JPS60217663A - 光電変換素子 - Google Patents

光電変換素子

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JPS60217663A
JPS60217663A JP59074733A JP7473384A JPS60217663A JP S60217663 A JPS60217663 A JP S60217663A JP 59074733 A JP59074733 A JP 59074733A JP 7473384 A JP7473384 A JP 7473384A JP S60217663 A JPS60217663 A JP S60217663A
Authority
JP
Japan
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type
photoelectric conversion
layer
conversion element
junction
Prior art date
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Pending
Application number
JP59074733A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Kurata
倉田 一宏
Takeshi Takahashi
健 高橋
Toshio Sagawa
佐川 敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP59074733A priority Critical patent/JPS60217663A/ja
Publication of JPS60217663A publication Critical patent/JPS60217663A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
    • H10F10/142—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers comprising multiple PN homojunctions, e.g. tandem cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

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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】 〔発明の背景と目的〕 本発明は°、化合物半導体単結晶のp −n接合より成
るセル複数個を同一チップ中にモノシリツクに形成した
光電変換素子に関するものである。
従来、GaAS等の化合物半導体単結晶のp −n接合
を用いだ光電変換素子用セル複数個を、−同一チップ中
にモノシリツクに形成するためには、主として並列接続
形のダイオード・プレイが用いられており、第1図にそ
の構造断面図を示す。すなわち、それぞれn形(又はp
形)化合物半導体単結晶ウェハ1の表面付近に複数個の
p形(又はn形)領域2を形成し、共通電極3および個
別電極4を接続した構造である。しかしながらこの様な
構造では各p −n接合より成る各セルを直列に接続す
ることは不可能である。
又、SII結晶ウェハを用いたものでは直列接続形のダ
イオード・アレイがあり、第2図にその構造断面図を示
す。すなわち、n形(又はp形)SI単単結ラウェハフ
2ケ所以上の部分に、アクセプタ(又はドナー)不純物
を選択拡散してp形(又はn形)領域2を作シ、更にこ
れらの各領域の表面伺近の部分にドナー(又はアクセプ
タ)不純物を選択拡散してn形(又はp形)領域8を形
成する。各領域内の各伝導形部分にそれぞれオーミック
電極5および6を形成すれば、各領域内に形成された各
セルは直列に接続することが可能である。しかし麿から
、GaAsなど化合物半導体では、実用的な拡散速度を
有する不純物はZnなどの如きアクセプタしかなく、シ
かもドナー不純物の拡散は著しく困離であり、拡散によ
って上記の各セルを含むアイソレートされたアイランド
を形成することは不可能であるといってよい。
例えばGaAs 、 GaAlAsなどで直列接続形の
ダイオード・アレイを形成するには、選択成長法を用い
るかあるいはイオン打込み法を用いるしかない。しかし
選択成長法は技術的に複雑であり、イオン打込み法はイ
オン打込み後の高温アニール処理の際、ASなどの■族
元素の解離枚重手段を必要としこれも離しい技術である
。
なお、GaASなどのセン亜鉛鉱形化合物半導体単結晶
を用いて第2図に示すが如きSiの場合と類似したアイ
ランドを形成した場合、第3図に示す構造が考えられる
。すなわち、化合物半導体単結晶ウェハ1の少なくとも
表面部分をp形層1aとし、この上にn形層9をエピタ
キシャル成長させる。次にこのn形層90表面からZn
を拡散源として、深いp影領域10aおよび浅いp影領
域10bをそれぞれ選択拡散により形成し、オーミック
電極5および6を設ければ直列連結可能なモノシリツク
形光電変換素子となる。しかしながらこのような構造の
場合、深い、浅いの2回の選択拡散工程を必要とし、こ
れに伴う拡散マスク用被覆の被着並びにフォトエツチン
グ工程等も必要となり、生産コストが増加するばかりで
なく、光電変換用のp−n接合部の伝導形を構成できな
い場合がある。特にQaAsにおいては、n形層とp形
層とでは光吸収により発生する少数キャリヤーの寿命に
著しい差があり、光入射面をn形にする上記構造では光
電変換効率の上で不利となる場合が多い。
本発明は前記した従来技術に鑑みなされたものであり、
選択成長、選択拡散あるいはイオン打込み等の手段を用
いることなく簡単に直列連結がT5J能で、しかも光電
変換用p −n接合の伝導形の選択が自由にできるモノ
シリツク形の光電変換素子を提供することを目的とする
。
〔発明の概要〕
すなわち、本発明の光電変換素子は、面方位がほぼ(i
oo)面のセン亜鉛鉱形化合物半導単結晶から成るモノ
シリツク形の光電変換素子において、基板の上には少な
くとも二つのp −n接合面が生ずるように二層以上の
エピタキシャル成長層が形成されておシ、前記光電変換
素子の表面から少なくとも二つの前記p −n接合面を
貫通する深さのエツチング溝が順メサ方向に設けられて
いることを特徴とするものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。
第4図は本発明の一実施例を示す構造断面図である。面
方位がほぼ(ioo)面のn形GaAS基板11の表面
層11aはZnの拡散又はエピタキシャル成長によりp
形化されている。その上にエピタキシャル成長によシロ
形GaAs層12、p形GaAs層13を形成する。1
10はn形GaA s層12とp形GaAS層13との
接合面である第1のp −n接合面、111は表面層t
’taとn形GaAs層12との接合面である第2のp
 −n接合面である。
p形GaA 8層13の上には少数キャリヤの表面再結
合防止層となるp形Qa1.工人1工As層14が形成
され、このp形Qa1−χA1χAs層14を貫通して
p形層 a A 8層13およびn形GaA 8層12
に対してそれぞれオーミック電極17.17’、18お
よび18′が形成される。
左右のセルをアイソレートするエツチング溝15は、第
1のp −n接合面110および第2のp−11接合面
111を貫通しておシ、n形GaAS基板11の順メサ
方向である<OIT>軸方向に設けられる。とこで順メ
サ方向とは、ある面方位の基板に対しエツチングにより
生ずるエツチング溝の側壁間隔が深さ方向に狭くなる軸
方向のことである。
したがって、エツチング溝15の側壁が水平方向となす
角度は鈍角となりオーバハングしない。
従って、エツチング溝工5をPSG(リンガラス)等の
絶縁膜19で段切れなく被覆でき、金員配線膜16で複
数個のセルを直列に連結した構造を得ることが容易であ
る。
次に本発明の他の実施例について説明する。第5図は本
発明の他の実施例を示す説明図であり、(a)は本発明
の光電変換素子の上面図、(b)は(a)におけるA−
A’断面の構造図である。
21はp形QaA、s基板、22および23はそれぞれ
エピタキシャル成長で形成された+1形およびp形のG
aAs層であり、p形GaA 5層23と!]形GaA
 5層22の接合面を第1の接合面210、n形GaA
s層22とp形GaAS基板の接合in1を第2の接合
面211とする。
n形層 a 1−χA1χA−8層24及び絶層膜49
を貫通してn形層 a A 5層22及びp形層 a 
A 5層23に対してオーミック電極27,27’、2
8および28′が形成されている。
エツチング溝25は、p形GaAS基板21の順メサ方
向である(OI’l”)軸方向に第1のp−n接合面2
10および第2のp −n接合面211を貫通しておシ
、よって段切れなく絶縁膜29で被覆でき、配線用金属
膜26で複数個のセルを直列に連結できるものである。
なお、以上の実施例においては、半導体材料としてGa
ASおよびGa+−χA1χASを用いた場合のみにつ
いて説明しだが、本発明は他のtn −v族及びJl−
Vl族化合物半導体を用いだ光電変換素子に対しても実
施可能である。
本発明において、モノシリツク形の光電変換素子を得る
ためには化合物半導体ウニノ)の面方位が少なくともほ
ぼ(100)面でなければならない。
従ってエツチング溝の長さ方向がウニノ1の順メサ方向
であるほぼ<O1’l”>軸方向をとらないと、エツチ
ング溝の側壁と水平方向のなす角度が鋭角になりオーバ
ハングしてしまう。このような場合には、エツチング溝
において配線の際の絶縁膜あるいは蒸着金属膜が段切れ
を起こしてそれらの膜が破れることがある。又(100
)面の基板の順メサ方向の許容範囲は、p−n接合面の
深さ、絶縁膜の種類及び厚さによって異なるが、〈OI
T〉軸方向に対しておよそ±15°から±20°程度で
あり、この範囲以内であれば本発明の実施が可能である
ことが実験で確認されている。
〔発明の効果〕
以上に詳細に説明したように、本発明によれば次のよう
な顕著な効果を奏するものである。
(1)選択成長、選択拡散及びイオン打込み等の複雑な
手段を用いることなく簡単なエピタキシャル成長で直列
連結できるだめ低コストの生産が可能である。
(2) ウェハのほぼ(100)面に対して順メサ方向
にエツチング溝を設けるため、エツチング溝の側壁がオ
ーバハングせず、絶縁膜あるいは蒸着金属膜が段切れを
起こすことがない。
(3)光入射面がp形であるため、光入射面がn形の場
合と比べて光電変換効率がよい。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は従来例を示す構造断面図で
あり、第4図は本発明の一実施例を示す構造断面図、第
5図は本発明の他の実施例を示す説明図である。 1:化合物半導体単結晶ウェハ、2・8:領域3:共通
電極、4:個別電極、5・6:オーミンク電極+ 7 
: S I単結晶ウェハ、 9 : n形層。 10:p影領域、11:n形層 a A s基板、12
・22:n形層 a A 5層、13−23 :p形G
aAs層14 ・24 :n形層a+ −LAI ZA
s層、15−25:エッチング、16・26:金属配線
膜、17・18 ・27 ・28ニオ−ミック電極、1
9・2ン:絶縁膜、21:p形QaA、s基板、110
−210:第1のp −n接合面、111 ・211:
第2のp−11接合面。 革 11 禎 2 日 犀 31i?1 箱4図 祐 S 図 (α) ○ ) 手 続 ネilJ iJ二 酊1(自弁)1事件の表示 昭和 59 年 特 Ff l1rl第 7/1733
 号2発明の名称 光電変換素子 3 補正をする者 代表者 矛猶ユ 硝ガ蔀 5、補 正 の 対 象 明細書 6] 正 の 内 容 (1) 明m由の第6頁第11行、第7頁第17行、第
8頁第11行及び同頁第18行の r<OIT>Jをr < 01−1− > Jと訂正す
る。 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 面方位がほぼ(ioo )面のセン亜鉛鉱形化
    合物半導単結晶から成るモノシリツク形の光電変換素子
    において、基板の上には少なくとも二つのp −n接合
    面が生ずるように二層以上のエピタキシャル成長層が形
    成されておシ、前記光電変換素子の表面から少なくとも
    二つの前記1) −11接合面を貫通する深さのエツチ
    ング溝が順メサ方向に設けられていることを特徴とする
    光電変換素子。
JP59074733A 1984-04-12 1984-04-12 光電変換素子 Pending JPS60217663A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6197861A (ja) * 1984-10-18 1986-05-16 Matsushita Electronics Corp 固体撮像装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911083A (ja) * 1972-05-26 1974-01-31
JPS5395591A (en) * 1977-02-01 1978-08-21 Toshiba Corp Manufacture for photo electric conversion unit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911083A (ja) * 1972-05-26 1974-01-31
JPS5395591A (en) * 1977-02-01 1978-08-21 Toshiba Corp Manufacture for photo electric conversion unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6197861A (ja) * 1984-10-18 1986-05-16 Matsushita Electronics Corp 固体撮像装置の製造方法

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