FR3047350A1 - - Google Patents

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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Soitec SA
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Abstract

Substrat avancé comprenant : une couche de germe constituée d'un premier matériau semi-conducteur pour la croissance d'une cellule solaire ; une première couche de liaison sur la couche de germe ; un substrat de support constitué d'un deuxième matériau semi-conducteur ; une deuxième couche de liaison sur un premier côté du substrat de support ; une interface de liaison entre les première et deuxième couches de liaison ; les première et deuxième couches de liaison étant constituées chacune d'un matériau métallique ; dans lequel la concentration de dopage et l'épaisseur du substrat avancé, en particulier de la couche de germe, du substrat de support, et à la fois des première et deuxième couches de liaison, sont choisies de telle sorte que l'absorption de la couche de germe soit inférieure à 20 %, préférablement inférieure à 10 %, et que la résistance en série normalisée sur toute la surface du substrat avancé soit inférieure à 10 mOhm-cm2, préférablement inférieure à 5 mOhm-cm2.

Description

Substrat avancé à miroir intégré
Domaine de l’invention
La présente invention se rapporte à un substrat avancé ayant un miroir intégré ainsi qu’à un procédé de fabrication d’un substrat avancé ayant un miroir intégré.
Arrière-plan de l’Invention
Les cellules photovoltaïques ou solaires sont conçues pour convertir le rayonnement solaire en courant électrique. Dans les applications photovoltaïques solaires à concentrateur, la lumière solaire incidente est concentrée optiquement avant d’être dirigée vers des cellules solaires. Par exemple, la lumière solaire incidente est reçue par un miroir primaire qui réfléchit le rayonnement reçu vers un miroir secondaire qui, à son tour, réfléchit le rayonnement vers une cellule solaire, qui convertit le rayonnement concentré en courant électrique par la génération de paires électron-trou, par exemple dans du silicium monocristallin ou semi-conducteur llf-V. La photovoltaïque à concentrateur peut, en alternative ou en outre, comprendre des optiques à lentille de Fresnel pour la concentration du rayonnement solaire incident. Récemment, dans le champ d’application de l’optoélectronique, par exemple cellules CPV (photovoltaïques à concentrateur), détecteurs IR (infrarouge), etc., l’intérêt a été concentré sur le recyclage de photons, la réduction de pertes de photons et la réduction de la résistivité. L’un des problèmes liés à ces questions est l’efficacité de la cellule. Par exemple, des substrats utilisés couramment tels que des substrats de GaAs doivent être dopés afin d’assurer une résistance de contact faible. Mais ce dopage induit une absorption accrue de photons. WO2013143851 divulgue un procédé de fabrication de dispositifs de cellule solaire MJ, comprenant un transfert d’une couche de germe sur un substrat final.
Pour des cellules.solaires MJ (multi-jonctions), ou plus généralement « photodétecteurs », par exemple adaptées pour un procédé de fabrication de la cellule solaire MJ comme énoncé dans WO2013143851 qui implique une liaison directe d’au moins deux sous-cellules, c’est-à-dire que chacune est formée par croissance sur un substrat, les deux substrats ayant cependant des constantes de réseau différentes, il existe un besoin pour des substrats appropriés pour améliorer l’efficacité dés dispositifs de détection ou de conversion de la lumière à base de tels substrats.
Compte tenu des problèmes mentionnés ci-dessus, un objet de la présente invention est de fournir un substrat suffisamment transparent mais électriquement conducteur avec une efficacité améliorée, pour des cellules solaires MJ. Résumé de rinvention
Il est prévu un substrat avancé comprenant : une couche de germe constituée d’un premier matériau semi-conducteur pour la croissance d’une cellule solaire ; une première couche de liaison sur la couche de germe ; un substrat de support constitué d’un deuxième matériau semi-conducteur ; une deuxième couche de liaison sur un premier côté du substrat de support ; une interface de liaison entre les première et deuxième couches de liaison ; les première et deuxième couches de liaison étant constituées chacune d’un matériau métallique ; dans lequel les concentrations de dopage des matériaux semi-conducteurs et les épaisseurs des couches du substrat avancé, en particulier de la couche de germe, du substrat de support, et à la fois des première et deuxième couches de liaison, sont choisies de telle sorte que l'absorption de la couche de germe soit inférieure à 20 %, préférablement inférieure à 10 %, et que la résistance en série normalisée sur toute la surface du substrat avancé soit inférieure à 10 mOhm-cm2, préférablement inférieure à 5 mOhm-cm2.
Dans le substrat avancé fourni au-dessus le substrat de support peut également être désigné en tant que substrat récepteur. Le substrat avancé comprend deux matériaux non-appariés, à savoir la couche mince supérieure comprenant la couche de germe et le matériau inférieur typiquement plus épais comprenant le substrat de support / récepteur, par exemple de l’InP pour la couche mince supérieure, c’est-à-dire la couche de germe, et du GaAs ou du Ge pour le substrat récepteur inférieur, c’est-à-dire le substrat de support. La couche mince de couche de germe d’un premier matériau peut être obtenue par plusieurs approches incluant une liaison sur le deuxième matériau. L’interface de liaison entre les première et deuxième couches de liaison a ainsi la fonction d’une couche miroir d’un matériau métallique afin de mieux réfléchir les photons. L’expression couche miroir est utilisée ici pour définir une couche métallique présentant un coefficient de réflexion élevé (supérieur à 70 %.) dans la plage de longueurs d’onde de 400 nm à 2000 nm. Les photons incidents qui n’on pas été absorbés par le dispositif actif formé par croissance sur la couche de germe pendant leur premier passage peuvent ensuite être réfléchis au niveau de la couche miroir et être réinjectés dans le dispositif actif pour une absorption. La proximité des couches de liaison miroir âvec le dispositif actif assure une probabilité de collecte de photons élevée, conduisant à des caractéristiques de dispositif améliorées (courant, efficacité,...).
La résistivité électrique est une propriété Intrinsèque qui quantifie de combien un matériau donné s’oppose à la circulation d’un courant électrique. Une faible résistivité indique un matériau qui permet facilement le mouvement de charge électrique. La résistivité est couramment représentée par la lettre grecque p (rho). L'unité de résistivité électrique est dérivée du produit de la résistance R avec l’aire de la surface ou l’aire de la section transversale A de la cellule solaire ou du substrat avancé, respectivement. En formule cela représente R-A = rho-l, où I représente la longueur ou l’épaisseur qui est essentiellement perpendiculaire à la surface A. L’unité de résistivité électrique est donc l'ohm-mètre (D m), bien que d’autres unités comme l’ohm-centimètre (Ω-cm) puissent être dérivées de ceci.
La résistance en série représente l’un des principaux effets résistifs dans une cellule solaire. Une résistance en série élevée peut réduire le facteur de remplissage et ainsi au bout du compte l’efficacité de la cellule solaire. Afin de rendre des valeurs comparables, les valeurs sont normalisées en surface de manière à multiplier la résistance avec une surface, ce qui revient au même qu'utiliser la densité de courant à la place du courant dans la loi d’Ohm, obtenant ainsi une unité en Ohm-centimètre2, c’est-à-dire Q-cm2. L’absorption étant inférieure à 20 % doit être compris comme que la couche de germe doit seulement absorber moins de 20 % de la lumière incidente, lorsque la lumière voyage une fois à travers la couche, de telle sorte qu’au moins 80 % de la lumière incidente soit transmise à travers la couche et puisse être réfléchie au niveau de la couche miroir.
Pour le substrat avancé, la concentration de dopage de la couche de germe peut être inférieure à 5x1017 at/cm3. Dans le substrat avancé, l’épaisseur de la couche de germe peut être dans une plage allant de 150 nm jusqu’à 1 pm. Par exemple, la concentration de dopage de la couche de germe peut être d’environ 3x1018 at/cm3 avec une épaisseur d’environ 300 nm.
Dans le substrat avancé, l’épaisseur du substrat de support peut être dans une plage allant de 100 pm jusqu’à 500 pm et la concentration de dopage du substrat de support est dans une plage allant de 1014 à 5x1017 at/cm3.
Dans le substrat avancé, le matériau métallique des première et deuxième couches de liaison peut être l’un parmi du W op du Ti avec du TiN.
Dans le substrat avancé, le premier matériau semi-conducteur peut avoir une constante de réseau dans la plage allant de 5,8 à 6 Λ (0,58 à 0,6 nm).
Ces valeurs correspondent typiquement à la constante du réseau de l’InP. Le substrat de support est typiquement le substrat final. Dans le cas de cellules MJ directement liées, la sous-cellule formée par croissance sur ce substrat devrait avoir les écarts énergétiques les plus faibles, ce qui peut seulement être réalisé avec des matériaux ayant des constantes de réseau autour de la constante de réseau de l’InP.
Dans le substrat avancé, le premier matériau semi-conducteur peut être de l’InP ou le premier matériau semi-conducteur peut être un matériau lll-V ternaire ou quaternaire ou penternaire, par exemple InGaAs ou InGaAsP, et le deuxième matériau semi-conducteur peut être du GaAs ou du Ge.
Le substrat avancé peut comprendre en outre un contact métallique prévu sur un deuxième côté du substrat de support opposé au premier côté pour collecter les électrons générés.
Le contact métallique de côté arrière peut également servir en tant que miroir de côté arrière. Typiquement, il est agencé juste en dessous du substrat de support pour éviter ou du moins minimiser des pertes de photons en les renvoyant par réflexion vers le substrat de support et, en outre, au moins partiellement, vers la couche active de la cellule solaire. Les photons peuvent donc être recyclés par le miroir et la perte de photons est réduite. La résistance en série normalisée en surface mentionnée ci-dessus du substrat avancé a l’effet supplémentaire de fournir une connexion électrique de la cellule au contact métallique de côté arrière.
Il est en outre prévu un dispositif de détection ou de conversion de lumière, en particulier une cellule solaire, comprenant un substrat avancé comme décrit ci-dessus.
Il est en outre prévu un procédé de fabrication d’un substrat avancé, comprenant : la fourniture d'un premier substrat ; la fourniture d’une couche de germe sur un premier côté du premier substrat ; la formation d’une première couche de liaison de matériau métallique sur la couche de germe ; la fourniture d’un substrat de support ; la formation d'une deuxième couche de liaison de matériau métallique sur le substrat de support ; la liaison directe des première et deuxième couches de liaison ; et ensuite l’enlèvement du premier substrat ; les première et deuxième couches de liaison étant constituées chacune d’un matériau métallique ; dans lequel les concentrations de dopage des matériaux semi-conducteurs et l’épaisseur des couches du substrat avancé sont choisies de telle sorte que l’absorption de la couche de germe soit inférieure à 20 %, préférablement inférieure à 10 %, et que la résistance en série normalisée sur toute la surface du substrat avancé soit inférieure à 10 mOhm-cm2, préférablement inférieure à 5 mOhm-cm2.
La couche de germe est constituée d’un premier matériau pour la croissance d’une cellule solaire et le substrat de support est constitué d’un deuxième matériau semiconducteur.
Le procédé de fabrication peut en outre comprendre que la fourniture de la couche de germe soit obtenue par croissance épitaxiale.
Le procédé de fabrication peut en outre comprendre une étape d’implantation d’ions pour former une couche fragilisée d’implantation dans une partie du premier substrat ou de la couche de germe avant la liaison directe des première et deuxième couches de liaison, et une étape de détachement pour séparer la partie restante du premier substrat ou de la couche de germe prévue sur le premier substrat après la liaison directe des première et deuxième couches de liaison.
Le procédé de fabrication peut en outre comprendre une étape de fourniture d’un contact métallique sur un deuxième côté du substrat de support opposé au premier côté.
Le substrat avancé tel que détaillé cl-dessus peut être utilisé pour la fabrication de cellules CPV, de cellules MJ ou de tous dispositifs de détection de lumière.
Brève Description des Dessins
Fig. 1 Dessin schématique d’un mode de réalisation
Fig. 2 Modification du mode de réalisation représenté à la Fig. 1.
Description de l’Invention
Dans la Fig. 1 est décrit un premier mode de réalisation d’un procédé de fabrication d’un substrat avancé conformément à la présente invention.
Dans une première étape, dans la partie la plus à gauche de la Fig. 1, il est indiqué qu'un substrat de support 5 est fourni. En outre, un premier substrat 1 est fourni. Le premier substrat 1 sert de substrat auxiliaire qui peut toutefois être enlevé ou sacrifié avant que le substrat avancé final soit prêt.
Dans une étape suivante, comme indiqué par la flèche A, une couche de germe 3 est formée sur le premier substrat 1. La couche de germe 3 peut être constituée d’un premier matériau semi-conducteur. Le premier matériau semi-conducteur peut être, par exemple de ΓΙηΡ ou ce peut être un matériau lll-V ternaire ou quaternaire ou penternaire, par exemple InGaAs ou InGaAsP.
En outre, une première couche de liaison 4A est formée sur la couche de germe 3. La première couche de liaison 4A est une couche métallique, le matériau peut être l’un parmi du W ou du Ti avec du TiN.
En principe, comme indiqué à la Fig. 1, le premier substrat 1, la couche de germe 3 et la première couche liaison 4A peuvent également être considérés comme une structure 10A.
En outre, une deuxième couche de liaison 4B est formée sur le substrat de support 5. La deuxième couche de liaison 4B est également une couche métallique, le matériau peut être l’un parmi du W ou du Ti avec du TiN. La deuxième couche de liaison 4B est formée par croissance, par exemple déposée par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), sur un premier côté du substrat de support 5. Le substrat de support 5 et ia deuxième couche de liaison 4B sont constitués d’un deuxième matériau semi-conducteur. Typiquement, le deuxième matériau semi-conducteur est du GaAs ou du Ge. En principe, le substrat de support 5 et la deuxième couche de liaison 4B peuvent être considérés ensemble comme une structure 10B. Ladite une structure 10B correspond à un substrat de support comprenant la deuxième couche de liaison 4B étant formée dans la partie la plus en haut / supérieure du substrat de support 5.
Aucune corrélation dans le temps entre la formation des deux parties ou structures 10A et 10B, respectivement, c’est-à-dire la partie comprenant la couche de germe formée sur le premier substrat et la partie comprenant la deuxième couche de liaison 4B étant fournie sur le substrat de support 5, n’est requise, autre que les deux soient disponibles au début de l’étape suivante qui est indiquée par une flèche B.
Comme illustré à la Fig. 1, dans une étape suivante indiquée par B, les deux structures sont liées ensemble. Autrement dit, la structure 10A comprenant le premier substrat 1 avec la couche de germe 3 et la deuxième couche de liaison 4A est liée avec la deuxième structure 10B comprenant le substrat de support 5 et la deuxième couche de liaison 4B. Dans la Fig. 1 ceci est représenté comme si l’une des structures 10A, 10B, ici pour des raisons purement exemplaires la structure 10A, est renversée de telle sorte que la première couche de liaison 4A et la deuxième couche de liaison 4B soient essentiellement au contact l’une de l’autre. La première couche de liaison 4A et la deuxième couche de liaison 4B forment alors une interface de liaison 4 entre les deux couches de liaison. L’interface de liaison 4 peut être une interface de liaison directe. Typiquement, la liaison est effectuée par liaison directe des deux structures par l’intermédiaire des deux couches de liaison 4A, 4B. Une liaison directe représente typiquement une adhésion moléculaire entre les deux surfaces concernées, sans utiliser d’autres couches de liaison. Une adhésion moléculaire est typiquement effectuée sous vide partiel. L’interface de liaison 4 comprenant les première et deuxième couches de liaison 4A et 4B intègre la fonctionnalité d’être à la fois une interface de liaison et, en raison de la nature métallique des couches de liaison 4A, 4B, d’avoir également une fonction de miroir. Ainsi, en intégrant une fonction de miroir, l’efficacité du substrat avancé pour une utilisation dans des dispositifs de détection ou de conversion de lumière est augmentée. L’intégration d’une fonction de miroir à l’interface de liaison est en outre avantageuse par rapport à un miroir formé à la face arrière du substrat car elle donne une plus grande souplesse dans la conception du substrat de support par rapport au maintien d’une faible résistance électrique. Un tel substrat de support peut être fortement dopé afin de maintenir une faible résistance électrique qui, toutefois, induit une plus grande absorption de photons comme souligné précédemment.
Ensuite, à l’étape C, le premier substrat 1 est enlevé / détaché du premier substrat 1, résultant en un substrat avancé 101 comprenant une couche de germe 3 exposée. L’enlèvement du premier substrat peut être réalisé de plusieurs manières. Notàrhment, le meulage et/ou la rétro-gravure peuvent être utilisés pour enlever le premier substrat 1, exposant au bout du compte la couche de germe 3. Si ce traitement est choisi, le processus de liaison réalisé à l’étape précédente peut être effectué à des températures plus élevées, par exemple des températures dans une plage allant de 200 °C à 600 °C, ou plus préférablement entre 300 °C et 500 °C. Une autre possibilité peut être d’effectuer le transfert de la première structure 10A sur la deuxième structure 10B avant la liaison par Smart Cut™, c’est-à-dire en introduisant une étape d’implantation d’ions avant la liaison, et ensuite de séparation / détachement, cf. Fig. 2. Pour cette possibilité, le procédé de liaison devrait être effectué à une température plus basse, préférablement inférieure à 200 °C.
Ensuite, à l’étape D, un contact métallique de côté arrière supplémentaire 11 peut être fourni sur un deuxième côté du substrat de support 5 opposé au premier côté, résultant ainsi en un substrat avancé 103. Le substrat avancé 103 peut être essentiellement le même que le substrat avancé 101, à ceci près qu’il a le. contact métallique de côté arrière supplémentaire. L’étape D et donc la fourniture du contact métallique de côté arrière supplémentaire 11 sont facultatifs, mais peuvent améliorer davantage l’efficacité du substrat avancé 103 et, au bout du compte, d’une cellule solaire incluant le substrat avancé. Le contact métallique de côté arrière 11 peut servir en tant qu’autre miroir en plus de la fonctionnalité de miroir de l’interface de liaison 4, c’est-à-dire que son but est de réfléchir les photons qui n’ont pas encore été convertis dans le substrat vers l’intérieur. Le contact métallique de côté arrière 11 peut également servir pour la fourniture d’un contact électrique au côté arrière d’une cellule solaire, par exemple en contactant une plaque conductrice afin d’éviter un câblage complexe.
La Fig. 2 montre une modification du mode de réalisation de la Fig. 1, partageant cependant les mêmes étapes majeures A, B, C et l’étape facultative D. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes signes de référence et ne seront pas expliqués à nouveau. Dans la Fig. 2, le premier substrat de base comprend une couche de fermeture à glissière 2 (« zipper layer ») qui est prévue à la surface du premier substrat 1, représentant le contact avec la couche de germe 3. Par exemple, la couche de fermeture à glissière 2 peut être fournie sous forme d’une couche fragilisée formée par l’implantation d’espèces ioniques. Les espèces ioniques peuvent être, par exemple des ions d’hydrogène ou d’hélium. Dans ce cas, le premier substrat 1 peut être fourni sous forme d’un substrat massif, tel qu’un substrat d’InP, ensuite l’implantation à travers la surface supérieure du substrat massif forme la couche fragilisée 2. La couche fragilisée ou couche de fermeture à glissière 2 sépare donc la couche de germe 3 et le premier substrat 1, respectivement, dans la partie supérieure et la partie inférieure du substrat massif. Ensuite, le premier substrat 1 est détaché de la couche de germe 3 au moyen de la couche de fermeture à glissière 2, par exemple, le premier substrat avancé est clivé au niveau de la couche de fermeture à glissière 2 ce qui permet le détachement du premier substrat 1 de la couche de germe 3. Ensuite, le processus ultérieur de détachement du premier substrat 1 peut se produire par l’application de forces mécaniques pour délaminer au niveau de la couche affaiblie formée par des ions d’hydrogène ou d’hélium.
En ce qui concerne le mode de réalisation ci-dessus représenté à la Fig. 2, on comprend que la couche de germe 3 puisse faire partie du premier substrat 1 et soit définie par la présence de la couche fragilisée 2. Cependant, la présente invention ne se limite pas à une telle configuration. Il est entendu que la couche de germe peut être fournie par croissance épitaxiale sur le premier substrat. Une étape d’implantation peut donc définir une couche fragilisée 2 soit dans le premier substrat 1, soit dans la couche de germe. Une telle couche fragilisée 2 est formée en vue d’une étape de détachement ultérieure comme déjà expliqué ci-dessus. Une préparation de surface additionnelle après un tel détachement (par exemple meulage, polissage, gravure) de la couche transférée laisse derrière elle une couche de germe qui est appropriée pour la croissance épitaxiale (rugosité réduite nécessaire), une telle couche de germe 3 liée par l’intermédiaire des couches de liaison métalliques (4A, 4B) au substrat de support 5.
Les substrats avancés 101 et 103 résultants, ce dernier incluant un contact métallique de côté arrière, sont essentiellement les mêmes que sur la Fig. 1. L’épaisseur de la couche de germe 3 est typiquement dans une plage allant de 150 nm jusqu’à 1 pm. Si le transfert est effectué par Smart Cut™, ladite épaisseur peut être de jusqu’à 300 nm, mais peut être aussi faible que 20 nm. En outre, l’épaisseur du substrat de support 5 peut être typiquement dans une plage allant de 100 pm jusqu’à 500 pm. La concentration de dopage du substrat de support 5 est typiquement dans une plage allant de 1x1014 à 5x1017 at/cm3. Le premier matériau semi-conducteur a typiquement une constante de réseau dans la plage allant de 5,8 à 6 À (0,58 nm à 0,6 nm). L’épaisseur des couches de liaison est dans la plage allant de 3 nm jusqu’à 2 pm, préférablement dans la plage de 3 nm à 20 nm. Dans le dernier cas, en raison d’une absorption faible dans les couches de liaison qui dépend de l’épaisseur, un deuxième miroir du côté arrière peut être s’avérer pertinent afin d’augmenter davantage l’efficacité.
Chacun des substrats avancés 101 et 103 peut être utilisé dans la formation d’une cellule solaire MJ. L’avantage est que les matériaux des différentes jonctions peuvent être ajustés afin de mieux correspondre au spectre solaire.

Claims (13)

  1. Revendications
    1. Substrat avancé (101,103) comprenant : une couche de germe (3) constituée d’un premier matériau semi-conducteur pour la croissance d’une cellule solaire ; une première couche de liaison (4A) sur la couche de germe (3) ; un substrat de support (5) constitué d’un deuxième matériau semi-conducteur ; une deuxième couche de liaison (4B) sur un premier côté du substrat de support (5) ; une interface de liaison (4) entre les première et deuxième couches de liaison (4A, 4B) ; les première et deuxième couches de liaison (4A, 4B) étant constituées chacune d’un matériau métallique ; dans lequel les concentrations de dopage des matériaux semi-conducteurs et les épaisseurs des couches du substrat avancé (101, 103), en particulier de la couche de germe, du substrat de support, et à la fois des première et deuxième couches de liaison, sont choisies de telle sorte que l’absorption de la couche de germe (3) soit inférieure à 20 %, préférablement inférieure à 10 %, et que la résistance en série normalisée sur toute la surface du substrat avancé (101, 103) soit inférieure à 10 mOhm-cm2, préférablement inférieure à 5 mOhm-cm2.
  2. 2. Substrat avancé (101, 103) selon la revendication 1, dans lequel la concentration de dopage de la couche de germe (3) est inférieure à 5x1017 at/cm3.
  3. 3. Substrat avancé (101, 103) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’épaisseur de la couche de germe (3) est dans une plage allant de 150 nm jusqu’à 1 pm.
  4. 4. Substrat avancé (101, 103) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’épaisseur du substrat de support (5) est dans une plage allant de 100 pm jusqu’à 500 pm et la concentration de dopage du substrat de support (5) est dans une plage allant de 1014 à 5x1017 at/cm3.
  5. 5. Substrat avancé (101, 103) selon la revendication 1, dans lequel le matériau métallique des première et deuxième couches de liaison (4A, 4B) est l’un parmi du W ou du Ti avec du TiN.
  6. 6. Substrat avancé (101, 103) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier matériau semi-conducteur a une constante de réseau dans la plage allant de 5,8 à 6 Â (0,58 à 0,6 nm).
  7. 7. Substrat avancé (101, 103) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier matériau semi-conducteur est de l’InP ou le premier matériau semi-conducteur est un matériau lll-V ternaire ou quaternaire ou penternaire, par exemple InGaAs ou InGaAsP, dans lequel le deuxième matériau semi-conducteur est choisi parmi le GaAs ou le Ge.
  8. 8. Substrat avancé (101, 103) selon la revendication 1, comprenant en outre un contact métallique (11) prévu sur un deuxième côté du substrat de support (5) opposé au premier côté.
  9. 9. Dispositif de détection ou de conversion de lumière, en particulier cellule solaire, comprenant un substrat avancé (101, 103) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. Procédé de fabrication d’un substrat avancé (101,103), comprenant : la fourniture d’un premier substrat (1) ; la fourniture d’une couche de germe (3) sur un premier côté du premier substrat ; la formation d’une première couche de liaison (4A) de matériau métallique sur la couche de germe (3) ; la fourniture d’un substrat de support (5) ; la formation d’une deuxième couche de liaison (4B) de matériau métallique sur le substrat de support (5) ; la liaison directe des première et deuxième couches de liaison (4A, 4B) ; et ensuite l’enlèvement du premier substrat (1 ) ; les première et deuxième couches de liaison (4A, 4B) étant constituées chacune d’un matériau métallique ; dans lequel les concentrations de dopage des matériaux semi-conducteurs et l’épaisseur des couches du substrat avancé (101, 103) sont choisies de telle sorte que l’absorption de la couche de germe (3) soit inférieure à 20 %, préférablement inférieure à 10 %, et que la résistance en série normalisée sur toute la surface du substrat avancé (101,103) soit inférieure à 10 mOhm-cm2, préférablement inférieure à 5 mOhm-cm2.
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la fourniture de la couche de germe (3) est obtenue par croissance épitaxiale.
  12. 12. Procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, comprenant en outre : une étape d’implantation d’ions pour former une couche fragilisée (2) dans une partie du premier substrat (1) ou de la couche de germe (3) avant la liaison directe des première et deuxième couches de liaison (4A, 4B), et une étape de détachement pour séparer la partie restante du premier substrat (1) ou de la couche de germe (3) prévue sur le premier substrat (1) après la liaison directe des première et deuxième couches de liaison (4A, 4B).
  13. 13. Procédé selon les revendications 10 à 12, comprenant en outre l’étape de fourniture d’un contact métallique (11 ) sur un deuxième côté du substrat de support (5) opposé au premier côté.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111554763B (zh) * 2020-04-01 2023-06-09 南开大学 一种高开压高效钙钛矿/晶硅叠层电池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060255341A1 (en) * 2005-04-21 2006-11-16 Aonex Technologies, Inc. Bonded intermediate substrate and method of making same
CN102270693B (zh) * 2011-07-15 2013-09-25 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种多结叠层太阳能电池及其制作方法
WO2013143851A1 (fr) * 2012-03-28 2013-10-03 Soitec Fabrication de dispositifs de cellule solaire multi-jonctions
WO2014154993A1 (fr) * 2013-03-25 2014-10-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procédé de fabrication d'une structure à multijonctions pour cellule photovoltaïque
US20150380592A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Soitec Semiconductor structures including bonding layers, multi-junction photovoltaic cells and related methods
CN103367465B (zh) * 2012-03-29 2016-01-06 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种有金属反射镜的多结太阳能电池及其制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63157483A (ja) 1986-12-22 1988-06-30 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 半導体装置
JP2002289884A (ja) 2001-03-27 2002-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 太陽電池、太陽電池装置
US9011598B2 (en) * 2004-06-03 2015-04-21 Soitec Method for making a composite substrate and composite substrate according to the method
FR2876841B1 (fr) * 2004-10-19 2007-04-13 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation de multicouches sur un substrat
CN101026211B (zh) * 2006-11-30 2011-02-09 金芃 导电支持衬底的通孔垂直结构的半导体芯片或器件
US7795054B2 (en) * 2006-12-08 2010-09-14 Samsung Led Co., Ltd. Vertical structure LED device and method of manufacturing the same
US20100132775A1 (en) * 2009-03-05 2010-06-03 Applied Materials, Inc. Adhesion between azo and ag for the back contact in tandem junction cell by metal alloy
CN101656275B (zh) * 2009-09-08 2012-01-04 厦门市三安光电科技有限公司 一种倒装型多结化合物太阳电池芯片的制备方法
US8648387B2 (en) * 2009-12-30 2014-02-11 Industrial Technology Research Institute Nitride semiconductor template and method of manufacturing the same
US8993879B2 (en) * 2010-06-14 2015-03-31 The Boeing Company Solar cell structure and composition and method for forming the same
WO2012018649A2 (fr) 2010-08-06 2012-02-09 Spectrawatt, Inc. Réseaux photovoltaïques coopératifs et adaptations de cellule photovoltaïque destinées à une utilisation dans lesdits réseaux
FR2967813B1 (fr) * 2010-11-18 2013-10-04 Soitec Silicon On Insulator Procédé de réalisation d'une structure a couche métallique enterrée
US8822817B2 (en) * 2010-12-03 2014-09-02 The Boeing Company Direct wafer bonding
US9065010B2 (en) * 2011-06-28 2015-06-23 Universal Display Corporation Non-planar inorganic optoelectronic device fabrication
CA2840968A1 (fr) * 2011-07-06 2013-01-10 The Regents Of The University Of Michigan Capteurs solaires integres comportant des cellules solaires a semi-conducteurs lies par soudage a froid et a retrait epitaxial
EP2751846A4 (fr) 2011-09-02 2015-06-03 Amberwave Inc Cellule solaire
CN103022057A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 索尼公司 多结太阳能电池、光电转换元件和化合物半导体层叠层结构体
EP2645429A1 (fr) * 2012-03-28 2013-10-02 Soitec Fabrication de dispositifs à cellules solaires multijonctions
EP2645428A1 (fr) 2012-03-28 2013-10-02 Soitec Fabrication de dispositifs à cellules solaires multi-jonctions
JP5994465B2 (ja) 2012-08-06 2016-09-21 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
US20140137930A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Solar Junction Corporation Multijunction solar cells
US9650723B1 (en) * 2013-04-11 2017-05-16 Soraa, Inc. Large area seed crystal for ammonothermal crystal growth and method of making
CN103346190B (zh) * 2013-06-04 2016-09-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Si衬底的四结级联太阳能电池及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060255341A1 (en) * 2005-04-21 2006-11-16 Aonex Technologies, Inc. Bonded intermediate substrate and method of making same
CN102270693B (zh) * 2011-07-15 2013-09-25 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种多结叠层太阳能电池及其制作方法
WO2013143851A1 (fr) * 2012-03-28 2013-10-03 Soitec Fabrication de dispositifs de cellule solaire multi-jonctions
CN103367465B (zh) * 2012-03-29 2016-01-06 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种有金属反射镜的多结太阳能电池及其制备方法
WO2014154993A1 (fr) * 2013-03-25 2014-10-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procédé de fabrication d'une structure à multijonctions pour cellule photovoltaïque
US20150380592A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Soitec Semiconductor structures including bonding layers, multi-junction photovoltaic cells and related methods

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