JPS62502089A - 薄型半導体構造 - 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】 薄型半導体構造 発明の背景 この発明は、層形成された半導体構造の製造に関し、特に薄型、軽量ソーラーセ ルの製造に関する。

半導体ソーラーセルは、光エネルギーを使用可能な電圧及び電流に変換するため に利用される。簡単に、代表的な半導体ソーラーセルは、ｎ−タイプ及びｐ−タ イプの透明な半導体材料間の中間面を含む。中間面上に照射される光は、それら の他の方法で本文に加えて一対のホール・エレクトロンを作り出し、且つ、少数 のチャージキャリアが対向する方向の中間面を横切って移動する。これらは、多 数のキャリアの流結果として生じる。有効電流は、前記中間面の何れの側の上の 材料にオーム接触を形成することにより、外部の電気回路で得られる。

半導体ソーラーセルは、半導体材料の広範囲な変化から作り出すことができる。

シリコンセルが最も広く使用されるが、ｐ−タイプ及びｎ−タイプのガリウム砒 化物から製造されるセルは、特に将来有望であるということが見出されていた。

このようなソーラーセルは、高い初期寿命効率と、シリコンソーラーセルと比較 して周囲空間に於ける時間及び温度に伴う低い分解を有する。ガリウム砒化物ソ ーラーセルは特に人目に付くものであり、且つ既に制限された使用を見出してい た。これらの製造のコスト及びソーラーセルの単位領域によるｆｆ１ｆｆｉを減 することができるものであれば、ガリウム砒化物ソーラーセルは、宇宙及び地上 の両者に於いて、増加した将来の適用を見出すであろう、ということが予想され る。

ガリウム砒化物ソーラーセルは、基板上に特定の半導体層をデポジットすること によって製造されるもので、前記セルを満たすために付加的な要素を付加してい る。より明確にす物の層をエピタキシャルにデポジットすることによって製造さ れ、モしてｎ−タイプのガリウム砒化物の層を覆うｐ−タイプのガリウム砒化物 の層がデポジットされる。ガリウムアルミニウム砒化物のＰ÷の層は、チャージ キャリアの表面再結合を制限するために、ｐ−タイプのガリウム砒化物の層の上 にデポジットされる。透明なガラスのカバーは、周囲空間で遭遇するような物理 的接触及び放射線損失から能動半導体要素を保護するために、前記ガリウムアル ミニウム砒化物層の上へ供給される。ｎ−タイプ及びｎ−タイプの層に対する電 気接触は、便利な点で供給される。

結果として生ずるソーラーセルは、前記ソーラーセルの残存している部分と接触 する前記ガリウム砒化物基板を保有するが、前記基板は前記ソーラーセルの動作 の間、本質的でない機能を形成すると共に重量を加える。更に、前記ソーラーセ ル上の基板の保有は新規の使用を要求し、互いのソーラーセルを作成するための 基板を分離し、前記ソーラーセルを作成するコストに十分に付加しており、それ は前記基板は単結晶として成長しなければならないものであり、且つエビタキシ ャルデボジッションのために更に磨かれると共に作成しなければならないからで ある。故に、それは前記基板から基礎ソーラーセルの能動要素を分離することが できる大いに望ましいものであり、前記ソーラーセルの重量を減するため及び前 記基板を供給するために、作成されているその後のソーラーセルに於いて再使用 すべくものである。

多くのアプローチは、製造中、前記基板から分離し得る前記ソーラーセルの能動 部分とによって、変形を処理するために示唆されてきた。１つのアプローチとし て、前記セルのエツジはマスクされ、そして前記基板は絶えず溶解される。この ような処置は重量削減をなし遂げるが、制御することが困難であり、そして、無 論、基板の再使用を許すものではない。

別のアプローチとして、ガリウムアルミニウム砒化物の中間層が、基板とｎ−タ イプのガリウム砒化物の層間にエピタキシャルにデポジットされるということが 示唆されてきた。残存している能動半導体素子は、前述のように、この層の頂部 に製造されており、ｐ＋ガリウムアルミニウム砒化物の頂部層を含んでいる。前 記ソーラーセルの能動素子はマスクされており、ガリウムアルミニウム砒化物の 中間層を離れることで露出する。この層は、前記基板から前記基礎ソーラーセル の能動素子を分離するために絶えず溶解される。この技術は首尾良く使用されて きたが、ガリウムアルミニウム砒化物の２つめ層が約５０マイクロメートルのみ によって分離されることによって、ソーラーセルの主生産に供給するために困難 なものであり、そのため前記ｐ−タイプガリウムアルミニウム砒化物層と接触す る層のマスキングが困難となる。この技術の変化として、アクセスホールはガリ ウムアルミニウム砒化物の中間層と接触するために前記基板を介して上方に穴を 開けてきた。ガリウムアルミニウム砒化物のみ作用する選択的な反応物は、前記 アクセスホールを介して前記中間層に接触されるもので、ガリウムアルミニウム 砒化物の中間層に絶えず溶解するためである。この手順は非常にゆっくりとした ものであり、溶解された材料及び新しい選択的な反応物は、長く、狭いアクセス ホールに沿って拡散しなければならない。

そのうえ、前記アクセスホールの存在は、更なる製造動作に本質的に使用できな い基板を作成し、故にそれは前記アクセスホールが前記基板の表面を貫通する領 域に渡って十分なエビタキシャルデポジッションを達するために困難なものであ る。

これらは、基礎ソーラーセルの能動半導体素子が、製造中デポジットされる前記 素子上の基板から効果的に分離することができることによる技術のための必要を 表す。結果として生じるソーラーセルは、薄型になると共に基板の移動の結果と して重量が軽くなる。好ましくは、前記技術は前記基板を溶解するか、または他 の方法で重要な損失とならないもので、そのため高価な基板は更なるソーラーセ ルを製造するために選択的に再使用される。前記製造方法は、透明なガラスカバ ーの保有及び使用をも許し、そのために前記ソーラーセルは保護すると共に前記 ガラスカバーを保持することによって容易に巧みに扱うことができる。この発明 はこの必要を適え、そして更に関連のある利益を提供する。

発明の摘要 この発明は、ソーラーセルのような薄型、軽量で層形成された半導体構造物を製 造するための方法に属し、前記ソーラーセルを製造するために使用された基板は 、前記ソーラーセルの能動素子から分離される。結果として生じるソーラーセル 構造は、前記基板の重量によって重量が減ぜられる。前記基板は、それが他のソ ーラーセルの成長のために基板として、後で再使用することができるために十分 に損失を受けていないものであり、これによって前記ソーラーセル製造コストを 十分に減じている。結果として生じ乞ソーラーセル自体は、在来的なソーラーセ ルのそれから多少限定した構造であるが、構造的な変形は動作している作業が十 分に減ぜられた結果ではない。更に、在来的なソーラーセルの所望の特徴は保有 されるものであり、必要であれば、保護的なガラスカバーと、ｐ−タイプの半導 体層の表面での再結合を抑制しているｐ＋層を含んでいる。“ この発明に従って、多重素子を有する層形成された半導体構造物の製造方法は、 基板を提供する工程と、前記基板上に選択的に除去可能な層をデポジットする工 程と、前記選択的に除去可能な層上に多重素子を有する層形成された半導体基礎 構造物をデポジットする工程と、サイドマスクを有しない選択的なプロセスによ って前記選択的に除去可能な層を除去し、それによって前記半導体構造物の何れ かの素子を除去することなしに前記基板から前記層形成された半導体基礎構造物 を分離することによって前記層形成された半導体基礎構造物の露出面を作り出す 工程を具備する方法である。更に層は、所望のものであれば、露出面上にデポジ ットすることができる。選択的に除去可能な層の除去は、何れの特定の技術によ ってなし遂げることができるが、選択的な液体反応物による溶解は好ましいもの である。

更に明確に、ソーラーセル構造物を製造する方法は、単結晶基板を提供する工程 と、前記基板上にエピタキシャルに選択的に除去可能な層をデポジットする工程 と、前記選択的に除去可能な層上に前記選択的に除去可能な層から隔たった前記 選択的に除去可能な層に隣接したｐ−タイプの層とｎ−タイプの層を含む能動半 導体ソーラーセルをデポジットする工゛程と、前記半導体ソーラーセルの頂部に 透明なカバーを取付ける工程と、この工程によって前記選択的に除去可能な層に よって前記基板に接合されたソーラーセル基礎構造物を形成する工程と、前記基 板から前記ソーラーセル基礎構造物を分離するために前記選択的に除去可能な層 を除去する工程とを具備する。抑制層は、表面チャージ再結合を抑制するために 前記ソーラーセル基礎構造の露出面上にデポジットすることができる。ｐ−タイ プのガリウム砒化物の層の厚さがおよそ０．５マイクロメートルより厚くないと 、非抑制層が要求される。この発明のソーラーセルは、何れが特定の材料の再結 合を使用することによって製造することができるが、好ましくは前記基板はガリ ウム砒化物であり、選択的に移動可能な層はガリウムアルミニウム砒化物であり 、そして前記カバーはガラスである。

最も好ましい実施例として、薄型ソーラーセル構造物を製造する方法は、単結晶 ガリウム砒化物基板を提供する工程と、前記基板上にエピタキシャルにガリウム アルミニウム砒化物の中間層をデポジットする工程と、前記ガリウムアルミニウ ム砒化物の層上にエピタキシャルにｐ−タイプのガリウム砒化物の層をデポジッ トする工程と、前記ｐ−タイプのガリウム砒化物の層上にエピタキシャルにｎ− タイプのガリウム砒化物の層をデポジットする工程と、前記ｎ−タイプのガリウ ム砒化物の層を覆うガラスカバーを取付ける工程と、この工程によって前記ガリ ウムアルミニウム砒化物の中間層によって前記基板に接合されたソーラーセル基 礎構造物を形成する工程と、前記ガリウムアルミニウム砒化物の中間層を選択的 に抑制する選択的な液体反応物に前記基板に接合された前記ソーラーセル基礎構 造物と接触する工程と、これによって前記基板から前記ソーラーセル基礎構造物 を分離すると共に前記ソーラーセル基礎構造物上で露出された面が離れる工程と を具備する。ｐ−タイプのガリウム砒化物の層の厚さがおよそ０．５マイクロメ ートルより厚いと、ガリウムアルミニウム砒化物のチャージ再結合抑制層は、前 記露出面上にエピタキシャルにデポジットされる。ｐ−タイプガリウム砒化物の 層の厚さがおよそ０．５マイクロメートルより厚くない、例えばおよそ０，５マ イクロメートルより薄いか、または等しいとき、それはチャージ再結合抑制層を 付加するために必要ではない。この好ましい方法として、前記選択的な液体反応 物は、過酸化水素と水酸化アンモニウムとの混合物であり、砒化物に伴って十分 に無反応的であると共にガリウム砒化物がドープされる。

この発明の別の態様に従って、ソーラーセルは、およそ０．５マイクロメートル より厚くない厚さのｐ−タイプのガリウム砒化物の層と、前記ｐ−タイプのガリ ウム砒化物の層と共に能動半導体ソーラーセルを含むｎ−タイプのガリウム砒化 物の前記ｐ−タイプのガリウムの層と接触する非チャージ再結合抑制層を有する 前記能動半導体ソーラーセルと接触するガラスカバーとを具備する。好ましくは 、前記ガラスカバーはｎ−タイプのガリウム砒化物の層と接触する。

この発明は、薄型の半導体構造物、特に薄型で、軽量のソーラーセルの製造の分 野に於いて貴重な利益を提供するということが識別される。高価な基板は次の再 使用のために再生されるもので、これによって処理コストを減じている。前記ソ ーラーセルの重量は前記基板の分離によっても減ぜられるものであり、軌道に乗 るために前記ソーラーセルを輸送するコストを減すると共に、構造物のコストは 周囲重力に於いて前記ソーラーセルを支持するために要求する。結果として生じ るソーラーセルは、在来的なＰオンＮの配置より、むしろＮオンＰの配置となる 。この配置に関する変更は、伜かに減少したソーラーセル効率に起因するが、前 記変更は極めて小さく、且つ実際的でない結果となる。必要であれば、前記製造 の手順はミ在来的なガリウム砒化物ソーラーセルに於いて、透明なガラスカバー の保有及び再結合抑制層の使用を許す。

前記結果として生じるソーラーセルは、在来的なソーラーセルに伴う作業に於い て実質上同一となり、一方十分に減ぜら゛れたコスト及び重量を有している。こ の発明の他の特徴及び利益は、添付の図面に関連して得られる以下のより詳細な 説明から明白になり、それは例によってこの発明の原則を例証する。

図面の簡単な説明 第１図はソーラーセルを作成するための概略的なプロセスのフローチャートで、 各プロセスのステップで得られる構造を例証しており、 第２図は第１図で例証された方法によって作り出されたソーラーセルの側断面図 、 第３図はｐ−タイプガリウム砒化物層がより薄いもので、且つ非抑制層がデポジ ットされる他は第１図で例証された方法によって作り出されるソーラーセルの側 断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 この発明の好ましい実施例に従って、第２図に示される薄型、軽量のガリウム砒 化物ソーラーセル１０は、第１図に概略的に例証される方法によって製造される 。前記ソーラーセルは、ガリウム砒化物単結晶基板１２上に製造されるもので、 それは多くの良好な確立された技術の何れかによって作成することができる。主 に一般に、ガリウム砒化物単結晶は、水平ブリッジマン技術によって作成される 。ソーラーセルの作成に於ける使用のための適当な基板は、凝固された単結晶か ら、およそ２００マイクロメートルの厚さのウェーハを切取ることによって作成 される。前記ウェーハの表面オリエンテーションは、代表的におよそ（１００） （立方ミラー指数表示）となるべく選択される。薄片の手順の間、誘発された粗 悪な損失は、金属組織学的な磨かれた紙状の連続的に細かい格子上のウェーハを 磨くことによって除去され、４１０ダイアモンドペーストで終了している。磨か れたウェーハは、残りの心かれた損失の何れかを除去するため、過酸化水素及び 水酸化アンモニウムの溶解に於いて食刻される。

°ガリウムアルミニウム砒化物の中間層１４は、前記基板１２の作成された面上 にエピタキシャルにデポジットされる。前記ガリウムアルミニウム砒化物の合成 物は、前記層１４が選択的な液体反応物によって選択的に分解されるために選択 されるもので、好ましくは過酸化水素と水酸化アンモニウムとの混合物である。

′塩化水素酸または弗化水素酸は、選択的な液体反応物として使用することもで きる。前記選択的な液体反応物は、前記ソーラーセルの何れか他の素子を実質上 作用または分解をせず、そのため後の処理段階で、前記ガリウムアルミニウム砒 化物中間層１４は前記基板１２を分離するために溶解することができる。ガリウ ムアルミニウム砒化物の層１４の厚さは臨界であるが、溶解方法の反応生成物の 外面に拡散及び選択的な液体反応物の浸透を許すために十分に大きいべきである ・好ましくは、前記ガリウムアルミニウム砒化物Ｃよ、およそＧ　ａ　Ｏ，７Ａ 　Ｌｌ）、３　Ａ　Ｓの合成物で、およそ１０マイクロメートルの厚さを有する 。前記層１４が前記溶解によって遂に除去される限りは、前記ガリウムアルミニ ウム砒化物層１４の電気特性は重要ではない。

例え前記層１４のための好ましい材料がガリウムアルミニウム砒化物であっても 、他の好ましい溶解可能な材料は利用することができる。それが前記基板１２上 にエピタキシャルにデポジットすることができる限りは、ガリウムアルミニウム 砒化物は好ましいものであり、そしてその上にエピタキシャルにデポジットされ たガリウム砒化物層をドープしてもよい。

ガリウム砒化物からガリウムアルミニウム砒化物を溶解するための選択的な液体 反応物手順は、良好に確立される。

ｐ−タイプのガリウム砒化物の層１６は、ガリウムアルミニウム砒化物の層１４ 上にエピタキシャルにデポジットされる。

前記層１６の厚さ及び電気特性は、前記ソーラーセルｌＯの最適の動程を提供す るために選択される。好ましくは、前記層１Ｇのｐ−タイプのガリウム砒化物は 、およそ０．５マイクロメートルまたはそれ未満の厚さで、１立方センチメート ルにつきおよそ１０１８の正味のチャージキャリア濃度を有する。

ｎ−タイプガリウム砒化物の層１８は、ｐ−タイプのガリウム砒化物の層１Ｂの 頂部の上にデポジットされる。前記層１８の厚さ及び電気特性は、前記ソーラー セルの動程を最大に活用するために選択される。前記層１８のｎ−タイプのガリ ウム砒化物は、およそ１０マイクロメートルの厚さで、１立方セン−チメートル につき１０１８の正味のチャージキャリア濃度を好ましく有する。半導体ソーラ ーセル１０の能動素子で、ｎ　−タイプの層１８とｐ−タイプの層ＩＢは、集合 的に能動半導体ソーラーセル１９と称される。

前記層１４、ＩＢ及び１８は周知の技術によってデポジットされるもので、好ま しくは液体フェーズエピタキシャル成長またはペーパーフェーズ金属酸化物気相 成長である。ガリウム砒化物ソーラーセルの液体フェーズエピタキシャル成長は 、ガリウム砒化物で飽和されたガリウム溶解物中に、ガリウム砒化物の基板をち ょっと浸すことによってなし遂げられる。この方法は、密閉され、窒素が一掃さ れたシステムに於いて、７５０℃で前記溶解物で実行される。ペーパーフェーズ 金属酸化物気相成長は、気体形態に於けるトリ・メタルガリウムがアルシンガス と共に混合するとき、平面を得る。前記混合物はガリウム砒化物中で分解するも のであり、且つ低圧縮チャンバに於いて７５０℃でガリウム砒化物基板上にデポ ジットされる。

透明なカバー２０は、前記層１８の上面に取付けられる。透明なカバー２０の厚 さと構成は、前記ソーラーセル１０の電気的動程を最大に活用するために選択さ れる。好ましくは、前記透明なカバー２０は、コーニングガラス（Ｃｏｒｎｌｎ ｇ　Ｇｌａｓｓ　）タイクロメ−ドルの厚さである。透明なカバー２０は、３つ の貴重な機能を実行する。・第１に、前記カバー２０は前記層１Ｂ及び１８に光 を通過させて与える。第２に、前記カバー２０は前記ソーラーセル１０の残存′ している素子を支持する。第３に、前記カバー２０は、周囲空間に於ける物理的 損傷及び放射線から残存している素子を保護する。

前記透明なカバー２０は、透明な接着剤または静電結合によるような何れかの技 １術によって、前記層１８に結束することができる。前記結合波、術は、次の処 理及び使用に於ける葉裂を阻止するために、２００℃のように高い温度で結束の 保有を許可する、というこ、とが好ましい。カルボランシロキサンポリマのよう な高分子ノ重量化合物の高温接着剤は、実施可能となるべく見出されてきた。

前記ｐ−タイプのガリウム砒化物層１Ｂ、ｎ−タイプのガリウム砒化物層１８及 び透明なカバー２０は、集合的にソーラーセル基礎構造物２２と集合的に称され る。前記基礎構造２２は、前記製造手順のこの点で、ガリウムアルミニウム砒化 物の層１４によって前記基板１２に接合される。前記層ＩＢ及び１８に外部の電 気接触が提供されるとき、この構造はソーラーセルとして効果的に作用する。し かしながら、前記基板１２はソーラーセルのような本質的でない機能を実行し、 且つ後のステップは、損われていない次の再使用のために除去される。

前記基板１２は、接合された基礎構造物２２、層１４と、ガリウムアルミニウム 砒化”物層１４を選択的に溶解する選択的な液体反応物に対して基板１２を接触 することによって除去され、これによって前記基板１２から前記ソーラーセル基 礎構造物２２を分離している。ガリウム砒化物技術に伴う使用のために好ましい 選択的な液体反応物は、ｐＨ７より高い、過酸化水素と水酸化アンモニウムとの 混合物である。塩化水素酸または弗化水素酸もまた使用することができる。時間 は前記ソーラーセル１０のサイド寸法に伴って変化する選択的な溶解をなし遂げ るために要求される。それは、サイド寸法に於ける前記ソーラーセル１０より大 きいもので、長期の時間は前記ソーラーセルｌＯの全体の領域に渡って完全な溶 解をなし遂げるため、前記層１４に浸透するために前記液体反応物のための要求 をする。例として、前記層１４の完全、な選択的な溶解は、２時間、前記溶解の 完了で、前記基礎構造物２２は基板１２から分離し、そして前記基板１２は次の 再供給及び再使用のために除去することができる。前記基板１２は選択的な液体 反応物の影響を除去するために洗浄されると共に乾燥されるものであり、且つ前 記表面の視察が何れかの損失を表すと、前述の手法に於いて再度磨かれると共に 再食刻し得る。

前記説明された方法は、サイドマスクが基礎構造物２２の一部の分解を妨げるた めに供給されるべきであるという要求ではない。先のＰオンＮのソーラーセル構 造物として、それはの両者を取付ける。前記基礎構造物２２は、これによって傷 付けられてきた。二者択一は、作用することから第２の層を防止するために前記 構造物のサイド上のマスクを供給するために試みられるためとなる。しかしなが ら、それは前記ソーラーセルｌＯの層の薄い厚さ寸法に払われるべく、正確にサ イドマスクのように供給するために困難となる。ここで、ＮオンＰの製造の使用 は、中間層１４が除去された後、デポジットされるべく　（次に説明されるよう に）ガリウムアルミニウム砒化物のチャージ再結合抑制層を許す。故に、無サイ ドマスクは前記方法に於いて必要なものである。

前記基板１２からの前記基礎構造物２２の分離は基礎構造物露出面２４で離れる が、それはｐ−タイプのガリウム砒化物層１Ｂの底部サイドである。前記基礎構 造物２２の動作は、チャージ再結合が抑制されるものでなければ、以下の技術に よって、露出面２４で、表面チャージ再結合によって逆に影響を及ぼし得る。表 面再結合を防止するため、ｐ＋ガリウムアルミニウム砒化物抑制層２Ｂは、基礎 構造物２２の露出面２４の上にデポジットされる。ｐ＋ガリウムアルミニウム砒 化物層２Ｂは、およそ０．１マイクロメートルの厚さで、１立方センチメートル について、およそ２Ｘ１０１８の正味のチャージキャリア濃度の好ましいもので ある。これらのチャージ濃度及び厚さの値は、前記ソーラーセルの実行を最大に 活用するために選択される。

別の実施例として、能動半導体ソーラーセルのｐ−タイプガリウム砒化物層は、 およそ０．５マイクロメートルより厚くない、非常に薄い層としてデポジットさ れることができる。

ｐ−タイプの層がおよそ０．５またはそれ未満であるとき、無表面チャージ再結 合層が必要であるということが見出されてきた。第３図に例証される実施例に於 いて、それは第２図に示されるものと同様の別の方法であり、ｐ−タイプガリウ ム砒化物層１Ｂは、厚さが０．５マイクロメートルまたはそれ未満であり、そし てそれは抑制層２Ｂを付加するために不必要に見出されてきた。このアプローチ はまた、在来的なＰオンＮのソーラーセルに適用可能なものであり、ｐ−タイプ 層が厚さ０．０５マイクロメートルまたはそれ未満であれば、抑制層は前記ｐ− タイプのガリウム砒化物層の表面に付加され′るべき必要はない。

それぞれ結果として生じる構造物は、「薄型」ソーラーセル１０と称す。ここで 使用されるものとして、前記用語「薄型」は、前記基板１２の除去に払うべく減 ぜられた厚さを有しているソーラーセルを表示するために使用された技術用語で あり、これによって在来的なソーラーセルを識別し、前記基板が保有される。前 記用語「薄型」は、何れの特定の数値に対する・厚さを制限するために意味する ものではない。

薄型ソーラーセル１０は、透明なカバー２０を捕えることによって扱うと共に処 理することができる。二酸化シリコンのような在来的なオーム接触は、前記製造 手順の何れかの特定の段階で、電圧及び電流の流れの産出のために外部接触を提 供するための前記層１６及び１８とは無関係に供給することができる。

ソーラーセルｌＯは、光がｎ−タイプのガリウム砒化物層１８と最初に遭遇する 透明なカバー２０を通過する限りは、この発明の製造技術がＮオンＰの配置であ ることによって作成する、ということが注意される。強度によって、在来的なガ リウム砒化物ソーラーセルはＰオンＮの配置であり、光はｐ−タイプの層と最初 に遭遇する前記透明なカバー２０を通過する。ＰオンＮのソーラーセルの電気動 作特性は、この発明のＮオンＰのソーラーセルのそれらに非常に僅かに優秀なも のであるが、最高の適用として、ソーラーセルの単位重量により電気的出力の改 善、ＮオンＰのソーラーセルの結果が、この好ましい配置を作成する。それは、 前記ＮオンＰのソーラーセルからの基板１２を経済的に除去すると共に再使用す るための能力であり、且つその減ぜられた重量は前記ＰオンＮのソーラーセルに 対して、好ましいＮオンＰのソーラーセルを作成する。

この発明の製造技術によって作り出されるソーラーセルのコスト及び重量の利益 は、現行の製造コスト及び寸法に基づいて見積もることができる。明記された寸 法のソーラーセルを製造するコストが、高価な基板１２が最小限の更新したコス トによって減じることができる限りは、この発明の使用により、およそ３０パー セントだけ減ぜられる、ということが見積もられる。また、この発明のソーラー セルの重量も基板が除去されなＣ）ソーラーセルと比較して重大に減ぜられると いうことが見積もられる。重量の点から見ると、重量はおよそ５０キログラムで 、在来的なガリウム砒化物ソーラーセルが使用されるとき、２８ボルトで５４ア ンペアの電気出力を伴い、それぞれの寸法は２　ｃｍ　Ｘ　４　ｃｍで、１０， ６００のガリウム砒化物ソーラーセルを含み、在来的な大きなソーラーパネルは およそ３メ一トル×３メートルの寸法である。前記パネルの重量は、この製造技 術が使用されるとき、およそ１１キログラムだけ減ぜられる。この重量節約は、 前記ソーラーパネルが地球軌道に輸送されるべきであるとき、輸送コストに於い て大いに重要なものである。

この発明の製造手順は、先の在来的なソーラーセルを越える重要なコスト及び重 量の利益を有するソーラーセルを作り出す。この発明のＮオンＰのソーラーセル のそれに一般に同様の物理的な配置及び作業を有し、そのため透明なカバー２０ はソーラーセルを支持すると共に保護するために使用することができ、且つその ためにｐ＋の抑制層は前記ｐ−タイプのガリウム砒化物層上に表面チャージ再結 合を抑制するため、使用することができる。ＮオンＰのソーラーセルを作り出す コストは、宇宙及び地球上で使用するためのソーラーセルの主生産に於いて、貴 重な要件が重要に減ぜられるものである。

前記ソーラーセルの減ぜられた重量は、軌道中に大きなソーラーアレイを位置す るコストをも減する。例えこの発明の特定の実施例が引例の意図のために詳細に 述べられていても、種々の変形はこの発明の精神と範囲から逸脱することなしに 作成するこ゛とができる。したがって、この発明は付属の請求の範囲だけを除い て限定されるべきものではない。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　丁ＨＥ　ＩＮＴＥＲＮ八Ｔｌ０ＮへＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＵＳ−Ａ−４２５５２０８１０１０３／１１１　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ −４２２フ９４１　１４／１０／ｇｏ　Ｎｏｎｅ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．多重素子を有する層形成された半導体構造物の製造方法で、 基板を提供する工程と、 前記基板上に選択的に除去可能な層をデポジットする工程と、 前記選択的に除去可能な層上に多重素子を有する層形成された半導体基礎構造物 をデポジットする工程と、サイドマスクを有しない選択的なプロセスによって前 記選択的に除去可能な層を除去し、それによって前記半導体構造物の何れかの素 子を除去することなしに前記基板から前記層形成された半導体基礎構造物を分離 することによって前記層形成された半導体基礎構造物の露出面を作り出す工程と を具備する方法。
2. ２．前記除去する工程の後に、 前記露出面上に更に層をデポジットする工程の付加的な工程を含む請求の範囲第 １項記載の方法。
3. ３．前記選択的に除去可能な層は選択的な反応物の溶解によって除去可能であり 、且つ前記選択的なプロセスは前記選択的な反応物に前記選択的に除去可能な層 と接触する工程を含む請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．前記選択的に除去可能な層はガリウムアルミニウム砒化物であり、且つ前記 選択な反応物は過酸化水素と水酸化アンモニウム、塩化水素酸と弗化水素酸との 混合物から成るグループから選択される請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．前記層形成された半導体基礎構造物は前記選択的に除去可能な層から隔たっ た半導体材料と透明なガラスカバーとの少なくとも２つの層を含む請求の範囲第 １項記載の方法。
6. ６．ソーラーセル構造物を製造する方法で、単結晶基板を提供する工程と、 前記基板上にエピタキシャルに選択的に除去可能な層をデポジットする工程と、 前記選択的に除去可能な層上に前記選択的に除去可能な層から隔たった前記選択 的に除去可能な層に隣接したｐ−タイプの層とｎ−タイプの層を含む能動半導体 ソーラーセルをデポジットする工程と、 前記半導体ソーラーセルの頂部に透明なカバーを取付ける工程と、この工程によ って前記選択的に除去可能な層によって前記基板に接合されたソーラーセル基礎 構造物を形成する工程と、 前記基板から前記ソーラーセル基礎構造物を分離するために前記選択的に除去可 能な層を除去する工程とを具備する方法。
7. ７．前記除去する工程の後に、 表面チャージ再結合を抑制するために前記除去する工程に露出された前記ソーラ ーセル基礎構造物の前記面上に抑制層をデポジットする工程の付加的な工程を含 む請求の範囲第６項記載の方法。
8. ８．前記基板はガリウム砒化物である請求の範囲第６項記載の方法。
9. ９．前記選択的に除去可能な層はガリウムアルミニウム砒化物である請求の範囲 第６項記載の方法。
10. １０．前記カバーはガラスである請求の範囲第６項記載の方法。
11. １１．前記除去する工程は前記能動半導体ソーラーセルの何れの素子を溶解しな いが前記選択的に除去可能な層を溶解する選択的な液体反応物に前記ソーラーセ ル基礎構造物と接触する工程を含む請求の範囲第６項記載の方法。
12. １２．前記抑制層はガリウムアルミニウム砒化物である請求の範囲第７項記載の 方法。
13. １３．薄型ソーラーセル構造物を製造する方法で、単結晶ガリウム砒化物基板を 提供する工程と、前記基板上にエピタキシャルにガリウムアルミニウム砒化物の 中間層をデポジットする工程と、前記ガリウムアルミニウム砒化物の層上にエピ タキシャルにｐ−タイプのガリウム砒化物の層をデポジットする工程と、 前記ｐ−タイプのガリウム砒化物の層上にエピタキシャルにｎ−タイプのガリウ ム砒化物の層をデポジットする工程と、 前記ｎ−タイプのガリウム砒化物の層を覆うガラスカバーを取付ける工程と、こ の工程によって前記ガリウムアルミニウム砒化物の中間層によって前記基板に接 合されたソーラーセル基礎構造物を形成する工程と、前記ガリウムアルミニウム 砒化物の中間層を選択的に抑制する選択的な液体反応物に前記基板に接合された 前記ソーラーセル基礎構造物と接触する工程と、これによって前記基板から前記 ソーラーセル基礎構造物を分離すると共に前記ソーラーセル基礎構造物上で露出 された面が離れる工程とを具備する方法。
14. １４．前記ｐ−タイプのガリウム砒化物層はおよそ０．５マイクロメートルの厚 さであり、且つ前記ｎ−タイプのガリウム砒化物層はおよそ１０マイクロメート ルの厚さである請求の範囲第１３項記載の方法。
15. １５．前記選択的な液体反応物は過酸化水素と水酸化アンモニウム、塩化水素酸 と弗化水素酸との混合物から成るグループから選択される請求の範囲第１３項記 載の方法。
16. １６．前記ｐ−タイプのガリウム砒化物の層は厚さおよそ０．５マイクロメート ルより厚くない請求の範囲第１３項記載の方法。
17. １７．およそ０．５マイクロメートルより厚くない厚さのｐ−タイプのガリウム 砒化物の層と、前記ｐ−タイプのガリウム砒化物の暦と共に能動半導体ソーラー セルを含むｎ−タイプのガリウム砒化物の層と、 前記ｐ−タイプのガリウム砒化物の層と接触する非チャージ再結合抑制層を有す る前記能動半導体ソーラーセルと接触するガラスカバーとを具備するソーラーセ ル。
18. １８．前記ガラスカバーは前記ｎ−タイプのガリウム砒化物の層と接触する請求 の範囲第１７項記載のソーラーセル。