた不活性化膜と、を備えることを特徴とする。
【０１４４】
この構成によれば、光電変換装置は単結晶シリコンを含む半導体基板を備えている。そして、半導体基板の第１面には第１電極及び第２電極が配置されている。半導体基板は基板端部を有する。半導体基板の厚み方向から見て基板端部と第１電極との間及び基板端部と第２電極との間に溝が配置されている。そして、この溝には不活性化膜が配置されている。
【０１４５】
半導体基板に光が照射されるとき、半導体基板内では電子が励起して電子が原子から離れるので自由正孔と自由電子とが生成される。自由正孔は原子から離れて移動可能になった正孔であり、自由電子は原子から離れて移動可能になった電子である。そして、自由正孔と自由電子とが半導体基板内を拡散する。第１電極と第２電極との間には空乏層が形成され、空乏層には電界が形成されている。正孔、電子が空乏層に到達すると、電界によって正孔、電子が移動する。正孔、電子の移動をドリフトともいう。空乏層では第１電極に接近する正孔は第１電極に向かって流れ、第１電極は正電極になる。第１電極はアノードともいう。第２電極に接近する電子は第２電極に向かって流れ、第２電極は負電極になる。第２電極はカソードともいう。
【０１４６】
半導体基板に自由正孔及び自由電子が多い程、第１電極及び第２電極から多くの電力を出力させることができる。半導体基板はシリコンウエハーから切り出して用いられる。シリコンウエハーから半導体基板を切り出すとき、基板端部にはシリコンの単結晶に格子欠陥が多数形成される。格子欠陥ではシリコンの未結合手が多く形成される。未結合手では自由正孔及び自由電子が再結合する確率が高く、光電変換装置の変換効率が大きく低下する。
【０１４７】
第１電極及び第２電極と基板端部との間に溝があり、溝は自由電子及び自由正孔が基板端部に到達することを抑制する。多くの自由電子及び自由正孔は基板端部に到達する前に溝に到達し易くなっている。そして、この溝の内面には不活性化膜が配置されている。不活性化膜を配置したシリコン表面は未結合手が少なく、シリコン表面で再結合する速度が小さい。このため、自由正孔及び自由電子は溝に到達しても再結合が抑制される。その結果、光電変換装置は効率良く発電することができる。
【０１４８】
上記の光電変換装置では、前記溝は前記第１面に配置されていることが好ましい。
【０１４９】
この構成によれば、溝は第１面に配置されている。第１面は第１電極及び第２電極が配置されている面である。従って、溝、第１電極及び第２電極が同じ面に配置されているので、半導体基板を反転せずに溝、第１電極及び第２電極を形成することができる。従って、生産性良く光電変換装置を製造することができる。また、第１面の反対側の面側から見たとき、溝、第１電極及び第２電極を見え難くすることができる。従って、溝、第１電極及び第２電極が見えるときに比べて好適な外観にすることができる。
【０１５０】
上記の光電変換装置では、前記溝の深さは前記半導体基板の厚みの１／２以上９／１０以下であることが好ましい。
【０１５１】
この構成によれば、溝の深さは半導体基板の厚みの１／２以上９／１０以下である。溝の深さが半導体基板の厚みの１／２未満のとき、基板端部に到達する自由電子や自由正孔が多いので光電変換装置は発電効率が低下する。また、溝の深さが半導体基板の厚みの９／１０を超えるとき、溝と対向する部分では半導体基板の強度が小さくなるので光電変換装置の強度が低下する。従って、溝の深さを半導体基板の厚みの１／２以上９／１０以下にすることにより構造的強度を維持して光電変換装置は効率良く発電することができる。
【０１５２】
上記の光電変換装置では、前記溝は前記基板端部と前記半導体基板の厚みの１／１０以上１／２以下の間隔をあけて配置されていることが好ましい。
【０１５３】
この構成によれば、溝は基板端部と半導体基板の厚みの１／１０以上１／２以下の間隔をあけて配置されている。溝と基板端部との間の場所は光電変換装置の発電に寄与し難い場所である。半導体基板の厚み方向から見て溝と基板端部との間の面積が小さい程、半導体基板が発電に寄与する面積を広くすることができる。そして、溝と基板端部との間隔を半導体基板の厚みより短い距離に設定することにより、溝と基板端部との間の面積を小さくできる。溝と基板端部との間隔が半導体基板の厚みの１／２を超えるとき、溝と基板端部との間隔が大きいので光電変換装置は発電効率が低下する。また、溝と基板端部との間隔が半導体基板の厚みの１／１０未満のとき、溝の部分では半導体基板の強度が小さくなるので光電変換装置の強度が低下する。光電変換装置では溝は基板端部と半導体基板の厚みの１／１０以上１／２以下の間隔をあけて配置されている。従って、光電変換装置は強度の強い半導体基板で効率良く発電することができる。
【０１５４】
上記の光電変換装置では、前記半導体基板には前記第１電極と対向して第１導電型の第１不純物領域が配置され、前記第２電極と対向して第２導電型の第２不純物領域が配置され、前記第１電極と前記第１導電型の第１不純物領域との間には二酸化シリコン膜が配置され、前記第２電極と前記第２導電型の第２不純物領域との間には前記二酸化シリコン膜が配置され、前記不活性化膜は前記二酸化シリコン膜であることが好ましい。
【０１５５】
この構成によれば、半導体基板には第１電極と対向して第１導電型の第１不純物領域が配置されている。第２電極と対向して第２導電型の第２不純物領域が配置されている。そして、第１電極と第１導電型の第１不純物領域との間には二酸化シリコン膜が配置されている。第２電極と第２導電型の第２不純物領域との間には二酸化シリコン膜が配置されている。不活性化膜は二酸化シリコン膜になっている。従って、第１電極と第１導電型の第１不純物領域との間の二酸化シリコン膜、第２電極と第２導電型の第２不純物領域との間の二酸化シリコン膜及び不活性化膜の二酸化シリコン膜は同じ工程で成膜することができる。その結果、生産性良く光電変換装置を形成することができる。
【０１５６】
本願の光電変換モジュールは、上記のいずれかに記載の光電変換装置と、前記光電変換装置と電気的に接続されている配線基板と、を備えることを特徴とする。
【０１５７】
この構成によれば、光電変換モジュールは光電変換装置及び配線基板を備えている。そして、光電変換装置は効率良く発電することができる。従って、光電変換モジュールは効率良く発電することができる。
【０１５８】
本願の電子機器は、上記に記載の光電変換モジュールを備えることを特徴とする。
【０１５９】
この構成によれば、電子機器は上記に記載の光電変換モジュールを備えている。そして、上記の記載の光電変換モジュールは効率良く発電することができる。従って、電子機器は効率良く発電することができる光電変換モジュールを備えた機器とすることができる。
【符号の説明】
【０１６０】
１…電子機器としての腕時計、１４…光電変換モジュール、２４，６２…光電変換装置、２５…配線基板、３３…半導体基板、３３ａ…第１面、３３ｃ…基板端部、３３ｈ…半導体基板の厚み、３５…溝、３５ａ…溝の深さとしての溝深さ、３５ｂ…間隔としての溝板端部間距離、３６…不活性化膜としての第２不活性化膜、３９…第１電極としての第１フィンガー電極、４０…第２電極としての第２フィンガー電極、４１…第１不純物領域としてのｐ＋不純物領域、４２…第２不純物領域としてのｎ＋不純物領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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