JP3245100B2 - 半導体素子の製造方法及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法及び太陽電池の製造方法Info
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Description
及び太陽電池に関する。特にエネルギー変換効率が良好
な太陽電池に関する。
して太陽電池が利用されている。
り、該pn接合を構成する半導体としては一般にシリコ
ンが用いられている。半導体として使用されるシリコン
の形態には単結晶、多結晶およびアモルファスがある。
大面積化および低コスト化の点からはアモルファスシリ
コンが有利とされているが、光エネルギーを起電力に変
換する効率や安定性の点からは、単結晶シリコンを用い
るのが好ましい。
みの低コストと単結晶シリコンなみの高エネルギー変換
効率とを得る目的で多結晶シリコンの使用が検討されて
いる。ところが、従来提案されている方法は単結晶シリ
コンの場合と全く同様に塊状の多結晶をスライスして板
状体とし、これを用いるために厚さを0.3mm以下に
することは困難であり、従って光量を十分に吸収するの
に必要以上の厚さとなり、この点で材料の有効利用が十
分ではなかった。即ちコストを下げるためには十分な薄
型化が必要である。最近では溶融したシリコンの液滴を
鋳型に流し込むスピン法によりシリコンシートを形成す
る方法が提案されているが、厚さは最低でも0.1mm
〜0.2mm程度となり結晶シリコンとして光吸収に必
要十分な膜厚(20〜50μm)に比べまだ薄型化が十
分ではない。
こと単結晶シリコン基板上に成長した薄膜のエピタキシ
ャル層を基板から分離(剥離)して太陽電池に用いるこ
とで高エネルギー変換効率と低コスト化を達成する試み
が提案されている(Milnes,A.G.andFe
ucht,D.L.,“Peel−ed Film T
echnologySolar Cells”,IEE
E Photo−voltaic Specialis
t Conference,p.338,1975)。
結晶シリコンと成長エピタキシャル層との間にSiGe
の中間層を挿入させてヘテロエピタキシャル成長させた
上に、さらにこの中間層を選択的に溶融させて成長層を
剥す必要がある。一般的にヘテロエピタキシャル成長さ
せた場合格子定数が異なるため成長界面で欠陥が誘起さ
れやすい。また異種材料を用いるという点でプロセス・
コスト的に有利であると言えない。
6,420に開示されている方法、すなわち、マスク材
を介して結晶基板上に選択的エピタキシャル成長および
横方向成長法によりシート状の結晶を形成した後基板よ
り分離することを特徴とする太陽電池の製造方法により
薄型の結晶太陽電池が得られることが示された。
けられる開口部はライン状であり、このラインシードよ
り選択的エピタキシャル成長および横方向成長を用いて
成長させたシート状の結晶を分離するには結晶の開を利
用して機械的に剥すためにラインシードの形状がある程
度の大きさ以上では基板との接地面積が多くなるので剥
す途中でシート状結晶の破損を惹き起こしてしまう。特
に太陽電池の大面積化を図る場合にはどんなにライン幅
を狭くしても(実際的には1μm前後)ライン長が数m
m〜数cmあるいはそれ以上の大きさになれば致命的な
問題となる。
iO2を用いて1000℃の基板温度で選択的エピタキ
シャル成長および横方向成長によりシリコン薄膜を成長
させる例が示されているが、このような高温度において
は成長するシリコン層とSiO2との反応によってシリ
コン層/SiO2界面近傍においてシリコン層側にかな
りの積層欠陥(面欠陥)が導入される場合がある。この
ような欠陥は太陽電池としての特性に多大な悪影響を与
える。
除去し、良質な薄膜単結晶太陽電池の製造方法を提供す
るものである。
で高品質な太陽電池を提供することにある。
上に形成したエピタキシャル層をSUS基板等の基板に
転写することにより安価な太陽電池を提供することにあ
る。
術における問題を解決し、上記の目的を達成すべく本発
明者らによる鋭意研究の結果完成に至ったものである。
すなわち、本発明は、シリコンウエハを陽極化成処理
し、これによって該シリコンウエハに多孔質層を形成す
る工程、該多孔質層の上にエピタキシャル成長法によっ
て単結晶のエピタキシャル薄膜を形成する工程、該単結
晶のエピタキシャル薄膜を前記多孔質層から分離する工
程、該エピタキシャル薄膜を金属基板の上に配置する工
程、該エピタキシャル薄膜の上にμc−シリコンを堆積
して該エピタキシャル薄膜と該μc−シリコンとの間に
半導体接合を形成する工程、を有する半導体素子の製造
方法である。
成処理し、これによって該シリコンウエハに多孔質層を
形成する工程、該多孔質層の上にエピタキシャル成長法
によって単結晶のエピタキシャル薄膜を形成する工程、
該単結晶のエピタキシャル薄膜を前記多孔質層から分離
する工程、該エピタキシャル薄膜を金属基板の上に配置
する工程、該エピタキシャル薄膜の上にμc−シリコン
を堆積して該エピタキシャル薄膜と該μc−シリコンと
の間に半導体接合を形成する工程、該μc−シリコンの
上に電極を形成する工程、を有する太陽電池の製造方法
である。
にシリコンウエハの表面をHF溶液中で陽極化成により
多孔質化し、その上に部分的に形成された非核形成面と
多孔質表面を用いて行われる選択的エピタキシャル成長
によりシリコン層を積層し、非核形成面上の空隙を通し
て多孔質層を選択的エッチングにより除去することで単
結晶シリコン薄膜を形成することにある。
的な原理について簡単に説明する。選択的エピタキシャ
ル成長法とは、気相成長法等を用いてエピタキシャル成
長を行う場合に、図2(a),(b)に示されるよう
に、シリコンウエハ上に形成された酸化膜などの絶縁層
上では核形成が起きないような条件で絶縁層以外の露出
したシリコン表面を種結晶としてエピタキシャル成長を
行う選択的結晶成長法である。
陽極反応に正孔が必要であり、そのため主に正孔の存在
するp型シリコンで多孔質化が行なわれるとされている
(T.Unagami,J.Electrochem.
Soc.,vol.127,476(1980))。
ば多孔質化されるという報告もあり(R.P.Holm
strom and J.Y.Chi,Appl. P
hys.Lett.,vol.42,386(198
3))、p型n型の別を問わず低抵抗シリコンで多孔質
化が可能である。単結晶シリコンを陽極化成して得られ
た多孔質シリコンは、透過電子顕微鏡の観察によると数
百Å程度の径の孔が形成されており、その密度は単結晶
シリコンの半分以下になる。にもかかわらず単結晶性は
維持されており、多孔質シリコンの上にLPCVD法等
でエピタキシャル層が成長することは一般によく知られ
ている。さらに多孔質シリコンは上述のようにその内部
に大量の空隙が存在し体積に比べて表面積が飛躍的に増
大するため、その化学エッチング速度は、通常の単結晶
シリコンのエッチング速度に比べて著しく増速される。
ンの選択的エッチング液としては従来NaOH水溶液の
みであり、このNaOH水溶液を用いた多孔質シリコン
の選択的エッチングでは、Naイオンがエッチング表面
に吸着するため不純物汚染をもたらすという問題があ
る。
層の上面に部分的に非核形成面となる絶縁層を形成する
ことで絶縁層と多孔質表面を用いて選択的エピタキシャ
ル成長により多孔質表面上のみに単結晶シリコン層が形
成出来ること、および絶縁層上の空隙を通して結晶シリ
コンに対してエッチング作用を持たないフッ酸とアルコ
ールおよび過酸化水素水との混合溶液で多孔質シリコン
層のみを選択的にエッチングできることを見い出した。
その結果、金属基板等の非単結晶基板上に良質な薄膜単
結晶シリコン層が転写可能であるという知見を得、本発
明の完成に至った。以下に本発明者らの行なった実験に
ついて詳述する。
型(100)単結晶シリコンウエハをHF水溶液中で陽
極化成を行なった。陽極化成条件を表1に示す。
電子顕微鏡で観察したところ、平均約600Å径の孔が
形成されていた。また高分解能走査型電子顕微鏡で多孔
質シリコン層の断面を観たところ、同様に微小な孔が基
板に垂直な方向に形成されているのが確認された。ま
た、表1の条件で陽極化成の時間を長くして多孔質シリ
コン層の厚みを多くし、密度について測定したところ、
多孔質シリコン層の密度は1.1g/cm3であること
がわかり、単結晶シリコンに比べて約半分となってい
た。
エピタキシャル成長法 実験1で形成したウエハ上の多孔質シリコン層の表面に
図3(a)に示すように絶縁層302として熱酸化膜を
3000Å形成し、フォトリソグラフィーを用いてエッ
チングを行い、一辺がa=70μmの正方形にパターニ
ングしてb=400μmの間隔で設けた。次に通常の減
圧CVD法(LPCVD法)により選択的エピタキシャ
ル成長を行なった。原料にはSiH2Cl2を用い、キャ
リアガスとしてH2をさらに絶縁層の酸化膜上での核の
発生を抑制するためにHClを添加した。このときの成
長条件を表2に示す。
微鏡および走査型電子顕微鏡により観察したところ、図
3(b)のようになっていることが確認された。
成長層の断面を透過型電子顕微鏡で観たところ、良好な
結晶性を有する単結晶エピタキシャル層となっているの
が確認された。また成長前と成長後の基板上方から見た
様子をそれぞれ図4(a),図4(b)に示す。エピタ
キシャル層が絶縁層上でovergrowthするため
に空隙の大きさは絶縁層のそれよりも小さくなってい
る。
ング 実験1と同じ条件で作製した多孔質シリコンに対するフ
ッ酸とアルコールおよび過酸化水素水との混合溶液によ
るエッチングについて調べた。
とを49%フッ酸と100%エチルアルコールと30%
過酸化水素水との混合液(10:6:50)に撹拌する
ことなしに浸潤したときのエッチングされた多孔質シリ
コンと単結晶シリコンの厚みの時間依存性を示す。多孔
質シリコンと単結晶シリコンのエッチング開始前の厚さ
はそれぞれ300μm、500μmであった。
混合液に室温で浸潤して厚みの減少を測定したところ、
多孔質シリコンは急速にエッチングされ、40分程で1
07μm、更に80分経過で244μmもエッチングさ
れた。このような高いエッチング速度にも関わらず、エ
ッチング後の表面は非常に平坦であった。これに対し、
単結晶シリコンでは120分経過後でもエッチングされ
た厚さは50Å以下であり、ほとんどエッチングされな
いことが明かとなった。
るエピタキシャル膜の分離 実験2で得られた多孔質シリコン304上にエピタキシ
ャル膜305の成長したウエハをHF水溶液中に浸し空
隙303を通じて絶縁層である酸化膜302をエッチン
グして除去した(図3(c))。次にウエハを上記と同
じ混合エッチング液に浸潤して放置したところ、空隙3
03を通して多孔質シリコンのみが選択的にエッチング
され、エピタキシャル膜305がウエハから分離された
(図3(d))。水洗/乾燥後にエピタキシャル表面
(多孔質層に面していた側)の様子を高分解能走査型電
子顕微鏡で観察したところ、非常に表面の平坦な単結晶
シリコン層が約13μmの厚さで形成されていた。ま
た、ウエハの表面(多孔質層に面していた側)を同様に
観たところ、やはり非常に平坦であった。
験1と同様にして表1の条件でシリコンウエハ上に多孔
質シリコン層を形成した。多孔質シリコンの表面に絶縁
層として熱酸化膜を3000Å形成し、一辺がa=70
μmの正方形にパターニングしてb=400μmの間隔
で設けた。次に通常のLPCVD装置により選択的エピ
タキシャル成長を表2の条件で行なった。実験4と同様
にしてウエハをHF水溶液中に浸し空隙を通じて酸化膜
を除去し、さらにフッ酸/エチルアルコール/過酸化水
素水の混合液に浸潤して多孔質シリコンを選択的にエッ
チングし、ウエハとエピタキシャル膜を分離した。分離
したエピタキシャル薄膜を洗浄/乾燥させた後に、金属
基板(Cr基板)上に置き、N2中600℃でアニール
して金属(Cr)とエピタキシャル層との界面にシリサ
イド層を形成して金属基板上にエピタキシャル層を固着
させた。
タキシャル層の表面およびエピタキシャル層の空隙内に
露出している金属(Cr)の表面を同時に酸化した。H
F水溶液でエピタキシャル層表面の酸化膜のみをエッチ
ングし、シリコン面を露出させた。
eV,1×1015cm-2でイオン打ち込みを行い、55
0℃,1hour/800℃,30min/550℃,
1hourの条件で連続アニールして不純物の活性化お
よびイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合
を形成した。最後にエピタキシャル層表面に透明導電膜
および集電電極を真空蒸着して太陽電池を作製した。
タキシャル薄膜をウエハから分離して形成した太陽電池
のAM1.5(100mW/cm2)光照射下での電流
ー電圧特性(I−V特性)について測定を行ったとこ
ろ、セル面積6cm2で開放電圧0.56V、短絡光電
流30mA/cm2、曲線因子0.74、変換効率1
2.4%となり、良好な結晶太陽電池が得られた。
の再利用が可能であり、コスト的に有利であるという点
である。
成するための陽極化成法にはフッ酸溶液が用いられ、H
F濃度が10%以上で多孔質化が可能となる。陽極化成
時に流す電流の量としてはHF濃度や所望とされる多孔
質層の厚み等によって適宜決められるが、大体数mA/
cm2−数十mA/cm2の範囲が適当である。またHF
溶液にエチルアルコール等のアルコールを添加すること
により、陽極化成時に発生する反応生成気体の気泡を瞬
時に撹拌することなく反応表面から除去でき、均一にか
つ効率よく多孔質シリコンを形成することができる。添
加するアルコールの量はHF濃度や所望とする多孔質層
の厚さによって適宜決められ、特にHF濃度が低くなり
すぎないように注意して決める必要がある。
の選択エッチング液としてはフッ酸とアルコールと過酸
化水素水との混合液が用いられる。特に、過酸化水素水
を添加することでシリコンの酸化を増速し、従って反応
速度を無添加に比べて増速することが可能で、過酸化水
素水の比率を変えることにより反応速度を制御すること
ができる。またエチルアルコール等のアルコールを添加
することによってエッチングによる反応生成気体の気泡
を、撹拌することなく瞬時にエッチング表面から除去で
き、均一にかつ効率よく多孔質シリコンをエッチングで
きる。エッチング液の各溶液濃度およびエッチング時の
温度の条件は、多孔質シリコンのエッチング速度および
多孔質シリコンと通常の単結晶シリコンとのエッチング
の選択比が製造工程等で実用上差し支えない範囲、かつ
上記アルコールの効果が損なわれない範囲において適宜
決められる。
れる非核形成面となる絶縁層の材質としてはエピタキシ
ャル層成長中に核発生を抑制する点からその表面での核
形成密度がシリコンのそれに比べてかなり小さいような
材質が用いられる。例えば、SiO2、Si3N4等が代
表的なものとして使用される。また絶縁層の厚さについ
ては特に規定はないが、0.1〜1μmの範囲とするの
が適当である。
れる非核形成面の形状にはとくに規定はなく、どの様な
形でもよいが、正方形の場合には辺の長さとしては成長
させるエピタキシャル層の厚さによって適宜きめられる
がa=30〜300μmが適当である。非核形成面の配
置の仕方としては特に規定はないが格子点状が代表的な
ものとして挙げられる。非核形成面を配置する間隔(周
期)としては非核形成面となる絶縁層の厚さおよびエピ
タキシャル層の厚さによって適宜きめられるが、大体b
=50μm〜5mmの範囲とするのが適当である。
例えば、SiO2については熱酸化法、常圧CVD法等
が、またSi3N4についてはLPCVD法、プラズマC
VD法等が用いられる。
成長法にはLPCVD法、スパッタ法、プラズマCVD
法、光CVD法または液相成長法等がある。例えば、L
PCVD法、プラズマCVD法または光CVD法等の気
相成長法の場合に使用される原料ガスとしてはSiH2
Cl2,SiCl4,SiHCl3,SiH4,Si2H6,
SiH2F2,Si2F6等のシラン類およびハロゲン化シ
ラン類が代表的なものとして挙げられる。またキャリア
ガスとしてあるいは結晶成長を促進させる還元雰囲気を
得る目的で前記の原料ガスに加えてH2が添加される。
前記原料ガスと水素との量の割合は形成方法および原料
ガスの種類さらに形成条件により適宜所望に従って決め
られるが、好ましくは1:10以上1:1000以下
(導入流量比)が適当であり、より好ましくは1:20
以上1:800以下とするのが望ましい。
の核の発生を抑制する目的でHClが用いられるが、原
料ガスに対するHClの添加量は形成方法および原料ガ
スの種類や絶縁層の材質、さらに形成条件により適宜所
望に従って決められるが、概ね1:0.1以上1:10
0以下が適当であり、より好ましくは1:0.2以上
1:80以下とされるのが望ましい。
N2雰囲気中でGa,In,Sb,Bi,Sn等の溶媒
中にSiを溶解させて溶媒を徐冷あるいは溶媒中に温度
差をつけることによりエピタキシャル成長を行う。溶媒
としてSnを用いると、得られる結晶は電気的に中性で
あり、成長後にあるいは成長中に適宜所望の不純物を添
加することで所望のドーピング濃度で伝導型を決定する
ことができる。
ャル成長法における温度および圧力としては、形成方法
および使用する原料ガスの種類、原料ガスとH2との流
量比等の形成条件によって異なるが、温度については例
えば通常のLPCVD法では概ね600℃以上1250
℃以下が適当であり、より好ましくは650℃以上12
00℃以下に制御されるのが望ましい。液相成長法の場
合には溶媒の種類によるがSnを用いる場合には850
℃以上1050℃以下に制御されるのが望ましい。また
プラズマCVD法等の低温プロセスでは概ね200℃以
上600℃以下が適当であり、より好ましくは200℃
以上500℃以下に制御されるのが望ましい。
〜760Torrが適当であり、より好ましくは10-1
Torr〜760Torrの範囲が望ましい。
タキシャル膜を転写させる金属基板材料としては導電性
が良好でシリコンとシリサイド等の化合物を形成する任
意の金属が用いられ、代表的なものとしてW,Mo,C
r等が挙げられる。もちろん、それ以外であっても表面
に上述の性質を有する金属が付着しているものであれば
何でもよく、従って金属以外の安価な基板も使用可能で
ある。シリサイド層の厚さについては特に規定はないが
0.01〜0.1μmとするのが望ましい。
成する接合の深さとしては導入される不純物の量にもよ
るが0.05〜3μmの範囲とするのが適当であり、好
ましくは0.1〜1μmとするのが望ましい。
発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例
により何ら限定されるものではない。
ロセスによりエピタキシャルシリコン薄膜太陽電池を作
製した。
エハ101(ρ=0.01Ω・cm)にHF水溶液中で
表3の条件で陽極化成を行ない、ウエハ101を多孔質
化し多孔質シリコン層103を形成した(図1
(a))。
CVD装置により絶縁層としてSiO2を4000Å堆
積し、ウェットエッチングを行なって一辺がa=120
μmの正方形にパターニングし、b=600μmの間隔
で格子点状に絶縁層102を設けた(図1(a))。
択エピタキシャル成長を行いエピタキシャルシリコン層
104を膜厚約50μmで形成した(図1(b))。
液に浸し空隙を通してSiO2絶縁層102を除去し、
さらに49%フッ酸と100%アルコールと30%過酸
化水素水との混合溶液(10:6:50)に浸潤させて
多孔質層103の選択的エッチングを行なった(図1
(c))。分離したエピタキシャル層104をCrを蒸
着したSUS基板101上に置き、実験5と同様なアニ
ール処理によりCr面とエピタキシャル層との界面にシ
リサイド層107を形成してエピタキシャル層104を
基板に固定した(図1(d))。次にエピタキシャル層
104の表面にPOCl3を拡散源として900℃の温
度でPの熱拡散を行ってn+層108を形成し、0.5
μm程度の接合深さを得た(図1(e))。形成された
n+層108表面のデッド層をウェット酸化後、エッチ
ングにより除去し、約0.2μmの適度な表面濃度をも
った接合深さを得た。このときのウェット酸化工程でエ
ピタキシャル層の空隙内に露出しているCrの表面も酸
化され絶縁層109が形成される(図1(f))。
m)蒸着によりITO透明導電膜(820Å)/集電電
極(Cr/Ag/Cr(200Å/1μm/400
Å))をn+層上に形成した(同図(h))。
太陽電池についてAM1.5(100mW/cm2)光
照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面
積6cm2で開放電圧0.58V、短絡光電流32mA
/cm2、曲線因子0.75となり、エネルギー変換効
率13.9%を得た。このようにウエハから分離(剥
離)したエピタキシャル層を用いて良好な特性を示す薄
膜結晶太陽電池が作製出来た。
製した。500μm厚のn型(100)シリコンウエハ
101(ρ=0.01Ω・cm)にHF水溶液中で表1
の条件で陽極化成を行ない、ウエハ101に多孔質シリ
コン層103を形成した。
0Å堆積し、RIE(Reactive Ion Et
ching)装置を用いて実施例1と同様にしてa=1
00μm,b=500μmでSi3N4層102をパター
ニングした。
択エピタキシャル成長を行い膜厚約50μmのエピタキ
シャル層104を形成した。
通してSi3N4を除去し、その後さらに49%フッ酸と
100%アルコールと30%過酸化水素水との混合溶液
(10:6:50)に浸潤させて多孔質層103の選択
的エッチングを行なった。
から分離したエピタキシャル層104を置き、550℃
でアニールしてシリサイド層107を形成した。次にエ
ピタキシャル層104の表面にBCl3を拡散源として
950℃の温度でBの熱拡散を行ってp+層108を形
成し、0.5μm程度の接合深さを得た。形成されたp
+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングによ
り除去し、約0.2μmの適度な表面濃度をもった接合
深さを得た。このときのウェット酸化工程でエピタキシ
ャル層の空隙内に露出しているMoの表面も酸化され絶
縁化される。
(820Å)/集電電極(Cr/Ag/Cr(200Å
/1μm/400Å))をp+層上に形成した。
太陽電池についてAM1.5(100mW/cm2)光
照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面
積6cm2で開放電圧0.57V、短絡光電流31.5
mA/cm2、曲線因子0.77となり、エネルギー変
換効率13.8%を得た。
した。図6(a)〜(g)に作製したヘテロ型太陽電池
のプロセスを示す。参考実施例1、2と同様なプロセス
によりウエハ601に多孔質シリコン層603を1μm
形成しその上にSiO2膜を堆積してa=120μm、
b=600μmでパターニングを行い絶縁層602を形
成した。LPCVD法により表4の条件で選択エピタキ
シャル成長を行い、エピタキシャル層104を積層し
た。
iO2を除去し、さらに49%フッ酸と100%アルコ
ールと30%過酸化水素水との混合溶液(10:6:5
0)に浸潤させて多孔質層603の選択的エッチングを
行なった。
蒸着したSUS基板606上に置き、アニール処理によ
りCr面とエピタキシャル層との界面にシリサイド層6
07を形成してエピタキシャル層604を基板606に
固定した。さらにO2雰囲気中でアニールして酸化を行
ない、エピタキシャル層の空隙内に露出しているCrの
表面を酸化した。エピタキシャル層表面に形成されたS
iO2をエッチングで除去した後、エピタキシャル層6
04の上に通常のプラズマCVD装置により、表5に示
す条件でp型μc−Si層609を200Å堆積させ
た。この時のμc−Si膜の暗導電率は〜101S・c
m-1であった。
た後にその上に透明導電膜610としてITOを約85
0Å電子ビーム蒸着し、さらに集電電極(Cr/Ag/
Cr(200Å/1μm/400Å))611を形成し
た。
結晶シリコンヘテロ型太陽電池のAM1.5光照射下で
のI−V特性の測定を行ったところ(セル面積6c
m2)、開放電圧0.60V、短絡光電流32mA/c
m2、曲線因子0.73となり、変換効率14%という
高い値が得られた。このようにヘテロ接合を用いること
によりさらに高い開放電圧が得られる。
シリコン上に成長させた良質なエピタキシャルシリコン
層を非単結晶基板上に転写することができ、これにより
従来より高品質で安価な太陽電池が製造できる。
ば、特性の良好な結晶薄膜太陽電池を金属基板等の非単
結晶基板上に形成することが可能である。これにより、
量産性のある安価で良質の薄型太陽電池を市場に提供す
ることができる。
模式図である。
ための模式図である。
薄層がウエハより分離される様子について説明する模式
図である。
薄層がウエハより分離される様子について説明する模式
図である。
シリコンと単結晶シリコンの厚みの時間依存性について
示したグラフである。
結晶シリコンヘテロ型太陽電池の製造プロセスについて
説明するための模式図である。
コン層 108 p+層(n+層) 609 p+μc−Si層 110,610 透明導電層 111,611 集電電極 105,305,605 空隙 107,607 金属 109,608 酸化層 201 非核形成面
Claims (20)
- 【請求項1】 シリコンウエハを陽極化成処理し、これ
によって該シリコンウエハに多孔質層を形成する工程、
該多孔質層の上にエピタキシャル成長法によって単結晶
のエピタキシャル薄膜を形成する工程、該単結晶のエピ
タキシャル薄膜を前記多孔質層から分離する工程、該エ
ピタキシャル薄膜を金属基板の上に配置する工程、該エ
ピタキシャル薄膜の上にμc−シリコンを堆積して該エ
ピタキシャル薄膜と該μc−シリコンとの間に半導体接
合を形成する工程、を有する半導体素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記エピタキシャル薄膜は、気相成長法
によって得た薄膜である請求項1に記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項3】 前記エピタキシャル薄膜は、単結晶シリ
コン薄膜である請求項2に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項4】 前記エピタキシャル薄膜は、液相成長法
によって得た薄膜である請求項1に記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項5】 前記エピタキシャル薄膜は、単結晶シリ
コン薄膜である請求項4記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項6】 前記液相成長法は、Ga、In、Sb、
BiまたはSnを溶媒として、シリコンを該溶媒に溶解
させた液を使用する成長法であることを特徴とする請求
項4又は5に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項7】 前記液は、不純物を含有する液である請
求項6に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項8】 前記半導体接合は、pn接合である請求
項1乃至7に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記多孔質層から分離する工程はエッチ
ング工程を含むことを特徴とする請求項1乃至8に記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項10】 前記エピタキシャル薄膜を分離した
後、前記シリコンウエハを再利用することを特徴とする
請求項1乃至9に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項11】 シリコンウエハを陽極化成処理し、こ
れによって該シリコンウエハに多孔質層を形成する工
程、該多孔質層の上にエピタキシャル成長法によって単
結晶のエピタキシャル薄膜を形成する工程、該単結晶の
エピタキシャル薄膜を前記多孔質層から分離する工程、
該エピタキシャル薄膜を金属基板の上に配置する工程、
該エピタキシャル薄膜の上にμc−シリコンを堆積して
該エピタキシャル薄膜と該μc−シリコンとの間に半導
体接合を形成する工程、該μc−シリコンの上に電極を
形成する工程、を有する太陽電池の製造方法。 - 【請求項12】 前記エピタキシャル薄膜は、気相成長
法によって得た薄膜である請求項11に記載の太陽電池
の製造方法。 - 【請求項13】 前記エピタキシャル薄膜は、単結晶シ
リコン薄膜である請求項12に記載の太陽電池の製造方
法。 - 【請求項14】 前記エピタキシャル薄膜は、液相成長
法によって得た薄膜である請求項11に記載の太陽電池
の製造方法。 - 【請求項15】 前記エピタキシャル薄膜は、単結晶シ
リコン薄膜である請求項14記載の太陽電池の製造方
法。 - 【請求項16】 前記液相成長法は、Ga、In、S
b、BiまたはSnを溶媒として、シリコンを該溶媒に
溶解させた液を使用する成長法であることを特徴とする
請求項14又は15に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項17】 前記液は、不純物を含有する液である
請求項16に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項18】 前記半導体接合は、pn接合である請
求項11乃至17に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項19】 前記多孔質層から分離する工程はエッ
チング工程を含むことを特徴とする請求項11乃至18
に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項20】 前記エピタキシャル薄膜を分離した
後、前記シリコンウエハを再利用することを特徴とする
請求項11乃至19に記載の太陽電池の製造方法。
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