JP2001007076A - 半導体表面の処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繰り返し使用可能な半導体基体表面の処理法
を提供する。 【解決手段】 異種材料層（又は多孔質層）を犠牲にし
て半導体層を半導体基体から剥離してデバイスを作製す
る際に、加熱した金属溶液中に剥離後の半導体基体を浸
漬させて半導体基体表面の異種材料層（又は多孔質層）
の破片を溶解して取り除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体基体の表面の
処理法に関し、特に繰り返し使用する半導体基体の表面
の平坦化法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に異種材料層を形成し、前記異種
材料層の上に半導体層を形成することで、前記異種材料
層を犠牲にして前記半導体層を前記基板から剥離してデ
バイスとして使用する一方で、前記基板を再利用する試
みがいくつか報告されている（Ｍｉｌｎｅｓ，Ａ．Ｇ．
ａｎｄ Ｆｅｕｃｈｔ，Ｄ．Ｌ．，“Ｐｅｅｌｅｄ Ｆ
ｉｌｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ
ｓ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃ
ｉａｌｉｓｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ３３８，１９
７５，特開平６−４５６２２，特開平８−２１３６４
５）。ここでは、異種材料層と半導体層とのエッチング
特性の差を利用したり、または異種材料層そのものの物
理構造的な特徴を利用してこれを機械的に切断すること
で、半導体層と基板の分離が行われている。

【０００３】このようなプロセスにおいて重要な要素の
一つは、剥離した後の基板が再利用できるか否かであ
る。一般に異種材料層の機械強度的脆弱さが原因とな
り、前記異種材料層で切断した場合、半導体層側だけで
なく基板側にも異種材料層の破片が残る。そのため、前
記異種材料層の破片を除去しなければ、前記基板を同じ
プロセスに再投入できない。またエッチングで異種材料
層の破片を溶かす場合でも、エッチング速度が速すぎる
と、エッチングむらが生じて基板表面が荒れ、充分な平
坦性が得られない。そのため、基板表面に凹凸部が残
り、前記基板の再利用に支障をきたす。一方、エッチン
グ速度を充分遅くすれば、平坦性は確保できるもののス
ループットが落ちてしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の従来の技術における諸問題が解決され、基板を繰り返
し使用可能にする半導体基体表面の処理法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の従
来の技術における諸問題を解決するために、鋭意研究を
行ない、その結果、本発明の完成に至ったものである。
すなわち、本発明の方法は、異種材料層を有する半導体
基体の表面に金属溶液を接触させて前記半導体基体の表
面の異種材料層を前記金属溶液中に溶解させることによ
り前記異種材料層を除去することを特徴とする。

【０００６】また本発明のもう一つ別な発明は、凹凸部
を有する半導体基体の表面に金属溶液を接触させて前記
半導体基体の表面の凹凸部を前記金属溶液中に溶解させ
ることにより平坦化を行うことを特徴とする。また本発
明のさらにもう一つ別な発明は、多孔質層を有する半導
体基体の表面に金属溶液を接触させて前記半導体基体の
表面の多孔質層を前記金属溶液中に溶解させることによ
り前記多孔質層の除去を行うことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の半導体基体表面の処理法
を以下に示す。図２は前記方法の一例を示す工程図であ
る。半導体基体２０１上に異種材料層２０２を形成し
（図２（ａ））、その上に半導体層２０３、２０４を形
成する（図２（ｂ））。このような半導体基体の表面
に、例えばレーザ２０５等を照射し、部分的に開口部２
０６を形成する（図２（ｃ））。このときレーザの出
力、照射時間等を調節して、開口部２０６の底部が異種
材料層２０２に達するようにする。選択エッチング液中
に半導体基体２０１を浸漬、開口部２０６を介して異種
材料層２０２をエッチングし、半導体基体２０１と半導
体層２０３、２０４とを分離する（図２（ｄ））。分離
された半導体層は別の支持基体２０８上に接着層２０７
を介して転写される（図２（ｅ））。レーザ照射等によ
る開口部内の処理（図２（ｆ））の後、電極２１１、表
面保護層２１２等が形成されてデバイスが得られる（図
２（ｇ））。

【０００８】一方、分離後の半導体基体２０１表面には
異種材料層２０２が部分的に残存する。金属溶液２１４
を満たしたルツボ２１３中に前記半導体基体を浸漬し、
加熱する。前記半導体基体表面の異種材料層が溶解し、
除去される（図２（ｈ））。表面処理の終わった半導体
基体は再び最初の工程に投入される（図２（ａ））。

【０００９】また上述のプロセスにおいて、陽極化成を
行って半導体基体２０１上に多孔質層２０２を形成する
ことでも、同様なデバイスが作成できる。このとき、多
孔質層と半導体基体との選択比の大きいエッチング液を
使用すれば、多孔質層のみをエッチング除去して半導体
基体２０１と半導体層２０３、２０４とを分離すること
が可能になる。しかしこの場合にも分離後の半導体基体
２０１表面には多孔質層２０２が部分的に残存する。金
属溶液２１４を満たしたルツボ２１３中に前記半導体基
体を浸漬し、加熱する。前記半導体基体表面の多孔質層
が溶解し、除去される。表面処理の終わった半導体基体
は再び最初の工程に投入される。

【００１０】またさらに、凹凸部を有する半導体基体表
面を金属溶液中に溶解させて平坦化を図ることもでき
る。図３はその方法の一例を示す工程図である。半導体
基体３０１上に多孔質層３０２を形成し（図３
（ａ））、その上に半導体層３０３、３０４を形成する
（図３（ｂ））。この半導体基体の表面に、導電性の接
着層３０６を介して支持基板３０５を固着させる（図３
（ｃ））。つぎに半導体基体３０１と支持基板３０５と
の間に力を作用させて両者の界面で切断を誘起し、半導
体基体３０１と半導体層３０３、３０４とを分離する
（図３（ｄ））。このような分離は、多孔質層３０２の
形成条件を制御して、脆弱な部分を両者の界面に偏在せ
しめることで可能となる。分離された半導体層の表面に
部分的に残存した多孔質層は、上述したように金属溶液
中で溶解するかまたはエッチング等で除去される（図３
（ｅ））。さらに、電極３０７、表面保護層３０８等が
形成されてデバイスが得られる（図３（ｆ））。

【００１１】一方、分離後の半導体基体３０１表面に
は、残存した多孔質層に由来する微妙な凹凸部が現れ
る。金属溶液３１０を満たしたルツボ３０９中に前記半
導体基体を浸漬し、加熱する。このとき、予め金属溶液
中に半導体基体と同じ材料を一定量溶かし込んでおいた
り、または加熱温度を精度良く保持することで、半導体
基体表面の溶解量を制御でき、凹凸部の大きさを小さく
して平坦な表面を得ることができる（図３（ｇ））。表
面処理の終わった半導体基体は再び最初の工程に投入さ
れる（図３（ａ））。このような半導体基体表面の凹凸
部の平坦化方法は、エッチングで異種材料層や多孔質層
を除去するときに現れる凹凸部、すなわちエッチングム
ラに起因する凹凸部にも有効である。

【００１２】本発明において使用される半導体基体とし
て主にシリコンからなるものが挙げられるが、ＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＺｎＳｅ、ＣｕＩｎＳ
ｅ₂、ＳｉＣ等からなるものであってもよい。

【００１３】本発明において好適に用いられる金属溶液
としては除去する異種材料に対して適度な溶解度を有す
る材料が挙げられる。例えば、半導体基体にシリコン、
異種材料としてＳｉＧｅを用いた場合に金属溶液にはＩ
ｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ及びＳｂからなる群から選ばれた
ものを用いることができる。

【００１４】また、本発明でいう異種材料としては半導
体基体と異なる材料からなる層だけでなく、例えば、半
導体基体に対して主構成元素は同一でも導電型の異なる
層或いは同一導電型でもドーパントの種類又は濃度の異
なる層等も含まれる。具体的には半導体基体をｎ^-（或
いはｐ^-）型シリコンとし、異種材料をｐ⁺シリコンとす
る場合が挙げられる。この場合、ｐ⁺シリコン層上に半
導体層を形成した後にフッ酸＋硝酸＋酢酸系の混酸でｐ
⁺シリコンのみ選択エッチングで除去して半導体層を分
離し、基体シリコンの表面を金属溶液で処理する。

【００１５】半導体基体の表面の多孔質層は主に電解液
中で通電することで形成される。例えば半導体基体がシ
リコンの場合には電解液としてはフッ酸が用いられる。

【００１６】金属溶液中には溶液中に溶解すべき材料ま
たは半導体基体と同じ材料を予め溶かし込んでおくこと
ができ、時間及び温度を管理することで半導体基体表面
の微妙な溶解量の調節が可能である。

【００１７】本発明の方法によれば、平坦化前は半導体
基体表面の凹凸部の大きさが１ｎｍ乃至１０００ｎｍの
範囲にあり、平坦化後は凹凸部の大きさが０．１ｎｍ乃
至１００ｎｍの範囲にある。

【００１８】表面処理する半導体基体を収容するための
金属溶液を溜めるルツボおよび半導体基体を支持する治
具の材質としては、主に高純度カーボンまたは高純度石
英等が挙げられる。また、これらの表面処理は、Ｎ₂
又はＡｒ等の不活性ガス中か、Ｈ₂ 等の活性ガス中で
行うのが好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の方法に従って所望の結晶を成
長させる方法をより詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例により何ら限定されるものではない。

【００２０】実施例１ 図１に示すプロセスにより、単結晶シリコン層を金属基
板上に転写して太陽電池とするとともに分離後のウエハ
表面を処理した。

【００２１】５００μｍ厚のｐ型（１００）単結晶シリ
コンウエハ１０１（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）上に、Ｓｉ
Ｈ₄ とＧｅＨ₄の混合ガスを用いたＣＶＤ法により、Ｓ
ｉ_{0. 9}Ｇｅ_0.1層１０２を約０．３μｍ形成した（図１
（ａ））。

【００２２】つぎに、Ｓｉ_0.9Ｇｅ_0.1層１０２表面で、
通常の熱ＣＶＤ装置により表１の形成条件でエピタキシ
ャル成長を行ない、シリコン層（単結晶）１０３の膜厚
を２８μｍとした。

【００２３】

【表１】

【００２４】このとき、成長中に微量のＢ₂Ｈ₆（０．数
ｐｐｍ〜数ｐｐｍ程度）を添加して成長シリコン層をｐ
^-型にするとともに、成長の終点でＢ₂Ｈ₆に代えてＰＨ₃
を添加し（数百ｐｐｍ程度）、ｎ⁺ 層１０４を形成した
（図１（ｂ））。

【００２５】次に紫外線硬化型の粘着テープ１０５をエ
ピタキシャル層表面に接合させて仮基板とした後（図１
（ｃ））、得られたウエハをフッ酸と過酸化水素水およ
び純水からなる混合液に浸潤させ、Ｓｉ_0.9Ｇｅ_0.1層１
０２の選択的エッチングを行なった（図１（ｄ））。分
離したシリコン層１０３、１０４／粘着テープ１０５
を、Ａｌペースト１０６を印刷したＳＵＳ基板１０７上
に載せ、両者を密着させた。５０〜１００℃程度でＡｌ
ペーストを乾燥させて、シリコン層１０３、１０４をＳ
ＵＳ基板１０７上に仮固定させた（図１（ｅ））。

【００２６】紫外線を照射して粘着テープ１０５の接着
性を弱めてエピタキシャル層表面から剥がした。次い
で、これをＮ₂中６００℃でアニールし、Ａｌ原子とシ
リコン層とを反応させてｐ⁺ 層１０８を形成するととも
にシリコン層１０３、１０４をＳＵＳ基板上に固着させ
た（図１（ｆ））。

【００２７】最後にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａ
ｍ）蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎ
ｍ／２００ｎｍ／１μｍ））１０９／ＩＴＯ透明導電膜
（８２ｎｍ）１１０を形成して太陽電池とした（図１
（ｇ））。このようにして得られた薄膜単結晶シリコン
太陽電池についてＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ² で開放電圧０．５９Ｖ、短絡光電流３２．５
ｍＡ／ｃｍ² 、曲線因子０．７９となり、エネルギー変
換効率１５．１％を得た。

【００２８】このように簡便なプロセスによりウエハか
らエピタキシャル層（シリコン層）が分離（剥離）で
き、良好な特性を示す薄膜結晶太陽電池が得られた。ま
た、分離後のシリコンウエハを液化したＳｎの中に浸漬
して７９０℃×５分間保持することにより、ウエハ上に
残存するＳｉ_0.9Ｇｅ_0.1層を溶解／除去して平滑な面を
出した（図１（ｈ））。このようにして表面処理を行な
ったウエハを用いて上述の工程を繰り返したところ、同
様に高品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複
数個得られた。

【００２９】実施例２ 図２に示すプロセスにより、単結晶シリコン層を金属基
板上に転写して太陽電池とするとともに分離後のウエハ
表面を処理した。

【００３０】５００μｍ厚のｐ型（１００）単結晶シリ
コンウエハ２０１（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）に、ＨＦ溶
液中で、表２の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多
孔質シリコン層２０２を形成した（図２（ａ））。

【００３１】

【表２】

【００３２】つぎに、多孔質層（シリコン層）２０２表
面に、通常の熱ＣＶＤ装置により表３の形成条件でエピ
タキシャル成長を行ないシリコン層（単結晶）２０３の
膜厚を３０μｍとした。

【００３３】

【表３】

【００３４】このとき、成長中に微量のＢ₂Ｈ₆（０．数
ｐｐｍ〜数ｐｐｍ程度）を添加して成長するシリコン層
をｐ^- 型にするとともに、成長の終点でＢ₂Ｈ₆に代えて
ＰＨ ₃ を添加し（数百ｐｐｍ程度）、ｎ⁺ 層２０４を
形成した（図２（ｂ））。

【００３５】次にＸｅＣｌエキシマレーザー２０５を用
いて、多孔質層（シリコン層）２０２の表面に１ｍｍの
間隔で格子点状に２００μｍφの開口部２０６を複数個
形成した。この時、レーザーの出力を調整して（例え
ば、レーザーエネルギー密度：２３．６Ｊ／ｃｍ² 、発
振周波数：１００Ｈｚ、連続照射時間：約２．３秒）、
開口部の底部がシリコン層を貫通して多孔質層２０２に
達するようにした（図２（ｃ））。

【００３６】このようにして開口部を形成したウエハを
フッ酸と過酸化水素水および純水からなる混合液に浸潤
させて多孔質層２０２の選択的エッチングを行なった
（図２（ｄ））。Ｃｒ₂Ｏ₇を蒸発源としてＣｒ層を形成
したＳＵＳ基板２０８上に、先に分離したシリコン層２
０３を載せ、Ｎ₂中６００℃でアニールし、シリコン層
に接するＣｒ層側にシリサイド層を形成、ＳＵＳ基板上
にシリコン層を固着させた（図２（ｅ））。次に酸素ま
たは水蒸気を含んだ雰囲気中で再度ＸｅＣｌレーザー２
０９を開口部に照射し、開口部内に露出しているＣｒ層
の表面を酸化処理して絶縁層２１０を形成した（図２
（ｆ））。このとき、レーザーのビーム径を前述の開口
部形成時の大きさよりも若干大きくしておき、また照射
された部位のＳｉの温度が融点よりも十分低くなるよう
にエネルギーを調整することで、開口部内部及びその周
辺のＳｉのみを酸化することができ、開口部分の絶縁化
を図った。

【００３７】最後にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａ
ｍ）蒸着により、集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００
ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））２１１／ＩＴＯ透明導電
膜（８２ｎｍ）２１２を形成して太陽電池とした（図２
（ｇ））。このようにして得られた薄膜単結晶シリコン
太陽電池についてＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ²で開放電圧０．６Ｖ、短絡光電流３３ｍＡ／
ｃｍ² 、曲線因子０．７７となり、エネルギー変換効率
１５．２％を得た。

【００３８】このように簡便なプロセスによりウエハか
らエピタキシャル層（シリコン層）が分離（剥離）で
き、良好な特性を示す薄膜結晶太陽電池が得られた。ま
た、分離後のシリコンウエハを液化したＩｎの中に浸漬
して８００℃×５分間保持することにより、ウエハ上に
残存する多孔質層を溶解／除去して平滑な面を出した
（図２（ｈ））。このようにして表面処理を行なったウ
エハを用いて上述の工程を繰り返したところ、同様に高
品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得
られた。

【００３９】実施例３ 図３に示すプロセスにより、単結晶シリコン層を金属基
板上に転写して太陽電池とするとともに分離後のウエハ
表面を処理した。

【００４０】５００μｍ厚のｐ型（１００）単結晶シリ
コンウエハ３０１（ρ＝０．０２Ω・ｃｍ）に、ＨＦ溶
液中で、表４の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多
孔質シリコン層３０２を形成した（図３（ａ））。即
ち、最初５ｍＡ／ｃｍ² の低電流で２．５分間陽極化成
した後、急激に電流レベルを上げて、１００ｍＡ／ｃｍ
² で８秒間陽極化成した。このような操作により、多孔
質層中に脆弱な部分が形成され、力を作用させることで
容易に多孔質層を破断することが可能となった。

【００４１】

【表４】

【００４２】つぎに、多孔質層（シリコン層）３０２表
面に、通常の熱ＣＶＤ装置により、実施例２と同様な条
件でエピタキシャル成長を行ない、ｎ⁺ 層（単結晶シリ
コン層）３０３を０．１〜０．３μｍ形成した。さらに
その上にＩｎを溶媒に用いたスライダー方式の液相成長
装置により、表５の条件でエピタキシャル成長を行な
い、シリコン層３０４を３３μｍ形成した（図１８）。

【００４３】

【表５】

【００４４】このとき、溶媒中に微量のＢ（溶かし込ん
だシリコン量に対して０．数ｐｐｍ〜数ｐｐｍ程度）を
添加してシリコン層３０４をｐ^- 型にした。

【００４５】つぎにＡｌシート基板３０５をシリコン層
３０４上に載せて、両者を密着させながら、Ｎ₂ 中５
６０℃でアニールし、Ａｌ原子とシリコン層とを反応さ
せてｐ⁺ 層３０６を形成するとともにシリコン層３０４
とＡｌシート基板３０５とを固着させた（図３
（ｃ））。

【００４６】ここで、シリコンウエハ３０１とＡｌシー
ト基板３０５との間に力を作用させて多孔質層３０２の
部分で切断させ、シリコンウエハ３０１とＡｌシート基
板３０５とを分離した（図３（ｄ））。分離したＡｌシ
ート基板上のシリコン層３０３表面に残っている多孔質
層の破片３０２′（ａ）をＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩ
ｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置により除去した（図３
（ｅ））。最後にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）
蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／
２００ｎｍ／１μｍ））３０７／ＩＴＯ透明導電膜（８
２ｎｍ）３０８を形成して太陽電池とした（図３
（ｆ））。

【００４７】このようにして得られた薄膜単結晶シリコ
ン太陽電池についてＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）
光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル
面積６ｃｍ² で開放電圧０．６２Ｖ、短絡光電流３４ｍ
Ａ／ｃｍ² 、曲線因子０．７８となり、エネルギー変換
効率１６．４％を得た。

【００４８】このように簡便なプロセスによりウエハか
らエピタキシャル層（シリコン層）が分離（剥離）で
き、良好な特性を示す薄膜結晶太陽電池が得られた。ま
た、分離したシリコンウエハを液化したＧａの中に浸漬
して５８０℃×５分間保持することにより、ウエハ上に
残存する多孔質層の破片３０２′（ｂ）を溶解／除去し
て平滑な面を出した（図３（ｇ））。このとき、予めＧ
ａ中にＳｉを溶かし込み、５７０℃で飽和するように調
整しておき、ウエハからはあまりＳｉ原子がＧａ中に溶
出しないで多孔質層の破片３０２′（ｂ）が効率良く溶
出するようにした。これにより残存した多孔質層の破片
３０２′（ｂ）による微妙な凹凸部が減り、平坦な表面
を得ることができた。

【００４９】このようにして表面処理を行なったウエハ
を用いて上述の工程を繰り返したところ、同様に高品質
な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得られ
た。

【００５０】実施例４ 本例では実施例１と同様にして図１に示すプロセスによ
り単結晶ＧａＡｓ層を金属基板上に転写して太陽電池と
するとともに分離後のウエハ表面を処理するところを示
す。

【００５１】５００μｍ厚の（１１１）単結晶ＧａＡｓ
ウエハ１０１上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）装
置により剥離層となるＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層１０２を約
０．２μｍ形成した(図１（ａ））。

【００５２】さらに、Ａｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層１０２表面
にＭＯＣＶＤ装置によりｎ^-ＧａＡｓ１０３／ｐ⁺Ａｌ_x
Ｇａ_1-xＡｓ１０４をエピタキシャル成長した（図１
(b))。次に、紫外線硬化型の粘着テープ１０５をエピタ
キシャル表面に接着して仮基板とした後（図１
（ｃ））、ウエハをフッ酸および純水との混合液に浸潤
させてＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層１０２の選択的エッチング
を行なった（図１(ｄ))。分離したｎ^-ＧａＡｓ１０３／
ｐ⁺Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ１０４／粘着テープ１０５を銅ペ
ースト１０６を印刷したＳＵＳ基板１０７上に置いて密
着させた後、５０〜１００℃程度で銅ペーストを乾燥さ
せてｎ^-ＧａＡｓ／ｐ⁺Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ層１０３、１０
４をＳＵＳ基板１０８上に仮固定させた（図１
（ｅ））。

【００５３】紫外線を照射して粘着テープ１０５の接着
性を弱めてエピタキシャル層表面から剥がし、オーブン
で４００℃×２０分間で銅ペーストの焼成を行ない、ｎ
^-ＧａＡｓ／ｐ⁺Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ層１０３、１０４をＳ
ＵＳ基板上に固着させた（図１（ｆ））。

【００５４】最後にＥＢ（Electron Beam)蒸着により集
電電極（Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ）１０９を、反射防止
層としてＴｉＯ₂／ＭｇＯ１１０を形成して太陽電池と
した（図１(g)）。このようにして得られた薄膜単結晶
ＧａＡｓ太陽電池についてＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したとこ
ろ、セル面積１ｃｍ²で開放電圧０．９６Ｖ、短絡光電
流２６．３ｍＡ／ｃｍ²、曲線因子０．７９となり、エ
ネルギー変換効率１９．９％を得た。

【００５５】このように簡便なプロセスによりウエハか
らエピタキシャルＧａＡｓ層が分離（剥離）でき、良好
な特性を示す薄膜結晶太陽電池が得られた。また、分離
後のＧａＡｓウエハを液化したＧａの中に浸漬して６５
０℃、５分間保持することにより、ウエハ上に残存する
Ａｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層を溶解／除去して平滑な面を出し
た（図１（ｈ））。このようにして表面処理を行なった
ウエハを用いて上述の工程を繰返したところ、同様に高
品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得
られた。

【００５６】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、異種材料層又は多孔質層を犠牲にして半導体層を基
板から剥離してデバイスとする方法において、剥離後の
基板表面の平坦化が容易となり、基板を繰り返し利用す
ることが可能となった。これにより安価なデバイスを安
定して量産することが可能となり、本発明は特に太陽電
池の量産方法に好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理法を説明する工程図であり、本処
理法は（ａ）乃至（ｈ）の工程からなる。

【図２】本発明の他の処理法を説明する工程図であり、
本処理法は（ａ）乃至（ｈ）の工程からなる。

【図３】本発明のさらに他の処理法を説明する工程図で
あり、本処理法は（ａ）乃至（ｇ）の工程からなる。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１ 半導体基体（ウエハ） １０２，２０２，３０２ 異種材料層（又は多孔質層） １０２′，２０２′，３０２′ 異種材料層（又は多孔
質層）の破片 １０３，２０３，３０４ シリコン層（又は半導体層） １０４，２０４，３０３ ｎ⁺ 層 １０５ 仮基板 １０６ 金属ペースト １０７，２０８，３０５ 支持基板（ＳＵＳ基板又はＡ
ｌシート基板） １０８，３０６ ｐ⁺ 層 １０９，２１１，３０７ 集電電極 １１０，２１２，３０８ 反射防止膜（又はＩＴＯ透明
導電膜） １１１，２１３，３０９ ルツボ １１２，２１４，３１０ 金属溶液 ２０７ シリサイド層 ２０５，２０９ レーザー光 ２０６ 開口部 ２１０ 絶縁層

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異種材料層を有する半導体基体の表面に
   金属溶液を接触させて前記半導体基体の表面の異種材料
   層を前記金属溶液中に溶解させることにより前記異種材
   料層を除去することを特徴とする半導体表面の処理法。
2. 【請求項２】 前記半導体基体がシリコンからなること
   を特徴とする請求項１に記載の半導体表面の処理法。
3. 【請求項３】 前記金属溶液が低融点金属であることを
   特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の半導体表
   面の処理法。
4. 【請求項４】 前記金属溶液が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇ
   ａ及びＳｂからなる群の中から選ばれることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体表面の処理
   法。
5. 【請求項５】 凹凸部を有する半導体基体の表面に金属
   溶液を接触させて前記半導体基体の表面の凹凸部を前記
   金属溶液中に溶解させることにより平坦化を行うことを
   特徴とする半導体表面の処理法。
6. 【請求項６】 前記半導体基体がシリコンからなること
   を特徴とする請求項５に記載の半導体表面の処理法。
7. 【請求項７】 前記金属溶液が低融点金属であることを
   特徴とする請求項５乃至６のいずれかに記載の半導体表
   面の処理法。
8. 【請求項８】 前記金属溶液が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇ
   ａ及びＳｂからなる群の中から選ばれることを特徴とす
   る請求項５乃至７のいずれかに記載の半導体表面の処理
   法。
9. 【請求項９】 前記凹凸部の大きさが１ｎｍ乃至１００
   ０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項５乃至８の
   いずれかに記載の半導体表面の処理法。
10. 【請求項１０】 多孔質層を有する半導体基体の表面に
    金属溶液を接触させて前記半導体基体の表面の多孔質層
    を前記金属溶液中に溶解させることにより前記多孔質層
    の除去を行うことを特徴とする半導体表面の処理法。
11. 【請求項１１】 前記半導体基体を陽極化成して前記多
    孔質層を形成することを特徴とする請求項１０に記載の
    半導体表面の処理法。
12. 【請求項１２】 前記半導体基体がシリコンからなるこ
    とを特徴とする請求項１０及び１１のいずれかに記載の
    半導体表面の処理法。
13. 【請求項１３】 前記金属溶液が低融点金属であること
    を特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の半
    導体表面の処理法。
14. 【請求項１４】 前記金属溶液が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、
    Ｇａ及びＳｂからなる群の中から選ばれることを特徴と
    する請求項１０乃至１３のいずれかに記載の半導体表面
    の処理法。