JP2000228390A - Etching method, semiconductor device, and its manufacture - Google Patents

Etching method, semiconductor device, and its manufacture

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JP2000228390A
JP2000228390A JP11030654A JP3065499A JP2000228390A JP 2000228390 A JP2000228390 A JP 2000228390A JP 11030654 A JP11030654 A JP 11030654A JP 3065499 A JP3065499 A JP 3065499A JP 2000228390 A JP2000228390 A JP 2000228390A
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JP
Japan
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layer
substrate
semiconductor
etching
etched
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JP11030654A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inakanaka
博士 田舎中
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching method which can uniformly remove the entire face of a layer which comes into contact with a semiconductor layer on a substrate, and can also adjust the etching amount, and can restrict an excess etching on the semiconductor layer. SOLUTION: A epitaxial layer 13 grown on a semiconductor substrate via an isolated layer 12c' is released from the semiconductor substrate in the isolated layer, and is transferred to a plastic film substrate 21. Next, a film substrate 21 is fixed to a fixing stand 32, which is rotated, while an etchant is supplied to the isolated layer 12c' through a pipe 34. Since the etchant is uniformly supplied to the entire exposed face of the isolated layer 12c' due to the centrifugal force caused by the rotation of the film substrate 21, the isolated layer is etched uniformly to start. When the isolated layer is etched by a prescribed amount, the etchant is stopped supplying, and pure water is supplied onto a face to be etched through a pipe 35. Thus, the face to be etched is cleaned, and chemical reaction is stopped by the etchant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、素子形成用の半導
体層に接して存在する被エッチング層を除去するための
エッチング方法、並びにこのエッチング方法を用いて太
陽電池などの半導体装置を製造する方法およびそれによ
り製造される半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching method for removing a layer to be etched existing in contact with a semiconductor layer for forming an element, and a method for manufacturing a semiconductor device such as a solar cell by using the etching method. And a semiconductor device manufactured thereby.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽電池が一部実用化されてい
る。この太陽電池が本格的に使用されるためには、省資
源化、低コスト化を図ることが重要であり、また、エネ
ルギー変換(光−電気変換)効率、エネルギー回収年数
の短縮化などを考えた場合、厚膜の太陽電池よりも薄膜
の太陽電池が望ましい。更に、薄膜の太陽電池である
と、ある程度折り曲げることが可能であり、例えば自動
車のボディの曲面部やポータブル電気製品の外部の曲面
部に搭載して発電を行うことができるので、その利用範
囲が広がるという利点を有する。
2. Description of the Related Art In recent years, some solar cells have been put to practical use. In order for this solar cell to be used in earnest, it is important to save resources and reduce costs, and consider energy conversion (light-to-electric conversion) efficiency and shortening the energy recovery period. In this case, a thin-film solar cell is preferable to a thick-film solar cell. Furthermore, a thin-film solar cell can be bent to some extent, and can be mounted on, for example, a curved surface of an automobile body or a curved external portion of a portable electric product to generate power. It has the advantage of spreading.

【0003】薄膜の太陽電池を製造する方法としては、
例えば特開平8−213645号公報および特開平10
−135500号公報に開示されている方法がある。こ
の方法は、単結晶シリコン基板上に分離層として多孔質
層を形成し、この多孔質層上に太陽電池の活性領域とな
る半導体層を成長させたのち、その半導体層上に接着剤
を用いて薄いプラスチック板を接着し、続いて多孔質層
を剥離手段として用いて、単結晶シリコン基板からプラ
スチック板と共に半導体層を剥離するものである。
[0003] As a method of manufacturing a thin film solar cell,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
There is a method disclosed in JP-A-135500. In this method, a porous layer is formed as a separation layer on a single-crystal silicon substrate, a semiconductor layer serving as an active region of a solar cell is grown on the porous layer, and then an adhesive is used on the semiconductor layer. Then, the semiconductor layer is peeled off from the single crystal silicon substrate together with the plastic plate by using a porous layer as a peeling means.

【0004】また、他の方法としては、本出願人と同一
出願人が先に特開平10−79524号公報に開示した
方法がある。この方法は、上述した方法によって単結晶
シリコン基板から半導体層を剥離し、樹脂やガラスなど
よりなる透明基板に転写したのち、透明基板側および単
結晶シリコン基板側の剥離面に対しそれぞれエッチング
処理を行って、分離層の各基板側に付着した残存部分を
共に除去するものである。この方法を用いて薄膜太陽電
池を製造した場合には、多孔質層の残存部分が介在する
ことによる太陽電池の起電力の低下を回避することがで
きる。また、半導体層の裏面(透明基板との対向面と反
対側の面)に凹凸(所謂テクスチャー)が形成されるこ
とにより、半導体層内に光が効果的に閉じ込められ、電
池の高効率化を図ることができる。
As another method, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-79524 by the same applicant as the present applicant. In this method, after the semiconductor layer is separated from the single crystal silicon substrate by the above-described method and transferred to a transparent substrate made of resin, glass, or the like, an etching process is performed on the separated surfaces on the transparent substrate side and the single crystal silicon substrate side, respectively. Then, the remaining portions of the separation layer adhered to the respective substrate sides are removed together. When a thin-film solar cell is manufactured using this method, it is possible to avoid a decrease in the electromotive force of the solar cell due to the presence of the remaining portion of the porous layer. In addition, by forming irregularities (so-called texture) on the back surface of the semiconductor layer (the surface opposite to the surface facing the transparent substrate), light is effectively confined in the semiconductor layer and the efficiency of the battery is improved. Can be planned.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−79524号に開示した方法は、多孔質層を薬液
槽内のエッチング液に直接浸漬することにより実現され
るものであり、多孔質層が不均一にエッチングされ易い
という問題があった。また、太陽電池の活性領域までオ
ーバーエッチングされてしまう危険性があるという問題
もあった。更に、透明基板として現在多用されている樹
脂基板を用いた場合には、薬液槽内において樹脂基板と
エッチング液とが接すると樹脂が腐食する可能性がある
ため、エッチング液に応じて、そのエッチング液に対し
て良好な耐食性を有する樹脂を選択して用いる必要があ
った。
However, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-79524 is realized by directly immersing the porous layer in an etching solution in a chemical solution tank. There is a problem that etching is likely to be uneven. There is also a problem that there is a risk that the active region of the solar cell is over-etched. Furthermore, when a resin substrate that is currently frequently used as a transparent substrate is used, the resin may corrode when the resin substrate and the etchant come into contact with each other in the chemical solution tank. It was necessary to select and use a resin having good corrosion resistance to the liquid.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、素子形成用の半導体層に接し
て存在する被エッチング層を全体にわたって均一に除去
することができると共に、そのエッチング量を調整で
き、半導体層へのオーバーエッチングの発生を抑制する
ことが可能なエッチング方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to enable a layer to be etched existing in contact with a semiconductor layer for forming an element to be uniformly removed over the whole. An object of the present invention is to provide an etching method capable of adjusting the amount of etching and suppressing the occurrence of over-etching in a semiconductor layer.

【0007】また、本発明の第2の目的は、特に太陽電
池などの薄膜素子を転写工程を経て形成した後、薄膜素
子側に付着した分離層の残存部分を均一に除去すること
ができると共に、そのエッチング量を調整でき、薄膜素
子へのオーバーエッチングの発生を抑制することが可能
な半導体装置の製造方法およびそれにより製造される半
導体装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film device such as a solar cell through a transfer step, and to uniformly remove a remaining portion of a separation layer attached to the thin film device. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of adjusting the amount of etching and suppressing the occurrence of overetching of a thin film element, and a semiconductor device manufactured by the method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によるエッチング
方法は、基板に設けられた半導体層と接して存在する被
エッチング層を選択的に除去するための方法であり、基
板を回転可能な基板固定手段に固定させると共に、基板
を回転させつつ被エッチング層にエッチング液を供給
し、その後、所定のタイミングでエッチング液による化
学反応を停止させることによって、被エッチング層のエ
ッチング量を調整するものである。
An etching method according to the present invention is a method for selectively removing a layer to be etched which is present in contact with a semiconductor layer provided on a substrate. The etching amount is adjusted by supplying the etching solution to the layer to be etched while rotating the substrate and fixing the chemical reaction by the etching solution at a predetermined timing. .

【0009】本発明による半導体装置の製造方法は、第
1の基板に分離層を介して半導体層を形成する工程と、
半導体層を分離層において第1の基板から剥離すること
により半導体層を第2の基板に転写させる工程と、第2
の基板側に転写された半導体層に付着した分離層の表面
にエッチング液を供給することにより分離層の残存部分
を除去する工程とを含むものである。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a semiconductor layer on a first substrate via a separation layer;
Transferring the semiconductor layer to the second substrate by peeling the semiconductor layer from the first substrate at the separation layer;
Removing the remaining portion of the separation layer by supplying an etchant to the surface of the separation layer attached to the semiconductor layer transferred to the substrate side.

【0010】本発明による半導体装置は、半導体層が第
1の基板から第2の基板に転写された後、第2の基板側
に付着している分離層の表面に選択的にエッチング液が
供給され、分離層の残存部分の少なくとも一部が除去さ
れることにより作製されたものである。
In the semiconductor device according to the present invention, after the semiconductor layer is transferred from the first substrate to the second substrate, an etching solution is selectively supplied to the surface of the separation layer attached to the second substrate. And at least a part of the remaining portion of the separation layer is removed.

【0011】本発明によるエッチング方法では、被エッ
チング層が基板と共に回転し、その表面に対してエッチ
ング液が供給される。従って、エッチング液は、被エッ
チング層の回転に伴って発生する遠心力によって被エッ
チング層の表面全体にわたって均一に供給され、均一に
エッチングが行われる。その後、所定のタイミングでエ
ッチング液による化学反応が停止され、被エッチング層
のエッチング量が調整される。
In the etching method according to the present invention, the layer to be etched rotates together with the substrate, and an etching solution is supplied to the surface thereof. Therefore, the etching liquid is uniformly supplied over the entire surface of the layer to be etched by the centrifugal force generated with the rotation of the layer to be etched, and the etching is performed uniformly. Thereafter, the chemical reaction by the etchant is stopped at a predetermined timing, and the etching amount of the layer to be etched is adjusted.

【0012】本発明による半導体装置の製造方法では、
第1の基板に形成された半導体層が、分離層において第
1の基板から剥離され、第2の基板側に転写される。そ
ののち、転写された半導体層に付着した分離層の表面の
みにエッチング液が供給され、分離層の不要部分が均一
に除去される。これにより本発明の半導体装置が得られ
る。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The semiconductor layer formed over the first substrate is separated from the first substrate at the separation layer and transferred to the second substrate. After that, the etchant is supplied only to the surface of the separation layer attached to the transferred semiconductor layer, and unnecessary portions of the separation layer are uniformly removed. Thereby, the semiconductor device of the present invention is obtained.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。ここでは、半導体装
置の一例として太陽電池を製造する場合について説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, a case where a solar cell is manufactured as an example of a semiconductor device will be described.

【0014】(第1の実施の形態)まず、図1ないし図
6を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る太陽電
池の製造方法について説明する。なお、本実施の形態に
係るエッチング方法は、本実施の形態の方法によって具
現化されているので、以下併せて説明する。
(First Embodiment) First, a method of manufacturing a solar cell according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the etching method according to the present embodiment is embodied by the method according to the present embodiment, and will be also described below.

【0015】本実施の形態に係る製造方法では、まず、
図1(A)に示したような、例えば通常の(100)結
晶面の単結晶シリコンよりなる半導体基板11を用意す
る。単結晶シリコンとしては、例えばホウ素などのp型
不純物が1019atoms /cm3程度添加され、0.01〜
0.02Ω・cm程度の比抵抗を有するものがよい。な
お、半導体基板11が、本発明の「第1の基板」に対応
している。
In the manufacturing method according to this embodiment, first,
As shown in FIG. 1A, a semiconductor substrate 11 made of, for example, single crystal silicon having a normal (100) crystal plane is prepared. As single crystal silicon, for example, a p-type impurity such as boron is added at about 10 19 atoms / cm 3 ,
Those having a specific resistance of about 0.02 Ω · cm are preferable. Note that the semiconductor substrate 11 corresponds to the "first substrate" of the present invention.

【0016】半導体基板11としては、後述するように
陽極化成法によりその上に多孔質層12(図1(D)参
照)を形成する観点からは、p型単結晶シリコンよりな
るものを用いることが望ましいが、条件設定によっては
n型単結晶シリコンよりなるものを用いるようにしても
よい。
As the semiconductor substrate 11, from the viewpoint of forming a porous layer 12 (see FIG. 1D) thereon by anodization as described later, a substrate made of p-type single crystal silicon is used. However, depending on the condition setting, a material made of n-type single crystal silicon may be used.

【0017】次いで、図1(B)に示したように、半導
体基板11の表面に、例えば電解溶液(陽極化成溶液)
としてHF(フッ化水素) :C2 5 OH(エタノー
ル)=1:1(49%HF溶液と95%C2 5 OH溶
液との体積比)の電解溶液を用い、例えば0.5〜3m
A/cm2 (例えば1mA/cm2 )程度の電流密度で
数分から数十分間(例えば8分間)、第1段階の陽極化
成を行うことにより、例えば厚さが1.7μm程度で多
孔率が小さい(例えば16%程度)低多孔率多孔質層1
2aを形成する。こののち、低多孔率多孔質層12aが
所望の厚さになった時点で通電を止める。
Next, as shown in FIG. 1B, for example, an electrolytic solution (anodizing solution) is formed on the surface of the semiconductor substrate 11.
HF (hydrogen fluoride): C 2 H 5 OH (ethanol) = 1: 1 (volume ratio of 49% HF solution and 95% C 2 H 5 OH solution) 3m
By performing the first stage of anodization at a current density of about A / cm 2 (eg, 1 mA / cm 2 ) for several minutes to several tens minutes (eg, 8 minutes), for example, a porosity of about 1.7 μm is obtained. Low (for example, about 16%) low porosity porous layer 1
2a is formed. Thereafter, when the low-porosity porous layer 12a has a desired thickness, the energization is stopped.

【0018】なお、陽極化成法は、半導体基板11を陽
極としてフッ化水素酸溶液中で通電を行う方法であり、
例えば伊東等による「表面技術Vol.46.No.5.p8〜13,199
5 [多孔質シリコンの陽極化成] 」に示された2重セル
法により行うことができる。この方法では、2つの電解
溶液槽の間に多孔質層を形成すべき半導体基板11を配
置し、両方の電解溶液槽には直流電源と接続された白金
電極を設置する。そして、両電解溶液槽に電解溶液を入
れ、白金電極に直流電圧を印加し、半導体基板11を陽
極、白金電極を陰極とする。これにより半導体基板11
の一方の面が浸食されて多孔質化する。この陽極化成
は、暗所で行うことが好ましい。光を照射すると、多孔
質層の表面にランダムな凹凸が多数形成され、後述する
エピタキシャル層13の結晶性が悪化するためである。
The anodization method is a method in which a current is passed in a hydrofluoric acid solution using the semiconductor substrate 11 as an anode.
For example, Ito et al., "Surface Technology Vol.46.No.5.p8 ~ 13,199
5 [Anodic formation of porous silicon] ”. In this method, a semiconductor substrate 11 on which a porous layer is to be formed is arranged between two electrolytic solution tanks, and a platinum electrode connected to a DC power supply is installed in both electrolytic solution tanks. Then, the electrolytic solution is put into both the electrolytic solution tanks, and a DC voltage is applied to the platinum electrode to make the semiconductor substrate 11 an anode and the platinum electrode a cathode. Thereby, the semiconductor substrate 11
Is eroded and becomes porous. This anodization is preferably performed in a dark place. This is because when light is irradiated, a large number of random irregularities are formed on the surface of the porous layer, and the crystallinity of the epitaxial layer 13 described later deteriorates.

【0019】次いで、図1(C)に示したように、上述
した方法により例えば3〜20mA/cm2 (例えば7
mA/cm2 )の電流密度で数分から数十分間(例えば
8分間)第2段階の陽極化成を行って、例えば厚さが
6.3μm程度で多孔率が中程度(例えば26%程度)
の中多孔率多孔質層12bを形成する。このとき、中多
孔率多孔質層12bは低多孔率多孔質層12aの内側
(図の下側)に形成され、第1段階の陽極化成により形
成された表層の低多孔率多孔質層12aはそのまま低多
孔率を保っている。こののち、中多孔率多孔質層12b
が所望の厚さになった時点で通電を止める。
Next, as shown in FIG. 1 (C), for example, 3 to 20 mA / cm 2 (eg, 7
The second anodization is performed at a current density of (mA / cm 2 ) for several minutes to several tens minutes (for example, 8 minutes), and the thickness is about 6.3 μm and the porosity is medium (for example, about 26%).
The medium porosity porous layer 12b is formed. At this time, the medium porosity porous layer 12b is formed inside (lower side of the figure) the low porosity porous layer 12a, and the surface low porosity porous layer 12a formed by the first anodization is The porosity is kept as it is. After this, the medium porosity porous layer 12b
Is stopped when the desired thickness is reached.

【0020】次いで、図1(D)に示したように、例え
ば40〜300mA/cm2 (例えば200mA/cm
2 )の電流密度で数秒間(例えば3秒間)第3段階の陽
極化成を行うことにより、例えば厚さが0.05μm程
度で多孔率が大きな(例えば60〜70%程度)高多孔
率多孔質層12cを形成する。このとき、90mA/c
2 程度以上の電流密度で陽極化成を行うと、高多孔率
多孔質層12cは中多孔率多孔質層12bの厚さ方向の
中間部に形成される。これにより、約8μmの厚さで、
多孔率の異なる3つの層からなる多孔質層12が形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 1D, for example, 40 to 300 mA / cm 2 (for example, 200 mA / cm 2)
2 ) By performing the third step of anodization at a current density of several seconds (for example, 3 seconds), for example, a high porosity porous material having a thickness of about 0.05 μm and a large porosity (eg, about 60 to 70%) The layer 12c is formed. At this time, 90 mA / c
When anodization is performed at a current density of about m 2 or more, the high porosity porous layer 12c is formed in the middle part in the thickness direction of the medium porosity porous layer 12b. Thereby, with a thickness of about 8 μm,
A porous layer 12 composed of three layers having different porosity is formed.

【0021】次いで、例えば950〜1150℃(例え
ば、1030℃)の範囲内の温度(アニール温度)で水
素アニールを行い、多孔質層12の表面に存在する穴を
塞ぐ。この水素アニールは、水素(H2 )雰囲気中にお
いて、例えば室温からアニール温度まで約20分間で昇
温させたのち、6分間程度アニールすることにより行
う。これにより、多孔質層12は再結晶化されて、その
表面が滑らかな凹凸形状となる。また、多孔質層12と
半導体基板11との界面においても多孔質層12の微細
孔が熱エネルギーによって再結晶化され、複数の穴が形
成される。
Next, hydrogen annealing is performed at a temperature (annealing temperature) in the range of, for example, 950 to 1150 ° C. (for example, 1030 ° C.) to close the holes existing on the surface of the porous layer 12. This hydrogen annealing is performed in a hydrogen (H 2 ) atmosphere by, for example, raising the temperature from room temperature to an annealing temperature in about 20 minutes and then annealing for about 6 minutes. Thereby, the porous layer 12 is recrystallized, and the surface thereof has a smooth uneven shape. Further, also at the interface between the porous layer 12 and the semiconductor substrate 11, the fine holes in the porous layer 12 are recrystallized by thermal energy, and a plurality of holes are formed.

【0022】次いで、図2(A)に示したように、例え
ば水素ガス雰囲気中の常圧エピタキシャル成長装置内に
SiH4 (シラン),B2 6 (ジボラン)およびPH
3 (ホスフィン)などのガスを適宜供給して例えば10
0℃の温度条件でエピタキシャル成長させることによ
り、低多孔率多孔質層12a上にエピタキシャル層13
を形成する。このエピタキシャル層13の厚さは、単結
晶シリコン基板上に形成する場合には1〜50μm程度
とする。なお、エピタキシャル層13として、例えばホ
ウ素(B)などのp型不純物を高濃度(1×1019atom
s /cm3 程度)に含むp+ 型層13aを約3分間で1
μm成長させたのち、このp+ 型層13a上に、例えば
ホウ素などのp型不純物を1×1015〜1×1018atom
s /cm3含むp- 型層13bを約10分間で1〜49
μm成長させ、更にp- 型層13b上にリン(P)など
のn型不純物を高濃度(1×1019atoms /cm3
度)に含むn+ 型層13cを約4分間で1.2μm程度
成長させる。このような構成とすると、光によりp型層
13bで発生した電子がp+ 型層13aにおいて反射
し、p+ 型層13aでの電子と正孔との再結合が減少す
るために、エネルギー変換効率の高い太陽電池になる。
なお、エピタキシャル層13が、本発明の「半導体層」
に対応している。
Next, as shown in FIG. 2A, for example, SiH 4 (silane), B 2 H 6 (diborane) and PH are placed in a normal pressure epitaxial growth apparatus in a hydrogen gas atmosphere.
3 Supplying a gas such as (phosphine)
The epitaxial layer 13 is grown on the low porosity porous layer 12a by epitaxial growth at a temperature of 0 ° C.
To form The thickness of this epitaxial layer 13 is about 1 to 50 μm when formed on a single crystal silicon substrate. The epitaxial layer 13 has a high concentration of p-type impurity such as boron (B) (1 × 10 19 atom).
The p + -type layer 13a including the s / cm 3 or so) for about 3 minutes 1
After the growth of μm, a p-type impurity such as boron is added on the p + -type layer 13a by 1 × 10 15 to 1 × 10 18 atom.
s / cm 3 of p - type layer 13b in about 10 minutes
The n + -type layer 13c containing a high concentration (about 1 × 10 19 atoms / cm 3 ) of an n-type impurity such as phosphorus (P) is further formed on the p -type layer 13b by 1.2 μm in about 4 minutes. Grow to a degree. With such a configuration, for electrons generated in the p-type layer 13b by the light is reflected at the p + -type layer 13a, recombination of electrons and holes in the p + -type layer 13a is reduced, energy conversion Become a highly efficient solar cell.
In addition, the epitaxial layer 13 is the “semiconductor layer” of the present invention.
It corresponds to.

【0023】本実施の形態では、水素アニールとエピタ
キシャル成長とを行っている間に、多孔質層12中のシ
リコン原子が移動し再配列される結果、高多孔率多孔質
層12cの多孔率が更に大きくなり、高多孔率多孔質層
12cは一層脆弱なものとなる。また、高多孔率多孔質
層12cと中多孔率多孔質層12bとの多孔率の差が大
きく異なるので、これらの界面および界面近傍に大きな
歪みが生じ、この付近の強度が極端に弱くなる。これに
より、高多孔率多孔質層12cは、引っ張り強度が最も
弱い層すなわち分離層12c′となる。但し、分離層1
2c′は、多孔質層12の上に太陽電池素子を形成して
いる間において、エピタキシャル層13が部分的にある
いは全面的に渡って半導体基板11から剥がれない程度
の引っ張り強度は十分有している。更に、上述した多孔
質層12の表面の滑らかな凹凸は、複数の丸い孔とな
る。従って、後述するように多孔質層12を除去した際
に、エピタキシャル層13の多孔質層12との境界面
は、テクスチャー構造となる。なお、分離層12c′
が、本発明の「分離層」であり、また、「被エッチング
層」に対応している。
In this embodiment, during the hydrogen annealing and the epitaxial growth, the silicon atoms in the porous layer 12 are moved and rearranged, so that the porosity of the high porosity porous layer 12c is further increased. As a result, the high porosity porous layer 12c becomes more brittle. Further, since the difference in porosity between the high porosity porous layer 12c and the medium porosity porous layer 12b is greatly different, a large strain is generated at these interfaces and near the interfaces, and the strength in the vicinity is extremely weakened. Thereby, the high porosity porous layer 12c becomes a layer having the lowest tensile strength, that is, a separation layer 12c '. However, separation layer 1
2c 'has a sufficient tensile strength that the epitaxial layer 13 does not peel off from the semiconductor substrate 11 partially or entirely during the formation of the solar cell element on the porous layer 12. I have. Further, the smooth irregularities on the surface of the porous layer 12 described above result in a plurality of round holes. Therefore, when the porous layer 12 is removed as described later, the boundary surface between the epitaxial layer 13 and the porous layer 12 has a texture structure. Note that the separation layer 12c '
Is the “separation layer” of the present invention and corresponds to the “layer to be etched”.

【0024】次いで、図2(B)に示したように、例え
ば熱酸化を行って、エピタキシャル層13上に例えば酸
化シリコン(SiO2 )よりなる酸化膜14を形成す
る。この酸化膜14は、エピタキシャル層13の表面
(すなわちn+ 型層13cの表面)における電子や正孔
(キャリア)の発生、および電子と正孔との再結合を極
力少なくすることを可能とするものである。
Next, as shown in FIG. 2B, for example, thermal oxidation is performed to form an oxide film 14 made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) on the epitaxial layer 13. This oxide film 14 makes it possible to minimize the generation of electrons and holes (carriers) on the surface of the epitaxial layer 13 (that is, the surface of the n + -type layer 13c) and the recombination of electrons and holes. Things.

【0025】続いて、酸化膜14に電極形成用の開口を
形成し、この開口を含む酸化膜14上に、例えば、厚さ
30nmのチタン(Ti)膜、厚さ50nmのパラジウ
ム(Pd)膜、厚さ100nmの銀(Ag)膜を蒸着法
により順次成膜したのち、めっき法により厚さ8μmの
銀膜を成膜する。更に、例えば400℃で20〜30分
間熱アニールを行って、TiPdAg合金よりなる金属
電極(受光面電極)15を形成する。そののち、金属電
極15を所望のパターンとなるようにエッチングする。
Subsequently, an opening for forming an electrode is formed in the oxide film 14, and a titanium (Ti) film having a thickness of 30 nm and a palladium (Pd) film having a thickness of 50 nm are formed on the oxide film 14 including the opening. After a silver (Ag) film having a thickness of 100 nm is sequentially formed by a vapor deposition method, a silver film having a thickness of 8 μm is formed by a plating method. Further, for example, thermal annealing is performed at 400 ° C. for 20 to 30 minutes to form a metal electrode (light receiving surface electrode) 15 made of a TiPdAg alloy. After that, the metal electrode 15 is etched so as to have a desired pattern.

【0026】このようにして太陽電池素子を形成したの
ち、図2(C)に示したように、パターニングされた各
金属電極15上に、金属電極15に沿って例えば厚さ4
00μmの銅(Cu)よりなる導電性ワイヤ16をそれ
ぞれ接合させる。
After the solar cell element is formed in this way, as shown in FIG. 2C, a thickness of, for example, 4 μm is formed on each of the patterned metal electrodes 15 along the metal electrodes 15.
The conductive wires 16 made of 00 μm copper (Cu) are bonded respectively.

【0027】次いで、図3(A)に示したように、例え
ばフッ素樹脂、ポリカーボネートあるいはポリエチレン
テレフタレートよりなる円形状のプラスチックフィルム
基板21を用意し、このプラスチックフィルム基板21
を太陽電子素子の表面側(図の上側)に導電性ワイヤ1
6および接着層22を介して接着させる。接着層22を
構成する材料としては、例えばエチレンビニルアセテー
ト(EVA)などの引っ張り力に対して強いものを用い
る。なお、プラスチックフィルム基板21が、本発明の
「第2の基板」に対応している。
Next, as shown in FIG. 3A, a circular plastic film substrate 21 made of, for example, fluororesin, polycarbonate or polyethylene terephthalate is prepared.
The conductive wire 1 is placed on the front side (upper side of the figure) of the solar element.
6 and the adhesive layer 22. As a material forming the adhesive layer 22, for example, a material having high tensile strength such as ethylene vinyl acetate (EVA) is used. Note that the plastic film substrate 21 corresponds to the “second substrate” of the present invention.

【0028】次いで、図3(B)に示したように、太陽
電池素子をプラスチックフィルム基板21と共に分離層
12c′において半導体基板11から剥離し、太陽電池
素子をプラスチックフィルム基板21に転写する。剥離
の際には、例えば、プラスチックフィルム基板21と半
導体基板11との間に引っ張り応力を加える方法、水あ
るいはエタノールなどの溶液中に半導体基板11を浸
し、超音波を照射して分離層12c′の強度を弱めて剥
離する方法、遠心力を加え分離層12c′の強度を弱め
て剥離する方法、または上記3つの方法のうちの複数を
併せて用いる。
Next, as shown in FIG. 3B, the solar cell element is separated from the semiconductor substrate 11 at the separation layer 12c 'together with the plastic film substrate 21, and the solar cell element is transferred to the plastic film substrate 21. At the time of peeling, for example, a method of applying a tensile stress between the plastic film substrate 21 and the semiconductor substrate 11, a method of immersing the semiconductor substrate 11 in a solution such as water or ethanol, and irradiating ultrasonic waves to separate the separation layer 12c ' Of the separation layer 12c 'by applying a centrifugal force to decrease the strength of the separation layer 12c', or a combination of the above three methods.

【0029】なお、太陽電池素子を剥離した後の半導体
基板11については、表面に残存している多孔質層12
を通常の研磨方法、電解研磨あるいはシリコンエッチン
グにより除去すれば、次回の太陽電池素子の作製工程に
おいて再利用することが可能になる。
The semiconductor substrate 11 from which the solar cell element has been peeled off has a porous layer 12 remaining on the surface.
Is removed by a normal polishing method, electrolytic polishing, or silicon etching, it can be reused in the next manufacturing process of the solar cell element.

【0030】次いで、図4(A)に示したように、エッ
チング装置30を用いて、太陽電池素子のエピタキシャ
ル層13側に付着した分離層12c′を除去する。エッ
チング装置30は、図5にも示したように、化学薬品に
対する耐久性に優れた材料、例えばフッ素樹脂よりなる
反応容器31内に、プラスチックフィルム基板21など
の被エッチング物を固定するための固定台32を備えて
いる。この固定台32は回転軸体33の上端に設置され
ており、その表面は水平面となっている。回転軸体33
は、反応容器31の底部に設けられた円筒形状の軸受け
部31aにおいて回転可能に支持されると共に図示しな
い回転機構に連結されている。すなわち、この回転機構
により、固定台32が回転軸体33と共に所定の速度で
水平に回転されるようになっている。
Next, as shown in FIG. 4A, the separation layer 12c 'attached to the epitaxial layer 13 side of the solar cell element is removed by using the etching apparatus 30. As shown in FIG. 5, the etching apparatus 30 is used for fixing an object to be etched such as the plastic film substrate 21 in a reaction vessel 31 made of a material having excellent durability against chemicals, for example, a fluororesin. A table 32 is provided. The fixed base 32 is provided at the upper end of the rotating shaft 33, and its surface is a horizontal plane. Rotating shaft 33
Is rotatably supported by a cylindrical bearing 31a provided at the bottom of the reaction vessel 31, and is connected to a rotation mechanism (not shown). That is, the rotating mechanism allows the fixed base 32 to be horizontally rotated at a predetermined speed together with the rotating shaft 33.

【0031】固定台32および回転軸体33は、化学薬
品に対する耐久性に優れた材料、例えばフッ素樹脂ある
いは塩化ビニルにより構成されている。これら固定台3
2および回転軸体33には内部に互いに連通した空洞部
32aが設けられている。この空洞部32aは真空ポン
プ(図示せず)に連通しており、被エッチング物を固定
台32上に載置したのち、真空ポンプにより空洞部32
aを真空排気することにより、被エッチング物が固定台
32に吸着されるようになっている。すなわち、この被
エッチング物は、固定台32の回転に伴って水平に所定
の速度で回転される。反応容器31の天井面には、固定
台32に対向して開口31bが設けられている。反応容
器31内には、この開口31bを通してエッチング液供
給用の配管34および純水供給用の配管35が導入され
ており、これら配管34,35から固定台32に吸着さ
れた被エッチング物の表面に対して、エッチング液また
は純水が供給されるようになっている。反応容器31の
底面には、配管34,35から排出される液体を図示し
ない回収部へ導くための開口31cが設けられている。
The fixing table 32 and the rotating shaft 33 are made of a material having excellent durability against chemicals, for example, a fluorine resin or vinyl chloride. These fixed bases 3
2 and the rotating shaft 33 are provided with hollow portions 32a communicating with each other. The cavity 32a communicates with a vacuum pump (not shown), and after the object to be etched is placed on the fixed base 32, the cavity 32a is moved by the vacuum pump.
The object to be etched is adsorbed on the fixed base 32 by evacuating the vacuum chamber a. That is, the object to be etched is horizontally rotated at a predetermined speed with the rotation of the fixed base 32. An opening 31 b is provided on the ceiling surface of the reaction vessel 31 so as to face the fixing table 32. A pipe 34 for supplying an etchant and a pipe 35 for supplying pure water are introduced into the reaction vessel 31 through the opening 31b, and the surface of the object to be etched adsorbed to the fixing table 32 from these pipes 34, 35. , An etching solution or pure water is supplied. The bottom surface of the reaction vessel 31 is provided with an opening 31c for guiding the liquid discharged from the pipes 34 and 35 to a recovery unit (not shown).

【0032】本実施の形態では、固定台32の上にプラ
スチックフィルム基板21を載置し、空洞部32aを真
空排気してプラスチックフィルム基板21を固定台32
に吸着させる。そののち、固定台32を例えば200回
転/分程度の速さで回転させながら、配管34を通して
フッ化水素と硝酸(HNO3 )との混合液(エッチング
液)を例えば2〜3滴ずつ滴下させるようにして多孔質
層12の露出面に供給する。このとき、エッチング液
は、固定台32の回転により発生する遠心力によって多
孔質層12の露出面全体に均一に供給され、多孔質層1
2の分離層12c′がエッチングされ始める。なお、固
定台32の回転速度が10回転/分程度であれば、多孔
質層12上のエッチング液は開口31cから排出され、
エッチング液がプラスチックフィルム基板21側に回り
込むことはない。エッチング液としては、上述したフッ
化水素と硝酸との混合液の代わりに、フッ化水素や酢酸
(CH3 COOH)などの他の酸性溶液を用いることも
できる。
In this embodiment, the plastic film substrate 21 is placed on the fixing table 32, and the cavity 32a is evacuated to evacuate the plastic film substrate 21 to the fixing table 32.
To be absorbed. Thereafter, while the fixing table 32 is rotated at a speed of, for example, about 200 revolutions / minute, a mixed solution (etching solution) of hydrogen fluoride and nitric acid (HNO 3 ) is dropped, for example, by two to three drops through the pipe 34. Thus, the liquid is supplied to the exposed surface of the porous layer 12. At this time, the etching solution is uniformly supplied to the entire exposed surface of the porous layer 12 by the centrifugal force generated by the rotation of the fixing table 32, and the porous layer 1
The second isolation layer 12c 'begins to be etched. If the rotation speed of the fixed base 32 is about 10 rotations / minute, the etchant on the porous layer 12 is discharged from the opening 31c,
The etchant does not flow to the plastic film substrate 21 side. As the etching solution, another acidic solution such as hydrogen fluoride or acetic acid (CH 3 COOH) can be used instead of the above-mentioned mixed solution of hydrogen fluoride and nitric acid.

【0033】次いで、分離層12c′がエッチングされ
始めたのち、所定量エッチングされた時点で、図4
(B)に示したように、エッチング液の供給を停止する
と共に、配管35を通して被エッチング面上に例えば純
水を供給する。これにより、被エッチング面が洗浄さ
れ、エッチング液による化学反応が停止される。
Next, after the separation layer 12c 'has begun to be etched and has been etched by a predetermined amount, FIG.
As shown in (B), the supply of the etchant is stopped, and pure water is supplied to the surface to be etched through the pipe 35. As a result, the surface to be etched is cleaned, and the chemical reaction by the etchant is stopped.

【0034】ここでは、所定のタイミングで純水を供給
すればエッチング量を調整することができるので、多孔
質層12の一部(例えばポーラス(孔)1〜2層分)を
残してエッチングを停止することも可能であり、また、
エピタキシャル層13の一部を除去してからエッチング
を停止することも可能である。多孔質層12の一部を残
してエッチングを停止した場合には、太陽電池素子の裏
面がテクスチャー構造となり、光の散乱に大きく寄与す
る。また、エピタキシャル層13の一部を除去してから
エッチングを停止した場合には、発電に直接関与しない
多孔質層12が完全に除去されることになり、エネルギ
ー変換効率が高くなる。
Here, the amount of etching can be adjusted by supplying pure water at a predetermined timing, so that etching is performed while leaving a part of the porous layer 12 (for example, one or two porous layers). It is possible to stop,
It is also possible to stop etching after removing part of the epitaxial layer 13. When the etching is stopped while leaving a part of the porous layer 12, the back surface of the solar cell element has a texture structure, which greatly contributes to light scattering. If the etching is stopped after removing part of the epitaxial layer 13, the porous layer 12 not directly involved in power generation is completely removed, and the energy conversion efficiency is increased.

【0035】次いで、図6(A)に示したように、エピ
タキシャル層13の裏面側(図の下側)に銀ペーストを
塗布して、太陽電池素子裏面側のオーミック接触を得る
ためのオーミック接触層17を形成する。続いて、オー
ミック接触層17上に、例えば印刷法によりアルミニウ
ムよりなる裏面電極18を形成する。この裏面電極18
は、電極としての機能に加えて、太陽電池素子の裏面側
を保護する機能も有している。
Next, as shown in FIG. 6 (A), a silver paste is applied to the back side (lower side of the figure) of the epitaxial layer 13 so as to obtain an ohmic contact on the back side of the solar cell element. The layer 17 is formed. Subsequently, a back electrode 18 made of aluminum is formed on the ohmic contact layer 17 by, for example, a printing method. This back electrode 18
Has a function of protecting the back side of the solar cell element in addition to the function as an electrode.

【0036】最後に、図6(B)に示したように、例え
ば金属またはプラスチックよりなり、凹凸面を有する反
射板23を、例えばエチレンビニルアセテートよりなる
接着層24を介して裏面電極18に接着させる。
Finally, as shown in FIG. 6B, a reflecting plate 23 made of, for example, metal or plastic and having an uneven surface is bonded to the back electrode 18 via an adhesive layer 24 made of, for example, ethylene vinyl acetate. Let it.

【0037】このように、本実施の形態によれば、エッ
チング装置30を用いて、プラスチックフィルム基板2
1を回転させながら適量のエッチング液を供給して多孔
質層12の分離層12c′をエッチングするようにした
ので、エッチング液が被エッチング面に均一に供給され
る。従って、全面にわたって分離層12c′を均一にエ
ッチングすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the plastic film substrate 2
Since an appropriate amount of etchant is supplied while rotating 1 to etch the separation layer 12c 'of the porous layer 12, the etchant is uniformly supplied to the surface to be etched. Therefore, the separation layer 12c 'can be uniformly etched over the entire surface.

【0038】また、エッチング液がプラスチックフィル
ム基板21側に回り込むおそれがないので、プラスチッ
クフィルム基板21とエッチング液との接触を効果的に
防止することができる。従って、エッチング液に応じて
転写用基板(本実施の形態では、プラスチックフィルム
基板21)の材料を変更しなくてもよい。更に、多孔質
層12側から内部にエッチング液がしみ込むことも防止
される。
Further, since there is no possibility that the etching solution flows around the plastic film substrate 21, the contact between the plastic film substrate 21 and the etching solution can be effectively prevented. Therefore, it is not necessary to change the material of the transfer substrate (the plastic film substrate 21 in the present embodiment) according to the etchant. Further, it is possible to prevent the etchant from seeping into the inside from the porous layer 12 side.

【0039】また、エッチング液の供給を止め、同時に
純水を供給することによりエッチングを停止させること
ができるので、多孔質層12のエッチング量を調整する
ことができる。従って、太陽電池の活性領域までオーバ
ーエッチングされるおそれがなくなる。
Further, since the supply of the etchant is stopped and the supply of pure water is simultaneously stopped to stop the etching, the amount of etching of the porous layer 12 can be adjusted. Accordingly, there is no possibility that the active region of the solar cell is over-etched.

【0040】(第2の実施の形態)本実施の形態に係る
製造方法は、第1の実施の形態の製造方法のエッチング
液(酸性溶液)に代えて、アルカリ性のエッチング液を
用いることを除き、他は第1の実施の形態と同一のプロ
セスである。よって、ここではその詳細な説明は省略
し、異なる点についてのみ説明する。
(Second Embodiment) The manufacturing method according to this embodiment is different from the manufacturing method according to the first embodiment in that an alkaline etching solution is used instead of the etching solution (acid solution). The other processes are the same as those in the first embodiment. Therefore, a detailed description thereof will be omitted here, and only different points will be described.

【0041】本実施の形態では、多孔質層12をエッチ
ングする際に、エッチング装置30の配管34を通し
て、例えば70℃の水酸化カリウム(KOH)溶液をエ
ッチング液として供給する。なお、エッチング液として
は、水酸化カリウムの代わりに、水酸化ナトリウム(N
aOH)溶液や60%ヒドラジン(N2 4 )溶液など
の他のアルカリ性溶液を用いることもできる。
In this embodiment, when etching the porous layer 12, for example, a potassium hydroxide (KOH) solution at 70 ° C. is supplied as an etching solution through the pipe 34 of the etching device 30. In addition, instead of potassium hydroxide, sodium hydroxide (N
Other alkaline solutions such as an (aOH) solution and a 60% hydrazine (N 2 H 4 ) solution can also be used.

【0042】多孔質層12の露出面に水酸化カリウム溶
液が供給されると、多孔質層12においては、凸形状と
なっている部分はその形状を保ち、ところどころ平坦に
なって(100)結晶面が露出している部分は(11
1)結晶面が現れるような異方性エッチングがなされ
る。これは、(100)結晶面と(111)結晶面とで
はエッチング速度が異なるためである。これにより、被
エッチング面全体に断面V字形状の凹凸が形成される。
When the potassium hydroxide solution is supplied to the exposed surface of the porous layer 12, the convex part of the porous layer 12 keeps its shape, becomes flat in some places, and becomes (100) crystal. The exposed part is (11
1) Anisotropic etching is performed so that a crystal plane appears. This is because the (100) crystal plane and the (111) crystal plane have different etching rates. Thereby, irregularities having a V-shaped cross section are formed on the entire surface to be etched.

【0043】本実施の形態においても、分離層12c′
がエッチングされ始めたのち、所定量エッチングされた
時点で、エッチング液の供給を停止すると共に、配管3
5を通して被エッチング面上に例えば純水を供給する。
Also in this embodiment, the separation layer 12c '
After the etching of a predetermined amount has been started after the start of the etching, the supply of the etching liquid is stopped and the piping 3 is stopped.
For example, pure water is supplied to the surface to be etched through 5.

【0044】このように、本実施の形態によれば、エッ
チング液に水酸化カリウム溶液を用いるようにしたの
で、エッチングマスクを用いずに、被エッチング面が若
干の凹凸を有するようにエッチングすることができる。
すなわち、太陽電池素子の裏面側にテクスチャーが形成
され、太陽電池素子を透過してきた光を乱反射させるこ
とができる。従って、太陽電池素子への入射光量を増加
させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the potassium hydroxide solution is used as the etching solution, it is possible to perform etching without using an etching mask so that the surface to be etched has some irregularities. Can be.
That is, a texture is formed on the back surface side of the solar cell element, and light transmitted through the solar cell element can be irregularly reflected. Therefore, the amount of light incident on the solar cell element can be increased.

【0045】(第3の実施の形態)本実施の形態に係る
製造方法は、多孔質層12のエッチングを行う際に、ま
ず、例えばフッ化水素と硝酸との混合液あるいはフッ化
水素をエッチング液として、多孔質層12の上部側から
8〜9割の厚さ分をエッチングし、そののち、エッチン
グ液の供給を停止すると共に、被エッチング面上に例え
ば純水を供給する。次いで、例えば水酸化カリウム溶液
をエッチング液として既に述べた所望の部分までエッチ
ングしたのち、同様にエッチング液の供給を停止すると
共に、被エッチング面上に例えば純水を供給する。その
他は第1の実施の形態と同一のプロセスである。
(Third Embodiment) In the manufacturing method according to the present embodiment, when etching the porous layer 12, first, for example, a mixed solution of hydrogen fluoride and nitric acid or hydrogen fluoride is etched. As a liquid, 80 to 90% of the thickness of the porous layer 12 is etched from the upper side. Thereafter, the supply of the etching liquid is stopped, and pure water is supplied onto the surface to be etched. Next, after etching to a desired portion described above using, for example, a potassium hydroxide solution as an etchant, the supply of the etchant is similarly stopped and, for example, pure water is supplied onto the surface to be etched. Other processes are the same as those of the first embodiment.

【0046】本実施の形態によれば、エッチング液にフ
ッ化水素と硝酸との混合液あるいはフッ化水素を用いて
比較的高速にエッチングしたのち、エッチング液に水酸
化カリウム溶液を用いて被エッチング面をテクスチャー
構造とする仕上げのエッチングを行うことができる。ま
た、既に述べたように、図5に示したエッチング装置3
0を用い、回転させながら適量のエッチング液を供給し
て多孔質層12をエッチングするので、エッチング液が
プラスチックフィルム基板21側に回り込むおそれはな
い。従って、エッチング液として酸性溶液およびアルカ
リ性溶液の両方を用いても、プラスチックフィルム基板
21が腐食することはない。
According to the present embodiment, etching is performed at a relatively high speed by using a mixed solution of hydrogen fluoride and nitric acid or hydrogen fluoride as an etching solution, and then etched using a potassium hydroxide solution as an etching solution. Finish etching for making the surface a texture structure can be performed. Further, as described above, the etching apparatus 3 shown in FIG.
Since the porous layer 12 is etched by supplying an appropriate amount of an etching solution while rotating while using 0, there is no possibility that the etching solution goes around the plastic film substrate 21 side. Therefore, even if both the acidic solution and the alkaline solution are used as the etching solution, the plastic film substrate 21 does not corrode.

【0047】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、エッチング装置30として、プラスチックフィルム
基板21を固定台32に真空吸着させて固定する方式の
ものについて説明したが、真空吸着以外の他の方式によ
って固定するものでもよい。例えば、図7に示したよう
に、固定台42に複数の固定部42aを互いに離間させ
て配設し、これら固定部42aによってプラスチックフ
ィルム基板21を固定台42に固定させるようにしても
よい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, a method in which the plastic film substrate 21 is fixed to the fixing table 32 by vacuum suction is described as the etching apparatus 30. However, the etching apparatus 30 may be fixed by another method other than vacuum suction. For example, as shown in FIG. 7, a plurality of fixing parts 42 a may be arranged on the fixing stand 42 so as to be separated from each other, and the plastic film substrate 21 may be fixed to the fixing stand 42 by these fixing parts 42 a.

【0048】また、上記実施の形態では、シリコン基板
上にエピタキシャル成長させる場合について説明した
が、ゲルマニウム(Ge)、シリコンとゲルマニウムと
を含む化合物半導体、あるいはガリウム(Ga)または
インジウム(In)のうちの少なくとも一方とヒ素(A
s)または窒素(N)のうちの少なくとも一方とを含む
III−V族化合物半導体などよりなる半導体基板11
上に、エピタキシャル成長させてエピタキシャル層13
を形成することもできる。
In the above-described embodiment, the case of epitaxial growth on a silicon substrate has been described. At least one and arsenic (A
s) or a semiconductor substrate 11 made of a group III-V compound semiconductor containing at least one of nitrogen (N) and the like.
The epitaxial layer 13 is epitaxially grown on the
Can also be formed.

【0049】また、上記実施の形態では、円形状のプラ
スチックフィルム基板21を例に挙げて説明したが、プ
ラスチックフィルム基板21の形状は、多角形状または
角に丸みを有する多角形状であってもよい。
In the above-described embodiment, the circular plastic film substrate 21 has been described as an example. However, the shape of the plastic film substrate 21 may be polygonal or polygonal with rounded corners. .

【0050】また、複数の太陽電池素子を有する集積型
の太陽電池を製造する場合には、複数の太陽電池素子を
形成したのち上記各実施の形態の多孔質層12をエッチ
ングする前に、分離溝を形成して各太陽電池素子毎に分
離すると共に、この分離溝形成時に発生した損傷部分
を、上記方法によって多孔質層12と同時にエッチング
するようにすればよい。
In the case of manufacturing an integrated solar cell having a plurality of solar cell elements, after forming the plurality of solar cell elements, before the porous layer 12 of each of the above embodiments is etched, the separation is performed. A groove may be formed to separate each solar cell element, and a damaged portion generated during the formation of the separation groove may be etched simultaneously with the porous layer 12 by the above method.

【0051】また、上記実施の形態では、太陽電池素子
の裏面側に反射板23を配設させる場合について説明し
たが、反射板23の代わりに反射膜を備えたプラスチッ
クフィルムを配設させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the reflector 23 is provided on the back surface side of the solar cell element has been described. However, instead of the reflector 23, a plastic film having a reflective film is provided. You may.

【0052】また、上記実施の形態では、3〜20mA
/cm2 の電流密度で数分から数十分間第2段階の陽極
化成を行って中多孔率多孔質層12bを形成するように
したが、中多孔率多孔質層12bは、電流密度を多段階
あるいは漸次的に変化させて陽極化成を行うことにより
形成してもよい。これにより、中多孔率多孔質層12b
の多孔率は、上面側から下面側に向かって段階的あるい
は傾斜的に高くなる。従って、分離層12c′と低多孔
率多孔質層12aとの間の歪みがより緩和されて、結晶
性に優れたエピタキシャル層13を形成することができ
る。
In the above embodiment, 3 to 20 mA
/ Cm 2 at a current density of several minutes to several tens of minutes to form the middle porosity porous layer 12b by performing the second-stage anodization. The medium porosity porous layer 12b has a high current density. It may be formed by performing anodization stepwise or gradually. Thereby, the medium porosity porous layer 12b
Has a gradual or gradient increase from the upper surface side to the lower surface side. Therefore, the strain between the separation layer 12c 'and the low porosity porous layer 12a is further alleviated, and the epitaxial layer 13 having excellent crystallinity can be formed.

【0053】また、上記実施の形態では、40〜300
mA/cm2 の電流密度で数秒間第3段階の陽極化成を
行って高多孔率多孔質層12cを形成するようにした
が、高多孔率多孔質層12cは、適当な条件で間欠的に
電流を流しながら陽極化成を行うことにより形成しても
よい。その場合、高多孔率多孔質層12cは多孔質層1
2の最下面に形成される。すなわち、高多孔率多孔質層
12cと低多孔率多孔質層12aとが最大限に離間して
形成される。これにより、中多孔率多孔質層12bによ
るバッファ効果が最大限に発揮され、結晶性に優れたエ
ピタキシャル層13を形成することができる。また、中
多孔率多孔質層12bが高多孔率多孔質層12cと低多
孔率多孔質層12aとの間のみに形成されることになる
ので、多孔質層12の全体の厚さを小さくすることがで
き、多孔質層12を形成するための半導体基板11の消
耗厚さを減らすことができる。従って、半導体基板11
の繰り返し使用回数を増大させることができる。
Further, in the above embodiment, 40 to 300
The high-porosity porous layer 12c was formed by performing the third-stage anodization at a current density of mA / cm 2 for several seconds, but the high-porosity porous layer 12c was intermittently formed under appropriate conditions. It may be formed by performing anodization while passing a current. In that case, the high porosity porous layer 12c is
2 is formed on the lowermost surface. That is, the high porosity porous layer 12c and the low porosity porous layer 12a are formed with maximum separation. Thereby, the buffer effect by the medium porosity porous layer 12b is maximized, and the epitaxial layer 13 having excellent crystallinity can be formed. Further, since the medium porosity porous layer 12b is formed only between the high porosity porous layer 12c and the low porosity porous layer 12a, the overall thickness of the porous layer 12 is reduced. Accordingly, the consumption thickness of the semiconductor substrate 11 for forming the porous layer 12 can be reduced. Therefore, the semiconductor substrate 11
Can be increased repeatedly.

【0054】また、上記実施の形態では、半導体装置と
して太陽電池を例に挙げて説明したが、本発明は、受光
素子あるいは発光素子、液晶表示素子、集積回路素子な
ど他の素子を備えた半導体装置についても広く適用され
る。また、半導体層(上記各実施の形態ではエピタキシ
ャル層13)は、単結晶に限らず、多結晶やアモルファ
スのいずれか、あるいはそれらの複合膜により構成され
ていてもよい。
In the above embodiments, a solar cell has been described as an example of a semiconductor device. However, the present invention relates to a semiconductor device having other elements such as a light receiving element or a light emitting element, a liquid crystal display element, and an integrated circuit element. It is also widely applied to devices. Further, the semiconductor layer (epitaxial layer 13 in each of the above embodiments) is not limited to a single crystal, but may be made of any of polycrystal and amorphous, or a composite film thereof.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載のエッ
チング方法によれば、被エッチング層を基板と共に回転
させつつ、その表面に対してエッチング液を供給するよ
うにしたので、被エッチング層全体にわたって均一にエ
ッチングが行われる。
As described above, according to the etching method of the first aspect, the etching liquid is supplied to the surface of the layer to be etched while rotating the layer to be etched together with the substrate. Etching is performed uniformly over the entire surface.

【0056】また、所定のタイミングでエッチング液に
よる化学反応を停止させることにより、被エッチング層
のエッチング量を調整するようにしたので、被エッチン
グ層の下地の半導体層へのオーバーエッチングの発生を
抑制することができる。
Further, the amount of etching of the layer to be etched is adjusted by stopping the chemical reaction by the etchant at a predetermined timing, so that the occurrence of overetching on the semiconductor layer underlying the layer to be etched is suppressed. can do.

【0057】更に、請求項2ないし請求項13のいずれ
か1項に記載の半導体装置の製造方法によれば、第2の
基板側に転写された半導体層に付着した、被エッチング
層としての分離層にのみエッチング液を供給するように
したので、第2の基板とエッチング液とが接触すること
がなく、エッチング液に応じて第2の基板の材料を変更
するなどの必要性がなくなる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 2 to 13, the separation as a layer to be etched, which adheres to the semiconductor layer transferred to the second substrate side. Since the etching solution is supplied only to the layer, the second substrate does not come into contact with the etching solution, and the necessity of changing the material of the second substrate according to the etching solution is eliminated.

【0058】特に、請求項3記載の半導体装置の製造方
法によれば、分離層の残存部分の表面にエッチング液を
供給した後、所定のタイミングでエッチング液による化
学反応を停止させることにより、エッチング量を調整す
るようにしたので、半導体層へのオーバーエッチングの
発生を抑制することができる。
In particular, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the present invention, after the etching solution is supplied to the surface of the remaining portion of the separation layer, the chemical reaction by the etching solution is stopped at a predetermined timing. Since the amount is adjusted, occurrence of over-etching in the semiconductor layer can be suppressed.

【0059】また、請求項4、請求項8または請求項9
のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法によれ
ば、半導体層が転写された第2の基板を回転させつつ、
残存した分離層の表面にエッチング液を供給するように
したので、エッチング液が遠心力によって分離層の表面
全体に均一に供給される。従って、分離層を均一にエッ
チングすることができる。
Further, claim 4, claim 8, or claim 9
According to the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above, while rotating the second substrate to which the semiconductor layer has been transferred,
Since the etching liquid is supplied to the surface of the remaining separation layer, the etching liquid is uniformly supplied to the entire surface of the separation layer by centrifugal force. Therefore, the separation layer can be uniformly etched.

【0060】加えて、請求項14記載の半導体装置によ
れば、本発明の製造方法により製造するようにしたの
で、分離層の不要部分が均一に除去されたものとなる。
In addition, according to the semiconductor device of the fourteenth aspect, since the semiconductor device is manufactured by the manufacturing method of the present invention, unnecessary portions of the separation layer are uniformly removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る太陽電池の製
造工程を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a solar cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step following FIG. 1;

【図3】図2に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step following FIG. 2;

【図4】図3に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step following FIG. 3;

【図5】図4の製造工程で用いられるエッチング装置を
一部断面して表す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a partially sectioned etching apparatus used in the manufacturing process of FIG. 4;

【図6】図4に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step following FIG. 4;

【図7】図4の製造工程で用いられるエッチング装置の
他の構成を説明するための斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view for explaining another configuration of the etching apparatus used in the manufacturing process of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半導体基板、12…多孔質層、12c′…分離
層、13…エピタキシャル層、14…酸化膜、15…金
属電極、16…導電性ワイヤ、17…オーミック接触
層、18…裏面電極、21…プラスチックフィルム基
板、22,24…接着層、23…反射板、30…エッチ
ング装置、31…反応容器、32,42…固定台、32
a…空洞部、33…回転軸、34,35…配管、42a
…固定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Porous layer, 12c '... Separation layer, 13 ... Epitaxial layer, 14 ... Oxide film, 15 ... Metal electrode, 16 ... Conductive wire, 17 ... Ohmic contact layer, 18 ... Back electrode, 21 ... Plastic film substrates, 22, 24 ... Adhesive layers, 23 ... Reflectors, 30 ... Etching equipment, 31 ... Reaction vessels, 32,42 ... Fixed tables, 32
a ... hollow part, 33 ... rotating shaft, 34, 35 ... piping, 42a
…Fixed part

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に設けられた半導体層と接して存在
する被エッチング層を選択的に除去するためのエッチン
グ方法であって、 前記基板を回転可能な基板固定手段に固定させると共
に、前記基板を回転させつつ前記被エッチング層にエッ
チング液を供給し、その後、所定のタイミングでエッチ
ング液による化学反応を停止させることにより、前記被
エッチング層のエッチング量を調整することを特徴とす
るエッチング方法。
An etching method for selectively removing a layer to be etched present in contact with a semiconductor layer provided on a substrate, wherein the substrate is fixed to rotatable substrate fixing means, and An etching method comprising: supplying an etching solution to the layer to be etched while rotating the substrate; and stopping a chemical reaction by the etching solution at a predetermined timing, thereby adjusting an etching amount of the layer to be etched.
【請求項2】 第1の基板に分離層を介して半導体層を
形成する工程と、 前記半導体層を前記分離層において前記第1の基板から
剥離することにより前記半導体層を第2の基板に転写さ
せる工程と、 前記第2の基板側に転写された半導体層に付着した分離
層の表面にエッチング液を供給することにより前記分離
層の残存部分を除去する工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
A step of forming a semiconductor layer on a first substrate via a separation layer; and a step of peeling the semiconductor layer from the first substrate at the separation layer to form the semiconductor layer on a second substrate. Transferring, and removing the remaining portion of the separation layer by supplying an etchant to the surface of the separation layer attached to the semiconductor layer transferred to the second substrate side. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 前記分離層の残存部分の表面にエッチン
グ液を供給した後、所定のタイミングでエッチング液に
よる化学反応を停止させることにより、前記分離層の残
存部分のエッチング量を調整することを特徴とする請求
項2記載の半導体装置の製造方法。
3. An etching solution is supplied to the surface of the remaining portion of the separation layer, and after stopping the chemical reaction by the etching solution at a predetermined timing, the amount of etching of the remaining portion of the separation layer is adjusted. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記第2の基板を回転可能な基板固定手
段に固定すると共に、前記第2の基板を回転させつつ前
記分離層の表面にエッチング液を供給することを特徴と
する請求項2記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 2, wherein said second substrate is fixed to a rotatable substrate fixing means, and an etchant is supplied to a surface of said separation layer while rotating said second substrate. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項5】 前記分離層として、多孔質層を形成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
5. The method according to claim 2, wherein a porous layer is formed as the separation layer.
【請求項6】 前記エッチング液として、フッ化水素
(HF),フッ化水素と硝酸(HNO3 )との混合液,
酢酸(CH3 COOH),水酸化カリウム(KOH),
水酸化ナトリウム(NaOH)またはヒドラジン(N2
4 )のうちの少なくとも1種を用いることを特徴とす
る請求項2記載の半導体装置の製造方法。
6. An etching solution comprising hydrogen fluoride (HF), a mixed solution of hydrogen fluoride and nitric acid (HNO 3 ),
Acetic acid (CH 3 COOH), potassium hydroxide (KOH),
Sodium hydroxide (NaOH) or hydrazine (N 2
3. The method according to claim 2, wherein at least one of H 4 ) is used.
【請求項7】 前記半導体層中に太陽電池素子、集積回
路素子または発光素子を形成することを特徴とする請求
項2記載の半導体装置の製造方法。
7. The method according to claim 2, wherein a solar cell element, an integrated circuit element, or a light emitting element is formed in the semiconductor layer.
【請求項8】 前記基板固定手段は、載置台に前記半導
体層が転写された第2の基板を真空吸着させるものであ
ることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方
法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein said substrate fixing means vacuum-adsorbs the second substrate on which the semiconductor layer has been transferred onto a mounting table.
【請求項9】 前記基板固定手段は、固定部を備えた載
置台上に、この固定部により前記半導体層が転写された
第2の基板を固定させるものであることを特徴とする請
求項4記載の半導体装置の製造方法。
9. The apparatus according to claim 4, wherein said substrate fixing means fixes the second substrate to which the semiconductor layer has been transferred by the fixing part on a mounting table having a fixing part. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項10】 前記第1の基板として、シリコン(S
i)またはゲルマニウム(Ge)のうちの少なくとも一
方を含む半導体、あるいはガリウム(Ga)およびイン
ジウム(In)のうちの少なくとも一方とヒ素(As)
または窒素(N)のうちの少なくとも一方とを含むII
I−V族化合物半導体を用いることを特徴とする請求項
2記載の半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein the first substrate is silicon (S).
i) a semiconductor containing at least one of germanium (Ge), or at least one of gallium (Ga) and indium (In) and arsenic (As)
Or II containing at least one of nitrogen (N)
3. The method according to claim 2, wherein an IV group compound semiconductor is used.
【請求項11】 前記半導体層として、シリコン(S
i)またはゲルマニウム(Ge)のうちの少なくとも一
方を含む半導体、あるいはガリウム(Ga)またはイン
ジウム(In)のうちの少なくとも一方とヒ素(As)
または窒素(N)のうちの少なくとも一方とを含むII
I−V族化合物半導体を形成することを特徴とする請求
項10記載の半導体装置の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein the semiconductor layer is silicon (S).
i) a semiconductor containing at least one of germanium (Ge), or at least one of gallium (Ga) or indium (In) and arsenic (As)
Or II containing at least one of nitrogen (N)
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein an IV group compound semiconductor is formed.
【請求項12】 前記第1の基板として、多角形状、角
に丸みを有する多角形状、または円形状のものを用いる
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
12. The method according to claim 2, wherein the first substrate has a polygonal shape, a polygonal shape having rounded corners, or a circular shape.
【請求項13】 更に、前記半導体層の前記第2の基板
と反対側に反射板を配設させる工程を含むことを特徴と
する請求項7記載の半導体装置の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of disposing a reflector on the side of said semiconductor layer opposite to said second substrate.
【請求項14】 第1の基板に分離層を介して半導体層
を形成した後、この半導体層を、前記分離層において前
記第1の基板から剥離し第2の基板に転写することによ
って製造される半導体装置であって、 前記半導体層が第2の基板に転写された後、前記第2の
基板側に付着している分離層の表面に選択的にエッチン
グ液が供給され、分離層の残存部分の少なくとも一部が
除去されたものであることを特徴とする半導体装置。
14. A semiconductor device manufactured by forming a semiconductor layer on a first substrate via a separation layer, and peeling the semiconductor layer from the first substrate in the separation layer and transferring the semiconductor layer to a second substrate. A semiconductor device, wherein after the semiconductor layer is transferred to a second substrate, an etchant is selectively supplied to a surface of the separation layer attached to the second substrate, and the remaining separation layer is removed. A semiconductor device, wherein at least a part of a part is removed.
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JPWO2006059382A1 (en) * 2004-12-01 2008-06-05 三益半導体工業株式会社 Surface treatment equipment for square wafers for solar cells
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