發光或受光用半導體模塊及其製造方法
2023-05-01 08:11:01 4
專利名稱：發光或受光用半導體模塊及其製造方法
技術領域：
本發明涉及多個近似球狀的半導體器件組合而成的發光或受光用模塊及其製造方法。該發光或受光用半導體模塊可適用於太陽能電池板、照明面板、顯示器、半導體光催化劑等各種用途。
背景技術：
以往，研究了一種用於太陽能電池及半導體光催化劑的技術，它是在p型或n型半導體構成的小直徑球狀半導體元件的表面部分，通過擴散層，形成pn結，再將多個這樣的球狀半導體元件與公用電極並聯。
在美國專利第3998659號公報中揭示了以下技術，將許多球狀半導體的擴散層與公用薄膜狀電極(正極)連接，同時將許多球狀半導體的n型芯部分與公用薄膜狀電極(負極)連接構成太陽能電池。
在美國專利4021323號公報中揭示了一種太陽能變換器(半導體模塊)，它是將p型球狀半導體元件與n型球狀半導體元件排成一排配置，將這些半導體與公用薄膜狀電極連接，同時使這些半導體元件的擴散層與公用電解液接觸，照射太陽光使電解液產生電解。
在美國專利第4582588號公報及美國專利第5469020號公報所示的採用球狀單元的模塊中，由於各球狀單元也是通過與片狀公用電極連接進行安裝的，因此適合於將多個球狀單元並聯，而不適合於將多個球狀單元串聯。
另外，本發明的發明人在WO98/15983及WO99/10935號國際公開公報中提出了一種半導體器件，它是在p型半導體及n型半導體構成的球狀半導體元件形成了擴散層、pn結及一對電極的粒狀發光或受光用半導體器件。還提出一種半導體模塊，它是將多個這樣的半導體器件串聯，或者將多個這樣的串聯體並聯，形成能夠適用於太陽能電池、供給水的電解等使用的光催化劑裝置、各種發光器件及彩色顯示器等的半導體模塊。
在該半導體模塊中，若由於某一個串聯體的某一個半導體器件因故障而處於開路狀態，則包含該半導體元件的串聯電路中沒有電流流過，該串聯中剩下的正常的半導體器件也處於功能停止狀態，產生半導體模塊的輸出降低的現象。
再有，對於前述公報中本發明者提出的形成正負電極的球狀半導體器件，由於它容易翻轉，因此使用很麻煩，難以決定形成正負電極的位置，或者在組裝時也難以識別正負電極。
因此，本申請的發明人曾研究了在球狀半導體元件形成一對平坦面，並在這些平坦面上形成電極的技術。但是已經證明，不僅電極形成用的步驟數增多，而且識別正負電極依然不容易，對於採用多個球狀半導體器件來批量生產半導體模塊也不太有利。
本發明的目的在於提供一種即使在本發明的某個器件出了故障、也能將輸出電壓和電流的降低減小到最低限度的發光或受光用半導體模塊及其製造方法，提供一種容易識別粒狀半導體器件的一對電極的發光或受光用半導體模塊及其製造方法，以及提供一種通過透光構件的反射作用而在與入射點和發光點相隔離的位置處也能引導光線的發光或受光用半導體模塊及其製造方法。
發明的揭示本發明的發光或受光用半導體模塊具備以導電方向一致的多行多列配置的多個近似球狀的具有發光或受光功能的半導體器件，以及將各列的多個半導體器件串聯、同時又將各行的多個半導體器件並聯的導電連接構件。
上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極。
本發明的另一發光或受光用半導體模塊具備帶有發光或受光功能的多個近似球狀的半導體器件，以及將各列的多個半導體器件串聯、同時又將同一平面上排成環狀的多個半導體器件並聯的導電連接構件；上述半導體器件以導電方向一致的狀態多列區分形成環狀多列配置。
上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極(權利要求5)。
本發明的發光或受光用半導體模塊的製造方法具備以下3個步驟，製作多個具有發光或受光功能的近似球狀的半導體器件的第1步驟，將多個半導體器件配置成多行多列的矩陣形、並使這些半導體器件的導電方向與列方向一致、通過多條連接引線將各列的半導體器件串聯的同時又將多行半導體器件並聯的第2步驟，將包含上述多個半導體器件和多條連接引線的組裝體用透明的合成樹脂制透光構件封裝的第3步驟；第1步驟中，上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極。
本發明的另一發光或受光用半導體模塊的製造方法具備以下4個步驟，製作多個未形成電極的半導體器件的第1步驟，將多個未形成電極的半導體器件配置成多行多列的矩陣形、並使這些未形成電極的半導體器件的導電方向與列方向一致、通過在各未形成電極的半導體器件的平坦面和與此平坦面相反側的頂部塗布的導電糊和多條連接引線、將各列未形成電極的半導體器件串聯並將各行未形成電極的半導體器件並聯形成組裝體的第2步驟，對上述組裝體進行規定的加熱處理、使塗布在各半導體器件上的導電糊硬化、形成與上述pn結的兩端通電連接的一對電極的第3步驟，以及將上述組裝體的大部分用透明的合成樹脂制透光構件封裝的第4步驟；第1步驟中，上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結。
附圖的簡單說明圖1～圖38所示為本發明的實施方式。圖1(a)及(b)為球狀半導體晶體及近似球狀的半導體晶體的剖面圖。圖2為形成了平坦面的半導體元件的剖面圖。圖3為形成了擴散掩膜用薄膜的半導體元件的剖面圖。圖4為圖3的半導體元件、耐酸片狀物及耐酸蠟的剖面圖。圖5為剩下部分擴散醃膜用薄膜的半導體元件的剖面圖。圖6為形成了擴散層、pn結及防反射膜的半導體元件的剖面圖。圖7為在圖6的半導體元件上附著電極形成用鋁糊及銀糊的半導體元件的剖面圖。圖8為加熱處理圖7的半導體元件而形成的具有一對電極的半導體元件的剖面圖。
圖9為引線框架的平面圖。圖10為最下層的引線框架及糊狀物的剖面圖。圖11為中間的引線框架及糊狀物的剖面圖。圖12為將多個半導體器件與多個引線框架組合的組裝體的平面圖。圖13為前述組裝體的正面圖。圖14為形成透明合成樹脂制透光構件後的3組半導體模塊和引線框架的平面圖。圖15為沿圖14的XV-XV線的剖面圖。圖16為半導體模塊的平面圖。圖17為半導體模的正面圖。圖18為半導體模塊的等效電路圖。
圖19為第2變形實施方式的形成透明合成樹脂制透光構件後的1組半導體模塊及引線框架的平面圖。圖20為沿圖19的XX-XX線的剖面圖。圖21為第3變形實施方式的半導體模塊的平面圖。圖22為沿圖21的XXII-XXII線的剖面圖。
圖23為第4變形實施方式的基片的平面圖。圖24為形成連接引線的基片的平面圖。圖25為安裝了半導體器件的基片的平面圖。圖26為將基片與半導體器件組裝在一起的組裝體的端面圖。圖27為基片、半導體器件與透光構件等構成的半導體模塊的端面圖。圖28為部分改變圖27的半導體模塊的半導體模塊的端面圖。圖29為與前述基片不同的其他基片的平面圖。圖30為圖29的基片的縱向剖面圖。
圖31為第5變形實施方式的半導體元件的剖面圖。圖32為在圖31的半導體元件上形成了矽成長層及pn結的半導體元件的剖面圖。圖33為在圖32的半導體元件上形成了防反射膜的半導體元件的剖面圖。圖34為在圖33的半導體元件上形成了正負電極的半導體器件的剖面圖。
圖35為第6變形實施方式的半導體元件的剖面圖。圖36為在圖35的半導體元件上形成p型基板層的半導體元件的剖面圖。圖37為在圖36的半導體元件上形成n型發射極層的半導體元件的剖面圖。圖38為npn光電電晶體的剖面圖。
實施發明的最佳方式下面根據
本發明的實施方式。
首先說明裝在半導體模塊內的作為太陽能電池單元的半導體器件。
圖1-圖8所示為具有作為太陽能電池單元功能的受光用半導體器件10的製造方法。圖8為上述受光用半導體器件10的剖面圖。
如圖8所示，受光用半導體器件10具有除去了p型半導體形成的近似球狀的半導體晶體1a的一部分而形成了平坦面2的半導體元件1、n+型擴散層3、通過該擴散層3形成的近似球面狀的pn結4、由矽氧化膜形成的擴散掩膜用薄膜5、一對電極6a及6b(正電極6a和負電極6b)和防反射膜7等。
半導體元件1是由電阻率為1Ωcm左右的p型矽單晶形成的，例如直徑1.5mm的圓球狀半導體晶體1a(參照圖1(a))製成。但是，也可以採用圖1(b)所示的由矽單晶形成的直徑大致相同的近似球狀的半導體晶體1b來代替半導體晶體1a。
如圖2所示，在夾住半導體元件1的中心的相對的一對頂部中的一個頂部，形成直徑為0.7～0.9mm的平坦面2。將多個同種半導體元件1的高度統一為1.3～1.35mm左右的高度。這是為了後述的在半導體模塊20中容易裝配。
n+型擴散層3在除了平坦面2以外的大部分半導體元件1的表層部分形成，在平坦面2及其外周附近形成擴散掩膜用薄膜5(例如厚度為0.6～0.7μm)。在平坦面2及其外周附近不形成擴散層3。該擴散層3是擴散作為n型摻雜雜質的磷而形成的厚度為0.4～0.5μm的n+型擴散層。在半導體元件1上，通過該擴散層3形成近似球面狀的pn結4(準確來說是pn+結)。在半導體元件1的平坦面2上，貫穿擴散掩膜用薄膜5，形成與半導體元件1的p型矽單晶通電連接的正電極6a。在半導體元件1中，在夾住其中心與正電極6a相反側的頂部，貫穿防反射膜7，形成與n型擴散層3通電連接的負電極6b。另外，所述正電極6b是使鋁糊附著燒結而成，負電極6b是使銀糊附著燒結而成。防反射膜7是由含磷的矽氧化膜(例如厚度為0.6～0.7μm)形成，使得形成的該防反射膜7覆蓋擴散掩膜用薄膜5以外的半導體元件1的整個表面，與擴散掩膜薄膜5共同作用，覆蓋半導體元件1的幾乎整個表面。另外，根據下面說明的半導體器件10的製造方法的敘述，將更加清楚半導體器件10的結構。
在該半導體器件10中，近似球面狀的pn結4具有光電變換功能，受到太陽光照射後進行光電變換，在正電極6a與負電極6b之間最大產生約0.6伏的電動勢。在該半導體器件10中，由於具有近似球面狀的pn結4，在平坦面2形成正電極6a，在正電極6a的相反側的位置形成與擴散層4的中心對應的位置連接的負電極6b，因此除了連接兩電極6a與6b的方向之外，對於從所有方向入射的光，也都具有同樣的光靈敏度。
由於形成平坦面2，在平坦面2形成正電極6a，在與平坦面2的相反側的頂部形成負電極6b，因此半導體器件10難以翻轉，在用真空夾吸附時，能夠吸附平坦面2，容易使多個半導體元件1的方向對齊排列，使用方便。另外，用傳感器或通過目視也能夠容易判斷正電極6a及負電極6b，在將多個半導體器件10裝配成半導體模塊時，能夠提高作業效率。再有，為了形成負電極6b，由於不需要形成平坦面，因此能夠減少電極形成的步驟，在減少半導體元件1的製造費用上也是有利的。
下面參照圖1～圖8說明製造前述半導體器件10的方法。首先，如圖1(a)所示，製造許多直徑1.5mm、由電阻率1Ωm左右的p型矽單形成的球狀或近似球狀的半導體晶體1a。這樣的球狀半導體晶體1a可以利用本發明人已經在日本專利公開公報平10-33969號或國際公開公報WO98/15983號公報中提出的方法製造。在該方法中，採用落下管，使作為原料的矽粒在落下管的上端側內部以懸浮狀態熔融之後，一面使其自由落體，一面利用表面張力的作用使其保持圓球狀並凝固，這樣製成近似圓球狀的矽單晶球體。另外，在製造前述半導體晶體1a時，常常由於凝固時收縮等主要原因，在半導體晶體1a上產生微小的凸起和凹下的部分。另外，也可以不採用前述的落下管的無重力方式，而是利用機械化學研磨方式製造球狀或近似球狀的半導體晶體。
這裡，也可以採用具有圖1(b)所示凸起部分1c的多個半導體晶體1b來代替前述多個半導體晶體1a。這樣的半導體晶體1b雖具有與半導體晶體1a相同的直徑及電阻率，但在製造該半導體晶體1b時，一面將矽粉末燃燒形成微細粉末，一面與高速流動的單矽烷/氫的混合氣體一起送入流化床反應爐內，加熱至600～700℃，將單矽烷分解，通過這樣能夠製成大量近似球體的矽單晶半導體晶體1b。
然後，如圖2所示，將半導體晶體1a(或半導體晶體1b)的表面的一部分利用機械化學研磨法進行平面加工，形成直徑0.7～0.9mm左右的平坦面2，製成圖2所示的半導體元件1。這時，在半導體晶體1b那樣表面有凸起部分1c時，除去該凸起部分1c後形成平坦面2。在半導體晶體1a的表面上具有外部形狀雜亂的凸起或凹下部分時，除去該凸起或凹下部分後形成平坦面2，成為高H為1.3～1.35mm的半導體元件1。在形成前述平坦面2時，是將多個半導體晶體1a(或半導體晶體1b)用蠟或合成樹脂固定在玻璃板上，在這樣的狀態下進行研磨加工。而且，是對多個半導體晶體1a進行研磨加工，使得多個半導體元件1的高度H達到例如1.3～1.35mm左右的相等的高度。
通過形成前述平坦面2，由於能夠除去半導體晶體1a及1b的表面使質量不穩定的部分，除此之外還能夠使多個半導體元件1的高度H一致，因此有利於後述的半導體模塊20的製造。
然後，如圖3所示，利用加熱氧化法，在半導體元件1的整個表面形成由矽氧化膜構成的擴散掩膜用薄膜5(例如膜厚為0.6～0.7μm)。
然後，如圖4所示，在耐酸片8上覆蓋耐酸蠟9，加熱使蠟處於熔融狀態下，將多個半導體元件1的平坦面2與耐酸片8貼緊，以這樣的狀態使其接觸並粘結固定。然後，將前述耐酸片8、蠟9及多個半導體元件1浸入氫氟酸(HF)與氟化銨(NH4F)混合而成的腐蝕液，利用腐蝕除去未被耐酸蠟9覆蓋的擴散掩膜用薄膜5，然後溶解除去蠟9，能夠得到圖5所示的半導體元件1。在該半導體元件1上，僅僅在半導體元件1的平坦面2及其外周附近殘留擴散掩膜用薄膜5。
然後，如圖6所示，在用擴散掩膜用薄膜5遮住平坦面2及其外周附近的狀態下，利用眾所周知的方法，在半導體元件1的表面擴散作為n型摻雜雜質的磷(P)，形成n+型擴散層3(深度為0.4～0.5μm)，形成距離半導體元件1的表面深度為0.4～0.5μm左右的近似球面狀的pn結4。
在擴散磷時，pn結4的端部邊緣向擴散掩膜用薄膜5的下面擴散，保護伸入的表面，在未殘留擴散掩膜用薄膜5的表面，由於形成含磷的氧化矽薄膜(例如膜厚為0.4μm左右)，因此將該矽氧化膜照原樣保護下來作為防反射膜7。因此，能夠省略形成防反射膜7的步驟，這一點是有利的。另外，也可以在前述矽氧化膜的表面，利用CVD法澱積二氧化矽，通過這樣將防反射膜的厚度調整為最佳值。這樣一來形成的狀態是，半導體元件1的平坦面2及其外周附近用SiO2形成的擴散掩膜用薄膜5覆蓋，而剩下的表面部分用含磷的SiO2形成的防反射膜7覆蓋。這樣，由於形成了防反射膜7，因此能夠抑制光的反射，提高光的輸入量。
然後，如圖7所示，在平坦面2的擴散掩膜用薄膜5的表面塗布鋁糊6A(例如直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)，同時在夾住半導體元件1的中心並與平坦面2相對的相反側頂部塗布銀糊6B(例如直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)，加熱至約150℃使其乾燥。然後，如前所述，將設置了鋁糊6A及銀糊6B的多個半導體元件1放在電爐內的氮氣氣氛中，以約800～850℃的溫度加熱燒結約30分鐘。於是，如圖8所示，鋁糊6A形成貫穿擴散掩膜用薄膜5、與p型矽單晶以低電阻接觸的正電極6a，銀糊6B形成貫穿防反射膜7、與擴散層3以低電阻接觸的負電極6b，正電極6a與負電極6b位於夾住半導體元件1的中心並近似對稱的位置。這樣一來，製得了適合作為太陽能電池單元(受光用器件)的球狀近似球狀的受光用半導體器件10。
在前述糊狀物塗布時，由於鋁糊6A只要塗布在平坦面2即可，因此不會搞錯塗布位置，同時由於只要將銀糊6B塗布在與鋁糊6A的相反側的頂部即可，因此也不會搞錯塗布位置。
該球面受光型半導體器件10，如國際公開公報WO98/15983號公報的圖20～圖27所示，可以單獨放入玻璃封裝或合成樹脂封裝內，或者將多個串聯作為陣列，放入玻璃封裝或合成樹脂封裝內，能夠與外部電路連接，用作幾乎沒有方向性(能夠接受來自所有方向的光)的受光器件。
另外，也可以將該半導體器件10配置成多行多列的矩陣列，將各列的多個半導體元件1串聯，同時將各行的多個半導體元件1並聯，將它們埋入透明的合成樹脂內，形成有撓性的片狀受光用半導體模塊，也可以與此相同，形成圓筒片狀或圓柱狀的受光用半導體模塊。另外，作為將多個半導體元件1通電連接的結構，也可以採用用導電性環氧樹脂等連接的結構。
在上述電極形成時，是在擴散掩膜用薄膜5的表面塗布鋁糊6A，同時在防反射膜7的表面塗布銀糊6B，然後通過加熱燒結，形成與p型半導體連接的正電極6a及與擴散層3連接的負電極6b，因此能夠簡化電極形成用的步驟。而且，由於有效採用擴散層3形成時所成的矽氧化膜作為防反射膜7，因此能夠進一步減少製造半導體器件10的步驟數，降低製造費用。
下面說明採用上述製成的作為太陽能電池單元的半導體器件10來製成的適合大量生產、廉價的樹脂澆注型受光用半導體模塊20(太陽能電池模塊)的結構及製造方法。首先，參照圖16及圖17說明其結構。該受光用半導體模塊20實際上是以配置成多行多列的矩陣形的半導體器件為主體而構成的，但為了使說明簡單起見，以採用例如5行5列共25個半導體器件10的受光用半導體模塊為例進行說明。該受光用半導體模塊20具有25個半導體器件10、將25個半導體器件10進行通電連接用的由6條連接引線21～26構成的導電連接構件27、透光構件28、正極端29a及負極端29b。
25個粒狀半導體器件10以導電方向一致的狀態配置成5行5列，利用導電連接構件27，將各列的多個半導體器件10串聯，同時將各行的多個半導體器件10並聯。導電連接構件27由6條金屬制連接引線21～26構成。6條連接引線21～26由與最下一行的半導體器件21的下面一側的正電極6a連接的連接引線21、裝在各行半導體器件10與其上面一側相鄰的一行半導體器件10之間的連接引線22～25、以及與最上一行的半導體器件10的上面一側的負電極6b連接的連接引線26構成。各連接引線22～25與其下側的半導體器件10的負電極6b及其上側的半導體器件10的正電極6a連接。這樣一來，各列半導體器件10利用連接引線22～25串聯，各行半導體器件10利用連接引線21～26串聯。
25個半導體器件10及導電連接構件27處於埋入丙烯酸樹脂或聚碳酸酯等透明合成樹脂構成的透光構件28內的狀態進行封裝，對於透光構件28，形成對各列半導體器件10從兩側引入外來光的部分圓柱透鏡部分28a。該太陽能電池板的受光用半導體模塊20的等效電路如圖18所示。
在該受光用半導體模塊20中，由於採用埋入透明合成樹脂形成的透明構件28內的結構，因此25個半導體器件10與連接引線21～26進行了牢固的封裝，其強度及耐久性都很優異。透光構件28的部分圓柱透鏡部分28a是為了對各列半導體器件10高效引入外來光用的，與將半導體模塊20的面形成為平面的情況相比，具有很寬的方向性，採光性及聚光性優異。而且，由於透光構件28的光的折射率大於1.0，因此進入透光構件28的光在部分圓柱透鏡部分28a的表面重複反射，容易被半導體器件10吸收。特別是由於丙烯酸或聚碳酸酯等透明合成樹脂或玻璃等折射率大於空氣的折射率，因此從外部入射的光，在透光構件28內由於漫反射而擴散，形成大範圍分散。由於裝在透光構件28內的半導體器件10能夠吸收所有方向的光，因此與以往的單側平面結構的太陽能電池板相比，光利用效率高，能產生大的光電勢。
在該光導體模塊20中，由於有前述導電連接構件27，因此即使在因某一個半導體器件10產生故障或天陰而引起功能降低或功能停止的情況下，也僅僅是這些半導體器件10引起光電勢降低或停止，而正常的半導體器件10的輸出通過處於並聯關係的其他半導體器件10而分流輸出，所以因一部分半導體器件10的故障或功能下降基本上不會產生不良影響，能夠形成可靠性及耐久性優異的受光用半導體模塊20。而且，能夠通過簡單結構的導電連接構件27，將多個半導體模塊20串聯及並聯。
下面參照圖9～圖15說明製造上述受光用半導體模塊20(太陽能電池模塊)的方法。
首先，製成前述的多個半導體器件10，與此同時，製成如圖9所示的平板狀引線框架21A～26A，它是利用金屬模具將在鐵鎳合金(Fe56％、Ni42％)的薄板(厚度為0.3mm左右)表面鍍以厚度為3μm左右的銀或鎳而得的材料衝孔，製成具有4個開口部分30a及30b的引線框架。在引線框21A上，形成與4mm左右寬度的外框部分相互平行的0.5mm寬的3條連接引線21。其他的引線框架22A～26A也同樣。
然後，如圖9～圖13所示，在各引線框架21A～25A的連接引線21～25的上表面5個部位，塗布鋁糊32(直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)，在引線框架22A～26A的連接引線22～26的下表面5個部位，塗布銀糊33(直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)。然後，在引線框架21A的連接引線21的鋁糊31上放置半導體器件10，將正電極6a朝下。再在第1層的15個半導體器件10的上面放置引線框架22A，使15個負電極6b與連接引線22的銀糊33接觸。接下來與前述相同，依次放置引線框架23A～26A及半導體器件10，用這些引線框架21A～26A，將25個×3的半導體器件10配置成圖13所示的3組5行5列的矩陣狀，製成組裝體30。最後，在最上層的引線框架26A的上面放置規定的重物，在這樣的狀態下，放入加熱爐內，以160～180℃的溫度加熱，使鋁糊32及銀糊33固化。
這樣形成的狀態是，通過6片引線框架21A～26A，各組(各模塊)的25個半導體器件10通電連接，3組共計75個半導體器件10有規則地放置在6片引線框架21A～26A的連接引線21～26之間，在各模塊的25個半導體器件10中，各列的半導體器件10利用連接引線21～26串聯，同時各行的半導體器件10利用連接引線21～26並聯。
然後，如圖14～圖15所示，將75個半導體器件10與6片引線框架21A～26A的組裝體30放入成形金屬模具(圖示省略)，用透明合成樹脂(例如丙烯酸樹脂或聚碳酸酯等)如圖所示澆注成形，在各透光構件28內埋入各組的5行5列半導體器件10及與其對應的連接引線21～26，用透光構件28進行封裝。這樣，作為太陽能電池板的3組受光用半導體模塊20同時成形。在透光構件28中，對各列半導體器件10形成將從兩側來的外來光集中的部分圓筒透鏡28a。另外，連接引線21～26的兩端部向透光構件28的外部突出。
最後，將3組受光用半導體模塊20與6片引線框架21A～26A的外框切斷，得到圖16及圖17所示的受光用半導體模塊20。
(第1變形實施方式)在前述實施方式中，說明的是在各半導體器件10形成正電極6a及負電極6b之後進行組裝體30的組裝的例子。也可以如下所述，在將組裝體30進行組裝時形成正電極6a及負電極6b。
即，在各引線框架21A～25A的連接引線21～25的上表面5個部位，如圖10所示，塗布鋁糊(直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)，在該各鋁糊上，使未形成電極的半導體器件10的平坦面進行面接觸，在該狀態下，將各引框架21A～25A及其上的15個半導體器件10在加熱爐內以150℃加熱，使鋁糊固化，使半導體器件10與連接引線21～25固定。
然後，對固定在各引線框架21A～25A的15個半導體器件10的頂部(夾住半導體器件10的中心並與平坦面2相對的頂部)塗布銀糊(直徑為0.5mm，厚度為0.2～0.3mm)，以引線框架22A～26A的外形的兩邊為基準在各引線框架21A～25A的15個半導體器件10的上面放置分別對應的各引線框架22A～26A(在上表面側固定有半導體器件10的引線框架21A～25A及未固定有半導體器件10的引線框架26A)。使連接引線22～26與銀糊接觸，組裝成圖13所示的組裝體30，將該組裝體30在加熱爐內以150℃加熱，使銀糊固化，使半導體器件10與連接引線22～26固定。
然後，將組裝體30放在加熱爐內，在氮氣氣氛中以800～850℃的溫度加熱約30分鐘。利用該加熱，使各半導體器件10的擴散掩膜用薄膜因熱而破壞，鋁糊形成與p型矽半導體連接的狀態，鋁糊形成正電極6a。同時，各半導體器件10的防反射膜7因熱而破壞，銀糊以與n型擴散層3連接的狀態形成負電極6b。這樣，完成圖13所示的組裝體30。利用該方法，由於能夠省略在各半導體器件10上形成正負電極6a及6b的步驟，能夠與組裝體30的組裝同時形成電極6a及6b，因此在降低半導體模塊20的製造費用上是有利的。
(第2變形實施方式)(參照圖19及圖20)在前述實施方式中，是將組裝體30放入成形金屬模具內，注入透明合成樹脂，形成3組半導體模塊20，然後將各半導體模塊20與外框31切斷。但是，不一定必須如前所述形成3組半導體模塊，也可以如圖19及圖20所示，將25個×3的半導體器件10及連接引線21～26放入具有立方體形狀的成形腔的成形金屬模具內，注入透明合成樹脂後固化，形成在近似立方體形狀的透光構件28A內三維配置75個半導體器件10的立方體形狀半導體模塊20A。另外，在該立方體形狀的半導體模塊20A的外表面，最好形成與前述部分圓柱透鏡28a相同的部分圓柱透鏡28a。在該半導體模塊20A中，為了說明簡化起見，是以將半導體器件10排列成5行5列矩陣狀的情況為例進行說明的，但也有的情況是將半導體器件10排列成多行多列的矩陣狀，再將它形成立方體形狀的半導體模塊20A。
在該立方體形狀的半導體模塊20A中，由於在透光構件28A內三維排列多個半導體器件，因此接受來自三維的所有方向的光進行光電變換。而且，由於該多個半導體器件10具有較大的受光表面積，因此與前述半導體模塊20相比，具有較大的受光能力。入射至透光構件28A內的一部分光直接到達半導體器件10，剩下的光經過重複漫反射及散射後到達半導體器件10。因此，與以往的太陽能電池板相比，能夠更進一步提高光利用率。另外，也可以將該立方體形狀的半導體模塊20A形成片狀，在透明的撓性透光構件內放置多層，實現裝入了半導體器件10的半導體模塊。
(第3變形實施方式)(參照圖21及圖22)下面說明利用半導體器件10的具有受光功能的半導體模塊的變形實施方式。如圖21及圖22所示，該半導體模塊包括具有受光後進行光電變換功能的80個(16個×5)半導體器件10、包含金屬制6個環形引線框架41～46的導電構件50以及透光構件。這裡，半導體器件10是與半導體模塊20中的半導體器件10相同的器件。
環形引線框架41～46是分別將內側連接引線41a～46a與外側連接引線41b～46b形成一體，外側連接引線41b～46b形成向半徑方向外側凸出的4個外部引線41c～46c。40個半導體器件10以導電方向一致的狀態分成8列，沿圓周方向相距等間隔與內側連接引線41a～46a(寬度為0.8mm)連接，剩下的40個半導體器件10以導電方向一致的狀態分成8列，沿圓周方向相距等間隔與外側連接引線41b～46b(寬度為0.8mm)連接。
導電連接構件50具有最下層的環形引線框架41，中間層的環形引線框架42～45、以及最上層的環形引線框架46。環形引線框架41～46與前述實施方式的引線框架(21～26)是相同的材料及相同的板厚。最下層的環形引線框架41的外部引線41c作為正極端47a，另外最上層的環形引線框架46的外部引線46c作為負極端47b。
與前述半導體模塊20相同，各環形引線框架41～45與其上側的半導體器件10的正電極6a利用鋁糊連接。同時各環形引線框架42～46與其下側的半導體器件10的負電極6b利用銀糊連接。這樣，導電連接構件50將各列5個半導體器件10串聯，同時將各層的16個半導體器件10並聯。
將前述6片環形引線框架41～46與80個半導體器件10組裝形成的組裝體51埋入圓柱形透光構件48。這裡，外部引線41c～46c的外端部凸出在外部。透光構件48由丙烯或聚碳酸酯等透明合成樹脂構成。在透光構件48的下端面及上端面的中間部分形成提高光線引入率用的圓錐形凹下部分48a及48b。在透光構件48的下端外周部分及上端外周部分形成提高光線引入率用的部分圓錐形倒角49a及49b。
下面說明製造該半導體模塊40的方法。
首先，製備環形引線框架41～46及80個半導體器件10。然後，與製成半導體模塊20的情況基體相同，將環形引線框架41～46、80個半導體器件10、鋁糊及銀糊等進行組裝，通過這樣完成組裝體51。
然後，將組裝體51放入加熱爐，在氮氣氣氛中以800～850℃的溫度加熱約30分鐘，使鋁糊及銀糊固化。然後，將組裝體60放入金屬模具內，向金屬模具內注入熔融狀態的透明合成樹脂(例如，丙烯酸樹脂或聚碳酸酯等)使其固化，得到半導體模塊40。
另外，在製造該半導體模塊40時，也可以與第1變形實施方式相同，在用未形成電極的半導體器件10組裝成組裝體51的同時或組裝之後形成正負電極6a及6b。
根據該半導體模塊40，由於其整個模塊形成圓柱形，因此即使外來光在從整個圓周360度的任何方向入射時，也確實能夠引入透光構件48內，從半導體模塊40的上方或下方來外來光也確實能夠引入透光構件48內。引入透光構件48內的光經漫反射而擴散併到達半導體器件10後進行光電變換，在正極端47a與負極端47b之間產生約3.0伏左右的電動勢。
(第4變形實施方式)(參照圖23～圖29)下面對於受光用半導體模塊的變形實施方式綜合說明其製造方法及結構。首先，製成圖23所示的基片60。該基片60是透明合成樹脂(例如，丙烯酸或聚碳酸酯)制的厚度為0.4～0.6mm、規定尺寸(例如，200mm×200mm)的平面形透明片狀體。為了安裝與前述圖8的半導體器件10相同的半導體器件10，形成例如1.5mm×1.5mm大小的正方形小孔61，排列成多行多列的矩陣狀，在小孔列與小孔列之間形成寬度為0.8～1.0mm的縱向框架62，在小孔行與小孔行之間形成寬度為0.4～0.6mm的連接引線形成部分63。該小孔61形成的大小及形狀最好為使得半導體器件10的正負電極6a與6b之間的中間赤道部分的多個點輕輕點接觸並嵌入。小孔的形狀不限定於正方形，可以採用各種形狀。
該基片60可以利用精密成形金屬模具通過注射成形等製成，或者也可以對片狀或薄膜狀的基片材料在加上規定的掩膜的狀態下，利用準分子雷射等雷射束進行打孔加工而製成，也可以用其他的方法製成。
然後，如圖24所示，對於多個連接引線形成部分63的至少一面及面向小孔61的部分，形成透明導電性合成樹脂或金屬制的導電膜64a(例如厚度為10～30μm)作為連接引線64。在基片60的列方向一端側與另一端側的外部導線連接部分65，形成導電性合成樹脂或金屬制的導電膜66a(例如厚度為10～30μm)，在面向小孔61的部分也形成導電膜66a作為連接引線66。另外，在形成金屬制的導電膜64a及66a時，也可以用鍍鎳膜形成。另外，在製成前述基片60之前或同時製成多個與圖8所示器件相同的半導體器件10。
然後，如圖25及圖26所示，將基片60設置在適當的水平臺板上，處於約懸浮0.5mm左右的狀態，在這樣的狀態下將半導體器件10分別裝在多個小孔61的位置。在這種情況下，對半導體器件10的正電極6a及負電極6b塗布導電性粘結劑或導電性糊狀物(鋁糊、銀糊或金糊等)，使全部半導體器件10的導電方向一致，而且正負電極6a及6b與對應的導電膜64a及66a面接觸，在這樣的狀態下將半導體器件10安裝在小孔61中，使半導體器件10向基片60兩面的表面外近似相等地凸出。然後，根據需要，也可以對電極6a及6b處的導電性粘結劑或導電性糊狀物照射雷射，使其固化。
這樣，構成了由多個連接引線64及66、以及將半導體器件10的電極6a及6b與連接引線連接的導電糊狀物等形成的導電連接構件，利用該導電連接構件形成的狀態是，將各列半導體器件10串聯，同時將各行半導體器件10並聯。
然後，如圖27所示，如前所述將基片60與多個半導體器件10組裝形成的組裝體67放入規定的成形金屬模具內，注入熔融狀態的透明合成樹脂(例如，丙烯酸或聚碳酸酯等)成形，則成為基片60及多個半導體器件10埋入由合成樹脂形成的透光構件68內的狀態，得到近似透明的片狀或薄膜狀的半導體模塊70。另外，為了連接外部導線，基片60的兩端部的外部導線連接部分65的一部分形成從透光構件68凸出的狀態。
該成形時附加的合成樹脂平均膜厚例如可以是0.5～1.0mm，但對它們的膜厚並無限定，其膜厚可以自由設定。供前述成形用的合成樹脂最好採用與基片60同類的合成樹脂，但也可以採用不同類的合成樹脂，通過合適當選擇供該成形用的合成樹脂，也能夠形成具有撓性的半導體模塊70。另外，在對半導體器件10的正負電極6a及6b採用導電性糊狀物時，利用成形時注入的合成樹脂的熱量，也可以實現導電性糊狀物的固化。
在該半導體模塊70中，為了提高光引入性能(採光性能)，各列半導體器件10所對應的外表面部分形成為部分圓筒面69，但這些部分圓筒面69也可以僅在單面一側形成，而另一面則形成為平坦面。另外，半導體模塊70的各半導體器件10所對應的外表面部分也可以形成為部分球面，該部分球面也可以僅在單面一側形成，而另一面則形成為平坦面。
這裡，如圖28所示，將2片組裝體67沿行方向及/或列方向錯開半個間距互相接近平行配置，在該狀態下與前述相同放入成形金屬模具內，用透明合成樹脂連為一體形成透光構件68A，得到半導體模塊70A。另外，在半導體模塊70及70A中，也可以在與光入射方向的相反一側外表面形成鍍鎳膜等光反射膜。
根據本實施方式的半導體模塊70及70A，除了能夠得到與前述半導體模塊20、20A及40相同的作用及效果，還能夠得到特有的作用及效果。在該半導體模塊70及70A中，由於在能夠廉價製成的基片60上形成連接引線64及66，安裝多個半導體器件10，利用注射成形等方法形成合成樹脂制的透光構件68及68A，通過這樣製成薄片形狀，因此能夠形成片狀或薄膜狀的很輕的半導體模塊，能夠降低製造費用，能夠利用多個半導體器件10產生大容量或高電壓的光電勢。
半導體模塊70及70A還可以製成2.0～3.0mm厚的模塊，還能夠實現可貼在窗玻璃上的太陽能電池板(太陽能電池片)。另外，還能夠構成撓性半導體模塊70及70A，能夠製成可裝在汽車車身表面的半導體模塊等可適用於各種用途的半導體模塊70及70A。
特別是在半導體模塊70A中，由於配置成矩陣狀的半導體器件以2層結構進行組裝，因此入射至透光構件68A內的光容易被半導體器件10吸收，光利用效率提高。
下面根據圖29及圖30簡單說明部分改變該變形實施方式的例子。如圖29及圖30所示，在丙烯酸或聚碳酸酯等透明合成樹脂制的基片71(例如厚度為1.5～2.0mm)上形成多個近似半球形的小的凹下部分72，排列成多行多列的矩陣狀，在該基片71的反面可以形成鍍鎳膜等光反射膜73，也可以省略光反射膜73。另外，基片71也可以用柔軟的透明合成樹脂材料構成。
形成的該小的凹下部分72能夠安裝半導體器件10的單側的一半，具有微小間隙或沒有間隙，形成與半導體器件10的平坦面2形狀相適應的平坦部分72a。另外，在各小的凹下部分72的列方向兩端一側形成與正負電極6a及6b面接觸加以保持用的保持片74，使其向圖29的紙面向上一側凸出約0.4mm左右。在該基片71上形成與前述連接引線64及66相同結構的多行連接引線，在各小的凹下部分72安裝半導體器件10，將正電極6a及負電極6b與對應的連接引線連接，形成能夠導電且固定的狀態。這時，也可以這樣構成，使其利用保持片74的保持力，保持住半導體器件10。另外，為了容易形成連接引線，也可以連續形成各行的保持片74。這樣形成為多行的連接引線與前述連接引線64及66相同，構成將各列的多個半導體器件10串聯、同時將各行的半導體器件10並聯的導電連接構件。
然後，將在基片71上安裝多個半導體器件10的組裝體75放入規定的金屬模具內，注入透明的合成樹脂成形。供給該成形用的合成樹脂也可以用透明的柔軟的合成樹脂材料。這樣，多個半導體器10處於埋入由基片71及注入固化的合成樹脂76形成的透光構件77內的狀態，能夠得到片狀或薄膜狀的很輕的受光用半導體模塊70B(太陽能電池片、太陽能電池薄膜或太陽能電池板)。另外，在利用前述成形而形成的透光構件76的外表面也可以形成與前述部分圓筒面69相同的部分圓筒面或部分球面。根據該半導體模塊70B，能夠得到與前述半導體模塊70及70A相同的作用及效果。
(第5變形實施方式)(參照圖31～圖34)圖34為作為球面受光單元的半導體器件80的剖面圖。下面根據圖31～圖34說明製造該半導體器件80的製造方法及其結構。
圖31所示的半導體元件81是與前述圖5所示的半導體元件1相同的元件，是在球狀p型矽單晶82上形成1個平坦面83，在矽單晶82的表面使薄膜的n+矽成長層85成長前，與前述實施方式相同，在平坦面83及其外周附近形成在薄膜單晶成長時遮蔽用的掩膜用薄膜84(矽氧化膜)。另外，根據需要，也可以在掩膜用薄膜84的外表面形成矽氮化膜(Si3N4)。
然後，如圖32所示，在露出在外部的p型矽單晶82的表面採用眾所周知的例如以二氯矽烷或單矽烷(SiH4)為原料氣體的熱壁型常壓化學氣相沉積法(CVD法)形成均勻膜厚(例如0.5～1.5μm)的n+成長層85(相當於半導體薄膜澱積層)。這樣，在p型矽單晶82的表層部分形成球面狀的pn結86。然後，採用眾所周知的腐蝕方法，除去掩膜用薄膜84，再對整個表面進行輕度(例如厚度為0.1～0.2μm)腐蝕。然後，再覆蓋(形成)厚度為0.4～0.5μm的矽氧化膜，如圖33所示，形成近似球面狀的防反射膜87。
作為該防反射膜87，除了矽氧化膜以外，也可以採用氧化鈦、氮化矽、氧化鋁、氟化鎂等薄膜。
然後，與前述實施方式相同，在平坦面83的中間部分及夾住半導體元件81中心並與平坦面83相對的球面頂部形成正電極88a及負電極88b。該半導體器件80(球面受光單元)也具有與圖8的半導體器件10近似相同的光電變換功能，具有很寬的方向性。
(第6變形實施方式)(參照圖35～圖38)圖38為具有近似球面狀的受光面的npn光電電晶體90(半導體器件)的剖面圖，下面根據圖35～圖38說明該npn光電電晶體90的製造方法及結構。
圖35所示的半導體元件91在球狀n型矽單晶92(電阻率1～10Ωcm)的一個頂部形成平坦面93，在平坦面及其外周附近形成硼擴散掩膜用薄膜94(矽氧化膜)。該半導體元件91採用n型矽單晶92來代替前述實施方式的圖5所示的p型矽單晶，由於僅僅這一點不同，因此可以與圖5的半導體元件1近似相同製成。
然後，在n型矽單晶92的表層部分利用眾所周知的熱擴散方法，擴散p型雜質的硼(例如深度為0.3～0.5μm)形成p型基極層95。通過這樣，在與n型矽單晶92形成的n型集電極92a之間形成近似球面狀的集電結96。在擴散硼時生成的薄的矽氧化膜97與除此以外的擴散掩膜用薄膜94一起利用眾所周知的腐蝕方法一次除去。然後，如圖37所示，再在整個表面設置矽氧化膜98及98a。該矽氧化膜98用作為接下來在p型基極層95的表面上擴散磷用的掩膜，因此保留平坦面93及其外周附近的矽氧化膜98a，利用眾所周知的光刻法除去。另外，該平坦面93可以用來對應該遮蔽的部分進行定位。
然後，利用眾所周知的熱擴散方法，擴散n型雜質的磷(例如深度為0.1～0.2μm)，在p型基極層95的區域內設置近似球面狀的n型發射極層99。通過這樣，如圖37所示，在與p型基極層95之間形成與集電結96保持一定間隔(0.1～0.4μm左右)的發射結100。利用擴散磷時生成的薄的矽氧化膜作為防反射膜101。然後，與前述實施方式的半導體元件1相同，採用銀糊及鋁糊，如圖38所示設置集電極102及發射極103。該電極102及103也可以與引線框架等外部導電構件連接而形成。
該近似球狀的npn光電電晶體90(相當於受光用半導體器件)的大部分球面為受光面，若在集電結為逆偏置的狀態下，來自外部的光在集電結96的附近被吸收，則產生光電流，在發射極103與集電極102之間流過被放大的外部電流。該光電電晶體90的特徵是能夠用作光開關等，受光靈敏度高，光的方向性很寬。
下面說明部分改變前述實施方式的各種變形例。
1]作為構成前述半導體元件81和91的半導體，也可以採用多晶矽，或者用其他半導體來代替矽，例如，Si與Ge的混晶半導體或多層結構的半導體，或者也可以採用GaAs、InP、GaP、GaN、InCuSe、SiC等任一種化合物半導體。另外也可以採用其他半導體。
2]形成半導體元件1的半導體晶體的直徑不一定限定為1.5mm，也可以為0.5～3.0mm左右。另外，形成半導體元件1的半導體晶體的導電型不一定限定為p型，也可以為n型，但在這種情況下要形成p型擴散層。
3]可以採用化學氣相沉積法(CVD)等其他半導體薄膜生成法形成前述擴散層3及pn結4。
4]作為防反射膜7，也可以用氧化鈦膜或氮化矽膜等其他絕緣膜構成來代替矽氧化膜。
5]電極6a及6b的任何一個電極或兩個電極，可以採用金、銀、銅、鋁、銻、銻與金的合金、鎵、鎵與銀的合金、鎵與金的合金等任一種電極材料或它們的糊狀物形成。
6]可以在半導體模塊的兩面裝有強化玻璃，在該強化玻璃之間填入透明的乙烯-乙酸乙烯(EVA)樹脂等，用框架封住端部，採用這樣的結構來代替半導體模塊20及20A的透光構件。
7]半導體模塊20、20A及40中安裝的半導體器件的數量、配置及形態，不一定限定於前述實施方式，可以自由設定。例如，也可以在透明的合成樹脂制薄片(例如厚度為0.3mm)安裝多個半導體器件，排列成多行多列，利用導電連接構件，將各列的多個半導體器件串聯，同時將各行的半導體器件並聯，然後在前述薄片的兩面形成透光構件膜，得到具有撓性的片狀結構的半導體模塊。而且，在該片狀半導體模塊中也可以配置多層半導體器件10。
8]所述半導體模塊是以具有受光功能的半導體模塊為例進行說明的，但本發明的半導體模塊也同樣可以適用於具有發光功能的半導體模塊。但是，這種情況下，作為半導體器件必須採用具有發光功能的半導體器件(球狀半導體器件、圓柱狀半導體器件或粒狀半導體器件)。
作為這樣的具有發光功能的半導體器件，可以採用例如WO98/15983號公報或WO99/10935號公報中本發明的發明者提出的各種球狀發光二極體，或者也可以採用其他各種結構的發光二極體。這樣的具有發光功能的半導體模塊可以適用於面發光型的照明裝置、單色或彩色顯示器或各種顯示裝置等。
9]其他，若是本領域普通技術人員，可以在不脫離本發明宗旨的前提下，對前述實施方式進行其他各種變化。本發明不限定於前述實施方式所揭示的情況。
權利要求
1.發光或受光用半導體模塊，其特徵在於，具備以導電方向一致的多行多列配置的多個近似球狀的具有發光或受光功能的半導體器件，以及將各列的多個半導體器件串聯、同時又將各行的多個半導體器件並聯的導電連接構件；上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極。
2.如權利要求1所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述導電連接構件具有多個金屬制薄板狀的引線框架。
3.如權利要求1或2所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，設有覆蓋上述全部半導體器件使它們處於埋入狀態的透光構件。
4.如權利要求3所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述透光構件具有位於各列的半導體器件的至少一側的部分圓柱形透鏡部。
5.發光或受光用半導體模塊，其特徵在於，具備帶有發光或受光功能的多個近似球狀的半導體器件，以及將各列的多個半導體器件串聯、同時又將同一平面上排成環狀的多個半導體器件並聯的導電連接構件；上述半導體器件以導電方向一致的狀態多列區分形成環狀多列配置，上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極。
6.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述半導體器件為發光器件。
7.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述半導體器件為太陽能電池單元。
8.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述半導體器件為光電二極體。
9.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，上述半導體器件為光電電晶體。
10.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，在上述半導體器件的擴散層的近似球面狀的表面形成了透明的絕緣性防反射膜。
11.如權利要求1或5所述的發光或受光用半導體模塊，其特徵還在於，構成上述半導體器件的半導體結晶的p型或n型半導體為選自砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)、氮化鎵(GaN)、硒化銦銅(InCuSe)、碳化矽(SiC)的化合物半導體。
12.發光或受光用半導體模塊的製造方法，其特徵在於，具備以下3個步驟，製作多個具有發光或受光功能的近似球狀的半導體器件的第1步驟，將多個半導體器件配置成多行多列的矩陣形、並使這些半導體器件的導電方向與列方向一致、通過多條連接引線將各列的半導體器件串聯的同時又將多行半導體器件並聯的第2步驟，將包含上述多個半導體器件和多條連接引線的組裝體用透明的合成樹脂制透光構件封裝的第3步驟；第1步驟中，上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結，以及相對設置在所述平坦面及與該平坦面相反側的頂部、夾住所述半導體元件的中心、並與所述pn結的兩端連接的第1及第2電極。
13.發光或受光用半導體模塊的製造方法，其特徵在於，具備以下4個步驟，製作多個未形成電極的半導體器件的第1步驟，將多個未形成電極的半導體器件配置成多行多列的矩陣形、並使這些未形成電極的半導體器件的導電方向與列方向一致、通過在各未形成電極的半導體器件的平坦面和與此平坦面相反側的頂部塗布的導電糊和多條連接引線、將各列未形成電極的半導體器件串聯並將各行未形成電極的半導體器件並聯形成組裝體的第2步驟，對上述組裝體進行規定的加熱處理、使塗布在各半導體器件上的導電糊硬化、形成與上述pn結的兩端通電連接的一對電極的第3步驟，以及將上述組裝體的大部分用透明的合成樹脂制透光構件封裝的第4步驟；第1步驟中，上述各半導體器件具有除去p型或n型半導體形成的近似球狀的半導體晶體的一部分而形成了平坦面的半導體元件，在除了所述平坦面以外的半導體元件表層部分形成的擴散層或半導體薄膜澱積層及通過該擴散層或半導體薄膜澱積層形成的近似球面狀的pn結。
全文摘要
本發明的半導體模塊(20)是將25個具有光電轉換功能的半導體器件(10)，通過由6條連接引線(21～26)所構成的導電構件配置成5行5列的矩陣形，多列半導體器件(10)串聯連接，且各行半導體器件(10)並聯連接。它還設有埋入在透明的合成樹脂制透光構件(28)內、並向外突出的正極端子和負極端子。半導體器件(10)在球狀的p型半導體結晶的表面部分有擴散層、pn結和一個平坦面，設置在平坦面上形成的與p型半導體結晶相連接的正極6a，以及隔著中心與正極6a相對的負極6b。
文檔編號H01L31/0352GK1470079SQ01817358
公開日2004年1月21日 申請日期2001年8月13日 優先權日2001年8月13日
發明者中田仗祐, 中田仗 申請人:中田仗祐, 中田仗