JPS6165484A - モノリシツク半導体デバイスと方法のための高オームコンダクタンス接合 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 呟業上の利用分野 本発明はモノリシック半導体デバイスであって、異なる
光１感度を持つサブ−セルの間に高オームコングクタン
ス接合を有するものに関し、更にまた、そのようなデバ
イスを作る方法に関する。

技術的背景 電磁放射のスＲクトルを能率的に電流に変換するために
、１つのｒバイス内に複数（典型的には２つ）の半導体
接合を提供するモノ１）ソックカスケードコンバータ（
ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｃａｓｃａｄｅ　　ｃｏｎ−ｖ
ｅｒｔｅｒ　）と呼ばれる市販のデバイスの発展が試み
られてきた。その１つの接合は低特性電凪エネルプーギ
ャッデを有し、もう一方は高特性電磁エネルプーギャノ
デを有する。これらの接合の各々をサグ−セル（５ｕｂ
−ｓｅｌｌ　）と呼ぶことにする。低及び高エネルギー
プヤッデのエネルギーは、入射電磁ス・くクトルの範囲
を最適化するように選択され、それによって、入射電磁
放射を電気エネルギーに変換する効率を最大にしている
。例えば、２接合ＧａＡｊペースデバイス（ｂａｓ＠ｄ
　ｄｅｖｉｃｅ　）に関する理論的最大効率は、地表で
測定された典型的な太陽スペクトルに対して周囲温度付
近で３５％以上であると計算されていた。

サブ−セルの接続のために多くの複雑な接続手段が提案
された。このように提案された方法の１つは金属相互接
続カスケードセル又はＭＩＣＣ（ｍｅｔａｌ−１ｎｔｅ
ｒ−ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｃａ５ｃａｄｅ　ｃｅｌｌ　
）と呼ばれる。例えばＬｕｄｏｗｉｓｅ　　の論文−Ｈ
４ｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉ　−＠ｎｃｙ　　Ｏｒｇａｎｏｍ
ｅｔａｌｌｉｃ　　Ｖａｐｏｒ　　Ｐｈａｓｅ　　Ｅｐ
ｉｔａｘｙＡｔＧａＡＩＩ／ＧａＡｓ　　Ｍｏｎｏ目ｔ
ｂｉｃ　　Ｃａ５ｃａｄｅ　　５ｏｌａｒ　　Ｇａｌｌ
Ｕｓｉｎｇ　　Ｍｅｔａｌ　　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃ
ｔ＋ｓ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌａｔｔ。

４１（６）　５５０−５５２．１９８２年９月１５日発
行、その他を参照されたい。ＭＩＣＣのような金属被覆
化案には複雑で冗長な処置（光食刻法、エツチング、金
属被覆法）が含まれ、概して連続的に加工処理されたカ
スケードの低い生産高（約１０％）となる。こ・のＭＩ
ＣＣ手段を連続して２つ以上のす！−セルを接続するこ
とに拡張することは、極めて複雑で低い生産処理を伴い
、活動状態のセル領域でのメタルグリッドの影が重大に
増加する。

もう１つの接続の方法は、サブ−セルの間で成長したｒ
ルマニウム相互接続を用いる。Ｇｅの低いバンドギャッ
プは、必要な高オームコングクタンスヲ有するＧ６にお
けるトンネル接合の容易な構造を可能にするといわれる
。例えばＦｒａａｓの論文＝Ａ　Ｓｈｏｒｔｉｎｇ　Ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　Ｍｕ
ｌｔｉ　−ｃｏｌｏｒ　５ｏｌａｒ　Ｃｅ１ｌｓ’　Ｐ
ｒｏｅ、　１５ｔｈ　　ｒＥＦ２ＦｒＰｈｏｔｏｖｏｌ
ｔａｉｃ　５ｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ　、　０ｒｌａｎｄｏ。

Ｆｌａ、　、　Ｍａｙ　１９８１．　ｐｐ、　１３５３
−１３５６を参照されたい。ｒルマニウムトンネル接合
は、その後の高温処理工程の間のドーパント拡散による
劣化に対して弱い。これはＦｒａａｓによるいくつかの
計算によって説明される（　Ｐｒｏｃ、　１３　ｔｈ　
　Ｉ　ＥＥ　　Ｐｂｏｔｏ−ｖｏｌｔａｉｃ　５ｐｅｃ
ｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　、　　１９７
８　。

Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　　、　　　ＤＣ，ｐｐ、　　８
８６−８９１）ｏ　　ｐ　　−ｎ　　　）　　ンネル接
合において、キャリアトンネルが幅Ｗのバリアを貫いて
いる。接合抵抗はＷの変化に極めて敏感であり、例えば
、僅か２０えのＷの増加で抵抗は大きさが−けた増加す
る。例えば、空乏幅１２５（、電気伝導反１０　Ａ／Ｖ
−ｉのトンネル接合（約１００サン（ｓｕｎｓ）集中度
でカスケードの働きを保持するのに十分であシ、トンネ
ル接合による総出力損失は３％以下である）は１４５え
の厚さでＩＡ／Ｖ−ｃｆｆｌの電気伝導度に低下させ、
１６５λの厚さで０．　Ｉ　Ａ／Ｖ−Ｊに低下させる。

１６５（接合けた・だｌサンのもとてカスケードを保持
するだけで、集中状態下での使用には抵抗が大きすぎる
。更に、接合スメアリング（ｇｙ１６ａｒｉｎｇ　）（
例えばドー・マント拡散による）・ばその接合を相互接
続としては役に立たないものにするであろう。あいにく
、この程度の拡散はカスケード成長及び処理状態のもと
で極めて容易に現われる。

高度にドープされ、境界面がはっきりした接合（トンネ
ルダイオード又はパックワードダイオード）を高コンダ
クタンス相互接続として使用することもまた記載された
。例えば、Ｍｉｌｌｅｒ　の論文で−ＧａＡｓ／ＡＡＧ
ｉＡｓ　　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｊｕｎｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　
ＭｕｌｔｉｇａｐＣａｓｃａｄｅ　５ｏｌａｒ　Ｃ＠ｌ
１ｇ、　”　　Ｊ、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　５３（１
）７４４−７４８．　Ｊａｎ、　１９８２及びＢｅｄａ
ｉｒの−ＡｔＧａＡｓ　／ＧａＡｓ　Ｈ４ｇｈ　ＦＪｆ
ｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｃａ５ｃａｄｅ　５ｏｌａｒ　Ｃａ
１ｌｓ’、”Ｐｒｏｃ、　１５　ｔｈ　　Ｉ　ＥＥＩＥ
　　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　５ｐａｅｉａｌｉｓｔ
ｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、　　０ｒｌａｎｄｏ、　　Ｆ
ｌａ、、　Ｍａｙ　１９８１．　ｐｐ２１−２６その他
を参照されたい。このような高度にドープされ、境面が
はつきシした接合は、まだ、カスケード成長状態下で安
定することが示されていなかった。このような接合の利
用が成功するには、高コンダクタンス■−■特性（接合
のどちらかの側のドーピングレベル及び極めて境界がは
つきりしたドーピング概観の退化を意味する）が完全な
カスケードの成長の間、維持されることを必要とする。

も、し相互接続物質のＥｇが上にあるサブ−セルのもの
よシも低いとき、相互接続のトータルの厚さは、下にあ
るサブ−セルに対して予定された放射の３チ以下を吸収
するように極めて薄く（１２５オングストローム以下の
ｎ−型又は１５０オングストローム以下のｐ−型）なけ
ればならない。高コンダクタンス作用の減少は、完全な
カスケードに必要とされる成長状態の間のドー斗ント拡
散によって引き起されるものであるが、実質的に避ける
ことができない。

欠陥トンネルを通る短かい接合に対して超格子を使用し
、従って高コンダクタンス接合を作ることは理論上は記
載されたが、私の知識には能動的に構成されなかった。

例えばＢｌａｋｅｓｌｅｅの米国特許番号第４，２７８
，４７４号その他を参照されたいつ現在まで能動的に接
合を短絡するために超格子を用いて働く原型のデバイス
は存在しなかった。

別の最近のセルの型は、短絡された接合を用い、それは
下方のＳｉセルと上方のＧａＡｓセルとの間の好ましく
ない接合を短絡するために欠陥状態に依存するが真の超
格子を使用することはない。短絡した接合は欠陥トンネ
ルのために機能する。欠−陥は下方セルのＳｉと短絡層
内のＧｏとの間の格子の不整合によって導かれる。いか
なる金属もその接合には使われないＯ（Ｂ、Ｙ、Ｔｓａ
ｕｒ、　　Ｐａｐｅｒ　　す２゜５ｅｓｓｉｏｎ　　４
　Ｂ　、　　１７　ｔｈ　　Ｉ　ｇＥＢ　　Ｐｈｏｔｏ
ｖｏｌｔａｉｃＳｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ、　　０ｒｌａｎｄｏ、　Ｆｌａ、。

Ｍａｙ　　１−４．　１９８４を参照されたい）。

ソーラセル（−５ｏｌａｒ　ｃｅｌｌ　）の性能は通常
次のように定義されたフィルファクター（ｆｉｌｌ　ｆ
ａｃｔｏｒ　）Ｖｏｅ及びＩ＋＋ｃによって記載される
。Ｖｏａは電流がないときの電圧又は開路電圧である。

Ｉｓｃはゼロ電圧又は短絡における電流である。フィル
ファクターは出力特性の“矩形度”及びセル出力にＶｏ
ｃとＩ８ｃのいかなるフラクション（ｆｒａｃｔｉｏｎ
　）が与えられているかの基準である。もしＩｍ及びＶ
ｍが最大出力における電流と電圧であるとすると、フィ
ルファクターはＩｓｃとＶｏｃの積をＩｍとＶｍの積で
割ったものとして定義される。

発明の目的 本発明の目的は、ＭＩＣＣ法と呼ばれるような複雑で冗
長な処理工程なしに多層のソーラセルを形成する実用的
で商業的な方法を提供し、それによって製造時間と費用
を減じ、生産性を改擾することである。

更にもう１つの目的は、カスケード成長状態下で安定で
あるような方法を提供することである。

更に本発明の目的は、使用において他のいかなる方法よ
りもずっと速くかつ安価である方法を提供し、それによ
ってソーラセルの費用を減じることである。

発明の概要 本発明に従って第１のサブ−セルが基板上に形成される
。高オームコンタ゛クタンス物質の薄い層が次に第１の
サブセル上に形成される。“オーム（ｏｈｉｍｉｅ　）
”という語はこの明細書においては真のオームとクワシ
ーオーム（ｑｕａｓｉ−ｏｈｉｍｉｃ　）を含む０（Ｓ
、Ｍ、Ｓｚｅの”　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒＤｅｖｉｃｅｓ＝、　　Ｖｏｌ、Ｉ、
　　ｐ、４１６．　　Ｗ！Ｉｅｙ−１ｎｔｅｒｓｃｒｅ
ｎｃｅ。

ＮＹ、　１９６９．及びＡ、Ｇ、　Ｍｉｌｎｅｓ　ａｎ
ｄ　Ｄ、Ｌ、　Ｆｅｕｃｈｔ。

”　Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｓ　　ａｎｄ　　Ｍ
ｅｔａｌ−ＳｓｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＪｕｎｃｔｉｏ
ｎｓ”’、　　ｐ、２８８．Ａｅａｄ＠ｍｉｃ　　Ｐｒ
ｅｓｓ、　　ＮＹ。

１９７２を参照されたい。）第２のサブ−セルがその後
この接合層の上面に形成される。各サブ−セルは基板に
対して０．５チ以内で格子整合されている。互いに適切
なグレーソング層（ｇｒａｄｉｎｇｌａｙｅｒｓ　）が
基板と下方セルとの間又はサブ−セル間に使用され、各
々のサブ−セルはどちらかの基板に対し、又は互いに格
子整合されてはならない。

もし、サブ−セルの付加が必要とされるときはサブ−セ
ルの各組に対する相互接続として同様の接合層が用いら
れる。全処理工程は各サブ−セルと高オームコンダクタ
ンス物質の層との間の境界面におけるオーム接触の形成
と維持が両立できる。

接着特性のために選ばれた様々な合金とともにインジウ
ム、ガリウム、アルミニウムその他の高オームコンダク
タンス物質の薄い層がデバイス成長の間に７′ノノツト
される。好適実施例において高オームコンダクタンス物
質の層の“ビーディング（ｂｅａａｉａｇ　）”は下方
サグ−セルへの光の透過及び上方サブ−セルへの格子整
合を維持することを改良すると考えられる。“ビーディ
ングという語はここでは極めて薄い層における分離した
核形成センターによって形成されるか、より厚い層にお
ける液体のような表面張力の影響がいくらがある下での
高オームコンダクタンス物質の分離された領域の形成を
意味する。この相互接続層によって作られたモノリシッ
クセルは、電圧付加及び良いフィル７アクターを示す。

単接合デ・９イスと比較して、その後に続いて起る成長
には付加的処理は何もいらない。加えて、相互接続は全
てのカスケード成長に要求される状態のもとで高い相互
接続安定性（高オームコンダクタンス保持）を有するこ
とが立証された。

方法の好適実施例において、デバイスは有機金属気相エ
ピタキシャル成長（ＭＯＣＶＤ　）ｋ用いて形成される
。ＭＯＣＶＤ処理の特徴は装置から酸素が排除されるこ
とを必要とする。それは輸送物質（トリメチルガリウム
、トリメチルガリウムなど）と反応するばかりでなく、
酸素は多くの半導体内で搬送トラップ及び再結合中心と
して振る舞い、デバイスの性能を下げる。故に、例えば
インジウムの酸化物は正しく機能しているＭＯＣＶＤ装
置内ではデノノクトされない。もしインゾウムが空気露
出を含む別の方法によって加えられるならば、インジウ
ムは酸化され相互接続は崩壊される。

本発明の構造はトノネル接合と比べて明らかに異った機
構によって高コンダクタンス接合を作っているう私は本
発明はｐとｎ　９１１１を直接高オームコングクタンス
物質でオーム接続することによって接合を短絡している
と信じる。高オームコンダクタンス物質けｐとｎ半導体
中に比較的短かい距離を合金し、それによって全ての半
導体トンネル接合を破壊するドー・セント拡散はとのオ
ーム短絡を弱めるとは思えない。

本発明はンーラセル製造の技術において大へんな進歩で
ある。それは今までに開示された他のいかなる方法より
も簡単で、実験室の試験によって耐久性が高められ信頼
性があると示された。約５から７の要素による生産の率
における増加は本発明についてはＭＩＣＣ技術を超える
と判断された。

本発明のこれら及びその他の構造的及び操作上の特徴は
添付した参照図面とともに後に記載した詳細な説明から
より明白になるであろう。前記図面は限定する例として
ではなく、好適実施例及び別の態様が図示されている。

好適実施例 Ａ、デバイスの構造 本発明に従って、短絡接合は高オームコンタクタンス物
質中例えばインジウム）の非常に薄い層を所望の高オー
ムコンダクタンス境界面に置いている。本発明の方法に
おいて、高オームコンダクタンス物質のドーピング又は
合金することがそのデポジシヨンの間になされ、それは
オーム接触を改良することが明らかである。替わりにも
し近接したＩ［−Ｖ層におけるドー・やントが十分（で
高い波数率を有するならば、それらは成長の間、高オー
ムコンタクタンス物質中に拡散する高オームコンダクタ
ンス物質の層の意識的な付加的ドーピングは任意である
。２つのｐ又はｎのサブセルを連結するｎ又はｐの相互
連結の例が第１図に図示されている。第１サブセルは上
部ｐ又は１層１２と下部ｎ又は２層１４の接合１０を有
し、基板１６上に形成されている。接合１８、上部ｐ又
は１層２０、下部ｎ又は２層２２及び窓とキャップ層２
４を有する第２サブセルが高オームコンダクタンス物質
３２（例えばインゾウム）の短絡相互接続層によって第
１サブセルに接続されている。半導体がＧａＡｓである
場合、Ｉｎに直接隣接して高くドーグされたＧａＡｇは
Ｉｎ中へのｐ又はｎドー・４ントの拡散を可能にする。

複数の相互接続がここで図示された２つよりもずっと多
くのサブセルを連結することに使用されてもよい。全て
のサブセルは０．５％以内で基板に格子整合されている
。代わりに、もし適切なグレーノング（ｇｒａｄｉｎｇ
　）層が基板と下部セル又はサブセル間で使用されるな
らば、個々のサブセルはどちらかの基板と又は互いに格
子整合されるべきではない。

平均の厚さが１０（から５０（の金属の整合層は特に好
結果であった。しかし、厚さがいくぶん大きいか又は小
さい層は効果がないと信じる理由は何もない。

対照に、モノリシックソーラセルを貫き、金属相互接続
カスケードセルを示す略示、断面として従来技術が第２
図に示されている。接合１０金持ち上部ｐ又は１層１２
と下部ｎ又は２層１４を有する第１サブセルが基板１６
上に示されている。第２サグセルは上部ｐ又は１層２０
と下部ｎ又は２層２２の接合１８を有する。セルの頂上
部は窓及びキャップ層２４である。細い金属化チャネル
２６が窓及びキャップ層２４、第２サブセルの上部層２
０及び下部層２２を貫いて境界面２８まで形成されてい
る。境界面２８の所でチャネル２６の底部２９に金属が
デボノットされる。

第３図には、提案された従来技術の超格子相互作用をも
つソーラセルの略示断面が示されているつ上部ｐ又は１
層１２と下部ｎ又は２層２４を有する接合１０をもつ第
１サブセルが基板１６上に示されている。第２サブセル
は上部ｐ又は１層２０゜下部ｎ又は２層２２、窓及びキ
ャップ層２４をもつ接合１８を有する。超格子３０は第
１及び第２す！セル間に一連の層として示されている。

Ｂ１本発明の構造の利点 これらの図の比較から本発明の金属相互接続構造は他の
構造よりもずっと単純で、従って、製造における時間と
費用の大きな節約という点でより少ない工程しか必要な
いことがわかる。

本発明は大へん融通がきき、［−Ｖ半導体物質システム
は他のシステムに適応できる。他の物質システムの広範
な変化における独特のソーラセルが知られている。これ
らのセルのいくつかは他の類の半導体（Ｉ［ｌＴシステ
ム、Ｉ−［［−ＶＩ、システム等で、ローマ数字は適切
な元素が並べられた周期率表の列を示す）又はこのよう
な類の化合物（例えば、セル内に１つ以上のこのような
類を有するもの）により構成されている。他のセルは他
の型の接合を含む。例えば半導体−金属、有機半導体で
他の有機半導体、無機半導体又は金属と結合したもめ。

本発明の構造はポリ結晶質及びアモルファスセル物質（
単結晶と同様）にも適用できると信じる。この構造は特
にアモルファス−シリコンのセルに適していると思える
。

本発明のデバイスは前文に記載したように、カスケード
ソーラセル又は光電池コンバータ（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔ
ａｉｃ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）における高オームコンダ
クタンス相互接続の応用を扱う。高オームコンダクタン
ス相互接続は、構造において如何なる不要な接合も短絡
させる必要がある他のデバイスにも応用できる。このよ
うな応用はデバイスの適当な性能に対して必要であるか
、ホールの成長に要求される条件下で複雑な多層膜の要
素の選択的試験に有効であシ得た。モノリシックデバイ
スに使用され得るソーラセルのほかに、別のオプトエレ
クトロニクスのサブ−デバイスの例にレーデ−１ＬＥＤ
’！及び光変調器がある。

モジ高オームコンダクタンス物質の層が十分薄ければ、
下に置かれたセルのために予定しておいた重要な比の光
を反射又は吸収することはないであろう。これはサブ−
セルの一連の働きを可能にし、機能的なモノリシックカ
スケード°をもたらす。

相互連結の低い抵抗は、Ｖｏｃ、Ｉｓｃ及びフィルファ
クターのような重要なカスケードノ卆うメータを増す。

Ｃ，デバイスの試験 現在まで重要な相互接続接合に関する１５０以上に類別
された試験構造を作った。これらは絶縁された相互接続
接合、カスケード成長条件下でもたらされた相互接続接
合及び相互接続接合によるＧａＡｓ　　セルとＡｔＧａ
Ａ１セルの組合わせを含む。相互接続の再現可能性は構
造を改善し最も効果的にするように作られた広範囲の様
々な実験条件に亘る概念の成長力を説明する。

プロトタイグの相互接続構造は、ダイオードや単接合セ
ルのためのこれらの実験室で用いられる同じ装置を用い
て同じ条件下で慣例的に試験される。処理、取り扱い又
は時間の経過による何如なる低下も見られなかった。最
後のデバイスを処理するための技術は単一接合セルの処
理に使用されるものと同じであり、それはこれらの実験
室で信頼でき、再現可能であることが証明された。

試験例１（高コンダクタンス層下のセルの性能）ＧａＡ
ｓセルはＧａＡｓ基板上に成長し、Ｉｎ又はＧａの中間
高コンダクタンス層が続き、次に、ＧａＡｓ０高バンド
ギャップ（１，６乃至１．８ｅＶ）層、上部窓、最後に
頂部接点が続く。高コンダクタンス層の後に作られる領
域は、上部セル（例えばＡｔＧ　ａ　Ａｓ　）を作るの
に必要な時間、温度、物質及び条件に近い条件下で作ら
れる。しかし、上部領域に接合はなく、下部領域が唯一
の光活性のある領域である。

Ｉｎ又は他の金属の高コンダクタンス層が下にある８０
０（のＡＡＧａＡｓと上にある８００えのＧａＡ１との
間に挾まれている。全く明白なセルと比べてこれらの試
験において下部領域セルに１０チの内部量子効果の減少
が見られる。この１０％の損失は完全にＧａＡｓの５ｏ
ｏｊの頂部の吸収率に起因すると信じられ、そのため、
Ｉｎ金属層は工程による効果における認められる程の如
何なる損失にも寄与していないと信じられる。この試験
は数回くり返され、同じ結果となった。

試験例２（上側にある金属の性質） 高効率ＧａＡｇセルは単結晶ＧａＡｓセルの頂部の上に
本発明に従って作られた高コンダクタンス層の頂上に慣
例的に作られる。これらのセルは全て高い内部量子効果
、高フォトルミネセンス効果及び鏡のような反射表面を
有し、これらの・４ラメータは全て良いガラスの性質を
示している。セルうノ卆ラメータは、実際、実質的には
同じ工程によって単結晶ＧａＡｓ基板上に直接作られた
比較すべきＧ１Ａｓセルの・ぞラメータとは識別できな
い。Ｉｎ金属とＧａＡｓ半導体の格子定数と結晶構造は
きわめて異っており、連続するＩｎフィルムの頂上部に
高品質単結晶ＧａＡｓを作ることは、もし、不可能では
なくとも極めて困難であると信じられる。

試験例３（異なる・ぐンドギャノデのセル）高コンダク
タンス接合は２つの異なる・シンドギャノノのサブ−セ
ルを連結することに使用された。

下方のサグ−セルはＧａ　ｆ　ｎｋｓ　（・マント９ギ
ヤツノｔ、２ｅＶ）で上方のサブ−セルばＧａＡｓ　（
）ぐ／ト９ヂャッｆ　１．４　ｅＶ）である。電圧付加
は認められ、相互接続接合は成長及び処置の後の減少の
しるしは何も示さなかった。

試験例４（付加的な物質） 本発明に従った接合は、ＧａＡｓ及びＧａＩｎＡｇのよ
うな他の半導体と共にＡｔＧａＡｓのサブ−セルを有す
る試験構造を形成することにも用いられる。

試験例５（反転した極性） 試験は本発明の相互接続を用いてセルにおけるｐ及びｎ
層の次数を反転して行われ、それによって全体の構造の
電極の半転し、同じ成功を得た。

これはまわりの層のデポジションの結果がデバイスの成
功に決定的となる実施に対して重要である。

試験例６（金属の組み合わせ） ガリウムとインジウムのような金属の混合物が薄い層に
結合し、そのどちらかの金属よりも高く伝導する相互接
続を提供するようにきわめて多数の試験が行われた。

試験例７　（Ｄｉｓｔｉｎｃｔ　５ｐｏｔｓ　）電子顕
微鑵の走査の研究φ；、これらのソーラセルにおいて用
いられると同様に半導体物質の上部の上の相互接続に用
いられるインゾウム層の厚さについてなされた。これら
の研究はインゾウムがディステインクトスポット（ｄｉ
ｓｔｉｎｃｔ　５ｐｏｔ　）を形成していることを示し
ている。

Ｄ、デバイスのはたらきの理論 本発明は、上部及び下部サブ−セル双方の低い抵抗のオ
ーム接触によって働き、それゆえ空乏領域及びｐ型物質
がｎ型物質の上に成長するとき普通に起るダイオード効
果を除き又は避けるものと思われる。

相互接続高オームコンダクタンス層はきわめて薄い。高
品質の半導体物質が慣例的にその頂上に作られる。もし
高オームコンダクタンス物質が連続フィルムとしてデポ
ジットされるならば、次のことが認められることが期待
される。

１、連続する薄い（およそ５０″ｋ）高オームコンダク
タンス層は普通高反射率と光吸収能を有するので、高オ
ームコンダクタンス層の下のセルはきわめて少ないイル
ミネーションを受け、不十分な試験になるうしかし、発
明者の試験において、発明者はこれらのセルから良好な
性能を見出している。

２、　高オームコンダクタンス物質の頂上部に成長した
半導体物質は十分に損害を受けることが予想される。そ
の損害は半導体と高オームコンダクタンス層の境界面に
もたらされる多数の格子欠陥によるもので、それは異っ
た結晶構造の高オームコンダクタンス層の頂上部に単結
晶半導体の核を成すことから予想される。しかし、実際
にはこのような広範囲の損失は何も認められなかった。

それ故、高オームコンダクタンス層が小さな゛ビーズ（
ｂｅａｄ＋＋）″としてデポジットされることが要求さ
れ、それは最も薄い層内で共に作られるのではない結晶
核生成中心であるか、又は、より厚い層において金属の
表面張力によって結合される滴状のものでもよい。ガリ
ウム及びインゾウムはどちらも用いられる成長温度にお
いては液体であるが、このことは重要なことではないで
あろう。

金属デー・ゾションの完了で半導体デポゾションが復旧
される。成長の進行は最初は領域内では高オームコンダ
クタンス物質によりて覆われておらず、最後には半導体
が高オームコンダクタンス物質の外側に生いかぶさると
信じられる。単結晶性及び良好な半導体の品質が維持さ
れる。

短絡するだめの相互接続接合を引き起すために、高オー
ムコンダクタンス物質の連続する層を有する必要がある
とは思わない。状況はＭＩＣＣデバイスに使用されるの
と同様で、もしも高オームコンダクタンス領域がキャリ
アに接近できるように十分接近して間隔をあけられてい
るならば、比較的小さい・ぐ−センテーノの接合が物理
的に短絡される必要があるにすき゛ない。高オームコン
ダクタンス層は次のことに従って十分に薄く保たれてい
る。

１、下方のサブ−セルに予定された無視し得る光の吸収
。

２、下方のサブ−セルに予定された無視し得る光の反射
。

３、　高品質物質の上側の成長に干渉しないこと。

高オームコンダクタンス物質によって実際に覆われた接
合のフラクションが低くなればなるほど、上記３つの基
準が満される限シ、高オームコンダクタンス層はますま
す厚く成シ得る。

Ｅ、デバイスの別の実施例 高オームコンダクタンス層は上下にある半導体層とより
良いオーム接触を提供するために、異なる組成の連続す
るサグレーヤ（５ｕｂｌａｙｅｒｓ　）として置いても
よい。異なる物質（又は物質の組合わせ）をインゾウム
の場合と類似した方法、すなわち、追加の欠陥トンネリ
ングをもって又はなしに近接した層のオーム接触による
方法に類似したものを相互接合を短絡するために用いて
もよい。１つの例は近接した半導体層のオーム接触又は
いぐつかの金属又は合金層の連続的デポゾションが可能
な異なる金属又は合金の使用であり、最も低いものは下
方の半導体とオーム接触し、最も上のものは上方の半導
体（金属層が互いにオーム接触している）とオーム接触
する。いくつかの場合、短絡物質は隣接した半導体層と
効果的なオーム接触をするためにド−ノされなければな
らない。ドーデされていないＩｎばｎ−型ＧａＡｓ（Ｉ
ｎのｎ−ドーピングは接触を強めるが）と効果的にオー
ム接触をすることができる。しかし、Ｉｎのｐ−ドーピ
ングは、それ２＞Ｅ　Ｉ）−型ＧａＡｓと効果的に接触
することが必要である。ドープされていないＧａはｐ　
−ＧａＡａ（Ｇａのｐ−ドーピングは接触を強めるが）
と効果　　的にオーム接触をすることができる。しかし
、Ｇａのｎ−ドーピングはそれがｎ−ＧａＡｓと効果的
に接触することが必要である。（１９８１年ニー−ヨー
クのアカデミツク・グラスの刊行で監修者がＲ，Ｋ。

ＷｉｌｌａｒｄｓｏｎとＡ、Ｃ，ＢｅｅｒであるＳａｍ
ｉ　ｃｏｎｄｕｃ　ｔｏｒｓａｎｄ　Ｓｅｍｉｍｅｔａ
ｌｇ　　の第１５巻の第１頁から第３８頁に記載された
Ｂ、Ｌ、　Ｓｈａｒｍａの′″Ｏｈｍｉｃ　Ｃｏｎｔａ
ｅｔｓｔｏ　［−Ｖ　　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　Ｓｅｍ１ｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒｓ’を参照０）このようにして本発明
は、短絡金属としてＧａ又はＩｎのいずれかを使用し、
短絡金属のｎ−ドーピングを用いることで実施される。

もし、なされるべき良好なオーム接触を可能にするため
に隣接した半導体に十分高いドーピングがあるならば、
その相互接続はこの意識的ドーピングなしに働くであろ
う。しかし、金属へのドー・ぞントの意識的追加は、比
較的大きいドーパントのリデーパ（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
）を提供し、それは金属に隣接する所望の高くドープさ
れた領域を作るように半導体中に拡散することができる
。これはいくつかの条件下では半導体をドーピングする
だけよりも、より容易であるかもしれない。相互接続の
ｐ−及びｎ−側の双方で同じ半導体が利用される必はな
い。例えば、相互接続接合はｐ−ＡｔＧａＡｓとｎ−Ｇ
ａＡ＠、又はｐ　−Ａ　Ｚ　ｚ　Ｇ　ａ　１−　ｘ　Ａ
　ｇとｎ−ＡｔｙＧａ　１−ｙ　Ａｓ　（ｘｄ　ｙ　）
を短絡物質に近接して接続することができる。

本発明はＧａＡｓ基板上に成長したＧａＡｓサブ−セル
を包含できる。代わシに、■−ｖ族３成分又は４成分の
半導体をＧａＡｓサブ−セルに代えることができる。例
えばＡｔＧａＡｓ　、、　　Ｇａ１ｎＡｓ、　ＧａＡｓ
Ｐ。

ＡｔＧａＡｓＰ等である。これは類似のカスケードデバ
イスを作るが、全てＧａＡｓ０ものとはいくぶん異った
光学的及び電子工学的特性がある。どのようなカスケー
ドにおいても、全てのサブ−セルが入射光の利用に寄与
するために、サグ−セルは異ったバンドギャッｆ（高い
バンドギャップサブ−セルが真先きに、上部からのイル
ミネーションを受は入れる）であることが必要とされる
。

短絡接合は低いサシ・サブ−セルに予定された光の重大
な量を吸収すべきでないことを注意しておく。もし短絡
接合に利用されている半導体ドー・セントのノ９ンドギ
ャップが直接セルの上にあるバンドギャップに等しいか
又は大きいと、デグラデー７−１ノはない。もし短絡接
合におけるドー・ぐント半導体のバンドギャップが低け
れば、しかしながら、それは短絡接合の層を非常に薄く
保つのに有利であり、その結果、光の少ない量を吸収す
るにすぎない。

代わりの基板の使用、例えばＩｎＡｓ、　ＩｎＰ、　Ｇ
ａＰ等の使用もまた可能である。ソーラセル用の基板の
選択は普通、サブ−セル物質の選択、それらの格子定数
、バンドギャップ、熱安定性等によって影響される。

代わりの実施例において、ｎがｐの上にあるセルがｐが
ｎの上にあるセルの代わりになってもよく、又は、適切
にセルの型を交替する限υ、逆にしてもよい。相互接続
の初期の型はもちろん前記のように適応される。

金属珪素化合物もまたアモルファス・シリコンを使用す
るセルにおいて有効な高オームコンダクタンス物質であ
ると思う。

Ｆ、方法の例 方法の好適実施例において、モノリシックカスケードソ
ーラセルは有機金属気相エピタキシャル成長ニよって作
られ、メタルオルガニック化学気相デポノション（ＭＯ
ＣＶＤ）としても知られている。

ステンレス鋼ガス取扱い装置から成る装置は、クォーツ
リアクター管（ｑｕａｒｔｓ　ｒｅａｅｔｏｒ　ｔｕｂ
ｅ　）に取り付けられる。液体及び固体源（輸送剤）は
前記源と主装置ラインの間に適切な・ぐルプによってガ
ス取扱い装置に取付けられたステンレス鋼又はグラスバ
ブラー（ｇｌａｓ！＋　ｂｕｂｂｌｅｒｓ　　）又はサ
プライマー（ｓｕｂｌｉｍｅｒｓ　）中にある。気体源
は水素によって予め希釈され、前記源と主装置ラインと
の間の適切なパルプによって圧縮されたがスシリンダー
内に供給される。電子質量流量制御装置ががス流を調節
するのに利用される。

典型的なＧａＡｓの基板ウェーハはアセトン、トリーク
ロロエチレン又はイソグロＡノール等の溶剤で溶剤洗浄
され、次に、濃硫酸、３０％の過酸化水素水、及び水か
らなる体積比８：１：１の混合物でエッチされ、次に消
イオン水中でそそがれ、次に、ろ過された窒素流の中で
乾かされる。水はシリコン−カーバイドでコートされた
グラファイトブロック（ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｂｌｏｃｋ
　）上にロード（ｌｏａｄｅｄ　）　　され、クォーツ
リアクター管中に入れられた。その管は閉じられ、３０
分間純粋な水素キャリアーガスで清浄にされる。基板は
次にリアクターの中間のまわりに置かれグラファイトブ
ロックを包むｒｆコイルを介して加熱される。成長温度
はグラファイトブロック内のくぼみに挿入された熱電対
を介し、また、クォーツリアクター管内のフィードスル
ーを介して監視される。キャリアーがス流はパージ（ｐ
ｕｒｇｅ　）及び成長の間８リットル／分の流れに維持
される。基板温度がおよそ２００”Ｃに達すると、ウェ
ーハ上に督よそ１２５−３／分のアルシン（ａｒｓｉｎ
ｅ　）　　流が流れはじめ、アルノンが熱いウェーハ表
面から蒸発することを防ぎ、又、その構造を崩壊させる
ことを防ぐ。

ウェーハは１０分以上かけて８８０℃に加熱され、表面
から酸化物を除去するために２分間８８０℃に保たれる
。ウェーハは次に５分以上かけて成長の開始温度まで冷
される。ＧａＡｌ１は典型的に７３０°Ｃで成長する。

池の物質に関しては、最適の成長温度は６００℃とｓ　
ｏ　ｏ　’ｃとの間にさまざまある。液体又は固体有機
金属源シリング−上の適当な入口及び出口パルプを開き
、対応するバイパスバルブを閉じることによって、有機
金属源蒸気に浸された適当なキャリアガス流が流れ始め
、リアクターに注入される８つがス源は水素内に予め希
釈され、水素混合物がりアクタ−中に注入される。蒸気
はりアクタ−の熱い領域で共同熱分解されて、デポノシ
ョンをもたらす。例えば、亜鉛ド−ノされたＧａｋｓを
デポノットするために、　　トリメチルガリウムの混合
物、ノエチル亜鉛及び水素中のアルシンが混合され、ウ
ェー７１上に流される。

Ｚｎドーピングレベルが５マイクロメ一タ／時でおよそ
６×１０″″４−のこのようなＧａＡｓの成長に対する
典型的なモル比は、トリメチルガリウム１．４ＸＩＯ−
’、アルシン１．４Ｘ１０−’、ノエチル亜鉛ｌＸｌ０
−’　である。１つの特別なりアクタ−において、これ
らのモル比は供給源温度及び、トリメチルガリウム２４
．４　ｃｍ”　７分、供給源−１１°Ｃ：ノエチル徂鉛
２帰３／分、供給源０°Ｃ；アルシン１２２画３／分、
水素中で予め希釈された１０チのアルシンのキャリアが
ス流菫に対応する。

異なる金属の層をデポノットするために、適当な装置の
・ぐルプが開閉され、ガス流は所望の物質組成に従って
調整される。全部の成長率およそ５マイクロメ一タ／時
であり、典型的な成長には数時間必要とされる。成長が
完了した後ウェー・・は水素及びアルシンのもとで冷却
される。アルシン流はウェーハの温度が２００°Ｃに達
したとき止められ、キャリアがス流は室温まで維持され
る。次にリアクターが開かれてウェー７・が取り出され
る。つ本発明で用いられる別の輸送剤は、トリメチルイ
ンノウム（Ｉｎに対する）、トリメチルアルミニウム（
Ａｔに対する）、セレン化水素（Ｓｓに対する）を含む
。１０オングストロームから５０オングストロームの層
の平均厚はインジウムを使用する効果的相互接続を生ず
る。相互連結のインジウムは輸送剤、トリメチルインノ
ウムをアルシン流を妨げている間に反応チヱンーぐに入
れることによってデポノットされる。故にインノウムデ
ポノシ３ンは下にある表面の熱低下を最小にするために
短い時間（３０秒以下）に亘って現われるべきである。

高オームコンダクタンス物質の純度は、相互接続接合が
それらと両立できるように、セルに用いられる半導体物
質のそれに匹敵すべきである。この成長技術において用
いられる輸送剤の典型的純度は９９．９９９ｆｉである
（低い遷移金属レベルに特に関係がある原子吸収測定法
による解析）。

０９本方法の利点 前記の例から本発明に従ってサブ−セルの間に高オーム
コンダクタンス層を形成する方法によるモノリシックソ
ーラセルの形成はより速くかつより単純であり、従って
、ＭＩＣＣ法よりもより確実かつより高い生産方法であ
る。加えて、そのように形成されたデ・９イスは従来技
術のものよシも確実で、厳格でかつ安価である。

ＭＩＣＣ及び処理の間に金属化によって望ましくない接
合を短絡する派生的な形態に関して、処理時間は大きく
減じられる。なぜならばＭＩＣＣ構造に比べて処理は簡
単であり生産はずっと高いからである。本発明は生産の
スケ−ルアフグがはるかにしやすく、性質の再現性を増
すカスケードを提出する。トンネル接合に関して、オー
ム接触はカスケ−１・゛・セルの成長に要求される条件
のもとでより安定性があり、カスケード成長中のドー・
セント拡散又は境界面塗布によって引き起される減少に
対して比較的鈍感である。比較によって、トンネルダイ
オードは比較できる条件のもとて整流ダイオードに下が
り、高い抵抗性の相互接続及び不十分な働きのカスケー
ドをもたらす。欠陥トンネル接合を介して接合を短絡す
るための超格子の概念はまだ物理的に証明されていなく
、接合はまだ整流されている。さらに、高オームコンブ
フタフッ層は本質的に超格子よシも簡単かつ安価である
。

本発明はこれまで記載された好適災施例及び代わりのも
のに限定されず、本発明の保護の範囲から離れることな
く変更態様及び改良がなされ、それらの特徴は添付の特
許請求の範囲に要約されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はモノリシックソーラセルの略示断面図で、本発
明に従った相互接続を示す。 第２図はモノリシックソーラセルの略示断面図で、従来
技術の金属相互接続カスケーＰセルを示す。 第３図はモノリシックソーラセルの略示断面図で、従来
技術の超格子相互接続を示す。 主要符号の説明 １０・・接合 １２．２０・・上部ｐ又は１層 １４．２２・・下部ｎ又はｐ層 １８・・接合 ２４・・・窓とキャップ層 ２６・・・チャネル ２８・・・境界面 ２９・・・底部 ３０・・超格子 ３２・・・高オームコンダクタンス物質特許出願人　　
パリアン・アソシエイツ・インコーホレイテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、異なる放射変換バンドギャップのサブ−デバイスを
   有するモノリシック半導体デバイスであって、 ａ）基板と、 ｂ）該基板上に形成された第１バンドギャップを有する
   下方のサブ−デバイスと、 ｃ）前記下方の基板上に形成された第２バンドギャップ
   を有する上方のサブ−デバイスと、ｄ）前記サブ−デバ
   イスと相互接続する高オームコンダクタンス物質の薄い
   層と、 から成り、該層が前記第１バンドギャツプに合っている
   放射の波長に対して実質的に透明であるところのモノリ
   シック半導体デバイス。 ２、特許請求の範囲第１項に記載されたモノリシック半
   導体デバイスであって、前記下方のサブ−デバイスが前
   記基板と格子整合し、前記上方のサブ−デバイスが前記
   下方のサブ−デバイスと格子整合し、前記高オームコン
   ダクタンス物質の薄い層が、前記上方のサブ−デバイス
   が前記下方のサブ−デバイスに格子整合することを可能
   にするのに十分不連続であるところのデバイス。 ３、特許請求の範囲第１項に記載されたモノリシック半
   導体デバイスであって、 前記高オームコンダクタンス物質の薄い層の平均の厚さ
   が少なくとも１０Åで５０Åよりは大きくないところの
   デバイス。 ４、異なる放射変換バンドギャップの光電子工学サブ−
   デバイスを有するモノリシック半導体デバイスであって
   、 ａ）基板と、 ｂ）該基板上に形成された第１バンドギャップを有する
   下方の光電子工学サブ−デバイスと、ｃ）該下方の光電
   子工学サブ−デバイス上に形成された第２バンドギャツ
   プを有する上方の光電子工学サブ−デバイスと、 ｄ）前記光電子工学サブ−デバイスと相互接続している
   高オームコンダクタンス物質の薄い層と、 から成り、該層が前記第１バンドギャップに合っている
   放射の波長に対して実質的に透明であるところのデバイ
   ス。 ５、特許請求の範囲第４項に記載されたモノリシック半
   導体デバイスであって、 前記下方の光電子工学サブ−デバイスが前記基板と格子
   整合し、前記上方の光電子工学サブ−デバイスが前記下
   方の光電子工学サブ−デバイスと格子整合し、前記高オ
   ームコンダクタンス物質の薄い層が、前記上方の光電子
   工学サブ−デバイスが前記下方の光電子工学サブ−デバ
   イスに格子整合することを可能にするのに十分不連続で
   あるところのデバイス。 ６、特許請求の範囲第４項に記載されたモノリシック半
   導体デバイスであって、 前記高オームコンダクタンス物質の薄い層が実質的に複
   数の金属の連続していないビーズからなるところのデバ
   イス。 ７、特許請求の範囲第６項に記載されたモノリシック半
   導体デバイスであって、 前記高オームコンダクタンス物質の薄い層の平均の厚さ
   が少なくとも１０Åで５０Åよりは大きくないところの
   デバイス。 ８、異なるバンドギャップのサブ−セルを有する半導体
   モノリシックカスケード放射変換ソーラセルであって、 ａ）基板と、 ｂ）該基板上に形成された下方の放射変換半導体ソーラ
   サブ−セルと、 ｃ）該下方の放射変換半導体ソーラサブ−セル上に形成
   された上方の放射変換半導体ソーラサブ−セルと、 ｄ）前記サブ−セルに相互接続する高オームコンダクタ
   ンス物質の薄い層と、 から成り、該層が前記下方のサブ−セルに合つている振
   動数を有する放射の波長に対して実質的に透明であると
   ころの半導体モノリシックカスケード放射変換ソーラセ
   ル。 ９、特許請求の範囲第８項に記載された半導体モノリシ
   ックカスケード放射変換ソーラセルであって、 前記下方の放射変換半導体ソーラサブ−セルが前記基板
   と格子整合し、前記上方の放射変換半導体ソーラサブ−
   セルが前記下方の放射変換半導体ソーラサブ−セルと格
   子整合し、前記高オームコンダクタンス物質の薄い層が
   、前記上方の放射変換半導体ソーラサブ−セルが前記下
   方の放射変換半導体ソーラサブ−セルに格子整合するこ
   とを可能にするのに十分不連続であるところのソーラセ
   ル。 １０、特許請求の範囲第８項に記載された半導体モノリ
   シックカスケード放射変換ソーラセルであって、 前記高オームコンダクタンス物質の層がインジウムから
   成るところのソーラセル。 １１、特許請求の範囲第８項に記載された半導体モノリ
   シックカスケード放射変換ソーラセルであって、 前記高オームコンダクタンス物質の層がガリウムから成
   るところのソーラセル。 １２、特許請求の範囲第８項に記載された半導体モノリ
   シックカスケード放射変換ソーラセルであって、 前記層がアルミニウムから成るところのソーラセル。 １３、特許請求の範囲第８項から第１２項に記載された
   半導体モノリシックカスケード放射変換ソーラセルのい
   ずれでもあって、 前記高オームコンダクタンス物質の薄い層が平均の厚さ
   が少なくとも１０Åで５０Åよりは大きくない金属の複
   数の分離されたビーズからなるところのソーラセル。 １４、異なる放射変換バンドギャップのサブ−デバイス
   を有するモノリシック半導体デバイスであって、 ａ）基板と、 ｂ）該基板上に形成された第１バンドギャップを有する
   下方のサブ−デバイスと、 ｃ）該下方のサブ−デバイス上に形成された第２バンド
   ギャツプを有する上方サブ−デバイスと、 ｄ）前記上方のサブ−デバイスを貫通することなく前記
   上方のサブ−デバイスを前記下方のサブ−デバイスに接
   合することによって形成される空乏層をオーム短絡する
   ための手段と、から成り、該手段が前記下方サブ−デバ
   イスの前記第１バンドギャップと合う振動数をもつ放射
   の波長に対して実質的に透明であるところのモノリシッ
   ク半導体デバイス。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載されたモノリシッ
   ク半導体デバイスであって、 前記下方のサブ−デバイスが前記基板と格子整合し、前
   記上方のサブ−デバイスが前記下方のサブ−デバイスと
   格子整合し、前記オーム短絡のための手段が前記上方サ
   ブ−デバイスの前記下方のサブ−デバイスに対する格子
   整合を分割することを避けるための手段を有するところ
   のデバイス。 １６、特許請求の範囲第１４項又は第１５項に記載され
   たモノリシック半導体デバイスのいずれでもあって、 オーム短絡のための前記手段が少なくとも１０Åで５０
   Åよりも大きくない平均の厚さをもつところのデバイス
   。 １７、異なる放射変換バンドギャップの物質を有する電
   子デバイスであって、 ａ）基板と、 ｂ）該基板上に第１バンドギャップを有する第１物質と
   、 ｃ）第２バンドギャップを有する第２物質と、ｄ）前記
   第１及び第２物質及びサブ−デバイスと相互接続する高
   オームコンダクタンス物質の薄い層と、 から成り、前記層は実質的に前記第１バンドギャップに
   合った放射の波長に対して透明であり、前記薄い層はモ
   ノリシックデバイス中に前記第１及び第２物質を形成す
   るところの電子デバイス。 １８、改良されたモノリシック半導体カスケードデバイ
   スであって、少なくとも第１の半導体フォトセルを基板
   上に形成し、第２の半導体フォトセルを第１の半導体フ
   ォトセル上に形成し、前記第１及び第２のフォトセルが
   相互に及び基板と０．５％以内の格子整合をしており、
   改良点は前記フォトセル間で相互接続する薄い高オーム
   コンダクタンス層であり、前記層は実質的に前記第１の
   フォトセルが敏感な光の波長に対して実質的に透明であ
   るところのモノリシック半導体カスケードデバイス。 １９、特許請求の範囲第１８項に記載された改良された
   モノリシック半導体カスケードデバイスであって、 前記薄い高オームコンダクタンス層の平均の厚さが少な
   くとも１０Åで５０Åより大きくはないところのデバイ
   ス。 ２０、特許請求の範囲第１９項に記載された改良された
   モノリシック半導体カスケードデバイスであって、 前記薄い高オームコンダクタンス層がインジウムから成
   るところのデバイス。 ２１、特許請求の範囲第２０項に記載された改良された
   モノリシック半導体カスケードデバイスであって、 前記薄い高オームコンダクタンス層がガリウムから成る
   ところのデバイス。 ２２、特許請求の範囲第２１項に記載された改良された
   モノリシック半導体カスケードデバイスであって、 前記薄い高オームコンダクタンス層がアルミニウムから
   成るところのデバイス。 ２３、特許請求の範囲第１８項から第２２項に記載され
   た改良されたモノリシック半導体カスケードデバイスの
   いずれでもあって、 前記高オームコンダクタンス物質の薄い層が実質的に複
   数の金属の非接続ビーズから成るところのデバイス。 ２４、異なる放射変換バンドギャツプのサブ−デバイス
   を有するモノリシック半導体デバイスを形成する方法で
   あって、 ａ）基板上に第１サブ−デバイスを形成する工程と、 ｂ）前記第１サブ−デバイスの上に高オームコンダクタ
   ンス物質の薄い相互接続層であつて、前記第１デバイス
   のバンドギャップと一致する振動数を有する放射の波長
   に対して実質的に透明であるところの前記層を形成する
   工程と、 ｃ）前記相互接続層の上に少なくとも１つ以上のサブデ
   バイスを形成する工程、 から成る方法。 ２５、特許請求の範囲第２４項に記載された方法であっ
   て、 全ての形成工程が酸素ベアリング環境にさらすことなく
   連続して行われ完成されるところの方法。 ２６、特許請求の範囲第２５項に記載された方法であっ
   て、 全ての形成工程が有機金属気相エピタキシャル成長によ
   って行われるところの方法。 ２７、異なる放射変換バンドギャップのサブ−セルを有
   するモノリシックカスケードソーラセルを形成する方法
   であって、 ａ）基板上に第１放射変換ソーラサブ−セルを形成する
   工程と、 ｂ）前記第１サブセルの上に高オームコンダクタンス物
   質の薄い相互接続層であって、前記第１サブ−セルのバ
   ンドギャツプと一致する振動数を有する放射の波長に対
   して実質的に透明であるところの前記層を形成する工程
   と、ｃ）前記金属の相互接続層の上に少なくとも１つ以
   上の放射変換ソーラサブ−セルを形成するところの工程
   、 から成る方法。 ２８、特許請求の範囲第２７項に記載された方法であっ
   て、 全ての形成工程が何如なる中間物の環境にさらされるこ
   ともなく連続的に行われるところの方法。 ２９、特許請求の範囲第２８項に記載された方法であっ
   て、 全ての形成工程が有機金属気相エピタキシャル成長によ
   って行われるところの方法。 ３０、特許請求の範囲第２９項に記載された方法であつ
   て、 高オームコンダクタンス物質の相互接続層を形成する前
   記工程が、インジウムから成る金属の相互接続層を形成
   する工程であるところの方法。 ３１、特許請求の範囲第２９項に記載された方法であっ
   て、 高オームコンダクタンス物質の相互接続層を形成する前
   記工程が、ガリウムから成る金属の相互接続層を形成す
   る工程であるところの方法。 ３２、特許請求の範囲第２９項に記載された方法であっ
   て、 高オームコンダクタンス物質の相互接続層を形成する前
   記工程が、アルミニウムから成る金属の相互接続層を形
   成する工程であるところの方法。 ３３、特許請求の範囲第２９項に記載された方法であっ
   て、 高オームコンダクタンス物質の相互接続層を形成する前
   記工程が、実質的に複数の、金属の非接続ビーズの相互
   接続層を形成する工程であるところの方法。 ３４、特許請求の範囲第３３項に記載された方法であっ
   て、 金属のビーズの相互接続層を形成する工程が、インジウ
   ムから成る金属のビーズの相互接続層を形成する工程で
   あるところの方法。 ３５、特許請求の範囲第３３項に記載された方法であっ
   て、 金属のビーズの相互接続層を形成する工程が、ガリウム
   から成る金属のビーズの相互接続層を形成する工程であ
   るところの方法。 ３６、特許請求の範囲第３３項に記載された方法であっ
   て、 金属のビーズの相互接続層を形成する工程が、アルミニ
   ウムから成る金属のビーズの相互接続層を形成する工程
   であるところの方法。 ３７、特許請求の範囲第２４項から第３６項に記載され
   た方法のいずれかに従って作られるデバイス。 ３８、特許請求の範囲第３７項に記載されたデバイスで
   あつて、 前記相互接続層の厚さが少なくとも１０Åで５０Åより
   大きくはないデバイス。