JPH1081998A

JPH1081998A - インゴット表面の陽極化成方法と、これを用いた薄膜半導体および薄膜太陽電池の製造方法と、陽極化成装置

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Publication number: JPH1081998A
Application number: JP8235463A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inakanaka; 博士田舎中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JP3814886B2

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶性にすぐれた薄膜半導体を、容易、確
実、低コストをもって製造することができ、また、これ
により高効率の薄膜太陽電池を製造できるようにしす
る。【解決手段】半導体結晶インゴット１１を電解溶液１
中に浸漬し、この半導体結晶インゴット１１と、電解溶
液１中に配置した電極との間に通電を行って半導体イン
ゴット１１表面を陽極化成してインゴット１１の表面に
多孔質層を形成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インゴット表面の
陽極化成方法と、これを用いた薄膜半導体および薄膜太
陽電池の製造方法と、陽極化成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池の構成材料としては種々の材料
が検討されているが、資源量が豊富で公害の心配がない
シリコンＳｉが中心であり、世界の太陽電池の生産量も
９０％以上がＳｉ太陽電池である。ところで、太陽電池
の課題は、低コスト、高い光−電気変換効率、高信頼
性、短エネルギー回収年数である。高変換効率、高信頼
性の要求に対しては、単結晶Ｓｉが最も適しているが、
この単結晶Ｓｉは低コスト化に問題がある。そこで、現
在太陽電池、特に高面積の太陽電池においては、薄型多
結晶Ｓｉによる太陽電池や、薄膜アモルファスＳｉによ
る太陽電池の研究、開発が活発に行われている。

【０００３】薄型多結晶Ｓｉ太陽電池は、プラズマなど
を用いた金属級Ｓｉからの精製技術によりＳｉを高純度
化し、キャスト法でインゴットを作製し、マルチワイヤ
ー等の高速スライス技術によってウエハーすなわち薄型
多結晶Ｓｉが作製される。ところが、このような金属級
Ｓｉからのボロンやリンの除去処理や、キャスト法によ
る良質な結晶のインゴットの作製とウエハーの大面積
化、マルチワイヤー等の高速スライス技術は、極めて高
度な技術を要することから、未だ充分安価で良質な薄型
多結晶Ｓｉを製造することができていない。また、この
ようにして作製する薄型多結晶Ｓｉの厚さは、約２００
μｍ程度であってフレキシブル性を有するものではな
い。

【０００４】一方、アモルファスＳｉは、ＣＶＤ（化学
的気相成長）法により樹脂基体面に成膜することができ
るので、充分薄く構成することが可能で、これによりフ
レキシブルな薄膜アモルファスＳｉとして形成すること
ができるが、このアモルファスＳｉは、その光−電気変
換効率が多結晶Ｓｉや、単結晶Ｓｉに比し低いという問
題がある。

【０００５】単結晶Ｓｉは、高変換効率、高信頼性が期
待できる。薄膜単結晶Ｓｉは、集積回路等の製造技術で
あるＳＯＩ（Silicon On Insulator）技術により製作が
可能であるが、生産性が低く、製造コストがかなり高く
なり、太陽電池への適用に問題がある。また、単結晶Ｓ
ｉの作製においては、そのプロセス温度が比較的高いこ
とから、耐熱性の低いプラスチック基体やガラス基体上
に形成することが困難である。このようにプラスチック
基体への単結晶Ｓｉの形成が困難であり、薄膜単結晶Ｓ
ｉの製造は難しい状況にある。

【０００６】また、一般に太陽電池は、平板な半導体基
板によって構成され、またこの太陽電池は、固定された
状態で用いられることから、太陽電池に対する太陽の移
動によって入射角が変化し光の入射光量が変動するとい
う不都合がある。そこで、太陽光の入射光とする太陽電
池においては、太陽の移動方向に関して彎曲した円筒面
に形成されることが起電力の変動を抑制する上で望まし
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、結
晶性にすぐれた薄膜半導体を、容易、確実、低コストを
もって製造することができ、また、これにより高効率の
薄膜太陽電池を製造できるようにしたインゴット表面の
陽極化成方法と、これを用いた薄膜半導体および太陽電
池製造方法と陽極化成装置を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるインゴット
表面の陽極化成方法は、半導体結晶インゴットを電解溶
液中に浸漬し、この半導体結晶インゴットと、電解溶液
中に配置した電極との間に通電を行って半導体インゴッ
ト表面を陽極化成して上記インゴット表面に多孔質層を
形成するものである。

【０００９】また、本発明による薄膜半導体の製造方法
は、半導体結晶インゴットを電解溶液中に浸漬し、この
半導体結晶インゴットと、電解溶液中に配置した電極と
の間に通電を行って半導体インゴット表面を陽極化成し
て上記インゴット表面に多孔質層を形成する多孔質層の
形成工程と、多孔質層の表面に半導体膜を成長させる工
程と、半導体膜を上記多孔質層を介して半導体結晶イン
ゴットから剥離する工程とを採って目的とする薄膜太陽
電池を構成する。

【００１０】更に、本発明による陽極化成装置は、上述
した陽極化成を行うものであって、電解溶液を収容する
陽極化成処理槽と、電解溶液中に浸漬される第１の電極
と、陽極化成がなされる半導体結晶インゴットの少なく
とも一端に装着される第２の電極とを具備する構成を有
する。

【００１１】本発明によれば、半導体インゴット表面を
陽極化成して、多孔質層を形成するものであり、薄膜半
導体、またこの薄膜半導体によって太陽電池を構成する
場合において、この多孔質層上に半導体膜を成長させ、
この半導体膜を多孔質層における破断によってインゴッ
トから剥離するものであるので、薄膜半導体、薄膜太陽
電池は充分薄く形成することができる。また、この陽極
化成によって形成される多孔質層は、その微細孔の形成
部以外は、半導体結晶インゴットの結晶性を保持してい
ることから、これの上に成長させる半導体膜は結晶性に
優れた半導体膜として形成できる。したがって、このよ
うにして半導体膜を剥離して得た薄膜半導体やこれによ
る薄膜太陽電池は、結晶性にすぐれたものとして形成さ
れ、薄膜太陽電池においては、薄膜に形成されたことと
相俟って高い変換効率を有する太陽電池として構成する
ことができる。

【００１２】また、本発明によれば、インゴット表面に
形成した半導体膜によって薄膜半導体あるいは薄膜太陽
電池を構成するので、円筒面状の薄膜半導体あるいは薄
膜太陽電池を構成することができることから、例えば太
陽電池においては、太陽電池に対する太陽の移動方向に
円周方向を沿わせることによって効率良い受光が可能と
なるものである。

【００１３】また、本発明方法によれば、薄膜半導体あ
るいは薄膜太陽電池を充分薄く構成できることから、フ
レキシブルな薄膜半導体あるいは薄膜太陽電池を得るこ
ともできる。

【００１４】また、本発明によれば、大きなエネルギー
を必要とし、高価な半導体インゴットは、陽極化成され
て多孔質層を形成する厚さだけ減少するものであり、薄
膜半導体や薄膜太陽電池は、これの上に形成された半導
体膜によって構成するものであるので、廉価に構成する
ことができる。

【００１５】また、本発明においては、半導体インゴッ
トの状態で用いることから、これを例えばスライスして
ウエファ状とした基板を構成する必要がないことから、
その製造が簡単となり、またコストの低廉化をはかるこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明においては、半導体結晶インゴット、例えばＳｉ
インゴットを電解溶液中に浸漬し、この半導体結晶イン
ゴットと、電解溶液中に配置した電極との間に通電を行
って半導体インゴット周面を陽極化成してインゴット表
面に互いに多孔率（ポロシティ）が異なる２層以上の層
からなる多孔質層を形成する。

【００１７】また、本発明においては、上述したように
して半導体結晶インゴット表面に形成した多孔質層表面
に半導体膜を成長させ、この半導体膜を多孔質層を介し
て半導体結晶インゴットから剥離することによって薄膜
半導体を得る。

【００１８】また、本発明においては、上述したように
して半導体結晶インゴット表面に形成した多孔質層表面
に少なくとも太陽電池の活性層を構成する半導体膜を成
長させ、この半導体膜を多孔質層を介して半導体結晶イ
ンゴットから剥離することによって薄膜太陽電池を得
る。

【００１９】一方、残された半導体結晶インゴットは、
再び上述した薄膜半導体や太陽電池の製造に繰り返して
使用される。このインゴットは、その表面を陽極化成す
ることによって多孔質層を形成して薄膜半導体や太陽電
池の製造に繰り返することから、その直径が減少してい
くが、最終的にその直径が細ったインゴットは、これを
軸方向に沿ってもしくは軸方向を横切る方向、あるいは
両方向にスライスして薄膜半導体や太陽電池の半導体基
板として用いることができる。

【００２０】半導体結晶インゴット表面の多孔質化の陽
極化成は、図１にその一例の斜視図を示し、図２にその
横断面図を示すように、本発明による陽極化成装置によ
って行うことができる。この陽極化成装置は、鎖線で示
した電解溶液１を収容する陽極化成処理槽２と、電解溶
液１中に浸漬される第１の電極３と、陽極化成がなされ
る半導体結晶インゴット１１の少なくとも一端に装着さ
れる第２の電極４とを具備する構成を有する。図１は、
その陽極化成処理槽２の一部を切り欠いた斜視図を示
す。

【００２１】電解溶液１は、例えばフッ化水素ＨＦとエ
タノールＣ₂Ｈ₅ＯＨとを含有する電解溶液、あるいは
フッ化水素ＨＦとメタノールＣＨ₃ＯＨとを含有する電
解溶液が用いられる。

【００２２】インゴット１１は、通常中央部が大径に形
成され、その両端例えば結晶引き上げの上端と終端が小
径部として形成される。また、このように両端に小径部
が存在しない場合は、研削等によって容易に小径部とす
ることができる。

【００２３】第１の電極３は、電解溶液１に対して耐蝕
性を有する例えばＰｔからなり、インゴット１１の大径
部の周囲に配置され、絶縁性を有し電解溶液に対し耐蝕
性を有する支持台５上に配置されて所定の位置に支持さ
れる。支持台５は、インゴット１１の周囲に配置された
第１の電極３の両端において下方から受けるようにする
とか、ほぼ全長にわって下方から受けて支持する例えば
半円筒状とされる。

【００２４】第１の電極３は、例えばそれぞれ半円筒状
をなす上下一対の電極半体３Ａおよび３Ｂによって構成
し、これら電極半体３Ａおよび３Ｂによって取り囲まれ
るようにインゴット１１が配置される。

【００２５】第１の電極３は、例えばメッシュ状に構成
される。この電極３は、例えば図３Ａ₁にその斜視図を
示し、図３Ｂ₁にその側面図を示すように、数十本の半
円弧状の例えばＰｔによる金属すなわち導電性のワイヤ
３ｗを所要の間隔を保持して平行に配列し、図３Ａ₂に
その斜視図を示し、図３Ｂ₂ にその側面図を示すよう
に、各半円弧状のワイヤ３ｗに差し渡って、各ワイヤ３
ｗの各両端と、これら間に等間隔を保持して例えば全体
で５本の連結ワイヤ３ｃをＰｔ接合材料で接合して、ワ
イヤ３ｗを相互に電気的および機械的に連結して半円筒
状の、上下の電極半体３Ａおよび３Ｂを構成する。

【００２６】これら、電極半体３Ａおよび３Ｂに、図３
Ａ₃，Ｂ₃およびＡ₄，Ｂ₄に示すように、それぞれそ
の両端に給電用の同様に電解溶液に対し耐蝕性を有する
Ｐｔよりなる端子ワイヤ３ｔ_Aおよび３ｔ_Bを電気的お
よび機械的にＰｔ接合材料で接合する。電極半体３Ａの
両端の端子ワイヤ３ｔ_Aは、例えば直線的ワイヤによっ
て構成することができ、電極半体３Ｂの端子ワイヤ３ｔ
_Bは、例えば鉤状先端を有するＬ字状に屈曲させたワイ
ヤによって構成し、その鉤状先端において電極半体３Ｂ
の両端の背部にＰｔ接合材料で接合する。

【００２７】尚、上述した例では半円弧状のワイヤ３ｗ
を配列した場合であるが、コイル状ワイヤを用意し、こ
れに連結ワイヤ３ｃを接合して後、軸方向に２分割して
電極半体３Ａおよび３Ｂを構成することもできる。

【００２８】第２の電極４は、インゴット１１の両端に
設けることが好ましい。これら電極４は、電解溶液１と
遮断して配置される。このため、例えば図４にその組み
立て過程の斜視図を示すように、一対の筒状の液密容器
６を用意する。これら液密容器６にはその互いに対向す
る側に中心孔６ｈを有する端面板６ｓを有してなる。

【００２９】また、両液密容器６には、それぞれこれら
と連通する端子導出管７が一体にもしくは取り付けられ
て構成される。また、両液密容器６の下部には、陽極化
成処理槽２の底部に設定される脚部９が一体もしくは取
り付けられて設けられる。

【００３０】両液密容器６の各中心孔６ｈには、それぞ
れ液密封止を行うＯリング７が配置される。このＯリン
グ７は、柔軟性、弾力性および液密性を有し、かつ電解
溶液に対し耐蝕性を有する例えばフッ素ゴム具体的には
カルレッツ（商品名）によって構成する。

【００３１】そして、図４に示すように、導線８が、各
端子導出管７および液密容器６内を通じて液密容器６外
にＯリング７を通じて導出される。これら導線８のＯリ
ング７から導出した端部に、第２の電極４が配置され
る。この電極４は、例えば純粋のカーボンリングによっ
て構成されて、これらリング状電極４が、インゴット１
１の両端に密着嵌合されて、それぞれインゴット１１に
電気的に連結される。このように電極４の装着がなされ
たインゴット１１の両端の肩部を、図５に斜視図を示
し、図６にその一方の液密容器６の配置部の断面図を示
すように、Ｏリング８４に衝合させて、電極４の装着部
を液密容器６内に、電解溶液に対し液密に遮断させるる
ように両液密容器６の相互の位置関係を設定する。この
状態で、両液密容器６間を機械的に連結する。

【００３２】この連結は、図７に示すように、複数、図
示の例では４本の連結棒８１を、各液密容器６の外端面
に設けた取付板１０に、図９ＡおよびＢにその背面図を
示すように、ねじどめビスどめするとか、あるいは図９
Ｃに示すように、連結ワイヤ８２によって、対角位置に
ある連結棒８１の端部を相互に結着することによって、
液密容器６を相互に連結して所定の位置関係、すなわち
液密容器６とインゴット１１がＯリング８４を介して液
密に密着することができるように設定する。

【００３３】あるいは、図１０にその斜視図を示すよう
に、液密容器６の外周に、連結棒８１の外端をそれぞれ
取着し、各連結棒８１間を締付け具８３によって、相互
に連結しかつ締めつけて、両液密容器６が所定の位置関
係、すなわち液密容器６とインゴット１１がＯリング８
４を介して液密に密着することができるように設定す
る。

【００３４】陽極化成処理槽２、支持台５、液密容器
６、その端子導出管７、脚部９、取付板１０、連結棒８
１、連結ワイヤ８２等は、電解溶液１に対し耐蝕性を有
する、具体的には耐フッ酸性の例えば４フッ化エチレン
樹脂（商品名：テフロン）、ダイフロン、ポリエチレ
ン、塩化ビニル等によって構成する。

【００３５】そして、図１１に示すように、陽極化成処
理槽２内に、第１の電極３の支持台５を配置し、これの
上に下部側の半円筒状の電極半体３Ｂを、その端子ワイ
ヤ３ｔ_Bを、槽２外に導出して配置し、この電極半体３
Ｂ内に、両端にそれぞれ液密容器６内において、第２の
電極４が装着された半導体結晶インゴット１１を、半円
筒状の電極半体３Ｂと同軸的に、所要の間隔を保持して
対向させて、脚部９によって陽極化成処理槽２内に設置
する。

【００３６】そして、図１に示すように、電極半体３Ｂ
上に、電極半体３Ａを載置し、両電極半体３Ａおよび３
Ｂによって円筒状の第１の電極３を構成して、この円筒
状の電極３によって半導体結晶インゴット１１の外周を
取り囲む。そして、陽極化成処理槽２内に、電解溶液１
を注入する。この場合、第１の電極３は、電解溶液１内
に浸漬されるが、インゴット１１の両端の第２の電極４
は、液密容器６内に配置されていることによって電解溶
液１から遮断されている。第２の電極４の各給電用の導
線８は、端子導出管７を通じて電解溶液１と接触するこ
となく、槽２外に導出される。

【００３７】この状態で、電解溶液１に浸漬された第１
の電極３および４間に、第１の電極３を負極側とし、第
２の電極４側を正極とする通電を行う。すなわち、第１
の電３の各電極半体３の各端子ワイヤ３ｔ_Aおよび３ｔ
_Bを、通電電源の負極に接続し、第２の電極４の端子導
出の導線８を通電電源の正極に接続する。このようにす
ると、半導体結晶インゴット１１側を陽極側、電極３Ａ
を陰極側とする給電がなされ、これにより、半導体イン
ゴットの電極３側に対向する表面が侵蝕されて多孔質化
する。

【００３８】このようにして、陽極化成処理を行って後
は、通電を停止し、陽極化成処理槽２から、例えばこの
槽２の下部に設けられた排出口（図示せず）から、電解
溶液１を排除し、第１の電極３の上方の電極半体３Ａを
取り外し、インゴット１１を下方の電極半体３Ｂから液
密容器６が配置された状態で持ち上げて取り外す。その
後連結棒８１を取り外して液密容器６をインゴット１１
の軸方向に沿って外方に引き離して抜き取り、第２の電
極４を抜き取る。

【００３９】このようにして、インゴット１１の外周、
すなわち表面に陽極化成によって多孔質化された多孔質
層が形成される。

【００４０】上述した陽極化成装置における第１の電極
３は、電極半体３Ａおよび３Ｂによるメッシュ状構成と
した場合であるが、例えば図１２に分解斜視図を示すよ
うに、それぞれ半円筒面状に彎曲させたＰｔ板によって
構成することもできる。この場合においても、両電極半
体３Ａおよびの両端の頂部に、それぞれ対の端子ワイヤ
３ｔ_Aおよび３ｔ_Bを電気的にＰｔ接合材料で接合す
る。

【００４１】また、この図１２の例においては、半円筒
面状をなすＰｔ板によって電極半体３Ａおよび３Ｂを構
成した場合であるが、この半円筒面状をなすＰｔ板に多
数の透孔、もしくはスリットを穿設することによってメ
ッシュ状構成とすることもできる。

【００４２】また、図１の陽極化成装置においては、イ
ンゴット１１の端部に対する第２の電極４を液密容器６
内に収容した場合であるが、この構成とは逆に、半導体
結晶インゴット１１、電解溶液１、この電解溶液に浸漬
される第１の電極３とが、液密容器内に配置され、この
液密容器外に、半導体結晶インゴット１１の端部に装着
される第２の電極４が配置されて、この電極４が電解溶
液と液密に遮断された構成とすることもできる。図１３
は、この場合の一例の斜視図で、図１４はその縦断面
図、図１５はこれと直交する断面における縦断面図を示
す。

【００４３】この例においては、陽極化成処理槽２が、
液密容器によって構成される。この陽極化成処理槽すな
わち液密容器２は、例えば円筒状とされ、この液密容器
２内には、電解溶液１と、これに浸漬される第１の電極
３と、半導体結晶インゴット１１の陽極化成処理を行う
部分が挿入される。そして半導体結晶インゴットの少な
くとも一端部は液密に、液密容器２外に導出され、この
導出端部に、第２の電極４が装着される。

【００４４】図示の例では、液密容器２の両端の端面板
にそれぞれインゴット１１の両端部が導出される透孔２
ｈが穿設され、これら透孔２ｈの内周にＯリング８４が
装着されてこれらＯリング８４によって、半導体結晶イ
ンゴット１１の両端、すなわち第２の電極４の装着部が
液密に外部に導出されて、電解溶液１と遮断されるよう
になされる。

【００４５】第２の電極４は、前述したと同様に端子導
出がなされる導線８が接続され、純粋のカーボンよりな
る例えばリング状電極によって構成し、これを、インゴ
ット１１の両端に嵌合させて電気的に接続することがで
きる。

【００４６】また、液密容器２は、例えばその軸方向に
関して２分割された第１および第２の部分２Ａおよび２
Ｂのよって構成し、両部分が、液密にＯリング８５を挟
み込んで衝合させ、各衝合面に外周に突設して設けたフ
ランジ部８６Ａおよび８６Ｂ間を、ねじ８９によって締
めつけるとか、あるいは図１６にその要部の断面図を示
すように、フランジ部８６Ａおよび８６Ｂの外周に、締
付け治具８７によって挟み込んで液密に結合することが
できる。

【００４７】第１の電極３は、液密容器２内に配置され
るインゴット１１の周囲に、これと所要の間隔を保持し
て取り囲む円筒状に形成される。図１７Ａ〜Ｄは第１の
電極３の製造方法の一例の工程を示す。先ず図１７Ａに
示すように、電解溶液に耐蝕性を有するＰｔよりなる多
数のリング状の金属すなわち導電性のワイヤ３ｗを用意
し、これらを図１７Ｂに示すように、所要の間隔をもっ
て同軸以上に平行に配列する。図１７Ｃに示すように、
これらリング状のワイヤ３ｗに差し渡って同様に、導電
性を有し電解溶液に耐蝕性を有する例えば６本のＰｔよ
りなる連結ワイヤ３ｃをほぼ等間隔に配列し、各ワイヤ
３ｗに電気的および機械的にＰｔ接合材料で接合して、
各リング状のワイヤ３ｗを相互に電気的および機械的に
連結する。また、このようにしていわばメッシュ状の第
１の電極３を構成する。この電極３の両端には、同様に
電解溶液に耐蝕性を有するＰｔよりなる端子ワイヤ３ｔ
をの一端を電気的にＰｔ接合材料で接合する。

【００４８】図１７で説明した例では、筒状の第１の電
極３を、リング状のワイヤ３ｗを連結して構成した場合
であるが、例えば図１８Ａに示すように、同様に電解溶
液に耐蝕性を有するＰｔよりなるコイル状すなわち螺旋
状の金属すなわち導電性のワイヤ３ｗを用意し、図１８
Ｂに示すように、同様に、導電性を有し電解溶液に耐蝕
性を有する例えば６本のＰｔよりなる連結ワイヤ３ｃを
ほぼ等間隔に配列し、全コイル線素もしくはいくつか置
きのコイル線素に関して電気的および機械的にＰｔ接合
材料で接合して、各リング状のワイヤ３ｗを相互に電気
的および機械的に連結する構成とすることもできる。

【００４９】また、第１の電極３として例えば図１９に
示すように、例えば導電性を有し電解溶液に耐蝕性を有
する例えばＰｔ板をＣ字状に彎曲させて構成し、その両
端に端子ワイヤ３ｔをＰｔ接合材料で接合する構成とす
ることもできる。また、あるいはこのＰｔ板に多数の透
孔もしくはスリットを穿設してメッシュ状構成とするこ
ともできる。

【００５０】そして、液密容器２の例えば第１の部分２
Ａに、電解溶液注入口８８と、電解溶液排出口８９と、
第１の電極３の端子ワイヤを導出する端子導出口９０が
形成される。

【００５１】この場合においても、陽極化成処理槽すな
わち液密容器２は、電解溶液１に対し耐蝕性を有する、
具体的には耐フッ酸性の例えば４フッ化エチレン樹脂
（商品名：テフロン）、ダイフロン、ポリエチレン、塩
化ビニル等によって構成する。

【００５２】また、この場合においても、Ｏリング８４
および８５は、柔軟性、弾力性および液密性を有し、か
つ電解溶液に対し耐蝕性を有する例えばフッ素ゴム具体
的にはカルレッツ（商品名）によって構成する。

【００５３】この図１３で示した装置を用いて陽極化成
処理を行うには、図２０に示すように、陽極化成処理
槽、すなわちこの例では液密容器２の第１および第２の
部分２Ａおよび２Ｂ互いに分離して第１の部分３Ａ内に
その軸方向に沿って第１の電極３を挿入し、図２０にお
いては示されていないが図１３に示すように、端子導出
口９０から、端子ワイヤ３ｔを導出する。そして、この
第１の電極３内に、インゴット１１を、同様に軸方向に
沿って挿入し、インゴット１１の挿入端を、第１の部分
３ＡのＯリング８４が配置された透孔２ｈを貫通させて
インゴット１１の肩部をＯエッチング８４に衝合させ
て、インゴット１１の一端を外部に導出する。

【００５４】次に、図２１に示すように、液密容器２の
第２の部分２Ｂを、その透孔２ｈ内にインゴット１１の
他方の端部を貫通させてインゴット１１の肩部をＯエッ
チング８４に衝合させて、インゴット１１の他端を外部
に導出する。

【００５５】この状態で、第１および第２の部分２Ａお
よび２Ｂを例えば締付けねじ８９によって凹リング８５
を介して、各フランジ部８６Ａおよび８６Ｂを合致させ
て液密的に封止する。

【００５６】そして、図１３および図１４に示すよう
に、陽極化成処理槽、すなわち液密容器２外に導出され
た両端部にそれぞれ第２の電極４を装着し、陽極化成処
理槽すなわち液密容器２内に、電解溶液１を注入する。
この場合、第１の電極３およびインゴット１１の大径部
が電解溶液１内に浸漬されるが、インゴット１１の両端
の第２の電極４の装着部は、液密容器２外に配置されて
いることによって電解溶液１から遮断されている。

【００５７】この状態で、電解溶液１に浸漬された第１
の電極３と電解溶液１と遮断された外部の第２の電極４
間に、第１の電極３を負極側とし、第２の電極４側を正
極とする通電を行う。すなわち、第１の電極３の各電極
半体３の各端子ワイヤ３ｔ_Aおよび３ｔ_Bを、通電電源
の負極に接続し、第２の電極４の端子導出の導線８を通
電電源の正極に接続する。このようにすると、半導体結
晶インゴット１１側を陽極側、電極３Ａを陰極側とする
給電がなされ、これにより、半導体インゴットの大径部
の周面が侵蝕されて多孔質化する。

【００５８】図１３〜図２１で説明した例では、陽極化
成処理槽すなわち液密容器２が、その軸方向に関して分
割する構成とした場合であるが、軸方向に沿って分割す
る構成とすることもできるなど、上述の構成に限られる
ものではなく、種々の構成を採ることができる。

【００５９】上述したように、本発明装置によれば、イ
ンゴット１１の表面の陽極化成を行うことができるが、
これら装置によって、本発明方法における薄膜半導体や
太陽電池の製造過程における電解研磨処理を行うことも
できる。

【００６０】また、陽極化成処理によって、その通電電
流を大としたり、長時間の通電を行った場合等におい
て、インゴット１１から半導体例えばＳｉが剥離してこ
の半導体くずが陽極化成処理槽内に付着する場合があ
る。この付着物の除去は、例えば槽２内にフッ硝酸の混
合液を注入することにより、半導体例えばＳｉのくずを
エッチング除去する。フッ硝酸の混合液は、半導体例え
ばＳｉをエッチングできる混合液例えばフッ酸と硝酸と
純水の混合液、あるいはフッ酸と硝酸と酢酸と純水の混
合液を用いることができる。このようにして半導体例え
ばＳｉの付着物のエッチング除去を行って後は、エッチ
ング液を回収し、装置内を純水で洗浄する。

【００６１】上述の本発明装置によって、半導体結晶イ
ンゴット１１に対する陽極化成を行って、多孔質層の形
成を行うが、この場合、光を遮断した暗所で行う場合
は、この陽極化成の表面の凹凸を小に形成することがで
きる。

【００６２】陽極化成によって形成する多孔質層は、そ
の表面に面して多孔率が低い層を形成し、これと半導体
結晶インゴットとの界面（本明細書において半導体結晶
インゴットの界面とは多孔質化がされない半導体結晶イ
ンゴットに表面を指称する）側に多孔率が高い層を形成
する。

【００６３】また、多孔質層形成工程において、例えば
多孔率が低い表面層と、この表面層と半導体結晶インゴ
ットとの間に形成され多孔率が表面層のそれより高い中
間多孔率層と、この中間多孔率層内もしくはこの中間多
孔率層の下層すなわち半導体結晶インゴットとの界面に
形成され中間多孔率層より高い多孔率を有する高多孔率
層とを形成することができる。

【００６４】多孔質層を形成する陽極化成は、少くとも
電流密度を異にする２段階以上とする。すなわち、少く
とも半導体結晶インゴット表面を低電流密度で陽極化成
する工程と、その後、高電流密度で陽極化成する工程と
を採る。

【００６５】例えば陽極化成において、半導体結晶イン
ゴット表面を低電流密度で陽極化成する工程と、更にこ
の低電流密度よりも少し高い中間低電流密度で陽極化成
する工程と、更にこれより高電流密度で陽極化成する工
程とを採ることができる。

【００６６】また、陽極化成において、その高電流密度
での陽極化成は、高電流密度の通電を間欠的に行うよう
にすることができる。

【００６７】また、多孔質層を形成する陽極化成におけ
る、中間低電流密度での陽極化成において、その電流密
度を漸次大きくすることができる。

【００６８】陽極化成は、フッ化水素とエタノールを含
有する電解溶液中、あるいはフッ化水素とメタノールを
含有する電解溶液中で行うことができる。

【００６９】また、陽極化成工程において、電流密度を
変更するに際して、電解溶液の組成も変更することがで
きる。

【００７０】多孔質層を形成した後は、水素ガス雰囲気
中で加熱することが好ましい。また、多孔質層を形成し
た後の、水素ガス雰囲気中での加熱工程の前に、多孔質
層を熱酸化することが好ましい。

【００７１】半導体結晶インゴットは、単結晶Ｓｉに限
られるものではなく、その製造中になんらかの異常が発
生して不良品となったインゴットを使用することができ
る。また、Ｓｉ以外のＧｅインゴット、ＧａＡｓ等の化
合物半導体インゴットを用いることもできる。しかしな
がら、例えばＳｉ半導体薄膜や、Ｓｉによる太陽電池な
どの製造には、Ｓｉインゴットを用いることが好まし
い。

【００７２】また、このインゴットは、例えばＣＺ(Czo
chralski Method)法、ＭＣＺ(Magnetic field applied
Czochralski Method) 法、ＦＺ(Floating Zone) 法等に
よって形成した円柱状のインゴットを用いることもでき
るし、或る場合は、例えばキャスト法で形成した角柱状
等のインゴットを用いることもできる。

【００７３】また、半導体インゴットは、ｎ型もしくは
ｐ型の不純物がドープされた半導体結晶インゴットある
いは、不純物を含まない半導体結晶インゴットによって
構成することができる。しかし、陽極化成を行う場合
は、ｐ型の不純物が高濃度にドープされた低比抵抗の半
導体結晶インゴットいわゆるｐ⁺Ｓｉ基体を用いること
が望ましい。この半導体結晶インゴットとしてｐ⁺型Ｓ
ｉ基体を用いるときは、ｐ型不純物の例えばボロンＢ
が、約１０¹⁹atoms/cm³程度にドープされ、その抵抗が
０．０１〜０．０２Ωｃｍ程度のＳｉ基板を用いること
が望ましい。そして、このｐ⁺型Ｓｉ基体を陽極化成す
ると、基板表面とほぼ垂直方向に細長く伸びた微細孔が
形成され、結晶性を維持したまま多孔質するため、望ま
しい多孔質層が形成される。

【００７４】このように結晶性を維持したまま多孔質さ
れた多孔質層上に、半導体膜をエピタキシャル成長す
る。この半導体膜は、単層の半導体膜によって構成する
こともできるが、太陽電池を構成する場合等において
は、２層以上の複層半導体膜とすることができる。

【００７５】このように、半導体結晶インゴット上にエ
ピタキシャル成長した半導体膜半導体結晶インゴットか
ら剥離するが、この剥離に先立って半導体膜上に、例え
ばフレキシブル樹脂シート等による支持基板を接合して
この支持基板と半導体膜とを一体化した後、半導体膜を
支持基板と共に、半導体結晶インゴットから、この半導
体結晶インゴットに形成した多孔質層を介して剥離する
ことができる。

【００７６】半導体結晶インゴット表面は、多孔率を異
にする２層以上からなる多孔質層を形成するものである
が、最表面の多孔質層は、その多孔率が比較的小さく緻
密な多孔質層として形成し、この多孔質層上に良好にエ
ピタキシャル半導体膜を成長させることができるように
し、この表面層より内側、すなわち下層側において比較
的多孔率の高い多孔質層を基体面に沿って形成すること
によってこれ自体の高多孔率化による機械的強度の低
下、あるいはこの多孔質層と他との格子定数の相違に基
く歪みによって脆弱化し、この層においてエピタキシャ
ル半導体膜の剥離、すなわち分離を容易に行うことがで
きる。例えば、超音波印加によって分離させることがで
きる程度に弱い多孔質層を形成することも可能となる。

【００７７】多孔質層の表面より内側に形成する多孔率
を大きくした高多孔率層は、その多孔率が大きいほど上
述の剥離が容易になるが、この多孔率が余り大きいと、
上述したエピタキシャル半導体膜の剥離処理前に、剥離
を発生させたり、多孔質層に破損を来すおそれがあるこ
とから、この高多孔率層における多孔率は、４０％以上
７０％以下とすることが好ましい。

【００７８】また、多孔質層に高多孔率層を形成する場
合、その多孔率が大きくなるにつれ歪みが大きくなり、
この歪の影響が多孔質層の表面層にまで大きく及ぶと、
表面層に亀裂を発生させるおそれが生じてくる。また、
このように多孔質層の表面にまで歪の影響が生じると、
これの上にエピタキシャル成長させる半導体膜に結晶欠
陥を発生させる。そこで、多孔質層には、その多孔率が
高い層と多孔率の低い表面層との間に、歪みを緩和する
バッファ層として、表面層よりは多孔率が高く、かつ高
多孔率層に比しては多孔率が低い中間多孔率を有する中
間多孔率層を形成する。このようにすることにより、高
多孔率層の多孔率を、上述のエピタキシャル半導体膜の
剥離を確実に行うことができる程度に大きくし、しかも
結晶性にすぐれたエピタキシャル半導体膜の形成を可能
にする。

【００７９】多孔質層は、陽極化成における条件の選定
により、その構造が変化するものであり、これによって
これの上に形成する前述したエピタキシャル半導体膜の
結晶性および剥離性が変化する。

【００８０】多孔質層は、多孔率を異にする２層以上の
層から形成でき、この場合、陽極化成処理において、電
流密度が異なる２段階以上の多段階陽極化成法を採用す
る。具体的には、表面に多孔率が低いすなわち口径の小
さい微細孔による比較的緻密な低多孔率の多孔質層を作
製するため、まず、低電流密度で第１陽極化成を施す。
多孔質層の膜厚は時間に比例するので、所望する膜厚に
なるような時間で陽極化成を行う。その後、かなり高い
電流密度で第２陽極化成を行えば、最初に形成された低
多孔率の多孔質層の下側に多孔率の大きい高多孔率の多
孔層が形成される。すなわち、少くとも多孔率の低い低
多孔率質層と、多孔率の高い高多孔率層を有する多孔質
層が形成される。

【００８１】そして、この場合、低多孔率の多孔質層
と、高多孔率の多孔質層との界面付近には、両者の格子
定数の違いにより大きな歪みが生じる。この歪みがある
値以上になると、多孔質層は２つに分離する。したがっ
て、この歪みによる分離あるいは、多孔率による機械的
強度の低下による分離が生じるか、生じないかという境
界条件付近の陽極化成条件で多孔質層を形成すれば、こ
の多孔質層上にエピタキシャル成長された半導体膜は、
この多孔質層を介して容易に分離することができる。

【００８２】この場合の、低電流密度の第１陽極化成
は、例えば０．０１〜０．０２Ωｃｍのｐ型シリコン単
結晶基体を用い、ＨＦ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１（ＨＦが
４９％溶液で、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨが９５％溶液における体積
比：以下同様）のとき、０．５〜１０ｍＡ／ｃｍ²程度
の低電流密度で数分間から数十分間行う。また、高電流
密度の第２陽極化成は、例えば４０〜３００ｍＡ／ｃｍ
²程度の電流密度で、１〜１０秒間、好ましくは３秒間
前後の時間で行う。

【００８３】上述した第１および第２の２段階の陽極化
成では、多孔質層内部の高多孔質層で発生する歪みがか
なり大きくなるため、多孔質層の表面までこの歪みの影
響が及び、この場合、前述したように、亀裂の発生や、
これの上に形成するエピタキシャル半導体膜に結晶欠陥
を発生させるおそれが生じる。そこで、多孔質層におい
て、低多孔率の表面層と高多孔率層との間に、これらに
よって発生する歪みを緩和するバッファー層として、表
面層よりは多孔率が高く、かつ高多孔率層に比しては多
孔率が低い中間多孔率層を形成する。具体的には、最初
に低電流密度の第１陽極化成を行い、次いで第１陽極化
成よりもやや高い電流密度の第２陽極化成を行って、そ
の後それらよりもかなり高い電流密度で第３陽極化成を
行う。第１陽極化成の条件は、特に制限されないが、例
えば０．０１〜０．０２Ωｃｍのｐ型シリコン単結晶基
体を用い、電解溶液としてＨＦ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１
を用いるとき、０．５〜３ｍＡ／ｃｍ²未満程度、第２
陽極化成の電流密度は例えば３〜２０ｍＡ／ｃｍ²程
度、第３陽極化成の電流密度は、例えば４０〜３００ｍ
Ａ／ｃｍ²程度で行うことが好ましい。例えば１ｍＡ／
ｃｍ²の電流密度で陽極化成を行うと、多孔率は約１６
％程度、７ｍＡ／ｃｍ²の電流密度で陽極化成を行う
と、多孔率は約２６％、２００ｍＡ／ｃｍ²の電流密度
で陽極化成を行うと、多孔率は約６０〜７０％程度にな
る。このような陽極化成を行った多孔質層上にエピタキ
シャル成長を行うと、結晶性のよいエピタキシャル半導
体膜が成膜できる。

【００８４】また、上述したように電流密度を３段階と
する陽極化成を行う場合、第１陽極化成で形成される多
孔率が低い表面層はそのまま低い多孔率を保ち、第２陽
極化成で形成される多孔率がやや高い中間多孔率層、す
なわちバッファー層は、表面層より内側、すなわち表面
層と多孔質化がされていない半導体結晶インゴットとの
界面に形成されて、多孔質層は表面層と中間多孔率層と
の２層構造となる。また、上述の第３陽極化成で形成さ
れる多孔率の高い高多孔率層は、原理は不明であるが、
その電流密度を９０ｍＡ／ｃｍ²程度以上とすると、第
２陽極化成で形成した中間多孔率層内にすなわち中間多
孔質層の厚さ方向の中間部に形成される。

【００８５】また中間多孔率層の形成において、この中
間多孔率層を形成する陽極酸化を多段階もしくは漸次例
えば通電電流密度を変化する条件下で行うことによっ
て、低多孔率表面層と、高多孔率層との間に階段的にも
しくは傾斜的にその多孔率を、表面層から高多孔率層側
に向かって高めた中間多孔率層を形成する。このように
すれば、表面層と高多孔率層との間の歪みは、より緩和
されて、さらに確実に結晶性のよい半導体膜をエピタキ
シャル成長することができる。

【００８６】半導体膜の半導体インゴットからの分離面
は、最後に行う高多孔率層の剥離層とその直前に行う多
孔率の小さいバッファー層との界面で格子定数の違いに
よる歪みが大きくかかることによっても形成されるが、
この最後の陽極化成を行うときに工夫をすると、分離面
がより分離しやすくなる。それは、最後の高電流密度の
陽極化成で、例えば時間を３秒間一定に通電せずに、１
秒間の通電の後一旦通電を断って陽極化成を停止し、所
要時間例えば１分程度放置した後、同じまたは異なる高
電流密度でまた１分間の通電を行って後同様に陽極化成
を停止し、また所要時間例えば１分程度放置した後、再
度同じまたは異なる高電流密度で１秒間の通電を行って
後同様に陽極化成を停止するという間欠的に電流を流す
方法である。この方法を使用して適当な陽極化成条件を
選ぶと、剥離層が半導体結晶インゴットとの界面に、す
なわち多孔質層の最下面に形成され、この場合、分離面
は上記のような中間多孔質層すなわちバッファー層の内
部ではなく、多孔質層の半導体基板との界面側となる。
分離後の半導体層に残された多孔質層は、例えば電解研
磨によって除去される。

【００８７】このように、バッファー層、すなわち中間
多孔率層が、高多孔率層の表面層側にのみ形成されるよ
うにするときは、多孔質層における歪みが生じる高多孔
質層と表面とが最大限に離間することになって中間多孔
率層によるバッファー効果が最大限に発揮されることに
なり、良好な結晶性を有する半導体膜を形成することが
できる。また、このように中間多孔質層が表面側にのみ
形成するときは、で多孔質層の全体の厚さを小さくする
ことができ、この多孔質層を形成するための半導体結晶
インゴットの消耗厚さを減らすことができて、この半導
体結晶インゴットの繰り返し使用回数を大とすることが
できる。

【００８８】このように、陽極化成条件の選定により、
分離面においては、歪が大きく掛かるようにし、しかも
この歪みの影響が半導体膜のエピタキシャル成長面に与
えられないようにすることができる。

【００８９】また、多孔質層上に、結晶性良く半導体の
エピタキシャル成長を行うには、多孔質層の表面層の結
晶成長の種となる微細孔を小さくすることが望まれる。
このように表面層の微細孔を小さくする手段の一つとし
ては、陽極化成にあたって電解液中のＨＦ濃度を濃くす
る方法がある。すなわち、この場合、まず表面層を形成
する低電流陽極化成では、ＨＦ濃度の濃い電解溶液を使
用する。次にバッファー層となる中間多孔率層を形成
し、その後、電解溶液のＨＦ濃度を下げてから、最後に
高電流密度の陽極化成を行う。このようにすることによ
って、表面層の微細孔の微細化をはかることができるこ
とによって、これの上に結晶性の良いエピタキシャル半
導体膜を形成することができるものであり、しかも高多
孔率層においては、多孔率を必要充分に高くできるの
で、エピタキシャル半導体膜の剥離は良好に行うことが
できる。

【００９０】この多孔質層の陽極化成における電解溶液
の変更は、例えば表面層の形成においては、電解溶液と
して、例えばＨＦ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝２：１による電解溶
液を使用した陽極化成を行い、バッファー層としての中
間多孔率層の形成においては、やや薄いＨＦ濃度の電解
溶液、例えばＨＦ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１による電解溶
液を使用した陽極化成を行い、さらに高多孔率層を形成
においては、電解溶液は、さらにＨＦ濃度を薄くして、
例えばＨＦ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１〜１：２の電解溶液
を用いた高電流密度の陽極化成を行う。

【００９１】なお、上述した多孔質層の形成において、
表面層の形成から中間多孔率層の形成にかけて、電流密
度を変化させるとき、一旦陽極化成を停止してから、次
の陽極化成を行う通電を開始する手順によることもでき
るし、一旦陽極化成を停止することなくすなわち通電を
停止することなく、連続して電流密度を変化させて行う
こともできる。

【００９２】以上の工程により、表面（片面または両
面）に多孔質層が形成された半導体基板を得ることがで
きる。なお、多孔質層全体の膜厚は、特に制限されない
が、１〜５０μｍ、好適には３〜１５μｍ、通常８μｍ
程度の厚さとすることができる。多孔質層全体の厚さ
は、半導体結晶インゴットをできる限り繰り返し使用で
きるようにするためにできるだけ薄くすることが好まし
い。

【００９３】また、多孔質層上に、半導体をエピタキシ
ャル成長するに先立って、多孔質層をのアニールを行う
ことが好ましい。このアニールは、水素ガス雰囲気中で
の熱処理、すなわち水素アニールを挙げることができ
る。この水素アニールを行うときは、多孔質層の表面に
形成された自然酸化膜の完全な除去、および多孔質層中
の酸素原子を極力除去することができ、多孔質層の表面
が滑らかになり、良好な結晶性を有するエピタキシャル
半導体膜を形成することができる。同時にこの前処理に
よって、高多孔率層と中間多孔率層との界面の強度を一
層弱めることができて、エピタキシャル半導体膜の基板
からの分離をより容易に行うことができる。この場合の
水素アニールは、例えば９５０℃〜１１５０℃程度の温
度範囲で行う。

【００９４】また、水素アニールの前に、多孔質層を低
温酸化させると、多孔質層の内部は酸化されるので、水
素ガス雰囲気中での熱アニールを施しても多孔質層には
大きな構造変化が生じない。つまり、多孔質層の表面へ
の剥離層からの歪みが伝わりにくくなり、良質な結晶性
のエピタキシャル半導体膜を成膜することができる。こ
の場合の低温酸化は、例えばドライ酸化雰囲気中で４０
０℃で１時間程度で行うことができる。

【００９５】そして、上述したように多孔質層表面に半
導体のエピタキシャル成長を行う。この半導体のエピタ
キシャル成長は、単結晶半導体基板の表面に形成された
多孔質層は、多孔質ながら結晶性を保っていることか
ら、この多孔質層上へのエピタキシャル成長は可能であ
る。この多孔質層表面へのエピタキシャル成長は、例え
ばＣＶＤ法により、例えば７００℃〜１１００℃の温度
で行うことができる。

【００９６】また、上述した水素アニール、および半導
体のエピタキシャル成長のいずれにおいても、半導体結
晶インゴットを所定の基体温度に加熱する方法として
は、いわゆるサセプタ加熱方式によることもできるし、
半導体結晶インゴット自体に直接電流を流して加熱する
通電加熱方式等を採ることができる。

【００９７】多孔質層上にエピタキシャル成長する半導
体膜は、単層半導体膜とすることも複数の半導体層の積
層による複層半導体膜とすることができる。また、この
半導体膜は半導体結晶インゴットと同じ物質でもよい
し、異なる物質でもよい。例えば、単結晶Ｓｉ半導体結
晶インゴットを用い、その表面に形成した多孔質層にＳ
ｉ、あるいはＧａＡｓ等の化合物半導体、またはＳｉ化
合物、例えばＳｉ_1-yＧｅ_yをエピタキシャル成長する
とか、これらを適宜組み合わせ積層する等、種々のエピ
タキシャル成長を行うことができる。

【００９８】一方、化合物半導体による薄膜半導体を形
成する場合においては、半導体結晶インゴットとして化
合物半導体結晶インゴットを用いることができ、この場
合においてもこれに陽極化成を行えば、同様に表面に多
孔質層を有する半導体結晶インゴットを構成することが
できる。そして、その多孔質層上に化合物半導体をエピ
タキシャル成長させれば、例えばＳｉ半導体結晶インゴ
ット上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる場合
よりも格子不整合を小さくすることができることから良
好な結晶性をもつ薄膜化合物半導体を形成することがで
きる。

【００９９】また、多孔質層に成膜する半導体膜には、
そのエピタキシャル成長に際してｎ型もしくはｐ型の不
純物を導入することができる。あるいは、半導体膜の成
膜後に、イオン注入、拡散等によって不純物の導入を全
面もしくは選択的に行うこともできる。この場合、その
使用目的に応じて、導電型、不純物の濃度、種類の選択
がなされる。

【０１００】また、半導体膜の厚さも、薄膜半導体の用
途に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体
集積回路を薄膜半導体に形成する場合、半導体素子の動
作層は数μｍ程度の厚さであるので、例えば５μｍ程度
の厚さに形成することができる。

【０１０１】単結晶シリコンによる半導体膜をエピタキ
シャルして薄膜半導体を形成し、これにより太陽電池を
構成する場合は、半導体膜としては、例えば多孔質層側
から順に、例えばｐ型の高不純物濃度のｐ⁺半導体層、
ｐ型の低不純物濃度のｐ^-半導体層、およびｎ型の高不
純物濃度のｎ⁺半導体層の順にエピタキシャル成長させ
た複層半導体膜とすることができる。これらの層の不純
物濃度、膜厚は特に制限されないが、例えばｐ⁺型半導
体層は、膜厚が０〜１μｍの範囲、典型的には０．５μ
ｍ程度、ボロンＢの濃度が１０¹⁸〜１０²⁰atoms/cm³の
範囲、典型的には約１０¹⁹atoms/cm³程度、ｐ型半導体
層は、膜厚が１〜３０μｍの範囲、典型的には５μｍ程
度、ボロン濃度が１０¹⁴〜１０¹⁷atoms/cm³の範囲、典
型的には約１０¹⁶atoms/cm³程度、ｎ⁺型半導体層は、
膜厚が０．１〜１μｍの範囲、典型的には０．５μｍ程
度、リンＰまたは砒素Ａｓの濃度が１０¹⁸〜１０²⁰atom
s/cm³の範囲、典型的には約１０¹⁹atoms/cm³程度とす
ることが好ましい。

【０１０２】また、半導体膜を、多孔質層側からｐ⁺型
Ｓｉ層、ｐ型Ｓｉ_1-xＧｅ_xグレーディッド層、アンド
ープのＳｉ_1-yＧｅ_y層、ｎ型Ｓｉ_1-xＧｅ_xグレーデ
ィッド層、およびｎ⁺型シリコン層の順にエピタキシャ
ル成長させた半導体膜とし、これによってダブルヘテロ
構造の太陽電池を作製することができる。このダブルヘ
テロ構造を構成する各層の典型的な例示としては、ｐ⁺
型Ｓｉ層としては、不純物濃度が１０¹⁹atoms/cm³程
度、膜厚が０．５μｍ程度、ｐ型Ｓｉ_1-xＧｅ_xグレー
ディッド層としては、不純物濃度が１０¹⁶atoms/cm³程
度、膜厚が１μｍ程度、アンドープのＳｉ_1-yＧｅ_y層
としては、ｙが０．７、膜厚が１μｍ程度、ｎ型Ｓｉ
_1-xＧｅ_xグレーディッド層としては、不純物濃度が１
０¹⁶atoms/cm ³程度、膜厚が１μｍ程度、およびｎ⁺型
Ｓｉ層としては、不純物濃度が１０¹⁰ｃｍ^-3程度、膜厚
が０．５μｍ程度とすることが好ましい。なお、ｐ型、
ｎ型Ｓｉ_1-xＧｅ_xグレーディッド層中のＧｅの組成比
ｘは、それぞれ両側に存する層のｘ＝０からアンドープ
のＳｉ_1-yＧｅ_yのｙまで、漸次増大するようにするこ
とが好ましい。これにより、各界面において格子定数が
整合することから、良好な結晶性を得ることができる。

【０１０３】このようなダブルヘテロ構造の太陽電池で
は、その中央のアンドープのＳｉ_1- _yＧｅ_y層にキャリ
アおよび光を有効に閉じこめることができるため、高い
変換効率を得ることができる。

【０１０４】上述の半導体膜は、半導体結晶インゴット
から剥離し、そのまま薄膜半導体として使用することが
可能である。

【０１０５】あるいは、半導体膜を、多孔質層を介して
半導体結晶インゴットに弱く固着させた状態のまま、こ
の半導体膜に、例えば太陽電池として必要な処理を行
い、その後支持基板を半導体膜に貼合せて、この支持基
板と半導体膜とを一体化させた後、この支持基板ととも
に半導体膜を半導体結晶インゴットから剥離する。

【０１０６】次に、太陽電池を構成する工程を説明す
る。この工程は、上述した半導体結晶インゴットから半
導体膜を剥離した後に行うこともできるし、半導体結晶
インゴットと一体化した状態のままで行うこともでき
る。

【０１０７】上述した多孔質層が表面に形成された半導
体結晶インゴット上に、上述したように、複層シリコン
半導体膜をエピタキシャル成長する。その後、例えば熱
酸化処理を行って表面に１０〜２００ｎｍ程度の膜厚の
酸化膜を形成する。そして、必要に応じて、半導体膜表
面の酸化膜をフォトリソグラフィ技術を用いて配線層の
パターンに形成する。あるいは、半導体膜との接続が必
要な個所にだけ、開口させてもよい。その後、例えば最
終的に電極および配線層を構成する導電層、例えばＡｌ
等の単層金属層あるいは複数の金属層の積層による多層
金属層をそれぞれを蒸着等によって全面的に形成し、こ
れをフォトリソグラフィによるエッチングによって所要
の電極および配線パターンにパターニングする。また、
この電極および配線パターニングの形成は、例えば印刷
法によることもできる。

【０１０８】また、例えば透明樹脂シート（本明細書で
いうシートとはフィルムも含む）に、所要の電極および
配線パターン、いわゆるプリント配線が形成されたいわ
ゆるプリント基板を予め用意しておき、このプリント基
板と、上述の半導体結晶インゴットの表面の多孔質層上
に成膜した半導体膜に、対応する部分を電気的に接合し
て貼り合わせる。このとき、両者の電極間相互は、例え
ば半田により接合する。また、電極以外の部分は、エポ
キシ樹脂などの透明接着剤を用いて接着できる。

【０１０９】このように、プリント基板と薄膜単結晶シ
リコン（Ｓｉ）とを貼り合わせることは、従来不可能で
あったが、本発明においては、極めて容易に行うことが
できる。また、プリント基板に限らず、透明樹脂シート
を貼り合わせてもよい。プリント基板あるいは透明樹脂
シート等の支持基板を貼り合わせた後、半導体結晶イン
ゴットとの間に引っ張り応力を加えることにより、多孔
質層の高多孔率層、もしくは高多孔率層と中間多孔質層
との界面、あるいは高多孔率層と半導体結晶インゴット
との界面等において破壊を生じさせて、エピタキシャル
半導体膜をプリント基板等の支持基板側に貼り合わせた
状態で半導体結晶インゴットから容易に剥離することが
できる。このようにして、プリント基板等のき支持基板
面に薄膜半導体による太陽電池が形成された、例えばフ
レキシブル太陽電池を得ることができる。

【０１１０】この場合、エピタキシャル半導体膜の支持
基板例えばプリント基板が接合された側とは反対側の裏
面には、半導体結晶インゴットからの剥離によって多孔
質層が残る場合がある。この場合、例えばエッチングに
よってこの多孔質層の除去を行うこともできるが、この
多孔質層が残された状態で、これに例えば銀ペースト等
の金属膜を形成し、太陽電池の他方のオーミック電極と
するとか、光反射面として、光の利用率を高めることに
よって、実効的に光ー電気変換効率の向上をはかること
ができる。更に、この面に金属板を貼り合せるとか樹脂
層を形成することによって保護層とすることもできる。

【０１１１】一方、半導体膜が剥離された半導体結晶イ
ンゴットは、その表面を研磨して再び同様の作業が繰り
返しなされて、太陽電池等の形成がなされる。したがっ
て、本発明方法によれば、高価な半導体結晶インゴット
を繰り返し使用できるので、コストの低減化、かつ低エ
ネルギーで太陽電池を製造することができる。また、こ
の繰返し作業によって厚さが充分細くなった半導体結晶
インゴットは、これ自体で太陽電池を構成することがで
きる。

【０１１２】次に、本発明の実施例を挙げて説明する。
しかしながら、本発明は、この実施例に限定されるもの
ではない。

【０１１３】〔実施例１〕この実施例においては、薄膜
太陽電池を作製する場合である。図２２〜図２６を参照
して説明する。図２２および図２３は各製造過程での斜
視図で、図２４〜図２６は各製造過程での要部の断面図
である。

【０１１４】この実施例では、ＣＺ法によって作製した
高濃度にボロンＢがドープされ比抵抗例えば０．０１〜
０．０２Ωｃｍとされた直径１２インチの単結晶Ｓｉに
よる半導体結晶インゴット１１を用意した（図２２
Ａ）。このインゴット１１は、凹凸表面を有しているこ
とから、研削して表面の凹凸を減少させる。

【０１１５】その後、この実施例においては、図１〜図
８で説明した陽極化成装置と手順によって半導体単結晶
インゴット１１を、その周囲に第１の電極３を配置させ
て電解溶液１が収容された陽極化成処理槽２に配置し、
その表面に対する電解研磨と陽極化成を行った。この場
合陽極化成処理槽２内に、電解溶液１としてＨＦ：Ｃ ₂
Ｈ₅ＯＨ＝１：１による電解溶液を用いた。そして、イ
ンゴット１１側すなわち第２の電極４側を正極側とし、
第１の電極３側を負極側として、先ず４００ｍＡ／ｃｍ
²で５秒間の通電によって電解研磨をを行った。このよ
うにすると、インゴット１１の表面は滑らかな面となっ
た。続いて、陽極化成を行ってインゴット表面に多孔質
層１２を形成した（図２２Ｂ）。

【０１１６】この陽極化成は、先ず、電流密度１ｍＡ／
ｃｍ²の低電流で８分間通電させた。これにより多孔率
１６％、厚さ１．７μｍの表面層１２Ｓが形成された
（図２４Ａ）。一旦通電を止めた後、電流密度７ｍＡ／
ｃｍ²で８分間通電した。このようにすると、表面層１
２Ｓの微細孔に比し口径が大きい多孔率２６％、厚さ
６．３μｍの中間多孔率層１２Ｍが、表面層１２Ｓの下
層すなわち表面層１２Ｓより内側に形成された（図２４
Ｂ）。更に、一旦通電を止めた後、２００ｍＡ／ｃｍ²
の高電流密度で３秒間通電させた。このようにすると、
中間多孔率層１２Ｍ内に、すなわち中間多孔率層１２Ｍ
によって上下に挟み込まれた位置にこの中間多孔率層１
２Ｍに比して高い多孔率とされた、すなわち多孔率約６
０％、厚さ０．０５μｍの高多孔率層１２Ｈが形成され
た（図２４Ｃ）。このようにして、表面層１２Ｓと、中
間多孔率層１２Ｍと、高多孔率層１２Ｈとによる多孔質
層１２が形成された。

【０１１７】このように形成された多孔質層１２は、高
多孔率層１２Ｈが、高い多孔率を有することから、この
層が脆弱となり、また中間多孔率層１２Ｍと高多孔率層
１２Ｈとが多孔率が大きく異なるので、これら中間多孔
率層１２Ｍと高多孔率層１２Ｈの界面および界面近傍に
おいて大きな歪みがかかり、この付近の強度が極端に弱
くなる。

【０１１８】このようにして、多孔質層１２の形成後、
Ｈ₂雰囲気中でインゴット１１に大電流の通電を行って
１１００℃に加熱処理すなわちアニール処理を行った。
この加熱工程は、室温から１１００℃までの加熱昇温時
間を約２０分とし、その後この１１００℃に約３０分間
保持して行った。このＨ₂中アニールにより、多孔質層
１２の表面は滑らかになり、多孔質層１２内部の中間多
孔率層１２Ｍと、高多孔率層１２Ｈとの界面付近におけ
る強度は、一層脆弱化された。

【０１１９】その後、インゴット１１への通電量を減少
させて、１０５０℃に降温して、インゴット１１への通
電加熱によるエピタキシャル成長（本出願人による特願
平８−６１５５１号出願「薄膜半導体の製造方法」で提
案した方法）によってＳｉのエピタキシャル成長を行っ
て多孔質層１２上にｐ⁺−ｐ^-−ｎ⁺構造の半導体膜１
３の形成した（図２５Ａ）。すなわち、この場合ＳｉＨ
₄ガスとＢ₂Ｈ₆ガスとを用いたエピタキシャル成長を
２分間行って、厚さ０．５μｍのボロン濃度が１０¹⁹at
oms/cm³のｐ⁺Ｓｉによる第１のエピタキシャル半導体
層１３１を形成し、次に、Ｂ₂Ｈ₆ガスの流量を変更し
て、Ｓｉエピタキシャル成長を１７分間行い、厚さ５μ
ｍのボロン濃度が１０¹⁶atoms/cm³のｐ^-Ｓｉによる第
２のエピタキシャル半導体層１３２を形成し、その後、
Ｂ₂ Ｈ₆ガスに換えてＰＨ₃ガスを供給してＳｉエピタ
キシャル成長を２分間行って、ｐ^-エピタキシャル半導
体層１３２上に、高濃度の１０¹⁹atoms/cm³のリンドー
プのｎ⁺Ｓｉによる第３のエピタキシャル半導体膜１３
３を形成した。

【０１２０】次に、この実施例においては、エピタキシ
ャル半導体膜１３上に表面熱酸化によってＳｉＯ₂膜す
なわち透明の絶縁膜１６を形成し、フォトリソグラフィ
によるパターンエッチングを行って電極ないしは配線と
のコンタクトを行う開口１６Ｗを形成する（図２５
Ｂ）。この開口１６Ｗを形成するためのフォトリソグラ
フィによるエッチングは、インゴット１１を転がしなが
ら塗布し、乾燥させる。その後、あらかじめ用意してお
いた金属マスクをインゴット１１の周面に配置し、露光
処理を行い現像処理して、開口１６Ｗに対応する開口を
形成する。この場合、太陽電池の製造においては、さほ
どパターンの精度を必要としないことから、このような
マスクの使用が可能となる。その後、ＳｉＯ₂絶縁膜１
６を、ＨＦ溶液、この例ではＨＦ（４９％溶液）：Ｈ₂
Ｏ＝１：１００（体積比）によってフォトレジストの開
口を通じてエッチングして開口１６Ｗを形成する。この
エッチングは、上述の陽極化成を行った陽極化成装置を
用いてエッチングした。

【０１２１】このように、ＳｉＯ₂絶縁膜１６を被着す
ると、界面でのキャリア発生や再結合を極力少なくする
ことができる。

【０１２２】そして、全面的に金属膜この例ではＡｌの
蒸着を行い、フォトリソグラフィによるパターンエッチ
ングを行って受光面側の電極ないしは配線１７を形成す
る（図２２Ｃおよび図２６Ａ）。この開口１６Ｗおよび
電極ないしは配線１７は、図示のように、インゴット１
１の周面に形成可能な数の各太陽電池の構成部におい
て、それぞれ形成する。

【０１２３】その後、インゴット１１の周面の、各太陽
電池の構成部上にそれぞれ絶縁性の透明接着剤２１によ
って透明樹脂シートによる透明基板１８を接合した（図
２６Ｂ）。

【０１２４】このとき、接着剤２１の強度は、多孔質層
の分離強度よりもやや強いものを使用した。

【０１２５】その後、透明基板１８と共に、半導体膜１
３を、インゴット１１から引き離す外力を与える。この
ようにすると多孔質層１２の脆弱な高多孔率層１２Ｈも
しくはその近傍でインゴット１１と、半導体膜１３とが
分離され、複数の薄膜太陽電池１００が形成される（図
２３Ｂ）。

【０１２６】そして、各薄膜太陽電池１００の、インゴ
ット１１から分離された裏面には、多孔質層１２が残存
するが、これの上に銀ペーストを塗布し、更に金属板を
接合して他方の裏面電極２４を構成する。この金属板
は、裏面電極であると同時に、太陽電池の裏面の保護膜
となる。

【０１２７】このようにして、薄膜太陽電池が構成され
る。

【０１２８】〔実施例２〕この実施例においては、図１
３〜図２１で説明した陽極化成装置と、手順とを採って
薄膜太陽電池を作製した場合で、この場合においても、
ＣＺ法によって作製した高濃度にボロンＢがドープされ
比抵抗例えば０．０１〜０．０２Ωｃｍとされた直径１
２インチの単結晶Ｓｉによる半導体結晶インゴット１１
を用意し、実施例１とは異なる陽極化成装置を用いる以
外は、図２２〜図２６で説明した実施例１と同様の方法
によって薄膜太陽電池を作製した。

【０１２９】そして、上述の各実施例において、透明基
板１８として剛性に富んだインゴット１１の周面に沿う
形状の円筒面状の透明基板１８によって構成すれば、円
筒状の薄膜太陽電池を構成することができるし、フレキ
シブルな透明基板によって構成すれば、フレキシブル
な、薄膜太陽電池とすることもできる。

【０１３０】また、上述した実施例においては、半導体
膜１３の成膜において、第１〜第３の半導体層１３１〜
１３３の形成を行った場合であるが、その成膜に際して
は、例えば単層に構成し、その後これに不純物のイオン
注入、拡散等を全面的にもしくは選択的に形成すること
ができる。

【０１３１】上述した実施例においては、薄膜太陽電池
を製造する場合について説明したが、太陽電池に限ら
ず、上述の半導体膜を、単層もしくは複層に構成し、こ
の半導体膜の、インゴット１１からの剥離によって薄膜
半導体を構成するとか、更に半導体膜に、半導体素子、
あるいはＩＣ（集積回路）等を形成することによって、
各種半導体装置を構成することができる。

【０１３２】また、本発明においては、薄膜太陽電池等
の半導体膜を剥離（分離）した後の、半導体結晶インゴ
ット１１を再び同様の薄膜太陽電池等の製造のための半
導体結晶インゴット１１として繰り返し用い得る。

【０１３３】半導体膜１３を剥離して薄膜半導体例えば
薄膜太陽電池等を作製した後の半導体結晶インゴット１
１の周面には、多孔質層１２が、一部残存するので、こ
れを実施例１または実施例２と同様に、図１〜図２１で
説明した各陽極化成装置によって、例えば４００ｍＡ／
ｃｍ²で５秒間の通電による電解研磨を行って、この残
存多孔質層をエッチング除去する。このようにするとそ
の表面は滑らかになるので、このインゴット１１を、繰
り返し薄膜半導体例えば薄膜太陽電池等の作製に用いる
ことができる。

【０１３４】一方、陽極化成装置に、インゴット１１に
対する陽極化成による多孔質層の形成によって、あるい
は電解研磨に際して、例えばＳｉインゴット１１からＳ
ｉの剥離によってＳｉ屑が発生し、これが装置内に付着
した場合は、槽内にフッ硝酸すなわちＨＦとＨＮＯ₃と
Ｈ₂ Ｏとの混合液を電解溶液と交換して注入することに
よって、このＳｉの付着物をエッチング除去することが
できる。

【０１３５】また、半導体結晶インゴット１１は、上述
した多孔質層の形成によって、薄膜半導体の形成に伴っ
て、これが減少して細くなって行くが、このインゴット
１１が使用に耐えなくなる程度に細くなった場合は、図
２７Ａに鎖線をもって示すように、インゴット１１を、
その軸方向を横切る方向にスライスして、これらスライ
スされた半導体基板とし、これに陽極化成による多孔質
層の形成、半導体膜の形成、剥離を行って、薄膜半導
体、薄膜太陽電池等を形成することができる。

【０１３６】半導体結晶インゴット１１のスライスは、
図２７Ｂに鎖線をもって示すように、所要の間隔をもっ
てその軸方向を横切る方向に切断し、各切断部分をそれ
ぞれ図２７Ｃに鎖線をもって示すように、インゴットの
軸方向に沿う方向にスライスして半導体基板を得て、こ
れに陽極化成による多孔質層の形成、半導体膜の形成、
剥離を行って、薄膜半導体、薄膜太陽電池等を形成する
ことができる。

【０１３７】尚、半導体膜１３の半導体結晶インゴット
１１からの剥離は、互いに引き離す外力を与えて剥離す
る場合に限らず、或る場合は超音波振動によって剥離す
ることができる。

【０１３８】本発明方法によれば、半導体インゴット表
面を陽極化成して、多孔質層を形成するものであり、薄
膜半導体、またこの薄膜半導体によって太陽電池等を構
成する場合において、この多孔質層上に半導体膜を成長
させ、この半導体膜を多孔質層における破断によってイ
ンゴットから剥離するものであるので、薄膜半導体、薄
膜太陽電池は充分薄く形成することができる。また、こ
の陽極化成によって形成される多孔質層は、その微細孔
の形成部以外は、半導体結晶インゴットの結晶性を保持
していることから、これの上に成長させる半導体膜は結
晶性に優れた半導体膜として形成できる。したがって、
このようにして半導体膜を剥離して得た薄膜半導体やこ
れによる薄膜太陽電池は、結晶性にすぐれたものとして
形成され、薄膜太陽電池においては、薄膜に形成された
ことと相俟って高い変換効率を有する太陽電池として構
成することができる。

【０１３９】また、本発明によれば、インゴット表面に
形成した半導体膜によって薄膜半導体あるいは薄膜太陽
電池を構成するので、円筒面状の薄膜半導体あるいは薄
膜太陽電池を構成することができることから、例えば太
陽電池においては、太陽の移動方向に円周方向を沿わせ
ることによって効率良い受光が可能となるものである。

【０１４０】また、本発明方法によれば、薄膜半導体あ
るいは薄膜太陽電池を充分薄く構成できることから、フ
レキシブルな薄膜半導体あるいは薄膜太陽電池を得るこ
ともできる。

【０１４１】また、本発明によれば、大きなエネルギー
を必要とし、高価な半導体インゴットは、陽極化成され
て多孔質層を形成する厚さだけ減少するものであり、薄
膜半導体や薄膜太陽電池は、これの上に形成された半導
体膜によって構成するものであるので、廉価に構成する
ことができる。

【０１４２】また、本発明においては、半導体インゴッ
トの状態で用いることから、これを例えばスライスして
ウエファ状とした基板を構成する必要がないことから、
その製造が簡単となり、またコストの低廉化をはかるこ
とができる。

【０１４３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、薄膜
半導体、薄膜太陽電池は充分薄く形成することができ
る。また、この薄膜半導体、薄膜太陽電池等を構成する
半導体膜を成長させる多孔質層は、陽極化成によって形
成されたすなわち半導体結晶インゴットの結晶性を保持
していることから、結晶性に優れた半導体膜として形成
できることから、特性の良い半導体、例えば薄膜太陽電
池においては、その結晶性にすぐれていることと薄膜に
形成されたことと相俟って高い変換効率を有する太陽電
池として構成することができる。

【０１４４】また、本発明によれば、結晶引き上げによ
って形成した高価なインゴットから切り出した半導体ス
ライス自体によるものではなく、インゴット上に形成し
た半導体膜によって薄膜半導体や、薄膜太陽電池等を構
成するので、廉価に形成でき、またインゴットも無駄な
く有効に用いられることから、さらに廉価に低エネルギ
ーで構成することができるので、例えば太陽電池におい
てエネルギー回収年数の減少をはかることができる。

【０１４５】また、太陽電池を、円筒面状に形成できる
ので、太陽電池に対する太陽の移動方向に円周方向を沿
わせることによって効率良い受光が可能となるものであ
る。

【０１４６】また、本発明装置によれば、インゴットの
周面に対して陽極化成を能率よく、良好に行うことがで
きるので、上述した薄膜半導体や太陽電池の製造のコス
トの低減化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による陽極化成装置の一例の構成図であ
る。

【図２】図１の陽極化成装置の横断面図である。

【図３】本発明による陽極化成装置の第１の電極の製造
工程図である。Ａ₁〜Ａ₄はその斜視図である。Ｂ₁〜
Ｂ₄はその側面図である。

【図４】本発明による陽極化成装置によって陽極化成を
行うための手順の説明図である。

【図５】本発明による陽極化成装置によって陽極化成を
行うための手順の説明図である。

【図６】図５の要部の断面図である。

【図７】本発明装置によって陽極化成を行うための手順
の説明図である。

【図８】図７の要部の側面図である。

【図９】Ａ〜Ｃは、本発明装置の要部の背面図である。

【図１０】本発明装置の他の例のインゴット支持部の斜
視図である。

【図１１】本発明装置によって陽極化成を行うための手
順の説明図である。

【図１２】本発明装置の第１の電極の一例の斜視図であ
る。

【図１３】本発明装置の他の例の斜視図である。

【図１４】図１３の一縦断面図である。

【図１５】図１４と直交する方向の縦断面図である。

【図１６】本発明装置の他の例の要部の断面図である。

【図１７】Ａ〜Ｄは本発明装置の第１の電極の製造工程
図である。

【図１８】ＡおよびＢは、本発明装置の第１の電極の他
の例の製造工程図である。

【図１９】本発明装置の第１の電極の他の例の斜視図で
ある。

【図２０】本発明装置のによって陽極化成を行うための
手順の説明図である。

【図２１】本発明装置のによって陽極化成を行うための
手順の説明図である。

【図２２】本発明製造方法の工程図（その１）である。
Ａ〜Ｃは、各工程の斜視図である。

【図２３】本発明製造方法の工程図（その２）である。
Ａ〜Ｃは、各工程の斜視図である。

【図２４】本発明製造方法の工程図（その１）である。
Ａ〜Ｃは、各工程の断面図である。

【図２５】本発明製造方法の工程図（その２）である。
ＡおよびＢは、各工程の斜視図である。

【図２６】本発明製造方法の工程図（その３）である。
ＡおよびＢは、各工程の斜視図である。

【図２７】Ａ〜Ｃは、本発明製造方法のインゴットの切
断態様の説明図である。

【符号の説明】

１電解溶液、２陽極化成処理槽、２Ａ第１の部
分、２Ｂ第２の部分、３第１の電極、３ｗワイ
ヤ、３ｃ連結ワイヤ、３Ａ，３Ｂ電極半体、４
第２の電極、５支持台、６液密容器、６ｈ中心
孔、６ｓ端面板、７端子導出管、８導線、９脚
部、１０取付板、１１半導体結晶インゴット、１２
多孔質層、１２Ｍ中間多孔率層、１２Ｈ高多孔率
層、１３半導体膜、１３１第１の半導体膜、１３２
第２の半導体膜、１３３第３の半導体膜、８１連
結棒、８２連結ワイヤ、８４，８５Ｏリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体結晶インゴットを電解溶液中に浸
漬し、該半導体結晶インゴットと、上記電解溶液中に配
置した電極との間に通電を行って上記半導体インゴット
表面を陽極化成して上記インゴット表面に多孔質層を形
成することを特徴とするインゴット表面の陽極化成方
法。
【請求項２】半導体結晶インゴットを電解溶液中に浸
漬し、該半導体結晶インゴットと、上記電解溶液中に配
置した電極との間に通電を行って上記半導体インゴット
表面を陽極化成して上記インゴット表面に多孔質層を形
成する多孔質層の形成工程と、該多孔質層の表面に半導体膜を成長させる工程と、該半導体膜を上記多孔質層を介して半導体結晶インゴッ
トから剥離する工程とを有することを特徴とする薄膜半
導体の製造方法。
【請求項３】上記半導体膜が剥離された半導体結晶イ
ンゴットは、再度上記陽極化成による多孔質層の形成
と、上記半導体膜の成長と、該半導体膜の剥離を行って
薄膜半導体を得ることを特徴とする請求項２に記載の薄
膜半導体の製造方法。
【請求項４】半導体結晶インゴットを電解溶液中に浸
漬し、該半導体結晶インゴットと、上記電解溶液中に配
置した電極との間に通電を行って上記半導体インゴット
表面を陽極化成して上記インゴット表面に多孔質層を形
成する上記インゴット表面の陽極化成による多孔質層の
形成工程と、該多孔質層の表面に半導体膜を成長させる工程と、該半導体膜に太陽電池の少なくとも活性部を形成する工
程と、該半導体膜を上記多孔質層を介して半導体結晶インゴッ
トから剥離する工程とを有する薄膜太陽電池の製造方
法。
【請求項５】上記太陽電池の活性部を有する半導体膜
が剥離された半導体結晶インゴットは、再度上記陽極化
成による多孔質層の形成工程と、上記半導体膜の成長工
程と、該半導体膜に太陽電池の少なくとも活性部を形成
する工程と、該半導体膜の剥離工程とを行って薄膜太陽
電池を得ることを特徴とする請求項４に記載の薄膜太陽
電池の製造方法。
【請求項６】電解溶液を収容する陽極化成処理槽と、上記電解溶液中に浸漬される第１の電極と、陽極化成がなされる半導体結晶インゴットの少なくとも
一端部に装着される第２電極とを具備することを特徴と
する陽極化成装置。
【請求項７】上記第１の電極が、上記半導体結晶イン
ゴットの周囲を囲んで配されたことを特徴とする請求項
６に記載の陽極化成装置。
【請求項８】上記第１の電極が、上記半導体結晶イン
ゴットの周囲に配置されたメッシュ状電極であることを
特徴とする請求項６に記載の陽極化成装置。
【請求項９】上記第１の電極が、上記半導体結晶イン
ゴットの周囲に配置された円筒面状電極であることを特
徴とする請求項６に記載の陽極化成装置。
【請求項１０】上記第１の電極が、上記半導体結晶イ
ンゴットの周囲を取り巻くコイル状電極であることを特
徴とする請求項６に記載の陽極化成装置。
【請求項１１】上記第２の電極が、液密容器内に配置
されて上記電解溶液と液密に遮断されたことを特徴とす
る請求項６に記載の陽極化成装置。
【請求項１２】上記陽極化成処理槽が、液密容器によ
って構成され、該液密容器内に、上記電解溶液と、上記第１の電極と、
上記半導体結晶インゴットの上記陽極化成処理を行う部
分が挿入され、上記半導体結晶インゴットの少なくとも一端部は液密に
上記液密容器外に導出され、該導出端部に、上記第２の電極が装着されたことを特徴
とする請求項６に記載の陽極化成装置。