JP2009530833A5 - - Google Patents

Description

半導体基板上の光電子層を製造する方法は、以下で概説される。
（１）半導体基板を形成する。半導体基板は、表面部、劈開部および前記表面部と前記劈開部の間にあって、除去される第１の材料層を有する。
（２）光学透明性基板に半導体基板を配置する。
（３）光学透明性基板の第１の表面部に半導体基板の表面部を結合する。
（４）劈開部の一部で、制御された劈開動作を開始する。
（５）半導体基板から第１の材料層を除去するため、半導体基板を劈開する。一方、劈開表面部の形成を促すために、前記表面部は、前記第１の表面部に結合されたままとなっている。
（６）半導体材料の生成層を形成するために、（例えば、シラン種を用いて）劈開表面部の上を覆って、第２の半導体材料層を形成する。半導体材料の生成層は、１または複数の光電子部を有する。
（７）第２の半導体材料層の上を覆って、カバーガラス材料を取り付ける。
（８）必要に応じて、その他のステップを実行する。

Claims (40)

1. 表面部、劈開部および、前記表面部と前記劈開部との間にあって、除去される第１の材料層を有する半導体基板を形成する工程と、
   前記半導体基板の前記表面部を、第１の表面部および第２の表面部を有する光学透明性基板の前記第１の表面部に結合する工程と、
   前記表面部を前記第１の表面部に結合したままで、前記半導体基板を劈開して、前記第１の材料層を前記半導体基板から除去して、劈開表面部を形成する工程と、さらに、
   前記劈開表面部の上を第２の半導体材料層で覆って、半導体材料層を形成する工程と、
   前記光学透明性基板の前記第２の表面部に、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子を結合する工程と、からなる
   ことを特徴とする光電子セルの製造方法。
2. 前記劈開表面部から水素損傷層の一部を除去するために、前記劈開表面部をプラズマに曝すか、あるいは、前記表面部を前記第１の表面部に結合する前に、前記劈開表面部を、活性化されている前記表面部と活性化されている前記第１の表面部に当てる工程をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電子セルの製造方法。
3. 前記第２の半導体層を製造するプロセスは、プラズマ蒸着プロセス、固相エピタキシープロセスおよびグラフォエピタキシープロセスから選ばれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電子セルの製造方法。
4. 前記第２の半導体材料層を形成する工程は、アモルファスシリコン層を形成する工程からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電子セルの製造方法。
5. さらに、アモルファスシリコン層の結晶化を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の光電子セルの製造方法。
6. 第１の表面および第２の表面からなる光学透明性基板と、
   前記光学透明性基板の第１の表面の上を覆う第１の表面部および第２の表面部を有する第１の材料層と、
   前記材料層の第１の表面部と光学透明性材料の第１の表面との間に担持される光結合材料と、
   半導体材料の生成層を形成するために、前記第２の表面部の上を覆う第２の半導体材料層と、
   前記光学透明性基板の前記第２の表面部を覆って、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子と、を備える
   ことを特徴とする光電子セル装置。
7. 前記光結合材料は、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物、酸化亜鉛または二酸化チタンを含んでなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の光電子セル装置。
8. 前記第１の半導体材料層は、単結晶シリコン材料を含んでなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の光電子セル装置。
9. 前記光学透明性材料は、ガラス基板、石英基板またはプラスチック基板を含んでなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の光電子セル装置。
10. さらに、前記第２の半導体材料層の上を覆う裏面カバーを含んでなる
    ことを特徴とする請求項６に記載の光電子セル装置。
11. 劈開部と、表面部と、前記劈開部と前記表面部との間で定められる第１のシリコン材料層と、を備えるドナー基板を形成する工程と、
    前記劈開部の周辺の内側で前記ドナー基板の一部を分離するため、および前記第１のシリコン材料層の上を覆う劈開表面部の形成を促すように処理基板の処理基板表面に前記表面部を結合するために、前記第１のシリコン材料層を前記処理基板の処理基板表面に転写する工程と、
    反応室にシラン種を含むガスを供給する工程と、
    グロー放電ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法または熱ＣＶＤ法を含む１または複数のプロセスから選ばれるプロセスを用いて、前記反応室内部にある前記処理基板の前記処理基板表面部にシリコン蒸着状態を促すように、前記シラン種を用いる工程と、
    前記第１のシリコン材料の上を覆う前記シラン種を用いて、第２の材料層を形成する工程と、
    前記ドナー基板を、第１の表面部および第２の表面部を有する光学透明性基板の前記第１の表面部に結合する工程と、
    前記光学透明性基板の前記第２の表面部に、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子を結合する工程と、を有する
    ことを特徴とする光電子セル装置の製造方法。
12. 前記第２の材料層を形成する温度は、約６５０℃以下の範囲にある温度に維持される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光電子セル装置の製造方法。
13. さらに、前記第２の材料層の厚さをより増加するために、供給、使用、形成、および処理プロセスを繰り返す工程を有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光電子セル装置の製造方法。
14. さらに、洗浄プロセスに前記劈開表面部を曝す工程を有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光電子セル装置の製造方法。
15. 前記洗浄プロセスは、プラズマへの曝露を含む
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光電子セル装置の製造方法。
16. 前記洗浄プロセスは、湿式洗浄プロセスへの曝露を含む
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光電子セル装置の製造方法。
17. 劈開部と、表面部と、前記劈開部と前記表面部との間で定められる第１のシリコンあるいはゲルマニウム材料層を有するドナー基板を形成する工程と、
    前記第１のシリコンあるいはゲルマニウム材料層の上を覆う劈開表面部の形成を促すように、前記劈開部の周辺の内側で前記ドナー基板の一部を分離するため、および処理基板の処理基板表面部に前記表面部を結合するために、前記第１のシリコンあるいはゲルマニウム材料層を前記処理基板の処理基板表面部に転写する工程と、
    反応室にシランおよび／またはゲルマン種を含むガスを供給する工程と、
    少なくともグロー放電ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤまたは熱ＣＶＤから選択されるプロセスおよびシランおよび／またはゲルマン種を用いて、前記第１のシリコンまたはゲルマニウム材料層の上を覆う材料を結晶化するための材料の固相エピタキシャル再成長速度と等しいか、より速いか、またはより遅い蒸着速度で前記第１のシリコンまたはゲルマニウム材料層を厚くするために、前記劈開表面の上を覆って材料を蒸着する工程と、
    前記ドナー基板を、第１の表面部および第２の表面部を有する光学透明性基板の前記第１の表面部に結合する工程と、
    前記光学透明性基板の前記第２の表面部に、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子を結合する工程と、からなる
    ことを特徴とする光電子セル装置の製造方法。
18. 前記材料の蒸着は、約６５０℃以下の温度で生じる
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
19. さらに、前記材料の蒸着前に、グラフォエピタキシーによってシード層を形成する工程を有する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
20. 前記シラン種は、トリシラン、ジシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランまたはモノシランを含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
21. 前記ゲルマン種は、ゲルマン（ＧｅＨ_４）またはジゲルマン（Ｇｅ_２Ｈ_６）を含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
22. ＰおよびＮ接合部を形成するために、前記シランおよび／またはゲルマン種の蒸着は、１または複数のドーパントガスを含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
23. さらに、前記処理基板表面部および前記処理基板の裏面部に第１の光電子部を形成し、
    そして、前記処理基板表面部には第１の光電子材料を、前記処理基板の裏面には第２の光電子材料をそれぞれ形成するために、前記処理基板の裏面部に、第２のシリコン材料を同時蒸着する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光電子セル装置の製造方法。
24. 処理基板表面部を有する処理基板と、
    前記処理基板表面部の上を覆う界面材料と、
    前記界面材料の上を覆う層転写フィルムと、
    １または複数の欠陥を有する単結晶シリコンまたは単結晶ゲルマニウム材料の蒸着層と、を備えるとともに、
    前記処理基板は光学透明性基板であって、
    前記光学透明性基板の前記界面材料で覆われた表面の反対側の表面を覆って、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子を備える
    ことを特徴とする光電子装置。
25. 前記単結晶シリコンまたは単結晶ゲルマニウムの蒸着層は、前記層転写フィルムの上を覆うＰ型材料および前記Ｐ型材料の上を覆うＮ型材料を有する
    ことを特徴とする請求項２４に記載の光電子装置。
26. 前記Ｐ型材料は、Ｐ＋型材料を含む
    ことを特徴とする請求項２５に記載の光電子装置。
27. 前記単結晶シリコンまたは単結晶ゲルマニウムの蒸着層は、前記層転写フィルムの上を覆うＮ型材料および前記Ｎ型材料の上を覆うＰ型材料を有する
    ことを特徴とする請求項２４に記載の光電子装置。
28. 表面部、底部および前記表面部と前記底部との間に所定の層を有する支持部材を形成する工程と、
    前記支持部材の表面部の上を覆う脱着可能な材料を形成する工程と、
    前記支持部材の上を覆う前記脱着可能な材料の上を覆う第１の転写材料層を形成するために、第１の半導体材料層を前記脱着可能な材料の上を覆う第１のドナー基板から転写する工程と、
    前記脱着可能な材料の上を覆う全材料層を形成するために、前記第１の転写材料層の上を覆う第２の半導体材料層を形成する工程と、
    前記脱着可能な材料から前記全材料層を分離するために、前記脱着可能な材料から前記全材料層を切り離す工程と、
    前記全材料層の１または複数の部分に１または複数の光電子装置を形成する工程と、からなるとともに、
    前記支持部材は、光学透明性基板であって、
    前記光学透明性基板の前記底部に、光線を前記光学透明性基板に対して斜めに入射させる光学素子を結合する工程をさらに有する
    ことを特徴とする１または複数のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
29. 前記支持部材は、第１のドナー基板が有する第２の熱膨張係数と実質的に一致する第１の熱膨張係数を有する
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
30. 前記表面部は、表面粗さと上面を覆う酸化物層を有する
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
31. 前記表面粗さは、少なくとも多孔性材料によって実現される
    ことを特徴とする請求項３０に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
32. 前記シリコン支持部材は、前記支持部材の底部から前記支持部材層を通って、前記表面部の一部に向かって広がる開口部を有するとともに、前記開口部は流体駆動源に結合され、
    前記流体駆動源は、前記底部と前記表面部の一部との間で、前記開口部の内部に圧力勾配を誘発できる
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
33. 前記圧力勾配は、流体によって提供され、前記脱着可能な材料からの前記全材料層の除去を容易にする
    ことを特徴とする請求項３２に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
34. 前記流体は、前記脱着可能な材料に対するエッチング液である
    ことを特徴とする請求項３３に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
35. 劈開工程は、前記脱着可能な材料の一部から全層の一部を除去する開始プロセスと、前記脱着可能な材料から前記全層を分離し続ける伝播プロセスと、を有する
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
36. 前記第２の層を形成する工程は、エピタキシャルシリコン材料を蒸着する工程を含む
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
37. シリコン支持部材は再利用できる
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
38. 前記脱着可能な材料は、表面粗さおよび上面を覆う誘電材料を備える
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
39. さらに、１または複数の光電子材料を全材料層の１または複数の部分に形成する工程を含んでなる
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。
40. 前記全層は、２００ミクロン以下の寸法である
    ことを特徴とする請求項２８に記載のソーラーモジュールに用いられる太陽電池の製造方法。