(57)【要約】【課題】アンテナと対向する場所に光電変換装置を配置できる電子時計を提供する。【解決手段】電子時計１は第１面３４ａを有するｎ型の半導体基板３４を有し、受光する光４７の光エネルギーを電気に変換する光電変換装置２４と、主面の法線方向３４ｃからの平面視において光電変換装置２４と重なって配置されており電波５３を受信する受信部１７ａを有するパッチアンテナ１７と、を備え、半導体基板３４における、主面の法線方向３４ｃからの平面視において受信部１７ａと重なる領域の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である。【選択図】図３
2020159707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有するｎ型のシリコン基板を有し、受光する光の光エネルギーを電気に変換する光電変換装置と、
前記主面の法線方向からの平面視において前記光電変換装置と重なって配置されており電波を受信する受信部を有するアンテナと、を備え、
前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることを特徴とする電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子時計であって、
前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることを特徴とする電子時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電子時計であって、
前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下の場所を含むことを特徴とする電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して時刻調整を行う電子時計としての電波時計が活用されている。さらに、光電変換装置としての太陽電池を備えた時計が特許文献１に開示されている。それによると、電子時計は衛星信号を受信するアンテナにパッチアンテナを用いている。アンテナは回路基板に設置されている。光電変換装置は板状になっている。
【０００３】
光電変換装置が受光する面の法線方向を受光方向とする。受光方向からみて光電変換装置と回路基板とは重ねて配置されている。特許文献１の太陽電池は電波を通し難い。このため、受光方向からみて光電変換装置にはアンテナと重ならないように切欠きが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光電変換装置には切欠きがあるので、光電変換装置の面積が小さくなっている。このため、光電変換装置が発電する能力が小さくなっている。また、電子時計は受光方向からみて文字盤、光電変換装置、回路基板が重なった配置になっている。光電変換装置とアンテナとは色が異なる。このため、文字盤を見たときに、アンテナと重なる部分の文字盤の色と光電変換装置と重なる部分の色とが異なる。したがって、文字盤を通してアンテナや光電変換装置の形状が見えることがあった。このように、アンテナと対向する場所に光電変換装置に切欠きを配置することに付随する課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の電子時計は、主面を有するｎ型のシリコン基板を有し、受光する光の光エネルギーを電気に変換する光電変換装置と、前記主面の法線方向からの平面視において前記光電変換装置と重なって配置されており電波を受信する受信部を有するアンテナと、を備え、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
【０００７】
上記の電子時計では、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【０００８】
上記の電子時計では、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下の場所を含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかわる電子時計の構造を示す模式平面図。
【図２】電子時計の構造を示す模式側断面図。
【図３】光電変換装置及びパッチアンテナの構造を説明するための模式側断面図。
【図４】光電変換装置の第１領域、第２領域及び第３領域を説明するための模式平面図。
【図５】第１基板配線及び第２基板配線の配置を説明するための模式平面図。
【図６】光電変換モジュールの製造方法のフローチャート。
【図７】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８】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】第２の実施形態にかかわる光電変換装置及びパッチアンテナの構造を説明するための模式側断面図。
【図１５】ｐｎ接合ダイオードの構造を示す要部模式側断面図。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（第１の実施形態）
本実施形態では、電子時計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電子時計について図１〜図１３に従って説明する。
【００１２】
図１は電子時計の構造を示す模式平面図である。図２は電子時計の構造を示す模式側断面図である。図１及び図２に示すように、電子時計１は円筒形の外装ケース２を備えている。外装ケース２における円筒形の軸に沿う一端にはカバーガラス３が配置され、他端には裏蓋４が配置されている。電子時計１のカバーガラス３側を表面側とし、裏蓋４側を裏面側として説明する。
【００１３】
カバーガラス３の裏面側には円形で平板状の文字板５が配置されている。文字板５の平面の中心位置には指針軸６が配置され、この指針軸６には時刻を示す秒針７、分針８、時針９が取り付けられている。以下、秒針７、分針８及び時針９を指針と総称する。指針軸６は、秒針７、分針８及び時針９が取り付けられる３つの回転軸で構成されている。文字板５の中心には第１貫通孔５ａが配置されている。第１貫通孔５ａには指針軸６が挿入される。文字板５の裏面側には光電変換モジュール１２が配置されている。光電変換モジュール１２は受光して発電する。光電変換モジュール１２は円板状であり、光電変換モジュール１２の平面の中心には第１貫通孔５ａと同軸の第２貫通孔１２ａが配置されている。この第２貫通孔１２ａには指針軸６が挿入される。
【００１４】
光電変換モジュール１２の裏面側にはムーブメント１３が収容されている。ムーブメント１３は、駆動機構１４、回路基板１５及び二次電池１６等を備える。駆動機構１４はステップモーター及び複数の輪列を備えている。ステップモーターは回路基板１５が備える駆動回路により駆動される。ステップモーターが１秒毎に回転する。ステップモーターのトルクは複数の輪列を介して指針軸６に伝達される。そして、秒針７、分針８及び時針９は１秒毎に所定の角度の回転を行う。外装ケース２の側面には竜頭１１が設置されている。竜頭１１を回転するとき、駆動機構１４を介して指針軸６が回転して分針８及び時針９を調整することができる。
【００１５】
二次電池１６は光電変換モジュール１２が発電した電力を蓄電する。そして、二次電池１６は回路基板１５及び駆動機構１４に電力を供給する。
【００１６】
回路基板１５はＧＰＳを用いて時刻補正を行う機能を備えている。回路基板１５にはアンテナとしてのパッチアンテナ１７が配置されている。カバーガラス３側からみた平面視においてパッチアンテナ１７は文字板５及び光電変換モジュール１２と重なっている。パッチアンテナ１７は人工衛星から発信された電波を受信するための平面アンテナである。回路基板１５においてパッチアンテナ１７の反対側の裏面側には受信回路１８、制御回路２１等の各種ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が実装されている。受信回路１８や制御回路２１は、シールド板２２で囲まれている。このため、パッチアンテナ１７が受信する電波５３が、受信回路１８及び制御回路２１が発生するノイズの影響を受けることを回避できる。文字板５、光電変換モジュール１２、駆動機構１４及び回路基板１５は円筒状の支持枠２３により支持されている。
【００１７】
人工衛星が発信する電波５３をパッチアンテナ１７が受信する。パッチアンテナ１７は受信した電波５３を電気信号に変更して受信回路１８に出力する。受信回路１８は電気信号から現在位置を検出する。そして、受信回路１８は現在位置の情報を制御回路２１に出力する。制御回路２１は現在位置の情報を用いて時刻データを調整する。制御回路２１は調整された時刻データに基づき駆動機構１４を駆動して時針９、分針８及び秒針７が示す時刻を修正する。
【００１８】
図３は光電変換装置及びパッチアンテナの構造を説明するための模式側断面図である。図３に示すように、光電変換モジュール１２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。光電変換装置２４は受光する光の光エネルギーを電気に変換する。なお、「光電変換装置 」とは、受光面と、電極と、を有し、受光する光の光エネルギーを電気に変換する太陽電池セルのことを示す。
【００１９】
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が用いられている。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には銅合金が用いられている。
【００２０】
第１基板配線２６の上には第１導通部３１が配置され、第２基板配線２７の上には第２導通部３２が配置されている。第１導通部３１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導通部３２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導通部３１、第２導通部３２の材料には銀を含む導電ペーストが用いられている。
【００２１】
第１導通部３１、第２導通部３２が配置された場所を除いた場所には第１絶縁膜３３が配置されている。第１絶縁膜３３は絶縁基板２８、第１基板配線２６及び第２基板配線２７上に接着層を介して配置されている。接着層は絶縁基板２８と第１絶縁膜３３とを接着する。接着層の材料にはエポキシ系接着剤が用いられている。
【００２２】
第１絶縁膜３３は第１基板配線２６及び第２基板配線２７を覆って電気的に絶縁する膜である。第１絶縁膜３３の材料にはポリイミド樹脂が用いられている。
【００２３】
光電変換装置２４はシリコン基板としての半導体基板３４を備えている。半導体基板３４は単結晶シリコンを含むｎ型のシリコン基板である。半導体基板３４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３４において配線基板２５を向く側の面を主面としての第１面３４ａとする。主面の法線方向３４ｃは図中上側から下側を向く方向となる。半導体基板３４において第１面３４ａと反対側の面を受光面としての第２面３４ｂとする。第２面３４ｂは光電変換装置２４が受光する面である。主面の法線方向３４ｃは第２面３４ｂの法線方向になっている。主面の法線方向３４ｃからの平面視は第１面３４ａを法線方向から平面視することを指す。
【００２４】
第２面３４ｂには反射防止膜３５が配置されている。反射防止膜３５はシリコン窒化膜及び酸化シリコン膜が積層された膜である。反射防止膜３５は光の反射を防止する機能と保護膜の機能とを有している。反射防止膜３５の屈折率、膜厚を適宜制御することにより、第２面３４ｂにおける光の反射を抑制することができる。
【００２５】
半導体基板３４の第２面３４ｂには、凹凸形状のテクスチャー３４ｐが形成されている。テクスチャー３４ｐ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３４ｐは光の多重反射により、第２面３４ｂにおける外部光の反射損失を抑制し、半導体基板３４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３４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３４ｐとして好適に用いられる。
【００２６】
半導体基板３４の第１面３４ａには不活性化膜３６が配置されている。不活性化膜３６は二酸化シリコン膜である。不活性化膜３６が設置されていない状態では半導体基板３４の第１面３４ａにシリコンの未結合手が多く存在する。
【００２７】
不活性化膜３６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不活性化膜３６は絶縁膜として機能する。
【００２８】
半導体基板３４の第１面３４ａには不活性化膜３６に重ねて第１フィンガー電極３７と第２フィンガー電極３８とが並べて配置されている。第１フィンガー電極３７と対向する場所の不活性化膜３６には所定の箇所に第１穴が配置されている。第１穴では第１フィンガー電極３７が半導体基板３４と接触し、電気的に接続している。第１穴が配置された場所では第１面３４ａ側の半導体基板３４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３４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。
【００２９】
第２フィンガー電極３８と対向する場所の不活性化膜３６には所定の箇所に第２穴が配置されている。そして、第２穴では第２フィンガー電極３８が半導体基板３４と接触し、電気的に接続している。第２穴が配置された場所では第１面３４ａ側の半導体基板３４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３４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。
【００３０】
第１フィンガー電極３７と対向する場所の半導体基板３４にはｐ＋不純物領域４１が間隔をあけて並べて配置されている。第２フィンガー電極３８と対向する場所の半導体基板３４にはｎ＋不純物領域４２が間隔をあけて並べて配置されている。
【００３１】
半導体基板３４には第１領域３４ｄ、第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆが設定されている。第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆがｎ−型の半導体になっている。このため、第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆではｐ＋不純物領域４１とｎ−型の半導体基板との間でｐｎ接合ダイオードが形成される。効率よく電気を流すために第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆにｎ＋不純物領域４２を形成しても良い。第１領域３４ｄにはｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２が配置されていない。
【００３２】
第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８の配線基板２５側には第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８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３７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穴が配置されている。そして、第５穴では第１フィンガー電極３７が第１バスバー電極４４と電気的に接続されている。
【００３３】
第２フィンガー電極３８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穴が配置されている。そして、第６穴では第２フィンガー電極３８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とは電気的に絶縁されている。
【００３４】
第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の配線基板２５側には第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バスバー電極４４と対向する場所には第１導通部３１が配置されている。また、第２バスバー電極４５と対向する場所には第２導通部３２が配置されている。
【００３５】
第３絶縁膜４３及び第４絶縁膜４６には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の材料にはアルミニウム−銅合金を用いている。
【００３６】
第１導通部３１と対向する場所の第４絶縁膜４６には所定の箇所に第７穴が配置されている。そして、第７穴では第１導通部３１が第１バスバー電極４４と電気的に接続されている。第２導通部３２と対向する場所の第４絶縁膜４６には所定の箇所に第８穴が配置されている。そして、第８穴では第２導通部３２が第２バスバー電極４５と電気的に接続されている。
【００３７】
従って、ｐ＋不純物領域４１は第１フィンガー電極３７、第１バスバー電極４４、第１導通部３１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３８、第２バスバー電極４５、第２導通部３２及び第２基板配線２７と電気的に接続されている。
【００３８】
半導体基板３４に光４７が照射されるとき、半導体基板３４内では光４７を吸収して電子が励起して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。ｐ＋不純物領域４１とｎ−型の半導体基板３４の間に空乏層が形成される。
【００３９】
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、内蔵電界に沿って正孔、電子が移動する。第１フィンガー電極３７に接近する正孔は第１フィンガー電極３７に向かって流れ、第１フィンガー電極３７は正電極になる。第２フィンガー電極３８に接近する電子は第２フィンガー電極３８に向かって流れ、第２フィンガー電極３８は負電極になる。
【００４０】
不活性化膜３６の膜厚と屈折率は第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８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３４を通過した光４７の一部は第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８で反射して半導体基板３４に向かって進行する。このため、半導体基板３４は効率よく光４７を吸収することができる。
【００４１】
光電変換モジュール１２の裏面側には配線基板４８が配置されている。配線基板４８上には光電変換モジュール１２側にパッチアンテナ１７が配置されている。パッチアンテナ１７は、位置情報衛星からの送信される円偏波の電波を受信するものである。配線基板４８は回路基板１５上に配置される。
【００４２】
パッチアンテナ１７は、グランド電極５０、誘電体５１及びアンテナ電極５２により構成されている。グランドプレーンとなるグランド電極５０は回路基板１５上に配置された電極の一部である。誘電体５１はセラミックの誘電体膜を積層したものである。アンテナ電極５２は銀の膜であり印刷工程及び乾燥工程を経て形成されている。パッチアンテナ１７はグランド電極５０とアンテナ電極５２が概平行に配置された平面アンテナである。
【００４３】
パッチアンテナ１７を送信アンテナに使うとき、グランド電極５０とアンテナ電極５２との間に交流電圧が印加される。このときの電気力線５４はグランド電極５０とアンテナ電極５２との間に形成される。そして、アンテナ電極５２の縁に沿った強い電界が生じる。グランド電極５０とアンテナ電極５２との間に加えられる電圧は交流電圧なので、電気力線５４の方向は反転を繰り返す。そして、アンテナ電極５２の縁から電波５３が放出される。
【００４４】
パッチアンテナ１７が電波５３を受信するときは送信するときの電波５３と逆方向の電波５３を受信する。パッチアンテナ１７が電波５３を受信するときの電気力線５４はアンテナ電極５２とグランド電極５０との間に形成される。パッチアンテナ１７は１辺が１／２波長で共振するものである。主面の法線方向３４ｃから見てパッチアンテナ１７が電波５３を受信する部分を受信部１７ａとする。受信部１７ａはアンテナ電極５２の縁とグランド電極５０のアンテナ電極５２側の部分を含んでいる。このように、パッチアンテナ１７は電波５３を受信する受信部１７ａを有する。そして、主面の法線方向３４ｃからの平面視において光電変換装置２４の第１領域３４ｄと受信部１７ａとが重なって配置されている。換言すれば、主面の法線方向３４ｃからの平面視において第１領域３４ｄは受信部１７ａと重なる領域である。
【００４５】
半導体基板３４における、主面の法線方向３４ｃからの平面視において受信部１７ａと重なる第１領域３４ｄの不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以下のシリコン基板は導電性が小さいので、電波５３は半導体基板３４を通過する。
【００４６】
半導体基板３４における、主面の法線方向３４ｃからの平面視において受信部１７ａと重なる第１領域３４ｄ以外の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。
【００４７】
他にも、アンテナ電極５２の片辺をグランド電極５０と短絡して１／４波長で共振するようにした逆Ｆアンテナにしてもよい。逆Ｆアンテナは、１／２波長のパッチアンテナ１７の放射電極を半分にしてアンテナを小型化したものである。また逆Ｆアンテナをセラミック誘電体上に構成したいわゆるチップアンテナを用いてもよい。
【００４８】
図４は光電変換装置の第１領域、第２領域及び第３領域を説明するための模式平面図であり、光電変換モジュール１２を主面の法線方向３４ｃから見た図である。図４に示すように、第１領域３４ｄは四角形の枠形状になっている。そして、第１領域３４ｄの内側の領域は第２領域３４ｅである。第１領域３４ｄの外側の領域は第３領域３４ｆである。
【００４９】
第１領域３４ｄにはｐ＋不純物領域４１、ｎ＋不純物領域４２、第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８が配置されていない。従って、第１領域３４ｄでは発電が行われない。そして、第１領域３４ｄにはｐ＋不純物領域４１、ｎ＋不純物領域４２、第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８がないので、光電変換装置２４は効率良く電波５３を通過させることができる。
【００５０】
第２領域３４ｅにはｐ＋不純物領域４１、ｎ＋不純物領域４２、第１フィンガー電極３７、第２フィンガー電極３８、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。従って、第２領域３４ｅでは発電が行われる。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８は図中上下方向に長い長方形の形状である。そして、第１フィンガー電極３７と第２フィンガー電極３８とは図中の左右方向に交互に配置されている。
【００５１】
第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５は図中左右方向に長い長方形の形状である。そして、第１バスバー電極４４は第２バスバー電極４５の図中上側に配置されている。第１バスバー電極４４は複数の第１フィンガー電極３７と電気的に接続されている。そして、第２バスバー電極４５は複数の第２フィンガー電極３８と電気的に接続されている。図を見やすくするために図中には第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８が各４本記載されている。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８の数は限定されずそれぞれ４本より多くても良い。
【００５２】
第３領域３４ｆにもｐ＋不純物領域４１、ｎ＋不純物領域４２、第１フィンガー電極３７、第２フィンガー電極３８、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。従って、第３領域３４ｆでも発電が行われる。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８は第２貫通孔１２ａを中心として放射状に配置されている。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８は径方向に長い扇形の形状である。そして、第１フィンガー電極３７と第２フィンガー電極３８とは周方向に交互に配置されている。
【００５３】
第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５は第２貫通孔１２ａを中心とする周方向に長い円弧の形状である。そして、第１バスバー電極４４は第２バスバー電極４５より内側に配置されている。第１バスバー電極４４は複数の第１フィンガー電極３７と電気的に接続されている。そして、第２バスバー電極４５は複数の第２フィンガー電極３８と電気的に接続されている。図を見やすくするために図中には第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８が各１６本記載されている。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８の数は限定されずそれぞれ１６本より多くても良い。
【００５４】
図５は第１基板配線及び第２基板配線の配置を説明するための模式平面図である。図５に示すように第１基板配線２６及び第２基板配線２７は絶縁基板２８上に所定のパターンで配置されている。第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆでは主面の法線方向３４ｃから見た平面視で第１基板配線２６は第１バスバー電極４４と重ねて配置されている。同様に、主面の法線方向３４ｃから見た平面視で第２基板配線２７は第２バスバー電極４５と重ねて配置されている。
【００５５】
第２領域３４ｅの第１基板配線２６は第１領域３４ｄを通って第３領域３４ｆの第１基板配線２６と接続されている。第１基板配線２６は第１領域３４ｄを１つの配線で接続する配置になっている。このため、第１領域３４ｄを２つ以上の配線で接続するときに比べて第１基板配線２６が第１領域３４ｄを占める面積を小さくすることができる。従って、電波５３が第１領域３４ｄを通過しやすくすることができる。
【００５６】
同様に、第２領域３４ｅの第２基板配線２７は第１領域３４ｄを通って第３領域３４ｆの第２基板配線２７と接続されている。第２基板配線２７は第１領域３４ｄを１つの配線で接続する配置になっている。このため、第１領域３４ｄを２つ以上の配線で接続するときに比べて第２基板配線２７が第１領域３４ｄを占める面積を小さくすることができる。従って、電波５３が第１領域３４ｄを通過しやすくすることができる。
【００５７】
次に上述した光電変換モジュール１２の製造方法について図６〜図１３にて説明する。図６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７〜図１３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６のフローチャートにおいて、ステップＳ１はダイオード形成工程である。この工程は、半導体基板３４にダイオード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は配線形成工程である。この工程は、半導体基板３４にフィンガー電極及びバスバー電極を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。
【００５８】
ステップＳ３はテクスチャー形成工程である。この工程は、半導体基板３４の第２面３４ｂにテクスチャー３４ｐ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の形状にする工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は配線基板形成工程である。この工程は、絶縁基板２８上に第１基板配線２６、第２基板配線２７、第１導通部３１及び第２導通部３２等を形成する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６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１２が完成する。
【００５９】
次に、図７〜図１３を用いて、図６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７はステップＳ１のダイオード形成工程に対応する図である。図７に示すように、シリコンウエハー５５を用意する。シリコンウエハー５５は予め所定の厚みに研削され、表面を研磨されている。さらに、表面がエッチングされており、格子欠陥が低減されている。シリコンウエハー５５は光電変換装置２４が複数形成されるマザー基板である。シリコンウエハー５５は不純物濃度が１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。
【００６０】
シリコンウエハー５５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５５ａとし、他方の平面を第２面５５ｂとする。第２面５５ｂに第１保護膜５６を成膜する。第１保護膜５６はシリコン窒化膜である。第１保護膜５６はＰＥＣＶＤ（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて成膜される。
【００６１】
シリコンウエハー５５の第１面５５ａ側に第１二酸化シリコン膜５７を成膜する。酸化炉を用いた方法、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法のいずれかを用いて第１二酸化シリコン膜５７が成膜される。本実施形態では例えば酸化炉を用いて第１二酸化シリコン膜５７を成膜した。９００℃〜１１００℃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５５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１二酸化シリコン膜５７を成膜する。
【００６２】
次に、ｐ＋不純物領域４１を形成する。まず、シリコンウエハー５５の第１面５５ａ側にレジスト膜を成膜する。レジスト膜は感光性の樹脂膜である。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が塗布される。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。
【００６３】
次に、シリコンウエハー５５に対してホウ素をイオン注入する。シリコンウエハー５５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１二酸化シリコン膜５７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、レジスト膜を除去する。
【００６４】
レジスト膜の除去は、レジスト膜を溶解・剥離可能な発煙硝酸、硫酸や有機溶剤等を用いたウエットエッチング法、あるいは、酸素プラズマアッシング法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レジスト膜の残渣を除去した。
【００６５】
次に、ｎ＋不純物領域４２を形成する。シリコンウエハー５５の第１面５５ａ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。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。
【００６６】
次に、シリコンウエハー５５に対してリンをイオン注入する。シリコンウエハー５５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１二酸化シリコン膜５７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。
【００６７】
次に、シリコンウエハー５５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変化して半導体から金属に近くなる。このように、シリコンウエハー５５にｎ＋不純物領域４２とｐ＋不純物領域４１とを形成する。ｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２は第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆに形成され、第１領域３４ｄには形成されない。
【００６８】
ステップＳ１以外の工程ではシリコンウエハー５５に不純物を注入することは無い。従って、シリコンウエハー５５における第１面３４ａの法線方向からの平面視において受信部１７ａと重なる第１領域３４ｄの不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である。そして、シリコンウエハー５５における第１面３４ａの法線方向からの平面視において受信部１７ａと重なる第１領域３４ｄ以外の領域である第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆの不純物濃度も、ｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２以外は１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である．
【００６９】
図８はステップＳ２の配線形成工程に対応する図である。図８に示すように、ステップＳ２において、第１二酸化シリコン膜５７上に第２二酸化シリコン膜５８を形成する。第２二酸化シリコン膜５８はＣＶＤ法を用いて成膜する。続いて、第１二酸化シリコン膜５７に第１穴５７ａ及び第２穴５７ｂを形成する。さらに、第２二酸化シリコン膜５８に第３穴５８ａ及び第４穴５８ｂを形成する。
【００７０】
第１二酸化シリコン膜５７及び第２二酸化シリコン膜５８を合わせた膜が不活性化膜３６になる。第１穴５７ａ、第２穴５７ｂ、第３穴５８ａ及び第４穴５８ｂは不活性化膜３６のパターンである。
【００７１】
第１二酸化シリコン膜５７及び第２二酸化シリコン膜５８に重ねて図示しないレジスト膜が成膜される。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する。そして、レジスト膜を現像する。レジスト膜はエッチングマスクとして機能する。現像されたレジスト膜には第１穴５７ａ、第２穴５７ｂ、第３穴５８ａ及び第４穴５８ｂの形状の開口が形成される。
【００７２】
次に、シリコンウエハー５５に酸素プラズマを照射し、さらに、シリコンウエハー５５をバッファードフッ酸に浸漬して第１穴５７ａ、第２穴５７ｂ、第３穴５８ａ及び第４穴５８ｂを形成する。レジスト膜をマスクにして第１二酸化シリコン膜５７及び第２二酸化シリコン膜５８がエッチングされる。続いてレジスト膜を除去する。
【００７３】
第１二酸化シリコン膜５７及び第２二酸化シリコン膜５８は不活性化膜３６のパターンに形成される。従って、第１面５５ａに不活性化膜３６が形成される。
【００７４】
次に、不活性化膜３６上に第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８を形成する。第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８は第１層と第２層との２層構造になっている。第１層の材料はアルミニウム−シリコン合金である。第２層の材料はチタンナイトライドである。不活性化膜３６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。
【００７５】
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３４を通過した光４７の一部は第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８で高い比率で反射して半導体基板３４に向かって進行する。このため、半導体基板３４は効率よく光４７を吸収することができる。
【００７６】
次に、シリコンウエハー５５の第１面５５ａ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３７及び第２フィンガー電極３８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５５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３７及び第２フィンガー電極３８の形状に形成する。続いてレジスト膜を剥離する。その結果、不活性化膜３６上に第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８が形成される。
【００７７】
次に、不活性化膜３６、第１フィンガー電極３７及び第２フィンガー電極３８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。
【００７８】
シリコンウエハー５５の第１面５５ａ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５５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。
【００７９】
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の材料はアルミニウム―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。
【００８０】
シリコンウエハー５５の第１面５５ａ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５５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。
【００８１】
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の材料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。
【００８２】
シリコンウエハー５５の第１面５５ａ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５５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。
【００８３】
図９〜図１０はステップＳ３のテクスチャー形成工程に対応する図である。図９に示すように、ステップＳ３において、シリコンウエハー５５の第１面５５ａ側に第２保護膜６２を成膜する。第２保護膜６２は樹脂からなる膜である。第２保護膜６２の成膜方法はステップＳ１におけるレジスト膜の成膜方法と同じ成膜方法を用いる。次に、第１保護膜５６及びシリコンウエハー５５を削る。シリコンウエハー５５はグラインダーにて削る。砥石の砥粒を細かくすることにより破砕層を減少することができる。研削後のシリコンウエハー５５の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約１７０μｍにしている。
【００８４】
図１０に示すように、続いて、シリコンウエハー５５の第２面５５ｂにテクスチャー３４ｐを形成する。テクスチャー３４ｐは四角錐の突起が隙間なく配置された面である。テクスチャー３４ｐの形成にはウエットエッチング法が用いられる。ウエットエッチング法は、例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム等のアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加し、７０℃以上８０℃以下に加熱した溶液により行われる。
【００８５】
次に、第２保護膜６２を除去する。第２保護膜６２の除去方法はステップＳ１におけるレジスト膜の除去方法と同じ除去方法を用いる。次に、テクスチャー３４ｐ上に反射防止膜３５を成膜する。反射防止膜３５はテクスチャー３４ｐ上にシリコン窒化膜を成膜する。反射防止膜は、シリコン窒化膜の単層でもよいが、シリコン窒化膜に加えて、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを交互に重ねて多層に形成してもよい。また、他にも、シリコン窒化膜に加えて、シリコン酸化膜と酸化ニオブ膜とを交互に重ねて多層に形成しても良い。
【００８６】
その後、必要に応じて、加熱処理を施す。この加熱処理をシンター処理という。この加熱処理により光電変換装置２４の特性を最適化させることができる。
【００８７】
次に、第１バスバー電極４４上における第７穴４６ａの中央の場所にバンプ６１を形成する。さらに、第２バスバー電極４５上における第８穴４６ｂの中央の場所にバンプ６１を形成する。バンプ６１の材料は金である。バンプ６１はワイヤーボンディング装置を用いて形成される。ワイヤーボンディング装置は金線の先端を保持するキャピラリを備えている。ワイヤーボンディング装置はキャピラリを加熱して金線の先端をボール状にする。さらに、ワイヤーボンディング装置は金線の先端を第１バスバー電極４４に接触させる。この状態にてワイヤーボンディング装置はキャピラリを加熱し超音波振動を加えることにより金線の先端を第１バスバー電極４４に付着させる。次に、ワイヤーボンディング装置はキャピラリを第１バスバー電極４４から離して金線の先端を第１バスバー電極４４に残す。その結果、第１バスバー電極４４にバンプ６１が形成される。同様の方法にてワイヤーボンディング装置は金線の先端を第２バスバー電極４５に付着させる。その結果、第２バスバー電極４５にもバンプ６１が形成される。
【００８８】
図１１はステップＳ４の基板分割工程に対応する図である。図１１に示すように、シリコンウエハー５５を半導体基板３４の外形形状に沿ってダイシングして分割する。さらに、第２貫通孔１２ａに沿ってダイシングする。半導体基板３４の外形形状及び第２貫通孔１２ａ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。まず、シリコンウエハー５５の第２面５５ｂ側の面を粘着テープ６４に貼り付ける。粘着テープ６４の外周にはダイシングリング６５が貼り付けられている。ダイシングリング６５は粘着テープ６４及びそれに貼り付けたシリコンウエハー５５を支持し易くする。
【００８９】
次に、レーザーダイシング装置６６を用意する。レーザーダイシング装置６６はレーザー光源、ＸＹテーブル及び制御装置を備えている。制御装置はＸＹテーブルの移動量やレーザー光源の射出を制御する。レーザー光源はシリコンウエハー５５を切断するレーザー光６７を射出可能であれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、レーザー光源にＹＡＧレーザー（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）を用いている。レーザー光源はシリコンウエハー５５に３５５ｎｍの波長のレーザー光６７を射出する。レーザー光源にはレーザー光６７を集光する光学系とレーザー光６７を任意の方向を射出するガルバノミラーを備えている。そして、制御装置はレーザー光６７が加工する位置を制御する。なお、レーザー光源としては、波長５３２ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４レーザー（ネオジム添加バナジウム酸イットリウム）を用いても良い。
【００９０】
シリコンウエハー５５を図示しないＸＹテーブルに設置する。そして、予め入力された経路に沿ってレーザー光６７を照射するように制御装置はＸＹテーブルを制御する。
【００９１】
レーザーダイシング装置６６により生産性良くシリコンウエハー５５が切断される。そして、シリコンウエハー５５から光電変換装置２４が切りとられる。粘着テープ６４から光電変換装置２４を剥すことにより光電変換装置２４が取り出される。
【００９２】
図１２はステップＳ５の配線基板形成工程に対応する図である。図１２に示すように、ステップＳ５において、配線基板２５が形成される。配線基板２５ではポリイミドにて形成された絶縁基板２８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はアルミニウムを分散媒に分散させた溶液を精密オフセット印刷等にて絶縁基板２８上に印刷し、印刷した溶液を乾燥させることで形成される。
【００９３】
第１基板配線２６及び第２基板配線２７が形成された絶縁基板２８上に接着層６８及び第１絶縁膜３３が配置される。まず、エポキシ系接着剤よりなる接着層６８を絶縁基板２８に塗布する。接着層６８は所定のパターンに塗布される。接着層６８の塗布方法には各種の印刷方法を用いることができる。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷法を用いて接着層６８を塗布している。
【００９４】
接着層６８に重ねて第１絶縁膜３３を設置してラミネートする。次に、接着層６８を加熱して固化することにより、第１絶縁膜３３が絶縁基板２８に接着固定される。第１絶縁膜３３は感光性樹脂により形成されている。次に、フォトリソグラフィー技術を用いて第１絶縁膜３３を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第１導通部３１及び第２導通部３２を配置する予定の場所に円形の第１０開口３３ａが形成される。第１０開口３３ａの接着層６８を洗浄して除去する。接着層６８が除去されるので、第１０開口３３ａでは第１基板配線２６または第２基板配線２７が露出する。
【００９５】
配線基板２５は第１基板配線２６、第２基板配線２７及び第１絶縁膜３３を有する。第１絶縁膜３３は第１基板配線２６または第２基板配線２７が露出する第１０開口３３ａを有する。第１０開口３３ａに銀ペースト７１を塗布する。詳しくは、第１０開口３３ａの第１基板配線２６及び第２基板配線２７に銀ペースト７１を塗布する。銀ペースト７１は熱硬化性樹脂と銀の粒子とを混成したものである。さらに、銀ペースト７１は溶媒を加えて粘度を調整してある。銀ペースト７１はスクリーン印刷法等の印刷方法を用いて配置される。第１０開口３３ａには銀ペースト７１が円柱状に配置される。
【００９６】
次に、絶縁基板２８の外形形状を形成する。絶縁基板２８を金型で挟むことにより、絶縁基板２８を外形形状に沿って切断する。金型はダイ及びポンチ等で構成される。ダイには絶縁基板２８の外形形状と同じ形状の孔が空いている。ポンチはダイの孔と同形状の凸部を有している。ダイとポンチとで絶縁基板２８を挟む。絶縁基板２８はポンチに押されて一部がダイの孔に押し込まれる。そして、絶縁基板２８の外形形状はこの孔の形状と同じ形状に形成される。その結果、絶縁基板２８の外形形状は所定の形状に形成される。
【００９７】
図１３はステップＳ６の基板実装工程に対応する図である。図１３に示すように、ステップＳ６において、光電変換装置２４が配線基板２５に実装される。
【００９８】
まず、光電変換装置２４と配線基板２５とを重ね合わせる。第１０開口３３ａに塗布された銀ペースト７１と第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５が接するように配線基板２５と光電変換装置２４とを配置する。そして、銀ペースト７１を光電変換装置２４と配線基板２５とで挟む。その後、光電変換装置２４と配線基板２５とを押圧して加熱する。銀ペースト７１は荷重を受けて変形し、第１バスバー電極４４と第１基板配線２６との間で広がる。同様に、銀ペースト７１は荷重を受けて変形し第２バスバー電極４５と第２基板配線２７との間で広がる。この状態で銀ペースト７１が加熱されて固化する。その結果、銀ペースト７１が固化して光電変換装置２４と配線基板２５とが接合される。
【００９９】
銀ペースト７１の加圧条件は特に限定されない。０．７Ｎ／ｍｍ2以上１．１Ｎ／ｍｍ2以下が好ましい。さらに、０．７２Ｎ／ｍｍ2以上１．０Ｎ／ｍｍ2以下が好ましい。さらには、０．７４Ｎ／ｍｍ2以上０．９４Ｎ／ｍｍ2以下が好ましい。本実施形態では、例えば、２５°Ｃの温度で０．８９Ｎ／ｍｍ2の荷重を１秒間加えている。例えば、１カ所の銀ペースト７１の面積が４．５ｍｍ2とする。５カ所に銀ペースト７１を配置したときに加える荷重は０．８９×４．５×５＝２０．０２５Ｎとなる。この条件で加圧するとき、銀ペースト７１を適正な範囲に広げることができる。
【０１００】
加熱時に加える荷重は不要であるが、本実施形態では、例えば、０．３５ニュートンの荷重を加えている。銀ペースト７１の加熱条件も特に限定されない。銀ペースト７１の加熱条件は１７０°Ｃ以上２１０°Ｃ以下が好ましい。さらには、１８０°Ｃ以上２００°Ｃ以下が好ましい。本実施形態では、例えば、１９０°Ｃの温度を３０分加えている。この条件で加熱するとき、銀ペースト７１を適正な状態に固化することができる。
【０１０１】
第１基板配線２６と第１バスバー電極４４との間の銀ペースト７１が第１導通部３１になる。第２基板配線２７と第２バスバー電極４５との間の銀ペースト７１が第２導通部３２になる。第１バスバー電極４４及び第２バスバー電極４５の材料はアルミニウム―銅合金である。銀とアルミニウム―銅合金とは接合し難いので、金のバンプ６１を介することにより、第１バスバー電極４４と第１導通部３１とを確実に接合することができる。同様に、第２バスバー電極４５と第２導通部３２とを確実に接合することができる。
【０１０２】
その結果、図３に示すように、第１導通部３１は第１基板配線２６と第１バスバー電極４４と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導通部３２は第２基板配線２７と第２バスバー電極４５と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１２が完成する。
【０１０３】
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、電子時計１は光電変換装置２４及びパッチアンテナ１７を備えている。光電変換装置２４はｎ型の半導体基板３４を有し受光する光４７の光エネルギーを電気に変換する。従って、電子時計１は光電変換装置２４が出力する電力を使用することができる。パッチアンテナ１７は受信部１７ａにて電波５３を受信する。このパッチアンテナ１７は位置情報衛星からの送信される円偏波等の電波を受信するものである。
【０１０４】
パッチアンテナ１７は受信部１７ａを備えている。パッチアンテナ１７は受信部１７ａが受信した電波５３の信号を受信回路１８に出力する。第１面３４ａの法線方向からの平面視において受信部１７ａと重なる領域の半導体基板３４の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。不純物濃度が１×１０13ｃｍ-3未満のシリコンウエハー５５は製造することが難しい。本構成で用いたｎ型のシリコンウエハー５５の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上であるので容易に製造することができる。不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以下の半導体基板３４は導電性が小さいので、電波５３は半導体基板３４を通過する。従って、パッチアンテナ１７の受信部１７ａは位置情報衛星からの送信される電波５３を受信することができる。その結果、パッチアンテナ１７と対向する場所に光電変換装置２４を配置できるため、切欠きのない光電変換装置を電子時計１に配置することができる。
【０１０５】
（２）本実施形態によれば、第１面３４ａの法線方向からの平面視において受信部１７ａと重なる領域以外の半導体基板３４の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である。半導体基板３４にアノード電極である正電極とカソード電極である負電極を配置するとき、正電極と負電極との間に電圧が生じる。半導体基板３４の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以下のときには、半導体基板３４の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3を超えるときに比べて正電極と負電極との間の電圧は小さいが電流を大きくすることができる。従って、電子時計１は電流の大きい光電変換装置２４を使用することができる。
【０１０６】
（３）本実施形態によれば、第１面３４ａの法線方向からの平面視においてパッチアンテナ１７と重なる領域に孔や切欠きを配置せずとも、パッチアンテナの受信感度を低下させることなく、パッチアンテナが電波を受信できる。パッチアンテナ１７と重なる領域に孔や切欠きが配置されるとき、孔や切欠きから光電変換モジュール１２が露出する形態になる。このとき、文字板５を透かしてパッチアンテナ１７及び光電変換モジュール１２が見えるので、文字板５を無地にしてもパッチアンテナ１７が見える。本実施形態の光電変換モジュール１２はパッチアンテナ１７と重なる領域に孔や切欠きが配置されていないので、文字板５を透かしてパッチアンテナ１７が見えることはない。従って、文字板５を見たときにパッチアンテナ１７が見えることを抑制できる。
【０１０７】
（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１４〜図１６を用いて説明する。図１４は光電変換装置及びパッチアンテナの構造を説明するための模式側断面図である。図１５はｐｎ接合ダイオードの構造を示す要部模式側断面図である。図１６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。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、半導体基板３４の第１領域３４ｄ以外の領域の不純物濃度が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０８】
すなわち、本実施形態では、図１４に示すように、光電変換モジュール７６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７７が配置されている。光電変換装置７７はシリコン基板としての半導体基板７８を備えている。半導体基板７８は単結晶シリコンを含むｎ型のシリコン基板である。半導体基板７８において配線基板２５を向く側の面を主面としての第１面７８ａとする。主面の法線方向３４ｃは第１面７８ａの法線方向である。
【０１０９】
半導体基板７８には第１領域７８ｄ、第２領域７８ｅ及び第３領域７８ｆが設定されている。第１領域７８ｄ、第２領域７８ｅ及び第３領域７８ｆはそれぞれ第１の実施形態における第１領域３４ｄ、第２領域３４ｅ及び第３領域３４ｆに相当する領域である。第１領域７８ｄにはｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２が配置されていない。第２領域７８ｅ及び第３領域７８ｆにはｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２が配置されている。
【０１１０】
図１４及び図１５に示すように、半導体基板７８には不純物高濃度領域８１及び不純物低濃度領域８２が配置されている。不純物高濃度領域８１はｐ＋不純物領域４１の周辺、ｎ＋不純物領域４２の周辺及びｐ＋不純物領域４１とｎ＋不純物領域４２との間の領域に配置されている。半導体基板７８において不純物高濃度領域８１以外の領域は不純物低濃度領域８２になっている。
【０１１１】
不純物高濃度領域８１では不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下になっている。このように、半導体基板７８における、第１面７８ａの法線方向からの平面視において受信部１７ａと重なる領域以外の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下の場所を含んでいる。
【０１１２】
半導体基板７８の不純物濃度が１×１０17ｃｍ-3を超えるとき、第１フィンガー電極３７と第２フィンガー電極３８との間の電気抵抗が小さいので光電変換装置７７の発電能力が低い。本実施形態のように半導体基板７８の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以上のときには、半導体基板７８の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3未満のときに比べて第１フィンガー電極３７と第２フィンガー電極３８との間を流れる電流は小さいが電圧を大きくすることができる。従って、電子時計１は電圧の大きい光電変換装置７７を使用することができる。
【０１１３】
半導体基板７８において、不純物高濃度領域８１以外の領域は不純物低濃度領域８２になっている。不純物低濃度領域８２では不純物濃度が１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。第１領域７８ｄは不純物低濃度領域８２に含まれている。従って、第１領域７８ｄは電波５３を通しやすいので、パッチアンテナ１７は感度良く電波５３を受信することができる。
【０１１４】
次に上述した光電変換モジュール７６の製造方法について図１６にて説明する。図１６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６のフローチャートにおいて、ステップＳ１のダイオード形成工程以外の工程は第１の実施形態と同じであり、説明を省略する。
【０１１５】
図１６はステップＳ１のダイオード形成工程に対応する図である。図１６に示すように、シリコンウエハー５５を用意する。シリコンウエハー５５は予め所定の厚みに研削され、表面を研磨されている。さらに、表面がエッチングされており、格子欠陥が低減されている。シリコンウエハー５５は光電変換装置７７が複数形成されるマザー基板である。シリコンウエハー５５は不純物濃度が１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。
【０１１６】
シリコンウエハー５５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５５ａとし、他方の平面を第２面５５ｂとする。第２面５５ｂに第１保護膜５６を成膜する。第１保護膜５６はシリコン窒化膜である。第１保護膜５６はＰＥＣＶＤ法を用いて成膜される。酸化炉を用いてシリコンウエハー５５の第１面５５ａ側を酸化して第１二酸化シリコン膜５７を成膜する。
【０１１７】
次に、不純物高濃度領域８１を形成する。まず、シリコンウエハー５５の第１面５５ａ側にレジスト膜を成膜する。レジスト膜は感光性の樹脂膜である。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が塗布される。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。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不純物高濃度領域８１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。
【０１１８】
次に、シリコンウエハー５５に対してリンやヒ素等のＶ族の元素をイオン注入する。本実施形態では、例えば、シリコンウエハー５５に対してリンをイオン注入した。続いて、レジスト膜を除去する。その結果、不純物高濃度領域８１が形成される。尚、第１二酸化シリコン膜５７を成膜する前に不純物高濃度領域８１を形成しても良い。
【０１１９】
不純物高濃度領域８１の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下に調整する。不純物低濃度領域８２の不純物濃度はシリコンウエハー５５の不純物濃度であり、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である。
【０１２０】
次に、ｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２を形成する。ｐ＋不純物領域４１及びｎ＋不純物領域４２の形成方法は第１の実施形態と同じ方法で形成する。以上でステップＳ１を終了する。続いて行われるステップＳ２からステップＳ６は第１の実施形態と同じ方法で形成するので説明を省略する。
【０１２１】
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、電子時計１にパッチアンテナ１７が配置されていた。電子時計１にパッチアンテナ１７以外にもポールアンテナやループアンテナ等の各種アンテナを配置しても良い。このときにも、アンテナの受信部と主面の法線方向３４ｃにて重なる領域の不純物濃度を１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下にする。このとき、光電変換装置２４に孔や切欠きをあけなくても、アンテナは電波５３を受信することができる。
【０１２２】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、電子時計１に光電変換モジュール１２及びパッチアンテナ１７を配置した。電子時計１以外にもスマートフォンや携帯型の健康機器等の電子機器に光電変換モジュール１２及びパッチアンテナ１７を配置してもよい。このような電子機器でもアンテナと対向する場所に光電変換装置２４を配置することができる。
【０１２３】
以下に、実施形態から導きだされる内容を記載する。
【０１２４】
電子時計では、主面を有するｎ型のシリコン基板を有し、受光する光の光エネルギーを電気に変換する光電変換装置と、前記主面の法線方向からの平面視において前記光電変換装置と重なって配置されており電波を受信する受信部を有するアンテナと、を備え、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
【０１２５】
この構成によれば、電子時計は光電変換装置及びアンテナを備えている。光電変換装置はｎ型のシリコン基板を有し受光する光の光エネルギーを電気に変換する。従って、電子時計は光電変換装置が出力する電力を使用することができる。アンテナは受信部にて電波を受信する。このアンテナは位置情報衛星からの送信される円偏波等の電波を受信するものである。
【０１２６】
アンテナは受信部を備えている。アンテナは受信部が受信した電波の信号を出力する。主面の法線方向からの平面視において受信部と重なる領域のシリコン基板の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下になっている。不純物濃度が１×１０13ｃｍ-3未満のシリコン基板は製造することが難しい。本構成のｎ型のシリコン基板の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上であるので容易に製造することができる。不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以下のシリコン基板は導電性が小さいので、電波はシリコン基板を通過する。従って、アンテナの受信部は位置情報衛星からの送信される電波を受信することができる。その結果、アンテナと対向する場所に光電変換装置を配置できるため、切欠きのない光電変換装置を電子時計に配置することができる。
【０１２７】
上記の電子時計では、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【０１２８】
この構成によれば、主面の法線方向からの平面視において受信部と重なる領域以外のシリコン基板の不純物濃度は１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下である。尚、シリコン基板の不純物濃度はｐ＋不純物領域及びｎ＋不純物領域を除いた領域での不純物濃度を示す。シリコン基板にアノード電極である正電極とカソード電極である負電極を配置するとき、正電極と負電極との間に電圧が生じる。シリコン基板の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以下のときには、シリコン基板の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3を超えるときに比べて正電極と負電極との間の電圧は小さいが電流を大きくすることができる。従って、電子時計は電流の大きい光電変換装置を使用することができる。
【０１２９】
上記の電子時計では、前記シリコン基板における、前記平面視において前記受信部と重なる領域以外の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下の場所を含むことが好ましい。
【０１３０】
この構成によれば、主面の法線方向からの平面視において受信部と重なる領域以外のシリコン基板の不純物濃度は１×１０15ｃｍ-3以上１×１０17ｃｍ-3以下である。尚、シリコン基板の不純物濃度はｐ＋不純物領域及びｎ＋不純物領域を除いた領域での不純物濃度を示す。シリコン基板にアノード電極である正電極とカソード電極である負電極を配置するとき、正電極と負電極との間に電圧が生じる。シリコン基板の不純物濃度が１×１０17ｃｍ-3を超えるとき、正電極と負電極との間の電気抵抗が小さいので光電変換装置の発電能力が低い。シリコン基板の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3以上のときには、シリコン基板の不純物濃度が１×１０15ｃｍ-3未満のときに比べて正電極と負電極との間を流れる電流は小さいが電圧を大きくすることができる。従って、電子時計は電圧の大きい光電変換装置を使用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１…電子時計、１２…光電変換モジュール、１７…アンテナとしてのパッチアンテナ、１７ａ…受信部、２４，７７…光電変換装置、３４ａ，７８ａ…主面としての第１面、３４ｃ…主面の法線方向、３４，７８…シリコン基板としての半導体基板、４７…光。
【図１】
2020159707.tif 000003
【図２】
2020159707.tif 000004
【図３】
2020159707.tif 000005
【図４】
2020159707.tif 000006
【図５】
2020159707.tif 000007
【図６】
2020159707.tif 000008
【図７】
2020159707.tif 000009
【図８】
2020159707.tif 000010
【図９】
2020159707.tif 000011
【図１０】
2020159707.tif 000012
【図１１】
2020159707.tif 000013
【図１２】
2020159707.tif 000014
【図１３】
2020159707.tif 000015
【図１４】
2020159707.tif 000016
【図１５】
2020159707.tif 000017
【図１６】
2020159707.tif 000018