DE69129667T2 - Herstellungsverfahren einer GaAs Solarzelle auf einem Si-Substrat - Google Patents

Herstellungsverfahren einer GaAs Solarzelle auf einem Si-Substrat

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der Herstellung einer GaAs-Solarzelle auf einem Si- Substrat.
  • Fig. 1(a) und 1(b) zeigen Ansichten, welche eine Struktur einer herkömmlichen GaAs-Solarzelle auf einem Si- Substrat darstellen, wobei Fig. 1(a) eine Draufsicht und Fig. 1(b) eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A von Fig. 1(a) darstellt. In Fig. 1(a) und 1(b) bezeichnen Bezugszeichen 1 ein Si-Substrat. Eine n-Typ GaAs-Schicht 2 und eine p-Typ GaAs-Schicht 3, welche als aktive Schichten dienen, sind auf einer ersten Hauptoberfläche 1a des Si- Substrats 1 aufgeschichtet, und danach ist eine Anodenelektrode (p-Typ Elektrode) 6 auf der p-Typ GaAs-Schicht 3 gebildet und eine Kathodenelektrode (n-Typ Elektrode) 5 auf einer zweiten Hauptoberfläche 1b des Si-Substrats 1 bereitgestellt. Somit ist eine Solarzelle 21 gebildet.
  • Die GaAs-Solarzelle 21 auf dem Si-Substrat wird normalerweise durch das folgende Verfahren hergestellt. Zuerst werden die n-Typ GaAs-Schicht 2 und die p-Typ GaAs-Schicht 3 aufeinanderfolgend auf der ersten Hauptoberfläche 1a des n-Typ Si-Substrats 1, welches eine Oberflächenausrichtung von etwa (100) aufweist, durch ein Verfahren eines Kristallaufwachsens auf einem Verbindungshalbleiter wie einem MOCVD-Verfahren gebildet. Somit wird ein pn- Übergang 4 gebildet, welcher einen fotovoltaischen Effekt erzeugt.
  • Danach wird als Elektrode zur Entnahme einer fotoelektromotrischen Kraft die Anodenelektrode (p-Elektrode) 6 selektiv auf dem p-Typ GaAs gebildet, und es wird die Katho denelektrode (n-Elektrode) 5 auf der gesamten Oberfläche der zweiten Hauptoberfläche 1b des Si-Substrats 1 gebildet. Die Anodenelektrode 6 enthält Auffangelektroden 6a zum Sammeln eines fotoelektrischen Stroms und eine gemeinsame Elektrode 6b zum Verbinden der Auffangelektroden mit einer externen Schaltung. Darüber hinaus werden diese Elektroden durch ein Aufstäubungsbeschichtungsverfahren oder ein Aufdampfungsverfahren gebildet, und es wird normalerweise Ti/Ag als Material verwendet.
  • Jedoch besitzt die herkömmliche GaAs-Solarzelle auf dem Si-Substrat die folgenden Schwierigkeiten. Da die n-Typ GaAs-Schicht 2 und die p-Typ GaAs-Schicht 3 gewöhnlich bei einer hohen Temperatur von 700 bis 800ºC gebildet werden, wenn ein Wafer, auf welchem die obigen GaAs-Schichten gebildet werden, bei Raumtemperatur entnommen wird, wird eine große Verwerfung wegen einer Differenz des thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem GaAs und Si wie in Fig. 1(b) gezeigt erzeugt. Da die Dicke der GaAs-Schicht erhöht ist, wird der Grad dieser Verwerfung groß. Wenn die Dicke der GaAs-Schicht 3 um überschreitet, wird ein Bruch erzeugt. Wenn demgegenüber die Dicke der GaAs-Schicht erhöht wird, wird eine Verlagerungs- bzw. Versetzungsdichte in der GaAs- Schicht reduziert. Um einen hinreichenden Betrieb der Solarzelle sicherzustellen, sollte daher die Dicke zwischen 4 und 5 um liegen. Somit wird ein Bruch in der Operationsschicht (aktiven Schicht) der herkömmlichen Solarzelle erzeugt. Insbesondere ist ein Gebiet, welches von dem Bruch 7 umgeben ist, auf welchem die Auffangelektrode 6a nicht vorgesehen ist und welches in Fig. 1(a) schraffiert dargestellt, ein Verlustgebiet, da der erzeugte fotoelektrische Strom nicht gesammelt werden kann.
  • Sogar wenn ein Bruch nicht an dieser Stufe erzeugt wird, da eine spürbar große thermische Spannung in der GaAs-Schicht verbleibt, wenn eine leichte mechanische Spannung von außen aufgebracht wird, wird darüber hinaus leicht ein Bruch in der GaAs-Schicht erzeugt. Da die Verwerfung konkav ist, wenn sich die GaAs-Schicht auf der oberen Seite wie in Fig. 1(b) befindet, wird leicht ein Bruch erzeugt, wenn eine mechanische Spannung aus der Richtung der zweiten Hauptoberfläche 1b des Si-Substrats aufgebracht wird, d. h. wenn eine Zugspannung auf die GaAs-Schicht aufgebracht wird. Wenn der Wafer in der Fotolithographieverarbeitung bei der Strukturierung der p-Typ Elektrode 6 geebnet wird oder wenn ein Ausgleichsleitungsschweissen für eine Modulation auf der Seite der ersten Elektrode 5 während des Zusammenbaus durchgeführt wird, wird üblicherweise ein Bruch erzeugt.
  • Eine Teillösung der oben dargestellten Schwierigkeiten wird durch die EP-A-0 328 405 gegeben. Wie darin offenbart werden epitaxial aufgewachsene p-dotierte und n-dotierte GaAs-Schichten in voneinander getrennte Inseln durch ein Fotolithographie- und Ätzverfahren geteilt, welches nach dem epitaxialen Aufwachsen angewandt wird. In der derart gebildeten Struktur wird eine weitere Erzeugung von Brüchen durch die kleine Größe jeder Insel verhindert.
  • Bei einem alternativen Verfahren, welches in der EP-A-0 328 405 offenbart ist, ist die obere Oberfläche eines Substrats durch ein geeignetes Schutzmaterial ummantelt. Die Schutzschicht wird danach durch eine Fotoresistschicht bedeckt. Unter Verwendung einer herkömmlichen Fotolithographiemaskierungs- und Ätztechnik wird die Schutzschicht selektiv entfernt, um die obere Oberfläche des Substrats in einer Struktur einzelner Bereiche bloßzulegen, die voneinander durch ein eingreifendes Netzwerk eines Schutzmaterials getrennt sind. Danach läßt man das Halbleitermaterial auf der bloßgelegten Oberfläche des Substrats aufwachsen. Danach wird das Maskierungsmaterial entfernt.
  • Dieses alternative Verfahren vermeidet sowohl Schwierigkeiten der Erzeugung von Brüchen während der Herstellung als auch während der Verwendung, da erzeugte Brüche auf eine kleine Größe jeder Insel beschränkt werden.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben dargestellten Schwierigkeiten zu lösen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer GaAs-Solarzelle auf einem Si-Substrat bereitzustellen, bei welchem die Erzeugung eines Bruches verhindert wird oder wenigstens stark reduziert wird, ohne dass eine Maskierungsschicht eines Schutzmaterials verwendet wird. Ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • Eine durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Solarzelle enthält eine Mehrzahl von inselförmigen Pufferschichten, welche auf einem Elementegebiet durch Teilen einer GaAs-Pufferschicht gebildet werden, die auf der ersten Hauptoberfläche des Si-Substrats des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, auf welches eine Störstelle des ersten Leitfähigkeitstyps einer hohen Konzentration aufgebracht wird, durch schachbrettartig angeordnete mesaförmige Gräben und aktive Schichten, welche auf ersten und zweiten GaAs-Schichten eines ersten und zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet sind, welche sequentiell auf jeder inselförmigen Pufferschicht gebildet werden, wobei die GaAs-Schicht des zweiten Leitfähigkeitstyps in jeder Insel wenigstens mit einer Auffangelektrode des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden ist, die an die gemeinsame Elektrode angeschlossen ist. Als Ergebnis wird eine mechanische Kraft, welche auf das GaAs-Kristall aufgebracht wird, reduziert, da die Größe der inselförmigen aktiven Schicht klein ist, so dass die Erzeugung eines Bruchs verhindert wird.
  • Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung;
  • es versteht sich jedoch, dass die detaillierte Beschreibung und die besondere Ausführungsform lediglich eine Erläuterung der Erfindung darstellen.
  • Fig. 1(a) und 1(b) stellen eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt einer herkömmlichen GaAs-Solarzelle auf einem Si-Substrat dar; und
  • Fig. 2(a) und 2(b) stellen eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht einer GaAs-Solarzelle auf einem Si- Substrat als bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung dar.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Fig. 2(a) und 2(b) zeigen Ansichten, welche eine Solarzelle darstellen, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wobei Fig. 2(a) eine Draufsicht und Fig. 2(b) eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A von Fig. 2(a) darstellen. Die Solarzelle wird wie folgt gebildet.
  • Zuerst wird eine n&spplus;-GaAs-Pufferschicht 12 auf einem Si- Substrat (1) gebildet, und danach werden schachbrettartige mesaförmige Gräben 13 vorgesehen, so dass eine Mehrzahl von Inseln 18 der n&spplus;-GaAs-Pufferschicht gebildet werden kann. Danach läßt man eine n-Typ GaAs-Schicht 2 und eine p-Typ GaAs-Schicht 3 durch metallorganische chemische Aufdampfung (MOCVD) oder durch Molekularstrahlepitaxie (MBE) beispiels- Weise aufwachsen. Man läßt sie lediglich auf jedem Inselteil selektiv aufwachsen, bei welchem die n&spplus;-GaAs-Schicht verbleibt. Danach wird die überschüssige GaAs-Schicht in der Nähe jeder Insel 18 entfernt, und danach wird ein mesaförmiger Graben erzeugt, welcher etwas größer als der mesaförmige Graben 13 ist. Danach werden pn-Übergänge, welche an den Seiten jeder Insel bloßgelegt sind, mit einer Isolierungsschicht 19 geschützt. Schließlich wird eine n-Typ Elektrode 5 auf der zweiten Hauptoberfläche des n-Typ Si- Substrats gebildet, und es wird eine p-Typ Elektrode 6, welche Auffangelektroden 6a und eine gemeinsame Elektrode 6b aufweist, auf der Oberfläche der p-Typ GaAs-Schicht gebildet. In diesem Fall wird wenigstens eine Auffangelektrode 6a oder die gemeinsame Elektrode 6b auf jeder Insel 18 erzeugt. Da wie oben beschrieben eine Mehrzahl von Inseln einer GaAs-Schicht vorgesehen sind und gemeinsam in einem Element verwendet werden, ist die Größe jeder einzelnen GaAs-Schicht-Insel klein, und es wird die verbleibende mechanische Spannung in der Nähe der GaAs-Schicht reduziert, so dass die Erzeugung eines Bruches verhindert wird. Sogar wenn ein Bruch erzeugt wird, breitet er sich lediglich innerhalb einer Insel aus, und sein Einfluß wird somit minimiert.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, welche eine aus GaAs bestehende aktive Schicht auf einem Si- Substrat aufweist, mit den Schritten:
Herstellen einer GaAs-Pufferschicht (12) mit einer Dicke von 3 um oder weniger, welche eine hohe Konzentration von Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, auf der Oberfläche eines Si-Substrats (1) des ersten Leitfähigkeitstyps;
Teilen der GaAs-Pufferschicht (12) in voneinander beabständete Inseln (18) durch Vorsehen von mesaförmigen Rinnen in einer schachbrettartigen Struktur (13);
Selektives Aufwachsen einer ersten Schicht (2) aus GaAs, welche Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, und danach einer zweiten Schicht (3) aus GaAs, welche Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, auf jeder 0 Insel (18); und
Entfernen von überschüssigem GaAs in der Nähe jeder Insel (18).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen von überschüssigem GaAs die Seiten von zwischen den ersten und zweiten Schichten (2, 3) aus GaAs gebildeten pn-Übergängen durch Bereitstellen einer Isolierschicht (19) darauf geschützt werden.
103. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß folgend auf das Bereitstellen der Isolierschicht (19) Auffangelektroden (6a) und eine gemeinsame Verbindungselektrode (6b) gebildet werden, welche die zweite Schicht (3) aus GaAs jeder Insel (18) miteinander verbinden.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008861B1 (ko) * 1991-05-16 1993-09-16 재단법인 한국전자통신연구소 단결정 실리콘 기판상에 화합물 반도체층이 형성된 기판의 제조방법
US6187515B1 (en) * 1998-05-07 2001-02-13 Trw Inc. Optical integrated circuit microbench system
US6329063B2 (en) 1998-12-11 2001-12-11 Nova Crystals, Inc. Method for producing high quality heteroepitaxial growth using stress engineering and innovative substrates
DE10042947A1 (de) * 2000-08-31 2002-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
GB2369490A (en) 2000-11-25 2002-05-29 Mitel Corp Prevention of wafer distortion when annealing thin films
US6921804B2 (en) 2003-03-25 2005-07-26 Equistar Chemicals L.P. Cascaded polyolefin slurry polymerization employing disengagement vessel between reactors
ES2365904T3 (es) * 2004-01-13 2011-10-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositivo fotovoltaico.
JP2007141977A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP2007242853A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Sanken Electric Co Ltd 半導体基体及びこれを使用した半導体装置
JP2008294080A (ja) * 2007-05-22 2008-12-04 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池セル及び太陽電池セルの製造方法
FR2921515B1 (fr) * 2007-09-25 2010-07-30 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de structures semiconductrices utiles pour la realisation de substrats semiconducteur- sur-isolant, et ses applications.
AT506129B1 (de) * 2007-12-11 2009-10-15 Heic Hornbachner En Innovation Gekrümmte photovoltaik-module und verfahren zu deren herstellung
TW200947728A (en) * 2008-02-07 2009-11-16 Ibm Method of manufacturing a silicon solar cell
CN102349163B (zh) * 2009-04-27 2013-10-09 京瓷株式会社 太阳能电池元件及使用了该元件的太阳能电池模块
JP5387119B2 (ja) * 2009-04-28 2014-01-15 トヨタ自動車株式会社 ラミネート装置及び太陽電池モジュールの製造方法
JP5327859B2 (ja) * 2009-04-30 2013-10-30 シャープ株式会社 太陽電池セルおよびその製造方法
DE102009028869B4 (de) 2009-08-26 2021-02-11 Hanwha Q Cells Gmbh Verfahren zum Verbinden von Solarzellen durch Löten
KR101146734B1 (ko) * 2009-10-26 2012-05-17 엘지전자 주식회사 태양 전지 셀 및 이를 구비한 태양 전지 모듈
CN102034912B (zh) 2009-12-29 2015-03-25 比亚迪股份有限公司 发光二极管外延片、其制作方法及芯片的制作方法
KR101097270B1 (ko) * 2010-03-25 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 광전변환소자
FR2969813B1 (fr) * 2010-12-27 2013-11-08 Soitec Silicon On Insulator Procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur
US9073748B2 (en) * 2011-11-10 2015-07-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Microelectro mechanical system encapsulation scheme
CN103107245B (zh) * 2012-12-06 2016-07-06 杭州赛昂电力有限公司 非晶硅薄膜太阳能电池及其制作方法
CN105489661B (zh) * 2015-07-27 2018-01-23 友达光电股份有限公司 太阳能电池
CN107845695B (zh) * 2017-12-08 2024-01-16 苏州矩阵光电有限公司 一种晶体外延结构及生长方法
CN112701176B (zh) * 2021-03-23 2021-06-08 南昌凯迅光电有限公司 一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法
CN115274912B (zh) * 2022-08-01 2024-01-30 中国电子科技集团公司第四十四研究所 高空间分辨率的x射线探测器单元、探测器及其制作方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577181A (en) * 1978-12-07 1980-06-10 Mitsubishi Electric Corp Preparation of solar cell
JPS61219180A (ja) * 1985-03-25 1986-09-29 Sharp Corp 化合物半導体装置の製造法
JPS61225816A (ja) * 1985-03-29 1986-10-07 Sharp Corp 化合物半導体装置の製造方法
JPS6338267A (ja) * 1986-08-01 1988-02-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ＧａＡｓ太陽電池とその製造方法
JPS63166276A (ja) * 1986-12-27 1988-07-09 Sharp Corp 太陽電池素子の電極形成方法
JPS63211774A (ja) * 1987-02-27 1988-09-02 Mitsubishi Electric Corp 化合物半導体装置
JPS63236308A (ja) * 1987-03-25 1988-10-03 Oki Electric Ind Co Ltd 化合物半導体の成長方法
JPS63302576A (ja) * 1987-06-01 1988-12-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JP2565908B2 (ja) * 1987-06-30 1996-12-18 シャープ株式会社 化合物半導体装置
JPS6420752U (de) * 1987-07-28 1989-02-01
US4830984A (en) * 1987-08-19 1989-05-16 Texas Instruments Incorporated Method for heteroepitaxial growth using tensioning layer on rear substrate surface
JPS6461958A (en) * 1987-09-02 1989-03-08 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPS6482572A (en) * 1987-09-24 1989-03-28 Mitsubishi Electric Corp Gaas solar cell
US5131963A (en) * 1987-11-16 1992-07-21 Crystallume Silicon on insulator semiconductor composition containing thin synthetic diamone films
JPH01165178A (ja) * 1987-12-22 1989-06-29 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池
US5079616A (en) * 1988-02-11 1992-01-07 Gte Laboratories Incorporated Semiconductor structure

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Publication number Publication date
EP0509615A3 (de) 1992-11-19
DE69120525T2 (de) 1996-10-31
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EP0509614B1 (de) 1996-12-11
DE69120524D1 (de) 1996-08-01
DE69120524T2 (de) 1996-10-31

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