JP3250425B2 - 化合物半導体ウエハ及び太陽電池 - Google Patents
化合物半導体ウエハ及び太陽電池Info
- Publication number
- JP3250425B2 JP3250425B2 JP23554195A JP23554195A JP3250425B2 JP 3250425 B2 JP3250425 B2 JP 3250425B2 JP 23554195 A JP23554195 A JP 23554195A JP 23554195 A JP23554195 A JP 23554195A JP 3250425 B2 JP3250425 B2 JP 3250425B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- compound semiconductor
- type
- semiconductor wafer
- carrier concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体ウエ
ハ及び太陽電池に関する。
ハ及び太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池の開発が盛んに行われて
いる。
いる。
【０００３】太陽電池はｐ型半導体とｎ型半導体とのｐ
ｎ接合構造を有しており、光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換することが知られている。
ｎ接合構造を有しており、光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換することが知られている。
【０００４】ところで一つの太陽電池の出力電圧（開放
電圧）は、ｐｎ接合の障壁電位に対応する電圧より大き
くならないため、高い出力電圧が必要な場合には、複数
の太陽電池を直列接続して使用する。しかし、その分だ
け広い面積が必要であり、太陽電池が大型化してしま
う。
電圧）は、ｐｎ接合の障壁電位に対応する電圧より大き
くならないため、高い出力電圧が必要な場合には、複数
の太陽電池を直列接続して使用する。しかし、その分だ
け広い面積が必要であり、太陽電池が大型化してしま
う。
【０００５】そこで太陽電池の上にさらに太陽電池を成
長させることによって面積を増加させることなく高い出
力電圧が得られる積層型太陽電池が提案された。このよ
うな積層型太陽電池を形成する際、接続部の電気抵抗を
小さくする必要があるためトンネル接合の使用が考えら
れる。
長させることによって面積を増加させることなく高い出
力電圧が得られる積層型太陽電池が提案された。このよ
うな積層型太陽電池を形成する際、接続部の電気抵抗を
小さくする必要があるためトンネル接合の使用が考えら
れる。
【０００６】ここでトンネル接合について述べる。
【０００７】図７は化合物半導体ウエハの従来例を示す
断面図である。
断面図である。
【０００８】同図に示す化合物半導体ウエハ１は、キャ
リアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導体２とｎ+ 型化合物
半導体３とでｐ+ ｎ+ 接合（トンネル接合）され、両面
にそれぞれｎ側電極４と、ｐ側電極５とが接続されてい
る。
リアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導体２とｎ+ 型化合物
半導体３とでｐ+ ｎ+ 接合（トンネル接合）され、両面
にそれぞれｎ側電極４と、ｐ側電極５とが接続されてい
る。
【０００９】トンネル接合構造を有する半導体としてト
ンネルダイオードが知られている。このトンネルダイオ
ードはｎ側電極とｐ側電極との間に、低い電圧を印加す
ると、通常の順方向電流が流れる前にトンネル接合部の
狭い空乏領域をキャリアーが通り抜ける（トンネル効
果）特性を有している。すなわち接合部の抵抗値が小さ
くなったことになる。
ンネルダイオードが知られている。このトンネルダイオ
ードはｎ側電極とｐ側電極との間に、低い電圧を印加す
ると、通常の順方向電流が流れる前にトンネル接合部の
狭い空乏領域をキャリアーが通り抜ける（トンネル効
果）特性を有している。すなわち接合部の抵抗値が小さ
くなったことになる。
【００１０】このようなトンネル効果を利用するには、
太陽電池の上にトンネル接合を形成し、その上にさらに
太陽電池を成長させればよい。
太陽電池の上にトンネル接合を形成し、その上にさらに
太陽電池を成長させればよい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで太陽電池の上
にトンネル接合を形成し、その上にさらに太陽電池を成
長させるには化合物半導体ウエハに熱を加える必要があ
る。
にトンネル接合を形成し、その上にさらに太陽電池を成
長させるには化合物半導体ウエハに熱を加える必要があ
る。
【００１２】しかしながら、従来のトンネル接合を有す
る化合物半導体ウエハは、熱を加えると、ｐ+ 層とｎ+
層との界面でドーパントが拡散することにより、ｐ+ ｎ
+ 界面の各ドーパントの急峻性が悪くなり、それに伴い
ｐ+ ｎ+ 界面のキャリアー濃度が低くなるので、Ｊ−Ｖ
特性においてトンネルピーク電流が低下し、トンネル特
性が劣化するという問題があった。
る化合物半導体ウエハは、熱を加えると、ｐ+ 層とｎ+
層との界面でドーパントが拡散することにより、ｐ+ ｎ
+ 界面の各ドーパントの急峻性が悪くなり、それに伴い
ｐ+ ｎ+ 界面のキャリアー濃度が低くなるので、Ｊ−Ｖ
特性においてトンネルピーク電流が低下し、トンネル特
性が劣化するという問題があった。
【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、Ｊ−Ｖ特性におけるピーク電流密度が高く、かつ、
熱を加えた場合でもピーク電流密度が低下しない化合物
半導体ウエハ及び太陽電池を提供することにある。
し、Ｊ−Ｖ特性におけるピーク電流密度が高く、かつ、
熱を加えた場合でもピーク電流密度が低下しない化合物
半導体ウエハ及び太陽電池を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、キャリアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導体
層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接合を有する化合
物半導体ウエハにおいて、ｐ+ 型化合物半導体層又はｎ
+ 型化合物半導体層のトンネル接合界面とは反対側の面
にドーパントをδドープするものである。
に本発明は、キャリアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導体
層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接合を有する化合
物半導体ウエハにおいて、ｐ+ 型化合物半導体層又はｎ
+ 型化合物半導体層のトンネル接合界面とは反対側の面
にドーパントをδドープするものである。
【００１５】上記構成に加え本発明は、ｐ+ 型化合物半
導体層にδドープするときはｐ型ドーパントを用い、ｎ
+ 型化合物半導体層にδドープするときはｎ型ドーパン
トを用いるものである。
導体層にδドープするときはｐ型ドーパントを用い、ｎ
+ 型化合物半導体層にδドープするときはｎ型ドーパン
トを用いるものである。
【００１６】上記構成に加え本発明は、化合物半導体が
ＧａＡｓ或いはＡｌx Ｇａ1-x Ａｓであるのが好まし
い。
ＧａＡｓ或いはＡｌx Ｇａ1-x Ａｓであるのが好まし
い。
【００１７】上記構成に加え本発明は、ｐ+ 層のキャリ
アー濃度の範囲が１×１０18ｃｍ-3〜１×１０21ｃｍ-3
であり、ｎ+ 層が５×１０17ｃｍ-3〜８×１０18ｃｍ-3
であり、またｐ+ 層とｎ+ 層の膜厚の範囲がそれぞれ１
０〜１００ｎｍであるのが好ましい。
アー濃度の範囲が１×１０18ｃｍ-3〜１×１０21ｃｍ-3
であり、ｎ+ 層が５×１０17ｃｍ-3〜８×１０18ｃｍ-3
であり、またｐ+ 層とｎ+ 層の膜厚の範囲がそれぞれ１
０〜１００ｎｍであるのが好ましい。
【００１８】また本発明は、キャリアー濃度の高いｐ+
型化合物半導体層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接
合を有する化合物半導体の両面にそれぞれ電極を設けた
太陽電池において、ｐ+ 型化合物半導体層又はｎ+ 型化
合物半導体層のトンネル接合界面とは反対側の面にその
化合物半導体層と同じ導電型のドーパントをδドープし
たものである。
型化合物半導体層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接
合を有する化合物半導体の両面にそれぞれ電極を設けた
太陽電池において、ｐ+ 型化合物半導体層又はｎ+ 型化
合物半導体層のトンネル接合界面とは反対側の面にその
化合物半導体層と同じ導電型のドーパントをδドープし
たものである。
【００１９】上記構成によって、化合物半導体トンネル
接合によれば、ｐ+ ｎ+ 界面と反対側の少なくとも一方
にドーパントをδドープするこにより、δドープした面
に極めて高いキャリアー濃度層が形成され、ピーク電流
密度が大幅に向上する。また熱を加えた場合でも、δド
ープをｐ+ ｎ+ 界面から離れた場所で行なうことで、ド
ーパントの拡散が起こっても高キャリアー濃度層を維持
することができ、熱劣化特性も向上する。
接合によれば、ｐ+ ｎ+ 界面と反対側の少なくとも一方
にドーパントをδドープするこにより、δドープした面
に極めて高いキャリアー濃度層が形成され、ピーク電流
密度が大幅に向上する。また熱を加えた場合でも、δド
ープをｐ+ ｎ+ 界面から離れた場所で行なうことで、ド
ーパントの拡散が起こっても高キャリアー濃度層を維持
することができ、熱劣化特性も向上する。
【００２０】本発明の化合物半導体トンネル接合の化合
物半導体層において、ＡｌX Ｇａ1-X Ａｓ層の場合、ｐ
+ 層のキャリアー濃度とｎ+ 層のキャリアー濃度とをそ
れぞれ１×１０18ｃｍ-3以上、５×１０17ｃｍ-3以上と
することでトンネル効果が現れる。ｐ+ 層の膜厚とｎ+
層の膜厚とをそれぞれ１０ｎｍより厚くすることによっ
て高キャリアー濃度層を維持することができ、かつ、１
００ｎｍより薄くすることによってδドープの効果が得
られ、高いピーク電流密度が得られる。
物半導体層において、ＡｌX Ｇａ1-X Ａｓ層の場合、ｐ
+ 層のキャリアー濃度とｎ+ 層のキャリアー濃度とをそ
れぞれ１×１０18ｃｍ-3以上、５×１０17ｃｍ-3以上と
することでトンネル効果が現れる。ｐ+ 層の膜厚とｎ+
層の膜厚とをそれぞれ１０ｎｍより厚くすることによっ
て高キャリアー濃度層を維持することができ、かつ、１
００ｎｍより薄くすることによってδドープの効果が得
られ、高いピーク電流密度が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２２】図１は、本発明の化合物半導体ウエハの一
実施の形態を示す断面図である。
実施の形態を示す断面図である。
【００２３】この化合物半導体ウエハ１０は、トンネル
接合を含むエピタキシャルウエハ構造を有しており、以
下の化合物半導体層からなる。
接合を含むエピタキシャルウエハ構造を有しており、以
下の化合物半導体層からなる。
【００２４】まずｐ型ＧａＡｓ基板１１の上に、ｐ型Ｇ
ａＡｓ層（以下「ｐ層」という。）１２を成長させ、こ
のｐ層１２の表面にｐ++型のδドープ１３を行なう。そ
の上にｐ+ 型ＧａＡｓ層（以下「ｐ+ 層」という。）１
４とｎ+ 型ＧａＡｓ層（以下「ｎ+ 層」という。）１５
を成長させ、ｎ+ 層１５の表面にｎ++型のδドープ１６
を行なう。さらにその上にｎ型ＧａＡｓ層（以下「ｎ
層」という。）１７を成長させる。これらのＧａＡｓ層
１１，１２，１４，１５は、ＭＯＣＶＤ(Metal-Organic
Chemical Vapour Deposition, 有機金属気相エピタキ
シャル成長) 法により成長させた。ｐ層１２、ｐ+ 層１
４、ｎ+ 層１５及びｎ層１７の厚さは各々０．５μｍ、
２５ｎｍ、２５ｎｍ、１μｍとした。
ａＡｓ層（以下「ｐ層」という。）１２を成長させ、こ
のｐ層１２の表面にｐ++型のδドープ１３を行なう。そ
の上にｐ+ 型ＧａＡｓ層（以下「ｐ+ 層」という。）１
４とｎ+ 型ＧａＡｓ層（以下「ｎ+ 層」という。）１５
を成長させ、ｎ+ 層１５の表面にｎ++型のδドープ１６
を行なう。さらにその上にｎ型ＧａＡｓ層（以下「ｎ
層」という。）１７を成長させる。これらのＧａＡｓ層
１１，１２，１４，１５は、ＭＯＣＶＤ(Metal-Organic
Chemical Vapour Deposition, 有機金属気相エピタキ
シャル成長) 法により成長させた。ｐ層１２、ｐ+ 層１
４、ｎ+ 層１５及びｎ層１７の厚さは各々０．５μｍ、
２５ｎｍ、２５ｎｍ、１μｍとした。
【００２５】ＧａＡｓ層の成長温度は、ｐ+ 層１４が５
００℃であり、それ以外の層１２，１５，１７は６５０
℃である。また、ｐ層１２、ｐ+ 層１４、ｎ+ 層１５及
びｎ層１７のキャリアー濃度はそれぞれ１×１０18ｃｍ
-3、５×１０19ｃｍ-3、８×１０18ｃｍ-3、１×１０18
ｃｍ-3とした。ドーパントはｐ層１２にＺｎ、ｐ+ 層１
４にＣ、ｎ+ 層１５及びｎ層１７にＳｉを使用した。ま
たｐ++型のδドープにはＣを、ｎ++型のδドープにはＳ
ｉを使用した。Ｃによるδドープはｐ層１２の成長後、
温度５００℃の下、ＡｓＨ3 を４．５ｍｏｌ／ｍｉｎ、
ＴＭＧ（トリメチルガリウム，（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ）を
９．０×１０15ｍｏｌ／ｍｉｎの流量とし、Ｖ／III 比
を０．５に下げ約５分間流すことによって行なう。
００℃であり、それ以外の層１２，１５，１７は６５０
℃である。また、ｐ層１２、ｐ+ 層１４、ｎ+ 層１５及
びｎ層１７のキャリアー濃度はそれぞれ１×１０18ｃｍ
-3、５×１０19ｃｍ-3、８×１０18ｃｍ-3、１×１０18
ｃｍ-3とした。ドーパントはｐ層１２にＺｎ、ｐ+ 層１
４にＣ、ｎ+ 層１５及びｎ層１７にＳｉを使用した。ま
たｐ++型のδドープにはＣを、ｎ++型のδドープにはＳ
ｉを使用した。Ｃによるδドープはｐ層１２の成長後、
温度５００℃の下、ＡｓＨ3 を４．５ｍｏｌ／ｍｉｎ、
ＴＭＧ（トリメチルガリウム，（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ）を
９．０×１０15ｍｏｌ／ｍｉｎの流量とし、Ｖ／III 比
を０．５に下げ約５分間流すことによって行なう。
【００２６】一方、Ｓｉのδドープはｎ+ 層１５成長
後、温度６５０℃の下、ＡｓＨ3 を４．５×１０-4ｍｏ
ｌ／ｍｉｎ、Ｓｉ2 Ｈ6 を２．５×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎの流量で１０分間流すことによって行なう。
後、温度６５０℃の下、ＡｓＨ3 を４．５×１０-4ｍｏ
ｌ／ｍｉｎ、Ｓｉ2 Ｈ6 を２．５×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎの流量で１０分間流すことによって行なう。
【００２７】ところで、ｐ型ＧａＡｓ基板１１のサイズ
は約２５ｍｍ×２５ｍｍで、厚さは約３５０μｍであ
る。ｐ型ＧａＡｓ基板１１の下側に設けられたｐ側電極
１８の材料はＡｕＺｎを、ｎ層１７の上側に設けられた
ｎ側電極１９の材料はＡｕＧｅを使用した。ｐ側電極１
８及びｎ側電極１９は、トンネル接合の接合面積が０．
８ｍｍ×０．８ｍｍとなるように形成した。
は約２５ｍｍ×２５ｍｍで、厚さは約３５０μｍであ
る。ｐ型ＧａＡｓ基板１１の下側に設けられたｐ側電極
１８の材料はＡｕＺｎを、ｎ層１７の上側に設けられた
ｎ側電極１９の材料はＡｕＧｅを使用した。ｐ側電極１
８及びｎ側電極１９は、トンネル接合の接合面積が０．
８ｍｍ×０．８ｍｍとなるように形成した。
【００２８】図２には図１に示した化合物半導体ウエハ
に熱処理前後の電流密度（Ｊ）と電圧（Ｖ）との関係を
示すＪ−Ｖ特性図である。
に熱処理前後の電流密度（Ｊ）と電圧（Ｖ）との関係を
示すＪ−Ｖ特性図である。
【００２９】化合物半導体ウエハの熱処理は約７００℃
で２時間行なった。同図において縦軸は電流密度を示
し、横軸は電圧を示す。
で２時間行なった。同図において縦軸は電流密度を示
し、横軸は電圧を示す。
【００３０】成長過程における温度６５０℃×３０分に
対しても、ピーク電流密度として約２５３Ａ／ｃｍ2 が
得られた。また、約７００℃で２時間の熱処理後でもピ
ーク電流密度は、熱処理前（破線で示す）の約半分に低
下しただけであった。
対しても、ピーク電流密度として約２５３Ａ／ｃｍ2 が
得られた。また、約７００℃で２時間の熱処理後でもピ
ーク電流密度は、熱処理前（破線で示す）の約半分に低
下しただけであった。
【００３１】ここで図３に従来のｐ+ ｎ+ 接合構造を有
する化合物半導体ウエハと、本実施の形態による化合物
半導体ウエハとのＪ−Ｖ特性を比較して示す。
する化合物半導体ウエハと、本実施の形態による化合物
半導体ウエハとのＪ−Ｖ特性を比較して示す。
【００３２】従来構造のエピタキシャルウエハの作製
は、上記に示した成長条件の内、δドープは行なわなか
った。また、熱処理の条件も同様とした。同図におい
て、実線が熱処理前で、破線が熱処理後の測定結果であ
る。熱処理前のピーク電流密度は１２ｍＡ／ｃｍ2 と非
常に小さく、さらに熱処理後は１．４ｍＡ／ｃｍ2 と熱
処理前の約１割となった。
は、上記に示した成長条件の内、δドープは行なわなか
った。また、熱処理の条件も同様とした。同図におい
て、実線が熱処理前で、破線が熱処理後の測定結果であ
る。熱処理前のピーク電流密度は１２ｍＡ／ｃｍ2 と非
常に小さく、さらに熱処理後は１．４ｍＡ／ｃｍ2 と熱
処理前の約１割となった。
【００３３】次に最適条件についての根拠を示す。
【００３４】図４に、ｐ+ 層のキャリアー濃度を変化さ
せたときのピーク電流密度の測定結果を示す。同図にお
いて横軸がキャリアー濃度を示し、縦軸がピーク電流密
度を示す。
せたときのピーク電流密度の測定結果を示す。同図にお
いて横軸がキャリアー濃度を示し、縦軸がピーク電流密
度を示す。
【００３５】ｐ+ 層のキャリアー濃度を１×１０17ｃｍ
-3から１×１０21ｃｍ-3の範囲で変化させると、１×１
０18ｃｍ-3以上のキャリアー濃度のとき、ピーク電流密
度が得られた。但し、ｎ+ 層のキャリアー濃度は、８×
１０18ｃｍ-3とした。
-3から１×１０21ｃｍ-3の範囲で変化させると、１×１
０18ｃｍ-3以上のキャリアー濃度のとき、ピーク電流密
度が得られた。但し、ｎ+ 層のキャリアー濃度は、８×
１０18ｃｍ-3とした。
【００３６】同様に図５に、ｎ+ 層のキャリアー濃度を
変化させたときのピーク電流密度の測定結果を示す。ｎ
+ 層のキャリアー濃度を１×１０17ｃｍ-3から８×１０
18ｃｍ-3の範囲で変化させると、５×１０17ｃｍ-3以上
のキャリアー濃度のとき、ピーク電流密度が得られた。
但し、ｐ+ 層のキャリアー濃度は、５×１０19ｃｍ-3と
した。
変化させたときのピーク電流密度の測定結果を示す。ｎ
+ 層のキャリアー濃度を１×１０17ｃｍ-3から８×１０
18ｃｍ-3の範囲で変化させると、５×１０17ｃｍ-3以上
のキャリアー濃度のとき、ピーク電流密度が得られた。
但し、ｐ+ 層のキャリアー濃度は、５×１０19ｃｍ-3と
した。
【００３７】また図６に、ｐ+ 層の膜厚とｎ+ 層の膜厚
とを１０〜５００ｎｍの範囲で変化させたときの、Ｊ−
Ｖ特性におけるピーク電流密度を示す。同図において横
軸はｐ+ 層又はｎ+ 層の膜厚を示し、縦軸はピーク電流
密度を示す。
とを１０〜５００ｎｍの範囲で変化させたときの、Ｊ−
Ｖ特性におけるピーク電流密度を示す。同図において横
軸はｐ+ 層又はｎ+ 層の膜厚を示し、縦軸はピーク電流
密度を示す。
【００３８】ｐ+ 層とｎ+ 層の膜厚が１０〜１００ｎｍ
の範囲で、１００Ａ／ｃｍ2 以上の高いピーク電流密度
を得ることができた。但し、ｐ+ 層のキャリアー濃度と
ｎ+ 層のキャリアー濃度とはそれぞれ、５×１０19ｃｍ
-3、８×１０18ｃｍ-3である。
の範囲で、１００Ａ／ｃｍ2 以上の高いピーク電流密度
を得ることができた。但し、ｐ+ 層のキャリアー濃度と
ｎ+ 層のキャリアー濃度とはそれぞれ、５×１０19ｃｍ
-3、８×１０18ｃｍ-3である。
【００３９】本実施の形態におけるトンネル接合は、ｎ
型化合物半導体基板上に、順に、ｎ+ 型、ｐ+ 型化合物
半導体を成長させてもよい。またトンネル接合は、化合
物半導体としてＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy を使用しても同じ
く適用できる。
型化合物半導体基板上に、順に、ｎ+ 型、ｐ+ 型化合物
半導体を成長させてもよい。またトンネル接合は、化合
物半導体としてＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy を使用しても同じ
く適用できる。
【００４０】太陽電池の上にさらに太陽電池を成長させ
る場合、太陽電池と太陽電池を接続する際に、熱を加え
てもトンネル特性の劣化を抑えることができるので、ピ
ーク電流密度を高くすることができる。従って面積を変
えることなく出力電圧の高い太陽電池を実現することが
できる。
る場合、太陽電池と太陽電池を接続する際に、熱を加え
てもトンネル特性の劣化を抑えることができるので、ピ
ーク電流密度を高くすることができる。従って面積を変
えることなく出力電圧の高い太陽電池を実現することが
できる。
【００４１】以上において、本発明によれば、ｐ層とｐ
＋層の間にｐ型ドーパントをδドープし、ｎ+ 層とｎ層
の間にｎ型ドーパントをδドープすることによって、さ
らに高いキャリアー濃度層を形成することができ、ピー
ク電流密度が大幅に向上する。また熱が加わった場合で
も、δドープをｐ+ ｎ+ 接合界面から離れた場所で行な
うことで、ドーパントの拡散が起こっても高キャリアー
濃度層を維持しやすくなり、ピーク電流密度の低下を抑
制することが可能である。
＋層の間にｐ型ドーパントをδドープし、ｎ+ 層とｎ層
の間にｎ型ドーパントをδドープすることによって、さ
らに高いキャリアー濃度層を形成することができ、ピー
ク電流密度が大幅に向上する。また熱が加わった場合で
も、δドープをｐ+ ｎ+ 接合界面から離れた場所で行な
うことで、ドーパントの拡散が起こっても高キャリアー
濃度層を維持しやすくなり、ピーク電流密度の低下を抑
制することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４３】キャリアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導体
とｎ+ 型化合物半導体のトンネル接合による化合物半導
体ウエハにおいて、ｐ+ ｎ+ 接合界面と反対側の少なく
とも一方の界面にドーパントをδドープすることによ
り、Ｊ−Ｖ特性におけるピーク電流密度が高くなり、か
つ、熱を加えた場合でもピーク電流密度が低下しない化
合物半導体ウエハ及び太陽電池を実現することができ
る。
とｎ+ 型化合物半導体のトンネル接合による化合物半導
体ウエハにおいて、ｐ+ ｎ+ 接合界面と反対側の少なく
とも一方の界面にドーパントをδドープすることによ
り、Ｊ−Ｖ特性におけるピーク電流密度が高くなり、か
つ、熱を加えた場合でもピーク電流密度が低下しない化
合物半導体ウエハ及び太陽電池を実現することができ
る。
【図１】本発明の化合物半導体ウエハの一実施の形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１に示した化合物半導体ウエハに熱処理前後
の電流密度（Ｊ）と電圧（Ｖ）との関係を示すＪ−Ｖ特
性図である。
の電流密度（Ｊ）と電圧（Ｖ）との関係を示すＪ−Ｖ特
性図である。
【図３】従来のｐ+ ｎ+ 接合構造を有する化合物半導体
ウエハと、本実施の形態による化合物半導体ウエハとの
Ｊ−Ｖ特性を比較して示す図である。
ウエハと、本実施の形態による化合物半導体ウエハとの
Ｊ−Ｖ特性を比較して示す図である。
【図４】ｐ+ 層のキャリアー濃度を変化させたときのピ
ーク電流密度の測定結果を示す図である。
ーク電流密度の測定結果を示す図である。
【図５】ｎ+ 層のキャリアー濃度を変化させたときのピ
ーク電流密度の測定結果を示す図である。
ーク電流密度の測定結果を示す図である。
【図６】ｐ+ 層の膜厚とｎ+ 層の膜厚とを１０〜５００
ｎｍの範囲で変化させたときの、Ｊ−Ｖ特性におけるピ
ーク電流密度を示す図である。
ｎｍの範囲で変化させたときの、Ｊ−Ｖ特性におけるピ
ーク電流密度を示す図である。
【図７】化合物半導体ウエハの従来例を示す断面図であ
る。
る。
１０ 化合物半導体ウエハ １１ ｐ型ＧａＡｓ基板 １２ ｐ型ＧａＡｓ層（ｐ層） １３ ｐ++型のδドープ（δドープ） １４ ｐ+ 型ＧａＡｓ層（ｐ+ 層） １５ ｎ+ 型ＧａＡｓ層（ｎ十 層） １６ ｎ++型のδドープ（δドープ） １７ ｎ型ＧａＡｓ層（ｎ層） １８ ｐ側電極 １９ ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−162649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−37060（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 H01L 29/866 H01L 29/88 - 29/885
Claims (5)
- 【請求項１】 キャリアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導
体層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接合を有する化
合物半導体ウエハにおいて、上記ｐ+ 型化合物半導体層
又は上記ｎ+ 型化合物半導体層の上記トンネル接合界面
とは反対側の面にドーパントをδドープすることを特徴
とする化合物半導体ウエハ。 - 【請求項２】 上記ｐ+ 型化合物半導体層にδドープす
るときはｐ型ドーパントを用い、ｎ+ 型化合物半導体層
にδドープするときはｎ型ドーパントを用いる請求項１
記載の化合物半導体ウエハ。 - 【請求項３】 上記化合物半導体がＧａＡｓ或いはＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓである請求項２記載の化合物半導体ウエ
ハ。 - 【請求項４】 上記ｐ+ 層のキャリアー濃度の範囲が１
×１０18ｃｍ-3〜１×１０21ｃｍ-3であり、ｎ+ 層が５
×１０17ｃｍ-3〜８×１０18ｃｍ-3であり、またｐ+ 層
とｎ+ 層の膜厚の範囲がそれぞれ１０〜１００ｎｍであ
る請求項３記載の化合物半導体ウエハ。 - 【請求項５】 キャリアー濃度の高いｐ+ 型化合物半導
体層とｎ+ 型化合物半導体層のトンネル接合を有する化
合物半導体の両面にそれぞれ電極を設けた太陽電池にお
いて、上記ｐ+ 型化合物半導体層又は上記ｎ+ 型化合物
半導体層の上記トンネル接合界面とは反対側の面にその
化合物半導体層と同じ導電型のドーパントをδドープし
たことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23554195A JP3250425B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 化合物半導体ウエハ及び太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23554195A JP3250425B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 化合物半導体ウエハ及び太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982995A JPH0982995A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3250425B2 true JP3250425B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=16987516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23554195A Expired - Fee Related JP3250425B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 化合物半導体ウエハ及び太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250425B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2634820A3 (en) * | 2012-02-29 | 2017-09-06 | The Boeing Company | Solar cell with delta doping layer |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005311151A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Japan Science & Technology Agency | 格子整合トンネルダイオードの製造方法および格子整合トンネルダイオード |
| JP5109230B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2012-12-26 | 凸版印刷株式会社 | 非単結晶太陽電池の製造方法 |
| US9722131B2 (en) * | 2009-03-16 | 2017-08-01 | The Boeing Company | Highly doped layer for tunnel junctions in solar cells |
| CN102881784B (zh) * | 2011-07-14 | 2016-02-03 | 比亚迪股份有限公司 | Cδ掺杂的p型GaN/AlGaN结构、LED外延片结构及制备方法 |
| CN103594540B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-02-03 | 上海空间电源研究所 | 一种含有界面δ掺杂的异质结太阳电池 |
| CN108493284B (zh) * | 2018-05-03 | 2020-03-10 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23554195A patent/JP3250425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2634820A3 (en) * | 2012-02-29 | 2017-09-06 | The Boeing Company | Solar cell with delta doping layer |
| US10944022B2 (en) | 2012-02-29 | 2021-03-09 | The Boeing Company | Solar cell with delta doping layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0982995A (ja) | 1997-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10050166B2 (en) | Silicon heterojunction photovoltaic device with wide band gap emitter | |
| JP4064592B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| US5316593A (en) | Heterojunction solar cell with passivated emitter surface | |
| TWI552371B (zh) | A group III-V compound semiconductor light-receiving element, a method for fabricating a III-V compound semiconductor light-receiving element, a light-receiving element, and an epitaxial wafer | |
| US20120103403A1 (en) | Multi-junction solar cell with dilute nitride sub-cell having graded doping | |
| US4591654A (en) | Solar cells based on indium phosphide | |
| WO1995013626A1 (en) | High efficiency solar cell | |
| JP2010512664A (ja) | 酸化亜鉛多接合光電池及び光電子装置 | |
| US5322573A (en) | InP solar cell with window layer | |
| JP3250425B2 (ja) | 化合物半導体ウエハ及び太陽電池 | |
| JPS63100781A (ja) | 半導体素子 | |
| JP2722761B2 (ja) | ＧａＡｓ系太陽電池 | |
| JPH0964386A (ja) | 多接合太陽電池 | |
| US20120073658A1 (en) | Solar Cell and Method for Fabricating the Same | |
| JP2945647B2 (ja) | 太陽電池 | |
| RU2605839C2 (ru) | Фотоэлектрический преобразователь | |
| JPH08274358A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体太陽電池 | |
| JPH0955522A (ja) | トンネルダイオード | |
| JP3312506B2 (ja) | 化合物半導体ウエハ及び半導体装置 | |
| JPH06163962A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH08204215A (ja) | 直列接続型太陽電池 | |
| JP2001102608A (ja) | 太陽電池およびトンネルダイオード | |
| Choi et al. | P/N InP homojunction solar cells by LPE and MOCVD techniques | |
| CN111276560B (zh) | 砷化镓太阳电池及其制造方法 | |
| JPH08162659A (ja) | 太陽電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071116 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091116 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |