半导体基板、半导体基板的制造方法以及光电变换装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种半导体基板，具备：基底基板；牺牲层，与基底基板进行晶格匹配或者准晶格匹配；第1结晶层，由形成在牺牲层上的SixGe1-x(0≤x＜1)的外延结晶构成；以及第2结晶层，形成在第1结晶层上，由禁带宽比第1结晶层还大的3-5族化合物半导体的外延结晶构成。基底基板例如由单晶GaAs构成。牺牲层例如由InmAlnGa1-m-nAs(0≤m＜1、0＜n≤1、0＜n+m≤1)的外延结晶构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在非专利文献I中记载了化合物半导体太阳能电池。在该文献中作为在3结结构中带隙的组合认为最佳的结构而公开了 InGaP/GaAs/InGaAs (IeV)结构电芯。 非专利文献I :日本平成18年度 平成19年度成果报告书、新能源技术开发太阳光发电系统未来技术研究开发超高效率多结型太阳能电池的研究开发、独立行政法人新能源/エ业技术综合开发机构、平成20年3月
技术实现思路
在多结型太阳能电池中，使构成多结型太阳能电池的各层的材料的带隙的差异最佳化来实现光-电变换效率的提高。但是，为了达成高的变换效率，需要使用长波长侧下的光吸收系数优良的材料、且优选该材料的制造容易。而且，多结型太阳能电池的各层优选是优质的结晶。为了解决上述课题，在本专利技术的第I方式中，提供一种半导体基板，具备基底基板；牺牲层，与基底基板进行晶格匹配或者准晶格匹配；第I结晶层，由形成在牺牲层上的SixGei_x (O < D的外延结晶构成；以及第2结晶层，形成在第I结晶层上，由禁带宽比第I结晶层还大的3-5族化合物半导体的外延结晶构成。基底基板例如由单晶GaAs构成。牺牲层例如由InmAlnGa1^nAs (O 彡 m < O. 2,0. 8 彡 η 彡 1、0· 8 < n+m 彡 I)的外延结晶或者Ina5Ala5P构成。牺牲层优选是由AlnGa1^nAs (O. 8彡η彡I)或者Ina48Ala52P构成。半导体基板也可以还具备由形成在第I结晶层与第2结晶层之间的3-5族化合物半导体的外延结晶构成的中间结晶层。中间结晶层例如与第I结晶层相比禁带宽大、与第2结晶层相比禁带宽小。中间结晶层例如是InyGahAszP^(O彡y < 1、0 < ζ彡I)，第2结晶层例如是 AlwIntGa1ItAsz. P1Y (O ^ w ^ 1、0 < t く 1、0 く w+t ^ 1、0 く z’ ^ I)。该半导体基板也可以在牺牲层上按顺序依次具备第I背面电场层、第I结晶层、第I窗ロ层、第I隧道结层、第2背面电场层、中间结晶层、第2窗ロ层、第2隧道结层、第3背面电场层、第2结晶层、以及第3窗ロ层，第I背面电场层、第2背面电场层、第3背面电场层、第I窗ロ层、第2窗ロ层、以及第3窗ロ层，与第I结晶层、中间结晶层以及第2结晶层中的任意的层相比禁带宽还大。在本专利技术的第2方式中提供一种半导体基板的制造方法，具备在基底基板上形成与基底基板进行晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的エ序；在该牺牲层上外延生长由SixGei_x (O < D构成的第I结晶层的エ序；在该第I结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的エ序；以及在该中间结晶层上外延生长由禁带宽第I结晶层比大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的エ序基底基板例如由单晶GaAs构成。在外延生长牺牲层的エ序中，外延生长由InmAlnGa1^nAs (O ^ m < O. 2>0. 8 ^ n ^ 1、0·8< n+m ^ I)构成的外延结晶层。中间结晶层与第I结晶层相比禁带宽大、与第2结晶层相比禁带宽小。优选是在第I结晶层与中间结晶层之间、以及中间结晶层与第2结晶层之间分别还形成隧道结层。中间结晶层例如是InyGa1VVszPh(O彡y < 1、0 < z彡I)，第2结晶层例如是AlwIntGa 卜w_tAsz’Ph’ (O ^ w ^ l、0<t< 1、0< w+t ^ 1、0 < z，^ I)。该半导体基板的制造方法，也可以具备在牺牲层上形成第I背面电场层的エ序；在该第I背面电场层上形成第I结晶层的エ序；在该第I结晶层上形成第I窗ロ层的エ序；在该第I窗ロ层上形成第I隧道结层的エ序；在该第I隧道结层上形成第2背面电场层的エ序；在第2背面电场层上形成中间结晶层的エ序；在该中间结晶层上形成第2窗ロ层的エ序；在该第2窗ロ层上形成第2隧道结层的エ序；在该第2隧道结层上形成第3背面电场层的エ序；在该第3背面电场层上形成第2结晶层的エ序；以及在该第2结晶层上形成第3窗ロ层的エ序，其中，第I背面电场层、第2背面电场层、第3背面电场层、第I窗ロ层、第2窗ロ层、以及第3窗ロ层，与第I结晶层、中间结晶层以及第2结晶层中的任意的层相比禁带宽还大。在该半导体基板的制造方法中，也可以是外延生长牺牲层的エ序和外延生长第I结晶层的エ序在分别不同的环境内实施、且外延生长第I结晶层的エ序和外延生长中间结晶层的エ序在分别不同的环境内实施。例如，该半导体基板的制造方法在外延生长牺牲层的エ序与外延生长第I结晶层的エ序之间、以及外延生长第I结晶层的エ序与外延生长中间结晶层的エ序之间，还具备将实施各个エ序的反应炉内以从氢、氮以及氩中选择的I种以上的气体来进行置换的エ序、或者对反应炉内进行减压的エ序。在该半导体基板的制造方法中，也可以是外延生长第I结晶层的エ序，与外延生长中间结晶层的エ序和外延生长第2结晶层的エ序，在分别不同的反应炉内实施。在本专利技术的第3方式中，提供一种半导体基板的制造方法，具备在基底基板上形 成与基底基板进行晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的エ序；在牺牲层上外延生长由禁带宽比该牺牲层大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的エ序；在该第2结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的エ序；以及在该中间结晶层上外延生长由SixGeh(O彡X < I)构成的第I结晶层的エ序。在本专利技术的第4方式中，提供ー种光电变换装置的制造方法，具备准备第I方式所述的半导体基板的エ序；在第2结晶层上安装第I支撑体的エ序；以及除去牺牲层来将第I结晶层从基底基板进行分离的エ序。该制造方法也可以还具备在从基底基板分离的第I结晶层的分离面上粘接由金属、塑料以及陶瓷中的任一材料构成的第2支撑体的エ序；以及取下第I支撑体的エ序。第I支撑体是透明的，该制造方法也可以还具备在从基底基板分离的第I结晶层的分离面上粘接由金属、塑料以及陶瓷中的任一材料构成的第2支撑体的エ序。分离的基底基板也可以再利用干与第I方式有关的半导体基板的制造。在本专利技术的第5方式中，提供ー种光电变换装置的制造方法，具有准备第I方式所述的半导体基板，形成电连接于基底基板以及第2结晶层的多个电极的エ序，其中，基底基板是具有P型或者η型的传导型的半导体。附图说明图I表示光电变换装置100的截面。图2表示光电变换装置200的截面。图3表示光电变换装置300的截面。 图4表示光电变换装置400的截面。图5Α表示半导体基板500的截面。 图5Β表示半导体基板500的截面。图6表示光电变换装置200的制造エ序途中的截面。图7表示光电变换装置200的制造エ序途中的截面。图8表不半导体基板600的截面。图9表示光电变换装置200的制造エ序途中的截面。具体实施例方式下面，通过专利技术的实施方式来说明本专利技术。图I表示光电变换装置100的截面。光电变换装置100具有支撑体102、第I结晶层104以及第2结晶层106。第2结晶层106以及第I结晶层104沿着光的入射方向以该顺序配置。第I结晶层104是在离光入射侧最远的区域中形成的底层。第2结晶层106是光最先到达的顶层。光电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.25 JP 2009-2961041.一种半导体基板，具备 基底基板; 牺牲层，与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配； 第I结晶层，由形成在所述牺牲层上的SixGei_x的外延结晶构成，其中O彡X < I ;以及第2结晶层，形成在所述第I结晶层上，由禁带宽比所述第I结晶层还大的3-5族化合物半导体的外延结晶构成。2.根据权利要求I所述的半导体基板， 所述基底基板由单晶GaAs构成。3.根据权利要求2所述的半导体基板， 所述牺牲层由InmAlnGai_m_nAS的外延结晶构成，其中，O≤m < 0. 2,0. 8≤n≤U0. 8< n+m ≤ I o4.根据权利要求I所述的半导体基板， 还具备中间结晶层，该中间结晶层形成在所述第I结晶层与所述第2结晶层之间并且由3-5族化合物半导体的外延结晶构成。5.根据权利要求4所述的半导体基板， 所述中间结晶层与所述第I结晶层相比禁带宽大、与所述第2结晶层相比禁带宽小。6.根据权利要求4所述的半导体基板， 还具有隧道结层，该隧道结层分别形成在所述第I结晶层与所述中间结晶层之间、以及所述中间结晶层与所述第2结晶层之间。7.根据权利要求4所述的半导体基板， 所述中间结晶层是InyGa1VVszPh，其中0 ^ y < UO < z ^ I, 所述第 2 结晶层是 AlwIntGa1HAsz, P1^z.,其中 0 < w く 1、0 < t く 1、0≤ w+t ( I、0 < z，< I。8.根据权利要求4所述的半导体基板， 所述中间结晶层是GaAs， 所述弟2结晶层是Ina 5Ga0 5P。9.根据权利要求4所述的半导体基板， 在所述牺牲层上按顺序依次具备第I背面电场层、所述第I结晶层、第I窗ロ层、第I隧道结层、第2背面电场层、所述中间结晶层、第2窗ロ层、第2隧道结层、第3背面电场层、所述第2结晶层、以及第3窗ロ层， 所述第I背面电场层、所述第2背面电场层、所述第3背面电场层、所述第I窗ロ层、所述第2窗ロ层、以及所述第3窗ロ层，与所述第I结晶层、所述中间结晶层以及所述第2结晶层中的任意的层相比，禁带宽还大。10.一种半导体基板的制造方法，具备 在基底基板上形成与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的エ序； 在所述牺牲层上外延生长由SixGeh构成的第I结晶层的エ序，其中0 < X < I ; 在所述第I结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的エ序；以及在所述中间结晶层上外延生长由禁带宽比所述第I结晶层大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的エ序。11.一种半导体基板的制造方法，具备 在基底基板上形成与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的エ序； 在所述牺牲层上外延生长由禁带宽比所述牺牲层大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的エ序； 在所述第2结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的エ序；以及 在所述中间结晶层上外延生长由SixGeh构成的第I结晶层的エ序，其中O < X < I。12.根据权利要求10所述的半导体基板的制造方法， 所述基底基板由单晶GaAs构成。13.根据权利要求10所述的半导体基板的制造方法， 在外延生长所述牺牲层的エ序中，外延生长由Ir^AlfamAs构成的外延结晶层，其中0 ≤ m < 1.0 < n ≤1、0< n+m ≤ 1。14.根据权利要求13所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦雅彦，山田永，高田朋幸，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：