CN1516293A - 制造半导体构件的方法和制造太阳电池的方法 - Google Patents

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Abstract

为了达到晶体的高性能和半导体构件的低成本，以便低成本地制造具有高效率和柔软形状的太阳电池，利用下述步骤制造半导体构件，(a)在衬底的表面形成多孔层，(b)把多孔层在高温还原气氛下浸入溶解了用于形成待生长的半导体层的元素的溶液，以便在多孔层表面上生长晶体半导体层，(c)把另一衬底连接在其上形成多孔层和半导体层的衬底表面上，(d)在多孔层从另一衬底分离该衬底。

Description

制造半导体构件的方法和制造太阳电池的方法
本申请是1997年12月26日提交、发明名称为“制造半导体构件的方法和制造太阳电池的方法”、申请号为97129782.7的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及制造半导体构件的方法和制造太阳电池的方法。特别是，本发明涉及制造包括在廉价衬底上形成的薄膜晶体的半导体构件的方法和利用半导体构件制造高性能的太阳电池的方法。
背景技术
已经广泛地研究了作为电源的太阳电池，其系统地和各种设备或商业电源的驱动能源连接。人们愿意使用太阳电池，从而可能在廉价衬底上形成器件，以便满足对成本的要求。另一方面，通常利用半导体硅构成太阳电池。特别是，从把光能转换成电能的效率考虑，即从光电转换效率考虑，单晶硅是非常好的材料。另一方面，从增加面积和减少成本考虑，非晶硅是优良的材料。最近几年，为了获得象非晶硅那样的低成本和象单晶硅那样的高能量转换效率，则利用多晶硅。
但是，由于单晶硅和多晶硅是块状晶体，要把它切成片状衬底则难于使其厚度达到0.3mm以下。于是，不能有效地利用作为衬底的材料，因为这种衬底通常具有大于吸收入射光所需的厚度(20μm至50μm)的厚度。并且，最近几年，提出来利用旋涂方法形成硅片的方法，其中使熔化硅的液滴流进模具。即使利用这种方法，衬底最小厚度也只能是大约0.1至0.2mm，不够薄。换句话说，有可能利用其它减薄硅的方法，进一步降低成本。
为了达到上述目的，提出一种实现太阳电池高能量效率和低成本的方案，其中从衬底上剥离(Peeled)在单晶硅衬底上生长的薄外延层(Milnes，A.G.and Feucht，D.L.“Peeled Film Technology SolarCells”，IEEE Photovoltaic Specialist Conference，P.338，1975)。这种方法，在形成衬底的单晶硅和外延生长层之间插入SiGe中间层，允许硅层在其上(异质)外延生长。因此，选择地熔化中间层，来剥离生长层。但是，通常，异质外延生长层易于在生长界面引起缺陷，因为该层和衬底有不同的晶格常数。并且这种方法在加工成本方面没有优点，因为，利用诸如比硅更贵的锗材料。
而且，美国专利U.S No.4816420公开了在晶体衬底通过掩模材料利用选择外延生长获得薄晶体太阳电池，利用使晶体横向生长形成片状晶体，然后把晶体与衬底分离。但是，这种方法，由于通过解理来机械地剥离片状晶体，则当晶体具有某种尺寸以上时，在剥离过程期间易于损坏片状晶体。特别是在增加太阳电池的晶体面积的情况，则更难于利用上述方法。
并且，日本专利申请公开No.6-45622公开了：利用阳极氧化在硅片表面区形成多孔硅层，从片上剥离多孔层，然后把剥离的多孔层固定到金属层上，由此用该方法制造薄膜晶体太阳电池。但是，这种方法，由于使金属衬底暴露到高温工艺中则杂质易于掺入外延层中，导致限制特性的问题。并且，当获得非晶硅太阳电池的时候，如果在柔软衬底，例如，象聚酰亚胺那样的聚合物膜上，形成薄半导体层，其可能位于具有曲面的衬底上，于是希望扩大应用的领域。但是，因为在上述的单晶或多晶硅太阳电池的工艺中需要高温，则在高温条件下难于利用具有不良热阻的衬底。
另外，日本专利申请公开No.8-213645公开：使太阳电池的有源层外延生长在通过阳极氧化在硅片表面形成的非晶硅上，然后可能从多孔硅层的部分剥离有源层。因此不仅可能重复利用高价单晶衬底，而且可能在柔软的低热阻衬底上形成高效率太阳电池。然而，按照日本专利申请公开No.8-213645，利用CVD方法外延生长有源层。在CVD方法中利用诸如二氯化硅烷(SiH2Cl2)或三氯化硅烷(SiHCl3)的源气体和大量的氢气体。当利用大量的高价气体淀积20到50μm厚的硅膜时，和淀积最多0.5到1.0μm厚的非晶硅比较，从成本考虑其是相当贵的和相当不利的。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的目的是提供制造具有极好特性的半导体构件的方法和利用半导体构件制造太阳电池的方法。
本发明的另一个目的是提供制造半导体构件的方法，其中能在不具有耐高温性能的衬底上形成具有各种优良特性的晶体半导体，还提供利用半导体构件制造太阳电池的方法。
本发明的又一个目的是提供制造半导体构件的方法，其中能在柔韧衬底上形成具有各种优良特性的晶体半导体，还提供利用半导体构件制造太阳电池的方法。
本发明的再一个目的是提供能被广泛应用、利用和配置的半导体构件的制造方法，还提供利用该半导体构件制造太阳电池的方法。
本发明的另一个目的是提供以低成本制造在低温下具有优良半导体特性的半导体构件的方法，还提供利用半导体构件以低成本制造太阳电池的方法，该电池具有诸如优良光电转换特性或使用特性的各种特性。
本发明的还一个目的是提供能显示高转换效率的太阳电池的制造方法。
本发明的另一个目的是提供半导体构件，通过从晶体衬底剥离在晶体衬底上形成的外延层可获得半导体构件，同时获得晶体衬底，利用廉价原材料以低成本提供高性能的半导体构件，提供利用半导体构件形成的太阳电池，同时提供晶体衬底，其利用廉价原材料，具有高性能和低成本。
为了达到上述目的，按照本发明，提供制造半导体构件或太阳电池的方法，其包括下述步骤：
利用液相外延在多孔硅层上形成半导体层；
把第二衬底粘接到和粘接第一衬底的半导体层表面相对的半导体层上；和
利用多孔层从半导体层分离第1衬底，以便把半导体层转移到第2衬底上。
并用，按照本发明，提供制造半导体构件的方法，其包括下列步骤：
(a)在第1衬底的表面形成多孔层；
(b)把多孔层浸入熔化的溶液中，其中，把要生长半导体层的元素在还原气氛溶解成过饱和状态或基本过饱和状态，以便在多孔层表面上生长半导体层；
(c)把第2衬底粘接到其上至少形成多孔层和半导体层的第1衬底表面上；
(d)在多孔层从第2衬底分离第1衬底，以便把从第1衬底分离的半导体层转移到第2衬底上。
而且，按照本发明，提供制造半导体构件的方法，其包括下列步骤：
(a)在第1衬底的表面形成多孔层；
(b)把该多孔层浸入到把用于形成待生长的半导体层的元素溶解成所要求的浓度的熔液(melting solution)中，该多孔层的表面温度低于具有所要求浓度的熔液饱合温度，以便在多孔层表面上生长半导体层；
(c)把第2衬底粘接到其上至少形成多孔层和半导体层的第1衬底表面上；
(d)在多孔层从第2衬底分离第1衬底，以便把从第1衬底分离的半导体层转移到第2衬底上。
此外，按照本发明，提供制造半导体构件的方法，其包括下列步骤：
(a)在第1晶体衬底的表面形成多孔层；
(b)通过分解源气体在多孔层表面汽相生长第1薄膜半导体层；
(c)把第1薄膜半导体层浸入熔化的溶液中，其中，把要形成第2薄膜半导体层的元素在还原气氛下溶解成饱和状态或过饱和状态，以便在第1薄膜半导体层上液相生长第2薄膜半导体层，其导电类型不同于第1薄膜半导体层的导电类型；
(d)把第2衬底粘接到第2薄膜半导体层的表面或粘接到在第2薄膜半导体层上另外形成的表面上；
(e)在多孔层上施加力从第1衬底分离第1薄膜半导体层，以便把第1薄膜半导体层转移到第2衬底上。
此外，本发明还提供一种制造包括含有多孔层的衬底和在多孔层上形成的半导体层的半导体构件或太阳电池的装置，该装置包括：
液相生长容器，用于把第1薄膜半导体层浸入熔液中，其中，在还原气氛下把形成第2薄膜半导体层的元素溶解到饱和状态或过饱和状态，以便通过液相在第1薄膜半导体层表面上生长第2薄膜半导体层；
在汽相生长容器和液相生长容器之间传送衬底同时保持还原气氛的装置。
上述方法，最好在多孔层上形成半导体层，使半导体层依次包括通过汽相外延形成的区域和通过液相外延形成的区域。
而且，上述方法还包括下述步骤，在从半导体层分离后，除掉第1衬底表面上保留的多孔层。
还有，希望利用熔液进行液相外延，其中把用于形成待生长的半导体层的元素溶解成过饱和状态或基本上过饱和状态。
此外，最好在还原气氛下进行液相外延。
而且，液相外延最好包括使熔液和多孔层接触，溶液中溶解用于形成待生长的半导体层的元素。
还有，液相外延最好包括使熔液和在多孔层上形成的外延层接触，溶液中溶解用于形成待生长的半导体层的元素。
此外，希望通过汽相外延形成外延层。
还有，最好液相外延包括利用用于形成待生长的半导体层的元素的熔液，使该熔液和多孔层的表面接触，同时使多孔层表面温度低于在具有要求浓度的溶液中的元素饱和的温度。
还有，希望利用分解源气体进行汽相外延，同时提供形成还原气氛的气体。
还有，可以利用粘合剂进行粘接第2衬底的步骤。这种情况，粘合剂包括可溶水的粘合剂。
还有，在用于分离和转移半导体层到第2衬底上的分开表面上提供第3衬底。这种情况，可以分离第2衬底，把半导体层转移到第3衬底上。
还有，第2衬底具有水渗透性。而且，通过降低用于第2衬底粘接剂的粘接作用，进行分离第2衬底。这种情况，希望利用穿过第2衬底的液体来降低粘接作用。
此外，把多孔膜中的杂质扩散进半导体层。
最好以铟作为溶剂进行液相外延。
还有，在上述制造方法中，最好在形成掺杂半导体层以前，利用液相生长进行表面处理后，在第1衬底支撑面上形成没有掺杂的半导体层或低掺杂的半导体层。
还有，在上述方法中，可以把具有99.99％或以下纯度的半导体用于第1衬底。
还有，在上述方法中，第1衬底可以是晶体，特别可以是单晶硅。
还有，在上述装置中，提供汽相生长容器，用于在还原气氛中分解源气体，以便利用汽相在衬底多孔层表面上生长第1薄膜半导体层。
按照本发明，生长外延层用于提供高性能和高质量的半导体器构件，还用于提供较高转换效率的太阳电池。
为了低成本的外延生长硅，最好利用液相外延生长方法，而不是利用诸如CVD方法的汽相外延生长方法。在液相生长方法，在诸如Sn、In、Cu或Al熔化金属中，熔解硅晶粒，其中浸渍晶体衬底，在过饱和溶液中把硅生长在衬底上。液相生长方法所使用的原材料是高价的，并且，消耗的原材料被还原。而且，由于以很低温度进行生长，和硅熔点比较，要低于100℃以下。从能量考虑，液相生长方法优于旋涂方法。但是，当实际上利用液相生长方法生长硅时，在现存条件下，不只是少数情况，生长的硅不耐用于太阳电池，因为存在生长异常晶粒问题，或者生长的薄膜半导体层不能被分离。因此，通常难于达到诸如单晶或者多晶那样的高性能和诸如非晶硅那样的低成本。
而且，外延生长的衬底(第1衬底)，不但能够用于单晶硅片，而且也能用于高质量的多晶硅片。但是，为了防止杂质从衬底扩散的影响，要求高纯度的衬底，以便在衬底本身上制造器件。因此，考虑到成本，希望至少几十次重复利用衬底。但是，当增加重复利用次数时，要根据晶体表面状态等的变化、来改变阳极氧化的条件，由此产生生产管理困难。
考虑上述情况，以太阳电池作为例子说明本发明的实施例。本发明采用把半导体层转移到第二衬底的工艺。由于必要时可能在本发明的半导体层上形成诸如晶体管、二极管或LED的半导体器件，所以本发明不特别限于对太阳电池的制造。
图1表示按本发明方法制造太阳电池结构实例的简略横截面图，图2A到图2I分别表示按本发明制造步骤优选实例的简略横截面图。在图1和图2A到图2I中，各标号分别表示：105和205表示衬底；109和209表示背面电极；104、204表示p+(或n+)型层；103和203表示有源p-(或n-)层；106和206表示n+(或p+)型层；107和207表示透明导电层；108和208表示收集极。该例中，n+(或p+)型层106、206和有源p-(或n-)型层103、203形成半导体结，以便产生光电动势。有源p-(或n-)型层103和203是主体，其吸收太阳光产生载流子，在硅情况，厚度为大约10到50μm。另一方面，使n+(或p+)型层106和206足够厚达到1μm或以下。而且，p+(或n+)型层104和204在电极109、209和层104、204之间形成背面场，起防止在电极109和209附近载流子重新结合(rebond)的作用，尽管那不是主要的。在厚度在1μm或以下时，它们起相当大的作用。在该例中，n+(或p+)型层106和206，有源p-(或n-)型层103和203，p+(或n+)型层104和204的表示是指如果层106和206是n+型，层103和203是p-型，层104和204是p+型、而另一方面，如果层106和206是p+型、层103和203是n-型，层104和204是n+型。于是，这些层具有各导电型的组合功能，在包含n+型层106和206的组合层中、收集电极侧产生负电动势，而在p+型层106和206的组合层中，在收集电极侧产生正的电动势。
接着，参考图2A到图2I、叙述本发明制造步骤的概况。例如，利用单晶半导体片作为第1晶体衬底201。当制造晶片时，热扩散杂质，注入离子到第1衬底201的表面，或掺杂杂质，至少使片子表面成为p+(或n-)型(如图2A所示)。然后，在HF溶液中阳极氧化掺杂面的片子表面，形成多孔层202(图2B)。由阳极氧化形成的多孔结构，在日本专利申请公开No.7-302889公开，阳极氧化的电流，例如是从低到高进行变化这种方法预先由多孔层结构给出多孔性的变化，由此能够控制，使衬底和半导体层，在外延生长后易于在多孔层相互分离。接着，利用液相外延生长方法，在多孔层上外延生长作为有源层p-(或n-)的单晶半导体层203。于是，需要时外延生长p+(或n+)型层的单晶半导体层204。还有，把其上形成背面电极209的第2衬底205连接到单晶半导体层204上，或者，在形成单晶半导体层204后，在单晶半导体层204上面形成背面电极209，然后，在其上连接第2衬底205(图2D到图2E)。在连接的第2衬底205和第1晶体衬底201之间加力，以便机械地分离多孔层，由此，从第1结晶衬底201把单晶半导体层203和204转移到第2衬底205上(图2F)。转移后，通过腐蚀除掉在单晶半导体构件203表面上保留的多孔层202a，形成n+(或p+)型半导体层206，透明导电层207和收集极208、制成太阳电池(图2G到图2H)。在分离后通过腐蚀，除掉和处理在第1晶体衬底201的表面保留的多孔层202b，然后再对第1结晶衬底进行第1步骤的处理(图2A)。
然后，更详细地叙述本发明的制造方法。
首先，叙述利用硅作为能形成多孔层202(即、由硅制成多孔层的例子)的第1晶体衬底201材料的实例。认为多孔硅层202的机械强度比体硅弱得多，尽管其决定于多孔性。例如，如果多孔率是50％，其机械强度是体硅的一半或者更小。当把第二衬底205连接到多孔硅层202的表面时，如果在第2衬底205和多孔层202之间进行充分粘接，然后通过在硅片201和第2衬底205之间在多孔层处施加压缩张力或分配力破坏多孔硅层202。如果增加孔隙率，则由弱的力就能破坏多孔层202。
利用10％以上浓度的HF溶液进行阳极氧化就能使硅衬底形成多孔层。阳极氧化时的电流量，最好是在大约几到几十mA/cm2，尽管这取决于HF浓度，要求的多孔层厚度，多孔层表面态等。而且，通过把诸如乙醇之类的乙醇加入HF溶液，不用搅拌，可从反应的表面，除掉阳极氧化时产生的反应气体的气泡，因此、能够均匀和有效地形成多孔硅。根据HF浓度、所要求的多孔层厚度、多孔层表面态等，适当地加入乙醇数量。特别是要防止HF浓度太低。单晶硅的密度是2.33g/cm3，因此通过改变HF溶液浓度为50％到20％，来改变多孔硅层密度为1.1到0.6g/cm3。还有通过改变阳极氧化电流可改变孔隙率。当增加电流时，也增加孔隙率。
在利用阴极氧化、形成多孔硅的阳极反应时，需要正空穴(positive hole)。因此，利用主要存在正空穴的p-型硅形成多孔硅(T.Unagami，J.Electrochem.Soc.，Vol.127.476(1980))。但是，另一方面，已经报道，使低阻抗(low-resistant)的n型硅形成多孔硅(R.P.Holmstrom and.J.Y.Chi，Appl.Phys.lett.，Vol.42386(1983))。这样，可能使低阻抗的硅形成多孔硅，而不考虑p型或者n型的种类。根据导电类型可选择地使硅成为多孔硅，以FIPOS(由氧化的多孔硅充分绝缘)在黑暗地方进行阳极氧化，可以仅仅使p型硅成为多孔硅。
利用阳极氧化使单晶硅形成多孔硅，通过透射电子显微镜观察，看到其具有直径大约为几nm，其密度变成单晶硅的一半以下。实际上保持单晶特性，由此，能使外延层在多孔硅上生长。而且，因为多孔层在内部有大量的微小孔隙，所以和体积相比，显著地增加表面积。结果，和通常单晶层腐蚀速率相比，显著地增加了化学腐蚀速率。而且已经知道，在外延生长以前，通过在氢气氛中在950℃到1100℃条件下退火，获得优良的外延层。假定这是因为在还原气氛下以高温重新形成和平整多孔层的最外表面(Nikei Micro Device，Julyof 1994，P.76)。
类似地，当由多晶硅代替单晶硅时，通过阳极氧化获得多孔层，而且可能在多晶硅的多孔层上生长晶体硅层(在这种情况，能够相应于多晶硅晶粒尺寸部分地进行外延生长)。下面参考各种实施例，更详细地叙述。
然后，叙述形成薄膜半导体层的液相生长方法。图3是用溶剂M和溶质S(例如硅)的热平衡状态，解释本发明的液相外延生长方法的简图。在该图中，水平轴501表示溶液中溶质S的平均浓度(取决于环境的表面浓度)，其左端表示纯溶剂状态，溶质浓度S朝右侧增加。垂直轴502表示溶液的温度，把溶液状态粗略地分成两个区域，以曲线503作为边界。在区域504的位置p，在溶剂M中均匀地溶解溶质S，其浓度与水平轴表示的浓度一致。在区域505，凝固和淀积溶质S的一部分，例如，在0点共同存在固态S和具有浓度Dg的溶液。把在曲线503上RO位置的温度不溶解的材料组成的物质浸渍在处于Ro位置状态的溶液中，随着溶液温度逐渐增加，溶液中溶质S浓度沿曲线503减少，例如，直到R1。相应于R0和R1之间浓度差的溶质S，淀积在固态衬底的表面。特别是，在晶体衬底情况，固体S也按照该衬底的结晶性变成晶体，其被称为“外延生长”。通常，当衬底的材料和固体S的材料相同时，则最容易外延生长。但是，即使它们的材料不同，也能外延生长(异质外延生长)。这种方法使薄膜半导体在第1晶体衬底表面进行生长。一般，把衬底浸渍到正好是饱和状态或稍微过饱和状态很短的时间，然后调整到饱和溶液，开始晶体生长。假定上述方法，通过热平衡效应，从衬底表面除掉杂质和缺陷，这样易于生长高质量的晶体。但是，已经证明，当用液相方法在多孔层上实际生长晶体时，会引起某些问题。下面，根据本发明的实验对此进行说明。
不用液相生长方法，也能进行外延生长，例如，通过加热或等离子作用(CVD方法)分解诸如硅烷(SiH4)，二氯化硅烷(SiH2Cl2)或三氯化硅烷(SiHCl3)进行外延生长的方法。然而，由于液相生长方法是最接近热平衡状态的晶体生长，容易获得高质量薄膜半导体层，所需淀积材料是低成本的材料。
首先，图4表示适于按照本发明生长用于太阳电池的半导体层的装置的示意性结构之剖面图。实验1到3和实施例1利用该装置。
如图4所示，整个装置大致分成3部分。标号401表示一个装载室，通过关闭开/关门402使其内部保持密封。标号403表示氮管道，其用氮替换401室中的气氛。标号404表示氢气退火容器或者汽相生长容器，通过阀门405可在容器404和装载室401之间运送样品。可把成膜的氢气或者源气体从氢气输送管道406输送到氢气退火容器404。同时控制氢或者源气体的流速。标号408表示用于加热衬底416的加热器，其位于容器404的内侧。如此设置由相互连接一对硅片构成的各衬底416，使许多衬底416的每个衬底相互平行，同时通过夹具使衬底之间保持一定距离。利用附图没表示的传送机械装置，通过气体阀门可垂直地传送衬底。标号409表示液相生长容器通过阀门410可在氢气退火容器404和液相生长容器409之间传送样品。从氢气输送管道411把氢气输送到液相生长容器409，在液相生长期间可使气氛保持在还原状态。标号414表示用加热器413进行加热的碳船，诸如硅的形成半导体层的元素和所要求的掺杂元素被熔解在低熔点的金属例如In中，其存在于碳船414的内部中。标号407和412表示排气管标号415表示熔化材料。
[实验1]
在作为衬底的p型硅片的表面通过标准的阳极氧化形成多孔层后，使其衬底表面温度(Tsurf)为1050℃在氢气流中保持30分(退火)然后降低温度到900℃。另一方面，把硅熔解到溶剂温度(Tm)为900℃的金属铟溶剂中，浓度正好达到饱和浓度。以后把其表面通过标准阳极氧化形成多孔层的p型硅片浸入表面温度(Tsurf)为900℃的溶剂中，然后，以-1℃/分冷却速率逐渐进行冷却。结果，在硅片表面淀积硅层。但是，在表面发现不均匀的结构。获得不连续的环状RHEED(反射高能电子衍射)图象。因此，发现生长的硅是不规则的多晶硅。另外，当要分离该膜时，有一部膜残留而没有分离，该膜不能用于太阳电池。但是，利用二氯化硅通过CVD方法在具有相同条件的多孔硅层上生长晶体时，获得了非常光滑的单晶膜。而且，整个膜可以完全分开。另一方面，类似地，在相同的p型硅片上在相同的条件下，没有形成任何多孔硅层，在这样的情况进行液相生长，则获得了高质量的单晶。换句话说，已经发现当在多孔层上进行液相晶体生长时，产生固有问题。
[实验2]
在900℃的金属铟中，溶解硅，直到正好变成饱和状态。换句话说，饱和溶液的温度Tsat是900℃。
在把溶剂的温度设定在如表1Tm栏所示的数值后，在如同实验1的氢气流中退火其表面通过标准阳极氧化形成多孔层的p型硅片，然后把硅片浸入该溶剂中，同时设定衬底表面温度等于溶剂的温度(Tsurf＝Tm)，然后以-1℃/min的冷却速率逐渐冷却，直到淀积20μm厚的薄膜硅。结果，如表1所示，发现，RHEED图象和分离状态的差别取决于Tm。
表1
  Tm     RHEED图象     分离
  904℃            金字塔状不均匀生长
  902℃     不连续膜
  900℃     不连续环状图象     没分离
  898℃     雾状点图象     基本分离
  896℃     雾状点图象     基本分离
  894℃     点状图象     完全分离
  892℃     点状图象     完全分离
本实验中，当Tm小于Tsat时，如图3中Q点那样，立刻淀积相应于过饱和浓度含量那样的硅含量。但是，实际上在某范围溶液中，可能存在过饱和硅。过饱和状态是不稳定的，认为如果在溶液中有诸如晶片的固体存在，则硅从最靠近晶片表面的溶液开始往晶片上淀积。
这种方法，已经证明，在溶液制成某种饱和状态后，通过浸渍硅片，能显著地改善薄膜半导体的状态。实验结果，同时改变Tsat和Tm，本发明得出下述结论，当基本上满足Tsat-Tm≥5℃时，则结晶性非常好，并且可能生长容易分离的膜。但是，如果饱和状态显著，则立刻从溶液中淀积溶质，因此，不能形成稳定的淀积。
本发明人认为，获得上述结果的原因如下所述。即认为从微观考虑，即使在淀积溶质的情况，当存在大的净量要淀积的溶质原子进行淀积的情况(在这一点上认为这种方法和CVD方法不同，在CVD方法，淀积基本上发生一种形式的分子汽相化学反应)，将被淀积的溶质原子和将被溶解的溶质原子在晶片表面上同时存在。因此，认为初始生长阶段不进行净的淀积或者净淀积的速率很低，因为存在大量的从衬底分解的原子，初始衬底结构随时间发生变化。特别是，由于多孔层具有大的有效表面和优良的多孔性，不断使溶液中的衬底和溶质输运，以致于多孔层易于显著的变化。因为上述原因，认为这降低结晶性或者嵌入微孔，由此，难于在下述步骤中进行分离。
并且，对于液相生长方法，一般认为，在初始衬底浸渍阶段、如果溶液没有达到饱和，则不能生长高质量的晶体。但是，如果多孔层处于高温还原气氛中，则除掉表面缺陷和除掉诸如氧的杂质。因此，从上述情况可知，在溶液开始就处于过饱和的情况、更容易获得高质量的晶体。
[实验3]
在金属铟溶剂中在900℃条件下溶解硅，直到溶液具有使硅刚好达到饱和的浓度。把其表面通过标准阳极氧化形成多孔层的p型硅片在氢气流中进行退火，以后把硅片浸渍在溶剂中、同时按照表2所示的Tsurf栏中数值设定衬底表面的温度，然后以-1℃/分的冷却速率使其逐渐冷却，以便淀积20μm厚的薄膜硅。认为在把硅片浸渍在溶液后，衬底表面温度立刻与溶剂的温度一致。
表2
  Tm     RHEED图象     分离
  904℃             金字塔状非均匀生长
  902℃     不连续环状图象     部分地分离
  900℃     不连续环状图象     不分离
  898℃     雾状点图象     基本分离
  896℃     雾状点图象     基本分离
  894℃     点状图象     完全分离
  892℃     点状图象     完全分离
认为虽然在初始生长阶段金属铟溶剂不过饱和，但是如果满足Tsurf＜Tsat、最好Tsat-Tsurf≥5℃，则基本上防止在多孔层上产生有害的影响。保持Tsat＝Tm＝900℃直到开始冷却。
接着，叙述结的形成。在图1中，利用液相外延生长方法，分别在衬底105侧面上生长p+(或n+)型层104(用于形成背面场)和在入射光一侧生长n+(或p+)型层106，用p-(或n-)型有源层103把它们分开。例如，在Ga溶剂的情况，把Ga溶解在硅膜中，使硅掺杂变成p+型。在Sb溶剂的情况，把Sb溶解在硅膜中，使硅掺杂变成n+型。在In溶剂的情况、因为难以在硅中溶解In、则把Ga填加在In中，则使硅掺杂变成p型。类似地，把As掺到In中，则使硅掺杂而变成n型。
另一方案，在把杂质扩散源涂在或沉积在有源层103的表面进行热扩散，或者利用离子注入把杂质原子注入到硅层，可以形成结。
而且，如上所述，在分离半导体薄膜后，可单独地在入射光一侧形成n+(或p+)型层106。在利用低耐热衬底，诸如树脂膜的情况，必须采用诸如等离子CVD的淀积方法，利用该方法，能够在低温进行淀积。下面结合实施例对细节进行叙述。
接着，参考附图2A到图2I叙述第1晶体衬底及其重复利用。如上所述，为了使薄膜晶体生长，最好利用硅片作为第1衬底。可以掺杂整个硅片使其变成p型，或只掺杂硅片表面，使其表面变成P型，以便对硅片进行阳极氧化。当利用这种方法时，进行诸如热扩散或离子注入的测量。利用阳极氧化使P型层形成多孔层，以便制造多孔层202。
并且，选择地除掉从硅结晶衬底上分离的有源层203上面残留的多孔层202a。选择地除掉残留在从其上分离有源层203的晶体硅衬底表面上的多孔层202b，以便重新利用。至少利用下述腐蚀液中的一种腐蚀液，通过无电湿法方式，只化学腐蚀多孔硅：标准硅腐蚀溶液；选择地腐蚀多孔硅的氢氟酸溶液；至少加入乙醇和过氧化氢水溶液之一到氢氟酸中的混合溶液；缓冲氢氟酸；至少加入乙醇和过氧化氢水溶液之一到缓冲氢氟酸中的混合溶液。
由于重复地进行分离步骤，则逐渐地减少第1衬底的厚度。具有逐渐增加硅表面粗糙度和缺陷的趋势。这些因素限制了可重复利用硅片的次数。可利用高价硅单晶片的次数大大地影响成本。从上述考虑，可进行几种改进。即，通过外延生长可恢复厚度。这种情况，利用低成本进行生长的液相外延生长方法特别方便。
从降低成本考虑，上述方法有某些优点。即，在生长期间，通过掺杂外延层使其变成p型时，则对于p型就不需要进行掺杂步骤了。而且，即使利用诸如杂质浓度不稳定的低质量的硅片，也能改善阳极氧化步骤的重复性，使多孔层质量稳定。但是，当在把表面掺杂成p型步骤之前，淀积非掺杂的或低浓度掺杂的外延层时，能进一步改善阳极氧化的重复性。虽然引起粗糙度等，重复使用的表面严重地影响后续步骤，但是如果需要，可以采用机械研磨工艺。
假定上述的薄膜半导体是单晶。然而，这不是主要的。本发明用于太阳电池，即使薄膜半导体是多晶，如果考虑的晶粒尺寸是大约1mm，实际上太阳电池具有高性能。即使第1晶体衬底是多晶，在各晶粒区域进行局部外延生长，也能获得多晶薄膜半导体层，参考实施例叙述其细节。
本发明的太阳电池，恰当地利用聚脂膜作为低耐热的衬底，在其上转移薄膜晶体半导体层，代表的材料是聚酰亚胺。也可能利用玻璃和由树脂类材料制成的塑料板。在本发明的太阳电池中，作为连接衬底到薄膜晶体半导体层的方法，恰当地采用下述方法，即把诸如铜膏的导电金属膏或者铜膏设置在衬底和薄膜晶体半导体层之间，然后烧结它们和使它们相互连接。在这种情况，诸如铜或银的金属，烧结后成为背面电极和背面反射层。在诸如聚脂膜之类衬底的情况，用下述方法可以使衬底和薄膜晶体半导体层相互连接在起，即把温度升高到薄膜衬底的软化点，则该衬底和薄膜晶体半导体层相互紧密接触(这种情况，首先在薄膜半导体层表面形成背面电极)。本发明的太阳电池中，为了减少入射光的反射损耗，把半导体层的表面进行结构处理。在硅情况，利用联氨NaOH、KOH等进行处理。使结构处理形成的金字塔的高度在n到n+μm之间。
接着，参考图5A到图5H叙述按照本发明另一制造方法的各步骤概况。
首先，利用例如单晶半导体片作为第1晶体衬底201。在制造晶片期间利用热扩散和离子注入把杂质掺入单晶半导体片或晶片的表面，至少在片子表面形成p+(或n+)型层(图5A)。
然后，把掺入杂质的片子表面在HF溶液中进行阳极氧化、以便形成多孔层202(图5B)。
接着，用汽相外延生长方法在多孔硅层上面外延生长n+(或p+)型第1单晶半导体层206。保持还原气氛，利用液相外延生长方法，在单晶半导体层206上外延生长作为有源p-(或n-)型层的第2单晶半导体层203。以后，如果需要，外延生长p+(或n+)型层的第3单晶半导体层204(图5c)。
此外，把预先在其上形成背面电极209的第2衬底205连接到p+(或n+)型层204上，或者在形成p+(或n+)型层204后，在p+型层204上面形成背面电极209，然后把第2衬底205连接到p+(或n+)型层204上面(图5D到图5E)。
在第2衬底205和第1晶体衬底201之间施加外力使其相互连接，然后机械地分离多孔层202、由此把单晶半导体层204、203、206从第1晶体衬底201转移到第2衬底205上面(图5F)。
转移后，通过腐蚀除掉于单晶半导体层206表面上残留的多孔层202a，然后形成透明导电层207和收集极208，以便提供太阳电池(图5G)。
经过分离步骤的第1晶体衬底201，在通过腐蚀等除掉在其表面上残留的多孔层202b，再进行处理后，又进入(如图5H)所示的初始步骤(图5A所示)。
由此可见，图5A到图5H所示的实施例不同于图2A图2I所示的实施例，其中，利用汽相外延生长方法在多孔层上面外延生长半导体层，并且利用图2A到图2I所示的液相生长方法，进行外延层生长。
接着，叙述形成薄膜半导体层的汽相生长方法。对于汽相生长方法，有热CVD方法，LPCVD方法，溅射方法，等离子CVD方法，光CVD方法等。由诸如Si2H2Cl2，SiCl4、SiHCl3、SiH4、Si2H6、SiH2F2，或Si2F6的硅烷或卤化硅烷提供晶体生长的源气体。
并且，作为运载气体，或者为达到获得促进晶体生长的还原气氛的目的，在上述源气体中加入氢气(H2)。优选地设定源气体和氢的混合比率为1∶10到1∶100(输送气流比)，按照本发明还要适当地决定源气体的种类和形成的条件。更好的比率设定为1∶20到1∶800。
在形成化合物半导体层的情况，利用MOCVD方法和MBE方法。关于这些晶体生长的源气体，例如，在形成GaAs的情况，在MOCVD方法中利用Ga(CH3)3，AsH3，Al(CH3)3等。
关于生长温度，在用热CVD方法生长硅的情况，适当地设定为800到1250℃，希望更好地把温度控制在850℃到1200℃。在由MOCVD方法生长GaAs的情况，希望把温度控制在650℃到900℃，在等离子CVD方法中，适当地控制在200℃到600℃，控制在200到500℃更好。
类似地，在除MBE方法的方法中，把气压设定在大约10-2到760乇，更好地设定为10-1到760乇。在利用MBE方法的情况，把后一气压设定在10-5乇或以下，更好地设定为10-6乇或以下。
然后叙述在利用汽相生长方法生长的单晶半导体层上，用于形成厚晶体半导体层的液相生长方法。
用上述方法可基本上进行液相生长。
但是，当在由汽相生长方法生长的晶体半导体层上，利用液相方法生长晶体时，发现具有产生某些问题的情况。
[实验4]
把其表面通过标准阳极氧化形成多孔层的p型硅片放在氢气流中，在表面温度为Tsurf＝1050℃条件下，加热30分，然后把温度降到900℃。
接着，利用热CVD方法，以氢作为运载气体，二氯化硅烷(SiH2Cl2)作为源气体，磷烷(PH3)作为n型掺杂剂在多孔层表面上淀积厚度为0.5μm的n+型晶体硅。
把从CVD装置取出的硅片放入其内部由氢气流形成的还原气氛的液相生长装置中，在Tm＝900℃的金属铟溶剂中溶解硅，直到浓度正好变成饱和状态。并且，把表面温度Tsurf＝900℃的片子浸入到加入微量p型杂质镓的溶液中，然后以-1℃/分的冷却速率逐渐进行冷却。结果，在硅片表面淀积厚度为25μm的p-型硅层。这是关于样品1的情况。
为了比较，利用相同的CVD装置，以乙硼烷(B2H6)作为p型掺杂气体，依次淀积具有相同厚度的n+型硅层，p-型硅层。这就是关于样品2的情况。
而且，为了比较，用与样品1相同的方法，在n+型单晶片上淀积p-型硅层。这是关于样品3的情况。
观察这些样品RHEED图象的结果，可确认进行了外延生长，因为在所有样品中发现了点状图象。在样品2和样品3，点状图象比较清晰，并且观察到条纹线和木纹(Kikuchi)线。于是发现样品具有高质量的结晶。把各样品浸入腐蚀液中，其中在氢氟酸水溶液中溶解铬酸钾，保持5分钟，用于显示缺陷(其被称为“二次腐蚀”)。结果，通过用光学显微镜观察，在样品1中发现缺陷大约为108/cm2，在样品2和样品3中仅观察到缺陷大约为105/cm3。也就是，发现在叠置由汽相外延生长形成的膜和由液相外延生长形成的膜时，产生固有的问题。
[实验5]
改变实验4利用的CVD装置和液相生长装置，通过阀门把它们相互连接起来，则没有使样品暴露在大气中而能传送样品。首先在p型硅片上淀积n+型硅，其上按实验4的方法形成相同的多孔硅。接着，当把氢输送到CVD装置和液相生长装置时，打开阀门，把片子从CVD装置传送到液相生长装置。然后按照实验4的方法通过液相生长方法淀积p型硅层。这就是有关样品4的情况。
然后，为了确认改进的装置的作用，在用CVD方法完成晶体生长后，把样品的温度降低到室温，打开CVD装置使其暴露到大气中。然后用氢替换大气，把样品传送到液相生长装置，按照与形成样品1的相同方法，淀积p-型硅层。这就是关于样品5的情况。结果，清晰地显示RHEED图象和二次腐蚀的情况，表明样品4比样品5具有较好的结晶性。
本发明认为样品4和5的结果如下所述，即完全由汽相生长的晶体表面受到诸如氯的污染。当此污染暴露在大气中时，破坏还原气氛、水解反应发生，其有害地影响晶体生长。结果，在汽相生长和液相生长之间保持还原气氛可抑制污染的有害影响。
[实验6]
利用与实验5中样品4的生产方法相同的方法，制造一系列样品，假定在把衬底浸入溶液之前立刻改变衬底的表面温度。全部样品显示出优良的结晶性。然后，在这些样品的表面、淀积镁和铝的叠层电极。把镁用于获得和p型硅的欧姆接触。由于这些样品具有n+型和p-型结，它们显示出二极管的整流特性。把施加到p-型+1V产生的电流值和施加到其上-1V产生的电流值的比率定义为整流比率，则表3表示样品6到10的各样品整流比率。
表3
    Tsurf     整流比率
    样品6     910℃     2×102
    样品7     905℃     1×103
    样品8     900℃     2×104
    样品9     895℃     5×105
    样品10     890℃     1×106
如表3所示，当Tsurf低于溶液温度(Tm＝900℃)时，获得较好的整流比率。当Tsurf较高时，在把衬底浸入溶液后，n型杂质开始浸入溶液，则立刻发生深腐蚀。当在n型杂质没有充分扩散前，对进行淀积，则认为n型杂质混入有源层，其当然应该是p-型层，由此，有害地影响结特性。
附图说明
图1是表示关于太阳电池结构实施例的横截面简图。
图2A、2B、2C、2D、2E、2G、2H和2I是说明关于形成半导体构件或半导体器件的方法步骤实施例的简图；
图3是表示溶液浓度和温度之间关系的曲线图；
图4是说明关于制造装置实施例横截面结构简图；
图5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H是说明关于形成半导体构件或半导体器件的方法步骤的另一实施例的简图；
图6是说明关于制造装置另一实施例横截面结构的简图。
图7是说明关于制造装置另一实施例横截面结构简图。
图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G和8H是说明关于形成半导体构件或半导体器件的方法步骤的实施例的工艺简图。
图9是说明关于太阳电池结构另一实施例的横截面的简图。
图10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K、10L、10M是说明关于形成半导体构件或半导体器件的方法步骤另一实施例的工艺简图。
图11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11I、11J是说明关于形成半导体构件或半导体器件方法各步骤实施例的简图。
图12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H、12I、12J、12K、12L、12M是说明关于形成半导体构件或半导体器件的方法步骤另一实施例的简图。
具体实施方式
下面参考附图更详细地说明本发明的各实施例、上述本发明不限于下述的各实施例。
[实施例1]
该实施例表示通过图2A到图2I所示的各步骤把单晶硅层转移到聚酰亚胺膜上来形成太阳电池的方法。
利用BCl3作为形成p+型层的热扩散源，在1200℃温度下把硼(B)热扩散到500μm厚的单晶硅片201的表面，形成大约3μm厚的扩散层(图2A)。然后，在HF溶液中按表4所示的条件进行阳极氧化，在该片子上形成多孔硅层202(图2B)。
表4
    阳极氧化溶液     HF∶H2O∶C2H5OH＝1∶1∶1
    电流密度     5mA/cm2→30mA/cm2
    阳极氧化时间     2.5分→(30秒)→0秒
然后，利用逐渐冷却的方法，液相外延生长硅。首先在氢气流中以900℃在碳船中熔化金属铟(In)。溶解多晶片、同时搅拌溶液，直到它饱和为止。然后把溶液温度慢慢地下降到894℃，以便提供晶体生长溶液。其后，调节气氛温度，设定其上在氢气氛中形成多孔层202的单晶硅片温度为1030℃，然后，退火1小时。然后，降低温度直到其变成与溶液温度相同。在这种状态，把表面形成多孔层的片子浸入溶液中，以-1.0℃/分的冷却速度进行逐渐冷却。在多孔层202上淀积20μm的非掺杂薄膜硅层203、然后从溶液中提起它(图2C)。接着，在碳船中在900℃下单独地熔解金属铟(In)、使硅达到饱和。另外，熔化含0.1原子％硅的镓(Ga)，提供晶体生长溶液。接着，把形成非掺杂薄膜硅层的晶片浸入该溶液中，在薄膜硅片上淀积厚度为1μm的p+型薄膜硅层204，然后从溶液中提起(图2D)。
利用丝网印刷，在50μm的聚酰亚胺膜205的表面上涂覆20μm厚的铜膏209，该表面和晶片的上述p+型薄膜硅层204的表面紧密连接。在这种状态，把其放入炉中，在300℃的条件下烧结铜膏20分，使聚酰亚胺膜和晶片相互连接(图2E)。在聚酰亚胺膜和晶片相互连接的情况，用真空夹具(图中没有示出)固定没有连接的晶片的另一表面，从聚酰亚胺膜205的一端施加外力进行剥离，从晶片201分开硅层203和204，然后转移到聚酰亚胺膜205(图2F)。
在从片子201分离后，选择地腐蚀保留在薄膜硅层203上面的多孔层202的残留层(多孔层202a)，同时搅拌由氢氟酸，过氧化氢水和纯水构成的混合溶液。保留薄膜硅层203，没有腐蚀，只是完全腐蚀掉多孔层202的保留层。对于非多孔硅单晶来说，上述腐蚀溶液的腐蚀率是很低的，多孔层的腐蚀率对非多孔层的腐蚀率的选择性比率达到105以上、所以实际上。可以忽略非多孔层的腐蚀量(大约几十埃)。用透射电子显微镜观察该层剖面的结果证实，其具有优良的结晶性，薄膜硅层203没有引入新的晶体缺陷。利用用于清洁处理的由氢氟酸和硝酸组成的腐蚀液腐蚀位于聚酰亚胺膜205上的薄膜硅层203的表面后，利用市场上可以买到的等离子CVD装置在表5所示的条件下，在薄膜硅层203上淀积厚度为200埃的n型微晶硅层206(以后称为“μc-Si”)。这种情况，μc-Si层的暗电导率是5S/cm，其中s(西门子)是ohm(Ω)的倒数。
表5
    气体流量比率     SiH4/H2＝1cc/20cc，PH3/SiH4＝2.0×10-3
    衬底温度     250℃
    气压     0.5乇
    放电功率     20W
最后，利用EB(电子束)蒸发淀积在μc-Si层上形成ITO透明导电膜(82nm厚)和收集电极[Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm厚)]，以便提供太阳电池(图2H)。
利用聚酰亚胺膜上的单晶硅制造太阳电池，在AM1.5(100mw/cm2)光照下，其测量的I-V特性结果为，转换效率为14.6％。
利用与上述相同的方法，通过腐蚀除掉分离的位于硅片201上的多孔层，以便产生光滑的表面(图2I)。利用这样获得的再生晶片，重复上述工艺步骤，获得许多具有高质量半导体层的薄膜单晶的太阳电池。
[实施例2]
在该实施例，制造具有和实施例1相同结构的太阳电池。用和实施例1相同的方法，在单晶硅片201的表面形成多孔硅层202。
然后，利用所谓“温差方法”的方法，进行硅液相外延生长。在该实施例，利用图6所示的装置，其液相生长容器的内部结构不同于图4所示的装置。换句话说，如图6所示，把硅片(多晶硅片)418固定到碳板414的右侧内壁，然后改变和调整加热器413和417的对称状态，使碳板右侧的温度变得较高。因此，在溶液不饱和的条件下，硅开始溶解，溶解的硅开始向下扩散。在这侧因为温度如此低，使溶液过饱和，则淀积硅。
首先，在碳船中在900℃的氢气流中熔化金属铟(In)。然后，把要溶解的多晶硅片418浸入到熔化的铟中，并且固定到船内壁的部分上。然后溶解晶片418，并使其达到饱和，同时搅拌溶液。接着，慢慢地降低溶液温度到890℃，以便提供晶体生长溶液。此后，在氢气流中退火，调整气氛温度，直到其上形成多孔层202的单晶硅片201的温度变成和该溶液的温度相同。这种情况，把其表面上形成多孔层的晶片201浸入到该溶液中，把固定硅片的船壁表面的温度设定为900℃，同时调整单晶硅片201周围温度不变。然后用与实施例1不同的方法，使晶片保持该溶液的温度，没有任何变化，然后在多孔层202上面淀积20μm厚诉非掺杂薄膜硅层203，然后从溶液中提升晶片。在温差方法中，由于溶液接近于多晶硅片，溶解处于不饱和状态，从晶片的表面以稳定方式连续地溶解硅，所以不需要冷却全部溶液。接着，在另外的碳船在900℃下单独地溶解金属铟(In)，使硅饱和。首先，把含0.1原子％硅的镓(Ga)熔化，然后降低温度到890℃，以便提供晶体生长溶液。接着，把形成非掺杂薄膜硅层的晶片浸入该溶液，以便在薄膜硅上淀积1μm厚的p+型薄膜硅层204，然后从溶液中提升晶片。在这种情况，因为生长时间很短，甚至不有逐渐地冷却或利用溶解的硅片，就能几乎稳定地淀积薄膜硅层。
在后面步骤，利用和实施例1相同的方法，在聚酰亚胺膜上形成薄膜单晶硅太阳电池。利用聚酰亚胺薄膜上面的单晶硅制造太阳电池，在AM1.5(100mw/cm2)的光照射下，测量太阳电池的I-V特性，结果获得15.4％的转换效率。
利用上述相同的方法，通过腐蚀除掉分离后在硅片上保留的多孔层，产生光滑的表面(图2I)。利用这样重新制造的晶片，重复上述步骤，获得许多薄膜单晶太阳电池，其具有高质量的半导体层。
[实施例3]
本实施例制造具有与实施例1相同结构的太阳电池。利用与实施例1相同的方法，在单晶硅片201的表面形成多孔硅层202。
利用所谓“恒温方法”的方法，其由本发明人的日本专利申请公开No.6-191987所公开，进行硅的液相外延生长。本实施例利用图7所示的装置，其液相生长容器内部结构不同于图4所示的装置。换句话说，衬底和多晶硅片418相互相对放置。由于溶液浓度变化，从多晶硅溶解的硅产生对流，把硅传输到衬底并在其上淀积。为了有效地产生对流，需要长期的保持衬底和多晶硅之间的距离。
首先，在900℃在氢气流中在碳船内熔解金属铟(In)。把要溶解的多晶硅片浸入在熔化的金属铟中，并且设置在船的底部。然后使该片溶解和饱和。接着把溶液的温度慢慢地降到894℃，以便提供晶体生长溶液。然后，等到其上形成退火多孔层202的单晶硅片201的温度与溶液温度相等。在这种状态，把其表面上形成多孔层的晶片201浸入该溶液中，使多孔层202表面和要溶解的多晶硅片相对，间距为2cm。然后利用与实施例1不同的方法，不使溶液等发生任何变化，和实施例2不同，不在溶液中产生温差，保持溶液所处状态，在多孔层202上面，淀积厚度为20μm的非掺杂薄膜硅层203，然后把其从溶液中提升。在恒温方法中，通过在溶液中溶解硅，使接近要溶解的多晶硅片的溶液降低浓度，因为对流则使硅向多孔硅层202表面传输。结果，从该晶片表面稳定地连续的溶解硅，因此不需要冷却全部溶液。以后，利用与实施例1相同的方法，在聚酰亚胺膜上形成薄膜单晶硅太阳电池。在AM1.5(100mw/cm2)光照下，测量聚酰亚胺薄膜/单晶硅太阳电池的I-V特性，结果，在电池面积为6cm2的条件下，获得转换效率为16.2％，开路电压为0.6V，短路光电流为35mA/cm2，曲线因素(curve factor)为0.79。
并且，用与上述相同的方法进行腐蚀，除掉分离后在硅片上保留的多孔层，制成光滑的表面(图2I)。利用这样再制成的晶片，重复上述工艺步骤，获得许多具有高质量半导体层的薄膜单晶态阳电池。
[实施例4]
在本实施例中，利用与实施例1相同的方法，制造薄膜单晶太阳电池，但除了要浸入的单晶硅片201的表面温度Tsurf是处于Tsat＝Tm＝890℃的溶液温度之外。类似地，在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，测量聚酰亚胺薄膜/单晶硅太阳电池的I-V特性。结果，获得转换效率为16.2％。
[实施例5]
本实施例的各步骤与实施例1的步骤相同，直到淀积非掺杂的薄膜硅层203为止。把从溶液中提起的样品，在氢气流中加热到1200℃，保持30分。然后，把温度调节到900℃。通过该加热处理，把p型多孔层202中的硼(B)热扩散到非掺杂的薄膜硅层203中，制成p+型薄膜硅层206。接着，在900℃在另一碳船内单独地熔解金属铟(In)，并使硅达到饱和。还有把含有0.1原子％硅的锑(Sb)熔化，提供晶体生长溶液。接着，把其上形成非掺杂薄膜硅层203的晶片浸入在该溶液中，以便在该薄膜硅上淀积厚度为1μm的n+型薄膜硅层204，然后从溶液中提起晶片。接着，除了用等离子CVD装置淀积n型微晶硅(μc-si)层206的步骤被省略之外，利用与实施例1相同方法制造薄膜单晶太阳电池的各步骤，其掺杂层的次序和实施例1相反。类似地，在AM1.5(100mw/cm2)光照下，测量聚酰亚胺薄膜/单晶硅太阳电池的I-V特性，结果，获得转换效率为15.7％。
[实施例6]
本实施例，利用图8A到图8H的所示步骤，制造具有与实施例1相同结构的太阳电池。本实施例，除了利用外延方法在多孔硅层202上面形成n+型薄膜硅层作为n+(或p+)型层206以外，首先，进行与实施例1相同的步骤。
也就是，如图8B所示，利用和实施例1相同的方法，在单晶硅片201的表面，形成多孔硅层202。然后，在800℃在碳船内在氢气流中熔化铟(In)。溶解多晶硅片，同时搅拌，然后使其饱和。此外，熔化含有0.2原子％的锑(Sb)，提供晶体生长溶液。接着慢慢地降低溶液温度到794℃，以便提供晶体生长溶液。此后，调节气氛温度，直到其上形成退火多孔层202的单晶硅片201的温度和溶液的温度相等。在这种状态，把其表面形成多孔层的晶片浸入在该溶液中，以-10℃/分的冷却速率逐渐冷却，以便在该多孔层202上面淀积厚度为0.5μm n+型薄膜硅层206，然后把其从溶液中提起。然后，利用和实施例1相同的方法，淀积20μm厚的非掺杂薄膜硅层203和厚度为1μm厚的p+型薄膜硅层204。此后，除了利用等离子CVD装置淀积n+型微晶硅(μc-Si)层206被省略之外，利用和实施例1相同的方法，制造薄膜单晶太阳电池。类似的，在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，测量聚酰亚胺薄膜/单晶硅太阳电池的I-V特性，结果获得16.4％的转换效率。
[实施例7]
在该实施例，阳极氧化由液相生长方法而不是热扩散方法形成的p型层。首先，在碳船内在氢气流中在900℃下熔化金属铟(In)。然后，溶解多晶硅片并使其饱和，同时进行搅拌。还有，熔化含0.1原子％硅的镓(Ga)，以便提供晶体生长溶液。在这种状态下，把500μm厚的单晶硅片201、在相同温度下浸入该溶液中，然后逐渐地以-1.0℃/分的冷却速率进行冷却，由此，形成3μm厚的p型半导本层。在后续步骤，利用和实施例1相同的工序，制成具有相同结构的薄膜单晶硅太阳电池。
利用和上述相同的方法，通过腐蚀除掉分离后在硅片201上面残留的多孔层，产生光滑的表面(图2I)。以后，利用上述液相生长方法，再形成3μm厚的p型半导体层，再利用和实施例1相同的工序，制成具有相同结构的薄膜单晶太阳电池。以后，用相同的方法，利用相同的单晶硅片201制成许多具有高质量半导体层的薄膜单晶太阳电池。采用这些步骤，不仅可有效地利用高价的单晶硅片201，而且不必进行热扩散B的步骤。
[实施例8]
本实施例，除了利用厚度为1000μm，大部分晶粒直径为大约0.3到3cm的多晶硅片作为第1衬底来代替单晶硅片外，使用和实施例1相同的方法，利用在聚酰亚胺薄膜上形成的薄膜多晶硅制成薄膜太阳电池。用这种方法获得的太阳电池，假定在使用的多晶硅片的各晶粒区中，多晶硅片的晶向转变到非掺杂层中，外延生长在局部发生。在AM1.5(mw/cm2)光照下，测量薄膜多晶硅太阳电池的I-V特性，结果获得13.5％的转换效率。
用和上述相同的方法，通过腐蚀除掉分离后残留在硅片201上面的多孔层，以便制成光滑的表面(图2I)。利用这样获得的便宜的重新制成的晶片，重复上述步骤，以便获得具有高质量半导体层的许多薄膜多晶太阳电池。
[实施例9]
在实施例这样制造多晶硅衬底，用CZ(Czochralski)方法从额定纯度且便宜的98.5％金属级硅提炼硅锭、然后把其切成1mm厚的薄片，镜面磨光晶片表面，把该片作为第1衬底201。金属级硅是便宜的未加工的硅，用其作为铝合金等的原材料。虽然这种硅与用于半导体方面的标准硅相比是很便宜的，但是没有用于电子器件，因为其含有高浓度的杂质。分析靠近表面元素的结果，产生金属组硅衬底，杂质浓度稍大于0.01％(硅的纯度稍小于99.99)，如表6所示。金属级硅衬底晶粒的直径是nmm到ncm(如图2A所示)
表6
    杂质     浓度
    Ca     42ppm
    B     38ppm
    Al     22ppm
    Ni     ＜5ppm
    Fe     10ppm
    Cr     0.6ppm
    Mn     ＜0.2ppm
    Ti     ＜1ppm
利用如实施例7所述的液相生长方法，依次在该片上形成1μm厚的非掺杂层，3μm厚的p型层，然后把p型层阳极氧化。如上所述，在很多情况，金属级硅具有p型，但由于掺杂度不稳定，容易损害阳极氧化的重复性，形成由液相生长方法控制的p型层，然后再阳极氧化，由此能改善阳极氧化的重复性。通过把非掺杂层设置在多晶硅和由液相外延生长的p型层之间，可以改善阳极氧化深度的可控性。按照和实施例1相同的工序进行后续各工艺步骤，以便获得具有相同结构的薄膜多晶硅太阳电池。
按照和上述相同的方法，通过腐蚀除掉分离后残留在硅片201上面的多孔层，以便产生光滑的表面(图2I)。以后，利用上述液相生长方法，形成1μm厚的非掺杂层和3μm厚的p型层，以便利用和实施例1相同的程序，获得具有相同结构的薄膜太阳电池。此后，重复相同程序，利用相同金属级多晶硅片，获得许多具有高质量半导体层的薄膜太阳电池。采用上述各步骤，不但可利用低级多晶硅片，而且也不必进行热扩散的步骤。
[实施例10]
本实施例表示下述方法，把具有如图9所示结构的化合物半导体层转移到聚丙烯树脂上，形成超高效率的串联型太阳电池。
在图9中，标号901表示衬底；902表示多孔层，903表示n+型层；904表示n+型层；905表示n型层；906表示p型层；907表示p+型层；908表示p型层；909表示n+型层；910表示n型层；911表示n+型层；912表示n型层；913表示p型层。因此，在多孔层902上面按顺序n+/n+/n/p/p+/p/n+/n/n+/n/p形成各导电型半导体层。
本实施例，采用化合物半导体，下面叙述各层的组分。
n+型层903是n+型GaAs；n+型层904是n+型AlxGa1-xAs；n型层905是n型Al0.37Ga0.63As；p型层906是p型Al0.37Ga0.63As；p+型层907是p+型Al0.37Ga0.63As；p型层908是p型Al0.37Ga0.63As；n+型层909是n+型AlxGa1-xAs；n型层910是n型Al0.37Ga0.63As；n+型层911是n+型Al0.9Ga0.1As；n型层912是n型GaAs；p型层913是p型GaAs。
然后，将叙述具体的制造实例。
首先，用BCl3作为热扩散源在1200℃的温度下把硼(B)热扩散到500μm厚的单晶硅衬底901的表面，形成大约3μm厚的p+型扩散层。然后，在表7所示的条件下，在HF溶液中进行阳极氧化，在片子上形成多孔硅层902。
表7
阳极氧化溶液     HF∶H2O∶C2H5OH＝1∶1∶1
电流密度     1mA/cm2→5mA/cm2→40mA/cm2
阳极氧化时间     2分→2.5分→(30秒)→0秒
然后，利用逐渐冷却方法，进行液相异质外延生长硅。首先，在碳船中在氢气流中在810℃熔化金属镓(Ga)。在熔化的铟中溶解砷(As)、直到使其达到饱和。另一方面，在1050℃在氢气氛中退火多孔层902，时间为7分钟，然后把温度降低到800℃。以后，把溶液温度调整到800℃，把其上形成多孔硅902的单晶硅片浸入到该溶液中，以-0.1℃/分的速率慢慢地把溶液温度降低，以便生长n+型GaAs层903。使铝(Al)和镓溶液接触，在溶液中逐渐溶解，继续进行生长，由此生长n+型过渡层904(以AlxGa1-xAs表示)，其中Al浓度逐渐变化。当x＝0.37时，Al和镓溶液悬浮接触，同时使铝浓度保持恒定，生长n型Al0.37Ga0.63As层。然后，把其上形成n型Al0.37Ga0.63As层的衬底，浸入另一个单独制备的包含Al和As的具有p型掺杂剂的800℃Ga溶液中。然后，以-0.1℃/分的速度冷却该溶液，以便生长p型Al0.37Ga0.63As。此外，增加掺杂量，生长p+型Al0.37Ga0.63As层。利用和上述相同的气压，生长p型Al0.37Ga0.63As层，n+型AlxGax-1As层，n型Al0.37Ga0.63As层，n+型Al0.9Ga0.1As层，n型GaAs层，p型GaAs层。
在p型GaAs层上面形成Pd/Au即由EB汽相淀积形成的最外层后，利用丝网印刷在1μm厚的聚丙烯板的表面上涂覆厚度为10到30μm的铜膏，涂覆的表面紧密地接触和连接到上述的晶片p+型GaAs层。在这种情况，把其放入炉中烧结，条件是温度为300℃，时间为20分，则聚丙烯树脂板和晶片相互连接。在聚丙烯树脂板和晶片相互连接的情况，用真空夹具(没有图示)分别固定晶片的另一个没连接的表面和聚丙烯树脂板的另一个非连接的表面，垂直地在夹具上向连接表面非均匀地施加拉力，破坏多孔层902，使生长层从晶片上分离，并且转移到聚丙烯树脂板上。用亚乙基二酰胺、邻苯二酚和纯水的混合溶液在110℃选择地腐蚀从硅片上分离的在n+型GaAs层上保留的多孔层。保留n+型GaAs层，不受腐蚀，只是完全除掉多孔层，使用上述腐蚀溶液的单晶GaAs的腐蚀速率很小，实际上可以忽略厚度的减少。利用透射电子显微镜观察该层的表面，结果证实，保持优良的结晶性，在生长层中没有引入新的结晶缺陷。
然后，通过腐蚀另一部分而不腐蚀栅状，使最外表面层的n+型GaAs层只保留栅状，则暴露出n+型AlxGa1-xAs层，利用EB汽相淀积和光刻，只在栅状n+型GaAs层形成表面电极(Au/Ge/Ni/Au)。然后，利用等离子CVD方法、淀积TiO2/MgO作为抗反射层，以便提供太阳电池。
在AM1.5(100mw/cm2)的光照下，测量利用聚丙烯树脂板的薄膜化合物半导体硅太阳电池的I-V特性，结果，获得23.8％的转换效率。
还有，利用和实施例1和2所述的相同方法，通过腐蚀除掉分离后在硅片上保留的多孔硅层，制成光滑的表面。利用这样制成再生晶片，重复上述各步工艺，获得许多具有高质量半导体层的薄膜化合物半导体太阳电池。
[实施例11]
在本实施例，是参照附图10A到图10M所示各步骤，叙述利用单晶硅制造交错型(Stagger type)场效应晶体管的实施例。
制备500μm厚的单晶硅片601作为衬底(图10A)。然后，用BCl3作为热扩散源在温度1200℃在单晶硅片601的表面热扩散B，形成p+型层，于是获得大约3μm的扩散层。接着，用和实施例1相同的方法，形成多孔层602(图10B)。然后，用逐渐冷却的方法，进行硅的液相外延生长。这就是说，首先利用碳船在氢气流中在900℃下制备饱和溶液，溶解n型杂质砷(As)，然后慢慢地降低溶液温度到894℃，以便提供晶体生长溶液。然后，调整气氛温度，使其上形成多孔层602的单晶硅片601的温度为1030℃，在氢气流中退火1小时。然后，降低温度，直到等于溶液的温度。在这种状态，把其表面上形成多孔层的晶片浸入该溶液中，在多孔层602上面淀积薄膜硅层603，厚度为0.1μm(图10c)。接着，在另一碳船中制备900℃的饱和溶液，把另一碳船中的溶液温度慢慢地降低到894℃。把形成n+型薄膜硅层603的晶片浸入该溶液，在其上淀积0.3μm厚的p-型薄膜硅层604，然后从溶液中把晶片提起(图10D)。然后在蒸汽中通过热处理，氧化p-型薄膜硅层604的表面，其厚度为2.1μm，从而提供栅绝缘层(图10E)。在该膜上利用溅射方法淀积铝膜，利用光刻工艺形成栅电极/栅布线606(图10F)。在该膜上利用溶胶/凝胶方法通过SiO2膜607设置玻璃衬底608(图10G)。以后，在多孔层602部分分离晶片601(10H)，在除掉多孔层602的残留层后(图10I)，利用光刻工艺构图n+型薄膜硅层603，用标号603’和603”表示形成的图形(图10J)，在该膜上淀积氮化硅膜609，用光刻工艺构图源/漏电极的接触孔(图10K)。还有，淀积铝层，并用光刻工艺构图，由此形成漏电极/漏布线610’，源电极/源布线610”(图10L)。
由于这种制造的晶体管具有薄的p-型单晶层，通过开/关栅电极，其获得了漏电流的很高开/关比率，并且获得了大的漏电流。因此，即使晶体管具有小面积时，也能提供大的驱动性能。由于它是交错型晶体管，虽然利用单晶，但是漏/栅布线的自由度象利用非晶硅的晶体管那样大，当把该晶体管用于液晶的矩阵驱动部件时，可容易实现高对比度，高速运作，高开启度(opening degree)。类似地，从分开的单晶硅片610上除掉保留的多孔层602(图10M)，使它按要求重新利用。
[实施例12]
在本实施例，利用图11A到图11J所示的各步骤，叙述关于制造GaAlAs的LED的实施例。首先，制备GaAlAs晶片701(图11A)。然后，按照表8所示的条件，阳极氧化p型单晶GaAs片701，其厚度为800μm，这由p.Schmuki等人报道(P.Schmuki，J.Fraser，C.M.Vitus，M.J.，Graham，H.S.Issacs J.Electrochem.Soc.143(1996)PP.3316)(图11B)。
表8
    阳极氧化溶液 HCl∶H2SO4∶NH4H2PO4＝1∶1∶3
    施加电压 300V→1000mA/cm2
    阳极氧化时间 1分→5秒
然后，进行化合物半导体液相异质处延生长。首先，在碳船内在氢气流810℃下熔化金属镓(Ga)。在熔化的铟中溶解砷(As)，直到饱和。然后，调节溶液温度到800℃，同时把其上形成多孔硅层702的单晶硅片701浸入该溶液中，使铝(Al)和该溶液接触，并且逐渐地溶解在该溶液中，以便继续晶体生长，由此，生长逐渐变化Al浓度的过度层(AlxGa1-xAs)(图11C)。通过浸入该溶液在表面温度为800℃条件下，生长转变层703。以-0.1℃/分逐渐冷却。当达到X＝0.37时，悬浮铝和镓溶液的接触，同时保持Al浓度恒定，生长Al0.37Ga0.63As层704(图11D)。然后，利用另一单独制备的溶液，生长光发射层Al0.5Ga0.5As层705(图11E)。接着生长势垒层Al0.37Ga0.63As层706(图11F)。接着，把涂覆SnO2透明导电层708的玻璃709连接到In2O3溶胶凝胶膜708(图11G)，然后分离晶片701(图11H)。还有，利用铜膏层710把玻璃711和分离的玻璃709连接在一起，并且从SnO2透明导电层708和铜膏层710引出引线712(图11I)。用这种方法，利用树脂713密封侧面(图11J)。这种方法，可获得高发光的光发射红色LED。这种方法，尤其在铜膏层710的表面上能有效地反射发射光，因为在玻璃711和Al0.37Ga0.63As层706之间反射率有大的差别，SnO2透明层电层708和In2O3的溶胶凝胶层能减少反射损耗，所以亮度变高。
[实施例13]
本实施例是表示制造太阳电池方法的实施例，利用图4所示的装置，通过图5A到图5H所示的步骤，把单晶硅层转移到聚酰亚胺膜上。
首先，制备500μm厚的单晶硅片作为衬底201(图5A)。然后，用BCl3作为热扩散源，在1200℃在单晶硅片表面热扩散B，形成p+型层，于是获得大约3μm厚的扩散层。
然后在HF溶液中按表9所示条件进行阳极氧化，在晶片表面，形成多孔硅层202(图5B)。
表9
    阳极氧化溶液     HF∶H2O∶C2H5OH＝1∶1∶1
    电流密度     5mA/cm2→30mA/cm2
    阳极氧化时间     2.5分→(30秒)→0秒
这样制成的二个衬底配对设置，使多孔层朝外，即背对背，利用石英构成的夹具放置5对衬底，使5对衬底间距为1cm。把其放置在装置的装载室中、如图4所示，在关闭门后，用氮气置换内部气氛。
然后，打开阀门405，把用衬底夹具支撑的衬底416传送到汽相生长容器404中。传送后关闭阀门405。输入氢气替换内部气体，升高衬底温度，同时使氢气流入容器。当温度升高到1000℃时，保持30分，在此期间，制成光滑的多孔层表面。
然后，按表10所示的条件，淀积0.2μm厚的第1n+型晶体硅层。完成生长，同时用氢代替汽相生长容器404的内部，降低衬底夹具温度到900℃。
表10
    气体流量/分     SiH2Cl2/PH3/H＝0.5L/0.2cc/100L
    衬底温度     1000℃
    气压     大气压
    生长时间     1分
另一方面，在完成生长后，用氢充入汽相生长容器404的内部。在液相生长容器409中，在900℃把硅溶解在船414中的金属铟溶剂中，直到溶液浓度达到饱和并且进行搅拌，使该溶液均匀。在熔化完成后，打开阀门410，把衬底夹具416浸入熔化材料415中。以-1℃/分的冷却速率逐渐进行冷却。25分后打开阀门410，提升衬底夹具416。淀积20μm厚的有源层。把衬底夹具416装入汽相生长容器404，关闭阀门410。采用汽相生长方法在表11(图5c)所示条件下，再淀积0.5μm厚的第3p+型晶体硅层。
表11
    气体流量/分     SiH2Cl2/B2H6/H2＝1L/0.5cc/100L
    衬底温度     1000℃
    气压     大气压
    生长时间     2分
完成生长后，用氢气流冷却衬底夹具416。当衬底夹具416的温度降到200℃时，打开阀门405，把衬底夹具416传送到装载室401。关门后，输入氮气替换其内部气体，然后从装置取出衬底夹具416。
用丝网印刷方法在第2衬底的50μm厚的聚酰亚胺膜的表面上涂覆20μm厚的铜膏，使该表面和上述的晶片p+型薄膜硅层紧密接触和连接。在这种状态，把其传送到炉中、在300℃烧结铜膏20分，使聚酰亚胺膜和晶片相互连接(图5D)。
在聚酰亚胺膜和晶片相互连接的情况，用真空夹具(图中没有表示)固定没连接的晶片另一表面，从聚酰亚胺膜另一端施加外力，进行剥离，使n+型硅片，有源硅层，p+型硅层从晶片上分离，然后转移到聚酰亚胺膜上(图5E)。
在搅拌由氢氟酸，过氧化氢和纯水组成的混合溶液情况下，选择地腐蚀由晶片剥离后残留在薄膜硅层上的残留多孔层。保持薄膜硅层，不被腐蚀，仅仅完全除掉残留的多孔层(图5F)。使用上述腐蚀溶液，对非多孔硅单晶的腐蚀速率很低，利用多孔硅层腐蚀速率和非多孔层腐蚀速率的选择腐蚀速率之比高达105以上，实际上可忽略非多孔硅层的腐蚀量(大约几十埃)。用透射电子显微镜观测该层的横切面，结果证实，保持优良的结晶性，在薄膜硅层中没有引入新的结晶缺陷。
最后，利用EB(电子束)汽相淀积在n+型硅层上形成ITO透明导电膜(82nm厚)和收集电极[Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm厚)]、以便提供太阳电池(图5G)。
在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，测量聚酰亚胺薄膜/单晶硅太阳电池的I-V特性，结果获得了14.9％的转换效率。
并且，利用和上述相同的方法，除掉分离后残留在硅片上的多孔层，以便提供光滑的表面(图5H)。利用这样获得的再生晶片，重复上述各步骤，获得许多具有高质量半导体层的薄膜单晶太阳电池。
[实施例14]
利用图4所示的装置，按照图12A到图12M所示的步骤形成太阳电池。
首先，在衬底表面形成p+型区域1201，在1200℃用BCl3作为热扩散源，在厚500μm单晶硅片表面上热扩散硼以形成p+型层，获得深度为3μm的扩散层。
然后，如图12B所示，在与实施例13相同的条件下，在HF溶液中进行阳极氧化、在片子上形成多孔硅层202。
接着，如图12C所示，用汽相生长法，在与实施例13相同的条件下，外延生长p+型薄膜晶硅层206。
然后，与实施例13相似，保持还原气氛，用液态生长法外延生长p+型薄膜晶体硅的有源层203(图12D)。
再一次，在与实施例13相似的条件下，用汽相生长法外延生长n+型薄膜晶体硅层204(图12E)。
在这个阶段，从图4所示的装置中取出片子，利用商业上可买到的溅射装置淀积ITO透明电极706(图12F)。
保持这种状态，在表面上覆盖上粘书用的溶水型胶707(NittaGelatine Co.生产的AGX-5137)，上面再连接可透水的衬底，如商业上可买到的纸板708(第2衬底)然后干燥(图12G)。
在这种状况下，利用真空夹住硅片201，同时在纸板708上施加力，结果，破坏了多孔层202，然后，使半导体同纸板708一起从片子201上剥离开来(图12H)。
将样品粘到涂有一层铜膏709的不锈钢板710上(第3衬底)，并在150℃下暂时烧结(图12I)。然后，将80℃的热水透过纸板708的背部，溶解胶707，这样将半导体层从纸板708剥离开来(图12J)。
之后，洗掉透明电极706表面上残留的胶707，并用铜膏将收集电极711印刷在半导体的表面上。经过一段短暂的烧结过程，在500℃充分地烧结它(图12K)。铜对穿过半导体层的太阳光具有很强的反射能力，因此，半导体能够再次吸收太阳光。于是，即使半导体层很薄，也能获得较高的效率。
进一步说，不必去掉在图12H中所示的步骤中残留下来的多孔层202，因为作为该结构的一个特点，该层不会导致功能障碍。
另一方面，通过腐蚀除去图12H所示的步骤中分离的遗留在片子201上的多孔层202，以得到光滑表面(图12L)。通过液相生长法再次生长3μm厚的p+型层(图1 2M)。使用硅片201继续重复上述步骤，就可生产太阳电池。
用AM1.5(100mW/cm2)的光照射在不锈钢板上制作的薄膜单晶硅太阳电池上，测试的I-V特性结果表明，对于第一或第二循环太阳电池能量转换效率达到15％以上。
进一步讲，为达到同样的效果，除了通过渗透水来降低粘接力以外，还可以用其它办法，例如利用溶剂来降低粘接力。
[实施例15]
除了没有在多孔层202上通过汽相法生长的半导体层206上掺杂以外，按照与实施例14相同的如图12A到12M所示的方法形成太阳电池。进一步说，当生长有源层203时，停止生长硅。在图4所示的汽相生长容器中，用POC3在1200℃用汽相扩散方法热处理硅层表面一小时，使得硅的表面附近热扩散P。结果，形成n+型层204。同时B在p+型多孔层热扩散，结果，半导体层206变成p+型。
之后，在形成了透明电极706以后，用与实施例14相同的过程形成太阳电池。进一步，使用过的片子经过同样的处理，重新使用。因此能够构成新的太阳电池。
用AM1.5(100mW/cm2)的光照射在不锈钢板上制作的薄膜单晶硅太阳电池上，测试的I-V特性结果表明，对于第一或第二循环太阳电池能量转换效率达到15％以上。
[实施例16]
在该实施例中，用与实施例13相同的方法形成交错(stagger)型场效应晶体管。
使用与实施例13中同样的方法，用BCL3做热扩散源，在1200℃下将B热扩散到厚500μm的单晶硅片601的表面上，形成p+型层，同时获得3μm的扩散层。然后，用与实施例1一样的方法形成多孔层802(图10A和图10B)。
随后，将样品放进图4所示的装置中。首先，在汽相容器404中，在多孔层602上淀积厚0.1μm的n+型薄膜硅层603(图10C)。
然后，保持还原气氛，将样品放进液相生长容器淀积p-型薄膜硅层604，然后将样品从图4所示的装置中取出(图10D)。
随后，通过在蒸汽中热处理将p-型薄膜硅层604表面氧化得到0.1μm厚的栅绝缘膜605(图10E)。
在该膜上，通过溅射方法淀积一层铝膜，通过光刻法形成栅电极或栅布线606(图10F)。用溶胶或凝胶方法通过SiO2膜607吸住玻璃衬底608(图10G)。
之后，剥离片子601，在除去残留的多孔层602以后(图10I)，用光刻工艺构图n+型薄膜硅层603，利用标号603’和603”表示构图后的图形。然后在薄膜上淀积由标记609表示的氮化硅层。再淀积一层铝后，用光刻工艺形成漏电极/漏布线610’和源电极/源布线610”(图10H到10L)。
因为这样制作的晶体管具有单晶p-型层并且很薄，所以它能获得比栅电压的开关比率高的漏电流开关比率，同时它获得大电流。因此，即使晶体管的面积很小，也具有较大的驱动性能。而且，因为它使用的是交错型的单晶硅，所以用它做的漏/栅布线的自由度与用非晶硅制作的一样。当该晶体管用于液晶等矩阵驱动器件时，很容易实现高对比、高操作速度和高打开次数。
如上所述，根据本发明，能够在第二衬底上制作具有优良结晶性、多晶性等的单晶半导体层。并且能够在廉价和柔软的衬底上获得多用途的该种半导体。
还有，根据本发明，因能够在低耐热性的衬底上得到高转换率的太阳电池，所以能够为市场提供高数量的高质量的太阳电池。
还有，本发明能够在即使没有耐高温性能的衬底上制造有各种优良特性的晶体半导体，并且能用该半导体生产太阳电池。
再者，根据本发明，提供了能够在即使柔软的衬底上生产出有各种优异特性的晶体半导体的方法，并提供了用该半导体生产太阳电池的方法。
再者，根据本发明，能够提供一种生产具有广泛的应用性、使用性和设置的优良半导体构件的方法，并提供用该半导体构件生产太阳电池的方法。
再者，根据本发明，能够提供以较低的价格生产有优良半导体特性的半导体构件的方法和用该半导体构件以较低价格生产太阳电池的方法，同时，使用该半导体构件能表现出优异光电转换特性或使用特性的广泛的特性。
再者，根据本发明，能够提供一种生产具有高转换效率的太阳电池。
再者，根据本发明，能够通过剥离在结晶衬底上形成的外延层得到半导体构件，而且，结晶衬底可重复使用。通过使用廉价的原材料可以较低的价格生产出高性能的半导体构件。
再者，根据本发明，能够提供用半导体构件、可重复使用的结晶衬底和用廉价原材料的价格较低的高性能半导体构件生产的太阳电池。
综上所述，根据本发明，用容易控制晶体生长并且传送条件被严格控制的汽相生长方法可在单晶衬底上生长薄膜半导体层。在分离以前，可用液相方法外延生长吸收太阳光所需的最小厚度的结晶半导体层。同时，因为廉价衬底可重复使用，所以能以较低价格高效率地获得柔软的太阳电池。
还有，因为一直保持还原气氛，所以容易得到高质量连接的薄膜半导体层。
再者，可使用多晶衬底或很不纯的衬底，因而可进一步降低成本。
另外，因为可在低耐高温的衬底上得到具有高转换效率的薄膜晶体太阳电池，所以能为市场提供大批量、高质量的产品。再者，为了补偿在多孔层的形成和分离过程中的第一衬底的厚度的减少，通过液相生长方法可以在第一层衬底的表面生长结晶层，因此有效地利用第一衬底，并且优化多孔层并不受衬底质量的影响。
再者，在使用本发明生产半导体构件的方法制造晶体管时，由于得到特优性能的晶体管，即使晶体管的面积很小也能提供较大的驱动性能。而且，因为容易构造在以上例子中提到的单晶交错性场效应晶体管，漏或栅布线自由程度与用非晶硅的晶体管一样。在使晶体管用于液晶矩阵驱动装置等时，很容易实现高对比、高运行速度和高开启度。
另外，使用用本发明的方法得到的半导体构件，除了晶体管和太阳电池外，也能在柔软衬底或绝缘衬底上形成象LED(光发射器件)这样的半导体器件。本发明的半导体构件被称为SOI(绝缘体上生长半导体)，其包括具有各种优良特性的半导体层，它非常有用。

Claims (66)

1、一种制造太阳电池的方法，包括下列步骤：
在第1衬底表面区中形成多孔层；
利用液相外延在多孔层上形成半导体层；
把第2衬底粘接到与粘接于第1衬底的半导体层表面相对的半导体层表面；
利用多孔层把第1衬底和半导体层分离，以便把半导体层转移到第2衬底上。
2、一种按照权利要求1的方法，其特征是，在多孔层上形成半导体层，该半导体层包括依次利用汽相外延形成的区域和利用液相外延形成的区域。
3、一种按照权利要求1的方法，还包括下这述步骤，第1衬底从半导体层分离后，除掉残留在第1衬底表面上的多孔层。
4、一种按照权利要求1的方法，其特征是，利用熔液进行液相外延，其中，把用于形成待生长的半导体层的元素溶解成过饱和状态或基本上过饱和状态。
5、一种按照权利要求1的方法，其特征是，在还原气氛下，进行液相外延。
6、一种按照权利要求1的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生长的半导体层的元素的熔液与多孔层接触。
7、一种按照权利要求1的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生长的半导体层的元素的熔液与在多孔层上形成的外延层接触。
8、一种按照权利要求7的方法，其特征是，利用汽相外延形成外延层。
9、一种按照权利要求1的方法，其特征是液相外延包括，使用溶解用于形成待生长的半导体层的元素达到预定浓度的熔液，使该熔液与多孔层表面接触，同时多孔层表面温度低于某一温度，在该温度下在所述熔液中具有预定温度的元素达到饱和。
10、一种按照权利要求2的方法，其特征是，通过分解源气体同时提供形成还原气氛的气体，进行汽相外延。
11、一种按照权利要求1的方法，其特征是，利用粘合剂进行粘接第2衬底的步骤。
12、一种按照权利要求11的方法，其特征是，粘合剂包括水溶的粘合剂。
13、一种按照权利要求1的方法，还包括下述的步骤，在用于转移半导体层到第2衬底的分离表面上提供第3衬底。
14、一种按照权利要求13的方法，还包括下述的步骤，分离2衬底，转移半导体层到第3衬底。
15、一种按照权利要求1的方法，其特征是，第2衬底具有透水性。
16、一种按照权利要求14的方法，其特征是，通过降低用于粘接第2衬底粘合剂的粘接作用来分离第2衬底。
17、一种按照权利要求16的方法，其特征是，利用透过第2衬底的液体来降低粘接作用。
18、一种按照权利要求16的方法，其特征是，该粘合剂是水溶的，利用透过第2衬底的水来降低粘接作用。
19、一种按照权利要求1的方法，其特征是，把多孔层中的杂质扩散进半导体层。
20、一种按照权利要求1的方法，其特征是，用铟作为溶剂进行液相外延。
21、一种按照权利要求1的方法，其特征是，在粘接第2衬底之前，把杂质掺入半导体层。
22、一种按照权利要求1的方法，其特征是，在粘接第2衬底之前，把杂质掺入半导体层中以便形成p-n结。
23、一种按照权利要求1的方法，其特征是，第2衬底具有导电表面。
24、一种按照权利要求1的方法，还包括下述步骤，除掉在转移的半导体层上保留的多孔层。
25、一种按照权利要求1的方法，还包括在转移的半导体层上形成电极的步骤。
26、一种按照权利要求1的方法，还包括下述步骤，把杂质掺入转移的半导体层中。
27、一种按照权利要求1的方法，还包括下述步骤，在转移的半导体层上形成杂质半导体层。
28、一种按照权利要求3的方法，还包括下述步骤，在除掉多孔层的衬底上利用外延生长形成半导体层。
29、一种按照权利要求28的方法，其特征是，利用外延生长形成的半导体层具有p型或n型导电性。
30、一种制造太阳电池的方法，包括下列步骤：
在第1衬底表面区中形成多孔层；
利用液相外延在多孔层上形成半导体层；
把第2衬底粘接到与粘接于第1衬底的半导体层表面相对的半导体层表面；
利用多孔层把第1衬底和半导体层分离，以便把半导体层转移到第2衬底上；
除掉残留在第1衬底表面上的多孔层；
通过外延生长，在除掉多孔层的衬底上形成半导体层。
31、一种按照权利要求30的方法，其特征是，利用外延生长形成的半导体层具有p型或n型导电性。
32、一种制造半导体构件的方法，包括下列步骤。
(a)在第1衬底的表面区中形成多孔层；
(b)把多孔层浸入熔液，其中把用于形成待生长的半导体层的元素在还原气氛下溶解到过饱和状态或基本上过饱和状态，以便在多孔层表面上生长半导体层；
(c)把第2衬底粘接到其上至少形成多孔层和半导体层的第1衬底的表面；
(d)在多孔层从第2衬底分离第1衬底，以便把从第1衬底分离的半导体层转移到第2衬底上。
33、一种按照权利要求32的制造半导体构件的方法，其特征是，处理在步骤(d)分离的第1衬底的表面，然后作为第1衬底返回到步骤(a)进行处理。
34、一种按照权利要求32的制造半导体构件的方法，其特征是，在处理在步骤(d)分离的第1衬底的表面后，在第1衬底的表面上生长其中通过液相生长掺入杂质的半导体层，然后作为第1衬底返回到步骤(a)进行处理。
35、一种按照权利要求34的制造半导体构件的方法，其特征是，在形成掺杂的半导体层之前，在表面处理后在第1衬底表面上形成没有掺杂或掺入低浓度杂质的半导体层。
36、一种按照权利要求34的制造半导体构件的方法，其特征是，利用纯度为99.99％或以下的半导体作为第1衬底。
37、一种制造半导体构件的方法，其包括下列步骤：
(a)在第1衬底的表面区中形成多孔层；
(b)把多孔层浸入熔液，其中把用于形成待生长的半导体层的元素溶解到所要求的浓度，使多孔层表面温度低于某一温度，在该温度下具有所要求温度的熔液达到饱和，以便在多孔层表面上生长半导体层；
(c)把第2衬底粘接到其上至少形成多孔层和半导体层的第1衬底的表面；
(d)在多孔层从第2衬底分离第1衬底，以便把从第1衬底分离的半导体层转移到第2衬底上。
38、一种按照权利要求37的制造半导体构件的方法，其特征是，处理在步骤(d)分离的第1衬底的表面，然后作为第1衬底返回到步骤(a)进行处理。
39、一种按照权利要求37的制造半导体构件的方法，其特征是，在处理在步骤(d)分离的第1衬底的表面后，在第1衬底的表面上生长其中通过液相生长掺入杂质的半导体层，然后作为第1衬底返回到步骤(a)进行处理。
40、一种按照权利要求39的制造半导体构件的方法，其特征是，在形成掺杂的半导体层之前，在表面处理后在第1衬底表面上形成没有掺杂或掺入低浓度杂质的半导体层。
41、一种按照权利要求39的制造半导体构件的方法，其特征是，利用纯度为99.99％或以下的半导体作为第1衬底。
42、一种按照权利要求32的制造半导体构件的方法，其特征是，第1衬底是晶体。
43、一种按照权利要求32的制造半导体构件的方法，其特征是，由单晶硅制造第1衬底。
44、一种制造太阳电池的方法，包括下述步骤，利用由权利要求32的方法获得的转移到第2衬底的半导体层。
45、一种按照权利要求37的制造半导体构件的方法，其特征是，第1衬底是晶体。
46、一种按照权利要求37的制造半导体构件的方法，其特征是，第1衬底是由单晶硅制造的。
47、一种制造太阳电池的方法，包括下述步骤，利用由权利要求37的方法获得的转移到第2衬底的半导体层。
48、一种制造半导体构件的方法，其包括下列步骤：
(a)在第1晶体衬底的表面区中形成多孔层；
(b)通过分解源气体利用汽相在多孔层表面生长第1薄膜半导体层；
(c)把第1薄膜半导体层浸入熔液中，其中把形成第2薄膜半导体层的元素在还原气氛溶解成饱和状态或基本上饱和状态，以便在第1薄膜半导体层的薄膜上利用液相生长第2薄膜半导体层，该层导电类型不同于第1表面半导体层的导电类型；
(d)把第2衬底粘接到第2薄膜半导体层的表面上或粘接到进一步在第2薄膜半导体层上形成的表面层上；
(e)通过在多孔层上加力从第1衬底分离第1薄膜半导体层以便把第1薄膜半导体层转移到第2衬底上。
49、一种按照权利要求48的制造半导体构件的方法，其特征是，利用粘合剂进行粘接第2衬底的步骤。
50、一种按照权利要求49的制造半导体构件的方法，其特征是，粘合剂是水溶的粘合剂。
51、一种按照权利要求48的制造半导体构件的方法，还包括下列步骤：
把第3衬底连接到该衬底的分开表面上；
把薄膜半导体层从第2衬底分开，以便把薄膜半导体层转移到第3衬底上。
52、一种按照权利要求48的制造半导体构件的方法，其特征是，第2衬底是可渗透水的。
53、一种按照权利要求51的制造半导体构件的方法，其特征是，通过降低粘合剂的粘接作用进行分离步骤，从第2衬底分离用粘合剂粘接的薄膜半导体层，以便转移薄膜半导体层到第3衬底上。
54、一种按照权利要求51的制造半导体构件的方法，其特征是，利用第2衬底降低粘合剂的粘接作用进行分离步骤，从第2衬底分离用粘合剂粘接的薄膜半导体层，以便转移薄膜半导体层到第3衬底上。
55、一种按照权利要求51的制造半导体构件的方法，其特征是，通过把水加入具有透水性的第2衬底降低粘合剂的粘接作用进行分离步骤，从第2衬底分离薄膜半导体层，以便转移薄膜半导体层到第3衬底上。
56、一种按照权利要求51的制造半导体构件的方法，其特征是，通过把水加到水溶的粘合剂来降低粘合剂的粘接作用，进行分离步骤，从第2衬底分离用水溶的粘合剂粘接的薄膜半导体层，以便转移薄膜半导体层到第3衬底上。
57、一种按照权利要求51的制造半导体构件的方法，其特征是，通过把水穿过具有透水性的第2衬底加到水溶的粘合剂来降低粘合剂的粘接作用，进行从具有透水性的第2衬底分离用水溶的粘合剂粘接的薄膜半导体层以便转移薄膜半导体层到第3衬底上的分离步骤。
58、一种按照权利要求48的制造半导体构件的方法，还包括下述步骤，在分离后处理第1衬底的表面，然后重新利用第1衬底。
59、一种按照权利要求58的制造半导体构件的方法，在处理从其分离第1薄膜半导体层的第1衬底的表面后，还包括下述步骤：生长具有和第1衬底相同成分的半导体层，并且利用液相在第1衬底的表面掺入杂质，然后，重复步骤(a)到(e)。
60、一种按照权利要求59的制造半导体构件的方法，在形成掺杂半导体层之前还包括下述步骤，利用液相生长方法在第1衬底处理后的表面形成不掺杂的或微量掺杂的半导体层，然后重复步骤(a)到(e)。
61、一种按照权利要求48的制造半导体构件的方法，其特征是，利用纯度为99.99％或以下的半导体作为第1衬底。
62、一种制造半导体构件的装置，其中含有包括多孔层的衬底和在多孔层上形成的半导体层，该装置包括：
液相生长容器，用于把第1薄膜半导体层浸入熔液中，其中把形成薄膜半导体层的元素在还原气氛溶解成饱和状态或过饱和状态，以便在液相中在第1薄膜半导体层的表面上生长第2薄膜半导体层；
传送部件，在汽相生长容器和液相生长容器之间传送衬底，同时保持还原气氛。
63、一种按照权利要求62的装置，还包括一个位于液相生长容器的前面的汽相生长容器，通过在还原气氛分解源气体，在汽相中在衬底的多孔层表面上生长第1薄膜半导体层。
64、一种制造太阳电池的方法，利用权利要求48的制造半导体构件的方法。
65、一种制造太阳电池的装置，其中含有包括多孔层的衬底和在多孔层上形成的半导体层，该装置包括：
液相生长容器，用于把第1薄膜半导体层浸入熔液中，其中把形成薄膜半导体层的元素在还原气氛溶解成饱和状态或过饱和状态，以便在液相中在第1薄膜半导体层的表面上生长第2薄膜半导体层，所述第2薄膜半导体层具有和第1薄膜半导体层不同的导电类型；
传送部件，在汽相生长容器和液相生长容器之间传送衬底，同时保持还原气氛。
66、一种按照权利要求65的装置，还包括汽相生长容器，位于液相生长容器的前面，通过在还原气氛分解源气体，在汽相中在衬底的多孔层表面上生长第1薄膜半导体层。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101361198B (zh) * 2005-12-28 2012-05-16 第四族半导体有限公司 用于一种固态发光器件的像素结构
CN102800726A (zh) * 2012-09-04 2012-11-28 天津三安光电有限公司 一种倒装太阳能电池芯片及其制备方法
CN111668097A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 英飞凌科技股份有限公司 具有多孔部分的半导体器件、晶片复合体和制造半导体器件的方法

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2773261B1 (fr) 1997-12-30 2000-01-28 Commissariat Energie Atomique Procede pour le transfert d'un film mince comportant une etape de creation d'inclusions
US6306729B1 (en) 1997-12-26 2001-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor article and method of manufacturing the same
DE19803013B4 (de) * 1998-01-27 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ablösen einer Epitaxieschicht oder eines Schichtsystems und nachfolgendem Aufbringen auf einen alternativen Träger
JP3809733B2 (ja) 1998-02-25 2006-08-16 セイコーエプソン株式会社 薄膜トランジスタの剥離方法
JP3144387B2 (ja) * 1998-08-17 2001-03-12 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP2000124341A (ja) * 1998-10-21 2000-04-28 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
DE19851873A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-11 Zae Bayern Verfahren zum Aufwachsen einer kristallinen Struktur
JP2000349264A (ja) 1998-12-04 2000-12-15 Canon Inc 半導体ウエハの製造方法、使用方法および利用方法
EP1024523A1 (en) * 1999-01-27 2000-08-02 Imec (Interuniversity Microelectronics Center) VZW Method for fabricating thin film semiconductor devices
JP4313874B2 (ja) * 1999-02-02 2009-08-12 キヤノン株式会社 基板の製造方法
JP2000223683A (ja) * 1999-02-02 2000-08-11 Canon Inc 複合部材及びその分離方法、貼り合わせ基板及びその分離方法、移設層の移設方法、並びにｓｏｉ基板の製造方法
US6664169B1 (en) * 1999-06-08 2003-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing semiconductor member, process for producing solar cell, and anodizing apparatus
EP1065734B1 (en) * 1999-06-09 2009-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Bonding type semiconductor substrate, semiconductor light emitting element, and preparation process thereof.
JP2001007362A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Canon Inc 半導体基材および太陽電池の製造方法
WO2001004964A1 (de) * 1999-07-13 2001-01-18 Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Flexible dünnschicht-solarzelle
US6452091B1 (en) * 1999-07-14 2002-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing thin-film single-crystal device, solar cell module and method of producing the same
JP2001160540A (ja) * 1999-09-22 2001-06-12 Canon Inc 半導体装置の製造方法、液相成長法及び液相成長装置、太陽電池
JP4329183B2 (ja) * 1999-10-14 2009-09-09 ソニー株式会社 単一セル型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造方法、バックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造方法および集積型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造方法
FR2802340B1 (fr) * 1999-12-13 2003-09-05 Commissariat Energie Atomique Structure comportant des cellules photovoltaiques et procede de realisation
US6992334B1 (en) * 1999-12-22 2006-01-31 Lumileds Lighting U.S., Llc Multi-layer highly reflective ohmic contacts for semiconductor devices
US6602767B2 (en) * 2000-01-27 2003-08-05 Canon Kabushiki Kaisha Method for transferring porous layer, method for making semiconductor devices, and method for making solar battery
JP2002043566A (ja) 2000-07-27 2002-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP3513592B2 (ja) * 2000-09-25 2004-03-31 独立行政法人産業技術総合研究所 太陽電池の製造方法
US6953506B2 (en) * 2000-10-30 2005-10-11 Canon Kabushiki Kaisha Wafer cassette, and liquid phase growth system and liquid-phase growth process which make use of the same
JP2002187791A (ja) * 2000-12-15 2002-07-05 Canon Inc 液相成長方法および液相成長装置
JP2002203799A (ja) 2000-12-28 2002-07-19 Canon Inc 液相成長方法および液相成長装置
JP4803884B2 (ja) * 2001-01-31 2011-10-26 キヤノン株式会社 薄膜半導体装置の製造方法
JP4708577B2 (ja) 2001-01-31 2011-06-22 キヤノン株式会社 薄膜半導体装置の製造方法
JP2002229473A (ja) 2001-01-31 2002-08-14 Canon Inc 表示装置の製造方法
US6956268B2 (en) * 2001-05-18 2005-10-18 Reveo, Inc. MEMS and method of manufacturing MEMS
US7045878B2 (en) * 2001-05-18 2006-05-16 Reveo, Inc. Selectively bonded thin film layer and substrate layer for processing of useful devices
US6855649B2 (en) * 2001-06-12 2005-02-15 International Business Machines Corporation Relaxed SiGe layers on Si or silicon-on-insulator substrates by ion implantation and thermal annealing
JP5057619B2 (ja) * 2001-08-01 2012-10-24 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2004002135A (ja) * 2001-08-28 2004-01-08 Canon Inc 液相成長方法及び液相成長装置
US6875671B2 (en) * 2001-09-12 2005-04-05 Reveo, Inc. Method of fabricating vertical integrated circuits
US7033910B2 (en) * 2001-09-12 2006-04-25 Reveo, Inc. Method of fabricating multi layer MEMS and microfluidic devices
US7163826B2 (en) * 2001-09-12 2007-01-16 Reveo, Inc Method of fabricating multi layer devices on buried oxide layer substrates
TWI264121B (en) * 2001-11-30 2006-10-11 Semiconductor Energy Lab A display device, a method of manufacturing a semiconductor device, and a method of manufacturing a display device
US6953735B2 (en) 2001-12-28 2005-10-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device by transferring a layer to a support with curvature
US6886234B2 (en) * 2002-01-22 2005-05-03 Seagate Technology Llc Top cover removal machine for disc drives
JP2003292398A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Canon Inc 単結晶シリコンウェファの製造方法
JP2004140120A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Canon Inc 多結晶シリコン基板
DE10255964A1 (de) 2002-11-29 2004-07-01 Siemens Ag Photovoltaisches Bauelement und Herstellungsverfahren dazu
JP2004335642A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Canon Inc 基板およびその製造方法
KR20060017771A (ko) * 2003-05-06 2006-02-27 캐논 가부시끼가이샤 반도체기판, 반도체디바이스, 발광다이오드 및 그 제조방법
US20050124137A1 (en) * 2003-05-07 2005-06-09 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor substrate and manufacturing method therefor
JP2004349540A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Seiko Epson Corp 薄膜装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器
TWI242232B (en) * 2003-06-09 2005-10-21 Canon Kk Semiconductor substrate, semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP2005005509A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Canon Inc 薄膜トランジスタ及びその製造方法
US20050066881A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Continuous production method for crystalline silicon and production apparatus for the same
US20050082526A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 International Business Machines Corporation Techniques for layer transfer processing
JP2005135942A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Canon Inc 電極配設方法
JP2005142268A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Canon Inc 光起電力素子およびその製造方法
CN1322594C (zh) * 2003-12-09 2007-06-20 清华大学 一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺
US20050132332A1 (en) * 2003-12-12 2005-06-16 Abhay Sathe Multi-location coordinated test apparatus
DE102004003761A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-25 Forschungszentrum Jülich GmbH Herstellungsverfahren für Siliziumsolarzellen umfassend µc-Siliziumschichten
KR101023146B1 (ko) * 2004-04-01 2011-03-18 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 및 그 제조방법
EP1589548A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-26 Sony Deutschland GmbH A method of producing a porous semiconductor film on a substrate
JP2005336008A (ja) 2004-05-27 2005-12-08 Canon Inc シリコン膜の製造方法および太陽電池の製造方法
FR2870989B1 (fr) * 2004-05-27 2006-08-04 Commissariat Energie Atomique Substrat pour application electronique, comprenant un support flexible et son procede de fabrication
WO2005122285A2 (en) 2004-06-04 2005-12-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Methods and devices for fabricating and assembling printable semiconductor elements
US7521292B2 (en) 2004-06-04 2009-04-21 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Stretchable form of single crystal silicon for high performance electronics on rubber substrates
JP4771510B2 (ja) * 2004-06-23 2011-09-14 キヤノン株式会社 半導体層の製造方法及び基板の製造方法
JP4950047B2 (ja) * 2004-07-22 2012-06-13 ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ ゲルマニウムの成長方法及び半導体基板の製造方法
US7846759B2 (en) * 2004-10-21 2010-12-07 Aonex Technologies, Inc. Multi-junction solar cells and methods of making same using layer transfer and bonding techniques
US7687372B2 (en) * 2005-04-08 2010-03-30 Versatilis Llc System and method for manufacturing thick and thin film devices using a donee layer cleaved from a crystalline donor
JP2006344618A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Fujifilm Holdings Corp 機能性膜含有構造体、及び、機能性膜の製造方法
CN101263588B (zh) 2005-06-24 2013-03-20 科纳卡技术股份有限公司 制备电极的方法
JP2009501448A (ja) * 2005-07-12 2009-01-15 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド 光電池の転写方法
KR100677374B1 (ko) * 2005-11-14 2007-02-02 준 신 이 박판 실리콘 기판을 이용한 다공성 실리콘 태양전지 및 그제조방법
EP2002484A4 (en) * 2006-04-05 2016-06-08 Silicon Genesis Corp METHOD AND STRUCTURE FOR MANUFACTURING PHOTOVOLTAIC CELLS USING A LAYER TRANSFER PROCESS
EP1903157A3 (de) * 2006-09-19 2008-05-14 Integrated Dynamics Engineering GmbH Umgebungslärmabschirmvorrichtung
JP5171016B2 (ja) * 2006-10-27 2013-03-27 キヤノン株式会社 半導体部材、半導体物品の製造方法、その製造方法を用いたｌｅｄアレイ
US20080277778A1 (en) 2007-05-10 2008-11-13 Furman Bruce K Layer Transfer Process and Functionally Enhanced Integrated Circuits Products Thereby
US8728854B2 (en) * 2007-08-30 2014-05-20 Japan Science And Technology Agency Semiconductor material, solar cell using the semiconductor material, and methods for producing the semiconductor material and the solar cell
JP2009094144A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Canon Inc 発光素子の製造方法
FR2922359B1 (fr) * 2007-10-12 2009-12-18 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une structure micro-electronique impliquant un collage moleculaire
KR101608953B1 (ko) * 2007-11-09 2016-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 광전 변환 장치 및 그 제조 방법
US20090139558A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Shunpei Yamazaki Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5248995B2 (ja) * 2007-11-30 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
JP5248994B2 (ja) * 2007-11-30 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
US8163090B2 (en) * 2007-12-10 2012-04-24 Solopower, Inc. Methods structures and apparatus to provide group VIA and IA materials for solar cell absorber formation
US8323408B2 (en) * 2007-12-10 2012-12-04 Solopower, Inc. Methods and apparatus to provide group VIA materials to reactors for group IBIIIAVIA film formation
EP2075850A3 (en) * 2007-12-28 2011-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5572307B2 (ja) 2007-12-28 2014-08-13 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
JP5025508B2 (ja) * 2008-01-30 2012-09-12 東京エレクトロン株式会社 ポリシリコン膜の除去方法および記憶媒体
US8481845B2 (en) * 2008-02-05 2013-07-09 Gtat Corporation Method to form a photovoltaic cell comprising a thin lamina
US8563352B2 (en) * 2008-02-05 2013-10-22 Gtat Corporation Creation and translation of low-relief texture for a photovoltaic cell
US8129613B2 (en) * 2008-02-05 2012-03-06 Twin Creeks Technologies, Inc. Photovoltaic cell comprising a thin lamina having low base resistivity and method of making
US8481357B2 (en) * 2008-03-08 2013-07-09 Crystal Solar Incorporated Thin film solar cell with ceramic handling layer
US8030119B2 (en) 2008-03-08 2011-10-04 Crystal Solar, Inc. Integrated method and system for manufacturing monolithic panels of crystalline solar cells
EP2105972A3 (en) 2008-03-28 2015-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same
US20100108130A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Crystal Solar, Inc. Thin Interdigitated backside contact solar cell and manufacturing process thereof
US20100253902A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP2010283339A (ja) 2009-05-02 2010-12-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置及びその作製方法
US20100326510A1 (en) * 2009-06-27 2010-12-30 Twin Creeks Technologies, Inc. Thin semiconductor lamina adhered to a flexible substrate
US20100330731A1 (en) * 2009-06-27 2010-12-30 Twin Creeks Technologies, Inc. Method to form a thin semiconductor lamina adhered to a flexible substrate
US20110056532A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Crystal Solar, Inc. Method for manufacturing thin crystalline solar cells pre-assembled on a panel
KR101084940B1 (ko) 2009-09-28 2011-11-17 삼성전기주식회사 실리콘 광전자 증배관
JP5706670B2 (ja) 2009-11-24 2015-04-22 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｓｏｉ基板の作製方法
FR2957456B1 (fr) * 2010-03-10 2013-01-04 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un substrat comprenant une etape d'amincissement avec arret a detection d'une zone poreuse
US8349626B2 (en) * 2010-03-23 2013-01-08 Gtat Corporation Creation of low-relief texture for a photovoltaic cell
US8697541B1 (en) * 2010-12-24 2014-04-15 Ananda H. Kumar Methods and structures for preparing single crystal silicon wafers for use as substrates for epitaxial growth of crack-free gallium nitride films and devices
CN102249553B (zh) * 2011-04-28 2013-12-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种多晶硅薄膜的制备方法
FR2978600B1 (fr) * 2011-07-25 2014-02-07 Soitec Silicon On Insulator Procede et dispositif de fabrication de couche de materiau semi-conducteur
JP2013058562A (ja) 2011-09-07 2013-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
CN103094411A (zh) * 2011-11-01 2013-05-08 智盛全球股份有限公司 复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法
WO2013106827A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Crystal Solar, Inc. Silicon heterojunction solar cells
JP6199323B2 (ja) * 2012-02-29 2017-09-20 ソレクセル、インコーポレイテッド 効率的化合物の半導体太陽電池のための構造及び方法
FR2987626B1 (fr) * 2012-03-05 2015-04-03 Commissariat Energie Atomique Procede de collage direct utilisant une couche poreuse compressible
CN104704129A (zh) 2012-07-24 2015-06-10 药品循环公司 与对布鲁顿酪氨酸激酶(btk)抑制剂的抗性相关的突变
US20140199854A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 United Microelectronics Corp. Method of forming film on different surfaces
WO2014129519A1 (en) 2013-02-20 2014-08-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method, semiconductor device, and peeling apparatus
CN103426976B (zh) * 2013-08-07 2015-12-23 华北电力大学 一种利用可重复使用的衬底制备多晶硅薄膜的方法
WO2015084824A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-11 Applied Materials, Inc. Methods for substrate processing
CN105793957B (zh) 2013-12-12 2019-05-03 株式会社半导体能源研究所 剥离方法及剥离装置
CN104078336B (zh) * 2014-07-02 2018-01-09 上海朕芯微电子科技有限公司 无衬底结构的功率器件制造工艺
US9755015B1 (en) 2016-05-10 2017-09-05 Globalfoundries Inc. Air gaps formed by porous silicon removal
CN112885938B (zh) * 2019-11-29 2022-06-14 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种银基键合的反极性GaAs基AlGaInP红光LED芯片的制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058418A (en) * 1974-04-01 1977-11-15 Solarex Corporation Fabrication of thin film solar cells utilizing epitaxial deposition onto a liquid surface to obtain lateral growth
EP0049286B1 (en) 1980-04-10 1988-03-02 Massachusetts Institute Of Technology Methods of producing sheets of crystalline material and devices amde therefrom
US4778478A (en) * 1981-11-16 1988-10-18 University Of Delaware Method of making thin film photovoltaic solar cell
JPS62171167A (ja) * 1986-01-23 1987-07-28 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池の製造方法
JPS63160384A (ja) * 1986-12-24 1988-07-04 Mitsubishi Electric Corp ＧａＡｓ太陽電池の製造方法
JPS63233564A (ja) * 1987-03-23 1988-09-29 Canon Inc 接合型トランジスタの製造法
KR950014609B1 (ko) * 1990-08-03 1995-12-11 캐논 가부시끼가이샤 반도체부재 및 반도체부재의 제조방법
JP2608351B2 (ja) 1990-08-03 1997-05-07 キヤノン株式会社 半導体部材及び半導体部材の製造方法
JPH0521388A (ja) * 1991-07-12 1993-01-29 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
FR2681472B1 (fr) 1991-09-18 1993-10-29 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de films minces de materiau semiconducteur.
JP3191972B2 (ja) * 1992-01-31 2001-07-23 キヤノン株式会社 半導体基板の作製方法及び半導体基板
JP3250673B2 (ja) * 1992-01-31 2002-01-28 キヤノン株式会社 半導体素子基体とその作製方法
JP3261685B2 (ja) * 1992-01-31 2002-03-04 キヤノン株式会社 半導体素子基体及びその作製方法
JP2943126B2 (ja) 1992-07-23 1999-08-30 キヤノン株式会社 太陽電池及びその製造方法
JP3212725B2 (ja) 1992-12-28 2001-09-25 キヤノン株式会社 液相成長法および液相成長装置
US5391257A (en) * 1993-12-10 1995-02-21 Rockwell International Corporation Method of transferring a thin film to an alternate substrate
JP3257580B2 (ja) 1994-03-10 2002-02-18 キヤノン株式会社 半導体基板の作製方法
FR2725074B1 (fr) 1994-09-22 1996-12-20 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une structure comportant une couche mince semi-conductrice sur un substrat
JP3381443B2 (ja) * 1995-02-02 2003-02-24 ソニー株式会社 基体から半導体層を分離する方法、半導体素子の製造方法およびｓｏｉ基板の製造方法
SG65697A1 (en) * 1996-11-15 1999-06-22 Canon Kk Process for producing semiconductor article
US5840610A (en) * 1997-01-16 1998-11-24 Advanced Micro Devices, Inc. Enhanced oxynitride gate dielectrics using NF3 gas

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101361198B (zh) * 2005-12-28 2012-05-16 第四族半导体有限公司 用于一种固态发光器件的像素结构
CN102800726A (zh) * 2012-09-04 2012-11-28 天津三安光电有限公司 一种倒装太阳能电池芯片及其制备方法
CN102800726B (zh) * 2012-09-04 2015-04-29 天津三安光电有限公司 一种倒装太阳能电池芯片及其制备方法
CN111668097A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 英飞凌科技股份有限公司 具有多孔部分的半导体器件、晶片复合体和制造半导体器件的方法
US11881397B2 (en) 2019-03-06 2024-01-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with a porous portion, wafer composite and method of manufacturing a semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980064747A (ko) 1998-10-07
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