JPH11238689A

JPH11238689A - エピタキシャル半導体ウエーハ

Info

Publication number: JPH11238689A
Application number: JP10126504A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yamamoto; 重雄山本; Mitsuhiro Maruyama; 光弘丸山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】精密な鏡面研磨を不要とし、ウェーハの品質
的な規格(平坦度、不純物分布、結晶欠陥等)を緩和させ
て、大幅なコスト低減を図ると共に、ソーラセルとして
用いる場合に、光電変換の高度な効率化が可能なエピタ
キシャル半導体ウエーハを提供する。【構成手段】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成したエピタキシャル半導体
ウエーハにおいて、半導体層を形成する基板面を微細な
凹凸面に形成し、該微細凹凸面に、最初に形成する半導
体層を、化学蒸着（ＣＶＤ）で形成し、該基板に、組成
純度や平坦度の制約を緩和した金属シリコンを用いた
り、絶縁体を用いた。また、平滑な基板に、最初に形成
した半導体層に微細な凹凸を設けた後に、以降の半導体
層を形成した。更に、半導体層の最外層の上に、反射膜
を設けると共に、奥部に光反射層を設け、光電変換する
半導体層内に、入射光を捕捉するサンドイッチ構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板面上に異なる
導電型や比抵抗値を有した半導体層を、エピタキシャル
成長によって形成したエピタキシャル半導体ウエーハに
関し、ウエーハの制約を緩和させ低コスト化を図るとと
もに、微細な凹凸表面構造や、入射光を捕捉する構造と
なして、ソーラーセルに最適としたものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トランジスタ、ＩＣ等のデバイ
スが形成される半導体ウエーハは、結晶半導体基板の純
度を極めて高く調整する必要があり、通常、１００Ω・
ｃｍから数百Ω・ｃｍ程度の内部抵抗をもつように形成
されている（半導体級シリコン−ＳＧ−Ｓｉ）。

【０００３】また、トランジスタ等を形成する場合に
は、高い純度に形成された半導体基板表面の鏡面研磨が
必要とされており、当該鏡面研磨面から５μｍ以内の深
さに相当する部分に、半導体回路を拡散形成するか、又
は、前記鏡面研磨面上に数μｍの膜厚でＰ型或いはＮ型
の半導体層をエピタキシャル成長させ、そのエピタキシ
ャル層内に半導体回路を形成している。

【０００４】従来において、半導体ウエーハ表面の鏡面
研磨を行う理由として以下の理由が挙げられる。

【０００５】（ｉ）ＰＮ接合面から拡散回路の底面まで
の距離を一定としないと、ＰＮ接合間空乏層容量と拡散
容量の和である接合容量に変化が生じること、また、Ｐ
Ｎ接合の不純物濃度分布により回路定数が不安定化して
変化が生じ、希望した回路構成にならず、期待した回路
動作が得られないこと。

【０００６】（ｉｉ）ＰＮ接合面に存在する突発的な凹
凸により生じる容量値、抵抗値の不均一が生じ、回路不
動作を発生すること。

【０００７】前記（ｉ）及び（ｉｉ）に記載した欠陥が
多数生じると、ＰＮ接合面で発生した電気が外部に供給
されず、内部で熱となってリークしてしまい、実用にな
らない。

【０００８】以上のような理由から、半導体ウエーハに
おいては、不純物濃度（Ｎ型或いはＰ型不純物濃度）や
酸素濃度を、一定の濃度範囲内にしておく必要がある。

【０００９】このため、例えば、ＣＺ法（Czochoralski
Method）によって形成された引上げ結晶体の場合は、
その結晶体の先頭及び末尾部分、合せて１５％程度の部
分が、条件を満たさないものとして削除され、残りの部
分が半導体ウエーハとして利用される結果となってい
る。

【００１０】尚、この引上げ結晶体の上下１５％の部分
は、例えば、ソーラーセル用ウエーハ、ウエーハ再生
用、対圧用トランジスタ等の利用に廻されている。

【００１１】また、引上げ結晶体のうち半導体ウエーハ
として利用される部分は、各ウエーハの厚さが約０．５
〜１．０ｍｍ程度となるように、ダイヤモンドカッター
やワイヤソーによって、スライス（薄切り）されて利用
に供されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、ＣＺ法
によって形成された引上げ結晶体の不純物濃度分布の高
い先頭及び末尾部分を削除し、更に、所定厚さにスライ
スして、半導体ウエーハを形成しているため、原材料か
ら得られる製品の量的な割合、つまり高純度結晶体の利
用率は、通常５０％程度となり、ウエーハ１枚の製造コ
ストは、ダイヤモンドなみの高価なものとなってしまう
問題があった。

【００１３】また、ウエーハ表面における不純物濃度
は、ウエーハを大直径化するに伴い、ウエーハ半径方向
に沿って濃度分布が悪化する傾向がある。このため、こ
のような大直径の半導体ウエーハに回路を形成すると、
形成した回路の回路定数が変化してしまう場合があり、
ＩＣ用ウエーハにおいては、引上げ結晶の直径が或る程
度、制限されてしまうという問題があった。

【００１４】また、引上げ結晶体の重量が１００ｋｇ以
上になると、結晶体が重すぎて、自重で分解したり、墜
落してしまうおそれがあり、引上げ結晶重量は、１００
ｋｇ以下に留めなければならないという制限があった。

【００１５】また、前記（ｉ）、（ｉｉ）に記載したよ
うな欠陥を除去するためには、支持側基板となる半導体
ウエーハ及び絶縁体等の基板表面を、μｍオーダーで平
坦に鏡面研磨する必要があり、このため作業工程が煩雑
となり、製造コストが高騰する問題があった。

【００１６】すなわち、基板表面に鏡面研磨加工を施し
た結果、鏡面研磨加工を行うのみならず、鏡面研磨した
表面が、規定の許容範囲内か否かの検査工程が、当然必
要なり、これに応じた専用の装置設備や作業時間等を要
していた。

【００１７】しかし、前記（ｉ）、（ｉｉ）に記載した
ように、半導体ウエーハのうちトランジスタ回路等のデ
バイス形成に必要な箇所は、半導体ウエーハの表面から
深さ数μｍの領域部分だけであり、それより深い他の部
分は、半導体回路等のデバイス構成に直接必要はなく、
単に、このデバイス構成部分を支える支持構造としての
役割を果たしているにすぎない。

【００１８】例えば、半導体ウエーハをソーラーセルに
用いる場合は、基板表面から深さ数μｍ部分の純度のみ
が、問題となる。従って、このような支持構造部分にお
いてまで、高価な高純度半導体ウエーハによって構成す
る必要はないと考えられる。

【００１９】その他、半導体ウェーハをソーラーセルに
用いる場合、太陽光から電気への変換効率を向上するた
めには、次の２つの項目が最重要である。

【００２０】ａ）光電変換するＰ−Ｎ接合面の実効面積
を拡大することｂ）光電変換するＰ−Ｎ接合面における光通過量を増加
することそこで、本発明は、精密な鏡面研磨を必要とせず、半導
体ウェーハの品質的な規格(平坦度、不純物分布、結晶
欠陥等)を緩和して実質的に歩留まりを向上し、コスト
の大幅な低減を図るとともに、ウェーハ表面、就中、Ｐ
−Ｎ接合面に積極的に微細な凹凸部を形成することによ
り、光電変換用の面積を増大させ、ソーラーセルとして
の効率向上を図ることを目的とする。

【００２１】また、光電変換するＰ−Ｎ接合面を、上下
に挟んだ光反射面を生成し、これらの反射面間に入射し
た光を内面反射させることにより、単一の入射光におい
てもＰ−Ｎ接合面の通過回数を増加させて、上記とは異
なる手法で、ソーラーセルとしての変換効率の向上を図
ったものである。

【００２２】すなわち、半導体基板における下敷部分
（例えば、Ｐ++）とＣＶＤ層（例えば、Ｐ+）とにおい
て、それぞれの比抵抗値を、その下側の方が小さく、且
つ、異なるように設定すれば、これらの間の接触面は、
両者の抵抗値の違いから、光反射面として機能する。

【００２３】また、Ｐ−Ｎ接合面の上の層（例えばＮ
層）の上には、反射膜を覆う。

【００２４】従って、図３に示すように、例えば、太陽
光のような入射光は、まず、上部の反射層を通過し、そ
して、Ｐ−Ｎ接合面を通過する際に、その２０％程の光
エネルギーが電気エネルギーに変換され、残りの８０％
程の光エネルギーは、Ｐ−Ｎ接合面を突き抜ける。次
に、この突き抜けた８０％程の光エネルギーは、そのま
ま下部の第２光反射面に到達する。そして、この第２光
反射面に到達した８０％程の光エネルギーの４０％程度
は、反射される。そして、再び、突き抜けた光エネルギ
ーの２０％（これは、最初に入射した光エネルギーの６
％程度に相当する）が、Ｐ−Ｎ接合面で、電気エネルギ
ーに変換される。そして、これ以降にも、このようなＰ
−Ｎ接合面を突き抜けた光の反射運動が繰り返される。
すなわち、Ｐ−Ｎ接合面を突き抜けた光は、上部の反射
層に到達し、そして、反射層で、Ｐ−Ｎ接合面に向け
て、反射される。

【００２５】この場合、例えば、通常、Ｐ++の比抵抗値
は、０．０１Ω・ｃｍ以下に、Ｐ＋の比抵抗値は、０．
０２〜５Ω・ｃｍに設定され、このような比抵抗値の違
いによって、十分な程度の光反射が行なわれる。

【００２６】以上説明したように、入射光を、複数回、
Ｐ−Ｎ接合面を通過するように構成しているので、この
入射光が有する光エネルギーの３０％以上を電力として
変換することができる。これはあたかも、光通信分野等
において、信号伝達用の通信光が、光ファイバー内を、
その径方向においては反射を繰り返しながら、光ファイ
バー長手方向に前進することに似ている。

【００２７】また、半導体構造レベルで、このように入
射光を捕捉して、可能な限り繰り返し光電変換する構成
を実現しているので、工業製品としては、比較的に製作
精度が高く厳密な生産管理下にある半導体製造工程によ
る恩恵を十分に受けることができる。すなわち、本発明
構成によれば、外部的な要因による損傷を受けない限
り、従来よりも向上させた確実且つ安定した光電気変換
の性能発揮を可能とするとともに、一般の半導体デバイ
スと同様に工業製品として半永久的な耐久性を確保する
ことができる。

【００２８】このような２つの構成を併用した場合に
は、これらの２つの作用の相乗効果により、ソーラーセ
ル用半導体ウェーハに於ては、その光―電気変換効率
を、格段に上昇することができる。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、基板面上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半
導体層を成長させて形成されるエピタキシャル半導体ウ
エーハにおいて、金属シリコン基板面に微細凹凸のある
上面を形成し、その上に高度に調整された純度をもつＰ
型或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体第一層を化
学蒸着（ＣＶＤ）により形成し、その後、前記形成され
たＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体層とは
反対の型の結晶又はアモルファス半導体第二層を化学蒸
着或いは拡散、イオン注入法により形成する構成のエピ
タキシャル半導体ウエーハである。

【００３０】このように、金属シリコン基板面に微細凹
凸のある上面を形成し、この上面にＰ（Ｎ）型の半導体
層或いはＮ（Ｐ）型の半導体層又は相互に反対の型とな
るアモルファス半導体層を形成することにより、ＰＮ接
合面から表面までの距離が一定となるエピタキシャル半
導体ウエーハを形成することができる。このため、容量
値、抵抗値等が均一化し、十分に安定な動作が可能な回
路を形成できるエピタキシャル半導体ウエーハを製作す
ることができる。

【００３１】本発明のエピタキシャル半導体ウエーハ
は、従来のように支持基板の純度を問題とせず、また、
支持基板となる金属シリコン基板を精密な鏡面研磨する
必要もないため、実質的歩留まりを向上し、大幅にコス
トの低廉化を図ったエピタキシャル半導体ウエーハを形
成することができる。

【００３２】また、形成されたエピタキシャル半導体ウ
エーハは、微細凹凸面を有するため、従来のように鏡面
研磨されてフラットに形成された半導体ウエーハのＰ−
Ｎ接合面の面積と比較して、５０％以上の拡大されたＰ
−Ｎ接合面の面積を得ることができ、これに応じて、光
電変換するＰ−Ｎ接合面の光通過量が増加するので、太
陽光から電気に変換する変換効率の向上が図れ、実用に
適したソーラーセルを提供することが可能となる。

【００３３】本願第２請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成されるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
絶縁体を支持基板とし、前記絶縁体の上面に微細凹凸面
を形成し、前記微細凹凸面が形成された絶縁体上に高度
に調整された純度を有するＰ型或いはＮ型の桔晶又はア
モルファス半導体第一層を化学蒸着（ＣＶＤ）により形
成し、その後、前記形成されたＰ型或いはＮ型の結晶又
はアモルファス半導体層とは反対の型の結晶又はアモル
ファス半導体第二層を化学蒸着（ＣＶＤ）或いは拡散、
イオン注入法により形成する構成のエピタキシャル半導
体ウエーハである。

【００３４】このように構成すると、支持基板として、
ガラス、セラミック、耐熱プラスチック等の絶縁体を用
いることができ、エピタキシャル半導体ウエーハの製造
コストを極端に低減することができる。

【００３５】すなわち、金属シリコンを製造するための
大規模な設備用の投資コストや、該設備を稼働させ保守
し維持するための運用コストが、全く不要となる。

【００３６】本願第３請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成されるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
金属シリコン基板面を平滑化し、前記平滑化した基板面
上に、高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型の結
晶又はアモルファス半導体第一層を化学蒸着（ＣＶＤ）
により形成し、前記化学蒸着（ＣＶＤ）により形成され
たＰ型或いはＮ型の結晶層に微細凹凸面を形成し、その
後、前記微細凹凸面が形成された層上に、前記Ｐ型或い
はＮ型の結晶層とは反対の型の半導体第二層を化学蒸着
（ＣＶＤ）或いは拡散、イオン注入法により形成する構
成のエピタキシャル半導体ウエーハである。

【００３７】このように、ＣＶＤにより、Ｐ型、Ｎ型の
エピタキシャル層、或いはアモルファス半導体のいずれ
かの第一層を形成し、次に、このＣＶＤ層に微細凹凸面
を形成し、この微細凹凸面の形成された第一層の上に、
更に前記ＣＶＤ層とは反対の型となる第二層を、ＣＶＤ
或いは拡散・イオン注入法等により形成すると、回路形
成に必要となる表面層において、ＰＮ接合面から表面ま
での距離が一定となるため、容量値等が均一化され、安
定な回路を有するエピタキシャル半導体ウエーハを形成
することができる。このため、従来のように、高度な純
度を有する支持基板を用いる必要がなくなり、実質的に
歩留まりが向上し、大幅なコストの低廉化を図ることが
できる。

【００３８】また、形成されたエピタキシャル半導体ウ
エーハは、微細凹凸面を有しているので、従来のように
フラットに形成された半導体ウエーハ対して、５０％以
上に拡大されたＰ−Ｎ接合面の面積を得ることができ、
これに応じて、光電変換するＰ−Ｎ接合面の光通過量が
増加するので、太陽光から電気に変換する変換効率の向
上が図れ、実用に適したソーラーセルを提供することが
可能となる。

【００３９】本願第４請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成させるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
絶縁体基板面を平滑化し、前記平滑化した絶縁体上面に
高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型の結晶又は
アモルファス半導体第一層を化学蒸着（ＣＶＤ）により
形成し、前記ＣＶＤにより形成されたＰ型或いはＮ型の
結晶層に微細凹凸面を形成し、その後、前記微細凹凸面
が形成された層上に、前記Ｐ型或いはＮ型の結晶層とは
反対の型の半導体第二層をＣＶＤ或いは拡散・イオン注
入法により形成する構成のエピタキシャル半導体ウエー
ハである。

【００４０】このように、絶縁体を支持基板とする場合
であっても、ＣＶＤにより形成された層に微細凹凸面を
形成し、前記微細凹凸面が形成された層に、更に反対の
型となる層を、ＣＶＤ或いは拡散・イオン注入法により
形成することにより、絶縁体を支持基板として用いるこ
とができ、製造コストを低減したエピタキシャル半導体
ウエーハを形成することができる。

【００４１】本願第５請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成させるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
基板上に、高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型
の結晶又はアモルファスの第１の半導体層を、化学蒸着
（ＣＶＤ）により形成することによって、前記第１の半
導体層と基板との間に、第１の光反射層を形成し、その
後、前記第１の半導体層の層上に、当該第１の半導体層
とは、反対の型のＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファ
スの第２の半導体層を生成し、更に、その上に、所定の
反射膜を形成することにより、前記第２の半導体層と光
反射膜との間に、入射光を透過させ、且つ、前記第１の
光反射層からの反射光を、該第１の光反射層側に反射さ
せる第２の光反射層を形成したことを特徴とするエピタ
キシャル半導体ウエーハ。

【００４２】本願第６請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至４記載の発明において、前記基板に形成され
るＰ−Ｎ接合面よりも下層に、第１の光反射層を形成す
るとともに、前記基板に形成されるＰ−Ｎ接合面よりも
上層に、所定の反射膜を形成することにより、入射光を
透過させ、且つ、前記第１の光反射層からの反射光を、
該第１の光反射層側に反射させる第２の光反射層を形成
した構成のエピタキシャル半導体ウエーハである。

【００４３】このように第５請求項に記載した発明によ
れば、半導体ウエーハの外表面側に、光用の反射膜を設
け、内奥部に反射層を設け、これらの中間に光電変換す
るＰ−Ｎ接合面を設けたサンドイッチ構造としたことに
より、このウエーハをソーラ・セルとして用いる場合に
は、光電変換の効率を、より向上させることが可能とな
る。

【００４４】すなわち、一旦、ソーラ・セルに入射した
太陽光は、この反射膜とセル最深部との間で反射を繰り
返しながらソーラ・セル内に捕捉され、これらの中間に
設けられた光電変換するＰ−Ｎ接合面の通過回数が増加
するので、これに応じて光電変換する変換回数も増加
し、光電変換の効率を、向上させることができる。

【００４５】また特に、第６請求項に記載した発明にお
いては、ａ）入射光を捕捉するサンドイッチ構成と、
ｂ）Ｐ−Ｎ接合面を微細な凹凸面形状にして光変換面積
を増大させた構成との２つの構成を併用したので、これ
らの２つの作用の相乗効果により、ソーラーセル用半導
体ウェーハにおける光―電気変換効率を、格段に上昇さ
せることができる。

【００４６】このように、本発明によれば、支持基板の
純度を問題とせず、また、支持基板の鏡面研磨を不要と
して、容量値、抵抗値等が均一化され、確実且つ安定動
作が可能な回路を形成することが可能なエピタキシャル
半導体ウエーハを製作することができ、製造コストの大
幅な低廉化が図れる。

【００４７】これとともに、形成されたエピタキシャル
半導体ウエーハは微細凹凸面が形成されているので、太
陽光に対する実効面積を拡大することができ、更に、入
射した太陽光を捕捉する構成としているので、太陽光か
ら電気への変換効率を従来のソーラーセルと比較して大
幅に向上することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。

【００４９】図１（ａ）〜（ｄ）、図２（ｅ）〜（ｈ）
は、支持基板として純度９８％内外の金属シリコン基板
を用いたエピタキシャル半導体ウエーハの形成工程を示
す断面図である。

【００５０】まず、金属シリコン基板の原材となる金属
級シリコンの製造方法を説明する。

【００５１】金属級シリコン（ＭＧ−Ｓｉ）は通常、炉
床回転式の電気炉に、銅、鉄、アルミニウム等の不純物
の少ないケイ石、オイル、コークス、木炭などの炭材を
所定に配合して投入し、電気炉に備えられたカーボン電
極のアーク放電によって、高温加熱して、これらを融
解、還元した後に、電気炉から取鍋に抽出する。

【００５２】これは、例えば、金属シリコン１トン
（ｔ）を得るためには、原材料として、ケイ石２．５ト
ン〜２．７トン、木炭０．６トン、石炭及びオイル、コ
ークス類の混合物０．６〜０．７トン、更にウッド・チ
ップ０．３〜０．５トン、を必要とする。

【００５３】次に、前記取鍋に抽出された、純度９８％
内外の金属シリコン（ＭＧ−Ｓｉ）を、そのまま、或い
は導電型不純物を添加した後、一定量を鉄皿の上に落と
し、これを遠心回転させて円板状多結晶に冷却固化し、
円盤状の半導体基板１を得る。

【００５４】または、一定量を、石英るつぼ内に注入し
て、徐冷固化或いは引上法によって、概略柱状の多結晶
或いは単結晶インゴットを作り、ワイヤ・ソー或いはダ
イヤモンドカッタ等により切断加工して、円盤状の半導
体基板１を得る。

【００５５】すなわち、これらのどちらかで、厚さ５ｍ
ｍ以下、直径１８０〜５００ｍｍの上面平滑状の円盤状
或いは多角形状に形成された半導体基板１が製作される
（図１（ａ））。

【００５６】尚、ソーラーセルとして用いる場合に、こ
の半導体基板１の厚さは、基板の不純物濃度によって異
なるが、その電気的な比抵抗値が、１０〜１００Ω・ｃ
ｍ程度の場合には、４００μｍ（０．４ｍｍ）内外であ
れば良く、９Ω・ｃｍ以下の場合には、６００μｍ
（０．６ｍｍ）内外であれば良い。

【００５７】また、本例の半導体基板１の表面は、鏡面
研磨されていないが、ある程度の平坦度に粗研磨されて
いるものとする。

【００５８】そして、次に、このような半導体基板１の
表面に、微細な凹凸を形成する。

【００５９】すなわち、前記半導体基板１を取り出した
後、まず、前記半導体基板１の上面に、所定の細孔を有
するマスク２を形成し（図１（ｂ））、次に、基板用の
エッチング液により、前記マスク２の開孔部表面から深
さ２μｍ〜３μｍに達する凹部１ａを半導体基板１の表
面に形成する（図１（ｃ））。そして、最後に、前記マ
スク２だけを、マスク除去用のエッチング液によって除
去すると、半導体基板１の表面には、微細凹凸面１ｂが
形成されることになる（図１（ｄ））。

【００６０】尚、このように半導体基板１の表面に形成
する凹部１ａは、例えば、その径が３０μｍ以上で、そ
の深さが１０μｍ〜１５μｍ程度が好ましい。

【００６１】また、本例においては、微細な凹凸を形成
するために、エッチング液によるウエット・エッチング
を用いたが、プラズマ・エッチングを用いても良い。

【００６２】そして、前記微細凹凸面１ｂを有する半導
体基板１を、化学反応を伴う気相成長装置（ＣＶＤ装
置：Chemical Vapor Depositionを用いた装置）に搬入
し、この半導体基板１の表面に、数１０μｍ以下の厚
さ、好ましくは、厚さ５μｍ内外のボロン不純物を有す
るＰ＋型の層３を形成する（図２（ｅ））。

【００６３】すなわち、好ましくは、ボロン・ドーピン
グによるＰ＋層を、上記ＣＶＤ法により、５μｍ内外の
厚みに形成する。

【００６４】このＣＶＤの具体例として、例えば、金属
シリコン基板を８００〜１１００℃に加熱し、モノシラ
ンＳｉＨ₄や三塩化シランＳｉＨＣｌ₃と水素Ｈ₂との混
合ガスを、金属シリコン基板の表面上に流すことによっ
て、この基板表面に、厚さ１〜１０μｍの多結晶或いは
単結晶の層を、成長せしめることができる。

【００６５】次に、このように形成したＰ型の層３と反
対の型となるＮ型の層４を、その上に形成し（この層４
は、拡散層やイオン・インプランテイション層であって
も良い）、エピタキシャル半導体ウエーハ５を形成する
（図２（ｆ））。

【００６６】尚、このＮ型の層４は、例えば、リン不純
物を含有した数１０μｍ以下の厚さ、３μｍ内外の厚さ
であることが好ましい。

【００６７】すなわち、好ましくは、りん（Ｐ）・ドー
ピングによるＮ＋層を、上記ＣＶＤ法により、３〜５μ
ｍ内外の厚みに形成する。

【００６８】そして更に、高効率のソーラーセルとする
ために、上述したように形成したＮ型の層４の上に、反
射膜６を形成する（図２（ｇ））。

【００６９】すなわち、この反射膜６は、Ｎ型の層４の
外面に、蒸着によって、窒化シリコン膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）或
いは酸化膜（ＳｉＯ₂）を生成することにより、形成し
ている。

【００７０】尚、反射膜６の膜厚は、３〜５μｍの厚さ
が好ましい。

【００７１】従って、この反射膜６は、ソーラーセルに
入射した太陽光が、ソーラーセルとして最深部となるＰ
型の層３と基板との境界部分によって反射しても、該反
射光をソーラーセルから外に出さないで、Ｐ型及びＮ型
の層３，４内に捕捉する反射膜６となる。

【００７２】すなわち、従来においては、Ｐ−Ｎ接合面
に於る光の吸収率、つまりフォトン−エレクトロン変換
率（光電変換の効率）は精々２０％までであり、残りの
８０％の光はＰ−Ｎ接合面を突き抜け、ウエーハ内部で
熱となり、吸収されてしまっていた。

【００７３】そこで、本構成によれば、このように光電
変換はＰ−Ｎ接合面で行なわれるので、単一の入射光に
おけるＰ−Ｎ接合面の通過回数を増加させれば、該入射
光による光電変換の変換回数も増加し、格段に変換効率
の向上を図ることができる。

【００７４】すなわち、上述したように、少なくとも、
Ｐ−Ｎ接合面を挟んで、２つの反射面を生成している。
これは、半導体基板１の下敷部分（Ｐ++）とＣＶＤ層２
（Ｐ+）との接合面が一方の反射面となり、反射膜６が
他の反射面となる。

【００７５】尚、半導体基板の下敷部分（Ｐ++）とＣＶ
Ｄ層（Ｐ+）との比抵抗値は、その下側の方が小さく、
且つ、所定に異なるように設定され、これらの間の接触
面は、両者の抵抗値の違いから、上方からの入射光を曲
折し、ある程度反射する。例えば、通常、Ｐ++の比抵抗
値は、０．０１Ω・ｃｍ以下に、Ｐ＋の比抵抗値は、
０．０２〜５Ω・ｃｍに設定され、これによって、十分
な光反射が行なわれる。

【００７６】従って、図３に示すように、太陽光の如き
入射光は、まず、Ｐ−Ｎ接合面で、その光エネルギーの
２０％程が電気変換され、残りの８０％程の光エネルギ
ーはＰ−Ｎ接合面を突き抜けて、下のＰ++−Ｐ＋接触層
の反射面に到達し、次に、この反射面によって、その突
き抜けた光エネルギーの５０％以上は、Ｐ−Ｎ接合面に
向けて反射される。そして、この反射光が再びＰ−Ｎ接
合面を通過して、その光エネルギーの２０％程度が光電
変換され、突き抜けた残りの光エネルギーが、更に、上
層の反射膜６でＰ−Ｎ接合面に向けて反射され、また再
びＰ−Ｎ接合面を通過して光電変換される。このような
入射光の反射運動は、その光が、各反射面における反射
率やＰ−Ｎ接合面による光電変換率によって、所定に減
衰されるまで、繰り返される。

【００７７】このように、半導体製造プロセスを用いて
製作される半導体構造レベルで、一旦、半導体内に入射
した光を、その外表面部の反射膜６と、内奥部のＰ++−
Ｐ＋接触層の反射面との間で反射させて、捕捉するとと
もに、これらの中間に、光電変換するＰ−Ｎ接合面を設
けた構成としたので、入射光は、必ず複数回、Ｐ−Ｎ接
合面を通過するので、このＰ−Ｎ接合面による発電量を
増加でき、この入射光が有する光エネルギーの３０％以
上を電力として変換することができる。

【００７８】尚、このような光捕捉構造は、フラット面
形状のＰ−Ｎ接合面に適用しても十分な効果を奏するの
みならず、後述するように、半導体ウエーハの支持基板
として、絶縁体を用いたものにも、十分に効果的に適用
することができる。

【００７９】その後、前記窒化シリコン膜或いは酸化膜
である反射膜６を部分除去して、Ｎ型層やＰ型層と直接
接触する集電電極（アルミニウム）を、網状に付着させ
る。そして、このように集電電極（アルミニウム）８，
９が、それぞれ、Ｎ型層の所定箇所と、支持基板の底面
の所定箇所とに接続され、必要な大きさのチップ状に切
出して、０．５〜５Ω・ｃｍ程度の電気的な比抵抗値を
有したソーラーセル７として完成する（図２（ｈ））。

【００８０】以上説明したように本例によれば、ＣＶＤ
（化学蒸着）を用いて、基板表面にＰ型或いはＮ型の結
晶又はアモルファス半導体層を生成したことにより、基
板表面の形状に拘らず、基板表面に形成した半導体層の
ＰＮ接合面から表面までの距離を一定にできるので、従
来のように支持基板の組成的な純度を問題とせず、ま
た、支持基板の精密な鏡面研磨が不要とされ、これらに
よって、大幅なコストの低廉化を図ったエピタキシャル
半導体ウエーハを提供することができる。

【００８１】また、このように基板表面の形状的な制約
が緩和されるので、ソーラーセルとして用いる場合に
は、エピタキシャル半導体ウエーハの基板表面に微細凹
凸面を形成してから半導体層を形成することができ、こ
れにより、従来の鏡面研磨されてフラツトに形成された
半導体ウエーハをソーラーセルとして用いた場合に比
ベ、太陽光を光から電気に変換する実効面積を１．６５
倍以上に拡大できる。

【００８２】この結果、従来の表面フラットに形成され
た半導体ウエーハの太陽光から電気への変換効率が、１
６〜１８％であるのに対し、本例のエピタキシャル半導
体ウエーハにおいては、変換効率が一挙に２０％を超
え、２５％程度まで向上したソーラーセルを実用に供す
ることができる。

【００８３】更に、半導体ウエーハの外表面側に、光用
の反射膜を設け、内奥部に反射層を設け、これらの中間
に光電変換するＰ−Ｎ接合面を設けた構成としたことに
より、このウエーハをソーラ・セルとして用いる場合に
は、光電変換の効率を、上記と別な異なる手法で、向上
させることが可能となる。

【００８４】すなわち、一旦、ソーラ・セルに入射した
太陽光は、この反射膜とセル最深部との間で反射を繰り
返しながらソーラ・セル内に捕捉され、これらの中間に
設けられた光電変換するＰ−Ｎ接合面の通過回数が増加
するので、これに応じて光電変換する変換回数も増加
し、光電変換の効率を、向上させることができる。

【００８５】特に、このように入射光を捕捉する構成
と、Ｐ−Ｎ接合面を微細な凹凸面形状にして光変換面積
を増大させた構成との２つの構成を併用した場合におい
ては、これらの２つの作用の相乗効果により、ソーラー
セル用半導体ウェーハにおける光―電気変換効率を、格
段に上昇させることができる。

【００８６】図４（ａ）〜（ｆ）は、エピタキシャル半
導体ウエーハを形成工程の他の具体例を示す断面図であ
る。

【００８７】図４に示すように、前述した方法により厚
さ５ｍｍ以下、直径約１８０〜５００ｍｍの上面が平滑
な円盤形状に形成された半導体基板１１を取鍋から取り
出した後（図４（ａ））、直ちに気相成長装置に搬入
し、厚さ５μｍ内外のボロン不純物を有するＰ型の層１
３を一定の膜厚で形成する（図４（ｂ））。

【００８８】次に、前記Ｐ型の層１３の上面に細孔を有
するマスク１２を形成し（図４（ｃ））、基板用のエッ
チング液により前記マスク１２の開孔部の表面から深さ
２μｍ〜３μｍに達する溝１３ａをＰ型の層１３に形成
する（図４（ｄ））。その後、前記マスク１２をマスク
用のエッチング液によって除去し、Ｐ型の層１３に微細
凹凸面１３ｂが形成される（図４（ｅ））。

【００８９】次に、前記半導体基板１１を、再び気相成
長装置に搬入し、前記Ｐ型の層１３と反対のＮ型不純物
（例えば、リン）を含有した一定膜厚、好ましくは約３
μｍ内外の層１４を形成し、エピタキシャル半導体ウエ
ーハ１５を形成する（図４（ｆ））。

【００９０】尚、この場合に、Ｎ型の層１４は、拡散法
やイオン注入法によって形成しても良い。

【００９１】その後、前記反射膜１６を部分除去して、
Ｎ型層やＰ型層と直接接触する集電電極（アルミニウ
ム）を、網状に付着させる。そして、このように集電電
極（アルミニウム）１８，１９が、それぞれ、Ｎ型層の
所定箇所と、支持基板の底面の所定箇所とに接続され、
必要な大きさのチップ状に切出されて、上述した具体例
と同様に、０．５〜５Ω・ｃｍ程度の電気的な比抵抗値
を有したソーラーセル１７として完成する（図４
（ｇ））。

【００９２】このように、ＰＮ接合面から表面まで距離
を一定化できるので、容量値、抵抗値等を均一化でき、
安定な回路を形成可能な実用に適したエピタキシャル半
導体ウエーハを製作することができる。

【００９３】また、ソーラーセルとして用いる場合に
は、微細凹凸面を形成し、ＰＮ接合面も微細凹凸面形状
とし、光電変換するＰＮ接合面の面積を拡大できるの
で、変換効率が向上することは前述した通りである。

【００９４】尚、本例においては、支持基板として金属
シリコンを用いた場合を記載したが、支持基板として、
ガラス、セラミック、耐熱プラスチック等の絶縁体を支
持基板として用いても良く、この場合には、大幅なコス
ト削減が可能となる。

【００９５】すなわち、このような金属シリコンでは無
い支持基板に、前述したようにＰ型の層及びＮ型の層を
形成して、エピタキシャル半導体ウエーハを形成するこ
とが可能である。

【００９６】この結果、支持基板として金属シリコンを
用いた場合には、金属シリコンを製造する大規模な設備
用の投資コストや、該設備を稼働させ保守し維持するた
めの運用コストが必要になるのに対し、ガラス、セラミ
ック、耐熱プラスチック等の絶縁体を支持基板とすれ
ば、これらのコストを大幅に低減できる。

【００９７】ＣＶＤの具体例として、例えば、絶縁基板
を３００〜４００℃に加熱し、減圧条件下で、シランＳ
ｉＨ₄と水素の混合ガスを流すことによって、多結晶或
いはアモルファス状の結晶層が得られ、これを熱処理し
て、厚さ１〜５μｍの多結晶層を形成せしめることがで
きる。

【００９８】また、前記絶縁体上に、Ｐ型、Ｎ型の結晶
体或いはアモルファス半導体の層を形成し、この形成し
た層に前述したように微細凹凸面を形成し、前記凹凸面
上に更に、前記層と反対となる型の層を形成して微細凹
凸面を有するエピタキシャル半導体ウエーハを形成する
ことも可能である。

【００９９】更に、上述した具体例と同様に、本例にお
いては、形成した最外層となるＮ型の層１４の上に、所
定の反射膜を形成して、入射光を半導体層内に捕捉する
ように構成して、さらに高効率のソーラーセルとしても
良い。

【０１００】すなわち、Ｎ型の層１４の外面に、蒸着に
よって、窒化シリコン膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）或いは酸化膜（Ｓ
ｉＯ₂）を形成する。

【０１０１】また、本例のようにＣＶＤによってＰＮ接
合面を形成する場合であっても、結晶欠陥を伴う場合が
ある。図４は、このような結晶欠陥を伴った半導体ウエ
ーハの一部断面図を示す。

【０１０２】図４に示すように、化学気相反応によりエ
ピタキシャルした場合であってもＰＮ接合面から表面ま
での距離が一定とならず、膜厚変化による欠陥を生じる
場合がある。図４中、２０，２１，２２は、膜厚変化に
よる欠陥を示す。

【０１０３】このような欠陥が生じた場合は、予め半導
体ウエーハの表面を検査測定する段階で、前記欠陥１
６，１７，１８を、レーザービーム加工やエッチング加
工等により、破壊して無効化すれば、半導体ウエーハと
して実用に供することができる（特にＩＣ用ウエーハに
おいては）。

【０１０４】すなわち、ソーラーセル用ではなくＩＣ用
ウエーハにおいては、図６に示すように、多数回路網
（インターネット回路）を形成することにより、前記無
効化した欠陥部分を通らずに他の配線経路を通って、十
分に電気的な情報を伝達することができ、多少の欠陥が
生じた半導体ウエーハの場合であっても、実用に適する
半導体ウエーハとすることができる。

【０１０５】つまり、このように回路的に不安定な動作
原因となる欠陥部分を、電気回路的に無害化するととも
に、且つこの欠陥部分を迂回して、回路の信号伝達が十
分に行なえるように構成している。

【０１０６】図６に示す多数回路網（インターネット回
路）は、半導体ウエーハ上に網目状に張りめぐらせた回
路に多くの集中部分制御部を有する。例えば、同図中に
おいて２３は、表示部門、２４は記憶部門、２５は制御
部門を担当する。このため、同図中の２３，２４，２５
に示す様な集中制御部に情報を伝達する場合は、欠陥破
壊部分Ｘを避けて、他の部分制御接続ラインから前記各
集中制御部分に情報信号が伝達でき、能動回路を実用に
供することができる。

【０１０７】このように、本発明によれば、従来のよう
に支持基板の鏡面研磨を行ったり、支持基板として高純
度の単結晶を用いる必要がないので、大幅に低廉な費用
で製造が可能になるとともに、ＰＮ接合面から表面まで
一定距離を有し、欠陥を緩和したエピタキシャル半導体
ウエーハを得ることができる。

【０１０８】また、本発明のエピタキシャル半導体ウエ
ーハは、微細凹凸面を有するように形成されているた
め、鏡面研磨されてフラットに形成された半導体ウエー
ハよりも太陽光に対する実効面積が拡大し、太陽光から
電気への変換効率を、通常の１６〜１８％に対して２５
％程度に向上させたソーラ・セルを供することができ
る。

【０１０９】更に、ソーラ・セルとしての最表面の層
に、光用の反射膜を設けたことにより、光電変換の効率
を、さらに向上させることが可能となる。

【０１１０】すなわち、一旦、ソーラ・セルに入射した
太陽光は、この反射膜とセル最深部との間で反射を繰り
返しながらソーラ・セル内に捕捉され、これらの中間に
設けられた光電変換するＰ−Ｎ接合面の通過回数が増加
するので、これに応じて光電変換する変換回数も増加
し、光電変換の効率を、さらに向上させることができ
る。

【０１１１】この結果、このような２つの構成を併用し
た場合においては、これらの２つの作用の相乗効果によ
り、ソーラーセル用半導体ウェーハにおける光―電気変
換効率を、２５％以上に、更に上昇させることができ
る。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１請求項に
記載した発明は、基板面上に異なる導電型や比抵抗値を
もつ半導体層を成長させて形成されるエピタキシャル半
導体ウエーハにおいて、金属シリコン基板面に微細凹凸
のある上面を形成し、その上に高度に調整された純度を
もつＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体第一
層をＣＶＤにより形成し、その後、前記形成されたＰ型
或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体層とは反対の
型の結晶又はアモルファス半導体第二層をＣＶＤ或いは
拡散・イオン注入法により形成する構成のエピタキシャ
ル半導体ウエーハである。

【０１１３】このように、金属シリコン基板面に微細凹
凸のある上面を形成し、この上面に、Ｐ（Ｎ）型な第一
の半導体層を形成し、次に、反対の型のＮ（Ｐ）型な第
二の半導体層又はアモルファス半導体第一層することに
より、ＰＮ接合面から表面までの距離が一定となるエピ
タキシャル半導体ウエーハを形成することができる。こ
のため、容量値、抵抗値等が均一化し、安定な回路を有
するエピタキシャル半導体ウエーハが形成される。

【０１１４】本発明のエピタキシャル半導体ウエーハ
は、従来のように支持基板の純度を問題とせず、また、
支持基板となる金属シリコン基板を鏡面研磨する必要も
ないため、実質的歩留まりを向上し、大幅に製造コスト
の低廉化を図ったエピタキシャル半導体ウエーハを形成
することができる。

【０１１５】また、形成されたエピタキシャル半導体ウ
エーハは、微細凹凸面を有するため、従来のように鏡面
研磨されてフラットに形成された半導体ウエーハの面積
と比較して、太陽光に対する実効面積を拡大することが
でき、太陽光から電気に変換する変換効率の向上を図
り、実用に適したソーラーセルを提供することが可能と
なる。

【０１１６】本願第２請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成されるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
絶縁体を支持基板とし、前記絶縁体の上面に微細凹凸面
を形成し、前記微細凹凸面が形成された絶縁体上に高度
に調整された純度を有するＰ型或いはＮ型の結晶又はア
モルファス半導体第一層をＣＶＤにより形成し、その
後、前記形成されたＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルフ
ァス半導体層とは反対の型の結晶又はアモルファス半導
体第二層を形成する構成のエピタキシャル半導体ウエー
ハである。

【０１１７】このように構成すると、支持基板として、
高純度な多結晶を用いなければいけない制約が解消で
き、より製造が容易な品質の金属シリコンを、基板原料
を用いることができる。この結果、エピタキシャル半導
体ウエーハの製造コストを、極端に低減することができ
る。

【０１１８】本願第３請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成されるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
金属シリコン基板面を平滑化し、前記平滑化した基板面
上に、高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型の結
晶又はアモルファス半導体第一層をＣＶＤにより形成
し、前記ＣＶＤにより形成されたＰ型或いはＮ型の結晶
層に微細凹凸面を形成し、その後、前記微細凹凸面が形
成された層上に、前記Ｐ型或いはＮ型の結晶層とは反対
の型の半導体第二層を形成する構成のエピタキシャル半
導体ウエーハである。

【０１１９】このような第３請求項の発明によれば、Ｐ
型、Ｎ型或いはアモルファス半導体等のＣＶＤにより形
成された層を形成して、前記層に微細凹凸面を形成し、
この凹凸面上に更に前記層とは反対の型となる層を、Ｃ
ＶＤ或いは拡散・イオン注入法により形成すると、回路
形成に必要となる表面層において、ＰＮ接合面から表面
までの距離が一定となるため、容量値等が均一化され、
安定な回路を有するエピタキシャル半導体ウエーハを形
成することができる。このため、従来のように、高度な
純度を有する支持基板を用いる必要がなくなり、実質的
に歩留まりが向上し、大幅にコストの低廉化を図ること
ができる。

【０１２０】また、形成されたエピタキシャル半導体ウ
エーハは、微細凹凸面を有するため、太陽光から電気に
変換する変換効率を向上したソーラーセルを提供するこ
とができる。

【０１２１】本願第４請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成させるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
絶縁体基板面を平滑化し、前記平滑化した絶縁体上面に
高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型の結晶又は
アモルファス半導体第一層をＣＶＤにより形成し、前記
ＣＶＤにより形成されたＰ型或いはＮ型の結晶層に微細
凹凸面を形成し、その後、前記微細凹凸面が形成された
層上に、前記Ｐ型或いはＮ型の結晶層とは反対の型の半
導体第二層をＣＶＤ或いは拡散・イオン注入法により形
成する構成のエピタキシャル半導体ウエーハである。

【０１２２】このような第４請求項の発明によれば、絶
縁体を支持基板とする場合であっても、ＣＶＤにより形
成された層に、微細凹凸面を形成し、前記微細凹凸面が
形成された層に、更に反対の型となる層を形成すること
により、絶縁体を支持基板として用いることができ、製
造コストを低減したエピタキシャル半導体ウエーハを形
成することができる。

【０１２３】本願第５請求項に記載した発明は、基板面
上に異なる導電型や比抵抗値をもつ半導体層を成長させ
て形成させるエピタキシャル半導体ウエーハにおいて、
基板上に、高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型
の結晶又はアモルファスの第１の半導体層を、化学蒸着
（ＣＶＤ）を用いて形成することにより、前記第１の半
導体層と基板との間に、第１の光反射層を形成し、その
後、前記第１の半導体層の層上に、当該第１の半導体層
とは、反対の型のＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファ
スの第２の半導体層を生成し、更に、その上に、所定の
反射膜を形成することにより、前記第２の半導体層と光
反射膜との間に、入射光を透過させ、且つ、前記第１の
光反射層からの反射光を、該第１の光反射層側に反射さ
せる第２の光反射層を形成したことを特徴とするエピタ
キシャル半導体ウエーハ。

【０１２４】本願第６請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至４記載の発明において、前記基板に形成され
るＰ−Ｎ接合面よりも下層に、第１の光反射層を形成す
るとともに、前記基板に形成されるＰ−Ｎ接合面よりも
上層に、所定の反射膜を形成することにより、入射光を
透過させ、且つ、前記第１の光反射層からの反射光を、
該第１の光反射層側に反射させる第２の光反射層を形成
した構成のエピタキシャル半導体ウエーハである。

【０１２５】このように第５請求項に記載した発明によ
れば、半導体ウエーハの外表面側に、光用の反射膜を設
け、内奥部に反射層を設け、これらの中間に光電変換す
るＰ−Ｎ接合面を設けたサンドイッチ構造としたことに
より、このウエーハをソーラ・セルとして用いる場合に
は、光電変換の効率を、より向上させることが可能とな
る。

【０１２６】すなわち、一旦、ソーラ・セルに入射した
太陽光は、この反射膜とセル深部の反射面との間で反射
を繰り返しながらソーラ・セル内に捕捉され、これらの
中間に設けられた光電変換するＰ−Ｎ接合面の通過回数
が増加するので、これに応じて光電変換する変換回数も
増加し、光電変換の効率を、向上させることができる。

【０１２７】また特に、第６請求項に記載した発明にお
いては、ａ）入射光を捕捉するサンドイッチ構成と、
ｂ）Ｐ−Ｎ接合面を微細な凹凸面形状にして光変換面積
を増大させた構成との２つの構成を併用したので、これ
らの２つの作用の相乗効果により、ソーラーセル用半導
体ウェーハにおける光―電気変換効率を、格段に上昇さ
せることができる。

【０１２８】このように、本発明によれば、支持基板の
純度を問題とせず、また、支持基板の鏡面研磨を不要と
して、容量値、抵抗値等が均一化され、確実且つ安定動
作が可能な回路を形成することが可能なエピタキシャル
半導体ウエーハを製作することができ、製造コストの大
幅な低廉化が図れる。

【０１２９】これとともに、形成されたエピタキシャル
半導体ウエーハは微細凹凸面が形成されているので、太
陽光に対する実効面積を拡大することができ、更に、入
射した太陽光を捕捉するサンドイッチ構成としているの
で、太陽光から電気への変換効率を従来のソーラーセル
と比較して大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、エピタキシャル半導体
ウエーハを形成する工程の前半を示す断面図である。

【図２】本具体例に係り、エピタキシャル半導体ウエー
ハを形成する工程の後半を示す断面図である。

【図３】本具体例に係り、本例の半導体ウエーハをソー
ラー・セルとして用いた場合に、入射光を捕捉する構成
を示す概念説明図。

【図４】本発明に係り、エピタキシャル半導体ウエーハ
の形成工程の他の具体例を示す断面図である。

【図５】本発明に係り、欠陥を伴う半導体ウエーハの断
面図である。

【図６】本発明に係り、多数回路網（インターネット回
路）を示す模式図である。

【符号の説明】

ｌ金属シリコン基板（支持基板）１ａ凹部１ｂ微細凹凸面２微細凹凸形成用のマスク３層（第一層）４層（第二層）５エピタキシャル半導体ウエーハ６反射膜７ソーラーセル８集電電極９集電電極１１金属シリコン基板（支持基板）１２マスク１３層（第一層）１３ａ凹部１３ｂ微細凹凸面１４層（第二層）１５エピタキシャル半導体ウエーハ１６反射層１７ソーラーセル１８集電電極１９集電電極２０欠陥部２１欠陥部２２欠陥部２３集中部分制御部（演算部門）２４集中部分制御部（記憶部門）２５集中部分制御部（制御部門）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成されるエピタキシャル半導
体ウエーハにおいて、金属シリコン基板面に微細凹凸のある上面を形成し、そ
の上に高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型の結
晶又はアモルファス半導体層を化学蒸着（ＣＶＤ）によ
り形成し、その後、前記形成されたＰ型或いはＮ型の結晶又はアモ
ルファス半導体層とは反対の型の結晶又はアモルファス
半導体層を形成することを特徴とするエピタキシャル半
導体ウエーハ。
【請求項２】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成されるエピタキシャル半導
体ウエーハにおいて、絶縁体を支持基板とし、前記絶縁体の上面に微細凹凸面
を形成し、前記微細凹凸面が形成された絶縁体上に高度に調整され
た純度を有するＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファス
半導体層を化学蒸着（ＣＶＤ）により形成し、その後、前記形成されたＰ型或いはＮ型の結晶又はアモ
ルファス半導体層とは反対の型の結晶又はアモルファス
半導体層を形成することを特徴とするエピタキシャル半
導体ウエーハ。
【請求項３】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成されるエピタキシャル半導
体ウエーハにおいて、金属シリコン基板面を平滑化し、前記平滑化した基板面上に、高度に調整された純度をも
つＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体層を化
学蒸着（ＣＶＤ）により形成し、前記化学蒸着（ＣＶＤ）により形成されたＰ型或いはＮ
型の結晶層に微細凹凸面を形成し、その後、前記微細凹凸面が形成された層上に、前記Ｐ型
或いはＮ型の結晶層とは反対の型の半導体層を形成する
ことを特徴とするエピタキシャル半導体ウエーハ。
【請求項４】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成させるエピタキシャル半導
体ウエーハにおいて、絶縁体基板面を平滑化し、前記平滑化した絶縁体上面に高度に調整された純度をも
つＰ型或いはＮ型の結晶又はアモルファス半導体層を化
学蒸着（ＣＶＤ）により形成し、前記化学蒸着（ＣＶＤ）により形成されたＰ型或いはＮ
型の結晶層に微細凹凸面を形成し、その後、前記微細凹凸面が形成された層上に、前記Ｐ型
或いはＮ型の結晶層とは反対の型の半導体層を形成する
ことを特徴とするエピタキシャル半導体ウエーハ。
【請求項５】基板面上に異なる導電型や比抵抗値をも
つ半導体層を成長させて形成させるエピタキシャル半導
体ウエーハにおいて、基板上に、高度に調整された純度をもつＰ型或いはＮ型
の結晶又はアモルファスの第１の半導体層を、化学蒸着
（ＣＶＤ）を用いて形成することにより、前記第１の半
導体層と基板との間に、第１の光反射層を形成し、その後、前記第１の半導体層の層上に、当該第１の半導
体層とは、反対の型のＰ型或いはＮ型の結晶又はアモル
ファスの第２の半導体層を生成し、更に、その上に、所定の反射膜を形成することにより、
前記第２の半導体層と反射膜との間に、入射光を透過さ
せ、且つ、前記第１の光反射層からの反射光を、該第１
の光反射層側に反射させる第２の光反射層を形成したこ
とを特徴とするエピタキシャル半導体ウエーハ。
【請求項６】前記基板に形成されるＰ−Ｎ接合面より
も下層に、第１の光反射層を形成するとともに、前記基板に形成されるＰ−Ｎ接合面よりも上層に、所定
の反射膜を形成することにより、入射光を透過させ、且
つ、前記第１の光反射層からの反射光を、該第１の光反
射層側に反射させる第２の光反射層を形成したことを特
徴とする請求項１乃至４記載のエピタキシャル半導体ウ
エーハ。