JP2001508947A - シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 単結晶シリコン薄膜（５）の製造方法が開示されている。この方法は単結晶基板（１）を形成するステップと、基板（１）内、基板上あるいは基板に隣接させてその基板と同一の結晶方位性を備えた単結晶シリコン薄膜（５）を形成するステップと、薄膜（５）あるいは基板（１）を貫通させて複数の間隔を開けたエチャントアクセス領域（６）を提供するステップとを含んでいる。薄膜（５）のリフトオフはエッチングアクセス領域（６）を介した同時的エッチングで提供される。必要なエッチング量とエチャントへのアクセス度は薄膜（５）をさほど劣化させずに剥離させる程度のものである。

Description

【発明の詳細な説明】 シリコン薄膜の製造方法 発明の分野 本願発明は、シリコン太陽電池や他の半導体装置への応用に適した任意のサイ ズと形状の単結晶シリコン層(single crystalline layers of silicon)の改良さ れた製造方法に関する。 背景技術 数十ミクロン厚のシリコン膜(film)は効率的な太陽電池の製造に非常に優れた 材料である。最大の太陽電池エネルギー変換率（すなわち、太陽光から電気エネ ルギーへの最大変換率）を提供するには、そのシリコン材料は単結晶体であるか 、あるいは多結晶体の粒子が可能な限り大きいものであることが必要である。 単結晶シリコンはチョクラルスキ(Czochralski)（Ｃｚ）法あるいはフローテ ィングゾーン(floating zone)（ＦＺ）技術で入手が可能であり、大型粒子状の 多結晶シリコンはキャスティング(casting)技術で入手が可能である。これら全 ての技術は大型のシリコンブロックを提供するものであり、太陽電池の製造には スライス加工でウェハー状とされる。シリコンブロックの半分はこのスライス加 工時に鋸屑として無駄となる。これらウェハーは高価であり、通常は数百ミクロ ンの厚さで提供される。 砒化ガリウム装置(gallium arsenide device)の製造に利用される方法は、Ｇ ａＡｓ上のＡｌＡｓやＡｌＧａＡｓ化合物等のためのエッチング液あるいはエチ ャント(etchant)の幅広い選択肢に依存している。ＡｌＧａＡｓはＧａＡｓウェ ハー上に成長し、ＧａＡｓ及び/又はＡｌＧａＡｓがこれに続く。上部のＧａＡ ｓ/ＡｌＧａＡｓ層に適用されるブラックワックス(black wax)はそれを引張状態 (under tension)にする。この構造物は適当なエッチング液あるいはエチャント に沈浸され、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ層をさほどエッチ ングすることなくＡｌＡｓを横方向にエッチングする。長時間経過後に上層のＧ ａＡｓ層が浮離する。このプロセスはシリコンには不都合である。なぜなら、Ｇ ａＡｓ/ＡｌＡｓ系に対して利用が可能な幅広い選択性を有したシリコンエチャ ントは存在しないからである。今日に至るまで、ＡｌＡｓに類似した中間層とし て作用する適当な非シリコン化合物は開発されていない。ＣａＦ₂はシリンコン 上で、そしてシリコンはＣａＦ₂上でエピタキシャルに成膜が可能であるが、こ の手法は未完成であり、コストが高い。ＣａＦ₂上に成長したシリコンは非常の 高い欠陥密度(defect density)を有している。 ＣＬＥＦＴ法として知られる別の方法では、マスキング層が単結晶基板（通常 はＧａＡｓ）上に成膜される。マスキング層に形成された線状オープン部はその 後のエピタキシャル成長のための種(seeds)を提供する。このエピタキシャル層 は線状種オープン部を横方向にオーバーグローして最終的には互いに遭遇して連 続的なエピタキシャル膜を提供する。そのマスキング層はそのエピタキシャル層 で完全に覆われる。このエピタキシャル層は適当な副基板に接着される。もしそ のエピタキシャル層がその基板に接着される領域が充分に狭ければ、さらに、も しそのエピタキシャル層のマスキング層への接着が十分に脆ければ、このエピタ キシャル層は基板から剥離されるであろう。しかし、この手法はシリコンでは未 だ成功していない。 ゾーンメルテイング再結晶法(zone melting recrystallization)（ＺＭＲ）と して知られる方法がシリコンに対して適用されてきた。この方法は、アモルファ スまたは微小結晶シリコンの薄層を耐高温性の異種基板上に成膜し、ストリップ ヒータ(strip heater)を使用してそのシリコンをゾーンメルト処理することで 再結晶化させるものである。続いて、シリコン厚層がその再結晶化された多結晶 シリコン上でエピタキシャルに成長される。酸化シリコンウェハーが基板として 利用される場合には、成長後にバイアホール(via hole)をエピタキシャルシリコ ン層にエッチング処理によって設け、そのエピタキシャル層と基板とを分離して いる酸化物にアクセスさせる。その後にＨＦをバイアホール内に入れてその酸化 物をエッチング処理にて排除し、最終的にシリコン基板をリフトオフ(lift off) させて再使用準備状態とする。このＺＭＲ手 法の弱点は、コストが高く、高温ゾーンメルティング再結晶化ステップが必要で あり、そのエピタキシャル層が多結晶体であることである。 発明の開示 本願発明の目的はシリコンエピタキシャル薄膜の製造方法を提供することであ る。 従って、本願発明は単結晶シリコン薄膜の製造方法を提供する。この製造方法 は、単結晶基板を形成するステップと、その基板上、基板内あるいは基板に隣接 してその基板と同じ結晶方位性を有した単結晶シリコン薄膜を成膜あるいは形成 させるステップと、その薄膜あるいは基板を通過する複数の間隔を開けたエチャ ントアクセス領域を提供するステップと、それらエチャントアクセス領域を介し て同時的にエッチング処理することでその薄膜をリフトオフさせるステップとを 含んでいる。必要とされるエッチング量とエチャントアクセス度はその薄膜の品 質を大きく損ねることなく剥離を提供するものである。 本願発明の第１形態では、基板と同一の結晶方位性を有しており、選択された エチャント内で薄膜またはその基板よりも大幅に速いエッチング速度を提供する ように不純物を含んでいるシリコンバッファ層が、それら基板と薄膜との間でエ ピタキシャル成長される。そのエチャントアクセス領域はそのバッファ層の選択 的なエッチングを提供する。 本願発明の第２形態では、基板と同一の結晶方位性を有しており、選択された エチャント内でその基板あるいは薄膜よりも大幅に遅いエッチング速度を提供す るように不純物を含んでいるエッチングストップ層がその基板または薄膜上ある いは内部でエピタキシャル成長されてエチャントアクセス領域を定義する。 本願発明の第３形態では、非シリコン材料のマスキング層が基板上に成膜され てパターン処理され、露出した基板の接着領域(attachment region)を定義する 。これら接着領域は隣接領域間の間隙と比較して少なくとも１寸法が小さい。そ の薄膜はそれら接着領域にて基板上に成膜される。 バッファ層が本願発明の第１形態でエピタキシャル成長される場合には、非 シリコン材料のマスキング層は好適には基板またはバッファ層上に成膜されてパ ターン処理され、露出した基板あるいはバッファ層の接着領域を定義する。好適 には、このマスキング層は基板面上に成膜されてパターン処理され、バッファ層 はそれら接着領域で成膜され、続いて薄膜がそのバッファ層上で成膜される。こ の基板は基板を厚さ方向に貫通する複数のアパーチャ(aperture)を有して形成で きる。これらアパーチャは反応性イオンビームエッチングまたはレーザーアブレ ーション処理で形成できる。 あるいは、そのバッファ層は基板上または基板内に形成され、そのマスキング 層はそのバッファ層上に成膜されてパターン処理され、薄膜はそれら接着領域で バッファ層上に成膜され、そのマスキング層はその薄膜のリフトオフに先立って 剥離される。 別の形態では、この方法は化学蒸着によって薄膜を成膜させるステップをさら に含んでおり、多結晶シリコンがそのマスキング層上に成膜されて、さらに、そ れら基板、バッファ及び薄膜を構成する単結晶層をさほどに侵食しないエチャン ト内でその多結晶シリコンを剥離させ、その多結晶薄膜の剥離とマスキング層の 剥離とによってエチャントアクセス領域を創出させる。 別の形態では、そのバッファ層は基板面上で実質的連続的に成膜され、薄膜は そのバッファ層上に成膜され、エチャントアクセス領域はその薄膜を貫通して形 成される。この形態では、バッファ層は好適には、約５×１０¹⁹ｃｍ^-3の密度に ｐ型ドープされ、その異方性エチャント(anisotropic etchant)はエチレンジア ミンプロカテコール(ethy1enediamine procatechol)である。 本願発明方法の一部の形態では、このバッファ層は基板面を選択的にドープ処 理することで形成が可能である。別の形態では、このバッファ層は基板面に積層 成膜される。 本願発明の第２形態においては、好適には非シリコン材料のマスキング層が基 板上に成膜されてパターン処理され、露出した基板の接着領域を定義する。その 後に薄膜がそれら接着領域にて基板上に積層成膜され、少なくとも一部のマスキ ング層がその薄膜のリフトオフに先立って除去される。好適には、この薄膜は基 板上に成膜され、成膜後に薄膜内に残るホール(hole)はエチャント アクセス領域の少なくとも一部を形成する。 別形態においては、薄膜がエッチングストップ層を形成する。この変形では、 そのエッチングストップ層は薄膜内あるいは薄膜上に形成され、薄膜の対応部分 が、薄膜のリフトオフを提供するための選択的エッチング工程中にエッチングさ れないように保護する。好適には、このエッチングストップ層は薄膜内へのリン 拡散(phosphorus diffusion)で形成される。 本願発明の第２形態による別例では、薄膜は基板の一部を適当なドープ剤で選 択的にドープ処理することでその基板内に形成される。この薄膜は続くエッチン グ工程中にエッチングストップ層として作用し、ドープ処理されていない基板の 領域に複数のエチャントアクセス領域を形成させてその薄膜をリフトオフさせる 。この例では、基板は好適にはｐ型であり、その薄膜は好適にはｎ型である。そ のリフトオフは、ｎ型シリコンをさほどにエッチングしないエチャントを含んだ 水性フッ化水素酸内で電気化学エッチング処理することで提供される。好適には 、そのエッチングストップ層は基板内へのリン拡散処理で形成される。好適には 、リフトオフ後で、基板からの薄膜の最終的剥離に先立ってエピタキシャル層が その薄膜上で成長される。 本願発明の第２形態の別例では、薄膜は基板の一部から形成される。この変形 例では、好適には、基板にブラインドアクセスアパーチャ(blind access apertu re)を形成するステップと、それら露出したアパーチャ面をドープ処理してドー プされたライニング層を形成するステップと、それらアパーチャのブラインド端 部でライニング層を剥離させて基板を露出させるステップと、その基板をエッチ ング処理して薄膜をリフトオフさせるステップとをさらに含んでいる。そのドー プされたライニング層は薄膜の一部を形成し、エッチング工程中にエッチングス トップ層として作用して薄膜をリフトオフさせる。好適には、この基板はｐ型で あり、そのライニング層はｎ型である。リフトオフはｎ型シリコンをさほどエッ チングしないエチャントを含んだ水性フッ化水素酸内で電気化学エッチングで実 施される。そのドープされたライニング層は好適にはリン拡散で形成される。 本願発明の第２形態では、薄膜のリフトオフを提供するためにエッチング処 理される基板の消耗量は基板の厚みと比較して少量であることが望ましい。 本願発明の第３形態では、好適には、マスキング層は薄膜のリフトオフに先立 って剥離される。そのマスキング層の除去で薄膜と基板との間にキャビティが形 成される。これらキャビティは少なくとも一部のエチャントアクセス領域を形成 する。 本願発明の第３形態では、薄膜のホールがエチャントアクセス領域を形成する ように薄膜が基板上に成膜される。好適には、薄膜のマスキング層上でのオーバ ーグロース量は制限される。好適には本願発明は、接着領域にて、あるいはそれ らの近辺で薄膜をエッチング処理してリフトオフさせるステップをさらに含んで いる。それら接着領域の寸法は薄膜に甚大な劣化を招かないでリフトオフさせる 程度のものである。好適には、基板は（１００）方位性(orientation)であり、 接着領域は基板の＜１１０＞方向に２組の直交する等間隔長形領域が形成され、 バッファ層と薄膜の成長は液相エピタキシーによって実行され、｛１１１｝結晶 平面(crystallographic plane)に近い方位性を有した面を表す顕著な凹凸を備え た薄膜面が提供される。 本願発明の第３形態の変形では、好適には化学蒸着処理で薄膜を蒸着形成させ るステップをさらに含んでおり、多結晶シリコンをマスキング層上に蒸着させる 。その後に、基板、バッファ及び薄膜を形成する単結晶層をさほどに侵食しない エチャント内でその多結晶シリコンを除去する。その多結晶薄膜の除去とマスキ ング層の除去とでエチャントアクセス領域が提供される。 別の変形例では、基板は好適には（１１１）方位性であり、薄膜はマスキング 層と薄膜との間に間隙を実質的に残さないでマスキング層を越えてオーバーグロ ーする。 好適には、少なくとも一部のエチャントアクセス領域は残余のエチャントアク セス領域よりも密度が低く、リフトオフが完了したときに薄膜あるいは基板の少 なくとも一部が完全にはエッチングされず、薄膜と基板との間に物理的な接続を 提供する。 好適にはそのエチャントアクセス領域は規則的な配列を提供する。 液相エピタキシー（ＬＰＥ）あるいは化学蒸着（ＣＶＤ）はエピタキシャル 成長技術として利用できる。湿潤化学エッチングまたは気相エッチングが多様な エッチングステップの提供に利用可能である。 本願発明のいくつかの形態で、シリコン基板は基板面の明瞭に定義された接着 領域でのみ露出されることは理解されよう。これはマスキング層での基板のパタ ーン処理によって達成が可能である。エピタキシャル薄膜あるいはバッファ層の 成長はシリコン基板が露出している領域からのみ発生し、エピタキシャル薄膜ま たは層に連続的な構造を形成させる。成長後に、このエピタキシャル層は適当な エチャント（そのエピタキシャル層が、基板あるいはそのエピタキシャル層の無 数のホールを介して基板のシリコンに取り付けられる領域と接触状態にされる） で、あるいは基板からそのエピタキシャル層を引剥処理することで剥離される。 そのエピタキシャル層は数ミクロンから１００ミクロン以上の厚みである。 本願発明のいくつかの形態ではその基板は薄膜を形成し、他の形態では基板は 成長テンプレート(growth template)としてのみ作用する。両方の場合ともそれ ら基板は再使用が可能である。 それらエピタキシャル層の取り扱いは、エピタキシャル層を充分に厚く成長さ せて自立できるようにするか、エピタキシャル層がまだ基板に接着状態である間 に処理を実行することで可能である。後者の場合には、エピタキシャル層は基板 からの最終剥離に先立って支持基板(supporting superstrate)に付着される。 本願発明の大部分の実施態様にて製造されるシリコン薄膜の特徴の１つは、シ リコン薄膜が多孔質となることである。換言すれば、薄膜は複数のホールを含ん でいる。態様電池の製造にはこれらホールの存在が有利である。標準的な太陽電 池では、太陽光の作用により発生される１タイプのキャリヤー（電子またはホー ル）を収集するために金属グリッドが電池の太陽面側に必要であり、他方のタイ プのキャリヤーは太陽電池の裏側で電気接触によって収集される。太陽電池の太 陽面での金属グリッドの存在は、太陽光から電池の一部を遮蔽し、電気エネルギ ーの損失と、電池のエネルギー効率の低下を招く。しかし、太陽電池に多孔質シ リコン層が採用されると、両方の金属接触グリッドを太陽電池 の反対側に配置させることが可能となる。薄膜が多孔質であることの別の利点は 、太陽電池を半透明状態で製造することができる点であり、透明度は容易にコン トロールできる。このことは、ある程度の透明性が望まれる、例えば建造物での 太陽電池の使用等の特殊な利用形態で便利である。 本願発明のいくつかの実施態様で製造されるシリコン薄膜の別の特徴は、得ら れた薄膜面が｛１１１｝結晶平面のものに近似した方位性の面を備えた非常に粗 い面となることである。このタイプの粗面は薄膜が太陽電池の製造に使用される 場合に非常に望ましい。なぜなら、薄膜での太陽光の吸収効率が大きく増加する からである。従って、太陽電池の変換率は大きく改善される。 本願発明は準備されているシリコンテンプレート上でシリコンエピタキシャル 薄膜を成長させ、そのエビタキシャル薄膜をリフトオフさせ、そのテンプレート を再使用させる方法を提供する。本願発明の変形においては、基板はゆるやかに 消耗するが、反復して何回も使用できる程度に厚くすることができる。本願発明 の方法は、シリコン薄膜の製造コストを引き下げ、その薄膜を利用して提供され た太陽電池のエネルギー効率を高める。なぜなら、得られた薄膜厚は太陽電池に とって理想的な厚みに近いからである。シリコン基板上でエピタキシャルに成長 されたシリコン薄膜の大面積成長とリフトオフ並びに基板の再使用は従来にはな かった新規な技術である。 本願発明の実施例を図面を利用してさらに詳細に説明する。 図面の簡単な説明 図１は、本願発明の１実施例による、シリコンバッファ層の成長とマスキング 層の成膜後であってリフトオフ層の成長以前のシリコンウェハーの一部を示す斜 視図である。 図２は、図１の基板上でのリフトオフ層の成長後の構造を示す断面図である。 図３は、図２の構造の斜視図である。 図４は、本願発明の別実施例によるバッファ層とリフトオフ層の成長以前のシ リコンウェハーの一部を示す斜視図である。 図５は、図３の基板上での、強度にドープされたシリコンバッファ層とリフト オフ層の成長後の構造を示す断面図である。 図６は、本願発明の別実施例によるバッファ層あるいはリフトオフ層の成長に 先立つシリコンウェハーの一部を示す斜視図である。 図７は、本願発明の別実施例による、パターン処理されたマスキング層の成膜 後でリフトオフ層の成長以前のシリコンウェハーの一部を示す斜視図である。 図８は、図７に示す基板上でのリフトオフ層の成長後の構造を示す断面図であ る。 図９は、本願発明の別実施例によるマスキング層のシリコンウェハー成膜及び パターン処理の一部を示す斜視図である。 図１０は、図１で示すものに類似したパターンを形成するようにマスキング層 でパターン処理された（１１１）方位性のシリコンウェハー上でのエピタキシャ ルリフトオフ層の成長後の構造を示す断面図である。 図１１は、本願発明の別実施例によるリフトオフ層の成長に先立つシリコンウ ェハーの一部を示す断面図である。 図１２は図９のシリコンウェハーの平面図である。 図１３は図１１で示す基板上でのリフトオフ層の成長後の構造を示す断面図で ある。 図１４は、本願発明の別実施例によるリフトオフ層の成長以前のシリコンウェ ハーのコーナー部を示す斜視図である。 図１５は、本願発明の方法の別実施例で使用されるシリコンウェハーの一部を 示す平面図である。 図１６は、図１５に示すシリコンウェハーの断面図である。 図１７は、図１６に示すものに類似した、本願発明の実施例による方法のエッ チングステップを概略的に示す断面図である。 図１８は、図１５に一部が示されるタイプのウェハーのコーナー部を示す平面 図である。 図１９は、図１７に示される構造上でのエピタキシャル層の成長後の構造を示 す断面図である。 図２０は、本願発明の別実施例の方法により、その上でバッファ層とエピタキ シャル層とを成長させたシリコンウェハーの断面図である。 図２１は、エッチング保護層の成膜とパターン処理後の図２０に示す構造の平 面図である。 図２２は、異方性エッチング後の図２１で見られる構造の断面図である。 図２３は、そのエピタキシャル層を剥離するための追加エッチング処理後の図 ２２の構造を示す断面図である。 図２４は、本願発明の別実施例に使用されるエッチング保護層の成膜とパター ン処理後のシリコンウェハーを示す平面図である。 図２５は、異方性エッチング後の図２４に示すの構造の断面図である。 図２６は、追加ドーピングとエッチング後の図２５に示す構造の断面図である 。 図２７は、剥離エッチング処理を概略的に示す図２６に類似したものの断面図 である。 図２８は、得られた剥離シリコン薄膜を示す断面図である。 図２９は、本願発明の別実施例による方法の一部で形成された構造を示す断面 図である。 図３０は、図２９に示す構造の平面図である。 図３１は、本願発明の別実施例による方法の実施中に形成された構造を示す断 面図である。 図３２は、図３１に示す構造の平面図である。 図３３は、本願発明の別実施例による方法の実行中に形成された構造を示す断 面図である。 図３４は、本願発明のさらに別実施例による方法の実行中に形成された構造を 示す断面図である。 図３５は、本願発明の方法に従って形成されたシリコン薄膜を使用して製造さ れた太陽電池の概略断面図である。 発明の最良実施態様 本明細書中に使用される下記の用語の定義を本願発明の理解を助ける目的で説 明する。本明細書を通じてそれら用語は下記の定義で使用されている。 リフトオフ層(liftoff Layer) 基板から剥離された単結晶シリコン薄膜(thin crystal silicon film)であり 、例えば太陽電池のごとき装置の製造に使用されるもの。基板と同一の結晶方位 性(crystallographic orientation)を有している。場合によっては、基板からの リフトオフ(loftoff)後で最終的な剥離に先立ってこのリフトオフ層上でエピタ キシャル層(epitoial layer)が成長される。 リフトオフ(liftoff) 基板とリフトオフ層とを物理的に接続している接着領域の全部または大部分を エッチングするプロセスである。リフトオフ層は多少の残留接着領域によって基 板と接着状態に残ることもある。最終的な剥離処理はそれら残留接着領域をカッ ト処理するか、あるいは基板とリフトオフ層との間に多少の力を加えて接着領域 を破断することで実行される。 剥離(detachment) 基板からリフトオフ層を物理的に分離させるプロセスである。リフトオフと同 時的に、あるいはリフトオフ後に実施される。 マスキング層(masking layer) ＳｉＯ₂のごとき非シリコン材料層であって、その上のエピタキシャルシリコ ン層の成長を妨害する。 バッファ層(buffer layer) 基板とリフトオフ層との間のシリコン層であって、基板からリフトオフ層をリ フトオフさせるのに使用されるエチャント内でのエッチング速度が、そのエチャ ント内でのリフトオフ層または基板のエッチング速度よりもずっと速くエ ッチングされる不純物を含んでいる。この結果、バッファ層の制御されたエッチ ングが提供される。このバッファ層はリフトオフ層及び基板の両方と同じ結晶方 位性を有している。 エッチングストップ層(etch stop layer) シリコン層であって、基板からリフトオフ層のリフトオフに使用されるエチャ ント内で、基板と薄膜とを物理的に接続する接着領域のエッチング速度との比較 でエッチング速度を遅くする不純物を含んでいる。このエッチングストップ層は 基板と同じ結晶方位性を有しており、リフトオフ層の一部を形成する。 エッチング保護層(etch protect layer) エッチング保護層の下側のシリコンを、後に実施される選択的エッチングステ ップ中に保護する目的でシリコン面上に成膜されてパターン処理された非シリコ ン材料層。 選択的エッチング(selective etching) ２種の材料の堆積や表面の物理的あるいは化学的特質の相違の結果として、同 一のエチャントに同時に露出している２種の材料を大幅に異なる速度でエッチン グさせるプロセスである。このような選択的現象を提供する材料/エチャントの 組合せ例を下記に掲載する。 ８０℃の水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液内でエッチングされた（１００）表面 方位性(surface orientation)を備えた二酸化ケイ素(silicon dioxide)及びシリ コン；シリコン層は二酸化ケイ素層よりもずっと速くエッチングされるであろう 。 １１０℃のエチャントであるエチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）内で エッチングされる不純物を含まないシリコンと、高密度（５×１０¹⁹原子／ｃｍ³ ）のホウ素原子を含んだシリコン；前者は後者よりもずっと速くエッチ ングされるであろう。 ８０℃の水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液内でエッチングされる（１００）表面 方位性の純粋シリコンと、（１１１）表面方位性の純粋シリコン；前者は後者よ りもずっと速くエッチングされるであろう。この種の選択的エッチングは異方性 エッチング(anisotropic etching)として知られている。 以下の例では、エピタキシャル層の成長は特に記載がない限り液相エピタキシ ー（ＬＰＥ）によるものである。しかしながら、気相エピタキシーであっても多 くの例において利用が可能である。 例１ 図１は（１００）方位性の非ドープシリコン(undoped silicon)で形成された 基板を図示している。エピタキシャルバッファ層２はこの基板上で成長され、適 当なマスキング層３の成膜とパターン処理が施される。あるいは、バッファ層２ は基板内へのホウ素拡散処理(boron diffusion)で形成することも可能である。 バッファ層２は典型的には１０μｍ厚であり、マスキング層３は典型的には０． １μｍ厚である。マスキング層３によって定義された露出基板の長形領域４は＜ １１０＞方向に走行している。長形領域４は典型的には１０μｍ幅であり、１０ ０μｍだけ離れている。この例では、バッファ層２は、例えばガリウムのような 適当なドープ剤で約５×１０¹⁸ｃｍ^-3にドープされたｐ型シリコン層であり、基 板はずっと少なめに(lightly)ドープされている。マスキング層３はＳｉＯ₂でよ い。シリコン基板が露出している領域は連続メッシュを形成している。この連続 メッシュはリフトオフ層の成長時に原子付着サイト(atomic attachment site)の 連続的供給を行い、２つのエピタキシャル成長フロント(epitaxial growth fron t)を互いに侵害させることなく構造全体をオーバーグロー(overgrow)させる。 図２と図３は基板１上のｐ型リフトオフ層５のエピタキシャル成長後の構造を 図示している。このリフトオフ層５は典型的には５０から１００μｍ厚であ り、バッファ層２よりも軽度にドープされている。図２の断面図は＜１１０＞方 向に沿っている。リフトオフ層５の成長はマスキング層３でカバーされていない 領域でのみ発生する。リフトオフ層５が断面図において菱形状であることが分か る。リフトオフ層５は｛１１１｝方位性の表面で囲まれている。ホール６のアレ イがリフトオフ層に残り、エチャントアクセス領域(etchant access region)が 提供されるようにエピタキシャル成長は終了される。リフトオフ層をリフトオフ するため、マスキング層３は、マスキング層３がＳｉＯ₂である場合にはＨＦと Ｈ₂Ｏとの混合物のごときシリコン層１、２、５をあまり侵食しない適当なエッ チング液で除去される。アクセスはリフトオフ層５のホール６を介して提供され る。バッファ層２は、基板１またはリフトオフ層５の強度にドープされたシリコ イを、軽度にドープされたシリコンよりも速くエッチングするエチャントで除去 される。アクセスはリフトオフ層のホール６のアレイを介して提供される。適し たエチャントの１例は、１：３：８の割合で混合されたＨＦ：ＨＮＯ₃：ＣＨ₃Ｃ ＯＯＨの混合物である。当初、このエチャントはマスキング層がリフトオフ層の 成長を妨害する領域の強度にドープされたバッファ層２に接触し、バッファ層２ が完全に除去されるまでリフトオフ層５を徐々にアンダーカット(undercut)する 。得られた構造は粗面を有している。この利点は、例えば、太陽電池の太陽光反 射制御等の目的で利用できることである。 例２ 図４は（１００）方位性の非ドープシリコンで形成された基板１を図示してい る。マスキング層３は基板１上で成膜されてパターン処理されている。マスキン グ層３は＜１１０＞方向に走行する露出基板の直交する長形領域４を定義してい る。 図５は図４の基板上でのシリコン層２とリフトオフ層５の成長後の構造を図示 している。図５の断面図は＜１１０＞方向に沿っている。エピタキシャルバッフ ァ２とリフトオフ層５はマスキング層３で覆われていない接着領域４内でのみ発 生する。エチャントアクセス領域を提供するためにホール６のアレイが リフトオフ層５内に残るようにエピタキシャル成長は終了される。この例では、 バッファ層２はガリウム等の適当なドープ剤で少なくとも５×１０¹⁸ｃｍ^-3にド ープされたｐ型シリコンンで提供され、リフトオフ層５は軽度にドープされてい る。リフトオフ層５を剥離するため、マスキング層３はシリコン層１、２、５を さほど侵食しない適当なエチャントで除去することが可能であるが、マスキング 層３の除去は必ずしも必要ではない。マスキング層３が除去されなければ、続く リフトオフ層の成長のために再使用することができる。バッファ層２は、リフト 才フ層５のリフトオフを実行させるため、軽度にドープされた基板１のシリコン またはリフトオフ層５よりも重度にドープされたシリコンを速くエッチングさせ るエチャントで除去される。 例３ 図６に示す基板１は（１００）方位性の非ドープシリコンである。マスキング 層３は基板上に成膜されてパターン処理されている。例２のごとく、露出基板の 直交する長形領域４は＜１１０＞方向に走行する。この構造は、長形領域４が狭 くて１μｍ幅程度であること以外は図４に図示するものと同一である。基板上の エピタキシャル層（図示せず）の成長は例２に関して前述したように進行する。 相違は、エピタキシー層が基板に接着される長形接着領域４が狭いことである。 リフトオフは例２のごとくに実行される。しかし、たとえバッファ層が成長され ずともエピタキシャル層はシリコンエチャントで基板からリフトオフが可能であ る。これはエッチングが必要な接着領域が狭いためである。 例４ 図７に図示する基板１はホウ素のごとき適当なドープ剤で少なくとも５×１０¹⁸ ｃｍ^-3にドープされている（１００）方位性のｐ型シリコンである。マスキン グ層３は基板上に成膜されてパターン処理されている。マスキング層は＜１１０ ＞方向に走行する露出基板の直交する長形領域４を定義している。 図８は図７に示す基板上でのリフトオフ層５成長後の構造を図示している。図 ８の断面図は＜１１０＞方向に沿っている。リフトオフ層をリフトオフする ため、マスキング層３はシリコン層１、５をあまり侵食しない適当なエチャント で除去される。リフトオフ層５のホール６はエチャントアクセス領域を形成する 。基板の一部はリフトオフ層５の軽度にドープされたシリコンよりも重度にドー プされた基板１のシリコンを速くエッチングするエチャントでエッチングされる 。従って、リフトオフ層５はエッチングストップ層として作用する。エッチング 除去される基板の層厚は当初の基板厚と比較して薄い。よって基板は何回も再使 用できる。 例５ 図９はホール６のアレイがレーザーアブレーション(laser ablation)あるいは 反応性イオンエッチング(reactive ion etching)で創出されたシリコン基板１を 図示している。ホールは典型的には５０μｍｘ５０μｍ程度の大きさである。マ スキング層３は基板１上に成膜されてパターン処理されており、露出基板の接着 領域４を定義している。ホール６の内側もマスキング層３でコーティングされて いる。エピタキシャルバッファとリフトオフ層（図示せず）の成長は前例と同様 に提供される。リフトオフ層の成長は閉鎖構造を提供するまで継続されるであろ う。リフトオフ層及び/又はマスキング層のリフトオフに必要なエチャント溶液 のためのエチャントアクセス領域は基板１のホール６によって提供される。 例６ （１１１）方位性のシリコン基板１は図１０の断面図で図示されている。これ は厚いマスキング層３でパターン処理されており、図１に図示するものに類似し たパターンを提供する。マスキング層３は典型的には１μｍ厚であり、マスキン グ層３の長形オープン部４は典型的には１μｍ幅である。エピタキシャルリフト オフ層５はキャビティを創出することなくマスキング層を越えて成長(overgrow) する。このように、ＬＰＥで成長すると図３のような構造で発生し得る溶液滞留 が回避できる。リフトオフ層５をリフトオフするため、マスキング層３は、マス キング層３はエッチングするがシリコン層１、５はエッチン グしないエチャントでまず除去される。マスキング層３の除去によって墓板とリ フトオフ層との間にエチャントアクセス領域あるいはキャビティが創出される。 それらキャビティ内にシリコンエチャントが注入される。しばらく後に、エチャ ントはリフトオフ層５が基板に接着されている領域を除去する。それら接着領域 が狭いため、リフトオフ層５をそれほどエッチングすることなくリフトオフが実 施できる。 例７ 図１１と図１２は、基板上に多数の直立ピラミッド７を形成するように表面加 工された（１００）方位性のシリコン基板１を図示している。図１１は＜１１０ ＞方向のものである。ピラミッド７の側面は｛１１１｝方位性を有している。ピ ラミッド７の底面は＜１１０＞方向に走行している。この表面状態は、例えば、 他の面よりも緩やかに｛１１１｝平面をエッチングする水酸化カリウム（ＫＯＨ ）を使用して達成される。マスキング層３が成膜されて、＜１１０＞方向でピラ ミッド７の底面に沿って走行する狭線状態で露出したシリコン基板の接着領域４ を定義する。これら接着領域４は典型的には１μｍ幅である。 図１３は図１１と図１２に示す基板上で成長したエピタキシャル層５を図示し ている。この図は＜１１０＞方向である。もし成長がＬＰＥで実行されたら、こ の構造では溶剤の滞留量は非常に少ないであろう。基板１からエピタキシャル層 ５をリフトオフするため、マスキング層３はシリコン層１、５をエッチングしな いエチャントで除去される。マスキング層３の除去によって基板とリフトオフ層 との間にエチャントアクセス領域またはキャビティが創出される。それらキャビ ティ内にシリコンエチャントが注入される。しばらく後に、エチャントはリフト オフ層５が基板に接着されている領域を除去する。これら接着領域が狭いため、 リフトオフ層５はさほどエッチングされない。 例８ 図１４は（１００）方位性のシリコンから形成された基板１を図示している。 マスキング層３は基板１上に成膜されてパターンシリされている。露出基板の 接着領域４はマスキング層で定義されており、＜１１０＞方向に走行する。基板 上のエピタキシャルバッファとリフトオフ層（図示せず）の成長は前例のごとく に実施される。接着領域４は基板の内側部分よりも基板のエッジ部分で広くなっ ている。従って、マスキング層３を除去することで形成されたエチャントアクセ ス領域は基板１の周辺でスペースが狭くなる。バッファ層の除去に適当なエチャ ントが使用されると、リフトオフ層は基板のエッジで剥離される前に、基板の内 側領域で剥離される。エッチングはこの段階で停止され、エピタキシャル層が処 理される。リフトオフ層は基板のエッジ以外では基板１に接着されないが、それ でも基板１で支持はされている。処理後にリフトオフ層をガラスのごとき適当な 上層基板(superstrate)に接着することが可能であり、基板に接着されているリ フトオフ層の領域は除去される。これは、例えば、基板エッジでリフトオフ層を ダイス処理(dice)することで可能である。この方法は自立できないほど薄いリフ トオフ層の処理手段を提供する。 例９ 図１５と図１６は随意の結晶方位性を有した単結晶シリコン基板１を図示して いる。基板は典型的には１０¹⁷ｃｍ^-3のドープ剤密度のｐ型である。リフトオフ 層５を形成する軽度にドープされたｎ型を提供するために適当なフォトリトグラ フマスキング(photolithographic masking)（図示せず）処理後に基板１内に選 択的リン拡散(selective phosphorus diffusion)が実施されている。リン拡散処 理後に基板１の表面に残るｐ型領域８は典型的には４μｍ幅で、典型的には１０ μｍ離れている。リフトオフ層５は典型的には４μｍの深度である。このウェハ ーは、基板のｐ型シリコンは侵食するが、リフトオフ層５の軽度にドープされた ｎ型シリコンはさほど侵食しない、例えば、５％の水性フツ化水素(aqueous hyd rogen fluoride)で成る電気化学エチャントでエッチングされる。リフトオフ層 ５はエッチングストップ層として作用する。このエッチングプロセスは、エチャ ントアクセス領域を形成するリフトオフ層５によって囲まれた露出ｐ型領域８を 通じて基板の層を除去する。このエッチングは最終的にはリフトオフ層の下から 基板１全体を除去し、図１７に概 略的に図示するようにリフトオフ層５をリフトオフする。リフトオフ層５は図１ ８に図示し例８に関して解説したようにウェハーコーナー部での少々異なるパタ ーンを使用して基板１と接着状態に保たれる。すなわち、基板の露出ｐ型領域８ 間の距離が広げられ、エチャントがこれら領域に隣接するリフトオフ層５を完全 にアンダーカットするには長時間を要する。 さらに、エピタキシャル層９は図１９に図示するようにリフトオフ層上で成長 できる。エピタキシャル層９とリフトオフ層５との複合層は、残りのコーナー接 着領域を破断するに充分なせん断力を加えるか、残りの接着領域をカット処理す ることで基板１から剥離することができる。基板１はこのプロセス中は多少はエ ッチングされるが、各層の製造時に消耗するシリコン量は１０μｍ程度であり、 基板自体は５００μｍ厚よりも厚くすることができるので何度も再使用ができる 。 例１０ １０¹⁹ｃｍ^-3よりも重度にドープされたｐ型エピタキシャルバッファ層２は（ １１０）方位性のｎ型シリコン基板１上で成長され、ｎ型エピタキシャルリフト オフ層５が続く。基板１とリフトオフ層５の両方は典型的には１０¹⁷ｃｍ^-3の密 度でドープされている。得られた構造は図２０に図示されている。図２０の断面 図は[１‐１‐２]方向に沿っている。バッファ層２は典型的には２０μｍ厚であ り、リフトオフ層５は典型的には５０μｍ厚である。二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂） または他の適当な材料のエッチング保護層は露出基板１の長形帯体１１を定義す るフォトリトグラフ技術でリフトオフ層５の表面上で成膜されてパターン処理さ れる。図２１に図示するように、パターンは典型的には４００μｍＸ１０μｍの 帯体１１のずれたアレンジを特徴としている。これら帯体１１は[１‐１‐２]方 向に沿って配向している。帯体１１の線は互いに典型的には３０μｍ離れている 。この構造体はエチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）のごとき異方性エチ ャントでエッチングされる。この異方性エチャントは他の結晶平面と比較してシ リコン（１１１）面を非常に緩やかにエッチングし、重度にドープされたｐ型層 でエッチングを停止し、ＳｉＯ₂エッチ ング保護層をシリコンよりもずっと緩やかにエッチングする。その結果、２つの 平行垂直側壁１３を備えたブラインドスロット(blind slot)１２が、帯体１１が マスキング層１に形成されている個所でリフトオフ層にエッチングされる。得ら れた構造は図２２に図示されている。この図は[１‐１‐２]方向である。２つの 平行な垂直側壁１３を備えたスロット１２はリフトオフ層５に形成され、バッフ ァ層２にエチャントアクセス領域を提供する。電気化学エチャントがバッファ層 ２のエッチングに使用される。このエチャントはｐ型シリコンを侵食するが、軽 度にドープされたｎ型シリコンはあまりエッチングしない。よって、バッファ層 ２はエッチング除去されて基板１からリフトオフ層５をリフトオフする。これは 図２３において概略的に図示されている。この段違いスロット形態はリフトオフ 層５を連続的に提供している。 例１１ ｎ型領域１４はリン拡散によって軽度にドープされたｐ型（１１０）方位のシ リコン基板１の表面上に提供される。二酸化ケイ素あるいは他の適当な材料のエ ッチング保護層１０は図２４に図示される帯体１１の段違いパターンを提供する ようにフォトリトグラフ技術で成膜されてパターン処理されている。これら帯体 １１は典型的には４００μｍの長さと１０μｍ幅で、２０μｍ離れて提供されて おり、[１-１-２]方向に配向されている。構造体の上面は図２１に図示するもの に類似している。例１０のごとく、この構造体はＥＤＰのごとき異方性エチャン トでエッチングされ、エチャントアクセス領域を部分的に提供するスロット１２ を形成する。 図２５はエッチング後の構造体を図示している。スロット１２は基板１内部に 典型的には７０μｍ浸透している。図２５は[１-１-２]方向に沿っている。別の リン拡散が高温で基板内に施され、典型的には２μｍの深さの軽度にドープされ たｎ型領域１４が提供される。あるいは、もしその２回目のリン拡散処理が充分 な深度にまで施され、多量のリンがエッチング保護層を通過し、下側の基板シリ コンに侵入するならば、最初のリン拡散処理を省くこともできる。この構造体は ＥＤＰのごとき異方性エチャントで再びエッチングされる。この エッチングは、スロット１２の底部またはブラインドエンド１５でｎ型領域（図 示せず）が完全にエッチングされ、図２６に示す構造が提供されるまで継続され る。ｐ型シリコンは侵食するが、軽度にドープされたｎ型シリコンはさほど侵食 しない電気化学エチャントが利用され、図２７に図示するように基板１の部分（ １６）がエッチングされる。そのｎドープ層１４は電気化学エッチング中にエッ チングストップとして作用する。これで図２８に図示するように薄シリコン層５ のリフトオフが提供される。前例と同様に、これらスロット１２のアレンジは薄 シリコン層を連続的なものとしている。 例１２ 約１μｍ厚の酸化物ドット３がｎ型シリコン基板１上に提供され、マスキング 層として作用する。これらドット３は典型的には直径３０μｍであり、典型的に は互いに２００μｍ離れている。ｐ型シリコンバッファ層２が基板１上で酸化物 ドット３を覆わないように成長処理される。それでもドット３のエッジには多少 のオーバーグロー現象が発生するであろう。バッファ層２は典型的には１０μｍ 厚である。軽度にドープされたｎ型シリコンリフトオフ層５は典型的には５０μ ｍ厚であり、図２９と図３０に図示するようにバッファ層２上で成長する。その 構造体はフッ化水素酸でエッチングされ、酸化物ドット３が除去されてｐ型シリ コンバッファ２に対するエチャントアクセス領域が形成される。続いて電気化学 エッチングが施され、ｐ型シリコンバッファ２を選択的にエッチングしてリフト オフ層５をリフトオフする。 例１３ 典型的には１０μｍ厚のｐ型シリコンバッファ層２と、続く典型的には５０μ ｍ厚のｎ型リフトオフ層５がｎ型基板１上で成長される。レーザーあるいは他の 適当なカット装置（図示せず）が使用されてそのｎ型層５にホール６のアレイが 形成され、図３１と図３２に図示するようにバッファ層２にエチャントアクセス 領域が提供される。それらホール６は約５０μｍの直径であり、互いに約２００ μｍ離れている。選択的電気化学エッチングが利用されてｐ型バッ ファ層をエッチングし、ｎ型リフトオフ層５をリフトオフする。 例１４ 例１２と同様に、約１μｍ厚の酸化物ドット３がマスキング層としてｎ型シリ コン基板１の上に提供される。これらドットは典型的には直径が３０μｍであり 、典型的には約２００μｍ互いに離れている。シリコン成膜は化学蒸着（ＣＶＤ ）で提供され、単結晶のｐ型エピタキシャルシリコンバッファ層２が同時に基板 の露出領域に成膜され、多結晶シリコン１６が酸化物ドット３上に提供される。 このバッファ層２は典型的には１０μｍ厚である。軽度にドープされたｎ型シリ コンリフトオフ層５は典型的には５０μｍ厚であり、バッファ層２上に提供され る。得られた構造体は図３３に図示されている。 リフトオフ層５をリフトオフする目的で、この構造体はまず、バッファ層に対 するエチャントアクセス領域を形成するため、単結晶シリコンよりもずっと速く 多結晶シリコン１６をエッチングするエチャントでエッチングされる。シリコン 基板１とエピタキシャル層５が（１１１）方位性である場合のこのようなエチャ ントの１例は水酸化カリウム（ＫＯＨ）である。多結晶シリコン層１６の除去後 に、電気化学エッチングが利用され、選択的にｐ型シリコンバッファ２をエッチ ングしてリフトオフ層５をリフトオフする。 例１５ マスキング層３が（１００）方位性ｐ型シリコン基板１上に成膜されてパター ン処理され、図４に図示する構造を提供する。続いてｐ型エピタキシャル層５が 基板上で成長され、図８に示すような構造を提供する。リン拡散は表面全体に施 される。拡散温度と時間、及びマスキング層３の厚みは、あまりにも多量のリン をマスキング層３や基板１の下側のシリコン内に拡散させない程度のものである 。このリン拡散でリフトオフ層５を囲むｎ型層１７が提供される。マスキング層 ３はシリコン層をさほど侵食しないエチャントで除去され、エチャントアクセス 領域が形成される。この状態で、必要であればリンをシリコン内に深く浸透させ ることができる。得られた構造は図３４に図示されている。 ｐ型シリコンをエッチングするがｎ型シリコンをさほどエッチングしない電気化 学エッチングが利用され、エピタキシャル層がリフトオフされるまで基板のｐ型 シリコンの露出部分を選択的にエッチングする。リン拡散処理で得られたｎ型シ リコン層１７はエッチング処理中にエピタキシャル層を保護するエッチングスト ップ層として作用する。 例１６ 図３５に図示するシリコン薄膜５は例１で記述されたように製造され、標準的 半導体処理技術を利用して太陽電池の製造に使用されている。リン拡散処理が薄 膜５の表側面すなわち太陽側の面全体及び底側のほぼ全体に施され、ｎ型層１９ が提供されている。底側面の領域２０の一部にはリン拡散処理がなされていない 。電気コンタクト部２１がｐ型及びｎ型シリコン領域に提供されている。これら 電気コンタクト部は光発生ホール(photo generated hole)と電子の収集にそれぞ れ利用される。これらｎ型領域１９は薄膜の前面から背面に連続的に延び広がっ ているので、ｎ型領域１９の上面付近で発生した電子は電池１８の背部のコンタ クト部２１にまで容易に流れる。それら金属コンタクト部に到達する前にキャリ ヤが移動しなければならない距離が短いため、抵抗損失を小さく保つことができ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレーカーズ，アンドリュー，ウィリアム オーストラリア国 エイシーティー 2614，アランダ，ジャランガ クレセント ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．単結晶シリコン薄膜の製造方法であって、 単結晶基板を形成させるステップと、 該基板内、基板上あるいは基板に隣接させて該基板と同一の結晶方位性を有 した単結晶シリコン薄膜を成膜させ、該薄膜あるいは基板を通じて互いに間隔を 開けた複数のエチャントアクセス領域を提供するステップと、 該エチャントアクセス領域を介した同時的エッチング処理によって該薄膜を リフトオフさせるステップと、 を含んでおり、必要なエッチング量とエチャントのアクセス程度は該薄膜をさほ ど劣化させることなく剥離させる程度のものであることを特徴とする製造方法。 ２．前記基板と同一の結晶方位性を有し、選択エチャント内で前記薄膜あるい は基板よりも顕著に速いエッチング速度となるように不純物を含有しているシリ コンバッファ層が該基板と薄膜との間でエピタキシャルに形成され、前記エチャ ントアクセス領域は該バッファ層の選択的エッチングを提供することを特徴とす る請求項１記載の製造方法。 ３．前記基板と同一の結晶方位性を有し、選択エチャント内で前記薄膜あるい は基板よりも顕著に遅いエッチング速度となるように不純物を含有しているエッ チングストップ層が該基板あるいは薄膜上あるいは内部にエピタクシャルに形成 されて前記エチャントアクセス領域を定義することを特徴とする請求項１記載の 製造方法。 ４．非シリコン材料のマスキング層が前記基板上に成膜されてパターン処理さ れ、露出基板の複数の接着領域を定義しており、 該複数の接着領域は相互の間隔と比較して少なくとも１つの寸法が小さく、 前記薄膜は該接着領域にて前記基板上で成膜されていることを特徴とする請求 項１記載の製造方法。 ５．非シリコン材料のマスキング層が前記基板上あるいはバッファ層上に成膜 されてパターン処理され、露出基板あるいはバッファ層の接着領域を定義してい ることを特徴とする請求項２記載の製造方法。 ６．前記バッファ層は前記基板表面上で実質連続的に成膜されており、前記薄 膜は該バッファ層上に成膜され、該薄膜を通して前記エチャントアクセス領域を 形成させるステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２記載の製造方 法。 ７．前記バッファ層は前記基板上あるいは基板内に形成され、前記マスキング 層は前記バッファ層上で成膜されてパターン処理されており、前記薄膜は前記接 着領域にて該バッファ層上で成膜され、該マスキング層は該薄膜のリフトオフに 先立って除去されることを特徴とする請求項５記載の製造方法。 ８．前記薄膜は、その成膜後に該薄膜内に残留するホールが前記エチャントア クセス領域の少なくとも一部を形成するように前記バッファ層上に成膜されるこ とを特徴とする請求項７記載の製造方法。 ９．前記薄膜を化学蒸着で成膜させ、多結晶シリコンを前記マスキング層上に 提供させるステップと、 該多結晶シリコンを、前記基板、バッファ層及び薄膜の単結晶層をさほど侵 食しないエチャント内で除去し、該多結晶薄膜とマスキング層の除去で前記エチ ャントアクセス領域を創出させるステップと、 をさらに含んでいることを特徴とする請求項７記載の製造方法。 １０．前記マスキング層は前記基板上で成膜されてパターン処理され、前記バッ ファ層は前記接着領域にて成膜され、前記薄膜は該バッファ層上で成膜され ることを特徴とする請求項５記載の製造方法。 １１．前記基板は該基板を貫通する複数のアパーチャを有しており、該アパーチ ャは前記エチャントアクセス領域の少なくとも一部を形成し、前記マスキング層 は該基板の上面にのみ露出基板である接着領域を定義していることを特徴とする 請求項１０記載の製造方法。 １２．前記アパーチャは反応性イオンエッチングあるいはレーザーアブレーショ ンで形成されることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。 １３．前記薄膜は、その成膜後に該薄膜内に残留するホールが前記エチャントア クセス領域の少なくとも一部を形成するように前記バッファ層上に成膜されるこ とを特徴とする請求項１０記載の製造方法。 １４．前記バッファ層と薄膜とを化学蒸着によって成膜させ、多結晶シリコンを 前記マスキング層上に提供するステップと、 該多結晶シリコンを、前記基板、バッファ層及び薄膜の単結晶をさほど侵食 しないエチャント内で除去し、該多結晶薄膜の除去で前記エチャントアクセス領 域を創出させるステップと、 をさらに含んでいることを特徴とする請求項１０記載の製造方法。 １５．前記エチャントアクセス領域はレーザーアブレーションあるいは反応性イ オンエッチングで形成されることを特徴とする請求項６記載の製造方法。 １６．前記基板は（１１０）方位性であり、前記エチャントアクセス領域は、[ １-１-２]方向に沿って延びており、段違いパターンを形成している露出薄膜の 長形帯体を定義するように前記薄膜上に非シリコンエッチング保護層を成膜させ ることで形成され、異方性エチャントを使用して該帯体をエッチング処理し、前 記バッファ層にまで延びるスロットを創出させ、該エッチング保護層は 自身が成膜されている前記薄膜の領域をエッチングから保護することを特徴とす る請求項６記載の製造方法。 １７．前記バッファ層は約５×１０¹⁷ｃｍ^-3にｐ型ドープされており、前記異方 性エチャントはエチレンジアミンピロカテコールピロカテコールことを特徴とす る請求項１６記載の製造方法。 １８．前記基板は（１００）方位性であり、前記接着領域は該基板の＜１１０＞ 方向で直交する２セットの等間隔である長形領域を形成し、 前記バッファ層と薄膜の成膜は液相エピタキシーで実施され、｛１１１｝結 晶面に近似した配向性の面を表す非常に粗い薄膜面を提供することを特徴とする 請求項５、７、８、１０、１１、１２または１３のいずれかに記載の製造方法。 １９．前記バッファ層は前記基板面の選択的ドープ処理によって形成されている ことを特徴とする請求項２、５、６、７、８、９、１５、１６または１７のいず れかに記載の製造方法。 ２０．前記接着領域は連続メッシュを形成することを特徴とする請求項５、７、 ８、９、１０、１、１２、１３、１４または１９に記載の製造方法。 ２１．前記バッファ層は前記基板面上に成膜されることを特徴とする請求項２、 ５から１８のいずれかに記載の製造方法。 ２２．前記エチャントアクセス領域の少なくとも一部は残りのものより広い間隔 で提供されており、前記基板を前記薄膜に接続しているバッファ層の少なくとも 一部はリフトオフ完了時に完全にはエッチング貫通していないことを特徴とする 請求項２、５から２１のいずれかに記載の製造方法。 ２３．前記墓板上に非シリコン材料のマスキング層が成膜されてパターン処理さ れ、露出基板の接着領域を定義しており、前記薄膜は該接着領域にて該基板上に 成膜され、該マスキング層の少なくとも一部は該薄膜のリフトオフに先立って除 去されることを特徴とする請求項３記載の製造方法。 ２４．前記薄膜は、その成膜後に該薄膜内に残留するホールが前記エチャントア クセス領域の少なくとも一部を形成するように前記基板上に成膜されることを特 徴とする請求項２３記載の製造方法。 ２５．前記基板は（１００）方位性であり、前記接着領域は該基板の＜１１０＞ 方向に２セットの相互に直交する等間隔の長形領域を形成し、 前記薄膜の成膜は液相エピタキシーで実施され、｛１１１｝結晶平面に近似 した配向性の面を表す非常に粗い薄膜面を提供することを特徴とする請求項２４ 記載の製造方法。 ２６．前記薄膜は適当なドープ剤で前記基板の一部を選択的にドープ処理するこ とで該基板内に形成され、該薄膜をリフトオフさせるための続くエッチング処理 時に該薄膜はエッチングストップ層として作用し、ドープ処理されていない基板 の領域は前記複数のエチャントアクセス領域を形成することを特徴とする請求項 ３記載の製造方法。 ２７．前記基板はｐ型であり、前記薄膜はｎ型であり、 前記リフトオフは、ｎ型シリコンをさほどエッチングしないエチャントを含 んだ水性フッ化水素酸内での電気化学エッチングによって実施されることを特徴 とする請求項２６記載の製造方法。 ２８．前記エッチングストップ層は前記基板内へのリン拡散によって形成される ことを特徴とする請求項２６あるいは２７に記載の製造方法。 ２９．前記薄膜のリフトオフ後であって、前記基板からの最終的剥離に先立って 該薄膜上にエピタキシャル層が成膜されることを特徴とする請求項２６から２８ のいずれかに記載の製造方法。 ３０．前記薄膜は前記基板の一部から形成されることを特徴とする請求項３記載 の製造方法。 ３１．前記基板内にブラインドアクセスアパーチャを形成するステップと、該基 板の露出アパーチャ面をドープ処理してドープされたライニング層を形成するス テップと、該アパーチャのブラインド端部で該ライニング層を除去して基板を露 出させるステップと、 該基板をエッチングして前記薄膜をリフトオフさせるステップと、 をさらに含んでおり、前記ドープされたライニング層は該薄膜の一部を形成し、 該薄膜のリフトオフを提供する前期エッチング時にエッチングストップ層として 作用することを特徴とする請求項３０記載の製造方法。 ３２．前記基板は（１１０）方位性であり、前記アクセスアパーチャは、[１-１ -２]方向に沿って延び、段違いパターンを形成する長形帯体を定義するようにパ ターン処理された前記薄膜上に非シリコンエッチング保護層を成膜させることで 形成され、異方性エチャントで該帯体を介して該薄膜をエッチングして該薄膜内 にスロットを創出させるステップを含んでおり、該エッチング保護層は成膜され ている該薄膜の領域をエッチングから保護することを特徴とする請求項３１記載 の製造方法。 ３３．前記基板はｐ型であり、前記ライニング層はｎ型であり、 前記リフトオフは、ｎ型シリコンをさほどエッチングすることのないエチャ ントを含んだ水性フッ化水素酸内での電気化学エッチングによって実施されるこ とを特徴とする請求項３１あるいは３２に記載の製造方法。 ３４．前記ドープされたライニング層はリン拡散で形成されることを特徴とする 請求項３１から３３のいずれかに記載の製造方法。 ３５．リン拡散によって前記基板上にｎドープされた表面を形成するステップと 、前記エッチング保護層を成膜させてパターン処理し、[１-１-２]方向に沿って 延びており、段違いパターンを形成している長形帯体を定義するステップと、異 方性エチャントで該帯体を介して前記薄膜をエッチングし、該薄膜内にブライン ドスロットを創出させるステップと、別のリン拡散で該スロットの表面をドープ 処理するステップと、該スロットのブラインド端部を異方性にエッチングしてリ ンドープされた物質を除去して前記基板を露出させるステップと、ｎ型シリコン をさほどエッチングしないエチャントを含んだフッ化水素酸内で該基板を電気化 学エッチングによりリフトオフさせるステップとをさらに含んでいることを特徴 とする請求項３１記載の製造方法。 ３６．前記基板上に前記エッチング保護層を成膜してパターン処理し、[１-１- ２]方向に沿って延びており、段違いパターンを形成する長形帯体を定義させる ステップと、異方性エチャントで該帯体を介して前記薄膜をエッチングし、該薄 膜内にブラインドスロットを創出させるステップと、リン拡散で該スロットの表 面をドープ処理し、前記エッチングストップ層が成膜されている前記薄膜の領域 をもドープ処理するステップと、該スロットのブラインド端部を異方性にエッチ ングし、リンドープされた物質を除去して前記基板を露出させるステップと、ｎ 型シリコンをさほどエッチングしないエチャントを含んだフッ化水素酸内での該 基板の電気化学エチングによってリフトオフさせるステップとをさらに含んでい ることを特徴とする請求項３１記載の製造方法。 ３７．前記薄膜は前記エッチングストップ層を形成することを特徴とする請求項 ２４あるいは２５に記載の製造方法。 ３８．前記薄膜内あるいは薄膜上にエッチングストップ層が形成され、前記選 択的エッチング時に該薄膜の対応部分を保護して該薄膜のリフトオフを提供する ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の製造方法。 ３９．前記エッチングストップ層は前記薄膜内へのリン拡散で形成されることを 特徴とする請求項３８記載の製造方法。 ４０．前記薄膜のリフトオフを提供するためにエッチングされる基板量は該基板 の全体厚に較べて少ないことを特徴とする請求項３記載の製造方法。 ４１．前記薄膜は、その成膜後に該薄膜内に残留するホールが前記エチャントア クセス領域を形成するように該基板上に成膜されることを特徴とする請求項４記 載の製造方法。 ４２．前記マスキング層の少なくとも一部は前記薄膜のリフトオフに先立って除 去され、該薄膜と前記基板との間にキャビティを形成し、該キャビティは前記エ チャントアクセス領域の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項４記 載の製造方法。 ４３．前記マスキング層上への前記薄膜のオーバーグロース量は制限され、前記 接着領域にて、あるいはそれらに隣接して該薄膜をエッチングしてリフトオフを 提供するステップをさらに含んでおり、該接着領域の寸法は該薄膜の顕著な劣化 を招かずにリフトオフを提供する程度のものであることを特徴とする請求項４１ 記載の製造方法。 ４４．前記基板は（１００）方位性であり、前記接着領域は該基板の＜１１０＞ 方向で相互に直交する２セットの等間隔である長形領域を形成し、 前記バッファ層と薄膜との成膜は液相エピタキシーで実施され、｛１１１｝ 結晶平面に近似した配向性の面を表す非常に粗い薄膜面を提供することを特徴と する請求項４３記載の製造方法。 ４５．前記薄膜は、その成膜後に該薄膜内に残留するホールが前記エチャントア クセス領域の少なくとも一部を形成するように前記基板上に成膜されることを特 徴とする請求項４２記載の製造方法。 ４６．前記薄膜を化学蒸着で成膜させて前記マスキング層上に多結晶シリコンを 成膜させるステップと、前記基板、バッファ層及び薄膜の単結晶層をさほど侵食 しないエチャント内で該多結晶シリコンを除去するステップとを含んでおり、該 多結晶薄膜とマスキング層の除去で前記エチャントアクセス領域が創出されるこ とを特徴とする請求項４２記載の製造方法。 ４７．前記基板は（１００）方位性であり、前記接着領域は該基板の＜１１０＞ 方向で互いに直交する２セットの等間隔である長形領域を形成し、 前記バッファ層と薄膜の成膜は液相エピタキシーで実施され、｛１１１｝結 晶平面に近似した配向性の面を表す非常に粗い薄膜面を提供することを特徴とす る請求項４５記載の製造方法。 ４８．前記基板は（１１１）方位性であり、前記薄膜は前記マスキング層と該薄 膜との間に間隙を残さないように該マスキング層をオーバーグローすることを特 徴とする請求項４５記載の製造方法。 ４９．前記基板の表面には複数のピラミッド体が形成されており、該プラミッド 体の表面は｛１１１｝方位性であり、露出基板の前記接着領域は該プラミッド体 の底面に沿って走行し、前記薄膜は該基板と前記マスキング層との間に間隙を残 さないように該マスキング層をオーバーグローすることを特徴とする請求項４７ 記載の製造方法。 ５０．前記エチャントアクセス領域の少なくとも一部は残りのエチャントアクセ ス領域よりも広く広がっており、リフトオフの完了時には前記薄膜あるいは 基板の少なくとも一部は完全にはエッチング貫通されておらず、該薄膜と基板と の間に物理的接続を提供することを特徴とする請求項３、４、２３から４９のい ずれかに記載の製造方法。 ５１．前記エチャントアクセス領域は規則的なアレイを形成することを特徴とす る前記請求項のいずれかに記載の製造方法。 ５２．シリコン太陽電池の製造方法であって、請求項１から５１のいずれかに記 載の方法に従って単結晶シリコン薄膜を形成するステップを含んでいることを特 徴とする製造方法。 ５３．シリコン太陽電池であって、請求項１から５１のいずれかに記載の方法に 従って形成された単結晶シリコン薄膜を含んでいることを特徴とするシリコン太 陽電池。